JPH04158232A - 歪検出器 - Google Patents
歪検出器Info
- Publication number
- JPH04158232A JPH04158232A JP28544590A JP28544590A JPH04158232A JP H04158232 A JPH04158232 A JP H04158232A JP 28544590 A JP28544590 A JP 28544590A JP 28544590 A JP28544590 A JP 28544590A JP H04158232 A JPH04158232 A JP H04158232A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- passive shaft
- shield
- shaft
- magnetic shield
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- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
この発明は、回転軸などの受動軸に外力が印加された際
の歪を検出する歪検出器に関するものである。
の歪を検出する歪検出器に関するものである。
第６図は従来の歪検出器を示し、１はトルクを受ける受
動軸、２は受動軸１の中心軸、３．４は高透磁率軟磁性
材により形成された受動軸１の軸受、５．６は適当な磁
気歪定数を有する高透磁率軟磁性材からなり、受動軸１
の周囲に＋４５度、＝４５度の方向に固着された磁性層
、７は軸受３゜４に支持されて受動軸ｌの周囲に配設さ
れたコイルボビン、８．９はコイルボビン７に磁性層５
゜６と対応して巻回された検出コイル、１０．１１は検
出コイル８．９の周囲に設けられた非晶質合金あるいは
けい素鋼板などの高透磁率軟磁性材からなるヨーク、１
２はヨーク１０．１１の外周に共通に設けられた非磁性
シールドで、Ｃｕ、 ｆｉＪなどの非磁性高導電性材か
ら形成されている。１３は非磁性シールドの周囲に設け
られた磁性シールドで、非晶質合金あるいはけい素鋼板
などの高透磁率軟磁性材から形成されている。
動軸、２は受動軸１の中心軸、３．４は高透磁率軟磁性
材により形成された受動軸１の軸受、５．６は適当な磁
気歪定数を有する高透磁率軟磁性材からなり、受動軸１
の周囲に＋４５度、＝４５度の方向に固着された磁性層
、７は軸受３゜４に支持されて受動軸ｌの周囲に配設さ
れたコイルボビン、８．９はコイルボビン７に磁性層５
゜６と対応して巻回された検出コイル、１０．１１は検
出コイル８．９の周囲に設けられた非晶質合金あるいは
けい素鋼板などの高透磁率軟磁性材からなるヨーク、１
２はヨーク１０．１１の外周に共通に設けられた非磁性
シールドで、Ｃｕ、 ｆｉＪなどの非磁性高導電性材か
ら形成されている。１３は非磁性シールドの周囲に設け
られた磁性シールドで、非晶質合金あるいはけい素鋼板
などの高透磁率軟磁性材から形成されている。
次に、動作について説明する。受動軸Ｉに外部からトル
クが印加されると、磁性層５．６の一方に引張応力が発
生し、他方に圧縮応力が発生して歪が生じる。この歪に
より、磁性層５．６内では逆磁歪現象の結果として磁区
の再配列が起り、磁性層５，６の透磁率が変化する。こ
の際、引張応力の場合と圧縮応力の場合では、透磁率の
増減において逆方向に変化する。検出コイル８．９はこ
の透磁率の変化を磁気的インピーダンスの変化として検
出し、検出回路１４は各検出コイル８，９の出力を入力
され、受動軸１の印加トルクに応じた検出電圧Ｖを出力
する。ヨーク１０．１１は検出コイル８．９から発生し
た磁束を集中して通流させて磁束漏れを防ぎ、感度を増
大させる。一方、非磁性シールド１２は非磁性高導電率
材により形成されているので交流磁束の表皮深さが非常
に小さくなり、内部磁束と外部磁束はこの非磁性シール
ド１２により磁気分離され、内部磁束の漏れが防止され
て感度が向上するとともに、外部交流磁界の侵入を防止
して耐ノイズ性を向上させている。
クが印加されると、磁性層５．６の一方に引張応力が発
生し、他方に圧縮応力が発生して歪が生じる。この歪に
より、磁性層５．６内では逆磁歪現象の結果として磁区
の再配列が起り、磁性層５，６の透磁率が変化する。こ
の際、引張応力の場合と圧縮応力の場合では、透磁率の
増減において逆方向に変化する。検出コイル８．９はこ
の透磁率の変化を磁気的インピーダンスの変化として検
出し、検出回路１４は各検出コイル８，９の出力を入力
され、受動軸１の印加トルクに応じた検出電圧Ｖを出力
する。ヨーク１０．１１は検出コイル８．９から発生し
た磁束を集中して通流させて磁束漏れを防ぎ、感度を増
大させる。一方、非磁性シールド１２は非磁性高導電率
材により形成されているので交流磁束の表皮深さが非常
に小さくなり、内部磁束と外部磁束はこの非磁性シール
ド１２により磁気分離され、内部磁束の漏れが防止され
て感度が向上するとともに、外部交流磁界の侵入を防止
して耐ノイズ性を向上させている。
又、磁性シールド１３は高透磁率軟磁性材により形成さ
れており、外部直流磁界の侵入を防止する。
れており、外部直流磁界の侵入を防止する。
〔発明が解決しようとする課Ｂ］
上記した従来の歪検出器においては、磁性シールド１３
は非磁性シールド１２の周囲に設けられており、磁気的
には軸受３，４とは完全に分離している。しかし、この
ような構造では磁気シールド効果は十分でなく、例えば
受動軸１の中心軸２に平行に外部から直流磁界１５が磁
気ノイズとして作用すると、直流磁界１５の一部は磁性
層５゜６に流入し、磁性層５．６の磁気的動作点を変化
させ、直接的にトルク検出の精度に誤差を生じさせる。
は非磁性シールド１２の周囲に設けられており、磁気的
には軸受３，４とは完全に分離している。しかし、この
ような構造では磁気シールド効果は十分でなく、例えば
受動軸１の中心軸２に平行に外部から直流磁界１５が磁
気ノイズとして作用すると、直流磁界１５の一部は磁性
層５゜６に流入し、磁性層５．６の磁気的動作点を変化
させ、直接的にトルク検出の精度に誤差を生じさせる。
又、直流磁界１５の一部はヨーク１０゜１１に流入して
ヨーク１０．１１の磁気的動作点を変化させ、間接的に
トルク検出の精度に誤差を生じさせる。
ヨーク１０．１１の磁気的動作点を変化させ、間接的に
トルク検出の精度に誤差を生じさせる。
この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、耐ノイズ性を向上させるとともに、加工性
が良く安価な歪検出器を得ることを目的とする。
ものであり、耐ノイズ性を向上させるとともに、加工性
が良く安価な歪検出器を得ることを目的とする。
この発明に係る歪検出器は、高透磁率軟磁性材からなり
、ヨークの外周をおおうとともに両端に設けられた受動
軸に対して垂直な部分の内周が受動軸の外周近傍に位置
し、受動軸と平行な面による断面がコ字状の磁性シール
ドを設けたものである。
、ヨークの外周をおおうとともに両端に設けられた受動
軸に対して垂直な部分の内周が受動軸の外周近傍に位置
し、受動軸と平行な面による断面がコ字状の磁性シール
ドを設けたものである。
この発明においては、断面コ字状の磁性シールドにより
磁性層、検出コイル及びヨークをおおっており、外部直
流磁界は径方向ばかりでなく、軸方向においても磁性シ
ールドにより遮蔽され、かつ構成が簡単で加工性がよい
。
磁性層、検出コイル及びヨークをおおっており、外部直
流磁界は径方向ばかりでなく、軸方向においても磁性シ
ールドにより遮蔽され、かつ構成が簡単で加工性がよい
。
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの発明の第１の実施例による歪検出器の構成を示
し、１６は非磁性シールド１２の外周側に設けられた磁
性シールド本体部で、高透磁率軟磁性材により形成され
るとともに、両端部内周にねじ部１６ａ、１６ｂが形成
されている。
図はこの発明の第１の実施例による歪検出器の構成を示
し、１６は非磁性シールド１２の外周側に設けられた磁
性シールド本体部で、高透磁率軟磁性材により形成され
るとともに、両端部内周にねじ部１６ａ、１６ｂが形成
されている。
１７．１８は高透磁率軟磁性材からなる磁性シールド垂
直部であり、内周は受動軸１の外周近傍まであり、外周
にはねじ部が設けられて本体部１６のねじ部１６ａ、１
６ｂに螺着されており、本体部１６と垂直部１７．１８
により断面コ字状の磁性シールド１９が構成され、垂直
部１７．１８は軸受３．４に支持されている。他の構成
は従来と同様である。
直部であり、内周は受動軸１の外周近傍まであり、外周
にはねじ部が設けられて本体部１６のねじ部１６ａ、１
６ｂに螺着されており、本体部１６と垂直部１７．１８
により断面コ字状の磁性シールド１９が構成され、垂直
部１７．１８は軸受３．４に支持されている。他の構成
は従来と同様である。
次に、動作について説明する。磁性シールド１９は高透
磁率軟磁性材により断面コ字状に形成されており、受動
軸１の径方向から侵入する外部直流磁界ばかりでなく、
軸方向がら侵入する外部直流磁界も磁性シールド１９に
よって遮蔽される。
磁率軟磁性材により断面コ字状に形成されており、受動
軸１の径方向から侵入する外部直流磁界ばかりでなく、
軸方向がら侵入する外部直流磁界も磁性シールド１９に
よって遮蔽される。
このため、磁性層５．６やヨーク１０．１１の磁気動作
点は移動せず、歪検出誤差を防止できる。
点は移動せず、歪検出誤差を防止できる。
又、磁性シールド１９は筒状の本体部１６と板状の垂直
部１７．１８から螺合により一体に形成されており、構
成が簡単で組立も容易であり、安価となる。
部１７．１８から螺合により一体に形成されており、構
成が簡単で組立も容易であり、安価となる。
第２図はこの発明の第２の実施例による構成図であり、
２０．２１は粉末冶金法により形成された高透磁率軟磁
性材からなる磁性シールド形成部材である。形成部材２
０．２１は非磁性シールド１２の外周側をおおうと共に
、それぞれの一端が受動軸１に対して垂直となり、その
垂直部２０ａ。
２０．２１は粉末冶金法により形成された高透磁率軟磁
性材からなる磁性シールド形成部材である。形成部材２
０．２１は非磁性シールド１２の外周側をおおうと共に
、それぞれの一端が受動軸１に対して垂直となり、その
垂直部２０ａ。
２１ａの内周が受動軸１の外周近傍まで伸びている。形
成部材２０．２１は接着や溶接などにより一体化され、
全体で断面コ字状の磁性シールド１９が構成され、磁性
シールド１９は軸受３．４に支持されている。他の構成
は従来と同様である。
成部材２０．２１は接着や溶接などにより一体化され、
全体で断面コ字状の磁性シールド１９が構成され、磁性
シールド１９は軸受３．４に支持されている。他の構成
は従来と同様である。
この第２の実施例においても断面コ字状の磁性シールド
１９により受動軸１の径方向及び軸方向からの外部直流
磁界が遮蔽され、歪検出誤差が防止される。又、この場
合、受動軸１の中心軸２に対し垂直な面による磁性シー
ルド１９の断面が円である必要はなく、四角であっても
効果は変わりなく、この断面が四角であれば磁性シール
ド１９に対する他の部品の取付けや磁性シールド１９の
他の部品への取付けが容易になるという効果もある。
１９により受動軸１の径方向及び軸方向からの外部直流
磁界が遮蔽され、歪検出誤差が防止される。又、この場
合、受動軸１の中心軸２に対し垂直な面による磁性シー
ルド１９の断面が円である必要はなく、四角であっても
効果は変わりなく、この断面が四角であれば磁性シール
ド１９に対する他の部品の取付けや磁性シールド１９の
他の部品への取付けが容易になるという効果もある。
第３図（ａ）、（ｂ）はこの発明の第３の実施例を示し
、高透磁率軟磁性材をプレス加工により半円筒状にした
半円筒部２２ａ、２２ｂの両端に突出した接合部２２ｃ
、２２ｄを設け、この接合部２２ｃ。
、高透磁率軟磁性材をプレス加工により半円筒状にした
半円筒部２２ａ、２２ｂの両端に突出した接合部２２ｃ
、２２ｄを設け、この接合部２２ｃ。
２２ｄをねじ、溶接あるいは接着などにより接合し、非
磁性シールド１２の外周側をおおう円筒状の本体部を形
成し、この本体部の軸方向両端に同じく高透磁率軟磁性
材をプレス加工で打ち抜いたリング状部材２３．２４を
接着や溶接などにより取付け、全体で断面コ字状の磁性
シールド１９を形成する。他の構成は従来と同様である
。磁性シールド１９は軸受３，４に支持され、リング状
部材２３．２４の内周は受動軸１の外周近傍に位置して
おり、第１の実施例と同様の効果がある。又、この場合
も磁性シールド１９は受動軸１の中心軸２に対して垂直
な面による断面が円である必要はな（、四角であっても
よく、断面が四角であれば他の部品の取付けや他の部品
への取付けが容易になるという効果かある。
磁性シールド１２の外周側をおおう円筒状の本体部を形
成し、この本体部の軸方向両端に同じく高透磁率軟磁性
材をプレス加工で打ち抜いたリング状部材２３．２４を
接着や溶接などにより取付け、全体で断面コ字状の磁性
シールド１９を形成する。他の構成は従来と同様である
。磁性シールド１９は軸受３，４に支持され、リング状
部材２３．２４の内周は受動軸１の外周近傍に位置して
おり、第１の実施例と同様の効果がある。又、この場合
も磁性シールド１９は受動軸１の中心軸２に対して垂直
な面による断面が円である必要はな（、四角であっても
よく、断面が四角であれば他の部品の取付けや他の部品
への取付けが容易になるという効果かある。
第４図はこの発明の第４の実施例を示し、２５は高透磁
率軟磁性材からなる円筒部であり、円筒部２５は非磁性
シールド１２の外周側をおおっており、その両端部外周
にはねじ部２５ａ、２５ｂが形成されている。２６．２
７は高透磁率軟磁性材からなり、鰐部２６ａ、２７ａを
有するリング状部材であり、鍔部２６ａ、２７ａの内周
にはねじ部２６ｂ、２７ｂが設けである。従って、この
ねじ部２６ｂ、２７ｂをねじ部２５ａ、２５ｂにねじ込
むことにより円筒部２５とリング状部材２６．２７は一
体化され、断面コ字状の磁性シールド１９が構成され、
軸受３，４に支持されている。この実施例でもリング状
部材の内周は受動軸１の外周近傍に位置しており、第１
の実施例と同様な効果を有する。
率軟磁性材からなる円筒部であり、円筒部２５は非磁性
シールド１２の外周側をおおっており、その両端部外周
にはねじ部２５ａ、２５ｂが形成されている。２６．２
７は高透磁率軟磁性材からなり、鰐部２６ａ、２７ａを
有するリング状部材であり、鍔部２６ａ、２７ａの内周
にはねじ部２６ｂ、２７ｂが設けである。従って、この
ねじ部２６ｂ、２７ｂをねじ部２５ａ、２５ｂにねじ込
むことにより円筒部２５とリング状部材２６．２７は一
体化され、断面コ字状の磁性シールド１９が構成され、
軸受３，４に支持されている。この実施例でもリング状
部材の内周は受動軸１の外周近傍に位置しており、第１
の実施例と同様な効果を有する。
第５図はこの発明の第５の実施例を示し、２８は高透磁
率軟磁性材からなり、非磁性シールド１２の外周をおお
う円筒部である。２９．３０は高透磁率軟磁性材からな
り、鍔部２９ａ、３０ａを有するとともに鍔部２９ａ、
３０ａの先端内周に段部２９ｂ、３０ｂを有するリング
状部材である。この段部２９ｂ、３０ｂを円筒部２日の
外周両端に嵌合することにより、円筒部２８とリング状
部材２９．３０は一体化され、断面コ字状の磁性シール
ド１９が構成される。他の構成は従来と同様である。こ
の実施例でもリング状部材２９゜３０の内周は受動軸１
の外周近傍に位置しており、第１の実施例と同様の効果
がある。又、この場合、受動軸１の中心軸２に対して垂
直な面による磁性シールド１９の断面が円である必要は
なく四角でありでも効果は変りなく、断面が四角であれ
ば他の部品の取付けや他の部品への取付けが容易になる
という効果もある。
率軟磁性材からなり、非磁性シールド１２の外周をおお
う円筒部である。２９．３０は高透磁率軟磁性材からな
り、鍔部２９ａ、３０ａを有するとともに鍔部２９ａ、
３０ａの先端内周に段部２９ｂ、３０ｂを有するリング
状部材である。この段部２９ｂ、３０ｂを円筒部２日の
外周両端に嵌合することにより、円筒部２８とリング状
部材２９．３０は一体化され、断面コ字状の磁性シール
ド１９が構成される。他の構成は従来と同様である。こ
の実施例でもリング状部材２９゜３０の内周は受動軸１
の外周近傍に位置しており、第１の実施例と同様の効果
がある。又、この場合、受動軸１の中心軸２に対して垂
直な面による磁性シールド１９の断面が円である必要は
なく四角でありでも効果は変りなく、断面が四角であれ
ば他の部品の取付けや他の部品への取付けが容易になる
という効果もある。
（発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、磁性層、検出コイル及
びヨークは断面コ字状の磁性シールドによりおおわれて
いるので、この磁性シールドの磁気遮蔽効果により受動
軸の径方向から侵入する外部直流磁界ばかりでなく、軸
方向から侵入する外部直流磁界も遮蔽される。このため
、磁性層やヨークの磁気動作点は移動せず、外部直流磁
界による歪検出誤差は防止され、耐ノイズ性が向上する
。
びヨークは断面コ字状の磁性シールドによりおおわれて
いるので、この磁性シールドの磁気遮蔽効果により受動
軸の径方向から侵入する外部直流磁界ばかりでなく、軸
方向から侵入する外部直流磁界も遮蔽される。このため
、磁性層やヨークの磁気動作点は移動せず、外部直流磁
界による歪検出誤差は防止され、耐ノイズ性が向上する
。
又、磁性シールドはヨークの外周をおおう部材とその両
端に設けられた受動軸に対して垂直で内周が受動軸の外
周近傍に位置する部材とに分けることができ、加工性が
よく安価にすることができる。
端に設けられた受動軸に対して垂直で内周が受動軸の外
周近傍に位置する部材とに分けることができ、加工性が
よく安価にすることができる。
第１図及び第２図はこの発明の第１及び第２の実施例に
よる歪検出器の縦断正面図、第３図（ａ）。 伽）はこの発明の第３の実施例による歪検出器の縦断正
面図及び側面図、第４図及び第５図はこの発明の第４及
び第５の実施例による歪検出器の縦断正面図、第６図は
従来の歪検出器の縦断正面図である。 ｌ・・・受動軸、３．４・・・軸受、５．６・・・磁性
層、８．９・・・検出コイル、１０．１１・・・ヨーク
、１６・・・磁性シールド本体部、１６ａ、１６ｂ・・
・ねじ部、１７．１８・・・磁性シールド垂直部、１９
・・・磁性シールド、２０．２１・・・磁性シールド形
成部材、２０ａ、２１ａ−垂直部、２２ａ、２２ｂ・・
・半円筒部、２３，２４，２６，２７，２９．３０・・
・リング状部材、２５．２８−・・円筒部、２５ａ、２
５ｂ。 ２６ｂ、２７ｂ・・・ねじ部。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 ２０ａ、２１ａ：垂直部 第４図 ２６．２７：ｌルグ状部材 第５図 第６図 手続補正書
よる歪検出器の縦断正面図、第３図（ａ）。 伽）はこの発明の第３の実施例による歪検出器の縦断正
面図及び側面図、第４図及び第５図はこの発明の第４及
び第５の実施例による歪検出器の縦断正面図、第６図は
従来の歪検出器の縦断正面図である。 ｌ・・・受動軸、３．４・・・軸受、５．６・・・磁性
層、８．９・・・検出コイル、１０．１１・・・ヨーク
、１６・・・磁性シールド本体部、１６ａ、１６ｂ・・
・ねじ部、１７．１８・・・磁性シールド垂直部、１９
・・・磁性シールド、２０．２１・・・磁性シールド形
成部材、２０ａ、２１ａ−垂直部、２２ａ、２２ｂ・・
・半円筒部、２３，２４，２６，２７，２９．３０・・
・リング状部材、２５．２８−・・円筒部、２５ａ、２
５ｂ。 ２６ｂ、２７ｂ・・・ねじ部。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 ２０ａ、２１ａ：垂直部 第４図 ２６．２７：ｌルグ状部材 第５図 第６図 手続補正書
Claims (1)
- 外力を受ける受動軸と、この受動軸に固着された高透磁
率軟磁性材からなる磁性層と、この受動軸に対し回転自
在に保持された高透磁率軟磁性材からなる一対の軸受と
、磁性層の外周に設けられ、受動軸に印加された外力に
よって引き起こされる磁性層の透磁率変化を検出する検
出コイルと、検出コイルの外周に設けられた高透磁率軟
磁性材からなるヨークと、高透磁率軟磁性材からなり、
ヨークの外周をおおうとともに両端に設けられた受動軸
に対して垂直な部分の内周が受動軸の外周近傍に位置し
、受動軸と平行な面による断面がコ字状の磁性シールド
を備えたことを特徴とする歪検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28544590A JPH04158232A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 歪検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28544590A JPH04158232A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 歪検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04158232A true JPH04158232A (ja) | 1992-06-01 |
Family
ID=17691610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28544590A Pending JPH04158232A (ja) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | 歪検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04158232A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210325A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサおよび車両用操舵装置 |
| WO2010119773A1 (ja) * | 2009-04-17 | 2010-10-21 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2010249734A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2011122943A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Showa Corp | トルクセンサ |
| US8584533B2 (en) | 2008-03-03 | 2013-11-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor device, manufacturing method thereof, and vehicle steering apparatus |
-
1990
- 1990-10-22 JP JP28544590A patent/JPH04158232A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210325A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサおよび車両用操舵装置 |
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