JPH042935A - トルクトランスジューサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は軸に加わるトルクの大きさを検出する為に用
いられるトルクトランスジューサに関する。

〔従来の技術〕

従来のトルクトランスジューサは第７図に示される如＜
１・−ジョンバー７ｆの両端の軸に検出リングｌｌｆ、
　１２ｆを取付け、その凹凸の歯１１ａｆ、　１２ａｆ
を向い合ゼた構造である。

〔発明が解決しようとする課題〕

この従来のトルクトランスジューサでは、一つの検出コ
イル２１ｆに出力が得られるのみで、温度ドリフトや機
差による中立位置の不確定さがあった。

本発明は上記従来技術の問題点（技術的課題）を解決す
る為になされたもので、トーションバーが一つの構造で
ありながら二つの出力を得ることができるようにしたト
ルクトランスジューサを提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決する為の手段〕

上記目的を達成する為に、本願発明は前記請求の範囲記
載の通りの手段を講じたものであって、その作用は次の
通りである。

〔作用〕

軸にトルクが加わるとトーションバーにハトルクの大き
さに対応した捻じれが生し、二つの検出リングに夫々備
わっている長寸歯及び短寸歯相互の対向幅が上記トルク
の大きさに対応して変化する。その変化は検出コイルに
よって磁気的に検出され、検出コイルには」ニラトルク
の大きさに対応した出力信号が得られる。

〔実施例〕

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

第１図において、１はケースを示し、例えば非磁性材料
で形成される。２は回動力の伝達軸を示し、上記ケース
１に対し軸受３，４によって回動自在に取付番ノである
。５．６．７は夫々上記伝達軸２における入力軸、出力
軸、トーションバーを夫々示し、これらは一体に形成さ
れている。次に１１は第１の検出リング、１２は第２の
検出リングで、いずれも磁性材料（例えば電磁ステンレ
ス或いは珪素１１）で形成され、夫々非磁性材料（例え
ば真鍮或いはプラスチック）で形成されたスペーサ１３
１４を介して入力軸５及び出力軸６に固着しである。

これらの検出リング１１．１２は第２図に示されるよう
に夫々複数の長寸歯１１ａ、　１２ａと短寸歯１１ｂ、
　１２ｂとを備えており、各検出リングにおける長寸歯
の各先端と相手側の検出リングにおける短寸歯の各先端
とを夫々対向させである。またそれらの長寸歯及び短寸
歯相互の位置関係は、Ｉ・−ジョンバ７の捻じれが０の
時に各歯相互の対向幅ｋｌ、　１１２が、それらの歯の
歯幅ＷＯの丁度１／２　となり、ｌ・−ジョンバー７が
捻しれることによる雨検出リング１１１２の円周方向へ
の相対的なずれによって、一方の対向幅例えば１１１が
増大したときには他方即ちＷ２が減少する位置関係にし
である。次に上記の各歯について説明すると、長寸歯１
１ａ、　１２ａは、夫々機械的な持出部１１ａ’、　１
２ａ’とその先に備えられた磁路部１１ａ”、　１２ａ
”とから構成されている。持出部１１−ａ”。

１２ａ′は次に述べる検出コイルとの磁気的な結合を防
ぐ（弱める）為に、外周面となる側に窪み１５を形成し
て検出コイルからの距離が遠くなるようにしである。尚
この持出部１１ａ’、　１．２ａ’は非磁性材料で形成
してもよい。その場合には窪み１５は不要である。一方
短寸歯］、１ｂ、　１２ｂはいずれもそのほぼ全体が磁
路部として機能するようになっている。次に２１は第１
の検出コイルで、図示の如く短寸歯１１ｂと長寸歯１２
ａにおける磁路部１２ａ”に近接さセて設けである。２
２は第２の検出コイルで、図示の如く短寸歯１２ｂ、！
：長寸歯１１２における磁路部１１　ａ　”に近接させ
て設けである。２３．２４は上記各検出コイル２１．２
２による磁気抵抗の検出感度を高める為に設けたヨーク
で、夫々断面コ字状の環状に形成され、夫々内鍔状の磁
極２３ａ、　２４ａ、　２３ｂ、　２４ｂを各検出リン
グ１１．，１２の短寸歯１１ｂ、　１２ｂ及び長寸歯１
１ａ１２ａにおける磁路部１２ａ″、１１ａ″に図示の
如く対向さセである。

次に第５図は」１記トルクトランスジューサを用いたト
ルク検出回路の一例を示すもので、３１は励磁用の交流
電源、３２．３３はブリッジ形成用抵抗、３４、３５は
出力端子を夫々示す。

」１記構成のトルクトランスジューサは入力軸５が駆動
源に接続され、出力軸６が負荷に接続される状態で使用
される。この状態において駆動源からの回動力は伝達軸
２を介して負荷に伝達される。

−力検出回路においては電源３１からの交流電流が各検
出コイル２Ｌ　２２に流れ、検出コイル２１から発ゼら
れた磁束Φ１はヨーク２３と短寸歯１１ｂ及び長寸歯１
２ａにおける磁路部１２ａ″′を磁路として通る一方、
検出コイル２２から発せられた磁束Φ２はヨーク２４と
短寸歯１２ｂ及び長寸歯１１ａにおける磁路部１１ａ”
を磁路として通る。

上記回動力が伝達される場合において軸２に加わるトル
ク即ち入力軸５と出力軸６との間に加わるトルクが０の
場合には、トーシジンバ−７は捻じれを生ぜぬから、前
記歯相互の対向幅ＷＬ　Ｗ２は相互に等しいままである
。この為、短寸歯１１ｂと長寸歯１２ａにおける磁路部
１２ａ”との間の磁気抵抗及び短寸歯１２ｂと長寸歯１
１ａにおける磁路部１１ａ′”との間の磁気抵抗は相互
に等しくて、各検出コイル２１、２２のインピーダンス
は等しく、従って出力端子３４．３５に現れる信号は０
である。

−力伝達軸２にトルクが加わるとそのトルクはトーンヨ
ンバ−７に稔じれをもたらす。この捻じれにより、第１
及び第２の検出リング１１．１２は例えば第３図に矢印
３７で、あるいは第４図に符号３８で夫々示される如く
相対的に変位する。この変位の為、歯相互の前記対向幅
Ｗｌ、　Ｗ２は夫々Ｗ１”、−２゛あるいはＷｌ”、　
Ｗ２″と変化する。この為谷検出コイル２１２２のイン
ピーダンスはそれら対向幅の変化に対応して変化する。

その結果、出力端子３４．３５間には」１記伝達軸２に
加わったトルクの大きさに対応する出力信号を得ること
ができる。

次に一上記構成の検出回路においては出力端子３４３５
間に得られる出力電圧は第６図に符号３９で示されるよ
うな７字特性である。しかし出力端子３４゜３５に得ら
れる出力信号を位相検波することにより、軸２に加わる
トルクと位相検波された後の信号との関係を符号４０で
示すように直線の関係とすることができる。従ってその
位相検波された信号のレベルを測定することによって軸
２に加わるトルクの大きさとその方向を知ることができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明にあっては、軸２にトルクが加わっ
た場合、そのトルクの大きさに対応した出力を得ること
ができ、しかもその場合二つの出力を得ることができ、
その出力を検出回路にお（ジるブリッジの２辺として用
いることによって、７字特性の出力が得られると共に、
温度ドリフトも除去できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は縦断面図、
第２図はトルク検出部における歯相互の重合関係を示す
為の展開図（検出リングを展開した状態を示す図）、第
３図及び第４図は伝達軸にトルクが加わった場合の状態
を示ず第２図と同様の図、第５図は検出回路の一例を示
す回路図、第６図は検出回路の出力特性を示す特性図、
第７図は従来例を示す縦断面図。 ５・・・入力軸、６・・・出力軸、７・・・トションバ
ー、１１．１２・・・検出リング、１１ａ。 １２ａ−−・長寸歯、ｌｌｂ、　１２ｂ　・−・短寸歯
、２１２２・・・検出コイル。 ＼ｒ　　　ｈ Ｏ）Ｉｖ′１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トーションバーを介して連結された入力軸及び出力軸
   に、夫々長寸歯と短寸歯を有している第１の検出リング
   と第２の検出リングとが、第１の検出リングの長寸歯及
   び短寸歯と、第２の検出リングにおける短寸歯及び長寸
   歯とが夫々対向する状態に付設され、第１の検出リング
   の短寸歯と第２の検出リングの長寸歯との対向部分の近
   傍に第１の検出コイルが、第１の検出リングの長寸歯と
   第２の検出リングの短寸歯との対向部分の近傍に第２の
   検出コイルが夫々配設されているトルクトランスジュー
   サ。