JPH0572062A - トルクセンサの零点補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルクセンサにおいて零点を容易かつ確実に
補正できるようにする。 【構成】 軸回転検出センサ14によって、トルク伝達軸
１が回転中であるか否かが検出される。センサ14により
軸１が回転中でないことが検出されているときのトルク
検出信号が、零点データとして零点メモリ20に取り込ま
れて記憶される。このため零点データは、軸１が回転し
ていないときに絶えず修正を受けて更新される。トルク
印加にもとづき軸１が回転中であることがセンサ14で検
知されているときのトルク検出信号ａは、零点メモリ20
から出力されるトルク印加直前の零点データで零点補正
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トルクセンサの零点補
正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トルク伝達軸に印加されるトルクの大き
さを検出する手段として、たとえば磁歪式トルクセンサ
が、特開平１−173843号公報などによって知られてい
る。この磁歪式トルクセンサは、トルク伝達軸の外周面
に一対の磁気異方性部を互いに逆方向に傾斜させて設
け、かつこれら磁気異方性部の周囲に励磁コイルと一対
の検出コイルとを設けたものが一般的である。

【０００３】この種のトルクセンサにおいては、図４で
実線で示すように、軸に印加されるトルクの大きさに比
例した検出信号が得られ、正常な状態においては印加ト
ルクがゼロのときの出力もゼロである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、センサや励磁
検出回路の周囲温度が変化したような場合には、図４に
おいて破線で示すように検出特性が変動し、トルクゼロ
のときに出力Ａが生じる零点変動が発生して、検出誤差
の原因になるという問題点がある。

【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、トルクセンサにおいて零点を容易かつ確実に補正で
きるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、トルク伝達軸が回転中であるか否かを検出す
る軸回転検出センサと、この軸回転検出センサにより前
記トルク伝達軸が回転中でないことが検知されていると
きに、そのときのトルク検出信号を零点データとして取
り込んで保持する手段と、前記軸回転検出センサにより
トルク伝達軸が回転中であることが検知されているとき
に、そのときのトルク検出信号を前記保持された零点デ
ータを用いて零点補正する手段とを有するようにしたも
のである。

【０００７】また本発明は、上記構成において、トルク
伝達軸にトルクが印加されてこのトルク伝達軸が回転を
始めてから、軸回転検出センサよりの回転中信号が出力
されるまでの第１の遅延時間よりも長い第２の遅延時間
だけトルク検出信号を遅延させる手段と、回転中信号が
出力された時点で零点データの取り込みを停止して、そ
のときに保持していた零点データでトルク検出信号を零
点補正する手段と、トルク伝達軸へのトルクの印加が解
除されて軸回転検出センサよりの回転中信号が消滅して
から前記遅延手段からの遅延トルク検出信号が消滅する
までの第３の遅延時間よりも長い第４の遅延時間を設定
する手段と、前記第４の遅延時間の経過後に零点補正を
停止して、零点データの取り込みと保持とを再開する手
段とを有するようにしたものである。

【０００８】

【作用】このような構成によれば、軸回転検出センサに
より、トルク伝達軸が回転中でないこと、すなわちトル
クゼロの状態にあることを検知可能である。よって、そ
のときのトルク検出信号は、トルクゼロのときの検出信
号すなわち零点データとして取り込まれ、保持される。
トルク伝達軸にトルクが印加されて回転を始めたなら、
そのときのトルク検出信号が、保持されていた零点デー
タを用いて零点補正される。このように、トルクゼロの
ときに零点データが絶えず修正され、また印加トルクを
検出する直前の零点データで零点補正が行われるため、
零点変動の少ないトルク信号が得られる。

【０００９】また軸回転検出センサにおいては、軸への
トルク印加の状況に比べて検出の時間遅れが生じるのが
一般的であるが、遅延手段の作用によりまだトルク検出
信号が現れてこないうちに、回転中信号が出力された時
点で零点データの取り込みと保持とを停止するととも
に、トルク検出信号が消滅した後の第４の遅延時間の経
過後に前記取り込みと保持とを再開することで、時間遅
れの影響が取り除かれ、軸に印加されているトルクの影
響が確実に除去されたうえで、零点データが得られる。

【００１０】

【実施例】図１において、１はトルク伝達軸であり、そ
の外周面には、互いに逆方向に傾斜した一対の磁気異方
性部２、２が形成されている。磁気異方性部２、２の周
囲には、励磁コイル３と、各磁気異方性部２、２に対応
して設けられた一対の検出コイル４、４とが設けられて
いる。励磁コイル３は、交流式の励磁電源５に接続され
ている。各検出コイル４、４には、整流回路６、６とフ
ィルタ７、７とがそれぞれ直列に接続され、両フィルタ
７、７は、差引点８に接続されている。差引点８は、 A
/D変換器９に接続されている。

【００１１】A/D変換器９からの出力ライン10は、デジ
タル式の演算制御回路11と、遅延回路12とに接続されて
いる。また遅延回路12の出力ライン13も、演算制御回路
11に接続されている。一方、トルク伝達軸１に対応し
て、このトルク伝達軸１が回転中であるかどうかを検出
するための軸回転検出センサ14が設けられている。この
軸回転検出センサ14の出力ライン15も、演算制御回路11
に接続されている。

【００１２】図２は、演算制御回路11の詳細構造を示
す。 A/D変換器９からの出力ライン10は差引点18に接続
され、また遅延回路12からの出力ライン13は、開閉器19
を介して、零点補正のためのデータを記憶する零点メモ
リ20に接続されている。零点メモリ20の出力ラインは、
差引点18と、他の差引点21とに接続されている。差引点
21には、出力ライン13が直接接続されている。差引点18
は、ノット回路22を備えた開閉器23を介して、最終出力
ライン24に接続されている。また差引点21は、開閉器25
を介して最終出力ライン24に接続されている。

【００１３】軸回転検出センサ14からの出力ライン15は
第１の信号処理回路26に接続され、この第１の信号処理
回路26では、軸１が回転中であるか否かを示す２値信号
からなる回転中信号が生成される。第１の信号処理回路
26の出力側は、回転中信号ｄを出力するための出力ライ
ン27と、第２の信号処理回路28とに並列に接続されてい
る。出力ライン27に現れる回転中信号ｄは、軸１の回転
モニタなどの用途に用いられる。第２の信号処理回路28
は、回転中信号ｄに後述の処理を施すことで、データ修
正中信号ｅを生成する。第２の信号処理回路28からの出
力ライン29は、開閉器19、25と、ノット回路22を備えた
開閉器23とに接続されている。

【００１４】次に、動作を説明する。 A/D変換器９から
の出力ライン10には、図４の実線で示したものと同様の
トルク検出信号ａが現れる。軸１は、モータの回転トル
ク試験機や、ねじ締め機などのように、間欠的に回転が
行われるようにトルクが印加される軸であり、このため
トルク検出信号ａの時間的な変化は、図３に示すように
なる。

【００１５】トルク検出信号ａは遅延回路12において時
間T1だけシフトされ、この時間シフトされた遅延信号ｂ
が遅延回路12から出力される。一方、軸回転検出センサ
14からの検出信号を第１の信号処理回路26で処理するこ
とにより得られる回転中信号ｄは、図３に示すように、
その立ち上がり部の生じる時点が、軸１に実際にトルク
が印加され始める時点よりも時間T2だけ遅れるという特
性を有する。そこで、上述のデータシフト時間T1は、T1
＞T2となるように決められる。第２の信号処理回路28に
より回転中信号ｄから生成されるデータ修正中信号ｅ
は、回転中信号ｄの立ち上がりの時点でオンからオフに
切り替わる。ノット回路22の出力側には、データ修正中
信号ｅを反転させた反転信号が現れる。

【００１６】すなわち、図２に示す演算制御回路10にお
いては、トルクゼロのときにはデータ修正中信号ｅがオ
ンとなるため開閉器19、25は閉じ、反対にノット回路22
に接続された開閉器23は開く。このため、遅延回路12か
らの遅延信号ｂはトルク検出信号の零点を補正するため
の零点データとして零点メモリ20に入力されて記憶さ
れ、かつこの零点メモリ20から出力されて差引点21に入
力される。この結果、零点データは、零点メモリ20に入
力される遅延信号ｂにより絶えず修正を受けて更新され
ることになる。一方、差引点21には遅延信号ｂがそのま
ま入力されるため、結局この差引点21からはゼロ信号が
出力され、これがトルク信号ｃとして最終出力ライン24
へ送り出される。

【００１７】軸１にトルクが印加されると、時間T2だけ
遅れてデータ修正中信号ｅがオフとなり、開閉器19、25
が開くとともに開閉器23が閉じて、零点データの修正が
中止される。このとき、前述のようにT1＞T2という関係
を成立させてあるため、零点データの修正を中止する直
前においては、実際にはすでに軸１にトルクが印加され
ているにもかかわらず、出力ライン13にはそれが現れ
ず、零点メモリ20内の零点データに悪影響が及ぶことが
防止される。

【００１８】またデータ修正中信号ｅがオフとなると、
差引点18には時間遅れのない現状のトルク検出信号ａと
零点メモリ20からの零点データとが入力される。そし
て、この零点データにてトルク検出信号ａを零点補正し
たトルク信号ｃが、最終出力ライン24に出力される。

【００１９】図３に示すように、軸１に印加されたトル
クが解除されると、それから一定の遅れ時間を経過した
後に回転中信号ｄがオフとなり、それからさらに時間T3
を経て遅延信号ｂがトルクゼロとなる。データ修正中信
号ｅは、回転中信号ｄがオフとなった後に時間T4が経過
してからオンとなる。ここで時間T4は、T4＞T3となるよ
うに決められる。

【００２０】このようにして再び零点データの修正が開
始されるのであるが、上述のようにT4＞T3という関係を
成立させてあるため、零点データの修正を再開した時点
においては出力ライン13の信号は確実にゼロになってお
り、この場合も零点メモリ20内の零点データに悪影響が
及ぶことが防止される。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、トル
ク伝達軸が回転中であるか否かを検出する軸回転検出セ
ンサと、この軸回転検出センサにより前記トルク伝達軸
が回転中でないことが検知されているときに、そのとき
のトルク検出信号を零点データとして取り込んで保持す
る手段と、前記軸回転検出センサによりトルク伝達軸が
回転中であることが検知されているときに、そのときの
トルク検出信号を前記保持された零点データを用いて零
点補正する手段とを有する構成としたため、トルク伝達
軸が回転中でなくトルクゼロの状態にあることを確実に
検知でき、このため正確な零点データを得ることができ
て、トルク検出信号を適正に零点補正することができる
のみならず、トルクゼロのときに零点データを絶えず修
正することができ、また印加トルクを検出する直前の零
点データで零点補正できるため、零点変動の少ないトル
ク信号を得ることができる。

【００２２】また本発明によると、遅延手段の作用によ
りまだトルク検出信号が現れてこないうちに、回転中信
号が出力された時点で零点データの取り込みと保持とを
停止するとともに、トルク検出信号が消滅した後の第４
の遅延時間の経過後に前記取り込みと保持とを再開する
ため、時間遅れの影響を取り除くことができ、軸に印加
されているトルクの影響を確実に除去して零点データを
修正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のトルクセンサの零点補正装
置の回路図である。

【図２】図１における演算制御回路の詳細回路図であ
る。

【図３】図１および図２の回路における各部の動作説明
図である。

【図４】従来の一般的なトルクセンサの零点変動の説明
図である。

【符号の説明】

１ トルク伝達軸 11 演算制御回路 12 遅延回路 14 軸回転検出センサ 19 開閉器 20 零点メモリ 23 開閉器 25 開閉器 ａ トルク検出信号 ｂ 遅延信号 ｃ トルク信号 ｄ 回転中信号 ｅ データ修正中信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルク伝達軸に印加されるトルクの大き
   さを検出するためのトルクセンサにおいて、前記トルク
   伝達軸が回転中であるか否かを検出する軸回転検出セン
   サと、この軸回転検出センサにより前記トルク伝達軸が
   回転中でないことが検知されているときに、そのときの
   トルク検出信号を零点データとして取り込んで保持する
   手段と、前記軸回転検出センサによりトルク伝達軸が回
   転中であることが検知されているときに、そのときのト
   ルク検出信号を前記保持された零点データを用いて零点
   補正する手段とを有することを特徴とするトルクセンサ
   の零点補正装置。
2. 【請求項２】 トルク伝達軸にトルクが印加され始めて
   から、軸回転検出センサよりの回転中信号が出力される
   までの第１の遅延時間よりも長い第２の遅延時間だけト
   ルク検出信号を遅延させる手段と、回転中信号が出力さ
   れた時点で零点データの取り込みを停止して、そのとき
   に保持していた零点データでトルク検出信号を零点補正
   する手段と、トルク伝達軸へのトルクの印加が解除され
   て軸回転検出センサよりの回転中信号が消滅してから前
   記遅延手段からの遅延トルク検出信号が消滅するまでの
   第３の遅延時間よりも長い第４の遅延時間を設定する手
   段と、前記第４の遅延時間の経過後にトルク検出信号の
   零点補正を停止して、零点データの取り込みと保持とを
   再開する手段とを有することを特徴とする請求項１記載
   のトルクセンサの零点補正装置。