JPH10170357A

JPH10170357A - トルク測定装置

Info

Publication number: JPH10170357A
Application number: JP35237196A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Narita; 守成田; Shinobu Kunida; 忍国田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】レゾルバ機構の数を少なくして、装置の小型
化とコストダウンを図るとともに、レゾルバ機構は全周
にわたって検出精度を必要としない構成にすることを目
的にする。【解決手段】トーションバー２１の周囲をハウジング
２２で囲むとともに、このハウジングにステータ２３を
固定する。トーションバーの出力軸側に固定した出力側
円筒ロータ２５とを対向させるとともに、この対向間隔
に、トーションバーの入力軸側に固定した入力側円筒ロ
ータ２７を介在させる。ステータと入力側円筒ロータと
は、非接触の磁気回路で接続する。また、入力側円筒ロ
ータ２７に接続された磁気回路のコイルは直接接続され
る。そして、出力側円筒ロータ２５と入力側円筒ロータ
２７との間にレゾルバ機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用のパワ
ーステアリング装置のように、入力軸を回転させること
によって、トーションバーをねじりながら入力軸及び出
力軸が回転するとともに、このときの入力軸と出力軸と
の相対回転量をレゾルバを介して検出してトルクを演算
するトルク測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５〜図８に示した従来の装置は、トー
ションバー１の一端を図示していない入力軸に固定し、
他端を同じく図示していない出力軸に固定している。そ
して、ハンドルを回転して入力軸を回すと、入力軸と出
力軸とは、トーションバー１をねじりながら回転する。
この時のトーションバー１のねじれ量すなわち両軸の相
対回転量を検出することによって、入力トルクを検出で
きる。上記のように両軸の相対回転量を検出するのがレ
ゾルバ機構であるが、以下に、このレゾルバ機構を具体
的に説明する。

【０００３】上記トーションバー１には、その入力軸側
に入力側円筒ロータ２を固定し、その出力軸側に出力側
円筒ロータ３を固定している。また、ハウジング４は、
これら両ロータ２、３の周囲を囲むようにしている。上
記ハウジング４の内周には、図６に示すように、環状の
第１ヨーク５を設けるとともに、その第１ヨーク内に第
１コイル６を設けている。また、入力側円筒ロータ２の
外周には、第１ヨーク５と対向する環状の第２ヨーク７
を固定し、その中にも第２コイル８を設けている。そし
て、上記第１ヨーク５及び第１コイル６と、第２ヨーク
７及び第２コイル８とで、第１磁気回路を構成するよう
にしている。

【０００４】さらに、この入力側円筒ロータ２には、そ
の円周上に第３ヨーク９を固定している。この第３ヨー
ク９の周囲には、位相を90°ずらした２種類のコイルか
らなる第３コイル１０を巻き付けるとともに、この第３
コイル１０を、上記第２コイル８と接続している。一
方、前記ハウジング４の内周には、上記第３ヨーク９及
び第３コイル１０と対向する第４ヨーク１１及び第４コ
イル１２を設けている。なお、この第４コイル１２も、
第３コイル１０と同様に、位相を90°ずらした２種類の
コイルからなる。これら各構成要素で、入力側レゾルバ
機構Ｒ₁を構成する。なお、図中符号１３は第１コイル
６に接続したリード線、１４は第４コイル１２に接続し
たリード線で、何れもハウジング４の外方に引き出して
いる。

【０００５】入力側円筒ロータ２とハウジング４との間
には、上記のようにした入力側レゾルバ機構Ｒ₁を設け
ているが、出力側円筒ロータ３とハウジング４との間に
も、この入力側と全く同様の出力側レゾルバ機構Ｒ₂を
設けている。そして、上記のレゾルバ機構を回路的に示
したのが図７である。

【０００６】トーションバー１がねじれている場合、第
１コイル６に交流電圧E_R1を加えると、その電圧に応じ
て第１ヨーク５及び第２ヨーク７に磁束が発生するとと
もに、その時の磁束密度に応じて、第２コイル８に交流
電圧が誘起される。第２コイル８は、第３コイル１０に
接続しているので、この第３コイル１０にも交流電圧が
発生する。しかし、第３コイル１０は、90°位相をずら
した２種類のコイルからなるので、その発生電圧も、90
゜位相がずれたものになる。この第３コイル１０に発生
した交流電圧によって、第４コイル１２に交流電圧が誘
起され、この第４コイル１２の交流電圧が、リード線１
４からハウジング４外に取り出される。

【０００７】上記ハウジング４外に取りだした出力電圧
E_S1とE_S2とは、次の通りである。 E_S1＝kE_R1×cosθ₁ E_S2＝kE_R1×sinθ₁ なお、上記kは、変圧比を示す。この時の出力電圧特性
は、図８に示す通りである。上記の２つの式からθ₁を
算出することができる。この角度θ₁は、入力側円筒ロ
ータ２の回転角度ということになる。このようにして算
出されたθ₁は、図示していないコンピュータに記憶さ
れる。また、同様にして、出力側レゾルバ機構Ｒ₂から
も、出力側円筒ロータ２の回転角度θ₂を検出してそれ
を上記コンピュータに入力する。そして、上記コンピュ
ータは、入力側と出力側との相対角度Δθを、Δθ＝θ
₁-θ₂として演算し、トーションバー１のねじれ角度で
あるこの相対角度Δθと、トーションバー１の剛性とか
らトルクを算出する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の装置では、入力側と出力側との両方に、レゾルバ機構
を必要とする。つまり、二組のレゾルバ機構を必要とす
るので、その分、装置が高額になるという問題があっ
た。また、上記のように二組のレゾルバ機構を必要とす
るために、それを組み込むスペースも大きくせざるをえ
ず、それだけ装置全体も大型化するという問題もあっ
た。さらに、トーションバー１のねじれ角は、それ程大
きくないが、ねじれた状態を維持しながら回転するの
で、レゾルバ機構は、全周にわたる検出精度を要求され
る。しかしながら、全周にわたる検出精度を実現するこ
とは、難しいというだけでなく、コスト的にも不利な条
件となる。この発明の目的は、全周にわたる検出精度を
必要としないレゾルバ機構であって、それを一組で足り
るようにしたトルク測定装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力軸と
出力軸とをトーションバーを介して連結し、入力軸を回
転させることによって、トーションバーをねじりながら
入力軸及び出力軸が回転するとともに、このときの入力
軸と出力軸との相対回転量をレゾルバを介して検出して
トルクを演算するトルク測定装置において、ハウジング
側に、その周方向に連続的に設けたステータと、出力軸
側に固定した出力側円筒ロータとを対向させるととも
に、この対向間隔内に入力軸側に固定した入力側円筒ロ
ータを介在させ、上記ステータと入力側円筒ロータとの
間に第１磁気回路を設け、この第１磁気回路は、入力側
円筒ロータと出力側円筒ロータとの間に設けた第２磁気
回路に接続し、この第２磁気回路は、同じく入力側円筒
ロータと出力側円筒ロータとの間に設けたレゾルバ機構
に接続し、このレゾルバ機構を、入力側円筒ロータとス
テータとの間に設けた第３、４磁気回路に接続し、これ
ら第３、４磁気回路から出力される電圧に応じて、トル
クを測定する点に特徴を有する。

【００１０】第２の発明は、上記第１の発明において、
ステータに第１ヨーク及び第１コイルを周方向に連続的
に固定し、ステータに対向する入力側円筒ロータの外周
面に第２ヨーク及び第２コイルを周方向に連続的に固定
する。そして、これら第１、２ヨーク及び第１、２コイ
ルで、第１磁気回路を構成する。また、入力側円筒ロー
タの内面には第３ヨーク及び第３コイルを固定し、この
内周面に対向する出力側円筒ロータの外面には、第４ヨ
ーク及び第４コイルを固定し、これら第３、４ヨーク及
び第３、４コイルで、第２磁気回路を構成する。そし
て、上記第２、３コイルを互いに接続する。さらに、こ
の出力側円筒ロータには、第５ヨークを設け、この第５
ヨークの周囲に、位相を90°ずらした２種類のコイルか
らなる第５コイルを巻き付け、この第５コイルを第４コ
イルに接続する。

【００１１】そして、上記第５ヨーク及び第５コイルに
対向する入力側円筒ロータの内面に第６ヨークを設け、
この第６ヨークの周囲に、位相を90°ずらした２種類の
コイルからなる第６コイルを巻き付け、これら第５、６
ヨーク及び第５、６コイルでレゾルバ機構を構成する。
一方、入力側円筒ロータの外周面には、第７ヨーク及び
第７コイルと、第８ヨーク及び第８コイルとを、周方向
に連続的に平行に固定し、これら第７、８コイルを上記
第６コイルに接続する。また、ハウジングの内周面に
は、これら第７ヨーク及び第７コイル、第８ヨーク及び
第８コイルに対向する第９ヨーク及び第９コイルと、第
１０ヨーク及び第１０コイルとを周方向に連続的に固定
する。これら第７ヨーク及び第７コイルと第９ヨーク及
び第９コイルとで第３磁気回路を構成し、第８ヨーク及
び第８コイルと第１０ヨーク及び第１０コイルとで第４
磁気回路を構成する。そして、上記第３、４磁気回路の
電圧をハウジング外に取り出す構成にしている。

【００１２】第３の発明は、入力軸と出力軸とをトーシ
ョンバーを介して連結し、入力軸を回転させることによ
って、トーションバーをねじりながら入力軸及び出力軸
が回転するとともに、このときの入力軸と出力軸との相
対回転量をレゾルバを介して検出してトルクを演算する
トルク測定装置において、ハウジング側に、その周方向
に連続的に設けたステータと、出力軸側に固定した出力
側円筒ロータとを対向させるとともに、この対向間隔内
に入力軸側に固定した入力側円筒ロータを介在させ、上
記ステータと入力側円筒ロータとの間に第１、第２磁気
回路を設け、これら第１、第２磁気回路は、入力側円筒
ロータと出力側円筒ロータとの間に設けたレゾルバ機構
に接続し、このレゾルバ機構は、同じく入力側円筒ロー
タと出力側円筒ロータとの間に設けた第３磁気回路に接
続し、この第３磁気回路を、入力側円筒ロータとステー
タとの間に設けた４磁気回路に接続し、この４磁気回路
から出力される電圧に応じて、トルクを測定する点に特
徴を有する。

【００１３】第４の発明は、上記第３の発明において、
ステータに第１ヨーク及び第１コイルと、第２ヨーク及
び第２コイルとを周方向に連続的に平行に固定し、ステ
ータに対向する入力側円筒ロータの外周面に第３ヨーク
及び第３コイルと、第４ヨーク及び第４コイルとを周方
向に連続的に固定する。そして、これら第１、３ヨーク
及び第１、３コイルで、第１磁気回路を構成し、これら
第２、第４ヨーク及び第２、第４コイルで第２磁気回路
を構成する。また、入力側円筒ロータの内面には、第５
ヨークを設け、この第５ヨークの周囲に、位相を90°ず
らした２種類のコイルからなる第５コイルを巻き付ける
とともに、この第５コイルを第３、第４コイルに接続す
る。そして、これら第５ヨーク及び第５コイルに対向す
る出力側円筒ロータの外面に、第６ヨークを設け、この
第６ヨークの周囲に、位相を90°ずらした２種類のコイ
ルからなる第６コイルを巻き付け、これら第５、６ヨー
ク及び第５、６コイルでレゾルバ機構を構成する。

【００１４】さらに、この出力側円筒ロータの外面に
は、第７ヨーク及び第７コイルを固定し、この外周面に
対向する出力側円筒ロータの内面には、第８ヨーク及び
第８コイルを固定し、これら第７、８ヨーク及び第７、
８コイルで、第３磁気回路を構成する。そして、上記第
６コイルと、第７コイルとを互いに接続する。一方、入
力側円筒ロータの外周面には、第９ヨーク及び第９コイ
ルを、周方向に連続的に固定し、この第９コイルを上記
第８コイルに接続する。また、ハウジングの内周面に
は、これら第９ヨーク及び第９コイルに対向する第１０
ヨーク及び第１０コイルとを周方向に連続的に固定し、
第９ヨーク及び第９コイルと第１０ヨーク及び第１０コ
イルとで第４磁気回路を構成する。そして、上記４磁気
回路の電圧をハウジング外に取り出す構成にしている。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１、２に示した第１実施例は、
トーションバー２１の外側を囲うようにしたハウジング
２２の内周面に、その周方向に連続するステータ２３を
固定している。トーションバー２１の出力側には、円筒
状の支持部材２４を固定し、この支持部材２４の外周に
は、出力側円筒ロータ２５を固定している。トーション
バー２１の入力側には、支持部材２６を固定するととも
に、この支持部材２６に入力側円筒ロータ２７を固定し
ている。上記入力側円筒ロータ２７は、ステータ２３と
出力側円筒ロータ２５との間に位置するもので、ステー
タ２３との間では全周にわたって相対回転し、出力側円
筒ロータ２５との間では、トーションバー２１のねじれ
分だけ相対回転することになる。

【００１６】上記ステータ２３には第１ヨーク２８を設
けているが、この第１ヨーク２８は、ステータ２３の周
方向に連続させている。なお、周方向に連続させると
は、この第１ヨークを環状に形成してもよいし、多数の
ヨークを整列させるようにしてもよい。このようにした
第１ヨーク２８には、第１コイル２９を周方向に連続的
に固定している。上記ステータ２３に対向する入力側円
筒ロータ２７の外周面に第２ヨーク３０及び第２コイル
３１を周方向に連続的に固定して、上記第１ヨーク２８
及び第１コイル２９に対向させている。そして、上記第
１、２ヨーク２８、３０及び第１、２コイル２９、３１
で、第１磁気回路を構成する。

【００１７】上記入力側円筒ロータ２７の内周面には第
３ヨーク３２及び第３コイル３３を固定している。ま
た、入力側円筒ロータ２７の内周面に対向する出力側円
筒ロータ２５の外面には、第４ヨーク３４及び第４コイ
ル３５を固定している。そして、これら第３、４ヨーク
３２、３４及び第３、４コイル３３、３５で、第２磁気
回路を構成する。上記第１磁気回路に設けた第２コイル
３１と、第２磁気回路に設けた第３コイル３３とを互い
に接続し、第２コイル３１に誘起された電圧が、第３コ
イル３３に加わるようにしている。

【００１８】上記出力側円筒ロータ２５には、第５ヨー
ク３６を設け、この第５ヨーク３６の周囲に、図２に示
したように位相を90°ずらした２種類のコイルからなる
第５コイル３７を巻き付けているが、この第５コイル３
７は、第４コイル３５に接続されている。したがって、
この第５コイル３７には、第４コイル３５に誘起された
交流電圧が加わる。これら第５ヨーク３６及び第５コイ
ル３７に対向する入力側円筒ロータ２７の内面には、第
６ヨーク３８を設け、この第６ヨークの周囲に、図２に
示すように、位相を90°ずらした２種類のコイルからな
る第６コイル３９を巻き付けている。そして、これら第
５、６ヨーク３６、３８及び第５、６コイル３７、３９
でレゾルバ機構を構成するものである。

【００１９】さらに、入力側円筒ロータ２７の外周面に
は、第７ヨーク４０及び第７コイル４１と、第８ヨーク
４２及び第８コイル４３とを、周方向に連続的に平行に
固定している。しかも、これら第７、８コイル４１、４
３を、上記第６コイル３９に接続している。したがっ
て、この第７、８コイル４１、４３には、第６コイル３
９に誘起された電圧が加わる。一方、ハウジング２２の
内周には、上記第７ヨーク４０及び第７コイル４１と、
第８ヨーク４２及び第８コイル４３とに対向する第９ヨ
ーク４４及び第９コイル４５と、第１０ヨーク４６及び
第１０コイル４７とを周方向に連続的に固定している。
そして、第７ヨーク及４０び第７コイル４１と、第９ヨ
ーク４４及び第９コイル４５とで第３磁気回路を構成
し、第８ヨーク４２及び第８コイル４３と、第１０ヨー
ク４６及び第１０コイル４７とで、第４磁気回路を構成
するとともに、これら第３、４磁気回路の電圧を、ハウ
ジング２２の外側に取り出すようにしている。なお、こ
のようにした第１実施例は、振幅変調型のレゾルバ機構
を用いたトルク検出装置である。

【００２０】次に、この第１実施例の作用を説明する。
第１コイル２９に交流電圧が加えられると、電磁誘導の
作用で、第２コイル３１に誘起電圧が発生する。この第
２コイル３１は、第３コイル３３に接続しているので、
この誘起電圧は、第３コイル３３にも加わる。このよう
に第３コイル３３に交流電流が加われば、同じく電磁誘
導の作用で、第４コイル３５にも誘起電圧が発生する。
そして、この第４コイル３５に発生した電圧は、第５コ
イル３７に加えられる。

【００２１】したがって、第１、２磁気回路は、第１コ
イル２９に加えた交流電圧を、第５コイル３７に加える
ための手段であるが、このような手段を採用したのは、
次の理由からである。つまり、ステータ２３と入力側円
筒ロータ２７とは、360°相対回転するために、第１コ
イル２９と第２コイル３１とを非接触にしなければなら
ない。また、入力側円筒ロータ２７と出力側円筒ロータ
２５も、その回転角は小さいけれど、相対回転すること
に変わりがないので、非接触の方が望ましい。このよう
な理由から、第１、２磁気回路を介して、第５コイル３
７に交流電圧を加えるようにした。

【００２２】そして、第５ヨーク３６及び第５コイル３
７と、第６ヨーク３８及び第６コイル３９とで、レゾル
バ機構を構成するが、このレゾルバ機構の機能は、従来
と全く同様である。したがって、入力軸側の回転角と出
力軸側の回転角との相対回転角に応じて、第７コイル４
１と第８コイル４３とに出力される電圧が異なることに
なる。この異なる電圧は、第３、４磁気回路を介して、
ハウジング２２の外方に取り出されれ、図示していない
コンピュータに入力される。コンピュータは、前記従来
と同様の論理によって、入力軸と出力軸との相対回転差
を演算し、その時のトルクを測定する。

【００２３】上記のように、レゾルバ機構は、トーショ
ンバーの入力側と出力側との相対回転角度だけを検出す
る精度があればよく、360゜全周にわたっての検出精度
を要求されない。また、１組のレゾルバ機構でトルクを
測定することができるようになり、２組のレゾルバ機構
を必要としていた従来の装置に比べると、コストが低減
できる。そして、その設置スペースも少なくて済むの
で、装置が小型化が可能になった。

【００２４】次に、図３、４に示した第２実施例につい
て説明する。この第２実施例は、第１実施例が振幅変調
型のレゾルバ機構を用いたのに対して、位相変調型のレ
ゾルバ機構を用いたトルク測定装置である。そして、そ
の効果は、第１実施例と同じである。図３に示すよう
に、トーションバー２１の外周を囲うようにしたハウジ
ング２２の内周面に、その周方向に連続するステータ２
３を固定している。トーションバー２１の出力側には、
円筒状の支持部材２４を固定し、この支持部材２４の外
周には、出力側円筒ロータ２５を固定している。また、
トーションバー２１の入力側には、支持部材２６を固定
するとともに、この支持部材２６に入力側円筒ロータ２
７を固定している。上記入力側円筒ロータ２７は、ステ
ータ２３と出力側円筒ロータ２５との間に位置するもの
で、ステータ２３との間では360゜全周にわたって相対
回転し、出力側円筒ロータ２５との間では、トーション
バー２１のねじれ分だけ相対回転することになる。

【００２５】上記ステータ２３には、第１ヨーク５０と
第２ヨーク５２とを固定しているが、これら第１、第２
ヨーク５０、５２は、ステータ２３の周方向に連続的に
平行にしている。このようにした第１、第２ヨーク５
０、５２には、それぞれ第１、第２コイル５１、５３を
周方向に連続的に固定している。上記ステータ２３に対
向する入力側円筒ロータ２７の外周面に、第３ヨーク５
４及び第３コイル５５と、第４ヨーク５６及び第４コイ
ル５７とを連続的に固定して、それぞれ第１ヨーク５０
及び第１コイル５１と、第２ヨーク５２及び第２コイル
５３とに対向させている。そして、上記第１、第３ヨー
ク５０、５４及び第１、第３コイル５１、５５で第１磁
気回路を構成し、上記第２、第４ヨーク５２、５６及び
第２、第４コイル５３、５７で、第２磁気回路を構成し
ている。

【００２６】上記入力側円筒ロータ２７の内周面には、
第５ヨーク５８を設け、この第５ヨーク５８の周囲に、
図４に示したように、位相を90゜ずらした２種類のコイ
ルからなる第５コイル５９を巻き付けている。この第５
コイル５９は、第３、第４コイル５５、５７に接続され
てる。したがって、この第５コイル５９には、第４、第
５コイル５５、５７に誘起された電圧が加わることにな
る。これら第５ヨーク５８及び第５コイル５９に対向す
る出力側円筒ロータ２５の外周面には、第６ヨーク６０
を設け、この第６ヨーク６０の周囲にも、図４に示すよ
うに、位相を90゜ずらした２種類のコイルからなる第６
コイル６１を巻き付けている。そして、これら第５、第
６ヨーク５８、６０及び第５、第６コイル５９、６１
で、レゾルバ機構を構成している。

【００２７】上記出力側円筒ロータ２５の外周面には、
第７ヨーク６２及び第７コイル６３を固定してる。ま
た、出力側円筒ロータ２５の外周面に対向する入力側円
筒ロータ２７の内周面には、第８ヨーク６４及び第８コ
イル６５を固定してる。そして、これら第７、第８ヨー
ク６２、６４及び第７、第８コイル６３、６５で、第３
磁気回路を構成している。上記第３磁気回路に設けた第
７コイル６３と、レゾルバ機構に設けた第６コイル６１
とを互いに接続し、第６コイル６１に誘起された電圧
が、第７コイル６３に加わるようにしている。

【００２８】さらに、入力側円筒ロータ２７の外周面に
は、第９ヨーク６６及び第９コイル６７を固定してい
る。また、入力側円筒ロータ２７の外周面に対向するス
テータ２３には、第１０ヨーク６８及び第１０コイル６
９を固定している。そして、これら第９、第１０ヨーク
６６、６８及び第９、第１０コイル６７、６９で、第４
磁気回路を構成している。この第４磁気回路に設けた第
９コイル６７を、上記第３磁気回路に設けた第８コイル
６５に接続し、第８コイル６５に誘起した電圧が、第９
コイル６７に加わるようにしている。そして、この第４
磁気回路の電圧をハウジング２２の外側に取り出すよう
にしている。

【００２９】次に、この第２実施例の作用を説明する。
図４に示すように、第１コイル５１に電圧E_S1を加え、
第２コイル５３に電圧E_S1と振幅が同じで、時間位相が9
0゜異なる電圧E_S2を加える。このように電圧を加える
と、電磁誘導の作用で、第３、第４コイル５５、５７に
それぞれ誘導電圧が発生する。これら第３、第４コイル
５５、５７は、第５コイル５９に接続しているので、誘
導電圧が位相変調型のレゾルバ機構の第５コイル５９に
加わる。上記のように、振幅が同じで時間位相が90゜異
なる電圧が、この位相変調型のレゾルバ機構に加わる
と、第７コイル５７には、時間的に位相のずれた電圧E
_R1が出力される。そして、この電圧E_R1は、第３、第４
磁気回路を介して、ハウジング２２の外方に取り出さ
れ、図示していないコンピュータに入力される。コンピ
ュータは、この時間的に位相のずれた電圧の信号を演算
し、トーションバー１のねじり角度θを求め、この角度
θとトーションバー１の剛性とによって、その時のトル
クを算出する。

【００３０】

【発明の効果】この発明のトルク測定装置によれば、一
組のレゾルバ機構で足りるので、二組のレゾルバ機構を
必要とした従来の装置に比べて、レゾルバの分だけで
も、コストを著しく低減できる。また、レゾルバ機構を
少なくできるということは、装置全体も小型化が可能に
なり、設置スペースの小さい所にも用いることができる
とともに、全体的にもコストを低減できる。また、ステ
ータと入力側円筒ロータとを、磁気回路を介して非接触
状態とし、入力側円筒ロータと出力側円筒ロータとの相
対回転差を、レゾルバ機構で直接検出するようにしたの
で、従来のように、レゾルバ機構は、360゜全周にわた
っての検出精度を要求されない。したがって、レゾルバ
機構の製造も極めて簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の要部の断面図である。

【図２】第１実施例の回路図である。

【図３】第２実施例の要部の断面図である。

【図４】第２実施例の回路図である。

【図５】従来の装置の概略図である。

【図６】レゾルバ機構の断面図である。

【図７】回路図である。

【図８】出力電圧特性図である。

【符号の説明】

２１トーションバー２２ハウジング２３ステータ２５出力側円筒ロータ２７入力側円筒ロータ２８、５０第１ヨーク２９、５１第１コイル３０、５２第２ヨーク３１、５３第２コイル３２、５４第３ヨーク３３、５５第３コイル３４、５６第４ヨーク３５、５７第４コイル３６、５８第５ヨーク３７、５９第５コイル３８、６０第６ヨーク３９、６１第６コイル４０、６２第７ヨーク４１、６３第７コイル４２、６４第８ヨーク４３、６５第８コイル４４、６６第９ヨーク４５、６７第９コイル４６、６８第１０ヨーク４７、６９第１０コイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸と出力軸とをトーションバーを介
して連結し、入力軸を回転させることによって、トーシ
ョンバーをねじりながら入力軸及び出力軸が回転すると
ともに、このときの入力軸と出力軸との相対回転量をレ
ゾルバを介して検出してトルクを演算するトルク測定装
置において、ハウジング側に、その周方向に連続的に設
けたステータと、出力軸側に固定した出力側円筒ロータ
とを対向させるとともに、この対向間隔内に入力軸側に
固定した入力側円筒ロータを介在させ、上記ステータと
入力側円筒ロータとの間に第１磁気回路を設け、この第
１磁気回路は、入力側円筒ロータと出力側円筒ロータと
の間に設けた第２磁気回路に接続し、この第２磁気回路
は、同じく入力側円筒ロータと出力側円筒ロータとの間
に設けたレゾルバ機構に接続し、このレゾルバ機構を、
入力側円筒ロータとステータとの間に設けた第３、４磁
気回路に接続し、これら第３、４磁気回路から出力され
る電圧に応じて、トルクを測定することを特徴とするト
ルク測定装置。
【請求項２】ステータに第１ヨーク及び第１コイルを
周方向に連続的に固定し、ステータに対向する入力側円
筒ロータの外周面に第２ヨーク及び第２コイルを周方向
に連続的に固定し、これら第１、２ヨーク及び第１、２
コイルで、第１磁気回路を構成し、入力側円筒ロータの
内面には第３ヨーク及び第３コイルを固定し、この内周
面に対向する出力側円筒ロータの外面には、第４ヨーク
及び第４コイルを固定し、これら第３、４ヨーク及び第
３、４コイルで、第２磁気回路を構成するとともに、上
記第２、３コイルを互いに接続し、しかも、この出力側
円筒ロータには、第５ヨークを設け、この第５ヨークの
周囲に、位相を90°ずらした２種類のコイルからなる第
５コイルを巻き付けるとともに、この第５コイルを第４
コイルに接続し、これら第５ヨーク及び第５コイルに対
向する入力側円筒ロータの内面に第６ヨークを設け、こ
の第６ヨークの周囲に、位相を90°ずらした２種類のコ
イルからなる第６コイルを巻き付け、これら第５、６ヨ
ーク及び第５、６コイルでレゾルバ機構を構成し、さら
に、入力側円筒ロータの外周面には、第７ヨーク及び第
７コイルと、第８ヨーク及び第８コイルとを、周方向に
連続的に平行に固定し、これら第７、８コイルを上記第
６コイルに接続する一方、ハウジングの内周面には、こ
れら第７ヨーク及び第７コイル、第８ヨーク及び第８コ
イルに対向する第９ヨーク及び第９コイルと、第１０ヨ
ーク及び第１０コイルとを周方向に連続的に固定し、第
７ヨーク及び第７コイルと第９ヨーク及び第９コイルと
で第３磁気回路を構成し、第８ヨーク及び第８コイルと
第１０ヨーク及び第１０コイルとで第４磁気回路を構成
し、上記第３、４磁気回路の電圧をハウジング外に取り
出す構成にした請求項１記載のトルク測定装置。
【請求項３】入力軸と出力軸とをトーションバーを介
して連結し、入力軸を回転させることによって、トーシ
ョンバーをねじりながら入力軸及び出力軸が回転すると
ともに、このときの入力軸と出力軸との相対回転量をレ
ゾルバを介して検出してトルクを演算するトルク測定装
置において、ハウジング側に、その周方向に連続的に設
けたステータと、出力軸側に固定した出力側円筒ロータ
とを対向させるとともに、この対向間隔内に入力軸側に
固定した入力側円筒ロータを介在させ、上記ステータと
入力側円筒ロータとの間に第１、第２磁気回路を設け、
これら第１、第２磁気回路は、入力側円筒ロータと出力
側円筒ロータとの間に設けたレゾルバ機構に接続し、こ
のレゾルバ機構は、同じく入力側円筒ロータと出力側円
筒ロータとの間に設けた第３磁気回路に接続し、この第
３磁気回路を、入力側円筒ロータとステータとの間に設
けた４磁気回路に接続し、この４磁気回路から出力され
る電圧に応じて、トルクを測定することを特徴とするト
ルク測定装置。
【請求項４】ステータに第１ヨーク及び第１コイル
と、第２ヨーク及び第２コイルとを周方向に連続的に平
行に固定し、ステータに対向する入力側円筒ロータの外
周面に第３ヨーク及び第３コイルと、第４ヨーク及び第
４コイルとを周方向に連続的に固定し、これら第１、３
ヨーク及び第１、３コイルで、第１磁気回路を構成し、
これら第２、第４ヨーク及び第２、第４コイルで第２磁
気回路を構成し、入力側円筒ロータの内面には第５ヨー
クを設け、この第５ヨークの周囲に、位相を90°ずらし
た２種類のコイルからなる第５コイルを巻き付けるとと
もに、この第５コイルを第３、第４コイルに接続し、こ
れら第５ヨーク及び第５コイルに対向する出力側円筒ロ
ータの外面に第６ヨークを設け、この第６ヨークの周囲
に、位相を90°ずらした２種類のコイルからなる第６コ
イルを巻き付け、これら第５、６ヨーク及び第５、６コ
イルでレゾルバ機構を構成し、しかも、この出力側円筒
ロータの外面には、第７ヨーク及び第７コイルを固定
し、この外周面に対向する出力側円筒ロータの内面に
は、第８ヨーク及び第８コイルを固定し、これら第７、
８ヨーク及び第７、８コイルで、第３磁気回路を構成す
るとともに、上記第６コイルと、第７コイルとを互いに
接続し、さらに、入力側円筒ロータの外周面には、第９
ヨーク及び第９コイルを、周方向に連続的に固定し、こ
の第９コイルを上記第８コイルに接続する一方、ハウジ
ングの内周面には、これら第９ヨーク及び第９コイルに
対向する第１０ヨーク及び第１０コイルとを周方向に連
続的に固定し、第９ヨーク及び第９コイルと第１０ヨー
ク及び第１０コイルとで第４磁気回路を構成し、上記４
磁気回路の電圧をハウジング外に取り出す構成にした請
求項２記載のトルク測定装置。