JPS6044841A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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- JPS6044841A JPS6044841A JP58153724A JP15372483A JPS6044841A JP S6044841 A JPS6044841 A JP S6044841A JP 58153724 A JP58153724 A JP 58153724A JP 15372483 A JP15372483 A JP 15372483A JP S6044841 A JPS6044841 A JP S6044841A
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- torque
- shaft
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (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】
［発明の技術分野］
この発明は例えば回転軸などの受動軸の軸トルクを非接
触で測定するトルク検出装置に関するものである。
触で測定するトルク検出装置に関するものである。
［従来技術］
従来、受動軸例えば回転軸の軸トルクを測定する方法と
しては、ストレンゲージを回転軸に貼り付けて、トルク
による軸のねじれに起因するストレンゲージの抵抗値変
化によりトルクを検出する方法、既知のヤング率を有す
る中間軸を駆動側と負荷側との間に挿入して、その中間
軸のねじれを位相差として検出する方法、さらに外力つ
まりトルクにより磁性材軸即ち回転軸の透磁率が変化す
に るいわゆる磁歪効果を利用する方法等である。
しては、ストレンゲージを回転軸に貼り付けて、トルク
による軸のねじれに起因するストレンゲージの抵抗値変
化によりトルクを検出する方法、既知のヤング率を有す
る中間軸を駆動側と負荷側との間に挿入して、その中間
軸のねじれを位相差として検出する方法、さらに外力つ
まりトルクにより磁性材軸即ち回転軸の透磁率が変化す
に るいわゆる磁歪効果を利用する方法等である。
ストレンゲージを回転軸に貼り付ける方法は、ストレン
ゲージの貼り付けの良否如何により精度が左右されるね
いう不都合があるうえ、加えて出力信号の取り出しにス
リップリング、テレメータ等を取り付ける必要があり、
装置が大きくなる。さらに加えて、高速回転、長時間運
転になると、スリップリングの電気抵抗値が変化してノ
イズが発生しやすいなどの欠点がある。中間軸のねじれ
による位相差を検出する方法は、電気回路が複雑となる
ため高価であり、また回転軸の高速回転時と低速回転時
の検出が両立しがたいという不都合を持つ。磁性材軸を
用いて磁歪効果を利用する方法は、実際の軸が利用でき
るという利点はあるが。
ゲージの貼り付けの良否如何により精度が左右されるね
いう不都合があるうえ、加えて出力信号の取り出しにス
リップリング、テレメータ等を取り付ける必要があり、
装置が大きくなる。さらに加えて、高速回転、長時間運
転になると、スリップリングの電気抵抗値が変化してノ
イズが発生しやすいなどの欠点がある。中間軸のねじれ
による位相差を検出する方法は、電気回路が複雑となる
ため高価であり、また回転軸の高速回転時と低速回転時
の検出が両立しがたいという不都合を持つ。磁性材軸を
用いて磁歪効果を利用する方法は、実際の軸が利用でき
るという利点はあるが。
しかし一方では通常の軸は強度にその多（の注意が払わ
れ、磁気特性についてはあまり考慮されていないので、
磁気的にははなはだ不均一である。
れ、磁気特性についてはあまり考慮されていないので、
磁気的にははなはだ不均一である。
このため、この軸の磁気的不均一性による出方の回転角
依存性すなわち軸の回転に伴なう出方のドリフトを持つ
、換言すれば回転角によって出方が変動するという欠点
を持っている。もっともこの出力のドリフトつまり出方
変動は１軸のまわりに複数個の検出器を設けることなど
によって補正することはできるが、構造がそれだけ複雑
になり。
依存性すなわち軸の回転に伴なう出方のドリフトを持つ
、換言すれば回転角によって出方が変動するという欠点
を持っている。もっともこの出力のドリフトつまり出方
変動は１軸のまわりに複数個の検出器を設けることなど
によって補正することはできるが、構造がそれだけ複雑
になり。
好ましい方法とはいえない。
［発明の概要コ
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
め罠なされたものであり、受動軸の外周に２つの磁性層
を固着し、この各磁性層をそれぞれ包囲するように上記
受動軸に回転対称に２つの検出コイルを巻回し、この各
検出コイルを用いて磁気飽和形発振回路を構成し、各磁
性層をもっ受層の透磁率変化によって生ずる発振信号の
デユーティ比変化を検出することにより、印加されたト
ルクの大きさを検出しようとするものである。
め罠なされたものであり、受動軸の外周に２つの磁性層
を固着し、この各磁性層をそれぞれ包囲するように上記
受動軸に回転対称に２つの検出コイルを巻回し、この各
検出コイルを用いて磁気飽和形発振回路を構成し、各磁
性層をもっ受層の透磁率変化によって生ずる発振信号の
デユーティ比変化を検出することにより、印加されたト
ルクの大きさを検出しようとするものである。
［発明の実施例］
第１図はこの発明の動作原理を説明するための図である
。一般に、磁性材に応力を加えると、その磁気特性が変
化することはよく知られており。
。一般に、磁性材に応力を加えると、その磁気特性が変
化することはよく知られており。
引張応力によって透磁率は増加し、圧縮応力によって透
磁率は減少する。ところで、第１図に示すように受動軸
＋１）Ｋ）ルクＴを印加すると、中心軸（２）に対し＋
４５°方向に応力σが生ずる。つまり中心軸（２）に対
し＋４５°の角度をもつ線上に引張応力σが発生し、−
４５°の角度をもつ線上に圧縮応力−σが生ずる。した
がって受動軸（１）の外周に高磁歪材からなる磁性層を
固着し、トルクが加わったときのその磁気ひずみ効果を
利用すれば、トルクの検出が可能となる。
磁率は減少する。ところで、第１図に示すように受動軸
＋１）Ｋ）ルクＴを印加すると、中心軸（２）に対し＋
４５°方向に応力σが生ずる。つまり中心軸（２）に対
し＋４５°の角度をもつ線上に引張応力σが発生し、−
４５°の角度をもつ線上に圧縮応力−σが生ずる。した
がって受動軸（１）の外周に高磁歪材からなる磁性層を
固着し、トルクが加わったときのその磁気ひずみ効果を
利用すれば、トルクの検出が可能となる。
第２図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、（１
）は中心軸（２）をもつ回転軸などの受動軸（以下回転
軸として説明を進める）であり、軸受（３）。
）は中心軸（２）をもつ回転軸などの受動軸（以下回転
軸として説明を進める）であり、軸受（３）。
（４）により回転自在に支承されている。この回転軸ｆ
ｉ＋はステンレス鋼などの非磁性材でできており。
ｉ＋はステンレス鋼などの非磁性材でできており。
トルクに耐え得る十分な機械的強度をもつものとする。
＋５） 、 （ｅ）は高磁歪材からなる第１及び第２の
磁性層であり、中心軸（２）に対して第１の磁性層（５
）は＋４５°方向に磁気異方性が、第２の磁性層（６）
は＝４５°方向に磁気異方性が与えられるように、それ
ぞれ受動軸（１）の外周に固着されている。これら各磁
性層＋５１ 、 （６）をなす磁性材としては、軟磁性
で高磁気ひずみ特性をもつものが望ま、し＜、非晶質金
属がよい。何故なら、非晶質金属は高磁気ひずみ特性を
もち９機械的強度にもすぐれ、温度による特性変化も小
さいからである。（７）は回転軸（１）と同一の中心軸
をもつ円筒状のコイルボビン、（８）は上記第１の磁性
層（５）を包囲するようにコイルボビン（７）を介して
回転軸（すに巻回された第１の検出コイル、（９）は上
記第２の磁性層（６）を包囲するようにコイルボビン（
７）を介して回転軸（１）Ｋ巻回された第２の検出コイ
ルである。
磁性層であり、中心軸（２）に対して第１の磁性層（５
）は＋４５°方向に磁気異方性が、第２の磁性層（６）
は＝４５°方向に磁気異方性が与えられるように、それ
ぞれ受動軸（１）の外周に固着されている。これら各磁
性層＋５１ 、 （６）をなす磁性材としては、軟磁性
で高磁気ひずみ特性をもつものが望ま、し＜、非晶質金
属がよい。何故なら、非晶質金属は高磁気ひずみ特性を
もち９機械的強度にもすぐれ、温度による特性変化も小
さいからである。（７）は回転軸（１）と同一の中心軸
をもつ円筒状のコイルボビン、（８）は上記第１の磁性
層（５）を包囲するようにコイルボビン（７）を介して
回転軸（すに巻回された第１の検出コイル、（９）は上
記第２の磁性層（６）を包囲するようにコイルボビン（
７）を介して回転軸（１）Ｋ巻回された第２の検出コイ
ルである。
第３図はこの発明の一実施例を示す電気回路図である。
この電気回路は上記第２図における回転軸（１）への印
加トルクを電気信号に変換して導出するだめのものであ
り、０〔は磁性層＋５） 、 ＋６１が固着された回転
軸（１）を磁心としたいわゆる磁気飽和形発振回路であ
り、この実施例では周知のロイヤー発振回路により構成
されている。α４ 、 （＋５はトランジスタ、 Ｏｎ
、 ａＭは回路を安定に動作させるためのバイアス抵
抗、 Ｖｃｃは駆動電源である。さて、ロイヤー回路に
使用する磁心としては、上記第１及び第２の磁性層＋５
１ 、 （６１を固着した回転軸＋１）そのものを利用
し、第１の磁性層（５）を包囲する第１の検出コイル（
８）としてはコレクタ巻線（８Ｃ）とベース巻線（８ｂ
）を、第２の磁性層（６）を包囲する第２の検出コイル
（９）としてはコレクタ巻線（９Ｃ）とベース巻線（９
ｂ）をそれぞれ設ける。これら各コレクタ巻線（８Ｃ）
＃ （９Ｃ）及びぺ７ス巻線（８ｂ） ？ （９ｂ）
は互いに巻数が等しくなるようそれぞれコイルボビン（
７）に巻回する。ロイヤー発振回路は、磁気飽和形プッ
シュプル発振回路であって発振周期は磁心の磁束レベル
が飽和値を往復する時間であり、またデユーティ比は検
出コイル＜８０） ｔ （８ｔ＋）及び（９ｃ） 、
（９ｂ）の磁心となる各磁性層（５）、（６）の透磁率
の相対的な変化によって変わる。またコレクタ出力電圧
υ。１゜υ。２は原理的に電源電圧ｖｃｃの２倍のレベ
ルの矩形波信号となる。このコレクタ電圧のうちの一方
υｏ１が、抵抗Ｏｓ及びツェナーダイオードαｌからな
る波形整形回路（１１）に導かれ、ツェナーダイオード
α値によって決まる電圧ｖ２でリミットされた矩形波信
号υ１に整形される。この矩形波信号。１は抵抗（至）
。
加トルクを電気信号に変換して導出するだめのものであ
り、０〔は磁性層＋５） 、 ＋６１が固着された回転
軸（１）を磁心としたいわゆる磁気飽和形発振回路であ
り、この実施例では周知のロイヤー発振回路により構成
されている。α４ 、 （＋５はトランジスタ、 Ｏｎ
、 ａＭは回路を安定に動作させるためのバイアス抵
抗、 Ｖｃｃは駆動電源である。さて、ロイヤー回路に
使用する磁心としては、上記第１及び第２の磁性層＋５
１ 、 （６１を固着した回転軸＋１）そのものを利用
し、第１の磁性層（５）を包囲する第１の検出コイル（
８）としてはコレクタ巻線（８Ｃ）とベース巻線（８ｂ
）を、第２の磁性層（６）を包囲する第２の検出コイル
（９）としてはコレクタ巻線（９Ｃ）とベース巻線（９
ｂ）をそれぞれ設ける。これら各コレクタ巻線（８Ｃ）
＃ （９Ｃ）及びぺ７ス巻線（８ｂ） ？ （９ｂ）
は互いに巻数が等しくなるようそれぞれコイルボビン（
７）に巻回する。ロイヤー発振回路は、磁気飽和形プッ
シュプル発振回路であって発振周期は磁心の磁束レベル
が飽和値を往復する時間であり、またデユーティ比は検
出コイル＜８０） ｔ （８ｔ＋）及び（９ｃ） 、
（９ｂ）の磁心となる各磁性層（５）、（６）の透磁率
の相対的な変化によって変わる。またコレクタ出力電圧
υ。１゜υ。２は原理的に電源電圧ｖｃｃの２倍のレベ
ルの矩形波信号となる。このコレクタ電圧のうちの一方
υｏ１が、抵抗Ｏｓ及びツェナーダイオードαｌからな
る波形整形回路（１１）に導かれ、ツェナーダイオード
α値によって決まる電圧ｖ２でリミットされた矩形波信
号υ１に整形される。この矩形波信号。１は抵抗（至）
。
コンデンサＣ！υからなる積分器α擾に入力され、デユ
ーティ比に対応した直流レベルの信号υ２に変換されて
１次段のレペルシタト及び増幅回路ｏ３に入力される。
ーティ比に対応した直流レベルの信号υ２に変換されて
１次段のレペルシタト及び増幅回路ｏ３に入力される。
この回路は、オペアンプ（財）と抵抗の、（２１゜３帖
（ハ）からなる反転増幅回路と、抵抗（ハ）、 ｃ１４
、（ハ）からなる加算回路とにより構成される。抵抗
（ハ）は可変であり、負の電源−ｖｃｃと接地との間に
接続されて電圧分割器を形成し、負の直流電圧υ３を設
定する。この負の直流電圧υ５は抵抗＠を介してオペア
ンプ（５）の反転入力端子に接続され、そこで抵抗＠に
より積分器０２の出力電圧υ２と加算される。
（ハ）からなる反転増幅回路と、抵抗（ハ）、 ｃ１４
、（ハ）からなる加算回路とにより構成される。抵抗
（ハ）は可変であり、負の電源−ｖｃｃと接地との間に
接続されて電圧分割器を形成し、負の直流電圧υ３を設
定する。この負の直流電圧υ５は抵抗＠を介してオペア
ンプ（５）の反転入力端子に接続され、そこで抵抗＠に
より積分器０２の出力電圧υ２と加算される。
上記負電圧υ３は軸に応力が生じない場合には、上記積
分器ａａの出力電圧υ２との代数和がオペアンプ罰の入
力側で零になるような値に設定される。オペアンプ（５
）及び抵抗ｔ２’３ 、 ＠ 、 ０４ 、（イ）によ
り構成される反転増幅器は、上記電圧υ２と電圧ｕ３の
代数和に比例した出力電圧υ０を生じ、これがトルク検
出器の出力を形成する。
分器ａａの出力電圧υ２との代数和がオペアンプ罰の入
力側で零になるような値に設定される。オペアンプ（５
）及び抵抗ｔ２’３ 、 ＠ 、 ０４ 、（イ）によ
り構成される反転増幅器は、上記電圧υ２と電圧ｕ３の
代数和に比例した出力電圧υ０を生じ、これがトルク検
出器の出力を形成する。
第４図及び第５図は上記実施例の動作を説明するための
各部出力波形図であり、第４図は回転軸＋１１にトルク
が加わらない場合、第５図は回転軸（１）にトルクが加
わった場合をそれぞれ示す。回転軸（１）にトルクが加
わらない状態では、第１及び第２の磁性層＋５＋ 、
１６）の透磁率は等しいので２発振回路顛のコレクタ出
力電圧υ。１．υ。２は、第４図（Ａ） 、 （Ｂ）に
示すように原理的にデユーティ比５０％の信号となる。
各部出力波形図であり、第４図は回転軸＋１１にトルク
が加わらない場合、第５図は回転軸（１）にトルクが加
わった場合をそれぞれ示す。回転軸（１）にトルクが加
わらない状態では、第１及び第２の磁性層＋５＋ 、
１６）の透磁率は等しいので２発振回路顛のコレクタ出
力電圧υ。１．υ。２は、第４図（Ａ） 、 （Ｂ）に
示すように原理的にデユーティ比５０％の信号となる。
この信号は波形整形回路（１１）によってツェナーダイ
オードのツェナー電圧Ｖｇｌでリミットされ（第４図（
Ｃ）参照）、積分回路ａ邊に入力される。この第４図（
０）に示す波形整形回路αＤの出力信号υ１もＶＺ ／
２のレベルの直流電圧信号Ｖ２に変換される。
オードのツェナー電圧Ｖｇｌでリミットされ（第４図（
Ｃ）参照）、積分回路ａ邊に入力される。この第４図（
０）に示す波形整形回路αＤの出力信号υ１もＶＺ ／
２のレベルの直流電圧信号Ｖ２に変換される。
この直流信号υ２は可変抵抗２！９により設定される負
電圧ｕ５と加算されて反転増幅器（５）の反転入力端子
罠接続されるが、上記負電圧υ３を−ｖｚ／２に設定し
ておけば９反転増幅器の出方電圧ｖ（１は零となり。
電圧ｕ５と加算されて反転増幅器（５）の反転入力端子
罠接続されるが、上記負電圧υ３を−ｖｚ／２に設定し
ておけば９反転増幅器の出方電圧ｖ（１は零となり。
トルク零を指示する。
次に回転軸（１）にトルクが加わった状態を考える。
軸（１）の外周に固着された第１及び第２の磁性層（５
）。
）。
（６）は、前述したようにその磁気異方性が一方は軸（
１）の中心軸（２）に対して＋４５°方向に、他方は−
４５゜方向に与えられているから、軸＋１１にトルクが
加わるとそれぞれの磁性層＋５１ 、 ＋６１で磁気異
方性が逆向きに変化する応力が加わることＫなり、つま
り一方では引張応力により透磁率が増加し、他方では圧
縮応力によって透磁率が減少する。そのために発振回路
の信号のデユーティ比が変化する。
１）の中心軸（２）に対して＋４５°方向に、他方は−
４５゜方向に与えられているから、軸＋１１にトルクが
加わるとそれぞれの磁性層＋５１ 、 ＋６１で磁気異
方性が逆向きに変化する応力が加わることＫなり、つま
り一方では引張応力により透磁率が増加し、他方では圧
縮応力によって透磁率が減少する。そのために発振回路
の信号のデユーティ比が変化する。
第５図（１） 、 （Ｆ）は、トルクが加わることによ
り第１の磁性層（５）の透磁率が減少し、第２の磁性層
（６）の透磁率が増加したときの、波形整形後の信号ｕ
１と積分された後の信号υ２を示したものである。第５
図（Ｇ）、（ロ）は、上記と逆方向のトルクにより第１
の磁性層（５）の透磁率が増加し、第２の磁性層（６）
の透磁率が減少したときの、波形整形後の信号ｕ１と積
分された後の信号υ２を示したものである。信号υ１は
、デユーティ比が５０％を中心にトルクの向きと大きさ
に応じて増減し、また信号υ２は無負荷時の出力ｖｚ／
２を基準に同様に上下に変化する。この積分器（２）の
出力信号υ２は、前述したようＫＶ２に設定された抵抗
分割器の基準電圧υ３と加算されて反転増幅器に入力さ
れるので９反転増幅器の出力ＶＱには、トルクに比例し
た第５図（１）の点線あるいは一点鎖線で示すような電
圧が出力され、加えられたトルクの向きは出力電圧ｖ（
１の正負によって判別することができる。
り第１の磁性層（５）の透磁率が減少し、第２の磁性層
（６）の透磁率が増加したときの、波形整形後の信号ｕ
１と積分された後の信号υ２を示したものである。第５
図（Ｇ）、（ロ）は、上記と逆方向のトルクにより第１
の磁性層（５）の透磁率が増加し、第２の磁性層（６）
の透磁率が減少したときの、波形整形後の信号ｕ１と積
分された後の信号υ２を示したものである。信号υ１は
、デユーティ比が５０％を中心にトルクの向きと大きさ
に応じて増減し、また信号υ２は無負荷時の出力ｖｚ／
２を基準に同様に上下に変化する。この積分器（２）の
出力信号υ２は、前述したようＫＶ２に設定された抵抗
分割器の基準電圧υ３と加算されて反転増幅器に入力さ
れるので９反転増幅器の出力ＶＱには、トルクに比例し
た第５図（１）の点線あるいは一点鎖線で示すような電
圧が出力され、加えられたトルクの向きは出力電圧ｖ（
１の正負によって判別することができる。
なお上記実施例では、磁気飽和形発振回路としてロイヤ
ー発振回路を用いた場合を示したが、第６図に示すよう
にやはり磁気飽和形発振回路である周知の抵抗結合型イ
ンバータ回路（至）を用いても同様の目的を達成し得る
。この場合には、ベース巻線が不要となるので検出コイ
ル（８） 、 （９１が簡単になるという効果が期待で
きる。、第６図において。
ー発振回路を用いた場合を示したが、第６図に示すよう
にやはり磁気飽和形発振回路である周知の抵抗結合型イ
ンバータ回路（至）を用いても同様の目的を達成し得る
。この場合には、ベース巻線が不要となるので検出コイ
ル（８） 、 （９１が簡単になるという効果が期待で
きる。、第６図において。
（至）、（至）はトランジスタ、 Ｃ（０、（至）はコ
ンデンサ、（至）。
ンデンサ、（至）。
（ロ）、（至）、（至）は抵抗である。
また上記実施例では１回転軸に固着する２つの磁性層＋
５） 、 （６）を、軸の中心軸に対して＋４５°の角
度にそれぞれ磁気異方性をもたせて固着するものとした
が、第１図に示すように細長い磁性層（ロ）、（１１を
、一方では軸の中心軸に対して＋４５°の角度をなすよ
うに、他方では一４５°の角度をなすようにそれぞれ軸
外周忙固着しても同様の効果を奏する。
５） 、 （６）を、軸の中心軸に対して＋４５°の角
度にそれぞれ磁気異方性をもたせて固着するものとした
が、第１図に示すように細長い磁性層（ロ）、（１１を
、一方では軸の中心軸に対して＋４５°の角度をなすよ
うに、他方では一４５°の角度をなすようにそれぞれ軸
外周忙固着しても同様の効果を奏する。
これは、トルク印加にょる引張応カ、圧縮応カが最大と
なる軸表面＋４５°方向に固着する磁性層（Ｄ。
なる軸表面＋４５°方向に固着する磁性層（Ｄ。
（至）が十分に細長い形状であれば、軸にトルクが加わ
ったとき、一方の磁性層はほとんど引張応力のみを受け
、他方の磁性層ははとんど圧縮応力のみを受けることと
なり９両磁性層が上記実施例と同様の透磁率変化を生ず
ることになるからである。
ったとき、一方の磁性層はほとんど引張応力のみを受け
、他方の磁性層ははとんど圧縮応力のみを受けることと
なり９両磁性層が上記実施例と同様の透磁率変化を生ず
ることになるからである。
また上記説明では、受動軸が回転軸である場合について
述べたが９回転軸に限定されるものでないことはいうま
でもない。
述べたが９回転軸に限定されるものでないことはいうま
でもない。
［発明の効果コ
以上のようにこの発明によれば、受動軸外周に固着され
た異なる方向の磁気異方性をもつ第１及び第２の磁性層
と、これらをそれぞれ包囲するように受動軸に所定のギ
ャップをおいて巻回された第１及び第２の検出コイルと
を用いて磁気飽和形発振回路を構成し、受動軸そのもの
を発振回路の帰還要素として用い、トルク印加時に生ず
る上記各磁性層の透磁率変化を発振回路の出方信号のデ
ユーティ比変化として検出してトルクを検出するように
したので、非接触状態で静止時及び回転時双方のトルク
が検出でき、しかも検出コイルを受動軸に回転対称に巻
回しているから出方が軸の回転角依存性を持たせること
なく検出でき、しかも加わるトルクの向きをも同時に検
出できるという効果を有する。さらに、検出部分が磁性
層とこれを包囲する検出コイルとでこと足り、その構造
が非常に簡単であるという効果もある。
た異なる方向の磁気異方性をもつ第１及び第２の磁性層
と、これらをそれぞれ包囲するように受動軸に所定のギ
ャップをおいて巻回された第１及び第２の検出コイルと
を用いて磁気飽和形発振回路を構成し、受動軸そのもの
を発振回路の帰還要素として用い、トルク印加時に生ず
る上記各磁性層の透磁率変化を発振回路の出方信号のデ
ユーティ比変化として検出してトルクを検出するように
したので、非接触状態で静止時及び回転時双方のトルク
が検出でき、しかも検出コイルを受動軸に回転対称に巻
回しているから出方が軸の回転角依存性を持たせること
なく検出でき、しかも加わるトルクの向きをも同時に検
出できるという効果を有する。さらに、検出部分が磁性
層とこれを包囲する検出コイルとでこと足り、その構造
が非常に簡単であるという効果もある。
第１図はこの発明の動作原理を説明するための図、第２
図はこの発明の一実施例を示す構造図で。 第３図はその電気回路図、第４図、第５図は第３図の動
作を説明するための各部出力波形図、第６図、第１図は
この発明の他の実施例を示す電気回路図及び構造図であ
り９図において（１）は受動軸。 ＋５） 、 ＋６）は第１及び第２の磁性層、 ＋８１
、 ＋９１は第１及び第２の検出コイル、 （Ｂｅ）
＃ （９ｃ）はコレクタ巻線。 （８ｂ）、（９ｂ）はペース巻線、鱒は磁気飽和形発振
回路であるロイヤー発振回路、ａυは波形整形回路。 ６３は積分回路、０階は増幅回路、（至）は抵抗結合型
インバータ回路、 Ｃｌ７） 、 ＠は細長い磁性材か
らなる磁性層である。なお、各図中同一符号は同一また
は相当部分を示すものとする。 代理人大岩増雄 （ほか２名）
図はこの発明の一実施例を示す構造図で。 第３図はその電気回路図、第４図、第５図は第３図の動
作を説明するための各部出力波形図、第６図、第１図は
この発明の他の実施例を示す電気回路図及び構造図であ
り９図において（１）は受動軸。 ＋５） 、 ＋６）は第１及び第２の磁性層、 ＋８１
、 ＋９１は第１及び第２の検出コイル、 （Ｂｅ）
＃ （９ｃ）はコレクタ巻線。 （８ｂ）、（９ｂ）はペース巻線、鱒は磁気飽和形発振
回路であるロイヤー発振回路、ａυは波形整形回路。 ６３は積分回路、０階は増幅回路、（至）は抵抗結合型
インバータ回路、 Ｃｌ７） 、 ＠は細長い磁性材か
らなる磁性層である。なお、各図中同一符号は同一また
は相当部分を示すものとする。 代理人大岩増雄 （ほか２名）
Claims (5)
- （１）トルクを受ける受動軸の外周に、互いに異なる方
向でかつ軸方向に対し４５°の磁気異方性をもたせて固
着された第１及び第２の磁性層、これら灸磁性層のそれ
ぞれを包囲するように上記受動軸に所定のギャップを隔
てて巻回された第１及び第２の検出コイル、これら各検
出コイルを用いて構成された。上記各磁性層を固着した
受動軸を磁心とする磁気飽和形発振回路を備え、トルク
による上記各磁性層の透磁率変化を上記発振回路出力の
デユーティ比変化として検出するようにしたことを特徴
とするトルク検出装置。 - （２）各検出コイルが、それぞれコレクタ巻線とベース
巻線とからなり、磁気飽和形発振回路がロイヤー発振回
路からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のトルク検出装置。 - （３） 磁気飽和形発振回路が、各検出コイルなコレク
タ巻線とする抵抗結合型インバータ回路からなることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のトルク検出装置
。 - （４）各磁性層が、互いに異なる方向でかつ軸方向に対
し４５°の傾きをもって受動軸の外周に固着された細長
い磁性材からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のトルク検出装置。 - （５）各磁性層が、軟磁性の非晶質金属であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項及び第４項記載のトルク
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153724A JPS6044841A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58153724A JPS6044841A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6044841A true JPS6044841A (ja) | 1985-03-11 |
Family
ID=15568706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58153724A Pending JPS6044841A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044841A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258132A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-15 | Yutaka Takahashi | 磁気ひずみ検出形トルクセンサ |
| US4766977A (en) * | 1985-10-15 | 1988-08-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Load detecting apparatus for elevator |
| JPH0545536U (ja) * | 1991-11-18 | 1993-06-18 | 日本電子機器株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP58153724A patent/JPS6044841A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61258132A (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-15 | Yutaka Takahashi | 磁気ひずみ検出形トルクセンサ |
| US4766977A (en) * | 1985-10-15 | 1988-08-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Load detecting apparatus for elevator |
| JPH0545536U (ja) * | 1991-11-18 | 1993-06-18 | 日本電子機器株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
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