JPS6141936A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPS6141936A JPS6141936A JP16318684A JP16318684A JPS6141936A JP S6141936 A JPS6141936 A JP S6141936A JP 16318684 A JP16318684 A JP 16318684A JP 16318684 A JP16318684 A JP 16318684A JP S6141936 A JPS6141936 A JP S6141936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- soft magnetic
- coil
- transmission shaft
- torque
- magnetic body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- 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
- G01L3/105—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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (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
本発明は回転により動力を伝達する場合に発生するトル
ク量を検出するセンサに関する。
ク量を検出するセンサに関する。
従来例の構成とその問題点
従来トルクセンサとして種々の方式が検討されてきたが
、磁歪効果を用いたものが安価で高信頼かつ耐環境性に
優れている事が明らかになってきている。しかしながら
従来の方式では、トルク伝達軸そのものの磁歪を用いた
ジ、軸材のごく一部分の磁歪のみを検出したりしたため
、その出力が大変不安定であった。寸た軸材自身の磁歪
を用いる事による欠点を解決するために、トルク伝達軸
の軸表面に磁歪を有する軟磁性体を固定する方法も最近
性なわれているが、コイルをトルク伝達軸に対し同軸方
向に巻く・ものが多く組立てが困難で実用的でない。ま
たトルク伝達軸に対し垂直方向に磁界を加える方式もあ
るが軟磁性体の全面を有効利用していない欠点があった
。
、磁歪効果を用いたものが安価で高信頼かつ耐環境性に
優れている事が明らかになってきている。しかしながら
従来の方式では、トルク伝達軸そのものの磁歪を用いた
ジ、軸材のごく一部分の磁歪のみを検出したりしたため
、その出力が大変不安定であった。寸た軸材自身の磁歪
を用いる事による欠点を解決するために、トルク伝達軸
の軸表面に磁歪を有する軟磁性体を固定する方法も最近
性なわれているが、コイルをトルク伝達軸に対し同軸方
向に巻く・ものが多く組立てが困難で実用的でない。ま
たトルク伝達軸に対し垂直方向に磁界を加える方式もあ
るが軟磁性体の全面を有効利用していない欠点があった
。
発明の目的
本発明は、組立てやすく、磁歪材料部分が有効に利用さ
れ、安定した高感度を示す非接触トルクセンサを提供す
るものである。
れ、安定した高感度を示す非接触トルクセンサを提供す
るものである。
発明の構成
トルク伝達軸の周囲に磁歪を有する軟磁性体を固定し、
この軸をはさんで円弧状のコイル対を設け、このコイル
対を用いて、トルクにより発生する歪に応じて変化する
軟磁性体の透磁率を測定する構成とする。
この軸をはさんで円弧状のコイル対を設け、このコイル
対を用いて、トルクにより発生する歪に応じて変化する
軟磁性体の透磁率を測定する構成とする。
実施例の説明
第１図は本発明の一実施例である。１はトルク伝達軸、
２は磁歪を有する軟磁性体であり、トルク伝達軸１の周
囲に巻回、されている。３はコイルであり、一対の円弧
状部分から構成され、両部分は前記トルク伝達軸１及び
軟磁性体２とはさんで互いに対向するよう配置されてい
る。４はコイル３のインダクタンス値を測定しトルクを
計測する回路である。コイル３の両部分は、第２図に示
す様にトルク伝達軸の垂直方向に磁界が発生する様に例
えばうず巻状に巻いである。この様に構成されたトルク
センサはコイル３が分割されているため第２図における
コイル開口部分６全通してトルク伝達軸１に簡単に取り
付は可能となる。しかも、円弧状で軟磁性体２のほぼ全
域に磁束を供給できる。そしてトルクがトルク伝達軸１
に加われば軟磁性体２には軸方向に対し４６°方向に６
Ｔ Ｐ＝□ ・・・・・・・・・（１
）πｄ５ ここで ｄ：トルク軸直後 Ｔ：トルク量 の引張及び圧縮応力が発生し、その結果軟磁性体２の透
磁率は磁歪効果により減少する。これによりコイル３に
よりその透磁率変化を計測すればトルク量が計測される
。しかも第２図から判る様に磁界は軟磁性体の全面にわ
たり印加され、そのため出力が大きく安定する。
２は磁歪を有する軟磁性体であり、トルク伝達軸１の周
囲に巻回、されている。３はコイルであり、一対の円弧
状部分から構成され、両部分は前記トルク伝達軸１及び
軟磁性体２とはさんで互いに対向するよう配置されてい
る。４はコイル３のインダクタンス値を測定しトルクを
計測する回路である。コイル３の両部分は、第２図に示
す様にトルク伝達軸の垂直方向に磁界が発生する様に例
えばうず巻状に巻いである。この様に構成されたトルク
センサはコイル３が分割されているため第２図における
コイル開口部分６全通してトルク伝達軸１に簡単に取り
付は可能となる。しかも、円弧状で軟磁性体２のほぼ全
域に磁束を供給できる。そしてトルクがトルク伝達軸１
に加われば軟磁性体２には軸方向に対し４６°方向に６
Ｔ Ｐ＝□ ・・・・・・・・・（１
）πｄ５ ここで ｄ：トルク軸直後 Ｔ：トルク量 の引張及び圧縮応力が発生し、その結果軟磁性体２の透
磁率は磁歪効果により減少する。これによりコイル３に
よりその透磁率変化を計測すればトルク量が計測される
。しかも第２図から判る様に磁界は軟磁性体の全面にわ
たり印加され、そのため出力が大きく安定する。
第３図は本発明の他の実施例である。θはトルク伝達軸
、７は磁歪を有する軟磁性体である。８は前記トルク伝
達軸６及び軟磁性体７をはさんで対向するコイル、９は
コイル８の発生する磁界を第４図に示す様に矢印方向に
通し、前記の軟磁性体７と協働して閉磁路を構成する軟
磁性体である。
、７は磁歪を有する軟磁性体である。８は前記トルク伝
達軸６及び軟磁性体７をはさんで対向するコイル、９は
コイル８の発生する磁界を第４図に示す様に矢印方向に
通し、前記の軟磁性体７と協働して閉磁路を構成する軟
磁性体である。
１０Ｖｉコイル８のインダクタンス値と計測する回路で
ある。この様に構成されたトルクセンサは前記実施例と
同様の動作原理でトルクを検出可能とするが、同時に軟
磁性体１０により磁気回路が閉磁路となるため出力が前
記実施例よりも大きくなる特徴と合わせもつ様になる。
ある。この様に構成されたトルクセンサは前記実施例と
同様の動作原理でトルクを検出可能とするが、同時に軟
磁性体１０により磁気回路が閉磁路となるため出力が前
記実施例よりも大きくなる特徴と合わせもつ様になる。
第５図は本発明の更に他の実施例である。１１はトルク
伝達軸、１２は磁歪を有する軸磁性体、１３は前記トル
ク伝達軸１１及び軟磁性体１２をはさんで対向するコイ
ルである。１４は前記コイル１３に直交するコイル、１
６．１６はコイル１３゜１４と励磁する回路、１７は回
路１５．１６よりインダクタンス値を検出し、トルクを
測定する回路である。この様に構成されたトルクセンサ
においては、第６図に示す様にコイル１３．１４の作る
磁界は直交する。そのため両コイルの励磁電流の組合わ
せでトルク伝達軸の軸方向に垂直な面内での任意方向の
磁界が発生可能となる。そのため例えばトルク伝達軸１
１０回転に同期した磁界でインダクタンスを測定すれば
、あたかも軸が静止したかの如き状態で測定が可能とな
り、精度の高い測定が可能となる。また軟磁性体の固定
が円周方向に均一に行なわれておらず、むらがわずかに
生じていたとしても、この測定方法によればその影響を
受けずにすむと言う特徴を持つ事ができる。
伝達軸、１２は磁歪を有する軸磁性体、１３は前記トル
ク伝達軸１１及び軟磁性体１２をはさんで対向するコイ
ルである。１４は前記コイル１３に直交するコイル、１
６．１６はコイル１３゜１４と励磁する回路、１７は回
路１５．１６よりインダクタンス値を検出し、トルクを
測定する回路である。この様に構成されたトルクセンサ
においては、第６図に示す様にコイル１３．１４の作る
磁界は直交する。そのため両コイルの励磁電流の組合わ
せでトルク伝達軸の軸方向に垂直な面内での任意方向の
磁界が発生可能となる。そのため例えばトルク伝達軸１
１０回転に同期した磁界でインダクタンスを測定すれば
、あたかも軸が静止したかの如き状態で測定が可能とな
り、精度の高い測定が可能となる。また軟磁性体の固定
が円周方向に均一に行なわれておらず、むらがわずかに
生じていたとしても、この測定方法によればその影響を
受けずにすむと言う特徴を持つ事ができる。
もちろん前出の実施例と同様に組立て易く、また軟磁性
体全体を有効利用するため安定高出力である特徴も有し
ている。
体全体を有効利用するため安定高出力である特徴も有し
ている。
さらにこの実施例においても、第３図の様にコイルの周
囲に軟磁性体を配置すれば、磁気回路は閉磁路となジ、
さらに高出力、安定になる。
囲に軟磁性体を配置すれば、磁気回路は閉磁路となジ、
さらに高出力、安定になる。
また磁歪を有する軟磁性体としてアモルファス合金を用
いると次の様な特徴が追加される。すなわちアモルファ
ス合金は、軟磁性体として優れているため磁気回路の構
成が容易となる。耐蝕性が少１．の添加物により飛躍的
に向上するため、過酷な条件下、たとえば腐蝕性気体、
流体中での動作が可能となる。また機械的に現存するあ
らゆる合金よりも強いか又は同等の強度をもつ過大入力
が入っても破壊の恐れがなく、また塑性変形しにくいた
め過大入力印加後もセンサとしての精度が劣化しにくい
。これらの特徴によりアモルファス合金を用いたトルク
センサはさらに高信頼となる。
いると次の様な特徴が追加される。すなわちアモルファ
ス合金は、軟磁性体として優れているため磁気回路の構
成が容易となる。耐蝕性が少１．の添加物により飛躍的
に向上するため、過酷な条件下、たとえば腐蝕性気体、
流体中での動作が可能となる。また機械的に現存するあ
らゆる合金よりも強いか又は同等の強度をもつ過大入力
が入っても破壊の恐れがなく、また塑性変形しにくいた
め過大入力印加後もセンサとしての精度が劣化しにくい
。これらの特徴によりアモルファス合金を用いたトルク
センサはさらに高信頼となる。
発明の効果
本発明の構成によるトルクセンサは、組立て易く、その
ため安価に大量生産が可能で、また磁歪効果を軟磁性体
の全面を用いて計測するため出力が安定で大きいと言う
特徴も有する。
ため安価に大量生産が可能で、また磁歪効果を軟磁性体
の全面を用いて計測するため出力が安定で大きいと言う
特徴も有する。
第１図は本発明の第１の実施例におけるトルクセンサの
斜視図、第２図は第１図実施例の断面図、第３図は本発
明の第２の実施例におけるトルクセンサの斜視図、第４
図は第３図実施例の断面図、第５図は本発明の第３の実
施例におけるトルクセンサの斜視図、第６図は第６図実
施例の断面図である。 １・・・・トルク伝達軸、２ ・・・・磁歪を有する軟
磁性体、３ ・・・コイル、４・・・・・検出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第“３図 乙 第４図
斜視図、第２図は第１図実施例の断面図、第３図は本発
明の第２の実施例におけるトルクセンサの斜視図、第４
図は第３図実施例の断面図、第５図は本発明の第３の実
施例におけるトルクセンサの斜視図、第６図は第６図実
施例の断面図である。 １・・・・トルク伝達軸、２ ・・・・磁歪を有する軟
磁性体、３ ・・・コイル、４・・・・・検出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第“３図 乙 第４図
Claims (4)
- （１）トルク伝達軸の少なくとも円周部の一部を覆うよ
うに設けられた磁歪を有する軟磁性体と、前記軟磁性体
をはさみ対向する円弧状のコイル対からなる検出コイル
と、前記検出コイルに接続された検出回路とを備えたト
ルクセンサ。 - （２）検出コイルが、軟磁性体をはさみ対向する第１の
コイル対と、その第１のコイル対の外側に設けられ、前
記第１のコイル対と直交する磁界を発生するよう前記軟
磁性体をはさみ対向する第２のコイル対とから構成され
た特許請求の範囲第１項記載のトルクセンサ。 - （３）軟磁性体をはさみ対向するコイル対の外側に、磁
歪を有する軟磁性体と協働して磁気回路を構成する外側
軟磁性体を配置した事を特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のトルクセンサ。 - （４）磁歪を有する軟磁性体としてアモルファス磁性合
金を用いる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
トルクセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16318684A JPS6141936A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16318684A JPS6141936A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141936A true JPS6141936A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15768889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16318684A Pending JPS6141936A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6141936A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03231127A (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-15 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
| EP0676627A4 (en) * | 1992-12-25 | 1996-07-31 | Omron Tateisi Electronics Co | MAGNETOSTRIC TENSION SENSOR AND ITS APPLICATION. |
| WO2002082031A3 (de) * | 2001-04-09 | 2002-11-21 | Methode Electronics Malta Ltd | Einrichtung zum ermitteln des drehmoments an einer rotierbaren metallischen welle |
| CN100425960C (zh) * | 2003-12-05 | 2008-10-15 | 日立电线株式会社 | 磁致伸缩式扭矩传感器 |
| CN106052918A (zh) * | 2015-04-14 | 2016-10-26 | 日立金属株式会社 | 扭矩传感器 |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP16318684A patent/JPS6141936A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03231127A (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-15 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
| US5321985A (en) * | 1990-02-07 | 1994-06-21 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Magnetostriction type torque sensor |
| EP0676627A4 (en) * | 1992-12-25 | 1996-07-31 | Omron Tateisi Electronics Co | MAGNETOSTRIC TENSION SENSOR AND ITS APPLICATION. |
| WO2002082031A3 (de) * | 2001-04-09 | 2002-11-21 | Methode Electronics Malta Ltd | Einrichtung zum ermitteln des drehmoments an einer rotierbaren metallischen welle |
| CN100425960C (zh) * | 2003-12-05 | 2008-10-15 | 日立电线株式会社 | 磁致伸缩式扭矩传感器 |
| CN106052918A (zh) * | 2015-04-14 | 2016-10-26 | 日立金属株式会社 | 扭矩传感器 |
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