JP2005221337A

JP2005221337A - Torque detection device and torque calibration information preparation device

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Publication number: JP2005221337A
Application number: JP2004028407A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Hoshika; 浩昭星加
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque detection device which is free from restriction of mounting, small in size, light in weight, high insensitivity, high in precision, and capable of manufacturing inexpensively. <P>SOLUTION: The torque detection side module 102 which is fixed to the shaft 101 comprises a torque detection means for detecting the transmission torque of the shaft 101; an information process means for acquiring torque information by processing the signal from the torque detection means; and a module transmission means for transmitting the information from the torque information process means to the fixed side module 103 with radio waves. The fixed side module 103 is provided with a fixed side module process means for acquiring the torque information by receiving the radio waves transmitted from the transmission means of the torque detection side module. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はあらゆる軸やギアやプーリーその他の回転体におけるトルクを検出するのに好適で、大量安価に生産される製品や、過酷な環境で使用される車両等にも適用できるトルク検出装置及びトルク検出装置で検出されるトルクの較正情報を作成するためのトルク較正情報作成装置に関する。 The present invention is suitable for detecting torque in all shafts, gears, pulleys, and other rotating bodies, and can be applied to products that are produced in large quantities at low cost, vehicles that are used in harsh environments, and the like. The present invention relates to a torque calibration information creation device for creating calibration information of torque detected by a detection device.

軸のトルクを電気信号として測定する方法としては、図１２（Ａ）のように軸体１２０１の機械的な変位をひずみゲージ１２０２で検出したり、図１２（Ｂ）のように軸体の機械的変位を光学センサ１２０３と光学スリット１２０４で検出したり、図１２（Ｃ）のように、軸体１２０１の表面に塗布した磁歪材料１２０５の逆磁歪効果を利用したいわゆる磁歪式トルク検出装置などが一般的である。この磁歪式トルク検出装置のトルク検出原理で代表的なものを、図１２（Ｃ）、図１３、図１４で説明する。 As a method of measuring the torque of the shaft as an electric signal, a mechanical displacement of the shaft body 1201 is detected by a strain gauge 1202 as shown in FIG. 12A, or a shaft machine is used as shown in FIG. A so-called magnetostrictive torque detection device that detects the mechanical displacement with the optical sensor 1203 and the optical slit 1204 or uses the inverse magnetostrictive effect of the magnetostrictive material 1205 applied to the surface of the shaft 1201 as shown in FIG. It is common. A typical torque detection principle of the magnetostrictive torque detector will be described with reference to FIGS. 12 (C), 13 and 14. FIG.

軸体にトルクＴを印可すると、軸体の機械的捻れによって図１３における符号１３０１，１３０２で示すような、軸体１３０３の軸方向に対して＋４５度及び−４５度方向に一方が引っ張り、他方には圧縮方向となる応力が生じる。この応力は軸のどの部分でも発生しているものである。 When torque T is applied to the shaft body, one is pulled in the +45 degree and -45 degree directions with respect to the axial direction of the shaft body 1303 as indicated by reference numerals 1301 and 1302 in FIG. A stress is generated in the compression direction. This stress is generated in any part of the shaft.

ところで、正の飽和磁歪定数を有する磁歪材料は、図１４に示すように材料を引っ張ると透磁率が増大し、圧縮すると逆に透磁率が減少する性質を持っている。このような磁歪材料を符号１３０４で示すように軸体１３０３の表面に固定すると、軸体１３０３の軸方向に対して＋４５度及び−４５度の方向に逆磁歪効果が発生する。図１２（Ｃ）は、このような逆磁歪効果を利用した磁歪式トルクセンサの具体的構成を示したもので、軸体１２０１の表面に磁歪材料１２０５を塗布し、この軸体１２０１上の磁歪材料１２０５に、軸体１２０１の軸方向に対してそれぞれ＋４５度及び−４５度で細長いスリット１２０６，１２０７を設け、それぞれのスリット１２０６，１２０７の外側に磁歪材料部分の磁気特性を検出する検出コイル１２０８、１２０９を配置している。このような磁歪効果を利用した磁歪式トルク検出装置としては、例えば、軸体の表面に磁歪材料の膜を設け、軸の周囲に検出コイルを配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。 Incidentally, a magnetostrictive material having a positive saturation magnetostriction constant has the property that, as shown in FIG. 14, the permeability increases when the material is pulled, and the permeability decreases conversely when the material is compressed. When such a magnetostrictive material is fixed to the surface of the shaft body 1303 as indicated by reference numeral 1304, an inverse magnetostriction effect is generated in directions of +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction of the shaft body 1303. FIG. 12C shows a specific configuration of the magnetostrictive torque sensor using the inverse magnetostrictive effect. A magnetostrictive material 1205 is applied to the surface of the shaft body 1201 and the magnetostriction on the shaft body 1201 is applied. The material 1205 is provided with elongated slits 1206 and 1207 at +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction of the shaft 1201, respectively, and a detection coil 1208 for detecting the magnetic characteristics of the magnetostrictive material portion outside the slits 1206 and 1207. , 1209 are arranged. As a magnetostrictive torque detection device using such a magnetostrictive effect, for example, a device in which a film of a magnetostrictive material is provided on the surface of a shaft body and a detection coil is arranged around the shaft is known (for example, Patent Documents). 1).

また、他の磁歪式トルク検出装置としては、検出コイルのコア部を軸に対して傾斜かつ対向的に配置して検出コイルを磁気ヘッド形に小型簡略化したものや（例えば、特許文献２，３参照。）、軸体表面の磁歪層上にフィルム状の平面コイルを設けて感度や温度特性を改善したトルク検出装置（例えば、特許文献４参照。）が知られている。
特公平３−２６３３９号公報特開平６−２２１９４０号公報特開平１０−３８７１４号公報特開平７−６３６２７号公報 As another magnetostrictive torque detection device, the detection coil is arranged in a tilted and opposed manner with respect to the axis, and the detection coil is reduced to a magnetic head type (for example, Patent Document 2, 3), and a torque detector (see, for example, Patent Document 4) in which a film-like planar coil is provided on the magnetostrictive layer on the surface of the shaft body to improve sensitivity and temperature characteristics.
Japanese Patent Publication No. 3-26339 JP-A-6-221940 JP-A-10-38714 Japanese Patent Laid-Open No. 7-63627

しかしながら、従来の一般的な機械変位検出型トルク検出装置には精度、構造的な制約や安価に製造する上での問題も多く、特に磁歪式トルク検出装置は以下に示す多様な課題があり、他の物理量検出センサに比べて普及が遅れている。 However, the conventional general mechanical displacement detection type torque detection device has many problems in accuracy, structural restrictions and low cost manufacturing, and in particular, the magnetostrictive torque detection device has various problems shown below. The spread is delayed compared to other physical quantity detection sensors.

例えば、上記特許文献１に記載の磁歪式トルク検出装置は、その構造上、軸方向の寸法が大きくならざるを得ず、また、環状の検出コイルを軸に通す必要があるため、機器に組み込む際の制約も大きい。また、相反する逆磁歪現象の発生部位が物理的に離れているため、軸体に温度勾配があると磁気特性がバランスしなくなり、トルク検出特性に温度ドリフトが生じてしまう課題がある。これらの課題を改善するために、上記特許文献２又は３に記載のトルク検出装置では、磁気コアに十字形の溝を形成し、この溝に八の字形のコイルを挿入した磁気ヘッド形のトルクセンサとしている。これらは検出コイルを軸に通す必要が無く、軸周囲の一箇所に取りつけ可能である。検出部が小型なので温度ドリフト特性も改善するが、軸体と検出コイルコアのギャップ変化がトルク検出感度に影響するため、高精度な軸受け構造や厳密なギャップ管理が必要となり、センサ自体が小型にできても軸まわりの構造やセンサ取付けに多くの制約が発生する。また、磁気ヘッド形の検出コイルは高度な製造技術が必要であり、安価に製造する事が難しかった。 For example, the magnetostrictive torque detection device described in Patent Document 1 must have a large axial dimension due to its structure, and it is necessary to pass an annular detection coil through the shaft. There are also great restrictions. In addition, since the opposite inverse magnetostriction generation sites are physically separated from each other, there is a problem that if the shaft body has a temperature gradient, the magnetic characteristics are not balanced and a temperature drift occurs in the torque detection characteristics. In order to improve these problems, in the torque detection device described in Patent Document 2 or 3, a magnetic head type torque in which a cross-shaped groove is formed in the magnetic core and an eight-shaped coil is inserted in the groove. It is a sensor. These do not require the detection coil to pass through the shaft, and can be mounted at one location around the shaft. Although the temperature drift characteristics are improved because the detector is small, the change in the gap between the shaft and the detection coil core affects the torque detection sensitivity. Therefore, a highly accurate bearing structure and strict gap management are required, and the sensor itself can be downsized. However, there are many restrictions on the structure around the shaft and sensor mounting. In addition, a magnetic head type detection coil requires advanced manufacturing technology, and it has been difficult to manufacture at low cost.

前記をさらに改善したものに、特許文献４に記載のトルク検出装置のように磁歪材料を表面に持つ軸体にフィルム状平面コイルを直接張りつけ、軸上の異なる場所でこのコイルを軸外部から励磁する別の環状コイルを具備させ、検出感度、ギャップによる感度変動、温度ドリフト等をさらに改善したものが提案されている。しかしながら、この特許文献４に記載のトルク検出装置においても、軸体に励磁用の環状コイルを通さなければならず、センサの組付けに構造的な制約が大きく、又、トルク検出部のインピーダンス変化を環状コイル経由で間接的に検出しているので、感度向上にも限界があった。 To further improve the above, a film-like planar coil is directly attached to a shaft body having a magnetostrictive material on its surface as in the torque detector described in Patent Document 4, and this coil is excited from outside the shaft at different locations on the shaft. There has been proposed another annular coil that further improves detection sensitivity, sensitivity fluctuation due to a gap, temperature drift, and the like. However, even in the torque detection device described in Patent Document 4, it is necessary to pass an annular coil for excitation through the shaft body, and there are great structural restrictions on the assembly of the sensor, and the impedance change of the torque detection unit Is indirectly detected via an annular coil, so there is a limit to the improvement in sensitivity.

本発明は、これらの課題を解決するものであり、小型軽量、高感度、高精度でかつ安価に製造でき、かつ、取付けの制約が少ないトルク検出装置及びトルク検出装置で検出されるトルクの較正情報を作成するためのトルク較正情報作成装置を提供することを目的とする。 The present invention solves these problems, and is a torque detector that can be manufactured in a small size, light weight, high sensitivity, high accuracy, and low cost, and has few mounting restrictions, and calibration of torque detected by the torque detector. An object of the present invention is to provide a torque calibration information creation device for creating information.

上記課題を解決するため、本発明に係るトルク検出装置は、トルク被検出体上に固定されるトルク被検出体側モジュールと前記トルク被検出体とは別に固定される固定側モジュールとを備えてなり、前記トルク被検出体側モジュールを、前記トルク被検出体の伝達トルクを検出するトルク検出手段と、該トルク検出手段からの信号を処理してこれをトルク情報として取り出すトルク情報処理手段と、該トルク情報処理手段に接続され、該トルク情報処理手段からのトルク情報を前記固定側モジュールに電磁波で伝送するトルク被検出体側モジュール伝送手段と、トルク被検出体側モジュールの動作電力を前記固定側モジュールから電磁波で受信してトルク被検出体側モジュールに動作電力を供給する電力供給手段と、を有して構成し、前記固定側モジュールを、前記トルク被検出体側モジュール伝送手段から伝送された電磁波を受信して前記トルク情報を取り出す固定側モジュール処理手段と、前記トルク被検出体側モジュールの動作電力を前記電力供給手段に電磁波として伝送する固定側モジュール伝送手段と、を有して構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a torque detection device according to the present invention includes a torque detected body side module fixed on a torque detected body and a fixed side module fixed separately from the torque detected body. A torque detecting means for detecting a torque transmitted from the torque detected body; a torque information processing means for processing a signal from the torque detecting means and extracting the processed torque as torque information; Torque detected body side module transmitting means connected to the information processing means for transmitting torque information from the torque information processing means to the fixed side module by electromagnetic waves, and operating power of the torque detected body side module from the fixed side modules to electromagnetic waves And a power supply means for supplying operating power to the torque detected object side module. The side module receives the electromagnetic wave transmitted from the torque detected object side module transmission means and extracts the torque information, and the operating power of the torque detected object side module as electromagnetic waves to the power supply means And a fixed-side module transmitting means for transmitting.

また、本発明に係るトルク較正情報作成装置は、設定されたトルクをトルク被検出体に対して発生させるトルク発生装置と、前記トルク被検出体側モジュールで検出された前記トルク情報を電磁波で受信し受信した信号から前記トルク情報を取り出し、前記設定されたトルクと比較してトルク較正に必要な較正情報を算出して該較正情報を前記トルク被検出体側モジュールに対して出力する較正情報算出手段とを有することを特徴とする。 In addition, the torque calibration information generating device according to the present invention receives the torque information detected by the torque detection target module and the torque generation device that generates a set torque for the torque detection target by electromagnetic waves. Calibration information calculating means for extracting the torque information from the received signal, calculating calibration information necessary for torque calibration in comparison with the set torque, and outputting the calibration information to the torque detected object side module; It is characterized by having.

本発明に係るトルク検出装置では、トルク被検出体に固定されたトルク被検出体側モジュールのトルク検出手段でトルク検出を行いこれをトルク情報処理手段で処理してトルク情報として取り出した後、前記該トルク情報を前記トルク被検出体側モジュール伝送手段で前記固定側モジュールに伝送する。トルク被検出体側モジュールで必要な動作電力は、固定側モジュールから伝送する。このようにしてトルク検出が行われる本発明のトルク検出装置によれば、小型軽量化を図ることができ、これによって取り付け及び組付けの自由度を向上させることができる。また、トルク被検出体に固定されたトルク被検出体側モジュールでトルクを検出してトルク情報を取り出すので、検出感度を向上させることができる。また、部品点数が少ないので、安価大量に製造することができる。 In the torque detection device according to the present invention, torque detection is performed by the torque detection means of the torque detection object side module fixed to the torque detection object, and this is processed by the torque information processing means and extracted as torque information. Torque information is transmitted to the fixed side module by the torque detected body side module transmission means. The operating power necessary for the torque detected object side module is transmitted from the fixed side module. According to the torque detection device of the present invention in which torque detection is performed in this manner, it is possible to reduce the size and weight, thereby improving the degree of freedom of attachment and assembly. Further, since the torque is detected by the torque detected object side module fixed to the torque detected object and the torque information is extracted, the detection sensitivity can be improved. In addition, since the number of parts is small, it can be manufactured in large quantities at a low cost.

また、本発明に係るトルク較正情報作成装置によってトルク較正情報を得ることができ、かかるトルク較正情報を用いれば、前記トルク検出装置において検出されたトルク値を補正することが可能になる。 Further, torque calibration information can be obtained by the torque calibration information creating apparatus according to the present invention, and the torque value detected by the torque detection apparatus can be corrected by using the torque calibration information.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係るトルク検出装置の第１の実施の形態を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a torque detection device according to the present invention.

図において、本例のトルク検出装置１００は、トルク被検出体である軸体１０１に固定され軸体１０１と一体に回転するトルク被検出体側モジュール１０２と、軸体１０１とは別に固定される固定側モジュール１０３とを有して構成され、これらトルク被検出体側モジュール１０２と固定側モジュール１０３とが一対となって機能するようになっている。 In the figure, a torque detecting device 100 of this example is fixed to a shaft body 101 that is a torque detected body and is fixed separately from the shaft body 101 and a torque detected body side module 102 that rotates integrally with the shaft body 101. The torque detection body side module 102 and the fixed side module 103 function as a pair.

前記トルク被検出体側モジュール１０２は、軸体１０１の全周に渡って形成された溝１０４の一部分にスパッタリング等によって固定された磁歪材料１０５と溝１０４に固定されるセンサモジュール１０６とからなっている。センサモジュール１０６は、その検出コイル及び信号処理チップ（後述）が磁歪材料１０５の直上に位置するようにして軸体１０１に固定される。なお、符号１０７は、センサモジュール１０６を軸体１０１の溝１０４に固定するための合成樹脂製の固定リングである。この固定リング１０７は、弾性を有し、略Ｃ字形状に形成され、前記溝１０４に嵌め込むことができる幅を有して形成されており、平面視略四角形状の貫通孔１０８を有している。この貫通孔１０８は、固定リング１０７によってセンサモジュール１０６を覆って固定する際に、該センサモジュール１０６の後述する信号処理チップを位置させることができるように形成されている。なお、固定リング１０７には、貫通孔１０８の反対側の内周に、軸方向に形成された突起部１０９が形成されている（図７（Ａ）参照、図１においては図示省略）。 The torque detected body side module 102 includes a magnetostrictive material 105 fixed to a part of a groove 104 formed over the entire circumference of the shaft body 101 by sputtering or the like, and a sensor module 106 fixed to the groove 104. . The sensor module 106 is fixed to the shaft body 101 so that the detection coil and a signal processing chip (described later) are positioned immediately above the magnetostrictive material 105. Reference numeral 107 denotes a synthetic resin fixing ring for fixing the sensor module 106 to the groove 104 of the shaft body 101. The fixing ring 107 has elasticity, is formed in a substantially C shape, has a width that can be fitted into the groove 104, and has a through-hole 108 that is substantially rectangular in plan view. ing. The through hole 108 is formed so that a signal processing chip (to be described later) of the sensor module 106 can be positioned when the sensor module 106 is covered and fixed by the fixing ring 107. The fixing ring 107 has a protruding portion 109 formed in the axial direction on the inner periphery on the opposite side of the through hole 108 (see FIG. 7A, not shown in FIG. 1).

前記固定側モジュール１０３は、軸体１０１の直径よりも大きな開口部を有し、軸体１０１の外周にほぼ沿うようにして形成された馬蹄形状の切欠１１０を有する固定側モジュール筐体１１１を有している。そして、トルク検出を行う際には、固定側モジュール筐体１１１の切欠１１０に、軸体１０１のセンサモジュール１０６が固定された部分が位置するようにして検出を行うようになっている。このとき、固定側モジュール筐体１１１によって、軸体１０１の周囲の一部分が覆われるようになっている。 The fixed-side module 103 has a fixed-side module casing 111 having an opening larger than the diameter of the shaft body 101 and having a horseshoe-shaped notch 110 formed so as to be substantially along the outer periphery of the shaft body 101. doing. When performing torque detection, detection is performed such that a portion of the shaft body 101 where the sensor module 106 is fixed is positioned in the notch 110 of the fixed-side module casing 111. At this time, the fixed-side module casing 111 covers a part of the periphery of the shaft body 101.

前記固定側モジュール筐体１１１内には、後述する種々の回路が組み込まれているとともに、後述する電源用送信アンテナと信号用受信アンテナが切欠１１０に沿うようにして設けられている。 Various circuits to be described later are incorporated in the fixed-side module casing 111, and a power transmission antenna and a signal reception antenna, which will be described later, are provided along the notch 110.

前記センサモジュール１０６は、帯状の回路基板２０１と該回路基板に搭載された信号処理チップ２０２とから構成されている（図２参照）。前記回路基板２０１は、柔軟性を有し湾曲可能に形成されており、センサモジュール１０６の軸体１０１への固定時には、回路基板２０１を湾曲させて前記軸体１０１の溝が形成された部分に巻き付けることができるようになっている。この回路基板２０１の長手方向の長さは、本例では、溝１０４が形成された部分の軸体１０１の全周長さよりも短く、回路基板２０１を溝１０４が形成された部分の軸体１０１に巻き付けたときに、回路基板２０１の両端部が前記固定リング１０７の突起部１０９の幅とほぼ同じ間隔を有するような長さとなっている。ただし、本発明においては、必ずしもこのような長さのものに限定されるものではない。 The sensor module 106 includes a belt-like circuit board 201 and a signal processing chip 202 mounted on the circuit board (see FIG. 2). The circuit board 201 is formed to be flexible and bendable. When the sensor module 106 is fixed to the shaft body 101, the circuit board 201 is bent to a portion where the groove of the shaft body 101 is formed. It can be wrapped around. In this example, the length of the circuit board 201 in the longitudinal direction is shorter than the entire circumferential length of the shaft body 101 where the groove 104 is formed, and the shaft body 101 where the circuit board 201 is formed with the groove 104 is formed. When wound around the circuit board 201, both ends of the circuit board 201 have such a length as to have substantially the same distance as the width of the protrusion 109 of the fixing ring 107. However, the present invention is not necessarily limited to such a length.

前記回路基板２０１上には、図３に示すように、検出コイル３０３，３０４が回路パターンとして形成されている。この検出コイル３０３，３０４は、回路基板２０１の長手方向に対しそれぞれ＋４５度及び−４５度の方向に形成されていて、軸体１０１上に発生する磁歪材料１０５の逆磁歪効果、すなわち、軸体１０１にトルクが印可されることによって生じる軸方向に対して＋４５度及び−４５度の方向の応力による磁歪材料１０５の透磁率変化をインピーダンス変化として検出するものである。かかる検出コイル３０３，３０４と前記磁歪材料１０５とで、軸体１０１の伝達トルクを検出するトルク検出手段を構成している。 On the circuit board 201, as shown in FIG. 3, detection coils 303 and 304 are formed as circuit patterns. The detection coils 303 and 304 are formed in directions of +45 degrees and −45 degrees with respect to the longitudinal direction of the circuit board 201, respectively, and the inverse magnetostrictive effect of the magnetostrictive material 105 generated on the shaft body 101, that is, the shaft body. The change in the permeability of the magnetostrictive material 105 due to the stresses in the directions of +45 degrees and −45 degrees with respect to the axial direction caused by applying a torque to 101 is detected as an impedance change. The detection coils 303 and 304 and the magnetostrictive material 105 constitute torque detecting means for detecting the transmission torque of the shaft body 101.

また、回路基板２０１上には、前記固定側モジュール１０３の電源用送信アンテナからの電磁波を受信する電源用受信アンテナ３０５，３０５と、前記固定側モジュール１０３の信号用受信アンテナに対して電磁波を送信する信号用送信アンテナ３０６，３０６とが回路パターンとして形成されている。 Further, on the circuit board 201, electromagnetic waves are transmitted to the power receiving antennas 305 and 305 that receive electromagnetic waves from the power transmitting antenna of the fixed module 103, and the signal receiving antennas of the fixed module 103. The signal transmission antennas 306 and 306 are formed as circuit patterns.

前記検出コイル３０３，３０４、電源用受信アンテナ３０５，３０５、信号用送信アンテナ３０６，３０６の回路パターンには、前記信号処理チップ２０２と電気的に接続するためのパッド３０７が接続されている。なお、符号３０８で示される部分は、前記信号処理チップ２０２が搭載される位置を示している。 Pads 307 for electrically connecting to the signal processing chip 202 are connected to circuit patterns of the detection coils 303 and 304, the power receiving antennas 305 and 305, and the signal transmitting antennas 306 and 306. Note that a portion indicated by reference numeral 308 indicates a position where the signal processing chip 202 is mounted.

本例においては、前記電源用受信アンテナ３０５と信号用送信アンテナ３０６は、回路基板２０１に搭載された信号処理チップ２０２の両側に対角線状に配置されている。これは固定側モジュール１０３の電源用送信アンテナ及び信号用受信アンテナとの送受信を考慮したものである。つまり、信号処理チップ２０２の両側に電源用受信アンテナ３０５と信号用送信アンテナ３０６とがあれば、センサモジュール１０６を軸体１０１に固定してトルク検出を行うときに、軸体１０１が回転しても常に固定側モジュール筐体１１１の馬蹄形状の切欠１１０に沿って設けられた固定側モジュール１０３の電源用送信アンテナ及び信号用受信アンテナと近接している部分が確保できるからである。 In this example, the power receiving antenna 305 and the signal transmitting antenna 306 are arranged diagonally on both sides of the signal processing chip 202 mounted on the circuit board 201. This is in consideration of transmission / reception with the power transmitting antenna and the signal receiving antenna of the fixed module 103. That is, if the power receiving antenna 305 and the signal transmitting antenna 306 are provided on both sides of the signal processing chip 202, the shaft body 101 rotates when the sensor module 106 is fixed to the shaft body 101 and torque detection is performed. This is because the portion of the fixed module 103 provided along the horseshoe-shaped notch 110 of the fixed module housing 111 that is always close to the power transmitting antenna and the signal receiving antenna can be secured.

なお、仮に軸体１０１の周囲全体に固定側モジュール１０３のアンテナを設置できる場合はセンサモジュール１０６側のアンテナは一組でよい。 If the antenna of the fixed module 103 can be installed around the entire periphery of the shaft body 101, one set of antennas on the sensor module 106 is sufficient.

前記信号処理チップ２０２は、図４に示すように半導体基板上にセンサモジュールの信号処理回路等及び電源回路が形成されることにより構成されている。この信号処理チップ２０２には、前記回路基板２０１と同様、パッド４０１が設けられており、このパッド４０１を介して回路基板２０１と、信号処理チップ２０２が電気的に接続されるようになっている。 The signal processing chip 202 is configured by forming a signal processing circuit of a sensor module and a power supply circuit on a semiconductor substrate as shown in FIG. Similar to the circuit board 201, the signal processing chip 202 is provided with a pad 401, and the circuit board 201 and the signal processing chip 202 are electrically connected via the pad 401. .

次に、図５を参照して前記固定側モジュール１０３及びセンサモジュール１０６について更に詳細に説明する。 Next, the stationary module 103 and the sensor module 106 will be described in more detail with reference to FIG.

図５（Ａ）において、前記センサモジュール１０６は、前記検出コイル３０３，３０４、及びこれら検出コイル３０３，３０４とブリッジ回路を構成するための抵抗器５０１，５０１を有している。抵抗器５０１，５０１は信号処理チップ２０２に形成されている。また、センサモジュール１０６の信号処理チップ２０２には、前記２つの検出コイル３０３，３０４を励磁して、且つ、検出コイル３０３，３０４間で相反するインピーダンスを差動増幅してトルク情報を取り出す励磁・インピーダンス検出回路５０２、トルク情報を電磁波で送信するための信号変調を行う信号変調回路５０３、変調されたトルク信号を増幅して信号用送信アンテナ３０６に送り出す高周波増幅回路５０４、前記トルク情報を電磁波で前記固定側モジュール１０３に送信する信号用送信アンテナ３０６、固定側モジュール１０３の電源用送信アンテナから電源用の電磁波を受信する電源用受信アンテナ３０５、電磁波として受信した電力を回路の電源に変換する電源受信回路５０５、一連の信号処理・変調等に必要な基準信号を受信して各部に供給する基準信号分別回路５０６、が形成されている。前記励磁・インピーダンス検出回路５０２は、トルク検出手段からの信号を処理してこれをトルク情報として取り出すためのトルク情報処理手段を構成している。また、前記信号変調回路５０３、前記高周波増幅回路５０４、及び、前記信号用送信アンテナ３０６は、トルク情報を固定側モジュール１０３に伝送するトルク被検出体側モジュール伝送手段を構成している。さらに、前記電源受信回路５０５は、センサモジュール１０６の動作電力を前記固定側モジュール１０３から受信してこれをセンサモジュール１０６に供給する電力供給手段を構成している。 5A, the sensor module 106 includes the detection coils 303 and 304, and resistors 501 and 501 for forming a bridge circuit with the detection coils 303 and 304. Resistors 501 and 501 are formed in the signal processing chip 202. Further, the signal processing chip 202 of the sensor module 106 is excited to extract the torque information by exciting the two detection coils 303 and 304 and differentially amplifying opposite impedances between the detection coils 303 and 304. Impedance detection circuit 502, signal modulation circuit 503 that performs signal modulation for transmitting torque information by electromagnetic waves, high-frequency amplification circuit 504 that amplifies the modulated torque signal and sends it to signal transmission antenna 306, and the torque information by electromagnetic waves Signal transmitting antenna 306 that transmits to the fixed module 103, power receiving antenna 305 that receives power electromagnetic waves from the power transmitting antenna of the fixed module 103, and power that converts power received as electromagnetic waves into circuit power Receiving circuit 505, reference signal required for a series of signal processing / modulation, etc. Reference signal demultiplexing circuit 506, are supplied to each section receives is formed. The excitation / impedance detection circuit 502 constitutes a torque information processing means for processing a signal from the torque detection means and taking out it as torque information. Further, the signal modulation circuit 503, the high-frequency amplifier circuit 504, and the signal transmission antenna 306 constitute a torque detected body side module transmission unit that transmits torque information to the fixed side module 103. Further, the power receiving circuit 505 constitutes power supply means for receiving the operating power of the sensor module 106 from the fixed module 103 and supplying it to the sensor module 106.

固定側モジュール１０３は、センサモジュール１０６に送信する前記基準信号を生成する基準信号生成回路５０７、該基準信号とセンサモジュール１０６の電源電力とを電磁波としてセンサモジュール１０６側に送信するための電源送信回路５０８、これらを電磁波として放出する電源用送信アンテナ５０９、前記センサモジュール１０６の信号用送信アンテナ３０６から送信された電磁波を受信する信号用受信アンテナ５１０、該信号用受信アンテナ５１０で受信した微弱電磁波を増幅する高周波増幅回路５１１、前記トルク情報を受信した電磁波から取り出す信号復調回路５１２、トルク情報を外部に出力する信号出力回路５１３を有して構成されている。前記信号用受信アンテナ５１０、高周波増幅回路５１１、信号復調回路５１２は、センサモジュールから伝送された電磁波を受信して前記トルク情報を取り出す固定側モジュール処理手段を構成している。また、前記電源送信回路５０８、及び前記電源用送信アンテナ５０９は、前記センサモジュールの動作電力を電磁波として伝送する固定側モジュール処理手段を構成している。 The fixed-side module 103 includes a reference signal generation circuit 507 that generates the reference signal to be transmitted to the sensor module 106, and a power transmission circuit that transmits the reference signal and the power of the sensor module 106 to the sensor module 106 as electromagnetic waves. 508, a power transmission antenna 509 that emits these as electromagnetic waves, a signal reception antenna 510 that receives electromagnetic waves transmitted from the signal transmission antenna 306 of the sensor module 106, and weak electromagnetic waves received by the signal reception antenna 510. A high frequency amplifier circuit 511 for amplifying, a signal demodulation circuit 512 for extracting the torque information from the received electromagnetic wave, and a signal output circuit 513 for outputting the torque information to the outside are configured. The signal receiving antenna 510, the high frequency amplifier circuit 511, and the signal demodulating circuit 512 constitute fixed-side module processing means that receives electromagnetic waves transmitted from the sensor module and extracts the torque information. The power transmission circuit 508 and the power transmission antenna 509 constitute fixed-side module processing means for transmitting the operating power of the sensor module as an electromagnetic wave.

図５（Ｂ）は前記基準信号生成回路５０７の信号を電源送信の変調でセンサモジュール１０６に送信する例を示したものである。電源送信波は、電源用送信周波数ｆ１の送信波５１４と、基準信号送信用周波数ｆ２の送信波５１５で構成される。基準信号送信用周波数ｆ２は一定の時間間隔Ｔｂで繰り返し発生し、かかる周波数を有する送信波５１５は、前記電源用送信周波数ｆ１の送信波５１４と一緒にセンサモジュール１０６側で受信される。センサモジュール１０６側でｆ１とｆ２の周波数の違いを基準信号分別回路５０６で検出・分別すれば基準信号を得ることができる。この基準信号は必ずしもセンサモジュール１０６内で必要な信号周期である必要は無く、ＰＬＬ等のてい倍回路を使用すれば受信基準信号よりも短い周期、すなわち高い周波数の基準信号を得ることが可能である。この方法の利点は、温度や振動等の環境が厳しいセンサモジュール１０６側に高精度な発振回路を具備する必要が無いことである。 FIG. 5B shows an example in which the signal of the reference signal generation circuit 507 is transmitted to the sensor module 106 by modulation of power transmission. The power transmission wave includes a transmission wave 514 having a power transmission frequency f1 and a transmission wave 515 having a reference signal transmission frequency f2. The reference signal transmission frequency f2 is repeatedly generated at a constant time interval Tb, and the transmission wave 515 having such a frequency is received on the sensor module 106 side together with the transmission wave 514 of the power transmission frequency f1. A reference signal can be obtained by detecting and classifying the difference in frequency between f1 and f2 by the reference signal classification circuit 506 on the sensor module 106 side. This reference signal does not necessarily have a required signal period in the sensor module 106. If a double circuit such as a PLL is used, it is possible to obtain a reference signal having a period shorter than that of the reception reference signal, that is, a higher frequency. is there. The advantage of this method is that it is not necessary to provide a highly accurate oscillation circuit on the sensor module 106 side where the environment such as temperature and vibration is severe.

尚、図５（Ａ）（Ｂ）は実施の一例を示したもので、回路部分の構成自体を規定するものではない。信号処理にマイクロコンピューターを使用してもよいし、変調、復調方式や、信号増幅の順番が変わってもよい。 5A and 5B show an example of implementation, and do not prescribe the configuration of the circuit portion itself. A microcomputer may be used for signal processing, and the order of modulation, demodulation, and signal amplification may be changed.

図６は、軸体側のセンサモジュール１０６と固定側モジュール１０３の非接触伝送を電磁波で行う場合の、使用周波数帯域を説明するための図である。本例ではトルクを常時検出することを想定しているため、電源用と信号用の周波数を異なるものにして、信号への干渉、外乱を防いでいる。 FIG. 6 is a diagram for explaining a use frequency band when non-contact transmission between the sensor module 106 on the shaft body side and the fixed module 103 is performed using electromagnetic waves. In this example, since it is assumed that the torque is always detected, the frequency for the power source and that for the signal are made different to prevent interference with the signal and disturbance.

但し、このように電源用と信号用の周波数を異なるものとせず、単一の周波数を使用して電力の授受と、信号の送受信を時分割で行い、例えば軸体１０１が１回転するうちの一定角度又は一定時間のみ電源授受を行い、センサモジュール１０６で送信に必要な電力を蓄電した後に、同一周波数で信号送受信を行っても良い。 However, the frequency for power supply and that for signal are not made different from each other in this way, and power is exchanged and signal transmission / reception is performed in a time-sharing manner using a single frequency, for example, while the shaft body 101 makes one rotation. Signals may be transmitted and received at the same frequency after power is exchanged for a certain angle or for a certain period of time and electric power necessary for transmission is stored in the sensor module 106.

次に、このように構成されたトルク検出装置１００の組み付けについて図７（Ａ）（Ｂ）を参照して説明する。
先ず、図７（Ａ）に示すように、帯状の回路基板２０１の符号３０８の部分に信号処理チップ２０２が搭載されてなるセンサモジュール１０６を、軸体１０１に固定する。センサモジュール１０６の固定は、次のようにして行う。先ず、センサモジュール１０６を軸体１０１の溝１０４に入れ込み、帯状の回路基板２０１を湾曲させて巻き付けて軸体表面に密着させる。このとき、検出コイル３０３，３０４及びこれら検出コイル３０３，３０４の直上の信号処理チップ２０２が、軸体１０１の溝１０４に固定された磁歪材料の上に位置するようにする。これにより、前記回路基板２０１に形成された検出コイル３０３，３０４が磁歪材料に密着する。次に、このようにして溝１０４に入れ込んだセンサモジュール１０６の上に、固定リング１０７を嵌め込む。具体的には、固定リング１０７を弾性変形させて開口部分を開いた後、信号処理チップ２０２が貫通孔１０８に入るようにしてセンサモジュール１０６の上に嵌め込む。このとき、固定リング１０７の突起部１０９は、軸体１０１に巻き付けた回路基板２０１の両端部の間に位置し、かかる突起部１０９により、軸体１０１が回転したときに前記センサモジュール１０６が回転して磁歪材料１０５の位置から前記検出コイル３０３，３０４がずれてしまうことを防止することができるようになっている。 Next, assembly of the torque detection device 100 configured as described above will be described with reference to FIGS.
First, as illustrated in FIG. 7A, the sensor module 106 in which the signal processing chip 202 is mounted on the portion 308 of the belt-like circuit board 201 is fixed to the shaft body 101. The sensor module 106 is fixed as follows. First, the sensor module 106 is inserted into the groove 104 of the shaft body 101, and the belt-like circuit board 201 is bent and wound to adhere to the surface of the shaft body. At this time, the detection coils 303 and 304 and the signal processing chip 202 immediately above the detection coils 303 and 304 are positioned on the magnetostrictive material fixed to the groove 104 of the shaft body 101. As a result, the detection coils 303 and 304 formed on the circuit board 201 are in close contact with the magnetostrictive material. Next, the fixing ring 107 is fitted on the sensor module 106 thus inserted into the groove 104. Specifically, after the fixing ring 107 is elastically deformed to open the opening, the signal processing chip 202 is fitted onto the sensor module 106 so as to enter the through hole 108. At this time, the protrusion 109 of the fixing ring 107 is positioned between both ends of the circuit board 201 wound around the shaft body 101, and the sensor module 106 rotates when the shaft body 101 is rotated by the protrusion 109. Thus, the detection coils 303 and 304 can be prevented from being displaced from the position of the magnetostrictive material 105.

なお、信号処理チップ２０２は、センサモジュール１０６を溝１０４に入れ込んだときに溝１０４が形成されていない部分の軸体１０１の外周面よりも突出しないような厚さで形成されており、また、固定リング１０７の厚さも、センサモジュール１０６の上から溝１０４に嵌め込んだときに、固定リング１０７が溝１０４が形成されていない部分の外周面よりも突出しないような厚さで形成されている。 The signal processing chip 202 is formed with a thickness that does not protrude from the outer peripheral surface of the shaft body 101 where the groove 104 is not formed when the sensor module 106 is inserted into the groove 104. The fixing ring 107 is also formed with such a thickness that the fixing ring 107 does not protrude from the outer peripheral surface of the portion where the groove 104 is not formed when the fixing ring 107 is fitted into the groove 104 from above the sensor module 106. Yes.

次に、前記のようにしてセンサモジュール１０６を固定した軸体１０１と、機器の固定部材（不図示）に固定された固定側モジュール１０３とを組み合わせる（図７（Ｂ））。このとき、軸体１０１は、そのセンサモジュール１０６が固定された部分に固定側モジュール１０３が位置するように、固定側モジュール筐体１１１の切欠１１０にその開口部から挿入する。このようにして固定側モジュール１０３と組み合わされた軸体１０１は回転可能となっている。 Next, the shaft body 101 to which the sensor module 106 is fixed as described above is combined with the fixed-side module 103 that is fixed to a fixing member (not shown) of the device (FIG. 7B). At this time, the shaft body 101 is inserted into the notch 110 of the fixed-side module casing 111 from the opening so that the fixed-side module 103 is positioned at a portion where the sensor module 106 is fixed. Thus, the shaft body 101 combined with the stationary module 103 is rotatable.

以上のようにして組み付けられたトルク検出装置１００におけるトルクの検出は次のようにして行われる。 Torque detection in the torque detector 100 assembled as described above is performed as follows.

すなわち、センサモジュール１０６が固定された軸体１０１が回転して、軸体１０１上の磁歪材料１０５に逆磁歪現象が発生すると、これを検出コイル３０３，３０４でインピーダンス変化として検出する。 That is, when the shaft body 101 to which the sensor module 106 is fixed rotates and an inverse magnetostriction phenomenon occurs in the magnetostrictive material 105 on the shaft body 101, this is detected by the detection coils 303 and 304 as an impedance change.

そして、検出コイル３０３，３０４で検出されたインピーダンス変化（トルク物理量）を、軸体１０１上のセンサモジュール１０６の前記トルク情報処理手段で信号処理してトルク情報を取り出した後、これを前記トルク被検出体側伝送手段で固定側モジュール１０３に送信する。具体的には、検出コイル３０３，３０４間で相反するインピーダンスを励磁・インピーダンス検出回路５０２で差動増幅してトルク情報を取り出し、該トルク情報を電磁波で送信するために信号変調回路５０３で変調し、変調されたトルク信号を高周波増幅回路５０４で増幅して信号用送信アンテナ３０６に送り出し、該信号用送信アンテナ３０６で前記トルク情報を電磁波で前記固定側モジュール１０３に送信する。 Then, the impedance change (torque physical quantity) detected by the detection coils 303 and 304 is signal-processed by the torque information processing means of the sensor module 106 on the shaft body 101 to extract torque information. The data is transmitted to the stationary module 103 by the detector-side transmission means. Specifically, the impedances that conflict between the detection coils 303 and 304 are differentially amplified by the excitation / impedance detection circuit 502 to extract torque information, and the torque information is modulated by the signal modulation circuit 503 to be transmitted by electromagnetic waves. The modulated torque signal is amplified by the high-frequency amplifier circuit 504 and sent to the signal transmission antenna 306. The signal transmission antenna 306 transmits the torque information to the fixed module 103 as an electromagnetic wave.

このときにセンサモジュール１０６の動作に必要となる動作電力（検出コイル３０３，３０４と前記信号処理チップ２０２上の各回路に必要な電力）は前記固定側モジュール１０３から送信されてセンサモジュール１０６に供給される。 At this time, the operating power necessary for the operation of the sensor module 106 (power required for each circuit on the detection coils 303 and 304 and the signal processing chip 202) is transmitted from the fixed module 103 and supplied to the sensor module 106. Is done.

軸体１０１上のセンサモジュール１０６から固定側モジュール１０３に送信されたトルク情報は、前記固定側モジュール処理手段で取り出され、これを元にトルク検出出力が得られる。具体的には、前記センサモジュール１０６の信号用送信アンテナ３０６から電磁波で送信されたトルク情報を信号用受信アンテナ５１０で受信し、該信号用受信アンテナ５１０で受信した微弱電磁波を高周波増幅回路５１１で増幅した後、受信した電磁波から信号復調回路５１２で前記トルク情報を取り出す。そして、取り出したトルク情報を信号出力回路５１３から外部に出力する。 The torque information transmitted from the sensor module 106 on the shaft body 101 to the fixed side module 103 is taken out by the fixed side module processing means, and a torque detection output is obtained based on this. Specifically, torque information transmitted by electromagnetic waves from the signal transmission antenna 306 of the sensor module 106 is received by the signal reception antenna 510, and the weak electromagnetic waves received by the signal reception antenna 510 are received by the high frequency amplification circuit 511. After amplification, the torque information is extracted from the received electromagnetic wave by the signal demodulation circuit 512. Then, the extracted torque information is output from the signal output circuit 513 to the outside.

以上によりトルク検出が行われる本例のトルク検出装置１００によれば、小型軽量で、小さなスペースにも設けることが可能であり、取り付け及び組付けの自由度を大幅に向上させることができる。また、固定側モジュール１０３は、軸体１０１の全周を囲まないことから、かかる観点からも取り付け及び組付けの自由度を向上させることができる。 According to the torque detection device 100 of the present example in which torque detection is performed as described above, it is small and light, can be provided in a small space, and the degree of freedom of attachment and assembly can be greatly improved. Further, since the fixed-side module 103 does not surround the entire circumference of the shaft body 101, the degree of freedom of attachment and assembly can be improved from this viewpoint.

さらに、磁歪材料１０５が固定された軸体１０１上に、検出コイル３０３，３０４と信号処理チップ２０２とを有するセンサモジュール１０６を固定することにより、磁歪材料１０５と空間を介さずに密着して配置された検出コイル３０３，３０４からの信号を、検出コイル３０３，３０４と空間を介さずに配置された信号処理チップ２０２で処理することができる。これにより、トルク検出感度を飛躍的に向上させることができる。また、感度が飛躍的に向上することから、センサモジュール１０６は、電磁波経由の微弱な電力でも動作することができる。 Further, the sensor module 106 having the detection coils 303 and 304 and the signal processing chip 202 is fixed on the shaft body 101 to which the magnetostrictive material 105 is fixed, so that the magnetostrictive material 105 is closely attached without interposing a space. The signals from the detection coils 303 and 304 thus processed can be processed by the signal processing chip 202 arranged without the detection coils 303 and 304 and the space. Thereby, torque detection sensitivity can be improved dramatically. Further, since the sensitivity is greatly improved, the sensor module 106 can operate even with a weak electric power via electromagnetic waves.

また、本例のトルク検出装置１００は、部品点数が２ヶであり、また、フレキシブル基板などで構成される回路基板２０１を湾曲させて容易に軸体１０１へ装着することができ、さらには、信号処理チップ２０２を回路基板２０１に接続するだけで、センサモジュール１０６の電気的構成部品の接続が完了することから、安価大量に製造することができる。 Further, the torque detection device 100 of this example has two parts, and can be easily mounted on the shaft body 101 by bending the circuit board 201 formed of a flexible board, By simply connecting the signal processing chip 202 to the circuit board 201, the connection of the electrical components of the sensor module 106 is completed, so that it can be manufactured in large quantities at a low cost.

さらに、センサモジュール１０６は、軸体１０１に固定され軸体１０１とともに回転することから、磁歪材料１０５は、軸体１０１の一部に固定すれば全周に固定する必要はない。したがって、磁歪材料１０５の使用量を減らすことができる。一般的に、トルク検出の用途に用いられる磁歪材料は、磁界中での変形量が０．１％を超えるような、いわゆる超磁歪材料が使用され、これは非常に高価であるが、本例のトルク検出装置１００によれば前記のように磁歪材料を節約することができるので、コストを低減することができる。また、前記のように検出感度が高いことから、磁歪特性は大きくないものの、ヒステリシスの小さく特性の良い磁歪材料も使用可能となる。 Furthermore, since the sensor module 106 is fixed to the shaft body 101 and rotates together with the shaft body 101, the magnetostrictive material 105 does not need to be fixed to the entire circumference if it is fixed to a part of the shaft body 101. Therefore, the usage amount of the magnetostrictive material 105 can be reduced. In general, a magnetostrictive material used for torque detection is a so-called giant magnetostrictive material whose deformation amount in a magnetic field exceeds 0.1%, which is very expensive. According to the torque detection device 100, since the magnetostrictive material can be saved as described above, the cost can be reduced. In addition, since the detection sensitivity is high as described above, a magnetostrictive material having a small hysteresis and a good characteristic can be used although the magnetostriction characteristic is not large.

なお、センサモジュール１０６は、軸体１０１を製造する段階で軸体１０１に組み込まれて固定され、この軸体１０１を機器に組み込む段階で固定側モジュール１０３と組み合わされることを想定している。 It is assumed that the sensor module 106 is assembled and fixed to the shaft body 101 at the stage of manufacturing the shaft body 101 and is combined with the fixed module 103 at the stage of incorporating the shaft body 101 into the apparatus.

次に、図８に基づき、本発明に係るトルク検出装置の第２の実施の形態について説明する。
本例におけるセンサモジュール８０１は、前記第１の実施の形態における各回路が形成された信号処理チップ２０２上に、符号８０２で示される不揮発な記憶領域、いわゆる不揮発メモリが搭載されている。この不揮発メモリ８０２には、例えば、軸体１０１にセンサモジュール８０１を固定した後にセンサモジュール８０１や磁歪材料１０５の磁気的ばらつきを補正するための較正情報や、製造に関するシリアルコード、日付、製品コードその他の製造に関する管理情報等が個別に書き込まれるようになっている。また、信号処理チップ２０２上には、前記不揮発メモリ８０２の他に、不揮発メモリ８０２に書き込まれた情報を読み出す読出し回路８０３、不揮発メモリ８０２に情報を書き込む書込み回路８０４、不揮発メモリ８０２から読み出した前記較正情報と励磁・インピーダンス検出回路５０２によって検出されたトルク信号を切り替え、又は重畳させる信号切替回路８０５がセンサモジュール８０１（信号処理チップ２０２）に追加されている。 Next, a second embodiment of the torque detection device according to the present invention will be described with reference to FIG.
In the sensor module 801 in this example, a non-volatile storage area indicated by reference numeral 802, a so-called non-volatile memory, is mounted on the signal processing chip 202 in which each circuit in the first embodiment is formed. The nonvolatile memory 802 includes, for example, calibration information for correcting magnetic variations of the sensor module 801 and the magnetostrictive material 105 after the sensor module 801 is fixed to the shaft body 101, serial code, date, product code, etc. relating to manufacturing. Management information related to the manufacture of the product is individually written. On the signal processing chip 202, in addition to the nonvolatile memory 802, a reading circuit 803 for reading information written in the nonvolatile memory 802, a writing circuit 804 for writing information to the nonvolatile memory 802, and the reading from the nonvolatile memory 802 are provided. A signal switching circuit 805 for switching or superimposing the calibration information and the torque signal detected by the excitation / impedance detection circuit 502 is added to the sensor module 801 (signal processing chip 202).

また、固定側モジュール８０６には、前記第１の実施の形態の各回路の他に、トルク信号と前記較正情報等の前記不揮発メモリ８０２の情報信号を分別するデータ分別回路８０７、トルク信号を元の状態に復元するトルク信号処理回路８０８、分別された較正情報を使用してトルクデータを補正するトルク値補正回路８０９が追加される。 In addition to the circuits of the first embodiment, the fixed-side module 806 includes a data classification circuit 807 that separates the torque signal and the information signal of the nonvolatile memory 802 such as the calibration information, and the torque signal as a source. A torque signal processing circuit 808 for restoring to the state of FIG. 5 and a torque value correction circuit 809 for correcting torque data using the classified calibration information are added.

なお、本例においても、センサモジュール８０１は基準信号分別回路５０６を有し、固定側モジュール８０６は基準信号生成回路５０７を有しているが、図８においては、これらを図示省略している。 Also in this example, the sensor module 801 has a reference signal classification circuit 506, and the fixed module 806 has a reference signal generation circuit 507, but these are not shown in FIG.

このような本例のトルク検出装置においては、検出コイル３０３，３０４によって検出されたトルク情報の較正が可能である。具体的には、後に一例として挙げるトルク較正情報作成装置により、予め書き込み回路８０４を介して不揮発メモリ８０２に較正情報を書き込んでおき、トルク情報の較正を行う際に、不揮発メモリ８０２に書き込まれた較正情報を読出し回路８０３によって読み出す。そして、信号切替回路８０５により、前記較正情報（信号）と前記励磁・インピーダンス検出回路５０２によって検出されたトルク信号を切り替え、これら較正情報（信号）とトルク信号とを重畳させた後、信号変調回路５０３、高周波増幅回路５０４を経て信号用送信アンテナ３０６によって前記較正情報及びトルク情報を電磁波として固定側モジュール８０６に送信する。固定側モジュール８０６は、前記信号用送信アンテナ３０６からの電磁波を信号用受信アンテナ５１０で受信し、受信された信号は、高周波増幅回路５１１、信号復調回路５１２を経てデータ分別回路８０７に入力される。そして、このデータ分別回路８０７において前記較正情報（信号）とトルク信号とが分別された後、トルク信号はトルク信号処理回路８０８に入力されて復元される。トルク信号処理回路８０８で復元されたトルク信号は、トルク値補正回路８０９に入力され、ここでデータ分別回路８０７から入力された前記較正情報を用いてトルク値の補正が行われる。そして、このようにして較正が行われたトルク情報が信号出力回路を経て出力される。 In such a torque detection apparatus of this example, the torque information detected by the detection coils 303 and 304 can be calibrated. Specifically, the calibration information is written in the nonvolatile memory 802 in advance via the writing circuit 804 by a torque calibration information creation device that will be given as an example later, and the torque information is written in the nonvolatile memory 802 when the torque information is calibrated. The calibration information is read by the reading circuit 803. Then, the signal switching circuit 805 switches the calibration information (signal) and the torque signal detected by the excitation / impedance detection circuit 502, and after superimposing the calibration information (signal) and the torque signal, the signal modulation circuit The calibration information and torque information are transmitted to the fixed module 806 as electromagnetic waves by the signal transmission antenna 306 via the high-frequency amplification circuit 504 503. The fixed-side module 806 receives the electromagnetic wave from the signal transmission antenna 306 by the signal reception antenna 510, and the received signal is input to the data classification circuit 807 through the high frequency amplification circuit 511 and the signal demodulation circuit 512. . Then, after the calibration information (signal) and the torque signal are classified in the data classification circuit 807, the torque signal is input to the torque signal processing circuit 808 and restored. The torque signal restored by the torque signal processing circuit 808 is input to the torque value correction circuit 809, where the torque value is corrected using the calibration information input from the data classification circuit 807. The torque information thus calibrated is output through a signal output circuit.

このような本例によれば、センサモジュール８０１を組み込んだ軸体１０１を単体で較正すれば、固定側モジュール８０６との組み合わせに依存する特性が無くなり、組み合わせ較正が不用となる。すなわち、部品としての軸体１０１、及び、固定側モジュール８０６を個別に交換できる事になり、保守性が向上し、部品交換費及び交換の手間を大幅に低減できる。 According to this example, if the shaft body 101 incorporating the sensor module 801 is calibrated as a single unit, the characteristics depending on the combination with the fixed module 806 are eliminated, and the combination calibration becomes unnecessary. That is, the shaft body 101 as a part and the fixed side module 806 can be replaced individually, so that the maintainability is improved and the part replacement cost and the labor for replacement can be greatly reduced.

なお、前記製造その他の管理情報は、不揮発メモリ８０２から読出し回路８０３によって読み出された後、前記信号切り替え回路８０５に入力される。そして、信号切り替え回路８０５において、前記製造その他の管理情報、前記較正情報、前記トルク信号を切り替え、これら３つの信号を重畳させた後、固定側モジュール８０６へ送信される。このようにして固定側モジュール８０６に送信された前記管理情報は、固定側モジュール８０６の信号用受信アンテナ５１０で受信された後、高周波増幅回路５１１、信号復調回路５１２を経てデータ分別回路８０７に入力される。そして、このデータ分別回路８０７において信号の分別が行われた後、分別された前記管理情報が信号出力回路５１３を経て出力される。 The manufacturing and other management information is read from the nonvolatile memory 802 by the reading circuit 803 and then input to the signal switching circuit 805. Then, in the signal switching circuit 805, the manufacturing and other management information, the calibration information, and the torque signal are switched, and these three signals are superimposed, and then transmitted to the fixed module 806. The management information transmitted to the fixed module 806 in this way is received by the signal receiving antenna 510 of the fixed module 806 and then input to the data classification circuit 807 via the high frequency amplifier circuit 511 and the signal demodulator circuit 512. Is done. Then, after the data is sorted in the data sorting circuit 807, the sorted management information is output through the signal output circuit 513.

尚、図８はセンサモジュール８０１内の較正情報を固定側モジュール８０６にそのまま送信する構成を記載しているが、センサモジュール８０１に、前記励磁・インピーダンス検出回路５０２によって検出されたトルク情報を不揮発メモリ８０２に記録されている較正情報を利用して補正するトルク情報補正手段を設け、このトルク情報補正手段で前記トルク情報の補正を行った後、較正後のトルク値を固定側モジュール８０６に送信してもよい。この場合には、前記データ分別回路８０７、トルク信号処理回路８０８、トルク値補正回路８０９は不要である。 FIG. 8 shows a configuration in which the calibration information in the sensor module 801 is transmitted as it is to the fixed module 806, but the torque information detected by the excitation / impedance detection circuit 502 is stored in the nonvolatile memory in the sensor module 801. Torque information correction means for correcting using the calibration information recorded in 802 is provided. After the torque information is corrected by the torque information correction means, the calibrated torque value is transmitted to the fixed module 806. May be. In this case, the data classification circuit 807, the torque signal processing circuit 808, and the torque value correction circuit 809 are unnecessary.

上記第２の実施の形態の変形例として、センサモジュール８０１上や信号処理チップ２０２上に、前記トルク検出手段の配置部分、即ち、磁歪材料１０５を固定した部分の軸体１０１、或いはその周辺の温度を検出するための測温手段を設けて、該測温手段で検出された温度データを較正データと共に固定側モジュール８０６へ送信して、これらに基づいて固定側モジュール８０６でトルク情報を補正してもよい。この場合においても、センサモジュール８０１内で前記較正データ及び温度データを用いて前記トルク情報を補正した後に、較正後のトルク値を固定側モジュール８０６に送信してもよい。 As a modified example of the second embodiment, the shaft 101 of the portion where the torque detecting means is arranged, that is, the portion where the magnetostrictive material 105 is fixed, on the sensor module 801 or the signal processing chip 202, or the periphery of the shaft 101. A temperature measuring means for detecting the temperature is provided, and the temperature data detected by the temperature measuring means is transmitted to the fixed module 806 together with the calibration data, and the torque information is corrected by the fixed module 806 based on these data. May be. Also in this case, the corrected torque value may be transmitted to the fixed module 806 after correcting the torque information using the calibration data and the temperature data in the sensor module 801.

さらに、センサモジュール８０１上や信号処理チップ２０２上にその他の物理量検出手段を設けて較正データと共に固定側モジュール８０６に送信して、その他の制御に利用したり、軸の異常を検出したりしてもよい。 Furthermore, other physical quantity detection means is provided on the sensor module 801 or the signal processing chip 202 and transmitted to the fixed side module 806 together with the calibration data for use in other control or detecting an axis abnormality. Also good.

なお、上記各実施の形態において、センサモジュール１０６，８０１は、回路基板２０１と該回路基板２０１上に搭載された信号処理チップ２０２とから構成され、回路基板２０１上に、トルク検出を行う検出コイル３０３，３０４や、電源用受信アンテナ３０５、信号用送信アンテナ３０６を配置しているが、図９に示すように、信号処理回路等９０１、電源受信回路９０２が形成された信号処理チップ９０３上に、電源用受信アンテナ９０４、信号用送信アンテナ９０５、検出コイル９０６，９０７を形成しても良い。 In each of the above embodiments, the sensor modules 106 and 801 are constituted by the circuit board 201 and the signal processing chip 202 mounted on the circuit board 201, and the detection coil for detecting torque on the circuit board 201. 303, 304, the power receiving antenna 305, and the signal transmitting antenna 306 are arranged on the signal processing chip 903 on which the signal processing circuit 901 and the power receiving circuit 902 are formed as shown in FIG. The power receiving antenna 904, the signal transmitting antenna 905, and the detection coils 906 and 907 may be formed.

これにより回路基板が不用となり、いわゆるワンチップトルクセンサが実現できるため、今まで軸まわりの空間的制約があったり、安価に製造しなければならない機器でもトルク検出装置の利用が可能となる。 As a result, a circuit board is not required, and a so-called one-chip torque sensor can be realized. Therefore, the torque detection device can be used even in a device that has been spatially limited so far and that must be manufactured at a low cost.

なお、本発明において、前記トルク検出手段は、前記磁歪材料と検出コイル３０３，３０４とで構成されているものに限られず、例えば、ひずみゲージで構成してもよい。この場合には、ひずみゲージを軸体１０１上に固定し、ひずみゲージの引き出し線を前記信号処理チップ２０２に電気的に接続してひずみゲージからの信号を前記トルク情報処理手段で処理し、処理された信号をトルク情報として前記トルク被検出体側モジュール伝送手段で固定側モジュール１０３に伝送するようにしてもよい。 In the present invention, the torque detection means is not limited to the magnetostrictive material and the detection coils 303 and 304, and may be a strain gauge, for example. In this case, the strain gauge is fixed on the shaft body 101, the lead wire of the strain gauge is electrically connected to the signal processing chip 202, and the signal from the strain gauge is processed by the torque information processing means. The transmitted signal may be transmitted as torque information to the stationary module 103 by the torque detected object module transmission means.

次に、本発明に係るトルク較正情報作成装置の実施の形態の一例について、図１０を用いて説明する。
本例のトルク較正情報作成装置は、被較正軸体に固定されたセンサモジュール８０１を用いて較正を行う。以下、本例のトルク較正情報作成装置の具体的構成を説明する。 Next, an example of an embodiment of a torque calibration information creation device according to the present invention will be described with reference to FIG.
The torque calibration information creation device of this example performs calibration using a sensor module 801 fixed to a shaft to be calibrated. Hereinafter, a specific configuration of the torque calibration information creation device of this example will be described.

図において、本例のトルク較正情報作成装置１０００は、トルク発生装置１００１、トルク計１００２、前記センサモジュール８０１が固定された軸体１０１（被較正軸体）の一端側を固定するとともにこの軸体１０１に前記トルク発生装置１００１からの回転トルクを印可する可動側チャック１００３、軸体１０１の他端側を固定する固定側チャック１００４、アンテナ１００５を有する較正情報算出手段１００６によって構成される。 In the figure, a torque calibration information creating apparatus 1000 of this example fixes one end side of a shaft body 101 (a shaft to be calibrated) to which a torque generator 1001, a torque meter 1002, and the sensor module 801 are fixed, and this shaft body. 101 includes a movable side chuck 1003 that applies a rotational torque from the torque generator 1001, a fixed side chuck 1004 that fixes the other end of the shaft body 101, and an antenna 1005.

前記較正情報算出手段１００６は、既知のトルクを発生させるよう、トルク発生装置１００１を制御するようになっている。また、較正情報算出手段１００６は、軸体１０１（被較正軸体）上のセンサモジュール８０１からアンテナ１００５で電磁波として放出されたトルク信号を受信してこれを読み出すとともに、トルク較正値をアンテナ１００５を介して軸体１０１上のセンサモジュール８０１に送信するようになっている。 The calibration information calculation means 1006 controls the torque generator 1001 so as to generate a known torque. The calibration information calculation unit 1006 receives a torque signal emitted as an electromagnetic wave from the sensor module 801 on the shaft body 101 (calibrated shaft body) by the antenna 1005 and reads out the torque signal. Via the sensor module 801 on the shaft body 101.

このように構成されたトルク較正情報作成装置１０００におけるトルク較正情報の作成は、次のようにして行う。すなわち、較正情報算出手段１００６が、トルク計１００２の示すトルクが目標値と同じになる様、トルク発生装置１００１を制御する。これは、軸体１０１（被較正軸体）に既知のトルクが正確に印可されている状態である。この時、トルク較正軸体１０１上のセンサモジュール８０１で検出されたトルク情報を電磁波でセンサモジュール８０１の信号用送信アンテナ３０６（図８参照）によって較正情報算出手段１００６側に送信し、較正情報算出手段１００６側ではアンテナ１００５でこれを受信して前記検出トルクを読出し、この検出トルクと印可している既知のトルクとを比較し、その差分を算出すれば較正トルク値を算出することが可能である。そして、この較正トルク値を、アンテナ１００５で較正情報算出手段１００６で軸体１０１上のセンサモジュール８０１に送信し、センサモジュール８０１の不揮発メモリ８０２に書き込めば、軸体１０１側に自身の較正情報を持たせて、軸単体で一定のトルク検出精度を確保することができる。 Creation of torque calibration information in the torque calibration information creation apparatus 1000 configured as described above is performed as follows. That is, the calibration information calculation unit 1006 controls the torque generator 1001 so that the torque indicated by the torque meter 1002 becomes the same as the target value. This is a state in which a known torque is accurately applied to the shaft body 101 (calibrated shaft body). At this time, the torque information detected by the sensor module 801 on the torque calibration shaft 101 is transmitted to the calibration information calculation means 1006 side by the signal transmission antenna 306 (see FIG. 8) of the sensor module 801 using electromagnetic waves, and the calibration information is calculated. On the means 1006 side, this is received by the antenna 1005, the detected torque is read, the detected torque is compared with the applied known torque, and the difference can be calculated to calculate the calibration torque value. is there. Then, if this calibration torque value is transmitted to the sensor module 801 on the shaft body 101 by the calibration information calculation means 1006 by the antenna 1005 and written in the nonvolatile memory 802 of the sensor module 801, the calibration information of itself is stored on the shaft body 101 side. Therefore, a certain torque detection accuracy can be ensured with the shaft alone.

次に、前記センサモジュール８０１の不揮発メモリ８０２に前記製造に関する管理情報を書き込んだ場合の利用方法について図１１を使用して説明する。
図において、符号１１０１はトルク較正・製造情報書込み装置、符号１１０２は製造情報データベース、符号１１０３は市場での読出しツール、符号１１０４は製造者が市場返却品等を検査する検査ツールである。 Next, a method of using the management information related to the manufacturing in the nonvolatile memory 802 of the sensor module 801 will be described with reference to FIG.
In the figure, reference numeral 1101 is a torque calibration / manufacturing information writing device, reference numeral 1102 is a manufacturing information database, reference numeral 1103 is a reading tool in the market, and reference numeral 1104 is an inspection tool for inspecting products returned to the market by the manufacturer.

センサモジュール８０１が固定された軸体１０１が製造された時、前記較正情報に加え例えば製品のシリアルコード、日付、製品コードその他の製造に関する管理情報を軸体１０１上のセンサモジュール８０１に書き込んで出荷する。市場では読出しツール１１０３を使用してセンサモジュール８０１に記録されている管理情報を読み出せば製品型式や製造情報を知ることができるため、機器への誤組込みを防いだり、最終製品の保守・点検にも利用できる。また、市場から軸製品が製造者に返却された時でも、検査ツール１１０４で管理情報を読み出せば、品質保証の質を向上させることができるし、製造時に蓄積した製造情報データベース１１０２を参照すれば、さらなる詳細情報の管理も可能となる。 When the shaft body 101 to which the sensor module 801 is fixed is manufactured, in addition to the calibration information, for example, product serial code, date, product code, and other management information relating to manufacturing are written in the sensor module 801 on the shaft body 101 and shipped. To do. In the market, it is possible to know the product type and manufacturing information by reading the management information recorded in the sensor module 801 using the reading tool 1103, so that it can be prevented from being mistakenly incorporated into the equipment, and the final product can be maintained and inspected. It can also be used. Even when the shaft product is returned to the manufacturer from the market, the quality of quality assurance can be improved by reading the management information with the inspection tool 1104, and the manufacturing information database 1102 accumulated at the time of manufacture can be referred to. In this case, more detailed information can be managed.

また、管理情報にセンサモジュール毎に異なる番号を与えれば、同一軸上に複数のセンサモジュール８０１を配置してセンサモジュール故障時は参照センサモジュールを正常な方に切りかえられる様にでき、トルク検出に冗長系を構成することが可能となるので、高い信頼性が必要とされる部位等にも本発明のトルク検出装置を適用することが可能となる。 In addition, if a different number is assigned to the management information for each sensor module, a plurality of sensor modules 801 can be arranged on the same axis so that the reference sensor module can be switched to a normal one in the event of a sensor module failure. Since it becomes possible to configure a redundant system, it is possible to apply the torque detection device of the present invention to a part or the like that requires high reliability.

本発明の第１の実施の形態のトルク検出装置を示す図。The figure which shows the torque detection apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 図１に示すトルク検出装置のセンサモジュールを示す図。The figure which shows the sensor module of the torque detection apparatus shown in FIG. 図１に示すセンサモジュールの回路基板を示す図。The figure which shows the circuit board of the sensor module shown in FIG. 図１に示すセンサモジュールの信号処理チップの構成を示す図。The figure which shows the structure of the signal processing chip | tip of the sensor module shown in FIG. （Ａ）は本発明の第１の実施の形態のトルク検出装置を示す図、（Ｂ）は固定側モジュールの基準信号生成回路の信号を電源送信の変調でセンサモジュールに送信する例を示す図。(A) is a diagram showing the torque detection device according to the first embodiment of the present invention, (B) is a diagram showing an example of transmitting the signal of the reference signal generation circuit of the fixed module to the sensor module by modulation of power transmission. . センサモジュールと固定側モジュールの送受信周波数帯を示す図。The figure which shows the transmission-and-reception frequency band of a sensor module and a fixed side module. 本発明の第１の実施の形態のトルク検出装置の組付けを説明するための図。The figure for demonstrating the assembly | attachment of the torque detection apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態のトルク検出装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the torque detection apparatus of the 2nd Embodiment of this invention. センサモジュールの他例を示す図Diagram showing another example of sensor module 本発明のトルク較正情報作成装置を示した図The figure which showed the torque calibration information creation apparatus of this invention 不揮発メモリに書き込まれた製造に関する情報の利用方法の一例を説明するための図The figure for demonstrating an example of the utilization method of the information regarding manufacture written in the non-volatile memory 従来のトルク検出装置を示す図。The figure which shows the conventional torque detection apparatus. 磁歪材料の逆磁歪効果で軸トルクを検出する原理説明図。The principle explanatory drawing which detects axial torque by the inverse magnetostriction effect of a magnetostrictive material. 正の飽和磁歪定数をもつ磁歪材料の応力と透磁率の関係図。FIG. 5 is a relationship diagram of stress and permeability of a magnetostrictive material having a positive saturation magnetostriction constant.

符号の説明Explanation of symbols

１００トルク検出装置
１０１軸体
１０２被検出体側モジュール
１０３固定側モジュール
１０５磁歪材料
１０６，８０１，９０８センサモジュール
２０１回路基板
２０２，９０３信号処理チップ
３０３，３０４，９０６，９０７検出コイル
３０５，９０４電源用受信アンテナ
３０６，９０５信号用送信アンテナ
５０１抵抗器
５０２励磁・インピーダンス検出回路
５０３信号変調回路
５０４高周波増幅回路
５０５電源受信回路
５０６基準信号分別回路
５０７基準信号生成回路
５０８電源送信回路
５０９電源用送信アンテナ
５１０信号用受信アンテナ
５１１高周波増幅回路
５１２信号復調回路
５１３信号出力回路
８０２不揮発メモリ
８０３読出し回路
８０４書き込み回路
８０５信号切替回路
８０６固定側モジュール
８０７データ分別回路
８０８トルク信号処理回路
８０９トルク値補正回路
９０１信号処理回路等
９０２電源受信回路
１０００トルク較正情報作成装置
１００１トルク発生装置
１００２トルク計
１００３可動側チャック
１００４固定側チャック
１００５アンテナ
１００６較正情報算出手段
１１０１トルク較正・製造情報書込み装置
１１０２製造情報データベース
１１０３読み出しツール
１１０４検査ツール DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Torque detection apparatus 101 Shaft body 102 Detected object side module 103 Fixed side module 105 Magnetostrictive material 106,801,908 Sensor module 201 Circuit board 202,903 Signal processing chip 303,304,906,907 Detection coil 305,904 Reception for power supply Antenna 306, 905 Signal transmission antenna 501 Resistor 502 Excitation / impedance detection circuit 503 Signal modulation circuit 504 High frequency amplification circuit 505 Power supply reception circuit 506 Reference signal classification circuit 507 Reference signal generation circuit 508 Power transmission circuit 509 Power transmission antenna 510 signal Receiving antenna 511 High frequency amplifier circuit 512 Signal demodulating circuit 513 Signal output circuit 802 Non-volatile memory 803 Read circuit 804 Write circuit 805 Signal switching circuit 806 Fixed side module 807 Data classification circuit 808 Torque signal processing circuit 809 Torque value correction circuit 901 Signal processing circuit etc. 902 Power receiving circuit 1000 Torque calibration information creation device 1001 Torque generator 1002 Torque meter 1003 Movable side chuck 1004 Fixed side chuck 1005 Antenna 1006 Calibration information Calculation means 1101 Torque calibration / manufacturing information writing device 1102 Manufacturing information database 1103 Reading tool 1104 Inspection tool

Claims

トルク被検出体上に固定されるトルク被検出体側モジュールと前記トルク被検出体とは別に固定される固定側モジュールとを備えてなり、
前記トルク被検出体側モジュールを、前記トルク被検出体の伝達トルクを検出するトルク検出手段と、該トルク検出手段からの信号を処理してこれをトルク情報として取り出すトルク情報処理手段と、該トルク情報処理手段に接続され、該トルク情報処理手段からのトルク情報を前記固定側モジュールに電磁波で伝送するトルク被検出体側モジュール伝送手段と、トルク被検出体側モジュールの動作電力を前記固定側モジュールから電磁波で受信してトルク被検出体側モジュールに動作電力を供給する電力供給手段と、を有して構成し、
前記固定側モジュールを、前記トルク被検出体側モジュール伝送手段から伝送された電磁波を受信して前記トルク情報を取り出す固定側モジュール処理手段と、前記トルク被検出体側モジュールの動作電力を前記電力供給手段に電磁波として伝送する固定側モジュール伝送手段と、を有して構成した
ことを特徴とするトルク検出装置。 A torque detected object side module fixed on the torque detected object and a fixed side module fixed separately from the torque detected object;
A torque detecting means for detecting a torque transmitted by the torque detected body; a torque information processing means for processing a signal from the torque detecting means and extracting the processed torque as torque information; and the torque information. Torque detected object side module transmitting means connected to the processing means for transmitting torque information from the torque information processing means to the fixed side module by electromagnetic waves, and operating power of the torque detected object side module from the fixed side modules by electromagnetic waves Power supply means for receiving and supplying operating power to the torque detected object side module,
The fixed-side module receives the electromagnetic wave transmitted from the torque-detected object-side module transmission means and extracts the torque information, and the operating power of the torque-detected object-side module is supplied to the power supply means. And a fixed module transmission means for transmitting the electromagnetic wave as electromagnetic waves.

前記トルク検出手段を、前記トルク被検出体上に固定された磁歪材料と、該磁歪材料の表面近傍に配置され該磁歪材料の逆磁歪効果をインピーダンス変化として検出する検出コイルとで構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のトルク検出装置。 The torque detection means is composed of a magnetostrictive material fixed on the torque detection object and a detection coil that is arranged near the surface of the magnetostrictive material and detects the inverse magnetostrictive effect of the magnetostrictive material as an impedance change. The torque detection device according to claim 1, wherein

前記検出コイル、前記トルク情報処理手段、前記トルク被検出体側伝送手段、及び前記電力供給手段を、一体的に構成してなるセンサモジュールを備えた
ことを特徴とする請求項２に記載のトルク検出装置。 The torque detection according to claim 2, further comprising a sensor module in which the detection coil, the torque information processing means, the torque detected body side transmission means, and the power supply means are integrally configured. apparatus.

前記トルク被検出体側モジュール伝送手段を、電磁波アンテナを有して構成し、該電磁波アンテナを湾曲又は屈曲可能な材料上に設けた
ことを特徴とする請求項１，２又は３のいずれかに記載のトルク検出装置。 The torque-detected object-side module transmission means includes an electromagnetic wave antenna, and the electromagnetic wave antenna is provided on a material that can be bent or bent. Torque detection device.

前記トルク被検出体側モジュール伝送手段を電磁波アンテナを有して構成し、該電磁波アンテナ及び前記検出コイルを、前記トルク情報処理手段、前記トルク被検出体側モジュール伝送手段、前記電力供給手段とともに半導体基板上に形成した
ことを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載のトルク検出装置。 The torque detected object side module transmission means includes an electromagnetic wave antenna, and the electromagnetic wave antenna and the detection coil are arranged on a semiconductor substrate together with the torque information processing means, the torque detected object side module transmission means, and the power supply means. The torque detection device according to claim 2, wherein the torque detection device is formed as follows.

前記トルク被検出体側モジュールのトルク被検出体側モジュール伝送手段から伝送される電磁波周波数と、前記固定側モジュールの固定側モジュール伝送手段から伝送される電磁波周波数とを異なるものとする
ことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記載のトルク検出装置。 The electromagnetic wave frequency transmitted from the torque detected object side module transmission means of the torque detected object side module is different from the electromagnetic wave frequency transmitted from the fixed side module transmission means of the fixed side module. Item 6. The torque detection device according to any one of Items 1, 2, 3, 4, and 5.

前記トルク被検出体側モジュールに、書き込み可能な記憶領域と、該記憶領域に書き込まれた較正情報を使用して前記トルク情報を補正するトルク情報補正手段とを設けた
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６のいずれかに記載のトルク検出装置。 The torque detected object side module is provided with a writable storage area and torque information correction means for correcting the torque information using calibration information written in the storage area. , 2, 3, 4, 5 or 6.

前記トルク被検出体側モジュールに、前記トルク検出手段の配置部分又は該トルク検出手段の周辺の温度を測定するための温度測定手段を設け、前記トルク情報補正手段は、前記温度測定手段によって測定された温度情報と前記記憶領域に書き込まれた較正情報とを使用して前記トルク情報を補正する
ことを特徴とする請求項７に記載のトルク検出装置 The torque detected body side module is provided with a temperature measuring means for measuring the temperature of the arrangement portion of the torque detecting means or the periphery of the torque detecting means, and the torque information correcting means is measured by the temperature measuring means. The torque detection device according to claim 7, wherein the torque information is corrected using temperature information and calibration information written in the storage area.

前記トルク被検出体側モジュールに、書き込み可能な記憶領域を設けるとともに、該記憶領域に書き込まれた較正情報をトルク被検出体モジュールの前記トルク被検出体側モジュール伝送手段によって前記固定側モジュールに伝送可能とし、
前記固定側モジュールに、前記トルク被検出体側モジュール伝送手段によって伝送された前記較正情報に基づいて前記被検出体側モジュール伝送手段から伝送された前記トルク情報を補正するトルク情報補正手段を設けた
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６のいずれかに記載のトルク検出装置。 A writable storage area is provided in the torque detected object side module, and calibration information written in the storage area can be transmitted to the fixed module by the torque detected object side module transmitting means of the torque detected object module. ,
The fixed side module is provided with torque information correction means for correcting the torque information transmitted from the detected object side module transmission means based on the calibration information transmitted by the torque detected object side module transmission means. The torque detection device according to any one of claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6.

前記トルク被検出体側モジュールに、前記トルク検出手段の配置部分又は該トルク検出手段の周辺の温度を測定するための温度測定手段を設け、前記トルク被検出体側モジュール伝送手段は、前記測定手段によって測定された温度情報を前記固定側モジュールに伝送し、
前記固定側モジュールのトルク情報補正手段は、前記トルク被検出体側モジュールから伝送された温度情報と前記較正情報に基づいて前記トルク情報を補正する
ことを特徴とする請求項９に記載のトルク検出装置 The torque detected object side module is provided with a temperature measuring means for measuring the temperature of the portion where the torque detecting means is disposed or around the torque detecting means, and the torque detected object side module transmitting means is measured by the measuring means. Transmitted temperature information to the fixed module,
10. The torque detection device according to claim 9, wherein the torque information correction unit of the fixed side module corrects the torque information based on the temperature information and the calibration information transmitted from the torque detected body side module.

前記固定側モジュールを、前記トルク被検出体が通過可能な切欠を有して形成した固定側モジュール筐体を有して構成した
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９又は１０のいずれかに記載のトルク検出装置。 The fixed-side module includes a fixed-side module housing formed with a notch through which the torque detected body can pass. The torque detection device according to any one of 6, 7, 8, 9, or 10.

前記トルク被検出体側モジュールに、書き込み可能な記憶領域を設け、該記憶領域に記憶された情報を、前記トルク被検出体側モジュール伝送手段で伝送可能とした
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０又は１１のいずれかに記載のトルク検出装置。 A writable storage area is provided in the torque detected object side module, and information stored in the storage area can be transmitted by the torque detected object side module transmission means. The torque detection device according to any one of 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11.

前記トルク被検出体側モジュールの記憶領域に記憶された情報は、被検出体の製造に関連する情報である
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１又は１２のいずれかに記載のトルク検出装置。 The information stored in the storage area of the torque-detected object-side module is information related to the manufacture of the object to be detected. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, The torque detection device according to any one of 9, 10, 11 and 12.

前記トルク被検出体側モジュール伝送手段は、パルス符号変調手段を具備し、検出した前記トルク情報及びその他の情報をパルス符号情報として、前記固定側モジュールに伝送する
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２又は１３のいずれかに記載のトルク検出装置。 The torque detected object side module transmission means includes pulse code modulation means, and transmits the detected torque information and other information as pulse code information to the fixed side module. , 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or 13.

前記トルク情報処理手段及びトルク被検出体側モジュール伝送手段を構成する信号処理回路がディジタル回路、又はマイクロコンピュータで構成され、その基準クロック信号を前記固定側モジュール伝送手段から受信して、前記トルク検出手段によって検出したトルク物理量を処理する
ことを特徴とした請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３又は１４のいずれかに記載のトルク検出装置。 A signal processing circuit constituting the torque information processing means and the torque-detected object-side module transmission means is constituted by a digital circuit or a microcomputer, receives the reference clock signal from the fixed-side module transmission means, and receives the torque detection means. 15. The torque detection according to claim 1, wherein the torque physical quantity detected by the processing is processed. 15, 15, 10, 11, 12, 13, or 14. apparatus.

設定されたトルクをトルク被検出体に対して発生させるトルク発生装置と、前記請求項７に記載のトルク被検出体側モジュールで検出された前記トルク情報を電磁波で受信し受信した信号から前記トルク情報を取り出し、前記設定されたトルクと比較してトルク較正に必要な較正情報を算出して該較正情報を前記トルク被検出体側モジュールに対して出力する較正情報算出手段とを有する
ことを特徴とするトルク較正情報作成装置。 A torque generator for generating a set torque with respect to the torque detection object, and the torque information detected by the torque detection object side module according to claim 7 as an electromagnetic wave, and the torque information from a received signal. And calibration information calculation means for calculating calibration information necessary for torque calibration in comparison with the set torque and outputting the calibration information to the torque-detected object-side module. Torque calibration information creation device.