JP2008076150A

JP2008076150A - Torsional torque measuring apparatus

Info

Publication number: JP2008076150A
Application number: JP2006254124A
Authority: JP
Inventors: Ikunori Sakatani; 郁紀坂谷; Katsutoshi Matsuoka; 勝年松岡
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify assembly and allow magnetic flux generated by a magnet to flow preferentially toward a magnetic sensor. <P>SOLUTION: The torsional torque measuring apparatus comprises a first shaft body 12, a permanent magnet 14 fixed to the first shaft body 12, a second shaft body 18, magnetic cores 20, 22 fixed to the second shaft body 18, a coupling rod 16 for coupling the first shaft body 12 and the second shaft body 18, and the magnetic sensor 30 which is arranged within a magnetic circuit including the permanent magnet 14 and the magnetic cores 20, 22 and detects a change in magnetic flux caused by the rotational relative displacement between the permanent magnet 14 and the magnetic cores 20, 22. The magnetic sensor 30 is inserted between the magnetic cores 20, 22 integrated with a magnetic substance 32, which is arranged so that magnetic flux flowing through between the magnetic cores 20, 22 to be preferentially concentrated on the magnetic sensor 30. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ねじりトルク測定装置に係り、例えば、自動車のステアリング装置などの回転軸に発生するねじりトルクを測定するためのねじりトルク測定装置に関する。 The present invention relates to a torsion torque measuring device, and more particularly to a torsion torque measuring device for measuring torsion torque generated on a rotating shaft of an automobile steering device or the like.

従来、回転軸に発生するねじれトルクを測定するものとしては、例えば、電動パワーステアリング装置のステアリングホイールに連結される第１軸体と、第１軸体に連設体を介して連結された第２軸体との相対変位を検出するようにした相対変位検出装置が提案されている（特許文献１参照）。この相対変位検出装置においては、第１軸体に固定された永久磁石と第２軸体に固定された一対の磁性体コアとの相対変位により生じる磁束の変化を、第１軸体と第２軸体の回動軸回りの相対位置変化の方向と変位の変化量として、磁気センサで検出する構成を採用し、耐久性の向上を図るようにしている。 Conventionally, for measuring torsional torque generated on a rotating shaft, for example, a first shaft connected to a steering wheel of an electric power steering device, and a first shaft connected to a first shaft through a connecting member are used. A relative displacement detector that detects relative displacement with a biaxial body has been proposed (see Patent Document 1). In this relative displacement detection device, a change in magnetic flux caused by a relative displacement between a permanent magnet fixed to the first shaft body and a pair of magnetic cores fixed to the second shaft body is detected with the first shaft body and the second shaft body. A configuration in which a magnetic sensor detects the relative position change direction and the displacement change amount around the rotation axis of the shaft body is adopted to improve durability.

しかし、磁気センサが、単に、一方の磁性体コアと他方の磁性体コアとの空間に配置されているので、磁性体コア間に生じる磁束が、磁気センサ以外の領域にも流れ、磁気センサに磁束を十分に流すことができない。 However, since the magnetic sensor is simply disposed in the space between one magnetic core and the other magnetic core, the magnetic flux generated between the magnetic cores also flows to a region other than the magnetic sensor, The magnetic flux cannot flow sufficiently.

そこで、磁気センサに磁束を十分に流すために、一対の磁性体コア（軟磁性体による磁気ヨーク）の外側に、リング状の補助磁性体（集磁リング）を設けるとともに、補助磁性体の周方向の一部に集磁部を設け、磁石から発生する磁束を各磁性体コアから補助磁性体の集磁部を介して磁気センサに集中的に流すようにしたものが提案された（特許文献２参照）。
特開平２−９３３２１号公報特開２００３−１４９０６２号公報 Therefore, in order to allow a sufficient amount of magnetic flux to flow through the magnetic sensor, a ring-shaped auxiliary magnetic body (magnet collecting ring) is provided outside the pair of magnetic cores (magnetic yoke made of soft magnetic material), and the periphery of the auxiliary magnetic body is provided. There has been proposed a magnetic flux collecting portion provided in a part of the direction so that magnetic flux generated from the magnet is intensively flowed from each magnetic core through the magnetic flux collecting portion of the auxiliary magnetic material to the magnetic sensor (Patent Document) 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 2-93321 JP 2003-149062 A

しかし、特許文献２に記載されたものでは、補助磁性体をリング状に形成しなければならず、製造が困難であり、また、リング状の補助磁性体と一対の磁性コア（軟磁性体による磁気ヨーク）を同軸上に組み立てる必要などの組み立て上の制約がある。 However, in the device described in Patent Document 2, the auxiliary magnetic body must be formed in a ring shape, which is difficult to manufacture, and the ring-shaped auxiliary magnetic body and a pair of magnetic cores (depending on the soft magnetic body) There are restrictions on assembly, such as the need to assemble the magnetic yoke) on the same axis.

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、組み立てを容易にするとともに、磁石から発生する磁束を磁気センサに優先的に流すことにある。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to facilitate assembly and to cause a magnetic flux generated from a magnet to flow preferentially to a magnetic sensor.

前記目的を達成するために、本発明は、第１の軸体と、前記第１の軸体に固体された永久磁石と、第２の軸体と、前記第２の軸体に固定された複数の磁性体コアと、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結棒と、前記永久磁石および前記複数の磁性体コアを含む磁気回路中に配置されて前記永久磁石と前記複数の磁性体コアの回転方向の相対変位により生じる磁束の変化を検出する磁気センサとを備え、前記磁気センサは、前記各磁性体コア間または前記各磁性体コア外周側に配置された磁性体と一体に構成されており、前記磁性体は、前記各磁性体コアに流れる磁束を前記磁気センサに優先的に集めてなるねじりトルク測定装置を構成したものである。 In order to achieve the object, the present invention is fixed to a first shaft body, a permanent magnet solidified on the first shaft body, a second shaft body, and the second shaft body. The permanent magnet disposed in a magnetic circuit including a plurality of magnetic cores, a connecting rod for connecting the first shaft body and the second shaft body, the permanent magnet and the plurality of magnetic cores. And a magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux caused by a relative displacement in the rotational direction of the plurality of magnetic cores, the magnetic sensors being arranged between the magnetic cores or on the outer peripheral side of the magnetic cores The magnetic body is configured integrally with a magnetic body, and the magnetic body constitutes a torsion torque measuring device that preferentially collects magnetic fluxes flowing through the magnetic cores in the magnetic sensor.

本発明によれば、磁性体と一体に構成された磁気センサを各磁性体コア間または各磁性体コア外周側に配置するようにしたため、ねじりトルク測定装置を容易に組み立てることができ、組み立ての簡便化を図ることができるとともに、永久磁石から発生する磁束を磁気センサに優先的に流すことができる。 According to the present invention, since the magnetic sensor configured integrally with the magnetic body is disposed between the magnetic cores or on the outer peripheral side of each magnetic core, the torsion torque measuring device can be easily assembled. In addition to simplification, the magnetic flux generated from the permanent magnet can be preferentially passed through the magnetic sensor.

前記ねじりトルク測定装置を構成するに際しては、永久磁石を、多極着磁された磁石で構成したり、磁性体を円弧状に形成し、磁性体を磁気センサと軸方向において固定したりすることができる。また、磁性体を円弧状に形成し、円弧形状の磁性体を用いて磁気センサと周方向において固定することもできる。また、磁気センサを複数個用い、各磁気センサを、磁性体と一体に構成して、各磁性体コア間または前記各磁性体コア外周側に配置することもできる。さらに、複数個の磁気センサを４個で構成することもできる。 When configuring the torsional torque measuring device, the permanent magnet may be a multipolar magnet, or the magnetic body may be formed in an arc shape, and the magnetic body may be fixed to the magnetic sensor in the axial direction. Can do. Further, the magnetic body can be formed in an arc shape, and can be fixed to the magnetic sensor in the circumferential direction using the arc-shaped magnetic body. Further, a plurality of magnetic sensors can be used, and each magnetic sensor can be configured integrally with the magnetic body and disposed between the magnetic cores or on the outer peripheral side of each magnetic core. Furthermore, a plurality of magnetic sensors can be constituted by four.

本発明によれば、組み立ての簡便化を図ることができるとともに、永久磁石から発生する磁束を磁気センサに優先的に流すことができる。 According to the present invention, assembling can be simplified, and a magnetic flux generated from a permanent magnet can be preferentially passed through a magnetic sensor.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例を示すねじりトルク測定装置の断面図である。図１において、ねじりトルク測定装置１０は、略円柱状に形成された第１の軸体１２を備えており、第１の軸体１２は、軸方向一端側が軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。第１の軸体１２の軸方向一端側には、電動パワーステアリング装置のステアリングホイール（図示せず）が連結され、軸方向他端側には円環状の永久磁石１４が固定されているとともに、連結棒１６が連結されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a torsion torque measuring apparatus showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a torsional torque measuring apparatus 10 includes a first shaft body 12 formed in a substantially cylindrical shape, and the first shaft body 12 is rotatable at one end in the axial direction by a bearing (not shown). It is supported by. A steering wheel (not shown) of the electric power steering device is connected to one axial end of the first shaft body 12, and an annular permanent magnet 14 is fixed to the other axial end. The connecting rod 16 is connected.

永久磁石１４は、軸方向において多極着磁されて、Ｎ極とＳ極が軸方向に配列された複数個の磁極部が、相異なる磁極同士が隣接するように、等間隔で円周方向に沿って配列されている。連結棒１６は、第１の軸体１２と第２の軸体１８とを連結する連結部材として、その軸方向両端側がそれぞれ第１の軸体１２と第２の軸体１８に連結されている。第２の軸体１８は、軸方向一端側が軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。 The permanent magnet 14 is multipolarly magnetized in the axial direction, and a plurality of magnetic pole portions in which N and S poles are arranged in the axial direction are circumferentially spaced at equal intervals so that different magnetic poles are adjacent to each other. Are arranged along. The connecting rod 16 is a connecting member that connects the first shaft body 12 and the second shaft body 18, and both axial ends thereof are connected to the first shaft body 12 and the second shaft body 18, respectively. . The second shaft body 18 is rotatably supported at one end in the axial direction by a bearing (not shown).

永久磁石１４の周囲には、円環状に形成された１組の磁性体コア２０、２２が第１の軸体１２と第２の軸体１８の軸方向に沿って相対向して配置されている。各磁性体コア２０、２２は、互いに離れて配置されているとともに、永久磁石１４の周辺部を囲むように、かつ、永久磁石１４との間に一定の間隙を保って配置されており、非磁性体で構成された円環状のスペーサ２４を介して互いに連結されている。 Around the permanent magnet 14, a pair of magnetic cores 20, 22 formed in an annular shape are arranged facing each other along the axial direction of the first shaft body 12 and the second shaft body 18. Yes. The magnetic cores 20 and 22 are arranged apart from each other, are arranged so as to surround the periphery of the permanent magnet 14, and maintain a certain gap between the permanent magnet 14 and the non-magnetic cores 20 and 22. They are connected to each other via an annular spacer 24 made of a magnetic material.

磁性体コア２０の内周側には、歯形形状のコア片２０ａが複数個等間隔で周方向に沿って形成されており、磁性体コア２２の内周側には、歯形形状のコア片２２ａが複数個等間隔で周方向に沿って形成されている。各コア片２０ａ、２２ａは、第１の軸体１２の非回転時において、周方向における中心が永久磁石１４の相隣接する磁極（Ｎ極）と磁極（Ｓ極）との境界部分に位置するように位置決めされており２０ａと２２ａは同位相となっている。 A plurality of tooth-shaped core pieces 20 a are formed along the circumferential direction at equal intervals on the inner peripheral side of the magnetic core 20, and the tooth-shaped core pieces 22 a are formed on the inner peripheral side of the magnetic core 22. Are formed along the circumferential direction at equal intervals. Each core piece 20a, 22a is located at the boundary between the magnetic pole (N pole) and the magnetic pole (S pole) adjacent to each other in the permanent magnet 14 when the first shaft body 12 is not rotated. 20a and 22a are in the same phase.

磁性体コア２２は、その底部側がフランジ２６、２８を介して第２の軸体１８に連結されている。すなわち、第２の軸体１８には、フランジ２６、２８を介して磁性体コア２２が固定されているとともに、フランジ２６、２８、磁性体コア２２、スペーサ２４を介して磁性体コア２０が固定されている。このため、ステアリングホイールの操舵に伴う操舵力によって第１の軸体１２が回転すると、永久磁石１４が回転し、この回転力が連結棒１６を介して第２の軸体１８に伝達されるようになっている。 The bottom side of the magnetic core 22 is connected to the second shaft body 18 via flanges 26 and 28. In other words, the magnetic core 22 is fixed to the second shaft body 18 via the flanges 26 and 28, and the magnetic core 20 is fixed via the flanges 26 and 28, the magnetic core 22, and the spacer 24. Has been. Therefore, when the first shaft 12 is rotated by the steering force accompanying the steering wheel steering, the permanent magnet 14 is rotated, and this rotational force is transmitted to the second shaft 18 via the connecting rod 16. It has become.

磁性体コア２０と磁性体コア２２との間には、磁束量によって出力電圧が変化するリニア出力タイプの磁気センサ３０と磁性体３２を含む２組の磁気センササブアッシーが１８０°対向方向に配置されており、各組の磁気センサ３０は磁性体３２と一体に構成されている。各組の磁気センサ３０と磁性体３２は、第１軸体１２の軸方向に沿って配置されており、各磁気センサ３０は、磁性体コア２２と一定の間隙（磁気的ギャップ）を保って配置され、各磁性体３２は、磁性体コア２０と一定の間隙（磁気的ギャップ）を保って配置されている。すなわち、各磁気センサ３０は、磁性体３２と一体となって構成されて、磁性体コア２０と磁性体コア２２との間に配置されているとともに、永久磁石１４と磁性体コア２０、２２を含む磁気回路中に配置されてハウジング（図示せず）に固定され、永久磁石１４と磁性体コア２０、２２の回転方向の相対変位により生じる磁束の変化を検出するセンサとして構成されている。 Between the magnetic core 20 and the magnetic core 22, two sets of magnetic sensor sub-assies including a linear output type magnetic sensor 30 and a magnetic body 32 whose output voltage changes depending on the amount of magnetic flux are arranged in the opposite direction of 180 °. Each set of magnetic sensors 30 is configured integrally with a magnetic body 32. Each set of the magnetic sensor 30 and the magnetic body 32 is disposed along the axial direction of the first shaft body 12, and each magnetic sensor 30 maintains a certain gap (magnetic gap) from the magnetic body core 22. The magnetic bodies 32 are arranged with a certain gap (magnetic gap) from the magnetic core 20. That is, each magnetic sensor 30 is configured integrally with the magnetic body 32 and is disposed between the magnetic body core 20 and the magnetic body core 22, and the permanent magnet 14 and the magnetic body cores 20, 22 are connected to each other. The sensor is arranged in a magnetic circuit that is included and is fixed to a housing (not shown), and is configured as a sensor that detects a change in magnetic flux caused by a relative displacement in the rotational direction between the permanent magnet 14 and the magnetic cores 20 and 22.

各磁気センサ３０は、磁性体３２と一体に構成されて磁性体コア２０と磁性体コア２２との間に挿入されており、各磁性体３２は、磁性体コア２０、２２に流れる磁束を磁気センサ３０に優先的に集めることができる。すなわち、各組の磁気センサ３０と磁性体３２は磁気センササブアッシーとして構成されて、磁性体コア２０と磁性体コア２２との間に挿入されるので、磁気センササブアッシーが存在する領域の磁気抵抗は、他の領域に比べて低くなり、磁性体コア２０、２２に流れる磁束が磁気センササブアッシーが存在する領域を優先的に流れ、その結果、磁性体コア２０、２２に流れる磁束は、各磁気センサ３０を優先的に流れることになる。 Each magnetic sensor 30 is configured integrally with the magnetic body 32 and is inserted between the magnetic core 20 and the magnetic core 22, and each magnetic body 32 magnetizes the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22. The sensors 30 can be preferentially collected. That is, each set of the magnetic sensor 30 and the magnetic body 32 is configured as a magnetic sensor sub-assembly and is inserted between the magnetic core 20 and the magnetic core 22, so that the magnetic field in the region where the magnetic sensor sub-assembly exists is present. The resistance is lower than other regions, and the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22 preferentially flows through the region where the magnetic sensor sub-assembly exists, and as a result, the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22 is Each magnetic sensor 30 flows preferentially.

ここで、第１の軸体１２が非回転状態にあるときには、磁性体コア２０、２２のコア片２０ａ、２２ａは、周方向における中心が永久磁石１４の相隣接する磁極（Ｎ極）と磁極（Ｓ極）との境界部分に位置決めされているので、コア片２０ａ、２２ａと永久磁石１４において短絡閉磁気回路が形成され、磁性体コア２０と磁性体コア２２との間の空間には何ら磁束が生じることはない。このため、各磁気センサ３０からは出力電圧は発生しない。 Here, when the first shaft body 12 is in a non-rotating state, the core pieces 20a and 22a of the magnetic cores 20 and 22 have a magnetic pole (N pole) and a magnetic pole whose center in the circumferential direction is adjacent to the permanent magnet 14. Since it is positioned at the boundary with (S pole), a short-circuit closed magnetic circuit is formed in the core pieces 20a, 22a and the permanent magnet 14, and there is no space in the space between the magnetic core 20 and the magnetic core 22. Magnetic flux does not occur. For this reason, no output voltage is generated from each magnetic sensor 30.

一方、第１の軸体１２がステアリングホイールの操舵に応答して、右回転または左回転し、かつ第１の軸体と第２の軸体間にねじりトルクが作用すると、連結棒１６がねじれ、磁性体コア２０、２２と永久磁石１４間に相対角度変化が生じる。その結果、磁性体コア２０、２２のコア片２０ａ、２２ａは、その中心が永久磁石１４の相隣接する磁極（Ｎ極）と磁極（Ｓ極）との境界部分から外れ、永久磁石１４、コア片２０ａ、２２ａ、磁性体３２、３４、磁気センサ３０を結ぶ磁気回路が形成され、磁性体コア２０と磁性体コア２２との間の空間に磁束が発生する。この磁束は、磁気センササブアッシーが存在する領域を優先的に流れるので、磁性体コア２０、２２に流れる磁束は、各磁気センサ３０を優先的に流れることになる。このため、各磁気センサ３０からは磁束に応じた電圧が発生することになり、この電圧を基に演算回路（図示せず）において、第１の軸体１２に作用するねじれトルクを求めることができる。 On the other hand, when the first shaft 12 rotates to the right or left in response to steering of the steering wheel and a torsion torque acts between the first shaft and the second shaft, the connecting rod 16 is twisted. A relative angle change occurs between the magnetic cores 20 and 22 and the permanent magnet 14. As a result, the core pieces 20 a, 22 a of the magnetic cores 20, 22 deviate from the boundary portion between the magnetic poles (N poles) and the magnetic poles (S poles) adjacent to each other in the permanent magnet 14. A magnetic circuit connecting the pieces 20 a and 22 a, the magnetic bodies 32 and 34, and the magnetic sensor 30 is formed, and a magnetic flux is generated in a space between the magnetic core 20 and the magnetic core 22. Since this magnetic flux preferentially flows in the region where the magnetic sensor sub-assembly exists, the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22 preferentially flows through each magnetic sensor 30. For this reason, a voltage corresponding to the magnetic flux is generated from each magnetic sensor 30, and a torsion torque acting on the first shaft body 12 can be obtained in an arithmetic circuit (not shown) based on this voltage. it can.

磁気センササブアッシーを構成する磁性体３２は、図２に示すように、平面形状を円弧形状とすることもできるが、円弧形状に限らず、方形形状（正方形、長方形、台形）、円形、楕円形などの形状とすることもできる。また、軸方向に錐形成とすることもできる。
また、磁気センササブアッシーは１個でもよいが、図１および図２に示すように、２個の磁気センササブアッシーを１８０°対向方向に配置し、各磁気センサ３０の出力の和または差を測定することで、磁性体コア２０、２２の平行度による磁束密度の変化の影響を緩和することができる。なお、２個の磁気センササブアッシーを１８０°対向方向に配置した場合、磁気センサ３０の検出方向を逆向きにしたときには差を、同一方向にしたときには和を取ることが望ましい。 As shown in FIG. 2, the magnetic body 32 constituting the magnetic sensor sub-assembly can have an arc shape in plan view, but is not limited to an arc shape, but a square shape (square, rectangle, trapezoid), circle, ellipse It can also be a shape such as a shape. It is also possible to form a cone in the axial direction.
Although one magnetic sensor sub-assembly may be used, as shown in FIGS. 1 and 2, two magnetic sensor sub-assemblies are arranged in a direction opposite to each other by 180 °, and the sum or difference of the outputs of the magnetic sensors 30 is calculated. By measuring, the influence of the change in magnetic flux density due to the parallelism of the magnetic cores 20 and 22 can be mitigated. When two magnetic sensor subassemblies are arranged in the 180 ° opposing direction, it is desirable that the difference is obtained when the detection direction of the magnetic sensor 30 is reversed, and the sum is obtained when the detection direction is the same.

また、磁気センササブアッシーを４個配置することもできる。この場合、４個の磁気センサ３０の出力による測定値を平均化することで、測定精度をより向上させることができる。さらに、対向する２個の磁気センサ３０の出力が２組得られるので、２組の磁気センサ３０の出力を比較することで、いずれか１個の磁気センサ３０が故障しても、故障した磁気センサ３０を検出することができるので、信頼性の向上を図ることができる。なお、２組の磁気センササブアッシーを配置するに際しては、互いに直交する角度以外で配置しても良いが、互いに直交する角度で配置すると、平均化の効果が得られ易くなる。 Further, four magnetic sensor subassemblies can be arranged. In this case, the measurement accuracy can be further improved by averaging the measurement values obtained from the outputs of the four magnetic sensors 30. Further, since two sets of outputs of the two opposing magnetic sensors 30 are obtained, even if any one of the magnetic sensors 30 fails by comparing the outputs of the two sets of magnetic sensors 30, Since the sensor 30 can be detected, the reliability can be improved. When arranging two sets of magnetic sensor subassemblies, they may be arranged at angles other than orthogonal to each other. However, if they are arranged at angles orthogonal to each other, the effect of averaging can be easily obtained.

本実施例によれば、円弧状の磁性体３２と一体に構成された各磁気センサ３０を磁性体コア２０、２２の半径方向から磁性体コア２０、２２の軸方向における空間に差し込むようにしたため、各磁性体３２をリング状に形成する必要がなく、ねじりトルク測定装置を容易に組み立てることができ、組み立ての簡便化を図ることができるとともに、磁性体コア２０、２２に流れる磁束を各磁気センサ３０に優先的に流すことができる。 According to the present embodiment, each magnetic sensor 30 configured integrally with the arc-shaped magnetic body 32 is inserted from the radial direction of the magnetic cores 20 and 22 into the space in the axial direction of the magnetic cores 20 and 22. It is not necessary to form each magnetic body 32 in a ring shape, the torsion torque measuring device can be easily assembled, the assembly can be simplified, and the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22 The sensor 30 can be preferentially flowed.

次に、本発明の第２実施例を図３に基づいて説明する。本実施例は、永久磁石１４の代わりに、永久磁石３４を用いたものであり、その他の構成は、第１実施例と同様である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a permanent magnet 34 is used instead of the permanent magnet 14, and other configurations are the same as those of the first embodiment.

永久磁石３４は、円環状に形成されて、半径方向において多極着磁されて、Ｎ極とＳ極が半径方向に配列された複数個の磁極部が、相異なる磁極同士が隣接するように、等間隔で円周方向に沿って配列されている。 The permanent magnet 34 is formed in an annular shape, is multipolarly magnetized in the radial direction, and a plurality of magnetic pole portions in which N poles and S poles are arranged in the radial direction are arranged such that different magnetic poles are adjacent to each other. Are arranged at equal intervals along the circumferential direction.

磁性体コア２０の内周側には、歯形形状のコア片２０ａが複数個等間隔で周方向に沿って形成されており、磁性体コア２２の内周側には、歯形形状のコア片２２ａが複数個等間隔で周方向に沿って形成されている。各コア片２０ａ、２２ａは、第１の軸体１２の非回転時において、周方向における中心が永久磁石１４の相隣接する磁極（Ｎ極）と磁極（Ｓ極）との境界部分に位置するように位置決めされており、２０ａに対する磁極の関係と２２ａに対する磁極の関係が反対になるよう２０ａと２２ａの位相がずれている。 A plurality of tooth-shaped core pieces 20 a are formed along the circumferential direction at equal intervals on the inner peripheral side of the magnetic core 20, and the tooth-shaped core pieces 22 a are formed on the inner peripheral side of the magnetic core 22. Are formed along the circumferential direction at equal intervals. Each core piece 20a, 22a is located at the boundary between the magnetic pole (N pole) and the magnetic pole (S pole) adjacent to each other in the permanent magnet 14 when the first shaft body 12 is not rotated. The phases of 20a and 22a are shifted so that the relationship of the magnetic pole to 20a is opposite to the relationship of the magnetic pole to 22a.

本実施例によれば、平面形状が円弧状の磁性体３２と一体に構成された各磁気センサ３０を磁性体コア２０、２２の半径方向から磁性体コア２０、２２の軸方向における空間に差し込むようにしたため、磁性体３２をリング状に形成する必要がなく、ねじりトルク測定装置を容易に組み立てることができ、組み立ての簡便化を図ることができるとともに、磁性体コア２０、２２に流れる磁束を各磁気センサ３０に優先的に流すことができる。 According to the present embodiment, each magnetic sensor 30 configured integrally with the magnetic body 32 having a circular arc shape is inserted from the radial direction of the magnetic cores 20 and 22 into the space in the axial direction of the magnetic cores 20 and 22. Therefore, it is not necessary to form the magnetic body 32 in a ring shape, the torsion torque measuring device can be easily assembled, the assembly can be simplified, and the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22 can be reduced. The magnetic sensor 30 can be preferentially flowed.

次に、本発明の第３実施例を図４に基づいて説明する。本実施例は、磁性体３２の代わりに、板状の磁性体３６を用い、磁性体３６と一体に構成された磁気センサ３０を磁性体コア２０、２２外周側に配置したものであり、その他の構成は、第２実施例と同様である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a plate-like magnetic body 36 is used in place of the magnetic body 32, and a magnetic sensor 30 configured integrally with the magnetic body 36 is arranged on the outer peripheral side of the magnetic cores 20 and 22. The configuration of is the same as that of the second embodiment.

本実施例によれば、板状の磁性体３６と一体に構成された各磁気センサ３０を磁性体コア２０、２２外周側に配置したため、磁性体３６をリング状に形成する必要がなく、ねじりトルク測定装置を容易に組み立てることができ、組み立ての簡便化を図ることができるとともに、磁性体コア２０、２２に流れる磁束を各磁気センサ３０に優先的に流すことができる。なお、第２実施例および第３実施例において、磁気センササブアッシーを１組または４組とすることもできる。 According to the present embodiment, since each magnetic sensor 30 configured integrally with the plate-like magnetic body 36 is disposed on the outer peripheral side of the magnetic cores 20 and 22, it is not necessary to form the magnetic body 36 in a ring shape, and twisting is performed. The torque measuring device can be easily assembled, the assembly can be simplified, and the magnetic flux flowing through the magnetic cores 20 and 22 can be preferentially passed through the magnetic sensors 30. In the second and third embodiments, the magnetic sensor sub-assemblies can be one set or four sets.

また、前記各実施例においては、磁気センササブアッシーを単独で用いるものについて述べたが、磁気センササブアッシーをプラスチックやアルミなどの非磁性体に組み込んで、一体構造とすることもできる。また、磁気センササブアッシーをプラスチックなどでインサート成型して一体構造とすることもできる。 In each of the above-described embodiments, the magnetic sensor subassembly is used alone. However, the magnetic sensor subassembly can be integrated into a nonmagnetic material such as plastic or aluminum to form an integrated structure. Also, the magnetic sensor sub-assembly can be made into an integral structure by insert molding with plastic or the like.

前記各実施例においては、自動車のステアリングなどの回転軸に発生するねじりトルクを測定するものについて述べたが、本発明は、各種回転機械装置の回転軸に発生するねじりトルクあるいは静止軸に発生するねじりトルクを測定するものにも適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the measurement of the torsion torque generated on the rotating shaft of an automobile steering or the like has been described. The present invention can also be applied to a device that measures torsion torque.

本発明の第１実施例を示すねじりトルク測定装置の断面図である。It is sectional drawing of the torsion torque measuring apparatus which shows 1st Example of this invention. 磁気センサを２個配置したときの構成を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows a structure when two magnetic sensors are arrange | positioned. 本発明の第２実施例を示すねじりトルク測定装置の断面図である。It is sectional drawing of the torsion torque measuring apparatus which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例を示すねじりトルク測定装置の断面図である。It is sectional drawing of the torsion torque measuring apparatus which shows 3rd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ねじりトルク測定装置
１２第１の軸体
１４永久磁石
１６連結棒
１８第２の軸体
２０、２２磁性体コア
２０ａ、２２ａコア片
３０磁気センサ
３２磁性体
３４磁石
３６磁性体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Torsional torque measuring device 12 1st shaft body 14 Permanent magnet 16 Connecting rod 18 2nd shaft body 20, 22 Magnetic body core 20a, 22a Core piece 30 Magnetic sensor 32 Magnetic body 34 Magnet 36 Magnetic body

Claims

第１の軸体と、前記第１の軸体に固体された永久磁石と、第２の軸体と、前記第２の軸体に固定された複数の磁性体コアと、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結棒と、前記永久磁石および前記複数の磁性体コアを含む磁気回路中に配置されて前記永久磁石と前記複数の磁性体コアの回転方向の相対変位により生じる磁束の変化を検出する磁気センサとを備え、前記磁気センサは、前記各磁性体コア間または前記各磁性体コア外周側に配置された磁性体と一体に構成されており、前記磁性体は、前記各磁性体コアに流れる磁束を前記磁気センサに優先的に集めてなるねじりトルク測定装置。 A first shaft body; a permanent magnet solidified on the first shaft body; a second shaft body; a plurality of magnetic cores fixed to the second shaft body; and the first shaft. A connecting rod for connecting a body and the second shaft body, and a relative rotation direction of the permanent magnet and the plurality of magnetic cores disposed in a magnetic circuit including the permanent magnet and the plurality of magnetic cores. A magnetic sensor for detecting a change in magnetic flux generated by the displacement, and the magnetic sensor is configured integrally with a magnetic body disposed between the magnetic cores or on the outer peripheral side of the magnetic core, and the magnetic sensor A torsional torque measuring device in which a body preferentially collects magnetic flux flowing through each magnetic core in the magnetic sensor.

前記永久磁石は、多極着磁された磁石であることを特徴とする請求項１に記載のねじりトルク測定装置。 The torsion torque measuring apparatus according to claim 1, wherein the permanent magnet is a multi-pole magnetized magnet.

前記磁性体は円弧状に形成されており、前記磁性体は前記磁気センサと軸方向において固定されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のねじりトルク測定装置。 The torsional torque measuring device according to claim 1 or 2, wherein the magnetic body is formed in an arc shape, and the magnetic body is fixed to the magnetic sensor in an axial direction.

前記磁性体は板状に形成されており、前記磁性体は前記磁気センサと周方向において固定されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のねじりトルク測定装置。 The torsion torque measuring device according to claim 1, wherein the magnetic body is formed in a plate shape, and the magnetic body is fixed to the magnetic sensor in a circumferential direction.

前記磁気センサを複数個備え、前記各磁気センサは、磁性体と一体に構成されて、前記各磁性体コア間または前記各磁性体コア外周側に配置されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のねじりトルク測定装置。 2. The magnetic sensor according to claim 1, further comprising a plurality of the magnetic sensors, wherein each of the magnetic sensors is formed integrally with a magnetic body and is disposed between the magnetic cores or on the outer peripheral side of the magnetic core. The torsional torque measuring device according to any one of 1 to 4.

前記複数個の磁気センサは４個で構成されてなることを特徴とする請求項５に記載のねじりトルク測定装置。 The torsional torque measuring device according to claim 5, wherein the plurality of magnetic sensors are constituted by four pieces.