JP2020101502A - 車両用トルクセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の一側面は、磁歪特性を有する回転軸に付与されたトルクを測定する車両用トルクセンサにおいて、電磁ノイズを低減しつつ、ヒステリシス誤差を抑制できるようにすることにある。
複数の検出コイルは、回転軸から予め設定された距離だけ隔てて絶縁電線を回転軸の周囲に巻き付けて構成される。コイルシールド部は、磁場の透過を抑制する材料から形成され、複数の検出コイルにおける回転軸の軸方向側の端面である側面部の少なくとも一部を覆う。測定部は、複数の検出コイルにおけるインダクタンスの変化を検出することにより、回転軸に付与されたトルクを測定する。磁性リングは、複数の検出コイルの外周側に配置され、中空円筒状に形成された磁性体を有する。磁性リングの外周側には、磁場の透過を許容する材料を有する部材が配置されている。
[1−1.トルクセンサの全体構成]
図1は、本開示の一態様のトルクセンサ1の分解斜視図である。図2、図3は、組み付け後のトルクセンサ1の斜視図である。図4は、トルクセンサ1を回転軸2に取り付けた際の断面図である。
ボビン20の外周面には、軸方向Lに対して±45度傾斜するように絶縁電線が巻き付けられることで検出コイル30,35が形成される。回転軸2にトルクが付与された際の透磁率の変化は軸方向Lに対して±45度の方向で最も大きくなる。そのため、絶縁電線の軸方向Lに対する傾斜を±45度にしている。ただし、絶縁電線を巻き付ける角度は、軸方向Lに対して±45度に限られず、任意の角度であってもよい。
トルクセンサ1は、端子部50が後述する測定部41と電気的に接続される。端子部50と測定部41とは、図5、図6に示すように、シールド線53にて接続される。ただし、端子部50とシールド線53との間は、シールド線53から延びる絶縁電線52を介して接続される。
端子シールド部60は、電磁ノイズを遮蔽する機能を有するアルミニウム、アルミニウム合金等の金属製とされる。端子シールド部60は、図5に示すように、少なくとも端子部50の周囲を覆い、本実施形態では端子部50から絶縁電線52の部位の周囲を覆う。
[1−3.測定部の構成]
図7に示すように、トルクセンサ1は、第1検出コイル30と第2検出コイル35のインダクタンスの変化を検出することにより、回転軸2に付与されたトルクを測定する測定部41を備えている。以下、第1検出コイル30を構成する一対のコイルのインダクタンスをL1、L4、第2検出コイル35を構成する一対のコイルのインダクタンスをL2、L3とする。
本実施形態のトルクセンサ1が良好な特性を有することを実験によって確認した。図8はトルクとセンサ感度との関係を示すグラフ、図9はトルクとヒステリシス誤差との関係を示すグラフ、図10はトルクとセンサ感度のばらつきの程度との関係を示すグラフである。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1a)本開示の一態様は、磁歪特性を有する回転軸に付与されたトルクを測定するトルクセンサ1であって、複数の検出コイル30,35と、測定部41と、コイルシールド部6,7と、磁性リング8と、を備える。
このような構成によれば、コイルシールド部6,7が側面部30A,30Bに接して配置されるので、電磁ノイズが検出コイル30,35に侵入することをより抑制することができる。
このような構成によれば、コイルシールド部6,7が側面部30A,30Bにおいて絶縁電線が配置された領域の全てを覆うので、電磁ノイズが検出コイル30,35に侵入することをより抑制することができる。
[2.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
Claims (5)
- 磁歪特性を有する回転軸に付与されたトルクを測定する車両用トルクセンサであって、
回転軸から予め設定された距離だけ隔てて絶縁電線を前記回転軸の周囲に巻き付けて構成される複数の検出コイルと、
前記複数の検出コイルにおける前記回転軸の軸方向側の端面である側面部の少なくとも一部を覆う電磁波の透過を抑制する材料から形成されたコイルシールド部と、
前記複数の検出コイルにおけるインダクタンスの変化を検出することにより、前記回転軸に付与されたトルクを測定する測定部と、
前記複数の検出コイルの外周側に配置され、中空円筒状に形成された磁性体を有する磁性リングと、
を備え、
前記磁性リングの外周側には、電磁波の透過を許容する材料を有する部材が配置されている
トルクセンサ。 - 請求項1に記載の車両用トルクセンサであって、
前記コイルシールド部は、前記側面部に接して配置される
トルクセンサ。 - 請求項1又は請求項2に記載の車両用トルクセンサであって、
前記コイルシールド部は、前記側面部において前記絶縁電線が配置された領域の全てを覆う
トルクセンサ。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両用トルクセンサであって、
前記絶縁電線に対して電気的に接続される電線が接続される端子部と、
前記端子部の周囲を覆う導電性を有する材料から形成された端子シールド部と、
を更に備えるトルクセンサ。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の車両用トルクセンサであって、
前記電磁波の透過を許容する材料を有する部材は、非金属材料からなる
トルクセンサ。
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