JPH0261531A - 捩れ角検出装置 - Google Patents
捩れ角検出装置Info
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- JPH0261531A JPH0261531A JP21282188A JP21282188A JPH0261531A JP H0261531 A JPH0261531 A JP H0261531A JP 21282188 A JP21282188 A JP 21282188A JP 21282188 A JP21282188 A JP 21282188A JP H0261531 A JPH0261531 A JP H0261531A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は軸に生じた捩れ角を検出する捩れ角検出装置に
関するものであり、特に、捩れ角を高い精度で検出し得
る装置に関するものである。
関するものであり、特に、捩れ角を高い精度で検出し得
る装置に関するものである。
車両、工作機械等の広い分野において、回転運動を伝達
する軸に加えられる回転力を検出することが必要となる
。軸に回転力が加えられれば、それに伴って軸に涙れが
生ずる。そのため、軸の歪や捩れ角を検出し、それらの
検出結果から回転力を求めるのが普通である。
する軸に加えられる回転力を検出することが必要となる
。軸に回転力が加えられれば、それに伴って軸に涙れが
生ずる。そのため、軸の歪や捩れ角を検出し、それらの
検出結果から回転力を求めるのが普通である。
歪を検出する装置には歪ゲージ式や磁歪式がある。前者
は、軸に歪ゲージを取り付け、その軸に捩れに伴って生
じた歪を歪ゲージからの電気信号として取り出すもので
あり、後者は、歪が変化するとそれに伴って軸の透磁率
が変化するという磁気歪現象を利用するものである。印
加される交流電圧に応じて磁界を発生する励起用コイル
と、その励起用コイルから受ける磁界の強さに応じた大
きさの交流電圧を発生する検出用コイルとを軸に近接さ
せ、軸の透磁率を検出用コイルからの交流電圧として取
り出すのである。
は、軸に歪ゲージを取り付け、その軸に捩れに伴って生
じた歪を歪ゲージからの電気信号として取り出すもので
あり、後者は、歪が変化するとそれに伴って軸の透磁率
が変化するという磁気歪現象を利用するものである。印
加される交流電圧に応じて磁界を発生する励起用コイル
と、その励起用コイルから受ける磁界の強さに応じた大
きさの交流電圧を発生する検出用コイルとを軸に近接さ
せ、軸の透磁率を検出用コイルからの交流電圧として取
り出すのである。
一方、捩れ角を検出する装置には、特開昭61−178
628号公報に開示されているように、磁性体の歯が多
数並ぶ一対の歯車を軸にそれの軸方向に一定距離離して
固定し、それら2歯車の各々の歯に、永久磁石と検出用
コイルとを主体とする電磁ピックアップを対向させ、当
該軸の、2歯車の固定部相互の捩れ角を2電磁ビツクア
ンプの各々からの、歯車の歯の山と谷とに対応する交流
電圧相互の位相差として取り出す歯車式がある。
628号公報に開示されているように、磁性体の歯が多
数並ぶ一対の歯車を軸にそれの軸方向に一定距離離して
固定し、それら2歯車の各々の歯に、永久磁石と検出用
コイルとを主体とする電磁ピックアップを対向させ、当
該軸の、2歯車の固定部相互の捩れ角を2電磁ビツクア
ンプの各々からの、歯車の歯の山と谷とに対応する交流
電圧相互の位相差として取り出す歯車式がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
軸の歪あるいは涙れ角を検出する装置は、安価であって
、軸が回転しているとほとんど静止しているとにかかわ
らず、歪あるいは捩れ角を高い、精度で検出し得るもの
であることが望ましい。
、軸が回転しているとほとんど静止しているとにかかわ
らず、歪あるいは捩れ角を高い、精度で検出し得るもの
であることが望ましい。
しかし、歪ゲージ式で歪を検出する装置にあっては、■
軸の表面に歪ゲージを取り付けるという煩雑な作業が必
要となって、作業コストが上昇するという問題や、■軸
が回転する場合には、歪ゲージも軸と共に回転すること
となって、歪ゲージから電気信号を取り出すためには、
例えば軸にスリップリングを取り付けて歪ゲージと電気
的に接続し、そのスリップリングに固定ブラシを摺接さ
せ、さらにその固定ブラシを歪ゲージからの電気信号を
処理する処理手段に電気的に接続することが必要となっ
て、装置コストが上昇することに加えて、歪ゲージと処
理手段とが摺接部を介して電気的に接続されることとな
るために、検出装置としての耐久性が低く、しかも、検
出精度を十分に高めることができないという問題がある
。
軸の表面に歪ゲージを取り付けるという煩雑な作業が必
要となって、作業コストが上昇するという問題や、■軸
が回転する場合には、歪ゲージも軸と共に回転すること
となって、歪ゲージから電気信号を取り出すためには、
例えば軸にスリップリングを取り付けて歪ゲージと電気
的に接続し、そのスリップリングに固定ブラシを摺接さ
せ、さらにその固定ブラシを歪ゲージからの電気信号を
処理する処理手段に電気的に接続することが必要となっ
て、装置コストが上昇することに加えて、歪ゲージと処
理手段とが摺接部を介して電気的に接続されることとな
るために、検出装置としての耐久性が低く、しかも、検
出精度を十分に高めることができないという問題がある
。
これに対して、歯車式で捩れ角を検出する装置および磁
歪式で歪を検出する装置には、電磁ピックアップ、励起
用コイルおよび検出用コイルを当該軸に固定的に取り付
けることが不要となり、電磁ピンクアンプおよび検出用
コイルと処理手段とを摺接部を介して電気的に接続しな
いで済むために、耐久性や検出精度の問題はないのであ
るが、歯車式捩れ角検出装置は、電磁ピンクアンプの永
久磁石から出た磁束が永久磁石と歯車の歯との相対変位
に応じて変化し、検出用コイルがその磁束の変化に応じ
た大きさの交流電圧を発生するものであるから、軸の回
転速度が小さいと検出用コイルの交流電圧のレベルが低
くなって、捩れ角の検出に誤差が生ずるという問題があ
り、また、磁歪式歪検出装置には、軸に施される加工に
よる永久歪が製品毎に異なると透磁率も製品毎に異なる
こととなって、歪の検出に誤差が生ずるという問題があ
る。
歪式で歪を検出する装置には、電磁ピックアップ、励起
用コイルおよび検出用コイルを当該軸に固定的に取り付
けることが不要となり、電磁ピンクアンプおよび検出用
コイルと処理手段とを摺接部を介して電気的に接続しな
いで済むために、耐久性や検出精度の問題はないのであ
るが、歯車式捩れ角検出装置は、電磁ピンクアンプの永
久磁石から出た磁束が永久磁石と歯車の歯との相対変位
に応じて変化し、検出用コイルがその磁束の変化に応じ
た大きさの交流電圧を発生するものであるから、軸の回
転速度が小さいと検出用コイルの交流電圧のレベルが低
くなって、捩れ角の検出に誤差が生ずるという問題があ
り、また、磁歪式歪検出装置には、軸に施される加工に
よる永久歪が製品毎に異なると透磁率も製品毎に異なる
こととなって、歪の検出に誤差が生ずるという問題があ
る。
そこで、本発明は差動トランスの原理を利用することに
より、電気信号を取り出すためにスリップリング等を必
要とせず、軸の加工歪の影響を受けず、かつ、軸が回転
していても停止していても精度良く捩れ角を検出するこ
とができる捩れ角検出装置を提供することを課題として
為されたものである。
より、電気信号を取り出すためにスリップリング等を必
要とせず、軸の加工歪の影響を受けず、かつ、軸が回転
していても停止していても精度良く捩れ角を検出するこ
とができる捩れ角検出装置を提供することを課題として
為されたものである。
そして、本発明の要旨は、(a)捩れの発生し得る軸に
沿って配設され、印加される交流電圧に応じて磁界を発
生する1次コイルと、(bl軸の軸方向において1次コ
イルの両側に位置し、それぞれ1次コイルから受ける磁
界の強さに応じた大きさの交流電圧を発生する一対の2
次コイルと、(C)それぞれ軸の軸方向に一定距離離れ
た2部分に固定され、一方が1次コイルと一対の2次コ
イルのいずれか一方とに近接し、他方が1次コイルと他
方の2次コイルとに近接するとともに、1次コイルの軸
の軸方向における中間位置において互いに近接し合い、
かつ、軸に捩れが発生しない状態では互いに共同して1
次コイルの磁界を一対の2次コイルの各々に等しい強さ
で導く磁路を形成し、涙れが発生した状態では2部分相
互の捩れ角が増大する程1次コイルの磁界を一対の2次
コイルのいずれか一方には強く導き、他方には弱り導く
磁路を形成する形状を有する一対の磁路形成体と、(d
l一対の2次コイルに接続され、それら2次コイルの交
流電圧の差を求める処理手段とを含む捩れ角検出装置を
提供することにある。
沿って配設され、印加される交流電圧に応じて磁界を発
生する1次コイルと、(bl軸の軸方向において1次コ
イルの両側に位置し、それぞれ1次コイルから受ける磁
界の強さに応じた大きさの交流電圧を発生する一対の2
次コイルと、(C)それぞれ軸の軸方向に一定距離離れ
た2部分に固定され、一方が1次コイルと一対の2次コ
イルのいずれか一方とに近接し、他方が1次コイルと他
方の2次コイルとに近接するとともに、1次コイルの軸
の軸方向における中間位置において互いに近接し合い、
かつ、軸に捩れが発生しない状態では互いに共同して1
次コイルの磁界を一対の2次コイルの各々に等しい強さ
で導く磁路を形成し、涙れが発生した状態では2部分相
互の捩れ角が増大する程1次コイルの磁界を一対の2次
コイルのいずれか一方には強く導き、他方には弱り導く
磁路を形成する形状を有する一対の磁路形成体と、(d
l一対の2次コイルに接続され、それら2次コイルの交
流電圧の差を求める処理手段とを含む捩れ角検出装置を
提供することにある。
なお、処理手段は、一対の2次コイルの交流電圧をアナ
ログ的に処理して捩れ角を求めるものでも、デジタル的
に処理するものでもよい。また、l戻れ角の大きさ自体
を出力するものであっても、回転力に換算して出力する
ものであってもよい。
ログ的に処理して捩れ角を求めるものでも、デジタル的
に処理するものでもよい。また、l戻れ角の大きさ自体
を出力するものであっても、回転力に換算して出力する
ものであってもよい。
〔作用]
本発明に係る捩れ角検出装置においては、軸に捩れが発
生しない状態では、1次コイルの磁界が一対の2次コイ
ルの各々に互いに同位相でかつ大きさが互いに等しい交
流電圧を発生させる。これに対して、軸に捩れが発生し
た状態では、1次コイルの磁界がその捩れ角が増大する
程一対の2次コイルのいずれか一方に強く他方に弱く導
かれるから、捩れが発生しない状態における交流電圧に
対して、一方の2次コイルの交流電圧が上記捩れ角が増
大する程増大し、他方の2次コイルの交流電圧が減少す
る。この際、一対の2次コイルに発生する交流電圧は互
いに同位相である。したがって、軸に生じた捩れ角と両
2次コイルの交流電圧の差とが1対1に対応するから、
捩れ角を両2次コイルの交流電圧の差として取り出すこ
とができる。
生しない状態では、1次コイルの磁界が一対の2次コイ
ルの各々に互いに同位相でかつ大きさが互いに等しい交
流電圧を発生させる。これに対して、軸に捩れが発生し
た状態では、1次コイルの磁界がその捩れ角が増大する
程一対の2次コイルのいずれか一方に強く他方に弱く導
かれるから、捩れが発生しない状態における交流電圧に
対して、一方の2次コイルの交流電圧が上記捩れ角が増
大する程増大し、他方の2次コイルの交流電圧が減少す
る。この際、一対の2次コイルに発生する交流電圧は互
いに同位相である。したがって、軸に生じた捩れ角と両
2次コイルの交流電圧の差とが1対1に対応するから、
捩れ角を両2次コイルの交流電圧の差として取り出すこ
とができる。
このように、本発明に従えば、1次コイルおよび一対の
2次コイルを軸に接触させることなく捩れ角を検出し得
るから、一対の2次コイルと前記処理手段とを前述のス
リップリング、固定ブラシ等の摺接部を介して電気的に
接続することが不要となり、捩れ角検出装置の耐久性お
よび検出精度が向上するという効果が得られる。
2次コイルを軸に接触させることなく捩れ角を検出し得
るから、一対の2次コイルと前記処理手段とを前述のス
リップリング、固定ブラシ等の摺接部を介して電気的に
接続することが不要となり、捩れ角検出装置の耐久性お
よび検出精度が向上するという効果が得られる。
また、2次コイルの交流電圧は、軸の透磁率とは全(無
関係であるから、軸の加工歪が製品毎に異なっても捩れ
角の検出結果に影響を与えることがなく、高い検出精度
が得られる。
関係であるから、軸の加工歪が製品毎に異なっても捩れ
角の検出結果に影響を与えることがなく、高い検出精度
が得られる。
また、本発明に係る捩れ角検出装置は、軸の捩れに伴う
前記軸の2部分相互の捩れ角を電磁的に検出するもので
あるから、高い検出応答性および検出精度が得られる。
前記軸の2部分相互の捩れ角を電磁的に検出するもので
あるから、高い検出応答性および検出精度が得られる。
また、一対の2次コイルには、1次コイルから時間の経
過に伴って向きが正逆交互に変化する磁界が与えられ、
軸が静止したままであっても2次コイルに十分大きな交
流電圧が発生するから、軸の回転速度が小さいことに起
因して2次コイルに発生する交流電圧が低くなり、検出
誤差が生ずるという事態が発生することもない。
過に伴って向きが正逆交互に変化する磁界が与えられ、
軸が静止したままであっても2次コイルに十分大きな交
流電圧が発生するから、軸の回転速度が小さいことに起
因して2次コイルに発生する交流電圧が低くなり、検出
誤差が生ずるという事態が発生することもない。
また、捩れ角を一対の2次コイルの交流電圧の差として
取り出すものであるから、例えば、それら2次コイルの
各々の温度が変化したり、捩れ角検出時に軸と1次コイ
ルおよび2次コイルとの隙間が変動したりして、2次コ
イルの各々の交流電圧のレヘルが正規の値から外れる事
態が生じても、上記交流電圧の差においては、レベル変
化分が互いに相殺されるから、温度や隙間の変動によっ
て検出精度が低くなることもない。
取り出すものであるから、例えば、それら2次コイルの
各々の温度が変化したり、捩れ角検出時に軸と1次コイ
ルおよび2次コイルとの隙間が変動したりして、2次コ
イルの各々の交流電圧のレヘルが正規の値から外れる事
態が生じても、上記交流電圧の差においては、レベル変
化分が互いに相殺されるから、温度や隙間の変動によっ
て検出精度が低くなることもない。
さらに、本発明に係る涙れ角検出装置においては、軸に
捩れが発生すると、一方の2次コイルの交流電圧は大き
くなるのに対し、他方の2次コイルの交流電圧は小さ(
なって、それら2次コイルの交流電圧の差の変化■が一
方の2次コイルの交流電圧の増大分(あるいは減少分)
と他方の2次コイルの交流電圧の減少分(あるいは増大
分)との和、すなわち、軸の捩れ角を1つの2次コイル
で検出した場合におけるその2次コイルの交流電圧の変
化量のほぼ2倍となり、捩れ角の検出感度が向上する。
捩れが発生すると、一方の2次コイルの交流電圧は大き
くなるのに対し、他方の2次コイルの交流電圧は小さ(
なって、それら2次コイルの交流電圧の差の変化■が一
方の2次コイルの交流電圧の増大分(あるいは減少分)
と他方の2次コイルの交流電圧の減少分(あるいは増大
分)との和、すなわち、軸の捩れ角を1つの2次コイル
で検出した場合におけるその2次コイルの交流電圧の変
化量のほぼ2倍となり、捩れ角の検出感度が向上する。
したがって、本発明に係る捩れ角検出装置は、高速で回
転する軸の捩れ振動を抑える制御を行うためにその軸の
捩れ角を検出する場合など、高い応答性、感度および検
出精度が求められる場合にも使用することができる。
転する軸の捩れ振動を抑える制御を行うためにその軸の
捩れ角を検出する場合など、高い応答性、感度および検
出精度が求められる場合にも使用することができる。
以下、本発明を、車両のトランスミッションのスリーブ
ヨーク(出力側の軸)に加えられる回転力を検出するた
めの捩れ角検出装置に適用した場合の一実施例を図面に
基づいて説明する。
ヨーク(出力側の軸)に加えられる回転力を検出するた
めの捩れ角検出装置に適用した場合の一実施例を図面に
基づいて説明する。
第1図において10がスリーブヨークである。
スリーブヨーク10は途中に回転力検出部12を有して
おり、その回−軽力検出部12は、互いに同径の2つの
大径部14.16と、それら大径部14.16の中間に
位置する同軸の小径部18とから成っている。大径部1
4.16にはそれぞれ、互いに同径の筒状部材20.2
2が嵌合されている。両筒状部材20.22の一端部は
それぞれ、両人径部14.16の小径部18の両端に隣
接する2部分の外周面に相対回転および軸方向移動不能
に固定され、両筒状部材20.22の他端部の先端面は
、軸方向において小さな隙間を隔てて互いに対向してい
る。
おり、その回−軽力検出部12は、互いに同径の2つの
大径部14.16と、それら大径部14.16の中間に
位置する同軸の小径部18とから成っている。大径部1
4.16にはそれぞれ、互いに同径の筒状部材20.2
2が嵌合されている。両筒状部材20.22の一端部は
それぞれ、両人径部14.16の小径部18の両端に隣
接する2部分の外周面に相対回転および軸方向移動不能
に固定され、両筒状部材20.22の他端部の先端面は
、軸方向において小さな隙間を隔てて互いに対向してい
る。
筒状部材20.22の外周側には、円環状のコイル組立
体30が同軸的に配設されている。コイル組立体30は
軸方向にかつ同軸的に並ぶ円環板である第1ヨーク32
.第2ヨーク34.第3ヨーク36および第4ヨーク3
8を備えており、第2ヨーク34と第3ヨーク36との
間に1次コイル40が同軸的に収容され、第1ヨーク3
2と第2ヨーク34との間、および第3ヨーク36と第
4ヨーク38との間にそれぞれ2次コイル42.および
44が共に同軸的に収容されている。コイル組立体30
の軸方向における中心と2つの筒状部材20.22の間
の隙間の中心とが合致するようにされており、両筒状部
材20.22の先端近傍の外周面がコイル組立体30に
より外側から覆われている。コイル組立体30はトラン
スミッションのエクステンションハウジングの内壁に固
定されており、スリーブヨーク10が回転すれば、筒状
部材20.22とコイル組立体30とが相対回転すると
ともに、スリーブヨーク10に加えられる回転力に応じ
て小径部18が捩られて、筒状部材20.22同士も周
方向に相対回転する。
体30が同軸的に配設されている。コイル組立体30は
軸方向にかつ同軸的に並ぶ円環板である第1ヨーク32
.第2ヨーク34.第3ヨーク36および第4ヨーク3
8を備えており、第2ヨーク34と第3ヨーク36との
間に1次コイル40が同軸的に収容され、第1ヨーク3
2と第2ヨーク34との間、および第3ヨーク36と第
4ヨーク38との間にそれぞれ2次コイル42.および
44が共に同軸的に収容されている。コイル組立体30
の軸方向における中心と2つの筒状部材20.22の間
の隙間の中心とが合致するようにされており、両筒状部
材20.22の先端近傍の外周面がコイル組立体30に
より外側から覆われている。コイル組立体30はトラン
スミッションのエクステンションハウジングの内壁に固
定されており、スリーブヨーク10が回転すれば、筒状
部材20.22とコイル組立体30とが相対回転すると
ともに、スリーブヨーク10に加えられる回転力に応じ
て小径部18が捩られて、筒状部材20.22同士も周
方向に相対回転する。
なお、本実施例において、スリーブヨーク10に小径部
18を形成し、その小径部I8の捩れ角を検出するのは
、当該捩れ角検出装置が、スリーブヨーク10の捩れ角
を検出するのが目的ではなく、小径部18の捩れ角の大
きさに基づいてスリーブヨーク10の回転力を求めるの
が目的であるため、小さな回転力でも大きな捩れ角が発
生する小径部18の捩れ角を検出することにより、スリ
ーブヨーク10の回転力の検出精度を高めるためである
。また、小径部I8に捩れが発生する状態では、筒状部
材20.22を一体的に回転させる大径部14.16に
も捩れが発生することとなるのであるが、大径部14.
16の捩れ角より小径部18の捩れ角が著しく大きいか
ら、筒状部材20.22の相対回転に与える大径部14
.16の捩れの影響を無視することができる。
18を形成し、その小径部I8の捩れ角を検出するのは
、当該捩れ角検出装置が、スリーブヨーク10の捩れ角
を検出するのが目的ではなく、小径部18の捩れ角の大
きさに基づいてスリーブヨーク10の回転力を求めるの
が目的であるため、小さな回転力でも大きな捩れ角が発
生する小径部18の捩れ角を検出することにより、スリ
ーブヨーク10の回転力の検出精度を高めるためである
。また、小径部I8に捩れが発生する状態では、筒状部
材20.22を一体的に回転させる大径部14.16に
も捩れが発生することとなるのであるが、大径部14.
16の捩れ角より小径部18の捩れ角が著しく大きいか
ら、筒状部材20.22の相対回転に与える大径部14
.16の捩れの影響を無視することができる。
1次コイル40には交流量150から高い周波数で交流
電圧が印加され、1次コイル40は極短い時間間隔で向
きが正逆交互に変わる磁界を発生する。2次コイル42
.44は共に、それぞれが1次コイル40からの磁界を
受けた場合に、1次コイル40に印加される交流電圧(
以下、基準交流電圧という。)と逆位相の交流電圧を発
生する。
電圧が印加され、1次コイル40は極短い時間間隔で向
きが正逆交互に変わる磁界を発生する。2次コイル42
.44は共に、それぞれが1次コイル40からの磁界を
受けた場合に、1次コイル40に印加される交流電圧(
以下、基準交流電圧という。)と逆位相の交流電圧を発
生する。
そして、2次コイル42.44は、リード線52により
、それら2次コイル42.44の交流電圧の位相が互い
に逆となる状態で直列に結線され、そのリード線52の
途中に捩れ角演算装置54が接続されている。この装置
54は、2次コイル42の交流電圧から2次コイル44
の交流電圧を差し引いた差の交流電圧の極大値と、その
差の交流電圧と上記基準交流電圧との位相差とを求める
とともに、上記差の交流電圧の極大値を表す信号(これ
が捩れ角の大きさを表す。)と、その差の交流電圧が基
準交流電圧と同位相であるか逆位相であるかを表す信号
(これが捩れの方向を表す。)とを回転力演算装置に出
力する。
、それら2次コイル42.44の交流電圧の位相が互い
に逆となる状態で直列に結線され、そのリード線52の
途中に捩れ角演算装置54が接続されている。この装置
54は、2次コイル42の交流電圧から2次コイル44
の交流電圧を差し引いた差の交流電圧の極大値と、その
差の交流電圧と上記基準交流電圧との位相差とを求める
とともに、上記差の交流電圧の極大値を表す信号(これ
が捩れ角の大きさを表す。)と、その差の交流電圧が基
準交流電圧と同位相であるか逆位相であるかを表す信号
(これが捩れの方向を表す。)とを回転力演算装置に出
力する。
各筒状部材20.22の外周面には、2つずつの環状突
起が互いに軸方向に離れて形成されており、先端面に近
い側から順に符号56および58で表されている。筒状
部材20の環状突起58がコイル組立体30の第1ヨー
ク32に、筒状部材20の環状突起56が第2ヨーク3
4に、筒状部材22の環状突起56が第3ヨーク36に
、筒状部材22の環状突起58が第4ヨーク38に半径
方向にほぼ一定の小さな隙間を隔てて対向している。
起が互いに軸方向に離れて形成されており、先端面に近
い側から順に符号56および58で表されている。筒状
部材20の環状突起58がコイル組立体30の第1ヨー
ク32に、筒状部材20の環状突起56が第2ヨーク3
4に、筒状部材22の環状突起56が第3ヨーク36に
、筒状部材22の環状突起58が第4ヨーク38に半径
方向にほぼ一定の小さな隙間を隔てて対向している。
筒状部材20.22は、第2図に一方の筒状部材22を
代表的に示すように、先端面近傍の円筒部分が周方向に
第1.第2および第3ブロツクの3つに分割されている
。各ブロック内において特定部分の磁性体が除去されて
代わりに非磁性体が充填されている。第3図(a)ない
しくe)に両筒状部材20.22の先端近傍の円筒部分
の一連の展開図を示す。なお、図において多数の点で埋
められた部分が非磁性体である。同図(C)から明らか
なように、各ブロック内において、筒状部材22の先端
面を正面に見た場合における反時計方向(CCW)に、
先端面と環状突起56.58とを磁気的に遮断する第1
領域と、先端面と環状突起58とは磁気的に結合するが
先端面と環状突起56とは遮断する第2領域と、先端面
と環状突起56.58とを磁気的に遮断する第3領域と
、先端面と環状突起56とは磁気的に結合するが先端面
と環状突起58とは遮断する第4領域とが順に形成され
ている。つまり、第2領域に先端面と環状突起58とを
磁気的に結合する第1磁路60が形成され、第4領域に
先端面と環状突起56とを磁気的に結合する第2磁路6
2が形成されているのである。なお、筒状部材20と2
2とに形成される磁路60゜62は、それら筒状部材2
0.22の先端面同士を対向させた場合に同一となる周
方向に同一パターンで形成されている。
代表的に示すように、先端面近傍の円筒部分が周方向に
第1.第2および第3ブロツクの3つに分割されている
。各ブロック内において特定部分の磁性体が除去されて
代わりに非磁性体が充填されている。第3図(a)ない
しくe)に両筒状部材20.22の先端近傍の円筒部分
の一連の展開図を示す。なお、図において多数の点で埋
められた部分が非磁性体である。同図(C)から明らか
なように、各ブロック内において、筒状部材22の先端
面を正面に見た場合における反時計方向(CCW)に、
先端面と環状突起56.58とを磁気的に遮断する第1
領域と、先端面と環状突起58とは磁気的に結合するが
先端面と環状突起56とは遮断する第2領域と、先端面
と環状突起56.58とを磁気的に遮断する第3領域と
、先端面と環状突起56とは磁気的に結合するが先端面
と環状突起58とは遮断する第4領域とが順に形成され
ている。つまり、第2領域に先端面と環状突起58とを
磁気的に結合する第1磁路60が形成され、第4領域に
先端面と環状突起56とを磁気的に結合する第2磁路6
2が形成されているのである。なお、筒状部材20と2
2とに形成される磁路60゜62は、それら筒状部材2
0.22の先端面同士を対向させた場合に同一となる周
方向に同一パターンで形成されている。
これら筒状部材20.22は、スリーブヨーク10の小
径部18に全く捩れが発生していない状態で、第3図(
C)に示すように、先躇面相互の相対回転位置関係が、
各々対応する筒状部材20の第1磁路60と筒状部材2
2の第2磁路62との対向面積S1と、各々対応する筒
状部材20の第2磁路62と筒状部材22の第1磁路6
0との対向面積S2とが互いに等しくなるように決めら
れている。この状態では、筒状部材20の第1磁路60
と筒状部材22の第2磁路62とが互いに正対する部分
における側面断面図である第4図から明らかなように、
第3ヨーク36.筒状部材22の第2磁路62.筒状部
材20の第1磁路60および第1ヨーク32をつなぐ磁
気回路が形成され、また、筒状部材20の第t +n路
・62と筒状部材22の第1磁路60とが互いに正対す
る部分における側面断面図である第5図から明らかなよ
うに、第2ヨーク34.筒状部材20の第2磁路62筒
状部材22の第1磁路60および第4ヨーク38をつな
ぐ磁気回路が形成されている。したがっで、この状態で
、1次コイル40に基準交流電圧が印加されれば、対向
面積S1と82とが等しいから、1次コイル40の磁界
が2次コイル42と44とに等しい強さで導かれ、2次
コイル42゜44の双方に発生する交流電圧が同一とな
り、1戻れ角演算装置54は、前記差の交流電圧の極大
値としてOを表す信号と、その差の交流電圧が基準交流
電圧と逆位相であることを表す信号とを出力する。
径部18に全く捩れが発生していない状態で、第3図(
C)に示すように、先躇面相互の相対回転位置関係が、
各々対応する筒状部材20の第1磁路60と筒状部材2
2の第2磁路62との対向面積S1と、各々対応する筒
状部材20の第2磁路62と筒状部材22の第1磁路6
0との対向面積S2とが互いに等しくなるように決めら
れている。この状態では、筒状部材20の第1磁路60
と筒状部材22の第2磁路62とが互いに正対する部分
における側面断面図である第4図から明らかなように、
第3ヨーク36.筒状部材22の第2磁路62.筒状部
材20の第1磁路60および第1ヨーク32をつなぐ磁
気回路が形成され、また、筒状部材20の第t +n路
・62と筒状部材22の第1磁路60とが互いに正対す
る部分における側面断面図である第5図から明らかなよ
うに、第2ヨーク34.筒状部材20の第2磁路62筒
状部材22の第1磁路60および第4ヨーク38をつな
ぐ磁気回路が形成されている。したがっで、この状態で
、1次コイル40に基準交流電圧が印加されれば、対向
面積S1と82とが等しいから、1次コイル40の磁界
が2次コイル42と44とに等しい強さで導かれ、2次
コイル42゜44の双方に発生する交流電圧が同一とな
り、1戻れ角演算装置54は、前記差の交流電圧の極大
値としてOを表す信号と、その差の交流電圧が基準交流
電圧と逆位相であることを表す信号とを出力する。
これに対して、スリーブヨーク10に回転力が作用して
小径部18に捩れが生じ、筒状部材20に対して筒状部
材22が前記反時計方向に相対的に回転し、第3図(b
)に示すように、各々対応する筒状部材20の第1磁路
60と筒状部材22の第2磁路62とが互いに接近する
一方、各々対応する筒状部材20の第2磁路62と筒状
部材22の第11a路60とが互いに離間した場合には
、対向面積S1が増大する一方対向面積S2が減少し、
1次コイル40の磁界が2次コイル42に強く2次コイ
ル44に弱く導かれて、2次コイル42の交流電圧の極
大値が前回より増大する一方2次コイル44の交流電圧
の極大値が減少することとなる。その結果、捩れ角演算
装置54は、前記差の交流電圧の極大値として、2次コ
イル42の交流電圧の極大値゛の増大分と2次コ・イル
44の交流電圧の極大値の減少分との和を表す信号を出
力するとともに、その差の交流電圧が基準交流電圧と逆
位相であることを表す信号を出力する。
小径部18に捩れが生じ、筒状部材20に対して筒状部
材22が前記反時計方向に相対的に回転し、第3図(b
)に示すように、各々対応する筒状部材20の第1磁路
60と筒状部材22の第2磁路62とが互いに接近する
一方、各々対応する筒状部材20の第2磁路62と筒状
部材22の第11a路60とが互いに離間した場合には
、対向面積S1が増大する一方対向面積S2が減少し、
1次コイル40の磁界が2次コイル42に強く2次コイ
ル44に弱く導かれて、2次コイル42の交流電圧の極
大値が前回より増大する一方2次コイル44の交流電圧
の極大値が減少することとなる。その結果、捩れ角演算
装置54は、前記差の交流電圧の極大値として、2次コ
イル42の交流電圧の極大値゛の増大分と2次コ・イル
44の交流電圧の極大値の減少分との和を表す信号を出
力するとともに、その差の交流電圧が基準交流電圧と逆
位相であることを表す信号を出力する。
スリーブヨーク10に上記の場合と同じ方向にさらに大
きな捩れが生じ、本捩れ角が捩れ角検出装置によって検
出可能な最大角度となった場合には、第3図(alに示
すように、各々対応する筒状部材20の第1磁路60と
筒状部材22の第2磁路62とが互いにさらに接近して
それら第1磁路60と第2磁路62とが完全に正対する
一方、各々対応する筒状部材20の第2磁路62と筒状
部材22の第1磁路60とが互いにさらに離間してそれ
ら第2磁路62と第1磁路60が周方向に完全にずれる
こととなり、対向面積S1が最大値に達する一方、対向
面積S2がOとなる。その結果、1次コイル40の磁界
のほとんどが2次コイル42に導かれて、2次コイル4
2の交流電圧の極大値がさらに増大する一方、1次コイ
ル40の磁界が2次コイル44にほとんど導かれないこ
ととなって、2次コイル44の交流電圧の極大値がさら
に減少する。この場合にも同様に、捩れ角演算装置54
は、前記差の交流電圧の極大値として、2次コイル42
の交流電圧の極大値の増大分と2次コイル44の交流電
圧の極大値の減少分との和を表す信号を出力するととも
に、その差の交流電圧が基準交流電圧と逆位相であるこ
とを表す信号を出力する。
きな捩れが生じ、本捩れ角が捩れ角検出装置によって検
出可能な最大角度となった場合には、第3図(alに示
すように、各々対応する筒状部材20の第1磁路60と
筒状部材22の第2磁路62とが互いにさらに接近して
それら第1磁路60と第2磁路62とが完全に正対する
一方、各々対応する筒状部材20の第2磁路62と筒状
部材22の第1磁路60とが互いにさらに離間してそれ
ら第2磁路62と第1磁路60が周方向に完全にずれる
こととなり、対向面積S1が最大値に達する一方、対向
面積S2がOとなる。その結果、1次コイル40の磁界
のほとんどが2次コイル42に導かれて、2次コイル4
2の交流電圧の極大値がさらに増大する一方、1次コイ
ル40の磁界が2次コイル44にほとんど導かれないこ
ととなって、2次コイル44の交流電圧の極大値がさら
に減少する。この場合にも同様に、捩れ角演算装置54
は、前記差の交流電圧の極大値として、2次コイル42
の交流電圧の極大値の増大分と2次コイル44の交流電
圧の極大値の減少分との和を表す信号を出力するととも
に、その差の交流電圧が基準交流電圧と逆位相であるこ
とを表す信号を出力する。
捩れ角演算装置54から出力される前記差の交流電圧の
極大値は、対向面積S、と対向面積S2との差にほぼ比
例し、その面積差は筒状部材20と22との位相差、す
なわち、小径部18の両端相互の捩れ角に比例するから
、上記差の交流電圧の極大値は小径部18の捩れ角に対
応する値となる。したがって、その差の交流電圧の極大
値に基づいて小径部18に生じた捩れ角を求めることも
、小径部18に加えられた回転力、すなわちスリーブヨ
ーク10に加えられた回転力を求めることもできるので
ある。
極大値は、対向面積S、と対向面積S2との差にほぼ比
例し、その面積差は筒状部材20と22との位相差、す
なわち、小径部18の両端相互の捩れ角に比例するから
、上記差の交流電圧の極大値は小径部18の捩れ角に対
応する値となる。したがって、その差の交流電圧の極大
値に基づいて小径部18に生じた捩れ角を求めることも
、小径部18に加えられた回転力、すなわちスリーブヨ
ーク10に加えられた回転力を求めることもできるので
ある。
以上の説明は、筒状部材20に対して筒状部材22が反
時計方向に相対回転した場合についてであるが、逆に時
計方向に相対回転した場合には第3図の(d)および(
e)に示すように、筒状部材20と22とにおける第1
磁路60および第2磁路62の結合状態が上記の場合と
逆になり、2次コイル42の交流電圧と2次コイル44
の交流電圧との関係も上記の場合と逆になる。したがっ
て、この場合には、前記差の交流電圧が基準交流電圧と
同位相となる。このように、捩れ角演算装置54から出
力される位相信号、すなわち、上記差の交流電圧が基準
交流電圧と同位相であるか逆位相であるかを表す信号か
ら、筒状部材20と22との相対回転の向き、すなわち
、捩れの向きを求めることができる。
時計方向に相対回転した場合についてであるが、逆に時
計方向に相対回転した場合には第3図の(d)および(
e)に示すように、筒状部材20と22とにおける第1
磁路60および第2磁路62の結合状態が上記の場合と
逆になり、2次コイル42の交流電圧と2次コイル44
の交流電圧との関係も上記の場合と逆になる。したがっ
て、この場合には、前記差の交流電圧が基準交流電圧と
同位相となる。このように、捩れ角演算装置54から出
力される位相信号、すなわち、上記差の交流電圧が基準
交流電圧と同位相であるか逆位相であるかを表す信号か
ら、筒状部材20と22との相対回転の向き、すなわち
、捩れの向きを求めることができる。
以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
筒状部材20.22が一対の磁路形成体を構成し、2次
コイル42.44を接続するリード線52と捩れ角演算
装置54とが共同して処理手段を構成している。
筒状部材20.22が一対の磁路形成体を構成し、2次
コイル42.44を接続するリード線52と捩れ角演算
装置54とが共同して処理手段を構成している。
以上、本発明の一実施例を説明したが、筒状部材20.
22の形状を変えたり、本発明を車両のスリーブヨーク
以外の軸の捩れ角を検出する装置に適用したり、車両以
外の分野の軸の捩れ角を検出する装置に適用したりする
など、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良等を施
した態様で本発明を実施することができる。
22の形状を変えたり、本発明を車両のスリーブヨーク
以外の軸の捩れ角を検出する装置に適用したり、車両以
外の分野の軸の捩れ角を検出する装置に適用したりする
など、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良等を施
した態様で本発明を実施することができる。
第1図は本発明の実施例である車両のスリーブヨーク用
捩れ角検出装置の系統図であり、第2図はその装置の2
筒状部材の一方を代表的l示す斜視図であり、第3図(
a)ないしくelは上記2筒状部材に形成された磁路の
結合状態の変化を示す展開図であり、第4図は第3図に
おけるIV−rl/断面図、第5図は第3図におけるV
−■断面図である。 10ニスリーブヨーク 20.22:筒状部材 40:1次コイル42.44
:2次コイル 50:交流電源54:捩れ角演算装置
捩れ角検出装置の系統図であり、第2図はその装置の2
筒状部材の一方を代表的l示す斜視図であり、第3図(
a)ないしくelは上記2筒状部材に形成された磁路の
結合状態の変化を示す展開図であり、第4図は第3図に
おけるIV−rl/断面図、第5図は第3図におけるV
−■断面図である。 10ニスリーブヨーク 20.22:筒状部材 40:1次コイル42.44
:2次コイル 50:交流電源54:捩れ角演算装置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 捩れの発生し得る軸に沿って配設され、印加される交流
電圧に応じて磁界を発生する1次コイルと、 前記軸の軸方向において1次コイルの両側に位置し、そ
れぞれ1次コイルから受ける磁界の強さに応じた大きさ
の交流電圧を発生する一対の2次コイルと、 それぞれ前記軸の軸方向に一定距離離れた2部分に固定
され、一方が前記1次コイルと一対の2次コイルのいず
れか一方とに近接し、他方が1次コイルと他方の2次コ
イルとに近接するとともに、1次コイルの前記軸の軸方
向における中間位置において互いに近接し合い、かつ、
軸に捩れが発生しない状態では互いに共同して1次コイ
ルの磁界を一対の2次コイルの各々に等しい強さで導く
磁路を形成し、捩れが発生した状態では前記2部分相互
の捩れ角が増大する程1次コイルの磁界を一対の2次コ
イルのいずれか一方には強く導き、他方には弱く導く磁
路を形成する形状を有する一対の磁路形成体と、 前記一対の2次コイルに接続され、それら2次コイルの
交流電圧の差を求める処理手段とを含む捩れ角検出装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21282188A JPH0261531A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 捩れ角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21282188A JPH0261531A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 捩れ角検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0261531A true JPH0261531A (ja) | 1990-03-01 |
Family
ID=16628914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21282188A Pending JPH0261531A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 捩れ角検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0261531A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006078198A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
JP2007139614A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Nitto Seiko Co Ltd | トルクセンサ |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21282188A patent/JPH0261531A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006078198A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Kayaba Ind Co Ltd | トルクセンサ |
JP2007139614A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Nitto Seiko Co Ltd | トルクセンサ |
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