JPH06258157A - Strain detector and strain detecting unit - Google Patents
Strain detector and strain detecting unitInfo
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- JPH06258157A JPH06258157A JP4801293A JP4801293A JPH06258157A JP H06258157 A JPH06258157 A JP H06258157A JP 4801293 A JP4801293 A JP 4801293A JP 4801293 A JP4801293 A JP 4801293A JP H06258157 A JPH06258157 A JP H06258157A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は歪検出装置に関し、さ
らに詳しくは回転軸などの受動軸に外力が印加された際
の歪を検出するための歪検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain detecting device, and more particularly to a strain detecting device for detecting strain when an external force is applied to a passive shaft such as a rotary shaft.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば特願平３−２１６８３８号により
提案されている従来のこの種の歪検出装置を図３，図４
を用いて説明する。図において、１は回転軸からなる受
動軸、２は受動軸１の中心軸線、３ａ，３ｂは受動軸１
を回転自在に支持する軸受けである。受動軸１の外周面
上には軸方向に間隔をあけて高透磁性材からなる第１及
び第２の磁性層４，５が固着される。第１の磁性層４は
中心軸２に対して＋４５度方向に，第２の磁性層５は中
心軸２に対して−４５度方向にそれぞれ細長く複数条形
成されている。また、各磁性層４，５の外周にはエンジ
ニアリングプラスチックよりなる円筒状ボビン８が配置
され、このボビン８には検出コイル９，１０が巻装され
ている。前記検出コイル９，１０の間には円環状のシー
ルドＡ６がボビン８にインサート成形されている。この
シールドＡ６は図４（Ａ）に示す形状とされ、インサー
ト成形時に樹脂が流れるようにまたコイルリードが通る
ようにするための切り欠き６ａが設けられている。さら
に、検出コイル９の軸方向外側には円環状のシールドＢ
７がボビン８にインサート成形されている。このシール
ドＢ７は図４（Ｂ）に示す形状とされ、前記シールドＡ
６と同様の切り欠き７ａが設けられている。2. Description of the Related Art A conventional strain detecting device of this type proposed by, for example, Japanese Patent Application No. 3-216838 is shown in FIGS.
Will be explained. In the figure, 1 is a passive shaft consisting of a rotary shaft, 2 is a central axis of the passive shaft 1, and 3a and 3b are the passive shaft 1.
Is a bearing that rotatably supports. On the outer peripheral surface of the passive shaft 1, first and second magnetic layers 4 and 5 made of a highly magnetically permeable material are fixed at intervals in the axial direction. The first magnetic layer 4 is formed in a plurality of elongated lines in the +45 degree direction with respect to the central axis 2, and the second magnetic layer 5 is elongated in a −45 degree direction with respect to the central axis 2. Further, a cylindrical bobbin 8 made of engineering plastic is arranged on the outer circumference of each magnetic layer 4, 5, and detection coils 9, 10 are wound around the bobbin 8. An annular shield A6 is insert-molded on the bobbin 8 between the detection coils 9 and 10. The shield A6 has a shape shown in FIG. 4A, and is provided with a notch 6a for allowing the resin to flow and the coil lead through during insert molding. Further, an annular shield B is provided outside the detection coil 9 in the axial direction.
7 is insert-molded on the bobbin 8. This shield B7 has the shape shown in FIG.
A notch 7a similar to that of 6 is provided.
【０００３】各検出コイル９，１０のコイル端はリード
線１１に接続され図示しない検出回路に導かれている。
検出コイル９，１０が巻装されたボビン８の廻りに磁気
収束層１２が配設され、その外側に円筒状シールドＣ１
３が配設され、これらが一体となり円筒状ケース１４に
収められて歪検出ユニットを構成している。前記円筒状
シールドＣ１３は図４（Ｃ）に示すように筒状で一端に
円環状の鍔部１３ａが形成されたもので、前記歪検出ユ
ニットを構成する際にはこの鍔部１３ａが前記コイルリ
ードの延出側と反対側（図３では検出コイル１０の軸方
向外側）に位置するようにされている。軸受け３ａは受
動軸１に設けられた段部１ａに密着して圧入されてお
り、軸受け３ｂは外ケース１５に圧入されている。検出
コイル９，１０を収めたケース１４は、磁性層４，５と
の相対位置誤差を少なくするため、軸受け３ａにボビン
８が密着するようにばね部材となるウェーブワッシャ１
６により予圧されるように外ケース１５内に収められて
いる。The coil ends of the detection coils 9 and 10 are connected to a lead wire 11 and led to a detection circuit (not shown).
A magnetic flux concentrating layer 12 is provided around the bobbin 8 around which the detection coils 9 and 10 are wound, and a cylindrical shield C1 is provided outside the magnetic flux concentrating layer 12.
3 are arranged, and these are integrated and housed in the cylindrical case 14 to form a strain detection unit. As shown in FIG. 4 (C), the cylindrical shield C13 is tubular and has an annular collar portion 13a formed at one end. When the strain detecting unit is constructed, the collar portion 13a is the coil portion. It is arranged so as to be located on the side opposite to the extending side of the lead (the outer side in the axial direction of the detection coil 10 in FIG. 3). The bearing 3 a is press-fitted in close contact with the step portion 1 a provided on the passive shaft 1, and the bearing 3 b is press-fitted in the outer case 15. The case 14 accommodating the detection coils 9 and 10 reduces the relative position error with the magnetic layers 4 and 5, so that the wave washer 1 serving as a spring member so that the bobbin 8 closely contacts the bearing 3a.
It is housed in the outer case 15 so as to be preloaded by 6.
【０００４】上記構成において、受動軸１に外部からの
トルクが印加され、各磁性層４，５の一方に引張力が発
生すると他方には圧縮力が発生し、歪が生じる。この歪
が生じると透磁率が変化し、引張力による場合と圧縮力
による場合では透磁率が逆方向に変化する。検出コイル
９，１０は透磁率の変化を磁気的インピーダンスの変化
として検出し、検出回路は各検出コイル９，１０の出力
を入力され、受動軸１の歪量に応じた検出電圧を出力す
るようになっている。なお、検出コイル９，１０に電流
が流れた際の磁気的な変化については、例えば特開平４
−５２５３５号公報に詳述されているので、ここでは説
明を省略する。In the above structure, when external torque is applied to the passive shaft 1 and a tensile force is generated in one of the magnetic layers 4 and 5, a compressive force is generated in the other and distortion occurs. When this strain occurs, the magnetic permeability changes, and the magnetic permeability changes in the opposite direction depending on the tensile force and the compressive force. The detection coils 9 and 10 detect a change in magnetic permeability as a change in magnetic impedance, and the detection circuit receives the outputs of the detection coils 9 and 10 and outputs a detection voltage according to the distortion amount of the passive shaft 1. It has become. Regarding the magnetic change when a current flows through the detection coils 9 and 10, for example, see Japanese Patent Laid-Open No.
Since it is described in detail in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 52535/1990, description thereof will be omitted here.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の歪検出装置はケ
ース１４に歪検出ユニットが一体に構成され、これが前
記ウェーブワッシャ１６と軸受け３ａとの間で保持され
ることによって歪検出ユニットと磁性層４，５との相対
位置誤差が少なくできる優れたものであるが、次に述べ
る問題点があった。即ち、前記円筒状シールドＣ１３は
検出コイル９側の端部が軸方向に開口され、検出コイル
１０側の端部は鍔部１３ａで覆われている。そして、円
筒状シールドＣ１３の検出コイル９側端部はシールドＢ
７の周縁と接してはいるものの、シールドＢ７には前記
した切り欠き７ａが設けられている上、シールドＢ７の
周縁と円筒状シールドＣ１３の端縁は単に当接している
だけなので、この接している部分の一部にどうしても隙
間が生じてしまう。従って、円筒状シールドＣ１３の検
出コイル９側は完全に覆われており、検出コイル１０側
は外部に通じる空所が存在していることとなる。In the conventional strain detecting device, a strain detecting unit is integrally formed in the case 14, and the strain detecting unit and the magnetic layer are held by holding the strain detecting unit between the wave washer 16 and the bearing 3a. This is an excellent one that can reduce the relative position error with respect to 4 and 5, but has the following problems. That is, in the cylindrical shield C13, the end portion on the detection coil 9 side is opened in the axial direction, and the end portion on the detection coil 10 side is covered with the collar portion 13a. The end of the cylindrical shield C13 on the side of the detection coil 9 is the shield B.
Although it is in contact with the peripheral edge of the shield 7, the shield B7 is provided with the above-mentioned notch 7a, and the peripheral edge of the shield B7 and the end edge of the cylindrical shield C13 are simply in contact with each other. A gap will inevitably occur in a part of the existing part. Therefore, the detection coil 9 side of the cylindrical shield C13 is completely covered, and the detection coil 10 side has a void communicating with the outside.
【０００６】ところで、検出コイルに通電された際に
は、これによって発生する磁界に直交する方向にうず電
流が発生するが、前記円筒状シールドＣ１３が前述のよ
うに軸方向の一方にのみ空所が存在するものであると、
空所のある側（検出コイル９側）ではこのうず電流が阻
害される一方、空所のない側（検出コイル１０側）では
うず電流が阻害されない。このように検出コイル９，１
０でうず電流の生じ方が異なると検出コイル９，１０の
インダクタンスが異なり、温度が上昇すればこの異なり
方はより顕著になり、正確なトルク検出がさまたげられ
る。例えば、前記した特開平４−５２５３５号公報に記
載の内容に基づいて説明すれば、通常はトルク印加によ
りそれぞれのインダクタンスＬ1 、Ｌ2 が差動的に変化
（Ｌ1 ＝Ｌ0 ＋ΔＬ、Ｌ2 ＝Ｌ0 −ΔＬ）するが、それ
ぞれのインダクタンスが歪の無い状態（ΔＬ＝０）にて
前記のように検出コイル９，１０のインダクタンスがＬ
1 ≠Ｌ2 であれば、差動的にコイルのインダクタンスが
変化しても、熱応力や曲げ応力がキャンセルできないこ
とになる。When the detection coil is energized, an eddy current is generated in a direction orthogonal to the magnetic field generated by the energization, but the cylindrical shield C13 is vacant only in one of the axial directions as described above. Is the one that exists,
This eddy current is blocked on the side with the void (detection coil 9 side), while the eddy current is not blocked on the side without the void (detection coil 10 side). In this way, the detection coils 9, 1
When the generation method of the eddy current is 0 and the generation method of the eddy current is different, the inductances of the detection coils 9 and 10 are different, and when the temperature rises, the different method becomes more remarkable, which prevents accurate torque detection. For example, to explain based on the contents described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-52535, usually, the respective inductances L 1 and L 2 are differentially changed by applying torque (L 1 = L 0 + ΔL, L 2 = L 0 −ΔL), but the inductance of the detection coils 9 and 10 is L as described above in a state where each inductance is not distorted (ΔL = 0).
If 1 ≠ L 2 , thermal stress and bending stress cannot be canceled even if the inductance of the coil changes differentially.
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、複数の検出コイルで発生するイ
ンダクタンスを等しくして正確なトルク検出が行える歪
検出装置および歪検出ユニットを得ることを目的とす
る。The present invention has been made in order to solve the above problems, and obtains a strain detecting device and a strain detecting unit capable of accurately detecting torque by equalizing inductances generated in a plurality of detecting coils. With the goal.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明に係る歪検出装
置および歪検出ユニットは、シールドの空所が存在する
側（コイルリードを通す側）と反対側のシールドにコイ
ルが発生する磁界により生ずる電流の流れを阻害する方
向に切り欠きを設けて複数の検出コイルのインダクタン
スを等しくするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION A strain detecting device and a strain detecting unit according to the present invention are generated by a magnetic field generated by a coil on a shield on a side opposite to a side where a cavity is present (a side through which a coil lead is passed). A notch is provided in the direction in which the flow of current is obstructed to equalize the inductances of the plurality of detection coils.
【０００９】[0009]
【作用】この発明における歪検出装置および歪検出ユニ
ットは、前記のように構成されており、複数の検出コイ
ルのインダクタンスが等しくなるので、正確な歪検出が
できる。The strain detecting device and the strain detecting unit according to the present invention are configured as described above, and since the inductances of the plurality of detecting coils are equal, accurate strain can be detected.
【００１０】[0010]
実施例１．この発明の一実施例を図１について説明す
る。図１はシールドＣ１３を示す斜視図で、前記従来の
ものと同一または相当部分には同一符号を付して説明を
省略する。図において、１３ａはコイルリード引き出し
側シールドＢ７と反対位置のシールドとなるシールドＣ
１３の鍔部、１７は鍔部１３ａに設けた半径方向の切り
欠きで、検出コイル９，１０が発生する磁界により生ず
るうず電流の流れを阻害する方向、すなわち前記うず電
流に直交する方向に設けてある。Example 1. One embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the shield C13. The same or corresponding parts as those of the conventional one are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the figure, 13a is a shield C that is a shield at a position opposite to the coil lead lead-out side shield B7.
A collar portion 13 and a numeral 17 are radial notches provided in the collar portion 13a, and are provided in a direction in which the flow of an eddy current generated by a magnetic field generated by the detection coils 9 and 10 is obstructed, that is, in a direction orthogonal to the eddy current. There is.
【００１１】このようにシールドＣ１３の鍔部１３ａに
切り欠き１７を設けておくと、切り欠き６ａ，７ａを有
するシールドＡ６，Ｂ７により左右両側をシールドされ
る検出コイル９と同様に、検出コイル１０も切り欠き６
ａを有するシールドＡ６と切り欠き１７のある鍔部１３
ａとで左右両側をシールドされるので、うず電流の阻害
のされ方が左右の検出コイル９，１０で等しくなる結
果、検出コイル９，１０のインダクタンスが等しくな
る。When the notch 17 is provided in the flange portion 13a of the shield C13 as described above, the detection coil 10 is provided in the same manner as the detection coil 9 whose left and right sides are shielded by the shields A6 and B7 having the notches 6a and 7a. Notch 6
Shield A6 having a and collar 13 with notch 17
Since the left and right sides are shielded by a and the eddy currents are blocked by the left and right detection coils 9 and 10, the detection coils 9 and 10 have the same inductance.
【００１２】なお、シールドＣ１３の鍔部１３ａの切り
欠き１７の位置を回転させてもインダクタンスは変化し
ないことが実験的に確認されている。また切り欠き１７
の幅は実験的に検出コイル９，１０のインダクタンスが
等しくなるように求めてある。It has been experimentally confirmed that the inductance does not change even if the position of the notch 17 of the flange 13a of the shield C13 is rotated. Notch 17
The width of is experimentally obtained so that the detection coils 9 and 10 have the same inductance.
【００１３】実施例２．上記実施例１ではシールドＣ１
３の鍔部１３ａに切り欠き１７を１コ設けたものを示し
たが、シールドＡ６の切り欠き６ａに対しどの位置に設
けてもインダクタンスは変らないので、図２に示すよう
に２コ，あるいは多数設けても同様の効果が得られる。Example 2. In the first embodiment, the shield C1
Although the one notch 17 is provided in the flange portion 13a of No. 3, the inductance does not change regardless of the position where the notch 6a of the shield A6 is provided. Therefore, as shown in FIG. The same effect can be obtained even if a large number are provided.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上のように、この発明によればボビン
にインサート成形されたシールドＢの半径方向の切り欠
き等の空所と同様のうず電流の阻害のされ方をするよう
にシールドＣの鍔部に、検出コイルが発生する磁界によ
り生ずるうず電流の流れを阻害する方向に（半径方向）
切り欠きを設けることにより、複数の検出コイルのイン
ダクタンスが等しくなり、ユニット化された歪検出要素
を有する歪検出装置において正確に歪検出できるという
効果が得られる。As described above, according to the present invention, the shield C of the shield C is inserted and molded into the bobbin so that the eddy current is blocked in the same manner as the radial cutouts. In the collar part, in the direction that hinders the flow of eddy currents generated by the magnetic field generated by the detection coil (radial direction)
By providing the notch, the inductances of the plurality of detection coils are equalized, and the effect that the strain detection device having the unitized strain detection element can accurately detect the strain can be obtained.
【図１】この発明の実施例１を示すシールドの斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view of a shield showing a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施例２を示すシールドの斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view of a shield showing a second embodiment of the present invention.
【図３】従来の歪検出装置を示す軸方向断面図である。FIG. 3 is an axial sectional view showing a conventional strain detection device.
【図４】図３の各シールドを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing each shield of FIG.
１ 受動軸 ２ 中心軸線 ４，５ 磁性層 ６，７，１３ シールドＡ〜Ｃ ８ ボビン ９，１０ 検出コイル １２ 磁気収束層 １３ａ シールドＣの鍔部 １４ ケース １５ 外ケース １６ ウェーブワッシャ １７ 切り欠き 1 Passive Axis 2 Center Axis 4,5 Magnetic Layers 6,7,13 Shields A to C 8 Bobbin 9,10 Detection Coil 12 Magnetic Converging Layer 13a Shield C Collar 14 Case 15 Outer Case 16 Wave Washer 17 Notch
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年８月５日[Submission date] August 5, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図４[Name of item to be corrected] Fig. 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図４】 [Figure 4]
Claims (2)
周面上に固着された磁性層と、この磁性層の外周に配設
されて前記受動軸に印加された外力によって引き起こさ
れる前記磁性層の透磁率変化を検出する複数の検出コイ
ルと、この複数の検出コイルの外周に配置される磁気収
束層と、前記複数の検出コイルと磁気収束層とを囲んで
配設されかつ軸方向の一方に外部に通じる空所が存在す
るシールドとを有してなる歪検出装置において、前記複
数の検出コイルのインダクタンスを等しくするために、
前記シールドの前記空所と反対位置に前記検出コイルが
発生する磁界により生ずる電流の流れを阻害する方向に
切り欠きを設けたことを特徴とする歪検出装置。1. A passive shaft that receives an external force, a magnetic layer fixed to the outer peripheral surface of the passive shaft, and the magnetic force generated by an external force applied to the passive shaft that is disposed on the outer periphery of the magnetic layer. A plurality of detection coils for detecting a change in magnetic permeability of the layer, a magnetic converging layer arranged on the outer periphery of the plurality of detection coils, and an axial direction arranged around the plurality of detecting coils and the magnetic converging layer. In a strain detection device having a shield having a void communicating with the outside on one side, in order to equalize the inductance of the plurality of detection coils,
A strain detecting apparatus characterized in that a notch is provided at a position opposite to the vacant space of the shield in a direction that obstructs a current flow generated by a magnetic field generated by the detection coil.
た複数の検出コイルと、この検出コイルの外周に配設さ
れた磁気収束層と、前記検出コイル及び磁気収束層を囲
んで配置されかつ軸方向の一方に外部に通じる空所が存
在するシールドと、これらを一体に収容したケースとを
有してなる歪検出ユニットにおいて、前記シールドの前
記空所と反対位置に前記検出コイルが発生する磁界によ
り生ずる電流の流れを阻害する方向に切り欠きを設けた
ことを特徴とする歪検出ユニット。2. A bobbin, a plurality of detection coils wound around the outer periphery of the bobbin, a magnetic flux concentrating layer disposed on the outer periphery of the detection coil, and a magnetic coil surrounding the detection coil and the magnetic flux concentrating layer. Also, in a strain detection unit having a shield having a void communicating with the outside in one axial direction, and a case accommodating these integrally, the detection coil is generated at a position opposite to the void of the shield. Distortion detecting unit, characterized in that a notch is provided in a direction that obstructs the flow of current generated by the magnetic field.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4801293A JPH06258157A (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Strain detector and strain detecting unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4801293A JPH06258157A (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Strain detector and strain detecting unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258157A true JPH06258157A (en) | 1994-09-16 |
Family
ID=12791398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4801293A Pending JPH06258157A (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Strain detector and strain detecting unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258157A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010249734A (en) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Honda Motor Co Ltd | Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP4801293A patent/JPH06258157A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010249734A (en) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Honda Motor Co Ltd | Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus |
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