JPH11337424A - Torque sensor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque sensor in which the strength of a shaft is not lowered and whose constitution is simple. SOLUTION: In a torque sensor 1, an exciting coil 4 and an exciting coil 14 are arranged and installed on the outer circumference of a shaft 2 with reference to the shaft 2 to which a torque is applied, and the applied torque is detected by a detecting coil 3 and a detecting coil 13. The detecting coils 3, 13 are installed on the outer circumference of the exciting coils 4, 14. A magnetic yoke 5 and a magnetic yoke 15 which change the flow direction of a magnetic flux in the shaft 2 are installed. The magnetic yokes 5, 15 are arranged and installed so as to become a prescribed angle θwith reference to the shaft 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシャフトに印加され
るトルクに対しての圧縮と引張りのひずみを磁気的に非
接触で検出する磁歪式のトルクセンサに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetostrictive torque sensor for detecting a compression and a tensile strain with respect to a torque applied to a shaft in a magnetically non-contact manner.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、シャフトに印加されるトルクに対
し、磁歪効果を利用して非接触的に検出するようにした
トルクセンサは、例えば、特許登録第１６９３２６号
（図７参照）に開示されている。このセンサはシャフト
の表面にシャフト軸に対して斜め方向に螺旋溝を設け、
磁気異方性をもたせている。また、シャフトの螺旋溝に
対して励磁コイルと検出コイルを対応するように配設
し、印加トルクによるシャフト表面の透磁率の変化を励
磁コイルと検出コイル間の相互誘導による起電圧として
測定するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a torque sensor which detects a torque applied to a shaft in a non-contact manner by utilizing a magnetostriction effect is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 169326 (see FIG. 7). ing. This sensor has a spiral groove on the surface of the shaft obliquely to the shaft axis,
It has magnetic anisotropy. In addition, the excitation coil and the detection coil are arranged corresponding to the spiral groove of the shaft, and a change in the magnetic permeability of the shaft surface due to the applied torque is measured as an electromotive voltage due to mutual induction between the excitation coil and the detection coil. It is.

【０００３】特開平２−６２９２５号公報に示されるブ
ランチ型のトルクセンサにおいては、シャフトの周囲に
励磁コイルが、軸方向に励磁コイルが巻かれた３組の励
磁用ヘッドが３つの接続部材により周方向に互いに結合
された状態で、励磁用ヘッドに巻かれた励磁コイルを覆
うように略コ字型の検出ヘッドが配設され、検出ヘッド
には励磁コイルに対して直交する方向に検出コイルが巻
かれている。In a branch type torque sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-62925, an exciting coil is wound around a shaft, and three sets of exciting heads around which an exciting coil is wound in an axial direction are connected by three connecting members. A substantially U-shaped detection head is disposed so as to cover the excitation coil wound on the excitation head in a state of being coupled to each other in the circumferential direction, and the detection head is provided with a detection coil in a direction orthogonal to the excitation coil. Is wound.

【０００４】[0004]

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、シャ
フトに対して螺旋溝が設けられるセンサではシャフトに
対して溝加工が必要である。このため、トルクを受ける
シャフトの機械的強度が損なわれるものとなり、強度低
下により信頼性が低下する。However, in a sensor in which a helical groove is provided on a shaft, a groove needs to be formed on the shaft. For this reason, the mechanical strength of the shaft receiving the torque is impaired, and the reliability is reduced due to the reduced strength.

【０００５】また、特開平２―６２９２５号公報に示さ
れる構造のセンサでは、磁気ヘッドおよび検出ヘッドの
構造が複雑になると共に、センサ構造自体が複雑になり
コストアップしてしまう。Further, in the sensor having the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-62925, the structure of the magnetic head and the detection head is complicated, and the structure of the sensor itself is complicated, resulting in an increase in cost.

【０００６】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、シャフト強度が低下することなく、
簡単な構成のトルクセンサを提供することを技術的課題
とする。[0006] Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, without reducing the strength of the shaft,
It is a technical object to provide a torque sensor having a simple configuration.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた技術的手段は、トルクが印加されるシャフト
に対して、励磁コイルをシャフトの外周に配設し、検出
コイルにより印加トルクを検出するトルクセンサにおい
て、励磁コイルの外周に検出コイルを設けると共に、シ
ャフトの磁束の流れ方向を変える流れ方向変更手段を設
け、流れ方向変更手段をシャフトに対して所定角度とな
るよう配設したことである。The technical means taken to solve the above-mentioned problem is that an exciting coil is arranged on the outer periphery of the shaft to which a torque is applied, and the torque applied by the detecting coil is increased. In the torque sensor for detecting the torque, a detection coil is provided on the outer periphery of the excitation coil, and a flow direction changing means for changing the flow direction of the magnetic flux of the shaft is provided, and the flow direction changing means is disposed at a predetermined angle with respect to the shaft. That is.

【０００８】上記の構成により、シャフトの磁束の流れ
を変える流れ方向変更手段をシャフトに対して所定角度
となるように配設されるので、シャフトに対して従来の
ような溝加工は必要なくなり、シャフトの機械的強度が
向上する。また、シャフトの外周に励磁コイルと検出コ
イルを設けて、シャフトに対して斜めに配設された流れ
方向変更手段でシャフトへの印加トルクが検出されるた
め、構造が簡単となり、低コストなトルクセンサとする
ことが可能となる。[0008] According to the above configuration, the flow direction changing means for changing the flow of the magnetic flux of the shaft is disposed at a predetermined angle with respect to the shaft. The mechanical strength of the shaft is improved. In addition, the excitation coil and the detection coil are provided on the outer periphery of the shaft, and the torque applied to the shaft is detected by the flow direction changing means arranged obliquely with respect to the shaft. It becomes possible to be a sensor.

【０００９】この場合、流れ方向変更手段は、シャフト
の軸に対して垂直な面で対称に設けられるようにすれ
ば、シャフトへの印加トルクによる圧縮トルクと引張り
トルクの大きさと向きを検出することが可能になる。In this case, if the flow direction changing means is provided symmetrically in a plane perpendicular to the axis of the shaft, it is possible to detect the magnitude and direction of the compression torque and the tension torque by the torque applied to the shaft. Becomes possible.

【００１０】また、流れ方向変更手段は、シャフトの軸
に対して対称に設けられるようにすれば、励磁コイルに
対しシャフトの径方向の軸づれが相殺される。If the flow direction changing means is provided symmetrically with respect to the axis of the shaft, radial deviation of the shaft with respect to the exciting coil is offset.

【００１１】更に、所定角度は４５°であるようにすれ
ば、センサ感度が良くなる。Further, if the predetermined angle is 45 °, the sensitivity of the sensor is improved.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１３】図１においてトルクセンサ１の構成を示
す。トルクセンサ１は磁歪材（例えば、鉄ニッケル等）
から成るシャフト２に対し、シャフト２の外周上または
外周から所定間隔離れた位置において、シャフト２の軸
線（軸）３０に直交するよう励磁コイル４が巻かれてい
る。また、励磁コイル４の外周には励磁コイルへの電圧
印加時に発生する誘導電圧を検出する検出コイル３が巻
かれ、シャフト２の外周において検出部１１を構成して
いる。この場合、シャフト２はトルク入力部となり、入
力されたトルクをコイル３，４が巻かれた検出部１１に
より歪を検出する。FIG. 1 shows the structure of the torque sensor 1. The torque sensor 1 is a magnetostrictive material (for example, iron nickel or the like)
The excitation coil 4 is wound on the shaft 2 made of the magnetic material 2 at a position on the outer periphery of the shaft 2 or at a position separated from the outer periphery by a predetermined distance, so as to be orthogonal to the axis 30 of the shaft 2. A detection coil 3 that detects an induced voltage generated when a voltage is applied to the excitation coil is wound around the outer circumference of the excitation coil 4, and a detection unit 11 is formed on the outer circumference of the shaft 2. In this case, the shaft 2 serves as a torque input unit, and the input torque is detected by the detection unit 11 around which the coils 3 and 4 are wound.

【００１４】この場合、励磁コイル４および検出コイル
３は導電性の良い線材（特に、エナメル線等）が用いら
れており、この線材を図示しないボビンに直接巻付けた
り、シャフト２に直接巻付けられて励磁コイル４と検出
コイル３が設けられている。励磁コイル４と検出コイル
３を設ける場合、励磁コイル４と検出コイル３との間に
は区画する部材を介在させることも可能である。In this case, the exciting coil 4 and the detecting coil 3 are made of a wire having good conductivity (especially enamel wire or the like), and the wire is wound directly on a bobbin (not shown) or directly on the shaft 2. The excitation coil 4 and the detection coil 3 are provided. When the excitation coil 4 and the detection coil 3 are provided, a partitioning member can be interposed between the excitation coil 4 and the detection coil 3.

【００１５】検出部１１はシャフト２が完全な円柱形状
である場合には、シャフト２に印加されたトルクよりシ
ャフト表面近傍に圧縮ひずみと引張りひずみが、軸３０
に対して斜め４５°の方向で発生する。この圧縮ひずみ
と引張りひずみは互い直交するものとなり、印加トルク
が加わる方向により圧縮ひずみと引張りひずみの方向が
逆転する。When the shaft 2 has a perfect columnar shape, the detecting section 11 generates a compressive strain and a tensile strain near the shaft surface due to the torque applied to the shaft 2,
Occurs at an angle of 45 ° with respect to. The compressive strain and the tensile strain are orthogonal to each other, and the directions of the compressive strain and the tensile strain are reversed depending on the direction in which the applied torque is applied.

【００１６】そこで、シャフト２に対して斜め方向に作
用する圧縮ひずみと引張りひずみの量を検出するため、
磁気抵抗が小さな材質（例えば、フェライト等）から成
り、略コ字型形状をした磁気ヨーク５がシャフト２の軸
３０に対して所定角度θ（θ：４５°）だけ傾けて、コ
字型の２つの端部５ａ，５ｂをシャフト外周と所定の空
隙ｄだけ離した状態で配設されている。この時、磁気ヨ
ーク５の端部５ａ，５ｂはシャフト２の外周面に平行と
なるよう湾曲形状をしている。このように、シャフト２
の軸３０に対して、磁気ヨーク５（コ字型の端部５ａ，
５ｂの中心を通る線）を所定角度θ（θ：４５°）だけ
傾けて配設することにより、最大のセンサ感度でシャフ
ト２の軸３０に対し斜め方向に発生する圧縮ひずみと引
張りひずみを、磁気ヨーク５によりシャフト２に流れる
磁束の流れる方向を変えてやることにより検出すること
が可能となる。この場合、検出部１１は磁歪材で構成さ
れることから、圧縮ひずみと引張りひずみの発生する方
向では透磁率μに差が生じるものとなる。つまり、一方
の透磁率が増加すれば他方の透磁率が減少するようにな
るため、結果として磁気抵抗に差が生じるものとなる。In order to detect the amount of compressive strain and tensile strain acting obliquely on the shaft 2,
An approximately U-shaped magnetic yoke 5 made of a material having a small magnetic resistance (for example, ferrite) is inclined at a predetermined angle θ (θ: 45 °) with respect to the shaft 30 of the shaft 2 to form a U-shape. The two ends 5a and 5b are arranged in such a manner as to be separated from the outer periphery of the shaft by a predetermined gap d. At this time, the ends 5 a and 5 b of the magnetic yoke 5 are curved so as to be parallel to the outer peripheral surface of the shaft 2. Thus, the shaft 2
The magnetic yoke 5 (the U-shaped end 5a,
5b) at a predetermined angle θ (θ: 45 °), the compression strain and the tensile strain generated obliquely with respect to the axis 30 of the shaft 2 with the maximum sensor sensitivity can be reduced. The detection can be performed by changing the direction of the magnetic flux flowing through the shaft 2 by the magnetic yoke 5. In this case, since the detection unit 11 is made of a magnetostrictive material, a difference occurs in the magnetic permeability μ in the direction in which the compressive strain and the tensile strain are generated. That is, as one permeability increases, the other permeability decreases, resulting in a difference in magnetic resistance.

【００１７】このトルクセンサ１では、上記に示した励
磁コイル４、検出コイル３および磁気ヨーク５と同じ材
質且つ同じ形状のものを、シャフト２の軸３０に対して
垂直な面（ＸＹ面）で対称となるように設けており、励
磁コイル４、検出コイル３および磁気ヨーク５に対応し
て、もう１組の励磁コイル１４、検出コイル１３および
磁気ヨーク１５が図１では設けられている。In the torque sensor 1, the same material and the same shape as the above-described excitation coil 4, detection coil 3, and magnetic yoke 5 are used in a plane (XY plane) perpendicular to the axis 30 of the shaft 2. In FIG. 1, another set of the excitation coil 14, the detection coil 13, and the magnetic yoke 15 are provided in correspondence with the excitation coil 4, the detection coil 3, and the magnetic yoke 5.

【００１８】このように、軸３０に対して垂直な面（Ｘ
Ｙ面）で２組の磁気ヨーク５，１５を設け、磁気ヨーク
５，１５を互いに軸３０に対して所定角度θだけ傾けた
状態で配設することで、斜め方向にかかる圧縮ひずみと
引張りひずみの向きと大きさが検出できる。As described above, the plane perpendicular to the axis 30 (X
By providing two sets of magnetic yokes 5 and 15 on the (Y plane) and arranging the magnetic yokes 5 and 15 at a predetermined angle θ with respect to the axis 30, the compressive strain and the tensile strain applied in an oblique direction are obtained. Direction and size can be detected.

【００１９】更には、１組の検出部１１において図３に
示されるように、磁気ヨーク５をシャフト２の軸３０に
対して対称な位置関係で配設し、また、磁気ヨーク６を
軸３０に対して対称な位置関係で配設すれば、コイル
３，４に対してのシャフト２の径方向のずれが相殺され
るものとなる。Further, as shown in FIG. 3, the magnetic yoke 5 is arranged in a symmetrical positional relationship with respect to the axis 30 of the shaft 2 in one set of the detecting sections 11, and the magnetic yoke 6 is In this case, the radial displacement of the shaft 2 with respect to the coils 3 and 4 is canceled out.

【００２０】尚、ここでは、磁気ヨークを１つの検出部
１１に対して４つ設けているが、コイル３，４に対して
設けられる磁気ヨークの個数はこれに限定さないものと
する。In this case, four magnetic yokes are provided for one detecting section 11, but the number of magnetic yokes provided for the coils 3 and 4 is not limited to this.

【００２１】上記の構成により、図１においては磁気抵
抗の小さい材料（例えば、フェライト等）から成る磁気
ヨーク５，１５により、コイル３，４，１３，１４のま
わりでもっとも磁気抵抗の小さくなる磁路（磁束の流れ
る方向）がシャフト上の圧縮ひずみ、または引張りひず
みの方向（シャフト表面上で軸方向と４５°をなす方
向）と一致する方向に磁気ヨーク５，１５により磁束の
流れる方向を変化させて磁気回路を簡単に構成すること
で、逆磁歪効果を利用してトルクによるひずみを透磁
率、磁気抵抗、磁束量、インダクタンス、またはインピ
ーダンスの変化として検出することができる。With the above configuration, in FIG. 1, the magnetic yokes 5, 15 made of a material (for example, ferrite) having a low magnetic resistance have the lowest magnetic resistance around the coils 3, 4, 13, and 14. The direction of the magnetic flux flowing by the magnetic yokes 5 and 15 is changed so that the path (the direction in which the magnetic flux flows) matches the direction of the compressive strain or the tensile strain on the shaft (the direction at an angle of 45 ° with the axial direction on the shaft surface). By simply configuring the magnetic circuit in this way, it is possible to detect distortion due to torque as a change in magnetic permeability, magnetic resistance, amount of magnetic flux, inductance, or impedance using the inverse magnetostriction effect.

【００２２】具体的には、シャフト２に印加される印加
トルクを検出する検出回路は図５に示される構成で検出
が可能となるが、これを説明する前に、トルク検出の原
理について図６を参照して説明する。図６において、
Ｓ：コイル面積、μ０：真空の透磁率、μｒ：比透磁
率、ｌ：コイル長さ、ＺD：１次コイルのインピーダン
ス、Ｂ：磁束密度、ＬD：１次コイルの自己誘導インダ
クタンスとすると、Φ＝ＢＳの関係式より、Φ＝ＮD・
μ０・μｒ・Ｓ・ＩD／ｌ ２次側に発生する電圧ＶSは、ＶS＝−Ｎｓ・ＮD・μ０
・（μｒ・Ｓ／ｌ）・ｄＩD／ｄｔであらわされ、この
とき、１字側の印加電圧ＶDと、一時側に流れる電流ＩD
として、ＶD＝Ｖ０・ｓｉｎωｔ，ＩD＝Ｉ０・ｓｉｎ
（ωｔ＋δ）とした場合にはには、上式より、Ｖｓを求
めると以下の式が成立する。つまり、以下の式から、透
磁率μｒの変化が２次側の検出電圧Ｖｓの変化となるこ
とがわかる。Specifically, the detection circuit for detecting the applied torque applied to the shaft 2 can be detected by the configuration shown in FIG. 5, but before explaining this, the principle of torque detection will be described with reference to FIG. This will be described with reference to FIG. In FIG.
S: coil area, μ0: permeability of vacuum, μr: relative permeability, l: coil length, ZD: impedance of primary coil, B: magnetic flux density, LD: self-inductance of primary coil, Φ = BS from the relational expression of = BS
μ0 · μr · S · ID / l The voltage VS generated on the secondary side is VS = −Ns · ND · μ0
· (Μr · S / l) · dID / dt, where the applied voltage VD on the 1-character side and the current ID flowing on the temporary side
VD = V0 · sin ωt, ID = I0 · sin
In the case of (ωt + δ), when Vs is obtained from the above equation, the following equation is established. That is, from the following equation, it can be seen that a change in the magnetic permeability μr is a change in the detection voltage Vs on the secondary side.

【００２３】Ｖｓ＝−Ｎｓ・ＮD・μ０・（μｒ・Ｓ／
ｌ）・ωＶ０ｃｏｓ（ωｔ＋δ） よって、この関係を利用して印加トルクを検出するので
あるが、図５に示される構成によりトルクを検出する場
合、励磁コイル４，１４を直列に接続して交流電圧２０
を印加し、励磁する。一方、検出コイル３，１３は同じ
ように直列接続するが、コイル３，１３の接続点を接地
することにより検出コイル３，１３に発生する誘導電圧
の位相が１８０°ずれるようにしてコイル３，１３から
の差動電圧を検出する構成をとる。この構成により、交
流電圧の印加により検出側のコイル３，１４には誘導電
圧が発生し、トルクがシャフト２に入力されない場合に
は検出コイル３，１３には同じ電圧が発生するが、トル
クが印加された場合には、トルクが印加される方向によ
り誘導電圧の増減が変化するものとなる。例えば、検出
コイル３，１３の一方に発生する電圧が大きくなり、他
方に発生する電圧が小さくなる。コイル３，１３からの
線は差動増幅回路２１に接続されており、検出コイル
３，１３に発生する信号の差動電圧が増幅される。Vs = −Ns · ND · μ0 · (μr · S /
l) · ωV0cos (ωt + δ) Therefore, the applied torque is detected by using this relationship. When the torque is detected by the configuration shown in FIG. 5, the excitation coils 4 and 14 are connected in series and the AC voltage is detected. 20
Is applied to excite. On the other hand, the detection coils 3 and 13 are connected in series in the same manner, but the connection point of the coils 3 and 13 is grounded so that the phase of the induced voltage generated in the detection coils 3 and 13 is shifted by 180 °. A configuration for detecting the differential voltage from the terminal 13 is employed. With this configuration, an induced voltage is generated in the coils 3 and 14 on the detection side by the application of the AC voltage, and when the torque is not input to the shaft 2, the same voltage is generated in the detection coils 3 and 13. When the voltage is applied, the increase or decrease of the induced voltage changes depending on the direction in which the torque is applied. For example, the voltage generated in one of the detection coils 3 and 13 increases, and the voltage generated in the other decreases. The lines from the coils 3 and 13 are connected to a differential amplifier circuit 21 to amplify a differential voltage of a signal generated in the detection coils 3 and 13.

【００２４】その後、差動により増幅された信号は検出
コイル３からの基準信号を基に同期検波回路２２により
検波され、同期検波された信号は積分回路２３により積
分されＤＣ成分が平滑化される。ＤＣ増幅した後オフセ
ット調整回路２３により所望の電圧となるようオフセッ
ト調整が行われ、その信号でシャフト２に印加されるト
ルクが検出される。Thereafter, the signal amplified by the differential is detected by the synchronous detection circuit 22 based on the reference signal from the detection coil 3, and the synchronously detected signal is integrated by the integration circuit 23 to smooth the DC component. . After the DC amplification, offset adjustment is performed by the offset adjustment circuit 23 to obtain a desired voltage, and the torque applied to the shaft 2 is detected based on the signal.

【００２５】この場合、励磁コイル４，１４、検出コイ
ル３，１３およびシャフト２の外周に設けられた複数の
磁気ヨーク５（１５），６（１６），７（１７），８
（１８）（カッコ：２組の対応関係を示す）は、図４に
示すように外部からの磁場の影響を避けるために、磁性
体の接近による磁気回路の変化を避けるために外周に磁
気シールド機能を有する材料（例えば、鉄等）から成る
ハウジング１０により覆うことが好ましい。また、ハウ
ジング１０内に設けられた部材の位置関係が変化しない
ように、ハウジング１０内に励磁コイル４，１４、検出
コイル３，１３および磁気ヨーク５，６，７，８，・・
・を配設した上で、ハウジング１０の内部空間を熱膨張
性の小さい樹脂等により位置関係を固定すれば、ハウジ
ング内部で位置ずれが発生しなくなり、センサ性能が安
定するものとなる。この場合、磁気回路はシールド機能
をもつハウジング１０と空気による並列磁気抵抗が磁気
ヨークの磁気抵抗より十分に大きくなるように設計する
ことで、磁束の流れを発生させることができる。In this case, a plurality of magnetic yokes 5 (15), 6 (16), 7 (17), 8 provided on the outer periphery of the exciting coils 4, 14, the detecting coils 3, 13 and the shaft 2 are provided.
(18) (parentheses indicate two sets of correspondences), as shown in FIG. 4, a magnetic shield is provided on the outer periphery in order to avoid the influence of an external magnetic field and to avoid a change in the magnetic circuit due to the approach of a magnetic body. It is preferable to cover with a housing 10 made of a material having a function (for example, iron or the like). Further, the excitation coils 4, 14, the detection coils 3, 13 and the magnetic yokes 5, 6, 7, 8,... Are provided in the housing 10 so that the positional relationship of the members provided in the housing 10 does not change.
If the positional relation is fixed by using a resin or the like having a small thermal expansion in the internal space of the housing 10 after the arrangement, the positional displacement does not occur inside the housing, and the sensor performance is stabilized. In this case, the flow of the magnetic flux can be generated by designing the magnetic circuit so that the parallel magnetic resistance between the housing 10 having the shielding function and the air is sufficiently larger than the magnetic resistance of the magnetic yoke.

【００２６】以上のことから、本発明によるトルクセン
サ１ではトルクを磁気ヨークの配置関係により磁束の流
れを変えてやることで検出することが可能となり、シャ
フト自体には従来のように溝加工を行わなくても良いの
で、シャフト２の機械的強度が確保される。また、円形
のコイル３，４に磁気ヨーク５，６を設ければ良く、構
造が簡単になるため、低コストなトルクセンサとするこ
とができる。As described above, in the torque sensor 1 according to the present invention, it is possible to detect the torque by changing the flow of the magnetic flux depending on the arrangement of the magnetic yoke, and the shaft itself is subjected to groove processing as in the prior art. Since this need not be performed, the mechanical strength of the shaft 2 is ensured. Further, the magnetic yokes 5 and 6 may be provided on the circular coils 3 and 4, and the structure is simplified, so that a low-cost torque sensor can be provided.

【００２７】[0027]

【効果】本発明によれば、トルクが印加されるシャフト
に対して、励磁コイルをシャフトの外周に配設し、検出
コイルにより印加トルクを検出するトルクセンサにおい
て、励磁コイルの外周に検出コイルを設けると共に、シ
ャフトの磁束の流れ方向を変える流れ方向変更手段を設
け、流れ方向変更手段をシャフトに対して所定角度とな
るよう配設したことにより、シャフトの磁束の流れを変
える流れ方向変更手段をシャフトに対して所定角度とな
るように配設されるので、シャフトに対して従来のよう
な溝加工は必要なくなり、シャフトの機械的強度が向上
する。According to the present invention, an excitation coil is disposed on the outer periphery of a shaft to which a torque is applied, and the detection coil is disposed on the outer periphery of the excitation coil in a torque sensor for detecting an applied torque by a detection coil. In addition to providing the flow direction changing means for changing the flow direction of the magnetic flux of the shaft, the flow direction changing means for changing the flow direction of the magnetic flux of the shaft is provided by providing the flow direction changing means at a predetermined angle with respect to the shaft. Since the shaft is disposed at a predetermined angle with respect to the shaft, it is not necessary to form a groove on the shaft as in the related art, and the mechanical strength of the shaft improves.

【００２８】また、シャフトの外周に励磁コイルと検出
コイルを設け、流れ方向変更手段でシャフトへの印加ト
ルクが検出されるため、構造が簡単となり低コストなト
ルクセンサとすることができる。Further, since an excitation coil and a detection coil are provided on the outer periphery of the shaft and the torque applied to the shaft is detected by the flow direction changing means, the structure can be simplified and a low cost torque sensor can be obtained.

【００２９】この場合、流れ方向変更手段は、シャフト
の軸に対して垂直な面で対称に設けられるようにすれ
ば、印加トルクの圧縮トルクと引張りトルクの大きさと
向きを検出することができる。In this case, if the flow direction changing means is provided symmetrically on a plane perpendicular to the axis of the shaft, the magnitude and direction of the compression torque and the tension torque of the applied torque can be detected.

【００３０】また、流れ方向変更手段は、シャフトの軸
に対して対称に設けられるようにすれば、励磁コイルに
対するシャフトの径方向の軸づれが相殺できる。If the flow direction changing means is provided symmetrically with respect to the axis of the shaft, axial deviation of the shaft with respect to the exciting coil in the radial direction can be offset.

【００３１】更に、所定角度は４５°であるようにすれ
ば、センサ感度が向上する。Further, if the predetermined angle is 45 °, the sensitivity of the sensor is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の一実施形態におけるトルクセンサの
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a torque sensor according to an embodiment of the present invention.

【図２】 図１に示す１つの検出部における斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view of one detection unit shown in FIG.

【図３】 本発明の一実施形態におけるトルクセンサの
検出部における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a detection unit of the torque sensor according to the embodiment of the present invention.

【図４】 本発明の一実施形態におけるトルクセンサの
軸方向における要所断面図である。FIG. 4 is an essential part cross-sectional view in the axial direction of the torque sensor according to the embodiment of the present invention.

【図５】 本発明の一実施形態におけるトルクセンサの
信号検出時のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram at the time of signal detection of a torque sensor according to an embodiment of the present invention.

【図６】 本発明の一実施形態におけるであるトルクセ
ンサの信号の検出原理を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a principle of detecting a signal of a torque sensor according to an embodiment of the present invention.

【図７】 従来のトルクセンサの構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional torque sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ トルクセンサ ２ シャフト ３，１３ 検出コイル ４，１４ 励磁コイル ５，６，７，８，１５，１６，１７，１８ 磁気ヨーク
（流れ方向変更手段） １１ 検出部 ３０ 軸DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque sensor 2 Shaft 3,13 Detection coil 4,14 Excitation coil 5,6,7,8,15,16,17,18 Magnetic yoke (flow direction changing means) 11 Detector 30 axis

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 トルクが印加されるシャフトに対して、
励磁コイルを前記シャフトの外周に配設し、検出コイル
により印加トルクを検出するトルクセンサにおいて、 前記励磁コイルの外周に検出コイルを設けると共に、前
記シャフトの磁束の流れ方向を変える流れ方向変更手段
を設け、該流れ方向変更手段を前記シャフトに対して所
定角度となるよう配設したことを特徴とするトルクセン
サ。1. With respect to a shaft to which a torque is applied,
An excitation coil is disposed on the outer periphery of the shaft, and a torque sensor that detects an applied torque by a detection coil.A detection coil is provided on the outer periphery of the excitation coil, and a flow direction changing unit that changes a flow direction of a magnetic flux of the shaft is provided. And a flow direction changing means disposed at a predetermined angle with respect to the shaft. 【請求項２】 前記流れ方向変更手段は、前記シャフト
の軸に対して垂直な面で対称に設けられる請求項１に記
載のトルクセンサ。2. The torque sensor according to claim 1, wherein the flow direction changing means is symmetrically provided on a plane perpendicular to an axis of the shaft. 【請求項３】 前記流れ方向変更手段は、前記シャフト
の軸に対して対称に設けられる請求項１に記載のトルク
センサ。3. The torque sensor according to claim 1, wherein the flow direction changing means is provided symmetrically with respect to an axis of the shaft. 【請求項４】 前記所定角度は４５°である請求項１に
記載のトルクセンサ。4. The torque sensor according to claim 1, wherein the predetermined angle is 45 °.