JPH1194658A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPH1194658A JPH1194658A JP25252397A JP25252397A JPH1194658A JP H1194658 A JPH1194658 A JP H1194658A JP 25252397 A JP25252397 A JP 25252397A JP 25252397 A JP25252397 A JP 25252397A JP H1194658 A JPH1194658 A JP H1194658A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- torque
- coils
- voltage
- torque sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化に拘わらず安定したトルク測定がで
きる安価な磁歪式のトルクセンサを提供する。 【解決手段】 トルク伝達軸の外周面に形成した一対の
磁気異方性部の一方の外周側にコイル4a、4bを、ま
たその他方の外周側にコイル5a、5bを夫々配設す
る。コイル4aの一端とコイル5aの一端とを接続し、
コイル4bの一端とコイル5bの一端とを接続し、コイ
ル4a、4b、5a、5bの他端を正弦波交流電源8に
接続する。コイル4aの一端とコイル5aの一端との間
の電圧V1とコイル4bの一端とコイル5bの一端との
間の電圧V2からトルクの方向と大きさを表す信号電圧
を生成する。
きる安価な磁歪式のトルクセンサを提供する。 【解決手段】 トルク伝達軸の外周面に形成した一対の
磁気異方性部の一方の外周側にコイル4a、4bを、ま
たその他方の外周側にコイル5a、5bを夫々配設す
る。コイル4aの一端とコイル5aの一端とを接続し、
コイル4bの一端とコイル5bの一端とを接続し、コイ
ル4a、4b、5a、5bの他端を正弦波交流電源8に
接続する。コイル4aの一端とコイル5aの一端との間
の電圧V1とコイル4bの一端とコイル5bの一端との
間の電圧V2からトルクの方向と大きさを表す信号電圧
を生成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この出願の発明は、トルクセン
サ、特に磁歪式のトルクセンサに関するものである。
サ、特に磁歪式のトルクセンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】公知のトルクセンサとして、トルク伝達
軸の外周面に、このトクル伝達軸にトルクが負荷された
ときに一方に圧縮され且つ他方が引張り第1および第2
の磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷され
たときにその一方が圧縮されるとともにその他方が引張
られるように形成し、これら第1および第2の磁気異方
性部の外周側に第1および第2の検出コイルと正弦波交
流電圧が印加されて検出コイルを励磁する第1および第
2の励磁コイルを夫々、前記磁気異方性部の透磁率の変
化を検出コイルの一端の電圧の変化に変換するように配
設し、両検出コイルの一端の電圧の差からトルクの方向
と大きさを表す信号電圧を生成するようにしたものがあ
り、例えば米国特許3011340号に記載されてい
る。
軸の外周面に、このトクル伝達軸にトルクが負荷された
ときに一方に圧縮され且つ他方が引張り第1および第2
の磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷され
たときにその一方が圧縮されるとともにその他方が引張
られるように形成し、これら第1および第2の磁気異方
性部の外周側に第1および第2の検出コイルと正弦波交
流電圧が印加されて検出コイルを励磁する第1および第
2の励磁コイルを夫々、前記磁気異方性部の透磁率の変
化を検出コイルの一端の電圧の変化に変換するように配
設し、両検出コイルの一端の電圧の差からトルクの方向
と大きさを表す信号電圧を生成するようにしたものがあ
り、例えば米国特許3011340号に記載されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来のトルクセンサでは、検出コイルと励磁コイル
とが磁気的に結合されており、この結合における結合係
数が温度変化により変化して各検出コイルからの電圧が
変化することから、安定したトルク測定をすることがで
きないという問題がある。
如き従来のトルクセンサでは、検出コイルと励磁コイル
とが磁気的に結合されており、この結合における結合係
数が温度変化により変化して各検出コイルからの電圧が
変化することから、安定したトルク測定をすることがで
きないという問題がある。
【0004】この問題を解決するために結合係数の変化
を補償する特別な回路を附設することが特開閉4−28
6927号などに記載されているが、この方法はコスト
の大幅な上昇を招き、トルクセンサが高価になる。
を補償する特別な回路を附設することが特開閉4−28
6927号などに記載されているが、この方法はコスト
の大幅な上昇を招き、トルクセンサが高価になる。
【0005】そこで、この出願の発明は、温度変化に拘
わらず安定したトルク測定ができる安価な磁歪式のトル
クセンサを提供することを課題とする。
わらず安定したトルク測定ができる安価な磁歪式のトル
クセンサを提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1の発
明は、トルク伝達軸の外周面に第1磁気異方性部および
第2磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷さ
れたときにその一方に圧縮歪みが発生するとともにその
他方に引張り歪みが発生するように形成し、前記第1磁
気異方性部の外周側に第1コイルおよび第2コイルを配
設し、前記第2磁気異方性部の外周側に第3コイルおよ
び第4コイルを配設し、前記第1コイルの一端と前記第
3コイルの一端とを接続するとともに前記第2コイルの
一端と前記第4コイルの一端とを接続し、前記第1コイ
ル〜第4コイルの他端を正弦波交流電圧源に接続し、前
記第1コイルの一端と前記第3コイルの一端との間の電
圧と前記第2コイルの一端と前記第4コイルの一端との
間の電圧とから前記トルクの方向と大きさを表す信号電
圧を生成するようにしたことを特徴とするトルクセンサ
である。
明は、トルク伝達軸の外周面に第1磁気異方性部および
第2磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルクが負荷さ
れたときにその一方に圧縮歪みが発生するとともにその
他方に引張り歪みが発生するように形成し、前記第1磁
気異方性部の外周側に第1コイルおよび第2コイルを配
設し、前記第2磁気異方性部の外周側に第3コイルおよ
び第4コイルを配設し、前記第1コイルの一端と前記第
3コイルの一端とを接続するとともに前記第2コイルの
一端と前記第4コイルの一端とを接続し、前記第1コイ
ル〜第4コイルの他端を正弦波交流電圧源に接続し、前
記第1コイルの一端と前記第3コイルの一端との間の電
圧と前記第2コイルの一端と前記第4コイルの一端との
間の電圧とから前記トルクの方向と大きさを表す信号電
圧を生成するようにしたことを特徴とするトルクセンサ
である。
【0007】
【発明の実施の形態】図1はこの出願の請求項1の発明
に係るトルクセンサの第1実施形態の検出部を示し、図
2はその検出回路を示す。図1において、トルク伝達軸
1の外周面には、軸線の方向と所定の角度(例えば45
°)をなして互いに反対方向に傾斜する多数の短い磁性
材製の帯からなる第1磁気異方性部2および第2磁気異
方性部3が形成されている。磁気異方性部2の帯と磁気
異方性部3の帯とが互いに反対に傾斜されていることに
より、トルク伝達軸1のトルクが負荷されたときには磁
気異方性部2、3の一方磁気異方性部の帯に圧縮歪みが
発生するとともに他方磁気異方性部の帯に引張り歪みが
発生する。
に係るトルクセンサの第1実施形態の検出部を示し、図
2はその検出回路を示す。図1において、トルク伝達軸
1の外周面には、軸線の方向と所定の角度(例えば45
°)をなして互いに反対方向に傾斜する多数の短い磁性
材製の帯からなる第1磁気異方性部2および第2磁気異
方性部3が形成されている。磁気異方性部2の帯と磁気
異方性部3の帯とが互いに反対に傾斜されていることに
より、トルク伝達軸1のトルクが負荷されたときには磁
気異方性部2、3の一方磁気異方性部の帯に圧縮歪みが
発生するとともに他方磁気異方性部の帯に引張り歪みが
発生する。
【0008】磁気異方性部2の外周側には2個のコイル
4a、4bが配設され、磁気異方性部3の外周側には2
個のコイル5a、5bが配設されている。これらコイル
4a、4b、5a、5bは1個の非磁性材製のボビン6
に巻付けられており、コイル4a、4b、5a、5bの
外周側には磁性材製のヨーク7が配設されている。
4a、4bが配設され、磁気異方性部3の外周側には2
個のコイル5a、5bが配設されている。これらコイル
4a、4b、5a、5bは1個の非磁性材製のボビン6
に巻付けられており、コイル4a、4b、5a、5bの
外周側には磁性材製のヨーク7が配設されている。
【0009】図2に示すように、コイル4aの一端とコ
イル5aの一端とが接続され、コイル4bの一端とコイ
ル5bの一端とが接続され、コイル4a、4b、5a、
5bの他端が正弦波交流電源8に接続される。トルク伝
達軸1にトルクが負荷されると、磁気異方性部2の透磁
率と磁気異方性部3の透磁率が互いに反対方向へ変化
し、これによりコイル4a、4bのインダクタンスとコ
イル5a、5bのインダクタンスが反対方向へ変化し、
コイル4aの一端とコイル5aの一端との間の電圧V1
とコイル4bの一端とコイル5bの一端との間の電圧V
2が変化する。電圧V1と電圧V2は検波器9、10と
電圧増幅器11、12を介して差動増幅器13に入力さ
れ、電圧V2から電圧V1を差し引いた値V0に比例し
た電圧が差動増幅器13から出力される。
イル5aの一端とが接続され、コイル4bの一端とコイ
ル5bの一端とが接続され、コイル4a、4b、5a、
5bの他端が正弦波交流電源8に接続される。トルク伝
達軸1にトルクが負荷されると、磁気異方性部2の透磁
率と磁気異方性部3の透磁率が互いに反対方向へ変化
し、これによりコイル4a、4bのインダクタンスとコ
イル5a、5bのインダクタンスが反対方向へ変化し、
コイル4aの一端とコイル5aの一端との間の電圧V1
とコイル4bの一端とコイル5bの一端との間の電圧V
2が変化する。電圧V1と電圧V2は検波器9、10と
電圧増幅器11、12を介して差動増幅器13に入力さ
れ、電圧V2から電圧V1を差し引いた値V0に比例し
た電圧が差動増幅器13から出力される。
【0010】ヨーク7がコイル4a、4b、5a、5b
の全部を軸方向に隔てるように形成されている。コイル
4a、4b、5a、5bの間に磁気的な結合は存在しな
いので、コイル4a、4b、5a、5bの巻線方向は制
限されない。
の全部を軸方向に隔てるように形成されている。コイル
4a、4b、5a、5bの間に磁気的な結合は存在しな
いので、コイル4a、4b、5a、5bの巻線方向は制
限されない。
【0011】交流電源8の電圧をVi、コイル4a、4
b、5a、5bのインダクタンスをL1、L2、L3、
L4とすると、 V1=Vi×[L3/(L1+L3)] V2=Vi×[L2/(L2+L4)] V0=Vi×{[L2/(L2+L4)]−[L3/
(L1+L3)]} であり、 L1=L → L+ΔL L2=L → L+ΔL L3=L → L−ΔL L4=L → L−ΔL とした場合、 V0=Vi×{[(L+ΔL)/2L]−[(L+ΔL)/2L]} =Vi×ΔL/L となり、Lの変化量を検出することができるものであ
る。
b、5a、5bのインダクタンスをL1、L2、L3、
L4とすると、 V1=Vi×[L3/(L1+L3)] V2=Vi×[L2/(L2+L4)] V0=Vi×{[L2/(L2+L4)]−[L3/
(L1+L3)]} であり、 L1=L → L+ΔL L2=L → L+ΔL L3=L → L−ΔL L4=L → L−ΔL とした場合、 V0=Vi×{[(L+ΔL)/2L]−[(L+ΔL)/2L]} =Vi×ΔL/L となり、Lの変化量を検出することができるものであ
る。
【0012】また、Lが磁気異方性部2、3の透磁率に
よって変化することから、V0はトルクに対して変化
し、従ってトルクの測定ができる。
よって変化することから、V0はトルクに対して変化
し、従ってトルクの測定ができる。
【0013】また、V0はインピーダンスの比で決まる
ので、コイル間の結合係数の変化の影響を受けない。
ので、コイル間の結合係数の変化の影響を受けない。
【0014】図3はこの出願の請求項1の発明に係るト
ルクセンサの第2実施形態の検出部を示す。図3におい
ては、コイル4aの外周側にコイル4bが配設され、コ
イル5aの外周側にコイル5bが配設されている。
ルクセンサの第2実施形態の検出部を示す。図3におい
ては、コイル4aの外周側にコイル4bが配設され、コ
イル5aの外周側にコイル5bが配設されている。
【0015】図4は、この出願の請求項1の発明に係る
トルクセンサの第3実施形態の検出部を示す。図4にお
いては、ヨーク7がコイル4a、4bの組みとコイル5
a、5bの組みとを軸方向に隔てるように形成されてお
り、磁気的にコイル4a、4bが磁気的に結合し、また
コイル5a、5bが磁気的に結合していることから、V
1の変化とV2の変化が近似するように、コイル4a、
4bの巻線方向を同方向とし、コイル5a、5bの巻線
方向を同方向とする。
トルクセンサの第3実施形態の検出部を示す。図4にお
いては、ヨーク7がコイル4a、4bの組みとコイル5
a、5bの組みとを軸方向に隔てるように形成されてお
り、磁気的にコイル4a、4bが磁気的に結合し、また
コイル5a、5bが磁気的に結合していることから、V
1の変化とV2の変化が近似するように、コイル4a、
4bの巻線方向を同方向とし、コイル5a、5bの巻線
方向を同方向とする。
【0016】図5はこの出願の請求項1の発明に係るト
ルクセンサの第4実施形態の検出部を示す。図5におい
ては、ヨーク7がコイル4a、4b、5a、5bの全部
を軸方向に隔てるように形成されているとともに、コイ
ル4a、5aの間にコイル4bが配設されている。これ
により、トルク伝達軸1の温度勾配によるドリフトが低
減される。
ルクセンサの第4実施形態の検出部を示す。図5におい
ては、ヨーク7がコイル4a、4b、5a、5bの全部
を軸方向に隔てるように形成されているとともに、コイ
ル4a、5aの間にコイル4bが配設されている。これ
により、トルク伝達軸1の温度勾配によるドリフトが低
減される。
【0017】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、この出願
の発明によれば、温度変化に拘わらず安定したトルク測
定ができる安価な磁歪式のトルクセンサを提供すること
ができる。
の発明によれば、温度変化に拘わらず安定したトルク測
定ができる安価な磁歪式のトルクセンサを提供すること
ができる。
【図1】この出願の発明に係るトルクセンサの第1実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
【図2】この出願の発明に係るトルクセンサの第1実施
形態の検出回路を示す図。
形態の検出回路を示す図。
【図3】この出願の発明に係るトルクセンサの第2実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
【図4】この出願の発明に係るトルクセンサの第3実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
【図5】この出願の発明に係るトルクセンサの第4実施
形態の検出部を示す図。
形態の検出部を示す図。
1・・・トルク伝達軸 2・・・第1の磁気異方性部 3・・・第2の磁気異方性部 4a、4b・・・コイル 5a、5b・・・コイル 6・・・ボビン 7・・・ヨーク 8・・・正弦波交流電源 9、10・・・検波器 11、12・・・電圧増幅器 13・・・差動増幅器
Claims (1)
- 【請求項1】 トルク伝達軸の外周面に第1磁気異方性
部および第2磁気異方性部を、同トルク伝達軸にトルク
が負荷されたときにその一方に圧縮歪みが発生するとと
もにその他方に引張り歪みが発生するように形成し、前
記第1磁気異方性部の外周側に第1コイルおよび第2コ
イルを配設し、前記第2磁気異方性部の外周側に第3コ
イルおよび第4コイルを配設し、前記第1コイルの一端
と前記第3コイルの一端とを接続するとともに前記第2
コイルの一端と前記第4コイルコイルの一端とを接続
し、前記第1コイル〜第4コイルの他端を正弦波交流電
圧源に接続し、前記第1コイルの一端と前記第3コイル
の一端との間の電圧と前記第2コイルの一端と前記第4
コイルの一端との間の電圧とから前記トルクの方向と大
きさを表す信号電圧を生成するようにしたことを特徴と
するトルクセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25252397A JPH1194658A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25252397A JPH1194658A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | トルクセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1194658A true JPH1194658A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17238563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25252397A Pending JPH1194658A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | トルクセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1194658A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007263873A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサと、この磁歪式トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP2007271417A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Honda Motor Co Ltd | 車両用の磁歪式トルクセンサ |
JP2007278758A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | インダクタンス検出回路、トルクセンサユニット、および、電動パワーステアリング装置 |
JP2007309925A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-29 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
JP2008191168A (ja) * | 2008-05-09 | 2008-08-21 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP25252397A patent/JPH1194658A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007263873A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサと、この磁歪式トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置 |
JP2007271417A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Honda Motor Co Ltd | 車両用の磁歪式トルクセンサ |
JP4680114B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-05-11 | 本田技研工業株式会社 | 車両用の磁歪式トルクセンサ |
JP2007278758A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Honda Motor Co Ltd | インダクタンス検出回路、トルクセンサユニット、および、電動パワーステアリング装置 |
JP2007309925A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-29 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
JP2008191168A (ja) * | 2008-05-09 | 2008-08-21 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ |
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