JPH0678953B2 - Magnetostrictive torque sensor - Google Patents
Magnetostrictive torque sensorInfo
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- JPH0678953B2 JPH0678953B2 JP23533986A JP23533986A JPH0678953B2 JP H0678953 B2 JPH0678953 B2 JP H0678953B2 JP 23533986 A JP23533986 A JP 23533986A JP 23533986 A JP23533986 A JP 23533986A JP H0678953 B2 JPH0678953 B2 JP H0678953B2
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- torque sensor
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- magnetostrictive torque
- shaft
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁歪式トルクセンサに係わり、好適には自動
車の動力伝達シャフトの捩じれを検出することによりシ
ャフトに作用するトルクを測定する磁歪式トルクセンサ
に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetostrictive torque sensor, preferably a magnetostrictive torque sensor for measuring torque acting on a shaft by detecting twist of a power transmission shaft of an automobile. The present invention relates to a torque sensor.
近年、4輪駆動車においては、旋回半径の差に応じて前
輪と後輪の回転数差を吸収する機構、すなわちセンター
デフ機構を備えたフルタイム式4輪駆動車が開発されて
いる。しかしながら、このセンターデフ機構は、前輪と
後輪のトルクを均等な比率に分配する機能を有するた
め、駆動力伝達限界は、前輪あるいは後輪のうちの駆動
力の低い方の値にバランスすることとなる。例えば、前
輪の一方が空転すると、駆動エネルギーはそこに逃げて
しまい、後輪の駆動力は極めて小さくなってしまう。こ
のため、例えば加速時のように大きな駆動力を発生させ
た時に、駆動力を充分に路面に伝達できず、前輪あるい
は後輪のスリップ(空転)などの現象として表れる。In recent years, as a four-wheel drive vehicle, a full-time four-wheel drive vehicle having a mechanism that absorbs a difference in rotational speed between front wheels and rear wheels according to a difference in turning radius, that is, a center differential mechanism has been developed. However, since this center differential mechanism has a function of distributing the torques of the front wheels and the rear wheels in an equal ratio, the driving force transmission limit should be balanced with the lower value of the driving force of the front wheels or the rear wheels. Becomes For example, if one of the front wheels runs idle, the driving energy escapes there, and the driving force of the rear wheels becomes extremely small. For this reason, when a large driving force is generated, for example, during acceleration, the driving force cannot be sufficiently transmitted to the road surface, and it appears as a phenomenon such as slip (idling) of the front wheels or the rear wheels.
このような悪影響を防止するために、従来、前輪と後輪
間の動力伝達をセンターデフを介することなく直結させ
るロック機構を設け、加速時或いは悪路走行時のような
大きな駆動力を必要とする時は、センターデフ機構を手
動でロックさせ、大きな駆動力を必要としない通常走行
時には、手動でロックを解除していた。In order to prevent such adverse effects, conventionally, a lock mechanism has been provided for directly connecting the power transmission between the front wheels and the rear wheels without passing through the center differential, which requires a large driving force for acceleration or traveling on rough roads. When doing so, the center differential mechanism was manually locked and manually unlocked during normal running that does not require a large driving force.
しかしながら、センターデフ機構をロックして走行して
いる場合、コーナリング時、旋回半径が小さいと、前輪
側の回転数が後輪側の回転数よりも大きくなりすぎ、そ
の結果、前輪側に負トルクが発生し、あたかも前輪側の
みにブレーキがかかるというタイトコーナブレーキング
現象が生じる。この現象のため、車速が大きく、旋回に
よる遠心力が大きい場合、タイヤが遠心方向に横滑り
し、前後輪の回転数差は、タイヤの滑りで吸収されるこ
とになり、コーナリング時の走行安定性に悪影響を及ぼ
すという問題を生じていた。However, when the vehicle is traveling with the center differential mechanism locked, when the cornering radius is small and the turning radius is small, the rotation speed on the front wheel side becomes too high compared to the rotation speed on the rear wheel side, resulting in negative torque on the front wheel side. Occurs, and a tight corner braking phenomenon occurs in which the brakes are applied only to the front wheels. Due to this phenomenon, when the vehicle speed is high and the centrifugal force due to turning is large, the tire skids in the centrifugal direction, and the difference in the number of rotations of the front and rear wheels is absorbed by the slip of the tire. Had a problem of adversely affecting.
このように、センターデフ機構をロックして走行してい
る場合、タイトコーナブレーキング現象が生じるが、こ
れを確実に回避するためには、駆動輪に作用するトルク
を絶えず監視し、例えば負トルクが発生した場合に、自
動的にセンターデフ機構のロックを解除してやる必要が
あり、そのため、駆動軸に作用するトルクを正確に測定
する必要が生じる。In this way, when traveling with the center differential mechanism locked, a tight corner braking phenomenon occurs, but in order to reliably avoid this, the torque acting on the drive wheels is constantly monitored, and for example, negative torque is applied. In the case of occurrence of the torque, it is necessary to automatically unlock the center differential mechanism. Therefore, it is necessary to accurately measure the torque acting on the drive shaft.
従来、トルク伝達シャフト等に作用するトルクを測定す
るため磁歪式トルクセンサが用いられている。これは、
強磁性材料よりなるトルク伝達シャフトの円周方向に磁
化コイルを、シャフトの長手方向に検出コイルを配管
し、磁化コイルに高い周波電流を供給してシャフトと長
手方向に交番磁化させておき、トルクが加わった際にシ
ャフトに生じる円周方向の磁束の変化を検出コイルによ
り電圧に変換して取出すようにしている。しかしなが
ら、測定しようとするシャフトが回転する際に、シャフ
トの磁気特性が不均一であるため、その出力に乱れが生
じるという問題を有している。これを解決するために、
検出コイルの数を増加させる方法が特開昭53−77572号
公報に示されている。Conventionally, a magnetostrictive torque sensor has been used to measure the torque acting on a torque transmission shaft or the like. this is,
A torque transmission shaft made of a ferromagnetic material is provided with a magnetizing coil in the circumferential direction and a detecting coil in the longitudinal direction of the shaft, and a high frequency current is supplied to the magnetizing coil to alternately magnetize the shaft in the longitudinal direction. The change in the magnetic flux in the circumferential direction that occurs in the shaft when is applied is converted into a voltage by the detection coil and taken out. However, when the shaft to be measured rotates, the magnetic characteristics of the shaft are non-uniform, which causes a problem that the output is disturbed. To solve this,
A method of increasing the number of detection coils is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 53-77572.
これを第10図ないし第12図により説明すると、第10図に
おいて、トルクセンサ61はトランスミッション62内のト
ルク伝達軸63に軸受64を介して装着されている。該トル
クセンサ61は、第11図に示すように、励磁コイルアッシ
ィ65と該励磁コイルアッシィ65の両側に配置される検出
コイルアッシィ66、67からなり、これらコイルアッシィ
65、66、67には、リング状部分68と該リング状部分68か
ら半径方向に向かって伸びる複数のコア69、69、…が設
けられ、これらコイルアッシィ65、66、67がトルク伝達
軸63を取囲んで配置されたとき、前記複数のコア69、6
9、…は、トルク伝達軸63の外周面に近接する。さら
に、コイルアッシィ65、66、67の複数のコア69、69、…
には、それぞれ電気巻線70、70、…、71、71、…および
72、72…が設けられ、第12図に示すように、一方のコイ
ルアッシィ65の電気巻線70、70、…はトルクセンサ61の
1次巻線を形成し、該1次巻線は中央タップを接地した
直列結線とされている。他方のコイルアッシィ66、67の
電気巻線71、71、…および72、72…は、直列に結線され
2次巻線を形成し、その両端は信号処理回路73内の減算
増幅器75に接合されている。減算増幅器75は伝達軸63の
トルクに関する出力信号を検知回路76に供給し、フィル
タ回路77を通りトルク指示装置78においてトルクを表示
するものである。This will be described with reference to FIGS. 10 to 12. In FIG. 10, the torque sensor 61 is mounted on the torque transmission shaft 63 in the transmission 62 via a bearing 64. As shown in FIG. 11, the torque sensor 61 comprises an exciting coil assembly 65 and detection coil assemblies 66 and 67 arranged on both sides of the exciting coil assembly 65.
65, 66, 67 are provided with a ring-shaped portion 68 and a plurality of cores 69, 69, ... Which extend from the ring-shaped portion 68 in the radial direction, and these coil assemblies 65, 66, 67 mount the torque transmission shaft 63. The plurality of cores 69, 6 when encircled and placed
The numbers 9, ... Are close to the outer peripheral surface of the torque transmission shaft 63. Furthermore, the plurality of cores 69, 69 of the coil assemblies 65, 66, 67, ...
The electric windings 70, 70, ..., 71, 71, ... and
72, 72 ... are provided, and as shown in FIG. 12, the electric windings 70, 70, ... Of one coil assembly 65 form the primary winding of the torque sensor 61, and the primary winding is a central tap. It is considered as a serial connection with the grounded. The electric windings 71, 71, ... and 72, 72 ... of the other coil assembly 66, 67 are connected in series to form a secondary winding, and both ends thereof are joined to the subtracting amplifier 75 in the signal processing circuit 73. There is. The subtraction amplifier 75 supplies an output signal relating to the torque of the transmission shaft 63 to the detection circuit 76, passes the filter circuit 77, and displays the torque in the torque indicating device 78.
また、特開昭59−5930号公報に開示されるトルクセンサ
は、第13図に示すようにトルク伝達軸80に対して平行に
4本の検出コア81a、81b、81c、81dを4角形の基体82の
隅部に配置させ、4角形の基体82の中心に励磁コア83を
設けると共に、励磁コア83の先端部をトルク伝達軸80に
直角に配置し、4本の検出コア81の先端部をトルク伝達
軸に対して上下左右45度の角度になるよう配置してい
る。In the torque sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-5930, four detection cores 81a, 81b, 81c and 81d are arranged in parallel with the torque transmission shaft 80 as shown in FIG. The excitation core 83 is arranged at the corner of the base 82, the excitation core 83 is provided at the center of the rectangular base 82, and the tip of the excitation core 83 is arranged at right angles to the torque transmission shaft 80. Are arranged at an angle of 45 degrees up, down, left and right with respect to the torque transmission axis.
そのトルク検出方式を第14図および第15図により説明す
ると、励磁コア83のコイルeに高周波電流を流すと、励
磁コア83と各検出コア81a、81b、81c、81d間のそれぞれ
に伝達軸80を介して磁界の閉ループが形成される。例え
ば励磁コア83の先端部がN極のときには、検出コア81
a、81b、81c、81dの先端部はS極となり図示矢印方向の
磁束の流れが生じ、この磁束の流れにより各検出コア81
a、81b、81c、81dのコイル上起電力が発生する。このと
き4本の検出コアのコイルa、b、c、dは、第14図に
示すように、隣接する検出コアのコイルの巻方向が互い
に逆方向となるように巻いているため、隣接するコイル
a、b、c、dに発生する起電力の極性は互いに異な
る。The torque detection method will be described with reference to FIGS. 14 and 15. When a high frequency current is passed through the coil e of the exciting core 83, the transmission shaft 80 is provided between the exciting core 83 and each of the detecting cores 81a, 81b, 81c and 81d. A closed loop of the magnetic field is formed via. For example, when the tip of the excitation core 83 has the N pole, the detection core 81
The tip portions of a, 81b, 81c, and 81d become S poles, and a magnetic flux flow in the direction of the arrow in the figure is generated.
Electromotive force is generated on the coils a, 81b, 81c, 81d. At this time, the coils a, b, c, d of the four detection cores are adjacent to each other, as shown in FIG. 14, because the windings of the coils of the adjacent detection cores are opposite to each other. The electromotive forces generated in the coils a, b, c, d have different polarities.
この状態から伝達軸80の右側に右回転のトルクが、伝達
軸80の左側に左回転のトルクTが作用した場合には、伝
達軸80の軸回りに軸方向に対して右斜め45度の角度で引
張応力が生じ、左斜め45度の角度で圧縮応力が生じ、透
磁率は引張応力により増加し、圧縮応力により減少す
る。このため、図示の如くコイルa、cを流れる磁束の
流れの強さは減少し、コイルb、dを流れる磁束の流れ
の強さは増加する。各コイルa、b、c、dに発生する
出力電圧は第15図(イ)に示すようになり、これら出力
電圧を信号処理回路にて加算することにより同図(ロ)
の如くトルク信号が得られる。In this state, when the right rotation torque is applied to the right side of the transmission shaft 80 and the left rotation torque T is applied to the left side of the transmission shaft 80, the transmission shaft 80 is rotated about the axis of the transmission shaft 80 at a right angle of 45 degrees. Tensile stress occurs at an angle, compressive stress occurs at an angle of 45 degrees to the left, and permeability increases with tensile stress and decreases with compressive stress. Therefore, as shown in the figure, the strength of the magnetic flux flowing through the coils a and c decreases, and the strength of the magnetic flux flowing through the coils b and d increases. The output voltage generated in each coil a, b, c, d is as shown in FIG. 15 (a). By adding these output voltages in the signal processing circuit, the same figure (b) is shown.
The torque signal is obtained as follows.
上記従来のトルクセンサのうち特開昭53−77572号公報
に示される例においては、センサと伝達シャフトの位置
決めを正確に行うために、軸受をシャフトに通してから
組付けを行っているため、組付け工数の増加や組付けが
困難であるという問題を有し、また、リング状の磁気コ
アアッシィに各々内側半径方向に巻線を有する構造のた
め、巻線を巻く工程に時間を要し作業性が悪いと共に、
所定の巻数を巻くには大きさに制限が出て極数を増やす
ことができない上、径方向に大きなサイズとなる等の問
題を有している。In the example shown in JP-A-53-77572 of the above conventional torque sensor, in order to accurately position the sensor and the transmission shaft, the bearing is passed through the shaft and then assembled, There is a problem that the number of assembling steps is increased and it is difficult to assemble, and it takes time to wind the winding process due to the structure that each winding has a winding in the inner radial direction on the ring-shaped magnetic core assembly. With poor sex,
There is a problem in that the number of poles cannot be increased because the size is limited to wind a predetermined number of turns, and the size becomes large in the radial direction.
また、磁歪式トルクセンサは磁気を使用する性質上ヒス
テリシスを有している。これはシャフトを飽和領域まで
磁化しその後反転磁化させるように交流励磁すれば打ち
消すことができるが、上記特開昭59−5930号公報に示さ
れる例においては、1つの励磁コイルしか有しておら
ず、ヒステリシスを打消すに十分な磁束を発生させるに
は大電流を発生させる励磁回路およびその電流に耐える
巻線が必要となるという問題を有している。シャフトに
メッキやアモルファス加工を施工することにより、ヒス
テリシスを打消すことが可能であるが、加工法や耐久性
に問題を生じる。さらに、このセンサは比較的小型の物
があるが、検出コイルが複数であるため巻線の巻き数が
増えると共に、信号処理回路において加算処理などの工
程が増え、高精度を維持するためには信号処理回路が複
雑で高価になるという問題を有していた。とくに車両の
ように伝達シャフトが高速回転する場合には、位置決め
を正確に行うことが困難であると共に、センサと伝達シ
ャフトのギャップを一定に保つにはセンサーの寸法精度
を高める必要があり、加工が困難で時間がかかり、コス
トも高くなるという問題を有している。Further, the magnetostrictive torque sensor has hysteresis due to the property of using magnetism. This can be canceled by alternating-current excitation so that the shaft is magnetized to the saturation region and then inversely magnetized, but in the example shown in Japanese Patent Laid-Open No. 59-5930, only one exciting coil is provided. However, there is a problem that an exciting circuit that generates a large current and a winding that withstands the current are required to generate a magnetic flux sufficient to cancel the hysteresis. By applying plating or amorphous processing to the shaft, it is possible to cancel the hysteresis, but this causes problems in the processing method and durability. Further, although this sensor has a relatively small size, since the number of windings increases due to the plurality of detection coils, the number of steps such as addition processing in the signal processing circuit increases, and in order to maintain high accuracy, There is a problem that the signal processing circuit is complicated and expensive. Especially when the transmission shaft rotates at high speed like a vehicle, it is difficult to perform accurate positioning, and in order to keep the gap between the sensor and the transmission shaft constant, it is necessary to improve the dimensional accuracy of the sensor. It is difficult, time consuming and costly.
さらに、通常、シャフトはケースの中(例えば、モータ
ー、エンジン、トランスミッション、トランスファー)
にあるため、センサも当然ケース中に組付けねばなら
ず、一度組付けた後トラブルが発生した場合センサを取
り出すのに、ケースを分解する必要があり、補修も困難
であった。また、ケース自体に取付ける場合でも、ケー
スの精度を上げる必要があり設計・加工が困難となり、
ケースに取付けた場合、取付け性は改善されるものの、
ギャップを一定に保つのが困難となるという問題を有し
ていた。In addition, the shaft is usually in the case (eg, motor, engine, transmission, transfer).
Therefore, the sensor also has to be assembled in the case, and it is necessary to disassemble the case to take out the sensor when trouble occurs after the assembly is once performed, and it is difficult to repair. In addition, even if it is attached to the case itself, it is necessary to increase the accuracy of the case, making design and processing difficult,
When it is attached to the case, the installation is improved, but
There was a problem that it was difficult to keep the gap constant.
本発明は上記問題を解決するものであって、センサの小
型化を図り、高精度でかつソフトを簡単にすることがで
きると共に、センサおよびトルク伝達ケースの寸法精度
を必要以上に高める必要がなく、また、伝達シャフトと
センサのギャップが常に一定に保持し、トルクを正確に
検出することができる磁歪式トルクセンサを提供するこ
とを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the size of the sensor, simplify the software with high accuracy, and eliminate the need to increase the dimensional accuracy of the sensor and the torque transmission case more than necessary. Another object of the present invention is to provide a magnetostrictive torque sensor capable of accurately detecting torque by keeping the gap between the transmission shaft and the sensor always constant.
そのために本発明の磁歪式トルクセンサは、1つの検出
要素と4つの励磁要素とを備え励磁要素が励起する磁束
により発生する起電力を検出要素により検出する磁歪式
トルクセンサにおいて、前記1つの検出要素はシャフト
上配設され、前記4つの励磁要素は該検出要素を中心に
して直交する対角線上に配設されるとともに、隣接する
励磁要素は励起されたときに生じる磁束の方向が互いに
逆方向になるように形成することを特徴とし、さらに
は、前記シャフトを内装するケースを備え、該ケースに
設けられた取付け孔を介して磁歪式トルクセンサをスプ
リングにより固定することを特徴とするものである。Therefore, the magnetostrictive torque sensor of the present invention is a magnetostrictive torque sensor that includes one detection element and four excitation elements, and detects the electromotive force generated by the magnetic flux excited by the excitation element by the detection element. The elements are arranged on a shaft, the four exciting elements are arranged on diagonal lines orthogonal to each other with respect to the detecting element, and adjacent exciting elements have mutually opposite magnetic flux directions generated when excited. In addition, the present invention is characterized in that the magnetostrictive torque sensor is fixed by a spring through a mounting hole provided in the case. is there.
本発明においては、例えば第2図に示すように、シャフ
ト5の右側に右回転のトルクが、シャフトの左側に左回
転のトルクTが作用した場合には、シャフト5の軸回り
に軸方向に対して右45度の角度で引張応力が生じ、これ
と直角方向に圧縮応力が生じ、透磁率は引張応力により
増加し、圧縮応力により減少する。このため、図示の如
く励磁極2a、2cを流れる磁束の流れの強さは減少し、励
磁極2b、2dを流れる磁束の流れの強さは増加し、各磁束
により生じる起電力が加算されて検出コイル6に現れ
る。In the present invention, for example, as shown in FIG. 2, when a right rotation torque is applied to the right side of the shaft 5 and a left rotation torque T is applied to the left side of the shaft, the shaft 5 is axially rotated about the axis thereof. On the other hand, a tensile stress is generated at an angle of 45 degrees to the right, a compressive stress is generated in the direction perpendicular to this, and the magnetic permeability is increased by the tensile stress and decreased by the compressive stress. Therefore, as shown in the figure, the strength of the magnetic flux flowing through the exciting magnetic poles 2a and 2c decreases, the strength of the magnetic flux flowing through the exciting magnetic poles 2b and 2d increases, and the electromotive force generated by each magnetic flux is added. Appears in the detection coil 6.
従って、本発明によれば、巻数を多く必要とする検出コ
イルが1極であるため全体で巻数が減少できその分小型
化できると共に、コアの大きさ断面積などの条件を同一
で制作し、従来の1極励磁4極検出方式と比較した場
合、巻数が減少できた分だけスペースを確保でき、この
スペースを検出コイルの増加分にあてることにより、よ
り高出力を出すことが可能となる。Therefore, according to the present invention, since the number of windings that requires a large number of turns is one pole, the number of turns can be reduced as a whole and the size can be reduced accordingly, and the same size and cross-sectional area of the core can be produced. Compared with the conventional one-pole excitation four-pole detection method, a space can be secured as much as the number of turns can be reduced, and by allocating this space to the increased number of detection coils, a higher output can be obtained.
また、検出信号は磁気的に加算され1つのコイル又はホ
ール素子にそのまま現れるため、磁束のロスがなくまた
信号処理回路が非常に簡単な構成になると共に、高精度
の測定が可能となり、全体でかなりのコストダウンがで
きる。In addition, since the detection signals are magnetically added and appear in one coil or Hall element as they are, there is no loss of magnetic flux, and the signal processing circuit has a very simple structure, and high-precision measurement is possible, and overall Can significantly reduce costs.
さらに、励磁コイルを並列接続した場合には、大電流を
必要とせず少ない電流で多くの磁束を発生させるため、
ノイズの影響を受けずに高精度のセンサが可能となる。Furthermore, when the exciting coils are connected in parallel, a large amount of magnetic flux is generated with a small amount of current without requiring a large amount of current.
A high-precision sensor is possible without being affected by noise.
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の磁歪式トルクセンサの1実施例を示す
斜視図、第2図および第3図は本発明のトルク検出方法
を説明するための図、第4図(イ)は従来例による検出
結果を示す図、同図(ロ)は本発明による検出結果を示
す図、第5図はシャフトに捩れ応力が作用した場合に発
生する主応力を説明するための図、第6図は本発明に適
用される制御系のブロック構成図、第7図および第8図
は本発明に適用されるコイルの他の実施例を示す図、第
9図は本発明の磁歪式トルクセンサをトランスファに取
付けた縦断面図である。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a magnetostrictive torque sensor of the present invention, FIGS. 2 and 3 are views for explaining a torque detecting method of the present invention, and FIG. 4 (a) is a conventional example. FIG. 5 is a diagram showing the detection result according to the present invention, FIG. 6B is a diagram showing the detection result according to the present invention, FIG. 5 is a diagram for explaining the main stress generated when a torsional stress acts on the shaft, and FIG. FIG. 7 is a block diagram of a control system applied to the present invention, FIG. 7 and FIG. 8 are views showing another embodiment of the coil applied to the present invention, and FIG. 9 is a transfer diagram of the magnetostrictive torque sensor of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view attached to the.
図中、1は検出極、2a、2b、2c、2dは励磁極、3は天
板、5はトルク伝達シャフト、6は検出コイル、7a、7
b、7c、7dは励磁コイル、21はシートコイルを示す。In the figure, 1 is a detection pole, 2a, 2b, 2c, 2d are excitation poles, 3 is a top plate, 5 is a torque transmission shaft, 6 is a detection coil, and 7a, 7
Reference numerals b, 7c and 7d denote exciting coils, and 21 denotes a sheet coil.
第1図において、磁歪式トルクセンサは、1本の検出極
1と該検出極1を中心にして直交する対角線上に4本の
励磁極2a、2b、2c、2dを有し、これら検出極1と励磁極
2を天板3に圧入して構成されている。検出極1、励磁
極2および天板3は、鉄系材料、ケイ素鋼板材等のラミ
ネート構造、フエライト等に代表される焼結構造等によ
り製造される。検出極1および4本の励磁極2は互いに
平行であり、検出極1の先端部はシャフト5の軸中心に
垂直になるように配設され、かつ各極の先端部はシャフ
ト5の円形断面と平行になるように形成されると共に、
4本の励磁極2の先端部をトルク伝達軸に対して上下左
右45度の角度になるよう配置している。また、検出極1
には検出コイル6が巻回され、励磁極2a、2b、2c、2dに
は励磁コイル7a、7b、7c、7dが巻回されている。該励磁
コイル7a、7b、7c、7dの結線は直列または並列に接続さ
れると共に、第2図に示すように、隣接する励磁極のコ
イルの巻方向が互いに逆方向になるように巻かれてい
る。なお、励磁コイルの結線は好ましくは並列接続がよ
く、大電流を必要としないため巻線を細くすることがで
き、また、少ない電流で多くの磁束を発生するため、ノ
イズの影響を受けずに高精度のセンサが可能となる。In FIG. 1, a magnetostrictive torque sensor has one detection pole 1 and four exciting magnetic poles 2a, 2b, 2c, 2d on a diagonal line orthogonal to the detection pole 1 and these detection poles are arranged. 1 and an exciting magnetic pole 2 are press-fitted into a top plate 3. The detection pole 1, the excitation pole 2, and the top plate 3 are manufactured by a laminated structure such as an iron-based material or a silicon steel plate material, or a sintered structure represented by ferrite or the like. The detection pole 1 and the four excitation magnetic poles 2 are parallel to each other, and the tip of the detection pole 1 is arranged so as to be perpendicular to the axial center of the shaft 5, and the tip of each pole is a circular cross section of the shaft 5. It is formed to be parallel to
The tips of the four exciting magnetic poles 2 are arranged at an angle of 45 degrees in the vertical and horizontal directions with respect to the torque transmission shaft. Also, the detection pole 1
The detection coil 6 is wound around the coil, and the exciting coils 7a, 7b, 7c and 7d are wound around the exciting magnetic poles 2a, 2b, 2c and 2d. The exciting coils 7a, 7b, 7c and 7d are connected in series or in parallel and, as shown in FIG. 2, are wound so that the winding directions of the adjacent exciting magnetic poles are opposite to each other. There is. The exciting coils are preferably connected in parallel, and since a large current is not required, the winding can be made thin, and since a large amount of magnetic flux is generated with a small amount of current, it is not affected by noise. A highly accurate sensor becomes possible.
次にその動作について説明する。第5図に示すようにシ
ャフト5の右側に右回転のトルクが、シャフト5の左側
に左回転のトルクTが作用した場合には、シャフト5の
軸回りに軸方向に対して右斜め45度の角度で引張応力+
σが生じ、左斜め45度の角度で圧縮応力−σが生じ、各
主応力の大きさは軸の中心からの距離に比例する。そし
て、シャフトに捩れ応力が加わると、磁性材料の磁気特
性に変化が生じ、とくに透磁率は引張応力により増加
し、圧縮応力により減少する。Next, the operation will be described. As shown in FIG. 5, when the right rotation torque is applied to the right side of the shaft 5 and the left rotation torque T is applied to the left side of the shaft 5, the shaft 5 is rotated about the axis of the shaft 5 at an angle of 45 degrees to the right. Tensile stress at an angle of +
σ occurs, a compressive stress −σ occurs at an angle of 45 degrees to the left, and the magnitude of each principal stress is proportional to the distance from the center of the axis. When a torsional stress is applied to the shaft, the magnetic characteristics of the magnetic material change, and in particular the magnetic permeability increases with tensile stress and decreases with compressive stress.
一方、第2図に示すように、励磁コイル7a、7b、7c、7d
に交流を流すと、各励磁極2a、2b、2c、2dと検出極1の
間のそれぞれにシャフト5を介して磁束の閉ループが形
成される。このとき4本の励磁コイル7a、7b、7c、7d
は、隣接するコイルの巻方向が互いに逆方向となるよう
に巻いているため、コイルにより発生する磁束の方向は
隣接する励磁極で互いに異なる。例えば、励磁極2aの先
端部がS極のときには、対角線上の励磁極2cの先端部が
S極、他の励磁極2b、2dの先端部はN極となり図示矢印
方向の磁束の流れが生じ、この磁束の流れは隣接する磁
束の方向が互いに逆方向になっているために、検出コイ
ル6には磁束の方向に対応して極性が異なる起電力が発
生する。On the other hand, as shown in FIG. 2, exciting coils 7a, 7b, 7c, 7d
When an alternating current is passed through, a closed loop of magnetic flux is formed between the exciting magnetic poles 2a, 2b, 2c, 2d and the detection pole 1 via the shaft 5. At this time, four exciting coils 7a, 7b, 7c, 7d
Since the adjacent coils are wound such that the winding directions of the adjacent coils are opposite to each other, the directions of the magnetic flux generated by the coils are different between the adjacent exciting magnetic poles. For example, when the tip of the exciting magnetic pole 2a is the S pole, the tip of the diagonal exciting magnetic pole 2c is the S pole, and the tips of the other exciting magnetic poles 2b and 2d are the N poles. Since the directions of the adjacent magnetic fluxes are opposite to each other in the flow of the magnetic flux, electromotive forces having different polarities are generated in the detection coil 6 according to the direction of the magnetic flux.
そして、シャフト5にトルクが作用していない場合に
は、各磁束により生じる起電力は同一レベルで相殺され
て出力信号は0となる。この状態からシャフト5の右側
に右回転のトルクが、シャフトの左側に左回転のトルク
Tが作用した場合には、シャフト5の軸回りに軸方向に
対して右斜め45度の角度で引張応力が生じ、これと直角
方向に圧縮応力が生じ、透磁率は引張応力により増加
し、圧縮応力により減少する。このため、図示の如く励
磁極2a、2cを流れる磁束の流れの強さは減少し、励磁極
2b、2dを流れる磁束の流れの強さは増加し、各磁束によ
り生じる起電力が加算されて検出コイル6に現れるた
め、第3図に示す出力電圧波形が得られる。When no torque acts on the shaft 5, the electromotive forces generated by the magnetic fluxes are canceled at the same level, and the output signal becomes zero. From this state, when the right rotation torque is applied to the right side of the shaft 5 and the left rotation torque T is applied to the left side of the shaft, tensile stress is applied around the shaft 5 at an angle of 45 degrees to the right with respect to the axial direction. Occurs, and a compressive stress is generated in the direction perpendicular to this, and the magnetic permeability increases with tensile stress and decreases with compressive stress. Therefore, as shown in the figure, the intensity of the magnetic flux flowing through the exciting magnetic poles 2a and 2c is reduced,
The strength of the magnetic flux flowing through 2b and 2d increases, and the electromotive force generated by each magnetic flux is added and appears in the detection coil 6, so that the output voltage waveform shown in FIG. 3 is obtained.
第6図は本発明に適用される制御系のブロック図であ
り、発振器10、増幅器11で出力される交流は励磁コイル
7a、7b、7c、7dに送られる。一方、検出コイル6に生じ
る起電力信号は、位相補償回路12の制御下でハイパスフ
ィルタ13にかけられ、次いで交流増幅器15、整流回路1
6、平滑回路17、増幅回路18、ローパスフィルタ19を経
て出力される。なお、温度センサとその処理回路よりな
る温度補償回路や、CPU演算器による直線性などの補償
回路などを付加してもよい。FIG. 6 is a block diagram of a control system applied to the present invention. The alternating current output from the oscillator 10 and the amplifier 11 is an exciting coil.
Sent to 7a, 7b, 7c, 7d. On the other hand, the electromotive force signal generated in the detection coil 6 is applied to the high pass filter 13 under the control of the phase compensation circuit 12, and then the AC amplifier 15 and the rectifier circuit 1 are provided.
6, output through the smoothing circuit 17, the amplifier circuit 18, and the low-pass filter 19. A temperature compensating circuit including a temperature sensor and its processing circuit, a linearity compensating circuit by a CPU computing unit, and the like may be added.
第4図(イ)は従来の特開昭59−5930号公報で示された
1極励磁4極検出方式の測定結果で、第4図(ロ)は本
発明による4極励磁1極検出方式の測定結果であり、本
発明が従来方式に比較して出力特性が向上することがわ
かる。FIG. 4 (a) shows the measurement results of the conventional 1-pole excitation 4-pole detection method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-5930, and FIG. 4 (b) shows the 4-pole excitation 1-pole detection method according to the present invention. It can be seen that the output characteristics of the present invention are improved as compared with the conventional method.
次に第7図および第8図により、本発明に適用される励
磁コイルおよび検出コイルの他の実施例について説明す
る。本実施例においては、検出極1および励磁極2を形
成するコア20にシートコイル21を積層して構成される。
該シートコイル21は第8図に示すように、シート22の表
裏にフォトマスクパターンにより励磁コイル7および検
出コイル6をプリント形成し、シート22を積層する際、
各層のコイルの表裏の接続をスポット溶接により行うも
のである。Next, referring to FIG. 7 and FIG. 8, another embodiment of the exciting coil and the detecting coil applied to the present invention will be described. In this embodiment, a sheet coil 21 is laminated on a core 20 forming the detection pole 1 and the excitation pole 2.
As shown in FIG. 8, the sheet coil 21 is formed by printing the exciting coil 7 and the detecting coil 6 on the front and back sides of the sheet 22 with a photomask pattern and stacking the sheets 22.
The front and back of the coils of each layer are connected by spot welding.
この方式によれば、コイルの導体占有率が大きくできる
ためセンサをさらに小型化できると共に、巻線コイルの
ように巻むらがないためセンサの固体歪をなくすことが
できる。また、巻線機等の設備を必要とせず、最初にフ
ォトマスクパターンを作成すればすむので投資効果およ
び生産性を上げることができる。さらに、信号処理回路
の基板もシート化することにより、センサと一体化し高
精度化ができる。According to this method, since the conductor occupancy of the coil can be increased, the sensor can be further downsized, and the solid strain of the sensor can be eliminated because there is no winding irregularity unlike the winding coil. Further, the equipment such as a winding machine is not required, and the photomask pattern can be formed first, so that the investment effect and the productivity can be improved. Further, by forming the substrate of the signal processing circuit into a sheet, it can be integrated with the sensor to improve the accuracy.
なお、以上の実施例においては、検出要素をコイルによ
り形成しているが、コイルの代わりにホール効果素子セ
ンサを採用してもよい。ホール効果センサは半導体材料
を使用し、その中を電流が流れるとき磁気の影響により
半導体材料内の電界が変化して出力電圧を検出するもの
である。Although the detection element is formed of a coil in the above embodiments, a Hall effect element sensor may be used instead of the coil. The Hall effect sensor uses a semiconductor material, and when a current flows through the Hall effect sensor, the electric field in the semiconductor material changes due to the influence of magnetism to detect the output voltage.
第9図は本発明の磁歪式トルクセンサを取付けたセンタ
ーデフ付4輪駆動車の動力伝達系を示す図である。図
中、30はトランスフア、Aはセンターデフ機構、Bはフ
ロントデフ機構、31はリングギヤ、32はフロントデフケ
ース、33はセンターデフ用クラッチ、34は円錐コロ軸
受、35は第一中空シャフト、36はデフキャリヤ、37はデ
フピニオン、38、39はサイドギヤ、40は第2中空シャフ
ト、41はデフキャリヤ、42はデフピニオン、43、44はサ
イドギヤ、45は左前輪駆動軸、46は駆動シャフト、49は
右前輪駆動軸、50はセンターデフケース、51は後輪駆動
用リングギヤ、52はギヤ、53はドライブピニオンシャフ
ト、55はトランスファケース、56は取付孔、57はボル
ト、25はトルク検出装置、26は本発明による磁歪式トル
クセンサ、27はセンサアッシィ、28はスプリングを示
す。FIG. 9 is a diagram showing a power transmission system of a four-wheel drive vehicle with a center differential equipped with the magnetostrictive torque sensor of the present invention. In the figure, 30 is a transfer gear, A is a center differential mechanism, B is a front differential mechanism, 31 is a ring gear, 32 is a front differential case, 33 is a center differential clutch, 34 is a conical roller bearing, 35 is a first hollow shaft, 36 Is a diff carrier, 37 is a diff pinion, 38 and 39 are side gears, 40 is a second hollow shaft, 41 is a diff carrier, 42 is a diff pinion, 43 and 44 are side gears, 45 is a left front wheel drive shaft, 46 is a drive shaft, 49 is a right front wheel Drive shaft, 50 is a center differential case, 51 is a rear wheel drive ring gear, 52 is a gear, 53 is a drive pinion shaft, 55 is a transfer case, 56 is a mounting hole, 57 is a bolt, 25 is a torque detection device, and 26 is the present invention. Is a magnetostrictive torque sensor, 27 is a sensor assembly, and 28 is a spring.
一般に、センターデフ付4輪駆動車において、エンジン
をフロント側に載置した場合には、第9図に示すような
駆動力伝達機構となる。即ち、エンジンの回転は、自動
変速機構(図示せず)を介して適宜変速され、トランス
フア30内に配置されたリングギヤ31を介してフロントデ
フケース32に伝達される。そして、通常の走行時におい
てはセンターデフ用クラッチ33は解放状態にあり、この
状態ではフロントデフケース32の回転は第一中空シャフ
ト35を介してセンターデフ機構Aのデフキャリヤ36に伝
達され、更にデフピニオン37から左右のサイドギヤ38、
39に伝達される。そして、左サイドギヤ38の回転は第2
中空シャフト40を介してフロントデフ機構Bのデフキャ
リヤ41に伝達され、更にデフピニオン42から左右のサイ
ドギヤ43、44に伝達され、そして、左サイドギヤ43か
ら、左前輪駆動軸45へ伝達され、右サイドギヤ44から
は、駆動シャフト46を介して右前輪駆動軸49へ伝達され
る。Generally, in a four-wheel drive vehicle with a center differential, when the engine is mounted on the front side, a driving force transmission mechanism as shown in FIG. 9 is obtained. That is, the rotation of the engine is appropriately shifted through an automatic transmission mechanism (not shown) and transmitted to the front differential case 32 through a ring gear 31 arranged in the transfer 30. During normal running, the center differential clutch 33 is in the released state, and in this state, the rotation of the front differential case 32 is transmitted to the differential carrier 36 of the center differential mechanism A via the first hollow shaft 35, and further the differential pinion 37. To the left and right side gears 38,
Is transmitted to 39. Then, the rotation of the left side gear 38 is the second
It is transmitted to the diff carrier 41 of the front diff mechanism B via the hollow shaft 40, further transmitted from the diff pinion 42 to the left and right side gears 43 and 44, and then transmitted from the left side gear 43 to the left front wheel drive shaft 45 and the right side gear 44. Is transmitted to the right front wheel drive shaft 49 via the drive shaft 46.
一方、センターデフ機構Aの右サイドギヤ39の回転は該
ギヤとスプライン結合しているセンターデフケース50に
伝達され、更に、後輪駆動用リングギヤ51及びギヤ52を
介してドライブピニオンシャフト53に伝達され、そして
図示しないプロペラシャフト及びリヤデフ装置を介して
左右の後輪駆動軸に伝達される。On the other hand, the rotation of the right side gear 39 of the center diff mechanism A is transmitted to the center diff case 50 that is splined with the gear, and further transmitted to the drive pinion shaft 53 via the rear wheel drive ring gear 51 and the gear 52. Then, it is transmitted to the left and right rear wheel drive shafts via a propeller shaft and a rear differential device (not shown).
また、雪路、砂道等で大きな駆動力を必要とする場合、
また車輪がスリップを生じる虞れがある場合には、セン
ターデフ用クラッチ33を係合させ、センターデフ機構A
をロックさせる。この状態ではフロントデフケース32の
回転はセンターデフ用クラッチ33を介して直接、フロン
トデフ機構Bのデフキャリヤ41に伝達され、更にデフピ
ニオン42から左右のサイドギヤ43、44に伝達されてそれ
ぞれ左右の前輪駆動軸44、49に伝達される。これと同時
に、フロントデフケース32及びデフキャリヤ41とそれぞ
れ中空シャフト35、40を介して一体となっているセンタ
ーデフ装置Aのデフキャリヤ36及び左サイドギヤ38が差
動運動することなく一体に回転され、更にこの回転はセ
ンターデフケース50に伝達される。これにより、前輪駆
動用のデフキャリヤ41と同速度の回転が後輪駆動用リン
グギヤ51に伝達されて、左右の後輪駆動軸が駆動され
る。Also, when a large driving force is required on a snowy road, sandy road, etc.,
If the wheels may slip, the center differential clutch 33 is engaged to set the center differential mechanism A.
Lock. In this state, the rotation of the front differential case 32 is directly transmitted to the differential carrier 41 of the front differential mechanism B via the center differential clutch 33, and further transmitted from the differential pinion 42 to the left and right side gears 43, 44 to respectively drive the left and right front wheel drive shafts. It is transmitted to 44 and 49. At the same time, the differential carrier 36 and the left side gear 38 of the center differential device A, which are integrated with the front differential case 32 and the differential carrier 41 via the hollow shafts 35 and 40, respectively, are integrally rotated without differential motion, and further, The rotation is transmitted to the center differential case 50. As a result, rotation at the same speed as that of the front wheel drive differential carrier 41 is transmitted to the rear wheel drive ring gear 51, and the left and right rear wheel drive shafts are driven.
上記トランスファ30のトランスファケース55には、駆動
シャフト46と対向する位置に取付孔56が設けられ、該取
付孔56にトルク検出装置25を挿入し、ボルト57により固
定している。トルク検出装置25は、磁歪式トルクセンサ
26をセンサアッシィ27内に樹脂によりモールド固定し、
センサアッシィ27をスプリング28或いはゴム、エアーに
より付勢するようにして構成されている。The transfer case 55 of the transfer 30 is provided with a mounting hole 56 at a position facing the drive shaft 46, and the torque detecting device 25 is inserted into the mounting hole 56 and fixed by a bolt 57. The torque detection device 25 is a magnetostrictive torque sensor.
26 is fixed to the sensor assembly 27 with resin by molding,
The sensor assembly 27 is configured to be biased by a spring 28, rubber, or air.
また、上記実施例においては、磁歪式トルクセンサ26
は、伝達シャフト46の外周面と一定のギャップが設けら
れるようにセンサアッシィ27内にモールド固定されてい
て、伝達シャフト46が直接センサアッシィ27を受けてい
るが、伝達シャフト46にベアリングを嵌合し、該ベアリ
ングにセンサアッシィ27を乗せるようにしてもよい。In the above embodiment, the magnetostrictive torque sensor 26
Is molded and fixed in the sensor assembly 27 so that a constant gap is provided with the outer peripheral surface of the transmission shaft 46, and the transmission shaft 46 directly receives the sensor assembly 27, but a bearing is fitted to the transmission shaft 46, The sensor assembly 27 may be mounted on the bearing.
上記のように磁歪式トルクセンサをトランスファに取付
けた場合においては、磁歪式トルクセンサが伝達シャフ
トに対して浮動式のため、ケースの精度を必要以上に高
める必要がなく、簡単に組付けを行うことができる。ま
た、トルクセンサを樹脂によりモールド固定するため、
伝達シャフトとセンサのギャップを簡単に一定に保持す
ることができ、トルクを正確に検出することができると
共に、ギャップを一定に保持するためにセンサの寸法精
度を低くすることが可能となる。When the magnetostrictive torque sensor is attached to the transfer as described above, the magnetostrictive torque sensor is a floating type with respect to the transmission shaft, so that it is not necessary to raise the accuracy of the case more than necessary, and the assembly is easily performed. be able to. Also, because the torque sensor is fixed to the mold by resin,
The gap between the transmission shaft and the sensor can be easily kept constant, the torque can be accurately detected, and the dimensional accuracy of the sensor can be lowered in order to keep the gap constant.
また、磁歪式トルクセンサをケースの外部から取付け可
能であるため、簡単に取付けることができると共に、ト
ラブル発生時においても、ケースを分解する必要がな
く、センサ部分のみを交換するだけで簡単に補修が可能
となる。Also, since the magnetostrictive torque sensor can be installed from the outside of the case, it can be easily installed, and even when trouble occurs, it is not necessary to disassemble the case, and it is easy to repair by replacing only the sensor part. Is possible.
以上説明したように本発明によれば、巻数を多く必要と
する検出コイルが1極であるため全体で巻数が減少でき
その分小型化できると共に、コアの大きさ断面積などの
条件を同一で制作し、従来の1極励磁4極検出方式と比
較した場合、巻数が減少できた分だけスペースが確保で
き、このスペースを検出コイルの増加分にあてることに
より、より高出力を出すことが可能となる。As described above, according to the present invention, since the number of detection coils that require a large number of turns is one pole, the number of turns can be reduced as a whole and the size can be reduced accordingly, and the conditions such as the size and cross-sectional area of the core can be the same. Compared to the conventional 1-pole excitation 4-pole detection method that was produced, a space can be secured as much as the number of turns can be reduced. By allocating this space to the increase of the detection coil, higher output can be achieved. Becomes
また、検出信号は1つのコイル又はホール素子に現れる
ため信号処理回路が非常に簡単な構成になると共に、高
精度の測定が可能となり、全体でかなりのコストダウン
ができる。In addition, since the detection signal appears in one coil or Hall element, the signal processing circuit has a very simple structure, and highly accurate measurement is possible, resulting in considerable cost reduction as a whole.
また、励磁コイルを並列接続した場合には、大電流を必
要とせず少ない電流で多くの磁束を発生させるため、ノ
イズの影響を受けずに高精度のセンサが可能となる。Further, when the exciting coils are connected in parallel, a large current is generated without generating a large current, and a large amount of magnetic flux is generated with a small current, so that a highly accurate sensor is possible without being affected by noise.
また、従来の上記特開昭53−77572号のトルクセンサと
比較してコイルを巻く軸が同方向であるため、コイルが
巻き易くなると共に、シートコイルを採用した場合には
さらにコイルの製造工程が簡単となり、作業性を向上さ
せることができる。Further, as compared with the conventional torque sensor of the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 53-77572, the axes around which the coil is wound are in the same direction, which makes it easier to wind the coil, and when the sheet coil is adopted, the manufacturing process of the coil is further increased. Can be simplified and workability can be improved.
さらに、磁歪式トルクセンサをトルク伝達シャフトを収
納するケースに取付けた場合には、ケースの精度を必要
以上に高める必要がなく、簡単に組付けを行うことがで
きる、また、トルクを正確に検出することができると共
に、センサの寸法精度を低くすることが可能となる。Furthermore, when the magnetostrictive torque sensor is attached to the case that houses the torque transmission shaft, it is not necessary to raise the precision of the case more than necessary, and the assembly can be done easily. In addition to the above, the dimensional accuracy of the sensor can be lowered.
第1図は本発明の磁歪式トルクセンサの1実施例を示す
斜視図、第2図および第3図は本発明のトルク検出方法
を説明するための図、第4図(イ)は従来例による検出
結果を示す図、同図(ロ)は本発明による検出結果を示
す図、第5図はシャフトに捩れ応力が作用した場合に発
生する主応力を説明するための図、第6図は本発明に適
用される制御系のブロック構成図、第7図および第8図
は本発明に適用されるコイルの他の実施例を示す図、第
9図は本発明の磁歪式トルクセンサをトランスファに取
付けた縦断面図、第10図、第11図および第12図は従来の
トルクセンサを説明するための図、第13図、第14図およ
び第15図は他の従来のトルクセンサを説明するための図
である。 1…検出極、2a、2b、2c、2d…励磁極、3…天板、5…
トルク伝達シャフト、6…検出コイル、7a、7b、7c、7d
…励磁コイル、21…シートコイル。25…トルク検出装
置、26…磁歪式トルクセンサ、27…センサアッシィ、28
…スプリング、(1、6…検出要素、2、7…励磁要
素)。FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a magnetostrictive torque sensor of the present invention, FIGS. 2 and 3 are views for explaining a torque detecting method of the present invention, and FIG. 4 (a) is a conventional example. FIG. 5 is a diagram showing the detection result according to the present invention, FIG. 6B is a diagram showing the detection result according to the present invention, FIG. 5 is a diagram for explaining the main stress generated when a torsional stress acts on the shaft, and FIG. FIG. 7 is a block diagram of a control system applied to the present invention, FIG. 7 and FIG. 8 are views showing another embodiment of the coil applied to the present invention, and FIG. 9 is a transfer diagram of the magnetostrictive torque sensor of the present invention. Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12 and Fig. 12 are views for explaining a conventional torque sensor, and Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15 and Fig. 15 explain other conventional torque sensors. FIG. 1 ... Detection pole, 2a, 2b, 2c, 2d ... Excitation pole, 3 ... Top plate, 5 ...
Torque transmission shaft, 6 ... Detection coil, 7a, 7b, 7c, 7d
… Excitation coil, 21… sheet coil. 25 ... Torque detecting device, 26 ... Magnetostrictive torque sensor, 27 ... Sensor assembly, 28
... Spring, (1, 6 ... Sensing element, 2, 7 ... Exciting element).
Claims (8)
励磁要素が励起する磁束により発生する起電力を検出要
素により検出する磁歪式トルクセンサにおいて、前記1
つの検出要素はシャフト上に配設され、前記4つの励磁
要素は該検出要素を中心にして直交する対角線上に配設
されるとともに、隣接する励磁要素は励起されたときに
生じる磁束の方向が互いに逆方向になるように形成する
ことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。1. A magnetostrictive torque sensor comprising one detection element and four excitation elements, wherein the detection element detects an electromotive force generated by a magnetic flux excited by the excitation element.
Two detecting elements are arranged on the shaft, the four exciting elements are arranged on diagonal lines orthogonal to each other about the detecting elements, and the adjacent exciting elements have the directions of the magnetic fluxes generated when excited. A magnetostrictive torque sensor, characterized in that they are formed in opposite directions.
することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁歪
式トルクセンサ。2. The magnetostrictive torque sensor according to claim 1, wherein the detection element is a Hall effect element.
極に巻かれるコイルからなり、隣接する励磁要素のコイ
ルは互いに逆方向に巻くことにより形成することを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の磁歪式トルクセン
サ。3. The detecting element and the exciting element are composed of a magnetic pole and a coil wound around the magnetic pole, and the coils of adjacent exciting elements are formed by winding in opposite directions to each other. The magnetostrictive torque sensor according to the item.
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の磁歪式トルクセ
ンサ。4. The magnetostrictive torque sensor according to claim 3, wherein the coils of the exciting element are connected in parallel.
成され天板に圧入して形成されることを特徴とする特許
請求の範囲第3項記載の磁歪式トルクセンサ。5. The magnetostrictive torque sensor according to claim 3, wherein the magnetic poles of the detecting element and the exciting element are formed separately and are press-fitted into the top plate.
極に積層されるシートコイルからなり、コイルをシート
の表裏にプリント形成することを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の磁歪式トルクセンサ。6. The magnetostrictive device according to claim 1, wherein the detection element and the excitation element are magnetic poles and sheet coils laminated on the magnetic poles, and the coils are formed by printing on the front and back of the sheet. Torque sensor.
は、シャフトの軸方向に対して45度の角度であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁歪式トルクセ
ンサ。7. The magnetostrictive torque sensor according to claim 1, wherein a diagonal line orthogonal to the detection element is an angle of 45 degrees with respect to the axial direction of the shaft.
励磁要素が励起する磁束により発生する起電力を検出要
素により検出する磁歪式トルクセンサにおいて、前記1
つの検出要素はシャフト上に配設され、前記4つの励磁
要素は該検出要素を中心にして直交する対角線上に配設
されるとともに、隣接する励磁要素は励起されたときに
生じる磁束の方向が互いに逆方向になるように形成する
とともに、前記シャフトを内装するケースを備え、該ケ
ースに設けられた取付け孔を介して磁歪式トルクセンサ
をスプリングにより固定することを特徴とする磁歪式ト
ルクセンサ。8. A magnetostrictive torque sensor comprising one detecting element and four exciting elements, wherein the detecting element detects an electromotive force generated by a magnetic flux excited by the exciting element.
Two detecting elements are arranged on the shaft, the four exciting elements are arranged on diagonal lines orthogonal to each other about the detecting elements, and the adjacent exciting elements have the directions of the magnetic fluxes generated when excited. A magnetostrictive torque sensor, characterized in that the magnetostrictive torque sensor is formed so as to be in mutually opposite directions, and includes a case that internally houses the shaft, and the magnetostrictive torque sensor is fixed by a spring through a mounting hole provided in the case.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23533986A JPH0678953B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Magnetostrictive torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23533986A JPH0678953B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Magnetostrictive torque sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6390731A JPS6390731A (en) | 1988-04-21 |
| JPH0678953B2 true JPH0678953B2 (en) | 1994-10-05 |
Family
ID=16984636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23533986A Expired - Lifetime JPH0678953B2 (en) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | Magnetostrictive torque sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678953B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03194308A (en) * | 1989-12-21 | 1991-08-26 | Hideo Aono | Waste incinerator |
| DE102017112913B4 (en) * | 2017-06-12 | 2025-01-30 | Trafag Ag | load measurement method, load measurement device and load measurement arrangement |
-
1986
- 1986-10-02 JP JP23533986A patent/JPH0678953B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6390731A (en) | 1988-04-21 |
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