專(zhuān)利名稱(chēng)：磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于檢測(cè)線圈的電感變化檢測(cè)施加在具有磁致伸縮特性的旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器。
背景技術(shù)：
在汽車(chē)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)以及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)等中，需要檢測(cè)施加在作為被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)向軸等上的轉(zhuǎn)矩。
一般地，具有磁致伸縮特性的鎳(Ni)、鐵(Fe)-鋁(Al)合金、Fe-鈷(Co)合金等的材料，通過(guò)附加的外力其相對(duì)磁導(dǎo)率發(fā)生變化(在壓縮力方向相對(duì)磁導(dǎo)率減少，在拉力方向相對(duì)磁導(dǎo)率增加)。
以往已經(jīng)提出利用此原理的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2005-164531號(hào)公報(bào))。關(guān)于該磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，用圖13進(jìn)行說(shuō)明，在圖13中，磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器110由以下部件構(gòu)成具有磁致伸縮特性的旋轉(zhuǎn)軸111；在內(nèi)周面上安裝了相對(duì)該旋轉(zhuǎn)軸111的中心軸線O傾斜了+45°的線圈112a、113a和相對(duì)同一中心軸線O傾斜了-45°的線圈112b、113b的一對(duì)半圓筒磁心114、115；及向這些半圓筒磁心114、115內(nèi)的線圈附加交流電壓的交流信號(hào)發(fā)生電路(未圖示)。
在如此構(gòu)成的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器中，如圖14所示，從軸向X看去，在圖中，附加轉(zhuǎn)矩T(以下，將該轉(zhuǎn)矩T的方向作為正方向)，以使得左側(cè)向順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，而右側(cè)向逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。這時(shí)，從軸的左側(cè)看去，旋轉(zhuǎn)軸111在+45°方向上受到壓縮力，而在-45°方向上受到拉力，而且從軸的右側(cè)看去，同樣地，旋轉(zhuǎn)軸111在+45°方向上受到壓縮力，而在-45°方向上受到拉力。如將旋轉(zhuǎn)軸111的直徑作為D，則該主應(yīng)力σ與轉(zhuǎn)矩T成正比，用(1)式可得出。
σ＝16T/πD3(1)這時(shí)，如旋轉(zhuǎn)軸具有磁致伸縮效果，則根據(jù)主應(yīng)力σ，引出由(2)式得到的軸磁各向異性Ku。
Ku＝2×(3/2)×λSσ＝48λST/πD3(2)λS軸的飽和磁致伸縮常量根據(jù)該軸磁各向異性Ku，+σ方向?yàn)槿菀状呕较颍?σ方向?yàn)殡y于磁化方向，根據(jù)青瓷能量的關(guān)系，容易磁化方向(+σ方向)的相對(duì)磁導(dǎo)率增加，相反地，難于磁化方向(-σ方向)的相對(duì)磁導(dǎo)率減小。因此，若在傾斜于容易磁化方向(拉力方向)的線圈112b、113b中流入電流，則由于拉力方向的相對(duì)磁導(dǎo)率變高，所以在拉力方向使磁通減少的方向上流動(dòng)感應(yīng)電流。并且，由該感應(yīng)電流誘發(fā)感應(yīng)電壓，因此線圈112b、113b的電感變大。另一方面，若在傾斜于難于磁化方向(壓縮方向)的線圈112a、113a中流入電流，則由于壓縮方向的相對(duì)磁導(dǎo)率變小，所以線圈112a、113a的電感變小。
圖15表示檢測(cè)上述電感變化的電路(電橋電路)。如圖15所示，電橋電路由線圈112a、112b、113a、113b形成。線圈112a的d端和線圈112b的e端連接，線圈113b的b端和線圈113a的g端連接。從振蕩器(交流信號(hào)發(fā)生電路)A產(chǎn)生的高頻率電流I流入線圈112a的c端和線圈113b的a端，并在線圈112b的f端和線圈113a的h端流出。
這里，若正轉(zhuǎn)矩附加在旋轉(zhuǎn)軸111上，則由于線圈112a和線圈113a的電感L減少ΔL，線圈112b和線圈113b的電感L增加/ΔL，所以電橋電路的輸出以正值增加。
ΔV＝2×ωΔL×I (3)另外，若負(fù)轉(zhuǎn)矩附加在旋轉(zhuǎn)軸111上，則由于線圈112a和線圈113a的電感L增加/ΔL，線圈112b和線圈113b的電感L減少/ΔL，所以電橋電路的輸出以負(fù)值減少。
這樣一來(lái)，作為電壓變化可得到施加在旋轉(zhuǎn)軸111上的轉(zhuǎn)矩的變化。
但是，根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1，由于在半圓筒狀磁心114中，線圈112a、113b用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸111中的一側(cè)半圓區(qū)域的磁性，在半圓筒狀磁心115中，線圈112b、113a用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸111中的另一側(cè)半圓區(qū)域的磁性，所以在旋轉(zhuǎn)軸111的磁性不均勻時(shí)，存在線圈112a、113b的檢測(cè)量及線圈112b、113a的檢測(cè)量(傳感器輸出)根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸111的旋轉(zhuǎn)角度而變動(dòng)，產(chǎn)生降低轉(zhuǎn)矩檢測(cè)上的可靠性的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制因旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度的傳感器輸出的變動(dòng)(相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度的傳感器輸出的依存性)，并且能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)上的可靠性的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器。
(1)為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其具備具有磁致伸縮性并繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；及以規(guī)定間隔配置在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部、并在內(nèi)周面具有用于檢測(cè)施加在上述旋轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)線圈的圓筒狀磁心，其特征在于，上述檢測(cè)線圈是用于形成電橋電路的線圈集合體，由沿上述磁心的全周配置的柔性基板線圈構(gòu)成。
(2)為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其具備具有磁致伸縮性并繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；及以規(guī)定間隔配置在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部、并在內(nèi)周面具有用于檢測(cè)施加在上述旋轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)線圈的圓筒狀磁心，其特征在于，上述檢測(cè)線圈是用于形成電橋電路的線圈集合體，具有相對(duì)上述中心軸線傾斜+45°的第1線圈和相對(duì)上述中心軸線傾斜-45°的第2線圈，上述電橋電路包含分別與上述第1線圈和上述第2線圈相對(duì)應(yīng)的第1電阻和第2電阻。
采用本發(fā)明，能夠抑制因旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度引起的傳感器輸出的變動(dòng)，并且能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)上可靠性。


圖1(a)～(c)是為了說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的主視圖和側(cè)視圖。
圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的柔性基板線圈的展開(kāi)圖。
圖3是為了說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。
圖4是為了說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器中的電橋電路的變形例而表示的電路圖。
圖5是為了說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器中的線圈配置狀態(tài)的變形例而表示的側(cè)視圖。
圖6(a)及(b)是為了說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的主視圖和側(cè)視圖。
圖7是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的柔性基板線圈的展開(kāi)圖。
圖8(a)及(b)是為了說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的主視圖和側(cè)視圖。
圖9是為了說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。
圖10是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的柔性基板線圈的展開(kāi)圖。
圖11是為了說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的主視圖。
圖12是為了說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。
圖13是為了說(shuō)明現(xiàn)有的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的主視圖。
圖14是為了說(shuō)明現(xiàn)有的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的動(dòng)作原理而模式化表示的側(cè)視圖。
圖15是為了說(shuō)明現(xiàn)有的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。圖中1、71、81、91磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，2旋轉(zhuǎn)軸，3a、3b、4a、4b線圈，82、83、92、93電阻，100、200半圓筒鐵淦氧磁心，300電橋電路，400電流源，600鎖定放大器，C柔性基板線圈，M磁心具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1圖1是為了說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的圖。圖1(a)、圖1(b)及圖1(c)分別表示主視圖、側(cè)視圖及除去了磁心的側(cè)視圖。圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的柔性基板線圈的展開(kāi)圖。圖3是為了說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。
磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的整體構(gòu)成在圖1～圖3中，用符號(hào)1表示的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器大體有以下構(gòu)件構(gòu)成具有磁致伸縮性的旋轉(zhuǎn)軸2；及內(nèi)周面裝有由相對(duì)該旋轉(zhuǎn)軸2的中心軸線O傾斜+45°的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用線圈3a、4a及相對(duì)同一旋轉(zhuǎn)軸2的中心軸線O傾斜-45°的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用線圈3b、4b構(gòu)成的柔性基板線圈C的兩個(gè)半圓筒鐵淦氧磁心100、200；向連接這些半圓筒鐵淦氧磁心100、200內(nèi)的線圈3a、3b、4a、4b而成的電橋電路300供給電壓的電流源400；及檢測(cè)來(lái)自電橋電路300的差動(dòng)信號(hào)的鎖定放大器600。
旋轉(zhuǎn)軸2的構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸2由鎳(Ni)、鐵(Fe)-鋁(Al)合金或Fe-鈷(Co)合金等的材料構(gòu)成的圓柱體形成。
半圓筒鐵淦氧磁心100、200的構(gòu)成半圓筒鐵淦氧磁心100、200，如圖1所示，為了形成圓筒狀的磁心M，在旋轉(zhuǎn)軸2的外周部上以規(guī)定的間隔在相互緊連的狀態(tài)下配置。磁心M保持在中心軸線O上，整體由高透磁率(最好是透磁率μ＞100)·低導(dǎo)電率(最好是導(dǎo)電率σ＝104～105S/m)性部件形成。在磁心M的內(nèi)周面上沿全周配置柔性基板線圈C。
如圖2所示，若柔性基板線圈C的寬度尺寸為W(W＝半圓筒鐵淦氧磁心100、200的寬度尺寸)，則W用下式表示。
W＝πD/2N(N＝1，2，3，…)D半圓筒鐵淦氧磁心100、200(圓筒磁心)的內(nèi)徑另外，若柔性基板線圈C的線圈長(zhǎng)度為H，其電流線圈寬度尺寸為L(zhǎng)，則H及L分別用下式表示。
H＝πD，L＝W/2＝πD/4N(N＝1，2，3，…)這里，例如N＝1時(shí)，H＝πD，W＝πD/2，L＝πD/4再有，有關(guān)柔性基板線圈C的形成方法，與專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)2005-164531號(hào)公報(bào)所記載的形成方法大致一致，省略其說(shuō)明。
在柔性基板線圈C的中心軸線方向的一側(cè)上沿圓周方向整體形成線圈3a、3b。線圈3a配置在接近半圓筒鐵淦氧磁心100、200內(nèi)周面的位置上，另外線圈3b配置在接近旋轉(zhuǎn)軸2外周面的位置上。在柔性基板線圈C的中心軸線方向的另一側(cè)上沿圓周方向整體形成線圈4a、4b。線圈4a配置在接近半圓筒鐵淦氧磁心100、200內(nèi)周面的位置上，另外線圈4b配置在接近旋轉(zhuǎn)軸2外周面的位置上。
電流源400的構(gòu)成如圖3所示，電流源400包括交流電源(高頻振蕩器)，將電壓供給電橋電路300的輸入端子而構(gòu)成。在電流源400一側(cè)端子上連接線圈3b的c端及線圈4a的a端，另外在另一側(cè)端子上連接線圈3a的f端及線圈4b的h端。電橋電路300由線圈3a、3b、4a、4b形成。并且，做成線圈4a、3b及線圈3a、4b的輸入側(cè)端分別作為第一輸入端子和第二輸入端子的結(jié)構(gòu)。另外，連接線圈3b的d端和線圈3a的e端的同時(shí)，連接線圈4a的b端和線圈4b的g端，做成線圈3a、3b及線圈4a、4b的輸出端分別作為第一輸出端子和第二輸出端子的結(jié)構(gòu)。
再有，在電橋電路300中，如圖4所示，線圈3b的d端和線圈4a的e端連接，也可連接線圈3a的b端和線圈4b的g端。這種情況，在電流源400的一側(cè)端子上連接線圈3b的c端及線圈3a的a端，另外在另一側(cè)端子上連接線圈4a的f端及線圈4b的h端。并且，做成線圈3a、3b及線圈4a、4b的輸入端子分別作為第一輸入端子和第二輸入端子，同時(shí)線圈4a、3b及線圈3a、4b的輸出端子分別作為第一輸出端子及第二輸出端子的結(jié)構(gòu)。
鎖定放大器600的構(gòu)成如圖3所示，鎖定放大器600構(gòu)成如下連接在電橋電路300的兩個(gè)輸出端子上，如上所述檢測(cè)來(lái)自電橋電路300的差動(dòng)信號(hào)。
磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)原理其次，用圖3說(shuō)明有關(guān)本實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)原理。
如圖3所示，由電流源400產(chǎn)生的高頻電流流入線圈3b的c端和線圈4a的a端，向線圈3a的f端和線圈4b的h端流出。
這里，若在旋轉(zhuǎn)軸2上作用正轉(zhuǎn)矩，則線圈3b、4b的電感增加，同時(shí)，線圈3a、4a的電感減少，來(lái)自鎖定放大器600的輸出在正方向上增加。與此相反，若在旋轉(zhuǎn)軸2上作用負(fù)轉(zhuǎn)矩，則線圈3b、4b的電感減少，同時(shí)，線圈3a、4a的電感增加，來(lái)自鎖定放大器600的輸出負(fù)方向上減少。由此，檢測(cè)作用在旋轉(zhuǎn)軸2上轉(zhuǎn)矩的方向及大小。
第一實(shí)施方式的效果根據(jù)以上說(shuō)明的第一實(shí)施方式，可得到以下的效果。
(1)由于線圈3a、3b、4a、4b的測(cè)量區(qū)域不變，所以能夠抑制因旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度的傳感器輸出的變動(dòng)，并能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)上的可靠性。
(2)由于轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用線圈由柔性基板線圈C形成，所以能夠便于進(jìn)行半圓筒鐵淦氧磁心100、200的轉(zhuǎn)矩檢測(cè)用線圈的安裝。
再有，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了有關(guān)線圈3a、4a及線圈3b、4b分別沿中心軸線O并排排列的情況，但本發(fā)明并不限于此，如圖5所示，即便將線圈3a、4a、3b、4b疊層在旋轉(zhuǎn)軸2的周?chē)部善鸬脚c實(shí)施方式1相同的效果。這種情況，線圈3b、4b配置在線圈3a、4a之間。
第二實(shí)施方式圖6是為了說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的圖。圖6(a)是主視圖，圖6(b)是側(cè)視圖。圖7是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的柔性基板線圈的展開(kāi)圖。在圖6及圖7中，與圖1及圖2相同的構(gòu)件標(biāo)記相同的符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如圖6(a)及圖6(b)所示，第二實(shí)施方式所示的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器71，其特征在于，將線圈3a、4a中一側(cè)的線圈配置在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)，另外將另一側(cè)的線圈配置在磁心側(cè)，同時(shí)，將線圈3b、4b中一側(cè)的線圈配置在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)，另外將另一側(cè)的線圈配置在磁心側(cè)。
由此，線圈3a、4a各自沿中心軸線O相互并列，并且各自配置在與半圓筒鐵淦氧磁心100、200和旋轉(zhuǎn)軸2接近的位置上。另外，線圈3b、4b各自沿中心軸線O相互并列，并各自配置在與半圓筒鐵淦氧磁心100、200和旋轉(zhuǎn)軸2相接近的位置上。
如圖7所示，若柔性基板線圈C的寬度尺寸為W(W＝半圓筒鐵淦氧磁心100、200的寬度尺寸)，則W用下式表示。
W＝πD/2N(N＝1，2，3，…)
D半圓筒鐵淦氧磁心100、200(圓筒磁心)的內(nèi)徑另外，若柔性基板線圈C的線圈長(zhǎng)度為H，其電流線圈寬度尺寸為L(zhǎng)，則H及L分別用下式表示。
H＝πD，L＝W/2＝πD/4N(N＝1，2，3，…)這里，例如N＝1時(shí)，H＝πD，W＝πD/2，L＝πD/4第二實(shí)施方式的效果根據(jù)以上說(shuō)明的第二實(shí)施方式，可得到與第一實(shí)施方式的效果(1)及(2)相同的效果。
第三實(shí)施方式圖8是為了說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的圖。圖8(a)是主視圖，圖8(b)是側(cè)視圖。圖9是為了說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。圖10是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器的柔性基板線圈的展開(kāi)圖。在圖8～圖10中，與圖1～圖3相同的構(gòu)件標(biāo)記相同的符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如圖8(a)及圖8(b)所示，第三實(shí)施方式所示的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器81，其特征在于，具備具有線圈3a、3b及電阻82、83的電橋電路300。
由此，如圖8及圖9所示，線圈3b與電阻82連接，且配置在接近旋轉(zhuǎn)軸2外周面的位置上。另外，如圖8及圖9所示，線圈3a與電阻83連接，且配置在接近半圓筒鐵淦氧磁心100、200內(nèi)周面的位置上。
再有，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了有關(guān)將線圈3b配置在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)，并將線圈3a配置在磁心側(cè)的情況，但也可以將線圈3b配置在磁心側(cè)，并將線圈3a配置在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)。
如圖10所示，若柔性基板線圈C的寬度尺寸為W(W＝半圓筒鐵淦氧磁心100、200的寬度尺寸)，則W用下式表示。
W＝πD/2N(N＝1，2，3，…)D半圓筒鐵淦氧磁心100、200(圓筒磁心)的內(nèi)徑另外，若柔性基板線圈C的線圈長(zhǎng)度為H，其電流線圈寬度尺寸為L(zhǎng)，則H及L分別用下式表示。
H＝πD，L＝W/2＝πD/4N(N＝1，2，3，…)
這里，例如N＝1時(shí)，H＝πD，W＝πD/2，L＝πD/4第三實(shí)施方式的效果根據(jù)以上說(shuō)明的第三實(shí)施方式，不僅可得到與第一實(shí)施方式的效果(1)及(2)相同的效果，還可得到以下效果。
若調(diào)整電阻82、83，則能夠取得電橋電路300的平衡，因此在旋轉(zhuǎn)軸2上未施加轉(zhuǎn)矩的情況下，能夠?qū)㈡i定放大器600的輸入端電壓Va-Vb設(shè)定為Va-Vb＝0。這樣一來(lái)，能夠提高鎖定放大器600的增幅率，并能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)靈敏度。
第四實(shí)施方式圖11是為了說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而模式化表示的圖。圖12是為了說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施方式的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器而表示的電路圖。在圖11及圖12中，與圖1及圖3相同的構(gòu)件標(biāo)記相同的符號(hào)，省略其詳細(xì)說(shuō)明。
如圖11及圖12所示，第四實(shí)施方式所示的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器91，其特征在于，在半圓筒鐵淦氧磁心100、200的內(nèi)周面上分別配置線圈3a、3b及線圈4a、4b，同時(shí)，將電阻92、93連接在這些線圈3a、3b、4a、4b上，從而形成電橋電路300。
由此，通過(guò)在半圓筒鐵淦氧磁心100、200(圓筒磁心)的內(nèi)周面上相互連接線圈3a、4a，同時(shí)，相互連接線圈3b、4b，從而形成沿整個(gè)圓周方向的柔性基板C。在該柔性基板C的線圈4a、4b上分別連接電阻92、93。
第四實(shí)施方式的效果根據(jù)以上說(shuō)明的第四實(shí)施方式，不僅可得到與第一實(shí)施方式的效果(1)及(2)相同的效果，還可得到以下效果。
若調(diào)整電阻92、93，則能夠取得電橋電路300的平衡，因此在旋轉(zhuǎn)軸2上未施加轉(zhuǎn)矩的情況下能夠?qū)㈡i定放大器600的輸入端電壓Va-Vb設(shè)定為Va-Vb＝0。這樣一來(lái)，能夠提高鎖定放大器600的增幅率，并能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)靈敏度。
權(quán)利要求
1.一種磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，具備具有磁致伸縮性并繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；及以規(guī)定間隔配置在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部、并在內(nèi)周面具有用于檢測(cè)施加在上述旋轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)線圈的圓筒狀磁心，其特征在于，上述檢測(cè)線圈是用于形成電橋電路的線圈集合體，由沿上述磁心的全周配置的柔性基板線圈構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述檢測(cè)線圈具有相對(duì)上述中心軸線傾斜+45°的一對(duì)第1線圈和相對(duì)上述中心軸線傾斜-45°的一對(duì)第2線圈，上述一對(duì)第1線圈彼此沿上述中心軸線并列配置，上述一對(duì)第2線圈配置在分別對(duì)應(yīng)上述一對(duì)第1線圈的位置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述檢測(cè)線圈具有相對(duì)上述中心軸線傾斜+45°的一對(duì)第1線圈和相對(duì)上述中心軸線傾斜-45°的一對(duì)第2線圈，上述一對(duì)第1線圈和上述一對(duì)第2線圈疊層在上述旋轉(zhuǎn)軸周?chē)?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述檢測(cè)線圈具有相對(duì)上述中心軸線傾斜+45°的一對(duì)第1線圈和相對(duì)上述中心軸線傾斜-45°的一對(duì)第2線圈，上述一對(duì)第1線圈各自沿上述中心軸線相互并列，并且各自配置在與上述磁心和上述旋轉(zhuǎn)軸相接近的位置上，上述一對(duì)第2線圈分別對(duì)應(yīng)上述一對(duì)第1線圈，且分別配置在與上述磁心和上述旋轉(zhuǎn)軸相接近的位置上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述電橋電路是使用上述檢測(cè)線圈連同電阻共同形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述檢測(cè)線圈具有相對(duì)上述中心軸線傾斜+45°的第1線圈和相對(duì)上述中心軸線傾斜-45°的第2線圈，上述第1線圈與用于形成上述電橋電路的第1電阻連接，并且配置在與上述旋轉(zhuǎn)軸相接近的位置上，上述第2線圈與用于形成上述電橋電路的第2電阻連接，并且配置在與上述磁心相接近的位置上。
7.一種磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，具備具有磁致伸縮性并繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸；及以規(guī)定間隔配置在上述旋轉(zhuǎn)軸的外周部、并在內(nèi)周面具有用于檢測(cè)施加在上述旋轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)線圈的圓筒狀磁心，其特征在于，上述檢測(cè)線圈是用于形成電橋電路的線圈集合體，具有相對(duì)上述中心軸線傾斜+45°的第1線圈和相對(duì)上述中心軸線傾斜-45°的第2線圈，上述電橋電路包含分別與上述第1線圈及上述第2線圈相對(duì)應(yīng)的第1電阻和第2電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述第1線圈由各自相互連接、并且沿上述磁心的全周配置的一對(duì)線圈構(gòu)成，上述第2線圈由各自相互連接、并且沿上述磁心的全周配置的一對(duì)線圈構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述第1線圈的兩個(gè)線圈中的一個(gè)線圈及上述第2線圈的兩個(gè)線圈中的一個(gè)線圈配置在上述磁心的一側(cè)半圓區(qū)域中，上述第1線圈的兩個(gè)線圈中的另一個(gè)線圈及上述第2線圈的兩個(gè)線圈中的另一個(gè)線圈配置在上述磁心的另一側(cè)半圓區(qū)域中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任意一項(xiàng)所述的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器，其特征在于，上述磁心由分割包含上述中心軸線的假想面的一對(duì)半圓筒磁心構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠提高轉(zhuǎn)矩檢測(cè)可靠性的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器。在具備具有磁致伸縮性并繞中心軸線(O)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸(2)；及由以規(guī)定間隔配置在旋轉(zhuǎn)軸(2)的外周部、并在內(nèi)周面具有用于檢測(cè)施加在旋轉(zhuǎn)軸(2)上轉(zhuǎn)矩的檢測(cè)線圈的半圓筒鐵淦氧磁心(100)、(200)構(gòu)成的圓筒狀磁心(M)的磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩傳感器(1)中，檢測(cè)線圈是用于形成電橋電路的線圈集合體，由沿磁心(M)的全周配置的柔性基板線圈(C)構(gòu)成。
文檔編號(hào)G01L3/10GK1940515SQ20061013935
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月26日
發(fā)明者歐陽(yáng)松, 池田幸雄, 佐藤晃一 申請(qǐng)人:日立電線株式會(huì)社