(57)【要約】【課題】消費電力が少なく、熱発生の少ない磁歪式歪センサを得る。【解決手段】本発明の磁歪式センサは、歪伝達軸１に軟磁性体を備え、軟磁性体２の周囲に樹脂により固定されたコイルを配置し、歪伝達軸に力が印加された際、軟磁性体の透磁率変化をコイルのインピーダンス変化により検出するもので、樹脂により固定されたコイル周囲を軟磁性粉を含有する樹脂５により構成される。また、コイルの外周に軟磁性体のヨークが配置される場合にも、樹脂により固定されたコイルとヨークとの固定に軟磁性粉を含有する樹脂５を用いてもよい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪伝達軸に軟磁性体を備え、前記軟磁性体の周囲に樹脂により固定されたコイルを配置し、前記歪伝達軸に力が印加された際、前記軟磁性体の透磁率変化を前記コイルのインピーダンス変化により検出する磁歪式センサにおいて、
前記樹脂により固定されたコイル周囲を軟磁性粉を含有する樹脂により構成されることを特徴とする磁歪式歪センサ。
【請求項２】
歪伝達軸に軟磁性体を備え、前記軟磁性体の周囲に樹脂により固定されたコイルを配置し、その外周に軟磁性体により構成されるヨークが配置され、前記歪伝達軸に力が印加された際、前記軟磁性体の透磁率変化を前記コイルのインピーダンス変化により検出する磁歪式センサにおいて、
前記樹脂により固定されたコイルと前記ヨークとの固定に軟磁性粉を含有する樹脂により構成されることを特徴とする磁歪式歪センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歪を検出するセンサにに関するもので、磁歪効果を利用し、非接触に歪を検出するセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非接触に歪を検出することが機械制御分野で必要とされているが、それを実現するために、逆磁歪効果を利用した、非接触式歪センサがある。特に、歪がトルクに起因するトルクセンサを例に説明する。
図３は従来のトルクセンサの模式図である。トルク伝達軸１に軟磁性部位２が固着され、その周囲にソレノイドコイル３が配置されている。このコイルは信号処理回路４に接続され、トルク印加による歪により軟磁性部の逆磁歪効果により透磁率が変化し、それに伴いコイルのインピーダンスが変化する。この変化を検出回路にて処理し、トルク信号を取り出す。
なお、以上は歪として、トルク起因のものを例に説明したが、張力や圧力など、歪が発生すれば、力はトルク、張力、圧力に限定されるものではない（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３０７４６５号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような歪センサでは、低消費電力や熱抑制のため、ソレノイドコイルへの印加電流を小さくしなければならないという課題がある。
図４に示すようにソレノイドコイルの周囲を樹脂７で構成した場合は発生磁界がソレノイドコイル外部へ分散し、逆磁歪効果を得る軟磁性部２への有効磁界が減少し、動作電流を低く抑えることができない。これを解決するために上記樹脂部７を軟磁性体ヨーク６に置きかえることも行なわれるが、動作電流の低下が十分でなかった。
この発明の目的は、動作電流を低くし、消費電力を抑え、熱発生を抑制する磁歪式歪センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明はつぎの構成にしている。
（１）歪伝達軸に軟磁性体を備え、前記軟磁性体周囲に樹脂により固定されたコイルを配置し、前記歪伝達軸に力が印加された際、前記軟磁性体の透磁率変化を前記コイルのインピーダンス変化により検出する歪センサにおいて、前記樹脂により固定されたコイル周囲を軟磁性粉を含有する樹脂により構成される。
（２）歪伝達軸に軟磁性体を備え、前記軟磁性体周囲に樹脂により固定されたコイルを配置し、その外周に軟磁性体により構成されるヨークが配置され、前記歪伝達軸に力が印加された際、前記軟磁性体の透磁率変化を前記コイルのインピーダンス変化により検出する歪センサにおいて、前記樹脂により固定されたコイルと前記ヨークとの固定に軟磁性粉を含有する樹脂により構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、磁歪式トルクセンサを例に取り、本発明の実施の形態について説明する。
この発明の第１の実施形態の磁歪式トルクセンサについて図１に基づいて説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態の磁歪式トルクセンサの模式図で、トルク伝達軸１に軟磁性部位２が固着され、その周囲にソレノイドコイル３が配置されている。このソレノイドコイル３は組み立て時の損傷をなくすためあらかじめ樹脂が含浸されている。このソレノイドコイル３の周囲は軟磁性粉を混練した樹脂５によりヨーク６が形成されている。コイル３は検出回路に接続され、トルク印加による歪により軟磁性部位２の逆磁歪効果により透磁率が変化し、それに伴いコイルのインピーダンスが変化する。この変化を信号処理回路４にて処理し、トルク信号を取り出す。本発明のトルクセンサを用いれば、従来例の図４でコイル周囲を樹脂により構成した場合に比べ、動作電流値が７割となり、低消費電力化を図ることができた。さらに、樹脂に粉体を混練したため機械的強度が上がるという波及効果も得られた。
次にこの発明の第２の実施形態の磁歪式トルクセンサについて図２に基づいて説明する。
図２は、この発明の第２の実施形態の磁歪式トルクセンサの模式図で、トルク伝達軸１に軟磁性部位２が固着され、その周囲にソレノイドコイル３が配置されている。このソレノイドコイル３は組み立て時の損傷をなくすためあらかじめ樹脂が含浸されている。ソレノイドコイル３の外周は軟磁性体で構成されたヨーク６が配置され、ソレノイドコイル３とヨーク６との間には軟磁性粉を混練した樹脂５により双方が固着されている。コイル３は検出回路に接続され、トルク印加による歪により軟磁性部の逆磁歪効果により透磁率が変化し、それに伴いコイルのインピーダンスが変化する。この変化を検出回路にて処理し、トルク信号を取り出す。本発明のトルクセンサを用いれば、従来例の図４でコイルとヨークの固着を樹脂７のみでにより構成した場合に比べ、動作電流値が９割となり、低消費電力化を図ることができた。なお、この構成では第１に実施の形態で比較した従来例に比べ動作電流値がほぼ５割となった。
以上、歪として、トルク起因のものを例に説明したが、張力や圧力など、歪が発生すれば、力はトルク、張力、圧力に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の磁歪式歪センサによれば、検出部のコイル周辺がより多くの軟磁性体で構成され、磁気抵抗が低下し、それに従い動作電流が低減することができ、低消費電力で低熱放出の磁歪式歪センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す磁性式トルクセンサの模式図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す磁性式トルクセンサの模式図。
【図３】従来例の磁歪式トルクセンサを示す模式図。
【図４】従来例の磁歪式トルクセンサを示す模式図。
【符号の説明】
１  歪伝達軸（トルク伝達軸）
２  軟磁性部位
３  ソレノイドコイル
４  信号処理回路
５  軟磁性粉を混錬した樹脂部材
６  ヨーク（軟磁性体）
７  樹脂部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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