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JP2018115982A - Redundant strain sensor - Google Patents

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JP2018115982A
JP2018115982A JP2017007521A JP2017007521A JP2018115982A JP 2018115982 A JP2018115982 A JP 2018115982A JP 2017007521 A JP2017007521 A JP 2017007521A JP 2017007521 A JP2017007521 A JP 2017007521A JP 2018115982 A JP2018115982 A JP 2018115982A
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redundant
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雅宏 酒井
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雅宏 酒井
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Tamagawa Seiki Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve S/N ratio of detection data of each magnetic pole of each stator core.SOLUTION: A redundant strain sensor of the present invention is configured to include pairs of bent or arc-shaped magnetic flux bypass teeth (90), each pair being provided to sandwich respective one of eight magnetic poles (63-66) constituting a redundant system provided on a pair of stator cores (60, 61) provided on a shaft (200) in order to eliminate influence of magnetic flux from adjacent slots (91a-91d).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、冗長系歪みセンサに関し、特に、軸に互いに離間して設けられた一対のステータコアを各々二重冗長系とし、各ステータに形成した複数の磁極の各両側に磁束バイパス用ティースを設け、励磁された磁束をスロット内で完結させるための新規な改良に関する。   The present invention relates to a redundant system strain sensor, and in particular, a pair of stator cores provided apart from each other on a shaft is a double redundant system, and magnetic flux bypass teeth are provided on both sides of a plurality of magnetic poles formed on each stator. And a new improvement for completing the excited magnetic flux in the slot.

従来、用いられていたこの種の冗長型歪みセンサ(例えば、電子制御型パワーステアリングに使用)としては、例えば、特許文献1の構成を図5に挙げることができる。
すなわち、図5は、一般の自動車に用いられている特許文献1の図1に示されている電動パワーステアリング装置の概要を示す斜視図であり、一対の前輪10を有するラック軸8の一方側に形成されたラック部8aには、ホイールギヤ13のピニオン7が噛合されている。また、前記ホイールギヤ13は、モータ11のウォームギヤ12によって駆動され、前記ホイールギヤ13を介して前記各前輪10の操舵を行うことができるように構成されている。
As a conventional redundant strain sensor of this type (for example, used for electronically controlled power steering), for example, the configuration of Patent Document 1 can be listed in FIG.
That is, FIG. 5 is a perspective view showing an outline of the electric power steering apparatus shown in FIG. 1 of Patent Document 1 used for a general automobile, and one side of the rack shaft 8 having a pair of front wheels 10. The pinion 7 of the wheel gear 13 is meshed with the rack portion 8a formed in the above. The wheel gear 13 is driven by the worm gear 12 of the motor 11 so that the front wheels 10 can be steered via the wheel gear 13.

前記ホイールギヤ13の上流側には、第1磁歪膜31、第2磁歪膜32、第1、第2検出コイル33,34、第3、第4検出コイル35,36とからなる磁歪式トルクセンサ30及びステアリングシャフト1を介してハンドル2が接続されている。
また、前記電動パワーステアリング100の種々の制御を行うための制御部(一般にECUと云う)は、前記磁歪式トルクセンサ30に信号線40を介して接続されている。
On the upstream side of the wheel gear 13, a magnetostrictive torque sensor comprising a first magnetostrictive film 31, a second magnetostrictive film 32, first and second detection coils 33 and 34, and third and fourth detection coils 35 and 36. A handle 2 is connected via 30 and a steering shaft 1.
A control unit (generally referred to as an ECU) for performing various controls of the electric power steering 100 is connected to the magnetostrictive torque sensor 30 through a signal line 40.

前述の図5の構成でハンドル2を回転させると、前記磁歪式トルクセンサ30、モータ11、ホイールギヤ13、ピニオン7及びラック軸8を介して各前輪10が操舵を行うことができる。
また、前記制御部50では、前記磁歪式トルクセンサ30及びモータ11との情報の相互通信によって、ハンドルの回転数、角度、磁歪式トルクセンサの歪の状態、故障の有無、ハンドル2の左右回転の限界状態の検出等を行うことができるように構成されている。
When the handle 2 is rotated in the configuration of FIG. 5 described above, each front wheel 10 can be steered via the magnetostrictive torque sensor 30, the motor 11, the wheel gear 13, the pinion 7 and the rack shaft 8.
Further, in the control unit 50, the number of rotations and angles of the handle, the state of the distortion of the magnetostrictive torque sensor, the presence or absence of a failure, and the right and left rotation of the handle 2 through mutual communication of information with the magnetostrictive torque sensor 30 and the motor 11. It is configured to be able to detect the limit state.

また、図6は図5に示された従来構成とは別の従来構成の磁歪式トルクセンサについて述べる。
図6において符号60,61で示されるものは、冗長系歪みセンサ500を構成するための第1、第2ステータコアであり、前記各ステータコア60,61は図示しない軸に対して互いに離間した状態で設けられている。
すなわち、前記第1、第2ステータコア60,61には、その内面60a,61aから軸中心Pに向けて突出する4個の磁極63,64,65,66が形成されている。
前記各磁極63〜65には、励磁コイル70と検出コイル71の組で構成され、前記第1、第2磁極63,64によって第1系統検出部80が構成され、前記第3、第4磁極64によって第2系統検出部81が構成され。前記各系統検出部80,81によって二重冗長系が構成されている。
FIG. 6 describes a magnetostrictive torque sensor having a conventional configuration different from the conventional configuration shown in FIG.
In FIG. 6, reference numerals 60 and 61 denote first and second stator cores for constituting the redundant strain sensor 500, and the stator cores 60 and 61 are separated from each other with respect to a shaft (not shown). Is provided.
That is, the first and second stator cores 60, 61 are formed with four magnetic poles 63, 64, 65, 66 protruding from the inner surfaces 60a, 61a toward the axial center P.
Each of the magnetic poles 63 to 65 is composed of a set of an excitation coil 70 and a detection coil 71, and the first and second magnetic poles 63 and 64 constitute a first system detector 80, and the third and fourth magnetic poles 64 constitutes a second system detection unit 81. Each of the system detection units 80 and 81 constitutes a double redundant system.

特開2006−64445号公報JP 2006-64445 A

従来の電動パワーステアリングに設けられている冗長系歪みセンサは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、一般には、上下の異方性部位に各1個用いて最小2個となるが、検出感度及び精度の問題から上下各2個の計4個が必要となる。
Since the redundant strain sensor provided in the conventional electric power steering is configured as described above, the following problems exist.
That is, in general, one is used for each of the upper and lower anisotropic parts, and the number is two at the minimum. However, a total of four are required, two for each of the upper and lower parts because of problems in detection sensitivity and accuracy.

さらに、故障等の保障のため、二重冗長性を持たせる必要があるが、そのためには、倍の8個の検出コイルを同軸上に配置することになるが、8個の各検出コイルが発生させる磁束方向と軸方向が同方向になるため、軸(いわゆるトーションバー)を貫通する方向の磁気ノイズにより歪み検出精度が悪化することになっていた。   Furthermore, it is necessary to provide double redundancy in order to guarantee a failure or the like. To that end, double eight detection coils are arranged on the same axis, but each of the eight detection coils Since the direction of the magnetic flux to be generated and the axial direction are the same, distortion detection accuracy is deteriorated by magnetic noise in a direction penetrating the shaft (so-called torsion bar).

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、軸に互いに離間して設けられた一対のステータコアを各々二重冗長系とし、各ステータに形成した複数の磁極の各両側に磁束バイパス用ティースを設け、励磁された磁束をスロット内で完結されるようにした冗長系歪みセンサを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and in particular, a pair of stator cores provided apart from each other on a shaft is a double redundant system, and a plurality of magnetic poles formed on each stator are provided. It is an object of the present invention to provide a redundant strain sensor in which magnetic flux bypass teeth are provided on both sides so that an excited magnetic flux is completed in a slot.

本発明による冗長系歪みセンサは、軸の外周に形成された異方性付与部と、前記異方性付与部の外周に軸方向に沿って互いに離間して設けられた第1ステータコア及び第2ステータコアと、前記第1、第2ステータコアの内側に突出して形成され、各々、励磁コイルと検出コイルを有する第1、第2、第3、第4磁極と、前記第1、第2磁極からなる第1系統検出部と前記第3、第4磁極からなる第2系統検出部とにより、前記第1、第2ステータコアに各々形成された二重冗長系と、からなる冗長系歪みセンサにおいて、前記各磁極の平面でみて両側に曲折して内方へ突出し前記第1ステータコア又は第2ステータコアと一体に形成された磁束バイパス用ティースを有する構成であり、また、一対の前記磁束バイパス用ティースと何れかの前記磁極の1個とは、前記第1又は第2ステータコアと一体に形成され、かつ、前記第1又は第2ステータコアの一部を含め平面でみて数字の3の字型に形成されている構成である。   A redundant strain sensor according to the present invention includes an anisotropy imparting portion formed on an outer periphery of a shaft, a first stator core and a second stator core provided on the outer periphery of the anisotropy imparting portion so as to be separated from each other along the axial direction. The stator core is formed to protrude inside the first and second stator cores, and includes first, second, third, and fourth magnetic poles each having an excitation coil and a detection coil, and the first and second magnetic poles. In a redundant strain sensor comprising a double redundant system formed on each of the first and second stator cores by a first system detecting unit and a second system detecting unit including the third and fourth magnetic poles, Each magnetic pole has a magnetic flux bypass tooth that is bent in both sides as viewed in the plane and protrudes inward, and is integrally formed with the first stator core or the second stator core. The One of the magnetic poles is formed integrally with the first or second stator core, and is formed in the shape of a number 3 in a plan view including a part of the first or second stator core. It is.

本発明による冗長系歪みセンサは、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、軸の外周に形成された異方性付与部と、前記異方性付与部の外周に軸方向に沿って互いに離間して設けられた第1ステータコア及び第2ステータコアと、前記第1、第2ステータコアの内側に突出して形成され、各々、励磁コイルと検出コイルを有する第1、第2、第3、第4磁極と、前記第1、第2磁極からなる第1系統検出部と前記第3、第4磁極からなる第2系統検出部とにより、前記第1、第2ステータコアに各々形成された二重冗長系と、からなる冗長系歪みセンサにおいて、前記各磁極の平面でみて両側に曲折して内方へ突出し前記第1ステータコア又は第2ステータコアと一体に形成された磁束バイパス用ティースを有する構成としたことにより、それぞれ励磁コイル、検出コイルとし、軸の逆磁歪特性により変化する励磁コイルからの磁束により誘起された出力コイルからの電圧よりトルクを算出する。
この際、巻線を施したティースの両側に磁束バイパス用のティースを配置することにより、励磁された磁束をスロット内で完結させることができ、隣合うスロットからの影響を排除することができる。このことにより励磁干渉の影響を勘案せずに冗長用の2系統の構成を1つのコア内に配することができる。
また、一対の前記磁束バイパス用ティースと何れかの前記磁極の1個とは、前記第1又は第2ステータコアと一体に形成され、かつ、前記第1又は第2ステータコアの一部を含め平面でみて数字の3の字型に形成されている構成としたことにより、一対の磁束バイパス用ティースによって各磁極が覆われたような状態となり、励磁時の励磁干渉の影響を防止することができる。
Since the redundant strain sensor according to the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, the anisotropy imparting portion formed on the outer periphery of the shaft, the first stator core and the second stator core provided on the outer periphery of the anisotropy imparting portion along the axial direction, and the first, A first system detector comprising first, second, third, and fourth magnetic poles, each of which has an excitation coil and a detection coil, and is formed to protrude inside the second stator core, and the first system detection unit that includes the first and second magnetic poles, and In a redundant strain sensor composed of a double redundant system formed on each of the first and second stator cores by a second system detector composed of third and fourth magnetic poles, both sides as viewed in the plane of each magnetic pole. And a magnetic flux bypass tooth integrally formed with the first stator core or the second stator core, which are bent inwardly to form an exciting coil and a detecting coil, and change depending on the inverse magnetostrictive characteristics of the shaft. That calculates a torque than the voltage from the induced output coil by the magnetic flux from the excitation coil.
At this time, by disposing the magnetic flux bypass teeth on both sides of the wound teeth, the excited magnetic flux can be completed in the slot, and the influence from the adjacent slots can be eliminated. As a result, two redundant configurations can be arranged in one core without considering the influence of excitation interference.
Further, the pair of magnetic flux bypass teeth and one of the magnetic poles are formed integrally with the first or second stator core, and are a plane including a part of the first or second stator core. By adopting a configuration in which the number 3 is formed, each magnetic pole is covered with a pair of magnetic flux bypass teeth, and the influence of excitation interference during excitation can be prevented.

本発明による冗長系歪みセンサを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the redundant type | system | group distortion sensor by this invention. 図1の第1ステータコアの平面図である。It is a top view of the 1st stator core of FIG. 図1の第2ステータコアの平面図である。It is a top view of the 2nd stator core of FIG. 本発明による冗長系歪みセンサの入力トルク時における各検出コイルからのインピーダンス(すなわち、出力電圧)の出力特性をCW方向とCCW方向に分けて出力させた場合の出力特性図である。It is an output characteristic figure at the time of outputting separately the output characteristic of the impedance (namely, output voltage) from each detection coil at the time of input torque of the redundant system distortion sensor by the present invention in the CW direction and the CCW direction. 従来の歪みセンサを用いた電動パワーステアリング装置を示す断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram which shows the electric power steering apparatus using the conventional distortion sensor. 従来の冗長系歪みセンサを示す平面図である。It is a top view which shows the conventional redundant type | system | group distortion sensor.

本発明による冗長系歪みセンサは、軸に設けた一対のステータコアに形成された各磁極の両側に磁束バイパス用ティースを設け、各磁束バイパス用ティースにより、励磁されて発生した磁束を各スロット内で完結させることができるため、互いに隣り合うスロットからの磁束の影響を排除することができることである。   In the redundant strain sensor according to the present invention, magnetic flux bypass teeth are provided on both sides of each magnetic pole formed on the pair of stator cores provided on the shaft, and the magnetic flux excited and generated by each magnetic flux bypass tooth is generated in each slot. Since it can be completed, the influence of the magnetic flux from the slots adjacent to each other can be eliminated.

以下、図面と共に本発明による冗長系歪みセンサの好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。
図1において、符号200で示されるものは、通称、トーションバーと呼称される軸であり、前述の電動のパワーステアリング装置の磁歪式トルクセンサに多く用いられている。
この種の磁歪式トルクセンサの前記軸200の外周には、磁気異方性を異にする例えば、メッキ、溝加工等からなる一対の第1、第2磁歪膜201,202が異方性付与部203として形成されていると共に、前記軸200は、点線が付与してあるが、第1、第2検出軸部204,205として一体に形成されている。
すなわち、前記軸200を用いる時は、点線部分を境としてCW及びCCWの逆方向となるようにねじりが入力する。
Hereinafter, preferred embodiments of a redundant strain sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The same reference numerals are used for the same or equivalent parts as in the conventional example.
In FIG. 1, what is denoted by reference numeral 200 is a shaft commonly referred to as a torsion bar, and is often used in the magnetostrictive torque sensor of the electric power steering device described above.
On the outer periphery of the shaft 200 of this type of magnetostrictive torque sensor, a pair of first and second magnetostrictive films 201 and 202 having different magnetic anisotropy, for example, plating, groove processing, etc. are imparted with anisotropy. The shaft 200 is formed as a portion 203, and the shaft 200 is provided with a dotted line, but is integrally formed as first and second detection shaft portions 204 and 205.
That is, when the shaft 200 is used, the torsion is input so as to be in the reverse direction of CW and CCW with respect to the dotted line portion.

前記第1磁歪膜201の外周には、図2で示される第1ステータコア60が設けられ、前記軸200の軸方向の中央部の上側200aには、前記第1ステータコア60の第2、第4磁極64,66が断面でみて位置している。
前記軸200の軸方向の中央部の下側200bには、前記第2磁歪膜202が形成され、前記第2磁歪膜202の外周には、図2で示される第2ステータコア61が設けられている。
A first stator core 60 shown in FIG. 2 is provided on the outer periphery of the first magnetostrictive film 201, and the second and fourth of the first stator core 60 are disposed on the upper side 200 a of the central portion in the axial direction of the shaft 200. The magnetic poles 64 and 66 are positioned when viewed in cross section.
The second magnetostrictive film 202 is formed on the lower side 200b of the central portion of the shaft 200 in the axial direction, and the second stator core 61 shown in FIG. 2 is provided on the outer periphery of the second magnetostrictive film 202. Yes.

前記第1、第2ステータコア60,61は全く同一形状を示し、前記第1、第2ステータコア60,61を重ねた状態で平面図として示した場合には、図2の平面図状態となり、前記各ステータコア60,61の外周部60a,61aは、ハウジング300の内壁の凹部60b,61bに各々嵌合して固定されている。   The first and second stator cores 60 and 61 have exactly the same shape. When the first and second stator cores 60 and 61 are overlapped and shown as a plan view, the plan view of FIG. The outer peripheral portions 60 a and 61 a of the stator cores 60 and 61 are respectively fitted and fixed to the recesses 60 b and 61 b on the inner wall of the housing 300.

前記各ステータコア60,61の4個の第1、第2、第3及び第4磁極63,64,65及び66は、図1のように、前記軸200の第1、第2磁歪膜201,202に各々当接して設けられている。
前記第1ステータコア60の第1磁極63には、第1系統励磁コイル70が設けられていると共に、前記第1系統励磁コイル70には第1系統検出コイル71が隣接して設けられている。
前記第1ステータコア60の第2磁極64には、第1系統励磁コイル70が設けられていると共に、前記第1系統励磁コイル70の内側には第1系統検出コイル71が設けられている。
As shown in FIG. 1, the four first, second, third and fourth magnetic poles 63, 64, 65 and 66 of the stator cores 60 and 61 are connected to the first and second magnetostrictive films 201 and 201 of the shaft 200, respectively. 202 are provided in contact with each other.
A first system excitation coil 70 is provided on the first magnetic pole 63 of the first stator core 60, and a first system detection coil 71 is provided adjacent to the first system excitation coil 70.
The second magnetic pole 64 of the first stator core 60 is provided with a first system excitation coil 70, and a first system detection coil 71 is provided inside the first system excitation coil 70.

前記第1、第2磁極63,64によって第1系統検出部80が構成されており、前記第1、第2磁極63,64の両側には、前記第1ステータコア60と一体で内側に突出する曲線又は弧状の磁束バイパス用ティース90が形成されている。このことにより、励磁されて発生した磁束は、当該スロット91a〜91b内で完結し、隣接された磁極63〜66に影響を及ぼすことのない(いわゆるクロストークの防止)ように各々構成されている。   The first and second magnetic poles 63 and 64 constitute a first system detection unit 80. The first and second magnetic poles 63 and 64 are protruded inward integrally with the first stator core 60 on both sides of the first and second magnetic poles 63 and 64. A curved or arcuate magnetic flux bypass tooth 90 is formed. As a result, the magnetic flux generated by excitation is completed in each of the slots 91a to 91b, and does not affect the adjacent magnetic poles 63 to 66 (so-called crosstalk prevention). .

前記第1ステータコア60の第3磁極65には、第2系統励磁コイル70aが設けられていると共に、前記第2系統励磁コイル70aの内側には第2系統検出コイル71aが隣接して設けられている。
前記第1ステータコア60の第4磁極66には、第2系統励磁コイル70aが設けられていると共に、前記第2系統励磁コイル70aには第2系統検出コイル71aが隣接して内側に設けられている。
The third magnetic pole 65 of the first stator core 60 is provided with a second system excitation coil 70a, and a second system detection coil 71a is provided adjacent to the inside of the second system excitation coil 70a. Yes.
The fourth magnetic pole 66 of the first stator core 60 is provided with a second system excitation coil 70a, and the second system excitation coil 70a is provided with a second system detection coil 71a adjacent to the inside. Yes.

前記第3、第4磁極65,66によって第2系統検出部81が構成されており、前記第3、第4磁極65,66の両側には、前記第2ステータコア61と一体で内側に突出する曲線又は弧状の磁束バイパス用ティース90が形成されていることにより、励磁されて発生した磁束は各スロット91a〜91d内で完結し、隣接されたスロット91a〜91dの影響を排することができるように構成されている。
また、前記各磁束バイパス用ティース90は、前記各磁極63,64,65,66と前記第1、第2ステータコア60又は61の一部1Aを用いて平面としてみると、数字の3の字型に形成され、励磁された磁束をスロット91a〜91d及び92a〜92d内で完結させることができ、隣りスロット91a〜91d及び92a〜92dにおける影響を防止することができるように構成されている。
The third and fourth magnetic poles 65 and 66 constitute a second system detecting unit 81, and projecting inward integrally with the second stator core 61 on both sides of the third and fourth magnetic poles 65 and 66. By forming the curved or arc-shaped magnetic flux bypass teeth 90, the magnetic flux generated by excitation is completed in each of the slots 91a to 91d, and the influence of the adjacent slots 91a to 91d can be eliminated. It is configured.
Each of the magnetic flux bypass teeth 90 has a three-digit shape when viewed as a plane using the magnetic poles 63, 64, 65, 66 and a part 1A of the first and second stator cores 60 or 61. The magnetic flux formed and excited can be completed in the slots 91a to 91d and 92a to 92d, and the influence on the adjacent slots 91a to 91d and 92a to 92d can be prevented.

また、前述の第1ステータコア60に対して図3の第2ステータコア61は、前記第1ステータコア60の形状及び構成と全く同一に構成されているため、図2と同一部分には同一符号を付し、図2と同一部分でも符号を変更した方が説明が分かりやすい部分には符号のみ図2とは変更して説明している。
すなわち、第3、第4系統励磁コイル70A,70aA、第3、第4系統検出コイル71A,71aA、第1〜第4スロット91a〜94aを図2と同一部分でありながら、符号のみ変更している。
尚、図3の各構成は、図2の構成と同一で符号のみ変更されているため、その説明は、図2の説明を援用する。すなわち、本発明の特徴とする構成は、磁束バイパス用ティース90を設けて隣り合うスロットからの影響を防止することである。
Further, since the second stator core 61 of FIG. 3 is configured in exactly the same manner as the shape and configuration of the first stator core 60 with respect to the first stator core 60 described above, the same parts as those in FIG. However, even in the same part as in FIG. 2, only the reference numerals are changed from those in FIG.
That is, the third and fourth system excitation coils 70A and 70aA, the third and fourth system detection coils 71A and 71aA, and the first to fourth slots 91a to 94a are the same as in FIG. Yes.
3 is the same as the configuration of FIG. 2 and only the reference numerals are changed, and the description of FIG. That is, the characteristic feature of the present invention is to provide a magnetic flux bypass tooth 90 to prevent the influence from adjacent slots.

また、本発明による冗長系歪みセンサについてさらに説明する。
前記第1ステータコア60は、軸200の上側200aに設けられ、前記第2ステータコア61は、軸200の下側200bに設けられ、第1ステータコア60には、各々独立した第1系統検出部80及び第2系統検出部81が構成されて二重冗長系が構成されている。
また、前記第2ステータコア61は、軸200の下側200bに設けられ、第2ステータコア61には各々独立した第1系統検出部80、及び第2系統検出部81が構成されている。
従って、図1の構成の冗長系歪みセンサ500を、図5の電動パワーステアリング装置に装着すると、図4で示されるように、前記上側200aが反時計方向CCWにねじりを受けると、前記下側200bが逆に時計方向CWのねじりを受けることになり、その時の上側200aと下側200bの歪み状態は、図2と図3に示した第1、第2ステータコア60,61の冗長系の歪みセンサにより、上側200a及び200b共に、二重系の冗長系デジタル歪みの測定をインピーダンス、すなわち、電圧の変化に換算して電圧変化として行うことができる。
The redundant strain sensor according to the present invention will be further described.
The first stator core 60 is provided on the upper side 200a of the shaft 200, the second stator core 61 is provided on the lower side 200b of the shaft 200, and the first stator core 60 includes an independent first system detector 80 and The second system detection unit 81 is configured to configure a double redundant system.
The second stator core 61 is provided on the lower side 200b of the shaft 200. The second stator core 61 includes a first system detection unit 80 and a second system detection unit 81 that are independent of each other.
Accordingly, when the redundant strain sensor 500 having the configuration of FIG. 1 is mounted on the electric power steering apparatus of FIG. 5, when the upper side 200a is twisted in the counterclockwise direction CCW, as shown in FIG. 200b is subjected to a clockwise CW twist, and the distortion state of the upper side 200a and the lower side 200b at that time is the distortion of the redundant system of the first and second stator cores 60 and 61 shown in FIGS. With the sensor, both of the upper side 200a and 200b can measure a double redundant digital distortion as a voltage change in terms of a change in impedance, that is, a voltage.

次に、本発明による冗長系歪みセンサの要旨とするところは、次の通りである。
すなわち、軸200の外周に形成された異方性付与部203と、前記異方性付与部203の外周に軸方向に沿って互いに離間して設けられた第1ステータコア60及び第2ステータコア61と、前記第1、第2ステータコア60,61の内側に突出して形成され、各々、励磁コイル70,70a,70A,70aAと検出コイル71,71a,71A,71aAを有する第1、第2、第3、第4磁極63〜66と、前記第1、第2磁極63,64からなる第1系統検出部80と前記第3、第4磁極65,66からなる第2系統検出部81とにより、前記第1、第2ステータコア60,61に各々形成された二重冗長系150と、からなる冗長系歪みセンサにおいて、前記各磁極63〜66の平面でみて両側に曲折して内方へ突出し前記第1ステータコア60又は第2ステータコア61と一体に形成された磁束バイパス用ティース90を有する構成であり、また、一対の前記磁束バイパス用ティース90と何れかの前記磁極63〜66の1個とは、前記第1又は第2ステータコア60,61と一体に形成され、かつ、前記第1又は第2ステータコア60,61の一部(1A)を含め平面でみて数字の3の字型に形成されている構成である。
Next, the gist of the redundant strain sensor according to the present invention is as follows.
That is, the anisotropy imparting portion 203 formed on the outer periphery of the shaft 200, and the first stator core 60 and the second stator core 61 provided on the outer periphery of the anisotropy imparting portion 203 apart from each other along the axial direction. The first, second, and third stator cores 60, 61 project from the first and second stator cores 61, 61 and have excitation coils 70, 70a, 70A, 70aA and detection coils 71, 71a, 71A, 71aA, respectively. The fourth magnetic poles 63 to 66, the first system detection unit 80 composed of the first and second magnetic poles 63 and 64, and the second system detection unit 81 composed of the third and fourth magnetic poles 65 and 66, In the redundant strain sensor comprising the double redundant system 150 formed on each of the first and second stator cores 60 and 61, the first and second stator cores 60 and 61 are bent inward on both sides as viewed in the plane of the magnetic poles 63 to 66 and protrude inward. 1 s The magnetic flux bypass teeth 90 formed integrally with the data core 60 or the second stator core 61, and the pair of magnetic flux bypass teeth 90 and one of the magnetic poles 63 to 66 are A structure that is formed integrally with the first or second stator core 60, 61 and that is formed in the shape of the number 3 in a plan view including a part (1A) of the first or second stator core 60, 61. It is.

本発明による冗長系歪みセンサは、軸の異方性付与部に2段状に一対のステータコアを設け、各ステータコアの磁極の両側に曲折又は弧状の一対の磁束バイパス用ティースを設けているため、隣りのスロットからの影響を排除することができ、1個のコア内に冗長系の2系統の構成を得ることができる。   In the redundant strain sensor according to the present invention, a pair of stator cores are provided in a two-stage shape on the shaft anisotropy imparting portion, and a pair of bent or arc-shaped magnetic flux bypass teeth are provided on both sides of the magnetic pole of each stator core. The influence from adjacent slots can be eliminated, and a redundant dual system configuration can be obtained in one core.

1A 一部
60 第1ステータコア
60a 外周部
60b,61b 凹部
61 第2ステータコア
61a 外周部
63 第1磁極
64 第2磁極
65 第3磁極
66 第4磁極
70 第1系統励磁コイル
70a 第2系統励磁コイル
70A 第3系統励磁コイル
70aA 第4系統励磁コイル
71 第2系統検出コイル
71a 第2系統検出コイル
71A 第3系統検出コイル
71aA 第4系統検出コイル
80 第1系統検出部
81 第2系統検出部
90 磁束バイパス用ティース
91a 第1スロット
91b 第2スロット
91c 第3スロット
91d 第4スロット
150 二重冗長系
200 軸
200a 上側
200b 下側
201 第1磁歪膜
202 第2磁歪膜
203 異方性付与部
205 第2検出軸部
204 第1検出軸部
300 ハウジング
500 冗長系歪みセンサ
1A Part 60 First stator core 60a Outer peripheral portion 60b, 61b Recess 61 Second stator core 61a Outer peripheral portion 63 First magnetic pole 64 Second magnetic pole 65 Third magnetic pole 66 Fourth magnetic pole 70 First system excitation coil 70a Second system excitation coil 70A 3rd system excitation coil 70aA 4th system excitation coil 71 2nd system detection coil 71a 2nd system detection coil 71A 3rd system detection coil 71aA 4th system detection coil 80 1st system detection part 81 2nd system detection part 90 Magnetic flux bypass Teeth 91a first slot 91b second slot 91c third slot 91d fourth slot 150 double redundant system 200 shaft 200a upper side 200b lower side 201 first magnetostrictive film 202 second magnetostrictive film 203 anisotropy imparting part 205 second detection Shaft portion 204 First detection shaft portion 300 Housing 500 Redundant strain center

Claims (2)

軸(200)の外周に形成された異方性付与部(203)と、前記異方性付与部(203)の外周に軸方向に沿って互いに離間して設けられた第1ステータコア(60)及び第2ステータコア(61)と、前記第1、第2ステータコア(60,61)の内側に突出して形成され、各々、励磁コイル(70,70a,70A,70aA)と検出コイル(71,71a,71A,71aA)を有する第1、第2、第3、第4磁極(63〜66)と、前記第1、第2磁極(63,64)からなる第1系統検出部(80)と前記第3、第4磁極(65,66)からなる第2系統検出部(81)とにより、前記第1、第2ステータコア(60,61)に各々形成された二重冗長系(150)と、からなる冗長系歪みセンサにおいて、
前記各磁極(63〜66)の平面でみて両側に曲折して内方へ突出し前記第1ステータコア(60)又は第2ステータコア(61)と一体に形成された磁束バイパス用ティース(90)を有する構成としたことを特徴とする冗長系歪みセンサ。
An anisotropy imparting portion (203) formed on the outer periphery of the shaft (200), and a first stator core (60) provided on the outer periphery of the anisotropy imparting portion (203) spaced apart from each other along the axial direction And the second stator core (61) and the first and second stator cores (60, 61) projecting from the inside, respectively, the excitation coil (70, 70a, 70A, 70aA) and the detection coil (71, 71a, 71A, 71aA) having the first, second, third and fourth magnetic poles (63 to 66), the first and second magnetic poles (63, 64), the first system detector (80) and the first 3. A double redundant system (150) formed on each of the first and second stator cores (60, 61) by a second system detector (81) comprising a fourth magnetic pole (65, 66). In the redundant strain sensor
The magnetic flux bypass teeth (90) are formed integrally with the first stator core (60) or the second stator core (61) by bending inward on both sides as viewed in the plane of each magnetic pole (63-66) and projecting inward. A redundant strain sensor characterized by having a configuration.
一対の前記磁束バイパス用ティース(90)と何れかの前記磁極(63〜66)の1個とは、前記第1又は第2ステータコア(60,61)と一体に形成され、かつ、前記第1又は第2ステータコア(60,61)の一部(1A)を含め平面でみて数字の3の字型に形成されている構成としたことを特徴とする請求項1記載の冗長系歪みセンサ。   The pair of magnetic flux bypass teeth (90) and one of the magnetic poles (63 to 66) are formed integrally with the first or second stator core (60, 61), and the first The redundant strain sensor according to claim 1, wherein the second stator core (60, 61) includes a part (1A) and is formed into a number 3 figure in a plan view.
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