JP2000019032A

JP2000019032A - トルクセンサ装置

Info

Publication number: JP2000019032A
Application number: JP10198056A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sezaki; 伸拓瀬崎
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性の向上を課題とする。【解決手段】トルクが印加されるトルク伝達軸２と、
このトルク伝達軸２を回転自在に支持する支持枠体３
と、トルク伝達軸２の外周面上に形成した二つの磁気異
方性部５１，５２と、各磁気異方性部５１，５２をそれ
ぞれ遊挿した状態で配置され、当該各磁気異方性部５
１，５２からトルク印加時の透磁率変化を検出する二つ
の検出用コイル４１，４２と、各検出用コイル４１，４
２に対する装置外部からの磁界を遮断する磁気集束部材
９とを備え、支持枠体３の外部に、トルク伝達軸２を中
心軸として一周する，二つのコイル巻回用溝６１，６２
を設け、これら各コイル巻回用溝６１，６２に各検出用
コイル４１，４２を装備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクセンサ装置
に係り、特に、磁歪式のトルクセンサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトルクセンサ装置１００を図９に
示す。このトルクセンサ装置１００は、トルクが印加さ
れるトルク伝達軸１２０と、このトルク伝達軸１２０を
回転自在に支持する支持枠体１３０と、トルク伝達軸１
２０に沿って並んで配置され，トルク印加時の透磁率変
化を検出する二つの検出用コイル１４１，１４２と、各
検出用コイル１４１，１４２を保持するコイルボビン１
６１，１６２と、これら各検出用コイル１４１，１４２
に対する装置外部からの磁界を遮断する磁気集束部材１
７１，１７２とを備えている。

【０００３】支持枠体１３０は、トルク伝達軸１２０を
遊挿する筒状体であり、その両端部には、軸受け１３
１，１３２を介してトルク伝達軸１２０を回転自在に支
持している。トルク伝達軸１２０は、その外周面上に二
つ磁気異方性部１５１，１５２が形成されており、各磁
気異方性部１５１，１５２に対応して各検出用コイル１
４１，１４２が配置されている。

【０００４】これら検出用コイル１４１，１４２は、ト
ルク伝達軸１２０を挿通した環状のコイルボビン１６
１，１６２にそれぞれ巻回され、これらコイルボビン１
６１，１６２は、環状の磁気集束部材１７１，１７２に
それぞれ内包されている。さらに、これら磁気集束部材
１７１，１７２は、支持枠体１３０の内側で固定樹脂１
３３を介して保持されている。

【０００５】かかる構成からなる従来のトルクセンサ装
置１００は、トルク伝達軸１２０にトルクが印加される
と、磁歪の逆効果により、一方の磁気異方性部１５１と
他方の磁気異方性部１５２との間で、いずれか一方で透
磁率が増加すると他方では透磁率が減少する。各検出用
コイル１４１，１４２では、これら透磁率の変化に対応
して誘起電圧が生じ、各検出用コイル１４１，１４２の
誘起電圧の差から印加されたトルクの検出が行われてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトルクセンサ装置では、各検出用コイルごとにコイ
ルボビンにそれぞれ巻回され、さらにこれらが磁気集束
部材及び固定樹脂を介して支持枠体に固定されているた
め、部品点数の増加を招来し、生産性が低下するという
不都合が生じていた。

【０００７】また、支持枠体に対して、各検出用コイル
が、コイルボビン，磁気集束部材及び固定樹脂を介して
装備されているため、トルク伝達軸上の各磁気異方性部
に対して各検出用コイルを正確に位置決めするために
は、コイルボビン，磁気集束部材及び固定樹脂の全ての
加工精度を高くしなければならず、生産性が低下すると
いう不都合が生じていた。

【０００８】さらに、この従来のトルクセンサ装置は、
各検出用コイル，コイルボビン，磁気集束部材及び固定
樹脂が一体化された状態で、支持枠体の一端部から挿入
して固定用のＣリング（図９中の符号１３４）で止める
構成のため、各コイルに接続される配線を支持枠体に穿
設された貫通穴（図９中の符号１３５）に案内するため
の溝を支持枠体の内面（図１０参照）と固定樹脂の外周
面上（図１１参照）とに設ける必要があり、加工工程が
煩雑となり、生産性が低下するという不都合が生じてい
た。

【０００９】さらに、従来のトルクセンサ装置では、そ
の製造工程が、二つのコイルボビンの作成工程，各コイ
ルボビンに検出用コイルを巻く工程，各コイルボビンに
個別で半円状に二分割した磁気集束部材をそれぞれ装備
する工程，検出用コイルとコイルボビンと磁気集束部材
とからなる構成を二分割された固定樹脂で一体的に固定
する工程，固定樹脂を支持枠体に挿入する工程，Ｃリン
グで固定樹脂を固定する工程，支持枠体の軸受けを装備
する工程，軸受けにトルク伝達軸を挿入する工程，Ｃリ
ングにてトルク伝達軸を支持枠体に固定する工程に分か
れており、生産性が悪かった。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、生産性を向上し得るトルクセンサ装置を提供
することを、その目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、トルクが印加されるトルク伝達軸と、このトルク伝
達軸を回転自在に支持する支持枠体と、トルク伝達軸の
外周面上に形成した二つの磁気異方性部と、各磁気異方
性部をそれぞれ遊挿した状態で配置され、当該各磁気異
方性部からトルク印加時の透磁率変化を検出する二つの
検出用コイルと、各検出用コイルに対する装置外部から
の磁界を遮断する磁気集束部材とを備え、支持枠体の外
部に、トルク伝達軸を中心軸として一周する，二つのコ
イル巻回用溝を設け、これら各コイル巻回用溝に各検出
用コイルを装備するという構成を採っている。

【００１２】上述の構成では、各検出用コイルが、対応
する磁気異方性部を遊挿し，その内側領域に当該磁気異
方性部を配置した状態で、支持枠体の所定位置に形成さ
れたコイル巻回用溝に装備される。そして、トルク伝達
軸にトルクが印加されると、磁歪の逆効果により、二つ
の磁気異方性部の間で、透磁率に変化を生じる。これに
より、各検出用コイルでは、透磁率変化に応じた誘起電
圧が生じ、各検出用コイル間の誘起電圧の差から印加さ
れたトルクの検出を行う。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明の構成に加えて、支持枠体がトルク伝達軸を中心軸
とする円柱形状部を有すると共に当該円柱形状部の外周
面上に各コイル巻回用溝を設け、磁気集束部材を、円柱
形状部を挿入する筒状体形状に形成する、という構成を
採っている。

【００１４】かかる場合には、請求項１の発明と同様の
動作に加えて、磁気集束部材を円柱形状部に挿入する場
合に、円柱形状部上に形成された各コイル巻回用溝を覆
い塞ぐように装備する。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明の構成に加えて、支持枠体の一方の端部にト
ルク伝達軸と平行な平面部を設け、各検出用コイルを構
成する導線の両端部がそれぞれ接続される四つの接続端
子を平面部上でトルク伝達軸と直交する方向に沿って一
列に立設する、という構成を採っている。

【００１６】かかる場合には、その生産におけるコイル
装備工程を自動化された導線送り装置により行う場合に
際して、導線送り装置の導線案内アームが同一線上に並
んだ接続端子の最も端に位置する接続端子に導線の端部
を接続し、検出用コイルを装備するコイル巻回用溝の位
置まで案内する。そして、支持枠体を回転させることに
より、コイル巻回用溝の底面から導線が巻回装備され
る。そして、予め設定された回数だけ巻回すると導線案
内アームは、導線を前述の接続端子と隣接する接続端子
に接続して、一端，導線を切断する。これにより、一方
の検出用コイルが装備される。

【００１７】さらに、導線案内アームは、隣接する接続
端子に移動して新たに導線の一端部を接続し、上記と同
様にしてもう一方のコイル巻回用溝に導線を巻回し、残
る接続端子に導線を接続して、他方の検出用コイルも装
備される。完成後のトルクセンサ装置の動作は、請求項
１又は２と同様に行われる。

【００１８】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明の構成に加えて、平面部上方にスペーサを介して信
号変換回路を有する基板を装備する、という構成を採っ
ている。

【００１９】かかる場合には、請求項３と同様の動作に
加えて、基板が各接続端子と同様に、支持枠体の平面部
上に装備されているため、接続端子と基板とが直接接続
される。基板上に構成された信号変換回路では、各検出
用コイルからの出力電圧が、検出トルクに応じたトルク
信号に変換され出力される。

【００２０】また、請求項５記載の発明に示すように、
上述の磁気集束部材を、鉄−ニッケル合金から形成して
も良い。

【００２１】本発明は、上述した各構成によって前述し
た目的を達成しようとするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態たるトルクセンサ装置１０を図１乃至図４に
基づいて説明する。図１は、トルクセンサ装置１０の後
述する磁気集束部材９を装備する前の状態を示す平面図
であり、図２は、トルクセンサ装置１０の磁気集束部材
９を装備した状態を示す正面方向からみた断面図であ
る。

【００２３】このトルクセンサ装置１０は、トルクが印
加されるトルク伝達軸２と、このトルク伝達軸２を回転
自在に支持する支持枠体３と、トルク伝達軸２に沿って
並んで配置され，トルク印加時の透磁率変化を検出する
二つの検出用コイル４１，４２と、トルク伝達軸２の外
周面上に形成した二つの磁気異方性部５１，５２と、こ
の磁気異方性部５１，５２を遊挿させた状態で検出用コ
イル４１，４２を保持するコイル保持部６１，６２と、
各検出用コイル４１，４２に対する装置外部からの磁界
を遮断する磁気集束部材９と、各検出用コイル４１，４
２を構成する導線の両端部がそれぞれ接続される四つの
接続端子７１，７２，７３，７４と、各検出用コイルか
らの出力を処理する信号変換回路８０を有する基板８と
を、備えている。

【００２４】以下、各部を説明すると、まず、トルク伝
達軸２は、一方の端部を回転駆動力を発生する駆動源
（例えば、発動起，モータ等；図示略）と接続され、他
方の端部を回転駆動に負荷を与えるもの（駆動源により
駆動される対象物；図示略）に接続され、その中間にト
ルクセンサ装置１０の全体の構成が配設された金属棒状
部材である。

【００２５】支持枠体３は、その概略形状が、正方柱状
部３３と円柱形状部３１とからなり、耐熱性を備える樹
脂であるエンジニアリングプラスチック（具体的には、
ポリエーテルイミド：ＰＥＩ，ポリエチレンテレフタレ
ート：ＰＥＴ等）から形成されている。そして、支持枠
体３には、正方柱状部３３と円柱形状部３１を貫通する
貫通穴３４にトルク伝達軸２が挿通される。

【００２６】貫通穴３４は、トルク伝達軸２よりも幾分
内径を大きく設定され、当該貫通穴３４の両端部におい
て軸受け３５ａ，３５ｂを介してトルク伝達軸２を保持
している。これにより、支持枠体３に対してトルク伝達
軸２は回転を自在に行うことができる。また、保持され
たトルク伝達軸２が円柱形状部３１の中心軸と同一軸上
となるように、貫通穴３４の位置，方向が設定されてい
る。また、図１，２に示すように、トルク伝達軸２の各
軸受け３５ａ，３５ｂの外側となる位置には、当該トル
ク伝達軸外周面を一周する係合溝が形成されており、か
かる係合溝には、それぞれＣリング２１，２２が装備さ
れ、これにより、支持枠体３に対するトルク伝達軸２の
軸方向の移動を防止している。

【００２７】円柱形状部３１の外周面上には、トルク伝
達軸２を中心として一周するコイル保持部としての二つ
のコイル巻回用溝６１，６２が、トルク伝達軸２の長手
方向に沿って並んで形成されている。これら各コイル巻
回用溝６１，６２にそれぞれ検出用コイル４１と検出用
コイル４２とが装備され、従来のようにコイルボビンを
介してコイルを装備することなく、各コイル保持部６
１，６２が支持枠体３と一体を成す構成としている。

【００２８】各検出用コイル４１，４２は、各コイル巻
回用溝６１，６２に沿ってトルク伝達軸２を中心として
巻回装備されている。各コイル巻回用溝６１，６２は、
各検出用コイル４１，４２の検出能力の低下を生じない
ように、トルク伝達軸２の近くまで掘り下げられ、底面
から貫通穴３４までの間が肉薄になっている。

【００２９】一方、トルク伝達軸２の外周面上における
各検出用コイル４１，４２に対応する位置には、それぞ
れ磁気異方性部５１，５２が形成されている。これら磁
気異方性部５１，５２は、トルク伝達軸２の中心線に対
してそれぞれ＋４５［゜］と−４５［゜］との方向とに
一軸磁気異方性が与えられている。この磁気異方性部５
１は、図２に示すように、一様に左下がりに４５［゜］
傾斜し，周面に沿って均一間隔で掘られた複数の小溝に
より形成され、磁気異方性部５２は、図２に示すよう
に、一様に右下がりに４５［゜］傾斜し，周面に沿って
均一間隔で掘られた複数の小溝により形成されている。

【００３０】磁気異方性部５１，５２については、上述
した複数の小溝から形成されるものに限定するものでは
ない。例えば、アモルファス結晶の薄膜を、その結晶の
方向を前述した小溝と同じ方向となるように駆動軸の所
定位置に貼着しても良い。また、小溝と同形状の磁性帯
の小片を、小溝と同じ方向に同じ配置で装備しても良
い。

【００３１】かかる構成により、各検出用コイル４１，
４２と各磁気異方性部５１，５２とが、それぞれコイル
巻回用溝６１，６２の底部分を介して対向する。かかる
状態において、トルク伝達軸２にトルクが印加される
と、各磁気異方性部５１，５２の内の一方では透磁率が
増加し、他方では減少する。各検出用コイル４１，４２
は、これらの透磁率変化に対応する誘起電圧を信号変換
回路８０に出力しトルクが算出される。

【００３２】支持枠体３の円柱形状部３１には、各検出
用コイル４１，４２を同時に外部から遮蔽する磁気集束
部材９が装備されている。この磁気集束部材９は、円柱
形状部３１を挿入自在の筒状体であり、正方柱状部３３
に当接するまで挿入された後に、ストッパピン９１，９
２により支持枠体３に固定される。この磁気集束部材９
は、素材として鉄−ニッケル合金を使用している。磁気
集束部材として一般的に使用される焼結によるフェライ
ト系材料や薄膜状のアモルファス系材料を使用しても良
いが、鉄−ニッケル合金を使用することにより外部から
の衝撃に対する強度の向上が図られている。

【００３３】支持枠体３の正方柱状部３３における円柱
形状部３１との境界近傍には、図２に示すように、正方
柱状部３３の上面及び円柱形状部３１の外周面よりも幾
分低い位置にトルク伝達軸２と平行な平面部３２が形成
されている。そして、図１に示すように、この平面部３
２上には、四本の接続端子７１，７２，７３，７４が、
トルク伝達軸２と直交する方向に沿って一列に装備され
ている。

【００３４】接続端子７１，７２とコイル巻回用溝６１
との間には、円柱形状部３１の一部を切り欠いて平面部
３２と同一高さの底面を有する案内溝３２１を設け、検
出用コイル４１を構成する導線の両端部が、各接続端子
７１，７２まで案内されて接続されている。

【００３５】また、接続端子７３，７４とコイル巻回用
溝６２との間には、円柱形状部３１の一部を切り欠いて
平面部３２と同一高さの底面を有する案内溝３２２，３
２３を設けている。これらにより、検出用コイル４２を
構成する導線の両端部が、各接続端子７３，７４まで案
内されて接続されている。これら案内溝３２１，３２
２，３２３により、各導線は、円筒形状部３１の表面を
突出することなく配線され、磁気集束部材９の挿入の妨
げとならない。

【００３６】このように、各接続端子をトルク伝達軸２
と直交する方向に一列に並べて配設したのは、その生産
におけるコイル装備工程を自動化された導線送り装置に
より行う場合に好適であるからである。この導線送り装
置は、その先端部により導線を案内する導線案内アーム
を備えており、先端位置は、予め座標入力により指定さ
れる。また、導線送り装置は、支持枠体３に回転力を付
勢する回転軸を有しており、この回転軸を貫通穴３４に
挿入した状態で支持枠体３を支持する。

【００３７】かかる導線送り装置によれば、導線案内ア
ームが接続端子７１に導線の端部を接続し、検出用コイ
ルを装備するコイル巻回用溝６１の位置まで案内する。
そして、支持枠体３を回転させることにより、コイル巻
回用溝６１の底面から導線が巻回装備される。このとき
の巻数は、２００〜４００周が好適である。そして、予
め設定された回数だけ巻回すると導線案内アームは、導
線を前述の接続端子７１と隣接する接続端子７２に接続
して、一端，導線を切断する。これにより、一方の検出
用コイル４１が装備される。

【００３８】さらに、導線案内アームは、隣接する接続
端子７３に移動して新たに導線の一端部を接続し、上記
と同様にしてもう一方のコイル巻回用溝に導線を巻回
し、残る接続端子７４に導線を接続して、他方の検出用
コイル４２も装備される。なお、導線送り装置の導線案
内アーム先端には、はんだ供給手段が装備されており、
各接続端子７１，７２，７３，７４ごとの導線の接続
は、はんだ付けにより行われる。

【００３９】このように、各接続端子７１，７２，７
３，７４をトルク伝達軸２と直交する方向に一列に配設
すると、導線案内アームの先端部の位置決めを同一軸上
に設定すれば良いため、次の接続端子の移動が迅速に行
われると共に操作が容易となり、生産性を向上すること
が可能である。

【００４０】図３は、基板８を装備した状態における支
持枠体３の上部拡大説明図を示している。基板８は、平
面部３２の上方に位置しており、支持枠体３の正方柱状
部３３の上面に立設された二つのスペーサ３３１，３３
２と、前述したストッパ９１の上方先端部と係合して支
持枠体３から幾分離間した状態で装備されている。

【００４１】基板８は、平面部３２の上方に位置してい
るため、各接続端子７１，７２，７３，７４を基板８に
届く長さに設定すれば、配線を要することなく、直接基
板８上の信号変換回路８０と接続することが可能であ
る。

【００４２】図４は、信号変換回路８０の回路構成を示
す回路図である。符号８１は電源，８２，８３は抵抗
器，８４は差動増幅器，８５は信号処理部（例えば、Ａ
Ｃ−ＤＣ変換回路，ゼロ点修正回路，ゲイン調整回路
等），８６は出力端子を示す。かかる信号変換回路８０
では、各検出用コイル４１，４２と抵抗器８２，８３に
よりブリッジ回路を構成している。この信号変換回路８
により、各検出用コイル４１，４２からの出力は、差動
増幅器８４により増幅され、信号処理部８５で検出トル
クを示す直流電圧トルク信号に変換される、出力端子８
６から出力される。

【００４３】上述の構成からなるトルクセンサ装置１０
の動作を説明する。駆動手段から回転力が付勢され、ト
ルク伝達軸２にトルクが印加されると、磁歪の逆効果に
より、二つの磁気異方性部５１，５２の間で、透磁率に
変化を生じる。これにより、各検出用コイル４１，４２
では、透磁率変化に応じた誘起電圧が生じ、信号変換回
路８０により、各検出用コイル４１，４２間の誘起電圧
の差から検出されたトルクに応じたトルク信号が出力さ
れる検出用コイル４１，４２からの出力電圧が、検出ト
ルクに応じたトルク信号に変換され出力される。

【００４４】また、本実施形態では、支持枠体３の外周
面上にコイル巻回用溝６１，６２を設け検出用コイル４
１，４２を装備する構造のため、その製造工程は以下の
ようになる。即ち、支持枠体３を作成する工程，各検出
用コイル４１，４２を各コイル巻回用溝６１，６２に装
備する工程，支持枠体３に磁気集束部材９を装備する工
程，磁気集束部材９のストッパ９１，９２を装備して磁
気集束部材９を固定する工程，支持枠体３に軸受け３５
ａ，３５ｂを装備する工程，トルク伝達軸２を軸受け３
５ａ，３５ｂに挿入する工程，Ｃリング２１，２２を装
備してトルク伝達軸２を支持枠体３に対して固定する工
程によりトルクセンサ装置１０が作成され、従来と比較
して、その工程数を飛躍的に低減することが可能とな
る。よって、生産性の向上を図ることが可能となる。

【００４５】トルクセンサ装置１０では、コイル保持部
をコイル巻回用溝６１，６２として支持枠体３と一体的
に形成しているため、従来のように、検出用コイルと支
持枠体との間に介在した複数の部材を省略することがで
き、各部材ごとの加工精度を向上するまでもなく、支持
枠体３に各コイル巻回用溝６１，６２を設ける際の加工
精度のみを向上すれば、磁気異方性部５１，５２と検出
用コイル４１，４２との位置決めを精度良く行うことが
可能となる。また、部品点数の軽減も図ることができ、
生産性を効果的に向上することが可能である。

【００４６】また、コイル保持部がコイル巻回用溝６
１，６２により形成されているため、加工が容易であ
り、また、高い精度で所望の位置に形成することも容易
であるため、さらなる生産性の向上を図ることが可能で
ある。

【００４７】また、支持枠体３に円柱形状部３１を設
け、その外周部に各コイル巻回用溝６１，６２を形成す
る構成のため、円筒構造により、外部からの衝撃からの
耐久性を損なうことなく装置の小型化を図ることができ
る。さらに、円柱形状部３１と各コイル巻回用溝６１，
６２とは同一軸上に形成されるため、同一の加工装置
（例えば旋盤）装備したままの状態で一括してこれらを
形成することができる。その上、磁気集束部材９を筒状
体形上として円柱形状部３１に挿入装備することが可能
なため、当該磁気集束部材９の装着を簡易に行うことも
できる。従って、より生産性を向上することが可能であ
る。

【００４８】ここで、信号変換回路は、図５に示す構成
としても良い。この図５に示される信号変換回路８０Ａ
では、各検出用コイル４１，４２と各抵抗器８２，８３
の配置が異なるブリッジ回路が構成されており、かかる
信号変換回路８０Ａでも、同様に機能を果たすことが可
能である。

【００４９】また、本実施形態では、磁気集束部材９を
一つの筒体から形成しているが、図６に示すように、同
径且つ同素材の筒状体からなる各コイル巻回用溝６１，
６２をそれぞれ遮蔽することができる幅の磁気集束部材
９１Ａ，９２Ａと、その間に介挿される同径で樹脂製の
筒状体からなるスペーサ９３Ａとから磁気集束部材９Ａ
全体を構成しても良い。この場合、磁気集束部材９１
Ａ，９２Ａ及びスペーサ９３Ａの中心軸方向の幅の合計
が磁気集束部材９と同一に設定される。このようにスペ
ーサ９３Ａが介在するこより、各検出用コイル４１，４
２間の影響を低減することができ、より精度良くトルク
検出を行うことが可能である。

【００５０】また、磁気集束部材９の外部を遮蔽する当
該磁気集束部材９を挿入自在の筒状のカバーを装備して
も良い。この場合、カバーの材質は、絶縁体である透磁
率の影響の少ない樹脂か非磁性体であるアルミ製とする
ことが望ましい。

【００５１】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態を図７に基づいて説明する。図７は、トルクセンサ装
置１０Ｂの正面方向からみた断面図である。このトルク
センサ装置１０Ｂについて、トルクセンサ装置１０と同
一の構成については同一の符号を付して重複する説明は
省略するものとする。

【００５２】トルクセンサ装置１０Ｂでは、支持枠体３
Ｂにおける円柱形状部３１Ｂを円柱形状部３１よりもト
ルク伝達軸２に沿った方向の長さを長く設定している。
これに応じて、磁気集束部材９Ｂも磁気集束部材９より
も中心軸方向に長く設定されている。

【００５３】そして、円柱形状部３１Ｂに、コイル保持
部としてのコイル巻回用溝６３Ｂを新たに一つ設け、当
該コイル巻回用溝６３Ｂに温度検出用コイル４３Ｂを新
たに装備した例を示している。そして、この温度検出用
コイル４３Ｂの内側となるトルク伝達軸２の外周面上
に、温度検出用コイル４３Ｂよりも幾分広い幅で一周し
た磁性膜層５３Ｂを設けた。これにより、トルク伝達軸
２の回転時における温度変化による透磁率変化からトル
ク伝達軸２の温度検出を行う。

【００５４】支持枠体３の正方柱状部３３の平面部上に
は、温度検出用コイル４３Ｂ用に新たに二本の接続端子
を、接続端子７１，７２，７３，７４と同一線上に装備
し（図示略）た。そして、コイル巻回用溝６３Ｂと平面
部３２との間における円柱形状部３１Ｂの外周面上に
は、案内溝３２４Ｂを設け、温度検出用コイル４３Ｂを
構成する導線を配線している。

【００５５】信号変換回路８０では、温度検出用コイル
４３Ｂの出力電圧からトルク伝達軸２の温度を算出し、
これに基づいて各検出用コイル４１，４２から求めた検
出トルクに補正を行い、補正された新たな検出トルクに
応じた検出トルク信号を出力する。従って、このトルク
センサ装置１０Ｂは、前述のトルクセンサ装置１０と同
様の効果を有すると共に、トルク伝達軸２Ｂの温度変化
による検出誤差の影響を低減し、より高い精度でトルク
検出を行うことが可能である。

【００５６】また、本実施形態では、磁気集束部材９Ｂ
を一つの筒体から形成しているが、図８に示すように、
同径且つ同素材の筒状体からなる各コイル巻回用溝６
１，６２，６３Ｂをそれぞれ遮蔽することができる幅の
磁気集束部材９１Ａ，９２Ａ，９４Ｂと、その間に介挿
される同径で樹脂製の筒状体からなるスペーサ９３Ａ，
９５Ｂとから磁気集束部材９Ｃ全体を構成しても良い。
この場合、磁気集束部材９１Ａ，９２Ａ，９４Ｂ及びス
ペーサ９３Ａ，９５Ｂの中心軸方向の幅の合計が磁気集
束部材９Ｂと同一に設定される。このようにスペーサ９
３Ａ，９５Ｂが介在するこより、各検出用コイル４１，
４２，４３Ｂ間の影響を低減することができ、より精度
良くトルク検出を行うことが可能である。

【００５７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、支持枠体の外部
にコイル巻回用溝を設け、そこに検出用コイルを装備す
る構造のため、従来のように、各検出用コイルごとにコ
イルボビンを作成する工程と各コイルボビンを固定樹脂
にて一体化する工程と支持枠体に一体化された各コイル
ボビンを挿入する工程と挿入された各コイルボビンをＣ
リングにて固定する工程を省略することが可能となり、
生産性を飛躍的に向上することが可能となる。

【００５８】また、本発明では、コイル巻回用溝を支持
枠体上に直接形成しているため、従来のように、検出用
コイルが複数の部材を介して支持枠体に保持されている
場合と異なり、各部材ごとの加工精度を向上するまでも
なく、支持枠体にコイル保持部を設ける際の加工精度の
みを向上すれば、磁気異方性部と検出用コイルとの位置
決めを精度良く行うことが可能となる。また、部品点数
の軽減も図ることができ、生産性を効果的に向上するこ
とが可能である。

【００５９】また、本発明では、従来のように、検出用
コイルを配線する案内溝を支持枠体と固定樹脂の双方に
設ける必要がなく、装備する場合には、支持枠体にのみ
加工を施せば足りるため、加工工程が簡略化し、これに
より生産正の向上も可能である。

【００６０】さらに、コイル保持部をコイル巻回用溝に
より形成するため、加工が容易であり、また、高い精度
で所望の位置にコイル保持部を形成することも容易であ
るため、さらなる生産性の向上を図ることが可能であ
る。

【００６１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明と同様の効果を有すると共に、支持枠体に円柱形状部
を設け、その外周部に各コイル巻回用溝を形成する構成
のため、円筒構造により、外部からの衝撃からの耐久性
を損なうことなく装置の小型化を図ることができる。ま
た、円柱形状部と各コイル巻回用溝とは同一軸上に形成
されるため、同一の加工装置（例えば旋盤）装備したま
まの状態で一括してこれらを形成することができる。そ
の上、磁気集束部材を筒状体形状として円柱形状部に挿
入装備することが可能なため、従来のように磁気集束部
材をそれぞれ二分割して各コイルボビンに装着する工程
が不要となり、当該磁気集束部材の装着を簡易に行うこ
ともできる。従って、より生産性を向上することが可能
である。

【００６２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明と同様の効果を有すると共に、各接続端子をト
ルク伝達軸と直交する方向に一列に配設しているため、
検出用コイルの装備を行う導線送り装置による自動化に
好適となる。即ち、導線送り装置の導線案内アームの先
端部の位置決めを同一軸上に設定すれば良いため、次の
接続端子の移動が迅速に行われると共に操作が容易とな
り、さらに生産性を向上することが可能である。

【００６３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明と同様の効果を有すると共に、平面部上方に基板を装
備しているため、各接続端子と基板との接近又は接触を
図ることができ、接続端子と基板との間の配線を不要と
することができ、さらに生産性を向上することが可能で
ある。

【００６４】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の発明と同様の効果を有すると共に、磁気集
束部材を鉄−ニッケル合金から形成しているため、焼結
によるフェライト系材料や薄膜状のアモルファス系材料
と比べて、外部からの衝撃に対する強度の向上を図るこ
とができる。従って、装置全体の保守性の向上も図るこ
とが可能である。

【００６５】本発明は以上のように構成され機能するの
で、これによると、従来にない優れたトルクセンサ装置
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の実施形態を示す平面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態を示す正面方向からみ
た断面図である。

【図３】図１に開示された支持枠体の上部における拡大
断面図である。

【図４】本実施形態に装備される信号変換回路の回路図
である。

【図５】信号変換回路の他の例を示す回路図である。

【図６】磁気集束部材の他の例を示す回路図である。

【図７】本発明の第２の実施形態を示す正面方向からみ
た断面図である。

【図８】第２の実施形態における磁気集束部材の他の例
を示す回路図である。

【図９】従来例を示す正面方向からみた断面図である。

【図１０】図１０（Ａ）は配線案内用の溝を設けた支持
枠体の斜視図を示し、図１０（Ｂ）はその中心軸方向か
らみた一部省略した断面図を示す。

【図１１】図１１（Ａ）は配線案内用の溝を設けた固定
樹脂の斜視図を示し、図１１（Ｂ）はその中心軸方向か
らみた一部省略した正面図を示す。

【符号の説明】

２トルク伝達軸３，３Ｂ支持枠体３１，３１Ｂ円柱形状部３２平面部４１，４２検出用コイル５１，５２磁気異方性部６１，６２コイル巻回用溝７１，７２，７３，７４接続端子８基板８０信号変換回路９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ磁気集束部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トルクが印加されるトルク伝達軸と、このトルク伝達軸を回転自在に支持する支持枠体と、前記トルク伝達軸の外周面上に形成した二つの磁気異方
性部と、前記各磁気異方性部をそれぞれ遊挿した状態で配置さ
れ、当該各磁気異方性部からトルク印加時の透磁率変化
を検出する二つの検出用コイルと、前記各検出用コイルに対する装置外部からの磁界を遮断
する磁気集束部材とを備え、前記支持枠体の外部に、前記トルク伝達軸を中心軸とし
て一周する，二つのコイル巻回用溝を設け、これら各コ
イル巻回用溝に前記各検出用コイルを装備したことを特
徴とするトルクセンサ装置。
【請求項２】前記支持枠体が前記トルク伝達軸を中心
軸とする円柱形状部を有すると共に当該円柱形状部の外
周面上に前記各コイル巻回用溝を設け、前記磁気集束部材を、前記円柱形状部を挿入する筒状体
形状に形成したことを特徴とする請求項１記載のトルク
センサ装置。
【請求項３】前記支持枠体の一方の端部に前記トルク
伝達軸と平行な平面部を設け、前記各検出用コイルを構成する導線の両端部がそれぞれ
接続される四つの接続端子を前記平面部上で前記トルク
伝達軸と直交する方向に沿って一列に立設したことを特
徴とする請求項１又は２記載のトルクセンサ装置。
【請求項４】前記平面部上方にスペーサを介して信号
変換回路を有する基板を装備したことを特徴とする請求
項３記載のトルクセンサ装置。
【請求項５】前記磁気集束部材を、鉄−ニッケル合金
から形成したことを特徴とする請求項１，２，３又は４
記載のトルクセンサ装置。