JP2001133337A - 磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置 - Google Patents
磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置Info
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転軸の材質の選定自由度を増すとともに、
磁歪式トルクセンサを安価にすること。 【解決手段】 回転軸３１に、作用トルクに応じて磁歪
特性が変化する磁歪膜７１を所定幅Ｗで全周にわたって
設け、この磁歪膜に対向して励磁コイル１１１を巻いた
略Ｕ字形の励磁用磁心１１２を配置し、この励磁用磁心
に対して９０゜位相を変えた状態で検出コイル１１３を
巻いた略Ｕ字形の検出用磁心１１４を配置した磁歪式ト
ルクセンサ１１０である。磁歪膜を通る磁路と励磁コイ
ルと検出コイルとで磁気回路を形成した。励磁コイルと
検出コイルとでブリッジ回路を構成した。回転軸を介し
て磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに応じ
て磁歪膜に生じる磁歪効果をブリッジ回路にて電気的に
検出することができきる。
磁歪式トルクセンサを安価にすること。 【解決手段】 回転軸３１に、作用トルクに応じて磁歪
特性が変化する磁歪膜７１を所定幅Ｗで全周にわたって
設け、この磁歪膜に対向して励磁コイル１１１を巻いた
略Ｕ字形の励磁用磁心１１２を配置し、この励磁用磁心
に対して９０゜位相を変えた状態で検出コイル１１３を
巻いた略Ｕ字形の検出用磁心１１４を配置した磁歪式ト
ルクセンサ１１０である。磁歪膜を通る磁路と励磁コイ
ルと検出コイルとで磁気回路を形成した。励磁コイルと
検出コイルとでブリッジ回路を構成した。回転軸を介し
て磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに応じ
て磁歪膜に生じる磁歪効果をブリッジ回路にて電気的に
検出することができきる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁歪式トルクセン
サ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステア
リング装置に関する。
サ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステア
リング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁歪式トルクセンサは、回転軸にトルク
が作用したときに、このトルクに応じて回転軸に生じる
磁歪効果を検出コイルにて電気的に検出するセンサであ
る。このような磁歪式トルクセンサとしては、例えば、
特開平６−２２１９４０号公報「磁歪式トルクセンサ」
（以下、「従来の技術」と言う。）や特開平９−１６
６５０５号公報「磁歪式トルクセンサの製造方法」（以
下、「従来の技術」と言う。）が知られている。
が作用したときに、このトルクに応じて回転軸に生じる
磁歪効果を検出コイルにて電気的に検出するセンサであ
る。このような磁歪式トルクセンサとしては、例えば、
特開平６−２２１９４０号公報「磁歪式トルクセンサ」
（以下、「従来の技術」と言う。）や特開平９−１６
６５０５号公報「磁歪式トルクセンサの製造方法」（以
下、「従来の技術」と言う。）が知られている。
【０００３】上記従来の技術は、同公報の図１に示さ
れる通り、磁歪特性を有するトルク伝達軸３（番号は公
報に記載されたものを引用した。以下同じ。）の周面に
対向して、概ね８の字状の励磁コイル１を配置し、この
励磁コイル１に概ね８の字状の検出コイル２を９０゜位
相を変えた状態で重ね合わせた磁歪式トルクセンサであ
る。トルク伝達軸３にトルクが作用したときに、このト
ルクに応じてトルク伝達軸３に生じる磁歪効果を、検出
コイル２で電気的に検出することができる。
れる通り、磁歪特性を有するトルク伝達軸３（番号は公
報に記載されたものを引用した。以下同じ。）の周面に
対向して、概ね８の字状の励磁コイル１を配置し、この
励磁コイル１に概ね８の字状の検出コイル２を９０゜位
相を変えた状態で重ね合わせた磁歪式トルクセンサであ
る。トルク伝達軸３にトルクが作用したときに、このト
ルクに応じてトルク伝達軸３に生じる磁歪効果を、検出
コイル２で電気的に検出することができる。
【０００４】上記従来の技術は、同公報の図１に示さ
れる通り、回転軸１の長手方向に傾斜した複数のパター
ンを有する第１の磁気異方性部２１と、この第１の磁気
異方性部２１と反対向きに傾斜した複数のパターンを有
する第２の磁気異方性部２２とを、回転軸１の長手方向
に２段で形成し、さらに、第１の磁気異方性部２１を励
磁コイイル３１並びに検出コイル４１に挿入し、第２の
磁気異方性部２２を励磁コイイル３２並びに検出コイル
４２に挿入した磁歪式トルクセンサである。第１・第２
の磁気異方性部２１，２２のパターンは、気相メッキ法
にて形成した複数の短冊状の磁歪膜２０・・・からなり、
これらの磁歪膜２０・・・を、回転軸１に所定幅で全周面
にわたって所定ピッチで形成したものである。回転軸１
を介して第１・第２の磁気異方性部２１，２２にトルク
が作用したときに、このトルクに応じて第１・第２の磁
気異方性部２１，２２に生じる磁歪効果を検出コイル４
１，４２にて電気的に検出することができる。
れる通り、回転軸１の長手方向に傾斜した複数のパター
ンを有する第１の磁気異方性部２１と、この第１の磁気
異方性部２１と反対向きに傾斜した複数のパターンを有
する第２の磁気異方性部２２とを、回転軸１の長手方向
に２段で形成し、さらに、第１の磁気異方性部２１を励
磁コイイル３１並びに検出コイル４１に挿入し、第２の
磁気異方性部２２を励磁コイイル３２並びに検出コイル
４２に挿入した磁歪式トルクセンサである。第１・第２
の磁気異方性部２１，２２のパターンは、気相メッキ法
にて形成した複数の短冊状の磁歪膜２０・・・からなり、
これらの磁歪膜２０・・・を、回転軸１に所定幅で全周面
にわたって所定ピッチで形成したものである。回転軸１
を介して第１・第２の磁気異方性部２１，２２にトルク
が作用したときに、このトルクに応じて第１・第２の磁
気異方性部２１，２２に生じる磁歪効果を検出コイル４
１，４２にて電気的に検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術は、
トルク伝達軸３の材質として磁歪効果が大きいものを選
定する必要がある。このため、トルク伝達軸３の材質の
選定自由度が劣る。また、熱処理によっても出力感度が
低下することから、ステアリング等の強度部品に使用す
る場合に、実用性が乏しい。また、出力感度が低いこと
から、ノイズの影響を受けない高ゲイン増幅回路が必要
である等の点からもステアリング等には不適であった。
一方、上記従来の技術は、回転軸１に複数の短冊状の
磁歪膜２０・・・を所定ピッチで形成するのであるから、
磁歪膜２０・・・の形成精度を高める必要がある。このた
め、磁歪膜２０・・を形成する場合に、マスキングを精度
良く行う必要があり、生産性が劣るとともに、回転軸１
に非磁性材料を使用しないと出力が小さいために回転軸
１のコストがかかり、磁歪式トルクセンサのコストが増
す。
トルク伝達軸３の材質として磁歪効果が大きいものを選
定する必要がある。このため、トルク伝達軸３の材質の
選定自由度が劣る。また、熱処理によっても出力感度が
低下することから、ステアリング等の強度部品に使用す
る場合に、実用性が乏しい。また、出力感度が低いこと
から、ノイズの影響を受けない高ゲイン増幅回路が必要
である等の点からもステアリング等には不適であった。
一方、上記従来の技術は、回転軸１に複数の短冊状の
磁歪膜２０・・・を所定ピッチで形成するのであるから、
磁歪膜２０・・・の形成精度を高める必要がある。このた
め、磁歪膜２０・・を形成する場合に、マスキングを精度
良く行う必要があり、生産性が劣るとともに、回転軸１
に非磁性材料を使用しないと出力が小さいために回転軸
１のコストがかかり、磁歪式トルクセンサのコストが増
す。
【０００６】そこで本発明の目的は、回転軸の材質の選
定自由度を増し、機械的強度や耐久性を備えるととも
に、磁歪式トルクセンサを安価にすること、及び、この
ような回転軸並びに磁歪式トルクセンサを電動パワース
テアリング装置に適用することができる技術を提供する
ことにある。
定自由度を増し、機械的強度や耐久性を備えるととも
に、磁歪式トルクセンサを安価にすること、及び、この
ような回転軸並びに磁歪式トルクセンサを電動パワース
テアリング装置に適用することができる技術を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、回転軸に、作用トルクに応じて磁歪特性
が変化する磁歪膜を所定幅で全周にわたって設け、この
磁歪膜に対向して励磁コイルを巻いた略Ｕ字形の励磁用
磁心を配置し、この励磁用磁心に対して９０゜位相を変
えた状態で検出コイルを巻いた略Ｕ字形の検出用磁心を
配置し、磁歪膜を通る磁路と励磁コイルと検出コイルと
で磁気回路を形成し、励磁コイルと検出コイルとでブリ
ッジ回路を構成したことで、回転軸を介して磁歪膜にト
ルクが作用したときに、このトルクに応じて磁歪膜に生
じる磁歪効果をブリッジ回路にて電気的に検出するよう
に構成した磁歪式トルクセンサである。
に請求項１は、回転軸に、作用トルクに応じて磁歪特性
が変化する磁歪膜を所定幅で全周にわたって設け、この
磁歪膜に対向して励磁コイルを巻いた略Ｕ字形の励磁用
磁心を配置し、この励磁用磁心に対して９０゜位相を変
えた状態で検出コイルを巻いた略Ｕ字形の検出用磁心を
配置し、磁歪膜を通る磁路と励磁コイルと検出コイルと
で磁気回路を形成し、励磁コイルと検出コイルとでブリ
ッジ回路を構成したことで、回転軸を介して磁歪膜にト
ルクが作用したときに、このトルクに応じて磁歪膜に生
じる磁歪効果をブリッジ回路にて電気的に検出するよう
に構成した磁歪式トルクセンサである。
【０００８】回転軸に所定幅で全周にわたる磁歪膜を設
けた簡素な構造であり、高価な磁歪材は厚さ１ｍｍ以下
ですみ使用量も少ないことから、コストを低減できるの
で、回転軸に磁歪膜を設けることは容易である。しか
も、回転軸に所定幅で全周にわたって磁歪膜を有するの
で、磁歪膜の磁歪効果は大きく、出力感度が高いので、
高ゲインの増幅器等も不要であり、さらに、回転軸の表
面に表皮として設けた磁歪膜の表皮効果により回転軸の
材質の影響を受け難く、熱処理も可能であることから、
機械的強度や耐久性が優れ、ステアリング等に好適であ
る。磁歪膜に対向して、略Ｕ字形の励磁・検出用磁心を
９０゜位相を変えた状態で配置したので、磁歪膜に作用
したトルクに応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を、ブリッ
ジ回路にて電気的に検出する。ブリッジ回路による検出
精度は高い。略Ｕ字形の励磁・検出用磁心の強度が大き
く、耐久性に優れ、ステアリング等に好適であるととも
に、製作が容易になる。
けた簡素な構造であり、高価な磁歪材は厚さ１ｍｍ以下
ですみ使用量も少ないことから、コストを低減できるの
で、回転軸に磁歪膜を設けることは容易である。しか
も、回転軸に所定幅で全周にわたって磁歪膜を有するの
で、磁歪膜の磁歪効果は大きく、出力感度が高いので、
高ゲインの増幅器等も不要であり、さらに、回転軸の表
面に表皮として設けた磁歪膜の表皮効果により回転軸の
材質の影響を受け難く、熱処理も可能であることから、
機械的強度や耐久性が優れ、ステアリング等に好適であ
る。磁歪膜に対向して、略Ｕ字形の励磁・検出用磁心を
９０゜位相を変えた状態で配置したので、磁歪膜に作用
したトルクに応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を、ブリッ
ジ回路にて電気的に検出する。ブリッジ回路による検出
精度は高い。略Ｕ字形の励磁・検出用磁心の強度が大き
く、耐久性に優れ、ステアリング等に好適であるととも
に、製作が容易になる。
【０００９】請求項２は、回転軸に、作用トルクに応じ
て磁歪特性が変化する磁歪膜を所定幅で全周にわたって
設け、この磁歪膜に対向して概ね８の字状の励磁コイル
を配置し、この励磁コイルに概ね８の字状の検出コイル
を９０゜位相を変えた状態で重ね合わせたことで、回転
軸を介して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトル
クに応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイルにて電
気的に検出するように構成した磁歪式トルクセンサであ
る。
て磁歪特性が変化する磁歪膜を所定幅で全周にわたって
設け、この磁歪膜に対向して概ね８の字状の励磁コイル
を配置し、この励磁コイルに概ね８の字状の検出コイル
を９０゜位相を変えた状態で重ね合わせたことで、回転
軸を介して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトル
クに応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイルにて電
気的に検出するように構成した磁歪式トルクセンサであ
る。
【００１０】回転軸に所定幅で全周にわたる磁歪膜を設
けた簡素な構造であり、高価な磁歪材は厚さ１ｍｍ以下
ですみ使用量も少ないことから、コストを低減できるの
で、回転軸に磁歪膜を設けることは容易である。しか
も、回転軸に所定幅で全周にわたって磁歪膜を有するの
で、磁歪膜の磁歪効果は大きく、出力感度が高いので、
高ゲインの増幅器等も不要であり、さらに、表皮効果に
より回転軸の材質の影響を受け難く、熱処理も可能であ
ることから、機械的強度や耐久性が優れ、ステアリング
等に好適である。磁歪膜に対向して、概ね８の字状の励
磁・検出コイルを９０゜位相を変えて重ね合わて配置し
たので、耐久性に優れ、ステアリング等に好適であると
ともに、製作が容易になる。
けた簡素な構造であり、高価な磁歪材は厚さ１ｍｍ以下
ですみ使用量も少ないことから、コストを低減できるの
で、回転軸に磁歪膜を設けることは容易である。しか
も、回転軸に所定幅で全周にわたって磁歪膜を有するの
で、磁歪膜の磁歪効果は大きく、出力感度が高いので、
高ゲインの増幅器等も不要であり、さらに、表皮効果に
より回転軸の材質の影響を受け難く、熱処理も可能であ
ることから、機械的強度や耐久性が優れ、ステアリング
等に好適である。磁歪膜に対向して、概ね８の字状の励
磁・検出コイルを９０゜位相を変えて重ね合わて配置し
たので、耐久性に優れ、ステアリング等に好適であると
ともに、製作が容易になる。
【００１１】請求項３は、請求項１又は請求項２記載の
磁歪式トルクセンサを、車両用ステアリングハンドルで
発生したステアリング系の操舵トルクを検出する操舵ト
ルクセンサとして搭載したことを特徴とする電動パワー
ステアリング装置である。
磁歪式トルクセンサを、車両用ステアリングハンドルで
発生したステアリング系の操舵トルクを検出する操舵ト
ルクセンサとして搭載したことを特徴とする電動パワー
ステアリング装置である。
【００１２】回転軸を、操舵トルクを伝達する軸として
使用することができる。従来の電動パワーステアリング
装置において操舵トルクを検出する場合のように、回転
軸を長手方向に二分割して、これら分割軸間をトーショ
ンバーにて連結する必要がない。このため、回転軸は簡
素な構成になる。分割しない回転軸であるから、操舵ト
ルクが作用したときに、磁歪式トルクセンサを配置した
部分でのねじれ角が極めて小さくても、操舵トルクに応
じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイル、ブリッジ回
路にて検出することができる。しかも、モータの慣性モ
ーメントＩとトーションバーのばね定数ｋとの関係から
なる下記共振点を高くすることができる。すなわち、ト
ーションバーを介在しない一体型の回転軸であるから、
ばね定数ｋが大きくなるので、その分、共振点が高くな
る。従来のトーションバーを介在した場合には、ステア
リングハンドルの操舵を停止したときにモータが若干遅
れて停止するので、モータの慣性モーメントＩがステア
リングハンドルに伝わることによって、運転者はモータ
の慣性感を受ける。これに対して、トーションバーを介
在しない一体型の回転軸であるから、ステアリングハン
ドルの操舵を停止したときにモータも即時に停止するの
で、モータの慣性感を減少させることができる。
使用することができる。従来の電動パワーステアリング
装置において操舵トルクを検出する場合のように、回転
軸を長手方向に二分割して、これら分割軸間をトーショ
ンバーにて連結する必要がない。このため、回転軸は簡
素な構成になる。分割しない回転軸であるから、操舵ト
ルクが作用したときに、磁歪式トルクセンサを配置した
部分でのねじれ角が極めて小さくても、操舵トルクに応
じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイル、ブリッジ回
路にて検出することができる。しかも、モータの慣性モ
ーメントＩとトーションバーのばね定数ｋとの関係から
なる下記共振点を高くすることができる。すなわち、ト
ーションバーを介在しない一体型の回転軸であるから、
ばね定数ｋが大きくなるので、その分、共振点が高くな
る。従来のトーションバーを介在した場合には、ステア
リングハンドルの操舵を停止したときにモータが若干遅
れて停止するので、モータの慣性モーメントＩがステア
リングハンドルに伝わることによって、運転者はモータ
の慣性感を受ける。これに対して、トーションバーを介
在しない一体型の回転軸であるから、ステアリングハン
ドルの操舵を停止したときにモータも即時に停止するの
で、モータの慣性感を減少させることができる。
【００１３】
【数１】
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁歪
式トルクセンサの原理図である。（ａ）に示すトルクセ
ンサ７０は、回転軸３１に、作用トルクに応じて磁歪特
性が変化する磁歪膜７１を所定幅Ｗで全周にわたって設
け、この磁歪膜７１に対向して、概ね８の字状の励磁コ
イル７２を配置し、この励磁コイル７２に概ね８の字状
の検出コイル７３を９０゜位相を変えた状態で重ね合わ
せて配置した磁歪式トルクセンサである。
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁歪
式トルクセンサの原理図である。（ａ）に示すトルクセ
ンサ７０は、回転軸３１に、作用トルクに応じて磁歪特
性が変化する磁歪膜７１を所定幅Ｗで全周にわたって設
け、この磁歪膜７１に対向して、概ね８の字状の励磁コ
イル７２を配置し、この励磁コイル７２に概ね８の字状
の検出コイル７３を９０゜位相を変えた状態で重ね合わ
せて配置した磁歪式トルクセンサである。
【００１５】詳しくは、トルクセンサ７０は、励磁コイ
ル７２と検出コイル７３とをほぼ同様の大きさでほぼ同
心上に互いに略直交させて重ね、これらの励磁・検出コ
イル７２，７３を１組の磁気ヘッド７４として、磁歪膜
７１の近傍に微小の空隙（例えば、０．４〜０．６ｍｍ
程度の空隙）を介して配置したものである。磁歪膜７１
の幅Ｗは、励磁・検出コイル７２，７３のコイル径より
も大きい。励磁・検出コイル７２，７３を、磁歪膜７１
の幅Ｗ内に完全に収るように対向させて配置することに
なる。回転軸３１の材質は、例えばクロムモリブデン鋼
鋼材（JIS-G-4105、記号；ＳＣＭ）である。この材料
は、Ｎｉ成分をほとんど又は全く含んでいない。
ル７２と検出コイル７３とをほぼ同様の大きさでほぼ同
心上に互いに略直交させて重ね、これらの励磁・検出コ
イル７２，７３を１組の磁気ヘッド７４として、磁歪膜
７１の近傍に微小の空隙（例えば、０．４〜０．６ｍｍ
程度の空隙）を介して配置したものである。磁歪膜７１
の幅Ｗは、励磁・検出コイル７２，７３のコイル径より
も大きい。励磁・検出コイル７２，７３を、磁歪膜７１
の幅Ｗ内に完全に収るように対向させて配置することに
なる。回転軸３１の材質は、例えばクロムモリブデン鋼
鋼材（JIS-G-4105、記号；ＳＣＭ）である。この材料
は、Ｎｉ成分をほとんど又は全く含んでいない。
【００１６】磁歪膜７１は、歪みの変化に対して磁束密
度の変化の大きい材料からなる膜であり、例えば、回転
軸３１の外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系
の合金膜である。この合金膜の厚みは５μｍ程度であ
る。Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜は、Ｎｉを概ね２０重量％含
んだ場合と概ね５０重量％含んだ場合に、磁歪定数が大
きくなるので磁歪効果が高まる傾向にあり、このような
Ｎｉ含有率の材料を使用することが好ましい。例えば、
Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜として、Ｎｉを５０〜６０重量％
含み、残りがＦｅである材料を使用する。なお、磁歪膜
７１は強磁性体の膜であればよく、パーマロイ（Ｎｉ；
約７８重量％、Ｆｅ；残り）やスーパーマロイ（Ｎｉ；
７８重量％、Ｍｏ；５重量％、Ｆｅ；残り）の膜であっ
てもよい。ここで、Ｎｉはニッケル、Ｆｅは鉄、Ｍｏは
モリブデンである。
度の変化の大きい材料からなる膜であり、例えば、回転
軸３１の外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系
の合金膜である。この合金膜の厚みは５μｍ程度であ
る。Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜は、Ｎｉを概ね２０重量％含
んだ場合と概ね５０重量％含んだ場合に、磁歪定数が大
きくなるので磁歪効果が高まる傾向にあり、このような
Ｎｉ含有率の材料を使用することが好ましい。例えば、
Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜として、Ｎｉを５０〜６０重量％
含み、残りがＦｅである材料を使用する。なお、磁歪膜
７１は強磁性体の膜であればよく、パーマロイ（Ｎｉ；
約７８重量％、Ｆｅ；残り）やスーパーマロイ（Ｎｉ；
７８重量％、Ｍｏ；５重量％、Ｆｅ；残り）の膜であっ
てもよい。ここで、Ｎｉはニッケル、Ｆｅは鉄、Ｍｏは
モリブデンである。
【００１７】このような磁歪膜７１は、回転軸３１を介
して磁歪膜７１にトルクが作用したときに、このトルク
に応じて磁歪膜７１に磁歪効果を生じるように回転軸３
１に一体的に設けてあればよく、例えば、回転軸３１の
外周面に貼り付けてもよい。
して磁歪膜７１にトルクが作用したときに、このトルク
に応じて磁歪膜７１に磁歪効果を生じるように回転軸３
１に一体的に設けてあればよく、例えば、回転軸３１の
外周面に貼り付けてもよい。
【００１８】磁歪式のトルクセンサ７０における励磁コ
イル７２並びに検出コイル７３の構成・作用について
は、特開平６−２２１９４０号公報「磁歪式トルクセン
サ」に示されるように、公知のコイルである。すなわ
ち、励磁コイル７２並びに検出コイル７３は、２つの円
弧状の線（第１円弧線ａと第２円弧線ｂ）を向い合せて
概ね真円状に配置し、第１円弧線ａの一端ｃに第２円弧
線ｂの一端ｄを対向させ、第１円弧線ａの他端ｅに第２
円弧線ｂの他端ｆを対向させ、第１円弧線ａの一端ｃに
直線ｇを介して第２円弧線ｂの他端ｆを結び、第２円弧
線ｂの一端ｄから第１円弧線ａの他端ｅの近傍まで直線
ｈを延し、その延びた端をｉとすることで、あたかも一
筆書きの８の字状に巻いたコイルである。
イル７２並びに検出コイル７３の構成・作用について
は、特開平６−２２１９４０号公報「磁歪式トルクセン
サ」に示されるように、公知のコイルである。すなわ
ち、励磁コイル７２並びに検出コイル７３は、２つの円
弧状の線（第１円弧線ａと第２円弧線ｂ）を向い合せて
概ね真円状に配置し、第１円弧線ａの一端ｃに第２円弧
線ｂの一端ｄを対向させ、第１円弧線ａの他端ｅに第２
円弧線ｂの他端ｆを対向させ、第１円弧線ａの一端ｃに
直線ｇを介して第２円弧線ｂの他端ｆを結び、第２円弧
線ｂの一端ｄから第１円弧線ａの他端ｅの近傍まで直線
ｈを延し、その延びた端をｉとすることで、あたかも一
筆書きの８の字状に巻いたコイルである。
【００１９】この場合、励磁コイル７２をなす８の字状
の直線部分（直線ｇ，ｈ）を、回転軸３１の外周にほぼ
平行又は軸方向にほぼ平行にして配置する。第１円弧線
ａの他端ｅと直線ｈの端ｉとは、端子である。励磁コイ
ル７２の端子ｅ，ｉには励磁電圧供給源７５を接続し、
検出コイル７３の端子ｅ，ｉには出力電圧増幅器７６を
接続することになる。
の直線部分（直線ｇ，ｈ）を、回転軸３１の外周にほぼ
平行又は軸方向にほぼ平行にして配置する。第１円弧線
ａの他端ｅと直線ｈの端ｉとは、端子である。励磁コイ
ル７２の端子ｅ，ｉには励磁電圧供給源７５を接続し、
検出コイル７３の端子ｅ，ｉには出力電圧増幅器７６を
接続することになる。
【００２０】回転軸３１を介して磁歪膜７１にトルクが
作用したときに、このトルクに応じて磁歪膜７１に生じ
る磁歪効果を、検出コイル７３にて電気磁気的に検出す
ることができる。すなわち、励磁電圧供給源７５から励
磁コイル７２に２０〜１００ｋＨｚ程度の高周波数の交
流電圧（励磁電圧）を供給すれば、トルクに基づく磁歪
膜７１の磁歪効果に対応して、検出コイル７３にて励磁
電圧と同じ周波数の交流電圧（出力電圧）を得ることが
できる。出力電圧は、磁歪膜７１に作用するトルクの方
向によって、励磁電圧と同相又は逆相になる。このとき
の出力電圧の振幅は、トルクの大きさに比例する。従っ
て、励磁電圧の位相を基準として、出力電圧を同期整流
すれば、トルクの大きさと方向を検出することができ
る。
作用したときに、このトルクに応じて磁歪膜７１に生じ
る磁歪効果を、検出コイル７３にて電気磁気的に検出す
ることができる。すなわち、励磁電圧供給源７５から励
磁コイル７２に２０〜１００ｋＨｚ程度の高周波数の交
流電圧（励磁電圧）を供給すれば、トルクに基づく磁歪
膜７１の磁歪効果に対応して、検出コイル７３にて励磁
電圧と同じ周波数の交流電圧（出力電圧）を得ることが
できる。出力電圧は、磁歪膜７１に作用するトルクの方
向によって、励磁電圧と同相又は逆相になる。このとき
の出力電圧の振幅は、トルクの大きさに比例する。従っ
て、励磁電圧の位相を基準として、出力電圧を同期整流
すれば、トルクの大きさと方向を検出することができ
る。
【００２１】出力電圧は出力電圧増幅器７６にて増幅さ
れ、トルクセンサ７０の検出信号として、制御手段８１
に発することになる。なお、回転軸３１の磁化力が小さ
ければ、励磁コイル７２と検出コイル７３の巻数を増
し、これらの励磁・検出コイル７２，７３を１巻ずつ交
互に配列することで、対応すればよい。
れ、トルクセンサ７０の検出信号として、制御手段８１
に発することになる。なお、回転軸３１の磁化力が小さ
ければ、励磁コイル７２と検出コイル７３の巻数を増
し、これらの励磁・検出コイル７２，７３を１巻ずつ交
互に配列することで、対応すればよい。
【００２２】（ｂ）に示すトルクセンサ７０は、励磁・
検出コイル７２，７３からなる磁気ヘッド７４を２組準
備し、これら２組の磁気ヘッド７４，７４を、磁歪膜７
１に対向して回転軸３１の軸線の対称位置に配置したも
のである。そして、出力電圧増幅器７６で、検出コイル
７３，７３からの出力電圧の差を増幅することにより、
磁歪膜７１と検出コイル７３との間の隙間（ギャップ）
のバラツキや環境温度の変化に対してあまり変化しない
操舵トルク信号を得ることができる。
検出コイル７２，７３からなる磁気ヘッド７４を２組準
備し、これら２組の磁気ヘッド７４，７４を、磁歪膜７
１に対向して回転軸３１の軸線の対称位置に配置したも
のである。そして、出力電圧増幅器７６で、検出コイル
７３，７３からの出力電圧の差を増幅することにより、
磁歪膜７１と検出コイル７３との間の隙間（ギャップ）
のバラツキや環境温度の変化に対してあまり変化しない
操舵トルク信号を得ることができる。
【００２３】上記従来の技術の欄で説明した複数の短冊
状の磁歪膜であれば、これらの磁歪膜を精度良く回転軸
に設けることには、精密なマスキング技術及びこれに伴
う高度な技術若しくは高価な設備が必要になる。この
点、前記図１（ａ），（ｂ）のトルクセンサ７０では、
磁歪膜７１を回転軸３１に単に全周にわたって設けるだ
けであるから、回転角度を気にする必要がない。この結
果、回転軸３１に磁歪膜７１を容易に設けることがで
き、そのための加工コストを大幅に低減することができ
る。さらには、回転軸３１の材質については限定されな
いので、設計の自由度を高めることができる。次に、上
記トルクセンサ７０を車両用ステアリングシステム１０
に応用した例について説明する。
状の磁歪膜であれば、これらの磁歪膜を精度良く回転軸
に設けることには、精密なマスキング技術及びこれに伴
う高度な技術若しくは高価な設備が必要になる。この
点、前記図１（ａ），（ｂ）のトルクセンサ７０では、
磁歪膜７１を回転軸３１に単に全周にわたって設けるだ
けであるから、回転角度を気にする必要がない。この結
果、回転軸３１に磁歪膜７１を容易に設けることがで
き、そのための加工コストを大幅に低減することができ
る。さらには、回転軸３１の材質については限定されな
いので、設計の自由度を高めることができる。次に、上
記トルクセンサ７０を車両用ステアリングシステム１０
に応用した例について説明する。
【００２４】図２は本発明に係る車両用ステアリングシ
ステムの模式図である。車両用ステアリングシステム１
０は、車両のステアリングハンドル１１から操舵輪（車
輪）２１，２１に至るステアリング系２２に電動パワー
ステアリング装置３０を備えた、電動パワーステアリン
グシステムである。
ステムの模式図である。車両用ステアリングシステム１
０は、車両のステアリングハンドル１１から操舵輪（車
輪）２１，２１に至るステアリング系２２に電動パワー
ステアリング装置３０を備えた、電動パワーステアリン
グシステムである。
【００２５】詳しくは、車両用ステアリングシステム１
０は、ステアリングハンドル１１にステアリングシャフ
ト１２及び自在軸継手１３，１３を介して、電動パワー
ステアリング装置３０の回転軸３１を連結し、回転軸３
１にラックアンドピニオン機構３２を連結し、ラックア
ンドピニオン機構３２に左右のタイロッド３７，３７を
介して左右の操舵輪２１，２１を連結したものである。
ラックアンドピニオン機構３２は、回転軸３１に設けた
ピニオン３３と、ピニオン３３に噛み合うためのラック
３４を形成したラック軸３５とからなる。電動パワース
テアリング装置３０はトルクセンサ７０を備える。
０は、ステアリングハンドル１１にステアリングシャフ
ト１２及び自在軸継手１３，１３を介して、電動パワー
ステアリング装置３０の回転軸３１を連結し、回転軸３
１にラックアンドピニオン機構３２を連結し、ラックア
ンドピニオン機構３２に左右のタイロッド３７，３７を
介して左右の操舵輪２１，２１を連結したものである。
ラックアンドピニオン機構３２は、回転軸３１に設けた
ピニオン３３と、ピニオン３３に噛み合うためのラック
３４を形成したラック軸３５とからなる。電動パワース
テアリング装置３０はトルクセンサ７０を備える。
【００２６】このような車両用ステアリングシステム１
０によれば、運転者がステアリングハンドル１１を操舵
し、この操舵トルクにより回転軸３１、ラックアンドピ
ニオン機構３２及び左右のタイロッド３７，３７を介し
て、左右の操舵輪２１，２１を操舵することができる。
０によれば、運転者がステアリングハンドル１１を操舵
し、この操舵トルクにより回転軸３１、ラックアンドピ
ニオン機構３２及び左右のタイロッド３７，３７を介し
て、左右の操舵輪２１，２１を操舵することができる。
【００２７】さらには、ステアリングハンドル１１で発
生したステアリング系２２の操舵トルクをトルクセンサ
７０で検出し、この検出信号に基づき制御手段８１で制
御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応
じた補助トルクを電動機８２で発生し、補助トルクをト
ルクリミッタ９０、歯車式減速機構１００及び回転軸３
１を介して、ステアリング系２２のラックアンドピニオ
ン機構３２に伝達し、このラックアンドピニオン機構３
２及び左右のタイロッド３７，３７によって、左右の操
舵輪２１，２１を操舵することができる。従って、運転
者の操舵トルクに電動機８２の補助トルクを加えた複合
トルクによって、操舵輪２１，２１を操舵することがで
きる。
生したステアリング系２２の操舵トルクをトルクセンサ
７０で検出し、この検出信号に基づき制御手段８１で制
御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応
じた補助トルクを電動機８２で発生し、補助トルクをト
ルクリミッタ９０、歯車式減速機構１００及び回転軸３
１を介して、ステアリング系２２のラックアンドピニオ
ン機構３２に伝達し、このラックアンドピニオン機構３
２及び左右のタイロッド３７，３７によって、左右の操
舵輪２１，２１を操舵することができる。従って、運転
者の操舵トルクに電動機８２の補助トルクを加えた複合
トルクによって、操舵輪２１，２１を操舵することがで
きる。
【００２８】図３は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の全体構成図であり、左端部及び右端部を断面し
て表したものである。この図は、電動パワーステアリン
グ装置３０のラック軸３５を、車幅方向（図左右方向）
に延びるハウジング４１に軸方向へスライド可能に収容
したことを示す。ラック軸３５は、ハウジング４１から
突出した長手方向両端にボールジョイント３６，３６を
ねじ結合し、これらのボールジョイント３６，３６に左
右のタイロッド３７，３７を連結した軸である。図中、
３８はラックエンド、４２，４２はブラケット、４３，
４３はストッパ、４４，４４はダストシール用ブーツで
ある。
グ装置の全体構成図であり、左端部及び右端部を断面し
て表したものである。この図は、電動パワーステアリン
グ装置３０のラック軸３５を、車幅方向（図左右方向）
に延びるハウジング４１に軸方向へスライド可能に収容
したことを示す。ラック軸３５は、ハウジング４１から
突出した長手方向両端にボールジョイント３６，３６を
ねじ結合し、これらのボールジョイント３６，３６に左
右のタイロッド３７，３７を連結した軸である。図中、
３８はラックエンド、４２，４２はブラケット、４３，
４３はストッパ、４４，４４はダストシール用ブーツで
ある。
【００２９】図４は図３の４−４線断面図であり、電動
パワーステアリング装置３０の縦断面構造を示す。電動
パワーステアリング装置３０は、回転軸３１、ラックア
ンドピニオン機構３２、トルクセンサ７０、トルクリミ
ッタ９０（図２参照）、歯車式減速機構１００をハウジ
ング４１に収納し、このハウジング４１の上部開口をリ
ッド４５で塞いだものである。トルクセンサ７０は、ハ
ウジング４１又はリッド４５に取付けたものである。
パワーステアリング装置３０の縦断面構造を示す。電動
パワーステアリング装置３０は、回転軸３１、ラックア
ンドピニオン機構３２、トルクセンサ７０、トルクリミ
ッタ９０（図２参照）、歯車式減速機構１００をハウジ
ング４１に収納し、このハウジング４１の上部開口をリ
ッド４５で塞いだものである。トルクセンサ７０は、ハ
ウジング４１又はリッド４５に取付けたものである。
【００３０】回転軸３１は、下部にピニオン３３を一体
に形成し、上端部をリッド４５から外方へ突出した入力
軸である。ハウジング４１は、回転軸３１の下端部及び
長手中央部を、上下２個の軸受５１，５２を介して回転
可能に支承することで、縦置きにセットしたものであ
り、ラックガイド６０を備える。ラックガイド６０は、
ラック３４と反対側からラック軸３５にガイド部６１を
当て、更に圧縮ばね６２を介して調整ボルト６３にて押
すことでラック３４に予圧を与えて、ラック３４をピニ
オン３３に押し付けるものである。
に形成し、上端部をリッド４５から外方へ突出した入力
軸である。ハウジング４１は、回転軸３１の下端部及び
長手中央部を、上下２個の軸受５１，５２を介して回転
可能に支承することで、縦置きにセットしたものであ
り、ラックガイド６０を備える。ラックガイド６０は、
ラック３４と反対側からラック軸３５にガイド部６１を
当て、更に圧縮ばね６２を介して調整ボルト６３にて押
すことでラック３４に予圧を与えて、ラック３４をピニ
オン３３に押し付けるものである。
【００３１】歯車式減速機構１００は、電動機８２で発
生した補助トルクを回転軸３１に伝達するウォームギヤ
機構である。詳しくは、歯車式減速機構１００は、電動
機８２にトルクリミッタ９０（図２参照）を介して連結
した伝動軸１０１と、伝動軸１０１に形成したウォーム
１０２と、ウォーム１０２に噛み合うとともに回転軸３
１に結合したウォームホイール１０３とからなる。補助
トルクを、回転軸３１を介してラックアンドピニオン機
構３２に伝達することができる。図中、５３はリッド取
付ボルト、５４は止め輪、５５はねじ部、５６はナッ
ト、５７は袋ナット、５８はオイルシール、５９はスペ
ーサ、６４は当て部材、６５はロックナットである。
生した補助トルクを回転軸３１に伝達するウォームギヤ
機構である。詳しくは、歯車式減速機構１００は、電動
機８２にトルクリミッタ９０（図２参照）を介して連結
した伝動軸１０１と、伝動軸１０１に形成したウォーム
１０２と、ウォーム１０２に噛み合うとともに回転軸３
１に結合したウォームホイール１０３とからなる。補助
トルクを、回転軸３１を介してラックアンドピニオン機
構３２に伝達することができる。図中、５３はリッド取
付ボルト、５４は止め輪、５５はねじ部、５６はナッ
ト、５７は袋ナット、５８はオイルシール、５９はスペ
ーサ、６４は当て部材、６５はロックナットである。
【００３２】ここで、図２の電動パワーステアリング装
置３０に磁歪式トルクセンサ７０を使用したことによる
効果を説明する。従来の電動パワーステアリング装置で
は、操舵トルクを伝達する回転軸を長手方向に二分割
し、これら分割軸間をトーションバーにて連結すること
で、分割軸間のねじれ量を操舵トルクセンサにて検出し
ていた。これに対し、操舵トルクをトルクセンサ７０に
て検出するようにし、このトルクセンサ７０を、回転軸
３１に設けた磁歪膜７１の磁歪効果を検出する磁歪式ト
ルクセンサで構成したので、従来のように回転軸３１を
長手方向に二分割する必要がない。
置３０に磁歪式トルクセンサ７０を使用したことによる
効果を説明する。従来の電動パワーステアリング装置で
は、操舵トルクを伝達する回転軸を長手方向に二分割
し、これら分割軸間をトーションバーにて連結すること
で、分割軸間のねじれ量を操舵トルクセンサにて検出し
ていた。これに対し、操舵トルクをトルクセンサ７０に
て検出するようにし、このトルクセンサ７０を、回転軸
３１に設けた磁歪膜７１の磁歪効果を検出する磁歪式ト
ルクセンサで構成したので、従来のように回転軸３１を
長手方向に二分割する必要がない。
【００３３】分割しない回転軸３１であるから、操舵ト
ルクが作用したときに、磁歪式トルクセンサ７０を配置
した部分でのねじれ角が極めて小さくてすむ。回転軸３
１のねじれ角が小さくても、操舵トルクに応じて磁歪膜
７１に生じる磁歪効果を検出コイル７３（図１参照）に
て電気的に検出することによって、操舵トルクを速やか
に検出することができる。従って、操舵トルクに応じた
補助トルクを発生させて補助する車両用ステアリングシ
ステム１０の応答性を、より一層高めることができる。
このため、操舵感覚（操舵フィーリング）を高めること
ができる。
ルクが作用したときに、磁歪式トルクセンサ７０を配置
した部分でのねじれ角が極めて小さくてすむ。回転軸３
１のねじれ角が小さくても、操舵トルクに応じて磁歪膜
７１に生じる磁歪効果を検出コイル７３（図１参照）に
て電気的に検出することによって、操舵トルクを速やか
に検出することができる。従って、操舵トルクに応じた
補助トルクを発生させて補助する車両用ステアリングシ
ステム１０の応答性を、より一層高めることができる。
このため、操舵感覚（操舵フィーリング）を高めること
ができる。
【００３４】さらには、回転軸３１の表面に所定幅で全
周にわたって磁歪膜７１を設け、この磁歪膜７１の磁歪
効果を検出コイル７３にて検出するようにした磁歪式ト
ルクセンサ７０を、操舵トルクセンサとして用いるの
で、回転軸３１の材質については限定されない。このた
め、回転軸３１として機械的強度が大きい材料を用いる
ことができる。例えば、機械的強度が大きい材料からな
る回転軸３１並びにピニオン３３とすることで、ピニオ
ン３３の強度をも十分に高めることができる。この結
果、ピニオン３３とラック３４との噛み合い強度が高ま
るので、補助トルクが、通常の操作時よりも大きい場合
であっても、大きいトルクを十分に伝達することができ
る。従って、電動機８２の慣性による負荷トルクに対し
て十分な耐久性を有するラックアンドピニオン機構３２
を備えた、電動パワーステアリング装置３０とすること
ができる。
周にわたって磁歪膜７１を設け、この磁歪膜７１の磁歪
効果を検出コイル７３にて検出するようにした磁歪式ト
ルクセンサ７０を、操舵トルクセンサとして用いるの
で、回転軸３１の材質については限定されない。このた
め、回転軸３１として機械的強度が大きい材料を用いる
ことができる。例えば、機械的強度が大きい材料からな
る回転軸３１並びにピニオン３３とすることで、ピニオ
ン３３の強度をも十分に高めることができる。この結
果、ピニオン３３とラック３４との噛み合い強度が高ま
るので、補助トルクが、通常の操作時よりも大きい場合
であっても、大きいトルクを十分に伝達することができ
る。従って、電動機８２の慣性による負荷トルクに対し
て十分な耐久性を有するラックアンドピニオン機構３２
を備えた、電動パワーステアリング装置３０とすること
ができる。
【００３５】さらにまた、回転軸３１を分割しないの
で、回転軸３１を簡素な構成にすることができるととも
に、十分に長くすることができる。回転軸３１が長い
と、回転軸３１にピニオン３３を加工する場合に、回転
軸３１を加工機械にセッテイングすることが容易であ
り、加工精度を一層高めることができる。加工精度が高
まると、ピニオン３３とラック３４との噛み合い精度も
高まる。この結果、ラックアンドピニオン機構３２の動
力伝達効率を高めることができる。
で、回転軸３１を簡素な構成にすることができるととも
に、十分に長くすることができる。回転軸３１が長い
と、回転軸３１にピニオン３３を加工する場合に、回転
軸３１を加工機械にセッテイングすることが容易であ
り、加工精度を一層高めることができる。加工精度が高
まると、ピニオン３３とラック３４との噛み合い精度も
高まる。この結果、ラックアンドピニオン機構３２の動
力伝達効率を高めることができる。
【００３６】次に、磁歪式トルクセンサの他の実施の形
態について、図５〜図７に基づき説明する。なお、上記
図１〜図４に示す構成と同様の構成については同一符号
を付し、その説明を省略する。図５は本発明に係る磁歪
式トルクセンサ（他の実施の形態）の原理図である。ト
ルクセンサ１１０は、回転軸３１に、作用トルクに応じ
て磁歪特性が変化する磁歪膜７１を所定幅Ｗで全周にわ
たって設け、この磁歪膜７１に対向して、励磁コイル１
１１を巻いた略Ｕ字形の励磁用磁心１１２を配置し、こ
の励磁用磁心１１２に対して９０゜位相を変えた状態で
検出コイル１１３を巻いた略Ｕ字形の検出用磁心１１４
を配置し、磁歪膜７１を通る磁路と励磁コイル１１１と
検出コイル１１３とで磁気回路を形成した磁歪式トルク
センサである。すなわち、磁歪膜７１を磁路の一部とし
たものである。
態について、図５〜図７に基づき説明する。なお、上記
図１〜図４に示す構成と同様の構成については同一符号
を付し、その説明を省略する。図５は本発明に係る磁歪
式トルクセンサ（他の実施の形態）の原理図である。ト
ルクセンサ１１０は、回転軸３１に、作用トルクに応じ
て磁歪特性が変化する磁歪膜７１を所定幅Ｗで全周にわ
たって設け、この磁歪膜７１に対向して、励磁コイル１
１１を巻いた略Ｕ字形の励磁用磁心１１２を配置し、こ
の励磁用磁心１１２に対して９０゜位相を変えた状態で
検出コイル１１３を巻いた略Ｕ字形の検出用磁心１１４
を配置し、磁歪膜７１を通る磁路と励磁コイル１１１と
検出コイル１１３とで磁気回路を形成した磁歪式トルク
センサである。すなわち、磁歪膜７１を磁路の一部とし
たものである。
【００３７】磁歪式トルクセンサ１１０における励磁・
検出用磁心１１２，１１４並びに励磁・検出コイル１１
１，１１３の構成・作用については、「センサハンドブ
ック」（発行日；昭和６１年５月３０日、第１２３頁、
培風館発行）に示されるように、公知の部材である。す
なわち、励磁用磁心１１２と検出用磁心１１４とを正面
視十文字状に組合せ、この組合せた励磁・検出用磁心１
１２，１１４の先端１１２ａ，１１２ａ，１１４ａ，１
１４ａを、回転軸３１の軸線３１ａ側に向けるとともに
磁歪膜７１の近傍に微小の空隙（例えば、０．４〜０．
６ｍｍ程度の空隙）を介して配置したものである。この
場合、励磁用磁心１１２の２つの先端１１２ａ，１１２
ａを、軸線３１ａにほぼ平行に配置又は軸線３１ａにほ
ぼ直交する方向に配置する。
検出用磁心１１２，１１４並びに励磁・検出コイル１１
１，１１３の構成・作用については、「センサハンドブ
ック」（発行日；昭和６１年５月３０日、第１２３頁、
培風館発行）に示されるように、公知の部材である。す
なわち、励磁用磁心１１２と検出用磁心１１４とを正面
視十文字状に組合せ、この組合せた励磁・検出用磁心１
１２，１１４の先端１１２ａ，１１２ａ，１１４ａ，１
１４ａを、回転軸３１の軸線３１ａ側に向けるとともに
磁歪膜７１の近傍に微小の空隙（例えば、０．４〜０．
６ｍｍ程度の空隙）を介して配置したものである。この
場合、励磁用磁心１１２の２つの先端１１２ａ，１１２
ａを、軸線３１ａにほぼ平行に配置又は軸線３１ａにほ
ぼ直交する方向に配置する。
【００３８】このような励磁・検出用磁心１１２，１１
４に励磁・検出コイル１１１，１１３を巻いて、１組の
磁気ヘッド１１５とする。励磁コイル１１２の両端には
励磁電圧供給源１２１を接続し、検出コイル１１３の両
端には出力電圧増幅器１２２を接続することになる。と
ころで、磁歪膜７１の幅Ｗは、励磁・検出用磁心１１
２，１１４並びに励磁・検出コイル１１１，１１３が完
全に収る大きさである。
４に励磁・検出コイル１１１，１１３を巻いて、１組の
磁気ヘッド１１５とする。励磁コイル１１２の両端には
励磁電圧供給源１２１を接続し、検出コイル１１３の両
端には出力電圧増幅器１２２を接続することになる。と
ころで、磁歪膜７１の幅Ｗは、励磁・検出用磁心１１
２，１１４並びに励磁・検出コイル１１１，１１３が完
全に収る大きさである。
【００３９】図６は本発明に係る磁歪式トルクセンサ
（他の実施の形態）の原理図であり、上記図５の励磁用
磁心１１２の２つの先端１１２ａ，１１２ａを、軸線３
１ａに対してほぼ４５゜傾けて配置したことを示す。
（他の実施の形態）の原理図であり、上記図５の励磁用
磁心１１２の２つの先端１１２ａ，１１２ａを、軸線３
１ａに対してほぼ４５゜傾けて配置したことを示す。
【００４０】図７は本発明に係る磁歪式トルクセンサ
（他の実施の形態）のブリッジ回路の等価回路図であ
る。ブリッジ回路１２３は、上記図５や図６に示す励磁
コイル１１１並びに検出コイル１１３を、２個の抵抗Ｒ
１，Ｒ２ともに構成したＬ−Ｒブリッジ回路である。こ
のようなブリッジ回路１２３は、磁歪膜７１を磁路の一
部とする磁気回路を形成する励磁手段と、磁歪膜７１に
生じる磁歪効果を検出する検出手段とを兼ねたものであ
る。Ｃはコンデンサである。
（他の実施の形態）のブリッジ回路の等価回路図であ
る。ブリッジ回路１２３は、上記図５や図６に示す励磁
コイル１１１並びに検出コイル１１３を、２個の抵抗Ｒ
１，Ｒ２ともに構成したＬ−Ｒブリッジ回路である。こ
のようなブリッジ回路１２３は、磁歪膜７１を磁路の一
部とする磁気回路を形成する励磁手段と、磁歪膜７１に
生じる磁歪効果を検出する検出手段とを兼ねたものであ
る。Ｃはコンデンサである。
【００４１】図５や図６に示す回転軸３１を介して磁歪
膜７１にトルクが作用したときに、このトルクに応じて
磁歪膜７１に生じる磁歪効果を、図７のブリッジ回路１
２３にて電気的に検出することができる。詳しくは、励
磁電圧供給源１２１から励磁コイル１１１に高周波数の
交流電圧（励磁電圧）を供給すれば、トルクに基づく磁
歪膜７１の磁歪効果に対応してブリッジのバランスがく
ずれる。すなわち、図７の出力点Ｏ１の出力電圧と出力
点Ｏ２の出力電圧とのバランスがくずれるので、これら
の出力電圧の差を出力電圧増幅器１２２にて差動増幅し
て取り出すことができる。出力電圧増幅器１２２にて増
幅された出力電圧は、トルクセンサ１１０の検出信号と
して、制御手段８１に発することになる。
膜７１にトルクが作用したときに、このトルクに応じて
磁歪膜７１に生じる磁歪効果を、図７のブリッジ回路１
２３にて電気的に検出することができる。詳しくは、励
磁電圧供給源１２１から励磁コイル１１１に高周波数の
交流電圧（励磁電圧）を供給すれば、トルクに基づく磁
歪膜７１の磁歪効果に対応してブリッジのバランスがく
ずれる。すなわち、図７の出力点Ｏ１の出力電圧と出力
点Ｏ２の出力電圧とのバランスがくずれるので、これら
の出力電圧の差を出力電圧増幅器１２２にて差動増幅し
て取り出すことができる。出力電圧増幅器１２２にて増
幅された出力電圧は、トルクセンサ１１０の検出信号と
して、制御手段８１に発することになる。
【００４２】図５〜図７に示すトルクセンサ１１０で
は、上記図１のトルクセンサ７０と同様に、磁歪膜７１
を回転軸３１に単に全周にわたって設けるだけであるか
ら、回転角度を気にする必要がない。この結果、回転軸
３１に磁歪膜７１を容易に設けることができ、そのため
の加工コストを大幅に低減することができる。さらに
は、回転軸３１の材質については限定されないので、設
計の自由度を高めることができる。さらには、トルクセ
ンサ１１０を図２の電動パワーステアリング装置３０に
使用することによって、上記図１のトルクセンサ７０を
用いた場合と同様の作用、効果を奏する。
は、上記図１のトルクセンサ７０と同様に、磁歪膜７１
を回転軸３１に単に全周にわたって設けるだけであるか
ら、回転角度を気にする必要がない。この結果、回転軸
３１に磁歪膜７１を容易に設けることができ、そのため
の加工コストを大幅に低減することができる。さらに
は、回転軸３１の材質については限定されないので、設
計の自由度を高めることができる。さらには、トルクセ
ンサ１１０を図２の電動パワーステアリング装置３０に
使用することによって、上記図１のトルクセンサ７０を
用いた場合と同様の作用、効果を奏する。
【００４３】なお、上記実施の形態において、磁歪式ト
ルクセンサ７０，１１０は電動パワーステアリング装置
３０に備えたものに限定されるものではなく、各種装置
に適用可能である。
ルクセンサ７０，１１０は電動パワーステアリング装置
３０に備えたものに限定されるものではなく、各種装置
に適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、作用トルクに応じて磁歪特性が変化
する磁歪膜を、回転軸に所定幅で全周にわたって設ける
だけなので、回転角度を気にする必要がない。この結
果、回転軸に磁歪膜を容易に設けることができ、そのた
めの加工コストを大幅に低減することができる。
する。請求項１は、作用トルクに応じて磁歪特性が変化
する磁歪膜を、回転軸に所定幅で全周にわたって設ける
だけなので、回転角度を気にする必要がない。この結
果、回転軸に磁歪膜を容易に設けることができ、そのた
めの加工コストを大幅に低減することができる。
【００４５】しかも、回転軸に所定幅で全周にわたって
設けた磁歪膜であり、表皮部分の磁歪膜の磁歪効果が大
きく、出力感度が高いので、高ゲインの増幅器等も不要
であり、さらに、回転軸の表面に表皮として設けた磁歪
膜の表皮効果により回転軸の材質の影響を受け難く、熱
処理も可能であることから、機械的強度や耐久性が優
れ、ステアリング等に好適である。このように磁歪効果
が高まった磁歪膜に対向して励磁コイルを巻いた略Ｕ字
形の励磁用磁心を配置し、この励磁用磁心に対して９０
゜位相を変えた状態で検出コイルを巻いた略Ｕ字形の検
出用磁心を配置し、磁歪膜を通る磁路と励磁コイルと検
出コイルとで磁気回路を形成し、励磁コイルと検出コイ
ルとでブリッジ回路を構成することで、回転軸を介して
磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに応じて
磁歪膜に生じる磁歪効果をブリッジ回路にて電気的に検
出するのであるから、ブリッジ回路による検出精度を高
めることができる。そして、略Ｕ字形の励磁・検出用磁
心の強度が大きく、耐久性に優れ、ステアリング等に好
適であるとともに、製作が容易になる。
設けた磁歪膜であり、表皮部分の磁歪膜の磁歪効果が大
きく、出力感度が高いので、高ゲインの増幅器等も不要
であり、さらに、回転軸の表面に表皮として設けた磁歪
膜の表皮効果により回転軸の材質の影響を受け難く、熱
処理も可能であることから、機械的強度や耐久性が優
れ、ステアリング等に好適である。このように磁歪効果
が高まった磁歪膜に対向して励磁コイルを巻いた略Ｕ字
形の励磁用磁心を配置し、この励磁用磁心に対して９０
゜位相を変えた状態で検出コイルを巻いた略Ｕ字形の検
出用磁心を配置し、磁歪膜を通る磁路と励磁コイルと検
出コイルとで磁気回路を形成し、励磁コイルと検出コイ
ルとでブリッジ回路を構成することで、回転軸を介して
磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに応じて
磁歪膜に生じる磁歪効果をブリッジ回路にて電気的に検
出するのであるから、ブリッジ回路による検出精度を高
めることができる。そして、略Ｕ字形の励磁・検出用磁
心の強度が大きく、耐久性に優れ、ステアリング等に好
適であるとともに、製作が容易になる。
【００４６】さらには、回転軸の表面に表皮としての磁
歪膜を設け、この磁歪膜の磁歪効果をブリッジ回路にて
検出するようにしたので、その検出信号は回転軸の材料
の影響を受けない。このため、回転軸の材質については
限定されないので、設計の自由度を高めることができ
る。従って、回転軸の材質の選定自由度を高めるととも
に、磁歪式トルクセンサを安価にすることができる。
歪膜を設け、この磁歪膜の磁歪効果をブリッジ回路にて
検出するようにしたので、その検出信号は回転軸の材料
の影響を受けない。このため、回転軸の材質については
限定されないので、設計の自由度を高めることができ
る。従って、回転軸の材質の選定自由度を高めるととも
に、磁歪式トルクセンサを安価にすることができる。
【００４７】請求項２は、作用トルクに応じて磁歪特性
が変化する磁歪膜を、回転軸に所定幅で全周にわたって
設けるだけなので、回転角度を気にする必要がない。こ
の結果、回転軸に磁歪膜を容易に設けることができ、そ
のための加工コストを大幅に低減することができる。さ
らに、励磁・検出コイルが小型になるとともに、回転軸
に設けた磁歪膜の幅が小さくなるので、磁歪膜の素材コ
ストを低減することができる。
が変化する磁歪膜を、回転軸に所定幅で全周にわたって
設けるだけなので、回転角度を気にする必要がない。こ
の結果、回転軸に磁歪膜を容易に設けることができ、そ
のための加工コストを大幅に低減することができる。さ
らに、励磁・検出コイルが小型になるとともに、回転軸
に設けた磁歪膜の幅が小さくなるので、磁歪膜の素材コ
ストを低減することができる。
【００４８】しかも、回転軸に所定幅で全周にわたって
設けた磁歪膜であり、表皮部分の磁歪膜の磁歪効果が大
きく、出力感度が高いので、高ゲインの増幅器等も不要
であり、さらに、回転軸の表面に表皮として設けた磁歪
膜の表皮効果により回転軸の材質の影響を受け難く、熱
処理も可能であることから、機械的強度や耐久性が優
れ、ステアリング等に好適である。このように磁歪効果
が高まった磁歪膜に対向して概ね８の字状の励磁コイル
を配置し、この励磁コイルに概ね８の字状の検出コイル
を９０゜位相を変えた状態で重ね合わせることで、回転
軸を介して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトル
クに応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイルにて電
気的に検出するのであるから、検出コイルによる検出精
度を高めることができる。
設けた磁歪膜であり、表皮部分の磁歪膜の磁歪効果が大
きく、出力感度が高いので、高ゲインの増幅器等も不要
であり、さらに、回転軸の表面に表皮として設けた磁歪
膜の表皮効果により回転軸の材質の影響を受け難く、熱
処理も可能であることから、機械的強度や耐久性が優
れ、ステアリング等に好適である。このように磁歪効果
が高まった磁歪膜に対向して概ね８の字状の励磁コイル
を配置し、この励磁コイルに概ね８の字状の検出コイル
を９０゜位相を変えた状態で重ね合わせることで、回転
軸を介して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトル
クに応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイルにて電
気的に検出するのであるから、検出コイルによる検出精
度を高めることができる。
【００４９】さらには、回転軸の表面に表皮としての磁
歪膜を設け、この磁歪膜の磁歪効果を検出コイルにて検
出するようにしたので、その検出信号は回転軸の材料の
影響を受けない。このため、回転軸の材質については限
定されないので、設計の自由度を高めることができる。
従って、回転軸の材質の選定自由度を高めるとともに、
磁歪式トルクセンサを安価にすることができる。
歪膜を設け、この磁歪膜の磁歪効果を検出コイルにて検
出するようにしたので、その検出信号は回転軸の材料の
影響を受けない。このため、回転軸の材質については限
定されないので、設計の自由度を高めることができる。
従って、回転軸の材質の選定自由度を高めるとともに、
磁歪式トルクセンサを安価にすることができる。
【００５０】請求項３は、操舵トルクを操舵トルクセン
サにて検出するようにし、この操舵トルクセンサを、回
転軸に設けた磁歪膜の磁歪効果を検出する磁歪式トルク
センサで構成したので、回転軸を、操舵トルクを伝達す
る軸として使用することができる。従来の電動パワース
テアリング装置において操舵トルクを検出する場合のよ
うに、回転軸を長手方向に二分割して、これら分割軸間
をトーションバーにて連結する必要がない。このように
回転軸を分割しないので、回転軸を簡素な構成にするこ
とができる。
サにて検出するようにし、この操舵トルクセンサを、回
転軸に設けた磁歪膜の磁歪効果を検出する磁歪式トルク
センサで構成したので、回転軸を、操舵トルクを伝達す
る軸として使用することができる。従来の電動パワース
テアリング装置において操舵トルクを検出する場合のよ
うに、回転軸を長手方向に二分割して、これら分割軸間
をトーションバーにて連結する必要がない。このように
回転軸を分割しないので、回転軸を簡素な構成にするこ
とができる。
【００５１】しかも、分割しない回転軸であるから、操
舵トルクが作用したときに、磁歪式トルクセンサを配置
した部分でのねじれ角が極めて小さくてすむ。回転軸の
ねじれ角が小さくても、操舵トルクに応じて磁歪膜に生
じる磁歪効果を検出コイルにて電気的に検出することに
よって、操舵トルクを速やかに検出することができる。
従って、操舵トルクに応じた補助トルクを発生させて補
助するステアリングシステムの応答性を、より一層高め
ることができる。このため、操舵感覚を高めることがで
きる。
舵トルクが作用したときに、磁歪式トルクセンサを配置
した部分でのねじれ角が極めて小さくてすむ。回転軸の
ねじれ角が小さくても、操舵トルクに応じて磁歪膜に生
じる磁歪効果を検出コイルにて電気的に検出することに
よって、操舵トルクを速やかに検出することができる。
従って、操舵トルクに応じた補助トルクを発生させて補
助するステアリングシステムの応答性を、より一層高め
ることができる。このため、操舵感覚を高めることがで
きる。
【００５２】さらには、分割しない回転軸であるから、
十分に長くすることができる。回転軸が長いと、回転軸
にピニオンを加工する場合に、回転軸を加工機械にセッ
テイングすることが容易であり、加工精度を一層高める
ことができる。加工精度が高まると、ピニオンとラック
との噛み合い精度も高まる。この結果、ラックアンドピ
ニオン機構の動力伝達効率を高めることができる。
十分に長くすることができる。回転軸が長いと、回転軸
にピニオンを加工する場合に、回転軸を加工機械にセッ
テイングすることが容易であり、加工精度を一層高める
ことができる。加工精度が高まると、ピニオンとラック
との噛み合い精度も高まる。この結果、ラックアンドピ
ニオン機構の動力伝達効率を高めることができる。
【００５３】さらにまた、回転軸の表面に所定幅で全周
にわたって磁歪膜を設け、この磁歪膜の磁歪効果を検出
コイルにて検出するようにした磁歪式トルクセンサを、
操舵トルクセンサとして用いるので、回転軸の材質につ
いては限定されない。このため、回転軸として機械的強
度が大きい材料を用いることができる。例えば、回転軸
からラックアンドピニオン機構を介して操舵輪にトルク
を伝達する構成であって、回転軸にピニオンを一体に形
成する場合には、機械的強度が大きい材料からなる回転
軸並びにピニオンとすることで、ピニオンの強度を十分
に高めることができる。この結果、ピニオンとラックと
の噛み合い強度が高まるので、補助トルクが、通常の操
作時よりも大きい場合であっても、大きいトルクを十分
に伝達することができる。従って、電動機の慣性による
負荷トルクに対して十分な耐久性を有するラックアンド
ピニオン機構を備えた、電動パワーステアリング装置と
することができる。
にわたって磁歪膜を設け、この磁歪膜の磁歪効果を検出
コイルにて検出するようにした磁歪式トルクセンサを、
操舵トルクセンサとして用いるので、回転軸の材質につ
いては限定されない。このため、回転軸として機械的強
度が大きい材料を用いることができる。例えば、回転軸
からラックアンドピニオン機構を介して操舵輪にトルク
を伝達する構成であって、回転軸にピニオンを一体に形
成する場合には、機械的強度が大きい材料からなる回転
軸並びにピニオンとすることで、ピニオンの強度を十分
に高めることができる。この結果、ピニオンとラックと
の噛み合い強度が高まるので、補助トルクが、通常の操
作時よりも大きい場合であっても、大きいトルクを十分
に伝達することができる。従って、電動機の慣性による
負荷トルクに対して十分な耐久性を有するラックアンド
ピニオン機構を備えた、電動パワーステアリング装置と
することができる。
【図１】本発明に係る磁歪式トルクセンサの原理図
【図２】本発明に係る車両用ステアリングシステムの模
式図
式図
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図
体構成図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】本発明に係る磁歪式トルクセンサ（他の実施の
形態）の原理図
形態）の原理図
【図６】本発明に係る磁歪式トルクセンサ（他の実施の
形態）の原理図
形態）の原理図
【図７】本発明に係る磁歪式トルクセンサ（他の実施の
形態）のブリッジ回路の等価回路図
形態）のブリッジ回路の等価回路図
１０…車両用ステアリングシステム、１１…ステアリン
グハンドル、２２…ステアリング系、３０…電動パワー
ステアリング装置、３１…回転軸、７０…磁歪式トルク
センサ（トルクセンサ、操舵トルクセンサ）、７１…磁
歪膜、７２…励磁コイル、７３…検出コイル、１１０…
磁歪式トルクセンサ（トルクセンサ、操舵トルクセン
サ）、１１１…励磁コイル、１１２…励磁用磁心、１１
３…検出コイル、１１４…検出用磁心、１２３…ブリッ
ジ回路、Ｗ…磁歪膜の所定幅。
グハンドル、２２…ステアリング系、３０…電動パワー
ステアリング装置、３１…回転軸、７０…磁歪式トルク
センサ（トルクセンサ、操舵トルクセンサ）、７１…磁
歪膜、７２…励磁コイル、７３…検出コイル、１１０…
磁歪式トルクセンサ（トルクセンサ、操舵トルクセン
サ）、１１１…励磁コイル、１１２…励磁用磁心、１１
３…検出コイル、１１４…検出用磁心、１２３…ブリッ
ジ回路、Ｗ…磁歪膜の所定幅。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 勝治 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山脇 茂 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 米田 篤彦 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 寺田 泰浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB05 AC01 BA03 3D033 CA28
Claims (3)
- 【請求項１】 回転軸に、作用トルクに応じて磁歪特性
が変化する磁歪膜を所定幅で全周にわたって設け、この
磁歪膜に対向して励磁コイルを巻いた略Ｕ字形の励磁用
磁心を配置し、この励磁用磁心に対して９０゜位相を変
えた状態で検出コイルを巻いた略Ｕ字形の検出用磁心を
配置し、前記磁歪膜を通る磁路と前記励磁コイルと検出
コイルとで磁気回路を形成し、前記励磁コイルと検出コ
イルとでブリッジ回路を構成したことで、前記回転軸を
介して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに
応じて磁歪膜に生じる磁歪効果を前記ブリッジ回路にて
電気的に検出するように構成した磁歪式トルクセンサ。 - 【請求項２】 回転軸に、作用トルクに応じて磁歪特性
が変化する磁歪膜を所定幅で全周にわたって設け、この
磁歪膜に対向して概ね８の字状の励磁コイルを配置し、
この励磁コイルに概ね８の字状の検出コイルを９０゜位
相を変えた状態で重ね合わせたことで、前記回転軸を介
して磁歪膜にトルクが作用したときに、このトルクに応
じて磁歪膜に生じる磁歪効果を検出コイルにて電気的に
検出するように構成した磁歪式トルクセンサ。 - 【請求項３】 前記請求項１又は請求項２記載の磁歪式
トルクセンサを、車両用ステアリングハンドルで発生し
たステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルクセ
ンサとして搭載したことを特徴とする磁歪式トルクセン
サを搭載した電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31151499A JP2001133337A (ja) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | 磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置 |
| US09/696,653 US6422095B1 (en) | 1999-11-01 | 2000-10-25 | Magnetostrictive torque sensor and electric power steering apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006258793A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-09-28 | Jtekt Corp | トルク検出装置およびピニオン軸支持用軸受装置 |
| JP2008070379A (ja) * | 2007-10-22 | 2008-03-27 | Honda Motor Co Ltd | 回転トルク検出機構及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2008083063A (ja) * | 2007-11-30 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置 |
| JP2008134261A (ja) * | 2008-02-12 | 2008-06-12 | Honda Motor Co Ltd | 回転トルク検出機構及び電動パワーステアリング装置 |
| EP1978344A2 (en) | 2007-04-03 | 2008-10-08 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor and method for manufacturing same |
| EP1998157A2 (en) | 2007-05-30 | 2008-12-03 | Honda Motor Co., Ltd | Magnetostrictive torque sensor |
| US7478568B2 (en) | 2006-03-29 | 2009-01-20 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor system and electric power steering apparatus employing the same |
| US7584673B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-09-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor (magnetic erasing) |
| DE112007003215T5 (de) | 2007-01-02 | 2009-11-26 | Azuma Systems Co., Ltd. | Magnetostriktiver Drehmomentsensor und Drehmomentermittlungsverfahren |
| US7735382B2 (en) | 2006-02-21 | 2010-06-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive mechanical quantity sensor and method for manufacturing same |
| CN110662950A (zh) * | 2017-05-22 | 2020-01-07 | 赫姆霍兹-森德拉姆德雷斯顿-罗森多夫研究中心 | 用于表征轴的扭转、旋转和/或定位的装置、组件和方法 |
| WO2021020404A1 (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002257648A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Honda Motor Co Ltd | トルク検出装置及びトルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置 |
| US6959781B2 (en) * | 2003-02-04 | 2005-11-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Rotational torque detection mechanism and power steering apparatus |
| JP4728764B2 (ja) * | 2005-10-05 | 2011-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサとこれを利用した電動パワーステアリング装置 |
| JP4908904B2 (ja) * | 2006-04-17 | 2012-04-04 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
| US7752921B2 (en) * | 2006-04-19 | 2010-07-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor |
| EP1892172B1 (en) * | 2006-08-21 | 2009-09-16 | JTEKT Corporation | Steering apparatus |
| EP2374691B1 (en) * | 2007-11-06 | 2014-04-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric Power Steering Device |
| JP4866437B2 (ja) * | 2009-04-17 | 2012-02-01 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ及びその製造方法 |
| DE102011075391A1 (de) * | 2011-05-06 | 2013-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetoelastischer Drehmomentsensor |
| DE102011081869A1 (de) * | 2011-08-31 | 2013-02-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Messkopf für einen magnetoelastischen Sensor |
| WO2017057749A1 (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | ヤマハ発動機株式会社 | 磁歪式トルクセンサ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5214985B2 (ja) * | 1972-04-03 | 1977-04-26 | ||
| DE3475831D1 (en) * | 1983-08-30 | 1989-02-02 | Toshiba Kk | A torque sensor of the noncontact type |
| US5280729A (en) * | 1991-04-30 | 1994-01-25 | Nissan Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque detecting apparatus |
| JP3252004B2 (ja) | 1993-01-24 | 2002-01-28 | 一郎 笹田 | 磁歪式トルクセンサ |
| US5589645A (en) * | 1993-11-30 | 1996-12-31 | Unisia Jecs Corporation | Structure of magnetostrictive shaft applicable to magnetostriction-type torque sensor for detecting torque applied to rotatable shaft and method for manufacturing the same |
| JPH09166505A (ja) | 1995-12-13 | 1997-06-24 | Yaskawa Electric Corp | 磁歪式トルクセンサの製造方法 |
-
1999
- 1999-11-01 JP JP31151499A patent/JP2001133337A/ja active Pending
-
2000
- 2000-10-25 US US09/696,653 patent/US6422095B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6978686B2 (en) | 2002-09-18 | 2005-12-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Torque sensor |
| US7013741B2 (en) | 2003-04-02 | 2006-03-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Torque sensor |
| JP2006258793A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-09-28 | Jtekt Corp | トルク検出装置およびピニオン軸支持用軸受装置 |
| US7735382B2 (en) | 2006-02-21 | 2010-06-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive mechanical quantity sensor and method for manufacturing same |
| US7478568B2 (en) | 2006-03-29 | 2009-01-20 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor system and electric power steering apparatus employing the same |
| US7584673B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-09-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor (magnetic erasing) |
| DE112007003215T5 (de) | 2007-01-02 | 2009-11-26 | Azuma Systems Co., Ltd. | Magnetostriktiver Drehmomentsensor und Drehmomentermittlungsverfahren |
| US7997152B2 (en) | 2007-01-02 | 2011-08-16 | Azuma Shokai Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor and torque detection method |
| EP1978344A2 (en) | 2007-04-03 | 2008-10-08 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor and method for manufacturing same |
| US7752922B2 (en) | 2007-04-03 | 2010-07-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor and method for manufacturing same |
| EP1998157A2 (en) | 2007-05-30 | 2008-12-03 | Honda Motor Co., Ltd | Magnetostrictive torque sensor |
| US7752923B2 (en) | 2007-05-30 | 2010-07-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Magnetostrictive torque sensor |
| JP2008070379A (ja) * | 2007-10-22 | 2008-03-27 | Honda Motor Co Ltd | 回転トルク検出機構及び電動パワーステアリング装置 |
| JP2008083063A (ja) * | 2007-11-30 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ及び磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置 |
| JP2008134261A (ja) * | 2008-02-12 | 2008-06-12 | Honda Motor Co Ltd | 回転トルク検出機構及び電動パワーステアリング装置 |
| CN110662950A (zh) * | 2017-05-22 | 2020-01-07 | 赫姆霍兹-森德拉姆德雷斯顿-罗森多夫研究中心 | 用于表征轴的扭转、旋转和/或定位的装置、组件和方法 |
| CN110662950B (zh) * | 2017-05-22 | 2022-05-03 | 赫姆霍兹-森德拉姆德雷斯顿-罗森多夫研究中心 | 用于表征轴的扭转、旋转和/或定位的装置、组件和方法 |
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| WO2021020404A1 (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | トルク検出器、モータユニット及び電動自転車 |
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