JP2009008547A - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な電気的構成で温度の影響が排除されたトルクを検出すること。
【解決手段】第１の電圧信号ｖ１は第１の応力検出部の透磁率が変わることに応じて大きさが変動するものであり、第２の電圧信号ｖ２は第２の応力検出部の透磁率が変わることに応じて大きさが変動するものであり、第３の電圧信号ｖ３はセンサシャフトが熱膨張することに応じて大きさが変動するものであり、第１の差動増幅回路５９では第１の電圧信号ｖ１から第３の電圧信号ｖ３が減算されることに基づいて熱膨張分が排除され、第２の差動増幅回路６１では第２の電圧信号ｖ２から第３の電圧信号ｖ３が減算されることに基づいて熱膨張分が排除され、差動増幅回路６３では第１のピーク信号Ｖ１０から第２のピーク信号Ｖ２０が減算されることに基づいて熱膨張分が排除された正確なセンサ信号Ｖｏｕｔが生成される。
【選択図】図３

Description

本発明はセンサシャフトに作用するトルクを磁気歪現象を利用して非接触で検出する磁歪式トルクセンサに関する。

上記磁歪式トルクセンサの従来構成を図面に基づいて説明する。センサシャフト１００の外周面には、図６に示すように、第１の応力検出部１０１および第２の応力検出部１０２が形成されている。第１の応力検出部１０１はセンサシャフト１００の軸心線ＣＬに対して反時計回り方向へ４５°の角度で傾斜する凹凸状の検出パターンに磁歪膜を形成したものであり、第１の応力検出部１０１の外周面には第１のセンサコイル１０３が非接触状態で対向配置されている。第２の応力検出部１０２はセンサシャフト１００の軸心線ＣＬに対して時計回り方向へ４５°の角度で傾斜する凹凸状の検出パターンに磁歪膜を形成したものであり、第２の応力検出部１０２の外周面には第２のセンサコイル１０４が非接触状態で対向配置されている。

ブリッジ回路１０５は、図７に示すように、交流電源回路１０６から交流電圧Ｖｉｎが印加されるものであり、第１の直列回路１０７および第２の直列回路１０８を相互に並列接続することから構成されている。第１の直列回路１０７は第１のセンサコイル１０３および第２のセンサコイル１０４を相互に直列接続することから構成されたものであり、第２の直列回路１０８は第１の抵抗器１０９および第２の抵抗器１１０を相互に直列接続することから構成されたものであり、差動増幅回路１１１の入力端子（＋）には第１の直列回路１０７の中点から第１の電圧信号ｖ１が与えられ、差動増幅回路１１１の入力端子（−）には第２の直列回路１０８の中点から第２の電圧信号ｖ２が与えられる。この差動増幅回路１１１は第１の電圧信号ｖ１および第２の電圧信号ｖ２相互間の差分に応じた電圧レベルの交流の差動増幅信号ｖ１２を出力するものであり、ピーク検出回路１１２は差動増幅信号ｖ１２のピーク値をホールドすることに基づいて一定の電圧レベルのセンサ信号Ｖｏｕｔを出力する。
特開平１１−２８７７１８号公報 特開平１０−２８１８９８号公報 特開平０９−２９２２９１号公報 特開平０６−２６９４９号公報 特開平０５−２２３６６３号公報

上記従来の磁歪式トルクセンサによれば、センサシャフト１００が昇温することに基づいて熱膨張したときには第１の応力検出部１０１および第２の応力検出部１０２のそれぞれに引張応力が作用する。例えば第１の応力検出部１０１および第２の応力検出部１０２相互間で検出パターンの形状が相違している場合またはセンサシャフト１００の形状が相違している場合または磁歪膜の付着具合が相違している場合には第１の応力検出部１０１および第２の応力検出部１０２のそれぞれに相互に異なる引張応力が作用し、ピーク検出回路１１２から出力されるセンサ信号Ｖｏｕｔに温度変化の影響が生じるので、センサシャフト１００に作用するトルクを正確に検出することができない。これら第１の応力検出部１０１および第２の応力検出部１０２相互間で検出パターンの形状〜磁歪膜の付着具合のそれぞれが同一である場合であってもセンサシャフト１００の一端部にモータの回転軸またはブレーキ装置の制動軸等の発熱体が連結されているときにはセンサシャフト１００の軸方向に沿って温度勾配が生成され、第１の応力検出部１０１および第２の応力検出部１０２のそれぞれに相互に異なる引張応力が作用するので、センサシャフト１００に作用するトルクを正確に検出することができない。図８は従来の磁歪式トルクセンサに加わる温度をトルクの非作用状態で変化させたときのセンサ信号Ｖｏｕｔを測定したものであり、従来の磁歪式トルクセンサでは温度変化の影響でセンサ信号Ｖｏｕｔが０点を基準にばらつくことを確認することができる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、トルクを温度の影響に拘らず簡単な電気的構成で正確に検出することができる磁歪式トルクセンサを提供することを目的とするものである。

請求項１記載の磁歪式トルクセンサは、直線状をなすセンサシャフトと、前記センサシャフトの外周面に軸方向に相互に間隔を置いて設けられたものであって前記センサシャフトにトルクが作用することに基づいて透磁率が相互に異なる方向へ変化する磁気的異方性が付与される第１の応力検出部および第２の応力検出部と、前記第１の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第１のセンサコイルと、前記第２の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第２のセンサコイルと、前記第１のセンサコイルおよび前記第２のセンサコイル相互間に設けられたものであって一部または全部が前記第１の応力検出部および前記第２の応力検出部相互間の隙間で前記センサシャフトの外周面に非接触状態で対向する第３のセンサコイルと、交流電源回路から交流電圧が印加されるものであって前記第１のセンサコイルに第１のインピーダンスを直列接続してなる第１の直列回路と前記第２のセンサコイルに第２のインピーダンスを直列接続してなる第２の直列回路と前記第３のセンサコイルに第３のインピーダンスを直列接続してなる第３の直列回路の３者を相互に並列接続してなるブリッジ回路と、前記第１のセンサコイルおよび前記第１のインピーダンス相互間の中点から出力される第１の電圧信号および前記第３のセンサコイルおよび前記第３のインピーダンス相互間の中点から出力される第３の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第１の差動増幅信号を出力する第１の差動増幅回路と、前記第２のセンサコイルおよび前記第２のインピーダンス相互間の中点から出力される第２の電圧信号および前記第３のセンサコイルおよび前記第３のインピーダンス相互間の中点から出力される第３の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第２の差動増幅信号を出力する第２の差動増幅回路と、前記第１の差動増幅回路から出力される第１の差動増幅信号および前記第２の差動増幅回路から出力される第２の差動増幅信号の双方に基づいて前記センサシャフトに作用するトルクの大きさに応じたセンサ信号を出力する出力回路を備えたところに特徴を有する。

請求項３記載の磁歪式トルクセンサは、直線状をなすセンサシャフトと、前記センサシャフトの外周面に設けられたものであって前記センサシャフトの軸心線に対して傾斜する複数の凹部および複数の凸部を有する第１の応力検出部と、前記第１の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第１のセンサコイルと、前記センサシャフトの外周面に前記第１の応力検出部の一方側に位置して設けられたものであって前記センサシャフトの外周面を取囲む円環状をなすと共に前記センサシャフトの軸心線に対して直交する円環状をなす複数の凹部および複数の凸部を有する第２の応力検出部と、前記第２の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第２のセンサコイルと、前記センサシャフトの外周面に前記第１の応力検出部の他方側に位置して設けられたものであって前記センサシャフトの外周面を取囲む円環状をなすと共に前記センサシャフトの軸心線に対して直交する円環状をなす複数の凹部および複数の凸部を有する第３の応力検出部と、前記第３の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第３のセンサコイルと、交流電源回路から交流電圧が印加されるものであって前記第１のセンサコイルに第１のインピーダンスを直列接続してなる第１の直列回路と前記第２のセンサコイルに第２のインピーダンスを直列接続してなる第２の直列回路と前記第３のセンサコイルに第３のインピーダンスを直列接続してなる第３の直列回路の３者を相互に並列接続してなるブリッジ回路と、前記第１のセンサコイルおよび前記第１のインピーダンス相互間の中点から出力される第１の電圧信号および前記第２のセンサコイルおよび前記第２のインピーダンス相互間の中点から出力される第２の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第１の差動増幅信号を出力する第１の差動増幅回路と、前記第１のセンサコイルおよび前記第１のインピーダンス相互間の中点から出力される第１の電圧信号および前記第３のセンサコイルおよび前記第３のインピーダンス相互間の中点から出力される第３の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第２の差動増幅信号を出力する第２の差動増幅回路と、前記第１の差動増幅回路から出力される第１の差動増幅信号および前記第２の差動増幅回路から出力される第２の差動増幅信号の双方に基づいて前記センサシャフトに作用するトルクの大きさに応じたセンサ信号を出力する出力回路を備えたところに特徴を有する。

１．請求項１記載の磁歪式トルクセンサの作用および効果の説明
センサシャフトにトルクが作用したときには第１の応力検出部の透磁率および第２の応力検出部の透磁率のそれぞれが互いに異なる方向に変化する。すると、第１のセンサコイルのインダクタンスおよび第２のセンサコイルのインダクタンスのそれぞれが変化することに基づいてブリッジ回路の平衡状態が崩れ、第１の直列回路の中点から第１の差動増幅回路に入力される第１の電圧信号の大きさが変化し、第２の直列回路の中点から第２の差動増幅回路に入力される第２の電圧信号の大きさが変化する。第１の電圧信号はセンサシャフトが熱膨張することに起因する第１の応力検出部の透磁率の変化を含むものであり、第２の電圧信号はセンサシャフトが熱膨張することに起因する第２の応力検出部の透磁率の変化を含むものであり、第１の差動増幅回路では第１の電圧信号および第３の電圧信号相互間の差分が演算されることに基づいて第１の電圧信号からセンサシャフトの熱膨張分が排除され、第２の差動増幅回路では第２の電圧信号および第３の電圧信号相互間の差分が演算されることに基づいて第２の電圧信号からセンサシャフトの熱膨張分が排除され、出力回路では第１の差動増幅回路から出力される第１の差動増幅信号および第２の差動増幅回路から出力される第２の差動増幅信号の双方に基づいてセンサシャフトの熱膨張分が排除されたセンサ信号が生成される。このため、ブリッジ回路を利用した簡単な電気的構成で温度の影響が排除されたトルクを検出できる。
２．請求項３記載の磁歪式トルクセンサの作用および効果の説明
センサシャフトにトルクが作用したときには第１のセンサコイルのインダクタンスが変化することに基づいてブリッジ回路の平衡状態が崩れ、第１の直列回路の中点から第１の差動増幅回路および第２の差動増幅回路のそれぞれに入力される第１の電圧信号の大きさが変化する。第１の電圧信号は第１の応力検出部の透磁率がセンサシャフトの捩れで変わることに応じて変動するものであり、第１の応力検出部の透磁率がセンサシャフトの熱膨張に応じて変わる影響を含んでいる。第２の電圧信号は第２の応力検出部の透磁率がセンサシャフトの熱膨張で変わることに応じて変動するものであり、捩れの影響を含んでいない。このため、第１の差動増幅回路で第１の電圧信号および第２の電圧信号相互間の差分が演算されることに基づいて第１の電圧信号から第２の応力検出部側の熱膨張分が排除され、第１の差動増幅回路から第３の応力検出部側の熱膨張分のみが残る第１の差動増幅信号が出力される。第３の電圧信号は第３の応力検出部の透磁率がセンサシャフトの熱膨張で変わることに応じて変動するものであり、捩れの影響を含んでいない。このため、第２の差動増幅回路で第１の電圧信号および第３の電圧信号相互間の差分が演算されることに基づいて第１の電圧信号から第３の応力検出部側の熱膨張分が排除され、第２の差動増幅回路から第２の応力検出部側の熱膨張分のみが残る第２の差動増幅信号が出力される。第２の応力検出部は第１の応力検出部の一方側に配置され、第３の応力検出部は第１の応力検出部の他方側に配置されているので、センサシャフトに軸方向に沿って温度勾配が発生している場合には第２の応力検出部側の熱膨張分および第３の応力検出部側の熱膨張分が相互に同程度の大きさになる。このため、出力回路で第２の応力検出部側の熱膨張分および第３の応力検出部側の熱膨張分が相殺されるので、出力回路から温度勾配の影響が排除されたセンサ信号が出力される。従って、ブリッジ回路を利用した簡単な電気的構成で温度の影響が排除されたトルクを検出できる。

［実施例１］
センサケース１は、図１に示すように、第１のケース２および第２のケース３を相互に接合することから構成されたものである。これら第１のケース２および第２のケース３のそれぞれは一面が開口する円形状をなすものであり、第１のケース２の一面は第２のケース３によって塞がれ、第２のケース３の一面は第１のケース２によって塞がれている。これら第１のケース２の内周面および第２のケース３の内周面のそれぞれには軸受４の外輪が固定されており、両軸受４のそれぞれの内輪には共通のセンサシャフト５が固定されている。このセンサシャフト５は軸方向へ直線的に延びる軸心線ＣＬを備えた円柱状をなすものであり、軸心線ＣＬを中心にセンサケース１に対して回転可能にされている。このセンサシャフト５は磁性ステンレス鋼等の磁性金属を材料に形成されたものであり、センサシャフト５の一端部は歯車を介して扉のハンドルに連結され、センサシャフト５の他端部は別の歯車を介して扉のうちハンドルとは別の部分に連結されている。この扉は冷蔵庫の貯蔵室を閉鎖する閉鎖状態および貯蔵室を開放する開放状態相互間で前後方向へ直線的に移動可能にされたものであり、使用者がハンドルを把持して扉を開閉操作したときにはシャフト５が軸心線ＣＬを中心に回転する。

センサシャフト５はハンドルの操作力に応じたトルクが作用するものであり、センサシャフト５の他端部には電動アシスト装置のアシストモータが近接配置されている。このアシストモータは扉に開放方向の操作力および閉鎖方向の操作力のそれぞれを補助的に付与するものであり、アシストモータの運転時にはアシストモータからセンサシャフト５の他端部に熱が伝達される。このアシストモータはセンサケース１と共に冷蔵庫の内部に配置されるものであり、センサシャフト５は食品を冷蔵するための低温度の環境に晒されている。従って、センサシャフト５には軸方向に沿って温度勾配が形成される。

センサシャフト５には、図１に示すように、第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０が軸方向に相互に間隔を置いて形成されている。これら第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０のそれぞれは扉のハンドルからセンサシャフト５にトルクが作用することに基づいて引張方向または圧縮方向に応力が加わるものであり、第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０のそれぞれは圧縮方向の応力が加わることに基づいて透磁率が一方向に変化し、引張方向の応力が作用することに基づいて透磁率が反対方向に変化する。即ち、第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０のそれぞれはセンサシャフト５にトルクが作用することに基づいて透磁率が相互に反対方向へ変化する磁気異方性が付与されるものであり、次のように構成されている。
＝第１の応力検出部１０について＝
センサシャフト５の外周面には、図２に示すように、検出パターン１１が形成されている。この検出パターン１１は直線状の凹部および直線状の凸部を交互に配列してなるものであり、センサシャフト５の外周面を取囲むように外周面の全域に形成されている。この検出パターン１１はセンサシャフト５に転造加工を施すことに基づいて形成されたものであり、複数の凹部および複数の凸部のそれぞれはセンサシャフト５の軸心線ＣＬに対して時計周り方向に４５°の角度で傾斜している。この検出パターン１１の表面には磁歪膜が形成されている。この磁歪膜はニッケル−鉄合金等の強磁性材からなるものであり、センサシャフト５に湿式電界メッキを施すことに基づいて形成されている。
＝第２の応力検出部２０について＝
センサシャフト５の外周面には、図２に示すように、検出パターン２１が形成されている。この検出パターン２１は直線状の凹部および直線状の凸部を交互に配列してなるものであり、センサシャフト５の外周面を取囲むように外周面の全域に形成されている。この検出パターン２１はセンサシャフト５に転造加工を施すことに基づいて形成されたものであり、複数の凹部および複数の凸部のそれぞれはセンサシャフト５の軸心線ＣＬに対して反時計周り方向に４５°の角度で傾斜している。この検出パターン２１の表面には磁歪膜が形成されている。この第２の応力検出部２０の磁歪膜は第１の応力検出部１０の磁歪膜と同一の強磁性材からなるものであり、巻取り軸からセンサシャフト５にトルクが作用したときには第１の応力検出部１０の磁歪膜の透磁率および第２の応力検出部２０の磁歪膜の透磁率のそれぞれが相互に異なる方向へトルクの大きさに応じて変化する。

センサケース１の内部には、図１に示すように、合成樹脂製のボビン３１が収納されている。このボビン３１は第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０のそれぞれを取囲む円筒状をなすものであり、ボビン３１には第１の端板３２および第２の端板３３が形成されている。この第１の端板３２は第１のケース２の軸受４に係合され、第２の端板３３は第２のケース３の軸受４に係合されており、ボビン３１は第１の端板３２および軸受４相互間の係合力と第２の端板３３および軸受４相互間の係合力の双方でセンサシャフト５に対して同心状に固定されている。このボビン３１の第１の端板３２には複数のピン端子３４が固定されており、複数のピン端子３４のそれぞれの一端部は第１のケース２を貫通してセンサケース１の外部に突出している。

ボビン３１の外周面には、図１に示すように、第１の仕切板３５および第２の仕切板３６が形成されている。第１の仕切板３５は第１の応力検出部１０の外周部に位置する円環状をなすものであり、ボビン３１には第１の仕切板３５の一方側に位置して第１のコイル装着部３７が形成されている。第２の仕切板３６は第２の応力検出部２０の外周部に位置する円環状をなすものであり、ボビン３１には第２の仕切板３６の一方側に位置して第２のコイル装着部３８が形成され、第１の仕切板３５および第２の後仕切板３６相互間に位置して第３のコイル装着部３９が形成されている。

ボビン３１の外周面には、図１に示すように、第１のコイル装着部３７内に位置して第１のセンサコイル４０が装着され、第２のコイル装着部３８内に位置して第２のセンサコイル４１が装着されており、第１のセンサコイル４０および第２のセンサコイル４１のそれぞれはセンサケース１の内部でピン端子３４に半田付けされている。第１のセンサコイル４０は第１の応力検出部１０の透磁率の変化をインダクタンスの変化として検出するものであり、図２に示すように、第１の応力検出部１０の外周面に隙間を介して対向配置されている。第２のセンサコイル４１は第２の応力検出部２０の透磁率の変化をインダクタンスの変化として検出するものであり、第２の応力検出部２０の外周面に隙間を介して対向配置されている。これら第１のセンサコイル４０の軸方向の幅寸法および第２のセンサコイル４１の軸方向の幅寸法は相互に同一に設定されており、第１のセンサコイル４０の第１の応力検出部１０に対する軸方向のラップ量および第２のセンサコイル４１の第２の応力検出部２０に対する軸方向のラップ量は相互に同一値に設定されている。

ボビン３１の外周面には、図１に示すように、第３のコイル装着部３９内に位置して第３のセンサコイル４２が装着されており、第３のセンサコイル４２はセンサケース１の内部でピン端子３４に半田付けされている。この第３のセンサコイル４２は、図２に示すように、軸方向の幅寸法が第１のセンサコイル４０の軸方向の幅寸法および第２のセンサコイル４１の軸方向の幅寸法のそれぞれに対して同一に設定されたものであり、軸方向の中心線ＷＬが感温部４３の軸方向の中心線に一致するように配置されている。この感温部４３はセンサシャフト５の外周面のうち第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間の隙間を称するものであり、凹凸状の検出パターン１１および２１がいずれも形成されていない平滑な部分である。

第３のセンサコイル４２は、図２に示すように、第１のラップ部４４と第２のラップ部４５と第３のラップ部４６を有している。第１のラップ部４４は第１の応力検出部１０の外周面に径方向から隙間を介して対向する部分を称するものであり、第２のラップ部４５は第２の応力検出部２０の外周面に径方向から隙間を介して対向する部分を称するものであり、第３のラップ部４６は感温部４３の外周面に径方向から隙間を介して対向する部分を称するものであり、第１のラップ部４４の軸方向の幅寸法および第２のラップ部４５の軸方向の幅寸法は相互に同一値に設定されている。

センサシャフト５の外周部には、図１に示すように、プリント配線基板からなる円環状のセンサ基板４７が挿入されている。このセンサ基板４７は第１のケース２に固定されたものであり、センサ基板４７にはトルク検出回路５０が搭載されている。このセンサ基板４７の配線パターンには複数のピン端子３４のそれぞれが半田付けされており、第１のセンサコイル４０と第２のセンサコイル４１と第３のセンサコイル４２のそれぞれはピン端子３４および配線パターンの双方を介してトルク検出回路５０に接続されている。このトルク検出回路５０は第１のセンサコイル４０と第２のセンサコイル４１と第３のセンサコイル４２のそれぞれのインダクタンスの変化に基づいて扉のハンドルからセンサシャフト５に作用するトルクの変化を電圧信号Ｖｏｕｔに変換するものであり、電動アシスト装置の制御回路に接続されている。この制御回路はトルク検出回路５０から出力される電圧信号Ｖｏｕｔに基づいて扉のハンドルからセンサシャフト５に作用するトルクの大きさを検出するものであり、トルクの検出結果および基準値相互間の比較結果に応じてアシストモータを運転開始することで使用者が扉を開放方向および閉鎖方向のそれぞれへ操作するときの操作力を低減する。以下、トルク検出回路５０の詳細構成について説明する。

図３の交流電源回路５１は一定周波数の交流電源Ｖｉｎを出力するものであり、交流電源回路５１にはブリッジ回路５２が接続されている。このブリッジ回路５２は交流電源回路５１から交流電圧Ｖｉｎが印加されるものであり、第１の直列回路５３と第２の直列回路５４と第３の直列回路５５の３者を相互に並列接続することから構成されている。第１の直列回路５３は第１のセンサコイル４０および第１のインピーダンスに相当する第１の抵抗器５６を相互に直列接続することから構成されたものであり、Ｌ１は第１のセンサコイル４０のインダクタンスであり、ｒ１は第１のセンサコイル４０の内部抵抗である。第２の直列回路５４は第２のセンサコイル４１および第２のインピーダンスに相当する第２の抵抗器５７を相互に直列接続することから構成されたものであり、Ｌ２は第２のセンサコイル４１のインダクタンスであり、ｒ２は第２のセンサコイル４１の内部抵抗である。第３の直列回路５５は第３のセンサコイル４２および第３のインピーダンスに相当する第３の抵抗器５８を相互に直列接続することから構成されたものであり、Ｌ３は第３のセンサコイル４２のインダクタンスであり、ｒ３は第３のセンサコイル４２の内部抵抗である。

第１のセンサコイル４０および第１の抵抗器５６相互間の中点には、図３に示すように、第１の差動増幅回路５９の入力端子（＋）が接続されており、第１の直列回路５３の中点から出力される第１の電圧信号ｖ１は第１の差動増幅回路５９の入力端子（＋）に入力される。この第１の差動増幅回路５９の入力端子（−）は第３のセンサコイル４２および第３の抵抗器５８相互間の中点に接続されており、第３の直列回路５５の中点から出力される第３の電圧信号ｖ３は第１の差動増幅回路５９の入力端子（−）に入力される。この第１の差動増幅回路５９はオペアンプを利用することから構成されたものであり、第１の電圧信号ｖ１および第３の電圧信号ｖ３相互間の差分に応じた電圧レベルの交流の第１の差動増幅信号ｖ１３を出力する。この第１の差動増幅回路５９の出力端子には第１のピーク検出回路６０の入力端子が接続されている。この第１のピーク検出回路６０はダイオードとコンデンサとオペアンプを含んで構成されたものであり、第１の差動増幅回路５９から出力される第１の差動増幅信号ｖ１３の一方側のピーク値をホールドすることに基づいて一定の電圧レベルの第１のピーク信号Ｖ１０を出力する。

第２のセンサコイル４１および第２の抵抗器５７相互間の中点には、図３に示すように、第２の差動増幅回路６１の入力端子（＋）が接続されており、第２の直列回路５４の中点から出力される第２の電圧信号ｖ２は第２の差動増幅回路６１の入力端子（＋）に入力される。この第２の差動増幅回路６１の入力端子（−）は第３のセンサコイル４２および第３の抵抗器５８相互間の中点に接続されており、第３の直列回路５５の中点から出力される第３の電圧信号ｖ３は第２の差動増幅回路６１の入力端子（−）に入力される。この第２の差動増幅回路６１はオペアンプを利用することから構成されたものであり、第２の電圧信号ｖ２および第３の電圧信号ｖ３相互間の差分に応じた電圧レベルの交流の第２の差動増幅信号ｖ２３を出力する。この第２の差動増幅回路６１の出力端子には第２のピーク検出回路６２の入力端子が接続されている。この第２のピーク検出回路６２はダイオードとコンデンサとオペアンプを含んで構成されたものであり、第２の差動増幅回路６１から出力される第２の差動増幅信号ｖ２３の一方側のピーク値をホールドすることに基づいて一定の電圧レベルの第２のピーク信号Ｖ２０を出力する。

第１のピーク検出回路６０の出力端子には差動増幅回路６３の入力端子（＋）が接続されている。この差動増幅回路６３は出力回路に相当するものであり、差動増幅回路６３の入力端子（−）には第２のピーク検出回路６２の出力端子が接続されている。この差動増幅器６３はオペアンプを利用して構成されたものであり、第１のピーク信号Ｖ１０および第２のピーク信号Ｖ２０相互間の差分に応じた電圧レベルの差動増幅信号Ｖｏｕｔをセンサ信号として出力する。

センサシャフト５にトルクが作用したときには第１の応力検出部１０の透磁率および第２の応力検出部２０の透磁率のそれぞれがトルクの影響で相互に異なる方向に変化する。すると、第１のセンサコイル４０のインダクタンスおよび第２のセンサコイル４１のインダクタンスのそれぞれが変化することに基づいてブリッジ回路５２の平衡状態が崩れ、第１の直列回路５３の中点から第１の差動増幅回路５９の入力端子（＋）に入力される第１の電圧信号ｖ１の大きさが変化し、第２の直列回路５４の中点から第２の差動増幅回路６１の入力端子（＋）に入力される第２の電圧信号ｖ２の大きさが変化する。

第１の電圧信号ｖ１はセンサシャフト５が熱膨張することに起因する第１の応力検出部１１の透磁率の変化を含むものであり、第２の電圧信号ｖ２はセンサシャフト５が熱膨張することに起因する第２の応力検出部２１の透磁率の変化を含むものであり、第１の差動増幅回路５９では第１の電圧信号ｖ１から第３の電圧信号ｖ３が減算されることに基づいてセンサシャフト５の熱膨張分が排除され、第２の差動増幅回路６１では第２の電圧信号ｖ２から第３の電圧信号ｖ３が減算されることに基づいてセンサシャフト５の熱膨張分が排除される。このため、第１のピーク検出回路６０から差動増幅回路６３にセンサシャフト５の熱膨張分が排除された第１のピーク信号Ｖ１０が出力され、第２のピーク検出回路６２から差動増幅回路６３にセンサシャフト５の熱膨張分が排除された第２のピーク信号Ｖ２０が出力されるので、差動増幅回路６３からセンサシャフト５の熱膨張分が排除されたセンサ信号Ｖｏｕｔが出力される。

第１の直列回路５３から出力される第１の電圧信号ｖ１と第２の直列回路５４から出力される第２の電圧信号ｖ２と第３の直列回路５５から出力される第３の電圧信号ｖ３のそれぞれは下記（１）式〜（３）式の通りである。

ｖ１＝（Ｋｔ×τ＋Ｋｏ×Ｔ）×Ｖｉｎ ・・・・・・・（１）
ｖ２＝（−Ｋｔ×τ＋Ｋｏ×Ｔ）×Ｖｉｎ ・・・・・・・（２）
ｖ３＝Ｋｏ×Ｔ×Ｖｉｎ ・・・・・・・（３）
但し、τは扉のハンドルからセンサシャフト５に作用するトルクであり、トルクτの単位は「Ｎ・ｍ」である。Ｔはセンサシャフト５に作用する温度であり、温度Ｔの単位は「ｄｅｇ」である。Ｋｔはトルクに対する電圧感度である。この電圧感度はセンサシャフト５にトルクが作用した場合の反応の度合いを示すものであり、電圧感度Ｋｔの単位は「Ｖ／Ｎ・ｍ」である。Ｋｏは温度に対する電圧感度である。この電圧感度はセンサシャフト５に温度が作用した場合の反応の度合いを示すものであり、電圧感度Ｋｏの単位は「ｄｅｇ／Ｎ・ｍ」である。

第１のピーク検出回路６０から出力される第１のピーク信号Ｖ１０および第２のピーク検出回路６２から出力される第２のピーク信号Ｖ２０は下記（４）式〜（５）式の通りであり、差動増幅回路６３から出力されるセンサ信号Ｖｏｕｔは下記（６）式の通りであり、第３のセンサコイル４２を追加する簡単な構成で温度Ｔの影響が排除されたトルクを検出することができる。

Ｖ１０∝ｖ１−ｖ３＝Ｋｔ×τ×Ｖｉｎ ・・・・・・・（４）
Ｖ２０∝ｖ２−ｖ３＝−Ｋｔ×τ×Ｖｉｎ ・・・・・・・（５）
Ｖｏｕｔ∝Ｖ１０−Ｖ２０＝２×Ｋｔ×τ×Ｖｉｎ ・・・・・・・（６）
上記実施例１によれば次の効果を奏する。

第３のセンサコイル４２の一部を第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間の隙間でセンサシャフト５の外周面に非接触状態で対向させたので、第１のセンサコイル４０および第２のセンサコイル４１に第３のセンサコイル４２を追加する程度の簡単な電気的構成で温度Ｔの影響が排除されたトルクを検出することができる。このため、第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間で検出パターンの形状が相違している場合とセンサシャフト５の形状が相違している場合と磁歪膜の付着具合が相違している場合と熱膨張の程度が相違している場合のそれぞれでセンサシャフト５に作用するトルクを正確に検出することができる。

第３のセンサコイル４２を第３のセンサコイル４２の軸方向の中心線ＷＬが第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間の隙間の軸方向の中心線に一致するように配置した。このため、第１の電圧信号ｖ１および第２の電圧信号ｖ２のそれぞれから第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間の中央部でのセンサシャフト５の熱膨張分が減算されるので、トルクの検出結果が一層正確になる。

上記実施例１においては、第３のセンサコイル４２の全部を第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間の隙間でセンサシャフト５の外周面に非接触状態で対向させても良い。この場合、第３のセンサコイル４２を第３のセンサコイル４２の軸方向の中心線ＷＬが第１の応力検出部１０および第２の応力検出部２０相互間の隙間の軸方向の中心線に一致するように配置することが好ましい。
［実施例２］

センサシャフト５の外周面には、図４に示すように、第１の応力検出部７１が形成されている。この第１の応力検出部７１はセンサシャフト５の外周面にセンサシャフト５の外周面を取囲むように検出パターンを形成し、検出パターンの表面に強磁性材製の磁歪膜を形成することから構成されたものである。この検出パターンは直線状の凹部および直線状の凸部を交互に配列してなるものであり、各凹部および各凸部のそれぞれはセンサシャフト５の軸心線ＣＬに対して時計周り方向に４５°の角度で傾斜している。

センサシャフト５の外周面には、図４に示すように、第１の応力検出部７１の軸方向の一方側に位置して第２の応力検出部７２が間隔を置いて形成され、第１の応力検出部７１の軸方向の他方側に位置して第３の応力検出部７３が間隔を置いて形成されている。これら第１の応力検出部７１と第２の応力検出部７２と第３の応力検出部７３のそれぞれは軸方向の幅寸法が相互に同一に設定されたものであり、第１の応力検出部７１は軸方向の中心線ＷＬが第２の応力検出部７２および第３の応力検出部７３相互間の間隔の軸方向の中心線に一致するように配置されている。これら第２の応力検出部７２および第３の応力検出部７３のそれぞれはセンサシャフト５の外周面に検出パターンを形成し、検出パターンの表面に強磁性材製の磁歪膜を形成することから構成されたものである。これら両検出パターンのそれぞれはセンサシャフト５を取囲む円環状の凹部およびセンサシャフト５を取囲む円環状の凸部を軸方向に交互に配列してなるものであり、各凹部および各凸部のそれぞれはセンサシャフト５の軸心線ＣＬに対して直角な非傾斜状に設定されている。

第１の応力検出部７１の外周面には、図４に示すように、第１のセンサコイル７４が間隔を置いて対向配置され、第２の応力検出部７２の外周面には第２のセンサコイル７５が間隔を置いて対向配置され、第３の応力検出部７３の外周面には第３のセンサコイル７６が間隔を置いて対向配置されている。この第１のセンサコイル７４は第１のセンサコイル７４の軸方向の中心線が第１の応力検出部７１の軸方向の中心線ＷＬに一致するように配置されたものであり、第１のセンサコイル７４の中心線ＷＬは第２のセンサコイル７５および第３のセンサコイル７６相互間の軸方向の間隔の中心線に一致している。これら第１のセンサコイル７４〜第３のセンサコイル７６のそれぞれはボビン３１に装着されたものであり、ピン端子３４を介してセンサ基板４７に電気的に接続されている。

センサ基板４７には、図５に示すように、トルク検出回路８０が搭載されている。このトルク検出回路８０は第１のセンサコイル７４と第２のセンサコイル７５と第３のセンサコイル７６のそれぞれのインダクタンスの変化に基づいて扉のハンドルからセンサシャフト５に作用するトルクの変化を電圧信号Ｖｏｕｔに変換するものであり、電動アシスト装置の制御回路に接続されている。このトルク検出回路８０の詳細構成は次の通りである。

図５の交流電源回路８１は一定周波数の交流電源Ｖｉｎを出力するものであり、交流電源回路８１にはブリッジ回路８２が接続されている。このブリッジ回路８２は交流電源回路８１から交流電圧Ｖｉｎが印加されるものであり、第１の直列回路８３と第２の直列回路８４と第３の直列回路８５の３者を相互に並列接続することから構成されている。第１の直列回路８３は第１のセンサコイル７４および第１のインピーダンスに相当する第１の抵抗器８６を相互に直列接続することから構成されたものであり、Ｌ１は第１のセンサコイル７４のインダクタンスであり、ｒ１は第１のセンサコイル７４の内部抵抗である。第２の直列回路８４は第２のセンサコイル７５および第２のインピーダンスに相当する第２の抵抗器８７を相互に直列接続することから構成されたものであり、Ｌ２は第２のセンサコイル７５のインダクタンスであり、ｒ２は第２のセンサコイル７５の内部抵抗である。第３の直列回路８５は第３のセンサコイル７６および第３のインピーダンスに相当する第３の抵抗器８８を相互に直列接続することから構成されたものであり、Ｌ３は第３のセンサコイル７６のインダクタンスであり、ｒ３は第３のセンサコイル７６の内部抵抗である。

第１のセンサコイル７４および第１の抵抗器８６相互間の中点には、図５に示すように、第１の差動増幅回路８９の入力端子（−）が接続されており、第１の直列回路８３の中点から出力される第１の電圧信号ｖ１は第１の差動増幅回路８９の入力端子（−）に入力される。この第１の差動増幅回路８９の入力端子（＋）は第２のセンサコイル７５および第２の抵抗器８７相互間の中点に接続されており、第２の直列回路８４の中点から出力される第２の電圧信号ｖ２は第１の差動増幅回路８９の入力端子（＋）に入力される。この第１の差動増幅回路８９はオペアンプを利用することから構成されたものであり、第２の電圧信号ｖ２および第１の電圧信号ｖ１相互間の差分に応じた電圧レベルの交流の第１の差動増幅信号ｖ２１を出力する。この第１の差動増幅回路８９の出力端子には第１のピーク検出回路９０の入力端子が接続されている。この第１のピーク検出回路９０はダイオードとコンデンサとオペアンプを含んで構成されたものであり、第１の差動増幅回路８９から出力される第１の差動増幅信号ｖ２１の一方側のピーク値をホールドすることに基づいて一定の電圧レベルの第１のピーク信号Ｖ１０を出力する。

第１のセンサコイル７４および第１の抵抗器８６相互間の中点には、図５に示すように、第２の差動増幅回路９１の入力端子（＋）が接続されており、第１の直列回路８３の中点から出力される第１の電圧信号ｖ１は第２の差動増幅回路９１の入力端子（＋）に入力される。この第２の差動増幅回路９１の入力端子（−）は第３のセンサコイル７６および第３の抵抗器８８相互間の中点に接続されており、第３の直列回路８５の中点から出力される第３の電圧信号ｖ３は第２の差動増幅回路９１の入力端子（−）に入力される。この第２の差動増幅回路９１はオペアンプを利用することから構成されたものであり、第１の電圧信号ｖ１および第３の電圧信号ｖ３相互間の差分に応じた電圧レベルの交流の第２の差動増幅信号ｖ１３を出力する。この第２の差動増幅回路９１の出力端子には第２のピーク検出回路９２の入力端子が接続されている。この第２のピーク検出回路９２はダイオードとコンデンサとオペアンプを含んで構成されたものであり、第２の差動増幅回路９１から出力される第２の差動増幅信号ｖ１３の一方側のピーク値をホールドすることに基づいて一定の電圧レベルの第２のピーク信号Ｖ２０を出力する。

第１のピーク検出回路９０の出力端子には差動増幅回路９３の入力端子（＋）が接続されている。この差動増幅回路９３は出力回路に相当するものであり、差動増幅回路９３の入力端子（−）には第２のピーク検出回路９２の出力端子が接続されている。この差動増幅器９３はオペアンプを利用して構成されたものであり、第１のピーク信号Ｖ１０および第２のピーク信号Ｖ２０相互間の差分に応じた電圧レベルの差動増幅信号Ｖｏｕｔをセンサ信号として出力する。

センサシャフト５にトルクが作用したときには第１の応力検出部７１の透磁率がトルクの非作用状態から変化する。すると、第１のセンサコイル７４のインダクタンスが変化することに基づいてブリッジ回路８２の平衡状態が崩れ、第１の直列回路８３の中点から第１の差動増幅回路８９の入力端子（−）および第２の差動増幅回路９１の入力端子（＋）のそれぞれに入力される第１の電圧信号ｖ１の大きさが変化する。

第１の電圧信号ｖ１はセンサシャフト５にトルクが作用することに基づいて第１の応力検出部７１の透磁率が変わることに応じて変動するものであり、センサシャフト５が熱膨張することに基づいて第１の応力検出部７１の透磁率が変わる影響を含んでいる。第２の電圧信号ｖ２はセンサシャフト５が熱膨張することに基づいて第２の応力検出部７２の透磁率が変わることに応じて変動するものであり、トルクの影響を含んでいない。このため、第１の差動増幅回路８９で第２の電圧信号ｖ２から第１の電圧信号ｖ１が減算されることに基づいて第１の電圧信号ｖ１から第２の応力検出部７２側の熱膨張の影響が排除されるので、第１のピーク検出回路９０からは第３の応力検出部７３側の熱膨張分Δｖ３のみが残る第１のピーク信号Ｖ１０が出力される。第３の電圧信号ｖ３はセンサシャフト５が熱膨張することに基づいて第３の応力検出部７３の透磁率が変わることに応じて変動するものであり、トルクの影響を含んでいない。このため、第２の差動増幅回路９１で第１の電圧信号ｖ１から第３の電圧信号ｖ３が減算されることに基づいて第１の電圧信号ｖ１から第３の応力検出部７３側の熱膨張の影響が排除されるので、第２のピーク検出回路９２からは第２の応力検出部７２側の熱膨張分Δｖ２のみが残る第２のピーク信号Ｖ２０が出力される。

第２の応力検出部７２は第１の応力検出部７１の一方側に配置され、第３の応力検出部７３は第１の応力検出部７１の他方側に配置されているので、センサシャフト５に軸方向に沿って温度勾配が発生している場合には熱膨張分Δｖ２および熱膨張分Δｖ３が相互に同一の大きさになる。このため、差動増幅回路９３で第１のピーク信号Ｖ１０から第２のピーク信号Ｖ２０が減算されることに基づいて熱膨張分Δｖ２および熱膨張分Δｖ３が相殺されるので、差動増幅回路９３から温度勾配の影響が排除されたセンサ信号Ｖｏｕｔが出力される。

下記（１）式は第１の直列回路８３から出力される第１の電圧信号ｖ１であり、下記（２）式は第２の直列回路８４から出力される第２の電圧信号ｖ２であり、下記（３）式は第３の直列回路８５から出力される第３の電圧信号ｖ３である。但し、Ｔ１は第１の応力検出部７１に作用する温度であり、Ｔ２は第２の応力検出部７２に作用する温度であり、Ｔ３は第３の応力検出部７３に作用する温度であり、温度Ｔ１〜Ｔ３のそれぞれの単位は「ｄｅｇ」である。

ｖ１＝（Ｋｔ×τ＋Ｋｏ×Ｔ１）×Ｖｉｎ ・・・・・・・（１）
ｖ２＝Ｋｏ×Ｔ２×Ｖｉｎ ・・・・・・・（２）
ｖ３＝Ｋｏ×Ｔ３×Ｖｉｎ ・・・・・・・（３）
下記（４）式は第１のピーク検出回路８０から出力される第１のピーク信号Ｖ１０であり、下記（５）式は第２のピーク検出回路９２から出力される第２のピーク信号Ｖ２０であり、下記（６）式は差動増幅回路９３から出力されるセンサ信号Ｖｏｕｔである。

Ｖ１０∝ｖ２−ｖ１＝｛−Ｋｔ×τ＋Ｋｏ（Ｔ２−Ｔ１）｝Ｖｉｎ ・・・（４）
Ｖ２０∝ｖ１−ｖ３＝｛Ｋｔ×τ＋Ｋｏ（Ｔ１−Ｔ３）｝Ｖｉｎ ・・・（５）
Ｖｏｕｔ∝Ｖ１０−Ｖ２０
＝｛−２Ｋｔ×τ＋（Ｔ２−２Ｔ１＋Ｔ３）｝Ｖｉｎ ・・・（６）
第１の応力検出部７１は第２の応力検出部７２および第３の応力検出部７３相互間の中央部に配置されたものであり、第１の応力検出部７１の温度Ｔ１は第２の応力検出部７２の温度Ｔ２および第３の応力検出部７３の温度Ｔ３相互間の平均値「（Ｔ２＋Ｔ３）／２」になる。下記（７）式は温度Ｔ１を温度Ｔ２および温度Ｔ３のそれぞれで置換したものであり、温度勾配の影響が排除されたセンサ号Ｖｏｕｔが得られる。

Ｖｏｕｔ∝｛−２Ｋｔ×τ＋（Ｔ２−２Ｔ１＋Ｔ３）｝Ｖｉｎ
＝｛−２Ｋｔ×τ＋（Ｔ２−２（Ｔ２＋Ｔ３）／２＋Ｔ３）｝Ｖｉｎ
＝−２Ｋｔ×τ×Ｖｉｎ ・・・（７）
上記実施例２によれば次の効果を奏する。

第１の応力検出部７１の両側に熱応力検出用の第２の応力検出部７２および第３の応力検出部７３を設け、第２のセンサコイル７５を第２の応力検出部７２の外周面に非接触状態で対向させ、第３のセンサコイル７６を第３の応力検出部７３の外周面に非接触状態で対向させたので、ブリッジ回路を利用した簡単な電気的構成で温度勾配の影響が排除されたトルクを検出することができる。しかも、第１のセンサコイル７４の軸方向の中心線ＷＬを第２のセンサコイル７５および第３のセンサコイル７６相互間の間隔の軸方向の中心線に一致させた。このため、第１のセンサコイル７４の温度Ｔ１が第２のセンサコイル７５の温度Ｔ２および第３のセンサコイル７６の温度Ｔ３相互間の中間値になるので、トルクの検出結果が一層正確になる。

上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、センサシャフト５を冷蔵庫の扉のハンドルに作用するトルク以外のトルクを検出する目的で使用しても良い。例えば電動アシスト式自転車のペダルに作用するトルクを検出する目的で使用しても良い。

実施例１を示す図（センサケースの内部構成を示す断面図） 応力検出部およびセンサコイル相互間のレイアウトを示す図 トルク検出回路を示す図 実施例２を示す図２相当図 図３相当図 従来例を示す図２相当図 図３相当図 トルク信号および温度の相関関係を示す図

符号の説明

５はセンサシャフト、１０は第１の応力検出部、２０は第２の応力検出部、４０は第１のセンサコイル、４１は第２のセンサコイル、４２は第３のセンサコイル、５１は交流電源回路、５２はブリッジ回路、５３は第１の直列回路、５４は第２の直列回路、５５は第３の直列回路、５６は第１の抵抗器（第１のインピーダンス）、５７は第２の抵抗器（第２のインピーダンス）、５８は第３の抵抗器（第３のインピーダンス）、５９は第１の差動増幅回路、６１は第２の差動増幅回路、６３は差動増幅回路（出力回路）、７１は第１の応力検出部、７２は第２の応力検出部、７３は第３の応力検出部、７４は第１のセンサコイル、７５は第２のセンサコイル、７６は第３のセンサコイル、８２はブリッジ回路、８３は第１の直列回路、８４は第２の直列回路、８５は第３の直列回路、８６は第１の抵抗器（第１のインピーダンス）、８７は第２の抵抗器（第２のインピーダンス）、８８は第３の抵抗器（第３のインピーダンス）、８９は第１の差動増幅回路、９１は第２の差動増幅回路、９３は差動増幅回路（出力回路）を示している。

Claims (4)

1. 直線状をなすセンサシャフトと、
   前記センサシャフトの外周面に軸方向に相互に間隔を置いて設けられたものであって、前記センサシャフトにトルクが作用することに基づいて透磁率が相互に異なる方向へ変化する磁気的異方性が付与される第１の応力検出部および第２の応力検出部と、
   前記第１の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第１のセンサコイルと、
   前記第２の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第２のセンサコイルと、
   前記第１のセンサコイルおよび前記第２のセンサコイル相互間に設けられたものであって、一部または全部が前記第１の応力検出部および前記第２の応力検出部相互間の隙間で前記センサシャフトの外周面に非接触状態で対向する第３のセンサコイルと、
   交流電源回路から交流電圧が印加されるものであって、前記第１のセンサコイルに第１のインピーダンスを直列接続してなる第１の直列回路と前記第２のセンサコイルに第２のインピーダンスを直列接続してなる第２の直列回路と前記第３のセンサコイルに第３のインピーダンスを直列接続してなる第３の直列回路の３者を相互に並列接続してなるブリッジ回路と、
   前記第１のセンサコイルおよび前記第１のインピーダンス相互間の中点から出力される第１の電圧信号および前記第３のセンサコイルおよび前記第３のインピーダンス相互間の中点から出力される第３の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第１の差動増幅信号を出力する第１の差動増幅回路と、
   前記第２のセンサコイルおよび前記第２のインピーダンス相互間の中点から出力される第２の電圧信号および前記第３のセンサコイルおよび前記第３のインピーダンス相互間の中点から出力される第３の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第２の差動増幅信号を出力する第２の差動増幅回路と、
   前記第１の差動増幅回路から出力される第１の差動増幅信号および前記第２の差動増幅回路から出力される第２の差動増幅信号の双方に基づいて前記センサシャフトに作用するトルクの大きさに応じたセンサ信号を出力する出力回路を備えたことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
2. 前記第３のセンサコイルは、前記第３のセンサコイルの軸方向の中心線が前記第１の応力検出部および前記第２の応力検出部相互間の隙間の軸方向の中心線に一致するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁歪式トルクセンサ。
3. 直線状をなすセンサシャフトと、
   前記センサシャフトの外周面に設けられたものであって、前記センサシャフトの軸心線に対して傾斜する複数の凹部および複数の凸部を有する第１の応力検出部と、
   前記第１の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第１のセンサコイルと、
   前記センサシャフトの外周面に前記第１の応力検出部の一方側に位置して設けられたものであって、前記センサシャフトの外周面を取囲む円環状をなすと共に前記センサシャフトの軸心線に対して直交する円環状をなす複数の凹部および複数の凸部を有する第２の応力検出部と、
   前記第２の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第２のセンサコイルと、
   前記センサシャフトの外周面に前記第１の応力検出部の他方側に位置して設けられたものであって、前記センサシャフトの外周面を取囲む円環状をなすと共に前記センサシャフトの軸心線に対して直交する円環状をなす複数の凹部および複数の凸部を有する第３の応力検出部と、
   前記第３の応力検出部の外周面に非接触状態で対向する第３のセンサコイルと、
   交流電源回路から交流電圧が印加されるものであって、前記第１のセンサコイルに第１のインピーダンスを直列接続してなる第１の直列回路と前記第２のセンサコイルに第２のインピーダンスを直列接続してなる第２の直列回路と前記第３のセンサコイルに第３のインピーダンスを直列接続してなる第３の直列回路の３者を相互に並列接続してなるブリッジ回路と、
   前記第１のセンサコイルおよび前記第１のインピーダンス相互間の中点から出力される第１の電圧信号および前記第２のセンサコイルおよび前記第２のインピーダンス相互間の中点から出力される第２の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第１の差動増幅信号を出力する第１の差動増幅回路と、
   前記第１のセンサコイルおよび前記第１のインピーダンス相互間の中点から出力される第１の電圧信号および前記第３のセンサコイルおよび前記第３のインピーダンス相互間の中点から出力される第３の電圧信号相互間の差分に応じた電圧レベルの第２の差動増幅信号を出力する第２の差動増幅回路と、
   前記第１の差動増幅回路から出力される第１の差動増幅信号および前記第２の差動増幅回路から出力される第２の差動増幅信号の双方に基づいて前記センサシャフトに作用するトルクの大きさに応じたセンサ信号を出力する出力回路を備えたことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
4. 前記第１のセンサコイルは、前記第１のセンサコイルの軸方向の中心線が前記第２のセンサコイルおよび前記第３のセンサコイル相互間の間隔の軸方向の中心線に一致するように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の磁歪式トルクセンサ。

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