JP3480909B2

JP3480909B2 - トルク検出装置

Info

Publication number: JP3480909B2
Application number: JP04447499A
Authority: JP
Inventors: 克明安井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2003-12-22
Anticipated expiration: 2019-02-23
Also published as: KR20000005716A; KR100347875B1; JP2000055754A; DE19924601A1; DE19924601C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のパワー
ステアリング機構等、回転軸に外力が印加された際のト
ルクを非接触で検出するためのトルク検出装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のパワーステアリング機構におい
ては、パワーアシストの量を決定するために、操舵輪に
加わるトルクを検出する必要がある。このためのトルク
検出装置としては例えば実開平１−１８０７３７号公報
に開示されたトルク検出装置がある。このトルク検出装
置は、図７に示すように、図示しない操舵輪が取付けら
れた上部軸１０１と、操舵機構の図示しないピニオンギ
アが取付けられた下部軸１０２と、上部軸１０１と下部
軸１０２との中心軸上に設けられ２つの軸を捻り方向に
弾性的に接続するトーションバー１０３と、上部軸１０
１をベアリング１０４を介して回転自在に支持するケー
ス１０５と、ケース１０５内に備えられたボビン１０６
と、それぞれ上部軸１０１に固着された軟磁性材料より
なる第１、第２可動磁性円筒１０７，１０８と、それぞ
れ下部軸１０２に固着された軟磁性材料からなる第３、
第４可動磁性円筒１０９，１１０と、ケース１０５内の
ボビンに巻装された第１〜第４コイル１１１，１１２，
１１３，１１４とを備えている。

【０００３】上記第１，第３可動磁性円筒１０７，１０
９が軸方向に対向しており、対向面には第１，第２歯部
１０７ａ，１０９ａが設けられている。この対向部を取
り囲むように上記第１コイル１１１が設けられている。
一方、第２，第４可動磁性円筒１０８，１１０も互いに
対向しており、その対向面には第２，第４歯部１０８
ａ，１１０ａがそれぞれ設けられている。この対向部を
取り囲むように上記第２コイル１１２が配置されてい
る。また、第３，第４コイル１１３，１１４は下部軸１
０２に固着された第３，第４可動磁性円筒１０９，１１
０を取り囲むように設けられている。

【０００４】次に、上記従来例の動作について説明す
る。上部軸１０１に操舵輪からのトルクが印加される
と、トーションバー１０３に捻り変形が発生し、上部軸
１０１と下部軸１０２にそれぞれ固着された第１可動磁
性円筒１０７と第３可動磁性円筒１０９との間、及び第
２可動磁性円筒１０８と第４可動磁性円筒１１０との間
に角度ずれが発生する。まず、第１，第３可動磁性円筒
１０７，１０９間の動作について説明すると、それぞれ
の可動磁性円筒に設けられた歯部１０７ａと１０９ａと
の、磁路となる対向面積が変化するため、第１コイル１
１１のインダクタンスが変化する。このインダクタンス
の変化を、図示しない検出回路によって検出することに
より、トルクを求めることができる。しかし、第１コイ
ル１１１のインダクタンスは、トルクによってのみなら
ず温度によっても変化するため、トーションバー１０３
の捻れによってはインダクタンスが変化しない第３コイ
ル１１３のインダクタンスを検出することにより、温度
補償を行っている。

【０００５】第２，第４可動磁性円筒１０８，１１０間
も全く同様に動作するもので、第２，第４歯部１０８
ａ，１１０ａの対向面積の変化し、第２コイル１１２の
インダクタンスが変化する。このインダクタンスの変化
を検出することによりトルクを求める。そして、第４コ
イル１１４のインダクタンスを検出することにより温度
補償を行っている。このように、第１，第３可動磁性円
筒１０７，１０９及び第１，第３コイル１１１，１１３
で構成される第１の検出セットと、全く同様の計測が可
能な第２，第４可動磁性円筒１０８，１１０及び第２，
第４コイル１１２，１１４で構成される第２の検出セッ
トを二重に構成することにより、どちらかの検出セット
に断線等の故障が発生した場合にも他方の出力によって
システムを動作させることを可能し、２重安全機能を果
たしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のトルク検出装置
は、第１，第２コイル１１１，１１２のインダクタンス
を変化させる第１ないし第４可動磁性円筒１０７〜１１
０とは別に、トルクに比例した変形を発生する弾性部材
としてトーションバー１０３が必要であり、部品点数も
多く構成が複雑なものとなっていた。また、第１ないし
第４可動磁性円筒１０７〜１１０の各歯部１０７ａ〜１
１０ａは、形状が複雑なため、削り加工で製造する必要
があり、製造に手数がかかり製造コストが高くなる。さ
らに、温度補償機能を持たせるため、及びコイルの断線
等に対する２重安全機能も同時に備えるためには、原理
的に４個のコイルが必要である。従来例では、この４個
のコイルに対応して、歯部を備えた１対の可動磁性円筒
も２セット必要であった

【０００７】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題とするものであって、簡単な構造でトルク
を検出することができるトルク検出装置を提供すること
を目的とする。また、簡単な構成で温度補償機能を備え
たトルク検出装置を提供することを目的とする。さら
に、簡単な構成で多重の安全機能を備えたトルク検出装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るトルク検出装置は、相互間にトルクが印加される第１
軸及び第２軸と、前記第１軸と前記第２軸との表面に跨
って固着され第１軸と第２軸との相対回転によって生じ
る第１軸と第２軸との表面の相対的な変位に対して弾性
変形する素子本体、該素子本体に支持されその弾性変形
によって軸方向の傾きが変化する軟磁性を有するウイン
グとを含む可動磁性素子と、前記可動磁性素子のウイン
グと径方向外側に所定間隔を隔てて配置されウィングの
前記傾きを磁気的に検出するコイルとを備えたものであ
る。

【０００９】請求項２に係るトルク検出装置では、可動
磁性素子のウイングの軸方向長さの範囲内に、第１軸と
第２軸とを中心としてウィングを周回するように巻装さ
れたコイルを軸方向に所定距離離して一対設け、一対の
コイルの出力の差をとることにより温度補償を行うよう
になっている。

【００１０】請求項３に係るトルク検出装置では、一対
のコイルのセットを複数セット備えている。

【００１１】請求項４に係るトルク検出装置では、可動
磁性素子は第１軸と第２軸との周方向に沿って複数配置
されている。

【００１２】請求項５に係るトルク検出装置では、複数
の可動磁性素子は、主に第１軸側にウイングを持つ第１
可動磁性素子と、主に第２軸側にウイングを持つ第２可
動磁性素子とを備え、前記第１可動磁性素子のウイング
の軸方向長さの範囲内に少なくとも一対、前記第２可動
磁性素子のウイングの軸方向長さの範囲内に少なくとも
一対のコイルをそれぞれ備えるものである。

【００１３】請求項６に係るトルク検出装置では、素子
本体とウィングとは全体が一体の軟磁性材料の板金より
構成されている。

【００１４】請求項７に係るトルク検出装置では、素子
本体とウィングとは首部を介して接続され、首部にはコ
ーキングが施されている。

【００１５】請求項８に係るトルク検出装置では、素子
本体は高強度材料で成形し、ウィングは素子本体とは別
体の軟磁性材料で成形されている。

【００１６】請求項９に係るトルク検出装置では、素子
本体とウィング本体とは一体の板金により成形し、ウィ
ング本体に軟磁性材料を固着してウィングを構成してい
る。

【００１７】請求項１０に係るトルク検出装置では、素
子本体は、軸方向に延びる胴部と、該胴部の両端を曲げ
加工することによって構成され前記第１及び第２軸部に
固着されるステー部とから構成され、ウィングは前記胴
部と並設されて軸方向に延び、かつ前記胴部中央で接続
されている。

【００１８】請求項１１に係るトルク検出装置では、胴
部の形状はウィングに向かって先細となる略台形状に成
形されている。

【００１９】請求項１２に係るトルク検出装置では、素
子本体は、矩形状の長板がＣ字形に曲げ加工されている
ととも、両端部のステー部が第１軸及び第２軸にそれぞ
れ固定されている。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１（ａ）は本発
明の実施の形態１に係るトルク検出装置の一部断面正面
図、同図（ｂ）は側面中央断面図を示す。すなわち、こ
のトルク検出装置は、相互間にトルクが印加される第１
軸としての上部軸１及び第２軸としての下部軸２と、上
部軸１と下部軸２とのそれぞれの表面に跨って固着され
上部軸１と下部軸２との相対回転によって生じる上部軸
１と下部軸２表面の相対的な剪断変位に対して弾性変形
する素子本体３及びこの素子本体３に支持されその弾性
変形によって軸方向の傾きを変化させる軟磁性を有する
ウイング４とを含む可動磁性素子５と、この可動磁性素
子５のウイング４と径方向に所定間隔を隔てて配置され
ウィング４の傾きを磁気的に検出するためのコイルを構
成する第１乃至第４コイル６ａ〜６ｄとを備えている。
この可動磁性素子５の素子本体３自体に上部軸１と下部
軸２との間のトルクに比例した捻り変形を発生させる弾
性部材としての機能があり、可動磁性素子５だけでトル
クを検出することが可能となって構造を簡略化できる。
また、従来のようなトーションバーが不要となる。

【００２１】上部軸１にはたとえば操舵輪が取り付けら
れ、下部軸２には操舵機構のピニオンギアなどが取り付
けられ、それぞれが軸受７，８によって回転自在に支持
されている。図２は上部軸１と下部軸２との接続部の一
部断面図を示している。上部軸１の軸端面に凸部１ａ、
下部軸２の軸端面には凹部２ａが設けられており、相互
に噛合って、１定角度以上は回転できないようになって
いる（図１（ｂ）に示すように凸部１ａの両側と凹部２
ａｔの間に空隙６０が形成されている。）。また、中心
には上部軸１と下部軸２との双方に設けられた穴６１に
接続軸９が挿入されており、上部軸１と下部軸２とが、
相互に大きく曲ることが無いようにしている。上部軸１
と下部軸２との接続部では、軸周に９０度おきに４面の
平面１ｆ，２ｆが設けられており、それぞれの平面１
ｆ，２ｆ上に、上部軸１と下部軸２とを跨ぐように４個
の可動磁性素子５，５，５，５が周方向に複数個設置さ
れている。可動磁性素子５は、素子本体３とウィング４
との全体がパーマロイで構成された一体の軟磁性材料の
板金によりプレス加工によって製造されている。このよ
うにプレス加工で成形することにより、削り加工を多用
する従来例に比べ、大幅に工数を減らすことができ、製
造コストを大幅に下げることができる。なお、例えば、
可動磁性素子５の材料として、ケイ素鋼、鉄であっても
よい。

【００２２】上記素子本体３は、軸方向に延びる胴部１
０と、この胴部１０の両端を曲げ加工することによって
構成され上部軸１及び下部軸２に固着されるステー部１
１とから構成されている。上記ウィング４は前記胴部１
０と並設されて軸方向に延び、かつ胴部１０中央の首部
１２を介して接続されている。首部１２にはコーキング
１２ａが施されて補強されている。胴部１０の形状はウ
ィング４に向かって先細となる略台形状に成形されてお
り、ステー部１１の変位に対して、ウィング４が首部１
２を中心にして軸方向に傾くようになっている。なお、
台形状の胴部の上辺部（首部の太さ）の長さが短い程、
ウィング４の軸方向の傾きは大きい。これは、ステー部
１１の変位量を一定とした場合、首部１２の太さが短い
程、ウィング４の傾きの中心となる首部１２の中心線と
首部１２の端部との間の腕の長さ距離が短くなり、ウィ
ング４の傾きに関係した腕の傾きがそれだけ大きくなる
からである。

【００２３】図３には可動磁性素子５の展開図を示して
いる。ステー部１１は胴部１０の左右に設けられた折り
曲げ片部１５を、図３の１点鎖線の折り線に沿って紙面
裏側に折返すことによって構成される。この折り曲げ片
部１５には、それぞれ３点の突起１６が設けられてお
り、この突起１６が上部軸１及び下部軸２のそれぞれの
平面部１ｆ，２ｆにプロジェクション溶接によって固定
される。

【００２４】第１ないし第４コイル６ａ〜６ｄは、それ
ぞれ軸を周回するように巻装されて軸方向に配列されて
おり、各コイル６ａ〜６ｄの間にはそれぞれのコイル６
ａ〜６ｂを分離するようにリング状のヨーク１３ａ，１
３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅが介装されている。ま
た、第１ないし第４コイル６ａ〜６ｄ及びヨーク１３ａ
〜１３ｅの外周には円筒状のヨーク１４が包み込むよう
に設けられている。上記第１ないし第４コイル６ａ〜６
ｄは、可動磁性素子５のウイング４の軸方向長さの範囲
内に、上部軸１と下部軸２とを中心としてウィング４を
周回するように巻装されいる。そして、軸方向に所定距
離離れた第１コイル６ａと第３コイル６ｃとのコイル対
を１セット、第２コイル６ｂと第４コイル６ｄとで構成
されるコイル対を１セットとして、二重にトルクを検出
するように構成されている。

【００２５】図４はこの発明によるトルク検出装置の回
路ブロック図である。第１、第３のコイル６ａ，６ｃは
インダクタンス比較回路４１ａに接続され、さらに増幅
回路４２ａに接続されている。また、第２、第４のコイ
ル６ｂ，６ｄはインダクタンス比較回路４１ｆに接続さ
れ、さらに増幅回路４２ｆに接続されている。

【００２６】次に、動作について説明する。操舵輪によ
って上部軸１にトルクが印加されると、上部軸１と下部
軸２との接続部の軸表面では、回転方向の相対変位が発
生する。この間には弾性部材として働く可動磁性素子５
が接続されているので、その相対変位は、印加されたト
ルクに比例した大きさになる。可動磁性素子５のウイン
グ４は、その相対変位によって傾きが変化するので、第
１ないし第４コイル６ａ〜６ｄによってその傾きを磁気
的に検出することによって、印加されたトルクの大きさ
が求められる。たとえば、右向きのトルクが上部軸１に
印加された場合には、４個の可動磁性素子６ａ〜６ｄの
全てにおいて、素子本体３の胴部１０の捻れによって、
ウイング４の右側が持上がり（半径方向外方）、左側が
下がる（半径方向内方）。すると、右側ほどヨーク１３
ｄ，１３ｅとウイング４との間の間隔が小さくなるの
で、右側の第３，第４コイル６ｃ，６ｄほどインダクタ
ンスが大きくなる。一方、左側ほどヨーク１３ａ，１３
ｂとウィング４との間隔が大きくなるので、左側の第
１，第２コイル６ａ，６ｂほどインダクタンスが小さく
なる。したがって、温度補償機能も２重安全機能も持た
さない場合で有れば、いずれか１個のコイルのインダク
タンスの変化を計測することによってトルクを求める事
が可能である。しかし、実際は、温度変化に対してセン
サ出力を補償する必要があるので、第１，第３コイル６
ａ，６ｃのコイル対、及び第２，第４コイル６ｂ，６ｄ
のコイル対を用い、インダクタンス比較回路４１ａ、４
１ｆによりコイル６ａ〜６ｄの温度変化によるインダク
タンス変化を相殺して温度補償を行っている。

【００２７】この例では、トルクによって、第１コイル
６ａのインダクタンスよりも、第３コイル６ｃのインダ
クタンスが大きくなるため、これらのインダクタンスを
インダクタンス比較回路４１ａで比較し、その差を増幅
回路４２ａで増幅する事により、温度補償された、トル
クに応じた第１の出力が得られる。また、第２、第４コ
イル６ｂ，６ｄ、インダクタンス比較回路４１ｆ、増幅
回路４２ｆによって、上記と同じ働きをする系をもう１
系統が設けられており、トルクに応じた第２の出力が得
られる。そして、どちらか１方に断線等の故障が発生し
た場合にも、他方の出力でバックアップを可能とする２
重安全機能が確保されている。また、可動磁性素子５に
異常に大きなトルクが加わると、可動磁性素子５が破壊
されるので、上部軸１の凸部１ａと下部軸２の凹部２ａ
が相互に噛合って１定角度以上は回転できないようにな
っており、可動磁性素子５の破壊を防止している。

【００２８】実施の形態２．図５にはこの発明の実施の
形態２のトルク検出装置の一部断面正面図を示してい
る。以下の説明では、上記実施の形態１と異なる点のみ
を説明するもののとし、同一の構成部分については同一
の符号を付してその説明を省略する。この実施の形態で
は、４つの可動磁性素子を、主に上部軸１側にウイング
４１を持つ２つの第１可動磁性素子５１と、主に下部軸
２側にウイング４２を持つ２つの第２可動磁性素子５２
とを備えている。そして、第１可動磁性素子５１のウイ
ング４１の軸方向長さの範囲内に第２，第４コイル６
ｂ，６ｄのコイル対を、第２可動磁性素子５２のウイン
グ４２の軸方向長さの範囲内に第１，第３コイル６ａ，
６ｃのコイル対を設けている。ここで、実施の形態１と
は、第２コイル６ｂと第３コイル６ｃとの位置を入替え
ている。

【００２９】上記実施の形態１では、可動磁性素子５の
ウイング４の軸方向長さを、第１ないし第４コイル６ａ
〜６ｄの４個全てをカバーする範囲に広げたため、コイ
ルの断線に関しては２重安全機能を持っている。しかし
ながら、可動磁性素子５が１個でも変形等の故障が発生
すると全てのコイルのインダクタンスに影響が現れるた
めに、可動磁性素子５の変形に関しては２重安全機能を
持っていない。そこで、第１可動磁性素子５１のウイン
グ４１は上部軸１側の２個のコイル６ｂ，６ｄのみに、
下部軸２側にウイング４２を持つ第２可動磁性素子５２
のウイング４２は第１，第２コイル６ａ，６ｃのみに影
響を与えるようにし、それぞれ独立した検出セットを２
セット構成することによって、可動磁性素子の変形に関
しても２重安全機能を持たせるようにしたものである。

【００３０】実施の形態３．上記実施の形態１，２で
は、可動磁性素子を１体構造で構成したが、磁気的性能
に優れた材料は、一般に機械的強度に劣るので、素子本
体を高強度材料で製造し、磁気的性能を要求されるウイ
ングのみを軟磁性材料で製造してもよい。また、素子本
体とウィング本体とは一体の板金によって成形し、ウイ
ング本体の上にアモルファス磁性金属箔等の高性能軟磁
性材料を固着してウィングを構成してもよい。また、実
施の形態１と同様に素子本体とウィングとを一体の板金
で成形し、ウィングに高性能軟磁性材料を固着して磁気
特性を実施の形態１よりもさらも向上させてもよい。こ
れにより、構造はやや複雑となるが、高強度化、高精度
化を計ることが出来る。また、上記実施の形態１，２で
は、弾性部材としての機能を可動磁性素子のみに負わせ
たが、強度が不足する場合は、トーションバーも備えて
も良い。また、上記実施の形態１、２では、ウイングの
軸方向の傾きを検出するためにインダクタンス比較回路
を用いたが、差動トランス方式、渦電流によるリアクタ
ンスを検出する方式等、コイルを用いる磁気的な方法で
有ればどの方法を用いてもよい。

【００３１】実施の形態４．図６（ａ）は本発明の実施
の形態４に係るトルク検出装置の一部断面正面図、同図
（ｂ）は側面中央断面図を示す。この実施の形態では、
弾性部材である素子本体３は、矩形状の金属板がＣ字形
に曲げ加工されている。上部軸１及び下部軸２のそれぞ
れの先端部には取付板２０、２０がそれぞれ取り付けら
れている。取付板２０，２０にはそれぞれ４箇所係止部
２０ａが形成されている。一方の取付板２０の係止部２
０ａに、素子本体３の一方のステー部１１が固定されて
おり、他方の取付板２０の係止部２０ａに、素子本体３
の他方のステー部１１が固定されている。この実施の形
態では、矩形状の金属板をＣ字形に曲げ加工して素子本
体３が形成されており、形状が単純であるとともに、板
厚を厚くすることができ、大きなトルクの検出が可能と
なる。また、ステー部１１間の距離を大きくとれるの
で、それだけステー部１１の可動範囲が大きくなり、上
部軸１と下部軸２との間に大きな捻れ変形を与えても、
素子本体３には過大な応力が発生しにくくなり、ダイナ
ミックレンジの広いトルク計測が可能となる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、相互間にトルクが印加される第１軸及び第２軸
と、前記第１軸と前記第２軸との表面に跨って固着され
第１軸と第２軸との相対回転によって生じる第１軸と第
２軸との表面の相対的な変位に対して弾性変形する素子
本体及び該素子本体に支持されその弾性変形によって軸
方向の傾きが変化する軟磁性を有するウイングとを含む
可動磁性素子と、前記可動磁性素子のウイングと径方向
外側に所定間隔を隔てて配置されウィングの傾きを磁気
的に検出するコイルとを備えているので、可動磁性素子
の素子本体自体に第１軸と第２軸間のトルクに比例した
捻り変形を発生させる弾性部材としての機能があり、一
つの可動磁性素子だけでトルクを検出することが可能と
なって構造を簡略化できる。また、従来のようなトーシ
ョンバーが不要となり、部品点数を削減することも可能
となる。

【００３３】また、請求項２の発明によれば、可動磁性
素子のウイングの軸方向長さの範囲内に、第１軸と第２
軸とを中心としてウィングを周回する様に巻装されたコ
イルを軸方向に所定距離離して一対設け、一対のコイル
の出力の差をとることにより温度補償を行うようにした
ので、コイルの出力の差をとることにより温度変化によ
る影響を排除でき、従来のように温度補償用のコイルを
別途設ける必要が無くなる。

【００３４】また、請求項３の発明によれば、一対のコ
イルのセットを複数セット備えているので、一方のセッ
トのコイルに断線が生じても、残りのセットのコイル対
によってトルクを検出可能で、一つの可動磁性素子によ
って多重の安全機能を持たせることができる。

【００３５】また、請求項４の発明によれば、可動磁性
素子が、第１軸と第２軸との周方向に沿って複数配置さ
れているので、検出感度が高まる。

【００３６】また、請求項５の発明によれば、複数の可
動磁性素子は、主に第１軸側にウイングを持つ第１可動
磁性素子と、主に第２軸側にウイングを持つ第２可動磁
性素子とを備え、前記第１可動磁性素子のウイングの軸
方向長さの範囲内に少なくとも一対、前記第２可動磁性
素子のウイングの軸方向長さの範囲内に少なくとも一対
のコイルをそれぞれ備えているので、第１，第２可動磁
性素子のいずれか一方が変形しても、他方の可動磁性素
子と一対のコイルによってトルクを検出することがで
き、可動磁性素子の変形に関して２重の安全機能を持た
せることができる。

【００３７】また、請求項６の発明によれば、素子本体
とウィングとは全体が一体の軟磁性材料の板金より構成
することにより、プレス加工で成形でき、削り加工を多
用する従来例に比べ、大幅に工数を減らすことができ、
製造コストを大幅に下げることができる。

【００３８】また、請求項７の発明によれば、素子本体
とウィングとは首部を介して接続され、首部にはコーキ
ングが施されているので、首部の強度を高めることがで
きる。

【００３９】また、請求項８の発明によれば、素子本体
は高強度材料で成形し、ウィングを素子本体とは別体の
軟磁性材料で成形しているので、素子本体はより高強度
の材料を、ウィングはより磁気特性の良い材料を使用す
ることができ、高強度化、高精度化といった性能を高く
することができる。

【００４０】また、請求項９の発明によれば、素子本体
とウィング本体とは一体の板金により成形し、ウィング
本体に軟磁性材料を固着してウィングを構成しているの
で、高強度化、高精度化を図ることができる。

【００４１】また、請求項１０の発明によれば、素子本
体は、軸方向に延びる胴部と、該胴部の両端を曲げ加工
することによって構成され前記第１及び第２軸部に固着
されるステー部とから構成され、ウィングは前記胴部と
並設されて軸方向に延び、かつ前記胴部中央で接続され
ているので、成形性が向上する。

【００４２】また、請求項１１の発明によれば、胴部の
形状はウィングに向かって先細となる略台形状に成形さ
れているので、ウィング部との接続部に力が集中し、ウ
ィングの変位を大きくすることができる。

【００４３】また、請求項１２の発明によれば、素子本
体は、矩形状の長板がＣ字形に曲げ加工されているとと
も、両端部のステー部が第１軸及び第２軸にそれぞれ固
定されているので、素子本体の形状が単純化し、板厚を
厚くすることができるとともに、大きなトルクの検出が
可能となる。また、ダイナミックレンジの広いトルク計
測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１のトルク検出装置を
示すもので、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は側面中
央断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１のトルク検出装置の
第１軸と第２軸の接続部を示す一部断面図である。

【図３】この発明の実施の形態１のトルク検出装置の
可動磁性素子の展開図である。

【図４】この発明の実施の形態１のトルク検出装置の
回路ブロック図である。

【図５】この発明の実施の形態２のトルク検出装置の
一部断面正面図である。

【図６】この発明の実施の形態４のトルク検出装置を
示すもので、（ａ）は一部断面正面図、（ｂ）は側面中
央断面図である。

【図７】従来のトルク検出装置の一部断面正面図であ
る。

【符号の説明】

１上部軸（第１軸）、２下部軸（第２軸）、３素
子本体、４ウィング、５可動磁性素子、６ａ〜６
ｄ、第１〜第４コイル、１０胴部、１１ステイ部、
１３ａ〜１３ｅヨーク、１４ヨーク、４１，４２
第１，第２ウィング、５１，５２第１可動磁性素子。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相互間にトルクが印加される第１軸及び
第２軸と、前記第１軸と前記第２軸との表面に跨って固着され第１
軸と第２軸との相対回転によって生じる第１軸と第２軸
表面の相対的な変位に対して弾性変形する素子本体、及
び該素子本体に支持されその弾性変形によって軸方向の
傾きが変化する軟磁性を有するウイングを含む可動磁性
素子と、この可動磁性素子の前記ウイングと径方向外側に所定間
隔を隔てて配置され前記ウィングの前記傾きを磁気的に
検出するコイルと、を備えたトルク検出装置。
【請求項２】可動磁性素子のウイングの軸方向長さの
範囲内に、第１軸と第２軸とを中心としてウィングを周
回するように巻装されたコイルを軸方向に所定距離離し
て一対設け、一対のコイルの出力の差をとることにより
温度補償を行う請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項３】一対のコイルのセットを複数セット備え
ている請求項２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】可動磁性素子が、第１軸と第２軸との周
方向に沿って複数配置されている請求項１，２または３
に記載のトルク検出装置。
【請求項５】複数の可動磁性素子は、主に第１軸側に
ウイングを持つ第１可動磁性素子と、主に第２軸側にウ
イングを持つ第２可動磁性素子とを備え、前記第１可動
磁性素子のウイングの軸方向長さの範囲内に少なくとも
一対、前記第２可動磁性素子のウイングの軸方向長さの
範囲内に少なくとも一対のコイルをそれぞれ備えた請求
項４に記載のトルク検出装置。
【請求項６】素子本体とウィングとは全体が一体の軟
磁性材料の板金よりなる請求項１ないし５の何れかに記
載のトルク検出装置。
【請求項７】素子本体とウィングとは首部を介して接
続され、首部にはコーキングが施されている請求項１な
いし６の何れかに記載のトルク検出装置。
【請求項８】素子本体は高強度材料で構成し、ウィン
グを素子本体とは別体の軟磁性材料で構成した請求項１
ないし５の何れかに記載のトルク検出装置。
【請求項９】素子本体とウィング本体とは一体の板金
により成形し、ウィング本体に軟磁性材料を固着してウ
ィングを構成した請求項１ないし５の何れかに記載のト
ルク検出装置。
【請求項１０】素子本体は、軸方向に延びる胴部と、
該胴部の両端を曲げ加工することによって構成され第１
及び第２軸部に固着されるステー部とから構成され、ウ
ィングは前記胴部と並設されて軸方向に延び、かつ前記
胴部中央で接続されている請求項１ないし９のいずれか
に記載のトルク検出装置。
【請求項１１】胴部の形状はウィングに向かって先細
となる略台形状に成形されている請求項１０に記載のト
ルク検出装置。
【請求項１２】素子本体は、矩形状の長板がＣ字形に
曲げ加工されているとともに、両端部のステー部が第１
軸及び第２軸にそれぞれ固定されている請求項１ないし
９の何れかに記載のトルク検出装置。