JPH01213533A - トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、磁気ひずみ効果を利用して、被検軸に対し
非接触の状態で、回転中または静止中の被検軸に加えら
れたトルクを検出するのに利用される＆ｉ磁歪方式トル
ク検出装置に関するものである。 （従来の技術） 従来、磁気ひすみ効果を利用した磁歪方式のトルク検出
装置としては１例えば第１２図に示すような構造のもの
があった。 このトルク検ｌｉｊ装置１０１は、被検軸１０２として
磁気ひずみ効果を有する例えばＦｅ−１３重量％Ａｎ合
金よりなるものを使用し、この表面に中心軸方向に対し
プラス４５度およびマイナス４５度の角度をなすらせん
状の溝１０３ａ　。 １０３ｂを左右対称となるようにして円周方向に複数形
成することにより、当該被検軸１０２の表面に形状磁気
異方性部１０４を設け、この形状磁気異方性部１０４の
近傍には間隙１０５，１０５をおいて且つ磁束の発生に
より前記形状磁気異方性部１０４を通る磁気回路を形成
する二つのコイル１０６，１０７を配設し、前記コイル
１０６゜１０７の外側に前記被検軸１０２と間隙１０８
をおいて高透磁率物箕よりなるヨーク１０９を配設した
構造をなすものである（特開昭６２−１８５１３６号）
。 このような構造をもつ磁歪方式のトルク検出装置１０１
を用いて、被検軸１０２に加えられたトルクを検出する
に際しては、まず、トルクの検出に先立って、二つのコ
イル１０６，１０７に各々交流の一定電圧を加えておく
、このようにすると、形状磁気異方性部１０４１間隙１
０８゜ヨーク１０９を通る磁気回路が二つのコイル１０
６および１０７のまわりにそれぞれ形成される。 このトルク検出装置１０１に接続される検出回路には第
１３図に例示するものが用いられる。この検出回路は、
各コイル１０６，１０７により形成されるインダクタン
スＬ、、Ｌ２と、抵抗（Ｒ）１１０，１１１とによって
ブリッジを構成すると共に調整用可変抵抗１１２を接続
し、被検軸１０２に対するねじりトルクＴの付加に伴な
うインダクタンスＬ、、Ｌ２の変化に起因するインピー
ダンス変化を利用して、Ｂ−Ｂ’間の電位差として、ト
ルク出力を得るものである。 次に、ねじりトルクＴの付加に伴うインダクタンスＬ、
、Ｌ２の変化を説明する。第１２図に示す磁歪方式のト
ルク検出装置１０１において、その被検軸１０２に対し
て右方向にねじりトルクＴが加わると、形状磁気異方性
部１０４は溝ＩＱ３ａ、１０３ｂの方向に沿ってその右
側の部分では引張変形を受けるとともに左側の部分では
圧縮変形を受ける０例えば、磁歪定数λ〉０を有する被
検＠１０２を用いた場合には、引張変形では透磁率が増
加し、圧縮変形では透磁率が減少する。これによって、
一方のコイル１０６のインダクタンスＬ、は増加し、他
方のコイル１０７のインダクタンスＬ２は減少すること
になる。なお、被検軸１０２に対して左方向のねじりト
ルクが付加されたときには上記の場合と逆になる。 そこで、交流電源１１３を接続し、電圧Ｖ。 周波数ｆでブリッジを駆動すると、第１３図に示す回路
ＡＢＣおよびＡＢ’　Ｃにおける電流は各々、 １１　　”：　ｖ／　　Ｒ２＋４π２　ｆ２　Ｌｌ　　
２　””　（１）ｔ　　２　　＝ｖ／　　　　Ｒ’　　
　＋４ｔｃ　　２　　ｆ　　２　　Ｌ　２　ノ　・・・
・・・　（２）となる。 すなわち、上記の式（１）、（２）から、回路ＡＢＣお
よびＡＢ’　Ｃを流れる電流１１および１２は、インダ
クタンスＬ１　、Ｌ２が増加すれば減少し１反対にイン
ダクタンスＬ１　　ｔ　Ｌ　２が減少すれば増加する。 Ｃｆ）　トｊ、Ｂ　、　Ｂ’点の各電位Ｖ　１　　＋　
ｖ２は、 Ｖ□＝ｉｌ　・Ｒ・・・・・・（３） Ｖ２　＝　ｉ　２　”　Ｒ””　（４）であり、Ｂ−Ｂ
’間での電位差Ｖは。 Ｖ”　ｌ　Ｖｌ　−Ｖ２　１　　・・・・”　（５）と
なり、これがトルク出力となる。なお、実際には第１３
図に示すように差動増幅器１１４を用いている。この場
合、前記のトルク出力Ｖは第１４図に示すように被検軸
１０２の表面に加わる歪量がｌθ−４程度までのトルク
に対して直線的である。 このような磁歪方式のトルク検出装置１０１において、
コイル１０６，１０７の具体的な取付けは、例えば第１
５図に示す構造により行っていた。 この第１５図に示すトルク検出装置１０１では、８１２
図の場合と同様に、被検軸１０２の表面に左右対称をな
すらせん方向の溝１０３ａ。 １０３ｂを円周方向に複数形成して当該被検軸１０２の
表面に形状磁気異方性部１０４を設け。 この形状磁気異方性ｆｉ１０４の両側部分において前記
被検軸１０２の外周側に通常の軸受鋼よりなる鋼製軸受
１２１，１２２の鋼製インナーレース１２１ａ、１２２
ａを嵌合し、鋼球１２１ｂ。 １２２ｂを介して設けた鋼製アウターレース１２１ｃ、
１２２ｃには鋼製の筒状ケース１２３を固定し、このケ
ース１２３の内周側のほぼ中央部分には、ポビン１２４
に巻付けられた二つのコイル１０６，１０７を前記形状
磁気異方性部１０４に対向して間隙１０５をおいた非接
触の状！で固定していた。そして、二つのコイル１０６
．１０７の位置決めは、軸受１２１゜１２２の外端に設
けたスナップリング１２５゜１２６によって行うように
していた。 （発明が解決しようとする課題） このようなトルク検出装置１０１において、強磁性体か
らなる鋼製軸受１２１，１２２と輻ｌｃであるコイル１
０６，１０７との距ｇ１文には制約がある。すなわち、
第１６図に示す間隔（！ｌ／交Ｃ）と回転トリ２ト（被
検軸１０２が１回転する間における出力信号の変化量）
との関係から明らかなように、距ｇ１１が小さいと、換
言すれば、鋼製軸受１２１，１２２とコイル１０６゜１
０７との距１ｉｌＩ文が小さくなるにつれて、回転ドリ
フトが増加してしまうことになる。 このとさ、コイル１０６，１０７のまわりにおける磁束
ｍの分布は、第１７図に略示するようなものであると考
えられ１強磁性体からなる軸受鋼製の軸受１２１，１２
２がコイル１０６，１０７に近づくと、鋼製軸受１２１
，１２２を通る磁束ｍが増大し、回転状態では鋼製軸受
１２１゜１２２のギャップが微妙に変動するため、鋼製
軸受１２１，１２２を通る磁束が変動することとなり、
この結果、回転ドリフトが増加するという不具合が生ず
る。 また、コイル１０６，１０７の部分にヨークを使用した
場合には、多少は改みされるものの、鋼製軸受１２１．
１２２とコイル１０６，１０７とをあまりに近づけたと
きには、ヨークと被検軸との間隙におけるもれ磁束が乱
されるため、この場合にも鋼製軸受１２１，１２２とコ
イル１０６．１０７とをあまりに近づけることはできな
い。 したがって、コイル１０６，１０７を強磁性体である通
常の鋼製軸受１２１．１２２で支持させて間隙１０５を
介し被検軸１０２に対しコイル１０６．１０７が非接触
状態となるようにした従来のトルク検出装置１０１では
、鋼製軸受１２１．１２２とコイル１０６，１０７とを
あまりに近づけることができないため、トルク検出装置
１０１の小型化に限界があるという問題点を有し、トル
ク検出装置１０１を小型化するうえ〒の課題となってい
た。 （発明の目的） この発明は、上述したような従来の課題を解決するため
になされたもので、より一層の小型化が可能であり１回
転ドリフトを小さくおさえて精度の高いトルクの検出を
行うことが可能であるトルク検出装置を提供することを
目的としている。

【発明の構成】 （課題を解決するための手段） この発明は、被検軸の表面に形状磁気異方性部を設け、
磁束の発生により前記形状磁気異方性部を通る１ａ％回
路を形成するコイルを前記形状磁気異方性部の外側に間
隙をおいて配設し、前記被検軸に加えられるねじりトル
クによる前記形状磁気異方性部での磁気ひずみを利用し
て当該被検軸に加えられたトルクを検出するトルク検出
装置において、非磁性体からなる軸受を介して前記コイ
ルを前記形状磁気異方性部の外側に間隙をおいて配設し
た構成とするこにより、上述した従来の課題を解決した
ことを特徴としている。 （作用〕 この発ＩＪＪに係るトルク検ｔＩｊ装殿では、非磁性体
からなる軸受を介してコイルを形状磁気異方性部の外側
に間隙をおいて配設する構成としているので、前記コイ
ルから発生する磁束が前記軸受を通過することはない、
それゆえ、軸受とコイルとを近づけた状態で配設したと
しても、軸受によって磁束が乱されるようなことは全く
なく、軸受の位置によって影響されることなくトルクの
検出を行うこととなるので、軸受をコイルに近づけるこ
とによって小型化したトルク検出装置であっても。 回転ドリフトの少ない高精度のトルク検出を行うものと
なる。 （′：Ａ施例） ７ＪＪ１図はこの発明に係るトルク検出装置の第１実施
例を示し、このトルク検出装置１は、被検軸２の表面に
、中心軸方向に対しプラス４５度およびマイナス４５度
の角度をなすらせん状の溝３ａ、３ｂを左右対称となる
ようにして円周方向に複数形成することにより、当該被
検軸２の表面に形状磁気異方性７部４を設け、この形状
磁気異方性部４の両側部分において前記被検軸２の外周
側に非磁性体からなる軸受１１，１２のインナーレース
ｌｌａ、１２ａを嵌合し、球体１１ｂ。 １２ｂを介して設けたアウターレース１１ｃ。 １２ｃには筒状ケース１３の大径部内周側を固定し、こ
のケース１３の小径部内周側のほぼ中央部分には、ポビ
ン１４に巻付けられ且つ磁束の発生により前記形状＆ａ
気異方性部４を通る磁気回路を形成する二つのコイル６
．７を当該形状磁気異方性部４に対向して間隙５をおい
た非接触の状態で固定した構造をなすものである。 この第１図に示す第１実施例のトルク検出装置１におい
て、被検軸２の素材としては、トルク検出用軸部材とし
てすでに開発した低合金鋼（Ｃ：０．１〜０．５重量％
、Ｓｉ：１゜０重量％以下、Ｍｎ：２．０重量％以下、
およびＮｉ：５．０重量％以下とＣｒ：５．０重量％以
下の１種または２種、さらに必要によりＣｕ：１．０玉
−’ａ％以下、Ｍｏ：１．０重量％以下などを含む低合
金鋼；特願昭６１−２２６０６２号）からなるものを用
いることができる。 この被検軸２は１例えば上記の低合金鋼を素材とし、直
径２０ｍｍの丸棒の表面に、深さ１ｍｍ、幅２　ｍｍ１
７）溝３ａ、３ｂを円周方向に１２本ずつ当該被検軸２
の中心軸方向に対して±４５度の角度に設けたものとし
た。この溝３ａ、３ｂは、被検軸２の中心軸方向におけ
る長さが１１ｍｍ、−刀の溝部３ａと他方の溝部３ｂと
の間に形成される不感帯１ｏの幅が５ｍｍのものであり
、溝３ａ、３ｂの加工後に投炭焼入れ焼もどしを行った
ものとした。 また、被検軸２の外周側に間隙５をおいて設けるコイル
６．７は、いずれも線径０．２ｍｍの銅線をベークライ
ト製ポビン１４にそれぞれ１７６タ一ン巻いたものとし
、被検軸２とポビン１４との間隙５は１ｍｍとした。 サラニ、前記コイル６．７を固定するケース１３は、磁
気回路を遮断するために、非磁性であるオーステナイト
系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）で作製したものを用い
た。 さらにまた、前記コイル６．７を被検軸２に対し非接触
状態とする軸受１１，１２には、セラミックスより作製
した非磁性のものを用いた。 このトルク検出装置１においては、第１３図に示したと
同じブリッジをもつ検出回路によって行うことができ、
この場合にコイル６．７（ｍ１３図ではコイル１０６，
１０７に対応）における銅線の接続は、一方のコイル６
と他方のコイル７とによる磁界の方向が一致するように
し、励磁磁界を共通化して出力感度を高くすることがで
きるようにした。そして、交流電源１１３による励磁条
件は、３０ｋＨｚ、１００ｍＡとし、コイル６゜７に流
れる電流は５０ｍＡとした。 このような励磁条件のもとでは、トルクと出力との関係
が第１４図に示したものと同じようなものとなり、この
第１Ｊ施例におけるトルク検出装置１では、従来のトル
ク検出装置１０１に比べて軸受１１，１２の間隔を４０
ｍｍはど小さくすることができた。そして、このトルク
検出装置１では、軸受１１，１２をコイル６．７に近づ
けるに際して磁気的理由による制約がないことから、ポ
ビン１４の鍔部分の肉厚をさらに小さくするなどの工夫
をこらすことにより、より一層の小型化が可能となる。 この実施例においては、非磁性体からなる軸受１１．１
２として非磁性でかつ電気絶縁性のセラミックスより作
製したものを用いたが、さほど荷重が加わらない使い方
をする場合には、同じ〈非磁性でかつ電気絶縁性の４フ
ツ化エチレン樹脂（テフロン）製や塩化ビニル樹脂製の
軸受を用いてもよい、この場合、軸受１１，１２の素材
として電気良導体からなるものを用いると、軸受１１．
１２をコイル６．７に接近させた構造としたときに、コ
イル６．７で発生する磁束が電気良導体の接近により弱
められてしまうので、コイル６．７の部分にヨークを用
いない場合には、軸受１１．１２の素材として非磁性体
でかつ電気絶縁体からなるものを使用することが望まし
い。 第２図はこの発明に係るトルク検出装置の第２実施例を
示し、前記第１実施例においてはコイル６．７の部分に
ヨークを用いていなかったのに対し５この第２実施例で
はコイル６．７の部分にヨーク９を用いた場合を示して
いる。すなわち、ポビン１４に巻付けられたコイル６．
７は、被検軸２に対し間隙８をおいたヨーク９を介して
ケース１３の内周側に固定された構造をなしている。 この第２実施例のものにおいては、軸受１１゜１２は非
磁性体からなるものであることが必要であるが、第１実
施例のごとく電気絶縁体からなるものである必要はなく
、前記セラミックスや樹脂のほか、オーステナイト系ス
テンレス鋼、黄銅。 アルミニウムなどの電気良導体からなる軸受であっても
よい、また、第１実施例の場合にもいえることではある
が、この軸受１１，１２としては玉軸受以外のものを使
用することも可能である。 さらに、ヨーク９としては、Ｆｅ−Ｎｉ系合金からなる
ものを用いることができる。 この第２実施例のように、コイル６．７の部分にヨーク
９を用いた場合には、コイル６．７で発生する磁束がヨ
ーク９の部分を通るので、軸受１１．１２は電気良導体
からなるものであってもよいこととなり、第１実施例の
ものに比べて非磁性体軸受１１．１２の素材の選択幅が
広がる。 このように、第１および第２実施例に示したトルク検出
装置１では、コイル６．７に接近させた状態で軸受１１
，１２を取付けることが可能であるため、軸受１１，１
２の間隔をせまくして装置の小型化を実現することがで
きるようになるが、小型化のほかには次のような利点を
得ることができる。 すなわち、第１５図に示した従来のトルク検出装置ｆｉ
１０１では、ケース１２３が長いものとなるため、ケー
ス１２３を加工するに際して十分な加工精度を確保しな
ければ、ポビン１２４をケース１２３の内周側に固定し
たときに、コイル１０６．１０７が被検軸１０２に対し
て傾斜した状態となり、間隙１０５が一定しないも。ト
ナって、そのため回転ドリフトが著しく増加し、シマう
ことがありうる。また、ケース１２３が長イモのとなる
ためにポビン１２４の組付は作業も容易でないものとな
りやすい。 これに対して、ケース１３が短かくなれば、加工精度を
出すのも容易になり、したがってコイル６．７が被検軸
２に対して傾斜するおそれも著しく小さくなり、間隙５
を一定したものにすることができる。さらにはポビン１
４をヨーク９と共にケース１３の内周に組付ける作業も
容易になる。 さらにまた、従来のトルク検出装置１０１においては、
被検軸１０２が曲がっているときには、被検軸１０２が
回転した際に軸振れを生ずるため、それによる回転ドリ
フトが表われやすいこととなるが、この実施例のように
軸受１１，１２の間隔が小さなものになっていると、た
とえ従来と同程度に被検軸２が曲がっているとしても、
軸振れを小さくおさえることができるようになり。 回転ドリフトも小さくなって検出精度が向上する。 第５図はトルク検出装置の第３実施例を示している。 すなわち、第１図および第２図に示したトルク検出装置
１において、被検軸２の一方側、例えば左側から熱の伝
達があるような場合は、第３図に示すように、被検軸２
の左側部分の温度が高く。 溝３ｂの略中央部分、溝３ａの略中央部分、および被検
軸２の右側部分へと被検軸２の温度が次第に低下してい
く、このように、ｉ４３　ｂの部分と、溝３ａの部分と
で大きな温度差があると、トルク無負荷時の透磁率に差
が生じるため、第３図に示した被検軸２の左側部分と右
側部分とにおける温度差（ΔＴ）によって、第４図に示
すようにトルク出力の０点ドリフト（トルク負荷がＯの
状態でのトルク出力〕が生じ、上記温度差（ΔＴ）が大
きくなるとＳ／Ｎ比が低下することから、第１図および
第２図に示したトルク検出装置１では、上記温度差（Δ
Ｔ）の許容限が低いものとなりやすい。 そこで、第５図に示す第３実施例に係るトルク検出装置
１においては、被検軸２の溝３ｂ部分（第５図Ｃ点部分
）と満３ａ部分（第５図り点部分〕とにおける温度差が
小さくなるような工夫をこらした。 すなわち、第５図に示したトルク検出装置１において、
被検軸２の表面には左右対称をなす一対の溝３ａ、３ｂ
を円周方向に複数形成して形状磁気異方性部４を設け、
この形状磁気異方性部４の外側に、間隙５をおいて二つ
のコイル６．７を配設し、これらコイル６．７は前記間
隙５を維持しうるように必要に応じて図示しない非磁性
体からなる軸受（第１図および第２図の非磁性体からな
る軸受ｔｔ、ｔｚｓ照）によって支持されており、さら
に、被検軸２には、その形状磁気異方性部４（溝３ａ、
３ｂ）に近接させて、円環状の放熱部１６．１７を設け
、各放熱部１６．１７には弯曲状の放熱フィン１６ａ、
１７ａを設けた構造をなすものである。 このような構造のものにおいて、被検軸２の一方側、例
えば図示左側から熱が伝達され、被検軸２の左側部分（
第５図Ａ点部分）と右側部分（第５図Ｆ点部分）とで温
度差を有する状態で被検軸２が回転している場合、被検
軸２には放熱部１６．１７および放熱フィン１６ａ、１
７ａを設けていることから、これらの放熱効果によって
被検軸２の温度分布は第６図に示したようなものとなる
。 第６図に示すように、被検軸２の左側部分〔第５図Ａ点
部分〕と右側部分（第５図Ｆ点部分）において温度差（
ΔＴ）が生じたときでも、一方の形状磁気異方性部４（
第５図Ｃ点部分）と他力の形状磁気異方性部４（第５図
り点部分）とにおける温度差は第３図に示した場合に比
べて大幅に小さなものとなり、その結果、トルク出力の
０点ドリフトは第７図の線工で示すようになるので、ト
ルク出力のＳ／Ｎ比から見た点Ａ−Ｆ間の温度差（ΔＴ
）の許容限は放熱部（１６，１７゜１６ａ、１７ａ）を
設けない第７図に破線■で示す場合に比べて約３倍に増
大させることができるようになる。 第８図はトルク検出装置の第４実施例を示している。 すなわち、このトルク検出装置１では、被検軸２の表面
に左右対称をなす一対の溝３ａ、３ｂを円周方向に複数
形成して形状磁気異方性部４を設け、この形状磁気異方
性部４の外側に１間隙５をおいて、二つのコイル６．７
および高透磁率物質よりなるヨーク９を配設し、これら
コイル６．７およびヨーク９は前記間隙５を維持しうる
ように必要に応じて図示しない非磁性体からなる軸受（
７５２図の非磁性体からなる軸受１１，１２参照）によ
って支持されており、さらには被検軸２には、その形状
磁気異方性部４（溝３ａ、３ｂ）に近接させて、円環状
の放熱部１６．１７を設け、各円環状の放熱部１６．１
７の外周部分は前記ヨーク９の内周部分との間で間隙８
を形成させておくとともに、各放熱部１６．１７には放
熱フィン１６ａ、１７ａを設けた構造をなすものである
。 このような構造のトルク検出装置１において、例えば第
１３図に示した検出回路に接続してコイル６．７に通電
することにより、コイル６．７の周囲において、形状磁
気異方性部（山部）４．放熱部１６．１７．間隙８，８
．ヨーク９を通る磁気回路が形成され、被検軸２の点Ａ
、Ｆ間に温度差（ΔＴ）があるときでも、放熱部１６．
１７および放熱フィン１６ａ、１７ａの放熱効果によっ
て点Ｃ，Ｄ間での温度差は第６図に示したと同様に著し
く小さいものとなり、温度差による０点ドリフトは第７
図の線■に示したとおりであって１点Ａ、Ｆ間における
温度差（ΔＴ）の許容限は放熱部を設けない第７図に破
線■で示す場合に比べて約３．５倍にすることができ・
た。 また、この実施例のものにおいては、放熱部１６．１７
がヨーク９の一部を構成する構造となっているため、磁
気ひずみ効果の影響を受ける有効磁束の比率が高くなり
、その結果従来例の約４倍のひずみ感度を得ることがで
きた。 第９図はトルク検出装置の第５実施例を示しており、前
記第４図に示したトルク検出装置１において、放熱部１
６．１７の外周部分に多数のねじれ溝１６　ｂ　、／１
７　ｂを形成し、放熱フィン１６ａ、１７ａを廃止した
構造のトルク検出装置１を示している。 この場合にも、コイル６．７に通電すると、コイル６．
７の周囲において、形状磁気異方性部（山部分）４．放
熱部（山部分）１６，１７．間隙８，８．ヨーク９を通
る磁気回路が形成され、放熱部１６．１７のねじれ溝１
６ｂ、１７ｂとヨーク９とによって円筒状ファンが形成
されて放熱効果が発揮されるため、被検軸２の点Ａ、Ｆ
間に温度差（ΔＴ）があるときでも、上記円筒状ファン
による放熱効果によって点Ｃ，Ｄ間での温度差は第６図
に示したと同様に著しく小さいものとなり、温度差によ
る０点ドリフトは第７図の線厘で示したとおりであって
、点Ａ、Ｆ間における温度差（ΔＴ）の許容限は放熱部
を設けない第７図に破線■で示す場合に比べて約３．２
倍であった。また、ひずみ感度は上記第４実施例の場合
とほぼ同等であり、従来例の約４倍のひずみ感度を得る
ことができた。 第１０図はトルク検出装置の第６実施例を示している。 すなわち、前記第１ないし：５５実施例のトルク検出装
置１では左右対称で各々円周方向に複数設けた溝３ａ、
３ｂで二つの形状磁気異方性部４゜４を形成し、各形状
磁気異方性部４．４に各々対向させて二つのコイル６．
７を配設したものであり、独立した各々のセンサ部の出
力を例えば第１３図に示したブリッジ方式の検出回路に
より差動検出するようにしていたため、左右の溝３ａ。 ３ｂの間に不感帯（第１図のトルク検出装置１における
不感帯１０を参照、）が形成される構造となっていた。 このような左右の溝３ａ、３ｂが離れていてその間に不
感帯１０が形成されている場合において、形状磁気異方
性部４の磁束分布を測定したところ、溝３ａ、３ｂと不
感帯１０との境界で磁束に乱れが発生しており、感度を
低下させる原因ともなっていた。 そこで、第１θ図に示したトルク検出装置１においては
、磁気ひずみ効果を有する被検軸２の表面に±４５９方
向にらせん状となるＶ字形状をなす溝３を円周方向に複
数形成して形状磁気異方性部４を設け、この形状磁気異
方性部４の外側に。 間隙５をおいて、前記Ｖ字形状の満３に対応させた二つ
のコイル６．７および間隙８をおいて高透磁率物質より
なるヨーク９を配設し、これらコイル６．７およびヨー
ク９は前記間隙５．８を維持しうるように必要に応じて
図示しない非磁性体からなる軸受（第２図の非磁性体か
らなる軸受１１．１２参照）によって支持させた構造と
している。 このような構造のトルク検出装置１において、例えば第
１３図に示した検出回路に接続してコイル６．７に通電
すると、コイル６．７の周囲に、被検軸２の形状磁気異
方性部（山部）４１間隙８．８．ヨーク２を通る磁気回
路が形成される。 この第６実施例に係るトルク検出装置１と、不感帯１０
の幅が２ｍｍおよび５ｍｍである前記のトルク検出装置
１の感度を比べたところ、第１１図に示すように、本実
施例では感度が約３０％向上していた。 このように、溝３ａ、３ｂを連続させたＶ字形状の溝３
とすることによって、左右の溝３ａ。 ３ｂと不感帯１０との境界部分で発生していた磁束の乱
れをなくすことができるようになり、その結果感度を向
上させることが可能であった。また、溝３の加工におい
ても、左右の溝３ａ、３ｂに分ける場合に比較して容易
になるという利点をも得ることが可能であった。

【発明の効果】

以上説明してきたように、この発明によれば、被検軸の
表面に形状磁気異方性部を設け、磁束の発生により前記
形状磁気異方性部を通る磁気回路を形成するコイルを前
記形状磁気異方性部の外側に間隙をおいて配設し、前記
被検軸に加えられるねじりトルクによる前記形状磁気異
方性部での磁気ひずみを利用して当該被検軸に加えられ
たトルクを検出するトルク検出装置において、非磁性体
からなる軸受を介して前記コイルを前記形状磁気異方性
部の外側に間隙をおいて配設した構成としたから、軸受
を介してコイルを所定の位置に配設させるに際して前記
軸受とコイルとの間隔を小さなものにすることが可能で
あり、より一層の小型化が可能であるとともに、回転ド
リフトを小さなものにして精度の高いトルクの検出を行
うことができるようになるなどの著しく優れた効果がも
たらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るトルク検出装置の第１実施例を
示す軸方向縦断面図、第２図はこの発明に係るトルク検
出装置の第２実施例を示す軸方向縦断面図、第３図は被
検軸に温度差がある場合の軸方向における温度変化を例
示するグラフ、第４図は被検軸における温度差と０点ド
リフトとの関係を例示するグラフ、第５図（ａ）（ｂ）
はトルク検出装置の第３実施例を示す軸方向縦断面図お
よび軸直交方向縦断面図、第６図は放熱部を設けた被検
軸に温度差がある場合の軸方向における温度変化を例示
するグラフ、第７図は被検軸における温度差と０点ドリ
フトとの関係を例示するグラフ、第８図はトルク検出装
置の第４実施例を示す軸方向縦断面図、第９図（ａ）（
ｂ）はトルク検出装置の第５実施例を示す軸方向縦断面
図および軸直交方向縦断面図、第１０図はトルク検出装
置の″第６実施例を示す軸方向縦断面図、第１１図は不
感、Ｈｌ；の幅（溝の間隔）と感度との関係を例示する
グラフ、第１２図は従来のトルク検出装置の軸方向縦断
面図、第１３図はトルク検出装置に接続する検出回路を
例示する説明図、第１４図は第１２図の検出回路で検出
したトルク検出装置の出力特性を例示するグラフ、第１
５図は従来のトルク検出装置の軸方向縦断面図、第１６
図は第１５図のトルク検出装置におけるコイルと軸受と
の間隔による回転ドリフトへの影響を例示するグラフ、
第１７図はコイルの周辺に発生する磁束の説明図である
。 １・・・トルク検出装置、２・・・被検軸、３．３＆。 ３ｂ・・・溝、４・・・形状磁気異方性部、５・・・間
隙、６．７・・・コイル、８・・・間隙、２・・・ヨー
ク、１０・・・不感帯、１１．１２・・・非磁性体から
なる軸受、１３・・・ケース、１４・・・ボビン、１６
．１７・・・放熱部。 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社特許出願人　
　　　　大同特殊鋼株式会社代理人弁理士　　　　小　
　塩　　　豊第１図 第２図 除　　　　　麻

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　被検軸の表面に形状磁気異方性部を設け、磁束
   の発生により前記形状磁気異方性部を通る磁気回路を形
   成するコイルを前記形状磁気異方性部の外側に間隙をお
   いて配設し、前記被検軸に加えられるねじりトルクによ
   る前記形状磁気異方性部での磁気ひずみを利用して当該
   被検軸に加えられたトルクを検出するトルク検出装置に
   おいて、非磁性体からなる軸受を介して前記コイルを前
   記形状磁気異方性部の外側に間隙をおいて配設したこと
   を特徴とするトルク検出装置。