JPH08506186A - トルク測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 シャフトまたはその類似機械要素に加わる捩じれモーメントを測定する装置であっで、シャフトの周りに配置されたほぼ円筒形の磁気回路を有し、この磁気回路は永久磁石と互いに対向した２つの部分を有する回転子側の可変エアギャップとで構成され、互いに対向した２つの部分はシャフトの縦方向で互いに離れた位置でシャフトに固定され、上記エアギャップはシャフトに加わる捩れによって変化し、この変化はトルクの向きによって異なり、さらに、この変化を測定する手段を有する装置。シャフト（1）の縦方向で互いに離れた位置でシャフト（1）に固定された２つの磁気回路（C1，C2）を有し、各磁気回路は各磁束を作る少なくとも１つの永久磁石（10，11）と可変エアギャップとを有し、２つの磁気回路（C1，C2）は共通の中央ヨーク部分（13）を有し、各磁気回路の磁束はこの中央ヨーク部分（13）中を互いに逆方向に通り、これら磁束の代数和を感知する少なくとも１つの測定手段（15）が中央ヨーク部分（13）と組み合わされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 トルク測定装置 本発明は、回転シャフトまたはその類似機械要素によって伝達されるトルクを 測定するための磁気・機械装置に関するものである。 本発明装置はシャフトに加わる捩じりモーメントを測定する必要のある全ての 分野に適用できる。特に動力付き輸送車両、特に自動車分野のパワーステアリン グを備えた車両のステアリングコラムに好ましく適用でき、さらに、その他の全 ての駆動シャフトや一般の工業シャフトに適用できる。 トルクは多くの点で重要な量である。実際、この量によって伝動シャフトやシ ャフトの上流および下流の系に加わる機械的応力を知ることができる。また、ト ルクが分かれば系の加速度やシャフトによって伝達される力を知ることもできる 。後者の場合、シャフトの回転速度を知る必要があるが、これは測定が容易な量 である。 トルク情報を採ることができる装置は既にいくつか知られている。その一般原 理は物理法則を利用するもので、シャフトに加わるトルクでシャフトが角度方向 に変形して捩じれた時の捩じれに比例したトルクを測定する。部分Ａと部分Ｂと からなるシャフト片での部分Ａ、Ｂ間に生成する捩じれ角度は、部分Ａ、Ｂ間の 距離と伝達されるトルクとに比例し、さらにシャフトの横断面積と、その構成材 料とに依存する。 部分Ａ、Ｂの各々に取付けた２つの角度位置センサを用いたトルクセンサでは 、測定された角度差が捩じれ角度を与える。 しかし、この角度差は小さいため、角度位置センサは極めて正確でなければなら ず、従って、トルクセンサは必然的に高価になり、また、極めて壊れ易い。 この原理で作動するトルクメータの中には、Ａ位置の手段とＢ位置の手段とに よって作られる２つの波の間の位相シフトを測定して角度位置の差を知るものも ある。これらの手段は例えば２つの歯付き回転ディスクをコイルを備えた２つの 歯付き固定子リングに対向させたもので構成することができる（フランス国特許 第1,542,815号）。しかし、この装置に組込まれた電子処理装置は極めて複雑で あり、結果の質は速度に依存し、速度が遅くなると低下し、しかも、停止時には 測定ができない。この点は回転速度を用いて情報を作る装置全てに共通している 。 フランス国特許第2,631,702号で提案されたトルクメータはシャフトの両端に 歯付き回転子を備え、各回転子は電磁コイルを備えた固定子と対向して配置され 、単極機械を形成するために磁石によって励起される磁気回路を備えている。こ のトルクメータは固定子のコイルが形成する回路の電流強度を測定することによ って、速度に余り影響されないトルク情報を得ることができる。しかし、このト ルクメータはコイルの製作が難しく、電子部品が複雑なためあまり魅力的な解決 方法ではない。 ドイツ国特許第4,038,808号に記載の装置は捩じれを受ける部分の両端部に対 向した２つの歯車系を有し、検出器としてはブリッジ状に接続された２つのコイ ルを用いている。２つのコイルには交流電圧が送られ、中間点の電圧の振幅は歯 の相対位置、従ってトルクで変調する。トルクの計算は複雑な電子処理を必要と する同期復調操作で行われる。他のセンサはシャフトに直接固定された歪みゲー ジを用いているが、この方法では回 転感応要素に給電する必要があり、また、可動部分から固定部分へ情報を取り出 す装置も必要になる。しかし、そうした装置は一般に磨耗部材を含むので、寿命 の点および信頼性の点から好ましくない。 ドイツ国特許第4,038,808号と類似のブリッジ状に接続されたコイルを用いた 装置はドイツ国特許第3,532,351号に記載されている。 特開昭58-167,934号には大きな角度の捩じれを測定するために極めて可撓性に 富んだ捩じれ部品を用いたセンサ型の装置が記載されている。トルクはソレノイ ドばねを介して伝達され、測定装置は相対捩れ角度の作用で歯付き系の磁気抵抗 変化を利用している。しかし、基準位置の周りでの相対変化が小さいため、測定 精度は制限される。 米国特許第4,984,474号には２つの対向する部品間の間隙変化を利用しない装 置が記載されている。この装置では多極磁石を使用し、その漏れ磁界が歯を流れ るようにしている。 本発明者は「可変磁気回路トルクセンサ（Variable magnetic circuit torque sensor）」（Journal of Applied Physics，70(10)、1991年11月15日、6630〜6 632頁）と、J．of Magnetism and Magnetic Materials 104〜107（1992年），11 09〜1110頁で一つの装置を開示した。この装置はトルクの作用で互いに相対運動 し、従って磁気回路が変わる２つの歯付きリングを備えている。磁場源は磁化が トルクによって変化する磁石である。トルク情報は電流・磁気装置（例えばホー ル効果プローブ）を用いた平らなエアギャップ内でのインダクションを測定して 求める。磁気回路の磁気抵抗Ｒが変化した時のプローブのインダ 分かれば、インダクションの相対変動はほとんど10％を越える 平均値前後の極めで小さい変動を検出することである（通常、 れはΔＢ＝１ｍＴの変動範囲に対応する）。 この他にもう１つの問題（熱ドリフトの問題）がある。すなわち、磁石は温度 に敏感で、の磁化は温度で変化する。例えばインダクションの平均値が１％変化 する（従って、10ｍＴから10.1ｍＴになる）と、この変動は測定範囲に対して信 号の10％の変化となって現れる（0.1ｍＴ／１ｍＴ）。これは正確な情報を得る 上で有害である。 本発明の目的は、上記欠点の無い磁気回路を提供することにある。 本発明の他の目的は、トルク画像、好ましくはトルクに直接比例した連続信号 を出力する改良装置を提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、シャフトの回転速度に依存しない装置を提供する ことにある。 本発明のさらに他の目的は、信頼性が高く、正確、小型で、しかも安価で、製 造も容易な装置を提供することにある。 本発明の対象はシャフトまたはその類似機械要素に加わる捩れモーメントを測 定する装置であって、シャフトの周りに配置されたほぼ円筒形の磁気回路を有し 、この磁気回路は永久磁石と互いに対向した２つの部分を有する回転子側の可変 エアギャップとで構成され、互いに対向した２つの部分はシャフトの縦方向で互 いに離れた位置でシャフトに固定され、上記エアギャップはシャフトに加わる捩 じれによって変化し、この変化はトルクの向きによって異なり、さらに、この変 化を測定する手段 を有する装置において、シャフトの縦方向で互いに離れた位置でシャフトに固定 された２つの磁気回路を有し、各磁気回路は各磁束を作る少なくとも１つの永久 磁石と可変エアギャップとを有し、２つの磁気回路は共通の中央ヨーク部分を有 し、各磁気回路の磁束はこの中央ヨーク部分中を互いに逆方向に通り、これら磁 束の代数和を感知する少なくとも１つの測定手段が中央ヨーク部分と組み合わさ れていることを特徴とする装置にある。 本発明装置は測定手段に差値（vaiue differentieiie）を直接出すという点に 注目されたい。２つの回路に共通な部分で各回路からの磁束をキャンセルして差 値を測定することができる。この共通ヨーク部分は、２つの磁東を結合させる２ つの回路に共通な磁束伝導区域として定義される。測定手段は生じた磁束の値お よび方向（各磁東の代数和）を検出するセンサである。本発明装置では単一の測 定手段でトルク差値を十分に得ることができる。もちろん、他の追加の測定手段 を設けてもよい。 また、本発明構造ではドリフト、特に熱ドリフトの作用を避けることができる という点で極めて有利である。すなわち、磁石は温度に敏感で温度で磁界が変化 するが、本発明では磁界が測定する位置で互いに逆方向であるので、磁化の変動 があってもキャンセルされる。 可変エアギャップを区画する部分は対称ではない初期位置を有していて、トル クがシャフトに加わった時に２つの可変エアギャップが異なった変化をし、第１ 方向にトルクが加わった時に１方の可変エアギャップの磁気抵抗が大きくなり、 他方の工アギャップの磁気抵抗は小さくなり、トルクがそれとは逆方向に加わっ た時には可変エアギャップの磁気抵抗が上記と逆方向 に変化して、トルク差値を測定できるようになっているのが好ましい。そのため に可変エアギャップを形成する部分はこれらの部分の分離面に対して対称ではな い初期位置を有する。また、２つのエアギャップは互いに対称であるのが好まし い。エアギャップが互いに対称とは等価なエアギャップであることを意味し、そ れは幾何学的配列が対称、逆対称または角度的にズレたエアギャップで得られる 。 可変エアギャップは、測定手段がシャフトに加わるトルクが存在しない時には ゼロ基準値（２つの回路の磁束が等しいことに対応する）を読み取り、トルクが 加わった時にはこのゼロ基準値からいずかの方向へトルク値が加わるトルクに対 応して大きくなるように、設計・調節されているのが好ましい。 また、磁束を正確にゼロに調節する手段を設けるのが好ましい。特に、各磁石 の力を増減させるそれ自体の公知の任意の手段、特に磁気分路（シャント）を用 いることができる。 本発明構造は、測定手段に生じるインダクションがゼロ基準値の左右に変化し 、回転速度とは無関係である。特に、電子処理がより容易になり、インダクショ ンの相対変化を大きくすることができ、従って、測定範囲を大きくすることがで きるという点で極めて好ましい。 本発明装置は、可変エアギャップ形成部分の位置、特に角度位置を調節する手 段を有することができる。特に、別のトルク値が重要な時に、各部分を角度的に ズラしてエアギャップを変更して、ゼロ情報値（すなわち合成磁束ゼロ）に対応 する特定のトルクでこれらの部分が１つのエアギャップに対して対称（エアギャ ップが互いに対称）となるようにすることができる。もちろん、特定のトルク値 でゼロ値となるように測定装置を開 始時に設計しておくこともできる。 ２つの磁気回路の固定子は共通の中央ヨークを有する単一部材として形成し、 測定手段をこの中央ヨークと組み合わせるのが好ましい。 可変エアギャップを画成する部分はシャフトの軸線と同心に環状に延びている のが好ましい。１つのエアギャップの各部分はシャフトと直交する互いに異なる 複数の面すなわち互いに平行にずれた面内にくるか、両方がシャフトと直交した 同一の面内の同心状の異なる半径の所に放射方向にくるようにすることができる 。 本発明の好ましい実施例では各エアギャップがシャフトからわずかに離れた所 でリング状に延びた歯群で形成されている。これらの歯は任意の適切な幾何学形 状、特に正方形、長方形、台形または円弧を有することができる。歯の幅は歯の ピッチの20〜35％、特に25〜30％であるのが好ましい。 エアギャップを区画する部分の初期位置を非対称に設定するために、エアギャ ップを形成する互いに対向する歯を第２図を参照して後で詳細に説明するように 角度的にズラすのが好ましい。 永久磁石は固定子または回転子に取付けることができる。この永久磁石は単一 部品からなる円筒形磁石にするか、複数の等価な個別磁石（各群では長さを同じ で平行の磁化を有する）にすることができる。これらの磁石は、トルクが存在し ない時に中央ヨーク中の磁束をゼロにするように装置を平衡にすることができる 調節手段と組み合わせるのが好ましい。 可変エアギャップを区画する部分、特に歯は回転子ヨークを介してシャフトに 固定することができる。この場合、スペーサ、 特に非磁気スペーサを介してシャフトから離すこともできる。固定子ヨークはこ の回転子ヨークと対向するように配置する。必要に応じて、非磁気スペーサによ って区画され且つ回転子ヨークと対向したシャフト区域に凹部を形成することも できる。 磁石を３つの固定子ヨークすなわち両端ヨークと１つの中央ヨークを介して固 定子に支持し、これらのヨークを３つの回転子ヨークすなわち両端ヨークと１つ の中央ヨークと組み合わせることができる。 本発明の別の実施例では、単一の固定子ヨークが用いられ、これと対向して磁 石を支持する５つの回転子ヨークを配置することができる。 互いに対向するヨークの各幅は、測定時に回転子と固定子との間の軸線方向の 遊びの影響が少なくなるように、互いに違えることができる。 測定手段はホール効果プローブ、磁気抵抗およびその類似手段からなる群の中 から選択した電流磁気手段にするのが好ましい。 本発明は添付図面を参照した下記実施例の説明から明らかになろう。しかし、 本発明が下記実施例に限定されるものではない。図面の簡単な説明 第１図は本発明の第１実施例のシャフトの縦方向に沿った部分断面図。 第２図は静止した第１図の装置の２組の歯の概念図。 第３図は第２図に類似の図であるが、シャフトにトルクが加わった時の図。 第４、５図は第１図に類似した本発明の別の２つの実施例を示す図。 第６〜９図は４つの実施例の歯を輪郭の概念的展開図。 第10図は２つの対称部分からなる回転子の実施例の概念的斜視図。 第11図は第10図の回転子と組み合わされた２つの部分からなる固定子の概念的 斜視図。 第12図は第１図の磁気回路の軸線平面内での概念的電気回路図。実施例 第１図は本発明の第１実施例の装置が取付けられる捩じれシャフト１の断面図 である。図を簡単にするため、シャフトの各位置での捩じれ現象を理解できるよ うにするために凹部１ａをシャフト上に示した。この凹部１ａは必須ではないが 、捩じれ感度を大きくしたい場合にはこの型式の凹部を付けることができる。 この装置は非磁気スペーサ７、８、９を介してシャフト１に円筒状に固定され た３つの磁気回路素子２、３、４（以下、ヨーク部分2'、3'および4'を含めて回 転子ヨークという）で構成されている。これらの磁気回路素子は参照番号Ｒで表 される回転子の磁気回路を形成する。各磁気回路素子の固定は例えばピン止めま たはその類似手段で行うことができる。回転子ヨーク２と３の間および３と４の 間は各歯群５、６（その詳細な説明は第２、３図を参照して行う）によって互い に分離されている。 この装置の固定子は円筒形の磁気回路Ｓを有している。この磁気回路Ｓは２つ の永久磁石10、11と、３つの固定子ヨーク12、 13、14を有している。 上記の構成要素群４、14、11、13、３、６および構成要素群２、５、３、13、 10、12が中央のヨーク３、13の区域で互いに逆方向を向いた第１磁気回路Ｃ１と 、第２磁気回路Ｃ２とを形成している。なお、構成要素３、13が両者に共通であ ることは理解できよう。磁気感応手段15（例えばホール効果プローブまはた磁気 抵抗素子）は中央の共通のヨーク13（固定子ヨーク）に固定されている。この磁 気感応手段15は２つの磁気回路の磁東の合力に感応する。 第１図から分かるように、固定子ヨーク12、13、14とヨーク部分2'、3'、4'と の対向表面の幅は、測定時の回転子と固定子との間の軸線方向遊びの影響を少な くするために互いに異なる幅を有している。 第２図は歯群５、６で区画される２つのエアギャップを概念的に示したもので ある。歯群５ａ、５ｂは回路Ｃ２用の歯であり、歯群６ａ、６ｂは回路Ｃ１用の ものであり、これらの幾何形状と、空間内での位置とを示している。図示した実 施例では歯は正方形であるが、他の形状でもよい。 静止時すなわちトルクがない時には、歯５ａ、６ａは中央の回転子ヨーク３に 支持された整列した歯５ｂ、６ｂに対して同じ角度だけズレている。この位置で はエアギャップは厳密に同一（対称）であり、磁石10、11によって生じる磁界は 共通の中央ヨーク13内で互いに逆となり、両者の合成磁束はゼロになる。従って 、測定手段15の検出値はゼロである。厳密な磁束ゼロ値を得るために、公知の調 節手段（図示せず）を用いて測定前に本発明装置を平衡させるのが好ましい。例 えば、上記磁石に磁気分路を組み合せた調節手段を用いることができる。これら の 手段はトルクが存在しない時に回路Ｃ１、Ｃ２に生じる磁束を等しくするための ものである。 中央の共通ヨーク13に示した矢印のように、単独で考えた時に回路Ｃ２内に磁 石10によって生じる磁界の方向と一致した正の磁東方向を任意に選択することが できる。 第３図は矢印Ｔ１で示した方向の捩りモーメントがシャフト１に加わった場合 を示している。この場合には歯５ｂ、６ｂに対する歯５ａ、６ａの角度のズレ（ これらは最初は同じであった）が変化し、トルクの加わる位置に近い方の歯がよ り顕著に変位する。図示した場合には、歯６ｂに対する歯６ａの変位がより顕著 になる。その結果、回路Ｃ１のエアギャップがＣ２のエアギャップより大きくな り、回路Ｃ１の磁気抵抗の方が大きくなる。一方、回路Ｃ２の磁気抵抗は小さく なり、中央の共通ヨーク13内に生じる合成磁束は正の方向を向く。従って、測定 手段15はこの正の方向と磁束値（トルクの関数）とを検出する。 トルクが上記と逆方向に加わった時には、回路Ｃ１のエアギャップの方が狭く なり、回路Ｃ２のエアギャップの方は広くなる。その結果、回路Ｃ１の磁気抵抗 が小さくなり、回路Ｃ２の磁気抵抗が大きくなり、生じる磁束は負の方向を向く ということは理解できよう。 歯の寸法および形状は、磁気抵抗の変動で中央の共通ヨーク13内に捩じれ角度 、従ってトルクに比例した磁束が生じるように選択するのが好ましい。 歯１の幅（1）（第２図）は歯のピッチの約20〜35％の範囲が好ましく、さら には約25〜30％の範囲が好ましい。当業者は所望測定範囲と測定精度に対してど のように歯を変更すべきかは容易に理解できる。例えば、測定精度は歯の数を多 くすると高 くなるが、測定範囲は狭くなる。 測定手段としては線型ホール素子のプローブを用いれば、加わるトルクに比例 した電気信号が得られるので好ましい。 加わるトルクＣと捩れ角度αとの間には下記関係式がある： （ここで、 Ｇはシャフトの横方向弾性率を表し、Ｊは慣性モーメントを表し、Ｌはトルク が加わると考えられるシャフト上の２つの地点の間の距離を表す） 一般に、シャフトの歪みは約数度、特に１〜５゜である。これは伝達される力 の関数としてシャフトの寸法と機械特性とを考慮したシャフト設計での一般的な 定数である。 本発明測定装置は、シャフトの使用条件下で数度程度、特に約１〜５゜の感受 性を示すように任意形式のシャフトに寸法を容易に合せることができる。 測定装置の長さ（すなわちスペーサ７、９の固定点の間の距離）は、所定シャ フトの場合選択した感受性、例えば１〜５゜の捩れに対応するシャフト長さによ って決まる。これらは当業者には良く知られたパラメータである。 測定手段15が読取る部分3、3'、13の間に形成される中央のエアギャップの磁 束φ_cは第12図の電気回路図を参照して下記式で与えられる： （ここで、 εは磁石の起磁力を表し、Ｒ_Aは磁石の磁気抵抗を表し、Ｒ_Lは横方向移動エア ギャップの磁気抵抗を表し、Ｒ_cは中央エアギャップの磁気抵抗を表し、Ｒ₁は１ 方の歯系と等価な磁気抵抗を表し、Ｒ₂は他方の歯系に等価な磁気抵抗を表す） 第４図は第１図のヨーク部分2'、3'、4'を無くして回路を単純化した別の変形 例を示したものである。この場合も対向するヨークの表面の幅の寸法を違えて測 定時に回転子と固定子との間の軸線方向遊びの影響を無くしている。 第５図に示す他の変形例では、磁石10、11が回転子に取付けられており、固定 子は第１図の共通ヨーク13に対応する中央ヨーク部分17となる単一のヨーク16で 形成され、各回路の歯は放射状に（すなわち、シャフトの横断面と同心に）取付 けられている。回転子は３つの部分、すなわち、各々の磁石10、11を挟んだ２つ のヨーク18、19および21、22を有する両端部分と、中央ヨーク20を形成する中央 部分とで構成されている。両端部分の一端部には放射外側を向いた歯５ａ、６ａ が設けられ、中央部分には歯５ａ、６ａと対向して放射状に延びた歯５ｂ、６ｂ が形成されている。この変形例の機能・動作は第１図の実施例から容易に理解で きよう。従って、その詳細は省略する。 第６〜９図は本発明で用いる歯の変形例を示している。第６、７図では歯は四 角形、第８図では台形、第９図では円弧状である。 第10図はシャフト（図示せず）の軸線を通る面に対して対称な２つの組立体23 、24からなる回転子用回路の斜視図である。これら２つの組立体23、24はシャフ トに固定される。この回路の構造は２つの部分からなるという点以外は第１図の 構造と同じであり、参照番号も同じである。組立体24には図では見えな いが歯群が付けられている。なお、この図では各歯の位置が正確に示されていな い点に注意されたい。この点に関しては第２図と第３図とを参照されたい。 第11図は第10図の回転子の回路の組立体23、24と対向する２つの対称部分25、 26からなる固定子用回路の斜視図である。この回路の構造も２つの部分からなる という点以外は第１図の構造と同じであり、参照番号も同じである。 本発明の測定装置を構成する円筒形組立体は２つまたは３つの部分からなるス リーブの形にすることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シャフトまたはその類似機械要素に加わる捩じれモーメントを測定する装置 であって、シャフトの周りに配置されたほぼ円筒形の磁気回路を有し、この磁気 回路は永久磁石と互いに対向した２つの部分を有する回転子側の可変エアギャッ プとで構成され、互いに対向した２つの部分はシャフトの縦方向で互いに離れた 位置でシャフトに固定され、上記エアギャップはシャフトに加わる捩れによっで 変化し、この変化はトルクの向きによって異なり、さらに、この変化を測定する 手段を有する装置において、 シャフト（1）の縦方向で互いに離れた位置でシャフト（1）に固定された２つ の磁気回路（C1，C2）を有し、各磁気回路は各磁束を作る少なくとも１つの永久 磁石（10，11）と可変エアギャップとを有し、２つの磁気回路（C1，C2）は共通 の中央ヨーク部分（13）を有し、各磁気回路の磁束はこの中央ヨーク部分（13） 中を互いに逆方向に通り、これら磁束の代数和を感知する少なくとも１つの測定 手段（15）が中央ヨーク部分（13）と組み合わされていることを特徴とする装置 。 ２．可変エアギャップを区画する部分（5a，5b；6a，6b）が対称ではない初期位 置を有していて、トルクがシャフト（1）に加わった時に２つの可変エアギャッ プが異なった変化をするようになっていて、第１方向にトルクが加わった時に一 方の可変エアギャップの磁気抵抗が大きくなり、他方のエアギャップの磁気抵抗 は小さくなり、トルクがそれとは逆方向に加わった時には可変エアギャップの磁 気抵抗が上記と逆方向に変化する請求項 １に記載の装置。 ３．測定手段（15）がシャフト（1）に加わるトルクが存在しない時にはゼロ基 準値を読み取り、トルクが加わった時にはこのゼロ基準値からいずかの方向へト ルク値が加わるトルクに対応して大きくなるように可変エアギャップが設計・調 節されている請求項１または２に記載の装置。 ４．シャフト（1）に一定のトルクが加わった時に測定手段（15）がゼロ基準値 を読み取るように可変エアギャップが設計・調節されている請求項１〜３のいず れか一項に記載の装置。 ５．２つの磁気回路の固定子（S）が共通の中央ヨーク（13）を有する単一部品 として形成され、測定手段（15）はこの中央ヨークと組み合わされている請求項 １〜４のいずれか一項に記載の装置。 ６．可変エアギャップを区画する部分（5a，5b；6a，6b）がシャフト（1）の軸 線と同心にリング状に延びている請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。 ７．上記部分（5a，5b；6a，6b）がシャフト（1）と直交した互いに異なる複数 の面内にある請求項６に記載の装置。 ８．上記部分（5a，5b；6a，6b）がシャフト（1）と直交した同じ面内にある請 求項６に記載の装置。 ９．各可変エアギャップがシャフト（1）からわずかに離れた距離の所にリング 状に配置された歯群（5a，5；6a，6b）で形成される請求項１〜８のいずれか一 項に記載の装置。 10．磁石（10，11）が固定子（S）に配置されている請求項１〜９のいずれか一 項に記載の装置。 11．磁石（10，11）が回転子（R）に配置されている請求項１〜９のいずれか一 項に記載の装置。 12．各永久磁石（10，11）が単一部材の円筒形の磁石または同じ長さの平行磁化 を有する複数の別個の磁石である請求項１〜11のいずれか一項に記載の装置。 13．トルクが存在しない時に中央ヨーク（13）の磁束をゼロにして装置を平衡さ せる調節手段が磁石（10，11）と組み合わされている請求項５〜12のいずれか一 項に記載の装置。 14．可変エアギャップを区画する部分（5a，5b；6a，6b）が回転子ヨーク（2，3 ，4）を介してシャフトに固定され、回転子ヨーク（2，3，4）は非磁気スペーサ （7，8，9）を介してシャフト（1）から分離されていてもよく、これら回転子ヨ ーク（2，3，4）と対向して固定子ヨーク（12，13，14）が配置されている請求 項１〜11のいずれか一項に記載の装置。 15．磁石（10，11）が両端ヨーク（12、14）と中央ヨーク（13）との３つの固定 子ヨークによって固定子（S）に支持されており、 これら３つの固定子ヨークは両端ヨーク（2，4）と中央ヨーク（3）との３つの 回転子ヨークと組み合わされている請求項14に記載の装置。 16．磁石（10，11）を支持した４つの回転子ヨーク（18〜22）と対向した単一の 固定子ヨーク（16）を有する請求項14に記載の装置。 17．回転子と固定子間との問の軸線方向の遊びが測定時に与える影響を少なくす るために互いに対向した各ヨークの幅を違えている請求項15に記載の装置。 18．歯の形状が正方形、長方形、台形または円弧状である請求項９に記載の装置 。 19．測定手段（15）がホール素子プローブ、磁気抵抗器および類似手段からなる 群の中から選択される請求項１〜18のいずれか一項に記載の装置。