JPH09105686A - トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単であり、製造、組立、調整が容易
で多量生産が可能な高精度のトルク検出装置を得るこ
と。 【解決手段】 磁気異方性が付与されたトルク検出軸１
と、同一線上に切欠き部を有する複数の隔壁の間に配線
処理部とコイルの巻回部が形成されたボビン１０と、複
数のリブを有しボビン１０の両側に結合する一対のヨー
ク２０と、ハウジング３０とからなり、ハウジング３０
内に一体に結合されたボビン１０とヨーク２０を挿入し
て固定し、ボビン１０内にトルク検出軸１を挿入してハ
ウジング３０内に回転自在に支持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルク検出装置に
係り、さらに詳しくは、例えば工作機械の回転軸、自転
車のクランク軸などの回転部のトルクを検出するための
トルク検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種トルク検出装置の一例を図２４に
示す。図において、８ａは回転軸で、軸受３５ａ，３５
ｂを介してハウジング３０に回転自在に支持されてい
る。２０１ａ，２０１ｂは例えばアモルファス合金箔か
らなる軟磁性箔で、所定の間隙を隔てて回転軸８ａに巻
付けられて固着されており、表面には互に反対方向に傾
斜したシェブロン状のスリット又は凹溝２０２ａ，２０
２ｂ（以下凹溝という）が設けられて磁気異方性が付与
されている。１７ａ，１７ｂはボビン２００に装着され
て軟磁性箔２０１ａ，２０１ｂの外周に配設された円筒
状の検出コイルで、軟磁性箔２０１ａ，２０１ｂの透磁
率の変化に対応して自己インダクタンスが変化する。

【０００３】検出コイル１７ａ，１７ｂの各入出力端子
に接続された取出し線は、ハウジング３０に設けた取出
し穴３２を介して外部に取出され、入力端子は検出コイ
ル１７ａ，１７ｂを励振させる発振回路２０３に接続さ
れ、出力端子は検出コイル１７ａ，１７ｂのインピーダ
ンスをバランスさせるための抵抗器２０４ａ，２０４ｂ
を介して発振回路２０３の他端に接続されており、これ
らによりブリッジ回路２０５を構成している。２０６
ａ，２０６ｂはブリッジ回路２０５の出力電圧を整流す
る整流回路、２０７は整流されたブリッジ回路２０５の
出力電圧を比較する比較回路である。

【０００４】次に、上記のように構成したトルク検出装
置の作用を説明する。なお、検出コイル１７ａ，１７ｂ
は、発振回路２０３の出力により励振されているものと
する。回転軸８ａにトルク、したがってねじり応力が加
わっていない場合は、回転軸８ａに設けた軟磁性箔２０
１ａ，２０１ｂの透磁率μ₁ ，μ₂ は等しく保たれてお
り、このときの検出コイル１７ａ，１７ｂの自己インダ
クタンスＬ₁ ，Ｌ₂ は、次式で示される。 Ｌ₁ ＝４πＮ₁ ² μ₁ Ａ ［１］ Ｌ₂ ＝４πＮ₂ ² μ₂ Ａ ［２］ 但し、Ｎ₁ ：検出コイル１７ａのコイル巻数 Ｎ₂ ：検出コイル１７ｂのコイル巻数 Ａ ：コアの形状で決る係数 したがって、Ｎ₁ ＝Ｎ₂ 、μ₁ ＝μ₂ であれば、
［１］，［２］式よりＬ₁ ＝Ｌ₂ である。

【０００５】検出コイル１７ａ，１７ｂは抵抗器２０４
ａ，２０４ｂとによりブリッジ回路２０５を形成してお
り、中点の電圧ｅ₁ ，ｅ₂ は下式で表わされる。 ｅ₁ ＝ｊωＬ₁ ／（ｊωＬ₁ ＋Ｒ₁ ）・ｅ ［３］ ｅ₂ ＝ｊωＬ₂ ／（ｊωＬ₂ ＋Ｒ₂ ）・ｅ ［４］ いま、回転軸８ａに矢印ａ方向のねじり応力が発生する
と、シェブロン状の凹溝２ａ，２ｂに応力が発生する。
すなわち、軟磁性箔２０１ａには引張り応力が作用する
ため透磁率μ₁ は増大し、軟磁性箔２０１ｂには圧縮応
力が作用するため透磁率μ₂ が減少する。

【０００６】これにより、前記［３］，［４］式から、
ブリッジ回路２０５の中点の電圧ｅ₁ は上昇し、ｅ₂ は
下降する。両電圧ｅ₁ ，ｅ₂ は整流回路２０６ａ，２０
６ｂでそれぞれ平滑化され、その出力直流電圧Ｅ₁ ，Ｅ
₂ は比較回路２０７で比較され、その差の電圧ΔＥが出
力する。この差の電圧ΔＥは軟磁性箔２０１ａ，２０１
ｂの透磁率の変化に対応した値、すなわち回転軸８ａに
加えられたトルクに対応した値となる。したがって、こ
の回転軸８ａを被トルク検出軸に連結すれば、当該軸の
トルクを検出することができる。

【０００７】上記のようなトルク検出装置において、軟
磁性箔２０１ａ，２０１ｂを回転軸８ａに固着するにあ
たっては、一般に、熱硬化性樹脂からなる接着剤を用い
ているが、接着剤の厚みにより応力の伝達特性が左右さ
れ、また、軟磁性箔２０１ａ，２０１ｂと回転軸８ａの
応力発生部の熱膨張率の差が軟磁性箔２０１ａ，２０１
ｂの透磁率の変化に影響をもたらすなどの問題があるた
め、回転軸８ａに接着剤を均一に塗布し、一定の接着圧
を加えて軟磁性箔２０１ａ，２０１ｂを加熱固着する作
業は現状では多くの困難を伴っている。このような問題
を改善するために、本発明の出願人は、回転軸に軟磁性
箔を固着することなく、磁歪特性を有する磁性合金から
なり、直接磁気異方性が付与されたトルク検出軸を有す
るトルク検出装置を開発し、特許出願した（例えば、特
願平７−１４７０５４号、特願平７−１４７０５５号、
特願平７−１４７０５６号）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような軟磁性箔
を固着して磁気異方性を付与した回転軸、あるいは、磁
歪特性を有する磁性合金からなり直接磁気異方性が付与
されたトルク検出軸を有するトルク検出装置において
は、検出コイル１７ａ，１７ｂを巻回するボビン２０
０、その外周を覆うハウジング３０等の構造が複雑で、
製造、組立、調整などに多くの工数を要し、その上検出
コイル１７ａ，１７ｂのワイヤの取出しが面倒である
等、種々問題があった。また、ヨークを一体成形する場
合は、ロストワックス法又は焼結により成形したものに
ついて二次加工するため、高価になるとう問題があっ
た。

【０００９】本発明は、上記の課題を解決すべくなされ
たもので、構造が簡単であり、製造、組立、調整が容易
で多量生産が可能な高精度のトルク検出装置を得ること
を目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明に係るトルク検出装置は、磁気異方性が付
与されたトルク検出軸と、同一線上にそれぞれ切欠き部
を有する複数の隔壁が設けられ、これら隔壁の間に配線
処理部及び検出コイルの巻回部が形成されたほぼ中空円
筒状のボビンと、内壁から突設されボビンの隔壁の間に
嵌入される複数のリブ及びこのリブの一方の端部に設け
られた凹部を有し、ボビンの外側に結合される断面半円
状の一対のヨーク部品からなるヨークと、検出コイルの
引出し線の引出し穴を有する中空円筒状のハウジングと
からなり、このハウジング内に一体に結合されたボビン
とヨークを挿入して固定し、ボビン内に挿入されたトル
ク検出軸をハウジングにより回転自在に支持したもので
ある。

【００１１】（２）また、上記（１）のトルク検出軸
を、両端部に連結部を有しこの連結部の間に磁気異方性
が付与された中空円筒状に形成し、この中空部内にトル
クを測定する回転軸を挿通して回転軸とトルク検出軸を
固定装置により一体に結合するようにしたものである。

【００１２】（３）さらに、本発明に係るトルク検出装
置は、磁気異方性が付与されたトルク検出軸と、同一線
上にそれぞれ切欠き部を有する複数の隔壁が設けられ、
これら隔壁の間に配線処理部及び検出コイルの巻回部が
形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、内壁から突設さ
れボビンの隔壁の間に嵌入される複数のリブ及びこのリ
ブの一方の端部に設けられた凹部を有し、ボビンの外側
に結合される断面半円状の一対のヨーク部品からなるヨ
ークと、両端部内壁にめねじを有し、検出コイルの引出
し線の引出し穴が設けられた中空円筒状のハウジングと
からなり、このハウジング内に一体に結合されたボビン
とヨークを挿入して固定し、ボビン内に挿入されたトル
ク検出軸をハウジングにより回転自在に支持したもので
ある。

【００１３】（４）また、磁気異方性が付与されたトル
ク検出軸と、切欠き部を有するフランジが両側に設けら
れそれぞれ検出コイルが巻回される一対のボビンと、内
壁に突設されたリブの間に形成されボビンがそれぞれ嵌
入する嵌入部及びリブの一方の端部に設けられた凹部を
有し、ボビンの両側に結合される断面半円状の一対のヨ
ーク部品からなるヨークと、両端部に内壁から突出した
フランジを有し、このフランジの一方の端部に検出コイ
ルのワイヤの取出口が設けられてヨークの両側に結合さ
れる断面半円状の一対のコイルケース部品からなるコイ
ルケースと、両端部内壁にめねじを有し、検出コイルの
引出し線の引き出し穴が設けられた中空円筒状のハウジ
ングとからなり、ハウジング内に一体に結合されたボビ
ン、ヨーク及びコイルケースを挿入して固定し、ボビン
内に挿入されたトルク検出軸をハウジングにより回転自
在に支持したものである。

【００１４】（５）また、トルク検出軸を回転自在に支
持するハウジングと、有底円筒状の本体及びこの本体の
開口部側に形成されたフランジからなり、本体に磁気異
方性が付与されたトルク検出部と、同一線上にそれぞれ
切欠き部を有する複数の隔壁が設けられ、これら隔壁の
間に配線処理部及び検出コイルの巻回部が形成されたほ
ぼ中空円筒状のボビンと、内壁から突設されボビンの隔
壁の間に嵌入される複数のリブ及びこのリブの一方の端
部に設けられた凹部を有し、ボビンの外側に結合される
断面半円状の一対のヨーク部品からなるヨークと、円筒
部と中空のねじ部からなり、円筒部に一体に結合された
ボビンとヨークが挿入されて固定されるコイルケース
と、検出コイルの引出し線の引出し穴を有する中空円筒
状のハウジングとからなり、コイルケースをハウジング
に取付けると共に、トルク検出部を前記ボビン内に挿入
して回転部に固定したものである。

【００１５】（６）上記（１），（２），（３）又は
（５）のトルク検出装置において、ボビンの隔壁の間の
一部に上下を残してスリットを設けると共に、ヨーク部
品のリブのスリットに対応する部分をさらに小径に形成
し、ボビンにヨーク部品を結合したときにスリットに嵌
入されたリブの一部がボビンの内壁から突出するように
した。

【００１６】（７）上記（１），（２），（３）又は
（５）のトルク検出装置において、ボビンの配線処理部
の近傍の切欠き部に、検出コイルの引出し線の固定手段
を設けた。 （８）上記（１），（２），（３）又は（５）のトルク
検出装置において、ボビンの配線処理部に樹脂を充填し
た。 （９）上記（１），（２），（３），（４）又は（５）
のトルク検出装置において、ボビンに位置決め兼回転防
止用の係止部を設けると共に、ヨーク部品にこの係止部
に係合する係合部を設けた。

【００１７】（１０）上記（１），（２），（３）又は
（５）のトルク検出装置において、ボビンをそれぞれ独
立した一対のボビンで構成すると共に、ヨーク部品にボ
ビンが嵌入される嵌入部を設けた。 （１１）上記（１），（２），（３）又は（４）のトル
ク検出装置において、一体に結合されたボビンとヨー
ク、又はボビン、ヨーク及びコイルケースを、ハウジン
グに対して軸方向に調整可能に構成した。

【００１８】（１２）また、本発明に係るトルク検出装
置は、磁気異方性が付与されたトルク検出軸と、外周に
設けられた複数の隔壁によって検出コイルの巻回部、及
びそれぞれ内壁に開口する複数のヨーク嵌入穴を有する
ヨーク嵌入溝が形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、
該ボビンのヨーク嵌入穴に嵌入する嵌入部を有し前記ヨ
ーク嵌入溝に対向して嵌入される半円状の複数対の第１
のヨーク部品と、前記ボビンの外周に結合される断面半
円状の一対の第２のヨーク部品と、前記検出コイルの引
出し線の引出し穴を有する中空円筒状のハウジングとか
らなり、該ハウジングに前記第１、第２のヨーク部品が
結合されたボビンを挿入して固定し、該ボビン内に挿入
された前記トルク検出軸を前記ハウジングにより回転自
在に支持したものである。

【００１９】（１３）上記（１２）のトルク検出装置に
おいて、少なくともボビンの一端にフランジを設け、該
フランジに配線処理部及び前面に開口する配線収容部を
設けた。 （１４）上記（１３）のトルク検出装置において、配線
が収容された配線処理部及び配線収容部に樹脂を充填し
た。

【００２０】（１５）上記（１２）のトルク検出装置に
おいて、ボビンに熱収縮チューブを嵌合し、加熱してボ
ビン及び第１、第２のヨーク部品を一体に結合した。

【００２１】

【発明の実施の形態】

実施形態１ 図１は本発明の第１の実施形態の縦断面図、図２はその
要部の分解斜視図、図３（ａ）は図２のボビンの縦断面
図、図３（ｂ）は（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。図に
おいて、１は中実のトルク検出軸で、例えば、Ｆｅ−Ａ
ｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金あるいはＳＮＣＭ系浸炭鋼
の如き磁歪特性を有する磁性合金からなり、軸方向の中
央部近傍には、左右対称にかつ互いに逆方向に傾斜した
シェブロン状の凹溝２ａ，２ｂが設けられ、互いに反対
方向の磁気異方性が付与されている。

【００２２】１０は合成樹脂等の絶縁材料を成形加工し
てなるほぼ中空円筒状のボビンで、その外周には、一方
の端部から軸方向にそれぞれ所定の間隔を隔てて複数の
隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ
が設けられており、このうち、隔壁１２ａ，１２ｂは他
の隔壁１２ｃ〜１２ｆより大径に形成されている。そし
て、隔壁１２ａと１２ｂの間には検出コイル１７ａ，１
７ｂからの引出し線の配線処理部１３ａが、また、隔壁
１２ｃと１２ｄの間及び１２ｅと１２ｆの間にはそれぞ
れ検出コイル１７ａ，１７ｂの巻回部１３ｂ，１３ｃが
形成されている。

【００２３】１４ａ，１４ｂは取付穴１５ａ，１５ｂを
有し、隔壁１２ｄと１２ｅの間の対向位置に突設された
係止部を構成するボスである。１６ａ，１６ｂ，１６
ｃ，１６ｄ，１６ｅは隔壁１２ａ〜１２ｆの同一線上に
設けた切欠き部で、検出コイル１７ａ，１７ｂのワイヤ
の端末部の引出し口を形成する。

【００２４】２０は磁路を形成するためのヨークで、例
えば、パーマロイの如き磁性材料からなる円筒状部材を
２分割した断面半円状の第１のヨーク部品２１ａと、第
２のヨーク部品２１ｂとからなっている。そして、両ヨ
ーク部品２１ａ，２１ｂの両端部及び中央部の内壁に
は、ボビン１０の隔壁１２ｂと１２ｃの間、隔壁１２ｄ
と１２ｅの間に嵌入されるリブ２２ａ，２２ｂ、２２
ｃ，２２ｄ（２２ｃは図示せず）及び隔壁１２ｆの外壁
に当接するリブ２２ｅ，２２ｆ（２２ｅは図示せず）が
対向して設けられており、このうちリブ２２ｃ，２２ｄ
は他のリブ２２ａ，２２ｂ、２２ｅ，２２ｆより幅広に
形成されている。

【００２５】２３ａ，２３ｂは外周の対向位置に、外壁
からリブ２２ｃ，２２ｄにかけて設けられた係合部を構
成する貫通穴で、ボビン１０のボス１４ａ，１４ｂに位
置決め及び回り止めとして嵌入される。２４ａ，２４
ｂ、２４ｃ，２４ｄ、２４ｅ，２４ｆ（２４ｃ，２４ｅ
は図示せず）は、両ヨーク部品２１ａ，２１ｂの対向す
るリブ２２ａと２２ｂ、２２ｃと２２ｄ及び２２ｅと２
２ｆの一方の端部に形成された凹部で、両ヨーク部品２
１ａ，２１ｂを組合わせたときに、ボビン１０の切欠き
部１６ａ〜１６ｅとにより、検出コイル１７ａ，１７ｂ
から引出されたワイヤの通路２５を形成する。

【００２６】３０は中空円筒状のハウジングで、例え
ば、鉄、アルミニウムなどの金属材料あるいは合成樹脂
等からなり、両端部の内径は軸受３５ａ，３５ｂを装着
するために大径に形成されている。そして、ヨーク部品
２１ａ，２１ｂの貫通穴２３ａ，２３ｂと対向した位置
にはねじ３６を挿通する長穴３１ａ，３１ｂ（３１ｂは
図示せず）が設けられており、また、ボビン１０の配線
処理部１３ａと対応した位置には、引出し線１８の引出
し穴３２が設けられている。３３は引出し穴３２に装着
されたブッシュ、３５ａ，３５ｂはハウジング３０内に
挿通されたトルク検出軸１を回転自在に支持する軸受で
ある。

【００２７】次に、上記のように構成した本実施形態の
組立順序の一例を説明する。 （１）ボビン１０の巻回部１３ｂ，１３ｃにそれぞれ検
出コイル１７ａ，１７ｂを巻回し、そのワイヤの端末を
隔壁１２ｃ〜１２ｅの切欠き部１６ｃ〜１６ｅから引出
しておく。 （２）一方のヨーク部品（例えば２１ｂ）の貫通穴２３
ｂをボビン１０のボス１４ｂに嵌合すると共に、リブ２
２ｂを隔壁１２ｂと１２ｃの間に、リブ２２ｄを隔壁１
２ｄと１２ｅの間に嵌入し、リブ２２ｆを隔壁１２ｆの
外壁面に当接させて、検出コイル１７ａ，１７ｂのワイ
ヤの端末を凹部２４ｂ，２４ｄを介して配線処理部１３
ａに巻付けておく。

【００２８】（３）次に、同様にして、他方のヨーク部
品２１ａをヨーク部品２１ｂと対向させてボビン１０に
装着し、ボビン１０とヨーク部品２１ａ，２１ｂとを一
体に結合する。このとき、検出コイル１７ａ，１７ｂの
ワイヤの端末は、ボビン１０の切欠き部１６ａ〜１６ｅ
と、ヨーク部品２１ａ，２１ｂの凹部２４ａ〜２４ｆと
で形成された通路２５内に位置している。 （４）ついで、引出し線１８（被覆電線）の端部を、ボ
ビン１０の配線処理部１３ａに巻かられた検出コイル１
７ａ，１７ｂのワイヤの端末にそれぞれ接続したのち、
配線処理部１３ａに少なくとも１回巻付ける。

【００２９】（５）引出し線１８をボビン１０と反対方
向に、かつボビン１０とほぼ平行に折曲げて隔壁１２ａ
の切欠き部１６ａから取出し、この状態で一体に結合さ
れたボビン１０及びヨーク２０を、その隔壁１２ａ側か
らハウジング３０内に挿入して、引出し線１８を引出し
穴３２から外部に引出す。

【００３０】（６）一方の軸受（例えば３５ａ）をトル
ク検出軸１に取付け、このトルク検出軸１をハウジング
３０からボビン１０の中空部１１内に挿通して軸受３５
ａをハウジング３０の端部に圧入すると共に、他方の軸
受３５ｂをトルク検出軸１とハウジング３０の他方の端
部に圧入し、トルク検出軸１をハウジング３０に対して
回転自在に支持させる。このとき、トルク検出軸１に設
けた凹溝２ａ，２ｂは、検出コイル１７ａ，１７ｂと僅
かな間隙を隔ててそれぞれ対向する。

【００３１】（７）ハウジング３０の長穴３１ａ，３１
ｂにねじ３６を挿通してボビン１０のボス１４ａ，１４
ｂに設けた取付穴１５ａ，１５ｂに螺入し、ボビン１
０、ヨーク２０及びハウジング３０を一体に結合する。
このとき、若し、トルク検出軸１に設けた凹溝２ａ，２
ｂと検出コイル１７ａ，１７ｂの位置が正確に一致して
いない場合は、ねじ３６を緩めてハウジング３０を右又
は左に移動させて両者の位置を整合させる。

【００３２】上記のように構成た本実施形態において、
トルク検出軸１にトルクが加えられて例えば矢印ａ方向
のねじり応力が発生すると、トルク検出軸１に設けた凹
溝２ａ，２ｂのうち、凹溝２ａには引張り応力が、ま
た、凹溝２ｂには圧縮応力が発生するため、これに対応
してトルク検出軸１の透磁率が変化する。トルク検出軸
１の透磁率の変化に伴って、図１７の従来例で詳しく説
明したように検出コイル１７ａ，１７ｂの自己インピー
ダンスがそれぞれ変化し、この変化は図１７で説明した
検出手段により検出される。この検出された電圧は、ト
ルク検出軸１に加えられたトルクに対応した値となる。

【００３３】上記のように構成した本実施形態によれ
ば、トルク検出軸１を磁歪特性を有する磁性合金で構成
し、これに直接凹溝２ａ，２ｂを設けて磁気異方性を付
与するようにしたので、製作がきわめて容易で多量生産
を行うことができる。また、ボビン１０を上述のように
一体構造としたので組立てが容易であり、さらに、隔壁
１２ａ〜１２ｆに切欠き部１６ａ〜１６ｅを設けると共
に、隔壁の間に配線処理部１３ａ及び巻回部１３ｂ，１
３ｃを設けたので、検出コイル１７ａ，１７ｂの巻回、
ワイヤ端末の引出し、ワイヤ端末及び引出し線の処理を
容易かつ確実に行うことができる。

【００３４】また、ヨーク２０を２つ割りにしてボビン
１０の両側に結合するように構成し、この際ボビン１０
に設けたボス１４ａ，１４ｂにヨーク２０の貫通穴２３
ａ，２３ｂを嵌合するようにしたので、位置決めが容易
であるばかりでなく、ヨーク２０の回りを防止すること
ができる。さらに、ヨーク２０のボビン１０の切欠き部
１６ａ〜１６ｅと対向する位置に凹部２４ａ〜２４ｆを
設けたので、切欠き部１６ａ〜１６ｅと凹部２４ａ〜２
４ｆとにより配線の通路２５を形成することができる。

【００３５】ハウジング３０に長穴３１ａ，３１ｂを設
け、この長穴３１ａ，３１ｂに挿通したねじ３６を、一
体化されて内部に収容されたヨーク２０の貫通穴２３
ａ，２３ｂを介して、ボビン１０のボス１４ａ，１４ｂ
に設けた取付穴１５ａ，１５ｂに螺入して固定するよう
にしたので、ヨーク２０に不必要な応力を加えることが
なく、このためヨーク２０の特性に影響を及ぼすことが
ない。また、ハウジング３０に長穴３１ａ，３１ｂを設
けたので、若しトルク検出軸１に設けた凹溝２ａ，２ｂ
とボビン１０に設けた検出コイル１７ａ，１７ｂの位置
が一致しないときは、ねじ３６を緩めてボビン１０を軸
方向に移動させて位置調整を行うことができる。このた
め、ボビン１０の位置調整がきわめて容易である。

【００３６】実施形態２ 図４は本発明の第２の実施形態の要部の分解斜視図であ
る。この実施形態は第１の実施形態とほぼ同様の構成の
ものであるが、次の点で相違する。すなわち、ボビン１
０の端部（隔壁１２ｆ側）に隔壁１２ａ，１２ｂと同径
の隔壁１２ｇを設けると共に、この隔壁１２ｇと隔壁１
２ｂを幅広に形成し、対向する位置に取付穴１５ａ，１
５ｂ、１５ｃ，１５ｄ（１５ｂ，１５ｄは図示せず）を
設け、また、隔壁１２ｄと１２ｅとの間にヨーク部品２
１ａ，２１ｂの位置決め及び回り止め用のピン１４ｃ，
１４ｄ（１４ｄは図示せず）を突設したものである。

【００３７】そして、ヨーク部品２１ａ，２１ｂのリブ
２２ｃ，２２ｄにボビン１０のピン１４ｃ，１４ｄが嵌
入するピン穴２３ｃ，２３ｄ（２３ｃは図示せず）を設
け、また、ハウジング３０にボビン１０の取付穴１５ａ
〜１５ｄに対向して長穴３１ａ，３１ｂ、３１ｃ，３１
ｄを設けたものである。

【００３８】上記のように構成した本実施形態において
は、ボビン１０の巻回部１３ｂ，１３ｃに検出コイル１
７ａ，１７ｂをそれぞれ巻回し、このボビン１０の両側
にヨーク部品２１ａ，２１ｂを装着して一体に結合す
る。このとき、ボビン１０のピン１４ｃ，１４ｄをヨー
ク部品２１ａ，２１ｄのピン穴２３ｃ，２３ｄに嵌入す
る。ついで、一体に結合されたボビン１０及びヨーク２
０をハウジング３０内に挿入し、その長穴３１ａ〜３１
ｄに挿通したねじ３６をボビン１０の取付穴１５ａ〜１
５ｄに螺入してこれらを一体に結合する。なお、検出コ
イル１７ａ，１７ｂのワイヤの端末と引出し線１８の接
続及び処理、トルク検出軸１の装着、さらには、トルク
の検出作用などは第１の実施形態の場合と同様である。
本実施形態においても第１の実施形態とほぼ同様の効果
を得ることができる。

【００３９】実施形態３ 図５は本発明の第３の実施形態の一部断面図、図６はそ
の要部の分解斜視図、図７（ａ）はボビン及びヨークの
分解斜視図、図７（ｂ）はボビンの断面図である。本実
施形態は中実の回転軸に中空のトルク検出軸を結合し、
回転軸に加わるトルクを検出するようにしたものであ
る。

【００４０】図において、８は例えば、工作機械に設け
られてトルクが加えられる回転軸である。１００は回転
軸８が挿通される中空のトルク検出軸で、例えば、Ｆｅ
−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、ＳＮＣＮ系浸炭鋼の
如き磁歪特性を有する磁性合金からなっている。そし
て、軸方向のほぼ中央部近傍の外周には、互いに反対方
向に傾斜したシェブロン状のスリット又は凹溝２ａ，２
ｂ（以下単に凹溝という）が設けられ、互いに反対方向
の磁気異方性が付与されている。１０１ａ，１０１ｂは
凹溝２ａ，２ｂの両側に設けられ、軸受３５ａ，３５ｂ
の位置決めを行う大径のストッパ部である。１０３ａ，
１０３ｂは両端部にほぼ等間隔で設けられた複数の凹状
の係合部で、これにより連結部１０２ａ，１０２ｂが形
成されている。

【００４１】１０は第２の実施形態（図４）のボビン１
０とほぼ同じ構造のボビンであるが、隔壁１２ｂと１２
ｃの間、１２ｄと１２ｅの間及び１２ｆと１２ｇの間に
は、上下を残して円弧状のスリット１０５ａ，１０５
ｂ、１０５ｃ，１０５ｄ、１０５ｅ，１０５ｆ（１０５
ａ，１０５ｃ，１０５ｅは図示せず）が設けられてお
り、このうちスリット１０５ｃ，１０５ｄは他のスリッ
ト１０５ａ，１０５ｂ、１０５ｅ，１０５ｆより幅広に
形成されている。

【００４２】２１ａ，２１ｂは第２の実施形態（図４）
のヨーク部品２１ａ，２１ｂとほぼ同じ構造のヨーク部
品であるが、各リブ２２ａ〜２２ｆは、上下を残してさ
らに小径に形成され、ボビン１０のスリット１０５ａ〜
１０５ｆに嵌入しうるようになっている。３０は第２の
実施形態（図４）のハウジング３０とほぼ同じ構造のハ
ウジングである。

【００４３】上記のような各部からなるトルク検出装置
を組立てるには、巻回部１３ｂ，１３ｃに検出コイル１
７ａ，１７ｂが巻回されたボビン１０の両側にヨーク部
品２１ａ，２１ｂを装着する。このとき、ヨーク部品２
１ａ，２１ｂのリブ２２ａ〜２２ｆはボビン１０のスリ
ット１０５ａ〜１０５ｆに嵌入され、その先端部はボビ
ン１０の内壁面から突出している。そして、ヨーク部品
２１ａ，２１ｂが装着されたボビン１０をハウジング３
０内に挿入し、その引出し線１８を引出し口３２から引
出してねじ３６によりボビン１０をハウジング３０に固
定する。

【００４４】次に、ハウジング３０とボビン１０内にト
ルク検出軸１００を挿入し、トルク検出軸１００とハウ
ジング３０との間に両側からストッパ１０１ａ，１０１
ｂに当接するまで軸受３５ａ，３５ｂを圧入し、Ｃリン
グ１０６ａ，１０６ｂで固定する。これにより、トルク
検出軸１００はハウジング３０に回転自在に支持され
る。なお、このとき、ヨーク２０のリブ２２ａ〜２２ｆ
はボビン１０の内壁から突出してトルク検出軸１００に
近接して位置し、効率的な磁路を形成する。

【００４５】１１０ａ，１１０ｂはトルク検出軸１００
を回転軸８に固定するための同じ構造の固定装置で、ト
ルク伝達リング１１１、アウタリング１２１及びインナ
リング１３１からなっている。トルク伝達リング１１１
は、本体１１２とこれより小径でトルク検出軸１００に
嵌入される連結部１１３とからなり、中心部には本体側
１１２に大径の穴１１４が、また連結部１１３側にこれ
より小径の穴１１５が貫設されている。そして、連結部
１１３の外周には、トルク検出軸１００の連結部１０２
ａ，１０２ｂに設けた係合部１０３ａ，１０３ｂに係合
する係止部１１６が突設されている。

【００４６】アウタリング１２１は本体１２２と鍔部１
２３とからなり、本体１２２の外径はトルク伝達リング
１１１の大径の穴１１４の内径とほぼ等しく形成されて
いる。また、中心部には穴１２４が貫設されており、こ
の穴１２４は本体１２２の基部近傍から先端部になるに
したがって縮径され、その内壁は傾斜面に形成されてい
る。１２５は本体１２２の軸方向に等間隔で設けられ、
先端部に開口する複数のスリット、１２６は鍔部に設け
られた複数のねじ穴である。

【００４７】インナリング１３１は本体１３２と鍔部１
３３とからなり、中心部には回転軸８の外径とほぼ等し
い内径の貫通穴１３４が設けられている。また、本体１
３２の外径は、鍔部１３３側がアウタリング１２１の穴
１２４の内径とほぼ等しい外径に形成され、先端部にな
るに従って縮径された傾斜面により断面楔状に形成され
ており、この傾斜面の傾斜角度は、アウタリング１２１
の穴１２４の傾斜面の傾斜角度とほぼ等しく形成されて
いる。１３５は本体１３２の軸方向にほぼ等間隔で設け
られ、先端部に開口する複数のスリット、１３６は鍔部
１３３に設けた複数のねじ挿通穴である。

【００４８】次に、上記のように構成した本実施形態に
係るトルク検出装置の回転軸８への取付手順の一例を説
明する。なお、トルク検出装置はあらかじめ組立てられ
ているものとする。 （１）固定装置１１０ａ，１１０ｂのトルク伝達リング
１１１の穴１１４に、アウタリング１２１の本体１２２
をその先端部が穴１１４の底部に当接するまで嵌入す
る。ついで、アウタリング１２１の穴１２４にインナリ
ング１３１の本体１３２を嵌入し、インナリング１３１
のねじ挿通穴１３６に挿通したねじ１３７をアウタリン
グ１２１のねじ穴１２６に軽く挿入し、仮結合する。

【００４９】（２）インナリング１３１を先にして、仮
結合した一方の固定装置（例えば１１０ｂ）の穴１３
４，１２４，１１４，１１５を回転軸８に挿入し、回転
軸８の所定の位置においてねじ１３７をさらに螺入し、
締付ける。これにより、インナリング１３１の本体１３
２がアウタリング１２１の穴１２４内に押込まれ、イン
ナリング１３１の本体１３２の楔作用によりアウタリン
グ１２１の本体１２２は外方に押広げられ、その外周面
がトルク伝達リング１１１の穴１１４の内周面に圧着さ
れる。一方、インナリング１３１の本体１３２は中心部
に向って押圧され、貫通穴１３４の内周面が回転軸８の
外周面に圧着される。この結果、トルク伝達リング１１
１、アウタリング１２１及びインナリング１３１は回転
軸８に一体的に結合される。

【００５０】（３）次に、トルク検出軸１００の中空部
を回転軸８に挿入し、その連結部１０２ｂの係合部１０
３ｂを固定装置１１０ｂの連結部１１３に設けた係止部
１１６に、係合部１０３ｂの底部と係止部１１６の先端
部との間にすき間を隔てて係合させる。ついで仮結合し
た固定装置１１０ａを、トルク伝達リング１１１を先に
して回転軸８に挿入し、その連結部１１３の係止部１１
６をトルク検出軸１００の係合部１０３ａに、両者の間
にすき間を隔てて係合させる。

【００５１】（４）この状態で、固定装置１１０ｂの場
合と同様に固定装置１１０ａのねじ１３７を締め、トル
ク伝達リング１１１、アウタリング１２１及びインナリ
ング１３１を回転軸８に固定する。以上の手順により、
トルク検出装置は固定装置１１０ａ，１１０ｂによっ
て、回転不能、軸方向に摺動可能に回転軸８に取付けら
れる。

【００５２】上記のように構成した本実施形態におい
て、回転軸８に例えば矢印ａ方向のトルクが加えられる
と、その回転力は固定装置１１０ａのインナリング１３
１、アウタリング１２１、トルク伝達軸１１１から連結
部１１３，１０２ａを介してトルク検出軸１００に伝達
される。これにより、トルク検出軸１００の凹溝２ａに
は引張応力が発生し、凹溝２ｂには圧縮応力が発生して
透磁率が変化する。以下、第１、第２の実施形態と同様
にして回転軸８に加えられたトルクが検出される。な
お、本実施形態における固定装置１１０ａ，１１０ｂは
上述構成に限るものではなく、適宜構成のものを用いる
ことができる。

【００５３】本実施形態によれば、トルク検出装置のト
ルク検出軸１をトルクを検出する回転軸に直接連結でき
ない場合に実施して特に有効である。また、本実施形態
においては、ヨーク２０のリブ２２ａ〜２２ｆをボビン
１０のスリット１０５ａ〜１０５ｆに嵌入してその先端
部をボビン１０の内壁から突出させるようにしたので、
ボビン１０にトルク検出軸１００を組込んだ際にヨーク
２０のリブ２２ａ〜２２ｆの先端部をトルク検出軸１０
０に近接して位置させることができ、効率的な磁路を形
成することができる。その他の効果は第１の実施形態の
場合とほぼ同様である。

【００５４】図８は以下に説明する本発明の第４、第５
及び第６の実施形態を実施することのできる自転車のボ
トムブラケット部の一例の斜視図である。５０は自転車
のボトムブラケット部で、Ｖ字状のパイプ接続部５２
ａ，５２ｂなどを有するハウジング５１内には、例え
ば、両端部が断面四角形に形成され、中心部にねじ穴を
有するクランク軸５が挿通され、軸受を介して回転自在
に支持されており、ハウジング５１の両端部はブラケッ
ト５５ａ，５５ｂ（５５ｂは図示せず）及びロックリン
グ５９ａ，５９ｂにより閉塞されている。

【００５５】そして、クランク軸５の一端には、先端部
にペダル６１ａが取付けられ、基部に四角形の穴が設け
られたクランク６０ａの穴を嵌合してねじで固定されて
おり、他端には基部にチェーン用のギヤ６２が結合され
先端部にペダル６１ｂが取付けられたクランク６０ｂが
ねじ止めされている。第４、第５及び第６の実施形態
は、上述のような自転車のボトムブラケット部５０にト
ルク検出装置を組込んで、ペダル６１ａ，６１ｂの踏力
によってクランク軸５に加わるトルクを検出するように
したものである。

【００５６】実施形態４ 図９は本発明の第４の実施形態の縦断面図、図１０はそ
の要部の分解斜視図である。なお、第１の実施形態と同
じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。１
ａはトルク検出軸を構成するクランク軸で、第１の実施
形態のトルク検出軸１と同様に、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金、ＳＮＣＭ系浸炭鋼の如き磁歪特性を有
する磁性合金からなり、その両端部は断面四角形に形成
され、中心部にはねじ穴６ａ，６ｂが設けられている。
そして、軸方向のほぼ中央部には左右対称に、かつ互い
に反対方向に傾斜したシェブロン状の凹溝２ａ，２ｂが
設けられており、これら凹溝２ａ，２ｂにより互いに反
対方向の磁気異方性が付与されている。

【００５７】ボビン１０は第１の実施形態のボビン１０
（図２）とほぼ同じ構造のものであるが、隔壁１２ａと
１２ｆは幅広に形成されており、その下部にはそれぞれ
取付穴１５ａ，１５ｂ（図９参照）が設けられている。
また、隔壁１２ａの切欠き部１６ａの両側には、検出コ
イル１７ａ，１７ｂのワイヤの端末を固定するためのク
ランプ穴１９ａ，１９ｂ（１９ａは図示せず）が設けら
れており、隔壁１２ｃ，１２ｄの間にはピン１４ｃ，１
４ｄ（１４ｄは図示せず）が突設されている。ヨーク部
品２１ａ，２１ｂは、第２の実施形態のヨーク部品２１
ａ，２１ｂとほぼ同じ構造のものである。

【００５８】５１はパイプ接続部５２ａ，５２ｂなどを
有する中空円筒状のハウジングで、両端部内周にはめね
じ５３ａ，５３ｂが設けられており、下部にはねじ挿通
用の長穴３１ａ，３１ｂが、また、上部には引出し線の
引出し穴３２が設けられている。５５ａは外周にハウジ
ング５１のめねじ５３ａに螺合するおねじ５６ａを有
し、底部に貫通穴５７ａが設けられたほぼ有底円筒状の
アダプタ、５５ｂは端部にフランジが設けられ、ハウジ
ング５１のめねじ５３ｂに螺合するおねじ５６ｂを有
し、底部に貫通穴５７ｂが設けられたほぼ有底円筒状の
アダプタである。５８はクランク軸１ａとアダプタ５５
ａ，５５ｂの間にそれぞれ介装されて軸受を構成する複
数の球軸受、５９は内周にアダプタ５５ａのおねじ５６
ａに螺合するめねじを有するロックリングである。

【００５９】上記のようなトルク検出装置を組立てるに
は、第１、第２の実施形態の場合と同様に、検出コイル
１７ａ，１７ｂが巻かれたボビン１０に両側からヨーク
部品２１ａ，２１ｂを装着して一体に結合し、これをハ
ウジング５１内に挿入する。なお、このとき、通路２５
から引出された検出コイル１７ａ，１７ｂのワイヤの端
末を、ボビン１０の隔壁１２ａの切欠き部１６ａに設け
たクランプ穴１９ａ，１９ｂ（１９ａは図示せず）に挿
通された結束バンド、タイラップなどによりクランプ
し、その位置に固定する。そして、クランク軸１ａをハ
ウジング５１及びボビン１０内に挿入し、ハウジング５
１のめねじ５３ｂにクランク軸５との間に球軸受５８を
介してアダプタ５５ｂのおねじ５６ｂを、フランジがハ
ウジング５１の端部に当接するまで螺入し、固定する。
ついで、アダプタ５５ａを球軸受５８を介してクランク
軸１ａに挿入し、そのおねじ５６ａをハウジング５１の
めねじ５３ａに螺入したのち、アダプタ５５ａのおねじ
５６ａにロックリング５９を螺入して固定する。これに
より、クランク軸１ａはハウジング５１内に回転自在に
支持される。

【００６０】最後に、ハウジング５１のねじ挿通穴３１
ａ，３１ｂに挿通したねじ３６を、ボビン１０の取付穴
１５ａ，１５ｂに螺入してこれらを一体に結合する。こ
のとき、ボビン１０の両端部とアダプタ５５ａ，５５ｂ
との間にはすき間ｇ₁ ，ｇ₂ が形成されているので、若
し、クランク軸１ａに設けた凹溝２ａ，２ｂと検出コイ
ル１７ａ，１７ｂが正しい位置で対向していない場合
は、ねじ３６を緩めてボビン１０を軸方向に移動させて
調整する。

【００６１】次に、図８を参照して本実施形態の作用を
説明する。なお、ギヤ６２にはチェーンが掛けられてい
るものとする。いま、例えば一方のペダル６１ｂを踏ん
でクランク６０ｂを自転車の進行方向に回転させると、
その回転力はクランク６０ｂからクランク軸１ａに伝達
される。このとき、他方のクランク６０ａにはペダル６
１ａに掛かる足の自重が加わっているため、クランク軸
１ａにねじり応力が発生する。これにより、第１の実施
形態の場合と同様に検出コイル１７ａ，１７ｂの自己イ
ンダクタンスが変化し、この変化が検出回路で検出され
てクランク軸１ａに加えられたトルクが検出される。し
かし、このトルク値は負の値である。

【００６２】次に、他方のペダル６１ａを踏んでクラン
ク６０ａを回転させると、クランク６０ｂには足の自重
が加わるが、クランク軸１ａに結合されたギヤ６２には
チェーンが掛けられていて反対方向の張力が作用してい
るため、クランク軸１ａには前記と反対方向のねじり応
力が発生する。これにより、クランク軸１ａに設けた凹
溝２ａには引張り応力が、また、凹溝２ｂには圧縮応力
が発生するため、これに応じてクランク軸１ａの透磁率
が変化する。

【００６３】クランク軸１ａの透磁率の変化に伴って、
第１の実施形態の場合と同様に検出コイル１７ａ，１７
ｂの自己インダクタンスが変化し、ブリッジ回路１５５
（図１７）にはインピーダンスの変化、したがって、ク
ランク軸１ａに生じたねじ応力に対応した不平衡電圧ｅ
₁ ，ｅ₂ が出力する。この出力電圧ｅ₁ ，ｅ₂ は図１７
で説明したプロセスによって処理され、クランク軸１ａ
に加えられたトルクに対応した値として出力する。この
ように、本実施形態においては、ギヤ６２が１回転する
間、すなわち、ギヤ６２と反対側のペダル６１ａを踏む
間にクランク軸１ａに加えられたトルクが検出される。

【００６４】なお、本実施形態において、ギヤ６２の反
対側のペダル６１ａを踏んだときに発生したトルク値を
電気的手段によって記憶又は保持しておき、ギヤ６２側
のペダル６１ｂを踏んだときに、上記のトルク値をペダ
ル６１ｂの見掛け上のトルク値として再現させるように
してもよい。

【００６５】本実施形態によれば、自転車のペダルを踏
むことによってクランク軸１ａに加えられたトルクを容
易かつ確実に検出できると共に、第１の実施形態の場合
とほぼ同様の効果を得ることができる。また、ボビン１
０の隔壁１２ａに設けた切欠き部１６ａに、検出コイル
１７ａ，１７ｂから引出したワイヤを固定する固定手段
を設けたので、ワイヤを確実に処理することができる。

【００６６】実施形態５ 図１１は本発明の第５の実施形態の縦断面図、図１２は
図の要部の分解斜視図である。なお、第４の実施形態
（図９）と同じ部分にはこれと同じ符号が付してある。
本実施形態におけるトルク検出軸を構成するクランク軸
１ａは、第４の実施形態のクランク軸１ａと同じ材料で
ほぼ同じ構造のものであるが、凹溝２ａ，２ｂを設けて
える部分が小径になっている。

【００６７】１０ａ，１０ｂは中空円筒状のボビンで、
両端部にはそれぞれフランジ（隔壁）１２ｃ，１２ｄ、
１２ｅ，１２ｆを有し、両フランジ１２ｃと１２ｄ、１
２ｅと１２ｆの間にはそれぞれ検出コイル１７ａ，１７
ｂの巻回部１３ｂ，１３ｃが設けられている。また、両
ボビン１０ａ，１０ｂのフランジ１２ｃ，１２ｄ、１２
ｅ，１２ｆの上部にはそれぞれ切欠き部１６ｃ，１６
ｄ、１６ｅ，１６ｆが設けられており、下部には位置決
め及び回り止め用の突起部１２ｈ，１２ｉがそれぞれ突
設されている。ヨーク２０を構成するヨーク部品２１
ａ，２１ｂは、第２の実施形態（図４）のヨーク部品２
１ａ，２１ｂとほぼ同じ構造のものであるが、リブ２２
ａと２２ｃ、２２ｃと２２ｅ（２２ｃと２２ｅは図示せ
ず）の間、及びリブ２２ｂと２２ｄ、２２ｄと２２ｆの
間には、ボビン１０ａ，１０ｂの嵌入部２６ａ，２６
ｂ，２６ｃ，２６ｄ（２６ａ，２６ｃは図示せず）が形
成されており、これら嵌入部２６ａ〜２６ｄの下部には
ボビン１０ａ，１０ｂの突起部１２ｈ，１２ｉが係合す
る係合部２７ａ，２７ｂ、２７ｃ，２７ｄ（２７ａ，２
７ｃは図示せず）がそれぞれ設けられている。

【００６８】６６ａ，６６ｂは例えば合成樹脂からなる
断面半円状のコイルケース部品で、ほぼ中空円筒状のコ
イルケース６５を２分割したものである。このコイルケ
ース部品６６ａ，６６ｂの内壁の両端部には、小径で幅
広のフランジ部６７ａ，６７ｂ、６７ｃ，６７ｄ（６７
ｃは図示せず）が設けられており、その上部は切除され
て検出コイル１０ａ，１０ｂのワイヤの取出口６８ａ，
６８ｂ、６８ｃ，６８ｄが形成されている。また、フラ
ンジ部６７ａ〜６７ｄの対向面には、ピン６９ａ，６９
ｂ，６９ｃ，６９ｄ（６９ａ，６９ｃは図示せず）及び
これらピン６９ａ〜６９ｄと対向してピン穴７０ａ，７
０ｂ，７０ｃ，７０ｄ（７０ａ，７０ｃは図示せず）が
設けられている。７１ａ，７１ｂ（７１ａは図示せず）
はヨーク部品２１ａ，２１ｂのピン穴２３ａ，２３ｂ
（２３ｂは図示せず）に嵌入するピン、７２ａ，７２
ｂ，７２ｃ，７２ｄ（７２ｂ，７２ｄは図示せず）は取
付穴である。

【００６９】なお、ハウジング５１は第４の実施形態
（図１０）のハウジング５１とほぼ同じ構造のものであ
るが、左右には対向して取付用の長穴３１ａ，３１ｂ，
３１ｃ，３１ｄ（３１ｄは図示せず）が設けられてい
る。

【００７０】上記のようなトルク検出装置を組立てるに
は、先ず、ボビン１０ａ，１０ｂの巻回部１３ｂ，１３
ｃにそれぞれ検出コイル１７ａ，１７ｂを巻回し、その
ワイヤの端末を切欠き部１６ｃ，１６ｄ、１６ｅ，１６
ｆからそれぞれ取出す。ついで、ヨーク部品２１ａ，２
１ｂの嵌入部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄにそれぞ
れボビン１０ａ，１０ｂを嵌合し、その係止部２７ａと
２７ｂ、２７ｃと２７ｄに位置決め及び回り止め用の突
起１２ｈ，１２ｉを係止し、一体に結合する。

【００７１】次に、ボビン１０ａ，１０ｂと一体に結合
されたヨーク２０の一方の側を、コイルケース部品（例
えば６６ａ）のフランジ部６７ａと６７ｃの間に嵌合
し、その取付穴２３ａをピン７１ａに嵌合すると共に、
ヨーク２０の他方の側をコイルケース部品６６ｂのフラ
ンジ部６７ｂと６７ｄの間に嵌合してその取付穴２３ｂ
をピン７１ｂに嵌合し、これらを一体に結合する。この
とき、検出コイル１７ａ，１７ｂのワイヤの端末は、ボ
ビン１０ａ，１０ｂの切欠き部１６ｃ〜１６ｆと、ヨー
ク部品２１ａ，２１ｂの凹部２４ａ〜２４ｆとによって
形成された通路２５を経て、コイルケース部品６６ａ，
６６ｂの取出口６８ａ，６８ｂ（又は６８ｃ，６８ｄ）
から取出される。

【００７２】以下、第４の実施形態の場合と同様にハウ
ジング５１内に挿入され、クランク軸１ａを装着して組
立てられる。クランク軸１ａに加えられたトルクの検出
作用も第４の実施形態の場合と同じである。本実施形態
は、クランク軸１ａが比較的細い場合に実施して特に有
効である。

【００７３】実施形態６ 図１３は本発明の第６の実施形態の縦断面図、図１４は
その要部の一部断面図、図１５、図１６は図１３の要部
の分解斜視図である。なお、ボトムブラケット部５０を
構成するハウジング５１、ブラケット５５ａ、球軸受５
８などは第５の実施形態（図１１）のものとほぼ同様で
あり、クランク軸５は図８で説明したと同様に通常の材
料で構成されている。そして、クランク軸５の一方の端
部には、クランク６０ａがねじ７ａにより固定されてい
る。

【００７４】８０はトルク検出装置で、ペダルを踏むこ
とによりねじり応力が発生するトルク検出部８１と、検
出コイル１７ａ，１７ｂが巻かれたボビン１０と、ヨー
ク２０と、コイルケース９０とからなっている。トルク
検出部８１は、有底の円筒部８２とその開口部に設けた
フランジ部８３とからなり、例えば、Ｆｅ−Ａｌ系合
金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、ＳＮＣＭ系浸炭鋼などの磁歪特
性を有する磁性合金によって構成されている。そして、
底部８４の中心部にはクランク軸５が挿通される穴８５
が設けられており、穴８５の周囲には複数のねじ挿通穴
８６が設けられている。

【００７５】また、円筒部８２には、左右対称にかつ互
いに反対方向に傾斜したシェブロン状の多数のスリット
又は凹溝２ａ，２ｂ（以下凹溝という）が設けられてお
り、これら凹溝２ａ，２ｂにより互いに反対方向の磁気
異方性が付与されている。８７はフランジ部８３に設け
た複数のナット挿入穴である。なお、実施例では円筒部
８２の厚みを１〜３ｍｍとした。

【００７６】１０は合成樹脂を成形加工してなるほぼ円
筒状のボビンで、隔壁１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２
ｄ，１２ｅを有し、隔壁１２ａは他の隔壁１２ｂ〜１２
ｅより大径で幅広に形成されており、前面には取付穴１
５ａ，１５ｂが設けられている。また、隔壁１２ｂと１
２ｃの間及び１２ｄと１２ｅとの間には検出コイル１７
ａ，１７ｂの巻回部１３ｂ，１３ｃが設けられており、
隔壁１２ｃと１２ｄの間には回り止め及び位置決め用の
ピン１４ａ，１４ｂ（１４ｂは図示せず）が突設されて
いる。１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは隔壁１２ａ〜
１２ｄの上部に設けられ、検出コイル１７ａ，１７ｂの
ワイヤの端末を引出す切欠き部で、切欠き部１６ａの両
側にはクランプ穴１９ａ，１９ｂ（１９ａは図示せず）
が設けられている。

【００７７】２１ａ，２１ｂはヨーク２０を構成する断
面半円状のヨーク部品で、内壁にはボビン１０の隔壁１
２ａと１２ｂ及び１２ｃと１２ｄの間に嵌入するリブ２
２ａ，２２ｂ、２２ｃ，２２ｄが設けられており、ま
た、隔壁１２ｅの外壁に当接するリブ２２ｅ，２２ｆが
設けられている。そして、リブ２２ｃ，２２ｄは他のリ
ブ２２ａ，２２ｂ，２２ｅ，２２ｆより幅広に形成さ
れ、ピン穴２３ｃ，２３ｄ（２３ｃは図示せず）が設け
られている。２４ａ，２４ｂ、２４ｃ，２４ｄ、２４
ｅ，２４ｆ（２４ｃ，２４ｅは図示せず）は検出コイル
１７ａ，１７ｂのワイヤの端末を通す通路を形成するた
めの凹部である。

【００７８】９０は鉄、アルミニウムなどの金属材料又
は合成樹脂からなるコイルケースで、有底円筒状の本体
９１と、おねじを有し本体９１の底部から突設されたね
じ部９２とからなり、本体９１の底部からねじ部９２に
かけてクランク軸５を挿通し、かつクランク軸５との間
に球軸受５８を配設する穴９３が貫設されている。９４
ａ，９４ｂ（９４ｂは図示せず）はねじ挿通穴、９５は
取出線１８の取出し穴である。

【００７９】７４はギヤ保持部材で、図１６に示すよう
に、円板状のハブ７５と、ハブ７５の外周からほぼ等間
隔で内側（クランク軸５側）に傾斜して放射状に突設さ
れた複数の腕部７６とからなり、ハブ７５には検出部８
１のフランジ部８３が嵌合される凹部７７と、この凹部
７７の中心部に設けられ、クランク６０ｂの円柱状ボス
７３が嵌入される穴７８が設けられている。７９は穴７
８の外周に設けられた複数のねじ挿通穴、７６ａは腕部
７６の先端部にほぼ垂直に立設されたギヤ取付部で、ナ
ット挿通穴７６ｂが設けられている。

【００８０】次に、上記のように構成した本実施形態の
組立順序の一例を説明する。 （１）巻回部１３ａ，１３ｂに検出コイル１７ａ，１７
ｂが巻回されたボビン１０の両側にヨーク部品２１ａ，
２１ｂを結合してこれをコイルケース９０の本体９１内
に挿入し、検出コイル１７ａ，１７ｂの引出し線を引出
し穴９５から外部に引出すと共に、コイルケース９０の
ねじ挿通穴９４ａ，９４ｂ（９４ｂは図示せず）からボ
ビン１０の取付穴１５ａ，１５ｂにねじ９６を螺入し、
これらを一体に結合する。

【００８１】（２）ハウジング５１内にクランク軸５を
挿通し、球軸受５８を介してアダプタ５５ａをハウジン
グ５１のめねじ５３ａに螺入し、ついで、球軸受５８を
介してボビン１０及びヨーク２０が収容されたコイルケ
ース９０のおねじ９２をハウジング５１のめねじ５３ｂ
に螺入する。そして、アダプタ５５ａのおねじにロック
リング５９を螺入して固定し、クランク軸５をハウジン
グ５１内に回転自在に支持する。

【００８２】（３）ギヤ保持部材７４の穴７８にクラン
ク６０ｂの円柱状ボス７３を挿入し、ついで、トルク検
出部８１を円柱状ボス７３に嵌入してねじ挿通穴８５に
挿通したねじ９７を円柱状ボス７３のねじ穴７３ａに螺
入し、固定する。 （４）次に、ギヤ保持部材７４の凹部７７をトルク検出
部８１のフランジ８３に嵌合し、フランジ８３のナット
挿入穴８７にナット９８を螺入すると共に、ギヤ保持部
材７４のねじ挿通穴７９にねじ９９を挿入してナット９
８に螺入する。これにより、クランク６０ｂ、トルク検
出部８１及びギヤ保持部材７４は一体に結合される。

【００８３】（５）クランク６０ｂに取付けたトルク検
出部８１をコイルケース９０内に挿入してその穴８５に
クランク軸５を挿通すると共に、円柱状ボス７３に設け
た穴をクランク軸５の端部に嵌合し、ボトル７ｂをねじ
穴６ｂに螺入して固定する。これにより、トルク検出部
８１に設けた凹溝２ａ，２ｂは僅かな間隙を隔てて検出
コイル１７ａ，１７ｂとそれぞれ対向し、トルク検出装
置８０が形成される。

【００８４】（６）ギヤ６２をギヤ保持部材７４の取付
部７６ａの一方の面に当接すると共に、取付部７６ａの
他方の面に小ギヤ６２ａを当接し、小ギヤ６２ａに設け
たナット挿入穴と取付部７６ａに設けたナット挿入穴７
６ｂに挿入したナット９８に、ギヤ６２のねじ挿通穴に
挿入したねじ９９を螺入して固定する。なお、小ギヤ６
２ａは必須のものではない。 （７）最後に、クランク６０ａの嵌合穴をクランク軸５
の端部に嵌合し、ボルト７ａで固定すれば組立が完了す
る。

【００８５】上記の説明では、コイルケース９０の本体
９１とねじ部９２を一体に構成した場合を示したが、本
体９１とねじ部９２と別体に形成し、ろう付けなどによ
り両者を一体に結合してもよい。また、コイルケース９
０を本体９１のみで構成してその底部に設けた穴にめね
じを設けると共に、第４の実施形態（図９）で説明した
ブラケット５５ｂのフランジを省略してておねじ５６ｂ
をこの部分まで延長し、ハウジング５１の端部に螺入し
たこのブラケット５５ｂのおねじにコイルケース９０の
めねじを螺入するようにしてもよい。

【００８６】次に、本実施形態の作用を説明する。な
お、ギヤ６２にはチェーンが掛けられているものとす
る。いま、ペダル６１ｂを踏んでクランク６０ｂを自転
車の進行方向に回転させると、その回転力はクランク６
０ｂ、円柱状ボス７３、トルク検出部８１、ギヤ保持部
７４を経て、ギヤ６２に伝達され、同時にクランク軸５
に伝達される。このとき、クランク６０ｂと一体に結合
されたトルク検出部８１には、クランク６０ｂによる回
転力と、チェーンによる反対方向の張力とによりねじり
応力が発生する。

【００８７】これにより、トルク検出部８１に設けた磁
気異方性を付与する凹溝２ａには引張り応力が、また、
凹溝２ｂには圧縮応力が作用するため、これに対応して
トルク検出部８１の透磁率が変化する。トルク検出部８
１の透磁率の変化に伴って検出コイル１７ａ，１７ｂの
自己イダクタンスが変化し、ブリッジ回路１５５（図１
７）にはインピーダンスの変化、したがって、トルク検
出器８１に加えられたトルクの大きさに対応した不平衡
電圧ｅ₁ ，ｅ₂ が出力する。この出力電圧ｅ₁ ，ｅ₂ は
図１７で説明したプロセスにしたがって処理され、出力
する。この出力電圧は、クランク軸５に加えられたトル
クに対応した値である。

【００８８】次に、他方のペダル６１ａを踏込んでクラ
ンク６０ａを回転すると、その回転はクランク６０ａ、
クランク軸５、クランク６０ｂの円柱状ボス７３、トル
ク検出部８１、キヤ保持部７４を経てギヤ６２に伝達さ
れる。この場合、円柱状ボス７３以降の伝達経路及び回
転方向は、前述のクランク６０ｂの場合と同じであり、
しかも、ギヤ６２にはチェーンにより前記と同方向の張
力が作用しているため、クランク６０ｂを回転した場合
と同様のプロセスでトルク検出部８１のねじり応力、し
たがって、クランク６０ａによりクランク軸５に加えら
れたトルクを検出することができる。

【００８９】上記のように構成した本実施形態によれ
ば、自転車のペダルを踏むことによってクランク軸に加
えられるトルクを容易かつ確実に検出することができる
と共に、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることが
できる。特に、本実施形態においては、左右のペダルを
踏込むたびにクランク軸に加わるトルクを検出できるの
で便利であり、また、トルク検出部は大径でかつ中空に
形成されているので、これに生ずるねじり応力を高精度
で検出することができる。

【００９０】なお、上記の各実施形態で説明したトルク
検出軸１，１００、トルク検出軸であるクランク軸１
ａ、トルク検出部８１は、何れもＦｅ−Ａｌ系合金、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金あるいはＳＮＣＭ系浸炭鋼の如き磁歪特
性を有する磁性合金で構成したが、実施例では、これら
を重量％でＡｌを１１．０〜１５．０含み残部が実質的
にＦｅかなるＦｅ−Ａｌ系合金、重量％でＮｉを３２〜
８５％含み残部が実質的にＦｅからなるＦｅ−Ｎｉ系合
金、及びＳＮＣＭ８１５でそれぞれ製作した。

【００９１】上述の第４、第５及び第６の実施形態にお
いては、本発明に係るトルク検出装置により、自転車の
ペダルの踏力によってトルク検出軸（クランク軸）又は
トルク検出部に加わるトルクを検出する場合について説
明したが、本実施形態はこれに限定するものではなく、
例えば、工作機械の回転軸その他の各種回転部にトルク
検出軸又はトルク検出部を結合することにより、第１〜
第３の実施形態と同様に、これらに加えられるトルクを
検出することができる。

【００９２】実施形態７ 図１７は本発明の第７の実施形態の縦断面図、図１８は
その分解斜視図、図１９はボビンの拡大図、図２０は図
１９の縦断面図、図２１は図１７のＢ−Ｂ断面図、図２
２は図２１のＣ−Ｃ断面図である。なお、第１〜第６の
実施形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を
省略する。

【００９３】１４０は合成樹脂等の絶縁材料を成形加工
してなるほぼ中空円筒状のボビンで、その両端部にはフ
ランジ１４１ａ，１４１ｂが設けられている。そして、
一方のフランジ１４１ａの外周には側壁に配線挿通穴１
４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ（１４３ｂは図示せず）を
有する凹状の配線処理部１４２が設けられており、ま
た、前面には配線処理部１４２の両側から全周に亘って
溝状の配線収容部１４４が設けられている。１４５は配
線処理部１４２に対向して配線収容部１４４内に設けら
れたアース端子１５６の取付部で、ねじ穴１４６が設け
られている。

【００９４】１４７ａ，１４７ｂ，１４７ｃ，１４７
ｄ，１４７ｅはフランジ１４１ａ，１４１ｂの間におい
て、それぞれ所定の間隔を隔てて設けられた隔壁で、フ
ランジ１４１ａ，１４１ｂより小径に形成されており、
このうち、隔壁１４７ｃは他の隔壁１４７ａ，１４７
ｂ，１４７ｄ，１４７ｅより幅広に形成されている。ま
た、隔壁１４７ａと１４７ｂとの間及び１４７ｄと１４
７ｅとの間には検出コイル１７ａ，１７ｂの巻回部１４
８ａ，１４８ｂが形成されており、フランジ１４１ａと
隔壁１４７ａの間、隔壁１４７ｂと１４７ｃの間、隔壁
１４７ｃと１４７ｄの間、及び隔壁１４７ｅとフランジ
１４１ｂとの間には、所定幅の係止部１５１を隔てて、
後述の第１のヨーク部品が嵌入されるヨーク嵌入穴１５
０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄを有するヨーク嵌
入溝１４９ａ，１４９ｂ，１４９ｃ，１４９ｄがそれぞ
れ設けられている。

【００９５】１５２は隔壁１４７ａ〜１４７ｄの配線処
理部１４２と同一線上に設けた切欠き部で、検出コイル
１７ａ，１７ｂのワイヤ端末部の引出し口を形成してい
る。１５３ａ，１５３ｂは隔壁１４７ｃの上下に対向し
て突設された係止突起、１５４ａ，１５４ｂはフランジ
１４１ｂの上下に対向して設けられたねじ穴、１５５
ａ，１５５ｂはフランジ１４１ａ，１４１ｂの対向面に
設けられた段部である。

【００９６】１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ，１６０ｄ
は各一対の第１のヨーク部品で、例えば、リング状の磁
性材料を２分割した半円状に形成されており、内側には
ボビン１４０に設けたヨーク嵌入穴１５０ａ〜１５０ｄ
に嵌入する嵌入部１６１，１６１が設けられている。ま
た、両嵌入部１６１，１６１の間には、ボビン１４０の
係止部１５１に係合する係合部１６２が設けられてお
り、両端部にはボビン１４０の係止部１５１に係止する
係止段部１６３，１６３が設けられている。

【００９７】１６５ａ，１６５ｂは第１のヨーク部品１
６０ａ〜１６０ｄと同じ材料からなる第２のヨーク部品
で、円筒状の部材を２分割して断面半円状に形成されて
おり、中央部にはボビン１４０の係止突起１５３ａ，１
５３ｂに嵌合する嵌合穴１６６ａ，１６６ｂが設けられ
ている。

【００９８】上記の第１のヨーク部品１６０ａ〜１６０
ｄ及び第２のヨーク部品１６５ａ，１６５ｂは、すべ
て、冷間圧延鋼板をプレス加工により成形したもので、
材料が低廉で製造も容易なので大量生産に適し、コスト
を大幅に低減することができる。しかし、けい素鋼板、
電磁ステンレス板などの他の板状材料を用いてもよく、
この場合でも製造が容易なためコストを低減できる。

【００９９】５１は中空円筒状のハウジングで、例え
ば、鉄、アルミニウムなどの金属材料、あるいは合成樹
脂からなり、両端部の内壁には軸受のアダプタ５５ａ，
５５ｂを螺入するためのねじ５３ａ，５３ｂが設けられ
ている。そして、ボビン１４０のアース端子の取付部１
４５に設けたねじ穴１４６及びフランジ１４１ｂに設け
たねじ穴１５４ａ，１５４ｂに対応した位置には、ねじ
挿通穴３１ａ，３１ｂ，３１ｃ（３１ａ，３１ｃは図示
せず）が設けられており、また、ボビン１４０の配線処
理部１４２に対応する位置には、ブシュ３５の取付穴３
２が設けられている。

【０１００】１７０は内面に熱溶融性接着剤が塗布され
た樹脂製の熱収縮チューブで、その長さは、ボビン１４
０の段部１５５ａ，１５５ｂ間の間隔とほぼ等しく形成
されている。この熱収縮チューブ１７０は、通常軟質樹
脂によって形成され、１００〜１５０℃に加熱すること
により６０〜８０％の収縮率を有することが知られてい
る。

【０１０１】次に、上記のように構成した本実施形態の
組立順序の一例を説明する。 （１）ボビン１４０の巻回部１４８ａ，１４８ｂにそれ
ぞれ検出コイル１７ａ，１７ｂを巻回し、そのワイヤの
端末を隔壁１４７ａ〜１４７ｄの切欠き部１５２を通し
て配線処理部１４２の配線挿通穴１４３ａ，１４３ｂに
挿通し、配線収容部１４４内に位置させる。そして、こ
のボビン１４０にトルク検出軸１を挿入し、ボビン１４
０をトルク検出軸１の大径部の間に位置させる。

【０１０２】（２）次に、図２３（ａ）に示すように、
第１のヨーク部品１６０ａ，１６０ａをボビン１４０の
ヨーク嵌入溝１４９ａに挿入し、その嵌入部１６１，１
６１をヨーク嵌入穴１５０ａに貫入して内壁から突出さ
せ、同時に係合部１６２を中央の係止部１５１に係止さ
せると共に、段部１６３，１６３を上下の係止部１５１
にそれぞれ係止させる。同様にして、第１のヨーク部品
１６０ｂ，１６０ｂ、１６０ｃ，１６０ｃ及び１６０
ｄ，１６０ｄをそれぞれボビン１４０に取付ける。これ
により、フランジ１４１ａ，１４１ｂと各隔壁１４７ａ
〜１４７ｅの間には、隔壁１４７ａ〜１４７ｅの外周と
同じ外径で第１のヨーク部品１６０ａ〜１６０ｄが取付
けられる。

【０１０３】（３）ついで、第２のヨーク部品１６５
ａ，１６５ｂの嵌合穴１６６ａ，１６６ｂを、第１のヨ
ーク部品１６０ａ〜１６０ｄが取付けられたボビン１４
０の係合突起１５３ａ，１５３ｂに嵌合して位置決め
し、ボビン１４０の外周に対向して嵌合する。このとき
の状態を図２３（ｂ）に示す。

【０１０４】そして、熱収縮チューブ１７０をボビン１
４０に嵌合し、加熱する。これにより、ボビン１４０、
第１のヨーク部品１６０ａ〜１６０ｄ及び第２のヨーク
部品１６５ａ，１６５ｂは、所定の位置に強固に固定さ
れる。このとき、熱収縮チューブ１７０の両端部は、ボ
ビン１４０のフランジ１４１ａ，１４１ｂに設けた段部
１５５ａ，１５５ｂ上に位置する。なお、ボビン１４
０、第１のヨーク部品１６０ａ〜１６０ｄ、第２のヨー
ク部品１６５ａ，１６５ｂの固定にあたっては、熱収縮
チューブ１７０に代えて、これらを接着剤により固定し
てもよい。

【０１０５】（４）引出し線１８をボビン１４０の配線
処理部１４２の配線挿通穴１４３ｃから配線収容部１４
４内に挿入し、検出コイル１７ａ，１７ｂのワイヤにハ
ンダ付けして接続する（図２１参照）。そして、図２２
に示すように、配線処理部１４２及び配線収容部１４４
内にエポキシ樹脂、ウレタン樹脂の如き樹脂１５８を充
填し、密封して固定する。

【０１０６】（５）ついで、トルク検出軸１及びボビン
１４０をハウジング５１内に挿入して、引出し線１８を
取付穴３２に取付けたブシュ３５から外部に引出し、ね
じ挿通穴３１ａに挿入したねじ１５ａをアース端子１６
６と共締めにして取付部１４５のねじ穴１４６に螺入す
ると共に、ねじ挿通穴３１ｂ，３１ｃに挿入したねじ１
５ｂ，１５ｃをボビン１４０のフランジ１４１ｂに設け
たねじ穴１５４ａ，１５４ｂに螺入し、両者を一体に固
定する。

【０１０７】（６）次に、ハウジング５１のめねじ５３
ｂに、トルク検出軸１との間に球軸受５８を介して一方
のアダプタ５５ｂのおねじ５６ｂを、そのフランジがハ
ウジング５１に当接するまで螺入し、固定する。つい
で、他方のアダプタ５５ａのおねじ５６ａを球軸受５８
を介してハウジング５１のめねじ５３ａに螺入したの
ち、アダプタ５５ａのおねじ５６ａにロックリング５９
を螺入して固定する。これにより、トルク検出軸１ａ
は、ハウジング５１内に回転自在に支持される。

【０１０８】本実施形態の作用は前述の第１〜第６の実
施形態の場合と実質的に同じなので、説明を省略する。
なお、本実施形態においては自転車のトルク検出装置の
場合を示したが、工作機械の回転軸やその他の回転部の
トルク検出にも用いることができる。

【０１０９】上記の説明では、トルク検出軸１ａに段付
き軸を用いた場合を示したが、本実施形態においては、
第１の実施形態で説明したような全長に亘って同径のト
ルク検出軸１を用いることもできる。この場合は、第
１、第２のヨーク部品１６０ａ〜１６０ｄ、１６５ａ，
１６５ｂを取付けて固定したのち、ボビン１４０にトル
ク検出軸１を挿入してもよく、軸受も第１の実施形態に
準じて取付けることができる。また、ボビン１４０のヨ
ーク嵌入穴１５０ａ〜１５０ｄに第１のヨーク部品１６
０ａ〜１６０ｄの嵌入部１６１を嵌入してボビン１４０
の内壁面から突出させた場合を示したが、ヨーク嵌入穴
１５０ａ〜１５０ｄに嵌入した第１のヨーク部品１６０
ａ〜１６０ｄの嵌入部１６１を、ボビン１４０の内壁面
と同一面にしてもよい。

【０１１０】上記のように構成した本実施形態によれ
ば、前述の各実施形態の特長を有するばかりでなく、ヨ
ークを複数の第１のヨーク部品１６０ａ〜１６０ｄと複
数の第２のヨーク部品１６５ａ，１６５ｂとに分割し、
これらを板状の磁性材料をプレス加工により製造するよ
うにしたので、製造が容易で大量生産に適し、コストを
低減することができる。特に、これらの材料に低価格の
冷間圧延鋼板を用いた場合は、コストをさらに低減する
ことができる。また、第１のヨーク部品１６０ａ〜１６
０ｄをボビン１４０のヨーク嵌入穴１５０ａ〜１５０ｄ
に嵌入して内壁から突出させた場合は、第１のヨーク部
品１６０ａ〜１６０ｄをトルク検出軸１の凹溝２ａ，２
ｂに近接させて有効な磁路を形成することができるの
で、感度のよいトルク検出装置を得ることができる。

【０１１１】さらに、ボビン１４０のフランジ１４１ａ
の前面部に配線収容部１０４を設け、この配線収容部１
４４内に検出コイル１７ａ，１７ｂのワイヤと取出し線
１８を収容して両者を接続したのち樹脂を充填するよう
にしたので、配線処理が容易で、防水機能を大幅に向上
することができる。また、ボビン１４０とこれに取付け
た第１、第２のヨーク部品１６０ａ〜１６０ｄ、１６５
ａ，１６５ｂを熱収縮チューブ１７０で一体に結合した
場合は、これら各部品の密着性を高めて第１、第２のヨ
ーク部品１６０ａ〜１６０ｄ、１６５ａ，１６５ｂの磁
路特性を高めることができ、さらにこれらに対する防水
効果を向上することができる。

【０１１２】以上本発明の実施形態について詳細に説明
したが、各実施形態の構成はこれに限定するものではな
く、例えば、以下に述べるように適宜変更することがで
きる。 （１）第１〜第７の実施形態では、トルク検出軸及びト
ルク検出部をＦｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金又は
ＳＮＣＭ系浸炭鋼からなる磁歪特性を有する磁性合金で
形成し、これに磁気異方性を付与した場合について説明
したが、このようなトルク検出軸又はトルク検出部に代
えて、図２４の従来技術で説明したように、互いに反対
方向に傾斜したシェブロン状のスリット又は凹溝によっ
て磁気異方性が付与された軟磁性箔を回転軸の表面に固
着して構成したトルク検出軸又はトルク検出部を用いて
もよい。

【０１１３】（２）第３の実施形態では、ボビン１０の
隔壁１２ａ〜１２ｇの一部に上下を残してスリット１０
５ａ〜１０５ｆを設けると共に、ヨーク部品２１ａ，２
１ｂのリブ２２ａ〜２２ｆのスリット１０５ａ〜１０５
ｆに対応る部分をさらに小径に形成し、ボビン１０にヨ
ーク部品２１ａ，２１ｂを結合したときに、スリット１
０５ａ〜１０５ｆに嵌入されたリブ２２ａ〜２２ｆの一
部がボビン１０の内壁から突設するようにしたが、この
構造は他の実施形態にも実施することができる。

【０１１４】（３）第４、第６の実施形態では、ボビン
１０の配線処理部１３ａの近傍の隔壁１２ａの切欠き部
１６ａに、検出コイル１７ａ，１７ｂの引出し線を固定
する固定手段を設けた場合を示したが、これは他の実施
形態にも実施することができる。（４）また、第５の実
施形態では、ボビンを独立した一対のボビン１０ａ，１
０ｂで構成すると共に、ヨーク部品２１ａ，２１ｂにボ
ビン１０ａ，１０ｂが嵌入される嵌入部２６ａ〜２６ｄ
を設けた場合を示したが、これは他の実施形態にも実施
することができる。 （５）さらに、第７の実施形態では、検出コイル１７
ａ，１７ｂのワイヤの端末及び引出し線１８を収容した
配線処理部１４２及び配線収容部１４４に樹脂を充填し
た場合を示したが、これは他の実施形態にも可能な範囲
で実施することができる。

【０１１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のトルク検出装置によれば、次のような効果を得ること
ができる。 （１）磁気異方性が付与されたトルク検出軸と、同一線
上にそれぞれ切欠き部を有する複数の隔壁が設けられ、
これら隔壁の間に配線処理部及び検出コイルの巻回部が
形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、内壁から突設さ
れボビンの隔壁の間に嵌入される複数のリブ及びこのリ
ブの一方の端部に設けられた凹部を有し、ボビンの外側
に結合される断面半円状の一対のヨーク部品からなるヨ
ークと、検出コイルの引出し線の引出し穴を有する中空
円筒状のハウジングとからなり、このハウジング内に一
体に結合されたボビンとヨークを挿入して固定し、ボビ
ン内にトルク検出軸を挿入してハウジングによりトルク
検出軸を回転自在に支持するようにしたので、次のよう
な効果が得られる。

【０１１６】ボビンを一体構造にしたので組立が容易で
あり、さらに隔壁に切欠き部を設けると共に、隔壁の間
に配線処理部及び巻回部を設けたので、検出コイルの巻
回、ワイヤ端末の引出し、ワイヤ端末及び引出し線の処
理を容易かつ確実に行うことができ、生産性を向上する
ことができる。また、ヨークを２つ割りにしてボビンの
両側の結合すると共に、ヨークのボビンの切欠き部に対
向する位置に凹部を設けたので、ボビンにヨークを結合
した際に、切欠き部と凹部により配線の通路を形成する
ことができ、配線処理を容易にすることができる。

【０１１７】（２）上記（１）のトルク検出軸を、両端
部に連結部を有しこの連結部の間に磁気異方性が付与さ
れた中空円筒状に形成し、この中空部内にトルクを測定
する回転軸を挿通して回転軸とトルク検出軸を固定装置
により一体に結合するようにしたので、上記（１）と同
様の効果を得ることができ、特に、トルク検出軸をトル
クを検出する回転軸に直接連結できない場合に実施して
有効である。

【０１１８】（３）磁気異方性が付与されたトルク検出
軸と、上記（１）と同様のボビン及びヨークと、両端部
内壁にめねじを有し一体に結合されたボビンとヨークが
挿入固定され、ボビン内に挿入されたトルク検出軸を回
転自在に支持するハウジングとによって構成したので、
上記（１）とほぼ同様の効果を得ることができる。

【０１１９】（４）上記（３）のトルク検出装置におい
て、ボビン及びヨークに代えて、独立した一対のボビン
と、このボビンの嵌入部を有するヨークとを設けると共
に、ヨークの両側に結合されるコイルケースとを設けた
ので、上記（１）とほぼ同様の効果を得ることができ、
特に、細いトルク検出軸の装置に実施して有効である。

【０１２０】（５）有底円筒状の本体及びこの本体の開
口部側に形成されたフランジからなり、本体に磁気異方
性が付与されたトルク検出部と、上記（１）とほぼ同様
のボビン及びヨークと、円筒部と中空のねじ部からな
り、円筒部に一体に結合されたボビンとヨークが挿入さ
れて固定されるコイルケースと、回転軸を回転自在に支
持するハウジングとからなり、コイルケースをハウジン
グに取付けると共に、トルク検出部をボビン内に挿入し
て回転部に固定するようにしたので、上記（１）とほぼ
同様の効果を得ることができる。

【０１２１】（６）上記（１），（２），（３）又は
（５）のトルク検出装置において、ボビンの隔壁の間の
一部に上下を残してスリットを設けると共に、ヨーク部
品のリブのスリットに対応する部分をさらに小径に形成
し、ボビンにヨーク部品を結合したときにスリットに嵌
入されたリブの一部がボビンの内壁から突出するように
したので、より効率的な磁路を形成することができ、ト
ルク検出軸に加わるトルクを高精度で検出することがで
きる。

【０１２２】（７）上記（１），（２），（３）又は
（５）のトルク検出装置において、ボビンの配線処理部
の近傍の隔壁の切欠き部に、検出コイルの引出し線の固
定手段を設けたので、検出コイルの配線処理をより確実
に行うことができる。 （８）上記（１），（２），（３）又は（５）のトルク
検出装置において、ボビンの配線処理部に樹脂を充填し
たので、配線を確実に固定できると共に、防水効果を高
めることができる。

【０１２３】（９）上記（１），（２），（３），
（４）又は（５）のトルク検出装置において、ボビンに
係止部を設けると共に、ヨーク部品にこの係止部に係合
する係合部を設けたので、ボビンにヨーク部品を結合す
る際の位置決めが容易であり、かつ、ヨーク部品の位置
ずれ（回り）を防止することができる。

【０１２４】（１０）上記（１），（２），（３）又は
（５）のトルク検出装置において、ボビンを独立した一
対のボビンで構成すると共に、ヨーク部品に前記ボビン
が嵌入される嵌入部を設けたので、検出コイルの巻回が
容易になり、かつ、装置を小形化することができる。

【０１２５】（１１）上記（１），（２），（３）又は
（４）のトルク検出装置において、一体に結合されたボ
ビンとヨーク又はボビン、ヨーク及びコイルケースを、
ハウジングに対して軸方向に調整可能に構成したので、
トルク検出軸等に付与した磁気異方性部と検出コイルと
の位置合わせを容易かつ確実に行うことができる。

【０１２６】（１２）磁気異方性が付与された検出軸
と、外壁に設けられた複数の隔壁によって検出コイルの
巻回部及びそれぞれ内壁に開口する複数のヨーク嵌入穴
を有するヨーク嵌入溝が形成されたほぼ中空円筒状のボ
ビンと、このボビンのヨーク嵌入穴に嵌入する嵌入部を
有しヨーク嵌入溝に対向して嵌入される半円状の複数対
の第１のヨーク部品と、ボビンの外周に結合される断面
半円状の一対の第２のヨーク部品と、検出コイルの引出
し線の引出し穴を有する中空円筒状のハウジングとから
なり、このハウジングに第１、第２のヨーク部品が結合
されたボビン挿入して固定し、ボビン内に挿入されたト
ルク検出軸をハウジングにより回転自在に支持するよう
にしたので、次のような効果を得ることができる。

【０１２７】第１、第２のヨーク部品は板状の磁性部材
をプレス加工により製造することができるので、製造が
容易で多量生産に適し、コストを低減することができ
る。また、第１のヨーク部品をボビンのヨーク嵌入穴に
嵌入して内壁から突出させた場合は、第１のヨーク部品
をトルク検出軸に近接して配設できるので有効な磁路を
形成することができ、これにより感度のよいトルク検出
装置を得ることができる。なお、第１、第２のヨーク部
品を冷間圧延鋼板でプレス加工により製作すると、機械
構造用炭素鋼材によって一体成形したヨークとほぼ同じ
特性が得られ、その上コストを低減することができる。

【０１２８】（１３）上記（１２）のトルク検出装置に
おいて、少なくともボビンの一端にフランジを設け、こ
のフランジに配線処理部及び前面に開口する配線収容部
を設け、この配線収容部内に検出コイルのワイヤと取出
し線を収容して両者を接続するようにしたので、配線処
理を容易かつ整然と行うことができる。

【０１２９】（１４）上記（１２）又は（１３）のトル
ク検出装置において、配線が収容された配線処理部及び
配線収容部に樹脂を充填するようにしたので、配線が確
実に固定されると共に、防水機能を大幅に向上すること
ができる。

【０１３０】（１５）上記（１２）のトルク検出装置に
おいて、ボビンに熱収縮チューブを嵌合し、加熱してボ
ビン、第１、第２のヨーク部品を一体に結合するように
したので、これら各部品の密着性を高めて第１、第２の
ヨーク部品の磁路特性を高めることができると共に、防
水効果を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の縦断面図である。

【図２】図１の要部の分解斜視図である。

【図３】図１のボビンの縦断面図及びそのＡ−Ａ断面図
である。

【図４】本発明の第２の実施形態の要部の分解斜視図で
ある。

【図５】本発明の第３の実施形態の縦断面図である。

【図６】図５の要部の分解斜視図である。

【図７】図５のボビン及びヨークの分解斜視図及びボビ
ンの断面図である。

【図８】自転車のボトムブラケット部の斜視図である。

【図９】本発明の第４の実施形態の縦断面図である。

【図１０】図９の要部の分解斜視図である。

【図１１】本発明の第５の実施形態の縦断面図である。

【図１２】図１１の要部の分解斜視図である。

【図１３】本発明の第６の実施形態の縦断面図である。

【図１４】図１３の要部の一部断面図である。

【図１５】図１４の分解斜視図である。

【図１６】図１３の要部の分解斜視図である。

【図１７】本発明の第７の実施形態の縦断面図である。

【図１８】図１７の分解斜視図である。

【図１９】図１８のボビンの拡大図である。

【図２０】図１９の縦断面図である。

【図２１】図１７のＢ−Ｂ断面図である。

【図２２】図２１のＣ−Ｃ断面図である。

【図２３】第７の実施形態の組立の一例を示す説明図で
ある。

【図２４】従来のトルク検出装置の一例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１，１００ トルク検出軸 ２ａ，２ｂ スリット又は凹溝 １ａ，５ クランク軸 ８ 回転軸 １０，１０ａ，１０ｂ，１４０ ボビン １２ａ〜１２ｇ，１４７ａ〜１４７ｄ 隔壁 １３ａ，１４２ 配線処理部 １３ｂ，１３ｃ，１４８ａ，１４８ｂ 検出コイルの巻
回部 １６ａ〜１６ｆ，１５２ 切欠き部 １７ａ，１７ｂ 検出コイル ２０ ヨーク ２１ａ，２１ｂ ヨーク部品 ２２ａ〜２２ｆ リブ ３０，５１ ハウジング ５０ ボトムブラケット部 ５５ａ，５５ｂ ブラケット ５８ 球軸受 ６０ａ，６０ｂ クランク ６１ａ，６１ｂ ペダル ６２ ギヤ ６５ コイルケース ６６ａ，６６ｂ コイルケース部品 ７３ 円柱状ボス ７４ ギヤ保持部材 ８１ トルク検出部 ８２ 円筒部 ９０ コイルケース ９１ 本体 ９２ ねじ部 １１０ａ，１１０ｂ 固定装置 １４１ａ，１４１ｂ フランジ １４４ 配線収容部 １４９ａ〜１４９ｄ ヨーク嵌入溝 １５０ａ〜１５０ｂ ヨーク嵌入穴 １６０ａ〜１６０ｄ 第１のヨーク部品 １６１ 嵌入部 １６５ａ，１６５ｂ 第２のヨーク部品 １７０ 熱収縮チューブ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気異方性が付与されたトルク検出軸
   と、 同一線上にそれぞれ切欠き部を有する複数の隔壁が設け
   られ、これら隔壁の間に配線処理部及び検出コイルの巻
   回部が形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、 内壁から突設され前記ボビンの隔壁の間に嵌入される複
   数のリブ及び該リブの一方の端部に設けられた凹部を有
   し、前記ボビンの外側に結合される断面半円状の一対の
   ヨーク部品からなるヨークと、 検出コイルの引出し線の引出し穴を有する中空円筒状の
   ハウジングとからなり、 該ハウジング内に一体に結合されたボビンとヨークを挿
   入して固定し、前記ボビン内に挿入されたトルク検出軸
   を前記ハウジングにより回転自在に支持したことを特徴
   とするトルク検出装置。
2. 【請求項２】 両端部に連結部が設けられて該連結部の
   間に磁気異方性が付与された中空円筒状のトルク検出軸
   と、 同一線上にそれぞれ切欠き部を有する複数の隔壁が設け
   られ、これら隔壁の間に配線処理部及び検出コイルの巻
   回部が形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、 内壁から突設され前記ボビンの隔壁の間に嵌入される複
   数のリブ及び該リブの一方の端部に設けられた凹部を有
   し、前記ボビンの外側に結合される断面半円状の一対の
   ヨーク部品からなるヨークと、 検出コイルの引出し線の引出し穴を有する中空円筒状の
   ハウジングとからなり、 前記ハウジング内に一体に結合されたボビンとヨークを
   挿入して固定し、前記ボビン内に挿入されたトルク検出
   軸を前記ハウジングにより回転自在に支持したことを特
   徴とするトルク検出装置。
3. 【請求項３】 磁気異方性が付与されたトルク検出軸
   と、 同一線上にそれぞれ切欠き部を有する複数の隔壁が設け
   られ、これら隔壁の間に配線処理部及び検出コイルの巻
   回部が形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、 内壁から突設され前記ボビンの隔壁の間に嵌入される複
   数のリブ及び該リブの一方の端部に設けられた凹部を有
   し、前記ボビンの外側に結合される断面半円状の一対の
   ヨーク部品からなるヨークと、 両端部内壁にめねじを有し、検出コイルの引出し線の引
   出し穴が設けられた中空円筒状のハウジングとからな
   り、 該ハウジング内に一体に結合されたボビンとヨークを挿
   入して固定し、前記ボビン内に挿入されたトルク検出軸
   を前記ハウジングにより回転自在に支持したことを特徴
   とするトルク検出装置。
4. 【請求項４】 磁気異方性が付与されたトルク検出軸
   と、 切欠き部を有するフランジが両側に設けられそれぞれ検
   出コイルが巻回される一対のボビンと、 内壁に突設されたリブの間に形成され前記ボビンがそれ
   ぞれ嵌入する嵌入部及び前記リブの一方の端部に設けら
   れた凹部を有し、前記ボビンの両側に結合される断面半
   円状の一対のヨーク部品からなるヨークと、 両端部に内壁から突出したフランジを有し、該フランジ
   の一方の端部に検出コイルのワイヤの取出口が設けられ
   て前記ヨークの両側に結合される断面半円状の一対のコ
   イルケース部品からなるコイルケースと、 両端部内壁にめねじを有し、検出コイルの引出し線の引
   き出し穴が設けられた中空円筒状のハウジングとからな
   り、 該ハウジング内に一体に結合されたボビン、ヨーク及び
   コイルケースを挿入して固定し、前記ボビン内に挿入さ
   れたトルク検出軸を前記ハウジングにより回転自在に支
   持したことを特徴とするトルク検出装置。
5. 【請求項５】 有底円筒状の本体及び該本体の開口部側
   に形成されたフランジからなり、前記本体に磁気異方性
   が付与されたトルク検出部と、 同一線上にそれぞれ切欠き部を有する複数の隔壁が設け
   られ、これら隔壁の間に配線処理部及び検出コイルの巻
   回部が形成されたほぼ中空円筒状のボビンと、 内壁から突設され前記ボビンの隔壁の間に嵌入される複
   数のリブ及び該リブの一方の端部に設けられた凹部を有
   し、前記ボビンの外側に結合される断面半円状の一対の
   ヨーク部品からなるヨークと、 円筒部と中空のねじ部からなり、前記円筒部に一体に結
   合されたボビンとヨークが挿入されて固定されるコイル
   ケースと、 回転軸を回転自在に支持する中空円筒状のハウジングと
   からなり、 前記コイルケースをハウジングに取付けると共に、前記
   トルク検出部を前記ボビン内に挿入して回転部に固定し
   たことを特徴とするトルク検出装置。
6. 【請求項６】 ボビンの隔壁の間の一部に上下を残して
   スリットを設けると共に、ヨーク部品のリブの前記スリ
   ットに対応する部分をさらに小径に形成し、前記ボビン
   にヨーク部品を結合したときに前記スリットに嵌入され
   たリブの一部が前記ボビンの内壁から突出するようにし
   た請求項１，２，３又は５記載のトルク検出装置。
7. 【請求項７】 ボビンの配線処理部の近傍の隔壁の切欠
   き部に、検出コイルの引出し線の固定手段を設けたこと
   を特徴とする請求項１，２，３又は５記載のトルク検出
   装置。
8. 【請求項８】 ボビンの配線処理部に樹脂を充填したこ
   とを特徴とする請求項１，２，３又は５記載のトルク検
   出装置。
9. 【請求項９】 ボビンに位置決め及び回転防止用の係止
   部を設けると共に、ヨーク部品に該係止部に係合する係
   合部を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４又
   は５記載のトルク検出装置。
10. 【請求項１０】 ボビンをそれぞれ独立した一対のボビ
    ンで構成すると共に、ヨーク部品に前記ボビンが嵌入さ
    れる嵌入部を設けたことを特徴とする請求項１，２，３
    又は５記載のトルク検出装置。
11. 【請求項１１】 一体に結合されたボビンとヨーク又は
    ボビン、ヨーク及びコイルケースを、ハウジングに対し
    て軸方向に調整可能に構成したことを特徴とする請求項
    １，２，３又は４記載のトルク検出装置。
12. 【請求項１２】 磁気異方性が付与されたトルク検出軸
    と、 外周に設けられた複数の隔壁によって検出コイルの巻回
    部、及びそれぞれ内壁に開口する複数のヨーク嵌入穴を
    有するヨーク嵌入溝が形成されたほぼ中空円筒状のボビ
    ンと、 該ボビンのヨーク嵌入穴に嵌入する嵌入部を有し、前記
    ヨーク嵌入溝に対向して嵌入される半円状の複数対の第
    １のヨーク部品と、 前記ボビンの外周に結合される断面半円状の一対の第２
    のヨーク部品と、 前記検出コイルの引出し線の引出し穴を有する中空円筒
    状のハウジングとからなり、 該ハウジングに前記第１，第２のヨーク部品が結合され
    たボビンを挿入して固定し、該ボビン内に挿入された前
    記トルク検出軸を前記ハウジングにより回転自在に支持
    したことを特徴とするトルク検出装置。
13. 【請求項１３】 少なくともボビンの一端にフランジを
    設け、該フランジに配線処理部及び前面に開口する配線
    収容部を設けたことを特徴とする請求項１２記載のトル
    ク検出装置。
14. 【請求項１４】 配線が収容された配線処理部及び配線
    収容部に樹脂を充填したことを特徴とする請求項１２又
    は１３記載のトルク検出装置。
15. 【請求項１５】 ボビンに熱収縮チューブを嵌合し、加
    熱してボビン及び第１，第２のヨーク部品を一体に結合
    したことを特徴とする請求項１２記載のトルク検出装
    置。