JPH1151788A - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁歪部が設けられた磁歪材と、該磁歪材に対
して相対回動可能に支持されるとともに磁歪検出用コイ
ルが設けられた固定子との回動軸方向の位置関係を高い
位置精度で維持する。 【解決手段】 磁歪層１４が設けられたスリーブ４の外
周面の両端部には位置決め用フランジ部１５，１７を設
ける。スリーブ４の各端部にはその外側からベアリング
５，６を圧入しフランジ部１５，１７に当接させて回動
軸方向に位置決めする。励磁コイル１０，１１及び検出
コイル１２，１３を備えたヨーク９は一対のベアリング
５，６にてスリーブ４に対して相対回動可能に支持す
る。スリーブ４の外周面の各端部においてフランジ部１
５，１７よりも外側には雌ねじ部１６，１８を設ける。
各雌ねじ部１６，１８にはベアリング５，６をフランジ
部１５，１７に当接した状態で保持する丸ナット７，８
を螺合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁歪式トルクセン
サに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、被検出軸であるシャフト８０
に設けられた磁歪式トルクセンサ８１の断面を示してい
る。この磁歪式トルクセンサ８１は、シャフト８０等の
トルクを検出する被検出軸への装着を容易とするため
に、該被検出軸に嵌合されるスリーブ（磁歪材）８２上
に検出部が設けられている。

【０００３】スリーブ８２の外周面には磁歪層８３が形
成されている。この磁歪層（磁歪部）８３には、その回
動軸方向の中心の両側に二つの磁歪領域８３Ａ，８３Ｂ
が形成されている。各磁歪領域８３Ａ，８３Ｂには、そ
れぞれ軸に対して＋４５°、−４５°をなす複数の溝が
形成されている。

【０００４】一方、スリーブ８２の両端に圧入された一
対のベアリング８４にて同スリーブ８２に対して相対回
動可能にヨーク（固定子）８５が支持されている。該ヨ
ーク８５の内周面には、磁歪領域８３Ａに相対向する位
置に励磁コイル８６Ａ及び検出コイル８７Ａが設けられ
るとともに、磁歪領域８３Ｂに相対向する位置に励磁コ
イル８６Ｂ及び検出コイル８７Ｂが設けられている。

【０００５】そして、シャフト８０に加わったトルクに
応じて各磁歪領域８３Ａ，８３Ｂが歪み、この歪みに応
じて各磁歪領域８３Ａ，８３Ｂの透磁率が変化する。こ
の各磁歪領域８３Ａ，８３Ｂの透磁率に基づいて各検出
コイル８７Ａ，８７Ｂに誘起された出力電圧の差からト
ルクを検出するようにしている。従って、磁歪領域８３
Ａ，８３Ｂと各励磁コイル８６Ａ，８６Ｂ及び検出コイ
ル８７Ａ，８７Ｂとの回動軸方向の位置関係がずれる
と、両磁歪領域８３Ａ，８３Ｂ間に透磁率の差がない状
態、すなわち、シャフト８０に加わっているトルクが０
であるときの各検出コイル８７Ａ，８７Ｂの透磁率のバ
ランスがくずれる。その結果、トルクの大きさに応じて
各検出コイル８７Ａ，８７Ｂから出力される出力電圧が
ずれるため、トルクの検出精度が低下する。

【０００６】そこで、この磁歪式トルクセンサ８１で
は、各磁歪領域８３Ａ，８３Ｂに対して各コイル対８６
Ａ，８７Ａ、８６Ｂ，８７Ｂを回動軸方向に精度良く位
置決めするために、スリーブ８２の外周面にベアリング
８４を回動軸方向に位置決めするための一対の環状凸部
８８を設けている。この両環状凸部８８にてスリーブ８
２に圧入された各ベアリング８４を回動軸方向に位置決
めし、この位置決めされた一対のベアリング８４にてヨ
ーク８５を回動軸方向に挟持している。このようにし
て、スリーブ８２の磁歪領域８３Ａ，８３Ｂに対してヨ
ーク８５の両コイル対８６Ａ，８７Ａ、８６Ｂ，８７Ｂ
を回動軸方向に位置決めしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、スリーブ８
２の外径及びベアリング８４の内径の寸法ばらつきによ
りスリーブ８２に対してベアリング８４が圧入されない
場合がある。この場合には、各ベアリング８４が環状凸
部８８に当接する位置で回動軸方向に強固に位置決めさ
れず、各ベアリング８４が経時的に環状凸部８８から離
間する方向に移動することがあった。このため、各磁歪
領域８３Ａ，８３Ｂと各コイル対８６Ａ，８７Ａ、８６
Ｂ，８７Ｂとの回動軸方向の位置関係が所定位置からず
れ、トルクセンサ８１の検出精度が低下する問題があっ
た。

【０００８】このような問題を解消するため、スリーブ
８２の外周面において各環状凸部８８よりもその外側に
設けた周溝に止め輪を係止し、該止め輪にて各ベアリン
グ８４を環状凸部８８に当接する位置に保持することが
考えられる。しかしながら、周溝の幅や止め輪の厚さに
もばらつきがあるため、ベアリング８４を環状凸部８８
に当接する位置に精度良く保持することはできない。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、磁歪部が設けられた
磁歪材と、該磁歪材に対して相対回動可能に支持される
とともに磁歪検出用コイルが設けられた固定子との回動
軸方向における位置関係を高い位置精度で維持すること
ができる磁歪式トルクセンサを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、被検出軸の外周面に嵌着
され、外周面に前記被検出軸の捩じれの大きさに応じた
磁歪作用を発生する磁歪層を備えるとともに被検出軸の
回動軸方向に該磁歪層を挟んで一対の回動軸方向位置決
め用凸部が設けられた磁歪材と、前記磁歪材の各端部に
その外側から嵌合され前記各回動軸方向位置決め用凸部
に当接された一対のベアリングと、筒状に形成され、前
記一対のベアリングにて回動軸方向に位置決めされると
ともに前記磁歪材と同一回動軸線で該磁歪材に対してそ
の外周で相対回動可能に支持され、環状の励磁コイル及
び検出コイルを前記磁歪層に外嵌する状態で支持する固
定子とを備えた磁歪式トルクセンサにおいて、前記磁歪
材には、前記ベアリングを前記位置決め用凸部に当接さ
せた状態で保持する付勢手段を設けた。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記付勢手段は、前記磁歪材の外周面
において前記位置決め用凸部よりも外側に形成された雄
ネジ部と、前記各雄ネジ部に螺合して前記ベアリングを
前記位置決め用凸部側に付勢するナットとからなる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記付勢手段は、前記磁歪材の外周面
において前記位置決め用凸部よりも外側に設けられた係
止溝と、前記各係止溝に回動軸方向に移動不能に係止さ
れた係止部材と、前記係止部材と前記ベアリングの間に
介在され、該ベアリングを前記フランジ部側に付勢する
環状バネ部材とからなる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、被検出軸に同一
回動軸で嵌着可能に形成され、外周面に前記被検出軸の
捩じれの大きさに応じた磁歪作用を発生する磁歪部を備
えた磁歪材と、前記磁歪材の第１端部に該磁歪材と同一
中心軸となるように嵌合された第１ラジアルベアリング
と、同じく第２端部に該磁歪材と同一中心軸となるよう
に嵌合された第２ラジアルベアリングと、筒状に形成さ
れ、前記第１及び第２ラジアルベアリングにて前記磁歪
材に対して該磁歪材の回動軸方向に挟持されて位置決め
され、その外周で相対回動可能に支持されるとともに、
前記被検出軸に対して相対回動不能に固定される固定子
と、前記磁歪部に外嵌する環状に形成され、前記固定子
により該磁歪部に対して外嵌する位置に支持される磁歪
検出用コイルとを備えた磁歪式トルクセンサにおいて、
前記第１端部には、前記磁歪材の回動軸を中心軸とする
第１雄ねじ部を設け、該第１雄ねじ部には、前記第１ベ
アリングの内輪を第２端部側に付勢する第１環状雌ねじ
部材を螺合させるとともに、前記第２端部には、前記磁
歪材の回動軸を中心軸とする第２雄ねじ部を設け、該第
２雄ねじ部には、前記第２ベアリングの内輪を第１端部
側に付勢する第２環状雌ねじ部材を螺合させた。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記第１端部における第１雄ねじ部の
前記磁歪部側には、前記第１環状雌ねじ部材の前記第２
端部側への移動を規制する係止部を設け、該係止部にて
前記第１ラジアルベアリングを介して前記固定子を前記
磁歪材に対してその回転軸方向に位置決めした状態で、
前記第２環状雌ねじ部材にて前記第２ラジアルベアリン
グを介して前記固定子を前記磁歪材に対して前記回転軸
方向に固定した。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項４又は請
求項５に記載の発明において、前記磁歪材は、円筒状に
形成され、前記磁歪部が設けられた胴部を備え、前記第
１端部は、前記胴部と同径に形成されるとともに該胴部
に隣接して設けられ、前記第１ラジアルベアリングが嵌
合された第１連結部と、該第１連結部よりも小径に形成
されるとともに該第１連結部に隣接して設けられ、前記
第１雄ねじ部が形成された第１軸部とを備え、前記第２
端部は、前記胴部と同径に形成されるとともに該胴部に
隣接して設けられ、前記第２ラジアルベアリングが嵌合
された第２連結部と、該第２連結部よりも小径に形成さ
れるとともに該第２連結部に隣接して設けられ、前記第
２雄ねじ部が形成された第２軸部とを備え、前記係止部
は、前記第１連結部と前記第１軸部との間に形成された
段差面であって、前記第１環状雌ねじ部材は、前記段差
面に当接するとともに前記第１ラジアルベアリングの内
輪に当接する当接面を備えた第１ナットであり、前記第
２環状雌ねじ部材は、前記第２ラジアルベアリングの内
輪に当接する当接面を備えた第２ナットである。

【００１６】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記第１ナット及び第２ナットは、ほ
ぼ同じ外径寸法及び厚さを備え、前記各当接面は前記第
１及び第２ベアリングの内輪の全周に当接する円環状に
形成された。

【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項４〜請求
項７のいずれか一項に記載の発明において、前記固定子
は、回転体状に形成され、該固定子の中心軸方向に互い
に嵌合して、前記各磁歪検出用コイルを収容する内側に
開口した一対の収容部を形成するとともに、前記中心軸
の中央に垂直に交差する平面に対して面対称な形状とな
る複数のヨーク形成体にて形成された。

【００１８】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
被検出軸の外周面に嵌着され被検出軸の捩じれに応じた
磁歪作用を発生する磁歪層を備えた磁歪材に対して、該
磁歪材の外周面に嵌合された一対のベアリングが該外周
面において回動軸方向に磁歪層を挟んで一対で設けられ
た回動軸方向位置決め用凸部にて回動軸方向に位置決め
される。この一対のベアリングにて固定子が磁歪材に対
して回動軸方向に位置決めされるとともに相対回動可能
に支持される。各ベアリングは、磁歪材に設けられた付
勢手段にて各位置決め用凸部に当接された状態で保持さ
れる。従って、ベアリングが磁歪材に対して回動軸方向
にずれることが防止され、固定子と磁歪材との回動軸方
向の位置関係が変化しない状態で維持される。

【００１９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、磁歪材に設けられた雄ネ
ジ部に螺合されたナットから受ける回動軸方向の力にて
ベアリングが環状凸部に当接した状態で保持される。

【００２０】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加えて、磁歪材に設けた係止溝に
回動軸方向に移動不能に係止された係止部材とベアリン
グとの間に介在された環状バネ部材から受ける回動軸方
向の力にて該ベアリングが環状凸部に当接した状態で保
持される。

【００２１】請求項４に記載の発明によれば、それぞれ
磁歪材に螺合する第１環状雌ねじ部材及び第２環状雌ね
じ部材により、固定子を該磁歪材に対して相対回動可能
に支持する第１及び第２ラジアルベアリングを介して該
固定子が磁歪材の回動軸方向に位置決めされた状態で挟
持される。

【００２２】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の発明の作用に加えて、固定子が磁歪材に設けら
れた係止部を基準として、該磁歪材に対してその回動軸
方向で位置決めされる。

【００２３】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
又は請求項５に記載の発明の作用に加えて、磁歪部が設
けられ、磁歪材の回動軸方向の寸法の大きな部分を占め
る胴部の外径以下の大きさで固定子が形成される。

【００２４】請求項７に記載の発明によれば、請求項６
に記載の発明の作用に加えて、各磁歪検出用コイルの周
方向における各位置において、第１ナットあるいは第２
ナットを含む閉磁路を流れる磁束の大きさが各位置間で
均等化される。従って、磁歪材の回動軸と固定子の中心
軸とが偏心していても、第１及び第２ナットを原因とす
る周方向における各位置の磁束の差に起因した、固定子
に対する磁歪材の回転位置関係に対する各磁歪検出用コ
イルのインダクタンスの変動が抑制される。

【００２５】請求項８に記載の発明によれば、請求項４
〜請求項７のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、各磁歪検出用コイルの周方向の各位置において、固
定子を含む閉磁路を流れる磁束の大きさが各位置間で均
等化される。従って、磁歪材の回動軸と固定子の中心軸
とが偏心していても、固定子を原因とする周方向におけ
る各位置の磁束の差に起因した、固定子に対する磁歪材
の回転位置関係に対する各磁歪検出用コイルのインダク
タンスの変動が抑制される。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化した第１の
実施の形態を図１及び図２に従って説明する。

【００２７】図１は、被検出軸としてのシャフト１に装
着された磁歪式トルクセンサ２の断面図である。シャフ
トチューブ３内において、図示しないベアリングにて回
動可能に支持されたシャフト１には回動軸方向位置決め
用凸部としての環状凸部１ａが設けられている。シャフ
ト１には磁歪式トルクセンサ２が該シャフト１を挿通し
た状態で装着されている。磁歪式トルクセンサ２は、環
状凸部１ａに当接した状態でシャフト１に対して回動軸
方向の所定位置に位置決めされている。

【００２８】磁歪式トルクセンサは２、磁歪材としての
スリーブ４、一対のベアリング５，６、ナットとしての
丸ナット７，８、固定子としてのヨーク９、励磁コイル
１０，１１及び検出コイル１２，１３を備えている。シ
ャフト１には、スリーブ４が嵌合されている。磁歪材４
は、その一方の端部がシャフト１に設けられた環状凸部
１ａに当接されている。スリーブ４の外周面において、
その回動軸方向の中央部には、磁歪層１４が形成されて
いる。この磁歪層１４は、その回動軸方向の中心の左右
で一対の磁歪領域１４ａ，１４ｂにて形成されている。
この磁歪層１４は、例えば、強磁性磁歪材料の溶射、電
気メッキ等の方法により形成する。

【００２９】スリーブ４の外周面において、その一方の
端部には環状凸部１５が設けられている。又、スリーブ
４の外周面には、環状凸部１５よりも外側にベアリング
支持部１５ａが設けられ、該ベアリング支持部１５ａの
外側には雄ネジ部１６が設けられている。該雄ネジ部１
６は、その外径がベアリング５，６の内径よりも小さく
形成されている。

【００３０】同様に、スリーブ４の外周面において、他
方の端部には環状凸部１７が設けられ、該環状凸部１７
の外側にはベアリング支持部１７ａが、該ベアリング支
持部１７ａの外側にはベアリング５，６の内径よりも小
さい外径の雄ネジ部１８が設けられている。本実施の形
態では、環状凸部１５，１７にて、回動軸方向位置決め
用凸部が構成されている。

【００３１】図２に示すように、スリーブ４の一方の端
部には、その外側からベアリング支持部１５ａに圧入さ
れたベアリング５が環状凸部１５に当接する位置に配置
されている。同様に、スリーブ４の他方の端部には、そ
の外側からベアリング支持部１７ａに圧入されたベアリ
ング６が環状凸部１７に当接する位置に配置されてい
る。

【００３２】雄ネジ部１６には、ベアリング５を環状凸
部１５側に付勢する丸ナット７が螺合されている。同様
に、雄ネジ部１８には、ベアリング６を環状凸部１７側
に付勢する丸ナット８が螺合されている。

【００３３】スリーブ４の外周には、一対のベアリング
５，６にて固定子としての円筒形状のヨーク９がスリー
ブ４に対して相対回動可能に支持されている。ヨーク９
には、その各開口端に環状の段差部１９，２０がそれぞ
れ形成されている。段差部１９はベアリング５に外嵌さ
れ、段差部２０はベアリング６に外嵌されている。ヨー
ク９は、スリーブ４に対して回動軸方向に相対移動不能
なように両段差部１９，２０間が両ベアリング５，６に
て挟持されている。従って、ヨーク９は、両ベアリング
５，６を介して両ナット７，８にて挟持されている。

【００３４】ヨーク９の内周面には、磁歪領域１４ａに
相対向する周溝２１と、磁歪領域１４ｂに相対向する周
溝２２がそれぞれ設けられている。周溝２１内には、そ
の外周側に励磁コイル１０が収容され、その内周側に検
出コイル１２が収容されている。同様に、周溝２２内に
は、その外周側に励磁コイル１１が、内側に検出コイル
１３が収容されている。尚、ヨーク４はその中心軸線を
含む平面で２つの同一形状の部分に割れる状態で形成さ
れており、その２つの部分を合体するときに各コイル対
１０，１２、１１，１３を各周溝２１，２２にそれぞれ
収容するようになっている。

【００３５】ヨーク９は、シャフトチューブ３に対して
相対回動不能に図示しない係止部材にて係止されてい
る。次に、以上のように構成された磁歪式トルクセンサ
２の作用について説明する。

【００３６】磁歪層１４が形成されたスリーブ４の両端
部にそれぞれ設けられた位置決め用環状凸部１５，１７
にて、一対のベアリング５，６がスリーブ４に対して回
動軸方向に位置決めされる。この一対のベアリング５，
６にてヨーク９がスリーブ４に対して相対回動可能に支
持されるとともに回動軸方向に位置決めされる。そし
て、各ベアリング５，６は、雄ネジ部１６，１８に螺合
された丸ナット７，８にて環状凸部１５，１７に当接し
た状態で保持される。従って、各ベアリング５，６がス
リーブ４に対して各環状凸部１５，１７から外側に離間
する向きに回動軸方向にずれることが防止され、ヨーク
９とスリーブ４との回動軸方向の位置関係が経時的に変
化しない状態で維持される。

【００３７】シャフト１にトルクが加わると、各磁歪領
域１４ａ，１４ｂの透磁率が変化する。従って、各励磁
コイル１０，１１からの磁界により各磁歪領域１４ａ，
１４ｂを介して各検出コイル１２，１３に誘起される出
力電圧に差が生じる。この出力電圧差から公知の検出回
路にてシャフト１に加わっているトルクが検出される。
このとき、各磁歪領域１４ａ，１４ｂに対して各コイル
対１０，１２、１１，１３が回動軸方向に所定の位置関
係で保持されるため、シャフト１にトルクが加わってい
ない状態での出力電圧差が正常な値である０から変動し
ない。従って、シャフト１に加わるトルクに応じて各検
出コイル１２，１３から出力される出力電圧が正規の電
圧値からずれないため、トルクの検出精度が高い状態の
ままで維持される。

【００３８】以上詳述したように、本実施の形態の磁歪
式トルクセンサ２によれば、以下の効果を得ることがで
きる。 （１） 磁歪材（スリーブ４）の両端にそれぞれ設けら
れた位置決め用環状凸部１５，１７に当接して回動軸方
向に位置決めされた一対のベアリング５，６が、磁歪材
の各端部に設けられた付勢手段にて各環状凸部１５，１
７に当接する位置で保持される。従って、磁歪材の外径
寸法やベアリング５，６の内径寸法にばらつきがあって
もベアリング５，６が磁歪材に対して経時的に回動軸方
向にずれることが防止され、固定子（ヨーク９）と磁歪
材との回動軸方向の位置関係が変化しない状態で維持さ
れる。その結果、磁歪材に設けられた各磁歪領域１４
ａ，１４ｂに対してコイル支持部材（ヨーク９）に設け
られたコイル１０，１１及び検出コイル１２，１３が回
動軸方向に所定位置で位置決めされた状態で保持される
ため、トルクセンサ２の検出精度が経時的に変化せずに
高い状態のままで維持される。

【００３９】（２） 一対のベアリング５，６が磁歪材
の両端部に設けられた雄ネジ部１６，１８に螺合された
ナット（丸ナット７，８）にて環状凸部１５，１７に当
接した状態で保持される。従って、付勢手段の組み付け
がナットの螺合だけですむため、組み付け工数の増加が
少なくてすむ。

【００４０】（第２の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第２の実施の形態を図３及び図４に従って説明す
る。尚、本実施の形態は、前記第１の実施の形態におけ
る付勢手段である雄ネジ部１６，１８及びナット（丸ナ
ット７，８）を、係止溝（周溝２３）に係止された係止
部材（止め輪２４）と環状バネ部材（波形座金２５）か
らなる付勢手段に代えたことのみが異なる。従って、そ
の他の同一の構成についてはその符号を同じにして説明
を省略する。

【００４１】図３に示すように、スリーブ４には、その
外周面の一方の端部において環状凸部１５よりも外側に
係止溝としての周溝２３が設けられている。該周溝２３
には、係止部材としての止め輪２４が係止されている。
止め輪２４としては、例えばＣ形止め輪を使用する。環
状凸部１５に当接されたベアリング５と止め輪２４との
間には、該ベアリング５を環状凸部１５側に付勢する環
状バネ部材としての波形座金２５が介在されている。

【００４２】波形座金２５は、図４（ａ），（ｂ）に示
すように、ばね性を備えた円環状の金属板材を波状に加
工したものであり、止め輪２４及びベアリング５に対し
て表裏でそれぞれ複数の点で当接して回動軸方向の付勢
力を生じるようになっている。

【００４３】同様に、スリーブ４の図示しないもう一方
の端部にも環状凸部１７よりも外側に周溝が設けられ、
該周溝とベアリング６との間には該ベアリング６を環状
凸部１７側に付勢する波形座金が介在されている。

【００４４】以上のように構成された磁歪式トルクセン
サ２によれば、各ベアリング５，６が止め輪２４との間
に介在された波形座金２５にて環状凸部１５，１７に付
勢された状態で保持される。従って、ベアリング５，６
がスリーブ４に対して経時的に回動軸方向にずれること
が防止され、ヨーク９とスリーブ９との位置関係が変化
しない状態で維持される。

【００４５】以上詳述したように、本実施の形態の磁歪
式トルクセンサによれば、前記第１の実施の形態におけ
る（１）に記載の効果の外に以下の効果を得ることがで
きる。

【００４６】（３） 磁歪材に設けた係止溝（周溝２
３）に係止された係止部材（止め輪２４）とベアリング
５との間に介在された環状バネ部材（波型座金２５）か
ら受ける回動軸方向の力にて該ベアリング５が環状凸部
１５に当接した状態で保持される。従って、付勢手段の
ための加工が磁歪材に係止溝を形成するだけですむた
め、加工工数の増加が少なくてすむ。

【００４７】（４） 周溝２３に止め輪２４を係止する
とともに該止め輪２４とベアリング５，６との間に波型
座金２５を介在させた。従って、単なるばね座金を使用
する場合に対して、ベアリング５，６が波形坐金２５の
複数の点で周方向にほぼ均等に環状凸部１５，１７側に
付勢される。その結果、前記第１の実施の形態と同様
に、ベアリング５，６が磁歪材の中心軸線に対して傾斜
することなく保持される。

【００４８】（第３の実施の形態）次に、本発明を具体
化した第３の実施の形態を図５〜図７に従って説明す
る。図５は、被検出軸としてのシャフト１に嵌挿された
磁歪式トルクセンサ３０の一部を破断した概略模式図で
ある。

【００４９】磁歪式トルクセンサ３０は、トルクが加え
られるシャフト１に対してその回動軸と同一回動軸で嵌
着される磁歪材３１を備えている。磁歪材３１は円筒状
に形成され、シャフト１に加わるトルクの大きさに応じ
て該シャフト１に生じる捩じれの大きさに応じた捩じれ
を生じ、その捩じれの大きさに応じた磁歪作用を発生す
る磁歪部としての磁歪層３２をその外周面に備えてい
る。磁歪層３２は高透磁率軟磁性材料にて形成され、回
動軸方向の中央で分割された磁歪領域３２ａ及び磁歪領
域３２ｂを備えている。各磁歪領域３２ａ，３２ｂの表
面には、磁歪材３２の中心軸に対して４５°と−４５°
の角度を持った切り欠き溝３３ａ，３３ｂが、周方向に
等間隔に複数形成されている。各切り欠き溝３３ａ，３
３ｂは、シャフト１に対しいずれかの向きに加わるトル
クにより該シャフト１及び磁歪材３２に発生する捩じれ
を、一方が磁歪領域３３ａ（３３ｂ）に対する引っ張り
力に変換し、他方が磁歪領域３３ｂ（３３ａ）に対する
圧縮力に変換する。

【００５０】磁歪材３１は、その第１端部３４に、磁歪
材３１と同一中心軸となるように第１ラジアルベアリン
グ（以下、第１ベアリング）３５が嵌合されている。同
じく、第２端部３６には、磁歪材３１と同一中心軸とな
るように第２ラジアルベアリング（以下、第２ベアリン
グ）３７が嵌合されている。

【００５１】詳述すると、磁歪材３１は、円筒状に形成
された胴部３８を備え、該胴部３８に磁歪層３２が形成
されている。第１端部３４は、胴部３８と同径に形成さ
れるとともに該胴部３８に隣接して設けられた第１連結
部３９を備え、該第１連結部３９に第１ベアリング３５
が嵌合されている。又、第１端部３４は、第１連結部３
９よりも小径に形成されるとともに該第１連結部３９に
隣接して設けられた第１軸部４０を備え、該第１軸部４
０には、磁歪材３１の回動軸を中心軸とする第１雄ねじ
部４１が設けられている。尚、第１連結部３９と第１雄
ねじ部４１との間には、ねじ山が形成されていない環状
の軸部４０ａが設けられている。

【００５２】第１雄ねじ部４１には、第１ベアリング３
５を磁歪材３１の回動軸方向に第２端部３６側に付勢す
るようにその内輪３５ａに当接する第１環状ねじ部材と
しての第１ナット４２が螺合されている。

【００５３】第１ナット４２は、図６に示すように、六
角形状に形成されたナット部４３と、該ナット部４３の
各角部が円弧状に落とされた環状部４４を備えている。
環状部４４は、第１ベアリング３５の内輪３５ａの全周
に当接するほぼ円環状の当接面４４ａを備えている。

【００５４】図５に示すように、胴部３８と第１連結部
３９との間には、第１ナット４２の当接面４４ａに当接
して、該第１ナット４２の第１端部３４側から第２端部
３６側への移動を規制する係止部としての段差面４５が
設けられている。

【００５５】そして、第１ベアリング３５は、段差面４
５に当接面４４ａが当接するように第１雄ねじ部４１に
螺合された第１ナット４２により、磁歪材３１の回動軸
方向に位置決めされている。

【００５６】前記第２端部３６は、胴部３８と同径に形
成されるとともに該胴部３８に隣接して設けられた第２
連結部４６を備え、該第２連結部４６に第２ベアリング
３７が嵌合されている。又、第２端部３５は、第２連結
部４６よりも小径に形成されるとともに該第２連結部４
６に隣接して設けられた第２軸部４７を備え、該第２軸
部４７には、磁歪材３１の回動軸を中心軸とする第２雄
ねじ部４８が設けられている。第２雄ねじ部４８は、ね
じ径が前記第１雄ねじ部４１と等しく形成されている。
尚、第２連結部４６と第２雄ねじ部４８との間には、ね
じ山が形成されていない環状の軸部４７ａが設けられて
いる。

【００５７】第２雄ねじ部４８には、第２ベアリング３
７を回動軸方向に第１端部３４側に付勢するようにその
内輪３７ａに当接する第２環状ねじ部材としての第２ナ
ット４９が螺合されている。

【００５８】第２ナット４９は、前記第１ナット４２と
同じ外径寸法、及び、厚さを備えている。第２ナット４
９は、図７に示すように、六角形状に形成されたナット
部５０と、該ナット部５０の各角部が円弧状に落とされ
た形状に形成された環状部５１とを備えている。環状部
５１は、第２ベアリング３７の内輪３７ａの全周に当接
する円環状の当接面５１ａを備えている。環状部５１に
は、当接面５１ａ側に、前記第２連結部４６の外径より
も大きな内径を有する環状の大径部５２が設けられてい
る。

【００５９】そして、第２ベアリング３７は、第２雄ね
じ部４８に螺合された第２ナット４９により、回動軸方
向に第２端部３６側に付勢されている。図５に示すよう
に、磁歪材３１の外側には、筒状に形成され、第１ベア
リング３５及び第２ベアリング３７にて該磁歪材３１に
対してその回動軸方向で挟持されて位置決めされ、該磁
歪材３１の外周で相対回動可能に支持されるとともに、
前記シャフト１に対して相対回動不能に固定される固定
子５３が設けられている。

【００６０】固定子５３は、ほぼ円筒状の回転体に形成
された２つのヨーク５４と、円筒状の回転体に形成され
た１つのヨークリング５５とで構成されている。ヨーク
５４は円筒材料から削り出し加工によって形成されてい
る。本実施の形態では、ヨーク５４及びヨークリング５
５にてヨーク形成体が構成されている。

【００６１】ヨーク５４は、その中心軸方向の一方の開
口部に、第１及び第２ベアリング３５，３７の外輪を嵌
合させるとともに同中心軸方向の移動を規制する第１大
径部５６を備えている。又、ヨーク５４は、その中心軸
方向の他方の開口部に、ヨークリング５５を嵌合すると
ともに同中心軸方向の移動を規制する第２大径部５７を
備えている。さらに、ヨーク５４は、第２大径部５７の
第１大径部５６側に隣接して、円環状のボビン５８に巻
回された励磁コイル５９ａ及び検出コイル６０ａ（励磁
コイル５９ｂ及び検出コイル６０ｂ）を収容するととも
に同中心軸方向の移動を規制する第３大径部６１を備え
ている。本実施の形態では、各コイル対５９ａ，６０
ａ、５９ｂ，６０ｂにてそれぞれ磁歪検出用コイルが構
成されている。

【００６２】そして、固定子５３は、それぞれの第３大
径部６１にコイル対５９ａ，６０ａ、５９ｂ，６０ｂを
収容した一対のヨーク５４が、各第２大径部５７に嵌合
したヨークリング５５にて互いに連結されて形成されて
いる。つまり、固定子５３は、回転体状に形成され、中
心軸方向に互いに嵌合して、各コイル対５９ａ，６０ａ
及び５９ｂ，６０ｂを収容して内側に開口する収容部６
２を形成するとともに、同中心軸方向の中央において面
対称となる一対のヨーク５４及びヨークリング５５にて
形成されている。

【００６３】磁歪式トルクセンサ３０には、シャフト１
に加わるトルクの検出時に、各励磁コイル５９ａ，５９
ｂに所定周波数及び振幅の交流電流が供給される。そし
て、このとき各検出コイル６０ａ，６０ｂに生成される
誘導起電力から差分が求められ、この差分の大きさから
トルクの大きさ及び向きが求められる。

【００６４】以上のように構成された磁歪式トルクセン
サ３０の作用について説明する。磁歪式トルクセンサ３
０を組み立てるには、磁歪材３１に、固定子５３を支持
した状態で第１ベアリング３５及び第２ベアリング３７
を嵌合させた後、先ず、第１ナット４２を、第１雄ねじ
部４１に螺合させる。このとき、第１ナット４２の当接
面４４ａが段差面４５に当接して、該第１ナット４２の
第１端部３４側から第２端部３６側への移動が規制され
るまで螺合させる。ここで、第１ベアリング３５が、段
差面４５よりも第１端部３４側に出ている場合には、第
１ナット４２を螺合させることにより第１ベアリング３
５、さらには、固定子５３及び第２ベアリング３７を、
磁歪材３１に対して第１端部３４側から第２端部３６側
に移動させる。

【００６５】次に、第２ナット４９を第２雄ねじ部４８
に螺合させる。このとき、第２ナット４９を、磁歪材３
１に対してその回動軸方向に固定されている第１ナット
４２と該第２ナット４９との間で、第１ベアリング３５
及び第２ベアリング３７を介して両ヨーク５４及びヨー
クリング５５が回動軸方向に挟持されるまで螺合させ
る。ここで、第２ベアリング３７が第２連結部４６から
第２軸部４７側に出ている場合には、第２ナット４９を
螺合させることにより、第２ベアリング３７、さらに
は、固定子５３及び第１ベアリング３５を、磁歪材３１
に対して回動軸方向に第２端部３６側から第１端部３４
側に移動させ、第１ベアリング３５の内輪３５ａを第１
ナット４２の当接面４４ａに当接させる。

【００６６】従って、固定子５３が、磁歪材３１に対
し、段差面４５を基準として磁歪材３１の回動軸方向で
位置決めされる。そして、磁歪材３１の外径寸法、各ベ
アリング３５，３７の内輪３５ａ，３７ａの内径寸法に
ばらつきにより、各ベアリング３５，３７が磁歪材３１
に対して回動軸方向に相対移動不能に嵌合しない場合で
あっても、磁歪材３１に対して固定子５３が回動軸方向
に相対移動することがなく所定の位置関係で確実に保持
される。

【００６７】トルクの検出時に、各励磁コイル５９ａ，
５９ｂに所定周波数及び振幅の交流電流が供給される
と、励磁コイル５９ａが生成する磁束が、該励磁コイル
５９ａの周方向における各位置において、固定子５３の
中心軸を含む平面内にヨーク５４、磁歪層３２、ヨーク
リング５５にて形成される閉磁路を流れる。又、励磁コ
イル５９ａが生成する磁束は、該励磁コイル５９ａの周
方向における各位置において、固定子５３の中心軸を含
む平面内にヨーク５４、第１ベアリング３５、第１ナッ
ト４２、磁歪材３１、ヨークリング５５にて形成される
閉磁路をも流れる。この各磁路を流れる磁束により、検
出コイル６０ａに誘導起電力が誘起される。

【００６８】同様に、励磁コイル５９ｂが生成する磁束
が、該励磁コイル５９ｂの周方向における各位置におい
て、固定子５３の中心軸を含む平面内にヨーク５４、磁
歪層３２、ヨークリング５５にて形成される閉磁路を流
れる。又、励磁コイル５９ｂが生成する磁束は、該励磁
コイル５９ｂの周方向における各位置において、固定子
５３の中心軸を含む平面内にヨーク５４、第２ベアリン
グ３７、第２ナット４９、磁歪材３１、ヨークリング５
５にて形成される閉磁路をも流れる。この各磁路を流れ
る磁束により、検出コイル６０ｂに誘導起電力が誘起さ
れる。

【００６９】シャフト１にトルクが加わっていないとき
には、各検出コイル６０ａ，６０ｂに発生する誘導起電
力の大きさは等しく、その差分は０となることからトル
クの大きさが０であることが判断される。

【００７０】このとき、第１ナット４２及び第２ナット
４９が、ほぼ同じ外径寸法及び厚さを備えるとともに、
第１及び第２ベアリング３５，３７の内輪３５ａ，３７
ａへの当接面４４ａ，５１ａが円環状に形成されている
ため、各励磁コイル５９の周方向における各位置におい
て、第１及び第２ナット４２，４９を含む閉磁路を流れ
る磁束の大きさが各位置間で均等化される。従って、磁
歪材３１の回動軸と固定子５３の中心軸とが偏心してい
ても、第１ナット４２及び第２ナット４９を原因とする
周方向における各位置の磁束の差が抑制され、固定子５
３に対する磁歪材３１の回転位置関係に対する各励磁コ
イル５９ａ，５９ｂのインダクタンスの変動が抑制され
る。

【００７１】又、同じ理由で、検出用コイル６０ａと検
出用コイル６０とで、インダクタンスに差が抑制され
る。さらに、各励磁コイル５９ａ，５９ｂの周方向の各
位置において、固定子５３を含む閉磁路を流れる磁束の
大きさが各位置間で均等化される。従って、磁歪材３１
の回動軸と固定子５３の中心軸とが偏心していても、固
定子５３を原因とする周方向における各位置の磁束の差
が抑制され、磁歪材３１に対する固定子５３の回転位置
関係に対する各励磁コイル５９ａ，５９ｂのインダクタ
ンスの変動が抑制される。

【００７２】シャフト１に対しいずれかの向きのトルク
が加わると、磁歪領域３２ａ，３２ｂの一方には引っ張
り力が加わり、他方には圧縮力が加わる。すると、引っ
張り力が加わった磁歪領域３２ａ（３２ｂ）の透磁率が
増大し、圧縮力が加わった磁歪領域３２ｂ（３２ａ）の
透磁率が減少する。そして、検出コイル６０ａ側のイン
ダクタンスが大きくなって該検出コイル６０ａに生じる
誘導起電力が大きくなり、検出コイル６０ｂ側のインダ
クタンスが小さくなって該検出コイル６０ｂに生じる誘
導起電力が小さくなる。従って、両検出コイル６０ａ，
６０ｂの誘導起電力の差分の大きさ及び正負から、シャ
フト１に加わっているトルクの大きさと向きとが求めら
れる。

【００７３】このとき、両検出コイル６０ａ，６０ｂの
誘導起電力の差分に入る、固定子５３の周方向に各位置
における磁気抵抗の差を原因とする該固定子５３に対す
る磁歪材３１の回転位置関係に伴う両コイル対５９ａ，
６０ａ、５９ｂ，６０ｂのインダクタンスの変動による
誤差分、第１及び第２ナット４２，４９の周方向の各位
置における形状の差を原因とする固定子５３に対する磁
歪材３１の回転位置関係に伴う両コイル対５９ａ，６０
ａ、５９ｂ，６０ｂのインダクタンスの変動による誤差
分、及び、第１及び第２ナット４２，４９の全体の形状
の相違を原因とする両コイル対５９ａ，６０ａ、５９
ｂ，６０ｂのインダクタンスの差による誤差分が抑制さ
れる。

【００７４】以上詳述したように、本実施の形態の磁歪
式トルクセンサによれば、以下の効果を得ることができ
る。 （５） それぞれ磁歪材３１に螺合する第１ナット４２
及び第２ナット４９により、固定子５３を該磁歪材３１
に対して同一回動軸で相対回動可能に支持する第１及び
第２ラジアルベアリング３５，３７を介して該固定子５
３を磁歪材３１の回動軸方向に挟持するようにした。

【００７５】従って、磁歪材３１の外径寸法、各ベアリ
ング３５，３７の内径寸法に寸法ばらつきにより各ベア
リング３５，３７が磁歪材３１に対して嵌合しない場合
であっても、固定子５３を磁歪材３１に対する回動軸方
向の所定の位置関係に確実に保持することができる。そ
の結果、各磁歪領域３２ａ，３２ｂに対する各励磁コイ
ル５９及び検出コイル６０の回動軸方向の位置ずれを防
止し、シャフト１にトルクが加わっていない状態での各
検出コイル６０ａ，６０ｂの出力感度に差が生じないよ
うにして、検出精度の低下を防止することができる。

【００７６】（６） 固定子５３を、磁歪材３１に設け
られた段差面４５を基準として該磁歪材３１に対してそ
の回動軸方向に位置決めするようにした。従って、組み
立て時に磁歪材３１に対する固定子５３の回動軸方向の
位置決めを容易に行うことができる。

【００７７】（７） 磁歪部（磁歪層３２）が設けら
れ、回動軸方向の寸法の大きな部分を占める胴部３８の
外径以下の大きさで磁歪材３１を形成することができる
ようにした。従って、第１及び第２の実施の形態のよう
に環状凸部を備えた磁歪材４を円柱部材から削り出す場
合に比較して、磁歪材３１を材料を無駄にする部分を少
なく削り出すことができる。

【００７８】（８） 第１及び第２ナット４２，４９
は、同じ外径及び厚さを備え、第１及び第２ベアリング
３５，３７への当接面４４ａ，５１ａが円環状に形成さ
れるので、励磁コイル５９ａ，５９ｂの周方向における
各位置において、第１及び第２ナット４２，４９を含む
閉磁路を流れる磁束の大きさが各位置間で均等化され
る。従って、磁歪材３１の回動軸と固定子５３の中心軸
とが偏心していても、第１及び第２ナット４２，４９を
原因とする周方向における各位置の磁束の差が抑制さ
れ、固定子５３に対する磁歪材５３の回転位置関係に対
する励磁コイル５９ａ，５９ｂのインダクタンスの変動
が抑制される。その結果、両検出コイル６０ａ，６０ｂ
の誘導起電力の差分から求めたトルクの検出誤差を抑制
することができる。

【００７９】（９） 各コイル対５９ａ，６０ａ、５９
ｂ，６０ｂの周方向の各位置において、固定子５３を含
む閉磁路を流れる磁束の大きさが各位置間で均等化され
る。従って、磁歪材３１の回動軸と固定子５３の中心軸
とが偏心していても、固定子５３を原因とする周方向に
おける磁束の差に起因した、固定子５３に対する磁歪材
３１の回転位置関係に対する各コイル対５９ａ，６０
ａ、５９ｂ，６０ｂのインダクタンスの変動が抑制され
る。その結果、両検出コイル６０ａ，６０ｂの誘導起電
力の差分から求めたトルクに、固定子５３を原因とする
該固定子５３に対する磁歪材３１の回転位置関係に対す
るインダクタンスの変動による誤差分が入り難いように
することができる。

【００８０】（１０） 第１及び第２環状雌ねじ部材
を、六角形状のナット部４３，５０を備えた第１及び第
２ナット４２，４９としたので、組み立て時に各ナット
４２，４９をスパナ等で容易に強く締め付けることがで
きる。従って、組み付け性を向上させるとともに、使用
中に各ナット４２，４９が容易に緩まないようにするこ
とができる。

【００８１】尚、実施の形態は上記各実施の形態に限定
されず、以下のように変更して実施してもよい。 ○ 各実施の形態で、ヨーク９に設けた両段差部１９，
２０間を一対のベアリング５，６にて挟持した状態でス
リーブ４に対してヨーク９を回動軸方向に位置決めする
代わりに、ヨーク９の内周面の両端部にそれぞれ周溝を
形成し、該各周溝に各ベアリング５，６を嵌合させるこ
とよりヨーク９をスリーブ４に対して回動軸方向に位置
決めしてもよい。このような構成によっても、スリーブ
４に対して回動軸方向に位置決めされた一対のベアリン
グ５，６にてヨーク９を回動軸方向に位置決めした状態
で支持することができる。

【００８２】○ 各実施の形態で、一対のベアリング
５，６にて支持されるヨーク９を磁気回路を形成しない
コイル支持部材とし、該コイル支持部材の内周面に設け
た各周溝に各コイル対１０，１２、１１，１３をそれぞ
れ収容するとともに両コイル対１０，１２、１１，１３
の外周側に磁気回路を形成する環状の磁束案内部をそれ
ぞれ設けた構成としてもよい。

【００８３】○ 各実施の形態で、被検出軸（シャフト
１）において磁歪領域１４ａ，１４ｂに対向する部分の
外径をスリーブ４の内径よりも小さくしたトーションバ
ー構造としてもよい。このような構成によれば、磁歪式
トルクセンサ２の感度を向上することができる。

【００８４】○ 第１の実施の形態で、丸ナット７，８
の代わりに、六角ナット、回り止めナット等のナットを
使用してもよい。回り止めナット以外のナットを使用す
る場合には、ダブルナット、緩み止め剤等の手段でナッ
トが経時的に緩まないようにすることが望ましい。

【００８５】○ 第２の実施の形態で、波型座金２５の
代わりに、波型ばね座金、あるいは、ばね座金等の環状
バネ部材を使用してもよい。又、図８（ａ）に示す内歯
形座金６３、図８（ｂ）に示す外歯形座金６４、あるい
は、さら座金、内外歯形座金等の歯付座金を使用しても
よい。

【００８６】○ 第２の実施の形態で、周溝２３に係止
する係止する検出部材をＣ形止め輪に代えて、その他の
止め輪であるＣ形同心止め輪、Ｅ形止め輪としてもよ
い。又、止め輪に限らず、例えば、「コ」の字形状に形
成され、係止溝を挟持する状態で同溝に回動軸方向に移
動不能に係止されるクリップ状の係止部材としてもよ
い。この場合には、係止溝が周溝である必要はなく、同
一周上で分割された複数の溝からなる係止溝であっても
よい。

【００８７】○ 第１及び第２の実施の形態で、各回動
軸方向位置決め用凸部を、環状凸部１５，１７の代わり
に、同一周上に離れた状態で設けられた複数の凸部から
なるものとしてもよい。

【００８８】○ 第３の実施の形態で、第１雄ねじ部４
２に、第１ナット４２に代えて第２ナット４９のように
大径部を備えたナットを螺合させ、第１ベアリング３５
及び固定子５３を段差面４５によって磁歪材３１に対し
て回動軸方向に位置決めしない構成としてもよい。第３
の実施の形態の場合には、固定子３１が磁歪材５３に対
して段差面４５にて回動軸方向で位置決めされたとき
に、シャフト１にトルクが加わっていない状態での両検
出コイル６０ａ，６０ｂにおける出力感度が等しくなる
ようにするが、この場合には、第１ナット４２と前記ナ
ットにより磁歪材３１に対して回動軸方向に位置決めさ
れる固定子５３の位置を調整して各検出コイル６０ａ，
６０ｂの出力感度が等しくなるようにする。

【００８９】○ 第３の実施の形態で、第１連結部３９
の外周面に第１及び第２の実施の形態における環状凸部
１５（１７）を設ける。そして、第１雄ねじ部４１に、
第１ナット４２に代えて第２ナット４９のような大径部
を備えたナットを螺合させ、該ナットによって第１ベア
リング３５を環状凸部１５（１７）に当接させた状態で
保持するようにしてもよい。

【００９０】○ 第３の実施の形態で、第１ナット４２
に代えて図９（ａ）に示すナット６５のように、全体が
第１ナット４２における環状部４４だけで形成されたよ
うな形状を備え、第１ベアリング３５の内輪３５ａの全
周に当接する円環状の当接面６５ａを備えたものとして
もよい。同様に、第２ナット４９に代えて図９（ｂ）に
示すナット６６のように、全体が第２ナット４９の環状
部５１だけで形成されたような形状を備え、第１ベアリ
ング３７の内輪３７ａの全周に当接する円環状の当接面
６６ａを備えたものとしてもよい。この場合には、各ナ
ット６５，６８の全体がより円環状に形成されるため、
各励磁コイル５９ａ，５９ｂの周方向の各位置において
磁束方向に形成される各磁路の磁気抵抗を該各磁路でさ
らに均等化することがきる。その結果、固定子５３に対
する磁歪材３１の回転位置関係に伴う検出誤差を一層小
さくすることができる。

【００９１】○ 第３の実施の形態で、第１及び第２ナ
ット４２，４９に代えて、かぎスパナにて締め付けられ
る丸ナットを用いてもよい。この場合にも、固定子５３
に対する磁歪材３１の回転位置関係に対する検出誤差を
小さくすることができる。

【００９２】○ 第３の実施の形態で、固定子５３を、
第１及び第２ベアリング３５，３７にて直接挟持せず、
固定子５３と各ベアリング３５，３７との間に設けた支
持部材を介して挟持する構成としてもよい。

【００９３】○ 第３の実施の形態で、図１０に示す磁
歪式トルクセンサ７０のように、固定子７１が、回転体
状に形成されるとともにその中心軸の中央に垂直に交差
する平面に対して面対称に形成された１つのヨーク７２
と、該ヨーク７２の各開口部に設けられた大径部７２
ａ，７２ｂに嵌合する一対のヨークリング７３ａ，７３
ｂとからなり、両大径部７２ａ，７２ｂの間に、磁歪検
出用コイル７４ａ，７４ｂを収容し内側に開口する収容
部７５を形成する磁歪式トルクセンサに実施してもよ
い。この場合にも、固定子を原因とする該固定子に対す
る磁歪材の回転位置関係に対するインダクタンスの変動
を抑制することができる。

【００９４】○ 各実施の形態で、各磁歪領域１４ａ，
１４ｂ（３２ａ，３２ｂ）に対して、励磁コイル１０、
１１（５９ａ，５９ｂ）及び検出コイル１２、１３（６
０ａ，６０ｂ）の組み合わせの代わりに、それぞれ１つ
の磁歪検出用コイルだけを設けてもよい。この場合に
は、各磁歪検出用コイルに交流電圧を印加したときに、
各磁歪検出用コイルに流れる電流との交流電圧との位相
差をそれぞれ検出し、この両位相差の差分からトルクの
大きさと向きとを検出することができる。これは、トル
クの大きさに基づくインダクタンスの変化に応じて、交
流電圧と電流との位相差が変化するためである。

【００９５】あるいは、各磁歪検出用コイルに交流電圧
を印加したときの、該交流電圧と電流とを検出し、この
検出した交流電圧と電流とから電力をそれぞれ求め、こ
の両電力の差分からトルクの大きさと向きを求めること
ができる。これは、上記のように、トルクの大きさに基
づくインダクタンスの変化に応じて交流電圧と電流との
位相差が変化することから、電圧と電流とを積算した電
力も変化するからである。

【００９６】以下、特許請求の範囲に記載された技術的
思想の外に前述した各実施の形態から把握される技術的
思想をその効果とともに記載する。 （１） 請求項３に記載の磁歪式トルクセンサにおい
て、前記係止溝は周溝とし前記係止部材は止め輪とする
とともに前記付勢手段は波型座金とする。このような構
成によれば、ベアリングが環状凸部に周方向に均等に付
勢され同ベアリングが磁歪材の中心軸線に対して傾斜す
ることなく保持される。

【００９７】尚、この明細書において、発明の構成に係
る手段及び部材は、以下のように定義されるものとす
る。 （１） 環状バネ部材とは、磁歪材の外周面に設けられ
た係止溝に回動軸方向に移動不能に係止された係止部材
とベアリングとの間に介在された状態で回動軸方向の付
勢力にてベアリングを環状凸部側に付勢することができ
る部材であればよく、波型座金、波型ばね座金、ばね座
金等の座金や、内歯形座金、外歯形座金、さら座金、内
外歯形座金等の歯付座金であってもよい。

【００９８】（２） 係止部材とは、磁歪材の外周面に
設けられた係止溝に回動軸方向に移動不能に係止され、
該係止部材とベアリングとの間に環状バネ部材を介在さ
せて同ベアリングを環状凸部側に付勢することができる
ものであればよく、Ｃ形止め輪、Ｃ形同心止め輪、Ｅ形
止め輪等の止め輪に限らず、その他、例えば、「コ」の
字形状に形成され、係止溝を挟持する状態で同溝に回動
軸方向に移動不能に係止されるクリップ状のものでもよ
い。

【００９９】

【発明の効果】請求項１〜請求項３に記載の発明によれ
ば、磁歪層が設けられたスリーブと該スリーブに対して
相対回動可能に支持されるとともに励磁コイル及び検出
コイルが設けられたコイル支持部材との回動軸方向にお
ける位置関係を高い位置精度で維持することができる。
その結果、トルクセンサの検出精度を高い状態で維持す
ることができる。

【０１００】請求項２に記載の発明によれば、付勢手段
の組み付けがナットの螺合だけですむため、組み付け工
数の増加を少なくすることができる。請求項３に記載の
発明によれば、スリーブの加工が係止溝だけですむた
め、加工工数の増加を少なくすることができる。

【０１０１】請求項４〜請求項８に記載の発明によれ
ば、磁歪部が設けられた磁歪材と該磁歪材に対して相対
回動可能に支持されるとともに磁歪検出用コイルが設け
られた固定子との回動軸方向における位置関係を高い位
置精度で維持することができる。

【０１０２】請求項５に記載の発明によれば、組み立て
時に磁歪材に対する固定子の該磁歪材の回動軸方向の位
置決めを容易に行うことができる。請求項６に記載の発
明によれば、係止部を環状凸部とする場合に比較して、
磁歪材を円柱材料から無駄にする部分を少なく削り出す
ことができる。

【０１０３】請求項７に記載の発明によれば、第１及び
第２ナットを原因とした、固定子に対する磁歪材の回転
位置関係に伴うインダクタンスの変動による検出誤差を
小さくすることができる。

【０１０４】請求項８に記載の発明によれば、固定子を
原因とした、固定子に対する磁歪材の回転位置関係に伴
うインダクタンスの変動による検出誤差を小さくするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の磁歪式トルクセンサの断
面図。

【図２】 磁歪式トルクセンサの要部断面図。

【図３】 第２の実施の形態の磁歪式トルクセンサの要
部断面図。

【図４】 （ａ）波形座金の正面図、（ｂ）同じく側面
図。

【図５】 第３の実施の形態の磁歪式トルクセンサの一
部破断概略模式図。

【図６】 第１ナットを示す斜視図。

【図７】 第２ナットを示す斜視図。

【図８】 （ａ），（ｂ）共に別例の歯付座金を示す正
面図。

【図９】 （ａ）は別例の第１ナット、（ｂ）は別例の
第２ナットを示す斜視図。

【図１０】 別例の磁歪式トルクセンサの一部を破断し
た概略模式図。

【図１１】 従来例の磁歪式トルクセンサの断面図。

【符号の説明】

１…非検出軸としてのシャフト、４…磁歪材としてのス
リーブ、５，６…ベアリング、７，８…ナットとしての
丸ナット、９…コイル支持部材としてのヨーク、１０，
１１…励磁コイル、１２，１３…検出コイル、１４…磁
歪層、１５，１７…回動軸方向位置決め用凸部としての
環状凸部、１６，１８…雄ネジ部、２３…係止溝として
の周溝、２４…係止部材としての止め輪、２５…環状バ
ネ部材としての波型座金、３１…磁歪材、３５…第１ラ
ジアルベアリング、３７…第２ラジアルベアリング、３
８…胴部、３９…第１連結部、４０…第１軸部、４１…
第１雄ねじ部、４２…第１環状雌ねじ部材としての第１
ナット、４４ａ…当接面、４５…係止部としての段差
面、４６…第２連結部、４７…第２軸部、４８…第２雄
ねじ部、４９…第２環状雌ねじ部材としての第２ナッ
ト、５１ａ…当接面、５３…固定子、５４…ヨーク形成
体としてのヨーク、５５…同じくヨークリング、５９…
磁歪検出用コイルとしての励磁コイル、６０…同じく検
出コイル、６２…収容部、６３…同じく内歯形座金、６
４…同じく外歯形座金、６５…ナット、６５ａ…当接
面、６６…ナット、６６ａ…当接面、７１…固定子、７
２…ヨーク形成体としてのヨーク、７３ａ，７３ｂ…同
じくヨークリング、７４ａ，７４ｂ…磁歪検出用コイ
ル、７５…収容部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 幸雄 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 深作 博史 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出軸の外周面に嵌着され、外周面に
   前記被検出軸の捩じれの大きさに応じた磁歪作用を発生
   する磁歪層を備えるとともに被検出軸の回動軸方向に該
   磁歪層を挟んで一対の回動軸方向位置決め用凸部が設け
   られた磁歪材と、 前記磁歪材の各端部にその外側から嵌合され前記各回動
   軸方向位置決め用凸部に当接された一対のベアリング
   と、 筒状に形成され、前記一対のベアリングにて回動軸方向
   に位置決めされるとともに前記磁歪材と同一回動軸線で
   該磁歪材に対してその外周で相対回動可能に支持され、
   環状の励磁コイル及び検出コイルを前記磁歪層に外嵌す
   る状態で支持する固定子とを備えた磁歪式トルクセンサ
   において、 前記磁歪材には、前記ベアリングを前記位置決め用凸部
   に当接させた状態で保持する付勢手段を設けた磁歪式ト
   ルクセンサ。
2. 【請求項２】 前記付勢手段は、 前記磁歪材の外周面において前記位置決め用凸部よりも
   外側に形成された雄ネジ部と、 前記各雄ネジ部に螺合して前記ベアリングを前記位置決
   め用凸部側に付勢するナットとからなる請求項１に記載
   の磁歪式トルクセンサ。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は、 前記磁歪材の外周面において前記位置決め用凸部よりも
   外側に設けられた係止溝と、 前記各係止溝に回動軸方向に移動不能に係止された係止
   部材と、 前記係止部材と前記ベアリングの間に介在され、該ベア
   リングを前記フランジ部側に付勢する環状バネ部材とか
   らなる請求項１に記載の磁歪式トルクセンサ。
4. 【請求項４】 被検出軸に同一回動軸で嵌着可能に形成
   され、外周面に前記被検出軸の捩じれの大きさに応じた
   磁歪作用を発生する磁歪部を備えた磁歪材と、 前記磁歪材の第１端部に該磁歪材と同一中心軸となるよ
   うに嵌合された第１ラジアルベアリングと、同じく第２
   端部に該磁歪材と同一中心軸となるように嵌合された第
   ２ラジアルベアリングと、 筒状に形成され、前記第１及び第２ラジアルベアリング
   にて前記磁歪材に対して該磁歪材の回動軸方向に挟持さ
   れて位置決めされ、その外周で相対回動可能に支持され
   るとともに、前記被検出軸に対して相対回動不能に固定
   される固定子と、 前記磁歪部に外嵌する環状に形成され、前記固定子によ
   り該磁歪部に対して外嵌する位置に支持される磁歪検出
   用コイルとを備えた磁歪式トルクセンサにおいて、 前記第１端部には、前記磁歪材の回動軸を中心軸とする
   第１雄ねじ部を設け、該第１雄ねじ部には、前記第１ベ
   アリングの内輪を第２端部側に付勢する第１環状雌ねじ
   部材を螺合させるとともに、 前記第２端部には、前記磁歪材の回動軸を中心軸とする
   第２雄ねじ部を設け、該第２雄ねじ部には、前記第２ベ
   アリングの内輪を第１端部側に付勢する第２環状雌ねじ
   部材を螺合させた磁歪式トルクセンサ。
5. 【請求項５】 前記第１端部における第１雄ねじ部の前
   記磁歪部側には、前記第１環状雌ねじ部材の前記第２端
   部側への移動を規制する係止部を設け、該係止部にて前
   記第１ラジアルベアリングを介して前記固定子を前記磁
   歪材に対してその回転軸方向に位置決めした状態で、前
   記第２環状雌ねじ部材にて前記第２ラジアルベアリング
   を介して前記固定子を前記磁歪材に対して前記回転軸方
   向に固定した請求項４に記載の磁歪式トルクセンサ。
6. 【請求項６】 前記磁歪材は、円筒状に形成され、前記
   磁歪部が設けられた胴部を備え、 前記第１端部は、前記胴部と同径に形成されるとともに
   該胴部に隣接して設けられ、前記第１ラジアルベアリン
   グが嵌合された第１連結部と、該第１連結部よりも小径
   に形成されるとともに該第１連結部に隣接して設けら
   れ、前記第１雄ねじ部が形成された第１軸部とを備え、 前記第２端部は、前記胴部と同径に形成されるとともに
   該胴部に隣接して設けられ、前記第２ラジアルベアリン
   グが嵌合された第２連結部と、該第２連結部よりも小径
   に形成されるとともに該第２連結部に隣接して設けら
   れ、前記第２雄ねじ部が形成された第２軸部とを備え、 前記係止部は、前記第１連結部と前記第１軸部との間に
   形成された段差面であって、 前記第１環状雌ねじ部材は、前記段差面に当接するとと
   もに前記第１ラジアルベアリングの内輪に当接する当接
   面を備えた第１ナットであり、 前記第２環状雌ねじ部材は、前記第２ラジアルベアリン
   グの内輪に当接する当接面を備えた第２ナットである請
   求項４又は請求項５に記載の磁歪式トルクセンサ。
7. 【請求項７】 前記第１ナット及び第２ナットは、ほぼ
   同じ外径寸法及び厚さを備え、前記各当接面は前記第１
   及び第２ベアリングの内輪の全周に当接する円環状に形
   成された請求項６に記載の磁歪式トルクセンサ。
8. 【請求項８】 前記固定子は、回転体状に形成され、該
   固定子の中心軸方向に互いに嵌合して、前記各磁歪検出
   用コイルを収容する内側に開口した一対の収容部を形成
   するとともに、前記中心軸の中央に垂直に交差する平面
   に対して面対称な形状となる複数のヨーク形成体にて形
   成された請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の磁
   歪式トルクセンサ。