JPS6390731A

JPS6390731A - 磁歪式トルクセンサ

Info

Publication number: JPS6390731A
Application number: JP23533986A
Authority: JP
Inventors: Chiki Kubota; 窪田　智気; Kazuteru Maekawa; 和輝前川
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Shinsangyo Kaihatsu KK
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Shinsangyo Kaihatsu KK
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-04-21
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH0678953B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁歪式トルクセンサに係わり、好適には自動
車の動力伝達シャフトの捩じれを検出することによりシ
ャフトに作用するトルクを測定する磁歪式トルクセンサ
に関する。

〔従来の技術〕

近年、４輪駆動車においては、旋回半径の差に応じて前
輪と後輪の回転数差を吸収する機構、すなわちセンター
デフ機構を備えたフルタイム式４輪駆動車が開発されて
いる。しかしながら、このセンターデフ機構は、前輪と
後輪のトルクを均等な比率に分配する機能を存するため
、駆動力伝達限界は、前輪あるいは後輪のうちの駆動力
の低い方の値にバランスすることとなる０例えば、前輪
の一方が空転すると、駆動エネルギーはそこに逃げてし
まい、後輪の駆動力は極めて小さくなってしまう、この
ため、例えば加速時のように大きな駆動力を発生させた
時に、駆動力を充分に路面に伝達できず、前輪あるいは
後輪のスリップ（空転）などの現象として表れる。

このような悪影響を防止するために、従来、前輪と後輪
間の動力伝達をセンターデフを介することなく直結させ
るロック機構を設け、加速時或いは悪路走行時のような
大きな駆動力を必要とする時は、センターデフ機構を手
動でロックさせ、大きな駆動力を必要としない通常走行
時には、手動でロックを解除していた。

しかしながら、センターデフ機構をロックして走行して
いる場合、コーナリング時、旋回半径が小さいと、前輪
側の回転数が後輪側の回転数よりも大きくなりすぎ、そ
の結果、前輪側に負トルクが発生し、あたかも前輪側の
みにブレーキがかかるというタイトコーナブレーキング
現象が生じる。

この現象のため、車速か大きく、旋回による遠心力が大
きい場合、タイヤが遠心方向に横滑りし、前後輪の回転
数差は、タイヤの滑りで吸収されることになり、コーナ
リング時の走行安定性に悪影響を及ぼすという問題を生
じていた。

このように、センターデフ機構をロックして走行してい
る場合、タイトコーナブレーキング現象が生じるが、こ
れを確実に回避するためには、駆動軸に作用するトルク
を絶えず監視し、例えば負トルクが発生した場合に、自
動的にセンターデフ機構のロックを解除してやる必要が
あり、そのため、駆動軸に作用するトルクを正確に測定
する必要が生じる。

従来、トルク伝達シャフト等に作用するトルクを測定す
るために磁歪式トルクセンサが用いられている。これは
、強磁性材料よりなるトルク伝達シャフトの円周方向に
磁化コイルを、シャフトの長手方向に検出コイルを配管
し、磁化コイルに高周波電流を供給してシャフトを長手
方向に交番磁化させておき、トルクが加わった際にシャ
フトに生じる円周方向の磁束の変化を検出コイルにより
電圧に変換して取出すようにしている。しかしながら、
測定しようとするシャフトが回転する際に、シャフトの
磁気特性が不均一であるため、その出力に乱れが生じる
という問題を有している。これを解決するために、検出
コイルの数を増加させる方法が特開昭５３−７７５７２
号公報に示されている。

これを第１０図ないし第１２図により説明すると、第１
θ図において、トルクセンサ６１はトランスミッション
６２内のトルク伝達軸６３に軸受６４を介して装着され
ている。該トルクセンサ６１は、第１１図に示すように
、励磁コイルアラシイ６５と該励磁コイルアラシイ６５
の両側に配置される検出コイルアンシイ６６．６７から
なり、これらコイルアラシイ６５．６６．６７には、リ
ング状部分６日と該リング状部分６８から半径方向に向
かって伸びる複数のコア６９．６９、・・・が設けられ
、これらコイルアンシイ６！５．６６．６７がトルク伝
達軸６３を取囲んで配置されたとき、前記複数のコア６
９．６９、・・・は、トルク伝達軸６３の外周面に近接
する。さらに、コイルアンシイ６５．６６．６７の複数
のコア６９．６９、・・・には、それぞれ電気巻線７０
．７０、・・・、７１．７１、・・・および７２．７２
、・・・が設けられ、第１２図に示すように、一方のコ
イルアンシイ６５の電気巻線７０．７０、・・・はトル
クセンサ６１の１次巻線を形成し、該１次巻線は中央タ
ップを接地した直列結線とされている。他方のコイルア
ンシイ６６．６７の電気巻線７１．７１、・・・および
７２．７２、・・・は、直列に結線され２次巻線を形成
し、その両端は信号処理回路７３内の減算増幅器７５に
接合されている。減算増幅器７５は伝達軸６３のトルク
に関する出力信号を検知回路７６に供給し、フィルタ回
路７７を通りトルク指示装置７８においてトルクを表示
するものである。

また、特開昭５９−５９３０号公報に開示されるトルク
センサは、第１３図に示すようにトルク伝達軸８０に対
して平行に４本の検出コア８１３１８１ｂ、８１ｃ、８
１ｄを４角形の基体８２の隅部に配置させ、４角形の基
体８２の中心に励磁コア８３を設けると共に、励磁コア
８３の先端部をトルク伝達軸８０に直角に配置し、４本
の検出コア８１の先端部をトルク伝達軸に対して上下左
右４５度の角度になるよう配置している。

そのトルク検出方式を第１４図および第１５図により説
明すると、励磁コア８３のコイルｅに高周波電流を流す
と、励磁コア８３と各検出コア８１　ａ、　８　ｌ　ｂ
、　８１　ｃ、　８１　ｄ間のそれぞれに伝達軸８０を
介して磁界の閉ループが形成される。

例えば励磁コア８３の先端部がＮ極のときには、検出コ
ア８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄの先端部はＳ掻とな
り開示矢印方向の磁束の流れが生じ、この磁束の流れに
より各検出コア８１ａ、８１ｂ、８１Ｃ，８１ｄのコイ
ルに起電力が発生する。このとき４本の検出コアのコイ
ルａ、ｂ、ｃ、ｄは、第１４図に示すように、隣接する
検出コアのコイルの巻方向が互いに逆方向となるように
巻いているため、隣接するコイルａ　−、ｂ　ｓ　Ｃ％
　ｄに発生する起電力の極性は互いに異なる。

この状態から伝達軸８０の右側に右回転のトルクが、伝
達軸８０の左側に左回転のトルクＴが作用した場合には
、伝達軸８０の軸回りに軸方向に対して右斜め４５度の
角度で引張応力が生じ、左斜め４５度の角度で圧縮応力
が生じ、透磁率は引張応力により増加し、圧縮応力によ
り減少する。

このため、図示の如くコイルａ、Ｃを流れる磁束の流れ
の強さは減少し、コイルｂ、ｄを流れる磁束の流れの強
さは増加する。各コイルａ、ｂ、ｃ、ｄに発生する出力
電圧は第１５図（イ）に示すようになり、これら出力電
圧を信号処理回路にて加算することにより同図（ロ）の
如くトルク信号が得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のトルクセンサのうち特開昭５３−７７５７２
号公報に示される例においては、センサと伝達シャフト
の位置決めを正確に行うために、軸受をシャフトに通し
てから組付けを行っているため、組付は工数の増加や組
付けが困難であるという問題を有し、また、リング状の
磁気コアアンシイに各々内側半径方向に巻線を有する構
造のため、巻線を巻く工程に時間を要し作業性が悪いと
共に、所定の巻数を巻くには大きさに制限が出て極数を
増やすことができない上、径方向に大きなサイズとなる
等の問題を有している。

また、磁歪式トルクセンサは磁気を使用する性質上ヒス
テリシスを有している。これはシャフトを飽和領域まで
磁化しその後反転磁化させるように交流励磁すれば打ち
消すことができるが、上記特開昭５９−５９３０号公報
に示される例においては、１つの励磁コイルしか有して
おらず、ヒステリシスを打消すに十分な磁束を発生させ
るには大電流を発生させる励磁回路およびその電流に耐
える巻線が必要となるという問題を有している。

シャフトにメッキやアモルファス加工を施工することに
より、ヒステリシスを打消すことが可能であるが、加工
法や耐久性に問題を生じる。さらに、このセンサは比較
的小型の物があるが、検出コイルが複数であるため巻線
の巻き数が増えると共に、信号処理回路において加算処
理などの工程が増え・高精度を維持するためには信号処
理回路が複雑で高価になるという問題を有していた。と
くに車両のように伝達シャフトが高速回転する場合には
、位置決めを正確に行うことが困難であると共に、セン
サと伝達シャフトのギャップを一定に保つにはセンサー
の寸法精度を高める必要があり、加工が困難で時間がか
かり、コストも萬くなるという問題を有している。

さらに、通常、シャフトはケースの中（例えば、モータ
ー、エンジン、トランスミッション、トランスファー）
にあるため、センサも当然ケース中に組付けねばならず
、−皮紐付けた後トラブルが発生した場合センサを取り
出すのに、ケースを分解する必要があり、補修が困難で
あった。また、ケース自体に取付ける場合でも、ケース
の精度を上げる必要があり設計・加工が困難となり、ケ
ースに取付けた場合、取付は性は改善されるものの、ギ
ャップを一定に保つのが困難となるという問題を有して
いた。

本発明は上記問題を解決するものであって、センサの小
型化を図り、高精度でかつソフトを簡単にすることがで
きると共に、センサおよびトルク伝達ケースの寸法精度
を必要以上に高める必要がなく、また、伝達シャフトと
センサのギャップが常に一定に保持し、トルクを正確に
検出することができる磁歪式トルクセンサを提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の磁歪式トルクセンサは、１つの検出
要素と４つの励磁要素とを備え励磁要素が励起する磁束
により発生する起電力を検出要素により検出する磁歪式
トルクセンサにおいて、前記１つの検出要素はシャフト
上に配設され、前記４つの励磁要素は該検出要素を中心
にして直交する対角線上に父設されるとともに、隣接す
る励磁要素は励起されたときに生じる磁束の方向が互い
に逆方向になるように形成することを特徴とし、さらに
は、前記シャフトを内装するケースを備え、該ケースに
設けられた取付は孔を介して磁歪式トルクセンサをスプ
リングにより固定することを特徴とするものである。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、例えば第２図に示すように、シャフ
ト５の右側に右回転のトルクが、シャフトの左側に左回
転のトルクＴが作用した場合には、シャフト５の軸回り
に軸方向に対して右４５度の角度で引張応力が生じ、こ
れと直角方向に圧縮応力が生じ、透磁率は引張応力によ
り増加し、圧縮応力により減少する。このため、図示の
如く励磁極２ａ、２Ｃを流れる磁束の流れの強さは減少
し、励磁極２ｂ、２ｄを流れる磁束の流れの強さは増加
し、各磁束により生じる起電力が加算されて検出コイル
６に現れる。

従って、本発明によれば、巻数を多く必要とする検出コ
イルが１極であるため全体で巻数が減少できその分小型
化できると共に、コアの大きさ断面積などの条件を同一
で制作し、従来の１捲励磁４極検出方式と比較した場合
、巻数が減少できた分だけスペースが確保でき、このス
ペースを検出コイルの増加分にあてることにより、より
高出力を出すことが可能となる。

また、検出信号は磁気的に加算され１つのコイル又はホ
ール素子にそのまま現れるため、磁束のロスがなくまた
信号処理回路が非常に簡単な構成になると共に、高精度
の測定が可能となり、全体でかなりのコストダウンがで
きる。

さらに、励磁コイルを並列接続した場合には、大電流を
必要とせず少ない電流で多くの磁束を発生させるため、
ノイズの影響を受けずに高精度のセンサが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図は本発明の磁歪式トルクセンサの１実施例を示す
斜視図、第２図および第３図は本発明のトルク検出方法
を説明するための図、第４図（イ）は従来例による検出
結果を示す図、同図（ロ）は本発明による検出結果を示
す図、第５図はシャフトに捩れ応力が作用した場合に発
生する主応力を説明するための図、第６図は本発明に適
用される制御Ｂ系のブロック構成図、第７図および第８
図は本発明に適用されるコイルの他の実施例を示す図、
第９図は本発明の磁歪式トルクセンサをトランスファに
取付けた縦断面図である。

図中、１は検出極、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは励磁極、
３は天板、５はトルク伝達シャフト、６は検出コイル、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは励磁コイル、２１はシートコ
イルを示す。

第１図において、磁歪式トルクセンサは、１本の検出極
１と該検出極１を中心にして直交する対角線上に４本の
励磁極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを有し、これら検出極ｌ
と励磁極２を天板３に圧入して構成されている。検出極
１、励磁極２および天Ｆｉ、３は、鉄系材料、ケイ素鋼
板材等のラミネート構造、フェライト等に代表される焼
結構造等により製造される。検出極ｌおよび４本の励磁
極２は互いに平行であり、検出極１の先端部はシャフト
５の軸中心に垂直になるように配設され、がっ各種の先
端部はシャフト５の円形断面と平行になるように形成さ
れると共に、４本の励磁極２の先端部をトルク伝達軸に
対して上下左右４５度の角度になるよう配置している。

また、検出極１には検出コイル６が巻回され、励磁極２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄには励磁コイル７ａ、７ｂ、７ｃ
、７ｄが巻回されている。該励磁コイル７ａ、７ｂ、７
Ｃ１７ｄの結線は直列または並列に接続されると共に、
第２図に示すように、隣接する励磁極のコイルの巻方向
が互いに逆方向になるように巻かれている。なお、励磁
コイルの結線は好ましくは並列接続がよく、大電流を必
要としないため巻線を細くすることができ、また、少な
い電流で多くの磁束を発生させるため、ノイズの影響を
受けずに高精度のセンサが可能となる。

次にその動作について説明する。第５図に示すようにシ
ャフト５の右側に右回転のトルクが、シャフト５の左側
に左回転のトルクＴが作用した場合には、シャフト５の
軸回りに軸方向に対して右斜め４５度の角度で引張応力
＋σが生じ、左斜め４５度の角度で圧縮応力−σが生じ
、各主応力の大きさは軸の中心からの距離に比例する。

そして、シャフトに捩れ応力が加わると、磁性材料の磁
気特性に変化が生じ、とくに透磁率は引張応力により増
加し、圧縮応力により減少する。

一方、第２図に示すように、励磁コイル７ａ、７ｂ、７
Ｃ１７ｄに交流を流すと、各励磁極２ａｓ２ｂ、’ｌｃ
、’ｌｄと検出極１の間のそれぞれにシャフト５を介し
て磁束の閉ループが形成される。

このとき４本の励磁コイル７ａ、７ｂ、７Ｃ１７ｄは、
隣接するコイルの巻方向が互いに逆方向となるように巻
いているため、コイルにより発生する磁束の方向は隣接
する励磁極で互いに異なる。

例えば、励磁極２ａの先端部がＳ極のときには、対角線
上の励磁極２Ｃの先端部がＳ極、他の励磁極２ｂ、２ｄ
の先端部はＮ極となり図示矢印方向の磁束の流れが生じ
、この磁束の流れは隣接する磁束の方向が互いに逆方向
になっているために、検出コイル６には磁束の方向に対
応して極性が異なる起電力が発生する。

そして、シャフト５にトルクが作用していない場合には
、各磁束により住じる起電力は同一レベルで相殺されて
出力信号は０となる。この状態からシャフト５の右側に
右回転のトルクが、シャフトの左側に左回転のトルクＴ
が作用した場合には、シャフト５の軸回りに軸方向に対
して右斜め４５度の角度で引張応力が生じ、これと直角
方向に圧縮応力が生じ、ｉ３磁率は引張応力により増加
し、圧縮応力により減少する。このため、図示の如く励
磁極２ａ、２ｃを流れる磁束の流れの強さは減少し、励
磁極２ｂ、２ｄを流れる磁束の流れの強さは増加し、各
磁束により生じる起電力が加算されて検出コイル６に現
れるため、第３図に示す出力電圧波形が得られる。

第６図は本発明に適用される制御系のブロック図であり
、発振器１０、増幅器１１で出力される交流は励磁コイ
ル？ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに送られる。一方、検出コイ
ル６に生じる起電力信号は、位相補償回路１２の制御下
でバイパスフィルタｌ３にかけられ、次いで交流増幅器
１５、整流回路１６、平滑回路１７、増幅回路１８、ロ
ーパスフィルタ１９を経て出力される。なお、温度セン
サとその処理回路よりなる温度補償回路や、ＣＰＵ演算
器による直線性などの補償回路などを付加してもよい。

第４図（イ）は従来の特開昭５９−５９３０号公報で示
された１極励磁４極検出方式の測定結果で、第４図（ロ
）は本発明による４極励磁ｌ極検出方式の測定結果であ
り、本発明が従来方式に比較して出力特性が向上するこ
とがわかる。

次に第７図および第８図により、本発明に適用される励
磁コイルおよび検出コイルの他の実施例について説明す
る０本実施例においては、検出極１および励磁極２を形
成するコア２０にシートコイル２１を積層して構成され
る。該シートコイル２１は第８図に示すように、シート
２２の表裏にフォトマスクパターンにより励磁コイル７
および検出コイル６をプリント形成し、シート２２を積
層する際、各層のコイルの表裏の接続をスポット溶接に
より行うものである。

この方式によれば、コイルの導体占有率が大きくできる
ためセンサをさらに小型化できると共に、巻線コイルの
ように巻むらがないためセンサの固体歪をなくすことが
できる。また、巻線機等の設備を必要とせず、最初にフ
ォトマスクパターンを作成すればすむので投資効果およ
び生産性を上げることができる。さらに、信号処理回路
の基板もシート化することにより、センサと一体化し高
精度化ができる。

なお、以上の実施例においては、検出要素をコイルによ
り形成しているが、コイルの代わりにホール効果素子セ
ンサを採用してもよい、ホール効果センサは半導体材料
を使用し、その中を電流が流れるとき磁気の影響により
半導体材料内の電界が変化して出力電圧を検出するもの
である。

第９図は本発明の磁歪式トルクセンサを取付けたセンタ
ーデフ付４輪駆動車の動力伝達系を示す図である０図中
、３０はトランスファ、Ａはセンターデフ機構、Ｂはフ
ロントデフ機構、３１はリングギヤ、３２はフロントデ
フケース、３３はセンターデフ用クラッチ、３４は円錐
コロ軸受、３５は第一中空シャフト、３６はデフキャリ
ヤ、３７はデフビニオン、３８．３９はサイドギヤ、４
０は第２中空シヤフト、４１はデフキャリヤ、４２はデ
フピニオン、４３．４４はサイドギヤ、４５は左前輪駆
動軸、４６は駆動シャフト、４９は右前輪駆動軸、５０
はセンターデフケース、５１は後輪駆動用リングギヤ、
５２はギヤ、５３はドライブピニオンシャフト、５５は
トランスファケース、５６は取付孔、５７はボルト、２
５はトルク検出装置、２６は本発明による磁歪式トルク
センサ、２７はセンサアラシイ、２８はスプリングを示
す。

一般に、センターデフ付４輪駆動車において、エンジン
をフロント側に載置した場合には、第９図に示すような
駆動力伝達機構となる０ｍち、エンジンの回転は、自動
変速機構（図示せず）を介して適宜変速され、トランス
ファ３０内に配置されたリングギヤ３１を介してフロン
トデフケース３２に伝達される。そして、通常の走行時
においてはセンターデフ用クラッチ３３は解放状態にあ
り、この状態ではフロントデフケース３２の回転は第一
中空シャフト３５を介してセンターデフ機構Ａのデフキ
ャリヤ３６に伝達され、更にデフピニオン３７から左右
のサイドギヤ３８．３９に伝達される。そして、左サイ
ドギヤ３８の回転は第２中空シヤフト４０を介してフロ
ントデフ機構Ｂのデフキャリヤ４１に伝達され、更にデ
フビニオン４２から左右のサイドギヤ４３．４４に伝達
され、そして、左サイドギヤ４３から左前輪駆動軸４５
へ伝達され、右サイドギヤ４４からは、駆動シャフト４
６を介して右前輪駆動軸４９へ伝達される。

一方、センターデフ機構Ａの右サイドギヤ３９の回転は
該ギヤとスプライン結合しているセンターデフケース５
０に伝達され、更に、後輪駆動用リングギヤ５１及びギ
ヤ５２を介してドライブピニオンシャフト５３に伝達さ
れ、そして図示しないプロペラシャフト及びリヤデフ装
置を介して左右の後輪駆動軸に伝達される。

また、雪路、砂道等で大きな駆動力を必要とする場合、
また車輪がスリップを生じる虞れがある場合には、セン
ターデフ用クラッチ３３を係合させ、センターデフ機構
Ａをロックさせる。この状態ではフロントデフケース３
２の回転はセンターデフ用クラッチ３３を介して直接、
フロントデフ機構Ｂのデフキャリヤ４１に伝達され、更
にデフビニオン４２から左右のサイドギヤ４３．４４に
伝達されてそれぞれ左右の前輪駆動軸４４．４９に伝達
される。これと同時に、フロントデフケース３２及びデ
フキャリヤ４１とそれぞれ中空シャフト３５．４０を介
して一体となっているセンターデフ装置Ａのデフキャリ
ヤ３６及び左サイドギヤ３８が差動運動することなく一
体に回転され、更にこの回転はセンターデフケース５０
に伝達される。これにより、前輪駆動用のデフキャリヤ
４１と同速度の回転が後輪駆動用リングギヤ５１に伝達
されて、左右の後輪駆動軸が駆動される。

上記トランスファ３０のトランスファケース５５には、
駆動シャフト４６と対向する位置に取付孔５６が設けら
れ、該取付孔５６にトルク検出装置２５を挿入し、ボル
ト５７により固定している。

トルク検出装置、２５は、磁歪式トルクセンサ２６をセ
ンサアンシイ２７内に樹脂によりモールド固定し、セン
サアンシイ２７をスプリング２８或いはゴム、エアーに
より付勢するようにして構成されている。

また、上記実施例においては、磁歪式トルクセンサ２６
は、伝達シャフト４６の外周面と一定のギャップが設け
られるようにセンサアンシイ２７内にモールド固定され
ていて、伝達シャフト４６が直接センサアンシイ２７を
受けているが、伝達シャフト４６にベアリングを嵌合し
、該ベアリングにセンサアンシイ２７を乗せるようにし
てもよい。

上記のように磁歪式トルクセンサをトランスファに取付
けた場合においては、磁歪式トルクセンサが伝達シャフ
トに対して浮動式のため、ケースの精度を必要以上に高
める必要がなく、簡単に組付けを行うことができる。ま
た、トルクセンサを樹脂によりモールド固定するため、
伝達シャフトとセンサのギャップを簡単に一定に保持す
ることができ、トルクを正確に検出することができると
共に、ギャップを一定に保持するためにセンサの寸法精
度を低くすることが可能となる。

また、磁歪式トルクセンサをケースの外部から取付は可
能であるため、簡単に取付けることができると共に、ト
ラブル発生時においても、ケースを分解する必要がなく
、センサ部分のみを交換するだけで簡単に補修が可能と
なる。

以上説明したように本発明によれば、巻数を多く必要と
する検出コイルが１極であるため全体で巻数が減少でき
その分小型化できると共に、コアの大きさ断面積などの
条件を同一で制作し、従来の１極励磁４極検出方式と比
較した場合、巻数が減少できた分だけスペースが確保で
き、このスペースを検出コイルの増加分にあてることに
より、より高出力を出すことが可能となる。

また、検出信号は１つのコイル又はホール素子に現れる
ため信号処理回路が非常に簡単な構成になると共に、高
精度の測定が可能となり、全体でかなりのコストダウン
ができる。

また、励磁コイルを並列接続した場合には、大電流を必
要とせず少ない電流で多くの磁束を発生させるため、ノ
イズの影響を受けずに高精度のセンサが可能となる。

また、従来の上記特開昭５３−７７５７２号のトルクセ
ンサと比較してコイルを巻く軸が同方向であるため、コ
イルが巻き易くなると共に、シートコイルを採用した場
合にはさらにコイルの製造工程が簡単となり、作業性を
向上させることができる。

さらに、磁歪式トルクセンサをトルク伝達シャフトを収
納するケースに取付けた場合には、ケースの精度を必要
以上に高める必要がなく、簡単に組付けを行うことがで
きる、また、トルクを正確に検出することができると共
に、センサの寸法精度を低くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁歪式トルクセンサの１実施例を示す
斜視図、第２図および第３図は本発明のトルク検出方法
を説明するための図、第４図（イ）は従来例による検出
結果を示す図、同図（ロ）は本発明による検出結果を示
す図、第５図はシャフトに捩れ応力が作用した場合に発
生する主応力を説明するための図、第６図は本発明に適
用される制御系のブロック構成図、第７図および第８図
は本発明に適用されるコイルの他の実施例を示す図、第
９図は本発明の磁歪式トルクセンサをトランスファに取
付けた縦断面図、第１０図、第１１図および第１２図は
従来のトルクセンサを説明するための図、第１３図、第
１４図および第１５図は他の従来のトルクセンサを説明
するための図である。１・・・検出極、２ａ、２ｂ、２Ｃ１２ｄ　・・・励磁
極、３・・・天板、５・・・トルク伝達シャフト、６・
・・検出コイル、７ａ、７ｂ、７ｃ、１ｄ−励磁コイル
、２１・・・シートコイル、２５・・・トルク検出装置
、２６・・・磁歪式トルクセンサ、２７・・・センサア
ラシイ、２８・・・スプリング、（１，６・・・検出要
素、２．７・・・励磁要素）。出願人　アイシン・ワーナー株式会社（外１名）代理人
弁理士　白　井　博　樹（外２名）第２図Ｃ・　　コイルの暮方向第３図第４図（イ）（ロ）第５図り専赴りの方向ｊ第６図第７図第８図第１０図第１１図第１２図ｇｌ第１３図第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１つの検出要素と４つの励磁要素とを備え励磁要
素が励起する磁束により発生する起電力を検出要素によ
り検出する磁歪式トルクセンサにおいて、前記１つの検
出要素はシャフト上に配設され、前記４つの励磁要素は
該検出要素を中心にして直交する対角線上に配設される
とともに、隣接する励磁要素は励起されたときに生じる
磁束の方向が互いに逆方向になるように形成することを
特徴とする磁歪式トルクセンサ。
（２）上記検出要素はホール効果素子により形成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁歪式トル
クセンサ。
（３）上記検出要素および励磁要素は磁極と該磁極に巻
かれるコイルからなり、隣接する励磁要素のコイルは互
いに逆方向に巻くことにより形成することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の磁歪式トルクセンサ。
（４）励磁要素のコイルを並列に接続することを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の磁歪式トルクセンサ。
（５）検出要素および励磁要素の磁極は別体に形成され
天板に圧入して形成されることを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の磁歪式トルクセンサ。
（６）上記検出要素および励磁要素は磁極と該磁極に積
層されるシートコイルからなり、コイルをシートの表裏
にプリント形成することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の磁歪式トルクセンサ。
（７）上記検出要素を中心にして直交する対角線は、シ
ャフトの軸方向に対して４５度の角度であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の磁歪式トルクセンサ
。
（８）１つの検出要素と４つの励磁要素とを備え励磁要
素が励起する磁束により発生する起電力を検出要素によ
り検出する磁歪式トルクセンサにおいて、前記１つの検
出要素はシャフト上に配設され、前記４つの励磁要素は
該検出要素を中心にして直交する対角線上に配設される
とともに、隣接する励磁要素は励起されたときに生じる
磁束の方向が互いに逆方向になるように形成するととも
に、前記シャフトを内装するケースを備え、該ケースに
設けられた取付け孔を介して磁歪式トルクセンサをスプ
リングにより固定することを特徴とする磁歪式トルクセ
ンサ。