(57)【要約】【課題】  環境温度が変化しても、磁気シールドケースとボビンとの間に応力が生じない磁歪式トルクセンサを提供する。【解決手段】  スペーサ１４に、磁気シールドケース１１とボビン３との間に介在する延長部１５を一体形成したため、ボビン３と磁気シールドケース１１との間の温度変化に伴う膨張が吸収され、磁気シールドケース１１に押圧力が加わらない。従って、磁気シールドケース１１の透磁率が変化せず、トルクセンサの検出精度の向上を図ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を発生させる励磁コイル（６）及び磁気特性の変化を検出する検出コイル（７）を外面に巻装した筒形状のボビン（３）と、
ボビン（３）の貫通孔（４）内に非接触で回転自在に支持され且つ表面に磁歪部（２）をもつトルク伝達軸（１）と、
励磁コイル（６）及び検出コイル（７）を覆った状態でボビン（３）に取付けられる磁気シールドケース（１１）と、
磁気シールドケース（１１）の外面を、弾性に富む材料からなる環状のスペーサ（１４、２０）を介して内面に支持する筒形状のハウジング（１６）と、を備えた磁歪式トルクセンサであって、
前記スペーサ（１４、２０）に、磁気シールドケース（１１）とボビン（３）との間に介在する延長部（１５）を、一体形成したことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項２】
請求項１記載の磁歪式トルクセンサであって、
磁気シールドケース（１１）には、両端にボビン（３）側に向けた円周フランジ（１２）を有し、
スペーサ（１４、２０）の延長部（１５）は、円周フランジ（１２）を包む断面Ｊ形を有し、
ボビン（３）には、スペーサ（１４、２０）の延長部（１５）を嵌挿する円周溝（１０）を形成したことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項３】
請求項２記載の磁歪式トルクセンサであって、
延長部（１５）の自由端（１５ａ）と、磁気シールドケース（１１）との間には、隙間（Ｓ）が設けられていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁歪式トルクセンサであって、
スペーサ（２０）には、放射方向に沿う複数のスリット溝（２１）を形成したことを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪式トルクセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、磁界発生用励磁コイル及び磁気特性変化検出用の検出コイルを外面に巻装した筒形状のボビンと、ボビンの貫通孔内に非接触で回転自在に支持され且つ表面に磁歪部をもつトルク伝達軸と、励磁コイル及び検出コイルを覆った状態でボビンの側面に接着固定される磁気シールドケースと、磁気シールドケースの外面を弾性に富む材料からなる環状のスペーサを介して内面に支持する筒形状のハウジングと、から成る磁歪式トルクセンサが知られている。トルク伝達軸に印加されるトルクにより磁歪部に生じる透磁率の変化を電気量として検出し、トルク伝達軸に印加されるトルクを非接触で検出できるようになっている。
【０００３】
そして、磁気シールドケースの外面を、弾性に富む材料からなる環状のスペーサを介して、筒形状のハウジングの内面に支持しているため、ハウジングから磁気シールドケースへの熱影響が抑制され、磁気シールドケースの温度変化が小さくなり、熱変形や内部応力変化による出力変動が小さくなる。また、励磁コイル及び検出コイルへの熱伝達が少ないので、コイルの温度変化による出力変動も小さくなる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−１１７４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、磁気シールドケースをボビンの側面に接着固定する構造のため、トルクセンサを使用している環境温度の変化により、磁気シールドケースとボビンとの間に応力が生じ、その応力により磁気シールドケースが押圧されて、磁気シールドケースの透磁率が変化する。そのため、トルクセンサの検出出力に悪影響を与え、零点変動や検出感度、検出精度の向上に対する阻害要因となっていた。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、環境温度が変化しても、磁気シールドケースとボビンとの間に応力が生じない磁歪式トルクセンサを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、磁界を発生させる励磁コイル及び磁気特性の変化を検出する検出コイルを外面に巻装した筒形状のボビンと、ボビンの貫通孔内に非接触で回転自在に支持され且つ表面に磁歪部をもつトルク伝達軸と、励磁コイル及び検出コイルを覆った状態でボビンに取付けられる磁気シールドケースと、磁気シールドケースの外面を、弾性に富む材料からなる環状のスペーサを介して内面に支持する筒形状のハウジングと、を備えた磁歪式トルクセンサであって、前記スペーサに、磁気シールドケースとボビンとの間に介在する延長部を、一体形成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、磁気シールドケースには両端にボビン側に向けた円周フランジを有し、スペーサの延長部は円周フランジを包む断面Ｊ形を有し、ボビンにはスペーサの延長部を嵌挿する円周溝を形成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、延長部の自由端と、磁気シールドケースとの間に隙間が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、スペーサに放射方向に沿う複数のスリット溝を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、スペーサに磁気シールドケースとボビンとの間に介在する延長部を一体形成したため、ボビンと磁気シールドケースとの間の温度変化に伴う膨張が吸収され、磁気シールドケースに押圧力が加わらない。従って、磁気シールドケースの透磁率が変化せず、トルクセンサの検出精度の向上を図ることができる。また、延長部はスペーサに一体形成されるため、部品点数も増えない。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、磁気シールドケースの円周フランジを、延長部を介して、ボビンの円周溝内に嵌挿するため、ボビンに対する磁気シールドケースの位置決めをすることができ、ボビンに対する磁気シールドケースの取付けが容易である。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、延長部の自由端と、磁気シールドケースとの間に隙間が設けられているため、延長部自体の膨張代が確保され、磁気シールドケースに与える応力を逃がすことができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、スペーサに放射方向に沿う複数のスリット溝を形成したため、スペーサ全体の温度変化による膨張・収縮が吸収され、磁気シールドケースに与える応力を逃がすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、環境温度が変化しても、磁気シールドケースとボビンとの間に応力が生じない磁歪式トルクセンサを提供するという目的を、磁界を発生させる励磁コイル及び磁気特性の変化を検出する検出コイルを外面に巻装した筒形状のボビンと、ボビンの貫通孔内に非接触で回転自在に支持され且つ表面に磁歪部をもつトルク伝達軸と、励磁コイル及び検出コイルを覆った状態でボビンに取付けられる磁気シールドケースと、磁気シールドケースの外面を、弾性に富む材料からなる環状のスペーサを介して内面に支持する筒形状のハウジングと、を備えた磁歪式トルクセンサであって、前記スペーサに、磁気シールドケースとボビンとの間に介在する延長部を、一体形成したことで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図４は、本発明の第１実施例を示す図である。トルク伝達軸１の表面には、一対の溝加工された磁歪部２が形成されている。この磁歪部２は、トルク伝達軸１に加えられるトルクの大きさに比例して透磁率が変化する。
【００１６】
トルク伝達軸１はボビン３の中心に形成された貫通孔４に非接触状態で挿入される。ボビン３は断面概略Ｅ形の断面を有する筒形状で、外面に形成された２つの円環溝５に、それぞれ磁界を発生させる励磁コイル６と、磁気特性の変化を検出する検出コイル７を巻装している。ボビン３の中央にはセンサコネクタ８が形成されている。ボビン３の両端には、トルク伝達軸１を回転自在に支持するベアリング９が設けられている。ベアリング９に支持されることにより、トルク伝達軸１の磁歪部２は、ボビン３の貫通孔４内において非接触状態で回転自在となる。ボビン３の外面における励磁コイル６及び検出コイル７の長手方向両側には、それぞれ円周溝１０が形成されている。
【００１７】
励磁コイル６及び検出コイル７には、外側から磁気シールドケース１１が被せられる。磁気シールドケース１１は両端に円周フランジ１２を有する筒形状で、上下に二つ割構造になっており、それぞれにセンサコネクタ８を突出させるための開口１３が形成されている。
【００１８】
磁気シールドケース１１の長手方向両端部には、その外面を覆う環状のスペーサ１４が取付けられている。スペーサ１４は弾性に富む材料から形成されている。スペーサ１４は、上下二つ割構造で、その内周部には磁気シールドケース１１の円周フランジ１２を包む断面Ｊ形の延長部１５が一体形成されている。そして、延長部１５にて包まれた円周フランジ１２は、ボビン３の円周溝１０内に嵌挿されている。嵌挿された状態で、延長部１５の自由端１５ａは円周溝１０から外部へ突出せず、自由端１５ａと磁気シールドケース１１との間には隙間Ｓが残されている。
【００１９】
磁気シールドケース１１の外側には、両端に円周フランジ１２を有する筒形状のハウジング１６が被せられる。ハウジング１６も上下二つ割構造で、それぞれにセンサコネクタ８を突出させる開口１７が形成されている。ハウジング１６の内面はスペーサ１４の外面に当接する。従って、磁気シールドケース１１の外面がスペーサ１４を介してハウジング１６の内面に支持された状態となる。スペーサ１４の一部にはフック１８が突出形成され、そのフック１８がハウジング１６に形成した切起部１９に係合して、スペーサ１４とハウジング１６との長手方向における位置ズレを防止している。
【００２０】
この実施例によれば、磁気シールドケース１１の外面を、弾性に富む材料からなるスペーサ１４を介して、ハウジング１６の内面に支持しているため、従来通り、ハウジング１６から磁気シールドケース１１への熱影響が抑制され、同部材の温度変化が小さくなる。従って、その熱変形量も少なく且つ内部応力変化も小さくなり、熱変形や内部応力変化による出力変動が小さくなる。また、励磁コイル６及び検出コイル７への熱伝達が少なくなり、コイルの温度変化による出力変動も小さくなる。
【００２１】
更に、このスペーサ１４には、磁気シールドケース１１とボビン３との間に介在する延長部１５を一体形成したため、ボビン３と磁気シールドケース１１との間の温度変化に伴う膨張が吸収され、磁気シールドケース１１に押圧力が加わらない。従って、磁気シールドケース１１の透磁率が変化せず、トルクセンサの検出精度の向上を図ることができる。また、延長部１５はスペーサに一体形成されるため、部品点数も増えない。
【００２２】
そして、磁気シールドケース１１の円周フランジ１２を、延長部１５を介して、ボビン３の円周溝１０内に嵌挿するため、ボビン３に対する磁気シールドケース１１の位置決めをすることができ、従来の接着固定に比べて、ボビン３に対する磁気シールドケース１１の取付けが容易になる。
【００２３】
また、延長部１５の自由端１５ａと、磁気シールドケース１１との間に隙間Ｓが設けられているため、延長部１５自体は自由端１５ａを隙間Ｓ側へ向けて膨張させることができ、磁気シールドケース１１に与える応力を更に確実に逃がすことができる。
【実施例２】
【００２４】
図５及び図６は、本発明の第２実施例を示す図である。この実施例では、スペーサ２０に、放射方向に沿う複数のスリット溝２１を形成した。従って、スペーサ１４全体の温度変化による膨張・収縮が吸収され、磁気シールドケース１１に与える応力を逃がすことができる。その他の構成及び作用効果は、先の実施例と同様に付き、共通部分に同一符号を付し、重複説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上の実施例では、断面Ｊ形の延長部１５を例にしたが、これに限定されず、ボビンと磁気シールドケースとの間の温度変化に伴う膨張を吸収できる形状であば、どのような形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例に係る磁歪式トルクセンサを示す断面図。
【図２】図１のスペーサのフック部分を示す拡大断面図。
【図３】図１のスペーサの半割部分を示す平面図。
【図４】図３のスペーサの半割部分を示す側面図。
【図５】本発明の第２実施例に係るスペーサの半割部分を示す平面図。
【図６】図５のスペーサの半割部分を示す側面図。
【符号の説明】
【００２７】
１  トルク伝達軸
２  磁歪部
３  ボビン
４  貫通孔
５  円環溝
６  励磁コイル
７  検出コイル
１１  磁気シールドケース
１４、２０  スペーサ
１５  延長部
１５ａ  自由端
１６  ハウジング
２１  スリット溝
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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