(57)【要約】【課題】回転軸に非接触で、再現性良く高感度でトルクを検出する。【解決手段】この磁気コア１は、板状バックヨーク部２と、２本の脚状ヨーク部３とから構成される。２本の脚状ヨーク部３の底面４は、共に第１の面４ａと第２の面４ｂの２種類の面で構成される。第１の面４ａは、板状バックヨーク部２の表面と略平行な平面となっている。第２の面４ｂは、第１の面４ａから傾斜している。第２の面４ｂはトルクを検出する回転軸に底面４を近接させるために設けられるため、この傾斜の角度は、この磁気コアを用いてトルクを検出する回転軸の表面の形状に対応している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に加わるトルクを非接触で検出する非接触型トルクセンサに用いられる磁気コアであって、
略正方形の表面を具備する板状バックヨーク部と、該板状バックヨーク部において前記略矩形において対角関係にある頂点近傍の前記表面から略垂直に下方に向かって形成され、その底面が前記回転軸に近接して設置される２本の脚状ヨーク部とを具備し、
前記２本の脚状ヨーク部における前記底面は、平面形状をもつ第１の面と、前記回転軸の形状に対応して前記第１の面から傾斜した角度をもつ第２の面を有することを特徴とする磁気コア。
【請求項２】
前記第２の面は、前記回転軸の形状に対応した曲率半径で形成された曲面であることを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
【請求項３】
前記脚状ヨーク部の底面の端部における前記第２の面の前記第１の面からの最大深さは０．３２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気コア。
【請求項４】
前記脚状ヨーク部の底面において、前記第２の面の前記第１の面に対する投影面積の前記脚状ヨーク部の断面積に対する比率が３３％〜８０％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気コア。
【請求項５】
軟磁性体で形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気コア。
【請求項６】
前記軟磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトであることを特徴とする請求項５に記載の磁気コア。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気コアに磁場が誘起され、前記回転軸における透磁率の変化が検出されることによって前記回転軸に加わるトルクを検出するトルクセンサであって、
前記２本の脚状ヨーク部における底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向との角度が略４５°とされ、かつ前記２本の脚状ヨーク部における前記第２の面が前記回転軸に近接して設置されることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項８】
前記磁気コアにおいて、一方の脚状ヨーク部には励磁用コイルが巻回され、他方の脚状ヨーク部には検出用コイルが巻回されることを特徴とする請求項７に記載のトルクセンサ。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気コアが前記回転軸の円周方向に複数個設置されることを特徴とする請求項７または８に記載のトルクセンサ。
【請求項１０】
２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向との角度が略＋４５°となるべく前記磁気コアが設置された第１の検出部と、２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向との角度が略−４５°となるべく前記磁気コアが設置された第２の検出部とからなることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のトルクセンサ。
【請求項１１】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気コアを用いたトルク検出方法であって、
前記２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向とのなす角度を略４５°とし、かつ前記第２の面を前記回転軸に近接して設置し、
前記磁気コアに磁場を誘起して前記回転軸における透磁率の変化を検出し、該透磁率の変化から応力を算出し、該応力から前記回転軸に加わるトルクを検出することを特徴とするトルク検出方法。
【請求項１２】
前記磁気コアを前記回転軸の円周方向に複数個設置することを特徴とする請求項１１に記載のトルク検出方法。
【請求項１３】
前記２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向とのなす角度を略＋４５°とした方向における第１の応力を算出し、
かつ前記２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向とのなす角度を略−４５°とした方向における第２の応力を算出し、
前記第１の応力及び前記第２の応力から前記回転軸に加わるトルクを算出することを特徴とする請求項１１または１２に記載のトルク検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪特性を利用して回転軸の軸トルクを非接触で検出するトルクセンサに用いられる磁気コア、トルクセンサ、及びこれを用いたトルク検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワーステアリング機構やエンジン制御機構、動力伝達機構などでは軸トルクを正確に検出する手段が古くから望まれている。この検出精度を高めることにより、精密制御や効率向上が可能となるため、これまでに様々な手法が提案されてきた。なかでも回転軸の磁歪特性を利用して非接触で軸トルクを検出する手法は、過負荷耐量も大きいことから、トーションバーのねじれ量からトルク検出を行なう従来手法に代わる方式として注目されている。
【０００３】
この方式のトルクセンサとして、各種のものが提案されているが、いずれも、回転軸の軸方向に対して＋４５°と−４５°の方向でのトルクによる透磁率の変動を検出コイルによって検出している。例えば特許文献１には、図１０（ａ）に示す様に、トルクを検出すべき回転軸５０２に、その軸方向に対して傾斜角を有する磁性膜５０３を固着させて、回転軸外周のソレノイドコイル５０４で励磁・検出を行なう手法が記載されている。ところが、この方式は回転軸へ追加工を施す必要があるため、磁性膜５０３の剥離など信頼性を損なうおそれがある。さらに、軸の専用化や大径化が必須となるため、装着性が悪いという問題もある。
【０００４】
このため、回転軸に全く加工を施さずに同様の機能を有するトルクセンサが提案された。例えば、特許文献２では、図１０（ｂ）に示す様に、回転軸５０２の外周にＵ字形鉄心（磁気コア）を設ける構造が記載されている。この構成においては、励磁用（５０５、５０７）と検出用（５０６、５０８）の二つの磁気コアをそれぞれ回転軸５０２の軸方向に±４５°の角度で回転軸に近接して装着する。励磁用磁気コア及び検出用磁気コアにはそれぞれコイルが巻装され、励磁用磁気コアと検出用磁気コアとの間のインダクタンスの変動を検出する。このインダクタンスの変動がトルクによる回転軸の透磁率の変化によってもたらされれば、これによりトルクを検出することができる。従って、回転軸が磁歪特性を有する材料で構成されていれば、これに対する加工は一切行わずに、特許文献１と同様にトルク検出を行なうことができる。
【０００５】
さらに、特許文献３では、図１０（ｃ）に示すように、４本足の磁気コア５１０を用い、この４本を８の字形状に巻装し、互いに直交するパターンの２種類のコイル（５２０、５３０）を用いて、単一のコアで励磁と検出を行うトルクセンサが記載されている。この方式では、単一の磁気コア５１０を用いて非接触でトルクを検出することができた。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−９４２３０号公報
【特許文献２】特開平４−３１７２６号公報
【特許文献３】特開平７−１９０８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、回転軸に加工を施さない方式のトルクセンサにおいては、再現性良く高感度にトルクを検出することは困難であった。
【０００８】
まず、トルク検出を再現性良く行うためには、磁気コアを回転軸に近接して高い精度で設置する必要がある。また、特許文献２に記載のトルクセンサにおいては、２種類の磁気コアを回転軸の軸方向に対して±４５°の角度に設置する必要がある。二つの磁気コアに対してこの作業を再現性良く高精度で同時に行うことは困難である。
【０００９】
一方、特許文献３に記載の技術においては、磁気コアが単一であるため、この精度は向上するものの、磁気コアにおける同一の足に励磁用と検出用の２種類のコイルを巻装する必要がある。一般に、高感度とするためにはこれらのコイルの巻き数を多くすることが必要であるが、この構造では巻き数が限定されるため、高感度とすることが困難である。
【００１０】
従って、再現性良く高感度でトルクを検出できる非接触型のトルクセンサを得ることは困難であった。
【００１１】
本発明は、斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、回転軸に加わるトルクを非接触で検出する非接触型トルクセンサに用いられる磁気コアであって、略正方形の表面を具備する板状バックヨーク部と、該板状バックヨーク部において前記略矩形において対角関係にある頂点近傍の前記表面から略垂直に下方に向かって形成され、その底面が前記回転軸に近接して設置される２本の脚状ヨーク部とを具備し、前記２本の脚状ヨーク部における前記底面は、平面形状をもつ第１の面と、前記回転軸の形状に対応して前記第１の面から傾斜した角度をもつ第２の面を有することを特徴とする磁気コアに存する。
請求項２記載の発明の要旨は、前記第２の面は、前記回転軸の形状に対応した曲率半径で形成された曲面であることを特徴とする請求項１に記載の磁気コアに存する。
請求項３記載の発明の要旨は、前記脚状ヨーク部の底面の端部における前記第２の面の前記第１の面からの最大深さは０．３２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気コアに存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記脚状ヨーク部の底面において、前記第２の面の前記第１の面に対する投影面積の前記脚状ヨーク部の断面積に対する比率が３３％〜８０％の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気コアに存する。
請求項５記載の発明の要旨は、軟磁性体で形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気コアに存する。
請求項６記載の発明の要旨は、前記軟磁性体はＭｎ−Ｚｎ系フェライトであることを特徴とする請求項５に記載の磁気コアに存する。
請求項７記載の発明の要旨は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気コアに磁場が誘起され、前記回転軸における透磁率の変化が検出されることによって前記回転軸に加わるトルクを検出するトルクセンサであって、前記２本の脚状ヨーク部における底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向との角度が略４５°とされ、かつ前記２本の脚状ヨーク部における前記第２の面が前記回転軸に近接して設置されることを特徴とするトルクセンサに存する。
請求項８記載の発明の要旨は、前記磁気コアにおいて、一方の脚状ヨーク部には励磁用コイルが巻回され、他方の脚状ヨーク部には検出用コイルが巻回されることを特徴とする請求項７に記載のトルクセンサに存する。
請求項９記載の発明の要旨は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気コアが前記回転軸の円周方向に複数個設置されることを特徴とする請求項７または８に記載のトルクセンサに存する。
請求項１０記載の発明の要旨は、２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向との角度が略＋４５°となるべく前記磁気コアが設置された第１の検出部と、２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向との角度が略−４５°となるべく前記磁気コアが設置された第２の検出部とからなることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のトルクセンサに存する。
請求項１１記載の発明の要旨は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気コアを用いたトルク検出方法であって、前記２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向とのなす角度を略４５°とし、かつ前記第２の面を前記回転軸に近接して設置し、前記磁気コアに磁場を誘起して前記回転軸における透磁率の変化を検出し、該透磁率の変化から応力を算出し、該応力から前記回転軸に加わるトルクを検出することを特徴とするトルク検出方法に存する。
請求項１２記載の発明の要旨は、前記磁気コアを前記回転軸の円周方向に複数個設置することを特徴とする請求項１１に記載のトルク検出方法に存する。
請求項１３記載の発明の要旨は、前記２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向とのなす角度を略＋４５°とした方向における第１の応力を算出し、かつ前記２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線と前記回転軸の軸方向とのなす角度を略−４５°とした方向における第２の応力を算出し、前記第１の応力及び前記第２の応力から前記回転軸に加わるトルクを算出することを特徴とする請求項１１または１２に記載のトルク検出方法に存する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以上のように構成されているので、これにより、回転軸に非接触で、再現性良く高感度でトルクを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１５】
（磁気コア）
図１は、本発明の実施の形態となる磁気コアの斜視図であり、図２はその側面図である。ただし、図２においてはこの磁気コアを図１中の左側の矢印の方向から見ており、かつ上下を逆にしてある。この磁気コア１は、板状バックヨーク部２と、２本の脚状ヨーク部３とから構成される。この磁気コア１は、非接触で回転軸に加わるトルクを計測するトルクセンサに用いられる。
【００１６】
板状バックヨーク部２と２本の脚状ヨーク部３とは一体となって軟磁性体で構成される。軟磁性体としては、例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライトが好ましく用いられる。このため、この磁気コア１を用いたトルクセンサにおいて、この磁気コア１は磁路を形成することができる。
【００１７】
板状バックヨーク部２は、この磁気コア１の支持部となり、充分な剛性が保たれる厚さを有する。例えばその厚さは５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。このバックヨーク部２は矩形、あるいは正方形の表面を有する。ここで、表面とは、前記の厚さ方向と垂直な面である。この場合の正方形の１辺の長さは、トルクを検出する回転軸の径と同程度であり、例えば２０ｍｍ程度とすることができる。ただし、板状バックヨーク部２は平面で構成される必要はなく、磁気コア１の剛性が確保でき、かつ有効な磁路を形成できる形状であれば任意の形状とすることができる。
【００１８】
２本の脚状ヨーク部３は、板状バックヨーク部２の表面における正方形の対角関係にある頂点近傍に形成され、この表面から略垂直方向（図１においては上方、図２においては下方）に延びた形態で形成される。その断面の形状は、有効な磁路を形成できるものであれば任意であるが、断面の最大径は回転軸の径よりも小さくする。この断面形状を例えば１辺が７ｍｍ程度の正方形とすることができる。この場合、この断面における正方形の各辺は板状バックヨーク部２における正方形の各辺と略平行の構成とすることが、後述する製造方法においては好ましい。脚状ヨーク部３の長さについても、有効な磁路となり、かつ充分な機械的強度が保たれるものであれば任意であるが、例えばその長さを１５ｍｍ程度とすることができる。長い場合には強度が問題になり、かつこれを用いたトルクセンサが大型化する。一方、短い場合には脚状ヨークを巻回する励磁用コイル、検出用コイル（後述）の巻き数を多くすることができない。
【００１９】
２本の脚状ヨーク部３の底面４（図１においては最上面、図２においては最下面）は、共に第１の面４ａと第２の面４ｂの２種類の面で構成される。
【００２０】
第１の面４ａは、板状バックヨーク部２の表面と略平行な平面となっている。また、この面は脚状ヨーク部３の長手方向と略垂直ともなっている。
【００２１】
第２の面４ｂは、第１の面４ａから傾斜している。第２の面４ｂはトルクを検出する回転軸に底面４を近接させるために設けられるため、この傾斜の角度は、この磁気コアを用いてトルクを検出する回転軸の表面の形状に対応している。これにより、第２の面４ｂ全体を回転軸に近接させることができる。すなわち、これにより、この磁気コア１における底面４が回転軸に近接する部分を多くすることができる。また、磁気コアを貫通する磁束を効率的に回転軸に入射させ、磁束の漏れを少なくすることができる。更に、これを用いたトルクセンサの感度を高めることができる。
【００２２】
従って、第２の面４ｂは回転軸の表面の形状に対応した曲率を有する円筒形状の一部であることが好ましい。具体的には、底面４（第２の面４ｂ）において、この回転軸に近接させる間隔と回転軸の半径との和をこの曲率半径とすることができる。この間隔は例えば１ｍｍと設定することができる。ただし、これに限られるものではなく、例えば、底面４全体の大きさに対して回転軸の径が大きな場合には、第２の面４ｂを第１の面４ａから傾斜させた平面としてもよい。これは、曲率半径を無限大とした場合に相当する。
【００２３】
一方、この磁気コア１の底面４においては、回転軸とは必ずしも近接しない平面部４ａを設けている。仮に平面部４ａが無い場合には、底面４における１辺（図１におけるＡ）の箇所は鋭角的な形状となる。一般に、フェライト等の軟磁性体の焼結体は、機械的に脆いことが多く、鋭角的な形状の部分は破壊されやすい。特に、製造直後の取り扱い時や、トルクセンサの設置時に回転軸との接触によって破壊される確率が高い。この場合、この磁気コアを用いたトルクセンサの感度のばらつきが大きくなったり、感度特性の再現性が悪くなることがある。これに対して、この磁気コア１においては、平面部（第１の面４ａ）を設けることにより、底面４に鋭角的な形状の部分が形成されることを抑制している。すなわち、これによりこの磁気コア１の耐久性を高め、これを用いたトルクセンサの感度のばらつきを抑制し、特性を安定なものとしている。
【００２４】
他の形態となる磁気コア５の３面図が図３である。ここで、（ａ）が正面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が底面図である。この磁気コア５は、板状バックヨーク部６、２本の脚状ヨーク部７からなり、脚状ヨーク部７の底面８は第１の面８ａと第２の面８ｂとからなる。なお、この磁気コア５がトルクセンサ（後述）で用いられる際には、回転軸に近接して設置されるが、この際の形態が図３（ｂ）に示されている。この図はトルクを検出すべき回転軸９の軸方向と垂直な方向の断面となっている。このように、この磁気コア５をトルクセンサに用いる場合には、この磁気コアは、第２の面８ｂと回転軸９とが図３（ｂ）の形態で近接するように設定される。
【００２５】
この磁気コア５においては、板状バックヨーク部６は正方形とはなっていないが、特に（ｃ）で示されるように、２つの底面８の中心を結ぶ線は、水平方向と４５°の角度となっている。（ｃ）における水平方向とは、回転軸９の軸方向となる。このように、この磁気コアにおいては、この角度が所定の値になるべく設計される。これにより、後述するこれを用いたトルクセンサにおいて測定される応力の方向が決定される。
【００２６】
底面８ｂは、図３（ｂ）に示されるように、回転軸９の外周形状に沿った形状となる曲面となっている。また、２つの脚状ヨーク部７の断面（底面）形状は、対照的な位置関係になっている。
【００２７】
また、板状バックヨーク部６は直方体ではなく、複数箇所で角が面取りされた形状となっている。これは、板状バックヨーク部６、ひいては磁気コア５に欠け等が発生することを抑制する効果を奏する。脚状ヨーク部７についても同様である。
【００２８】
このように、板状バックヨーク部６及び脚状ヨーク部の形状は、トルクを検出すべき回転軸の軸方向と脚状ヨーク部の底面の中心を結ぶ線との角度を所定の角度とするという条件下で適宜設定される。この角度は、２本の脚状ヨーク部の位置関係と、その底面（第１の面、第２の面）の形状で決定される。
【００２９】
また、他の形態となる磁気コア６０１の３面図が図４であり、図３と同様にその正面図（ａ）、側面図（ｂ）、底面図（ｃ）を示す。この磁気コア６０１は、板状バックヨーク部６０２、２本の脚状ヨーク部６０３からなり、脚状ヨーク部６０３の底面６０４は第１の面６０４ａと第２の面６０４ｂとからなる。この磁気コア６０１においては、脚状ヨーク部６０３の断面（底面６０４）の形状が、図４（ｃ）に示されるように、矩形ではなく、内側の頂角部が面取りされた形状となっている。
【００３０】
脚状ヨーク部６０３の断面形状をこの形態とすることにより、前記の板状バックヨーク部６と同様の効果が得られる。すなわち、脚状ヨーク部６０３の欠けが抑制される。
【００３１】
また、後述するトルクセンサにおいては、この形状の底面６０４が回転軸９に近接されて用いられるが、内側の頂角部が面取りされているため、回転軸９に誘起され、この磁気コア６０１によって検知される磁束の長さが、この面取りが無い場合と比べて長くなる。従って、トルクセンサをより高感度とすることができる。
【００３２】
（磁気コアの製造方法）
この磁気コア１は、焼成によって製造することができる。例えば、軟磁性体であるＭｎ−Ｚｎ系フェライトをこの材料として用いる場合、原料としてＦｅ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＺｎＯ粉末を使用する。これらの混合粉を大気中において８５０℃で２時間仮焼する。これにより得られた仮焼粉にＳｉＯ２、ＣａＣＯ３粉末を添加し、さらに所定量のイオン交換水および分散剤を添加した後、例えばアトライタで１時間混合粉砕する。これにより得られた粉砕粉に対してバインダ（例えばポリビニルアルコール）を加え、スプレードライヤで造粒し、得られた顆粒を乾式圧縮成型機と金型を用いて、例えばプレス圧２ｔｏｎ／ｃｍ２で磁気コア１の形状に成型する。この際、成型機のプレス方向を脚状ヨーク部３の延びる方向（第１の面４ａと直交する方向）とすることが好ましい。この方向で成型すると、ヨーク脚部の先端近傍における成形体密度の低下が抑制され、クラックが発生し難くなる。また、図１における板状バックヨーク部２における正方形の各辺と、脚状ヨーク部３の断面における正方形の各辺とを略平行とする構成とすれば、この成型が特に容易である。この場合、図１に示すように、第１の面４ａと第２の面４ｂとの境界線も、これらの辺と平行として形成される。すなわち、これらの辺を同一方向とすることにより、この成型を特に容易に行うことができる。
【００３３】
これにより、図１の磁気コア１の形状に成型された成型体を得ることができる。更にこの成型体を焼成温度１３００℃、酸素分圧５％の雰囲気内で焼成することにより、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトで形成された磁気コア１が得られる。一般に、Ｍｎ−Ｚｎ系に代表されるフェライト材料は脆く、その角部に欠けを生ずることが多いが、図１〜図４に記載の形状の磁気コアにおいては、角度が９０°よりも小さな角部は存在しないので、欠けを生じにくい。
【００３４】
（トルクセンサ）
この磁気コアを用いて、高感度の非接触型トルクセンサが構成できる。このトルクセンサにおいては、磁気コアにおける底面（第２の面）が回転軸に近接して設置され、励磁用コイルにより発生した磁場が磁気コア中に磁束を流し、回転軸の一部がこの磁路に含まれる。トルクが加わることによって回転軸に応力が発生し、これにより回転軸の透磁率が変動すると、検出用コイルとこの励磁用コイルとの間のインダクタンスが変動する。この変動を検出することにより、この応力を検出し、トルクを算出することができる。この際、以下に説明する複数の形態のトルクセンサが実現できる。
【００３５】
形態１のトルクセンサ１０の構造を示す正面図が図５であり、側面図が図６である。図５は、回転軸の軸方向の正面図であり、図６は図５における回転軸の軸方向と平行な方向から見た側面図（ハウジングとシャフトは断面図）であるが、一部の部品については図５では省略している。この例においては、このトルクセンサ１０は、回転軸９０に印加されるトルクを検出する。ここでは前記の磁気コアが回転軸の周方向に４個ずつ２箇所にわたって設置される。ここで、図中左側の第１測定ユニット（第１の検出部）２０が回転軸の軸方法から＋４５°方向における透磁率変化を測定し、図中右側の第２測定ユニット（第２の検出部）１２０が−４５°方向（第１測定ユニットとは直角の方向）における透磁率変化を測定する。この２方向の透磁率変化を測定することにより、この回転軸に印加されたトルクの向き及び大きさを検出することができる。すなわち、このトルクセンサ１０においては、磁気コアと回転軸の一部を含む磁路が形成され、トルクによる磁歪効果によって生じた回転軸における透磁率の変化が、この磁路におけるインダクタンスの変化として検出される。このため、回転軸９０は磁歪材料で形成され、例えばクロムモリブデン鋼鋼材で形成される。この材料は例えば自動車のエンジンにおけるクランクシャフト材として一般に使用される材料であり、機械的強度も充分なものであるため、回転軸にトルクセンサ用の特殊な加工を施す必要はない。
【００３６】
回転軸９０にトルクが印加されるとこの回転軸９０の軸方向に対して＋４５°の方向と−４５°の方向（前記方向と直角な方向）に引張応力と圧縮応力が発生する。正の磁歪係数を有する材質に引張応力が加わると、磁歪効果により、透磁率が増加する。逆に圧縮応力が加わると透磁率が減少する。すなわち、これにより回転軸を磁路の一部とした場合には、インダクタンスの変化が検出用コイルによって検出でき、これにより、これらの方向の応力が測定できる。これらの２方向の応力から、回転軸９０に加わるトルクの向きとその大きさが測定できる。この方法による具体的なトルクの検出方法については、例えば特開平４−３１７２６号公報に記載されている。このトルクセンサ１０は、特に透磁率の変化を検出するための構成、方法に特徴を有する。
【００３７】
第１測定ユニット２０において用いられる磁気コア３０、４０、５０、６０は、図１における磁気コア１と同様の形状であり、かつこれらは同一形状である。なお、磁気コア６０は回転軸９０を挟んで反対側に位置するため、図５において図示されておらず、以下に述べるその構成要素についても同様である。これらはそれぞれ板状バックヨーク部３１、４１、５１、６１と、２本ずつの脚状ヨーク部３２、４２、５２、６２と、底面３３、４３、５３、６３から構成される。それぞれの底面は、第１の面３３ａ、４３ａ、５３ａ、６３ａと、第２の面３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂとからなる。
【００３８】
図６に示されるように、第２の面３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂは回転軸９０との間隔をｇとして、回転軸９０に近接して設置される。このため、これに対応して第２の面３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂは円筒形状の一部の曲面とされ、その曲率半径は回転軸９０の半径と間隔ｇとの和に等しい。
【００３９】
また、図５において、例えば磁気コア４０において２本の脚状ヨーク部４２の底面の中心同士を結ぶ線は回転軸の軸方向と４５°の角度をなす。磁気コア３０、５０、６０についても、磁気コア４０と同一形状であるため、同様である。
【００４０】
この第１測定ユニット２０においては、励磁用のコイルとして、励磁用内周コイル７１、励磁用外周コイル７２が用いられる。励磁用内周コイル７１は、各板状バックヨーク部３１、４１、５１、６１の内側を通るように、回転軸９０の外周方向に巻回される。励磁用外周コイル７２は、各板状バックヨーク部３１、４１、５１、６１の外側を通るように、回転軸９０の外周方向に巻回される。
【００４１】
同様に、この第１測定ユニット２０においては、インダクタンス検出用のコイルとして、検出用内周コイル８１、検出用外周コイル８２が用いられる。検出用内周コイル８１は、各板状バックヨーク部３１、４１、５１、６１の内側を通るように、励磁用内周コイル７１と平行して巻回される。検出用外周コイル８２は、各板状バックヨーク部３１、４１、５１、６１の外側に、励磁用外周コイル７２と平行して巻回される。なお、これらのコイルは、例えばボビンに巻回させた形態として、これらのコイルが巻回されたボビンを組み込む形で図５、６の形態を実現してもよい、この場合には、励磁用内周コイル７１と検出用内周コイル８１とが巻回されたボビンと、励磁用外周コイル７２と検出用外周コイル８２とが巻回されたボビンの２種類が用いられる。また、励磁用コイルと検出用コイルを分離して４種類のボビンを用い、これらを組み込んでもよい。また、図５、図６においては簡略化のためにこれらの各コイルの巻き数は１回となっているが、実際には多数回巻きの螺旋状とすることが好ましい。
【００４２】
さらに、図６に示すように、第１測定ユニット２０全体は、ハウジング９１（図５では省略）内に収容されており、このハウジング９１の内周面９２が第２の面３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂと一致すべく固定されている。このため、磁気コア３０等、励磁用内周コイル７１等はハウジング９１内でモールド材（図示せず）を用いて固定される。
【００４３】
ハウジング９１は、各コイル、各磁気コアによって形成される磁気回路に影響を与えることがないように、非磁性材料で形成されることが好ましい。この材料としては、例えば耐熱性樹脂材料や、アルミニウム系合金、銅系合金を用いることができる。
【００４４】
ハウジング９１には導出部９３が設けられ、この中に外部回路９４が設けられる。外部回路９４には、励磁用内周コイル７１及び励磁用外周コイル７２と、検出用内周コイル８１及び検出用外周コイル８２が接続される。これにより、励磁用外周コイル７１及び励磁用外周コイル７２に励磁用の電流が供給されると共に、検出用内周コイル８１及び検出用外周コイル８２からの出力信号が得られる。
【００４５】
また、第１測定ユニット２０全体は、ハウジング９１の周囲３箇所に設けられた固定用ボルト穴９５に固定用ボルト（図示せず）を貫通させ、外部の固定箇所（図示せず）にネジ止めすることによって固定される。
【００４６】
この第１測定ユニット２０においては、回転軸９０の軸方法と４５°の角度における透磁率の変化を検出する。これにより、この方向での応力の方向（引張応力または圧縮応力）とその大きさを算出することが可能である。
【００４７】
一方、第２測定ユニット１２０も第１測定ユニット２０と同様の構造を有する。すなわち、ハウジングの内部に図１における磁気コア１と同様の形状の磁気コア１３０、１４０、１５０、１６０を有する。これらは、それぞれ板状バックヨーク部１３１、１４１、１５１、１６１と、２本ずつの脚状ヨーク部１３２、１４２、１５２、１６２と、底面１３３、１４３、１５３、１６３から構成される。それぞれの底面は、第１の面１３３ａ、１４３ａ、１５３ａ、１６３ａと、第２の面１３３ｂ、１４３ｂ、１５３ｂ、１６３ｂとからなる。また、第１測定ユニット２０と同様に、励磁用内周コイル１７１、励磁用外周コイル１７２、検出用内周コイル１８１、検出用外周コイル１８２を有する。
【００４８】
第２測定ユニット１２０において用いられる磁気コア１３０における２本の脚状ヨーク部１３２の中心同士（底面１３３の中心同士）を結ぶ線は回転軸の軸方向と４５°の角度をなすが、前記の第１測定ユニット２０における磁気コア３０における角度とは９０°異なっている。すなわち、第１測定ユニット２０における磁気コア３０により回転軸２０の軸方向に対して＋４５°の方向の応力が検出されるのに対し、第２測定ユニット１２０における磁気コア１３０により−４５°の方向の応力が検出される。磁気コア１４０、１５０、１６０についても同様である。すなわち、この構成の磁気コアを用いることにより、第２測定ユニット１２０によって−４５°の方向の応力が検出される。
【００４９】
このトルクセンサ１０においては、励磁用コイルにより磁場を発生させ、かつ検出用コイルによってインダクタンスの変化を検出することが必要である。このため、このトルクセンサ１０では、励磁用コイルとして、励磁用内周コイル７１と励磁用外周コイル７２の二つのコイルを用いることにより、各磁気コア中に高密度の磁束を発生させている。
【００５０】
これにより、例えば磁気コア３０においては、図５中の９６で示す磁束が誘起される。この磁路はその一部に回転軸９０を含む。磁気コア４０、５０、６０についても同様である。検出用コイルとして、検出用内周コイル８１と検出用外周コイル８２の二つのコイルを用いていてインダクタンスを測定することにより、回転軸９０における透磁率の変化を、そのインダクタンスの変化として検出することができる。このインダクタンスの変化から、第１測定ユニット２０によって、この回転軸９０においてこの磁路の方向である＋４５°方向における応力（第１の応力）が算出できる。同様に、第２測定ユニット１２０によって、−４５°方向における応力（第２の応力）が算出できる。この２種類の応力から、この回転軸９０に加わるトルクが算出される。
【００５１】
このトルクセンサ１０を高感度とするためには、磁気コアと回転軸９０とを近接させ、回転軸９０における被測定個所に磁束が漏れなく入射できることが必要である。これに対しては、第２の面３３ｂ等が各磁気コアに設けられているため、回転軸９０と第２の面との間隔（ｇ）を小さくかつ精度良く保つことが可能である。このため、この磁束の漏れを少なくすることができる。
【００５２】
更に、前記の通り、各磁気コアにおいて第１の面（平面部）３３ａ等を設けたことにより、底面３３等の端部での欠けを抑制することができる。このため、このトルクセンサ１０の感度のばらつきを小さく、再現性良く高感度なものとすることができる。
【００５３】
また、このトルクセンサ１０においては、第１測定ユニット２０及び第２測定ユニット１２０において、同一形状の磁気コアが４個ずつ回転軸の周囲に配置される。例えば、図６において、磁気コア３０を貫通する磁路は、磁気コア３０と回転軸９０中のＣ−Ｃ’間（底面３３間）で構成される。従って、透磁率の変化が検出される箇所は回転軸９０におけるＣ−Ｃ’間である。同様に、他の磁気コア４０、５０、６０によって透磁率の変化が検出される箇所は、底面４３間、底面５３間、底面６３間であるが、これらの磁路は励磁用内周コイル７１、励磁用内周コイル７２に電流を流すことによって形成され、かつこれらの４つの磁気コアを含む磁路におけるインダクタンスの変化が検出用内周コイル８１及び検出用外周コイル８２によって検出される。これにより、４つの検出箇所における透磁率の変化の平均値が得られることになる。これにより、回転軸９０の内部においてその材質の不均質が存在しても、応力の平均値が算出される。従って、高感度にトルクを検出することが可能となる。
【００５４】
これに対して、例えば特開平７−１９０８６６号公報に記載の４本の脚状ヨーク部を有する磁気コアを用いた場合には、単一の磁気コアで＋４５°方向の透磁率変化と−４５°方向の透磁率変化を検出する。このため、この磁気コアを回転軸の周囲に複数個並べる場合には、隣接する磁気コアにおける反対方向の透磁率検出用の磁場の影響が表れるため、高感度の測定が困難である。また、４本足構造における同一の足に励磁用コイルと検出用コイルを巻装するため、これらのコイルの巻き数を増やして高感度化することも困難である。
【００５５】
また、この高感度特性を再現性良く得るためには、前記の通り、磁気コア３０の底面３３等と回転軸９０との距離（ｇ）を小さくし、かつ精度良く設置することが必要である。これに対して、前記の４本足構造を有する従来の磁気コアにおいては、４本の足の底面を精度良く製造する必要があった。このトルクセンサ１０においては、磁気コア３０を設置するに際して考慮すべき底面は２つである。このため、この磁気コアの製造においては高い精度は要求されず、これを所定の間隔で回転軸に近接させて設置することも容易である。すなわち、高感度特性を再現性良く得ることのできるトルクセンサを容易に得ることができる。
【００５６】
このトルクセンサ１０を製造するに際しては、各磁気コア、各コイル、外部回路９４等を金型内に配置し、耐熱性樹脂材料で一体にモールド成型する。この際、固定用の仕切り板を内側（回転軸９０と同じ側）に設け、成型後にこれを除去することにより、特に各磁気コアを精度良く固定することができる。この際には、ハウジング９１と同形状のカバーをハウジング９１に固定しておくことが好ましい。
【００５７】
なお、単一の測定ユニットで用いる同一形状の磁気コアの数は任意である。また、これを設置する間隔（角度）は上記の例では９０°であるが、これも任意であり、等間隔でなくともよい。
【００５８】
（トルクセンサの形態２）
形態２のトルクセンサは、回転軸の周囲方向の磁気コアの数を３個としている。このトルクセンサ（形態２）２１０の側面図が図７である。この側面図は回転軸２９０の軸方向に対して＋４５°方向の応力を測定するユニットのものであり、図６に対応する。この場合、回転軸２９０の円周方向に１２０°の間隔で同一形状の３個の磁気コア（２３０、２４０、２５０）が設置される。また、励磁用内周コイル２７１、励磁用外周コイル２７２、検出用内周コイル２８１、検出用内周コイル２８２が形態１のトルクセンサ１０と同様にハウジング２９１内に設置される。また、外部回路２９４はハウジング２９１の外部に設置される。なお、ここでは＋４５°方向の応力を検出する検出ユニットについてのみ記載されているが、−４５°方向についても同様である。
【００５９】
各磁気コアや各コイルの機能は形態１のトルクセンサ１０と同様であり、このトルクセンサ２１０によっても同様にして回転軸２９０に加わるトルクを小さなばらつきで再現性良く高感度に検出できる。
【００６０】
このトルクセンサ２１０を製造する際には、モールドは行わず、ハウジング２９１内に保持部材を設けることによって各磁気コア、各コイルを固定する。このため、ハウジング２９１内に、磁気コア保持部材２９６、外周コイル保持部材２９７、内周コイル保持部材２９８を設けている。ハウジング２９１内に予めこれらの保持部材を設け、これらと各磁気コア、各コイルとを接着剤で固定することにより、このトルクセンサ２１０を製造することができる。保持部材を用いて各磁気コア、各コイルが固定されるため、高い量産性かつ高精度でこのトルクセンサ２１０を製造することができる。磁気コア保持部材２９６、外周コイル保持部材２９７、内周コイル保持部材２９８は、ハウジング２９１と同様に非磁性材料で構成されていることが好ましい。また、これらは例えばハウジング２９１内に接着剤で固定されていてもよいし、ハウジング２９１と一体成型されていてもよい。
【００６１】
（トルクセンサの形態３）
図８は、図１に示す磁気コアを利用したトルクセンサの他の形態を示す正面図である。図８は回転軸に垂直な向きからみた正面図であり、この方向は図５に相当する。なお、ハウジング等については図５と同様であるため、省略している。また、＋４５°方向の応力を測定するユニットのみについて記載するが、−４５°方向の応力を測定するユニットについても、磁気コアにおける脚状ヨークの配置以外については同様である。
【００６２】
このトルクセンサ３１０においても、図１の形状の磁気コア３３０、３４０、３５０が回転軸３９０の周囲に設置されている。なお、図には記載されていないが、回転軸３９０を挟んで磁気コア３４０の反対側には同様の磁気コア３６０も同様に設置されており、これに関わる他の構成要素についても同様である。これらの磁気コアは、それぞれ板状バックヨーク部、脚状ヨーク部、底面、第１の面、第２の面を有しており、底面（第２の面）と回転軸３９０との位置関係も図５、６（形態１）の場合と同様であるため、詳細は省略する。また、各磁気コアにおける２本の脚状ヨーク部の底面の中心を結ぶ線は全て同一の方向となり、この方向（＋４５°）における透磁率の変化が検出される。
【００６３】
形態１のトルクセンサ（図５、図６）と異なるのは、励磁用コイル及び検出用コイルの形態である。このトルクセンサ３１０においては、各磁気コア毎に励磁用コイル及び検出用コイルが設けられる。例えば、磁気コア３３０においては、図８中の左側の脚状ヨーク部３３１に励磁用コイル３３２が巻回される。また、図８中の右側の脚状ヨーク部３３３に検出用コイル３３４が巻回される。なお、図８中では簡略化されているが、励磁用コイル３３２及び検出用コイル３３４の巻き数は多数回であり、脚状ヨーク部３３１、３３３のほぼ全長にわたりこれらを形成することができる。また、同図中では励磁用コイル３３２等は脚状ヨーク３３１等を取り巻く環状に記載してあるが、実際には脚状ヨーク３３１等を多数回巻いた螺旋状とすることが好ましい。磁気コア３４０、３５０、３６０についても同様の構成であり、左側の脚状ヨーク部３４１、３５１、３６１に励磁用コイル３４２、３５２、３６２がそれぞれ巻回され、右側の脚状ヨーク部３４３、３５３、３６３に励磁用コイル３４４、３５４、３６４がそれぞれ巻回される。
【００６４】
磁気コア３３０においては、励磁用コイル３３２に電流を流すことにより、発生した磁場によって磁気コアに磁束３３５が流れる。すなわち、図８中で磁気コア３３０中を反時計回りに貫通し、下側で回転軸３９０の一部を通過する磁路が形成される。これにより、回転軸３９０のこの部分での透磁率が変化すれば、検出用コイル３３４によってインダクタンスの変化が検出される。
【００６５】
回転軸３９０における一つの磁気コアに近接した箇所では、回転軸の軸方向に対して＋４５°の角度をもった磁路が誘起され、これによりこの方向での透磁率変化が検出できる。この際に、各脚状ヨーク部の底面に第２の面を設けたことにより、磁気コア３３０等の底面を精度良く回転軸３９０に近接させ、これにより磁束の漏れを少なくすることができ、第１の面も設けたことによって、この底面の端部における欠けを抑制して測定の再現性も高めることができる。これらの点については形態１、形態２のトルクセンサと同様である。
【００６６】
一方、このトルクセンサ３１０においては、励磁用コイルを脚状ヨーク部の長さ方向にわたって巻回することができるため、各磁気コアにおける励磁用コイルの巻き数を多くすることができる。これにより、各磁気コアに対応して強い磁場を少ない電流で得ることができる。また、同様に検出用コイルの巻き数も多くすることができるため、インダクタンスの変化も敏感に検出することが可能となる。従って、回転軸３９０の透磁率変化が高感度に検出でき、応力が高感度に検出できる。
【００６７】
以上の構成は他の磁気コア３４０、３５０、３６０についても同様であり、同様に励磁用コイル３４２、３５２、３６２、及び検出用コイル３４４、３５４、３６４が設置される。これらの磁気コアにおける２本の脚状ヨーク部を結ぶ線が回転軸３９０の軸方法となす角度も、磁気コア３３０と同様に＋４５°である。従って、検出用コイル３３４、３４４、３５４、３６４からの出力の総和より、この回転軸３９０の周囲方向に対しての平均的な透磁率変化が測定され、高感度にトルクを検出することが可能となる。
【００６８】
なお、各励磁用コイルを直列に接続して電流を供給してもよいし、並列にして個別に電流を供給してもよい。検出用コイルについても同様で、直列に接続して単一の出力を取ってもよいし、並列にして個別の出力をとってから、これを積分してもよい。
【００６９】
なお、形態３のトルクセンサにおいても、上記の構成を＋４５°方向の応力を測定する第１測定ユニットとし、形態１のトルクセンサと同様に、脚状ヨークの配置が異なる磁気コアを同様に用いて−４５°方向の応力を測定する第２測定ユニットを同様に設けることが好ましい。
【００７０】
（トルクセンサの形態４）
図９は、図１に示す磁気コアを利用したトルクセンサ４１０の他の形態を示す正面図である。図９は回転軸４９０の軸方向に垂直な向きからみた正面図であり、この方向は図５に相当する。なお、ハウジング等については図６と同様であるため、省略している。
【００７１】
このトルクセンサ４１０においても、図１と同様の形状の磁気コア４３０、４４０が回転軸４９０の周囲（図９中の上下）に設置されている。これらの磁気コアは、それぞれ板状バックヨーク部、脚状ヨーク部、底面、第１の面、第２の面を有している。これらには、形態３のトルクセンサと同様に、励磁用コイル４３２、４４２、検出用コイル４３４、４４４が設置される。ただし、２本の脚状ヨークにおける底面の中心を結ぶ線の方向は磁気コア４３０と４４０とでは９０°異なる。すなわち、磁気コア４３０における脚状ヨーク部４３１と４３３の底面の中心を結ぶ線と、磁気コア４４０における脚状ヨーク４４１と４４３の底面の中心を結ぶ線は直交する。このため、この場合に磁気コア４３０中の磁束４３５と磁気コア４４０中の磁束４４５は、回転軸４９０中では直交の関係となる。これにより、磁気コア４３０側では＋４５°方向の応力が測定され、磁気コア４４０側では−４５°方向の応力が測定される。なお、この場合には検出用コイル４３４と４４４の出力は別個に読み出す必要がある。
【００７２】
すなわち、このトルクセンサ４１０においては、回転軸４９０において、軸方向の同じ箇所において、＋４５°方向と−４５°方向の応力を測定することができる。すなわち、第１の検出部と第２の検出部を設ける必要がないため、小型のトルクセンサを実現することができる。
【００７３】
この場合においても、図１の形状の磁気コアが用いられ、かつ形態３のトルクセンサと同様に、励磁用コイル４３２、４４２、検出用コイル４３４、４４４の巻き数を多く取ることができるため、再現性よく高感度にトルクを検出することが可能である。
【００７４】
ただし、この場合には磁気コア４３０に係る磁場と磁気コア４４０に係る磁場とが干渉しない構成とすることが好ましい。このため、これらを近接させず、図９に示すように、回転軸４９０の回転方向における位相差が１８０°の関係（上下または左右の関係）となる箇所に設置することが好ましい。これにより、＋４５°方向の応力と−４５°方向の応力とを別個に高感度に検出することが可能となり、高感度にトルクを検出することが可能となる。
【００７５】
なお、本発明は上記の形態１〜形態４の構成のトルクセンサに限定されない。この磁気コアと回転軸を含む磁路に磁束が流れ、回転軸における透磁率の変化をインダクタンスの変化として検出できる構成であれば、同様の効果が得られることは明らかである。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【００７７】
図５、６に示す形態のトルクセンサを作成し、その感度を調べた。ここで、トルクを検出した回転軸は１８ｍｍφのＮｉ−Ｃｒ鋼鋼材である。磁気コアの材質はＭｎ−Ｚｎ系フェライトとし、前記の方法で製造した。磁気コアは図１の形状とし、板状バックヨーク部は１５ｍｍ×２０ｍｍ×１０ｍｍ厚の矩形形状とした。脚状ヨーク部の断面は７．５ｍｍ×１０ｍｍの矩形形状とし、長さは１０ｍｍとした。ここで、脚状ヨークの底面は第１の面と第２の面とからなるが、この比率を変えた磁気コアを作成し、それぞれの感度を測定した。第１の面と第２の面との分割線は、７．５ｍｍの長さの辺に垂直に形成した。第２の面の曲率半径は、１０．０ｍｍとし、前記の回転軸との間隔ｇは１．０ｍｍとした。また、各磁気コアを製造した際に欠けが発生したか否かを調べた。
【００７８】
励磁用内周コイル及び励磁用外周コイルは、材質をエナメル線とし、、巻き数は励磁用で１００ターン、検出用で２００ターンとした。このトルクセンサにおいて励磁用内周コイル及び励磁用外周コイルに流した励磁電流は３０ｍＡ、励磁周波数は２０ｋＨｚとして、回転軸に加わるトルクが７０Ｎ・ｍ程度の場合（プラスの回転方向で７０Ｎ・ｍ、マイナスの回転方向で７０Ｎ・ｍ加わる状態）の測定を行った。
【００７９】
ここで、第１の面と第２の面との関係を表現する方法は複数ある。その一つは、図２において底面における第１の面を基準とした場合の第２の面の最大深さｄｆである。この場合、この最大深さｄｆが大きいほど第２の面の比率が高いことになる。また、（第１の面方向における第２の面の投影面積）／（第１の面方向における第２の面の投影面積＋第１の面の面積）で表してもよい。この比率は、例えば図２におけるこれらの面の幅の比Ｘｆ／（Ｘｆ＋Ｘｓ）に等しい。この実施例の場合、Ｘｆ＋Ｘｓ＝７．５ｍｍである。
【００８０】
表１に、これらの磁気コアを製造した際に欠けが発生したか否かを調べた結果と、このトルクセンサの感度を測定した結果とを示す。ここで、第１の面と第２の面との比率は、第２の面の最大深さｄｆと、比Ｘｆ／（Ｘｆ＋Ｘｓ）の両方で示してある。また、欠けの発生については、欠けありの場合を×、欠けが全く発生しなかった場合を○とした。
【００８１】
【表１】
2008203165.tif 000003
【００８２】
この結果から、磁気コアの脚状ヨークの底面において第２の面の比率を高くすることにより感度は高くなるが、第１の面（平坦部）を設けないと、欠けが発生することがわかった。すなわち、この最大深さｄｆが０．３２ｍｍ未満、または比Ｘｆ／（Ｘｆ＋Ｘｓ）が３３％未満では、トルク検出の感度が０．１ｍＶ／Ｎｍ以下と低くなった。一方、最大深さｄｆが２ｍｍより大きいか、または比Ｘｆ／（Ｘｆ＋Ｘｓ）が８０％よりも大きいと磁気コアに欠けが発生したために、ばらつきが大きくなり、再現性の良い測定結果は得られなかった。従って、この最大深さｄｆは０．３２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲、または比Ｘｆ／（Ｘｆ＋Ｘｓ）が３３％〜８０％の範囲であることが好ましい。なお、試料１において欠けが発生した場合、感動は０．２７より低くなった。欠けが多く発生するため、ロット間でのコアのばらつきが大きく、トルクセンサを構成したところ、出力の零点変動を抑制することは困難であった。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態の磁気コアの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の磁気コアの一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の磁気コアの他の一例を示す３面図である。
【図４】本発明の実施の形態の磁気コアの他の一例を示す３面図である。
【図５】本発明の実施の形態（形態１）のトルクセンサの、回転軸に垂直な向きからみた正面図である。
【図６】本発明の実施の形態（形態１）のトルクセンサの、回転軸の軸方向に平行な方向における側面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態（形態２）のトルクセンサの、回転軸の軸方向に平行な方向における側面図である。
【図８】本発明の実施の形態（形態３）のトルクセンサの、回転軸に垂直な向きからみた正面図である。
【図９】本発明の実施の形態（形態４）のトルクセンサの、回転軸に垂直な向きからみた正面図である。
【図１０】従来のトルクセンサの例の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、５、３０、４０、５０、６０、１３０、１４０、１５０、１６０、２３０、２４０、２５０、３３０．３４０、３５０、３６０、４３０、４４０、５０５〜５０８、５１０  磁気コア
２、６、３１、４１、５１、６１、１３１、１４１、１５１、１６１  板状バックヨーク部
３、７、３２、４２、５２、６２、１３２、１４２、１５２、１６２、２３２、２４２、２５２、２６２、３３１、３３３、３４１、３４３、３５１、３５３、３６１、３６３、４３１、４３３、４４１、４４３  脚状ヨーク部
４、８、３３、４３、５３、６３、１３３、１４３、１５３、１６３  底面
４ａ、８ａ、３３ａ、４３ａ、５３ａ、６３ａ、１３３ａ、１４３ａ、１５３ａ、１６３ａ  第１の面
４ｂ、８ｂ、３３ｂ、４３ｂ、５３ｂ、６３ｂ、１３３ｂ、１４３ｂ、１５３ｂ、１６３ｂ  第２の面
９、９０、２９０、３９０、４９０、５０２  回転軸
１０、２１０、３１０、４１０  トルクセンサ
２０  第１測定ユニット（第１の検出部）
７１、１７１、２７１  励磁用内周コイル
７２、１７２、２７２  励磁用外周コイル
８１、１８１、２８１  検出用内周コイル
８２、１８２、２８２  検出用外周コイル
９１、２９１  ハウジング
９２、２９２  内周面
９３、２９３  導出部
９４、２９４  外部回路
９５  固定用ボルト穴
９６、１９６  磁束
１２０  第２測定ユニット（第２の検出部）
２９６  磁気コア保持部材
２９７  外周コイル保持部材
２９８  内周コイル保持部材
３３２、３４２、３５２、３６２、４３２、４４２  励磁用コイル
３３４、３４４、３５４、３６４、４３４、４４４  検出用コイル
５２０〜５２２、５３０〜５３２  コイル
【図１】
2008203165.tif 000004
【図２】
2008203165.tif 000005
【図３】
2008203165.tif 000006
【図４】
2008203165.tif 000007
【図５】
2008203165.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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