(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを負荷される被検出部材に設けられ、前記トルクに応じた捩り応力が加わる事により透磁率を変化させる被検出部に対向する、複数のコイル層を備え、
前記各コイル層は、前記被検出部との対向方向に積層配置されており、
前記各コイル層は、それぞれ複数個の検出コイルを備えており、
前記各コイル層を構成する各検出コイルのうちの一部の検出コイルから成る４つのインピーダンス部を四辺に配置したブリッジ回路と、前記各コイル層を構成する各検出コイルのうちの残りの検出コイルから成る４つのインピーダンス部を四辺に配置したブリッジ回路とが構成されており、
前記各ブリッジ回路は、交流電圧を印加した状態で、前記被検出部材に負荷されるトルクに応じた中点電位差をそれぞれ発生するものである
トルク測定用センサであって、
前記コイル層の総数が８つであり、
前記インピーダンス部が前記コイル層ごとに１つずつ構成されている、
トルク測定用センサ。
【請求項２】
トルクを負荷される被検出部材に設けられ、前記トルクに応じた捩り応力が加わる事により透磁率を変化させる被検出部に対向する、複数のコイル層を備え、
前記各コイル層は、前記被検出部との対向方向に積層配置されており、
前記各コイル層のそれぞれは、前記被検出部材の円周方向に並べて配置された複数個の検出コイルを備えており、
前記各コイル層を構成する各検出コイルのうちの一部の検出コイルから成る４つのインピーダンス部を四辺に配置したブリッジ回路と、前記各コイル層を構成する各検出コイルのうちの残りの検出コイルから成る４つのインピーダンス部を四辺に配置したブリッジ回路とが構成されており、
前記各ブリッジ回路は、交流電圧を印加した状態で、前記被検出部材に負荷されるトルクに応じた中点電位差をそれぞれ発生するものである
トルク測定用センサであって、
前記コイル層の総数が４つであり、
前記インピーダンス部が前記コイル層ごとに２つずつ構成されている、
トルク測定用センサ。
【請求項３】
軸受と、
前記軸受のうち、使用時にも回転しない部分に対して支持された、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトルク測定用センサとを備えた
センサ付軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機械装置に組み込んで使用され、被検出部材に加わるトルクを測定可能とした磁歪式のトルク測定用センサ、及び、センサ付軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の分野では、近年、パワートレイン（動力伝達機構）を構成するトルク伝達部材により伝達しているトルクを測定し、その測定結果を利用して動力源（エンジン、電動モータ）の出力制御や変速機の変速制御を実行するシステムの開発が進んでいる。
【０００３】
一方、特許文献１には、回転軸により伝達しているトルクを、前記回転軸に生じる逆磁歪効果を利用して測定する、磁歪式のトルク測定用センサが記載されている。この様な特許文献１に記載されたトルク測定用センサは、前記回転軸に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを増大させる複数ずつの検出コイルから成る１対のインピーダンス部と、前記回転軸に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを減少させる複数ずつの検出コイルから成る１対のインピーダンス部との、合計４つのインピーダンス部を四辺に配置した、ブリッジ回路を備えている。そして、前記ブリッジ回路に交流電圧を印加した状態での、前記ブリッジ回路の中点電位差に基づいて、前記トルクを測定できる様にしている。
【０００４】
前記特許文献１に記載されたトルク測定用センサの場合には、前記ブリッジ回路が故障すると、トルク測定を継続する事ができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４８８８０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、磁歪式のトルク測定用センサに関して、１つのブリッジ回路が故障した場合でも、トルク測定を継続して行える構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトルク測定用センサは、トルクを負荷される被検出部材に設けられ、前記トルクに応じた捩り応力が加わる事により透磁率を変化させる被検出部に対向する、複数のコイル層を備える。
前記各コイル層は、前記被検出部との対向方向に積層配置されている。
又、前記各コイル層は、それぞれ（例えば、前記被検出部材の円周方向に並べて配置された）複数個の検出コイルを備えている。
又、前記各コイル層を構成する各検出コイルのうちの一部の検出コイルから成る４つのインピーダンス部を四辺に配置したブリッジ回路と、前記各コイル層を構成する各検出コイルのうちの残りの検出コイルから成る４つのインピーダンス部を四辺に配置したブリッジ回路とが構成されている。
そして、前記各ブリッジ回路は、交流電圧を印加した状態で、前記被検出部材に負荷されるトルクに応じた中点電位差をそれぞれ発生する。
【０００８】
本発明のトルク測定用センサの第１の態様では、前記コイル層の総数を８つにすると共に、前記インピーダンス部を前記コイル層ごとに１つずつ構成する。
この場合には、例えば、前記各ブリッジ回路に関して、４つのインピーダンス部（４つのコイル層）のうち、２つのインピーダンス部を構成する（２つのコイル層を構成する）各検出コイルを、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを増大させるものとし、残りの２つのインピーダンス部を構成する（残りの２つのコイル層を構成する）各検出コイルを、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを減少させるものとする事ができる。
【０００９】
又、本発明のトルク測定用センサの第２の態様では、前記コイル層の総数を４つにすると共に、前記インピーダンス部を前記コイル層ごとに２つずつ構成する。
この場合には、例えば、前記各ブリッジ回路に関して、４つのインピーダンス部（２つのコイル層）のうち、２つのインピーダンス部を構成する（１つのコイル層を構成する）各検出コイルを、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを増大させるものとし、残りの２つのインピーダンス部を構成する（残りの１つのコイル層を構成する）各検出コイルを、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを減少させるものとする事ができる。
【００１０】
又、本発明のトルク測定用センサを実施する場合に、前記各コイル層を、前記被検出部材の軸方向側面に設けられた前記被検出部に対し、前記被検出部材の軸方向に対向させるものとする場合には、例えば、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを増大させる検出コイルを、前記被検出部材の中心軸を中心とする放射方向に対し、前記放射方向の外側に向かう程、前記被検出部材の円周方向片側に向かう方向に（好ましくは４０〜５０゜、より好ましくは４５゜）傾斜した片側傾斜辺部を有するものとする事ができる。これと共に、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを減少させる検出コイルを、前記被検出部材の中心軸を中心とする放射方向に対し、前記放射方向の外側に向かう程、前記被検出部材の円周方向他側に向かう方向に（好ましくは４０〜５０゜、より好ましくは４５゜）傾斜した他側傾斜辺部を有するものとする事ができる。
【００１１】
又、本発明のトルク測定用センサを実施する場合に、前記各コイル層を、前記被検出部材の周面に設けられた前記被検出部に対し、前記被検出部材の中心軸を中心とする放射方向（径方向）に対向させるものとする場合には、例えば、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを増大させる検出コイルを、前記被検出部材の軸方向に対し、前記軸方向の片側に向かう程、前記被検出部材の円周方向片側に向かう方向に（好ましくは４０〜５０゜、より好ましくは４５゜）傾斜した片側傾斜辺部を有するものとする事ができる。これと共に、前記被検出部材に所定方向のトルクが負荷された場合にインダクタンスを減少させる検出コイルを、前記被検出部材の軸方向に対し、前記軸方向の片側に向かう程、前記被検出部材の円周方向他側に向かう方向に（好ましくは４０〜５０゜、より好ましくは４５゜）傾斜した他側傾斜辺部を有するものとする事ができる。
【００１２】
又、本発明のセンサ付軸受は、軸受と、前記軸受のうち、使用時にも回転しない部分（例えば、静止輪）に対して支持された、上述の様な本発明のトルク測定用センサとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明のトルク測定用センサ及びセンサ付軸受の場合には、トルクを測定する為のブリッジ回路を２つ備えている。この為、何れか一方のブリッジ回路が故障した場合でも、他方のブリッジ回路により、トルクの測定を継続する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例に関する、トルク測定用センサを使用状態で模式的に示す断面図。
【図２】同じく、トルク測定用センサの検出部を構成する８つのコイル層を、図１の右方から見た図。
【図３】同じく、トルク測定用センサの検出部を構成する８つのコイル層の分解斜視図。
【図４】同じく、第一〜第四コイル層をそれぞれ単体の状態で図１の右方から見た図。
【図５】同じく、図４の（Ａ）（Ｄ）の上端部を拡大して示す図（Ａ）、及び、図４の（Ｂ）（Ｃ）の上端部を拡大して示す図（Ｂ）。
【図６】同じく、トルク測定用センサを構成する２つのブリッジ回路を示す図。
【図７】本発明の実施の形態の第２例に関する、トルク測定用センサを使用状態で模式的に示す断面図。
【図８】同じく、トルク測定用センサの検出部を構成する４つのコイル層を、図７の右方から見た図。
【図９】同じく、トルク測定用センサの検出部を構成する４つのコイル層の分解斜視図。
【図１０】同じく、第一、第二コイル層をそれぞれ単体の状態で図７の右方から見た図。
【図１１】本発明の実施の形態の第３例に関する、図１０と同様の図。
【図１２】本発明の実施の形態の第４例に関する、一部を省略して示す半部断面図。
【図１３】本発明の実施の形態の第５例に関する、一部を省略して示す半部断面図。
【図１４】本発明の実施の形態の第６例に関する、トルク測定用センサを使用状態で径方向外側から見た図（Ａ）、及び、（Ａ）を右方から見た図（Ｂ）。
【図１５】同じく、トルク測定用センサの検出部を構成する８つのコイル層を、径方向外側から見た展開図。
【図１６】同じく、第一〜第四コイル層をそれぞれ単体の状態で径方向外側から見た展開図。
【図１７】本発明の実施の形態の第７例に関する、トルク測定用センサを使用状態で径方向外側から見た図（Ａ）、及び、（Ａ）を右方から見た図（Ｂ）。
【図１８】同じく、トルク測定用センサの検出部を構成する４つのコイル層を、径方向外側から見た展開図。
【図１９】同じく、第一、第二コイル層をそれぞれ単体の状態で径方向外側から見た展開図。
【図２０】本発明の実施の形態の第８例に関する、図１９と同様の図。
【図２１】本発明の実施の形態の第９例に関する、一部を省略して示す半部断面図。
【図２２】本発明の実施の形態の第１０例に関する、一部を省略して示す半部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜６を参照しつつ説明する。
本例のトルク測定用センサ１は、例えば図１に略示する様な被検出部材２と共に、トルク測定装置を構成する。
【００１６】
前記被検出部材２は、各種機械装置を構成する（例えば、自動車のパワートレインを構成する）、歯車、プーリ、フライホイール、スプロケット、継手用フランジ、或いは、エンジンのクランクシャフトとトルクコンバータのケースとをトルク伝達可能に連結するドライブプレート等の、トルクを負荷される（伝達する）円盤状の部材であり、所定の使用箇所に組み付けられている。前記被検出部材２は、被検出部３を有しており、且つ、少なくとも前記被検出部３を含む一部分又は全体を、磁歪特性を有する材料により造られている。特に、本例の場合には、前記磁歪特性を有する材料として、磁歪特性の良い鉄鋼｛純鉄や、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、ＳＮＣＭ（ニッケルクロムモリブデン鋼）等の鉄系合金鋼や、炭素鋼｝を使用している。又、本例の場合には、前記被検出部材２の軸方向片側面（図１の右側面）の径方向一部分（図１の点Ｐ、Ｑ同士の間に挟まれた、前記被検出部材２と同軸の部分）を、円周方向及び径方向に関して軸方向位置が変化しない円輪状の被検出部３としている。
【００１７】
又、前記トルク測定用センサ１は、円輪状の検出部４と、前記検出部４を含んで構成される１対のブリッジ回路５ａ、５ｂ（図６）とを備えている。この様なトルク測定用センサ１は、前記検出部４を前記被検出部３と同軸に配置すると共に、前記検出部４を前記被検出部３に対し軸方向に近接対向させた（全周に亙り軸方向間隔を一定とした）状態で、ハウジング等の使用時にも回転しない部分に支持されている。
【００１８】
前記検出部４は、８つのコイル層（第一〜第四コイル層６〜９、及び、第一〜第四コイル層６〜９）を備える。これら８つのコイル層（第一〜第四コイル層６〜９、及び、第一〜第四コイル層６〜９）は、それぞれ円輪状に構成されると共に、互いに同軸に配置された状態で、軸方向に積層配置されている。これら８つのコイル層（第一〜第四コイル層６〜９、及び、第一〜第四コイル層６〜９）のうち、前記被検出部３に近い側（図１の左側）に位置する４つのコイル層（第一〜第四コイル層６〜９）から成る一方のコイル層グループと、前記被検出部３から遠い側（図１の右側）に位置する４つのコイル層（第一〜第四コイル層６〜９）から成る他方のコイル層グループとは、前記被検出部３からの軸方向距離が異なる点以外は、互いに同じ構成を有している。この為、本例の場合には、便宜上、前記一方のコイル層グループを構成する第一〜第四コイル層と、前記他方のコイル層グループを構成する第一〜第四コイル層とを、同じ符号６〜９で表す事にする。
又、前記両ブリッジ回路５ａ、５ｂのうち、一方のブリッジ回路５ａは、前記一方のコイル層グループに就いて構成されており、他方のブリッジ回路５ｂは、前記他方のコイル層グループに就いて構成されている。
【００１９】
前記両コイル層グループを構成する、前記第一〜第四コイル層６〜９は、軸方向に関して前記被検出部３に近い側から、第一コイル層６、第二コイル層７、第三コイル層８、第四コイル層９の順に並べた状態で積層配置されている。又、前記第一コイル層６と前記第二コイル層７とは、図示しない１枚の基板（フレキシブル基板を含む）の片側面と他側面とに分けて成形されている。又、前記第三コイル層８と前記第四コイル層９とは、図示しない別の１枚の基板（フレキシブル基板を含む）の片側面と他側面とに分けて成形されている。又、前記第二コイル層７と前記第三コイル層８との間には、図示しない絶縁層が設けられている。更に、前記一方のコイル層グループの第四コイル層９と、前記他方のコイル層グループの第一コイル層６との間にも、図示しない絶縁層が設けられている。
【００２０】
又、図４の（Ａ）｛（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）｝に示す様に、前記第一コイル層６（前記第二コイル層７、前記第三コイル層８、前記第四コイル層９）は、複数個の第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）を備える。これら各第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）は、それぞれの軸方向を前記被検出部３の軸方向に一致させた状態で、前記被検出部３と軸方向に対向可能な円周上に、円周方向に関して等ピッチに並べて配置されている。又、前記各第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）は、円周方向に隣り合うもの同士｛但し、円周方向の何れか１箇所で互いに隣り合う１対の第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）同士を除く。｝がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第一インピーダンス部１８（第二インピーダンス部１９、第三インピーダンス部２０、第四インピーダンス部２１）を構成している。尚、図２〜５では、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）同士を接続する配線（ビアを含む配線構造）の図示を省略している。
【００２１】
尚、前記第一コイル層６を構成する第一検出コイル１０、１０の総数と、前記第二コイル層７を構成する第二検出コイル１１、１１の総数と、前記第三コイル層８を構成する第三検出コイル１２、１２の総数と、前記第四コイル層９を構成する第四検出コイル１３、１３の総数とを、互いに等しくしている。又、本例の場合には、前記第一〜第四コイル層６〜９同士で、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３の円周方向に関する配置の位相を互いに一致させている。
【００２２】
又、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３の平面視形状（軸方向から見た形状）は、それぞれ略菱形である。即ち、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３は、前記第一〜第四コイル層６〜９の径方向に関して両側に存在する１対の径方向側辺部（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）、（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）と、前記第一〜第四コイル層６〜９の円周方向に関して両側に存在する１対の円周方向側辺部（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）とを備える。このうちの各径方向側辺部（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）、（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）の平面視形状は、それぞれ前記第一〜第四コイル層６〜９の中心軸を中心とする円弧状、又は、当該円弧に接する直線状になっている。又、前記各円周方向側辺部（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）の平面視形状は、それぞれ前記第一〜第四コイル層６〜９の中心軸を中心とする放射方向に対し、４５゜傾斜した直線状になっている。但し、前記第一、第四各検出コイル１０、１３を構成する円周方向側辺部（１６ａ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｄ）と、前記第二、第三各検出コイル１１、１２を構成する円周方向側辺部（１６ｂ、１６ｃ）、（１７ｂ、１７ｃ）とで、前記放射方向に対する４５゜の傾斜方向が、互いに逆になっている。即ち、前記第一、第四各検出コイル１０、１３を構成する円周方向側辺部（１６ａ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｄ）は、前記放射方向に対し、前記放射方向の外側に向かう程円周方向片側（図２〜５の時計方向）に向かう方向に４５゜傾斜（前記放射方向に対し＋４５゜傾斜）している。これに対し、前記第二、第三各検出コイル１１、１２を構成する円周方向側辺部（１６ｂ、１６ｃ）、（１７ｂ、１７ｃ）は、前記放射方向に対し、前記放射方向の外側に向かう程円周方向他側（図２〜５の反時計方向）に向かう方向に４５゜傾斜（前記放射方向に対し−４５゜傾斜）している。
【００２３】
前記第一〜第四コイル層６〜９を構成する第一〜第四検出コイル１０〜１３は、互いの電気的な接触（短絡）を防止された状態で、円輪板状や円板状等の平板状に形成された、前記各基板の片側面及び他側面に支持固定されている。尚、前記各基板をフレキシブル基板とする場合には、前記フレキシブル基板を、例えば非導電性を有すると共に前記検出部４の形状を保持する為に必要な強度を備えた円輪板状や円板状等の支持部材の側面（前記被検出部３と対向する側面）に固定する事ができる。又、図示は省略するが、前記第一〜第四コイル層６〜９の背面側（軸方向に関して前記被検出部３と反対側である、図１の右側）に、円輪板状や円板状等の磁心を隣接配置する事もできる。又、前記磁心を、前記支持部材とする事もできる。
【００２４】
又、前述した様に、前記両ブリッジ回路５ａ、５ｂのうち、一方のブリッジ回路５ａは、前記一方のコイル層グループに就いて構成されており、他方のブリッジ回路５ｂは、前記他方のコイル層グループに就いて構成されている。これら両ブリッジ回路５ａ、５ｂはそれぞれ、図６に示す様に、ブリッジ部２２と、発振器２３と、ロックイン増幅器２４とを備えている。
【００２５】
このうちのブリッジ部２２は、前記第一インピーダンス部１８と前記第三インピーダンス部２０とを直列に接続したものと、前記第二インピーダンス部１９と前記第四インピーダンス部２１とを直列に接続したものとを、並列に接続して成る回路要素である。本例の場合、前記ブリッジ部２２の２組の対向辺（α、β）（γ、δ）のうち、１組の対向辺α、βに、前記第一インピーダンス部１８と前記第二インピーダンス部１９とが配置されており、他の１組の対向辺γ、δに、前記第三インピーダンス部２０と前記第四インピーダンス部２１とが配置されている。
【００２６】
又、前記発振器２３は、前記ブリッジ部２２の両端に交流電圧を印加するものである。
又、前記ロックイン増幅器２４は、前記ブリッジ部２２の中点電位差（二辺α、γ同士の間の点Ｘと、二辺β、δ同士の間の点Ｙとの間の電位差）を検出・増幅して出力Ｖを発生するものである。尚、本発明を実施する場合、前記中点電位差を検出する電位差検出素子としては、ロックイン増幅器２４以外のものを使用する事もできる。
又、本例の場合、前記発振器２３及び前記ロックイン増幅器２４は、前記第一〜第四コイル層６〜９を支持固定した各基板のうちの何れかの基板に支持固定されている。但し、本発明を実施する場合、前記発振器２３及び前記ロックイン増幅器２４は、前記第一〜第四コイル層６〜９を支持固定した各基板とは異なる基板等に支持固定する事もできる。
【００２７】
又、本例の場合、前記発振器２３により、前記ブリッジ部２２の両端に交流電圧を印加する事によって、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１（前記第一〜第四検出コイル１０〜１３）に交流電流を流した場合に、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）を流れる電流の向きが、図４の（Ａ）（Ｄ）及び図５の（Ａ）に矢印イ、ロで示す様に、又は、図４の（Ｂ）（Ｃ）及び図５の（Ｂ）に矢印ハ、二で示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。これにより、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０、１０（第二検出コイル１１、１１、第三検出コイル１２、１２、第四検出コイル１３、１３）のうち、円周方向に隣接配置された互いの円周方向側辺部１６ａ、１７ａ｛（１６ｂ、１７ｂ）（１６ｃ、１７ｃ）（１６ｄ、１７ｄ）｝を流れる電流の向きが、互いに同じ向きとなる様にしている。本例の場合には、以上の様な電流の流れ（向き）を実現する為に、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３に関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う検出コイル同士の直列接続の仕方を規制している。又、本例の場合、前記被検出部材２にトルクが負荷されていない中立状態では、前記ブリッジ部２２が平衡状態（中点電位差が０の状態）となる様に、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１の構成を規制している。
【００２８】
上述の様に構成する本例のトルク測定装置の場合、使用時には、前記両ブリッジ回路５ａ、５ｂのそれぞれに関して、前記発振器２３により、前記ブリッジ部２２の両端に交流電圧を印加する事によって、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１（前記第一〜第四検出コイル１０〜１３）に交流電流を流す事により、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３の周囲に磁場を発生させる。この状態で、前記被検出部材２にトルクＴが負荷されると、前記ブリッジ部２２の平衡状態が崩れて、前記ブリッジ部２２の中点電位差が、前記トルクＴに応じた分だけ変化する。この点に就いて、以下、具体的に説明する。
【００２９】
先ず、前記被検出部材２に、図５に示す様なトルクＴが負荷されると、前記被検出部３には、前記トルクＴに応じた捩り応力が加わる。即ち、前記被検出部３には、前記被検出部材２の中心軸を中心とする放射方向に対して＋４５゜方向の引っ張り応力（＋σ）と、前記放射方向に対して−４５゜方向の圧縮応力（−σ）とが作用する。そして、前記引っ張り応力（＋σ）が作用する方向である＋４５゜方向では、前記被検出部３の透磁率が増加し、前記圧縮応力（−σ）が作用する方向である−４５゜方向では、前記被検出部３の透磁率が減少する（逆磁歪効果）。
【００３０】
一方、前記トルク測定用センサ１の検出部４を構成する（前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１を構成する）、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３のうち、第一、第四検出コイル（＋４５゜コイル）１０、１３の円周方向側辺部（１６ａ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｄ）は、前記第一、第四コイル層６、９の中心軸（前記被検出部３の中心軸）を中心とする放射方向に対して＋４５゜傾斜している。即ち、前記第一、第四検出コイル１０、１３の円周方向側辺部（１６ａ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｄ）は、前記被検出部３の透磁率が減少する方向（前記放射方向に対して−４５゜方向）を磁束が通過する様に（前記第一、第四検出コイル１０、１３のインダクタンスが減少する様に）設置されている。これに対し、前記第二、第三検出コイル（−４５゜コイル）１１、１２の円周方向側辺部（１６ｂ、１６ｃ）、（１７ｂ、１７ｃ）は、前記第二、第三コイル層７、８の中心軸（前記被検出部３の中心軸）を中心とする放射方向に対して−４５゜傾斜している。即ち、前記第二、第三検出コイル１１、１２の円周方向側辺部（１６ｂ、１６ｃ）、（１７ｂ、１７ｃ）は、前記被検出部３の透磁率が増大する方向（前記放射方向に対して＋４５゜方向）を磁束が通過する様に（前記第二、第三検出コイル１１、１２のインダクタンスが増大する様に）設置されている。
【００３１】
この為、前記被検出部材２に上述の様なトルクＴが負荷されると、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３のインダクタンス（前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１のインピーダンス）が、前記トルクＴに応じた分だけ変化する。これにより、前記ブリッジ部２２の平衡状態が崩れ、前記ブリッジ部２２の中点電位差が、前記トルクＴに応じた分だけ変化する。この為、前記中点電位差を、前記ロックイン増幅器２４により検出・増幅する事によって、前記トルクＴに応じた出力Ｖを得られる。
【００３２】
又、前記被検出部材２に負荷されるトルクＴの向きが、図５に示す向きと逆になる場合には、上述の場合とは逆に、前記第一、第四検出コイル１０、１３のインダクタンスが増加すると共に、前記第二、第三検出コイル１１、１２のインダクタンスが減少する。そして、この場合も、前記出力Ｖは、前記トルクＴに応じたものとなる。尚、前記出力Ｖの極性は、前記被検出部材２に負荷されるトルクＴの向きによって反転する。
従って、予め、前記出力Ｖと前記トルクＴとの関係を調べておけば、前記関係を利用して、前記出力Ｖから前記トルクＴの向き及び大きさを求められる。
【００３３】
特に、本例の場合には、前記第一、第四検出コイル１０、１３の円周方向側辺部（１６ａ、１６ｄ）、（１７ａ、１７ｄ）が前記放射方向に対して＋４５゜傾斜していると共に、前記第二、第三検出コイル１１、１２の円周方向側辺部（１６ｂ、１６ｃ）、（１７ｂ、１７ｃ）が前記放射方向に対して−４５゜傾斜した構成を採用している。これと共に、前記第一〜第四検出コイル１０〜１３を、それぞれ前記被検出部３に対して軸方向に対向可能な円周上に、全周に亙り等ピッチで配置する構成を採用している。この為、これらの構成を採用する事によって、単位トルク当たりの、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１のインピーダンス変化を大きくする事ができる。従って、単位トルク当たりの、前記ブリッジ部２２の中点電位差及び前記出力Ｖの変化量を大きくする事ができる。この結果、本例の場合には、前記被検出部材２の軸方向側面のうち、前記被検出部３を設けた部分の形状を特別工夫しなくても｛例えば、前記被検出部３を設けた部分に複数のリブ（単位トルク当たりの透磁率変化を大きくする為の部位）を形成する様な、加工コストが嵩む構成を採用しなくても｝、前記被検出部材２に負荷されるトルクＴを感度良く測定する事ができる。
【００３４】
更に、本例のトルク測定用センサ１は、前記被検出部材２に負荷されるトルクＴを測定する為のブリッジ回路５ａ、５ｂを２つ備えている。この為、何れか一方のブリッジ回路５ａ（５ｂ）が故障した場合でも、他方のブリッジ回路５ｂ（５ａ）により、前記トルクＴの測定を継続する事ができる。又、本例の場合には、例えば、前記２つのブリッジ回路５ａ、５ｂによる前記トルクＴの測定値の平均を取る事により、測定誤差を改善する事もできる。更に、例えば前記２つのブリッジ回路５ａ、５ｂによる前記トルクＴの測定値を比較する事で、ブリッジ回路５ａ、５ｂの故障の有無を判定する事もできる。
【００３５】
［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図７〜１０を参照しつつ説明する。
本例の場合には、トルク測定用センサ１ａの検出部４ａを構成するコイル層の総数を４つとしている。これら４つのコイル層（第一、第二コイル層６ａ、７ａ、及び、第一、第二コイル層６ａ、７ａ）のうち、被検出部３に近い側（図７の左側）に位置する２つのコイル層（第一、第二コイル層６ａ、７ａ）から成る一方のコイル層グループと、前記被検出部３から遠い側（図７の右側）に位置する２つのコイル層（第一、第二コイル層６ａ、７ａ）から成る他方のコイル層グループとは、前記被検出部３からの軸方向距離が異なる点以外は、互いに同じ構成を有している。
又、本例の場合も、前記一方のコイル層グループに就いて１つのブリッジ回路５ａ｛図６の（Ａ）参照｝が構成されており、又、前記他方のコイル層グループに就いて１つのブリッジ回路５ｂ｛図６の（Ｂ）参照｝が構成されている。
【００３６】
前記両コイル層グループを構成する、第一、第二コイル層６ａ、７ａは、軸方向に関して前記被検出部３に近い側から、第一コイル層６ａ、第二コイル層７ａの順に並べた状態で積層配置されている。又、前記第一コイル層６ａと前記第二コイル層７ａとは、１枚の基板（フレキシブル基板を含む）の片側面と他側面とに分けて成形されている。更に、前記一方のコイル層グループの第二コイル層７ａと、前記他方のコイル層グループの第一コイル層６ａとの間には、絶縁層が設けられている。
【００３７】
又、本例の場合、前記第一コイル層６ａは、第一検出コイル１０、１０と第四検出コイル１３、１３とを、円周方向に関して１個ずつ交互に且つ等ピッチに並べて配置する事により構成されている。前記各第一検出コイル１０、１０は、円周方向に隣り合うもの同士（但し、円周方向の何れか１箇所で互いに隣り合う１対の第一検出コイル１０、１０同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第一インピーダンス部１８を構成している。又、前記各第四検出コイル１３、１３は、円周方向に隣り合うもの同士（但し、円周方向の何れか１箇所で互いに隣り合う１対の第四検出コイル１３、１３同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第四インピーダンス部２１を構成している。又、トルクを測定する際に、前記各第一検出コイル１０、１０と前記各第四検出コイル１３、１３とを流れる電流の向きが、図１０の（Ａ）に矢印イ、ロで示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、前記第一、第四各検出コイル１０、１３に関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う各第一検出コイル１０、１０同士及び各第四検出コイル１３、１３同士の直列接続の仕方を規制している。尚、図８〜１０では、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０、１０同士及び第四検出コイル１３、１３同士を接続する配線（ビアを含む配線構造）の図示を省略している。
【００３８】
これに対し、前記第二コイル層７ａは、第二検出コイル１１、１１と第三検出コイル１２、１２とを、円周方向に関して１個ずつ交互に且つ等ピッチに並べて配置する事により構成されている。そして、前記各第二検出コイル１１、１１は、円周方向に隣り合うもの同士（但し、円周方向の何れか１箇所で互いに隣り合う１対の第二検出コイル１１、１１同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第二インピーダンス部１９を構成している。又、前記各第三検出コイル１２、１２は、円周方向に隣り合うもの同士（但し、円周方向の何れか１箇所で互いに隣り合う１対の第三検出コイル１２、１２同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第三インピーダンス部２０を構成している。又、トルクを測定する際に、前記各第二検出コイル１１、１１と前記各第三検出コイル１２、１２とを流れる電流の向きが、図１０の（Ｂ）に矢印ハ、ニで示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、前記第二、第三各検出コイル１１、１２に関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う各第二検出コイル１１、１１同士及び各第三検出コイル１２、１２同士の直列接続の仕方を規制している。尚、図８〜１０では、円周方向に隣り合う第二検出コイル１１、１１同士及び第三検出コイル１２、１２同士を接続する配線（ビアを含む配線構造）の図示を省略している。
【００３９】
尚、前記第一コイル層６ａを構成する第一、第四検出コイル１０、１３の総数と、前記第二コイル層７ａを構成する第二、第三検出コイル１１、１２の総数とを、互いに等しくしている。又、本例の場合には、前記第一コイル層６ａを構成する前記第一、第四各検出コイル１０、１３の円周方向に関する配置の位相と、前記第二コイル層７ａを構成する前記第二、第三各検出コイル１１、１２の円周方向に関する配置の位相とを、互いに一致させている。
【００４０】
この様な構成を有する本例のトルク測定用センサ１ａの場合も、被検出部材２に負荷されるトルクＴを測定する為のブリッジ回路５ａ、５ｂを２つ備えている為、何れか一方のブリッジ回路５ａ（５ｂ）が故障した場合でも、他方のブリッジ回路５ｂ（５ａ）により、前記トルクＴの測定を継続する事ができる。
又、本例の場合には、１つのブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する為のコイル層の数が、４つではなく、２つになる為、前記検出部４ａの薄型化や、製造コストの低減を図り易い。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００４１】
［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図１１を参照しつつ説明する。
本例のトルク測定用センサの場合には、１対のブリッジ回路５ａ、５ｂ（図６参照）を構成する為の１対のコイル層グループを構成する、第一コイル層６ｂ及び第二コイル層７ｂの構成（各検出コイルの配置の仕方）が、上述した実施の形態の第２例の場合と異なる。
【００４２】
本例の場合、第一コイル層６ｂは、円周方向に二等分割された１対の半円弧状範囲のうち、一方｛図１１の（Ａ）の左方｝の半円弧状範囲に各第一検出コイル１０、１０を、他方｛図１１の（Ａ）の右方｝の半円弧状範囲に各第四検出コイル１３、１３を、それぞれ円周方向に等ピッチに並べて配置する事により構成されている。又、トルクを測定する際に、前記第一コイル層６ｂを構成する各第一検出コイル１０、１０及び各第四検出コイル１３、１３のうち、円周方向に隣り合う２つの検出コイルを流れる電流の向きが、図１１の（Ａ）に矢印イ、ロで示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、前記第一、第四各検出コイル１０、１３に関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う各第一検出コイル１０、１０同士及び各第四検出コイル１３、１３同士の直列接続の仕方を規制している。
【００４３】
又、本例の場合、第二コイル層７ｂは、円周方向に二等分割された１対の半円弧状範囲のうち、一方｛図１１の（Ｂ）の左方｝の半円弧状範囲に各第二検出コイル１１、１１を、他方｛図１１の（Ｂ）の右方｝の半円弧状範囲に各第三検出コイル１２、１２を、それぞれ円周方向に等ピッチに並べて配置する事により構成されている。又、トルクを測定する際に、前記第二コイル層７ｂを構成する各第二検出コイル１１、１１及び各第三検出コイル１２、１２のうち、円周方向に隣り合う２つの検出コイルを流れる電流の向きが、図１１の（Ｂ）に矢印ハ、ニで示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、前記第二、第三各検出コイル１１、１２に関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う各第二検出コイル１１、１１同士及び各第三検出コイル１２、１２同士の直列接続の仕方を規制している。
【００４４】
上述の様に、本例の構造の場合には、前記第一コイル層６ｂ（第二コイル層７ｂ）が円周方向に二分割された１対の半円弧状範囲に分けられ、これら両半円弧状範囲に前記各第一検出コイル１０、１０と前記各第四検出コイル１３、１３とが（前記各第二検出コイル１１、１１と前記各第三検出コイル１２、１２とが）、それぞれ円周方向に並べて配置されている。この為、前記各第一検出コイル１０、１０同士を直列に接続する配線構造及び前記各第四検出コイル１３、１３同士を直列に接続する配線構造（前記各第二検出コイル１１、１１同士を直列に接続する配線構造及び前記各第三検出コイル１２、１２同士を直列に接続する配線構造）を簡素化し易くできる。従って、これら各配線構造の簡素化による小型化を図り易くできる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第２例の場合と同様である。
【００４５】
［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例に就いて、図１２を参照しつつ説明する。
本例は、上述した実施の形態の第１〜３例のトルク測定用センサ１（１ａ）の具体的な使用態様を示すものである。
本例の使用態様では、エンジン２５のクランクシャフト２６とトルクコンバータ２７の外殻を構成するケース２８とをトルク伝達可能に連結する、磁歪特性を有する鉄系合金製で円環状のドライブプレート２９を被検出部材として、前記ドライブプレート２９に負荷されるトルクを、前記トルク測定用センサ１（１ａ）により測定する様にしている。この為に、前記ドライブプレート２９の軸方向片側面のうち、径方向内端寄り部分に存在する円輪状の平坦面部分を、被検出部３ａとしている。そして、前記被検出部３ａに対して前記トルク測定用センサ１（１ａ）の検出部４（４ａ）を軸方向に対向させた状態で、前記トルク測定用センサ１（１ａ）を前記エンジン２５のシリンダブロック３０に対して支持固定している。
【００４６】
［実施の形態の第５例］
本発明の実施の形態の第５例に就いて、図１３を参照しつつ説明する。
本例も、上述した実施の形態の第１〜３例のトルク測定用センサ１（１ａ）の具体的な使用態様を示すものである。
本例の場合、ドライブプレート２９ａの被検出部３ａに対して軸方向に対向させた前記トルク測定用センサ１（１ａ）は、転がり軸受３１と組み合わされる事により、センサ付軸受を構成している。
前記転がり軸受３１は、使用時にも回転しない静止輪である外輪３２と、使用時に回転する回転輪である内輪３３と、前記外輪３２の内周面に形成された外輪軌道と前記内輪３３の外周面に形成された内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体（図示の例では玉）３４とを備える。そして、前記外輪３２を、シリンダブロック３０に設けられた保持凹部３５に内嵌固定すると共に、前記内輪３３を、前記ドライブプレート２９ａの径方向内端寄り部分に設けられた円筒部３６に外嵌固定する事により、前記シリンダブロック３０に対して前記ドライブプレート２９ａを回転自在に支持している。
前記トルク測定用センサ１（１ａ）は、前記外輪３２の軸方向片端部（図１１の左端部）に、円環状のホルダ３７を介して支持固定されている。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第４例の場合と同様である。
【００４７】
［実施の形態の第６例］
本発明の実施の形態の第６例に就いて、図１４〜１６を参照しつつ説明する。
上述した各実施の形態のトルク測定用センサが、何れもアキシアル対向型であった（被検出部材に対して軸方向に対向していた）のに対し、本例のトルク測定用センサは、ラジアル対向型である（被検出部材に対して径方向に対向させる）。
【００４８】
本例のトルク測定用センサ１ｂは、例えば図１４に略示する様な被検出部材２ａと共に、トルク測定装置を構成する。
【００４９】
前記被検出部材２ａは、各種機械装置を構成する（例えば、自動車のパワートレインやステアリング装置を構成する）、トルクを負荷される（伝達する）回転軸であり、所定の使用箇所に組み付けられている。この様な被検出部材２ａは、円筒状の外周面を被検出部３ｂとしている。前記被検出部材２ａは、少なくとも前記被検出部３ｂを含む一部分又は全体を、磁歪特性を有する材料により造られている。特に、本例の場合には、前記磁歪特性を有する材料として、磁歪特性の良い鉄鋼｛純鉄や、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、ＳＮＣＭ（ニッケルクロムモリブデン鋼）等の鉄系合金鋼や、炭素鋼｝を使用している。
【００５０】
又、前記トルク測定用センサ１ｂは、前記被検出部３ｂの径方向外側に、前記被検出部３ｂと同軸に配置された円筒状の検出部４ｂと、内周面に前記検出部４ｂを保持した円筒状の磁心３８と、前記検出部４ｂを含んで構成される１対のブリッジ回路５ａ、５ｂ（図６参照）とを備えており、ハウジング等の使用時にも回転しない部分に支持されている。
【００５１】
前記磁心３８は、１対の半円筒状の磁心素子３９、３９の円周方向両端面同士を突き合わせる事により、円筒状に構成されている。
【００５２】
前記検出部４ｂは、８つのコイル層（第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ、及び、第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ）を備える。これら８つのコイル層（第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ、及び、第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ）は、それぞれ円筒状に構成されると共に、互いに同軸に配置された状態で、径方向に積層配置されている。これら８つのコイル層（第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ、及び、第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ）のうち、前記被検出部３ｂに近い側（径方向内側）に位置する４つのコイル層（第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ）から成る一方のコイル層グループと、前記被検出部３ｂから遠い側（径方向外側）に位置する４つのコイル層（第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ）から成る他方のコイル層グループとは、前記被検出部３ｂからの径方向距離（径寸法）が異なる点以外は、互いに同じ構成を有している。この為、本例の場合には、便宜上、前記一方のコイル層グループを構成する第一〜第四コイル層と、前記他方のコイル層グループを構成する第一〜第四コイル層とを、同じ符号６ｃ〜９ｃで表す事にする。
又、前記両ブリッジ回路５ａ、５ｂのうち、一方のブリッジ回路５ａは、前記一方のコイル層グループに就いて構成されており、他方のブリッジ回路５ｂは、前記他方のコイル層グループに就いて構成されている。
【００５３】
前記両コイル層グループを構成する、前記第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃは、径方向に関して前記被検出部３ｂに近い側（径方向内側）から、第一コイル層６ｃ、第二コイル層７ｃ、第三コイル層８ｃ、第四コイル層９ｃの順に並べた状態で積層配置されている。又、前記第一コイル層６ｃと前記第二コイル層７ｃとは、図示しない帯状のフレキシブル基板の片側面と他側面とに分けて成形されていると共に、該フレキシブル基板を円筒状に丸める事により、円筒状に構成されている。又、前記第三コイル層８ｃと前記第四コイル層９ｃとは、図示しない別の帯状のフレキシブル基板の片側面と他側面とに分けて成形されていると共に、該フレキシブル基板を円筒状に丸める事により、円筒状に構成されている。又、前記第二コイル層７ｃと前記第三コイル層８ｃとの間には、絶縁層が設けられている。更に、前記一方のコイル層グループの第四コイル層９ｃと、前記他方のコイル層グループの第一コイル層６ｃとの間にも、絶縁層が設けられている。
【００５４】
図１５は、前記両コイル層グループを径方向外側から見た展開図を示しており、又、図１６の（Ａ）〜（Ｄ）は、前記第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃの径方向外側から見た展開図を示している。
【００５５】
前記第一コイル層６ｃ（前記第二コイル層７ｃ、前記第三コイル層８ｃ、前記第四コイル層９ｃ）は、図１６の（Ａ）｛（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）｝に示す様に、複数個の第一検出コイル１０ａ、１０ａ（第二検出コイル１１ａ、１１ａ、第三検出コイル１２ａ、１２ａ、第四検出コイル１３ａ、１３ａ）を備える。これら各第一検出コイル１０ａ、１０ａ（第二検出コイル１１ａ、１１ａ、第三検出コイル１２ａ、１２ａ、第四検出コイル１３ａ、１３ａ）は、それぞれ自身のコイル面を前記第一コイル層６ｃ（前記第二コイル層７ｃ、前記第三コイル層８ｃ、前記第四コイル層９ｃ）の径方向（前記被検出部３ｂとの対向方向）に向けた状態で、円周方向に関して等ピッチに並べて配置されている。
【００５６】
又、前記各第一検出コイル１０ａ、１０ａ（第二検出コイル１１ａ、１１ａ、第三検出コイル１２ａ、１２ａ、第四検出コイル１３ａ、１３ａ）は、円周方向に隣り合うもの同士｛但し、前記フレキシブル基板の両端縁を挟んで互いに隣り合う１対の第一検出コイル１０ａ、１０ａ（第二検出コイル１１ａ、１１ａ、第三検出コイル１２ａ、１２ａ、第四検出コイル１３ａ、１３ａ）同士を除く。｝がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第一インピーダンス部１８（第二インピーダンス部１９、第三インピーダンス部２０、第四インピーダンス部２１）を構成している。尚、図１５〜１６では、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０ａ、１０ａ（第二検出コイル１１ａ、１１ａ、第三検出コイル１２ａ、１２ａ、第四検出コイル１３ａ、１３ａ）同士を接続する配線（ビアを含む配線構造）の図示を省略している。
【００５７】
尚、前記第一コイル層６ｃを構成する第一検出コイル１０ａ、１０ａの総数と、前記第二コイル層７ｃを構成する第二検出コイル１１ａ、１１ａの総数と、前記第三コイル層８ｃを構成する第三検出コイル１２ａ、１２ａの総数と、前記第四コイル層９ｃを構成する第四検出コイル１３ａ、１３ａの総数とを、互いに等しくしている。又、本例の場合には、前記第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃ同士で、前記第一〜第四検出コイル１０ａ〜１３ａの円周方向に関する配置の位相を互いに一致させている。
【００５８】
前記第一〜第四検出コイル１０ａ〜１３ａは、円周方向側辺部４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが、前記第一〜第四コイル層６ｃ〜９ｃの軸方向に対し、４５゜傾斜している。但し、前記第一、第四検出コイル１０ａ、１３ａの円周方向側辺部４０ａ、４０ｄと、前記第二、第三検出コイル１１ａ、１２ａの円周方向側辺部４０ｂ、４０ｃとで、前記軸方向に対する４５゜の傾斜方向が、互いに逆になっている。即ち、前記第一、第四検出コイル１０ａ、１３ａの円周方向側辺部４０ａ、４０ｄは、前記軸方向に対し、前記軸方向の片側（図１５〜１６の右側）に向かう程円周方向片側（図１５〜１６の上側）に向かう方向に４５゜傾斜（前記軸方向に対し＋４５゜傾斜）している。これに対し、前記第二、第三検出コイル１１ａ、１２ａの円周方向側辺部４０ｂ、４０ｃは、前記軸方向に対し、前記軸方向の片側（図１５〜１６の右側）に向かう程円周方向他側（図１５〜１６の下側）に向かう方向に４５゜傾斜（前記軸方向に対し−４５゜傾斜）している。
【００５９】
又、前述した様に、前記両ブリッジ回路５ａ、５ｂ（図６参照）のうち、一方のブリッジ回路５ａは、前記一方のコイル層グループに就いて構成されており、他方のブリッジ回路５ｂは、前記他方のコイル層グループに就いて構成されている。本例の場合も、前述した実施の形態の第１例の場合と同様、前記各ブリッジ回路５ａ、５ｂは、前記４つのインピーダンス部１８〜２１を四辺に配置したブリッジ部２２と、前記ブリッジ部２２の両端に交流電圧を印加する為の発振器２３と、前記ブリッジ部２２の中点電位差を検出・増幅して出力Ｖを発生するロックイン増幅器２４とを備えている。
【００６０】
そして、本例の場合も、前述した実施の形態の第１例の場合と同様、前記発振器２３により、前記ブリッジ部２２の両端に交流電圧を印加する事によって、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１（前記第一〜第四検出コイル１０ａ〜１３ａ）に交流電流を流した場合に、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０ａ、１０ａ（第二検出コイル１１ａ、１１ａ、第三検出コイル１２ａ、１２ａ、第四検出コイル１３ａ、１３ａ）を流れる電流の向きが、図１６の（Ａ）（Ｄ）及びに矢印イ、ロで示す様に、又は、図１６の（Ｂ）（Ｃ）に矢印ハ、二で示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、本例の場合も、前記第一〜第四検出コイル１０ａ〜１３ａに関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う検出コイル同士の直列接続の仕方を規制している。又、本例の場合も、前記被検出部材２ａにトルクが負荷されていない中立状態では、前記ブリッジ部２２が平衡状態（中点電位差が０の状態）となる様に、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１の構成を規制している。
【００６１】
上述の様に構成する本例のトルク測定装置の場合も、使用時には、前記両ブリッジ回路５ａ、５ｂのそれぞれに関して、前記発振器２３により、前記ブリッジ部２２の両端に交流電圧を印加する事によって、前記第一〜第四インピーダンス部１８〜２１（前記第一〜第四検出コイル１０ａ〜１３ａ）に交流電流を流す事により、前記第一〜第四検出コイル１０ａ〜１３ａの周囲に磁場を発生させる。この状態で、前記被検出部材２ａにトルクＴが負荷されると、前述した実施の形態の第１例の場合と同様の原理により、前記ブリッジ部２２の平衡状態が崩れて、前記ブリッジ部２２の中点電位差が、前記トルクＴに応じた分だけ変化する。この為、前記中点電位差を、前記ロックイン増幅器２４により検出・増幅する事によって、前記トルクＴに応じた出力Ｖを得られる。
【００６２】
更に、本例の場合も、前記被検出部材２ａに負荷されるトルクＴを測定する為のブリッジ回路５ａ、５ｂを２つ備えている。この為、何れか一方のブリッジ回路５ａ（５ｂ）が故障した場合でも、他方のブリッジ回路５ｂ（５ａ）により、前記トルクＴの測定を継続する事ができる。又、本例の場合も、例えば、前記２つのブリッジ回路５ａ、５ｂによる前記トルクＴの測定値の平均を取る事により、測定誤差を改善する事もできる。
【００６３】
［実施の形態の第７例］
本発明の実施の形態の第７例に就いて、図１７〜１９を参照しつつ説明する。
本例の場合には、トルク測定用センサ１ｃの検出部４ｃを構成するコイル層の総数を４つとしている。これら４つのコイル層（第一、第二コイル層６ｄ、７ｄ、及び、第一、第二コイル層６ｄ、７ｄ）のうち、被検出部３ｂに近い側（径方向内側）に位置する２つのコイル層（第一、第二コイル層６ｄ、７ｄ）から成る一方のコイル層グループと、前記被検出部３ｂから遠い側（径方向外側）に位置する２つのコイル層（第一、第二コイル層６ｄ、７ｄ）から成る他方のコイル層グループとは、前記被検出部３ｂからの径方向距離（径寸法）が異なる点以外は、互いに同じ構成を有している。
又、本例の場合も、前記一方のコイル層グループに就いて１つのブリッジ回路５ａ｛図６の（Ａ）参照｝が構成されており、又、前記他方のコイル層グループに就いて１つのブリッジ回路５ｂ｛図６の（Ｂ）参照｝が構成されている。
【００６４】
前記両コイル層グループを構成する、第一、第二コイル層６ｄ、７ｄは、径方向に関して前記被検出部３ｂに近い側（径方向内側）から、第一コイル層６ｄ、第二コイル層７ｄの順に並べた状態で積層配置されている。又、前記第一コイル層６ｄと前記第二コイル層７ｄとは、図示しない帯状のフレキシブル基板の片側面と他側面とに分けて成形されていると共に、該フレキシブル基板を円筒状に丸める事により、円筒状に構成されている。又、前記一方のコイル層グループの第二コイル層７ｄと、前記他方のコイル層グループの第一コイル層６ｄとの間には、図示しない絶縁層が設けられている。
【００６５】
図１８は、前記両コイル層グループを径方向外側から見た展開図を示しており、又、図１９の（Ａ）（Ｂ）は、第一、第二コイル層６ｄ、７ｄの径方向外側から見た展開図を示している。
【００６６】
本例の場合、前記第一コイル層６ｄは、第一検出コイル１０ａ、１０ａと第四検出コイル１３ａ、１３ａとを、円周方向に関して１個ずつ交互に且つ等ピッチに並べて配置する事により構成されている。又、前記各第一検出コイル１０ａ、１０ａは、円周方向に隣り合うもの同士（但し、前記フレキシブル基板の両端縁を挟んで互いに隣り合う１対の第一検出コイル１０ａ、１０ａ同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第一インピーダンス部１８を構成している。又、前記各第四検出コイル１３ａ、１３ａは、円周方向に隣り合うもの同士（但し、前記フレキシブル基板の両端縁を挟んで互いに隣り合う１対の第四検出コイル１３ａ、１３ａ同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第四インピーダンス部２１を構成している。尚、図１８〜１９では、円周方向に隣り合う第一検出コイル１０ａ、１０ａ同士及び第四検出コイル１３ａ、１３ａ同士を接続する配線（ビアを含む配線構造）の図示を省略している。
【００６７】
これに対し、前記第二コイル層７ｄは、第二検出コイル１１ａ、１１ａと第三検出コイル１２ａ、１２ａとを、円周方向に関して１個ずつ交互に且つ等ピッチに並べて配置する事により構成されている。又、前記各第二検出コイル１１ａ、１１ａは、円周方向に隣り合うもの同士（但し、前記フレキシブル基板の両端縁を挟んで互いに隣り合う１対の第二検出コイル１１ａ、１１ａ同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第二インピーダンス部１９を構成している。又、前記各第三検出コイル１２ａ、１２ａは、円周方向に隣り合うもの同士（但し、前記フレキシブル基板の両端縁を挟んで互いに隣り合う１対の第三検出コイル１２ａ、１２ａ同士を除く。）がそれぞれ直列に接続される事により、前記ブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する第三インピーダンス部２０を構成している。尚、図１８〜１９では、円周方向に隣り合う第二検出コイル１１ａ、１１ａ同士及び第三検出コイル１２ａ、１２ａ同士を接続する配線（ビアを含む配線構造）の図示を省略している。
【００６８】
尚、前記第一コイル層６ｄを構成する第一、第四検出コイル１０ａ、１３ａの総数と、前記第二コイル層７ｄを構成する第二、第三検出コイル１１ａ、１２ａの総数とを、互いに等しくしている。又、本例の場合には、前記第一コイル層６ｄを構成する前記第一、第四各検出コイル１０ａ、１３ａの円周方向に関する配置の位相と、前記第二コイル層７ｄを構成する第二、第三検出コイル１１ａ、１２ａの円周方向に関する配置の位相とを、互いに一致させている。
【００６９】
この様な構成を有する本例のトルク測定用センサ１ｃの場合も、被検出部材２ａに負荷されるトルクＴを測定する為のブリッジ回路５ａ、５ｂを２つ備えている為、何れか一方のブリッジ回路５ａ（５ｂ）が故障した場合でも、他方のブリッジ回路５ｂ（５ａ）により、前記トルクＴの測定を継続する事ができる。
又、本例の場合には、１つのブリッジ回路５ａ（５ｂ）を構成する為のコイル層の数が、４つではなく、２つになる為、前記検出部４ｃの薄型化や、製造コストの低減を図り易い。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例、第２例及び第６例の場合と同様である。
【００７０】
［実施の形態の第８例］
本発明の実施の形態の第８例に就いて、図２０を参照しつつ説明する。
本例のトルク測定用センサの場合には、１対のブリッジ回路５ａ、５ｂ（図６参照）を構成する為の１対のコイル層グループを構成する、第一コイル層６ｅ及び第二コイル層７ｅの構成（各検出コイルの配置の仕方）が、上述した実施の形態の第７例の場合と異なる。
【００７１】
本例の場合、第一コイル層６ｅは、円周方向に二等分割された１対の半円筒状範囲のうち、一方の半円筒状範囲｛図２０の（Ａ）の上半部に位置する範囲｝に各第一検出コイル１０ａ、１０ａを、他方の半円筒状範囲｛図２０の（Ａ）の下半部に位置する範囲｝に各第四検出コイル１３ａ、１３ａを、それぞれ円周方向に並べて配置する事により構成されている。又、トルクを測定する際に、前記第一コイル層６ｅを構成する各第一検出コイル１０ａ、１０ａ及び各第四検出コイル１３ａ、１３ａのうち、円周方向に隣り合う２つの検出コイルを流れる電流の向きが、図２０の（Ａ）に矢印イ、ロで示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、前記第一、第四各検出コイル１０ａ、１３ａに関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う各第一検出コイル１０ａ、１０ａ同士及び各第二検出コイル１３ａ、１３ａ同士の直列接続の仕方を規制している。
【００７２】
又、本例の場合、第二コイル層７ｅは、円周方向に二等分割された１対の半円筒状範囲のうち、一方の半円筒状範囲｛図２０の（Ｂ）の上半部に位置する範囲｝に各第二検出コイル１１ａ、１１ａを、他方の半円筒状範囲｛図２０の（Ｂ）の下半部に位置する範囲｝に各第三検出コイル１２ａ、１２ａを、それぞれ円周方向に並べて配置する事により構成されている。又、トルクを測定する際に、前記第二コイル層７ｅを構成する各第二検出コイル１１ａ、１１ａ及び各第三検出コイル１２ａ、１２ａのうち、円周方向に隣り合う２つの検出コイルを流れる電流の向きが、図２０の（Ｂ）に矢印ハ、ニで示す様に、互いに逆向きとなる様にしている。この為に、前記第二、第三各検出コイル１１ａ、１２ａに関する、導線の巻き方向や、円周方向に隣り合う各第二検出コイル１１ａ、１１ａ同士及び各第三検出コイル１２ａ、１２ａ同士の直列接続の仕方を規制している。
【００７３】
上述の様に、本例の構造の場合には、前記第一コイル層６ｅ（第二コイル層７ｅ）が円周方向に二分割された１対の半円筒状範囲に分けられ、これら両半円筒状範囲に前記各第一検出コイル１０ａ、１０ａと前記各第三検出コイル１３ａ、１３ａとが（前記各第二検出コイル１１ａ、１１ａと前記各第三検出コイル１２ａ、１２ａとが）、それぞれ円周方向に並べて配置されている。この為、前記各第一検出コイル１０ａ、１０ａ同士を直列に接続する配線構造及び前記各第四検出コイル１３ａ、１３ａ同士を直列に接続する配線構造（前記各第二検出コイル１１ａ、１１ａ同士を直列に接続する配線構造及び前記各第三検出コイル１２ａ、１２ａ同士を直列に接続する配線構造）を簡素化し易くできる。従って、これら各配線構造の簡素化による小型化を図り易くできる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第７例の場合と同様である。
【００７４】
［実施の形態の第９例］
本発明の実施の形態の第９例に就いて、図２１を参照しつつ説明する。
本例は、上述した実施の形態の第６〜８例のトルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）の具体的な使用態様を示すものである。
本例の使用態様では、エンジン２５のクランクシャフト２６とトルクコンバータ２７の外殻を構成するケース２８とをトルク伝達可能に連結する、磁歪特性を有する鉄系合金製で円環状のドライブプレート２９ｂを被検出部材として、前記ドライブプレート２９ｂに負荷されるトルクを、前記トルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）により測定する様にしている。この為に、前記ドライブプレート２９ｂの径方向内端寄り部分に設けられた円筒部３６ａの外周面を、被検出部３ｃとしている。そして、前記被検出部３ｃに対して前記トルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）の検出部４ｂ（４ｃ）を径方向に対向させた状態で、前記トルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）を前記エンジン２５のシリンダブロック３０に対して支持固定している。
【００７５】
［実施の形態の第１０例］
本発明の実施の形態の第１０例に就いて、図２２を参照しつつ説明する。
本例も、上述した実施の形態の第６〜８例のトルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）の具体的な使用態様を示すものである。
本例の場合、ドライブプレート２９ｂの被検出部３ｃに対して径方向に対向させた前記トルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）は、転がり軸受３１と組み合わされる事により、センサ付軸受を構成している。
前記転がり軸受３１は、使用時にも回転しない静止輪である外輪３２と、使用時に回転する回転輪である内輪３３と、前記外輪３２の内周面に形成された外輪軌道と前記内輪３３の外周面に形成された内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体（図示の例では玉）３４とを備える。そして、前記外輪３２を、シリンダブロック３０に設けられた保持凹部３５ａに内嵌固定すると共に、前記内輪３３を、前記ドライブプレート２９ｂのうち、円筒部３６ａの基端部（図２０の右端部）及び基端側の隣接部分に外嵌固定する事により、前記シリンダブロック３０に対して前記ドライブプレート２９ｂを回転自在に支持している。
前記トルク測定用センサ１ｂ（１ｃ）は、前記外輪３２の軸方向片端部（図２２の左端部）に、円環状のホルダ３７ａを介して支持固定されている。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第９例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のトルク測定用センサを、自動車のパワートレインに組み込んで使用する場合、対象となる装置は、特に問わない。例えば、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）、ベルト式無段変速機、トロイダル型無段変速機、オートマチックマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、ダブルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）等の車側の制御で変速を行うトランスミッション、又はトランスファーを対象とする事ができる。又、対象となる車両の駆動方式（ＦＦ、ＦＲ等）も、特に問わない。
又、本発明のトルク測定用センサは、自動車のパワートレインに限らず、風車、鉄道車両、圧延機、工作機械、建設機械、農業機械、家庭用電気器具等、各種機械装置に組み込んで使用する事ができる。
又、本発明のセンサ付軸受を構成する軸受は、転がり軸受に限らず、滑り軸受であっても良い。又、転がり軸受としては、ニードル軸受、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、自動調心ころ軸受等、各種のものを使用する事ができる。更に、当該転がり軸受は、単列転がり軸受に限らず、複列転がり軸受であっても良い。
又、本発明を実施する場合、被検出部材の軸方向側面や周面に設ける被検出部は、前記被検出部材の軸方向側面や周面そのものとする他、これら軸方向側面や周面に固定した磁歪材とする事もできる。
【符号の説明】
【００７７】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  トルク測定用センサ
２、２ａ  被検出部材
３、３ａ、３ｂ、３ｃ  被検出部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  検出部
５ａ、５ｂ  ブリッジ回路
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ  第一コイル層
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ  第二コイル層
８、８ｃ  第三コイル層
９、９ｃ  第四コイル層
１０、１０ａ  第一検出コイル
１１、１１ａ  第二検出コイル
１２、１２ａ  第三検出コイル
１３、１３ａ  第四検出コイル
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  径方向側辺部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ  径方向側辺部
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ  円周方向側辺部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ  円周方向側辺部
１８  第一インピーダンス部
１９  第二インピーダンス部
２０  第三インピーダンス部
２１  第四インピーダンス部
２２  ブリッジ部
２３  発振器
２４  ロックイン増幅器
２５  エンジン
２６  クランクシャフト
２７  トルクコンバータ
２８  ケース
２９、２９ａ、２９ｂ  ドライブプレート
３０  シリンダブロック
３１  転がり軸受
３２  外輪
３３  内輪
３４  転動体
３５、３５ａ  保持凹部
３６、３６ａ  円筒部
３７、３７ａ  ホルダ
３８  磁心
３９  磁心素子
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ  円周方向側辺部
【図１】
0006654025.tif 000002
【図２】
0006654025.tif 000003
【図３】
0006654025.tif 000004
【図４】
0006654025.tif 000005
【図５】
0006654025.tif 000006
【図６】
0006654025.tif 000007
【図７】
0006654025.tif 000008
【図８】
0006654025.tif 000009
【図９】
0006654025.tif 000010
【図１０】
0006654025.tif 000011
【図１１】
0006654025.tif 000012
【図１２】
0006654025.tif 000013
【図１３】
0006654025.tif 000014
【図１４】
0006654025.tif 000015
【図１５】
0006654025.tif 000016
【図１６】
0006654025.tif 000017
【図１７】
0006654025.tif 000018
【図１８】
0006654025.tif 000019
【図１９】
0006654025.tif 000020
【図２０】
0006654025.tif 000021
【図２１】
0006654025.tif 000022
【図２２】
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