(57)【要約】【課題】トルク検出精度を向上することができると共に、構造設定の自由度を拡げることを可能とする。【解決手段】捻れ変形可能なトーションバー３と、トーションバー３の一側１１と他側１３との捻れによる回転変位に応じて間隔を変化させる検出対向部５，７と、検出対向部５，７の間隔変化に応じてトルクを検出する検出部９とを備え、検出対向部５，７は、トーションバー３の一側１１と他側１３との捻れによる回転変位に応じて間隔を変化さるギャップＧを介して対向する一対の稼働磁性体１５，１７で形成され、検出部９は、検出コイル３５を備えトーションバー３の捻れに応じた稼働磁性体１５，１７間のギャップＧの間隔が変化することに応じて変化するインダクタンスに基づきトルクを検出することを特徴とする。【選択図】      図１
2004333442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捻れ変形可能なトーションバーと、
該トーションバーの一側と他側との捻れによる回転変位に応じて対向間隔を変化させる検出対向部と、
前記検出対向部の間隔変化に応じてトルクを検出する検出部とを備えてなることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
請求項１記載のトルク検出装置であって、
前記検出対向部は、前記対向間隔であるギャップを介して対向する一対の磁性体で形成され、
前記検出部は、検出コイルを備え、
前記トーションバーの捻れに応じて前記ギャップが変化し、該ギャップの変化に応じて変化する前記検出コイルのインダクタンスに基づきトルクを検出することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項３】
請求項２記載のトルク検出装置であって、
前記磁性体は、前記対向間隔であるギャップを介して対向する一対の可動磁性体で形成され、
前記検出部は、前記可動磁性体との間で磁路を形成する検出磁性体を備え、
前記ギャップが変化することに応じて変化する前記検出コイルのインダクタンスに基づきトルクを検出することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項４】
請求項３記載のトルク検出装置であって、
前記一対の可動磁性体は、前記トーションバーの一側と他側とに結合され該トーションバーの軸回り方向にギャップを介して対向するように形成されたことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項５】
請求項４記載のトルク制御装置であって、
前記可動磁性体の一方は、前記トーションバーの一側に設けられ、
前記可動磁性体の他方は、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部に設けられたことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載のトルク検出装置であって、
前記トーションバーの一側と他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記検出対向部の間隔を増幅して変化させる増幅手段を設けたことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項７】
請求項２記載のトルク検出装置であって、
前記磁性体の一方は、前記トーションバーの一側に設けられ、
前記磁性体の他方は、前記トーションバーの一側に対し周方向に係合し軸心に沿った方向へ移動可能に設けられ、
前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、
前記回転連動部の一側に、前記磁性体の他方を結合し、
前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記磁性体のギャップを増幅して変化させる増幅手段を設け、
前記検出部は、前記各磁性体との間で磁路を形成する検出磁性体を備え、
前記トーションバーと前記磁性体の他方又は回転連動部との間に、前記ギャップを離間させるように付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項８】
請求項２記載のトルク検出装置であって、
前記磁性体の一方は、前記検出コイルを備えて固定側に支持された検出磁性体であり、
前記磁性体の他方は、前記トーションバーの一側に該トーションバーの周方向に係合し軸心に沿った方向へ移動可能に設けられ、
前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、
前記回転連動部の一側に、前記磁性体の他方を結合し、
前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記磁性体のギャップを増幅して変化させる増幅手段を設け、
前記トーションバーと前記磁性体の他方又は回転連動部との間に、前記ギャップを離間させるように付勢する付勢手段を設けたたことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項９】
請求項１記載のトルク検出装置であって、
前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、
前記回転連動部の一側を、前記トーションバーの一側に周方向に係合し軸心に沿った方向へ移動可能に結合し、
前記回転連動部の他側と固定側とに、前記検出対向部を設け、
前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記検出対向部の間隔を増幅して変化させる増幅手段を設け、
前記トーションバーと前記回転連動部との間に、前記検出対向部の間隔を拡げる方向に付勢する付勢手段を設け、
前記検出部を、変位検出センサとしたことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項１０】
請求項６〜９の何れかに記載のトルク検出装置であって、
前記増幅手段は、前記捻れによる回転変位を軸心に沿った方向に増幅して変換するカム機構であることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のトルク検出装置であって、
前記トーションバーの他側に、トルク伝達カップリングを介してトルク伝達を行う伝動軸を結合し、
前記回転連動部の他側に、前記トルク伝達カップリングのカップリングケース外周面に嵌合する嵌合部を設け、
前記カップリングケース外周面と前記嵌合部との間に、前記カム機構を設けたことを特徴とするトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸の伝達トルクを検出するトルク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトルク検出装置としては、例えば図７に示すようなものがある。図７は、従来のトルク検出装置の断面図である。
【０００３】
図７のように、トルク検出装置１０１は、トーションバー１０３を備えている。トーションバー１０３の外周には、入力シャフト１０５が嵌合している。入力シャフト１０５の一端は、前記トーションバー１０３の一端にピン１０７により連結されている。前記トーションバー１０３の他端には、出力シャフト１０９がスプライン嵌合及び圧入により連結されている。出力シャフト１０９には、ピニオンギヤ１１１が設けられている。これら入力シャフト１０５、出力シャフト１０９は、ベアリング１１３，１１５によりハウジング１１７，１１９に支持されている。
【０００４】
前記ハウジング１１９内には、前記ピニオンギヤ１１１と噛み合うラック１２１が保持されている。このラック１２１には、操舵力をアシストする図示しないモータが設けられている。
【０００５】
前記ハウジング１１７内には、磁性体で形成されたセンサリング１２３が配置されている。センサリング１２３は、前記入力シャフト１０５に固定されている。センサリング１２３は、入力シャフト１０５の回りに周回状に形成されている。センサリング１２３には、多数の矩形状の歯部１２５が周方向に連設されている。
【０００６】
前記センサリング１２３に対向して、磁性体で形成されたセンサリング１２７が配置されている。センサリング１２７は、前記出力シャフト１０９に固定されている。センサリング１２７には、前記歯部１２５に対向する多数の矩形状の歯部１２９が周方向に連設されている。ハウジング１１７内には、検出コイル１３１が固定されている。検出コイル１３１は、ハウジング１１７側に固定された磁性体１３３内に収容されている。
【０００７】
前記検出コイル１３１への通電により、前記磁性体１３３、センサリング１２３，１２７間に磁路が形成される。この磁路は、前記センサリング１２３，１２７間では、歯部１２５，１２９の対向面を通して形成される。
【０００８】
従って、例えば車両のハンドル操作により入力シャフト１０５にトルクが伝達されると、トーションバー１０３が捻れる。トーションバー１０３が捻れると、入力シャフト１０５、出力シャフト１０９間に相対変位を生じる。
【０００９】
前記相対変位によりセンサリング１２３，１２７の歯部１２５，１２９の対向面積が変化し、センサリング１２３，１２７、磁性体１３３を通る磁束密度が変化する。この磁束密度の変化により、検出コイル１３１のインダクタンスが変化し、ＬＲ発振回路から出力される信号の周期が変化する。これによりＬＲ発振回路及びパルス成形回路を介して出力されるトルク信号によりトルクを演算し、該演算結果としてトルク検出を行うことができる（例えば特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−３４０７０３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造では、センサリング１２３，１２７がトーションバー１０３の捻れによる回転変位に応じて周方向に相対移動し、歯部１２５，１２９間の対向面積が変化することに基づいてトルク検出を行っているため、対向面積の変化と磁束密度の変化とが１対１の一次で比例することになり、検出精度の向上に限界があった。
【００１２】
また、歯部１２５，１２９間の対向面積の変化に応じた磁束密度の変化によりトルク検出を行うため、検出コイル１３１を備えたものに限られてしまい、構造設定の自由度が狭いという問題があった。
【００１３】
本発明は、より正確にトルク検出を行うことができ、また構造の設定自由度を拡げることのできるトルク検出装置の提供を課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、捻れ変形可能なトーションバーと、該トーションバーの一側と他側との前記捻れによる回転変位に応じて間隔を変化させる検出対向部と、前記検出対向部の間隔変化に応じてトルクを検出する検出部とを備えてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載のトルク検出装置であって、前記検出対向部は、前記対向間隔であるギャップを介して対向する一対の磁性体で形成され、前記検出部は、検出コイルを備え、前記トーションバーの捻れに応じて前記ギャップが変化し、該ギャップの変化に応じて変化する前記検出コイルのインダクタンスに基づきトルクを検出することを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２記載のトルク検出装置であって、前記磁性体は、前記対向間隔であるギャップを介して対向する一対の可動磁性体で形成され、前記検出部は、前記可動磁性体との間で磁路を形成する検出磁性体を備え、前記ギャップが変化することに応じて変化する前記検出コイルのインダクタンスに基づきトルクを検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３記載のトルク検出装置であって、前記一対の可動磁性体は、前記トーションバーの一側と他側とに結合され該トーションバーの軸回り方向にギャップを介して対向するように形成されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項４記載のトルク制御装置であって、前記可動磁性体の一方は、前記トーションバーの一側に設けられ、前記可動磁性体の他方は、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部に設けられたことを特徴とする。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項１又は２記載のトルク検出装置であって、前記トーションバーの一側と他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記検出対向部の間隔を増幅して変化させる増幅手段を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項２記載のトルク検出装置であって、前記磁性体の一方は、前記トーションバーの一側に設けられ、前記磁性体の他方は、前記トーションバーの一側に対し周方向に係合し軸心に沿った方向へ移動可能に設けられ、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、前記回転連動部の一側に、前記磁性体の他方を結合し、前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記磁性体のギャップを増幅して変化させる増幅手段を設け、前記検出部は、前記各磁性体との間で磁路を形成する検出磁性体を備え、前記トーションバーと前記磁性体の他方又は回転連動部との間に、前記ギャップを離間させるように付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項２記載のトルク検出装置であって、前記磁性体の一方は、前記検出コイルを備えて固定側に支持された検出磁性体であり、前記磁性体の他方は、前記トーションバーの一側に該トーションバーの周方向に係合し軸心に沿った方向へ移動可能に設けられ、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、前記回転連動部の一側に、前記磁性体の他方を結合し、前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記磁性体のギャップを増幅して変化させる増幅手段を設け、前記トーションバーと前記磁性体の他方又は回転連動部との間に、前記ギャップを離間させるように付勢する付勢手段を設けたたことを特徴とする。
【００２２】
請求項９の発明は、請求項１記載のトルク検出装置であって、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、前記回転連動部の一側を、前記トーションバーの一側に周方向に係合し軸心に沿った方向へ移動可能に結合し、前記回転連動部の他側と固定側とに、前記検出対向部を設け、前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記検出対向部の間隔を増幅して変化させる増幅手段を設け、前記トーションバーと前記回転連動部との間に、前記検出対向部の間隔を拡げる方向に付勢する付勢手段を設け、前記検出部を、変位検出センサとしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１０の発明は、請求項６〜９の何れかに記載のトルク検出装置であって前記増幅手段は、前記捻れによる変位を軸心に沿った方向に増幅して変換するカム機構であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１１の発明は、請求項１０記載のトルク検出装置であって、前記トーションバーの他側に、トルク伝達カップリングを介してトルク伝達を行う伝動軸を結合し、前記回転連動部の他側に、前記トルク伝達カップリングのカップリングケース外周面に嵌合する嵌合部を設け、前記カップリングケース外周面と前記嵌合部との間に、前記カム機構を設けたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明では、トーションバーが捻れ変形すると、トーションバーの一端と他端との捻れによる変位に応じて検出対向部が対向間隔を変化させる。この検出対向部の間隔変化に応じて、検出部によりトルク検出を行うことができる。従って、検出部に検出コイルを用いる場合には、間隔変化によって磁束密度の変化を間隔の二乗に応じて変化させることができ、検出感度を向上させて、より正確なトルク検出を行うことができる。また、検出対向部の間隔変化を変位センサ等によって検出することも容易であり、構造設定の自由度を拡げることができる。
【００２６】
請求項２の発明では、請求項１の発明の効果に加え、前記検出対向部は、前記対向間隔であるギャップを介して対向する一対の磁性体で形成され、前記検出部は、検出コイルを備え、前記トーションバーの捻れに応じ前記ギャップが変化することに応じて変化する前記検出コイルのインダクタンスに基づきトルクを検出することができる。
【００２７】
従って、ギャップ変化の二乗に応じてインダクタンスを変化させてトルク検出を行うことができ、より正確な検出を行うことができる。
【００２８】
請求項３の発明では、請求項２の発明の効果に加え、前記磁性体は、前記対向間隔であるギャップを介して対向する一対の可動磁性体で形成され、前記検出部は、前記可動磁性体との間で磁路を形成する検出磁性体を備え、前記トーションバーの捻れに応じた可動磁性体の動きで前記ギャップが変化し、該ギャップの変化に応じて変化する前記検出コイルのインダクタンスに基づきトルクを検出するため、一対の可動磁性体と検出磁性体との間で磁路を形成し、ギャップ変化の二乗に応じてインダクタンスを変化させることができ、正確なトルク検出を行うことができる。
【００２９】
請求項４の発明では、請求項３の発明の効果に加え、前記一対の可動磁性体は、前記トーションバーの一側と他側とに結合され、前記トーションバーの軸回り方向にギャップを介して対向するように形成されたため、一対の可動磁性体間のギャップをトーションバーの回転変位方向へ直接変化させることができ、簡単な構造で正確なトルク検出を行うことができる。
【００３０】
請求項５の発明では、請求項４の発明の効果に加え、前記可動磁性体の一方は、前記トーションバーの一側に設けられ、前記可動磁性体の他方は、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部に設けられたため、前記トーションバーの一側に対する該トーションバーの他側の捻れ変位を回転連動部を介して可動磁性体の他方に伝達し、可動磁性体間のギャップをトーションバーの回転変位方向へ直接的に変化させることができ、簡単な構造で正確なトルク検出を行うことができる。また、回転連動部によってトーションバーを保護することもできる。
【００３１】
請求項６の発明では、請求項１又は２の発明の効果に加え、前記トーションバーの一側と他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記検出対向部の間隔を増幅して変化させる増幅手段を設けたため、検出部による検出対向部の間隔変化の感度を増大することができ、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００３２】
請求項７の発明では、請求項２の発明の効果に加え、前記磁性体の一方は前記トーションバーの一側に設けられ、前記磁性体の他方は前記トーションバーの一側に該トーションバーの周方向に係合し軸芯に沿った方向へ移動可能に設けられ、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、前記回転連動部の一側に前記磁性体の他方を結合し、前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に前記捻れによる変位に対し前記磁性体のギャップを増幅して変化させる増幅手段を設け、前記検出部は、前記各磁性体との間で磁路を形成する検出磁性体を備え、前記トーションバーと前記磁性体の他方又は回転連動部との間に、前記ギャップを離間させるように付勢する付勢手段を設けたため、増幅手段によって磁性体間のギャップを増幅して変化させることができる。このため、検出磁性体と各磁性体との間で形成される磁路の磁束密度の変化率を増大し、検出回路のインダクタンス変化の感度を高めて、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００３３】
また一対の磁性体間のギャップを付勢手段によって付勢して元の状態へ戻すことができ、トーションバーの捻れによる変位に応じてギャップを正確に変化させ、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００３４】
請求項８の発明では、請求項７の発明の効果に加え、前記磁性体の一方は、前記検出コイルを備えて固定側に支持された検出磁性体であり、前記磁性体の他方は、前記トーションバーの一側に前記トーションバーの周方向に係合し軸芯に沿った方向へ移動可能に設けられ、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、前記回転連動部の一側に、前記磁性体の他方を結合し、前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記磁性体のギャップを増幅して変化させる増幅手段を設け、前記トーションバーと前記磁性体の他方又は回転連動部との間に前記ギャップを離間させるように付勢する付勢手段を設けたため、前記請求項７と同様な効果の他に、磁性体の数を減少させることができ、構造をより簡単にすることができる。
【００３５】
請求項９の発明では、請求項１の発明の効果に加え、前記トーションバーの一側及び他側間に延在する回転連動部を設け、前記回転連動部の一側を、前記トーションバーの一側に周方向に係合し軸芯に沿った方向へ移動可能に結合し、前記回転連動部の他側と固定側とに、前記検出対向部を設け、前記回転連動部の他側と前記トーションバーの他側との間に、前記捻れによる変位に対し前記検出対向部の間隔を増幅して変化させる増幅手段を設け、前記トーションバーと前記回転連動部との間に、前記検出対向部の間隔を拡げる方向に付勢する付勢手段を設け、前記検出部を、変位検出センサとしたため、増幅手段により捻れによる変位に対し検出対向部の間隔を増幅して変化させ、この増幅した変化に対して変位検出センサによって検出することができる。このため、変位検出センサの感度を高めることができ、より正確なトルク検出を行うことができる。また、付勢手段によって検出対向部の間隔を元の状態に戻すように付勢することができ、トーションバーの捻れによる変位に対し検出対向部の間隔を正確に対応させて変化させることができ、より正確なトルク検出を行うことができる。さらに、検出対向部の間隔検出のために変位検出センサを用いることができる。
【００３６】
請求項１０の発明では、請求項６〜９の何れかの発明の効果に加え、前記増幅手段は、前記捻れによる変位を軸芯に沿った方向に増幅して変換するカム機構であるため、トーションバーの捻れによる回転変位を軸芯に沿った方向に変換して、確実に増幅することができる。
【００３７】
請求項１１の発明では、請求項１０の発明の効果に加え、前記トーションバーの他側にトルク伝達カップリングを介してトルク伝達を行う伝動軸を結合し、前記回転連動部の他側に、前記トルク伝達カップリングのカップリングケース外周面に嵌合する嵌合部を設け、前記カップリングケース外周面と前記嵌合部との間に前記カム機構を設けたため、トーションバーの捻れによる回転変位に対してカップリングケース外周面の回転変位は大きく、この回転変位の大きな部分でカム機構によって軸芯に沿った方向に変換し且つ変位を増幅することができる。このため、トーションバーの捻れによる回転変位に対し検出対向部の間隔変化をより大きく行わせることができ、検出部の感度をより高めて、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るトルク検出装置の一部省略概略側面図である。図１のように、トルク検出装置１は、トーションバー３と、検出対向部５，７と、検出部９とを備えている。
【００３９】
前記トーションバー３は、捻れ変形可能に構成され、その前後が例えばトルク伝達軸に結合される。トルク伝達軸としては、例えば自動車の動力伝達系の伝動軸、あるいはステアリングシャフト等を適用することができる。
【００４０】
前記検出対向部５，７は、前記トーションバー３の一側１１と他側１３との捻れによる回転変位に応じて間隔を変化させるもので、一対の磁性体である可動磁性体１５，１７で形成されている。一対の可動磁性体１５，１７は、トーションバー３の一側１１と他側１３との捻れによる回転変位に応じて変化するギャップＧを介して対向している。
【００４１】
前記可動磁性体１５，１７は、対称形状に形成され、円盤状の基板部１９，２１に対し対向側に舌部２３，２５が回転面に沿って湾曲形成されている。前記検出対向部５，７は、前記舌部２３，２５の一辺を構成するものとして形成されている。すなわち、検出対向部５，７は、トーションバー３の軸芯に沿って直線的に形成され、軸周り方向に前記ギャップＧを介して対向している。これにより、一対の可動磁性体１５，１７は、ギャップＧを介して対向する構成となっている。
【００４２】
前記前記磁性体の一方である可動磁性体１５は、前記トーションバー３の一側１１に一体に形成されている。但し、可動磁性体１５を、トーションバー３の一側１１に圧入等によって固定することもできる。
【００４３】
前記磁性体の他方である可動磁性体１７は、回転連動部材の一側である筒体２７の端部２９に一体に設けられている。筒体２７は、前記トーションバー３の外周に遊嵌して設けられ、トーションバー３の他側１３に結合されている。すなわち、トーションバー３の他側１３には段部３１が設けられ、この段部３１に回転連動部材の他側である筒体２７の他方の端部３３が圧入等によって嵌着されている。
【００４４】
前記検出部９は、前記検出対向部５，７の間隔変化であるギャップＧの変化に応じてトルクを検出する構成となっている。すなわち検出部９は、検出コイル３５及び検出磁性体３７を備えている。検出磁性体３７は、検出コイル３５を内包するとともに、脚部３９，４１が前記可動磁性体１５，１７の基板部１９，２１外面にわずかな隙間をもって対向している。前記検出コイル３５は、ＬＲ発振回路、パルス成形回路等からなるトルク検出回路に電気的に接続されている。
【００４５】
従って、前記トーションバー３の捻れに応じて前記可動磁性体１５，１７間のギャップＧが変化し、該ギャップＧの変化に応じて変化する検出コイル３５のインダクタンスに基づき前記検出部９はトルクを検出する構成となっている。
【００４６】
前記トルク伝達軸を介し、入力部４３から入力されたトルクが、トーションバー３を介して出力部４５から出力される場合、トルクに応じてトーションバー３が捻れ変形する。この捻れ変形によってトーションバー３の一側１１と他側１３とが捻れによる回転変位を起こし、該回転変位が一側１１では可動磁性体１５に直接伝達され、他側１３からは筒体２７を介し他方の可動磁性体１７へ伝達される。
【００４７】
前記可動磁性体１５，１７への回転変位の伝達によって、ギャップＧの間隔が変化する。このときコイル３５への通電により、検出磁性体３７、該検出磁性体３７の脚部３９，４１から可動磁性体１５，１７の基板部１９，２１、さらには可動磁性体１５，１７の舌部２３，２５にわたりギャップＧの部分を通る閉じた磁路が形成されている。この磁路の形成に対し前記のようにギャップＧが変化すると、磁束密度が変化し、検出コイル３５のインダクタンスがこれに応じて変化する。
【００４８】
従って、検出コイル３５に接続されているＬＲ発振回路及びパルス成形回路を介して出力されるトルク信号により、前記トーションバー３を介して伝達されるトルクを検出することができる。
【００４９】
前記検出コイル３５のインダクタンスの変化は、前記ギャップＧの間隔変化の二乗に対応して変化するため、前記ＬＲ発振回路及びパルス成形回路を介して出力されるトルク信号の変化も、前記トーションバー３の変化に対し増幅して出力することができる。
【００５０】
従って、従来のような対向面積の変化の一次に対応して変化するインダクタンスによりトルク検出を行う場合に比べて、検出感度を大幅に高めることができ、トルク検出を正確に行うことができる。
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態に係るトルク検出装置を示し、（ａ）はトルク検出装置１Ａの一部省略概略断面図、（ｂ）は検出対向部を示す展開図である。なお、第１実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００５１】
本実施形態では、前記舌部２３，２５に代えて、串歯状の歯部４３，４５を設けたものである。歯部４３は、相手側の歯部４５間に入り込み、歯部４５は、相手側の歯部４３間に入り込んでいる。従って、歯部４３，４５間に回転方向にギャップＧ１，Ｇ２が形成される構成となっている。
【００５２】
前記ギャップＧ１は、対向部５Ａａ，７Ａａ間で形成され、ギャップＧ２は、検出対向部５Ａｂ，７Ａｂ間で形成されている。従って、本実施形態においても、検出対向部５Ａａ，７Ａａ，５Ａｂ，７Ａｂは、一対の磁性体である可動磁性体１５Ａ，１７Ａで形成され、可動磁性体１５Ａ，１７Ａは、トーションバー３の一側１１と他側との捻れによる変位に応じて間隔を変化させるギャップＧ１，Ｇ２を介して対向する。
【００５３】
そして、前記同様に、トーションバー３の捻れによって可動磁性体１５Ａ，１７Ａが相互に回転変位すると、ギャップＧ１，Ｇ２が変化する。すなわち、ギャップＧ１又はＧ２が増加するときにはギャップＧ２又はＧ１が１対１の関係で減少する。このときの検出コイル３５のインダクタンスの変化は次のようになる。ここで、説明を簡略化するためにＧ１＝Ｇ２＝１として説明する。
【００５４】
前記トーションバー３がトルクによって捻れを生じ、Ｇ１，Ｇ２の何れか、例えばＧ２が０であるとすると、Ｇ１＝２となる。このときインダクタンスの変化はギャップの二乗に応じて変化するため、インダクタンスの変化ΔＨ＝Ｇ１２＋Ｇ２２＝４＋０＝４となる。また、Ｇ１＝１．５、Ｇ２＝０．５のときは、ΔＨ＝Ｇ１２＋Ｇ２２＝２．２５＋０．２５＝２．５となる。
【００５５】
すなわち、Ｇ１＝Ｇ２のときは、インダクタンスの変化は最小となり、Ｇ１，Ｇ２の何れかが０になるとインダクタンスの変化は最大となる。従って、このようなギャップＧ１，Ｇ２の間隔の変化の二乗に応じたインダクタンスの変化によって、トルク検出を行うことができるから、本実施形態においても検出感度を高めることにより、正確なトルク検出を行うことができる。
【００５６】
また、本実施形態では、ギャップＧ１，Ｇ２が回転方向前後に形成されるため、トーションバー３の捻れ方向が正逆何れに変化してもトルク検出を行うことができる。
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態に係り、トルク検出装置１Ｂの概略断面図である。なお、上記実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００５７】
本実施形態では、磁性体である可動磁性体１５Ｂがトーションバー３の一側１１に一体に設けられ、磁性体の他方である可動磁性体１７Ｂはトーションバー３の一側１１に対し、周方向に係合し、軸芯に沿った方向へ移動可能に設けられている。
【００５８】
すなわち、前記筒体２７Ｂの一端側には、第１拡径部４７及び第２拡径部４９が設けられている。第１拡径部４７の内面には、雌スプライン５１が設けられている。前記トーションバー３の一側１１には、雄スプライン５３が設けられ、前記筒体２７Ｂの雌スプライン５１がスプライン嵌合している。前記第２拡径部４９に可動磁性体１７Ｂが取り付けられている。
【００５９】
そして、前記筒体２７Ｂがトーションバー３の一側１１において前記雌雄スプライン５１，５３のスプライン嵌合により周方向に係合し、軸芯に沿った方向へ移動可能となっている。これにより可動磁性体１７Ｂも一側１１においてトーションバー３の周方向に係合し、軸芯に沿った方向へ移動可能に設けられた構成となっている。
【００６０】
本実施形態において、検出部９の脚部３９Ｂ，４１Ｂは、前記可動磁性体１５Ｂ，１７Ｂの外周面にわずかな隙間をもって対向配置されている。本実施形態の可動磁性体１５Ｂ，１７Ｂ間のギャップＧは、トーションバー３の軸芯に沿った方向の間隔として設けられている。
【００６１】
前記筒体２７Ｂの第２拡径部４９内周側には、付勢手段としてコイルスプリング５５が設けられている。コイルスプリング５５は、トーションバー３の一側１１と、筒体２７Ｂとの間に介設されている。従って、コイルスプリング５５は、可動磁性体１５Ｂから可動磁性体１７Ｂを遠ざけるように付勢して、ギャップＧを離間させるように付勢している。
【００６２】
前記筒体２７Ｂとトーションバー３の他側１３との間に、増幅手段としてのカム機構５７が設けられている。前記トーションバー３の他側１３に、トルク伝達カップリング５９を介してトルク伝達を行う伝動軸６１が結合されている。トルク伝達カップリング５９のカップリングケース６３は、前記トーションバー３の他側１３に一体に設けられている。
【００６３】
前記トルク伝達カップリング５９は、例えば電磁石の電磁力によって多板クラッチを締結する構成、あるいはカップリングケース６３側と伝動軸６１側とに係合したアウタープレート、インナープレートを設け、カップリングケース６３内に粘性流体を封入し、粘性流体の剪断抵抗によってトルク伝達を行う構成など種々のもので構成することができる。
【００６４】
前記筒体２７Ｂの他側には、嵌合部６５が設けられている。前記カップリングケース６３の外周面と、嵌合部６５との間に、前記カム機構５７が設けられている。
【００６５】
前記カム機構５７は、例えばカップリングケース６３の外周面周方向に４カ所設けられている。カップリングケース６３側には、カムピン６７が突設されている。前記嵌合部６５側には、カム面６９が設けられている。カムピン６７は、カム面６９間に嵌合している。
【００６６】
従って、本実施形態では、伝動軸６１からトルクが入力されると、トルク伝達カップリング５９を介して、トーションバー３の他側１３にトルクが入力され、トーションバー３の一側１１からトルクが出力される。これによって、トルク伝達が行われ、トーションバー３がトルクの大きさに応じて捻れる。この捻れによって、トーションバー３の一側１１と他側１３とが相対的に回転変位し、この回転変位によってカップリングケース６３のカムピン６７が嵌合部６５側のカム面６９に当接する。
【００６７】
前記カムピン６７が前記カム面６９に、トルクに応じた当接力で当接し、嵌合部６５がトーションバー３の軸芯に沿った方向へ推力を受ける。この推力によって、筒体２７Ｂがコイルスプリング５５の付勢力に抗して移動し、ギャップＧの間隔が狭まるように変化する。伝達トルクが減少すると、コイルスプリング５５の付勢力によって、筒体２７Ｂが逆方向へ移動する。この筒体２７Ｂの逆方向への移動によりギャップＧが広がる。こうして、ギャップＧの変化により前記同様トルクを正確に検出することができる。
【００６８】
本実施形態では、カム機構５７によってトーションバー３の捻れによる回転変位を軸芯に沿った方向に変換し、可動磁性体１５Ｂ，１７Ｂ間のギャップＧを前記回転変位に対し増幅して変化させることができる。このため、検出磁性体３７と各可動磁性体１５Ｂ，１７Ｂとの間で形成される磁路の磁束密度の変化率を増大し、検出コイル３５のインダクタンス変化の感度を高めて、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００６９】
また、一対の可動磁性体１５Ｂ，１７Ｂ間のギャップＧをコイルスプリング５５によって付勢し元の状態へ戻すことができる。このため、トーションバー３の捻れによる変位に応じてギャップＧを正確に変化させ、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００７０】
前記トーションバー３の捻れによる回転変位に対してカップリングケース６３外周面の回転変位は大きく、この回転変位の大きな部分でカム機構５７によって軸芯に沿った方向に変換し、且つ該変位を増幅することができる。このため、トーションバー３の捻れによる回転変位に対し検出対向部５Ｂ，７Ｂの間隔変化をより大きく行わせることができ、検出部の感度をより高めて、より正確なトルク検出を行うことができる。
（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態に係り、トルク検出装置１Ｃの一部省略概略断面図である。本実施形態では、ギャップＧを介して対向する一対の磁性体の一方を、検出磁性体３７Ｃとしたものである。この検出磁性体３７Ｃと可動磁性体１７Ｃとに検出対向部５Ｃ，７Ｃを形成している。
【００７１】
前記検出磁性体３７Ｃは、固定側であるハウジング７１に支持されている。コイルスプリング５５は、トーションバー３の一側１１に形成されたフランジ部７３と、筒体２７Ｃとの間に介設されている。
【００７２】
本実施形態においても、第３実施形態と同様にトーションバー３の捻れによる回転変位をカム機構５７でトーションバー３の軸芯に沿った方向の変位として筒体２７Ｃに伝達し、且つカム機構５７によって変位を増幅している。
【００７３】
従って、本実施形態においても第３実施形態とほぼ同様な作用効果を奏することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、磁性体の数を減少させることができ、構造をより簡単にすることができる。
（第５実施形態）
図５は、本発明の第５実施形態に係り、トルク検出装置１Ｄの一部省略概略断面図である。なお、第４実施形態と対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００７５】
本実施形態は、上記各実施形態とは検出部の構成が基本的に異なっている。すなわち、本実施形態では、回転連動部である筒体２７Ｄの他側と、固定側であるハウジング７１とに検出対向部７３，７５を設けたものである。検出部は、変位検出センサ７７で構成されている。
【００７６】
前記変位検出センサ７７は、例えばレーザ光を検出対向部７３に照射し、検出対向部７５に対する変位を検出する構成となっている。
【００７７】
従って、本実施形態においては、トーションバー３の捻れによる回転変位がカム機構５７で増幅され、且つトーションバー３の軸芯に沿った方向へ変換され、これによって筒体２７Ｄがコイルスプリング５５の付勢力に抗して移動する。この移動によって、検出対向部７３がハウジング７１側の検出対向部７５に対して間隔Ｌを狭めるように移動する。この移動を変位検出センサ７７で検出することによって、変位に応じたトルク検出を行うことができる。
【００７８】
従って、本実施形態においても、上記実施形態と同様な作用効果を奏することができる。
【００７９】
また、カム機構５７により捻れによる変位に対し検出対向部７３，７５の間隔Ｌを増幅して変化させ、この増幅した変化に対して変位検出センサ７７によって検出することができる。このため、変位検出センサ７７の感度を高めることができ、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００８０】
さらに、コイルスプリング５５によって検出対向部７３，７５の間隔Ｌを元の状態に戻すように付勢することができ、トーションバー３の捻れによる変位に対し検出対向部７３，７５の間隔Ｌを正確に対応させて変化させることができ、より正確なトルク検出を行うことができる。
【００８１】
また、検出対向部７３，７５の間隔検出のために、上記検出コイル３５を用いた検出部９に代えて変位検出センサ７７を用いることができる。
（第６実施形態）
図６は、本発明の第６実施形態に係り、トルク検出装置１Ｅの一部省略概略断面図である。なお、基本的な構成は第５実施形態と同様であり、対応する構成部分には同符号を付して説明する。
【００８２】
本実施形態においては、変位検出センサとして差動トランス７７Ｅを用いたものである。差動トランス７７Ｅのピックアップ７９は、検出対向部７３に突き当たっている。従って、検出対向部７３の前記のような変位によって、差動トランス７７Ｅがピックアップ７９を介しこれを検出し、前記同様トルク検出を行うことができる。
【００８３】
従って、本実施形態においても、第５実施形態とほぼ同様な作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るトルク検出装置の一部省略概略断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係り、（ａ）はトルク検出装置の一部省略概略断面図、（ｂ）は可動磁性体相互の関係を示す一部省略展開図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るトルク検出装置の一部省略概略断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るトルク検出装置の一部省略概略断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係り、トルク検出装置の一部省略概略断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係り、トルク検出装置の一部省略概略断面図である。
【図７】従来例に係るトルク検出装置の断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  トルク検出装置
３  トーションバー
５，７，５Ａａ，５Ａｂ，５Ｂ，５Ｃ，７Ａａ，７Ａｂ，７Ｂ，７Ｃ，７３，７５  検出対向部
９  検出部
１１  一側
１３  他側
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ  可動磁性体（磁性体）
２７  筒体（回転連動部）
２９，３３  端部
３５  検出コイル
３７，３７Ｃ  検出磁性体
５５  コイルスプリング（付勢手段）
５７  カム機構（増幅手段）
５９  トルク伝達カップリング
６１  伝動軸
６３  カップリングケース
７１  ハウジング（固定側）
７７，７７Ｅ  変位検出センサ（検出部）
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２  ギャップ
Ｌ  間隔
【図１】
2004333442.tif 000003
【図２】
2004333442.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004333442.tif 000006
【図５】
2004333442.tif 000007
【図６】
2004333442.tif 000008
【図７】
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