(57)【要約】【課題】回転軸に加工を施すことを必要とせず、回転軸に装着容易であり、検出コイルの不要なインダクタンスの発生を抑え、外部回路を必要としないで検出コイルのブリッジ回路を組むことにより検出コイルの回路の安定した精確なゼロ点調整を容易に行うとともに、回転軸の回転に伴う出力信号のゼロ点変動を小さくすることによって、磁歪回転軸に加わるトルクを容易に精度よく検出する非接触磁歪式トルクセンサを提供する。【構成】この磁歪式トルクセンサは、磁歪特性を有する回転軸１と、回転軸１の軸Ｏに対して＋４５°傾いたコイル２と−４５°傾いたコイル４が内面に重ねて巻かれた２つの半円筒状フェライト磁心３、３とから構成される。２つの半円筒状フェライト磁心３、３は、磁歪回転軸１の軸Ｏに垂直な面において磁歪回転軸１と同心状に緊密に対向配置する。【選択図】      図１
2005164531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の周りに回転する磁歪特性を有する回転軸と、前記回転軸の外周と所定の間隔
を有しながら前記回転軸と同軸に配置され、内周面に前記回転軸の歪を検出する絶縁被覆を有したコイルを備える円筒状フェライト磁心を備えた磁歪式トルクセンサにおいて、
前記円筒状フェライト磁心は、前記中心軸を含む平面によって前記内周面を２つに区分することによって形成される一対の対向したコイル形成用内周面を有し、
前記コイルは、前記一対の対向したコイル形成用内周面のそれぞれにおいて、前記中心軸に対して＋４５°傾いて同一の位置に配置され、往電流と帰還電流を同一方向に流す直列に接続された往電流用コイルと帰還電流用コイルを含む第１のコイルと、前記中心軸に対して−４５°傾いて前記第１のコイルと直交しながら同一の位置に配置され、往電流と帰還電流を同一方向に流す直列に接続された往電流用コイルと帰還電流用コイルを含む第２のコイルを有することを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項２】
前記円筒状フェライト磁心は、前記中心軸を含む平面によって２つに分割される一対の半円筒状フェライト磁心を含むことを特徴とする請求項１記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項３】
前記第１及び第２のコイルの前記往電流用コイル及び前記帰還電流用コイルは、複数の水平導線及び複数の垂直導線によって連続的に伸びる複数の往電流用コイル及び複数の帰還電流用コイルを含むことを特徴とする請求項１記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項４】
前記第１及び第２のコイルの前記複数の水平導線及び前記複数の垂直導線は、同一の位置において異なった方向の電流を流すことを特徴とする請求項３記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項５】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、フレキシブル基板の表裏の面上でジグザグ状に形成され、このフレキシブル基板を１８０度折り重ねることにより形成されることを特徴とする請求項１記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項６】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、前記一対の半円筒状フェライト磁心の間でブリッジ回路を構成するように接続されることを特徴とする請求項２記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項７】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、それぞれの第１の端子が発振器の第１及び第２の端子に接続され、それぞれの第２の端子が歪検出用の端子に接続されてブリッジ回路を構成することを特徴とする請求項１記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項８】
前記ブリッジ回路からの差動信号は、ロックイン増幅器で検出することを特徴とする請求項７記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項９】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、前記一対の対向したコイル形成用内周面に形成した溝に収納されている構成の請求項１記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項１０】
前記一対の対向したコイル形成用内周面は、長さＬと内面半円周長Ｐは、Ｄを前記回転軸の直径とすると、
Ｌ ≒πＤ/２Ｎ（Ｎ = １，２，３．．．）
Ｐ ≒πＤ/２
前記溝の間隔Ｇは、前記一対の対向したコイル形成用内周面の両端において、
Ｇ ≒πＤ/４Ｎ（Ｎ = １，２，３．．．）
であることを特徴とする請求項９記載の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、非接触磁歪式トルクセンサ、特に、磁歪特性を有する回転軸に加わるトルクを、透磁率変化による検出コイルのインダクタンス変化から非接触的に検出する非接触磁歪式トルクセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のパワーステアリング機構、エンジン制御機構、動力伝達機構などでは回転軸であるハンドル軸、その他の受動軸などに加わるトルクを検出する必要性が高い。
【０００３】
一般に、磁歪特性を有する材料は、力を加えると比透磁率が変化し、圧縮力方向では比透磁率が減少し、張力方向では比透磁率が増加する。この原理を利用した磁歪式トルク検出装置が、例えば特許文献１及び２に記載されている。
【０００４】
図６（ａ）に特許文献１に記載されている磁歪式トルク検出装置の略図を示す。図６（ａ）の磁歪式トルク検出装置は、受動軸である回転軸１１の外周に、回転軸１１に対して±４５°に複数の磁歪膜１３、１３を固着し、その外周に±４５°磁歪膜１３、１３に対応してリング形検出コイル１２、１２を配設したものである。回転軸１１に外部からトルクが印加されると、磁歪膜１３、１３の一方には張力が、他方には圧縮力が発生して歪が生じ、磁歪膜１３、１３の透磁率が変化する。この磁歪膜１３、１３の透磁率変化によるリング形検出コイル１２、１２のインダクタンス変化を検出して出力する。
【０００５】
図６（ｂ）に特許文献２に記載されている磁歪式トルク検出装置の略図を示す。図６（ｂ）の磁歪式トルク検出装置は、磁歪回転軸１１に対して±４５°傾いた２条の検出コイル１２、１２を重ね合わせてリング形磁心１４の内面に固着して、それを磁歪回転軸１１の周囲に配置して、磁歪回転軸１１の透磁率変化を検出して出力するものである。
【０００６】
上述した磁歪式トルク検出装置の他に、図６（ｃ）に示すものがある。図６（ｃ）の磁歪式トルク検出装置は、磁歪回転軸１１に対向配置したＵ字形磁心１４上に巻回した検出コイル１２、１２を使用することにより、磁歪回転軸１１の透磁率変化を検出して出力するものである。
【特許文献１】特開平１−９４２３０号公報
【特許文献２】特開平６−１９４２３９号公報（図４〜６及び実施例４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、図６（ａ）の磁歪式トルク検出装置によれば、回転軸１１に±４５°の磁歪膜１３、１３を固着するため、回転軸１１を加工する必要があるという問題がある。
【０００８】
また、図６（ｂ）の磁歪式トルク検出装置によれば、回転軸１１を加工する必要がないが、リング形磁心１４の内面に±４５°の傾きを有して重ねて配置された２条の検出コイル１２、１２のインダクタンスの差を検出しているため、トルクの方向を検出するためにはインダクタンスの増減方向を検出する必要があり、また、２条の検出コイル１２、１２のインダクタンスが等しくなった状態を零点に設定しようとすると、零点の設定が容易にできないという問題がある。また、回転軸１１はリング形磁心１４を貫通する構造であるため、検出コイル１２の装着容易性に欠けるという問題がある。
【０００９】
また、図６（ｃ）の磁歪式トルク検出装置によれば、回転軸１１を加工する必要がなく、回転軸１１に装着容易であるが、検出コイル１２が巻かれたＵ字形磁心１４は回転軸１１に対してリング形磁心のような回転対称でなく、回転軸１１がＵ字形磁心１４に対面していない部分があるため、出力信号のゼロ点が回転軸１１の回転に伴って、大きく変動してしまうという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、検出コイルの不要なインダクタンスの発生を抑え、回転軸の回転に伴う出力信号のゼロ点変動を小さくすることによって、磁歪回転軸に加わるトルクを精度よく検出する非接触磁歪式トルクセンサを提供することにある。
【００１１】
更に、本発明の他の目的は、回転軸に対して磁歪膜を固着するなどの加工を施すことを必要とせず、回転軸に装着容易である非接触磁歪式トルクセンサを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、外部回路を必要としないで検出コイルのブリッジ回路を組むことによって、検出コイルの回路の安定した精確なゼロ点調整を容易に行う非接触磁歪式トルクセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によると、中心軸の周りに回転する磁歪特性を有する回転軸と、前記回転軸の外周と所定の間隔を有しながら前記回転軸と同軸に配置され、内周面に前記回転軸の歪を検出する絶縁被覆を有したコイルを備える円筒状フェライト磁心を備えた磁歪式トルクセンサにおいて、前記円筒状フェライト磁心は、前記中心軸を含む平面によって前記内周面を２つに区分することによって形成される一対の対向したコイル形成用内周面を有し、前記コイルは、前記一対の対向したコイル形成用内周面のそれぞれにおいて、前記中心軸に対して＋４５°傾いて同一の位置に配置され、往電流と帰還電流を同一方向に流す直列に接続された往電流用コイルと帰還電流用コイルを含む第１のコイルと、前記中心軸に対して−４５°傾いて前記第１のコイルと直交しながら同一の位置に配置され、往電流と帰還電流を同一方向に流す直列に接続された往電流用コイルと帰還電流用コイルを含む第２のコイルを有することを特徴とする磁歪式トルクセンサを提供する。
【００１４】
前記円筒状フェライト磁心は、前記中心軸を含む平面によって２つに分割される一対の半円筒状フェライト磁心を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記第１及び第２のコイルの前記往電流用コイル及び前記帰還電流用コイルは、複数の水平導線及び複数の垂直導線によって連続的に伸びる複数の往電流用コイル及び複数の帰還電流用コイルを含むことを特徴とする。
【００１６】
前記第１及び第２のコイルの前記複数の水平導線及び前記複数の垂直導線は、同一の位置において異なった方向の電流を流すことを特徴とする。
【００１７】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、フレキシブル基板の表裏の面上でジグザグ状に形成され、このフレキシブル基板を１８０度折り重ねることにより形成されることを特徴とする。
【００１８】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、前記一対の半円筒状フェライト磁心の間でブリッジ回路を構成するように接続されることを特徴とする。
【００１９】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、それぞれの第１の端子が発振器の第１及び第２の端子に接続され、それぞれの第２の端子が歪検出用の端子に接続されてブリッジ回路を構成することを特徴とする。
【００２０】
前記ブリッジ回路からの差動信号は、ロックイン増幅器で検出することを特徴とする。
【００２１】
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、前記一対の対向したコイル形成用内周面に形成した溝に収納されていることを特徴とする。
【００２２】
前記一対の対向したコイル形成用内周面は、長さＬと内面半円周長Ｐは、Ｄを前記回転軸の直径とすると、
Ｌ ≒πＤ/２Ｎ（Ｎ = １，２，３．．．）
Ｐ ≒πＤ/２
前記溝の間隔Ｇは、前記一対の対向したコイル形成用内周面の両端において、
Ｇ ≒πＤ/４Ｎ（Ｎ = １，２，３．．．）
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の非接触磁歪式トルクセンサによると、±４５°コイルは電流が流れると磁歪回転軸に対してリング形軸回転対称検出コイルと同じ働きをするため、出力信号は磁歪回転軸の回転角度に依存することがない。即ち、磁歪回転軸の回転に伴う出力信号のゼロ点変動を小さくすることができる。
【００２４】
また、本発明によると、トルクセンサは２つの半円筒状フェライト磁心に分割されるため、容易に磁歪回転軸に装着することができる。
【００２５】
更に、本発明によると、±４５°コイルに含まれる水平導線及び垂直導線は、それぞれ重なった部分で互いに反対方向の電流が流れるため、全体として電流が相殺されることにより、磁界が殆ど発生しない。従って、不要なインダクタンスの発生が抑えられ、検出誤差を無くすことが出来る。
【００２６】
また、本発明によると、±４５°コイルが、一対の対向したコイル形成用内周面のそれぞれに配置されるため、ブリッジ回路の接続が容易であり、外部回路を要しないでブリッジ回路が組める。ブリッジ回路のバランスをとることにより、安定した精確なゼロ点調整を容易に行うことができる。
【００２７】
更に、本発明によると、ロックイン増幅器により雑音が除去されるため、検出誤差を無くすことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明の磁歪式トルクセンサを示す。この磁歪式トルクセンサは、磁歪特性を有する、例えば、Ni、Fe-Al合金、Fe-Co合金などの回転軸１と、回転軸１の軸Ｏに対して＋４５°傾いたコイル２と−４５°傾いたコイル４が内面に重ねて巻かれた２つの半円筒状フェライト磁心３、３とから構成される。２つの半円筒状フェライト磁心３、３は、磁歪回転軸１の軸Ｏに垂直な面において磁歪回転軸１と同心状に緊密に対向配置する。
【００３０】
図２は、図１の磁歪式トルクセンサの分解斜視図であり、±４５°コイル２、４の図示は省略する。図２に示すように、半円筒状フェライト磁心３の内面には、＋４５°コイル２と−４５°コイル４の配線を配置するため、磁歪回転軸１に対して±４５°傾いた複数の溝５が設けられている。
【００３１】
図３は、図１の磁歪式トルクセンサのコイルの巻き方を示す。半円筒状フェライト磁心の内面展開図である図３（ａ）に示すように、半円筒状フェライト磁心３の内面に設けられた溝５は、回転軸１の軸Ｏに対して±４５°で傾いている。溝５の広さは１ｍｍ、深さは１ｍｍである。以下に説明するように、溝と溝との間の距離Ｇは、磁心３の長さＬ及び磁心３の内面半円周長Ｐに依存する。上述したように、内面の溝５に＋４５°コイル２と−４５°コイル４が配線された２つの半円筒状フェライト磁心３は、回転軸１の側面と所定の距離ｒ（図１）を置いて平行に配置し、かつ、回転軸１の軸Ｏに対して垂直な面において磁歪回転軸１と同心状に緊密に対向配置する。検出感度が向上するように半円筒状フェライト磁心３と回転軸１の側面との間の距離ｒは非常に小さく無視できるので、半円筒状フェライト磁心３の長さＬは次式で設定される。
【００３２】
Ｌ = π(Ｄ＋２ｒ)/２Ｎ ≒πＤ/２Ｎ（Ｎ = １，２，３．．．）      （１）
ここで、Ｄは回転軸１の直径、ｒは磁歪回転軸１と半円筒状フェライト磁心３との間の距離である。半円筒状フェライト磁心３の内面半円周長Ｐは
Ｐ = π(Ｄ＋２ｒ)/２ ≒πＤ/２                                （２）  
半円筒状フェライト磁心３の内面に溝５を作るとき、溝と溝との間の距離Ｇは
Ｇ = Ｌ/２= π(Ｄ＋２ｒ)/４Ｎ ≒πＤ/４Ｎ（Ｎ = １，２，３．．．）（３）
図３（ｂ）は、Ｎ = １、Ｐ = Ｌ ≒πＤ/２、Ｇ ≒πＤ/４であるときの溝５の形（図３（ｂ）の右端を参照）と＋４５°コイル２及び−４５°コイル４の巻き方を示す。図３（ｂ）に示すように、＋４５°コイル２は、半円筒状フェライト磁心３の内面に、頂点ＡからＣ（往）まで、ジグザグ状に＋４５°で配線し、引き続き、頂点ＣからＡ（復）まで、ジグザグ状に＋４５°で配線を形成する。同様にして、−４５°コイル４は、同じ半円筒状フェライト磁心３の内面に、頂点ＢからＤ（往）まで、ジグザグ状に−４５°で配線し、引き続き、頂点ＤからＢ（復）まで、ジグザグ状に−４５°で配線を形成する。２つのコイル２と４を重ねて、１つの半円筒状フェライト磁心３の内面に形成する。＋４５°コイル２と−４５°コイル４には直径０．２ｍｍのエナメル線６を用いて、＋４５°コイル２と−４５°コイル４の巻き数はそれぞれ２ターンである。
【００３３】
図３（ｂ）と同様に、図３（ｃ）に、Ｎ = ２、Ｐ ≒πＤ/２、Ｌ ≒πＤ/４、Ｇ ≒π Ｄ/８であるときの溝５の形（図３（ｃ）の右端を参照）と＋４５°コイル２及び−４５°コイル４の巻き方を示す。式（１）より、Ｎが大きくなると、半円筒状フェライト磁心３の長さＬが小さくなる。即ち、トルクセンサの体積が小さくなる。しかし、Ｎが大きくなると、溝と溝との間の距離Ｇが短くなるため、回転軸１に対して同方向に傾く導線間の影響が大きくなり、出力信号に悪影響が発生する。
【００３４】
なお、配線の形成方法として、１つのコイル（例えば＋４５°コイル２）を所定回数のみ巻いた後、もう１つのコイル（例えば−４５°コイル４）を同一回数のみ巻き、重ね合わせる方法を上述したが、両方のコイルを交互に巻いてもよい。
【００３５】
次に、本発明の磁歪式トルクセンサの動作原理について説明する。図４（ａ）に示すように、軸方向Xからみて、図面で左側を反時計方向に、図面で右側を時計方向に力が働くように、回転軸１にトルクTが印加される。以下、この方向のトルクTを正方向とする。このとき、回転軸１の前側から見て、回転軸１の＋４５°方向には圧縮力が、−４５°方向には張力が加わることになる。回転軸１の後側から見て、回転軸１の−４５°方向には圧縮力が、＋４５°方向には張力が加わることになる。この主応力σはトルクTに比例し、回転軸１の直径をDとすると、次式で与えられる。
【００３６】
σ＝１６T/(πD3)                                              （４）
このとき、回転軸１が磁歪効果を持っていれば、主応力σにより、軸磁気異方性Kuが誘起される。
【００３７】
Ku＝２・（３/２）λｓσ＝４８λｓT/(πD3)                      （５）
ここで、λｓは回転軸１の飽和磁歪定数である。この軸磁気異方性Kuによって、＋σ方向は磁化容易方向、−σ方向は磁化困難方向となり、静磁エネルギーの関係から、磁化容易方向＋σ方向の比透磁率は増加し、逆に磁化困難方向−σ方向の比透磁率は減少する。従って、磁化困難方向−σ方向（圧縮力方向）に傾くコイルに電流を流すと、コイルにより形成する磁束は、磁化容易方向＋σ方向（張力方向）に傾いて張力方向の比透磁率が高くなるので、張力方向では磁束を減少させる方向に感応電流が流れ、感応電流によって感応電圧が誘起されるため、このコイルのインダクタンスは大きくなる。一方、磁化容易方向＋σ方向（張力方向）に傾くコイルに電流を流すと、コイルにより形成する磁束は、磁化困難方向−σ方向（圧縮力方向）に傾いて圧縮力方向の比透磁率が小さくなるので、圧縮力方向では磁束を増加させる方向に感応電流が流れ、感応電流によって感応電圧が誘起されるため、このコイルのインダクタンスは小さくなる。
【００３８】
図４（ｂ）は、上述したコイルの電気特性から磁歪回転軸１に印加されるトルクを検出するための検出回路である。図４（ａ）の４つの検出コイル２−１、２−２、４−１、４−２で、図４（ｂ）に示すようなブリッジ回路を構成する。コイル４−１のｂ端とコイル４−２のｅ端が接続される。同様に、コイル２−１のｄ端とコイル２−２のｇ端が接続される。そして、直列接続された検出コイル２−１と２−２、４−１と４−２との両端に回路を駆動する発振器７を接続し、検出コイル２−１と２−２の間、及び検出コイル４−１と４−２の間に、トルク印加時にブリッジ回路から発生する差動信号を検出・増幅して出力するロックイン増幅器８を接続する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）の検出回路の動作について説明する。発振器７から発生する高周波数電流Ｉがコイル４−１のａ端とコイル２−１のｃ端に流入し、コイル４−２のｆ端とコイル２−２のｈ端に流出する。トルクが印加されていないとき、検出回路が平衡状態になるようにゼロ点調整を行う。図４（ａ）に示すように、正トルクが印加されるとき、コイル４−１とコイル２−２のインダクタンスＬがΔＬ増加し、コイル４−２とコイル２−１のインダクタンスＬがΔＬ減少し、ロックイン増幅器８からの出力Ｖは正方向に増加する。それに対して、負トルクが印加されるとき、コイル４−１とコイル２−２のインダクタンスＬがΔＬ減少し、コイル４−２とコイル２−１のインダクタンスＬがΔＬ増加し、ロックイン増幅器８からの出力Ｖは負方向に減少する。これより、トルクTの方向及び大きさが検出される。
【００４０】
図４（ｂ）の検出回路によれば、４つの検出コイル２−１、２−２、４−１、４−２のブリッジ回路のバランスをとることにより、更に、ロックイン増幅器８により雑音が除去されるため、安定した精確なゼロ点調整を容易に行うことができる。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、回転軸１の前側に配置する半円筒状フェライト磁心３−２の内面に配置される＋４５°コイル２−２の接続用導線（即ち、回転軸１に平行な導線部）２ｂと、回転軸１の後側に配置する半円筒状フェライト磁心３−１の内面に配置される＋４５°コイル２−１の接続用導線（即ち、回転軸１に平行な導線部）２ｂは重ねて配置され、互いに反対方向の電流が流れるため、全体として電流が相殺されることにより、磁界が殆ど発生しない。同様に、回転軸１の前側に配置する半円筒状フェライト磁心３−２の内面に配置される−４５°コイル４−２の接続用導線４ｂ（即ち、回転軸１に平行な導線部）と、回転軸１の後側に配置する半円筒状フェライト磁心３−１の内面に配置される−４５°コイル４−１の接続用導線（即ち、回転軸１に平行な導線部）４ｂは重ねて配置され、互いに反対方向の電流が流れるため、全体として電流が相殺されることにより、磁界が殆ど発生しない。一方、半円筒状フェライト磁心３−１、３−２の内面に配置される＋４５°コイル２−１、２−２の接続用導線（即ち、回転軸１に垂直な導線部）２ｃと、同一半円筒状フェライト磁心３−１、３−２の内面に配置される−４５°コイル４−１、４−２の接続用導線（即ち、回転軸１に垂直な導線部）４ｃは重ねて配置され、互いに反対方向の電流が流れるため、全体として電流が相殺されることにより、磁界が殆ど発生しない。従って、不要なインダクタンスの発生が抑えられ、検出誤差を無くすことが出来る。
【００４２】
さらに、上述した磁歪式トルクセンサの構造によれば、内面に＋４５°コイル２と−４５°コイル４を有する２つの半円筒状フェライト磁心３を磁歪回転軸１の全周に対向配置することにより、磁歪回転軸１の局所的な磁気特性変化があっても、磁歪回転軸１の回転角度に依らず、出力センサの出力特性に影響することなく、安定することができる。即ち、磁歪回転軸１の回転に伴う出力信号のゼロ点変動を小さくすることができる。
【００４３】
また、磁歪式トルクセンサは２つの半円筒状フェライト磁心３で構成されるため、容易に回転軸１に装着することができる。
【００４４】
図５は、本発明の磁歪式トルクセンサの他の実施の形態を示す。１つの検出コイル１０を形成するため、図５（ａ）に示すように、コイル配線１０‐１は細長帯状のフレキシブル基板９の片面に頂点ＡからＣまでジグザグ状に＋４５°配線し（配線の表面は絶縁処理されている）、引き続き、頂点ＣからＥまでジグザグ状に−４５°配線（配線の表面は絶縁処理されている）を形成する。この配線の両端ＡとＥには、取り出し用のパッドを形成する。同様にして、コイル配線１０−２はフレキシブル基板９の反対面に頂点Ｂ１（Ｂ点の反対面にある）からＤ１（Ｄ点の反対面にある）までジグザグ状に−４５°配線し（配線の表面は絶縁処理されている）、引き続き、頂点Ｄ１からＦ１（Ｆ点の反対面にある）までジグザグ状に＋４５°配線（配線の表面は絶縁処理されている）を形成する。この配線の両端Ｂ１とＦ１には、取り出し用のパッドを形成する。そして、このフレキシブル基板９を、図５（ｂ）に示すように、線分Ｃ(Ｃ１)―Ｄ(Ｄ１)に沿って折り曲げてＡとＥ及びＢとＦを重ね、反対面のＡ１とＥ１及びＢ１とＦ１を重ねて、図５（ｃ）に示すような１条の±４５°コイル１０を形成する。そして、この±４５°コイル１０を半円筒状フェライト磁心３の内面に固着して、２つの半円筒状フェライト磁心３を前述の実施の形態と同様に、磁歪回転軸１の全周に緊密に対向配置して磁歪式トルクセンサを構成する。
【００４５】
なお、図５の磁歪式トルクセンサの動作原理については、図４で説明した動作原理と同様であるので説明は省略する。
【００４６】
図５の構造によれば、コイル１０の±４５°傾いた部分以外の導線部、即ち、磁歪回転軸１に対して平行な導線部と垂直な導線部では、各導線部で互いに反対方向の電流が流れるため、全体として電流が相殺されることにより、磁界が殆ど発生しない。従って、不要なインダクタンスの発生が抑えられ、検出誤差を無くすことが出来る。また、このように内面に＋４５°コイル２と−４５°コイル４を有する２つの半円筒状フェライト磁心３を磁歪回転軸１の全周に対向配置することにより、磁歪回転軸１の局所的な磁気特性変化があっても、磁歪回転軸１の回転角度に依らず、出力センサの出力特性に影響することなく、安定することができる。即ち、磁歪回転軸１の回転に伴う出力信号のゼロ点変動を小さくすることができる。
【００４７】
また、検出コイルの数は４つあるため、検出コイルのブリッジ回路を構成し、ブリッジ回路のバランスをとることにより、安定した精確なゼロ点調整を容易に行うことができる。
【００４８】
なお、図５に示す構造では、検出コイル１０は２層に形成しているが、実際応用するとき、検出コイル１０は多層に形成することにより、検出感度の向上が図れる。
【００４９】
更に、図５の構造によれば、半円筒状フェライト磁心３の内面に溝を加工する必要がないため、より安価に磁歪式トルクセンサを構成することができる。
【００５０】
また、磁歪式トルクセンサは２つの半円筒状フェライト磁心３で構成されるため、容易に回転軸１に装着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の磁歪式トルクセンサの概略図である。
【図２】図１の磁歪式トルクセンサの分解斜視図である。
【図３】図１の磁歪式トルクセンサのコイルの巻き方を示す模式図である。
【図４】（ａ）は図１の磁歪式トルクセンサの動作原理を示す模式図であり、（ｂ）は磁歪回転軸に印加されるトルクを検出するための検出回路図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサの製造方法を示す概略図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ従来の磁歪式トルクセンサの概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  磁歪回転軸
２、２‐１、２‐２  ＋４５°コイル
２ａ、２ｂ、２ｃ  導線
３、３‐１、３‐２  半円筒状フェライト磁心
４、４‐１、４‐２  −４５°コイル
４ａ、４ｂ、４ｃ  導線
５  溝
６  エナメル線
７  発振器
９  フレキシブル基板
１０  ±４５°コイル
１０‐１、１０‐２  コイル配線
１１  磁歪回転軸
１２  コイル
１３  磁歪膜
１４  磁心
【図１】
2005164531.tif 000003
【図２】
2005164531.tif 000004
【図３】
2005164531.tif 000005
【図４】
2005164531.tif 000006
【図５】
2005164531.tif 000007
【図６】
2005164531.tif 000008