(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサシャフト本体の外周面部に磁歪膜を設け、その後に、その磁歪膜にほゞ円形の孔を、レーザトリミングによって、軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つことにより磁歪膜削除パターンを形成するようにしたことを特徴とする磁歪式トルクセンサシャフトの製造方法。
【請求項２】
磁歪膜削除パターンの孔が並び方向に重なっておらず、その並び方向に隣り合う二つの孔の中心間距離が、隣り合う磁歪膜削除パターンの中心間距離より小さくされてい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シャフトの製造方法。
【請求項３】
磁歪膜削除パターンの孔が並び方向に一部ずつ重なってい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シャフトの製造方法。
【請求項４】
磁歪膜削除パターンの孔の中心が、隣の磁歪膜削除パターンの二つの孔間の中央からの垂直二等分線上に位置することを特徴とする請求項２又は３記載の磁歪式トルクセンサシャフトの製造方法。
【請求項５】
磁歪膜削除パターンの孔の深さが磁歪膜の厚みとほゞ同一であ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シャフトの製造方法。
【請求項６】
磁歪膜削除パターンの孔が、その１つの孔を形成した後に、隣の孔の部分を避けて形成されてい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シャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクセンサシャフト本体の外周面部に磁歪膜を設けると共に、その磁歪膜に軸方向に対して傾斜する磁歪膜削除パターンを設けて成る磁歪式トルクセンサシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トルクの検出をするトルクセンサとして、トルクセンサシャフト本体の外周面部に磁歪膜を設けて成る磁歪式トルクセンサシャフトを具え、このトルクセンサシャフトの磁歪膜を設けた部分の外周にコイルを配置した構成にて、トルクセンサシャフトに作用するトルクにより、上記磁歪膜に引張りや圧縮の応力が及び、それによる逆磁歪効果で磁歪膜の透磁率が変化することに応じ、その透磁率変化をコイルにより検出するものが供されている。
【０００３】
そして又、このものにおいては、上記磁歪膜に、軸方向に対して傾斜する磁歪膜削除パターンを設けたものが供されており、このものでは、その磁歪膜削除パターンの傾斜に応じて、トルクセンサシャフトに作用するトルクによる引張りや圧縮の応力が磁歪膜に効果的に及ぶことから、磁歪膜の透磁率変化が大きく、トルクの検出精度が高く得られる。
【０００４】
しかして、このもののトルクセンサシャフトの製造方法としては、例えば、磁歪材であるアモルファス薄帯に、楕円形の孔をトルクセンサシャフト本体の軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つことにより磁歪膜削除パターンを形成し、この磁歪膜削除パターンを形成したアモルファス薄帯をトルクセンサシャフト本体の外周面部に接着する方法がある（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
又、上記とは異なるトルクセンサシャフトの製造方法として、トルクセンサシャフト本体の外周面部に磁歪膜を磁性薄板の接着又はメッキで設け、その磁歪膜に、軸方向に対し傾斜して連続する溝をエッチングやレーザトリミングによって形成することにより磁歪膜削除パターンを設ける方法がある。（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−１１３７０２号公報
【特許文献２】特開昭６４−２５４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のもののうち、前者（特許文献１による方法）では、トルクセンサシャフト本体の外周面部に接着する前の薄帯に孔をトルクセンサシャフト本体の軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つ作業が困難であり、又、そのようにして磁歪膜削除パターンを形成したアモルファス薄帯をトルクセンサシャフト本体の外周面部に接着するのも困難であった。
【０００７】
そして一方、後者（特許文献２による方法）では、トルクセンサシャフト本体の外周面部に磁性薄板の接着又はメッキで設けた磁歪膜に、軸方向に対し傾斜して連続する溝をエッチングやレーザトリミングによって形成するのが困難で、特にエッチングでは、トルクセンサシャフト本体の外周面部にその円筒面に沿って磁歪膜を残す（連続溝を形成する）マスキングを施すのが困難であり、又、レーザトリミングでは、トルクセンサシャフト本体の外周面部に設けた磁歪膜を連続する溝で削除するのに、トルクセンサシャフト本体（ワーク）を回転させつつレーザを照射するが、そのレーザ出力の管理やトルクセンサシャフト本体の回転速度の管理が困難であった。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、トルクセンサシャフト本体の外周面部に設ける磁歪膜に、軸方向に対して傾斜する磁歪膜削除パターンを容易に設けることのできる磁歪式トルクセンサシャフトの製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の磁歪式トルクセンサシャフトの製造方法においては、トルクセンサシャフト本体の外周面部に磁歪膜を設け、その後に、その磁歪膜にほゞ円形の孔を、レーザトリミングによって、軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つことにより磁歪膜削除パターンを形成するようにしたことを特徴とする（請求項１の発明）。
【発明の効果】
【００１０】
上記手段によれば、トルクセンサシャフト本体の外周面部に接着する前の薄帯に孔をトルクセンサシャフト本体の軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つような作業の困難さがなく、又、そのようにして磁歪膜削除パターンを形成したアモルファス薄帯をトルクセンサシャフト本体の外周面部に接着するような作業の困難さもない。更に、孔はほゞ円形であって溝ではないから、トルクセンサシャフト本体の外周面部にその円筒面に沿って磁歪膜を残す（連続溝を形成する）マスキングを施すような作業の困難さがない上、レーザトリミングをする場合のレーザ出力の管理やトルクセンサシャフト本体の回転速度の管理も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施例（第１の実施形態）につき、図１ないし図６を参照して説明する。
まず、図６には、トルクセンサ１の全体構造を示しており、中央に磁歪式トルクセンサシャフト２が存している。この磁歪式トルクセンサシャフト２は、ステンレス鋼など金属にて円柱状に形成したトルクセンサシャフト本体３と、これの図中左右方向の中間部の近接した二箇所にわたってその表面に設けた磁歪膜４、及びこの磁歪膜４に軸方向に対し左右対称的に傾斜させて設けた磁歪膜削除パターン５から成っており、その詳細は後述する。
【００１２】
磁歪式トルクセンサシャフトの上記磁歪膜４を設けた部分の外周囲には、それぞれ検出コイル６をボビン７に巻装した状態で配設している。ボビン７には、導電材から成る２本（図で上下）の接続ピン８を挿通して固着しており、この接続ピン８のボビン７内側部分に、各検出コイル６の先端部を接続している。
【００１３】
トルクセンサシャフト本体３の磁歪膜４を設けた部分の両側には、軸受９をそれぞれ装着し、これらの両軸受９からボビン７にかけて、フレーム１０を被装している。このフレーム１０の図中左側部の外側には、各種電気部品１１を実装した中継用基板１２を装着しており、この中継用基板１２に、フレーム１０から突出させた前記接続ピン８の各先端部を挿通させて半田付け等により接続している。
【００１４】
なお、中継用基板１２に実装した各種電気部品１１は、検出コイル６と協働して、磁歪式トルクセンサシャフトに作用したトルクを検出するもので、磁歪式トルクセンサシャフトに作用したトルクにより及ぶ応力で磁歪膜４の透磁率が変化することに応じ、その透磁率変化を検出することで、磁歪式トルクセンサシャフトに作用したトルクを検出するようになっている。
【００１５】
ここで、磁歪式トルクセンサシャフト２の製造方法につき詳述するに、まず、図２に示すように、前記トルクセンサシャフト本体３の中間部の近接した二箇所にわたってその表面には、例えばニッケルと鉄との合金から成る磁歪膜４をメッキ、特には湿式メッキによって帯状に設ける。その厚さ（図５にＥで示す）は、例えば数〔μｍ〕〜数１０〔μｍ〕である。
【００１６】
次いで、図３に示すように、上記磁歪膜４にほゞ円形の孔１３をトルクセンサシャフト本体３の軸方向に対し左右対称の傾斜状に並べて複数個穿つことにより、同傾斜状の前記磁歪膜削除パターン５を形成する。この場合、詳細には、孔１３は、磁歪膜４にレーザを照射するレーザトリミングによって穿つもので、そのレーザの照射は例えば直径が数〔μｍ〕のスポット照射で行う。孔１３の直径は、数１０〔μｍ〕である。又、孔１３の傾斜並び（磁歪膜削除パターン５）の傾斜角度αは、この場合、最も好ましいほゞ４５度である。
【００１７】
上記レーザトリミングによる孔１３の形成は、図４に矢印と併せて示す番号順に行うもので、すなわち、１つの孔１３を形成した後に、隣の孔１３の部分避けて形成する順序で行う。
図１は、上述のようにして磁歪膜４に形成した孔１３の部分を拡大して表しており、この孔１３は傾斜の並び方向に重なっておらず、その並び方向に隣り合う二つの孔の中心間距離Ａは、隣り合う磁歪膜削除パターン５の中心間距離Ｂより小さく（Ａ＜Ｂ）している。
【００１８】
又、孔１３の中心Ｏは、隣の磁歪膜削除パターン５の二つの孔１３間の中央からの垂直二等分線Ｃ上に位置するようにしている。
図５は、孔１３の深さＤを示しており、この孔１３の深さＤは磁歪膜４の厚みＥとほゞ同一（Ｄ≒Ｅ）としていて、それは又、トルクセンサシャフト本体３にかかった孔１３の底部における直径ｆが、孔１３の磁歪膜４表面部における直径Ｆの１／２以上（ｆ≧Ｆ／２）となるのを好ましい値としている。
【００１９】
このように本構成のものでは、トルクセンサシャフト本体３の外周面部に磁歪膜４を設け、その後に、その磁歪膜４にほゞ円形の孔１３を軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つことにより磁歪膜削除パターン５を形成することで、磁歪式トルクセンサシャフト２を製造するようにしている。
【００２０】
この方法によれば、磁歪膜４には、それをトルクセンサシャフト本体３の外周面部に設けた後に、孔１３をトルクセンサシャフト本体３の軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つのであるから、従来の、トルクセンサシャフト本体の外周面部に接着する前の薄帯に孔をトルクセンサシャフト本体の軸方向に対し傾斜状に並べて複数個穿つような作業の困難さがなく、又、そのようにして磁歪膜削除パターンを形成したアモルファス薄帯をトルクセンサシャフト本体の外周面部に接着するような作業の困難さもない。
【００２１】
又、孔１３はほゞ円形であって溝ではないから、従来の、トルクセンサシャフト本体の外周面部にその円筒面に沿って磁歪膜を残す（連続溝を形成する）マスキングを施すような作業の困難さがない上、レーザトリミングをする場合のレーザ出力の管理やトルクセンサシャフト本体の回転速度の管理も容易にできる。
かくして、本構成のものの場合、トルクセンサシャフト本体３の外周面部に設ける磁歪膜４に、軸方向に対して傾斜する磁歪膜削除パターン５を容易に設けることができる。
【００２２】
特に、本構成のものの場合、孔１３は傾斜の並び方向に重なっていないが、その並び方向に隣り合う二つの孔の中心間距離Ａは、隣り合う磁歪膜削除パターン５の中心間距離Ｂより小さくしている。それにより、磁歪膜削除パターン５と、残った磁歪膜４のパターンとの区別が明確となり、それだけトルクセンサシャフトにトルクが作用したときの磁歪膜４の透磁率変化を明確に出させることができて、トルクの検出精度を高めることができ、且つ、磁歪膜４のパターンを幅広く残すことができて、磁歪膜４の固着強度を高め、使用上の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
又、孔１３の中心Ｏは、隣の磁歪膜削除パターン５の二つの孔１３間の中央からの垂直二等分線Ｃ上に位置するようにしており、それによって、その垂直二等分線Ｃ上には、磁歪膜削除パターン５の孔１３の外形上の凸形状（図１に１３ａで示す）が隣の磁歪膜削除パターン５の二つの孔１３間の凹形状（図１に１３ｂで示す）に合って、磁歪膜４を極力外形の凹凸の少ない形状に残すことができ、それだけ又、トルクセンサシャフトにトルクが作用したときの磁歪膜４の透磁率変化を明確に出させることができて、トルクの検出精度を高めることができる。
【００２４】
更に、孔１３の深さＤは磁歪膜４の厚みＥとほゞ同一としており、それによって、磁歪膜削除パターン５と、残った磁歪膜４のパターンとの区別を明確にするのに、磁歪膜４を穿つのがほゞ必要最小限の加工でできる。
【００２５】
そして、孔１３はレーザトリミングによって形成しており、レーザトリミングはレーザのスポット照射の直径を数〔μｍ〕に絞って行い得るから、孔１３も数１０〔μｍ〕の微細な直径で形成できて、磁歪膜削除パターン５を微細なパターンに形成でき、それだけトルクセンサシャフト本体３に対するパターン本数を多くできるから、磁歪膜４の透磁率変化を豊富にしてトルクの検出精度を高めることができる。しかも、レーザトリミングの熱により磁歪膜４とトルクセンサシャフト本体３とを溶接結合する作用もあって、磁歪膜４をトルクセンサシャフト本体３により強固に固着することができ、使用上の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
加えて、この場合、孔１３は、レーザトリミングにより、１つの孔１３を形成した後には、隣りの孔１３の部分を避けて形成するようにしており、それによって、レーザトリミングによる加工熱が分散して与えられ、均一な熱加工ができる。又、その加工時に磁歪膜４が過度に加熱されると、孔１３の径に狂いが生じることがあるが、レーザトリミングによる加工熱が分散して与えられ、磁歪膜４が過度に加熱されることがないので、孔１３の径に狂いが生じることもない。
【００２７】
以上に対して、図７は本発明の第２実施例（第２の実施形態）を示すもので、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
【００２８】
このものの場合、磁歪膜削除パターン５の孔１３を傾斜の並び方向に一部ずつ重ねて形成している。
このようにすることにより、磁歪膜削除パターン５と、残った磁歪膜４のパターンとの区別が一層明確となり、それだけトルクセンサシャフトにトルクが作用したときの磁歪膜４の透磁率変化を一層明確に出させることができて、トルクの検出精度を更に高めることができる。
そのほかは、第１実施例と同一であり、従って、第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施例を示す主要部分中の一部の側面図
【図２】主要部分の加工途中状態の側面図
【図３】主要部分の加工後状態の側面図
【図４】主要部分の加工順序を示す一部の側面図
【図５】図１のＸ−Ｘ線に沿う主要部分中の一部の断面図
【図６】トルクセンサ全体の縦断側面図
【図７】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
【００３１】
図面中、１はトルクセンサ、２は磁歪式トルクセンサシャフト、３はトルクセンサシャフト本体、４は磁歪膜、５は磁歪膜削除パターン、１３は孔、Ａは二つの孔の中心間距離、Ｂは隣り合う磁歪膜削除パターンの中心間距離、Ｃは二つの孔間の中央からの垂直二等分線、Ｄは孔の深さ、Ｅは磁歪膜の厚み、Ｏは孔の中心を示す。
【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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【図７】
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