(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ軸の外周に磁気異方性部を形成すると共に、この磁気異方性部を取り囲むように配置されたコイルを備え、センサ軸に印加されたトルクにより生じる磁気異方性部の透磁率の変化をコイルによって検出するようにした磁歪式トルクセンサーであって、
コイルを巻き付けるための筒状のコイルボビンをセンサ軸に套嵌して該センサ軸に相対回転自在に支持し、コイルの外周側を覆う筒状のシールドヨークを備えると共に、該シールドヨークの軸心方向端部に、径方向内方に延設された鍔部を略全周にわたって備え、コイルボビンの外周側に、周方向複数箇所に配置された支持体を設け、この支持体をゴム様弾性体で形成すると共に、該支持体によってシールドヨークの鍔部を、鍔部とコイルボビンとの間に間隔が生じるように支持したことを特徴とする磁歪式トルクセンサー。
【請求項２】
シールドヨークが軸心方向及び径方向に沿う分割面で分割され、このシールドヨークを構成する構成体の分割面をつき合わせることで筒状のシールドヨークが構成され、支持体は、シールドヨークの構成体の突き合わせ部分を支持すると共に、支持体にシールドヨークの構成体間に位置する隔壁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁歪式トルクセンサー。
【請求項３】
支持体が、コイルボビンの径方向対称位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁歪式トルクセンサー。
【請求項４】
コイルボビンがシールドヨークの鍔部の近傍で軸受を介してセンサ軸に相対回転自在に支持され、この軸受が導電率の低い材料で構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁歪式トルクセンサー。
【請求項５】
コイルボビンがシールドヨークの鍔部の近傍で軸受を介してセンサ軸に相対回転自在に支持され、この軸受が巻きブシュで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の磁歪式トルクセンサー。
【請求項６】
センサ軸の外周に、軸心方向一対の磁気異方性部を形成すると共に、各磁気異方性部を取り囲むように配置された一対のコイルを備え、各コイルにより発生する磁束がコイルの対向方向を向くように、各コイルに電流を流すようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の磁歪式トルクセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁歪式トルクセンサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁歪式トルクセンサーとして、センサ軸の外周に、軸心方向と±４５°の角度をなして互いに反対方向に傾斜するナーリング溝等からなる、軸心方向一対の磁気異方性部を形成すると共に、各磁気異方性部を取り巻くように、軸心方向一対のコイルを設けたものがある。
この磁歪式トルクセンサーにあっては、コイルに電流を流して磁束を発生させてセンサ軸に磁場を与え、この状態で、センサ軸にトルクが印加されると、磁気異方性部の一方に引張応力、他方に圧縮応力が選択的に働き、その結果、逆磁歪効果によって、引張応力が作用する磁気異方性部の透磁率が増加し、圧縮応力が作用する磁気異方性部の透磁率が減少し、この逆磁歪効果による透磁率変化を各コイルに誘導起電圧として発生させ、これを直流変換後、差動増幅することにより、センサ軸に印加されたトルクに比例した電圧出力（センサ出力）が得られるようになっている。
【０００３】
この種の磁歪式トルクセンサーとして、特開平９−８９６９１号公報に記載されているものがある。
この磁歪式トルクセンサーにあっては、図１８に示すように、センサ軸６０に形成された両磁気異方性部６１Ａ，６１Ｂを覆うように、該センサ軸６０に套嵌された筒状のコイルボビン６２を備え、このコイルボビン６２の外周に、各磁気異方性部６１Ａ，６１Ｂに対応して形成された周方向のコイル収容溝６３Ａ，６３Ｂにコイル６４Ａ，６４Ｂを収めると共に、両コイル６４Ａ，６４Ｂを覆うように、コイルボビン６２に套嵌された筒状のシールドヨークが設けられている。
【０００４】
コイルボビン６２の軸心方向両端側は、センサ軸６０の外周段部６６に直接（又は軸受を介して）軸心回りに回転自在に支持されており、コイルボビン６２の外周側の、各コイル収容溝６３Ａ，６３Ｂの軸心方向外方側には、それぞれ周溝６７が形成されている。
シールドヨーク６５は、円筒部６５Ａを備えると共に、この円筒部６５Ａの軸心方向端部に、径方向内方に延設された鍔部６５Ｂを全周にわたって備えてなる。
【０００５】
また、鍔部６５Ｂの内周側端縁は円形に形成されていると共に、シールドヨーク６５は軸心方向及び径方向に沿う分割面で二つ割りされ、このシールドヨーク６５を構成する構成体の鍔部がコイルボビン６２の前記周溝６７に挿通されるように、シールドヨーク６５の２つの構成体を分割面で突き合わせ、周溝６７に接着剤を注入して鍔部６５Ｂを周溝６７に接着固定することで、シールドヨーク６５がコイルボビン６２に固定されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１８に示す磁歪式トルクセンサーにあっては、シールドヨーク６５は磁性材料から形成され、コイル６４Ａ，６４Ｂから発生された磁束を集中して通流させて磁束の漏れを防ぎ、センサー感度を増大させるものであるが、シールドヨーク６５の鍔部６５Ｂの端部と周溝６７の底部とが接触していると、シールドヨーク６５は金属で、コイルボビン６２は樹脂で形成されるので、温度変化が生じた場合、シールドヨーク６５とコイルボビン６２との線膨張係数（熱膨張）の差から、シールドヨーク６５に応力が作用し、このためシールドヨーク６５の透磁率が変化してセンサ出力が変動し、センサー精度に影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
また、コイルボビン６２からシールドヨーク６５に作用する振動や衝撃力などの外力によってセンサ出力が変動する場合もある。
なお、特開平９−８９６９１号公報には、シールドヨーク６５の鍔部６５Ｂを周溝６７に、ゴム系の接着剤などの弾性に富む接着剤で接着固定されることが開示されているが、シールドヨーク６５の鍔部６５Ｂを周溝６７に、弾性に富む接着剤で接着固定しただけでは、前記問題を解消するに至らない。
また、前記磁歪式トルクセンサーにあっては、シールドヨーク６５の端部に鍔部６５Ｂを設けることで、該シールドヨーク６５の端部をセンサ軸６０に近づけ、鍔部６５Ｂからシールドヨーク６５に磁束を多く取り込み、磁束の漏れを防ぐようにしているが、シールドヨーク６５がセンサ軸６０に対して芯ずれしていると（シールドヨーク６５とセンサ軸６０との軸心が一致していないと）、シールドヨーク６５とセンサ軸６０との間のギャップが周方向において異なるので、シールドヨーク６５とセンサ軸６０との間のギャップが小さいところでは、ギャップが大きいところに対して磁束を多く取り込むこととなり、シールドヨーク６５の磁束密度の変化にもとづく出力変動が生じ、センサー精度に影響を及ぼす。
【０００８】
このため、シールドヨーク６５とセンサ軸６０とは同心状に配置しなければならないが、シールドヨーク６５の鍔部６５Ｂの端部を、全周にわたって周溝６７の底部に接当させるようにすると、シールドヨーク６５とセンサ軸６０との芯合わせが困難であるという問題がある。
すなわち、シールドヨーク６５の鍔部６５Ｂ全周をコイルボビン６２の周溝６７底部に接当させるようにしたものにあっては、シールドヨーク６５とセンサ軸６０とを同心状にするには、コイルボビン６２の周溝６７の底面がセンサ軸６０の軸心を中心とする円弧であり、且つ、シールドヨーク６５の鍔部６５Ｂの内周面がセンサ軸６０の軸心を中心とする円弧である必要があるが、製作上両者を周方向全周に亘ってセンサ軸６０の軸心を中心とする円弧とするのが難しく、製作上の誤差が生じ、また、シールドヨーク６５はコイルボビン６２に対して周方向の位置規制もないことから、誤差の大きいところ同志が接触すると、シールドヨーク６５とセンサ軸６０とに、この磁歪式トルクセンサーにとって比較的大きな芯ずれが生じる。
【０００９】
特に、省スペース、コスト及び重量の軽減を図るため、シールドヨーク６５を薄肉プレス成形品で形成すると、鍔部６５Ｂの内周側を円弧に形成するのが困難である。
また、コイルボビン６２をセンサ軸６０に対して軸受を介して支持する場合、せっかくシールドヨーク６５に鍔部６５Ｂを設けて、シールドヨーク６５に磁束を多く取り込むようにしているのに、コイルボビン６２を支持する軸受が導電率の高い銅系の材料で形成されていると、該軸受が漏れ磁束を吸収し、センサ出力が低下し、センサー精度に影響を及ぼすという問題もある。
【００１０】
また、両コイル６４Ａ，６４Ｂで発生する磁束の向きが同方向であると、出力ダウンを生じ、センサー精度に影響を及ぼすという問題もある。
本発明は、前記問題点に鑑みて、前記問題を解消し、センサーの精度向上を企図した磁歪式トルクセンサーを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明が技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、センサ軸の外周に磁気異方性部を形成すると共に、この磁気異方性部を取り囲むように配置されたコイルを備え、センサ軸に印加されたトルクにより生じる磁気異方性部の透磁率の変化をコイルによって検出するようにした磁歪式トルクセンサーであって、
コイルを巻き付けるための筒状のコイルボビンをセンサ軸に套嵌して該センサ軸に相対回転自在に支持し、コイルの外周側を覆う筒状のシールドヨークを備えると共に、該シールドヨークの軸心方向端部に、径方向内方に延設された鍔部を略全周にわたって備え、コイルボビンの外周側に、周方向複数箇所に配置された支持体を設け、この支持体をゴム様弾性体で形成すると共に、該支持体によってシールドヨークの鍔部を、鍔部とコイルボビンとの間に間隔が生じるように支持したことを特徴とする。
【００１２】
また、シールドヨークが軸心方向及び径方向に沿う分割面で分割され、このシールドヨークを構成する構成体の分割面をつき合わせることで筒状のシールドヨークが構成され、支持体は、シールドヨークの構成体の突き合わせ部分を支持すると共に、支持体にシールドヨークの構成体間に位置する隔壁を設けるのがよい。
また、支持体が、コイルボビンの径方向対称位置に配置されているのがよい。
また、コイルボビンがシールドヨークの鍔部の近傍で軸受を介してセンサ軸に相対回転自在に支持され、この軸受が導電率の低い材料で構成されているのがよい。
【００１３】
また、コイルボビンがシールドヨークの鍔部の近傍で軸受を介してセンサ軸に相対回転自在に支持され、この軸受が巻きブシュで構成されているのがよい。
また、センサ軸の外周に、軸心方向一対の磁気異方性部を形成すると共に、各磁気異方性部を取り囲むように配置された一対のコイルを備え、各コイルにより発生する磁束がコイルの対向方向を向くように、各コイルに電流を流すようにするのがよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は磁歪式トルクセンサー１を示しており、この磁歪式トルクセンサー１は、動力伝動系に介装されてトルクを伝動するセンサ軸２と、このセンサ軸２に套嵌されるコイルボビン３と、このコイルボビン３に巻回されるコイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂと、このコイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの外周側を覆うシールドヨーク６と、アンプ基板７とを備えている。
【００１５】
センサ軸２は、ニッケル、コバルト等の磁歪材料又は該磁歪材料を含んだ材料によって形成された中空軸によって構成されている。
このセンサ軸２の外周面には、軸心方向一対の磁気異方性部８Ａ，８Ｂが設けられており、この磁気異方性部８Ａ，８Ｂは、センサ軸２の外周面に多数の溝を平行に加工する（転造する）ことで構成され、一方の磁気異方性部８Ａの溝は、センサ軸２の軸心に対して＋４５°の方向に形成され、他方の磁気異方性部８Ｂの溝は、センサ軸２の軸心に対して−４５°の方向に形成されている。
【００１６】
したがって、センサ軸２に磁場を与え、この状態で、センサ軸２にトルクが印加されると、磁気異方性部８Ａ，８Ｂの一方に引張応力、他方に圧縮応力が選択的に働き、その結果、逆磁歪効果によって、引張応力が作用する磁気異方性部８Ａ，８Ｂの透磁率が増加し、圧縮応力が作用する磁気異方性部８Ａ，８Ｂの透磁率が減少するようになっている。
また、センサ軸２の、各磁気異方性部８Ａ，８Ｂの軸心方向外方側で且つ外周側には、軸受１６，１７を外嵌するための軸受座９，１０が形成され、一方の軸受座９のセンサ軸２軸心方向外方側には、該軸受座９よりも径大な段部１１が形成され、他方の軸受座１０のセンサ軸２軸心方向外方側には、軸受１７の抜け止めをする止め輪１２を嵌めるための周溝１３が形成されている。
【００１７】
また、段部１１のセンサ軸２軸心方向外方側には、動力伝達部（スプライン嵌合部）１４がセンサ軸２の外周側に形成され、周溝１３のセンサ軸２軸心方向外方側には、動力伝達部（スプライン嵌合部）１５がセンサ軸２の内周側に形成されており、このセンサ軸２は、動力伝達部１４，１５の一方から回転動力が入力され、動力伝達部１４，１５の他方から回転動力が出力されるように、動力伝動系に介装される。
コイルボビン３は、図１〜図５に示すように、樹脂材によって筒状に形成され、両磁気異方性部８Ａ，８Ｂを覆うように、センサ軸２に套嵌されている。
【００１８】
このコイルボビン３の軸心方向両側には、前記軸受１６，１７に外嵌する軸受嵌合部１８，１９が形成されており、コイルボビン３が軸受１６，１７を介してセンサ軸２に軸心回りに相対回転自在に支持されている。
また、コイルボビン３の下部側には、このトルクセンサー１が設けられる動力伝達系のハウジング等の固定側に係合して、コイルボビン３の連れ回りを防止するための係合部２０が設けられている。
また、前記軸受１６と段部１１の間及び軸受１７と止め輪１２の間には、それぞれスラストワッシャ２１が設けられており、軸受１６，１７によってラジアル荷重を受け、スラストワッシャ２１によってスラスト荷重を受けるようにして、センサ軸２の回転ムラ及びトルクロスを低減させるようにしている。
【００１９】
また、コイルボビン３の外周側の磁気異方性部８Ａ，８Ｂに対応する部分には、コイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂを巻き付けるべく周方向に形成されたコイル収容溝２２Ａ，２２Ｂが、一対の磁気異方性部８Ａ，８Ｂに対応して一対形成されていると共に、各コイル収容溝２２Ａ，２２Ｂの軸心方向外方側に、それぞれ周溝２３が形成されている。
図１、図２、図１３〜図１５に示すように、各コイル収容溝２２Ａ，２２Ｂには、内周側に、センサ軸２にトルクが印加された場合の磁気異方性部８Ａ，８Ｂの透磁率の変化を検出する検出用のコイル４Ａ，４Ｂ（これを検出コイルという）が設けられ、外周側に、センサ軸２に磁場を与える励磁用のコイル５Ａ，５Ｂ（これを励磁コイルという）が設けられており、検出コイル４Ａ，４Ｂと励磁コイル５Ａ，５Ｂとの間には、ポリエステルフィルム等からなる絶縁層１４が設けられている。
【００２０】
また、コイルボビン３外周側の、コイル収容溝２２Ａ，２２Ｂ間には、接続端子２５ａ〜２５ｈを立設固定するための端子取付部２９が設けられており、各接続端子２５ａ〜ｈに、各コイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂの巻線の端部が巻回され、半田付けされることで接続されている。
右側の接続端子２５ａ〜ｄは、右側のコイル４Ａ，５Ａ用であり、左側の接続端子２５ｅ〜ｈは、左側のコイル４Ｂ，５Ｂ用である。
右側の検出コイル４Ａの一端側は、接続端子２５ａに接続されており、該検出コイル４Ａの巻線は、この接続端子２５ａから図１３の矢示Ａ方向に巻回されると共に、順次軸心方向外方に向けて巻回され、コイル収容溝２２Ａの端部に達すると、折り返して、１層目の巻線上に軸心方向内方に向けて巻回していく。
【００２１】
そして、これを繰り返して、右側の検出コイル４Ａの巻線は、４層巻回され、該巻線の他端側は接続端子２５ｂに接続されている。
これに対し、左側の検出コイル４Ｂは、接続端子２５ｅから図１３の矢示Ｂ方向に巻回されると共に、順次軸心方向外方に向けて巻回され（前記右側の検出コイル４Ａと反対の方向に巻回され）、コイル収容溝２２Ｂの端部に達すると、折り返して、１層目の巻線上に軸心方向内方に向けて巻回していく。
そして、左側の検出コイル４Ｂも、右側の検出コイル４Ａと同様に、４層巻回され、その巻線の巻き終わり側は接続端子２５ｆに接続されている。
【００２２】
右側の励磁コイル５Ａは、絶縁層２４を介して、右側の検出コイル４Ａ上に、該コイル４Ａと同じ要領で２層巻回されており、接続端子２５ｃから巻き初めて、巻き終わり側が接続端子２５ｄに接続される。
また、左側の励磁コイル５Ｂは、絶縁層２４を介して、左側の検出コイル４Ｂ上に、該コイル４Ｂと同じ要領で２層巻回されており、接続端子２５ｇから巻き初めて、巻き終わり側が接続端子２５ｈに接続される。
なお、検出コイル４Ａ，４Ｂの巻き数（ターン数）は、２４０（６０×４層）とされ、励磁コイル５Ａ，５Ｂの巻き数は、８０（４０×２層）とされている。
【００２３】
また、各コイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、上層（例えば２層目）の巻線を下層（１層目）の巻線の上に正確に重ねて巻いていくという超超整列巻とされている。
トルクセンサー１のセンサ出力の観点からいえば、内周側に励磁コイル５Ａ，５Ｂを設け、外周側に検出コイル４Ａ，４Ｂを設けるのが好ましいが、本実施の形態では、内周側に検出コイル４Ａ，４Ｂが、外周側に励磁コイル５Ａ，５Ｂが設けられている。
【００２４】
これは、本実施の形態では、同じコイル収容溝２２Ａ，２２Ｂに検出コイル４Ａ，４Ｂと励磁コイル５Ａ，５Ｂとが設けられると共に、これらコイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは超超整列巻とされ、さらに、検出コイル４Ａ，４Ｂの巻線が励磁コイル５Ａ，５Ｂの巻線に比べて線径が細く且つターン数が多い（励磁コイル５Ａ，５Ｂの３倍）ので、内周側に励磁コイル５Ａ，５Ｂを設け、その外周側に検出コイル４Ａ，４Ｂを巻き付けると、検出コイル４Ａ，４Ｂを正確に巻けない惧れがあり、正確に巻けないとセンサー精度に影響を及ぼすからである。
【００２５】
前記接続端子２５ａ〜ｈは、アンプ基板７に接続され、アンプ基板７は、コイルボビン３に設けられた基板取付部３０に、基板取付部３０に形成された位置決め用の突起３１及びネジ孔２６に螺合されるボルト３２によって固定されており、磁気異方性部８Ａ，８Ｂの透磁率変化を各検出コイル５Ａ，５Ｂに誘導起電圧として発生させ、これをアンプ基板７により、直流変換、差動増幅してトルクに比例した電圧を出力するように構成されている。
また、図１６に示すように、右側のコイル４Ａ，５Ａと左側のコイル４Ｂ，５Ｂとは、それぞれのコイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂによって生じる磁束が対向方向内方に向くように、各コイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂに電流が流される。
【００２６】
これによって、シールドヨークの磁束収集力を増大させ、漏れ磁束のアンバランスを防止するようにしている。
図中矢示Ｃ及びＤは磁束の方向を示し、矢示Ｅ及びＦは電流の方向を示す。
なお、アンプ基板７は、電気配線によって、電源、及び、測定装置又は制御装置等に接続される。
シールドヨーク６は、磁性材料からなる薄厚の板材をプレス加工してなる薄肉プレス成形品により構成されており、軽量化が図られていると共に、コンパクトで安価に成形されている。
【００２７】
また、シールドヨーク６は、図１、図２、図６〜図８に示すように、筒状に形成されてコイルボビン３に套嵌されており、一対の磁気異方性部８Ａ，８Ｂの径方向外方側を覆う円筒部３３と、この円筒部３３の軸心方向両端部から径方向内方に延出してコイルボビン３の周溝２３に挿入される鍔部３４とを有する。
この鍔部３４は、円筒部３３の周方向略全周に亘って設けられる。
また、前記アンプ基板７は、シールドヨーク６の径方向外方側に配置されており、シールドヨーク６の円筒部３３には、接続端子２５ａ〜ｈを挿通させるための、挿通孔３５が形成されていると共に、この挿通孔３５に対して径方向反対側の位置（径方向対称位置）に、該挿通孔３５と同じ大きさの開孔３６が形成されている。
【００２８】
シールドヨーク６は、軸心方向及び径方向に沿う分割面で複数の構成体６Ａに分割されている（本実施の形態では、シールドヨーク６は、挿通孔３５及び開口３６を周方向に２分するように、２分割されている）。
このシールドヨーク６を構成する構成体６Ａは、図９に示す長方形状の平板３８をプレス加工することで、鍔付きの半割筒状に形成されており、この半割筒状の構成体６Ａの分割面を突き合わせ状とすることで、シールドヨーク６が組まれて筒状とされる。
【００２９】
平板３８の長さ方向両端側には、該長さ方向に直交する幅方向の中央部に位置する切欠部３９が形成されており、一方の切欠部３９で挿通孔３５が構成され、他方の切欠部３９で開孔３６が構成される。
また、平板３８の幅方向両側には、複数の鍔片４２が長さ方向に形成されており、これら鍔片４２によって、シールドヨーク６の鍔部３４が構成される。
この平板３８を、長さ方向が周方向となるように、円弧状に湾曲すると共に、各鍔片４２を径方向に向けて折曲することで、シールドヨーク６の構成体６Ａが形成される。
【００３０】
なお、各鍔片４２の、平板３８幅方向端縁４２ａは、鍔部３４の端縁がシールドヨーク６の軸心を中心とする円弧状となるように、円弧状に形成されている。なお、シールドヨーク６を構成する構成体６Ａの、鍔部３４を構成する部分は連続状に形成されていてもよい。
また、シールドヨーク６を構成する構成体６Ａの、円筒部３３を構成する部分には、形状を維持するための一対の凹み４３が周方向にわたって形成されている。
【００３１】
一方、コイルボビン３の各周溝２３には、シールドヨーク６の鍔部３４とコイルボビン３との間に間隔が生じるように、シールドヨーク６の鍔部３４を支持するための一対の支持体４５が、コイルボビン３の径方向対称位置に設けられている。
図３〜図５及び図１０〜図１２に示すように、コイルボビン３の周溝２３の、支持体４５が配置される部分４４には、コイルボビン３軸心方向外方側の壁部に凹部４６が形成されると共に、周溝２３底部に、前記凹部４６に至る平坦面の座面４７が形成されている。
【００３２】
なお、前記座面４７は、特に形成しなくてもかまわない。
支持体４５は、ゴム様弾性体（例えば、ＮＢＲ（ゴム硬さ  ＪＩＳＡ  Ｈｓ７０±５））によって形成されており、コイルボビン３の前記座面４７に接当するベース部４８と、このベース部４８の一端側から垂直に延出すると共に前記凹部４６に挿入状とされる立壁４９と、ベース部４８のコイルボビン３周方向中央部から垂直に延出する隔壁５０とを有しており、支持体４５の立壁４９が凹部４６に挿入状とされることで、支持体４５が、コイルボビン３の支持体配置部分４４に位置決めされるようになっている。
【００３３】
シールドヨーク６を構成する各構成体６Ａは、鍔部３４のシールドヨーク６径方向端部が支持体４５のベース部４８に接当し、鍔部３４の分割面側が支持体４５の隔壁５０に接当し、鍔部３４のシールドヨーク６軸心方向外端面が支持体４５の立壁４９に接当し、鍔部３４のシールドヨーク６軸心方向内端面が周溝１３のシールドヨーク６軸心方向内方側の壁部と間隔を有するように組まれる。
その後、周溝１３にゴム系接着剤（例えばシリコンゴム）を充填してシールドヨーク６及び支持体４５をコイルボビン３に接着固定している。
【００３４】
これによって、シールドヨーク６が、コイルボビン３から離隔した状態で、且つ弾性的に支持され、温度変化が生じた場合の、シールドヨーク６とコイルボビン３との線膨張係数の差にもとづく、シールドヨーク６に作用する応力が、支持体４５の弾性変形によって吸収され、このシールドヨーク６とコイルボビン３との熱膨張差に起因するセンサ出力の変動を防止でき、センサー精度を向上させることができる。
また、シールドヨーク６の鍔部３４を、弾性体によって、該鍔部３４とコイルボビン３との間に間隔が生じるように支持する場合、シールドヨーク６の鍔部３４を、全周にわたって弾性体によって支持するようにすると、シールドヨーク６及びコイルボビン３の製作上の誤差から、シールドヨーク６の軸心をセンサ軸２の軸心に一致させるのが困難であるが、本実施の形態のものにあっては、シールドヨーク６の鍔部３４は、コイルボビン３の周方向複数箇所（本実施の形態では２箇所）に配置された支持体４５によって支持されているので、コイルボビン６の支持体４５を設ける部分４４、及び、シールドヨーク６の鍔部３４の支持体４５に接当する部分の精度を出せば、シールドヨーク６とセンサ軸２とを同心状に配置することができ、シールドヨーク６とセンサ軸２との同心度を容易に向上させることができ、センサー精度を向上させることができる。
【００３５】
また、シールドヨーク６を構成する構成体６Ａの鍔部３４同志が接触していると、熱膨張によってシールドヨーク６に応力が生じるが、支持体４５の隔壁５０によって構成体６Ａの鍔部３４同志が接触するのを確実に防止していると共に、シールドヨーク６の位置決めもなされる。
また、シールドヨーク６を組む際において、鍔部３４は支持体４５に若干押し付けぎみに接当されるので、鍔部３４の支持体４５に接当する部分に、若干ではあるが応力が生じ、これがセンサ出力に影響を及ぼすが、支持体４５は、コイルボビン３及びシールドヨーク６の径方向対称位置に設けられており、これによってバランスされて、出力変動が防止されている。
【００３６】
前記シールドヨーク６は、コイル４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂから発生された磁束を集中して通流させて磁束の漏れを防ぎ、センサー感度を増大させるものであり、シールドヨーク６の端部に設けられた鍔部３４によって、該シールドヨーク６の端部をセンサ軸２に近づけ、鍔部３４からシールドヨーク６に磁束を多く取り込み、磁束の漏れを防ぐようにしているが、コイルボビン３を支持する軸受１６，１７が導電率の高い銅系の材料で形成されていると、軸受１６，１７が漏れ磁束を吸収し、センサ出力が低下し、センサー精度に影響を及ぼすので、該軸受１６，１７は、導電率の低い（０を含む）材料で形成されるのが好ましく、本実施の形態では、鉄系又はステンレス系等の材料（例えば、ＮＴＮベアファイト  Ｆ材）で形成される（なお、耐久性の問題が解消すれば、樹脂製であってもかまわない）。
【００３７】
前記軸受１６，１７としては、ブシュ（含油ブシュ等）か小型のベアリングが採用されるが、ブシュの方がコスト低減を図れ、好ましい。
また、この軸受１６，１７をブシュで構成する場合、薄肉に形成することで、該軸受１６，１７を銅系等の導電率の高い材料で形成しても、漏れ磁束の吸収を抑えることができる。
また、コイルボビン３を支持する軸受を銅系等の導電率の高い材料で形成する場合、該軸受を薄肉の単なる円筒形のブシュで構成してもよいが、図１７に示すように、コイルボビン３を支持する軸受５１を、コイルボビン３の軸受座９に外嵌して接当する薄肉の円筒部（ラジアル受部）５１Ａと、この円筒部５１Ａの一端側から径方向外方に延出されていて段部１１に接当するフランジ部（スラスト受部）５１Ｂとからなる断面Ｌ字形に形成することで、円筒部５１Ａの厚みを薄くしても、ラジアル荷重とスラスト荷重とを受けることができ、円筒部５１Ａの厚みを薄くすることで、漏れ磁束の吸収を抑えることができる。
【００３８】
また、薄肉円筒形のブシュは、通常は、平板材を円筒形にカールしてなる巻きブシュが採用され、フランジ付きブシュ（軸受５１）は、通常は、平板材を円筒形にカールすると共に、フランジ部５１Ｂを曲げ加工等してなる巻きブシュが採用される。
なお、本実施の形態では、センサ軸２は中空軸で構成されているが、むく軸で構成してもよい。
また、段部１１の外周側に動力伝達部を形成すると共に、センサ軸２の軸受座１０形成部分の内周側に動力伝達部を形成することで、センサ軸２（磁歪式トルクセンサー１）をコンパクトに形成でき、また、安価に提供できる。
【００３９】
また、センサ軸２の、各軸受座９，１０形成部分の内周側に、それぞれ動力伝達部を形成することで、センサ軸２をカップリングタイプとしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、コイルボビンの外周側に、周方向複数箇所に配置されたゴム様弾性体で形成された支持体を設け、この支持体によってシールドヨークの鍔部を、鍔部とコイルボビンとの間に間隔が生じるように支持したので、温度変化が生じた場合の、シールドヨークとコイルボビンとの線膨張係数の差にもとづく、シールドヨークに作用する応力が、支持体の弾性変形によって吸収され、このシールドヨークとコイルボビンとの熱膨張差に起因するセンサ出力の変動を防止でき、センサー精度を向上させることができる。
【００４１】
また、ゴム様弾性体からなる支持体が、コイルボビンからシールドヨークに作用する振動や衝撃力などの外力を吸収するので、コイルボビンからシールドヨークに作用する振動や衝撃力などの外力に起因するセンサ出力の変動を防止でき、センサー精度を向上させることができる。
また、シールドヨークの鍔部を、弾性体によって、該鍔部とコイルボビンとの間に間隔が生じるように支持する場合、シールドヨークの鍔部を、全周にわたって弾性体によって支持するようにすると、シールドヨーク及びコイルボビンの製作上の誤差から、シールドヨークの軸心をセンサ軸の軸心に一致させるのが困難であるが、本発明では、シールドヨークの鍔部は、コイルボビンの周方向複数箇所に配置された支持体によって支持されているので、コイルボビンの支持体を設ける部分、及び、シールドヨークの鍔部の支持体に接当する部分の精度を出せば、シールドヨークとセンサ軸とを同心状に配置することができ、シールドヨークとセンサ軸との同心度を容易に向上させることができ、センサー精度を向上させることができる。
【００４２】
また、シールドヨークが軸心方向及び径方向に沿う分割面で分割され、このシールドヨークを構成する構成体の分割面をつき合わせることで筒状のシールドヨークが構成されるものにあっては、シールドヨークを構成する構成体の鍔部同志が接触していると、熱膨張によってシールドヨークに応力が生じるが、支持体で、シールドヨークの構成体の突き合わせ部分を支持させると共に、支持体にシールドヨークを構成する構成体間に位置する隔壁を設けることにより、シールドヨークの構成体の鍔部同志が接触するのを確実に防止すると共に、シールドヨークの位置決めもなされる。
【００４３】
また、シールドヨークを組む際において、鍔部は支持体に若干押し付けぎみに接当されるので、鍔部の支持体に接当する部分に、若干ではあるが応力が生じ、これがセンサ出力に影響を及ぼすが、支持体を、コイルボビンの径方向対称位置に配置することにより、バランスされて、出力変動が防止される。
また、シールドヨークは、コイルから発生された磁束を集中して通流させて磁束の漏れを防ぎ、センサー感度を増大させるものであり、シールドヨークの端部に設けられた鍔部によって、該シールドヨークの端部をセンサ軸に近づけ、鍔部からシールドヨークに磁束を多く取り込み、磁束の漏れを防ぐようにしているが、コイルボビンがシールドヨークの鍔部の近傍で軸受を介してセンサ軸に相対回転自在に支持されているものにあっては、コイルボビンを支持する軸受が導電率の高い材料で形成されていると、軸受が漏れ磁束を吸収し、センサ出力が低下し、センサー精度に影響を及ぼす。そこで、この軸受を導電率の低い材料で構成することで、漏れ磁束の吸収を抑えることができる。
【００４４】
また、コイルボビンを支持する軸受を巻きブシュで構成することにより、該軸受を導電率の高い材料で形成しても、軸受が薄肉であるので、漏れ磁束の吸収を抑えることができる。
また、センサ軸の外周に、軸心方向一対の磁気異方性部を形成すると共に、各磁気異方性部を取り囲むように配置された一対のコイルを備え、センサ軸に印加されたトルクにより生じる磁気異方性部の透磁率の変化をコイルによって検出するようにした磁歪式トルクセンサーであって、コイルを巻き付けるための筒状のコイルボビンをセンサ軸に套嵌して該センサ軸に相対回転自在に支持し、コイルの外周側を覆う筒状のシールドヨークを備えたものにあっては、各コイルにより発生する磁束がコイルの対向方向を向くように、各コイルに電流を流すようにすることで、シールドヨークの磁束収集力を増大させ、漏れ磁束のアンバランスを防止し、センサ精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁歪式トルクセンサーの要部の側面一部断面図である。
【図２】磁歪式トルクセンサーの全体構成を示す側面一部断面図である。
【図３】コイルボビンの平面図である。
【図４】コイルボビンの側面断面図である。
【図５】コイルボビンの正面図断面である。
【図６】シールドヨークの構成体の平面図である。
【図７】シールドヨークの構成体の側面図である。
【図８】シールドヨークを構成する構成体の正面図である。
【図９】シールドヨークの構成体を形成する平板の平面図である。
【図１０】シールドヨーク及びコイルボビンの支持部分の側面断面図である。
【図１１】シールドヨーク支持部分の平面図である。
【図１２】シールドヨーク支持部分の正面図である。
【図１３】コイルが巻かれた状態のコイルボビンの平面図である。
【図１４】コイル端部を接続する接続端子を取り付ける取付部分の平面図である。
【図１５】コイルが巻かれた状態のコイルボビンの側面断面図である。
【図１６】コイルの概念図である。
【図１７】コイルボビンの支持部分の他の例を示す側面断面図である。
【図１８】従来の磁歪式トルクセンサーの側面断面図である。
【符号の説明】
１    磁歪式トルクセンサー
２    センサ軸
３    コイルボビン
４Ａ  検出コイル
４Ｂ  検出コイル
５Ａ  励磁コイル
５Ｂ  励磁コイル
６    シールドヨーク
８Ａ  磁気異方性部
８Ｂ  磁気異方性部
１６    軸受
１７    軸受
３４    鍔部
４５    支持体
５０    隔壁
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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