"シャフトに作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記シャフトが挿通される構造体と、前記シャフトを挿通するとともに一端が前記構造体に対して軸方向および軸に垂直方向に固定される筒状の起歪体と、前記起歪体の側面上に設けた歪検出素子と、前記シャフトを回転自在に支持するとともに前記起歪体の他端に当接して軸方向の力を前記起歪体に伝達する軸受と、前記シャフトを挿通するとともに前記軸受に当接し前記シャフトに作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する筒状のトルク伝達カムとを備え、前記トルク伝達カムは、前記シャフトの径方向に延在して設けたピンと係合する長孔を有し、前記シャフトの中心軸に沿って前記トルク伝達カムから軸受、起歪体に向かう方向をX軸の正方向、前記シャフトが回転した時、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点が通る円周の接線方向に働く力をY軸の正方向とした時、前記長孔の長手方向軸が前記X、Y軸で決まる第1象限内にあり、かつ前記X軸およびY軸上にないことを特徴とするトルク検出装置。前記シャフトの回転中心軸と、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点との距離をr、シャフトに作用するトルクをT、前記長孔の長手方向軸とX軸の正方向とのなす角度をθとした時、前記起歪体に印加される軸方向の圧縮力Fはで表されることを特徴とする請求項1記載のトルク検出装置。シャフトに作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記シャフトが挿通される構造体と、両端部に第1のフランジと第2のフランジを、内周部に第3のフランジを有し、前記シャフトを挿通するとともに前記第1と第2のフランジが前記構造体に対して軸方向および軸に垂直方向に固定される筒状の起歪体と、前記シャフトを回転自在に支持するとともに前記起歪体の第3のフランジの表裏に当接して軸方向の力を前記起歪体に伝達する第1の軸受および第2の軸受と、前記シャフトを挿通するとともに前記第1の軸受および第2の軸受に当接し前記シャフトに作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する筒状のトルク伝達カムとを備え、前記トルク伝達カムは、前記シャフトの径方向に延在して設けたピンと係合する長孔を有し、前記シャフトの中心軸に沿って前記トルク伝達カムから軸受、起歪体に向かう方向をX軸の正方向、前記シャフトが回転した時、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点が通る円周の接線方向に働く力をY軸の正方向とした時、前記長孔の長手方向軸が前記X軸およびY軸上にないことを特徴とするトルク検出装置。しかしながら、上記従来のトルク検出装置においては、互いに反対方向の磁気異方性を備えた部分を有する磁性合金製の検出部などの特殊な部品や、検出コイルを使用せねばならないため、組立てが煩雑で軽量化が困難であり、高価なものとなってしまうという問題点があった。本発明は上記従来の課題を解決するもので、特殊な部品や重量部品を使用することなく構成され、組立てが簡単で軽量、安価なトルク検出装置を提供するものである。上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。請求項1に記載の発明は、シャフトに作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記シャフトが挿通される構造体と、前記シャフトを挿通するとともに一端が前記構造体に対して軸方向および軸に垂直方向に固定される筒状の起歪体と、前記起歪体の側面上に設けた歪検出素子と、前記シャフトを回転自在に支持するとともに前記起歪体の他端に当接して軸方向の力を前記起歪体に伝達する軸受と、前記シャフトを挿通するとともに前記軸受に当接し前記シャフトに作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する筒状のトルク伝達カムとを備え、前記トルク伝達カムは、前記シャフトの径方向に延在して設けたピンと係合する長孔を有し、前記シャフトの中心軸に沿って前記トルク伝達カムから軸受、起歪体に向かう方向をX軸の正方向、前記シャフトが回転した時、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点が通る円周の接線方向に働く力をY軸の正方向とした時、前記長孔の長手方向軸が前記X、Y軸で決まる第1象限内にあり、かつ前記X軸およびY軸上にないもので、この構成によれば、互いに反対方向の磁気異方性を備えた部分を有する磁性合金製の検出部などの特殊な部品、また重い検出コイル等を使用することなく、シャフトに印加されるトルクを直接起歪体に生ずる歪として検出でき、これにより、組立てが簡単で軽量、安価なトルク検出装置を提供できるという作用効果を有するものである。請求項2に記載の発明は、特に、前記シャフトの回転中心軸と、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点との距離をr、シャフトに作用するトルクをT、前記長孔の長手方向軸とX軸の正方向とのなす角度をθとした時、前記起歪体に印加される軸方向の圧縮力Fがで表されるもので、前記長孔の長手方向軸とX軸の正方向とのなす角度θを選択して、シャフトに働くトルクにより発生する軸方向の圧縮力Fを調整することができる。請求項3に記載の発明は、シャフトに作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記シャフトが挿通される構造体と、両端部に第1のフランジと第2のフランジを、内周部に第3のフランジを有し、前記シャフトを挿通するとともに前記第1と第2のフランジが前記構造体に対して軸方向および軸に垂直方向に固定される筒状の起歪体と、前記シャフトを回転自在に支持するとともに前記起歪体の第3のフランジの表裏に当接して軸方向の力を前記起歪体に伝達する第1の軸受および第2の軸受と、前記シャフトを挿通するとともに前記第1の軸受および第2の軸受に当接し前記シャフトに作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する筒状のトルク伝達カムとを備え、前記トルク伝達カムは、前記シャフトの径方向に延在して設けたピンと係合する長孔を有し、前記シャフトの中心軸に沿って前記トルク伝達カムから軸受、起歪体に向かう方向をX軸の正方向、前記シャフトが回転した時、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点が通る円周の接線方向に働く力をY軸の正方向とした時、前記長孔の長手方向軸が前記X軸およびY軸上にないもので、この構成によれば、互いに反対方向の磁気異方性を備えた部分を有する磁性合金製の検出部などの特殊な部品、また重い検出コイル等を使用することなく、シャフトを右周りおよび左周りのいずれの方向に回転させた場合でも、シャフトに印加されるトルクを直接起歪体に生ずる歪として検出でき、これにより、組立てが簡単で軽量、安価なトルク検出装置を提供できるという作用効果を有するものである。以上のように本発明は、シャフトに作用するトルクを検出するトルク検出装置であって、前記シャフトが挿通される構造体と、前記シャフトを挿通するとともに一端が前記構造体に対して軸方向および軸に垂直方向に固定される筒状の起歪体と、前記起歪体の側面上に設けた歪検出素子と、前記シャフトを回転自在に支持するとともに前記起歪体の他端に当接して軸方向の力を前記起歪体に伝達する軸受と、前記シャフトを挿通するとともに前記軸受に当接し前記シャフトに作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する筒状のトルク伝達カムとを備え、前記トルク伝達カムは、前記シャフトの径方向に延在して設けたピンと係合する長孔を有し、前記シャフトの中心軸に沿って前記トルク伝達カムから軸受、起歪体に向かう方向をX軸の正方向、前記シャフトが回転した時、前記ピンとトルク伝達カムの長孔との作用点が通る円周の接線方向に働く力をY軸の正方向とした時、前記長孔の長手方向軸が前記X、Y軸で決まる第1象限内にあり、かつ前記X軸およびY軸上にないもので、互いに反対方向の磁気異方性を備えた部分を有する磁性合金製の検出部などの特殊な部品、また重い検出コイル等を使用することなく、シャフトに印加されるトルクを直接起歪体に生ずる歪として検出でき、これにより、組立てが簡単で軽量、安価なトルク検出装置を提供できるという優れた効果を奏するものである。実施の形態1以下、本発明の実施の形態1におけるトルク検出装置について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明の実施の形態1におけるトルク検出装置を搭載した電動自転車のボトムブラケット部の一部断面図を示す。図1において、21は電動自転車のボトムブラケット部で、構造体22内には両端部にねじ孔図示せずを有するシャフト23が挿通され、前記構造体22の両端開口部に固着されたアダプタ24a,24b内に保持された転がり軸受25a,25bを介して回転自在に支持されている。26aはクランクで、前記シャフト23の一方の端部にボルト図示せずにより固定されており、先端部にはペダル図示せずが回転自在に装着されている。同様に、26bは前記シャフト23の他方の端部にボルト図示せずにより固定され、先端部にはペダル図示せずが回転自在に装着された他方のクランクである。30は前記シャフト23を挿通する両端部に第1のフランジ30aと第2のフランジ30bを有する円筒状の起歪体であり、第1のフランジ30aは前記アダプタ24aに対してシャフトの軸方向およびシャフトの軸に垂直な方向に固定されている。また、起歪体30の内周部には第3のフランジ30cが設けられ、同起歪体30の外側面上には歪検出素子31a、31b、31c、31dが設けられている。32は前記シャフト23を回転自在に支持するとともに、前記起歪体30のフランジ30cに当接して軸方向の力を前記起歪体30に伝達する軸受である。さらに、33は前記シャフト23を挿通するとともに前記軸受32に当接し前記シャフト23に作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する円筒状のトルク伝達カムである。このトルク伝達カム33の外周部にはギア34が固着されている。望ましくは、前記トルク伝達カム33の内部には前記シャフト23を回転自在に支持する軸受35が設けられる。前記ギア34と後輪図示せずとの間に掛けられたチェーン図示せずに後輪方向に向かう張力が加えられた状態で、シャフト23にトルクTが作用してシャフト23がCの方向に回転すると、このトルクNは前記トルク伝達カム33により、軸方向の圧縮力に変換される。図2aは図1に示したトルク検出装置のB部拡大図である。また、図2bは図2aのD-D線断面図である。図2abにおいて、40は前記トルク伝達カム33の側面に設けられた長孔であり、41は前記シャフト23の径方向に延在して設けたピンである。ピン41はシャフト23を貫通し、圧入等によりシャフト23に固定されている。前記長孔40は前記シャフト23の中心軸に沿って前記トルク伝達カム33から軸受32、起歪体30に向かう方向をX軸の正方向、前記シャフト23が回転した時、前記ピン41とトルク伝達カム33の長孔40との作用点が通る円周の接線方向に働く力の方向をY軸の正方向とした時、長手方向軸40aは前記X軸、Y軸で決まる座標系の第1象限内にある。そして、前記シャフト23にトルクTが作用すると、前記ピン41の周面と長孔40の側面との接触により、カム作用でトルク伝達カム33が前記X軸の正方向に変位する。これにより、前記軸受32から起歪体30の第3のフランジ30cに以下の数式で示す圧縮力Fが働き、起歪体30の外側面に歪が生ずることになる。すなわち、前記シャフト23の回転中心軸と、前記ピン41がトルク伝達カム33の長孔40に作用する点との距離をr、前記長孔40の長手方向軸40aとX軸の正方向とのなす角度をθとした時、前記ピン41とトルク伝達カム33の長孔40との作用点が通る円周の接線方向に働く力はであるから、長孔40の側面からピン41に働く垂直抗力はとなる。よって、この垂直抗力により前記起歪体30の第3のフランジ30cに印加される軸方向の圧縮力Fはで表されることになる。これにより、前記長孔40の長手方向軸40aとX軸の正方向とのなす角度θを任意に選択して、シャフトに働くトルクにより発生する軸方向の圧縮力Fを調整することができる。また、前記ピン41とトルク伝達カム33の長孔40との作用点に働く摩擦が無視できる時には、θを45 ゚とすれば、シャフトに働くトルクをもっとも効率よく軸方向の圧縮力に変換することができることが分かる。また、θが0 ゚、90 ゚の場合、前記起歪体30の第3のフランジ30cに印加される軸方向の圧縮力Fは0となるため、前記長孔40の長手方向軸40aはX軸またはY軸上にないことが必要となる。図3は軸受32から起歪体30の第3のフランジ30cに軸方向の圧縮力Fが印加された時に、起歪体30に発生する歪を示す模式図である。この図から、起歪体30の外側面に設けた歪検出素子31a、31cに圧縮歪が、歪検出素子31b、31dに引張り歪が発生することが分かる。これらの歪による歪検出素子の抵抗変化等を電気信号として出力すれば、シャフト23に作用するトルクをきわめて容易に検出することができるものである。このように、本発明の実施の形態1におけるトルク検出装置はシャフト23に作用するトルクをトルク伝達カム33により、軸方向の変位に変換し、直接起歪体に生ずる歪として検出するもので、特殊な部品を使用することなく、構成できるとともに、既存の自転車等にも容易に取り付けることができ、これにより、組立が簡単で軽量、安価なトルク検出装置を提供できる。なお、本発明の実施の形態1におけるトルク検出装置では起歪体30をアダプタ24aに固定して構成しているが、起歪体30とアダプタ24aを一体に形成してもよいものである。実施の形態2以下、本発明の実施の形態2におけるトルク検出装置について、図面を参照しながら説明する。図4は正逆回転自在のパワーステアリング装置等に適用した本発明の実施の形態2におけるトルク検出装置の一部断面図を示す。なお、この本発明の実施の形態2においては、上記した本発明の実施の形態1の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しており、その説明は省略する。図4において、本発明の実施の形態2が上記した本発明の実施の形態1と相違する点は、前記起歪体30は前記シャフト23を挿通するとともに第1のフランジ30aと第2のフランジ30bとの両者が構造体22に対して軸方向および軸に垂直な方向に固定されており、前記シャフト23を回転自在に支持するとともに前記第3のフランジ30cの表裏に当接して軸方向の力を前記起歪体30に伝達する第1の軸受32aと第2の軸受32bを有し、さらに前記シャフト23を挿通するとともに前記第1の軸受32aおよび第2の軸受32bに当接し前記シャフト23に作用するトルクを軸方向の圧縮力に変換する筒状で、互いにネジ止めできる2つの部分33a、33bからなるトルク伝達カム33とを備え、前記シャフト23の中心軸に沿って前記トルク伝達カム33から第1の軸受32a、第2の軸受32bに向かう方向をX軸の正方向、前記シャフト23が回転した時、前記ピン41とトルク伝達カム33の長孔40との作用点が通る円周の接線方向に働く力をY軸の正方向とした時、前記長孔40の長手方向軸40aが前記X軸およびY軸上にないようにした点である。このように構成したトルク検出装置において、前記長孔40の長手方向軸40aが前記X軸、Y軸で決まる座標系の第1象限にあり、かつ前記X軸、Y軸上にない場合には、ハンドル50を操作してシャフト23をCの方向に回転させると、この回転に抗してシャフト23に作用するトルクTにより、前記本発明の実施の形態1と同様に、前記ピン41の周面と長孔40の側面との接触により、カム作用でトルク伝達カム33が前記X軸の正方向に変位する。これにより、前記軸受32aから起歪体30の第3のフランジ30cに圧縮力Fが働き、起歪体30の外側面に歪が生ずることになる。一方、ハンドル50を操作してシャフト23をC′の方向に回転させた場合に、この回転に抗してシャフト23に作用するトルクT′により、前記ピン41の周面と長孔40の側面との接触により、カム作用でトルク伝達カム33が前記X軸の負方向に変位する。これにより、前記軸受32bから起歪体30の第3のフランジ30cに圧縮力Fが働き、起歪体30の外側面に歪が生ずることになる。また、前記長孔40の長手方向軸40aが前記X軸、Y軸で決まる座標系の第2象限にあり、かつ前記X軸、Y軸上にない場合には、ハンドル50を操作してシャフト23をCの方向に回転させると、この回転に抗してシャフト23に作用するトルクTにより、前記ピン41の周面と長孔40の側面との接触により、カム作用でトルク伝達カム33が前記X軸の負方向に変位する。これにより、前記軸受32bから起歪体30の第3のフランジ30cに圧縮力Fが働き、起歪体30の外側面に歪が生ずることになる。一方、ハンドル50を操作してシャフト23をC′の方向に回転させた場合には、この回転に抗してシャフト23に作用するトルクT′により、前記ピン41の周面と長孔40の側面との接触により、カム作用でトルク伝達カム33が前記X軸の正方向に変位する。これにより、前記軸受32aから起歪体30の第3のフランジ30cに圧縮力Fが働き、起歪体30の外側面に歪が生ずることになる。このようにして、シャフトを右周りおよび左周りのいずれの方向に回転させた場合でも、シャフトに印加されるトルクを直接起歪体に生ずる歪として検出でき、これにより、組立てが簡単で軽量、安価なトルク検出装置を提供できるものである。"