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公開番号2025099113
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215529
出願日2023-12-21
発明の名称磁歪式トルクセンサ
出願人株式会社プロテリアル
代理人弁理士法人平田国際特許事務所
主分類G01L 3/10 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】小型化が可能な磁歪式トルクセンサを提供する。
【解決手段】磁歪効果を有する回転軸9の周囲に取り付けられ、回転軸9によって伝達されるトルクを検出する磁歪式トルクセンサ1は、回転軸9が挿通される空洞20が中心部に形成された円筒部21、及び円筒部21から径方向外方に突出して設けられた突部22を有するホルダ2と、所定の方向に並ぶ複数の検出コイルを組み合わせてなるコイル群4A～4Dが配線パターンによって形成された検出部40、及びコイル群と外部装置6とを電気的に接続する複数の信号線491～494が配線パターンによって形成された信号線路部400を有するフレキシブル基板4と、を備える。検出部40は、ホルダ2の円筒部21の外周に巻き付けられ、信号線路部400は、長手方向の一部が接着剤7又は粘着テープ8によってホルダ2の突部22に固定され、固定された部分よりも先端側がホルダ2の外部に導出されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
磁歪効果を有する回転軸の周囲に取り付けられ、前記回転軸によって伝達されるトルクを検出する磁歪式トルクセンサであって、
前記回転軸が挿通される空洞が中心部に形成された円筒部、及び前記円筒部から径方向外方に突出して設けられた突部を有するホルダと、
所定の方向に並ぶ複数の検出コイルを組み合わせてなるコイル群が配線パターンによって形成された検出部、及び前記コイル群と外部装置とを電気的に接続する複数の信号線が配線パターンによって形成された信号線路部を有するフレキシブル基板と、を備え、
前記検出部は、前記ホルダの前記円筒部の外周に巻き付けられ、
前記信号線路部は、長手方向の一部が固定部材によって前記ホルダの前記突部に固定され、前記固定された部分よりも先端側が前記ホルダの外部に導出されている、
磁歪式トルクセンサ。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記固定部材は、接着剤又は粘着テープである、
請求項１に記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項３】
前記検出部は、前記複数の検出コイルの並び方向が長辺方向となる長方形状であり、
前記信号線路部は、前記検出部から前記長辺方向に対して垂直な方向に突出した突片部と、前記突片部から前記長辺方向に延びる線状部とを有し、
前記線状部の長手方向の一部が前記固定部材によって前記ホルダの前記突部に固定されている、
請求項１又は２に記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項４】
前記ホルダの前記突部には、前記線状部の一部を収容する凹部が前記円筒部の軸方向に窪んで形成されており、
前記線状部は、前記凹部の内部で屈曲され、前記円筒部の周方向に対して垂直な方向に延びるように前記ホルダの外部に導出されており、
前記線状部が前記固定部材によって前記凹部の内壁面に対向して固定されている、
請求項３に記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項５】
前記線状部が前記固定部材によって固定される前記内壁面が、前記ホルダからの前記線状部の導出方向と平行である、
請求項４に記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項６】
前記凹部に嵌合するボス部を有するカバー部材をさらに備えた、
請求項４に記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項７】
前記固定部材が接着剤であり、
前記カバー部材に前記接着剤を保持する保持部が形成されている、
請求項６に記載の磁歪式トルクセンサ。
【請求項８】
前記固定部材が粘着テープであり、
前記線状部が前記粘着テープによって固定された部分が前記カバー部材によって覆われている、
請求項６に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、磁歪効果を有する回転軸によって伝達されるトルクを検出する磁歪式トルクセンサに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車のエンジンの出力回転軸などのトルクを検出するために、磁歪式のトルクセンサが用いられている。磁歪式のトルクセンサは、応力によって回転軸の透磁率が変化する磁歪効果を利用し、回転軸の周囲に配置した検出コイルのインダクタンスの変化に基づいて回転軸に付与されたトルクを検出するように構成されている。本出願人は、複数の検出コイルが形成されたフレキシブル基板を回転軸の周囲に配置し、複数の検出コイルのインダクタンスの変化に基づいて回転軸に付与されたトルクを検出する磁歪式トルクセンサを提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された磁歪式トルクセンサは、樹脂ハウジング内に複数の検出コイルが形成されたフレキシブル基板が収容されている。フレキシブル基板の端部には複数の端子部が設けられており、樹脂ハウジング内においてこれらの端子部にケーブルの信号線が接続されている。ケーブルは、樹脂ハウジングから導出され、制御装置に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－７４４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転軸の周囲には、トルクセンサを設置するスペースを確保することが難しい場合があり、トルクセンサの小型化が要請されている。本発明は、この要請に応えるべくなされたものであり、その目的は、小型化が可能な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】
【０００６】
本発明は、上記の目標を達成するため、磁歪効果を有する回転軸の周囲に取り付けられ、前記回転軸によって伝達されるトルクを検出する磁歪式トルクセンサであって、前記回転軸が挿通される空洞が中心部に形成された円筒部、及び前記円筒部から径方向外方に突出して設けられた突部を有するホルダと、所定の方向に並ぶ複数の検出コイルを組み合わせてなるコイル群が配線パターンによって形成された検出部、及び前記コイル群と外部装置とを電気的に接続する複数の信号線が配線パターンによって形成された信号線路部を有するフレキシブル基板と、を備え、前記検出部は、前記ホルダの前記円筒部の外周に巻き付けられ、前記信号線路部は、長手方向の一部が固定部材によって前記ホルダの前記突部に固定され、前記固定された部分よりも先端側が前記ホルダの外部に導出されている、磁歪式トルクセンサを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、磁歪式トルクセンサを小型化することができ、設置スペースの省スペース化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第１の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサを検出対象の回転軸と共に示す斜視図である。
磁歪式トルクセンサの分解斜視図である。
図２とは異なる方向から見た磁歪式トルクセンサの分解斜視図である。
磁歪式トルクセンサの断面図である。
（ａ）は、一枚のフレキシブル基板を示す平面図である。（ｂ）は、複数のフレキシブル基板を多面取りする母材を示す平面図である。
フレキシブル基板の層構成を示す断面図である。
（ａ）～（ｄ）は、第１乃至第４の配線層を示す平面図である。
フレキシブル基板、発振器、及び電圧計によって構成される電気回路の構成例を模式的に示す回路図である。
（ａ）及び（ｂ）は、ホルダ及びカバー部材をそれぞれ異なる角度から見た斜視図である。
（ａ）乃至（ｃ）は、カバー部材の斜視図である。
（ａ）は、ホルダの突部の周辺部をカバー部材及びフレキシブル基板の一部と共に示す構成図である。（ｂ）は、カバー部材が組み合わされていない状態のホルダの突部の周辺部及びフレキシブル基板の一部を示す構成図である。
（ａ）は、図１１（ａ）のＡ－Ａ線におけるホルダ、カバー部材、フレキシブル基板、及び接着剤の断面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＢ部の拡大図である。
（ａ）は、軸方向に対して垂直な断面におけるホルダ、カバー部材、フレキシブル基板、及び接着剤の断面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＣ部の拡大図である。
図１１（ａ）の矢印Ｄ方向から見たホルダ、カバー部材、フレキシブル基板、及び接着剤の一部を部分拡大図である。
第２の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサの分解斜視図である。
（ａ）は、第２の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサの部分断面図である。（ｂ）は、（ａ）のＥ部の拡大図である。
図１６（ａ）の矢印Ｆ方向から見た第２の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサ１を検出対象の回転軸９と共に示す斜視図である。図２は、磁歪式トルクセンサ１の分解斜視図である。図３は、図２とは異なる方向から見た磁歪式トルクセンサ１の分解斜視図である。図４は、磁歪式トルクセンサ１の断面図である。
【００１０】
磁歪式トルクセンサ１は、回転軸９の周囲に取り付けられ、回転軸９によって伝達されるトルクを検出する。回転軸９は、例えば自動車のエンジンあるいは電動モータ等の駆動源の駆動力を伝達するシャフトである。磁歪式トルクセンサ１によって得られたトルクの検出結果は、駆動源や自動変速機などの制御のために用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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