特開 2024-136746 磁歪式トルクセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136746

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】磁歪式トルクセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01L3/10 301J

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047965

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤森 亮利

(72)【発明者】

【氏名】鬼本 隆

(57)【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８の周囲に取り付けられ、回転軸８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８が挿通される空洞２０が中心部に形成された円筒部２１を有する樹脂製のホルダ２と、所定の方向に並ぶ複数の検出コイル４１０～４１９，４２０～４２９，４３０～４３９，４４０～４４９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４Ａ～４Ｄ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。フレキシブル基板４は、検出部４０がホルダ２の円筒部２１の外周に巻き付けられてホルダ２に保持され、信号線路部４００の一部がホルダ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を有する樹脂製のホルダと、
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、
前記フレキシブル基板は、前記検出部が前記ホルダの前記円筒部の外周に巻き付けられて前記ホルダに保持され、前記信号線路部の一部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。

【請求項2】

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出部と、前記突出部から前記長辺方向に延びる線状部とを有し、
前記線状部の一部が前記ホルダの外部に導出されている、
請求項１に記載の磁歪式トルクセンサ。

【請求項3】

前記ホルダは、前記線状部の一部を収容する凹部を有し、
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いる、
請求項２に記載の磁歪式トルクセンサ。

【請求項4】

前記ホルダの前記凹部に嵌合する凸部を有するカバー部材をさらに備え、
前記線状部が前記凹部の内面と前記凸部の外周面との間に挟持されている、
請求項３に記載の磁歪式トルクセンサ。

【請求項5】

前記凹部及び前記凸部の一方に、前記線状部が前記ホルダの外部で引っ張られたときに前記線状部との接触面圧が高くなる凸角部が設けられ、
前記凹部及び前記凸部の他方に、前記凸角部に対応する凹角部が設けられており、
前記凸角部と前記凹角部との間に前記線状部が配置されている、
請求項４に記載の磁歪式トルクセンサ。

【請求項6】

前記フレキシブル基板の前記検出部の外周を囲むように配置された軟磁性体からなる円筒状の磁性リングをさらに備え、
前記磁性リングによって前記ホルダの前記凹部から前記凸部が離脱する方向への前記カバー部材の移動が規制されている、
請求項４又は５に記載の磁歪式トルクセンサ。

【請求項7】

前記フレキシブル基板の前記検出部が前記ホルダの前記円筒部に接着され、前記検出部と前記磁性リングとの間に空間が形成されている、
請求項６に記載の磁歪式トルクセンサ。

【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。

【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】

【特許文献1】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を有する樹脂製のホルダと、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、前記フレキシブル基板は、前記検出部が前記ホルダの前記円筒部の外周に巻き付けられて前記ホルダに保持され、前記信号線路部の一部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】

【図1】本発明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。

【図2】磁歪式トルクセンサの分解斜視図である。

【図3】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。

【図4】磁歪式トルクセンサの断面図である。

【図5】（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。

【図6】フレキシブル基板の層構成を示す断面図である。

【図7】（ａ）～（ｄ）は、第１乃至第４の配線層を示す平面図である。

【図8】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。

【図9】（ａ）は、ホルダにカバー部材及びフレキシブル基板が取り付けられた状態を軸方向から見た構成図である。（ｂ）は、（ａ）に示す状態からカバー部材の図示を省略した構成図である。

【図10】（ａ）は、ホルダの凹部を軸方向から見た構成図である。（ｂ）は、凹部の周辺部を示す斜視図である。

【図11】（ａ）及び（ｂ）は、カバー部材を示す斜視図である。

【図12】第１の変形例に係るホルダの凹部及びカバー部材の凸部をフレキシブル基板の線状部の一部と共に示す構成図である。

【図13】第２の変形例に係るホルダの凹部及びカバー部材の凸部をフレキシブル基板の線状部の一部と共に示す構成図である。

【図14】第３の変形例に係るホルダの凹部及びカバー部材の凸部をフレキシブル基板の線状部の一部と共に示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［実施の形態］
図１は、本発明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８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８の周囲に取り付けられ、回転軸８によって伝達されるトルクを検出する。回転軸８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】

回転軸８は、磁歪効果を有する強磁性体であり、回転軸線Ｏを中心として回転してトルクを伝達する。ここで、磁歪効果とは、強磁性体に磁場を印加して磁化させると形状に歪（ひずみ）が現れる現象である。そして、この現象を逆に利用し、形状の歪によって発生する磁気特性の変化を検出することで、回転軸８に付与されたトルクを検出することができる。回転軸８としては、例えばクロム鋼、クロムモリブデン鋼、又はニッケルクロムモリブデン鋼等のクロムを含有するクロム鋼からなる軸状体に浸炭焼入れ及び焼戻し処理を施し、さらにショットピーニングを施したものを好適に用いることができる。以下、回転軸８の回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

【0012】

磁歪式トルクセンサ１は、ホルダ２と、カバー部材３と、フレキシブル基板４と、軟磁性体からなる磁性リング５と、ホルダ２の外部に配置された外部装置６とを有して構成されている。外部装置６は、発振器６１及び電圧計６２を有し、フレキシブル基板４と電気的に接続される。外部装置６の動作については後述する。

【0013】

ホルダ２は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材料からなる樹脂製であり、射出成形されている。ホルダ２は、回転軸８が挿通される空洞２０が中心部に形成された円筒部２１と、フレキシブル基板４の一部を収容する凹部２２と、磁性リング５の軸方向の一端部を収容する環状溝２３とを有している。円筒部２１の中心軸線Ｃは、回転軸８の回転軸線Ｏと一致する。凹部２２は、円筒部２１の外周に設けられている。環状溝２３は、凹部２２が形成された部分以外の円筒部２１の外周に設けられている。凹部２２及び環状溝２３は、共に軸方向一方側に開口している。

【0014】

カバー部材３は、例えばホルダ２と同様の樹脂材料からなる樹脂製であり、凹部２２の軸方向一方側を覆う板部３１と、凹部２２に嵌合する凸部３２とを一体に有している。カバー部材３及び凹部２２の形状の詳細については後述する。

【0015】

磁性リング５は、例えば鋼材や焼結磁性体からなり、軟磁性を有し、ホルダ２の円筒部２１の外径よりも内径が大きい円筒状に形成されている。磁性リング５が鋼材からなる場合、電磁ステンレス等の磁性鉄鋼材を好適に用いることができ、その成形方法としては、例えば深絞りを用いることができる。また、長尺なパイプ状の鋼材を所定の長さに切り出して磁性リング５としてもよい。磁性リング５は、例えば接着によってホルダ２に固定されている。また、磁性リング５は、カバー部材３と軸方向に並び、ホルダ２の凹部２２から凸部３２が離脱する方向へのカバー部材３の移動を規制している。

【0016】

本実施の形態では、磁性リング５が外径の異なる大径部５１と小径部５２とを一体に有している。大径部５１の内径と小径部５２の内径とは同じである。大径部５１は、磁性リング５の軸方向の端部に設けられ、ホルダ２の環状溝２３に収容されている。磁性リング５は、大径部５１が環状溝２３にインロー嵌合されることにより、ホルダ２に対して位置決めされている。より具体的には、大径部５１の外周面５１ａが環状溝２３の外周を形成する環状壁２３１の内周面２３１ａに接することより、軸方向に対して垂直な径方向におけるホルダ２との相対位置が決められている。

【0017】

図３に示すように、磁性リング５の大径部５１における軸方向の端面５１ｂには、カバー部材３の板部３１と向かい合う部分に、端面５１ｂから軸方向に窪む切り欠き５１０が形成されている。カバー部材３及び磁性リング５がホルダ２に組付けられたとき、カバー部材３の板部３１の一部が切り欠き５１０に収容され、大径部５１の端面５１ｂが環状溝２３の底面２３ａに当接する。

【0018】

図５（ａ）は、一枚のフレキシブル基板４を示す平面図である。図５（ｂ）は、複数のフレキシブル基板４を多面取りする母材７を示す平面図である。フレキシブル基板４は、母材７から切り出して製造される。

【0019】

フレキシブル基板４は、回転軸８の磁界を検出するための複数の検出コイルを有する検出部４０、及び外部装置６と検出部４０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４００を一体に有している。図５では、複数の検出コイル及び複数の信号線の図示を省略している。フレキシブル基板４は、検出部４０がホルダ２の円筒部２１の外周に巻き付けられてホルダ２に保持され、信号線路部４００の一部がホルダ２の外部に導出される。検出部４０には、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ている。検出部４０は、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る。

【0020】

信号線路部４００は、検出部４０から長辺方向に対して垂直な方向に突出した突出部４０１と、突出部４０１から長辺方向に延びる線状部４０２とを有している。このフレキシブル基板４の形状により、図５（ｂ）に示すように母材７の不要な面積を小さくして複数のフレキシブル基板４を切り出すことができ、歩留まりを向上させることができる。線状部４０２の長さは、例えば５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。

【0021】

線状部４０２は、突出部４０１の近傍にあたる基端部を除き、先端部を含む一部がホルダ２の外部に導出されている。線状部４０２の先端部には、図１に拡大して示すように、第１乃至第４の電極４０２ａ～４０２ｄが形成されている。フレキシブル基板４の線状部４０２は、外部装置６に直接接続されていてもよく、複数の電線を有するケーブルを介して外部装置６に接続されていてもよい。次に、図６乃至図８を参照し、検出部４０の構成の一例について詳細に説明する。

【0022】

図６は、フレキシブル基板４の層構成を示す断面図である。フレキシブル基板４は、第１乃至第４の配線層４１～４４を有する多層構造であり、円筒部２１の外周に巻き付けられた際の湾曲の外側にあたる一方面４ａから湾曲の内側にあたる他方面４ｂに向かって順に、カバーレイフィルム４５１、接着層４６１、第１の配線層４１、第１のベースフィルム４７１、第２の配線層４２、接着層４６２、カバーレイフィルム４５２、両面テープ４８，カバーレイフィルム４５３、接着層４６３、第３の配線層４３、第２のベースフィルム４７２、第４の配線層４４、接着層４６４、及びカバーレイフィルム４５４が積層されている。

【0023】

第１の配線層４１及び第２の配線層４２は、銅箔をエッチングして形成された配線パターンであり、第１のベースフィルム４７１の表（おもて）面４７１ａ及び裏面４７１ｂにそれぞれ形成されている。同様に、第３の配線層４３及び第４の配線層４４は、銅箔をエッチングして形成された配線パターンであり、第２のベースフィルム４７２の表面４７２ａ及び裏面４７２ｂにそれぞれ形成されている。カバーレイフィルム４５１，４５２，４５３，４５４は、接着層４６１，４６２，４６３，４６４によって第１乃至第４の配線層４１～４４に貼り付けられた保護フィルムである。第１及び第２のベースフィルム４７１，４７２、ならびにカバーレイフィルム４５１，４５２，４５３，４５４は、ポリイミド等の絶縁性樹脂からなる。

【0024】

図７（ａ）は、第１のベースフィルム４７１の表面４７１ａに形成された第１の配線層４１の配線パターンを示す平面図である。図７（ｂ）は、第１のベースフィルム４７１の表面４７１ａ側から見た第２の配線層４２の配線パターンを示す平面図である。図７（ｃ）は、第２のベースフィルム４７２の表面４７２ａに形成された第３の配線層４３の配線パターンを示す平面図である。図７（ｄ）は、第２のベースフィルム４７２の表面４７２ａ側から見た第４の配線層４４の配線パターンを示す平面図である。

【0025】

第１の配線層４１には、検出部４０の長辺方向に並ぶ第１乃至第１０の検出コイル４１０～４１９が配線パターンによって形成されている。第１及び第１０の検出コイル４１０，４１９は三角形状であり、第２乃至第９の検出コイル４１１～４１８は平行四辺形状である。第２の配線層４２にも同様に、検出部４０の長辺方向に並ぶ第１乃至第１０の検出コイル４２０～４２９が配線パターンによって形成されている。第１及び第１０の検出コイル４２０，４２９は三角形状であり、第２乃至第８の検出コイル４２１～４２８は平行四辺形状である。

【0026】

第３の配線層４３には、検出部４０の長辺方向に並ぶ第１乃至第１０の検出コイル４３０～４３９が配線パターンによって形成されている。第１及び第１０の検出コイル４３０，４３９は三角形状であり、第２乃至第９の検出コイル４３１～４３８は平行四辺形状である。第４の配線層４４にも同様に、検出部４０の長辺方向に並ぶ第１乃至第１０の検出コイル４４０～４４９が配線パターンによって形成されている。第１及び第１０の検出コイル４４０，４４９は三角形状であり、第２乃至第９の検出コイル４４１～４４８は平行四辺形状である。

【0027】

第１の配線層４１の第１乃至第１０の検出コイル４１０～４１９、及び第４の配線層４４の第１乃至第１０の検出コイル４４０～４４９は、検出部４０の短辺方向に対して一方側に所定角度（＋４５°）傾斜した直線部４１０ａ～４１９ａ，４４０ａ～４４９ａをそれぞれ有している。第２の配線層４２の第１乃至第１０の検出コイル４２０～４２９、及び第３の配線層４３の第１乃至第１０の検出コイル４３０～４３９は、検出部４０の短手方向に対して他方側に所定角度（－４５°）傾斜した直線部４２０ａ～４２９ａ，４３０ａ～４３９ａをそれぞれ有している。

【0028】

図８は、フレキシブル基板４、発振器６１、及び電圧計６２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。第１の配線層４１の第１乃至第１０の検出コイル４１０～４１９は、直列に接続されて第１のコイル群４Ａを形成し、第２の配線層４２の第１乃至第１０の検出コイル４２０～４２９は、直列に接続されて第２のコイル群４Ｂを形成している。また、第３の配線層４３の第１乃至第１０の検出コイル４３０～４３９は、直列に接続されて第３のコイル群４Ｃを形成し、第４の配線層４４の第１乃至第１０の検出コイル４４０～４４９は、直列に接続されて第４のコイル群４Ｄを形成している。

【0029】

第１のコイル群４Ａ及び第３のコイル群４Ｃ、ならびに第２のコイル群４Ｂ及び第４のコイル群４Ｄは、第１の電極４０２ａと第２の電極４０２ｂとの間にそれぞれ直列に接続されている。第１のコイル群４Ａ及び第２のコイル群４Ｂのそれぞれの一端と第１の電極４０２ａとは、第１の信号線４９１によって接続されている。第３のコイル群４Ｃ及び第４のコイル群４Ｄのそれぞれの一端と第２の電極４０２ｂとは、第２の信号線４９２によって接続されている。

【0030】

第１のコイル群４Ａの他端と第３のコイル群４Ｃの他端とを直列に接続する第３の信号線４９３は、第３の電極４０２ｃに接続されている。第２のコイル群４Ｂの他端と第４のコイル群４Ｄの他端とを直列に接続する第４の信号線４９４は、第４の電極４０２ｄに接続されている。第１乃至第４の信号線４９１～４９４は、信号線路部４００に配線パターンによって形成されている。発振器６１は、第１の電極４０２ａと第２の電極４０２ｂとの間に交流電圧を印加する。電圧計６２は、第３の電極４０２ｃと第４の電極４０２ｄとの間の電圧を測定する。

【0031】

回転軸８にトルクが付与されると、軸方向に対して＋４５度の方向の透磁率が減少（又は増加）し、軸方向に対して－４５度方向の透磁率が増加（又は減少）する。よって、発振器６１から交流電圧を印加した状態で回転軸８にトルクが付与されると、第１のコイル群４Ａ及び第４のコイル群４Ｄのインダクタンスが減少（又は増加）し、第２のコイル群４Ｂ及び第３のコイル群４Ｃではインダクタンスが増加（又は減少）する。その結果、電圧計６２で測定される電圧が変化するので、この電圧の変化を基に回転軸８に付与されたトルクを検出することができる。

【0032】

なお、図７（ａ）～（ｄ）では、第１乃至第４の配線層４１～４４の第１乃至第１０の検出コイル４１０～４１９，４２０～４２９，４３０～４３９，４４０～４４９を直列に接続する部分の配線パターンや、第１乃至第４の信号線４９１～４９４の配線パターンの図示を省略している。

【0033】

検出部４０は、他方面４ｂが接着剤によりホルダ２の円筒部２１の外周面２１ａに接着される。磁性リング５は、検出部４０の外周を囲むように配置されている。磁性リング５により、各検出コイル４１０～４１９，４２０～４２９，４３０～４３９，４４０～４４９に鎖交する磁束が増大し、磁歪式トルクセンサ１の感度が高められている。検出部４０の一方面４ａと磁性リング５の内周面５ａとの間には空間が形成されており、フレキシブル基板４と磁性リング５とが接触しないようになっている。

【0034】

図９（ａ）は、ホルダ２にカバー部材３及びフレキシブル基板４が取り付けられた状態を軸方向から見た構成図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す状態からカバー部材３の図示を省略した構成図である。図１０（ａ）は、ホルダ２の凹部２２を軸方向から見た構成図である。図１０（ｂ）は、凹部２２の周辺部を示す斜視図である。図１１（ａ）及び（ｂ）は、異なる方向から見たカバー部材３を示す斜視図である。図１０（ｂ）では、凹部２２の図示方向手前側にあたる環状壁２３１の一部を切除した状態を示している。

【0035】

凹部２２は、突出部４０１の近傍における線状部４０２の一部を収容する。ホルダ２には、凹部２２の軸方向一方側に、カバー部材３の板部３１を収容する板部収容部２４が形成されている。凹部２２は、ホルダ２の第１壁部２２１と第２壁部２２２との間に形成されている。第１壁部２２１及び第２壁部２２２は、凹部２２の底面２２ａから軸方向に突出して設けられている。第１壁部２２１の頂面２２１ａ及び第２壁部２２２の頂面２２２ａには、カバー部材３の板部３１が当接する。線状部４０２は、凹部２２の内部で屈曲され、円筒部２１の周方向に対して垂直な径方向に延びるようにホルダ２の外部に導出されている。

【0036】

第１壁部２２１と第２壁部２２２とは、凹部２２を介して対向している。第１壁部２２１における第２壁部２２２との対向面２２１ｂ、及び第２壁部２２２における第１壁部２２１との対向面２２２ｂは、凹部２２の内面である。フレキシブル基板４の線状部４０２は、第１壁部２２１の対向面２２１ｂに沿って湾曲し、第１壁部２２１の対向面２２１ｂとカバー部材３の凸部３２の外周面３２ａとの間に挟持されている。凹部２２内における線状部４０２の表面（一方面４ａ及び他方面４ｂ）は、円筒部２１の中心軸線Ｃと平行であり、線状部４０２は、凹部２２内において厚さ方向に湾曲している。

【0037】

このように線状部４０２が湾曲していることにより、湾曲した線状部４０２の復元力によって検出部４０の一部が円筒部２１から浮き上がってしまうことを防ぐことができる。つまり、仮に線状部４０２が検出部４０の長辺方向に対して垂直な方向に延在している場合には、検出部４０の近傍で線状部４０２を湾曲させると、線状部４０２の根本付近の検出部４０が線状部４０２の復元力によって円筒部２１から浮き上がってしまい、検出精度が低下するおそれがあるが、本実施の形態では、信号線路部４００が突出部４０１から検出部４０の長辺方向に沿って延在しているので、このような浮き上がりを抑制することができる。

【0038】

第１壁部２２１の対向面２２１ｂは、ホルダ２の外周端部側にあたる凹部２２の出口付近で線状部４０２に接する出口側ガイド面２２１ｃと、円筒部２１の近傍における凹部２２の入口付近で線状部４０２に接する入口側ガイド面２２１ｄと、出口側ガイド面２２１ｃと入口側ガイド面２２１ｄとの間の傾斜ガイド面２２１ｅとを含んでいる。線状部４０２は、凹部２２内において、入口側ガイド面２２１ｄ、傾斜ガイド面２２１ｅ、及び出口側ガイド面２２１ｃに沿うように延在している。

【0039】

出口側ガイド面２２１ｃは、円筒部２１の中心軸線Ｃに対して垂直な方向に沿う平面である。入口側ガイド面２２１ｄは、出口側ガイド面２２１ｃと平行な平面であり、出口側ガイド面２２１ｃに対して第２壁部２２２から離間する方向にオフセットしている。傾斜ガイド面２２１ｅは、円筒部２１の中心軸線Ｃに対して垂直な方向に対して傾斜した傾斜面であり、入口側ガイド面２２１ｄ及び出口側ガイド面２２１ｃと鈍角をなしている。

【0040】

カバー部材３の凸部３２には、図１１（ａ）に示すように、第２壁部２２２の対向面２２２ｂに押し当てられる複数の突起３２１，３２２を有しており、複数の突起３２１，３２２が第２壁部２２２の対向面２２２ｂに押し当てられて凸部３２が弾性変形することにより、その復元力によって凸部３２が第１壁部２２１側に付勢される。

【0041】

線状部４０２が凹部２２内で挟持されることにより、ホルダ２の外部における線状部４０２が引っ張られたとしても、その引っ張り力が突出部４０１を経て検出部４０に及ぶことが抑えられ、磁歪式トルクセンサ１の検出精度の低下が抑制される。また、線状部４０２は、円筒部２１の周方向に対して垂直な径方向に延びるようにホルダ２の外部に導出されているので、図９（ｂ）に矢印Ａで示す線状部４０２の延在方向に線状部４０２が引っ張られたとしても、その引っ張り力によってホルダ２に回転モーメントが発生してしまうことが抑制される。

【0042】

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、ホルダ２の外部にフレキシブル基板４の線状部４０２が導出されているので、ホルダ２の内部でフレキシブル基板４をケーブルに接続する必要がなく、磁歪式トルクセンサ１を小型化することができる。このため、回転軸８の周囲の設置スペースが狭い場合でも、磁歪式トルクセンサ１を配置しやすくなる。

【0043】

（変形例）
次に、ホルダ２の凹部２２及びカバー部材３の凸部３２の形状の第１乃至第３の変形例について図１２乃至１４を参照して説明する。

【0044】

図１２は、第１の変形例に係るホルダ２の凹部２２及びカバー部材３の凸部３２をフレキシブル基板４の線状部４０２の一部と共に示す構成図である。図１２では、凹部２２からの線状部４０２の導出方向を矢印Ａ_１で示している。本変形例では、凹部２２に凹角部２２３が設けられると共に、凹角部２２３に対応する凸角部３２３が凸部３２に設けられており、凹角部２２３と凸角部３２３との間に線状部４０２が配置されている。線状部４０２がホルダ２の外部で矢印Ａ_１方向に引っ張られたときには、引っ張り力によって線状部４０２が凸角部３２３に押し付けられる。これにより、凸角部３２３と線状部４０２との接触面圧が高くなって引っ張り力が受け止められ、引っ張り力が突出部４０１側に伝わることが抑制される。凹角部２２３は、矢印Ａ_１方向に対して垂直な方向に窪み、凸角部３２３は、凹角部２２３に向かって矢印Ａ_１方向に対して垂直な方向に突出している。

【0045】

図１３は、第２の変形例に係るホルダ２の凹部２２及びカバー部材３の凸部３２をフレキシブル基板４の線状部４０２の一部と共に示す構成図である。図１３では、凹部２２からの線状部４０２の導出方向を矢印Ａ_２で示している。本変形例では、凹部２２に第１の凹角部２２４が設けられ、凸部３２に第１の凹角部２２４に対応する第１の凸角部３２４が設けられると共に、凸部３２に第２の凹角部３２５が設けられ、凹部２２に第２の凹角部３２５に対応する第２の凸角部２２５が設けられている。線状部４０２がホルダ２の外部で矢印Ａ_２方向に引っ張られると、引っ張り力によって線状部４０２が第１の凸角部３２４及び第２の凸角部２２５に押し付けられて接触面圧が高くなり、引っ張り力が突出部４０１側に伝わることが抑制される。第１の凸角部３２４及び第２の凸角部２２５は、矢印Ａ_２方向と、矢印Ａ_２方向に対して垂直な方向との交差により、略直角に形成されている。

【0046】

図１４は、第３の変形例に係るホルダ２の凹部２２及びカバー部材３の凸部３２をフレキシブル基板４の線状部４０２の一部と共に示す構成図である。図１４では、凹部２２からの線状部４０２の導出方向を矢印Ａ_３で示している。本変形例では、第１の凹角部２２４及び第１の凸角部３２４、ならびに第２の凹角部３２５及び第２の凸角部２２５に加え、凹部２２に第３の凸角部２２６が設けられ、凸部３２に第３の凸角部２２６に対応する第３の凹角部３２６が設けられている。線状部４０２がホルダ２の外部で矢印Ａ_３方向に引っ張られると、引っ張り力によって線状部４０２が第１の凸角部３２４、第２の凸角部２２５、及び第３の凸角部２２６に押し付けられて接触面圧が高くなり、引っ張り力が突出部４０１側に伝わることが抑制される。

【0047】

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

【0048】

［１］磁歪効果を有する回転軸（８）の周囲に取り付けられ、前記回転軸（８）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）であって、前記回転軸（８）が挿通される空洞（２０）が中心部に形成された円筒部（２１）を有する樹脂製のホルダ（２）と、所定の方向に並ぶ複数の検出コイル（４１０～４１９，４２０～４２９，４３０～４３９，４４０～４４９）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）、及び前記コイル群（４Ａ～４Ｄ）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、前記フレキシブル基板（４）は、前記検出部（４０）が前記ホルダ（２）の前記円筒部（２１）の外周に巻き付けられて前記ホルダ（２）に保持され、前記信号線路部（４００）の一部が前記ホルダ（２）の外部に導出されている、磁歪式トルクセンサ（１）。

【0049】

［２］前記検出部（４０）は、前記複数の検出コイル（４１０～４１９，４２０～４２９，４３０～４３９，４４０～４４９）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（４００）は、前記検出部（４０）から前記長辺方向に対して垂直な方向に突出した突出部（４０１）と、前記突出部（４０１）から前記長辺方向に延びる線状部（４０２）とを有し、前記線状部（４０２）の一部が前記ホルダ（２）の外部に導出されている、上記［１］に記載の磁歪式トルクセンサ（１）。

【0050】

［３］前記ホルダ（２）は、前記線状部（４０２）の一部を収容する凹部（２２）を有し、前記線状部（４０２）は、前記凹部（２２）の内部で屈曲され、前記円筒部（２１）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（２）の外部に導出されている、上記［２］に記載の磁歪式トルクセンサ（１）。

【0051】

［４］前記ホルダ（２）の前記凹部（２２）に嵌合する凸部（３２）を有するカバー部材（３）をさらに備え、前記線状部（４０２）が前記凹部（２２）の内面（対向面２２１ｂ）と前記凸部（３２）の外周面（３２ａ）との間に挟持されている、上記［３］に記載の磁歪式トルクセンサ（１）。

【0052】

［５］前記凹部（２２）及び前記凸部（３２）の一方に、前記線状部（４０２）が前記ホルダ（２）の外部で引っ張られたときに前記線状部（４０２）との接触面圧が高くなる凸角部（２２５，３２３，３２４，３２６）が設けられ、前記凹部（２２）及び前記凸部（３２）の他方に、前記凸角部（２２５，３２３，３２４，３２６）に対応する凹角部（２２３，２２４，２２６，３２５）が設けられており、前記凸角部（２２５，３２３，３２４，３２６）と前記凹角部（２２３，２２４，２２６，３２５）との間に前記線状部（４０２）が配置されている、上記［４］に記載の磁歪式トルクセンサ（１）。

【0053】

［６］前記フレキシブル基板（４）の前記検出部（４０）の外周を囲むように配置された軟磁性体からなる円筒状の磁性リング（５）をさらに備え、前記磁性リング（５）によって前記ホルダの前記凹部（２２）から前記凸部（３２）が離脱する方向への前記カバー部材（３）の移動が規制されている、上記［４］又は［５］に記載の磁歪式トルクセンサ（１）。

【0054】

［７］前記フレキシブル基板（４）の前記検出部（４０）が前記ホルダ（２）の前記円筒部（２１）に接着され、前記検出部（４０）と前記磁性リング（５）との間に空間が形成されている、上記［６］に記載の磁歪式トルクセンサ（１）。

【0055】

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、上記の実施の形態及び変形例は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

【符号の説明】

【0056】

１…磁歪式トルクセンサ
２…ホルダ
２０…空洞
２１…円筒部
２２…凹部
２２３，２２４，３２５，３２６…凹角部
２２５，２２６，３２３，３２４…凸角部
３…カバー部材
３２…凸部
４…フレキシブル基板
４０…検出部
４００…信号線路部
４０１…突出部
４０２…線状部
４９１～４９４…第１乃至第４の信号線
４１０～４１９，４２０～４２９，４３０～４３９，４４０～４４９…検出コイル
４Ａ～４Ｄ…第１乃至第４のコイル群
５…磁性リング
６…外部装置
８…回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】