JP2012103243A - トルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 剛性、Ｓ／Ｎ比、リップルの改善
【解決手段】 第１の回転軸（１）の端部に形成された第１の磁気応答部材（３）は、磁性体筒の部分と、該磁性体筒の外周面上に表面加工処理によって形成された非磁性導電材質の第１パターンとを含む。第２の回転軸（２）の端部に連結される第２の磁気応答部材（４）は、第１の磁気応答部材（３）に重複するように配置された状態で該第１の磁気応答部（３）材に対して相対的に回転可能であり、導電且つ非磁性の部分と非導電非磁性の部分とからなる第２パターンを形成してなる。第２の磁気応答部材の周囲に配設される少なくとも１つのコイル（１１，１２）とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は２軸間の相対的回転位置を検出するトルクセンサに関し、例えば自動車のパワーステアリング軸に負荷されるねじり負荷を検出するためのトルクセンサとしての用途に適したものである。

トーションバーを介して連結された入力軸及び出力軸に発生するトルクを、該入力軸及び出力軸間のねじれ量（相対回転位置）として検出するトルクセンサが公知である。例えば、下記特許文献１及び特許文献２には、円周方向に複数の開口窓を２列で設けたアルミニウム製つまりは非磁性導電部材からなる円筒体をそれぞれ入力軸及び出力軸に取り付け、両円筒体における２列の開口窓列が互いに重なり合うように配置されてなり、また前記各開口窓列に対応して検出コイルをそれぞれ配置することで、ねじれ量（相対回転位置）に応じた各列における開口窓の重なりの変化を前記２つの検出コイルによって検出するようにした所謂ダブルシャッタ式のトルクセンサが示されている。しかし、こうしたダブルシャッタ式のトルクセンサは、上記したように２つの円筒体それぞれに複数の開口窓を形成しておき、該形成した開口窓の重なり具合によってねじれ量を検出する構成であって、その構成が複雑であるが故に信頼性を向上しつつコストダウンを図ることが非常に難しく、また検出精度やセンサ感度等の向上と装置の小型化とを両立させることが難しいものであった。

そこで、下記特許文献３及び特許文献４において、所謂シングルシャッタ式のトルクセンサが示されている。この特許文献３及び特許文献４に示されているシングルシャッタ式のトルクセンサは、円周方向に複数の溝を形成してなるギア歯加工された入力軸に対して、円周方向に複数の開口窓を２列で設けたアルミニウム製の円筒体を取り付けた出力軸を、前記複数の溝と前記２列の開口窓列とが互いに重なり合うように配置されてなり、また前記開口窓列に対応して検出コイルをそれぞれ配置することで、ねじれ量（相対回転位置）に応じた各列における前記開口窓と前記複数の溝との重なりの変化を前記２つの検出コイルによって検出することのできるようにしている。

特開平８−１１４５１８号 特許第３３４６１０２号 特許第３３４６０８５号 特許第３３８７３３７号

しかし、こうした従来知られたシングルシャッタ式のトルクセンサにおいては、入力軸がギア歯加工されており丸棒のようなギア歯加工されていない入力軸に比べて剛性が劣ること、入力軸に形成される溝の深さによってＳ／Ｎ比が問題となるので好ましくないこと、溝（凹凸）が形成されることに伴い丸棒に比べて磁界が均一とはならずトルクリップルが大きくなってしまい検出精度に悪影響を与えうること、などの問題がある。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、信頼性を向上しつつコストダウンを図った簡素な構成でありながら、検出精度に優れたシングルシャッタ式のトルクセンサを提供しようとするものである。

本発明に係るトルクセンサは、トーションバーを介して同軸的に連結された第１及び第２の回転軸間に発生する該トーションバー軸周りの捻れトルクを検出するトルクセンサであって、前記第１の回転軸の端部に形成された第１の磁気応答部材であって、磁性体筒の部分と、該磁性体筒の外周面上に表面加工処理によって形成された非磁性導電材質の第１パターンとを含む前記第１の磁気応答部材と、前記第２の回転軸の端部に連結される第２の磁気応答部材であって、前記第１の磁気応答部材に重複するように配置された状態で該第１の磁気応答部材に対して相対的に回転可能であり、導電且つ非磁性の部分と非導電非磁性の部分とからなる第２パターンを形成してなる前記第２の磁気応答部材と、前記第１及び第２の磁気応答部材の周囲に配設される少なくとも１つのコイルとを備え、前記第１及び第２の回転軸の相対的回転位置に応じて前記第１及び第２の磁気応答部材の前記第１及び第２パターンの重なり具合が変化し、この第１及び第２パターンの重なり具合の変化に従って前記コイルに生じるインピーダンス変化に基づき前記トルクを検出する。

本発明によれば、第１の回転軸に設けられる第１の磁気応答部材が磁性体筒の外周面上に表面加工処理によって形成された非磁性導電材質の第１パターンを含む構成となっており、第２の回転軸に設けられる第２の磁気応答部材は、前記第１の磁気応答部材に重複するように配置された状態で該第１の磁気応答部材に対して相対的に回転可能であり、導電且つ非磁性の部分と非導電非磁性の部分とからなる第２パターンを形成してなるものからなっている。これにより、シングルシャッタ構造のトルクセンサを提供することができる。第１の回転軸に設けられる第１の磁気応答部材は、磁性体筒の外周面上に表面加工処理によって形成された非磁性導電材質の第１パターンを含む構成であるから、従来のようなギア歯加工部分が存在しておらず、従来の問題点であった剛性、Ｓ／Ｎ比、リップル等の問題を解決することができる。

本発明に係るトルクセンサの一実施例を示す一部断面側面図である。 入力軸表面上に形成される第１の磁気応答部材の一実施例を示す概略図である。 出力軸に連結される第２の磁気応答部材の一実施例を示す概略図である。 トルクセンサにおいて適用可能な検出回路の一例を示す回路図。 トルク検出処理及び故障診断処理の動作例を説明するためのタイムチャート。 図４におけるマイクロコンピュータが実行するトルク検出処理の一例を示すフローチャート。 第１（メイン）及び第２（サブ）のトルク検出データの値と検出トルク（相対回転位置）との間の相関関係の一例を示すグラフ。 第１の磁気応答部材及び第２の磁気応答部材の別の実施例を示す概略図である。 第１の磁気応答部材及び第２の磁気応答部材のさらに別の実施例を示す概略図である。 １信号方式における第１の磁気応答部材及び第２の磁気応答部材の一実施例を示す概略図である。

以下、添付図面を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明に係るトルクセンサの一実施例を示す一部断面側面図である。この実施形態に係るトルクセンサはセンサ部１０と検出回路部とで構成されてなり、自動車のステアリングシャフトのトーションバーＴに負荷されるねじれトルクを検出する。検出回路部は、センサ部１０側の第１回路部２０と、センサ部１０から適宜離れた第２回路部３０とを含む。公知のように、ステアリングシャフトにおいては例えば丸棒の入力軸（第１の回転軸）１と出力軸（第２の回転軸）２の各磁性シャフト（例えば鉄などの磁性部材からなる）がトーションバーＴを介して連結されており、これら入力軸１及び出力軸２はトーションバーＴによるねじれ変形の許す限りの限られた角度範囲（例えば最大でも＋６度〜−６度程度の範囲）で相対的に回転しうるようになっている。センサ部１０は、第１のコイル１１、第２のコイル１２、入力軸（第１の回転軸）１の表面上に形成された第１の磁気応答部材３、出力軸（第２の回転軸）２に連結された第２の磁気応答部材４を含む。入力軸（第１の回転軸）１の端部は円筒状（磁性体筒の部分）となっており、この磁性体筒の部分において、該磁性体筒の外周面上に導電性かつ非磁性材質の第１パターンをメッキ等の表面加工処理によって形成してなる第１の磁気応答部材３が形成されている。一方、全体として円筒形状をなしている第２の磁気応答部材４は、出力軸（第２の回転軸）２の端部に連結される。

図２は、入力軸１の端部の磁性体筒の表面上に形成される前記第１の磁気応答部材３の一実施例を示す概略図である。図３は、出力軸３に連結される前記第２の磁気応答部材４の一実施例を示す概略図である。図２に示す第１の磁気応答部材３は、入力軸１の出力軸２側に近接する側から所定範囲（具体的には、第２の磁気応答部材４が覆いかぶさる範囲）において、複数の矩形パターン３ａ，３ｂを開けるようなパターン（第１パターン）で、良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質をめっきすることによって入力軸１表面上に形成されてなるものである。この場合、矩形パターン３ａ，３ｂには、良導電性かつ非磁性の材質がめっきされておらず、入力軸１を構成する鉄（磁性体）が露出される。こうして、第１の磁気応答部材３は、良導電性かつ非磁性の材質のベースとして、円周方向に沿って所定ピッチ（角度）で複数の矩形パターン（磁性体）３ａ，３ｂを２列備えたパターンで形成される。他方、図３に示す第２の磁気応答部材４は、例えば円筒状を成した良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質（つまりは前記前記第１の磁気応答部材３と同一の材質）からなり、また第１の磁気応答部材３の矩形パターン３ａ，３ｂと同様の矩形状であって、円周方向に沿って所定ピッチ（角度）で円筒の壁面を貫通している開口した複数の開口窓（非導電性かつ非磁性の窓）４ａ，４ｂを２列備えたパターン（第２パターン）に形成される。このように、第２の磁気応答部材４は出力軸２に連結されるシャッタに相当するが、第１の磁気応答部材３は入力軸１の端部に表面加工処理されてなるだけであり、開口窓を含まないので、本発明に係るトルクセンサはシングルシャッタ式のトルクセンサとして構成される。

図１に戻って、図示のよう組み立てられた状態においては、第１及び第２の磁気応答部材３、４が重複するように配置された状態（つまり、第１の磁気応答部材３を第２の磁気応答部材４に挿入した状態）で、入力軸１及び出力軸２の相対的回転（ねじれ）に従って、該第１及び第２の磁気応答部材３、４が相対的に回転（ねじれ）可能である。すなわち、前記入力軸１の表面上に形成された第１の磁気応答部材３を前記出力軸２に連結された第２の磁気応答部材４（円筒体）が覆いかぶさるように、前記入力軸１に対して第２の磁気応答部材４が重なり合わされる。そして、第１のコイル１１と第２のコイル１２とは、トーションバーＴを介して連結された入力軸１及び出力軸２（詳しくは前記第２の磁気応答部材４）の外周を覆うように設置される。その結果、第１の磁気応答部材３の矩形パターン（磁性体）３ａの列と第２の磁気応答部材４の開口窓４ａの列とが重複し、その周りに第１のコイル１１が配置される。また、第１の磁気応答部材３の矩形パターン（磁性体）３ｂの列と第２の磁気応答部材４の開口窓４ｂの列とが重複し、その周りに第２のコイル１２が配置される。

第１の磁気応答部材３と第２の磁気応答部材４との相対的回転位置つまりトーションバーのねじれ角に応じて、上記のようにして重複配置された各列における矩形パターン（磁性体）３ａ，３ｂと開口窓４ａ，４ｂの重なり具合が変化する。矩形パターン（磁性体）３ａと開口窓４ａ（又は３ｂと４ｂ）が全く重なっていない状態では、コイル１１（又は１２）の内周はすべて磁気応答部材３（又は４）の良導電性かつ非磁性（反磁性）材質で覆われ、渦電流損失が最大となることから該コイル１１（又は１２）のインダクタンス（インピーダンス）は最小となる。逆に、磁気応答部３ａと開口窓４ａ（又は３ｂと４ｂ）が完全に重なっている状態では、コイル１１（又は１２）の内周を覆う磁気応答部材３（又は４）の非磁性（反磁性）材質の面積が最小となるので渦電流損失が最小となり、かつ、矩形パターン（磁性体）３ａに重なった第２の磁気応答部材４の開口窓４ａ（又は４ｂ）を介して内側の入力軸１（磁性体）に対する磁気結合が最大となるので、該コイル１１（又は１２）のインダクタンス（インピーダンス）は最大となる。

一方、各列における矩形パターン（磁性体）３ａ，３ｂと開口窓４ａ，４ｂの重なり具合の変化は互いに逆特性となるように、磁気応答部及び開口窓の配置を適切にずらして設定している。例えば、第１の磁気応答部材３においては、矩形パターン（磁性体）３ａの列（第１の列）と、矩形パターン（磁性体）３ｂの列（第２の列）とは、矩形パターン（磁性体）の繰り返しサイクルに関して、丁度１／２サイクルの位相ずれを持つように磁気応答部列を形成（配置）する。その場合、第２の磁気応答部材４においては、開口窓４ａの列（第１の列）と、開口窓４ｂの列（第２の列）とは、開口窓の繰り返しサイクルに関して、丁度、同相となるように開口窓列を形成（配置）する。

また、トーションバーＴのねじれ角が０の状態において、第１の列における矩形パターン（磁性体）３ａと開口窓４ａの重なり具合は丁度半分となり、第２の列における矩形パターン（磁性体）３ｂと開口窓４ｂの重なり具合も丁度半分となるように、各列を形成（配置）する（図２において点線で示す）。ねじれ角が０の状態から、時計方向にねじれ角が生じると、例えば、第１の列における矩形パターン（磁性体）３ａと開口窓４ａの重なり具合が増大してそれに対応する第１のコイル１１のインダクタンス（インピーダンス）が増加するのに対して、第２の列における矩形パターン（磁性体）３ｂと開口窓４ｂの重なり具合が減少してそれに対応する第２のコイル１２のインダクタンス（インピーダンス）が減少する。また、ねじれ角が０の状態から、反時計方向にねじれ角が生じると、第１の列における矩形パターン（磁性体）３ａと開口窓４ａの重なり具合が減少してそれに対応する第１のコイル１１のインダクタンス（インピーダンス）が減少するのに対して、第２の列における矩形パターン（磁性体）３ｂと開口窓４ｂの重なり具合が増加してそれに対応する第２のコイル１２のインダクタンス（インピーダンス）が増加する。

このように、センサ部１０においては、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に応答して互いに逆特性のインピーダンス変化を該第１及び第２のコイル１１，１２に生じさせるように、第１及び第２の磁気応答部材３，４を構成しかつ該第１及び第２のコイル１１，１２を配置している。

図４は、本実施例に係るトルクセンサ用の検出回路部の一実施例を示す回路図である。この図４から理解できるように、本実施形態のトルクセンサ回路では、センサ部１０内において第１のコイル１１に直列接続された第１の温度特性補償抵抗素子（例えば正温度特性抵抗器）４４と、第２のコイル１２に直列接続された第２の温度特性補償抵抗素子（例えば正温度特性抵抗器）４５とを具備している。図１において、これらの温度特性補償抵抗素子４４，４５を含む第１回路部２０がセンサ部１０のケーシング内の基板収納スペース１５内に収納され、合成樹脂によってモールド１６されている。センサ部１０と第２回路部３０との間を接続する電気配線を着脱するために、センサ部１０のケーシングにはコネクタ１７が設けられている。このように、温度特性補償抵抗素子４４，４５は、コイル１１，１２に近接して配置されるので、コイル１１，１２と同じ温度環境におかれることとなり、コイル１１，１２の温度ドリフト特性を補償するのに都合がよいものとなっている。温度特性補償抵抗素子４４，４５としては、コイル１１，１２の温度ドリフトによるインピーダンス変化特性と同等の温度ドリフト特性を持つ抵抗素子を使用するのが望ましい。

第１回路部２０は、第１のコイル１１に対応する回路として、前記温度特性補償抵抗素子４４と、所定の直流電圧でバイアスされた励磁用交流信号を該コイル１１に印加するコイル駆動回路２１と、該コイル１１の出力に含まれる直流電圧成分を抽出する直流弁別回路２２と、励磁用交流信号のピーク振幅値に相当する直流電圧を抽出する整流回路２３と、直流弁別回路２２と整流回路２３の出力を加算してオフセット電圧ＯＦ１を生成する加算回路２４と、コイル駆動回路２１から出力された励磁用交流信号の位相をコイル出力の位相に合わせた基準交流電圧成分を生成する基準信号生成回路２５と、該コイル１１の出力に含まれる検出出力交流電圧成分と基準信号生成回路２５から出力される基準交流電圧成分との差を求め、求めた差信号を前記オフセット電圧ＯＦ１でオフセットした出力を生じる差動増幅回路２６と、電源弁別回路２７とを含んでいる。

更に、第１回路部２０は、第１のコイル１１に対応する上記回路と全く同様に、第２のコイル１２に対応する回路として、前記温度特性補償抵抗素子４５と、所定の直流電圧でバイアスされた励磁用交流信号を該コイル１２に印加するコイル駆動回路２１ａと、該コイル１２の出力に含まれる直流電圧成分を抽出する直流弁別回路２２ａと、励磁用交流信号のピーク振幅値に相当する直流電圧を抽出する整流回路２３ａと、直流弁別回路２２ａと整流回路２３ａの出力を加算してオフセット電圧ＯＦ２を生成する加算回路２４ａと、コイル駆動回路２１ａから出力された励磁用交流信号の位相をコイル出力の位相に合わせた基準交流電圧成分を生成する基準信号生成回路２５ａと、該コイル１２の出力に含まれる検出出力交流電圧成分と基準信号生成回路２５ａから出力される基準交流電圧成分との差を求め、求めた差信号を前記オフセット電圧ＯＦ２でオフセットした出力を生じる差動増幅回路２６ａと、電源弁別回路２７ａとを含んでいる。

センサ部１０及び第１回路部２０の側と第２回路部３０との間を接続する伝送線（電気配線）は、コイル励磁用交流信号供給ライン１８ａ、第１のコイルの検出出力ライン１８ｂ、アースライン１８ｃ、第２のコイルの検出出力ライン１８ｄからなる。第１のコイル１１に対応する差動増幅回路２６の出力が検出出力ライン１８ｂに出力され、第２のコイル１２に対応する差動増幅回路２６ａの出力が検出出力ライン１８ｄに出力される。図１のコネクタ４２に、これらのライン１８ａ〜１８ｄの配線を接続する。

第２回路部３０は、自動車のＥＣＵ（電子制御装置）に相当し、ＥＣＵのプリント回路基板上に搭載されたマイクロコンピュータ３１と周辺回路素子とを含んでいる。マイクロコンピュータ３１は、内部クロックに基づき所定の交流周波数の信号波形Ａをデジタル的に発生するように構成されている。一例として、マイクロコンピュータ３１が持つクロック発生機能を使用して、センサ部１０のコイル１１、１２を励磁するための交流信号の所望周波数に等しいクロック信号（例えばデューティ比５０％）を信号波形Ａとして発生し、出力ポートから出力する。交流信号生成回路３２は、マイクロコンピュータ３１で発生した交流周波数の信号波形Ａに基づき、所定の直流電圧ＲｅｆＶ（一例としてＤＣ６．５Ｖ）が加算されたアナログの励磁用交流信号Ｂを生成する。交流信号生成回路３２は、例えば、矩形波を三角波に変換する簡単なアナログ回路と電圧加算回路とで構成することができる。なお、マイクロコンピュータ３１で発生する交流周波数の信号波形Ａは、矩形状のクロック信号に限らず、比較的正確なデジタル正弦波であってもよい。その場合、交流信号生成回路３２がＤ−Ａ変換回路を含んでいてもよいし、あるいはＤ−Ａ変換した正弦波信号波形Ａをマイクロコンピュータ３１から出力するようにしてもよい。

なお、マイクロコンピュータ３１は、自動車におけるＥＣＵ内に搭載されている既存のマイクロコンピュータを使用する形態に限らず、本発明に係るトルクセンサのために専用のものを用意してもよい。勿論、マイクロコンピュータ３１に代えて、本発明を実施するために必要な制御・演算性能と同等の機能を達成するように構成した専用デジタル回路（クロック発生器、論理回路、計算回路、メモリ等を含むディスクリート回路若しくはＩＣあるいはＤＳＰなど）を用いてもよい。マイクロコンピュータ及び専用デジタル回路を総称してデジタル処理装置という。

交流信号生成回路３２で生成した励磁用交流信号が励磁用交流信号供給ライン１８ａを介してセンサ部１０及び第１回路部２０の側に伝送され、該第１回路部２０の側で受け取った励磁用交流信号Ｂがコイル駆動回路２１及び２１ａに供給されると共に電源弁別回路２７及び２７ａに供給される。電源弁別回路２７及び２７ａは、励磁用交流信号供給ライン１８ａを介して供給された励磁用交流信号に含まれる前記所定の直流電圧ＲｅｆＶを取り出して該第１回路部２０内の各回路へ、その直流電源Ｖｃｃ１及びＶｃｃ２として供給する。これにより、格別の直流電源供給線が不要となり、第１回路部２０と第２回路部３０間の伝送線を簡素化している。コイル駆動回路２１及び２１ａは、所定の直流電圧ＲｅｆＶでバイアスされている励磁用交流信号Ｂを、各コイル１１、１２に印加する。なお、これに限らず、コイル駆動回路２１及び２１ａは、電源用の直流電圧ＲｅｆＶが加算された励磁用交流信号Ｂから直流電圧ＲｅｆＶを一旦除去し、別の所定の直流電圧（例えば直流電圧ＲｅｆＶよりも低い２Ｖ程度の直流電圧）でバイアスした励磁用交流信号を生成し、これを各コイル１１、１２に印加するようにしてもよい。

第１のコイル１１と温度特性補償抵抗素子４４の接続点の電圧が第１のコイル１１の出力交流電圧として取り出され、コンデンサを介して直流分を除去した後、第１の差動増幅回路２６に入力される。同様に、第２のコイル１２と温度特性補償抵抗素子４５の接続点の電圧が第２のコイル１２の出力交流電圧として取り出され、コンデンサを介して直流分を除去した後、第２の差動増幅回路２６ａに入力される。各コイル１１，１２の出力交流電圧は、各コイル１１，１２のインピーダンスと温度特性補償抵抗素子４４，４５のインピーダンスの分圧比で表わされるので、温度ドリフトによるインピーダンス変化分が相殺・除去若しくは低減され、温度ドリフト補償を行うことができる。

また、第１のコイル１１と温度特性補償抵抗素子４４の接続点から取り出された第１のコイル１１の出力交流電圧は、第１の直流弁別回路２２に入力され、該コイル１１の出力に含まれる直流電圧成分が抽出される。同様に、第２のコイル１２と温度特性補償抵抗素子４５の接続点から取り出された第２のコイル１２の出力交流電圧は、第２の直流弁別回路２２ａに入力され、該コイル１２の出力に含まれる直流電圧成分が抽出される。ここで抽出される直流電圧成分は、コイル１１又は１２に断線、半断線等の故障がなければ、バイアスした所定の直流電圧に対応するものとなり、変動が生じないが、断線、半断線等の故障が起きた場合は、それに応じて変動したレベルを持つものとなる。すなわち、コイル１１又は１２に関する断線、半断線等に関する故障情報を含んでいる。

一方、整流回路２３は、励磁用交流信号の交流成分のみを整流し、該励磁用交流信号のピーク振幅値に相当する直流電圧を抽出する。整流回路２３ａも同様である。ここで抽出される直流電圧は、励磁用交流信号に異常がなければ所定レベルを維持しているが、励磁用交流信号供給ライン１８ａのコネクタの外れや接触不良、断線、半断線など、なんらかの異常があれば、それに応じて変動したレベルを持つものとなる。すなわち、励磁用交流信号の供給系統に関する故障情報を含んでいる。

加算回路２４は、直流弁別回路２２と整流回路２３の出力を加算してオフセット電圧ＯＦ１を生成する。これにより、オフセット電圧ＯＦ１は、コイル１１に関する断線、半断線等に関する故障情報と励磁用交流信号の供給系統に関する故障情報の両方を含むものとなる。加算回路２４ａも同様に、直流弁別回路２２ａと整流回路２３ａの出力を加算してオフセット電圧ＯＦ２を生成し、これにより、オフセット電圧ＯＦ２は、コイル１２に関する断線、半断線等に関する故障情報と励磁用交流信号の供給系統に関する故障情報の両方を含むものとなる。これらの直流弁別回路２２，２２ａ，整流回路２３，２３ａ，加算回路２４，２４ａは、オフセット電圧生成回路に該当する。

差動増幅回路２６，２６ａで各コイル１１，１２の出力交流電圧とコイル励磁用交流信号に基づく基準交流電圧との差を求めるのに先立って、基準信号生成回路２５、２５ａにおいてコイル励磁用交流信号に基づく基準交流電圧の位相を、コイル出力交流電圧の位相に合わせるための位相シフトを行う。これは、コイル１１，１２のインダクタンスにより、コイル出力交流電圧には励磁用交流信号に対して所定の位相遅れが生じているため、この所定位相遅れ分だけ励磁用交流信号の位相を基準信号生成回路２５、２５ａで遅延させ、両者の位相を合わせた上で差動増幅回路２６、２６ａで差信号を求めるようにするためである。なお、基準信号生成回路２５、２５ａから差動増幅回路２６、２６ａに入力される基準交流電圧も直流分除去されたものである。

第１の差動増幅回路２６では、第１のコイル１１の出力交流電圧とコイル励磁用交流信号に基づく基準交流電圧との差信号を求める。このように差動増幅演算を行う理由は、出力交流電圧から検出トルクに起因する成分を抽出し、トルク検出のダイナミックレンジを大きくとる（感度を上げる）ことができるようにするためである。更に、第１の差動増幅回路２６では、前記オフセット電圧ＯＦ１を前記差信号に加算し、該差信号をオフセット電圧ＯＦ１によって正側にオフセットする。すなわち、第１の差動増幅回路２６から出力される差信号は、オフセット電圧ＯＦ１の加算（オフセット）によって、正電圧の領域でのみ振動するものとなり、かつ、該オフセット電圧ＯＦ１が持つ上記故障情報を含むものとなる。これによって、１本の出力ライン１８ｂで伝送される差信号中に、トルク検出情報と故障情報を含ませることができる。また、後段にてトルク検出値のサンプリングを行う際に、正の値でのみトルク検出値のサンプリング値が得られるようにすることを可能にする。

同様に、第２の差動増幅回路２６ａでも、第２のコイル１２の出力交流電圧とコイル励磁用交流信号に基づく基準交流電圧との差信号を求め、かつ、オフセット電圧ＯＦ２を前記差信号に加算し、１本の出力ライン１８ｄで伝送される差信号中に、トルク検出情報と故障情報を含ませる。

第１及び第２の差動増幅回路２６，２６ａから出力された差信号は、それぞれ検出出力ライン１８ｂ，１８ｄを介して第２回路部３０に伝送される。第２回路部３０の側において、検出出力ライン１８ｂ，１８ｄからの差信号をそれぞれインターフェースするためのプルダウン抵抗３３，３３ａが設けられている。第１のコイル１１に対応する検出出力ライン１８ｂの信号は、プルダウン抵抗３３を介してノイズフィルタ３４に入力され、ノイズフィルタ３４の出力はマイクロコンピュータ３１のＡ／Ｄポート（アナログ／デジタル変換入力ポート）＃１に入力されると共に、直流除去用のコンデンサ３５を介してコンパレータ３６に入力される。同様に、第２のコイル１２に対応する検出出力ライン１８ｄの信号も、プルダウン抵抗３３ａを介してノイズフィルタ３４ａに入力され、ノイズフィルタ３４ａの出力はマイクロコンピュータ３１のＡ／Ｄポート（アナログ／デジタル変換入力ポート）＃２に入力されると共に、直流除去用のコンデンサ３５ａを介してコンパレータ３６ａに入力される。

プルダウン抵抗３３，３３ａは、検出出力ライン１８ｂ，１８ｄの経路でコネクタ接触不良等の不具合が生じた場合に、それによって生じる抵抗変化に基づく直流電圧成分を該差信号中に含ませるためのものである。これにより、検出信号伝送線に係る故障情報も上記差信号中に含ませるようにすることができる。

ノイズフィルタ３４，３４ａは、検出出力ライン１８ｂ，１８ｄの伝送過程で差信号に混入したノイズ成分を除去するものである。コンパレータ３６，３６ａは、各差動増幅回路２６，２６ａから出力された差信号を波形整形し、各コイル１１、１２の検出出力交流電圧の位相を示す矩形波信号を生成する。各コンパレータ３６，３６ａの出力は、マイクロコンピュータ３１のタイマーキャプチャー入力＃１，＃２に入力される。コンパレータ３６，３６ａは、検出信号中の交流位相成分に含まれる故障情報に基づき故障診断を行うためのものである。なお、検出信号中の交流位相成分に含まれる故障情報に基づき故障診断を行わない場合は省略できる。

図５はトルク検出処理及び故障診断処理の動作例を説明するためのタイムチャートであり、横軸が時間軸である。図５において、Ａはマイクロコンピュータ３１が発生する所定の交流周波数の信号波形（クロック信号）Ａを示し、Ｂは該信号波形Ａに応じて交流信号生成回路３２が発生する励磁用交流信号Ｂを示し、一例として三角波からなり、所定の直流電圧ＲｅｆＶが加算されている。

ＣＫｓは、マイクロコンピュータ３１内で発生されるサンプリングクロックを示し、クロック信号Ａと同一周期であって、クロック信号Ａの立ち上がり時から時間Ｔｓ経過した時に発生される。図中、時間Ｔｇは、励磁用交流信号Ｂの三角波における最小値から最大値までの時間を示し、通常、クロック信号Ａの半周期の時間である。また、サンプリングクロックＣＫｍは、クロック信号Ａと同一周期であって、サンプリングクロックＣＫｓの発生タイミングから時間Ｔｇ後に発生される。すなわち、サンプリングクロックＣＫｓとＣＫｍは、半周期の位相ずれを持つ２相クロックである。

図５において、Ｃは、第１の差動増幅回路２６から検出出力ライン１８ｂを経てマイクロコンピュータ３１のＡ／Ｄポート＃１に入力される差信号Ｃの一例（又は第２の差動増幅回路２６ａから検出出力ライン１８ｄを経てマイクロコンピュータ３１のＡ／Ｄポート＃２に入力される差信号Ｄの一例）を示す。なお、サンプリングクロックＣＫｓは、クロック信号Ａと同一周期に限らず、クロック信号Ａの２倍周期等であってもよく、要するに整数倍の周期であればよい。

概して、検出したトルクに対応するコイル１１，１２のインピーダンスを検出するためには、その出力交流電圧のピーク値のレベルを検出する。一方、特定の位相タイミングでサンプリングを行う場合は、必ずしも、ピーク値のタイミングでサンプリングを行わなくてもインピーダンス検出は可能であり、要は、常に同じ位相タイミングでサンプリングを行えばよい。例えば、サンプリングクロックＣＫｓは、コイル１１，１２の出力交流電圧のピーク値の近傍に対応して前記差信号をサンプリングするように、サンプリングタイミングを設定している。すなわち、時間Ｔｓは、クロック信号Ａの立ち上がり時から励磁用交流信号Ｂのピークに達するまでの時間Ｔｇに、励磁用交流信号Ｂに対する検出出力交流電圧Ｃ，Ｄの位相遅れを考慮した時間Ｔｄを加算した時間に設定される。

サンプリングクロックＣＫｓは、検出出力交流電圧Ｃ，Ｄの正のピークの近傍で発生し、該検出出力交流電圧Ｃ，Ｄの正（上）のピークの近傍の値をサンプリングするために使用される。サンプリングクロックＣＫｍは、前記検出出力交流電圧Ｃ，Ｄの負のピークの近傍で発生し、該検出出力交流電圧Ｃ，Ｄの負（下）のピークの近傍の値をサンプリングするために使用される。

図６は、マイクロコンピュータ３１が実行するトルク検出処理の一例を示す。ステップＳ１では、上サンプリングクロックＣＫｓの発生タイミングかを判定する。上サンプリングクロックＣＫｓのタイミングであれば、ステップＳ２では、Ａ／Ｄポート＃１，＃２からの前記差信号Ｃ，Ｄのデジタルデータをサンプリングし、サンプリングした各データを上ピークのホールド値Ｕ１，Ｕ２として所定のレジスタ内にホールドする。次に、ステップＳ３では、下サンプリングクロックＣＫｍの発生タイミングかを判定する。下サンプリングクロックＣＫｍのタイミングであれば、ステップＳ４では、Ａ／Ｄポート＃１，＃２からの前記差信号Ｃ，Ｄのデジタルデータをサンプリングし、サンプリングした各データを下ピークのホールド値Ｄ１，Ｄ２として所定のレジスタ内にホールドする。ステップＳ５では、それぞれ、第１のコイル１１に関する上ピークのホールド値Ｕ１と下ピークのホールド値Ｄ１の差Ｕ１−Ｄ１と、第２のコイル１２に関する上ピークのホールド値Ｕ２と下ピークのホールド値Ｄ２の差Ｕ２−Ｄ２を演算し、第１のコイル１１に関するトルク検出データＴＤＤ１と第２のコイル１２に関するトルク検出データＴＤＤ２を得る。次のステップＳ６では、第１（メイン）のトルク検出データＴＤＤ１を正常時のトルク検出データとして出力する。第２（サブ）のトルク検出データＴＤＤ２は、冗長性のために用意されるものであり、後述の故障診断に際して利用されるほか、第１のコイル１１の検出系統に異常が検出された場合に、代替的なトルク検出データとして利用することが可能である。なお、差信号Ｃ又はＤには、故障情報としてのオフセット電圧ＯＦ１又はＯＦ２が含まれているが、上述のように、上ピークと下ピークの差を演算することによりトルク検出データＴＤＤ１又はＴＤＤ２を得ているので、オフセット電圧ＯＦ１又はＯＦ２が自動的に相殺される。

例えば、図５に示されたＣの例では、サンプリングクロックＣＫｓの発生タイミングにおける差信号Ｃのデジタル値がＬ１であり、この値Ｌ１が上ピークのホールド値Ｕ１としてレジスタ内にホールドされ。また、サンプリングクロックＣＫｍの発生タイミングにおける差信号Ｃのデジタル値がＬ２であり、この値Ｌ２が下ピークのホールド値Ｄ１としてレジスタ内にホールドされる。そして、上ピークのホールド値Ｕ１と下ピークのホールド値Ｄ１の差Ｕ１−Ｄ１は、「Ｌ１−Ｌ２」であり、これが第１のトルク検出データＴＤＤ１としてホールドされ、出力される。

例えば、第１のトルク検出データＴＤＤ１のとりうる最小値は、上ピークのホールド値Ｕ１のとりうる最小値（例えば略ＯＦ１）と下ピークのホールド値Ｄ１のとりうる最大値（例えば略ＯＦ１）との差であるから略０であり（例えばＵ１−Ｄ１＝略ＯＦ１−略ＯＦ１＝０）、一方、トルク検出データＴＤＤ１のとりうる最大値は、Ｕ１のとりうる最大値とＤ１のとりうる最小値との差であるから、差Ｄのとりうる所定の最大値に近いものとなる。従って、ダイナミックレンジが拡大されていることが理解できる。第２のトルク検出データＴＤＤ２についても同様である。従って、高感度でトルク検出を行うことができる。

図７は、第１（メイン）及び第２（サブ）のトルク検出データＴＤＤ１，ＴＤＤ２の値と検出トルク（相対回転位置）との間の相関関係の一例を示すグラフである。このように、第１（メイン）のトルク検出データＴＤＤ１の関数と第２（サブ）のトルク検出データＴＤＤ２の関数とは、検出トルク（相対回転位置）に関して逆特性を示し、正常であれば、両者を加算した値ＴＣは常に略一定値となる。なお、横軸において、「０」の位置はトルク０の位置を示し、その右側の「＋」で記した領域は例えば時計方向のねじれに応じた領域を示し、左側の「−」で記した領域は例えば反時計方向のねじれに応じた領域を示す。図６では、トルク検出データＴＤＤ１，ＴＤＤ２の値と検出トルク（相対回転位置）との間の相関関係は、リニア特性を示しているが、これに限らず、非リニア特性であってもよい。

図４の回路で実現可能な故障判定処理についての詳細な説明は、本発明の要旨に関係しないため、省略する。なお、図４において、温度補償用抵抗４４，４５を設けずに、第1及び第２のコイル１１、１２を差動接続することによりコイルの温度特性補償を行ってよい。その場合、図４において、温度補償用抵抗４４の位置に第２のコイル１２を配置し、第２のコイル１２用の検出回路（参照符号にサフィックスａの付された回路）の系列を全て削除すればよい。

また、温度補償用抵抗４４を設ける場合は、センサ部１０のコイルアセンブリＣＡ内のコイルは、第1のコイル１１のみとしてもよい。その場合、図１、図３において、第２のコイル１２を削除すると共に、第２のコイル１２用の検出回路（参照符号にサフィックスａの付された回路）の系列を全て削除すればよい。また、その場合は、第１及び第２の磁気応答部材３，４において、第1のコイル１１に対応する開口窓３ａ，４ａのみを設ければよい。

また、上記実施例では、第１及び第２のコイル１１、１２に対応する開口窓３ａ，４ａ及び３ｂ，４ｂによるインピーダンス変化特性が逆特性であったが、同特性であってもよい。

本発明に係るトルクセンサにおいて適用する検出方式（検出回路の構成）は、図４〜図７に示したような方式（構成）に限らず、他のどのような検出方式（検出回路構成）からなるものであってもよい。例えば、出力交流信号を整流して直流電圧レベルのデータとしてトルク検出信号を生成する方式を採用してもよい。あるいは、レゾルバタイプの２種類の検出信号（サイン関数特性のトルク検出信号ｓｉｎθｓｉｎωｔとコサイン関数特性のトルク検出信号ｃｏｓθｓｉｎωｔ）をセンサ部１０から出力し、これに基づき位相検出演算によってθ分を示すトルク検出信号を生成する方式を採用してもよい。

以上、図面に基づいて実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な実施形態が可能であることは言うまでもない。例えば、第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４の具体的構成は図示の例に限らず、検出すべきトルク（ねじれ角）に対して逆特性（あるいは同特性であってもよい）の２つの出力を生じさせることのできる他の構成であってもよい。一例を図８及び図９に示す。図８及び図９においては、便宜上、第１の磁気応答部材３と第２の磁気応答部材４とを分離して図示している。

図８（Ａ）に示す第１の磁気応答部材３は、図２に示した例とは反対に複数の矩形パターン３ａ，３ｂ自体を、良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質（例えばアルミニウムあるいは銅など、以下同じ）で金属めっきすることにより、入力軸１表面上に円周方向に沿って所定ピッチ（角度）で形成したものである。すなわち、前記複数の矩形パターン３ａ，３ｂが形成された箇所では、入力軸１本体つまりは磁性体が露出していない状態となる。他方、第２の磁気応答部材４は、開口窓に代えて、例えば合成樹脂製（非磁性非導電性）の円筒体の表面上に良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質を所定のパターンで金属めっきすることにより形成されてなるものであって、図３と同様にして円周方向に沿って所定ピッチ（角度）で複数の矩形パターン４ａ，４ｂを２列備えるように所定のパターンでメッキが施され、金属めっきのない部分（窓）が矩形パターン（非導電性かつ非磁性）４ａ，４ｂとして形成される。すなわち、この例では複数の矩形パターン４ａ，４ｂから樹脂製の円筒体本体が露出した状態となるように、前記非磁性導電部材の金属めっきパターンが決定される。なお、この明細書において第２の磁気応答部材４に形成される開口していない窓をパターン窓と呼んで開口している開口窓（図３参照）と区別する。

図８（Ａ）に示す第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４においても、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に応答して互いに逆特性のインピーダンス変化を第１及び第２のコイル１１，１２に生じさせるように、矩形パターン（良導電性かつ非磁性）３ａ，３ｂとパターン窓４ａ，４ｂの配置を適切にずらして設定される。ただし、この場合には、図２及び図３に示した構成とは反対に、矩形パターン（良導電性かつ非磁性）３ａとパターン窓４ａ（又は３ｂ，４ｂ）の重なり具合が増大すればそれに対応するコイル１１（又はコイル１２）のインダクタンス（インピーダンス）は減少し、矩形パターン（良導電性かつ非磁性）３ａとパターン窓４ａ（又は３ｂ，４ｂ）の重なり具合が減少すればそれに対応するコイル１１（又はコイル１２）のインダクタンス（インピーダンス）は増大する。

図８（Ｂ）に示す第１の磁気応答部材３は、良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきにより、入力軸１の出力軸２側に近接する側から所定範囲（具体的には第２の磁気応答部材４が覆いかぶさる範囲）全体にわたる軸方向を長手とする長方形状の複数の矩形パターン（良導電性かつ非磁性）３ａを、円周方向に沿って所定ピッチ（角度）で入力軸１表面上に形成したものである。他方、第２の磁気応答部材４は、良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきにより例えば樹脂製の円筒体の表面上に所定のパターンで形成されてなるものであって、前記円筒体の軸方向を長手とする長方形状の複数のパターン窓（非導電性かつ非磁性）４ａを備えたパターンに形成される。この場合、矩形パターン（良導電性かつ非磁性）ａとパターン窓（非導電性かつ非磁性）４ａの重なり具合が増大すればそれに対応するコイル１１，１２のインダクタンス（インピーダンス）は減少し、矩形パターン（良導電性かつ非磁性）３ａとパターン窓４ａの重なり具合が減少すればそれに対応するコイル１１，１２のインダクタンス（インピーダンス）は増大する。

このような図８（Ｂ）に示した第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４においては、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に応答して互いに同特性のインピーダンス変化を第１及び第２のコイル１１，１２に生じさせるようになっている。したがって、この場合には例えばいずれか一方のコイル１１（又は１２）からの出力信号を逆特性に反転する等の適宜の処理を施してから、上記検出回路部によるトルク検出を行うなどの適宜の処理が必要となるが、そうした処理は公知であることからここでの説明を省略する。

なお、上記した第１の磁気応答部材３と第２の磁気応答部材４とは、適宜に組み合わせて用いてよい。例えば、図２に示した第１の磁気応答部材３に対して図８に示した各第２の磁気応答部材４を組み合わせて用いてもよいし、あるいは図２に示した第２の磁気応答部材４を図８に示した各第１の磁気応答部材３に対して組み合わして用いてもよい。さらには、図８（Ａ）に示した第２の磁気応答部材４を図８（Ｂ）に示した第１の磁気応答部材３に対して組み合わして用いてもよい。その場合、必要に応じて、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に応答して互いに逆特性（あるいは同特性）のインピーダンス変化を第１及び第２のコイル１１，１２に生じさせるように、組み合わせる各磁気応答部材３，４における磁気応答部とパターン窓の配置を適切にずらして設定すればよい。

また、第１の磁気応答部材３の磁気応答部及び第２の磁気応答部材４の金属めっきパターンの形状は、上述したような矩形形状に限らない。例えば、図９に示すようなものであってもよい。

図９（Ａ）に示す第１の磁気応答部材３は、入力軸１周囲に良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきを所定の間隔を空けて斜めに施すことにより、円周方向に沿って斜行する所定幅の磁性体の螺旋ベルト３ａを形成したものである。この例では、入力軸１の出力軸２側に近接する図中右側の入力軸１上において手前下方から上方さらに奥下方に向かって幅が漸増するように金属めっきを施す一方で、図中左側の入力軸１上において手前下方から上方さらに奥下方に向かって幅が漸減するように金属めっきを施すことで、入力軸１表面を軸方向に沿って螺旋状に回転しながら１周する磁性体の螺旋ベルト３ａが形成されている。この磁性体の螺旋ベルト３ａが形成された箇所では、入力軸１本体つまりは磁性体が露出した状態となる。他方、第２の磁気応答部材４は、例えば樹脂製の円筒体の表面上に良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきを円周方向に沿って前記所定間隔よりも僅かに小さな幅をもつ螺旋状に施すことにより、磁性体の螺旋ベルト３ａと同様に軸方向に沿って螺旋状に回転しながら１周する良導電性かつ非磁性（反磁性）の螺旋ベルト４ａを形成したものである。

図９（Ａ）に示す第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４においては、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に応答して互いに逆特性のインピーダンス変化を第１及び第２のコイル１１，１２に生じさせるように、磁性体の螺旋ベルト３ａと良導電性かつ非磁性（反磁性）の螺旋ベルト４ａの幅や配置位置が設定される。例えば、トーションバーＴのねじれ角が０の状態において、磁性体の螺旋ベルト３ａと良導電性かつ非磁性（反磁性）の螺旋ベルト４ａが完全に重なり合った状態に配置される。ただし、磁性体の螺旋ベルト３ａと良導電性かつ非磁性（反磁性）の螺旋ベルト４ａの幅は異なることから、完全に重なり合った状態であってもパターン窓４ａの軸方向（図の左右）における両端側において入力軸１本体の一部が露出した状態とされる。この状態では、各コイル１１，１２のインダクタンス（インピーダンス）が同一となるように、磁性体の螺旋ベルト３ａと良導電性かつ非磁性（反磁性）の螺旋ベルト４ａの形状が設定される。

そして、ねじれ角が０の状態から時計方向にねじれ角が生じると、図の左側における入力軸１本体の一部の露出が減少してそれに対応する第１のコイル１１のインダクタンス（インピーダンス）が減少するのに対して、図の右側における入力軸１本体の一部の露出が増大してそれに対応する第２のコイル１２のインダクタンス（インピーダンス）が増大する。他方、ねじれ角が０の状態から、反時計方向にねじれ角が生じると、図の左側における入力軸１本体の一部の露出が増大してそれに対応する第１のコイル１１のインダクタンス（インピーダンス）が増大するのに対して、図の右側における入力軸１本体の一部の露出が減少してそれに対応する第２のコイル１２のインダクタンス（インピーダンス）が減少する。

図９（Ｂ）に示す第１の磁気応答部材３は、入力軸１表面上に良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきを施すことにより、めっきされていない部分として、入力軸１の１周にわたって円周方向に沿う三角形状の２つ（２列）の三角形磁性体３ａ，３ｂを形成したものである。図示の例では、三角形磁性体３ａは手前下方から上方さらには奥下方に向かって漸増する三角形状を成しており、三角形磁性体３ｂは手前上方から下方さらには奥上方に向かって漸増する三角形状を成している。他方、第２の磁気応答部材４は、良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきにより例えば樹脂製の円筒体の表面上に三角形状の２列の良導電性かつ非磁性（反磁性）の三角形パターン４ａ，４ｂが形成される。

図９（Ｂ）に示す第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４においては、トーションバーＴのねじれ角が所定状態において、三角形磁性体３ａと良導電性かつ非磁性（反磁性）の三角形パターン４ａの対が、及び、三角形磁性体３ｂと三角形パターン４ｂの対が、それぞれ完全に重なり合った状態に配置される。ねじれ角が所定状態から時計方向にねじれると、例えば一方の三角形磁性体３ａと三角形パターン４ａの重なり具合が変化してそれに対応する第１のコイル１１のインダクタンス（インピーダンス）が変化し、もう一方の三角形磁性体３ｂと三角形パターン４ｂの重なり具合も変化してそれに対応する第２のコイル１２のインダクタンス（インピーダンス）が変化する。また、ねじれ角が所定状態から反時計方向にねじれると、一方の三角形磁性体３ａと三角形パターン４ａの重なり具合が変化してそれに対応する第１のコイル１１のインダクタンス（インピーダンス）が変化し、もう一方の三角形磁性体３ｂと三角形パターン４ｂの重なり具合が変化してそれに対応する第２のコイル１２のインダクタンス（インピーダンス）が変化する。

上述したセンサ部１０としては、２つのコイル１１，１２によって検出すべきトルク（ねじれ角）に対して逆特性（あるいは同特性であってもよい）の２つの出力を生じさせる２信号方式のものに限らず、１つのコイルのみによって検出すべきトルク（ねじれ角）に対して１つの出力を生じさせる１信号方式のものであってもよい。その場合における第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４の具体的構成を、図１０に例示する。

図１０は、１信号方式における第１の磁気応答部材及び第２の磁気応答部材の一実施例を示す概略図である。本実施形態にかかる第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４は、図２及び図８さらには図９に示した２信号方式における第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４と比較して、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に対応したインピーダンス変化を外周に配置された１つのコイル１１に生じさせるように、各磁気応答部材３，４を形成したものとなっている。

図１０（Ａ），図１０（Ｂ），図１０（Ｄ）に示す第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４は、それぞれが図２，図８（Ａ），図９（Ｂ）において２列に設けられた各要素３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂのうちいずれか一方の列の要素３ａ、４ａ（又は３ｂ，４ｂ）のみが形成されたものとなっている。

また、図１０（Ｃ）に示す第１の磁気応答部材３は、入力軸１の出力軸２側に近接する側から所定範囲（第２の磁気応答部材４が覆いかぶさる範囲）全体にわたる軸方向に長い複数の矩形パターン（良導電性かつ非磁性）３ａを、良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきにより、円周方向に沿って所定ピッチ（角度）で入力軸１表面上に形成したものである。ただし、１個のコイル１１でカバーできる程度に、前記所定範囲は図８（Ｂ）に示した２信号方式のものよりも軸方向に短い範囲となっている。なお、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）それぞれに示された第１の磁気応答部材３と第２の磁気応答部材４とは、各々を適宜に組み合わせて用いることができる。

図１０（Ｅ）に示す第１の磁気応答部材３は良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきを、入力軸１の出力軸２側に近接する側の入力軸１上において手前下方から上方さらに奥下方に向かって幅が漸増するテーパー状に施すことによって良導電性かつ非磁性の傾斜パターン３ａを形成したものである。他方、第２の磁気応答部材４は良導電性かつ非磁性（反磁性）の材質からなる金属めっきを、出力軸２の入力軸１側に近接する側の例えば樹脂製の円筒体上において手前下方から上方さらに奥下方に向かって幅が漸増するテーパー状に施すことによって良導電性かつ非磁性の傾斜パターン４ａを形成したものである。

上記した図１０に示す第１の磁気応答部材３及び第２の磁気応答部材４においては、入出力軸（第１及び第２の回転軸）１，２の相対的回転位置に対応したインピーダンス変化をコイル１１に生じさせるように、各要素３ａ、４ａの幅や配置位置などが設定される。なお、上述した１信号方式のセンサ部１０からの信号に従ってねじれトルクを検出する検出回路部の構成は公知のどのようなものであってもよいことから、ここでの説明を省略する。このような１信号方式における第１の磁気応答部材及び第２の磁気応答部材においては、パターン窓の形成が非常に容易であるので有利である。さらに、トルク検出のためのコイルは１個でよいため、構成が簡単である。したがって、超小型、微小変位の検出に適している。

上記各実施例において、第１の磁気応答部材３は、磁性体からなる入力軸１の端部の表面に直接形成するようにしたが、これに限らず、磁性体筒に導電性物質を所望パターンで表面加工形成することで、第１の磁気応答部材３を形成し、この磁性体筒を入力軸１の端部に結合する（取り付ける）ようにしてもよい。また、上記各実施例とは逆に、第１の磁気応答部材３を出力軸２に設け、第２の磁気応答部材４を入力軸１に設けてもよい。導電性物質を所望パターンで表面加工形成する手法は、めっきに限らず、吹き付け、溶着等その他適宜の表面加工処理手法を用いてよい。

１…入力軸（第１の回転軸）
２…出力軸（第２の回転軸）
３…第１の磁気応答部材
４…第２の磁気応答部材
１０…センサ部
１１…第１のコイル
１２…第２のコイル
１５…基板収納スペース
１６…モールド
１７…コネクタ

Claims (4)

1. トーションバーを介して同軸的に連結された第１及び第２の回転軸間に発生する該トーションバー軸周りの捻れトルクを検出するトルクセンサであって、
   前記第１の回転軸の端部に形成された第１の磁気応答部材であって、磁性体筒の部分と、該磁性体筒の外周面上に表面加工処理によって形成された非磁性導電材質の第１パターンとを含む前記第１の磁気応答部材と、
   前記第２の回転軸の端部に連結される第２の磁気応答部材であって、前記第１の磁気応答部材に重複するように配置された状態で該第１の磁気応答部材に対して相対的に回転可能であり、導電且つ非磁性の部分と非導電非磁性の部分とからなる第２パターンを形成してなる前記第２の磁気応答部材と、
   前記第１及び第２の磁気応答部材の周囲に配設される少なくとも１つのコイルと、
   を備え、前記第１及び第２の回転軸の相対的回転位置に応じて前記第１及び第２の磁気応答部材の前記第１及び第２パターンの重なり具合が変化し、この第１及び第２パターンの重なり具合の変化に従って前記コイルに生じるインピーダンス変化に基づき前記トルクを検出するトルクセンサ。
2. 前記第１の回転軸は磁性体からなり、前記第１の回転軸の端部寄りの部分が前記磁性体筒であり、前記非磁性導電材質の第１パターンは、前記第１の回転軸の端部寄りの部分の外周面に形成されている、請求項１に記載のトルクセンサ。
3. 前記第２の磁気応答部材は、導電且つ非磁性材質の円筒部分を含み、前記第２パターンは、該円筒部分に開けた開口窓によって形成される、請求項１又は２に記載のトルクセンサ。
4. 前記第２の磁気応答部材は、非磁性非導電性の円筒部分を含み、前記第２パターンは、該円筒部分の表面上に表面加工処理によって形成された導電且つ非磁性材質によって形成される、請求項１又は２に記載のトルクセンサ。

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