转矩检测传感器的制作方法

1.本发明涉及一种自励磁型的转矩检测传感器。


背景技术：

2.作为不接触地对作用于旋转轴等被检测体的转矩进行检测的方法，存在有一种磁致伸缩式转矩检测装置。例如，通过在作为要检测应变的被检测体的轴(轴部)的表面施加增加磁致伸缩特性的表面处理(例如镀覆或者槽加工等)，测量磁致伸缩效应来检测转矩。通过配置与轴部同轴地卷绕的线圈，对由于基于阻抗的大小的维拉里效应而产生的轴部的导磁率的变化进行读取来进行磁致伸缩效应的测量。
3.作为转矩检测装置，申请人提出一种磁致伸缩式转矩检测传感器，通过分别增加形成于被检测体与多个芯部之间的磁路，以提高转矩检测灵敏度，多个所述芯部以使形成于被检测体的磁路相对于被检测体的轴心形成为规定角度的方式组装于绝缘筒体。多个芯部相对于被检测体的轴心方向倾斜规定角度地排列，组装成两侧腿部的端面比绝缘筒体的内周面面向被检测体。此外，形成为
コ
字状的芯部相对于被检测体的轴心倾斜规定角度地排列，从而形成穿过一方的腿部(端面)－被检测体－另一方的腿部(端面)－架桥部的独立的磁路。这样，构成为，通过使同一线圈穿过多个芯部以在线圈的周围产生同一磁场，因此成为同极，所以通过使磁通集中在芯部而难以形成有将相邻的芯部之间彼此连接的磁路，因此提高了检测灵敏度(参照专利文献1：日本专利特许第6483778号)。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本专利特许第6483778号公报
5.然而，在上述专利文献的转矩检测装置中，需要在绝缘筒体的外周面设置槽，并沿该槽卷绕多个检测线圈，并且，以使检测线圈穿过将两侧腿部连结的架桥部所围成的
コ
字形空间部的方式将多个芯部组装于绝缘筒体。
6.因此，由于需要利用绝缘筒体的径向厚度来埋设检测线圈和芯部，因此传感器容易在径向和轴向上大型化。此外，构成芯部的两侧腿部的端面设置成面向被检测体，因此需要将端面形成为弧状的曲面而不形成为平面，增加了加工成本。此外，也存在增加对转矩检测有效的磁路，以在被检测体的整个外周非常细致地检测转矩这样的需求。


技术实现要素：

7.本发明是为了解决上述技术问题而作出的，其目的在于提供一种自励磁型的转矩检测传感器，能使传感器小型化并且廉价地批量生产，并且能增加对转矩检测有效的磁路以非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。
8.为了实现上述目的，本发明包括以下结构。一种转矩检测传感器，利用线圈阻抗的变化来测量形成于所述极齿与被检测体之
间的磁路中的导磁率的变化，所述磁路是使卷绕于从设置于被检测体的周围的环状的芯部在多处突出设置的极齿的线圈通电而形成的，其特征在于，包括：第一转矩检测部，该第一转矩检测部中，在环状的第一芯部和第二芯部的周向，多个第一极齿和第二极齿以梳齿配置的方式突出设置，所述第一转矩检测部具有第一通电电路和第二通电电路，所述第一通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第一极齿的第一线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第二极齿的第二线圈串联连接，所述第二通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的所述第一极齿的所述第一线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的所述第二极齿的所述第二线圈串联连接；以及第二转矩检测部，该第二转矩检测部中，在环状的第三芯部和第四芯部的周向，多个第三极齿和第四极齿以梳齿配置的方式突出设置，所述第二转矩检测部具有第三通电电路和第四通电电路，所述第三通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第三极齿的第三线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第四极齿的第四线圈串联连接，所述第四通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的所述第三极齿的所述第三线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的第四极齿的所述第四线圈串联连接，所述第一转矩检测部和所述第二转矩检测部层叠成，使所述第一通电电路和所述第三通电电路以与所述被检测体的轴心方向正交的对称面为中心镜面配置，并使所述第二通电电路和所述第四通电电路以与所述被检测体的轴心方向正交的对称面为中心镜面配置。
9.根据上述结构，当第一转矩检测部和第二转矩检测部层叠成，使第一通电电路和第三通电电路以与被检测体的轴心方向正交的对称面为中心镜面配置，并使第二通电电路和第四通电电路以与被检测体的轴心方向正交的对称面为中心镜面配置时，在第一转矩检测部和第二转矩检测部中，在具有
±
45度的倾斜的极齿之间分别形成有多个磁路，所以能增加对转矩检测有效的磁路以非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。
10.也可以是，被所述第一通电电路和所述第二通电电路励磁的第一极齿、第二极齿的磁极配置与被所述第三通电电路和所述第四通电电路励磁的第三极齿、第四极齿的磁极配置关于所述对称面为镜面配置。由此，可以在梳齿配置的极齿之间形成有多个具有
±
45度的倾斜且对转矩检测有效的磁路，从而提高检测灵敏度。
11.也可以是，所述第一芯部的沿周向相邻的第一极齿、所述第二芯部的沿周向相邻的第二极齿、所述第三芯部的沿周向相邻的第三极齿以及所述第四芯部的沿周向相邻的第四极齿被励磁成相同的极性。在这种情况下，在极齿之间不会形成跨过第一转矩检测部和第二转矩检测部的对称面的磁路，从而可以提高检测灵敏度。
12.也可以是，所述第一转矩检测部和所述第二转矩检测部的关于所述对称面位于对称位置的第一芯部的第一极齿和第三芯部的第三极齿被励磁成相同的极性，关于所述对称面位于对称位置的第二芯部的第二极齿和第四芯部的第四极齿被励磁成相同的极性。在这种情况下，不会形成跨过第一转矩检测部和第二转矩检测部的对称面的磁
路，但是会在第一极齿和第四极齿中在与沿周向相邻的极齿之间形成有磁路。然而，由于是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此基本不会影响检测灵敏度。
13.此外，也可以是，所述第一转矩检测部和所述第二转矩检测部的关于所述对称面位于对称位置的第一芯部的第一极齿和第三芯部的第三极齿被励磁为不同的极性，关于对称面位于对称位置的第二芯部的第二极齿和第四芯部的第四极齿被励磁成不同的极性。在这种情况下，在第一极齿和第三极齿中在与沿周向相邻的极齿之间形成有磁路，除此之外，跨过第一转矩检测部和第二转矩检测部的对称面在第二极齿与第四极齿之间沿着被检测体的轴心方向形成有磁路。然而，由于上述磁路是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此基本不会影响检测灵敏度。
14.此外，一种转矩检测传感器，利用线圈阻抗的变化来测量形成于极齿与被检测体之间的磁路中的导磁率的变化，所述磁路是使卷绕于从设置于被检测体的周围的环状的芯部在多处突出设置的极齿的线圈通电而形成的，其特征在于，包括：第一转矩检测部，该第一转矩检测部中，在环状的第一芯部和第二芯部的周向，多个第一极齿和第二极齿以梳齿配置的方式突出设置，所述第一转矩检测部具有第一通电电路和第二通电电路，所述第一通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第一极齿的第一线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第二极齿的第二线圈串联连接，所述第二通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的第一极齿的第一线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的第二极齿的第二线圈串联连接；以及第二转矩检测部，该第二转矩检测部中，在环状的第三芯部和第四芯部的周向，多个第三极齿和第四极齿以梳齿配置的方式突出设置，所述第二转矩检测部具有第三通电电路和第四通电电路，所述第三通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第三极齿的第三线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜+45度的第四极齿的第四线圈串联连接，所述第四通电电路与卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的所述第三极齿的所述第三线圈和卷绕于配置成相对于所述被检测体的轴心方向倾斜-45度的所述第四极齿的所述第四线圈串联连接，所述第一转矩检测部和所述第二转矩检测部层叠成，使所述第一通电电路和所述第三通电电路的所述被检测体的轴心方向和周向的布置相同，并使所述第二通电电路和所述第四通电电路的所述被检测体的轴心方向和周向的布置相同。
15.在这种情况下，由于第一转矩检测部和第二转矩检测部的第一通电电路和第三通电电路的被检测体的轴心方向和周向的布置相同，第二通电电路和第四通电电路的被检测体的轴心方向和周向的布置相同，因此，仅通过例如准备多个第一转矩检测部并使它们在被检测体的轴心方向上重合配置，就可以沿着轴向分别形成有多个具有
±
45度的倾斜的多个磁路，所以，能增加对转矩检测有效的磁路并且非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。
16.另外，被所述第一通电电路和所述第二通电电路励磁的第一极齿、第二极齿的磁极与被所述第三通电电路和所述第四通电电路励磁的第三极齿、第四极齿的磁极为非对称配置。因此，仅通过例如制作多个第一转矩检测部并使通电电路的轴心方向和周向上的布置一致地层叠，就可以制作出检测灵敏度较高的转矩检测传感器。
17.所述第一芯部的沿周向相邻的第一极齿、所述第二芯部的沿周向相邻的第二极
齿、所述第三芯部的沿周向相邻的第三极齿以及所述第四芯部的沿周向相邻的第四极齿被励磁成相同的极性。在这种情况下，形成有从第一极齿朝向具有45度相位差的第二极齿的磁路、以及从第一极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第三极齿的磁路。此外，形成有从第四极齿朝向具有45度相位差的第三极齿的磁路、以及从第四极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第二极齿的磁路。从上述第一极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第三极齿的磁路以及从第四极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第二极齿的磁路是基本不影响转矩检测的磁路分量，所以基本不影响检测灵敏度。因此，由于沿着轴向分别形成有具有
±
45度的倾斜的多个磁路，因此虽然效率会降低，但是可以进行转矩检测。
18.所述第一芯部的沿周向相邻的第一极齿、所述第二芯部的沿周向相邻的第二极齿、所述第三芯部的沿周向相邻的第三极齿以及所述第四芯部的沿周向相邻的第四极齿被励磁成不同的极性。在这种情况下，形成有从第一极齿朝向具有45度的相位差的第二极齿的磁路、从第一极齿朝向沿周向与第一极齿相邻的极齿的磁路以及从第一极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第三极齿的磁路。此外，形成有从第二极齿朝向沿周向与第二极齿相邻的极齿的磁路、从第二极齿朝向具有45度的相位差的第一极齿的磁路、以及从第二极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第四极齿的磁路。此外，分别形成有从第三极齿朝向沿周向与第三极齿相邻的极齿的磁路、从第三极齿朝向具有45度的相位差的第二极齿的磁路、从第三极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第一极齿的磁路以及从第三极齿朝向具有45度的相位差的第四极齿的磁路。此外，形成有从第四极齿朝向具有45度的相位差的第三极齿的磁路、从第四极齿朝向沿周向与第四极齿相邻的极齿的磁路以及从第四极齿沿着轴心方向跨过层叠面而朝向第二极齿的磁路。由于上述从第一极齿～第四极齿沿着轴心方向跨过层叠面而形成的磁路以及从各极齿朝向沿周向相邻的极齿的磁路是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此基本不会影响检测灵敏度。因此，由于沿着轴向分别形成有具有
±
45度的倾斜的多个磁路，因此虽然效率会降低，但是可以进行转矩检测。
19.也可以是，所述转矩检测传感器是如下所述的自励磁型传感器：利用线圈阻抗的变化来测量在使所述第一通电电路和所述第二通电电路、所述第三通电电路和所述第四通电电路通电而形成于所述极齿与所述被检测体之间的磁路中的导磁率的变化。在这种情况下，通过在任意的时刻使第一通电电路～第四通电电路通电而在极齿与被检测体之间形成相对于被检测体的轴心方向具有+45度的倾斜的多个磁路以及具有-45度的倾斜的多个磁路，从而可以检测作用于被检测体的压缩应力和拉伸应力。
20.可以使传感器小型化并且廉价地批量生产，可以增加对转矩检测有效的磁路并且非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。
附图说明
21.图1是转矩检测传感器的主视图、右视图、箭头y-y方向剖视图以及立体图。图2是示出了实施例1的芯部的层叠状态的展开图以及通电电路的说明图。图3是使图2的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图4是使实施例2的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图5是使实施例3的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图6是示出了实施例4的芯部的层叠状态的展开图以及通电电路的说明图。图7是使图6的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图8是使实施例5的图6的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图9是另一例的转矩检测传感器的芯部的展开图和通电电路的说明图。图10是使实施例6的图9的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图11是另一例的转矩检测传感器的芯部的展开图和通电电路的说明图。图12是使实施例7的图11的通电电路通电而形成于极齿之间的磁路的说明图。图13是与图10的比较例有关的形成于极齿之间的磁路的说明图。图14是与图12的比较例有关的形成于极齿之间的磁路的说明图。图15是另一例的转矩检测传感器和被检测体的主视图、右视图以及立体图。
具体实施方式
22.以下，参照附图，对本发明的转矩检测传感器的一实施方式进行说明。首先，参照图1～图14对转矩检测传感器1的示意结构进行说明。作为被检测体的一个示例，较为理想的是采用逆磁致伸缩效应大的材料。例如，作为逆磁致伸缩效应大的材料，存在波明德合金(日语：
パーメンジュール
)、fe-al(铝铁合金)、fe-nix(坡莫合金)以及球状石墨铸铁(jis：fcd70)等。另外，逆磁致伸缩效应是若从外部向磁体施加应力，则磁特性发生变化的现象。此外，如果根据需要预先对被检测体进行磁性退火，那么，如后述详细记载的，能合适地检测出作用于被检测体的转矩。此外，即使是非磁性材料，也可以通过喷镀金属磁性材料等进行涂覆或者将磁性圆筒压入轴，以进行转矩检测。另外，被检测体虽然是圆柱状，但不限定于此。只要被检测体的外形是圆柱状即可，内部结构不限。例如，也可以是内径在轴向上恒定的圆筒状或者内径随着轴向上的位置不同而不同的圆筒状。此外，被检测体可以是预定要旋转的构件，也可以是预定不旋转的构件。此外，被检测体可以是实心的轴材料，也可以是空心状的中空轴等。
23.转矩检测传感器1利用线圈阻抗的变化来测量向线圈通电而形成于极齿与被检测体之间的磁路中的导磁率的变化，上述线圈卷绕于从设置于被检测体的周围的环状的芯部在多处突出设置的极齿。
24.在图1c中，第一转矩检测部7a中，环状的第一芯部2a-1在周向上朝向径向内侧突出设置有多个第一极齿3a1，环状的第二芯部2a-2在周向上朝向径向内侧突出设置有多个第二极齿3a2。通过使第一芯部2a-1和第二芯部2a-2隔着中间芯部2c1重合，以将第一极齿3a1和第二极齿3a2设置成梳齿配置。另外，更准确地说，第一极齿3a1的与被检测体相对的前端部和第二极齿3a2的与被检测体相对的前端部隔着中间芯部2c以在周向上具有+45度的相位差的方式层叠。在各第一极齿3a1、第二极齿3a2的周围分别嵌入有第一绝缘件4a1、
第二绝缘件4a2，并且分别卷绕有与后述的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2连接的第一线圈5a1、第二线圈5a2。通过使与第一通电电路6a1、第二通电电路6a2连接的第一线圈5a1、第二线圈5a2通电而使相邻的第一极齿3a1、第二极齿3a2励磁成不同磁极，在极齿与相对的被检测体之间形成有相对于轴心方向具有+45度以及-45度的倾斜的多个磁路。另外，通过使串联连接的第一线圈5a1、第二线圈5a2的卷绕方向相反，将第一磁极3a1、第二极齿3a2励磁成不同磁极。
25.如图2的第一芯部2a-1、第二芯部2a-2的展开图所示，第一转矩检测部7a具有第一通电电路6a1(参照虚线)和第二通电电路6a2(参照实线)，上述第一通电电路6a1中，分别卷绕于相对于被检测体的轴心方向(图2的上下方向)具有+45度的倾斜的第一极齿3a1和第二极齿3a2的第一线圈5a1和第二线圈5a2串联连接，上述第二通电电路6a2中，分别卷绕于相对于被检测体的轴心方向(图2的上下方向)具有-45度的倾斜的第一极齿3a1和第二极齿3a2的第一线圈5a1和第二线圈5a2串联连接。第一通电电路6a1和第二通电电路6a2交叉配置。
26.在图1c中，第二转矩检测部7b中，环状的第三芯部2b-1在周向上朝向径向内侧突出设置有多个第三极齿3b1，环状的第四芯部2b-2在周向上朝向径向内侧突出设置有多个第四极齿3b2。通过使第三芯部2b-1和第四芯部2b-2隔着中间芯部2c2重合，将第三极齿3b1和第四极齿3b2设置成梳齿配置。另外，更准确地说，第三极齿3b1的与被检测体相对的前端部和第四极齿3b2的与被检测体相对的前端部隔着中间芯部2c2以在周向上具有-45度的相位差的方式层叠。在各第三极齿3b1、第四极齿3b2的周围分别嵌入有第三绝缘件4b1、第四绝缘件4b2，并且分别卷绕有与后述的第三通电电路6b1、第四通电电路6b2串联连接的第三线圈5b1、第二线圈5b2。通过使与第三通电电路6b1、第四通电电路6b2串联连接的第三线圈5b1、第四线圈5b2通电，在极齿与相对的被检测体之间形成有相对于轴心方向具有
±
45度的倾斜的多个磁路。另外，通过使串联连接的第三线圈5b1、第四线圈5b2的卷绕方向相反，将第三磁极3b1、第四极齿3b2励磁成不同磁极。
27.如图2的第三芯部2b-1、第四芯部2b-2的展开图所示，第二转矩检测部7b具有第三通电电路6b1(参照虚线)和第四通电电路6b2(参照实线)，上述第三通电电路6b1中，分别卷绕于相对于被检测体的轴心方向具有+45度的倾斜的第三极齿3b1和第四极齿3b2的第三线圈5b1和第四线圈5b2串联连接，上述第四通电电路6b2中，分别卷绕于相对于轴心方向具有-45度的倾斜的第三极齿3b1和第四极齿3b2的第三线圈5b1和第四线圈5b2串联连接。第三通电电路6b1和第四通电电路6b2交叉配置。另外，各极齿之间的相位差既可以全部相同，也可以参差不齐。此外，极齿的数量既可以是偶数也可以是奇数。
28.如图2的第一芯部2a-1、第二芯部2a-2以及第三芯部2b-1、第四芯部2b-2的展开图所示，上述的第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b层叠成，使第一通电电路6a1和第三通电电路6b1以与被检测体的轴心方向正交的对称面m为中心为镜面配置，并且使第二通电电路6a2和第四通电电路6b2以与被检测体的轴心方向正交的对称面m为中心为镜面配置。另外，对称面m如图1b所示位于中间芯部2c3的层叠方向中央部。这样，由于在第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b中，在具有
±
45度倾斜的极齿之间分别形成有多个磁路，因此能增加对转矩检测有效的磁路，从而非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。
29.此外，如图2的第一芯部2a-1、第二芯部2a-2以及第三芯部2b-1、第四芯部2b-2的展开图所示，被第一通电电路6a1和第二通电电路6a2励磁的第一极齿3a1和第二极齿3a2的磁极与被第三通电电路3b1和第四通电电路6b2励磁的第三极齿3b1和第四极齿3b2的磁极关于对称面m为镜面配置。由此，可以在梳齿配置的极齿之间形成有多个具有
±
45度的倾斜的对转矩检测有效的磁路，从而提高检测灵敏度。
30.在图1a、图1d中，在第一芯部2a-1中，朝向径向内侧突出设置于环状的芯背部2a1的第一极齿3a1以在周向上设置60度的相位差的方式设置于共计六处。在各第一极齿3a1嵌入有筒状的绝缘树脂制的第一绝缘件4a1，在周围卷绕第一线圈5a1。
31.如图1b、图1c所示，第一芯部2a-1隔着中间芯部2c1与第二芯部2a-2层叠。在第二芯部2a-2中，朝向径向内侧突出设置于环状的芯背部2a1的第二极齿3a2以在周向上设置60度的相位差的方式设置于共计六处。在各第二极齿3a2嵌入有筒状的绝缘树脂制的第二绝缘件4a2，在周围卷绕第一线圈5a2。第一芯部2a-1和第二芯部2a-2层叠成，使第一极齿3a1和第二极齿3a2在周向上错开45度相位(参照图2芯部展开图上部)。
32.在图1c中，与第一芯部2a-1相同，在第三芯部2b-1中，朝向径向内侧突出设置于环状的芯背部2b1的第三极齿3b1以在周向上设置60度的相位差的方式设置于共计六处。在各第三极齿3b1嵌入有筒状的绝缘树脂制的第三绝缘件4b1，在周围卷绕第三线圈5b1。
33.如图1c所示，第三芯部2b-1隔着中间芯部2c2与第四芯部2b-2层叠。在第四芯部2b-2中，朝向径向内侧突出设置于环状的芯背部2b1的第四极齿3b2以在周向上设置60度的相位差的方式设置于共计六处。在各第四极齿3b2嵌入有筒状的绝缘树脂制的第四绝缘件4b2，在周围卷绕第四线圈5b2。第三芯部2b-1和第四芯部2b-2层叠成，使第三极齿3b1和第四极齿3b2在周向上错开45度相位(参照图2芯部展开图下部)。
34.如图1b所示，在第二芯部2a-2与第四芯部2b-2之间隔着环状的中间芯部2c3层叠。中间芯部2c1、2c2、2c3兼用作间隔件的功能以及磁路，上述间隔件在第一芯部2a-1与第二芯部2a-2之间、第三芯部2b-1与第四芯部2b-2之间、或者第二芯部2a-2与第四芯部2b-2之间确保将第一线圈5a1卷绕于第一极齿3a1的周围、将第二线圈5a2卷绕于第二极齿3a2的周围、或者将第三线圈5b1卷绕于第三极齿3b1的周围、将第四线圈5b2卷绕于第四极齿3b2的周围的空间，上述磁路形成于第一芯部2a-1、第二芯部2a-2、第三芯部2b-1、第四芯部2b-2或者第二芯部2a-2与第四芯部2b-2之间。另外，在中间芯部2c1、中间芯部2c2、中间芯部2c3没有设置朝向径向内侧的极齿。
35.第一芯部2a-1、中间芯部2c1、第二芯部2a-2、中间芯部2c3、第四芯部2b-2、中间芯部2c2、第三芯部2b-1层叠并通过铆接或者粘接或者它们的组合来进行一体化。
36.如图2的芯部的展开图所示，第一转矩检测部7a的沿周向以梳齿配置的方式形成于第一芯部2a-1、第二芯部2a-2的第一极齿3a1、第二极齿3a2以及第二转矩检测部7b的沿周向以梳齿配置的方式形成于第三芯部2b-1、第四芯部2b-2的第三极齿3b1、第四极齿3b2层叠成以对称面m为中心呈镜面配置。另外，也可以在各芯部设有未卷绕线圈的极齿。由此，可以形成有多个具有
±
45度的倾斜的对转矩检测有效的磁路，从而提高检测灵敏度。以下，对通过第一通电电路6a1以及第二通电电路6a2、第三通电电路6b1以及第四通电电路6b2的励磁图案的实施例进行说明。
37.[实施例一]
图3例示了使上述第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。图中na表示被线圈a励磁成n极的极齿，sa表示被线圈a励磁成s极的极齿，同样地图中nb表示被线圈b励磁成n极的极齿，sb表示被线圈b励磁成s极的极齿。更准确地说，与被检测体s相对的极齿的前端部被励磁为n极或者s极。被励磁成n极还是被励磁为s极可以通过使线圈a和线圈b(第一线圈5a1以及第二线圈5a2、第三线圈5b1以及第四线圈5b2)的卷绕方向相反来实现。此外，包围na和sa的长框e1以及包围nb和sb的长框e2表示在形成于第一极齿3a1与第二极齿3a2之间的磁路中磁路相对于轴心方向(图的上下方向)的倾斜。同样地，包围na和sa的长框e3以及包围nb和sb的长框e4表示在形成于第三极齿3b1与第四极齿3b2之间的磁路中磁路相对于轴心方向(图的上下方向)的倾斜。
[0038]
如图3所示，第一芯部2a-1的沿周向相邻的第一极齿3a1被励磁为n极(或者s极)，第二芯部2a-2的沿周向相邻的第二极齿3a2被励磁为s极(或者n极)。此外，第三芯部2b-1的沿周向相邻的第三极齿3b1被励磁为n极(或者s极)，第四芯部2b-2的沿周向相邻的第四极齿3b2被励磁为s极(或者n极)。这样，当将沿周向形成于各芯部的极齿励磁成相同的极性时，不会形成跨过第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的对称面m的磁路，而是形成多个对转矩检测有效的
±
45度的磁路，所以可以提高检测灵敏度。
[0039]
[实施例二]此外，在图4中，也可以是，第一芯部2a-1的沿周向相邻的第一极齿3a1、第二芯部2a-2的沿周向相邻的第二极齿3a2、第三芯部2b-1的沿周向相邻的第三极齿3b1以及第四芯部2b-2的沿周向相邻的第四极齿3b2被励磁成不同的磁性。在这种情况下，由于关于对称面m位于对称位置的第二极齿3a2和第四极齿3b2、第一极齿3a1和第四极齿3b1为相同的磁极，因此不会形成有跨过第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的对称面m的磁路，但是在第一极齿3a1和第三极齿3b1中在与沿周向相邻的极齿之间形成有磁路(nb
→
sa)(na
→
sb)。然而，这些磁路是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此虽然使效率降低但是基本不会影响检测灵敏度。
[0040]
[实施例三]此外，如图5所示，关于第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的对称面m位于对称位置的第一芯部2a-1的第一极齿3a1被励磁为s极(或者n极)，第四芯部2b-2的第四极齿3b2被励磁为n极(或者s极)。此外，关于对称面m位于对称位置的第二芯部2a-2的第二极齿3a2被励磁为s极(或者n极)，第三芯部2b-1的第三极齿3b1被励磁为n极(或者s极)。在这种情况下，在第一极齿3a1和第三极齿3b1中在与沿周向相邻的极齿之间形成有磁路(nb
→
sa)(na
→
sb)，除此之外，在第二极齿3a2与第四极齿3b2之间沿着被检测体的轴心方向(图5的上下方向)形成有跨过第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的对称面m的磁路(na
→
sa)(nb
→
sb)。然而，这些磁路分量是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此虽然使效率降低但是基本不会影响检测灵敏度。
[0041]
[实施例四]接着，参照图6～图8对转矩检测传感器1的另一结构进行说明。在图6所示的芯部的展开图中，与图2的相同之处是，层叠成第一通电电路6a1和第三通电电路6b1以与被检测体的轴心方向正交的对称面m为中心镜面配置，第二通电电路
6a2和第四通电电路6b2以与被检测体的轴心方向正交的对称面m为中心镜面配置。与图2的相同之处还在于，第一转矩检测部7a的沿周向以梳齿配置的方式形成于第一芯部2a-1、第二芯部2a-2的第一极齿3a1、第二极齿3a2以及第二转矩检测部7b的沿周向以梳齿配置的方式形成于第三芯部2b-1、第四芯部2b-2的第三极齿3b1、第四极齿3b2以对称面m为中心镜面配置。
[0042]
然而，如图6所示，第一转矩检测部7a包括的第一通电电路6a1(虚线部分)和第二通电电路6a2(实线部分)没有交叉配置。此外，不同之处在于，第二转矩检测部7b包括的第三通电电路6b1(虚线部分)和第四通电电路6b2(实线部分)没有交叉配置。
[0043]
图7例示了使图6所示的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。如图7所示，第一芯部2a-1的沿周向相邻的第一极齿3a1被交替地励磁为n极或者s极，第二芯部2a-2的沿周向相邻的第二极齿3a2也被交替地励磁为s极或者n极。此外，第三芯部2b-1的沿周向相邻的第三极齿3b1被交替地励磁为n极或者s极，第四芯部2b-2的沿周向相邻的第四极齿3b2被交替地励磁为s极或者n极。
[0044]
在这种情况下，虽然不会形成跨过第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的对称面m的磁路，但是在第一转矩检测部7a中在第一极齿3a1和第二极齿3a2与沿周向相邻的极齿之间形成有磁路(na
→
sa)(nb
→
sb)(na
→
sb)。此外，在第二转矩检测部7b中，在第三极齿3b1和第四极齿3b2与沿周向相邻的极齿之间也形成有相同的磁路。然而，这些磁路是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此虽然使效率降低但是基本不会影响检测灵敏度。
[0045]
[实施例五]图8例示了使图6所示的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。如图8所示，第一芯部2a-1的沿周向相邻的第一极齿3a1被交替地励磁为n极或者s极，第二芯部2a-2的沿周向相邻的第二极齿3a2也被交替地励磁为s极或者n极。此外，第三芯部2b-1的沿周向相邻的第三极齿3b1被交替地励磁为n极或者s极，第四芯部2b-2的沿周向相邻的第四极齿3b2被交替地励磁为s极或者n极。
[0046]
在这种情况下，在第一极齿3a1～第四极齿3b2与沿周向相邻的极齿之间分别形成有磁路(na
→
sa)(na
→
sb)(nb
→
sb)(nb
→
sa)，除此之外，形成有跨过第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的对称面m的磁路。即，在第一转矩检测部7a的第二极齿3a2与跨过对称面m相对配置的第二转矩检测部7b的第四极齿3b2之间形成有磁路(na
→
sa)(nb
→
sb)。然而，这些磁路是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此虽然使效率降低但是基本不会影响检测灵敏度。
[0047]
[实施例六]接着，参照图9和图10对转矩检测传感器1的另一个结构进行说明。转矩检测传感器1具有的第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b的大致结构与图1相同。在图9中，与实施例一的相同之处在于，第一转矩检测部7a中，在环状的第一芯部2a-1和第二芯部2a-2沿周向以梳齿配置的方式突出设置有多个第一极齿3a1和第二极齿3a2。此外，相同之处还在于，具有第一通电电路6a1(虚线部分)和第二通电电路6a2(实线部
分)，上述第一通电电路6a1中，第一线圈5a1和第二线圈5a2分别卷绕于相对于轴心方向具有+45度的倾斜的第一极齿3a1和第二极齿3a2且串联连接，上述第二通电电路6a2中，第一线圈5a1和第二线圈5a2分别卷绕于相对于轴心方向具有-45度的倾斜的第一极齿3a1和第二极齿3a2且串联连接。
[0048]
此外，在第二转矩检测部7b中，与实施例一的相同之处在于，环状的第三芯部2b-1和第四芯部2b-2沿周向以梳齿配置的方式突出设置有多个第三极齿3b1和第四极齿3b2。此外，相同之处还在于，具有第三通电电路6a1(虚线部分)和第四通电电路6b2(实线部分)，上述第三通电电路6a1中，第三线圈5b1和第四线圈5b2分别卷绕于相对于轴心方向具有+45度的倾斜的第三极齿3b1和第四极齿3b2且串联连接，上述第四通电电路6b2中，第三线圈5b1和第四线圈5b2分别卷绕于相对于轴心方向具有-45度的倾斜的第三极齿3b1和第四极齿3b2且串联连接。
[0049]
然而，如图9所示，第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b层叠成，使第一通电电路6a1和第三通电电路6b1(虚线部分)的被检测体的轴心方向(图9的上下方向)和周向(图9的左右方向)的布置相同，使第二通电电路6a2和第四通电电路6b2(实线部分)的被检测体的轴心方向(图9的上下方向)和周向(图9的左右方向)的布置相同。第一通电电路6a1和第二通电电路6a2交叉配置，第三通电电路6b1和第四通电电路6b2也交叉配置。
[0050]
在这种情况下，第一通电电路6a1和第三通电电路6b1的被检测体的轴心方向以及周向的布置相同，第二通电电路6a2和第四通电电路6b2的被检测体的轴心方向以及周向的布置相同，所以仅通过例如准备多个第一转矩检测部7a或者第二转矩检测部7b并且将它们在被检测体的轴心方向上重叠配置，就可以沿着轴向分别形成有多个具有
±
45度倾斜的多个磁路。因此，可以增加对转矩检测有效的磁路并且非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。
[0051]
另外，层叠成被第一通电电路6a1和第二通电电路6a2励磁的第一极齿3a1、第二极齿3a2的磁极与被第三通电电路6b1和第四通电电路6b2励磁的第三极齿3b1、第四极齿3b2的磁极为非对称配置。另外，由于第二芯部2a-2和第三芯部2b-1隔着中间芯部2c3层叠，因此在这种情况下，中间芯部2c3的层叠方向中央部为层叠面m
′
。因此，仅通过制作多个第一转矩检测部7a或者第二转矩检测部7b并使通电电路的布置一致地层叠，就可以制造出检测灵敏度较高的转矩检测传感器。
[0052]
图10例示了使图9所示的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。如图10所示，第一芯部2a-1的沿周向相邻的第一极齿3a1被励磁为n极(或者s极)，第二芯部2a-2的沿周向相邻的第二极齿3a2也被励磁为s极(或者n极)。第三芯部2b-1的沿周向相邻的第三极齿3b1被励磁为s极(或者n极)，第四芯部2b-2的沿周向相邻的第四极齿3b2也被励磁为n极(或者s极)。
[0053]
在这种情况下，在沿被检测体的轴心方向相对的第一极齿3a1和第三极齿3b1、第二极齿3a2与第四极齿3b2之间分别形成有跨过层叠面m
′
的磁路(na
→
sa)(nb
→
sb)。然而，这些磁路是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此虽然使效率降低但是基本不会影响检测灵敏度。
[0054]
[实施例七]
接着，参照图11对图9所示的转矩检测传感器1的另一结构进行说明。与图9的相同之处在于，构成为第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b层叠成，使第一通电电路6a1和第三通电电路6b1(虚线部分)的被检测体的轴心方向(图11的上下方向)和周向(图11的左右方向)的布置相同，使第二通电电路6a2和第四通电电路6b2(实线部分)的被检测体的轴心方向(图11的上下方向)和周向(图11的左右方向)的布置相同。但是，不同之处在于，第一通电电路6a1和第二通电电路6a2没有交叉配置，第三通电电路6b1和第四通电电路6b2也没有交叉配置。
[0055]
图12例示了使图11所示的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。如图12所示，第一芯部2a-1的沿周向相邻的第一极齿3a1被交替地励磁为n极或者s极，第二芯部2a-2的沿周向相邻的第二极齿3a2也被交替地励磁为s极或者n极。第三芯部2b-1的沿周向相邻的第三极齿3b1被交替地励磁为s极或者n极，第四芯部2b-2的沿周向相邻的第四极齿3b2也被交替地励磁为n极或者s极。
[0056]
在这种情况下，当着眼于图12的用圆圈表示的第三极齿3b1(磁极na)时，该第三极齿3b1(磁极na)与第二极齿3a2(磁极sa)之间的磁路(na
→
sa)和第三极齿3b1(磁极na)与第四极齿3b2(磁极sa)之间的磁路(na
→
sa)互相抵消，但是在第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b内形成有多个
±
45度的磁路。此外，以跨过层叠面m
′
的方式形成于第一极齿3a1与第三极齿3b1之间的磁路(na
→
sa)、以跨过层叠面m
′
的方式形成于第二极齿3a2与第四极齿3b2之间的磁路(na
→
sa)、形成于第一极齿3a1～第四极齿3b2与沿周向相邻的极齿之间的磁路(na
→
sa)也是基本不会影响转矩检测的磁路分量，因此虽然使效率降低但是基本不会影响检测灵敏度。
[0057]
此处，参照图13对图9所示的实施例6的比较例进行说明。图13例示了使图9所示的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。当着眼于第二转矩检测部7b的第三极齿3b1(磁极na、nb)时，在第三极齿3b1与第二极齿3a2之间形成有具有+45度的倾斜的磁路(na
→
sa)(nb
→
sb)，并且在第三极齿3b1与第四极齿3b2(磁极sa、sb)之间形成有具有-45度的倾斜的磁路(na
→
sa)(nb
→
sb)，使磁路互相抵消，因此使检测灵敏度降低。因此，不优选如上所述的励磁。
[0058]
此处，参照图14对图11所示的实施例7的比较例进行说明。图14例示了使图11所示的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2以及第三通电电路6b1、第四通电电路6b2通电而形成的磁路。当着眼于第一转矩检测部7a的第二极齿3a2(磁极na)时，在第二极齿3a1与第一极齿3a1之间形成有具有+45度的倾斜的磁路(na
→
sa)，并且在第二极齿3a1与第三极齿3b1之间形成有具有-45度的倾斜的磁路(na
→
sa)，使磁路互相抵消，因此使检测灵敏度降低。因此，不优选如上所述的励磁。
[0059]
接着，示出了转矩检测传感器1的另一例。上述实施例是假设所有被检测体是实心的轴材料的内部类型的传感器。即，在芯部向径向内侧突出设置有极齿。然而，不限定于此，也可以是即使被检测体是筒状的材料(中空轴)，也能检测转矩变化的外部类型的传感器。即，在芯部向径向外侧突出设置有极齿。
[0060]
图15a～图15c是其他例的转矩检测传感器1的主视图、表示组装前的状态的侧视图以及立体图。在图15a～图15c中，示出了第一转矩检测部7a的结构。环状的第一芯部2a-1、中间芯部2c1、第二芯部2a-2一体地层叠。第一芯部2a-1突出设置有共计四个第一极齿3a1，该四个第一极齿3a1在环状的芯背部2a1沿周向设置规定的相位差，并且在相对位置处朝向径向外侧。第二芯部2a-2突出设置有共计四个第二极齿3a2，该四个第二极齿3a2在环状的芯背部2a2沿周向设置规定的相位差，并且在相对位置处朝向径向外侧。在第一极齿3a1隔着第一绝缘件4a1卷绕有第一线圈5a，在第二极齿3a2隔着第二绝缘件4a2卷绕有第二线圈5a2。第一芯部2a-1和第二芯部2a-2隔着中间芯部2c1层叠，并且第一极齿3a1和第二极齿3a2以沿周向45度的相位差重合并设置有四组。另外，包括串联连接的第一线圈5a1和第二线圈5a2的第一通电电路6a1、第二通电电路6a2的结构和图2相同。此外，虽然未图示，但是第四芯部2b-2隔着中间芯部2c2与第三芯部2b-1层叠。在第三芯部2b-1中第三极齿3b1朝向径向内侧突出设置于环状的芯背部2b1，在第四芯部2b-2中第四极齿3b2朝向径向外侧突出设置于环状的芯背部2b2。第三极齿3b1和第四极齿3b2以沿周向45度的相位差重合并设有四组。另外，包括串联连接的第三线圈5b1和第四线圈5b2的第三通电电路6a1、第四通电电路6b2的结构和图2相同。在第二芯部2a-2与第四芯部2b-2之间隔着环状的中间芯部2c3层叠。
[0061]
上述转矩检测传感器1同心状地插入被检测体s(中空轴)的中空孔，第一极齿3a1、第二极齿3a2、第三极齿3b1以及第四极齿3b2被组装成与被检测体s的内周面相对。由此，在梳齿配置的极齿之间形成有包括被检测体的多个磁路，可以根据
±
45度的磁路分量来检测转矩变化。这样，被检测体s不限于实心轴，也可以检测中空轴的转矩变化，提高了通用性。
[0062]
综上，由于在第一转矩检测部7a和第二转矩检测部7b中在具有
±
45度的倾斜的极齿之间分别形成有对转矩检测有效的多个磁路，因此能增加对转矩检测有效的磁路，从而非常细致地检测在被检测体的整个外周产生的压缩应力和拉伸应力。