CN120917296A - 磁致伸缩式转矩传感器 - Google Patents

Abstract

课题为良好地确保绕线管与磁性体环的同轴性，并且与温度变化无关地充分确保该绕线管与该磁性体环的结合强度。【解决手段】磁致伸缩式转矩传感器(1)具备：绕线管(3)，其具有配置于旋转轴(2)的周围的绕线管侧筒部(7)、圆筒面状的绕线管侧嵌合面(8)、以及绕线管侧卡定孔(9)；检测部(4)，其具有配置于绕线管侧筒部(7)的周围的检测线圈；磁性体环(5)，其具有配置于检测部(4)的周围的环侧筒部(13)、与绕线管侧嵌合面(8)嵌合的环侧嵌合面(14)、以及环侧卡定孔(15)；以及定位部件(6)，其架设于绕线管侧卡定孔(9)和环侧卡定孔(15)。

Description

磁致伸缩式转矩传感器

技术领域

本公开涉及对施加于旋转轴的转矩进行测定的磁致伸缩式转矩传感器。

背景技术

根据日本特开2020-085814号公报中的记载等可知，作为对施加于旋转轴的转矩进行测定的传感器，以往已知一种在对旋转轴施加转矩时，利用在该旋转轴产生的逆磁致伸缩效应来对施加于旋转轴的转矩进行测定的磁致伸缩式转矩传感器。

日本特开2020-085814号公报所记载的转矩传感器，通过以覆盖检测部和强磁性体制的磁性体环的方式对环氧树脂进行注塑成形并结合而构成，上述检测部具有树脂制的绕线管和在该绕线管上卷绕绝缘电线而成的多个检测线圈，上述强磁性体制的磁性体环为了抑制向外部的磁通泄漏而以覆盖该检测部的检测线圈的周围的方式配置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-085814号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在磁致伸缩式转矩传感器中，以穿过旋转轴、在外周配置有检测部的检测线圈的绕线管、以及磁性体环的方式形成磁路，因此需要良好地确保这些旋转轴、绕线管以及磁性体环的同轴性。另外，绕线管和磁性体环需要与温度变化无关地在轴向以及圆周方向上不能相对位移地结合固定。

日本特开2020-085814号公报所记载的转矩传感器，从充分确保绕线管与磁性体环的结合强度的方面来看，存在改良的余地。

即，构成绕线管的树脂材料与构成磁性体环的金属材料的线膨胀系数之差较大。因此，随着温度变化，绕线管与磁性体环的紧贴性降低，在这些绕线管与磁性体环之间有可能产生相对的滑动(蠕变)、即相对旋转和/或轴向的相对位移。

也可以考虑通过粘接剂将绕线管与磁性体环粘接，但在该情况下，也会产生伴随温度变化的绕线管与磁性体环的紧贴性降低的问题。

与此相对，也可以考虑在使绕线管弹性变形的状态下将具有爪部的绕线管和具有卡定凹部的磁性体环组合之后，通过使该绕线管弹性地复原而将爪部卡定于卡定凹部的卡扣固定，来确保绕线管与磁性体环的轴向的结合强度。但是，在该情况下，会产生如下的问题。

为了良好地确保绕线管与磁性体环的同轴性，需要通过内侧嵌合等在径向上无晃动地嵌合。即，需要使绕线管相对于磁性体环的嵌合部的直径(内径或外径)与磁性体环相对于绕线管的直径(外径或内径)大致相同。因此，在将绕线管与磁性体环组合时，即使使绕线管弹性变形，爪部也会成为障碍，从而无法使绕线管与磁性体环嵌合。

本公开的目的在于实现一种能够良好地确保绕线管与磁性体环的同轴性，并且与温度变化无关地充分确保该绕线管与该磁性体环的结合强度的磁致伸缩式转矩传感器的结构。

用于解决课题的方案

本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器是对施加于具有磁致伸缩特性的旋转轴的转矩进行测定的传感器，具备绕线管、检测部、磁性体环以及定位部件。

上述绕线管具有配置于上述旋转轴的周围的绕线管侧筒部、圆筒面状的绕线管侧嵌合面、以及绕线管侧卡定孔。

上述检测部具有配置于上述绕线管侧筒部的周围的检测线圈。

上述磁性体环具有配置于上述检测部的周围的环侧筒部、与上述绕线管侧嵌合面嵌合的环侧嵌合面、以及环侧卡定孔。

上述定位部件架设于上述绕线管侧卡定孔和上述环侧卡定孔。

在本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器中，能够使上述绕线管侧嵌合面与上述环侧嵌合面在径向上无晃动地嵌合。更优选的是，能够使上述绕线管侧嵌合面与上述环侧嵌合面进行在径向上无晃动的间隙嵌合即内侧嵌合。

在本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器中，能够使上述绕线管侧卡定孔沿径向贯通上述绕线管，并且，能够使上述定位部件从上述绕线管侧卡定孔的径向两侧的开口部中的、在径向上与上述磁性体环侧相反的一侧的开口部沿径向突出。

本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器能够具备多个上述绕线管侧卡定孔、上述环侧卡定孔以及上述定位部件的组合。或者，本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器能够具备一个上述绕线管侧卡定孔、上述环侧卡定孔以及上述定位部件的组合。

在本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器中，能够由弹簧销构成上述定位部件。或者，能够由柱状或筒状的销、螺钉等构成上述定位部件。

在本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器中，能够在上述绕线管的内周面具备上述绕线管侧嵌合面，并且在上述磁性体环的外周面具备上述环侧嵌合面。

在该情况下，上述绕线管能够具有从上述绕线管侧筒部的轴向一方侧的端部朝向径向外侧伸长的连接板部和从上述连接板部的径向外侧的端部朝向轴向另一方侧伸长的外径侧筒部。上述绕线管的内周面由上述外径侧筒部的内周面构成。上述绕线管侧卡定孔沿径向贯通上述外径侧筒部。另外，上述环侧嵌合面设置于上述磁性体环的外周面的轴向一方侧的端部。上述环侧卡定孔在上述环侧嵌合面开口。

本公开只要不产生矛盾，就能够将上述的各个方式适当组合来实施。

发明效果

根据本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器，能够良好地确保绕线管与磁性体环的同轴性，并且与温度变化无关地充分地确保该绕线管与该磁性体环的结合强度。

附图说明

图1是表示本公开的实施方式的第一例的磁致伸缩式转矩传感器的立体图。

图2是表示第一例的磁致伸缩式转矩传感器的剖视图。

图3是省略检测部而示出第一例的磁致伸缩式转矩传感器的分解立体图。

图4是表示检测部的一个例子的剖面示意图。

图5(A)及图5(B)是关于检测部的另一例，从径向外侧观察检测线圈的展开图，图5(A)是表示第一检测线圈及第四检测线圈的图，图5(B)是表示第二检测线圈及第三检测线圈的图。

图6是表示包含四个检测线圈而构成的检测电路的图。

图7是表示本公开的实施方式的第二例的磁致伸缩式转矩传感器的立体图。

图8是第二例的磁致伸缩式转矩传感器的主要部分放大剖视图。

图9是用于说明使第二例的磁致伸缩式转矩传感器相对于壳体止转的方法的图。

图10是表示本公开的实施方式的第三例的磁致伸缩式转矩传感器的立体图。

图11是用于说明使第三例的磁致伸缩式转矩传感器相对于壳体止转的方法的图。

具体实施方式

[第一例]

使用图1至图3对本公开的实施方式的第一例进行说明。

本例的磁致伸缩式转矩传感器1是对施加于具有磁致伸缩特性的旋转轴2(参照图2)的转矩进行测定的传感器，具备绕线管3、检测部4、磁性体环5以及定位部件6。

在以下的说明中，只要没有特别说明，则磁致伸缩式转矩传感器1的轴向、径向以及圆周方向是指旋转轴2的轴向、径向以及圆周方向。旋转轴2的轴向、径向以及圆周方向与绕线管3的轴向、径向以及圆周方向一致，与检测部4的轴向、径向以及圆周方向一致，并且与磁性体环5的轴向、径向以及圆周方向一致。

绕线管3具有配置于旋转轴2的周围的绕线管侧筒部7、圆筒面状的绕线管侧嵌合面8、以及绕线管侧卡定孔9。

绕线管3由作为具有非磁性及非传导性(绝缘性)的材料的合成树脂构成。在本例中，绕线管3通过合成树脂的注塑成形而整体构成为一体。但是，在实施本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器的情况下，也能够通过组合多个部件来构成绕线管3。

绕线管侧筒部7在其周围、具体而言在其外周或内周具有配置检测部4的检测线圈28的部分。绕线管侧筒部7具有圆筒形状。即，绕线管侧筒部7具有内径在轴向上不发生变化的内周面和外径在轴向上不发生变化的外周面。另外，绕线管侧筒部7在将磁致伸缩式转矩传感器1支撑固定于非旋转部件20的状态下，与旋转轴2同轴地配置。在该状态下，绕线管侧筒部7的周面与旋转轴2的周面对置。在本例中，在将磁致伸缩式转矩传感器1支撑固定于非旋转部件20的状态下，绕线管侧筒部7的内周面与旋转轴2的外周面隔着微小间隙接近并对置。

绕线管侧嵌合面8设置于绕线管3中的任意部分的周面。具体而言，绕线管侧嵌合面8设置于绕线管侧筒部7或与绕线管侧筒部7分开设置的筒部、例如在其外径侧设置的外径侧筒部11或在其内径侧设置的内径侧筒部的整体或一部分，但并不限定于此。在该情况下，绕线管侧嵌合面8优选由其直径在轴向上不发生变化的单一圆筒面构成。

绕线管侧卡定孔9设置于绕线管3的任意部分。绕线管侧卡定孔9具有通过与定位部件6以及磁性体环5的环侧卡定孔15的组合来防止绕线管3与磁性体环5的相对位移(蠕变)、特别是轴向的相对位移的功能。绕线管侧卡定孔9的配置没有特别限定，能够根据组装容易度等适当设定于绕线管3中的任意的位置。另外，绕线管侧卡定孔9只要能够实现其功能，则能够在绕线管3的径向或者包含轴向的任意方向上形成，但优选在绕线管3的径向上形成。

绕线管侧卡定孔9只要能够将定位部件6配置(插入)于绕线管侧卡定孔9的内侧以及环侧卡定孔15的内侧，就能够根据与环侧卡定孔15的关系而由贯通孔或有底孔构成。另外，绕线管侧卡定孔9的开口形状能够根据定位部件的形状而任意地设定。

虽然不限定于以下的结构，但在本例中，绕线管3具有从绕线管侧筒部7的轴向一方侧(图2的右侧)的端部朝向径向外侧伸长的连接板部10和从该连接板部10的径向外侧的端部朝向轴向另一方侧伸长的外径侧筒部11。绕线管侧嵌合面8由外径侧筒部11的内周面的整体构成。绕线管侧卡定孔9沿径向贯通外径侧筒部11。

连接板部10从轴向观察具有中空圆形的端面形状。即，连接板部10从绕线管侧筒部7的轴向一方侧的端部朝向径向外侧遍及整周地伸长。连接板部10的径向外侧的端部与外径侧筒部11的轴向一方侧的端部连接。换言之，连接板部10将绕线管侧筒部7的轴向一方侧的端部与外径侧筒部11的轴向一方侧的端部在径向上连接。

在本例中，绕线管3具备连接器收容部，因此外径侧筒部11设置于绕线管3的除了具备连接器收容部12的部分以外的部分，从连接板部10的径向外侧的端部朝向轴向另一方侧(图2的左侧)伸长。即，在本例中，外径侧筒部11整体具有缺口圆筒形状。但是，在不具备连接器收容部12的结构中，从连接板部10的径向外侧的端部的整体朝向轴向另一方侧伸长。外径侧筒部11与绕线管侧筒部7以及绕线管侧嵌合面8同轴地配置。

在本例中，外径侧筒部11具有比绕线管侧筒部7的轴向长度短的轴向长度。因此，绕线管侧筒部7的轴向另一方侧部分比外径侧筒部11的轴向另一方侧的端部更向轴向另一方侧突出。

需要说明的是，外径侧筒部11的轴向长度没有特别限定，可以设为绕线管侧卡定孔9的直径的三倍以上，优选设为四倍以上。在图示的例子中，外径侧筒部11的轴向长度为绕线管侧卡定孔9的直径的三倍左右。

在本例中，绕线管侧嵌合面8设置于外径侧筒部11的内周面。绕线管侧嵌合面8设置于外径侧筒部11的内周面整体。

在本例中，绕线管侧卡定孔9沿径向贯通外径侧筒部11。绕线管侧卡定孔9在设置于外径侧筒部11的内周面的绕线管侧嵌合面8以及外径侧筒部11的外周面双方开口。在本例中，绕线管侧卡定孔9由具有圆形的开口形状的圆孔构成。

在本例中，绕线管侧卡定孔9设置于外径侧筒部11的圆周方向的任意位置。特别是，由于绕线管3具备连接器收容部12，因此，绕线管侧卡定孔9设置于外径侧筒部11中的与连接有连接器收容部12的径向内侧的端部的部分在圆周方向上稍微错开的部分，具体而言，设置于从连接器收容部12的圆周方向中央位置偏离45度左右的部分。

在本例中，绕线管3还具有连接器收容部12。连接器收容部12收容用于将从存在于磁致伸缩式转矩传感器1的外部的检测电路延伸的线缆与检测部4电连接的连接器。

在本例中，连接器收容部12具有沿绕线管3的径向伸长的矩形筒形状。连接器收容部12的径向内侧的端部在设置于外径侧筒部11的内周面的绕线管侧嵌合面8开口。

需要说明的是，在实施本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器的情况下，连接器收容部的形状能够根据收容于内部的连接器的形状而适当变更。或者，也可以省略连接器收容部。

检测部4具有配置于绕线管侧筒部7的周围的检测线圈28。在本例中，检测线圈28配置于绕线管侧筒部7的外周。检测部4根据施加于旋转轴2的转矩的大小以及方向使输出信号变化。检测部4的输出信号经由收容于连接器收容部12的连接器以及线缆向检测电路发送。

检测线圈的形状、个数、配置等结构没有特别限定。

例如，如图4所示的例子那样，能够通过在轴向上排列配置两个检测线圈23a、23b来构成检测部4，该两个检测线圈23a、23b分别将绝缘电线呈圆环状或螺旋状地卷绕于绕线管3的周围而成。

在该情况下，在旋转轴2的外周面设置两个磁性变化部26a、26b，该两个磁性变化部26a、26b分别将具有磁各向异性的磁性部24a、24b和不具有磁各向异性的非磁性部25a、25b各多个交替配置而成。构成两个磁性变化部26a、26b中的第一磁性变化部26a的磁性部24a和非磁性部25a在相对于旋转轴2的轴向倾斜了预定角度(例如+45度)的方向上伸长。与此相对，构成第二磁性变化部26b的磁性部24b和非磁性部25b在相对于旋转轴2的轴向向与第一磁性变化部26a的磁性部24a和非磁性部25a的倾斜方向相反的方向倾斜了预定角度(例如-45度)的方向上伸长。

然后，将两个检测线圈23a、23b中的第一检测线圈23a配置于第一磁性变化部26a的周围，并且将第二检测线圈23b配置于第二磁性变化部26b的周围。

当对旋转轴2施加转矩时，在设置于旋转轴2的外周面的磁性部24a、24b产生形变而对一方的磁性部24a(或者24b)作用拉伸应力，并对另一方的磁性部24b(或者24a)作用压缩应力。在作用有拉伸应力的部分导磁率增加，与此相对，在作用有压缩应力的部分导磁率减少。然后，通过上述检测电路求出检测线圈23a、23b的电压(感应电动势)的差，根据该差，求出施加于旋转轴2的转矩的方向以及大小。

或者，如图5(A)及图5(B)所示的另一例那样，也能够通过将从径向观察呈平行四边形的线圈片27a～27d在整周上配置多个而成的四个检测线圈28a～28d在径向上层叠来构成检测部4。

各个检测线圈28a～28d通过在绕线管3上卷绕绝缘电线而构成。在绕线管3的外周面具备相对于绕线管3的轴向倾斜了预定角度(例如+45度)的第一倾斜槽29a和相对于绕线管3的轴向向与第一倾斜槽29a相反的方向倾斜了预定角度(例如-45度)的第二倾斜槽29b。并且，构成四个检测线圈28a～28d中的第一检测线圈28a的线圈片27a和构成第四检测线圈28d的线圈片27d通过沿着第一倾斜槽29a卷绕绝缘电线而构成。与此相对，构成第二检测线圈28b的线圈片27b和构成第三检测线圈28c的线圈片27c通过沿着第二倾斜槽29b卷绕绝缘电线而构成。

如图6所示，各个检测线圈28a～28d连接成环状，构成检测电路30。为了对施加于旋转轴2的转矩进行测定，在第一检测线圈28a与第二检测线圈28b的接点A和第三检测线圈28c与第四检测线圈28d的接点C之间施加交流电压。然后，检测第二检测线圈28b与第三检测线圈28c的接点B和第一检测线圈28a与第四检测线圈28d的接点D之间的电压，基于这些电压，求出旋转轴2传递的转矩的方向以及大小。

另外，在检测部4通过将四个检测线圈28a～28d在径向上层叠而构成的情况下，旋转轴2由具有磁致伸缩特性的铁系合金构成为圆柱状或圆筒状。也能够对旋转轴2的外周面中的存在于检测部4的径向内侧的部分实施喷丸处理，形成改善了磁致伸缩特性的改性层。

但是，在实施本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器的情况下，检测部不限于上述的两个例子，只要能够检测随着对旋转轴施加转矩而存在于该旋转轴的周围的磁场的变化，则能够采用任意的结构。

另外，构成检测部4的检测线圈不限于在绕线管3上卷绕绝缘电线而成的线圈，也可以由印刷在柔性基板(FPC)上的图案构成。

磁性体环5也被称为背轭，具有抑制由构成检测部4的检测线圈28产生的磁通泄漏到外部的功能。磁性体环5具有配置于检测部4的周围的环侧筒部13、与绕线管侧嵌合面8嵌合的环侧嵌合面14、以及环侧卡定孔15。

磁性体环5由磁性材料一体地构成整体。作为构成磁性体环5的磁性材料，例如能够使用机械构造用合金钢、不锈钢等铁系合金。

在本例中，磁性体环5仅由环侧筒部13构成，并且整体构成为大致圆筒状。环侧筒部13的形状只要整体为大致圆筒状，则其形状是任意的，例如，也可以使外径及内径在轴向上恒定，但也可以由带阶梯圆筒面构成其外径及内径中的至少一方。

在本例中，环侧筒部13在轴向另一方侧部分(除了轴向一方侧的端部以外的部分)具有小径部16，并且，在轴向一方侧的端部具有外径比小径部16大的大径部17。即，环侧筒部13具有通过朝向轴向另一方侧的台阶面18将小径部16的外周面与大径部17的外周面连接而成的带阶梯圆筒面状的外周面。与此相对，小径部16的内周面与大径部17的内周面位于同一圆筒面上。因此，大径部17的径向厚度比小径部16的径向厚度厚。

另外，环侧筒部13在大径部17的轴向一方侧的端部的圆周方向一处位置具有缺口19，该缺口19从内周面到外周面贯通大径部17，并且在大径部17的轴向一方侧的端面开口。缺口19在组装了磁致伸缩式转矩传感器1的状态下，配置于圆周方向上的相位与连接器收容部12一致的部分。在缺口19的内侧，配置有从检测部4延伸的线缆和/或设置于该线缆的前端部的连接器。

环侧嵌合面14设置于磁性体环5中的任意部分的周面。具体而言，环侧嵌合面14设置于环侧筒部13或与环侧筒部13分开设置的筒部、例如在其外径侧设置的外径侧筒部或在其内径侧设置的内径侧筒部的整体或一部分，但并不限定于此。在该情况下，环侧嵌合面14优选由其直径在轴向上不发生变化的单一圆筒面构成。

在本例中，环侧嵌合面14设置于大径部17的外周面，更具体而言，设置于其外周面整体。

绕线管侧嵌合面8与环侧嵌合面14的嵌合状态是任意的，能够采用间隙配合、过盈配合、过渡配合中的任一种，但从良好地确保绕线管3与磁性体环5的同轴性的观点出发，优选使绕线管侧嵌合面8与环侧嵌合面14在径向上无晃动地嵌合。作为该情况下的嵌合，能够采用通过内侧嵌合、压入(包括轻压入)而进行的嵌合等。从该观点出发，环侧嵌合面14的径向尺寸由与绕线管侧嵌合面8的径向尺寸的关系决定。

在本例中，环侧嵌合面14具有比绕线管侧嵌合面8的内径尺寸稍小的外径尺寸。因此，在组装了磁致伸缩式转矩传感器1的状态下，绕线管侧嵌合面8与环侧嵌合面14通过无径向上的晃动的间隙配合即内侧嵌合而嵌合。

绕线管侧嵌合面8的轴向长度与环侧嵌合面14的轴向长度的关系是任意的，可以使它们的长度相同，也可以使它们的长度不同。在本例中，绕线管侧嵌合面8的轴向长度与环侧嵌合面14的轴向长度大致一致。换言之，外径侧筒部11的轴向长度与大径部17的轴向长度大致一致。因此，在组装了磁致伸缩式转矩传感器1的状态下，台阶面18的轴向位置与外径侧筒部11的轴向另一方侧的端面的轴向位置大致一致。即，台阶面18与外径侧筒部11的轴向另一方侧的端面位于大致同一平面上。

环侧卡定孔15设置于磁性体环5的任意部分。环侧卡定孔15具有通过与定位部件6以及绕线管3的绕线管侧卡定孔9的组合来防止绕线管3与磁性体环5的相对位移(蠕变)、特别是轴向的相对位移的功能。绕线管侧卡定孔9的配置没有特别限定，但在组装了磁致伸缩式转矩传感器1的状态下，设置于与绕线管侧卡定孔9匹配的部分。关于环侧卡定孔15的朝向，也由与绕线管侧卡定孔9的朝向的关系决定，能够在磁性体环5的径向或者包含轴向的任意方向上形成，但优选与在径向上形成绕线管侧卡定孔9的情况相配合地，环侧卡定孔也在磁性体环5的径向上形成。在该情况下，环侧卡定孔15在组装了磁致伸缩式转矩传感器1的状态下，设置于与绕线管侧卡定孔9匹配的部分、即轴向位置以及圆周方向上的相位一致的部分。

环侧卡定孔15只要能够将定位部件6配置(插入)于绕线管侧卡定孔9的内侧以及环侧卡定孔15的内侧，就能够根据与绕线管侧卡定孔9的关系而由贯通孔或者有底孔构成。另外，环侧卡定孔15的开口形状能够根据定位部件的形状任意地设定。

在本例中，环侧卡定孔15设置于大径部17。环侧卡定孔15在设置于大径部17的外周面的环侧嵌合面14开口。在本例中，作为替代，也可以将环侧卡定孔形成为沿径向贯通磁性体环。在本例中，环侧卡定孔15由具有圆形的开口形状并且仅在径向外侧开口的有底孔构成。

定位部件6架设于绕线管3的绕线管侧卡定孔9和磁性体环5的环侧卡定孔15，由此具有防止绕线管3与磁性体环5的相对位移的功能。

构成定位部件6的材料只要能够充分确保绕线管3与磁性体环5的结合强度，就没有特别限定，除了铁系合金、轻合金等金属材料以外，还能够使用合成树脂等。

定位部件6的结构只要能够实现其功能，就没有特别限定。例如，定位部件6除了在其圆周方向一处位置具有直线状或波形的狭缝的缺口圆筒状的弹簧销之外，还能够由圆柱状或圆筒状的销构成。在这些情况下，定位部件6的截面形状不限于圆形，也可以设为缺口圆形、多边形等非圆形。优选根据定位部件6的截面形状来确定设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔9以及设置于磁性体环5的环侧卡定孔15的开口形状。

或者，也可以由螺钉构成定位部件6。在该情况下，将绕线管侧卡定孔9及环侧卡定孔15的一方设为螺纹孔。在该情况下，即使在将绕线管侧卡定孔9、环侧卡定孔15以及定位部件6配置在磁致伸缩式转矩传感器1的轴向上的情况下，也能够可靠地防止绕线管3与磁性体环5的轴向以及圆周方向的相对位移。

定位部件6具有如下程度的长度：在使用磁致伸缩式转矩传感器1时，即使在绕线管3和/或磁性体环5热膨胀的情况下，也能够维持架设于绕线管侧卡定孔9和环侧卡定孔15的状态。定位部件6能够设为其整体配置于绕线管侧卡定孔9以及环侧卡定孔15的内侧的长度。或者，只要不阻碍磁致伸缩式转矩传感器1的功能，则也能够使定位部件6从绕线管侧卡定孔9以及环侧卡定孔15中的至少一方的开口部沿径向突出。

在本例中，定位部件6的径向外侧部分配置(插入)于绕线管侧卡定孔9的内侧，并且，定位部件6的径向内侧部分配置(插入)于环侧卡定孔15的内侧。

在本例中，定位部件6由在其圆周方向一处位置具有直线状或波形的狭缝的、缺口圆筒状的弹簧销构成。定位部件6在通过使狭缝的宽度弹性地变窄而使其外径缩径的状态下插入到绕线管侧卡定孔9和环侧卡定孔15中，之后被弹性地复原。由此，定位部件6以过盈配合的方式内嵌于绕线管侧卡定孔9和环侧卡定孔15中的至少一方，并且架设于该绕线管侧卡定孔9和该环侧卡定孔15。

在本例中，定位部件6的径向外侧的端部不从绕线管侧卡定孔9的径向外侧的端部向径向外侧突出。另外，定位部件6由铁系合金、轻合金等金属材料构成。

在磁致伸缩式转矩传感器1中，通过绕线管侧卡定孔9、环侧卡定孔15以及定位部件6的组合来实现防止绕线管3和磁性体环5的相对位移(蠕变)、特别是轴向的相对位移的功能。绕线管侧卡定孔9、环侧卡定孔15以及定位部件6的组合的数量能够根据磁致伸缩式转矩传感器1的用途、设置场所等任意地设定。即，磁致伸缩式转矩传感器1能够具备一个绕线管侧卡定孔9、环侧卡定孔15以及定位部件6的组合。或者，也能够具备多个绕线管侧卡定孔9、环侧卡定孔15以及定位部件6的组合。

在本例中，仅具备一个定位部件6、绕线管侧卡定孔9以及环侧卡定孔15的组合。因此，本例的磁致伸缩式转矩传感器1仅具备一个定位部件6。

磁致伸缩式转矩传感器1通过使构成磁性体环5的环侧筒部13的小径部16的外周面与设置于在壳体、框架等的使用时也不旋转的非旋转部件20(参照图2)的内周面的固定侧嵌合面31无径向上的晃动地嵌合，并且，使连接器收容部12的圆周方向两侧的侧面与设置于非旋转部件20的止动面对置，从而阻止相对于非旋转部件20的旋转。

而且，磁致伸缩式转矩传感器1通过将设置于非旋转部件20的朝向轴向一方侧的固定侧台阶面32与磁性体环5的台阶面18以及外径侧筒部11的轴向另一方侧的端面抵接，并且将卡定于非旋转部件20的内周面的挡圈等防脱部件33与连接板部10的轴向一方侧的侧面抵接，从而在轴向上被定位。

这样，在将磁致伸缩式转矩传感器1支撑固定于非旋转部件20的状态下，磁致伸缩式转矩传感器1配置于旋转轴2的周围。换言之，磁致伸缩式转矩传感器1在将旋转轴2插通于绕线管侧筒部7的内侧的状态下支撑固定于非旋转部件20。需要说明的是，关于将磁致伸缩式转矩传感器支撑固定于在使用时不旋转的非旋转部件的方法，不限于上述的方法，能够通过任意的方法进行。

在将本例的磁致伸缩式转矩传感器1支撑固定于非旋转部件20的状态下，也能够使非旋转部件20的一部分以覆盖设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔9的径向外侧的开口部的方式与绕线管3的外周面中的绕线管侧卡定孔9的径向外侧的开口部的周边部分抵接或者接近并对置。由此，能够可靠地防止定位部件6从绕线管侧卡定孔9以及环侧卡定孔15脱落。

当对旋转轴2施加转矩，且旋转轴2弹性地扭转变形时，基于逆磁致伸缩效应，旋转轴2的导磁率发生变化。由此，当存在于旋转轴2的周围的磁场发生变化时，构成检测部4的检测线圈的电压(感应电动势)发生变化。基于这样的电压的变化，通过检测电路求出施加于旋转轴2的转矩。

在本例的磁致伸缩式转矩传感器1中，使设置于绕线管3的绕线管侧嵌合面8与设置于磁性体环5的环侧嵌合面14无晃动地嵌合。因此，能够良好地确保绕线管3与磁性体环5的同轴性，从而能够稳定地构成穿过旋转轴2、绕线管3以及磁性体环5的磁路。

在本例的磁致伸缩式转矩传感器1中，将定位部件6架设在设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔9和设置于磁性体环5的环侧卡定孔15上。因此，即使在绕线管3和/或磁性体环5随着温度变化而膨胀或收缩的情况下，也能够可靠地防止绕线管3与磁性体环5的轴向以及圆周方向的相对位移。即，根据本例的磁致伸缩式转矩传感器1，能够充分确保绕线管3与磁性体环5的结合强度，具体为轴向以及圆周方向的结合强度。

在本例的磁致伸缩式转矩传感器1中，在绕线管3的内周面具备绕线管侧嵌合面8，并且在磁性体环5的外周面具备环侧嵌合面14。即，在本例的磁致伸缩式转矩传感器1中，使朝向径向内侧的绕线管侧嵌合面8与朝向径向外侧的环侧嵌合面14无晃动地嵌合，并且，将定位部件6从径向外侧插入绕线管3的绕线管侧卡定孔9与磁性体环5的环侧卡定孔15。通过采用这样的结构，能够将绕线管侧卡定孔9形成于外径侧筒部11而不是绕线管侧筒部7，将检测部4的检测线圈28配置在周围(在本例中为外周)，并且更适当地确保周面(在本例中为内周面)与旋转轴2的周面(在本例中为外周面)对置的绕线管侧筒部7的正圆度。

在实施本公开的一个方式的磁致伸缩式转矩传感器的情况下，作为替代，也可以在绕线管的外周面具备绕线管侧嵌合面，并且在磁性体环的内周面具备环侧嵌合面。即，也可以使朝向径向外侧的绕线管侧嵌合面与朝向径向内侧的环侧嵌合面(优选无晃动地)嵌合，并且将定位部件从径向外侧插入绕线管侧卡定孔与环侧卡定孔，其中，绕线管侧卡定孔设置于绕线管，并且在绕线管侧嵌合面开口，环侧卡定孔设置于磁性体环，并且沿径向贯通该磁性体环。

更具体而言，绕线管的绕线管侧筒部以及磁性体环的环侧筒部均整体构成为大致圆筒状，并设置从绕线管侧筒部以及环侧筒部中的至少任一方的轴向一方侧的端部向径向的外侧以及内侧中的一方或双方突出的突出部(绕线管侧突出部或环侧突出部)。在该情况下，由绕线管侧筒部的轴向一方侧的端部的外周面或者绕线管侧突出部的外周面构成绕线管侧嵌合面，由环侧筒部的轴向一方侧的端部的内周面或者环侧突出部的内周面构成环侧嵌合面。

[第二例]

使用图7至图9对本公开的实施方式的第二例进行说明。

本例的磁致伸缩式转矩传感器1a与第一例的结构的不同点在于，绕线管侧卡定孔9沿径向贯通绕线管3，定位部件6a从绕线管侧卡定孔9的径向两侧的开口部中的在径向上与磁性体环5侧相反的一侧的开口部沿径向突出。

具体而言，在本例的磁致伸缩式转矩传感器1a中，定位部件6a由金属材料构成。另外，使定位部件6a的长度比设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔9的径向深度与设置于磁性体环5的环侧卡定孔15的径向深度之和长。因此，定位部件6a的径向外侧的端部从设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔9的径向外侧的开口部向径向外侧突出。

在本例中，在将磁致伸缩式转矩传感器1a支撑固定于非旋转部件20a的状态下，将定位部件6a中的从绕线管侧卡定孔9的径向外侧的开口部突出的径向外侧部分配置在设置于非旋转部件20a的内周面的卡合凹部21的内侧。并且，将定位部件6a的径向外侧部分配置在卡合凹部21的内表面中的在圆周方向上对置的侧面彼此之间。即，使定位部件6a的径向外侧部分与设置于非旋转部件20a且朝向圆周方向的侧面接近并对置。由此，实现了磁致伸缩式转矩传感器1a相对于非旋转部件20a的止转。

根据本例的磁致伸缩式转矩传感器1a，容易使设置于绕线管3的连接器收容部12小型化或将其省略。

为了实现使第一例的磁致伸缩式转矩传感器1相对于非旋转部件20止转，考虑使设置于绕线管3的连接器收容部12的圆周方向两侧的侧面与设置于非旋转部件20的止动面对置。在此，绕线管3由合成树脂构成，因此，由于使用时的振动等，在连接器收容部12的圆周方向侧面与上述止动面之间容易产生微动磨损，难以实现连接器收容部12的小型化。

与此相对，在本例中，通过将定位部件6a的径向外侧部分配置在设置于非旋转部件20a的内周面的卡合凹部21的内侧，实现了磁致伸缩式转矩传感器1a相对于非旋转部件20a的止转。因此，容易使连接器收容部12小型化或将其省略。

作为第二例的代替例，在绕线管的外周面具备绕线管侧嵌合面且磁性体环的内周面具备环侧嵌合面的结构中，环侧卡定孔沿径向贯通磁性体环，朝向径向外侧的绕线管侧嵌合面与朝向径向内侧的环侧嵌合面嵌合，并且定位部件从环侧卡定孔的径向两侧的开口部中的、在径向上与绕线管3侧相反的一侧的开口部沿径向突出。

第二例的其他部分的结构及作用效果与第一例相同。

[第三例]

使用图10及图11对本公开的实施方式的第三例进行说明。

本例的磁致伸缩式转矩传感器1b在具备多个绕线管侧卡定孔、上述环侧卡定孔以及上述定位部件这一点上与第一例及第二例的结构不同。

具体而言，本例的磁致伸缩式转矩传感器1b具备两个设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔、设置于磁性体环5的环侧卡定孔、以及定位部件6a的组合。

在本例中，与第二例的结构同样，各个定位部件6a的径向外侧部分从设置于绕线管3的绕线管侧卡定孔的径向外侧的开口部向径向外侧突出。

在本例中，在将磁致伸缩式转矩传感器1b支撑固定于非旋转部件20b的状态下，使一方的定位部件6a的径向外侧部分与设置于非旋转部件20b且朝向圆周方向一方侧的止动面22a对置，并且使另一方的定位部件6a的径向外侧部分与设置于非旋转部件20b且朝向圆周方向另一方侧的止动面22b对置。由此，实现了磁致伸缩式转矩传感器1b相对于非旋转部件20b的止转。

第三例的其他部分的结构及作用效果与第一例及第二例相同。

符号说明

1、1a、1b磁致伸缩式转矩传感器

2旋转轴

3绕线管

4检测部

5磁性体环

6、6a定位部件

7绕线管侧筒部

8绕线管侧嵌合面

9绕线管侧卡定孔

10连接板部

11外径侧筒部

12连接器收容部

13环侧筒部

14环侧嵌合面

15环侧卡定孔

16小径部

17大径部

18台阶面

19缺口

20、20a、20b非旋转部件

21卡合凹部

22a、22b止动面

23a第一检测线圈

23b第二检测线圈

24a、24b磁性部

25a、25b非磁性部

26a 第一磁性变化部

26b 第二磁性变化部

27a、27b、27c、27d线圈片

28 检测线圈

28a 第一检测线圈

28b 第二检测线圈

28c 第三检测线圈

28d 第四检测线圈

29a 第一倾斜槽

29b 第二倾斜槽

30 检测电路

31 固定侧嵌合面

32 固定侧台阶面

33 防脱部件

Claims (7)

1.一种磁致伸缩式转矩传感器，对施加于具有磁致伸缩特性的旋转轴的转矩进行测定，

该磁致伸缩式转矩传感器的特征在于，具备：

绕线管，其具有配置于上述旋转轴的周围的绕线管侧筒部、圆筒面状的绕线管侧嵌合面、以及绕线管侧卡定孔；

检测部，其具有配置于上述绕线管侧筒部的外周的检测线圈；

磁性体环，其具有配置于上述检测部的周围的环侧筒部、与上述绕线管侧嵌合面嵌合的环侧嵌合面、以及环侧卡定孔；以及

定位部件，其架设于上述绕线管侧卡定孔和上述环侧卡定孔。

2.根据权利要求1所述的磁致伸缩式转矩传感器，其特征在于，

使上述绕线管侧嵌合面与上述环侧嵌合面在径向上无晃动地嵌合。

3.根据权利要求1或2所述的磁致伸缩式转矩传感器，其特征在于，

上述绕线管侧卡定孔沿径向贯通上述绕线管，

上述定位部件从上述绕线管侧卡定孔的径向两侧的开口部中的在径向上与上述磁性体环侧相反的一侧的开口部沿径向突出。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁致伸缩式转矩传感器，其特征在于，

具备多个上述绕线管侧卡定孔、上述环侧卡定孔以及上述定位部件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁致伸缩式转矩传感器，其特征在于，

上述定位部件由弹簧销构成。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的磁致伸缩式转矩传感器，其特征在于，

上述绕线管侧嵌合面设置于上述绕线管的内周面，并且，上述环侧嵌合面设置于上述磁性体环的外周面。

7.根据权利要求6所述的磁致伸缩式转矩传感器，其特征在于，

上述绕线管具有：连接板部，其从上述绕线管侧筒部的轴向一方侧的端部朝向径向外侧伸长；以及外径侧筒部，其从上述连接板部的径向外侧的端部朝向轴向另一方侧伸长，

上述绕线管的内周面由上述外径侧筒部的内周面构成，

上述绕线管侧卡定孔沿径向贯通上述外径侧筒部，

上述环侧嵌合面设置于上述磁性体环的外周面的轴向一方侧的端部，

上述环侧卡定孔在上述环侧嵌合面开口。