JPH03137530A

JPH03137530A - 変位センサ及びトルクセンサ

Info

Publication number: JPH03137530A
Application number: JP27498789A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sato; 浩一佐藤; Katsuyoshi Kawasaki; 川崎　勝義; Naoki Saito; 直樹斉藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1991-06-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁束密度検
出素子と磁石とを利用した非接触形の変位センサ及びト
ルクセンサの改良に関する。

〔従来の技術〕

この種の従来の技術としては、例えば、本出願人が先に
提案した実開昭６０−１７９９４４号公報や実開昭６４
−１０６３８号公報に開示されたものがある。

これら従来の技術は、軸周りに生じるトルクを検出する
トルク検出器に関するものであり、ハウジングに回転自
在に支承された入力軸及び出力軸をトーションバー等の
弾性体を介して連結すると共に、弾性体の捩じれを伴っ
て生じる入力軸及び出力軸間の相対回転を軸方向の変位
に変換し、その軸方向の変位が生じる移動部材に磁石を
固定し、さらに、ハウジング側に、磁束密度検出素子を
有するセンサ本体を設けた構成である。

このような構成であると、軸周りに発生するトルクに従
って入力軸及び出力軸間に相対回転が生じ、その相対回
転が移動部材の軸方向の変位に変換され、その移動部材
に固定された磁石とハウジング側に設けられたセンサ本
体との間の相対位置が変化するから、センサ本体の磁束
密度検出素子が受ける磁束密度が変動する。従って、磁
束密度検出素子が検出した磁束密度に基づいて、移動部
材の移動方向及び移動量、即ち、トルクの方向及び大き
さが検出される。

そして、上記従来の技術では、移動部材として、軸を包
囲する筒状の部材を用いると共に、磁石として、移動部
材に外嵌するリング状の磁石を用いているため、入力軸
及び出力軸がハウジングに対して回転しても、センサ本
体と磁石との相対位置関係に変化が生じない。つまり、
単に入力軸及び出力軸がハウジングに対して回転しても
、リング状の磁石の磁束密度が全周に渡って均一であり
且つその取付誤差等が皆無であれば、磁束密度検出素子
が受ける磁束には変化が生じないから、入力軸及び出力
軸間の相対回転、即ち、トルクのみを検出することがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の技術にあっては、上述した理
由によりリング状の磁石を利用しているが、実際に磁束
密度検出素子に磁束を与えるのはリング状の磁石の一部
であるから、入出力軸のハウジングに対する回転が検出
値に与える影響を皆無にするためには、上述したように
リング状の磁石の磁束密度を全周に渡って着磁むらがな
いように、均一としなければならないし、また、リング
状の磁石の取り付は誤差（軸心に対する偏心や倒れ）も
磁束密度検出素子の測定値に影響を与えるから、組立作
業に高い精度が要求されるし、さらには、リング状の磁
石はチップ状の磁石に比べて大きく、リング状の磁石（
特に、径方向に極を有する磁石）は、強い（磁束密度の
高い）ものを生成し難いから、充分な性能を得るために
は高価ではあるが磁束密度の高い希土類磁石を使用しな
ければならないため、装置が高価なものとなってしまう
。

また、ハウジング側にセンサ本体と磁石とを設け、相対
変位に応じてロッドやレバー等で磁石を移動させて変位
を測定するセンサもあるが、変位の伝達構造やシール構
造が複雑になるという欠点がある。

この発明は、このような従来の技術が有する未解決の課
題に着目してなされたものであり、簡易な構成で、所定
の方向の変位のみを測定することができる変位センサ及
びリング状の磁石を用いることなく回転位相の影響を除
去することができるトルクセンサを提供することを目的
とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、請求項（１）記載の変位セ
ンサは、第１及び第２の部材間の所定方向への相対変位
を検出する変位センサであって、磁束密度検出素子を有
するセンサ本体を前記第１の部材に固定すると共に、磁
石を有するスライダを前記センサ本体と前記第２の部材
との間に配置し、さらに、前記スライダを前記所定方向
には前記第２の部材と一体とし且つ前記所定方向以外の
方向には前記第１の部材と一体とする移動方向制御手段
を備えた。

また、請求項（２）記載の変位センサは、上記請求項（
１）記載の変位センサにおいて、前記移動方向制１１手
段を、前記第１の部材又は前記センサ本体に設けられ且
つ前記所定方向に沿って前記スライダを受容する第１の
ガイドと、前記第２の部材に設けられ且つ前記所定方向
に直交する方向に沿って前記スライダを受容する第２の
ガイドとから構成した。

さらに、上記目的を達成するために、請求項（３）記載
のトルクセンサは、ハウジングに回転自在に支持された
人力軸及び出力軸を弾性体を介して連結し、これら人力
軸及び出力軸間の相対回転を軸方向の直線変位に変換す
る変位変換手段を設け、磁束密度検出素子を有するセン
サ本体を前記ハウジングに固定し、磁石を有するスライ
ダを前記変位変換手段によって軸方向に移動する移動部
材と前記センサ本体との間に配置し、さらに、前記スラ
イダを前記軸方向には前記移動部材と一体とし且つ前記
軸方向以外の方向には前記ハウジングと一体とする移動
方向制御手段を備えた。

そして、請求項（４）記載のトルクセンサは、上記請求
項（３）記載のトルクセンサにおいて、前記移動方向制
御手段を、前記ハウジング又は前記センサ本体に設けら
れ且つ前記軸方向に沿って前記スライダを受容する第１
のガイドと、前記移動部材に設けられ且つ軸周りに沿っ
て前記スライダを受容する第２のガイドとから構成した
。

〔作用〕

請求項（１）記載の変位センサにあっては、第１及び第
２の部材間に相対変位が生じた場合、センサ本体及び第
２の部材間に配置されたスライダは、移動方向制御手段
によって、所定方向へは第２の部材と一体であり且つ所
定方向以外の方向へは第１の部材と一体であるから、第
１及び第２の部材間に所定方向以外の方向への相対変位
が生じても、第１の部材及びスライダ間に生じる相対変
位は、所定方向への相対変位のみである。従って、磁束
密度検出素子の測定値からは、第１及び第２の部材間の
所定方向への相対変位のみが測定される。

そして、請求項（２）記載の変位センサにあっては、第
１及び第２の部材間に相対変位が生じた場合、所定方向
への相対変位は、第２の部材から第２のガイドを介して
スライダに伝達され、そのときの第１の部材に対するス
ライダの移動は第１の部材側に設けられた第１のガイド
によって案内されるし、所定方向以外の方向への相対変
位は、第１の部材から第１のガイドを介してスライダに
伝達され、そのときの第２の部材に対するスライダの移
動は第２のガイドによって案内される。結局、第１の部
材及びスライダ間には、所定方向への相対変位のみが生
じるから、磁束密度検出素子の測定値からは、第１及び
第２の部材間の所定方向への相対変位のみが測定される
。

また、請求項（３）記載のトルクセンサにあっては、弾
性体を介して連結された入力軸及び出力軸にトルクが伝
達されると、それら入力軸及び出力軸間には、トルクの
方向及び大きさに応じた相対回転が生じる。

すると、変位変換手段が、その相対回転を、移動部材の
軸方向への変位に変換するから、入力軸及び出力軸を支
持するハウジングと移動部材との間には、軸方向への相
対変位が生じる。

そして、ハウジングに設けられたセンサ本体と移動部材
との間に配置されたスライダは、移動方向制御手段によ
って、軸方向へは移動部材と一体であり且つ軸方向以外
の方向（例えば、軸周り）へはハウジングと一体である
から、ハウジング及び移動部材間に軸方向以外の方向へ
の相対変位が生じても、ハウジング及びスライダ間に生
じる相対変位は、軸方向への相対変位のみである。従っ
て、入力軸及び出力軸がハウジングに対して回転し、そ
れに伴って移動部材がセンサ本体に対して回転しても、
磁束密度検出素子の測定値からは、ハウジング及び移動
部材間の軸方向への相対変位、即ち、トルクの方向及び
大きさに応じて生じる入力軸及び出力軸間の相対回転の
みが測定される。

また、請求項（４）記載のトルクセンサにあっては、軸
方向への相対変位は、始動部材から第２のガイドを介し
てスライダに伝達され、そのときのハウジングに対する
スライダの移動はハウジング側に設けられた第１のガイ
ドによって案内されるし、軸方向以外の方向への相対変
位は、ハウジング側から第１のガイドを介してスライダ
に伝達され、そのときの移動部材に対するスライダの移
動は第２のガイドによって案内される。結局、ハウジン
グ及びスライダ間には、軸方向への相対変位のみが生じ
るから、磁束密度検出素子の測定値からは、トルクの方
向及び大きさに応じて生じる入力軸及び出力軸間の相対
回転のみが測定される。

〔実施例］以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示す図であり
、これは、本発明の係る変位センサ及びトルクセンサを
、車両用の電動式パワーステアリング装置に適用した例
である。

先ず、構成を説明すると、第１図において、第１の部材
としてのハウジング１内には、弾性体としてのトーショ
ンバー４を介して連結されに入力軸２及び出力軸３が、
軸受５ａ、５ｂ及び５Ｃによって回動自在に支持されて
いる。但し、入力軸２、出力軸３及びトーションバー４
は、同軸に配置されている。

入力軸２の図示しない第１図右端側には、ステアリング
ホイールが回動方向に一体に取り付けられており、また
、出力軸３の第１図左端側には、例えば公知のラックピ
ニオン式ステアリング装置を構成するビニオン軸が連結
されている。

従って、操縦者がステアリングホイールを操舵すること
によって発生した操舵力は、入力軸２゜トーションバー
４．出力軸３及びラックピニオン式ステアリング装置を
介して、図示しない転舵輪に伝達する。

また、入力軸２の左端部の外周面には軸方向に連続した
突状部２ａが形成され、この突状部２ａは、出力軸３の
右端部に形成され且つ突状部２ａよりも幅広の縦溝３ａ
に挿入されていて、これにより、入力軸２及び出力軸３
間の所定範囲（±５度程度）以上の相対回動を防止して
いる。

そして、出力軸３には、出力軸３と同軸且つ一体に回動
する歯車６が外嵌し、この歯車６は、図示しない歯車列
等を介して、ハウジング１の周囲に配設された図示しな
い電動モータの出力軸に連結されている。

さらに、入力軸２には、入力軸２に対して軸方向及び回
動方向への相対変位が自在な、第２の部材若しくは移動
部材としての円筒形のスリーブ７が外嵌していて、この
スリーブ７の左端部に形成された縦溝７ａには、出力軸
３の右端部に圧入され且つ径方向外側に突出したビン３
ｂの外端が挿入されている。

従って、出力軸３及びスリーブ７は、回動方向には一体
であるが、軸方向には縦溝７ａの長さの範囲において相
対変位が可能である。

スリーブ７は、スプリング８によって第１図右方に常時
付勢されていて、その内周面には、ボール９を転勤可能
に収納した孔７ｂが形成され、ポール９の一部分は、入
力軸２の外周面に形成されたｖ字状の螺旋溝２ｂに収ま
っている。

また、スリーブ７の外周面には、全周に渡って連続した
第２のガイドとしての突状体１０ａ及び１０ｂが形成さ
れている。なお、これら突状体１Ｏａ及び１０ｂの互い
に対向する面のそれぞれは、軸心に直交する平面に対し
て平行に成形されている。

そして、突状体１０ａ及び１０ｂ間には、スライダｌｌ
が配設され、そのスライダ１１に対向するハウジングｌ
には、スライダ１１の軸方向位置、即ち、ハウジングｌ
及びスライダ１１間の軸方向の相対変位を検出するため
のセンサ本体１２が固定されている。

スライダ１１は、非磁性部材からなる本体１１ａ内に、
薄板状の継鉄１３と、軸方向に離間した状態で継鉄１３
に固着された二つのチップ状の磁石１４ａ及び１４ｂと
を内蔵している。

磁石１４ａ及び１４ｂは、径方向（第１図、上下方向）
に極を有すると共に、例えば、一方の磁石１４ａは継鉄
１３側をＮ極、センサ本体１２側をＳ極とし、他方の磁
石１４ｂは継鉄１３側をＳ極、センサ本体１２側をＮ極
とすることにより、互いに逆極性となっている。但し、
磁石１４ａ及び１４ｂは、スライダ１１の軸方向の中心
から等距離にある。

第２図（ａ）乃至（Ｃ）はセンサ本体１２の外観を示す
図であり、同図（ａ）はセンサ本体１２の底面図、同図
［有］）は同図（ａ）のＢ方向矢視図、同図（Ｃ）は同
図（ａ）のＣ方向矢視図である。

そして、第１図及び第２図（ａ）乃至（Ｃ）に示すよう
に、センサ本体１２は、その底面に形成された円盤状の
嵌合部１２ａがハウジングｌの丸孔１ａに嵌合すると共
に、フランジ１２ｂ、１２ｃに形成され且つ嵌合部１ａ
と同心円で湾曲した長孔１２ｄ、１２ｅと、この長孔１
２ｄ、１２ｅを貫通する図示しないボルトとによってハ
ウジング１に固定される。

さらに、嵌合部１２ａには、第１のガイドとしての凸部
１５が一体に形成されている。

凸部１５は、嵌合部１２ａと同径の円盤の軸方向（第２
図（ａ）上下方向）の両端部を、軸に直交する平面で切
断した形状であって、その幅（第２図（ａ）上下方向）
は、上述したスライダ１１の軸方向寸法よりも短く成形
されている。

そして、凸部１５には、軸方向に長く、且つ、スライダ
１１が進退自在に挿入される溝１５ａが形成されていて
、その溝１５ａの中心軸は、スリーブ７の軸心とは平行
で且つ嵌合部１２ａの中心軸から離間している。

なお、この実施例では、スライダ１１の断面形状をＴ形
としているので、溝１５ａもそれに整合してＴ形の溝と
している。従って、スライダ１１は、センサ本体１２に
対して軸方向（第１図左右方向）へのみ移動することが
できる。

さらに、スライダ１１の軸方向の両端面１１ｂ及びｌｉ
ｅは、同心円上の円弧を形成していて、それら端面１１
ｂ、ＩＩＣが生成する円は、スリーブ７に形成された突
状体１０ａ及び１０ｂ間の距離と略等しい直径を有して
いる。

そして、センサ本体１２には、磁束密度検出素子として
のホール素子１６が、スライダ１１内の磁石１４ａ及び
１４ｂ間の中央部に対向するように内蔵されている。

なお、センサ本体１２内には、ホール素子１６に所定電
流を供給すると共に、ホール素子１６の出力電圧を測定
し、その測定結果を、図示しないコントローラに供給す
るための電子回路が構成されていて、さらに、その測定
結果が供給されたコントローラは、測定結果に基づいて
、操舵系の操舵トルクを演算し、その演算された操舵ト
ルクに応じて上述した図示しない電動モータを駆動制御
することにより、歯車６を介して出力軸３に操舵補助ト
ルクを発生させる。

次に、上記実施例の動作を説明する。

今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるも
のとすると、入力軸２及び出力軸３間には相対回転は生
じないから、出力軸３と一体に回転するスリーブ７と、
入力軸２との間にも相対回転は生じない。従って、ボー
ル９は、螺旋溝２ｂ内の所定の位置に収まった状態を維
持するから、スリーブ７には進退力は発生せず、その結
果、スライダ１１も軸方向の所定の位置にある。

よって、ホール素子１６は、磁石１４ａ、１４ｂの中央
部に対向した状態を維持するから、ホール素子１６が受
ける磁束の密度は変化せず、ホール素子１６の測定値が
供給されるコントローラは、操舵トルクが零であるとい
う演算結果を得る。従って、電動モータは駆動されない
から、操舵系に操舵補助トルクは発生せず、操舵系は直
進状態を維持する。

そして、ステアリングホイールを操舵して入力軸２に回
転力が生じると、その回転力は、トーションバ−４を介
して出力軸３に伝達する。

このとき、出力軸３には、転舵輪及び路面間の摩擦力や
出力軸３の図示しない左端側に構成されたラックピニオ
ン式ステアリング装置の摩擦力等に応じた抵抗力が生じ
るため、入力軸２及び出力軸３間には、トーションバー
４が捩じれることによって出力軸３が遅れる相対回動が
発生する。

すると、出力軸３と回動方向に一体となったスリーブ７
にも入力軸２に対する相対回動が生じるが、スリーブ７
の内面の孔７ｂに収容されたボール９が、入力軸２の外
周面の螺旋溝２ｂに収まっているので、螺旋溝２ｂの傾
斜角度に従って、スリーブ７は軸方向に進退する。

なお、ボール９と、螺旋溝２ｂ、孔７ｂの内面との間に
は、ボール９が転勤できるように若干の隙間を持たせる
必要があるが、スプリング８がスリーブ７を一方向に付
勢しているので、その隙間によるスリーブ７のがたつき
は防止される。

そして、スリーブ７が進退すると、これと一体の突状体
１０ａ及び１０ｂ間に介在するスライダ１１も軸方向に
移動するから、磁石１４ａ、１４ｂとホール素子１６と
の相対位置が変化する。

従って、ホール素子１６が受ける磁束の密度が変化し、
それに伴ってホール素子１６の出力値が変化するから、
コントローラは、その出力値に基づいて操舵トルクの方
向及び大きさを判断し、その操舵トルクが減少する方向
に歯車６が回転するように電動モータを回転駆動させる
。

すると、出力軸３に操舵補助トルクが付与されたことに
なるから、操舵トルクが減少し、操縦者の負担を軽減す
ることができる。

そして、上記実施例の構成であれば、スライダ１１は、
センサ本体１２の凸部１５に設けられた溝１５ａに受容
されているため、その溝１５ａに沿ってのみ進退するこ
とができるし、また、スリーブ７に設けられた突状体１
０ａ及び１０ｂは、スリーブ７０回転方向に沿ってスラ
イダ１１を受容しているので、入力軸２及び出力軸３と
共にスリーブ７が回転しても、その回転力はスライダ１
１には伝わらない。

つまり、スライダ１１は、軸方向にはスリーブ７と一体
に移動するが、軸方向以外の方向にはハウジング１．セ
ンサ本体１２と一体である。

従って、スライダ１１に内在するチップ状の磁石１４ａ
及び１４ｂでもって、出力軸３と共に回転するスリーブ
７の軸方向変位（操舵トルク）を測定することができる
。

そして、チップ状の磁石であればリング状の磁石に比べ
て小さいから、性能が向上するように希土類磁石を用い
ても磁石が極端に高価になることがないし、操舵トルク
が等しければ、ホール素子１６と磁石１４ａ、１４ｂと
の対向関係は一定であるので、リング状の磁石のように
軸に対する磁石の偏心や傾き或いは周方向の磁束密度の
不均一が測定値に影響を与えることがない。

さらに、上記実施例の構成であれば、スリーブを受容す
る突状体１０ａ、１０ｂ及び溝１５ａによってスライダ
１１の移動を制御するようにしたので、特に複雑な構造
や高価な部材を必要としないから、安価な構成とするこ
とができる。

なお、コントローラでの操舵トルクの演算を正確に行え
るように、操舵トルクが雰であるとき、即ち、スリーブ
７が軸方向に進退していないときに、ホール素子１６が
、磁石１４ａ及び１４ｂ間の中心に対向していることが
望ましいが、各部の寸法誤差や取付誤差等によって、そ
れらは−敗しない場合が多々ある。

そのような不具合をなくすために、本実施例では、セン
サ本体１２をハウジング１に固定する際に、以下のよう
な零点調整を行う。

即ち、スライダ１１が挿入された溝１５ａと、ホール素
子１６とは、嵌合部１２ａの中心からすれていると共に
、スライダ１１の両端面１１ｂ及びｌｌｃは、突状体１
０ａ及び１０ｂ間の距離と略等しい円の円弧を形成して
いる。

このため、センサ本体１２の嵌合部１２ａをハウジング
ｌの丸孔１ａに嵌合させた状態でセンサ１２を回転させ
ると、ホール素子１６は嵌合部１２ａの中心を軸として
回転するから、その軸方向位置は変化するが、スライダ
１１は、溝１５ａ内を進退しつつ突状体１０ａ及び１０
ｂ間で回転するので、両磁石１４ａ及び１４ｂの中心は
、常に、突状体１０ａ及び１０ｂ間の中心に一致した状
態を維持する。従って、両磁石１４ａ及び１４ｂ間の軸
方向中心と、ホール素子１６の軸方向位置との間の相対
位置関係は、センサ本体１２の回転に伴って徐々に変化
することになる。

そこで、コントローラの出力を監視しっつセンサ本体１
２を回転させて、両磁石１４ａ及び１４ｂ間の中心と、
ホール素子１６の軸方向位置とが一致するセンサ１２の
回転方向位置を探索し、それらが一致した位置に、フラ
ンジ１２ｂ、１２ｃの長孔１２ｄ、１２ｅを利用してセ
ンサ本体１２をハウジングに固定する。

つまり、各部材の寸法等に若干の誤差が含まれている場
合であっても、変位センサ（トルクセンサ）の零点調整
を容易に行うことができるから、極端に高精度の（従っ
て、高価な）部材等を用いる必要がないので、装置のコ
スト上昇が抑制される。

ここで、上記実施例では、突状体１０ａ、１０ｂ、溝１
５ａによって移動方向制御手段が構成され、螺旋溝２ｂ
、　ビン３ｂ、縦溝７ａ、孔７ｂ。

スプリング８．ボール９によって変位変換手段が構成さ
れる。

次に、本発明の第２実施例を説明する。

第３図は、本発明の第２実施例を示した図であり、上記
第１実施例と同様に、車両用パワーステアリング装置に
本発明を適用した例である。なお、上記第１実施例と同
様の部位及び部材には、同じ符号を付し、その重複する
説明は省略する。

即ち、本実施例では、磁束密度検出素子として磁気抵抗
素子２０を用いると共に、センサ本体１２内に、磁気抵
抗素子２０のスリーブ７とは逆側の面に接するように強
磁性体からなる薄板状の継鉄２１を配置したことを除い
ては、センサ本体１２の構成は上記第１実施例と同様で
ある。

また、スライダ１１の構成は、上記第１実施例における
継鉄１３及び磁石１４ａ、１４ｂに代えて、本体１１ａ
に、センサ本体１２側を向く面が露出するようにチップ
状の磁石１４ｃを埋設したことを除いては上記第１実施
例と同様である。但し、磁石１４ｃは、図中、上下方向
に極を有している。

さらに、本実施例では、入力軸２及び出力軸３間の相対
回転を、スリーブ７の軸方向の変位に変換する変位変換
手段の構成が、上記第１実施例と異なる。

即ち、第３図に示すように、出力軸３の右端部には、軸
受２２ａ、２２ｂに支持されて入力軸２に直交する軸を
中心に回転自在なシャフト２３が設けてあり、このシャ
フト２３は、その中央部が湾曲して入力軸２との衝突を
避けると共に、その軸方向の所定位置には、入力軸２と
平行に延びるピン２４の一端が圧入されている。

そして、ピン２４の他端は、入力軸２に形成された縦溝
２０に挿入され、シャフト２３の図示しない湾曲部には
シャフト２３に直交する方向に延びる軸が一体に設けら
れていて、さらに、その軸の先端部は、揺動可能な継手
を介してスリーブ７に連結されている。

なお、スリーブ７には、その進退時にシャフト２３との
衝突を避けるために、縦溝７ｃ、７ｄが形成されている
。

従って、入力軸２及び出力軸３間に相対回転が生じると
、シャフト２３は出力軸３と一体に旋回するため、入力
軸２とシャフト２３との間にも、入力軸２の回転方向に
相対回転が生じる。

すると、入力軸２の縦溝２０とシャフト２３とは、シャ
フト２３に圧入されたビン２４を介して連、結されてい
るから、ビン２４は、シャフト２３の軸心を中心に旋回
する。

その結果、シャフト２３は回転するから、シャフト２３
の図示しない湾曲部に一体に設けられた軸の先端が揺動
し、その軸に連結されたスリーブ７が軸方向に進退する
。

ここで、この第２実施例では、縦溝２ｃ、軸受２２ａ、
２２ｂ、　シャフト２３．ピン２４によって変位変換手
段が構成される。

また、この第２実施例にあっては、磁気抵抗素子２０の
背面側に継鉄２１を配設したため、磁石１４ｃで生成さ
れた磁束の大部分が磁気抵抗素子２０に直交するように
なるから、測定精度を高くすることができる。

その他の作用効果等は、上記第１実施例と同様である。

なお、上記各実施例では、突状体１０ａ、１０ｂ及び溝
１５ａで移動方向制御手段を構成しているが、同手段の
構成はこれに限定されるものではない０例えば、スライ
ダ１１のスリーブ７側を向く面に、スリーブ７の周方向
に長い溝や突状体を設け、その溝又は突状体に整合し且
つ周方向に連続する突状体又は溝をスリーブ７の外周面
に設けると共に、スライダ１１のセンサ本体１２側を向
く面に、スリーブ７の進退方向に長い溝や突状体を設け
、その溝又は突状体に整合し且つスリーブ７の進退方向
に長い突状体又は溝をセンサ本体１２のスリーブ７側を
向く面に設ければ、上記各実施例と同様の作用を得るこ
とができる。

また、上記各実施例では、磁束密度検出素子としてホー
ル素子又は磁気抵抗素子を用いた場合について説明して
いるが、磁束密度検出素子は、これらに限定されるもの
ではなく、その他のものであってもよい。

さらに、上記各実施例では、本発明の変位センサ及びト
ルクセンサを、車両用の電動式パワーステアリング装置
に適用した場合について説明したが、本発明の適用対象
はこれに限定されるものではない。

また、変位変換手段も上記第１又は第２実施例の構成に
限定されるものではなく、その他の公知の構成を適用す
ることができる。

そして、使用する磁石や磁束密度検出素子の数も、上記
実施例に限定されるものではなく、例えば複数の磁束密
度検出素子を用いる構成としてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、請求項（１）記載の変位センサに
よれば、磁石を有するスライダを、所定方向には第２の
部材と一体とし、且つ、所定方向以外の方向には、セン
サ本体が固定された第１の部材と一体とする構成とした
ため、第１の部材とスライダとの間に生じる相対変位は
所定方向への変位のみとなるから、所定方向への変位の
みを正確に測定することができるという効果がある。

そして、請求項（２）記載の変位センサによれば、複雑
な構造や高価な部材等の必要としないから、安価な構成
とすることができる。

また、請求項（３）記載のトル久センサによれば、磁石
を有するスライダを、軸方向には、入力軸及び出力軸間
の相対回転に応じて進退する移動部材と一体とし、且つ
、軸方向以外の方向には、センサ本体が固定されたハウ
ジングと一体とする構成としたため、センサ本体とスラ
イダとの間に生じる相対変位は、トルクに応じた軸方向
への変位のみであるから、例えば、移動部材に回転が生
じても、測定値はその回転の影響を受けないから、トル
クのみを正確に測定することができるという効果がある
。

そして、請求項（４）記載のトルクセンサによれば、複
雑な構造や高価な部材等の必要としないから、安価な構
成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す断面図、第２
図（ａ）乃至（Ｃ）は、センサ本体の一例を示す外観図
であり、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＢ方向矢視図、同図（Ｃ）は同図（ａ）のＣ方向矢視
図である。第３図は本発明の第２実施例の構成を示す断
面図である。１・・・ハウジング（第１の部材）、２・・・入力軸、
２ｂ・・・螺旋溝、２Ｃ・・・縦溝、３・・・出力軸、
４・・・トーションバー（弾性体）、７・・・スリーブ
（第２の部材、移動部材）、７ａ・・・縦溝、７ｂ・・
・孔、８・・・スプリング、９・・・ボール、１０ａ、
１０ｂ・・・突状体（第２のガイド）、１１・・・スラ
イダ、１２・・・センサ本体、１４ａ、１４ｂ、　　１
４ｃ・・・磁石、１５・・・凸部（第１のガイド）、１
５ａ・・・溝、１６・・・ホール素子（磁束密度検出素
子）、２０・・・磁気抵抗素子（磁束密度検出素子）、
２２ａ、２２ｂ・・・軸受、２３・・・シャフト、２４
・・・ビン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１及び第２の部材間の所定方向への相対変位を
検出する変位センサであって、磁束密度検出素子を有す
るセンサ本体を前記第１の部材に固定すると共に、磁石
を有するスライダを前記センサ本体と前記第２の部材と
の間に配置し、さらに、前記スライダを前記所定方向に
は前記第２の部材と一体とし且つ前記所定方向以外の方
向には前記第１の部材と一体とする移動方向制御手段を
備えることを特徴とする変位センサ。
（２）前記移動方向制御手段を、前記第１の部材又は前
記センサ本体に設けられ且つ前記所定方向に沿って前記
スライダを受容する第１のガイドと、前記第２の部材に
設けられ且つ前記所定方向に直交する方向に沿って前記
スライダを受容する第２のガイドとから構成した請求項
（１）記載の変位センサ。
（３）ハウジングに回転自在に支持された入力軸及び出
力軸を弾性体を介して連結し、これら入力軸及び出力軸
間の相対回転を軸方向の直線変位に変換する変位変換手
段を設け、磁束密度検出素子を有するセンサ本体を前記
ハウジングに固定し、磁石を有するスライダを前記変位
変換手段によって軸方向に移動する移動部材と前記セン
サ本体との間に配置し、さらに、前記スライダを前記軸
方向には前記移動部材と一体とし且つ前記軸方向以外の
方向には前記ハウジングと一体とする移動方向制御手段
を備えることを特徴とするトルクセンサ。
（４）前記移動方向制御手段を、前記ハウジング又は前
記センサ本体に設けられ且つ前記軸方向に沿って前記ス
ライダを受容する第１のガイドと、前記移動部材に設け
られ且つ軸周りに沿って前記スライダを受容する第２の
ガイドとから構成した請求項（３）記載のトルクセンサ
。