CN101523176A - 扭矩检测器及其制造方法、以及电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可使结构小型化的扭矩检测器及其制造方法，以及一种电动助力转向装置。该扭矩检测器具有：第1轴体及第2轴体；连接第1轴体和第2轴体的连接轴；固定于第1轴体的永久磁铁；固定于第2轴体，且配置于永久磁铁的磁场内，形成永久磁铁的磁路的多个磁体及辅助磁体；检测磁体及辅助磁体的感应磁通的磁通检测器。在第1轴体或第2轴体上的作用有扭矩时，根据磁通检测器的检测输出检测扭矩的扭矩检测器中永久磁铁形成为围绕连接轴或第1轴体的平面形状的环状体，相异的磁极是交错地沿轴向磁化的，并与磁体及辅助磁体在第1轴体的轴向上相对。

Description

扭矩检测器及其制造方法、以及电动助力转向装置

技术领域

本发明涉及扭矩检测器及其制造方法，以及电动助力转向装置(EPS：Electric Power Steeling)，例如将其适宜地适用于汽车的电动助力转向装置。

背景技术

以往，作为扭矩检测器(扭矩传感器)，已知的有专利文献1～5所公开的技术。

例如，专利文献1所公开的扭矩检测器，其以与环状永久磁铁的圆周侧相对的方式，设置有一对环状的传感器部件，所述环状永久磁铁是沿圆周方向多极磁化的，并基于设置在该对传感器部件之间的磁通检测器(磁传感器)所检测出的磁通，来检测永久磁铁一侧或传感器部件一侧所产生的扭矩。

此外，在专利文献5中公开了如下一种结构，即在专利文献1所公开的扭矩检测器中，使用第1磁通检测器和第2磁通检测器的两个磁通检测器，根据输出结果测定转向角度以作为电压变化，同时通过检测所述电压变化的异常，从而可以检测所述第1磁通检测器与所述第2磁通检测器的异常状态，所述输出结果对极性各不相同的输出信号进行了增幅。

专利文献1：JP特开平2-162211号公报

专利文献2：JP实开平3-48714号公报

专利文献3：JP特开平2-93321号公报

专利文献4：JP特开2003-149062号公报

专利文献5：JP特开平2-141616号公报

专利文献6：JP特开2006-64577号公报

然而，在专利文献1及专利文献5中所公开的扭矩检测器中，基于磁通检测器的输出测定相关扭矩，传感器部件需要接收既定量以上的永久磁铁所产生的磁通，由此，需要增大传感器部件与永久磁铁的相对面积。

由此，相关专利文献1及专利文献5所公开的结构的扭矩检测器中，不得不沿轴向较长地构成传感器部件及永久磁铁，其结果，存在有扭矩检测器自身乃至具有该扭矩检测器的电动助力转向装置难以小型化的问题。

作为解决该问题的一个方法，专利文献6公开了一种用圆锥状多极磁铁构成永久磁铁的扭矩检测器。

然而，在相关专利文献6所公开的扭矩检测器中，虽然将磁铁的形状设为圆锥形状，但将磁铁单纯设为圆锥形状，不足以缩短轴向尺寸。而且，由于磁铁为圆锥形状，因此存在加工及磁化较为困难，成本增高的问题。

发明内容

本发明是考虑了所述问题而实施的，目的在于提供一种可使结构小型化的扭矩检测器及其制造方法，以及电动助力转向装置。

为了解决相关课题，本发明的扭矩检测器的特征在于具有：第1轴体；第2轴体；连接所述第1轴体和所述第2轴体的连接轴；固定于所述第1轴体上的永久磁铁；固定于所述第2轴体上，且配置于所述永久磁铁的磁场内，形成所述永久磁铁的磁路的多个磁体及辅助磁体；检测所述磁体及辅助磁体的感应磁通的磁通检测器，在所述第1轴体或所述第2轴体上作用有扭矩时，该扭矩检测器基于所述磁通检测器的检测输出来检测所述扭矩，所述永久磁铁形成为围绕所述连接轴或第1轴体的平面形状的环状体，相异的磁极是交错地沿轴向磁化的，并与所述磁体及辅助磁体在所述第1轴体的轴向上相对。

此外，本发明的扭矩检测器具有：第1轴体；第2轴体；连接所述第1轴体和所述第2轴体的连接轴；固定于所述第1轴体的永久磁铁；固定于所述第2轴体，且配置于所述永久磁铁的磁场内，形成所述永久磁铁的磁路的多个磁体；配置于所述多个磁体附近的多个辅助磁体；检测所述磁体及辅助磁体的感应磁通的磁通检测器，在所述第1或所述第2轴体上作用有扭矩时，该扭矩检测器基于所述磁通检测器的检测输出检测所述扭矩，在所述扭矩检测器中所述永久磁铁形成为围绕所述连接轴或第1轴体的平面形状的环状体，相异的磁极是交错地沿轴向磁化的，并与所述磁体在所述第1轴体的轴向上相对。

在相关的扭矩检测器中，永久磁铁形成为平面形状的环状体的同时，环状体上相异的磁极是交错地沿轴向磁化的，并且与磁体及辅助磁体在第1轴体的轴向上相对配置，由此可以缩短装置的轴向长度，从而可以期待装置的小型化及成本降低。

构成上述扭矩检测器时，多个磁体形成为环状，并被配置于以永久磁铁为中心的两侧区域中的一侧区域，且与永久磁铁相对，多个辅助磁体形成为环状，并与多个磁体磁耦合，分别感应来自该磁体的磁通的同时，具有用于收集感应磁通的磁通集中部，磁通检测器检测收集于磁通集中部的磁通。并且，可以将多个辅助磁体配置于以多个永久磁铁为中心的两侧区域中的一侧区域，与多个永久磁铁相对，或者将多个辅助磁体的磁通集中部对应于磁通检测器的大小而形成。

此外，本发明的扭矩检测器具有：通过连接轴被同轴连接的第1轴及第2轴；固定于所述第2轴，且沿周向多极磁化的环状的永久磁铁；固定于所述第1轴，与所述永久磁铁共同形成磁路的传感器轭圈；以所述传感器轭圈为基准配置于所述永久磁铁轴向相反一侧，且与所述永久磁铁及所述传感器轭圈共同形成所述磁路的聚磁轭圈；检测所述传感器轭圈及所述聚磁轭圈所感应的磁通的磁通检测器，该扭矩检测器基于所述磁通检测器的输出，检测施加于第1轴及第2轴中任意一方的扭矩，所述传感器轭圈形成为平板状，且与所述永久磁铁的轴向一面相对配置。根据本结构，由于传感器轭圈为平板状，并与永久磁铁并设于轴向，因此可以缩短扭矩检测器整体的轴向长度。

此外，在本发明中，所述聚磁轭圈以与所述传感器轭圈的周向整体连接且相对的方式配置。根据本结构，可以消除传感器轭圈与聚磁轭圈的相对角度变动所产生的误差。

此外，在本发明中，所述聚磁轭圈具有用于收集从该聚磁轭圈中通过的磁通的磁通集中部。如此，通过设置磁通集中部，磁通集中，由此通过磁通检测器易于检测。并且，由于可以在磁通集中部中固定磁通检测器，因此磁通检测器易于设置。

此外，在本发明中，所述传感器轭圈由一对第1及第2传感器轭圈构成部件所构成，该第1及第2传感器轭圈构成部件配置于同一或大致同一平面上。通过如此设置，通过树脂等的注塑材料对其进行一体化时，注塑材料的量较小。

此外，在本发明中，所述第1及第2传感器轭圈构成部件的厚度相同或大致相同。通过如此设置，在通过冲压加工时，可以使用一张铁板进行加工，由此可以降低加工成本。

此外，在本发明中，所述第1及第2传感器轭圈构成部件为相互直径不同的环状，具有分别朝向另一方的所述第2或第1传感器轭圈构成部件所在一侧的直径方向突出的一个或多个凸部，设置于所述第1及第2传感器轭圈构成部件的所述凸部的数目，为所述永久磁铁极数的一半。通过如此设置，可以有效利用永久磁铁产生的磁通。

此外，在本发明中，具有两个所述磁通检测器。通过如此设置，通过取输出的差可使灵敏度变为两倍，从而可以消除零点的漂移。并且，可以构成传感器信号的双重化，从而能够提高可靠性。

此外，在本发明中，具有三个以上的所述磁通检测器。通过如此设置，即使一个磁通检测器出现故障，由于还有其余正常的两个以上检测器，因此可以获得可靠性较高的数据。

此外，通过将该扭矩检测器组装进电动助力转向装置，由此可以缩短电动助力转向装置整体的轴向长度，并且，可以易于设置搭载空间有局限的电动助力转向装置。

根据本发明，可以缩短轴向长度，对应地，可以实现扭矩检测器及电动助力转向装置的小型化。

附图说明

图1是模式地表示第一实施方式所涉及的扭矩检测器的概略结构的剖视图。

图2是同一扭矩检测器的分解立体图。

图3是同一扭矩检测器的要部截面上方斜视立体图。

图4是同一扭矩检测器的要部截面下方斜视立体图。

图5是表示磁体与永久磁铁的结构的要部截面立体图。

图6是表示辅助磁体的结构的要部截面立体图。

图7是用于说明无扭矩输入时的扭矩检测器的动作的平面图。

图8是用于说明无扭矩输入时的磁通流向的侧视图。

图9是模式地表示第一实施方式涉及的扭矩检测器的其他概略结构的剖视图。

图10是模式地表示第二实施方式涉及的扭矩检测器的概略结构的剖视图。

图11(A)是表示同一扭矩检测器的详细构成的要部立体图，(B)是相关要部的分解立体图。

图12是用于说明同一扭矩检测器的动作的磁路的概略图。

图13是模式地表示第一实施方式涉及的扭矩检测器的其他概略结构的剖视图。

图14是表示第二实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例的分解立体图。

图15是表示同一扭矩检测器的其他构成例的要部立体图。

图16是表示第二实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例的分解立体图。

图17是表示同一扭矩检测器的其他结构例的要部立体图。

图18(A)是用于说明第二实施方式涉及的扭矩检测器的控制部的模块图，(B)是同扭矩检测器的要部侧视图。

图19是表示图18的比较例的控制部的结构的模块图。

图20是表示传感器轭圈及聚磁轭圈为结构钢时的磁检测元件的输出特性的图。

图21是在传感器轭圈及聚磁轭圈中使用了含镍约45wt％的合金时的输出特性。

图22是在传感器轭圈及聚磁轭圈中使用了含镍约75wt％的合金时的输出特性。

图23是表示镍含有量和价格以及磁滞作用的关系的图。

图24(A)是表示第三实施方式涉及的扭矩检测器的详细构造的要部立体图，(B)是相关要部的分解立体图。

图25(A)～(C)是用于说明同一扭矩检测器的传感器轭圈的制造工序的模式图。

图26是表示第三实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例的模式图。

图27是表示第三实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例的分解立体图。

图28是模式地表示第四实施方式涉及的扭矩检测器的概略结构的剖视图。

图29是表示同一扭矩检测器的详细构造的要部立体图。

图30是表示同一扭矩检测器的注塑后的样子的立体图。

图31是同一扭矩检测器的内侧立体图。

图32是同一扭矩检测器的分解立体图。

图33是用于说明同一扭矩检测器所具有的凸极的制造方法的平面图。

图34是模式地表示第四实施方式涉及的扭矩检测器的其他概略结构的分解立体图。

图35是模式地表示第四实施方式涉及的扭矩检测器的其他概略结构的分解立体图。

图36是模式地表示第五实施方式涉及的扭矩检测器的概略结构的剖视图。

图37是表示同一扭矩检测器的详细构造的要部立体图。

图38是同一扭矩检测器的详细构造的分解立体图。

图39是用于说明同一扭矩检测器中第一及第二聚磁轭部的制造方法的平面图。

图40是用于说明第五实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例的要部立体图。

图41是表示第五实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例的要部立体图。

图42是表示同一扭矩检测器的结构的分解立体图。

图43是表示EPS系统中扭矩检测器周边的剖视图。

图44是表示同一EPS系统中传感器轭圈组件的结构的立体图。

图45是表示同一EPS系统中聚磁轭圈的结构的立体图。

图46是表示同一EPS系统中聚磁轭圈组件的结构的立体图。

图47是表示同一EPS系统中磁铁组件的结构的立体图。

符号说明

10，55，70，85，95，110，120，130，132，140，170......扭矩检测器；12，52......第1轴体；14，51......扭杆；16，53......第2轴体；18，57，73......后轭；20，56......永久磁铁；22，55A，80A，90A，111A，121A，133......第1传感器轭部；24，55B，80B，90B，111B，121B，131......第2传感器轭部；26，28，82，83，121AX，121BX......凸极；30，65A，81A，91A，141A，160A，171A......第1聚磁轭部；32，65B，81B，91B，141B，160B，171B第2聚磁轭部；34，36，66A，66B，84A，84B，94A，94B，161B......磁通集中部的构成部；38，67，67A，67B......磁通检测器；40，42，58，114......树脂；44......蜗杆齿轮；55，111，121......传感器轭圈；60，62，82，83，92，93，112，113，131A，133A......凸部；61，63，117......凹部；65，141，160，171......聚磁轭圈；72......蜗轮；100......控制部；102A，102B......电源回路；115......空隙部；116......连接部；150......板体；180......EPS系统

具体实施方式

以下，根据附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

(1)第一实施方式

图1是表示本发明第一实施例的扭矩检测器的剖视图，图2是扭矩检测器的分解立体图，图3是扭矩检测器的要部截面上方斜视立体图，图4是扭矩检测器的要部截面下方斜视立体图，图5是表示磁体与永久磁铁的结构的要部截面立体图，图6是表示辅助磁体的结构的要部截面立体图。

在图1～图6中，扭矩检测器10具有形成为大致圆柱状的第1轴体12，第1轴体12的轴向一端由轴承(未图示)可自由旋转地支撑。在第1轴体12的轴向一端上，连接有电动助力转向装置(EPS)的转向盘(未图示)，在轴向另一端上，通过连接轴(以下称其为扭杆)14连接有第2轴体16。扭杆14作为连接第1轴体12与第2轴体16的连接部件，其轴向两端分别与第1轴体12和第2轴体16连接。第2轴体16的轴向一端由轴承(未图示)可自由旋转地支撑。

在扭杆14的周围配置有形成为圆环状的后轭18、和形成为圆环状的永久磁铁20。永久磁铁20形成为平面形状的环状体，并被直接或间接地固定于第1轴体12上，在其周向上形成有磁极各异的(N极和S极)沿轴向磁化的多极磁铁。

在以永久磁铁20为中心的轴向两侧的区域中的一侧的区域上，配置有直径不同的一组磁体(以下称其为第1及第2传感器轭部)22，24。大直径的第1传感器轭部22一体形成有圆板部22A和圆筒部22B，在圆筒部22B上，沿圆周等间隔地排列有多个从圆筒部22B的底部一侧向内侧突出的凸极26。并且，小直径的第2传感器轭部24一体形成有圆板部24A和圆筒部24B，在圆筒部24B的底部上，沿圆周等间隔地排列有多个从圆筒部24B向外侧突出的凸极28。各个凸极26，28分别形成为梯形形状且相互交错嵌合，并与永久磁铁20的各个磁极相对，并且，保持间隙地配置。第1及第2传感器轭部22，24被配置于永久磁铁20的磁场内，构成永久磁铁20的磁路的一个元件，当一方的凸极26与永久磁铁20的S极相对时，另一方的凸极28则与永久磁铁20的N极相对。凸极26，28不局限于梯形形状，也可以是三角形状或矩形形状。并且，也可以不设置永久磁铁20里面的后轭18，但在设置的情况下可以减少磁通泄漏，因此优选。

与第1及第2传感器轭部22，24邻接，保持一定的间隙设置有一对辅助磁体(以下称其为第1及第2聚磁轭部)30，32。第1及第2聚磁轭部30，32形成为圆环状，并以围绕第2轴体16的方式设置。第1聚磁轭部30形成有一体的圆板部30A与圆筒部30B，在圆筒部30B的局部形成有从圆筒部30B突出的磁通集中部构成部34。第2聚磁轭部32一体形成有圆板部32A和圆筒部32B，在圆板部32A的局部形成有从圆板部32A突出的磁通集中部构成部36。第2聚磁轭部32的圆筒部32B被插入于第一聚磁轭部30的圆板部30A的内侧。在磁通集中部构成部34和磁通集中部构成部36之间，插入有对应磁通量改变输出电压的线状的磁通检测器38。

第1及第2聚磁轭部30，32在永久磁铁20的磁场内，与第1及第2传感器轭部22，24保持一定间隙地相对配置构成磁路的同时，通过使第1及第2聚磁轭部30，32中磁通集中部构成部34，36间的轴向间隙窄于其他部分，从而可将永久磁铁20产生的磁通集中地收集于磁通集中部构成部34，36。该种情况下，第1及第2聚磁轭部30，32以用树脂42注塑一体成型的状态被固定于静止部件，与此相对，第1及第2传感器轭部22，24以用树脂40注塑一体成型的状态被固定于第2轴体16，但由于两者以相对的状态构成磁路，因此即使第1及第2传感器轭部22，24旋转，从两者中通过的磁通的整体量也不会变化。另外，作为注塑方法可以使用嵌入成型、或灌注等。

并且，通过向第1及第2聚磁轭部30，32中磁通集中部构成部34，36的轴向间隙中插入磁通检测器38，由此可以通过磁通检测器38可靠地测定从磁通集中部构成部34，36的轴向间隙中通过的磁通量。

作为磁通检测器38，只要是霍尔元件、MR元件、MI元件等可测定磁通量的物质即可。并且，磁通检测器38可以为一个，但通过使用两个以上可以提高装置的可靠性。使用两个以上的磁通检测器38的情况下，改变各个磁通检测器38的磁通的检测方向，并通过各个磁通检测器38的输出差测定磁通的话，可以消除零点变动。此时，虽然磁通集中部构成部34，36在第1及第2聚磁轭部30，32上各自设置一处即可，但设置两处以上可以管理各个磁通集中部构成部34，36的面积，因此优选。

另外，磁通检测部38一般将元件收纳于塑料的容器内，元件自身小于容器外形尺寸。由此，磁通集中部构成部34，36中相互平行的平行部的面积不是对应于容器的大小，而是对应于元件自身的大小即可。

但是，如果过小的话，会超过磁通集中部构成部34，36的材料的饱和磁通密度，因此设为不产生磁饱和的面积即可。

其次，对所述结构的扭矩检测器10的动作进行说明。如图7所示，在没有扭矩输入的状态下，由于凸极26，28的圆周方向中心位于永久磁铁20的磁极的边界上，从凸极26，28看到的相对于永久磁铁20的N极、S极的磁导率相等，因此形成图8所示的磁通流动。具体而言，从永久磁铁20的N极产生的磁通，进入第1传感器轭部22的凸极26，并以该状态进入永久磁铁20的S极。因此，由于磁通不从磁通检测器38中流过，因此磁通检测器38输出中间电压。

当司机通过旋转转向盘输入扭矩后，扭杆14的输入侧与转向盘进行同样旋转的同时，扭杆14自身产生与输入扭矩相对应的转向。根据该转向，扭杆14的输入侧与输出侧产生相对角度位移。该扭杆14的输入侧与输出侧之间产生的相对角度位移，体现为本发明的扭矩检测器的凸极26，28与永久磁铁20之间的相对角度位移。凸极26，28与永久磁铁20之间产生相对角度位移后，图8所示磁导失去平衡，磁通在含有磁通检测器38的磁路、即、永久磁铁20的N极产生的磁通流向第一传感器轭部22的凸极26，并从第1传感器轭部22经过第1聚磁轭部30、聚磁集中部构成部34，从位于聚磁集中部构成部34与磁通集中部构成部36之间的磁通检测器38中通过，并经由磁通集中部构成部36、第1聚磁轭部32、第2传感器轭部24、凸极28，回到永久磁铁20的S极的磁路中流动。通过用磁通检测器38检测含有该磁通检测器38的磁路所产生的磁通，由此可以测定相对角度位移，可以检测扭杆14上所发生的扭矩。

根据本实施例，永久磁铁20形成为平面状的环状体的同时，在周向上不同的磁极是沿轴向磁化的，由于第1及第2传感器轭部22，24以及第1及第2聚磁轭部30，32在第1轴体12的轴向上被相对地配置，因此可以缩短轴向长度，可以有助于装置的小型化及降低成本。另外，由于第1及第2传感器轭部22，24和第1及第2聚磁轭部30，32形成为平面状，因此可通过平面冲压等对其进行加工，使低成本化成为可能的同时，可以缩短轴向尺寸。

并且，由于第1及第2传感器轭部22，24和第1及第2聚磁轭部30，32使用铁板形成，因此可以减小磁通通过的截面积。由此，在本实施例中，对截面积进行管理，从而使在第1及第2传感器轭部22，24和第1及第2聚磁轭部30，32中流动的磁通的磁通密度的最大值在材料的饱和磁通密度的90％以下。其结果，磁通不会从第1及第2传感器轭部22，24和第1及第2聚磁轭部30，32向外部泄漏，从而可以高精度地测定磁通变化。

其次，基于附图9，对第一实施方式涉及的扭矩检测器的其他结构例进行说明。本扭矩检测器10是通过后轭18将永久磁铁20固定于电动助力转向装置(EPS)的蜗杆齿轮44的侧面，其他结构与图1～图8中的所述扭矩检测器10相同。

通过后轭18将永久磁铁20固定于电动助力转向装置(EPS)的蜗杆齿轮44的侧面后，可以进一步缩短装置整体的轴向尺寸。

另外，蜗杆齿轮44的材质为铁的情况下，由于蜗杆齿轮44起到后轭18的作用，因此可以省去后轭18。另一方面，蜗杆齿轮44的材质为塑料的情况下，有后轭18的话磁通不会泄漏，因此优选。

并且，在所述各实施例中，作为永久磁铁20的材料可以使用铁氧体磁铁或稀土类磁铁(Nd-Fe-B系磁铁或Sm-Co系磁铁等)。并且，虽然可以为金属磁铁或烧结磁铁，但也可以为塑料磁铁或橡胶磁铁。

此外，第1及第2传感器轭部22，24的凸极26，28，虽然可以如本实施例所示相互相对并各自相互交错地嵌合，但也可以从一个方向相互交错地嵌合。例如，也可使一对第1及第2传感器轭部22，24均从外周侧相互交错地对着永久磁铁20。

(2)第二实施方式

(2-1)第二实施方式涉及的扭矩检测器的结构

在图10及图11中，50整体表示第二实施方式涉及的扭矩检测器。该扭矩检测器50具有通过转向元件即扭杆51连接的第1轴52及第2轴53。第1轴52及第2轴53构成为圆柱状，其中心轴及扭杆51的中心轴延续于同一直线上。

在第1轴52上，延续于其径向外侧，以被树脂58注塑的状态安装有后述的平板状的传感器轭圈55。在第2轴53上，以通过后轭57使传感器轭圈55与该永久磁铁56的轴向一面相对的方式，固定配置有沿周向被多极磁化的环状的永久磁铁56。

传感器轭圈55由环状的第一传感器轭部55A以及直径小于第1传感器轭部55A，与该第1传感器轭部55A同轴且被配置于同一或大致同一平面上的第2传感器轭部55B构成。由此，通过将第1及第2传感器轭部55A，55B配置于同一或大致同一平面上，可以使用较少的树脂材料58将其一体化，从而可以降低成本。

此外，第1及第2传感器轭部55A，55B形成为同一或大致同一厚度的平板状。由此，通过将第1及第2传感器轭部55A，55B形成为平板状，可以缩短第1及第2传感器轭部55A，55B的轴向长度，与此对应，可以使装置整体小型化。并且，通过使第1及第2传感器轭部55A，55B形成为同一或大致同一的厚度，由此冲压加工时，可使用一张铁板进行加工，从而可以降低加工成本。

在第1传感器轭部55A的内周部，沿周向交错形成有在径向上朝向第2传感器轭部55B所在侧(即径向内侧)突出的梯形状的凸部60及凹部61，在第2传感器轭部55B的外周部，沿周向交错形成有在径向上朝向第1传感器轭部55A所在侧(即径向外侧)突出的梯形状的凸部62及凹部63。

第1传感器轭部55A的凸部60及凹部61，以及第2传感器轭部55B的凸部62及凹部63的数量，均选定为与后述的永久磁铁56的极数的半数相同的数目。而且，第1及第2传感器轭部55A，55B以如下状态一体化，即，使该第1传感器轭部55A的凸部60及凹部61，和第2传感器轭部55B的凹部63及凸部62相互以非接触状态啮合的状态。

永久磁铁56通过将环状的硬磁体沿周向以规定角度间隔交错磁化为N极或S极而构成。本实施方式的情况下，永久磁铁56是以22.5[°]间隔被磁化为N极及S极的。因此，永久磁铁56合计具有16极的极数。在图11中，斜线部分表示N极。另外，作为构成永久磁铁56的磁铁材料，可以使用铁氧体磁铁或稀土类磁铁、金属磁铁、烧结磁铁、塑料磁铁、橡胶磁铁等。

以传感器轭圈55为基准，在永久磁铁56的相反侧配置有聚磁轭圈65。聚磁轭圈65构成分别包括：环状的第1聚磁轭部65A；和第2聚磁轭部65B，该第2聚磁轭部65B的直径小于第1聚磁轭部65A，与该第1聚磁轭部65A同轴及被配置于同一平面上。

聚磁轭圈65被固定于未图示的静止部件，从而使第1聚磁轭部65A与第1传感器轭部55A的外周部沿整个周向连接相对，第2聚磁轭部65B与第2传感器轭部55B的内周部沿整个周向连接相对。由此，通过以相对与第1及第2传感器轭部55A，55B整个一周相对的方式配置第1或第2聚磁轭部65A，65B，从而可以防止产生传感器轭圈55及聚磁轭圈65之间的相对角度变动所引起的测定误差。

并且，在聚磁轭圈65上设置有磁通集中部66。进一步详细而言，以从第1聚磁轭部65A的局部朝向径向外侧突出的方式，形成有磁通集中部66的一半即磁通集中部构成部66A的同时，以与此隔有空隙对置的方式，且以从第2聚磁轭部65B朝向径向外侧突出的方式，形成有磁通集中部66的另一半即磁通集中部构成部66B。而且，在第1聚磁轭部65A的磁通集中部构成部66A、与第2聚磁轭部65B的磁通集中部构成部66B之间，配置有磁通检测器67。

由此，通过在聚磁轭圈65上设置磁通集中部66，从而可将从聚磁轭圈65中通过的磁通集中于磁通集中部66，更使后述的由磁通检测器67检测磁通易于进行。并且，通过设置相关第1及第2磁通集中部66A，66B，由此可易于设置磁通检测器67。

进一步，使用三个以上磁通检测器67的话，即使在一个磁通检测器67出现故障的情况下，也可通过剩余的正常的两个以上磁通检测器67获得可靠性较高的数据。

作为磁通检测器67，使用霍尔元件、MR元件、MI元件等可检测磁通强度的物质。本实施方式的情况下，使用了两个磁通检测器67。这是由于通过使用两个磁通检测器67，可以通过取输出差使灵敏度变为两倍，从而可以消除零点的漂移。并且，通过使用两个磁通检测器67，可以将传感器信号双重化，从而能够提高可靠性。

如图10所示，第1及第2聚磁轭部65A，65B以及磁通检测器67被树脂58注塑一体化。但是，并不局限于此，例如，也可以仅将第1及第2聚磁轭部65A，65B用树脂58注塑，其后再插入磁通检测器67。

其次，对扭矩检测器50的动作进行说明。该扭矩检测器50中磁路的概略图示于图12。

如图12(A)所示，在扭矩检测器50中，传感器轭圈55及永久磁铁56之间的相对角度为“0”时，以该凸部60，62的中心线分别与永久磁铁56的N极及S极的边界轴向一致的方式，将第1及第2传感器轭部55A，55B固定于第1或第2轴52，53。因此，传感器轭圈55及永久磁铁56之间的相对角度为“0”时，第1及第2传感器轭部55A，55B的凸部60，62中与永久磁铁56的N极相对的部分的面积，与该凸部60，62中与永久磁铁56的S极相对的部分的面积相同。

并且，在该状态下，从永久磁铁56的N极出来的磁通，通过第1及第2传感器轭部55A，55B的凸部60，62后，进入永久磁铁56的S极。即，传感器轭圈55及永久磁铁56之间的相对角度为“0”时，进入第1传感器轭部55A的凸部60及第2传感器轭部55B的凸部62的磁通数，与出去的磁通数相同，因此从永久磁铁56出射的磁通不从磁通检测器67中通过。

另一方面，在扭矩检测器50中，如图12(B)所示，从图12(A)的状态开始传感器轭圈55相对于永久磁铁56箭头X所示右方或与此相反的左方而旋转，在第1传感器轭部55A的凸部60只与永久磁铁56的N极部分或S极部分相对，且第2传感器轭部55B的凸部62只与永久磁铁56的S极部分或N极部分相对的状态下，传感器轭圈55及永久磁铁56间的相对角度最大。

此外，该状态时，进出于第1及第2传感器轭部55A，55B的磁通数量失去平衡，传感器轭圈55相对永久磁铁56向右方相对旋转时，从永久磁铁56的N极出来的磁通，从第1传感器轭部55A依次经由第1聚磁轭部65A、磁通集中部构成部66A、磁通检测器67、磁通集中部构成部66B、第2聚磁轭部65B及第2传感器轭部55B后，进入永久磁铁56的S极。并且，传感器轭圈55相对永久磁铁56向左方相对旋转时，从永久磁铁56的N极出来的磁通，从第2传感器轭部55B依次经由第2聚磁轭部65B、磁通集中部构成部66B、磁通检测器67、磁通集中部构成部66A、第1聚磁轭部65A及第1传感器轭部55A后，进入永久磁铁56的S极。

此外，传感器轭圈55相对永久磁铁56向右方旋转时，传感器轭圈55及永久磁铁56之间相对角度处于“0”与最大角度之间时，与传感器轭圈55及永久磁铁56之间相对角度对应的磁通数量的磁通，从第1传感器轭部55A依次经由第1聚磁轭部65A、磁通集中部构成部66A、磁通检测器67、磁通集中部构成部66B、第2聚磁轭部65B及第2传感器轭部55B后，进入永久磁铁56的S极。并且，传感器轭圈55相对永久磁铁56向左方相对旋转时，传感器轭圈55及永久磁铁56之间相对角度处于“0”与最大角度之间时，与传感器轭圈55及永久磁铁56之间相对角度相对应的磁通数量的磁通，从第2传感器轭部55B依次经由第2聚磁轭部65B、磁通集中部构成部66B、磁通检测器67、磁通集中部构成部66A、第1聚磁轭部65A及第1传感器轭部55A后，进入永久磁铁56的S极。

在此情况下，在相关扭矩检测器50中，传感器轭圈55及永久磁铁56分别被固定于第1或第2轴52，53的同时，第1轴52及第2轴53通过扭杆51被连接，由此在第1轴52及第2轴53之间作用有转向扭矩时，该转向扭矩的大小(转向扭矩量)及方向，表现为传感器轭圈55及永久磁铁56间的相对角度(也含方向)。因此，此时基于磁通检测器67检测的磁通数量及其方向，可以检测出作用于第1轴52及第2轴53间的转向扭矩的大小及方向。

如上所述，本实施方式涉及的扭矩检测器50，随着传感器轭圈55及永久磁铁56之间相对角度的变化，检测作用于第1轴52及第2轴53间的转向扭矩的大小及方向，作为从磁通检测器67中通过的磁通数量及其方向。

在此情况下，在本实施方式涉及的扭矩检测器50中，由于第1及第2传感器轭部55A，55B形成为平板状，因此可以缩短轴向长度。在设计时，可以将扭矩检测器1构筑成小型化。

图13表示关于图10及图11所述扭矩检测器50的变形例即扭矩检测器70，其中与图10及图11的对应部分采用同一符号。该扭矩检测器70被安装于电动助力转向装置(EPS)中，该电动助力转向装置(EPS)对应于外加在转向盘71上的操舵扭矩，由电动机产生辅助操舵扭矩，并由减速机减速后传输至操舵机构的输出轴。

相关的电动助力转向装置在同轴上具有转向盘71、第1轴52、扭杆51、第2轴53、以及被固定于该第2轴53的蜗轮72。并且，在扭矩检测器70中，除永久磁铁56被固定于蜗轮72的一个侧面这一点外，具有与所述第一实施方式相同的结构。

如此，将永久磁铁56安装于蜗轮72上的话，可以进一步将整体的轴向缩短。另外，蜗轮72的材质为磁体的情况下，蜗轮72起到后轭的效果，因此后轭并非特别需要，但蜗轮72的材质为非磁体的情况，如图13所示，设置后轭73的话，可以防止磁通的泄漏。

另外，在本实施方式中，虽然对第1及第2传感器轭部55A，55B的凸部60，62形成为梯形的情况进行了说明，但也可以形成为三角形或矩形。

并且，在本实施方式中，虽然对永久磁铁56的极数为16个的情况进行了说明，但也可以适用16极以外的极数的永久磁铁。

进一步，在本实施方式中，虽然对永久磁铁56的极数的半数、与第1及第2传感器轭部55A，55B的凸部60，62的数目相同的情况进行了说明，但也可以使该数目不相同。

更进一步，在本实施方式中，虽然对为了有效利用磁通而安装了后轭57的情况进行了说明，但也可以将永久磁铁56直接安装于第2轴53。

再进一步，在本实施方式中，虽然对作为磁通检测器67使用了两个以上的磁通检测器的情况进行了说明，但也可以只使用一个磁通检测器67。

此外，在本实施方式中，虽然对为了将传感器轭圈55及聚磁轭圈65一体化而用树脂注塑的情况进行了说明，但也可以加入塑料或铝等非磁体来形成一体结构。

此外，在本实施方式中，虽然对如图10及图11所示结构扭矩检测器50的情况进行了说明，但也可以广泛适用其他结构。图14～图17表示扭矩检测器50的其他构成例。

具体而言，如图14及图15所示，也可以将第1及第2传感器轭部80A，80B、以及第1及第2聚磁轭部81A，81B在轴向延伸，将第1及第2传感器轭部80A，80B的各个凸部(爪)82，83以非接触交错配置的方式弯折，从而与永久磁铁56相对。并且，如图16及图17所示，也可以使第1及第2传感器轭部90A，90B、以及第1及第2聚磁轭部91A，91B沿轴向与永久磁铁56相对。这种情况下，永久磁铁56的内外周面是多极磁化了的。另外，由于该图14及图15所示扭矩检测器85，95的工作情形与图10及图11所示相同，因此省略其说明。

(2-2)关于本实施方式的扭矩检测器的电源系统的结构

其次，对相关扭矩检测器50的电源系统的结构进行说明。图18(A)表示扭矩检测器50的控制模块图(电路图)。符号100是控制EPS整体的控制部(ECU：Electronic Control Unit：电子控制装置)。

如图所示，在控制部100上连接有电池101。并且，控制部100连接有接地电势。

在控制部100中包括有分别由线性调节器、开关调节器、齐纳二极管或晶体三极管回路等构成的第1电源回路102A及第2电源回路102B。该回路通过未图示的配线与电池101连接，并将输入电压降至两个磁通检测器67(以下酌情将其称为第1及第2磁通检测器67A，67B)的电源电压(驱动电压)。该电压(电力)被从第1及第2电源回路102A，102B输出，分别供给(输入)至第1及第2磁通检测器67A，67B。

第1及第2磁通检测器67A，67B输出与磁通相对应的输出信号(电压)，该输出信号分别被输入至控制部100中对应的第1或第2输入端子103A，103B。从该输出信号算出扭矩，算出与输入扭矩相对应的用于产生辅助操舵扭矩的电动机(未图示)的驱动电流，并驱动电动机。即，响应于磁通(操舵扭矩)驱动电动机，产生辅助操舵扭矩，并传输至输出轴。如此可使电动式助力转向装置工作。

这里，对具有多个磁通检测器67的优点进行说明。通过使用两个以上的磁通检测器67，可以提高装置的可靠性。例如，使用两个磁通检测器67的情况，可以改变各个磁通检测器67的磁通的检测方向，将各个磁通检测器67的输出信号作为差动信号来测定磁通。该种情况，可以消除零点的变动。并且，使用两个磁通检测器67的话，伴随差动输出动态范围扩大，从而难以受到外来干扰的影响，并可以消除磁通检测器67的温度漂移。

进一步，使用三个以上磁通检测器67的话，即使一个磁通检测器67出现故障的情况下，由于还剩有两个以上正常的检测器，因此可以获得因多数表决带来的高可靠性的数据。

图18(B)表示位于磁通集中部构成部66A，66B间的第1及第2磁通检测器67A，67B的配置例。在本实施方式中，第1及第2磁通检测器67A，67B被排列配置于磁通集中部构成部66A和磁通集中部构成部66B之间。而且，从该第1及第2磁通检测器67A，67B引出三根配线(端子、TA1～TA3、TB1～TB3)，将这些配线连接于控制部100。例如，如上所述，该配线为电源电位线、接地电位线、第1或第2输入端子连接线(参照图18(A))。并且，配线的数量及功能不局限于上述情况。

如上所示，在第二实施方式中，配置两个磁通检测器67的同时，由于独立设置了分别相对于该磁通检测器67供给电力的第1及第2电源回路102A，102B，因此可以构成完全的双重系统。因此，即使一方的电源回路102A，102B或磁通检测器67A，67B发生异常的情况，由于可以使用未发生异常的另一方的电源回路102B，102A及磁通检测器67B，67A的组，来检测扭矩，因此可以提高扭矩检测器50的可靠性。

例如，在图19所示结构的控制部104中，在电源回路102发生异常的情况不能检测扭矩，但根据本实施方式，则可以检测扭矩，从而提高扭矩检测器50的可靠性。

如上所述，这种扭矩检测器50被用于电动式助力转向装置。即，在通过扭矩检测器探检测外加于输入轴的操舵扭矩，并根据监测的操舵扭矩从电动机产生辅助操舵扭矩并传输至输出轴的电动式助力转向装置中，作为扭矩检测器使用扭矩检测器50。通过如此构成，如上所述，即使在一方电源回路102A，102B或，一方磁通检测器67A，67B发生异常的场合，由于可以使用未发生异常的另一方的电源回路102B，102A及磁通检测器67B，67A的组，来检测扭矩，因此可以提高电动式助力扭矩装置的可靠性。

另外，在本实施方式中，对在磁通集中部构成部66A，66B间配置两个磁通检测器67的情况进行了说明，但也可以配置三个以上的磁通检测器67。该种情况，根据磁通检测器67的数目，将电源回路也设置成相同数目即可。并且，在图10及图11中，对仅在聚磁轭圈65上设置一个磁通集中部构成部66A，66B的情况进行了说明，但也可以在聚磁轭圈65上设置两个以上的相关磁通集中部构成部66A，66B，并在各个部分配置磁通检测器67。

并且，在本实施方式中，虽然对作为第1及第2电源回路102A，102B适用线性调节器、开关调节器、齐纳二极管或晶体三极管回路等的情况进行了说明，关键在于，只要可以控制电压，可以提供使第1及第2磁通检测器67A，67B工作所需电流，则可以广泛适用各种电源回路。

并且，在本实施方式中，虽然对将第1及第2电源回路102A，102B插入控制部100内的情况进行了说明，但也可以将该第1及第2电源回路102A，102B与控制部100分开设置。并且，考虑到电池电压变为第1及第2磁通检测器67A，67B的电源电压以下的情况，作为第1及第2电源回路102A，102B也可以适用不仅降压也能够升压的类型的电源回路。

并且，在本实施方式中，虽然关于如图10及图11所示结构的扭矩检测器50，就设置与磁通检测器67相同数目的电源回路的情况进行了说明，但是，例如，关于如图1～图6所示结构的扭矩检测器10及具有其他结构的扭矩检测器，通过设置与磁通检测器67相同数目的电源回路，可以获得相同的效果。

(2-3)传感器轭圈及聚磁轭圈的材料

其次，对传感器轭圈55及聚磁轭圈65的材料进行说明。图20表示传感器轭圈55及聚磁轭圈65为结构钢时的磁检测元件的输出特性。纵轴表示输出电压[V]，横轴表示角度位移[deg]。(图21、22也相同)

如图20所示，输出特性中存在磁滞现象，从输出值难以准确地测定角度。这是传感器轭圈55及聚磁轭圈65所使用材料的磁特性所决定的。于是，为了改善传感器轭圈55及聚磁轭圈65的磁特性使用了含镍合金，将其结果示于图21。图21是在传感器轭圈55及聚磁轭圈65中使用了含镍约45wt％(重量％)的合金时的输出特性。

与图20比较的话，可以得知输出的磁滞现象被格外改善，作为扭矩检测器可以获得良好的性能。并且得知输出电压的变化(倾角)变大，性能被大幅改善。然而，其仍略微存在磁滞现象。

于是，为了进一步提高磁特性，图22表示使用了含镍约75wt％的合金时的输出特性。

从图22可知，与图21相比，可使磁滞现象几乎为零。然而，镍为贵金属，增加镍含量的同时磁体的价格升高。由此，优选较少的镍使用量。

图23表示镍含量与磁滞现象的关系。从图23可知，磁滞现象在镍含量小于40wt％时急剧增大，为了进行较高精度的测定，镍含量需要为40wt％以上。然而，从图23可知，磁体自身价格随镍含量而升高。由此，就成本而言，优选较少的镍含量。

并且，从图23可知，镍含量超过80wt％时磁滞现象的减少程度变小。其结果，与价格的上升比例相比，磁滞现象的减少程度变小，从性能和成本而言，优选镍含量为40wt％以上80wt％以下。

如此，通过使用镍含量为40wt％以上80wt％以下的合金构成传感器轭圈55及聚磁轭圈65，由此可以提高传感器轭圈55及聚磁轭圈65的透磁性，增加从传感器轭圈55、聚磁轭圈65及磁通集中部66中通过的磁通量。其结果，可以增大输出电压范围。

并且，由于可以减小顽磁力，因此可以缩小输出的磁滞现象，大幅提高扭矩检测器的测定精度。

并且，通过将该种扭矩检测器50适用于电动助力转向装置，该电动助力转向装置与外加于转向盘的操舵扭矩相对应，由电动机产生辅助操舵扭矩，并由减速机减速后传输至操舵机构的输出轴，由此可以实现高精度的助推。

并且，在本实施方式中，虽然对在磁体传感器轭圈55及辅助磁体聚磁轭圈65的材料中均使用含镍合金的情况进行了说明，但也可以在一种材料中使用含镍合金。并且，在传感器轭圈55中使用含镍合金更为有效。

在本实施方式中，关于如图10及图11所示结构的扭矩检测器50，就作为磁体传感器轭圈55及辅助磁体聚磁轭圈65的材料使用含镍合金情况进行了说明，但是，例如，关于如图1～图6所示结构的扭矩检测器10及具有其他构成的扭矩检测器，作为传感器轭圈及聚磁轭圈的材料使用含镍合金，也可以获得同样的效果。

(3)第三实施方式

对与图11的对应部分付与同一符号所示的图24，表示第三实施方式涉及的扭矩检测器110。该扭矩检测器110除构成传感器轭圈111的第1及第2传感器轭圈111A，111B的凸部112，113分别形成为梯形状，和覆盖该第1及第2传感器轭圈111A，111B的树脂114形状各异这两点外，与第二实施方式涉及的扭矩检测器50构成相同。

即，本实施方式涉及的扭矩检测器110的情况下，，树脂114以留有空隙部115的方式填充于第1传感器轭部111A及第2传感器轭部111B之间的空间。

这种情况下，如图24(B)所示，与第1传感器轭圈111A中的第1聚磁轭部65A相对的部分，和与第2传感器轭圈111B中的第2聚磁轭部65B相对的部分，未被树脂114覆盖，而以露出该部分的方式，将树脂114成型。

由此，在该扭矩检测器110中，与用树脂114覆盖传感器轭圈111整面的情况相比，可以将聚磁轭圈65接近传感器轭圈111进行配置，这样可以进一步缩小扭矩检测器110整体的轴向长度。

并且，在该扭矩检测器中，由于如上所述将树脂成型，因此也可以缩小传感器轭圈111及聚磁轭圈65之间的间隔。虽然该间隔构成了来自永久磁铁56的磁通所通过的磁路，但通过缩小间隔，可以缩短该磁路，由此可以在聚磁轭圈65更加可靠地收集来自传感器轭圈111的磁通。尤其，间隔由非磁体(本实施方式的情况为空气)构成的情况下，与一般的磁体相比透磁率非常低，因此缩小间隔的效果显著。并且，树脂114中未构成磁路的与永久磁铁56相对一侧的部分，为了提高扭矩检测器110整体的机械强度，优选以充分量覆盖传感器轭圈111的方式成型。

其次，对相关扭矩检测器50的制造方法进行说明。

图25(A)～(C)表示本实施方式涉及的扭矩检测器110的制造工序。本扭矩检测器110尤其在将传感器轭圈111通过树脂114一体注塑之前的制造工序中，具有制造上的特征，其他制造工序则与以往相同。因此，以下使用图25(A)～(C)对该工序部分进行说明。

首先，如图25(A)所示，由具有相同(含大致相同)厚度的一张铁板，通过冲压加工，冲压成通过连接部116连接的第1传感器轭部111A及第二传2器轭部111B。连接部116分别从第2传感器轭部111B的四个凸部113朝向第1传感器轭部111A的四个凹部117延出，并连接固定第1及第2传感器轭部111A，111B。由此在冲压加工的阶段，决定了第1及第2传感器轭部111A，111B的相对位置。由于第1及第2传感器轭部111A，111B被连接部116固定，该相对位置不会偏移。

其次，如图25(B)所示，使用树脂114，对在图25(A)的冲压工序中被冲压的第1及第2传感器轭部111A，111B进行一体注塑。此时，对第1及第2传感器轭部111A，111B之间进行连接的所述连接部116的周边，没有填充树脂114，而形成有空隙部115。可以减少该空隙部115相应的树脂114的量。并且，对于该第1及第2传感器轭部111A，111B中的第1或第2聚磁轭部65A，65B的相对部分，也不供给树脂114，而使该部分露出。即使经过这种注塑工序，由于连接部116的存在，第1及第2传感器轭部111A，111B的相对位置也不会偏移。

然后，如图25(C)所示，从第1及第2传感器轭部111A，111B断开连接部116。这里，由于空隙部115形成于连接部116的周围，因此可以容易地断开连接部116。由于第1及第2传感器轭部111A，111B被树脂114注塑并固定，因此在该种断开工序中，即使去除连接部116，第1及第2传感器轭部111A，111B的相对位置也不会偏移。

如上所述，通过冲压加工决定的第1及第2传感器轭部111A，111B的相对位置，一贯不会偏移。因此，通过冲压加工精密地决定第1及第2传感器轭部111A，111B的相对位置，由此可以维持该相对位置，并进行组装，由此可以高精度地制造传感器轭圈111。并且，不再需要如以往所示的分别作成第1及第2传感器轭部后，决定各自位置的定位作业，以及用于相关定位作业的部件，从而可以缩减制造成本。

以上，表示了第三实施方式，但本发明不局限于该实施方式，在不脱离该主旨的范围内，可以通过各种方式实施。并可以存在如下所示的变形例。

例如，在所述实施方式中，虽然对用树脂114覆盖与永久磁铁56相对一侧的面的整面的情况进行了说明，但也可以如图26及图27所示，将传感器轭圈111中的永久磁铁56相对的部分不用树脂114覆盖并使其露出。

通过这样设置，与用树脂114覆盖传感器轭圈111整面的情况相比，可以将永久磁铁56接近传感器轭圈111配置。由此，加上覆盖传感器轭圈111的聚磁轭圈65相对一侧的树脂114的形状，可以进一步缩小扭矩检测器110整体的轴向长度。并且，也可以缩小传感器轭圈111与永久磁铁56之间的间隔。虽然该间隔构成来自永久磁铁56的磁通通过的磁路，但通过缩小间隔可以缩短该磁路，由此可以在传感器轭圈111有效地利用永久磁铁56产生的磁通。尤其，在间隔由非磁体构成的情况下，与一般的磁体相比透磁率非常低，因此缩小间隔的效果显著。

并且，在所述实施方式中，虽然构成为从第2传感器轭部111B的凸部113分别朝向第1传感器轭部111A的凹部117延在地设置四个连接部116，但只要在用树脂114对第1及第2传感器轭部111A，111B进行注塑之前可以固定双方，连接部116的形成位置及数目不论何种形成位置或何种数目均可。例如，从铁板冲压第1及第2传感器轭部111A，111B时，可以通过对第1传感器轭部111A的所有凸部113及第2传感器轭部111B对应的凹部117之间进行连接的方式，设置连接部116，并且，也可以通过对第1传感器轭部111A的多个凸部112与第2传感器轭部111B的对应凸部113之间进行连接的方式，设置连接部116。

(4)第四实施方式

在图28～图32中，120整体表示第四实施方式涉及的扭矩检测器。该扭矩检测器120除构成传感器轭圈121的第1及第2传感器轭部121A，121B的结构外，与第二实施方式涉及的扭矩检测器50具有相同结构。

即，本实施方式涉及的扭矩检测器120的情况，特别由图32明确所示，第1传感器轭部121A由环状配置的多个第1凸极121AX形成。第1凸极121AX为磁性材料构成的梯形状的平板部件，幅度较窄侧的一端部朝向径向内侧，幅度较宽侧的另一端部朝向径向外侧，共计配置有八个。并且，第2传感器轭部121B由环状配置的多个第2凸极121BX形成。第2凸极121BX为磁性材料构成的梯形状的平板部件，幅度较窄侧的一端部朝向径向内侧，幅度较宽侧的另一端部朝向径向外侧，以与第1凸极121AX交错设置的方式，共计配置有八个。该第1及第2凸极121AX、121BX的数目，分别被选定为与永久磁铁56的极数的半数相同的数目。

如图30所示，第1及第2凸极121AX、121BX全部通过树脂58被注塑一体化。由于第1及第2凸极121AX、121BX被配置于同一或大致同一平面上，因此可形成较小的厚度尺寸的同时，使用较少的树脂58即可对其进行一体化，从而可以降低成本。

并且，第1及第2凸极121AX、121BX形成为同一或大致同一厚度的平板状。如此，通过将第1及第2凸极121AX、121BX形成为平板状，可以缩短第1及第2凸极121AX、121BX的轴向长度，与此对应，可以实现装置整体的小型化。

并且，图33表示本实施方式的第1及第2凸极121AX、121BX的制造方法。第1及第2凸极121AX、121BX分别由平板状材料122依次交错地以不同朝向冲压做成。所述的专利文献4所述软磁体，通过从内侧具有凸极的圆环状部件弯曲凸极部制造而成，但其内侧则被扔掉。在本实施方式中，由于内侧不具有被扔掉的圆环部，因此可以飞跃性的提高材料122的使用率。

以第1聚磁轭部65A分别与构成第1传感器轭部121A的各个第1凸极121AX的宽幅侧相对，第2聚磁轭部65B分别与构成第二传感器轭部121B的各个第2凸极121BX的窄幅侧相对的方式，聚磁轭圈65被固定于未图示的静止部。如此，通过跨越第1及第2传感器轭部121A、121B的整周配置聚磁轭圈65，由此可以防止传感器轭圈121及聚磁轭圈65间的相对角度变动所引起的测定误差的发生。

如上所示，在本实施方式涉及的扭矩检测器120中，由于第1及第2传感器轭部121A、121B(各个第1及第2凸极121AX、121BX)为平板状，并不具有圆环状的部位，因此可以飞跃性地提高材料效率，提高经济性。并且，由于可以缩短轴向长度，因此可以将扭矩检测器120构筑为小型化。

并且，在本实施方式涉及的扭矩检测器1中，传感器轭圈121构成包括：由环状配置的多个第1凸极121AX构成的第1传感器轭部121A，和以与第1凸极121A交错设置的方式，环状配置多个第2凸极121BX构成的第2传感器轭部121B，由此可如图33所示，将该第1及第2凸极121AX、121BX由平板状材料122依次交错地以不同朝向冲压做成。由此，传感器轭圈121不具有其内侧无用的圆环部，可以飞跃性的提高材料效率。特别是作为材料使用含有大量镍的贵金属的情况下，低成本的效果较大。

并且，在所述实施方式中，虽然对将第1及第2凸极121AX、121BX形成为梯形状的情况进行了说明，但也可以形成为三角形状及矩形。

并且，在所述实施方式中，虽然对永久磁铁56的极数的半数、与第1及第2凸极121AX及121BX的数目相同的情况进行了说明，但也可以使该数目不相同。

并且，在所述实施方式中，虽然对将全部第1及第2凸极121AX及121BX个别做成的情况进行了说明，但也可以分别将第1及/或第2凸极121AX、121BX的一部分连接为一体构成。具体而言，例如可以分别将二至四个第1及或第2凸极121AX、121BX连接为一体构成。

并且，可以如图34所示，将第2传感器轭圈131设置为，在圆环状的连接部131B的外周侧以规定间隔突出形成与第2凸极121BX大致相同形状的凸部131A的构成(即，将各个第2凸极121BX的窄幅侧用连接部131B一体连接的形状)，也可以如图35所示，将第1传感器轭圈133设置为凸部133A以规定间隔突出形成的结构，所述凸部133A在圆环状的连接部133B的内周侧与第1凸极121AX形状大致相同(即，将各个第1凸极121AX的宽幅侧用连接部133B一体连接的形状)。通过如此设置，可以提高传感器轭圈的机械强度，并更加易于组装。

(5)第五实施方式

图36～图38，表示第五实施方式涉及的扭矩检测器140，其中对与图28～图32的对应部分标记同一符号。该扭矩检测器140除形成聚磁轭圈141的第1及第2聚磁轭部141A，141B的构成不同外，与第四实施方式涉及的扭矩检测器120(图28～图32)具有相同构成。

即，本实施方式涉及的扭矩检测器140的情况，第1及第2聚磁轭部141A，141B整体形成为圆筒状。而且，以第1聚磁轭部141A的局部例如端面与第1传感器轭部121A的外周部沿周向整体相对，第2聚磁轭部141B的局部例如端面与第2传感器轭部121B的内周部沿周向整体相对的方式，将聚磁轭圈141固定于未图示的静止部件(例如壳体(参照图43的符号186))。

如此，在扭矩检测器140中，通过在跨越第1及第2传感器轭部121A、121B的整周上配置聚磁轭圈141，由此可以防止传感器轭圈121及聚磁轭圈141间的相对角度变动所引起的测定误差的发生。

这里，如图39所示，第1及第2聚磁轭部141A，141B，可通过对板体(例如含有较多Ni的强磁性铁镍合金等)150进行冲压加工等而制成。板体150具有细长的带部151、和从带部151的一侧突出的例如矩形形状的凸部152。以下，隔着凸部152，将带部151的一侧称为带端部153，将另一侧称为带端部154。如此，通过冲压加工成板状，可以降低成本。

就此种板体150而言，将带部151弯曲成环状，并对带端部153和带端部154进行对接接合。并且，通过使凸部152向外侧弯折，由此形成磁通集中部构成部66A，66B。

此外，第1及第2聚磁轭部141A，141B以及磁通检测器67，如图36所示，通过树脂58被注塑一体化。但是，不局限于此，例如也可仅将第1及第2聚磁轭部65A，65B用树脂58注塑，其后再插入磁通检测器67。

在如此所构成的本实施方式涉及的扭矩检测器140中，由于可以缩小轴向尺寸，因此可以充分获取EA冲程量等，该EA冲程量等吸收冲击时的冲击，可以提高EPS的性能。

此外，由于将带部151弯曲成筒状，来制作第1及第2聚磁轭部141A，141B，由此与开始就冲压成环状相比，材料的利用率得到改善，可以实现低成本化。特别是使用含有较多Ni的强磁性铁镍合金等贵重材料时，其效果较大。

此外，在本实施方式涉及的扭矩检测器140中，第1及第2传感器轭部121A，121B为平板状，并由于不具有圆环状的部位，因此可以实现材料效率的提高，从而提高经济性。并且，由于可以缩短轴向长度，因此可以使扭矩检测器40构成为小型化。

此外，在所述实施方式中，虽然对构成第1传感器轭部121A的第1凸极121AX、以及构成第2传感器轭部121B的第2凸极121BX相分离的情况进行了说明，但也可以构成为将第1凸极121AX及第2凸极121BX的局部(例如四个)连接为一体。

此外，在所述实施方式中，虽然对在第1及第2聚磁轭部141A，141B双方上均设置磁通集中部构成部66A，66B的情况进行了说明，但例如图40所示，也可以仅在构成聚磁轭圈160的第1及第2聚磁轭部160A，160B中的第2聚磁轭部160B上形成磁通集中部构成部161B，并通过该磁通集中部构成部161B、和第1聚磁轭部160A的端面中与磁通集中部构成部161B相对的部分，构成磁通集中部161。

在此种结构的情况下，关于图39，也可以将所述带端部153和带端部154重叠，从而增大配设磁检测元件部分的径向尺寸。通过这样设置，可以省略第1聚磁轭部160A的磁通集中部构成部，由此可以有效地利用材料。并且，由于可以在聚磁轭圈160的制造过程中省略第1聚磁轭部160A的磁通集中部构成部的弯曲工序，因此可以实现制造工序的简略化。并且，由于可以省略恶化磁特性的塑性加工工序，因此可以防止磁特性的恶化。

此外，将磁通集中部构成部如本例所示仅设置于第1及第2聚磁轭部中的一方还是设置于双方，可以根据磁检测元件67的定位难易性进行适宜地选择。

其次，参照图41及图42，对本实施方式的其他结构例进行说明。并且，对与图36～图38的对应部分标记同一符号，并省略其说明。

图41及图42所示的扭矩检测器170结构为，将构成聚磁轭圈171的第1及第2聚磁轭部171A，171B中的第2聚磁轭部171B形成为小于第2传感器轭部121B的内径的同时，将第1聚磁轭部171A形成为大于第1传感器轭部121A的外径，通过第1及第2聚磁轭部171A，171B将第1及第2传感器轭部121A，121B沿径向插入。第1及第2传感器轭部121A，121B位于聚磁轭圈171的轴向尺寸的大致中央。通过如此设置，与图36～图38中的所述结构例相比，可以减少传感器轭圈121与聚磁轭圈171之间轴向变动的影响。并且，可以进一步缩小扭矩检测器的轴向尺寸。

其次，参照图43，对使用了图41、图42中所述扭矩检测器170的EPS系统180进行说明。

该EPS系统180通过压入等方式将传感器轭圈组件182固定于转向盘侧的输入轴181，通过压入等方式将磁铁组件184固定于变速箱(intermission)侧的输出轴183。由输入轴181和输出轴183构成的轴组件185被向固定于壳体186的聚磁轭圈组件187的内侧插入的方式而构成。

此处，如图44所示，传感器轭圈组件182具有所述传感器轭圈121(图41、图42)、和套环188，该套环188用于向输入轴181压入固定，为了进一步将其固定为一体，使用合成树脂189进行注塑。

由于本实施方式的传感器轭圈121需要与聚磁轭圈171在径向上相对，与磁铁组件184在轴向上相对，因此不将传感器轭圈121整体注塑，而以露出相对面的方式进行注塑。

图45表示聚磁轭圈171，图46表示聚磁轭圈组件187。聚磁轭圈组件187由一对聚磁轭圈171和将其固定的合成树脂190进行注塑。但是，开有用于插入磁通检测器67的孔191，从而可以将磁通检测器67插入聚磁集中部66。

图47表示磁铁组件184。磁铁组件184包括：具有与传感器轭圈121相对应的极数(在本实施方式中为16极)的环状磁铁192，和对其进行固定的磁铁壳体193。环状磁铁192可以为通常的烧结磁铁，也可以使用异性连接磁铁与磁铁壳体193一体成型。并且，也可以通过将磁铁壳体193设为磁体而作为磁铁的后轭。

在本实施例中，虽然环状磁铁192的极数为16，但也可以根据检测的角度(传感器轭圈121和环状磁铁192间的相对角度)与线性度的关系，适宜地进行选择。具体而言，检测角度为±(正负)5°左右的情况下，希望环状磁铁的极数为16极，但检测角度的绝对值为3°左右的情况下，环状磁铁的极数也可以为24极。

由此，通过在EPS中适用扭矩检测器170，可以将电动助力转向装置小型化。即，具有可以充分获取EA冲程量等优点，该EA冲程量等用于吸收冲击时的冲击，从而可以提高EPS的性能。

产业上的可利用性

本发明除了适用于例如汽车的电动助力转向装置的扭矩检测器外，还可以广泛适用于各种扭矩检测器。

Claims (19)

1.一种扭矩检测器，其特征在于，具有：第1轴体；第2轴体；连接所述第1轴体和所述第2轴体的连接轴；固定于所述第1轴体的永久磁铁；固定于所述第2轴体，且配置于所述永久磁铁的磁场内，形成所述永久磁铁的磁路的多个磁体及辅助磁体；以及检测所述磁体及辅助磁体的感应磁通的磁通检测器，

其中，在所述第1轴体或所述第2轴体上作用有扭矩时，所述扭矩检测器基于所述磁通检测器的检测输出来检测所述扭矩，在所述扭矩检测器中所述永久磁铁形成为围绕所述连接轴或第1轴体的平面形状的环状体，相异的磁极是交错地沿轴向磁化的，并与所述磁体及辅助磁体在所述第1轴体的轴向上相对。

2.根据权利要求1所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个磁体形成为环状，并被配置于以所述永久磁铁为中心的两侧区域中的一侧区域，且与所述永久磁铁相对。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个辅助磁体形成为环状，并与所述多个磁体磁耦合，分别感应来自该磁体的磁通的同时，还具有用于收集感应磁通的磁通集中部，所述磁通检测器检测收集于所述磁通集中部的磁通。

4.根据权利要求3所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个辅助磁体配置于以所述多个永久磁铁为中心的两侧区域中的一侧区域，并与所述多个永久磁铁相对。

5.根据权利要求3或4所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个辅助磁体的磁通集中部对应于所述磁通检测器的大小而形成。

6.一种扭矩检测器，其特征在于，具有：第1轴体；第2轴体；连接所述第1轴体和所述第2轴体的连接轴；固定于所述第1轴体的永久磁铁；固定于所述第2轴体，且配置于所述永久磁铁的磁场内，形成所述永久磁铁的磁路的多个磁体；配置于所述多个磁体近旁的多个辅助磁体；检测所述磁体及辅助磁体的感应磁通的磁通检测器，在所述第1轴体或所述第2轴体上作用有扭矩时，该扭矩检测器基于所述磁通检测器的检测输出检测所述扭矩，

其中，在所述扭矩检测器中，所述永久磁铁形成为围绕所述连接轴或第1轴体的平面形状的环状体，相异的磁极是交错地沿轴向磁化的，并与所述磁体在所述第1轴体的轴向上相对。

7.根据权利要求6所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个磁体形成为环状，并被配置于以所述永久磁铁为中心的两侧区域中的一侧区域，且与所述永久磁铁相对。

8.根据权利要求6或7所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个辅助磁体形成为环状，并与所述多个磁体磁耦合，分别感应来自该磁体的磁通的同时，具有用于收集感应磁通的磁通集中部，所述磁通检测器检测收集于所述磁通集中部的磁通。

9.根据权利要求8所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个辅助磁体配置于以所述多个永久磁铁为中心的两侧区域中的一侧区域，与所述多个永久磁铁相对。

10.根据权利要求8或9所述的扭矩检测器，其特征在于，所述多个辅助磁体的磁通集中部对应于所述磁通检测器的大小而形成。

11.一种扭矩检测器，其特征在于，具有：通过连接轴被同轴连接的第1轴及第2轴；固定于所述第2轴，且沿周向多极磁化的环状的永久磁铁；固定于所述第1轴，与所述永久磁铁共同形成磁路的传感器轭圈；以所述传感器轭圈为基准配置于所述永久磁铁轴向相反一侧，且与所述永久磁铁及所述传感器轭圈共同形成所述磁路的聚磁轭圈；检测所述传感器轭圈及所述聚磁轭圈所感应的磁通的磁通检测器，

其中，所述扭矩检测器基于所述磁通检测器的输出检测施加于第1轴及第2轴中任意一方的扭矩，所述传感器轭圈形成为平板状，且与所述永久磁铁的轴向一面相对配置。

12.根据权利要求11所述的扭矩检测器，其特征在于，所述聚磁轭圈以与所述传感器轭圈的周向整体连接且相对的方式配置。

13.根据权利要求11或12所述的扭矩检测器，其特征在于，所述聚磁轭圈具有用于收集从该聚磁轭圈中通过的磁通的磁通集中部。

14.根据权利要求11～13中任一项所述的扭矩检测器，其特征在于，所述传感器轭圈由一对第1及第2传感器轭圈构成部件所构成，该第1及第2传感器轭圈构成部件配置于同一或大致同一平面上。

15.根据权利要求11～14中任一项所述的扭矩检测器，其特征在于，所述第一及第二传感器轭圈构成部件的厚度相同或大致相同。

16.根据权利要求11～15中任一项所述的扭矩检测器，其特征在于，所述第1及第2传感器轭圈构成部件为相互直径不同的环状，具有分别朝向另一方的所述第2或第1传感器轭圈构成部件所在侧的直径方向突出的一个或多个凸部，设置于所述第1及第2传感器轭圈构成部件的所述凸部的数目，为所述永久磁铁极数的一半。

17.根据权利要求11～16中任一项所述的扭矩检测器，其特征在于，具有两个所述磁通检测器。

18.根据权利要求11～16中任一项所述的扭矩检测器，其特征在于，具有三个以上的所述磁通检测器。

19.一种电动助力转向装置，其响应于施加在转向盘上的操舵扭矩，由电动机产生辅助操舵扭矩，由减速机减速后传输至操舵机构的输出轴，该电动助力转向装置的特征在于，具有权利要求11～18中任一项所述的扭矩检测器。

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