JP2007303996A - 磁歪式トルクセンサと電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁歪式トルクセンサの検出精度を向上させ、装置の小型化を図る。
【解決手段】操舵トルクを磁歪式トルクセンサ３０によって検出し、検出した操舵トルクに応じてステアリングモータを駆動して車両を転舵させる電動パワーステアリング装置において、磁歪式トルクセンサ３０は、ピニオン軸５に設けられた磁気異方性を互いに異にする第１磁歪膜３１および第２磁歪膜３２と、第１磁歪膜３１に対向配置された第１検出コイル３３および第２検出コイル３４と、第２磁歪膜３２に対向配置された第３検出コイル３５および第４検出コイル３６と、を備え、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４は同一のコイルボビン３８に２本を束にした状態で並行に巻回し、第３検出コイル３５と第４検出コイル３６は同一のコイルボビン３９に２本を束にした状態で並行に巻回する。
【選択図】図２

Description

この発明は、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてトルクを検出する磁歪式トルクセンサと、これを備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。

非接触式トルクセンサとして、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてトルクを検出する磁歪式トルクセンサが知られており、電動パワーステアリング装置の操舵トルク検出用トルクセンサなどに利用されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示された磁歪式トルクセンサは、図４に示すように、磁気異方性を異にする２つの磁歪膜９１，９２を回転シャフト９９に設けるとともに、磁歪膜９１に対向して１対の検出コイル９３，９4を互いに軸方向にずらして配置し、磁歪膜９２に対向して１対の検出コイル９５，９６を互いに軸方向にずらして配置して構成されたものがある。この磁歪式トルクセンサ９０の原理は、回転シャフト９９に回転トルクが加えられると磁歪膜９１，９２の透磁率が変化し、これに応じて検出コイル９３〜９６のインダクタンスが変化するので、この変化に基づいてトルクを検出する。

例えば、検出コイル９３の検出出力と検出コイル９６の検出出力の差に基づいてトルク検出出力を算出するか、あるいは、検出コイル９４の検出出力と検出コイル９５の検出出力の差に基づいてトルク検出出力を算出する。
なお、非接触式トルクセンサにおけるコイルの配置として、励磁コイルと検出用コイルを回転シャフトの軸方向同一位置に配置するとともに、前記励磁コイルを前記検出コイルの径方向外側に配置したものが知られている（例えば特許文献２参照）。
特開２００６−６４４４５号公報 特開平１１−５９４５０号公報

ところで、磁歪式トルクセンサにおいては、磁歪膜の軸方向長さは該磁歪膜に対向配置される検出コイルとの位置関係から設定される。しかしながら、検出コイルの軸方向長さのバラツキや、検出コイルをギヤハウジングに取り付ける際の取り付け位置のバラツキなどによって、磁歪膜と検出コイルの軸方向相対位置にバラツキが生じる。そのため、磁歪膜と検出コイルの軸方向相対位置にバラツキが生じてもこれを許容できるように、磁歪膜の軸方向長さを検出コイルの軸方向長さよりも十分に大きくするのが有効である。

例えば、図４に示される磁歪式トルクセンサ９０の場合には、磁歪膜９１の軸方向長さを、検出コイル９３の上端から検出コイル９４の下端までの軸方向長さよりも大きくし、磁歪膜９２の軸方向長さを、検出コイル９５の上端から検出コイル９６の下端までの軸方向長さよりも大きくする。
しかしながら、このように磁歪膜９１，９２の軸方向長さを設定すると、検出コイル９３〜９６が軸方向に並べて配置されているため、磁歪膜９１の上端から磁歪膜９２の下端までの軸方向長さが極めて長くなり、その結果、回転シャフト９９全体の長さが長くなり、磁歪式トルクセンサ９０が大型化し、車両や装置への搭載性が低下してしまう。

また、回転シャフト９９に曲げモーメントが加わる使用形態では、曲げモーメントにより発生する歪みが、本来検出すべきねじりによるトルクの誤差となることが知られている。
４つの検出コイル９３〜９６が軸方向に並べて配置されている図４の磁歪式トルクセンサ９０において、回転シャフト９９が軸受９８によって片持ち支持されているとみなしたときに、回転シャフト９９の先端に軸方向と直角に力Ｐが作用した場合を考えると、検出コイル９３，９４，９５，９６毎に力の作用点までの長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が異なるため、各検出コイル位置における曲げモーメントはＰ・Ｌ１、Ｐ・Ｌ２、Ｐ・Ｌ３、Ｐ・Ｌ４となってそれぞれ異なり、曲げモーメントにより発生する歪みが各検出コイル９３，９４，９５，９６毎に異なり、これが本来検出すべきねじりによるトルクに対して誤差を発生させる。特に、検出コイル間の軸方向距離が大きいと、曲げモーメントの差も大きくなり、検出トルクに対する誤差も大きくなる。

また、磁歪式トルクセンサを車両の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとして用いる場合、操舵トルクセンサはステアリングシャフトに設置され、ステアリングホイールとステアリングギアボックスとの間に配置される。この車両を高速走行後に停止したようなときには、エンジンの熱によりステアリングギアボックスが加熱され、ステアリングシャフトが加熱されるが、ステアリングシャフトの温度分布は一様ではなく、エンジンに近い下側の方がエンジンから遠い上側よりも温度が高くなる。そのため、最下位の検出コイル９６が配置されている部分の温度は高くなり、最上位の検出コイル９３が配置されている部分の温度はそれよりも低くなる。
ここで、磁歪膜９１，９２の透磁率μは温度が高くなるほど大きくなる温度特性を有しているため、このようにステアリングシャフトに軸方向に温度勾配が生じていると、検出回路のインピーダンスに変化が生じ、検出出力にバラツキが生じて、検出精度が低下してしまう。そして、磁歪膜９１，９２間の軸方向距離が大きいほど温度差が大きくなるので、検出出力のバラツキが大きくなり、検出精度が低下する。
そこで、この発明は、検出精度の向上と装置の小型化が可能な磁歪式トルクセンサと電動パワーステアリング装置を提供するものである。

この発明に係る磁歪式トルクセンサと電動パワーステアリング装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、シャフト（例えば、後述する実施例におけるピニオン軸５）に設けられた磁気異方性を互いに異にする第１磁歪膜（例えば、後述する実施例における第１磁歪膜３１）および第２磁歪膜（例えば、後述する実施例における第２磁歪膜３２）と、前記第１磁歪膜に対向配置された第１検出コイル（例えば、後述する実施例における第１検出コイル３３）および第２検出コイル（例えば、後述する実施例における第２検出コイル３４）と、前記第２磁歪膜に対向配置された第３検出コイル（例えば、後述する実施例における第３検出コイル３５）および第４検出コイル（例えば、後述する実施例における第４検出コイル３６）と、を備え、前記シャフトに入力されるトルクを検出する磁歪式トルクセンサ（例えば、後述する実施例における磁歪式トルクセンサ３０）において、前記第１検出コイルと第２検出コイルは同一のコイルボビン（例えば、後述する実施例におけるコイルボビン３８）に巻回され、前記第３検出コイルと第４検出コイルは同一のコイルボビン（例えば、後述する実施例におけるコイルボビン３９）に巻回されていることを特徴とする。

このように構成することにより、第１検出コイルと第２検出コイルのピニオン軸５に対する軸方向位置を同じにすることができ、第３検出コイルと第４検出コイルのピニオン軸５に対する軸方向位置を同じにすることができるので、第１磁歪膜および第２磁歪膜の軸方向長さを短くすることができ、さらに、第１磁歪膜から第２磁歪膜までの軸方向長さを短くすることができる。
また、第１検出コイルおよび第２検出コイルと、第３検出コイルおよび第４検出コイルとの軸方向離間距離が短いので、シャフトに曲げモーメントが加わったときにも曲げモーメントの差を小さくでき、したがって曲げモーメントによる歪みの差を小さくできる。
第１磁歪膜と第２磁歪膜の軸方向離間距離が短いので、シャフトに軸方向の温度勾配が生じても第１磁歪膜３１と第２磁歪膜３２の温度差を小さくでき、温度差に起因する検出出力のバラツキを小さくすることができる。また、故障検出の検出出力に温度勾配の影響を受けなくなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１検出コイルと第２検出コイルは同一のコイルボビン（例えば、後述する実施例におけるコイルボビン３８）に２本を束にした状態で並行に巻回され、前記第３検出コイルと第４検出コイルは同一のコイルボビン（例えば、後述する実施例におけるコイルボビン３９）に２本を束にした状態で並行に巻回されていることを特徴とする。
このように構成することにより、第１検出コイルと第２検出コイル（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）が２本束にした状態で並行に巻回されているので、第１検出コイルと第２検出コイル（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）の検出出力をほぼ同じとすることができる。

請求項３に係る発明は、操舵トルクを磁歪式トルクセンサによって検出し、検出した操舵トルクに応じて電動機（例えば、後述する実施例におけるステアリングモータ６０）を駆動して車両を転舵させる電動パワーステアリング装置（例えば、後述する実施例における電動パワーステアリング装置１００）において、前記磁歪式トルクセンサは請求項１または請求項２に記載の磁歪式トルクセンサ（例えば、後述する実施例における磁歪式トルクセンサ３０）であることを特徴とする。
このように構成することにより、磁歪式トルクセンサを小型化することができるので、電動パワーステアリング装置を小型化することができる。また、磁歪式トルクセンサのトルク検出精度が向上するので、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングが向上する。さらに、磁歪式トルクセンサの故障検出精度が向上するので、電動パワーステアリング装置の信頼性が向上する。

請求項１に係る発明によれば、第１磁歪膜および第２磁歪膜の軸方向長さを短くすることができ、さらに、第１磁歪膜から第２磁歪膜までの軸方向長さを短くすることができるので、シャフトの長さを短くすることができ、磁歪式トルクセンサを小型化することができる。
また、曲げモーメントに起因するトルク検出誤差を従来よりも大幅に低減することができる。
さらに、シャフトに軸方向の温度勾配が生じても、トルク検出精度を向上することができ、故障検出精度を向上することができる。

請求項２に係る発明によれば、第１検出コイルと第２検出コイル（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）の検出出力をほぼ同じとすることができるので、例えば、第１検出コイルと第２検出コイル（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）の一方を径方向内周側に、他方を径方向外周側に巻回した場合と比較すると、前記一方と他方の検出値のバラツキを大幅に低減することができ、検出精度を向上させることができる。

請求項３に係る発明によれば、電動パワーステアリング装置を小型化することができるので、車両への搭載性が向上する。また、磁歪式トルクセンサのトルク検出精度が向上するので、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングが向上する。さらに、磁歪式トルクセンサの故障検出精度が向上するので、電動パワーステアリング装置の信頼性が向上する。

以下、この発明に係る磁歪式トルクセンサおよび電動パワーステアリング装置の実施例を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１は車両の電動パワーステアリング装置１００の概略構成図であり、図２は図１Ａ−Ａ矢視の詳細断面図である。
パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール（操作子）２に連結されたステアリングシャフト１を備えている。ステアリングシャフト１は、ステアリングホイール２に一体結合されたメインステアリングシャフト３と、ラック＆ピニオン機構のピニオン７が一体的に設けられたピニオン軸（シャフト）５とが、ユニバーサルジョイント４によって連結されて構成されている。

ピニオン軸５はギヤハウジング２０に収容され、その下部を軸受６ａによって、中間部を軸受６ｂ，６ｃの少なくとも一方によって支持されており、ピニオン軸５の軸受６ｂ，６ｃ間にはウォームホイールギヤ１３が嵌着されている。ピニオン軸５の下端部であって軸受６ａ，６ｂ間にはピニオン７が一体に形成されており、ピニオン７には車幅方向に往復動し得るラック軸８のラック歯８ａが噛合し、ラック軸８はスプリング１６によって付勢されたラックガイド１７によってピニオン７側に押圧されている。ラック軸８の両端に設けられたラックエンド８ｂにはそれぞれタイロッド９が連結され、タイロッド９に転舵輪としての前輪１０が連係されている。この構成により、ステアリングホイール２の操舵時に通常のラック＆ピニオン式の転舵操作が可能であり、前輪１０，１０を転舵させて車両の向きを変えることができる。ここで、ピニオン軸５、ラック軸８、タイロッド９はステアリング系を構成する。

電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール２による操舵力を軽減するための補助トルクを発生させるブラシレスモータからなるステアリングモータ（電動機）６０を備えている。ステアリングモータ６０はギヤハウジング２０に取り付けられており、その出力軸６１をギヤハウジング２０内に挿入させている。ギヤハウジング２０内に挿入された出力軸６１にはウォームギヤ６２が形成され、このウォームギヤ６２がウォームホイールギヤ１３に噛合している。ウォームギヤ６２とウォームホイールギヤ１３もギヤハウジング２０に収納されている。ウォームギヤ６２とウォームホイールギヤ１３は減速機構を構成し、ステアリングモータ６０で発生したトルクは、ウォームギヤ６２とウォームホイールギヤ１３により倍力されてピニオン軸５に伝達される。

また、ピニオン軸５において軸受６ｃより上方には、磁歪に起因する磁気特性の変化に基づいてトルクを検出する磁歪式トルクセンサ３０が配置されており、磁歪式トルクセンサ３０よりも上側に位置するピニオン軸５とギヤハウジング２０との間はオイルシール４０によってシールされている。
この電動パワーステアリング装置１００は、磁歪式トルクセンサ３０によって運転者の操舵トルク（操舵入力）を検出し、検出した操舵トルクに応じてステアリングモータ６０を駆動して前輪１０を転舵する。

磁歪式トルクセンサ３０は、ピニオン軸５において軸受６ｃより上方の外周面に周方向全周に亘って環状に設けられた第１磁歪膜３１および第２磁歪膜３２と、第１磁歪膜３１に対向配置された第１検出コイル３３および第２検出コイル３４と、第２磁歪膜３２に対向配置された第３検出コイル３５および第４検出コイル３６と、第１、第２、第３、第４検出コイル３３，３４，３５，３６にそれぞれ接続された検出回路（図示略）を主要構成としている。

第１、第２磁歪膜３１，３２は、歪みに対して透磁率の変化が大きい素材からなる金属膜であり、例えば、ピニオン軸５の外周にメッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜からなる。第１磁歪膜３１と第２磁歪膜３２はピニオン軸５の軸方向に上下に離れて配置されている。
上側に配置された第１磁歪膜３１は、ピニオン軸５の軸線に対して約４５度傾斜した方向に磁気異方性を備えるように構成されており、下側に配置された第２磁歪膜３２は、第１磁歪膜３１の磁気異方性の方向に対して約９０度傾斜した方向に磁気異方性を備えるように構成されている。すなわち、２つの磁歪膜３１，３２の磁気異方性は互いに約９０度位相を異にしている。

第１検出コイル３３と第２検出コイル３４は、図３に示すように、これら２本のコイル３３，３４を束にした状態で並行に、同一のコイルボビン３８に巻回されており、これによって第１検出コイル３３と第２検出コイル３４は径方向および軸方向のいずれにも均一に分布している。
第１検出コイル３３の始端（巻き始め）３３ａは結合ピン３７ａに接続され、第１検出コイル３３の終端（巻き終わり）３３ｂは結合ピン３７ｂに接続され、第２検出コイル３４の始端（巻き始め）３４ａは結合ピン３７ｃに接続され、第２検出コイル３４の終端（巻き終わり）３４ｂは結合ピン３７ｄに接続されている。コイルボビン３８はヨーク４２を介してギヤハウジング２０に取り付けられ、コイルボビン３８に巻回された第１検出コイル３３および第２検出コイル３４は、第１磁歪膜３１の周囲にこれと所定の隙間を有した状態で同軸状に配置されている。つまり、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４は、ピニオン軸５に対する軸方向位置が同じになっている。結合ピン３７ａ〜３７ｄはそれぞれインターフェース部４１の回路基板を介して制御装置（図示略）に接続されている。

図示を省略するが、第３検出コイル３５および第４検出コイル３６についても同様であり、これら２本のコイル３５，３６を束にした状態で並行に、同一のコイルボビン３９に巻回され、ヨーク４３を介してギヤハウジング２０に取り付けられ、第２磁歪膜３２の周囲にこれと所定の隙間を有した状態で同軸状に配置されている。つまり、第３検出コイル３５と第４検出コイル３６は、ピニオン軸５に対する軸方向位置が同じになっている。
第１磁歪膜３１の軸方向長さは、第１検出コイル３３および第２検出コイル３４の軸方向長さよりも若干大きく設定されており、第２磁歪膜３２の軸方向長さは、第３検出コイル３５および第４検出コイル３６の軸方向長さよりも若干大きく設定されている。

第１、第２磁歪膜３１，３２の磁気異方性を前述のように設定したことにより、ピニオン軸５に捻り方向のトルクが作用した状態では、磁歪膜３１，３２の一方に圧縮力が作用し、他方に引っ張り力が作用するようになり、その結果、一方の磁歪膜の透磁率が増加し、他方の磁歪膜の透磁率が減少する。そして、これに応じて一方の磁歪膜の周囲に配置された２つの検出コイルのインダクタンスが増加し、他方の磁歪膜の周囲に配置された２つの検出コイルのインダクタンスが減少する。

そして、第１〜第４検出コイル３３〜３６にそれぞれ接続された前記検出回路は、磁歪に起因して生じる各検出コイル３３〜３６のインダクタンスの変化を電圧変化に変換して前記制御装置に出力する。制御装置は各検出回路の出力に基づいて、トルク検出電圧ＶＴ３を算出してステアリングシャフト１に作用する操舵トルクを検出するとともに、故障検出電圧ＶＴＦ３を算出して磁歪式トルクセンサ３０の故障検出を行う。

トルク検出電圧ＶＴ３と故障検出電圧ＶＴＦ３の算出方法の一例を説明する。
いま、第１検出コイル３３に接続された検出回路の出力電圧をＶ１１（以下、第１検出コイル３３の出力電圧Ｖ１１と略す）、第２検出コイル３４に接続された検出回路の出力電圧をＶ１２（以下、第２検出コイル３４の出力電圧Ｖ１２と略す）、第３検出コイル３５に接続された検出回路の出力電圧をＶ２１（以下、第３検出コイル３５の出力電圧Ｖ２１と略す）、第４検出コイル３６に接続された検出回路の出力電圧をＶ２２（以下、第４検出コイル３６の出力電圧Ｖ２２と略す）とする。

トルク検出電圧ＶＴ３を算出する場合には、まず、次の（１）式および（２）式により差動電圧ＶＴ３１，ＶＴ３２を算出する。ここで、ｋ１１、ｋ１２、ｋ２１、ｋ２２は比例定数、Ｖ０は一定数、Ｔは操舵トルクである。
ＶＴ３１＝ＶＴ１１−ＶＴ２１＋Ｖ０＝ｋ１１・Ｔ−（−ｋ２１・Ｔ）＝（ｋ１１＋ｋ２１）Ｔ ・・・ （１）式
ＶＴ３２＝ＶＴ１２−ＶＴ２２＋Ｖ０＝ｋ１２・Ｔ−（−ｋ２２・Ｔ）＝（ｋ１２＋ｋ２２）Ｔ ・・・ （２）式
つまり、差動電圧ＶＴ３１は、第１磁歪膜３１に対向配置された第１検出コイル３３と第２磁歪膜３２に対向配置された第３検出コイル３５の差動電圧（差動出力）であり、差動電圧ＶＴ３２は、第１磁歪膜３１に対向配置された第２検出コイル３４と第２磁歪膜３２に対向配置された第４検出コイル３６の差動電圧（差動出力）である。トルク検出電圧ＶＴ３は、ＶＴ３１かＶＴ３２のどちらかを使用する。

故障検出電圧ＶＴＦを算出する場合には、まず、次の（３）式および（４）式により差動電圧ＶＴＦ１，ＶＴＦ２を算出する。
ＶＴＦ１＝ＶＴ１１−ＶＴ１２ ・・・ （３）式
ＶＴＦ２＝ＶＴ２１−ＶＴ２２ ・・・ （４）式
つまり、差動電圧ＶＴＦ１は、第１磁歪膜３１に対向配置された第１検出コイル３３と第２検出コイル３４の差動電圧（差動出力）であり、差動電圧ＶＴＦ２は、第２磁歪膜３２に対向配置された第３検出コイル３５と第４検出コイル３６の差動電圧（差動出力）である。
そして、次の（５）式により、差動電圧ＶＴＦ１，ＶＴＦ２の和から故障検出電圧ＶＴＦ３を算出し、ＶＴＦ３が故障検出閾値から外れたときには故障と判定する。
ＶＴＦ３＝ＶＴＦ１＋ＶＴＦ２ ・・・ （５）式

このように構成された電動パワーステアリング装置１００の磁歪式トルクセンサ３０では、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４を束にした状態で並行に同一のコイルボビン３８に巻回しているので、従来のように第１検出コイルと第２検出コイルをピニオン軸５の軸方向に位置をずらして配置した場合よりも、第１磁歪膜３１の軸方向長さを短くすることができる。同様に、第３検出コイル３５と第４検出コイル３６を束にした状態で並行に同一のコイルボビン３９に巻回しているので、従来のように第３検出コイルと第４検出コイルをピニオン軸５の軸方向に位置をずらして配置した場合よりも、第２磁歪膜３２の軸方向長さを短くすることができる。さらに、第１磁歪膜３１の上縁から第２磁歪膜３２の下縁までの軸方向長さを短くすることができる。
その結果、ピニオン軸５において軸受６ｃよりも上方に位置する部分の長さを従来よりも短くすることができ、ピニオン軸５の全長を従来よりも短くすることができる。よって、磁歪式トルクセンサ３０を小型化することができるとともに、電動パワーステアリング装置１００を小型化することができ、車両への搭載性が向上する。

また、ステアリングホイール２から入力される操舵トルクの影響でピニオン軸５に曲げモーメントが作用した場合には、曲げモーメントにより発生する歪みが、本来検出すべき捻りによるトルクの誤差となるが、この実施例の磁歪式トルクセンサ３０の場合には、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４はピニオン軸５に対する軸方向位置が同じであるので、第１検出コイル３３の検出出力に対する曲げモーメントによる歪みの影響と、第２検出コイル３４の検出出力に対する曲げモーメントによる歪みの影響は同じになる。また、第３検出コイル３５と第４検出コイル３６もピニオン軸５に対する軸方向位置が同じであるので、第３検出コイル３５の検出出力に対する曲げモーメントによる歪みの影響と、第４検出コイル３６の検出出力に対する曲げモーメントによる歪みの影響は同じになる。さらに、第１検出コイル３３および第２検出コイル３４と、第３検出コイル３５および第４検出コイル３６との間の軸方向距離が短いので、曲げモーメントの差が小さく、したがって曲げモーメントによる歪みの差も小さい。
したがって、曲げモーメントに起因するトルク検出誤差を従来よりも大幅に低減することができる。

また、ピニオン軸５が軸方向に温度勾配を生じていても、第１磁歪膜３１と第２磁歪膜３２の軸方向離間距離が従来よりも短くできるので、第１磁歪膜３１と第２磁歪膜３２の温度差を小さくでき、この温度差に起因する第１検出コイル３３と第３検出コイル３５との差動電圧ＶＴ３１のバラツキ、および、第２検出コイル３４と第４検出コイル３６との差動電圧ＶＴ３２のバラツキを小さくすることができる。したがって、トルク検出精度を向上することができる。その結果、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングが向上する。

さらに、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４はピニオン軸５に対する軸方向位置が同じであるので、この２つ検出コイル３３，３４間に温度差はない。したがって、ピニオン軸５に軸方向に温度勾配が生じていても、差動電圧ＶＴＦ１（＝ＶＴ１１−ＶＴ１２）の算出に温度差の影響はない。同様に、第３検出コイル３５と第４検出コイル３６もピニオン軸５に対する軸方向位置が同じであるので、この２つ検出コイル３５，３６間に温度差はない。したがって、ピニオン軸５に温度勾配が生じていても、差動電圧ＶＴＦ２（＝ＶＴ２１−ＶＴ２２）の算出に温度差の影響はない。その結果、ピニオン軸５に温度勾配が生じても、故障検出電圧ＶＴＦ３の算出に温度勾配の影響はなく、故障検出精度が向上する。これにより、電動パワーステアリング装置の信頼性が向上する。

さらに、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）がコイルボビン３８に２本束にした状態で並行に巻回されているので、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）の検出出力をほぼ同じとすることができる。その結果、例えば、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４（あるいは第３検出コイルと第４検出コイル）の一方をコイルボビンの径方向内周側にまとめて巻回し、他方を同一のコイルボビンの径方向外周側にまとめて巻回した場合と比較すると、第１検出コイル３３と第２検出コイル３４の検出値のバラツキを大幅に低減することができ、検出精度を向上させることができる。第３検出コイル３５と第４検出コイル３６についても同様であり、両検出コイル３５，３６の検出値のバラツキを大幅に低減することができ、検出精度を向上させることができる。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、磁歪式トルクセンサで検出するトルクは操舵トルクに限られるものではなく、種々のトルク検出用に適用可能である。また、第１磁歪膜３１と第２磁歪膜３２を分割せずに一体に設けてもよい。

この発明に係る磁歪式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 図１Ａ−Ａ矢視の詳細断面図である。 第１検出コイルと第２検出コイルが巻回されたコイルボビンの斜視図である。 従来の電動パワーステアリング装置に組み込まれた磁歪式トルクセンサの概略構成図である。

符号の説明

５ ピニオン軸（シャフト）
３０ 磁歪式トルクセンサ
３１ 第１磁歪膜
３２ 第２磁歪膜
３３ 第１検出コイル
３４ 第２検出コイル
３５ 第３検出コイル
３６ 第４検出コイル
３８ コイルボビン
３９ コイルボビン
６０ ステアリングモータ（電動機）
１００ 電動パワーステアリング装置

Claims (3)

1. シャフトに設けられた磁気異方性を互いに異にする第１磁歪膜および第２磁歪膜と、前記第１磁歪膜に対向配置された第１検出コイルおよび第２検出コイルと、前記第２磁歪膜に対向配置された第３検出コイルおよび第４検出コイルと、を備え、前記シャフトに入力されるトルクを検出する磁歪式トルクセンサにおいて、
   前記第１検出コイルと第２検出コイルは同一のコイルボビンに巻回され、前記第３検出コイルと第４検出コイルは同一のコイルボビンに巻回されていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
2. 前記第１検出コイルと第２検出コイルは同一のコイルボビンに２本を束にした状態で並行に巻回され、前記第３検出コイルと第４検出コイルは同一のコイルボビンに２本を束にした状態で並行に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の磁歪式トルクセンサ。
3. 操舵トルクを磁歪式トルクセンサによって検出し、検出した操舵トルクに応じて電動機を駆動して車両を転舵させる電動パワーステアリング装置において、
   前記磁歪式トルクセンサは請求項１または請求項２に記載の磁歪式トルクセンサであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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