JP2008232981A - Torque sensor and electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、支持ハウジングにより回転可能に支持されたトーションバーの捻れに基づいてトルクを検出するためのトルクセンサ及びそのトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a torque sensor for detecting torque based on torsion of a torsion bar rotatably supported by a support housing, and an electric power steering apparatus including the torque sensor.
従来、この種のトルクセンサとして、トーションバーの両端部の回転位置のずれを1対のレゾルバで検出してトーションバーの捻れを求め、トルクを検出可能としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、別の従来例として、ホール素子等の磁束強度検出手段を備えたトルクセンサも知られている。その一例として、図13に示したトルクセンサは、トーションバー1の一端部と一体に回転する円筒状の回転磁石4と、その回転磁石4を側方から囲みかつトーションバー1の他端部と一体に回転する第1及び第2のリングヨーク5,6とを備えている。
Conventionally, as this type of torque sensor, a sensor capable of detecting a torque by detecting a shift in rotational positions of both end portions of a torsion bar with a pair of resolvers to obtain torsion of the torsion bar (for example, Patent Document 1). As another conventional example, a torque sensor including a magnetic flux intensity detecting means such as a Hall element is also known. As an example, the torque sensor shown in FIG. 13 includes a cylindrical rotating
図14に示すように第1リングヨーク5は、円環部5Bから軸方向に複数の三角突片5Aを突出した構造をなし、第2リングヨーク6は、円環部6Bから軸方向に複数の三角突片6Aを突出した構造をなしている。それら各三角突片5A,6Aは、図15(B)に示すように交互に隙間をあけて周方向に並べられている。また、図13に示すように円環部5B,6Bの間には、ホール素子7がそれら円環部5B,6Bに対して隙間をあけて配置されている。そのホール素子7は、トーションバー1を回転可能に支持した支持ハウジング(図示せず)に固定され、円環部5B,6Bの周方向における任意の位置で円環部5B,6Bの間の磁束強度を検出することができる。
As shown in FIG. 14, the
また、図14に示すように、回転磁石4は、周方向に複数の磁極に分極され、トーションバー1が捻れていない状態では、図15(B)に示したように、各三角突片5A,6Aの中心が回転磁石4の隣り合った磁極の境界部分に対向している。そして、トーションバー1が一方に捻れると、図15(A)に示すように、三角突片5Aの中心が回転磁石4のN磁極に対向しかつ三角突片6Aの中心が回転磁石4のS磁極に対向した状態になる一方、トーションバー1が他方に捻れると、図15(C)に示すように、三角突片5Aの中心が回転磁石4のS磁極に対向しかつ三角突片6Aの中心が回転磁石4のN磁極に対向した状態になる。これらにより、トーションバー1の捻れに応じてホール素子7にて検出される磁束強度が変化し、その変化に基づいてトルクを検出することができる(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上記した磁束強度検出手段を備えた従来のトルクセンサでは、トーションバー1と共に円環部5B,6Bが回転すると、円環部5B,6Bとホール素子7との間の隙間がバラツキ、正確にトルクを検出することができないことが起こりえた。また、ホール素子7が、円環部5B,6Bの周方向における任意の位置で磁束強度を検出可能とするために、円環部5B,6Bの周方向全体で磁束を均一にする必要があった。このため、ホール素子7に通過させる磁束が低下し、この点においても、正確にトルクを検出することができなかった。
However, in the conventional torque sensor provided with the above-described magnetic flux intensity detection means, when the
また、上記したレゾルバを用いた従来のトルクセンサでは、トーションバーの回転位置を検出する機能を追加する場合に、そのレゾルバの検出結果を利用することができるが、上記した磁束強度検出手段を備えた従来のトルクセンサでは、その磁束強度検出手段の検出結果をトーションバーの回転位置を検出するために利用することができない。このため、トーションバーの回転位置を検出する機能を追加した場合に全体が大型化する問題があった。 In addition, in the conventional torque sensor using the resolver described above, when the function of detecting the rotational position of the torsion bar is added, the detection result of the resolver can be used. In the conventional torque sensor, the detection result of the magnetic flux intensity detection means cannot be used to detect the rotational position of the torsion bar. For this reason, when the function to detect the rotational position of the torsion bar is added, there is a problem that the whole size increases.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、磁束強度検出手段を備えたトルクセンサにおいて、従来より正確にトルクを検出可能であると共に、トーションバーの回転位置を検出する機能を備えた場合に従来より小型化することが可能なトルクセンサ及びそのトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a torque sensor provided with magnetic flux intensity detection means, it is possible to detect torque more accurately than in the prior art and to have a function of detecting the rotational position of a torsion bar. Another object of the present invention is to provide a torque sensor that can be made smaller than before and an electric power steering apparatus including the torque sensor.
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係るトルクセンサ(10)は、支持ハウジング(11)により回転可能に支持されたトーションバー(14)の捻れに基づいてトルクを検出するためのトルクセンサ(10)において、トーションバー(14)を中心とした円形をなし、その周方向で複数の磁極に均等分され、トーションバー(14)の一端部と一体に回転する第1の回転磁石(31)と、トーションバー(14)を中心とした円形をなし、第1の回転磁石(31)と同数の磁極に周方向で均等分され、トーションバー(14)の他端部と一体に回転する第2の回転磁石(32)と、支持ハウジング(11)に固定されて、第1と第2の回転磁石(31,32)の間の磁路を構成する磁路構成部材(35S,36S,37S)と、磁路構成部材(35S,36S,37S)に形成されて、第1の回転磁石(31)の回転位置に応じてその第1の回転磁石(31)の各磁極と対向可能な第1の磁極対向部(35B,36B,37B)と、磁路構成部材(35S,36S,37S)に形成されて、第2の回転磁石(32)の回転位置に応じてその第2の回転磁石(32)の各磁極と対向可能な第2の磁極対向部(35B,36B,37B)と、磁路構成部材(35S,36S,37S)を通る磁束の強度を検出するための磁束強度検出手段(35H,36H,37H)とを備えたところに特徴を有する。
In order to achieve the above object, a torque sensor (10) according to the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載のトルクセンサ(10)において、磁路構成部材(35S,36S,37S)に、トーションバー(14)を中心とした1対の円環部(35A,36A,37A)を設け、一方の円環部(35A,36A,37A)の周方向に沿った複数位置に、第1の回転磁石(31)の電気角1周期の整数倍だけ間隔をあけて第1の磁極対向部(35B,36B,37B)を複数配置し、他方の円環部(35A,36A,37A)の周方向に沿った複数位置に、第2の回転磁石(32)の電気角1周期の整数倍だけ間隔をあけて第2の磁極対向部(35B,36B,37B)を複数配置したところに特徴を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the torque sensor (10) according to the first aspect, the magnetic path constituent member (35S, 36S, 37S) has a pair of annular portions (35A centered on the torsion bar (14)). , 36A, 37A), and spaced at an integral multiple of one cycle of the electrical angle of the first rotating magnet (31) at a plurality of positions along the circumferential direction of one of the annular portions (35A, 36A, 37A). A plurality of first magnetic pole facing portions (35B, 36B, 37B) are arranged, and the second rotating magnet (32) is disposed at a plurality of positions along the circumferential direction of the other annular portion (35A, 36A, 37A). It is characterized in that a plurality of second magnetic pole facing portions (35B, 36B, 37B) are arranged at intervals of an integral multiple of one electrical angle cycle.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のトルクセンサ(10)において、第1の回転磁石(31)の電気角1/3周期分の位相をずらして磁路構成部材(35S,36S,37S)を3つ設け、それら3つの磁路構成部材(35S,36S,37S)にそれぞれ備えた3つの磁束強度検出手段(35H,36H,37H)の検出結果を出力可能としたところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the torque sensor (10) according to the first or second aspect, the magnetic path constituent member (35S, 36S, 37S) are provided, and the detection results of the three magnetic flux intensity detecting means (35H, 36H, 37H) provided in the three magnetic path constituent members (35S, 36S, 37S) can be output. Has characteristics.
請求項4の発明は、請求項3に記載のトルクセンサ(10)において、3つの磁束強度検出手段(35H,36H,37H)の検出結果をV1,V2,V3とした場合に、
で演算値Sを演算し、その演算値Sと予め定められた基準値との大小関係に基づいてトルクを演算する信号処理部(39)を備えたところに特徴を有する。 And a signal processing unit (39) for calculating a torque based on the magnitude relationship between the calculated value S and a predetermined reference value.
請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れかに記載のトルクセンサ(10)において、第1と第2の磁極対向部(35B,36B,37B)をトーションバー(14)の周りの同じ位相に配置し、トーションバー(14)が捻れていない状態で、第1と第2の回転磁石(31,32)を電気角1/4周期分だけずらして配置したところに特徴を有する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the torque sensor (10) according to any one of the first to fourth aspects, the first and second magnetic pole facing portions (35B, 36B, 37B) are arranged around the torsion bar (14). It is characterized in that the first and second rotating magnets (31, 32) are arranged to be shifted by an electrical angle ¼ period in the same phase and the torsion bar (14) is not twisted.
請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れかに記載のトルクセンサ(10)において、磁路構成部材(35S,36S,37S)を複数設け、それら複数の磁路構成部材(35S,36S,37S)毎に備えた複数の磁束強度検出手段(35H,36H,37H)の検出結果がトーションバー(14)を回転したときに位相差を有した複数のSINカーブ(g1,g2,g3)を描いて変化するように複数の磁路構成部材(35S,36S,37S)を配置して、それら複数の磁束強度検出手段(35H,36H,37H)の検出結果からトーションバー(14)の電気角を検出可能としたところに特徴を有する。
The invention of
請求項7の発明は、請求項6に記載のトルクセンサ(10)において、トーションバー(14)を中心とした円形をなし、第1及び第2の回転磁石(32)の磁極数と異なる複数の磁極に周方向で均等分され、トーションバー(14)と一体に回転するサブ回転磁石(21,22)と、支持ハウジング(11)に固定されて、サブ回転磁石(21,22)の回転位置に応じてそのサブ回転磁石(21,22)の各磁極と対向可能な複数のサブ磁路構成部材(25S,26S,27S)と、複数のサブ磁路構成部材(25S,26S,27S)を通過するサブ回転磁石(21,22)の磁束強度を検出するための複数のサブ磁束強度検出手段(25H,26H,27H)とを設け、それら複数のサブ磁束強度検出手段(25H,26H,27H)の検出結果がトーションバー(14)を回転したときに、位相差を有した複数のSINカーブを描いて変化するように複数のサブ磁路構成部材(25S,26S,27S)を配置して、それら複数のサブ磁束強度検出手段(25H,26H,27H)の検出結果からトーションバー(14)の電気角を検出可能とし、複数のサブ磁束強度検出手段(25H,26H,27H)の演算結果により検出されるトーションバー(14)の電気角と、複数の磁束強度検出手段(25H,26H,27H)の演算結果により検出されるトーションバー(14)の電気角との組み合わせに基づいてトーションバー(14)の機械角を検出可能としたところに特徴を有する。 A seventh aspect of the present invention is the torque sensor (10) according to the sixth aspect, wherein the torque sensor (10) has a circular shape centered on the torsion bar (14) and is different from the number of magnetic poles of the first and second rotating magnets (32). The sub-rotating magnets (21, 22) that are equally divided in the circumferential direction and rotated integrally with the torsion bar (14) and the rotation of the sub-rotating magnets (21, 22) are fixed to the support housing (11). A plurality of sub magnetic path constituent members (25S, 26S, 27S) and a plurality of sub magnetic path constituent members (25S, 26S, 27S) that can be opposed to the magnetic poles of the sub rotating magnets (21, 22) according to the position. And a plurality of sub magnetic flux intensity detecting means (25H, 26H, 27H) for detecting the magnetic flux intensity of the sub rotating magnets (21, 22) passing through the plurality of sub magnetic flux intensity detecting means (25H, 26H, 27H A plurality of sub magnetic path constituent members (25S, 26S, 27S) are arranged so as to draw and change a plurality of SIN curves having a phase difference when the detection result of the rotation of the torsion bar (14), The electrical angle of the torsion bar (14) can be detected from the detection results of the plurality of sub magnetic flux intensity detection means (25H, 26H, 27H), and the calculation results of the plurality of sub magnetic flux intensity detection means (25H, 26H, 27H) Based on the combination of the electrical angle of the torsion bar (14) detected and the electrical angle of the torsion bar (14) detected by the calculation results of the plurality of magnetic flux intensity detection means (25H, 26H, 27H) 14) It is characterized in that the mechanical angle can be detected.
請求項8の発明に係る電動パワーステアリング装置(50)は、請求項1乃至7の何れかに記載のトルクセンサ(10)を、ハンドル(60)の操舵抵抗を検出するために備えたところに特徴を有する。 An electric power steering apparatus (50) according to an eighth aspect of the present invention includes the torque sensor (10) according to any one of the first to seventh aspects for detecting a steering resistance of the handle (60). Has characteristics.
[請求項1の発明]
請求項1の構成では、トーションバーと共に第1と第2の回転磁石が回転すると、第1及び第2の回転磁石のうち、磁路構成部材に形成した第1及び第2の磁極対向部との対向位置が変化する。これにより磁路構成部材を通る磁束の強度がトーションバーの回転に伴って変化し、磁束強度検出手段の検出結果がSINカーブを描いて変化する。また、トーションバーが捻れると第1と第2の回転磁石が相対的に回動して、第1及び第2の回転磁石に対する第1及び第2の磁極対向部の対向状態が変わり、前記SINカーブの振幅値が変化する。そして、そのSINカーブの振幅値の変化に基づいてトーションバーの捻れ量が求まり、その捻れ量に基づいてトルクを検出することができる。
[Invention of Claim 1]
In the configuration of
本発明のトルクセンサでは、上記した第1と第2の回転磁石の間の磁路を構成する磁路構成部材が支持ハウジングに固定されている。これにより、磁路構成部材を通る磁束の強度を検出するための磁束強度検出手段も支持ハウジングに固定することでき、従来のように隙間のバラツキの問題や磁束強度の低下の問題が解消され、正確にトルクを検出することができる。 In the torque sensor of the present invention, the magnetic path constituting member constituting the magnetic path between the first and second rotating magnets is fixed to the support housing. Thereby, the magnetic flux intensity detection means for detecting the intensity of the magnetic flux passing through the magnetic path constituting member can also be fixed to the support housing, and the problem of gap variation and the decrease of the magnetic flux intensity as in the past are solved. Torque can be detected accurately.
[請求項2の発明]
請求項2の構成によれば、第1及び第2の回転磁石に対向する第1及び第2の磁極対向部が複数備えられているので、第1及び第2の磁極対向部と第1及び第2の回転磁石との対向面積を広く確保することができる。これにより、第1及び第2の回転磁石の磁束を多く磁路構成部材に取り込むことができ、磁束強度の検出精度が向上し、トルクの検出精度も向上する。
[Invention of claim 2]
According to the configuration of the second aspect, since the first and second magnetic pole facing portions facing the first and second rotating magnets are provided in plural, the first and second magnetic pole facing portions and the first and second magnetic pole facing portions are provided. A wide area facing the second rotating magnet can be secured. As a result, a large amount of the magnetic flux of the first and second rotating magnets can be taken into the magnetic path constituting member, the magnetic flux strength detection accuracy is improved, and the torque detection accuracy is also improved.
[請求項3及び4の発明]
請求項3の構成では、第1の回転磁石の電気角1/3周期分の位相をずらして磁路構成部材を3つ設け、それら3つの磁路構成部材にそれぞれ備えた3つの磁束強度検出手段の検出結果を出力可能としたので、トーションバーを回転させなくても、磁束強度検出手段の検出結果のSINカーブにおける振幅値を求めることができる。
[Inventions of Claims 3 and 4]
In the configuration of claim 3, three magnetic path constituent members are provided by shifting the phase of the first rotary magnet by an electrical angle of 1/3 period, and three magnetic flux intensity detections respectively provided in the three magnetic path constituent members are provided. Since the detection result of the means can be output, the amplitude value in the SIN curve of the detection result of the magnetic flux intensity detection means can be obtained without rotating the torsion bar.
具体的には、請求項4の構成のように、3つの磁束強度検出手段の検出結果をV1,V2,V3とした場合に、
Specifically, when the detection results of the three magnetic flux intensity detection means are V1, V2, and V3 as in the configuration of
、で振幅値を上記演算値Sとして演算することができる。そして、その演算値Sと予め定められた基準値との大小関係に基づいてトルクを求めることができる。 The amplitude value can be calculated as the calculation value S. Then, the torque can be obtained based on the magnitude relationship between the calculated value S and a predetermined reference value.
[請求項5の発明]
請求項5の構成によれば、第1と第2の磁極対向部をトーションバーの周りの同じ位相に配置し、トーションバーが捻れていない状態で、第1と第2の回転磁石を電気角1/4周期分だけずらして配置したので、トーションバーが捻れていない状態における前記SINカーブの振幅値に対し、振幅値が大きくなったか小さくなったかによってトーションバーが一方に捻れたか他方に捻れたかを判別することができる。
[Invention of claim 5]
According to the configuration of the fifth aspect, the first and second magnetic pole opposing portions are arranged in the same phase around the torsion bar, and the first and second rotating magnets are electrically angled with the torsion bar not twisted. Since the arrangement is shifted by ¼ period, whether the torsion bar is twisted to one side or the other depending on whether the amplitude value is larger or smaller than the amplitude value of the SIN curve when the torsion bar is not twisted Can be determined.
[請求項6及び7の発明]
請求項6の構成によれば、複数の磁束強度検出手段の検出結果からトーションバーの電気角を検出することができ、その電気角を、トーションバーの機械角を検出するために利用することができる。これにより、トーションバーの回転位置を検出する機能を追加した場合に、トルクセンサ全体を小型化することができる。
[Inventions of
According to the configuration of
具体的には、請求項7の構成のように、第1及び第2の回転磁石とは異なる数の複数の磁極を備えたサブ回転磁石を設ると共に、そのサブ回転磁石の各磁極と対向可能な複数のサブ磁路構成部材を支持ハウジングに固定し、それら複数のサブ磁路構成部材を通過するサブ回転磁石の磁束強度を複数のサブ磁束強度検出手段で検出すれば、サブ磁束強度検出手段により検出されるトーションバーの電気角と、磁束強度検出手段により検出されるトーションバーの電気角との2種類の電気角の組み合わせに基づいて、トーションバーの機械角を演算することができる。 Specifically, as in the configuration of the seventh aspect, a sub-rotating magnet having a plurality of magnetic poles different from the first and second rotating magnets is provided and is opposed to each magnetic pole of the sub-rotating magnet. If a plurality of possible sub magnetic path constituent members are fixed to the support housing and the magnetic flux intensity of the sub rotating magnet passing through the plurality of sub magnetic path constituent members is detected by a plurality of sub magnetic flux intensity detecting means, the sub magnetic flux intensity detection is performed. The mechanical angle of the torsion bar can be calculated based on a combination of two kinds of electrical angles, that is, the electrical angle of the torsion bar detected by the means and the electrical angle of the torsion bar detected by the magnetic flux intensity detecting means.
[請求項8の発明]
請求項8の電動パワーステアリング装置は、上記の如く従来より正確にトルクを検出可能なトルクセンサをハンドルの操舵抵抗を検出するために備えているので、正確に電動パワーステアリング装置の出力を制御することができる。
[Invention of Claim 8]
Since the electric power steering apparatus according to the eighth aspect is equipped with the torque sensor capable of detecting the torque more accurately than the conventional one for detecting the steering resistance of the steering wheel as described above, the output of the electric power steering apparatus is accurately controlled. be able to.
以下、本発明に係る実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。図1には、本実施形態のトルクセンサ10の全体が示されている。同図において符号11は支持ハウジングであって、両端開放の筒形構造をなし、その内側を回転軸部12が貫通している。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the
回転軸部12は、トーションバー14と第1及び第2の延長スリーブ15,16とからなる。トーションバー14は、両端部14A,14Bに比べて中間部14Cの径が細くなっており、負荷トルクを受けるとその中間部14Cが捻れ変形する。
The
第1延長スリーブ15は、トーションバー14における一方の端部14A(以下、これを「基端部14A」という)から軸方向の中間位置までを覆っている。これに対し、第2延長スリーブ16は、トーションバー14における他方の端部14B(以下、これを「先端部14B」という)から軸方向の中間位置までを覆っている。そして、トーションバー14の軸方向における中央部で、第1と第2の延長スリーブ15,16の端部同士が軸方向に間隔をあけて向かい合っている。
The
第1延長スリーブ15は、トーションバー14の基端部14Aに対してピン結合されると共に中間部14Cに対しては遊嵌されている。これにより、第1延長スリーブ15は、トーションバー14のうち基端部14Aのみと一体に回転する。一方、第2延長スリーブ16は、トーションバー14の先端部14Bに対してスプライン結合されると共に、中間部14Cに対しては遊嵌されている。これにより、第2延長スリーブ16は、トーションバー14のうち先端部14Bのみと一体に回転する。また、支持ハウジング11の両端部に備えた1対のベアリング13,13が、第1延長スリーブ15の外周面と第2延長スリーブ16の外周面とにそれぞれ嵌合され、これにより回転軸部12全体が支持ハウジング11に対して回転可能に支持されている。
The
なお、第1延長スリーブ15のうちトーションバー14とのピン結合部分は、支持ハウジング11の外側に露出され、その外周面にはスプライン部15Sが形成されている。また、第2延長スリーブ16は、トーションバー14の先端部14Bの延長上にピニオンギヤ16Gを一体に備えた構造になっている。
In addition, the pin coupling | bond part with the
第1延長スリーブ15の一部は、第1と第2のサブ回転磁石21,22及び第1の回転磁石31で構成されている。また、第2延長スリーブ16の一部は、第2の回転磁石32で構成されている。これら第1及び第2のサブ回転磁石21,22と回転磁石31,32は、全て同一形状の中空の円板状になっている。また、第1及び第2の延長スリーブ15,16は、第1及び第2のサブ回転磁石21,22と回転磁石31,32を除いた部分の全体が非磁性体で構成されている。
A part of the
より詳細には、例えば、第1延長スリーブ15のうちトーションバー14の中間部14Cを覆った部分には、その軸方向の先端部から中間部に亘って小径部15Aが形成されている。そして、その小径部15Aに第1のサブ回転磁石21、スペーサ15B、第2のサブ回転磁石22、スペーサ15C及び第1の回転磁石31が順番に嵌合されて接着剤にて固定されている。
More specifically, for example, a portion of the
また、第2延長スリーブ16のうち第1延長スリーブ15側の先端部にも小径部16Aが形成され、その第2延長スリーブ16Aに第2の回転磁石32が嵌合されて接着剤にて固定されている。これらにより、回転軸部12の軸方向における4箇所に間隔を空けて第1及び第2のサブ回転磁石21,22と第1及び第2の回転磁石31,32が配置された状態になっている。
A
図2に示すように、第1及び第2の回転磁石31,32は、周方向において所定偶数m(例えば、m=6)の磁極(S極、N極)に均等分されている。そして、トーションバー14が捻れ変形していない状態では、第1の回転磁石31における隣り合ったN磁極とS磁極との境界部分が、第2の回転磁石32におけるN磁極及びS磁極の中心に対向している。即ち、第1及び第2の回転磁石31,32の磁極数mに対し、下記式(1)で求められる角度θ1だけ、第1と第2の回転磁石31,32の位相がずれた配置になっている。
As shown in FIG. 2, the first and second
θ1=360/(2・m) ・・・・・(1) θ1 = 360 / (2 · m) (1)
また、第1及び第2の回転磁石31,32は、周方向において複数の磁極(S極、N極)に均等分されているので、レゾルバやモータで用いられる「電気角」と「機械角」の概念を適用することができる。即ち、第1及び第2の回転磁石31,32において、同名極間の間隔を360度(1周期)として表す角度を「電気角」と、第1及び第2の回転磁石31,32の1回転分を360度(1周期)として表す角度を「機械角」とすることができる。そして、電気角をθd、機械角をθk、磁極数をmとすると、下記式(2)が成立する。従って、電気角1周期分の機械角θk1は、以下の式(3)で表すことができる。
Further, since the first and second
θk =θd/(m/2) ・・・・(2)
θk1=360/(m/2) ・・・・(3)
θk = θd / (m / 2) (2)
θk1 = 360 / (m / 2) (3)
図8に示すように、第1及び第2のサブ回転磁石21,22も、周方向において所定偶数n(例えば、n=4)の磁極(S極、N極)に均等分されている。また、第1及び第2のサブ回転磁石21,22の磁極数と、第1及び第2の回転磁石31,32の磁極数とは異なっている。そして、トーションバー14の捻れ変形の有無に拘わらず、第1のサブ回転磁石21のN磁極の位置と第2のサブ回転磁石22のS磁極の位置とが一致した状態に保持されている。即ち、第1及び第2のサブ回転磁石21,22の磁極数nに対し、下記式(4)で求められる角度θ2だけ、第1と第2のサブ回転磁石21,22の位相がずれた配置になっている。
As shown in FIG. 8, the first and second
θ2=360/n ・・・・・(4) θ2 = 360 / n (4)
図1に示すように、支持ハウジング11の内側には、第1及び第2の回転磁石31,32を側方から囲む位置にヨークステータ33が設けられると共に、第1及び第2のサブ回転磁石21,22を側方から囲む位置にサブヨークステータ23が設けられている。図2に示すようにヨークステータ33は、1対のヨーク群34,34を軸方向で対向配置して備えている。各ヨーク群34は、図3に示した第1ヨーク35と第2ヨーク36と第3ヨーク37とからなる。そして、一方と他方のヨーク群34,34にそれぞれ含まれる1対の第1ヨーク35,35によって、本発明の「磁路構成部材」に相当する第1の磁路構成部材35S(図2及び図4(A)参照)が構成され、一方と他方のヨーク群34,34にそれぞれ含まれる1対の第2ヨーク36,36によって、本発明の「磁路構成部材」に相当する第2の磁路構成部材36S(図2参照)が構成され、一方と他方のヨーク群34,34にそれぞれ含まれる1対の第3ヨーク37,37によって、本発明の「磁路構成部材」に相当する第3の磁路構成部材37S(図2参照)が構成されている。
As shown in FIG. 1, a
第1ヨーク35は、例えば、板金を打ち抜きかつ屈曲形成してなり、トーションバー14を中心とした円環部35Aを備え、その円環部35Aに、複数(例えば、3つ)の磁極対向部35Bと中継部35Cとが一体形成されている。複数の磁極対向部35Bは、円環部35Aから内側に延設された突片を途中で直角曲げしてなり、第1及び第2の回転磁石31,32の電気角1周期分の間隔をあけて、円環部35Aの周方向を複数等分(例えば、3等分)した位置に配置されている。そして、図4(A)に示すように、一方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが、第1の回転磁石31の外周面に隙間をあけて対向配置されかつ、他方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが、第2の回転磁石32の外周面に隙間をあけてトーションバー14の径方向で対向配置されている。また、両第1ヨーク35,35の間では、磁極対向部35B,35B同士が、トーションバー14の軸方向で対向している。
The
中継部35Cは、円環部35Aの周方向において何れかの磁極対向部35Bと同じ位置に配置されている。この中継部35Cは、円環部35Aから外側に延設された突片を直角曲げしかつ、その先端部を外側に直角曲げした構造になっている。そして、両第1ヨーク35,35の間で中継部35C,35C同士が、軸方向で対向しかつ、それら中継部35C,35Cの先端部の間に本発明の「磁路磁束強度検出手段」としてのホール素子35Hが配置されている。
The
図2に示すように第2及び第3の磁路構成部材36S,37Sを構成する各第2及び第3のヨーク36,37も、上記した第1ヨーク35と同様に、円環部36A,37Aと磁極対向部36B,37Bと中継部36C,37Cとを備えている。そして、各ヨーク群34において各円環部35A,36A,37Aがトーションバー14の軸方向で隙間をあけて重ねられている。ここで、第1と第2と第3のヨーク35,36,37は、電気角1/3周期ずつずらして配置され、この結果、磁極対向部35B,36B,37Bが、電気角1/3周期ずつ間隔をあけて、トーションバー14の軸周りを複数等分した位置に配置されている。また、全ての磁極対向部35B,36B,37Bの先端が、トーションバー14の軸方向において同じ位置に配置されるように、第1〜第3のヨーク35,36,37の間で、磁極対向部35B,36B,37Bの長さを異ならせてある。さらに、全ての中継部35C,36C,37Cの先端も、トーションバー14の軸方向において同じ位置に配置されている。そして、中継部35C,35Cの間のホール素子35Hと同様に、中継部36C,36Cの間及び中継部37C,37Cの間にもホール素子36H,37Hがそれぞれ備えられている。各ホール素子35H,36H,37Hの出力線は、図1に示すように支持ハウジング11の外面に形成されたコネクタ部11Cの奥壁から起立した端子金具11Dに接続されている。そして、このコネクタ部11Cに接続された信号処理回路39(本発明に係る「信号処理部」に相当する)がホール素子35H,36H,37Hの出力を処理する。
As shown in FIG. 2, each of the second and
上記した第1〜第3の磁路構成部材35S,36S,37S(図2参照)は、第1と第2の回転磁石31,32の間の磁路を構成している。以下、第1の磁路構成部材35Sを例にしてさらに詳細に説明する。即ち、トーションバー14が捻れ変形をしていない状態では、例えば、図4(A)に示すように第1の磁路構成部材35Sのうち一方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第1の回転磁石31のN磁極に対向しかつ、他方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第2の回転磁石32のS磁極に対向した状態になり得る。このとき、第1の回転磁石31のN磁極からの磁束が、一方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bから円環部35A、中継部35Cへと向かい、ホール素子35Hを通過して、さらに、他方の第1ヨーク35の中継部35Cから円環部35A、各磁極対向部35B、そして、第2の回転磁石32のS磁極へと向かう。即ち、第1の磁路構成部材35Sによって第1の回転磁石31と第2の回転磁石32との間の磁路が構成される。
The first to third magnetic
上記状態からトーションバー14が捻れ変形しない状態を保持して第1及び第2の回転磁石31,32が回転していくと、ホール素子35Hを通過する磁束の強度が徐々に低下し、図4(B)に示すように、一方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第1の回転磁石31のN磁極に対向し、他方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bも第2の回転磁石32のN磁極に対向した状態になり、ホール素子35Hを通過する磁束の強度は「0」になる。
When the first and second
この状態から更に第1及び第2の回転磁石31,32が回転すると、ホール素子35Hを通過する磁束の向きが反転してから徐々に磁束の強度が高くなっていく。そして、図4(C)に示すように一方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第1の回転磁石31のS磁極に対向しかつ、他方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第2の回転磁石32のN磁極に対向した状態になるまで、ホール素子35Hを通過する磁束の強度が上がり、この状態を通過すると、ホール素子35Hを通過する磁束の強度は減少していく。このようにして、第1及び第2の回転磁石31,32の回転に伴ってホール素子35Hの出力が、図6に示したSINカーブg1のように推移する。これと同様に、第2及び第3の磁路構成部材36S,37Sにおけるホール素子36H,37Hの出力も、図6に示したSINカーブg2,g3のように推移し、これらホール素子35H,36H,37Hの出力変化のSINカーブg1,g2,g3は、前記した第1〜第3の磁路構成部材35S,36S,37S同士の間のずれである電気角1/3周期ずつ位相がずれる。
When the first and second
次に、トーションバー14が捻れた場合におけるホール素子35H,36H,37Hの出力の変化について、第1の磁路構成部材35Sを例にして説明する。トーションバー14が捻れ変形していない状態では、図5(B)に示すように第1の回転磁石31における隣り合ったN磁極とS磁極との境界部分が、第2の回転磁石32におけるN磁極及びS磁極の中心に対向している。そして、同図に示すように、一方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第1の回転磁石31のN磁極の中央に対向したときには、他方の第1ヨーク35の各磁極対向部35Bが第2の回転磁石32におけるN磁極とS磁極との境界部分に対向する。
Next, changes in the outputs of the
この図5(B)に示した状態からトーションバー14が一方に捻れると、図5(A)に示すように、第1と第2の回転磁石31,32の間でN磁極とS磁極との位相が一致した異極対向状態に近づくに従ってホール素子35Hの出力変化のSINカーブg1における振幅値が大きくなる。
When the
これに対し、図5(B)に示した状態からトーションバー14が他方に捻れると、図5(C)に示すように、第1と第2の回転磁石31,32の間でN磁極同士、S磁極同士の位相が一致した同極対向状態に近づくに従ってホール素子35Hの出力変化のSINカーブg1における振幅値が小さくなる。即ち、トーションバー14が捻れていない場合のホール素子35Hの出力変化のSINカーブg1を図7の二点鎖線で示すと、トーションバー14が一方に捻れた場合には、図7の破線で示したSINカーブg11のように振幅値が大きくなるように変化し、トーションバー14が他方に捻れた場合には、図7の実線で示したSINカーブg12のように振幅値が小さくなる。これと同様に、ホール素子36H,37Hの出力変化のSINカーブg2,g3における振幅値もトーションバー14の捻れに応じて大小に変化する。そして、信号処理回路39(図1参照)が、後に詳説するように、SINカーブg1,g2,g3の振幅値からトーションバー14にかかるトルクを演算する。
On the other hand, when the
ヨークステータ33の構成に関する説明は以上である。次に、サブヨークステータ23の構成について説明する。図8に示すようにサブヨークステータ23も、ヨークステータ33と同様に、1対のサブヨーク群24,24を軸方向で対向配置して備え、一方のサブヨーク群24が第1のサブ回転磁石21を側方から囲み、他方のサブヨーク群24が第2のサブ回転磁石22を側方から囲んでいる。また、各サブヨーク群24は、第1〜第3のサブヨーク25,26,27からなる。そして、1対の第1サブヨーク25,25によって、本発明の「サブ磁路構成部材」に相当する第1のサブ磁路構成部材25Sが構成され(図10参照)、1対の第2サブヨーク26,26によって、本発明の「サブ磁路構成部材」に相当する第2のサブ磁路構成部材26Sが構成され、1対の第3サブヨーク27,27によって、本発明の「サブ磁路構成部材」に相当する第3のサブ磁路構成部材27Sが構成されている。
This completes the description of the configuration of the
図9に示すように第1サブヨーク25は、前記第1ヨーク35(図3参照)と同様に、円環部25Aと磁極対向部25Bと中継部25Cとを備えている。そして、複数の磁極対向部25Bが、第1と第2のサブ回転磁石21,22の電気角1周期の間隔をあけて、円環部25Aの周方向に均等配置されている。なお、第1と第2のサブ回転磁石21,22と、第1と第2の回転磁石31,32とは磁極数及び電気角1周期が互いに異なっているので、第1サブヨーク25の磁極対向部25Bの数と、第1ヨーク35の磁極対向部35Bの数とも互いに異なっている。
As shown in FIG. 9, the first sub-yoke 25 includes an
図8に示すように、第2及び第3のサブヨーク26,27も、第1サブヨーク25と同様に、円環部26A,27Aと磁極対向部26B,27Bと中継部26C,27Cとを備えている。そして、各サブヨーク群24において各円環部25A,26A,27Aがトーションバー14の軸方向で隙間をあけて重ねられると共に、第1〜第3のサブヨーク25,26,27が、第1と第2のサブ回転磁石21,22と電気角1/3周期ずつずらされ、各磁極対向部25B,26B,27Bがトーションバー14の軸周りを均等分した位置に配置されている。
As shown in FIG. 8, similarly to the
また、1対の第1サブヨーク25,25の中継部25C,25Cの間にホール素子25Hが備えられている。これと同様に、1対の第2サブヨーク26,26の中継部26C,26Cの間、及び、1対の第3サブヨーク27,27の中継部27C,27Cの間にも、ホール素子26H,27Hがそれぞれ備えられている。そして、第1及び第2のサブ回転磁石21,22の回転に伴って各ホール素子25H,26H,27Hの出力も前記したホール素子35H,36H,37Hの出力と同様に、電気角1/3周期ずつ位相がずれたSINカーブを描くように変化する。なお、ホール素子25H,26H,27Hの出力線は、前記したホール素子35H,36H,37Hと同様に、図1に示すように支持ハウジング11のコネクタ部11Cにおける奥壁から起立した端子金具11Dに接続されている。そして、このコネクタ部11Cに接続された信号処理回路39がホール素子25H,26H,27Hの出力を処理する。
A
信号処理回路39は、ヨークステータ33に備えたホール素子35H,36H,37Hの出力に基づいてトーションバー14に係るトルクを演算する。上記したように、トーションバー14にトルクがかかって捻れると、その捻れる方向に応じて、ホール素子35H,36H,37Hの出力変化のSINカーブg1,g2,g3の振幅値が大小に変化する。ここで、1つのホール素子35Hに係るSINカーブg1だけを用いてその振幅値を求めるとすると、第1及び第2の回転磁石31,32を少なくとも電気角1周期分、回転させる必要が生じる。
The
しかしならが、本実施形態のトルクセンサ10では、3つのホール素子35H,36H,37Hの出力が電気角1/3周期ずつずらされ、丁度、三相交流のように変化するので(図6参照)、振幅値を求めるために第1及び第2の回転磁石31,32を回転させる必要がない。即ち、ホール素子35Hの出力をV1、ホール素子36Hの出力をV2、ホール素子37Hの出力をV3とすると、ホール素子35H,36H,37Hに係るSINカーブg1,g2,g3の振幅値S(図6参照)は、以下の式(5)で求めることができる。そして、信号処理回路39は、その式(5)を用いてトーションバー14のトルクを求めるトルク演算プログラム(図示せず)を所定周期で繰り返して実行し、振幅値Sを演算する。そして、その振幅値Sと予め定められた基準値との大小関係に基づいてトルクを求める。
However, in the
また、信号処理回路39は、ヨークステータ33(図2参照)に備えたホール素子35H,36H,37Hの出力と、サブヨークステータ23(図8参照)に備えたホール素子25H,26H,27Hの出力とに基づいて、トーションバー14の回転位置を演算している具体的には、トーションバー14が回転すると、ホール素子35H,36H,37Hの出力は上述の如くSINカーブg1,g2,g3を描いて変化する。ここで、1つのホール素子35Hの出力変化のSINカーブg1だけを用いてその電気角における現在位置を求めると、その現在位置の解は2つ存在することになる。
Further, the
しかしならが、本実施形態のトルクセンサ10では、ヨークステータ33における3つのホール素子35H,36H,37Hの出力が電気角1/3周期ずつずれて、丁度、三相交流のようになっているので、これらホール素子35H,36H,37Hの出力を用いてトーションバー14の電気角の現在位置の解を一義的に特定することができる。これと同様に、サブヨークステータ23においても、3つのホール素子25H,26H,27Hの出力が電気角1/3周期ずつずれて、丁度、三相交流のようになっているので、これらホール素子25H,26H,27Hの出力を用いてトーションバー14の電気角の現在位置の解を一義的に特定することができる。
However, in the
そして、ヨークステータ33の内側で回転する第1及び第2の回転磁石31,32の磁極数m(例えば、m=6)とサブヨークステータ23の内側で回転する第1及び第2のサブ回転磁石21,22の磁極数n(例えば、n=4)とが異なっているので、ヨークステータ33のホール素子35H,36H,37Hから求められる電気角の現在位置と、サブヨークステータ23のホール素子25H,26H,27Hから求められる電気角の現在位置との組み合わせから、トーションバー14の機械角を一義的に特定することができる。
The number of magnetic poles m (for example, m = 6) of the first and second
具体的には、図11のグラフに示すように、トーションバー14の機械角360度に、ヨークステータ33のホール素子35H,36H,37Hから求められる第1の電気角は、例えば、3周期に亘って繰り返して変化する一方、サブヨークステータ23のホール素子25H,26H,27Hから求められる第2の電気角は、例えば、2周期に亘って繰り返して変化する。これにより、トーションバー14の機械角に対応する第1の電気角と第2の電気角とが1つずつ定まり、それら第1と第2の電気角の組み合わせによって、トーションバー14の機械角が一義的に特定される。信号処理回路39には、図11に示したグラフに相当するデータテーブルが記憶されている。そして、信号処理回路39は、回転位置演算プログラム(図示せず)を所定周期で繰り返して実行し、ヨークステータ33のホール素子35H,36H,37Hから求められる電気角の現在位置と、サブヨークステータ23のホール素子25H,26H,27Hから求められる電気角の現在位置と、上記データテーブルとに基づいてトーションバー14の機械角を求めている。
Specifically, as shown in the graph of FIG. 11, the first electrical angle obtained from the
本実施形態の構成に関する説明は以上である。このように構成された本実施形態のトルクセンサ10によれば、以下の作用効果を奏する。即ち、本実施形態のトルクセンサ10では、第1と第2の回転磁石31,32の間の磁路を構成する第1〜第3の磁路構成部材35S,36S,37Sとそれらを通る磁束の強度を検出するためのホール素子35H,36H,37Hとが共に支持ハウジング11に固定されているので、従来のトルクセンサのように隙間のバラツキの問題や磁束強度の低下の問題が解消され、正確にトルクを検出可能になる。
This completes the description of the configuration of the present embodiment. According to the
また、第1〜第3の各磁路構成部材35S,36S,37S毎に磁極対向部35B,36B,37Bが複数(3つ)ずつ備えられているので、それら磁極対向部35B,36B,37Bと第1及び第2の回転磁石31,32との対向面積を広く確保することができる。これにより、第1及び第2の回転磁石31,32からの磁束を多く各磁路構成部材35S,36S,37Sに取り込むことができる。そして、その磁束を各磁路構成部材35S,36S,37Sの中継部35C,36C,37Cに集めてホール素子35H,36H,37Hに通過させるので磁束強度の検出精度が向上し、トルクの検出精度も向上する。
Further, since each of the first to third magnetic
さらに、本実施形態のトルクセンサ10では、電気角1/3周期分の位相をずらして第1〜第3の磁路構成部材35S,36S,37Sを配置したので、トーションバー14を回転させなくても、3つのホール素子35H,36H,37Hの検出結果と上記式(5)を利用してトルクを検出することができる。
Furthermore, in the
また、本実施形態のトルクセンサ10では、トルクを検出するための第1と第2の回転磁石31,32等の構成に加えて、第1と第2のサブ回転磁石21,22等を備えたことでトーションバー14の機械角を求めることができる。このとき、トルクを検出するための第1と第2の回転磁石31,32等の構成をトーションバー14の機械角を検出するために利用しているので、トルク検出と位置検出の両機能を備えたトルクセンサ10全体を小型化することができる。
In addition, the
[第2実施形態]
図12に示した本実施形態では、前記第1実施形態のトルクセンサ10が、電動パワーステアリング装置50の一部として使用されている。具体的には、電動パワーステアリング装置50は、1対の転舵輪51,51の間に差し渡された転舵輪間シャフト52と、その転舵輪間シャフト52の外側を覆ったシャフトケース53とを備えている。シャフトケース53の軸方向における中間部には、中空モータ54が備えられ、その中空モータ54に備えた円筒状のロータ54R内側を転舵輪間シャフト52が貫通している。また、ロータ54Rの内側にはボールナット55Nが嵌合固定され、そのボールナット55Nが転舵輪間シャフト52の軸方向における中間部に形成されたボールネジ部55Jに螺合してボールネジ機構55が構成されている。
[Second Embodiment]
In the present embodiment shown in FIG. 12, the
さらに、転舵輪間シャフト52の一端部には、ラック56が形成されている。これに対し、シャフトケース53の一端部には、センサ固定筒部57が備えられている。そして、このセンサ固定筒部57の上端開口にトルクセンサ10の一端部に備えたピニオン16Gが挿入されてラック56と噛合し、トルクセンサ10の支持ハウジング11がセンサ固定筒部57に固定されている。
Further, a
また、トルクセンサ10のうちピニオン16Gとは反対側の前記スプライン部15S(図1参照)には、ハンドル60から下方に延びたステアリングシャフト61がスプライン結合されている。そして、前記した信号処理回路39を含んだ操舵制御装置63にトルクセンサ10のコネクタ部11C(図1参照)が接続されている。その操舵制御装置63には、車速センサ62も接続されている。そして、車両の低速走行時には操舵抵抗が比較的小さくなり、高速走行時には操舵抵抗が比較的大きくなるように、操舵制御装置63がトルクセンサ10及び車速センサ62の検出結果に基づいて中空モータ54を制御する。
A steering
このように本実施形態の電動パワーステアリング装置50では、上記の如く従来より正確にトルクを検出可能なトルクセンサ10をハンドル60の操舵抵抗を検出するために備えているので、従来より正確に電動パワーステアリング装置50の出力(即ち(中空モータ54の出力トルク)を制御することができる。
As described above, the electric
[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
(1)前記実施形態のトルクセンサ10は、トーションバー14に係るトルクと位置との両方を検出可能な構成になっていたが、第1及び第2のサブ回転磁石21,22等を排除して、トルクのみを検出可能な構成にしてもよい。
(1) The
(2)前記実施形態のトルクセンサ10は、3つの磁路構成部材35S,36S,37Sを備えていたが、1つの磁路構成部材35Sのみを備えた構成にしてもよい。この場合、トーションバー14を電気角1周期分回転してトルクを検出すればよい。
(2) Although the
10 トルクセンサ
11 支持ハウジング
21 第1のサブ回転磁石
22 第2のサブ回転磁石
25A,26A,27A 円環部
25B,26B,27B 磁極対向部
25C,26C,27C 中継部
25H,26H,27H ホール素子(磁束強度検出手段)
25S,26S,27S サブ磁路構成部材
26,26 第2サブヨーク
26,27 サブヨーク
31 第1の回転磁石
32 第2の回転磁石
35A,36A,37A 円環部
35B,36B,37B 磁極対向部
35C,36C,37C 中継部
35H,36H,37H ホール素子(磁束強度検出手段)
35S,36S,37S 第1〜第3の磁路構成部材
39 信号処理回路(信号処理部)
50 電動パワーステアリング装置
60 ハンドル
DESCRIPTION OF
25S, 26S, 27S Sub magnetic
35S, 36S, 37S First to third magnetic path
50 Electric
Claims (8)
前記トーションバーを中心とした円形をなし、その周方向で複数の磁極に均等分され、前記トーションバーの一端部と一体に回転する第1の回転磁石と、
前記トーションバーを中心とした円形をなし、前記第1の回転磁石と同数の磁極に周方向で均等分され、前記トーションバーの他端部と一体に回転する第2の回転磁石と、
前記支持ハウジングに固定されて、前記第1と第2の回転磁石の間の磁路を構成する磁路構成部材と、
前記磁路構成部材に形成されて、前記第1の回転磁石の回転位置に応じてその第1の回転磁石の前記各磁極と対向可能な第1の磁極対向部と、
前記磁路構成部材に形成されて、前記第2の回転磁石の回転位置に応じてその第2の回転磁石の前記各磁極と対向可能な第2の磁極対向部と、
前記磁路構成部材を通る磁束の強度を検出するための磁束強度検出手段とを備えたことを特徴とするトルクセンサ。 In a torque sensor for detecting torque based on torsion of a torsion bar rotatably supported by a support housing,
A first rotating magnet having a circular shape centered on the torsion bar, equally divided into a plurality of magnetic poles in the circumferential direction, and rotating integrally with one end of the torsion bar;
A second rotating magnet having a circular shape around the torsion bar, equally divided in the circumferential direction into the same number of magnetic poles as the first rotating magnet, and rotating integrally with the other end of the torsion bar;
A magnetic path constituting member fixed to the support housing and constituting a magnetic path between the first and second rotating magnets;
A first magnetic pole facing portion formed on the magnetic path constituting member and capable of facing the magnetic poles of the first rotating magnet according to the rotational position of the first rotating magnet;
A second magnetic pole facing portion formed on the magnetic path constituting member and capable of facing the magnetic poles of the second rotating magnet according to the rotational position of the second rotating magnet;
A torque sensor comprising: magnetic flux intensity detecting means for detecting the intensity of magnetic flux passing through the magnetic path constituting member.
一方の前記円環部の周方向に沿った複数位置に、前記第1の回転磁石の電気角1周期の整数倍だけ間隔をあけて前記第1の磁極対向部を複数配置し、
他方の前記円環部の周方向に沿った複数位置に、前記第2の回転磁石の電気角1周期の整数倍だけ間隔をあけて前記第2の磁極対向部を複数配置したことを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 The magnetic path component member is provided with a pair of annular portions centered on the torsion bar,
A plurality of the first magnetic pole facing portions are arranged at a plurality of positions along the circumferential direction of one of the annular portions at intervals of an integral multiple of one electrical angle of the first rotating magnet,
A plurality of the second magnetic pole facing portions are arranged at a plurality of positions along the circumferential direction of the other annular portion at intervals of an integral multiple of one cycle of the electrical angle of the second rotating magnet. The torque sensor according to claim 1.
前記支持ハウジングに固定されて、前記サブ回転磁石の回転位置に応じてそのサブ回転磁石の前記各磁極と対向可能な複数のサブ磁路構成部材と、
前記複数のサブ磁路構成部材を通過する前記サブ回転磁石の磁束強度を検出するための複数のサブ磁束強度検出手段とを設け、
それら複数の前記サブ磁束強度検出手段の検出結果が前記トーションバーを回転したときに、位相差を有した複数のSINカーブを描いて変化するように前記複数のサブ磁路構成部材を配置して、それら複数の前記サブ磁束強度検出手段の検出結果から前記トーションバーの電気角を検出可能とし、
前記複数のサブ磁束強度検出手段の演算結果により検出される前記トーションバーの電気角と、前記複数の磁束強度検出手段の演算結果により検出される前記トーションバーの電気角との組み合わせに基づいて前記トーションバーの機械角を演算可能としたことを特徴とする請求項6に記載のトルクセンサ。 A sub-rotary magnet that is circularly shaped around the torsion bar, equally divided in a circumferential direction into a plurality of magnetic poles different from the number of magnetic poles of the first and second rotary magnets, and rotates integrally with the torsion bar;
A plurality of sub magnetic path constituent members fixed to the support housing and capable of facing the magnetic poles of the sub rotary magnet according to the rotational position of the sub rotary magnet;
A plurality of sub magnetic flux intensity detecting means for detecting magnetic flux intensity of the sub rotating magnet passing through the plurality of sub magnetic path constituting members;
The plurality of sub magnetic path constituting members are arranged so that the detection results of the plurality of sub magnetic flux intensity detecting means change while drawing a plurality of SIN curves having a phase difference when the torsion bar is rotated. , The electrical angle of the torsion bar can be detected from the detection results of the plurality of sub magnetic flux intensity detection means,
Based on the combination of the electrical angle of the torsion bar detected by the calculation result of the plurality of sub-magnetic flux intensity detection means and the electrical angle of the torsion bar detected by the calculation result of the plurality of magnetic flux intensity detection means The torque sensor according to claim 6, wherein the mechanical angle of the torsion bar can be calculated.
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