JP2009257793A - トルクセンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクセンサの製造歩留まりを向上させる。
【解決手段】連結軸２を介して同軸に連結された第１の軸１１及び第２の軸１２と、第１の軸１１または連結軸２の一端に固定された磁石１３と、第２の軸１２または連結軸２の他端に固定され、第１、第２のセンサヨーク片１５０、１６０からそれぞれ構成される第１、第２のセンサヨーク１５、１６と、磁石１３及び第１、第２のセンサヨーク１５、１６とともに磁気回路を形成する第１、第２の集磁ヨーク１７Ａ，１７Ｂと、第１、第２の集磁ヨーク１７Ａ，１７Ｂが誘導した磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルクセンサ１の製造方法を提供する。ここで、第１、第２のセンサヨーク片１５０、１６０が連結部２２にて交互に連結してなる平板状のセンサヨーク形成部材２０を用いて、第１、第２のセンサヨーク１５、１６を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トルクセンサ及びその製造方法にかかり、例えば、自動車の電動パワーステアリング装置等に用いられるトルクセンサおよびその製造方法の改良に関する。

従来のトルクセンサとして、特許文献１に開示されたようなトルクセンサが知られている。特許文献１に開示されたトルクセンサは、一組の磁気ヨーク部（センサヨーク）の外周に径の異なる磁気リングを各々形成し、これらを樹脂成形により一体成形している。
特開２００７−２９２５４９号公報

しかしながら、このようなトルクセンサでは、一組のセンサヨークは、それぞれ径が異なるリング形状を含み、製造時の材料取りが悪くなってしまうという問題があった。また、一組のセンサヨークを各々別々に材料取りし、さらに互いに位置合わせする必要もあり、製造作業性の低下や位置合わせ誤差を招くといった問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルクセンサの製造歩留まりを向上させることである。

前記目的を達成するために、本発明は、連結軸を介して同軸に連結された第１の軸及び第２の軸と、前記第１の軸または該連結軸の一端に固定された磁石と、前記第２の軸または前記連結軸の他端に固定され、第１、第２のセンサヨーク片からそれぞれ構成される第１、第２のセンサヨークと、前記磁石及び前記第１、第２のセンサヨークとともに磁気回路を形成する第１、第２の集磁ヨークと、前記第１、第２の集磁ヨークが誘導した磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルクセンサの製造方法であって、前記第１、第２のセンサヨーク片が連結部にて交互に連結してなる平板状のセンサヨーク形成部材を用いて、前記第１、第２のセンサヨークを形成するトルクセンサの製造方法を構成したものである。

この構成によれば、第１、第２のセンサヨーク片を、一度に平板状の部材から取り出すことができるので残材が少なくなり、また製造歩留まりが向上する。さらに、第１、第２のセンサヨーク片が交互に配置された状態で、すなわち最初から位置合わせされた状態で材料取りすることができる。

また、上記構成において、前記センサヨーク形成部材を非磁性体で覆って隣り合う前記第１、第２の前記センサヨーク片同士を固定した後に、該第１、第２のセンサヨーク片間の前記連結部を取り除くようにしてもよい。

上記構成によれば、材料取りの段階で規定された第１のセンサヨーク片と第２のセンサヨーク片の位置関係を維持したまま、第１、第２のセンサヨークを形成することができる。

また、上記構成において、前記センサヨーク形成部材を、前記第１、第２のセンサヨーク片が帯状に交互に連結した状態で平板部材から取り出し、該帯状のセンサヨーク形成部材をさらに環状に湾曲させるようにしてもよい。

上記構成によれば、帯状のセンサヨーク形成部材を取り出したのちに、環状に湾曲させるので、平板部材から矩形状に材料取りができるので、残材をさらに少なくすることができる。

また、上記構成において、前記帯状のセンサヨーク形成部材の第１、第２のセンサヨーク片は、それぞれ、該センサヨーク形成部材の長手方向の幅が大きい幅広部と該幅広部より長手方向幅が狭い幅狭部とを、該センサヨーク形成部材の短手方向上下に有し、取り出された帯状センサヨーク形成部材は、前記幅狭部を内側にかつ前記幅広部を外側にして環状に湾曲されるようにしてもよい。

上記構成によれば、帯状センサヨーク形成部材は、幅狭部を内側にして湾曲されるので、環状に湾曲させた際に隣り合う第１、第２のセンサヨーク片同士が接触してしまうことを防止することができる。

また、上記構成において、前記第１のセンサヨーク片の幅広部を前記軸方向の一方に折り曲げかつ前記第２のセンサヨーク片の幅広部を前記軸方向の他方に折り曲げた後に、該第１、第２の前記センサヨーク片同士を前記非磁性体で覆って固定するようにしてもよい。

上記構成により、第１、第２のセンサヨーク片の幅広部を第１、第２の集磁ヨークと対向する面とし、第１、第２のセンサヨーク片の幅狭部を永久磁石と対向する面とするトルクセンサを構成することができる。

また、上記構成において、前記センサヨーク形成部材を、前記第１、第２のセンサヨーク片が環状に交互に連結した状態で平板部材から取り出すようにしてもよい。

上記構成によれば、最初から環状のセンサヨーク形成部材を取り出すので、センサヨーク形成部材の曲げ加工をせずとも、環状のセンサヨークを形成することができる。

また、上記構成において、前記環状のセンサヨーク形成部材の第１、第２のセンサヨーク片のうち、一方は他方よりも径方向内側に突出した突出部を有し、他方は一方よりも径方向外側に突出した突出部を有し、それぞれの突出部を前記軸方向に折り曲げた後に、該第１、第２の前記センサヨーク片同士を前記非磁性体で覆って固定するようにしてもよい。

上記構成によれば、環状に材料取りをしても、内側部分を有効に利用でき、残材を少なくすることができる。

また、本発明の他の態様として、連結軸を介して同軸に連結された第１の軸及び第２の軸と、前記第１の軸または該連結軸の一端に固定された磁石と、前記第２の軸または前記連結軸の他端に固定され、第１、第２のセンサヨーク片からそれぞれ構成される第１、第２のセンサヨークと、前記磁石及び前記第１、第２のセンサヨークとともに磁気回路を形成する第１、第２の集磁ヨークと、前記第１、第２の集磁ヨークが誘導した磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルクセンサであって、前記第１、第２のセンサヨークは、非磁性体によって覆われた前記第１、第２のセンサヨーク片が、交互に、前記軸を中心に環状に複数個配置されており、隣接する前記第１のセンサヨーク片と前記第２のセンサヨーク片との間には、前記非磁性体によって覆われていない空隙部が形成されていることを特徴とするトルクセンサを構成してもよい。

上記構成によれば、第１、第２のセンサヨーク片が連結部にて交互に連結してなる平板状のセンサヨーク形成部材を用いて、第１、第２のセンサヨークを形成することができる。これにより、センサヨーク同士の位置合わせが不要で、かつ材料取りがよい、すなわち製造に適したトルクセンサを構成することができる。

また、上記構成において、前記複数の第１のセンサヨーク片同士及び／または第２のセンサヨーク片同士は、互いに分離して配置されているようにしてもよい。

上記構成によれば、第１センサヨーク片同士及び／または第２のセンサヨーク片同士を連結する部材が不要になるので、材料取りを良くすることができる。

本発明によれば、トルクセンサの製造歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明の第１乃至第３の実施の形態を図面に基づいて順に説明する。尚、各図面において、同様の作用を有する部品には同一の符号を付している。

（第１の実施の形態）
Ａ：全体構成
はじめに図１及び図２を用いて、第１の実施の形態にかかるトルクセンサの全体構成を説明する。ここで、図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるトルクセンサの構成を示す断面図、図２は、同トルクセンサのセンサヨークを示す斜視図である。

図１において、トルクセンサ１は、ねじり要素であるトーションバー（連結軸）２で連結された第１の軸１１および第２の軸１２を備える。第１の軸１１および第２の軸１２は円柱状に構成されており、その中心軸およびトーションバー２の中心軸が一直線上に延在している。

第１の軸１１には、その径方向外側に配置されたリング状の永久磁石１３が固定されている。永久磁石１３は、周方向に多極着磁されている。第２の軸１２には、センサヨーク１４が樹脂でモールドされた状態で固定されている。永久磁石１３とセンサヨーク１４とは、各々の軸方向片面が面対向（アキシアル対向）している。

永久磁石１３は、環状の硬磁性体を周方向に所定角度間隔で交互にＮ極又はＳ極に着磁することにより構成されている。本実施の形態の場合、永久磁石１３は、２２.5〔°〕間隔でＮ極およびＳ極に着磁されている。従って、永久磁石１３は、合計１６極の極数を有している。なお、永久磁石１３を構成する磁石材料としては、フェライト磁石や希土類磁石、金属磁石、焼結磁石、プラスチック磁石、ゴム磁石などを使用可能である。

センサヨーク１４は、図２に示すように、第１のセンサヨーク片１５０からなる第１のセンサヨーク１５と、第２のセンサヨーク片１６０からなる第２のセンサヨーク１６とから構成されている。第１のセンサヨーク片１５０と第２のセンサヨーク片１６０とは、環状に交互に並んで配置されている。これら第１のセンサヨーク片１５０及び第２のセンサヨーク片１６０の数はそれぞれ、永久磁石１３の極数の半数と同じ数に選定されており、ここでは、８個ずつ配置されている。

第１のセンサヨーク片１５０は、軸方向に垂直な平坦面を有する幅狭部１５０Ａと、この幅狭部１５０Ａの径方向外側端面から軸方向上方に折れ曲がり、径方向に垂直な平坦面を有する幅広部１５０Ｂとを有する。第１のセンサヨーク片１５０は、各々が空間的に分離している。

第２のセンサヨーク片１６０は、軸方向に垂直な平坦面を有する幅狭部１６０Ａと、この幅狭部１６０Ａの径方向外側端面から軸方向下方に折れ曲がり、径方向に垂直な平坦面を有する幅広部１６０Ｂとを有する。第２のセンサヨーク片１６０は、各々が空間的に分離している。

幅狭部１５０Ａと１６０Ａとは、略同一平面上に略同一の厚みで配置されており、いずれも、径方向内側に向かって平坦面の幅が狭くなっている。幅広部１５０Ｂと１６０Ｂとは、軸方向に互いに逆向きに略同一の厚みで配置されており、いずれも幅狭部１５０Ａ、１６０Ａの最狭部の幅よりも幅の広い平坦面を有している。センサヨーク１４の製造方法は、本発明の特徴的な部分であり詳細は後述する。

センサヨーク１４と径方向に対向するように、集磁ヨーク１７が配置されている。より具体的には、集磁ヨーク１７は、同径円筒状の第１の集磁ヨーク１７Ａと第２の集磁ヨーク１７Ｂとから構成され、第１の集磁ヨーク１７Ａの径方向内側面が、上記第１のセンサヨーク１５の幅広部１５０Ａの径方向外側面と面対向し、第２の集磁ヨーク１７Ｂの径方向内側面が、上記第２のセンサヨーク１６の幅広部１６０Ａの径方向外側面と面対向する。このようにセンサヨーク１４の全周に渡って集磁ヨーク１７を配置することにより、センサヨーク１４及び集磁ヨーク１７間の相対角度変動に起因する測定誤差の発生を防止することができる。

集磁ヨーク１７には、磁束集中部１８が設けられている。より詳細には、第１の集磁ヨーク１７Ａの一部から径方向外側に向けて第１の磁束集中部１８Ａが形成されると共に、これと空隙を介して対向するように、第２の集磁ヨーク１７Ｂから径方向外側に向けて第２の磁束集中部１８Ｂが形成されている。このように集磁ヨーク１７に磁束集中部１８を設けることによって、集磁ヨーク１７を通る磁束を磁束集中部１８に集中させることができる。

第１、第２の磁束集中部１８Ａ、１８Ｂとの間には、磁束検出器（図示せず）が配置されている。磁束検出器としては、ホール素子、ＭＲ素子、ＭＩ素子など、磁束を検出できるものが用いられる。なかでもホール素子は、出力信号を補正する回路を内蔵したホールＩＣを使用すると、磁石の熱減磁やオフセット、ゲイン補正などができるので好ましい。

以上のようにトルクセンサ１を構成することで、第１の軸１１および第２の軸１２間にねじりトルクが作用した場合、そのねじりトルクの大きさ（ねじりトルク量）および向きが、永久磁石１３及びセンサヨーク１４間の相対角度（向きも含む）として表れることとなり、このとき磁束検出器により検出される磁束数およびその向きに基づいて、第１の軸１１および第２の軸１２間に作用したねじりトルクの大きさおよび向きを検出することができる。このようなトルクセンサ１は、例えば、車両の電動パワーステアリング装置に好適に用いることができる。

Ｂ：センサヨークの製造方法
次に、トルクセンサ１のセンサヨーク１４の製造方法について図３乃至図７を用いて説明する。ここで、図３乃至図７は、センサヨーク１４の製造ステップを説明する図である。

はじめに、図３に示すように、帯状のセンサヨーク形成部材２０を準備する。このセンサヨーク形成部材２０は、例えば、被加工板をプレスにより打抜き加工することにより取り出される。尚、被加工板としては、厚みを一定とする平板状の軟磁性材料部材、例えばパーマロイといったＦｅ−Ｎｉ系の軟磁性材料を用いる。軟磁性材料は保磁力が小さく透磁率が大きいのでセンサヨーク１４のヒステリシスを小さくすることができる。尚、センサヨーク材料は、センサに要求されるヒステリシス特性、磁束密度、コストなどの要件によって、例えば電磁軟鉄（純鉄）、珪素鋼板などのパーマロイよりも保磁力の大きい高透磁率材料や、スーパーマロイやハードパームといったパーマロイよりも保磁力の小さい高透磁率材料を設計的に選択することが可能である。

センサヨーク形成部材２０は、第１のセンサヨーク片１５０と第２のセンサヨーク片１６０とが連結部２２にて交互に帯状に連結している（この連結する方向を以下説明において長手方向、長手方向に直交する方向を短手方向とする）。第１、第２のセンサヨーク片１５０、１６０は、短手方向一端に幅狭部１５０Ａ、１６０Ａを有し、短手方向他端に幅広部１５０Ｂ、１６０Ｂをそれぞれ有する。幅狭部１５０Ａ、１６０Ａは、長手方向の幅が端部にいくにつれ狭くなる矩形状である。幅広部１５０Ｂ、１６０Ｂは、長方形状であり、長手方向の幅が幅狭部１５０Ａ、１６０Ａの最狭部分の幅より広い。この構成により、隣接する幅狭部１５０Ａと１６０Ａ間の間隙は、幅広部１５０Ｂと１６０Ｂ間の間隙よりも大きくなる。

次に、図４に示すように、この帯状のセンサヨーク形成部材２０を環状に湾曲させる。より具体的には、第１、第２のセンサヨーク片１５０、１６０の幅狭部１５０Ａ、１６０Ａを径方向内側に、幅広部１５０Ｂ、１６０Ｂを径方向外側にして環状に湾曲させる。上記した隣接する幅狭部１５０Ａと１６０Ａ間の間隙により、湾曲させた際に隣り合う第１、第２のセンサヨーク片１５０、１６０同士が接触してしまうことはない。また、湾曲に際して作用する変形力（応力）は、連結部２２に集中し、そして、この連結部２２は後述するように取り除かれるので、湾曲によってセンサヨーク１４の磁気特性が悪化することはない。

次に、図５に示すように、第１、第２のセンサヨーク片１５０、１６０の各幅広部１５０Ｂ、１６０Ｂを、幅狭部１５０Ａ、１６０Ａに対して垂直方向にそれぞれ逆向きに折り曲げる。これにより、第１、第２のセンサヨーク１５、１６が連結部２２によってつながって状態で成形される。尚、図４に示した帯状のセンサヨーク形成部材２０を湾曲させるステップと、図５に示した幅広部１５０Ｂ、１６０Ｂを折り曲げるステップとは、順番が逆になってもかまわない。

次に、図６に示すように、上記のように連結部２２でつながった状態の第１、第２のセンサヨーク１５、１６を樹脂２４で覆い固定する。このとき連結部２２は、２４により覆わず露出させる。これにより、後の工程で連結部２２を取り除くことが容易になる。このとき、第１、第２のセンサヨーク１５、１６を第２の軸に止めるためのスリーブ等を同時に一体成形してもよい。

尚、連結部２２を樹脂２４で覆ってもよい。その場合は、後に連結部２２を取り除く際に、樹脂２４も一緒に穴あけすればよい。また、第１、第２のセンサヨーク１５、１６を固定する部材としては、非磁性体材料であれば、樹脂２４以外でも、例えば、アルミダイキャストのホルダーであってもよい。

次に、図７（ａ）に示すように、第１、第２のセンサヨーク１５、１６を連結する連結部２２を取り除く。連結部２２は、樹脂２４で覆われていないので容易に取り除くことができる。これにより、図７（ｂ）で示すように、樹脂２４で覆われたセンサヨーク１４には、空隙部２６が、第１のセンサヨーク片（図示せず）と前記第２のセンサヨーク片（図示せず）との間に形成される。

以上により、センサヨーク１４が形成される。ここで、センサヨーク１４は、上記の帯状のセンサヨーク形成部材２０で形成されるので、材料取りの段階で規定された第１のセンサヨーク片１５０と第２のセンサヨーク片１６０との位置関係を維持したまま、第１、第２のセンサヨーク１５、１６を形成することができる。すなわち、位置合わせが不要になる。また、帯状のセンサヨーク形成部材２０を取り出したのちに、環状に湾曲させるので、残材が少なくなり、製造歩留まりが格段に向上する。特に、センサヨーク形成部材２０として、例えばパーマロイといったＦｅ−Ｎｉ系の軟磁性材料を用いた場合、このような軟磁性材料は一般に高価であるため残在が抑制されることによるコスト面のメリットは大きい。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係るトルクセンサについて、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。第１の実施の形態との相違点は、センサヨークの形状であり、それに起因して、集磁ヨークとの位置関係ならびにセンサヨークの製造方法が異なる。以下、図８乃至図１０を用いて詳細に説明する。ここで、図８は、本発明の第２の実施の形態に係るトルクセンサの要部斜視図、図９及び図１０は、同トルクセンサの製造ステップを示す図である。

図８に示すように、第２の実施の形態にかかるセンサヨーク３４と永久磁石１３とは、各々の軸方向片面が面対向（アキシアル対向）している。センサヨーク３４は、第１のセンサヨーク片３５０からなる第１のセンサヨーク３５と、第２のセンサヨーク片３６０からなる第２のセンサヨーク３６とから構成されている。第１のセンサヨーク片３５０と第２のセンサヨーク片３６０とは、環状に交互に並んで配置されている。これら第１のセンサヨーク片３５０及び第２のセンサヨーク片３６０の数はそれぞれ、永久磁石１３の極数の半数と同じ数に選定されており、ここでは、８個ずつ配置されている。

ここで、第１のセンサヨーク片３５０と、第２のセンサヨーク片３６０の形状が第１の実施の形態と異なる点である。具体的には、第１のセンサヨーク片３５０は、軸方向に垂直な平坦面を有する幅狭部３５０Ａと、この幅狭部３５０Ａの径方向外側端面から軸方向上方に折れ曲がり、径方向に垂直な平坦面を有する幅広部３５０Ｂとを有する。第２のセンサヨーク片３６０は、軸方向に垂直な平坦面を有する幅広部３６０Ａと、この幅広部３６０Ａの径方向内側から軸方向上方に折れ曲がり、径方向に垂直な平坦面を有する幅狭部３６０Ｂとを有する。

また第１の実施の形態と異なり、センサヨーク３４と軸方向に対向するように、集磁ヨーク３７が配置されている。より具体的には、集磁ヨーク３７は、大径のリング状の第１の集磁ヨーク３７Ａと小径のリング状の第２の集磁ヨーク３７Ｂとから構成される。そして、第１の集磁ヨーク３７Ａの軸方向下面が、上記第１のセンサヨーク３５の幅広部３５０Ｂの先端面（軸方向に垂直な面）と面対向し、第２の集磁ヨーク３７Ｂの軸方向下面が、上記第２のセンサヨーク３６の幅狭部３６０Ｂの先端面（軸方向に垂直な面）と面対向する。尚、トルクセンサのその他の構成、すなわち、磁束集中部や磁束検出器等は、実施の形態１と同様であり説明を省略する。

次に、センサヨーク３４の製造方法について第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。図９に示すように、第２の実施形態においては、第１のセンサヨーク片３５０と第２のセンサヨーク片３６０とが連結部３２にて交互に環状に連結しているセンサヨーク形成部材３０を準備する。このセンサヨーク形成部材３０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系の軟磁性材料を用いた平板をプレスにより打抜き加工することにより取り出す。第１のセンサヨーク片３５０は、連結部３２を基点として径方向内側に、幅狭部３５０Ａ、径方向外側に幅広部３５０Ｂ（突出部）とを有している。第２のセンサヨーク片３６０は、連結部３２を基点として径方向内側に、幅広部３６０Ａ及びこの幅広部３６０Ａからさらに径方向に延出した幅狭部３６０Ｂ（突出部）を有している。幅広部３６０Ａの径方向長さは、幅狭部３５０Ａと略同一である。

次に、図１０に示すように、第１、第２のセンサヨーク片３５０、３６０の幅広部３５０Ｂ、幅狭部３６０Ｂを、幅狭部３５０Ａ、幅広部３６０Ａに対して垂直方向に同じ向きに折り曲げる。これにより、第１、第２のセンサヨーク３５、３６が連結部３２によってつながった状態で成形される。尚、この状態の第１、第２のセンサヨーク３５、３６を、連結部３２を除いて樹脂で覆い固定した後に、連結部３２を取り除く点については、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。

第２の実施の形態においては、材料取りの段階で環状に規定された第１のセンサヨーク片３５０と第２のセンサヨーク片３６０との位置関係を維持したまま、第１、第２のセンサヨーク３５、３６を形成することができる。センサヨーク３４は、最初から環状になったセンサヨーク形成部材３０で形成されるので、環状に曲げる必要がない分、実施の形態１に比べてさらに製造効率が上がる。また、センサヨーク形成部材３０は、連結部３２から径方向内側に突出した部分（特に、幅狭部３６０Ｂ）を有するので、環状に材料取りをしても、内側部分を有効に利用でき、残材が少なくなり、製造歩留まりが格段に向上する。

尚、第２の実施の形態の形態にかかるトルクセンサは、第１のセンサヨーク片３５０同士及び第２のセンサヨーク片３６０同士が各々空間的に分離している構成である。言い換えれば、第１のセンサヨーク片３５０同士及び第２のセンサヨーク片３６０同士を連結するリング部がない。従って、第２の実施の形態に係るトルクセンサは、上記第１の実施の形態のように帯状に材料取りし、その後環状に曲げることも可能である。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態に係るトルクセンサについて、第１、第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。第１、第２の実施の形態との相違点は、センサヨークの形状であり、それに起因して、永久磁石や集磁ヨークとの位置関係ならびにセンサヨークの製造方法が異なる。以下、図１１乃至図１３を用いて詳細に説明する。ここで、図１１は、本発明の第３の実施の形態に係るトルクセンサの要部斜視図、図１１及び図１２は、同トルクセンサの製造ステップを示す図である。

図１１に示すように、第３の実施の形態にかかるセンサヨーク５４は、第１のセンサヨーク片５５０からなる第１のセンサヨーク５５と、第２のセンサヨーク片５６０からなる第２のセンサヨーク５６とから構成されている。第１のセンサヨーク片５５０と第２のセンサヨーク片５６０とは、環状に交互に並んで配置されている。これら第１のセンサヨーク片５５０及び第２のセンサヨーク片５６０の数はそれぞれ、永久磁石１３の極数の半数と同じ数に選定されており、ここでは、８個ずつ配置されている。

ここで、第１のセンサヨーク片５５０と、第２のセンサヨーク片５６０の形状が第１、第２の実施の形態と異なる点である。具体的には、第１のセンサヨーク片５５０は、センサヨーク５５の外周をなし、全体として環状をなすリング構成部５５０Ｂと、このリング構成部５５０Ｂから径方向内側に延出した延出部５５０Ａとから構成されている。また、第２のセンサヨーク片５６０は、リング構成部５５０Ｂよりも径方向内側に配置され、径方向に垂直な平坦面を有する幅広部５６０Ｂと、この幅広部５６０Ｂの軸方向一端から径方向内側に延出した幅狭部５６０Ａとを有している。幅狭部５６０Ａは、第１のセンサヨーク片５５０と略同一平面に配置される。第３の実施の形態においては、第１のセンサヨーク片５５０は、リング構成部５５０Ｂにより互いに連結されており、第２のセンサヨーク片５６０のみが互いに空間的に分離している。

また、第１、第２の実施の形態と異なり、集磁ヨーク５７は、大径円筒状の第１の集磁ヨーク５７Ａと小径円筒状の第２の集磁ヨーク５７Ｂとから構成される。そして、第１の集磁ヨーク５７Ａの軸方向下面が、上記第１のセンサヨーク５５のリング構成部５５０Ｂと面対向し、第２の集磁ヨーク５７Ｂの径方向内側面が、上記第２のセンサヨーク５６の幅広部５６０Ｂの平坦面と面対向する。

また、センサヨーク５４と永久磁石１３とは、各々の軸方向片面が面対向（アキシアル対向）しているが、ここで、第１、第２の実施形態と異なり、永久磁石１３は、上記集磁ヨーク５７の径方向内側に配置されている。これにより、トルクセンサの軸方向長さを小さくすることができる。尚、トルクセンサのその他の構成、すなわち、磁束集中部や磁束検出器等は、第１の実施の形態と同様であり説明は省略する。

次に、センサヨーク５４の製造方法について第１、第２の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。図１２に示すように、第３の実施形態においては、第１のセンサヨーク片５５０と第２のセンサヨーク片５６０とが連結部５２にて交互に環状に連結しているセンサヨーク形成部材５０を準備する。このセンサヨーク形成部材５０は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系の軟磁性材料を用いた平板をプレスにより打抜き加工することにより取り出す。連結部５２は、第１のセンサヨーク片のリング構成部５５０Ｂの径方向内側に配置され、第１のセンサヨーク片５５０の延出部５５０Ａと第２のセンサヨーク片５６０とを連結している。第２のセンサヨーク片５６０は、連結部５２を基点として、径方向内側に幅狭部５６０Ａを有し、径方向外側に幅広部５６０Ｂを有する。

次に、図１３に示すように、第２のセンサヨーク片５６０の幅広部５６０Ｂを、幅狭部５６０Ａに対して垂直方向に折り曲げる。これにより、第１、第２のセンサヨーク５５、５６が連結部５２によってつながった状態で成形される。尚、この状態の第１、第２のセンサヨーク５５、５６を、連結部５２を除いて樹脂で覆い固定し、その後連結部５２を取り除く点については、第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

第３の実施の形態においては、材料取りの段階で規定された第１のセンサヨーク片５５０と第２のセンサヨーク片５６０との位置関係を維持したまま、第１、第２のセンサヨーク５５、５６を形成することができる。センサヨーク５４は、最初から環状になったセンサヨーク形成部材５０で形成されるので、環状に曲げる必要がない分、実施の形態１に比べてさらに製造効率が上がる。また、センサヨーク形成部材５０は、リング構成部５５０Ｂの径方向内側に、上記延出部５５０Ａ、幅狭部５６０Ａ、幅広部５６０Ｂを有するので、環状に材料取りをしても、内側部分を有効に利用でき、残材が少なくなり、製造歩留まりが格段に向上する。

以上本発明の実施形態を示したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な態様での実施が可能である。例えば、以上各実施の形態においては、すべての第１、第２のセンサヨーク片（各８個）を一括して板材から抜き出すようになっているが、これに限られるものではない。例えば、第１、第２のセンサヨーク片を半分ずつ（各４個）板材から取り出すようにしてもよく、一度に取り出す第１、第２のセンサヨーク片の対の数は、他の工程とのバランスを加味して、適宜選択可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るトルクセンサの構成を示す断面図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークを示す斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 （ａ）、（ｂ）は同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態に係るトルクセンサの要部斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 本発明の第３の実施の形態に係るトルクセンサの要部斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。 同トルクセンサセンサのセンサヨークの製造ステップを示す斜視図。

符号の説明

１……トルクセンサ、２……連結軸、１１……第１の軸、１２……第２の軸、１３……永久磁石、１４、３４、５４……センサヨーク、１５、３５、５５……第１のセンサヨーク、１５０、３５０、５５０……第１のセンサヨーク片、１６、３６、５６……第２のセンサヨーク、１６０、３６０、５６０……第２のセンサヨーク片、１７、３７、５７……集磁ヨーク、１７Ａ、３７Ａ、３７Ｂ……第１の集磁ヨーク、１７Ｂ、３７Ｂ、５７Ｂ……第２の集磁ヨーク、１８……磁束集中部、１８Ａ……第１の磁束集中部、１８Ｂ……第２の磁束集中部、２０、３０、５０……センサヨーク形成部材、２２、３２、５２……連結部

Claims (9)

1. 連結軸を介して同軸に連結された第１の軸及び第２の軸と、
   前記第１の軸または該連結軸の一端に固定された磁石と、
   前記第２の軸または前記連結軸の他端に固定され、第１、第２のセンサヨーク片からそれぞれ構成される第１、第２のセンサヨークと、
   前記磁石及び前記第１、第２のセンサヨークとともに磁気回路を形成する第１、第２の集磁ヨークと、
   前記第１、第２の集磁ヨークが誘導した磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルクセンサの製造方法であって、
   前記第１、第２のセンサヨーク片が連結部にて交互に連結してなる平板状のセンサヨーク形成部材を用いて、前記第１、第２のセンサヨークを形成することを特徴とするトルクセンサの製造方法。
2. 前記センサヨーク形成部材を非磁性体で覆って隣り合う前記第１、第２の前記センサヨーク片同士を固定した後に、該第１、第２のセンサヨーク片間の前記連結部を取り除く請求項１に記載のトルクセンサの製造方法。
3. 前記センサヨーク形成部材を、前記第１、第２のセンサヨーク片が帯状に交互に連結した状態で平板部材から取り出し、該帯状のセンサヨーク形成部材をさらに環状に湾曲させる請求項２に記載のトルクセンサの製造方法。
4. 前記帯状のセンサヨーク形成部材の第１、第２のセンサヨーク片は、それぞれ、該センサヨーク形成部材の長手方向の幅が大きい幅広部と該幅広部より長手方向幅が狭い幅狭部とを、該センサヨーク形成部材の短手方向上下に有し、取り出された帯状センサヨーク形成部材は、前記幅狭部を内側にかつ前記幅広部を外側にして環状に湾曲される請求項３に記載のトルクセンサの製造方法。
5. 前記第１のセンサヨーク片の幅広部を前記軸方向の一方に折り曲げかつ前記第２のセンサヨーク片の幅広部を前記軸方向の他方に折り曲げた後に、該第１、第２の前記センサヨーク片同士を前記非磁性体で覆って固定する請求項４に記載のトルクセンサの製造方法。
6. 前記センサヨーク形成部材を、前記第１、第２のセンサヨーク片が環状に交互に連結した状態で平板部材から取り出す請求項２に記載のトルクセンサの製造方法。
7. 前記環状のセンサヨーク形成部材の第１、第２のセンサヨーク片のうち、一方は他方よりも径方向内側に突出した突出部を有し、他方は一方よりも径方向外側に突出した突出部を有し、それぞれの突出部を前記軸方向に折り曲げた後に、該第１、第２の前記センサヨーク片同士を前記非磁性体で覆って固定する請求項６に記載のトルクセンサの製造方法。
8. 連結軸を介して同軸に連結された第１の軸及び第２の軸と、
   前記第１の軸または該連結軸の一端に固定された磁石と、
   前記第２の軸または前記連結軸の他端に固定され、第１、第２のセンサヨーク片からそれぞれ構成される第１、第２のセンサヨークと、
   前記磁石及び前記第１、第２のセンサヨークとともに磁気回路を形成する第１、第２の集磁ヨークと、
   前記第１、第２の集磁ヨークが誘導した磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルクセンサであって、
   前記第１、第２のセンサヨークは、非磁性体によって覆われた前記第１、第２のセンサヨーク片が、交互に、前記軸を中心に環状に複数個配置されており、
   隣接する前記第１のセンサヨーク片と前記第２のセンサヨーク片との間には、前記非磁性体によって覆われていない空隙部が形成されていることを特徴とするトルクセンサ。
9. 前記複数の第１のセンサヨーク片同士及び／または第２のセンサヨーク片同士は、互いに空間的に分離して配置されている請求項８に記載のトルクセンサ。

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