JP2013053953A - 磁歪式トルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 検出感度の低下を抑制可能な磁歪式トルクセンサを提供する。
【解決手段】 磁歪式トルクセンサ４１は、磁歪膜８２等の磁歪部を有する回転軸２４と、磁歪膜８２を励磁する励磁する励磁コイル８５，８５と、磁歪膜８２の透磁率等の磁気特性の変化を検出する検出コイル８５，８５と、少なくとも励磁コイル８５，８５の周りを囲む磁気シールド５４ａとを備える。回転軸２４は磁性材料で構成される。磁気シールド５４ａは、磁歪部８２を有しない回転軸２４の部分の周りをさらに囲む。磁気シールド５４ａは、励磁コイル８５，８５に対応する部分に回転軸２４の中心軸ＣＬに平行なスリット５４ａｓを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、磁歪式トルクセンサに関する。

自動車等の車両は、電動パワーステアリング装置を備えることができ、電動パワーステアリング装置は、ステアリングハンドル（ステアリングホイール）への運転者による操作によって生じる回転軸での操舵トルクを補助する補助トルクを発生させる。補助トルクの発生により、電動パワーステアリング装置は、運転者の負担を軽減することができる。電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサを有し、操舵トルク等の回転軸に働くトルクを検出するトルクセンサは、磁歪効果を利用してトルクを検出するトルクセンサ（磁歪式トルクセンサ）、トーションバーを利用してトルクを検出するトルクセンサ等に分類することができる。

例えば特許文献１は、電動パワーステアリング装置に利用可能な磁歪式トルクセンサを開示し、この磁歪式トルクセンサにおいて、特許文献１の図３で示されるような磁気シールド２０ａがリッド（保持部材）４３の近くに設けられている。また、特許文献１の図５（ｂ）において、リッド（保持部材）４３自体が磁気シールドを兼ねている。このような磁気シールドを備える磁歪式トルクセンサは、外部からの外部磁界ノイズ（外部磁場ノイズ）の影響を受け難い。従って、磁気シールドは、磁歪式トルクセンサの検出精度を向上させることができる。

特開２００４−３０９１８４号公報

ところで、特許文献１の図３で示されるような励磁コイル２０ｄ'，２０ｅ'の近くに磁気シールド２０ａが配置される場合、本発明者らは、磁歪式トルクセンサの検出感度を低下することを認識した。即ち、磁気シールド２０ａの影響により、特許文献１の図７で示されるような直線Ｌ１０の傾きが小さくなってしまう。
加えて、特許文献１の図３で示されるようなステアリング軸１２ｂは、外部に露出している。従って、本発明者らは、ステアリング軸１２ｂの上部からの外部磁界ノイズが回転軸１２に進入して、磁歪式トルクセンサの検出精度を低下することを認識した。

本発明の１つの目的は、検出感度の低下を抑制可能な磁歪式トルクセンサを提供することである。本発明のもう１つの目的は、検出精度の低下を抑制可能な磁歪式トルクセンサを提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。

以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。

本発明に従う第１の態様は、磁歪部を有する回転軸と、
前記磁歪部を励磁する励磁コイルと、
前記磁歪部の磁気特性の変化を検出する検出コイルと、
少なくとも前記励磁コイルの周りを囲む磁気シールドと
を備える磁歪式トルクセンサであって、
前記回転軸は磁性材料で構成され、
前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の部分の周りをさらに囲み、
前記磁気シールドは、前記励磁コイルに対応する部分に前記回転軸の中心軸に平行なスリットを有することを特徴とする磁歪式トルクセンサに関係する。

磁歪部を有しない回転軸の部分の周りを磁気シールドによって囲むことにより、回転軸の上部から回転軸の内部に進入した外部磁界ノイズは、磁気シールド側に乗り移ることができる。その結果、回転軸内の磁束（コイルに向かう外部磁界ノイズ）は、減少する。これにより、磁歪式トルクセンサの検出精度の低下を抑制することができる。
また、磁気シールドは、少なくとも励磁コイルの周りを囲み、回転軸の上部以外の他の方向から外部磁界ノイズを抑制することができる。しかしながら、励磁コイルによって発生する磁束は、磁気シールドに流れる渦電流によって減少してしまい、その結果、磁歪式トルクセンサの検出感度を低下させてしまう。そこで、磁気シールドは、励磁コイルに対応する部分にスリットを有し、スリットで、検出感度の低下を抑制することができる。
なお、励磁コイル及び検出コイルは、兼用コイルで構成してもよく、専用の励磁コイルと専用の検出コイルとの組み合わせで構成してもよい。

第１の態様において、磁気シールドは、円筒状の形状を有してもよい。

磁気シールドが円筒状の形状を有することにより、磁気シールド側に乗り移った外部磁界ノイズは、円筒状の形状を有する磁気シールドの全周にわたって進行する。従って、外部磁界ノイズの影響を少なくすることができる。

第１の態様において、前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の前記部分に対応する部分に、前記スリットの代わりに円環部を有してもよく、
前記励磁コイルに対向する前記磁気シールドの部分と前記中心軸との間の距離は、前記円環部と前記中心軸との間の距離よりも長くてもよい。

円環部は、磁歪部を有しない回転軸の部分を取り囲むので、回転軸の上部から回転軸の内部に進入した外部磁界ノイズは、円環部（磁気シールド）側に乗り移り易くなる。また、回転軸側から磁気シールド側（円環部側）に乗り移った磁束が磁気シールド内（励磁コイルに対向する磁気シールドの部分）を通り抜ける際、その磁束を励磁コイルに対向する磁気シールドの部分で、励磁コイルから遠ざけることができる。これにより、磁気シールド内を通り抜ける外部磁界ノイズの影響を少なくすることができる。

当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。

磁歪式トルクセンサを有する電動パワーステアリング装置の模式図である。 図１に示された電動パワーステアリング装置の全体構成図である。 図２の３−３線断面図である。 図３の磁気シールド付近の拡大図である。 図３の磁気シールド及びセンサハウジングの斜視図である。 図３の磁気シールドの変形例を示す拡大図である。

以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

図１は、磁歪式トルクセンサである操舵トルクセンサ４１が組み込まれた電動パワーステアリング装置１０を模式的に示している。電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル２１から車両の操舵車輪（前輪）２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルク、つまり付加トルクを加える補助トルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介して回転軸２４（ピニオン軸、入力軸とも言う。）を連結し、回転軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピニオン機構２５は、回転軸２４に有したピニオン３１と、ラック軸２６に有したラック３２とからなる。

ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１を操舵することで、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５を介して、操舵車輪２９，２９を操舵することができる。

補助トルク機構４０は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操舵トルクセンサ４１で検出し、この検出信号に基づき制御部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルク（付加トルク）を電動モータ４３で発生し、補助トルクを減速機構４４を介して回転軸２４に伝達し、さらに、補助トルクを回転軸２４からステアリング系２０のラックアンドピニオン機構２５に伝達するようにした機構である。

電動モータ４３は、例えばブラシレスモータからなり、レゾルバ等の回転センサを内蔵している。この回転センサは、電動モータ４３におけるロータの回転角を検出するものである。

制御部４２の概要を説明すると、次の通りである。
制御部４２は、電源回路、モータ電流を検出する電流センサ、入力インターフェース回路、マイクロプロセッサ、出力インターフェース回路、ＦＥＴブリッジ回路などによって構成される。入力インターフェース回路は、外部からトルク信号や車速信号やモータ回転信号などを取り込むものである。マイクロプロセッサは、入力インターフェース回路によって取り込んだトルク信号や車速信号などに基づいて、電動モータ４３をベクトル制御するものである。出力インターフェース回路は、マイクロプロセッサの出力信号をＦＥＴブリッジ回路への駆動信号に変換するものである。ＦＥＴブリッジ回路は、電動モータ４３（ブラシレスモータ）に３相交流電流を通電するスイッチング素子である。

このような制御部４２は、回転センサによって検出された電動モータ４３のロータの回転信号と、モータ電流センサ（制御部４２に内蔵）によって検出された電流信号とに基づいて、ベクトル制御する。このベクトル制御はｄ−ｑ制御であり、電動モータ４３のトルクを制御するｑ軸電流と、界磁を制御するｄ軸電流とを、直流制御する。

つまり、制御部４２は、操舵トルクセンサ４１によって検出された操舵トルク信号と、図示せぬ車速センサによって検出された車速信号と、回転センサによって検出されたロータの回転信号などに基づいて、目標ｑ軸電流及び目標ｄ軸電流を設定する。
そして、制御部４２は、回転センサによって検出された回転信号と、モータ電流センサによって検出された電流信号とに基づいて、ｄ−ｑ変換された、実ｑ軸電流及び実ｄ軸電流を、前記目標ｑ軸電流及び目標ｄ軸電流に一致させるように、ＰＩ制御をする。

電動パワーステアリング装置１０によれば、運転者の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルク（付加トルク）を加えた複合トルクにより、ラック軸２６で操舵車輪２９，２９を操舵することができる。
減速機構４４は、例えばウォームギヤ機構によって構成される。以下、減速機構４４のことを、適宜「ウォームギヤ機構４４」と言い換えることにする。

図２は、図１に示された電動パワーステアリング装置１０の全体構成を示し、左端部及び右端部を破断して表したものである。図２に示すように、ラック軸２６は、車幅方向（図２の左右方向）に延びるハウジング５１に、軸方向にスライド可能に収容されている。ラック軸２６には、ハウジング５１から突出した長手方向両端に、ボールジョイント５２，５２を介してタイロッド２７，２７が連結されている。ラック軸２６の両端部は、ダストシール用ブーツ５３，５３によって覆われている。

図２及び図３に示すように、ハウジング５１は回転軸２４の下半分、ラックアンドピニオン機構２５及びウォームギヤ機構４４を収納するとともに、上端に形成されている上部開口５１ａに、磁気シールド５４ｂを取付けたものである。このようなハウジング５１は、上部開口５１ａに対して反対側、つまり底部が塞がれている。

さらに詳しく述べると、図３に示すように、回転軸２４はハウジング５１の内部で起立するように位置しており、一端２４ａ（下端面）から他端２４ｂ（上端面）へ向かって、第１の軸受６１、ピニオン３１、第２の軸受６２、磁歪式トルクセンサ４１における２つの磁歪部８１，８２が、この順に設けられている。

回転軸２４は、ハウジング５１の内部に取り付けられた状態において、上半分が上部開口５１ａからセンサハウジング５５を貫通して上方へ延びる。２つの磁歪部８１，８２はセンサハウジング５５内に位置している。

図３に示すように、ハウジング５１は内周面に、回転軸２４を第１の軸受６１及び第２の軸受６２を介して回転可能に支持している。つまり、回転軸２４の下端部分は、第１の軸受６１を介して、ハウジング５１で回転可能に支持されている。回転軸２４の中間部分において、ピニオン３１とウォームホイール４７との間の位置は、第２の軸受６２を介して、ハウジング５１で回転可能に支持されている。図３において、ＣＬは回転軸２４の中心線（軸心）である。

センサハウジング５５は、操舵トルクセンサ４１（検出部８３）を収納するものであり、センサハウジング５５は、磁気シールド５４ａ，５４ｂで囲われている。センサハウジング５５は、樹脂等の非磁性材料で構成されている。回転軸２４は、センサハウジング５５の上下を貫通し、センサハウジング５５の上部には、回転軸２４のシールをするためのオイルシール５６が設けられている。図３の例において、磁気シールド５４ａ（第１の磁気シールド）は、例えば筒状に形成され、例えばコイル８５，８５及び磁歪部８２の周りを例えばセンサハウジング５５及びオイルシール５６を介して囲み、磁歪部８２と連結部２４ｉとの間の回転軸２４（磁歪部８２のない回転軸２４の部分）の周りも囲んでいる。図３の例において、磁気シールド５４ｂ（第２の磁気シールド）は、例えば筒状に形成され、フランジを形成する。磁気シールド５４ｂは、例えばコイル８５，８５及び磁歪部８１の周りを囲んでいる。

図３の例において、磁気シールドは、磁気シールド５４ａ及び磁気シールド５４ｂの２つの部材で構成されているが、例えば１つの部材で構成されてもよい。磁気シールド５４ａ及び磁気シールド５４ｂについては、後述する。
磁気シールド５４ａは、ネジ５７でセンサハウジング５５に固定され、磁気シールド５４ｂ（フランジ）は、ボルト５８により取り付けられている。ハウジング５１に対して、センサハウジング５５は、磁気シールド５４ｂを介して径方向への移動が規制されている。

図３において、電動モータ４３は、図示せぬモータ軸が、紙面の向こう側から手前側のハウジング５１内に水平に延びたものである。モータ軸は、ウォームギヤ機構４４のウォーム軸４５を連結した出力軸である。ウォーム軸４５は、一体に形成したウォーム４６を備える。ウォーム軸４５の両端部は、軸受を介してハウジング５１によって回転可能に支持されている。

ウォームギヤ機構４４は、駆動側のウォーム４６に従動側のウォームホイール４７を噛合わせることで、ウォーム４６からウォームホイール４７を介して、負荷側にトルクを伝達するようにした構成である。

ハウジング５１はラックガイド７０を備える。このラックガイド７０は、ラック３２の反対側からラック軸２６に当てるガイド部７１と、ガイド部７１を圧縮ばね７２を介して押す調整ボルト７３と、ラック軸２６の背面を滑らせる当て部材７４と、調整ボルト７３の位置決めをするロックナット７５とからなる。

操舵トルクセンサ４１は、回転軸２４と、この回転軸２４の表面に設けられてトルクに応じて磁歪特性（磁気特性）が変化する上下一対の磁歪部８１，８２と、この磁歪部８１，８２の近傍に配置されて磁歪部８１，８２に生じた磁歪効果を検出するコイル８５，８５，８５，８５とからなる、磁歪式トルクセンサである。
言い換えると、操舵トルクセンサ４１は、回転軸２４に設けた一対の磁歪部８１，８２と、磁歪部８１，８２の周囲に設けた検出部８３とからなる。

磁歪部８１，８２は、例えば回転軸２４の軸長手方向に互いに逆方向の残留歪みが付与された磁歪膜からなる。以下、磁歪部８１，８２のことを、適宜「磁歪膜８１，８２」と言い換えることにする。

磁歪膜８１，８２は、歪みの変化に対して磁束密度の変化の大きい材料からなる膜であり、例えば、回転軸２４の外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系の合金膜である。この合金膜の厚みは望ましくは３０〜５０μｍ程度である。なお、合金膜の厚みは、これ以下又はこれ以上であってもよい。第１磁歪膜８１の磁歪方向に対して、第２磁歪膜８２の磁歪方向は異なっている（磁歪異方性を有する）。このように、２つの磁歪膜８１，８２は、回転軸２４の外周面に全周にわたって形成された、概ね一定の幅で且つ一定の厚さの膜である。なお、２つの磁歪膜８１，８２は、軸長手方向に所定の間隔を有して配列したものである。

Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜は、Ｎｉを概ね５０重量％含んだ場合に、磁歪定数が大きくなるので磁歪効果が高まる傾向にあり、このようなＮｉ含有率の材料を使用することが好ましい。例えば、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜として、Ｎｉを５０〜７０重量％含み、残りがＦｅである材料を使用する。

なお、磁歪膜８１，８２は強磁性体の膜であればよく、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜に限定されるものではない。例えば、磁歪膜８１，８２は、Ｃｏ−Ｆｅ系の合金膜やＳｍ−Ｆｅ系の合金膜であってもよい。

検出部８３は、磁歪膜８１，８２に生じた磁歪効果を電気的に検出し、その検出信号をトルク検出信号として出力するものであり、センサハウジング５５内に収納されている。この検出部８３は、回転軸２４が貫通した筒状のコイルボビン８４と、コイルボビン８４に多重巻きされたコイル８５，８５，８５，８５とからなる。４つのコイル８５，８５，８５，８５の各々を検出コイルとして用いることにより、検出信号は、トルク検出信号だけでなく、故障検出信号も含むことができる。なお、４つの検出コイル８５，８５，８５，８５からの磁束は、磁歪膜８１，８２を励磁し、４つの検出コイル８５，８５，８５，８５は、４つの励磁コイルとしても働く。４つのコイル８５，８５，８５，８５の各々は検出コイルを兼ねる励磁コイルと呼ぶことができる。即ち、図３の例において、４つのコイル８５，８５，８５，８５の各々は、兼用コイルである。

磁歪膜８１，８２とコイルボビン８４との隙間は、０．５〜１ｍｍ程度の範囲で設定される。コイル８５，８５，８５，８５は、１〜１００ｋＨｚの範囲で適当な、例えば１０ｋＨｚ程度の周波数で励磁され、回転軸２４に操舵トルクが働くと、異方性の付与された磁歪部８１，８２の透磁率が変化し、従ってコイル８５，８５，８５，８５のインダクタンスも変化する。

図３の例において、第１磁歪膜８１に対向して２つの励磁コイル（検出コイル）８５，８５が配置され、第２磁歪膜８２に対向して２つの励磁コイル（検出コイル）８５，８５が配置されているが、これらの励磁コイル（検出コイル）８５，８５，８５，８５と図１に示した制御部４２との間の配線及び電子回路は、図示されていない。コネクタ９２は、励磁コイル（検出コイル）８５，８５，８５，８５側の配線と制御部４２側の配線とを接続するために用いることができる。図３で省略されているこれらの配線及び電子回路は、例えば特開２００９−２６４８１２号公報の図２に示されるような構成を採用してもよい。

図３の例を変形して、第１磁歪膜８１及び第２磁歪膜８２に対向して１つの独立した専用の励磁コイルが配置されてもよく、例えば特許文献１の図６に示すような構成を採用してもよい。

連結部２４ｉは、図１に示す自在軸継手２３，２３及びステアリングシャフト２２を介してステアリングハンドル２１に連結される軸端部分である。連結部２４ｉは、例えば、自在軸継手２３を連結するためのセレーションからなる。連結部２４ｉは、回転軸２４に一体に形成されている。

図４は、図３の検出部８３付近に配置された磁気シールド５４ａ，５４ｂを示し、図５は、組み立て前の磁気シールド５４ａ，５４ｂ及びセンサハウジング５５の斜視図を示す。

図５の例において、磁気シールド５４ａは、第１の円環部５４ａ１を有する。第１の円環部５４ａ１は、図４で示すように、磁歪部８２を有しない回転軸２４の部分の周りを囲み、磁歪部８２と連結部２４ｉとの間の回転軸２４の部分に対向する。磁気シールド５４ａ（第１の円環部５４ａ１）と回転軸２４との隙間は、例えば、０．５〜１ｍｍであるが、この範囲に限定されない。第１の円環部５４ａ１は、回転軸２４を取り囲み、且つ対向するので、回転軸２４の上部（連結部２４ｉ側）から回転軸２４の内部に進入した外部磁界ノイズは、磁気シールド５４ａの第１の円環部５４ａ１側に乗り移り易くなる。その結果、回転軸２４内の磁束（コイル８５に向かう外部磁界ノイズ）は、減少する。これにより、磁歪式トルクセンサ４１の検出精度の低下を抑制することができる。磁気シールド５４ａ（第１の円環部５４ａ１）の透磁率が回転軸２４の透磁率よりも高い場合、磁束は、磁気シールド５４ａに移動し易くなる。

磁気シールド５４ａは、センサハウジング５５の上端に対向する第２の円環部５４ａ３をさらに有し、第２の円環部５４ａ３は、中空の平板円盤部５４ａ２を介して第１の円環部５４ａ１に接続されている。第２の円環部５４ａ３の直径（内径）は、第１の円環部５４ａ１の直径（内径）よりも大きいので、第２の円環部５４ａ３と回転軸２４の中心軸ＣＬとの間の距離は、第１の円環部５４ａ１と中心軸ＣＬとの間の距離よりも長い。回転軸２４側から磁気シールド５４ａ側（第１の円環部５４ａ１側）に乗り移った磁束が磁気シールド５４ａの第２の円環部５４ａ３内を通り抜ける際、その磁束をコイル８５から遠ざけることができる。

磁気シールド５４ａは、センサハウジング５５に対向する第３の円環部５４ａ５をさらに有し、第３の円環部５４ａ５は、中空の平板円盤部５４ａ４を介して第２の円環部５４ａ３に接続されている。第３の円環部５４ａ５の直径（内径）は、第２の円環部５４ａ３の直径（内径）よりも大きいので、第３の円環部５４ａ５と回転軸２４の中心軸ＣＬとの間の距離は、第２の円環部５４ａ３と中心軸ＣＬとの間の距離よりも長い。言い換えれば、コイル８５に対向する磁気シールド５４ａの部分（第３の円環部５４ａ５）と中心軸ＣＬとの間の距離は、第１の円環部５４ａ１又は第２の円環部５４ａ３と中心軸ＣＬとの間の距離よりも長い。回転軸２４側から磁気シールド５４ａ側（第１の円環部５４ａ１及び第２の円環部５４ａ３側）に乗り移った磁束が磁気シールド５４の第３の円環部５４ａ５内を通り抜ける際、その磁束をコイル８５からさらに遠ざけることができる。図５の例において、磁気シールド５４ａ全体は、同じ材料で単一に形成されている。
磁気シールド５４ｂは、第４の円筒部５４ｂ１及びフランジ５４ｂ２を有し、磁気シールド５４ｂの材料は、磁気シールド５４ａの材料と同じでもよく、異なってもよい。磁気シールド５４ｂ（第４の円筒部５４ｂ１）は、磁気シールド５４ａ（第３の円環部５４ａ５）に対向し、磁束は、第３の円環部５４ａ５側から第４の円筒部５４ｂ１側にさらに乗り移る。磁気シールド５４ａ（第３の円環部５４ａ５）と磁気シールド５４ｂ（第４の円筒部５４ｂ１）との隙間は、例えば、０．５〜１ｍｍであるが、この範囲に限定されない。第４の円筒部５４ｂ１側に乗り移った磁束は、フランジ５４ｂ２に進行する。このように、磁気シールド５４ａ（５４ａ１〜５４ａ５）は、ステアリングハンドル２１側から回転軸２４に進入する外部磁界ノイズを磁気シールド５４ｂ（５４ｂ１，５４ｂ２）に中継する。

ところで、回転軸２４は、一般に、機械的な捩じりと曲げ強度を必要とするので、鉄合金を母材とし、さらに熱処理が必要である。この熱処理によって、母材中に炭素が残留してしまう。このような炭素等の不純物を含む回転軸２４は、不純物を含まない回転軸と比べて、外部磁界ノイズの影響を受けやすい。言い換えれば、回転軸２４は磁性材料で構成されている。第１の円環部５４ａ１又は磁気シールド５４ａが回転軸２４に対向しない場合、エンジン、発電機、モータ等の交番磁界による交番磁束が回転軸２４の上部から進入し、操舵トルクセンサ４１からの検出信号にノイズが生じ、検出精度が低下してしまう。このようなノイズをローパスフィルタの代わりに第１の円環部５４ａ１で磁気シールド５４ａ側に移動させることができる。

磁気シールド５４ａは、ステアリングハンドル２１側から回転軸２４に進入する外部磁界ノイズを抑制することができる。他の方向からコイル８５，８５又は検出部８３に進入する外部磁界ノイズも、磁気シールド５４ａによって抑制することができる。磁気シールド５４ａ，５４ｂは、磁性材料（アモルファス磁性材料を含む）で構成され、透磁率が大きく且つ保磁力が小さい程好ましく、例えば、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、フェライト等である。磁気シールド５４ａ，５４ｂの厚みは、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍである。

図５の例において、磁気シールド５４ａは、例えば、磁歪膜８２を励磁するコイル８５，８５に対応する部分に回転軸２４の中心軸ＣＬに平行なスリット５４ａｓを有する。上述のように、磁気シールド５４ａの第３の円環部５４ａ５は、コイル８５，８５の周りを囲み、回転軸２４の上部以外の他の方向から外部磁界ノイズを抑制することができる。しかしながら、同時に、第３の円環部５４ａ５は、コイル（励磁コイル）８５，８５によって発生する磁束は、磁気シールド５４ａ（第３の円環部５４ａ５）に流れる渦電流によって減少してしまい、その結果、磁歪膜８２を介してコイル（検出コイル）８５，８５で検出できる磁束も減少してしまう。このように、第３の円環部５４ａ５は、トルクセンサ４１の検出感度を低下させてしまう。そこで、本発明に従う磁気シールド５４ａは、コイル８５，８５に対応する部分にスリット５４ａｓを有する。スリット５４ａｓを有しない部分（第３の円環部５４ａ５）で外部磁界ノイズをコイル８５，８５から遠ざけるとともに、スリット５４ａｓで、トルクセンサ４１の検出感度の低下を抑制することができる。
図５の例において、磁気シールド５４ｂは、中心軸ＣＬに平行なスリットを有しないが、磁気シールド５４ｂは、例えば、磁歪膜８１を励磁するコイル８５，８５に対応する部分に回転軸２４の中心軸ＣＬに平行なスリットを有してもよい。

図６は、図３の磁気シールド５４ａ，５４ｂの変形例を示す拡大図である。図６の例において、磁気シールド５４ａの第３の円環部５４ａ５は、４つのコイル８５，８５，８５，８５及び２つの磁歪部８１，８２の周りを囲むことができる。図６の例において、磁気シールド５４ａの第３の円環部５４ａ５は、４つのコイル８５，８５，８５，８５に対応する部分にスリット５４ａｓを有している。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

１０・・・電動パワーステアリング装置、２０・・・ステアリング系、２１・・・ステアリングハンドル、２２・・・ステアリングシャフト、２３・・・自在軸継手、２４・・・回転軸、２４ａ・・・一端、２４ｂ・・・他端、２４ｉ・・・連結部、２５・・・ラックアンドピニオン機構、２６・・・ラック軸、２７・・・タイロッド、２８・・・ナックル、２９・・・操舵車輪、３１・・・ピニオン、３２・・・ラック、４０・・・補助トルク機構、４１・・・操舵トルクセンサ、４２・・・制御部、４３・・・電動モータ、４４・・・減速機構、４５・・・ウォーム軸、４６・・・ウォーム、４７・・・ウォームホイール、５１・・・ハウジング、５１ａ・・・上部開口、５２・・・ボールジョイント、５３・・・ダストシール用ブーツ、５４ａ・・・磁気シールド、５４ａｓ・・・スリット、５４ｂ・・・磁気シールド、５５・・・センサハウジング、５６・・・オイルシール、５７・・・ネジ、５８・・・ボルト、６１・・・第１の軸受、６２・・・第２の軸受、７０・・・ラックガイド、７１・・・ガイド部、７２・・・圧縮ばね、７３・・・調整ボルト、７４・・・当て部材、７５・・・ロックナット、・・・、８１・・・磁歪部、８２・・・磁歪部、８３・・・検出部、８４・・・コイルボビン、８５・・・コイル、９２・・・コネクタ。

Claims (3)

1. 磁歪部を有する回転軸と、
   前記磁歪部を励磁する励磁コイルと、
   前記磁歪部の磁気特性の変化を検出する検出コイルと、
   少なくとも前記励磁コイルの周りを囲む磁気シールドと
   を備える磁歪式トルクセンサであって、
   前記回転軸は磁性材料で構成され、
   前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の部分の周りをさらに囲み、
   前記磁気シールドは、前記励磁コイルに対応する部分に前記回転軸の中心軸に平行なスリットを有することを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
2. 前記磁気シールドは、円筒状の形状を有す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. 前記磁気シールドは、前記磁歪部を有しない前記回転軸の前記部分に対応する部分に、前記スリットの代わりに円環部を有し、
   前記励磁コイルに対向する前記磁気シールドの部分と前記中心軸との間の距離は、前記円環部と前記中心軸との間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁歪式トルクセンサ。

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