JP2016090492A - Torque detection device - Google Patents

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池田 幸雄
Yukio Ikeda
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque detection device which can be easily manufactured, while securing a detection accuracy.SOLUTION: A torque detection device 1 detects a torque transmitted by a torsion bar 13 which connects an input shaft 11 and an output shaft 12, and includes: an annular magnet 20 provided on the input shaft 11; a yoke 21 provided on the output shaft 12 and arranged having predetermined intervals across the boundaries of magnetic poles of a magnet so as to be magnetically connected to an N pole of the magnet 20; a yoke 22 provided in the output shaft 12 so as not to be magnetically connected to the yoke 21 and arranged having predetermined internals across the boundaries of the magnetic poles of the magnet 10 so as not to be magnetically connected to an S pole of the magnet 20; a guide ring 23 magnetically connected to the yoke 21 with predetermined intervals; a guide ring 24 magnetically connected to the yoke 22 with predetermined intervals; and a magnetic detection element 25 for detecting a magnetic density generated between the guide rings 23 and 24.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば、車両の舵取りを行う際、電動モータを駆動して操舵を補助し運転者の負担を軽減する電動パワーステアリング装置等に適用され、ハンドルに加えられたトルクを検出するトルク検出装置に関する。   The present invention is applied to, for example, an electric power steering device that assists steering by driving an electric motor to reduce a burden on a driver when steering a vehicle, and detects torque applied to a steering wheel. Relates to the device.

従来、ハンドルにつながる入力軸と、操舵輪につながる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結する連結軸(トーションバー)とを備え、連結軸に生じる捩じれ角度によって、入力軸に加わる操舵トルクを検出するトルク検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, an input shaft connected to a steering wheel, an output shaft connected to a steering wheel, and a connecting shaft (torsion bar) that connects the input shaft and the output shaft are provided, and a steering torque applied to the input shaft is generated by a twist angle generated in the connecting shaft. A torque detecting device for detecting is known (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載のトルク検出装置において、入力軸にはN極及びS極が周方向に等間隔に着磁された円筒形状の永久磁石が同軸に設けられ、出力軸には永久磁石の磁気回路を形成する円筒形状のヨークが同軸に設けられている。ヨークは、複数の平板台形状の爪部と、その外周部をステアリングホイール側に垂直に屈曲してなる側壁部とを備えて構成されている。また、ヨークからの磁束を誘導する一対の集磁リングがヨークに同軸に配置され、その一対の集磁リングの間に2つのホールIC(磁気検出素子)が配置されている。   In the torque detection device described in Patent Document 1, a cylindrical permanent magnet having N poles and S poles magnetized at equal intervals in the circumferential direction is coaxially provided on the input shaft, and the magnet of the permanent magnet is provided on the output shaft. A cylindrical yoke forming a circuit is provided coaxially. The yoke includes a plurality of plate-like trapezoidal claw portions and a side wall portion formed by bending the outer peripheral portion thereof perpendicularly to the steering wheel side. In addition, a pair of magnetic flux collecting rings for inducing magnetic flux from the yoke are arranged coaxially with the yoke, and two Hall ICs (magnetic detection elements) are arranged between the pair of magnetic flux collecting rings.

永久磁石から放出された磁束は、一対の磁気ヨークと一対の集磁リングとが並列した磁気回路を流れる。入力軸に一方向のトルクが加えられたとき、トーションバーに捩じれが生じて、一対の磁気ヨークの各爪と永久磁石との相対位置が変化する。これにより、一対の磁気ヨークを流れる磁束の磁気抵抗が変化する。一対の磁気ヨークに発生した磁束の一部は、一対の集磁リングによりそれぞれ誘導される。誘導された磁束は、2つのホールICにより検出される。   The magnetic flux emitted from the permanent magnet flows through a magnetic circuit in which a pair of magnetic yokes and a pair of magnetism collecting rings are arranged in parallel. When a one-way torque is applied to the input shaft, the torsion bar is twisted, and the relative positions of the claws of the pair of magnetic yokes and the permanent magnets change. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic flux flowing through the pair of magnetic yokes changes. Part of the magnetic flux generated in the pair of magnetic yokes is induced by the pair of magnetism collecting rings. The induced magnetic flux is detected by two Hall ICs.

特開2010−122104号公報JP 2010-122104 A

特許文献1に記載のトルク検出装置では、一対の磁気ヨークを製造する際に、複数の平板台形状の爪部を折り曲げ加工などによって成形しなければならず、このような磁気ヨークを精度良く製造することは容易ではなかった。   In the torque detector described in Patent Document 1, when manufacturing a pair of magnetic yokes, a plurality of flat plate-shaped trapezoidal claw portions must be formed by bending or the like, and such magnetic yokes are manufactured with high accuracy. It was not easy to do.

そこで、本発明は、検出精度を確保しながら、容易に製造することのできるトルク検出装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a torque detection device that can be easily manufactured while ensuring detection accuracy.

本発明は、上記課題を解決することを目的として、第1の回転軸と第2の回転軸とを結合し、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との間で伝達されるトルクに応じて捩じれる軸状の弾性部材と、前記第1の回転軸と共に回転するように設けられた環状の磁石と、前記第2の回転軸と共に回転するように設けられ、前記磁石の一方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の磁極の境界間に渡って所定の間隙をもって配置された第1の軟磁性部材と、前記第1の軟磁性部材に対して磁気的に結合しないように離間した位置であって前記第2の回転軸と共に回転するように設けられ、前記磁石の他方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の磁極の境界間に渡って所定の間隙をもって配置された第2の軟磁性部材と、回転する前記第1の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第3の軟磁性部材と、回転する前記第2の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第4の軟磁性部材と、前記第3及び第4の軟磁性部材間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子と、を備えたトルク検出装置を提供する。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention combines a first rotating shaft and a second rotating shaft, and transmits between the first rotating shaft and the second rotating shaft. A shaft-like elastic member that is twisted in accordance with torque, an annular magnet that is provided to rotate with the first rotating shaft, and one of the magnets that is provided to rotate with the second rotating shaft. A first soft magnetic member disposed with a predetermined gap between the magnetic pole boundaries of the magnet so as to be magnetically coupled to the magnetic pole of the magnet, and magnetically with respect to the first soft magnetic member The magnetic poles are spaced apart from each other so as not to be coupled with each other and rotate together with the second rotating shaft, and cross between the magnetic pole boundaries of the magnet so as to be magnetically coupled to the other magnetic pole of the magnet. Second soft magnetic member arranged with a predetermined gap and before rotating The magnetic resistance changes with respect to the third soft magnetic member that is magnetically coupled with a predetermined gap so that the magnetic resistance does not change with respect to the first soft magnetic member and the rotating second soft magnetic member. Torque detection comprising: a fourth soft magnetic member magnetically coupled with a predetermined gap so as not to cause a magnetic detection element for detecting a magnetic flux density generated between the third and fourth soft magnetic members Providing the device.

本発明に係るトルク検出装置によれば、検出精度を確保しながら容易に製造することが可能である。   The torque detection device according to the present invention can be easily manufactured while ensuring the detection accuracy.

本発明の第1の実施の形態に係るトルク検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the torque detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. トルク検出装置における磁気回路の構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of the magnetic circuit in a torque detection apparatus. トルク検出装置の動作を説明するための図であり、トーションバー13に捩じれが発生していない状態を示す斜視図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a torque detection apparatus, and is a perspective view which shows the state by which the torsion bar 13 has not twisted. トルク検出装置の動作を説明するための図である、トーションバー13に捩じれが発生した状態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which the torsion bar 13 is twisted, which is a diagram for explaining the operation of the torque detection device. 本発明の第2の実施の形態に係る操舵角検出可能なトルク検出装置1Aの断面図である。It is sectional drawing of 1 A of torque detection apparatuses which can detect a steering angle based on the 2nd Embodiment of this invention. 図4におけるトルク検出用磁石20と角度用磁気検出素子28との位置関係を示す第1の図であり、図4のトルク検出装置1Aを上から見た上面図である。FIG. 5 is a first view showing a positional relationship between the torque detection magnet 20 and the angle magnetic detection element 28 in FIG. 4, and is a top view of the torque detection device 1 </ b> A of FIG. 4 as viewed from above. 図4におけるトルク検出用磁石20と角度用磁気検出素子28との位置関係を示す第2の図であり、図4のトルク検出装置1Aを上から見た上面図である。FIG. 5 is a second view showing the positional relationship between the torque detection magnet 20 and the angle magnetic detection element 28 in FIG. 4, and is a top view of the torque detection device 1 </ b> A of FIG. 4 as viewed from above.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るトルク検出装置の断面図である。なお、以下の説明において、ステアリング軸に平行な方向を軸方向A、ステアリング軸に直交する方向を径方向Bという。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque detector according to a first embodiment of the present invention. In the following description, a direction parallel to the steering shaft is referred to as an axial direction A, and a direction orthogonal to the steering shaft is referred to as a radial direction B.

このトルク検出装置1は、ステアリングホイールの操舵操作によって回転する回転軸としてのステアリング軸10に加わる操舵トルクを磁気的に検出する。トルク検出装置1は、例えば車両に搭載され、運転者がハンドルに付与する操舵トルクを検出するために用いられる。車両の操舵系には、操舵操作を補助する電動パワーステアリング装置が設けられ、トルク検出装置1が検出した操舵トルクに応じて電動モータが操舵輪(前輪)を転舵するためのアシストトルクを出力する。   The torque detection device 1 magnetically detects a steering torque applied to the steering shaft 10 as a rotating shaft that is rotated by a steering operation of the steering wheel. The torque detection device 1 is mounted on a vehicle, for example, and is used for detecting a steering torque applied to a steering wheel by a driver. The steering system of the vehicle is provided with an electric power steering device that assists the steering operation, and the electric motor outputs assist torque for turning the steering wheel (front wheel) according to the steering torque detected by the torque detection device 1. To do.

ステアリング軸10は、ステアリングホイールに接続され、操舵力が入力される入力軸11と、電動パワーステアリング装置側に接続される出力軸12と、入力軸11と出力軸12とを連結するトーションバー13とを備え、図示しないコラムハウジングの内部に回転可能に支持されている。入力軸11、出力軸12、及びトーションバー13は、鉄系金属等の磁性材料からなる。トーションバー13は、ステアリングホイール側の一方の端部がピン14によって入力軸11と相対回転不能に固定され、他方の端部がピン15によって出力軸12と相対回転不能に固定されている。   The steering shaft 10 is connected to a steering wheel, and an input shaft 11 to which a steering force is input, an output shaft 12 connected to the electric power steering apparatus side, and a torsion bar 13 that connects the input shaft 11 and the output shaft 12. And is rotatably supported inside a column housing (not shown). The input shaft 11, the output shaft 12, and the torsion bar 13 are made of a magnetic material such as an iron-based metal. The torsion bar 13 has one end on the steering wheel side fixed to the input shaft 11 by a pin 14 so as not to rotate relative to the torsion bar 13, and the other end fixed to the output shaft 12 by a pin 15 so as not to rotate relative to the input shaft 11.

トルク検出装置1は、入力軸11の周囲を取り囲むように入力軸11に固定された円筒状のトルク検出用磁石20と、このトルク検出用磁石20の周囲を取り囲み、トルク検出用磁石20の軸方向Aの端部にそれぞれ対向するように車体側に固定された環状の第1及び第2のガイドリング23,24と、トルク検出用磁石20と第1及び第2のガイドリング23,24の間の間隙部にそれぞれ離間して配置された半円リング状の第1及び第2のヨーク21,22と、第1及び第2のガイドリング23,24の間に配置された磁気検出素子25と、第1及び第2のガイドリング23,24を保持するモールド樹脂から形成された保持部材26と、第1及び第2のヨーク21,22を保持するモールド樹脂から形成された保持部材27と備える。   The torque detection device 1 includes a cylindrical torque detection magnet 20 fixed to the input shaft 11 so as to surround the input shaft 11, and surrounds the torque detection magnet 20. The annular first and second guide rings 23 and 24 fixed to the vehicle body so as to face the end portions in the direction A, the torque detection magnet 20, and the first and second guide rings 23 and 24, respectively. Magnetic detection elements 25 arranged between the first and second guide rings 23 and 24 and the semicircular ring-shaped first and second yokes 21 and 22 arranged separately in the gap between them. A holding member 26 formed from a mold resin that holds the first and second guide rings 23 and 24, and a holding member 27 formed from a mold resin that holds the first and second yokes 21 and 22. Prepare.

第1及び第2のガイドリング23,24及び磁気検出素子25は、この保持部材26にインサート形成されている。保持部材26は、コラムハウジングを介して車体に固定されている。つまり、ステアリング軸10が回転しても、第1及び第2のガイドリング23,24及び磁気検出素子25はステアリング軸10と共に回転せず、その位置が固定されている。   The first and second guide rings 23 and 24 and the magnetic detection element 25 are formed in the holding member 26 by insert insertion. The holding member 26 is fixed to the vehicle body via a column housing. That is, even if the steering shaft 10 rotates, the first and second guide rings 23 and 24 and the magnetic detection element 25 do not rotate with the steering shaft 10 and the positions thereof are fixed.

一方、第1及び第2のヨーク21,22は、保持部材27にインサート成形されている。保持部材27は、ステアリング軸10の出力軸12の周囲に固定的に取り付けられている。これによって、第1及び第2のヨーク21,22は、ステアリング軸10の出力軸12と一体に回転するように配置される。また、保持部材27は、第1及び第2のヨーク21,22が磁気的に結合しないように軸方向Aに沿って離間するように保持している。   On the other hand, the first and second yokes 21 and 22 are insert-molded in the holding member 27. The holding member 27 is fixedly attached around the output shaft 12 of the steering shaft 10. Accordingly, the first and second yokes 21 and 22 are arranged so as to rotate integrally with the output shaft 12 of the steering shaft 10. The holding member 27 holds the first and second yokes 21 and 22 so as to be separated along the axial direction A so that they are not magnetically coupled.

トルク検出用磁石20は、ステアリング軸10の入力軸11の周囲に固定的に取り付けられた環状磁石で構成されている。トルク検出用磁石20は、ステアリング軸10の入力軸11と一体に回転するように配置される。トルク検出用磁石20は、径方向Bに沿って一対の磁極(N極及びS極)が形成されている。トルク検出用磁石20は、第1の実施の形態では、図1において右側(磁気検出素子25及び第2のヨーク22側)にS極、その反対側の左側(第1のヨーク21側)にN極が形成された2極構成の永久磁石である。トルク検出用磁石20としては、例えばフェライト磁石、ネオジウム磁石等を用いることができる。   The torque detection magnet 20 is composed of an annular magnet fixedly attached around the input shaft 11 of the steering shaft 10. The torque detection magnet 20 is disposed so as to rotate integrally with the input shaft 11 of the steering shaft 10. The torque detection magnet 20 has a pair of magnetic poles (N pole and S pole) formed along the radial direction B. In the first embodiment, the torque detection magnet 20 is on the right side (the magnetic detection element 25 and the second yoke 22 side) in FIG. 1 and on the opposite left side (the first yoke 21 side). It is a permanent magnet having a two-pole configuration in which an N pole is formed. As the torque detection magnet 20, for example, a ferrite magnet, a neodymium magnet, or the like can be used.

磁気検出素子25は、第1の実施の形態では、ホール素子を用いて構成され、磁束密度の検出方向が互いに逆向きとなるように配置された1対の素子で構成されている。磁気検出素子25は、磁束密度の検出方向が互いに逆向きとなるように1対の素子を配置することによって、ホール素子の温度特性及び軸方向Aの検出感度の影響を相殺し、トルク検出装置1の検出精度を高めるようにしてある。   In the first embodiment, the magnetic detection element 25 is configured by using a Hall element, and is configured by a pair of elements arranged so that the detection directions of the magnetic flux density are opposite to each other. The magnetic detection element 25 is arranged with a pair of elements so that the detection directions of the magnetic flux density are opposite to each other, thereby canceling the influence of the temperature characteristics of the Hall element and the detection sensitivity in the axial direction A, and the torque detection device The detection accuracy of 1 is increased.

(磁気回路の構成)
図2は、トルク検出装置1における磁気回路の構成例を示す分解斜視図である。図2において、図1のステアリング軸10、保持部材26,27の図示は省略してある。
(Configuration of magnetic circuit)
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a configuration example of a magnetic circuit in the torque detection device 1. 2, illustration of the steering shaft 10 and the holding members 26 and 27 in FIG. 1 is omitted.

トルク検出用磁石20は、第1の実施の形態では、上述のようにステアリング軸10の径方向Bに沿った半円筒状のN極及びS極となる2極構成の磁石で構成される。   In the first embodiment, the torque detection magnet 20 is composed of a two-pole magnet having a semi-cylindrical N pole and S pole along the radial direction B of the steering shaft 10 as described above.

第1及び第2のヨーク21,22は、出力軸12と共に回転するように設けられている。第1のヨーク21は、トルク検出用磁石20の一方の磁極(図ではN極)に対して磁気的に結合するように、トルク検出用磁石20のN極とS極との境界20a,20b間に渡って所定の間隙をもって配置されている。第2のヨーク22は、トルク検出用磁石20の他方の磁極(図ではS極)に対して磁気的に結合するように、トルク検出用磁石20のN極とS極との境界20a,20b間に渡って所定の間隙をもって配置されている。また、第1及び第2のヨーク21,22は、磁気的に結合しないように十分に離間した位置、すなわちトルク検出用磁石20の上面及び下面に沿うように分離配置してある。「磁気的に結合しないように十分に離間した位置」とは、両者の間に空気及び又は非磁性材が介在して互いに離れていることをいう。   The first and second yokes 21 and 22 are provided to rotate together with the output shaft 12. The first yoke 21 has boundaries 20a and 20b between the north and south poles of the torque detecting magnet 20 so as to be magnetically coupled to one magnetic pole (N pole in the figure) of the torque detecting magnet 20. They are arranged with a predetermined gap in between. The second yoke 22 has boundaries 20a, 20b between the N pole and the S pole of the torque detection magnet 20 so as to be magnetically coupled to the other magnetic pole (S pole in the figure) of the torque detection magnet 20. They are arranged with a predetermined gap in between. The first and second yokes 21 and 22 are separated from each other so as not to be magnetically coupled, that is, along the upper and lower surfaces of the torque detecting magnet 20. The “position sufficiently spaced so as not to be magnetically coupled” means that air and / or a non-magnetic material are interposed between the two and are separated from each other.

第1のヨーク21は、その上面がトルク検出用磁石20の半円筒状のN極の上端面に沿うように設けられ、その内周面がトルク検出用磁石20の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成された、半円リング形状をしている。第2のヨーク22は、その下面がトルク検出用磁石20の半円筒状のS極の下端面に沿って設けられ、その内周面がトルク検出用磁石20の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成された、半円リング形状をしている。第1及び第2のヨーク21,24は、リング状のヨークをそれぞれ半分に分割することによってトルク検出用磁石20のN極とS極との境界間に渡って存在するように形成することができる。また、長方形状のヨークを曲げ加工によって形成するようにしてもよい。   The first yoke 21 is provided such that the upper surface thereof is along the upper end surface of the semi-cylindrical N pole of the torque detection magnet 20, and the inner peripheral surface thereof has a predetermined gap from the outer peripheral curved surface of the torque detection magnet 20. It has a semi-circular ring shape formed so as to face each other. The lower surface of the second yoke 22 is provided along the lower end surface of the semi-cylindrical S pole of the torque detection magnet 20, and the inner peripheral surface thereof has a predetermined gap from the outer peripheral curved surface of the torque detection magnet 20. Are formed in a semicircular ring shape so as to face each other. The first and second yokes 21 and 24 may be formed so as to exist across the boundary between the north pole and the south pole of the torque detection magnet 20 by dividing the ring-shaped yoke in half. it can. In addition, a rectangular yoke may be formed by bending.

第1のガイドリング23は、ステアリング軸10の軸方向Aにおいて、その内周面が第1のヨーク21の外周面に対向するように、その上面がトルク検出用磁石20の上端面に沿うように配置されている。第2のガイドリング24は、その内周面が第2のヨーク22の外周に対向するように、その下面がトルク検出用磁石20の下端面に沿うように配置されている。すわなち、第1のヨーク21及び第1のガイドリング23の上面がトルク検出用磁石20の上端面に沿うように配置され、第2のヨーク22及び第2のガイドリング24の下面がトルク検出用磁石20の下端面に沿うようにそれぞれ配置されている。   In the axial direction A of the steering shaft 10, the first guide ring 23 has an upper surface along the upper end surface of the torque detection magnet 20 so that its inner peripheral surface faces the outer peripheral surface of the first yoke 21. Is arranged. The second guide ring 24 is arranged so that its lower surface is along the lower end surface of the torque detection magnet 20 so that its inner peripheral surface faces the outer periphery of the second yoke 22. That is, the upper surfaces of the first yoke 21 and the first guide ring 23 are arranged so as to be along the upper end surface of the torque detection magnet 20, and the lower surfaces of the second yoke 22 and the second guide ring 24 are torques. It arrange | positions so that the lower end surface of the magnet 20 for a detection may be followed.

第1のガイドリング23は、トーションバー13を中心軸として同心円状に形成されて第1のヨーク21の外周に配置された環状部230と、環状部230から径方向外側に突出した突出部231と、突出部231における環状部230とは反対側の一端から第2のガイドリング24側に延出した延出部232と、延出部232における突出部231とは反対側の一端から環状部230の径方向外側(第1の実施の形態では、突出部231に平行な方向)に突出し、後述する第2のガイドリング24の対向部243に対向する対向部233とを一体に有している。   The first guide ring 23 is formed concentrically with the torsion bar 13 as a central axis and is disposed on the outer periphery of the first yoke 21, and a protruding portion 231 that protrudes radially outward from the annular portion 230. And an extended portion 232 extending from one end of the protruding portion 231 opposite to the annular portion 230 to the second guide ring 24 side, and an annular portion from one end of the extending portion 232 opposite to the protruding portion 231. 230, which protrudes radially outward (in the first embodiment, in a direction parallel to the protruding portion 231) and integrally has a facing portion 233 that faces a facing portion 243 of the second guide ring 24 described later. Yes.

同様に、第2のガイドリング24は、トーションバー13を中心軸として同心円状に形成されて第2のヨーク22の外周に配置された環状部240と、環状部240から径方向外側に突出した突出部241と、突出部241における環状部240とは反対側の一端から第1のガイドリング23側に延出した延出部242と、延出部242における突出部241とは反対側の一端から環状部240の径方向外側(第1の実施の形態では、突出部241に平行な方向)に突出し、第1のガイドリング23の対向部233に対向する対向部243とを一体に有している。   Similarly, the second guide ring 24 is formed concentrically with the torsion bar 13 as the central axis and is disposed on the outer periphery of the second yoke 22, and protrudes radially outward from the annular portion 240. The projecting portion 241, an extending portion 242 extending from the one end of the projecting portion 241 opposite to the annular portion 240 to the first guide ring 23 side, and one end of the extending portion 242 opposite to the projecting portion 241. And an opposing portion 243 that protrudes radially outward of the annular portion 240 (in the first embodiment, in a direction parallel to the protruding portion 241) and that opposes the opposing portion 233 of the first guide ring 23. ing.

この第1の実施の形態では、第1及び第2のヨーク21,22、並びに第1及び第2のガイドリング23,24は、同じ軟磁性部材からなる金属板を打ち抜き加工によって製造される。これによって、1回の打ち抜き加工によって、第1及び第2のガイドリング23,24、並びに第1及び第2のヨーク21,22を同時に製造することができる。このとき、第1及び第2のガイドリング23,24の突出部231,241、延出部232,242、対向部233,243については、打ち抜き加工によって環状部230,240から外側に延出するように成形された長方形部を、折り曲げ加工することによって容易に製造することができる。   In the first embodiment, the first and second yokes 21 and 22 and the first and second guide rings 23 and 24 are manufactured by punching a metal plate made of the same soft magnetic member. Thus, the first and second guide rings 23 and 24 and the first and second yokes 21 and 22 can be simultaneously manufactured by a single punching process. At this time, the protruding portions 231 and 241, the extending portions 232 and 242, and the facing portions 233 and 243 of the first and second guide rings 23 and 24 extend outward from the annular portions 230 and 240 by punching. Thus, it can manufacture easily by bending the rectangular part shape | molded.

第1のガイドリング23の対向部233と第2のガイドリング24の対向部243との間には、磁気検出素子25が配置されている。   The magnetic detection element 25 is disposed between the facing portion 233 of the first guide ring 23 and the facing portion 243 of the second guide ring 24.

トルク検出用磁石20で発生した磁束の経路すなわち磁路1Mは、図2に一点鎖線で示すように、トルク検出用磁石20のN極→第1のヨーク21→第1のガイドリング23→第2のガイドリング24→第2のヨーク22→トルク検出用磁石20のS極となる。なお、第1の実施の形態では、トルク検出用磁石20のN極から放出される磁束のうち、この磁路1Mを経由せずにトルク検出用磁石20のS極に入る磁束は、無視できるほど小さい。   The path of the magnetic flux generated by the torque detecting magnet 20, that is, the magnetic path 1M, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 2, the N pole of the torque detecting magnet 20 → the first yoke 21 → the first guide ring 23 → the first The second guide ring 24 → the second yoke 22 → the S pole of the torque detecting magnet 20. In the first embodiment, of the magnetic flux emitted from the N pole of the torque detection magnet 20, the magnetic flux entering the S pole of the torque detection magnet 20 without passing through the magnetic path 1M can be ignored. Small enough.

(トルク検出装置の動作)
図3は、トルク検出装置1の動作を説明するための図であり、図3Aはトーションバー13に捩じれが発生していない状態を示す斜視図、図3Bはトーションバー13に捩じれが発生した状態を示す斜視図である。図3において、図1のステアリング軸10、保持部材26,27の図示は省略してある。
(Operation of torque detector)
3A and 3B are diagrams for explaining the operation of the torque detector 1. FIG. 3A is a perspective view showing a state where the torsion bar 13 is not twisted, and FIG. 3B is a state where the torsion bar 13 is twisted. FIG. 3, illustration of the steering shaft 10 and the holding members 26 and 27 in FIG. 1 is omitted.

ステアリング軸10が時計方向に回転操舵されると、入力軸11にトルクが作用してトーションバー13に捩じれが生じる。すると、トルク検出用磁石20は、時計方向に回転し、図3Aに示す位置から図3Bに示す位置に相対的に回転変位する。すると、図3Bに示すように、第1のヨーク21の内周面とトルク検出用磁石20のN極側外周面とが対向する面積、及び第2のヨーク22の内周面とトルク検出用磁石20のS極側外周面とが対向する面積がそれぞれ減少するようになる。これに伴って、第1のヨーク21の内周面とトルク検出用磁石20のS極側外周面とが対向する面積、及び第2のヨーク22の内周面とトルク検出用磁石20のN極側外周面とが対向する面積がそれぞれ増加するようになる。   When the steering shaft 10 is rotated and steered in the clockwise direction, torque acts on the input shaft 11 and the torsion bar 13 is twisted. Then, the torque detection magnet 20 rotates clockwise and is relatively displaced from the position shown in FIG. 3A to the position shown in FIG. 3B. Then, as shown in FIG. 3B, the area where the inner peripheral surface of the first yoke 21 and the N pole side outer peripheral surface of the torque detection magnet 20 face each other, and the inner peripheral surface of the second yoke 22 and the torque detection The area where the S pole side outer peripheral surface of the magnet 20 faces is reduced. Accordingly, the area where the inner peripheral surface of the first yoke 21 and the S pole side outer peripheral surface of the torque detecting magnet 20 face each other, and the inner peripheral surface of the second yoke 22 and the N of the torque detecting magnet 20 are combined. The areas facing the pole-side outer peripheral surface increase.

これによって、トルク検出用磁石20のN極から第1のヨーク21に対して供給される磁束の磁束密度が急激に低くなる。したがって、磁気検出素子25は、トーションバー13の捩じれ量、すなわち入力軸11から出力軸12に伝達される操舵力(操舵トルク)を、磁路1Mを通過する磁束密度の変化量として検出することが可能となる。   As a result, the magnetic flux density of the magnetic flux supplied from the N pole of the torque detecting magnet 20 to the first yoke 21 is rapidly lowered. Therefore, the magnetic detection element 25 detects the amount of twist of the torsion bar 13, that is, the steering force (steering torque) transmitted from the input shaft 11 to the output shaft 12 as the amount of change in magnetic flux density passing through the magnetic path 1M. Is possible.

(第1の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
(Operation and effect of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, the following operations and effects can be obtained.

(1)磁気検出素子25は、磁路1Mにおいて、第1及び第2のガイドリング23,24、第1及び第2のヨーク21,22、並びにトルク検出用磁石20に対して直列に配置されているため、磁気検出素子25で検出される磁束の大きさは、第1及び第2のヨーク21,22の内周面とトルク検出用磁石20のN極及びS極とがそれぞれ対向する面積の大きさに依存するようになる。これによって、磁気検出素子25は、入力軸11に作用するトルク量に応じて、高精度に磁束の変化量を検出することが可能となる。 (1) The magnetic detection element 25 is arranged in series with respect to the first and second guide rings 23 and 24, the first and second yokes 21 and 22, and the torque detection magnet 20 in the magnetic path 1M. Therefore, the magnitude of the magnetic flux detected by the magnetic detection element 25 is such that the inner peripheral surfaces of the first and second yokes 21 and 22 and the N pole and S pole of the torque detection magnet 20 face each other. It depends on the size of. Thereby, the magnetic detection element 25 can detect the amount of change of the magnetic flux with high accuracy in accordance with the amount of torque acting on the input shaft 11.

(2)第1及び第2のヨーク21,22、並びに第1及び第2のガイドリング23,24は、同じ軟磁性部材からなる金属板を打ち抜き加工によって製造しているため、各部材を同時にかつ容易に製造することができる。 (2) Since the first and second yokes 21 and 22 and the first and second guide rings 23 and 24 are manufactured by punching a metal plate made of the same soft magnetic member, each member is simultaneously manufactured. And it can be manufactured easily.

(3)第1のヨーク21及び第1のガイドリング23の上面がトルク検出用磁石20の上端面に沿うように配置され、第2のヨーク22及び第2のガイドリング24の下面がトルク検出用磁石20の下端面に沿うようにそれぞれ配置されているため、トルク検出装置1の軸方向Aにおける高さを小さくすることができ、小型化が可能となる。 (3) The upper surfaces of the first yoke 21 and the first guide ring 23 are arranged along the upper end surface of the torque detection magnet 20, and the lower surfaces of the second yoke 22 and the second guide ring 24 are torque detection. Since they are arranged along the lower end surface of the magnet 20 for use, the height of the torque detection device 1 in the axial direction A can be reduced, and the size can be reduced.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態に係る操舵角検出可能なトルク検出装置1Aの断面図であり、図1に対応する。この第2の実施の形態では、ステアリング軸10の操舵角を磁気的に検出する角度用磁気検出素子28を新たに設けたものであり、その他の構成は第1の実施の形態のトルク検出装置1と共通である。以下、この違いの部分である角度用磁気検出素子28の構成と動作について重点的に説明し、第1の実施の形態について説明したものと共通する構成要素については、共通する符号を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a torque detection device 1A capable of detecting a steering angle according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. In the second embodiment, an angle magnetic detection element 28 for magnetically detecting the steering angle of the steering shaft 10 is newly provided, and the other configuration is the torque detection device of the first embodiment. 1 and common. Hereinafter, the configuration and operation of the angle magnetic detection element 28, which is the difference, will be described mainly, and the same components as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

このトルク検出装置1Aは、ステアリングホイールの操舵操作によって回転する回転軸としてのステアリング軸10に加わる操舵トルクを磁気的に検出するトルク検出部2(第1の実施の形態のトルク検出装置1)と、ステアリング軸10の操舵角(回転角)を磁気的に検出する回転検出部3とを備えるものである。   This torque detection device 1A includes a torque detection unit 2 (torque detection device 1 of the first embodiment) that magnetically detects a steering torque applied to the steering shaft 10 as a rotation shaft that rotates by a steering operation of the steering wheel. The rotation detection unit 3 that magnetically detects the steering angle (rotation angle) of the steering shaft 10 is provided.

通常、車両の操舵系には、操舵操作を補助する図略の電動パワーステアリング装置が設けられている。電動パワーステアリング装置の電動モータは、トルク検出装置1Aが検出した操舵トルク及びステアリング軸10の回転角(車輪の向き)に応じて車輪を転舵するためのトルクを出力する。   Usually, an unillustrated electric power steering device for assisting a steering operation is provided in a vehicle steering system. The electric motor of the electric power steering device outputs a torque for turning the wheel according to the steering torque detected by the torque detection device 1A and the rotation angle (the direction of the wheel) of the steering shaft 10.

回転検出部3は、ステアリング軸10の回転角すなわち操舵角を検出するものであって、ステアリング軸10と一体に回転するように取り付けられた円筒状のトルク検出用磁石20を利用している。回転検出部3は、上述のトルク検出用磁石20と、このトルク検出用磁石20の側方であって保持部材27の上方に配置された角度用磁気検出素子28から構成される。ここで、「側方」とは、径方向Bの外方をいう。   The rotation detection unit 3 detects a rotation angle of the steering shaft 10, that is, a steering angle, and uses a cylindrical torque detection magnet 20 attached so as to rotate integrally with the steering shaft 10. The rotation detection unit 3 includes the above-described torque detection magnet 20 and an angle magnetic detection element 28 disposed on the side of the torque detection magnet 20 and above the holding member 27. Here, “side” means outward in the radial direction B.

角度用磁気検出素子28は、入力軸11の回転に伴い回転するトルク検出用磁石20の磁極(N極又はS極)に対して接近又は離間することによる磁束密度の変化を検出する。角度用磁気検出素子28は、保持部材27にインサート成形されていてもよい。保持部材27は、コラムハウジングを介して車体に固定されているので、ステアリング軸10が回転しでも、角度用磁気検出素子28はステアリング軸10と共に回転せず、その位置が固定されている。   The angle magnetic detection element 28 detects a change in magnetic flux density caused by approaching or moving away from the magnetic pole (N pole or S pole) of the torque detection magnet 20 that rotates as the input shaft 11 rotates. The angle magnetic detection element 28 may be insert-molded in the holding member 27. Since the holding member 27 is fixed to the vehicle body via the column housing, even if the steering shaft 10 rotates, the angle magnetic detection element 28 does not rotate with the steering shaft 10 and its position is fixed.

角度用磁気検出素子28は、磁束密度の変化の検出方向をステアリング軸10に直交する径方向B及びこの径方向Bに直交する方向の2軸方向としている。ここで、「径方向B」及び「この径方向Bに直交する方向」とは、それぞれの方向において±10°以内の誤差を含むものである。角度用磁気検出素子28は、例えばホール素子を用いるが、MR素子、GIG素子、GMR素子等の他の素子を用いてもよい。   In the angle magnetic detection element 28, the change direction of the magnetic flux density is detected in a biaxial direction that is a radial direction B orthogonal to the steering shaft 10 and a direction orthogonal to the radial direction B. Here, “the radial direction B” and “the direction orthogonal to the radial direction B” include errors within ± 10 ° in the respective directions. As the angle magnetic detection element 28, for example, a Hall element is used, but other elements such as an MR element, a GIG element, and a GMR element may be used.

図5は、図4におけるトルク検出用磁石20と角度用磁気検出素子28との位置関係を示す図であり、図4のトルク検出装置1Aを上から見た上面図である。図5Aは、角度用磁気検出素子28がトルク検出用磁石20のN極とS極との境界20a,20b間のほぼ中央付近に最も近づいた状態を示す。図5Bは、角度用磁気検出素子28がトルク検出用磁石20のN極とS極との境界20aに最も近づいた状態を示す。   5 is a diagram showing a positional relationship between the torque detection magnet 20 and the angle magnetic detection element 28 in FIG. 4, and is a top view of the torque detection device 1A of FIG. 4 as viewed from above. FIG. 5A shows a state in which the angle magnetic detection element 28 is closest to the approximate center between the boundaries 20a and 20b between the N pole and the S pole of the torque detection magnet 20. FIG. 5B shows a state in which the angle magnetic detection element 28 is closest to the boundary 20 a between the N pole and the S pole of the torque detection magnet 20.

ステアリング軸10が回転して図5Aに示すように角度用磁気検出素子28がトルク検出用磁石20のN極に最も近づいた状態では、トルク検出用磁石20のN極から放射された磁束のうち角度用磁気検出素子28側を通過する磁束が最も多くなる。一方、ステアリング軸10が時計方向に回転して図5Bに示すように角度用磁気検出素子28がトルク検出用磁石20のN極とS極との境界20aに最も近づいた状態になると、トルク検出用磁石20のN極から放射された磁束のうち角度用磁気検出素子28側を通過する磁束が最も少なくなる。   When the steering shaft 10 rotates and the angle magnetism detecting element 28 is closest to the N pole of the torque detecting magnet 20 as shown in FIG. 5A, the magnetic flux radiated from the N pole of the torque detecting magnet 20 The magnetic flux passing through the angle magnetic detection element 28 side is the largest. On the other hand, when the steering shaft 10 rotates clockwise and the angle magnetic detection element 28 comes closest to the boundary 20a between the N pole and the S pole of the torque detection magnet 20, as shown in FIG. Among the magnetic fluxes radiated from the north pole of the magnet 20 for use, the magnetic flux passing through the angle magnetic detection element 28 side is the smallest.

このようにステアリング軸10の回転に伴って角度用磁気検出素子28がトルク検出用磁石20の磁極(N極又はS極)に対して接近又は離間することによって、角度用磁気検出素子28は磁束密度の変化を検出可能となる。そして、角度用磁気検出素子28は、磁束密度に応じた検出信号を図示しない信号処理回路に出力する。信号処理回路は、角度用磁気検出素子28からの検出信号に基づいて、ステアリング軸10の回転角、すなわちステアリング軸10の操舵角を検出する。   As the steering shaft 10 rotates in this manner, the angle magnetic detection element 28 approaches or separates from the magnetic pole (N pole or S pole) of the torque detection magnet 20, so that the angle magnetic detection element 28 becomes a magnetic flux. Changes in density can be detected. Then, the angle magnetic detection element 28 outputs a detection signal corresponding to the magnetic flux density to a signal processing circuit (not shown). The signal processing circuit detects the rotation angle of the steering shaft 10, that is, the steering angle of the steering shaft 10, based on the detection signal from the angle magnetic detection element 28.

(第2の実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第2の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
(Operation and effect of the second embodiment)
According to the second embodiment described above, the following operations and effects can be obtained.

(1)ステアリング軸10と一体に回転するように取り付けられた円筒状のトルク検出用磁石20を利用し、このトルク検出用磁石20の側方であって保持部材27の上方に角度用磁気検出素子28を配置するだけで、ステアリング軸10の操舵角を検出することができる。 (1) Utilizing a cylindrical torque detection magnet 20 attached so as to rotate integrally with the steering shaft 10, angle magnetic detection is provided on the side of the torque detection magnet 20 and above the holding member 27. The steering angle of the steering shaft 10 can be detected simply by disposing the element 28.

(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した第1及び第2の実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of embodiment)
Next, the technical idea grasped from the first and second embodiments described above will be described with reference to the reference numerals in the embodiments. However, the reference numerals and the like in the following description are not intended to limit the constituent elements in the claims to the members and the like specifically shown in the embodiments.

[1]第1の回転軸(11)と第2の回転軸(12)とを結合し、前記第1の回転軸(11)と前記第2の回転軸(12)との間で伝達されるトルクに応じて捩じれる軸状の弾性部材(トーションバー13)と、前記第1の回転軸(11)と共に回転するように設けられた環状の磁石(20)と、前記第2の回転軸(12)と共に回転するように設けられ、前記磁石(20)の一方の磁極(N極)に対して磁気的に結合するように前記磁石(20)の磁極(S極及びN極)の境界(20a,20b)間に渡って所定の間隙をもって配置された第1の軟磁性部材(21)と、前記第1の軟磁性部材(21)に対して磁気的に結合しないように離間した位置であって前記第2の回転軸(12)と共に回転するように設けられ、前記磁石(20)の他方の磁極(S極)に対して磁気的に結合するように前記磁石(20)の磁極の境界(20a,20b)間に渡って所定の間隙をもって配置された第2の軟磁性部材(22)と、回転する前記第1の軟磁性部材(21)に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合された第3の軟磁性部材(23)と、回転する前記第2の軟磁性部材(22)に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合された第4の軟磁性部材(24)と、前記第3及び第4の軟磁性部材(23,24)間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子(25)と、を備えたトルク検出装置(1)。
[2]前記第1の軟磁性部材(21)は、その上面が前記磁石(20)の上端面に沿うように設けられ、その内周面が前記磁石(20)の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成された半円リング形状をし、前記第2の軟磁性部材(22)は、その下面が前記磁石(20)の下端面に沿うように設けられ、その内周面が前記磁石(20)の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成された半円リング形状をし、前記第3の軟磁性部材(23)は、その上面が前記磁石(20)の上端面に沿うように設けられ、その内周面が前記第1の軟磁性部材(21)の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をし、前記第4の軟磁性部材(24)は、その下面が前記磁石(20)の下端面に沿うように設けられ、その内周面が前記第1の軟磁性部材(21)の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をしている、前記[1]に記載のトルク検出装置(1)。
[1] The first rotating shaft (11) and the second rotating shaft (12) are coupled and transmitted between the first rotating shaft (11) and the second rotating shaft (12). A shaft-like elastic member (torsion bar 13) which is twisted according to the torque to be rotated, an annular magnet (20) provided to rotate together with the first rotating shaft (11), and the second rotating shaft (12) provided to rotate together with the magnetic pole (N pole) of the magnet (20) so as to be magnetically coupled to the boundary of the magnetic pole (S pole and N pole) of the magnet (20). The first soft magnetic member (21) arranged with a predetermined gap between (20a, 20b) and a position separated so as not to be magnetically coupled to the first soft magnetic member (21) And provided to rotate together with the second rotating shaft (12), and the magnet (20) The second soft magnetic member (22) disposed with a predetermined gap between the magnetic pole boundaries (20a, 20b) of the magnet (20) so as to be magnetically coupled to the other magnetic pole (S pole). ), The third soft magnetic member (23) magnetically coupled with a predetermined gap so that the magnetic resistance does not change with respect to the rotating first soft magnetic member (21), and the rotating first soft magnetic member (21). A fourth soft magnetic member (24) magnetically coupled with a predetermined gap so that the magnetic resistance does not change with respect to the second soft magnetic member (22), and the third and fourth soft magnetic members ( 23, 24) a torque detecting device (1) comprising a magnetic detecting element (25) for detecting a magnetic flux density generated between them.
[2] The first soft magnetic member (21) is provided so that the upper surface thereof is along the upper end surface of the magnet (20), and the inner peripheral surface thereof is a predetermined gap from the outer peripheral curved surface of the magnet (20). The second soft magnetic member (22) has a semicircular ring shape formed so as to face each other, and the lower surface thereof is provided along the lower end surface of the magnet (20), and the inner circumference thereof The third soft magnetic member (23) has a semicircular ring shape formed such that the surface faces the outer peripheral curved surface of the magnet (20) with a predetermined gap, and the upper surface of the third soft magnetic member (23) is the magnet (20 And a ring shape formed so that the inner peripheral surface thereof faces the outer peripheral curved surface of the first soft magnetic member (21) with a predetermined gap. 4, the lower surface of the soft magnetic member (24) is along the lower end surface of the magnet (20). The torque according to [1], wherein the torque is provided and has an inner peripheral surface formed in a ring shape so as to face the outer peripheral curved surface of the first soft magnetic member (21) with a predetermined gap. Detection device (1).

[3]前記磁石(20)の側方に配置され、前記磁石(20)の回転に伴い変化する磁束密度を検出することによって、第1の回転軸(11)の回転角を検出する回転検出部(28)を備えた前記[1]又は[2]に記載のトルク検出装置(1A)。 [3] Rotation detection that detects the rotation angle of the first rotating shaft (11) by detecting the magnetic flux density that is arranged on the side of the magnet (20) and changes as the magnet (20) rotates. The torque detection device (1A) according to [1] or [2], including a section (28).

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   While the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、トルク検出用磁石20を径方向Bに沿って一対の磁極(N極及びS極)からなる2極構成としたが、4極以上のリング状磁石で構成してもよい。この場合、第1及び第2のヨークとして、トルク検出用磁石の極数及びN極とS極との境界間に対応したものそれぞれの磁極毎に設けるようにすればよい。   The present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the torque detection magnet 20 has a two-pole configuration consisting of a pair of magnetic poles (N pole and S pole) along the radial direction B. Also good. In this case, the first and second yokes may be provided for each magnetic pole corresponding to the number of poles of the torque detection magnet and the boundary between the N pole and the S pole.

また、上記実施の形態では、磁気検出素子25により磁束を検出しているが、磁気検出素子25の数や形状について特に制限はない。   In the above embodiment, the magnetic detection element 25 detects the magnetic flux, but the number and shape of the magnetic detection elements 25 are not particularly limited.

また、上記実施の形態では、第1及び第2のヨーク21,22の内周面がトルク検出用磁石20の外周曲面から所定の間隙をもって対向するように配置しているが、トルク検出用磁石20の磁極に対して磁気的に結合するように所定の間隙をもって配置してあればよいので、第1のヨーク21の下面がトルク検出用磁石20の上面に、第2のヨーク22の上面がトルク検出用磁石20の下面に対して所定の間隙をもって配置してあってもよい。   In the above embodiment, the inner peripheral surfaces of the first and second yokes 21 and 22 are arranged so as to face each other with a predetermined gap from the outer peripheral curved surface of the torque detecting magnet 20. It is only necessary that the magnetic poles of the first yoke 21 are arranged with a predetermined gap so as to be magnetically coupled to the magnetic poles of the 20 magnetic poles. You may arrange | position with the predetermined clearance gap with respect to the lower surface of the magnet 20 for torque detection.

また、上記実施の形態では、第1及び第2のガイドリング23,24の内周面が第1及び第2のヨーク21,22の外周面に対向するように配置しているが、磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって配置してあればよいので、第1のガイドリング23の下面が第1のヨーク21の上面に、第2のガイドリング24の上面が第2のヨーク22の下面に対して所定の間隙をもって配置してあってもよい。   In the above embodiment, the inner peripheral surfaces of the first and second guide rings 23 and 24 are arranged so as to oppose the outer peripheral surfaces of the first and second yokes 21 and 22. Therefore, the lower surface of the first guide ring 23 is on the upper surface of the first yoke 21, and the upper surface of the second guide ring 24 is on the second yoke 22. You may arrange | position with a predetermined clearance with respect to the lower surface.

上記実施の形態では、角度用磁気検出素子28をトルク検出用磁石20の側方であって保持部材27の上方に配置しているが、トルク検出用装置1Aのトルル検出部を構成する第1及び第2のヨーク21,22、並びに第1及び第2のガイドリング23,24からの磁気的干渉の影響を受け難い場所であれば、これ以外の場所でもよい。   In the above-described embodiment, the angle magnetic detection element 28 is disposed on the side of the torque detection magnet 20 and above the holding member 27. However, the first magnetic force detection unit 1A of the torque detection device 1A is configured as the first. As long as it is difficult to be affected by magnetic interference from the first and second yokes 21 and 22 and the first and second guide rings 23 and 24, other locations may be used.

また、上記実施の形態では、操舵角すなわち回転角を検出する場合について説明したが、ステアリング軸10の回転数を検出する手段を設けることによって、ステアリング軸10の絶対的な回転位置を検出するようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the steering angle, that is, the rotation angle is detected has been described. However, by providing a means for detecting the rotation speed of the steering shaft 10, the absolute rotation position of the steering shaft 10 is detected. It may be.

1,1A…トルク検出装置
10…ステアリング軸
11…入力軸
12…出力軸
13…トーションバー(弾性部材)
1M…磁路
20…トルク検出用磁石
20a,20b…磁極の境界
21…第1のヨーク
22…第2のヨーク
23…第1のガイドリング
24…第2のガイドリング
25…磁気検出素子
28…角度用磁気検出素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Torque detection apparatus 10 ... Steering shaft 11 ... Input shaft 12 ... Output shaft 13 ... Torsion bar (elastic member)
1M ... Magnetic path 20 ... Torque detection magnets 20a, 20b ... Magnetic pole boundary 21 ... First yoke 22 ... Second yoke 23 ... First guide ring 24 ... Second guide ring 25 ... Magnetic detection element 28 ... Magnetic detector for angle

Claims (3)

第1の回転軸と第2の回転軸とを結合し、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸との間で伝達されるトルクに応じて捩じれる軸状の弾性部材と、
前記第1の回転軸と共に回転するように設けられた環状の磁石と、
前記第2の回転軸と共に回転するように設けられ、前記磁石の一方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の磁極の境界間に渡って所定の間隙をもって配置された第1の軟磁性部材と、
前記第1の軟磁性部材に対して磁気的に結合しないように離間した位置であって前記第2の回転軸と共に回転するように設けられ、前記磁石の他方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の磁極の境界間に渡って所定の間隙をもって配置された第2の軟磁性部材と、
回転する前記第1の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第3の軟磁性部材と、
回転する前記第2の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第4の軟磁性部材と、
前記第3及び第4の軟磁性部材間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子と、
を備えたトルク検出装置。
A shaft-like elastic member that couples the first rotating shaft and the second rotating shaft and is twisted according to the torque transmitted between the first rotating shaft and the second rotating shaft;
An annular magnet provided to rotate with the first rotating shaft;
A first rotating shaft provided to rotate together with the second rotating shaft, and arranged with a predetermined gap between the magnetic pole boundaries of the magnet so as to be magnetically coupled to one magnetic pole of the magnet; A soft magnetic member;
The first soft magnetic member is provided so as not to be magnetically coupled to the first soft magnetic member so as to rotate together with the second rotating shaft, and is magnetically coupled to the other magnetic pole of the magnet. A second soft magnetic member disposed with a predetermined gap across the magnetic pole boundary of the magnet,
A third soft magnetic member magnetically coupled with a predetermined gap so that the magnetic resistance does not change with respect to the rotating first soft magnetic member;
A fourth soft magnetic member magnetically coupled with a predetermined gap so that the magnetic resistance does not change with respect to the rotating second soft magnetic member;
A magnetic detection element for detecting a magnetic flux density generated between the third and fourth soft magnetic members;
A torque detection device comprising:
前記第1の軟磁性部材は、その上面が前記磁石の上端面に沿うように設けられ、その内周面が前記磁石の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成された半円リング形状をし、
前記第2の軟磁性部材は、その下面が前記磁石の下端面に沿うように設けられ、その内周面が前記磁石の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成された半円リング形状をし、
前記第3の軟磁性部材は、その上面が前記磁石の上端面に沿うように設けられ、その内周面が前記第1の軟磁性部材の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をし、
前記第4の軟磁性部材は、その下面が前記磁石の下端面に沿うように設けられ、その内周面が前記第1の軟磁性部材の外周曲面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をしている、
請求項1に記載のトルク検出装置。
The first soft magnetic member has a semicircle formed so that an upper surface thereof is provided along an upper end surface of the magnet, and an inner peripheral surface thereof is opposed to the outer peripheral curved surface of the magnet with a predetermined gap. Ring shape,
The second soft magnetic member is a semicircle formed such that its lower surface is provided along the lower end surface of the magnet, and its inner peripheral surface is opposed to the outer peripheral curved surface of the magnet with a predetermined gap. Ring shape,
The third soft magnetic member is provided so that the upper surface thereof is along the upper end surface of the magnet, and the inner peripheral surface thereof is opposed to the outer peripheral curved surface of the first soft magnetic member with a predetermined gap. The formed ring shape
The lower surface of the fourth soft magnetic member is provided along the lower end surface of the magnet, and the inner peripheral surface thereof is opposed to the outer peripheral curved surface of the first soft magnetic member with a predetermined gap. Has a formed ring shape,
The torque detection device according to claim 1.
前記磁石の側方に配置され、前記磁石の回転に伴い変化する磁束密度を検出することによって、第1の回転軸の回転角を検出する回転検出部を備えた
請求項1又は2に記載のトルク検出装置。
The rotation detection part which is arrange | positioned at the side of the said magnet and detects the rotation angle of a 1st rotating shaft by detecting the magnetic flux density which changes with rotation of the said magnet was provided. Torque detection device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3093181A1 (en) 2019-02-25 2020-08-28 Moving Magnet Technologies Position sensor, in particular intended for detecting the torsion of a steering column.
WO2020174171A1 (en) 2019-02-25 2020-09-03 Moving Magnet Technologies Position sensor, designed in particular for detecting torsion in a steering column

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