JP2018017595A - トルク検出装置および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

トルク検出装置および電動パワーステアリング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】集磁ホルダの内側に静電気が侵入することを抑制することができるトルク検出装置およびこのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】集磁ユニット70は、集磁リング71a,71bと、集磁リング71a,71bをそれぞれ保持する第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bと、集磁リング71a,71bの外周とを覆う磁気シールド80とを備えている。第1の集磁ホルダ72aの内周面には凹部78が設けられている。第2の集磁ホルダ72bの外周面には凹部78に挿入される係合突起77が設けられている。第2の集磁ホルダ72bの内周面には凹部101が設けられている。第1の集磁ホルダ72aの内周面には第2の集磁ホルダ72bに向かって突出した突起100が設けられている。第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bが組み付けられたとき、凹部101には突起100が挿入される。【選択図】図3

Description

本発明は、トルク検出装置およびこのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置に関する。
従来、特許文献1および特許文献2に示すように、回転軸に加わるトルクを検出するトルク検出装置が知られている。回転軸は、入力側の入力軸と、出力側の出力軸と、入力軸と出力軸とを連結するトーションバーにより構成されている。
これらのトルク検出装置は、入力軸に固定された永久磁石と、出力軸に固定されるとともに永久磁石の磁界に応じた磁気回路を形成する複数の磁気ヨークと、磁気ヨークからの磁束を誘導する一対の集磁リングと、集磁リングを保持する絶縁体の集磁ホルダと、集磁リングに誘導された磁束を検出する磁気センサとを有している。また、このようなトルク検出装置には、外部磁界のノイズを遮断するために集磁リングの周囲を取り囲むように、集磁ホルダの外周に磁気シールドが設けられることがある。磁気シールドによって、たとえば車両に搭載された装置のスイッチングノイズなどを始めとした、トルク検出装置に影響を与える外部磁界ノイズを遮断する。
特許文献1のトルク検出装置の集磁ホルダは、一対の分割ホルダが組み合わされることで構成されている。
特許文献2のトルク検出装置の集磁ホルダには、成形時の位置決めのための隙間が設けられている。
特開2015−31600号公報 特開2014−29304号公報
ところで、磁気シールドの外面には、様々な要因により発生する静電気が飛んでくるおそれがある。この静電気は、磁気シールドの外面を伝わるため、集磁ホルダに設けられた隙間を通って集磁リングの内部に伝わるおそれがある。集磁リングに伝わった静電気は、集磁リングを通って磁気センサへと流れ込んでしまうので、磁気センサのICに異常が生じることが懸念される。
本発明の目的は、集磁ホルダの内側に静電気が侵入することを抑制することができるトルク検出装置およびこのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を提供することにある。
上記目的を達成しうるトルク検出装置は、永久磁石と、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて、トーションバーの捩れ角に応じて前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、前記磁気ヨークを囲むように軸方向に分割された第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダが相互に組み付けられてなる筒状の集磁ホルダ、前記集磁ホルダの内周面に取り付けられて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リング、および前記集磁ホルダの外周面に嵌合して取り付けられる磁気シールドを有する筒状の集磁ユニットと、前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、を備えたトルク検出装置において、前記第1の集磁ホルダには、第1の位置決め穴および第1の突起が設けられ、前記第2の集磁ホルダには、前記第1の集磁ホルダと前記第2の集磁ホルダとが組み付けられた状態で、前記第1の位置決め穴に挿入される第2の突起および前記第1の突起が挿入される第2の位置決め穴が設けられている。
この構成によれば、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダに第1の位置決め穴および第2の位置決め穴が設けられた場合であっても、第1の位置決め穴には第2の突起が挿入され、第2の位置決め穴には第1の突起が挿入される。これにより、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダを組み付けたとき、第1の位置決め穴および第2の位置決め穴の隙間が第1の突起および第2の突起により埋められるため、第1の位置決め穴および第2の位置決め穴を介した集磁ホルダの内外の連通が遮断される。集磁リングの周囲は、集磁ホルダによって隙間なく埋められるため、集磁リングの外側で発生した静電気が集磁リングに流れ込もうとしても、集磁ホルダによって覆われているので、集磁リングに静電気が流れ込むことが抑制される。このため、集磁ホルダの外側から集磁ホルダの内側へ静電気が侵入することが抑制される。
上記のトルク検出装置において、前記第1の位置決め穴は前記第2の位置決め穴の周方向における異なる位置に設けられ、前記第1の突起は前記第2の突起の周方向における異なる位置に設けられることが好ましい。
この構成によれば、第1の位置決め穴に第2の突起が挿入され、第1の位置決め穴と周方向における異なる位置に設けられた第2の位置決め穴に、第2の突起と周方向における異なる位置に設けられる第1の突起が挿入されることにより、第1の位置決め穴および第2の位置決め穴を介した集磁ホルダの内外の連通が遮断される。
上記のトルク検出装置において、前記第1の位置決め穴と前記第2の位置決め穴とは、前記集磁ホルダの周方向における同じ位置かつ前記集磁ホルダの径方向における異なる位置に設けられ、前記第1の突起と前記第2の突起とは、前記集磁ホルダの周方向における同じ位置かつ前記集磁ホルダの径方向における異なる位置に設けられてもよい。
この構成によれば、第1の位置決め穴に第2の突起が挿入され、第1の位置決め穴と集磁ホルダの周方向における同じ位置かつ集磁ホルダの径方向における異なる位置に設けられた第2の位置決め穴に、集磁ホルダの周方向における同じ位置かつ集磁ホルダの径方向における異なる位置に設けられた第1の突起が挿入されることにより、第1の位置決め穴および第2の位置決め穴を介した集磁ホルダの内外の連通が遮断される。
上記のトルク検出装置において、前記第1の突起および前記第2の突起の少なくとも一方は、前記第1の位置決め穴および前記第2の位置決め穴に挿入された状態で前記第1の集磁ホルダまたは前記第2の集磁ホルダの径方向における端面に係合する係合爪を備えていることが好ましい。
この構成によれば、第1の突起および第2の突起の少なくとも一方に係合爪が設けられることにより、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダを組み付けたとき、係合爪によって第1の位置決め穴および第2の位置決め穴に第1の突起および第2の突起の少なくとも一方が係合する。これにより、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダを組み付けたときに、容易に固定することができる。
上記のトルク検出装置は電動パワーステアリング装置に適用するのに好適である。
本発明のトルク検出装置およびそれを備える電動パワーステアリング装置によれば、集磁ホルダの内側に静電気が侵入することを抑制できる。
一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成図。 一実施形態の電動パワーステアリング装置における、トルク検出装置の構成を示す分解斜視図。 一実施形態の電動パワーステアリング装置における、トルク検出装置の集磁ユニットの分解斜視図。 他の実施形態の電動パワーステアリング装置における、トルク検出装置の集磁ユニットの分解斜視図。
以下、トルク検出装置を電動パワーステアリング装置(以下、「EPS」という。)に適用した一実施形態について説明する。
図1に示すように、EPS1は運転者のステアリングホイール10の操作に基づいて転舵輪18を転舵させる操舵機構2、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構3、およびアシスト機構3を制御するECU40(電子制御装置)を備えている。
操舵機構2は、ステアリングホイール10およびステアリングホイール10と一体回転するステアリングシャフト11を備えている。ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール10と連結されたコラムシャフト12、コラムシャフト12の下端部に連結されたインターミディエイトシャフト13、およびインターミディエイトシャフト13の下端部に連結されたピニオンシャフト14を有している。ピニオンシャフト14の下端部はラックアンドピニオン機構16を介して転舵軸であるラックシャフト15に連結されている。したがって、操舵機構2では、ステアリングシャフト11の回転運動は、ピニオンシャフト14の先端に設けられたピニオンギヤと、ラックシャフト15に設けられたラックからなるラックアンドピニオン機構16を介してラックシャフト15の軸方向(図1の左右方向)の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動は、ラックシャフト15の両端にそれぞれ連結されたタイロッド17を介して左右の転舵輪18にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪18の転舵角が変化し、車両の進行方向が変更される。
アシスト機構3は、ステアリングシャフト11にアシスト力を付与するモータ20を備えている。モータ20の回転軸21は、減速機構22を介してコラムシャフト12に連結されている。減速機構22はモータ20の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト12に伝達する。すなわち、ステアリングシャフト11にモータ20の回転力(モータトルク)がアシスト力として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。モータ20としては、たとえば、3相(U,V,W)の駆動電力に基づいて回転する3相ブラシレスモータが採用されている。
ECU40は、車両に設けられた各種のセンサの検出結果に基づいてモータ20を制御する。各種のセンサとしては、たとえばトルク検出装置としてのトルクセンサ30、および回転角センサ31がある。トルクセンサ30は、コラムシャフト12に設けられ、回転角センサ31はモータ20に設けられている。コラムシャフト12は、ステアリングホイール10側の入力軸12aおよびインターミディエイトシャフト13側の出力軸12bにより構成されている。入力軸12aと出力軸12bとの間は、トーションバー19により連結されている。ステアリングホイール10の操作に伴い入力軸12aを介して出力軸12bに伝達される際に、トーションバー19に捩れ変形が生じる。トルクセンサ30は、運転者のステアリング操作に伴って生じるトーションバー19の捩れに基づいて、ステアリングシャフト11に付与される操舵トルクThを検出する。回転角センサ31は、回転軸21の回転角θmを検出する。ECU40は、各センサの出力に基づいて、目標のアシスト力を設定し、実際のアシスト力が目標のアシスト力となるように、モータ20に供給される電流を制御する。
トルクセンサ30(トルク検出装置)について詳しく説明する。
図2に示すように、トルクセンサ30は、トーションバー19と、入力軸12aに連結される永久磁石50と、出力軸12bに連結される円筒形状のヨーク60と、ヨーク60の周囲を覆うように配置された筒状の集磁ユニット70とを有している。
ヨーク60は、出力軸12bと同軸に配置される。ヨーク60は、永久磁石50の周囲に一定の隙間を空けて設けられる。ヨーク60は、2つの磁気ヨーク60a,60bを備えている。磁気ヨーク60a,60bには、それぞれ板状の環状部61の平面に対して垂直な方向に延びる二等辺三角形状の爪61aが円周方向において等間隔に設けられている。それぞれの爪61aが周方向に一定の間隔でずれて軸方向において対向した状態で、合成樹脂体62によりモールドされている。なお、磁気ヨーク60a,60bにおける永久磁石50と対向する面は、合成樹脂体62から露出している。
また、入力軸12aにトルクが加えられていない中立状態では、磁気ヨーク60a,60bのそれぞれの爪61aの先端は、永久磁石50のN極とS極との間の境界を指している。
集磁ユニット70は、磁気ヨーク60a,60bからの磁束をそれぞれ誘導する2つの集磁リング71a,71bと、両集磁リング71a,71bをそれぞれ保持する第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bと、集磁リング71a,71bの外周を覆う磁気シールド80を備えている。第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bが、集磁ホルダ72を構成している。すなわち、集磁ホルダ72は、軸方向において分割された第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bから構成されている。
図3に示すように、第1の集磁ホルダ72aは、円環状の第1のリング部73と、第1のリング部73の外周面に一体的に連結されて径方向外側へ突出する基板収容部74とを有している。なお、第1の集磁ホルダ72aは、たとえば合成樹脂製である。第1のリング部73の内周面には集磁リング71aが保持されており、第1のリング部73の内周面はヨーク60の外周面と径方向において隙間を介して対向している。磁気ヨーク60aと集磁リング71aとは径方向において隙間を介して互いに対向している。また、磁気ヨーク60bと集磁リング71bとは互いに径方向において隙間を介して対向している。第1のリング部73の内周面には、複数(4つ)の凹部78(位置決め穴)が設けられている。
また、第1のリング部73における第2の集磁ホルダ72bと反対側の端面には、径方向外側へ突出した複数のフランジ部73aが設けられている。
図3に示すように、第2の集磁ホルダ72bは、円環状の第2のリング部75と、第2のリング部75の外周面に一体的に連結されて径方向外側へ突出する四角板状の基板収容部76とを有する。なお、第2の集磁ホルダ72bは、たとえば合成樹脂製である。基板収容部76には、ホールIC90が設けられた基板が配置されている。第2のリング部75の内径および外径は、第1の集磁ホルダ72aの第1のリング部73の内径および外径と同一である。第2のリング部75の内周面には、集磁リング71bが保持されている。磁気ヨーク60aと集磁リング71bとは径方向において隙間を介して互いに対向して配置されている。また、磁気ヨーク60bと集磁リング71bとは径方向において隙間を介して互いに対向して配置されている。第2の集磁ホルダ72bの第2のリング部75の内周面には、複数(2つ)の凹部101(位置決め穴)が設けられている。複数の凹部101は、第2の集磁ホルダ72bを成型する際の位置決めのために設けられる。
第2の集磁ホルダ72bの第2のリング部75の外面には、第1の集磁ホルダ72aに向かって突出した複数(4つ)の係合突起77が設けられている。係合突起77の先端に設けられた係合爪77aが第1の集磁ホルダ72aの第1のリング部73の軸方向の端面に係合されたとき、複数の係合突起77は、第1の集磁ホルダ72aの凹部78にそれぞれ挿入される。第2の集磁ホルダ72bは、係合突起77の係合爪77aが第1のリング部73の軸方向の端面に係合されることにより、第1の集磁ホルダ72aと同軸に連結されている。
また、図3に示すように、第2のリング部75における第1の集磁ホルダ72aと反対側の端面には、径方向外側へ突出した複数のフランジ部75aが設けられている。
集磁リング71aおよび集磁リング71bは、相互に平行に組み付けられ、基板収容部76にはホールIC90が収容されている。ホールIC90は、コード91を介して外部のECU40に接続されている(図1参照)。
第1のリング部73の外周面および第2のリング部75の外周面には、磁気シールド80が嵌合されている。磁気シールド80の材質としては、たとえば金属などの磁気を遮断できる材料が採用される。磁気シールド80は、断面C字形状に湾曲して設けられている。また、磁気シールド80の軸方向における長さは、第1のリング部73と第2のリング部75との軸方向における長さの合計よりもわずかに長く設けられている。係合突起77の係合爪77aが第1のリング部73の軸方向における端部に係合されているとき、磁気シールド80の軸方向における両端部は、第1のリング部73のフランジ部73aおよび第2のリング部75のフランジ部75aに軸方向において当接している。第1の集磁ホルダ72aの外周面における磁気シールド80の両端部80aに対応する部位には、係合溝82が設けられている。また、第2の集磁ホルダ72bの外周面における磁気シールド80の円周方向の両端部80aに対応する部位には、係合溝83が設けられている。磁気シールド80の両端部80aが、これら係合溝82,83に挿入されることにより、磁気シールド80は第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bに固定されている。
また、図3に示すように、第1の集磁ホルダ72aの第1のリング部73の内周面には、第2の集磁ホルダ72bに向かって突出した複数(2つ)の突起100が設けられている。複数の突起100は、第1の集磁ホルダ72aの周方向において凹部78と異なる位置に設けられている。また、複数の突起100は、第1の集磁ホルダ72aの周方向において、第2の集磁ホルダ72bの係合突起77に対応する位置と異なる位置に設けられている。係合突起77の先端に設けられた係合爪77aが第1の集磁ホルダ72aの第1のリング部73の軸方向の端面に係合することにより第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bが組み付けられたとき、第2の集磁ホルダ72bの複数の凹部101は複数の突起100によって埋められている。
本実施形態の作用および効果を説明する。
磁気シールド80の外面には、様々な要因により発生する静電気が飛んでくるおそれがある。特に、磁気シールド80は、たとえば金属製であるため、静電気が集まってきやすい。この静電気がトルクセンサ30の内部、すなわち磁気シールド80の内側に入り込んで集磁リング71a,71bへ伝わると、ホールIC90に流れ込んでしまうおそれがある。ホールIC90に静電気が流れ込んでしまうと、ホールIC90に何らかの異常が発生するおそれがある。
この点、本実施形態では、第1の集磁ホルダ72aの第1のリング部73に突起100が設けられている。第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bを組み付けたとき、第1の集磁ホルダ72aに設けられた突起100によって第2の集磁ホルダ72bに設けられた凹部101が埋められるため、複数の凹部101を介した第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bの内外の連通が遮断される。すなわち、第1の集磁ホルダ72aに凹部78を、第2の集磁ホルダ72bに凹部101を設けた場合であっても、集磁リング71a,71bの周囲は、絶縁体である第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bによって隙間なく埋められる。このため、第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bの内部に静電気が侵入することが抑制され、集磁リング71a,71bに静電気が流れ込むことが抑制される。このため、ホールIC90に静電気が流れ込むことが抑制される。
なお、第1の集磁ホルダ72aに設けられた凹部78は、係合突起77によって埋められるので、第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bの内部に静電気が侵入することも抑制されている。
また、第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bを組み付けたとき、係合突起77の係合爪77aを第1のリング部73の軸方向における第2のリング部75と反対側の端部に係合させることで、第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bを容易に固定することができる。
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態では、トルクを検出する素子として、ホールIC90が採用されたが、これに限らない。たとえば、トルクを検出する素子として、磁気抵抗効果素子および磁気インピーダンス素子などの磁気を検出する素子を備えたICが採用されてもよい。
・本実施形態では、第1の集磁ホルダ72aに突起100が設けられたが、第2の集磁ホルダ72bに突起100を設けてもよい。この場合、第1の集磁ホルダ72aに、突起100に対応した凹部101を設ければよい。また、第1の集磁ホルダ72aにも第2の集磁ホルダ72bにも突起100および凹部101を設けてもよい。
・本実施形態では、第2の集磁ホルダ72bに係合突起77を設けたが、これに限らない。すなわち、第1の集磁ホルダ72aに係合突起77が設けられ、第2の集磁ホルダ72bに凹部78が設けられてもよい。また、第1の集磁ホルダ72aにも第2の集磁ホルダ72bにも係合突起77が設けられ、第1の集磁ホルダ72aにも第2の集磁ホルダ72bにも凹部78が設けられてもよい。
・本実施形態では、第1の集磁ホルダ72aに突起100を2つ設けたが、これに限らない。すなわち、第1の集磁ホルダ72aに突起100を1つ設けてもよいし、3つ以上設けてもよい。また、第2の集磁ホルダ72bに凹部101を2つ設けたが、これに限らない。すなわち、第2の集磁ホルダ72bに凹部101を1つ設けてもよいし、3つ以上設けてもよい。
・本実施形態では、第2の集磁ホルダ72bに係合突起77を4つ設けたが、これに限らない。すなわち、第2の集磁ホルダ72bに係合突起77を1つ設けてもよいし、2つ以上設けてもよい。また、第1の集磁ホルダ72aに係合突起77を1つ設けてもよいし、2つ以上設けてもよい。
・本実施形態では、突起100および凹部101を係合突起77および凹部78と周方向における異なる位置に設けたが、これに限らない。図4に示すように、突起102を係合突起104と周方向における異なる位置に設け、凹部103を凹部105と周方向における異なる位置に設けてもよい。たとえば、第1の集磁ホルダ72aに突起102および係合突起104をそれぞれ2つ設けるとともに、突起102および係合突起104の径方向における異なる位置に凹部103および凹部105を設ける。同様に第2の集磁ホルダ72bにも、突起102および係合突起104をそれぞれ2つ設けるとともに、突起102および係合突起104の径方向における異なる位置に凹部103および凹部105を設ける。そして、第1の集磁ホルダ72aおよび第2の集磁ホルダ72bが組み付けられたとき、たとえば第1の集磁ホルダ72aに設けられた突起102が、第2の集磁ホルダ72bに設けられた凹部103に挿入される。このとき、第1の集磁ホルダ72aにおける突起102の径方向外側に設けられた凹部105に、第2の集磁ホルダ72bにおける凹部103の径方向外側に設けられた係合突起104が挿入されて係合される。
・ステアリング操作に連動するラックシャフト15の直線運動を、モータ20の回転力を利用して補助するEPS1に限らず、トルクセンサ30をステアバイワイヤ(SBW)に適用してもよい。また、トルクセンサ30は、前輪操舵装置だけでなく、後輪操舵装置あるいは4輪操舵装置(4WS)のトルクセンサ30として具体化することもできる。
1…EPS、2…操舵機構、3…アシスト機構、4…ECU、10…ステアリングホイール、11…ステアリングシャフト、12…コラムシャフト、12a…入力軸、12b…出力軸、13…インターミディエイトシャフト、14…ピニオンシャフト、15…ラックシャフト、16…ラックアンドピニオン機構、17…タイロッド、18…転舵輪、19…トーションバー、20…モータ、21…回転軸、22…減速機構、30…トルクセンサ、31…回転角センサ、40…ECU、50…永久磁石、60…ヨーク、60a,60b…磁気ヨーク、61…環状部、61a…爪、62…合成樹脂体、70…集磁ユニット、71a,71b…集磁リング、72…集磁ホルダ、72a…第1の集磁ホルダ、72b…第2の集磁ホルダ、73…第1のリング部、73a…フランジ部、74…基板収容部、75…第2のリング部、75a…フランジ部、76…基板収容部、77…係合突起、77a…係合爪、78…凹部、80…磁気シールド、80a…端部、82…係合溝、83…係合溝、90…ホールIC、91…コード、100…突起、101…凹部、102…突起、103…凹部、104…係合突起、105…凹部。

Claims (5)

  1. 永久磁石と、
    前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて、トーションバーの捩れ角に応じて前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、
    前記磁気ヨークを囲むように軸方向に分割された第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダが相互に組み付けられてなる筒状の集磁ホルダ、前記集磁ホルダの内周面に取り付けられて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リング、および前記集磁ホルダの外周面に嵌合して取り付けられる磁気シールドを有する筒状の集磁ユニットと、
    前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、を備えたトルク検出装置において、
    前記第1の集磁ホルダには、第1の位置決め穴および第1の突起が設けられ、
    前記第2の集磁ホルダには、前記第1の集磁ホルダと前記第2の集磁ホルダとが組み付けられた状態で、前記第1の位置決め穴に挿入される第2の突起および前記第1の突起が挿入される第2の位置決め穴が設けられているトルク検出装置。
  2. 請求項1に記載のトルク検出装置において、
    前記第1の位置決め穴は前記第2の位置決め穴の周方向における異なる位置に設けられ、
    前記第1の突起は前記第2の突起の周方向における異なる位置に設けられるトルク検出装置。
  3. 請求項1に記載のトルク検出装置において、
    前記第1の位置決め穴と前記第2の位置決め穴とは、前記集磁ホルダの周方向における同じ位置かつ前記集磁ホルダの径方向における異なる位置に設けられ、
    前記第1の突起と前記第2の突起とは、前記集磁ホルダの周方向における同じ位置かつ前記集磁ホルダの径方向における異なる位置に設けられるトルク検出装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のトルク検出装置において、
    前記第1の突起および前記第2の突起の少なくとも一方は、前記第1の位置決め穴および前記第2の位置決め穴に挿入された状態で前記第1の集磁ホルダまたは前記第2の集磁ホルダの径方向における端面に係合する係合爪を備えているトルク検出装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020016608A (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 株式会社ジェイテクト センサ装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108698640B (zh) * 2016-03-04 2022-03-22 蒂森克虏伯股份公司 电动助力转向设备及用于减小其扭矩波动的方法
JP7127417B2 (ja) * 2018-08-09 2022-08-30 株式会社ジェイテクト センサ装置
DE102018131712A1 (de) 2018-12-11 2020-06-18 Thyssenkrupp Ag Magnetische Abschirmung eines Drehmomentsensors für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs
DE102019105234A1 (de) 2019-03-01 2020-09-03 Thyssenkrupp Ag Drehmomentsensoreinheit mit einer magnetischen Abschirmung
EP3971063A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-23 Deere & Company A track deviation sensing mechanism
JP2022130102A (ja) * 2021-02-25 2022-09-06 株式会社ジェイテクト 磁気シールド、センサ装置、及び磁気シールドの組み付け方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4409892A1 (de) * 1994-03-23 1995-09-28 Bosch Gmbh Robert Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels
US6772646B1 (en) * 2001-07-11 2004-08-10 Bei Sensors & Systems Company, Inc. Differential capacitive torque sensor
US6844541B2 (en) * 2002-02-15 2005-01-18 Methode Electronics, Inc. Rapid high resolution position sensor for auto steering
US7021161B2 (en) * 2003-09-04 2006-04-04 Delphi Technologies, Inc. Gear bearing for a steering wheel position sensor
US7406884B2 (en) * 2004-01-20 2008-08-05 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Device for determining a steering angle and a torque that is exerted on a steering shaft
JP2006038767A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Favess Co Ltd トルク検出装置
US20060081070A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Madni Asad M Digitally compensated non-contact steering angle and torque sensor
DE102005010909B4 (de) * 2005-03-09 2009-06-04 Methode Electronics International Gmbh Kapazitiver Kraft- und Winkelsensor
US7726208B2 (en) * 2006-11-22 2010-06-01 Zf Friedrichshafen Ag Combined steering angle and torque sensor
KR20090002543U (ko) * 2007-09-10 2009-03-13 엘지이노텍 주식회사 토크 측정장치
JP4519927B2 (ja) * 2008-05-20 2010-08-04 アルプス電気株式会社 回転角検出装置
JP5386892B2 (ja) * 2008-09-04 2014-01-15 株式会社ジェイテクト トルク検出装置
KR200470045Y1 (ko) * 2008-12-16 2013-11-25 엘지이노텍 주식회사 일렉트릭 파워 스티어링 시스템
KR101285518B1 (ko) * 2009-07-15 2013-07-17 주식회사 만도 토크 앵글 센서 및 이를 구비한 전동식 조향장치
DE102011002563A1 (de) * 2010-12-20 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung
JP5994286B2 (ja) * 2012-02-28 2016-09-21 株式会社ジェイテクト トルク検出装置およびその製造方法
JP2013205102A (ja) 2012-03-27 2013-10-07 Jtekt Corp トルク検出装置、および同装置を備える電動パワーステアリング装置
US9109965B2 (en) * 2012-05-17 2015-08-18 Lg Innotek Co., Ltd. Torque angle sensor
JP5675700B2 (ja) * 2012-05-25 2015-02-25 株式会社日本自動車部品総合研究所 トルクセンサ
JP2014029304A (ja) 2012-07-31 2014-02-13 Jtekt Corp トルク検出装置、および同装置を備えるステアリング装置
JP6056458B2 (ja) * 2012-12-25 2017-01-11 株式会社ジェイテクト トルク検出装置、および同装置を備えるステアリング装置
JP6171694B2 (ja) 2013-08-02 2017-08-02 株式会社ジェイテクト トルク検出装置および電動パワーステアリング装置
JP6327456B2 (ja) * 2014-05-19 2018-05-23 株式会社ジェイテクト トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置
JP6311926B2 (ja) * 2014-06-18 2018-04-18 株式会社ジェイテクト トルクセンサおよび電動パワーステアリング装置
US10166705B2 (en) * 2016-04-27 2019-01-01 Jtekt Corporation Method of manufacturing housing structure and housing structure
JP6665668B2 (ja) * 2016-04-28 2020-03-13 株式会社ジェイテクト トルク検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020016608A (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 株式会社ジェイテクト センサ装置
JP7115113B2 (ja) 2018-07-27 2022-08-09 株式会社ジェイテクト センサ装置

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