JP2018109571A - 集磁リング及びトルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易であり、かつ、精度良くトルクを検出可能な集磁リング及びトルクセンサを提供する。【解決手段】帯状の金属板７の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、帯状の金属板７は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部８ａと、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部９ｂと、を有し、突出部９ｂを切欠き部８ａに収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている。【選択図】図３

Description

本発明は、集磁リング及びトルクセンサに関する。

従来、車両の電動パワーステアリング装置には、操舵トルクを検出可能なトルクセンサが設けられている。

トルクセンサは、ステアリングシャフトの入力軸と出力軸とを連結するトーションバーの捩れ角度を検出することで、操舵トルクを検出するように構成されている。

このようなトルクセンサとして、入力軸に周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成された環状のリング磁石を設けると共に、出力軸にトーションバーの捩じれ応じてリング磁石との相対的な角度が変化し、当該相対的な角度の変化に伴って磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された磁路形成部材を設け、磁路形成部材により導かれた磁束を一対の集磁リングで集め、集磁リング間の磁束の変化を磁気検出素子で検出することで、トーションバーの捩れ角度、すなわち操舵トルクを検出するものが知られている。

このトルクセンサでは、一対の集磁リングは、リング磁石と同軸上に配置された環状部と、環状部の周方向における同じ位置から径方向外方に突出し、軸方向に対向するように設けられた対向部と、をそれぞれ有しており、両対向部の間に磁気検出素子が配置されている。

特開２０１１−２３２３１８号公報

しかしながら、リング状の環状部から突出するように対向部を設けた集磁リングは、製造が困難であり、例えば絞り加工等により製造する必要があるため、製造コストが高くなってしまうという問題がある。

特許文献１では、Ｃ字状の集磁リングを用いることが提案されている。しかしながら、Ｃ字状の集磁リングは欠損部分が存在するために、複数の磁路形成部材を互いに磁気的に結合しない状態（すなわち、複数の磁路形成部材をリング状のヨークで互いに接続していない状態）で周方向に離間して配置した場合には、Ｃ字状の集磁リングの欠損部分が磁路形成部材と対向した際に、安定して磁路が形成されなくなり、精度良くトルクを検出できなくなるという問題が生じる。例えば、リング磁石の周囲に磁路形成部材や集磁リングを取り付けるスペースが確保できない場合や、リング磁石の周囲に操舵角検出用の磁気検出素子を別途設けることが要求される場合等、リング磁石と軸方向に離れた位置に集磁リングを配置し、リング磁石と集磁リング間を磁路形成部材で磁気的に結合しなければならない場合がある。このような場合、対となる集磁リングの一方に磁気的に結合させた磁路形成部材と、集磁リングの他方に磁気的に結合させた磁路形成部材とを周方向に交互に配置する必要が生じ、複数の磁路形成部材を互いに磁気的に結合しない状態で周方向に離間して配置しなければならなくなる。このような場合であっても、精度良くトルクを検出することが可能であり、かつ製造が容易な集磁リングが望まれている。

そこで、本発明は、製造が容易であり、かつ、精度良くトルクを検出可能な集磁リング及びトルクセンサを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、帯状の金属板の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、前記帯状の金属板は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部と、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部と、を有し、前記突出部を前記切欠き部に収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、集磁リングを提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、トーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材の連結部に配置されたトルクセンサであって、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、前記トーションバーの捩じれに応じて前記磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材と、前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な磁気検出素子と、を備え、前記複数の磁路形成部材は、周方向に互いに離間して配置されており、前記集磁リングは、帯状の金属板の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、前記帯状の金属板は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部と、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部と、を有し、前記突出部を前記切欠き部に収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、トルクセンサを提供する。

本発明によれば、製造が容易であり、かつ、精度良くトルクを検出可能な集磁リング及びトルクセンサを提供できる。

本発明の一実施の形態に係るトルクセンサを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。 （ａ）は、第１回転部材と第２回転部材とを省略したトルクセンサの斜視図であり、（ｂ）はその第１磁気ヨークを示す斜視図、（ｃ）は、その第２磁気ヨークを示す斜視図である。 集磁リングを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は帯状の金属板の両端部を接続した接続部分の拡大図である。 集磁リングに用いる帯状の金属板の展開図である。 集磁リングの一変形例を示す図であり、帯状の金属板の両端部を接続した接続部分の拡大図である。 集磁リングの一変形例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は帯状の金属板の両端部を接続した接続部分の拡大図である。 集磁リングの一変形例を示す図であり、帯状の金属板の両端部を接続した接続部分の拡大図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係るトルクセンサを示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。

図１および図２に示すように、トルクセンサ１は、図示しないトーションバーによって連結された第１回転部材１０と第２回転部材１１の連結部に配置されている。第１回転部材１０と第２回転部材１１は、例えば、車両のステアリングシャフトを構成するものであり、第１回転部材１０はステアリングホイール側に、第２回転部材１１はインタミディエイトシャフト側に配置される。

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搭載され、ステアリングホイールの操舵操作に際してステアリングシャフトに付与される操舵トルクを検出するものである。なお、以下では、説明の便宜上、両回転部材１０，１１の軸方向における第１回転部材１０側（ステアリングホイール側）を「上」とし、その反対側（インタミディエイトシャフト側）を「下」として説明するが、この「上」又は「下」は、トルクセンサ１の使用状態における鉛直方向の上下を限定するものではない。

第１回転部材１０及び第２回転部材１１は、回転軸線Ｏを共有し、ステアリングホイールと共に回転する。第１回転部材１０と第２回転部材１１とは、ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバー（不図示）によって連結されている。トーションバーは、その軸方向における一方の端部が第１回転部材１０に相対回転不能に連結され、他方の端部が第２回転部材１１に相対回転不能に連結されている。トルクセンサ１は、例えば、両回転部材１０，１１をチルト調整可能に保持するコラムハウジング（不図示）に収容されている。

図２（ａ）は、トルクセンサ１の斜視図、図２（ｂ）はその第１磁気ヨークを示す斜視図、図２（ｃ）は、その第２磁気ヨークを示す斜視図である。なお、図２（ａ）では、第１回転部材１０と第２回転部材１１とを省略している。

図１，２に示すように、トルクセンサ１は、第１回転部材１０と共に回転する環状のリング磁石３と、リング磁石３による磁束の磁路を形成する複数の磁路形成部材（リラクタ）４としての第１磁気ヨーク（第１リラクタ）４１及び第２磁気ヨーク（第２リラクタ）４２と、第１磁気ヨーク４１及び第２磁気ヨーク４２の磁束を集める１対の集磁リング５と、一対の集磁リング５の間の磁界の強度を検出可能な磁気検出素子６と、を有し、磁気検出素子６が検出した磁界の強度を基に第１回転部材１０に付与されたトルク（ステアリングホイールの操舵トルク）を演算するように構成されている。

リング磁石３には、回転軸線Ｏを中心とした周方向に沿って磁性の異なる複数の磁極３１が形成されている。本実施の形態では、４つのＮ極３１１及び４つのＳ極３１２からなる８つの磁極３１がリング磁石３に形成されている。

一対の集磁リング５は、リング磁石３から軸方向（回転軸線方向）にずれた位置（ここでは下方）に配置されている。集磁リング５は、第１集磁リング５１と、第１集磁リング５１よりも上方に配置された第２集磁リング５２と、を有し、両集磁リング５１，５２よりもさらに上方に、リング磁石３が配置されている。両集磁リング５１，５２は、両回転部材１０，１１の回転に伴って回転しないように、両回転部材１０，１１と離間して設けられており、コラムハウジング等の非回転部材に固定されている。

集磁リング５１，５２は、軸方向の幅が径方向の厚みよりも大きい円筒状に形成され、リング磁石３と同軸上に配置された環状部５１１，５２１と、環状部５１１，５２１に径方向外方に突出するように設けられた対向部５１３，５２３と、を有している。

ここでは、第１集磁リング５１の環状部５１１の上端部から上方に延在するように連結部５１２が一体に設けられ、連結部５１２から径方向外方に突出するように対向部５１３が一体に設けられている。また、第２集磁リング５２では、環状部５２１の下端部から下方に延在するように連結部５２２が一体に設けられ、連結部５２２から径方向外方に突出するように対向部５２３が一体に設けられている。両対向部５１３，５２３は、所定の間隔で軸方向に対向するように設けられており、両対向部５１３，５２３間に、磁気検出素子６が配置されている。

磁気検出素子６は、例えばホール効果を利用して磁界の強度を検出するホールＩＣである。磁気検出素子６の出力信号は、例えば電動パワーステアリング装置の制御装置に出力され、当該制御装置にて、磁気検出素子６の出力信号を基に操舵トルクの演算がなされる。

磁路形成部材４としての第１磁気ヨーク４１及び第２磁気ヨーク４２は、樹脂等からなる保持部材（不図示）により保持され第２回転部材１１に固定されており、第２回転部材１１と共に回転するように設けられている。

第１磁気ヨーク４１は、リング磁石３と第１集磁リング５１とを磁気的に結合させるように構成され、第２磁気ヨーク４２は、リング磁石３と第２集磁リング５２とを磁気的に結合させるように構成されている。磁路形成部材４としての第１磁気ヨーク４１と第２磁気ヨーク４２とは、互いに磁気的に結合しない状態で周方向に離間して配置されており、かつ、第１磁気ヨーク４１と第２磁気ヨーク４２とが周方向に交互に配置されている。また、複数の第１の磁気ヨーク４１は、互いに磁気的に結合しない状態で周方向に離間して配置されており、複数の第２の磁気ヨーク４２は、互いに磁気的に結合しない状態で周方向に離間して配置されている。つまり、複数の第１の磁気ヨーク４１及び複数の第２の磁気ヨーク４２は、それぞれリング状の磁気ヨーク等により接続されてない状態で配置されている。

第１磁気ヨーク４１は、リング磁石３の軸方向端面に平行に対向する対向片４１１と、第１集磁リング５１の環状部５１１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４１３と、対向片４１１と受け渡し部４１３との間で磁束を伝達する伝達部４１２とを有している。伝達部４１２は、回転軸線Ｏと平行な軸方向伝達部４１２ａと、軸方向伝達部４１２ａの下端部から第１集磁リング５１の環状部５１１に向かって径方向に延びる径方向伝達部４１２ｂとからなる。受け渡し部４１３は、第１集磁リング５１の環状部５１１の内周面５１１ａと径方向に対向する板状に形成されている。

第２磁気ヨーク４２は、リング磁石３の軸方向端面に平行に対向する対向片４２１と、第２集磁リング５２の環状部５２１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４２３と、対向片４２１と受け渡し部４２３との間で磁束を伝達する伝達部４２２とを有している。伝達部４２２と受け渡し部４２３とは、一枚の平板からなり、このうち第２集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと対向する部分が受け渡し部４２３であり、受け渡し部４２３よりもリング磁石３側の部分が伝達部４２２である。つまり、受け渡し部４２３は、第２集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと径方向に対向する板状に形成されている。

両磁気ヨーク４１，４２は、第１回転部材１０にトルクが付与されていないとき（ステアリングシャフトに操舵トルクが付与されていないとき）に、対向片４１１，４２１の中央部が、リング磁石３のＮ極３１１とＳ極３１２との境界部に向かい合うように設けられている。この状態では、磁気検出素子６で検出される磁界の強度は実質的にゼロとなる。

ここで、第１回転部材１０にトルクが付与されてトーションバーが捩じれると、この捩じれによって、リング磁石３と第１及び第２磁気ヨーク４１，４２とが相対回転し、リング磁石３の磁極３１（Ｎ極３１１及びＳ極３１２）に対する第１及び第２磁気ヨーク４１，４２の対向片４１１，４２１の対向位置がリング磁石３の周方向にずれる。

例えばリング磁石３が第１及び第２磁気ヨーク４１，４２に対して図２（ａ）の矢印Ａ方向に所定角度（例えば５°）回転すると、第１磁気ヨーク４１の対向片４１１と軸方向に対向するリング磁石３の磁極３１のうち、Ｎ極３１１が占める割合がＳ極３１２よりも高くなる。また、第２磁気ヨーク４２の対向片４２１と軸方向に対向するリング磁石３の磁極３１のうち、Ｓ極３１２が占める割合がＮ極３１１よりも高くなる。これにより、Ｎ極３１１から放出される磁束の一部が第１磁気ヨーク４１及び第１集磁リング５１を経て磁気検出素子６を通過し、第２集磁リング５２及び第２磁気ヨーク４２を経てＳ極３１２に戻る。

一方、リング磁石３が第１及び第２磁気ヨーク４１，４２に対して矢印Ａ方向とは逆方向に回転した場合には、第１磁気ヨーク４１の対向片４１１と軸方向に対向するリング磁石３の磁極３１のうち、Ｓ極３１２が占める割合がＮ極３１１よりも高くなり、第２磁気ヨーク４２の対向片４２１と軸方向に対向するリング磁石３の磁極３１のうち、Ｎ極３１１が占める割合がＳ極３１２よりも高くなる。これにより、磁気検出素子６を上記とは逆方向に磁束が通過する。

磁気検出素子６で検出される磁界の強度（絶対値）は、トーションバーの捩じれ量、すなわちリング磁石３と磁気ヨーク４１，４２の相対的な角度（以下、リラクタ角度という）が大きくなるほど強くなる。このように、トーションバーの捩じれに応じてリラクタ角度が変化し、当該リラクタ角度の変化に伴って、磁気ヨーク４１，４２の磁極３１との位置関係が変化し、集磁リング５１，５２に伝達する磁束が変化する。その結果、磁気検出素子６で検出される磁界の強度が変化し、その磁界の方向がトーションバーの捩じれ方向に応じて切り替わることになる。

よって、磁気検出素子６が検出した磁界の強度を基に、リング磁石３と磁路形成部材４（磁気ヨーク４１，４２）との相対的な角度であるリアクタ角度を求め、求めたリアクタ角度を基に、第１回転部材１０に付与されたトルク（ステアリングホイールの操舵トルク）を演算することができる。

（集磁リング５の説明）
図３は、集磁リング５を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は帯状の金属板の両端部を接続した接続部分の拡大図である。また、図４は、集磁リング５に用いる帯状の金属板の展開図である。

図３，４に示すように、本実施の形態では、集磁リング５は、帯状の金属板７の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されている。帯状の金属板７は、例えば、プレス加工により１枚の金属板を打ち抜いて形成される。帯状の金属板７は、例えばパーマロイからなる。

帯状の金属板７は、長さ方向の一端部に少なくとも長さ方向外方に開口する第１切欠き部８ａが形成されると共に、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出する第２突出部９ｂが形成され、第２突出部９ｂを第１切欠き部８ａに収容することで、長さ方向の両端部を接触させるように構成されている。

一般に、帯状の金属板７を形成する場合には、長さ方向の加工精度よりも幅方向の加工精度の方が高くなる（製造公差が小さくなる）傾向がある。そのため、第２突出部９ｂを第１切欠き部８ａに収容する構成とし、金属板７の両端部が幅方向に組み合わせるように（嵌め合わせるように）構成することで、金属板７の両端部を接触させ易くなり、伝達する磁束に影響が生じることを抑制することが可能になる。

帯状の金属板７の長さ方向の一端部には、幅方向の一方および長さ方向外方に開口する略矩形状の第１切欠き部８ａが形成されている。第１切欠き部８ａと幅方向に隣り合う位置の金属板７には、長さ方向外方に突出する第１突出部９ａが形成されている。

同様に、帯状の金属板７の長さ方向の他端部には、幅方向の他方および長さ方向外方に開口する略矩形状の第２切欠き部８ｂが形成されている。第２切欠き部８ｂと幅方向に隣り合う位置の金属板７には、長さ方向外方に突出する幅狭の第２突出部９ｂが形成されている。

本実施の形態では、第２突出部９ｂを第１切欠き部８ａに、第１突出部９ａを第２切欠き部８ｂにそれぞれ収容することで、帯状の金属板７の長さ方向の両端部を接触させるように構成されている。帯状の金属板７の両端部をより確実に接触させるため、第１切欠き部８ａは第２突出部９ｂと略同じ形状に形成され、第２切欠き部８ｂは第１突出部９ａと略同じ形状に形成されることが望ましい。

さらに、本実施の形態では、第１突出部９ａの先端部には、幅方向の一方（第１切欠き部８ａ側）に突出する第１係止突起９１ａが形成され、第２突出部９ｂの先端部には、幅方向の他方（第２切欠き部８ｂ側）に突出する第２係止突起９１ｂが形成されており、帯状の金属板７は、第１係止突起９１ａと第２係止突起９１ｂとを係止させることで、長さ方向の両端部を接触させるように構成されている。

両係止突起９１ａ，９１ｂを形成することにより、帯状の金属板７を湾曲させてリング状とする際に、帯状の金属板７が平板状に戻ろうとする弾性を利用して両係止突起９１ａ，９１ｂを係止させることが可能になり、金属板７の両端部をより確実に接触させ、かつ、両係止突起９１ａ，９１ｂの係止により金属板７をリング状に容易に保つことが可能になる。

金属板７の幅Ｗは例えば３ｍｍであり、両突出部９ａ，９ｂの長さＬは例えば４ｍｍ、係止突起９１ａ，９１ｂを形成した部分の両突出部９ａ，９ｂの幅Ｄは例えば２ｍｍである。また、金属板７の板厚は例えば１ｍｍである。また、両突出部９ａ，９ｂにおける係止突起９１ａ，９１ｂを形成した部分の長さＬ１は例えば１．９ｍｍ、係止突起９１ａ，９１ｂを形成していない部分の長さＬ２は２．１ｍｍである。

さらに、帯状の金属板７は、その長さ方向における任意の位置から幅方向に突出するように帯状の金属板７と一体に設けられた板状の対向部用突出部７ａを有している。集磁リング５の環状部５１１，５２１は、帯状の金属板７をリング状として構成され、対向部５１３，５２３は、環状部５１１，５２１の径方向外方に突出するように対向部用突出部７ａを９０度折り曲げて構成される。対向部用突出部７ａのうち、折り曲げられた部分が対向部５１３，５２３となり、対向部５１３，５２３と環状部５１１，５２１の間の部分が連結部５１２，５２２となる。

対向部用突出部７ａは、帯状の金属板７の長さ方向における中央部に設けられていることが望ましい。対向部用突出部７ａを帯状の金属板７の長さ方向における中央部に設けることで、対向部用突出部７ａから長さ方向の一方および他方に突出する長さが等しくなり、これにより、帯状の金属板７を湾曲させてリング状とする際の弾性を左右で略等しくして、帯状の金属板７をリング状とする際の作業性を向上させることが可能になる。

図示していないが、集磁リング５では、帯状の金属板７をリング状とし、折り曲げ加工により対向部５１３，５２３を形成した後、金属板７の全体に樹脂を被覆することにより、形状の保持を行うように構成されている。

集磁リング５を形成する際には、まず、プレス加工等により帯状の金属板７を形成した後、金属板７の対向部用突出部７ａを折り曲げて対向部５１３，５２３を形成し、その後、金属板７を湾曲させて両係止突起９１ａ，９１ｂを係止させることで、リング状として環状部５１１，５２１を形成する。その後、金属板７を金型にセットして金型に樹脂を流し込み、金属板７の周囲に樹脂を被覆すると、集磁リング５が得られる。なお、プレス加工時に、対向部用突出部７ａを折り曲げる工程を同時に行うようにしてもよい。

（変形例）
本実施の形態では、図３（ａ），（ｂ）に示したように、突出部９ａ，９ｂの先端に係止突起９１ａ，９１ｂを形成し、突出部９ａ，９ｂを全体としてＬ字状に形成したが、突出部９ａ，９ｂの形状はこれに限定されない。

例えば、図５に示すように、両係止突起９１ａ，９１ｂの先端から突出部９ａ，９ｂの基端側に突出する突起９２ａ，９２ｂをさらに設け、突出部９ａ，９ｂを全体として鉤状に形成してもよい。

また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、係止突起９１ａ，９１ｂを省略してもよい。この場合、例えば専用の治具等で帯状の金属板７の両端部を接触させた状態とし、この状態で樹脂を被覆することにより、金属板７の両端部を接触させた状態で維持するとよい。また、金属板７の両端部をかしめ固定した後に樹脂を被覆するように構成してもよい。

この場合、図３の場合と比較して、突出部９ａ，９ｂの長さＬを短く（例えば２ｍｍに）することができる。帯状の金属板７の幅Ｗは例えば３ｍｍであり、突出部９ａ，９ｂの幅ｄは例えば１．５ｍｍである。ただし、金属板７の両端部を接触させた状態で樹脂を被覆する必要があるため、図３の場合と比較して製造は若干困難になる。製造の容易さという観点からは、係止突起９１ａ，９１ｂを形成した図３の構成とすることがより望ましいといえる。

なお、図６（ａ），（ｂ）では、突出部９ａ，９ｂを矩形状に形成する場合を示したが、図７に示すように、突出部９ａ，９ｂ（および切欠き部８ａ，８ｂ）を階段状に形成してもよい。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るトルクセンサ１では、集磁リング５は、帯状の金属板７の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、帯状の金属板７は、長さ方向の一端部に形成された第１切欠き部８ａと、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された第２突出部９ｂと、を有し、第２突出部９ｂを第１切欠き部８ａに収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている。

このように構成することで、プレス加工等の比較的簡単な加工により集磁リング５を製造することが可能となり、容易に製造可能なトルクセンサ１を実現でき、製造コストを削減できる。また、比較的高い加工精度が得られる幅方向において金属板７の両端部を接触させるように構成することが可能になり、精度良くトルクを検出することが可能となる。また、集磁リング５に欠損部分が存在しないので、複数の磁路形成部材４を互いに磁気的に結合しないように周方向に離間して配置した場合であってもリング磁石３と集磁リング５間の磁路が安定して形成され、精度良くトルクを検出することが可能である。つまり、本実施の形態によれば、製造が容易であり、かつ、精度良くトルクを検出可能なトルクセンサ１を実現できる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した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。

［１］帯状の金属板（７）の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、前記帯状の金属板（７）は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部（８ａ）と、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部（９ｂ）と、を有し、前記突出部（９ｂ）を前記切欠き部（８ａ）に収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、集磁リング（５）。

［２］トーションバーによって連結された第１回転部材（１０）と第２回転部材（１１）の連結部に配置されたトルクセンサ（１）であって、前記第１回転部材（１０）及び前記第２回転部材（１１）の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極（３１）が形成され、前記第１回転部材（１０）と共に回転する環状のリング磁石（３）と、前記トーションバーの捩じれに応じて前記磁極（３１）との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材（４）と、前記複数の磁路形成部材（４）の磁束を集める一対の集磁リング（５）と、前記一対の集磁リング（５）の間の磁界の強度を検出可能な磁気検出素子（６）と、を備え、前記複数の磁路形成部材（４）は、周方向に互いに離間して配置されており、前記集磁リング（５）は、帯状の金属板（７）の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、前記帯状の金属板（７）は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部（８ａ）と、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部（９ｂ）と、を有し、前記突出部（９ｂ）を前記切欠き部（８ａ）に収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、トルクセンサ（１）。

［３］前記帯状の金属板（７）の長さ方向の一端部には、幅方向の一方および長さ方向外方に開口する第１切欠き部（８ａ）が形成されると共に、前記第１切欠き部（８ａ）と幅方向に隣り合う第１突出部（９ａ）が形成され、前記帯状の金属板（７）の長さ方向の他端部には、幅方向の他方および長さ方向外方に開口する第２切欠き部（８ｂ）が形成されると共に、前記第２切欠き部（８ｂ）と幅方向に隣り合う第２突出部（９ｂ）が形成され、前記帯状の金属（７）は、前記第２突出部（９ｂ）を前記第１切欠き部（８ａ）に、前記第１突出部（９ａ）を前記第２切欠き部（８ｂ）にそれぞれ収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、［２］に記載のトルクセンサ（１）。

［４］前記第１突出部（９ａ）の先端部には、幅方向の一方に突出する第１係止突起（９１ａ）が形成され、前記第２突出部（９ｂ）の先端部には、幅方向の他方に突出する第２係止突起（９１ｂ）が形成され、前記帯状の金属板（７）は、前記第１係止突起（９１ａ）と前記第２係止突起（９１ｂ）とを係止させた状態で、長さ方向の両端部が接触されている、［３］に記載のトルクセンサ（１）。

［５］前記一対の集磁リング（５）は、前記リング磁石（３）と同軸上に配置された環状部（５１１，５２１）と、前記環状部（５１１，５２１）に径方向外方に突出するように設けられた対向部（５１３，５２３）と、をそれぞれ有し、前記対向部が軸方向に対向するように構成されており、前記磁気検出素子（６）は、前記両対向部（５１３，５２３）の間に配置されており、前記帯状の金属板（７）は、その長さ方向における任意の位置から幅方向に突出するように前記帯状の金属板（７）と一体に設けられた板状の対向部用突出部（７ａ）を有し、前記環状部（５１１，５２１）は、前記帯状の金属板（７）をリング状として構成され、前記対向部（５１３，５２３）は、前記環状部（５１１，５２１）の径方向外方に突出するように前記対向部用突出部（７ａ）を折り曲げて構成されている、［２］乃至［４］の何れか１項に記載のトルクセンサ（１）。

［６］前記対向部用突出部（７ａ）は、前記帯状の金属板（７）の長さ方向における中央部に設けられている、［５］に記載のトルクセンサ（１）。

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。

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、金属板７を１部材で構成したが、金属板７が２つ以上の部材で構成されていてもよく、例えば、長さ方向に２つの金属板をつなぎ合わせて構成されていてもよい。ただし、製造の容易さの観点からは、金属板７が１部材で構成されていることが望ましいといえる。

また、上記実施の形態では、集磁リング５をトルクセンサ１に適用する場合を説明したが、集磁リング５の用途はこれに限定されるものではない。例えば、電路を流れる電流により形成される磁界強度を磁気検出素子で測定することにより電流の大きさを検出する電流センサにおいて、電路からの磁束を磁気検出素子に導く磁路形成用の部材として集磁リング５を用いることも可能である。

１…トルクセンサ
３…リング磁石
３１…磁極
４…磁路形成部材
５…集磁リング
６…磁気検出素子
７…金属板
８ａ…第１切欠き部
８ｂ…第２切欠き部
９ａ…第１突出部
９ｂ…第２突出部
９１ａ…第１係止突起
９１ｂ…第２係止突起
１０…第１回転部材
１１…第２回転部材

Claims (6)

1. 帯状の金属板の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、
   前記帯状の金属板は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部と、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部と、を有し、前記突出部を前記切欠き部に収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、
   集磁リング。
2. トーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材の連結部に配置されたトルクセンサであって、
   前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、
   前記トーションバーの捩じれに応じて前記磁極との位置関係が変化し伝達する磁束が変化するように構成された複数の磁路形成部材と、
   前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、
   前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な磁気検出素子と、を備え、
   前記複数の磁路形成部材は、周方向に互いに離間して配置されており、
   前記集磁リングは、帯状の金属板の長さ方向の両端部を接触させてリング状に構成されており、
   前記帯状の金属板は、長さ方向の一端部に形成された切欠き部と、長さ方向の他端部に長さ方向外方に突出するように形成された突出部と、を有し、前記突出部を前記切欠き部に収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、
   トルクセンサ。
3. 前記帯状の金属板の長さ方向の一端部には、幅方向の一方および長さ方向外方に開口する第１切欠き部が形成されると共に、前記第１切欠き部と幅方向に隣り合う第１突出部が形成され、
   前記帯状の金属板の長さ方向の他端部には、幅方向の他方および長さ方向外方に開口する第２切欠き部が形成されると共に、前記第２切欠き部と幅方向に隣り合う第２突出部が形成され、
   前記帯状の金属は、前記第２突出部を前記第１切欠き部に、前記第１突出部を前記第２切欠き部にそれぞれ収容した状態で、長さ方向の両端部が接触されている、
   請求項２に記載のトルクセンサ。
4. 前記第１突出部の先端部には、幅方向の一方に突出する第１係止突起が形成され、
   前記第２突出部の先端部には、幅方向の他方に突出する第２係止突起が形成され、
   前記帯状の金属板は、前記第１係止突起と前記第２係止突起とを係止させた状態で、長さ方向の両端部が接触されている、
   請求項３に記載のトルクセンサ。
5. 前記一対の集磁リングは、前記リング磁石と同軸上に配置された環状部と、前記環状部に径方向外方に突出するように設けられた対向部と、をそれぞれ有し、前記対向部が軸方向に対向するように構成されており、
   前記磁気検出素子は、前記両対向部の間に配置されており、
   前記帯状の金属板は、その長さ方向における任意の位置から幅方向に突出するように前記帯状の金属板と一体に設けられた板状の対向部用突出部を有し、
   前記環状部は、前記帯状の金属板をリング状として構成され、
   前記対向部は、前記環状部の径方向外方に突出するように前記対向部用突出部を折り曲げて構成されている、
   請求項２乃至４の何れか１項に記載のトルクセンサ。
6. 前記対向部用突出部は、前記帯状の金属板の長さ方向における中央部に設けられている、
   請求項５に記載のトルクセンサ。

Images