JP2020044947A - Steering device - Google Patents

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Abstract

To provide a steering device capable of reducing an influence of a steering angle sensor magnet onto a torque sensor at a neutral position of a turning shaft.SOLUTION: A first gear magnet 43 and a second gear magnet 44, when a turning shaft is at a neutral position, are arranged so that a first magnetic flux generated by a first N pole and a first S pole and a second magnetic flux generated by a second N pole and a second S pole face each other in the same direction in a region between the first gear magnet and the second gear magnet on a plane at right angles to a rotational axis of a steering shaft. On a plane at right angles to the rotational axis of the steering shaft, there is provided a shield plate 55 overlapping a first gear magnetic sensor and a second gear magnetic sensor. The first gear magnetic sensor detects a rotational angle of a first gear on the basis of a change in a magnetic field of the first gear magnet and the second gear magnetic sensor detects a rotational angle of a second gear on the basis of a change in a magnetic field of the second gear magnet.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、舵角センサとトルクセンサが搭載されたステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device equipped with a steering angle sensor and a torque sensor.

特許文献1には、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵絶対角センサ(舵角センサ)と、ステアリングホイールに入力される操舵トルクを検出するトルクセンサが搭載され、これらのセンサによる検出結果に基づいてステアリングホイールの操舵力をアシストする電動パワーステアリング装置が開示されている。この特許文献1では、トルクセンサと操舵絶対角センサの間に、操舵絶対角センサが発生する磁界のトルクセンサに対する影響が小さくなるように、エアギャップよりも大きな磁路抵抗を有する遮蔽板を設けている。   Patent Literature 1 includes a steering absolute angle sensor (steering angle sensor) that detects a steering angle of a steering wheel, and a torque sensor that detects a steering torque input to the steering wheel, based on a detection result by these sensors. An electric power steering device that assists the steering force of a steering wheel by using a steering wheel is disclosed. In Patent Document 1, a shield plate having a magnetic path resistance larger than an air gap is provided between a torque sensor and a steering absolute angle sensor so that the influence of a magnetic field generated by the steering absolute angle sensor on the torque sensor is reduced. ing.

特開2014−31145号公報JP 2014-31145 A

ところで、このようなステアリング装置においては、例えばインプットシャフトに固定された円筒形の多極マグネットの外周に、径方向に1対のヨークの円筒部が配置され、その間にホールICが実装されている。また、インプットシャフトに回転を伝える歯車が設置されており、歯車に舵角センサ用のマグネット(舵角センサマグネット)が実装され、その上方向にGMR(Giant Magneto Resistive effect)センサ、下方向に遮磁板が実装される。   By the way, in such a steering device, for example, a pair of cylindrical portions of a yoke are arranged in the radial direction on the outer periphery of a cylindrical multipolar magnet fixed to an input shaft, and a Hall IC is mounted therebetween. . A gear for transmitting rotation is installed on the input shaft, a magnet for a steering angle sensor (steering angle sensor magnet) is mounted on the gear, and a GMR (Giant Magneto Resistive effect) sensor is mounted on the upper side and a shield is provided on the lower side. A magnetic plate is mounted.

しかしながら、上記のような構成では、ホールICやヨーク、集磁リングの近くに舵角センサマグネットが存在するため、このマグネットの回転による磁界の変動がトルクセンサ用のホールICに影響を与える可能性がある、という課題がある。   However, in the above configuration, since the steering angle sensor magnet exists near the Hall IC, the yoke, and the magnetic flux collection ring, there is a possibility that the fluctuation of the magnetic field due to the rotation of the magnet affects the Hall IC for the torque sensor. There is a problem that there is.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、転舵軸の中立位置において、舵角センサマグネットによるトルクセンサへの影響を低減できるステアリング装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a steering device that can reduce the influence of a steering angle sensor magnet on a torque sensor in a neutral position of a steered shaft. It is in.

上記の課題を解決するため、本発明のステアリング装置では、転舵軸が中立位置にあるとき、第1歯車マグネットと第2歯車マグネットが、操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上において、第1歯車マグネットと第2歯車マグネットとの間の領域に、第1N極と第1S極により生成される第1磁束と、第2N極と第2S極により生成される第2磁束とが同じ方向を向くように配置するとともに、操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上において、第1歯車用磁気センサおよび前記第2歯車用磁気センサとオーバーラップする磁気遮蔽部材を設けている。そして、第1歯車用磁気センサで第1歯車マグネットの磁界の変化に基づき第1歯車の回転角を検出し、第2歯車用磁気センサで第2歯車マグネットの磁界の変化に基づき第2歯車の回転角を検出する。   In order to solve the above-mentioned problem, in the steering device of the present invention, when the steered shaft is at the neutral position, the first gear magnet and the second gear magnet are positioned on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft. In the region between the first gear magnet and the second gear magnet, the first magnetic flux generated by the first north pole and the first south pole and the second magnetic flux generated by the second north pole and the second south pole have the same direction. A magnetic shielding member is provided so as to face the first gear magnetic sensor and the second gear magnetic sensor on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft. The first gear magnetic sensor detects the rotation angle of the first gear based on the change in the magnetic field of the first gear magnet, and the second gear magnetic sensor detects the rotation angle of the second gear based on the change in the magnetic field of the second gear magnet. Detect the rotation angle.

本発明によれば、第1歯車用磁気センサと第2歯車用磁気センサの間の領域において、第1磁束と第2磁束とが同じ方向を向いているので、磁界がスムーズに循環するようになり、磁気遮蔽部材における局所的な飽和の発生を抑制できる。これによって、舵角センサマグネットである第1歯車マグネットおよび第2歯車マグネットがトルクセンサの第1ヨークまたは第2ヨークと近接している場合であっても、これら第1、第2ヨークが第1、第2歯車マグネットの磁界を受け、トルクセンサの検出精度に影響を与えるのを抑制できる。
従って、転舵軸の中立位置において、舵角センサマグネットによるトルクセンサへの影響を低減でき、安定したトルク値を検出することができる。
According to the present invention, in the region between the first gear magnetic sensor and the second gear magnetic sensor, the first magnetic flux and the second magnetic flux are oriented in the same direction, so that the magnetic field circulates smoothly. Thus, the occurrence of local saturation in the magnetic shielding member can be suppressed. Thus, even when the first gear magnet and the second gear magnet, which are the steering angle sensor magnets, are close to the first yoke or the second yoke of the torque sensor, these first and second yokes are in the first yoke. Therefore, it is possible to suppress the influence of the magnetic field of the second gear magnet on the detection accuracy of the torque sensor.
Therefore, at the neutral position of the steered shaft, the influence of the steering angle sensor magnet on the torque sensor can be reduced, and a stable torque value can be detected.

本発明の実施形態に係るステアリング装置のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a steering device according to an embodiment of the present invention. 図1に示したステアリング装置における舵角センサの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a steering angle sensor in the steering device shown in FIG. 図2における集磁ホルダを取り出して示す拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the magnetic flux collection holder in FIG. 2. 図3における遮磁板の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a magnetic shielding plate in FIG. 3. 図1に示したステアリング装置におけるトルクセンサの一部を切り欠いて示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of a torque sensor in the steering device shown in FIG. 図5におけるホールIC部分のトーションバーの軸線と直交する平面の断面図、及び第1、第2ヨーク、第1、第2集磁リング及びホールICの配置の模式図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a plane orthogonal to an axis of a torsion bar in a Hall IC portion in FIG. 5, and a schematic view of an arrangement of first, second yokes, first and second magnetic flux collecting rings, and a Hall IC. 図5における転舵軸の中立時とトルク発生時の磁化について説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining magnetization when the steered shaft is neutral and torque is generated in FIG. 5. 本発明における舵角センサマグネットの配置について説明するための図である。It is a figure for explaining arrangement of a steering angle sensor magnet in the present invention. 遮磁板とヨークの位置関係について説明するための図である。It is a figure for explaining a positional relationship of a magnetic shielding board and a yoke. 遮磁板と舵角センサマグネットの位置関係について説明するための図である。It is a figure for explaining a physical relationship of a magnetic shielding board and a steering angle sensor magnet. 舵角センサマグネットの着磁方向について説明するための図である。It is a figure for explaining the magnetization direction of a steering angle sensor magnet. 第1、第2歯車マグネットが逆方向に着磁された場合におけるマグネットの角度とトルク変動量との関係を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing a relationship between the angle of the magnet and the amount of torque fluctuation when the first and second gear magnets are magnetized in opposite directions. 第1、第2歯車マグネットが同一方向に着磁された場合におけるマグネットの角度とトルク変動量との関係を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing a relationship between the angle of the magnet and the amount of torque fluctuation when the first and second gear magnets are magnetized in the same direction. ラックバーが中立状態において、第1、第2歯車マグネットの着磁の向きが異なる方向と同一方向の磁束密度の分布の磁気シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the magnetic simulation result of the distribution of the magnetic flux density of the same direction as the direction from which the magnetization direction of a 1st, 2nd gear magnet differs when a rack bar is neutral. 図14における第1、第2歯車マグネットの着磁の向きがそれぞれ90°回転した場合の磁束密度の分布の磁気シミュレーション結果を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a magnetic simulation result of a magnetic flux density distribution when the directions of magnetization of the first and second gear magnets in FIG. 14 are each rotated by 90 °.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るステアリング装置のシステム構成例を示している。このステアリング装置11は、運転者による操作に基づき操舵を行うための操舵機構12と、運転者の操舵操作をアシストする操舵アシスト機構13とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a system configuration example of a steering device according to an embodiment of the present invention. The steering device 11 includes a steering mechanism 12 for performing steering based on an operation by a driver, and a steering assist mechanism 13 for assisting the steering operation of the driver.

操舵機構12は、ステアリングホイール14に連係されたステアリングシャフト(操舵軸)15と、タイヤ(転舵輪)16,17に連係されたラックバー(転舵軸)18とを有し、ステアリングシャフト15とラックバー18とは、ラックアンドピニオン機構19を介して連係される。   The steering mechanism 12 includes a steering shaft (steering shaft) 15 linked to a steering wheel 14, and a rack bar (steering shaft) 18 linked to tires (steered wheels) 16 and 17. The rack bar 18 is linked via a rack and pinion mechanism 19.

ステアリングシャフト15は、ステアリングホイール14と一体に回転する第1軸部材としてのインプットシャフト(入力軸)20と、ラックバー18に連係する第2軸部材としてのアウトプットシャフト(出力軸)21とが、トーションバー22(図5参照)によって連結されて構成されている。インプットシャフト20は、軸方向の一端側がステアリングホイール14に接続されると共に、他端側がトーションバー22に接続される。アウトプットシャフト21は、軸方向の一端側がトーションバー22に接続されると共に、他端側がラックバー18に連係される。   The steering shaft 15 includes an input shaft (input shaft) 20 as a first shaft member that rotates integrally with the steering wheel 14, and an output shaft (output shaft) 21 as a second shaft member linked to the rack bar 18. They are connected by a torsion bar 22 (see FIG. 5). The input shaft 20 has one end in the axial direction connected to the steering wheel 14 and the other end connected to the torsion bar 22. The output shaft 21 has one end in the axial direction connected to the torsion bar 22 and the other end linked to the rack bar 18.

そして、アウトプットシャフト21の他端の外周側に形成されたピニオン歯21aがラックバー18の軸方向(長手方向)の一端側に形成されたラック歯18aに噛み合うことによって、アウトプットシャフト21の回転運動がラックバー18の軸方向運動に変換されて伝達される。   Then, the pinion teeth 21 a formed on the outer peripheral side of the other end of the output shaft 21 mesh with the rack teeth 18 a formed on one end side in the axial direction (longitudinal direction) of the rack bar 18, so that the rotational movement of the output shaft 21 is performed. Is converted into the axial movement of the rack bar 18 and transmitted.

また、ステアリングシャフト15の径方向外側(外周側)には、ステアリングシャフト15の回転角である操舵角を検出する舵角センサ23と、運転者の操舵操作によりステアリングシャフト15に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ24とが、1つのユニットとして一体的に設けられている。舵角センサ23は、ステアリングシャフト15(より正確には後述する主歯車40)の回転に伴い回転する1対の歯車(後述する第1歯車41と第2歯車42)の回転角度差に基づいて操舵角を検出する。トルクセンサ24は、インプットシャフト20とアウトプットシャフト21の相対回転変位量に基づいて操舵トルクを検出する。   A steering angle sensor 23 for detecting a steering angle, which is a rotation angle of the steering shaft 15, is provided on a radially outer side (outer circumference side) of the steering shaft 15, and a steering torque applied to the steering shaft 15 by a driver's steering operation. Is integrally provided as one unit. The steering angle sensor 23 is based on a rotation angle difference between a pair of gears (a first gear 41 and a second gear 42, which will be described later) that rotate with the rotation of the steering shaft 15 (more precisely, a main gear 40, which will be described later). Detect the steering angle. The torque sensor 24 detects a steering torque based on a relative rotational displacement between the input shaft 20 and the output shaft 21.

ラックバー18の軸方向の両端部には、タイロッド25,26とナックルアーム(図示せず)を介してタイヤ16,17が装着されている。そして、ラックバー18が軸方向へ移動して、タイロッド25,26を介してナックルアームが押し引きされることにより、タイヤ16,17の向きが変更される。   Tires 16 and 17 are mounted on both ends of the rack bar 18 in the axial direction via tie rods 25 and 26 and knuckle arms (not shown). Then, the rack bars 18 move in the axial direction, and the knuckle arms are pushed and pulled through the tie rods 25 and 26, whereby the directions of the tires 16 and 17 are changed.

操舵アシスト機構13は、操舵アシスト力を生成する電動モータ(電動アクチュエータ)31と、この電動モータ31に制御電流(矢印DIで示す)を供給して駆動制御する制御装置(ECU:Electronic Control Unit)32と、電動モータ31の回転をラックバー18に伝達する伝達機構33とを有し、電動モータ31の回転力をもってラックバー18の軸方向移動を補助する。制御装置32は、CAN(Controller Area Network)バス34により他のECU、例えばESC(Electronic Stability Control)用の制御装置に接続され、CAN通信により情報の授受を行うようになっている。電動モータ31は、各種センサの検出結果、例えばセンサハーネス35を介して制御装置32に入力される舵角センサ23の出力信号S1とトルクセンサ24の出力信号S2、及びCANバス34を介して入力される車速センサ(図示せず)の出力信号S3などに基づいて駆動制御される。   The steering assist mechanism 13 includes an electric motor (electric actuator) 31 that generates a steering assist force, and a control device (ECU: Electronic Control Unit) that controls driving by supplying a control current (indicated by an arrow DI) to the electric motor 31. 32, and a transmission mechanism 33 that transmits the rotation of the electric motor 31 to the rack bar 18, and assists the axial movement of the rack bar 18 with the rotation force of the electric motor 31. The control device 32 is connected to another ECU, for example, a control device for ESC (Electronic Stability Control) by a CAN (Controller Area Network) bus 34, and exchanges information by CAN communication. The electric motor 31 outputs detection results of various sensors, for example, an output signal S1 of the steering angle sensor 23 and an output signal S2 of the torque sensor 24 input to the control device 32 via the sensor harness 35, and an input signal via the CAN bus 34. The driving is controlled based on an output signal S3 of a vehicle speed sensor (not shown).

伝達機構33は、電動モータ31の回転を減速する減速機と、この減速機の回転をラックバー18の軸方向運動に変換する変換機構とを有する。減速機は、例えば電動モータ31の駆動軸に一体に回転するように固定された入力プーリ、変換機構として働くナットと一体的に回転可能に固定された出力プーリ、及びこれらプーリに巻回された伝達部材であるベルトやチェーンで構成される。変換機構には、例えばラックバー18を包囲するように円筒状に形成されたナットを用いたボールねじ機構を用いることができる。このナットの内周には、螺旋状にナット側ボールねじ溝が形成され、ラックバー18の外周には、螺旋状の操舵軸側ボールねじ溝が形成され、ラックバー18にナットが挿入された状態で、ナット側ボールねじ溝と操舵軸側ボールねじ溝とによってボール循環溝が形成される。そして、ボール循環溝内には、金属製の複数のボールが充填され、ナットが回転するとボール循環溝内をボールが移動することにより、ナットに対してラックバー18が軸方向に移動する。ボールねじ機構により、電動モータ31の回転運動が直線運動に変換され、ラックバー18が軸方向に移動することにより、タイロッド25,26を介してナックルアームが押し引きされてタイヤ16,17に操舵力が付与される。   The transmission mechanism 33 has a speed reducer that reduces the rotation of the electric motor 31 and a conversion mechanism that converts the rotation of the speed reducer into the axial movement of the rack bar 18. The speed reducer is, for example, an input pulley fixed to rotate integrally with the drive shaft of the electric motor 31, an output pulley fixed to be rotatable integrally with a nut acting as a conversion mechanism, and wound around these pulleys. It is composed of a belt or a chain as a transmission member. As the conversion mechanism, for example, a ball screw mechanism using a nut formed in a cylindrical shape so as to surround the rack bar 18 can be used. A nut-side ball screw groove is formed spirally on the inner periphery of the nut, and a spiral steering shaft-side ball screw groove is formed on the outer periphery of the rack bar 18. The nut is inserted into the rack bar 18. In this state, a ball circulation groove is formed by the nut-side ball screw groove and the steering shaft-side ball screw groove. The ball circulation groove is filled with a plurality of metal balls, and when the nut rotates, the ball moves in the ball circulation groove, whereby the rack bar 18 moves in the axial direction with respect to the nut. The rotational motion of the electric motor 31 is converted to linear motion by the ball screw mechanism, and the rack bar 18 moves in the axial direction, whereby the knuckle arm is pushed and pulled via the tie rods 25 and 26 to steer the tires 16 and 17. Power is applied.

上記減速機には、電動モータ31の出力軸に一体回転可能に連結されたウォームシャフトと、このウォームシャフトと噛み合って回転するウォームホイールとを有するウォームギヤを用いることができる。また、上記変換機構には、ウォームホイールと一体に回転する出力軸の軸方向の他端の外周側に形成されたピニオン歯と、ラックバー18の軸方向の他端側に形成され、このピニオン歯と噛み合うラック歯とで構成される、所謂ラックアンドピニオン機構を用いることもできる。   A worm gear having a worm shaft connected to the output shaft of the electric motor 31 so as to be integrally rotatable, and a worm wheel that meshes with the worm shaft and rotates can be used as the speed reducer. The conversion mechanism includes a pinion tooth formed on the outer peripheral side of the other end in the axial direction of the output shaft rotating integrally with the worm wheel, and a pinion tooth formed on the other end side of the rack bar 18 in the axial direction. A so-called rack and pinion mechanism composed of teeth and rack teeth that mesh with each other can also be used.

図2は、図1に示したステアリング装置における舵角センサ23の分解斜視図である。舵角センサ23は、第1歯車41及び第2歯車42と、これら各歯車41,42に設けられる第1歯車マグネット43及び第2歯車マグネット44と、基板45に実装される第1歯車用磁気センサ46及び第2歯車用磁気センサ47とを備えている。
第1歯車41は、軸方向の両端側が内側へと凹むほぼ円板状の第1歯車本体部の径方向外側に、複数の第1の歯が第1歯車本体部の全周にわたって一体に形成されている。この第1歯車41は、ステアリングシャフト15の回転に伴い回転可能であり、第1歯車41の回転軸線は、インプットシャフト20の回転軸線と平行である。
また、第2歯車42は、軸方向の両端側が内側へと凹むほぼ円板状の第2歯車本体部の径方向外側に、第1の歯の歯数とは互いに割り切れない数の歯数に設定された複数の第2の歯が、第2歯車本体部の全周にわたって一体に形成されている。この第2歯車42は、ステアリングシャフト15の回転に伴い回転可能であり、第2歯車42の回転軸線は、インプットシャフト20の回転軸線と平行である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the steering angle sensor 23 in the steering device shown in FIG. The steering angle sensor 23 includes a first gear 41 and a second gear 42, a first gear magnet 43 and a second gear magnet 44 provided on each of the gears 41 and 42, and a first gear magnet mounted on a board 45. A sensor 46 and a second gear magnetic sensor 47 are provided.
The first gear 41 has a plurality of first teeth integrally formed over the entire circumference of the first gear main body on the radially outer side of the substantially disk-shaped first gear main body with both axial ends recessed inward. Have been. The first gear 41 is rotatable with the rotation of the steering shaft 15, and the rotation axis of the first gear 41 is parallel to the rotation axis of the input shaft 20.
The number of teeth of the second gear 42 is radially outward of the substantially disk-shaped second gear main body portion in which both ends in the axial direction are depressed inward. The set plurality of second teeth are formed integrally over the entire circumference of the second gear body. The second gear 42 is rotatable with the rotation of the steering shaft 15, and the rotation axis of the second gear 42 is parallel to the rotation axis of the input shaft 20.

そして、第2歯車42は、第1歯車41と噛み合い、この第1歯車41の回転に伴って回転する。ここでは、第2歯車42が第1歯車41によって駆動される構成を例示しているが、かかる構成に限定されるものではない。第2歯車42は、第1歯車41と噛み合い、この第1歯車41によって回転駆動されるもののほか、第1歯車41とは別の歯車によって回転駆動される構成としてもよい。
第1歯車マグネット43は、第1歯車41の軸方向の他端側に、基板45の第1搭載面45aと対向するように設けられる。同様に、第2歯車マグネット44は、第2歯車42の軸方向の他端側に、基板45の第1搭載面45aと対向するように設けられる。
Then, the second gear 42 meshes with the first gear 41 and rotates with the rotation of the first gear 41. Here, the configuration in which the second gear 42 is driven by the first gear 41 is illustrated, but the present invention is not limited to this configuration. The second gear 42 meshes with the first gear 41 and may be configured to be rotationally driven by a gear different from the first gear 41 in addition to the one driven by the first gear 41.
The first gear magnet 43 is provided on the other end side of the first gear 41 in the axial direction so as to face the first mounting surface 45 a of the substrate 45. Similarly, the second gear magnet 44 is provided on the other end of the second gear 42 in the axial direction so as to face the first mounting surface 45 a of the substrate 45.

基板45は、周知のプリント配線板であって、軸方向の一端側に第1搭載面45aを有する一方、他端側に第2搭載面45bを有し、車両に搭載される他のECUにCANバス34を介して電気的に接続される。また、この基板45には、第1搭載面45a側に導体パターンが形成されており、各歯車用磁気センサ46,47をはじめとする各種電子部品が、主として第1搭載面45a側に実装される。これら各種電子部品は、第1搭載面45a側において、周知のリフローソルダリングによって、導体パターンにより構成されるプリント回路と電気的に接続される。
なお、ここでは、各種電子部品を一括してリフローソルダリングすることを例示したが、当該電子部品の実装手段は、必ずしもこれに限定されるものではない。
The board 45 is a well-known printed wiring board and has a first mounting surface 45a on one end side in the axial direction, and a second mounting surface 45b on the other end side, and is mounted on another ECU mounted on the vehicle. It is electrically connected via a CAN bus 34. On the substrate 45, a conductor pattern is formed on the first mounting surface 45a side, and various electronic components including the gear magnetic sensors 46 and 47 are mainly mounted on the first mounting surface 45a side. You. These various electronic components are electrically connected to a printed circuit formed by a conductor pattern on the first mounting surface 45a side by well-known reflow soldering.
Here, reflow soldering of various electronic components is illustrated as an example, but the mounting means of the electronic components is not necessarily limited to this.

第1歯車用磁気センサ46は、周知のGMR素子であり、基板45の第1搭載面45aに、舵角センサ用ホルダ部材48に形成された第1の歯車保持部50の開口部を介して第1歯車マグネット43に対向するように実装されている。これにより、第1歯車用磁気センサ46は、第1歯車41の回転に伴う第1歯車マグネット43の磁界の変化を検出することで、第1歯車41の回転角である第1回転角を検出する。   The first gear magnetic sensor 46 is a well-known GMR element, and is provided on the first mounting surface 45 a of the substrate 45 via an opening of a first gear holding unit 50 formed in the steering angle sensor holder member 48. It is mounted to face the first gear magnet 43. Accordingly, the first gear magnetic sensor 46 detects a change in the magnetic field of the first gear magnet 43 accompanying the rotation of the first gear 41, thereby detecting the first rotation angle that is the rotation angle of the first gear 41. I do.

同様に、第2歯車用磁気センサ47もGMR素子であって、基板45の第1搭載面45aに、第1歯車用磁気センサ46と横並びに、舵角センサ用ホルダ部材48に形成された第2の歯車保持部51の開口部を介して第2歯車マグネット44に対向するように実装されている。これにより、第2歯車用磁気センサ47は、第2歯車42の回転に伴う第2歯車マグネット44の磁界の変化を検出することで、第2歯車42の回転角である第2回転角を検出する。
そして、舵角センサ23は、第1歯車用磁気センサ46によって検出された第1回転角と、第2歯車用磁気センサ47によって検出された第2回転角との角度差に基づき、ステアリングホイール14の回転角を検出する。
Similarly, the second gear magnetic sensor 47 is also a GMR element, and the second gear magnetic sensor 47 is formed on the first mounting surface 45 a of the substrate 45 side by side with the first gear magnetic sensor 46 and the steering angle sensor holder member 48. It is mounted so as to face the second gear magnet 44 via the opening of the second gear holding portion 51. Thus, the second gear magnetic sensor 47 detects the second rotation angle that is the rotation angle of the second gear 42 by detecting a change in the magnetic field of the second gear magnet 44 due to the rotation of the second gear 42. I do.
The steering angle sensor 23 detects the steering wheel 14 based on the angle difference between the first rotation angle detected by the first gear magnetic sensor 46 and the second rotation angle detected by the second gear magnetic sensor 47. The rotation angle of is detected.

舵角センサ用ホルダ部材48は、非磁性材料、例えば樹脂材料によって皿状に形成されており、ほぼ中央位置にインプットシャフト20が貫通する貫通孔を有する。この貫通孔の周縁部には、主歯車40を収容して回転可能に保持する主歯車保持部49が設けられている。また、この舵角センサ用ホルダ部材48には、主歯車保持部49に隣接して、第1歯車41を収容した状態で回転可能に保持する第1の歯車保持部50が設けられている。さらに、舵角センサ用ホルダ部材48には、第1の歯車保持部50に隣接して、第2歯車42を収容した状態で回転可能に保持する第2の歯車保持部51が設けられている。主歯車保持部49、第1の歯車保持部50及び第2の歯車保持部51は、いずれも軸方向の一端側に開口するように形成されている。そして、これら各保持部49,50,51は、板状のカバー部材64で当該各保持部49,50,51の外周域を覆うことにより、各歯車40,41,42の脱落が抑制されている。   The steering angle sensor holder member 48 is formed in a dish shape from a nonmagnetic material, for example, a resin material, and has a through hole through which the input shaft 20 penetrates at a substantially central position. A main gear holding portion 49 that accommodates the main gear 40 and rotatably holds the main gear 40 is provided at a peripheral portion of the through hole. Further, the steering angle sensor holder member 48 is provided with a first gear holding portion 50 which is adjacent to the main gear holding portion 49 and rotatably holds the first gear 41 in a housed state. Further, a second gear holding portion 51 that rotatably holds the second gear 42 in a housed state is provided adjacent to the first gear holding portion 50 in the steering angle sensor holder member 48. . The main gear holding portion 49, the first gear holding portion 50, and the second gear holding portion 51 are all formed to open at one end in the axial direction. The retaining portions 49, 50, and 51 cover the outer peripheral areas of the retaining portions 49, 50, and 51 with the plate-shaped cover member 64, thereby preventing the gears 40, 41, and 42 from falling off. I have.

基板45の下部には、集磁ホルダ52が配置されている。集磁ホルダ52は、非磁性材料、例えば樹脂材料によりほぼ有蓋円筒状に形成されたもので、ほぼ中央位置にインプットシャフト20が貫通する貫通孔を有する。この貫通孔の外周域には、集磁リング53,54が設けられている。また、集磁ホルダ52の一部の領域上には、第1、第2歯車用磁気センサ46,47に対応する位置に磁気遮蔽部材ハウジング70が設けられ、この磁気遮蔽部材ハウジング70内に、薄板状の磁気遮蔽材からなる遮磁板(磁気遮蔽部材)55が搭載されている。
更に、集磁ホルダ52の下部には、アウトプットシャフト21に磁性材料で形成された第1ヨーク56と第2ヨーク57が設けられている。
A magnetic flux collection holder 52 is arranged below the substrate 45. The magnetic flux collecting holder 52 is formed of a nonmagnetic material, for example, a resin material and has a substantially closed cylindrical shape, and has a through hole through which the input shaft 20 passes at a substantially central position. Magnetic flux collection rings 53 and 54 are provided in the outer peripheral area of the through hole. A magnetic shielding member housing 70 is provided at a position corresponding to the first and second gear magnetic sensors 46 and 47 on a partial area of the magnetic flux collecting holder 52. A magnetic shielding plate (magnetic shielding member) 55 made of a thin magnetic shielding material is mounted.
Further, a first yoke 56 and a second yoke 57 formed of a magnetic material on the output shaft 21 are provided below the magnetic flux collection holder 52.

図3に拡大して示すように、集磁ホルダ52の外周側には、舵角センサ用ホルダ部材48側から挿入された複数のスクリュー(図示せず)がねじ込まれる雌ねじ孔58,59,60が、軸方向に沿って貫通して形成されている。また、雌ねじ孔59,60にそれぞれ隣接して係合突起61,62が形成されている。雌ねじ孔58,59,60内にねじ込まれるスクリューと係合突起61,62によって、カバー部材64、舵角センサ用ホルダ部材48、基板45及び集磁ホルダ52が共締め固定される。   As shown in an enlarged manner in FIG. 3, female screw holes 58, 59, 60 into which a plurality of screws (not shown) inserted from the side of the steering angle sensor holder member 48 are screwed are provided on the outer peripheral side of the magnetic flux collecting holder 52. Are formed penetrating along the axial direction. Engagement protrusions 61 and 62 are formed adjacent to the female screw holes 59 and 60, respectively. The cover member 64, the steering angle sensor holder member 48, the substrate 45, and the magnetic flux collecting holder 52 are fastened and fixed together by the screws screwed into the female screw holes 58, 59, 60 and the engagement projections 61, 62.

磁気遮蔽部材ハウジング70は、例えば樹脂材料で形成されており、磁気遮蔽部材ハウジング本体部70a、弾性接続部70b、及び係合穴70c,70dを有する。
一方、遮磁板55は、磁性材料である例えばSPCC(冷間圧延鋼板)材で形成されており、図4に示すように、磁気遮蔽部材ハウジング70の係合穴70c,70dに対応する突起部55a,55bと、弾性接続部70bに対応するナップフィット用の切欠き部55cを有している。この遮磁板55は、ステアリングシャフト15(インプットシャフト20)の回転軸線に対し直角な平面上において、第1歯車マグネット43の全体および第2歯車マグネット44の全体とオーバーラップする形状になっている。
The magnetic shielding member housing 70 is formed of, for example, a resin material, and has a magnetic shielding member housing main body 70a, an elastic connecting portion 70b, and engagement holes 70c and 70d.
On the other hand, the magnetic shielding plate 55 is formed of a magnetic material, for example, SPCC (cold rolled steel plate), and as shown in FIG. It has notches 55c for nap fitting corresponding to the parts 55a and 55b and the elastic connection part 70b. The magnetic shielding plate 55 has a shape that overlaps the entire first gear magnet 43 and the entire second gear magnet 44 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15 (input shaft 20). .

そして、遮磁板55は、磁気遮蔽部材ハウジング70の係合穴70c,70dに突起部55a,55bが挿入され、磁気遮蔽部材ハウジング70の弾性接続部70bに切欠き部55cが噛合され、磁気遮蔽部材ハウジング本体部70aと弾性接続部70bに挟まれた状態で保持されている。
また、遮磁板55は、ステアリングシャフト15の回転軸線に対し直角な平面上において、第1ヨーク56または第2ヨーク57とオーバーラップするオーバーラップ領域を有し、ステアリングシャフト15(インプットシャフト20)の回転軸線に対し直角な平面上における遮磁板55の外縁は、オーバーラップ領域において、突起部および切欠き部を有しないように形成されている。
The magnetic shielding plate 55 has protrusions 55a and 55b inserted into the engagement holes 70c and 70d of the magnetic shielding member housing 70, and the notch 55c is engaged with the elastic connecting portion 70b of the magnetic shielding member housing 70, and the magnetic shielding plate 55 is magnetic. It is held in a state sandwiched between the shielding member housing main body 70a and the elastic connecting portion 70b.
Further, the magnetic shielding plate 55 has an overlap area overlapping the first yoke 56 or the second yoke 57 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15, and the steering shaft 15 (input shaft 20). The outer edge of the magnetic shielding plate 55 on a plane perpendicular to the rotation axis is formed so as not to have a protrusion and a notch in the overlap region.

図5は、図1に示したトルクセンサ24の一部を切り欠いて示しており、ホールIC検出タイプのトルクセンサを例に取ってその構成を示している。トルクセンサ24は、円環形状のトルクセンサマグネット65と、このマグネット65の径方向外側に配置され、径方向において互いに組み合わさる1対の第1ヨーク56及び第2ヨーク57と、この両ヨーク56,57間に、径方向に対向配置される1対の第1集磁リング53及び第2集磁リング54と、基板45に電気的に接続されるホールIC(トルクセンサ用磁気センサ)63とを有する。   FIG. 5 shows a part of the torque sensor 24 shown in FIG. 1 with a cutout, and shows the configuration of a Hall IC detection type torque sensor as an example. The torque sensor 24 includes an annular torque sensor magnet 65, a pair of first and second yokes 56 and 57 that are arranged radially outside the magnet 65 and are combined with each other in the radial direction. , 57, a pair of first magnetic flux collecting ring 53 and second magnetic flux collecting ring 54 disposed radially opposite to each other, and a Hall IC (magnetic sensor for torque sensor) 63 electrically connected to the substrate 45. Having.

トルクセンサマグネット65は、磁性材料によりほぼ円筒状に形成され、第1ヨーク56及び第2ヨーク57における各爪部56b,57bの内周側に、これら爪部と径方向に対向するかたちで配置される。
第1ヨーク56は、アウトプットシャフト(第2軸部材)21に設けられ、磁性材料で形成され、第1円環部56aと複数の第1爪部56bを有し、複数の第1爪部56bは第1円環部56aに設けられ、複数の第1爪部56bの夫々がアウトプットシャフト21の回転軸線の周方向に並んで配置されており、かつトルクセンサマグネット65と対向して設けられている。
The torque sensor magnet 65 is formed in a substantially cylindrical shape from a magnetic material, and is arranged on the inner peripheral side of each of the claws 56b, 57b of the first yoke 56 and the second yoke 57 so as to face these claws in the radial direction. Is done.
The first yoke 56 is provided on the output shaft (second shaft member) 21 and is made of a magnetic material. The first yoke 56 has a first annular portion 56a and a plurality of first claw portions 56b, and a plurality of first claw portions 56b. Is provided on the first annular portion 56a, and the plurality of first claw portions 56b are arranged side by side in the circumferential direction of the rotation axis of the output shaft 21, and are provided to face the torque sensor magnet 65. I have.

第2ヨーク57は、アウトプットシャフト(第2軸部材)21に設けられ、磁性材料で形成され、第2円環部57aと複数の第2爪部57bを有し、複数の第2爪部57bは第2円環部57aに設けられ、複数の第2爪部57bの夫々がアウトプットシャフト21の回転軸線の周方向において、複数の前記第1爪部の夫々と交互に並んで配置されており、かつトルクセンサマグネット65と対向して設けられている。
そして、第1爪部56b及び第2爪部57bは、トルクセンサマグネット65の径方向外側であってそれぞれ同一円周上に、かつ第1爪部56bと第2爪部57bとが、周方向に沿ってほぼ等間隔に交互に並ぶように配置される。
The second yoke 57 is provided on the output shaft (second shaft member) 21, is made of a magnetic material, has a second annular portion 57a and a plurality of second claw portions 57b, and a plurality of second claw portions 57b. Is provided on the second annular portion 57a, and each of the plurality of second claw portions 57b is alternately arranged with each of the plurality of first claw portions in the circumferential direction of the rotation axis of the output shaft 21. And, it is provided to face the torque sensor magnet 65.
The first claw portion 56b and the second claw portion 57b are radially outside the torque sensor magnet 65 and on the same circumference, respectively, and the first claw portion 56b and the second claw portion 57b are arranged in the circumferential direction. Are arranged alternately at substantially equal intervals.

図6(a)は、図5におけるホールIC63部分のトーションバー22の軸線と直交する平面の断面図である。また、図6(b)は、上述した第1、第2ヨーク56,57、第1、第2集磁リング53,54及びホールIC63の配置を模式的に示している。トーションバー22を囲むように同心円状に配置された第1ヨーク56と第2ヨーク57との間に、第1、第2集磁リング53,54が配置され、これら集磁リング53,54間にホールIC63が設けられている。
トルクセンサ24は、第1、第2ヨーク56,57間に発生した磁束を第1、第2集磁リング53,54で集磁し、これら第1、第2集磁リング53,54間に配置したホールIC63で検出する。
FIG. 6A is a cross-sectional view of a plane orthogonal to the axis of the torsion bar 22 in the portion of the Hall IC 63 in FIG. FIG. 6B schematically shows the arrangement of the first and second yokes 56 and 57, the first and second magnetic flux collection rings 53 and 54, and the Hall IC 63 described above. First and second magnetism collecting rings 53 and 54 are arranged between a first yoke 56 and a second yoke 57 arranged concentrically so as to surround the torsion bar 22. Is provided with a Hall IC 63.
The torque sensor 24 collects the magnetic flux generated between the first and second yokes 56 and 57 by the first and second magnetic flux collecting rings 53 and 54, and the magnetic flux between the first and second magnetic flux collecting rings 53 and 54. It is detected by the arranged Hall IC 63.

上記のような構成において、図7(a)に示すような、ステアリングシャフト15(ラックバー18)の中立位置(トルクゼロ)から、図7(b)に矢印TAで示すようなトルク(トーションバー捩れ)が発生すると、第1ヨーク56はN極に磁化され、第2ヨーク57はS極に磁化される。これによって、磁束は図5の矢印MAで示すように、第1集磁リング53からホールIC63を介して第2集磁リング54に向かって生成される。   In the above-described configuration, from the neutral position (zero torque) of the steering shaft 15 (rack bar 18) as shown in FIG. 7A, the torque (torsion bar torsion) as shown by an arrow TA in FIG. ) Occurs, the first yoke 56 is magnetized to the N pole, and the second yoke 57 is magnetized to the S pole. Thereby, the magnetic flux is generated from the first magnetic flux collecting ring 53 toward the second magnetic flux collecting ring 54 via the Hall IC 63 as shown by the arrow MA in FIG.

図8(a),(b)は、本発明における舵角センサマグネット(第1、第2歯車マグネット43,44)の配置を示している。図8(a)は、ラックバー18が中立位置にあるときの遮磁板55上の第1、第2歯車マグネット43,44の配置を示しており、図8(b)は、ラックバー18が中立位置にあるときの第1、第2歯車マグネット43,44の極性を示している。第1、第2歯車マグネット43,44は、ステアリングシャフト15(トーションバー22)の回転軸線に対し直角な平面上において、第1歯車マグネット43と第2歯車マグネット44との間の領域に、第1N極43nと第1S極43sにより生成される第1磁束と、第2N極44nと前記第2S極44sにより生成される第2磁束とが同じ方向を向くように配置されている。   FIGS. 8A and 8B show the arrangement of the steering angle sensor magnets (first and second gear magnets 43 and 44) in the present invention. FIG. 8A shows the arrangement of the first and second gear magnets 43 and 44 on the magnetic shielding plate 55 when the rack bar 18 is at the neutral position, and FIG. Shows the polarities of the first and second gear magnets 43 and 44 when are in the neutral position. The first and second gear magnets 43 and 44 are provided in a region between the first gear magnet 43 and the second gear magnet 44 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15 (torsion bar 22). The first magnetic flux generated by the 1N pole 43n and the first S pole 43s, and the second magnetic flux generated by the second N pole 44n and the second S pole 44s are arranged in the same direction.

図9は、遮磁板55とヨーク56,57の位置関係を示している。遮磁板55は、突起部55aと突起部55bとの間の直線部分55dが第1、第2集磁リング53,54の直線部分53a,54aに対応して配置されている。遮磁板55の直線部分55dと第1、第2集磁リング53,54の直線部分53a,54aは、第1、第2歯車マグネット43,44の中心を結ぶ直線とほぼ平行に配置される。また、集磁リングの直線部分53a,54aは、ホールIC63から離隔した位置に形成され、ホールIC63による磁気検出への影響が小さくなるようにしている。   FIG. 9 shows the positional relationship between the magnetic shielding plate 55 and the yokes 56 and 57. In the magnetic shielding plate 55, a straight portion 55d between the protrusion 55a and the protrusion 55b is disposed so as to correspond to the straight portions 53a and 54a of the first and second magnetic flux collection rings 53 and 54. The linear portion 55d of the magnetic shielding plate 55 and the linear portions 53a, 54a of the first and second magnetic flux collecting rings 53, 54 are arranged substantially parallel to a straight line connecting the centers of the first and second gear magnets 43, 44. . The linear portions 53a and 54a of the magnetic flux collection ring are formed at positions separated from the Hall IC 63 so that the Hall IC 63 has less influence on magnetic detection.

図10は、遮磁板55と舵角センサマグネット(第1、第2歯車マグネット43,44)の位置関係を示している。遮磁板55は、ステアリングシャフト15の回転軸線に対し直角な平面上において、第1歯車マグネット43の全体および第2歯車マグネット44の全体とオーバーラップする形状になっている。そして、この遮磁板55は、ステアリングシャフト15の回転軸線に対し直角な平面上において、第1ヨーク56または第2ヨーク57とオーバーラップするオーバーラップ領域を有し、ステアリングシャフト15の回転軸線に対し直角な平面上における遮磁板55の外縁は、オーバーラップ領域において、突起部および切欠き部を有しないように形成されている。   FIG. 10 shows the positional relationship between the magnetic shielding plate 55 and the steering angle sensor magnets (first and second gear magnets 43 and 44). The magnetic shielding plate 55 has a shape that overlaps the entire first gear magnet 43 and the entire second gear magnet 44 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15. The magnetic shielding plate 55 has an overlap area overlapping with the first yoke 56 or the second yoke 57 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15. The outer edge of the magnetic shielding plate 55 on a plane perpendicular to the plane is formed so as not to have a protrusion and a notch in the overlap region.

図11は、舵角センサマグネットの着磁方向を示している。第1歯車マグネット43および第2歯車マグネット44は、所謂、軸方向着磁によって着磁されている。軸方向着磁とは、磁性体であるマグネットの素材の軸方向端面に強い磁界を印加することにより、マグネットの素材の軸方向両側に対となるN極とS極を形成することである。磁界を印加するコイルは、マグネットの素材の軸方向端面に対しN極とS極の両方の磁極を形成するように磁界を印加するため、マグネットには、軸方向および周方向の夫々に、対となるN極とS極が形成される。このように着磁されたマグネットは、マグネットの径方向だけでなく、軸方向にも磁界が発生する。   FIG. 11 shows the magnetization direction of the steering angle sensor magnet. The first gear magnet 43 and the second gear magnet 44 are magnetized by so-called axial magnetization. Axial magnetization is to form a pair of north and south poles on both axial sides of the magnet material by applying a strong magnetic field to the axial end surface of the magnet material, which is a magnetic material. The coil for applying a magnetic field applies a magnetic field so as to form both a north pole and a south pole with respect to the axial end face of the material of the magnet. N and S poles are formed. The magnet thus magnetized generates a magnetic field not only in the radial direction of the magnet but also in the axial direction.

これによって、第1歯車マグネット43は、ステアリングシャフト15の回転軸線の方向において、第1N極の反対側に設けられた第3N極と、第1S極の反対側に設けられた第3S極を有している。同様に、第2歯車マグネット44は、ステアリングシャフト15の回転軸線の方向において、第2N極の反対側に設けられた第4N極と、第2S極の反対側に設けられた第4S極を有している。   Thus, the first gear magnet 43 has a third north pole provided on the opposite side of the first north pole and a third south pole provided on the opposite side of the first south pole in the direction of the rotation axis of the steering shaft 15. doing. Similarly, the second gear magnet 44 has a fourth north pole provided on the opposite side of the second north pole and a fourth south pole provided on the opposite side of the second south pole in the direction of the rotation axis of the steering shaft 15. doing.

図12は、ラックバー18が中立位置[0°]の場合に、第1、第2歯車マグネット43,44が逆方向に着磁された場合(従来)におけるマグネットの角度とトルク変動量との関係を示している。また、図13は、同じくラックバー18が中立位置[0°]の場合に、第1、第2歯車マグネット43,44が同一方向に着磁された場合(本発明)におけるマグネットの角度とトルク変動量との関係を示している。図12に示すように、第1、第2歯車マグネット43,44が逆方向に着磁されていると、ラックバー18が中立位置付近のトルク変動量ΔT1は比較的大きくなる。これに対し、図13に示すように、第1、第2歯車マグネット43,44が同一方向に着磁されていると、ラックバー18が中立位置付近のトルク変動量ΔT2は小さくなる。
従って、ステアリングホイール14が中立状態にあるとき、運転者はトルク変動を感じにくい。
FIG. 12 shows the relationship between the angle of the magnet and the torque fluctuation amount when the first and second gear magnets 43 and 44 are magnetized in the opposite direction (conventional) when the rack bar 18 is at the neutral position [0 °]. Shows the relationship. FIG. 13 also shows the angle and torque of the magnet when the first and second gear magnets 43 and 44 are magnetized in the same direction (in the present invention) when the rack bar 18 is at the neutral position [0 °]. The relationship with the variation is shown. As shown in FIG. 12, when the first and second gear magnets 43 and 44 are magnetized in opposite directions, the torque variation ΔT1 near the neutral position of the rack bar 18 becomes relatively large. On the other hand, as shown in FIG. 13, when the first and second gear magnets 43 and 44 are magnetized in the same direction, the torque variation ΔT2 near the neutral position of the rack bar 18 decreases.
Therefore, when the steering wheel 14 is in the neutral state, the driver does not easily feel the torque fluctuation.

図14(a)は、ラックバー18が中立状態において、第1、第2歯車マグネット43,44の着磁の向きが異なる方向の場合の磁束密度の分布の磁気シミュレーション結果を示し、図14(b)は、着磁の向きが同一方向の場合を対比して示している。図14(a)に示すように、着磁の向きが異なると第1、第2歯車マグネット43,44間に局所的な飽和領域SAが生成され、この飽和に伴う磁界の遮磁板55からの磁束の漏洩が発生する虞がある。
これに対し、着磁の向きが同一方向であれば、図14(b)に示すように第1、第2歯車マグネット43,44間に飽和領域は生成されず、局所的な飽和の発生を抑制できる。
FIG. 14A shows a magnetic simulation result of a magnetic flux density distribution in a case where the magnetization directions of the first and second gear magnets 43 and 44 are different directions when the rack bar 18 is in a neutral state. b) shows a case where the directions of magnetization are the same. As shown in FIG. 14A, if the directions of magnetization are different, a local saturation region SA is generated between the first and second gear magnets 43 and 44, and the magnetic shield plate 55 of the magnetic field associated with the saturation is generated. Leakage of magnetic flux may occur.
On the other hand, if the directions of magnetization are the same, no saturation region is generated between the first and second gear magnets 43 and 44 as shown in FIG. Can be suppressed.

図15(a),(b)はそれぞれ、図14(a),(b)における第1、第2歯車マグネット43,44の着磁の向きがそれぞれ90°回転した場合の磁束密度の分布の磁気シミュレーション結果を示している。図15(a),(b)ともに第1、第2歯車マグネット43,44間に飽和領域SA1,SA2が生成されるが、N極とS極が向き合う図15(a)の飽和領域SA1に比べて、S極とS極が向き合う図15(b)の方が飽和領域SA2は小さくなり、第1、第2歯車マグネット43,44の磁界に起因するトルクセンサ24の検出精度への影響を抑制することができる。   FIGS. 15A and 15B respectively show the distribution of the magnetic flux density when the magnetization directions of the first and second gear magnets 43 and 44 in FIGS. 14A and 14B are respectively rotated by 90 °. 9 shows the results of a magnetic simulation. In both FIGS. 15A and 15B, the saturation regions SA1 and SA2 are generated between the first and second gear magnets 43 and 44. However, the saturation regions SA1 in FIG. In comparison, in FIG. 15B in which the S and S poles face each other, the saturation region SA2 is smaller, and the influence on the detection accuracy of the torque sensor 24 due to the magnetic field of the first and second gear magnets 43 and 44 is reduced. Can be suppressed.

ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
ステアリング装置11は、その一つの態様において、
操舵機構12であって、操舵軸15と、転舵軸18を含み、
前記操舵軸15は、運転者の操舵操作に伴い回転可能であり、第1軸部材20と、第2軸部材21と、トーションバー22を含み、
前記第1軸部材20と前記第2軸部材21とは、前記トーションバー22を介して接続されており、
前記転舵軸18は、前記操舵軸15の回転に伴い、転舵輪16,17を転舵可能である、
前記操舵機構12と、
トルクセンサマグネット65であって、前記第1軸部材20に設けられ、円環形状を有し、前記操舵軸15の回転軸線に関する周方向においてN極とS極が交互に配置されている、
前記トルクセンサマグネット65と、
第1ヨーク56であって、前記第2軸部材21に設けられ、磁性材料で形成され、第1円環部56aと、複数の第1爪部56bを有し、
複数の前記第1爪部56bは、前記第1円環部56aに設けられ、複数の前記第1爪部56bの夫々が、前記第2軸部材21の回転軸線の周方向に並んで配置されており、かつ前記トルクセンサマグネット65と対向して設けられている、
前記第1ヨーク56と、
第2ヨーク57であって、前記第2軸部材21に設けられ、磁性材料で形成され、第2円環部57aと、複数の第2爪部57bを有し、
複数の前記第2爪部57bは、前記第2円環部57aに設けられ、複数の前記第2爪部57bの夫々が、前記第2軸部材21の回転軸線の周方向において、複数の前記第1爪部56bの夫々と交互に並んで配置されており、かつ前記トルクセンサマグネット65と対向して設けられている、
前記第2ヨーク57と、
トルクセンサ用磁気センサ63であって、前記第1円環部56aと前記第2円環部57aの間に設けられ、前記トルクセンサ用磁気センサ63が設けられた場の磁界に応じて信号を出力する、
前記トルクセンサ用磁気センサ63と、
第1歯車41であって、前記操舵軸15の回転に伴い回転可能であり、前記第1歯車41の回転軸線は、前記操舵軸15の回転軸線と平行であり、第1歯車本体部と、複数の第1の歯を備え、
複数の前記第1の歯は、前記第1歯車本体部の外周側に設けられている、
前記第1歯車41と、
第2歯車42であって、前記操舵軸の回転に伴い回転可能であり、前記第1歯車41の回転軸線は、前記操舵軸15の回転軸線と平行であり、第2歯車本体部と、複数の第2の歯を備え、
複数の前記第2の歯は、前記第2歯車本体部の外周側に設けられており、かつ前記第1の歯の数と互いに割り切れない数だけ設けられている、
前記第2歯車42と、
第1歯車マグネット43であって、前記第1歯車本体部に設けられ、1対の磁極である第1N極と第1S極を有している、
前記第1歯車マグネット43と、
第2歯車マグネット44であって、前記第2歯車本体部に設けられ、1対の磁極である第2N極と第2S極を有しており、
前記転舵軸18が中立位置にあるとき、前記操舵軸15の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1歯車マグネット43と前記第2歯車マグネット44との間の領域に、前記第1N極と前記第1S極により生成される第1磁束と、前記第2N極と前記第2S極により生成される第2磁束とが同じ方向を向くように配置されている、
前記第2歯車マグネット44と、
第1歯車用磁気センサ46であって、前記第1歯車マグネット43の磁界の変化に基づき前記第1歯車41の回転角を検出する、
前記第1歯車用磁気センサ46と、
第2歯車用磁気センサ47であって、前記第2歯車マグネット44の磁界の変化に基づき前記第2歯車42の回転角を検出する、
前記第2歯車用磁気センサ47と、
磁気遮蔽部材55であって、磁性材料で形成されており、前記操舵軸15の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1歯車用磁気センサ46および前記第2歯車用磁気センサ47とオーバーラップしている、
前記磁気遮蔽部材55と、
電動アクチュエータ31であって、前記トルクセンサ用磁気センサ63の出力信号、前記第1歯車用磁気センサ46の出力信号、および前記第2歯車用磁気センサ47の出力信号に基づき、前記操舵機構12に操舵力を付与する、
前記電動アクチュエータ31と、
を有することを特徴とする。
Here, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiment will be described below together with their effects.
The steering device 11 is, in one aspect thereof,
A steering mechanism 12, including a steering shaft 15 and a turning shaft 18,
The steering shaft 15 is rotatable with a driver's steering operation, and includes a first shaft member 20, a second shaft member 21, and a torsion bar 22,
The first shaft member 20 and the second shaft member 21 are connected via the torsion bar 22,
The steered shaft 18 can steer steered wheels 16, 17 with the rotation of the steering shaft 15.
The steering mechanism 12,
A torque sensor magnet 65, which is provided on the first shaft member 20, has an annular shape, and N poles and S poles are alternately arranged in a circumferential direction with respect to a rotation axis of the steering shaft 15;
The torque sensor magnet 65;
A first yoke 56, which is provided on the second shaft member 21 and is made of a magnetic material, and has a first annular portion 56a and a plurality of first claw portions 56b;
The plurality of first claw portions 56b are provided on the first annular portion 56a, and each of the plurality of first claw portions 56b is arranged side by side in the circumferential direction of the rotation axis of the second shaft member 21. And is provided so as to face the torque sensor magnet 65.
The first yoke 56;
A second yoke 57 provided on the second shaft member 21 and made of a magnetic material, having a second annular portion 57a and a plurality of second claw portions 57b;
The plurality of second claw portions 57b are provided on the second annular portion 57a, and each of the plurality of second claw portions 57b is connected to the plurality of The first claw portions 56b are arranged alternately with each other, and are provided to face the torque sensor magnet 65.
The second yoke 57,
A magnetic sensor 63 for a torque sensor, which is provided between the first annular portion 56a and the second annular portion 57a and outputs a signal in accordance with a magnetic field of a field where the magnetic sensor 63 for a torque sensor is provided. Output,
A magnetic sensor 63 for the torque sensor;
A first gear 41, which is rotatable with the rotation of the steering shaft 15, a rotation axis of the first gear 41 is parallel to a rotation axis of the steering shaft 15, and a first gear body; A plurality of first teeth,
The plurality of first teeth are provided on an outer peripheral side of the first gear body.
The first gear 41,
The second gear 42 is rotatable with the rotation of the steering shaft. The rotation axis of the first gear 41 is parallel to the rotation axis of the steering shaft 15. With a second tooth of
The plurality of second teeth are provided on the outer peripheral side of the second gear body, and provided in a number that is indivisible from the number of the first teeth.
The second gear 42;
A first gear magnet 43, which is provided on the first gear main body and has a first north pole and a first south pole, which are a pair of magnetic poles;
The first gear magnet 43;
A second gear magnet 44, provided on the second gear main body, having a pair of magnetic poles, a second north pole and a second south pole,
When the steered shaft 18 is in the neutral position, the first N magnet is located in a region between the first gear magnet 43 and the second gear magnet 44 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15. A first magnetic flux generated by the pole and the first south pole, and a second magnetic flux generated by the second north pole and the second south pole are arranged in the same direction;
The second gear magnet 44;
A first gear magnetic sensor for detecting a rotation angle of the first gear based on a change in a magnetic field of the first gear magnet;
The first gear magnetic sensor 46;
A second gear magnetic sensor 47 for detecting a rotation angle of the second gear 42 based on a change in a magnetic field of the second gear magnet 44;
The second gear magnetic sensor 47;
A magnetic shielding member 55 made of a magnetic material, which overlaps with the first gear magnetic sensor 46 and the second gear magnetic sensor 47 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15; Wrapping,
The magnetic shielding member 55;
The electric actuator 31, based on an output signal of the torque sensor magnetic sensor 63, an output signal of the first gear magnetic sensor 46, and an output signal of the second gear magnetic sensor 47, Giving steering force,
The electric actuator 31,
It is characterized by having.

上記構成によると、舵角センサマグネットである第1歯車マグネット43および第2歯車マグネット44がトルクセンサ24の第1ヨーク56または第2ヨーク57と近接している場合、これら第1、第2ヨーク56,57が第1、第2歯車マグネット43,44の磁界を受け、トルクセンサ24の検出精度に影響を与える虞がある。この影響は、車両の直進状態、換言すれば、ステアリングホイール14が中立状態にあるとき、運転者は敏感に感じやすい。なぜなら、車両が直進状態では、アシストトルクも零に近いことが多く、トルクセンサ24の検出トルクにおける第1、第2歯車マグネット43,44の検出精度の低下の影響の割合が相対的に大きくなるためである。   According to the above configuration, when the first gear magnet 43 and the second gear magnet 44, which are the steering angle sensor magnets, are close to the first yoke 56 or the second yoke 57 of the torque sensor 24, these first and second yokes are used. The magnetic fields 56 and 57 receive the magnetic fields of the first and second gear magnets 43 and 44 and may affect the detection accuracy of the torque sensor 24. This effect is easily felt by the driver when the vehicle is traveling straight, in other words, when the steering wheel 14 is in the neutral state. This is because the assist torque is often close to zero when the vehicle is traveling straight, and the ratio of the detection torque of the torque sensor 24 due to the decrease in the detection accuracy of the first and second gear magnets 43 and 44 becomes relatively large. That's why.

本発明では、車両の直進状態において、操舵軸15の回転軸線に対し直角な平面において、第1N極と第1S極により生成される第1磁束と、第2N極と第2S極により生成される第2磁束とが同じ方向を向くように配置されている。換言すれば、第1N極と第2N極が同じ方向を向くように配置されている。この状態では、磁気遮蔽部材55における磁界、特に第1歯車用磁気センサ46と第2歯車用磁気センサ47の間の領域において、磁界がスムーズに循環するようになり、磁気遮蔽部材55における局所的な飽和の発生が抑制される。よって、この飽和に伴う磁界の磁気遮蔽部材55からの漏洩が抑制され、第1、第2歯車マグネット43,44の磁界に起因するトルクセンサ24の検出精度への影響を抑制することができる。   In the present invention, in a straight traveling state of the vehicle, on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15, the first magnetic flux generated by the first north pole and the first south pole and the second magnetic pole generated by the second north pole and the second south pole. The second magnetic flux is arranged so as to face the same direction. In other words, the first N pole and the second N pole are arranged so as to face in the same direction. In this state, the magnetic field in the magnetic shielding member 55, particularly in the region between the first gear magnetic sensor 46 and the second gear magnetic sensor 47, smoothly circulates, The occurrence of excessive saturation is suppressed. Therefore, the leakage of the magnetic field due to the saturation from the magnetic shielding member 55 is suppressed, and the influence on the detection accuracy of the torque sensor 24 due to the magnetic field of the first and second gear magnets 43 and 44 can be suppressed.

ステアリング装置11の好ましい態様では、前記磁気遮蔽部材55は、前記操舵軸15の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1ヨーク56または前記第2ヨーク57とオーバーラップするオーバーラップ領域を有し、
前記操舵軸15の回転軸線に対し直角な平面上における前記磁気遮蔽部材55の外縁は、前記オーバーラップ領域において、突起部および切欠き部を有しないことを特徴とする。
In a preferred embodiment of the steering device 11, the magnetic shielding member 55 has an overlap area that overlaps with the first yoke 56 or the second yoke 57 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15. And
The outer edge of the magnetic shielding member 55 on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15 does not have a protrusion and a notch in the overlap region.

上記構成によると、磁気遮蔽部材55と第1、第2ヨーク56,57とがオーバーラップする程度に両者を近接させることにより、装置全体の径方向寸法の大型化を抑制することができる。このオーバーラップ領域では、第1、第2ヨーク56,57は、磁気遮蔽部材55からの磁界の影響を受けやすい。特に、磁気遮蔽部材55に突起部や切欠き部があると、これらの部分に磁気の飽和が発生しやすく、第1、第2ヨーク56,57への磁界の影響が大きくなる虞がある。   According to the above configuration, the magnetic shield member 55 and the first and second yokes 56 and 57 are brought close to each other to such an extent that they overlap, thereby suppressing an increase in the radial dimension of the entire apparatus. In this overlap region, the first and second yokes 56 and 57 are easily affected by the magnetic field from the magnetic shielding member 55. In particular, if the magnetic shielding member 55 has protrusions or notches, magnetic saturation is likely to occur in these portions, and the magnetic field may have a greater effect on the first and second yokes 56 and 57.

そこで、オーバーラップ領域においては、突起部や切欠き部を設けず、例えば、直線形状、円弧形状、滑らかな曲線形状とすることで、磁気の飽和の発生を抑制し、第1、第2歯車マグネット43,44によるトルクセンサ24の検出精度への影響を抑制することができる。   Therefore, in the overlap region, the occurrence of magnetic saturation is suppressed by providing, for example, a linear shape, an arc shape, or a smooth curved shape without providing a projection or a notch, and thereby suppressing the occurrence of the first and second gears. The influence of the magnets 43 and 44 on the detection accuracy of the torque sensor 24 can be suppressed.

さらに別の好ましい態様では、磁気遮蔽部材ハウジングを備え、
前記磁気遮蔽部材ハウジングは、樹脂材料で形成されており、磁気遮蔽部材ハウジング本体部と、弾性接続部を備え、
前記磁気遮蔽部材は、磁気遮蔽部材本体部と磁気遮蔽部材突起部を備え、
前記磁気遮蔽部材突起部は、前記オーバーラップ領域から外れた領域に設けられており、前記操舵軸15の回転軸線に対して直角な平面において、前記磁気遮蔽部材本体部から突出する形状を有し、前記磁気遮蔽部材ハウジング本体部と前記弾性接続部に挟まれた状態で保持されていることを特徴とする。
In yet another preferred aspect, the apparatus includes a magnetic shielding member housing,
The magnetic shielding member housing is formed of a resin material, and includes a magnetic shielding member housing main body portion and an elastic connection portion,
The magnetic shielding member includes a magnetic shielding member body and a magnetic shielding member protrusion,
The magnetic shielding member protrusion is provided in a region outside the overlap region, and has a shape protruding from the magnetic shielding member main body in a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15. The magnetic shielding member is held in a state sandwiched between the housing main body and the elastic connection portion.

上記構成によると、磁気遮蔽部材突起部が、磁気遮蔽部材ハウジング本体部と弾性接続部により挟まれた状態で保持されることにより、磁気遮蔽部材ハウジングに磁気遮蔽部材をしっかりと固定することができる。この固定は、所謂スナップフィットのように、弾性接続部の弾性変形を利用したものであり、ビスや接着剤を使用することなく、磁気遮蔽部材を固定することができるため、装置の組立性を向上させることができる。この固定のための磁気遮蔽部材突起部は、オーバーラップ領域から外れた部分に設けられているため、仮に磁気遮蔽部材突起部において、磁気の飽和が発生した場合においても、この磁気の飽和に伴う第1、第2ヨークへの影響を抑制することができる。   According to the above configuration, the magnetic shielding member projection is held in a state sandwiched between the magnetic shielding member housing main body and the elastic connection portion, so that the magnetic shielding member can be firmly fixed to the magnetic shielding member housing. . This fixing utilizes the elastic deformation of the elastic connecting portion as in a so-called snap fit. Since the magnetic shielding member can be fixed without using a screw or an adhesive, the assemblability of the device is improved. Can be improved. Since the magnetic shielding member protrusion for fixing is provided at a portion deviating from the overlap region, even if magnetic saturation occurs in the magnetic shielding member projection, the magnetic saturation The influence on the first and second yokes can be suppressed.

さらに別の好ましい態様では、前記磁気遮蔽部材55は、前記操舵軸15の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1歯車マグネットの全体および前記第2歯車マグネットの全体とオーバーラップしていることを特徴とする。   In still another preferred embodiment, the magnetic shielding member 55 overlaps the entire first gear magnet and the entire second gear magnet on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft 15. It is characterized by the following.

上記構成によると、第1、第2歯車マグネット43,44から、直接、第1、第2ヨーク56,57へ磁界が飛ぶことを抑制することができる。   According to the above configuration, it is possible to suppress the magnetic field from directly flying from the first and second gear magnets 43 and 44 to the first and second yokes 56 and 57.

さらに別の好ましい態様では、前記第1歯車マグネット43は、前記操舵軸15の回転軸線の方向において、前記第1N極の反対側に設けられた第3N極と、前記第1S極の反対側に設けられた第3S極を有しており、
前記第2歯車マグネット44は、前記操舵軸15の回転軸線の方向において、前記第2N極の反対側に設けられた第4N極と、前記第2S極の反対側に設けられた第4S極を有していることを特徴とする。
In still another preferred embodiment, the first gear magnet 43 includes a third N pole provided on a side opposite to the first N pole in a direction of a rotation axis of the steering shaft 15, and a side opposite to the first S pole. A third south pole provided,
The second gear magnet 44 includes a fourth north pole provided on the opposite side of the second north pole and a fourth south pole provided on the opposite side of the second south pole in the direction of the rotation axis of the steering shaft 15. It is characterized by having.

上記構成によると、第1歯車マグネット43および第2歯車マグネット44は、所謂、軸方向着磁によって着磁されている。軸方向着磁とは、磁性体であるマグネットの素材の軸方向端面に強い磁界を印加することにより、マグネットの素材の軸方向両側に対となるN極とS極を形成することである。磁界を印加するコイルは、マグネットの素材の軸方向端面に対しN極とS極の両方の磁極を形成するように磁界を印加するため、マグネットには、軸方向および周方向の夫々に、対となるN極とS極が形成される。このように着磁されたマグネットは、マグネットの径方向だけでなく、軸方向にも磁界が発生する。   According to the above configuration, the first gear magnet 43 and the second gear magnet 44 are magnetized by so-called axial magnetization. Axial magnetization is to form a pair of north and south poles on both axial sides of the magnet material by applying a strong magnetic field to the axial end surface of the magnet material, which is a magnetic material. The coil for applying a magnetic field applies a magnetic field so as to form both a north pole and a south pole with respect to the axial end face of the material of the magnet. N and S poles are formed. The magnet thus magnetized generates a magnetic field not only in the radial direction of the magnet but also in the axial direction.

一方、第1歯車マグネット43と第2歯車マグネット44は、転舵軸18が中立位置にあるとき、第1N極と第2N極が同じ向きになるように配置されているが、操舵軸15の回転に伴い、第1、第2歯車マグネット43,44が回転すると、例えば、第1歯車マグネット43の第1S極と第2歯車マグネット44の第2S極とが、互いに対向する配置となる。このとき、第1S極と第2S極は、磁気遮蔽部材55において、互いに反発し合う磁界を発生させる。この反発し合う磁界は、磁気遮蔽部材55における磁気の飽和の原因となる。   On the other hand, the first gear magnet 43 and the second gear magnet 44 are arranged such that the first north pole and the second north pole are in the same direction when the steering shaft 18 is in the neutral position. When the first and second gear magnets 43 and 44 rotate with the rotation, for example, the first S pole of the first gear magnet 43 and the second S pole of the second gear magnet 44 face each other. At this time, the first S pole and the second S pole generate magnetic fields that repel each other in the magnetic shielding member 55. This repelling magnetic field causes a magnetic saturation in the magnetic shielding member 55.

しかし、第1、第2歯車マグネット43,44は、軸方向着磁されているため、第1、第2歯車マグネット43,44の発生する磁界は、第1、第2歯車マグネット43,44の磁界が互いに反発し合うものだけでなく、第1、第2歯車マグネット43,44、夫々において軸方向に飛ぶ磁界も含まれ、互いに反発し合う磁界は、相対的に少なくなる。よって、第1、第2歯車マグネット43,44が、軸方向着磁されていないものに比べ、磁気遮蔽部材55における磁気の飽和の発生を抑制することができる。   However, since the first and second gear magnets 43 and 44 are magnetized in the axial direction, the magnetic field generated by the first and second gear magnets 43 and 44 is generated by the first and second gear magnets 43 and 44. Not only the magnetic fields repelling each other, but also the magnetic fields flying in the axial direction in each of the first and second gear magnets 43 and 44, the magnetic fields repelling each other are relatively small. Therefore, the occurrence of magnetic saturation in the magnetic shielding member 55 can be suppressed as compared with the case where the first and second gear magnets 43 and 44 are not magnetized in the axial direction.

以上の実施形態で説明された構成は、本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものに過ぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。   The configurations described in the above embodiments are only schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea described in the claims.

11…ステアリング装置、12…操舵機構、13…操舵アシスト機構、14…ステアリングホイール、15…ステアリングシャフト(操舵軸)、16,17…タイヤ(転舵輪)、18…ラックバー(転舵軸)、18a…ラック歯、19…ラックアンドピニオン機構、20…インプットシャフト(第1軸部材)、21…アウトプットシャフト(第2軸部材)、21a…ピニオン歯、22…トーションバー、23…舵角センサ、24…トルクセンサ、25,26…タイロッド、31…電動モータ(電動アクチュエータ)、32…制御装置(ECU)、33…伝達機構、34…CANバス、35…センサハーネス、41…第1歯車、42…第2歯車、43…第1歯車マグネット、44…第2歯車マグネット、45…基板、46…第1歯車用磁気センサ、47…第2歯車用磁気センサ、52…集磁ホルダ、53…第1集磁リング、54…第2集磁リング、55…遮磁板(磁気遮蔽部材)、56…第1ヨーク、56a…第1円環部、56b…第1爪部、57…第2ヨーク、57a…第2円環部、57b…第2爪部、63…ホールIC(トルクセンサ用磁気センサ)、64…カバー部材、65…トルクセンサマグネット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Steering device, 12 ... Steering mechanism, 13 ... Steering assist mechanism, 14 ... Steering wheel, 15 ... Steering shaft (steering shaft), 16, 17 ... Tire (steering wheel), 18 ... Rack bar (steering shaft), 18a: rack teeth, 19: rack and pinion mechanism, 20: input shaft (first shaft member), 21: output shaft (second shaft member), 21a: pinion teeth, 22: torsion bar, 23: steering angle sensor, Reference numeral 24: Torque sensor, 25, 26: Tie rod, 31: Electric motor (electric actuator), 32: Control device (ECU), 33: Transmission mechanism, 34: CAN bus, 35: Sensor harness, 41: First gear, 42 ... second gear, 43 ... first gear magnet, 44 ... second gear magnet, 45 ... substrate, 46 ... magnetic sensor for first gear , 47: magnetic sensor for second gear, 52: magnetic flux collecting holder, 53: first magnetic flux collecting ring, 54: second magnetic flux collecting ring, 55: magnetic shielding plate (magnetic shielding member), 56: first yoke, 56a ... First annular portion, 56b First claw portion, 57 Second yoke, 57a Second annular portion, 57b Second claw portion, 63 Hall IC (magnetic sensor for torque sensor), 64 Cover Member, 65: Torque sensor magnet

Claims (5)

ステアリング装置において、
操舵機構であって、操舵軸と、転舵軸を含み、
前記操舵軸は、運転者の操舵操作に伴い回転可能であり、第1軸部材と、第2軸部材と、トーションバーを含み、
前記第1軸部材と前記第2軸部材とは、前記トーションバーを介して接続されており、
前記転舵軸は、前記操舵軸の回転に伴い、転舵輪を転舵可能である、
前記操舵機構と、
トルクセンサマグネットであって、前記第1軸部材に設けられ、円環形状を有し、前記操舵軸の回転軸線に関する周方向においてN極とS極が交互に配置されている、
前記トルクセンサマグネットと、
第1ヨークであって、前記第2軸部材に設けられ、磁性材料で形成され、第1円環部と、複数の第1爪部を有し、
複数の前記第1爪部は、前記第1円環部に設けられ、複数の前記第1爪部の夫々が、前記第2軸部材の回転軸線の周方向に並んで配置されており、かつ前記トルクセンサマグネットと対向して設けられている、
前記第1ヨークと、
第2ヨークであって、前記第2軸部材に設けられ、磁性材料で形成され、第2円環部と、複数の第2爪部を有し、
複数の前記第2爪部は、前記第2円環部に設けられ、複数の前記第2爪部の夫々が、前記第2軸部材の回転軸線の周方向において、複数の前記第1爪部の夫々と交互に並んで配置されており、かつ前記トルクセンサマグネットと対向して設けられている、
前記第2ヨークと、
トルクセンサ用磁気センサであって、前記第1円環部と前記第2円環部の間に設けられ、前記トルクセンサ用磁気センサが設けられた場の磁界に応じて信号を出力する、
前記トルクセンサ用磁気センサと、
第1歯車であって、前記操舵軸の回転に伴い回転可能であり、前記第1歯車の回転軸線は、前記操舵軸の回転軸線と平行であり、第1歯車本体部と、複数の第1の歯を備え、
複数の前記第1の歯は、前記第1歯車本体部の外周側に設けられている、
前記第1歯車と、
第2歯車であって、前記操舵軸の回転に伴い回転可能であり、前記第1歯車の回転軸線は、前記操舵軸の回転軸線と平行であり、第2歯車本体部と、複数の第2の歯を備え、
複数の前記第2の歯は、前記第2歯車本体部の外周側に設けられており、かつ前記第1の歯の数と互いに割り切れない数だけ設けられている、
前記第2歯車と、
第1歯車マグネットであって、前記第1歯車本体部に設けられ、1対の磁極である第1N極と第1S極を有している、
前記第1歯車マグネットと、
第2歯車マグネットであって、前記第2歯車本体部に設けられ、1対の磁極である第2N極と第2S極を有しており、
前記転舵軸が中立位置にあるとき、前記操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1歯車マグネットと前記第2歯車マグネットとの間の領域に、前記第1N極と前記第1S極により生成される第1磁束と、前記第2N極と前記第2S極により生成される第2磁束とが同じ方向を向くように配置されている、
前記第2歯車マグネットと、
第1歯車用磁気センサであって、前記第1歯車マグネットの磁界の変化に基づき前記第1歯車の回転角を検出する、
前記第1歯車用磁気センサと、
第2歯車用磁気センサであって、前記第2歯車マグネットの磁界の変化に基づき前記第2歯車の回転角を検出する、
前記第2歯車用磁気センサと、
磁気遮蔽部材であって、磁性材料で形成されており、前記操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1歯車用磁気センサおよび前記第2歯車用磁気センサとオーバーラップしている、
前記磁気遮蔽部材と、
電動アクチュエータであって、前記トルクセンサ用磁気センサの出力信号、前記第1歯車用磁気センサの出力信号、および前記第2歯車用磁気センサの出力信号に基づき、前記操舵機構に操舵力を付与する、
前記電動アクチュエータと、
を有することを特徴とするステアリング装置。
In the steering device,
A steering mechanism, including a steering axis and a turning axis,
The steering shaft is rotatable with a driver's steering operation, and includes a first shaft member, a second shaft member, and a torsion bar,
The first shaft member and the second shaft member are connected via the torsion bar,
The steered shaft, with the rotation of the steering shaft, can steer steered wheels,
The steering mechanism;
A torque sensor magnet, provided on the first shaft member, having an annular shape, and N poles and S poles are alternately arranged in a circumferential direction with respect to a rotation axis of the steering shaft;
The torque sensor magnet;
A first yoke, provided on the second shaft member, formed of a magnetic material, having a first annular portion and a plurality of first claws;
The plurality of first claw portions are provided on the first annular portion, and each of the plurality of first claw portions is arranged side by side in a circumferential direction of a rotation axis of the second shaft member, and Provided opposed to the torque sensor magnet,
The first yoke;
A second yoke, provided on the second shaft member, formed of a magnetic material, having a second annular portion and a plurality of second claws;
A plurality of the second claw portions are provided on the second annular portion, and each of the plurality of the second claw portions is a plurality of the first claw portions in a circumferential direction of a rotation axis of the second shaft member. Are arranged alternately with each other, and are provided facing the torque sensor magnet,
The second yoke;
A magnetic sensor for a torque sensor, which is provided between the first annular portion and the second annular portion, and outputs a signal in accordance with a magnetic field of a field provided with the magnetic sensor for a torque sensor.
A magnetic sensor for the torque sensor;
A first gear, which is rotatable with rotation of the steering shaft, a rotation axis of the first gear is parallel to a rotation axis of the steering shaft, a first gear body, and a plurality of first gears. Equipped with teeth
The plurality of first teeth are provided on an outer peripheral side of the first gear body.
Said first gear;
A second gear that is rotatable with the rotation of the steering shaft, a rotation axis of the first gear is parallel to a rotation axis of the steering shaft, a second gear body, and a plurality of second gears. Equipped with teeth
The plurality of second teeth are provided on the outer peripheral side of the second gear body, and provided in a number that is indivisible from the number of the first teeth.
Said second gear;
A first gear magnet, which is provided on the first gear main body and has a first north pole and a first south pole, which are a pair of magnetic poles;
Said first gear magnet;
A second gear magnet, provided on the second gear body, having a pair of magnetic poles, a second north pole and a second south pole;
When the steered shaft is in the neutral position, the first N-pole and the second N-pole are located in a region between the first gear magnet and the second gear magnet on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft. A first magnetic flux generated by a 1S pole and a second magnetic flux generated by the second N pole and the second S pole are arranged so as to face in the same direction;
Said second gear magnet;
A magnetic sensor for a first gear, which detects a rotation angle of the first gear based on a change in a magnetic field of the first gear magnet,
A magnetic sensor for the first gear;
A magnetic sensor for a second gear, which detects a rotation angle of the second gear based on a change in a magnetic field of the second gear magnet;
A magnetic sensor for the second gear;
A magnetic shielding member, which is formed of a magnetic material and overlaps with the first gear magnetic sensor and the second gear magnetic sensor on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft. ,
The magnetic shielding member,
An electric actuator that applies a steering force to the steering mechanism based on an output signal of the torque sensor magnetic sensor, an output signal of the first gear magnetic sensor, and an output signal of the second gear magnetic sensor. ,
Said electric actuator,
A steering device comprising:
請求項1に記載のステアリング装置において、前記磁気遮蔽部材は、前記操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1ヨークまたは前記第2ヨークとオーバーラップするオーバーラップ領域を有し、
前記操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上における前記磁気遮蔽部材の外縁は、前記オーバーラップ領域において、突起部および切欠き部を有しないことを特徴とするステアリング装置。
The steering device according to claim 1, wherein the magnetic shielding member has an overlap area overlapping the first yoke or the second yoke on a plane perpendicular to a rotation axis of the steering shaft,
An outer edge of the magnetic shielding member on a plane perpendicular to a rotation axis of the steering shaft has no protrusion and notch in the overlap region.
請求項2に記載のステアリング装置は、磁気遮蔽部材ハウジングを備え、
前記磁気遮蔽部材ハウジングは、樹脂材料で形成されており、磁気遮蔽部材ハウジング本体部と、弾性接続部を備え、
前記磁気遮蔽部材は、磁気遮蔽部材本体部と磁気遮蔽部材突起部を備え、
前記磁気遮蔽部材突起部は、前記オーバーラップ領域から外れた領域に設けられており、前記操舵軸の回転軸線に対して直角な平面において、前記磁気遮蔽部材本体部から突出する形状を有し、前記磁気遮蔽部材ハウジング本体部と前記弾性接続部に挟まれた状態で保持されていることを特徴とするステアリング装置。
The steering device according to claim 2 includes a magnetic shielding member housing,
The magnetic shielding member housing is formed of a resin material, and includes a magnetic shielding member housing main body portion and an elastic connection portion,
The magnetic shielding member includes a magnetic shielding member body and a magnetic shielding member protrusion,
The magnetic shielding member projection is provided in a region deviating from the overlap region, and has a shape protruding from the magnetic shielding member main body in a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft, A steering device, wherein the steering device is held between the magnetic shielding member housing main body and the elastic connection portion.
請求項1に記載のステアリング装置において、前記磁気遮蔽部材は、前記操舵軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記第1歯車マグネットの全体および前記第2歯車マグネットの全体とオーバーラップしていることを特徴とするステアリング装置。   2. The steering device according to claim 1, wherein the magnetic shielding member overlaps the entire first gear magnet and the entire second gear magnet on a plane perpendicular to the rotation axis of the steering shaft. A steering device. 請求項1に記載のステアリング装置において、前記第1歯車マグネットは、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第1N極の反対側に設けられた第3N極と、前記第1S極の反対側に設けられた第3S極を有しており、
前記第2歯車マグネットは、前記操舵軸の回転軸線の方向において、前記第2N極の反対側に設けられた第4N極と、前記第2S極の反対側に設けられた第4S極を有していることを特徴とするステアリング装置。
2. The steering device according to claim 1, wherein the first gear magnet includes a third N pole provided on a side opposite to the first N pole and a side opposite to the first S pole in a direction of a rotation axis of the steering shaft. 3. Has a third south pole provided at
The second gear magnet has a fourth north pole provided on the opposite side of the second north pole and a fourth south pole provided on the opposite side of the second south pole in the direction of the rotation axis of the steering shaft. A steering device.
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