JP5130097B2 - トルクセンサ - Google Patents

Description

本発明は、回転体に働くトルクを非接触で検出するトルクセンサに関するものである。

従来、車両のステアリング系に設けられるトルクセンサとして、回転するシャフトに対して接触しないでシャフトに働く操舵トルクを検出する非接触タイプのものが用いられている。

この種のトルクセンサとして、特許文献１に開示されたものは、ハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、ハウジングに固定して設けられる固定磁気回路部と、この固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気センサとを備える。

トーションバーがこれに働くトルクによって捩れ変形すると、磁気発生部と回転磁気回路部との相対位置が変化し、磁気発生部から回転磁気回路部を介して固定磁気回路部に導かれる磁束密度が変化し、磁気センサの出力に基づいてトーションバーに働くトルクを検出するようになっている。

回転磁気回路部は、一対の軟磁性リングを備え、各軟磁性リングの先端部が磁気発生部に対峙する。固定磁気回路部は、ハウジングの内壁面に取り付けられる一対の集磁リングを備え、この集磁リングが各軟磁性リングの外周部に対峙するように配置される。

これにより、各軟磁性リングがトーションバー及び磁気発生部と共に回転しても、各軟磁性リングから各集磁リングに導かれる磁束密度が変化しないように構成されており、磁気センサは回転するトーションバーに働くトルクを非接触で検出することができる。
特開２００７−２４０４９６号公報

しかしながら、このような従来のトルクセンサにあって、後述するように、軟磁性リングの形状が複雑化し、トルクセンサが大型化するとともに、例えば軟磁性リングをプレス加工することが難しいという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、軟磁性リングの形状を簡素化し、トルクセンサの小型軽量化をはかることを目的とする。

本発明は、ハウジングと、このハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、ハウジングに固定して設けられる固定磁気回路部と、この固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段とを備え、磁気発生部はトーションバーの回転軸方向に磁界を発生する磁極面を有し、回転磁気回路部は磁気発生部から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リングを備え、この第一、第二軟磁性リングは、トーションバーの同心上に配置される第一、第二磁路環部と、磁気発生部の磁極面に対峙する第一、第二磁路先端部と、この第一、第二磁路先端部から第一、第二磁路環部へと延びる第一、第二磁路柱部とを有し、磁気発生部から出される磁束が第一、第二磁路先端部と第一、第二磁路柱部と第一、第二磁路環部とを通って固定磁気回路部に導かれるトルクセンサであって、第一、第二磁路先端部は、共に磁気発生部の一方の磁極面に対峙し、第一磁路柱部は、第一磁路先端部から曲折し、磁気発生部の側方を通って延びる形状を有し、第二磁路柱部は、第二磁路先端部から曲折し、磁気発生部から離れる方向に延びる形状を有し、第一、第二磁路柱部が互いに離れる方向に延びる構成とした。

本発明によると、第一、第二磁路柱部が互いに離れる方向に延びる構造により、第一、第二磁路環部の間で磁気短絡が起きないように第一、第二磁路環部を十分に離しても、第一、第二磁路柱部の一方が回転軸方向について長くなることを抑えられる。このため、第一、第二軟磁性リングをプレス加工により形成することが可能となり、製品のコストダウンがはかれる。

また、第一、第二磁路柱部の一方が磁気発生部の側方に配置されることにより、トルクセンサの回転軸方向の長さが増大することを抑えられ、トルクセンサの小型軽量化がはかれる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に本発明が適用される車両のパワーステアリング装置の一例を示す。このパワーステアリング装置１は、ステアリングハンドル（図示せず）に連係して入力軸１０、出力軸２０が回転し、出力軸２０の下端に形成されるピニオン（図示せず）に噛み合うラック軸が軸方向に移動することにより車輪が操舵されるようになっている。

パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に付与するアシスト機構として、出力軸２０にウォームホイール９が連結され、このウォームホイール９に噛み合うウオーム１９を回転駆動する電動モータ（図示せず）を備え、この電動モータが出力軸２０に操舵補助トルクを付与するようになっている。

パワーステアリング装置１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ５０を備え、図示しないコントローラ（図示せず）がトルクセンサ５０によって検出される操舵トルクに応じて電動モータの出力を制御する。

以下、トルクセンサ５０の構造について説明する。

入力軸１０はハウジング３０に転がり軸受７を介して回転可能に支持される。出力軸２０は図示しないハウジングに転がり軸受８を介して回転可能に支持される。入力軸１０の下端部と出力軸２０との間には滑り軸受３が介装される。これにより、入力軸１０と出力軸２０とは互いに同一軸上で相対回転できるように支持される。

ハウジング３０と入力軸１０との間にはダストシール６が介装され、ハウジング３０内が密封される。入力軸１０は円筒状に形成され、その内側にトーションバー５１が収められる。

トーションバー５１は、その上端部がピン５を介して入力軸１０に連結され、その下端部がセレーション４を介して出力軸２０に連結される。これにより、トーションバー５１は入力軸１０に入力される操舵トルクを出力軸２０に伝えるとともに、この操舵トルクに応じて捩れ変形する。

トルクセンサ５０は、図２にも示すように、ハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、入力軸１０と共に回転する磁気発生部６０と、出力軸２０と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に固定して設けられる固定磁気回路部９０と、固定磁気回路部９０に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ９８とによって構成され、この磁気センサ９８の出力に基づいてトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する。

磁気発生部６０は、入力軸１０に固定されるバックヨーク６１と、このバックヨーク６１に固定される環状の永久磁石６３とを備える。

永久磁石６３は、磁気を入力軸１０、トーションバー５１の回転軸方向に発生するものであり、硬磁性体を入力軸１０の回転軸方向へ向けて着磁することにより形成される。

図４に示すように、円筒状の永久磁石６３の上端面と下端面には、それぞれ１２個の磁極が形成され、周方向について等間隔に磁界の方向が変えられ、６個のＮ極と６個のＳ極とが交互に並ぶ。

円筒状のバックヨーク６１は軟磁性体によって形成され、永久磁石６３の上端面（磁極面）に当接する。バックヨーク６１は、永久磁石６３を入力軸１０に連結する支持部材の働きと、永久磁石６３の隣合う磁極を結ぶ継鉄の働きをし、永久磁石６３の下端面（磁極面）に磁界を集中させる。

なお、永久磁石６３を入力軸１０に連結する支持部材をバックヨークと分離して設け、バックヨークをこの支持部材と永久磁石６３の間に介装してもよい。

回転磁気回路部６９は、永久磁石６３から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リング７０、８０と、出力軸２０に固定される組み付け部材７７と、この組み付け部材７７に第一、第二軟磁性リング７０、８０を固定する樹脂モールド８７とを備える。

図３の（ａ）は、第一、第二軟磁性リング７０、８０と組み付け部材７７を分解した斜視図であり、図３の（ｂ）はこれらを組み立てた状態を示す回転磁気回路部６９の斜視図である。

第一、第二軟磁性リング７０、８０は、永久磁石６３の下端面（磁極面）に対峙する６個の第一、第二磁路先端部７１、８１と、この第一、第二磁路先端部７１、８１から曲折して互いに遠ざかる方向に延びる６個の第一、第二磁路柱部７２、８２と、この第一、第二磁路柱部７２、８２を結んで環状に延びる１個の第一、第二磁路環部７３、８３とを有し、これらがプレス加工によって一体形成される。

なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、プレス加工に限らず、鋳造、焼結等によって形成してもよい。

第一、第二軟磁性リング７０、８０は、互いに同一形状であり、共通の部品が組み付け方向を逆転させることにより用いられる。

なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、これに限らず、互いに異なる形状であってもよい。

第一、第二磁路先端部７１、８１は、トーションバー５１の中心軸と直交する同一平面上にてそれぞれ均等な間隔をもって周方向に並び、トーションバー５１にトルクが加えられない中立状態で、トーションバー５１の半径方向に延びるそれぞれの中心線が永久磁石６３のＮ極及びＳ極の境界を指すように配置される。

第一、第二磁路柱部７２、８２は、トーションバー５１の回転軸方向に延び、トーションバー５１の中心軸と同一軸上に配置される１２角形の筒に沿って配置される。第一、第二磁路柱部７２、８２は、平板状に形成される。

なお、第一、第二磁路柱部７２、８２は、これに限らず、トーションバー５１の中心軸と同一軸上に配置される円筒面に沿うように湾曲する板状に形成してもよい。

また、第一、第二軟磁性リング７０、８０が鋳造、焼結等によって形成される場合には、第一、第二磁路柱部７２、８２は、トーションバー５１の半径方向に厚みを持つブロック状に形成してもよい。

第一磁路柱部７２は、トーションバー５１の上方向に延び、永久磁石６３を囲むように配置される。第一磁路柱部７２は、永久磁石６３の外周面にある間隙をもって配置され、永久磁石６３の磁束が第一磁路柱部７２によって短絡されないように構成する。

第二磁路柱部８２は、トーションバー５１の下方向に延び、永久磁石６３から遠ざかるように配置される。

こうして、第一、第二磁路柱部７２、８２が互いに遠ざかる方向に延びることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成される。

第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の中心軸と直交する平面上に配置され、トーションバー５１の中心軸と同一軸上に延びる円盤状に形成される。第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の半径方向について一定幅を有する。

第一、第二磁路環部７３、８３は、全周につながったリング状をしているが、これに限らず、その一箇所にスリットを有するＣ字形リング状に形成してもよい。

以上、第一、第二軟磁性リング７０、８０の形状を説明したが、第一軟磁性リング７０は、図１に示すように永久磁石６３を包囲する形状に限らず、永久磁石６３の下面（磁極面）に沿って平らに延びる円盤状に形成され、第一磁路柱部７２を第一磁路先端部７１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第二磁路柱部８２を図１に示すように第二磁路先端部８１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。

また、第二軟磁性リング８０は、平らな円盤状に形成され、第二磁路柱部８２を第二磁路先端部８１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第一磁路柱部７２を図１に示すように第一磁路先端部７１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。

樹脂モールド８７は、金型に組み付け部材７７と第一、第二軟磁性リング７０、８０を配置した状態で、金型に溶解した熱可塑性樹脂を流し込み、この樹脂を冷却して固化させることにより形成される。なお、樹脂モールド８７を形成する樹脂は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂、反応硬化性樹脂を用いてもよい。

第一、第二磁路環部７３、８３は、複数の位置決め穴７４、８４が周方向に等間隔を持って形成される。樹脂モールド８７の成形時に位置決め穴７４、８４に挿通する図示しない治具を介して樹脂モールド８７を成形する金型に対する第一、第二磁路環部７３、８３の位置決めが行われる。

組み付け部材７７の外周面には環状溝７８が形成されるとともに、この環状溝７８の途中に複数の回り止め用穴７９が形成される。樹脂モールド８７の成型時に樹脂が環状溝７８と回り止め用穴７９とに樹脂が充填されることにより、樹脂モールド８７は組み付け部材７７に対して軸方向と回転方向について固定される。

樹脂モールド８７は、第一、第二磁路柱部７２、８２に面して開口する１２個の磁路柱露出部８８を有する。この磁路柱露出部８８を第一、第二磁路柱部７２、８２に沿って設けることによって、樹脂モールド８７の成形時に収縮しながら固化する樹脂の成形圧や成形後の熱膨張収縮によって第一、第二磁路柱部７２、８２に応力が生じることを抑えられ、第一、第二磁路柱部７２、８２の磁気特性が低下することが抑えられる。

この磁路柱露出部８８は、樹脂モールド８７の成形時に第一、第二磁路柱部７２、８２に当接する金型の部位によって形成される。第一、第二磁路柱部７２、８２が平板状に形成されることにより、第一、第二磁路柱部７２、８２と金型の間に隙間が空くことを抑えられるとともに、金型に対する第一、第二磁路柱部７２、８２の位置決めが精度よく行われる。

磁路柱露出部８８は第一、第二軟磁性リング７０、８０の内側に形成されているが、第一、第二軟磁性リング７０、８０の外側に形成してもよい。

出力軸２０の外周面には複数の穴２９が形成される一方、組み付け部材７７には各穴２９にかかるように延びる円筒状の下端部７６が形成される。トルクセンサ５０の組立時、組み付け部材７７を出力軸２０の外周面に圧入した後、図示しないカシメ治具を介して円筒状の下端部７６を各穴２９にかかる部位を各穴２９に入り込むように変形させることによりカシメ固定される。これにより、組み付け部材７７は出力軸２０に対して軸方向と回転方向について固定される。

本実施の形態では、組み付け部材７７は鉄材を用いて形成される。組み付け部材７７と第一、第二軟磁性リング７０、８０との間に樹脂モールド８７が設けられることにより、組み付け部材７７が磁性体であっても、組み付け部材７７が第一、第二軟磁性リング７０、８０を磁気短絡することが避けられる。

なお、組み付け部材７７をアルミ材等の非磁性材を用いて形成してもよいが、組み付け部材７７を鉄材を用いて形成することにより、製品のコストダウンがはかれる。

固定磁気回路部９０は、第一、第二磁路環部７３、８３の外周にそれぞれ対峙する第一、第二集磁リング９１、９２と、第一、第二集磁リング９１、９２を互いに磁気短絡する第一、第二集磁ヨーク９３、９４とを備える。

第一、第二集磁リング９１、９２は、軟磁性体により円筒状に形成され、ハウジング３０の内側に組み付けられる。第一、第二集磁リング９１、９２は、スリット９１ａ、９２ａを有するＣ字形リング状に形成される。

ハウジング３０はアルミ材等の非磁性材を用いて形成される。ハウジング３０には第一、第二環状溝３１、３２が形成され、この第一、第二環状溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２が嵌合される。第一、第二集磁リング９１、９２が第一、第二環状溝３１、３２に嵌合した状態でスリット９１ａ、９２ａの開口幅は小さくなり、スリット９１ａ、９２ａによって形成される磁気ギャップの影響が小さく抑えられる。

第一、第二環状溝３１、３２の溝深さは第一、第二集磁リング９１、９２の半径方向の厚さより小さく形成される。これにより、第一、第二集磁リング９１、９２は、第一、第二環状溝３１、３２に嵌合した状態で、ハウジング３０の内壁面３８から環状に突出する。

第一、第二集磁リング９１、９２は、それぞれの内周面の中央部が第一、第二磁路環部７３、８３の外周面に所定の間隙を持って対峙する。

第一、第二環状溝３１、３２の開口幅は第一、第二集磁リング９１、９２の回転軸方向の幅に対してハメアイスキマ分だけ大きく形成され、組立時に第一、第二環状溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２が収まるようになっている。

組立時に第一、第二環状溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２が収さめられた後、金属製ハウジング３０の内壁面３８に図示しないカシメ工具（ポンチ）を打ち込みカシメ部３３、３４を形成し、このカシメ部３３、３４によって第一、第二環状溝３１、３２内に収まる第一、第二集磁リング９１、９２をカシメ固定する。これにより、第一、第二集磁リング９１、９２のハウジング３０に対するガタツキが止められるとともに、回り止めが行われる。

なお、ハウジング３０が樹脂によって形成される場合、第一、第二集磁リング９１、９２を熱溶着カシメによって固定する。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２に接し、両者の間に一対の磁気ギャップ（空隙）９６が形成され、この磁気ギャップ９６に磁気センサ９８が介装される。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周面にそれぞれ接合するブロック状に形成され、磁気ギャップ９６を画成する一対の集磁凸部９３ａ、９４ａを有する。集磁凸部９３ａ、９４ａの端面は互いに平行に対峙する平面状に形成される。

磁気検出手段として設けられる磁気センサ９８はホール素子が用いられ、磁気ギャップ９６の磁場の大きさと方向に応じた出力が信号線９７を介して取り出される。ホール素子はこれを通過する磁束密度に応じた電圧を信号として出力するものである。なお、磁気センサ９８はホール素子の信号を増幅する回路や温度補償を行う回路、ノイズフィルタの回路等を備えるものを用いてもよい。

磁気センサ９８はハウジング３０にセンサホルダ３９を介して取り付けられる。磁気センサ９８の信号線９７はセンサホルダ３９に接続される図示しない配線を介してコントローラに接続される。

次に、トルクセンサ５０がトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する作用について説明する。

トーションバー５１にトルクが働かない中立状態において、第一、第二軟磁性リング７０、８０の第一、第二磁路先端部７１、８１が、それぞれ永久磁石６３のＮ極及びＳ極に同一面積を持って対峙して両者を磁気短絡し、磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれない。

運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に一方向のトルクが働く場合、トーションバー５１がこのトルクの方向に応じて捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙し、永久磁石６３からの磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第一磁路先端部７１→第一磁路柱部７２→第一磁路環部７３→第一集磁リング９１→第一集磁ヨーク９３→第二集磁ヨーク９４→第二集磁リング９２→第二磁路環部８３→第二磁路柱部８２→第二磁路先端部８１→Ｓ極となる。

運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に他方向のトルクが働く場合、トーションバー５１の他方向に捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙し、磁束が上記の磁気経路と逆の磁気経路にて導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第二磁路先端部８１→第二磁路柱部８２→第二磁路環部８３→第二集磁リング９２→第二集磁ヨーク９４→第一集磁ヨーク９３→第一集磁リング９１→第一磁路環部７３→第一磁路柱部７２→第一磁路先端部７１→Ｓ極となる。

このようにトーションバー５１がこれに働くトルクに応じてトーションバー５１の捩れ変形し、第一、第二磁路先端部７１、８１が永久磁石６３のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きくなると、磁気センサ９８に導かれる磁束密度が大きくなり、磁気センサ９８からこのトルクに応じた信号が出力される。

なお、永久磁石６３の一端面に形成される磁極数は、２個以上の範囲で任意に設定される。永久磁石６３に対峙する第一、第二軟磁性リング７０、８０の面積が同じ条件において、磁極数を増やすことにより、磁気センサ９８に導かれる磁束密度を高められる。

ところで、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、第一、第二磁路環部７３、８３の間で磁気短絡が起きないように、第一、第二磁路環部７３、８３を回転軸方向について十分に離す必要がある。

前記特許文献１に開示されたトルクセンサのように、第一、第二軟磁性リングを永久磁石の下方に配置した場合、第一軟磁性リングの磁路柱部が短くなるものの第二軟磁性リングの磁路柱部が長くなるため、細長い磁路柱部が回転軸方向に延びる第二軟磁性リングをプレス加工により形成することが難しく、第一軟磁性リングを鋳造や焼結によって形成する必要があり、製品のコストアップを招くという問題点があった。

これに対処して、本発明のトルクセンサ５０は、第一、第二磁路柱部７２、８２を第一、第二磁路先端部７１、８１から曲折して互いに遠ざかる方向に延びる形状とする。

第一磁路柱部７２は、第一磁路先端部７１から曲折し、磁気発生部６０の側方（回転径方向について外側）を通って回転軸方向に延びる形状を有する。

第二磁路柱部８２は、第二磁路先端部８１から曲折し、磁気発生部６０から遠ざかるように回転軸方向に延びる形状を有する。

第一磁路環部７３を永久磁石６３の下面（磁極面）より上方に配置し、第二磁路環部８３を永久磁石６３より下方に配置する。すなわち、永久磁石６３は、トーションバー５１の回転軸方向について第一磁路環部７３と第二磁路環部８３の間に配置される。

これにより、第一、第二磁路柱部７２、８２の回転軸方向の長さを短縮することと、第一、第二磁路環部７３、８３どうしを互いに離して両者の間で磁気短絡が起きないようにすることとを両立できる。第一、第二磁路柱部７２、８２を短くすることにより、第一、第二軟磁性リング７０、８０をプレス加工により形成することが可能となり、製品のコストダウンがはかれる。

第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工して形成することにより、鋳造や焼結によって形成するものに比べて材料使用量を低減することができる。

第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工によって形成されることにより、鋳造や焼結によって形成するものに比べて各部の板厚を大きくとれず、磁路断面積が小さくなるが、高密度材を用いることにより磁気ヒステリシス特性の向上がはかれる。

トルクセンサ５０は、第一軟磁性リング７０の第一磁路柱部７２を永久磁石６３を囲むように永久磁石６３の側方に配置することにより、第一軟磁性リング７０の介装スペースによって回転軸方向の長さが増大することを抑えられ、パワーステアリング装置１の小型軽量化がはかれる。

以上にように、本実施の形態では、ハウジング３０と、このハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、このトーションバー５１の一端と共に回転する磁気発生部６０と、トーションバー５１の他端と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に固定して設けられる固定磁気回路部９０と、この固定磁気回路部９０に導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段（磁気センサ９８）とを備え、磁気発生部６０はトーションバー５１の回転軸方向に磁界を発生する磁極面を有し、回転磁気回路部６９は磁気発生部６０から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リング７０、８０を備え、この第一、第二軟磁性リング７０、８０は、トーションバー５１の同心上に配置される第一、第二磁路環部７３、８３と、磁気発生部６０の磁極面に対峙する第一、第二磁路先端部７１、８１と、この第一、第二磁路先端部７１、８１から第一、第二磁路環部７３、８３へと延びる第一、第二磁路柱部７２、８２とを有し、磁気発生部６０から出される磁束が第一、第二磁路先端部７１、８１と第一、第二磁路柱部７２、８２と第一、第二磁路環部７３、８３を通って固定磁気回路部９０に導かれるトルクセンサ５０であって、第一磁路柱部７２は、第一磁路先端部７１から曲折し、磁気発生部６０の側方（回転径方向について外側）を通って延びる形状を有し、第一、第二磁路柱部７２、８２が互いに離れる方向に延びる構成とした。

上記構成に基づき、第一、第二磁路柱部７２、８２が互いに離れる方向に延びる構造により、第一、第二磁路環部７３、８３の間で磁気短絡が起きないように第一、第二磁路環部７３、８３を十分に離しても、第一、第二磁路柱部７２、８２の一方が回転軸方向について長くなることを抑えられる。このため、第一、第二軟磁性リング７０、８０をプレス加工により形成することが可能となり、製品のコストダウンがはかれる。

また、第一磁路柱部７２が磁気発生部６０の側方に配置されることにより、第一軟磁性リング７０と磁気発生部６０の介装スペースによってトルクセンサ５０の回転軸方向の長さが増大することを抑えられ、トルクセンサ５０の小型軽量化がはかれる。

本実施の形態では、磁気発生部６０はトーションバー５１と同心上に配置される環状の永久磁石６３を備え、この永久磁石６３はその端面に複数の磁極を有し、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、永久磁石６３の各磁極に対峙する複数の第一、第二磁路先端部７１、８１と、この第一、第二磁路先端部７１、８１から第一、第二磁路環部７３、８３へと延びる複数の第一、第二磁路柱部７２、８２とを有し、複数の第一磁路柱部７２が永久磁石６３を囲むように延びる構成とした。

上記構成に基づき、永久磁石６３が複数の第一磁路柱部７２の内側に収められることにより、第一軟磁性リング７０と磁気発生部６０の介装スペースによってトルクセンサ５０の回転軸方向の長さが増大することを抑えられ、トルクセンサ５０の小型軽量化がはかれる。

本実施の形態では、第一、第二軟磁性リング７０、８０を互いに同一形状とし、第一、第二軟磁性リング７０、８０の組み付け方向を相違させる構成とした。

上記構成に基づき、第一、第二軟磁性リング７０、８０は部品の共通化がはかれ、製品のコストダウンがはかれる。

本実施の形態では、回転磁気回路部６９は、トーションバー５１に出力軸２０を介して連結される組み付け部材７７と、この組み付け部材７７に第一、第二軟磁性リング７０、８０を固定する樹脂モールド８７とを備える構成とした。

上記構成に基づき、第一、第二軟磁性リング７０、８０を精度よく組み付けることが可能となり、トルクセンサ５０の組み立て作業が容易になるとともに、トルクセンサ５０の出力特性にバラツキが生じることを抑えられる。

本実施の形態では、回転磁気回路部６９は第一、第二軟磁性リング７０、８０を固定する樹脂モールド８７を備え、この樹脂モールド８７は第一、第二磁路柱部７２、８２に面して開口する磁路柱露出部８８を有する構成とした。

上記構成に基づき、磁路柱露出部８８が第一、第二磁路柱部７２、８２に沿って設けられることによって、樹脂モールド８７の成形時に収縮しながら固化する樹脂の成形圧や成形後の熱膨張収縮によって第一、第二磁路柱部７２、８２に応力が生じることを抑えられ、第一、第二磁路柱部７２、８２の磁気特性が低下することが抑えられる。

本実施の形態では、磁路柱露出部８８は第一、第二磁路柱部７２、８２に当接する金型によって形成され、第一、第二磁路柱部７２、８２の金型に当接する部位を平面状に形成する構成とした。

上記構成に基づき、第一、第二磁路柱部７２、８２は金型に当接する部位が平面状をしているため、樹脂モールド８７の成形時に金型と第一、第二磁路柱部７２、８２との間に隙間が生じることが抑えられ、磁路柱露出部８８に樹脂に残ることを防止できるとともに、金型に対する第一、第二磁路柱部７２、８２の位置決めが精度よく行われる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明のトルクセンサは、車両のパワーステアリング装置に設けられるものに限らず、二つの軸間のトルクを検出する際に広く適用することができる。

本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置の断面図である。 同じくパワーステアリング装置の分解斜視図である。 同じく（ａ）は回転磁気回路部の分解斜視図であり、（ｂ）は回転磁気回路部の斜視図である。 同じくトルクセンサの断面図。

符号の説明

１ パワーステアリング装置
１０ 入力軸
２０ 出力軸
３０ ハウジング
３１ 第一環状溝
３２ 第二環状溝
５０ トルクセンサ
５１ トーションバー
６０ 磁気発生部
６１ バックヨーク
６３ 永久磁石
６９ 回転磁気回路部
７０ 第一軟磁性リング
７１ 第一磁路先端部
７２ 第一磁路柱部
７３ 第一磁路環部
７７ 組み付け部材
８０ 第二軟磁性リング
８１ 第二磁路先端部
８３ 第二磁路環部
８７ 樹脂モールド
８８ 磁路柱露出部
９０ 固定磁気回路部
９１ 第一集磁リング
９２ 第二集磁リング
９３ 第一集磁ヨーク
９４ 第二集磁ヨーク
９８ 磁気センサ

Claims (6)

1. ハウジングと、
   このハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、
   このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、
   トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、
   前記ハウジングに固定して設けられる固定磁気回路部と、
   この固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段とを備え、
   前記磁気発生部は前記トーションバーの回転軸方向に磁界を発生する磁極面を有し、
   前記回転磁気回路部は前記磁気発生部から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リングを備え、
   この第一、第二軟磁性リングは、前記トーションバーの同心上に配置される第一、第二磁路環部と、
   前記磁気発生部の前記磁極面に対峙する第一、第二磁路先端部と、
   この第一、第二磁路先端部から前記第一、第二磁路環部へと延びる第一、第二磁路柱部とを有し、
   前記磁気発生部から出される磁束が前記第一、第二磁路先端部と前記第一、第二磁路柱部と前記第一、第二磁路環部とを通って前記固定磁気回路部に導かれるトルクセンサであって、
   前記第一、第二磁路先端部は、共に前記磁気発生部の一方の前記磁極面に対峙し、
   前記第一磁路柱部は、前記第一磁路先端部から曲折し、前記磁気発生部の側方を通って延びる形状を有し、
   前記第二磁路柱部は、前記第二磁路先端部から曲折し、前記磁気発生部から離れる方向に延びる形状を有し、
   前記第一、第二磁路柱部が互いに離れる方向に延びることを特徴とするトルクセンサ。
2. 前記磁気発生部は前記トーションバーと同心上に配置される環状の永久磁石を備え、
   この永久磁石はその端面に複数の磁極を有し、
   前記第一、第二軟磁性リングは、前記永久磁石の前記各磁極に対峙する複数の前記第一、第二磁路先端部と、
   前記第一、第二磁路先端部から前記第一、第二磁路環部へと延びる複数の前記第一、第二磁路柱部とを有し、
   複数の前記第一磁路柱部が前記永久磁石を囲むように延びる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
3. 前記第一、第二軟磁性リングを互いに同一形状とし、
   前記第一、第二軟磁性リングの組み付け方向を相違させたことを特徴とする請求項１または２に記載のトルクセンサ。
4. 前記回転磁気回路部は、前記トーションバーに連結される組み付け部材と、
   この組み付け部材に前記第一、第二軟磁性リングを固定する樹脂モールドとを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のトルクセンサ。
5. 前記回転磁気回路部は前記第一、第二軟磁性リングを固定する樹脂モールドを備え、
   この樹脂モールドは前記第一、第二磁路柱部に面して開口する磁路柱露出部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のトルクセンサ。
6. 前記磁路柱露出部は前記第一、第二磁路柱部に当接する金型によって形成され、
   前記第一、第二磁路柱部の前記金型に当接する部位を平面状に形成したことを特徴とする請求項５に記載のトルクセンサ。