WO2018173571A1 - パワーステアリング装置 - Google Patents

パワーステアリング装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018173571A1
WO2018173571A1 PCT/JP2018/005380 JP2018005380W WO2018173571A1 WO 2018173571 A1 WO2018173571 A1 WO 2018173571A1 JP 2018005380 W JP2018005380 W JP 2018005380W WO 2018173571 A1 WO2018173571 A1 WO 2018173571A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
magnetic
detection unit
power steering
steering
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/005380
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
輝幸 大西
木村　誠
弘樹 村上
Original Assignee
日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立オートモティブシステムズ株式会社 filed Critical 日立オートモティブシステムズ株式会社
Publication of WO2018173571A1 publication Critical patent/WO2018173571A1/ja

Links

Images

Definitions

  • the present invention relates to a power steering device.
  • a steering angle sensor that detects the rotation angle of the steering shaft and a torque sensor that detects the rotation torque of the steering shaft are integrally configured.
  • the steering angle sensor and the torque sensor detect the rotation angle and the rotation torque by detection units mounted on different substrates.
  • the conventional power steering apparatus has a problem that the steering angle sensor and the torque sensor are mounted on separate boards, thereby increasing the number of parts and increasing the manufacturing cost of the apparatus.
  • the present invention has been devised in view of such technical problems, and provides a power steering device capable of reducing the manufacturing cost.
  • the first gear magnetic detection unit and the second gear magnetic detection unit are arranged on the first mounting surface of the substrate, and the torque detection magnetic detection unit is the second mounting surface of the substrate. Is arranged.
  • the manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a power steering apparatus according to the present invention. It is a disassembled perspective view of the steering angle sensor and torque sensor which concern on 1st Embodiment of this invention. It is a perspective sectional view which follows an axial direction of a rudder angle sensor and a torque sensor concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a principal part enlarged view of FIG. It is a bottom view of the torque sensor shown in FIG. It is a side view of a rudder angle sensor and a torque sensor concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a perspective view of the rudder angle sensor shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view of the torque sensor shown in FIG. 6.
  • the power steering device is applied to a steering device for an automobile as in the conventional case.
  • FIG. 1 shows a system configuration diagram of a power steering apparatus according to the present embodiment.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft 1 is “axial direction”
  • the direction orthogonal to the rotation axis Z of the steering shaft 1 is “radial direction”
  • the rotation axis Z of the steering shaft 1 The surrounding direction is described as “circumferential direction”.
  • the “axial direction” will be described with the upper side in FIG. 1 as “one end side” and the lower side as “other end side”.
  • the power steering apparatus includes a steering mechanism SM that is used for steering based on an operation by the driver, and a steering assist mechanism AM that assists the steering operation of the driver.
  • the steering mechanism SM has a steering shaft 1 linked to the steering wheel SW and a rack bar 2 linked to a steered wheel (not shown).
  • the steering shaft 1 and the rack bar 2 are the first conversion mechanism RP1. It is linked through.
  • the first conversion mechanism RP1 is constituted by a first pinion tooth 120 formed on the steering shaft 1 (first output shaft 12 to be described later) and a first rack tooth 21 formed on the rack bar 2. It is a rack and pinion mechanism.
  • the steering shaft 1 includes a torsion bar 13 (FIG. 3), an input shaft 11 as a first shaft member that rotates integrally with the steering wheel SW, and a first output shaft 12 as a second shaft member linked to the rack bar 2. , See FIG. 4).
  • the input shaft 11 has one end side in the axial direction connected to the steering wheel SW and the other end side connected to the torsion bar 13.
  • the first output shaft 12 is connected to the torsion bar 13 at one end side in the axial direction and linked to the rack bar 2 at the other end side.
  • first pinion teeth 120 formed on the outer peripheral side of the other end portion of the first output shaft 12 mesh with the first rack teeth 21 formed on one end side of the rack bar 2 in the axial direction, thereby The rotation of one output shaft 12 is converted into the axial movement of the rack bar 2 and transmitted.
  • a steering angle sensor 3 that detects a steering angle that is a rotation angle of the steering shaft 1, and a steering torque applied to the steering shaft 1 by a driver's steering operation.
  • a torque sensor 4 for detecting the above are integrally provided as one unit.
  • the rudder angle sensor 3 is based on the rotation angle difference between a pair of gears (a first gear 31 and a second gear 32 described later) that rotate as the steering shaft 1 (a main gear 30 described later) rotates. Detect the steering angle.
  • the torque sensor 4 detects the steering torque based on the relative rotational displacement amount of the input shaft 11 and the first output shaft 12.
  • the both ends of the rack bar 2 are linked to a steered wheel (not shown) via a tie rod 23 and a knuckle arm (not shown). That is, the rack bar 2 moves in the axial direction, and the knuckle arm (not shown) is pushed and pulled via the tie rod 23, whereby the direction of the steered wheels (not shown) is changed.
  • the steering assist mechanism AM includes an electric motor 5 that generates a steering assist force, a control device 6 that drives and controls the electric motor 5, and a transmission mechanism 7 that transmits the rotation of the electric motor 5 to the rack bar 2. That is, the steering assist mechanism AM is driven and controlled based on detection results of various sensors such as a steering angle sensor 3, a torque sensor 4, and a vehicle speed sensor (not shown) that are input to the control device 6 via, for example, a sensor harness SH.
  • the axial movement of the rack bar 2 is assisted by the rotational force of the electric motor 5.
  • the transmission mechanism 7 includes a speed reducer 70 that decelerates the rotation of the electric motor 5 and a second conversion mechanism RP2 that converts the rotation of the speed reducer 70 into the axial movement of the rack bar 2.
  • the speed reducer 70 is a well-known worm gear, and includes a worm shaft 71 connected to an output shaft of the electric motor 5 so as to be integrally rotatable, and a worm wheel 72 that meshes with the worm shaft 71 and rotates.
  • the second conversion mechanism RP2 includes a second pinion tooth 730 formed on the outer peripheral side of the other end portion in the axial direction of the second output shaft 73 that rotates integrally with the worm wheel 72, and the other end in the axial direction of the rack bar 2. This is a so-called rack and pinion mechanism including second rack teeth 22 formed on the side and meshing with the second pinion teeth 730.
  • First Embodiment 2 to 8 show a first embodiment of a power steering apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the rudder angle sensor 3 and the torque sensor 4 that is an exploded view of the main components constituting the rudder angle sensor 3 and the torque sensor 4 shown in FIG.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”
  • the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”
  • the direction around the rotation axis Z of the steering shaft Is described as “circumferential direction”.
  • the “axial direction” will be described with the upper side in FIG. 2 as “one end side” and the lower side as “other end side”.
  • the rudder angle sensor 3 includes a first gear 31 and a second gear 32, and a first gear magnet 33 and a second gear magnet 34 provided on each of the gears 31 and 32. And a first gear magnetism detection unit 35 and a second gear magnetism detection unit 36 mounted on the substrate 8.
  • the first gear 31 has a plurality of first tooth portions 312 on the entire circumference of the first base portion 311 on the radially outer side of the substantially base plate-like first base portion 311 in which both end sides in the axial direction are recessed inward. It is integrally formed over.
  • the second gear 32 has a number of teeth that is not divisible by the number of teeth of the first tooth portion 312 on the radially outer side of the substantially disk-shaped second base portion 321 in which both end sides in the axial direction are recessed inward.
  • a plurality of second tooth portions 322 set to be integrally formed over the entire circumference of the second base portion 321.
  • the second gear 32 meshes with the first gear 31 and rotates as the first gear 31 rotates.
  • the configuration in which the second gear 32 is driven by the first gear 31 is illustrated, but the configuration is not limited to this configuration.
  • the second gear 32 meshes with the first gear 31 and is rotationally driven by the first gear 31, and is rotated by a gear different from the first gear 31. Also good.
  • Such a configuration also corresponds to the “second gear rotating with the rotation of the first gear” in the present invention.
  • the first gear magnet 33 is provided on the other end side in the axial direction of the first gear 31 so as to face a first mounting surface 81 of the substrate 8 to be described later.
  • the second gear magnet 34 is provided on the other end side in the axial direction of the second gear 32 so as to face a first mounting surface 81 of the substrate 8 to be described later.
  • the first gear magnetism detection unit 35 is a known GMR element, and is mounted on the first mounting surface 81 facing one end in the axial direction of the substrate 8 so as to face the first gear magnet 33. The Thereby, the first gear magnetism detection unit 35 detects the change in the magnetic field of the first gear magnet 33 accompanying the rotation of the first gear 31, thereby obtaining the rotation angle of the first gear 31. A first rotation angle is detected.
  • the second gear magnetism detection unit 36 is a well-known GMR element.
  • the second gear magnetism detection unit 36 is arranged on the first mounting surface 81 side by side with the first gear magnetism detection unit 35 and on the second gear magnet 34. Mounted to face each other. As a result, the second gear magnetism detection unit 36 detects the change in the magnetic field of the second gear magnet 34 accompanying the rotation of the second gear 32, thereby obtaining the rotation angle of the second gear 32. A second rotation angle is detected.
  • the torque sensor 4 includes an annular torque sensor magnet 40, a pair of first yoke member 41 and second yoke member 42 that are arranged on the radially outer side of the magnet 40 and are combined with each other in the radial direction.
  • the torque sensor magnet 40 is formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic material, and the claw portions 411, 421 are arranged on the inner peripheral side of the claw portions 411, 421 described later in the first yoke member 41 and the second yoke member 42. And are arranged in the form of facing each other in the radial direction.
  • the first yoke member 41 is formed in a first claw portion 411 that is a plurality of plate-like portions that are opposed to the torque sensor magnet 40 in the radial direction, and an annular shape having a larger diameter than the first claw portion 411.
  • the first annular portion 412 that connects the claw portions 411 is integrally formed of a magnetic material.
  • the second yoke member 42 is formed in a second claw portion 421 that is a plurality of plate-like portions opposed to the torque sensor magnet 40 in the radial direction, and an annular shape having a smaller diameter than the second claw portion 421.
  • a second annular portion 422 that connects the claw portions 421 to each other is integrally formed of a magnetic material.
  • the first claw portion 411 and the second claw portion 421 are on the outer circumference in the radial direction of the torque sensor magnet 40 and on the same circumference, respectively, and the first claw portion 411 and the second claw portion 421. Are arranged alternately at substantially equal intervals along the circumferential direction.
  • the torque detection magnetism detection unit 45 includes a magnetic field detection element 451 configured by a well-known Hall element that detects the magnetic field of the torque sensor magnet 40, and a plurality of output terminals 452 that output detection signals of the magnetic field detection element 451. .
  • Each of the output terminals 452 is inserted into a terminal through hole 83 described later from the second mounting surface 82 side toward the first mounting surface 81 side, and faces through the terminal through hole 83 to the opposite side.
  • the surface 81 is electrically connected to a printed circuit (not shown) of the substrate 8.
  • the substrate 8 is a well-known printed wiring board, and has a first mounting surface 81 on one end side in the axial direction and a second mounting surface 82 on the other end side, and a sensor harness SH (see FIG. 1). Via an ECU (not shown) mounted on the vehicle. Also, a conductor pattern (not shown) is printed on the substrate 8 on the first mounting surface 81 side, and various electronic components including the gear magnetic detection units 35 and 36 are mainly used for the first mounting surface. It is mounted on the 81 side. These various electronic components are electrically connected to a printed circuit (not shown) constituted by the conductor pattern by known reflow soldering on the first mounting surface 81 side.
  • the reflow soldering is exemplified for all the magnetic detection units 35, 36, and 45.
  • the soldering means for the magnetic detection units 35, 36, and 45 is not necessarily limited to this. It is not limited to.
  • the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 are performed by reflow soldering
  • the torque detection magnetic detection unit 45 is point solder or laser solder. Other soldering means may be used.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rudder angle sensor 3 and the torque sensor 4 shown in FIG. 1, and the rudder angle sensor 3 and the torque sensor 4 are cut and displayed along the rotation axis Z of the steering shaft 1.
  • the longitudinal cross-sectional perspective view of the vicinity of the angle sensor 3 and the torque sensor 4 is shown.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of the main part of the main part of the steering angle sensor 3 and the torque sensor 4 shown in FIG.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft 1 is “axial direction”
  • the direction orthogonal to the rotation axis Z of the steering shaft 1 is “radial direction”
  • the surrounding direction is described as “circumferential direction”.
  • the upper side in each figure, which is the side linked to the steering wheel will be described as “one end side”, and the lower side will be described as “the other end side”.
  • the rudder angle sensor 3 includes a first gear 31 that meshes with and rotates with the main gear 30, and a second gear (not shown) that meshes with and rotates with the first gear 31.
  • the first gear 31 is provided with a first gear magnet 33 on the other end side in the axial direction, and the first mounting surface 81 of the substrate 8 is opposed to the first gear magnet 33.
  • a first gear magnetic detection unit 35 is arranged.
  • the second gear (not shown) is configured similarly to the first gear 31 described above.
  • the main gear 30 is formed in a substantially cylindrical shape, and is provided on the outer peripheral side of the input shaft 11 so as to be integrally rotatable, and is provided on the radially outer side of the cylindrical base portion 301.
  • a plurality of teeth 302 that mesh with 312 are integrally provided.
  • the main gear 30 is rotatably accommodated in a main gear holding portion 370 formed at a substantially central position inside the resin steering angle sensor holder member 37.
  • the main gear 30 includes a rubber ring member, for example, a well-known O-ring (not shown), which is accommodated and held in an annular groove 112 formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the input shaft 11. By being in pressure contact with the inner peripheral surface of 301, the input shaft 11 rotates integrally.
  • the first gear 31 is provided on the outer side in the radial direction of the first base 311, the first base 311 having a substantially disk shape in which both end sides in the axial direction are recessed inward, and the main gear 30 and the first base A plurality of first tooth portions 312 that mesh with 311 are integrally provided.
  • the first gear 31 is rotatably accommodated in a first gear holding portion 371 provided adjacent to the main gear holding portion 370 of the steering angle sensor holder member 37.
  • the first gear 31 rotates by being driven by the main gear 30 when the first tooth portion 312 is engaged with the tooth portion 302 of the main gear 30 and the first tooth portion 312 is not shown in the drawing.
  • the second gear 32 is driven by meshing with the second tooth portion of the second gear.
  • the first gear magnet 33 has a substantially circular plate shape and is provided on the other end side in the axial direction of the first base portion 311 (the side facing the first mounting surface 81 of the substrate 8 described later).
  • the first gear magnetism detection unit 35 is a well-known GMR element, and faces the one end side in the axial direction of the substrate 8 disposed on the other end side in the axial direction of the steering angle sensor holder member 37.
  • the first mounting surface 81 is mounted so as to face the first gear magnet 33. Accordingly, the first gear magnetism detection unit 35 detects the change in the magnetic field of the first gear magnet 33 accompanying the rotation of the first gear 31, thereby determining the rotation angle of the first gear 31. A first rotation angle is detected.
  • first gear 31, the first gear magnet 33, and the first gear magnet are also used for the second gear, the second gear magnet, and the second gear magnet detection unit 36 (not shown).
  • the configuration is the same as that of the detection unit 35.
  • the rudder angle sensor 3 has the first rotation angle detected by the first gear magnetism detection unit 35 and the second rotation detected by the second gear magnetism detection unit (not shown). Based on the angle difference from the angle, the rotation angle of the steering wheel SW (see FIG. 1) is detected. Note that the rotation angle of the steering wheel SW means the amount of rotation from the neutral position of the steering wheel SW.
  • the torque sensor 4 has a substantially cylindrical torque sensor magnet 40 that is fixed to the first output shaft 12 so as to be integrally rotatable.
  • a pair of first yoke member 41 and second yoke member 42 fixed to the input shaft 11 via a yoke holder 46 are arranged opposite to each other in the radial direction.
  • the magnetic flux collecting members 44 are arranged to face each other in the radial direction.
  • a torque detecting magnetism detecting unit 45 for detecting a change in the magnetic field of the torque sensor magnet 40 is accommodated.
  • the part 45 is electrically connected to the substrate 8 from the second mounting surface 82 side.
  • the magnetism collecting holder 47 corresponds to the torque sensor holder member according to the present invention.
  • the torque sensor magnet 40 is a permanent magnet formed of a magnetic material in a substantially cylindrical shape, and can be integrally rotated on the outer peripheral side of one end portion of the first output shaft 12 via a substantially cylindrical holder member 48. Fixed to. At this time, the torque sensor magnet 40 is integrally formed with the holder member 48 via a resin insulating portion 480, and the holder member 48 is fixed to the first output shaft 12 by laser welding, for example.
  • the first yoke member 41 has a substantially crank shape in a longitudinal section in which one end side in the axial direction has a large diameter and the other end has a small diameter with respect to the one end side, and is integrally formed in an annular shape with a magnetic material. Specifically, the first yoke member 41 is formed in a plurality of plate-shaped first claw portions 411 facing the torque sensor magnet 40 in the radial direction, and a relatively large-diameter annular shape, A first annular portion 412 that connects the first claw portions 411 to each other.
  • the first claw portion 411 is on the other end side of the first annular portion 412 and via a first radially extending portion 413 continuously extending radially inward from the circumferentially equidistant position,
  • the first annular portion 412 is offset radially inward and is arranged concentrically with the first annular portion 412.
  • the second yoke member 42 has a substantially crank shape in a longitudinal section in which one end side in the axial direction has a small diameter and the other end has a large diameter with respect to the one end side, and is integrally formed in an annular shape with a magnetic material.
  • the second yoke member 42 has a plurality of plate-like second claw portions 421 that are opposed to the torque sensor magnet 40 in the radial direction, and a circle smaller than the first annular portion 412.
  • a second annular portion 422 that has an annular shape and connects the second claw portions 421 to each other.
  • the second claw portion 421 is on the other end side of the second annular portion 422, and via a second radially extending portion 423 that continuously extends radially inward from the circumferentially equidistant position,
  • the second annular portion 422 is disposed so as to be offset radially inward and to be arranged concentrically with the second annular portion 422.
  • the yoke holder 46 is mounted and fixed to the input shaft 11 via the mounting base 461 formed in a substantially cylindrical shape by a metal material, and the first and second yoke members 41 and 42 are accommodated and held therein.
  • the mounting base portion 461 and the yoke holding portion 462 are integrally formed by so-called insert molding.
  • the attachment base portion 461 is attached and fixed to the large diameter portion 111 formed on the outer peripheral side of the other end portion in the axial direction of the input shaft 11 and having a stepped diameter increase so as to be integrally rotatable. That is, the mounting base 461 is crimped with one end in the axial direction on the end edge (step) of the large-diameter portion 111 in a state where the large-diameter portion 111 of the input shaft 11 is inserted on the inner peripheral side.
  • the input shaft 11 is fixed so as to be rotatable together.
  • the yoke holding portion 462 is formed in a substantially cylindrical shape with a substantially cylindrical boss portion 462a connected to the attachment base portion 461 and the other end portion of the boss portion 462a, and has a first claw portion 411 and a second claw portion 462.
  • a cylindrical portion 462b for accommodating the claw portion 421.
  • the cylindrical portion 462b is inserted into the first end portion of the first claw portion 411 and the second claw portion 421 to the inner peripheral side of the cylindrical portion 462b, and the second claw portion is inserted into the axial end wall.
  • a hole 462d is formed through.
  • first claw part 411 and the second claw part 421 are guided to the inner peripheral side of the cylindrical part 462b through the first claw part insertion hole 462c and the second claw part insertion hole 462d,
  • the cylindrical portion 462b is accommodated on the inner peripheral side.
  • first radial extension 413 and the second radial extension 423 are engaged with the hole edges of the first claw insertion hole 462c and the second claw insertion hole 462d,
  • a first concave groove 462e and a second concave groove 462f that hold these radially extending portions 413 and 423 are formed in a concave shape toward the other end side in the axial direction.
  • the first magnetism collecting member 43 and the second magnetism collecting member 44 both have a substantially C shape in a plan view in which a part in the circumferential direction is cut out by a soft magnetic material, and the first arcuate portion 431 along the circumferential direction. And a second arcuate portion 441.
  • the first and second magnetic flux collecting members 43 and 44 are spaced apart from the annular portions 412 and 422 between the annular portions 412 and 422.
  • the second magnetic flux collecting member 44 is disposed so as to face the outer peripheral side so as to face the inner peripheral side.
  • first and second magnetic flux collector 432 and a second magnetic flux collector 442 are provided for magnetic detection of the unit 45.
  • the first and second magnetic flux collecting members 43 and 44 are provided with substantially flat first and second magnetic flux collecting portions 432 and 442 in the middle portion in the circumferential direction, respectively.
  • 442 are configured as first and second arcuate portions 431, 441 on both sides in the circumferential direction.
  • the magnetic flux collecting holder 47 includes a magnetic flux collecting member holding portion 472 that accommodates the first magnetic flux collecting member 43 and the second magnetic flux collecting member 44 in a holder main body 471 formed in a substantially covered cylindrical shape. It is formed in a groove shape that opens to the side (substrate 8 side). Further, the magnetism collecting holder 47 has a first gear magnetism detection unit 35 and a second gear magnetism detection unit 36 on the second mounting surface 82 side of the substrate 8 in a plane orthogonal to the rotation axis Z of the steering shaft. The magnetic shielding part is provided in the position which overlaps.
  • This magnetic shielding portion is a magnetic material, for example, an SPCC material, in a magnetic shielding member holding portion 473 provided integrally with the magnetism collecting holder 47 so as to open to one end side (second mounting surface 82 side) in the axial direction.
  • a thin plate-shaped magnetic shielding member 49 made of is accommodated.
  • the magnetic shielding member holding portion 473 has a bottomed cylindrical shape based on a shape corresponding to the outer shape of the magnetic shielding member 49 (in this embodiment, an oval shape), and opens to the second mounting surface 82 side of the substrate 8. It is formed in a concave shape.
  • the magnetic shielding member 49 is accommodated in the magnetic shielding member holding portion 473 and is fixed by a so-called snap-fit structure.
  • a claw portion 474 that is an engaging portion that engages (locks) with the magnetic shielding member 49 and serves to hold the magnetic shielding member 49 in the magnetic shielding member holding portion 473 includes a magnetic shielding member holding portion. It is formed so as to protrude from the bottom wall 473a side (the other end side in the axial direction) of 473.
  • the claw portion 474 extends from the other end side in the axial direction to one end side, and protrudes inwardly at a base portion 474a formed so as to be elastically deformable via notches 473b on both sides in the circumferential direction, and at a tip portion of the base portion 474a.
  • a hook-like locking claw 474b that can be locked to a notch 490 provided at the peripheral edge of the magnetic shielding member 49.
  • the base portion 474a is elastically deformed outward, and the locking claw 474b is locked to the inner edge of the notch portion 490 of the magnetic shielding member 49 along with the restoring action after the elastic deformation.
  • the magnetic shielding member 49 is held so as to be sandwiched between the locking claw 474b and the bottom wall 473a.
  • the torque detection magnetic detection unit 45 includes a magnetic field detection element 451 formed by forming a well-known Hall element in a substantially rectangular block shape, and a plurality of output terminals 452 for outputting detection signals of the magnetic field detection element 451.
  • each of these output terminals 452 extends from the magnetic field detection element 451 to the substrate 8 side along the axial direction, and enters the terminal through hole 83 penetrating in the axial direction of the substrate 8 from the second mounting surface 82 side. 1 Inserted so as to penetrate to the mounting surface 81 side.
  • each output terminal 452 is a board
  • the torque sensor 4 detects a change in the magnetic flux density of the internal magnetic field between the magnetic flux collecting members 43 and 44 by utilizing the Hall effect by the magnetic field detection element 451 of the torque detection magnetic detection unit 45, Detect steering torque.
  • FIG. 5 is a view showing the arrangement of the first gear magnet 33, the second gear magnet 34, and the torque sensor magnet 40 shown in FIG. 4, and the first and second yokes shown in FIG.
  • the bottom view which looked at the members 41 and 42 and the magnet 40 for torque sensors from the downward direction is shown.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”
  • the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”
  • the direction around the rotation axis Z of the steering shaft Is described as “circumferential direction”.
  • the front side of the paper in FIG. 5 corresponding to the side linked to the steering wheel will be described as “one end side”, and the back side of the paper will be described as “the other end side”.
  • the first gear magnet 33 and the second gear magnet 34 are arranged such that the N pole and the S pole are arranged in the circumferential direction of the first gear 31 and the second gear 32, respectively.
  • the magnetic poles of the first gear magnet 33 and the second gear magnet 34 are not limited to the case where the N pole and the S pole are arranged one by one in the circumferential direction as in this embodiment.
  • two or more N poles and S poles may be alternately arranged in the circumferential direction.
  • Both the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection unit 36 are known GMR elements, and are arranged side by side on the first mounting surface 81 of the substrate 8. Further, the first gear magnetism detection unit 35 and the second gear magnetism detection unit 36 are arranged so as to overlap the torque detection magnetism detection unit 45 in the circumferential direction.
  • overlap with the torque detection magnetic detection unit 45 in the circumferential direction here means that both the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 are connected to the torque detection magnetic detection unit 45. It is not limited to those that overlap. In other words, as in the present embodiment, some of the gear magnetic detection units (first gear magnetic detection unit 35) and the torque detection magnetic detection unit 45 are arranged so as to overlap in the circumferential direction. This also corresponds to the “overlap with each other in the direction around the rotation axis of the steering shaft” according to the present invention.
  • the magnetic shielding member 49 has a first gear magnet 33 and a second gear magnet 34, and a first gear magnetism detection unit 35 and a second gear gear on a plane orthogonal to the rotation axis Z of the steering shaft. It arrange
  • the torque sensor magnet 40 is a permanent magnet formed in a substantially cylindrical shape by a magnetic material, and N poles and S poles are alternately arranged (magnetized) in the circumferential direction. In the present embodiment, 16 poles are arranged in total, with 8 poles each for N poles and S poles. As for the magnetic poles of the torque sensor magnet 40, in addition to the case where two or more N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction as in this embodiment, the N poles and the S poles are respectively in the circumferential direction. One pole may be arranged.
  • FIG. 6 shows a side view of the rudder angle sensor holder member 37, the substrate 8, and the magnetism collecting holder 47, showing a fixed state of the rudder angle sensor holder member 37, the substrate 8 and the magnetism collecting holder 47.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”
  • the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”
  • the direction around the rotation axis Z of the steering shaft Is described as “circumferential direction”.
  • the upper side in FIG. 6 is described as “one end side”
  • the lower side is described as “other end side”.
  • the substrate 8 is inserted from the rudder angle sensor holder member 37 side and screwed into the magnetism collecting holder 47 so as to be sandwiched between the rudder angle sensor holder member 37 and the magnetism collecting holder 47.
  • the screw 39 is fastened together.
  • the substrate 8 is provided to protrude to the other end side in the axial direction of the steering angle sensor holder member 37, and to one end side in the axial direction of the magnetism collecting holder 47.
  • the position in the plane direction is determined by the torque sensor side protrusion 478.
  • the relative positions of the three members of the steering angle sensor holder member 37, the substrate 8 and the magnetism collecting holder 47 are determined and inserted from the steering angle sensor holder member 37 side.
  • the three members 37, 8, 47 are fastened together by the plurality of screws 39.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the rudder angle sensor holder member 37 shown in FIG. 6 as viewed obliquely from above.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”
  • the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”
  • the direction around the rotation axis Z of the steering shaft Is described as “circumferential direction”.
  • the upper side in FIG. 7 will be described as “one end side” and the lower side will be described as “other end side”.
  • the steering angle sensor holder member 37 is formed in a dish shape from a non-magnetic material, for example, a resin material, and the first shaft through hole 373 through which the input shaft 11 passes substantially at the center position.
  • a main gear holding portion 370 that houses the main gear 30 and holds it rotatably is provided at the peripheral edge of the first shaft through hole 373.
  • the rudder angle sensor holder member 37 is provided with a first gear holding portion 371 adjacent to the main gear holding portion 370 for holding the first gear 31 so as to be rotatable.
  • the rudder angle sensor holder member 37 is provided with a second gear holding portion 372 adjacent to the first gear holding portion 371 for holding the second gear 32 so as to be rotatable. Yes.
  • the main gear holding portion 370, the first gear holding portion 371, and the second gear holding portion 372 are all formed so as to open to one end side in the axial direction.
  • the holding portions 370, 371, and 372 cover the outer peripheral areas of the holding portions 370, 371, and 372 with the plate-shaped cover member 38, thereby preventing the gears 30, 31, and 32 from falling off. ing.
  • screw insertion holes 374 into which a plurality of screws 39 are inserted are formed penetrating along the axial direction.
  • the rudder angle sensor holder member 37 is fastened together with the board 8 and the magnetic flux collecting holder 47 together with the screw 39 inserted into the screw insertion hole 374 as described above.
  • the rudder angle sensor holder member 37 is in contact with the first mounting surface 81 in contact with the first mounting surface 81 of the substrate 8 in the above-described fixed fastening state on the end surface of the boss portion that protrudes to the other end side in the axial direction.
  • the first mounting surface contact portion 375 is formed with a rudder angle sensor side protrusion 376 for positioning with the substrate 8, and the rudder angle sensor side protrusion 376 engages with the engagement hole 84 of the substrate 8.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the steering angle sensor holder member 37 shown in FIG. 6 as viewed obliquely from above.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”
  • the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”
  • the direction around the rotation axis Z of the steering shaft Is described as “circumferential direction”.
  • the upper side in FIG. 8 is described as “one end side”
  • the lower side is described as “other end side”.
  • the magnetism collecting holder 47 is formed of a non-magnetic material, for example, a resin material in a substantially covered cylindrical shape, and a second shaft through hole 475 through which the input shaft 11 passes is formed at a substantially central position.
  • a circumferential groove-shaped magnetic flux collecting member holding portion 472 that accommodates and holds the first magnetic flux collecting member 43 and the second magnetic flux collecting member 44 is disposed at one end in the axial direction in the outer peripheral area of the second shaft through hole 475. It is formed so as to open to the side.
  • a substantially cylindrical magnetic shielding member holding portion 473 that accommodates and holds the magnetic shielding member 49 is on the second mounting surface 82 side, which is one end side in the axial direction. It is attached so as to open.
  • a female screw hole 476 through which the plurality of screws 39 inserted from the rudder angle sensor holder member 37 side are screwed is formed on the outer peripheral side of the magnetism collecting holder 47 along the axial direction.
  • the magnetism collecting holder 47 has a second mounting surface abutting portion 477 that abuts on the second mounting surface 82 of the substrate 8 in the joint fastening state on the end surface of the boss projecting toward one end side in the axial direction.
  • the second mounting surface abutting portion 477 is formed with a torque sensor side protrusion 478 for positioning with the substrate 8, and the torque sensor side protrusion 478 is engaged with the engagement hole 84 of the substrate 8. Then, the relative position between the magnetism collecting holder 47 and the substrate 8 is determined (see FIG. 5).
  • the power steering device according to the present embodiment can solve the problems of the conventional power steering device by providing the following effects.
  • the power steering apparatus has a steering shaft 1 having an input shaft 11 as a first shaft member and a first output shaft 12 as a second shaft member connected to each other via a torsion bar 13, and the steering wheel SW.
  • a steering mechanism SM that transmits the rotation to a steered wheel (not shown), a first mounting surface 81 provided on one side in the direction of the rotation axis Z of the steering shaft 1, and the other side in the direction of the rotation axis Z of the steering shaft 1
  • the first gear magnetism detection unit 35 that detects the rotation angle of the first gear 31 based on the change in the magnetic field 33 and the second gear magnet 34 provided on the substrate 8 and based on the change in the magnetic field of the second gear magnet 34.
  • a torque sensor magnet 40 Around the rotation axis Z of the steering shaft 1 provided on the input shaft 11 as the first shaft member A torque sensor magnet 40 in which N poles and S poles are alternately arranged, and a plurality of plate-like portions arranged around the rotation axis Z of the steering shaft 1 so as to face the torque sensor magnet 40.
  • the first yoke member 41 and the torque sensor magnet 40 are arranged around the rotation axis Z of the steering shaft 1 so as to face each other and alternately arranged between the claw portions of the first claw portion 411.
  • the second yoke member 4 made of a magnetic material provided on the first output shaft 12 2 and a first arc-shaped portion 431 that extends in the direction around the rotation axis Z of the steering shaft 1, is separated from the first annular portion 412, and is provided so as to face the first magnetic flux collector.
  • a second collection having a member 43 and a second arcuate portion 441 extending in the direction around the rotation axis Z of the steering shaft 1, spaced apart from the second annular portion 422, and provided opposite thereto.
  • the magnetic member 44 is provided on the substrate 8 and is disposed between the first magnetic collecting member 43 and the second magnetic collecting member 44, and changes the magnetic field between the first magnetic collecting member 43 and the second magnetic collecting member 44.
  • a torque detection magnetic sensor 45 for detecting torque generated on the steering shaft 1, and a steering force applied to the steering mechanism SM based on the steering angle sensor 3 and detection signals of the torque sensor 4.
  • An electric motor 5 to be applied.
  • the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 and the torque detection magnetic detection unit 45 are disposed on the same substrate 8.
  • the integration of the substrate 8 can reduce the size of the device as compared with the conventional power steering device in which the two substrates are arranged so as to overlap in the axial direction.
  • the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection unit 36 are provided on the first mounting surface 81 side, and the torque detection magnetic detection unit 45 2 is provided on the mounting surface 82 side.
  • the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 are provided on the first mounting surface 81 of the substrate 8, and the torque detection magnetic detection unit 45 is provided on the second mounting surface 82, respectively. They are arranged separately. As a result, the first and second gear magnetism detection units 35 and 36 and the torque detection magnetism detection unit 45 can be mounted on the same substrate 8, and the power steering device is simplified and miniaturized. be able to.
  • the first gear magnetism detection unit 35 or the second gear magnetism detection unit 36 and the torque detection magnetism detection unit 45 are arranged in the direction around the rotation axis Z of the steering shaft 1. They are provided so as to overlap each other.
  • the first gear magnetism detection unit 35 or the second gear magnetism detection unit 36 and the torque detection magnetism detection unit 45 are provided so as to overlap in the circumferential direction. . Therefore, it is possible to reduce the size of the substrate 8 in the circumferential direction while mounting the magnetic detection units 35, 36, 45 on the common substrate 8. As a result, the manufacturing cost of the power steering apparatus can be further reduced, and the apparatus can be simplified and downsized.
  • the power steering apparatus includes a magnetic shielding part formed of a magnetic material, and the magnetic shielding part is provided on the second mounting surface 82 side and is orthogonal to the rotation axis Z of the steering shaft 1.
  • the first gear magnetic sensor 35 and the second gear magnetic sensor 36 are arranged so as to overlap.
  • the magnetic shielding portion formed of the magnetic material is disposed on the plane perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft 1 and the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection. It arrange
  • the power steering device has a magnetic flux collecting holder 47 which is a torque sensor holder member made of a nonmagnetic material, and the magnetic shielding portion is a plate-like magnetic material made of a magnetic material.
  • the magnetism collecting holder 47 which is the shielding member 49 and is a torque sensor holder member includes a magnetism collecting member holding portion 472 for holding the first magnetism collecting member 43 and the second magnetism collecting member 44, and the second mounting surface 82 side. And a magnetic shielding member holding portion 473 that holds the magnetic shielding member 49.
  • the magnetic shield member holding portion 473 is provided in the magnetic flux collecting holder 47 for holding the first magnetic flux collecting member 43 and the second magnetic flux collecting member 44, so that the magnetic shield is separated from the magnetic flux collecting holder 47.
  • the magnetism collecting holder 47 which is a torque sensor holder member, is formed of a resin material and has an engaging portion that engages with the magnetic shielding member 49, and the engaging portion is elastically deformable. Nail portion 474.
  • the engaging portion engageable with the magnetic shielding member 49 is constituted by the claw portion 474 configured to be elastically deformable by the resin material.
  • the magnetic shielding member 49 can be fixed using the elasticity of the resin material, and there is no need to provide a separate member for fixing the magnetic shielding member 49.
  • the number of parts of the apparatus and the number of manufacturing steps can be further increased. It is used for reduction.
  • the power steering apparatus includes a steering angle sensor holder member 37 formed of a nonmagnetic material and a magnetism collecting holder 47 which is a torque sensor holder member formed of a nonmagnetic material.
  • the steering angle sensor holder member 37 includes a first gear holding portion 371 and a second gear holding portion 372 that hold the first gear 31 and the second gear 32 rotatably, and a first mounting.
  • a magnetic flux collecting holder 47 which is a torque sensor holder member and holds the first magnetic flux collecting member 43 and the second magnetic flux collecting member 44.
  • a member holding portion 472 and a second mounting surface abutting portion 477 that abuts on the second mounting surface 82 are included.
  • the substrate 8 is configured to be sandwiched between the rudder angle sensor holder member 37 and the magnetism collecting holder 47. For this reason, when the substrate 8 is fixed, the substrate 8 can be held without separately providing a fixing member for the fixing. As a result, it is possible to further reduce the number of parts of the apparatus and the number of manufacturing steps.
  • the power steering apparatus is inserted into the steering angle sensor holder member 37, the substrate 8, and the magnetism collecting holder 47 which is a torque sensor holder member, and the steering angle sensor holder member 37, the substrate 8 and It has a screw 39 that couples the magnetism collecting holder 47, which is a torque sensor holder member.
  • the steering angle sensor holder member 37, the substrate 8, and the magnetism collecting holder 47 are fixed together by the screw 39.
  • the substrate 8 includes a terminal through hole 83 that penetrates in the direction of the rotation axis Z of the steering shaft 1.
  • the torque detection magnetic detection unit 45 includes a magnetic field detection element 451 and a magnetic field detection element 451.
  • the output terminal 452 is inserted into the terminal through hole 83 from the second mounting surface 82 side toward the first mounting surface 81 side.
  • the output terminal 452 of the torque detection magnetic detection unit 45 provided on the second mounting surface 82 side faces the first mounting surface 81 side through the terminal through hole 83. ing.
  • the soldering of the torque detection magnetic detection unit 45 together with the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection unit 36 from the first mounting surface 81 side. Become.
  • FIG. 9 shows a second embodiment of the power steering apparatus according to the present invention.
  • the magnetic shielding part in the first embodiment is abolished, and instead, the first gear magnetic detection part 35, the second gear magnetic detection part 36, and the torque detection magnetic detection part 45 are used.
  • the other arrangement is the same as that of the first embodiment. Therefore, about the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate
  • FIG. 9 is a plan view of the sensor unit in which the steering angle sensor 3 (the first gear 31 and the second gear 32 are not shown) and the torque sensor 4 according to the second embodiment of the present invention are integrally configured. The figure is shown. In the explanation of this figure, the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”, the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”, and the direction around the rotation axis Z of the steering shaft. Is described as “circumferential direction”.
  • the magnetic shielding unit according to the first embodiment is abolished, and instead of the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection unit 36 and the torque.
  • the detection magnetic detection unit 45 is provided so as to be separated from each other in the circumferential direction.
  • the first gear magnetic detection unit 35, the second gear magnetic detection unit 36, and the torque detection magnetic detection unit 45 are adjacent to each other on the substrate 8 without overlapping each other in the circumferential direction. In the region to be operated, it is configured not to oppose in the axial direction. More specifically, in a region where the magnetic field generated from each of the magnets 33 and 34 affects the torque sensor magnet 40, the magnetic detection units 35, 36, and 45 do not overlap each other in the circumferential direction. It has become.
  • the first gear magnetic detection unit 35 or the second gear magnetic detection unit 36 and the torque detection magnetic detection unit 45 are separated from each other in the circumferential direction. Is provided.
  • the influence of the first gear magnet 33 and the second gear magnet 34 on the torque sensor magnet 40 can be suppressed.
  • FIG. 10 and 11 show a third embodiment of the power steering apparatus according to the present invention.
  • the arrangement of the first and second gears 31 and 32 in the first embodiment is changed, and accordingly, the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 and the torque detection unit are used.
  • the magnetic detectors 45 are respectively disposed on the same mounting surface (first mounting surface 81) on one side of the substrate 8, and other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, about the same structure as 1st Embodiment, the description is abbreviate
  • FIG. 10 shows a perspective view of the sensor unit formed integrally with the steering angle sensor 3 and the torque sensor 4 according to the third embodiment of the present invention.
  • 11A and 11B are diagrams showing the substrate 8 and the electronic components mounted thereon shown in FIG. 10, wherein FIG. 11A shows a side view and FIG. 11B shows a bottom view.
  • the direction parallel to the rotation axis Z of the steering shaft is “axial direction”
  • the direction perpendicular to the rotation axis Z of the steering shaft is “radial direction”
  • the direction around the rotation axis Z of the steering shaft Is described as “circumferential direction”.
  • the first gear 31 and the second gear 32 are respectively disposed between the substrate 8 and the magnetism collecting holder 47 (between the axial directions). Accordingly, the first mounting surface 81 formed by forming a printed circuit (not shown) on the side of the substrate 8 that faces the first gear 31 and the second gear 32 (the lower side in FIG. 10). It is configured as.
  • the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection unit 36 are arranged on the first mounting surface 81 side of the substrate 8 as in the first embodiment. Specifically, the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 are the first mounting surface 81, and are provided on the first and second gears 31 and 32. It arrange
  • torque The detection magnetic detection unit 45 is disposed on the first mounting surface 81 side of the substrate 8.
  • the magnetic field detection element 451 is accommodated in the magnetic flux collection holder 47, and the output terminal 452 extending from the magnetic flux collection holder 47 side.
  • the torque detecting magnetism detecting section 45 is arranged in the circumferential direction with respect to the first and second gear magnetism detecting sections 35 and 36, as in the second embodiment. It is arranged in a spaced form.
  • the first gear magnetic detection unit 35 and the second gear magnetic detection unit 36 are provided on the first mounting surface 81 side, and the torque detection magnetic detection unit 45 is provided. Is provided on the first mounting surface 81 side.
  • the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 and the torque detection magnetic detection unit 45 are soldered from the same surface (first mounting surface 81) side of the substrate 8. Can do. As a result, it is possible to more efficiently perform the soldering operation of the magnetic detection units 35, 36, and 45, and to further reduce the number of manufacturing steps of the power steering device.
  • the first gear magnetic detection unit 35 or the second gear magnetic detection unit 36 and the torque detection magnetic detection unit 45 are provided so as to be separated from each other in the circumferential direction. Yes.
  • first and second gear magnetic detection units 35 and 36 and the torque detection magnetic detection unit 45 are arranged on the same surface (first mounting surface 81) of the substrate 8 as in the present embodiment, It becomes easy to be influenced by the detection magnetic field. Therefore, in the present embodiment, the first and second gear magnetic detection units 35 and 36 and the torque detection magnetic detection unit 45 are separated from each other in the circumferential direction. 35 and 36 and the influence of the mutual detection magnetic field of the torque detection magnetic detector 45 can be suppressed.
  • the following modes can be considered.
  • the power steering device includes a steering shaft having a first shaft member and a second shaft member connected to each other via a torsion bar, and transmits the rotation of the steering wheel to the steered wheels. And a first mounting surface provided on one side in the direction of the rotation axis of the steering shaft, and a second mounting surface provided on the other side in the direction of the rotation axis of the steering shaft.
  • a second gear magnet arranged; and a first gear magnetism detection unit that is provided on the substrate and detects a rotation angle of the first gear based on a change in the magnetic field of the first gear magnet.
  • a second gear magnetism detection unit that is provided on the substrate and detects a rotation angle of the second gear based on a change in the magnetic field of the second gear magnet, and the rotation of the steering shaft.
  • a first claw portion that is a plurality of plate-like portions disposed around the rotation axis of the steering shaft, and a first annular portion that is formed in an annular shape and connects the first claw portions to each other.
  • a first yoke member made of a magnetic material provided on the second shaft member, and alternately facing each of the claw portions of the first claw portion so as to face the torque sensor magnet.
  • a second claw portion which is a plurality of plate-like portions arranged around the rotation axis of the steering shaft so as to line up with each other, and a second annular portion that is formed in an annular shape and connects the second claw portions to each other
  • a second yoke member made of a magnetic material provided on the second shaft member, and a first arcuate portion along a direction around the rotation axis of the steering shaft, and the first circle
  • a first magnetic flux collecting member that is spaced from and opposed to the ring portion, and a direction around a rotation axis of the steering shaft;
  • a second magnetic flux collecting member having a second arcuate portion, spaced apart from and opposed to the second annular portion; provided on the substrate; and the first magnetic flux collecting member and the A torque detecting magnetism detecting section that is disposed between the second magnetism collecting members and detects a change in the magnetic field between the first magnetism collecting members and the second magnetism collecting members, and is generated in the steering shaft.
  • a torque sensor that
  • the first gear magnetism detection unit and the second gear magnetism detection unit are provided on the first mounting surface side, and the torque detection magnetism detection unit includes: , Provided on the second mounting surface side.
  • the first gear magnetism detection unit or the second gear magnetism detection unit, and the torque detection magnetism detection unit include the steering. They are provided so as to overlap each other in the direction around the rotation axis of the shaft.
  • the power steering apparatus includes a magnetic shielding part formed of a magnetic material, and the magnetic shielding part is disposed on the second mounting surface side. It is provided and arranged so as to overlap with the first gear magnetic detection unit and the second gear magnetic detection unit in a plane orthogonal to the rotation axis of the steering shaft.
  • the power steering apparatus includes a torque sensor holder member formed of a nonmagnetic material, and the magnetic shielding portion is formed of a magnetic material.
  • the torque sensor holder member includes a magnetic flux collecting member holding portion for holding the first magnetic flux collecting member and the second magnetic flux collecting member, and a second mounting surface side. And a magnetic shielding member holding part that holds the magnetic shielding member.
  • the torque sensor holder member is formed of a resin material and has an engaging portion that engages with the magnetic shielding member.
  • the part is an elastically deformable claw part.
  • the power steering apparatus includes a steering angle sensor holder member formed of a nonmagnetic material and a torque sensor holder formed of a nonmagnetic material.
  • the steering angle sensor holder member includes a first gear holding portion and a second gear holding portion that rotatably hold the first gear and the second gear, respectively.
  • a first mounting surface abutting portion that abuts on the first mounting surface, and the torque sensor holder member holds the first magnetic flux collecting member and the second magnetic flux collecting member.
  • a second mounting surface abutting portion that abuts on the second mounting surface.
  • the power steering apparatus is inserted into the steering angle sensor holder member, the substrate, and the torque sensor holder member, and the steering angle sensor And a screw for coupling the holder member for the torque sensor and the holder member for the torque sensor to each other.
  • the first gear magnetic detection unit or the second gear magnetic detection unit, and the torque detection magnetic detection unit include: They are provided so as to be separated from each other in the direction around the rotation axis of the steering shaft.
  • the substrate includes a terminal through hole penetrating in a direction of a rotation axis of the steering shaft, and the torque detection magnetic detection unit includes a magnetic field A detection element; and an output terminal that outputs a detection signal of the magnetic field detection element.
  • the output terminal is inserted into the terminal through-hole from the second mounting surface side toward the first mounting surface side.
  • the first gear magnetic detection unit and the second gear magnetic detection unit are provided on the first mounting surface side.
  • the torque detection magnetic detection unit is provided on the first mounting surface side.
  • the first gear magnetic detection unit or the second gear magnetic detection unit, and the torque detection magnetic detection unit include: They are provided so as to be separated from each other in the direction around the rotation axis of the steering shaft.

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

本発明に係るパワーステアリング装置は、操舵軸の回転角を検出する舵角センサ（３）と、操舵軸に生じるトルクを検出するトルクセンサ（４）と、を有する。舵角センサ（３）は、基板（８）の第１搭載面（８１）に実装される第１の歯車用磁気検出部（３５）及び第２の歯車用磁気検出部（３６）により、第１の歯車用マグネット（３３）及び第２の歯車用マグネット（３４）から生ずる磁界を検出する。トルクセンサ（４）は、第２搭載面（８２）に実装されるトルク検出用磁気検出部（４５）により、トルクセンサ用マグネット（４０）から生ずる磁界を検出する。

Description

パワーステアリング装置
　本発明は、パワーステアリング装置に関する。
　従来のパワーステアリング装置としては、例えば以下の特許文献に記載されたものが知られている。
　このパワーステアリング装置では、操舵軸の回転角を検出する舵角センサと、操舵軸の回転トルクを検出するトルクセンサとが、一体的に構成されている。この舵角センサ及びトルクセンサは、それぞれ別の基板に搭載された検出部によって、前記回転角及び回転トルクを検出する。
米国特許第８３９７５８８号明細書
　しかしながら、前記従来のパワーステアリング装置は、舵角センサとトルクセンサとがそれぞれ別々の基板に搭載されることで、部品点数が増大し、装置の製造コストが増大してしまう問題があった。
　本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、製造コストを低減することができるパワーステアリング装置を提供するものである。
　本発明は、その一態様として、第１の歯車用磁気検出部と第２の歯車用磁気検出部が基板の第１搭載面に配置され、トルク検出用磁気検出部が基板の第２搭載面に配置されている。
　本発明によれば、製造コストを低減することができる。
本発明に係るパワーステアリング装置のシステム構成図である。 本発明の第１実施形態に係る舵角センサ及びトルクセンサの分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る舵角センサ及びトルクセンサの軸方向に沿う斜視断面図である。 図３の要部拡大図である。 図４に示すトルクセンサの底面図である。 本発明の第１実施形態に係る舵角センサ及びトルクセンサの側面図である。 図６に示す舵角センサの斜視図である。 図６に示すトルクセンサの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る舵角センサ及びトルクセンサの平面図である。 本発明の第３実施形態に係る舵角センサ及びトルクセンサの斜視図である。 図１０に示す基板及びこれに実装される電子部品を表示した図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図である。
　以下、本発明に係るパワーステアリング装置の実施形態を、図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態では、このパワーステアリング装置を、従来と同様、自動車の操舵装置に適用したものを示している。
　（パワーステアリング装置の構成）
　図１は、本実施形態に係るパワーステアリング装置のシステム構成図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸１の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸１の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸１の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、図１中の上側を「一端側」、下側を「他端側」として説明する。
　図１に示すように、パワーステアリング装置は、運転者による操作に基づき操舵に供する操舵機構ＳＭと、運転者の操舵操作をアシストする操舵アシスト機構ＡＭと、を備える。
　操舵機構ＳＭは、ステアリングホイールＳＷに連係された操舵軸１と、図示外の転舵輪に連係されたラックバー２とを有し、操舵軸１とラックバー２とは、第１の変換機構ＲＰ１を介して連係される。第１の変換機構ＲＰ１は、操舵軸１（後述する第１出力軸１２）に形成された第１ピニオン歯１２０と、ラックバー２に形成された第１ラック歯２１とで構成される、いわゆるラック・ピニオン機構である。
　操舵軸１は、ステアリングホイールＳＷと一体に回転する第１軸部材としての入力軸１１と、ラックバー２に連係する第２軸部材としての第１出力軸１２とが、トーションバー１３（図３、図４参照）によって連結されている。入力軸１１は、軸方向の一端側がステアリングホイールＳＷに接続されると共に、他端側が前記トーションバー１３に接続される。第１出力軸１２は、軸方向の一端側が前記トーションバー１３に接続されると共に、他端側がラックバー２に連係される。すなわち、第１出力軸１２の他端部の外周側に形成された前記第１ピニオン歯１２０がラックバー２の軸方向の一端側に形成された前記第１ラック歯２１に噛み合うことによって、第１出力軸１２の回転がラックバー２の軸方向運動に変換され伝達される。
　また、操舵軸１の径方向外側（外周側）には、操舵軸１の回転角である操舵角を検出する舵角センサ３と、運転者の操舵操作により操舵軸１に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ４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３は、操舵軸１（後述の主歯車３０）の回転に伴い回転する１対の歯車（後述の第１の歯車３１及び第２の歯車３２）の回転角度差に基づいて、前記操舵角を検出する。トルクセンサ４は、入力軸１１と第１出力軸１２の相対回転変位量に基づいて、前記操舵トルクを検出する。
　ラックバー２は、軸方向の両端部が、タイロッド２３及び図示外のナックルアームを介して、図示外の転舵輪に連係されている。すなわち、ラックバー２が軸方向へ移動して、タイロッド２３を介して図示外のナックルアームが押し引きされることにより、図示外の転舵輪の向きが変更される。
　操舵アシスト機構ＡＭは、操舵アシスト力を生成する電動モータ５と、この電動モータ５を駆動制御する制御装置６と、電動モータ５の回転をラックバー２に伝達する伝達機構７と、を有する。すなわち、操舵アシスト機構ＡＭは、例えばセンサハーネスＳＨ等を介して制御装置６に入力される舵角センサ３、トルクセンサ４及び図示外の車速センサなど各種センサの検出結果に基づいて駆動制御される電動モータ５の回転力をもって、ラックバー２の軸方向移動を補助する。伝達機構７は、電動モータ５の回転を減速する減速機７０と、この減速機７０の回転をラックバー２の軸方向運動に変換する第２の変換機構ＲＰ２と、を有する。減速機７０は、周知のウォームギヤであって、電動モータ５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７１と、このウォームシャフト７１と噛み合い回転するウォームホイール７２と、を有する。第２の変換機構ＲＰ２は、ウォームホイール７２と一体に回転する第２出力軸７３の軸方向の他端部外周側に形成された第２ピニオン歯７３０と、ラックバー２の軸方向の他端側に形成され第２ピニオン歯７３０と噛み合う第２ラック歯２２とで構成される、いわゆるラック・ピニオン機構である。
　〔第１実施形態〕
　図２～図８は、本発明に係るパワーステアリング装置の第１実施形態を示す。
　（舵角センサ及びトルクセンサの構成）
　図２は、図１に示す舵角センサ３及びトルクセンサ４を構成する主要な構成要素を分解して表した、舵角センサ３及びトルクセンサ４の分解斜視図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、図２中の上側を「一端側」、下側を「他端側」として説明する。
　図２に示すように、舵角センサ３は、第１の歯車３１及び第２の歯車３２と、これら各歯車３１，３２に設けられる第１の歯車用マグネット３３及び第２の歯車用マグネット３４と、基板８に実装される第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６と、を有する。
　第１の歯車３１は、軸方向の両端側が内側へと凹むほぼ円板状の第１の基部３１１の径方向外側に、複数の第１の歯部３１２が、第１の基部３１１の全周にわたって一体に形成されている。
　第２の歯車３２は、軸方向の両端側が内側へと凹むほぼ円板状の第２の基部３２１の径方向外側に、第１の歯部３１２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の歯部３２２が、第２の基部３２１の全周にわたって一体に形成されている。
　そして、第２の歯車３２は、第１の歯車３１と噛み合い、該第１の歯車３１の回転に伴って回転する。ここで、本実施形態では、第２の歯車３２が第１の歯車３１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。換言すれば、第２の歯車３２は、第１の歯車３１と噛み合い、この第１の歯車３１によって回転駆動されるもののほか、第１の歯車３１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。そして、このような構成についても、本発明における「第１の歯車の回転に伴い回転する第２の歯車」に該当する。
　第１の歯車用マグネット３３は、第１の歯車３１の軸方向の他端側に、後述する基板８の第１搭載面８１と対向するように設けられる。同様に、第２の歯車用マグネット３４は、第２の歯車３２の軸方向の他端側に、後述する基板８の第１搭載面８１と対向するように設けられる。
　第１の歯車用磁気検出部３５は、周知のＧＭＲ素子であり、基板８の軸方向の一端側に面する第１搭載面８１に、第１の歯車用マグネット３３に対向するように実装される。これにより、第１の歯車用磁気検出部３５は、第１の歯車３１の回転に伴う第１の歯車用マグネット３３の磁界の変化を検出することで、第１の歯車３１の回転角である第１回転角を検出する。
　同様に、第２の歯車用磁気検出部３６は、周知のＧＭＲ素子であって、第１搭載面８１に、第１の歯車用磁気検出部３５と横並びに、第２の歯車用マグネット３４に対向するように実装される。これにより、第２の歯車用磁気検出部３６は、第２の歯車３２の回転に伴う第２の歯車用マグネット３４の磁界の変化を検出することで、第２の歯車３２の回転角である第２回転角を検出する。
　トルクセンサ４は、円環状のトルクセンサ用マグネット４０と、このマグネット４０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ヨーク部材４１及び第２ヨーク部材４２と、この両ヨーク部材４１，４２間に、径方向に対向配置される１対の第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４と、基板８に電気的に接続されるトルク検出用磁気検出部４５と、を有する。
　トルクセンサ用マグネット４０は、磁性材料によりほぼ円筒状に形成され、第１ヨーク部材４１及び第２ヨーク部材４２における後述する各爪部４１１，４２１の内周側に、該各爪部４１１，４２１と径方向に対向するかたちで配置される。
　第１ヨーク部材４１は、トルクセンサ用マグネット４０と径方向に対向する複数の板状部である第１の爪部４１１と、この第１の爪部４１１よりも大径の円環状に形成され、該各爪部４１１同士を繋ぐ第１の円環部４１２と、が磁性材料により一体に形成される。
　第２ヨーク部材４２は、トルクセンサ用マグネット４０と径方向に対向する複数の板状部である第２の爪部４２１と、この第２の爪部４２１よりも小径の円環状に形成され、該各爪部４２１同士を繋ぐ第２の円環部４２２と、が磁性材料により一体に形成される。
　そして、第１の爪部４１１及び第２の爪部４２１は、トルクセンサ用マグネット４０の径方向外側であってそれぞれ同一円周上に、かつ第１の爪部４１１と第２の爪部４２１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。
　トルク検出用磁気検出部４５は、トルクセンサ用マグネット４０の磁界を検出する周知のホール素子により構成される磁界検出素子４５１と、この磁界検出素子４５１の検出信号を出力する複数の出力端子４５２と、を備える。前記各出力端子４５２は、第２搭載面８２側から第１搭載面８１側へ向かって後述する端子用貫通孔８３に挿入され、この端子用貫通孔８３を通じて反対側へと臨んだ第１搭載面８１において基板８の図示外のプリント回路と電気的に接続される。
　基板８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８１を有する一方、他端側に第２搭載面８２を有し、センサハーネスＳＨ（図１参照）を介して車両に搭載される図示外のＥＣＵに電気的に接続される。また、この基板８には、第１搭載面８１側に図示外の導体パターンが印刷されていて、前記各歯車用磁気検出部３５，３６をはじめとする各種電子部品が、主として第１搭載面８１側に実装される。そして、これら各種電子部品は、第１搭載面８１側において、周知のリフローソルダリングによって、前記導体パターンにより構成される図示外のプリント回路と電気的に接続される。
　なお、本実施形態では、前記各磁気検出部３５，３６，４５を全て一括してリフローソルダリングすることを例示したが、当該各磁気検出部３５，３６，４５の半田付け手段は、必ずしもこれに限定されるものではない。換言すれば、前述した一括リフローソルダリング以外にも、例えば第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６についてはリフローソルダで行い、トルク検出用磁気検出部４５についてはポイントソルダ又はレーザソルダなど他の半田付け手段で行ってもよい。
　図３は、図１に示す舵角センサ３及びトルクセンサ４の斜視図であって、該舵角センサ３及びトルクセンサ４を操舵軸１の回転軸線Ｚに沿って切断して表示した、舵角センサ３及びトルクセンサ４近傍の縦断面斜視図を示している。図４は、図３に示す舵角センサ３及びトルクセンサ４の要部を拡大して表示した要部拡大図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸１の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸１の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸１の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、ステアリングホイールに連係される側である各図中の上側を「一端側」、下側を「他端側」として説明する。
　図３、図４に示すように、舵角センサ３は、主歯車３０と噛み合い回転する第１の歯車３１と、第１の歯車３１と噛み合い回転する図示外の第２の歯車と、を有する。そして、第１の歯車３１には、軸方向の他端側に第１の歯車用マグネット３３が設けられ、この第１の歯車用マグネット３３と対向するように、基板８の第１搭載面８１に、第１の歯車用磁気検出部３５が配置される。他方、図示外の第２の歯車についても、上述した第１の歯車３１と同様に構成されている。
　主歯車３０は、ほぼ筒状に形成され、入力軸１１の外周側に一体回転可能に固定される筒状基部３０１と、この筒状基部３０１の径方向外側に設けられ、第１の歯部３１２と噛み合う複数の歯部３０２と、を一体に有する。また、主歯車３０は、樹脂製の舵角センサ用ホルダ部材３７の内部のほぼ中央位置に形成された主歯車保持部３７０に、回転可能に収容される。そして、主歯車３０は、入力軸１１の外周面に周方向に沿って形成された環状溝１１２に収容され保持されるゴム製のリング部材、例えば周知のＯリング（図示外）が筒状基部３０１の内周面に圧接することで、入力軸１１と一体に回転する。
　第１の歯車３１は、軸方向の両端側が内側へと凹むほぼ円板状の第１の基部３１１と、この第１の基部３１１の径方向外側に設けられ、主歯車３０と第１の基部３１１と噛み合う複数の第１の歯部３１２と、を一体に有する。また、第１の歯車３１は、舵角センサ用ホルダ部材３７の主歯車保持部３７０に隣接して設けられる第１の歯車保持部３７１に、回転可能に収容される。そして、この第１の歯車３１は、第１の歯部３１２が主歯車３０の歯部３０２と噛み合うことで主歯車３０に従動して回転すると共に、第１の歯部３１２が図示外の第２の歯車の第２の歯部と噛み合うことで第２の歯車３２を駆動する。
　第１の歯車用マグネット３３は、ほぼ円形の板状を呈し、第１の基部３１１の軸方向の他端側（後述する基板８の第１搭載面８１と対向する側）に設けられる。
　第１の歯車用磁気検出部３５は、周知のＧＭＲ素子であって、舵角センサ用ホルダ部材３７の軸方向の他端側に配置される基板８のうち軸方向の一端側に面する第１搭載面８１に、第１の歯車用マグネット３３に対向するように実装される。これにより、第１の歯車用磁気検出部３５は、第１の歯車３１の回転に伴う第１の歯車用マグネット３３の磁界の変化を検出することにより、第１の歯車３１の回転角である第１回転角を検出する。
　他方、図示外の第２の歯車、第２の歯車用マグネット及び第２の歯車用磁気検出部３６についても、かかる第１の歯車３１、第１の歯車用マグネット３３及び第１の歯車用磁気検出部３５と同様に構成されている。
　以上のような構成から、舵角センサ３は、第１の歯車用磁気検出部３５によって検出された第１回転角と、図示外の第２の歯車用磁気検出部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ＳＷ（図１参照）の回転角を検出する。なお、このステアリングホイールＳＷの回転角は、当該ステアリングホイールＳＷの中立位置からの回転量を意味する。
　トルクセンサ４は、第１出力軸１２と一体回転可能に固定されたほぼ円筒状のトルクセンサ用マグネット４０を有する。そして、このトルクセンサ用マグネット４０の外周側には、ヨークホルダ４６を介して入力軸１１に固定される１対の第１ヨーク部材４１及び第２ヨーク部材４２が、径方向に対向して配置される。また、この第１ヨーク部材４１と第２ヨーク部材４２の間には、集磁ホルダ４７内に収容されトルクセンサ用マグネット４０から生ずる磁束を集約する１対の第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４が、径方向に対向して配置される。そして、この第１集磁部材４３と第２集磁部材４４の間には、トルクセンサ用マグネット４０の磁界の変化を検出するトルク検出用磁気検出部４５が収容され、このトルク検出用磁気検出部４５は、第２搭載面８２側から基板８と電気的に接続される。なお、本実施形態においては、集磁ホルダ４７が、本発明に係るトルクセンサ用ホルダ部材に相当する。
　トルクセンサ用マグネット４０は、磁性材料によってほぼ円筒状に形成されてなる永久磁石であって、第１出力軸１２の一端部の外周側に、ほぼ円筒状のホルダ部材４８を介して一体回転可能に固定される。この際、トルクセンサ用マグネット４０は、樹脂製の絶縁部４８０を介してホルダ部材４８と一体的に構成され、ホルダ部材４８は、例えばレーザ溶接用によって第１出力軸１２に固定される。
　第１ヨーク部材４１は、軸方向の一端側が大径状に、かつ他端側は一端側に対し小径状となる縦断面ほぼクランク状を呈し、磁性材料によって環状に一体に形成されている。具体的には、第１ヨーク部材４１は、トルクセンサ用マグネット４０と径方向に対向する複数の板状に形成された第１の爪部４１１と、比較的大径の円環状に形成され、この第１の爪部４１１同士を繋ぐ第１の円環部４１２と、を有する。第１の爪部４１１は、第１の円環部４１２の他端側であって周方向の等間隔位置から連続して径方向内側へ延びる第１の径方向延出部４１３を介して、第１の円環部４１２に対して径方向内側にオフセットし、かつ第１の円環部４１２と同心円上に並ぶように配置される。
　第２ヨーク部材４２は、軸方向の一端側が小径状に、かつ他端側は一端側に対し大径状となる縦断面ほぼクランク状を呈し、磁性材料によって環状に一体に形成されている。具体的には、第２ヨーク部材４２は、トルクセンサ用マグネット４０と径方向に対向する複数の板状に形成された第２の爪部４２１と、第１の円環部４１２よりも小さい円環状を呈し、第２の爪部４２１同士を繋ぐ第２の円環部４２２と、を有する。第２の爪部４２１は、第２の円環部４２２の他端側であって周方向の等間隔位置から連続して径方向内側へ延びる第２の径方向延出部４２３を介して、第２の円環部４２２に対して径方向内側にオフセットし、かつ第２の円環部４２２と同心円上に並ぶように配置される。
　ヨークホルダ４６は、金属材料によりほぼ筒状に形成された取付基部４６１と、この取付基部４６１を介して入力軸１１に取り付け固定され、内部に第１、第２ヨーク部材４１，４２が収容され保持される樹脂製のヨーク保持部４６２と、を有する。この取付基部４６１とヨーク保持部４６２は、いわゆるインサート成形によって一体に形成されている。
　取付基部４６１は、入力軸１１の軸方向の他端部外周側であって段差拡径状に形成された大径部１１１に、一体回転可能に取り付け固定される。すなわち、この取付基部４６１は、内周側に入力軸１１の大径部１１１が挿入された状態で当該大径部１１１の端縁（段部）に軸方向の一端部がかしめられることで、入力軸１１と一体回転可能に固定される。
　ヨーク保持部４６２は、取付基部４６１に接続するほぼ円筒状のボス部４６２ａと、このボス部４６２ａの他端部に連続してほぼ有蓋円筒状に形成され、第１の爪部４１１及び第２の爪部４２１を収容する筒部４６２ｂと、を有する。筒部４６２ｂは、軸方向の端壁に、第１の爪部４１１及び第２の爪部４２１を筒部４６２ｂの内周側に導く第１の爪部挿入孔４６２ｃ及び第２の爪部挿入孔４６２ｄが貫通して形成されている。すなわち、第１の爪部挿入孔４６２ｃ及び第２の爪部挿入孔４６２ｄを介して第１の爪部４１１及び第２の爪部４２１が、筒部４６２ｂの内周側に導かれて、該筒部４６２ｂの内周側に収容されるようになっている。さらに、第１の爪部挿入孔４６２ｃ及び第２の爪部挿入孔４６２ｄの孔縁部には、第１の径方向延出部４１３及び第２の径方向延出部４２３が係合し、これら各径方向延出部４１３，４２３を保持する第１凹溝４６２ｅ及び第２凹溝４６２ｆが軸方向の他端側へ凹状に窪み形成されている。
　第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４は、ともに軟磁性体によって周方向の一部が切り欠かれた平面視ほぼＣ字形状を呈し、周方向に沿った第１円弧状部４３１及び第２円弧状部４４１を有する。そして、この第１、第２集磁部材４３，４４は、前記両円環部４１２，４２２の間に、これら各円環部４１２，４２２に対し離間した状態で、第１集磁部材４３が外周側、第２集磁部材４４が内周側となるように径方向に対向して配置される。さらに、第１、第２集磁部材４３，４４の周方向の中間部には、第１、第２ヨーク部材４１，４２から漏洩したトルクセンサ用マグネット４０の磁束を集約しトルク検出用磁気検出部４５の磁気検出に供する第１集磁部４３２及び第２集磁部４４２が形成されている。換言すれば、第１、第２集磁部材４３，４４は、それぞれ周方向の中間部に、ほぼ平坦状の第１、第２集磁部４３２，４４２が設けられ、これら各集磁部４３２，４４２の周方向の両側が、第１、第２円弧状部４３１，４４１として構成されている。
　集磁ホルダ４７は、ほぼ有蓋円筒状に形成されたホルダ本体４７１の内部に、第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４を収容する集磁部材保持部４７２が、それぞれ軸方向の一端側（基板８側）へ開口する溝状に形成されている。また、集磁ホルダ４７には、基板８の第２搭載面８２側に、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する平面において第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とオーバーラップする位置に、磁気遮蔽部が設けられている。この磁気遮蔽部は、集磁ホルダ４７に軸方向の一端側（第２搭載面８２側）へ開口するように一体に設けられた磁気遮蔽部材保持部４７３内に、磁性材料である例えばＳＰＣＣ材からなる薄板状の磁気遮蔽部材４９が収容されることによって構成されている。
　磁気遮蔽部材保持部４７３は、磁気遮蔽部材４９の外形に対応する形状（本実施形態では長円状）に基づく有底筒状を呈し、基板８の第２搭載面８２側へ開口するような凹状に形成されている。ここで、磁気遮蔽部材４９は、磁気遮蔽部材保持部４７３内に収容配置され、いわゆるスナップフィット構造により固定される。
　具体的には、磁気遮蔽部材保持部４７３内に、磁気遮蔽部材４９に係合（係止）して磁気遮蔽部材４９の保持に供する係合部である爪部４７４が、磁気遮蔽部材保持部４７３の底壁４７３ａ側（軸方向の他端側）から直立するように突出形成されている。この爪部４７４は、軸方向の他端側から一端側へ延び、周方向両側の切欠部４７３ｂを介して弾性変形可能に形成された基部４７４ａと、該基部４７４ａの先端部に内方へ突出するように形成され、磁気遮蔽部材４９の周縁部に設けられた切欠部４９０に係止可能な鉤状の係止爪４７４ｂと、を有する。そして、この爪部４７４は、基部４７４ａが外方へと弾性変形し、この弾性変形後の復元作用に伴い係止爪４７４ｂが磁気遮蔽部材４９の切欠部４９０の内端縁に係止することによって、磁気遮蔽部材４９を係止爪４７４ｂと底壁４７３ａの間で挟み込むように保持する。
　トルク検出用磁気検出部４５は、周知のホール素子をほぼ矩形ブロック状に形成してなる磁界検出素子４５１と、この磁界検出素子４５１の検出信号を出力する複数の出力端子４５２と、を有する。ここで、これら各出力端子４５２は、それぞれ磁界検出素子４５１から軸方向に沿って基板８側へ延び、基板８の軸方向に貫通する端子用貫通孔８３に、第２搭載面８２側から第１搭載面８１側へ貫通するように挿入される。そして、各出力端子４５２は、第１搭載面８１側において、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６の図示外の出力端子と一緒に、リフローソルダリングによって基板８と電気的に接続される。
　以上のような構成から、トルクセンサ４では、第１、第２ヨーク部材４１，４２の相対角度差が大きくなるにつれて、両爪部４１１，４２１を跨いで隣接するトルクセンサ用マグネット４０の磁極間を流れる磁界の磁束密度が大きくなる。そこで、トルクセンサ４は、前記両集磁部材４３，４４間の内部磁界の磁束密度の変化を、トルク検出用磁気検出部４５の磁界検出素子４５１によるホール効果を利用して検出することにより、操舵トルクを検出する。
　図５は、図４に示す第１の歯車用マグネット３３、第２の歯車用マグネット３４及びトルクセンサ用マグネット４０の配置構成を表した図であって、図３に示す第１、第２ヨーク部材４１，４２及びトルクセンサ用マグネット４０を下方から見た底面図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、ステアリングホイールに連係される側に相当する図５中の紙面手前側を「一端側」、紙面奥側を「他端側」として説明する。
　図５に示すように、第１の歯車用マグネット３３と第２の歯車用マグネット３４は、第１の歯車３１及び第２の歯車３２の周方向に、それぞれＮ極とＳ極が並んで配置されている。なお、かかる第１の歯車用マグネット３３及び第２の歯車用マグネット３４の磁極については、本実施形態のようにＮ極とＳ極とが周方向にそれぞれ１極ずつ配置される場合のみならず、例えば２以上のＮ極とＳ極とが周方向に交互に配置されていてもよい。
　第１の歯車用磁気検出部３５と第２の歯車用磁気検出部３６は、共に周知のＧＭＲ素子であって、基板８の第１搭載面８１に横並びに配置される。さらに、この第１の歯車用磁気検出部３５と第２の歯車用磁気検出部３６は、周方向において、トルク検出用磁気検出部４５とオーバーラップするように配置される。なお、ここでいう「周方向において、トルク検出用磁気検出部４５とオーバーラップする」とは、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６の両方がトルク検出用磁気検出部４５とオーバーラップするものに限定されない。換言すれば、本実施形態ように、一部の歯車用磁気検出部（第１の歯車用磁気検出部３５）とトルク検出用磁気検出部４５とが周方向においてオーバーラップするかたちで配置されたものも、本発明に係る「操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いにオーバーラップ」に該当する。
　磁気遮蔽部材４９は、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する平面において、第１の歯車用マグネット３３及び第２の歯車用マグネット３４、並びに第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とオーバーラップするように配置されている。
　トルクセンサ用マグネット４０は、磁性材料によりほぼ円筒状に形成されてなる永久磁石であって、周方向にＮ極とＳ極が交互に配置（着磁）されている。なお、本実施形態では、Ｎ極とＳ極が各８極ずつ、全部で１６極が配置されている。また、トルクセンサ用マグネット４０の磁極については、本実施形態のように２以上のＮ極とＳ極が周方向に交互に配置されている場合のほか、Ｎ極とＳ極が周方向にそれぞれ１極ずつ配置されていてもよい。
　図６は、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８及び集磁ホルダ４７の固定状態を表した、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８及び集磁ホルダ４７の側面図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、図６中の上側を「一端側」、下側を「他端側」として説明する。
　図６に示すように、基板８は、舵角センサ用ホルダ部材３７と集磁ホルダ４７とで挟み込まれるように、舵角センサ用ホルダ部材３７側から挿入されて集磁ホルダ４７にねじ込まれる複数のスクリュ３９によって共締め固定される。その際、基板８は、舵角センサ用ホルダ部材３７の軸方向の他端側に突出して設けられた舵角センサ側突起３７６と、集磁ホルダ４７の軸方向の一端側に突出して設けられたトルクセンサ側突起４７８と、によって平面方向の位置が決定される。すなわち、これら各突起３７６，４７８による位置決めによって、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８及び集磁ホルダ４７の三者の相対位置が決定された状態で、舵角センサ用ホルダ部材３７側から挿入される前記複数のスクリュ３９により、前記三者３７，８，４７が共締め固定される。
　図７は、図６に示す舵角センサ用ホルダ部材３７を斜め上方から見た斜視図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、図７中の上側を「一端側」、下側を「他端側」として説明する。
　図７に示すように、舵角センサ用ホルダ部材３７は、非磁性材料、例えば樹脂材料によって皿状に形成されたもので、ほぼ中央位置に、入力軸１１が貫通する第１軸貫通孔３７３を有する。そして、この第１軸貫通孔３７３の周縁部には、主歯車３０を収容し回転可能に保持する主歯車保持部３７０が設けられている。また、舵角センサ用ホルダ部材３７には、主歯車保持部３７０に隣接して、第１の歯車３１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３７１が設けられている。さらに、舵角センサ用ホルダ部材３７には、第１の歯車保持部３７１に隣接して、第２の歯車３２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３７２が設けられている。主歯車保持部３７０、第１の歯車保持部３７１及び第２の歯車保持部３７２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３７０，３７１，３７２は、板状のカバー部材３８で当該各保持部３７０，３７１，３７２の外周域を覆うことにより、前記各歯車３０，３１，３２の脱落が抑制されている。
　また、舵角センサ用ホルダ部材３７の外周側には、複数のスクリュ３９が挿入されるスクリュ挿入孔３７４が、軸方向に沿って貫通して形成されている。これにより、当該スクリュ挿入孔３７４に挿入されるスクリュ３９をもって、舵角センサ用ホルダ部材３７が、基板８及び集磁ホルダ４７と共に、前述のように共締め固定される。
　また、舵角センサ用ホルダ部材３７は、軸方向の他端側に突出するボス部の端面に、前記共締め固定状態でもって基板８の第１搭載面８１と当接する第１搭載面当接部３７５を有する。そして、この第１搭載面当接部３７５には、基板８との位置決めに供する舵角センサ側突起３７６が形成され、この舵角センサ側突起３７６が基板８の係合孔８４に係合することによって、舵角センサ用ホルダ部材３７と基板８の相対位置が決定される（図５参照）。
　図８は、図６に示す舵角センサ用ホルダ部材３７を斜め上方から見た斜視図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、「軸方向」については、図８中の上側を「一端側」、下側を「他端側」として説明する。
　図８に示すように、集磁ホルダ４７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、入力軸１１が貫通する第２軸貫通孔４７５を有する。そして、この第２軸貫通孔４７５の外周域には、第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４を収容し保持する周方向溝形状の集磁部材保持部４７２が、軸方向の一端側へ開口するように形成されている。さらに、この集磁部材保持部４７２の外周側には、磁気遮蔽部材４９を収容し保持するほぼ長円筒状の磁気遮蔽部材保持部４７３が、軸方向の一端側である第２搭載面８２側へ開口するように付設されている。
　また、集磁ホルダ４７の外周側には、舵角センサ用ホルダ部材３７側から挿入された前記複数のスクリュ３９がねじ込まれる雌ねじ孔４７６が、軸方向に沿って貫通して形成されている。これにより、当該雌ねじ孔４７６内にねじ込まれるスクリュ３９によって、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８及び集磁ホルダ４７が、前述のように共締め固定される。
　また、集磁ホルダ４７は、軸方向の一端側に突出するボス部の端面に、前記共締め固定状態でもって基板８の第２搭載面８２と当接する第２搭載面当接部４７７を有する。そして、この第２搭載面当接部４７７には、基板８との位置決めに供するトルクセンサ側突起４７８が形成され、このトルクセンサ側突起４７８が基板８の係合孔８４に係合することによって、集磁ホルダ４７と基板８の相対位置が決定される（図５参照）。
　（本実施形態の作用効果）
　前記従来のパワーステアリング装置では、舵角センサとトルクセンサがそれぞれ別々の基板に搭載されることで、部品点数が増大し、パワーステアリング装置の製造コストが増大化してしまう問題があった。より具体的には、前記各センサを別基板で構成した場合、基板数の増加するうえ、各基板に電子部品を実装する必要があり、部品自体の製造コストが増大してしまう。また、前記各センサを別基板で構成すると、これら各基板をそれぞれ別工程で製造し、この製造した基板にそれぞれ電子部品を実装する必要があるため、製造工数が増大し、その結果、パワーステアリング装置の製造コストが増大してしまう。
　これに対し、本実施形態に係るパワーステアリング装置では、以下の効果が奏せられることで、前記従来のパワーステアリング装置の課題を解決することができる。
　すなわち、前記パワーステアリング装置は、トーションバー１３を介して互いに接続された第１軸部材である入力軸１１と第２軸部材である第１出力軸１２を有する操舵軸１をもって、ステアリングホイールＳＷの回転を図示外の転舵輪に伝達する操舵機構ＳＭと、操舵軸１の回転軸線Ｚの方向の一方側に設けられた第１搭載面８１と、操舵軸１の回転軸線Ｚの方向の他方側に設けられた第２搭載面８２とを有し、電子機器を搭載可能な基板８と、操舵機構ＳＭに設けられた舵角センサであって、複数の歯を備える第１の歯部３１２を有し、操舵軸１の回転に伴い回転する第１の歯車３１と、第１の歯部３１２の歯数と互いに割り切れない数の歯数に設定された複数の歯を備える第２の歯部３２２を有し、第１の歯車３１の回転に伴い回転する第２の歯車３２と、第１の歯車３１に設けられ、第１の歯車３１の回転軸線Ｚ周りにＮ極とＳ極が並んで配置された第１の歯車用マグネット３３と、第２の歯車３２に設けられ、第２の歯車３２の回転軸線Ｚ周りにＮ極とＳ極が並んで配置された第２の歯車用マグネット３４と、基板８に設けられ、第１の歯車用マグネット３３の磁界の変化に基づき第１の歯車３１の回転角を検出する第１の歯車用磁気検出部３５と、基板８に設けられ、第２の歯車用マグネット３４の磁界の変化に基づき第２の歯車３２の回転角を検出する第２の歯車用磁気検出部３６と、を有し、操舵軸１の回転角を検出する舵角センサ３と、操舵機構ＳＭに設けられたトルクセンサであって、第１軸部材としての入力軸１１に設けられ、操舵軸１の回転軸線Ｚ周りにＮ極とＳ極が交互に配置されているトルクセンサ用マグネット４０と、トルクセンサ用マグネット４０と対向するように操舵軸１の回転軸線Ｚ周りに配置された複数の板状部である第１の爪部４１１と、円環状に形成され第１の爪部４１１同士を接続する第１の円環部４１２とを有し、第２軸部材としての第１出力軸１２に設けられた磁性材料からなる第１ヨーク部材４１と、トルクセンサ用マグネット４０と対向するように、かつそれぞれが第１の爪部４１１の各爪部間に交互に並ぶように操舵軸１の回転軸線Ｚ周りに配置された複数の板状部である第２の爪部４２１と、円環状に形成され第２の爪部４２１同士を接続する第２の円環部４２２とを有し、第２軸部材としての第１出力軸１２に設けられた磁性材料からなる第２ヨーク部材４２と、操舵軸１の回転軸線Ｚ周りの方向に沿った第１円弧状部４３１を有し、第１の円環部４１２に対して離間し、かつ対向して設けられた第１集磁部材４３と、操舵軸１の回転軸線Ｚ周りの方向に沿った第２円弧状部４４１を有し、第２の円環部４２２に対して離間し、かつ対向して設けられた第２集磁部材４４と、基板８に設けられ、第１集磁部材４３と第２集磁部材４４の間に配置され、第１集磁部材４３と第２集磁部材４４の間の磁界の変化を検出するトルク検出用磁気検出部４５と、を有し、操舵軸１に生じるトルクを検出するトルクセンサ４と、舵角センサ３及びトルクセンサ４の検出信号に基づいて操舵機構ＳＭに操舵力を付与する電動モータ５と、を有する。
　このように、本実施形態では、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６とトルク検出用磁気検出部４５とが、それぞれ同一の基板８に配置されている。これにより、パワーステアリング装置の部品点数の削減、及びこれに伴う装置の製造工程及び製造工数の削減を図ることができる。その結果、パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。さらには、基板８の統合化によって、２つの基板を軸方向に重ねるようにして配置していた従来のパワーステアリング装置と比べて、装置の小型化を図ることができる。
　また、本実施形態では、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６は、第１搭載面８１側に設けられており、トルク検出用磁気検出部４５は、第２搭載面８２側に設けられている。
　このように、本実施形態では、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６が基板８の第１搭載面８１に、トルク検出用磁気検出部４５が第２搭載面８２に、それぞれ分けて配置されている。これにより、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６とトルク検出用磁気検出部４５とを同一の基板８に搭載することが可能となり、パワーステアリング装置の簡素化、小型化を図ることができる。
　また、本実施形態では、第１の歯車用磁気検出部３５又は第２の歯車用磁気検出部３６と、トルク検出用磁気検出部４５とは、操舵軸１の回転軸線Ｚ周りの方向において、互いにオーバーラップするように設けられている。
　このように、本実施形態では、第１の歯車用磁気検出部３５又は第２の歯車用磁気検出部３６とトルク検出用磁気検出部４５とが周方向にオーバーラップするように設けられている。このため、前記各磁気検出部３５，３６，４５を共通の基板８に搭載しつつ、基板８の周方向寸法の小型化を図ることができる。その結果、パワーステアリング装置の製造コストをさらに低減できると共に、該装置の簡素化、小型化にも供される。
　また、本実施形態に係るパワーステアリング装置は、磁性材料で形成された磁気遮蔽部を有し、磁気遮蔽部は、第２搭載面８２側に設けられ、操舵軸１の回転軸線Ｚに直交する平面において、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とオーバーラップするように配置されている。
　このように、本実施形態では、磁性材料によって形成された磁気遮蔽部が、操舵軸１の回転軸線Ｚに直交する平面において、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とオーバーラップするように配置されている。このため、当該磁気遮蔽部により、トルク検出用磁気検出部４５に対する第１の歯車用マグネット３３及び第２の歯車用マグネット３４の磁界の影響を抑制することができる。また、磁気遮蔽部が第２搭載面８２側に設けられていることで、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６と磁気遮蔽部との干渉を抑制することができる。
　また、本実施形態に係るパワーステアリング装置は、非磁性材料で形成されたトルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７を有し、前記磁気遮蔽部は、磁性材料で形成された板状の磁気遮蔽部材４９であって、トルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７は、第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４を保持する集磁部材保持部４７２と、第２搭載面８２側に開口するように設けられ、磁気遮蔽部材４９を保持する磁気遮蔽部材保持部４７３と、を有する。
　このように、第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４を保持するための集磁ホルダ４７に磁気遮蔽部材保持部４７３が設けられていることによって、集磁ホルダ４７とは別に磁気遮蔽部を設ける場合と比べて、部品点数の増加を抑制できるメリットがある。
　また、本実施形態では、トルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７は、樹脂材料で形成され、磁気遮蔽部材４９に係合する係合部を有し、前記係合部は、弾性変形可能な爪部４７４である。
　このように、集磁ホルダ４７には、磁気遮蔽部材４９に係合可能な係合部が、樹脂材料により弾性変形可能に構成された爪部４７４によって構成されている。このため、樹脂材料の弾性を利用して磁気遮蔽部材４９を固定することができ、別途、磁気遮蔽部材４９を固定するための部材を設ける必要がなくなる結果、装置の部品点数及び製造工数のさらなる低減化に供される。
　また、本実施形態に係るパワーステアリング装置は、非磁性材料で形成された舵角センサ用ホルダ部材３７と、非磁性材料で形成されたトルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７と、を有し、舵角センサ用ホルダ部材３７は、第１の歯車３１及び第２の歯車３２のそれぞれを回転自在に保持する第１の歯車保持部３７１及び第２の歯車保持部３７２と、第１搭載面８１に当接する第１搭載面当接部３７５と、を有し、トルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７は、第１集磁部材４３及び第２集磁部材４４を保持する集磁部材保持部４７２と、第２搭載面８２に当接する第２搭載面当接部４７７と、を有する。
　このように、本実施形態では、基板８が、舵角センサ用ホルダ部材３７と集磁ホルダ４７とで挟み込まれる構成となっている。このため、基板８の固定に際して、当該固定に係る固定部材を別途設けることなく、基板８を保持することが可能となる。その結果、装置の部品点数及び製造工数のさらなる低減化を図ることができる。
　また、本実施形態に係るパワーステアリング装置は、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８、及びトルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７に挿入され、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８及びトルクセンサ用ホルダ部材である集磁ホルダ４７を互いに結合させるスクリュ３９を有する。
　このように、本実施形態では、舵角センサ用ホルダ部材３７、基板８及び集磁ホルダ４７がスクリュ３９により共締め固定される構成となっている。これにより、前記三者３７，８，４７の固定に係る部品点数の増加を抑制することができると共に、スクリュ３９の締結工数の削減を図ることができる。
　また、本実施形態では、基板８は、操舵軸１の回転軸線Ｚの方向に貫通する端子用貫通孔８３を備え、トルク検出用磁気検出部４５は、磁界検出素子４５１と、磁界検出素子４５１の検出信号を出力する出力端子４５２とを備え、出力端子４５２は、第２搭載面８２側から第１搭載面８１側へ向かって端子用貫通孔８３に挿入されている。
　このように、本実施形態では、第２搭載面８２側に設けられるトルク検出用磁気検出部４５の出力端子４５２が端子用貫通孔８３を介して第１搭載面８１側へと臨む構成となっている。これにより、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６と併せてトルク検出用磁気検出部４５の半田付けについても、第１搭載面８１側から行うことが可能となる。その結果、当該各磁気検出部３５，３６，４５の半田付け作業をより効率的に行うことができ、パワーステアリング装置の製造工数のさらなる低減化を図ることができる。
　〔第２実施形態〕
　図９は、本発明に係るパワーステアリング装置の第２実施形態を示す。なお、本実施形態では、前記第１実施形態における磁気遮蔽部を廃止し、代わりに、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とトルク検出用磁気検出部４５の配置を変更したものであり、それ以外の他の構成については前記第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
　図９は、本発明の第２実施形態に係る舵角センサ３（第１の歯車３１及び第２の歯車３２は非表示）及びトルクセンサ４を一体的に構成してなる前記センサユニットの平面図を示している。なお、本図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。
　図９に示すように、本実施形態では、前記第１実施形態に係る磁気遮蔽部が廃止され、代わりに、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とトルク検出用磁気検出部４５とが、周方向において、互いに離間するように設けられている。
　換言すれば、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６とトルク検出用磁気検出部４５とが、周方向において、互いにオーバーラップすることなく、基板８上の近接する領域内において、軸方向に対向しない構成となっている。より具体的には、前記各マグネット３３，３４から生ずる磁界がトルクセンサ用マグネット４０に影響を与える領域内において、前記各磁気検出部３５，３６，４５が、周方向において、互いにオーバーラップしない構成となっている。
　以上のように、本実施形態では、第１の歯車用磁気検出部３５又は第２の歯車用磁気検出部３６と、トルク検出用磁気検出部４５とは、周方向において、互いに離間するように設けられている。かかる構成とすることによって、前記第１実施形態に係る磁気遮蔽部を廃止しつつ、トルクセンサ用マグネット４０に対する第１の歯車用マグネット３３及び第２の歯車用マグネット３４の影響（磁界の干渉）を抑制することが可能となる。その結果、前記磁気遮蔽部の形成に係る部品点数、並びに当該磁気遮蔽部の形成に係る製造工程及び製造工数を削減することができ、パワーステアリング装置の製造コストを低減することができる。
　〔第３実施形態〕
　図１０、図１１は、本発明に係るパワーステアリング装置の第３実施形態を示す。なお、本実施形態は、前記第１実施形態における第１、第２の歯車３１，３２の配置を変更し、これに伴い第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６及びトルク検出用磁気検出部４５をそれぞれ基板８の一方側の同一搭載面（第１搭載面８１）に配置したものであり、それ以外の他の構成については前記第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
　図１０は、本発明の第３実施形態に係る舵角センサ３及びトルクセンサ４を一体的に構成してなる前記センサユニットの斜視図を示している。図１１は、図１０に示す基板８及びこれに実装される電子部品を表した図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は底面図を示している。なお、各図の説明では、操舵軸の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、操舵軸の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして操舵軸の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。
　図１０、図１１に示すように、本実施形態では、第１の歯車３１及び第２の歯車３２が、それぞれ基板８と集磁ホルダ４７の間（軸方向間）に配置されている。これに伴い、基板８のうち、第１の歯車３１及び第２の歯車３２と対向する側（図１０中の下側）が、前記図示外のプリント回路を形成してなる第１搭載面８１として構成されている。
　第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６は、前記第１実施形態と同様に、基板８の第１搭載面８１側に配置されている。具体的には、この第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６は、第１搭載面８１であって、第１、第２の歯車３１，３２に設けられる第１、第２の歯車用マグネット３３，３４と対向する位置に配置されている。
　また、基板８の第１、第２搭載面８１，８２が前記第１実施形態とは反対となる当該第１、第２搭載面８１，８２の配置の変更に伴い、本実施形態では、トルク検出用磁気検出部４５が、基板８の第１搭載面８１側に配置されている。具体的には、このトルク検出用磁気検出部４５は、前記第１実施形態と同様に、磁界検出素子４５１が集磁ホルダ４７に収容されていて、この集磁ホルダ４７側から延びる出力端子４５２が、第１搭載面８１の前記図示外のプリント回路に、電気的に接続されている。また、トルク検出用磁気検出部４５は、図１１（ｂ）に示すように、前記第２実施形態と同様、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６に対して、周方向に離間するかたちで配置されている。
　以上のように、本実施形態では、第１の歯車用磁気検出部３５及び第２の歯車用磁気検出部３６は、第１搭載面８１側に設けられており、トルク検出用磁気検出部４５は、第１搭載面８１側に設けられている。
　かかる構成とすることにより、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６とトルク検出用磁気検出部４５の半田付けについて、基板８の同一面（第１搭載面８１）側から行うことができる。その結果、当該各磁気検出部３５，３６，４５の半田付け作業をより効率的に行うことができ、パワーステアリング装置の製造工数のさらなる低減化を図ることができる。
　また、本実施形態では、第１の歯車用磁気検出部３５又は第２の歯車用磁気検出部３６と、トルク検出用磁気検出部４５とは、周方向において、互いに離間するように設けられている。
　本実施形態のように、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６とトルク検出用磁気検出部４５とが基板８の同一面（第１搭載面８１）に配置される場合、互いに検出磁界の影響を受け易くなる。そこで、本実施形態では、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６とトルク検出用磁気検出部４５とを周方向に離間したことで、第１、第２の歯車用磁気検出部３５，３６とトルク検出用磁気検出部４５の相互の検出磁界の影響を抑制することができる。
　本発明の具体的態様は、前記各実施形態に例示の構成に限定されるものではなく、前述のような本発明の作用効果を奏し得る態様であれば、本発明を適用するパワーステアリング装置の仕様等に応じて自由に変更可能である。
　以上説明した実施形態に基づくパワーステアリング装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
　すなわち、当該パワーステアリング装置は、その１つの態様において、トーションバーを介して互いに接続された第１軸部材と第２軸部材を有する操舵軸をもって、ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、前記操舵軸の回転軸線の方向の一方側に設けられた第１搭載面と、前記操舵軸の回転軸線の方向の他方側に設けられた第２搭載面とを有し、電子機器を搭載可能な基板と、前記操舵機構に設けられた舵角センサであって、複数の歯を備える第１の歯部を有し、前記操舵軸の回転に伴い回転する第１の歯車と、前記第１の歯部の歯数と互いに割り切れない数の歯数に設定された複数の歯を備える第２の歯部を有し、前記第１の歯車の回転に伴い回転する第２の歯車と、前記第１の歯車に設けられ、前記第１の歯車の回転軸線周りにＮ極とＳ極が並んで配置された第１の歯車用マグネットと、前記第２の歯車に設けられ、前記第２の歯車の回転軸線周りにＮ極とＳ極が並んで配置された第２の歯車用マグネットと、前記基板に設けられ、前記第１の歯車用マグネットの磁界の変化に基づき前記第１の歯車の回転角を検出する第１の歯車用磁気検出部と、前記基板に設けられ、前記第２の歯車用マグネットの磁界の変化に基づき前記第２の歯車の回転角を検出する第２の歯車用磁気検出部と、を有し、前記操舵軸の回転角を検出する舵角センサと、前記操舵機構に設けられたトルクセンサであって、前記第１軸部材に設けられ、前記操舵軸の回転軸線周りにＮ極とＳ極が交互に配置されているトルクセンサ用マグネットと、前記トルクセンサ用マグネットと対向するように前記操舵軸の回転軸線周りに配置された複数の板状部である第１の爪部と、円環状に形成され前記第１の爪部同士を接続する第１の円環部とを有し、前記第２軸部材に設けられた磁性材料からなる第１ヨーク部材と、前記トルクセンサ用マグネットと対向するように、かつそれぞれが前記第１の爪部の各爪部間に交互に並ぶように前記操舵軸の回転軸線周りに配置された複数の板状部である第２の爪部と、円環状に形成され前記第２の爪部同士を接続する第２の円環部とを有し、前記第２軸部材に設けられた磁性材料からなる第２ヨーク部材と、前記操舵軸の回転軸線周りの方向に沿った第１円弧状部を有し、前記第１の円環部に対して離間し、かつ対向して設けられた第１集磁部材と、前記操舵軸の回転軸線周りの方向に沿った第２円弧状部を有し、前記第２の円環部に対して離間し、かつ対向して設けられた第２集磁部材と、前記基板に設けられ、前記第１集磁部材と前記第２集磁部材の間に配置され、前記第１集磁部材と前記第２集磁部材の間の磁界の変化を検出するトルク検出用磁気検出部と、を有し、前記操舵軸に生じるトルクを検出するトルクセンサと、前記舵角センサ及び前記トルクセンサの検出信号に基づいて前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、を有する。
　前記パワーステアリング装置の好ましい態様において、前記第１の歯車用磁気検出部及び前記第２の歯車用磁気検出部は、前記第１搭載面側に設けられており、前記トルク検出用磁気検出部は、前記第２搭載面側に設けられている。
　別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１の歯車用磁気検出部又は前記第２の歯車用磁気検出部と、前記トルク検出用磁気検出部とは、前記操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いにオーバーラップするように設けられている。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、当該パワーステアリング装置は、磁性材料で形成された磁気遮蔽部を有し、前記磁気遮蔽部は、前記第２搭載面側に設けられ、前記操舵軸の回転軸線に直交する平面において、前記第１の歯車用磁気検出部及び前記第２の歯車用磁気検出部とオーバーラップするように配置されている。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、当該パワーステアリング装置は、非磁性材料で形成されたトルクセンサ用ホルダ部材を有し、前記磁気遮蔽部は、磁性材料で形成された板状の磁気遮蔽部材であって、前記トルクセンサ用ホルダ部材は、前記第１集磁部材及び前記第２集磁部材を保持する集磁部材保持部と、前記第２搭載面側に開口するように設けられ、前記磁気遮蔽部材を保持する磁気遮蔽部材保持部と、を有する。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記トルクセンサ用ホルダ部材は、樹脂材料で形成され、前記磁気遮蔽部材に係合する係合部を有し、前記係合部は、弾性変形可能な爪部である。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、当該パワーステアリング装置は、非磁性材料で形成された舵角センサ用ホルダ部材と、非磁性材料で形成されたトルクセンサ用ホルダ部材と、を有し、前記舵角センサ用ホルダ部材は、前記第１の歯車及び前記第２の歯車のそれぞれを回転自在に保持する第１の歯車保持部及び第２の歯車保持部と、前記第１搭載面に当接する第１搭載面当接部と、を有し、前記トルクセンサ用ホルダ部材は、前記第１集磁部材及び前記第２集磁部材を保持する集磁部材保持部と、前記第２搭載面に当接する第２搭載面当接部と、を有する。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、当該パワーステアリング装置は、前記舵角センサ用ホルダ部材、前記基板、及び前記トルクセンサ用ホルダ部材に挿入され、前記舵角センサ用ホルダ部材、前記基板及び前記トルクセンサ用ホルダ部材を互いに結合させるスクリュを有する。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１の歯車用磁気検出部又は前記第２の歯車用磁気検出部と、前記トルク検出用磁気検出部とは、前記操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いに離間するように設けられている。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記基板は、前記操舵軸の回転軸線の方向に貫通する端子用貫通孔を備え、前記トルク検出用磁気検出部は、磁界検出素子と、前記磁界検出素子の検出信号を出力する出力端子とを備え、前記出力端子は、前記第２搭載面側から前記第１搭載面側へ向かって前記端子用貫通孔に挿入されている。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１の歯車用磁気検出部及び前記第２の歯車用磁気検出部は、前記第１搭載面側に設けられており、前記トルク検出用磁気検出部は、前記第１搭載面側に設けられている。
　さらに別の好ましい態様では、前記パワーステアリング装置の態様のいずれかにおいて、前記第１の歯車用磁気検出部又は前記第２の歯車用磁気検出部と、前記トルク検出用磁気検出部とは、前記操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いに離間するように設けられている。

Claims (12)

  1. 　トーションバーを介して互いに接続された第１軸部材と第２軸部材を有する操舵軸をもって、ステアリングホイールの回転を転舵輪に伝達する操舵機構と、
    　前記操舵軸の回転軸線の方向の一方側に設けられた第１搭載面と、前記操舵軸の回転軸線の方向の他方側に設けられた第２搭載面とを有し、電子機器を搭載可能な基板と、
    　前記操舵機構に設けられた舵角センサであって、
    　複数の歯を備える第１の歯部を有し、前記操舵軸の回転に伴い回転する第１の歯車と、
    　前記第１の歯部の歯数と互いに割り切れない数の歯数に設定された複数の歯を備える第２の歯部を有し、前記第１の歯車の回転に伴い回転する第２の歯車と、
    　前記第１の歯車に設けられ、前記第１の歯車の回転軸線周りにＮ極とＳ極が並んで配置された第１の歯車用マグネットと、
    　前記第２の歯車に設けられ、前記第２の歯車の回転軸線周りにＮ極とＳ極が並んで配置された第２の歯車用マグネットと、
    　前記基板に設けられ、前記第１の歯車用マグネットの磁界の変化に基づき前記第１の歯車の回転角を検出する第１の歯車用磁気検出部と、
    　前記基板に設けられ、前記第２の歯車用マグネットの磁界の変化に基づき前記第２の歯車の回転角を検出する第２の歯車用磁気検出部と、
    　を有し、前記操舵軸の回転角を検出する舵角センサと、
    　前記操舵機構に設けられたトルクセンサであって、
    　前記第１軸部材に設けられ、前記操舵軸の回転軸線周りにＮ極とＳ極が交互に配置されているトルクセンサ用マグネットと、
    　前記トルクセンサ用マグネットと対向するように前記操舵軸の回転軸線周りに配置された複数の板状部である第１の爪部と、円環状に形成され前記第１の爪部同士を接続する第１の円環部とを有し、前記第２軸部材に設けられた磁性材料からなる第１ヨーク部材と、
    　前記トルクセンサ用マグネットと対向するように、かつそれぞれが前記第１の爪部の各爪部間に交互に並ぶように前記操舵軸の回転軸線周りに配置された複数の板状部である第２の爪部と、円環状に形成され前記第２の爪部同士を接続する第２の円環部とを有し、前記第２軸部材に設けられた磁性材料からなる第２ヨーク部材と、
    　前記操舵軸の回転軸線周りの方向に沿った第１円弧状部を有し、前記第１の円環部に対して離間し、かつ対向して設けられた第１集磁部材と、
    　前記操舵軸の回転軸線周りの方向に沿った第２円弧状部を有し、前記第２の円環部に対して離間し、かつ対向して設けられた第２集磁部材と、
    　前記基板に設けられ、前記第１集磁部材と前記第２集磁部材の間に配置され、前記第１集磁部材と前記第２集磁部材の間の磁界の変化を検出するトルク検出用磁気検出部と、
    　を有し、前記操舵軸に生じるトルクを検出するトルクセンサと、
    　前記舵角センサ及び前記トルクセンサの検出信号に基づいて前記操舵機構に操舵力を付与する電動モータと、
    　を有するパワーステアリング装置。
  2. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記第１の歯車用磁気検出部及び前記第２の歯車用磁気検出部は、前記第１搭載面側に設けられており、
    　前記トルク検出用磁気検出部は、前記第２搭載面側に設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
  3. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記第１の歯車用磁気検出部又は前記第２の歯車用磁気検出部と、前記トルク検出用磁気検出部とは、前記操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いにオーバーラップするように設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
  4. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置は、磁性材料で形成された磁気遮蔽部を有し、
    　前記磁気遮蔽部は、前記第２搭載面側に設けられ、前記操舵軸の回転軸線に直交する平面において、前記第１の歯車用磁気検出部及び前記第２の歯車用磁気検出部とオーバーラップするように配置されていることを特徴とするパワーステアリング装置。
  5. 　請求項４に記載のパワーステアリング装置は、非磁性材料で形成されたトルクセンサ用ホルダ部材を有し、
    　前記磁気遮蔽部は、磁性材料で形成された板状の磁気遮蔽部材であって、
    　前記トルクセンサ用ホルダ部材は、
    　前記第１集磁部材及び前記第２集磁部材を保持する集磁部材保持部と、
    　前記第２搭載面側に開口するように設けられ、前記磁気遮蔽部材を保持する磁気遮蔽部材保持部と、
    　を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
  6. 　請求項５に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記トルクセンサ用ホルダ部材は、樹脂材料で形成され、前記磁気遮蔽部材に係合する係合部を有し、
    　前記係合部は、弾性変形可能な爪部であることを特徴とするパワーステアリング装置。
  7. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置は、
    　非磁性材料で形成された舵角センサ用ホルダ部材と、
    　非磁性材料で形成されたトルクセンサ用ホルダ部材と、
    　を有し、
    　前記舵角センサ用ホルダ部材は、
    　前記第１の歯車及び前記第２の歯車のそれぞれを回転自在に保持する第１の歯車保持部及び第２の歯車保持部と、
    　前記第１搭載面に当接する第１搭載面当接部と、
    　を有し、
    　前記トルクセンサ用ホルダ部材は、
    　前記第１集磁部材及び前記第２集磁部材を保持する集磁部材保持部と、
    　前記第２搭載面に当接する第２搭載面当接部と、
    　を有することを特徴とするパワーステアリング装置。
  8. 　請求項７に記載のパワーステアリング装置は、前記舵角センサ用ホルダ部材、前記基板、及び前記トルクセンサ用ホルダ部材に挿入され、前記舵角センサ用ホルダ部材、前記基板及び前記トルクセンサ用ホルダ部材を互いに結合させるスクリュを有することを特徴とするパワーステアリング装置。
  9. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記第１の歯車用磁気検出部又は前記第２の歯車用磁気検出部と、前記トルク検出用磁気検出部とは、前記操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いに離間するように設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
  10. 　請求項２に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記基板は、前記操舵軸の回転軸線の方向に貫通する端子用貫通孔を備え、
    　前記トルク検出用磁気検出部は、磁界検出素子と、前記磁界検出素子の検出信号を出力する出力端子とを備え、
    　前記出力端子は、前記第２搭載面側から前記第１搭載面側へ向かって前記端子用貫通孔に挿入されていることを特徴とするパワーステアリング装置。
  11. 　請求項１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記第１の歯車用磁気検出部及び前記第２の歯車用磁気検出部は、前記第１搭載面側に設けられており、
    　前記トルク検出用磁気検出部は、前記第１搭載面側に設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
  12. 　請求項１１に記載のパワーステアリング装置において、
    　前記第１の歯車用磁気検出部又は前記第２の歯車用磁気検出部と、前記トルク検出用磁気検出部とは、前記操舵軸の回転軸線周りの方向において、互いに離間するように設けられていることを特徴とするパワーステアリング装置。
PCT/JP2018/005380 2017-03-22 2018-02-16 パワーステアリング装置 WO2018173571A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-055396 2017-03-22
JP2017055396A JP2020093557A (ja) 2017-03-22 2017-03-22 パワーステアリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018173571A1 true WO2018173571A1 (ja) 2018-09-27

Family

ID=63585175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/005380 WO2018173571A1 (ja) 2017-03-22 2018-02-16 パワーステアリング装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020093557A (ja)
WO (1) WO2018173571A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112539860A (zh) * 2020-11-25 2021-03-23 于海松 一种发动机曲轴回转力矩测试装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001099729A (ja) * 1999-07-23 2001-04-13 Makome Kenkyusho:Kk 回転角およびトルク検出装置
JP2014031145A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Hitachi Automotive Systems Steering Ltd パワーステアリング装置
JP2014066561A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Panasonic Corp 回転角度・トルク検出装置
JP2016142713A (ja) * 2015-02-05 2016-08-08 日立金属株式会社 トルク操舵角センサ
JP2016172519A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 操舵角センサ
JP2016223972A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 トルクセンサおよび電動パワーステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001099729A (ja) * 1999-07-23 2001-04-13 Makome Kenkyusho:Kk 回転角およびトルク検出装置
JP2014031145A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Hitachi Automotive Systems Steering Ltd パワーステアリング装置
JP2014066561A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Panasonic Corp 回転角度・トルク検出装置
JP2016142713A (ja) * 2015-02-05 2016-08-08 日立金属株式会社 トルク操舵角センサ
JP2016172519A (ja) * 2015-03-18 2016-09-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 操舵角センサ
JP2016223972A (ja) * 2015-06-02 2016-12-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 トルクセンサおよび電動パワーステアリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112539860A (zh) * 2020-11-25 2021-03-23 于海松 一种发动机曲轴回转力矩测试装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020093557A (ja) 2020-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9097559B2 (en) Non-contact multi-turn absolute position magnetic sensor comprising a through-shaft
US9821846B2 (en) Device with a torque sensor device and a steering angle sensor device for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating the device
US20090224500A1 (en) Device for determining an angle of rotation
EP3470808B1 (en) Torque sensor
US7932716B2 (en) Rotation angle sensor and rotation angle sensor system
JP2006234573A (ja) 回転角度検出装置
WO2018066529A1 (ja) トルクセンサ
CN113631888A (zh) 减速机构和绝对式编码器
WO2018173571A1 (ja) パワーステアリング装置
CN113167602A (zh) 绝对编码器
JP2014149180A (ja) トルクセンサ
JP2007278963A (ja) 回転角度およびトルク検出装置
JP4470591B2 (ja) 回転角度検出装置
JP2003294409A (ja) 舵角センサ、該舵角センサを搭載した舵角センサ組み込み式回転コネクタ装置
JP2014031145A (ja) パワーステアリング装置
JP6357660B2 (ja) 回転角度検出装置およびこれを用いた回転角度検出ユニット
JP2022055062A (ja) センサ装置
JP4030944B2 (ja) トルク検出装置
JP2021012077A (ja) センサ装置
JP2005180959A (ja) 回転検出装置
JP2018059741A (ja) トルクセンサの製造方法
JP2021135139A (ja) センサ装置
JP2024044646A (ja) トルクセンサ
CN117813485A (zh) 扭矩检测装置
JP2001165699A (ja) 角度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18771045

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18771045

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP