WO2022038822A1 - トルクセンサ、トルクセンサの製造方法、調整装置及び車両操向装置 - Google Patents

トルクセンサ、トルクセンサの製造方法、調整装置及び車両操向装置 Download PDF

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WO2022038822A1
WO2022038822A1 PCT/JP2021/012990 JP2021012990W WO2022038822A1 WO 2022038822 A1 WO2022038822 A1 WO 2022038822A1 JP 2021012990 W JP2021012990 W JP 2021012990W WO 2022038822 A1 WO2022038822 A1 WO 2022038822A1
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WO
WIPO (PCT)
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magnetic
torque sensor
permanent magnet
mounting member
ring magnet
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PCT/JP2021/012990
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English (en)
French (fr)
Inventor
周平 大林
Original Assignee
日本精工株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating

Definitions

  • the present invention relates to a torque sensor, a method for manufacturing a torque sensor, an adjusting device, and a vehicle steering device.
  • Patent Document 1 describes a permanent magnet coaxially fixed to the first axis connected to one end of the torsion bar, a magnetic circuit fixed to the second axis connected to the other end of the torsion bar, and a permanent magnet.
  • a torque sensor comprising a magnetic detection element that detects a torque based on the density of a magnetic flux generated from a magnetic circuit and guided by a magnetic circuit is described. In the neutral state where no torque acts between the first axis and the second axis, the magnetic flux is prevented from being guided to the magnetic detection element.
  • the rotation angle position of the permanent magnet around the first axis should be adjusted so that the magnetic flux is not guided from the permanent magnet to the magnetic detection element.
  • the state in which the magnetic flux generated from the permanent magnet is not guided to the magnetic detection element may be referred to as a “magnetic neutral state”.
  • the present invention has been devised in view of the above circumstances, and is a permanent magnet coaxially fixed to the first axis connected to one end of the torsion bar and a second axis connected to the other end of the torsion bar. It is an object of the present invention to make it easier to fix a permanent magnet to a first axis in assembling a torque sensor having a magnetic circuit fixed to the first axis.
  • a permanent magnet in which different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction and a permanent magnet are coaxial with a first axis connected to one end of a torsion bar. It is provided with a mounting member fixed to the magnet, a magnetic circuit fixed to a second shaft connected to the other end of the torsion bar, and a magnetic detection element that detects a magnetic flux generated from a permanent magnet and guided by the magnetic circuit.
  • the mounting member is provided with a mark indicating the position of the magnetic pole boundary between the different magnetic poles of the permanent magnet.
  • the above-mentioned method for manufacturing a torque sensor is given.
  • the position of the mark of the mounting member to which the permanent magnet is attached is detected, and the rotation angle position of the permanent magnet around the first axis is adjusted based on the detected position of the mark, and then magnetic detection is performed.
  • the rotation angle position is readjusted based on the detection signal of the element.
  • an adjusting device for adjusting the angle at which the permanent magnet of the torque sensor is attached to the first axis.
  • the adjusting device includes a sensor that detects the mark of the mounting member to which the permanent magnet is attached, a motor that rotates the mounting member around the first axis, the position of the mark detected by the sensor, and the detection signal of the magnetic detection element.
  • the vehicle steering device includes the above torque sensor, an actuator that generates a steering assist force or a steering reaction force applied to the steering system of the vehicle, and an actuator according to the detection result of the torque sensor. It is equipped with a controller that drives and controls.
  • a torque sensor including a permanent magnet coaxially fixed to a first axis connected to one end of a torsion bar and a magnetic circuit fixed to a second axis connected to the other end of the torsion bar. In assembly, it becomes easier to fix the permanent magnet to the first axis.
  • FIG. (A) is a diagram showing an example of a sensor housing press-fitting process
  • (b) is a diagram showing an example of a steering shaft assembly process.
  • (A) is a diagram showing an example of a fixing pin press-fitting process
  • (b) is a diagram showing an example of an angle adjusting step and a sleeve press-fitting process. It is explanatory drawing of an example of the method of adjusting the rotation angle position of a permanent magnet using the mark provided on a sleeve. It is a schematic block diagram of an example of the adjustment device of the rotation angle position of a permanent magnet. It is a flowchart of an example of an angle adjustment process.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of an example of an electric power steering (EPS) device.
  • the steering shaft (steering shaft, steering wheel shaft, column shaft) 2 connected to the steering wheel (steering wheel) 1 has an input shaft 2in on the steering wheel side and an output shaft 2out on the steering wheel side.
  • the input shaft 2in and the output shaft 2out are connected to each other via the torsion bar 3 shown in FIG.
  • the output shaft 2out passes through the reduction gears (worm gears) 4, universal joints 5a and 5b, pinion rack mechanism 6, tie rods 7a and 7b, and further via the hub units 8a and 8b, which constitute the reduction mechanism, and the steering wheels 9L and 9R. Is linked to.
  • the pinion rack mechanism 6 has a pinion 6a connected to a pinion shaft to which steering force is transmitted from a universal joint 5b, and a rack 6b that meshes with the pinion 6a, and the rotational motion transmitted to the pinion 6a is transmitted to the rack 6b. Converts to a straight motion in the vehicle width direction.
  • the steering shaft 2 is provided with the torque sensor 10 of the present embodiment.
  • the torque sensor 10 detects the steering torque Th applied to the steering shaft 2 based on the twist of the torsion bar 3. Details of the torque sensor 10 will be described later.
  • a motor 20 is connected to the output shaft 2out of the steering shaft 2 via a reduction gear 4.
  • the motor 20 generates a steering assist force applied to the steering wheel 1.
  • the means for applying the steering assist force is not limited to the electric motor, and various types of actuators can be used.
  • the controller 30 is an electronic control unit (ECU) that controls the electric power steering device. Power is supplied to the controller 30 from the battery 15, and an ignition key signal is input via the ignition (IGN) key 14.
  • ECU electronice control unit
  • the controller 30 calculates the current command value of the assist control command based on the steering torque Th detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed Vh detected by the vehicle speed sensor 12, and compensates the current command value.
  • the current supplied to the motor 20 is controlled by the voltage control command value Vref.
  • the controller 30 may include, for example, a computer including a processor and peripheral components such as a storage device.
  • the processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-Processing Unit).
  • the storage device may include any of a semiconductor storage device, a magnetic storage device, and an optical storage device.
  • the storage device may include a memory such as a register, a cache memory, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) used as the main storage device.
  • the controller 30 may include dedicated hardware for executing each information processing described below.
  • the controller 30 may include a functional logic circuit set in a general-purpose semiconductor integrated circuit.
  • the controller 30 may include a programmable logic device (PLD: Programmable Logic Device) such as a field-programmable gate array (FPGA).
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA field-programmable gate array
  • the torque sensor 10 of the present embodiment may be used for a steering wheel (SBW: Steer-By-Wire) type vehicle steering device in which the steering wheel and the steering wheel are mechanically separated.
  • the vehicle steering device may include a reaction force actuator that generates a steering reaction force applied to the steering system of the vehicle, and a control unit that drives and controls the reaction force actuator according to the steering torque Th.
  • the torque sensor 10 of the present embodiment not only the column assist type EPS in which the reduction gear 4 and the motor 20 are provided on the steering shaft 2 but also the reduction gear 4 and the motor 20 are assembled to the pinion 6a at the lower part of the steering shaft 2. It may be applied to the attached pinion type EPS or the rack type EPS in which the reduction gear 4 and the motor 20 are assembled to the rack 6b.
  • the steering torque Th and the vehicle speed Vh are input to the current command value calculation unit 41 that calculates the current command value Iref1.
  • the current command value calculation unit 41 calculates the current command value Iref1, which is the control target value of the current supplied to the motor 20, using the assist map or the like, based on the input steering torque Th and vehicle speed Vh.
  • the voltage control command value Vref whose characteristics have been improved by the PI control unit 45 is input to the PWM control unit 46, and the motor 20 is PWM-driven via the inverter 47 as a drive unit.
  • the current value Im of the motor 20 is detected by the motor current detector 48 and fed back to the subtractor 42B.
  • the compensation signal CM from the compensation signal generation unit 44 is added to the adder 42A, and the characteristics of the steering system system are compensated by adding the compensation signal CM to improve the astringency, inertial characteristics, and the like. ..
  • the compensation signal generation unit 44 adds the self-aligning torque (SAT) 44-3 and the inertia 44-2 by the adder 44-4, and further adds the astringency 44-1 by the adder 44-5 to the addition result.
  • the addition result of the adder 44-5 is used as the compensation signal CM.
  • the torque sensor 10 of this embodiment includes a multi-pole ring magnet 100 which is a permanent magnet, a sleeve 200 for coaxially fixing the multi-pole ring magnet 100 to an input shaft 2in, and an assembly 300 of a magnetic sensor and a magnetic circuit. Be prepared.
  • the sleeve 200 is an example of the "mounting member" described in the claims.
  • the multipolar ring magnet 100 is arranged coaxially with the input shaft 2in, and different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction about the axis. These magnetic pole pairs are arranged at equal angles, and the angle difference between the angular positions where the adjacent magnetic pole pairs are arranged is ⁇ . Although a 6-pole pair of ring magnets is illustrated in FIGS. 3 and 4, it is not intended to limit the number of magnetic poles of the multi-pole ring magnet 100.
  • the multi-pole ring magnet 100 may have another number of magnetic poles, and may be, for example, an 8-pole pair of ring magnets.
  • the sleeve 200 is fixed to the multi-pole ring magnet 100, and by fixing the sleeve 200 to the input shaft 2in, the multi-pole ring magnet 100 is fixed to the input shaft 2in via the sleeve 200.
  • the sleeve 200 may be fixed to the multi-pole ring magnet 100 with an adhesive, or the sleeve 200 may be fixed to the multi-pole ring magnet 100 by caulking, a fastening member, press fitting, or the like.
  • the sleeve 200 is formed in a cylindrical shape, and the input shaft 2in is press-fitted into the inner peripheral surface thereof to fix the sleeve 200 to the input shaft 2in.
  • the sleeve 200 is provided with marks 201 and 202 indicating the circumferential position of the magnetic pole boundary between different magnetic poles (that is, S pole and N pole) of the multi-pole ring magnet 100.
  • the marks 201 and 202 may be provided at positions in the circumferential direction of the magnetic pole boundary.
  • the marks 201 and 202 may be, for example, figures or symbols drawn on the outer peripheral side surface or the axial end portion of the sleeve 200, or may be an outer shape formed on the outer peripheral side surface or the axial end portion of the sleeve 200. good.
  • the external shape may be, for example, a notch formed at the axial end of the cylindrical sleeve 200 as shown in FIG.
  • the outer shape may be a concave portion, a convex portion or a hole formed on the outer peripheral side surface of the cylindrical sleeve 200.
  • a plurality of marks 201 and 202 may be provided. By providing the plurality of marks 201 and 202, the range in the direction in which the magnetic pole boundary can be visually recognized can be increased. For example, as shown in FIG. 4, a pair of marks 201 and 202 may be provided, and a pair of marks 201 and 202 may be arranged at opposite circumferential positions of the cylindrical sleeve 200.
  • the marks 201 and 202 may be arranged at an angle position 180 degrees apart. This makes it easier to detect the marks 201 and 202 regardless of the rotation angle of the sleeve 200 when trying to detect the marks 201 and 202 from a specific direction.
  • a pair of marks 201 and 202 are shown in FIG. 4, a plurality of pairs of marks are provided, and two marks forming each pair are arranged at opposite circumferential positions of the cylindrical sleeve 200.
  • four marks forming two pairs of marks may be arranged at intervals of 90 degrees along the circumferential direction of the sleeve 200.
  • the assembly 300 includes stators 310 and 320, magnetic collecting yokes 330 and 340, and a magnetic sensor 350, and is fixed to the output shaft 2out.
  • the stators 310 and 320 and the magnetic collecting yokes 330 and 340 are examples of the “magnetic circuit” described in the claims, and the stators 310 and 320 are the “first magnetic ring” and the “first magnetic ring” described in the claims, respectively. It is an example of the "second magnetic ring”, and the magnetic collecting yokes 330 and 340 are examples of the "first yoke” and the "second yoke” described in the claims, respectively.
  • the multi-pole ring magnet 100 is fixed to the input shaft 2in and the assembly 300 is fixed to the output shaft 2out will be described, but the present invention is not intended to be limited to this example. Instead, the multi-pole ring magnet 100 may be fixed to the output shaft 2out, and the assembly 300 may be fixed to the input shaft 2in.
  • the magnetic flux generated from the multi-pole ring magnet 100 is aggregated by the stators 310 and 320, guided to the magnetic sensor 350 by the magnetic collecting yokes 330 and 340, and detected by the magnetic sensor 350.
  • the stator 310 is made of, for example, a soft magnetic material and has an annular portion 311 arranged coaxially with the multipolar ring magnet 100 and a plurality of tooth portions 312 extending axially from the inner peripheral end of the annular portion 311. There is.
  • the inner diameter of the annulus portion 311 is set to be larger than the outer diameter of the multipolar ring magnet 100.
  • the tooth portions 312 are arranged at equal angles in the circumferential direction about the axis, and the angle difference between the angular positions where the adjacent tooth portions 312 are arranged is ⁇ . Therefore, the total number of tooth portions 312 is equal to the number of magnetic pole pairs of the multipolar ring magnet 100. For example, when the multi-pole ring magnet 100 is an 8-pole pair of ring magnets, the stator 310 has eight tooth portions 312.
  • the stator 320 is made of, for example, a soft magnetic material, and has an annular portion 321 arranged coaxially with the multipolar ring magnet 100 and a plurality of tooth portions 322 extending axially from the inner peripheral end of the annular portion 321.
  • the inner diameter and outer diameter of the annular portion 321 of the stator 320 are equal to the inner diameter and outer diameter of the annular portion 311 of the stator 310.
  • the tooth portions 322 are arranged at equal angles in the circumferential direction about the axis, and the angle difference between the angular positions where the adjacent tooth portions 322 are arranged is ⁇ .
  • the total number of tooth portions 322 is equal to the total number of magnetic pole pairs of the multipolar ring magnet 100 and the total number of tooth portions 312 of the stator 310.
  • the stator 320 has eight tooth portions 322.
  • the total number of the tooth portions 312 of the stator 310 and the tooth portions 322 of the stator 320 is 16.
  • the width of the tooth portions 312 and 322 along the circumferential direction is W1, which is set narrower than the spacing W2 between the adjacent tooth portions 312 and the spacing W2 between the adjacent tooth portions 322.
  • the tooth portions 312 of the stator 310 are arranged between the tooth portions 322 of the stator 320, and the tooth portions 322 of the stator 320 are arranged between the tooth portions 312 of the stator 310. That is, the tooth portions 312 of the stator 310 and the tooth portions 322 of the stator 320 are alternately arranged along the circumferential direction between the annular portions 311 and the annular portions 321 which are arranged side by side in the axial direction and face each other. ..
  • the tooth portion 312 of the stator 310 is arranged at the center of the circumferential direction of the interval between the adjacent tooth portions 322 of the stator 320, and the stator 320 is arranged at the center of the circumferential direction of the interval between the adjacent tooth portions 312 of the stator 310.
  • the tooth portion 322 is arranged.
  • the multipolar ring magnet 100 is located between the annular portions 311 and the annular portions 321 so that the outer peripheral surface of the multipolar ring magnet 100 and the inner peripheral surfaces of the tooth portions 312 and the tooth portions 322 face each other. To place.
  • the magnetic collecting yokes 330 and 340 are made of, for example, a soft magnetic material, one end of which is connected to the stators 310 and 320, respectively. Further, the other ends of the magnetic collecting yokes 330 and 340 face each other with a gap, and the magnetic sensor 350 is arranged in this gap. As a result, the magnetic flux generated from the multi-pole ring magnet 100 can be guided to the magnetic sensor 350 by the stators 310 and 320 and the magnetic collecting yokes 330 and 340.
  • the magnetic sensor 350 is equipped with magnetic sensor ICs 360 and 370, and these magnetic sensor ICs 360 and 370 are provided with a die on which a magnetic detection element for detecting magnetic flux is mounted.
  • the magnetic detection element may be, for example, a Hall element.
  • a plurality of dies (for example, two) on which a magnetic detection element is mounted may be provided on one magnetic sensor IC 360, and a plurality of dies (for example, two) on which a magnetic detection element is mounted may be provided on one magnetic sensor IC 370. ) May be provided.
  • the magnetic sensor 350 has a plurality of magnetic sensor ICs provided with a plurality of magnetic detection elements, so that redundancy can be ensured and failure diagnosis can be performed.
  • the stators 310 and 320, and the magnetic collecting yokes 330 and 340 are arranged in the magnetic field generated by the multi-pole ring magnet 100 to form a magnetic circuit through which the magnetic flux generated by the multi-pole ring magnet 100 passes. ..
  • the amount of magnetic flux generated in the magnetic circuit changes as the relative rotation angle positional relationship with the multipolar ring magnet 100 changes due to the torsional deformation of the torsion bar 3.
  • the torque applied to the torsion bar 3 can be measured.
  • the circumferential position of the magnetic pole boundary between the north pole and the south pole of the multi-pole ring magnet 100 coincides with the circumferential center position of the tooth portions 312 and the tooth portions 322 of the stators 310 and 320.
  • the tooth portion 312 and the tooth portion 322 short-circuit the surface magnetic fluxes of the N pole and the S pole, so that the magnetic flux emitted from the N pole of the multi-pole ring magnet 100 passes through the tooth portion 312 and the tooth portion 322. It returns to the S pole of the pole ring magnet 100 and is not guided to the magnetic sensor 350. That is, the multi-pole ring magnet 100 and the stators 310 and 320 are in a magnetically neutral state.
  • FIG. 6 is a flowchart of an example of the manufacturing process of the torque sensor 10 of the embodiment
  • FIGS. 7 (a), 7 (b), 8 (a) and 8 (b) are examples of each process. It is explanatory drawing.
  • FIG. 7A is a diagram showing an example of the sensor housing press-fitting process.
  • the output shaft 2out is assembled to the reduction gear 4 housed in the gear housing 400, and the second end 3out (not shown) of the torsion bar 3 is the end of the output shaft 2out (FIG. 7A). It is inserted into a hole formed in the upper end in the vertical relationship) and is rotatably connected to the output shaft 2out. In this state, the output shaft 2out is press-fitted into the sensor housing 380 accommodating the assembly 300 to fix the assembly 300 to the output shaft 2out.
  • step S2 the steering shaft 2 is assembled by assembling the input shaft 2in to the torsion bar 3 connected to the output shaft 2out.
  • FIG. 7B is a diagram showing an example of the steering shaft assembly process. The first end portion 3in of the torsion bar 3 is inserted into a hole formed at the end portion (lower end in the vertical relationship of FIG. 7B) of the input shaft 2in.
  • FIG. 8A is a diagram showing an example of the fixing pin press-fitting process.
  • a fixing pin that regulates relative movement and rotation between the torsion bar 3 and the input shaft 2in is press-fitted into the pin insertion hole 2h of the input shaft 2in.
  • step S4 the input shaft 2in is inserted inside the sleeve 200 fixed to the multipolar ring magnet 100, and the multipolar ring magnet 100 is temporarily assembled to the input shaft 2in. do. Then, while maintaining the mechanical neutral state in which no torque acts between the input shaft 2in and the output shaft 2out, the multi-pole ring magnet 100 is rotated relative to the input shaft 2in and assembled with the multi-pole ring magnet 100. The rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on the input shaft 2in is adjusted so that the solid 300 is in a magnetically neutral state. The details of the angle adjusting process will be described later.
  • the multi-pole ring magnet 100 is fixed to the input shaft 2in at the rotation angle position when the multi-pole ring magnet 100 and the assembly 300 are in the magnetically neutral state in step S4. Specifically, the input shaft 2in is press-fitted into the inner peripheral surface of the sleeve 200.
  • the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on the input shaft 2in is adjusted so that the multi-pole ring magnet 100 and the assembly 300 are in a magnetically neutral state.
  • the circumferential position of the magnetic pole boundary between the different magnetic poles (that is, the S pole and the N pole) of the multi-pole ring magnet 100 is recognized. It also recognizes the circumferential position of the stator 310 or 320.
  • the multi-pole ring magnet 100 is rotated relative to the input shaft 2in so that the multi-pole ring magnet 100 and the assembly 300 are in a magnetically neutral state.
  • the rotation angle position of the polar ring magnet 100 is adjusted. See FIG.
  • the alternate long and short dash line indicates the circumferential position of the magnetic pole boundary recognized based on the marks 201 and 202.
  • the circumferential position of the magnetic pole boundary is the multi-pole so as to be the central position in the circumferential direction of the tooth portion 322 (or the tooth portion 312).
  • the rotation angle position of the ring magnet 100 is adjusted.
  • the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100 may be adjusted so that the circumferential position of the magnetic pole boundary is the circumferential center position of the interval between the adjacent tooth portions 312 (or between the adjacent tooth portions 322). ..
  • a jig is attached to the outer shape when adjusting the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100.
  • the sleeve 200 may be rotated in combination. This makes it possible to rotate the multi-pole ring magnet 100 more easily and reliably.
  • the magnetic sensor 350 determines whether or not the detection signal output from the magnetic sensor 350 has a predetermined value indicating a magnetic neutral state. This is because the characteristics of the multi-pole ring magnet used for the factory calibration of the magnetic sensor 350 are not exactly the same as the characteristics of the torque sensor 10 with the multi-pole ring magnet 100, so that the positions of the magnetic pole boundaries indicated by the marks 201 and 202 are shown. However, even if it matches the circumferential center position of the tooth portion 322 (or the tooth portion 312) or the circumferential center position of the interval between the adjacent tooth portions 312 (or the adjacent tooth portions 322), the magnetic sensor This is because the detection signal output by the 350 does not always have a predetermined value indicating the magnetic neutral state.
  • the detection signal of any of the magnetic sensors ICs 360 and 370 may be used.
  • a detection signal output from the IC of the main system may be used.
  • the detection signal of any of the magnetic detection elements may be used.
  • the detection signal of any of the magnetic detection elements of the IC of the main system may be used.
  • the angle adjustment step is terminated. After that, the input shaft 2in is press-fitted into the inner peripheral surface of the sleeve 200. As a result, it is possible to find the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 in which the multi-pole ring magnet 100 and the assembly 300 are in a magnetically neutral state, so that the time required for adjusting the rotation angle position can be shortened.
  • the multi-pole ring magnet 100 When the detection signal output from the magnetic sensor 350 does not have a predetermined value indicating the magnetic neutral state, the multi-pole ring magnet 100 is rotated relative to the input shaft 2in based on the detection signal, and the detection signal is generated. The rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 is readjusted so as to have a predetermined value indicating the magnetic neutral state.
  • the sleeve 200 may be rotated by engaging the jig with the external shapes formed as the marks 201 and 202. In this way, before adjusting the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100 based on the detection signal output from the magnetic sensor 350, sparse adjustment is performed based on the marks 201 and 202 to adjust the rotation angle position. The time required can be shortened.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an example of the rotation angle position adjusting device 500 of the multipolar ring magnet 100.
  • the adjusting device 500 includes, for example, a sensor 510, a motor 520, a jig 530, and a control unit 540.
  • the sensor 510 detects marks 201 and / or 202 provided on the sleeve 200. Further, the sensor 510 detects the stator 310 or 320 of the assembly 300. As the sensor 510, various detection means can be used as long as the mark 201 or 202, the stator 310 or 320 can be detected.
  • the sensor 510 may be, for example, a camera or a distance sensor (TOF sensor, LIDAR, etc.). Further, the sensor 510 may be a single sensor that detects the mark 201 and / or 202 and also detects the stator 310 or 320, and detects the mark 201 and / or 202 and the stator 310 or 320 individually, respectively. It may be a plurality of sensors.
  • the motor 520 generates a rotational driving force for rotating the multi-pole ring magnet 100.
  • the jig 530 transmits the rotational driving force generated by the motor 520 to the sleeve 200 to rotate the sleeve 200 about the input shaft 2in.
  • the marks 201 and 202 have an outer shape formed on the sleeve 200, the jig 530 is engaged with the marks 201 and 202, and the sleeve 200 is rotated by rotating the jig 530 by the motor 520. You may.
  • the control unit 540 is an electronic control device that controls the operation of the adjustment device 500.
  • the control unit 540 may include, for example, a computer including a processor and peripheral components such as a storage device.
  • the processor may be, for example, a CPU or an MPU.
  • the storage device may include any of a semiconductor storage device, a magnetic storage device, and an optical storage device.
  • the storage device may include a memory such as a register, a cache memory, a ROM and a RAM used as a main storage device.
  • the control unit 540 may perform each information processing described below by executing the computer program stored in the storage device by the processor. Alternatively or additionally, the control unit 540 may include dedicated hardware for performing each of the information processing described below.
  • the control unit 540 may include a functional logic circuit set in a general-purpose semiconductor integrated circuit.
  • the controller 30 may include a PLD or the like such as FPGA.
  • the control unit 540 receives the output signal of the sensor 510 and the detection signal from the magnetic sensor 350 of the assembly 300.
  • the control unit 540 controls the motor 520 based on the positions of the marks 201 and / or 202 detected by the sensor 510, the positions of the stator 310 or 320, and the detection signal from the magnetic sensor 350, thereby controlling the input shaft.
  • the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on 2 inches is adjusted.
  • the control unit 540 includes a mark position detection unit 541, a first adjustment unit 542, a detection signal reception unit 543, a second adjustment unit 544, and a motor drive unit 545.
  • the mark position detection unit 541 detects the position of the mark 201 and / or 202 detected by the sensor 510 and the position of the stator 310 or 320 based on the output signal of the sensor 510.
  • the position of the mark 201 and / or 202 and the position of the stator 310 or 320 may be detected based on the captured image.
  • the position of the mark 201 and / or 202 and the position of the stator 310 or 320 may be detected based on the point cloud data generated by the distance sensor.
  • the first adjusting unit 542 recognizes the circumferential position of the magnetic pole boundary of the multipolar ring magnet 100 indicated by the mark 201 and / or 202 based on the position of the mark 201 and / or 202 detected by the mark position detecting unit 541. .. For example, when the marks 201 and 202 are provided at the circumferential position of the magnetic pole boundary, the detected circumferential position of the mark 201 and / or 202 is recognized as the circumferential position of the magnetic pole boundary of the multipolar ring magnet 100. ..
  • the first adjusting unit 542 controls the motor 520 to rotate the multi-pole ring magnet 100 relative to the input shaft 2in so that the multi-pole ring magnet 100 and the assembly 300 are in a magnetically neutral state.
  • the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on 2 inches is adjusted.
  • the motor 520 is controlled so that the recognized peripheral position of the magnetic pole boundary becomes the central position in the circumferential direction of the tooth portion 322 (or the tooth portion 312).
  • the motor 520 may be controlled so that the circumferential position of the magnetic pole boundary is the circumferential center position of the interval between the adjacent tooth portions 312 (or between the adjacent tooth portions 322).
  • the motor drive unit 545 drives the motor 520 according to the control signal of the motor 520 output from the first adjustment unit 542.
  • the detection signal receiving unit 543 receives the detection signal output from the magnetic sensor 350.
  • the second adjusting unit 544 determines whether or not the detection signal output from the magnetic sensor 350 has a predetermined value indicating the magnetic neutral state.
  • the angle adjustment step is completed without readjusting the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100.
  • the second adjusting unit 544 controls the motor 520 to input the multipolar ring magnet 100 to the input shaft 2in.
  • the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on the input shaft 2in is adjusted so that the detection signal output from the magnetic sensor 350 becomes a predetermined value indicating the magnetic neutral state.
  • the motor 520 is controlled so that the detection signal output from the magnetic sensor 350 becomes a predetermined value indicating the magnetic neutral state.
  • the motor drive unit 545 drives the motor 520 according to the control signal of the motor 520 output from the second adjustment unit 544.
  • the angle adjustment step is completed.
  • FIG. 11 is a flowchart of an example of the angle adjusting process executed by the adjusting device 500.
  • the sensor 510 detects the marks 201 and / or 202 provided on the sleeve 200. Further, the sensor 510 detects the stator 310 or 320.
  • the mark position detection unit 541 detects the position of the mark 201 and / or 202 and the position of the stator 310 or 320 based on the output signal of the sensor 510.
  • the first adjusting unit 542 is the circumferential position of the magnetic pole boundary of the multipolar ring magnet 100 indicated by the mark 201 and / or 202 based on the position of the mark 201 and / or 202 detected by the mark position detecting unit 541. Recognize.
  • the first adjusting unit 542 controls the motor 520 to rotate the multi-pole ring magnet 100 relative to the input shaft 2in so that the multi-pole ring magnet 100 and the assembly 300 are in a magnetically neutral state.
  • the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on 2 inches is adjusted.
  • step S12 the detection signal receiving unit 543 receives the detection signal output from the magnetic sensor 350.
  • step S13 the second adjusting unit 544 determines whether or not the detection signal output from the magnetic sensor 350 has a predetermined value indicating the magnetic neutral state.
  • the angle adjustment step ends.
  • step S14 the second adjusting unit 544 controls the motor 520 to rotate the multi-pole ring magnet 100 relative to the input shaft 2in, and the detection signal output from the magnetic sensor 350 is a predetermined value indicating a magnetic neutral state.
  • the rotation angle position of the multi-pole ring magnet 100 centered on the input shaft 2in is readjusted so as to be. After that, the angle adjustment process ends.
  • the torque sensor 10 has a multi-pole ring magnet 100 on which magnetic poles having different magnetic fluxes are alternately arranged in the circumferential direction and a multi-pole ring magnet 100 on an input shaft 2in connected to the first end 3in of the torsion bar 3.
  • the sleeve 200 fixed coaxially, the stators 310 and 320 fixed to the output shaft 2out connected to the second end 3out of the torsion bar, the magnetic flux collecting yokes 330 and 340, and the stator generated from the multi-pole ring magnet 100. It includes 310 and 320 and a magnetic detection element that detects the magnetic flux induced by the magnetic collecting yokes 330 and 340.
  • the sleeve 200 is provided with marks 201 and 202 indicating the circumferential position of the magnetic pole boundary between different magnetic poles (that is, S pole and N pole) of the multi-pole ring magnet 100.
  • a plurality of marks 201 and 202 may be provided on the sleeve 200. This makes it possible to increase the range in which the magnetic pole boundary can be visually recognized.
  • the sleeve 200 may have a cylindrical shape into which the input shaft 2in is inserted. Paired marks 201 and 202 may be provided at opposite circumferential positions of the sleeve 200, respectively. This makes it easier to detect the marks 201 and 202 regardless of the rotation angle of the sleeve 200 when trying to detect the marks 201 and 202 from a specific direction.
  • a plurality of pairs of marks may be provided. This makes it possible to increase the range in which the magnetic pole boundary can be visually recognized.
  • the marks 201 and 202 may be a figure or symbol drawn on the sleeve 200, or an outer shape formed on the sleeve 200. With such a mark, the circumferential position of the magnetic pole boundary can be easily visually recognized.
  • the stators 310 and 320 may be made of a magnetic material and may include an annular ring portion 311 and 321 and a plurality of tooth portions 312 and 322 formed on the annular portions 311 and 321 respectively.
  • the magnetic collecting yokes 330 and 340 are made of a magnetic material, and may guide the magnetic flux generated from the multipolar ring magnet 100 and passing through the stators 310 and 320 to the magnetic detection element, respectively.
  • the plurality of tooth portions 312 of the stator 310 and the plurality of tooth portions 322 of the stator 320 may be alternately arranged with a predetermined gap in the circumferential direction and face the magnetic poles of the multipolar ring magnet 100.
  • the relative rotation amount between the multi-pole ring magnet 100 fixed to the input shaft 2in and the stators 310 and 320 fixed to the output shaft 2out can be detected as a magnetic signal. Based on the detected relative rotation amount and the spring constant of the torsion bar 3, the torque acting between the input shaft 2in and the output shaft 2out can be obtained.
  • the sensor 510 and the mark position detection unit 541 of the adjusting device 500 detect the positions of the marks 201 and / or 202 of the sleeve 200 to which the multi-pole ring magnet 100 is attached, and the positions of the stator 310 or 320. do.
  • the first adjusting unit 542 adjusts the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100 about the input shaft 2in based on the detected positions of the marks 201 and / or 202 and the positions of the stator 310 or 320.
  • the second adjusting unit 544 readjusts the rotation angle position based on the detection signal of the magnetic detection element.
  • the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100 is adjusted by loosely adjusting the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100 based on the positions of the marks 201 and / or 202 and the positions of the stator 310 or 320.
  • the amount of rotation when performing is reduced, and the time required for adjustment can be shortened.
  • the jig 530 is added to the outer shape formed on the sleeve 200 as marks 201 and / or 202 to the difference in adjusting the rotation angle position of the multipolar ring magnet 100 centered on the input shaft 2in by the adjusting device 500. Engage and rotate the sleeve 200. This makes it possible to rotate the multi-pole ring magnet 100 more easily and reliably.

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Abstract

トルクセンサ（１０）は、周方向に異なる磁極が交互に配置された永久磁石（１００）を、トーションバー（３）の一端に連結された第１軸（２ｉｎ）に同軸に固定する取付部材（２００）を備える。取付部材（２００）には、永久磁石（１００）の異なる磁極どうしの磁極境界の位置を示すマーク（２０１、２０２）が設けられている。

Description

トルクセンサ、トルクセンサの製造方法、調整装置及び車両操向装置
　本発明は、トルクセンサ、トルクセンサの製造方法、調整装置及び車両操向装置に関する。
　下記特許文献１には、トーションバーの一端に連結された第１軸に同軸に固定された永久磁石と、トーションバーの他端に連結された第２軸に固定された磁気回路と、永久磁石から発生して磁気回路により導かれた磁束の密度に基づいてトルクを検出する磁気検出素子と、を有するトルクセンサが記載されている。第１軸と第２軸との間にトルクが作用していない中立状態では、磁気検出素子に磁束が導かれないようにされている。
特開２０１１－０７３５０１号公報
　上記のようなトルクセンサを組み立てる際には、永久磁石を第１軸に固定する工程がある。この工程では、第１軸と第２軸との間にトルクが作用していない状態、すなわちトーションバーの捩れ角が０度である状態（以下「メカ中立状態」と表記することがある）で、永久磁石から磁気検出素子へ磁束が導かれないように、第１軸を中心とする永久磁石の回転角度位置を調整するのが理想的である。
　以下、永久磁石から発生する磁束が磁気検出素子に導かれない状態を「磁気中立状態」と表記することがある。
　しかしながら、永久磁石及び磁気回路が磁気中立状態であるか否かは、外見から判断できない。このため従来は、磁気回路を第２軸に固定するとともに永久磁石を第１軸に仮組みし、メカ中立状態を維持したまま永久磁石を回転させて、磁気検出素子からの検出信号が磁気中立状態を示すように永久磁石の回転角度位置を調整していた。このため、磁気中立状態を見つけ出すのに時間がかかるという問題があった。
　本発明は、上記の事情を鑑みて考案されたものであり、トーションバーの一端に連結された第１軸に同軸に固定される永久磁石と、トーションバーの他端に連結された第２軸に固定された磁気回路を備えるトルクセンサの組み立てにおいて、第１軸への永久磁石の固定をより容易にすることを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一態様によるトルクセンサは、周方向に異なる磁極が交互に配置された永久磁石と、トーションバーの一端に連結された第１軸に、永久磁石を同軸に固定する取付部材と、トーションバーの他端に連結された第２軸に固定された磁気回路と、永久磁石から発生して磁気回路により導かれた磁束を検出する磁気検出素子とを備える。取付部材には、永久磁石の異なる磁極どうしの磁極境界の位置を示すマークが設けられている。
　本発明の他の態様によれば、上記のトルクセンサの製造方法が与えられる。この製造方法では、永久磁石が取り付けられた取付部材のマークの位置を検出し、検出したマークの位置に基づいて、第１軸を中心とする永久磁石の回転角度位置を調整した後に、磁気検出素子の検出信号に基づいて回転角度位置を再調整する。
　本発明の更なる他の態様によれば、上記のトルクセンサの永久磁石を第１軸に取り付ける角度を調整する調整装置が与えられる。調整装置は、永久磁石が取り付けられた取付部材のマークを検出するセンサと、第１軸を中心として取付部材を回転させるモータと、センサにより検出したマークの位置と、磁気検出素子の検出信号と、に基づいてモータを制御することにより、第１軸を中心とする永久磁石の回転角度位置を調整する制御部と、を備える。
　本発明の更なる他の態様による車両操向装置は、上記のトルクセンサと、車両の操舵系に付与する操舵補助力又は操舵反力を発生させるアクチュエータと、トルクセンサの検出結果に応じてアクチュエータを駆動制御するコントローラと、を備える。
　本発明によれば、トーションバーの一端に連結された第１軸に同軸に固定される永久磁石と、トーションバーの他端に連結された第２軸に固定された磁気回路を備えるトルクセンサの組み立てにおいて、第１軸への永久磁石の固定がより容易になる。
実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。 図１に記載されるコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。 図１に記載されるトルクセンサの一例の概略構成図である。 図３のトルクセンサの一例の分解図である。 （ａ）～（ｃ）は実施形態のトルクセンサの動作を説明するための磁気回路の概略図である。 実施形態のトルクセンサの製造工程の一例のフローチャートである。 （ａ）はセンサ筐体圧入工程の一例の様子を示す図であり、（ｂ）は操舵軸組み立て工程の一例の様子を示す図である。 （ａ）は固定ピン圧入工程の一例の様子を示す図であり、（ｂ）は角度調整工程とスリーブ圧入工程の一例の様子を示す図である。 スリーブに設けたマークを利用した永久磁石の回転角度位置の調整方法の一例の説明図である。 永久磁石の回転角度位置の調整装置の一例の概略構成図である。 角度調整工程の一例のフローチャートである。
　本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
　（構成）
　図１は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ：Electric Power Steering）装置の一例の概要を示す構成図である。操向ハンドル（ステアリングホイール）１に連結される操舵軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸、コラム軸）２は、ハンドル側の入力軸２ｉｎと操向車輪側の出力軸２ｏｕｔとを有する。入力軸２ｉｎと出力軸２ｏｕｔとは、図３に示すトーションバー３を介して互いに連結されている。
　出力軸２ｏｕｔは、減速機構を構成する減速ギア（ウォームギア）４、ユニバーサルジョイント５ａ及び５ｂ、ピニオンラック機構６、タイロッド７ａ、７ｂを経て、更にハブユニット８ａ、８ｂを介して操向車輪９Ｌ、９Ｒに連結されている。
　ピニオンラック機構６は、ユニバーサルジョイント５ｂから操舵力が伝達されるピニオンシャフトに連結されたピニオン６ａと、このピニオン６ａに噛合するラック６ｂとを有し、ピニオン６ａに伝達された回転運動をラック６ｂで車幅方向の直進運動に変換する。
　操舵軸２には、本実施形態のトルクセンサ１０が設けられている。トルクセンサ１０は、操舵軸２に加えられる操舵トルクＴｈをトーションバー３の捩れに基づいて検出する。トルクセンサ１０の詳細は後述する。
　さらに操舵軸２の出力軸２ｏｕｔには、減速ギア４を介してモータ２０が連結されている。モータ２０は、操向ハンドル１に付与する操舵補助力を発生する。操舵補助力を付与する手段は、電動モータに限られず様々な種類のアクチュエータを利用可能である。
　コントローラ３０は、電動パワーステアリング装置を制御する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。
　コントローラ３０には、バッテリ１５から電力が供給されるとともに、イグニション（ＩＧＮ）キー１４を経てイグニションキー信号が入力される。
　コントローラ３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと、車速センサ１２で検出された車速Ｖｈとに基づいてアシスト制御指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電圧制御指令値Ｖｒｅｆによってモータ２０に供給する電流を制御する。
　コントローラ３０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
　記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。
　なお、コントローラ３０は、以下に説明する各情報処理を実行するための専用のハードウエアを含んでいてもよい。
　例えばコントローラ３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を含んでいてもよい。例えばコントローラ３０はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を含んでいてもよい。
　なお、本実施形態のトルクセンサ１０を、ステアリングホイールと転舵輪との間が機械的に分離されたステアバイワイヤ（ＳＢＷ：Steer-By-Wire）式の車両操向装置に使用してもよい。例えば、車両操向装置は、車両の操舵系に付与する操舵反力を発生させる反力アクチュエータと、操舵トルクＴｈに応じて反力アクチュエータを駆動制御する制御部を備えてもよい。
　また、本実施形態のトルクセンサ１０は、減速ギア４とモータ２０とを操舵軸２に設けたコラムアシスト式のＥＰＳだけでなく、減速ギア４とモータ２０を操舵軸２下部のピニオン６ａに組付けたピニオン式のＥＰＳや、減速ギア４とモータ２０をラック６ｂに組付けたラック式のＥＰＳに適用してもよい。
　次に、図２を参照してコントローラ３０による機能構成の一例を説明する。
　操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｈは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部４１に入力される。電流指令値演算部４１は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｈに基づいて、アシストマップ等を用いてモータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。
　電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算器４２Ａを経て電流制限部４３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆｍが減算器４２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差ΔＩ（＝Ｉｒｅｆｍ－Ｉｍ）が演算され、その偏差ΔＩが操舵動作の特性改善のためのＰＩ（比例積分）制御部４５に入力される。ＰＩ制御部４５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部４６に入力され、更に駆動部としてのインバータ４７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器４８で検出され、減算器４２Ｂにフィードバックされる。
　加算器４２Ａには補償信号生成部４４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部４４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）４４－３と慣性４４－２を加算器４４－４で加算し、その加算結果に更に収れん性４４－１を加算器４４－５で加算し、加算器４４－５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。
　次に、本実施形態のトルクセンサ１０について説明する。図３及び図４を参照する。上記の通り、操舵軸２の入力軸２ｉｎと出力軸２ｏｕｔとは、トーションバー３を介して連結されている。具体的には、トーションバー３の第１端部３ｉｎが入力軸２ｉｎに連結され、トーションバー３の第２端部３ｏｕｔが出力軸２ｏｕｔに連結されている。
　本実施形態のトルクセンサ１０は、永久磁石である多極リング磁石１００と、多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに同軸に固定するスリーブ２００と、磁気センサと磁気回路との組立体３００とを備える。スリーブ２００は、特許請求の範囲に記載の「取付部材」の一例である。
　多極リング磁石１００は、入力軸２ｉｎと同軸に配置され、軸線を中心とする周方向に異なる磁極が交互に配置されている。これら磁極対は等角度ごとに配置されおり、隣接する磁極対が各々配置される角度位置の角度差はΔθである。
　図３及び図４では、６極対のリング磁石が例示されているが、多極リング磁石１００の磁極数を限定することを意図するものではない。多極リング磁石１００は、他の磁極数を有していてもよく、例えば８極対のリング磁石であってもよい。
　スリーブ２００は、多極リング磁石１００に固定されており、スリーブ２００を入力軸２ｉｎに固定することによって、スリーブ２００を介して多極リング磁石１００が入力軸２ｉｎに固定される。
　例えば、接着剤によってスリーブ２００を多極リング磁石１００へ固定してもよく、カシメ、締結部材、圧入などによってスリーブ２００を多極リング磁石１００へ固定してよい。入力軸２ｉｎへのスリーブ２００の固定も同様である。
　本実施形態では、スリーブ２００は円筒状に形成され、その内周面に入力軸２ｉｎが圧入されることによって、スリーブ２００を入力軸２ｉｎに固定する。
　さらに、スリーブ２００には、多極リング磁石１００の異なる磁極（すなわちＳ極及びＮ極）どうしの磁極境界の周方向位置を示すマーク２０１及び２０２が設けられている。例えば、マーク２０１及び２０２は、磁極境界の周方向位置に設けられてよい。
　マーク２０１及び２０２は、例えば、スリーブ２００の外周側面や軸方向端部に描かれた図形や記号であってもよく、スリーブ２００の外周側面や軸方向端部に形成された外形形状であってよい。
　外形形状は、例えば図４に示すように円筒状のスリーブ２００の軸方向端部に形成された切り欠きであってよい。また、外形形状は円筒状のスリーブ２００の外周側面に形成された凹部、凸部又は孔であってもよい。
　マーク２０１及び２０２を、複数個設けてもよい。複数のマーク２０１及び２０２を設けることにより、磁極境界を視認できる方向の範囲を増加させることができる。
　例えば、図４に示すように一対のマーク２０１及び２０２を設け、円筒状のスリーブ２００の対向する周方向位置に一対のマーク２０１及び２０２を配置してもよい。すなわち１８０度離れた角度位置にマーク２０１及び２０２を配置してもよい。これにより、特定の方向からマーク２０１及び２０２を検出しようとした場合に、スリーブ２００の回転角度によらずマーク２０１及び２０２を検出しやすくなる。
　また、図４には一対のマーク２０１及び２０２が示されているが、複数対のマークを設け、各々の対をなす２個のマークを、円筒状のスリーブ２００の対向する周方向位置に配置してもよい。
　Ｎ対（Ｎは自然数）のマークをなす２×Ｎ個のマークを、１８０／Ｎ度の角度間隔で等間隔に配置してもよい。
　例えば、２対のマークをなす４個のマークを、スリーブ２００の周方向に沿って９０度間隔で配置してもよい。
　一方で、組立体３００は、ステータ３１０及び３２０と、集磁ヨーク３３０及び３４０と、磁気センサ３５０を備え、出力軸２ｏｕｔに固定されている。
　ステータ３１０及び３２０並びに集磁ヨーク３３０及び３４０は、特許請求の範囲に記載の「磁気回路」の一例であり、ステータ３１０及び３２０は、それぞれ特許請求の範囲に記載の「第１磁性リング」及び「第２磁性リング」の一例であり、集磁ヨーク３３０及び３４０は、それぞれ特許請求の範囲に記載の「第１ヨーク」及び「第２ヨーク」の一例である。
　なお、本明細書では、多極リング磁石１００が入力軸２ｉｎに固定され、組立体３００が出力軸２ｏｕｔに固定されている例について説明するが、本発明をこの例に限定する意図するものではなく、多極リング磁石１００を出力軸２ｏｕｔに固定し、組立体３００を入力軸２ｉｎに固定してもよい。
　多極リング磁石１００から発生した磁束はステータ３１０及び３２０により集約されて、集磁ヨーク３３０及び３４０によって磁気センサ３５０へ導かれ、磁気センサ３５０で検出される。
　ステータ３１０は、例えば軟磁性材料からなり、多極リング磁石１００と同軸に配置される円環部３１１と、円環部３１１の内周端から軸方向に伸びる複数の歯部３１２を有している。円環部３１１の内径は、多極リング磁石１００の外径よりも大きく設定されている。
　歯部３１２は、軸線を中心とする周方向に等角度で配置されており、隣接する歯部３１２が各々配置される角度位置の角度差はΔθである。このため、歯部３１２の総数は多極リング磁石１００の磁極対数と等しい。例えば、多極リング磁石１００が８極対のリング磁石である場合には、ステータ３１０は８本の歯部３１２を有する。
　同様に、ステータ３２０は、例えば軟磁性材料からなり、多極リング磁石１００と同軸に配置される円環部３２１と、円環部３２１の内周端から軸方向に伸びる複数の歯部３２２を有している。ステータ３２０の円環部３２１の内径及び外径は、ステータ３１０の円環部３１１の内径及び外径と等しい。
　歯部３２２は、軸線を中心とする周方向に等角度で配置されており、隣接する歯部３２２が各々配置される角度位置の角度差はΔθである。このため、歯部３２２の総数は多極リング磁石１００の磁極対数や、ステータ３１０の歯部３１２の総数と等しい。
　例えば、多極リング磁石１００が８極対のリング磁石である場合には、ステータ３２０は８本の歯部３２２を有する。この場合、ステータ３１０の歯部３１２とステータ３２０の歯部３２２とを合計すると１６本になる。
　周方向に沿った歯部３１２、３２２の幅はＷ１であり、隣接する歯部３１２間の間隔Ｗ２や隣接する歯部３２２間の間隔Ｗ２よりも狭く設定されている。そして、ステータ３１０の歯部３１２を、ステータ３２０の歯部３２２間の間隔の間に配置し、ステータ３２０の歯部３２２を、ステータ３１０の歯部３１２間の間隔の間に配置する。すなわち、軸方向に並んで配置されて互いに対向する円環部３１１と円環部３２１との間に、ステータ３１０の歯部３１２とステータ３２０の歯部３２２を周方向に沿って交互に配置する。
　具体的には、ステータ３２０の隣接する歯部３２２間の間隔の周方向中央にステータ３１０の歯部３１２を配置し、ステータ３１０の隣接する歯部３１２間の間隔の周方向中央にステータ３２０の歯部３２２を配置する。
　そして、多極リング磁石１００の外周面と歯部３１２及び歯部３２２の内周面とが互いに対向するように、対向する円環部３１１と円環部３２１との間に多極リング磁石１００を配置する。
　集磁ヨーク３３０及び３４０は、例えば軟磁性材料からなり、一端がステータ３１０及び３２０にそれぞれ接続される。また、集磁ヨーク３３０及び３４０の他端は、空隙を空けて互いに対向しており、この空隙に磁気センサ３５０を配置する。
　これにより、多極リング磁石１００から発生した磁束を、ステータ３１０及び３２０と集磁ヨーク３３０及び３４０とによって磁気センサ３５０へ導くことができる。
　磁気センサ３５０には、磁気センサＩＣ３６０及び３７０が搭載されており、これら磁気センサＩＣ３６０及び３７０には、磁束を検出する磁気検出素子が実装されたダイが設けられている。磁気検出素子は、例えばＨａｌｌ素子であってよい。
　１つの磁気センサＩＣ３６０に、磁気検出素子が実装されたダイを複数個（例えば２個）設けてもよく、１つの磁気センサＩＣ３７０に、磁気検出素子が実装されたダイを複数個（例えば２個）設けてもよい。磁気センサ３５０は、複数個の磁気検出素子が設けられた磁気センサＩＣを複数有することにより、冗長性を確保するとともに故障診断が可能である。
　以上のように、ステータ３１０及び３２０、並びに集磁ヨーク３３０及び３４０は、多極リング磁石１００により生じた磁界内に配置されて、多極リング磁石１００により生じた磁束が通る磁気回路を形成する。
　トーションバー３の捩れ変形によって多極リング磁石１００との相対的な回転角度位置関係が変化することに伴って、磁気回路に発生する磁束量が変化する。磁束密度の変化を磁気センサ３５０により検出することで、トーションバー３に加わるトルクを測定することができる。
　次に、図５（ａ）～図５（ｃ）を参照してトルクセンサ１０の動作を説明する。図５（ａ）は、多極リング磁石１００のＮ極とＳ極との磁極境界の周方向位置が、ステータ３１０及び３２０の歯部３１２及び歯部３２２の周方向の中心位置と合っている状態を示す。
　この状態では、歯部３１２及び歯部３２２がＮ極とＳ極の表面磁束を短絡するため、多極リング磁石１００のＮ極から出た磁束は、歯部３１２及び歯部３２２を通って多極リング磁石１００のＳ極に戻り、磁気センサ３５０に導かれない。すなわち、多極リング磁石１００とステータ３１０及び３２０とは磁気中立状態となる。
　図５（ｂ）は、トーションバー３が捩れることによりステータ３１０の歯部３１２が多極リング磁石１００のＮ極に近付き、ステータ３２０の歯部３２２が多極リング磁石１００のＳ極に近付いた状態を示す。
　この状態では、多極リング磁石１００のＮ極から出た磁束が、歯部３１２からステータ３１０に入り、集磁ヨーク３３０で導かれて磁気センサ３５０を通る。その後、集磁ヨーク３４０、ステータ３２０、歯部３２２を通って、多極リング磁石１００のＳ極に戻る。
　図５（ｃ）は、図５（ｂ）と反対方向にトーションバー３が捩れることにより、ステータ３１０の歯部３１２が多極リング磁石１００のＳ極に近付き、ステータ３２０の歯部３２２が多極リング磁石１００のＮ極に近付いた状態を示す。
　この状態では、磁束は図５（ｂ）と反対向きに磁気センサ３５０を通る。
　このように、入力軸２ｉｎと出力軸２ｏｕｔとの間に捩れトルクが作用すると、ステータ３１０、３２０と多極リング磁石１００との相対角度が変位する。このため、回転角度に応じた磁束を磁気センサ３５０で検出することによって、捩れトルクを測定することができる。
　次に、トルクセンサ１０の組み立て工程について説明する。図６は、実施形態のトルクセンサ１０の製造工程の一例のフローチャートであり、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、各工程の一例の説明図である。
　ステップＳ１のセンサ筐体圧入工程では、組立体３００を出力軸２ｏｕｔに固定する。図７（ａ）は、センサ筐体圧入工程の一例の様子を示す図である。出力軸２ｏｕｔは、ギアハウジング４００に収納された減速ギア４に組み付けられており、トーションバー３の第２端部３ｏｕｔ（図示せず）は、出力軸２ｏｕｔの端部（図７（ａ）の上下関係では上端）に形成された孔に挿入され、出力軸２ｏｕｔと同行回転可能に連結されている。
　この状態で、組立体３００を収容したセンサ筐体３８０に出力軸２ｏｕｔを圧入することにより、組立体３００を出力軸２ｏｕｔに固定する。
　ステップＳ２の操舵軸組み立て工程では、出力軸２ｏｕｔに連結されたトーションバー３へ入力軸２ｉｎを組み付けることにより、操舵軸２を組み立てる。図７（ｂ）は、操舵軸組み立て工程の一例の様子を示す図である。トーションバー３の第１端部３ｉｎは、入力軸２ｉｎの端部（図７（ｂ）の上下関係では下端）に形成された孔に挿入される。
　ステップＳ３の固定ピン圧入工程では、トーションバー３と入力軸２ｉｎとの間の相対移動及び相対回転を規制する固定ピンを圧入する。
　図８（ａ）は、固定ピン圧入工程の一例の様子を示す図である。トーションバー３と入力軸２ｉｎとの間の相対移動及び相対回転を規制する固定ピンが、入力軸２ｉｎのピン挿入孔２ｈに圧入される。
　ステップＳ４の角度調整工程では、図８（ｂ）に示すように多極リング磁石１００に固定したスリーブ２００の内側に入力軸２ｉｎを挿入して、入力軸２ｉｎに多極リング磁石１００を仮組みする。
　そして、入力軸２ｉｎと出力軸２ｏｕｔとの間にトルクが作用していないメカ中立状態を維持したまま、多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。角度調整工程の詳細については後述する。
　ステップＳ５のスリーブ圧入工程では、ステップＳ４において多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となったときの回転角度位置で、多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに固定する。具体的には、スリーブ２００の内周面に入力軸２ｉｎを圧入する。
　次に、ステップＳ４の角度調整工程の詳細を説明する。
　上記の通り、角度調整工程では、多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。
　具体的には、まず、スリーブ２００に設けられたマーク２０１、２０２に基づいて、多極リング磁石１００の異なる磁極（すなわちＳ極及びＮ極）どうしの磁極境界の周方向位置を認識する。また、ステータ３１０又は３２０の周方向位置を認識する。
　そして、認識結果に基づいて多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。
　図９を参照する。一点鎖線は、マーク２０１及び２０２に基づいて認識される磁極境界の周方向位置を示す。
　多極リング磁石１００と組立体３００とを磁気中立状態とするために、例えば、磁極境界の周方向位置が、歯部３２２（又は歯部３１２）の周方向の中心位置となるように多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。磁極境界の周方向位置が、隣り合う歯部３１２間（又は隣り合う歯部３２２間）の間隔の周方向の中心位置となるように多極リング磁石１００の回転角度位置を調整してもよい。
　なお、マーク２０１及び２０２が、切り欠きや、凹部、凸部又は孔等の外形形状である場合には、多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する際に、外形形状に治具を係合させてスリーブ２００を回転させてもよい。
　これにより、多極リング磁石１００をより容易且つ確実に回転させることができるようになる。
　次に、磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっているか否かを判定する。
　これは、磁気センサ３５０の出荷時の校正に用いられる多極リング磁石の特性がトルクセンサ１０の多極リング磁石１００との特性と完全に同じでないため、マーク２０１及び２０２が示す磁極境界の位置が、歯部３２２（又は歯部３１２）の周方向の中心位置や、隣り合う歯部３１２間（又は隣り合う歯部３２２間）の間隔の周方向の中心位置と合っていても、磁気センサ３５０が出力する検出信号が磁気中立状態を示す所定値となるとは限らないからである。
　なお、ここでは磁気センサＩＣ３６０及び３７０のいずれのＩＣの検出信号を用いてもよい。例えば主系統のＩＣから出力される検出信号を用いてもよい。各ＩＣに各々複数の磁気検出素子が実装されている場合でも、いずれかの磁気検出素子の検出信号を用いればよい。例えば、主系統のＩＣの磁気検出素子のいずれかの検出信号を用いればよい。
　磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっている場合には角度調整工程を終了する。その後にスリーブ２００の内周面に入力軸２ｉｎを圧入する。
　これにより、多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となる多極リング磁石１００の回転角度位置を見つけることができるので、回転角度位置の調整に要する時間を短縮できる。
　磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっていない場合には、検出信号に基づいて多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、検出信号が磁気中立状態を示す所定値となるように、多極リング磁石１００の回転角度位置を再調整する。
　この場合にも、マーク２０１及び２０２として形成された外形形状に治具を係合させてスリーブ２００を回転させてよい。
　このように、磁気センサ３５０から出力される検出信号に基づいて多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する前に、マーク２０１及び２０２に基づいて疎調整することにより、回転角度位置の調整に要する時間を短縮できる。
　さらに、上記のように複数のマーク２０１及び２０２を設けることにより、多極リング磁石１００の回転角度がどのような角度であっても、マーク２０１及び２０２を見つけやすくなる。このため、多極リング磁石１００の回転角度位置の調整する際の回転量が少なくなり、調整に要する時間を短縮できる。
　次に、ステップＳ４の角度調整工程に使用する調整装置の構成例について説明する。図１０は、多極リング磁石１００の回転角度位置の調整装置５００の一例の概略構成図である。
　調整装置５００は、例えばセンサ５１０と、モータ５２０と、治具５３０と、制御部５４０を備える。
　センサ５１０は、スリーブ２００に設けられたマーク２０１及び／又は２０２を検出する。またセンサ５１０は、組立体３００のステータ３１０又は３２０を検出する。
　センサ５１０としては、マーク２０１や２０２、ステータ３１０又は３２０を検出できれば様々な検出手段を用いることができる。
　センサ５１０は、例えばカメラや、距離センサ（ＴＯＦセンサやＬＩＤＡＲ等）であってもよい。
　また、センサ５１０は、マーク２０１及び／又は２０２を検出するとともにステータ３１０又は３２０を検出する単体のセンサであってもよく、マーク２０１及び／又は２０２と、ステータ３１０又は３２０とをそれぞれ個別に検出する複数のセンサであってもよい。
　モータ５２０は、多極リング磁石１００を回転させるための回転駆動力を発生する。
　治具５３０は、モータ５２０が発生した回転駆動力をスリーブ２００に伝達して、入力軸２ｉｎを中心としてスリーブ２００を回転させる。
　マーク２０１及び２０２が、スリーブ２００に形成された外形形状である場合には、治具５３０をマーク２０１及び２０２に係合させて、モータ５２０により治具５３０を回転させることによってスリーブ２００を回転させてもよい。
　制御部５４０は、調整装置５００の動作を制御する電子制御装置である。制御部５４０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵやＭＰＵであってよい。
　記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを含んでよい。
　制御部５４０は、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムをプロセッサが実行することによって、以下に説明する各情報処理を行ってもよい。
　これに代えて又は加えて、制御部５４０は、以下に説明する各情報処理を行うための専用のハードウエアを含んでいてもよい。
　例えば制御部５４０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を含んでいてもよい。例えばコントローラ３０はＦＰＧＡ等のＰＬＤ等を含んでいてもよい。
　制御部５４０は、センサ５１０の出力信号と、組立体３００の磁気センサ３５０からの検出信号を受信する。制御部５４０は、センサ５１０により検出したマーク２０１及び／又は２０２の位置と、ステータ３１０又は３２０の位置と、磁気センサ３５０からの検出信号と、に基づいてモータ５２０を制御することによって、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。
　制御部５４０は、マーク位置検出部５４１と、第１調整部５４２と、検出信号受信部５４３と、第２調整部５４４と、モータ駆動部５４５と、を備える。
　マーク位置検出部５４１は、センサ５１０の出力信号に基づいて、センサ５１０が検出したマーク２０１及び／又は２０２の位置と、ステータ３１０又は３２０の位置を検出する。
　例えばセンサ５１０がカメラである場合には撮像画像に基づいてマーク２０１及び／又は２０２の位置と、ステータ３１０又は３２０の位置を検出してよい。
　また、例えばセンサ５１０が距離センサである場合には、距離センサが生成する点群データに基づいてマーク２０１及び／又は２０２の位置と、ステータ３１０又は３２０の位置を検出してよい。
　第１調整部５４２は、マーク位置検出部５４１が検出したマーク２０１及び／又は２０２の位置に基づいて、マーク２０１及び／又は２０２が示す多極リング磁石１００の磁極境界の周方向位置を認識する。例えば、マーク２０１及び２０２が磁極境界の周方向位置に設けられている場合には、検出したマーク２０１及び／又は２０２の周方向位置を多極リング磁石１００の磁極境界の周方向位置として認識する。
　第１調整部５４２は、モータ５２０を制御して多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。
　具体的には、認識した磁極境界の周方向位置が、歯部３２２（又は歯部３１２）の周方向の中心位置となるようにモータ５２０を制御する。磁極境界の周方向位置が、隣り合う歯部３１２間（又は隣り合う歯部３２２間）の間隔の周方向の中心位置となるようにモータ５２０を制御してもよい。
　モータ駆動部５４５は、第１調整部５４２から出力されるモータ５２０の制御信号に従って、モータ５２０を駆動する。
　第１調整部５４２による調整が完了した後、検出信号受信部５４３は、磁気センサ３５０から出力される検出信号を受信する。
　第２調整部５４４は、磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっているか否かを判定する。磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっている場合には、多極リング磁石１００の回転角度位置を再調整せずに、角度調整工程を完了する。
　磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっていない場合には、第２調整部５４４は、モータ５２０を制御して多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。
　具体的には、磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となるように、モータ５２０を制御する。
　モータ駆動部５４５は、第２調整部５４４から出力されるモータ５２０の制御信号に従って、モータ５２０を駆動する。
　磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となったときに、角度調整工程を完了する。
　（動作）
　図１１は、調整装置５００によって実行される角度調整工程の一例のフローチャートである。
　ステップＳ１０においてセンサ５１０は、スリーブ２００に設けられたマーク２０１及び／又は２０２を検出する。またセンサ５１０は、ステータ３１０又は３２０を検出する。マーク位置検出部５４１は、センサ５１０の出力信号に基づいてマーク２０１及び／又は２０２の位置と、ステータ３１０又は３２０の位置を検出する。
　ステップＳ１１において第１調整部５４２は、マーク位置検出部５４１が検出したマーク２０１及び／又は２０２の位置に基づいて、マーク２０１及び／又は２０２が示す多極リング磁石１００の磁極境界の周方向位置を認識する。
　第１調整部５４２は、モータ５２０を制御して多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、多極リング磁石１００と組立体３００とが磁気中立状態となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。
　ステップＳ１２において検出信号受信部５４３は、磁気センサ３５０から出力される検出信号を受信する。
　ステップＳ１３において第２調整部５４４は、磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となっているか否かを判定する。検出信号が所定値となっている場合（ステップＳ１３：Ｙ）に角度調整工程は終了する。
　検出信号が所定値となっていない場合（ステップＳ１３：Ｎ）に処理はステップＳ１４へ進む。
　ステップＳ１４において第２調整部５４４は、モータ５２０を制御して多極リング磁石１００を入力軸２ｉｎに対して相対回転させ、磁気センサ３５０から出力される検出信号が、磁気中立状態を示す所定値となるように、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を再調整する。その後に角度調整工程は終了する。
　（実施形態の効果）
　（１）トルクセンサ１０は、周方向に異なる磁極が交互に配置された多極リング磁石１００と、トーションバー３の第１端部３ｉｎに連結された入力軸２ｉｎに、多極リング磁石１００を同軸に固定するスリーブ２００と、トーションバーの第２端部３ｏｕｔに連結された出力軸２ｏｕｔに固定されたステータ３１０及び３２０並びに集磁ヨーク３３０及び３４０と、多極リング磁石１００から発生してステータ３１０及び３２０並びに集磁ヨーク３３０及び３４０により導かれた磁束を検出する磁気検出素子と、を備える。スリーブ２００には、多極リング磁石１００の異なる磁極（すなわちＳ極及びＮ極）どうしの磁極境界の周方向位置を示すマーク２０１及び２０２が設けられている。
　このようなスリーブ２００を用いれば、多極リング磁石１００の磁極境界の周方向位置が分かるので、磁気中立状態となる多極リング磁石１００の回転角度位置を見つけることが容易になる。
　この結果、回転角度位置の調整に要する時間を短縮でき、入力軸２ｉｎに多極リング磁石１００を容易に固定できる。
　（２）スリーブ２００に複数のマーク２０１及び２０２を設けてよい。これにより、磁極境界を視認できる方向の範囲を増加させることができる。
　（３）スリーブ２００は、入力軸２ｉｎが挿入される円筒状であってよい。対をなすマーク２０１及び２０２を、スリーブ２００の対向する周方向位置に各々設けてもよい。これにより、特定の方向からマーク２０１及び２０２を検出しようとした場合に、スリーブ２００の回転角度によらずマーク２０１及び２０２を検出しやすくなる。
　（４）マークの対が、複数対設けられていてよい。これにより、磁極境界を視認できる方向の範囲を増加させることができる。
　（５）マーク２０１及び２０２は、スリーブ２００に描かれた図形若しくは記号、又はスリーブ２００に形成された外形形状であってよい。
　このようなマークであれば、磁極境界の周方向位置を容易に視認できる。
　（６）ステータ３１０及び３２０は、磁性材料で形成され、環状の円環部３１１及び３２１と、円環部３１１及び３２１に形成された複数の歯部３１２及び３２２と、をそれぞれ備えてよい。集磁ヨーク３３０及び３４０は、磁性材料で形成され、多極リング磁石１００から発生しステータ３１０及び３２０を通る磁束を磁気検出素子にそれぞれ導いてよい。ステータ３１０の複数の歯部３１２とステータ３２０の複数の歯部３２２とは、周方向に所定の隙間を隔てて交互に配置され、多極リング磁石１００の磁極と対向してよい。
　このような構成であれば、入力軸２ｉｎに固定された多極リング磁石１００と、出力軸２ｏｕｔに固定されたステータ３１０及び３２０との間の相対回転量を磁気信号として検出できる。検出した相対回転量とトーションバー３のばね定数に基づいて、入力軸２ｉｎと出力軸２ｏｕｔとの間に作用するトルクを求めることができる。
　（７）調整装置５００のセンサ５１０とマーク位置検出部５４１とは、多極リング磁石１００が取り付けられたスリーブ２００のマーク２０１及び／又は２０２の位置と、ステータ３１０又は３２０の位置と、を検出する。第１調整部５４２は、検出したマーク２０１及び／又は２０２の位置とステータ３１０又は３２０の位置とに基づいて、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する。第２調整部５４４は、磁気検出素子の検出信号に基づいて回転角度位置を再調整する。
　このように、マーク２０１及び／又は２０２の位置とステータ３１０又は３２０の位置とに基づいて多極リング磁石１００の回転角度位置を疎調整することにより、多極リング磁石１００の回転角度位置の調整する際の回転量が少なくなり、調整に要する時間を短縮できる。
　（８）調整装置５００により、入力軸２ｉｎを中心とする多極リング磁石１００の回転角度位置を調整する差異に、マーク２０１及び／又は２０２としてスリーブ２００に形成された外形形状に治具５３０を係合させてスリーブ２００を回転させる。
　これにより、多極リング磁石１００をより容易且つ確実に回転させることができるようになる。
　１…操向ハンドル、２…操舵軸、２ｉｎ…入力軸、２ｏｕｔ…出力軸、３…トーションバー、３ｉｎ…第１端部、３ｏｕｔ…第２端部、４…減速ギア、５ａ、５ｂ…ユニバーサルジョイント、６…ピニオンラック機構、６ａ…ピニオン、６ｂ…ラック、７ａ、７ｂ…タイロッド、８ａ、８ｂ…ハブユニット、９Ｌ、９Ｒ…操向車輪、１０…トルクセンサ、１２…車速センサ、１４…キー、１５…バッテリ、２０…モータ、３０…コントローラ、４１…電流指令値演算部、４２Ａ、４４－４、４４－５…加算器、４２Ｂ…減算器、４３…電流制限部、４４…補償信号生成部、４４－１…収れん性、４４－２…慣性、４４－３…ＳＡＴ、４５…ＰＩ（比例積分）制御部、４６…ＰＷＭ制御部、４７…インバータ、４８…モータ電流検出器、１００…多極リング磁石、２００…スリーブ、２０１、２０２…マーク、３００…組立体、３１０、３２０…ステータ、３１１、３２１…円環部、３１２、３２２…歯部、３３０、３４０…集磁ヨーク、３５０…磁気センサ、３６０、３７０…磁気センサＩＣ、４００…ギアハウジング、５００…調整装置、５１０…センサ、５２０…モータ、５３０…治具、５４０…制御部、５４１…マーク位置検出部、５４２…第１調整部、５４３…検出信号受信部、５４４…第２調整部、５４５…モータ駆動部

Claims (11)

  1. 　周方向に異なる磁極が交互に配置された永久磁石と、
    　トーションバーの一端に連結された第１軸に、前記永久磁石を同軸に固定する取付部材と、
    　トーションバーの他端に連結された第２軸に固定された磁気回路と、
    　前記永久磁石から発生して前記磁気回路により導かれた磁束を検出する磁気検出素子と、を備え、
    　前記取付部材に、前記永久磁石の前記異なる磁極どうしの磁極境界の位置を示すマークが設けられている、
    　ことを特徴とするトルクセンサ。
  2. 　複数の前記マークが前記取付部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
  3. 　前記取付部材は、前記第１軸が挿入される円筒状のスリーブであり、
    　前記マークの対が、前記スリーブの対向する周方向位置に各々設けられている、
    　ことを特徴とする請求項２に記載のトルクセンサ。
  4. 　前記マークの対が、複数対設けられていることを特徴とする請求項３に記載のトルクセンサ。
  5. 　前記マークは、前記取付部材に描かれた図形若しくは記号、又は前記取付部材に形成された外形形状である、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のトルクセンサ。
  6. 　前記磁気回路は、
    　磁性材料で形成され、環状の円環部と、前記円環部に形成された複数の歯部と、を各々備える第１磁性リング及び第２磁性リングと、
    　磁性材料で形成され、前記永久磁石から発生し前記第１磁性リング及び前記第２磁性リングを通る磁束を前記磁気検出素子にそれぞれ導く第１ヨーク及び第２ヨークと、
    　を備え、
    　前記第１磁性リングの前記複数の歯部と前記第２磁性リングの前記複数の歯部とは、前記周方向に所定の隙間を隔てて交互に配置され、前記永久磁石の磁極と対向することを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のトルクセンサ。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のトルクセンサの製造方法であって、
    　前記永久磁石が取り付けられた前記取付部材の前記マークの位置と、前記磁気回路の位置とを検出し、
    　検出した前記マークの位置と前記磁気回路の位置とに基づいて、前記第１軸を中心とする前記永久磁石の回転角度位置を調整した後に、前記磁気検出素子の検出信号に基づいて前記回転角度位置を再調整する、
    　ことを特徴とするトルクセンサの製造方法。
  8. 　前記回転角度位置を調整する際に、前記マークとして前記取付部材に形成された外形形状に治具を係合させて前記取付部材を回転させる、ことを特徴とする請求項７に記載のトルクセンサの製造方法。
  9. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のトルクセンサの前記永久磁石を前記第１軸に取り付ける角度を調整する調整装置であって、
    　前記永久磁石が取り付けられた前記取付部材の前記マークと、前記磁気回路の位置とを検出するセンサと、
    　前記第１軸を中心として前記取付部材を回転させるモータと、
    　前記センサにより検出した前記マークの位置と、前記磁気回路の位置と、前記磁気検出素子の検出信号と、に基づいて前記モータを制御することにより、前記第１軸を中心とする前記永久磁石の回転角度位置を調整する制御部と、
    　を備えることを特徴とする調整装置。
  10. 　前記マークとして前記取付部材に形成された外形形状に係合し、前記モータにより駆動される治具を備えることを特徴とする請求項９に記載の調整装置。
  11. 　請求項１～６のいずれか一項に記載のトルクセンサと、
    　車両の操舵系に付与する操舵補助力又は操舵反力を発生させるアクチュエータと、
    　前記トルクセンサの検出結果に応じて前記アクチュエータを駆動制御するコントローラと、
    　を備えることを特徴とする車両操向装置。
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