WO2024121996A1 - トルクセンサ - Google Patents

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WO2024121996A1
WO2024121996A1 PCT/JP2022/045170 JP2022045170W WO2024121996A1 WO 2024121996 A1 WO2024121996 A1 WO 2024121996A1 JP 2022045170 W JP2022045170 W JP 2022045170W WO 2024121996 A1 WO2024121996 A1 WO 2024121996A1
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WO
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magnetic
circuit board
magnetic flux
protrusions
collecting member
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Application number
PCT/JP2022/045170
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English (en)
French (fr)
Inventor
祐一 外山
Original Assignee
株式会社ジェイテクト
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 株式会社ジェイテクト filed Critical 株式会社ジェイテクト
Priority to PCT/JP2022/045170 priority Critical patent/WO2024121996A1/ja
Publication of WO2024121996A1 publication Critical patent/WO2024121996A1/ja

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    • 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

  • This disclosure relates to a torque sensor.
  • Patent Document 1 discloses a torque sensor that detects the torque applied to a rotating shaft.
  • a rotating shaft includes an input shaft and an output shaft that is connected to the input shaft via a torsion bar.
  • the torque sensor of Patent Document 1 includes a permanent magnet that rotates integrally with the input shaft, a pair of yoke cores that rotate integrally with the output shaft, a pair of magnetism collecting rings arranged on the outer periphery of the pair of yoke cores, a magnetic sensor that generates a signal according to magnetic flux, and a circuit board on which the magnetic sensor is mounted.
  • Each magnetism collecting ring has a ring portion and a protrusion that protrudes radially outward from the ring portion.
  • the circuit board has a notch that penetrates in the plate thickness direction at a location corresponding to the magnetic sensor.
  • the circuit board is assembled to the torque sensor so that the magnetic sensor is arranged between the protrusions of the pair of magnetism collecting rings and one of the protrusions of the pair of magnetism collecting rings is arranged within the notch.
  • the protrusions of the pair of magnetic flux collecting rings can be arranged close to each other, and the gap between these protrusions can be made small. This increases the amount of magnetic flux passing through the magnetic sensor, improving the signal-to-noise ratio (S/N) of the signal output from the magnetic sensor.
  • the strength of the circuit board is reduced by providing a notch that penetrates the circuit board in the thickness direction.
  • a torque sensor configured to detect torque applied to a rotating shaft.
  • the rotating shaft includes a first shaft and a second shaft connected to the first shaft via a torsion bar.
  • the torque sensor includes a permanent magnet configured to rotate integrally with the first shaft, a first yoke core and a second yoke core configured to rotate integrally with the second shaft, a first magnetic flux collector arranged at a distance between the first yoke core and the second yoke core, a magnetic sensor configured to generate a signal corresponding to the magnetic flux flowing through the first magnetic flux collector and the second magnetic flux collector, and a circuit board on which the magnetic sensor is mounted.
  • the first magnetic flux collector has a first main body portion facing the first yoke core and a first protrusion protruding from the first main body portion.
  • the second magnetic flux collector has a second main body portion facing the second yoke core and a second protrusion protruding from the second main body portion and facing the first protrusion.
  • the magnetic sensor is disposed on the circuit board between the first protrusion and the second protrusion.
  • the circuit board has a recess at a position corresponding to the magnetic sensor that does not penetrate the circuit board in the thickness direction. At least a portion of the first protrusion is disposed within the recess.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along an axial direction of the torque sensor of FIG. 1 .
  • FIG. 2 is a perspective view of a first magnetic flux collecting member, a second magnetic flux collecting member, and a circuit board that configure the torque sensor of FIG. 1 .
  • 4 is an enlarged cross-sectional view taken along the axial direction of the torque sensor in FIG. 1 near a magnetic sensor, and is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view taken along the axial direction of a portion near a magnetic sensor in a torque sensor according to a second embodiment.
  • cylindrical refers to a cylindrical shape as a whole, and includes a cylindrical shape formed by combining multiple parts and a C-shaped shape having a notch or the like.
  • the shape of the "cylindrical” includes, but is not limited to, a circular shape, an ellipse, and a polygonal shape having sharp or rounded corners when viewed in the axial direction.
  • the shape of the "annular” refers to a circular shape, an ellipse, and a polygonal shape having sharp or rounded corners when viewed in the axial direction, and includes, but is not limited to, a circular shape, an ellipse, and a polygonal shape having sharp or rounded corners when viewed in the axial direction.
  • “opposite” refers to surfaces or members facing each other, and includes not only cases where the surfaces or members are completely facing each other, but also cases where the surfaces or members are partially facing each other.
  • opposite refers to both cases where a member other than the two parts is interposed between the two parts and cases where nothing is interposed between the two parts.
  • the torque sensor 1 is provided around a rotating shaft 2.
  • the rotating shaft 2 is rotatably accommodated in a housing 3.
  • the rotating shaft 2 includes an input shaft 4 as a first shaft, a torsion bar 5, and an output shaft 6 as a second shaft.
  • the input shaft 4 and the output shaft 6 are connected to each other via the torsion bar 5.
  • the input shaft 4, the torsion bar 5, and the output shaft 6 are located on the same axis L.
  • the rotating shaft 2 is a pinion shaft of a rack-and-pinion mechanism constituting a steering device of a vehicle
  • the housing 3 is a gear housing that accommodates the rack-and-pinion mechanism.
  • a steering wheel is connected to an upper end of the pinion shaft via an intermediate shaft and a column shaft.
  • the rotating shaft 2 may be a column shaft.
  • the torque sensor 1 includes a permanent magnet 11 that rotates integrally with the input shaft 4, a magnetic yoke assembly 12 that rotates integrally with the output shaft 6, and a fixed unit 13 that is fixed to the housing 3.
  • a permanent magnet 11 that rotates integrally with the input shaft 4
  • a magnetic yoke assembly 12 that rotates integrally with the output shaft 6
  • a fixed unit 13 that is fixed to the housing 3.
  • the magnetic flux passing through the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 changes according to the magnitude of the torque input by the driver.
  • the torque sensor 1 detects the torque applied to the rotating shaft 2 based on this change in magnetic flux. Each component of the torque sensor 1 will be described in detail below.
  • the permanent magnet 11 is a cylindrical ring magnet. In this embodiment, the permanent magnet 11 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the permanent magnet 11 is magnetized in the radial direction of the permanent magnet 11 so that magnetic poles of different polarities are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the permanent magnet 11 is fixed to the outer circumferential surface of the input shaft 4 via a holder (not shown) or directly so as to be rotatable together with the outer circumferential surface of the input shaft 4.
  • the permanent magnet 11 may be a plurality of plate-shaped magnets.
  • the magnetic yoke assembly 12 includes a first yoke core 21, a second yoke core 22, and a yoke holder 23 that holds the first yoke core 21 and the second yoke core 22.
  • the magnetic yoke assembly 12 is disposed on the outer periphery of the permanent magnet 11 with a gap therebetween.
  • the magnetic yoke assembly 12 is fixed to the outer periphery of the output shaft 6 via a holder (not shown) or directly so as to be rotatable together with the output shaft 6.
  • Each of the first yoke core 21 and the second yoke core 22 is made of a magnetic material and has an annular shape.
  • each of the first yoke core 21 and the second yoke core 22 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the first yoke core 21 and the second yoke core 22 are arranged at intervals along the axis L.
  • the first yoke core 21 and the second yoke core 22 each have a plurality of teeth 24, 25 that face the permanent magnet 11 in the radial direction.
  • the teeth 24, 25 protrude in a direction approaching each other.
  • the teeth 24 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the first yoke core 21, and the teeth 25 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the second yoke core 22.
  • the teeth 24 and the teeth 25 are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the yoke holder 23 is made of, for example, a resin material and has a cylindrical shape. In this embodiment, the yoke holder 23 has a circular shape when viewed in the axial direction. The yoke holder 23 holds the first yoke core 21 and the second yoke core 22 so that, for example, the inner surfaces of the teeth 24, 25 are exposed to the inner periphery of the yoke holder 23.
  • the yoke holder 23 in this embodiment is a resin molded product formed by insert molding with the first yoke core 21 and the second yoke core 22 as insert parts.
  • the first yoke core 21 and the second yoke core 22 are not insert parts, and the first yoke core 21 and the second yoke core 22 may be assembled to a separately formed yoke holder 23.
  • the fixed unit 13 includes a magnetic flux collecting assembly 31, an outer case 32 that holds the magnetic flux collecting assembly 31, two magnetic sensors 33a and 33b, and a circuit board 34 on which the magnetic sensors 33a and 33b are mounted.
  • the fixed unit 13 is fixed to the housing 3 so as not to rotate.
  • the magnetic flux collecting assembly 31 includes a first magnetic flux collecting member 41, a second magnetic flux collecting member 42, and a magnetic flux collecting holder 43 that holds the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42.
  • the magnetic flux collecting assembly 31 may further include a shielding member that is disposed on the outer periphery of the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42.
  • the first protrusions 52a, 52b are disposed at a predetermined interval from each other in the circumferential direction.
  • the first protrusions 52a, 52b are, for example, rectangular plate-shaped when viewed in the axial direction.
  • the first protrusions 52a, 52b each have a first opposing surface 53a, 53b that axially faces the second protrusions 62a, 62b of the second magnetic flux collecting member 42 (see FIG. 4).
  • the first magnetic flux collecting member 41 is formed, for example, by bending a long metal plate made of a magnetic material. In other embodiments, the first magnetic flux collecting member 41 may be divided into a member constituting the first main body portion 51 and a member constituting the first protrusions 52a and 52b.
  • the second protrusions 62a, 62b are, for example, rectangular plate-shaped when viewed in the axial direction.
  • the second protrusions 62a, 62b have second opposing surfaces 63a, 63b that face the first protrusions 52a, 52b in the axial direction, respectively (see FIG. 4).
  • the second magnetic collecting member 42 is formed, for example, by bending a long metal plate made of a magnetic material.
  • the second magnetic collecting member 42 may be divided into a member constituting the second main body portion 61 and a member constituting the second protrusions 62a, 62b.
  • the second magnetic collecting member 42 in this embodiment has the same shape as the first magnetic collecting member 41, but this is not limited thereto, and the second magnetic collecting member 42 may have a different shape from the first magnetic collecting member 41.
  • the magnetic flux collector holder 43 is made of, for example, a resin material and is generally cylindrical. Specifically, the magnetic flux collector holder 43 has a cylindrical holder body 71, and a first protruding wall 72 and a second protruding wall 73 provided on the outer peripheral surface of the holder body 71.
  • the holder body 71 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the first protruding wall 72 protrudes radially outward from one axial end of the holder body 71.
  • the second protruding wall 73 protrudes radially outward from the other axial end of the holder body 71.
  • the first protruding wall 72 faces the second protruding wall 73 with an axial gap between them.
  • the magnetic flux collector holder 43 holds the first magnetic flux collector 41 so that the inner circumferential surface of the first main body 51 is exposed to the inner circumferential surface of the holder body 71 and the first protrusions 52a, 52b protrude to the outer circumferential side of the holder body 71.
  • the first protruding wall 72 has first base portions 74a, 74b that support the first protrusions 52a, 52b.
  • the first base portions 74a, 74b have a shape that exposes, for example, the first opposing surfaces 53a, 53b of the first protrusions 52a, 52b and the side surfaces of the tip portions of the first protrusions 52a, 52b.
  • the first base portions 74a, 74b have a shape that covers, for example, the surface of the first protrusions 52a, 52b opposite the first opposing surfaces 53a, 53b and the side surfaces of the base end portions of the first protrusions 52a, 52b.
  • the magnetic flux collecting holder 43 holds the second magnetic flux collecting member 42 such that the inner circumferential surface of the second main body portion 61 is exposed to the inner circumferential surface of the holder main body 71 and the second protrusions 62a, 62b protrude to the outer circumferential side of the holder main body 71.
  • the second protruding wall 73 has second pedestal portions 75a, 75b that support the second protrusions 62a, 62b.
  • the second pedestal portions 75a, 75b have a shape that exposes, for example, the second opposing surfaces 63a, 63b of the second protrusions 62a, 62b and the side surfaces of the tip portions of the second protrusions 62a, 62b.
  • the magnetic flux collector holder 43 is a resin molded product formed, for example, by insert molding with the first magnetic flux collector member 41 and the second magnetic flux collector member 42 as insert parts.
  • the magnetic flux collector holder 43 is a part of the magnetic flux collector assembly 31 made of a resin material.
  • the first magnetic flux collector member 41 and the second magnetic flux collector member 42 may not be inserted parts, and may be assembled to a magnetic flux collector holder 43 that is formed separately.
  • the magnetic flux collector holder 43 may be divided into a member that holds the first magnetic flux collector member 41 and a member that holds the second magnetic flux collector member 42, and these members may be assembled to each other.
  • the outer case 32 is a resin molded product formed by insert molding with the magnetic flux collector assembly 31 as an insert.
  • the outer case 32 has a cylindrical case body 81 and a protruding portion 82 that protrudes radially outward from the magnetic flux collector assembly 31.
  • the case body 81 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the case body 81 mainly covers the outer peripheral surface of the holder body 71 of the magnetic flux collector holder 43.
  • the protruding portion 82 is, for example, cylindrical and protrudes in a direction perpendicular to the axis L. In this embodiment, the protruding portion 82 has a rectangular shape when viewed in the direction perpendicular to the axial direction.
  • the outer case 32 is attached immovably to the housing 3. As a result, even if the rotating shaft 2 rotates, the first magnetic collecting member 41 and the second magnetic collecting member 42 do not rotate.
  • the outer case 32 is attached to the housing 3 so that the first magnetic collecting member 41 is positioned above the second magnetic collecting member 42 in the direction of gravity.
  • the outer case 32 may be attached to the housing 3 so that the first magnetic collecting member 41 is positioned below the second magnetic collecting member 42 in the direction of gravity.
  • the interior of the magnetic collecting holder 43 is connected to the interior of the housing 3 via the case main body 81.
  • the circuit board 34 is, for example, a rectangular plate.
  • the circuit board 34 is housed in the protruding portion 82 so that the thickness direction of the circuit board 34 is aligned with the axis L.
  • the circuit board 34 is electrically connected to a terminal (not shown) provided in the protruding portion 82.
  • the circuit board 34 has a surface 101 on which the magnetic sensors 33a and 33b are mounted, and a back surface 102 opposite the surface 101.
  • the magnetic sensors 33a and 33b are disposed on the edge of the circuit board 34.
  • the circuit board 34 has first recesses 103a and 103b, which are recesses that do not penetrate the circuit board 34 in the thickness direction, at positions corresponding to the magnetic sensors 33a and 33b.
  • the thickness of the portions of the circuit board 34 corresponding to the first recesses 103a and 103b is thinner than the thickness of the other portions of the circuit board 34.
  • the circuit board 34 has thin plate portions 104a and 104b, which are thinner than the other portions, at positions corresponding to the magnetic sensors 33a and 33b.
  • the first recesses 103a and 103b are open on the back surface 102 of the circuit board 34 and on the side surface 104 corresponding to the edge.
  • the first recesses 103a and 103b are in a rectangular shape with one side on the first body portion 51 side of the first magnetic collecting member 41 open and the other three sides closed.
  • the first recesses 103a and 103b in this embodiment are in a rectangular shape, but are not limited thereto, and may be in a semicircular shape, for example, as long as the portion on the first body portion 51 side of the first magnetic collecting member 41 is open, as in the rectangular shape.
  • the widths of the first recesses 103a and 103b are set larger than the widths of the first protrusions 52a and 52b, respectively. However, the widths of the first recesses 103a and 103b (in the left-right direction in FIG. 4) are the minimum size required to receive at least a portion of the first protrusions 52a and 52b, and the widths are not unnecessarily large. At least a portion of the first protrusions 52a, 52b is disposed within the first recesses 103a, 103b.
  • the first protrusions 52a, 52b, the bottom portions (thin plate portions 104a, 104b) of the first recesses 103a, 103b in the circuit board 34, the magnetic sensors 33a, 33b, and the second protrusions 62a, 62b are disposed in this order.
  • the circuit board 34 is assembled to the torque sensor 1 so that the magnetic sensors 33a, 33b are positioned between the first protrusions 52a, 52b and the second protrusions 62a, 62b, respectively, and the first protrusions 52a, 52b are positioned in the first recesses 103a, 103b, respectively.
  • the first recesses 103a, 103b do not penetrate the circuit board 34, so that the strength of the circuit board 34 can be prevented from decreasing compared to when a notch penetrating the circuit board 34 in the plate thickness direction is provided, or when the entire circuit board 34 is made uniformly thin without providing any recesses or notches in the circuit board 34.
  • the first protrusions 52a, 52b since at least a portion of the first protrusions 52a, 52b is disposed within the first recesses 103a, 103b of the circuit board 34, the first protrusions 52a, 52b and the second protrusions 62a, 62b can be disposed close to each other. This can prevent the gap between the first protrusions 52a, 52b and the second protrusions 62a, 62b from becoming large.
  • the first recesses 103a and 103b do not penetrate in the plate thickness direction, so the sides of the magnetic sensors 33a and 33b that face the circuit board 34 are covered by the bottoms of the first recesses 103a and 103b. This makes it possible to prevent foreign matter such as metal pieces from adhering to the sides of the magnetic sensors 33a and 33b that face the circuit board 34, compared to, for example, a case in which the circuit board 34 is provided with the notches.
  • the circuit board 34 has a surface 101 on which the magnetic sensors 33a and 33b are mounted, and a back surface 102 opposite the surface 101.
  • the first recesses 103a and 103b open to the back surface 102. At least a portion of the first protrusions 52a and 52b is disposed within the first recesses 103a and 103b, respectively.
  • liquid such as rainwater has entered the magnetic collection assembly 31 via the housing 3.
  • the liquid may reach the magnetic sensors 33a and 33b via at least one of the interface between the first magnetic collection member 41 and the magnetic collection holder 43 and the interface between the second magnetic collection member 42 and the magnetic collection holder 43.
  • the circuit board 34 is interposed between the magnetic sensors 33a and 33b and the first protrusions 52a and 52b, respectively. Therefore, for example, liquid that has traveled from the inner periphery of the magnetic collection holder 43 through the first main body portion 51 of the first magnetic collection member 41 to the first protrusions 52a and 52b can be prevented from adhering to the magnetic sensors 33a and 33b.
  • the torque sensor 1 is provided around the rotating shaft 2 so that the first protrusions 52a, 52b are positioned higher in the direction of gravity than the second protrusions 62a, 62b.
  • liquid such as rainwater tends to move downward in the direction of gravity due to gravity.
  • the first protrusions 52a, 52b are arranged above the magnetic sensors 33a, 33b in the direction of gravity.
  • the circuit board 34 is interposed between the magnetic sensors 33a, 33b and the first protrusions 52a, 52b as described above, the liquid that reaches the first protrusions 52a, 52b is unlikely to adhere to the magnetic sensors 33a, 33b.
  • the second protrusions 62a, 62b are arranged below the magnetic sensors 33a, 33b in the direction of gravity. Therefore, the liquid that reaches the second protrusions 62a, 62b is unlikely to adhere to the magnetic sensors 33a, 33b. Therefore, in a torque sensor 1 having first recesses 103a, 103b opening into the rear surface 102 of the circuit board 34 and having first protrusions 52a, 52b arranged in the first recesses 103a, 103b, there is a great advantage in adopting a configuration in which the first protrusions 52a, 52b are arranged higher in the direction of gravity than the second protrusions 62a, 62b.
  • the first protruding wall 72 of this embodiment does not have first base portions 74a, 74b.
  • the second protrusions 62a, 62b protrude toward the outer periphery of the holder body 71 with an axial gap between them and the first protruding wall 72.
  • the circuit board 34 has second recesses 203a, 203b, which are recesses that do not penetrate the circuit board 34 in the thickness direction, at positions corresponding to the magnetic sensors 33a, 33b.
  • the thickness of the bottom parts of the second recesses 203a, 203b is thinner than the thickness of other parts of the circuit board 34.
  • the circuit board 34 has thin plate parts 204a, 204b, which are thinner than the other parts, at positions corresponding to the magnetic sensors 33a, 33b.
  • the second recesses 203a, 203b open to the surface 101 of the circuit board 34 and to the side surface 104 corresponding to the above-mentioned edge portion.
  • the second recesses 203a, 203b are rectangular when viewed in the axial direction, but this is not limited thereto and may be semicircular, for example.
  • the widths of the second recesses 203a, 203b are set to be larger than the widths of the first protrusions 52a, 52b, respectively.
  • the magnetic sensors 33a, 33b straddle the second recesses 203a, 203b. At least a portion of the first protrusions 52a, 52b is disposed within the second recesses 203a, 203b.
  • the bottom portions (thin plate portions 204a, 204b) of the second recesses 203a, 203b in the circuit board 34, the first protrusions 52a, 52b, the magnetic sensors 33a, 33b, and the second protrusions 62a, 62b are arranged in this order.
  • the circuit board 34 is assembled to the torque sensor 1 so that the magnetic sensors 33a, 33b are disposed between the first protrusions 52a, 52b and the second protrusions 62a, 62b, respectively, and the second protrusions 62a, 62b are disposed in the second recesses 203a, 203b, respectively.
  • the bottom portions of the second recesses 203a, 203b are disposed between the first protrusions 52a, 52b and the first protruding wall 72.
  • the circuit board 34 has a surface 101 on which the magnetic sensors 33a and 33b are mounted, and a back surface 102 opposite the surface 101.
  • the second recesses 203a and 203b open to the surface 101.
  • the magnetic sensors 33a and 33b are mounted on the circuit board 34 so as to straddle the second recesses 203a and 203b. At least a portion of the first protrusions 52a and 52b is disposed within the second recesses 203a and 203b.
  • the circuit board 34 may further have a second recess that opens to the front surface 101.
  • the magnetic sensors 33a and 33b may be disposed in the second recesses 203a and 203b, or may be disposed so as to straddle the second recesses 203a and 203b.
  • the first protrusions 52a, 52b may protrude from the first body portion 51 to one side in the axial direction, and the second protrusions 62a, 62b may protrude from the second body portion 61 to the other side in the axial direction.
  • the second protrusions 62a, 62b are arranged to face the first protrusions 52a, 52b with a radial gap between them.
  • the circuit board 34 may also be arranged so that its plate thickness direction is perpendicular to the axis L.
  • the first magnetic flux collecting member 41 may have only one first protrusion.
  • the second magnetic flux collecting member 42 may have only one second protrusion.
  • the fixed unit 13 does not have to include the outer case 32.
  • the fixed unit 13 may include only one magnetic sensor.
  • the first magnetic flux collecting member 41 may be opposed to the first yoke core 21 in the axial direction.
  • the first main body portion 51 may be, for example, flat, and its shape may be changed as appropriate.
  • the second magnetic flux collecting member 42 may be opposed to the second yoke core 22 in the axial direction.
  • the shape of the magnetic flux collector holder 43 may be changed as appropriate.
  • the magnetic flux collector holder 43 does not need to have the first protruding wall 72 and the second protruding wall 73.
  • the torque sensor 1 may be configured to detect the rotation angle of the rotating shaft 2 in addition to the torque.
  • the torque sensor 1 further includes, for example, a main gear provided on the magnetic yoke assembly 12 and one or more driven gears meshing with the main gear. Then, the rotation angle of the rotating shaft 2 can be detected based on the rotation angle of the driven gear.
  • the permanent magnet 11 is fixed to the input shaft 4 and the magnetic yoke assembly 12 is fixed to the output shaft 6, the permanent magnet 11 may be fixed to the output shaft 6 and the magnetic yoke assembly 12 may be fixed to the input shaft 4.
  • a torque sensor wherein the magnetic sensor is disposed on an edge of the circuit board, and the first recess opens to the back surface and a side surface of the circuit board corresponding to the edge.

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Abstract

トルクセンサは、第１集磁部材（４１）及び第２集磁部材（４２）と、磁気センサ（３３ａ，３３ｂ）と、回路基板（３４）と、を備える。第１集磁部材（４１）は、第１本体部（５１）と、第１本体部（５１）から突出する第１突部（５２ａ，５２ｂ）と、を有する。第２集磁部材（４２）は、第２本体部（６１）と、第２本体部（６１）から突出し、第１突部（５２ａ，５２ｂ）と対向する第２突部（６２ａ，６２ｂ）と、を有する。磁気センサ（３３ａ，３３ｂ）は、回路基板（３４）上において、第１突部（５２ａ，５２ｂ）と第２突部（６２ａ，６２ｂ）との間に配置される。回路基板（３４）は、磁気センサ（３３ａ，３３ｂ）と対応する位置に、回路基板（３４）の板厚方向に貫通しない凹部を有する。第１突部（５２ａ，５２ｂ）の少なくとも一部は、凹部内に配置される。

Description

トルクセンサ
　本開示は、トルクセンサに関する。
　例えば特許文献１には、回転シャフトに付与されるトルクを検出するトルクセンサが開示されている。こうした回転シャフトは、入力シャフトと入力シャフトにトーションバーを介して連結される出力シャフトとを含む。
　特許文献１のトルクセンサは、入力シャフトと一体回転する永久磁石と、出力シャフトと一体回転する一対のヨークコアと、一対のヨークコアの外周に配置される一対の集磁リングと、磁束に応じた信号を生成する磁気センサと、磁気センサが実装される回路基板とを備えている。各集磁リングは、リング部と、リング部から径方向外側に突出する突部とを有している。回路基板は、磁気センサと対応する部位に、板厚方向に貫通した切欠きを有している。そして、回路基板は、磁気センサが一対の集磁リングの突部間に配置されるとともに、一対の集磁リングのうちの一方の突部が切欠き内に配置されるように、トルクセンサに組み付けられている。
　したがって、特許文献１のトルクセンサでは、一対の集磁リングの突部を互いに近接して配置することができ、これら突部間のギャップを小さくできる。これにより、磁気センサを通過する磁束量が増大するため、磁気センサから出力される信号のＳＮ比（信号対雑音比）を向上させることができる。
特開２０２０－１６６０８号公報
　上記特許文献１のトルクセンサでは、回路基板に板厚方向に貫通した切欠きを設けることで、回路基板の強度が低下する。
　本開示の一態様では、回転シャフトに付与されるトルクを検出するように構成されるトルクセンサが提供される。前記回転シャフトは、第１シャフトと、前記第１シャフトにトーションバーを介して連結される第２シャフトと、を含む。前記トルクセンサは、前記第１シャフトと一体回転するように構成される永久磁石と、前記第２シャフトと一体回転するように構成される第１ヨークコア及び第２ヨークコアと、前記第１ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第１集磁部材、及び前記第２ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第２集磁部材と、前記第１集磁部材及び前記第２集磁部材を流れる磁束に応じた信号を生成するように構成される磁気センサと、前記磁気センサが実装される回路基板と、を備える。前記第１集磁部材は、前記第１ヨークコアと対向する第１本体部と、前記第１本体部から突出する第１突部と、を有する。前記第２集磁部材は、前記第２ヨークコアと対向する第２本体部と、前記第２本体部突出し、前記第１突部と対向する第２突部と、を有する。前記磁気センサは、前記回路基板上において、前記第１突部と前記第２突部との間に配置される。前記回路基板は、前記磁気センサと対応する位置に、前記回路基板の板厚方向に貫通しない凹部を有する。前記第１突部の少なくとも一部は、前記凹部内に配置される。
第１実施形態のトルクセンサの分解斜視図である。 図１のトルクセンサの軸方向に沿った一部断面図である。 図１のトルクセンサを構成する第１集磁部材、第２集磁部材及び回路基板の斜視図である。 図１のトルクセンサにおける磁気センサ近傍の軸方向に沿った拡大断面図であって、図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 第２実施形態のトルクセンサにおける磁気センサ近傍の軸方向に沿った拡大断面図である。
　（第１実施形態）
　以下、トルクセンサ１の第１実施形態を図面に従って説明する。
　本明細書における「筒状」は、全体として筒状と見なせればよく、複数の部品を組み合わせて筒状をなすものや、Ｃ字状のように一部に切欠きなどを有するものも含む。「筒状」の形状には、軸方向視で、円形、楕円形、及び鋭い又は丸い角を持つ多角形が含まれるが、これらに限定されない。本明細書における「環状」は、全体として環状と見なせればよく、複数の部品を組み合わせて環状をなすものや、Ｃ字状のように一部に切欠きなどを有するものも含む。「環状」の形状には、軸方向視で、円形、楕円形、及び鋭い又は丸い角を持つ多角形が含まれるが、これらに限定されない。本明細書における「対向」とは、面同士または部材同士が互いに正面の位置にあることを指し、互いが完全に正面の位置にある場合だけでなく、互いが部分的に正面の位置にある場合を含む。また、本明細書における「対向」とは、２つの部分の間に、２つの部分とは別の部材が介在している場合と、２つの部分の間に何も介在していない場合の両方を含む。
　（全体構成）
　図１及び図２に示すように、トルクセンサ１は、回転シャフト２の周囲に設けられる。回転シャフト２は、ハウジング３内に回転可能に収容されている。回転シャフト２は、第１シャフトである入力シャフト４と、トーションバー５と、第２シャフトである出力シャフト６とを備えている。入力シャフト４と出力シャフト６とは、トーションバー５を介して互いに連結されている。入力シャフト４、トーションバー５及び出力シャフト６は、同一の軸線Ｌ上に位置している。例えば、回転シャフト２は、車両の操舵装置を構成するラックアンドピニオン機構のピニオンシャフトであり、ハウジング３は、ラックアンドピニオン機構を収容するギヤハウジングである。ピニオンシャフトの上端部には、インターミディエイトシャフト及びコラムシャフトを介してステアリングホイールが連結される。他の実施形態では、回転シャフト２はコラムシャフトであってもよい。
　トルクセンサ１は、入力シャフト４と一体回転する永久磁石１１と、出力シャフト６と一体回転する磁気ヨークアセンブリ１２と、ハウジング３に固定される固定ユニット１３とを備えている。運転者によるステアリングホイールの操作を通じて回転シャフト２にトルクが付与されると、トーションバー５の捩れを伴って入力シャフト４と出力シャフト６とが相対回転する。その結果、永久磁石１１と磁気ヨークアセンブリ１２との周方向の相対位置が変化し、後述する固定ユニット１３の第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を通過する磁束が変化する。つまり、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を通過する磁束は、運転者が入力するトルクの大きさに応じて変化する。トルクセンサ１は、こうした磁束の変化に基づいて、回転シャフト２に付与されるトルクを検出する。以下、トルクセンサ１の各構成について詳細に説明する。
　（永久磁石１１）
　図１に示すように、永久磁石１１は、筒状のリング磁石である。本実施形態において、永久磁石１１は、軸方向視で、円形の形状を有している。
　永久磁石１１は、異なる極性の磁極が周方向に交互に配置されるように、永久磁石１１の径方向に着磁されている。永久磁石１１は、図示しないホルダを介して又は直接的に、入力シャフト４の外周面に一体回転可能に固定されている。他の実施形態では、永久磁石１１は、板状をなす複数の磁石であってもよい。
　（磁気ヨークアセンブリ１２）
　磁気ヨークアセンブリ１２は、第１ヨークコア２１と、第２ヨークコア２２と、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２を保持するヨークホルダ２３とを備えている。磁気ヨークアセンブリ１２は、永久磁石１１の外周側に間隔を空けて配置されている。磁気ヨークアセンブリ１２は、図示しないホルダを介して又は直接的に、出力シャフト６の外周に一体回転可能に固定されている。
　第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２の各々は、磁性材料からなり、環状をなしている。本実施形態において、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２の各々は、軸方向視で、円形の形状を有している。
　第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２は、軸線Ｌに沿って間隔を空けて配置されている。第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２は、永久磁石１１と径方向に対向する複数の歯部２４，２５をそれぞれ有している。歯部２４，２５は、互いに近接する方向に突出している。歯部２４は第１ヨークコア２１に対して周方向に等間隔で設けられており、歯部２５は第２ヨークコア２２に対して周方向に等間隔で設けられている。歯部２４と歯部２５とは周方向に交互に配置されている。
　ヨークホルダ２３は、例えば樹脂材料からなり、筒状をなしている。本実施形態において、ヨークホルダ２３は、軸方向視で、円形の形状を有している。ヨークホルダ２３は、例えば歯部２４，２５の内側面がヨークホルダ２３の内周側に露出するように、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２を保持している。
　本実施形態のヨークホルダ２３は、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２をインサート品とするインサート成形（インサートモールド）により形成される樹脂成形品である。つまり、ヨークホルダ２３は、磁気ヨークアセンブリ１２の樹脂材料からなる部分である。他の実施形態では、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２をインサート品とせず、別途形成されたヨークホルダ２３に第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２を組み付けてもよい。
　（固定ユニット１３）
　図１及び図２に示すように、固定ユニット１３は、集磁アセンブリ３１と、集磁アセンブリ３１を保持するアウタケース３２と、２つの磁気センサ３３ａ，３３ｂと、磁気センサ３３ａ，３３ｂが実装される回路基板３４とを備えている。固定ユニット１３は、上記ハウジング３に対して回転不能に固定される。
　集磁アセンブリ３１は、第１集磁部材４１と、第２集磁部材４２と、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を保持する集磁ホルダ４３とを備えている。集磁アセンブリ３１は、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２の外周側に配置されるシールド部材をさらに備えてもよい。
　図２及び図３に示すように、第１集磁部材４１は、第１ヨークコア２１との間に間隔を空けて第１ヨークコア２１の外周側に配置されている。第１集磁部材４１は、環状の第１本体部５１と、２つの第１突部５２ａ，５２ｂとを有している。本実施形態において、第１本体部５１は、軸方向視で、Ｃ字状の形状を有している。第１本体部５１は、第１ヨークコア２１と径方向に対向している。第１突部５２ａ，５２ｂは、第１本体部５１からその径方向外側、すなわち軸線Ｌと直交する回転シャフト２の径方向外側に突出している。第１突部５２ａ，５２ｂは、互いに周方向に所定間隔を空けて配置されている。第１突部５２ａ，５２ｂは、例えば軸方向視で長方形の板状をなしている。第１突部５２ａ，５２ｂは、後述する第２集磁部材４２の第２突部６２ａ，６２ｂと軸方向に対向する第１対向面５３ａ，５３ｂをそれぞれ有している（図４参照）。
　第１集磁部材４１は、例えば磁性材料からなる長尺状の金属板を折り曲げることにより形成されている。他の実施形態では、第１集磁部材４１が第１本体部５１を構成する部材と第１突部５２ａ，５２ｂを構成する部材とに分割されていてもよい。
　第２集磁部材４２は、第２ヨークコア２２との間に間隔を空けて第２ヨークコア２２の外周側に配置されている。第２集磁部材４２は、環状の第２本体部６１と、２つの第２突部６２ａ，６２ｂとを有している。本実施形態において、第２本体部６１は、軸方向視で、Ｃ字状の形状を有している。第２本体部６１は、第２ヨークコア２２と径方向に対向している。第２突部６２ａ，６２ｂは、第２本体部６１からその径方向外側、すなわち回転シャフト２の径方向外側に突出している。第２突部６２ａ，６２ｂは、互いに周方向に所定間隔を空けて配置されている。第２突部６２ａ，６２ｂは、例えば軸方向視で長方形の板状をなしている。第２突部６２ａ，６２ｂは、第１突部５２ａ，５２ｂと軸方向に対向する第２対向面６３ａ，６３ｂをそれぞれ有している（図４参照）。
　第２集磁部材４２は、例えば磁性材料からなる長尺状の金属板を折り曲げることにより形成されている。他の実施形態では、第２集磁部材４２が第２本体部６１を構成する部材と第２突部６２ａ，６２ｂを構成する部材とに分割されていてもよい。また、本実施形態の第２集磁部材４２は、第１集磁部材４１と同一形状であるが、これに限らず、第２集磁部材４２は第１集磁部材４１と異なる形状であってもよい。
　図１及び図２に示すように、集磁ホルダ４３は、例えば樹脂材料からなり、概ね筒状をなしている。具体的には、集磁ホルダ４３は、筒状のホルダ本体７１と、ホルダ本体７１の外周面に設けられた第１突出壁７２及び第２突出壁７３とを有している。本実施形態において、ホルダ本体７１は、軸方向視で、円形の形状を有している。第１突出壁７２は、ホルダ本体７１の軸方向一端部から径方向外側に突出している。第２突出壁７３は、ホルダ本体７１の軸方向他端部から径方向外側に突出している。第１突出壁７２は、第２突出壁７３との間に軸方向に間隔を空けて対向している。
　集磁ホルダ４３は、第１本体部５１の内周面がホルダ本体７１の内周面に露出するとともに第１突部５２ａ，５２ｂがホルダ本体７１の外周側に突出するように、第１集磁部材４１を保持している。図２及び図４に示すように、第１突出壁７２は、第１突部５２ａ，５２ｂを支持する第１台座部７４ａ，７４ｂを有している。第１台座部７４ａ，７４ｂは、例えば第１突部５２ａ，５２ｂの第１対向面５３ａ，５３ｂ及び第１突部５２ａ，５２ｂの先端部分の側面を露出させるような形状を有している。換言すると、第１台座部７４ａ，７４ｂは、例えば第１突部５２ａ，５２ｂの第１対向面５３ａ，５３ｂと反対側の面及び第１突部５２ａ，５２ｂの基端部分の側面を覆うような形状を有している。
　また、集磁ホルダ４３は、第２本体部６１の内周面がホルダ本体７１の内周面に露出するとともに第２突部６２ａ，６２ｂがホルダ本体７１の外周側に突出するように、第２集磁部材４２を保持している。第２突出壁７３は、第２突部６２ａ，６２ｂを支持する第２台座部７５ａ，７５ｂを有している。第２台座部７５ａ，７５ｂは、例えば第２突部６２ａ，６２ｂの第２対向面６３ａ，６３ｂ及び第２突部６２ａ，６２ｂの先端部分の側面を露出させるような形状を有している。
　集磁ホルダ４３は、例えば第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２をインサート品とするインサート成形により形成される樹脂成形品である。つまり、集磁ホルダ４３は、集磁アセンブリ３１の樹脂材料からなる部分である。他の実施形態では、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２をインサート品とせず、別途形成された集磁ホルダ４３に第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を組み付けてもよい。また、集磁ホルダ４３を、第１集磁部材４１を保持する部材と第２集磁部材４２を保持する部材とに分割し、これらの部材を互いに組み付けてもよい。
　図１及び図２に示すように、アウタケース３２は、集磁アセンブリ３１をインサート品とするインサート成形により形成される樹脂成形品である。アウタケース３２は、筒状のケース本体部８１と、集磁アセンブリ３１の径方向外側に張り出した張出部８２とを有している。本実施形態において、ケース本体部８１は、軸方向視で、円形の形状を有している。ケース本体部８１は、主に集磁ホルダ４３のホルダ本体７１の外周面を覆っている。張出部８２は、例えば筒状をなしており、軸線Ｌに対して直交する方向に張り出している。本実施形態において、張出部８２は、軸方向と直交する方向視で、長方形の形状を有する。張出部８２は、主に集磁ホルダ４３の第１突出壁７２及び第２突出壁７３の外面を覆っている。張出部８２の開口端は、図示しないカバーによって閉塞される。
　アウタケース３２は、ハウジング３に対して移動不能に取り付けられる。これにより、回転シャフト２が回転しても、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２は回転しない。本実施形態のアウタケース３２は、第１集磁部材４１が第２集磁部材４２よりも重力方向の上側に配置されるように、ハウジング３に取り付けられる。他の実施形態では、アウタケース３２は、第１集磁部材４１が第２集磁部材４２よりも重力方向の下側に配置されるように、ハウジング３に取り付けられてもよい。集磁ホルダ４３の内部は、ケース本体部８１を介してハウジング３の内部に連通されている。
　図４に示すように、磁気センサ３３ａ，３３ｂは、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を流れる磁束を検出するためのものであって、例えばホールセンサ又は磁気抵抗センサである。磁気センサ３３ａ，３３ｂのうちの一方は、他方が故障等した場合に用いる冗長化のためのセンサである。磁気センサ３３ａ，３３ｂは、磁束を検出するように構成される素子本体９１ａ，９１ｂと、回路基板３４の配線パターン（図示略）に接続される接続端子９２ａ，９２ｂとをそれぞれ有している。磁気センサ３３ａは、回路基板３４上において、第１集磁部材４１の第１突部５２ａと第２集磁部材４２の第２突部６２ａとの間に配置されている。磁気センサ３３ｂは、回路基板３４上において、第１集磁部材４１の第１突部５２ｂと第２集磁部材４２の第２突部６２ｂとの間に配置されている。
　図２及び図３に示すように、回路基板３４は、例えば四角板状をなしている。回路基板３４は、その板厚方向が軸線Ｌと沿うように、張出部８２内に収容されている。回路基板３４は、張出部８２内に設けられる図示しない端子と電気的に接続される。
　図４に示すように、回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂが実装される表面１０１と、表面１０１と反対側の裏面１０２とを有している。磁気センサ３３ａ，３３ｂは、回路基板３４の縁部に配置されている。回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂと対応する位置に、回路基板３４の板厚方向に貫通しない凹部である第１凹部１０３ａ，１０３ｂを有している。回路基板３４における第１凹部１０３ａ，１０３ｂに対応する部分の板厚は、回路基板３４における他の部分の板厚よりも薄くなっている。換言すると、回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂと対応する位置に、他の部分よりも板厚の薄い薄板部１０４ａ，１０４ｂを有している。
　具体的には、第１凹部１０３ａ，１０３ｂは、回路基板３４の裏面１０２及び上記縁部に対応する側面１０４にそれぞれ開口している。換言すれば、第１凹部１０３ａ，１０３ｂは、回路基板３４を平面視したとき、第１集磁部材４１の第１本体部５１側の一辺が開放され、他の三辺が閉じられた四角形状をなしている。本実施形態の第１凹部１０３ａ，１０３ｂは、四角形状をなしているが、これに限らず、例えば半円形状であっても、前記四角形状と同様に、第１集磁部材４１の第１本体部５１側の部分が開放されていればよい。第１凹部１０３ａ，１０３ｂの幅は、第１突部５２ａ，５２ｂの幅よりもそれぞれ大きく設定されている。ただし、第１凹部１０３ａ，１０３ｂの幅（図４の左右方向）は、第１突部５２ａ，５２ｂの少なくとも一部を受容可能な最小限の大きさであればよく、前記幅を不必要に大きくすることはない。そして、第１凹部１０３ａ，１０３ｂ内には、第１突部５２ａ，５２ｂの少なくとも一部が配置されている。これにより、重力方向の上側から第１突部５２ａ，５２ｂ、回路基板３４における第１凹部１０３ａ，１０３ｂの底部分（薄板部１０４ａ，１０４ｂ）、磁気センサ３３ａ，３３ｂ、第２突部６２ａ，６２ｂの順に配置されている。
　すなわち、回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂが第１突部５２ａ，５２ｂと第２突部６２ａ，６２ｂとの間にそれぞれ配置されるとともに、第１突部５２ａ，５２ｂが第１凹部１０３ａ，１０３ｂにそれぞれ配置されるように、トルクセンサ１に組み付けられている。
　（トルクセンサ１の動作）
　上記のように運転者によるステアリング操作によって、トーションバー５の捩れを伴って入力シャフト４と出力シャフト６とが相対回転すると、永久磁石１１と磁気ヨークアセンブリ１２との周方向の相対位置が変化する。これにより、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２を流れる磁束がトーションバー５の捩れ量、すなわち運転者が入力するトルクの大きさに応じて変化する。その結果、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を流れる磁束も、第１ヨークコア２１及び第２ヨークコア２２を流れる磁束の変化に応じて変化する。磁気センサ３３ａ，３３ｂは、第１集磁部材４１及び第２集磁部材４２を流れる磁束を検出し、この磁束に応じた信号、すなわちトルクを示す信号を生成する。
　次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
　（１－１）凹部である第１凹部１０３ａ，１０３ｂは回路基板３４を貫通しないため、回路基板３４に板厚方向に貫通した切欠きを設ける場合に比べ、あるいは、回路基板３４に凹部や切欠きを設けず、回路基板３４の全体を一様に薄くする場合に比べ、回路基板３４の強度低下を抑制できる。また、第１突部５２ａ，５２ｂの少なくとも一部が回路基板３４の第１凹部１０３ａ，１０３ｂ内に配置されるため、第１突部５２ａ，５２ｂと第２突部６２ａ，６２ｂとを互いに近接して配置できる。これにより、第１突部５２ａ，５２ｂと第２突部６２ａ，６２ｂとの間のギャップが大きくなることを抑制できる。
　（１－２）凹部である第１凹部１０３ａ，１０３ｂは板厚方向に貫通していないため、磁気センサ３３ａ，３３ｂにおける回路基板３４と対向する側は、第１凹部１０３ａ，１０３ｂの底部分によってそれぞれ覆われる。これにより、例えば回路基板３４に前記切欠きを設ける場合に比べ、磁気センサ３３ａ，３３ｂにおける回路基板３４と対向する側に金属片等の異物が付着することを抑制できる。
　（１－３）回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂが実装される表面１０１と、表面１０１と反対側の裏面１０２とを有する。第１凹部１０３ａ，１０３ｂは、裏面１０２に開口する。第１突部５２ａ，５２ｂの少なくとも一部は、第１凹部１０３ａ，１０３ｂ内にそれぞれ配置される。
　ここで、例えばハウジング３を介して集磁アセンブリ３１内に雨水等の液体が浸入した場合を想定する。このとき、例えば液体が第１集磁部材４１と集磁ホルダ４３との界面及び第２集磁部材４２と集磁ホルダ４３との界面の少なくとも一方を介して磁気センサ３３ａ，３３ｂまで到達するおそれがある。この点、上記構成によれば、磁気センサ３３ａ，３３ｂと第１突部５２ａ，５２ｂとの間に回路基板３４がそれぞれ介在される。そのため、例えば集磁ホルダ４３の内周側から第１集磁部材４１の第１本体部５１をつたって第１突部５２ａ，５２ｂに到達した液体が磁気センサ３３ａ，３３ｂに付着することを抑制できる。
　（１－４）トルクセンサ１は、第１突部５２ａ，５２ｂが第２突部６２ａ，６２ｂよりも重力方向上側に配置されるように、回転シャフト２の周囲に設けられる。
　ここで、雨水等の液体は、重力によって重力方向下側に移動しやすい。この点、本実施形態では、第１突部５２ａ，５２ｂが磁気センサ３３ａ，３３ｂの重力方向上側に配置されている。しかし、上記のように磁気センサ３３ａ，３３ｂと第１突部５２ａ，５２ｂとの間に回路基板３４がそれぞれ介在されるため、第１突部５２ａ，５２ｂに到達した液体は磁気センサ３３ａ，３３ｂに付着しにくい。また、第２突部６２ａ，６２ｂは磁気センサ３３ａ，３３ｂの重力方向下側に配置されている。そのため、第２突部６２ａ，６２ｂに到達した液体は磁気センサ３３ａ，３３ｂに付着しにくい。したがって、回路基板３４の裏面１０２に開口する第１凹部１０３ａ，１０３ｂを有するとともに、第１凹部１０３ａ，１０３ｂ内に第１突部５２ａ，５２ｂを配置するトルクセンサ１において、第１突部５２ａ，５２ｂを第２突部６２ａ，６２ｂよりも重力方向上側に配置する構成を採用する効果は大である。
　（第２実施形態）
　次に、トルクセンサ１の第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
　図５に示すように、本実施形態の第１突出壁７２は、第１台座部７４ａ，７４ｂを有していない。第２突部６２ａ，６２ｂは、第１突出壁７２との間に軸方向に間隔を空けた状態で、ホルダ本体７１の外周側に突出している。
　回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂと対応する位置に、回路基板３４の板厚方向に貫通しない凹部である第２凹部２０３ａ，２０３ｂを有している。第２凹部２０３ａ，２０３ｂの底部分の板厚は、回路基板３４における他の部分の板厚よりも薄くなっている。換言すると、回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂと対応する位置に、他の部分よりも板厚の薄い薄板部２０４ａ，２０４ｂを有している。
　具体的には、第２凹部２０３ａ，２０３ｂは、回路基板３４の表面１０１及び上記縁部に対応する側面１０４にそれぞれ開口している。本実施形態の第２凹部２０３ａ，２０３ｂは、軸方向視で四角形状をなしているが、これに限らず、例えば半円形状であってもよい。第２凹部２０３ａ，２０３ｂの幅は、第１突部５２ａ，５２ｂの幅よりもそれぞれ大きく設定されている。磁気センサ３３ａ，３３ｂは、第２凹部２０３ａ，２０３ｂを跨いでいる。そして、第２凹部２０３ａ，２０３ｂ内には、第１突部５２ａ，５２ｂの少なくとも一部が配置されている。これにより、重力方向の上側から回路基板３４における第２凹部２０３ａ，２０３ｂの底部分（薄板部２０４ａ，２０４ｂ）、第１突部５２ａ，５２ｂ、磁気センサ３３ａ，３３ｂ、第２突部６２ａ，６２ｂの順に配置されている。
　すなわち、回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂが第１突部５２ａ，５２ｂと第２突部６２ａ，６２ｂとの間にそれぞれ配置されるとともに、第２突部６２ａ，６２ｂが第２凹部２０３ａ，２０３ｂにそれぞれ配置されるように、トルクセンサ１に組み付けられている。第２凹部２０３ａ，２０３ｂの底部分は、第１突部５２ａ，５２ｂと第１突出壁７２との間に配置されている。
　以上、本実施形態では、上記第１実施形態の（１－１）及び（１－２）の作用及び効果と同様の作用及び効果に加え、以下の作用及び効果を奏する。
　（２－１）回路基板３４は、磁気センサ３３ａ，３３ｂが実装される表面１０１と、表面１０１と反対側の裏面１０２とを有する。第２凹部２０３ａ，２０３ｂは、表面１０１に開口する。磁気センサ３３ａ，３３ｂは、第２凹部２０３ａ，２０３ｂを跨ぐように回路基板３４に実装される。第１突部５２ａ，５２ｂの少なくとも一部は、第２凹部２０３ａ，２０３ｂ内に配置される。上記構成によれば、磁気センサ３３ａ，３３ｂと第１突部５２ａ，５２ｂとの間に回路基板３４が存在する場合に比べ、第１突部５２ａ，５２ｂと第２突部６２ａ，６２ｂとの間のギャップが大きくなることを好適に抑制できる。
　上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
　・上記第１実施形態において、回路基板３４は、表面１０１に開口する第２凹部をさらに有してもよい。この場合、磁気センサ３３ａ，３３ｂを、第２凹部２０３ａ，２０３ｂ内に配置してもよいし、第２凹部２０３ａ，２０３ｂを跨ぐように配置してもよい。
　・第１突部５２ａ，５２ｂが第１本体部５１から軸方向の一方側に突出するとともに、第２突部６２ａ，６２ｂが第２本体部６１から軸方向の他方側に突出してもよい。この場合、第２突部６２ａ，６２ｂは、第１突部５２ａ，５２ｂとの間に径方向に間隔を空けて対向するように配置される。また、回路基板３４は、その板厚方向が軸線Ｌと直交するように配置されてもよい。
　・第１集磁部材４１は、第１突部を１つだけ有してもよい。同様に、第２集磁部材４２は、第２突部を１つだけ有してもよい。
　・固定ユニット１３は、アウタケース３２を備えなくてもよい。また、固定ユニット１３は、磁気センサを１つだけ備えていてもよい。
　・第１集磁部材４１は、第１ヨークコア２１と軸方向に対向してもよい。この場合、第１本体部５１は、例えば平板状であってもよく、その形状は適宜変更可能である。同様に、第２集磁部材４２は、第２ヨークコア２２と軸方向に対向してもよい。
　・集磁ホルダ４３の形状は、適宜変更可能である。集磁ホルダ４３は、例えば第１突出壁７２及び第２突出壁７３を有さなくてもよい。
　・トルクセンサ１は、トルクに加え、回転シャフト２の回転角を検出するように構成されてもよい。この場合、トルクセンサ１は、例えば磁気ヨークアセンブリ１２に設けられる主動歯車と、主動歯車と噛み合う１つ以上の従動歯車とをさらに備える。そして、従動歯車の回転角に基づいて回転シャフト２の回転角を検出することができる。
　・永久磁石１１を入力シャフト４に固定し、磁気ヨークアセンブリ１２を出力シャフト６に固定したが、永久磁石１１を出力シャフト６に固定し、磁気ヨークアセンブリ１２を入力シャフト４に固定してもよい。
　次に、上記各実施形態及び変形例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
　（付記１）前記磁気センサは、前記回路基板の縁部に配置され、前記第１凹部は、前記裏面及び前記回路基板における前記縁部に対応する側面に開口する、トルクセンサ。
　（付記２）前記磁気センサは、前記回路基板の縁部に配置され、前記第２凹部は、前記表面及び前記回路基板における前記縁部に対応する側面に開口する、トルクセンサ。

Claims (5)

  1. 　回転シャフトに付与されるトルクを検出するように構成されるトルクセンサであって、前記回転シャフトは、第１シャフトと、前記第１シャフトにトーションバーを介して連結される第２シャフトと、を含み、前記トルクセンサは、
    　前記第１シャフトと一体回転するように構成される永久磁石と、
    　前記第２シャフトと一体回転するように構成される第１ヨークコア及び第２ヨークコアと、
    　前記第１ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第１集磁部材、及び前記第２ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第２集磁部材と、
    　前記第１集磁部材及び前記第２集磁部材を流れる磁束に応じた信号を生成するように構成される磁気センサと、
    　前記磁気センサが実装される回路基板と、を備え、
    　前記第１集磁部材は、前記第１ヨークコアと対向する第１本体部と、前記第１本体部から突出する第１突部と、を有し、
    　前記第２集磁部材は、前記第２ヨークコアと対向する第２本体部と、前記第２本体部から突出し、前記第１突部と対向する第２突部と、を有し、
    　前記磁気センサは、前記回路基板上において、前記第１突部と前記第２突部との間に配置され、
    　前記回路基板は、前記磁気センサと対応する位置に、前記回路基板の板厚方向に貫通しない凹部を有し、
    　前記第１突部の少なくとも一部は、前記凹部内に配置される、トルクセンサ。
  2. 　請求項１に記載のトルクセンサであって、
    　前記凹部は、前記回路基板を平面視したとき、前記第１集磁部材の前記第１本体部側に開放された形状である、トルクセンサ。
  3. 　請求項１に記載のトルクセンサであって、
    　前記回路基板は、前記磁気センサが実装される表面と、前記表面と反対側の裏面と、を有し、
    　前記凹部は、前記裏面に開口し、
    　前記第１突部の少なくとも一部は、前記凹部内に配置される、トルクセンサ。
  4. 　請求項１に記載のトルクセンサであって、
    　前記回路基板は、前記磁気センサが実装される表面と、前記表面と反対側の裏面と、を有し、
    　前記凹部は、前記表面に開口し、
    　前記磁気センサは、前記凹部を跨ぐように前記回路基板に実装され、
    　前記第１突部の少なくとも一部は、前記凹部内に配置される、トルクセンサ。
  5. 　請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のトルクセンサであって、
    　前記第１突部が前記第２突部よりも重力方向の上側に配置されるように、前記回転シャフトの周囲に設けられる、トルクセンサ。
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