特開 2020-26964 トルクセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-26964(P2020-26964A)

(43)【公開日】2020年2月20日

(54)【発明の名称】トルクセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20200124BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20200124BHJP

【ＦＩ】

   G01L3/10 305

   B62D5/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2018-150189(P2018-150189)

(22)【出願日】2018年8月9日

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100093779

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】小林 研介

(72)【発明者】

【氏名】深谷 繁利

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 俊朗

(72)【発明者】

【氏名】田中 健

【テーマコード（参考）】

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D333CB02

3D333CB13

3D333CC13

3D333CC30

3D333CE06

3D333CE16

(57)【要約】

【課題】部品点数を増加することなく振れ回りノイズを低減可能なトルクセンサを提供する。
【解決手段】多極磁石２０は、合計磁極数をｐ（ｐは偶数）とすると、（ｐ／２）個のＮ極２５と（ｐ／２）個のＳ極２６とが周方向に交互に配置されている。一組のヨーク３４１、３４２の各ヨークは、多極磁石２０が挿通されるリング部３１、３２、及び、リング部３１、３２から他方のヨークに向かって軸方向に延びる（ｐ／２）個の爪部４１、４２を有する。多極磁石２０の中心軸Ｏに垂直な平面において、多極磁石２０を構成する各磁極２５、２６の周方向両端の境界線がなす中心角の平均値である、（３６０［ｄｅｇ］／ｐ）で算出される角度を「平均磁極角θｐ」と定義する。また、各爪部４１、４２の周方向両端がなす中心角を「爪幅中心角θｃ」と定義する。軸方向におけるヨークの爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは、平均磁極角より大きく設定されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸（１１）と第２軸（１２）とを同軸上に連結し、前記第１軸と前記第２軸との間に加わるトルクを捩じれ変位に変換するトーションバー（１３）と、
前記第１軸または前記トーションバーの一端側に固定され、合計磁極数をｐ（ｐは偶数）とすると、（ｐ／２）個のＮ極と（ｐ／２）個のＳ極とが周方向に交互に配置されている多極磁石（２０）と、
軟磁性体で形成され、前記第２軸または前記トーションバーの他端側に固定され、軸方向に互いに対向し且つ前記多極磁石の磁界内に磁気回路を形成し、前記トーションバーの捩じれによる前記多極磁石との相対位置の変化に伴って前記磁気回路に発生する磁束密度が変化する一組のヨーク（３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２）であって、各前記ヨークは、前記多極磁石が挿通されるリング部（３１、３２）、及び、前記リング部から他方の前記ヨークに向かって軸方向に延びる（ｐ／２）個の爪部（４１、４２、５１、５２、６１、６２）を有する一組のヨークと、
前記一組のヨークの磁気回路に発生した磁束を検出する磁気センサ（７５）と、
を備え、
前記多極磁石の中心軸に垂直な平面において、前記多極磁石を構成する各磁極の周方向両端の境界線がなす中心角の平均値である、（３６０［ｄｅｇ］／ｐ）で算出される角度を平均磁極角（θｐ）と定義し、前記ヨークの各前記爪部の周方向両端がなす中心角を爪幅中心角（θｃ）と定義すると、
軸方向における前記ヨークの前記爪幅中心角の最大値（θｃ＿ｍａｘ）は、前記平均磁極角より大きく設定されているトルクセンサ。

【請求項2】

前記ヨークの前記爪部は、前記リング部との境界をなす根元部（４３、５３、６３）において前記爪幅中心角が最大である請求項１に記載のトルクセンサ。

【請求項3】

前記ヨーク（３４１、３４２）の前記爪部（４１、４２）は、前記リング部との境界をなす根元部（４３）から、前記リング部から最も離れた先端部（４５）に向かって前記爪幅中心角が単調減少する三角形状である請求項２に記載のトルクセンサ。

【請求項4】

前記ヨークの前記爪幅中心角の最大値は、前記平均磁極角の１倍より大きく、前記平均磁極角の１．３倍以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載のトルクセンサ。

【請求項5】

軟磁性体で形成され、前記ヨークの爪部より径方向外側において前記ヨークと非接触の状態で設けられ、前記ヨークの磁束を集磁し前記磁気センサに伝達する一組の補助ヨーク（８１、８２）をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のトルクセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トルクセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動パワーステアリング装置等において、トルクに応じてトーションバーが捩じれ変位したとき、周方向にＮ極及びＳ極が交互に着磁された多極磁石とヨークとの相対回転により発生する磁束に基づき、トルクを検出するトルクセンサが知られている。

【0003】

この種のトルクセンサにおいて多極磁石とヨークとを一体に回転させたとき、多極磁石からヨークを経由せず空間を通って磁気センサに直接到達する磁束によって磁気センサの出力変動が発生する。この出力変動は、実際にトーションバーに加わるトルクとは無関係の「振れ回りノイズ」として、トルクの検出精度を低下させる要因となる。搭載上の要請等により磁気回路部を小型化するほど、振れ回りノイズの影響が大きくなる傾向にある。

【0004】

振れ回りノイズの対策として、例えば特許文献１に開示されたトルクセンサは、軟磁性体で形成された磁気シールド部材が、軸方向において一組のヨークの間であって、径方向において多極磁石の外側かつ感磁部の内側に設けられる。この磁気シールド部材により、多極磁石から磁気センサの感磁部に直接到達する磁束を遮蔽することで、出力変動による振れ回りノイズが低減する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１４６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の従来技術では、振れ回りノイズの低減のために別部品である磁気シールド部材を用いるため、部品点数が増加するという問題があった。

【0007】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を増加することなく振れ回りノイズを低減可能なトルクセンサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のトルクセンサは、トーションバー（１３）と、多極磁石（２０）と、一組のヨーク（３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２）と、磁気センサ（７５）と、を備える。トーションバーは、第１軸（１１）と第２軸（１２）とを同軸上に連結し、第１軸と第２軸との間に加わるトルクを捩じれ変位に変換する。多極磁石は、第１軸またはトーションバーの一端側に固定され、合計磁極数をｐ（ｐは偶数）とすると、（ｐ／２）個のＮ極と（ｐ／２）個のＳ極とが周方向に交互に配置されている。

【0009】

一組のヨークは、軟磁性体で形成され、第２軸またはトーションバーの他端側に固定され、軸方向に互いに対向し且つ多極磁石の磁界内に磁気回路を形成し、トーションバーの捩じれによる多極磁石との相対位置の変化に伴って磁気回路に発生する磁束密度が変化する。一組のヨークの各ヨークは、多極磁石が挿通されるリング部（３１、３２）、及び、リング部から他方のヨークに向かって軸方向に延びる（ｐ／２）個の爪部（４１、４２、５１、５２、６１、６２）を有する。磁気センサは、一組のヨークの磁気回路に発生した磁束を検出する。

【0010】

ここで、多極磁石の中心軸に垂直な平面において、多極磁石を構成する各磁極の周方向両端の境界線がなす中心角の平均値である、（３６０［ｄｅｇ］／ｐ）で算出される角度を「平均磁極角（θｐ）」と定義する。また、ヨークの各爪部の周方向両端がなす中心角を「爪幅中心角（θｃ）」と定義する。軸方向におけるヨークの爪幅中心角の最大値（θｃ＿ｍａｘ）は、平均磁極角より大きく設定されている。

【0011】

本発明では、ヨークの爪幅中心角を多極磁石の磁極の平均磁極角に対して大きく設定することで、ヨークの爪部が磁気シールド機能を兼ね、磁束が最も集まる磁極中央部をバイパスしてヨーク間から径外方向に漏れる磁束を抑制する。これにより、振れ回りノイズを好適に低減し、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、従来技術のように別部材の磁気シールド部材を用いないため、部品点数を増加することなく、検出性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態によるトルクセンサの分解斜視図。

【図2】各実施形態によるトルクセンサが適用される電動パワーステアリング装置の概略構成図。

【図3】第１実施形態によるトルクセンサの中立状態におけるヨーク及び多極磁石の正面図。

【図4】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。

【図5】第１実施形態によるトルクセンサの捩れ状態におけるヨーク及び多極磁石の正面図。

【図6】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。

【図7】（ａ）極ラップ率と感度との関係を示す特性図、（ｂ）極ラップ率と振れ回りノイズとの関係を示す特性図。

【図8】振れ回り変動の低減を示す図。

【図9】第２実施形態によるトルクセンサのヨーク及び多極磁石の正面図。

【図10】第３実施形態によるトルクセンサのヨーク及び多極磁石の正面図。

【図11】第４実施形態によるトルクセンサのヨーク及び多極磁石の正面図。

【図12】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、トルクセンサの複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、以下の第１〜第４実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態のトルクセンサは、車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に適用される。

【0014】

最初に図２を参照し、各実施形態のトルクセンサが適用される電動パワーステアリング装置の概略構成について説明する。なお、図２に示す電動パワーステアリング装置９０はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式電動パワーステアリング装置にも同様に適用可能である。

【0015】

ハンドル９３に接続されたステアリングシャフト９４には操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１０が設置されている。ステアリングシャフト９４の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して、一対の車輪９８が回転可能に連結されている。ステアリングシャフト９４の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、一対の車輪９８が操舵される。

【0016】

トルクセンサ１０は、ステアリングシャフト９４を構成する入力軸１１と出力軸１２との間に設けられ、ステアリングシャフト９４に加わる操舵トルクを検出してＥＣＵ９１に出力する。ＥＣＵ９１は、検出された操舵トルクに応じてモータ９２の出力を制御する。モータ９２が発生した操舵アシストトルクは、減速ギア９５を介して減速され、ステアリングシャフト９４に伝達される。

【0017】

（第１実施形態）
第１実施形態について、図１、図３〜図８を参照して説明する。図１に示すように、トルクセンサ１０は、トーションバー１３、多極磁石２０、一組のヨーク３４１、３４２、及び、磁気センサ７５等を備える。なお、第２、第３実施形態は、一組のヨークの形状が異なる点以外の構成は同様である。第４実施形態は、補助ヨークがさらに追加される点以外の構成は同様である。

【0018】

トーションバー１３は、一端側が「第１の軸」としての入力軸１１に、他端側が「第２の軸」としての出力軸１２に、それぞれ固定ピン１５で固定され、入力軸１１と出力軸１２とを回転軸Ｏの同軸上に連結する。トーションバー１３は、棒状の弾性部材であり、ステアリングシャフト９４に加わる操舵トルクを捩じれ変位に変換する。多極磁石２０は、入力軸１１に固定され、Ｎ極２５とＳ極２６とが周方向に交互に配置されている。

【0019】

一組のヨーク３４１、３４２は、軟磁性体で形成され、多極磁石２０の径方向外側で出力軸１２に固定され、軸方向にギャップを介して互いに対向する。一組のヨーク３４１、３４２は、多極磁石２０の磁界内に磁気回路を形成し、トーションバー１３の捩じれによる多極磁石２０との相対位置の変化に伴って磁気回路に発生する磁束密度が変化する。

【0020】

一組のヨーク３４１、３４２を区別する必要がある場合、入力軸１１側のヨークを第１のヨーク３４１とし、出力軸１２側のヨークを第２のヨーク３４２とする。また、第１のヨーク３４１の要素には符号の末尾に「１」を付し、第２のヨーク３４２の要素には符号の末尾に「２」を付して対応関係を示す。各ヨーク３４１、３４２は、多極磁石２０が挿通されるリング部３１、３２、及び、リング部３１、３２から他方のヨークに向かって軸方向に延びる、Ｎ極２５及びＳ極２６の数と同数の爪部４１、４２を有する。

【0021】

詳しくは、爪部４１、４２は、リング部３１、３２の内縁に沿って全周に等間隔に設けられる。第１のヨーク３４１の爪４１５と第２のヨーク３４２の爪４２とは、周方向にずれて交互に配置される。例えば爪部４１、４２は、リング部３１、３２と一体の金属板が折り曲げて形成されるが、リング部３１、３２とは別体の爪部４１、４２が組み合わされてもよい。また、一般にリング部３１、３２及び爪部４１、４２は樹脂モールドされる。こうして、一組のヨーク３４１、３４２は、多極磁石２０が発生する磁界内に磁気回路を形成する。

【0022】

以下、トーションバー１３に捩じれ変位が生じていない状態、すなわち、入力軸１１と出力軸１２との間に操舵トルクが加わっていない状態を「中立状態」という。中立状態では、爪部４１、４２の中心と、多極磁石２０のＮ極２５とＳ極２６との境界とが一致するように配置されている。一方、操舵トルクが加わりトーションバー１３に捩じれ変位が加わると、多極磁石２０と一組のヨーク３４１、３４２との相対回転に伴って磁気回路を通る磁束が変化する。

【0023】

磁気センサ７５は、互いに対向するリング部３１、３２の間に配置され、一組のヨーク３４１、３４２の磁気回路に発生した磁束、すなわち、多極磁石２０と一組のヨーク３４１、３４２との相対回転に伴う磁束密度の変化を検出する。例えば磁気センサ７５は、ホール素子や磁気抵抗素子のＩＣパッケージの形態で構成されており、磁束密度を電圧信号に変換し、信号線７６を介してＥＣＵ９１に出力する。

【0024】

ところで、特許文献１（特開２０１５−１４６１４号公報）の図１０に開示されているように、多極磁石とヨークとが一体に回転したとき、一部の磁束は、多極磁石からヨークを経由せず空間を通って、直接磁気センサの感磁部に到達する。この磁束の影響により、出力変動が発生する。そこで特許文献１のトルクセンサは、径方向の多極磁石と磁気センサとの間に磁気シールド部材を設けることで、多極磁石から直接磁気センサに向かう磁束を遮蔽し、出力変動による振れ回りノイズを低減している。

【0025】

しかし特許文献１の構成では、振れ回りノイズの低減のために別部品である磁気シールド部材を用いるため、部品点数が増加するという問題があった。そこで本実施形態では、ヨーク３４１、３４２の爪部４１、４２が磁気シールド機能を兼ねることで、部品点数を増加することなく振れ回りノイズを低減可能とすることを目的とする。そのための構成について以下に詳しく説明する。

【0026】

図３、図４には、トルクセンサ１０の中立状態における多極磁石２０とヨーク３４１、３４２の爪部４１、４２との位置関係を示す。第１実施形態の爪部４１、４２は、根元部４３から先端部４５に向かって幅が単調減少する三角形状に形成されている。中立状態では、爪部４１、４２の先端部４５の位置がＮ極２５とＳ極２６との境界に一致する。

【0027】

第１のヨーク３４１について、爪部４１の根元部４３はリング部３１との境界をなす。爪部４１の先端部４５は自身のヨーク３４１のリング部３１から最も離れており、且つ、他方の第２のヨーク３４２のリング部３２に最も近接している。第２のヨーク３４２について、爪部４２の根元部４３はリング部３２との境界をなす。爪部４２の先端部４５は自身のヨーク３４２のリング部３１から最も離れており、且つ、他方の第１のヨーク３４１のリング部３１に最も近接している。

【0028】

図４に示す径方向断面、すなわち多極磁石２０の中心軸Ｏに垂直な平面において、多極磁石２０の磁極数をｐ（ｐは偶数）とする。多極磁石２０は、（ｐ／２）個のＮ極２５と（ｐ／２）個のＳ極２６とが周方向に交互に配置されている。図４の例では、磁極数ｐは１６であり、８個のＮ極２５と８個のＳ極２６とが周方向に交互に配置されている。ヨーク３４１、３４２の爪部４１、４２の数は、それぞれ、Ｎ極２５及びＳ極２６の数と同じ（ｐ／２）個、つまり、この例では８個となる。なお、他の実施形態では、磁極数ｐは、１２、２０等であってもよい。

【0029】

以下、多極磁石２０を構成する各磁極２５、２６の周方向両端の境界線がなす中心角の平均値を「平均磁極角θｐ」と定義する。各Ｎ極２５の中心角θｐ_N及び各Ｓ極２６の中心角θｐ_Sはそれぞれ均一であるため、式（１）が成り立つ。
θｐ_N＋θｐ_S＝３６０／（ｐ／２） ・・・（１）

【0030】

したがって、平均磁極角θｐは、式（２）で算出される。
θｐ＝（θｐ_N＋θｐ_S）／２＝３６０／ｐ ・・・（２）

【0031】

基本的には、各Ｎ極２５の中心角θｐ_Nと各Ｓ極２６の中心角θｐ_Sとは等しく形成されるため、式（３）のようになる。
θｐ＝θｐ_N＝θｐ_S ・・・（３）

【0032】

また、ヨーク３４１、３４２の各爪部４１、４２の周方向両端がなす中心角を「爪幅中心角θｃ」と定義する。第１実施形態の爪部４１、４２は、根元部４３から先端部４５に向かって爪幅中心角θｃが単調減少する三角形状である。つまり、爪部４１、４２は、リング部３１、３２との境界をなす根元部４３（厳密には根元部４３の底辺）において爪幅中心角θｃが最大である。そして、根元部４３における爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは、平均磁極角θｐより大きく設定されている。

【0033】

次に図５、図６には、回転角度が「θｐ×（ｎ＋０．５）」（ｎは整数）となる場合の、トルクセンサ１０の捩れ状態における多極磁石２０とヨーク３４１、３４２の爪部４１、４２との位置関係を示す。このとき、根元部４３では、ある磁極の中心角が対応する爪部４１、４２の爪幅中心角の範囲に含まれる状態となる。したがって、多極磁石２０から直接磁気センサ７５に向かう磁束が爪部４１、４２により効率良く遮蔽される。

【0034】

ここで、爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘ及び平均磁極角θｐより、極ラップ率ｒ_Lを式（４）で定義する。ただし、ｒ_L＜０のとき、極ラップ率は０％とする。
ｒ_L＝（θｃ＿ｍａｘ−θｐ）／θｐ ・・・（４）

【0035】

従来のトルクセンサでは、ヨーク爪部の爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは平均磁極角θｐ以下に設定されるため、極ラップ率は０％となる。それに対し本実施形態では、爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは平均磁極角θｐより大きく設定されるため、極ラップ率は０％より大きくなる。

【0036】

図７（ａ）及び図７（ｂ）に、極ラップ率と感度との関係、及び、極ラップ率と振れ回りノイズとの関係を示す。極ラップ率が０％から大きくなると、感度が低下する一方で振れ回りノイズも低減する。極ラップ率が３０％以下の範囲では、感度の低下率が比較的小さく、且つ、振れ回りノイズの低減効果が大きい。そこで、第１実施形態において極ラップ率は、０％より大きく３０％以下に設定されることが好ましい。すなわち、爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは平均磁極角θｐの１倍より大きく、平均磁極角θｐの１．３倍以下であることが好ましい。

【0037】

ただし、極ラップ率が０％よりわずかに大きい場合、振れ回りノイズの低減効果が十分であるとは言えない場合もある。そこで、極ラップ率は１０％以上３０％以下に設定されること、すなわち、爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは平均磁極角θｐの１．１倍以上、１．３倍以下であることがより好ましい。さらに、極ラップ率は２０％以上３０％以下に設定されること、すなわち、爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘは平均磁極角θｐの１．２倍以上、１．３倍以下であることが一層好ましい。

【0038】

図８に、比較例及び第１実施形態のトルクセンサにおける回転角度に伴う磁束変動を示す。比較例は、極ラップ率が０％以下であり、また、特許文献１に開示されたような磁気シールド部材を備えていない。比較例では、多極磁石２０から磁気センサ７５に直接到達する磁束によって磁気センサ７５の出力変動が発生する。これに対し第１実施形態では、爪幅中心角の最大値θｃ＿ｍａｘが平均磁極角θｐよりも大きく設定された爪部４１、４２が磁気シールド部材としての機能を兼ねるため、振れ回りノイズが大幅に低減する。

【0039】

なお、図７（ａ）に示すように、極ラップ率ｒ_Lを大きくすることにより感度低下の背反が生じるが、極ラップ率が３０％以下の範囲では、感度低下よりも振れ回りノイズ低減効果の方が上回る。したがって、ノイズに対する感度の比であるＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【0040】

このように本実施形態では、特許文献１のトルクセンサのように別部品の磁気シールド部材を用いることなく、ヨーク３４１、３４２の爪部４１、４２が磁気シールド機能を兼ねることで、振れ回りノイズを有効に低減することができる。よって、部品点数を増加することなく、低コストで検出性能を向上させることができる。また、第１実施形態では爪部４１、４２が単純な三角形状であるため、製造が容易であり、製造ばらつきを抑制することができる。

【0041】

次に、第１実施形態に対し爪部の形状が異なる第２、第３実施形態、及び、第１実施形態に対し補助ヨークがさらに設けられる第４実施形態について、図９〜図１２を参照して説明する。図９〜図１１に示すヨーク及び多極磁石の正面図は、第１実施形態の図３に準じ、トルクセンサ１０の中立状態を示す。同様に図１２に示す断面図は、第１実施形態の図４に準じ、トルクセンサ１０の中立状態を示す。

【0042】

（第２実施形態）
図９に示すように、第２実施形態の一組のヨーク３５１、３５２では、爪部５１、５２は単純な三角形でなく、根元部５３から先端部５５に向かって幅が連続的に漸減する途中に、幅が不連続に急減する段差部５４が形成されている。段差部５４は、高さ方向の中心よりも根元部５３側に形成されている。第１実施形態と同様に、リング部３１、３２との境界をなす根元部５３の底辺において爪幅中心角θｃが最大である。

【0043】

これにより第２実施形態では、（＊）印で示すように、高さ方向の中心付近において隣り合う爪部５１と爪部５２との間のギャップを維持しつつ、根元部５３の底辺を第１実施形態より長く設定することができる。したがって、振れ回りノイズの低減効果がより大きくなる。

【0044】

（第３実施形態）
図１０に示すように、第３実施形態の一組のヨーク３６１、３６２は、爪部６１、６２の根元部６３が幅の広い略平行の帯状に形成されている。また、爪部６１、６２の先端部６５は幅の狭い略平行の帯状に形成されており、根元部６３から先端部６５との間に、幅が漸減する徐変部６４が形成されている。第１、第２実施形態と同様に、リング部３１、３２との境界をなす根元部６３において爪幅中心角θｃが最大である。

【0045】

第３実施形態では、根元部６３の面積を広く確保することができるため、周方向の位置ずれに対するロバスト性が向上する。

【0046】

（第４実施形態）
図１１、図１２に示すように、第４実施形態のトルクセンサは、一組のヨーク３４１、３４２のリング部３１、３２と磁気センサ７５との間に一組の補助ヨーク８１、８２を備える。補助ヨーク８１、８２は、軟磁性体で形成され、ヨーク３４１、３４２の爪部４１、４２より径方向外側においてヨーク３４１、３４２と非接触の状態で設けられ、ヨーク３４１、３４２の磁束を集磁し磁気センサ７５に伝達する。

【0047】

図示の構成例では、一組の補助ヨーク８１、８２は、集磁部８３、接続部８４及び伝達部８５を有する。集磁部８３は、ヨーク３４１、３４２のリング部３１、３２に沿った円弧状に形成され、リング部３１、３２に軸方向に対向してヨーク３４１、３４２の磁束を集磁する。伝達部８５は、磁気センサ７５を軸方向に挟み、集磁部８３で集磁された磁束を磁気センサ７５に伝達する。接続部８４は、集磁部８３から伝達部８５に向かって折り曲げられる。図示例の接続部８４は斜め方向に折り曲げられているが、磁気センサ７５をヨーク３４１、３４に近く配置できる場合には、接続部８４は略直角に折り曲げられてもよい。

【0048】

第４実施形態では、補助ヨーク８１、８２を設けることで、ヨーク３４１、３４２の磁束を効率良く集磁することができ、トルクの検出感度が向上する。なお、爪部の形状が異なる第２実施形態のヨーク３５１、３５２、又は第３実施形態のヨーク３６１、３６２に対しても同様に補助ヨーク８１、８２を追加することができる。また、集磁部８３の形状は円弧状に限らず、適宜選択してよい。

【0049】

（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態では、リング部３１、３２との境界をなす根元部４３、５３、６３において爪幅中心角θｃが最大である。これに対し他の実施形態では、爪部が太鼓形状を呈しており、高さ方向の途中の位置で爪幅中心角θｃが最大となってもよい。

【0050】

（ｂ）磁気センサ７５の数は一つに限らず、二つ以上の磁気センサ７５が冗長的に設けられてもよい。ＥＣＵ９１の制御に用いるトルク情報を冗長出力する構成とすることで、仮に磁気センサや演算回路の故障により一方のトルク情報が使用不能となっても、ＥＣＵ９１は、他方のトルク情報を用いてモータ９２の駆動を継続することができる。

【0051】

（ｃ）上記実施形態では、多極磁石２０が入力軸１１に、一組のヨーク３４１、３４２等が出力軸１２に固定されるが、逆に、多極磁石２０が出力軸１２に、一組のヨーク３４１、３４２等が入力軸１１に固定されてもよい。また、多極磁石２０がトーションバー１３の一端側に、一組のヨーク３４１、３４２等がトーションバー１３の他端側に固定されてもよい。

【0052】

（ｄ）本発明のトルクセンサは、電動パワーステアリング装置に限らず、軸トルクを検出する様々な装置に適用することができる。

【0053】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ ・・・トルクセンサ、
１１ ・・・入力軸（第１の軸）、 １２ ・・・出力軸（第２の軸）、
１３ ・・・トーションバー、
２０ ・・・多極磁石、
３１、３２・・・リング部、
３４１、３４２、３５１、３５２、３６１、３６２・・・一組のヨーク、
４１、４２、５１、５２、６１、６２・・・爪部、
７５ ・・・磁気センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】