特許 6670230 トルク検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6670230

(24)【登録日】2020年3月3日

(45)【発行日】2020年3月18日

(54)【発明の名称】トルク検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20200309BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20200309BHJP

【ＦＩ】

   G01L3/10 305

   B62D5/04

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-249510(P2016-249510)

(22)【出願日】2016年12月22日

(65)【公開番号】特開2018-105642(P2018-105642A)

(43)【公開日】2018年7月5日

【審査請求日】2019年4月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【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】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】西口 佳孝

(72)【発明者】

【氏名】田中 健

(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】神野 智

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０９３６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０１２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２４９５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１２８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０１２８９３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 米国特許第０８７７６６１９（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ３／１０

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｇ０１Ｂ ７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸（４１）と第２軸（４３）とを同軸上に連結する弾性部材（４２）のねじれ変位に基づき、前記第１軸と前記第２軸との間のねじれトルクを検出するトルク検出装置（１０）において、
前記第１軸に固定される磁石（１１）と、
前記第２軸において、軸方向に互いに離間した状態で固定される１対の磁気ヨーク（１２，１２１，１２２）と、
前記１対の磁気ヨークの間において発生する磁束密度を検出する磁気センサ（１３）と、を備え、
前記１対の磁気ヨークには、前記磁石に対向して配置され、前記弾性部材がねじれ変位した場合に前記磁石に対して周方向に変位する対向部（１５１，１５２）と、前記対向部よりも径方向外側に配置され、それぞれ一方の前記磁気ヨーク側から他方の前記磁気ヨーク側に延びるように設けられ、前記磁気センサを挟んで両側に対向配置される壁部（１６１，１６２）と、が設けられ、
一方の前記磁気ヨークの前記壁部と、他方の前記磁気ヨークの前記壁部は、径方向において離間して配置され、
前記磁気センサは、径方向において、一方の前記磁気ヨークの前記壁部と、他方の前記磁気ヨークの前記壁部との間に配置されているトルク検出装置。

【請求項2】

前記磁気センサは、一方の前記磁気ヨークの前記壁部と、他方の前記磁気ヨークの前記壁部との間に発生する磁束密度を検出し、
一方の前記磁気ヨークの前記壁部と、他方の前記磁気ヨークの前記壁部は、平行に設けられている請求項１に記載のトルク検出装置。

【請求項3】

前記磁気ヨークは、前記磁石の外周を囲む環状に形成され、前記対向部と前記壁部とが設けられる環状部（１４１，１４２）を備え、
前記壁部は、前記環状部の全周に亘って設けられている請求項１又は２に記載のトルク検出装置。

【請求項4】

前記１対の磁気ヨークに設けられた前記壁部のうち、径方向外側に配置される前記壁部は、径方向において前記磁気センサと重なり、かつ、軸方向に対して斜めに設けられている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のトルク検出装置。

【請求項5】

前記１対の磁気ヨークに設けられた前記壁部のうち、径方向内側に配置される前記壁部から径方向外側に突出する凸部が設けられており、
前記凸部は、軸方向において、前記磁気センサと重なるように突出する請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のトルク検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじれトルクを検出するトルク検出装置に関する。

【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、ねじれトルク（軸トルク）を検出するトルク検出装置（トルクセンサ）が用いられることが知られている。例えば、特許文献１に記載のトルクセンサでは、入力軸と出力軸とを連結するトーションバーがねじれた場合、一組のヨークが、多極磁石に対して周方向に相対的に変位する。このとき、ヨークの間に発生する磁束密度を磁気センサが検出し、磁束密度の変化に基づき、ねじれトルクを検出する。

【0003】

特許文献１のトルクセンサでは、磁界ノイズを遮断する磁気シールドが磁気センサの周りに設けられている。これにより、外部からの磁気センサに直接入力される磁界ノイズの影響が抑えられ、磁束密度の検出精度を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−８９８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、外部からの磁界ノイズの影響を抑えるために、磁気シールドを用いると、トルクセンサの構成が複雑化する虞があり、また、組み立て等の工数が増える可能性がある。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で外部からの磁界ノイズを抑制するトルク検出装置を提供することを主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために、以下のようにした。

【0008】

第１軸と第２軸とを同軸上に連結する弾性部材のねじれ変位に基づき、前記第１軸と前記第２軸との間のねじれトルクを検出するトルク検出装置は、前記第１軸に固定される磁石と、前記第２軸において、軸方向に互いに離間した状態で固定される１対の磁気ヨークと、前記１対の磁気ヨークの間において発生する磁束密度を検出する磁気センサと、を備え、前記１対の磁気ヨークには、前記磁石に対向して配置され、前記弾性部材がねじれ変位した場合に前記磁石に対して周方向に変位する対向部と、前記対向部よりも径方向外側に配置され、それぞれ一方の前記磁気ヨーク側から他方の前記磁気ヨーク側に延びるように設けられ、前記磁気センサを挟んで両側に対向配置される壁部と、が設けられ、一方の前記磁気ヨークの前記壁部と、他方の前記磁気ヨークの前記壁部は、径方向において離間して配置され、前記磁気センサは、径方向において、一方の前記磁気ヨークの前記壁部と、他方の前記磁気ヨークの前記壁部との間に配置されている。

【0009】

これにより、磁気センサは、磁気ヨークの壁部により、外部からの磁界ノイズの影響を抑制することができる。そして、他方の磁気ヨーク側に延びるような壁部を磁気ヨークに設けることにより、磁界ノイズを抑制できるため、トルク検出装置を、簡易な構成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】ステアリングシステムの概略構成図。

【図2】トルク検出装置の分解斜視図。

【図3】（ａ）〜（ｃ）は、トルク検出装置の平面図。

【図4】トルク検出装置の切断部端面図。

【図5】第２実施形態のトルク検出装置の平面図。

【図6】第２実施形態のトルク検出装置の斜視図。

【図7】第２実施形態のトルク検出装置の切断部端面図。

【図8】別例のトルク検出装置の切断部端面図。

【図9】別例のトルク検出装置の切断部端面図。

【図10】別例のトルク検出装置の切断部端面図。

【図11】別例のトルク検出装置の切断部端面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

【0012】

実施形態にかかるトルク検出装置１０について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、トルク検出装置１０は、例えば、車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置２０を備えたステアリングシステム１００に用いられる。

【0013】

ハンドル３０は、ステアリングシャフト４０と接続される。図２に示すように、ステアリングシャフト４０は、ハンドル３０と接続される第１軸としての入力軸４１と、入力軸４１に連結されるトーションバー４２と、トーションバー４２を介して入力軸４１と連結される第２軸としての出力軸４３を有する。

【0014】

トーションバー４２は、一端側が入力軸４１に、他端側が出力軸４３にそれぞれ固定ピン４４により固定され、入力軸４１と出力軸４３とを同軸上に連結する。トーションバー４２は、棒状の弾性部材であり、ステアリングシャフト４０に加えられるねじれトルクに応じて、ねじれ変位し、弾性力を蓄える。図１に示すように、入力軸４１と出力軸４３との間には、トーションバー４２（すなわち、ステアリングシャフト４０）に加わるねじれトルクを検出するトルク検出装置１０が設けられている。

【0015】

出力軸４３の先端には、ピニオンギヤ５０が設けられており、ピニオンギヤ５０はラック軸５１にかみ合わされている。ラック軸５１の両端には、タイロッド等を介して、一対の車輪５２が連結されている。これにより、ドライバがハンドル３０を回転させると、ハンドル３０に接続されたステアリングシャフト４０が回転する。ステアリングシャフト４０が回転すると、ピニオンギヤ５０によってラック軸５１が左右方向に直線運動する。そして、ラック軸５１の変位量に応じて、一対の車輪５２が操舵される。

【0016】

電動パワーステアリング装置２０は、ドライバによるハンドル３０の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ２１と、減速ギヤ２２と、制御装置２３等を備える。減速ギヤ２２は、モータ２１の回転を減速してステアリングシャフト４０に伝達する。本実施形態では、コラムアシストタイプであるが、モータ２１の回転をピニオンギヤ５０に伝えるピニオンアシストタイプや、モータ２１の回転をラック軸５１に伝えるラックアシストタイプでもよい。制御装置２３は、トルク検出装置１０からねじれトルクを示す電圧信号を入力し、取得した電圧信号に応じてモータ２１の駆動を制御する。

【0017】

なお、以下では、単に軸方向と示した場合には、ステアリングシャフト４０（入力軸４１、トーションバー４２、及び出力軸４３も含む。以下同様）の軸方向のことを意味する。また、単に径方向と示した場合には、ステアリングシャフト４０の径方向のことを意味し、単に周方向と示した場合には、ステアリングシャフト４０の周方向のことを意味する。また、図では、ステアリングシャフト４０の軸方向を矢印Ｚで示し、径方向を矢印Ｘで示し、周方向を矢印Ｙで示す。

【0018】

図２に示すように、トルク検出装置１０は、入力軸４１に固定される磁石１１と、出力軸４３に固定される１対の磁気ヨーク１２と、１対の磁気ヨーク１２の間における磁束密度を検出する磁気センサ１３等を備える。

【0019】

磁石１１は、硬磁性体により円筒状に形成される。磁石１１は、入力軸４１に同軸上に固定される。磁石１１は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁される。本実施形態では、Ｎ極及びＳ極の数は、８対、計１６極である。磁石１１の磁極数は、１６極に限らず、偶数であればよい。

【0020】

１対の磁気ヨーク１２は、軸方向において離間した状態で配置される。なお、１対の磁気ヨーク１２を樹脂モールドすることによって、又はスペーサなどによって磁気ヨーク１２間の配置が固定される。ここで、入力軸４１側に配置される磁気ヨーク１２を第１ヨーク１２１と示し、出力軸側に配置される磁気ヨーク１２を第２ヨーク１２２と示す。第１ヨーク１２１及び第２ヨーク１２２は、共に軟磁性体により環状に形成され、磁石１１の径方向外側において出力軸４３に固定される。

【0021】

具体的には、第１ヨーク１２１は、円環状の環状部１４１と、軸方向に沿って延びるように設けられた対向部としての爪部１５１と、爪部１５１よりも径方向外側に配置される壁部１６１とを備える。第２ヨーク１２２も同様に、円環状の環状部１４２と、軸方向に沿って延びるように設けられた対向部としての爪部１５２と、爪部１５２よりも径方向外側に配置される壁部１６２とを備える。

【0022】

爪部１５１，１５２は、磁石１１の極対数と同数（本実施形態では８）設けられている。爪部１５１，１５２は、環状部１４１，１４２の内縁に沿って等間隔に設けられる。つまり、爪部１５１，１５２は、磁石１１の磁極ピッチに応じて複数設けられている。第１ヨーク１２１の爪部１５１と、第２ヨーク１２２の爪部１５２とは、周方向にずれて交互に配置されている。なお、爪部１５１，１５２の数は、磁石１１の極対数と異なっていてもよい。

【0023】

爪部１５１，１５２は、磁石１１の外周と対向するように配置されている。図３（ｂ）に示すように、トーションバー４２にねじれ変位が生じていない場合、すなわち、ステアリングシャフト４０にねじれトルクが加わっていない場合、各爪部１５１，１５２の中心と、磁石１１のＮ極とＳ極の境界とが一致するように配置されている。なお、磁石１１と磁気ヨーク１２は、非接触である。

【0024】

第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２との間には、少なくとも１つの磁気センサ１３が配置されている。磁気センサ１３は、通過する磁束密度を電圧信号に変換して出力する。磁気センサ１３としては、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子などが使用される。

【0025】

ここで、磁気センサ１３によるねじれトルクの検出について説明する。

【0026】

まず、入力軸４１と、出力軸４３との間にねじれトルクが印加されていない場合、つまり、トーションバー４２がねじれていない中立位置である場合について説明する。この場合、図３（ｂ）に示すように、爪部１５１，１５２の中心がそれぞれ磁石１１のＮ極とＳ極との境界に一致するように配置されている。このとき、爪部１５１，１５２には、磁石１１のＮ極及びＳ極から同数の磁力線が出入りする。このため、第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２の内部で、それぞれ磁力線が閉じられている。したがって、第１ヨーク１２１と、第２ヨーク１２２との間に磁束が漏れることなく、磁気センサ１３が検出する磁束密度は、ゼロとなる。

【0027】

入力軸４１と、出力軸４３との間にねじれトルクが印加されて、トーションバー４２にねじれ変位が生じると、磁石１１と１対の磁気ヨーク１２との相対位置が周方向に変位する。これにより、図３（ａ）と図３（ｃ）に示すように、磁気ヨーク１２に設けられた爪部１５１，１５２の中心と、磁石１１のＮ極とＳ極との境界が一致しなくなるため、磁気ヨーク１２には、Ｎ極又はＳ極の極性を有する磁力線が増加する。

【0028】

この場合、第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２は、それぞれ逆の極性を有する磁力線が増加するので、第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２との間で磁束密度が発生する。磁気センサ１３を検出する磁束密度は、トーションバー４２のねじれ変位量に略比例し、かつ、トーションバー４２のねじれ方向に応じて極性が反転する。磁気センサ１３は、この磁束密度を検出し、電圧信号として出力する。電圧信号の電圧は、磁束密度、すなわち、ねじれ変位量に略比例する。そして、ねじれトルクは、ねじれ変位量に比例するため、電圧信号の電圧も、ねじれトルクに比例することとなる。したがって、トルク検出装置１０は、ねじれトルクに応じた電圧信号を出力することが可能となる。

【0029】

ところで、磁気センサ１３を用いた場合、外部からの磁界ノイズの影響を受ける場合がある。磁界ノイズとしては、例えば、車両に搭載された電装品のオン・オフによるノイズ、高圧送電線によるノイズ、道路や周辺の道路から発生するノイズ等がある。これらの磁界ノイズの影響を抑えるために、磁界ノイズを遮断する磁気シールドにより磁気センサ１３の周りを覆うという構成が考えられる。しかしながら、この場合、部品点数が多くなるうえに、トルク検出装置１０の構成が複雑となる可能性がある。また、組み立てる際に、手間（工数）が多くなる可能性がある。

【0030】

そこで、本実施形態のトルク検出装置１０では、磁気ヨーク１２によって磁気センサ１３を覆うことにより、磁界ノイズの影響を抑えることとした。以下、磁気ヨーク１２の構成と、磁気センサ１３の配置について詳しく説明する。

【0031】

図３に示すように、環状部１４１，１４２の内径は、磁石１１の外径よりも大きく形成されている。このため、環状部１４１，１４２は、磁石１１と離間し、非接触となる。図４に示すように、第１ヨーク１２１の環状部１４１の外径は、第２ヨーク１２２の環状部１４２の外径よりも大きく形成されている。なお、第１ヨーク１２１の環状部１４１の内径と、第２ヨーク１２２の環状部１４２の内径は同じである。図４は、図３（ｂ）のＡ−Ａ線切断部端面図である。

【0032】

図４に示すように、環状部１４１，１４２は、薄板状に形成され、軸方向に対して直交方向に延びるように設けられている。そして、軸方向において、第１ヨーク１２１の環状部１４１は、磁石１１の入力軸４１側における端部に揃えて配置される。一方、軸方向において、第２ヨーク１２２の環状部１４２は、磁石１１の出力軸４３側における端部に揃えて配置される。このため、軸方向において、第１ヨーク１２１の環状部１４１から第２ヨーク１２２の環状部１４２までの距離ｄ１は、磁石１１の高さと略同じとなる。

【0033】

図１及び図４に示すように、第１ヨーク１２１の爪部１５１は、軸方向において、第１ヨーク１２１から第２ヨーク１２２側に向かって延びるように設けられている。第２ヨーク１２２の爪部１５２も同様に、軸方向において、第２ヨーク１２２から第１ヨーク１２１側に向かって延びるように設けられている。爪部１５１，１５２は、環状部１４１，１４２に対して直交するように立設しており、その先端側が根元部分よりも細くなるように形成されている。また、爪部１５１，１５２は、磁石１１の外周から、距離を空けて配置されている。

【0034】

図３に示すように、第１ヨーク１２１の爪部１５１は、環状部１４１の内縁に沿って周方向において４５度間隔で配置されている。第２ヨーク１２２の爪部１５２も同様である。第１ヨーク１２１は、第２ヨーク１２２に対して、爪部１５１，１５２が２２．５度間隔で交互に配置されるように位置決めされる。周方向において、爪部１５１，１５２の間には、隣り合う爪部１５１，１５２と接触しないように隙間が存在する。また、爪部１５１，１５２は、他方の磁気ヨーク１２と接触しないように距離を空けている。

【0035】

図４に示すように、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、径方向において離間して配置されている。具体的には、第１ヨーク１２１の壁部１６１は、第１ヨーク１２１の環状部１４１の外縁から、軸方向において第２ヨーク１２２側に向かって延びるように形成されている。第１ヨーク１２１の壁部１６１は、環状部１４１に対して直交するように設けられている。また、図３（ｂ）の破線に示すように、第１ヨーク１２１の壁部１６１は、環状部１４１の全周に亘って設けられている。

【0036】

一方、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、図４に示すように、第２ヨーク１２２の環状部１４２の外縁から、軸方向において第１ヨーク１２１側に向かって延びるように形成されている。ただし、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、その先端が第１ヨーク１２１に接触しないように設けられている。第２ヨーク１２２の壁部１６２は、環状部１４２に対して直交するように設けられている。つまり、第１ヨーク１２１の壁部１６１と第２ヨーク１２２の壁部１６２とが、平行となるように設けられている。また、図３（ｂ）の一点鎖線に示すように、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、環状部１４２の全周に亘って設けられている。

【0037】

第１ヨーク１２１の壁部１６１の長さと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の長さは、軸方向において壁部１６１，１６２が互い違いとなるようにそれぞれ設定されている。本実施形態では、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１の半分よりも長く、かつ、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１よりも短く設定されている。これにより、軸方向における磁気ヨーク１２間の中心において、壁部１６１，１６２が重なる（互い違いとなる）。

【0038】

径方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間の距離ｄ２は、磁気ヨーク１２間のいずれの距離よりも最も短くなっている。例えば、距離ｄ２は、軸方向において、第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端から、第１ヨーク１２１の環状部１４１までの距離ｄ３よりも短い。距離ｄ２は、径方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１から爪部１５１，１５２までの距離ｄ４よりも短い。距離ｄ２は、径方向において、第２ヨーク１２２の壁部１６２から爪部１５１，１５２までの距離ｄ５よりも短い。また、距離ｄ２は、周方向において、隣り合う爪部１５１，１５２間の距離よりも短い。このため、磁石１１に対して磁気ヨーク１２との相対位置が周方向に変位した場合、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間には、径方向において磁束密度が発生する。つまり、磁気ヨーク１２の壁部１６１，１６２以外の部分から磁束が漏れることを抑えることができる。

【0039】

磁気センサ１３は、径方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間に配置される。すなわち、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、磁気センサ１３を挟んで両側に対向配置されている。この磁気センサ１３は、径方向における磁束密度を検出するように配置される。つまり、磁気センサ１３は、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間に発生する径方向の磁束密度を検出する。また、磁気センサ１３は、径方向において、第１ヨーク１２１の外縁から内縁の間に配置され、第２ヨーク１２２の外縁よりも外側に配置される。すなわち、第１ヨーク１２１の環状部１４１は、径方向において、少なくとも磁気センサ１３と重なるように設けられている。

【0040】

磁気センサ１３は、軸方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端から第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端までの間に配置される。すなわち、径方向において、壁部１６１，１６２が重なっている部分（互い違いとなっている部分）において配置される。例えば、軸方向において、環状部１４１，１４２間の中心に配置される。

【0041】

以上により、径方向において磁気センサ１３の両側は、壁部１６１，１６２により覆われている。さらに、壁部１６１，１６２は、環状部１４１，１４２の外縁に沿って全周に亘って設けられているため、磁気センサ１３は、壁部１６１，１６２により軸方向に直交する全方向（例えば、軸方向及び径方向に直交する方向）も覆われていることとなる。また、第１ヨーク１２１の環状部１４１により、軸方向において、磁気センサ１３の第１ヨーク１２１側が覆われている。

【0042】

上記構成により、以下の効果を奏する。

【0043】

径方向において、磁気センサ１３の両側は、壁部１６１，１６２によって覆われている（挟まれている）。このため、径方向からの磁界ノイズは、壁部１６１，１６２に吸収され、磁気センサ１３が検出する磁束密度に直接影響を与えることがなくなり、径方向からの磁界ノイズの影響を抑えることができる。また、磁気センサ１３は、軸方向において第１ヨーク１２１側が、第１ヨーク１２１の環状部１４１により、覆われている。このため、軸方向において第１ヨーク１２１側からの磁界ノイズは、環状部１４１に吸収され、磁気センサ１３が検出する磁束密度に直接影響を与えることがなくなる。つまり、軸方向において、第１ヨーク１２１側からの磁界ノイズの影響を抑えることができる。

【0044】

そして、壁部１６１，１６２は、径方向に離間して配置されており、壁部１６１，１６２は、他方の磁気ヨーク１２側に延びるような構造をしている。このため、壁部１６１，１６２を容易に設けることができる。例えば、金属板をプレス加工等で折り曲げれば、容易に壁部１６１，１６２を設けることができる。また、例えば、環状の環状部１４１，１４２の外縁に沿って壁部１６１，１６２を溶接等することにより、容易に壁部１６１，１６２を設けることができる。また、軸方向に沿って第２ヨーク１２２に対して第１ヨーク１２１を被せるように組み付ければよいため、壁部１６１，１６２が設けられていない場合と比較して、組み付ける際の手間が変わらない。したがって、トルク検出装置１０を、簡易な構成とすることができる。

【0045】

また、壁部１６１，１６２は、平行であるため、磁気センサ１３の配置が軸方向にずれたとしても、磁束密度を検出可能であり、検出精度も落ちない。このため、トルク検出装置１０の組み立てが容易となる。

【0046】

壁部１６１，１６２は、環状部１４１，１４２の外縁に沿って全周に亘って設けられているため、磁気センサ１３は、壁部１６１，１６２により軸方向に直交する方向（例えば、径方向に直交する方向）も覆われていることとなる。このため、軸方向に直交する全方向からの磁界ノイズを壁部１６１，１６２に吸収させることができ、磁気センサ１３が検出する磁束密度に与える影響を抑えることができる。

【0047】

また、磁気センサ１３は、軸方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端よりも環状部１４１側に配置されている。このため、先端付近に磁気センサ１３を配置する場合と比較して、磁界ノイズの影響を抑えることができる。

【0048】

（第２実施形態）
第２実施形態のトルク検出装置１０では、爪部１５１，１５２の形状に一部変更を加えた。以下、図５〜図７に基づき、詳しく説明する。なお、図６では、説明の都合上、壁部１６１，１６２の図示を省略している。

【0049】

図５に示すように、第１ヨーク１２１の爪部１５１は、環状部１４１の内縁から、径方向内側（磁石１１側）に延びるように形成された後、図６及び図７に示すように、軸方向において第２ヨーク１２２側に延びるように形成されている。すなわち、爪部１５１は、環状部１４１の内縁から径方向内側に延びる延出部１５１ａと、延出部１５１ａから軸方向に沿って、磁石１１に対向する対向部１５１ｂとを有している。

【0050】

図５及び図６に示すように、径方向において、延出部１５１ａの長さは、環状部１４１の内縁から磁石１１までの長さよりも短く形成されている。すなわち、爪部１５１は、磁石１１の手前で折れ曲がるように形成されている。

【0051】

図６及び図７に示すように、対向部１５１ｂは、径方向において延出部１５１ａの内側端部（つまり、磁石１１側端部）から第２ヨーク１２２側に延びるように形成されている。また、軸方向において、対向部１５１ｂ（爪部１５１）の長さは、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１よりも長くした。対向部１５１ｂの長さを距離ｄ１よりも長くすることで、磁石１１と対向する面積を大きくしている。第２ヨーク１２２の爪部１５２も同様に形成されている。

【0052】

また、図５に示すように、爪部１５１は、第１実施形態と同様に、環状部１４１に沿って周方向において４５度間隔で配置されている。第２ヨーク１２２の爪部１５２も同様である。第１ヨーク１２１は、第２ヨーク１２２に対して、爪部１５１，１５２が２２．５度間隔で交互に配置されるように位置決めされる。これにより、図５及び図６に示すように、周方向において、爪部１５１，１５２の間には、隣り合う爪部１５１，１５２と接触しないように隙間が存在する。また、図７に示すように、爪部１５１，１５２は、他方の磁気ヨーク１２と接触しないように距離を空けている。

【0053】

なお、径方向において、一方の環状部１４１に設けられた爪部１５１から他方の環状部１４２の内縁（内径）までの距離ｄ６は、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間の距離ｄ２よりも長く形成されている。同様に、爪部１５２から環状部１４１の内径までの距離ｄ６は、距離ｄ２よりも長い。また、周方向において、隣り合う爪部１５１，１５２間の距離は、距離ｄ２よりも長い。

【0054】

このため、磁石１１に対して磁気ヨーク１２との相対位置が周方向に変位した場合、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間には、径方向において磁束密度が発生する。つまり、磁気ヨーク１２の壁部１６１，１６２以外の部分から磁束が漏れることを抑えることができる。

【0055】

上記構成により、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。

【0056】

軸方向において、爪部１５１，１５２の長さを、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１よりも長くなるようにした。これにより、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１よりも短い場合と比較して、爪部１５１，１５２が磁石１１と対向する面積を大きくすることができる。このため、壁部１６１，１６２間に発生する磁束密度を大きくすることができ、検出しやすくなる。

【0057】

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

【0058】

・壁部１６１，１６２を環状部１４１，１４２に対して直交するように設けたが、直交しなくてもよい。例えば、図８や図９に示すように、環状部１４１，１４２に対して、斜めとなる（９０度未満となる）ように、壁部１６１，１６２を設けてもよい。この場合、径方向外側に配置される壁部１６１は、軸方向において磁気センサ１３と重なるように、軸方向に対して斜めに設けられていることが望ましい。このようにすれば、壁部１６１により、軸方向において、磁気センサ１３の第２ヨーク１２２側（出力軸４３側）を覆うことができる。これにより、第２ヨーク１２２側からの磁界ノイズの影響を抑えることができる。

【0059】

・第１ヨーク１２１の外縁に壁部１６１を設けたが、外縁でなくてもよい。この場合、磁気センサ１３が配置される位置よりも径方向において外側に壁部１６１が設けられるようにすればよい。

【0060】

・第２ヨーク１２２の外縁に壁部１６２を設けたが、外縁でなくてもよい。この場合、磁気センサ１３が配置される位置よりも径方向において内側に壁部１６２が設けられるようにすればよい。

【0061】

・環状部１４１，１４２は、軸方向に対して斜め方向に延びるように設けられていてもよい。

【0062】

・図１０に示すように、第２ヨーク１２２の壁部１６２から、径方向外側に突出する凸部１７２を設けてもよい。この凸部１７２は、軸方向において、壁部１６１の先端よりも第２ヨーク１２２側（出力軸４３側）に設けられていることが望ましい。また、凸部１７２の先端は、径方向において磁気センサ１３よりも外側まで延びるように（磁気センサ１３と重なるように）設けられていることが望ましい。すなわち、凸部１７２は、壁部１６１と壁部１６２との間の隙間に対向する位置に設けられていることが望ましい。これにより、凸部１７２により軸方向において出力軸４３側からの磁界ノイズの影響を抑えることができる。

【0063】

・磁石１１の着磁方向を変更してもよい。この場合、磁石１１の着磁方向に合わせて、爪部１５１，１５２の形状を任意に変更してもよい。例えば、図１１に示すように、軸方向に着磁した場合、爪部１５１，１５２を、内縁から軸心に延びるようにすればよい。この場合、第１ヨーク１２１の爪部１５１と、第２ヨーク１２２の爪部１５２は、周方向において同じ位置に配置される。

【0064】

・軟磁性体によって形成され、磁界ノイズを遮断する磁気シールドを設けてもよい。例えば、壁部１６１，１６２の間を覆うように、すなわち、径方向において磁気センサ１３と重なるように、壁部１６２の径方向外側にリング状の磁気シールドを設けてもよい。このようにすれば、軸方向において、第２ヨーク１２２側からの磁界ノイズの影響を抑制することができる。

【0065】

・軟磁性体で形成され、第１ヨーク１２１からの磁束を集める集磁部と、第２ヨーク１２２からの磁束を集める集磁部と、を設けてもよい。例えば、第１ヨーク１２１の壁部１６１の径方向内側に、リング状の集磁部を設ける一方、第２ヨーク１２２の壁部１６２の径方向外側に、リング状の集磁部を設けてもよい。そして、集磁部間に発生する磁束密度を磁気センサ１３により検出するようにしてもよい。

【0066】

・環状部１４１，１４２の全周に壁部１６１，１６２を設けたが、全周に設けなくてもよい。例えば、磁気センサ１３を径方向において挟むように、平面視円弧状の壁部１６１，１６２を設けてもよい。

【0067】

・軸方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１を、第２ヨーク１２２の環状部１４２よりも出力軸４３側に延設し、その先端を軸心に向かうように折り曲げてもよい。これにより、壁部１６１の折り曲げ部分（先端部分）により、軸方向において磁気センサ１３を覆うことができる。このため、軸方向において、第２ヨーク１２２側からの磁界ノイズの影響を抑制することができる。

【0068】

・第１ヨーク１２１と、第２ヨーク１２２の形状を逆にしてもよい。すなわち、第２ヨーク１２２の環状部１４２の外径を、第１ヨーク１２１の環状部１４１の外径よりも大きくしてもよい。そして、第２ヨーク１２２の壁部１６２を、径方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１よりも外側に配置してもよい。

【符号の説明】

【0069】

１０…トルク検出装置、１１…磁石、１２…磁気ヨーク、１３…磁気センサ、４１…入力軸、４２…トーションバー、４３…出力軸、１２１…第１ヨーク、１２２…第２ヨーク、１５１，１５２…爪部、１６１，１６２…壁部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】