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(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】P2024041179
(43)【公開日】2024-03-27
(54)【発明の名称】トルクセンサ
(51)【国際特許分類】
G01L 3/10 20060101AFI20240319BHJP
【ＦＩ】
G01L3/10 305
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022145840
(22)【出願日】2022-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山村 浩之
(72)【発明者】
【氏名】重田 泰志
(72)【発明者】
【氏名】中村 彰伸
(57)【要約】
【課題】製造コストを低減することのできるトルクセンサを提供すること。
【解決手段】径方向における外側に突出するフランジ部５２を備える一対のステータ部材５１と、一対のステータ部材５１とマグネット５６との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する一対の集磁ヨーク４３と、集磁ヨーク４３で検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子を有するホールＩＣ４５とを有し、着脱自在にハウジング２０に取り付けられる集磁ヨークアッセンブリ４０と、を備え、一対の集磁ヨーク４３のうちの一方の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のうちの一方のステータ部材５１のフランジ部５２に対して軸方向における一方側からフランジ部５２に対向し、一対の集磁ヨーク４３のうちの他方の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のうちの他方のステータ部材５１のフランジ部５２に対しての軸方向における一方側からフランジ部５２に対向する。
【選択図】図８
【解決手段】径方向における外側に突出するフランジ部５２を備える一対のステータ部材５１と、一対のステータ部材５１とマグネット５６との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する一対の集磁ヨーク４３と、集磁ヨーク４３で検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子を有するホールＩＣ４５とを有し、着脱自在にハウジング２０に取り付けられる集磁ヨークアッセンブリ４０と、を備え、一対の集磁ヨーク４３のうちの一方の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のうちの一方のステータ部材５１のフランジ部５２に対して軸方向における一方側からフランジ部５２に対向し、一対の集磁ヨーク４３のうちの他方の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のうちの他方のステータ部材５１のフランジ部５２に対しての軸方向における一方側からフランジ部５２に対向する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
前記ハウジングの内側に配置されるシャフトと、
内輪が前記シャフトに固定され、外輪が前記ハウジングに固定されて前記シャフトを前記ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と、
前記シャフトの径方向における外側に突出するフランジ部を備え、前記シャフトに固定される一対のステータ部材を有するステータアッセンブリと、
前記ステータ部材に対向して配置される円筒状の磁石と、
一対の前記ステータ部材と前記磁石との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する一対の集磁ヨークと、前記集磁ヨークで検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子とを有し、着脱自在に前記ハウジングに取り付けられる集磁ヨークアッセンブリと、
を備え、
一対の前記集磁ヨークのうちの一方の前記集磁ヨークは、一対の前記ステータ部材のうちの一方の前記ステータ部材の前記フランジ部に対して前記シャフトの軸方向における一方側から前記フランジ部に対向し、
一対の前記集磁ヨークのうちの他方の前記集磁ヨークは、一対の前記ステータ部材のうちの他方の前記ステータ部材の前記フランジ部に対して前記シャフトの軸方向における一方側から前記フランジ部に対向するトルクセンサ。
前記ハウジングの内側に配置されるシャフトと、
内輪が前記シャフトに固定され、外輪が前記ハウジングに固定されて前記シャフトを前記ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と、
前記シャフトの径方向における外側に突出するフランジ部を備え、前記シャフトに固定される一対のステータ部材を有するステータアッセンブリと、
前記ステータ部材に対向して配置される円筒状の磁石と、
一対の前記ステータ部材と前記磁石との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する一対の集磁ヨークと、前記集磁ヨークで検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子とを有し、着脱自在に前記ハウジングに取り付けられる集磁ヨークアッセンブリと、
を備え、
一対の前記集磁ヨークのうちの一方の前記集磁ヨークは、一対の前記ステータ部材のうちの一方の前記ステータ部材の前記フランジ部に対して前記シャフトの軸方向における一方側から前記フランジ部に対向し、
一対の前記集磁ヨークのうちの他方の前記集磁ヨークは、一対の前記ステータ部材のうちの他方の前記ステータ部材の前記フランジ部に対して前記シャフトの軸方向における一方側から前記フランジ部に対向するトルクセンサ。
【請求項2】
前記ハウジングは、前記集磁ヨークアッセンブリが取り付けられる第１ハウジングと、前記軸受の前記外輪が固定される第２ハウジングとを有し、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとが連結される請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項3】
前記ハウジングは、前記集磁ヨークアッセンブリを収容する収容部を有し、
前記集磁ヨークアッセンブリは、前記集磁ヨークアッセンブリを前記ハウジングに取り付ける取付フランジを有し、
前記集磁ヨークアッセンブリは、前記シャフトの径方向における外側から前記収容部に挿入され前記取付フランジが前記ハウジングに取り付けられる請求項１または２に記載のトルクセンサ。
前記集磁ヨークアッセンブリは、前記集磁ヨークアッセンブリを前記ハウジングに取り付ける取付フランジを有し、
前記集磁ヨークアッセンブリは、前記シャフトの径方向における外側から前記収容部に挿入され前記取付フランジが前記ハウジングに取り付けられる請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項4】
一対の前記集磁ヨークは、前記軸方向において一対の前記ステータ部材から磁性体までの距離が大きい側から前記ステータ部材の前記フランジ部に対向する請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項5】
前記磁性体は、前記軸受である請求項４に記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、トルクセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
操舵装置が有する回転体に加わるトルクを検出するトルクセンサの一例として、磁気の変化を検出することによりトルクの検出を行うものがある。例えば、特許文献１に記載されたトルク検出装置は、第１軸に固定されるマグネット部と、第２軸に固定されるステータ部と、マグネット部及びステータ部間に回転位相差を検出するセンサ部を備えている。このうち、ステータ部は、２つの磁気ヨークを有し、センサ部は、２つの磁気ヨークに個別に対応してケースに圧入される２つの集磁端子と、２つの集磁端子間に配置される磁気検出素子としてのホールＩＣとを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－２０６０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、特許文献１のように、センサ部がステータ部を軸方向における両側から挟む形態で配置される場合、ステータ部がセンサ部に対して軸方向に相対移動をした際に、ステータ部がセンサ部に対して衝突をしてしまうことが考えられる。即ち、集磁端子である集磁ヨークが、第２軸に固定されるステータを軸方向における両側から挟む形態で配置される場合、第２軸が、例えば、第２軸を支持する軸受の内部隙間によって集磁ヨークに対して軸方向に相対移動をした際に、ステータが集磁ヨークに衝突をしてしまうことが考えられる。
【0005】
ステータと集磁ヨークとの衝突は、ステータと集磁ヨークとの軸方向のギャップを大きくすることにより回避することができるが、ステータと集磁ヨークとのギャップを大きくすると、ステータを通る磁束を集磁ヨークで集磁し難くなるため、トルクセンサでトルクを検出する際の分解能が低下し易くなる。トルクセンサを搭載する車種が、トルクの検出精度が低分解能でもよい車種であれば、ステータと集磁ヨークとのギャップを大きくすることによって双方の衝突を回避できるが、トルクを高分解能で検出する必要がある車種では、ステータを通る磁束を集磁ヨークで効率的に集磁するために、ステータと集磁ヨークとのギャップを小さくする必要がある。
【0006】
つまり、高分解能が要求されるトルクセンサでは、集磁ヨークを有する集磁ヨークアッセンブリに、ステータと集磁ヨークとの軸方向のギャップが低分解のトルクセンサよりも小さくなるように集磁ヨークが配置された集磁ヨークアッセンブリを用いることになる。このため、高分解能が要求されるトルクセンサと、低分解でもよいトルクセンサとでは、異なる集磁ヨークアッセンブリを用いることになり、集磁ヨークを有する集磁ヨークアッセンブリは、高分解能向けの集磁ヨークアッセンブリと、低分解能向けの集磁ヨークアッセンブリとの２種類が必要になる。しかし、このように２種類の集磁ヨークアッセンブリを用意することは、部品の製造時のコストや管理を行う際のコスト等の製造コストの増加の原因となる。
【0007】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、トルクセンサの仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることにより、製造コストや管理コストを低減することのできるトルクセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示のトルクセンサは、ハウジングと、前記ハウジングの内側に配置されるシャフトと、内輪が前記シャフトに固定され、外輪が前記ハウジングに固定されて前記シャフトを前記ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と、前記シャフトの径方向における外側に突出するフランジ部を備え、前記シャフトに固定される一対のステータ部材を有するステータアッセンブリと、前記ステータ部材に対向して配置される円筒状の磁石と、一対の前記ステータ部材と前記磁石との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する一対の集磁ヨークと、前記集磁ヨークで検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子とを有し、着脱自在に前記ハウジングに取り付けられる集磁ヨークアッセンブリと、を備え、一対の前記集磁ヨークのうちの一方の前記集磁ヨークは、一対の前記ステータ部材のうちの一方の前記ステータ部材の前記フランジ部に対して前記シャフトの軸方向における一方側から前記フランジ部に対向し、一対の前記集磁ヨークのうちの他方の前記集磁ヨークは、一対の前記ステータ部材のうちの他方の前記ステータ部材の前記フランジ部に対して前記シャフトの軸方向における一方側から前記フランジ部に対向する。
【0009】
この構成によれば、一対の集磁ヨークは、ステータ部材のフランジ部に対して軸方向において同じ方向側から対向しているため、ステータ部材に対する集磁ヨークアッセンブリの軸方向の位置を調整することにより、ステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとの２箇所のギャップを、互いに同じように変化させることができる。これにより、必要とされるステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとのギャップごとに集磁ヨークアッセンブリやステータ部材を用意することなく、同じ集磁ヨークアッセンブリとステータ部材を用いてステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとの２箇所のギャップを調整することができる。このため、高分解能が要求される車種に搭載されるトルクセンサに対しても、低分解能でよい車種に搭載されるトルクセンサに対しても、同じ集磁ヨークアッセンブリを適用することができる。従って、トルクセンサの仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことができ、これにより、製造コストや管理コストを低減することができる。
【0010】
望ましい形態として、前記ハウジングは、前記集磁ヨークアッセンブリが取り付けられる第１ハウジングと、前記軸受の前記外輪が固定される第２ハウジングとを有し、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとが連結される。
【0011】
この構成によれば、ハウジングは、第１ハウジングと第２ハウジングとが連結されるため、加工公差の積み上げにより、集磁ヨークとステータ部材との軸方向における相対的な位置が設計時の位置に対してずれ易くなっているが、集磁ヨークアッセンブリの軸方向における配置位置を調整することにより、集磁ヨークとステータ部材の２箇所のギャップを、集磁ヨークとステータ部材との相対的な位置のずれを考慮した大きさにすることができる。これにより、集磁ヨークとステータ部材との相対的な位置にずれが発生した場合でも、ステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとが衝突することを回避することができる。この結果、トルクセンサの仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることにより製造コストや管理コストの低減を図りつつ、ステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとの衝突を抑制することができる。
【0012】
望ましい形態として、前記ハウジングは、前記集磁ヨークアッセンブリを収容する収容部を有し、前記集磁ヨークアッセンブリは、前記集磁ヨークアッセンブリを前記ハウジングに取り付ける取付フランジを有し、前記集磁ヨークアッセンブリは、前記シャフトの径方向における外側から前記収容部に挿入され前記取付フランジが前記ハウジングに取り付けられる。
【0013】
この構成によれば、集磁ヨークアッセンブリは、ハウジングの収容部に径方向における外側から挿入されてハウジングに固定されるため、加工公差等に起因して設計時の位置に対してずれたり角度が傾いたりして固定され易くなるが、集磁ヨークアッセンブリの軸方向における配置位置を調整することにより、集磁ヨークとステータ部材の２箇所のギャップを調整することができる。このため、集磁ヨークとステータ部材と相対的な位置関係ずれを考慮して製造した専用の集磁ヨークアッセンブリを用いることなく、集磁ヨークとステータ部材の２箇所のギャップを、集磁ヨークとステータ部材と相対的な位置関係ずれを考慮した大きさにすることができる。これにより、集磁ヨークとステータ部材との相対的な位置関係にずれが発生した場合でも、ステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとが衝突することを回避することができ、トルクセンサの仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることによって製造コストや管理コストの低減を図りつつ、ステータ部材のフランジ部と集磁ヨークとの衝突を抑制することができる。
【0014】
望ましい形態として、一対の前記集磁ヨークは、前記軸方向において一対の前記ステータ部材から磁性体までの距離が大きい側から前記ステータ部材の前記フランジ部に対向する。
【0015】
この構成によれば、集磁ヨークを、磁性体から極力遠ざけて配置することができる。これにより、磁石からステータ部材に作用する磁束の変化を集磁ヨークで検出する際に、集磁ヨークの近傍に磁性体が配置されることに起因して、磁性体によって磁束が乱れて集磁ヨークで検出されることを抑制することができる。この結果、磁石からステータ部材に作用する磁束を集磁ヨークによって精度良く検出することができ、操舵トルクを適切に検出することができる。
【0016】
望ましい形態として、前記磁性体は、前記軸受である。
【0017】
この構成によれば、集磁ヨークを、磁性体である軸受から極力遠ざけて配置することにより、磁石からステータ部材に作用する磁束の変化を集磁ヨークで検出する際に、軸受の影響で磁束が乱れて検出されることを抑制することができる。この結果、磁石からステータ部材に作用する磁束を集磁ヨークによって精度良く検出することができ、操舵トルクを適切に検出することができる。
【発明の効果】
【0018】
本開示に係るトルクセンサは、トルクセンサの仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることにより、製造コストや管理コストを低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0021】
［実施形態］
図１は、実施形態に係る操舵装置８０を説明するための模式図である。図１に示すように、操舵装置８０は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、ユニバーサルジョイント８４と、インタミシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、スタブシャフト８７と、ステアリングギア８８と、タイロッド８９とを備える。また、操舵装置８０は、制御装置（以下、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）という。）１００と、トルクセンサ１０と、電動モータ１０２を備える。車速センサ１０１は、車両に備えられ、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により車速信号ＶをＥＣＵ１００に出力する。
図１は、実施形態に係る操舵装置８０を説明するための模式図である。図１に示すように、操舵装置８０は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、ユニバーサルジョイント８４と、インタミシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、スタブシャフト８７と、ステアリングギア８８と、タイロッド８９とを備える。また、操舵装置８０は、制御装置（以下、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）という。）１００と、トルクセンサ１０と、電動モータ１０２を備える。車速センサ１０１は、車両に備えられ、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により車速信号ＶをＥＣＵ１００に出力する。
【0022】
ステアリングシャフト８２は、一方の端部でステアリングホイール８１に連結され、他方の端部でユニバーサルジョイント８４に連結される。
【0023】
インタミシャフト８５は、一方の端部でユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部でユニバーサルジョイント８６に連結される。スタブシャフト８７は、一方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結され、他方の端部でトルクセンサ１０に連結される。トルクセンサ１０は、一方の端部でスタブシャフト８７に連結され、他方の端部でステアリングギア８８が有する第１ピニオンギア８８ａに連結されている。
【0024】
詳しくは、第１ピニオンギア８８ａは、スタブシャフト８７に連結される側の反対側の端部に、後述するラックバー８８ｂと噛み合うギア（図示省略）が形成される軸状の部材になっており、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、トーションバー８７ａ（図２参照）を介して連結されている。トーションバー８７ａは、一端がスタブシャフト８７に連結され、他端が第１ピニオンギア８８ａに連結され、トーションバー８７ａは、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間で回転トルクを伝達する。
【0025】
トルクセンサ１０は、トルクセンサ１０に連結されるシャフトに作用するトルクを検出するトルク検出装置になっており、トーションバー８７ａを介してスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間で伝達される回転トルクを検出する。即ち、トーションバー８７ａを介して連結されるスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、トルクセンサ１０によってトルクを検出する際における検出対象のシャフトになっている。
【0026】
ステアリングギア８８は、第１ピニオンギア８８ａと、ラックバー８８ｂと、第２ピニオンギア８８ｃとを備える。第１ピニオンギア８８ａは、トーションバー８７ａを介してスタブシャフト８７に連結される。ラックバー８８ｂは、ラックバー８８ｂに形成されるラック歯（図示省略）が、第１ピニオンギア８８ａに形成されるギアに噛み合う。また、ラックバー８８ｂは、第１ピニオンギア８８ａとは異なる位置で第２ピニオンギア８８ｃに噛み合う。
【0027】
第２ピニオンギア８８ｃには、図示しないウォーム減速装置を介して、電動モータ１０２が連結されており、第２ピニオンギア８８ｃは、電動モータ１０２から伝達される駆動力により回転可能になっている。電動モータ１０２は、図示しないウォーム減速装置を介して、第２ピニオンギア８８ｃを回転させる。電動モータ１０２は、例えばブラシレスモータであるが、ブラシ（摺動子）及びコンミテータ（整流子）を備えるモータであってもよい。
【0028】
ステアリングギア８８は、第１ピニオンギア８８ａや第２ピニオンギア８８ｃに伝達された回転運動を、ラックハウジング９０の内側に配置されるラックバー８８ｂで直進運動に変換する。本実施形態に係る操舵装置８０は、ラックバー８８ｂが第１ピニオンギア８８ａや第２ピニオンギア８８ｃから伝達される回転運動により直進運動を行うデュアルピニオンアシスト方式である。タイロッド８９は、ラックバー８８ｂに連結される。即ち、操舵装置８０は、ラックアンドピニオン式の電動パワーステアリング装置である。
【0029】
トルクセンサ１０は、ステアリングホイール８１を介してステアリングシャフト８２に伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ１０１は、操舵装置８０が搭載される車両の走行速度（車速）を検出する。電動モータ１０２と、トルクセンサ１０と、車速センサ１０１とがＥＣＵ１００に、電気的に接続される。
【0030】
ＥＣＵ１００は、電動モータ１０２の動作を制御する。また、ＥＣＵ１００は、トルクセンサ１０及び車速センサ１０１のそれぞれから信号を取得する。即ち、ＥＣＵ１００は、トルクセンサ１０から操舵トルクＴを取得し、且つ、車速センサ１０１から車両の車速信号Ｖを取得する。ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ１０３がオンの状態で、電源装置（例えば車載のバッテリ）１０４から電力が供給される。ＥＣＵ１００は、操舵トルクＴと車速信号Ｖとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動モータ１０２へ供給する電力値Ｘを調節する。ＥＣＵ１００は、電動モータ１０２から誘起電圧の情報又は電動モータ１０２に設けられたレゾルバ等の回転検出装置から出力される情報を動作情報Ｙとして取得する。
【0031】
ステアリングホイール８１に入力された操作者（運転者）の操舵力は、第１ピニオンギア８８ａに伝達される。第１ピニオンギア８８ａに伝達された操舵力は、ステアリングギア８８を介してタイロッド８９に伝達され、車輪を変位させる。
【0032】
また、ステアリングホイール８１に入力された操作者の操舵力は、ステアリングホイール８１から第１ピニオンギア８８ａまでの操舵力の伝達経路に配置されるトルクセンサ１０に伝わる。このとき、ＥＣＵ１００は、操舵トルクＴをトルクセンサ１０から取得し、且つ、車速信号Ｖを車速センサ１０１から取得する。そして、ＥＣＵ１００は、電動モータ１０２の動作を制御する。電動モータ１０２が作り出した補助操舵トルクは、第２ピニオンギア８８ｃに伝達される。
【0033】
第２ピニオンギア８８ｃに伝達された補助操舵トルクは、ステアリングギア８８を介してタイロッド８９に伝達され、車輪を変位させる。即ち、操舵装置８０は、第１ピニオンギア８８ａを介してラックバー８８ｂに伝達された操作者の操舵力に加え、第２ピニオンギア８８ｃを介してラックバー８８ｂに伝達された電動モータ１０２の補助操舵トルクも用いて車輪を変位させる。
【0034】
図１に示すように、操舵装置８０は、第２ピニオンギア８８ｃにアシスト力が付与されるデュアルピニオン方式であるがこれに限定されない。操舵装置８０は、例えば、ステアリングシャフト８２にアシスト力が付与されるコラムアシスト方式や、第１ピニオンギア８８ａにアシスト力が付与されるシングルピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置でもよい。また、ボールネジによりラックバー８８ｂにアシスト力を付与するボールネジ式など、ピニオンを介さずにラックバー８８ｂにアシスト力を付与する種類のラックアシスト式の電動パワーステアリング装置でもよい。
【0035】
図２は、実施形態に係る操舵装置８０におけるトルクセンサ１０を含む断面での断面図である。なお、以下の説明では、方向について具体的な記載が無い場合は、トルクセンサ１０が配置されるスタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａの軸方向を、トルクセンサ１０においても軸方向として説明する。同様に、スタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａの軸心を中心とする周方向を、トルクセンサ１０においても周方向として説明し、スタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａの軸心を中心とする径方向を、トルクセンサ１０においても径方向として説明する。
【0036】
スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとにおける、トーションバー８７ａを介して連結される部分の周囲には、ハウジング２０が配置されている。ハウジング２０は、互いに連結される第１ハウジング２１と第２ハウジング３１とを有している。第１ハウジング２１は、軸方向においてスタブシャフト８７寄りの位置に配置されて主にスタブシャフト８７を覆っており、第２ハウジング３１は、軸方向において第１ピニオンギア８８ａ寄りの位置に配置されて主に第１ピニオンギア８８ａを覆っている。換言すると、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、少なくとも一部が第１ハウジング２１と第２ハウジング３１との内側に配置されており、スタブシャフト８７は少なくとも一部が第１ハウジング２１との内側に配置され、第１ピニオンギア８８ａは少なくとも一部が第２ハウジング３１の内側に配置されている。第１ハウジング２１は、第２ハウジング３１に対して取付けボルト３７（図６参照）により取り付けられており、これにより第１ハウジング２１は、第２ハウジング３１に固定されている。
【0037】
また、第１ハウジング２１の内側には軸受６０が配置されており、軸受６０は、スタブシャフト８７と第１ハウジング２１との間に配置されている。スタブシャフト８７は、第１ハウジング２１との間に配置される軸受６０を介して第１ハウジング２１に回転自在に支持されている。スタブシャフト８７と第１ハウジング２１との間に配置される軸受６０は、いわゆる転がり軸受になっており、外輪６０ａと、内輪６０ｂと、外輪６０ａと内輪６０ｂとの間に配置されて外輪６０ａと内輪６０ｂとにより保持される複数の転動体６０ｃとを有している。軸受６０は、内輪６０ｂがスタブシャフト８７に固定され、外輪６０ａが第１ハウジング２１に固定されることにより、スタブシャフト８７を第１ハウジング２１に対して回転自在に支持している。
【0038】
また、第２ハウジング３１の内側には軸受６５が配置されており、軸受６５は、第１ピニオンギア８８ａと第２ハウジング３１との間に配置されている。第１ピニオンギア８８ａは、第２ハウジング３１との間に配置される軸受６５を介して第２ハウジング３１に回転自在に支持されている。第１ピニオンギア８８ａと第２ハウジング３１との間に配置される軸受６５は、いわゆる転がり軸受になっており、外輪６５ａと、内輪６５ｂと、外輪６５ａと内輪６５ｂとの間に配置されて外輪６５ａと内輪６５ｂとにより保持される複数の転動体６５ｃとを有している。軸受６５は、内輪６５ｂが第１ピニオンギア８８ａに固定され、外輪６５ａが第２ハウジング３１に固定されることにより、第１ピニオンギア８８ａを第２ハウジング３１に対して回転自在に支持している。
【0039】
スタブシャフト８７は、第１ハウジング２１に回転自在に支持され、第１ピニオンギア８８ａは、第２ハウジング３１に回転自在に支持されるため、トーションバー８７ａを介して連結されるスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、一体となって第１ハウジング２１と第２ハウジング３１とに回転自在に支持されている。
【0040】
ハウジング２０は、車体に対して回転不可の状態で取り付けられ、第１ハウジング２１に配置される軸受６０と第２ハウジング３１に配置される軸受６５とによって、ハウジング２０はスタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａを回転自在に支持する。
【0041】
トルクセンサ１０は、第１ハウジング２１内に配置されており、第１のシャフトであるスタブシャフト８７と、トーションバー８７ａを介してスタブシャフト８７に連結される第２のシャフトである第１ピニオンギア８８ａとの端部付近に配置されている。スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、いずれも中空となる部分を有する軸になっており、一方の軸の端部が、他方の軸の端部から当該軸の内側に入り込んでいる。本実施形態では、スタブシャフト８７の端部が、第１ピニオンギア８８ａの内側に入り込んでいる。
【0042】
トーションバー８７ａは、スタブシャフト８７の内側から第１ピニオンギア８８ａの内側に亘って配置されており、一端がスタブシャフト８７に連結され、他端が第１ピニオンギア８８ａに連結されている。つまり、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、直接連結されておらず、軸状の部材であるトーションバー８７ａを介して連結されている。このため、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａは相対回転が可能になっており、トーションバー８７ａに捩じれが発生した際には、トーションバー８７ａの捩じれに伴って、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは相対回転をする。
【0043】
トルクセンサ１０は、これらのようにトーションバー８７ａを介して連結されるスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの端部付近に配置されており、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの相対回転の角度を検出することにより、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間で作用するトルクを検出することが可能になっている。
【0044】
トルクセンサ１０は、マグネット５６と、ステータアッセンブリ５０（図３参照）と、集磁ヨーク４３（図３参照）とを有している。マグネット５６とステータアッセンブリ５０とは、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとに分かれてそれぞれ取り付けられている。集磁ヨーク４３は、集磁ヨークアッセンブリ４０が有するセンサハウジング４１に取り付けられており、これにより、集磁ヨーク４３は、集磁ヨークアッセンブリ４０に含まれている。集磁ヨーク４３は、集磁ヨークアッセンブリ４０が第１ハウジング２１に取り付けられることにより、集磁ヨーク４３は第１ハウジング２１に固定されている。
【0045】
集磁ヨークアッセンブリ４０は、第１ハウジング２１に対して着脱自在に取り付けされる。集磁ヨークアッセンブリ４０は、第１ハウジング２１に取り付けた際には、第１ハウジング２１が有する収容部２５に収容される。収容部２５は、第１ハウジング２１における、第２ハウジング３１に連結される部分の近傍に配置され、第１ハウジング２１の外周面から径方向における外側に突出して形成されている。第１ハウジング２１が有する収容部２５は、第１ハウジング２１の内側に連通する空間が収容部２５の内側に形成されており、集磁ヨークアッセンブリ４０は、このように形成される収容部２５の内側に配置されることにより収容部２５に収容される。
【0046】
さらに、第１ハウジング２１が有する収容部２５には、磁気シールドカバー７０が取り付けられている。磁気シールドカバー７０は、金属製の板部材が折り曲げられることにより形成されている。収容部２５は、軸方向における両側が、収容部２５に取り付けられる磁気シールドカバー７０によって覆われている。
【0047】
これらのように構成されるトルクセンサ１０は、トーションバー８７ａが捩じれてスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとが相対回転をした際における磁気の変化に基づいて、トルクの検出を行うことが可能になっている。
【0048】
図３は、トルクセンサ１０が有するマグネット５６とステータアッセンブリ５０及び集磁ヨーク４３の概要を説明する模式図である。トルクセンサ１０が有するマグネット５６とステータアッセンブリ５０とは、一方が第１のシャフトに取り付けられており、他方が第２のシャフトに取り付けられている。本実施形態では、マグネット５６は、第１のシャフトであるスタブシャフト８７に取り付けられており、ステータアッセンブリ５０は、第２のシャフトである第１ピニオンギア８８ａに取り付けられている。このうち、マグネット５６は、略円筒状の形状で形成されており、複数のＮ極とＳ極とが周方向に交互に配置された多極磁石になっている。
【0049】
ステータアッセンブリ５０は、一対のステータ部材５１を有している。一対のステータ部材５１は、それぞれフランジ部５２と、ティース部５３とを有している。フランジ部５２は、厚み方向が軸方向となる、円環状の板状の形状で形成されている。ティース部５３は、円環状のフランジ部５２の内周部分からフランジ部５２の軸方向に向かって延出し、板の厚み方向がフランジ部５２の径方向となる向きとなる板状の形状で形成されている。また、ティース部５３は、複数のティース部５３が間隔をあけてフランジ部５２の周方向に並んで配置されている。ティース部５３は、フランジ部５２の内周部分から軸方向に向かって延出するため、換言すると、フランジ部５２は、ティース部５３から径方向における外側に向かって突出して形成されている。
【0050】
それぞれのステータ部材５１がこのように形成される一対のステータ部材５１は、同等の形状で形成される第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとを有している。一対のステータ部材５１である第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとは、それぞれフランジ部５２とティース部５３とを有している。即ち、第１ステータ部材５１ａは、円環状の第１フランジ部５２ａと複数の第１ティース部５３ａとを有しており、第２ステータ部材５１ｂは、円環状の第２フランジ部５２ｂと複数の第２ティース部５３ｂとを有している。第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとは、双方のフランジ部５２が同軸上に位置し、且つ、フランジ部５２が他方のステータ部材５１から離れる方向に位置する向きで、いずれも同じシャフトに取り付けられる。本実施形態では、第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとは、いずれも第１ピニオンギア８８ａに取り付けられる。
【0051】
つまり、第１ステータ部材５１ａは、第１ティース部５３ａが第１フランジ部５２ａから第２ステータ部材５１ｂ側に向かって延出する向きで配置され、第２ステータ部材５１ｂは、第２ティース部５３ｂが第２フランジ部５２ｂから第１ステータ部材５１ａ側に向かって延出する向きで配置される。その際に、第１ティース部５３ａと第２ティース部５３ｂとは、いずれも複数が間隔をあけて第１フランジ部５２ａや第２フランジ部５２ｂに設けられるため、第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとは、周方向において他方のステータ部材５１のティース部５３が位置しない部分に、自己のステータ部材５１のティース部５３が位置するように組み合わされる。
【0052】
スタブシャフト８７に取り付けられるマグネット５６は、このように組み合わされる第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとの内側に配置される。また、マグネット５６とステータ部材５１とは、軸方向がスタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａの軸方向と一致する向きで配置される。これらのため、マグネット５６とステータ部材５１とは、マグネット５６の外周面がステータ部材５１のティース部５３に対して対向する位置関係となる状態で、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとに取り付けられて配置される。マグネット５６とステータ部材５１とは、これらの位置関係で配置されることにより、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間でトーションバー８７ａを介してトルクが伝達されてスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとが相対的に微小に回転をした際には、マグネット５６とステータ部材５１との相対的な位置関係が変化することに伴って、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束が変化する。
【0053】
また、ステータ部材５１の近傍には、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する集磁ヨーク４３が配置される。集磁ヨーク４３は、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束の変化を検出するための部材になっており、ステータ部材５１が有するフランジ部５２の近傍に配置される。ステータ部材５１としては、第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとの一対が設けられているため、これに対応して集磁ヨーク４３も、第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとの一対が設けられている。即ち、集磁ヨーク４３は、第１ステータ部材５１ａが有する第１フランジ部５２ａの近傍には第１集磁ヨーク４３ａが配置され、第２ステータ部材５１ｂが有する第２フランジ部５２ｂの近傍には第２集磁ヨーク４３ｂが配置されている。
【0054】
一対の集磁ヨーク４３は、それぞれステータ部材５１が有するフランジ部５２に対して、軸方向において隙間を有してフランジ部５２と重なっている。また、一対の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のそれぞれが有するフランジ部５２に対して一対一の関係を有しており、一対の集磁ヨーク４３は、対応するステータ部材５１のフランジ部５２に対して、それぞれ軸方向における同じ側からフランジ部５２に対向して配置されている。本実施形態では、一対の集磁ヨーク４３のうちの一方の集磁ヨーク４３である第１集磁ヨーク４３ａは、一対のステータ部材５１のうちの一方のステータ部材５１である第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａに対して、軸方向における一方側から第１フランジ部５２ａに対向している。また、一対の集磁ヨーク４３のうちの他方の集磁ヨーク４３である第２集磁ヨーク４３ｂは、一対のステータ部材５１のうちの他方のステータ部材５１である第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに対して、軸方向における一方側から第２フランジ部５２ｂに対向している。
【0055】
詳しくは、一対の集磁ヨーク４３は、周方向における所定の範囲でステータ部材５１のフランジ部５２に重なる集磁部４３ａａ、４３ｂａを有しており、集磁部４３ａａ、４３ｂａが、軸方向においてフランジ部５２に対向している。即ち、第１集磁ヨーク４３ａは、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａに重なる集磁部４３ａａを有しており、第１集磁ヨーク４３ａは、第１ステータ部材５１ａのフランジ部５２に対して、軸方向における一方側からの集磁部４３ａａが第１フランジ部５２ａに対向している。同様に、第２集磁ヨーク４３ｂは、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに重なる集磁部４３ｂａを有しており、第２集磁ヨーク４３ｂは、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに対して、軸方向における一方側からの集磁部４３ｂａが第２フランジ部５２ｂに対向している。
【0056】
このように、フランジ部５２の近傍に集磁ヨーク４３が位置することにより、一対の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１とマグネット５６との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出することが可能になっている。つまり、集磁ヨーク４３は、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとが相対的に微小に回転をした際における、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束が変化を検出することが可能なっている。
【0057】
さらに、２つの集磁ヨーク４３の間には、ホールＩＣ４５が配置されている。ホールＩＣ４５は、集磁ヨーク４３における集磁部４３ａａ、４３ｂａから離れた位置で、集磁ヨーク４３同士の間に配置されている。つまり、ホールＩＣ４５は、集磁ヨーク４３が有する第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとによって挟み込まれている。ホールＩＣ４５は、集磁ヨーク４３で検出した磁束の変化を検出するホール素子（図示省略）と、磁束の変化に応じてホール素子より出力される出力電圧をデジタル電気信号に変換する出力回路（図示省略）とを有している。これにより、ホールＩＣ４５は、２つの集磁ヨーク４３に作用する磁束密度の変化を検出し、検出した磁束密度の変化を電気信号に変換して電気信号として出力することが可能になっている。なお、ホールＩＣに代えて、磁気抵抗効果やトンネル磁気抵抗効果を応用した磁気センサを用いることができる。要するに、集磁ヨーク４３の間に生じる磁束密度の変化を、電気信号として出力することができればよい。
【0058】
図４は、図２に示すトルクセンサ１０周りの詳細図である。マグネット５６は、第１スリーブ５７によってスタブシャフト８７に取り付けられている。第１スリーブ５７は、筒状の部材になっており、第１スリーブ５７に対してスタブシャフト８７を圧入することにより、第１スリーブ５７はスタブシャフト８７に取り付けられている。マグネット５６は、第１スリーブ５７の外周面に、例えば接着剤により固定されており、これにより、マグネット５６は、スタブシャフト８７と一体となって回転可能になっている。
【0059】
ステータアッセンブリ５０が有する一対のステータ部材５１は、第２スリーブ５４とキャリア５５とによっていずれも第１ピニオンギア８８ａに取り付けられている。第２スリーブ５４は、筒状の部材になっており、第２スリーブ５４に対して第１ピニオンギア８８ａを圧入することにより、第２スリーブ５４は第１ピニオンギア８８ａに取り付けられている。キャリア５５は、筒状の部材になっており、射出成形により第２スリーブ５４と一体に形成されている。このため、キャリア５５は、第２スリーブ５４が第１ピニオンギア８８ａに取り付けられることにより、第２スリーブ５４と共にキャリア５５も第１ピニオンギア８８ａに取り付けられる。
【0060】
第２スリーブ５４によって第１ピニオンギア８８ａに取り付けられるキャリア５５は、第２スリーブ５４に支持されることにより、第１ピニオンギア８８ａからスタブシャフト８７側に向かった位置に配置され、スタブシャフト８７の径方向における外側の位置に配置される。さらに、キャリア５５は、軸方向においてマグネット５６が位置する位置と同じ位置に配置されており、マグネット５６の径方向に外側に配置されている。
【0061】
一対のステータ部材５１は、このように配置されるキャリア５５に取り付けられている。詳しくは、第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとのそれぞれのステータ部材５１は、ティース部５３がキャリア５５の径方向における内側に位置し、フランジ部５２が、キャリア５５の径方向における内側から外側に向かって突出する形態で、キャリア５５に取り付けられている。これにより、一対のステータ部材５１である第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂはいずれも、軸方向においてマグネット５６が位置する位置と同じ位置に配置され、マグネット５６の径方向に外側に配置される。
【0062】
また、第１ステータ部材５１ａと第２ステータ部材５１ｂとは、第１ピニオンギア８８ａに取り付けられる第２スリーブ５４と一体に形成されるキャリア５５に取り付けられるため、第１ピニオンギア８８ａと一体となって回転可能になっている。このように第１ピニオンギア８８ａと一体となって回転可能に配置される一対のステータ部材５１は、換言すると、それぞれ第１ピニオンギア８８ａの径方向における外側に突出するフランジ部５２を備え、且つ、第１ピニオンギア８８ａに固定されている。
【0063】
これらのように、マグネット５６はスタブシャフト８７に固定され、ステータ部材５１は第１ピニオンギア８８ａに固定されることにより、マグネット５６とステータ部材５１とは、スタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａと共にハウジング２０の内側に配置される。
【0064】
第２ハウジング３１における、軸方向において第１ハウジング２１と連結される側の端部寄りの位置は、内面側にインロー凹部３２が形成されている。インロー凹部３２は、後述する第１ハウジング２１のインロー凸部２２が入り込む凹部になっている。
【0065】
第２ハウジング３１に内面における、インロー凹部３２よりも軸方向において第１ハウジング２１と連結される側の反対側の位置には、軸受格納凹部３５が形成されている。軸受格納凹部３５は、径方向における大きさがインロー凹部３２よりも小さくなっている。
【0066】
軸受格納凹部３５は、第１ピニオンギア８８ａを支持する軸受６５を格納することが可能になっている。第１ピニオンギア８８ａには、軸受６５の内輪６５ｂが組み付けられ、軸受格納凹部３５は、軸受６５の外輪６５ａが格納される。このため、軸受格納凹部３５の内径は、軸受６５の外輪６５ａの外径と同程度の大きさになっている。
【0067】
また、軸受格納凹部３５は、軸受６５の外輪６５ａにおける、軸方向において第１ハウジング２１が位置する側の反対側の面に対向し、軸受６５の外輪６５ａに対して軸方向から当接する面を有している。このため、軸受格納凹部３５は、軸受６５の外輪６５ａが嵌め込まれ、軸受６５の外輪６５ａにおける、軸方向において第１ハウジング２１が位置する側の反対側の面に当接することにより、軸受格納凹部３５に軸受６５が格納される。
【0068】
第２ハウジング３１の内面における、軸受格納凹部３５よりも軸方向において第１ハウジング２１が位置する側の位置には、雌ねじ３４が形成されており、当該雌ねじ３４には、カバースクリュ６６が螺合する。
【0069】
カバースクリュ６６は、内径が第１ピニオンギア８８ａの外径より大きく、外周面に、第２ハウジング３１の雌ねじ３４と螺合する雄ねじ６７が形成される円環状の形状で形成されている。カバースクリュ６６は、外周面の雄ねじ６７が第２ハウジング３１の内周面の雌ねじ３４に螺合することによって、第２ハウジング３１の内側に配置される。第２ハウジング３１の内側に配置されるカバースクリュ６６の内側には、第１ピニオンギア８８ａが軸方向に通って配置される。
【0070】
第２ハウジング３１の内側に配置されるカバースクリュ６６は、軸受格納凹部３５に格納される軸受６５の外輪６５ａに対して、軸方向において第１ハウジング２１が位置する側から当接する。これにより、カバースクリュ６６は、軸受６５の軸方向における移動を規制し、軸受６５を第２ハウジング３１との間で軸方向に挟み込んで固定する。
【0071】
インロー凹部３２は、第２ハウジング３１の内周面に形成される雌ねじ３４よりも、第２ハウジング３１における第１ハウジング２１が配置される端部側に形成されている。第２ハウジング３１に固定される第１ハウジング２１には、インロー凹部３２に入り込むインロー凸部２２が形成されている。インロー凸部２２は、軸方向において第１ハウジング２１から第２ハウジング３１が位置する側に向かって突出して形成されており、第１ハウジング２１は、インロー凸部２２がインロー凹部３２に入り込むことにより、第２ハウジング３１に対する径方向への位置決めが行われる。
【0072】
インロー凸部２２は、円筒状に形成されて第１ハウジング２１から突出しており、外径が、インロー凹部３２の内径よりも僅かに小さくなっている。インロー凸部２２の外周面には、シール部材であるＯリング２３が嵌り込む溝部が形成されており、インロー凸部２２は、溝部にＯリング２３が嵌り込んだ状態で、インロー凹部３２に入り込む。これにより、インロー凸部２２がインロー凹部３２に入り込んだ状態では、Ｏリング２３によって第１ハウジング２１と第２ハウジング３１との間のシール性が確保される。
【0073】
第１ハウジング２１と第２ハウジング３１とは、第１ハウジング２１のインロー凸部２２が第２ハウジング３１のインロー凹部３２に入り込んだ状態で、取付けボルト３７（図６参照）によって第１ハウジング２１を第２ハウジング３１に取り付けることにより、第１ハウジング２１と第２ハウジング３１との連結が行われる。
【0074】
第１ハウジング２１に形成される収容部２５に収容される集磁ヨークアッセンブリ４０は、収容部２５に収容された状態において、第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとによって、ホールＩＣ４５を軸方向における両側から挟み込む向きで収容部２５に取り付けられる。詳しくは、ホールＩＣ４５は、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する回路基板４４に配置されており、回路基板４４は、集磁ヨークアッセンブリ４０が有するセンサハウジング４１に取り付けられている。
【0075】
また、一対の集磁ヨーク４３は、ホールＩＣ４５を回路基板４４の厚み方向における両側から第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとで挟み込む向きで、センサハウジング４１に取り付けられている。本実施形態では、第１集磁ヨーク４３ａが軸方向においてスタブシャフト８７が位置する側に位置し、第２集磁ヨーク４３ｂが軸方向において第１ピニオンギア８８ａが位置する側に位置している。集磁ヨークアッセンブリ４０は、ホールＩＣ４５が配置される回路基板４４の厚み方向が軸方向になる向きで収容部２５に収容されており、これにより、第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとは、集磁ヨークアッセンブリ４０が収容部２５に収容された状態では、ホールＩＣ４５を軸方向における両側から挟み込む。
【0076】
また、第１ハウジング２１の収容部２５は、軸方向における位置が、ハウジング２０内に配置されるスタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａに固定されるマグネット５６やステータ部材５１の軸方向における位置に対して近い位置となって、径方向における外側に突出して形成されている。これにより、収容部２５は、集磁ヨークアッセンブリ４０を収容部２５に収容する状態において、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとを、第１ピニオンギア８８ａに固定される第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａと第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂとの近傍に配置することができる。
【0077】
本実施形態では、第１集磁ヨーク４３ａは、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａよりも軸方向において第２集磁ヨーク４３ｂが位置する側の反対側の位置で、第１フランジ部５２ａの近傍に配置されている。また、第２集磁ヨーク４３ｂは、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂよりも軸方向において第１集磁ヨーク４３ａが位置する側の位置で、第２フランジ部５２ｂの近傍に配置されている。
【0078】
収容部２５に収容される集磁ヨークアッセンブリ４０は、蓋部４２を有している。蓋部４２は、センサハウジング４１に取り付けられる回路基板４４を覆う部材になっている。集磁ヨークアッセンブリ４０は、回路基板４４に対して軸方向における第２ハウジング３１が位置する側の反対側に配置されて回路基板４４を覆う第１蓋部４２ａと、回路基板４４に対して軸方向における第２ハウジング３１が位置する側に配置されて回路基板４４を覆う第２蓋部４２ｂとを有している。
【0079】
また、収容部２５に収容される集磁ヨークアッセンブリ４０のセンサハウジング４１の外周面と、収容部２５の内周面との間には、双方に当接するシール部材であるＯリング４７が配置されている。Ｏリング４７は、蓋部４２が配置される位置よりも、径方向における外側に配置されている。
【0080】
詳しくは、集磁ヨークアッセンブリ４０のセンサハウジング４１には、蓋部４２が配置される位置よりも径方向における外側の部分の外周面に、段付き部４１ｄが形成されている。段付き部４１ｄは、段付き部４１ｄより径方向における外側に位置する部分よりも、外周面が一段下がって形成される部分になっている。即ち、段付き部４１ｄは、センサハウジング４１の外周面が一周に亘って切り欠かれた切欠き状の形状で形成されている。Ｏリング４７は、内周面がセンサハウジング４１の段付き部４１ｄの嵌め込まれることによりセンサハウジング４１に当接し、外周面が収容部２５の内周面に当接することにより、センサハウジング４１の外周面と収容部２５の内周面との双方に当接している。
【0081】
第１ハウジング２１の収容部２５に取り付けられる磁気シールドカバー７０は、第１シールド部７１と第２シールド部７２とを有している。第１シールド部７１は、軸方向において第２ハウジング３１が位置する側の反対側から収容部２５を覆う部分になっている。第２シールド部７２は、軸方向において第２ハウジング３１が位置する側から収容部２５を覆う部分になっている。これにより、集磁ヨークアッセンブリ４０を収容する収容部２５は、軸方向における両側が、収容部２５に取り付けられる磁気シールドカバー７０によって覆われている。
【0082】
次に、集磁ヨークアッセンブリ４０の構成について説明する。図５は、集磁ヨークアッセンブリ４０の分解斜視図である。なお、図５は、回路基板４４を図示するために、図４や後述する図６、図７に示す集磁ヨークアッセンブリ４０に対して、軸方向における反対側から見た斜視図になっている。集磁ヨークアッセンブリ４０は、センサハウジング４１と、蓋部４２と、集磁ヨーク４３と、回路基板４４と、接続端子４６とを有している。
【0083】
センサハウジング４１は、取付フランジ４１ａと、コネクタ部４１ｂと、基板配置部４１ｃとを有している。取付フランジ４１ａは、集磁ヨークアッセンブリ４０を収容部２５に対して径方向における外側から取り付ける部分になっている。集磁ヨークアッセンブリ４０は、径方向における外側から収容部２５に挿入され、取付フランジ４１ａが第１ハウジング２１に取り付けられることにより、第１ハウジング２１に取り付けられる。
【0084】
取付フランジ４１ａは、厚み方向が径方向となる向きで形成される板状の部材になっている。取付フランジ４１ａには、取付フランジ４１ａの厚み方向に貫通し、ブッシュ４８が配置されるブッシュ挿入孔４１ａａが形成されている。ブッシュ挿入孔４１ａａは、収容部２５に形成される、後述する２箇所のねじ孔２７（図７参照）に対応する２箇所の位置に形成されている。ブッシュ挿入孔４１ａａに配置されるブッシュ４８は、金属材料からなる略円筒形の形状で形成される部材になっており、ブッシュ挿入孔４１ａａに挿入されブッシュ挿入孔４１ａａで保持される。
【0085】
コネクタ部４１ｂと基板配置部４１ｃとは、板状の取付フランジ４１ａに対して、取付フランジ４１ａの厚み方向における互いに反対側に配置されている。コネクタ部４１ｂは、トルクセンサ１０からの電気信号を外部に出力するための外部のコネクタ（図示省略）が接続される部分になっている。コネクタ部４１ｂは、取付フランジ４１ａに形成される２箇所のブッシュ挿入孔４１ａａの間に配置されており、取付フランジ４１ａから径方向における外側、即ち、取付フランジ４１ａの厚み方向における基板配置部４１ｃが位置する側の反対側に突出して形成されている。
【0086】
基板配置部４１ｃは、軸方向に見た場合における形状が略矩形の枠状に形成され、回路基板４４は、枠状に形成される基板配置部４１ｃの内側に配置される。一対の集磁ヨーク４３は、基板配置部４１ｃに配置される回路基板４４に対して、第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとが、軸方向において回路基板４４の両側に配置されている。回路基板４４の両側に配置される第１集磁ヨーク４３ａと第２集磁ヨーク４３ｂとは、回路基板４４を両側から挟み込んだ状態で、それぞれ基板配置部４１ｃに取り付けられている。
【0087】
蓋部４２は、枠状に形成される基板配置部４１ｃを、軸方向における両側から塞いでセンサハウジング４１に取り付けられる回路基板４４を覆う部材になっており、第１蓋部４２ａと第２蓋部４２ｂとを有している。第１蓋部４２ａは、基板配置部４１ｃに対して、第１集磁ヨーク４３ａが配置される側に配置されて基板配置部４１ｃに取り付けられ、第２蓋部４２ｂは、基板配置部４１ｃに対して、第２集磁ヨーク４３ｂが配置される側に配置されて基板配置部４１ｃに取り付けられる。これにより、枠状に形成されて回路基板４４と集磁ヨーク４３とが配置される基板配置部４１ｃは、軸方向における両側から第１蓋部４２ａと第２蓋部４２ｂとによって塞がれる。
【0088】
また、センサハウジング４１が有するコネクタ部４１ｂには、外部のコネクタとの間で電気的に接続される接続端子４６が配置される。接続端子４６は、複数の端子ピン４６ａと、これらの複数の端子ピン４６ａを一体に保持する保持部材４６ｂとを有している。接続端子４６は、センサハウジング４１が有するコネクタ部４１ｂの内側に配置され、基板配置部４１ｃに配置される回路基板４４に対して端子ピン４６ａの一端側が接続される。接続端子４６が有する端子ピン４６ａの他端側は、コネクタ部４１ｂに接続される外部のコネクタに対して、電気的に接続することが可能になっている。
【0089】
本実施形態では、端子ピン４６ａはＬ字状に形成されており、回路基板４４に接続される側の部分は、回路基板４４に対して回路基板４４の厚み方向に接続される。端子ピン４６ａにおける、外部のコネクタに対して電気的に接続される側の部分は、径方向に延びて配置される。これにより、接続端子４６は、回路基板４４と外部のコネクタとを、電気的に接続することが可能になっている。
【0090】
次に、第１ハウジング２１に対する集磁ヨークアッセンブリ４０の取り付けの構成について説明する。図６は、第１ハウジング２１に対して集磁ヨークアッセンブリ４０が取り付けられている部分の詳細図である。図７は、図６に示す第１ハウジング２１に集磁ヨークアッセンブリ４０を取り付ける前の状態を示す詳細図である。集磁ヨークアッセンブリ４０は、第１ハウジング２１有する収容部２５に収容されて収容部２５に取り付けられる。
【0091】
収容部２５における集磁ヨークアッセンブリ４０が取り付けられる部分には、径方向における外側に向けて開口する開口部２６（図７参照）が形成されている。収容部２５の開口部２６は、収容部２５の内側の空間の開口部分になっている。また、収容部２５の径方向における外側の面には、開口部２６の側方に、集磁ヨークアッセンブリ４０を収容部２５に取り付ける取付けボルト７８が螺合するねじ孔２７が形成されている。
【0092】
集磁ヨークアッセンブリ４０は、収容部２５に対して径方向における外側から取り付けられる取付フランジ４１ａを有しており、取付けボルト７８を収容部２５のねじ孔２７に螺合させることによって収容部２５に取り付けられる。詳しくは、集磁ヨークアッセンブリ４０を収容部２５に取り付ける際には、取付フランジ４１ａが有する２箇所のブッシュ挿入孔４１ａａ（図５参照）に金属材料からなるブッシュ４８を挿入し、ブッシュ挿入孔４１ａａにブッシュ４８を配置する。
【0093】
集磁ヨークアッセンブリ４０を収容部２５に取り付ける際には、集磁ヨークアッセンブリ４０を、コネクタ部４１ｂが径方向における外側に位置する向きで、基板配置部４１ｃを収容部２５の開口部２６から収容部２５の内側に挿入する。これにより、集磁ヨークアッセンブリ４０における、集磁ヨーク４３や回路基板４４が配置される基板配置部４１ｃは、収容部２５に収容される。さらに、集磁ヨークアッセンブリ４０の取付フランジ４１ａに配置されるブッシュ挿入孔４１ａａに取付けボルト７８を通し、取付けボルト７８を収容部２５のねじ孔２７に螺合させる。これにより、集磁ヨークアッセンブリ４０は第１ハウジング２１の収容部２５に取り付けられ、第１ハウジング２１に固定される。
【0094】
収容部２５の内側に基板配置部４１ｃが収容される状態で第１ハウジング２１に固定される集磁ヨークアッセンブリ４０は、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する一対の集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａ（図５参照）が、一対のステータ部材５１がそれぞれ有するフランジ部５２の近傍に位置する状態で、第１ハウジング２１に固定される。これにより、一対の集磁ヨーク４３は、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａと第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａとのそれぞれが、一対のステータ部材５１のフランジ部５２に対して軸方向において隙間を有して重なる状態で、第１ハウジング２１に固定される。
【0095】
集磁ヨークアッセンブリ４０が第１ハウジング２１に取り付けられた状態では、集磁ヨークアッセンブリ４０が有するコネクタ部４１ｂは、収容部２５の外部に露出して配置される。コネクタ部４１ｂには、トルクセンサ１０からの電気信号をＥＣＵ１００に伝達する信号線のコネクタが接続されることにより、コネクタ部４１ｂに配置される接続端子４６は、電気信号をＥＣＵ１００に伝達する信号線に対して、電気的に接続される。
【0096】
次に、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置関係について説明する。図８は、ステータ部材５１のフランジ部５２と一対の集磁ヨーク４３との相対的な位置関係を示す模式図である。一対の集磁ヨーク４３は、それぞれ一対のステータ部材５１のフランジ部５２の近傍で、フランジ部５２に対して軸方向における同じ方向側から対向して配置されている。つまり、第１集磁ヨーク４３ａは、集磁部４３ａａが第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａの近傍の位置で第１フランジ部５２ａとの間に隙間をあけて、第１フランジ部５２ａに対して軸方向における一方側から対向している。また、第２集磁ヨーク４３ｂは、集磁部４３ｂａが第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂの近傍の位置で第２フランジ部５２ｂとの間に隙間をあけて、第２フランジ部５２ｂに対して軸方向における一方側から対向している。
【0097】
本実施形態では、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａと第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａとは、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａや第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに対して、軸方向において、第２ハウジング３１の内側に配置される軸受６５が位置する側の反対側から対向している。
【0098】
また、一対の集磁ヨーク４３と一対のステータ部材５１とは、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａと第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａとの軸方向における間隔と、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａと第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂとの間隔とが、同程度の大きさになっている。このため、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａと第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａとの軸方向におけるギャップＧａと、第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａと第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂとの軸方向におけるギャップＧｂとは、同程度の大きさになっている。
【0099】
次に、操舵装置８０の作用について説明する。操舵装置８０が搭載される車両の運転時に、ステアリングホイール８１が操作をされた場合は、ステアリングホイール８１に付与された操舵力は、ステアリングホイール８１からステアリングシャフト８２に伝えられる。ステアリングシャフト８２に伝えられた操舵力は、操舵トルクとしてステアリングシャフト８２からインタミシャフト８５に伝達され、インタミシャフト８５からスタブシャフト８７を経て第１ピニオンギア８８ａに伝達される。これにより、第１ピニオンギア８８ａを有するステアリングギア８８は、第１ピニオンギア８８ａから伝達された回転運動を、ラックバー８８ｂの直線運動に変換し、タイロッド８９を動作させる。
【0100】
また、本実施形態に係る操舵装置８０は、運転者の操舵をアシストする補助操舵トルクを発生させる電動モータ１０２を有している。電動モータ１０２は、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａと間に亘って配置されるトルクセンサ１０により検出した操舵トルクに基づいて補助操舵トルクを発生する。
【0101】
トルクセンサ１０は、スタブシャフト８７に付与された操舵トルクを、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとが相対回転した際における相対回転の角度に基づいて検出する。即ち、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、トーションバー８７ａを介して連結されているため、スタブシャフト８７に操舵トルクが付与された際には、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間では、トーションバー８７ａを介して操舵トルクが伝達される。その際に、トーションバー８７ａが僅かに捩じれることにより、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとは、相対回転をする。
【0102】
トルクセンサ１０は、マグネット５６がスタブシャフト８７に取り付けられ、ステータ部材５１が第１ピニオンギア８８ａに取り付けられることにより、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとが相対回転をした際には、トルクセンサ１０が有するマグネット５６とステータ部材５１も、相対的に回転をする。マグネット５６とステータ部材５１と相対回転の角度は、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間で作用する操舵トルクが大きくなるに従って相対回転の角度が大きくなる。
【0103】
マグネット５６とステータ部材５１とが相対回転した場合は、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束が変化する。ステータ部材５１の近傍に配置される一対の集磁ヨーク４３は、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束の変化を検出することが可能になっている。つまり、第１集磁ヨーク４３ａは、マグネット５６から第１ステータ部材５１ａに作用する磁束の変化を、集磁部４３ａａによって第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａから検出することができ、第２集磁ヨーク４３ｂは、マグネット５６から第２ステータ部材５１ｂに作用する磁束の変化を、集磁部４３ｂａによって第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂから検出することができる。このため、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの相対回転に伴ってマグネット５６とステータ部材５１が相対回転をした際には、ステータ部材５１の近傍に配置される一対の集磁ヨーク４３は、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束の変化を検出することができる。
【0104】
このように、一対の集磁ヨーク４３で検出する、マグネット５６からステータ部材５１に対して作用する磁束は、マグネット５６とステータ部材５１と相対回転の角度に応じて変化する。ホールＩＣ４５は、集磁ヨーク４３によって検出したマグネット５６とステータ部材５１との相対回転の角度に応じて変化する磁束を、ホール素子で検出すると共に出力回路で電気信号に変換し、接続端子４６から第１ハウジング２１の外部に伝達してＥＣＵ１００に伝達する。つまり、トルクセンサ１０は、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束の変化を集磁ヨーク４３とホールＩＣ４５とで検出することにより、スタブシャフト８７に付与された操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクを電気信号としてＥＣＵ１００に伝達する。
【0105】
ＥＣＵ１００は、トルクセンサ１０から伝達された電気信号に基づいて電動モータ１０２を作動させ、電動モータ１０２に補助操舵トルクを発生させる。つまり、トルクセンサ１０のホールＩＣ４５からＥＣＵ１００に伝達された電気信号は、マグネット５６とステータ部材５１との相対回転の角度に応じて変化し、スタブシャフト８７と第１ピニオンギア８８ａとの間で作用する操舵トルクＴに基づいて変化する。このため、ＥＣＵ１００は、トルクセンサ１０のホールＩＣ４５から伝達された電気信号を、スタブシャフト８７及び第１ピニオンギア８８ａに作用する操舵トルクＴによって変化する情報として使用し、ホールＩＣ４５から伝達される電気信号に基づいて電動モータ１０２へ供給する電力値Ｘを調節し、電動モータ１０２に補助操舵トルクを発生させる。
【0106】
即ち、ＥＣＵ１００は、トルクセンサ１０から操舵トルクＴの信号を取得し、車速センサ１０１から車両の車速信号Ｖを取得し、さらに、電動モータ１０２に設けられた回転検出装置から電動モータ１０２の動作情報Ｙを取得し、これらの動作情報Ｙと操舵トルクＴと車速信号Ｖとに基づいて電動モータ１０２に補助操舵トルクを発生させる。電動モータ１０２で発生した補助操舵トルクは、第２ピニオンギア８８ｃに伝達される。第２ピニオンギア８８ｃを有するステアリングギア８８は、第２ピニオンギア８８ｃから伝達された回転運動を、ラックバー８８ｂの直線運動に変換する。これにより、運転者がステアリングホイール８１に付与した操舵力は、電動モータ１０２で発生した補助操舵トルクによりアシストされる。
【0107】
ここで、トルクセンサ１０によって操舵トルクを検出する際における検出精度は、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを極力小さくすることにより、ステータ部材５１を通る磁束を集磁ヨーク４３によって効率良く集磁することができ、操舵トルクの検出精度を高めることができる。しかし、集磁ヨーク４３はハウジング２０に固定されており、ステータ部材５１は第１ピニオンギア８８ａに固定されている。このため、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを小さくした場合、軸方向におけるハウジング２０と第１ピニオンギア８８ａとの相対的な位置関係が規定の位置関係からずれた際に、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とが衝突してしまうことが考えられる。
【0108】
例えば、軸受６５は、外輪６５ａや内輪６５ｂと転動体６５ｃとの間の隙間である内部隙間に応じて外輪６５ａと内輪６５ｂとが軸方向に相対的に動くことができるため、軸受６５によって回転自在に支持される第１ピニオンギア８８ａは、軸受６５に内部隙間に応じて、ハウジング２０に対して軸方向に相対移動することができる。このため、第１ピニオンギア８８ａを支持する軸受６５に、内部隙間が大きい軸受６５が用いられる場合、第１ピニオンギア８８ａに固定されるステータ部材５１は、ハウジング２０に固定される集磁ヨーク４３に対して、軸方向における相対的な位置が大きくずれてしまい、相対的な位置が設計時の位置から大きくずれてしまうことがある。この場合、ステータ部材５１は、ステータ部材５１のフランジ部５２が集磁ヨーク４３に対して衝突してしまうことが考えられる。
【0109】
このため、トルクセンサ１０が搭載される車種が、トルクの検出精度が低分解能でもよい車種の場合は、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを大きくすることにより、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３との衝突を回避することができる。つまり、トルクの検出精度が低分解能でもよい車種では、ステータ部材５１を通る磁束を集磁ヨーク４３によって検出する際の検出精度が低くてもよいため、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを大きく設定することができる。これにより、第１ピニオンギア８８ａに固定されるステータ部材５１が、ハウジング２０に固定される集磁ヨーク４３に対して、軸方向における相対的な位置が設計時の位置から大きくずれた場合でも、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とが衝突することを回避することができる。
【0110】
一方で、トルクセンサ１０が搭載される車種が、トルクを高分解能で検出する必要がある車種の場合は、ステータ部材５１を通る磁束を集磁ヨーク４３によって検出する際に、高い精度で検出する必要がある。このため、高分解能でトルクを検出する必要がある車種に搭載されるトルクセンサ１０では、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを、極力小さくする必要がある。本実施形態では、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂが大きいトルクセンサ１０と、ギャップＧａ、Ｇｂが小さいトルクセンサ１０とで、集磁ヨーク４３やステータ部材５１に互いに同じものを用いることができる。
【0111】
図９は、高分解能でトルクを検出するトルクセンサ１０のステータ部材５１のフランジ部５２と一対の集磁ヨーク４３との相対的な位置関係を示す模式図である。集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを小さくするトルクセンサ１０では、ギャップＧａ、Ｇｂが大きいトルクセンサ１０と比較して、集磁ヨーク４３全体を、軸方向において集磁部４３ａａ、４３ｂａをステータ部材５１のフランジ部５２に近付けることができる位置に配置する。つまり、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを小さくするトルクセンサ１０では、ギャップＧａ、Ｇｂが大きいトルクセンサ１０と比較して、ハウジング２０に固定する集磁ヨークアッセンブリ４０を、ギャップＧａ、Ｇｂを小さくすることができる方向に軸方向にずらした位置に固定する。
【0112】
本実施形態では、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａと第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａとは、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａや第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに対して、軸方向において、第２ハウジング３１の内側に配置される軸受６５が位置する側の反対側から対向している。このため、ギャップＧａ、Ｇｂを小さくするトルクセンサ１０では、ギャップＧａ、Ｇｂが大きいトルクセンサ１０と比較して、ハウジング２０に固定する集磁ヨークアッセンブリ４０を、軸方向において第２ハウジング３１の内側に配置される軸受６５が位置する側に近付く方向にずらして固定する。
【0113】
つまり、ギャップＧａ、Ｇｂを小さくするトルクセンサ１０では、ギャップＧａ、Ｇｂが大きいトルクセンサ１０と比較して、第１ハウジング２１に形成する収容部２５（図４、図７参照）を、軸方向において第２ハウジング３１が位置する側に近付けて形成する。このように、第１ハウジング２１に形成する収容部２５を、軸方向において第２ハウジング３１が位置する側に近付けて形成し、当該収容部２５に集磁ヨークアッセンブリ４０を収容して第１ハウジング２１に集磁ヨークアッセンブリ４０を固定することにより、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する集磁ヨーク４３を、ギャップＧａ、Ｇｂが大きいトルクセンサ１０と比較して、軸方向において第２ハウジング３１が位置する側にずらした位置に配置することができる。
【0114】
一方で、トルクセンサ１０によってトルクを高分解能で検出する必要がある車種では、部品の加工精度や組み立て精度が、トルクの検出精度が低分解能でもよい車種と比較して高い傾向にある。例えば、トルクを高分解能で検出する必要がある車種では、第１ピニオンギア８８ａを回転自在に支持する軸受６５には、トルクの検出精度が低分解能でもよい車種に用いられる軸受６５と比較して、内部隙間が小さいものが用いられる。内部隙間が小さい軸受６５は、内部隙間が大きい軸受６５よりも外輪６５ａと内輪６５ｂとが軸方向に相対的に動くことができる範囲が小さいため、軸受６５により支持される第１ピニオンギア８８ａは、ハウジング２０に対して軸方向に相対移動することができる範囲が、軸受６５に内部隙間が大きいものが用いられる場合よりも小さくなる。
【0115】
このため、第１ピニオンギア８８ａを支持する軸受６５に、内部隙間が小さい軸受６５が用いられる場合、第１ピニオンギア８８ａに固定されるステータ部材５１は、ハウジング２０に固定される集磁ヨーク４３に対して、軸方向における相対的な位置のずれが小さくなる。これにより、集磁ヨーク４３の集磁部４３ａａ、４３ｂａと、ステータ部材５１のフランジ部５２との軸方向におけるギャップＧａ、Ｇｂを小さくした場合でも、ステータ部材５１のフランジ部５２が、集磁ヨーク４３に対して衝突してしまうことを抑制することができる。
【0116】
以上のように、本実施形態に係るトルクセンサ１０は、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する一対の集磁ヨーク４３のうち、一方の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のうちの一方のステータ部材５１のフランジ部５２に対して軸方向における一方側からステータ部材５１のフランジ部５２に対向している。また、集磁ヨークアッセンブリ４０が有する一対の集磁ヨーク４３のうち、他方の集磁ヨーク４３は、一対のステータ部材５１のうちの他方のステータ部材５１のフランジ部５２に対して軸方向における一方側からフランジ部５２に対向している。つまり、一対の集磁ヨーク４３は、それぞれの集磁ヨーク４３が近傍に位置するステータ部材５１のフランジ部５２に対して、軸方向において同じ方向側からフランジ部５２に対向している。
【0117】
このため、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３との衝突の回避するために、トルクセンサ１０に要求されるトルクの分解能に応じてステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とのギャップＧａ、Ｇｂを調整する際に、要求されるトルクの分解能に関わらず、同じ集磁ヨークアッセンブリ４０を用いることができる。即ち、一対の集磁ヨーク４３は、ステータ部材５１のフランジ部５２に対して軸方向において同じ方向側から対向しているため、ステータ部材５１に対する集磁ヨークアッセンブリ４０の軸方向の位置を調整することにより、２箇所のギャップＧａ、Ｇｂを、互いに同じように変化させることができる。
【0118】
例えば、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａと第１集磁ヨーク４３ａとのギャップＧａを大きくする方向に集磁ヨークアッセンブリ４０の軸方向の位置を調整した場合は、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂと第２集磁ヨーク４３ｂとのギャップＧｂも大きくすることができる。反対に、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａと第１集磁ヨーク４３ａとのギャップＧａを小さく方向に集磁ヨークアッセンブリ４０の軸方向の位置を調整した場合は、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂと第２集磁ヨーク４３ｂとのギャップＧｂも小さくすることができる。
【0119】
これにより、必要とされるステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とのギャップＧａ、Ｇｂごとに集磁ヨークアッセンブリ４０やステータ部材５１を用意することなく、同じ集磁ヨークアッセンブリ４０とステータ部材５１を用いてステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とのギャップＧａ、Ｇｂを調整することができる。このため、高分解能が要求される車種に搭載されるトルクセンサ１０に対しても、低分解能でよい車種に搭載されるトルクセンサ１０に対しても、同じ集磁ヨークアッセンブリ４０を適用することができるため、部品の製造時のコストや管理を行う際のコストを低減することができる。この結果、トルクセンサ１０の仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることにより、製造コストや管理コストを低減することができる。
【0120】
また、ハウジング２０は、第１ハウジング２１と第２ハウジング３１とが連結されるため、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との軸方向における相対的な位置が、設計時の位置に対してずれ易くなっているが、本実施形態では、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置のずれに起因するステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３との衝突を回避することができる。つまり、集磁ヨーク４３を有する集磁ヨークアッセンブリ４０は第１ハウジング２１に取り付けられ、ステータ部材５１は、外輪６５ａが第２ハウジング３１に固定される軸受６５によって回転自在に支持される第１ピニオンギア８８ａに固定されており、集磁ヨーク４３とステータ部材５１とは、互いに異なるハウジング２０に支持されている。このため、トルクセンサ１０の製造時における加工公差の積み上げにより、集磁ヨーク４３とステータ部材５１とは、軸方向における相対的な位置が設計時の位置に対してずれ易くなっている。
【0121】
本実施形態では、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置のずれを考慮して製造した専用の集磁ヨークアッセンブリ４０を用いることなく、集磁ヨークアッセンブリ４０の軸方向における配置位置を調整することにより、集磁ヨーク４３とステータ部材５１の２箇所のギャップＧａ、Ｇｂを、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置のずれを考慮した大きさにすることができる。これにより、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置にずれが発生した場合でも、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とが衝突することを回避することができる。この結果、トルクセンサ１０の仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることにより製造コストや管理コストの低減を図りつつ、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３との衝突を抑制することができる。
【0122】
また、集磁ヨークアッセンブリ４０は、第１ハウジング２１の収容部２５に径方向における外側から挿入され、取付フランジ４１ａが第１ハウジング２１に取り付けられることにより第１ハウジング２１に固定されるため、集磁ヨークアッセンブリ４０は、取付フランジ４１ａに形成されるブッシュ挿入孔４１ａａ（図５参照）の加工公差やブッシュ挿入孔４１ａａに挿入されるブッシュ４８（図５参照）の加工公差に起因して、設計時の位置に対してずれたり角度が傾いたりして固定され易くなる。集磁ヨークアッセンブリ４０の位置がずれたり、角度が傾いたりした場合は、集磁ヨーク４３とステータ部材５１と相対的な位置関係が、設計時の位置関係に対してずれることになるが、本実施形態では、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置関係のずれに起因するステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３との衝突を回避することができる。
【0123】
つまり、本実施形態では、集磁ヨークアッセンブリ４０の軸方向における配置位置を調整することにより、集磁ヨーク４３とステータ部材５１の２箇所のギャップＧａ、Ｇｂを調整することができる。このため、集磁ヨーク４３とステータ部材５１と相対的な位置関係ずれを考慮して製造した専用の集磁ヨークアッセンブリ４０を用いることなく、集磁ヨーク４３とステータ部材５１の２箇所のギャップＧａ、Ｇｂを、集磁ヨーク４３とステータ部材５１と相対的な位置関係ずれを考慮した大きさにすることができる。これにより、集磁ヨーク４３とステータ部材５１との相対的な位置関係にずれが発生した場合でも、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３とが衝突することを回避することができる。この結果、トルクセンサ１０の仕様が異なる場合でも同種の部品を使い回すことを可能とすることにより製造コストや管理コストの低減を図りつつ、ステータ部材５１のフランジ部５２と集磁ヨーク４３との衝突を抑制することができる。
【0124】
［変形例］
なお、上述した実施形態では、一対の集磁ヨーク４３は、いずれも軸方向における同じ方向側から、一対のステータ部材５１のフランジ部５２に対して対向しているが、一対の集磁ヨーク４３が軸方向においてステータ部材５１のフランジ部５２に対して対向する方向は、周囲の部材の配置構成に基づいて決めるのが好ましい。例えば、一対の集磁ヨーク４３は、軸方向において一対のステータ部材５１から磁性体Ｍｇまでの距離が大きい側からステータ部材５１のフランジ部５２に対向するのが好ましい。
なお、上述した実施形態では、一対の集磁ヨーク４３は、いずれも軸方向における同じ方向側から、一対のステータ部材５１のフランジ部５２に対して対向しているが、一対の集磁ヨーク４３が軸方向においてステータ部材５１のフランジ部５２に対して対向する方向は、周囲の部材の配置構成に基づいて決めるのが好ましい。例えば、一対の集磁ヨーク４３は、軸方向において一対のステータ部材５１から磁性体Ｍｇまでの距離が大きい側からステータ部材５１のフランジ部５２に対向するのが好ましい。
【0125】
図１０は、第２ハウジング３１に配置される軸受６５よりも第１ハウジング２１に配置される軸受６０の方がステータ部材５１のフランジ部５２までの距離が大きい状態を示す模式図である。図１１は、第１ハウジング２１に配置される軸受６０よりも第２ハウジング３１に配置される軸受６５の方がステータ部材５１のフランジ部５２までの距離が大きい状態を示す模式図である。一対の集磁ヨーク４３は、例えば、スタブシャフト８７や第１ピニオンギア８８ａを回転自在に支持する軸受６０、６５を、一対の集磁ヨーク４３の配置の仕方の決定に用いる磁性体Ｍｇとして用いる場合には、軸方向においてステータ部材５１から離れている側の軸受６０、６５が位置する側から、ステータ部材５１のフランジ部５２に対向させてもよい。つまり、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａと第１ハウジング２１に配置される軸受６０との軸方向における距離をＨ１とし、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂと第２ハウジング３１に配置される軸受６５との軸方向における距離をＨ２とする場合に、集磁ヨーク４３は、距離Ｈ１と距離Ｈ２とのうち値が大きい方の軸受６０、６５が位置する側から、ステータ部材５１のフランジ部５２に対向させてもよい。
【0126】
具体的には、距離Ｈ１と距離Ｈ２との関係が、Ｈ１＞Ｈ２である場合は、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａを、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａに対して軸方向において軸受６０が位置する側に配置し、第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａも、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに対して軸方向において軸受６０が位置する側に配置する。また、距離Ｈ１と距離Ｈ２との関係が、Ｈ１＜Ｈ２である場合は、第１集磁ヨーク４３ａの集磁部４３ａａを、第１ステータ部材５１ａの第１フランジ部５２ａに対して軸方向において軸受６５が位置する側に配置し、第２集磁ヨーク４３ｂの集磁部４３ｂａも、第２ステータ部材５１ｂの第２フランジ部５２ｂに対して軸方向において軸受６５が位置する側に配置する。
【0127】
集磁ヨーク４３を、ステータ部材５１のフランジ部５２に対してこれらのように配置することにより、磁性体Ｍｇである軸受６０、６５から集磁ヨーク４３を極力遠ざけることができる。これにより、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束の変化を集磁ヨーク４３で検出する際に、集磁ヨーク４３の近傍に磁性体Ｍｇが配置されることに起因して、磁性体Ｍｇによって磁束が乱れて集磁ヨーク４３で検出されることを抑制することができる。この結果、マグネット５６からステータ部材５１に作用する磁束を集磁ヨーク４３によって精度良く検出することができ、操舵トルクを適切に検出することができる。
【0128】
以上、本開示の好適な実施形態を説明したが、本開示は上記の実施形態に記載されたものに限定されない。実施形態や変形例として説明した構成は、適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0129】
１０ トルクセンサ
２０ ハウジング
２１ 第１ハウジング
３１ 第２ハウジング
４０ 集磁ヨークアッセンブリ
４１ センサハウジング
４１ａ 取付フランジ
４３ 集磁ヨーク
４３ａ 第１集磁ヨーク
４３ｂ 第２集磁ヨーク
４４ 回路基板
４５ ホールＩＣ
５０ ステータアッセンブリ
５１ ステータ部材
５１ａ 第１ステータ部材
５１ｂ 第２ステータ部材
５２ フランジ部
５２ａ 第１フランジ部
５２ｂ 第２フランジ部
５３ ティース部
５３ａ 第１ティース部
５３ｂ 第２ティース部
５６ マグネット
６０、６５ 軸受
６０ａ、６５ａ 外輪
６０ｂ、６５ｂ 内輪
６０ｃ、６５ｃ 転動体
７０ 磁気シールドカバー
８０ 操舵装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８４、８６ ユニバーサルジョイント
８５ インタミシャフト
８７ スタブシャフト
８７ａ トーションバー
８８ ステアリングギア
８８ａ 第１ピニオンギア
８８ｂ ラックバー
８８ｃ 第２ピニオンギア
８９ タイロッド
９０ ラックハウジング
１００ ＥＣＵ
１０１ 車速センサ
１０２ 電動モータ
１０３ イグニッションスイッチ
１０４ 電源装置
２０ ハウジング
２１ 第１ハウジング
３１ 第２ハウジング
４０ 集磁ヨークアッセンブリ
４１ センサハウジング
４１ａ 取付フランジ
４３ 集磁ヨーク
４３ａ 第１集磁ヨーク
４３ｂ 第２集磁ヨーク
４４ 回路基板
４５ ホールＩＣ
５０ ステータアッセンブリ
５１ ステータ部材
５１ａ 第１ステータ部材
５１ｂ 第２ステータ部材
５２ フランジ部
５２ａ 第１フランジ部
５２ｂ 第２フランジ部
５３ ティース部
５３ａ 第１ティース部
５３ｂ 第２ティース部
５６ マグネット
６０、６５ 軸受
６０ａ、６５ａ 外輪
６０ｂ、６５ｂ 内輪
６０ｃ、６５ｃ 転動体
７０ 磁気シールドカバー
８０ 操舵装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８４、８６ ユニバーサルジョイント
８５ インタミシャフト
８７ スタブシャフト
８７ａ トーションバー
８８ ステアリングギア
８８ａ 第１ピニオンギア
８８ｂ ラックバー
８８ｃ 第２ピニオンギア
８９ タイロッド
９０ ラックハウジング
１００ ＥＣＵ
１０１ 車速センサ
１０２ 電動モータ
１０３ イグニッションスイッチ
１０４ 電源装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】