(57)【要約】【課題】小型化を図ることができる磁気センサを提供する。【解決手段】回路基板５０は、開口部５５が形成され、開口部５５よりセンサハウジング４０の一端部側となる前方領域５２ａと、開口部５５を挟んで前方領域と反対側に位置する後方領域５２ｂとを有する構成とする。磁気検出素子６０は、対向する一対の辺部６１ａを有する本体部６１と、一対の辺部に備えられた端子部６２とを有する構成とする。そして、回路基板５０の面方向に対する法線方向から視たとき、本体部６１が開口部５５と重複し、かつ一対の辺部６１ａに備えられた一方の端子部６２が前方領域５２ｂに位置すると共に、一対の辺部６１ａに備えられた他方の端子部６２が後方領域５２ｂに位置する状態で回路基板５０に実装されるようにする。また、磁束誘導部材６０は、一部が開口部５５内に配置されて本体部と対向するようにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された第１磁気回路部（２１）と第２磁気回路部（２２）との間に発生する磁束に応じた電気信号を出力する磁気センサであって、
一端部側に収容凹部（４３）が形成され、前記一端部側が前記第１磁気回路部および前記第２磁気回路部側に向けられて配置されるセンサハウジング（４０）と、
前記収容凹部に搭載される回路基板（５０）と、
前記回路基板に実装され、前記磁束に応じた電気信号を出力する磁気検出素子（６０）と、
軟磁性体で形成され、前記磁束を前記磁気検出素子へと誘導し、一部が前記磁気検出素子を挟んで対向するように配置される一対の磁束誘導部材（７１、７２）と、を備え、
前記回路基板は、開口部（５５）が形成され、前記開口部より前記センサハウジングの一端部側に位置する前方領域（５２ａ）と、前記開口部を挟んで前記前方領域と反対側に位置する後方領域（５２ｂ）とを有しており、
前記磁気検出素子は、対向する一対の辺部（６１ａ）を有する本体部（６１）と、前記一対の辺部に備えられた端子部（６２）とを有しており、前記回路基板の面方向に対する法線方向から視たとき、前記本体部が前記開口部と重複し、かつ前記一対の辺部に備えられた一方の端子部が前記前方領域に位置すると共に、前記一対の辺部に備えられた他方の端子部が前記後方領域に位置する状態で前記回路基板に実装されており、
前記一対の磁束誘導部材は、一方の磁束誘導部材が前記開口部内に配置されている磁気センサ。
【請求項２】
前記回路基板は、前記センサハウジングの一端部側と反対側に位置する第１部位（５１）と、前記センサハウジングの一端部側に位置する第２部位（５２）と、を有し、前記第２部位に前記開口部が形成されることで前記前方領域および前記後方領域が構成されており、前記第１部位と前記第２部位との配列方向と交差する方向の長さを幅とすると、前記第２部位の幅が前記第１部位の幅より狭くされている請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記センサハウジングには、前記一端部側に、前記センサハウジングとは別部品として構成されたキャップ（１００）が配置されている請求項１または２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記キャップは、外壁面に形成された溝部（１０１）にシール材（１１０）としてのＯリングが配置されている請求項３に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記センサハウジングには、前記収容凹部に、前記一対の磁束誘導部材、前記回路基板、前記磁気検出素子を一体的に被覆する防水性の被覆材（８０）が配置されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の磁気センサ。
【請求項６】
第１シャフト（１１）と第２シャフト（１２）とを回転中心軸（Ｃ）上にて同軸的に連結するトーションバー（１３）に、前記回転中心軸を中心とした前記第１シャフトと前記第２シャフトとの相対回転に起因して発生する、捩りトルクに対応した電気信号を出力するように構成されたトルク検出装置（１０）であって、
前記回転中心軸を囲む周方向に交互に磁極が反転するように構成されていて前記相対回転に伴って前記回転中心軸を中心として回転するように前記トーションバーと同軸的に配置された多極磁石（２０）の、前記回転中心軸と平行な軸方向における一方側に配置された前記第１磁気回路部と、
前記多極磁石の前記軸方向における他方側に配置された前記第２磁気回路部と、
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の磁気センサと、を備え、
前記磁気センサは、前記磁束誘導部材が前記第１磁気回路部と前記第２磁気回路部とによって形成される磁気回路と磁気結合されるように配置されており、
前記磁束誘導部材は、前記第１磁気回路部と対向して配置される本体部（７１ａ）を有する第１磁束誘導部材（７１）と、前記第２磁気回路部と対向して配置される本体部（７２ａ）を有する第２磁束誘導部材（７２）とを有し、
前記第１磁束誘導部材における本体部および前記第２磁束誘導部材における本体部は、
前記回転中心軸と直交しつつ前記本体部と交差する仮想線を基準線（Ｋ）とすると、前記基準線を挟んで位置する一対の外端部位（７１１、７２１）を有する形状とされ、かつ前記回転中心軸との間隔（ｄ）において、前記外端部位側が前記一対の外端部位で挟まれる中間部位側よりも長くなる形状とされ、さらに、前記回転中心軸と、前記外端部位のうちの前記回転中心軸側の部分とを結ぶ二本の仮想線（ＯＭ１、ＯＭ２）で区画される前記第１シャフトの周方向範囲を磁束放射範囲とすると、前記磁束放射範囲に含まれる前記多極磁石の磁極数が所定範囲数内となる形状とされているトルク検出装置。
【請求項７】
前記第１磁束誘導部材における本体部および前記第２磁束誘導部材における本体部は、前記磁束放射範囲に含まれる前記多極磁石の磁極数が１．２〜２．８極となる構成とされている請求項６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、磁束誘導部材を有する磁気センサおよびそれを用いたトルク検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トーションバーの捩れに伴って変化する磁束を検出することによってトルクを検出するトルク検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、このトルク検出装置は、トーションバーの捩りに応じた磁束を発生する磁気回路部を備えている。また、トルク検出装置は、磁気回路部と磁気結合されて磁束を誘導する磁束誘導部材、および磁束誘導部材で誘導された磁束に応じた電気信号を出力する磁気検出素子を有する磁気センサを備えている。
【０００３】
そして、トルク検出装置は、取付孔が形成された収容壁内に磁気回路部等が収容され、磁気センサのうちの磁束誘導部材が磁気回路部に近接するように取付孔に取り付けられることによって構成される。
【０００４】
磁気センサは、センサハウジングを備え、センサハウジングに、磁気検出素子が実装された回路基板、および磁束誘導部材等が配置されることで構成されている。具体的には、この回路基板は、磁気センサが取付孔に取り付けられた際に磁気回路部側となる外縁に開口すると共に磁気センサの挿入方向に沿って延設され、磁束誘導部材の一部が挿入される切欠部が形成されている。磁気検出素子は、ホール素子等を封止し、一対の対向する辺部を有する平面略矩形状とされた本体部と、一対の対向する辺部にそれぞれ備えられた端子部とを有している。そして、磁気検出素子は、本体部が切欠部上に位置し、各辺部に備えられた端子部が開口部を挟んで反対側に位置するように回路基板に配置されている。つまり、磁気検出素子は、挿入方向と交差する方向に端子部が延びるように回路基板に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１０２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような磁気センサでは、トルク検出装置を構成する際、磁気回路部に対する挿入方向と交差する方向に端子部が延びるように配置されており、挿入方向と交差する方向の長さが長くなり易い。このため、収容壁に形成される取付孔が大きくなり易く、搭載スペースが大きくなり易い。しかしながら、近年では、車両等に搭載される場合には、車両搭載性向上の観点から磁気センサの小型化、搭載スペースの縮小が望まれている。
【０００７】
本発明は上記点に鑑み、小型化を図ることができる磁気センサおよびそれを用いたトルク検出装置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】
上記目的を達成するための請求項１の磁気センサは、一端部側に収容凹部（４３）が形成され、一端部側が第１磁気回路部および第２磁気回路部側に向けられて配置されるセンサハウジング（４０）と、収容凹部に搭載される回路基板（５０）と、回路基板に実装され、磁束に応じた電気信号を出力する磁気検出素子（６０）と、軟磁性体で形成され、磁束を磁気検出素子へと誘導する磁束誘導部材（７１、７２）と、を備えている。そして、回路基板は、開口部（５５）が形成され、開口部よりセンサハウジングの一端部側となる前方領域（５２ａ）と、開口部を挟んで前方領域と反対側に位置する後方領域（５２ｂ）とを有しており、磁気検出素子は、対向する一対の辺部（６１ａ）を有する本体部（６１）と、一対の辺部に備えられた端子部（６２）とを有しており、回路基板の面方向に対する法線方向から視たとき、本体部が開口部と重複し、かつ一対の辺部に備えられた一方の端子部が前方領域に位置すると共に、一対の辺部に備えられた他方の端子部が後方領域に位置する状態で回路基板に実装されており、磁束誘導部材は、一部が開口部内に配置されて本体部と対向している。
【０００９】
これによれば、磁気検出素子は、前方領域および後方領域に端子部が位置するように回路基板に実装される。このため、回路基板における前方領域と後方領域との配列方向と交差する方向の長さが長くなることを抑制できる。つまり、磁気センサは、トルク検出装置を構成する場合、一端部側が磁気回路部側に向けられて配置されるが、トルク検出装置を構成する際の挿入方向と交差する方向の長さが長くなることを抑制できる。また、磁気センサは、トルク検出装置を構成する場合、壁等に形成された孔に取り付けられるが、挿入方向と交差する方向の長さが長くなることを抑制できるため、孔の大きさを小さくできる。このため、搭載スペースの縮小も図ることができる。
【００１０】
また、請求項６のトルク検出装置では、回転中心軸を囲む周方向に交互に磁極が反転するように構成されていて相対回転に伴って回転中心軸を中心として回転するようにトーションバーと同軸的に配置された多極磁石（２０）の、回転中心軸と平行な軸方向における一方側に配置された第１磁気回路部と、多極磁石の軸方向における他方側に配置された第２磁気回路部と、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の磁気センサと、を備えている。そして、磁気センサは、磁束誘導部材が第１磁気回路部と第２磁気回路部とによって形成される磁気回路と磁気結合されるように配置されており、磁束誘導部材は、第１磁気回路部と対向して配置される本体部（７１ａ）を有する第１磁束誘導部材（７１）と、第２磁気回路部と対向して配置される本体部（７２ａ）を有する第２磁束誘導部材（７２）とを有し、第１磁束誘導部材における本体部および第２磁束誘導部材における本体部は、回転中心軸と直交しつつ本体部と交差する仮想線を基準線（Ｋ）とすると、基準線を挟んで位置する一対の外端部位（７１１、７２１）を有する形状とされ、かつ回転中心軸との間隔（ｄ）において、外端部位側が一対の外端部位で挟まれる中間部位よりも長くなる形状とされ、さらに、回転中心軸と、外端部位のうちの回転中心軸側の部分とを結ぶ二本の仮想線（ＯＭ１、ＯＭ２）で区画される第１シャフトの周方向範囲を磁束放射範囲とすると、磁束放射範囲に含まれる多極磁石の磁極数が所定範囲数内となる形状とされている。
【００１１】
これによれば、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の磁気センサを備えているため、トルク検出装置の小型化を図ることができる。また、磁束誘導部材の本体部が多極磁石との関係によって形状が規定されているため、ノイズの影響の低減を図ることができる。
【００１２】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態におけるトルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】図１に示されたトルク検出装置の分解斜視図である。
【図３】図２に示されたトルク検出装置の組み付け状態における、多極磁石、第１磁気回路部、および第２磁気回路部を拡大した斜視図である。
【図４Ａ】図３に示された多極磁石、第１磁気回路部、および第２磁気回路部の相対回転状態を示す側面図である。
【図４Ｂ】図３に示された多極磁石、第１磁気回路部、および第２磁気回路部の相対回転状態を示す側面図である。
【図４Ｃ】図３に示された多極磁石、第１磁気回路部、および第２磁気回路部の相対回転状態を示す側面図である。
【図５】磁気センサの正面図である。
【図６】図５中のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７Ａ】回路基板の平面図である。
【図７Ｂ】磁気検出素子を搭載した回路基板の平面図である。
【図８】磁気センサを収容壁に取り付けてトルク検出装置を構成した模式図である。
【図９】第１歯部から第１リング板部への磁束の流れを説明するための図である。
【図１０】第１磁束誘導部材と第１磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図１１】図１０中のXI方向から視た平面図である。
【図１２】図１０中のXII−XII線に沿った断面図である。
【図１３】放射範囲磁極数と触れ回りノイズとの関係に関するシミュレーション結果を示す図であり、多極磁石の磁極数が１６極である場合の図である。
【図１４】トーションバーの捩れ角と、磁気検出素子を通過する磁束密度との関係に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】第１実施形態の変形例における放射範囲磁極数と触れ回りノイズとの関係に関するシミュレーション結果を示す図であり、多極磁石の磁極数が２０極である場合の図である。
【図１６】第２実施形態における磁気センサの平面図である。
【図１７】第２実施形態における磁気センサの断面図である。
【図１８】第３実施形態におけるトルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図１９】第３実施形態における磁気センサの断面図である。
【図２０】磁気センサを収容壁に取り付けてトルク検出装置を構成した模式図である。
【図２１】第３実施形態の変形例における磁気センサを収容壁に取り付けてトルク検出装置を構成した模式図である。
【図２２】第４実施形態における磁気センサの平面図である。
【図２３】第４実施形態における磁気センサの断面図である。
【図２４】第５実施形態における第１磁束誘導部材と第１磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図２５】第６実施形態における第１磁束誘導部材と第１磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図２６】図２５中のXXVI方向から視た平面図である。
【図２７】図２５中のXXVII−XXVII線に沿った断面図である。
【図２８】第７実施形態における第１、第２磁束誘導部材と、第１、第２磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図２９】第７実施形態の変形例における第１、第２磁束誘導部材と、第１、第２磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図３０】第８実施形態における第１磁束誘導部材と第１磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図３１】第９実施形態における第１磁束誘導部材と第１磁気回路部との配置関係を示す図である。
【図３２】図３１中のXXXII方向から視た平面図である。
【図３３Ａ】他の実施形態における回路基板の平面図である。
【図３３Ｂ】他の実施形態における回路基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、磁気センサを用いてトルク検出装置を構成し、当該トルク検出装置を用いて電動パワーステアリング装置を構成した例について説明する。なお、本実施形態では、いわゆるコラムタイプの電動パワーステアリング装置について説明する。
【００１６】
まず、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール５と、電動モータ６と、ステアリングギア機構７と、リンク機構８と、トルク検出装置１０とを備えている。そして、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール５の操作状態に応じて電動モータ６を駆動し、電動モータ６の駆動力をステアリングギア機構７に伝達する。これにより、電動パワーステアリング装置１は、リンク機構８を介して車輪Ｔの向きを変更するための操舵力をアシストする。
【００１７】
トルク検出装置１０は、ステアリングホイール５の操作状態に応じた電気信号（例えば、電圧）を出力するように、ステアリングホイール５とステアリングギア機構７との間に設けられている。具体的には、トルク検出装置１０は、第１シャフト１１と第２シャフト１２との連結部分に配置されている。第１シャフト１１は、ステアリングホイール５と共に回転するように、図示しない連結機構を介してステアリングホイール５と連結されている。第２シャフト１２は、図示しない連結機構を介してステアリングギア機構７と連結されている。
【００１８】
第１シャフト１１と第２シャフト１２とは、トーションバー１３を介して、回転中心軸Ｃ上にて同軸的に連結されている。そして、トルク検出装置１０は、回転中心軸Ｃを中心とした第１シャフト１１と第２シャフト１２との相対回転に起因してトーションバー１３に発生する捩りトルクに対応した電気信号を出力するように構成されている。なお、トーションバー１３は、後述する図２に示されているように、第１シャフト１１および第２シャフト１２に対して固定ピン１４で固定されている。
【００１９】
次に、本実施形態におけるトルク検出装置１０の基本的な構成について、図２を参照しつつ説明する。なお、説明の便宜上、以下の各図では、Ｚ軸が回転中心軸Ｃと平行となる右手系ＸＹＺ直交座標系を適宜設定する。この際、Ｚ軸と平行な方向を「軸方向」とも称する。また、Ｘ軸と平行な方向を「幅方向」とも称する。さらに、説明の便宜上、Ｚ軸正方向側を「上側」とも称し、Ｚ軸負方向側を「下側」とも称する。なお、回転中心軸Ｃは、多くの場合、車高方向と平行とはならない。
【００２０】
トルク検出装置１０は、多極磁石２０を備えている。多極磁石２０は、第１シャフト１１と第２シャフト１２との相対回転に伴って回転中心軸Ｃを中心として回転するように、トーションバー１３と同軸的に配置されている。具体的には、多極磁石２０は、円筒状に形成されており、第１シャフト１１の下端部に固定されている。この多極磁石２０は、回転中心軸Ｃを囲む周方向に交互に磁極が反転するように構成されている。
【００２１】
なお、「周方向」は、典型的には、回転中心軸ＣとＸＹ平面との交点を中心としてＸＹ平面内に形成される円の円周方向である。また、多極磁石２０は、本実施形態では、Ｎ極とＳ極とが各８極、計１６極が２２．５°間隔で配置されている。
【００２２】
多極磁石２０の軸方向における一方側（すなわち、上端部側）には、第１磁気回路部２１が配置されている。第１磁気回路部２１は、第１ヨーク部材２１ａを有している。第１ヨーク部材２１ａは、軟磁性体によって形成されたリング状の部材であって、多極磁石２０の軸方向における一端部（すなわち、上端部）を囲むように設けられている。
【００２３】
具体的には、第１ヨーク部材２１ａは、第１リング板部２１ｂと、複数の第１歯部２１ｃとを有している。第１リング板部２１ｂは、平板状かつリング状に形成されており、回転中心軸Ｃを囲むように設けられている。すなわち、第１リング板部２１ｂには、回転中心軸Ｃを中心とする円形の開口部が形成されている。複数の第１歯部２１ｃは、多極磁石２０を囲むように、周方向に等間隔で配列されている。そして、複数の第１歯部２１ｃの各々は、第１リング板部２１ｂにおける上記の開口部の内縁から、回転中心軸Ｃに沿って、下側に向かって延設されている。
【００２４】
多極磁石２０の軸方向における他方側（すなわち、下端部側）には、第２磁気回路部２２が配置されている。第２磁気回路部２２は、第２ヨーク部材２２ａを有している。第２ヨーク部材２２ａは、軟磁性体によって形成されたリング状の部材であって、多極磁石２０の軸方向における他端部（すなわち、下端部）を囲むように設けられている。
【００２５】
具体的には、第２ヨーク部材２２ａは、第２リング板部２２ｂと、複数の第２歯部２２ｃとを有している。第２リング板部２２ｂは、平板状かつリング状に形成されており、回転中心軸Ｃを囲むように設けられている。すなわち、第２リング板部２２ｂには、回転中心軸Ｃを中心とする円形の開口部が形成されている。複数の第２歯部２２ｃは、多極磁石２０を囲むように、周方向に等間隔で配列されている。そして、複数の第２歯部２２ｃの各々は、第２リング板部２２ｂにおける上記の開口部の内縁から、回転中心軸Ｃに沿って、上側に向かって延設されている。
【００２６】
第１磁気回路部２１と第２磁気回路部２２とは、軸方向に配列されていて、かつ所定のギャップを介して対向配置されている。すなわち、図３に示されているように、第２リング板部２２ｂは、第１リング板部２１ｂと軸方向に対向するように設けられている。換言すれば、第１リング板部２１ｂと第２リング板部２２ｂとは、軸方向から視た場合、互いに重なるように配置されている。また、第１歯部２１ｃと第２歯部２２ｃとは、周方向に交互に配置されている。第１磁気回路部２１および第２磁気回路部２２は、第２シャフト１２の上端部に結合されて第２シャフト１２と一体的に回転することで、多極磁石２０に対して相対的に回転するようになっている。これにより、第１磁気回路部２１と第２磁気回路部２２とは、多極磁石２０が発生する磁界内に磁気回路を形成する。なお、本実施形態では、軸方向が第１、第２磁気回路部２１、２２の配列方向に相当している。
【００２７】
そして、トーションバー１３に対して捩りトルクが作用していない組み付け状態においては、多極磁石２０、第１磁気回路部２１、および第２磁気回路部２２は、図３および図４Ａに示されているように、周方向について中立状態に位相合わせされている。中立状態は、全ての第１歯部２１ｃおよび第２歯部２２ｃの周方向における中心位置が、Ｎ極とＳ極との境界と一致する状態である。そして、第１、第２磁気回路部２１、２２は、第１、第２シャフト１１、１２との相対回転に起因してトーションバー１３に捩りトルクが発生すると、図４Ｂおよび図４Ｃに示されているように位相が中立状態からずれる。これにより、第１、第２磁気回路部２１、２２は、位相ずれ量に応じた磁束密度Ｂを発生させる。
【００２８】
そして、トルク検出装置１０は、図２に示されるように、第１磁気回路部２１および第２磁気回路部２２と近接するように、磁気検出素子６０および第１、第２磁束誘導部材７１、７２を有する磁気センサ３０が配置されることで構成される。磁気センサ３０は、第１、第２磁気回路部２１、２２にて発生する磁束に対応した電気信号、すなわち、トーションバー１３に発生する捩りトルクに対応した電気信号を出力するように構成されている。以下に、本実施形態の磁気センサ３０の詳細な構成について、図５、図６、図７Ａ、図７Ｂを参照しつつ説明する。なお、図５、図６、図７Ａ、図７Ｂ中の右手系ＸＹＺ直交座標系は、図２中の右手系ＸＹＺ直交座標系に対応している。また、図５では、後述する被覆材８０を省略して示している。
【００２９】
本実施形態の磁気センサ３０は、図５および図６に示されるように、センサハウジング４０と、回路基板５０と、磁気検出素子６０と、第１、第２磁束誘導部材７１、７２とを有する構成とされている。
【００３０】
センサハウジング４０は、絶縁性の合成樹脂が型成型されることによって構成されており、ｙ軸方向に延設された柱状の主部４１と、主部４１からｘ軸方向に延設された第１フランジ部４２および第２フランジ部４３とを有している。なお、以下では、センサハウジング４０および主部４１において、図５中の紙面下側を一端部側、図５中の紙面上側を他端部側とも称する。つまり、後述の図８では、センサハウジング４０および主部４１において、第１、第２磁気回路部２１、２２側に位置する端部を一端部側とも称し、当該一端部側と反対側の端部を他端部側とも称する。
【００３１】
第１フランジ部４２および第２フランジ部４３は、主部４１の一端部と他端部の間の中間部よりも一端部側において、主部４１を挟んで略対称となるように主部４１に備えられている。そして、第１フランジ部４２および第２フランジ部４３には、ｙ軸方向に沿って貫通する固定孔４２ａ、４３ａがそれぞれ形成されている。以下では、主部４１において、第１フランジ部４２および第２フランジ部４３よりも一端部側の部位を前方部位４１ａとも称し、第１フランジ部４２および第２フランジ部４３よりも他端部側の部位を後方部位４１ｂとも称する。つまり、第１フランジ部４２および第２フランジ部４３は、前方部位４１ａと後方部位４１ｂとの境界部に備えられており、詳しくは、後方部位４１ｂにおける前方部位４１ａ側に備えられている。
【００３２】
主部４１には、一端部側に収容凹部４４が形成されている。具体的には、主部４１には、後方部位４１ｂにおける前方部位４１ａ側の部分から前方部位４１ａに渡るように収容凹部４４が形成されている。なお、主部４１は、後方部位４１ｂにおける前方部位４１ａ側の部分および前方部位４１ａが四角柱状とされており、収容凹部４４は四角柱状の部分に形成されている。つまり、本実施形態では、主部４１には、当該主部４１における一端部側の側面に収容凹部４４が形成されている。
【００３３】
この収容凹部４４は、回路基板５０を収容するものであり、回路基板５０の外形に対応した形状とされている。本実施形態では、後述するように、回路基板５０が平面凸形状とされているため、収容凹部４４も平面凸形状とされている。具体的には、収容凹部４４は、幅方向に沿った長さを幅とすると、前方部位４１ａに位置する部分の幅が後方部位４１ｂに位置する部分の幅よりも狭くされた平面凸形状とされている。
【００３４】
また、収容凹部４４には、側面に位置決め用の凸部４５が形成されている。特に限定されるものではないが、本実施形態では、収容凹部４４のうちの後方部位４１ｂにおけるｙ軸方向に沿って延びる一対の側面に、それぞれ凸部４５が形成されている。
【００３５】
主部４１のうちの他端部側は、外部機器との電気的に接続されるコネクタ部４６とされ、コネクタ部４６に開口部４６ａが形成されている。なお、外部機器は、例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unitの略）等である。
【００３６】
さらに、主部４１には、複数本のターミナル４７がインサート成型等によって一体化されている。具体的には、各ターミナル４７は、一端部が収容凹部４４から露出すると共に他端部が開口部４７ａから露出するように、主部４１に備えられている。そして、ターミナル４７のうちの収容凹部４４から露出する一端部は、後述する回路基板５０に形成された挿通孔５３に挿通され、回路基板５０と電気的、機械的に接続される。ターミナル４７のうちの開口部４６ａから露出する他端部は、外部機器と電気的に接続される。
【００３７】
また、主部４１は、収容凹部４４の形状に対応するように、前方部位４１ａが後方部位４１ｂよりも幅が狭くされた平面凸形状とされている。つまり、主部４１は、回路基板５０の形状に対応するように、前方部位４１ａが後方部位４１ｂよりも幅が狭くされた段付き形状とされている。すなわち、本実施形態では、後述の図８を参照して説明するように、磁気センサ３０は、取付孔Ｗ１が形成された収容壁Ｗに対し、前方部位４１ａが取付孔Ｗ１内に配置されるように、収容壁Ｗに取付けられる。このため、磁気センサ３０は、取付孔Ｗ１内に配置される部分である前方部位４１ａの幅が取付孔Ｗ１外に位置する後方部位４１ｂの幅より狭くされているともいえる。
【００３８】
回路基板５０は、図５、図６、図７Ａに示されるように、一面５０ａおよび他面５０ｂを有する板状とされている。そして、本実施形態では、回路基板５０は、第１部位５１と、第１部位５１に対してｙ軸方向に位置する第２部位５２とを有し、第２部位５２が第１部位５１より幅が狭くされた平面凸形状とされている。つまり、回路基板５０は、第１部位５１と第２部位５２との配列方向と交差する方向において、第２部位５２の長さが第１部位５１の長さより短くされている。
【００３９】
なお、回路基板５０は、収容凹部４４に搭載される際、第１部位５１がセンサハウジング４０の他端部側に位置するように搭載される。また、回路基板５０は、第１部位５１と第２部位５２との境界部がセンサハウジング４０の前方部位４１ａと後方部位４１ｂとの境界と略一致するように形成されている。このため、センサハウジング４０は、上記のように、前方部位４１ａが後方部位４１ｂよりも幅が狭くされた形状となる。
【００４０】
回路基板５０の第１部位５１には、ターミナル４７の一端部が挿入される挿通孔５３が形成されていると共に、収容凹部４４に形成された凸部４５に対応する凹部５４が形成されている。
【００４１】
回路基板５０の第２部位５２には、後述する第２磁束誘導部材７２の延設部７２ｂが挿入される開口部５５が形成されている。具体的には、本実施形態の開口部５５は、第２部位５２において、第１部位５１側の後方領域５２ａと、第１部位５１と反対側の前方領域５２ｂとを略分離するように形成されている。但し、本実施形態では、開口部５５は、回路基板５０における外縁を開口するようには形成されていない。つまり、本実施形態では、開口部５５は、内部に独立して形成されており、本実施形態では、幅方向を長手方向とする矩形状に形成されている。
【００４２】
磁気検出素子６０は、第１磁気回路部２１と第２磁気回路部２２とによって形成される磁気回路の磁束に対応した電気信号を出力するものである。そして、本実施形態では、図７Ｂに示されるように、磁気検出素子６０は、回路基板５０の一面５０ａ側において、ｘ軸方向に沿って２つ配置されている。本実施形態では、このように磁気検出素子６０を２つ備えることにより、一方が故障等によって使用不要となったとしても、磁界の検出を継続できるようになっている。
【００４３】
各磁気検出素子６０は、内部にホール素子等の磁気感応素子等を封止し、一対の対向する辺部６１ａを有する平面略矩形状に形成された本体部６１を有している。また、各磁気検出素子６０は、一対の対向する辺部６１ａに当該辺部６１ａと交差する方向に沿って延びるように備られた複数の端子部６２を有している。
【００４４】
そして、各磁気検出素子６０は、回路基板５０の面方向に対する法線方向から視たとき、本体部６１の少なくとも一部が開口部５５と重複するように、回路基板５０に実装されている。また、各磁気検出素子６０は、対向する辺部６１ａに備えられた一方の端子部６２が後方領域５２ａ側に位置すると共に、他方の端子部６２が前方領域５２ｂ側に位置するように、回路基板５０に実装されている。つまり、磁気検出素子６０は、各辺部６１ａに備えられた端子部６２が開口部５５を挟んで反対側に位置するように、回路基板５０に実装されている。
【００４５】
なお、回路基板５０には、特に図示しないが、セラミックコンデンサ等のチップコンデンサで構成される電子部品やフェライト等がノイズ除去部品として実装される場合がある。この場合、ノイズ除去部品は、ノイズの除去効果を向上させるため、各端子部６２の近傍に配置されることが好ましい。つまり、後方領域５２ａに実装される各端子部６２に対してノイズ除去部品が配置される場合には、ノイズ除去部品は、各端子部６２の近傍に位置するように、端子部６２よりも第１部位５１側に配置されることが好ましい。また、前方領域５２ｂに実装される端子部６２に対してノイズ除去部品が配置される場合には、ノイズ除去部品は、各端子部６２の近傍に位置するように、端子部６２よりも第１部位５１と反対側に配置されることが好ましい。この際、磁気検出素子６０は、端子部６２が開口部５５を挟んで反対側に位置するように回路基板５０に実装されているため、ノイズ除去部品が回路基板５０に実装されたとしても、回路基板５０が幅方向に大きくなることが抑制される。
【００４６】
そして、上記のように磁気検出素子６０が実装された回路基板５０は、図５および図６に示されるように、主部４１に形成された収容凹部４４に配置されている。具体的には、回路基板５０は、他面５０ｂが収容凹部４４の底面と対向し、第２部位５２がセンサハウジング４０の一端部側に位置するように配置されている。また、回路基板５０は、凹部５４が収容凹部４４に形成された凸部４５と嵌合しつつ、ターミナル４７が挿通孔５３に挿通されるように、収容凹部４４に配置されている。そして、回路基板５０は、ターミナル４７とはんだ等で電気的、機械的に接続されることにより、収容凹部４４に固定されている。なお、凸部４５を熱かしめすること等により、回路基板５０とセンサハウジング４０との機械的な接続強度を向上させるようにしてもよい。
【００４７】
第１磁束誘導部材７１および第２磁束誘導部材７２は、軟磁性体材料を用いて構成されている。本実施形態では、第１磁束誘導部材７１は、図２に示されるように、ｘ軸方向を長手方向とする長方形帯状の本体部７１ａと、長手方向と交差する方向に延設されつつ折り曲げられた延設部７１ｂとを有する構成とされている。同様に、第２磁束誘導部材７２は、ｘ軸方向を長手方向とする長方形帯状の本体部７２ａと、長手方向と交差する方向に延設されつつ折り曲げられた延設部７２ｂとを有する構成とされている。
【００４８】
なお、第１、第２磁束誘導部材７１、７２における延設部７１ｂ、７２ｂは、磁気検出素子６０に対応する数だけ備えられている。つまり、本実施形態では、磁気検出素子６０が２つ備えられるため、第１、第２磁束誘導部材７１、７２には、それぞれ２つの延設部７１ｂ、７２ｂが備えられている。
【００４９】
そして、本実施形態では、第１磁束誘導部材７１は、本体部７１ａが収容凹部４４の側面に接着剤等によって固定されている。また、第１磁束誘導部材７１は、延設部７１ｂにおける本体部７１ａ側と反対側の端部（以下では、先端部とも称する）が磁気検出素子６０における本体部６１と対向しつつ、近接するように折り曲げられている。
【００５０】
第２磁束誘導部材７２は、第１磁束誘導部材７１と軸方向において対向するように、本体部７２ａが収容凹部４４の底面に接着剤等を介して固定されている。また、第２磁束誘導部材７２は、延設部７２ｂにおける本体部７２ａ側と反対側の端部（以下では、先端部とも称する）が磁気検出素子６０における本体部６１と対向しつつ、近接するように折り曲げられ、当該先端部が開口部５５内に挿入されている。つまり、第２磁束誘導部材７２は、少なくとも一部が開口部５５に挿入されるように、収容凹部４４に配置されている。
【００５１】
これにより、磁気センサ３０は、第１磁束誘導部材７１と第２磁束誘導部材７２との間に磁気検出素子６０が配置された構成とされる。なお、第１磁束誘導部材７１の延設部７１ｂにおける先端部、および第２磁束誘導部材７２の延設部７２ｂにおける先端部は、本体部６１と離れて配置されてもよいし、本体部６１と接着剤等によって接合されていてもよい。また、第１磁束誘導部材７１および第２磁束誘導部材７２は、本体部７１ａ、７２ａがセンサハウジング４０の一端部側に配置され、延設部７１ｂ、７２ｂがセンサハウジング４０の他端部側に向かって延びるように配置されている。
【００５２】
そして、収容凹部４４には、回路基板５０、磁気検出素子６０、第１磁束誘導部材７１、および第２磁束誘導部材７２を一体的に被覆しつつ固定する防水性の被覆材８０が配置されている。これにより、回路基板５０等が水に晒されることが抑制されると共に磁気検出素子６０、第１磁束誘導部材７１、および第２磁束誘導部材７２の位置関係が変化することを抑制でき、故障したり検出精度が低下したりすることが抑制される。なお、このような被覆材８０は、例えば、エポキシ樹脂によって構成される。
【００５３】
以上が本実施形態における磁気センサ３０の構成である。そして、磁気センサ３０は、トルク検出装置１０を構成する場合には、上記のように、第１磁気回路部２１および第２磁気回路部２２側にセンサハウジング４０の一端部側が向けられて配置される。具体的には、図８に示されるように、多極磁石２０、第１磁気回路部２１、および第２磁気回路部２２は、収容壁Ｗ内に収容されている。
【００５４】
なお、本実施形態では、収容壁Ｗは、図１に示された電動パワーステアリング装置１におけるケーシングを構成する壁材であって、第１シャフト１１または第２シャフト１２を回転可能に支持しつつ覆うように形成されたものである。そして、収容壁Ｗには、貫通孔である取付孔Ｗ１が形成されている。また、図８では、図示の煩雑化を回避すると共に理解をし易くするため、第１磁気回路部２１および第２磁気回路部２２を簡略化して示し、Ｎ極、トーションバー１３、および第１歯部２１ｃにハッチングを施している。また、後述の対応する各図では、図示の煩雑化を回避すると共に理解をし易くするため、第１磁気回路部２１および第２磁気回路部２２を簡略化して示し、Ｎ極、トーションバー１３、第１歯部２１ｃにハッチングを施している。
【００５５】
そして、磁気センサ３０は、センサハウジング４０における前方部位４１ａが取付孔Ｗ１から収容壁Ｗの内部に挿入されるように、収容壁Ｗに固定されている。具体的には、磁気センサ３０は、第１フランジ部４２および第２フランジ部４３の下端面が取付孔Ｗ１の周囲における収容壁Ｗの外壁面（すなわち、図８における上側の表面）に当接するように配置される。そして、磁気センサ３０は、図示しないボルト等が固定孔４２ａ、４３ａを通じて収容壁Ｗに固定されることにより、収容壁Ｗに固定される。なお、磁気センサ３０は、ｙ軸方向に沿って挿入される。このため、センサハウジング４０は、挿入方向と交差する方向の長さにおいて、前方部位４１ａが後方部位４１ｂよりも狭くされているともいえる。
【００５６】
この際、磁気センサ３０は、第１磁束誘導部材７１が第１磁気回路部２１と磁気結合されると共に、第２磁束誘導部材７２が第２磁気回路部２２と磁気結合されるように配置される。本実施形態では、磁気センサ３０は、軸方向において、第１磁束誘導部材７１が第１磁気回路部２１と対向すると共に、第２磁束誘導部材７２が第２磁気回路部２２と対向するように配置される。なお、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、図１１に示されるように、軸方向の内側において、一定のギャップで第１、第２磁気回路部２１、２２と対向するように配置されている。
【００５７】
そして、上記のように、トーションバー１３に捩りトルクが発生すると、当該捩りに応じた磁束が第１、第２磁気回路部２１、２２の間に発生し、当該磁束が第１、第２磁束誘導部材７１、７２を通じて磁気検出素子６０に誘導される。このため、磁気検出素子６０から磁束に応じた電気信号が出力される。
【００５８】
ここで、上記のようなトルク検出装置１０では、多極磁石２０と第１、第２磁気回路部２１、２２とが同期して回転する際、磁気回路を通る磁束が周期的に変動するため、この周期的変動が磁気検出素子６０から出力される電気信号に対してノイズとなる。以下、周期的に変動するノイズを振れ回りノイズと称し、振れ回りノイズについて説明する。
【００５９】
まず、第１磁気回路部２１における第１歯部２１ｃから第１リング板部２１ｂへの磁束の流れについて、図９を参照しつつ説明する。なお、第２磁気回路部２２における第２歯部２２ｃから第２リング板部２２ｂへの磁束の流れについては、第１磁気回路部２１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
図９に示されるように、磁束密度は、磁束源となる多極磁石２０と、当該多極磁石２０に面する第１磁気回路部２１の第１歯部２１ｃとの間の距離によって変化する。そして、第１磁気回路部２１における磁束密度は、第１歯部２１ｃに近い部分では高くなり、第１歯部２１ｃから離れた部分では小さくなる。
【００６１】
このため、多極磁石２０と第１磁気回路部２１とが同期して回転する場合、磁気検出素子６０が第１磁気回路部２１における第１リング板部２１ｂの特定箇所と対向して配置されていると、磁気検出素子６０にて回転に伴った磁束の変動が検知される。さらに、回転に伴い、第１歯部２１ｃと第２歯部２２ｃとの間から漏れる漏れ磁束が加わり、磁束の変動が大きくなる。これが振れ回りノイズとして磁気検出素子６０で検出される。そして、磁気検出素子６０で検出される信号が相対的に大きくなると、信号とノイズとの比であるＳＮ比が低下することとなる。
【００６２】
したがって、本実施形態は、振れ回りノイズを抑制してＳＮ比を向上できるようにしている。以下に、ＳＮ比を向上させる具体的な構成について、図１０〜図１２を参照して説明する。なお、図１０は、図１２中のＸ方向から視た平面図に相当する。また、図１０は、トーションバー１３に捩れ変位が加わっていない中立状態の図である。そして、後述の図１０に対応する各図では、トーションバー１３に捩れ変位が加わっていない中立状態を示している。
【００６３】
まず、本実施形態の第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、上記のように、本体部７１ａ、７２ａが長方形帯状に形成されている。そして、図１０に示されるように、磁気センサ３０が収容壁Ｗに取り付けられた際において、軸方向から視たとき、回転中心軸Ｃと直交しつつ、第１、第２磁束誘導部材７１、７２における本体部７１ａ、７２ａの中心位置と交差する仮想線を基準線Ｋとする。より詳しくは、軸方向から視たとき、回転中心軸Ｃと直交しつつ、２つの磁気検出素子６０の中間位置と交差する仮想線を基準線Ｋとする。そして、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、長辺が基準線Ｋと直交するように構成されている。
【００６４】
また、第１、第２磁束誘導部材７１、７２における延設部７１ｂ、７２ｂは、基準線Ｋに対して対称に配置されている。このため、各延設部７１ｂ、７２ｂの間に配置される２つの磁気検出素子６０も、基準線Ｋに対して対称に配置されることになる。これにより、各磁気検出素子６０に第１、第２磁束誘導部材７１、７２から同様の磁束が誘導される。
【００６５】
なお、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、上記のように、本体部７１ａ、７２ａがセンサハウジング４０の一端部側に配置され、延設部７１ｂ、７２ｂがセンサハウジング４０の他端部側に向かって延びるように配置されている。このため、磁気センサ３０が収容壁Ｗに取り付けられた状態では、延設部７１ｂ、７２ｂは、第１、第２磁気回路部２１、２２における径方向（以下では、単に径方向とも称する）に沿って延設されているともいえる。
【００６６】
また、第１磁束誘導部材７１における本体部７１ａにおいて、基準線Ｋを挟む一対の両端部位を外端部位７１１とする。同様に、第２磁束誘導部材７２における本体部７２ａにおいて、基準線Ｋを挟む一対の両端部位を外端部位７２１とする。なお、第１、第２磁束誘導部材７１、７２における外端部位７１１、７２１は、言い換えると、第１、第２磁束誘導部材７１、７２における本体部７１ａ、７２ａにおいて、第１、第２磁気回路部２１、２２の周方向両端に位置する部位ともいえる。また、第１磁束誘導部材７１および第２磁束誘導部材７２は、同じ構成とされており、２つの磁気検出素子６０を通る仮想面に対して対称に配置されている。
【００６７】
そして、本実施形態では、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、本体部７１ａ、７２ａが長方形帯状とされている。このため、本体部７１ａ、７２ａと回転中心軸Ｃとの間隔ｄは、外端部位７１１、７２１側が一対の外端部位７１１、７２１で挟まれる中間部位よりも長くなる。
【００６８】
ここで、以下では、軸方向から視たとき、回転中心軸Ｃと、各外端部位７１１、７２１のうちの回転中心軸Ｃ側の部分とを結ぶ二本の仮想線を仮想線ＯＭ１、ＯＭ２とする。より詳しくは、回転中心軸Ｃと、各外端部位７１１における基準線Ｋと反対側に位置する端部のうちの回転中心軸Ｃ側の部分とを結ぶ二本の仮想線を仮想線ＯＭ１、ＯＭ２とする。そして、二本の仮想線ＯＭ１、ＯＭ２で区画される周方向の範囲を磁束放射範囲とし、磁束放射範囲に含まれる多極磁石２０の磁極数を放射範囲磁極数とする。この場合、図１０に示す例では、放射範囲磁極数は、２．０極となる。
【００６９】
そして、本発明者らは、放射範囲磁極数と振れ回りノイズとの関係について検討を行い、図１３に示されるシミュレーション結果を得た。すなわち、図１３に示されるように、振れ回りノイズは、放射範囲磁極数が１．０極から増加するにつれて低減し、約２．０極で最小となることが確認される。そして、振れ回りノイズは、放射範囲磁極数が２．０極から３．０極に増加するにしたがって増加することが確認される。
【００７０】
この場合、振れ回りノイズの許容閾値をＴｈ１に設定すると、放射範囲磁極数が１．２極〜２．８極の範囲で振れ回りノイズが許容閾値Ｔｈ１を下回る。なお、ここでの許容閾値Ｔｈ１は、一般的な振れ回りノイズとして許容される３００μＴを想定している。したがって、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、放射範囲磁極数が１．２極〜２．８極の範囲に含まれるように設定されることが好ましい。
【００７１】
さらに、振れ回りノイズの許容閾値をＴｈ１よりも低いＴｈ２に設定した場合、放射範囲磁極数が１．５極〜２．５極の範囲で振れ回りノイズが許容閾値Ｔｈ２を下回る。なお、ここでの許容閾値Ｔｈ２は、一般的に十分に小さい振れ回りノイズと認識されている１７０μＴを想定している。したがって、放射範囲磁極数が１．５極〜２．５極となる範囲では振れ回りノイズの低減効果をより大きくできる。特に放射範囲磁極数が２．０極の場合、振れ回りノイズの低減効果を最大とできる。
【００７２】
したがって、本実施形態では、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、放射範囲磁極数が１．２極〜２．８極の範囲となるように構成される。そして、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、放射範囲磁極数が１．５極〜２．５極の範囲となるように構成されるのがより好ましい。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態では、回路基板５０は、開口部５５を挟んで位置する前方領域５２ｂと後方領域５２ａとを有する構成とされている。そして、磁気検出素子６０は、前方領域５２ｂおよび後方領域５２ａに端子部６２が位置するように、回路基板５０に実装されている。このため、回路基板５０における幅方向の長さが長くなることを抑制でき、センサハウジング４０が幅方向に大型化することを抑制できる。つまり、磁気センサ３０において、トルク検出装置１０を構成する際の当該磁気センサ３０の挿入方向と交差する方向の長さが長くなることを抑制できる。そして、センサハウジング４０が幅方向に大型化することを抑制できるため、トルク検出装置１０を構成する際、取付孔Ｗ１の径を小さくすることができる。したがって、搭載スペースの縮小を図ることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、回路基板５０は、平面凸形状とされている。そして、センサハウジング４０は、回路基板５０の形状に沿った平面凸形状とされている。このため、センサハウジング４０における前方部位４１ａの幅方向の長さを短くできる。
【００７５】
さらに、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、一対の外端部位７１１、７２１を有する本体部７１ａ、７２ａに延設部７１ｂ、７２ｂが備えられた構成とされている。このため、第１、第２磁束誘導部材７１、７２が環状とされている一般的なものと比較して、材料の削減を図ることができる。この場合、本発明者らが検討したところ、図１４に示されるように、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の大きさを変化させても誘導される磁束密度は、ほぼ変化しないことが確認されている。なお、図１４中の１／２の磁束誘導部材は、環状の磁束誘導部材における周方向の長さに対して本体部７１ａ、７２ａの長手方向の長さを１／２としたものである。同様に、図１４中の１／３の磁束誘導部材は、環状の磁束誘導部材における周方向の長さに対して本体部７１ａ、７２ａの長手方向の長さを１／３としたものである。
【００７６】
また、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、環状とされている場合には、第２シャフト１２を周方向に一周するように備えられる。しかしながら、本実施形態では、第１、第２磁束誘導部材７１、７２が環状とされていないため、第２シャフト１２を周方向に一周するようには備えられない。このため、第１、第２磁束誘導部材７１、７２を着脱する際に第２シャフト１２を考慮しなくてもよく、部材交換を容易に行うことができる。
【００７７】
さらに、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、振れ回りノイズを低減できる放射範囲磁極数となるように構成されている。このため、振れ回りノイズを低減でき、磁気検出素子６０におけるＳＮ比の向上を図ることができる。
【００７８】
また、センサハウジング４０には、回路基板５０、磁気検出素子６０、第１、第２磁束誘導部材７１、７２等を一体的に封止する防水性の被覆材８０が配置されている。このため、これらの部材に対する防水性を向上できる。
【００７９】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態では、多極磁石２０の磁極数が１６である場合について説明したが、多極磁石２０の磁極数は適宜変更可能であり、例えば、多極磁石２０の磁極数が２０とされていてもよい。
【００８０】
この場合、図１５に示されるように、上記第１実施形態と同等サイズの磁気検出素子６０を使用する前提では、放射範囲磁極数が２．５極以下の範囲となると、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の形状が成立し難くなる。但し、より小さいサイズの磁気検出素子６０を使用することを想定すると、振れ回りノイズは、破線で示すように、放射範囲磁極数が２．０極〜２．５極の範囲において、磁極数が１６極の場合と同様に低下すると想定される。このため、このように多極磁石２０の磁極数を変化させたとしても、放射範囲磁極数が２．０極に近づくほど振れ回りノイズを低減できる。
【００８１】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、シールド部材を追加したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８２】
本実施形態では、図１６および図１７に示されるように、主部４１における前方部位４１ａには、軟磁性体で形成され、筒状とされたシールド部材９０が配置されている。具体的には、シールド部材９０は、前方部位４１ａの外形に対応した四角筒状とされており、ｙ軸方向を軸方向として磁気検出素子６０を周方向に囲むように配置されている。なお、本実施形態では、シールド部材９０は、接着剤等によって主部４１に固定されている。なお、図１６は、図５中の磁気センサ３０を一端部側から視た平面図である。また、図１７中のセンサハウジング４０等は、図５中のVI−VI線に沿った断面図に相当している。
【００８３】
これによれば、磁気検出素子６０を囲むようにシールド部材９０が配置されている。このため、シールド部材９０によって外部磁場が磁気検出素子６０に達することを抑制できる。したがって、検出精度が低下することを抑制できる。
【００８４】
なお、シールド部材９０は、上記のように主部４１の前方部位４１ａに配置されるのであれば、インサート成型等によって前方部位４１ａと一体化されていてもよい。また、シールド部材９０は、前方部位４１ａに圧入等によって固定されるようにしてもよい。この場合、主部４１の前方部位４１ａは、例えば、後方部位４１ｂに向かって幅が広くなるテーパ形状とされていてもよい。
【００８５】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、ラックタイプの電動パワーステアリング装置１を構成したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８６】
まず、本実施形態におけるラックタイプの電動パワーステアリング装置１は、図１８に示されるように、ステアリングシャフト３と、ステアリングコラム４と、ステアリングホイール５とを備えている。また、ラックタイプの電動パワーステアリング装置１は、電動モータ６と、ステアリングギア機構７と、リンク機構８と、ゴムブーツ９と、トルク検出装置１０とを備えている。なお、ステアリングシャフト３、ステアリングコラム４、およびゴムブーツ９は、図１に示されているコラムタイプにおいても設けられているが、図１においては、符号による明示または図示が省略されている。
【００８７】
ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム４によって回転可能に支持されている。そして、ステアリングシャフト３は、一端部がステアリングホイール５と連結され、ステアリングホイール５の操作に応じて回転するように設けられている。
【００８８】
電動モータ６は、ステアリングホイール５の操作状態に応じて駆動されることで、車輪Ｔの向きを変更するための操舵力をアシストするアシスト力をステアリングギア機構７に入力するように設けられている。図１８に示されるように、ラックタイプの電動パワーステアリング装置１においては、電動モータ６は、ステアリングギア機構７のケーシングに装着されている。なお、上記のように、図１に示されているコラムタイプでは、電動モータ６は、ステアリングコラム４に装着されている。
【００８９】
ステアリングギア機構７の両端部におけるリンク機構８との連結箇所には、ゴムブーツ９が装着されている。ゴムブーツ９は、ステアリングギア機構７とリンク機構８との連結箇所からステアリングギア機構７の内部に水が浸入することを防止するために設けられている。
【００９０】
そして、ラックタイプの電動パワーステアリング装置１においては、トルク検出装置１０は、ステアリングギア機構７のケーシングに装着されている。なお、図１に示されているコラムタイプにおいては、トルク検出装置１０は、ステアリングコラム４に装着されている。すなわち、図１に示されているコラムタイプでは、収容壁Ｗは、上記のように、ステアリングコラム４のケーシングを構成する壁材である。一方、ラックタイプにおいては、収容壁Ｗは、ステアリングギア機構７のケーシングを構成する壁材となる。
【００９１】
ここで、ラックタイプの電動パワーステアリング装置１では、トルク検出装置１０がゴムブーツと同様の搭載高さに備えられている。このため、ラックタイプの電動パワーステアリング装置１では、コラムタイプの電動パワーステアリング装置１より、トルク検出装置１０が被水環境となり易い。つまり、磁気センサ３０と収容壁Ｗとの間から収容壁Ｗ内に水が浸入し易い。
【００９２】
このため、本実施形態の磁気センサ３０は、収容壁Ｗとのシール性を向上できるように構成されている。つまり、磁気センサ３０は、収容壁Ｗとの間から水が収容壁Ｗ内に浸入し難くなるように構成されている。
【００９３】
具体的には、本実施形態の磁気センサ３０は、図１９に示されるように、センサハウジング４０の前方部位４１ａにキャップ１００が嵌め込まれている。キャップ１００は、センサハウジング４０と同様に、絶縁性の合成樹脂が型成型されることで構成されている。本実施形態のキャップ１００は、センサハウジング４０における一端部側の形状に沿った有底四角筒状の底部１００ａと、円環状とされたフランジ部１００ｂとを有する構成とされている。そして、キャップ１００は、フランジ部１００ｂの外周壁面に、ｙ軸方向を軸方向として周方向に溝部１０１が形成されており、当該溝部１０１にシール材１１０としてのＯリングが配置されている。なお、図１９中のセンサハウジング４０等は、図５中のVI−VI線に沿った断面図に相当している。
【００９４】
以上が本実施形態における磁気センサ３０の構成である。そして、このような磁気センサ３０は、図２０に示されるように、収容壁Ｗに取り付けられる場合には、図中の矢印で示されるように、シール材１１０が収容壁Ｗに対して軸シールされた状態で取り付けられる。つまり、本実施形態では、収容壁Ｗには、シール材１１０を軸シールできるように取付孔Ｗ１が形成されている。これにより、磁気センサ３０と収容壁Ｗとのシール性を向上できる。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態では、磁気センサ３０にシール材１１０としてのＯリングを備えている。このため、磁気センサ３０を収容壁Ｗに取り付ける際、シール材１１０であるＯリングを軸シールすることにより、磁気センサ３０と収容壁Ｗとのシール性を向上できる。
【００９６】
また、磁気センサ３０は、主部４１に備えられるキャップ１００を有し、キャップ１００にシール材１１０であるＯリングが配置される。つまり、シール材１１０であるＯリングは、主部４１と別部品であるキャップ１００に備えられる。このため、例えば、センサハウジング４０にシール材１１０であるＯリングを直接備えようとした場合と比較して、シール材１１０であるＯリングを備えるための溝部１０１の設計をセンサハウジング４０とは別に行うことができ、設計を容易にできる。
【００９７】
さらに、上記のようにセンサハウジング４０における前方部位４１ａの幅が狭くされることにより、キャップ１００におけるフランジ部１００ｂの径も短くできる。このため、キャップ１００に備えられるシール材１１０の必要材料を削減でき、コストの低減を図ることもできる。
【００９８】
（第３実施形態の変形例）
第３実施形態の変形例について説明する。上記第３実施形態において、図２１に示されるように、キャップ１００を備えず、センサハウジング４０における前方部位４１ａと収容壁Ｗとの間にシール材１１０を配置するようにしてもよい。このようにシール材１１０を配置する場合には、前方部位４１ａが上記のように四角柱状とされているため、シール材１１０として四角枠状のものが用いられる。そして、このようなシール材１１０を用いる場合には、図中の矢印で示されるように、当該シール材１１０を軸方向に圧縮する面シールにより、センサハウジング４０と収容壁Ｗとの隙間がシールされる。
【００９９】
なお、軸シールの方が面シールよりも圧縮荷重が均等に印加されるため、シール性が高くなり易い。このため、磁気センサ３０と収容壁Ｗとのシール性を向上させる場合には、上記第３実施形態のように、キャップ１００を備え、シール材１１０が軸シールされるようにすることが好ましい。また、図２１では、理解をし易くするため、収容壁Ｗおよびシール材１１０を断面図として示している。
【０１００】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせたものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０１】
本実施形態では、図２２および図２３に示されるように、シールド部材９０は、キャップ１００に配置されている。具体的には、キャップ１００には、フランジ部１００ｂに収容溝１０２が形成されている。そして、シールド部材９０は、収容溝１０２に嵌め込まれることでキャップ１００に固定されている。なお、図２２は、磁気センサ３０を一端部側から視た平面図である。また、図２３中のセンサハウジング４０等は、図５中のVI−VI線に沿った断面図に相当している。
【０１０２】
以上説明したように、キャップ１００にシールド部材９０を備えることにより、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、シールド部材９０は、上記第２実施形態と同様に、インサート成型等によってキャップ１００と一体化されていてもよい。
【０１０３】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０４】
本実施形態では、図２４に示されるように、磁気センサ３０を用いてトルク検出装置１０を構成した際、第１磁束誘導部材７１は、軸方向から視たとき、本体部７１ａが基準線Ｋに対して対称な同心円弧を対辺とする円弧帯状に形成されている。具体的には、本体部７１ａは、基準線Ｋ上で回転中心軸Ｃを挟んで磁気検出素子６０とは反対側に位置する点Ｑを中心とし、回転中心軸Ｃを中心とする円弧よりも曲率が小さい同心円弧を有する円弧帯状とされている。
【０１０５】
なお、特に図示しないが、第２磁束誘導部材７２は、第１磁束誘導部材７１と同様の形状とされている。
【０１０６】
以上説明したように、本体部７１ａ、７２ａを円弧帯状としても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の回転中心軸Ｃ側の辺が直線である第１実施形態は、本実施形態の点Ｑが無限遠に存在し、円弧の曲率が無限小となる特殊な形態としても解釈され得る。
【０１０７】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０８】
本実施形態では、図２５〜図２７に示されるように、磁気センサ３０を用いてトルク検出装置１０を構成した際、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は次のように配置されている。具体的には、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、軸方向から視たとき、本体部７１ａ、７２ａが第１、第２磁気回路部２１、２２の外形より径方向外側に位置するように配置されている。より詳しくは、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、径方向において、第１、第２リング板部２１ｂ、２２ｂの側面と対向するように配置されている。
【０１０９】
以上説明したように、第１、第２磁束誘導部材７１、７２が第１、第２磁気回路部２１、２２の径方向外側に配置されるようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１０】
（第７実施形態）
第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態では、図２８に示されるように、磁気センサ３０を用いてトルク検出装置１０を構成した際、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、第１、第２磁気回路部２１、２２の軸方向の外側に位置するように配置されている。つまり、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、軸方向の外側において第１、第２磁気回路部２１、２２における第１、第２リング板部２１ｂ、２２ｂの環状面と対向するように配置されている。言い換えると、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、軸方向の外側において、本体部７１ａ、７２ａが第１、第２磁気回路部２１、２２と対向するように構成されている。
【０１１２】
以上説明したように、第１、第２磁束誘導部材７１、７２が第１、第２磁気回路部２１、２２の軸方向外側に配置されるようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、上記第５実施形態のように、円弧を対辺とする円弧帯状とされていてもよい。
【０１１３】
（第７実施形態の変形例）
第７実施形態の変形例について説明する。第７実施形態において、図２９に示されるように、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、軸方向の外側および径方向において、第１、第２磁気回路部２１、２２における第１、第２リング板部２１ｂ、２２ｂの環状面および側面と対向するようにしてもよい。なお、このような構成とする場合には、本体部７１ａ、７２ａは、第１、第２リング板部２１ｂ、２２ｂの側面とも対向するように、略断面Ｌ字状とされる。
【０１１４】
（第８実施形態）
第８実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１１５】
まず、上記各実施形態では、磁気検出素子６０を２つ備える構成としたが、磁気検出素子６０を１つのみ備える構成としてもよい。この場合、図３０に示されるように、第１磁束誘導部材７１には、１つのみ延設部７１ｂが備えられる。なお、第２磁束誘導部材７２は、第１磁束誘導部材７１と同様の形状とされている。また、このような構成では、基準線Ｋは、１つの磁気検出素子６０と回転中心軸Ｃを結ぶ仮想直線となる。
【０１１６】
このように、磁気検出素子６０を１つのみ備える構成としても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１７】
（第９実施形態）
第９実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１１８】
本実施形態では、図３１および図３２に示されるように、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、長方形帯状とされた本体部７１ａ、７２ａのみで構成され、延設部７１ｂ、７２ｂを有していない。そして、第１、第２磁束誘導部材７１、７２には、本体部７１ａ、７２ａのうちの磁気検出素子６０と対向する部分が軸方向に折り曲げられた折り曲げ部７１２、７２２が構成されている。つまり、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、各本体部７１ａ、７２ａが互いの本体部７１ａ、７２ａ側に折り曲げられた折り曲げ部７１２、７２２を有している。
【０１１９】
なお、本実施形態では、第２磁束誘導部材７２における折り曲げ部７２２が開口部５５内に配置される。
【０１２０】
このように、延設部７１ｂ、７２ｂを備えず、本体部７１ａ、７２ａに折り曲げ部７１２、７２２を形成するようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【０１２２】
例えば、上記各実施形態において、各方向は、実施形態の説明の便宜上設定したものである。このため、回転中心軸Ｃは、多くの場合、車高方向と交差する方向となる。
【０１２３】
また、上記各実施形態において、回路基板５０は、凸形状とされていなくもよい。つまり、第１部位５１と第２部位５２とは、同じ幅とされていてもよい。このような磁気センサ３０としても、開口部５５を挟んで端子部６２が反対側に位置するように磁気検出素子６０が回路基板５０に実装されることにより、回路基板５０の幅が広くなることを抑制できる。つまり、センサハウジング４０の幅が広くなることを抑制できる。
【０１２４】
さらに、上記各実施形態において、開口部５５を挟んで端子部６２が反対側に位置するように磁気検出素子６０が回路基板５０に実装されるのであれば、開口部５５の形状は適宜変更可能である。
【０１２５】
例えば、開口部５５は、図３３Ａに示されるように、ｙ軸方向に沿って延びる外縁を開口するように形成されていてもよい。また、開口部５５は、図３３Ｂに示されるように、ｘ軸方向の両端部が折り曲げられた形状とされていてもよい。さらに、開口部５５は、特に図示しないが、楕円形状等とされていてもよい。
【０１２６】
また、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の本体部７１ａ、７２ａが長方形帯状に形成されている上記各実施形態では、本体部７１ａ、７２ａは略長方形帯状とされていればよい。そして、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の本体部７１ａ、７２ａが円弧帯状に形成されている上記各実施形態では、本体部７１ａ、７２ａは略円弧帯状態とされていればよい。
【０１２７】
さらに、上記各実施形態において、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の本体部７１ａ、７２ａは、放射範囲磁極数が１．２極〜２．８極となるように構成されていなくてもよい。このような構成としても、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の本体部７１ａ、７２ａが環状とされている場合と比較すれば、第１、第２磁束誘導部材７１、７２を構成する材料の削減を図ることができる。
【０１２８】
また、上記各実施形態において、回路基板５０は、一面５０ａが収容凹部４４の底面と対向するように配置されていてもよい。そして、回路基板５０の開口部５５には、他面５０ｂ側から第１磁束誘導部材７１の一部が配置されるようにしてもよい。
【０１２９】
そして、上記各実施形態において、収容凹部４４は、主部４４における一端部に達するように形成されていてもよい。つまり、主部４４は、一端部が収容凹部４４によって開口した形状とされていてもよい。
【０１３０】
さらに、上記第１〜第４実施形態では、回路基板５０に形成された開口部５５に第１磁束誘導部材７１および第２磁束誘導部材７２の一方が配置されるのであれば、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の形状は適宜変更可能である。例えば、第１、第２磁束誘導部材７１、７２は、第１、第２磁気回路部２１、２２を囲むリング状の部分を有する構成としてもよい。
【０１３１】
また、上記各実施形態のトルク検出装置１０は、電動パワーステアリング装置１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。
【０１３２】
そして、上記各実施形態を適宜組わせてもよい。例えば、トルク検出装置１０を構成する場合には、次のようにしてもよい。すなわち、上記第５〜第９実施形態を適宜第２〜第４実施形態に組み合わせ、第１、第２磁束誘導部材７１、７２の形状や、第１、第２磁束誘導部材７１、７２と第１、第２磁気回路部２１、２２との位置関係を変更するようにしてもよい。また、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
２１    第１磁気回路部
２２    第２磁気回路部
３０    磁気センサ
４０    センサハウジング
５０    回路基板
５２ａ  前方領域
５２ｂ  後方領域
６０    磁気検出素子
６１    本体部
６１ａ  辺部
６２    端子部
【図１】
2020134440.tif 000003
【図２】
2020134440.tif 000004
【図３】
2020134440.tif 000005
【図４Ａ】
2020134440.tif 000006
【図４Ｂ】
2020134440.tif 000007
【図４Ｃ】
2020134440.tif 000008
【図５】
2020134440.tif 000009
【図６】
2020134440.tif 000010
【図７Ａ】
2020134440.tif 000011
【図７Ｂ】
2020134440.tif 000012
【図８】
2020134440.tif 000013
【図９】
2020134440.tif 000014
【図１０】
2020134440.tif 000015
【図１１】
2020134440.tif 000016
【図１２】
2020134440.tif 000017
【図１３】
2020134440.tif 000018
【図１４】
2020134440.tif 000019
【図１５】
2020134440.tif 000020
【図１６】
2020134440.tif 000021
【図１７】
2020134440.tif 000022
【図１８】
2020134440.tif 000023
【図１９】
2020134440.tif 000024
【図２０】
2020134440.tif 000025
【図２１】
2020134440.tif 000026
【図２２】
2020134440.tif 000027
【図２３】
2020134440.tif 000028
【図２４】
2020134440.tif 000029
【図２５】
2020134440.tif 000030
【図２６】
2020134440.tif 000031
【図２７】
2020134440.tif 000032
【図２８】
2020134440.tif 000033
【図２９】
2020134440.tif 000034
【図３０】
2020134440.tif 000035
【図３１】
2020134440.tif 000036
【図３２】
2020134440.tif 000037
【図３３Ａ】
2020134440.tif 000038
【図３３Ｂ】
2020134440.tif 000039