(57)【要約】【課題】  構成を小型化させ得るトルク検出器及びその製造方法並びに電動パワーステアリング装置を提案する。【解決手段】  第１の軸体及び第２の軸体と、これらを連結する連結軸と、第１の軸体に固定された永久磁石と、第２の軸体に固定されて永久磁石の磁界内に配置され、永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体及び補助磁性体と、磁性体及び補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを有し、第１の軸体又は第２の軸体にトルクが作用したときに、磁束検出器の検出出力に基づいてトルクを検出するトルク検出器において、永久磁石を、連結軸又は第１の軸体を囲む平面形状の環状体として形成し、相異なる磁極を交互に周方向に着磁し、磁性体及び補助磁性体と第１の軸体の軸方向において面対向するようにした。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸体と、第２の軸体と、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結軸と、前記第１の軸体に固定された永久磁石と、前記第２の軸体に固定されて、前記永久磁石の磁界内に配置され、前記永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体及び補助磁性体と、前記磁性体及び補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを備え、前記第１の軸体又は前記第２の軸体にトルクが作用したときに、前記磁束検出器の検出出力に基づいて前記トルクを検出するトルク検出器において、前記永久磁石は、前記連結軸又は第１の軸体を囲む平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、前記磁性体及び補助磁性体と前記第１の軸体の軸方向において面対向してなることを特徴とするトルク検出器。
【請求項２】
前記複数の磁性体は、環状に形成されて前記永久磁石を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置され、前記永久磁石と面対向してなることを特徴とする請求項１に記載のトルク検出器。
【請求項３】
前記複数の補助磁性体は、環状に形成されて、前記複数の磁性体に磁気結合されて当該磁性体からの磁束をそれぞれ誘導すると共に、誘導した磁束を集めるための磁束集中部を有し、前記磁束検出器は、前記磁束集中部に集められた磁束を検出してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルク検出器。
【請求項４】
前記複数の補助磁性体は、前記複数の磁性体を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置されて、前記複数の磁性体と面対向してなることを特徴とする請求項３に記載のトルク検出器。
【請求項５】
前記複数の補助磁性体の磁束集中部は、前記磁束検出器の大きさに合わせて形成されてなることを特徴とする請求項３又は４に記載のトルク検出器。
【請求項６】
第１の軸体と、第２の軸体と、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結軸と、前記第１の軸体に固定された永久磁石と、前記第２の軸体に固定されて、前記永久磁石の磁界内に配置され、前記永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体と、前記複数の磁性体の近傍に配置される複数の補助磁性体と、前記磁性体及び補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを備え、前記第１の軸体又は前記第２の軸体にトルクが作用したときに、前記磁束検出器の検出出力に基づいて前記トルクを検出するトルク検出器において、前記永久磁石は、前記連結軸又は第１の軸体を囲む平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、前記磁性体と前記第１の軸体の軸方向において面対向してなることを特徴とするトルク検出器。
【請求項７】
前記複数の磁性体は、環状に形成されて前記永久磁石を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置され、前記永久磁石と面対向してなることを特徴とする請求項６に記載のトルク検出器。
【請求項８】
前記複数の補助磁性体は、環状に形成されて、前記複数の磁性体に磁気結合されて当該磁性体からの磁束をそれぞれ誘導すると共に、誘導した磁束を集めるための磁束集中部を有し、前記磁束検出器は、前記磁束集中部に集められた磁束を検出してなることを特徴とする請求項６又は７に記載のトルク検出器。
【請求項９】
前記複数の補助磁性体は、前記複数の磁性体を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置されて、前記複数の磁性体と面対向してなることを特徴とする請求項８に記載のトルク検出器。
【請求項１０】
前記複数の補助磁性体の磁束集中部は、前記磁束検出器の大きさに合わせて形成されてなることを特徴とする請求項８又は９に記載のトルク検出器。
【請求項１１】
連結軸を介して同軸に連結された第１の軸及び第２の軸と、前記第２の軸に固定され、周方向に沿って多極着磁されたリング状の永久磁石と、前記第１の軸に固定され、前記永久磁石と共に磁気回路を形成するセンサヨークと、前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記永久磁石及び前記センサヨークと共に前記磁気回路を形成する集磁ヨークと、前記センサヨーク及び前記集磁ヨークが誘導した磁束を検出する磁束検出器とを有し、第１の軸及び第２の軸のうちのいずれか一方の加えられたトルクを前記磁束検出器の出力に基づいて検出するトルク検出器であって、
前記センサヨークが平板状に形成され、かつ、前記永久磁石の軸方向片面と面対向するように配置された
ことを特徴とするトルク検出器。
【請求項１２】
前記集磁ヨークが前記センサヨークの周方向全体に連続して対向するように配置された
ことを特徴とする請求項１１に記載のトルク検出器。
【請求項１３】
前記集磁ヨークは、当該集磁ヨークを通過する磁束を集中させるための磁束集中部を備える
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のトルク検出器。
【請求項１４】
前記センサヨークは、一対の第１及び第２のセンサヨーク構成部材から構成され、当該第１及び第２のセンサヨーク構成部材が同一又は略同一平面上に配置された
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載のトルク検出器。
【請求項１５】
前記第１及び第２のセンサヨーク構成部材の厚さが同一又は略同一である
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれかに記載のトルク検出器。
【請求項１６】
前記第１及び第２のセンサヨーク構成部材は、互いに径が異なるリング状であって、他方の前記第２又は第１のセンサヨーク構成部材が存在する側の径方向に向けてそれぞれ突出する１又は複数の凸部を備え、
前記第１又は第２のセンサヨーク構成部材に設けられる前記凸部の数は、前記永久磁石の極数の半分である
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれかに記載のトルク検出器。
【請求項１７】
前記磁束検出器を２つ備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれかに記載のトルク検出器。
【請求項１８】
前記磁束検出器を３つ以上備える
ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれかに記載のトルク検出器。
【請求項１９】
ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、減速機により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、
請求項１１乃至請求項１８のいずれかに記載のトルク検出器を備える
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク検出器及びその製造方法並びに電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steeling）に関し、例えば自動車の電動パワーステアリング装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トルク検出器（トルクセンサ）として、特許文献１〜特許文献５に開示されたものが知られている。【０００３】
例えば特許文献１に開示されたトルク検出器は、周方向に沿って多極着磁されたリング状の永久磁石の周側面と対向するように一対のリング状のセンサ部材が設けられ、これらセンサ部材間に配置された磁束検出器（磁気センサ）により検出された磁束に基づいて永久磁石側又はセンサ部材側に生じたトルクを検出するものである。【０００４】
また特許文献５には、特許文献１に開示されたトルク検出器において、第１の磁束検出器と第２の磁束検出器の２つの磁束検出器を用い、それぞれ極性の異なった出力信号を作動増幅した出力結果から電圧変化として捩れ角度を測定すると共に、前記電圧変化の異常検出により、前記第１の磁束検出器と前記第２の磁束検出器の異常状態を検出可能にする構成が開示されている。
【特許文献１】特開平２−１６２２１１号公報
【特許文献２】実開平３−４８７１４号公報
【特許文献３】特開平２−９３３２１号公報
【特許文献４】特開２００３−１４９０６２号公報
【特許文献５】特開平２−１４１６１６号公報
【特許文献６】特開２００６−６４５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１や特許文献５に開示されたトルク検出器では、磁束検出器の出力に基づいてかかるトルクを検出するためには、永久磁石が発生した磁束をセンサ部材が一定以上受ける必要があり、そのためにセンサ部材と永久磁石とが対向する面積を大きくする必要があった。【０００６】
このためかかる特許文献１や特許文献５に開示された構成のトルク検出器では、センサ部材及び永久磁石を軸方向に長く構成せざるを得ず、この結果、トルク検出器自体やひいては当該トルク検出器を備える電動パワーステアリング装置を小型化し難いという問題があった。【０００７】
このような問題を解決するための１つの手法として、永久磁石を円錐状多極磁石で構成したトルク検出器が特許文献６に開示されている。【０００８】
しかしながら、かかる特許文献６に開示されたトルク検出器では、磁石の形状を円錐形状としているが、磁石を単に円錐形状としただけでは、軸方向寸法を短くするには十分ではない。しかも、磁石が円錐形状のため、加工や着磁が困難であり、コストが高くなるという問題があった。【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、構成を小型化させ得るトルク検出器及びその製造方法並びに電動パワーステアリング装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明においては、第１の軸体と、第２の軸体と、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結軸と、前記第１の軸体に固定された永久磁石と、前記第２の軸体に固定されて、前記永久磁石の磁界内に配置され、前記永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体及び補助磁性体と、前記磁性体及び補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを備え、前記第１の軸体又は前記第２の軸体にトルクが作用したときに、前記磁束検出器の検出出力に基づいて前記トルクを検出するトルク検出器において、前記永久磁石は、前記連結軸又は第１の軸体を囲む平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、前記磁性体及び補助磁性体と前記第１の軸体の軸方向において面対向してなることを特徴とするものである。【００１１】
また本発明においては、第１の軸体と、第２の軸体と、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結軸と、前記第１の軸体に固定された永久磁石と、前記第２の軸体に固定されて、前記永久磁石の磁界内に配置され、前記永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体と、前記複数の磁性体の近傍に配置される複数の補助磁性体と、前記磁性体及び補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを備え、前記第１の軸体又は前記第２の軸体にトルクが作用したときに、前記磁束検出器の検出出力に基づいて前記トルクを検出するトルク検出器において、前記永久磁石は、前記連結軸又は第１の軸体を囲む平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、前記磁性体と前記第１の軸体の軸方向において面対向してなることを特徴とする。【００１２】
かかるトルク検出器において、永久磁石は、平面形状の環状体として形成されているとともに、環状体に相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、磁性体及び補助磁性体と第１の軸体の軸方向において面対向されて配置されているため、装置の軸方向の長さを短くすることができ、装置の小型化及びコスト低減に寄与することができる。【００１３】
前記トルク検出器を構成するに際しては、複数の磁性体は、環状に形成されて永久磁石を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置され、永久磁石と面対向してなる構成であり、複数の補助磁性体は、環状に形成されて、複数の磁性体に磁気結合されて当該磁性体からの磁束をそれぞれ誘導すると共に、誘導した磁束を集めるための磁束集中部を有し、磁束検出器は、磁束集中部に集められた磁束を検出してなる構成としている。また、複数の補助磁性体は、複数の磁性体を中心とした軸方向両側の領域のうち一方の領域に配置されて、複数の磁性体と面対向してなるようにしたり、複数の補助磁性体の磁束集中部は、磁束検出器の大きさに合わせて形成されてなるようにしたりすることができる。【００１４】
また本発明においては、連結軸を介して同軸に連結された第１の軸及び第２の軸と、前記第２の軸に固定され、周方向に沿って多極着磁されたリング状の永久磁石と、前記第１の軸に固定され、前記永久磁石と共に磁気回路を形成するセンサヨークと、前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記永久磁石及び前記センサヨークと共に前記磁気回路を形成する集磁ヨークと、前記センサヨーク及び前記集磁ヨークが誘導した磁束を検出する磁束検出器とを有し、第１の軸及び第２の軸のうちのいずれか一方の加えられたトルクを前記磁束検出器の出力に基づいて検出するトルク検出器において、前記センサヨークが平板状に形成され、かつ、前記永久磁石の軸方向片面と面対向するように配置するようにした。本構成によれば、センサヨークが平板であって、軸方向に永久磁石と並設されているため、トルク検出器全体としての軸方向の長さを短くすることができる。【００１５】
また本発明においては、前記集磁ヨークが前記センサヨークの周方向全体に連続して対向するように配置される。本構成によれば、センサヨークと集磁ヨークの相対角度変動による誤差をなくすことができる。【００１６】
さらに本発明においては、前記集磁ヨークが、当該集磁ヨークを通過する磁束を集中させるための磁束集中部を備えるようにした。このように磁束集中部を設けることにより、磁束が集中し、磁束検出器によって検出し易くなる。また、磁束集中部にて磁束検出器を固定することができるので、磁束検出器の設置が容易となる。【００１７】
さらに本発明においては、前記センサヨークを一対の第１及び第２のセンサヨーク構成部材から構成し、当該第１及び第２のセンサヨーク構成部材を同一又は略同一平面上に配置するようにした。このようにすることによって、これらを樹脂等のモールド材により一体化する際にモールド材の量が少なくて良い。【００１８】
さらに本発明においては、前記第１及び第２のセンサヨーク構成部材の厚さを同一又は略同一とした。このようにすることによって、プレスで加工する際に１枚の鉄板で加工できるので、加工コストを低減することができる。【００１９】
さらに本発明においては、前記第１及び第２のセンサヨーク構成部材が、互いに径が異なるリング状であって、他方の前記第２又は第１のセンサヨーク構成部材が存在する側の径方向に向けてそれぞれ突出する１又は複数の凸部を備え、前記第１又は第２のセンサヨーク構成部材に設けられる前記凸部の数が前記永久磁石の極数の半分とするようにした。このようにすることによって、永久磁石から発生する磁束を有効利用することができる。【００２０】
さらに本発明においては、前記磁束検出器を２つ備えるようにした。このようにすることによって、出力の差を取ることで感度を２倍とすることができ、ゼロ点のドリフトをキャンセルすることができる。またセンサ信号の２重系が構成でき、信頼性を向上させることができる。【００２１】
さらに本発明においては、前記磁束検出器を３つ以上備えるようにした。このようにすることによって、磁束検出器の１つが故障しても残りの正常な２つ以上の磁束検出器から信頼性の高いデータを得ることができる。【００２２】
さらに、電動パワーステアリング装置にこれらのトルク検出器を組み込むことにより、電動パワーステアリング装置全体として軸方向の長さを短くすることができ、また搭載スペースに限りがある電動パワーステアリング装置の設置を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軸方向の長さを短くすることができ、その分トルク検出器や電動パワーステアリング装置の小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図面について、本発明の一実施形態を詳述する。【００２５】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の第１実施例を示すトルク検出器の断面図、図２は、トルク検出器の分解斜視図、図３は、トルク検出器の要部断面上斜視図、図４は、トルク検出器の要部断面下斜視図、図５は、磁性体と永久磁石の構成を示す要部断面斜視図、図６は、補助磁性体の構成を示す要部断面斜視図である。【００２６】
図１〜図６において、トルク検出器１０は、略円柱状に形成された第１の軸体１２を備えており、第１の軸体１２は、軸方向一端側が軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。第１の軸体１２の軸方向一端側には、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）のステアリングホイール（図示せず）が連結され、軸方向他端側には連結軸（以下、これをトーションバーと呼ぶ）１４を介して第２の軸体１６が連結されている。トーションバー１４は、第１の軸体１２と第２の軸体１６とを連結する連結部材として、その軸方向両端側がそれぞれ第１の軸体１２と第２の軸体１６に連結されている。第２の軸体１６は、軸方向一端側が軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。【００２７】
トーションバー１４の周囲には、円環状に形成されたバックヨーク１８と、円環状に形成された永久磁石２０が配置されている。永久磁石２０は、平面形状の環状体として形成されて第１の軸体１２に直接又は間接に固定され、その周方向に相異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が軸方向に着磁された多極磁石として構成されている。【００２８】
永久磁石２０を中心としたその軸方向両側の領域のうち一方の領域には径の相異なる一組の磁性体（以下、これらを第１及び第２のセンサヨーク部と呼ぶ）２２，２４が配置されている。大径の第１のセンサヨーク部２２は、円板部２２Ａと円筒部２２Ｂが一体となって形成されており、円筒部２２Ｂには、円筒部２２Ｂの底部側から内側に突出したクローポール２６が複数個周方向に沿って等間隔で配列されている。また小径の第２のセンサヨーク部２４は、円板部２４Ａと円筒部２４Ｂが一体となって形成されており、円筒部２４Ｂの底部側には、円筒部２４Ｂから外側に突出したクローポール２８が複数個周方向に沿って等間隔で配列されている。各クローポール２６，２８は、それぞれ台形形状に形成されて互い違いに嵌め合わされて、永久磁石２０の各磁極と面対向し、かつ、ギャップを保って配置されている。第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４は、永久磁石２０の磁界内に配置されて、永久磁石２０の磁気回路の一要素として構成されており、一方のクローポール２６が永久磁石２０のＳ極と対向しているときには、他方のクローポール２８が永久磁石２０のＮ極と対向するようになっている。なお、クローポール２６，２８は、台形形状に限らず、三角形状や矩形形状とすることもできる。また、永久磁石２０の裏面のバックヨーク１８は設けなくてもよいが、設けた方が、磁束の漏洩を少なくすることができるので好ましい。【００２９】
第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４に隣接して、一対の補助磁性体（以下、これらを第１及び第２の集磁ヨーク部と呼ぶ）３０，３２が一定の間隙を保って配置されている。第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２は、円環状に形成されて、第２の軸体１６を囲むように配置されている。第１の集磁ヨーク部３０は、円板部３０Ａと円筒部３０Ｂが一体となって形成されており、円筒部３０Ｂの一部には、円筒部３０Ｂから突出した磁束集中部構成部３４が形成されている。第２の集磁ヨーク部３２は、円板部３２Ａと円筒部３２Ｂが一体となって形成されており、円板部３２Ａの一部には、円板部３２Ａから突出した磁束集中部構成３６が形成されている。第２の集磁ヨーク部３２の円筒部３２Ｂは、第１の集磁ヨーク部３０の円板部３０Ａの内側に挿入されるようになっている。磁束集中部構成部３４と磁束集中部構成部３６との間には磁束量に応じて出力電圧が変化するリニアタイプの磁束検出器３８が挿入されるようになっている。【００３０】
第１及び第２の集磁ヨーク部３０、３２は、永久磁石２０の磁界内で第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４と一定の間隙を保って面対向して配置されて磁気回路を構成するようになっているとともに、第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２のうち磁束集中部構成部３４，３６間の軸方向における隙間を他の部分よりも狭くすることで、永久磁石２０から発生する磁束を磁束集中部構成部３４，３６に集中的に集めることができるようになっている。この場合、第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２は、樹脂４２でモールドされて一体成型された状態で静止部材に固定されるのに対して、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４は樹脂４０でモールドされて一体成型された状態で、第２の軸体１６に固定されるが、両者は、面対向した状態で磁気回路を構成しているので、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４が回転しても、両者を通過する磁束の全体の量が変動することはない。なお、モールド方法としては、インサート成型や、ポッティングなどを用いることができる。【００３１】
また、第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２のうち磁束集中部構成部３４，３６の軸方向における隙間に磁束検出器３８を挿入することで、磁束集中部構成部３４，３６の軸方向における隙間を通過する磁束の量を磁束検出器３８によって確実に測定できる。【００３２】
磁束検出器３８としては、ホール素子、ＭＲ素子、ＭＩ素子など、磁束の量を測定できるものであれば良い。また、磁束検出器３８は、１個で良いが、２個以上使用することで、装置の信頼性を高めることができる。２個以上の磁束検出器３８を用いる場合、各磁束検出器３８の磁束の検出方向を変え、各磁束検出器３８の出力差で磁束を測定すれば、ゼロ点の変動をキャンセルすることができる。この際、磁束集中部構成部３４，３６は、第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２にそれぞれ１個所設けるだけでも良いが、２個所以上設けた方が、それぞれの磁束集中部構成部３４，３６の面積を管理できるので好ましい。【００３３】
なお、磁束検出部３８は、一般的には、素子がプラスチックのパッケージ内に収納されており、素子自体は、パッケージの外形寸法より小さい。そのため、磁束集中部構成部３４，３６のうち互いに平行となる平行部の面積はパッケージの大きさに合わせるのではなく、素子自身の大きさに合わせても良い。【００３４】
但し、余り小さすぎると、磁束集中部構成部３４，３６の材料の飽和磁束密度を超えてしまうため、磁気飽和が起きない面積にするのが良い。【００３５】
次に、上記構成によるトルク検出器１０の動作を説明する。図７に示すように、トルクの入力が無い状態では、クローポール２６，２８の円周方向中心が永久磁石２０の極の境界上に位置し、クローポール２６，２８から見た永久磁石２０のＮ極、Ｓ極に対するパーミアンスが等しいので、図８のような磁束の流れとなる。具体的には、永久磁石２０のＮ極から発生した磁束は、第１のセンサヨーク部２２のクローポール２６に入り、そのまま永久磁石２０のＳ極へ入る。よって、磁束が磁束検出器３８を流れないため、磁束検出器３８は中間電圧を出力する。【００３６】
運転者がステアリングホイールを回転させることによってトルクが入力されると、トーションバー１４の入力側は、ステアリングホイールと同様に回転するとともにトーションバー１４自体に入力トルクに応じた捩れが発生する。この捩れによって、トーションバー１４の入力側と出力側に相対角度変位が発生する。このトーションバー１４の入力側と出力側の間に発生した相対角度変位は、本発明のトルク検出器のクローポール２６，２８と永久磁石２０の間の相対角度変位として現れる。クローポール２６，２８と永久磁石２０の間に相対角度変位が発生すると、図８のようなパーミアンスのバランスが崩れ、磁束検出器３８を含む磁気回路、即ち、永久磁石２０のＮ極から発生した磁束が第１のセンサヨーク部２２のクローポール２６に流れ、第１のセンサヨーク部２２から第１の集磁ヨーク部３０、磁束集中部構成部３４を経由し、磁束集中部構成部３４と磁束集中部構成部３６の間に位置する磁束検出器３８を通過し、磁束集中部構成部３６、第２の集磁ヨーク部３２、第２のセンサヨーク部２４、クローポール２８を経由して永久磁石２０のＳ極へと戻る磁気回路に磁束が流れる。この磁束検出器３８を含む磁気回路に発生した磁束を磁束検出器３８で検出することで、相対角度変位が測定でき、トーションバー１４にかかるトルクを検出することができる。【００３７】
本実施例によれば、永久磁石２０は、平面形状の環状体として形成されているとともに、周方向に相異なる磁極が軸方向に着磁され、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４及び第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２と第１の軸体１２の軸方向において面対向されて配置されているため、軸方向の長さを短くすることができ、装置の小型化及びコスト低減に寄与することができる。なお、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４と第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２は、平面形状としているので、これらを平面プレスなどで加工でき、低コスト化が可能であるとともに、軸方向寸法を短くできる。【００３８】
また、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４と第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２は鉄板を用いて形成されているので、磁束が通る断面積が小さくなる可能性がある。そのため、本実施例においては、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４と第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２を流れる磁束の磁束密度の最大値が、材料の飽和磁束密度の９０％以下になるように、断面積を管理することとしている。この結果、磁束が第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４と第１及び第２の集磁ヨーク部３０，３２から外部に漏れることなく、高精度に磁束変化を測定することができる。【００３９】
次に、第１の実施の形態によるトルク検出器の他の構成例を図９に基づいて説明する。本トルク検出器１０は、永久磁石２０を、バックヨーク１８を介して電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）のウォームギヤ４４の側面に固定したものであり、その他の構成は図１〜図８について上述したトルク検出器１０と同様である。【００４０】
永久磁石２０を、バックヨーク１８を介して電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）のウォームギヤ４４の側面に固定すると、装置全体の軸方向寸法をさらに短くすることができる。【００４１】
なお、ウォームギヤ４４の材質が鉄の場合は、ウォームギヤ４４がバックヨーク１８の役目をするため、バックヨーク１８を省くことができる。一方、ウォームギヤ４４の材質がプラスチックの場合は、バックヨーク１８があった方が、磁束が漏れないので好ましい。【００４２】
また、前記各実施例において、永久磁石２０の材料としては、フェライト磁石や希土類磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石やＳｍ−Ｃｏ系磁石など）が使用可能である。また、金属磁石や焼結磁石でも良いが、プラスチック磁石やゴム磁石でも良い。【００４３】
また、第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４のクローポール２６，２８は、本実施例のように、互いに向かい合わせてそれぞれ互い違いに嵌め合わされても良いが、一方向から互い違いに嵌め合わせても良い。例えば、一組の第１及び第２のセンサヨーク部２２，２４を両方とも外周側から、互い違いに永久磁石２０に対向させても良い。【００４４】
（２）第２の実施の形態
（２−１）第２の実施の形態によるトルク検出器の構成
図１０及び図１１において、５０は全体として第２の実施の形態によるトルク検出器を示す。このトルク検出器５０は、ねじり要素であるトーションバー５１で連結された第１の軸５２及び第２の軸５３を備える。第１の軸５２及び第２の軸５３は円柱状に構成されており、その中心軸及びトーションバー５１の中心軸が一直線上に延在している。【００４５】
第１の軸５２には、その径方向外側に延在して、後述する平板状のセンサヨーク５５が樹脂５８でモールドされた状態で取り付けられている。第２の軸５３には、周方向に多極着磁されたリング状の永久磁石５６が、バックヨーク５７を介してセンサヨーク５５と当該永久磁石５６の軸方向片面とが面対向するように、固定配置されている。【００４６】
センサヨーク５５は、リング形状の第１のセンサヨーク部５５Ａと、第１のセンサヨーク部５５Ａよりも小径であって当該第１のセンサヨーク部５５Ａと同軸かつ同一又は略同一平面上に配置された第２のセンサヨーク部５５Ｂとから構成されている。このように第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂを同一又は略同一平面上に配置することにより、これらを少ない樹脂材５８で一体化することができ、コストを低減させることができる。【００４７】
また第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂは同一又は略同一の厚みの平板状に形成されている。このように第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂを平板状に形成することで第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂの軸方向の長さを短くすることができ、その分、装置全体として小型化することができる。また第１及び第２のセンサヨーク５５Ａ，５５Ｂを同一又は略同一の厚みで形成することにより、プレスで加工する際に１枚の鉄板で加工でき、加工コストを低減することができる。【００４８】
第１のセンサヨーク部５５Ａの内周部には、径方向の第２のセンサヨーク部５５Ｂが存在する側（つまり径方向内側）に突出する台形状の凸部６０及び凹部６１が周方向に沿って交互に形成され、第２のセンサヨーク部５５Ｂの外周部には、径方向の第１のセンサヨーク部５５Ａが存在する側（つまり径方向外側）に突出する台形状の凸部６２及び凹部６３が周方向に沿って交互に形成されている。【００４９】
第１のセンサヨーク部５５Ａの凸部６０及び凹部６１と、第２のセンサヨーク部５５Ｂの凸部６２及び凹部６３の数は、いずれも後述する永久磁石５６の極数の半数と同じ数に選定されている。そして第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂは、これら第１のセンサヨーク部５５Ａの凸部６０及び凹部６１と、第２のセンサヨーク部５５Ｂの凹部６３及び凸部６２とが互いに非接触状態で噛み合った状態で一体化される。【００５０】
永久磁石５６は、環状の硬磁性体を周方向に所定角度間隔で交互にＮ極又はＳ極に着磁することにより構成されている。本実施の形態の場合、永久磁石５６は、22.5〔°〕間隔でＮ極及びＳ極に着磁されている。従って、永久磁石５６は、合計１６極の極数を有している。図１１においては、斜線の部分がＮ極を表している。なお、永久磁石５６を構成する磁石材料としては、フェライト磁石や希土類磁石、金属磁石、焼結磁石、プラスチック磁石、ゴム磁石などを使用可能である。【００５１】
センサヨーク５５を基準として永久磁石５６の反対側には、集磁ヨーク６５が配置されている。集磁ヨーク６５は、それぞれリング状の第１の集磁ヨーク部６５Ａと、第１の集磁ヨーク部６５Ａよりも小径であって当該第１の集磁ヨーク部６５Ａと同軸及び同一平面に配置された第２の集磁ヨーク部６５Ｂとから構成される。【００５２】
集磁ヨーク６５は、第１の集磁ヨーク部６５Ａが第１のセンサヨーク部５５Ａの外周部と周方向全体に連続して面対向し、第２の集磁ヨーク部６５Ｂが第２のセンサヨーク部５５Ｂの内周部と周方向全体に連続して面対向するように、図示しない静止部材に固定されている。このように第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂの全周に渡って面対向するように第１又は第２の集磁ヨーク部６５Ａ，６５Ｂを配置することにより、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５間の相対角度変動に起因する測定誤差の発生を防止することができる。【００５３】
また集磁ヨーク６５には、磁束集中部６６が設けられている。より詳細には、第１の集磁ヨーク部６５Ａの一部から径方向外側に向けて突出するように磁束集中部６６の半体である磁束集中部構成部６６Ａが形成されると共に、これと空隙を介して対向するように、第２の集磁ヨーク部６５Ｂから径方向外側に向けて突出するように磁束集中部６６のもう一方の半体である磁束集中部構成部６６Ｂが形成されている。そして第１の集磁ヨーク部６５Ａの磁束集中部構成部６６Ａと、第２の集磁ヨーク部６５Ｂの磁束集中部構成部６６Ｂとの間には、磁束検出器６７が配置されている。【００５４】
このように集磁ヨーク６５に磁束集中部６６を設けることによって、集磁ヨーク６５を通る磁束を磁束集中部６６に集中させることができ、さらに後述のような磁束検出器６７による磁束の検出を行い易くすることができる。また、かかる第１及び第２の磁束集中部６６Ａ，６６Ｂを設けることにより、磁束検出器６７を設置し易くすることができる。
さらに磁束検出器６７を３つ以上用いるようにすれば、磁束検出器６７が１つ故障した場合においても、残りの正常な２つ以上の磁束検出器６７によって信頼性の高いデータを得ることができる。【００５５】
磁束検出器６７としては、ホール素子、ＭＲ素子、ＭＩ素子など、磁束の強さを検出できるものが用いられる。本実施形態の場合、２つの磁束検出器６７を用いている。これは、２つの磁束検出器６７を用いることにより、出力の差をとることで感度を２倍にすることができ、ゼロ点のドリフトをキャンセルすることができるからである。また磁束検出器６７を２つ用いることにより、センサ信号を２重化することができ、信頼性を向上させることができる。【００５６】
第１及び第２の集磁ヨーク部６５Ａ，６５Ｂ並びに磁束検出器６７は、図１０に示すように、樹脂５８でモールドされて一体化される。ただし、この限りではなく、例えば、第１及び第２の集磁ヨーク部６５Ａ，６５Ｂのみ樹脂５８でモールドし、磁束検出器６７を後から挿入してもよい。【００５７】
次に、トルク検出器５０の動作について説明する。このトルク検出器５０における磁気回路の概略図を図１２に示す。【００５８】
トルク検出器５０では、図１２（Ａ）に示すように、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度が「０」のときに、それぞれその凸部６０，６２の中心線が永久磁石５６のＮ極及びＳ極の境界と軸方向に一致するように、第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂが第１又は第２の軸５２，５３に固定される。従って、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度が「０」のときには、第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂの凸部６０，６２における永久磁石５６のＮ極と対向する部分の面積と、当該凸部６０，６２における永久磁石５６のＳ極と対向する部分の面積とが同じである。【００５９】
そして、この状態のときには、永久磁石５６のＮ極から出た磁束が第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂの凸部６０，６２を通って永久磁石５６のＳ極に入り込む。つまりセンサヨーク５５及び永久磁石６６間の相対角度が「０」のときには、第１のセンサヨーク部５５Ａの凸部６０や第２のセンサヨーク部５５Ｂの凸部６２に入る磁束数と、出て行く磁束数とが同じであるため、永久磁石５６から出射した磁束は磁束検出器６７を通らない。【００６０】
一方、トルク検出器５０においては、図１２（Ｂ）に示すように、図１２（Ａ）の状態からセンサヨーク５５が永久磁石５６に対して相対的に矢印ｘで示す右方向又はこれと逆の左方向に回転して、第１のセンサヨーク部５５Ａの凸部６０が永久磁石５６のＮ極部分又はＳ極部分のみと対向すると共に、第２のセンサヨーク部５５Ｂの凸部６２が永久磁石５６のＳ極部分又はＮ極部分のみと対向した状態がセンサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度が最大となる。【００６１】
そして、この状態のときには、第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂに出入りする磁束数がバランスを失い、センサヨーク５５が永久磁石５６に対して相対的に右方向に回転したときには、永久磁石５６のＮ極から出た磁束が第１のセンサヨーク部５５Ａから第１の集磁ヨーク部６５Ａ、磁束集中部構成部６６Ａ、磁束検出器６７、磁束集中部構成部６６Ｂ、第２の集磁ヨーク部６５Ｂ及び第２のセンサヨーク部５５Ｂを順次経由して永久磁石５６のＳ極に入り込む。またセンサヨーク５５が永久磁石５６に対して相対的に左方向に回転したときには、永久磁石５６のＮ極から出た磁束が第２のセンサヨーク部５５Ｂから第２の集磁ヨーク部６５Ｂ、磁束集中部構成部６６Ｂ、磁束検出器６７、磁束集中部構成部６６Ａ、第１の集磁ヨーク部６５Ａ及び第１のセンサヨーク部５５Ａを順次経由して永久磁石５６のＳ極に入り込む。【００６２】
また、センサヨーク５５が永久磁石５６に対して相対的に右方向に回転して、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度が「０」及び最大角度間にあるときには、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度に応じた磁束数の磁束が、第１のセンサヨーク部５５Ａから第１の集磁ヨーク部６５Ａ、磁束集中部構成部６６Ａ、磁束検出器６７、磁束集中部構成部６６Ｂ、第２の集磁ヨーク部６５Ｂ及び第２のセンサヨーク部５５Ｂを順次経由して永久磁石５６のＳ極に入り込む。さらにセンサヨーク５５が永久磁石５６に対して相対的に左方向に回転して、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度が「０」及び最大角度間にあるときには、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度に応じた磁束数の磁束が、第２のセンサヨーク部５５Ｂから第２の集磁ヨーク部６５Ｂ、磁束集中部構成部６６Ｂ、磁束検出器６７、磁束集中部構成部６６Ａ、第１の集磁ヨーク部６５Ａ及び第１のセンサヨーク部５５Ａを順次経由して永久磁石５６のＳ極に入り込む。【００６３】
この場合において、かかるトルク検出器５０では、センサヨーク５５及び永久磁石５６がそれぞれ第１又は第２の軸５２，５３に固定されると共に、第１の軸５２及び第２の軸５３がトーションバー５１を介して接続されているため、第１の軸５２及び第２の軸５３間にねじりトルクが作用した場合、そのねじりトルクの大きさ（ねじりトルク量）及び向きが、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度（向きも含む）として表れることとなる。従って、このとき磁束検出器６７により検出される磁束数及びその向きに基づいて、第１の軸５２及び第２の軸５３間に作用したねじりトルクの大きさ及び向きを検出することができる。【００６４】
以上のように、本実施の形態によるトルク検出器５０では、第１の軸５２及び第２の軸５３間に作用したねじりトルクの大きさ及び向きを、センサヨーク５５及び永久磁石５６間の相対角度の変化に伴い磁束検出器６７を通過する磁束数及びその向きとして検出する。【００６５】
この場合において、本実施の形態によるトルク検出器５０では、第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂが平板状であるため、軸方向の長さを短くすることができる。かくするにつき、トルク検出器１を小型に構築することができる。【００６６】
図１０及び図１１との対応部分に同一符号を付して示す図１３は、図１０及び図１１について上述したトルク検出器５０の変形例であるトルク検出器７０を示している。このトルク検出器７０は、ステアリングホイール７１に印加された操舵トルクに対応して、電動モータにより補助操舵トルクを発生し、減速機により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に取り付けられている。【００６７】
かかる電動パワーステアリング装置は、同軸上にステアリングホイール７１、第１の軸５２、トーションバー５１、第２の軸５３及び当該第２の軸５３に固定されたウォームホイール７２を備える。またトルク検出器７０においては、永久磁石５６がウォームホイール７２の一面側に固定されている点を除いて上述した第１の実施の形態と同様の構成を有する。【００６８】
このように、永久磁石５６をウォームホイール７２に取り付けると、全体の軸方向をさらに短くすることができる。なお、ウォームホイール７２の材質が磁性体の場合は、ウォームホイール７２がバックヨークの役目を果たすので、バックヨークは特に必要ないが、ウォームホイール７２の材質が非磁性体の場合は、この図１３のようにバックヨーク７３を設けるようにすれば磁束の漏れを防止することができる。【００６９】
なお本実施の形態においては、第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂの凸部６０，６２を台形状に形成するようにした場合について述べたが、三角形状や矩形に形成するようにしても良い。【００７０】
また本実施の形態においては、永久磁石５６の極数を１６とするようにした場合について述べたが、１６極以外の極数の永久磁石を適用するようにしても良い。【００７１】
さらに本実施の形態においては、永久磁石５６の極数の半数と、第１及び第２のセンサヨーク部５５Ａ，５５Ｂの凸部６０，６２の数とを同数とするようにした場合について述べたが、これらの数を異ならせるようにしても良い。【００７２】
さらに本実施の形態においては、磁束を有効に利用するためにバックヨーク５７を取り付けるようにした場合について述べたが、永久磁石５６を第２の軸５３に直接取り付けるようにしても良い。【００７３】
さらに本実施形態においては、磁束検出器６７として２つ以上の磁束検出器を用いるようにした場合について述べたが、磁束検出器６７を１つのみ使用するようにしても良い。【００７４】
さらに本実施の形態においては、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５を一体化するのに樹脂でモールドする場合について述べたが、プラスチックやアルミなどの非磁性体を組み込んで、一体構造とするようにしても良い。【００７５】
さらに本実施の形態においては、トルク検出器５０を図１０及び図１１のように構成するようにした場合について述べたが、他の構成を広く適用することができる。図１４〜図１７にトルク検出器５０の他の構成例を示す。【００７６】
具体的には、図１４及び図１５に示すように、第１及び第２のセンサヨーク部８０Ａ，８０Ｂ並びに第１及び第２の集磁ヨーク部８１Ａ，８１Ｂを軸方向に延在させ、第１及び第２のセンサヨーク部８０Ａ，８０Ｂの各凸部（爪）８２、８３を非接触に相互に位置するように折り曲げて永久磁石５６に対向させるようにしてもよい。また、図１６及び図１７に示すように、第１及び第２のセンサヨーク部９０Ａ，９０Ｂ並びに第１及び第２の集磁ヨーク部９１Ａ，９１Ｂを永久磁石９６に対して軸方向に延在させて対向させてもよい。この場合は、永久磁石５６の内外周面が多極に着磁される。なお、これら図１４及び図１５に示すトルク検出器８５，９５の動作は、図１０及び図１１に示すものと同様であるためその説明は省略する。【００７７】
（２−２）本実施の形態のトルク検出器に対する電源系の構成
次に、かかるトルク検出器５０に対する電源系の構成について説明する。図１８（Ａ）に、トルク検出器５０の制御ブロック図（回路図）を示す。符号１００はＥＰＳ全体を制御する制御部（ＥＣＵ：Electronic Control Unit、電子制御装置）である。【００７８】
図示するように、制御部１００には、バッテリ１０１が接続される。また、制御部１００は、接地電位に接続されている。【００７９】
制御部１００には、それぞれリニアレギュレータ、スイッチングレギュレータ、ツェナーダイオード又はトランジスタ回路などからなる第１の電源回路１０２Ａ及び第２の電源回路１０２Ｂが内蔵されている。これらの回路は、図示しない配線を介してバッテリ１０１と接続され、入力電圧を２つの磁束検出器６７（以下、適宜、これらを第１及び第２の６７Ａ，６７Ｂと呼ぶ）の電源電圧（駆動電圧）まで降下させる。この電圧（電力）が、第１及び第２の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂから出力され、それぞれ第１又は第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂに供給（入力）される。【００８０】
第１及び第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂは、磁束に応じた出力信号（電圧）を出力し、当該出力信号は、制御部１００における対応する第１又は第２の入力端子１０３Ａ，１０３Ｂにそれぞれ入力される。この出力信号からトルクを算出し、入力トルクに応じた補助操舵トルクを発生させるための電動モータ（図示せず）の駆動電流を算出し、電動モータを駆動する。即ち、磁束（操舵トルク）に対応して電動モータを駆動し、補助操舵トルクが発生され出力軸に伝達される。このように電動式パワーステアリング装置を動作させることができる。【００８１】
ここで磁束検出器６７を複数備えることのメリットを説明する。磁束検出器６７を２個以上使用することで、装置の信頼性を高めることができる。例えば、２個の磁束検出器６７を用いる場合、各磁束検出器６７の磁束の検出方向を変え、各磁束検出器６７の出力信号を差動信号として磁束を測定することができる。この場合、ゼロ点の変動をキャンセルすることができる。さらに、２個の磁束検出器６７を用いると、差動出力に伴ってダイナミックレンジが広くなり、外来ノイズの影響を受け難くでき、磁束検出器６７の温度ドリフトをキャンセルすることもできる。【００８２】
さらに、３個以上磁束検出器６７を用いると、磁束検出器６７の一つが故障した場合でも正常な検出器が２個以上残るため、多数決による信頼性が高いデータを得ることができる。【００８３】
図１８（Ｂ）に、磁束集中部構成部６６Ａ，６６Ｂ間における第１及び第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂの配置例を示す。本実施の形態においては、第１及び第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂが磁束集中部構成部６６Ａと磁束集中部構成部６６Ｂとの間に並べて配置される。そしてこれら第１及び第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂからは、３本の配線（端子、ＴＡ１〜ＴＡ３、ＴＢ１〜ＴＢ３）が引き出され、これら配線が制御部１００に接続される。これらの配線は、例えば、前述した通り、電源電位線、接地電位線、第１若しくは第２の入力端子接続線となる（図１８（Ａ）参照）。なお、配線の数や機能は、上記のものに限られるものではない。【００８４】
以上のように、第２の実施の形態においては、磁束検出器６７を２つ配置すると共に、これらの磁束検出器６７に対して各々電力を供給する第１及び第２の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂを独立に設けるようにしているため、完全な２重系を構成できる。したがって一方の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂ又は磁束検出器６７Ａ，６７Ｂに異常が発生した場合でも、異常の生じていない他方の電源回路１０２Ｂ，１０２Ａ及び磁束検出器６７Ｂ，６７Ａの組を用いてトルクを検出することが可能であるため、トルク検出器５０の信頼性を向上させることができる。【００８５】
例えば、図１９に示す構成の制御部１０４では、電源回路１０２に異常が生じた場合にトルクを検出することができないが、本実施形態によれば、トルクを検出することができ、トルク検出器５０の信頼性を向上させることができる。【００８６】
前述した通り、このようなトルク検出器５０は電動式パワーステアリング装置に用いられる。すなわち、入力軸に印加された操舵トルクをトルク検出器により検知し、検知した操舵トルクに対応して電動モータから補助操舵トルクを発生して出力軸に伝達する電動式パワーステアリング装置において、トルク検出器としてトルク検出器５０を使用する。このように構成することで、上述のように、一方の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂや、一方の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂに異常が発生した場合でも、異常の生じていない他方の電源回路１０２Ｂ，１０２Ａと磁束検出器６７Ｂ，６７Ａの組を用いてトルクを検出することが可能であるため、電動式パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。【００８７】
なお、本実施の形態においては、磁束集中部構成部６６Ａ，６６Ｂ間に磁束検出器６７を２個配置する場合について述べたが、かかる磁束検出器６７を３個以上配置するようにしてもよい。この場合、磁束検出器６７の数に応じて、電源回路も同数設けるようにすれば良い。また、図１０及び図１１においては、磁束集中構成部６６Ａ，６６Ｂを集磁ヨーク６５に１つだけ設けるようにした場合について述べたが、かかる磁束集中構成部６６Ａ，６６Ｂを集磁ヨーク６５に２つ以上設け、それぞれの箇所に磁束検出器６７を配置するようにしても良い。【００８８】
また本実施の形態においては、第１及び第２の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂとしてリニアレギュレータ、スイッチングレギュレータ、ツェナーダイオード又はトランジスタ回路などを適用するようにした場合について述べたが、要は、電圧をコントロールでき、第１及び第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂを動作させるのに必要な電流を供給できるものであるのならば、種々のものを広く適用することができる。【００８９】
さらに本実施の形態においては、第１及び第２の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂが制御部１００内に組み込まれている場合について述べたが、これら第１及び第２の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂを制御部１００とは別体に設けるようにしても良い。また、バッテリ電圧が第１及び第２の磁束検出器６７Ａ，６７Ｂの電源電圧以下になってしまう場合を考慮し、第１及び第２の電源回路１０２Ａ，１０２Ｂとして降圧のみでなく昇圧も可能なタイプのものを適用するようにしても良い。【００９０】
さらに本実施の形態においては、図１０及び図１１のように構成されたトルク検出器５０について、磁束検出器６７と同じ数の電源回路を設けるようにした場合について述べたが、例えば図１〜図６のように構成されたトルク検出器１０や他の構成を有するトルク検出器についても、磁束検出器６７と同じ数の電源回路を設けることによって、同様の効果を得ることができる。【００９１】
（２−３）センサヨーク及び集磁ヨークの材料
次に、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５の材料について説明する。図２０にセンサヨーク５５及び集磁ヨーク６５を構造用鋼とした際の磁気検出素子の出力特性を示す。縦軸は、出力電圧［Ｖ］、横軸は角度変位［ｄｅｇ］を示す（図２１、２２も同じ）。【００９２】
図２０に示すように、出力特性にはヒステリシスが存在しており、出力値から角度を正確に測定することが難しい。これは、センサヨーク５５並びに集磁ヨーク６５に使用した材料の磁気特性によるものである。そこで、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５の磁気特性を改善するため、ニッケルを含んだ合金を使用した結果を図２１に示す。図２１はセンサヨーク５５及び集磁ヨーク６５にニッケルを約４５ｗｔ％（重量％）含んだ合金を使用した際の出力特性である。【００９３】
図２０と比較すると、出力のヒステリシスが格段に改善されており、トルク検出器として良好な性能を得ることができることが分かる。また出力電圧の変化（傾き）も大きくなっており、性能が大幅に改善されていることが分かる。しかしながら、僅かにヒステリシスが残っている。【００９４】
そこで、更に磁気特性を向上させるために、ニッケルを約７５ｗｔ％含んだ合金を使用した際の出力特性を図２２に示す。【００９５】
図２２からわかるように、図２１と比べるとヒステリシスをほぼゼロとすることができることがわかる。しかしながら、ニッケルは高価な金属であり、ニッケル含有量が増加すると共に磁性体の価格は高価になってしまう。そのため、ニッケル使用量は少ない方が好ましい。【００９６】
図２３に、ニッケル含有量とヒステリシスとの関係を示す。図２３から分かるように、ヒステリシスはニッケル含有量が４０ｗｔ％未満になると急激に大きくなっており、精度の良い測定をするためには、ニッケル含有量が４０ｗｔ％以上必要であることが分かる。しかしながら、図２３から分かるように、磁性体自体の価格はニッケル含有量とともに高価となる。そのためコスト的にはニッケル含有量が少ない方が好ましい。【００９７】
なお、図２３から分かるように、ニッケル含有量が８０ｗｔ％を超えるとヒステリシスの減少程度は少なくなる。その結果、価格の上昇割合に比べてヒステリシスの減少程度は少なく、性能とコストからはニッケル含有量が４０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下であるのが好ましい。【００９８】
このように、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５をニッケル含有量が４０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下の合金により構成することで、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５の透磁率が高くなり、センサヨーク５５、集磁ヨーク６５及び磁束集中部６６を通過する磁束の量を多くできる。その結果、出力電圧範囲を大きくすることができる。【００９９】
また、保磁力を小さくできるので、出力のヒステリシスを小さくでき、トルク検出器の測定精度を大幅に向上することができる。【０１００】
また、このようなトルク検出器５０を、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、減速機により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動式パワーステアリング装置に対して適用することにより、高精度なアシストを実現することができる。【０１０１】
なお、本実施の形態においては、磁性体であるセンサヨーク５５及び補助磁性体である集磁ヨーク６５の材料の双方に、ニッケルを含有した合金を用いる場合について述べたが、これらの部材の一方にニッケルを含有した合金を用いても良い。なお、センサヨーク５５に、ニッケルを含有した合金を用いた方が効果的である。【０１０２】
また本実施の形態においては、図１０及び図１１のように構成されたトルク検出器５０について、センサヨーク５５及び集磁ヨーク６５の材料としてニッケルを含有した合金を用いる場合について述べたが、例えば図１〜図６のように構成されたトルク検出器１０や他の構成を有するトルク検出器についても、センサヨークや集磁ヨークの材料としてニッケルを含有した合金を用いる、同様の効果を得ることができる。【０１０３】
（３）第３の実施の形態
図１１との対応部分に同一符号を付して示す図２４は、第３の実施の形態によるトルク検出器１１０を示す。このトルク検出器１１０は、センサヨーク１１１を構成する第１及び第２のセンサヨーク１１１Ａ，１１１Ｂの凸部１１２，１１３がそれぞれ台形状に形成されている点と、当該第１及び第２のセンサヨーク１１１Ａ，１１Ｂを覆う樹脂１１４の形状が異なる点とを除いて第２の実施の形態によるトルク検出器５０と同様に構成されている。【０１０４】
すなわち本実施の形態によるトルク検出器１１０の場合、樹脂１１４は、第１のセンサヨーク部１１１Ａ及び第２のセンサヨーク部１１１Ｂ間の空間に空隙部１１５を残して充填されている。【０１０５】
この場合、図２４（Ｂ）に示すように、第１のセンサヨーク１１１Ａにおける第１の集磁ヨーク部６５Ａとの対向部分と、第２のセンサヨーク１１１Ｂにおける第２の集磁ヨーク部６５Ｂとの対向部分は樹脂１１４により覆われておらず、これらの部分が露出するように樹脂１１４が成型されている。【０１０６】
これによりこのトルク検出器１１０においては、センサヨーク１１１の全面を樹脂１１４で覆った場合に比べて、集磁ヨーク６５をセンサヨーク１１１に近接して配置させることができ、かくしてトルク検出器１１０全体としての軸方向の長さをより一層と小さくすることができるようになされている。【０１０７】
またこのトルク検出器においては、上述のように樹脂が成型されているため、センサヨーク１１１及び集磁ヨーク６５間のギャップを小さくすることもできる。このギャップは、永久磁石５６からの磁束が通過する磁路を構成しているが、ギャップが小さくなることでこの磁路が短くなるため、集磁ヨーク６５にてより確実にセンサヨーク１１１からの磁束を集めることができるようになる。特に、ギャップが非磁性体（本実施形態の場合は空気）で構成される場合は、一般的な磁性体に比べて透磁率が非常に低いので、ギャップが小さくなることによる効果は顕著である。なお、樹脂１１４のうち磁路を構成しない永久磁石５６と対向する側の部分は、トルク検出器１１０の全体の機械的強度をあげるため、十分な量でセンサヨーク１１１を覆うように成型することが好ましい。【０１０８】
次に、かかるトルク検出器５０の製造方法について説明する。【０１０９】
図２５（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態にかかるトルク検出器１１０の製造手順を示している。本トルク検出器１１０は、特にセンサヨーク１１１を樹脂１１４により一体にモールドするまでの製造工程に製造上の特徴があり、他の製造工程は従来と同様である。従って、以下においては、図２５（Ａ）〜（Ｃ）を用いてこの工程部分について説明する。【０１１０】
はじめに、図２５（Ａ）に示すように、同一（略同一も含む）の厚みをもつ一枚の鉄板から、プレス加工により、連結部１１６を介して連結された第１のセンサヨーク部１１１Ａ及び第２のセンサヨーク部１１１Ｂを打ち抜く。連結部１１６は、第２のセンサヨーク部１１１Ｂの４つの凸部１１３から、第１のセンサヨーク部１１１Ａの４つの凹部１１７に向かってそれぞれ延出し、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂを連結固定する。プレス加工の段階で、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂの相対位置が決定される。この相対位置は、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂが連結部１１６で固定されているためずれることがない。【０１１１】
次に、図２５（Ｂ）に示すように、図２５（Ａ）の打抜き工程において打ち抜かれた、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂを樹脂１１４で一体にモールドする。この際、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂ間を連結する上述の連結部１１６の周辺は、樹脂１１４を充填せず空隙部１１５を形成するようにする。この空隙部１１５の分だけ樹脂１１４の量が少なくてすむ。また、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂにおける第１又は第２の集磁ヨーク部６５Ａ，６５Ｂとの対向部分にも樹脂１１４を供給せず、当該部分を露出させる。このようなモールド工程を経ても、連結部１１６の存在により第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂの相対位置がずれることはない。【０１１２】
続いて、図２５（Ｃ）に示すように、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂから連結部１１６を切り離す。ここで、空隙部１１５が連結部１１６の周囲に形成されているので、連結部１１６の切り離しを容易に行うことができる。第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂは、樹脂１１４によりモールドされ固定されているので、このような切離し工程において連結部１１６を取り除いたとしても、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ、１１１Ｂの相対位置がずれることはない。【０１１３】
以上説明したように、プレス加工で決定された第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂの相対位置は一貫してずれることがない。従って、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂの相対位置をプレス加工により精密に決定することによって、その相対位置を維持して組み立てを行うことができるため、センサヨーク１１１を精度よく製造することができる。また、従来のように第１及び第２のセンサヨーク部を各々作成した後それぞれを位置決めする位置決め作業や、かかる位置決め作業のための部品が不要になり、製造コストを削減できる。【０１１４】
以上、第３の実施の形態を示したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な態様での実施が可能である。以下のような変形例が可能である。【０１１５】
例えば、上述の実施形態においては、永久磁石５６と対向する側の面の全面を樹脂１１４で覆う場合について述べたが、図２６及び図２７に示すように、センサヨーク１１１のうちの永久磁石５６と対向する部分を、樹脂１１４により覆わずに露出させるようにしても良い。【０１１６】
このようにすることによって、センサヨーク１１１の全面を樹脂１１４で覆った場合に比べて、永久磁石５６をセンサヨーク１１１に近接して配置させることができる。これにより、センサヨーク１１１の集磁ヨーク６５と対向する側を覆う樹脂１１４の形状と相俟って、トルク検出器１１０全体の軸方向の長さをさらに小さくすることができる。またセンサヨーク１１１と永久磁石５６との間のギャップを小さくすることもできる。このギャップは、永久磁石５６からの磁束が通過する磁路を構成しているが、ギャップが小さくなることでこの磁路が短くなるため、永久磁石５６より生じる磁束をセンサヨーク１１１において効率的に利用することができる。特に、ギャップが非磁性体で構成される場合は、一般的な磁性体に比べて透磁率が非常に低いので、ギャップが小さくなることによる効果は顕著である。【０１１７】
また上述の実施の形態においては、連結部１１６を第２のセンサヨーク部１１１Ｂの凸部１１３から第２のセンサヨーク部１１１Ａ凹部１１７に延在して４つ設ける構成としたが、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂを樹脂１１４でモールドするまで双方を固定することができるのであれば、連結部１１６の形成位置や数は、どのような形成位置であっても、またどのような本数であっても良い。例えば、第１及び第２のセンサヨーク部１１１Ａ，１１１Ｂを鉄板から打ち抜く際に、第１のセンサヨーク部１１１Ａのすべての凸部１１３及び第２のセンサヨーク部１１１Ｂの対応する凹部１１７間を連結するように連結部１１６を設けるようにしても良く、また第１のセンサヨーク部１１１Ａのいくつかの凸部１１２と第２のセンサヨーク部１１１Ｂの対応する凸部１１３との間を連結するように連結部１１６を設けるようにしても良い。【０１１８】
（４）第４の実施の形態
図２８〜図３２において、１２０は全体として第４の実施の形態によるトルク検出器を示す。このトルク検出器１２０は、センサヨーク１２１を構成する第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂの構成が異なる点を除いて第２の実施の形態によるトルク検出器５０と同様に構成されている。【０１１９】
すなわち、本実施の形態によるトルク検出器１２０の場合、第１のセンサヨーク部１２１Ａは、特に図３２において明らかなように、環状に配置された複数の第１のクローポール１２１ＡＸから形成される。第１のクローポール１２１ＡＸは、磁性材からなる台形状の平板部材であり、幅細側の一端部を径方向内側、幅広側の他端部を径方向外側に向けて、合計８個配置されている。また第２のセンサヨーク部１２１Ｂは、環状に配置された複数の第２のクローポール１２１ＢＸから形成される。第２のクローポール１２１ＢＸは、磁性材からなる台形状の平板部材であり、幅細側の一端部を径方向内側、幅広側の他端部を径方向外側に向けて、第１のクローポール１２１ＡＸと交互に位置するように合計８個配置されている。これら第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ、１２１ＢＸの数は、それぞれ永久磁石５６の極数の半数と同じ数に選定されている。【０１２０】
図３０に示すように、すべての第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸは、樹脂５８によりモールドされて一体化される。第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸは同一又はほぼ同一平面上に配置されているため、厚さ寸法を小さく形成することができると共に、これらを少ない樹脂５８で一体化することができ、コストを低減させることができる。【０１２１】
また第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸは、同一又はほぼ同一の厚みの平板状に形成されている。このように第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸを平板状に形成することで第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸの軸方向の長さを短くすることができ、その分、装置全体として小型化することができる。【０１２２】
なお、本実施形態の第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ、１２１ＢＸの製造方法を図３３に示す。第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸは、それぞれ平板状の材料１２２から順次交互に異なる向きで打ち抜くようにして作成される。上述した特許文献４に記載されている軟磁性体は、内側にクローポールを持つ円環状部材から、クローポール部を曲げることで製造しているが、その内側は捨てられてしまう。本実施形態では、内側が捨てられてしまう円環部を持たないため、材料１２２の使用効率を飛躍的に上げることができる。【０１２３】
集磁ヨーク６５は、第１の集磁ヨーク部６５Ａが第１のセンサヨーク部１２１Ａを構成する各第１のクローポール１２１ＡＸの幅広側とそれぞれ対向し、第２の集磁ヨーク部６５Ｂが第２のセンサヨーク部１２１Ｂを構成する各第２のクローポール１２１ＢＸの幅細側とそれぞれ対向するように、図示しない静止部に固定されている。このように、第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂの全周に渡って集磁ヨーク６５を配置することにより、センサヨーク１２１及び集磁ヨーク６５間の相対角度変動に起因する測定誤差の発生を防止することができる。【０１２４】
以上のように、本実施の形態によるトルク検出器１２０では、第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂ（各第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸ）が平板状であり、さらに円環状の部位を持たないため、材料効率を飛躍的に向上することができ、経済性を向上させることができる。さらに軸方向の長さを短くすることができるため、トルク検出器１２０を小型に構築することができる。【０１２５】
また本実施の形態によるトルク検出器１では、センサヨーク１２１を、環状に配置された複数の第１のクローポール１２１ＡＸからなる第１のセンサヨーク部１２１Ａと、第１のクローポール１２１Ａと交互に位置するように環状に配置された複数の第２のクローポール１２１BＸからなる第２のセンサヨーク部１２１Ｂとで構成するようにしたことにより、これら第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸを図３３のように平板状の材料１２２から順次交互に異なる向きで打ち抜くようにして作成することができる。かくするにつき、その内側が無駄になる円環部をセンサヨーク１２１が有さず、材料効率を飛躍的に向上させることができる。特に、材料としてニッケルを多量に含む高価な金属を使用する場合に、低コストの効果が大きい。【０１２６】
なお、上述の実施の形態においては、第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸを台形状に形成するようにした場合について述べたが、三角形状や矩形に形成するようにしても良い。【０１２７】
また上述の実施の形態においては、永久磁石５６の極数の半数と、第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ及び１２１ＢＸの数とを同数とするようにした場合について述べたが、これらの数を異ならせるようにしても良い。【０１２８】
さらに上述の実施の形態においては、すべての第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸを個別に作成するようにした場合について述べたが、第１及び又は第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸの一部をそれぞれ一体に連結した構成とするようにしても良い。具体的には、第１及び第２のクローポール１２１ＡＸ，１２１ＢＸを、それぞれ例えば２〜４個ずつを一体に連結した構成としても良い。【０１２９】
また図３４に示すように、第２のセンサヨーク１３１を、円環状の連結部１３１Ｂの外周側に第２のクローポール１２１ＢＸとほぼ同じ形状の凸部１３１Ａを一定間隔で突出形成した構成（つまり各第２のクローポール１２１ＢＸの幅細側を連結部１３１Ｂで一体に連結した形状）としたり、図３５に示したように、第１のセンサヨーク１３３を、円環状の連結部１３３Ｂの内周側に第１のクローポール１２１ＡＸとほぼ同じ形状の凸部１３３Ａを一定間隔で突出形成した構成（つまり各第１のクローポール１２１ＡＸの幅広側を連結部１３３Ｂで一体に連結した形状）とするようにしても良い。このようにすることによって、センサヨークの機械的強度を上げ、さらに組み立てを容易化することができる。【０１３０】
（５）第５の実施の形態
図２８〜図３２との対応部分に同一符号を付して示す図３６〜図３８は、第５の実施の形態によるトルク検出器１４０を示す。このトルク検出器１４０は、集磁ヨーク１４１を形成する第１及び第２の集磁ヨーク部１４１Ａ，１４１Ｂの構成が異なる点を除いて第４の実施の形態によるトルク検出器１２０（図２８〜図３２）と同様に構成されている。【０１３１】
すなわち本実施の形態によるトルク検出器１４０の場合、第１及び第２の集磁ヨーク部１４１Ａ，１４１Ｂは、全体として円筒状に形成されている。そして第１の集磁ヨーク部１４１Ａは、その一部例えば端面が第１のセンサヨーク部１２１Ａの外周部と周方向全体に面対向し、第２の集磁ヨーク部２５Ｂは、その一部例えば端面が第２のセンサヨーク部１２１Ｂの内周部と周方向全体に面対向するように、図示しない静止部材（例えばハウジング（図４３の符号１８６参照））に固定されている。【０１３２】
このように、トルク検出器１４０では、第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂの全周に渡って集磁ヨーク１４１を配置することにより、センサヨーク１２１及び集磁ヨーク１４１間の相対角度変動に起因する測定誤差の発生を防止することができるようになされている。【０１３３】
ここで、第１及び第２の集磁ヨーク部１４１Ａ，１４１Ｂは、図３９に示すように板体（例えばＮｉが多く含まれるパーマロイ等）１５０をプレス加工等により作製される。板体１５０は細長い帯部１５１と、帯部１５１の一側から突出する例えば矩形状の凸部１５２とを備える。以下、凸部１５２を挟んで帯部１５１の一方側を帯端部１５３，他方側を帯端部１５４と呼ぶ。このように、板状にプレス加工することでコストを低減することができる。【０１３４】
このような板体１５０について、帯部１５１を環状に湾曲させ、帯端部１５３と帯端部１５４とを突き合わせて接合する。さらに、凸部１５２を外側に折曲させることにより、磁束集中部構成部６６Ａ，６６Ｂが形成される。【０１３５】
なお、第１及び第２の集磁ヨーク部１４１Ａ，１４１Ｂ並びに磁束検出器６７は、図３６に示すように、樹脂５８でモールドされて一体化される。ただし、この限りではなく、例えば第１及び第２の集磁ヨーク部６５Ａ，６５Ｂのみ樹脂５８でモールドし、磁束検出器６７を後から挿入しても良い。【０１３６】
このように構成された本実施形態によるトルク検出器１４０では、軸方向の寸法を小さくできるため、衝突時の衝撃吸収のＥＡストローク量を十分に取ることができる等、ＥＰＳの性能を向上させることができる。【０１３７】
また、帯部１５１を筒状に曲げて第１及び第２の集磁ヨーク部１４１Ａ，１４１Ｂを作製するため、始めからリング状に打ち抜くよりも材料の歩留まりが良くなり、低コスト化を実現できる。特にＮｉが多く含まれるパーマロイ等の高価な材料を使用する際には、その効果が大きい。【０１３８】
さらに、本実施の形態によるトルク検出器１４０では、第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂが平板状であり、さらに円環状の部位を持たないため材料効率の向上を図ることができ、経済性を向上させることができる。さらに軸方向の長さを短くすることができるため、トルク検出器１４０を小型に構築することができる。【０１３９】
なお、上述の実施の形態においては、第１のセンサヨーク部１２１Ａを構成する第１のクローポール１２１ＡＸ及び第２のセンサヨーク部１２１Ｂを構成する第２のクローポール１２１ＢＸが分離している場合について述べたが、第１のクローポール１２１ＡＸや第２のクローポール１２１ＢＸの一部（例えば４個）が一体的に連結した構成でも良い。【０１４０】
また上述の実施の形態においては、第１及び第２の集磁ヨーク部１４１Ａ，１４１Ｂの双方に磁束集中部構成部６６Ａ，６６Ｂを設けるようにした場合について述べたが、例えば図４０に示すように、集磁ヨーク１６０を構成する第１及び第２の集磁ヨーク部１６０Ａ，１６０Ｂのうちの第２の集磁ヨーク部１６０Ｂにのみ磁束集中部構成部１６１Ｂを形成し、この磁束集中部構成部１６１Ｂと、第１の集磁ヨーク部１６０Ａの端面のうちの磁束集中構成部１６１Ｂと対向する部分とで磁束集中部１６１を構成するようにしても良い。【０１４１】
このような構成にする場合、図３９について上述した帯端部１５３と帯端部１５４とをオーバーラップさせ、磁気検出素子を配設する部分の径方向寸法を大きくしても良い。このようにすることにより、第１の集磁ヨーク部１６０Ａの磁束集中部構成部を省略することができるため、材料を有効利用することができる。また、集磁ヨーク１６０の製造過程で第１の集磁ヨーク部１６０Ａの磁束集中部構成部の曲げ工程を省略することができるため、製造工程の簡略化が可能となる。また、磁気特性を悪化させてしまう塑性加工工程を１工程分省略することができるため、磁気特性の悪化を防ぐことが可能である。【０１４２】
なお、本例のように磁束集中部構成部を第１及び第２の集磁ヨーク部のいずれか一方にのみ設けるか又は両方に設けるのかは、磁気検出素子６７の位置決め容易性に応じて適宜選択することができる。【０１４３】
次に、本実施の形態の他の構成例について図４１及び図４２を参照して説明する。なお、図３６〜図３８との対応部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。【０１４４】
図４１及び図４２に示すトルク検出器１７０は、集磁ヨーク１７１を構成する第１及び第２の集磁ヨーク部１７１Ａ，１７１Ｂのうち、第２の集磁ヨーク部１７１Ｂを第２のセンサヨーク部１２１Ｂの内径よりも小さく形成すると共に、第１の集磁ヨーク部１７１Ａを第１のセンサヨーク部１２１Ａの外径よりも大きく形成し、第１及び第２の集磁ヨーク部１７１Ａ，１７１Ｂによって第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂを径方向に挟み込んだ構成である。第１及び第２のセンサヨーク部１２１Ａ，１２１Ｂは集磁ヨーク１７１の軸方向寸法の略中央に位置している。このようにすることで、図３６〜図３８について上述した構成例と比較して、センサヨーク１２１−集磁ヨーク１７１間におけるアキシアル変動の影響を少なくすることができる。また、トルク検出器の軸方向寸法をさらに小さくすることができる。【０１４５】
次に、図４３を参照しながら、図４１、図４２について上述したトルク検出器１７０を使用したＥＰＳシステム１８０について説明する。【０１４６】
このＥＰＳシステム１８０は、ステアリングホイール側の入力軸１８１にセンサヨークアッセンブリ１８２を圧入等により固定し、インターミッション側の出力軸１８３に磁石アッセンブリ１８４を圧入等で固定する。入力軸１８１と出力軸１８３からなるシャフトアッセンブリ１８５をハウジング１８６に固定された集磁ヨークアッセンブリ１８７の内側へ挿入することで構成される。【０１４７】
ここで、センサヨークアッセンブリ１８２は、図４４に示すように、上述のセンサヨーク１２１（図４１、図４２）と、入力軸１８１へ圧入固定するためのカラー１８８とを備え、更にこれらを一体に固定するため、合成樹脂１８９でモールドされている。【０１４８】
本実施形態のセンサヨーク１２１は集磁ヨーク１７１に対してラジアル方向に対向し、磁石アッセンブリ１８４に対してアキシアル方向に対向する必要があるため、センサヨーク１２１全体をモールドするのではなく、対向面は露出するようにモールドしている。
集磁ヨーク１７１を図４５に、集磁ヨークアッセンブリ１８７を図４６に示す。集磁ヨークアッセンブリ１８７は一対の集磁ヨーク１７１と、それらを固定するため合成樹脂１９０でモールドされている。但し、磁束検出器６７を磁束集中部６６へ挿入できるように、磁束検出器６７を挿入するための孔１９１が開いている。【０１４９】
磁石アッセンブリ１８４を図４７に示す。磁石アッセンブリ１８４はセンサヨーク１２１に対応した極数（本実施形態では１６極）を持ったリング磁石１９２と、それを固定する磁石ハウジング１９３からなる。リング磁石１９２は通常の焼結磁石でも良いが、ボンド磁石を用いて磁石ハウジング１９３と一体成形してもよい。また、磁石ハウジング１９３を磁性体とすることで磁石のバックヨークとすることもできる。【０１５０】
本実施例ではリング磁石１９２の極数を１６としたが、検出する角度（センサヨーク１２１とリング磁石１９２間の相対角度）とリニアリティの関係で適宜選択するのがよい。具体的には、検出角度が±（プラスマイナス）５°程度の場合はリング磁石の極数を１６極とするのが望ましいが、検出角度の絶対値が３°程度の場合、リング磁石の極数を２４極としてもよい。【０１５１】
このように、ＥＰＳにトルク検出器１７０を適用することにより、電動パワーステアリング装置を小型化できる。すなわち衝突時の衝撃吸収のためのＥＡストローク量を十分に取ることができる等の利点が得られ、ＥＰＳの性能を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、例えば自動車の電動パワーステアリング装置のトルク検出器のほか、種々のトルク検出器に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】第１の実施の形態によるトルク検出器の概略構成を模式的に示す端面図である。
【図２】同トルク検出器の分解斜視図である。
【図３】同トルク検出器の要部断面上斜視図である。
【図４】同トルク検出器の要部断面下斜視図である。
【図５】磁性体と永久磁石の構成を示す要部断面斜視図である。
【図６】補助磁性体の構成を示す要部断面斜視図である。
【図７】トルクの入力が無いときのトルク検出器の動作を説明するための平面図である。
【図８】トルクの入力が無いときの磁束の流れを説明するための側面図である。
【図９】第１の実施の形態によるトルク検出器の他の概略構成を模式的に示す端面図である。
【図１０】第２の実施形態によるトルク検出器の概略構成を模式的に示す端面図である。
【図１１】（Ａ）は同トルク検出器の詳細な構造を示した要部斜視図、（Ｂ）はかかる要部の分解斜視図である。
【図１２】同トルク検出器の動作を説明するための、磁気回路の概略図である。
【図１３】第１の実施の形態によるトルク検出器の他の概略構成を模式的に示す端面図である。
【図１４】第２の実施の形態によるトルク検出器の他の構成例を示す分解斜視図である。
【図１５】同トルク検出器の他の構成例を示す要部斜視図である。
【図１６】第２の実施の形態によるトルク検出器の他の構成例を示す分解斜視図である。
【図１７】同トルク検出器の他の構成例を示す要部斜視図である。
【図１８】（Ａ）は、第２の実施の形態によるトルク検出器の制御部の説明に供するブロック図であり、（Ｂ）は、同トルク検出器の要部側面図である。
【図１９】図１８との比較例である制御部の構成を示すブロック図である。
【図２０】センサヨーク及び集磁ヨークを構造用鋼とした際の磁気検出素子の出力特性を示した図である。
【図２１】センサヨーク及び集磁ヨークにニッケルを約４５ｗｔ％含んだ合金を使用した際の出力特性である。
【図２２】センサヨーク及び集磁ヨークにニッケルを約７５ｗｔ％含んだ合金を使用した際の出力特性である。
【図２３】ニッケル含有量と、価格及びヒステリシスとの関係を示した図である。
【図２４】（Ａ）は、第３の実施の形態によるトルク検出器の詳細な構造を示した要部斜視図、（Ｂ）は、かかる要部の分解斜視図である。
【図２５】（Ａ）〜（Ｃ）は、同トルク検出器のセンサヨークの製造工程の説明に供する模式図である。
【図２６】第３の実施の形態によるトルク検出器の他の構成例を示す模式図である。
【図２７】第３の実施の形態によるトルク検出器の他の構成例を示す分解斜視図である。
【図２８】第４の実施の形態によるトルク検出器の概略構成を模式的に示す端面図である。
【図２９】同トルク検出器の詳細な構造を示した要部斜視図である。
【図３０】同トルク検出器のモールド後の様子を示す斜視図である。
【図３１】同トルク検出器の裏側斜視図である。
【図３２】同トルク検出器の分解斜視図である。
【図３３】同トルク検出器が備えるクローポールの製造方法の説明に供する平面図である。
【図３４】第４の実施の形態によるトルク検出器の他の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３５】第４の実施の形態によるトルク検出器の他の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３６】第５の実施の形態によるトルク検出器の概略構成を模式的に示す端面図である。
【図３７】同トルク検出器の詳細な構成を示す要部斜視図である。
【図３８】同トルク検出器の詳細な構成を示す分解斜視図である。
【図３９】同トルク検出器における第１及び第２の集磁ヨーク部の製造方法の説明に供する平面図である。
【図４０】第５の実施の形態によるトルク検出器の他の構成例の説明に供する要部斜視図である。
【図４１】第５の実施形態によるトルク検出器の他の構成例を示す要部斜視図である。
【図４２】同トルク検出器の構成を示す分解斜視図である。
【図４３】ＥＰＳシステムにおけるトルク検出器周辺を示す断面図である。
【図４４】同ＥＰＳシステムにおけるセンサヨークアッセンブリの構成を示す斜視図である。
【図４５】同ＥＰＳシステムにおける集磁ヨークの構成を示す斜視図である。
【図４６】同ＥＰＳシステムにおける集磁ヨークアッセンブリの構成を示す斜視図である。
【図４７】同ＥＰＳシステムにおける磁石アッセンブリの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１０，５５，７０，８５，９５，１１０，１２０，１３０，１３２，１４０，１７０……トルク検出器、１２，５２……第１の軸体、１４，５１……トーションバー、１６，５３……第２の軸体、１８，５７，７３……バックヨーク、２０，５６……永久磁石、２２，５５Ａ，８０Ａ，９０Ａ，１１１Ａ，１２１Ａ，１３３……第１のセンサヨーク部、２４，５５Ｂ，８０Ｂ，９０Ｂ，１１１Ｂ，１２１Ｂ，１３１……第２のセンサヨーク部、２６，２８，８２，８３，１２１ＡＸ，１２１ＢＸ……クローポール、３０，６５Ａ，８１Ａ，９１Ａ，１４１Ａ，１６０Ａ，１７１Ａ……第１の集磁ヨーク部、３２，６５Ｂ，８１Ｂ，９１Ｂ，１４１Ｂ，１６０Ｂ，１７１Ｂ……第２の集磁ヨーク部、３４，３６，６６Ａ，６６Ｂ，８４Ａ，８４Ｂ，９４Ａ，９４Ｂ，１６１Ｂ……磁束集中部構成部、３８，６７，６７Ａ，６７Ｂ……磁束検出器、４０，４２，５８，１１４……樹脂、４４……ウォームギア、５５，１１１，１２１……センサヨーク、６０，６２，８２，８３，９２，９３，１１２，１１３，１３１Ａ，１３３Ａ……凸部、６１，６３，１１７……凹部、６５，１４１，１６０，１７１……集磁ヨーク、７２……ウォームホイール、１００……制御部、１０２Ａ，１０２Ｂ……電源回路、１１５……空隙部、１１６……連結部、１５０……板体、１８０……ＥＰＳシステム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【国際調査報告】
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