(57)【要約】【課題】トルクセンサの検出精度を高めること。【解決手段】トーションバー２１のねじれ変形に伴って磁気発生部２２から回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器４８と、磁気検出器４８を回路基板４７に支持するためのサポート部材５０と、を備え、サポート部材５０は、回路基板４７の表面４７ａに面接触する位置決め面５１ａを有する本体部５１と、回路基板４７に対して本体部５１を位置決めする位置決め部５４と、磁気検出器４８を保持する一対の保持部５２と、を有し、磁気検出器４８は、背面４８ｂが本体部５１に面接触すると共に、両側面４８ａが一対の保持部５２の内面に面接触してサポート部材５０に保持される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に回転自在に支持された第１シャフトと第２シャフトとを連結するトーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサであって、
前記第１シャフトと共に回転する磁気発生部と、
前記第２シャフトと共に回転する回転磁気回路部と、
前記ハウジングに固定された固定磁気回路部と、
前記固定磁気回路部に設けられる磁気ギャップ内に配置され、前記トーションバーのねじれ変形に伴って前記磁気発生部から前記回転磁気回路部を通じて前記固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器と、
前記磁気検出器を回路基板に支持するためのサポート部材と、を備え、
前記サポート部材は、
前記回路基板の表面に面接触する位置決め面を有する本体部と、
前記本体部に形成され、前記磁気検出器と前記回路基板を電気的に接続するリード線が挿通する挿通部と、
前記本体部に形成され、前記回路基板に対して前記本体部を位置決めする位置決め部と、
前記本体部から前記磁気検出器の両側部に沿って延び、前記磁気検出器を保持する一対の保持部と、を有し、
前記磁気検出器は、背面が前記本体部に面接触すると共に、両側面が前記一対の保持部の内面に面接触して前記サポート部材に保持されることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記一対の保持部の先端には、当該一対の保持部からの前記磁気検出器の抜けを防止する爪片が形成されることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記位置決め部は、前記本体部の位置決め面に形成され前記回路基板に形成された位置決め穴に嵌るボスであり、
前記本体部には、前記回路基板に形成された貫通孔に係止され、前記回路基板からの前記サポート部材の脱落を防止する係止部が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
前記本体部は、前記回路基板の表面との間に空間を有するように窪んで形成された窪み部を有し、
前記本部部の前記挿通部は前記窪み部に開口して形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング装置に設けられるトルクセンサとして、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクを磁力によって検出する非接触タイプのものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、第１軸と一体回転する円筒磁石と、第２軸と一体回転する２個一組のヨークリングと、ヨークリングの外側を各別に囲繞する２個一組の集磁リングと、夫々の集磁リングの外周に外向きに突設された集磁突起の対向面間に配された磁気センサとを備え、磁気センサが検出する集磁突起間の磁束密度に基づいて第１軸及び第２軸に加わるトルクを検出するトルク検出装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献１には、２つの集磁リングの集磁突起の対向面間のエアギャップ内に、回路基板に支持された磁気センサを集磁突起の突設方向に沿って挿入して位置決めすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４５２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気センサは、回路基板にはんだ付けで実装されて集磁突起の対向面間のエアギャップ内に配置される。
【０００７】
ここで、磁気センサを回路基板にはんだ付けする際の実装誤差によって磁気センサが回路基板に所望の角度から傾いて実装されてしまった場合には、磁気センサはエアギャップ内で傾いて配置されてしまう。その場合には、磁気センサに対する誘導磁束の入射角が理想角からずれるため、磁気センサの磁束密度の検出感度が低下し、トルクセンサの検出精度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの検出精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ハウジング内に回転自在に支持された第１シャフトと第２シャフトとを連結するトーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサであって、前記第１シャフトと共に回転する磁気発生部と、前記第２シャフトと共に回転する回転磁気回路部と、前記ハウジングに固定された固定磁気回路部と、前記固定磁気回路部に設けられる磁気ギャップ内に配置され、前記トーションバーのねじれ変形に伴って前記磁気発生部から前記回転磁気回路部を通じて前記固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器と、前記磁気検出器を回路基板に支持するためのサポート部材と、を備え、前記サポート部材は、前記回路基板の表面に面接触する位置決め面を有する本体部と、前記本体部に貫通して形成され、前記磁気検出器と前記回路基板を電気的に接続するリード線が挿通する貫通孔と、前記本体部に形成され、前記回路基板に対して前記本体部を位置決めする位置決め部と、前記本体部から前記磁気検出器の両側部に沿って延び、前記磁気検出器を保持する一対の保持部と、を有し、前記磁気検出器は、背面が前記本体部に面接触すると共に、両側面が前記一対の保持部の内面に面接触して前記サポート部材に保持されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁気検出器はサポート部材を介して回路基板に位置決めされて支持されるため、磁気検出器が回路基板に所望の角度から傾いて実装されることが防止される。したがって、磁気検出器が磁気ギャップ内で傾いて配置されることが防止されるため、トルクセンサの検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るトルクセンサが適用される電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】リング磁石、回転磁気回路部、固定磁気回路部、及び磁気センサの斜視図である。
【図３】磁気発生部の底面図である。
【図４】回転磁気回路部の斜視図である。
【図５】サポート部材の斜視図である。
【図６】サポート部材の平面図である。
【図７】磁気センサ、サポート部材、及び回路基板の分解斜視図である。
【図８】磁気センサがサポート部材に保持された状態の斜視図である。
【図９】基板アッシーの斜視図である。
【図１０】基板アッシーとセンサホルダの分解斜視図である。
【図１１】センサホルダの斜視図である。
【図１２】第１，第２集磁ヨークと基板アッシーの位置関係を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトルクセンサ１００について説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して、トルクセンサ１００が適用される電動パワーステアリング装置１について説明する。
【００１４】
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト１０と出力シャフト１２とがステアリングホイールに連係して回転し、出力シャフト１２の下端に設けられたピニオンと噛合するラック軸を軸方向に移動させることで車輪を操舵するものである。
【００１５】
また、電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に付与するアシスト機構として、出力シャフト１２に連結されたウォームホイールと、ウォームホイールと噛合するウォームと、ウォームを回転駆動する電動モータと、を備える。電動パワーステアリング装置１は、電動モータによって出力シャフト１２に操舵補助トルクを付与する。
【００１６】
ステアリングシャフト１０は、第１シャフトとしての入力シャフト１１と、入力シャフト１１に連結されたトーションバー２１と、を有する。入力シャフト１１は、転がり軸受３７を介してハウジング３０に回転自在に支持される。第２シャフトとしての出力シャフト１２は、転がり軸受３８を介してハウジング４１に回転自在に支持される。入力シャフト１１の下端側と出力シャフト１２の上端側との間には、滑り軸受３９が介装される。入力シャフト１１と出力シャフト１２は、同一軸上で回転自在にハウジング３０，４１に支持される。
【００１７】
入力シャフト１１は円筒状に形成されており、入力シャフト１１の内部にはトーションバー２１が同軸に収められる。トーションバー２１の上端部は、ピン２８を介して入力シャフト１１の上端部に連結される。トーションバー２１の下端部は、入力シャフト１１の下端開口部より突出しており、セレーション２９を介して出力シャフト１２に連結される。トーションバー２１は、ステアリングホイールを介して入力シャフト１１に入力される操舵トルクを出力シャフト１２に伝達し、その操舵トルクに応じて回転軸Ｏを中心にねじれ変形する。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１には、入力シャフト１１と出力シャフト１２を連結するトーションバー２１に作用する操舵トルクを検出する非接触式のトルクセンサ１００が設けられる。以下では、トルクセンサ１００について説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、トルクセンサ１００は、入力シャフト１１に固定され入力シャフト１１と共に回転する磁気発生部２２と、出力シャフト１２に固定され出力シャフト１２と共に回転する回転磁気回路部２５と、ハウジング３０に固定された固定磁気回路部３１と、トーションバー２１のねじれ変形に伴って磁気発生部２２から回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器としての磁気センサ４８と、を備える。トルクセンサ１００は、トーションバー２１に作用する操舵トルクを磁気センサ４８の出力に基づいて検出する。
【００２０】
上記構成に代え、磁気発生部２２を出力シャフト１２と共に回転するように出力シャフト１２に固定し、回転磁気回路部２５を入力シャフト１１と共に回転するように入力シャフト１１に固定するようにしてもよい。
【００２１】
図１及び図３に示すように、磁気発生部２２は、入力シャフト１１に圧入される環状のバックヨーク２４と、バックヨーク２４の下端面に結合される環状のリング磁石２３と、を備える。
【００２２】
リング磁石２３は、入力シャフト１１の回転軸Ｏ方向に磁気を発生する環状の永久磁石である。リング磁石２３は、回転軸Ｏ方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石であり、周方向に等しい幅で形成される１２個の磁極を有する。つまり、リング磁石２３の上端面及び下端面には、６個のＮ極と６個のＳ極が周方向に交互に配設される。リング磁石２３の端面に形成される磁極数は、２個以上の範囲で任意に設定される。
【００２３】
バックヨーク２４は、その下端面にリング磁石２３の上端面である上部磁極面が接着剤を介して固定される。また、バックヨーク２４は軟磁性体によって形成されるため、リング磁石２３が及ぼす磁界によって磁化され、リング磁石２３に吸着する。このように、リング磁石２３とバックヨーク２４は、接着剤の接着力と磁力とによって結合される。バックヨーク２４は、リング磁石２３を入力シャフト１１に連結する連結部材としての機能と、リング磁石２３の隣り合う磁極を結んで磁束を導く継鉄としての機能とを有し、リング磁石２３の下端面である下部磁極面に磁力を集中させる。
【００２４】
図１，図２，及び図４に示すように、回転磁気回路部２５は、磁気発生部２２のリング磁石２３から発生する磁束が導かれる第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７と、出力シャフト１２に取り付けられる取付部材７０と、取付部材７０に第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７を固定するモールド樹脂７１と、を備える。
【００２５】
第１軟磁性リング２６は、環状の第１磁路環部２６Ｃと、第１磁路環部２６Ｃから下向きに突出する６個の第１磁路柱部２６Ｂと、各第１磁路柱部２６Ｂの下端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石２３の下端面に対峙する第１磁路先端部２６Ａと、からなる。第２軟磁性リング２７は、環状の第２磁路環部２７Ｃと、第２磁路環部２７Ｃから上向きに突出する６個の第２磁路柱部２７Ｂと、各第２磁路柱部２７Ｂの上端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石２３の下端面に対峙する第２磁路先端部２７Ａと、からなる。
【００２６】
第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７は、それぞれプレス加工によって形成される。第１軟磁性リング２６及び第２軟磁性リング２７は、プレス加工に限らず、鋳造、焼結等によって形成してもよい。
【００２７】
第１磁路先端部２６Ａ及び第２磁路先端部２７Ａは平板状に形成される。第１磁路先端部２６Ａと第２磁路先端部２７Ａは、トーションバー２１の回転軸Ｏと直交する同一平面上に、回転軸Ｏを中心として周方向に交互に等間隔を空けて配置される。
【００２８】
また、第１磁路先端部２６Ａと第２磁路先端部２７Ａは、トーションバー２１にトルクが作用していない中立状態で、トーションバー２１の径方向に延びるそれぞれの中心線がリング磁石２３のＮ極とＳ極の境界を指すように配置される。
【００２９】
第１磁路柱部２６Ｂと第２磁路柱部２７Ｂは、それぞれ平板状に形成され、回転軸Ｏ方向に延設される。第１磁路柱部２６Ｂは、所定の間隙を空けてリング磁石２３の外周面を囲むように配置される。第１磁路柱部２６Ｂは、リング磁石２３の磁束を短絡しないように設けられる。また、第２磁路柱部２７Ｂは、回転軸Ｏに沿って第１磁路柱部２６Ｂと反対方向に延設される。
【００３０】
第１磁路環部２６Ｃ及び第２磁路環部２７Ｃは、回転軸Ｏと直交する平面上に配置され、全周がつながった環状に形成される。第１磁路環部２６Ｃ及び第２磁路環部２７Ｃは、この形状に限られず、部分的にスリットが形成されたＣ字形状であってもよい。
【００３１】
第１磁路環部２６Ｃはリング磁石２３の下端面より上方に配置され、第２磁路環部２７Ｃはリング磁石２３より下方に配置される。つまり、リング磁石２３は、回転軸Ｏ方向について第１磁路環部２６Ｃと第２磁路環部２７Ｃの間に配置される。
【００３２】
図１及び図２に示すように、固定磁気回路部３１は、第１軟磁性リング２６の第１磁路環部２６Ｃの外周に沿って設けられた第１集磁リング３２と、第２軟磁性リング２７の第２磁路環部２７Ｃの外周に沿って設けられた第２集磁リング３３と、第１集磁リング３２に接続された第１集磁ヨーク３４と、第２集磁リング３３に接続された第２集磁ヨーク３５と、を備える。
【００３３】
第１集磁リング３２及び第２集磁リング３３は、部分的にスリットが形成されたＣ字形状であり、ハウジング３０の内周面にかしめ固定される。第１集磁リング３２の内周面は第１軟磁性リング２６の第１磁路環部２６Ｃに対峙し、第２集磁リング３３の内周面は第２軟磁性リング２７の第２磁路環部２７Ｃに対峙する。
【００３４】
このように、第１集磁リング３２及び第２集磁リング３３は、回転磁気回路部２５の外周に配置され、回転磁気回路部２５の回転振れや偏心の影響を緩和して磁気センサ４８側へ磁束を導く機能を有する。
【００３５】
第１集磁ヨーク３４は第１集磁リング３２の外周面に当接する円弧状の内周面３４ａを有するブロック状に形成され、第２集磁ヨーク３５は第２集磁リング３３の外周面に当接する円弧状の内周面３５ａを有するブロック形状に形成される。
【００３６】
第１集磁ヨーク３４には一対の集磁凸部３４ｂが回転軸Ｏ方向に延設され、第２集磁ヨーク３５にも一対の集磁凸部３５ｂが回転軸Ｏ方向に延設される。第１集磁ヨーク３４の一対の集磁凸部３４ｂと第２集磁ヨーク３５の一対の集磁凸部３５ｂは、所定の隙間である磁気ギャップをもって互いに対向する。つまり、第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５との間には、周方向に並ぶ一対の磁気ギャップが形成される。それぞれの磁気ギャップ内には磁気センサ４８が配置される。
【００３７】
第１集磁ヨーク３４及び第２集磁ヨーク３５は、回転磁気回路部２５からの磁束を第１集磁リング３２及び第２集磁リング３３を介して磁気センサ４８へ集める機能を有する。
【００３８】
磁気を検出するための磁気センサ４８は、サポート部材５０（図５参照）を介して回路基板４７に支持される。回路基板４７は、磁気センサ４８の出力電圧を処理する回路を備えるものである。第１集磁ヨーク３４、第２集磁ヨーク３５、磁気センサ４８、及び回路基板４７は、樹脂製のセンサホルダ４０に固定される。なお、図１では、サポート部材５０の図示を省略している。
【００３９】
磁気センサ４８にはホール素子が用いられ、ホール素子は通過する磁束密度に応じた電圧を信号として出力するものである。磁気センサ４８は、磁気ギャップの磁場の大きさ及び方向に応じた電圧を、回路基板４７及び端子４４を通じて出力する。端子４４は、センサホルダ４０に接続される配線を介して電動パワーステアリング装置１の駆動を制御するコントローラに接続される。
【００４０】
磁気センサ４８は、第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５の間に形成された周方向に並ぶ一対の磁気ギャップに対応して一対設けられ、一方がメイン系統、他方がサブ系統となる。電動パワーステアリング装置１の電動モータの制御には、メイン系統の磁気センサ４８から出力される出力電圧が用いられる。サブ系統の磁気センサ４８から出力される出力電圧は、コントローラにてトルクセンサ１００の異常を診断するために用いられる。具体的には、コントローラは、メイン系統にて検出された操舵トルクとサブ系統にて検出された操舵トルクとを比較し、その差が予め定められた許容差以上であると判断した場合には、トルクセンサ１００に異常が発生していると判定する。
【００４１】
次に、トルクセンサ１００によるトーションバー２１に作用する操舵トルクの検出方法について説明する。
【００４２】
トーションバー２１にトルクが作用しない中立状態では、第１軟磁性リング２６の第１磁路先端部２６Ａと第２軟磁性リング２７の第２磁路先端部２７Ａとは、それぞれリング磁石２３のＮ極及びＳ極に同一の面積で対峙して両者を磁気短絡する。そのため、磁束は回転磁気回路部２５と固定磁気回路部３１に導かれない。
【００４３】
運転者によるステアリングホイールの操作によってトーションバー２１に特定の方向のトルクが作用した場合には、このトルクの方向に応じてトーションバー２１はねじれ変形する。トーションバー２１がねじれ変形すると、第１磁路先端部２６ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第２磁路先端部２７ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石２３からの磁束は回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれる。具体的には、Ｎ極から第１軟磁性リング２６、第１集磁リング３２、第１集磁ヨーク３４、第２集磁ヨーク３５、第２集磁リング３３、第２軟磁性リング２７を経由してＳ極に向かう経路である。第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５の間の磁気ギャップ内に配置された磁気センサ４８は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。
【００４４】
一方、運転者によるステアリングホイールの操作によってトーションバー２１に上記とは逆方向のトルクが作用した場合には、このトルクの方向に応じてトーションバー２１が逆方向にねじれ変形する。トーションバー２１がねじれ変形すると、第１磁路先端部２６ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第２磁路先端部２７ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石２３からの磁束は、回転磁気回路部２５を通じて固定磁気回路部３１に導かれるが、上記とは逆の経路となる。具体的には、Ｎ極から第２軟磁性リング２７、第２集磁リング３３、第２集磁ヨーク３５、第１集磁ヨーク３４、第１集磁リング３２、第１軟磁性リング２６を経由してＳ極に向かう経路である。第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５の間の磁気ギャップ内に配置された磁気センサ４８は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。
【００４５】
第１磁路先端部２６Ａがリング磁石２３のＮ極とＳ極に対峙する面積差、及び第２磁路先端部２７Ａがリング磁石２３のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きいほど磁気ギャップに誘導される磁束が大きくなり、磁気センサ４８の出力電圧も増大する。したがって、リング磁石２３の磁極数を増やすことにより、磁気センサ４８に導かれる磁束密度を高めることができる。
【００４６】
次に、図５〜図９を参照して、磁気センサ４８を回路基板４７に支持するためのサポート部材５０について詳しく説明する。
【００４７】
図５〜図７に示すように、サポート部材５０は、回路基板４７の表面４７ａに面接触する位置決め面５１ａを有する本体部５１と、磁気センサ４８を保持する保持部５２と、を有する。サポート部材５０は絶縁部材、具体的には樹脂材料にて形成される。
【００４８】
本体部５１は、両側部に結合された支柱部５３を有する。支柱部５３における回路基板４７に対向する面が位置決め面５１ａである。本体部５１の中央部にも位置決め面５１ａが形成される。
【００４９】
支柱部５３の位置決め面５１ａには、回路基板４７に形成された位置決め穴４７ｂに嵌ることによって、回路基板４７に対して本体部５１を位置決めする位置決め部としてのボス５４が形成される。位置決め面５１ａは回路基板４７に対する本体部５１の傾きを規制し、ボス５４は回路基板４７に対する本体部５１の位置を規定する。したがって、位置決め面５１ａが回路基板４７の表面４７ａに面接触した状態でボス５４が回路基板４７の位置決め穴４７ｂに嵌ることによって、サポート部材５０が回路基板４７に対して所望の位置に位置決めされる。支柱部５３は本体部５１と一体に形成するようにしてもよい。
【００５０】
本体部５１の中央部の位置決め面５１ａには、回路基板４７に形成された貫通孔４７ｃに係止され、回路基板４７からのサポート部材５０の脱落を防止する係止部としてのスナップフィット５５が形成される。スナップフィット５５は一対の係止片からなる。一対の係止片は、貫通孔４７ｃ内に進入する際には先端側の爪部５５ａが互いに近づく方向に撓み、爪部５５ａが貫通孔４７ｃを通過した後は元の形状に復元し、基部５５ｂが貫通孔４７ｃの内周面にぴったりと嵌る。その状態では、爪部５５ａが回路基板４７の裏面に係止されるため、回路基板４７からのサポート部材５０の脱落が防止される。
【００５１】
本体部５１における回路基板４７に対向する面には、位置決め面５１ａが回路基板４７に接触した状態で回路基板４７の表面４７ａとの間に空間を有するように窪んで形成された窪み部５１ｄが形成される。
【００５２】
保持部５２は、１つの磁気センサ４８につき一対設けられ、本体部５１から磁気センサ４８の両側面４８ａに沿って延設して形成される。図８に示すように、磁気センサ４８は、背面４８ｂが本体部５１における反回路基板側の端面５１ｂに面接触すると共に、両側面４８ａが一対の保持部５２の内面５２ａに面接触することによって、サポート部材５０に対して位置決めされて保持される。本体部５１の端面５１ｂと保持部５２の内面５２ａは、サポート部材５０に対する磁気センサ４８の傾きを規制するものであり、磁気センサ４８をサポート部材５０に対して位置決めする位置決め面として機能する。本実施形態では、本体部５１の端面５１ｂは回路基板４７に面接触する位置決め面５１ａと平行であり、保持部５２の内面５２ａは端面５１ｂに対して垂直である。
【００５３】
保持部５２の先端には、保持部５２の内面５２ａから内側に突出して形成された爪片６０が形成される。爪片６０は、磁気センサ４８の前面４８ｃに当接することによって、保持部５２からの磁気センサ４８の抜けを防止する。
【００５４】
磁気センサ４８には、磁気センサ４８と回路基板４７を電気的に接続するリード線５６が接続される（図７参照）。本体部５１には、リード線５６が挿通する挿通部５１ｃが貫通して形成される。挿通部５１ｃは端面５１ｂに開口すると共に、窪み部５１ｄに開口して形成される。本実施形態では、挿通部５１ｃは、本体部５１を貫通する貫通孔として形成されるが、溝状に形成するようにしてもよい。
【００５５】
磁気センサ４８をサポート部材５０に保持させる際には、一対の保持部５２の先端側を爪片６０が互いに離れる方向へ広げた状態で、磁気センサ４８を一対の保持部５２の間に挿入すると共に、リード線５６を挿通部５１ｃに挿入する。そして、磁気センサ４８の背面４８ｂを本体部５１の端面５１ｂに接触させた後、一対の保持部５２を元に戻して爪片６０を磁気センサ４８の前面４８ｃに当接させる（図８参照）。このようにして、磁気センサ４８はサポート部材５０に保持させる。
【００５６】
保持部５２は、爪片６０が形成される先端付近のみが細く形成される。これにより、位置決め面として機能する保持部５２の内面５２ａの面積を確保しつつ、保持部５２の先端側を小さい力で広げることができる。
【００５７】
磁気センサ４８の両側面４８ａにはテーパ面４８ｄが形成され、磁気センサ４８は断面台形形状に形成される。本体部５１には、磁気センサ４８を一対の保持部５２の間に挿入する際に、テーパ面４８ｄに当接する突起６１が形成される。磁気センサ４８はテーパ面４８ｄが突起６１に当接する向きに一対の保持部５２の間に挿入された場合にのみ、リード線５６が挿通部５１ｃを挿通するようになっている。このように、突起６１は、磁気センサ４８の表裏の向きを誤って逆向きにして一対の保持部５２の間に挿入することを防止するためのものである。
【００５８】
回路基板４７には、リード線５６が挿通する貫通孔４７ｄが貫通して形成される。貫通孔４７ｄと本体部５１の挿通部５１ｃは、ボス５４が回路基板４７の位置決め穴４７ｂに嵌められ、かつ、スナップフィット５５が回路基板４７の貫通孔４７ｃに係止されてサポート部材５０が回路基板４７に取り付けられた状態で一致するように形成される。したがって、図９に示すように、磁気センサ４８を保持したサポート部材５０を回路基板４７に取り付けた場合には、磁気センサ４８のリード線５６は回路基板４７の貫通孔４７ｄを挿通することになる。
【００５９】
図９に示すように、磁気センサ４８がサポート部材５０を介して回路基板４７に支持された状態では、磁気センサ４８は本体部５１の端面５１ｂと保持部５２の内面５２ａとによってサポート部材５０に対して位置決めされ、かつ、サポート部材５０は位置決め面５１ａとボス５４とによって回路基板４７に対して位置決めされているため、磁気センサ４８はサポート部材５０を介して回路基板４７に位置決めされて支持された状態となる。このように、磁気センサ４８をサポート部材５０を介して回路基板４７に支持することによって、回路基板４７に対する磁気センサ４８の角度を所望の角度に設定することが可能となる。本実施形態では、磁気センサ４８は回路基板４７に対して垂直に設定される。
【００６０】
磁気センサ４８がサポート部材５０を介して回路基板４７に支持された状態で、回路基板４７へのリード線５６のはんだ付けが行われる。したがって、はんだ付けの際に、磁気センサ４８が回路基板４７に対して傾くことが防止される。これにより、磁気センサ４８を回路基板４７に所望の角度で実装することができる。はんだ付けによって磁気センサ４８が回路基板４７に固定され、磁気センサ４８、サポート部材５０、及び回路基板４７にて構成される基板アッシー８０が得られる。
【００６１】
スナップフィット５５は、はんだ付けの際には、サポート部材５０が回路基板４７から脱落するのを防止すると共に、ボス５４と位置決め穴４７ｂの間のガタつきを防止するように機能する。このように、スナップフィット５５は、はんだ付けに先立ち、サポート部材５０を回路基板４７に仮止めする機能を有する。また、保持部５２の先端の爪片６０は、はんだ付けの際には、保持部５２からの磁気センサ４８の抜けを防止する。
【００６２】
はんだ付けは回路基板４７の裏面側から行われる。はんだ付けの際、回路基板４７の裏面にはんだフィレットが形成されると共に、リード線５６と回路基板４７の貫通孔４７ｄの間を通じてはんだが回路基板４７の表面４７ａ側へ流れ込む。回路基板４７の表面４７ａと本体部５１の窪み部５１ｄとの間には空間が存在するため（図９参照）、回路基板４７の表面４７ａにもはんだフィレットが形成されることになる。したがって、回路基板４７とリード線５６の良好な導通が実現される。
【００６３】
次に、図１０及び図１１を参照して、センサホルダ４０への基板アッシー８０の組み付けについて説明する。
【００６４】
図１０に示すように、センサホルダ４０は、ボルト締結穴８１ａに締結されるボルトを介してハウジング３０（図１参照）に取り付けられる第１ホルダ８１と、第１集磁ヨーク３４と第２集磁ヨーク３５を支持する第２ホルダ８２と、を備える。
【００６５】
第１ホルダ８１は円筒状の開口部８１ｂを有し、その開口部８１ｂ内には４つの端子４４が設けられると共に、回路基板４７の外周形状に対応する内周形状を有する基板収容溝８５が形成される。また、開口部８１ｂ内には、開口部８１ｂの内周面に沿って４つのボス８３が略９０度間隔で設けられる。端子４４は第１ホルダ８１ではなく第２ホルダ８２に設けるようにしてもよい。
【００６６】
第２ホルダ８２は、第１ホルダ８１の開口部８１ｂの内周面に嵌る外周面を有する円形状部材である。第２ホルダ８２には、第１ホルダ８１のボス８３が挿入される４つのボス受け部８４が設けられる。
【００６７】
センサホルダ４０への基板アッシー８０の組み付け方法について説明する。
【００６８】
まず、基板アッシー８０を接着剤を介して第１ホルダ８１の基板収容溝８５内に収容する。この状態では、端子４４が回路基板４７に形成された貫通孔４７ｅを挿通する。そして、端子４４を回路基板４７にはんだ付けする。これにより、基板アッシー８０が第１ホルダ８１に固定される。
【００６９】
次に、図１１に示すように、第１ホルダ８１に形成された４つのボス８３が第２ホルダ８２に形成されたボス受け部８４に嵌るように、第２ホルダ８２を第１ホルダ８１の開口部８１ｂ内に挿入して第１ホルダ８１と第２ホルダ８２を組み付ける。これにより、第１ホルダ８１と第２ホルダ８２の相対位置が決まり、磁気センサ４８が第１集磁ヨーク３４の集磁凸部３４ｂと第２集磁ヨーク３５の集磁凸部３５ｂとの間の磁気ギャップ内に配置されることになる。
【００７０】
最後に、ボス受け部８４から突出したボス８３の先端部に熱を加えて変形させることによって、第１ホルダ８１と第２ホルダ８２を固定する。
【００７１】
以上にて、センサホルダ４０への基板アッシー８０の組み付けが完了する。センサホルダ４０は、円筒部４０ａをハウジング３０の開口部３０ａ（図１参照）に嵌挿すると共に、ボルト締結穴８１ａに締結されるボルトを介してハウジング３０に取り付けられる。
【００７２】
次に、図１２を参照して、センサホルダ４０内での第１，第２集磁ヨーク３４，４５と磁気センサ４８との位置関係について説明する。
【００７３】
基板アッシー８０は、回路基板４７が第１ホルダ８１の基板収容溝８５内に収容されることによって、第１ホルダ８１に対して位置決めされる。また、第１ホルダ８１と第２ホルダ８２は、４つのボス８３によって相対位置が決まる。この状態で、回路基板４７に所望の角度で実装された磁気センサ４８は、磁気ギャップ内において、第１集磁ヨーク３４の集磁凸部３４ｂと第２集磁ヨーク３５の集磁凸部３５ｂの対向面に平行で、かつ、対向面の中央となる理想位置に配置されるようになっている。このように、磁気センサ４８が集磁凸部３４ｂと集磁凸部３５ｂの対向面に平行で、かつ、対向面の中央に配置されることによって、磁気センサ４８に対する誘導磁束の入射角が垂直となるため、磁気センサ４８の磁束密度の検出感度が向上し、トルクセンサ１００の検出精度が向上する。
【００７４】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７５】
磁気センサ４８が回路基板４７に所望の角度から傾いて実装されている場合には、磁気センサ４８は磁気ギャップ内で集磁凸部３４ｂと集磁凸部３５ｂの対向面に対して傾いて配置されてしまう。しかし、本実施形態では、磁気センサ４８はサポート部材５０を介して回路基板４７に位置決めされて支持されるため、磁気センサ４８が回路基板４７に所望の角度から傾いて実装されることが防止される。したがって、磁気センサ４８が磁気ギャップ内で傾いて配置されることが防止されるため、磁気センサ４８に対する誘導磁束の入射角が垂直となり、磁気センサ４８の磁束密度の検出感度が向上する。よって、トルクセンサ１００の検出精度を高めることができる。
【００７６】
また、磁気ギャップ内での磁気センサ４８の傾きが防止されることによって、磁気ギャップを狭くすることが可能となる。これにより、磁気センサ４８の磁束密度の検出感度が向上するため、トルクセンサ１００の検出精度を高めることができる。
【００７７】
さらに、磁気センサ４８が回路基板４７に所望の角度から傾いて実装されている場合には、磁気センサ４８を磁気ギャップ内に挿入して配置する際に、磁気センサ４８が第１集磁ヨーク３４や第２集磁ヨーク３５と干渉し、磁気センサ４８が損傷するおそれがある。しかし、本実施形態では、磁気センサ４８はサポート部材５０を介して回路基板４７に支持され、磁気センサ４８が回路基板４７に所望の角度から傾いて実装されることが防止されるため、磁気センサ４８を磁気ギャップ内に挿入して配置する際に、磁気センサ４８が第１集磁ヨーク３４や第２集磁ヨーク３５に干渉することが防止される。また、磁気センサ４８を磁気ギャップ内に挿入して配置する際に、サポート部材５０の保持部５２の爪片６０が第１集磁ヨーク３４や第２集磁ヨーク３５に当接し、磁気センサ４８が第１集磁ヨーク３４や第２集磁ヨーク３５に直接干渉することが防止される。したがって、磁気センサ４８の損傷を防止することができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００７９】
上記実施形態では、第１集磁リング３２と第１集磁ヨーク３４は、別体にて形成する場合について説明した。しかし、第１集磁リング３２と第１集磁ヨーク３４は、一つの部材として一体に形成するようにしてもよい。また、第２集磁リング３３と第２集磁ヨーク３５も同様である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、ドライバーがハンドルに加える操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサとして利用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１００  トルクセンサ
１      電動パワーステアリング装置
１１    入力シャフト
１２    出力シャフト
２１    トーションバー
２２    磁気発生部
２３    リング磁石
２５    回転磁気回路部
３１    固定磁気回路部
４０    センサホルダ
４８    磁気センサ（磁気検出器）
５０    サポート部材
５１    本体部
５１ａ  位置決め面
５１ｂ  端面
５１ｃ  挿通部
５１ｄ  窪み部
５２    保持部
５２ａ  内面
５４    ボス
５５    スナップフィット
５６    リード線
６０    爪片
８０    基板アッシー
８１    第１ホルダ
８２    第２ホルダ
【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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