(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な磁気検出構造でトルクを高精度に検出可能なトルク検出装置を提供する。【解決手段】第一磁石ユニット２、第二磁石ユニット４は、異なる磁極が交互に現れるように入力軸部および出力軸部の回転方向に沿って配列され、回転方向に沿う中心角θ１に対応する長さを有した複数の磁石セグメントを含んでいる。第一検出部３、第二検出部５は、位置Ｐ１およびＰ２において第一、第二磁石ユニットから発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた検出信号Ｓ１、Ｓ２を出力する。第三検出部７、第四検出部８は、位置Ｐ１、Ｐ２から回転方向に沿ってθ１の半分であるθ２に対応する距離だけ離間した位置Ｐ３、Ｐ４において第一、第二磁石ユニットから発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた検出信号Ｓ３、Ｓ４を出力する。トルク検出部６は、検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、およびＳ４の代表値と差分値に基づいて入力軸部に加わるトルクを検出する。【選択図】図２
2019124652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる磁極が交互に現れるように第一回転部材の回転方向に沿って配列された複数の第一磁場発生部を含んでおり、当該複数の第一磁場発生部の各々が当該回転方向に沿う第一中心角に対応する長さを有している第一磁場発生源と、
異なる磁極が交互に現れるように第二回転部材の回転方向に沿って配列された複数の第二磁場発生部を含んでおり、当該複数の第二磁場発生部の各々が当該回転方向に沿う前記第一中心角に対応する長さを有している第二磁場発生源と、
第一位置において前記第一磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第一検出信号を出力する第一検出部と、
第二位置において前記第二磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第二検出信号を出力する第二検出部と、
前記第一位置から前記第一回転部材の回転方向に沿って前記第一中心角の半分である第二中心角に対応する距離だけ離間した第三位置において前記第一磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第三検出信号を出力する第三検出部と、
前記第二位置から前記第二回転部材の回転方向に沿って前記第二中心角に対応する距離だけ離間した第四位置において前記第二磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第四検出信号を出力する第四検出部と、
前記第一検出信号、前記第二検出信号、前記第三検出信号、および前記第四検出信号の代表値と差分値に基づいて前記第一回転部材に加わるトルクを検出するトルク検出部と、
を備えている、
トルク検出装置。
【請求項２】
前記トルク検出部は、前記第一検出信号と前記第三検出信号に基づいて前記代表値として第一代表値を取得し、前記第二検出信号と前記第四検出信号に基づいて前記代表値として第二代表値を取得し、当該第一代表値と当該第二代表値の差分値に基づいて、前記トルクを検出する、
請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項３】
前記複数の第一磁場発生部の各々の着磁方向は、前記第一回転部材の回転方向と交差する方向に沿っており、
前記第一検出部と前記第三検出部の各々は、前記第一磁場発生源と前記着磁方向について対向している、
請求項１または２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】
前記第一回転部材の回転方向に隣接する前記複数の第一磁場発生部の磁極は逆である、
請求項３に記載のトルク検出装置。
【請求項５】
前記複数の第二磁場発生部の各々の着磁方向は、前記第二回転部材の回転方向と交差する方向に沿っており、
前記第二検出部と前記第四検出部の各々は、前記第二磁場発生源と前記着磁方向について対向している、
請求項１から４のいずれか一項に記載のトルク検出装置。
【請求項６】
前記第二回転部材の回転方向に隣接する前記複数の第二磁場発生部の磁極は逆である、
請求項５に記載のトルク検出装置。
【請求項７】
前記代表値は、平均値、中央値、および最頻値の少なくとも一つである、
請求項１から６のいずれか一項に記載のトルク検出装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材に加わるトルクを磁気的に検出するトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されたトルク検出装置は、回転部材として車両に搭載されるステアリングシャフトに加わるトルクを検出する。ステアリングシャフトは、トーションバーにより連結された入力軸部と出力軸部を備えている。トーションバーは、ねじれ変形が可能な弾性部材である。入力軸部は、ステアリングホイールなどの操舵部材に接続される。出力軸部は、パワーステアリング機構のギア機構に接続される。
【０００３】
入力軸部に入力される操舵力によっては、ステアリングシャフトに操舵トルクが生じる。これにより、トーションバーがねじれ変形し、入力軸部と出力軸部の間にステアリングシャフトの周方向に沿う相対変位が生じる。
【０００４】
上記のトルク検出装置は、多極磁石、磁気ヨーク、および集磁ヨークを備えている。例えば、多極磁石は入力軸部に結合され、磁気ヨークは出力軸部に結合される。集磁ヨークは、ステアリングシャフトの軸方向から多極磁石と磁気ヨークを挟み込むように配置される。多極磁石と磁気ヨークは、入力軸部と出力軸部の間に相対変位が生じていないときは磁気ヨークの外部に磁束が漏出しないように構成されている。他方、入力軸部と出力軸部の間に相対変位が生じると、磁気ヨークの外部に磁束が漏出する。トルク検出装置は、集磁ヨークを介してこの磁束を検出することによって、ステアリングシャフトに生じたトルクを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１９０８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のトルク検出装置は、多極磁石、磁気ヨーク、および集磁ヨークを用いて磁気回路を構成する必要があるので、磁気検出構造の複雑化が避けられない。
【０００７】
本発明の目的は、簡易な磁気検出構造でトルクを高精度に検出可能なトルク検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための一態様は、トルク検出装置であって、
異なる磁極が交互に現れるように第一回転部材の回転方向に沿って配列された複数の第一磁場発生部を含んでおり、当該複数の第一磁場発生部の各々が当該回転方向に沿う第一中心角に対応する長さを有している第一磁場発生源と、
異なる磁極が交互に現れるように第二回転部材の回転方向に沿って配列された複数の第二磁場発生部を含んでおり、当該複数の第二磁場発生部の各々が当該回転方向に沿う前記第一中心角に対応する長さを有している第二磁場発生源と、
第一位置において前記第一磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第一検出信号を出力する第一検出部と、
第二位置において前記第二磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第二検出信号を出力する第二検出部と、
前記第一位置から前記第一回転部材の回転方向に沿って前記第一中心角の半分である第二中心角に対応する距離だけ離間した第三位置において前記第一磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第三検出信号を出力する第三検出部と、
前記第二位置から前記第二回転部材の回転方向に沿って前記第二中心角に対応する距離だけ離間した第四位置において前記第二磁場発生源から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第四検出信号を出力する第四検出部と、
前記第一検出信号、前記第二検出信号、前記第三検出信号、および前記第四検出信号の代表値と差分値に基づいて前記第一回転部材に加わるトルクを検出するトルク検出部と、
を備えている。
【０００９】
このような構成によれば、トルクの発生に伴う第一回転部材と第二回転部材の相対変位に基づいて、第一検出部、第二検出部、第三検出部、および第四検出部により検出される磁場が変化する。それらの差異に基づいてトルクが検出されるので、複雑な磁気回路の形成を必要としない。また、平均値と差分値の取得という簡易な演算処理に基づいてトルクの検出結果を得ているので、精度の高いトルクの検出結果を得るための演算負荷の増大を抑制できる。
【００１０】
上記のトルク検出装置は、以下のように構成されうる。
前記トルク検出部は、前記第一検出信号と前記第三検出信号に基づいて前記代表値として第一代表値を取得し、前記第二検出信号と前記第四検出信号に基づいて前記代表値として第二代表値を取得し、当該第一代表値と当該第二代表値の差分値に基づいて、前記トルクを検出する。
【００１１】
第一回転部材と第二回転部材の相対変位に基づいてトルクが検出されるので、第一検出部と第三検出部の相対位置が固定され、第二検出部と第四検出部の相対位置が固定されることが一般的である。上記のような構成によれば、相対位置が固定されている検出部同士について先ず平均値が取得されるので、演算結果の信頼性を高めやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００１２】
上記のトルク検出装置は、以下のように構成されうる。
前記複数の第一磁場発生部の各々の着磁方向は、前記第一回転部材の回転方向と交差する方向に沿っており、
前記第一検出部と前記第三検出部の各々は、前記第一磁場発生源と前記着磁方向について対向している。
【００１３】
このような構成によれば、第一検出部と第三検出部が磁場の出入口に対向するので、第一磁場発生源の回転に伴い第一検出部と第三検出部により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００１４】
この場合、上記のトルク検出装置は、以下のように構成されうる。
前記第一回転部材の回転方向に隣接する前記複数の第一磁場発生部の磁極は逆である。
【００１５】
このような構成によれば、第一検出部と第三検出部が対向する磁場の出入口の切り替わり頻度を高くしやすい。このことによっても、第一磁場発生源の回転に伴い第一検出部と第三検出部により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００１６】
上記のトルク検出装置は、以下のように構成されうる。
前記複数の第二磁場発生部の各々の着磁方向は、前記第二回転部材の回転方向と交差する方向に沿っており、
前記第二検出部と前記第四検出部の各々は、前記第二磁場発生源と前記着磁方向について対向している。
【００１７】
このような構成によれば、第二検出部と第四検出部が磁場の出入口に対向するので、第二磁場発生源の回転に伴い第二検出部と第四検出部により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００１８】
この場合、上記のトルク検出装置は、以下のように構成されうる。
前記第二回転部材の回転方向に隣接する前記複数の第二磁場発生部の磁極は逆である。
【００１９】
このような構成によれば、第二検出部と第四検出部が対向する磁場の出入口の切り替わり頻度を高くしやすい。このことによっても、第二磁場発生源の回転に伴い第二検出部と第四検出部により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００２０】
上記のトルク検出装置は、以下のように構成されうる。
前記代表値は、平均値、中央値、および最頻値の少なくとも一つである。  
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡易な磁気検出構造でトルクを高精度に検出可能なトルク検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係るトルク検出装置の構成を模式的に示している。
【図２】上記のトルク検出装置の一部の構成を模式的に示している。
【図３】上記のトルク検出装置の効果を説明する図である。
【図４】上記のトルク検出装置の検出部により行なわれる処理を示している。
【図５】変形例に係るトルク検出装置の構成を模式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付の図面を参照しつつ、実施形態例について以下詳細に説明する。
【００２４】
図１は、一実施形態に係るトルク検出装置１の構成を模式的に示している。図２の（Ａ）は、トルク検出装置１を図１における矢印IIAの方向から見た構成を模式的に示している。図２の（Ｂ）は、トルク検出装置１を図１における矢印IIBの方向から見た構成を模式的に示している。
【００２５】
トルク検出装置１は、例えば車両のパワーステアリング装置におけるステアリングシャフト１００に装着される。ステアリングシャフト１００は、入力軸部１０１、出力軸部１０２、およびトーションバー１０３を含んでいる。入力軸部１０１と出力軸部１０２は、トーションバー１０３を介して連結されている。トーションバー１０３は、ねじれ変形が可能な弾性部材である。入力軸部１０１は、ステアリングホイールなどの操舵部材に接続される。出力軸部１０２は、パワーステアリング装置のギア機構に接続される。入力軸部１０１は、第一回転部材の一例である。出力軸部１０２は、第二回転部材の一例である。
【００２６】
トルク検出装置１は、第一磁石ユニット２を備えている。第一磁石ユニット２は、環形状を有している。第一磁石ユニット２は、ステアリングシャフト１００の入力軸部１０１に装着されている。
【００２７】
第一磁石ユニット２は、複数の第一磁石セグメント２１を含んでいる。図２の（Ａ）に示されるように、複数の第一磁石セグメント２１は、異なる磁極が交互に現れるように入力軸部１０１の回転方向に沿って配列されている。各第一磁石セグメント２１は、磁場を発生する。各第一磁石セグメント２１は、入力軸部１０１の回転方向に沿う同一の第一中心角θ１に対応する長さを有している。本例においては、第一磁石ユニット２は、１６個の第一磁石セグメント２１を含んでいる。したがって、本例における第一中心角θ１は、２２．５度である。
【００２８】
第一磁石ユニット２は、第一磁場発生源の一例である。各第一磁石セグメント２１は、第一磁場発生部の一例である。各第一磁石セグメント２１は、磁化により強磁性やフェリ磁性を示す磁性体であれば、適宜の部材で置き換えられうる。当該部材もまた第一磁場発生部の一例であり、当該部材の集合体もまた第一磁場発生源の一例である。
【００２９】
トルク検出装置１は、第一検出部３を備えている。第一検出部３は、不図示の支持部材により、トルク検出装置１内の適宜の位置に固定されている。第一検出部３は、第一位置Ｐ１において第一磁石ユニット２から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第一検出信号Ｓ１を出力するように構成されている。
【００３０】
トルク検出装置１は、第二磁石ユニット４を備えている。第二磁石ユニット４は、環形状を有している。第二磁石ユニット４は、ステアリングシャフト１００の出力軸部１０２に装着されている。
【００３１】
第二磁石ユニット４は、複数の第二磁石セグメント４１を含んでいる。図２の（Ｂ）に示されるように、複数の第二磁石セグメント４１は、異なる磁極が交互に現れるように出力軸部１０２の回転方向に沿って配列されている。各第二磁石セグメント４１は、磁場を発生する。各第二磁石セグメント４１は、出力軸部１０２の回転方向に沿う同一の中心角に対応する長さを有している。当該中心角は、上記の第一中心角θ１に一致している。すなわち、本例においては、第二磁石ユニット４は、１６個の第二磁石セグメント４１を含んでいる。第一中心角θ１は、２２．４度である。
【００３２】
第二磁石ユニット４は、第一磁場発生源の一例である。各第二磁石セグメント４１は、第一磁場発生部の一例である。各第二磁石セグメント４１は、磁化により強磁性やフェリ磁性を示す磁性体であれば、適宜の部材で置き換えられうる。当該部材もまた第一磁場発生部の一例であり、当該部材の集合体もまた第一磁場発生源の一例である。
【００３３】
トルク検出装置１は、第二検出部５を備えている。第二検出部５は、不図示の支持部材により、トルク検出装置１内の適宜の位置に固定されている。第二検出部５は、第二位置Ｐ２において第二磁石ユニット４から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第二検出信号Ｓ２を出力するように構成されている。
【００３４】
トルク検出装置１は、トルク検出部６を備えている。図１に示されるように、第一検出部３から出力された第一検出信号Ｓ１と第二検出部５から出力された第二検出信号Ｓ２は、トルク検出部６に入力される。
【００３５】
第一磁石ユニット２と第二磁石ユニット４は、ステアリングシャフト１００にトルクが生じていない場合、すなわち入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていない場合に、第一検出部３により検出される磁気ベクトル（磁場の向き）と第二検出部５により検出される磁気ベクトルが一致するように配置されている。
【００３６】
操舵部材を通じて入力軸部１０１に操舵力が入力されると、ステアリングシャフト１００全体が回転する。入力軸部１０１に入力される操舵力によっては、ステアリングシャフト１００に操舵トルクが生じる。これにより、トーションバー１０３がねじれ変形し、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間にステアリングシャフト１００の周方向に沿う相対変位が生じる。
【００３７】
このとき、第一検出部３により検出される磁気ベクトルと第二検出部５により検出される磁気ベクトルの間に位相差が生じる。したがって、第一検出部３から出力される第一検出信号Ｓ１と第二検出部５から出力される第二検出信号Ｓ２が一致しなくなる。すなわち、第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２の差分に基づいて、入力軸部１０１に加わったトルクを検出できる。
【００３８】
このような構成によれば、原理的には、トルクの発生に伴う磁場の変化を簡易な構造で検出できる。しかしながら、本願の発明者たちは、以下に説明される問題に直面した。
【００３９】
図３の（Ａ）に示される破線は、ステアリングシャフト１００に一定のトルクを加えた状態で操舵角（ステアリングシャフト１００の回転角）を変えた場合における、第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２の差分値（すなわち、磁気ベクトルの位相差）を示している。同図から明らかなように、本来は一定のトルクに対して一定値をとるべき差分値が、操舵角の変化に伴って周期的に変動している。
【００４０】
図３の（Ｂ）に示される破線ＤＬ１は、操舵角がゼロのステアリングシャフト１００に加わるトルクを変化させた場合における、第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２の差分値を示している。波線ＤＬ２は、操舵角が５．６２５度のステアリングシャフト１００に加わるトルクを変化させた場合における、トルクの値が同じであっても操舵角に応じて差分値が変化する事実が、同図からも明らかである。
【００４１】
したがって、トルクの大きさを適切に検出するためには、このような操舵角と差分値の関係を予め把握し、適当な補正係数を設定する必要があり、演算処理が複雑化する。
【００４２】
本願の発明者たちは、ステアリングシャフト１００の回転に伴い、第一検出部３と第二検出部５の検出に供される磁極が、第一磁石ユニット２と第二磁石ユニット４において交互に変化することに起因していると考えた。そして、本願の発明者たちは、以下に説明する第三検出部７と第四検出部８を、トルク検出装置１に付加することの着想を得た。
【００４３】
図２の（Ａ）に示されるように、第三検出部７は、第一位置Ｐ１から入力軸部１０１の回転方向に沿って第二中心角θ２に対応する距離だけ離間した第三位置Ｐ３において第一磁石ユニット２から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第三検出信号Ｓ３を出力するように構成されている。第二中心角θ２は、第一中心角θ１の半分である。よって、本例においては、第一位置Ｐ１と第三位置Ｐ３は、入力軸部１０１の回転方向に沿って１１．２５度の中心角に対応する距離だけ離間している。１１．２５度は、第二中心角の一例である。第三検出部７は、不図示の支持部材により、トルク検出装置１内の適宜の位置に固定されている。
【００４４】
図２の（Ｂ）に示されるように、第四検出部８もまた、第二位置Ｐ２から出力軸部１０２の回転方向に沿って第二中心角θ２に対応する距離だけ離間した第四位置Ｐ４において第二磁石ユニット４から発生する磁場を検出し、検出された磁場に応じた第四検出信号Ｓ４を出力するように構成されている。すなわち、本例においては、第二位置Ｐ２と第四位置Ｐ４もまた、出力軸部１０２の回転方向に沿って１１．２５度の中心角に対応する距離だけ離間している。第四検出部８は、不図示の支持部材により、トルク検出装置１内の適宜の位置に固定されている。
【００４５】
第三検出部７から出力された第三検出信号Ｓ３と第四検出部８から出力された第四検出信号Ｓ４は、トルク検出部６に入力される。トルク検出部６は、図４に示される処理を通じて、ステアリングシャフト１００に生じたトルクを検出するように構成されている。
【００４６】
具体的には、トルク検出部６は、第一検出部３から出力された第一検出信号Ｓ１と第三検出部７から出力された第三検出信号Ｓ３の平均値を、第一平均値Ａ１として取得する（ＳＴＥＰ１）。
【００４７】
続いてトルク検出部６は、第二検出部５から出力された第二検出信号Ｓ２と第四検出部８から出力された第四検出信号Ｓ４の平均値を、第二平均値Ａ２として取得する（ＳＴＥＰ２）。
【００４８】
なお、ＳＴＥＰ２の処理がＳＴＥＰ１の処理に先立って行なわれてもよい。あるいは、ＳＴＥＰ１の処理とＳＴＥＰ２の処理が同時に行なわれてもよい。
【００４９】
続いてトルク検出部６は、第一平均値Ａ１と第二平均値Ａ２の差分値を取得する（ＳＴＥＰ３）。トルク検出部６は、この差分値に基づいてステアリングシャフト１００に生じたトルクを検出する（ＳＴＥＰ４）。すなわち、トルク検出部６は、第一検出信号Ｓ１、第二検出信号Ｓ２、第三検出信号Ｓ３、および第四検出信号Ｓ４の平均値と差分値に基づいて、入力軸部１０１に加わったトルクを検出するように構成されている。
【００５０】
トルク検出部６は、例えばマイクロコンピュータにより実現されうる。この場合、図１に示されるように、トルク検出部６は、プロセッサ６１とメモリ６２を含んでいる。プロセッサ６１としては、ＣＰＵやＭＰＵが例示されうる。メモリ６２としては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。ＲＯＭには、上記の処理を実行するプログラムが記憶されうる。プロセッサ６１は、ＲＯＭ上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して上記の処理を実行しうる。
【００５１】
トルク検出部６は、トルク検出信号を出力するように構成されている。トルク検出信号は、上記の処理を通じて検出されたトルクの大きさに対応している。トルク検出信号は、ＥＣＵなどの制御装置に送られ、信号処理に供される。
【００５２】
図３の（Ａ）に示される実線は、上記の処理に基づいてトルク検出部６から出力されたトルク検出信号を示している。第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２の差分値のみを利用した破線で示される場合と比較して、トルクの検出結果が操舵角に依らずほぼ一定になっていることが明らかである。
【００５３】
図３の（Ｂ）に示される実線ＳＬ１は、操舵角がゼロのステアリングシャフト１００に加わるトルクを変化させた場合におけるトルク検出部６からのトルク検出信号を示している。実線ＳＬ２は、操舵角が５．６２５度のステアリングシャフト１００に加わるトルクを変化させた場合におけるトルク検出部６からのトルク検出信号を示している。操舵角に依らずトルクの検出結果がほぼ一定になる効果が、異なるトルクの値に対しても成立していることが明らかである。
【００５４】
したがって、上記のような構成によれば、トルクの発生に伴う磁場の変化を、複雑な磁気回路の形成を必要とすることなく簡易な構造で検出できるだけでなく、トルクの検出精度が向上する。また、平均値と差分値の取得という簡易な演算処理に基づいてトルクの検出結果を得ているので、精度の高いトルクの検出結果を得るための演算負荷の増大を抑制できる。
【００５５】
本実施形態においては、トルク検出部６は、第一検出信号Ｓ１と第三検出信号Ｓ３に基づいて第一平均値Ａ１を取得し、第二検出信号Ｓ２と第四検出信号Ｓ４に基づいて第二平均値Ａ２を取得し、第一平均値Ａ１の第二平均値Ａ２の差分値に基づいてトルクを検出している。
【００５６】
入力軸部１０１と出力軸部１０２の相対変位に基づいてトルクが検出されるので、第一検出部３と第三検出部７の相対位置が固定され、第二検出部５と第四検出部８の相対位置が固定されることが一般的である。上記のような構成によれば、相対位置が固定されている検出部同士について先ず平均値が取得されるので、演算結果の信頼性を高めやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００５７】
しかしながら、トルク検出部６は、第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２に基づいて第一平均値Ａ１を取得し、第三検出信号Ｓ３と第四検出信号Ｓ４に基づいて第二平均値Ａ２を取得してもよい。
【００５８】
図２の（Ａ）に示されるように、各第一磁石セグメント２１の着磁方向は、ステアリングシャフト１００の入力軸部１０１の径方向に沿っている。当該径方向は、入力軸部１０１の回転方向に交差する方向の一例である。第一検出部３と第三検出部７は、当該着磁方向について第一磁石ユニット２と対向している。
【００５９】
このような構成によれば、第一検出部３と第三検出部７が磁場の出入口に対向するので、第一磁石ユニット２の回転に伴い第一検出部３と第三検出部７により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００６０】
さらに、第一磁石ユニット２においては、入力軸部１０１の回転方向に隣接する第一磁石セグメント２１同士の磁極が逆となるように、複数の第一磁石セグメント２１が配列されている。
【００６１】
このような構成によれば、第一検出部３と第三検出部７が対向する磁場の出入口の切り替わり頻度を高くしやすい。このことによっても、第一磁石ユニット２の回転に伴い第一検出部３と第三検出部７により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００６２】
図２の（Ｂ）に示されるように、各第二磁石セグメント４１の着磁方向は、ステアリングシャフト１００の出力軸部１０２の径方向に沿っている。当該径方向は、出力軸部１０２の回転方向に交差する方向の一例である。第二検出部５と第四検出部８は、当該着磁方向について第二磁石ユニット４と対向している。
【００６３】
このような構成によれば、第二検出部５と第四検出部８が磁場の出入口に対向するので、第二磁石ユニット４の回転に伴い第二検出部５と第四検出部８により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００６４】
さらに、第二磁石ユニット４においては、出力軸部１０２の回転方向に隣接する第二磁石セグメント４１同士の磁極が逆となるように、複数の第二磁石セグメント４１が配列されている。
【００６５】
このような構成によれば、第二検出部５と第四検出部８が対向する磁場の出入口の切り替わり頻度を高くしやすい。このことによっても、第二磁石ユニット４の回転に伴い第二検出部５と第四検出部８により検出される磁場の変化量を大きくしやすい。したがって、簡易な磁気検出構造でありながら、トルクの発生に伴う磁場の変化の検出精度を向上させやすい。
【００６６】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。
【００６７】
上記の実施形態においては、トルク検出部６は、特定時点における第一検出信号Ｓ１と第三検出信号Ｓ３に基づいて第一平均値Ａ１を取得し、特定時点における第二検出信号Ｓ２と第四検出信号Ｓ４に基づいて第二平均値Ａ２を取得している。しかしながら、複数の時点で取得された第一検出信号Ｓ１の複数の値と第三検出信号Ｓ３の複数の値に基づいて第一平均値Ａ１が取得されてもよい。同様に、複数の時点で取得された第二検出信号Ｓ２の複数の値と第四検出信号Ｓ４の複数の値に基づいて第二平均値Ａ２が取得されてもよい。この場合、第一平均値Ａ１と第二平均値Ａ２の各々は、中央値や最頻値などの統計値で置き換えられうる。中央値や最頻値は、代表値の一例である。
【００６８】
あるいは、複数の時点で取得された第一検出信号Ｓ１の複数の値と第三検出信号Ｓ３の複数の値の各々について代表値（平均値、中央値、最頻値など）を取得し、第一検出信号Ｓ１に係る代表値と第三検出信号Ｓ３に係る代表値に基づいて第一平均値Ａ１に対応する代表値を求めてもよい。同様に、複数の時点で取得された第二検出信号Ｓ２の複数の値と第四検出信号Ｓ４の複数の値の各々について代表値（平均値、中央値、最頻値など）を取得し、第二検出信号Ｓ２に係る代表値と第四検出信号Ｓ４に係る代表値に基づいて第二平均値Ａ２に対応する代表値を求めてもよい。
【００６９】
上記の実施形態においては、第一検出部３と第二検出部５は、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていない場合に、第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２が一致するように構成されている。しかしながら、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていない場合の第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２に基づいて、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていないことをトルク検出部６が検出可能であれば、第一検出部３からの第一検出信号Ｓ１と第二検出部５からの第二検出信号Ｓ２は、一致していなくてもよい。例えば、第一検出信号Ｓ１と第二検出信号Ｓ２は、互いに逆の位相を有する二つの信号であってもよいし、所定の角度だけ位相がずれている二つの信号であってもよい。
【００７０】
上記の実施形態においては、第三検出部７と第四検出部８は、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていない場合に、第三検出信号Ｓ３と第四検出信号Ｓ４が一致するように構成されている。しかしながら、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていない場合の第三検出信号Ｓ３と第四検出信号Ｓ４に基づいて、入力軸部１０１と出力軸部１０２の間に相対変位が生じていないことをトルク検出部６が検出可能であれば、第三検出部７からの第三検出信号Ｓ３と第四検出部８からの第四検出信号Ｓ４は、一致していなくてもよい。例えば、第三検出信号Ｓ３と第四検出信号Ｓ４は、互いに逆の位相を有する二つの信号であってもよいし、所定の角度だけ位相がずれている二つの信号であってもよい。
【００７１】
上記の実施形態においては、各第一磁石セグメント２１の着磁方向と各第二磁石セグメント４１の着磁方向は、それぞれステアリングシャフト１００の入力軸部１０１と出力軸部１０２の径方向に沿っている。しかしながら、第一磁石ユニット２に現れる磁極の変化周期と第二磁石ユニット４に現れる磁極の変化周期が一致していれば、各第一磁石セグメント２１の着磁方向と各第二磁石セグメント４１の着磁方向の少なくとも一方は、入力軸部１０１と出力軸部１０２の軸方向に沿う方向とされうる。当該軸方向は、入力軸部１０１と出力軸部１０２の回転方向に交差する方向の一例である。
【００７２】
図５は、そのような変形例を示している。第一磁石ユニット２における各第一磁石セグメント２１の着磁方向は、入力軸部１０１の軸方向に沿っている。第一検出部３と第三検出部７は、当該着磁方向について第一磁石ユニット２と対向している。第一磁石ユニット２においては、入力軸部１０１の回転方向に隣接する第一磁石セグメント２１同士の磁極が逆となるように、複数の第一磁石セグメント２１が配列されている。
【００７３】
同様に、第二磁石ユニット４における各第二磁石セグメント４１の着磁方向は、出力軸部１０２の軸方向に沿っている。第二検出部５と第四検出部８は、当該着磁方向について第二磁石ユニット４と対向している。第二磁石ユニット４においては、出力軸部１０２の回転方向に隣接する第二磁石セグメント４１同士の磁極が逆となるように、複数の第二磁石セグメント４１が配列されている。
【００７４】
トルク検出部６の機能の少なくとも一部は、車両に搭載されているＥＣＵなどの制御装置によって実現されてもよい。
【００７５】
上記の実施形態においては、回転軸部材として車両のステアリングシャフト１００を例示した。しかしながら、本発明に係るトルク検出装置１は、トルクの検出が必要とされる適宜の回転部材に適用されうる。
【符号の説明】
【００７６】
１：トルク検出装置、２：第一磁石ユニット、２１：第一磁石セグメント、３：第一検出部、４：第二磁石ユニット、４１：第二磁石セグメント、５：第二検出部、６：トルク検出部、７：第三検出部、８：第四検出部、１００：ステアリングシャフト、１０１：入力軸部、１０２：出力軸部、Ａ１：第一平均値、Ａ２：第二平均値、Ｓ１：第一検出信号、Ｓ２：第二検出信号、Ｓ３：第三検出信号、Ｓ４：第四検出信号、θ１：第一中心角、θ２：第二中心角
【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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