(57)【要約】  本発明は、車両のハンドルに連結された入力軸と車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作によって発生したねじれを検出する操舵装置用非接触式トルクセンサーに関する。本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーは、前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが互いにずれるように配置される磁力発生部と、前記出力軸に連結され、複数の前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石の領域内にそれぞれ位置するように複数のホールが設けられた円筒状の磁気遮蔽部と、前記磁気遮蔽部の外周面から離隔して設けられ、複数の前記ホールを通過する磁力を検出する磁気検出部と、前記磁気検出部の外周面に位置して前記磁力発生部と前記磁気遮蔽部の相対的なねじれ変化を感知する磁気検出センサー部とを含んでなる。これにより、２次にわたっての磁気誘導過程を経ることなく、１回の磁気誘導のみでも出力軸のねじれ角を感知することができる。
2011512284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のハンドルに連結された入力軸と車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作によって発生したねじれを検出する操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、
前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが互いにずれるように配置される磁力発生部と、
前記出力軸に連結され、複数の前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石の領域内にそれぞれ位置するように複数のホールが設けられた円筒状の磁気遮蔽部と、
前記磁気遮蔽部の外周面から離隔して設けられ、複数の前記ホールを通過する磁力を検出する磁気検出部と、
前記磁気検出部の外周面に位置し、前記磁力発生部と前記磁気遮蔽部の相対的なねじれ変化を感知する磁気検出センサー部とを含むことを特徴とする、操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２】
前記磁力発生部は、
前記入力軸の下端部に固定される結合部と、
前記結合部の下側に位置する円柱状の磁石固定部とを含み、
複数の前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石が前記磁石固定部の外周面に結合することを特徴とする、請求項１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３】
前記磁気遮蔽部は、
上部の外周面に一定の間隔毎に設けられた複数の第１貫通ホールを含む第１磁気遮蔽部と、
前記第１磁気遮蔽部の下部の外周面に一定の間隔毎に設けられ且つ前記第１貫通ホールと互いにずれるように配置される第２貫通ホールを含む第２磁気遮蔽部とから構成されることを特徴とする、請求項１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項４】
前記出力軸が前記入力軸と同一に回転してねじれ角が「０」の場合、前記ホールの垂直中心に前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石との境界部が位置することを特徴とする、請求項３に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項５】
前記出力軸に前記入力軸に対して左または右の方向に最大ねじれが発生した場合、前記Ｓ極磁石および前記Ｎ極磁石のうち、複数の前記第１貫通ホールを介していずれか一方の磁石が露出され、複数の前記第２貫通ホールを介して他方の磁石が露出されることを特徴とする、請求項３に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項６】
複数の前記第１貫通ホールと前記第２貫通ホールは、それぞれ同一のホールの領域を有する形状をすることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項７】
前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の上端の高さは前記第１貫通ホールの上端の高さと同一であり、
前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の下端の高さは前記第２貫通ホールの下端の高さと同一であるように位置することを特徴とする、請求項６に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項８】
前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の上端の高さは前記第１貫通ホールの上端の高さとは異なり、
前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の下端の高さは前記第２貫通ホールの下端の高さとは異なるように位置することを特徴とする、請求項６に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項９】
前記磁気検出部は、
前記第１貫通ホールを通過する磁力を検出する第１磁気検出部材と、
前記第１磁気検出の下側に離隔して位置し、前記第２貫通ホールを通過する磁力を検出する第２磁気検出部材とを含むことを特徴とする、請求項３に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１０】
前記磁気検出部は、
前記磁力発生部から誘導された磁力を極大化するために、前記第１磁気検出部材の外周面に備えられた第１集磁リングと、
前記第２磁気検出部材の外周面に備えられた第２集磁リングとをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１１】
前記第１集磁リングと前記第２集磁リングにそれぞれ少なくとも一つの前記磁気検出センサー部が連結されたことを特徴とする、請求項１０に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１２】
前記磁気検出部は、
前記第１集磁リングの外周面から外方に突出した第１突出部材と、
前記第２集磁リングの外周面から外方に突出し、前記第１突出部材と同一の垂直上に位置した第２突出部材とを含み、
前記磁気検出センサー部が前記第１突出部材と前記第２突出部材との間に位置することを特徴とする、請求項１１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１３】
前記第１突出部材は前記第１集磁リングの外周面に多数備えられ、前記第２突出部材は前記第２集磁リングの外周面に多数備えられ、多数の前記第１突出部材と前記第２突出部材との間には磁気検出センサー部がそれぞれ位置することを特徴とする、請求項１２に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１４】
前記磁気遮蔽部は、
前記第１磁気遮蔽部と前記第２磁気遮蔽部を一体化してなることを特徴とする、請求項３に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１５】
前記磁力発生部は、
上部の外周面に沿って前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石とがずれるように配置され、前記Ｎ極磁石の下側に別のＳ極磁石が配置され、上部の外周面に配置された前記Ｓ極磁石の下側に別のＮ極磁石が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１６】
前記磁気遮蔽部は、
上部の外周面に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石との境界部、および下部の外周面に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石の境界部毎に前記ホールが配置されたことを特徴とする、請求項１５に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１７】
車両のハンドルに連結された入力軸と車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作の際に前記入力軸と前記出力軸との間に発生するねじれを検出するための操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、
前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが円周方向に隣り合うように交互に配置される磁力発生部と；
前記磁力発生部の半径方向の外側に配置される単一の円筒であって、前記Ｎ極磁石および前記Ｓ極磁石のいずれか一方と同一の間隔で複数の上部貫通ホールが設けられる上部遮蔽面と、前記Ｎ極磁石および前記Ｓ極磁石のいずれか他方と同一の間隔で複数の下部貫通ホールが設けられる下部遮蔽面とからなる磁気遮蔽リングを備え、前記出力軸に結合する磁気遮蔽部と；
前記上部遮蔽面を通過する磁束を収集する上部磁束収集リング、前記上部磁束収集リングの上端周縁から半径方向に所定の幅で延設される上部集磁路フランジ、および前記上部集磁路フランジの一側から屈曲形成される上部集磁ターミナルを備える上部集磁部材と、前記下部遮蔽面を通過する磁束を収集する下部磁束収集リング、前記下部磁束収集リングの下端周縁から半径方向に所定の幅で延設される下部集磁路フランジ、および下部集磁路フランジの一側から屈曲形成される下部集磁ターミナルを備える下部集磁部材とを含み、前記上部磁束収集リングと前記下部磁束収集リング間の間隔、および前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジ間の間隔は前記上部集磁ターミナルと前記下部集磁ターミナル間の間隔よりさらに大きく形成される磁気検出部と；
前記磁気検出部の上部集磁ターミナルと下部集磁ターミナルとの間に位置し、磁束の強さを検出する磁気検出センサー部と；を含むことを特徴とする、操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１８】
前記磁気検出部は、
前記上部集磁路フランジが前記上部磁束収集リングの上端周縁から延設され、前記下部集磁路のフランジが前記下部磁束収集リングの下端周縁から延設され、
前記上部集磁ターミナルは、前記上部集磁路フランジから下方に延長されて前記上部磁束収集リングの下端を経て半径方向に屈曲されて延長され、前記下部集磁ターミナルは、前記下部集磁路フランジから上方に延長されて前記下部磁束収集リングの上端を経て前記上部集磁ターミナルに対応して半径方向に屈曲されて延長されることを特徴とする、請求項１７に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項１９】
前記磁気検出部は、
上面を介して前記上部集磁部材が結合し、下面を介して前記下部集磁部材が結合する円筒状非磁性体としての集磁部材ホルダーをさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２０】
前記集磁部材ホルダーは、前記上部集磁路フランジに結合する上部ホルダーフランジと、前記下部集磁路フランジに結合する下部ホルダーフランジが上・下面にそれぞれ形成されたことを特徴とする、請求項１９に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２１】
前記上部集磁部材と前記下部集磁部材はインサート射出によって前記集磁部材ホルダーに結合することを特徴とする、請求項１９または２０に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２２】
前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジは、それぞれ互いに大きさの異なる２つの結合ホールが複数箇所に設けられるが、前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジとの間には互いに回転対称して設けられ、
前記上部ホルダーフランジと前記下部ホルダーフランジは、それぞれ前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジに設けられた各結合ホールと対応するように多数の貫通ホールが上下に延設されることを特徴とする、請求項２０に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２３】
前記磁力発生部は、
前記複数のＮ極磁石とＳ極磁石からなるマグネットリングと、
外周面に前記マグネットリングが収容固定される受止部、および前記受止部の上部に設けられ、内側に前記入力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第１結合片を備えた非磁性体のマグネットホルダーとを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２４】
前記磁力発生部は、
前記マグネットリングと前記マグネットホルダーとの間に備えられ、前記マグネットリングが取り付けられる外周面および前記マグネットホルダーの受止部に固着される内周面を有するリング状磁性体としてのバックヨークをさらに含むことを特徴とする、請求項２３に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２５】
前記複数の第１結合片は、それぞれ上端部に内方に突設される係止片を備え、これにより前記入力軸に結合し、
前記磁力発生部は、各係止片が前記入力軸に結合するときに外方に開くのを防止するための第１スナップリングをさらに備えることを特徴とする、請求項２３または２４に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２６】
前記磁気遮蔽部は、
内周面に前記磁気遮蔽リングを収容支持する円筒状のホールド部と、前記ホールド部の下部に設けられ、内方に前記出力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第２結合片とを備えた非磁性体の遮蔽リングホルダーをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２７】
前記ホールド部は、その内周面に突設され、前記磁気遮蔽リングの上部貫通ホールと下部貫通ホールにそれぞれ一致するように嵌合される多数の結合突起を備えることを特徴とする、請求項２６に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２８】
前記磁気遮蔽リングは、インサート射出によって前記遮蔽リングホルダーに結合することを特徴とする、請求項２６または２７に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項２９】
前記複数の第２結合片は、それぞれ下端部に内方に突設される係止片を備え、これにより前記出力軸に結合し、
前記磁気遮蔽部は、各係止片が前記出力軸に結合するときに外方に開くのを防止するための第２スナップリングをさらに備えることを特徴とする、請求項２６または２７に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３０】
互いに上下に設けられ、内方に前記磁力発生部、磁気遮蔽部、磁気検出部および磁気検出センサー部を収容および支持する上部カバーおよび下部カバーをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３１】
車両のハンドルに連結された入力軸と、車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作の際に前記入力軸と前記出力軸との間に発生するねじれを検出するための操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、
前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石が上部および下部でそれぞれ円周方向に隣り合うように交互に配置されるが、上部磁石と下部磁石との間には互いに異なる極が隣り合うように配置される磁力発生部と；
前記磁力発生部の半径方向の外側に配置される単一の円筒であって、前記上部磁石と前記下部磁石を一つずつ収容する大きさを有し、円周方向に互いに前記上部磁石または前記下部磁石と同一の間隔で設けられる複数の貫通ホールを有する磁気遮蔽リングを備え、前記出力軸に結合する磁気遮蔽部と；
前記上部遮蔽面を通過する磁束を収集する上部磁束収集リング、前記上部磁束収集リングの上端周縁から半径方向に所定の幅で延設される上部集磁路フランジ、および前記上部集磁路フランジの一側から屈曲形成される上部集磁ターミナルを備える上部集磁部材と、前記下部遮蔽面を通過する磁束を収集する下部磁束収集リングと前記下部磁束収集リングの下端周縁から半径方向に所定の幅で延設される下部集磁路フランジ、および前記下部集磁路フランジの一側から屈曲形成される下部集磁ターミナルを備える下部集磁部材を含み、前記上部磁束収集リングと前記下部磁束収集リング間の間隔、および前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジ間の間隔は、前記上部集磁ターミナルと前記下部集磁ターミナル間の間隔よりさらに大きく形成される磁気検出部と；
前記磁気検出部の上部集磁ターミナルと下部集磁ターミナルとの間に位置し、磁束の強さを検出する磁気検出センサー部と；を含むことを特徴とする、操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３２】
前記磁気検出部は、
前記上部集磁路フランジが前記上部磁束収集リングの上端周縁に延設され、前記下部集磁路フランジが前記下部磁束収集リングの下端周縁に延設され、
前記上部集磁ターミナルは、前記上部集磁路フランジから下方に延長されて前記上部磁束収集リングの下端を経て半径方向に屈曲されて延長され、前記下部集磁ターミナルは、前記下部集磁路フランジから上方に延長されて前記下部磁束収集リングの上端を経て前記上部集磁ターミナルに対応して半径方向に屈曲されて延長されることを特徴とする、請求項３１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３３】
前記磁気検出部は、
上面を介して前記上部集磁部材が結合し、下面を介して前記下部集磁部材が結合する円筒状の非磁性体であって、インサート射出によって前記上部集磁部材および前記下部集磁部材に結合する集磁部材ホルダーをさらに含むことを特徴とする、請求項３２に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３４】
前記磁力発生部は、
前記上部磁石と前記下部磁石からなるマグネットリングと；
外周面に前記マグネットリングが収容固定される受止部、および前記受止部の上部に設けられ、内側に前記入力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第１結合片を備えた非磁性体のマグネットホルダーと；を含むことを特徴とする、請求項３１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３５】
前記磁力発生部は、前記マグネットリングと前記マグネットリングホルダーとの間に備えられ、前記マグネットリングが取り付けられる外周面、および前記マグネットホルダーの受止部に固着される内周面を有するリング状磁性体としてのバックヨークをさらに含むことを特徴とする、請求項３４に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【請求項３６】
前記磁気遮蔽部は、
内周面に前記磁気遮蔽リングを収容支持する円筒状のホールド部と、前記ホールド部の下部に設けられ、内側に前記出力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第２結合片とを備えた非磁性体であって、インサート射出によって前記磁気遮蔽リングに結合する遮蔽リングホルダーをさらに含むことを特徴とする、請求項３１に記載の操舵装置用非接触式トルクセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵装置用非接触式トルクセンサーに係り、より詳しくは、操舵ハンドルの操作によって入力軸が回転するとき、車輪に連結された出力軸が前記入力軸と同一に回転し得るようにして操舵力を向上させるための操舵装置用非接触式トルクセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両の走行または停止の際に操舵ハンドルを回転させるにつれて、路面に接触している車輪も回転する。すなわち、前記操舵ハンドルを左または右の方向に回転させると、これと同一の方向に車輪が回転する。ところが、前記車輪は、路面に接触した状態なので、前記路面との間に発生する摩擦力によって前記操舵ハンドルと前記車輪の回転量が互いに異なるという問題が発生しうる。
【０００３】
このような問題に対して、操舵ハンドルと車輪との回転角の偏差を測定および補償するためのトルクセンサー(Torque sensor)が備えられる。すなわち、トルクセンサーは操舵ハンドルと車輪との回転角の偏差を測定し、この測定された偏差だけ別個の動力手段を用いて車輪を回転させることにより、車両を進行しようとする方向に安全かつ正確に操舵することができるようにして操舵便宜性を高めるための装置である。
【０００４】
トルクセンサーは接触方式と非接触方式に大別されるが、接触方式のトルクセンサーは騒音および耐久性低下の問題があり、最近では、非接触方式のトルクセンサーが採用されている。非接触方式のトルクセンサーは磁気抵抗検出方式、磁気変形検出方式、静電容量検出方式、および光学式検出方式に大別される。
【０００５】
電気式動力操舵装置に備えられる従来の磁気抵抗検出方式のトルクセンサーは、運転者によって操作される操舵ハンドルが入力軸の上端に結合し、前記入力軸の下端はトーションバー(torsion bar)によって出力軸の上端に連結される。前記出力軸の下端は車輪に連結され、前記トーションバーを含む前記入力軸の下端と前記出力軸の上端はその外部がハウジングによって保護される。このハウジングの内部には前述したトルクセンサーおよび動力手段が設けられる。
【０００６】
ここで、前記入力軸には、一定の間隔毎に極性が交差する永久磁石が備えられる。
【０００７】
前記入力軸に備えられた永久磁石によって磁気誘導発生が可能な強磁性体の物質として、永久磁石の極数に相応する歯車構造物の検出リングが出力軸に設置される。前記検出リングには磁気を検出するセンサーが連結される。
【０００８】
したがって、運転者が操舵ハンドルを操作するとき、前記入力軸に回転力が伝達され、この入力軸の回転によってトーションバーが回転する。このトーションバーは、出力軸とも連結されているため、出力軸へ回転力を伝達して車輪が操舵ハンドルの操作方向に回転する。
【０００９】
この際、入力軸に設置された永久磁石と、出力軸に設置された歯車構造物の検出リングとの間で、相対的なねじれによって互いに対応する面積において変化が発生する。よって、前記検出リングには磁束の変化が発生し、この磁束の変化を前記センサーによって検出することにより、出力軸の入力軸に対するねじれ角を感知する。
【００１０】
ところが、前述したように構成される従来のトルクセンサーは、センサーの周辺を検出リングが続いて回転運動する構造であって、永久磁石から形成された磁気力の変化が激しく、回転の際に検出リングと磁気検出素子との干渉を回避するために固定型検出リングをさらに設置しなければならない。
【００１１】
しかし、このように固定型検出リングをさらに設置する場合、永久磁石から発生した磁束は、検出リングを介して１次に磁気誘導された後、固定型検出リングを介して２次に磁気誘導されるため、２回の磁気誘導を経ることにより、磁束が減少および変形して入力軸と出力軸の正確なねじれを検出することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】JP 2005-345284 A
【特許文献２】JP 2001-255218 A
【特許文献３】JP 2006-118875 A
【特許文献４】JP 2006-052969 A
【特許文献５】JP 2006-292423 A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、かかる課題を解決するためのもので、その目的は、２次にわたっての磁気誘導過程を経ることなく、１回の磁気誘導のみでも出力軸のねじれ角を感知することが可能な操舵装置用非接触式トルクセンサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーは、車両のハンドルに連結された入力軸と車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作によって発生したねじれを検出する操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが互いにずれるように配置される磁力発生部と；前記出力軸に連結され、複数の前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石の領域内にそれぞれ位置するように複数のホールが設けられた円筒状の磁気遮蔽部と；前記磁気遮蔽部の外周面から離隔して設けられ、複数の前記ホールを通過する磁力を検出する磁気検出部と；前記磁気検出部の外周面に位置し、前記磁力発生部と前記磁気遮蔽部の相対的なねじれ変化を感知する磁気検出センサー部と；を含む。
【００１５】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁力発生部は、前記入力軸の下端部に固定される結合部と、前記結合部の下側に位置する円柱状の磁石固定部とを含み、複数の前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石が前記磁石固定部の外周面に結合できる。
【００１６】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁気遮蔽部は、上部の外周面に一定の間隔毎に設けられた複数の第１貫通ホールを含む第１磁気遮蔽部と、前記第１磁気遮蔽部の下部の外周面に一定の間隔毎に設けられ且つ前記第１貫通ホールと互いにずれるように配置される第２貫通ホールを含む第２磁気遮蔽部とから構成できる。
【００１７】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記出力軸が前記入力軸と同一に回転してねじれ角が「０」の場合、前記ホールの垂直中心に前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石との境界部が位置しうる。
【００１８】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記出力軸に前記入力軸に対して左または右の方向に最大ねじれが発生した場合、前記Ｓ極磁石および前記Ｎ極磁石のうち、複数の前記第１貫通ホールを介していずれか一方の磁石が露出され、複数の前記第２貫通ホールを介して他方の磁石が露出され得る。
【００１９】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、複数の前記第１貫通ホールと前記第２貫通ホールは、それぞれ同一のホールの領域を有する形状をしてもよい。
【００２０】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の上端の高さは前記第１貫通ホールの上端の高さと同一であり、前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の下端の高さは前記第２貫通ホールの下端の高さと同一であるように位置してもよい。
【００２１】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の上端の高さは前記第１貫通ホールの上端の高さとは異なり、前記Ｎ・Ｓ極磁石および前記磁気検出部の下端の高さは前記第２貫通ホールの下端の高さとは異なるように位置してもよい。
【００２２】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁気検出部は前記第１貫通ホールを通過する磁力を検出する第１磁気検出部材、および前記第１磁気検出の下側に離隔して位置し、前記貫通ホールを通過する磁力を検出する第２磁気検出部材とを含んでもよい。
【００２３】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁気検出部は、前記磁力発生部から誘導された磁力を極大化するために、前記第１磁気検出部材の外周面に備えられた第１集磁リングと、前記第２磁気検出部材の外周面に備えられた第２集磁リングとをさらに含んでもよい。
【００２４】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記第１集磁リングと前記第２集磁リングにそれぞれ少なくとも一つの前記磁気検出センサー部が連結できる。
【００２５】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁気検出部は、前記第１集磁リングの外周面から外方に突出した第１突出部材と、前記第２集磁リングの外周面から外方に突出し、前記第１突出部材と同一の垂直上に位置した第２突出部材とを含み、前記磁気検出センサー部が前記第１突出部材と前記第２突出部材との間に位置してもよい。
【００２６】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記第１突出部材は前記第１集磁リングの外周面に多数備えられ、前記第２突出部材は前記第２集磁リングの外周面に多数備えられ、多数の前記第１突出部材と前記第２突出部材との間には磁気検出センサー部がそれぞれ位置してもよい。
【００２７】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁気遮蔽部は前記第１磁気遮蔽部と前記第２磁気遮蔽部を一体化してなってもよい。
【００２８】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、上部の外周面に沿って前記Ｎ極磁石と前記Ｓ極磁石とがずれるように配置され、前記Ｎ極磁石の下側に別のＳ極磁石が配置され、上部の外周面に配置された前記Ｓ極磁石の下側に別のＮ極磁石が配置されてもよい。
【００２９】
本発明の操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記磁気遮蔽部は、上部の外周面に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石との境界部、および下部外周面に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石との境界部毎に前記ホールが配置されてもよい。
【００３０】
一方、前記目的を達成するために、本発明は、車両のハンドルに連結された入力軸と車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作の際に前記入力軸と前記出力軸との間に発生するねじれを検出するための操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが隣り合うように交互に配置される磁力発生部と；前記磁力発生部の半径方向の外側に配置される単一の円筒であって、前記Ｎ極磁石および前記Ｓ極磁石のうちいずれか一つと同一の間隔で複数の上部貫通ホールが設けられる上部遮蔽面と、前記Ｎ極磁石および前記Ｓ極磁石のうち他の一つと同一の間隔で複数の下部貫通ホールが設けられる下部遮蔽面とからなる磁気遮蔽リングを備え、前記出力軸に結合する磁気遮蔽部と；前記上部遮蔽面を通過する磁束を収集する上部磁束収集リング、前記上部磁束収集リングの上端周縁から半径方向に所定の幅で延設される上部集磁路フランジ、および前記上部集磁路フランジの一側から屈曲形成される上部集磁ターミナルを備える上部集磁部材と、前記下部遮蔽面を通過する磁束を収集する下部磁束収集リングと前記下部磁束収集リングの下端周縁から半径方向に所定の幅で延設される下部集磁路フランジおよび下部集磁路フランジの一側から屈曲形成される下部集磁ターミナルを備える下部集磁部材とを含むが、前記上部磁束収集リングと前記下部磁束収集リング間の間隔、および前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジ間の間隔は前記上部集磁ターミナルと前記下部集磁ターミナル間の間隔よりさらに大きく形成される磁気検出部と；前記磁気検出部の上部集磁ターミナルと下部集磁ターミナルとの間に位置し、磁束の強さを検出する磁気検出センサー部と；を含むことを特徴とする、操舵装置用非接触式トルクセンサーを提供する。
【００３１】
ここで、前記磁気検出部は、前記上部集磁路フランジが前記上部磁束収集リングの上端周縁から延設され、前記下部集磁路フランジが前記下部磁束収集リングの下端周縁から延設され、前記上部集磁ターミナルは前記上部集磁路フランジから下方に延長されて前記上部磁束収集リングの下端を経て半径方向に屈曲されて延長され、前記下部集磁ターミナルは前記下部集磁路フランジから上方に延長されて前記下部磁束収集リングの上端を経て前記上部集磁ターミナルに対応して半径方向に屈曲されて延長できる。
【００３２】
この際、前記磁気検出部は、上面を介して前記上部集磁部材が結合し、下面を介して前記下部集磁部材が結合する円筒状非磁性体としての集磁部材ホルダーをさらに含んでもよい。
【００３３】
この際、前記集磁部材ホルダーは、前記上部集磁路フランジに結合する上部ホルダーフランジと、前記下部集磁路フランジに結合する下部ホルダーフランジが上・下面にそれぞれ形成されてもよい。
【００３４】
また、前記上部集磁部材と前記下部集磁部材はインサート射出によって前記集磁部材のホルダーに結合してもよい。
【００３５】
また、前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジはそれぞれ互いに大きさの異なる２つの結合ホールが複数箇所に設けられるが、前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジとの間には互いに回転対称して設けられ、前記上部ホルダーフランジと前記下部ホルダーフランジはそれぞれ前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジに設けられた各結合ホールと対応するように多数の貫通ホールが上下に延設されてもよい。
【００３６】
一方、前記磁力発生部は、前記複数のＮ極磁石とＳ極磁石からなるマグネットリングと、外周面に前記マグネットリングが収容および固定される受止部と、前記受止部の上部に設けられ、内側に前記入力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第１結合片を備えた非磁性体のマグネットホルダーとを含んでもよい。
【００３７】
この際、前記磁力発生部は、前記マグネットリングと前記マグネットホルダーとの間に備えられ、前記マグネットリングが取り付けられる外周面および前記マグネットホルダーの受止部に固着される内周面を有するリング状磁性体としてのバックヨークをさらに含んでもよい。
【００３８】
また、前記複数の第１結合片は、それぞれ上端部に内方に突設される係止片を備え、これにより前記入力軸に結合し、前記磁力発生部は、各係止片が前記入力軸に結合するときに外方に開くのを防止するための第１スナップリングをさらに備えてもよい。
【００３９】
一方、前記磁気遮蔽部は、内周面に前記磁気遮蔽リングを収容支持する円筒状のホールド部と、前記ホールド部の下部に設けられ、内方に前記出力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第２結合片を備えた非磁性体の遮蔽リングホルダーをさらに含んでもよい。
【００４０】
この際、前記ホールド部は、その内周面に突設され、前記磁気遮蔽リングの上部貫通ホールと下部貫通ホールにそれぞれ一致するように嵌合される多数の結合突起を備えてもよい。
【００４１】
この際、前記磁気遮蔽リングは、インサート射出によって前記遮蔽リングホルダーに結合してもよい。
【００４２】
また、前記複数の第２結合片は、それぞれ下端部に内方に突設される係止片を備え、これにより前記出力軸に結合し、前記磁気遮蔽部は、各係止片が前記出力軸に結合するときに外方に開くのを防止するための第２スナップリングをさらに備えてもよい。
【００４３】
一方、前記操舵装置用非接触式トルクセンサーは、互いに上下に設けられ、内方に前記磁力発生部、磁気遮蔽部、磁気検出部および磁気検出センサー部を収容および支持する上部カバーおよび下部カバーをさらに含んでもよい。
【００４４】
また、上記目的を達成するために、本発明は、車両のハンドルに連結された入力軸と、車両の車輪に連結された出力軸との間に設置され、前記ハンドルの回転操作の際に前記入力軸と前記出力軸との間に発生するねじれを検出するための操舵装置用非接触式トルクセンサーにおいて、前記入力軸に結合し、中心から同一の半径を持つように外周面に沿って複数のＮ極磁石とＳ極磁石が上部および下部でそれぞれ円周方向に隣り合うように交互に配置されるが、上部磁石と下部磁石との間には互いに異なる極が隣り合うように配置される磁力発生部と；前記磁力発生部の半径方向の外側に配置される単一の円筒であって、前記上部磁石と下部磁石を一つずつ収容する大きさを有し、円周方向に互いに前記上部磁石または前記下部磁石と同一の間隔で設けられる複数の貫通ホールを有する磁気遮蔽リングを備え、前記出力軸に結合する磁気遮蔽部と；前記上部遮蔽面を通過する磁束を収集する上部磁束収集リングと、前記上部磁束収集リングの上端周縁から半径方向に所定の幅で延設される上部集磁路フランジ、および前記上部集磁路フランジの一側から屈曲形成される上部集磁ターミナルを備える上部集磁部材と、前記下部遮蔽面を通過する磁束を収集する下部磁束収集リング、前記下部磁束収集リングの下端周縁から半径方向に所定の幅で延設される下部集磁路フランジ、および前記下部集磁路フランジの一側から屈曲形成される下部集磁ターミナルを備える下部集磁部材とを含むが、前記上部磁束収集リングと前記下部磁束収集リング間の間隔および前記上部集磁路フランジと前記下部集磁路フランジ間の間隔は、前記上部集磁ターミナルと前記下部集磁ターミナル間の間隔よりさらに大きく形成される磁気検出部と；前記磁気検出部の上部集磁ターミナルと下部集磁ターミナルとの間に位置し、磁束の強さを検出する磁気検出センサー部と；を含むことを特徴とする、操舵装置用非接触式トルクセンサーを提供する。
【００４５】
ここで、前記磁気検出部は、前記上部集磁路フランジが前記上部磁束収集リングの上端周縁に延設され、前記下部集磁路フランジが前記下部磁束収集リングの下端周縁に延設され、前記上部集磁ターミナルは前記上部集磁路フランジから下方に延長されて前記上部磁束収集リングの下端を経て半径方向に屈曲されて延長され、前記下部集磁ターミナルは前記下部集磁路フランジから上方に延長されて前記下部磁束収集リングの上端を経て前記上部集磁ターミナルに対応して半径方向に屈曲されて延長されてもよい。
【００４６】
この際、前記磁気検出部は、上面から前記上部集磁部材が結合し、下面から前記下部集磁部材が結合する円筒状の非磁性体であって、インサート射出によって前記上部集磁部材および前記下部集磁部材に結合する集磁部材ホルダーをさらに含んでもよい。
【００４７】
前記磁力発生部は、前記上部磁石と下部磁石からなるマグネットリングと；外周面に前記マグネットリングが収容および固定される受止部、前記受止部の上部に設けられ、内側に前記入力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第１結合片を備えた非磁性体のマグネットホルダーと；を含んでもよい。
【００４８】
この際、前記磁力発生部は、前記マグネットリングと前記マグネットリングホルダーとの間に備えられ、前記マグネットリングが取り付けられる外周面、および前記マグネットホルダーの受止部に固着される内周面を有するリング状磁性体としてのバックヨークをさらに含んでもよい。
【００４９】
また、前記磁気遮蔽部は、内周面に前記磁気遮蔽リングを収容支持する円筒状のホールド部と、前記ホールド部の下部に設けられ、内側に前記出力軸を収容するために軸方向に延設される複数の第２結合片とを備えた非磁性体であって、インサート射出方式によって前記磁気遮蔽リングに結合する遮蔽リングホルダーをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００５０】
上述した特徴を持つ本発明に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーによれば、入力軸に結合する磁力発生部にＮ極およびＳ極の磁石が配置され、出力軸に結合する磁気遮蔽部にそれぞれ複数の上部および下部貫通ホールが設けられることにより、前記出力軸に入力軸に対してねじれが発生する場合、前記磁力発生部の磁束が、前記磁気遮蔽部に設けられた前記複数の上部および下部貫通ホールを通過して外方の磁気検出部に伝達されることにより、磁気検出センサー部でねじれの信号として感知される。
【００５１】
すなわち、入力軸と出力軸のねじれ角に応じてＮ極とＳ極の磁束が複数のホールを通過する程度によってその強さが変わるように伝達され、これを磁気検出部を介して磁気検出センサー部で感知する。
【００５２】
したがって、磁気遮蔽部の永久磁石から発生した磁束は、磁気遮蔽部の磁気遮蔽リングを介して直接磁気検出部に伝達されるので、磁束が減少あるいは変形するおそれがなく、これにより入力軸と出力軸の正確なねじれを検出することができる。
【００５３】
また、本発明に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーによれば、磁気検出部で上部磁束収集リングと下部磁束収集リング間の間隔、および上部集磁路フランジと下部集磁路フランジ間の間隔が上部集磁ターミナルと下部集磁ターミナル間の間隔よりさらに大きく形成されることにより、収集および検出される磁束の強さが減少することを防止することができる。
【００５４】
また、本発明に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーによれば、操舵装置用非接触式トルクセンサーの全体的な構造を改善して部品数を減らすことができるため、製造コストを節減することができ、製造工程数が減少して製造時間を短縮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの結合斜視図である。
【図２】図２は図１の操舵装置用非接触式トルクセンサーの分離斜視図である。
【図３】図３は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図４は図１の操舵装置用非接触式トルクセンサーの平面図である。
【図５】図５は図１の操舵装置用非接触式トルクセンサーを２次元平面とした展開図である。
【図６】図６は図５の操舵装置用非接触式トルクセンサーを重ねた状態で示す展開図である。
【図７】図７は図６のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図８】図８は図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図９】図９は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの中立状態を示す展開図である。
【図１０】図１０は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーに連結された出力軸に左の方向にねじれが発生した状態を示す展開図である。
【図１１】図１１は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーに連結された出力軸に右の方向に最大のねじれが発生する状態を示す展開図である。
【図１２】図１２は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーに連結された出力軸に右の方向にねじれが発生する状態を示す展開図である。
【図１３】図１３は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーに連結された出力軸に右の方向に最大のねじれが発生した状態を示す展開図である。
【図１４】図１４は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーに備えられた磁力発生部および磁気遮蔽部の中立状態を示す変形例の展開図である。
【図１５】図１５は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの設置状態を示す斜視図である。
【図１６】図１６は図１５の設置状態を分解して示す分解斜視図である。
【図１７】図１７は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーを示す分解斜視図である。
【図１８】図１８は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの結合状態を示す側断面図である。
【図１９】図１９は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの結合状態を示す斜視図である。
【図２０】図２０は図１９の操舵装置用非接触式トルクセンサーの平面図（図１８の側断面図は図２０のＤ−Ｄ線に沿った断面図）である。
【図２１】図２１は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの主要部を示す拡大斜視図である。
【図２２】図２２は図２１の操舵装置用非接触式トルクセンサーの主要部を示す側断面図である。
【図２３】図２３は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの主要構成関係を説明するための概略分解図である。
【図２４】図２４は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーが中立位置のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図２５】図２５は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図２６】図２６は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図２７】図２７は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図２８】図２８は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図２９】図２９は本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーの主要構成の変形例を説明するための概略分解図である。
【図３０】図３０は図２９の変形例の場合の操舵装置用非接触式トルクセンサーが中立位置のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図３１】図３１は図２９の変形例の場合の操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図３２】図３２は図２９の変形例の場合の操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図３３】図３３は図２９の変形例の場合の操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【図３４】図３４は図２９の変形例の場合の操舵装置用非接触式トルクセンサーがねじれ状態のときの主要構成関係を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサー１００の構成および作用について説明する。
【００５７】
図１〜図３に示すように、本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサー１００は、磁力発生部１１０、磁気遮蔽部１２０、磁気検出部１３０、および磁気検出センサー１４０から大きく構成される。ここで、磁力発生部１１０は車両のハンドルに連結された入力軸１０と連結され、磁気遮蔽部１２０は車両の車輪に連結された出力軸２０と連結される。入力軸１０と出力軸２０とはトーションバー３０によって連結される。
【００５８】
まず、入力軸１０は、その下端部に挿入部１１が設けられ、この挿入部１１の内部にはトーションバー３０の上端が挿入される連結溝１２が設けられる。また、挿入部１１の上側に位置し、入力軸１０の外周面には横方向に貫通する結合ホール１３が設けられる。
【００５９】
ここで、入力軸１０に備えられた挿入部１１は、後述する磁力発生部１１０の形状によって異なる。すなわち、添付図面では、磁力発生部１１０に入力軸１０の下端部が挿入され、連結溝１２にトーションバー３０の上端が挿入されてピン４０ａによって結合する構造を取っているが、このような構造は本発明の好適な実施例を説明するためのものであり、磁力発生部１１０の形状に応じて入力軸１０との連結状態を変えてもよい。
【００６０】
前記磁力発生部１１０は、中心部に貫通ホール１１１が設けられた結合部１１２、磁石固定部１１３、並びに複数のＮ極磁石１１４およびＳ極磁石１１５から構成される。
【００６１】
まず、結合部１１２は、中心部に設けられた貫通ホール１１１が入力軸１０の下端部に備えられた挿入部１１に挿入される。この際、挿入部１１と結合部１１２とは多数の締結部材（図示せず）によって結合でき、挿入部１１の外周面と結合部１１２の内周面とがネジで締結されてもよい。
【００６２】
磁石固定部１３０は結合部１１２の下側に位置し、この磁石固定部１１３と結合部１１２は一体に形成でき、磁石固定部１１３は中心から同一の半径を持つように円筒状をする。
【００６３】
また、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５はそれぞれ複数からなり、磁石固定部１１３の外周面に位置する。そして、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５は互いにずれるように配置されるようにし、この２つの磁石を合わせた個数は必ず偶数からなる。
【００６４】
すなわち、Ｎ極磁石１１４が８つの場合にはＳ極磁石１１５も８つの個数からなり、Ｎ極磁石１１４が９つの場合にはＳ極磁石１１５も９つの個数からなる。また、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５がそれぞれ分離された状態で磁石固定部１１３の外周面に取り付けられて結合できるが、極性のない状態の強磁性体を磁石固定部１１３に取り付けた後、着磁するときにＮ極の磁力とＳ極の磁力を持つように領域を区分してＮ極磁石１１４とＳ極磁石１１５を構成させることもできる。
【００６５】
添付図面では、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の個数をそれぞれ８つと示したが、このＮ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の個数を変えてもよい。そして、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５は内周面と外周面が同一の厚さを持つように備えられる。
【００６６】
一方、磁気遮蔽部１２０は、前記磁力発生部１１０の外側に位置するもので、第１磁気遮蔽部１２０ａと第２磁気遮蔽部１２０ｂに区分される。ところが、第１磁気遮蔽部１２０ａと前記第２磁気遮蔽部１２０ｂは、一体型の円筒状をする。
【００６７】
すなわち、磁気遮蔽部１２０は、磁力発生部１１０に備えられたＮ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の外側部に離隔して位置し、その下端部は後述の出力軸２０に連結される。添付図面では、磁気遮蔽部１２０の下側に別途の連結部材１５０が結合し、この連結部材１５０に出力軸２０が結合するように示した。
【００６８】
また、磁気遮蔽部１２０には複数のホール１２１、１２２が設けられる。複数のホール１２１、１２２は、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の領域内にそれぞれ位置するように、複数の第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２から構成される。以下、複数の第１貫通ホール１２１を「第１貫通ホール１２１」、複数の第２貫通ホール１２２を「第２貫通ホール１２２」で記載することもある。
【００６９】
第１貫通ホール１２１は磁気遮蔽部１２０の上側部に位置し、第２貫通ホール１２２は磁気遮蔽部１２０の下側部に位置する。すなわち、第１磁気遮蔽部１２０ａの外周面に一定の間隔毎に第１貫通ホール１２１が位置し、第２磁気遮蔽部１２０ｂの外周面に一定の間隔毎に第２貫通ホール１２２が位置する。
【００７０】
ここで、第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２は、前述したように、同一の個数からなるＮ極磁石１１４またはＳ極磁石１１５の個数と同一の個数を持つように備えられる。もしＮ極磁石１１４が８つ備えられた場合、第１貫通ホール１２１も８つからなる。
【００７１】
また、第２貫通ホール１２２は、第１貫通ホール１２１と互いにずれるように位置する。すなわち、複数の第１貫通ホール１２１のうち、基準となるいずれか一つの第１貫通ホール１２１と、これに隣接した位置に備えられた第１貫通ホール１２１との間の下側部に、基準となる第２貫通ホール１２２が設けられる。
【００７２】
また、第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２はいずれも同じホールの領域を有する形状をする。添付図面では第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２を全て四角の形状として示した。
【００７３】
ところが、第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２は「○」、「□」、「△」、「▽」、「◇」などの形状をしてもよい。そして、上述した形状だけでなく、楕円形、長孔形、梯形などの非常に様々な形状をしてもよい。
【００７４】
但し、前述した形状は、それぞれのホール１２１、１２２領域の中心から左右方向に必ず対称となる形状でなければならない。また、上述したホール１２１、１２２の形状のうち２つ以上の形状が複合されて構成されることより、全て同一の形状のホール１２１、１２２から構成されることが好ましい。
【００７５】
ここで、磁気遮蔽部１２０は、Ｎ極磁石１１４およびＳ極磁石１１５の高さ、並びに後述の磁気検出部１３０と同一の高さを持つように備えられる。
【００７６】
すなわち、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の上端の高さおよび磁気検出部１３０の上端の高さは磁気遮蔽部１２０に設けられた第１貫通ホール１２１の上端の高さと同一であり、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の下端の高さおよび磁気検出部１３０の下端の高さは磁気遮蔽部１２０に設けられた第２貫通ホール１２２の下端の高さと同一であるように備えられる。
【００７７】
ところが、これは例示的な事項を説明したもので、Ｎ・Ｓ極磁石１１５および前記磁気検出部１３０の上端の高さは前記第１貫通ホール１２１の上端の高さとは異なり、前記Ｎ・Ｓ極磁石１１５および前記磁気検出部１３０の下端の高さは前記第２貫通ホール１２２の下端の高さとは異なるように位置してもよい。
【００７８】
このような構成を持つ磁気遮蔽部１２０は、前述したように、その下側に連結部材１５０が結合し、この連結部材１５０は、中心部が下方に突出し、出力軸２０の挿入状態で結合する。連結部材１５０と出力軸２０との結合は多数の締結部材（図示せず）を用いて行われてもよい。
【００７９】
出力軸２０にはその上端に挿入部２１が備えられて連結部材１５０に挿入され、その挿入部２１の中心部にはトーションバー３０の下端が挿入される連結溝２２が設けられる。また、出力軸２０の外周面には連結溝２２を通過する結合ホール２３が設けられる。ピン４０ｂによってトーションバー３０を出力軸２０に結合させる。
【００８０】
一方、磁気検出部１３０は、磁気遮蔽部１２０の外周面から離隔して設けられ、複数の第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２を通過する磁力を検出する役割を果たす。
【００８１】
このような磁気検出部１３０は、強磁性体材質のリング形状をする第１磁気検出部材１３１ａと第２磁気検出部材１３１ｂから構成され、第１磁気検出部材１３１ａには第１集磁リング１３２ａが連結され、第２磁気検出部材１３１ｂには第２集磁リング１３２ｂが連結される。
【００８２】
第１磁気検出部材１３１ａと第２磁気検出部材１３１ｂは互いに離隔した状態で位置し、第１磁気検出部材１３１ａの上端および第２磁気検出部材１３１ｂの下端の高さは前述したＮ極磁石１１４およびＳ極磁石１１５の高さと同一であるが、この高さより低い高さを持つようにしてもよい。
【００８３】
後者の場合、すなわち、Ｎ極磁石１１４およびＳ極磁石１１５の高さより低くする場合には、第１磁気検出部材１３１ａの上端は第１貫通ホール１２１の上端の高さ領域を外れてはならず、第２磁気検出部材１３１ｂの下端は第２貫通ホール１２２の下端の高さ領域を外れないようにする。
【００８４】
したがって、第１貫通ホール１２１を通過する磁力を第１磁気検出部材１３１ａで検出し、第２貫通ホール１２２を通過する磁力を第２磁気検出部材１３１ｂで検出する。
【００８５】
前記第１集磁リング１３２ａは第１磁気検出部材１３１ａの外周面に結合し、第２集磁リング１３２ｂは第２磁気検出部材１３１ｂの外周面に結合する。この第１集磁リング１３２ａと第２集磁リング１３２ｂは磁力発生部１１０から誘導された磁力を磁気検出センサー部１４０の周辺に極大化させるためである。
【００８６】
また、第１集磁リング１３２ａの外周面には、外方に突出した第１突出部材１３２ａ’が備えられ、第２集磁リング１３２ｂの外周面にも、第１突出部材１３２ａ’と同一の垂直上に位置する第２突出部材１３２ｂ’が外方に突出するように備えられる。
【００８７】
このような第１突出部材１３２ａ’と第２突出部材１３２ｂ’は、互いに同一の垂直上に位置するように多数備えられてもよい。
【００８８】
一方、磁気検出センサー部１４０は、磁気検出部１３０の外周面に位置して磁力発生部１１０と磁気遮蔽部１２０の面積変化による相対的なねじれ変化を感知する役割を果たす。添付図面では磁気検出センサー部１４０を一つとして図示した。ところが、磁気検出センサー部１４０は、第１集磁リング１３２ａと第２集磁リング１３２ｂに備えられた第１突出部材１３２ａ’と第２突出部材１３２ｂ’の個数によって異なる。
【００８９】
すなわち、磁気検出センサー部１４０は、第１突出部材１３２ａ’と第２突出部材１３２ｂ’との間に設置されるため、前記第１・第２突出部材の個数に応じて磁気検出センサー部１４０の個数も変わる。
【００９０】
磁力を検出する前記磁気検出センサー部１４０は機械産業分野で広く用いられているセンサーなので、その詳細な説明は省略する。
【００９１】
このように構成される本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサー１００の動作について説明する。
【００９２】
図５は本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサー１００の動作および検出原理を説明するために円形の構造を持つトルクセンサー１００を２次元平面として展開した図である。図６は図５の状態を重ねた状態で展開した図、図７は図６に示したＢ−Ｂ線に沿った断面図、図８は図６に示したＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００９３】
図示の如く、磁気遮蔽部１２０の高さは磁力発生部１１０の高さ領域内に位置し、磁気検出部１３０に備えられた第１磁気検出部材１３１ａは第１貫通ホール１２１の高さ領域内に位置する。磁気検出部１３０に備えられた第２磁気検出部材１３１ｂは第２貫通ホール１２２の高さ領域内に位置する。また、第１貫通ホール１２１の横長はＮ極磁石１１４の横長領域内に位置し、第２貫通ホール１２２の横長はＳ極磁石１１５の横長領域内に位置する。
【００９４】
ここで、第１貫通ホール１２１の横長はＳ極磁石１１５の横長領域内に位置してもよい。この場合、第２貫通ホール１２２の横長はＮ極磁石１１４の横長領域内に位置する。
【００９５】
図９は入力軸１０と出力軸２０のねじれが発生していない状態、すなわちトルクセンサー１００の中立状態を示す展開図である。図示の如く、ハンドル軸と車輪軸が同一の角度で回転しあるいは停止した状態で入力軸１０と出力軸２０のねじれが「０」の状態を示す。
【００９６】
より具体的に、運転者が操舵ハンドルを操作すると、これに連結された入力軸１０が回転し、トーションバー３０に連結された出力軸２０が回転しながら車輪を進行方向に転換する。
【００９７】
この際、出力軸２０が入力軸１０と同一に回転してねじれ角が「０」の場合には、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５との境界部が第１貫通ホール１２１および第２貫通ホール１２２の中心に位置する。
【００９８】
すなわち、磁力発生部１１０に備えられたＮ極磁石１１４およびＳ極磁石１１５はそれぞれ第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２の同一領域で露出されながら回転するため、磁気検出部１３０では２極性の磁力が相殺して極性がなくなる。
【００９９】
より具体的に、第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２は、それぞれ一つのホール毎にＮ極の磁力が露出される面が５０％であり、Ｓ極の磁力が露出される面が５０％である。したがって、一つのホールを介して磁気検出部１３０で検出される極性は「０」の状態となる。
【０１００】
図１０は出力軸２０に入力軸１０に対して左の方向にねじれが発生した場合を示す展開図、図１１は出力軸２０に入力軸１０に対して左の方向に最大のねじれが発生した場合を示す展開図である。
【０１０１】
図示の如く、左のねじれが発生した状態は、運転者が操舵ハンドルを左回転させるとき、車輪と路面との摩擦によって入力軸１０と出力軸２０との間でねじれが発生した状態である。
【０１０２】
すなわち、入力軸１０と出力軸２０とを連結するトーションバー３０でねじれが発生した状態であり、ねじれが益々大きくなる場合、第１貫通ホール１２１はそれぞれのホール毎にＳ極磁石１１５の露出面が大きくなり、Ｎ極磁石１１４はＳ極磁石１１５の露出面が増加するにつれて漸次減少する。
【０１０３】
第２貫通ホール１２２は、それぞれのホール毎にＮ極磁石１１４の露出面が大きくなり、Ｓ極磁石１１５は、Ｎ極磁石１１４の露出面が増加するにつれて漸次減少する。
【０１０４】
したがって、磁気検出部１３０に備えられた第１磁気検出部材１３１ａは、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５によって誘導される磁力の差異が発生してＮ極の極性を持つ。そして、第２磁気検出部材１３１ｂは、第１磁気検出部材１３１ａで誘導される磁力と反対になる量の磁力であるＳ極の極性を持つ。
【０１０５】
すなわち、図１１に示すように、左の方向のねじれが最大の場合には、第１磁気検出部材１３１ａはＮ極の極性を有し、第２磁気検出部材１３１ｂはＳ極の極性を有する。
【０１０６】
したがって、第１磁気検出部材１３１ａで誘導されたＮ極の極性が第１集磁リング１３２ａによって磁気検出センサー部１４０の上端でこのＮ極を誘導し、第２磁気検出部材１３１ｂで誘導されたＳ極の極性が第２集磁リング１３２ｂによって磁気検出センサー部１４０の下端でこのＳ極を誘導する。そして、磁気検出センサー部１４０の周囲に磁場を形成し、このときの磁束密度を磁気検出センサー部１４０で検出する。
【０１０７】
上述したように、入力軸１０と出力軸２０にねじれが発生する過程は、ねじれの初期から最大のねじれが発生するまで線形的に増加する。これは、磁気遮蔽部１２０に設置された第１貫通ホール１２１と第２貫通ホール１２２によって磁気検出部１３０と磁力発生部１１０との向かい合う面積の変化を増減させる役割を果たすため、磁気検出センサー部１４０の周辺に形成される磁束密度の変化量が線形的に増減する。
【０１０８】
以上では、入力軸１０と出力軸２０の左のねじれが発生するときを基準として説明した。ところが、Ｎ極磁石１１４とＳ極磁石１１５の挿入位置に応じて極性が変わるため、前述した左方向のねじれは右方向のねじれの条件になれることもある。
【０１０９】
それだけでなく、前述した左方向のねじれは添付図面を例として特定の方向を基準に説明したため、右方向のねじれが発生した状態であってもよい。
【０１１０】
一方、上述した方向の左方向の基準に応じてこれと反対の右方向のねじれが発生するときは、磁気検出センサー部１４０の周辺に形成される磁場の極性が反対に形成されるため、出力値も１８０°の位相変化を持つ値が出る。このような詳細な説明は省略し、図１２および図１３を参照する。
【０１１１】
まず、図１２は出力軸２０に入力軸１０に対して右の方向にねじれが発生した場合を示す展開図、図１３は出力軸２０に入力軸１０に対して右の方向に最大のねじれが発生した場合を示す展開図である。
【０１１２】
一方、図１４に示すように、以上説明した本発明の第１実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサーに備えられた磁力発生部１１０’は、Ｎ極磁石１１４’とＳ極磁石１１５’が磁石固定部の上側の外周面に沿ってずれるように配置され、前記Ｎ磁石１１４’の下側に別のＳ極磁石１１５”が配置され、前記Ｓ極磁石１１５’の下側に別のＮ極磁石１１４”が配置される。
【０１１３】
この場合、磁気遮蔽部１２０’には前記磁石１１４’、１１４”、１１５’、１１５”の境界部に一つの貫通ホール１２１’が設けられ、このような境界部毎に同一形状の貫通ホール１２１’が設けられる。
【０１１４】
したがって、左の方向にねじれが発生した場合、それぞれの貫通ホール１２１’毎に、図面における右の上部に位置したＳ極磁石１１５’および右の下部に位置したＮ極磁石１１４”の露出面が漸次大きくなる。
【０１１５】
これとは反対に、それぞれの貫通ホール１２１’毎に、図面における左の上部に位置したＮ極磁石１１４”および左の下部に位置したＳ極磁石１１５”の露出面が漸次小さくなる。
【０１１６】
したがって、磁気検出部１３０に備えられた第１磁気検出部材１３１ａと第２磁気検出部材１３１ｂは、貫通ホール１２１’を介して誘導される磁力の差異が発生し、これを磁気検出センサー部１４０で感知する。
【０１１７】
次に、本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサー２００は、図１５に示すように、車両のハンドル軸に該当する入力軸６０と車輪駆動軸に直接連結される出力軸７０との間に設けられ、前記入力軸６０と出力軸７０間のねじれ角を測定する機能を担当する。
【０１１８】
入力軸６０と出力軸７０は、互いに直接連結されず、図１６に示すように、トーションバー８０を媒介として互いに連結される。すなわち、トーションバー８０は、上端部が入力軸６０に挿入されて貫通孔８１が前記入力軸６０の締結孔６２に一致すると、結合ピン（図示せず）が挿入されることにより、入力軸６０との締結がなされる。また、トーションバー８０の下端部にも同様に貫通孔８２が設けられ、出力軸７０に挿入されるときに締結孔７２に一致すると、結合ピン（図示せず）が挿入されることにより、出力軸との締結がなされる。
【０１１９】
一方、トルクセンサー２００は、前記トーションバー８０によって挿入された状態で前記入力軸６０と出力軸７０にそれぞれ結合する。
【０１２０】
トルクセンサー２００は、図１７に示すように、前記入力軸６０に結合する磁力発生部２１０、この磁力発生部２１０の外側に設けられ、前記出力軸７０に結合する磁気遮蔽部２２０、この磁気遮蔽部２２０の外側に固着される磁気検出部２３０、並びにこの磁気検出部２３０と一定の位置関係をなす磁気検出センサー部２４０、その他の上部カバー２５１および下部カバー２５２を含んでなる。
【０１２１】
磁力発生部２１０は、Ｎ極磁石２１１ａとＳ極磁石２１１ｂが円周方向に隣り合うように交互に配置されてなるマグネットリング２１１を備える。
【０１２２】
このマグネットリング２１１は、磁性体としてのリング状バックヨーク２１２の外周面に取り付けられる。このバックヨーク２１２は、その内周面がマグネットホルダー２１３の受止部２１３ａに固着される。
【０１２３】
バックヨーク２１２は、鋼鉄材質からなってもよく、後述するように、マグネットリング２１１から発生する磁束が外方にさらに集中できるようにする。
【０１２４】
マグネットホルダー２１３は、エンジニアリングプラスチックなどの非磁性体からなり、前述したように、外周面にはマグネットリング２１１が収容および固定される受止部２１３ａが設けられる。
【０１２５】
また、マグネットホルダー２１３は、前記受止部２１３ａの上部の軸方向には円周方向に複数の第１結合片２１３ｂが所定の間隔離隔するように延設される。
【０１２６】
これらの第１結合片２１３ｂの内側には前記入力軸６０が収容結合される。
【０１２７】
このために、各第１結合片２１３ｂの上端部には内側に係止片（図１８および図１９の２１３ｃ）が突設され、この係止片は収容される入力軸６０に円周方向に複数箇所に陥設される凹部６１に係合される。
【０１２８】
このように複数の第１結合片２１３ｂが入力軸６０に結合すると、各結合片２１３ｂが外方に開くのを防止するために、その共通する外周縁には第１スナップリング２１４が嵌められる。
【０１２９】
第１スナップリング２１４が嵌められた様子は、図１５、図１８および図１９などから確認することができる。
【０１３０】
磁気遮蔽部２２０は、磁気遮蔽リング２２１と遮蔽リングホルダー２２５を備える。
【０１３１】
磁気遮蔽リング２２１は、磁性体からなる単一の円筒状であって、上下に１／２となる地点を基準として上部に位置する上部遮蔽面２２２と、下部に位置する下部遮蔽面２２３に分けられる。
【０１３２】
上部遮蔽面２２２と下部遮蔽面２２３にはそれぞれ円周方向に一定の間隔をなす貫通ホール２２２ｈ、２２３ｈが多数設けられるが、上部貫通ホール２２２ｈと下部貫通ホール２２３ｈは互いにずれるようにジグザグ状に設けられる。
【０１３３】
これを具体的に考察すると、各貫通ホール２２２ｈ、２２３ｈは、その内側に位置するマグネットリング２１１を成す一つの磁石２１１ａまたは２１１ｂの範囲内に存在する左右幅を持つ（図２３参照）。
【０１３４】
各遮蔽面２２２、２２３上で、左右に隣接して位置する貫通ホール２２２ｈの間には、一つの磁石２１１ａまたは２１１ｂの左右幅に相当する分だけの間隔を持つ。
【０１３５】
したがって、例えば、いずれか一つの上部貫通ホール２２２ｈがその内側のＮ極磁石２１１ａと一致するように位置する場合には、全ての上部貫通ホール２２２ｈがそれぞれＮ極磁石２１１ａと一致するように位置する。この際、全ての下部貫通ホール２２３ｈはそれぞれＳ極磁石２１１ｂと一致対応する。
【０１３６】
非磁性体としての遮蔽リングホルダー２２５は、円筒状のホールド部２２６を有し、このホールド部２２６の下部には前記出力軸７０に結合する第２結合片（図１８の２２８）を有する。
【０１３７】
ホールド部２２６は、内側面に磁気遮蔽リング２２１を収容および支持するが、特に、内側面に多数の結合突起２２７が磁気遮蔽リング２２１の上部貫通ホール２２２ｈと下部貫通ホール２２３ｈに一致するように突設され、前記磁気遮蔽リング２２１との結合の際に互いに一致して挿入される。
【０１３８】
また、遮蔽リングホルダー２２５は、前記ホールド部２２６の下部の軸方向に突設され、互いに円周方向に所定の間隔離隔して設けられる複数の第２結合片２２８を備える（図１８参照）。第２結合片２２８の構成および機能は前記第１結合片２１３ｂと大同小異である。
【０１３９】
すなわち、これらの結合片２２８の内側には前記出力軸７０が収容結合される。このために、それぞれの第２結合片２２８の内周面には下端部に係止片２２８ａが突設され、この係止片は出力軸７０との結合の際に凹部（図１６の７１）に嵌合される。
【０１４０】
また、第２結合片２２８の結合の際に、その外周縁には第２スナップリング２２９が嵌められることにより、出力軸７０との分離を防止する。
【０１４１】
磁気遮蔽リング２２１と遮蔽リングホルダー２２５とは、前記磁気遮蔽リング２２１を金型内に挿入してエンジニアリングプラスチックと一体に成形するインサート射出方式によって互いに結合できる。インサート射出された様子は図１８から確認することができる。
【０１４２】
磁気検出部２３０は、図１７に示すように、磁性体としての上部集磁部材２３１、下部集磁部材２３２、およびこれらの集磁部材２３１、２３２間の間隔を一定に保つためにこれらを支持する非磁性体としての集磁部材ホルダー２３３を含む。
【０１４３】
図１７には上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２が集磁部材ホルダー２３３とは独立に存在してまるで互いに結合するかの如く見えるが、実際は、図１８に示すように、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２が集磁部材ホルダー２３３内に埋め込まれたままで存在する。よって、このためには上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２がインサート射出によって集磁部材ホルダー２３３と一体に成形される。
【０１４４】
図２１および図２２は上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２との位置関係を説明するために該当部分のみを分離して示す斜視図および側面図である。
【０１４５】
図示の如く、上部集磁部材２３１は上下幅の狭い円筒状の上部磁束収集リング２３１ａ、この上部磁束収集リング２３１ａの上端周縁に所定の幅で延設される上部集磁路フランジ２３１ｂ、およびこの上部集磁路フランジ２３１ｂの右端部から下方に屈曲形成される上部集磁ターミナル２３１ｃを有する。
【０１４６】
下部集磁部材２３２は、前記上部集磁部材２３１と上下対称を成すように形成される。すなわち、下部集磁部材２３２は上下幅の狭い円筒状の下部磁束収集リング２３２ａ、この下部磁束収集リング２３２ａの下端周縁に所定の幅で延設される下部集磁路フランジ２３２ｂ、およびこの下部集磁路フランジ２３２ｂの右端部から上方に屈曲形成される下部集磁ターミナル２３２ｃを有する。
【０１４７】
このような上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２は、互いに上下に配置されるが、それぞれ前記磁気遮蔽リング２２１の外方に所定の間隔で離隔して配置される。
【０１４８】
この際、上部集磁部材２３１の上部磁束収集リング２３１ａは、前記磁気遮蔽リング２２１の上部遮蔽面２２２と対向するように位置し、内側のマグネットリング２１１から発生して上部遮蔽面２２２の貫通ホール２２２ｈを通過して出る磁束を収集する機能を担当する。
【０１４９】
このように収集された磁束は、上部磁束収集リング２３１ａの上端周縁に位置する上部集磁路フランジ２３１ｂに伝達され、さらに上部集磁路フランジ２３１ｂの右側の一端部に位置した上部集磁ターミナル２３１ｃに集中する。
【０１５０】
同様に、下部集磁部材２３１の下部磁束収集リング２３２ａは、前記磁気遮蔽リング２２１の下部遮蔽面２２３と対向するように位置し、内側のマグネットリング２１１から発生して下部遮蔽面２２３の貫通ホール２２３ｈを通過して出る磁束を収集する機能を担当する。
【０１５１】
収集された磁束は、下部磁束収集リング２３２ａの下端周縁に位置する下部集磁路フランジ２３２ｂに伝達され、さらに下部集磁路フランジ２３２ｂの右側の一端部に位置した下部集磁ターミナル２３２ｃに集中する。
【０１５２】
磁気検出部２３０は、以上のように収集された磁束を一箇所に集中させる機能を担当するが、このためには、図２２に示すように、上部磁束収集リング２３１ａと下部磁束収集リング２３２ａ間の間隔Ｙ、および上部集磁路フランジ２３１ｂと下部集磁路フランジ２３２ｂ間の間隔Ｚはそれぞれ上部集磁ターミナル２３１ｃと下部集磁ターミナル２３２ｃ間の間隔Ｘよりさらに大きくする必要がある。
【０１５３】
これにより、磁気検出部２３０で収集される磁束は上部集磁ターミナル２３１ｃと下部集磁ターミナル２３２ｃに集中できる。
【０１５４】
ところが、上部磁束収集リング２３１ａと下部磁束収集リング２３２ａ間の間隔Ｙが上部集磁ターミナル２３１ｃと下部集磁ターミナル２３２ｃ間の間隔Ｘよりさらに小さい場合には、磁気検出部２３０で収集される磁束は、上部集磁路フランジ２３１ａと下部集磁路フランジ２３２ｂとの間に発生して、上部集磁ターミナル２３１ｃと下部集磁ターミナル２３２ｃとの間で発生する磁束の強さが弱くなり、結果として測定値の誤差をもたらすので、トルクセンサー２００の性能が低下するという問題が発生する。
【０１５５】
これは、上部集磁路フランジ２３１ｂと下部集磁路フランジ２３２ｂ間の間隔Ｚが上部集磁ターミナル２３１ｃと下部集磁ターミナル２３２ｃ間の間隔Ｘよりさらに小さい場合にも同様に問題となる。
【０１５６】
図２２の拡大図において、上部集磁ターミナル２３１ｃは、上部集磁路フランジ２３１ｂから下方に延長されて上部磁束収集リング２３１ａの下端を経て半径方向に屈曲されて右側に延長され、下部集磁ターミナル２３２ｃは、下部集磁路フランジ２３２ｂから上方に延長されて下部磁束収集リング２３２ａの上端を経て上部集磁ターミナル２３１ｃに対応して半径方向に屈曲されて右側に延長される。
【０１５７】
集磁部材ホルダー２３３は、図１８に示すように、内側上下部分にそれぞれ上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２をそれぞれインサート成形によって収容する。
【０１５８】
また、集磁部材ホルダー２３３は、図１７に示すように、上、下端部にそれぞれ上部ホルダーフランジ２３３ａと下部ホルダーフランジ２３３ｂが形成される。
【０１５９】
上部ホルダーフランジ２３３ａは、図１８に示すように、内側に上部集磁部材２３１の上部集磁路フランジ２３１ａがインサート結合し、下部ホルダーフランジ２３３ｂは内側に下部集磁部材２３２の下部集磁路フランジ２３２ａがインサート結合する。
【０１６０】
上部ホルダーフランジ２３３ａと下部ホルダーフランジ２３３ａとの間には円周方向に一定の間隔で多数の貫通ホール２３３ｈが設けられる。各貫通ホール２３３は上下方向に延設される。
【０１６１】
一方、前記貫通ホール２３３ｈに対応して、図２１に示すように、上部集磁路フランジ２３１ｂと下部集磁路フランジ２３２ｂにはそれぞれ互いに大きさの異なる２つの結合ホールｈ１、ｈ２が複数箇所に設けられる。
【０１６２】
この際、上部集磁路フランジ２３１ｂに設けられる結合ホールｈ１、ｈ２は、下部集磁路フランジ２３２ｂに設けられたものと互いに上下回転対称するようにする。
【０１６３】
これにより、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２は互いに形状および模様が完全同一のものを使用することができ、製作の際に効率性を高めることができる。
【０１６４】
この結合ホールｈ１、ｈ２は磁気検出部２３０のインサート射出成形の際に金型内で上、下部集磁部材２３１、２３２の位置を固定させるための用途である。
【０１６５】
すなわち、図２１を参照すると、大きい結合ホールｈ１を通過するが、小さい結合ホールｈ２は通過することが不可能な支持ピン（図示せず）を金型内の上、下部集磁部材２３１、２３２の間に介在させると、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２は、それぞれ小さい結合ホールｈ２が前記支持ピンによって上方および下方に加圧支持されるので、互いに一定の位置関係を維持した状態で射出成形がなされる。
【０１６６】
磁気検出部２３０は、磁束の収集、伝達および集中の機能を行うためには図２２で考察した位置関係Ｘ、Ｙ、Ｚの精度が大きい影響を及ぼすので、前述した射出成形過程によって精度を高められるようにする。
【０１６７】
図２１において、ｈ３は金型内において上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２の位置を整列するための用途である。
【０１６８】
上部集磁ターミナル２３１ｃと下部集磁ターミナル２３２ｃとの間には磁気検出センサー部（図１７の２４０）が介在され、この磁気検出センサー部は両ターミナル２３１ｃ、２３２ｃの間に発生する磁束の強さを検出する。
【０１６９】
一方、図１７に示すように、トルクセンサー２００は上部カバー２５１と下部カバー２５２を上下に備えてその内側に磁力発生部２１０、磁気遮蔽部２２０、磁気検出部２３０および磁気検出センサー部２４０を収容および支持する。
【０１７０】
図１７の分解された状態のトルクセンサー２００に対して、図１９は前記トルクセンサー２００の組み立て状態を示す斜視図、図２０は組み立てられたトルクセンサー２００の平面図である。
【０１７１】
図１７、図１９および図２０に示すように、磁力発生部２１０は外形上集磁部材ホルダー２３３で代表される磁気検出部２３０の内側に位置し、磁力発生部２１０と磁気検出部２３０との間には外形上遮蔽リングホルダー２２５で代表される磁気遮蔽部２２０が位置する。
【０１７２】
以下、上述した構成を持つ本発明の第２実施例に係る操舵装置用非接触式トルクセンサー２００の作用について説明する。
【０１７３】
図２３は本発明の第２実施例に係るトルクセンサー２００の主要部の構造関係を説明するための仮想の概略図であって、円形の構成を平面的に展開して示す。
【０１７４】
磁気遮蔽リング２２１の上部貫通ホール２２１と下部貫通ホール２２３は、それぞれマグネットリング２２１の該当磁極の磁石内側に対応するように位置する。
【０１７５】
マグネットリング２１１から発生する磁束は、磁気遮蔽リング２２１の貫通ホール２２２ｈ、２２３ｈを経て反対側の上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２にそれぞれ到達する。
【０１７６】
正常状態、すなわち中立状態における位置関係は、図２４に示すように、磁気遮蔽リング２２１の上部貫通ホール２２２ｈおよび下部貫通ホール２２３ｈが全てＮ極磁石とＳ極磁石との境界に１／２ずつ分けて架けられている。
【０１７７】
したがって、各貫通ホール２２２ｈ、２２３ｈを通過して出る磁束は、Ｎ極とＳ極が半分ずつ占めるので、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２に収集および集磁される磁束はそれぞれ０となる。
【０１７８】
結果として、検出される磁束は０であって、これは入力軸６０の回転角度と出力軸７０の回転角度とが互いに一致することを意味する。
【０１７９】
これに対し、図２５は入力軸６０に出力軸７０に対して左の方向にねじれが発生した場合を示し、図２６は入力軸６０に出力軸７０に対して左の方向に最大のねじれが発生した場合を示す。
【０１８０】
図示の如く、図２５の状態では、前記入力軸６０に固定されるマグネットリング２１１が、前記出力軸７０に固定される磁気遮蔽リング２２１に比べて多少左側に片寄るので、上部貫通ホール２２２ｈを通過する磁束はＳ極の磁束がさらに多くなり、下部貫通ホール２２３ｈを通過する磁束は反対にＮ極の磁束がさらに多くなる。
【０１８１】
よって、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２にはそれぞれ互いに異なる磁束が一定の大きさに収集および集磁されるので、検出される磁束もそれに相応する値で表される。
【０１８２】
最大のねじれを示す図２６の状態では、全ての上部貫通ホール２２２ｈにはＳ極の磁束のみが通過し、全ての下部貫通ホール２２３にはＮ極の磁束のみが通過することにより、検出される磁束も最大値で表される。
【０１８３】
この際、留意すべき点は、図２４の中立状態の場合、あるいは図２５または図２６のねじれ状態の場合、あるいは磁気遮蔽リング２２１に誘導される磁束は常に「０」であることにある。
【０１８４】
すなわち、磁気遮蔽リング２２１は、上部遮蔽面２２２に誘導される磁束は下部遮蔽面２２３に誘導される磁束とは常に正反対に同一の大きさを有し、これらの上部遮蔽面２２２と下部遮蔽面２２３は互いに一体になっているので、磁束の和は常に「０」となる。
【０１８５】
したがって、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２は前記磁気遮蔽リング２２１による２次磁気誘導現象が発生しなくなる。
【０１８６】
図２７は入力軸６０に出力軸７０に比べて右の方向にねじれが発生した場合を示し、図２８は入力軸６０に出力軸７０に比べて右の方向に最大のねじれが発生した場合を示す。
【０１８７】
図２７および図２８の状況は、図２５および図２６の状況とは正反対であって、これに関する説明は上述から十分に類推されるので省略する。
【０１８８】
一方、図２９は本発明の第２実施例に係るトルクセンサーの主要部の変形例を示す仮想の概略図であって、図２３と同様に円形の構成を平面的に展開して示す。
【０１８９】
本変形例において、磁力発生部のマグネットリング３１１は、Ｎ極磁石３１１ａとＳ極磁石３１１ｂが円周方向に隣り合うように交互に配置される上部磁石と、同様にＮ極磁石３１１ｃとＳ極磁石３１１ｄが円周方向に隣り合うように交互に配置される下部磁石とを含む。
【０１９０】
この際、上部磁石３１１ａ、３１１ｂと下部磁石３１１ｃ、３１１ｄの隣り合う磁石同士の間には互いに異なる極が隣り合うように配置される。すなわち、Ｎ極磁石とＳ極磁石は左右に隣り合う磁石だけでなく、上下に隣り合う磁石同士の間にも互いに異なる極を有する。
【０１９１】
上述した磁力発生部に対して、磁気遮蔽部は、図示の如く、上部磁石３１１ａ、３１１ｂの一つとこれに隣り合う下部磁石３１１ｃ、３１１ｄの一つとを合わせた大きさを持つように上下長さ方向に延設される貫通ホール３２１ｈを有する磁気遮蔽リング３２１を備える。
【０１９２】
貫通ホール３２１ｈは、一つのＮ極またはＳ極磁石の幅に相当する間隔で円周方向に複数設けられる。
【０１９３】
このような状態で、マグネットリング３１１から発生する磁束は磁気遮蔽リング３２１の貫通ホール３２１ｈを経て反対側の上部集磁部材３３１と下部集磁部材３３２にそれぞれ到達する。
【０１９４】
この際、正常状態、すなわち中立状態における位置関係は、図３０に示すように、磁気遮蔽リング３２１の貫通ホール３２１ｈは全て上部および下部磁石の各部分でＮ極磁石とＳ極磁石との境界に１／２ずつ分けて架けられている。
【０１９５】
したがって、各貫通ホール３２１ｈを通過して出る磁束はＮ極とＳ極が半分ずつ占めるので、前述した上部集磁部材（図２９の３３１）と下部集磁部材３３２に収集および集磁される磁束はそれぞれ０となる。
【０１９６】
結果として、検出される磁束も０であって、これは入力軸の回転角度と出力軸の回転角度とが互いに一致することを意味する。
【０１９７】
これに対し、図３１は入力軸６０に出力軸７０に対して左の方向にねじれが発生した場合を示し、図３２は入力軸６０に出力軸７０に比べて左の方向に最大のねじれが発生した場合を示す。
【０１９８】
図示の如く、図３１の状態では、前記入力軸６０に固定されるマグネットリング３１１が、前記出力軸７０に固定される磁気遮蔽リング３２１に比べて多少左側に片寄る。
【０１９９】
この際、貫通ホール３２１ｈを上下に２等分してみれば、貫通ホール３２１ｈの上部を通過する磁束はＳ極がさらに多く占め、前記貫通ホール３２１ｈの下部を通過する磁束は反対にＮ極がさらに多く占める。
【０２００】
したがって、上部集磁部材２３１と下部集磁部材２３２にはそれぞれ互いに異なる磁束が一定の大きさに収集および集磁されるので、検出される磁束もそれに相応する値で表される。
【０２０１】
最大のねじれを示す図３２の状態では、貫通ホール３２１ｈの上部にはＳ極の磁束のみが通過し、前記貫通ホール３２１ｈの下部にはＮ極の磁束のみが通過する。よって、検出される磁束も最大値で表される。
【０２０２】
本変形例においても、前記実施例の場合と同様に、図３０の中立状態の場合も図３１または図３２のねじれ状態の場合も、磁気遮蔽リング３２１に誘導される磁束は常に「０」である。
【０２０３】
すなわち、磁気遮蔽リング３２１を上下に２等分してみると、上部に誘導される磁束は下部に誘導される磁束とは常に正反対に同一の大きさを有し、これらの上、下部はいずれも一体型の磁気遮蔽リング３２１を形成するので、前記磁気遮蔽リング３２１の全体磁束は常に「０」となる。
【０２０４】
したがって、上部集磁部材３３１と下部集磁部材３３２は前記磁気遮蔽リング３２１による２次磁気誘導現象が発生しなくなる。
【０２０５】
図３３は入力軸６０に出力軸７０に対して右の方向にねじれが発生した場合を示し、図３４は入力軸６０に出力軸７０に比べて右の方向に最大のねじれが発生した場合を示す。
【０２０６】
図３３および図３４の状況は図３１と図３２の状況とは正反対であって、これに関する説明は前述した説明から十分に類推されるので省略する。
【０２０７】
以上で説明された操舵装置用非接触式トルクセンサー１００、２００およびその変形例は本発明の理解を助けるための実施例に過ぎず、本発明の権利範囲ないしは技術的範囲がこれに限定されるものと理解してはならない。
【０２０８】
本発明の権利範囲ないし技術的範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によって定められる。
【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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【国際調査報告】
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