(57)【要約】【課題】構造がシンプルで電気的な接触部を持たず、且つ中立点付近での精度の良いトルクセンサを提供することを目的とする。【解決手段】トルクセンサ１は、入力軸２と出力軸３とを同軸上に連結するトーションバー４、入力軸２の端部に取付けられるリング状の磁石５、出力軸３の端部に取付けられる一組の磁気ヨーク６、磁気ヨーク６の外周に近接して配置される一組の集磁リング７及び集磁リング７に生じる磁束密度を検出する磁気センサ８から構成される。磁気ヨーク６は、磁石５のＮ極及びＳ極と同数の爪６ａが全周に等間隔に設けられている。この磁気ヨーク６と磁石５は、トーションバー４に捩じれが生じていない状態で、磁気ヨーク６に設けられた爪６ａの中心と磁石５のＮ極とＳ極との境界とが一致するように配置されている。磁気センサ８は、径方向に対向する集磁部７Ａ１と集磁リング７Ｂとの間に挿入されて磁束密度を検出する。【選択図】　　　　図１
2004101277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸と第２の軸とを同軸上に連結し、前記第１の軸と前記第２の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、
前記第１の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、
前記第２の軸に連結され、且つ前記硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、前記弾性部材の捩じれによって前記硬磁性体との相対位置が変化すると、前記磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、
前記軟磁性体に近接して配置され、且つ前記軟磁性体から磁束を導く一組の補助軟磁性体と、
前記補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、
一方の補助軟磁性体は、他方の補助軟磁性体と径方向に対向して設けられた、前記磁束を集める集磁部を有し、
前記磁気センサは、径方向に対向する前記集磁部と前記他方の補助軟磁性体との間に設けられることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
第１の軸と第２の軸とを同軸上に連結し、前記第１の軸と前記第２の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、
前記第１の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、
前記第２の軸に連結され、且つ前記硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、前記弾性部材の捩じれによって前記硬磁性体との相対位置が変化すると、前記磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、
前記軟磁性体に近接して配置され、且つ前記軟磁性体から磁束を導くと共に、その磁束を集める集磁部を有する一組の補助軟磁性体と、
前記集磁部を介して前記補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、
一方の補助軟磁性体に設けられる前記集磁部と他方の補助軟磁性体に設けられる前記集磁部とが径方向に対向して設けられ、
前記磁気センサは、径方向に対向する前記集磁部同士の間に設けられることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のトルクセンサにおいて、
前記補助軟磁性体は、前記磁気センサを挿入するための開口部を有するように樹脂部材によってモールド成形され、
前記樹脂部材の前記開口部には、前記磁気センサを挿入する際のガイド部が設けられ、
前記ガイド部は、前記磁気センサの挿入側に向かって広がって形成されていることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のトルクセンサを有する電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサで検出した前記磁束密度から前記捩じれトルクを補助する操舵補助トルクを決定する制御部を有し、
前記磁気センサのターミナルが前記制御部の制御基板に電気的に直接接続されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
請求項４記載の電動パワーステアリング装置において、
前記制御基板は、前記磁気センサのターミナルと直交して設けられることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、
前記磁気センサを前記開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設ける第１の工程と、
前記制御基板を固定する第２の工程と、
前記磁気センサのターミナルを前記制御基板に電気的に直接接続する第３の工程とから構成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４又は５記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、
前記磁気センサのターミナルを前記制御基板に仮組み付けする第１の工程と、前記磁気センサを前記開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設けると共に、前記制御基板を固定する第２の工程と、
前記磁気センサのターミナルを前記制御基板に電気的に直接接続する第３の工程とから構成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
【請求項８】
請求項４又は５記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、
前記制御基板を固定する第１の工程と、
ターミナルがＬ字型に曲げられた前記磁気センサを前記制御基板に設けられた挿入孔に軸方向から挿通した後、前記開口部に軸方向に移動可能な状態に挿入する第２の工程と、
前記磁気センサのＬ字型に曲げられたターミナルの先端部を前記制御基板に電気的に直接接続する第３の工程とから構成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電動パワーステアリング装置等の回転動力を伝達する機構における軸トルクを検出するトルクセンサに関する。
【０００２】
【従来技術】
磁石と磁気センサとを使った従来技術としては、磁石と磁気センサとをトーションバーの両端に固定し、トルクが印加された際に、トーションバーが捩じれることによって磁石と磁気センサとの位置関係が変化し、磁気センサからトルクに比例した出力を得るものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、磁石と磁気センサとトーションバーとを使用する点で上記の構成と同じであるが、トーションバーの捩じれをギヤを使って軸方向の運動に変える機構にしているため、磁気センサをハウジングに固定できるので、磁気センサヘの電力供給と信号の取り出しを行う電気的接触部が不要である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５９８８７号公報（第４頁）
【特許文献２】
特開平６−２８１５１３号公報（第４頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１の方式では、磁石と磁気センサとがトーションバーに固定されているため、磁気センサヘの電力供給と信号の取り出しを行うために電気的な接触部が必要となり、具体的にはスリップリングとブラシとを使用しているため接触部の信頼性が懸念される。
【０００６】
また、特許文献２の方式では、トーションバーの捩じれを軸方向の運動に変換するギヤ機構を有しているため、構造が複雑になり、且つギヤ機構のバックラッシやギヤの摩耗等により、誤差及び応答遅れ等が生じるため、性能面での懸念点がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、構造がシンプルで電気的な接触部を持たず、且つ中立点付近で精度の良いトルクセンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のトルクセンサでは、第１の軸と第２の軸とを同軸上に連結し、第１の軸と第２の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、第１の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、第２の軸に連結され、且つ硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、弾性部材の捩じれによって硬磁性体との相対位置が変化すると、磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、軟磁性体に近接して配置され、且つ軟磁性体から磁束を導く一組の補助軟磁性体と、補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、一方の補助軟磁性体は、他方の補助軟磁性体と径方向に対向して設けられた、磁束を集める集磁部を有し、磁気センサは、径方向に対向する集磁部と他方の補助軟磁性体との間に設けられることを特徴としている。
【０００９】
本発明のトルクセンサは、第１の軸と第２の軸との間に捩じれトルクが入力されて弾性部材に捩じれが生じると、硬磁性体と軟磁性体との相対位置が変化することで、軟磁性体の磁気回路に発生する磁束密度が変化する。更に、軟磁性体に発生する磁束が補助軟磁性体に導かれて、一方の補助軟磁性体に設けられた集磁部に集められる。従って、集磁部と他方の補助軟磁性体との間に生じる磁束密度を磁気センサで検出することにより、第１の軸と第２の軸との間に印加される捩じれトルクを求めることができる。
【００１０】
この構成によれば、硬磁性体から発生する磁束を直接磁気センサで検出する必要がないので、非接触式の磁気センサを定位置に固定して使用することができる。その結果、磁気センサに対し電気的な接触部を設ける必要がないので、信頼性の高いトルクセンサを提供できる。また、一方の補助軟磁性体に生じる磁束を集磁部に集めることにより、軟磁性体の全周で発生する磁束密度の平均を磁気センサで検出することができる。これにより、磁気回路を構成する部品の製造ばらつきや組付け精度、センタずれ等による検出誤差を小さくできる。また、磁気センサを径方向に対向する集磁部と他方の補助軟磁性体との間に設けることで、トルクセンサの径方向の大型化を招くことを抑制できる。
【００１１】
また、請求項２に記載のトルクセンサでは、第１の軸と第２の軸とを同軸上に連結し、第１の軸と第２の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、第１の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、第２の軸に連結され、且つ硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、弾性部材の捩じれによって硬磁性体との相対位置が変化すると、磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、軟磁性体に近接して配置され、且つ軟磁性体から磁束を導くと共に、その磁束を集める集磁部を有する一組の補助軟磁性体と、集磁部を介して補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、一方の補助軟磁性体に設けられる集磁部と他方の補助軟磁性体に設けられる集磁部とが径方向に対向して設けられ、磁気センサは、径方向に対向する集磁部同士の間に設けられることを特徴としている。
【００１２】
本発明のトルクセンサは、第１の軸と第２の軸との間に捩じれトルクが入力されて弾性部材に捩じれが生じると、硬磁性体と軟磁性体との相対位置が変化することで、軟磁性体の磁気回路に発生する磁束密度が変化する。更に、軟磁性体に発生する磁束が補助軟磁性体に導かれて、その補助軟磁性体に設けられた集磁部に集められる。従って、集磁部を介して補助軟磁性体に生じる磁束密度を磁気センサで検出することにより、第１の軸と第２の軸との間に印加される捩じれトルクを求めることができる。
【００１３】
この構成によれば、硬磁性体から発生する磁束を直接磁気センサで検出する必要がないので、非接触式の磁気センサを定位置に固定して使用することができる。その結果、磁気センサに対し電気的な接触部を設ける必要がないので、信頼性の高いトルクセンサを提供できる。また、補助軟磁性体に生じる磁束を集磁部に集めることにより、軟磁性体の全周で発生する磁束密度の平均を磁気センサで検出することができる。これにより、磁気回路を構成する部品の製造ばらつきや組付け精度、センタずれ等による検出誤差を小さくできる。また、磁気センサを径方向に対向する集磁部同士の間に設けることで、トルクセンサの径方向の大型化を招くことを抑制できる。
【００１４】
また、請求項３に記載のトルクセンサでは、補助軟磁性体は、磁気センサを挿入するための開口部を有するように樹脂部材によってモールド成形され、樹脂部材の開口部には、磁気センサを挿入する際のガイド部が設けられ、ガイド部は、磁気センサの挿入側に向かって広がって形成されていることを特徴としている。
【００１５】
この構成により、磁気センサを開口部に容易に挿入できる。
【００１６】
また、請求項４では、請求項１から３のいずれか１つに記載のトルクセンサを有する電動パワーステアリング装置において、トルクセンサで検出した磁束密度から捩じれトルクを補助する操舵補助トルクを決定する制御部を有し、磁気センサのターミナルが制御部の制御基板に電気的に直接接続されることを特徴としている。
【００１７】
この構成により、磁気センサのターミナルと制御基板とは、直接接続されることから、磁気センサと制御基板との距離を短くすることができる。さらに、磁気センサのターミナルと制御基板との間に例えば継ぎ足し等のターミナルを用いる必要がないため、部品点数の増大を招くことを抑制できる。
【００１８】
また、請求項５では、請求項４記載の電動パワーステアリング装置において、制御基板は、磁気センサのターミナルと直交して設けられることを特徴としている。
【００１９】
この構成により、磁気センサのターミナルを制御基板に接続させ易くすることができる。また、制御基板まで間の磁気センサのターミナルを曲げ加工することなく、制御基板に接続させることができるため、組み付け工程の低減を図ることができる。
【００２０】
また、請求項６では、請求項４又は５記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、磁気センサを開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設ける第１の工程と、制御基板を固定する第２の工程と、磁気センサのターミナルを制御基板に電気的に直接接続する第３の工程とから構成されることを特徴としている。
【００２１】
この構成により、磁気センサは、軸方向に移動可能な状態に設けられることから、例えば軸方向に熱膨張差が発生した際に、磁気センサのターミナルと制御基板とを接続する半田に応力が発生することを抑制できる。
【００２２】
また、請求項７では、請求項４又は５記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、磁気センサのターミナルを制御基板に仮組み付けする第１の工程と、磁気センサを開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設けると共に、制御基板を固定する第２の工程と、磁気センサのターミナルを制御基板に電気的に直接接続する第３の工程とから構成されることを特徴としている。
【００２３】
この構成により、磁気センサを開口部に軸方向から挿入して軸方向に移動可能な状態に設けた後に、磁気センサのターミナルを制御基板に半田により接続させるため、半田に過大な応力が発生することを抑制できる。
【００２４】
また、請求項８では、請求項４又は５記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、制御基板を固定する第１の工程と、ターミナルがＬ字型に曲げられた磁気センサを制御基板に設けられた挿入孔に軸方向から挿通した後、開口部に軸方向に移動可能な状態に挿入する第２の工程と、磁気センサのＬ字型に曲げられたターミナルの先端部を制御基板に電気的に直接接続する第３の工程とから構成されることを特徴としている。
【００２５】
この構成により、磁気センサを開口部に軸方向から挿入して軸方向に移動可能な状態に設けた後に、磁気センサのターミナルを制御基板に半田により接続させるため、半田に過大な応力が発生することを抑制できる。また、Ｌ字型に曲げられたターミナルの先端部を制御基板に半田により接続させることから、ターミナルの半田付け面積を増加させることができる。これにより、ターミナルの制御基板との接続強度を増加させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【００２７】
［第１実施形態］
トルクセンサ１の第１実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態のトルクセンサ１の分解矢視図である。図２は、本実施形態のトルクセンサ１の軸方向断面図である。図３は、磁石５と一組の磁気ヨーク６Ａ、６Ｂとの位置関係を示す軸方向平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。図４は、トーションバー４の捩じれ角（磁石５と磁気ヨーク６とのずれ角）と磁気ヨーク６に生じる磁束密度との関係を表すグラフである。
【００２９】
本実施形態のトルクセンサ１は、例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられるもので、ステアリング軸を構成する入力軸２（第１の軸）と出力軸３（第２の軸）との間に設けられ、その入力軸２と出力軸３とを同軸上に連結するトーションバー４（弾性部材）、入力軸２の端部に取り付けられる磁石５（硬磁性体）、出力軸３の端部に取り付けられる一組の磁気ヨーク６（軟磁性体）、この磁気ヨーク６に近接して配置され、磁気ヨーク６から磁束を導く一組の集磁リング７（補助軟磁性体）及びこの集磁リング７を介して一組の磁気ヨーク６間に生じる磁束密度を検出する磁気センサ８等より構成される。
【００３０】
トーションバー４は、両端がそれぞれピン９により入力軸２と出力軸３とに固定され、目的に応じた捩じれ／トルク特性を持たせてある。従って、入力軸２と出力軸３は、トーションバー４が捩じれを生じることで相対的に回動することができる。
【００３１】
磁石５は、リング状に設けられて周方向にＳ極とＮ極とが交互に着磁され、例えば２４極に形成されている。
【００３２】
一組の磁気ヨーク６（６Ａ、６Ｂ）は、図１に示す様に、磁石５の外周に近接して配置される環状体で、且つ例えば鉄製の磁性材の軟磁性体であって、それぞれ磁石５のＮ極及びＳ極と同数（１２個）の爪６ａが全周に等間隔に設けられている。この一組の磁気ヨーク６は、互いの爪６ａが周方向にずれて交互に配置される様に、固定部１０（図２参照）により位置決めされている。
【００３３】
また、一組の磁気ヨーク６と磁石５は、トーションバー４に捩じれが生じていない状態（入力軸２と出力軸３との間に捩じれトルクが加わっていない時）で、各磁気ヨーク６に設けられた爪６ａの中心と磁石５のＮ極とＳ極との境界とが一致するように配置されている（図３（ｂ）参照）。
【００３４】
一組の集磁リング７（７Ａ、７Ｂ）は、磁気ヨーク６と同じ軟磁性体であり、図２に示す様に、リング状に設けられ、それぞれ磁気ヨーク６Ａ、６Ｂの外周に近接して配置されており、図示しない樹脂製の部材によりモールド成形されている。一方の集磁リング７Ａには、周方向の一箇所に平板状の集磁部７Ａ１が他方の集磁リング７Ｂと径方向に対向するように設けられている。
【００３５】
磁気センサ８は、図１及び２に示す様に、径方向に対向する集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に挿入され、集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に発生する磁束密度を検出する。
【００３６】
磁気センサ８としては、例えばホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子等を使用することができ、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力する。
【００３７】
次に、本実施形態の作動を説明する。
【００３８】
入力軸２と出力軸３との間に捩じれトルクが印加されていない状態、つまりト―ションバー４が捩じれていない中立位置では、図４（ｂ）に示す様に、磁気ヨ―ク６に設けられた爪６ａの中心と磁石５のＮ極とＳ極との境界とが一致している。この場合、各磁気ヨーク６の爪６ａには、磁石５のＮ極とＳ極から同数の磁力線が出入りするため、一方の磁気ヨーク６Ａと他方の磁気ヨーク６Ｂの内部で磁力線が閉じている。集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間で磁束密度が生じることはなく、磁気センサ８で検出する磁束密度は０となる（図４参照）。
【００３９】
入力軸２と出力軸３の間に捩じれトルクが印加されて、トーションバー４に捩じれが生じると、入力軸２に固定された磁石５と出力軸３に固定された一組の磁気ヨーク６との相対位置が周方向に変化する。これにより、図４（ａ）または（ｃ）に示す様に、磁気ヨーク６に設けられた爪６ａの中心と磁石５のＮ極とＳ極との境界とが一致しなくなるため、各磁気ヨーク６には、ＮまたはＳの極性を有する磁力線が増加する。
【００４０】
この時、磁石５から発生した磁束が各磁気ヨーク６を通って各集磁リング７に導かれ、一方の集磁リング７Ａに設けられた集磁部７Ａ１に優先的に集まる。そして、集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に磁束密度が発生する。この磁束密度は、図４に示す様に、トーションバー４の捩じれ量に略比例し、且つトーションバー４の捩じれ方向に応じて極性が反転する。そして、この磁束密度を磁気センサ８で検出し、電圧信号として取り出すことができる。
【００４１】
［第１実施形態の効果］
本実施形態のトルクセンサ１は、トーションバー４に捩じれが生じて、磁石５と一組の磁気ヨーク６との相対位置が周方向に変化すると、磁石５から発生した磁束が磁気ヨーク６を通って集磁リング７に導かれ、一方の集磁リング７Ａに設けられた集磁部７Ａ１に優先的に集まる。そして、集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間の磁束密度が変化する。従って、径方向に対向する集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に磁気センサ８を挿入することで、集磁リング７間の磁束密度を検出することができる。これにより、磁気センサ８に対し電気的な接触部（例えばスリップリングとブラシ）を設ける必要がないので、信頼性の高いトルクセンサ１を提供できる。また、集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に発生する磁束密度を磁気センサ８で検出することにより、磁気ヨーク６の全周で発生する磁束密度の平均を取ることができるので、磁気回路を構成する部品の製造ばらつきや組み付け精度、及び入力側と出力側とのセンタずれ等による検出誤差を抑えることができる。さらに、径方向に対向する集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に磁気センサを挿入することにより、トルクセンサ１の径方向の大型化を招くことを抑制できる。
【００４２】
また、入力軸２に固定された磁石５と出力軸３に固定された一組の磁気ヨーク６とが、トーションバー４に捩じれが生じていない状態で、各磁気ヨーク６に設けられた爪６ａの中心と磁石５のＮ極とＳ極との境界とが一致するように配置さている。この構成によれば、図４に示す様に、例えば温度変化により磁石５の強さが変動する場合でも、磁気センサ８の中立点がずれることがないので、中立点付近の精度を安定させることができ、オフセットドリフトの影響を受け難くできる。
【００４３】
［第２実施形態］
ここでは、トルクセンサ１の第２実施形態を説明する。
【００４４】
図５及び図６は、図２の変形例を示した図である。
【００４５】
第１実施形態での集磁部７Ａ１は、一方の集磁リング７Ａにのみ設けられているが、本実施形態では、図５に示す様に、他方の集磁リング７Ｂにも集磁部７Ｂ１を設けている。そして、磁気センサ８を集磁部７Ａ１と集磁部７Ｂ１との間に設けることで、磁気センサ８が集磁リング７間のギャップを小さくすることができるため、磁束密度のばらつきを減らすことができ、磁束密度を精度良く検出することができる。さらに、集磁部７Ａ１と集磁部７Ｂ１とは、制御基板３１側に設けられているため、集磁部７Ａ１と集磁部７Ｂ１との間に設けられる磁気センサ８と制御基板３１との距離を短くすることができる。
【００４６】
また、図６では、集磁部７Ｂ１が集磁部７Ａ１側に設けられ、且つ集磁部７Ａ１が集磁部７Ｂ１の外径側に設けられている。この構成により、集磁部７Ａ１と集磁部７Ｂ１との大きさをほぼ同じにすることができるため、一方の集磁リング７Ａと他方の集磁リング７Ｂとの材料を共通化させることができる。
【００４７】
［第３実施形態］
ここでは、トルクセンサ１の第３実施形態、且つこのトルクセンサ１を用いた電動パワーステアリング装置を説明する。
【００４８】
図７は、電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。図８は、図７の一部分の拡大図である。図９は、製造方法▲１▼を説明するための図である。図１０は、製造方法▲２▼を説明するための図である。図１１、図１２及び図１３は、製造方法▲３▼を説明するための図である。
【００４９】
電動パワーステアリング装置は、車両の車室内に設けられ、図５に示す様に、トルクセンサ１、制御部１１、電動モータ１２及び動力伝達部１３から構成されており、トルクセンサ１と制御部１１と動力伝達部１３とがハウジング１４及びカバー１５内に設けられ、電動モータ１２がヨーク１６内に設けられている。
磁石５は、入力軸２の外周に磁石固定部５ａを介して圧入固定されている。
【００５０】
磁気ヨーク６は、樹脂部材６１によりモールド成形されており、出力軸３の外周に磁気ヨーク固定部６ａを介して圧入固定されている。
【００５１】
集磁リング７は、図７に示す様に、磁気センサ８を挿入するための開口部７１ａを有するように樹脂部材７１によりモールド成形されており、樹脂部材７１を介して後述する円筒部材１７の内周面に固定されている。また、開口部７１ａの磁気センサ８の挿入側の軸方向一端には、磁気センサ８を挿入する際にガイドするためのガイド部７１ｂが設けられている。このガイド部７１ｂは、磁気センサ８の挿入側に徐々に広がって形成されている。
【００５２】
磁気センサ８は、開口部７１ａに軸方向から集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に挿入され、挿入された状態では、軸方向に移動可能に設けられている。この磁気センサ８のターミナル８ａは、ステアリング軸の軸方向に沿って伸びている。
【００５３】
制御部１１は、トルクセンサ１で検出した捩じれトルクに基づいて、電動モータ１２へ流れる電流をデューティー制御するものである。
【００５４】
制御基板１１ａには、電動モータ１２へ流れる電流をデューティー制御するための素子が設けられている。また、制御基板１１ａは、磁気センサ８のターミナル８ａと直交して設けられ、且つ円筒部材１７に支持されており、磁気センサ８のターミナル８ａが半田により直接接続され、トルクセンサ１で検出した捩じれトルクが入力される。
【００５５】
電動モータ１２は、制御部１１で決定されたステアリングの捩じれトルクを補助するための操舵補助トルクを出力軸３に付与するものである。
【００５６】
動力伝達部１３は、電動モータ１２から出力される操舵補助トルクを転舵輪側へ伝達するものである。
【００５７】
ハウジング１４は、アルミニウム製であって、内部に支持部材１７が固定される。
【００５８】
カバー１５は、ハウジング１４の開口端を塞ぐためのものである。
【００５９】
支持部材１７は、円筒形状と直方体形状とを組み合わせた形状を呈しており、ハウジング１４内に設けられる。また、支持部材１７は、軸方向のステアリング側の面で制御基板１１ａを支持し、反ステアリング側の面でハウジング１４の内壁に固定される。
【００６０】
［第３実施形態の効果］
本実施形態では、集磁リングが磁気センサ８を挿入するための開口部７１ａを有するように樹脂部材７１によりモールド成形されており、開口部７１ａの磁気センサ８の挿入側の軸方向一端には、磁気センサ８の挿入側に徐々に広がって形成されたガイド部７１ｂが設けられている。この構成により、磁気センサ８を開口部７１ａから軸方向に挿入して集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に容易に設けることができる。
【００６１】
また、磁気センサ８を径方向に対向する集磁部７Ａ１と集磁リング７Ｂとの間に設けると共に、制御基板１１ａを磁気センサ８のターミナル８ａと直交して設けることで、軸方向に伸びる制御基板３１まで間の磁気センサ８のターミナル８ａを曲げ加工をせずに制御基板１１ａに直接接続させることができる。これにより、磁気センサ８のターミナル８ａを短く構成することができると共に、組み付け性の向上が図れる。さらに、制御基板１１ａは、ターミナル８ａと直交（ステアリング軸と直交）して設けられるため、ターミナル８ａを制御基板１１ａに接続させ易くできる。
【００６２】
［製造方法］
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置の製造方法について説明する。
【００６３】
本実施形態の電動パワーステアリング装置の製造方法は、例えば以下の３通りの方法がある。
【００６４】
［製造方法▲１▼］
製造方法▲１▼を図８に基づいて説明する。
【００６５】
第１の工程では、磁気センサ８を開口部７１ａから軸方向に挿入し、径方向に対向する集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に設ける。なお、この時、磁気センサ８を軸方向に移動可能な状態に保持する。
【００６６】
第２の工程では、制御基板１１ａを磁気センサ８のターミナル８ａと直交（ステアリング軸と直交）して設けると共に、ターミナル８ａを制御基板１１ａに挿通させる。そして、制御基板１１ａを支持部材１７に例えばネジ等により固定する。
【００６７】
第３の工程では、磁気センサ８のターミナル８ａを制御基板８ａに半田により直接接続する。
【００６８】
［製造方法▲２▼］
製造方法▲２▼を図１０に基づいて説明する。
【００６９】
第１の工程では、磁気センサ８のターミナル８ａを制御基板１１ａに挿通させ、ターミナル８ａを径方向に曲げて磁気センサ８を制御基板１１ａに仮組み付けする。
【００７０】
第２の工程では、磁気センサ８を開口部７１ａに軸方向から挿入すると共に、制御基板１１ａを円筒部材１７に例えばネジ等により固定する。なお、この時、磁気センサ８を軸方向に移動可能な状態に保持する。
【００７１】
第３の工程では、磁気センサ８のターミナル８ａを制御基板８ａに半田により直接接続する。
【００７２】
［製造方法▲３▼］
製造方法▲３▼を図１１、１１、１２に基づいて説明する。
【００７３】
第１の工程では、制御基板１１ａを円筒部材１７に例えばネジ等により固定する。
【００７４】
第２の工程では、ターミナル８ａがＬ字型に曲げられた磁気センサ８を制御基板１１ａの挿通孔１１ｂに軸方向から挿通した後に、開口部７１ａに軸方向から挿入する。なお、この時、磁気センサ８は、ターミナル８ａの先端部が制御基板１１ａ面と当接するまで挿入する。さらに、磁気センサ８を軸方向に移動可能な状態に保持する。
【００７５】
第３の工程では、Ｌ字型のターミナル８ａの先端部を制御基板８ａに半田により直接接続する。
【００７６】
製造方法▲１▼から▲３▼では、磁気センサ８が軸方向に移動可能な状態に保持されていることから、例えば軸方向に熱膨張差が発生した際に、磁気センサ８のターミナル８ａと制御基板１１ａとを接続する半田に応力が発生することを抑制できる。
【００７７】
さらに、製造方法▲１▼から▲３▼では、磁気センサ８を挿入して軸方向に移動可能な状態に設けた後、磁気センサ８のターミナル８ａを制御基板１１ａに半田により接続させるため、半田に過大な応力が発生することを抑制できる。
【００７８】
また、製造方法▲２▼では、第１の工程を予め行っておくことで、磁気センサ８を開口部７１ａに挿入する工程と制御基板１１ａを固定する工程とを同じ工程で行うことから、製造工程の低減を図ることができる。
【００７９】
また、製造方法▲３▼では、制御基板１１ａが固定されていても磁気センサ８を径方向に対向する集磁部７Ａ１と他方の集磁リング７Ｂとの間に設けることができる。
【００８０】
さらに、製造方法▲３▼では、Ｌ字型に曲げられたターミナル８ａの先端部が制御基板１１ａ面と当接しており、ターミナル８ａの先端部を制御基板１１ａに半田により接続させることから、ターミナル８ａの半田付け面積を増加させることができるため、ターミナル８ａの制御基板１１ａとの接続強度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のトルクセンサの分解矢視図である。（第１実施形態）
【図２】本実施形態のトルクセンサの軸方向断面図である。（第１実施形態）
【図３】磁石と一組の磁気ヨークとの位置関係を示す軸方向平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。（第１実施形態）
【図４】トーションバーの捩じれ角（磁石と磁気ヨークとのずれ角）と磁気ヨークに生じる磁束密度との関係を表すグラフである。（第１実施形態）
【図５】図２の変形例を示した図である。（第２実施形態）
【図６】図２の変形例を示した図である。（第２実施形態）
【図７】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。（第３実施形態）
【図８】図７の一部分の拡大図である。（第３実施形態）
【図９】製造方法▲１▼を説明するための図である。
【図１０】製造方法▲２▼を説明するための図である。
【図１１】製造方法▲３▼を説明するための図である。
【図１２】製造方法▲３▼を説明するための図である。
【図１３】製造方法▲３▼を説明するための図である。
【符号の説明】
１…トルクセンサ、
２…入力軸（第１の軸）、
３…出力軸３（第２の軸）、
４…トーションバー（弾性部材）、
５…磁石（硬磁性体）、
６…磁気ヨーク（軟磁性体）、
７…集磁リング（補助軟磁性体）、
７Ａ１，７Ｂ１…集磁部、
８…磁気センサ、
８ａ…ターミナル、
９…ピン、
１０…固定部、
１１ａ…制御基板。
【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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