(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトの外周面に配設された磁歪膜と、
前記磁歪膜の外周側に配置されたボビン巻線部を有する絶縁性のボビンと、
前記ボビン巻線部を介して前記磁歪膜に対向するようにして前記シャフトの軸線方向に沿って当該ボビン巻線部に並設されて前記磁歪膜の磁気特性の変化を検出する複数の検出コイルと、を備えた磁歪式トルクセンサであって、
前記ボビンは、前記ボビン巻線部における複数の前記検出コイルの軸線方向中央の位置に設けられて前記ボビン巻線部を支持するボビン支持部を有し、
前記ボビン巻線部は、前記ボビン支持部でのみ支持されていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項２】
請求項１記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
複数の前記検出コイルの外周側に配設されたヨークを備え、
前記ボビン巻線部は、前記ヨークに対して非接触であることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項３】
請求項２記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記ヨークは、前記ボビン支持部を軸線方向から挟むようにして一対設けられ、
前記磁歪式トルクセンサは、
一対の前記ヨークを収容するセンサハウジングと、
前記センサハウジングに設けられた付勢手段と、を備え、
一方の前記ヨークが前記センサハウジングに当接した状態で前記付勢手段が他方の前記ヨークを前記ボビン支持部に向けて付勢することにより、前記ボビン支持部が一対の前記ヨークで挟持されていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項４】
シャフトと、
前記シャフトの外周面に配設された磁歪膜と、
前記磁歪膜の外周側に配置されたボビン巻線部を有する絶縁性のボビンと、
前記ボビン巻線部を介して前記磁歪膜に対向するようにして前記シャフトの軸線方向に沿って当該ボビン巻線部に並設されて前記磁歪膜の磁気特性の変化を検出する複数の検出コイルと、
複数の前記検出コイルの外周側に配設されたヨークと、を備えた磁歪式トルクセンサであって、
前記ヨークにおける複数の前記検出コイルの軸線方向中央の位置には、前記ヨークを支持するヨーク支持部が設けられ、
前記ボビンは、前記ヨーク及び前記ヨーク支持部の少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項５】
請求項４記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記ヨークは、前記ヨーク支持部でのみ支持されていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記ボビンは、前記ボビン巻線部における複数の前記検出コイルの軸線方向中央の位置に設けられて前記ボビン巻線部を支持するボビン支持部を有していることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項７】
請求項６記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記ボビン巻線部は、前記ボビン支持部でのみ支持されていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記ボビン巻線部は、前記ヨークに対して非接触であることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記ヨークは、前記ボビン支持部を軸線方向から挟むようにして一対設けられ、
前記磁歪式トルクセンサは、
一対の前記ヨークを収容するセンサハウジングと、
前記センサハウジングに設けられた付勢手段と、を備え、
一方の前記ヨークに設けられた前記ヨーク支持部が前記センサハウジングに当接した状態で前記付勢手段が他方の前記ヨークに設けられた前記ヨーク支持部を前記ボビン支持部に向けて付勢することにより、前記ボビン支持部が一対の前記ヨーク支持部で挟持されていることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項１０】
請求項９記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
各前記ヨークは、前記センサハウジングに対して非接触であることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項１１】
ステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールの操舵によって発生する操舵トルクを検出する磁歪式トルクセンサと、
前記磁歪式トルクセンサの出力信号に基づいて操舵補助力を発生させるモータと、を備える電動パワーステアリング装置において、
前記磁歪式トルクセンサは、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁歪式トルクセンサであ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、シャフトの外周面に配設された磁歪膜の磁気特性の変化を検出する複数の検出コイルを備えた磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールの操舵トルクを磁歪式トルクセンサで検出し、検出された操舵トルクに基づいてモータを駆動制御して操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置が広汎に利用されている。
【０００３】
この種の磁歪式トルクセンサに関し、例えば、特許文献１には、シャフトと、シャフトの外周面に配設された磁歪膜と、磁歪膜に対向するようにしてシャフトの軸線方向に沿って並設されて磁歪膜の磁気特性の変化を検出する４つの検出コイルとを有し、これら検出コイルの差動出力（差動電圧）を用いて操舵トルクを算出する技術的思想が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６４４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステアリングコラムに磁歪式トルクセンサを設けた場合、運転席の下部（運転者の足元）に導かれるエアコンの温風によって、磁歪式トルクセンサの下部が局所的に温められることがある。
【０００６】
そして、例えば、図５に示すように、磁歪式トルクセンサ３００は、シャフト３０２の外周面に配設された磁歪膜３０４の外周側に設けられたボビン巻線部３０６を備えている。ボビン巻線部３０６には、４つの検出コイル３０８、３１０、３１２、３１４が軸線方向に並設されている。また、ボビン巻線部３０６は、その両端面を上下一対のヨーク３１６、３１８で挟み込むと共に上方のヨーク３１６をセンサハウジング３２０の壁面に押し付けた状態で下方のヨーク３１８を付勢手段３２２にて上方に向けて付勢することにより固定されている。
【０００７】
このような構成では、エアコンの温風によって下方のヨーク３１８が局所的に温められた際に、その熱がボビン巻線部３０６の下端に直接的に伝達される。そうすると、最も上方に位置する検出コイル３０８と最も下方に位置する検出コイル３１４との間に比較的大きな温度差が一時的に発生することがある。
【０００８】
このように複数の検出コイルの間に温度差が発生すると、上述した特許文献１のように差動出力を用いたとしても、磁歪式トルクセンサの中点電圧（舵角の中点位置における電圧）がずれることがある。そして、複数の検出コイルの間の温度差が大きい場合には、磁歪式トルクセンサの中点電圧のずれ量も大きくなり、操舵トルクの検出精度が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡易な構成で複数の検出コイルの間の温度差を小さくすることができ、これによって、シャフトに加えられたトルクの検出精度の低下を抑えることができる磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る磁歪式トルクセンサは、シャフトと、前記シャフトの外周面に配設された磁歪膜と、前記磁歪膜の外周側に配置されたボビン巻線部を有する絶縁性のボビンと、前記ボビン巻線部を介して前記磁歪膜に対向するようにして前記シャフトの軸線方向に沿って当該ボビン巻線部に並設されて前記磁歪膜の磁気特性の変化を検出する複数の検出コイルと、を備えた磁歪式トルクセンサであって、前記ボビンは、前記ボビン巻線部における複数の前記検出コイルの軸線方向中央の位置に設けられて前記ボビン巻線部を支持するボビン支持部を有し、前記ボビン巻線部は、前記ボビン支持部でのみ支持されていることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、例えば、磁歪式トルクセンサに局所的に入熱があった場合であっても、その熱はボビン支持部を介して複数の検出コイルの軸線方向中央の位置からボビン巻線部に直接的に伝達される。これにより、簡易な構成で複数の検出コイルの間の温度差を小さくすることができる。よって、磁歪式トルクセンサの中点電圧がずれることを抑制することができるので、シャフトに加えられたトルクの検出精度の低下を抑えることができる。また、ボビン支持部以外の場所からボビン巻線部への直接的な熱伝達を抑えることができるので、複数の検出コイルの間の温度差を一層小さくすることができる。
【００１３】
上記の磁歪式トルクセンサにおいて、複数の前記検出コイルの外周側に配設されたヨークを備え、前記ボビン巻線部は、前記ヨークに対して非接触であってもよい。このような構成によれば、ヨークからボビン巻線部への直接的な熱伝達を抑えることができる。
【００１４】
上記の磁歪式トルクセンサにおいて、前記ヨークは、前記ボビン支持部を軸線方向から挟むようにして一対設けられ、前記磁歪式トルクセンサは、一対の前記ヨークを収容するセンサハウジングと、前記センサハウジングに設けられた付勢手段と、を備え、一方の前記ヨークが前記センサハウジングに当接した状態で前記付勢手段が他方の前記ヨークを前記ボビン支持部に向けて付勢することにより、前記ボビン支持部が一対の前記ヨークで挟持されていてもよい。
【００１５】
このような構成によれば、簡易な構成でボビン巻線部及びヨークを互いに非接触の状態でセンサハウジングに対して支持することができる。
【００１６】
本発明に係る磁歪式トルクセンサは、シャフトと、前記シャフトの外周面に配設された磁歪膜と、前記磁歪膜の外周側に配置されたボビン巻線部を有する絶縁性のボビンと、前記ボビン巻線部を介して前記磁歪膜に対向するようにして前記シャフトの軸線方向に沿って当該ボビン巻線部に並設されて前記磁歪膜の磁気特性の変化を検出する複数の検出コイルと、複数の前記検出コイルの外周側に配設されたヨークと、を備えた磁歪式トルクセンサであって、前記ヨークにおける複数の前記検出コイルの軸線方向中央の位置には、前記ヨークを支持するヨーク支持部が設けられ、前記ボビンは、前記ヨーク及び前記ヨーク支持部の少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、例えば、磁歪式トルクセンサに局所的に入熱があった場合であっても、その熱は複数の検出コイルの軸線方向中央の位置からヨーク支持部を介してボビン巻線部に直接的に伝達される。これにより、簡易な構成で複数の検出コイルの間に発生する温度差を小さくすることができる。よって、磁歪式トルクセンサの中点電圧がずれることを抑制することができるので、シャフトに加えられたトルクの検出精度の低下を抑えることができる。
【００１８】
上記の磁歪式トルクセンサにおいて、前記ヨークは、前記ヨーク支持部でのみ支持されていてもよい。このような構成によれば、ヨーク支持部以外の場所からヨークへの直接的な熱伝達を抑えることができるので、複数の検出コイルの間の温度差を一層小さくすることができる。
【００１９】
上記の磁歪式トルクセンサにおいて、前記ヨークは、前記ボビン支持部を軸線方向から挟むようにして一対設けられ、前記磁歪式トルクセンサは、一対の前記ヨークを収容するセンサハウジングと、前記センサハウジングに設けられた付勢手段と、を備え、一方の前記ヨークに設けられた前記ヨーク支持部が前記センサハウジングに当接した状態で前記付勢手段が他方の前記ヨークに設けられた前記ヨーク支持部を前記ボビン支持部に向けて付勢することにより、前記ボビン支持部が一対の前記ヨーク支持部で挟持されていてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、簡易な構成でボビン巻線部及びヨークを互いに非接触の状態でセンサハウジングに対して支持することができる。
【００２１】
上記の磁歪式トルクセンサにおいて、各前記ヨークは、前記センサハウジングに対して非接触であってもよい。このような構成によれば、センサハウジングからヨークへの直接的な熱伝達が抑えられる。
【００２２】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールと、前記ステアリングホイールの操舵によって発生する操舵トルクを検出する磁歪式トルクセンサと、前記磁歪式トルクセンサの出力信号に基づいて操舵補助力を発生させるモータと、を備える電動パワーステアリング装置において、前記磁歪式トルクセンサは、上述した磁歪式トルクセンサであることを特徴とする。
【００２３】
このような構成によれば、上述した磁歪式トルクセンサと同様の作用効果を奏する電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、簡易な構成で複数の検出コイルの間の温度差を小さくすることができ、これによって、シャフトに加えられたトルクの検出精度の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁歪式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】図１の電動パワーステアリング装置の模式的説明図である。
【図３】図１の磁歪式トルクセンサの模式的拡大図である。
【図４】変形例に係る磁歪式トルクセンサの模式的拡大図である。
【図５】参考例に係る磁歪式トルクセンサの模式的拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る磁歪式トルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２７】
本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置１２は、例えば、四輪自動車等の車両に適用されるものであって、いわゆるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成されている。ただし、電動パワーステアリング装置１２は、いわゆるピニオンアシスト型又はラックアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成してもよい。
【００２８】
図１及び図２に示すように、電動パワーステアリング装置１２は、運転者が操作するステアリングホイール１４と、ステアリングホイール１４に設けられたステアリングシャフト１６と、ステアリングシャフト１６に設けられた操舵ギヤ機構１８及び操舵アシスト機構２０と、磁歪式トルクセンサ１０と、検出回路２２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２４とを備えている。
【００２９】
ステアリングシャフト１６は、ステアリングシャフト１６の上部を構成してステアリングホイール１４に連結されたアッパシャフト２６と、ステアリングシャフト１６の下部を構成するロアシャフト２８とを有している。なお、ロアシャフト２８の上端及び下端のそれぞれには自在継手３０、３２が設けられている。
【００３０】
図２に示すように、電動パワーステアリング装置１２では、アッパシャフト２６がステアリングコラム１５０を構成するコラムカバー１５２に収容されており、ロアシャフト２８の車体後方（運転席側）にダッシュボード１５４が設けられている。ダッシュボード１５４には、運転席の下部（運転者の足元）にエアコンの温風を導く送風口１５６が形成されている。
【００３１】
操舵ギヤ機構１８は、ロアシャフト２８に自在継手３２を介して連結されたピニオン３４と、ピニオン３４のピニオン歯３６に噛合するラック歯３８を有するラック４０と、ピニオン３４及びラック４０を収容するギヤハウジング４２とを含む。
【００３２】
ラック４０は、車幅方向に往復動可能な状態で配設されている。ラック４０の両端のそれぞれにはタイロッド４４を介して転舵輪４６が設けられている。ギヤハウジング４２には、ピニオン３４の上部及び下部を軸支する複数（２つ）の軸受４８、５０が固着されている。
【００３３】
操舵アシスト機構２０は、運転者の操舵を補助するためのものであって、操舵アシスト用のモータ５２と、モータ５２の回転軸に連結されたウォームシャフト５４と、ウォームシャフト５４の螺旋歯に噛合する歯が外周面に形成されたウォームホイール５６と、ウォームホイール５６が固定されたアシストシャフト５８と、補助ギヤハウジング６０とを有している。アシストシャフト５８は、補助ギヤハウジング６０に固着された複数（２つ）の軸受６２、６４によって軸支された状態で自在継手３０を介してロアシャフト２８の上部に連結されている。
【００３４】
磁歪式トルクセンサ１０は、ステアリングホイール１４の操舵トルクを検出する。図３に示すように、この磁歪式トルクセンサ１０は、シャフト６６と、シャフト６６の外周面に配設された磁歪膜６８と、磁歪膜６８の外周側に配置されたボビン巻線部７０を有するボビン６９と、ボビン巻線部７０に設けられた第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８と、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の外周側に配設された第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２と、センサハウジング８４と、付勢機構（付勢手段）８６とを備える。
【００３５】
シャフト６６の上端はアッパシャフト２６の下端に連結され、シャフト６６の下端はアシストシャフト５８の上端に連結されている。磁歪膜６８は、歪の変化に対して透磁率の変化が大きい材料からなる膜であって、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ系の合金膜、Ｃｏ−Ｆｅ系の合金膜、又はＳｍ−Ｆｅ系の合金膜等からなる。このような磁歪膜６８は、例えば、めっき等の方法でシャフト６６の外周面に形成される。
【００３６】
磁歪膜６８は、シャフト６６の外周面に全周に亘って延在している。磁歪膜６８には、磁気異方性を異にする第１磁歪部位８８及び第２磁歪部位９０がシャフト６６の軸線方向に互いに離間して設けられている。なお、本実施形態では、単一の磁歪膜６８に第１磁歪部位８８と第２磁歪部位９０とを設けているが、第１磁歪部位８８が設けられた磁歪膜と第２磁歪部位９０が設けられた磁歪膜とをシャフト６６の軸線方向に別々に並設することも可能である。
【００３７】
ボビン６９は、絶縁性を有する樹脂材料で一体成形されており、円筒状に形成されたボビン巻線部７０と、ボビン巻線部７０を支持するボビン支持部１０６とを有している。ボビン巻線部７０の内孔にはシャフト６６が挿通しており、磁歪膜６８とボビン巻線部７０とが互いに隙間を介して対向している。
【００３８】
ボビン巻線部７０は、第１磁歪部位８８に対向する第１内周壁９２と、第２磁歪部位９０に対向する第２内周壁９４と、第１内周壁９２及び第２内周壁９４の間に設けられた環状の中間壁９６とを有している。
【００３９】
第１内周壁９２のうち中間壁９６とは反対側に位置する端部には、径方向外方に向けて突出した環状の第１側壁９８が設けられ、第１内周壁９２の軸線方向中央には、径方向外方に向けて突出した環状の第１仕切壁１００が設けられている。第２内周壁９４の軸線方向中央には、径方向外方に向けて突出した環状の第２仕切壁１０２が設けられ、第２内周壁９４のうち中間壁９６とは反対側に位置する端部には、径方向外方に向けて突出した環状の第２側壁１０４が設けられている。
【００４０】
第１内周壁９２のうち第１側壁９８と第１仕切壁１００との間の部位に導線が巻回されることにより第１検出コイル７２が形成され、第１内周壁９２のうち第１仕切壁１００と中間壁９６との間の部位に導線が巻回されることにより第２検出コイル７４が形成される。第２内周壁９４のうち中間壁９６と第２仕切壁１０２との間の部位に導線が巻回されることにより第３検出コイル７６が形成され、第２内周壁９４のうち第２仕切壁１０２と第２側壁１０４との間の部位に導線が巻回されることにより第４検出コイル７８が形成されている。すなわち、ボビン巻線部７０には、軸線方向に沿って第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８が並設されている。
【００４１】
また、第１検出コイル７２及び第２検出コイル７４は、第１内周壁９２を介して第１磁歪部位８８に対向し、第３検出コイル７６及び第４検出コイル７８は、第２内周壁９４を介して第２磁歪部位９０に対向している。中間壁９６は、軸線方向の幅寸法が第１側壁９８、第１仕切壁１００、第２仕切壁１０２、及び第２側壁１０４に比べて大きく形成されている。
【００４２】
ボビン支持部１０６は、ボビン巻線部７０における第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の軸線方向中央の位置に設けられている。すなわち、ボビン支持部１０６は、ボビン巻線部７０の軸線方向中央の位置（中間壁９６の外周面）に設けられている。ボビン支持部１０６は、環状に形成されているが、ボビン巻線部７０を支持可能であれば、任意の形状を採用し得る。例えば、ボビン支持部１０６は、中間壁９６の外周面から径方向外方に突出して周方向に所定間隔に設けられた複数の凸部で構成してもよい。また、本実施形態において、ボビン巻線部７０とボビン支持部１０６とを別体で用意し、ボビン支持部１０６をボビン巻線部７０に対して接合させることも可能である。
【００４３】
第１検出コイル７２及び第２検出コイル７４は第１磁歪部位８８の磁気特性の変化を検出し、第３検出コイル７６及び第４検出コイル７８は第２磁歪部位９０の磁気特性の変化を検出する。また、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８は、磁歪膜６８を励磁する励磁コイルとしても機能する。このような第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８は、例えば、特許第４５８１００２号公報に記載された構成を有している。そのため、ここでは、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の詳細な構成についての説明を省略する。なお、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の出力信号は、検出回路２２を介してＥＣＵ２４に入力される。
【００４４】
第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２のそれぞれは、鉄等の金属材料で構成されている。第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２は、ボビン巻線部７０に対して非接触の状態でボビン支持部１０６を軸線方向から挟むように配設されている。
【００４５】
具体的には、第１ヨーク８０は、第１検出コイル７２及び第２検出コイル７４を外周側から覆う第１筒部１０８と、第１筒部１０８から径方向内方に向かって突出した環状の第１突出部１１０とを有する。第１突出部１１０は、ボビン巻線部７０の第１側壁９８に対して所定間隔離間した状態で対向している。すなわち、第１突出部１１０と第１側壁９８との間には、エアギャップが設けられている。
【００４６】
第２ヨーク８２は、第３検出コイル７６及び第４検出コイル７８を外周側から覆う第２筒部１１２と、第２筒部１１２から径方向内方に向かって突出した環状の第２突出部１１４とを有する。第２突出部１１４は、ボビン巻線部７０の第２側壁１０４に対して所定間隔離間した状態で対向している。すなわち、第２突出部１１４と第２側壁１０４との間には、エアギャップが設けられている。
【００４７】
センサハウジング８４は、樹脂材料により一体成形されており、磁歪膜６８、ボビン６９、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８、第１ヨーク８０、及び第２ヨーク８２を収容する。センサハウジング８４は、筒状に形成されたハウジング本体１１６と、ハウジング本体１１６から径方向内方に向けて延出して第１ヨーク８０の第１突出部１１０が当接する環状壁部１１８とを含む。
【００４８】
センサハウジング８４の一端面（上端面）には、円環状のシール部材１２０が係合する係合突起１２２が設けられている。シール部材１２０は、ゴム等で構成されており、スプリング１２４によってシャフト６６に押し付けられている。これにより、ハウジング本体１１６の内孔に潤滑油や異物等が入り込むことをシール部材１２０によって防止することができる。
【００４９】
付勢機構８６は、第１ヨーク８０の第１突出部１１０がセンサハウジング８４の環状壁部１１８に当接した状態で第２ヨーク８２をボビン支持部１０６に向けて付勢することにより、ボビン支持部１０６を第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２で挟持する。
【００５０】
付勢機構８６は、ハウジング本体１１６に固定された止め部材１２６と、止め部材１２６に設けられた弾性部材１２８と、弾性部材１２８と第２ヨーク８２の第２突出部１１４との間に介在された受け部材１３０とを有している。止め部材１２６としては、例えば、サークリップ又はＣリング等を用いることができる。弾性部材１２８としては、例えば、ウェーブワッシャ等のばね部材を用いることができる。ただし、弾性部材１２８は、ゴム等であっても構わない。受け部材１３０は板状に構成されている。
【００５１】
検出回路２２は、第１検出コイル７２の出力信号及び第３検出コイル７６の出力信号から第１出力電圧ＶＴ１を算出してＥＣＵ２４に出力する。また、検出回路２２は、第２検出コイル７４の出力信号及び第４検出コイル７８の出力信号から第２出力電圧ＶＴ２を算出してＥＣＵ２４に出力する。
【００５２】
ＥＣＵ２４は、検出回路２２から入力された第１出力電圧ＶＴ１及び第２出力電圧ＶＴ２の差から第３出力電圧ＶＴ３（差動電圧）を算出し、この第３出力電圧ＶＴ３に基づいてシャフト６６に加えられたトルク（操舵トルク）を算出する。また、ＥＣＵ２４は、算出された操舵トルクに基づいて操舵アシスト機構２０を構成するモータ５２を駆動制御する。
【００５３】
本実施形態に係る磁歪式トルクセンサ１０を備えた電動パワーステアリング装置１２は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５４】
先ず、運転者がステアリングホイール１４を回転させると、磁歪式トルクセンサ１０のシャフト６６に操舵トルクが作用するため、例えば、第１磁歪部位８８に引張力が作用する一方で第２磁歪部位９０に圧縮力が作用する。その結果、第１磁歪部位８８の透磁率が減少するため第１検出コイル７２及び第２検出コイル７４のインダクタンスが減少し、第２磁歪部位９０の透磁率が増加するため第３検出コイル７６及び第４検出コイル７８のインダクタンスが増加する。
【００５５】
第１検出コイル７２の出力信号及び第３検出コイル７６の出力信号は検出回路２２にて第１出力電圧ＶＴ１に変換されてＥＣＵ２４に供給され、第２検出コイル７４の出力信号及び第４検出コイル７８の出力信号は検出回路２２にて第２出力電圧ＶＴ２に変換されてＥＣＵ２４に供給される。そして、ＥＣＵ２４では、第１出力電圧ＶＴ１と第２出力電圧ＶＴ２との差から第３出力電圧ＶＴ３を算出すると共に操舵トルクを算出して操舵アシスト用のモータ５２を駆動制御する。これにより、モータ５２の駆動力は、ウォームシャフト５４、ウォームホイール５６を介してステアリングシャフト１６に操舵補助力として伝達されるため、運転者の操舵力が適度にアシストされることとなる。
【００５６】
ところで、本実施形態では、寒冷地や冬場等において、運転席の下部にエアコンの温風を供給する場合、ダッシュボード１５４に形成された送風口１５６に導かれる温風によって磁歪式トルクセンサ１０の下部が局所的に温められる。そうすると、センサハウジング８４の下部及び第２ヨーク８２が磁歪式トルクセンサ１０の他の部材に対して高温になることがある。
【００５７】
しかしながら、本実施形態では、ボビン巻線部７０における第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の軸線方向中央の位置にボビン支持部１０６を設けている。そのため、センサハウジング８４及び第２ヨーク８２の熱は、ボビン支持部１０６を介してボビン巻線部７０の中間壁９６に直接的に伝達される。そして、中間壁９６に導かれた熱はボビン巻線部７０の上下に拡散して第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８が温められることとなる。これにより、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の間の温度差を小さくすることができる。よって、舵角の中点位置における第３出力電圧（中点電圧）ＶＴ３がずれることを抑制することができるので、シャフト６６に加えられたトルクの検出精度の低下を抑えることができる。
【００５８】
本実施形態によれば、ボビン巻線部７０は、ボビン支持部１０６でのみ支持された状態で第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２に対して非接触である。そのため、ボビン支持部１０６以外の場所（第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２）からボビン巻線部７０への直接的な熱伝達を抑えることができる。これにより、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の間の温度差を一層小さくすることができる。
【００５９】
本実施形態では、第１ヨーク８０（一方のヨーク）の第１突出部１１０がセンサハウジング８４の環状壁部１１８に当接した状態で付勢機構８６が第２ヨーク８２（他方のヨーク）をボビン支持部１０６に向けて付勢することにより、ボビン支持部１０６が第１ヨーク８０及び第２ヨーク８２で挟持されている。そのため、簡易な構成でボビン巻線部７０及び第１ヨーク８０（第２ヨーク８２）を互いに非接触の状態でセンサハウジング８４に対して支持することができる。
【００６０】
続いて、変形例に係る磁歪式トルクセンサ１０ａについて図４を参照しながら説明する。なお、変形例に係る磁歪式トルクセンサ１０ａにおいて、上述した磁歪式トルクセンサ１０と同一又は同様の機能及び効果を奏する要素には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６１】
図４に示すように、磁歪式トルクセンサ１０ａは、第１ヨーク８０における第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の軸線方向中央（中間壁９６に対向する位置）に設けられた第１ヨーク支持部２００と、第２ヨーク８２における第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の軸線方向中央に設けられた第２ヨーク支持部２０２とを備えている。
【００６２】
第１ヨーク支持部２００は、第１筒部１０８に対して一体的に環状に形成されているが、第１ヨーク８０を支持可能であれば、任意の形状を採用し得る。例えば、第１ヨーク支持部２００は、第１筒部１０８の外周面から径方向外方に突出して周方向に所定間隔に設けられた複数の凸部で構成してもよい。また、本実施形態において、第１ヨーク８０と第１ヨーク支持部２００とを別体で用意し、第１ヨーク支持部２００を第１ヨーク８０に対して接合させることも可能である。
【００６３】
第２ヨーク支持部２０２は、上述した第１ヨーク支持部２００と同様に構成されているので、その詳細な説明を省略する。また、第２ヨーク支持部２０２は、第１ヨーク支持部２００と同様に任意の構成を採用し得る。
【００６４】
センサハウジング２０４を構成するハウジング本体２０６の内周面のうち第１ヨーク支持部２００に対応する位置には、シャフト６６の軸線方向における第２突出部１１４が位置する側（下側）に指向する面２０８を有する段差部が形成されている。
【００６５】
付勢機構（付勢手段）２１０は、止め部材１２６と、弾性部材１２８と、第２ヨーク支持部２０２に接触する係合部材２１２と、係合部材２１２及び弾性部材１２８の間に介在された受け部材２１４とを有している。係合部材２１２は、円筒状に構成されており、第２ヨーク８２とは離間した状態でその外周側に位置している。ただし、係合部材２１２は、例えば、周方向に配設された複数の棒状部材で構成することも可能である。
【００６６】
このような磁歪式トルクセンサ１０ａによれば、上述した磁歪式トルクセンサ１０と同様の作用効果を奏する。また、第１ヨーク８０は、第１ヨーク支持部２００でのみ支持された状態でセンサハウジング２０４に対して非接触であり、第２ヨーク８２は、第２ヨーク支持部２０２でのみ支持された状態でセンサハウジング２０４に対して非接触である。そのため、第１ヨーク支持部２００以外の場所（センサハウジング２０４）から第１ヨーク８０への直接的な熱伝達、及び第２ヨーク支持部２０２以外の場所（センサハウジング２０４）から第２ヨーク８２への直接的な熱伝達を抑えることができる。これにより、第１〜第４検出コイル７２、７４、７６、７８の間の温度差を一層小さくすることができる。
【００６７】
さらに、第１ヨーク支持部２００がセンサハウジング２０４の段差部の面２０８に当接した状態で付勢機構２１０が第２ヨーク支持部２０２をボビン支持部１０６に向けて付勢することにより、ボビン支持部１０６が第１ヨーク支持部２００及び第２ヨーク支持部２０２で挟持されている。そのため、簡易な構成でボビン６９及び第１ヨーク８０（第２ヨーク８２）を互いに非接触の状態でセンサハウジング２０４に対して支持することができる。
【００６８】
本発明に係る磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００６９】
磁歪式トルクセンサは、４つの検出コイルを有する例に限らず、例えば、２つ又はそれ以外の複数の検出コイルを有していてもよい。また、磁歪式トルクセンサは、電動パワーステアリング装置に適用される例に限定されず、種々の装置に適用可能であることは勿論である。
【００７０】
ボビン巻線部は、上述した実施形態のように一部品から構成されていてもよいし、複数部品から構成されていてもよい。ボビン巻線部を複数部品から構成する場合、例えば、第１検出コイル及び第２検出コイルが設けられる上側巻線部と、第３検出コイル及び第４検出コイルが設けられる下側巻線部とを接合することにより構成することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０、１０ａ、３００…磁歪式トルクセンサ
１２…電動パワーステアリング装置
１４…ステアリングホイール          ２２…検出回路
２４…ＥＣＵ                        ５２…モータ
６６…シャフト                      ６８…磁歪膜
６９…ボビン                        ７０、３０６…ボビン巻線部
７２…第１検出コイル                ７４…第２検出コイル
７６…第３検出コイル                ７８…第４検出コイル
８０…第１ヨーク                    ８２…第２ヨーク
８４、２０４…センサハウジング
８６、２１０…付勢機構（付勢手段）  １０６…ボビン支持部
１１６、２０６…ハウジング本体      ２００…第１ヨーク支持部
２０２…第２ヨーク支持部
【図１】
0006411256.tif 000002
【図２】
0006411256.tif 000003
【図３】
0006411256.tif 000004
【図４】
0006411256.tif 000005
【図５】
0006411256.tif 000006