(57)【要約】【課題】小型化が可能で、回転検出部の磁石とトルク検出部の磁石との間の磁束の干渉を考慮することなく高精度に回転軸に加わるトルクと回転位置を検出する。【解決手段】車両用検出装置１は、入力軸１１と出力軸１２とを結合するトーションバー１３によって伝達されるトルクとその回転位置を検出するものであって、入力軸１１に設けられた環状の磁石２０と、この磁石２０のＮ極及びＳ極にそれぞれ結合され、回転軸の軸方向に沿って延出するヨーク２１，２２と、ヨーク２１，２２に対して磁気的に結合するように所定の間隙で出力軸１２に設けられたヨーク２３と、ヨーク２１に対して所定の間隙で磁気的に結合されたガイドリング２４と、ヨーク２２に対して所定の間隙で磁気的に結合されたガイドリング２５と、ガイドリング２４，２５間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子２６、磁石２０の回転に伴い変化する磁束密度を検出する回転検出部２９とを備える。【選択図】図１
2016095281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸と第２の回転軸とを結合し、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間で伝達されるトルクに応じて捩じれる軸状の弾性部材と、
前記第１の回転軸と共に回転するように設けられた環状の磁石と、
前記第１の回転軸及び前記磁石と共に回転し、前記磁石の一方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の内周面に配置され、前記磁石の一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って延出するように設けられた第１の軟磁性部材と、
前記第１の回転軸及び前記磁石と共に回転し、前記磁石の他方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の内周面に配置され、前記磁石の一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って延出するように設けられた第２の軟磁性部材と、
前記第２の回転軸と共に回転するように設けられ、前記第１及びの第２の軟磁性部材に対して磁気的に結合するように所定の間隙をもって配置された第３の軟磁性部材と、
回転する前記第１の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第４の軟磁性部材と、
回転する前記第２の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第５の軟磁性部材と、
前記第３及び第４の軟磁性部材間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子と、
前記磁石の側方に配置され、前記磁石の回転に伴い変化する磁束密度を検出することによって、前記第１の回転軸の回転角を検出する回転検出部と、
を備えた車両用検出装置。
【請求項２】
前記第１の軟磁性部材は、その外周面が前記磁石の内周面に固着され、前記磁石の内周を外周とし、前記第１の回転軸の外周を内周とし、前記磁石の一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って前記第２の回転軸側に延出する第１の扇形部と、前記第１の回転軸の外周を内周とし、その外周面が前記第３の軟磁性部材の内周面から所定の間隙で形成される周を外周とする第２の扇形部とから構成され、
前記第２の軟磁性部材は、その外周面が前記磁石の内周面に固着され、前記磁石の内周を外周とし、前記第１の回転軸の外周を内周とし、前記磁石の前記一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って前記第２の回転軸側に延出する第３の扇形部と、前記第１の回転軸の外周を内周とし、その外周面が前記第４の軟磁性部材の内周面から所定の間隙で形成される周を外周とする第４の扇形部とから構成され、
前記第３の軟磁性部材は、前記第２の扇形部の下面に対向し、前記第２の扇形部と同じ形状をした第５の扇形部と、前記第４の扇形部の下面に対向し、前記第４の扇形部と同じ形状をした第６の扇形部と、前記第５の扇形部と前記第６の扇形部を接続する第７の扇形部とから構成され、
前記第４の軟磁性部材は、その内周面が前記第２の扇形部の外周面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をし、
前記第５の軟磁性部材は、その内周面が前記第４の扇形部の外周面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をしている、
請求項１に記載の車両用検出装置。
【請求項３】
それぞれ対向する前記第２の扇形部及び前記第５の扇形部、並びに前記第４の扇形部及び前記第６の扇形部を、前記第１の回転軸の周方向に分割された複数の扇形部で構成する
請求項１又は２に記載の車両用検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の回転軸に加わるトルクと回転軸の回転数を検出する車両用検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリング軸（回転軸）に加わるトルクとステアリング軸の回転数を検出する車両用検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この車両用検出装置は、ステアリング軸に加わるトルクを磁気的に検出するトルクセンサ（トルク検出部）と、ステアリング軸の回転数を磁気的に検出するインデックスセンサ（回転検出部）とを備える。
【０００４】
トルクセンサは、ステアリング軸の周囲を取り囲むように配置された円環状の第１磁石部と、第１磁石部の側方に配置された第１磁気センサとを備え、ステアリング軸に組み込まれたトーションバーの捩じり角度を第１磁石部によって形成される磁束密度の変化として検出する。
インデックスセンサは、ステアリング軸に取り付けられた円筒状のカラーと、ステアリング軸と一体に回転するようにカラーの外周に密接して配置されたヨークと、ヨークの側方にカラーの周方向に沿って配置された一対のインデックスセンサ用磁石からなる第２磁石部と、一対のインデックスセンサ用磁石の間に配置された第２磁気センサとを備えている。一対のインデックスセンサ用磁石は、共に第２磁気センサ側がＮ極を向くように配設されている。そして、インデックスセンサは、ステアリング軸の回転を第２磁石部によって形成される磁束密度の変化として検出する。
そして車両用検出装置は、インデックスセンサの第２磁石部とトルクセンサの第１磁気センサとの間に、第２磁石部から放射される磁束の方向を第１磁気センサの検出方向と異なる方向に変化させる磁性板を配置して構成されている。この磁性板により、第２磁石部から放射された磁束がトルクセンサの第１磁気センサに干渉してトルクセンサの検出精度が低下することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の車両用検出装置では、トルクセンサの円環状の第１磁石部がステアリング軸の周囲を取り囲むように配置され、インデックスセンサの第２磁石部がステアリング軸に取り付けられた円筒状のカラーに配置されているため、インデックスセンサとトルクセンサとの間の距離が短いと、インデックスセンサ用磁石の磁界の強度によっては、トルクセンサの検出精度に影響を与えるおそれがあった。この場合、例えばインデックスセンサをトルクセンサから離すことにより、インデックスセンサからトルクセンサへの磁束の干渉を低減することができるが、装置の大型化を招来してしまうこととなる。
【０００７】
そこで、本発明は、小型化が可能で、回転検出部の磁石とトルク検出部の磁石との間の磁束の干渉を考慮することなく高精度にステアリング軸（回転軸）に加わるトルクとステアリング軸の回転位置を検出することのできる車両用検出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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、第１の回転軸と第２の回転軸とを結合し、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間で伝達されるトルクに応じて捩じれる軸状の弾性部材と、前記第１の回転軸と共に回転するように設けられた環状の磁石と、前記第１の回転軸及び前記磁石と共に回転し、前記磁石の一方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の内周面に配置され、前記磁石の一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って延出するように設けられた第１の軟磁性部材と、前記第１の回転軸及び前記磁石と共に回転し、前記磁石の他方の磁極に対して磁気的に結合するように前記磁石の内周面に配置され、前記磁石の一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って延出するように設けられた第２の軟磁性部材と、前記第２の回転軸と共に回転するように設けられ、前記第１及びの第２の軟磁性部材に対して磁気的に結合するように所定の間隙をもって配置された第３の軟磁性部材と、回転する前記第１の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第４の軟磁性部材と、回転する前記第２の軟磁性部材に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第５の軟磁性部材と、前記第３及び第４の軟磁性部材間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子と、前記磁石の側方に配置され、前記磁石の回転に伴い変化する磁束密度を検出することによって、前記第１の回転軸の回転角を検出する回転検出部と、を備えた車両用検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る車両用検出装置によれば、小型化が可能で、回転検出部の磁石とトルク検出部の磁石との間の磁束の干渉を考慮することなく高精度にステアリング軸（回転軸）に加わるトルクとステアリング軸の回転位置を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用検出装置の構成例を示す断面図である。
【図２】車両用検出装置１における磁気回路の構成例を示す分解斜視図である。
【図３Ａ】車両用検出装置１の動作を説明するための図であり、トーションバー１３に捩じれが発生していない状態を示す斜視図である。
【図３Ｂ】車両用検出装置１の動作を説明するための図であり、トーションバー１３に捩じれが発生した状態を示す斜視図である。
【図４Ａ】図３Ａの第１、第２及び第３のヨーク２１，２２，２３の位置関係を示す図であり、図３Ａの右斜め前方上から見た斜視図である。
【図４Ｂ】図３Ｂの第１、第２及び第３のヨーク２１，２２，２３の位置関係を示す図であり、図３Ｂの右斜め前方上から見た斜視図である。
【図５】第１のヨーク２１、第２ヨーク２２及び第３のヨーク２３のそれぞれの対向面の形状に変形を加えた変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用検出装置の構成例を示す断面図である。なお、以下の説明において、ステアリング軸に平行な方向を軸方向Ａ、ステアリング軸に直交する方向を径方向Ｂという。
【００１２】
この車両用検出装置１は、ステアリングホイールの操舵操作によって回転する回転軸としてのステアリング軸１０に加わる操舵トルクを磁気的に検出するトルク検出部２と、ステアリング軸１０の回転を磁気的に検出する回転検出部３とを備える。車両用検出装置１は、例えば車両に搭載され、運転者がハンドルに付与する操舵トルク及びステアリング軸の回転数（車輪の向き）を検出するために用いられる。車両の操舵系には、操舵操作を補助する電動パワーステアリング装置が設けられ、車両用検出装置１が検出した操舵トルク及びステアリング軸の回転数（車輪の向き）に応じて電動パワーステアリング装置の電動モータが操舵輪（前輪）を転舵するためのアシストトルクを出力する。
【００１３】
ステアリング軸１０は、ステアリングホイールに接続され、操舵力が入力される第１の回転軸となる入力軸１１と、電動パワーステアリング装置側に接続される第２の回転軸となる出力軸１２と、入力軸１１と出力軸１２とを連結する弾性部材となるトーションバー１３とを備え、図示しないコラムハウジングの内部に回転可能に支持されている。入力軸１１、出力軸１２、及びトーションバー１３は、鉄系金属等の磁性材料からなる。トーションバー１３は、ステアリングホイール側の一方の端部がピン１４によって入力軸１１と相対回転不能に固定され、他方の端部がピン１５によって出力軸１２と相対回転不能に固定されている。
【００１４】
（トルク検出部２の構成）
トルク検出部２は、入力軸１１の周囲を取り囲むように入力軸１１に固定された円筒状の検出用磁石２０と、この検出用磁石２０の各磁極の中央付近の内周面に固定された第１の軟磁性部材となる第１のヨーク２１及び第２の軟磁性部材となる第２のヨーク２２と、回転する第１のヨーク２１の周囲を取り囲むように車体側に固定された環状の第４の軟磁性部材となる第１のガイドリング２４と、回転する第２のヨーク２２の周囲を取り囲むように車体側に固定された環状の第５の軟磁性部材となる第２のガイドリング２５と、第１及び第２のヨーク２１，２２の下端面に所定の間隙部を持って離間して配置された半円リング状の第３の軟磁性部材となる第３のヨーク２３と、第１及び第２のガイドリング２４，２５の間に配置された磁気検出素子２６と、第１及び第２のガイドリング２４，２５を保持するモールド樹脂から形成された保持部材２７と、第３のヨーク２３を保持するモールド樹脂から形成された保持部材２８とを備える。
【００１５】
第１及び第２のガイドリング２４，２５及び磁気検出素子２６は、この保持部材２７にインサート形成されている。保持部材２７は、コラムハウジングを介して車体に固定されている。つまり、ステアリング軸１０が回転しても、第１及び第２のガイドリング２４，２５及び磁気検出素子２６はステアリング軸１０と共に回転せず、その位置が固定されている。
【００１６】
検出用磁石２０は、ステアリング軸１０の入力軸１１の周囲に、第１及び第２のヨーク２１，２２を介して固定的に取り付けられた環状磁石で構成される。検出用磁石２０は、ステアリング軸１０の入力軸１１と一体に回転するように配置されている。検出用磁石２０は、径方向Ｂに沿って一対の磁極（Ｎ極及びＳ極）が形成されている。検出用磁石２０は、図１において右側（磁気検出素子２６側）にＳ極、その反対側の左側にＮ極が形成された２極構成の永久磁石である。検出用磁石２０としては、例えばフェライト磁石、ネオジウム磁石等を用いることができる。
【００１７】
第１のヨーク２１は、検出用磁石２０のＮ極の中央付近の内周面に固着される。第１のヨーク２１は、ステアリング軸１０と共に回転する。第１のヨーク２１は、第１のガイドリング２４に磁気的に結合するように、検出用磁石２０の下端面からステアリング軸１０の軸方向Ａに沿って出力軸１２側に延出しており、第１のヨーク２１の回転時に、第１のヨーク２１と第１のガイドリング２４との間は所定の間隙を維持し、回転によって磁気抵抗が変化しないように配置されている。同じく、第２のヨーク２２は、検出用磁石２０のＳ極の中央付近の内周面に固着され、ステアリング軸１０と共に回転する。第２のヨーク２２は、第２のガイドリング２５に磁気的に結合するように、検出用磁石２０の下端面からステアリング軸１０の軸方向Ａに沿って出力軸１２側に延出しており、第２のヨーク２２の回転時に、第２のヨーク２２と第２のガイドリング２５との間は所定の間隙を維持し、回転によって磁気抵抗が変化しないように配置されている。なお、検出用磁石２０、並びに第１及び第２のヨーク２１，２２は、図示していない保持部材にインサート成形されていてもよい。
【００１８】
一方、第３のヨーク２３は、保持部材２８にインサート成形されている。保持部材２８は、ステアリング軸１０の出力軸１２の周囲に固定的に取り付けられている。これによって、第３のヨーク２３は、ステアリング軸１０の出力軸１２と一体に回転するように配置される。
【００１９】
磁気検出素子２６は、本実施の形態では、ホール素子を用いて構成され、磁束密度の検出方向が互いに逆向きとなるように配置された１対の素子で構成されている。磁気検出素子２６は、磁束密度の検出方向が互いに逆向きとなるように１対の素子を配置することによって、ホール素子の温度特性及び軸方向Ａの検出感度の影響を相殺し、車両用検出装置１の検出精度を高めるようにしてある。
【００２０】
（回転検出部３の構成）
回転検出部３は、上述の検出用磁石２０と、この検出用磁石２０のＳ極の側方であって、その上端面に沿うように、保持部材２８の上方配置された角度用磁気検出素子２９とから構成される。ここで、「側方」とは、径方向Ｂの外方をいう。
【００２１】
角度用磁気検出素子２９は、入力軸１１の回転に伴い回転する検出用磁石２０の磁極（Ｎ極又はＳ極）に対して接近又は離間することによる磁束密度の変化を検出する。角度用磁気検出素子２９は、保持部材２７にインサート成形されていてもよい。保持部材２７は、コラムハウジングを介して車体に固定されているので、ステアリング軸１０が回転しでも、角度用磁気検出素子２９はステアリング軸１０と共に回転せず、その位置が固定されている。
【００２２】
角度用磁気検出素子２９は、磁束密度の変化の検出方向をステアリング軸１０に直交する径方向Ｂ及びこの径方向Ｂに直交する方向の２軸方向としている。ここで、「径方向Ｂ」及び「この径方向Ｂに直交する方向」とは、それぞれの方向において±１０°以内の誤差を含むものである。角度用磁気検出素子２９は、例えばホール素子を用いるが、ＭＲ素子、ＧＩＧ素子、ＧＭＲ素子等の他の素子を用いてもよい。
【００２３】
（磁気回路の構成）
図２は、車両用検出装置１における磁気回路の構成例を示す分解斜視図である。図２において、図１のステアリング軸１０、保持部材２７，２８の図示は省略してある。
【００２４】
検出用磁石２０は、本実施の形態では、上述のようにステアリング軸１０の径方向Ｂに沿った半円筒状のＮ極及びＳ極となる２極構成の磁石で構成される。
【００２５】
第１及び第２のヨーク２１，２２は、入力軸１１及び検出用磁石２０と共に回転するように設けられている。第１のヨーク２１は、検出用磁石２０の内周面であって、一方の磁極（図ではＮ極）のほぼ中央付近（検出用磁石２０のＮ極とＳ極との境界２０ａ，２０ｂのほぼ中間位置）に固着されている。第１のヨーク２１の軸方向Ａに垂直な方向の断面形状として、検出用磁石２０の内周を外周とし、入力軸１１の外周を内周とし、検出用磁石２０の下端面からステアリング軸１０の軸方向Ａに沿って出力軸１２側に延出する第１の扇形部２１１と、第１のガイドリング２４の内周から所定の間隙で形成される周を外周とし、入力軸１１の外周を内周とする第２の扇形部２１２とから構成される。第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の外周面は、第１のガイドリング２４の内周面から所定の間隙を持って対向するように形成されている。
【００２６】
第２のヨーク２２は、検出用磁石２０の内周面であって、他方の磁極（図ではＳ極）のほぼ中央付近（検出用磁石２０のＮ極とＳ極との境界２０ａ，２０ｂのほぼ中間位置）に固着されている。第２のヨーク２２の軸方向Ａに垂直な方向の断面形状として、検出用磁石２０の内周を外周とし、入力軸１１の外周を内周とし、検出用磁石２０の下端面からステアリング軸１０の軸方向Ａに沿って出力軸１２側に延出する第３の扇形部２２１と、第２のガイドリング２５の内周から所定の間隙で形成される周を外周とし、入力軸１１の外周を内周とする第４の扇形部２２２とから構成される。第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の外周面は、第２のガイドリング２５の内周面から所定の間隙を持って対向するように形成されている。
【００２７】
第１のガイドリング２４は、ステアリング軸１０の軸方向Ａにおいて、その内周面が第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の外周面に対向するように配置されている。第１のガイドリング２４は、トーションバー１３を中心軸として同心円状に形成されて第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の外周から所定の間隙を持って配置される環状部２４０と、環状部２４０から径方向外側に突出した突出部２４１と、突出部２４１における環状部２４０とは反対側の一端から第２のガイドリング２５側に延出した延出部２４２と、延出部２４２における突出部２４１とは反対側の一端から環状部２４０の径方向外側（本実施の形態では、突出部２４１に平行な方向）に突出し、後述する第２のガイドリング２５の対向部２５３に対向する対向部２４３とを一体に有している。
【００２８】
第２のガイドリング２５は、その内周面が第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の外周面に対向するように配置されている。第２のガイドリング２５は、トーションバー１３を中心軸として同心円状に形成されて第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の外周から所定の間隙を持って配置される環状部２５０と、環状部２５０から径方向外側に突出した突出部２５１と、突出部２５１における環状部２５０とは反対側の一端から第１のガイドリング２４側に延出した延出部２５２と、延出部２５２における突出部２５１とは反対側の一端から環状部２５０の径方向外側（本実施の形態では、突出部２５１に平行な方向）に突出し、第１のガイドリング２４の対向部２４３に対向する対向部２５３とを一体に有している。
【００２９】
第１及び第２のガイドリング２４，２５の突出部２４１，２５１、延出部２４２，２５２、対向部２４３，２５３については、打ち抜き加工によって環状部２４０，２５０から外側に延出するように成形された長方形部を、折り曲げ加工することによって容易に製造することができる。
【００３０】
第３のヨーク２３は、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の下面に対向し、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２と同じ形状をした第５の扇形部２３１と、第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の下面に対向し、第４の扇形部２２２と同じ形状をした第６の扇形部２３２と、第５の扇形部２３１と第６の扇形部２３２とを接続する第７の扇形部２３３とから形成される。
【００３１】
第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１、第６の扇形部２３２及び第７の扇形部２３３の下面は、それぞれ共通している。第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１及び第６の扇形部２３２の下面からの高さは、第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１の上面から第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の下面までの距離、及び第３のヨーク２３の第６の扇形部２３２の上面から第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の下面までの距離がそれぞれ等しくなるように設定されている。なお、第７の扇形部２３３の下面からの高さが最も小さくなっており、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２及び第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の下面からの高さに等しくなるように形成してある。
【００３２】
第１のガイドリング２４の対向部２４３と第２のガイドリング２５の対向部２５３との間には、磁気検出素子２６が配置されている。
【００３３】
検出用磁石２０で発生した磁束の経路すなわち第１から第３の磁路Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、次のように構成される。第１の磁路Ｍ１は、図２に一点鎖線で示すように、検出用磁石２０のＮ極→第１のヨーク２１→第１のガイドリング２４→第２のガイドリング２５→第２のヨーク２２→検出用磁石２０のＳ極となり、第２の磁路Ｍ２は、検出用磁石２０のＮ極→第１のヨーク２１→第３のヨーク２３→第２のヨーク２２→検出用磁石２０のＳ極となる。第３の磁路Ｍ３は、検出用磁石２０のＮ極→第１のヨーク２１→第３のヨーク２３→第１のガイドリング２４→第２のガイドリング２５→第２のヨーク２２→検出用磁石２０のＳ極となる。第３の磁路Ｍ３は、第３のヨーク２３から第１のガイドリング２４に分岐前は、第２の磁路Ｍ２と共通し、その分岐後は、第１の磁路Ｍ１と共通するようになっている。なお、本実施の形態では、検出用磁石２０のＮ極から放出される磁束のうち、この磁路Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を経由せずに検出用磁石２０のＳ極に入る磁束は、無視できるほど小さい。
【００３４】
（車両用検出装置の動作）
図３は、車両用検出装置１の動作を説明するための図であり、図３Ａはトーションバー１３に捩じれが発生していない状態を示す斜視図、図３Ｂはトーションバー１３に捩じれが発生した状態を示す斜視図である。図３において、図１のステアリング軸１０、保持部材２７，２８の図示は省略してある。
【００３５】
ステアリング軸１０が回転操舵されると、入力軸１１にトルクが作用してトーションバー１３に捩じれが生じる。すると、検出用磁石２０、第１のヨーク２１及び第２のヨーク２２は、回転操舵された回転方向に即して回転する。一方、第３のヨーク２３は、トーションバー１３に生じた捩れによって、遅れて回転するようになるので、図３Ｂに示すように回転位置が第１のヨーク２１及び第２のヨーク２２に対して相対的に変位するようになる。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３Ａ及び図３Ｂの第１、第２及び第３のヨーク２１，２２，２３の位置関係を示す図であり、図３Ａ及び図３Ｂの右斜め前方上から見た斜視図である。図４Ａに示すように、トーションバー１３に捩じれが発生していない状態では、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の下面と第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１の上面とが対向する面積、及び第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の下面と第３のヨーク２３の第６の扇形部２３２の上面とが対向する面積は最大を示す。これが、トーションバー１３に捩じれが発生し、第１のヨーク２１及び第２のヨーク２２に対して第３のヨーク２３が相対的に変位すると、図４Ｂに示すように、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の下面と第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１の上面とが対向する面積、及び第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の下面と第３のヨーク２３の第６の扇形部２３２の上面とが対向する面積がそれぞれ減少するようになる。
【００３７】
これによって、磁路Ｍ２において、検出用磁石２０のＮ極から第１のヨーク２１を経由して第３のヨーク２３に対して供給される磁束の磁束密度が急激に低くなる。一方、これに伴って磁路Ｍ１において、検出用磁石２０のＮ極から第１のヨーク２１を経由して第１のガイドリング２４に対して供給される磁束の磁束密度が急激に高くなる。したがって、磁気検出素子２６は、トーションバー１３の捩じれ量、すなわち入力軸１１から出力軸１２に伝達される操舵力（操舵トルク）を、磁路Ｍ１を通過する磁束密度の変化量として検出することが可能となる。
【００３８】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。
【００３９】
（１）磁気検出素子２６は、磁路Ｍ１，Ｍ３に対して直列に配置されており、磁路Ｍ２に対しては並列に配置されているため、磁気検出素子２６で検出される磁束の大きさは、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の下面と第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１の上面とが対向する面積、及び第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の下面と第３のヨーク２３の第６の扇形部２３２の上面とが対向する面積の大きさに依存するようになる。これによって、磁気検出素子２６は、入力軸１１に作用するトルク量に応じて、高精度に磁束の変化量を検出することが可能となる。
【００４０】
（２）磁気検出素子２６は、磁路Ｍ１，Ｍ３において、直列に配置されており、磁路Ｍ２に対しては並列に配置されているため、第３のヨーク２３と第１のヨーク２１との間の磁気抵抗、及び第３のヨーク２３と第２のヨーク２２との間の磁気抵抗がそれぞれ変化した場合でも、磁路Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３全体を流れる磁束密度が変化しにくくなるため、角度用磁気検出素子２９に与える影響を抑制することができる。
【００４１】
（３）回転検出部３をトルク検出部２に近接して配置することができるので、車両用検出装置１を小型化することが可能となる。
【００４２】
［変形例］
次に、本発明の変形例について、図５を参照して説明する。図５は、第１のヨーク２１、第２ヨーク２２及び第３のヨーク２３のそれぞれの対向面の形状に変形を加えた変形例を示す図であり、図４に対応する。この変形例では、第１のヨーク２１Ａは、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２を周方向に３等分し、その中の２個を扇形部２１２Ａ，２１２Ｂとして、その両端に配置したものである。第２のヨーク２２Ａは、第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２を周方向に３等分し、その中の２個を扇形部２２２Ａ，２２２Ｂとして、その両端に配置したものである。第３のヨーク２３Ａは、第３のヨーク２３の第５の扇形部２３１及び第６の扇形部２３２を周方向に３等分し、その中の２個を扇形部２３１Ａ，２３１Ｂ，２３２Ａ，２３２Ｂとして、その両端にそれぞれ配置したものである。
【００４３】
例えば、３等分に分割する前の扇形部の中心角が４５度場合、分割後の扇形部の中心角は１５度となる。扇形部の角度は、トーションバー１３の最大捩じれ角に応じて決定される。トーションバー１３の最大捩じれ角が約３０度の場合には、上述の実施の形態に示した扇形部のように、その中心角は４５度程度が好ましく、最大捩じれ角が約１０度の場合には、この変形例のように扇形部の中心角は１５度程度が好ましい。
【００４４】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【００４５】
［１］第１の回転軸（１１）と第２の回転軸（１２）とを結合し、前記第１の回転軸（１１）と前記第２の回転軸（１２）との間で伝達されるトルクに応じて捩じれる軸状の弾性部材（１３）と、前記第１の回転軸（１１）と共に回転するように設けられた環状の磁石（２０）と、前記第１の回転軸（１１）及び前記磁石（２０）と共に回転し、前記磁石（２０）の一方の磁極（Ｎ極）に対して磁気的に結合するように前記磁石（２０）の内周面に配置され、前記磁石（２０）の一端面から前記第１の回転軸（１１）の軸方向に沿って延出するように設けられた第１の軟磁性部材（２１）と、前記第１の回転軸（１１）及び前記磁石（２０）と共に回転し、前記磁石（２０）の他方の磁極（Ｓ極）に対して磁気的に結合するように前記磁石（２０）の内周面に配置され、前記磁石（２０）の一端面から前記第１の回転軸（１１）の軸方向に沿って延出するように設けられた第２の軟磁性部材（２２）と、前記第２の回転軸（１２）と共に回転するように設けられ、前記第１及びの第２の軟磁性部材（２１，２２）に対して磁気的に結合するように所定の間隙をもって配置された第３の軟磁性部材（２３）と、回転する前記第１の軟磁性部材（２１）に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第４の軟磁性部材（２４）と、回転する前記第２の軟磁性部材（２２）に対して磁気抵抗が変化しないように所定の間隙をもって磁気的に結合される第５の軟磁性部材（２５）と、前記第３及び第４の軟磁性部材（２４，２５）間に発生する磁束密度を検出する磁気検出素子（２６）と、前記磁石（２０）の側方に配置され、前記磁石（２０）の回転に伴い変化する磁束密度を検出することによって、前記第１の回転軸（１１）の回転角を検出する回転検出部（２９）と、を備えた車両用検出装置（１）。
【００４６】
［２］前記第１の軟磁性部材（２１）は、その外周面が前記磁石（２０）の内周面に固着され、前記磁石（２０）の内周を外周とし、前記第１の回転軸（１１）の外周を内周とし、前記磁石（２０）の一端面から前記第１の回転軸の軸方向に沿って前記第２の回転軸（１２）側に延出する第１の扇形部（２１１）と、前記第１の回転軸（１１）の外周を内周とし、その外周面が前記第３の軟磁性部材（２４）の内周面から所定の間隙で形成される周を外周とする第２の扇形部（２１２）とから構成され、前記第２の軟磁性部材（２２）は、その外周面が前記磁石（２０）の内周面に固着され、前記磁石の内周を外周とし、前記第１の回転軸（１１）の外周を内周とし、前記磁石（２０）の前記一端面から前記第１の回転軸（１１）の軸方向に沿って前記第２の回転軸（１２）側に延出する第３の扇形部（２２１）と、前記第１の回転軸（１１）の外周を内周とし、その外周面が前記第４の軟磁性部材（２５）の内周面から所定の間隙で形成される周を外周とする第４の扇形部（２２２）とから構成され、前記第３の軟磁性部材（２３）は、前記第２の扇形部（２１２）の下面に対向し、前記第２の扇形部（２１２）と同じ形状をした第５の扇形部（２３１）と、前記第４の扇形部（２２２）の下面に対向し、前記第４の扇形部（２２２）と同じ形状をした第６の扇形部（２３２）と、前記第５の扇形部（２３１）と前記第６の扇形部（２３２）を接続する第７の扇形部（２３３）とから構成され、前記第４の軟磁性部材（２４）は、その内周面が前記第２の扇形部（２１２）の外周面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をし、前記第５の軟磁性部材（２５）は、その内周面が前記第４の扇形部（２２２）の外周面から所定の間隙を持って対向するように形成されたリング形状をしている、前記［１］に記載の車両用検出装置（１）。
【００４７】
［３］それぞれ対向する前記第２の扇形部（２１２）及び前記第５の扇形部（２３１）、並びに前記第４の扇形部（２２２）及び前記第６の扇形部（２３２）を、前記第１の回転軸の周方向に分割された複数の扇形部（２１２Ａ，２１２Ｂ，２２２Ａ，２２２Ｂ，２３１Ａ，２３１Ｂ，２３２Ａ，２３２Ｂ）で構成する前記［１］又は［２］に記載の車両用検出装置（１）。
【００４８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【００４９】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、検出用磁石２０を径方向Ｂに沿って一対の磁極（Ｎ極及びＳ極）からなる２極構成としたが、４極以上のリング状磁石で構成してもよい。この場合、第１、第２及び第３のヨークとして、検出用磁石の極数及びＮ極とＳ極との境界間に対応して、それぞれの磁極毎に設けるようにすればよい。
【００５０】
また、上記実施の形態では、磁気検出素子２６及び角度用磁気検出素子２９により磁束を検出しているが、磁気検出素子２６及び角度用磁気検出素子２９の数や形状について特に制限はない。
【００５１】
また、上記実施の形態では、第１のヨーク２１の第２の扇形部２１２の外周面が第１のガイドリング２４の内周面から所定の間隙を持って対向するように形成しているが、回転によって磁気的結合が変化しないように所定の間隙をもって配置してあればよいので、第１のヨーク２１の下面が第１のガイドリング２４の上面に、第１のヨーク２１の上面が第１のガイドリング２４の下面に、又は第１のヨーク２１が第１のガイドリング２４の上面及び下面をそれぞれ挟み込むように配置してあってもよい。このように上面及び／又は下面に配置する場合は、第１のヨーク２１の形状は扇形に限定されるものではなく、磁気的結合が変化しない形状であればよい。
【００５２】
また、上記実施の形態では、第２のヨーク２２の第４の扇形部２２２の外周面が第２のガイドリング２５の内周面から所定の間隙を持って対向するように形成しているが、回転によって磁気的結合が変化しないように所定の間隙をもって配置してあればよいので、第２のヨーク２２の下面が第２のガイドリング２５の上面に、第２のヨーク２２の上面が第２のガイドリング２５の下面に、第２のヨーク２２が第２のガイドリング２５の上面及び下面をそれぞれ挟み込むように配置してあってもよい。このように上面及び／又は下面に配置する場合は、第１のヨーク２１の形状は扇形に限定されるものではなく、磁気的結合が変化しない形状であればよい。
【００５３】
上記実施の形態では、角度用磁気検出素子２９を検出用磁石２０の側方であって保持部材２７の上方に配置しているが、トルク検出部２を構成する第１、第２及び第３のヨーク２１，２２，２３、並びに第１及び第２のガイドリング２４，２５からの磁気的干渉の影響を受け難い場所であれば、これ以外の場所でもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態では、操舵角すなわち回転角を検出する場合について説明したが、ステアリング軸１０の回転数を検出する手段を設けることによって、ステアリング軸１０の絶対的な回転位置を検出するようにしてもよい。
【００５５】
上記変形例では、第１から第３のヨーク２１Ａ，２２Ａ，２３Ａのそれぞれ対向する個所が周方向に２分割してある場合について説明したが、さらに多分割してあってもよい。さらに、第１から第３のヨーク２１，２２，２３，２１Ａ，２２Ａ，２３Ａのそれぞれ対向する個所を径方向Ｂに沿って分割し、対向するヨークの一方に周方向に沿った溝（凹部）を設け、他方にこの溝（凹部）内に所定の間隙を持って進入するような凸部を設けることによって、それぞれのヨークの対向面積を拡大するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…車両用検出装置
１０…ステアリング軸
１１…入力軸
１２…出力軸
１３…トーションバー（弾性部材）
２…トルク検出部
２０…検出用磁石
２０ａ，２０ｂ…境界
２１，２１Ａ…第１のヨーク（第１の軟磁性部材）
２２，２２Ａ…第２のヨーク（第２の軟磁性部材）
２３，２３Ａ…第３のヨーク（第３の軟磁性部材）
２１１…第１の扇形部
２１２…第２の扇形部
２２１…第３の扇形部
２２２…第４の扇形部
２３１…第５の扇形部
２３２…第６の扇形部
２３３…第７の扇形部
２４…第１のガイドリング（第５の軟磁性部材）
２５…第２のガイドリング（第６の軟磁性部材）
２６…磁気検出素子
２７，２８…保持部材
２９…角度用磁気検出素子
３…回転検出部
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３…磁路
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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