(57)【要約】【課題】簡易な構成で磁歪膜の軸線方向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。【解決手段】電動パワーステアリング装置１２を構成する磁歪式トルクセンサ１０において、シャフト７０のうち磁歪膜７２が配設された磁歪膜配設部位８０に対して軸線方向に隣接する磁歪膜非配設部位８４の熱抵抗は磁歪膜配設部位８０の熱抵抗よりも大きい。【選択図】図３
2016114381.tif 000002
【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、
前記磁歪膜に対向して配置されて当該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において、
前記シャフトのうち前記磁歪膜が配設された磁歪膜配設部位に対して軸線方向に隣接する少なくとも一方の磁歪膜非配設部位の熱抵抗は、当該磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きい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、
前記磁歪膜配設部位が中実に形成されると共に前記磁歪膜非配設部位が中空に形成されることにより、当該磁歪膜非配設部位の熱抵抗を前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくす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１又は２に記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記磁歪膜非配設部位は、前記磁歪膜配設部位を構成する材料よりも熱抵抗の大きい材料で構成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】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁歪式トルクセンサにおいて、
前記磁歪膜非配設部位の断面積が前記磁歪膜配設部位の断面積よりも小さく形成されることにより、当該磁歪膜非配設部位の熱抵抗を前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくすることを特徴とする磁歪式トルクセンサ。
【請求項５】
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１〜４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。
【請求項６】
請求項５記載の電動パワーステアリング装置において、
車両のエンジンルーム内に配設されて前記ステアリングホイールに連動して回動するピニオン軸を備え、
前記磁歪式トルクセンサは、前記ピニオン軸に設けられ、
前記シャフトのうち前記磁歪膜配設部位に対して前記ピニオン軸側に隣接する前記磁歪膜非配設部位の熱抵抗が前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
請求項５記載の電動パワーステアリング装置において、
運転席の下部に導かれるエアコンの温風が当たるロアシャフトと、前記ロアシャフト及び前記ステアリングホイールの間に位置するアッパシャフトと、を有するステアリング軸を備え、
前記磁歪式トルクセンサは、前記アッパシャフトに設けられ、
前記シャフトのうち前記磁歪膜配設部位に対して前記ロアシャフト側に隣接する前記磁歪膜非配設部位の熱抵抗が前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きい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、モータを用いて運転者の操舵を補助す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、ピニオン軸に設けられたシャフトと、シャフトの外周面に配設された磁歪膜と、磁歪膜に対向して配置されて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】
一般的に、磁歪膜は、高温になるほど透磁率が増加するという温度特性を有している。そのため、磁歪式トルクセンサの使用温度が変化すれば、各検出コイルの中点電圧（舵角の中点位置における電圧）についても変化する。
【０００６】
上述した特許文献１に係る磁歪式トルクセンサでは、差動出力を用いているので、磁歪膜の温度が均一に変化した場合には各検出コイルの中点電圧の変化をキャンセルすることができ、これによって、操舵トルクを高精度に検出することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、実際には、磁歪膜には温度差が発生してしまう。具体的には、電動パワーステアリング装置は、常温の車室内からトーボードを貫通して高温のエンジンルーム内まで延在しており、例えば、車室内に位置するステアリング軸とエンジンルーム内に位置するピニオン軸との間に磁歪式トルクセンサを設けることがある。
【０００８】
このような場合、磁歪式トルクセンサの磁歪膜には、その軸線方向に温度差が発生し易い。磁歪膜自体に温度差が発生すると、差動出力を用いたとしても、各検出コイルの中点電圧の変化をキャンセルすることはできない。そのため、磁歪膜の温度差が大きい場合には、複数の検出コイルの中点電圧のズレ量が大きくなり、操舵トルクの検出精度が低下するおそれがある。
【０００９】
このような問題は、ステアリングコラム（ステアリング軸の中間）に磁歪式トルクセンサを設ける場合にも同様に起こり得る。すなわち、例えば、寒冷地や冬場等では、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ステアリング軸の下部が局所的に温められ、ステアリング軸には軸線方向に温度差が発生することがある。そうすると、磁歪式トルクセンサの磁歪膜にも軸線方向に温度差が発生してしまう。
【００１０】
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、簡易な構成で磁歪膜の軸線方向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】
【００１１】
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、前記磁歪膜に対向して配置されて当該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において、前記シャフトのうち前記磁歪膜が配設された磁歪膜配設部位に対して軸線方向に隣接する少なくとも一方の磁歪膜非配設部位の熱抵抗は、当該磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、磁歪膜非配設部位の熱抵抗が磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きい。これにより、当該磁歪膜非配設部位が比較的高温環境にある場合であっても、簡易な構成で磁歪膜配設部位の軸線方向の温度差を小さくすることができるので、当該磁歪膜配設部位に配設される磁歪膜の軸線方向の温度差についても小さくすることができる。よって、各検出コイルの中点電圧のズレ量を小さくすることができるため、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。
【００１３】
上記の磁歪式トルクセンサにおいて、前記磁歪膜配設部位が中実に形成されると共に前記磁歪膜非配設部位が中空に形成されることにより、当該磁歪膜非配設部位の熱抵抗を前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくしてもよい。
【００１４】
また、上記の磁歪式トルクセンサにおいて、前記磁歪膜非配設部位は、前記磁歪膜配設部位を構成する材料よりも熱抵抗の大きい材料で構成されていてもよい。
【００１５】
さらに、上記の磁歪式トルクセンサにおいて、前記磁歪膜非配設部位の断面積が前記磁歪膜配設部位の断面積よりも小さく形成されることにより、当該磁歪膜非配設部位の熱抵抗を前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくしてもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
上記の電動パワーステアリング装置において、車両のエンジンルーム内に配設されて前記ステアリングホイールに連動して回動するピニオン軸を備え、前記磁歪式トルクセンサは、前記ピニオン軸に設けられ、前記シャフトのうち前記磁歪膜配設部位に対して前記ピニオン軸側に隣接する前記磁歪膜非配設部位の熱抵抗が前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくてもよい。
【００１９】
このような構成によれば、エンジンの熱により高温になり易いピニオン軸側の磁歪膜非配設部位の熱抵抗を磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくしているので、操舵トルクの検出精度の低下を抑えることができる。
【００２０】
上記の電動パワーステアリング装置において、運転席の下部に導かれるエアコンの温風が当たるロアシャフトと、前記ロアシャフト及び前記ステアリングホイールの間に位置するアッパシャフトと、を有するステアリング軸を備え、前記磁歪式トルクセンサは、前記アッパシャフトに設けられ、前記シャフトのうち前記磁歪膜配設部位に対して前記ロアシャフト側に隣接する前記磁歪膜非配設部位の熱抵抗が前記磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、エアコンの温風により高温になり易いロアシャフト側の磁歪膜非配設部位の熱抵抗を磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくしているので、操舵トルクの検出精度の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、磁歪膜非配設部位の熱抵抗を磁歪膜配設部位の熱抵抗よりも大きくしているので、簡易な構成で磁歪膜の軸線方向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】
【００２３】
【図１】本発明の第１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の磁歪式トルクセンサの位置を示す説明図である。
【図３】図１の磁歪式トルクセンサ及びその周辺部位の模式的拡大図である。
【図４】図４Ａは図１に示す磁歪式トルクセンサを構成するシャフトの軸線方向の温度分布を示す説明図であり、図４Ｂは比較例に係る磁歪式トルクセンサを構成するシャフトの軸線方向の温度分布を示す説明図である。
【図５】図５Ａは第１変形例に係るシャフトの軸線方向の温度分布を示す説明図であり、図５Ｂは第２変形例に係るシャフトの軸線方向の温度分布を示す説明図であり、図５Ｃは第３変形例に係るシャフトの軸線方向の温度分布を示す説明図である。
【図６】本発明の第２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７】図６の磁歪式トルクセンサの位置を示す説明図である。
【図８】図６の磁歪式トルクセンサ及びその周辺部位の模式的拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
（第１実施形態）
第１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について図１〜図５Ｃを参照しながら説明する。本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してもよい。
【００２６】
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軸１６と、ステアリング軸１６に連動する操舵ギヤ機構１８と、操舵ギヤ機構１８に設けられた操舵アシスト部２０と、磁歪式トルクセンサ１０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２２とを備えている。
【００２７】
ステアリング軸１６は、ステアリングホイール１４に連結されたアッパシャフト２４と、アッパシャフト２４に自在継手２６を介して連結されたロアシャフト２８とを有している。ロアシャフト２８の下部には自在継手３０が設けられている。
【００２８】
図２から諒解されるように、電動パワーステアリング装置１２は、車室２００内からトーボード２０２を貫通してエンジンルーム２０４内にまで延在しており、ロアシャフト２８が車室２００内に位置し、操舵ギヤ機構１８がエンジンルーム２０４内に位置している。
【００２９】
操舵ギヤ機構１８は、ステアリングホイール１４に連動して回動するピニオン軸３２と、ピニオン軸３２に形成されたピニオン歯３４に噛合するラック歯３６が形成されたラック軸３８と、ピニオン軸３２及びラック軸３８を収容するギヤハウジング４０とを有している。
【００３０】
ラック軸３８は、車幅方向に往復動可能な状態で配設されている。ラック軸３８の両端のそれぞれにはタイロッド４２を介して転舵輪４４が設けられている。ギヤハウジング４０には、ピニオン軸３２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。なお、ギヤハウジング４０は、エンジン２０６が載置されるサブフレーム２０８に固定されている（図２参照）。
【００３１】
操舵アシスト部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軸５４と、ウォーム軸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が固定されてラック軸３８に形成された補助ラック歯５８に噛合する補助ピニオン歯６０が形成された補助ピニオン軸６２と、補助ギヤハウジング６４とを有している。
【００３２】
補助ギヤハウジング６４には、補助ピニオン軸６２の上部及び下部を軸支する複数（２つ）の軸受６６、６８が固着されている。なお、本実施形態では、補助ギヤハウジング６４は、ギヤハウジング４０に対して一体的に設けられている。
【００３３】
磁歪式トルクセンサ１０は、エンジンルーム内２０４においてエンジン２０６の近傍に位置した状態で操舵ギヤ機構１８に設けられている。具体的には、磁歪式トルクセンサ１０は、ピニオン軸３２の上部に連結されたシャフト７０と、シャフト７０の外周面に配設された磁歪膜７２と、磁歪膜７２に対向して配置された第１検出コイル７４及び第２検出コイル７６と、センサハウジング７８とを含む。
【００３４】
図３及び図４Ａに示すように、シャフト７０は、ピニオン軸３２と同軸に設けられており、磁歪膜７２が配設された磁歪膜配設部位８０と、磁歪膜配設部位８０に対して軸線方向に隣接する２つの磁歪膜非配設部位８２、８４とを有している。ロアシャフト２８側（上方）に位置する磁歪膜非配設部位８２及び磁歪膜配設部位８０は中実の円柱部材として構成され、ピニオン軸３２側（下方）に位置する磁歪膜非配設部位８４は中空状の円筒部材として構成されている。なお、磁歪膜配設部位８０及び磁歪膜非配設部位８２、８４は、同一の材料で構成されている。
【００３５】
図４Ａに示す例では、磁歪膜配設部位８０及び磁歪膜非配設部位８４は一体成形されているが、磁歪膜配設部位８０及び磁歪膜非配設部位８４は別部材として構成し、これら部材を接合しても構わない。
【００３６】
このように構成されたシャフト７０では、磁歪膜非配設部位８４の熱抵抗（単位長さ当たりの熱抵抗）が、磁歪膜配設部位８０の熱抵抗（単位長さ当たりの熱抵抗）よりも大きくなる。この単位長さ当たりの熱抵抗Ｒ［Ｋ／Ｗ］は、Ｒ＝１／（ｈ・Ａ）と表される。ここで、ｈ［Ｗ／（ｍ2・Ｋ）］は熱伝達率、Ａ［ｍ2］は横断面積である。
【００３７】
磁歪膜７２は、歪に対して透磁率が変化する材料で構成されており、例えば、磁歪膜配設部位８０に電解Ｎｉめっきを施すことにより形成される。磁歪膜７２には、シャフト７０の軸線方向とは異なる方向の第１磁気異方性ｍａ１が付与された第１磁歪部位８６と、シャフト７０の軸線方向及び第１磁気異方性ｍａ１の方向とは異なる方向の第２磁気異方性ｍａ２が付与された第２磁歪部位８８とが設けられている。
【００３８】
具体的には、第１磁気異方性ｍａ１及び第２磁気異方性ｍａ２は、シャフト７０の軸線に対して４５度傾斜すると共に互いに位相が９０度ずれている。第１磁歪部位８６と第２磁歪部位８８とは、シャフト７０の軸線方向に沿って並設されている。なお、本実施形態では、単一の磁歪膜７２に第１磁歪部位８６と第２磁歪部位８８とを設けているが、第１磁気異方性ｍａ１を有する磁歪膜と第２磁気異方性ｍａ２を有する磁歪膜とをシャフト７０の外周面に別々に形成することも可能である。
【００３９】
第１検出コイル７４は第１磁歪部位８６に対向して配置され、第２検出コイル７６は第２磁歪部位８８に対向して配置されている。第１検出コイル７４は、第１磁歪部位８６の磁気特性の変化を検出し、第２検出コイル７６は、第２磁歪部位８８の磁気特性の変化を検出する。第１検出コイル７４の出力は、第１検出回路９０を通じて第１出力電圧ＶＴ１としてＥＣＵ２２に供給され、第２検出コイル７６の出力は、第２検出回路９２を通じて第２出力電圧ＶＴ２としてＥＣＵ２２に供給される。
【００４０】
センサハウジング７８は、ギヤハウジング４０に対して一体的に設けられており、シャフト７０、磁歪膜７２、第１検出コイル７４、及び第２検出コイル７６を収容する。センサハウジング７８には、シャフト７０の上部を軸支する軸受９４が固着されている。
【００４１】
ＥＣＵ２２は、第１出力電圧ＶＴ１と第２出力電圧ＶＴ２との差から操舵トルク信号を算出する。すなわち、ＥＣＵ２２は、第１検出コイル７４と第２検出コイル７６の差動出力（差動電圧）に基づいて操舵トルクを算出する。また、ＥＣＵ２２は、算出された操舵トルクに基づいて操舵アシスト用のモータ５２を駆動制御する。
【００４２】
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。
【００４３】
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７０に操舵トルクが作用するため、例えば、第１磁歪部位８６に引張力が作用する一方で第２磁歪部位８８に圧縮力が作用する。その結果、第１磁歪部位８６の透磁率が減少するため第１検出コイル７４のインダクタンスが減少し、第２磁歪部位８８の透磁率が増加するため第２検出コイル７６のインダクタンスが増加する。
【００４４】
第１検出コイル７４の出力信号は第１検出回路９０にて第１出力電圧ＶＴ１に変換されてＥＣＵ２２に供給され、第２検出コイル７６の出力信号は第２検出回路９２にて第２出力電圧ＶＴ２に変換されてＥＣＵ２２に供給される。そして、ＥＣＵ２２では、第１出力電圧ＶＴ１と第２出力電圧ＶＴ２との差から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、ウォーム軸５４、ウォームホイール５６、補助ピニオン軸６２を介してラック軸３８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。
【００４５】
ところで、本実施形態の電動パワーステアリング装置１２のように、高温のエンジンルーム２０４内にピニオン軸３２が位置すると共に常温の車室２００内にステアリング軸１６の下部（ロアシャフト２８）が位置している場合、磁歪式トルクセンサ１０のシャフト７０には温度差が発生することがある。
【００４６】
ここで、ピニオン軸３２側に位置する磁歪膜非配設部位３０４を中実の円柱部材として構成した比較例に係る磁歪式トルクセンサ３００を考えた場合、シャフト３０２の軸線方向の温度分布は、例えば、図４Ｂに示すものとなる。そして、シャフト３０２の外周面に配設された（めっき処理された）磁歪膜７２は、磁歪膜配設部位８０の温度と略同じ温度となるため、磁歪膜７２には、比較的大きいΔＴの温度差が発生することとなる。
【００４７】
そうすると、磁歪膜７２は高温になるほど透磁率が増加するという温度特性を有しているため、第１検出コイル７４の中点電圧と第２検出コイル７６の中点電圧とのズレ量が比較的大きくなり、操舵トルクの検出精度が低下する場合がある。
【００４８】
しかしながら、本実施形態によれば、ピニオン軸３２側（高温側）の磁歪膜非配設部位８４を中空状の円筒部材として構成することにより、磁歪膜非配設部位８４の熱抵抗を磁歪膜配設部位８０の熱抵抗よりも大きくしている。これにより、磁歪膜非配設部位８４の放熱性が比較的大きくなるため、簡易な構成で、磁歪膜配設部位８０（磁歪膜７２）の軸線方向の温度差を小さくすることができる。すなわち、磁歪膜７２の温度差を比較的小さいΔＴ１（ΔＴ１＜ΔＴ）に抑えることができる。よって、第１検出コイル７４の中点電圧と第２検出コイル７６の中点電圧のズレ量を小さくすることができるので、操舵トルク（シャフト７０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。
【００４９】
本実施形態において、磁歪式トルクセンサ１０のシャフト７０は、例えば、第１〜第３変形例に係るシャフト７０ａ〜７０ｃの構成を採り得る。
【００５０】
図５Ａに示すように、第１変形例に係るシャフト７０ａでは、ピニオン軸３２側の磁歪膜非配設部位９６が磁歪膜配設部位８０の外径よりも小さい外径を有する中実の円柱部材として構成されている。なお、磁歪膜配設部位８０及び磁歪膜非配設部位８２、９６は、同一の材料で構成されている。
【００５１】
このような構成によれば、磁歪膜非配設部位９６の横断面積が磁歪膜配設部位８０の横断面積よりも小さくなるため、磁歪膜非配設部位９６の熱抵抗を磁歪膜配設部位８０の熱抵抗よりも大きくすることができる。これにより、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００５２】
なお、この第１変形例に係るシャフト７０ａにおいて、図５Ａに示す例では、磁歪膜配設部位８０及び磁歪膜非配設部位９６は一体成形されているが、磁歪膜配設部位８０及び磁歪膜非配設部位９６は別部材として構成し、これら部材を接合しても構わない。また、磁歪膜非配設部位９６は、中実の円柱部材ではなく中空状の円筒部材として構成してもよい。この場合は、磁歪膜７２の温度差を一層小さくすることができるので、操舵トルクの検出精度の低下を確実に抑えることができる。
【００５３】
図５Ｂに示すように、第２変形例に係るシャフト７０ｂでは、磁歪膜配設部位８０の軸線方向両側に隣接する磁歪膜非配設部位９８、１００が磁歪膜配設部位８０の外径よりも小さい外径を有する中実の円柱部材として構成されている。このような構成によれば、第１変形例に係るシャフト７０ａと同様の作用効果を奏する。
【００５４】
なお、この第２変形例に係るシャフト７０ｂにおいて、図５Ｂに示す例では、２つの磁歪膜非配設部位９８、１００は同一の外径を有しているが、磁歪膜非配設部位９８、１００の外径は互いに異なっていても構わない。また、各磁歪膜非配設部位９８、１００は、中実の円柱部材ではなく中空状の円筒部材として構成してもよい。
【００５５】
図５Ｃに示すように、第３変形例に係るシャフト７０ｃでは、ピニオン軸３２側の磁歪膜非配設部位１０２が磁歪膜配設部位８０を構成する材料よりも熱抵抗の大きい材料で構成されている。また、磁歪膜配設部位８０に設けられた凸部１０４と磁歪膜非配設部位１０２の凹部１０６とが嵌合することにより、磁歪膜配設部位８０と磁歪膜非配設部位１０２とが接合（結合）されている。このような構成によれば、上述した実施形態に係るシャフト７０と同様の作用効果を奏する。
【００５６】
なお、この第３変形例に係るシャフト７０ｃにおいて、磁歪膜配設部位８０に凹部を形成し磁歪膜非配設部位１０２に当該凹部に嵌合する凸部を設けてもよい。また、磁歪膜配設部位８０と磁歪膜非配設部位１０２との接合構造は凹凸嵌合によるものに限定されず、溶接等であっても構わない。
【００５７】
さらに、磁歪膜非配設部位１０２は、磁歪膜配設部位８０の外径よりも小さい外径を有していてもよいし、中空状の円筒部材として構成されていてもよい。また、磁歪膜非配設部位１０２は、磁歪膜配設部位８０の外径よりも小さい外径を有する中空状の円筒部材として構成することも勿論可能である。この場合は、磁歪膜７２の温度差を一層小さくすることができるので、操舵トルクの検出精度の低下を確実に抑えることができる。
【００５８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る磁歪式トルクセンサ１０Ａを備えた電動パワーステアリング装置１２Ａについて図６〜図８を参照しながら説明する。なお、第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置１２Ａにおいて、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置１２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。
【００５９】
図６に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１２Ａは、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１２Ａは、いわゆるラックアシスト型又はピニオン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。
【００６０】
図７に示すように、電動パワーステアリング装置１２Ａでは、ステアリング軸１６のアッパシャフト２４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。すなわち、エアコンの温風は、送風口１５６に導かれる途中でロアシャフト２８に当たる。
【００６１】
操舵ギヤ機構１５８は、上述した補助ラック歯５８（図１参照）が形成されていないラック軸１６０と、ラック軸１６０を収容するギヤハウジング１６１とを備える。操舵ギヤ機構１５８の残余の構成は、上述した操舵ギヤ機構１８と同様である。
【００６２】
操舵アシスト部１６２は、ステアリングコラム１５０に設けられている。図８に示すように、本実施形態では、操舵アシスト部１６２を構成するウォームホイール５６が、磁歪式トルクセンサ１０Ａのシャフト１７２の下部に連結されたアシスト軸部１６４に嵌合されている。アシスト軸部１６４は、補助ギヤハウジング１６６に固着された複数（２つ）の軸受１６８、１７０によって軸支されている。
【００６３】
磁歪式トルクセンサ１０Ａは、アッパシャフト２４の下部に連結されたシャフト１７２と、磁歪膜７２と、第１検出コイル７４及び第２検出コイル７６と、センサハウジング１７４とを含む。
【００６４】
シャフト１７２は、上述したシャフト７０と同様に構成されているため、その詳細な説明を省略する。つまり、シャフト１７２は、アッパシャフト２４と同軸に設けられており、アッパシャフト２４側（上方）に位置する磁歪膜非配設部位８２が中実の円柱部材として構成され、アシスト軸部１６４側（下方）に位置する磁歪膜非配設部位８４が中空状の円筒部材として構成されている。ただし、シャフト１７２は、上述した変形例に係るシャフト７０ａ〜７０ｃと同様の構成を採り得る（図５Ａ〜図５Ｃ参照）。センサハウジング１７４は、補助ギヤハウジング１６６に対して一体的に設けられている。
【００６５】
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ロアシャフト２８が局所的に温められる。そうすると、低温のアッパシャフト２４と高温のロアシャフト２８との間に位置する磁歪式トルクセンサ１０Ａのシャフト１７２には、軸線方向に温度差が発生することがある。
【００６６】
しかしながら、本実施形態によれば、ロアシャフト２８側（高温側）の磁歪膜非配設部位８４を中空状の円筒部材として構成することにより、磁歪膜非配設部位８４の熱抵抗を磁歪膜配設部位８０の熱抵抗よりも大きくしている。これにより、磁歪膜７２の軸線方向の温度差を小さくすることができるので、操舵トルク（シャフト１７２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。すなわち、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６７】
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。例えば、磁歪式トルクセンサは、電動パワーステアリング装置以外の種々の装置に対しても適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０、１０Ａ…磁歪式トルクセンサ    １２、１２Ａ…電動パワーステアリング装置
１４…ステアリングホイール          １６…ステアリング軸
１８、１５８…操舵ギヤ機構          ２０、１６２…操舵アシスト部
２２…ＥＣＵ                        ３２…ピニオン軸
３８、１６０…ラック軸              ７０、７０ａ〜７０ｃ、１７２…シャフト
７２…磁歪膜                        ７４…第１検出コイル
７６…第２検出コイル                ７８、１７４…センサハウジング
８０…磁歪膜配設部位                ８２、８４、９６、９８、１００、１０２…磁歪膜非配設部位
８６…第１磁歪部位                  ８８…第２磁歪部位
９０…第１検出回路                  ９２…第２検出回路
１５０…ステアリングコラム
ｍａ１…第１磁気異方性              ｍａ２…第２磁気異方性
ＶＴ１…第１出力電圧                ＶＴ２…第２出力電圧
【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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