(57)【要約】本発明は、入力軸及び出力軸との間に配置されて、入力軸と出力軸の相対回動変位を介して入力軸及び出力軸との間のトルクを感知するトルクセンサー装置として、入力軸と出力軸の端部を収容して位置固定配置されて入力軸及び出力軸に相対回動可能なハウジング、前記ハウジングに収容配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか一側の側の一端に連結されて前記ハウジングの内部で回動可能に前記ハウジングに収容配置されるマグネットリングを含むマグネットユニット、前記ハウジングに位置固定されて前記マグネットユニットの外側に配置されて前記マグネットユニットの磁場を集束させるコレクターユニット、前記コレクターユニットの外周側に配置されて前記コレクターユニットを介して集束される磁場を感知するトルクセンサーを含むセンシングユニット、前記コレクターユニットを介して集束される前記マグネットユニットの磁場を入力軸と出力軸との間の相対回動によって変化させるシールドユニット、を備えるトルクセンサー装置を提供する。【選択図】図２
2017533408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸および出力軸との間に配置されて、入力軸と出力軸の相対回動変位を介して入力軸および出力軸との間のトルクを感知するトルクセンサー装置であって、
入力軸と出力軸の端部を収容して位置固定配置されて入力軸および出力軸に相対回動可能なハウジングと、前記ハウジングに収容配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか一側の一端に連結されて前記ハウジングの内部で回動可能に前記ハウジングに収容配置されるマグネットリングを含むマグネットユニットと、前記ハウジングに位置固定されて前記マグネットユニットの外側に配置されて前記マグネットユニットの磁場を集束させるコレクターユニットと、前記コレクターユニットの外周側に配置されて前記コレクターユニットを介して集束される磁場を感知するトルクセンサーを含むセンシングユニットと、前記コレクターユニットと前記マグネットユニットとの間に配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか他側に連結されて、前記コレクターユニットを介して集束される前記マグネットユニットの磁場を入力軸と出力軸との間の相対回動によって変化させるシールドリングユニットと、を備え、
前記シールドリングユニットは、
前記コレクターユニットの内側に配置されて前記マグネットユニットを相対回動可能に内部に収容するシールドリングボディーと、
前記シールドリングボディーに予め設定された間隔で前記シールドリングボディーの外周に離隔配置される複数のシールドリングピースと、を備えることを特徴とする、
トルクセンサー装置。
【請求項２】
前記シールドリングボディーの一側にはシールドスリーブが備えられて、前記シールドスリーブは入力軸の一端と連結されることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサー装置。
【請求項３】
前記シールドスリーブは、入力軸の一端と連結されるスリーブシャフトと、前記スリーブシャフトの端部に半径方向に延長形成されるスリーブペリフェラルと、を備え、前記スリーブペリフェラルには一つ以上のスリーブペリフェラルグルーブが形成されることを特徴とする請求項２に記載のトルクセンサー装置。
【請求項４】
前記シールドリングボディーはシールドボディーを含み、前記シールドボディーは、前記シールドスリーブと連結されるシールドボディーラウンダーと、前記シールドボディーラウンダーに連結されて前記シールドリングピースの収容装着を可能にするシールドボディーホルダーと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のトルクセンサー装置。
【請求項５】
前記シールドボディーラウンダーには前記シールドリングピースの一端を安着配置させるシールドボディーラウンダー安着部が備えられて、前記シールドボディーホルダーにはシールドボディーホルダーリングピース貫通口が備えられて、前記シールドボディーホルダーリングピース貫通口の内側には前記シールドリングピースの他端を安着支持するシールドボディーホルダーリングピース安着部が備えられることを特徴とする請求項４に記載のトルクセンサー装置。
【請求項６】
前記シールドリングピースは、前記シールドリングユニットの半径方向に実質的に垂直に配置されて前記シールドボディーホルダーリングピース安着部に配置されるリングピースボディーと、前記リングピースボディーの端部に延長配置されて前記シールドボディーラウンダー安着部に安着されるリングピース連結部と、を備えることを特徴とする請求項５に記載のトルクセンサー装置。
【請求項７】
前記リングピース連結部にはリングピース連結装着部が貫通形成されて、前記シールドボディーラウンダー安着部の一面にはリングピース連結部を安着収容する安着グルーブが備えられて、前記安着グルーブの一面には前記リングピース連結装着部に対応して挿入可能な安着融着突起が備えられることを特徴とする請求項６に記載のトルクセンサー装置。
【請求項８】
前記シールドボディーホルダーリングピース安着部は、前記シールドボディーホルダーリングピース貫通口の内側には前記シールドボディーホルダーの中心側に向かうようにダブテイル構造で傾斜形成されるリングピース安着アラインガイドを備えることを特徴とする請求項６に記載のトルクセンサー装置。
【請求項９】
前記シールドボディーホルダーリングピース安着部の前記シールドボディーホルダーの回動軸に実質的に垂直した端部に前記シールドリングピースの端部を支持可能なリングピース安着ストッパーを備えることを特徴とする請求項６に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１０】
前記リングピースボディーの端部にはリングピースガイドが備えられて、前記リングピース安着ストッパーの一面には前記リングピースガイドと噛み合い可能なリングピースガイド対応部が備えられることを特徴とする請求項６に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１１】
前記シールドリングユニットは、前記シールドリングボディーと結合して前記シールドリングボディーに装着された前記シールドリングピースを固定支持するシールドリングオーバーボディーを備えることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１２】
前記シールドリングボディーの一側にはシールドスリーブが備えられて、前記シールドスリーブは入力軸の一端と連結されて、前記シールドスリーブは前記シールドリングボディーとインサート射出形成されて、前記シールドリングオーバーボディーは前記シールドリングピースが装着された前記シールドリングボディーの端部をオーバーモルディング形成されることを特徴とする請求項１１に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１３】
前記センシングユニットは、前記シールドリングユニットの回動に連動して出力軸での回転変位を検出するアンギュラセンサーモジュールをさらに含み、前記アンギュラセンサーモジュールは、前記ハウジングに対して位置固定されて配置されるアンギュラセンサーと、前記アンギュラセンサーに相対回動可能に配置されるアンギュラマグネットと、前記アンギュラマグネットが固定装着されるアンギュラローターと、前記アンギュラローターと噛み合う前記シールドリングユニットに配置されるオーバーボディーアンギュラギアと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１４】
前記ハウジングには前記アンギュラローターの回動を案内支持するアンギュラホルダーが配置されて、前記アンギュラホルダーの一側は開放されて前記アンギュラローターを回動可能に収容することを特徴とする請求項１３に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１５】
前記アンギュラローターは、前記アンギュラマグネットが装着されるローターボディーと、前記ローターボディーの外周端部に配置されて前記オーバーボディーアンギュラギアと噛み合うローターギアと、前記ローターボディーから前記ローターボディーの回転軸長さ方向に突出形成されるローターガイドと、を備えることを特徴とする請求項１４に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１６】
前記アンギュラローターは、前記アンギュラマグネットが装着されるローターボディーと、前記ローターボディーの外周端部に配置されて前記オーバーボディーアンギュラギアと噛み合うローターギアと、前記ローターボディーから前記ローターボディーの回転軸長さ方向に突出形成されるローターガイドと、を備え、前記ローターボディーには前記アンギュラマグネットを収容するローターボディー収容部を備え、前記ローターボディー収容部は前記アンギュラマグネットの離脱を防止するローターボディー収容部ストッパーを備えることを特徴とする請求項１４に記載のトルクセンサーユニット。
【請求項１７】
前記シールドリングピースはフラットピースであることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１８】
前記シールドリングボディーの一側にはシールドスリーブが備えられ、前記シールドスリーブは入力軸の一端と連結されて、前記シールドリングボディーはシールドボディーを含み、前記シールドボディーは、前記シールドスリーブと連結されるシールドボディーラウンダーと、前記シールドボディーラウンダーに連結されて前記シールドリングピースの収容装着を可能にするシールドボディーホルダーと、を含み、前記シールドボディーラウンダーには前記シールドリングピースの一端を安着配置させるシールドボディーラウンダー安着部が備えられ、前記シールドボディーホルダーにはシールドボディーホルダーリングピース貫通口が備えられ、前記シールドボディーホルダーリングピース貫通口の内側には前記シールドリングピースの他端を安着支持するシールドボディーホルダーリングピース安着部が備えられ、前記シールドリングピースは、前記シールドリングユニットの半径方向に実質的に垂直に配置されて前記シールドボディーホルダーリングピース安着部に配置されるリングピースボディーと、前記リングピースボディーの端部に延長配置されて前記シールドボディーラウンダー安着部に安着されるリングピース連結部と、を備え、前記リングピースボディーの曲率半径は無限大であることを特徴とする請求項１７に記載のトルクセンサー装置。
【請求項１９】
前記シールドリングボディーは半径方向に前記シールドリングピースが配置されるシールド部と、前記シールド部の間の空間としての非シールド部と、を備え、前記シールドリングボディーの中心から前記シールド部がなす間の角度（α）と前記非シールド部がなす間の角度（β）は互いに異なる値を有することを特徴とする請求項１８に記載のトルクセンサー装置。
【請求項２０】
前記シールドリングボディーの中心から前記シールド部がなす間の角度（α）と前記非シールド部がなす間の角度（β）は、
β＞αであり、
前記シールド部がなす弧の長さ（ｌ）は、
2017533408.tif 000008
であり、
Ｒは前記シールドリングボディーの半径、ｍは前記シールドリングピースの個数であることを特徴とする請求項１９に記載のトルクセンサー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクセンサーに関し、より詳細には入力軸と出力軸を備えるシャフトに対する印加トルクを感知する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時に操向ステアリングホイールを回転させることにより路面と接触している車輪も回転するようになる。即ち、前記操向ステアリングホイールを左方向または右方向に回転させると、これと同じ方向に車輪が回転するようになる。
ところで、前記車輪は路面と接触した状態であるため、前記車輪と前記路面との間の摩擦力によって前記操向ステアリングホイールと前記車輪の回転比は互いに異なることになり、運転者は前記操向ステアリングホイールを操作するに当たり大きい力を要する。
【０００３】
このような操向力を補助する装置として、パワーステアリングシステム（ＰＳ、Ｐｏｗｅｒ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が備えられて、パワーステアリングシステムの中でも電動モーターを利用するＥＰＳ方式が実生活で使用される乗用車両などで適用範囲を広めている。
【０００４】
このようなパワーステアリングシステムにおいて動力補助のために、操向ステアリングホイールと連結される入力軸側と車輪側と連動する出力軸側との間のトルク負荷を感知するために両者間の回転角偏差を測定するトルクセンサー（Ｔｏｒｑｕｅ  ｓｅｎｓｏｒ）が備えられる。
【０００５】
トルクセンサーは、大きく接触方式と非接触式方式に分けられるが、接触方式は騒音と耐久性の低下問題によって最近では非接触式方式のトルクセンサーを採択している。また、非接触式方式のトルクセンサーは、大きく磁気抵抗検出方式、磁気変形検出方式、停電容量検出方式、そして光学式検出方式に分けられる。
【０００６】
一方、従来に提供されていた電気式動力操向装置に備えられた磁気抵抗検出方式のトルクセンサーは、運転者が操作する操向ステアリングホイールが入力シャフトの上端に結合され、前記入力シャフトの下端はトーションバー（Ｔｏｒｓｉｏｎ  ｂａｒ）によって出力シャフトの上端と連結される。そして、前記出力シャフトの下端は車輪と連結されて、前記トーションバーを含む前記入力シャフトの下端と前記出力シャフトの上端は、その外部にハウジングで保護される。
また、前記ハウジングの内部には、先述したトルクセンサー及び動力手段が設置される。ここで、前記入力シャフトには、一定間隔毎に交差する極性を有する永久マグネットが備えられる。そして、前記入力シャフトに備えられた永久マグネットによって磁気誘導発生が可能な強磁性体の物質で永久マグネットの極数に相応する歯車構造物の検出リングが出力シャフトに設置される。
そして、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構造からなる。この時、入力シャフトに設置された永久マグネットと出力シャフト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対応する面積の変化が発生する。従って、前記検出リングには磁力の変化が発生されて、この磁力の変化を前記センサーが検出するようになり出力シャフトが入力シャフトに対してねじれが発生した角度を感知するようになる。
【０００７】
しかし、従来技術に係る非接触方式のトルクセンサーは、構成要素が多すぎて組み立てが複雑で誤作動の可能性が増大して、製造原価が増大し、構成要素が多すぎるため耐久年限の問題点が浮き彫りになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のような問題点を解決するための本発明の目的は、簡単な構造で製造可能で感度を増大させて感知信頼性を増大させて、製造原価を削減させた構造のトルクセンサーを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述したような目的を達成するための本発明のトルクセンサーは、入力軸および出力軸との間に配置されて、入力軸と出力軸の相対回動変位を介して入力軸および出力軸との間のトルクを感知するトルクセンサー装置であって、入力軸と出力軸の端部を収容して位置固定配置されて入力軸および出力軸に相対回動可能なハウジングと、前記ハウジングに収容配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか一側の一端に連結されて前記ハウジングの内部で回動可能に前記ハウジングに収容配置されるマグネットリングを含むマグネットユニットと、前記ハウジングに位置固定されて前記マグネットユニットの外側に配置されて前記マグネットユニットの磁場を集束させるコレクターユニットと、前記コレクターユニットの外周側に配置されて前記コレクターユニットを介して集束される磁場を感知するトルクセンサーを含むセンシングユニットと、前記コレクターユニットと前記マグネットユニットとの間に配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか他側の一端に連結されて、前記コレクターユニットを介して集束される前記マグネットユニットの磁場を入力軸と出力軸との間の相対回動によって変化させるシールドリングユニットと、を備えて、前記シールドリングユニットは、前記コレクターユニットの内側に配置されて前記マグネットユニットを相対回動可能に内部に収容するシールドリングボディーと、前記シールドリングボディーに予め設定された間隔で前記シールドリングボディーの外周に離隔配置される複数のシールドリングピースを備えることを特徴とするトルクセンサー装置トルクセンサーを提供する。
【００１０】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングボディーの一側にはシールドスリーブが備えられて、前記シールドスリーブは入力軸の一端と連結されてもよい
【００１１】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドスリーブは、入力軸の一端と連結されるスリーブシャフトと、前記スリーブシャフトの端部に半径方向に延長形成されるスリーブペリフェラルを備えて、前記スリーブペリフェラルには一つ以上のスリーブペリフェラルグルーブが形成されてもよい。
【００１２】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングボディーはシールドボディーを含み、前記シールドボディーは、前記シールドスリーブと連結されるシールドボディーラウンダーと、前記シールドボディーラウンダーに連結されて前記シールドリングピースの収容装着を可能にするシールドボディーホルダーを含んでもよい。
【００１３】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドボディーラウンダーには前記シールドリングピースの一端を安着配置させるシールドボディーラウンダー安着部が備えられて、前記シールドボディーホルダーにはシールドボディーホルダーリングピース貫通口が備えられて、前記シールドボディーホルダーリングピース貫通口の内側には前記シールドリングピースの他端を安着支持するシールドボディーホルダーリングピース安着部が備えられてもよい。
【００１４】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングピースは、前記シールドリングユニットの半径方向に実質的に垂直に配置されて前記シールドボディーホルダーリングピース安着部に配置されるリングピースボディーと、前記リングピースボディーの端部に延長配置されて前記シールドボディーラウンダー安着部に安着されるリングピース連結部を備えてもよい。
【００１５】
前記トルクセンサー装置において、前記リングピース連結部にはリングピース連結装着部が貫通形成されて、前記シールドボディーラウンダー安着部の一面にはリングピース連結部を安着収容する安着グルーブが備えられて、前記安着グルーブの一面には前記リングピース連結装着部に対応して挿入可能な安着融着突起が備えられてもよい。
【００１６】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドボディーホルダーリングピース安着部は、前記シールドボディーホルダーリングピース貫通口の内側には前記シールドボディーホルダーの中心側に向かうようにダブテイル構造で傾斜形成されるリングピース安着アラインガイドを備えてもよい。
【００１７】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドボディーホルダーリングピース安着部の前記シールドボディーホルダーの回動軸に実質的に垂直した端部に前記シールドリングピースの端部を支持可能なリングピース安着ストッパーを備えてもよい。
【００１８】
前記トルクセンサー装置において、前記リングピースボディーの端部にはリングピースガイドが備えられて、前記リングピース安着ストッパーの一面には前記リングピースガイドと噛み合い可能なリングピースガイド対応部が備えられてもよい。
【００１９】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングユニットは、前記シールドリングボディーと結合して前記シールドリングボディーに装着された前記シールドリングピースを固定支持するシールドリングオーバーボディーを備えてもよい。
【００２０】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングボディーの一側にはシールドスリーブが備えられて、前記シールドスリーブは入力軸の一端と連結されて、前記シールドスリーブは前記シールドリングボディーとインサート射出形成されて、前記シールドリングオーバーボディーは前記シールドリングピースが装着された前記シールドリングボディーの端部をオーバーモルディング形成されてもよい。
【００２１】
上述したような目的を達成するための本発明のトルクセンサー装置は、入力軸および出力軸との間に配置されて、入力軸と出力軸の相対回動変位を介して入力軸および出力軸との間のトルクを感知するトルクセンサー装置である。
【００２２】
入力軸と出力軸の端部を収容して位置固定配置されて入力軸および出力軸に相対回動可能なハウジングと、前記ハウジングに収容配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか一側の一端に連結されて前記ハウジングの内部で回動可能に前記ハウジングに収容配置されるマグネットリングを含むマグネットユニットと、前記ハウジングに位置固定されて前記マグネットユニットの外側に配置されて前記マグネットユニットの磁場を集束させるコレクターユニットと、前記コレクターユニットの外周側に配置されて前記コレクターユニットを介して集束される磁場を感知するトルクセンサーを含むセンシングユニットと、前記コレクターユニットと前記マグネットユニットとの間に配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか他側に連結されて、前記コレクターユニットを介して集束される前記マグネットユニットの磁場を入力軸と出力軸との間の相対回動によって変化させるシールドリングユニットと、を備えて、前記センシングユニットは、前記シールドリングユニットの回動に連動して出力軸での回転変位を検出するアンギュラセンサーモジュールをさらに含み、前記アンギュラセンサーモジュールは、前記ハウジングに対して位置固定されて配置されるアンギュラセンサーと、前記アンギュラセンサーに相対回動可能に配置されるアンギュラマグネットと、前記アンギュラマグネットが固定装着されるアンギュラローターと、前記アンギュラローターと噛み合う前記シールドリングユニットに配置されるオーバーボディーアンギュラギアを含むトルクセンサー装置を提供する。
【００２３】
前記トルクセンサー装置において、前記ハウジングには前記アンギュラローターの回動を案内支持するアンギュラホルダーが配置されて、前記アンギュラホルダーの一側は開放されて前記アンギュラローターを回動可能に収容してもよい。
【００２４】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラローターは、前記アンギュラマグネットが装着されるローターボディーと、前記ローターボディーの外周端部に配置されて前記オーバーボディーアンギュラギアと噛み合うローターギアと、前記ローターボディーから前記ローターボディーの回転軸長さ方向に突出形成されるローターガイドと、を備えてもよい。
【００２５】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラホルダーは、前記ローターボディーの回動時、前記ローターギアを干渉なしに収容可能なアンギュラホルダー収容部と、前記ローターガイドの対応する位置に前記ローターガイドを相対回動可能に面接触支持するアンギュラホルダーガイドと、前記アンギュラホルダーの開放された一側の反対側に配置されるアンギュラホルダー弾性収容部と、一端は前記アンギュラホルダー弾性収容部に収容支持されて、他端は前記ハウジングに支持されて前記アンギュラホルダーに弾性支持力を提供するアンギュラホルダー弾性部を備えてもよい。
【００２６】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラマグネットおよび前記アンギュラセンサーは二つ以上が配置されてもよい。
【００２７】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラホルダーガイドと前記ローターガイドは対応配置されて、前記ローターボディーの回動軸の長さ方向に対をなして配置されてもよい。
【００２８】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラホルダーガイドおよび前記ローターガイドがなす対は互いに異なる寸法を有してもよい。
【００２９】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラホルダーガイドおよび前記ローターガイドは互いに対応する傾斜面を備えて、それぞれの傾斜面の法線はアンギュラローターの回動軸中心側に向かって互いに交差してもよい。
【００３０】
前記トルクセンサー装置において、前記アンギュラローターは、前記アンギュラマグネットが装着されるローターボディーと、前記ローターボディーの外周端部に配置されて前記オーバーボディーアンギュラギアと噛み合うローターギアと、前記ローターボディーから前記ローターボディーの回転軸長さ方向に突出形成されるローターガイドと、を備えて、前記ローターボディーには前記アンギュラマグネットを収容するローターボディー収容部を備えて、前記ローターボディー収容部は前記アンギュラマグネットの離脱を防止するローターボディー収容部ストッパーを備えてもよい。
【００３１】
上述したような目的を達成するための本発明のトルクセンサー装置は、ハウジングに収容配置されて、入力軸と出力軸のうちいずれか一側の一端に連結されて前記ハウジングの内部で回動可能に前記ハウジングに収容配置されるマグネットリングを含むマグネットユニットの回転で発生する磁場の変化を感知するトルクセンサーを含むセンシングユニットと、前記マグネットリングと前記トルクセンサーとの間で入力軸と出力軸のうちいずれか他側に連結されて回動可能で前記マグネットユニットからの磁場経路を変化させるシールドリングユニットと、を備えて、前記シールドリングユニットは、前記コレクターユニットの内側に配置されて前記マグネットユニットを相対回動可能に内部に収容するシールドリングボディーと、前記シールドリングボディーに予め設定された間隔で前記シールドリングボディーの外周に離隔配置される複数のシールドリングピースを備えて、前記シールドリングピースはフラットピースであることを特徴とするトルクセンサー装置を提供する。
【００３２】
入力軸および出力軸との間に配置されて、入力軸と出力軸の相対回動変位を介して入力軸および出力軸との間のトルクを感知するトルクセンサー装置である。
【００３３】
本発明のトルクセンサー装置において、前記シールドリングボディーの一側にはシールドスリーブが備えられて、前記シールドスリーブは入力軸の一端と連結されて、前記シールドリングボディーはシールドボディーを含み、前記シールドボディーは、前記シールドスリーブと連結されるシールドボディーラウンダーと、前記シールドボディーラウンダーに連結されて前記シールドリングピースの収容装着を可能にするシールドボディーホルダーと、を含み、前記シールドボディーラウンダーには前記シールドリングピースの一端を安着配置させるシールドボディーラウンダー安着部が備えられて、前記シールドボディーホルダーにはシールドボディーホルダーリングピース貫通口が備えられて、前記シールドボディーホルダーリングピース貫通口の内側には前記シールドリングピースの他端を安着支持するシールドボディーホルダーリングピース安着部が備えられて、前記シールドリングピースは、前記シールドリングユニット半径方向に実質的に垂直に配置されて前記シールドボディーホルダーリングピース安着部に配置されるリングピースボディーと、前記リングピースボディーの端部に延長配置されて前記シールドボディーラウンダー安着部に安着されるリングピース連結部と、を備えて、前記リングピースボディーの曲率半径は無限大でもあってもよい。
【００３４】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングボディーは半径方向に前記シールドリングピースが配置されるシールド部と、前記シールド部の間の空間としての非シールド部と、を備えて、前記シールドリングボディーの中心から前記シールド部がなす間の角度（α）と前記非シールド部がなす間の角度（β）は互いに異なる値を有してもよい。
【００３５】
前記トルクセンサー装置において、前記シールドリングボディーの中心から前記シールド部がなす間の角度（α）と前記非シールド部がなす間の角度（β）は、
β＞αであり、
前記シールド部がなす弧の長さ（ｌ）は、
2017533408.tif 000003
であり、ここで、Ｒは前記シールドリングボディーの半径、ｍは前記シールドリングピースの個数であってもよい。
前記トルクセンサー装置において、前記シールド部がなす弧の長さ（ｌ）は、
2017533408.tif 000004
であってもよい。
【発明の効果】
【００３６】
前記のような構成を有する本発明に係るトルクセンサー装置は下記の効果を有する。
第一に、本発明のトルクセンサー装置は、挿入装着可能な構造の複数のシールドリングピース構造を取って組み立て性を改善し、場合によって自動化を遂げて工程原価及び組み立て誤差を最小化して原価節減をなすトルクセンサー装置を提供することができる。
第二に、本発明のトルクセンサー装置は、シールドリングピースの最適化された構造を介してシールドリングピースを製造する過程上におけるスクラップ（ｓｃｒａｐ）を最小化させて材料の無駄を防止して原価節減をなすこともできる。
第三に、本発明のトルクセンサー装置は、複数のシールドリングピースの挿入配置後熱融着工程を介して後続工程上における位置離脱を防止して安定した組み立て製造工程を実行することもできる。
第四に、本発明のトルクセンサー装置は、シールドリングボディーにシールドリングピースを挿入した後シールドオーバーモルディングを配置して安定した装着構造を形成することもできる。
第五に、本発明のトルクセンサー装置は、シールドリングボディーにシールドリングピースを挿入した後シールドオーバーモルディングを配置するに当たり、シールドリングボディー形成時１次モルディング構造を取って、シールドリングピースを挿入した後シールドオーバーモルディング形成時２次モルディング構造を介して構成要素の望まない分離離脱乃至変動による不良乃至誤作動の可能性を遮断して、耐久年限を増大させて製品信頼性を確保することができる。
第六に、本発明のトルクセンサー装置は、アンギュラセンサーモジュールのアンギュラローターとアンギュラローターを収容するアンギュラホルダーを介して安定した回転角感知機能を行うことができる。
第七に、本発明のトルクセンサー装置は、アンギュラセンサーモジュールのアンギュラローターにはローターガイドが配置されて、アンギュラホルダー側にはアンギュラホルダーガイドを備えてこれらの接触ガイド機能を介してアンギュラホルダーでアンギュラローターの安定した回動状態維持をなすこともできる。
第八に、本発明のトルクセンサー装置は、ローターガイドはアンギュラローターの上下両面に配置されて、互いに異なる外径構造を形成して、ひっくり返して反転した状態での誤組み立ての可能性を遮断することもできる。
第九に、本発明のトルクセンサー装置は、アンギュラセンサー及びアンギュラローターは、複数が備えられて、これら複数のアンギュラローターに備えられるローターガイドが全体的にまたは部分的に互いに異なる寸法を有するようにしてアンギュラローター間に寸法差を置いてアンギュラホルダー内誤組み立ての可能性を完全に遮断することもできる。
第十に、本発明のトルクセンサー装置は、フラットピース構造のシールドリングピースを備えることによって感度増進及び誤差低減により性能向上をなすこともできる。
第十一に、本発明のトルクセンサー装置は、シールドリングピースによるシールド部と非シールド部との間の非均等弧の長さ乃至各範囲構造を介して同じ出力ねじれ角度範囲に対して出力感度をさらに向上させることもできる。
第十二に、本発明のトルクセンサー装置は、別途のローリング工程を排除可能にすることによって製造原価を顕著に減少させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーの概略的な分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのハウジングの概略的な斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのハウジングの図面符号Ａに対する概略的な部分拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのハウジングの図面符号Ｂに対する概略的な部分拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのハウジングのカバーガイド及びベースガイドの概略的な外力対応状態を示す部分線図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーハウジングのカバーガイド及びベースガイドの一類型の概略的な部分状態図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットユニットの概略的な分解斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットユニットの概略的な側面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットホルダーシャフトの概略的な斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングの概略的な部分斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットホルダーベースのホルダーベースボディーフィットの概略的な部分断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングのマグネットホルダー装着状態の概略的な部分側断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングとマグネットホルダーの概略的なプレスフィット状態を示す部分平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングとマグネットホルダーの概略的なプレスフィット状態を示す部分拡大平面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングとマグネットホルダーの概略的なプレスフィット状態を示す部分拡大側断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングとマグネットカバーとの間に介在するマグネットバッファー部の装着状態を示す部分拡大側断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングとマグネットカバーとの間に介在するマグネットバッファー部の装着状態を示す部分拡大側断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのマグネットリングとマグネットカバーとの間に介在されるマグネットバッファー部の他の一例の斜視図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットの概略的な部分斜視図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットの概略的な部分拡大平面図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットの概略的な部分拡大側断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットのコレクターホールドの変形例の概略的な部分断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットのコレクターホールドの変形例の概略的なカシメ過程の部分断面図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットのコレクターホールドの変形例の概略的なカシメ過程の部分断面図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのコレクターユニットのコレクターホルダーの変形例の概略的な部分断面図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのセンシングユニットのアンギュラセンサーモジュールの概略的な部分斜視図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのセンシングユニットのアンギュラセンサーモジュールアンギュラセンサーホルダーの背面の概略的な部分背面図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのセンシングユニットのアンギュラセンサーモジュールアンギュラローターの概略的な部分断面図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのアンギュラローターの部分拡大断面図である。
【図３０】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのアンギュラローター及びアンギュラホルダーの部分拡大断面図である。
【図３１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングユニットの概略的な部分分解斜視図である。
【図３２】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドスリーブの概略的な斜視図である。
【図３３】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングボディーの概略的な斜視図である。
【図３４】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングボディーの概略的な部分拡大斜視図である。
【図３５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングボディーの変形例の概略的な部分拡大斜視図である。
【図３６】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングピースの概略的な斜視図である。
【図３７】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングボディーとシールドリングピースの組み立て状態を示す概略的な斜視図である。
【図３８】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングオーバーボディーの概略的な斜視図である。
【図３９】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングユニットの概略的な斜視図である。
【図４０】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングボディーとシールドリングピースの組み立て状態及び熱融着前の状態を示す概略的な斜視図である。
【図４１】図４０の部分拡大斜視図である。
【図４２】本発明の一実施形態に係るトルクセンサーのシールドリングピースの概略的な斜視図である。
【図４３】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のホルダーベースボディーフィット及びマグネットリングボディーフィットの変形例の概略的な部分断面図である。
【図４４】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のホルダーベースボディーフィット及びマグネットリングボディーフィットの変形例の概略的な部分断面図である。
【図４５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のホルダーベースボディーフィットの位置関係を示す概略的な投影平面図である。
【図４６】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のアンギュラローター内アンギュラマグネットの配置状態変形例を示す概略的な部分平面図である。
【図４７】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のローターボディーガイド及びアンギュラマグネットガイドの概略的な配置状態を示す部分平面図である。
【図４８】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のローターボディーガイド及びアンギュラマグネットガイドの概略的な配置状態を示す重ね平面図である。
【図４９】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のローターボディーガイド及びアンギュラマグネットガイドの概略的な配置状態を示す部分斜視図である。
【図５０】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のローターボディーガイド及びアンギュラマグネットガイドのさらに他の変形例の概略的な配置状態を示す部分平面図である。
【図５１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のアンギュラホルダーシールド部を備えるアンギュラホルダー変形例の概略的な斜視図である。
【図５２】図５１のＤ−Ｄ線に沿って取った変形例の部分断面図である。
【図５３】図５１のＤ−Ｄ線に沿って取った変形例の部分断面図である。
【図５４】図５１のＤ−Ｄ線に沿って取った変形例の部分断面図である。
【図５５】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のアンギュラホルダーシールド部を備えるアンギュラホルダーの他の変形例の概略的な斜視図である。
【図５６】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のアンギュラホルダーシールド部を備えるアンギュラホルダーの他の変形例の部分断面図である。
【図５７】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のシールドリングピースの変形例の装着状態を示す斜視図である。
【図５８】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のシールドリングピースの変形例の装着状態を示す平面図である。
【図５９】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のマグネットリングとシールドリングピースとの間の間隙エアーギャップを示す部分拡大平面図である。
【図６０】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のマグネットリングとシールドリングピースとの間の間隙エアーギャップを示す先図である。
【図６１】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のシールドリングピースによるシールド部とシールドリングピースが非配置される領域の非シールド部の非均等配置関係を示す部分拡大平面図である。
【図６２】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のシールドリングピースによるシールド部とシールドリングピースが非配置される領域の非シールド部の非均等配置関係を示す出力線図である。
【図６３】本発明の一実施形態に係るトルクセンサー装置のシールドリングピースの所定の曲率を有する構造及びフラットピース構造の装着状態を示す部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照して本発明のトルクセンサー装置１０の構成及び作用を説明する。
本発明のトルクセンサー装置１０は、ハウジング１００、マグネットユニット２００、コレクターユニット３００、センシングユニット４００、及びシールドリングユニット５００を含むが、本発明のトルクセンサー装置１０は、入力軸２及び出力軸３との間に配置されて、入力軸２と出力軸３の相対回動変位を介して入力軸２及び出力軸３との間のトルクを感知する。
【００３９】
ハウジング１００は、入力軸２と出力軸３の端部を収容して位置固定配置されて入力軸２及び出力軸３に相対回動可能である。
【００４０】
マグネットユニット２００は、ハウジング１００に収容配置されて、入力軸２の一端に連結されてハウジング１００の内部で回動可能にハウジング１００に収容配置されるマグネットリング２２０を含む。
【００４１】
コレクターユニット３００は、ハウジング１００に位置固定されて、マグネットユニット２００の外側に配置されてマグネットユニット２００の磁場を集束させる。
【００４２】
センシングユニット４００は、コレクターユニット３００の外周側に配置されて、コレクターユニット３００を介して集束される磁場を感知するトルクセンサー４１０を含む。
【００４３】
シールドリングユニット５００は、コレクターユニット３００とマグネットユニット２００との間に配置されて、出力軸３の一端に連結されて、コレクターユニット３００を介して集束されるマグネットユニット２００の磁場を入力軸２及び出力軸３との間の相対回動によって変化させる。
【００４４】
より詳細には、ハウジング１００は、ハウジングカバー１１０とハウジングベース１２０を含む。ハウジングカバー１１０は、ハウジングベース１２０と締結されて他の構成要素を収容する内部空間を形成する。
【００４５】
ハウジングカバー１１０は入力軸側に配置されて、ハウジングベース１２０はハウジングカバー１１０に対向して出力軸３側に配置される。
【００４６】
ハウジングカバー１１０の外周にはハウジングカバー装着部１１１が備えられて、ハウジングベース１２０の外周にはハウジングベース装着部１２１が配置されて、互いに噛み合うように締結される構造を形成する。
【００４７】
ハウジングカバー１１０とハウジングベース１２０は、中央に各々ハウジングカバー貫通口１１３及びハウジングベース貫通口（図示せず）を備えて入力軸２及び出力軸３、そして入力軸２と出力軸３を直接連結するトーションバー５の貫通配置を可能にする。
【００４８】
ハウジングカバー１１０とハウジングベース１２０の外側には、各々カバー延長部１１２及びベース延長部１２２が配置されてコネクターなどの配置を可能にする。
一方、本発明のハウジングカバー１１０とハウジングベース１２０は互いに噛み合い組み立て時に自己整列機能と外力に対する耐衝撃性を強化するための構成要素をさらに備えてもよい。即ち、図２乃至図５に示したように、ハウジング１００は、傾斜スロープガイド部１１５、１２５をさらに備える。
【００４９】
傾斜スロープガイド部１１５、１２５は、ハウジングカバー１１０とハウジングベース１２０の互いに当接する端部に配置される。傾斜スロープガイド部１１５、１２５は、カバーガイド１１５とベースガイド１２５を含む。カバーガイド１１５は、ハウジングカバー１１０の端部でハウジングベース１２０側に向けて配置されて、ベースガイド１２５は、ハウジングベース１２０の端部でカバーガイド１１５に対向配置される。
【００５０】
カバーガイド１１５は、カバー傾斜面１１７を備えて、ベースガイド１２５は、ベース傾斜面１２７を備えて、カバー傾斜面１１７とベース傾斜面１２７は、互いに当接して面接触をなす構造を形成する。
図５に示したように、外力（Ｆ）がハウジング１００に加えられる場合、カバーガイド１１５とベースガイド１２５の互いに当接するカバー傾斜面１１７とベース傾斜面１２７は、ハウジングの中心から半径方向に向かう線分、即ち図面上水平線に対し所定の角度（θ）をなすが、カバー傾斜面１１７とベース傾斜面１２７に伝達される外力（Ｆ）は、Ｆｓｉｎθで形成されて全体的にカバー傾斜面１１７とベース傾斜面１２７の接触面積に対する圧力分散効果をなすようになって、三角スロープ構造の傾斜スロープガイド部１１５、１２５を介して外力が分散されて望まない外力、即ち衝撃などに対する耐衝撃性を強化することができる。
【００５１】
このような傾斜スロープガイド部１１５、１２５は、複数が配置されて、カバーガイド１１５及びベースガイド１２５が互いに対向して噛み合い可能に複数の対をなして配置される構造を形成してもよい。このような傾斜スロープガイド部１１５、１２５の円周上複数配置を介して外力に対する均等な圧力分散である側から外衝撃が発生しても安定的な耐衝撃性を確保することができて、傾斜面構造を介して自己整列機能を実行して、組み立て位置を安定的に案内する機能を実行することもできる。
【００５２】
この時、複数の傾斜スロープガイド部１１５、１２５はいずれも同じ構造をなしてもよいが、場合によって傾斜スロープガイド部１１５、１２５は、互いに異なる構造、例えば少なくとも二つの傾斜スロープガイド部、即ち２対のカバーガイド１１５及びベースガイド１２５が備える各々の傾斜面が、ハウジング１００の中心から互いに異なるように交差する構造を取ってもよい。即ち、図６の（ａ）〜（ｄ）に示したように、傾斜面を異なるようにしたり垂直乃至水平接触部の配置位置を互いに異なるようにする構成を取ってもよい。このような少なくとも２対のカバーガイド及びベースガイドが互いに異なる構造をなすことで誤組み立ての可能性を防止することもできる。
【００５３】
マグネットユニット２００（図７参照）は先述したように、ハウジング１００に収容配置されて、入力軸２の一端に連結されてハウジング１００の内部で回動可能にハウジング１００に収容配置されるマグネットリング２２０を含むが、マグネットユニット２００は、マグネットホルダー２１０とマグネットリング２２０とマグネットカバー２３０とマグネットバッファー部２４０とを含む。
【００５４】
マグネットホルダー２１０は、一端が入力軸２側に連結されて、マグネットリング２２０は、マグネットホルダー２１０を間に置いて離隔配置されて、マグネットカバー２３０は、マグネットホルダー２１０との間にマグネットリング２２０が配置されるように形成されてマグネットホルダー２１０と連結されて、マグネットバッファー部２４０は、マグネットカバー２３０とマグネットリング２２０との間に配置されてマグネットカバー２３０とマグネットリング２２０と間の緩衝機能を実行する。
【００５５】
マグネットホルダー２１０は、マグネットホルダーシャフト２１１０とマグネットホルダーベース２１２０を含む。マグネットホルダーシャフト２１１０は、一端が入力軸２と連結されるが、マグネットホルダーシャフト２１１０は、少なくとも入力軸２側と連結される部位は、円筒形構造をなす。マグネットホルダーベース２１２０は、マグネットホルダーシャフト２１１０の他端に配置されて両側にマグネットリング２２０が配置される。
【００５６】
本実施形態でマグネットホルダーシャフト２１１０は、入力軸２側との安定した連結状態を維持する剛性を確保するように、オーステナイト系ステンレススチールなどの材料で形成されてもよいが、所定の剛性などを確保する範囲で種々の材料選択が可能である。
マグネットホルダーシャフト２１１０は、ホルダーシャフトボディー２１１１とホルダーシャフトベース２１１３を備える。ホルダーシャフトボディー２１１１は、中央にホルダーシャフトボディー貫通口２１１２が備えられる円筒形中空構造をなして入力軸２側との連結及びトーションバー５等の貫通を可能にし、ホルダーシャフトベース２１１３は、ホルダーシャフトボディー２１１１の他端に半径方向に延長形成される。
【００５７】
この時、ホルダーシャフトベース２１１３の外周面にはホルダーシャフトベースグルーブ２１１４をさらに備える構造を取ってマグネットホルダーベース２１２０との噛み合いを介した両者間の相対回動を防止することもできる。
【００５８】
マグネットリング２２０は、リングタイプのマグネットで備えられるが、本実施形態でマグネットリング２２０は、円周方向に多極着磁、例えば円周方向にＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓ、．．の順に極性が交番配置される構造のマグネットで形成される。本実施形態でマグネットリング２２０は、マグネットアッパーリング２２１０とマグネットローワーリング２２２０を含むが、これらは互いに同じ構造をなして装着時ひっくり返して装着して製造原価を削減させる構造を取ってもよいなど様々な変形が可能である。
【００５９】
マグネットアッパーリング２２１０とマグネットローワーリング２２２０は、各々マグネットアッパーリングボディー２２１１とマグネットローワーリングボディー２２２１を含むが、マグネットアッパーリングボディー２２１１は入力軸側方向に配置されて、マグネットローワーリングボディー２２２１は出力軸側方向に配置される。
【００６０】
マグネットリング２２０の内周面には、マグネットリングボディーフィット２２１３、２２２３が配置されるが、マグネットアッパーリング２２１０とマグネットローワーリング２２２０には各々マグネットアッパーリングボディーフィット２２１３とマグネットローワーリングボディーフィット２２２３が配置される。
マグネットアッパーリングとマグネットローワーリングは互いに同一に製造されてひっくり返して装着されて、各々のアッパー／ローワー構造を取ってもよい。マグネットアッパーリングボディーフィット２２１３及びマグネットローワーリングボディーフィット２２２３は、各々のマグネットリングの内周面の端部一側に配置されるが、このような構造を介して材料の無駄を防止して、磁束の不要な変動を最小化して、マグネットリングが入力軸及び出力軸側に各々同じ要素がひっくり返して装着される場合、他の構成要素との干渉などを最小化する構造を取ることもできる。
【００６１】
マグネットアッパーリングボディーフィットとマグネットローワーリングボディーフィットは、溝構造で形成されてもよいが、本実施形態では突出構造で形成されて、マグネットリングとマグネットホルダーとの間の噛み合いをなす範囲で様々な構成が可能である。
【００６２】
マグネットカバー２３０は、マグネットホルダー２１０との間にマグネットリング２２０が配置されるように形成されてマグネットホルダー２１０と連結されるが、マグネットカバー２３０は、マグネットアッパーカバー２３１０とマグネットローワーカバー２３２０を含む。
【００６３】
マグネットアッパーカバー２３１０は入力軸２側に配置されて、マグネットローワーカバー２３２０は出力軸３側に配置されるが、マグネットアッパーカバー２３１０は、マグネットホルダー２１０の入力軸２に向けた一面と締結されて、マグネットローワーカバー２３２０はマグネットホルダー２１０の出力軸３に向けた一面と締結される。
【００６４】
マグネットアッパーカバー２３１０には、マグネットアッパーカバー安着部２３１１とマグネットアッパーカバーボディー２３１３を含むが、マグネットアッパーカバー安着部２３１１は、マグネットアッパーカバーボディー２３１３よりも広い径を備えて、マグネットアッパーカバーボディー２３１３は、マグネットホルダー２１０の軸長さ方向に広い長さを備える。
マグネットアッパーカバー安着部２３１１には、マグネットアッパーリング２２１０が安定した収容配置構造を形成して、マグネットアッパーカバーボディー２３１３はマグネットホルダー２１０と連結される。
【００６５】
同様に、マグネットローワーカバー２３２０には、マグネットローワーカバー安着部２３２１とマグネットローワーカバーボディー２３２３を含むが、マグネットローワーカバー安着部２３２１は、マグネットローワーカバーボディー２３２３よりも広い径を備えて、マグネットローワーカバーボディー２３２３は、マグネットホルダー２１０の軸長さ方向に広い長さを備える。マグネットローワーカバー安着部２３２１には、マグネットローワーリング２２２０が安定した収容配置構造を形成して、マグネットローワーカバーボディー２３２３は、マグネットホルダー２１０と連結される。
【００６６】
マグネットバッファー部２４０は、マグネットカバー２３０とマグネットリング２２０との間に配置されてマグネットカバー２３０とマグネットリング２２０と間の緩衝機能を実行するが、マグネットバッファー部２４０は、マグネットアッパーカバー２３１０とマグネットアッパーリング２２１０及びマグネットローワーカバー２３２０とマグネットローワーリング２２２０との間のうちの少なくとも一つに介在されるが、本実施形態でマグネットバッファー部２４０は、両側共に配置される。
【００６７】
マグネットバッファー部２４０は、マグネットアッパーバッファー部２４１０とマグネットロアーバッファー部２４２０を備えて、各々はマグネットアッパーカバー２３１０とマグネットアッパーリング２２１０及びマグネットローワーカバー２３２０とマグネットローワーリング２２２０との間に配置される。
【００６８】
マグネットバッファー部２４０は、マグネットカバー２３０とマグネットリング２２０の接触面間に介在されて両者の直接的な接触を止めて緩衝機能を実行して両者間の当接による組み立て製造工程過程上における構成要素の破損を最小化させることができる。マグネットカバーとマグネットホルダーとの間には組み立て装着構造が形成されるが、本実施形態では両者は超音波融着工程を介して連結される構造を形成する。
マグネットカバーとマグネットホルダーとの間には、相当な振動数の微細振動が発生して、マグネットカバーとマグネットホルダーの接触面の間で融着が発生して両者間の強固な結合をなすようになるが、この過程でマグネットカバーとマグネットホルダーとの間に発生する相対振動、即ち微細並進運動による微細振動圧縮力乃至衝撃力は、マグネットカバー２３０とマグネットホルダー２１０との間に介在されるマグネットリング２２０に直接伝達できる。このような過程ではマグネットリングのクラック乃至破損の可能性が相当高いため、本発明のマグネットユニット２００は、マグネットバッファー部２４０を備えて、マグネットバッファー部２４０が、マグネットリング２２０とマグネットカバー２３０との間に介在されて両者間の直接的な接触を防止して、軸長さ方向への所定の緩衝遊びを許容することによってマグネットリング２２０の破損を防止することができる。
【００６９】
また、本発明のマグネットバッファー部２４０は、マグネットカバーとマグネットリングとの間に介在されるが、場合によってマグネットホルダーとマグネットリングとの間に付加的に備えられる構成を取ってもよいなど様々な変形が可能である。
【００７０】
本発明のマグネットバッファー部２４０は、組み立て製造過程上における緩衝により衝撃量減衰機能と共に作動過程上における性能維持機能を実行することもできる。例えば、マグネットリング２２０とマグネットカバー２２０乃至マグネットホルダー２１０は、異なる材料によって異なる熱膨張係数を備えて、作動過程上で所定の熱を受ける場合、または、組み立て製造過程上で熱が伝達される場合、所定のこれらの構成間の異なる熱膨張によって発生する占有空間の相違によって直接的接触構造をなす場合、発生可能な剥離乃至破損などの危険性を最小化させることができる。
【００７１】
本発明のマグネットユニット２００が備えるマグネットバッファー部２４０は、マグネットリングの破損を防止した範囲で様々な材料が選択され得るが、本発明の一実施形態に係るマグネットバッファー部２４０は、シリコン塗布層である。即ち、図１６及び図１７に示したように、マグネットカバー２３０、即ちマグネットアッパーカバー２３１０とマグネットアッパーリング２２１０との間に塗布された後、両者を加圧することによって両者の間に所定のマグネットバッファー部２４０を形成することができる。この時、塗布されるシリコンは、耐熱性シリコンで形成されて発熱による緩衝機能の弱化を防止することもできる。
【００７２】
本実施形態でマグネットバッファー部２４０は、シリコン塗布層として形成したが、図１８に示したように、リングタイプのフェルト生地乃至不織布の材料で形成されたマグネットバッファー部で形成されてもよい。フェルト生地乃至不織布の厚さは、緩衝機能の設定仕様により様々な構成が可能であり、マグネットバッファー部の一面乃至両面上に接着層がさらに備えられてもよい。
【００７３】
このようにマグネットバッファー部は、両者間の接触による衝撃量を減衰させる範囲で様々な材料が選択され得る。
【００７４】
一方、マグネットホルダーベース２１２０は、ホルダーベースボディー２１２１とホルダーベースボディーフィット２１２３；２１２３−１、２１２３−２、２１２３−３、２１２３−４を含む。ホルダーベースボディー２１２１は、マグネットホルダーシャフト２１１０と連結されてマグネットホルダーシャフト２１１０と共に一体回動して、ホルダーベースボディーフィット２１２３；２１２３−１、２１２３−２、２１２３−３、２１２３−４は、ホルダーベースボディー２１２１の一面上にマグネットリング２２０の内周面に形成されるマグネットリングボディーフィット２２１３、２２２３と噛み合い可能である。
【００７５】
ホルダーベースボディーフィット２１２３；２１２３−１、２１２３−２、２１２３−３、２１２３−４とマグネットリングボディーフィット２２１３、２２２３は、互いに対向配置されて噛み合い可能な対をなす構造を形成するが、ホルダーベースボディーフィットとマグネットリングボディーフィットの対は、複数が備えられてもよい。
【００７６】
先述したように、マグネットリングボディーフィットは、収容溝構造をなして対応するホルダーベースボディーフィットは、突起構造をなしてもよいが、本発明の一実施形態においてマグネットリングボディーフィットは突起構造を、そして対応するホルダーベースボディーフィットは収容溝構造を取る。
【００７７】
ホルダーベースボディーフィットガ収容溝構造をなす場合、突起構造のマグネットリングボディーフィットの円滑な収容をなす構造をさらに取ってもよい。即ち、ホルダーベースボディーフィット２１２３；２１２３−１、２１２３−２、２１２３−３、２１２３−４は、ホルダーベースボディーフィット収容溝２１２３ａとホルダーベースボディーフィットガイド２１２３ｂを備える。ホルダーベースボディーフィット収容溝２１２３ａは、マグネットリングボディーフィット２２１３、２２２３を収容する凹溝構造で、ホルダーベースボディーフィットガイド２１２３ｂは、ホルダーベースボディーフィット収容溝２１２３ｂの外側に形成されてホルダーベースボディーフィット収容溝２１２３ｂの幅より大きい幅を有する。
【００７８】
このような構造を介してマグネットリングとマグネットホルダーとの間の噛み合いによる位置整列を円滑にして組み立て性を改善することができる。
【００７９】
このようなホルダーベースボディーフィットは、ホルダーベースボディー２１２１の両面に形成されることができて、ホルダーベースボディー２１２１の両面に形成されたホルダーベースボディーフィット２１２３は、マグネットアッパーリング及びマグネットローワーリングに形成された各々のマグネットアッパーリングボディーフィット２２１３及びマグネットローワーリングボディーフィット２２２３と噛み合い締結され得る。
【００８０】
この時、マグネットホルダーのマグネットホルダーベース２１２０のホルダーベースボディー２１２１の両面に各々形成されるホルダーベースボディーフィット２１２３は、互いに両面対称配置される構造を取ってもよく、互いに所定の事前設定された角度（θ）を有するように間に角度を有するように配置される構造を取ってもよい。両面配置される構造を取る場合、組み立て位置対称化で組み立て工程が単純かつ明確になり得る。
【００８１】
また、マグネットホルダーとマグネットリングとの間のフィット装着時、円滑な組み立てのためのプレスフィット構造を形成することができる。即ち、複数の対をなすマグネットリングボディーフィット２２１３、２２２３中、隣接した二つの対は、マグネットリングボディーフィット２２１３−１；２２１３−２、２２２３−１；２２２３−２とホルダーベースボディーフィット２１２３−１、２１２３−２との間に中間嵌合構造をなして、残り、即ち本実施形態でマグネットリングボディーフィット２２１３−３；２２１３−３、２２２３−４；２２２３−４とホルダーベースボディーフィット２１２３−３、２１２３−４は、緩い嵌合構造をなすことを特徴とする。
【００８２】
即ち、図１２乃至図１４に示したように、中間嵌合なすマグネットリングボディーフィット２２１３−１；２２１３−２、２２２３−１；２２２３−２とホルダーベースボディーフィット２１２３−１、２１２３−２との間には遊びがほとんど発生しないが、緩い嵌合なすマグネットリングボディーフィット２２１３−３；２２１３−３、２２２３−４；２２２３−４とホルダーベースボディーフィット２１２３−３、２１２３−４との間には各々の方向にｘｔ、ｙｔの遊び誤差が発生する。このような各方向への完全拘束状態を排除して、所定の遊びを許容するが、二地点での中間嵌合を介して組み立て位置基準確保をなすことができる。
【００８３】
一方、マグネットホルダーとマグネットカバーとの間には、別途の締結要素を介して組み立てられる構造を取ってもよいが、本発明は、超音波融着による噛み合い締結構造を形成して、両者の間の空間に配置されるマグネットリング及びマグネットバッファー部を安定的に維持させることができる。
【００８４】
先述したように、マグネットアッパーカバー２３１０のマグネットアッパーカバーボディー２３１３及びマグネットローワーカバー２３２０のマグネットローワーカバーボディー２３２３は、マグネットホルダー２１０のマグネットホルダーベース２１２０のホルダーベースボディー２１２１と接するが、
【００８５】
マグネットアッパーカバーボディー２３１３及びマグネットローワーカバーボディー２３２３側と、ホルダーベースボディー２１２１側中少なくとも一側は、超音波融着のための融着突起２３１５、２３２５が備えられる。本実施形態では、超音波融着のための融着突起がマグネットアッパーカバーボディー２３１３及びマグネットローワーカバーボディー２３２３側に形成される。
マグネットアッパーカバーボディー２３１３及びマグネットローワーカバーボディー２３２３には、各々マグネットアッパーカバー融着突起２３１５及びマグネットローワーカバー融着突起２３２５が形成されて、マグネットカバー２３０とマグネットホルダー２１０との間の超音波融着工程を介して超音波微細振動時、両者間に熱融着接合されて両者間の強固な結合状態を形成して、マグネットリングの位置移動を防止することができる。
【００８６】
本発明のコレクターユニット３００は、ハウジング１００に位置固定されてマグネットユニット２００の外側に配置されてマグネットユニット２００の磁場を集束させるが、本発明のコレクターユニット３００は、コレクターホルダー３１０とコレクター３２０を含む。
【００８７】
コレクターホルダー３１０は、ハウジング１００に位置固定装着されて、コレクター３２０は、コレクターホルダー３１０に位置固定装着されて内部に配置されるマグネットユニット２００によって形成される磁場を集束させてコレクターユニット３００に隣接して配置されるセンシングユニット４００のトルクセンサー４１０等に伝達して、トルクセンサー４１０等のセンサーが磁束変化を感知して、入力軸、出力軸側の回転変位を感知してこれからトルクを算出することができる。
【００８８】
本発明のコレクターユニット３００は、コレクター３２０のインサートモルディング構造を排除して熱変形を防止して長期間使用時樹脂製との剥離による損傷の可能性を最小化して、別途の締結手段を要せず迅速な組み立てが可能で維持性が優秀な構造のコレクターユニットである。
【００８９】
本発明のコレクター３２０は、コレクターホルダー３１０の両面側に各々配置される構造を取って、二つのコレクター３２０の各々がコレクターホルダー３１０の各々の側に配置されるが、各々のコレクター３２０は、所定の間隙を有するマグネットユニット回動軸長さ方向に離隔配置される。コレクター３２０は、所定のリング構造を形成して内部にはマグネットユニット２００が相対回動可能に離隔収容配置される。
【００９０】
コレクター３２０は、コレクターリング３２１０とコレクターターミナル３２２０を含む。コレクターリング３２１０は、コレクターリング水平部３２１１、３２２１とコレクターリング垂直部３２１３、３２２３を含む。
コレクターリング水平部３２１１、３２２１は、マグネットユニット２００の回動軸長さ方向に垂直平面上に形成されて、コレクターリング垂直部３２１３、３２２３は、マグネットユニット２００の回動軸長さ方向に形成されて一端がコレクターリング水平部３２１１、３２２１の内側端部と連結される。
【００９１】
コレクターターミナル３２２０は、コレクターリング３２１０のコレクターリング水平部３２１１、３２２１の一側端部でトルクセンサー４１０に向けて延長形成されて所定の屈曲構造を形成して隣接配置されるトルクセンサー４１０とのエアーギャップを最小化させる構造を取ることができる。
【００９２】
コレクターリング３２０にはコレクターリング装着部３２１５、３２２５が備えられるが、コレクターリング装着部３２１５、３２２５は、コレクターホルダー３１０側と連結される。
【００９３】
コレクターホルダー３１０は、コレクターホルダーボディー３１１とコレクターホルダー延長部３１３を含むが、コレクターホルダー延長部３１３は、コレクターホルダーボディー３１１に連結されてセンシングユニット４００のトルクセンサー４１０等の位置固定のための装着構造機能を実行することもできる。コレクターホルダーボディー３１１には、コレクターリング装着部３２１５、３２２５に対応配置されるコレクターホルダーボディー装着部３１１１が形成される。
本実施形態でコレクターホルダーボディー装着部３１１１は、突起構造をなしてコレクターリング装着部３２１５、３２２５は、貫通口構造を形成する。コレクターホルダーボディー装着部３１１１とコレクターリング装着部３２１５、３２２５が噛み合う構造を介してコレクターホルダーボディー３１１とコレクターリング３２０との間の安定した締結構造を形成することができる。
【００９４】
場合によって貫通口構造のコレクターリング装着部３２１５、３２２５は、複数が備えられる場合、互いに異なる貫通形状を備えて誤組み立て防止乃至定位置確保後組み立て過程上における遊び提供をなすこともできる。即ち、複数のコレクターリング装着部中いずれか一つは、円形構造をなして他の一つは楕円形構造をなして最小限の組み立て位置を確保して、他のコレクターリング装着部を介して所定の遊び空間を提供して安定した組み立て工程を可能にすることもできる。
【００９５】
また、コレクターホルダーボディー３１１にはコレクターホルダーボディー装着端３１１５が形成される。コレクターホルダーボディー装着端３１１５は、コレクターホルダーボディー３１１の一面、即ち本実施形態では両面上にコレクターホルダーボディー３１１の一面、即ち本実施形態では両面に対して段差形成される構造をなすが、コレクターホルダーボディー装着部３１１１は、コレクターホルダーボディー装着端３１１５の一面上に配置されて、コレクターリング３２０の一部は、コレクターホルダーボディー装着端３１１５の一面と接して支持されることによって、コレクターリング３２０の少なくとも一部は、コレクターホルダーボディー３１１の一面、即ち本実施形態では両面に対して離隔配置される構造を取る。
このような面接触制限構造によってコレクターリング３２０に与えるストレスを最小化することができる。即ち、本実施形態ではコレクターリング３２０がコレクターホルダー３１０に対して３点装着支持され、コレクターホルダーボディー装着端３１１５の地点以外の領域で図面符号ｔで指示される離隔段差高さを形成して面接触を最小化させることによって、コレクターリング３２０に加えられるストレス、即ち熱膨張率の相違によって発生するストレス乃至組み立て過程でボルト締結などによって発生する応力差によるストレスなどを最小化させて、窮極的に集束機能を一定に維持させて、トルクセンサー４１０を介した感度を一定に維持させることができる。
【００９６】
一方、本発明の一実施形態に係るコレクターホルダーボディー装着部３１１１とコレクターリング装着部３２１５、３２２５の連結は、カシメ（ｃａｕｌｋｉｎｇ）を介した固定構造を取ってもよい。即ち、図２１に示したように、コレクターリングがコレクターホルダーに装着された後、即ちコレクターリング装着部３２１５、３２２５が、コレクターホルダーボディー装着部３１１１に挿入装着された後、コレクターホルダーボディー装着部３１１１は、カシメ加工３１１１−１されてコレクターリング３２０とコレクターホルダー３１０との間の安定した装着構造を可能にして、自動化工程を介して複数の位置に対してもカシメ高さ（ｈ、図２１参照）を一定に維持させて作業漏れを防止して、窮極的に作業時間を短縮させて、従来のボルト乃至スクリュー締結による作業速度の低下を防止することもできる。
【００９７】
また、本発明の一例によると、コレクターホルダーとコレクターリングとの間のカシメ作業過程上における剛性低下による座屈乃至破損を防止するように本発明のコレクターホルダーボディー３１１は、コレクターホルダーボディー装着部３１１１が形成されるコレクターホルダーボディー装着端３１１５の下部にはコレクターホルダーボディー３１１の外周断面より大きい断面、即ち厚さがさらに厚い部分としてコレクターホルダーボディー装着補強部３１１３を備えて剛性を補強してもよい。また、コレクターホルダーボディー３１１の外周にはコレクターホルダーボディーリブ３１５を介して剛性をさらに補強することもできる。
【００９８】
一方、カシメ及び組み立て過程上でコレクターリングの自己整列のためにコレクターホルダーボディー装着部３１１１が傾斜構造を取ってもよい。即ち、図２３及び図２４に示したように、コレクターホルダーボディー装着部３１１１の外周面は、コレクターホルダーボディー装着端３１１５に向けるほど外周が大きくなる構造（ＤＡ＜ＤＢ）をなしてカシメのための初期挿入過程上で所定の自己整列を介して所定の位置整列をなすようにしてもよい。
また、コレクターホルダーとコレクターリングの装着は、カシメ構造以外に様々な構造を取ってもよい。
【００９９】
図２２及び図２５に示したように、コレクターホルダーボディー装着部３１１１ｂ、３１１１ｄは、スナップフィット構造で形成され得るが、コレクターホルダーボディー装着部３１１１ｂ、３１１１ｄの端部は、フック端部をなして、中央にフック凹溝３１１２ｂ、３１１２ｄが備えられて所定の弾性動作を可能にする。また、場合によってコレクターホルダーボディー装着部３１１１ｄの外周にフィットリブ３１１４ｄが配置されてフック端部とフィットリブとの間にコレクターリングが配置されるようにして、コレクターリングに印加されるストレスを最小化する構造をさらに備えてもよい。
【０１００】
本発明のセンシングユニット４００は、先述したように、コレクターユニット３００の外周側に配置されてコレクターユニット３００を介して集束される磁場を感知するトルクセンサー４１０を含むが、本実施形態でトルクセンサー４１０は、二つ配置されて感知性能を増大させて、フェイルセーフ機能をさらに与えてもよい。
トルクセンサー４１０は、トルクセンサー基板４０１上に装着されて、トルクセンサー４１０は、コレクターユニット３００のコレクターリング３２０に形成されるコレクターターミナル３２２０の間に配置されて、磁場変化を電気的信号として抽出して、これから入力軸及び出力軸との間のトルクを算出可能にする。
【０１０１】
トルクセンサー４１０は、非接触方式のホールセンサー（ホールセンサーＩＣ）乃至ＭＲセンサー、ＡＭＲセンサー、ＧＭＲセンサーであってもよいなど設計仕様に応じて様々な変形が可能である。即ち、トルクセンサー４１０は、入力軸２と出力軸３での相対回動差をマグネットユニット２００とシールドリングユニット５００との間の相対回動によって発生する磁場の変化によって発生する電気的信号の差をによりトルク算出可能な構造を取る。
【０１０２】
一方、本発明のセンシングユニット４００は、トルクセンサー４１０以外に回転変位、即ち車両のステアリングホイールの場合、操向角を感知するアンギュラセンサーモジュール４２０をさらに含んでもよい。アンギュラセンサーモジュール４２０は、アンギュラセンサー４２４０とアンギュラマグネット４２３０とアンギュラローター４２２０とオーバーボディーアンギュラギアを含む。アンギュラセンサー４２４０は、非接触方式のホールセンサー乃至ＭＲセンサー、ＡＭＲセンサー、ＧＭＲセンサーであってもよいなど設計仕様に応じて様々な変形が可能である。
アンギュラセンサー４２４０は、ハウジング１００に対して位置が固定されて配置されるが、アンギュラセンサー４２４０は、アンギュラセンサー基板４０２（図１９参照）に装着されて、アンギュラセンサー基板４０２は、ハウジング１００のハウジングベース１２０に位置固定されて装着される。トルクセンサー基板４０１は、アンギュラセンサー基板４０２と電気的疎通のための連結構造を形成してもよい。アンギュラマグネット４２３０は、アンギュラセンサー４２１０に相対回動可能に配置されるが、アンギュラローター４２２０にはアンギュラマグネット４２３０が配置される。
【０１０３】
本実施形態でアンギュラセンサー４２４０及びアンギュラローター４２２０、アンギュラマグネット４２３０は、二つが配置されて補正及びクロスチェックによる感度増進及びフェイルセーフ機能を介して一つのセンサーのエラー時に他の一つによる信号検出を可能にできるが、本発明はこの数に限定されない。これら対をなす構成要素は、寸法の相違はあるものの基本的に同じ構造を取るため、二つの構造中一つを中心に説明する。
【０１０４】
アンギュラローター４２２０は、ローターボディー４２２１とローターギア４２２５とローターガイド４２２７を含むが、ローターボディー４２２１にはローターボディー収容部４２２３が形成されるが、ローターボディー収容部４２２３にアンギュラマグネット４２３０が配置される。
【０１０５】
ローターギア４２２５は、ローターボディー４２２１の外周端部に配置され、下記のオーバーボディーアンギュラギア５３３と噛み合って、相対回動をなしてアンギュラマグネット４２３０の回動により回転角感知をなすようにする。
【０１０６】
ローターボディー収容部４２２３は、ローターボディー収容部ストッパー４２２３３、４２２３５を含む。ローターボディー収容部４２３３、４２２３５は、ローターボディー収容部開口４２２３１の内側面に形成されてアンギュラマグネット４２３０の望まないローターボディー４２２１からの離脱を防止する。
本実施形態でローターボディー収容部にアンギュラマグネットがインサート射出される方式と形成されたが、場合によってこのようなローターボディー収容部ストッパー構造を介して直接挿入配置される構造を取ってもよいなど様々な変形が可能である。
【０１０７】
ローターガイド４２２７は、ローターボディー４２２１からローターボディー４２２１の回転軸長さ方向に突出形成されるが、ローターガイド４２２７は、他の構成要素、即ちアンギュラホルダーとの接触を介してローターボディーの安定的回動をなすようにする。
【０１０８】
オーバーボディーアンギュラギア５３３は、シールドリングユニット５００のシールドリングオーバーボディー５３０に備えられるが、出力軸３側での回転変位感知により、例えば車両のステアリングシャフトと連結される車輪側での操向角を感知することができる。オーバーボディーアンギュラセンサーモジュール４２０は、ハウジング１００、より具体的にはハウジングベース１２０側に配置されるアンギュラホルダー４２１０をさらに備えてもよいが、アンギュラホルダー４２１０は、一側が開放されてアンギュラローター４２２０を回動可能に収容する。より具体的には、アンギュラホルダー４２１０は、アンギュラホルダー収容部４２１３と、アンギュラホルダーガイド４２１１とアンギュラホルダー弾性収容部４２１７とアンギュラホルダー弾性部４２１５を含む。
【０１０９】
アンギュラホルダー収容部４２１３は、ローターボディー４２２１の回動時ローターギア４２２５を干渉なしに収容可能な空間で形成されて、アンギュラホルダーガイド４２１１は、ローターガイド４２２７；４２２７１、４２２７３の対応する位置にローターガイド４２２７、即ちローターボディー４２２１を相対回動可能に面接触支持して、アンギュラホルダー弾性収容部４２１７は、アンギュラホルダー４２１０の開放された一側の反対側、即ちアンギュラローター４２２０が受容される側の反対側に配置されて、アンギュラホルダー弾性部４２１５は、一端がアンギュラホルダー弾性収容部４２１７（図２７参照）に収容支持されて、他端がハウジング１００側に支持されてアンギュラホルダー４２１０に弾性支持力を提供する。
【０１１０】
場合によってアンギュラホルダー４２１０にはアンギュラホルダー４２１０の可動方向に沿って長さ形成されるホルダー可動ガイド４２１８が備えられて、これに対応する位置にハウジング側にはホルダー可動ガイド対応部（図示せず）が備えられて、アンギュラホルダー４２１０の弾性支持状態での安定した可動をなすようにすることができる。
【０１１１】
ここで、アンギュラホルダーガイド４２１１とローターガイド４２２７１、４２２７３は、互いに対応配置されるように、ローターボディー４２２１の回動軸の長さ方向に対をなして配置される。即ち、図２６に示したように、アンギュラホルダーガイド及びローターガイドは、アンギュラローターの回動軸長さ方向に二つが配置される。
【０１１２】
これらの当接構造を介して、ジャーナルベアリングの機能を実行してアンギュラローターがアンギュラホルダーに対して安定した回動案内構造を形成するようにしてもよい。
【０１１３】
一方、このように回動軸長さ方向に対して離隔した対をなすアンギュラホルダーガイド及びローターガイドは、互いに異なる構造を取ることができる。即ち、ローターガイドは、ローターアッパーガイド４２２７１とローターロアーガイド４２２７３を含み、アンギュラホルダーガイド４２１１は、アンギュラホルダーアッパーガイド４２１１１とアンギュラホルダーロアーガイド４２１１３を含むが、これらがなす対、即ちアッパーパートとロアーパートとの間に異なる寸法を備えてアンギュラローターがひっくり返して反転された状態で挿入収容配置される誤組み立て状態を完全に防ぐことができる。
【０１１４】
本実施形態では、回転軸の上下、即ちアッパー／ロアーパートに対する寸法の異なる構造だけを記述したが、アンギュラローターが複数配置される場合、複数のアンギュラローターの間にアッパーパートとロアーパートのうち少なくとも一つが重ならない寸法を備えるようにして、すべてのアンギュラローターが定まった位置以外の位置に挿入配置されるのを防止することもできる。
【０１１５】
また、ローターアッパーガイド４２２７１とローターロアーガイド４２２７３、そしてアンギュラホルダーアッパーガイド４２１１１とアンギュラホルダーロアーガイド４２１１３は、アンギュラローターの安定した回動を強化する構成をさらに取ってもよい。即ち、アンギュラホルダーアッパーガイド４２１１１とアンギュラホルダーロアーガイド４２１１３は、傾斜面を備えて、アッパーパートとロアーパートがなす傾斜面は、アンギュラローターの中心側に向かうように、言い換えると、傾斜面の法線（線Ｉ−Ｉ、ＩＩ−ＩＩ）がアンギュラローターの回動軸中心側に向けて互いに交差（Ｏｃ）される構造を取って、ローターアッパーガイド４２２７１とローターロアーガイド４２２７３も対応する傾斜面構造を形成することができる（図３０参照）。
このように、ローターアッパーガイド４２２７１とローターロアーガイド４２２７３は、“＞”タイプの中心に向けて傾斜面の法線が回動軸中心側に向けて配置される構造を取ることによって、アンギュラローターを上下に対して安定的に収容することができる。即ち、アンギュラローターの回動時に回動軸長さ方向への位置移動を防止して、より安定した作動状態形成により感知不良状態発生の可能性を顕著に減少させることもできる。もちろん、この場合にもローターアッパーガイドとローターロアーガイドのアンギュラローター回動軸に向けて突出した長さは、異なる値を備えて上下乃至対をなすアンギュラローターの誤組み立てを防止することもできる。このような構造を介してアンギュラローターはアンギュラホルダーの収容部で安定した回動構造を形成することができる。
【０１１６】
本発明のシールドリングユニット５００は、先述したように、コレクターユニット３００とマグネットユニット２００との間に配置されて、出力軸３の一端に連結されて、コレクターユニット３００を介して集束されるマグネットユニット２００の磁場を入力軸２及び出力軸３の間の相対回動によって変化させることによって磁束の変化によって上記したセンシングユニット４００のトルクセンサー４１０に変化された電気的信号出力を形成して入力軸及び出力軸の間の印加トルクを感知することができる。
【０１１７】
このような本発明のシールドリングユニット５００は、シールドリングボディー５１０とシールドリングピース５２０を含む。シールドリングボディー５１０は、コレクターユニット３００の内側に配置されて、マグネットユニット２００を相対回動可能に内部に収容するが、シールドリングボディー５１０は、入力軸側に配置されるマグネットユニット２００とコレクターユニット３００との間に介在されて出力軸３と共に回動する。シールドリングピース５２０は、シールドリングボディー５１０に事前設定された間隔でシールドリングボディー５１０の外周に複数離隔配置される。
【０１１８】
シールドリングピース５２０は、マグネットユニットとコレクターユニットとの間の磁場の経路を変化させる機能を行うことができるようにパーマロイなどの軟磁性体で形成されるが、これに限定されない。シールドリングピース５２０は、ストリップタイプの材料のパンチング及びカッティング工程を介して製造可能で、リールタイプで形成されて所定の自動化工程を統合シールドボディーに挿入配置され得る。
【０１１９】
シールドリングピース５２０は、リングピースボディー５２１とリングピース連結部５２３を備えて、リングピースボディー５２１は、シールドリングユニット５００の半径方向に実質的に垂直に配置されてシールドリングボディー５１０、より具体的には下記のシールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５に配置される。
リングピース連結部５２３は、リングピースボディー５２１の端部に垂直に延長配置されて、シールドボディーラウンダー安着部５１３１１に安着される。シールドリングピース５２０は、単位体で形成されて、折曲工程を介して製造される方法を取ることができる。リングピース連結部５２３には、リングピース連結装着部５２５が形成される。
【０１２０】
リングピースボディー５２１の端部には、リングピースボディー面取り５２８が形成されてシールドリングボディー５１０側への挿入配置過程で安定的かつ円滑な挿入構造を形成するようにしてもよい。
【０１２１】
このようなシールドリングピース５２０を挿入装着する方式により、材料原価節減と共に自動化工程を介した工程原価節減をなすことができる。また、シールドリングピース５２０の形状の単純最適化によりスクラップなどの量を最小化させて材料の無駄を防止して原価節減をなすことができる。その他にも、自動組み立てを可能にして、工程誤差乃至良品歩留まりを増大させることもできる。
【０１２２】
それだけでなく、複数のシールドリングピース５２０の下記されるシールドリングボディー５１０側への挿入配置構造を介して遮蔽部と非遮蔽部領域の明確な分離及び望まない領域の露出の可能性を完全に防止して感度の低下乃至不良問題を防ぐことができる。即ち、従来のシールドリングとしてのシールドリングピースの代わりに同一機能の構成要素で非遮蔽部として貫通口を有するストリップタイプのシールドリングが形成されて、ストリップタイプのシールドリングをシールドリングボディーにインサート射出される場合シールドリングボディーの厚さの寸法制限によってストリップタイプのシールドリングのモルディング部位に対するモルディング厚さを一定に均一化形成することが容易でなくて露出が不要なモルディング部位に対してもシールドリングが露出されるという不良問題が発生する可能性があるが、本発明のピースタイプの挿入配置構造を介してこのような不良問題を根本的に遮断させることができる。
【０１２３】
シールドリングボディー５１０は、シールドスリーブ５１１とシールドボディー５１３を備える。シールドスリーブ５１１は、出力軸３側との安定した連結状態を維持する剛性を確保するようにオーステナイト系ステンレススチールなどの材料で形成されるが、所定の剛性などを確保する範囲で種々の材料選択が可能である。
【０１２４】
シールドスリーブ５１１は、入力軸２側の一端と連結されるが、シールドスリーブ５１１１は、スリーブシャフト５１１１とスリーブペリフェラル５１１３を含む。スリーブシャフト５１１１は、入力軸２側の一端と連結されて、スリーブシャフト５１１１の中央にはスリーブシャフト貫通口５１１２が形成されてトーションバーのような構成要素の貫通を許容する。
【０１２５】
スリーブペリフェラル５１１３は、スリーブシャフト５１１１の端部に半径方向に延長形成される。スリーブペリフェラル５１１３には一つ以上のスリーブペリフェラルグルーブ５１１５が形成されてシールドボディー５１３との相対回動を防止することができる。
本発明のシールドリングボディーは、シールドスリーブとシールドボディーの別途の締結構造を介して形成されてもよいが、本発明のシールドリングボディーは、シールドスリーブのインサート射出を介してシールドボディーと一体形成される構造を取る。
【０１２６】
シールドボディー５１３は、シールドスリーブと連結されて、シールドリングピースガ装着される。シールドボディー５１３は、シールドボディーラウンダー５１３１とシールドボディーホルダー５１３３を含む。シールドボディーラウンダー５１３１は、シールドスリーブと連結されて、シールドボディーホルダー５１３３は、シールドボディーラウンダー５１３１に連結されて、シールドリングピース５２０の収容装着を可能にする。
【０１２７】
シールドボディーラウンダー５１３１にはシールドリングピース５２０の一端を安着させるシールドボディーラウンダー安着部５１３１１が備えられる。シールドボディーラウンダー安着部５１３１１は、安着グルーブ５１３１１ａと安着融着突起５１３１ｂを含むが、安着グルーブ５１３１１ａはシールドボディーラウンダー安着部５１３１１の一面に形成される。安着グルーブ５１３１１ａは、凹溝構造で形成されてシールドリングピース５２０のリングピースボディー５２１に連結されるリングピース連結部５２３を収容配置可能にする。
【０１２８】
安着融着突起５１３１１ｂは、安着グルーブ５１３１１ａの一面に形成されるが、リングピース連結装着部５２５に対応して挿入可能な突起構造で形成される。本実施形態の安着融着突起５１３１１ｂは、リングピース連結装着部５２５に貫通挿入された後、熱融着を介して圧押されてシールドリングの離脱を防止することができる。
【０１２９】
シールドボディーホルダー５１３３にはシールドボディーホルダーリングピース貫通口５１３４が備えられて、シールドボディーホルダーリングピース貫通口５１３４の内側にはシールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５が備えられるが、シールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５は、シールドリングピース５２０の他端、即ちリングピースボディー５２１を安着支持することによってシールドボディーホルダー内での安定した装着構造を形成する。
【０１３０】
シールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５は、リングピース安着アラインガイド５１３５ａを備えるが、リングピース安着アラインガイド５１３５ａは、シールドボディーホルダーリングピース貫通口５１３４の内側にシールドボディーホルダー５１３３の中心側に向かうようにダブテイル構造で傾斜形成される。即ち、リングピース安着アラインガイド５１３５ａが形成する内側幅は、シールドボディーホルダーリングピース貫通口５１３４の幅より大きい値を備えてリングピースボディーの端部が外部に離脱するのを防止する。
【０１３１】
また、シールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５は、リングピース安着ストッパー５１３５ｂを含むが、リングピース安着ストッパー５１３５ｂは、シールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５の端部にシールドボディーホルダー５１３３の回動軸に実質的に垂直端部に形成されてシールドリングピースのリングピースボディーの端部を支持可能な構造を取る。
【０１３２】
この時、リングピース安着ストッパー５１３５ｂの一面上にはリングピースガイド対応部５１３７が形成されて、リングピースボディー５２１の端部にはリングピースガイド５２７が形成されて、リングピースガイド対応部５１３７とリングピースガイド５２７が互いに噛み合う構造を形成し、本実施形態でリングピースガイド５２７は凹溝構造を、そしてリングピースガイド対応部５１３７は突起構造を取るが、互いに反対になる構造を取ってもよい。
本実施形態でリングピースガイド５２７及びリングピースガイド対応部５１３７は二つ備えられたが、本発明のリングピースガイド５２７及びリングピースガイド対応部５１３７はこの数に限定されない。
【０１３３】
一方、本発明のシールドリングユニット５００は、シールドリングオーバーボディー５３０をさらに含むが、シールドリングオーバーボディー５３０は、シールドリングボディー５１０と結合してシールドリングボディー５１０に装着されたシールドリングピース５２０を固定支持する。
【０１３４】
シールドリングオーバーボディー５３０は、オーバーボディー貫通口５３１を介して他の構成要素の貫通を許容して、外周にはオーバーボディーアンギュラギア５３３を形成してセンシングユニット４００のアンギュラマグネット４２３０が配置されるアンギュラローター４２２０と噛み合う。
【０１３５】
シールドリングオーバーボディー５３０は、別途の締結方式を介して結合されてもよいが、本実施形態では、シールドリングピースが装着されたシールドリングボディーをインサート射出してオーバーモルディングする方法を取って構成要素の位置変動を防止する一体化構造を提供することができる。
【０１３６】
シールドスリーブ５１１が１次モルディング工程を介してシールドボディー５１３が形成されてシールドリングボディー５１０を形成して、シールドリングピース５２０をパンチング乃至カッティング及び折曲工程等を介して準備する（図３２、図３３、図３６参照）。
【０１３７】
その後、シールドリングボディー５１０にシールドリングピース５２０が挿入配置される（図３７参照）。シールドリングボディー５１０にシールドリングピース５２０が挿入配置された後、即ち安着融着突起５１３１１ｂが、シールドリングピース５２０のリングピース連結装着部５２５を貫通するように配置されてリングピース連結部５２３がシールドボディーラウンダー安着部５１３１１の安着グルーブ５１３１１ａに収容安着配置される。シールドリングピース５２０のリングピースボディー５２１の他端がシールドボディーホルダーリングピース安着部５１３５のリングピース安着アラインガイド５１３５ａによって案内されてリングピース安着ストッパー５１３５ｂによって端部支持されてシールドリングピースの望まない離脱が防止される挿入配置が完了した後、安着融着突起は熱融着されてシールドリングピースの位置を固定させることもできる。そうした後、シールドリングボディーの一端、即ちシールドリングピースのリングピース連結部側にオーバーモルディングされてシールドリングオーバーボディー５３０がシールドリングボディーの一側に形成配置されることができる（図３８及び図３９参照）。
【０１３８】
一方、前記実施形態でシールドリングピースは、所定の屈曲した形状を備えてマグネットリングとシールドリングピースとの間の間隙を円周方向に対して一定に維持、例えばシールドリングピース５２０（図５２参照）のリングピースボディー５２１をシールドリングボディーの円周に沿った所定の大きさの曲率半径（Ｒ５２０）を有するようにする構成を取って、均一性確保により感度信頼性を確保するが、本発明はこれに限定されない。
【０１３９】
図５７乃至図６０には本発明の他の変形例に係るシールドリングピース５２０Ａが図示されるが、シールドリングピース５２０Ａは、フラットな構造のフラットピースで具現される。図５７に示したように、シールドリングピース５２０Ａは、コレクターユニット３００のコレクター３２０とマグネットリング２２１０との間に介在されるが、本実施形態でマグネットリング２２１０は、１６個のＮ、Ｓ極で着磁されて合わせて８個のシールドリングピースガ配置される場合が図示されたが、これは一例でありこれに限定されない。シールドリングピース５２０Ａのシールドリングボディーの中心からシールドリングピースのリングピースボディーがなす部分の曲率半径は無限大（Ｒ５２０＝∞）の値を有する構造を取る。
【０１４０】
図５９及び図６０にはフラットピース構造のシールドリングピース５２０Ａの部分拡大図及びシールドリングピース５２０Ａとマグネットリング２２１０との間の間隙であるエアーギャッププロファイルの線図が図示される。即ち、シールドリングピース５２０Ａとマグネットリング２２１０との間隙は、シールドリングピース５２０Ａのリングピースボディー中心から遠ざかるほど大きくなる構造をなす（ａ＋ｃ＞ａ＋ｂ＞ａ）。このような間隙の差は、シールドリングピースの数が増加するほど、即ちマグネットリングの着磁数が増加して対応するシールドリングピースの数が増加するほどマグネットリングの円周方向への幅が減ることになることによって、シールドリングピースとマグネットリングとの間のエアーギャップの差は減ることになる。
図６３の（ａ）と（ｂ）にはフラットピース構造のシールドリングピース５２０Ａとラウンダー曲率構造のシールドリングピース５２０の装着状態度が図示される。
【０１４１】
一方、本発明のフラットシールドで具現されるシールドリングピースは、幅調整による感度改善構造を形成してもよい。
【０１４２】
即ち、図６１に示したように、シールドリングボディー５１０は、半径方向にシールドリングピース５２０Ａが配置される遮蔽領域、即ち磁場の経路を変化させるシールド部（Ａｓ）と、シールド部（Ａｓ）の間の空間としての非遮蔽領域、即ちシールドリングピース５２０Ａが配置されないため磁場の経路が変化しない非シールド部（Ａｎｓ）を備えるが、シールドリングボディー５１０は、中心からシールド部（Ａｓ）がなす間の角度（α）と非シールド部（Ａｎｓ）がなす間の角度（β）が互いに異なる値を備えて、相互間の一定の半径（Ｒ）領域での弧の長さが互いに異なる構造を取ってもよい。
【０１４３】
このような、シールド部と非シールド部との間の配置を１：１均等配置でないＡｓ＜Ａｍｓ構造の非均等配置を介してトーション感知領域、即ちねじれ感知によるトルク検測を可能にする線形区間を拡大させたり乃至は同じトルク検測のためのねじれ感知区間での線形幅である出力値の幅を増大させて検測感度を向上させることができる。
【０１４４】
本発明のシールドリングボディー５１０の中心からシールド部（Ａｓ）がなす間の角度（α）と非シールド部（Ａｎｓ）がなす間の角度（β）は、
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の関係をなし、
【０１４５】
シールド部（Ａｓ）がなす弧の長さ（ｌ）は、
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であり、
ここで、Ｒはシールドリングボディー５１０の半径、ｍはシールドリングピース５２０Ａの数である。本実施形態でシールド部（Ａｓ）がなす弧の長さ（ｌ）を、
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と形成してマグネットリングとシールドリングピースが配置されるシールドユニット及びコレクターユニットを経てセンシングユニットのトルクセンサーで感知される出力値を増大させて感度を増進させる構成を取ってもよい。
シールド部（Ａｓ）がなす弧の長さ（ｌ）がなす角度が小さい場合シールドリングピースとしての機能が低下して感度増進でない感度低下の問題に直面するため、このようにシールド部の弧の長さは適切な値を有することが好ましい。
【０１４６】
図６２には本発明の変形例としてのフラットピース構造のシールドリングピースと、図５２の実施形態と同様にシールドリングボディーの半径方向に所定の曲率を有するシールドリングピース５２０に対する感知出力信号線図が図示される。
回転角の範囲に対する信号出力値が所定の波形をなして出力されるが、同じトーション感知範囲（Ｌ）に対してフラットピース構造のシールドリングピースに対する出力範囲は、２Ｓｆｌａｔの値を有し、所定の曲率を有するシールドリングピースに対する出力範囲は、２Ｓｒｏｕｎｄの値を有して、Ｓｆｌａｔ＞Ｓｒｏｕｎｄの関係が形成される。即ち、同じトーション感知範囲に対してフラットピース構造のシールドリングピース５２０による感度が優秀であることを確認することができる。
【０１４７】
即ち、フラットピース構造のシールドリングピースに対する非対称誤差が所定の曲率を有するシールドリングピースに対する非対称誤差よりも顕著に減少され得る。
【０１４８】
このようにシールドリングピースをフラットピース構造を形成して、感度改善及び誤差改善をなすと同時に、曲率を形成する別途のローリング工程を排除可能にすることによって工程原価を削減させる効果を伴うことができる。
【０１４９】
以上で記述した通り、本発明はシャフトに印加されるトルクを非接触式方式を介して感知する範囲で様々な変形が可能である。自動車のステアリングシャフト以外に電気自転車乃至電気二輪車などのトルクセンサーで具現されることもできるなど、非接触方式のトルク感知を含む範囲で様々な実現が可能である。
また、前記実施形態で入力軸側にはマグネットユニットが、そして出力軸側にはシールドリングユニットが配置される構造を中心に説明したが、互いに反対となる構成を取ってもよい点は本発明から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明は、非接触方式のトルク感知構造をなす範囲で、自動車以外にも自転車、電動装置など様々なトルク感知をなす産業分野に適用可能である。即ち、本発明は、シャフトに印加されるトルクを非接触式方式を介して感知する範囲で自動車のステアリングシャフト以外に電気自転車乃至電気二車輪車などのトルクセンサーで具現されることもできるなど様々な産業技術分野で活用可能である。
【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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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【国際調査報告】
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