JP2008180517A

JP2008180517A - トルクセンサ

Info

Publication number: JP2008180517A
Application number: JP2007012326A
Authority: JP
Inventors: Atsuyoshi Asaga; 淳愛浅賀; Yasuhiro Kawai; 康寛川井
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】センサの軸方向の長さを短くするとともに、組み立てを容易にしたトルクセンサを提供すること。
【解決手段】第１の軸体１２と第２の軸体１６とを連結する連結棒１４と、第１の軸体１２に固体された永久磁石２０と、連結棒１４に固定されて、永久磁石２０の磁気回路を形成する複数の磁性体２２、２４および補助磁性体３０、３２と、磁性体２２、２４および補助磁性体３０、３２の誘導による磁束を検出する磁束検出器３８とを備え、第１の軸体１２または第２の軸体１６にトルクが作用したときに、磁束検出器３８の検出出力に基づいてトルクを検出するトルクセンサにおいて、永久磁石２０は、平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が軸方向に多極着磁され、磁性体２２、２４と第１の軸体１２の軸方向において面対向し、磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２は、その一部が第１の軸体１２の径方向において面対向している。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクセンサに係り、例えば、自動車のステアリング装置などの回転軸に発生するねじりトルク等を測定するためのトルクセンサに関する。

従来、回転軸に発生するねじれトルクなどを測定するものとしては、例えば、集磁器として作用するリング状のセンサ部材が設けられたもの（特許文献１参照）、円弧状の集磁器が１個設けられ、２個の磁気検出素子で磁束変化を検出するもの（特許文献２、３参照）、磁気回路内に設けた磁性体間に磁気検出素子を配置して磁束変化を検出するもの（特許文献４参照）、磁気回路内の磁性体および集磁器を鉄板で形成し、リング状の集磁器で磁束を集め、１個または２個の磁気検出素子で磁束を検出するもの（特許文献５参照）などが提案されている。

しかし、特許文献１〜５に記載されたものは、周対向型センサで構成されているので、磁気ヨークは、永久磁石から一定以上の磁束を受けることができるようにしなければならず、磁気ヨークと永久磁石の磁極との対向する面積を一定以上に確保する必要がある。そのため、永久磁石は、入力軸の軸方向に一定以上の長さ（高さ）が必要であり、トルク検出装置を入力軸の軸長方向に短縮できず、小型化が困難である。

そこで、小型化を図るために、永久磁石を円錐状多極磁石で構成したものが提案された（特許文献６参照）。
特開平２−１６２２１１号公報実開平３−４８７１４号公報特開平２−１４１６１６号公報特開平２−９３３２１号公報特開２００３−１４９０６２号公報特開２００６−２０５２７号公報

しかし、特許文献６に記載されたものでは、リング磁石を用い、磁気ヨークで挟み込む形状としているが、磁石の両側に磁気ヨークを配置しているため、軸方向寸法を短くするには十分ではなく、しかも、加工が困難であり、組み立てコストが高くなる。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、センサの軸方向の長さを短くし、組み立てを容易にしたトルクセンサを提供することにある。

前記目的を達するために、本発明は、第１の軸体と、第２の軸体と、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結棒と、前記第１の軸体又は、前記連結棒の一端に固体された永久磁石と、前記第２の軸体又は前記連結棒の他端に固定されて、前記永久磁石の磁界内に配置され、前記永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体および補助磁性体と、前記磁性体および補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを備え、前記第１の軸体または前記第２の軸体にトルクが作用したときに、前記磁束検出器の検出出力に基づいて前記トルクを検出するトルクセンサにおいて、前記永久磁石は、前記連結棒を囲む平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、前記磁性体と前記第１の軸体の軸方向において面対向し、かつ前記磁性体と前記補助磁性体は、少なくともその一部が前記第１の軸体の径方向において相対向してなることを特徴とするものである。

本発明によれば、第１の軸体と第２の軸体との間に捩れトルクが入力され、連結棒に捩れが生じると、永久磁石と各磁性体との相対位置が変化し、磁気回路内の磁束密度分布が変化する。この磁束密度分布の変化を磁束検出器で検出することにより、永久磁石と各磁性体との相対位置の変動を求めることができ、最終的にはトルクを求めることができる。また、永久磁石と磁性体が第１の軸体の軸方向において面対向して配置されているため、センサの軸方向の長さを短くすることができ、センサの小型化および組み立てコストの低減に寄与することができる。さらに、各磁性体の一部と各補助磁性体の一部が第１の軸の径方向において相対向しているため、軸方向変動の影響を受けにくい利点がある。

前記トルクセンサを構成するに際しては、以下の要素を付加することができる。複数の磁性体は、環状に形成されて永久磁石を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置され、永久磁石と面対向してなる。このように構成することで、各磁性体が永久磁石を軸方向に挟まないため、小型化が可能で、且つ組み立てが容易となる。

複数の磁性体のうち一方の磁性体は、小径円筒部を有し、他方の磁性体は、小径円筒部よりも径の大きい大径円筒部を有し、小径円筒部と大径円筒部にはそれぞれ永久磁石と対向する複数の爪部が形成され、複数の爪部は小径円筒部と大径円筒部でその数が等しく、かつ全周に亘って等間隔で配置されてなる。

このように構成することで、各磁性体を軸方向に分けて配置する必要がないので、小型化が可能となる。さらに、複数の爪部は小径円筒部（内側）と大径円筒部（外側）でその数が等しく、かつ全周に亘って等間隔で配置されているため、漏れ磁束を減らし、且つ永久磁石からの磁束を有効に誘導することができる。

小径円筒部と大径円筒部における爪部は、永久磁石の極数と等しい数に対応して形成されてなる。このように構成することで、トルクを検出するのに必要な永久磁石の磁極の境界を最大限利用できる。

複数の磁性体と複数の補助磁性体はそれぞれ径の相異なる環状体として形成されて、少なくともその一部が第１の軸体の径方向において相対向し、各磁性体と各補助磁性体との対向部は全周に亘って形成されてなる。

このように構成することで、第１の軸体および第２の軸体の回転角度によらず常に一定の磁束を磁性体から補助磁性体へ誘導することができる。
各磁性体と各補助磁性体との対向部の軸方向の長さは、各補助磁性体よりも各磁性体の方が長い。このように構成することで、磁性体と補助磁性体の軸方向における相対位置が変化しても、磁束検出器へ誘導する磁束量の変動を無くすことができる。

複数の磁性体のうち一方の磁性体は、小径円筒部を有し、他方の磁性体は、大径円筒部を有し、前記複数の補助磁性体のうち一方の補助磁性体は、前記磁性体の小径円筒部とは径の異なる小径円筒部を有し、他方の補助磁性体は、前記磁性体の大径円筒部とは径の異なる大径円筒部を有し、前記各小径円筒部はそれぞれ前記第１の軸体の径方向において相対向する事で前記小径円筒対向部を形成し、前記各大径円筒部はそれぞれ前記第１の軸体の径方向において相対向する事で前記大径円筒対向部を形成し、前記小径円筒対向部と前記大径円筒対向部が軸方向にずれて配置されてなる。

このように構成することで、各小径円筒部における対向部（内側の対向部）と各大径円筒部における対向部（外側の対向部）との間のパーミアンスを下げることができ、漏れ磁束を減らすことができる。

複数の補助磁性体は、各磁性体に磁気結合されて各磁性体からの磁束をそれぞれ誘導するとともに、誘導した磁束を集めるための磁束集中部を有し、磁束検出器は、磁束集中部に集められた磁束を検出してなる。

このように構成することで、磁性体から補助磁性体へ誘導される磁束を磁束検出器へ集中させることが可能となり、且つ磁束検出器を固定することもできる。

また、磁束検出器を２個備え、２個の磁束検出器が差動出力を構成してなることにより、２重系となり、且つ差動出力に伴ってダイナミックレンジが広くなり、外来ノイズの影響を受けにくくでき、磁束検出器の温度ドリフトをキャンセルすることもできる。

さらにまた、磁束検出器３以上備えることにより、故障した磁束検出器を特定する事が出来るため、トルクセンサの信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、センサの軸方向の長さを短くすることができるとともに、組み立てを容易にすることができ、センサの小型化および組み立てコストの低減に寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施例を示すトルクセンサの断面図、図２は、トルクセンサの分解斜視図、図３は、トルクセンサの要部断面上斜視図、図４は、トルクセンサの要部断面下斜視図である。

図１乃至図４において、トルクセンサ１０は、略円柱状に形成された第１の軸体１２を備えており、第１の軸体１２は、その一部が軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。第１の軸体１２の軸方向一端側には、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）のステアリングホイール（図示せず）が連結され、軸方向他端側には連結棒１４を介して第２の軸体１６が連結されている。連結棒１４は、ねじり要素の弾性部材および第１の軸体１２と第２の軸体１６とを連結する連結部材として、その軸方向両端側がそれぞれ第１の軸体１２と第２の軸体１６に連結されている。第２の軸体１６は、その一部が軸受（図示せず）によって回転自在に支持されている。

連結棒１４の周囲には、円環状に形成されたバックヨーク１８と、円環状に形成された永久磁石２０が配置されている。永久磁石２０は、平面形状の環状体として、リング状に形成されて第１の軸体１２に直接または間接に固定され、その軸方向に相異なる磁極（Ｎ極とＳ極）が着磁された多極磁石として構成されている。

永久磁石２０を中心としたその軸方向両側の領域のうち一方の領域には径の相異なる一組の磁性体（ヨーク）２２、２４が、第１の軸体１２の軸方向において永久磁石２０と面対向して配置されている。大径の磁性体２２は、大径円筒部２２ａを備えており、大径円筒部２２ａの底部側には、大径円筒部２２ａから内側に突出したクローポール（爪部）２６が複数個周方向に沿って等間隔で配列されている。小径の磁性体２４は、大径円筒部２２ａより小径の小径円筒部２４ａを備えており、小径円筒部２４ａには、小径円筒部２４ａの底部側から外側に突出したクローポール（爪部）２８が複数個周方向に沿って等間隔で配列されている。

大径円筒部２２ａと小径円筒部２４ａは、対向部として、第１の軸１２の径方向において相対向して配置されている。各クローポール２６、２８は、それぞれ台形形状に形成されて互い違いに嵌め合わされて、永久磁石２０の各磁極と面対向し、かつ、ギャップを保って配置されている。

磁性体２２、２４は、永久磁石２０の磁界内に配置されて、永久磁石２０の磁気回路の一要素として構成されており、一方のクローポール２６が、例えば、永久磁石２０のＳ極と対向しているときには、他方のクローポール２８が永久磁石２０のＮ極と対向するようになっている。すなわち、トルク未入力時に、永久磁石２０の磁極の境界線とクローポール２６、２８の中心が一致するように配置する。なお、クローポール２６、２８は、台形形状に限らず、三角形状や矩形形状とすることもできる。また、永久磁石２０の裏面のバックヨーク１８は設けなくてもよいが、設けた方が、磁束の漏洩を少なくすることができるので好ましい。

磁性体２２、２４に隣接して、補助磁性体３０、３２が一定の間隙を保って配置されている。補助磁性体３０、３２は、円環状に形成されて、連結棒１４または第２の軸体１６を囲むように配置されている。補助磁性体３０は、大径円筒部３０ａを備えており、大径円筒部３０ａの一部には、大径円筒部３０ａから突出した磁束集中部３４が形成されている。補助磁性体３２は、大径円筒部３０ａより小径の小径円筒部３２ａを備えており、小径円筒部３２ａの一部には、小径円筒部３２ａから突出した磁束集中部３６が形成されている。

大径円筒部３０ａと小径円筒部３２ａは、第１の軸１２の径方向において相対向して配置されており、大径円筒部３０ａは、外側対向部として、磁性体２２の大径円筒部２２ａと第１の軸１２の径方向において相対向して配置され、小径円筒部３２ａは、内側対向部として、磁性体２４の小径円筒部２４ａと第１の軸１２の径方向において相対向して配置されている。

磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２との対向部は、補助磁性体３０、３２よりも磁性体２２、２４の方が、軸方向における長さが長くなっているため、軸方向変位の影響をキャンセル出来る。

また、磁束集中部３４と磁束集中部３６との間には、磁束量に応じて出力電圧が変化するリニアタイプの磁束検出器（磁気検出素子）３８が挿入されるようになっている。磁束検出器３８は、磁束集中部３４、３６の軸方向隙間を通過する磁束の磁束密度を測定することができる。

補助磁性体３０、３２は、永久磁石２０の磁界内で磁性体２２、２４と一定の間隙を保って面対向して配置されて磁気回路を構成するとともに、補助磁性体３０、３２のうち磁束集中部３４、３６間の軸方向における隙間を他の部分よりも狭くすることで、永久磁石２０から発生する磁束を磁束集中部３４、３６に集中的に集めることができるようになっている。この場合、磁性体２２、２４は樹脂４０でモールドされて一体成型された状態で、連結棒１４に固定され、補助磁性体３０、３２は、樹脂４２でモールドされて一体成型された状態で樹脂４０に連結され、両者は、面対向した状態で磁気回路を構成しているので、磁性体２２、２４や、補助磁性体３０、３２が回転しても、両者を通過する磁束の全体の量が変動することはない。なお、モールド方法としては、インサート成型や、ポッティングなどを用いることができる。

また、補助磁性体３０、３２のうち磁束集中部３４、３６の軸方向における隙間に磁束検出器３８を挿入することで、磁束集中部３４、３６の軸方向における隙間を通過する磁束の量を磁束検出器３８によって確実に測定できる。

磁束検出器３８としては、ホール素子、ＭＲ素子、ＭＩ素子など、磁束の量を測定できるものであれば良い。

また、磁束検出器３８は、１個で良いが、２個以上使用することで、装置の信頼性を高めることができる。２個以上の磁束検出器３８を用いる場合、各磁束検出器３８の磁束の検出方向を変え、各磁束検出器３８の出力差を差動出力として磁束を測定すれば、ゼロ点の変動をキャンセルすることができる。さらに、２個の磁束検出器３８を用いると、２重系となり、且つ差動出力に伴ってダイナミックレンジが広くなり、外来ノイズの影響を受けにくくでき、磁束検出器３８の温度ドリフトをキャンセルすることもできる。この際、磁束集中部３４、３６は、各補助磁性体３０、３２にそれぞれ１個所設けるだけでも良いが、２個所以上設けた方が、それぞれの磁束集中部３４、３６の面積を管理できるので好ましい。

さらに、３個以上磁束検出器を用いると、磁束検出器の一つが故障した場合でも正常な検出器が２ケ以上残るため、多数決による信頼性が高いデータを得ることができる。

なお、磁束検出器３８は、一般的には、素子がプラスチックのパッケージ内に収納されており、検出器（素子）自体は、パッケージの外形寸法より小さい。そのため、磁束集中部３４、３６のうち互いに平行となる平行部の面積はパッケージの大きさに合わせるのではなく、検出器（素子）自身の大きさに合わせても良い。

但し、余り小さすぎると、磁束集中部３４、３６の材料の飽和磁束密度を超えてしまうため、磁気飽和が起きない面積にするのが良い。

次に、上記構成によるトルクセンサ１０の動作を説明する。図５に示すように、トルクの入力が無い状態では、クローポール２６、２８の円周方向中心が永久磁石２０の極の境界上に位置し、クローポール２６、２８から見た永久磁石２０のＮ極、Ｓ極に対するパーミアンスが等しいので、図５中の矢印のような磁束の流れとなる。具体的には、図２，３において永久磁石２０のＮ極から発生した磁束は、磁性体２４のクローポール２８に入り、そのまま永久磁石２０のＳ極へ入る。よって、磁束が磁束検出器３８を流れないため、磁束検出器３８は中間電圧を出力する。

運転者がステアリングホイールを回転させることによってトルクが入力されると、連結棒１４の入力側は、ステアリングホイールと同様に回転するとともに連結棒１４自体に入力トルクに応じた捩れが発生する。この捩れによって、連結棒１４の入力側と出力側に相対角度変位が発生する。この連結棒１４の入力側と出力側の間に発生した相対角度変位は、本発明のトルクセンサのクローポール２６、２８と永久磁石２０の間の相対角度変位として現れる。クローポール２６、２８と永久磁石２０の間に相対角度変位が発生すると、図６のようにパーミアンスのバランスが崩れ、図２，３における磁束検出器３８を含む磁気回路、即ち、永久磁石２０のＮ極から発生した磁束が磁性体２４のクローポール２８に流れ、磁性体２４から補助磁性体３０、磁束集中部３４を経由し、磁束集中部３４と磁束集中部３６の間に位置する磁束検出器３８を通過し、磁束集中部３６、補助磁性体３２、磁性体２２、クローポール２６を経由して永久磁石２０のＳ極へと戻る磁気回路に磁束が流れる。この磁束検出器３８を含む磁気回路に発生した磁束を磁束検出器３８で検出することで、相対角度変位が測定でき、連結棒１４にかかるトルクを検出することができる。

本実施例によれば、永久磁石２０と磁性体２２、２４が第１の軸体１２の軸方向において面対向して配置されているため、軸方向の長さを短くすることができ、センサの小型化およびコスト低減に寄与することができる。さらに、磁性体２２、２４の一部と補助磁性体３０、３２の一部が第１の軸１２の径方向において相対向しているため、軸方向変動の影響を受けにくく、信頼性の向上に寄与することができる。

また、本実施例によれば、以下のような効果を奏することができる。
磁性体２２、２４は、環状に形成されて永久磁石２０を中心とした両側の領域のうち一方の領域に配置され、永久磁石２０と面対向しているので、磁性体２２、２４が永久磁石２０を挟むことはなく、小型化が可能で、且つ組み立てが容易となる。

クローポール２６、２８は、小径円筒部２４ａと大径円筒部２２ａでその数が等しく、かつ全周に亘って等間隔で配置されているので、磁性体２２、２４を軸方向に分けて配置する必要がなく、小型化が可能になるとともに、漏れ磁束を減らし、且つ永久磁石２０からの磁束を有効に磁束検出器３８に誘導することができる。また、クローポール２６、２８は、永久磁石２０の極数と等しい数に対応して形成されているので、トルクを検出するのに必要な永久磁石２０の磁極の境界を最大限利用できる。

磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２はそれぞれ径の相異なる環状体として形成されて、少なくともその一部が第１の軸体１２の径方向において相対向し、磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２との対向部は全周に亘って形成されているので、第１の軸体１２および第２の軸体１６の回転角度によらず常に一定の磁束を磁性体２２、２４から補助磁性体３０、３２へ誘導することができる。

磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２との対向部の軸方向の長さは、補助磁性体３０、３２よりも磁性体２２、２４の方が長いので、磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２の軸方向における相対位置が変化しても、磁束検出器３８へ誘導する磁束量の変動を無くすことができる。すなわち、アキシアル方向変動が生じても、対向面積が変化しないため、アキシアル方向変動の影響を減少させることができる。

小径円筒部２４ａ、３２ａはそれぞれ第１の軸体１２の径方向において相対向して配置され、大径円筒部２２ａ、３０ａはそれぞれ第１の軸体１２の径方向において相対向して配置されているので、小径円筒部２４ａ、３２ａにおける対向部（内側の対向部）と大径円筒部２２ａ、３０ａにおける対向部（外側の対向部）との間のパーミアンスを下げることができ、漏れ磁束を減らすことができる。

なお、磁性体２２、２４と補助磁性体３４、３６は、平面形状としているので、これらを平面プレスなどで加工でき、低コスト化が可能であるとともに、軸方向寸法を短くできる。

次に、本発明の第２実施例を図７に基づいて説明する。本実施例は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）のウォームホイール４４を第１の軸体として、永久磁石２０をウォームホイール４４の側面に固定し、全体の軸方向の寸法をさらに短くしたものであり、その他の構成は第１実施例と同様である。

永久磁石２０をウォームホイール４４の側面に固定すると、センサ全体の軸方向寸法をさらに短くすることができる。

本実施例によれば、前記実施例と同様の効果を奏することができるとともに、前記実施例のものよりも、センサ全体の軸方向寸法をさらに短くすることができる。

なお、ウォームホイール４４の材質が鉄の場合は、バックヨーク１８を省くことができる。一方、ウォームホイール４４の材質がプラスチックの場合は、バックヨーク１８があった方が、磁束が漏れないので好ましい。

また、前記各実施例において、永久磁石２０の材料としては、フェライト磁石や希土類磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石やＳｍ−Ｃｏ系磁石など）が使用可能である。また、金属磁石や焼結磁石でも良いが、プラスチック磁石やゴム磁石でも良い。

さらに、永久磁石２０の半径方向寸法を磁性体２２、２４のクローポール２６、２８の長さよりも長くても良いが、磁性体２２、２４のクローポール２６、２８の方を長くした方が、永久磁石２０の磁束の大部分を磁性体２２、２４に誘導でき、磁性体２２、２４以外に漏れる磁束を少なくできるので、好ましい。

磁性体２２、２４と補助磁性体３０、３２との対向部は、補助磁性体３０、３２よりも磁性体２２、２４の方が、軸方向における長さが長くなっているため、軸方向変異の影響をキャンセル出来る。なお、磁性体、及び、補助磁性体の材質はニッケルを含有した合金であるのが好ましい。

磁性体、及び、補助磁性体に構造用鋼を使用すると、磁気検出素子の出力にヒステリシスが存在し、出力値から角度を正確に測定することが難しい。これは、磁性休、及び、補助磁性体に使用した材料の磁気特性によるものである。そこで、磁性体、及び、補助磁性体の磁気特性を改善するため、ニッケルを含んだ合金を使用するのが望ましい。

磁性体、及び、補助磁性体にニッケルを約40％以上含んだ合金（例えば45％含有）を使用すると、構造用鋼を使用した場合に比べて、出力のヒステリシスを格段に小さくすることができ、トルクの検出精度を向上することができた。

しかしながら、ヒステリシスはわずかに残っており、高精度な検出を要求される場合には適用できない。このような場合は、さらに特性を改善する必要がある。そこで、さらに磁気特性を向上するためには、ニッケルを約70％以上含んだ合金（例えば75％含有）を使用するのがさらに望ましい。ニッケルを75％含んだ合金を使用すると、ヒステリシスはほぼゼロとすることができた。

しかしながら、ニッケルは高価な金属であるため、できれば使用量が少ない方が好ましく、要求される性能に応じて、ニッケルの含有量は適宜選択されるのが好ましい。

本発明の第１実施例を示すトルクセンサの断面図である。トルクセンサの分解斜視図である。トルクセンサの要部断面上斜視図である。トルクセンサの要部断面下斜視図である。トルクの入力が無いときのトルクセンサの動作を説明するための概略図である。トルクの入力が最大のときのトルクセンサの動作を説明するための概略図である。（ａ）は、本発明の第２実施例を示すトルクセンサの断面図、（ｂ）は、磁性体の要部拡大図、（ｃ）は、補助磁性体の要部拡大図である。

符号の説明

１０トルクセンサ
１２第１の軸体
１４連結棒
１６第２の軸体
２０永久磁石
２２、２４磁性体
２６、２８クローポール
３０、３２補助磁性体
３４、３６磁束集中部
３８磁束検出器

Claims

第１の軸体と、第２の軸体と、前記第１の軸体と前記第２の軸体とを連結する連結棒と、前記第１の軸体又は前記連結棒の一端に固体された永久磁石と、前記第２の軸体又は前記連結棒の他端に固定されて、前記永久磁石の磁界内に配置され、前記永久磁石の磁気回路を形成する複数の磁性体および補助磁性体と、前記磁性体および補助磁性体の誘導による磁束を検出する磁束検出器とを備え、前記第１の軸体または前記第２の軸体にトルクが作用したときに、前記磁束検出器の検出出力に基づいて前記トルクを検出するトルクセンサにおいて、前記永久磁石は、前記連結棒を囲む平面形状の環状体として形成されて、相異なる磁極が交互に軸方向に着磁され、前記磁性体と前記第１の軸体の軸方向において面対向し、かつ前記磁性体と前記補助磁性体は、少なくともその一部が前記第１の軸体の径方向において相対向してなることを特徴とするトルクセンサ。
前記複数の磁性体は、環状に形成されて前記永久磁石を中心とした軸方向の両側の領域のうち一方の領域に配置され、前記永久磁石と面対向してなることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
前記複数の磁性体のうち一方の磁性体は、小径円筒部を有し、他方の磁性体は、前記小径円筒部よりも径の大きい大径円筒部を有し、前記小径円筒部と前記大径円筒部にはそれぞれ前記永久磁石と対向する複数の爪部が形成され、前記複数の爪部は前記小径円筒部と前記大径円筒部でその数が等しく、かつ全周に亘って等間隔で配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクセンサ。
前記小径円筒部と前記大径円筒部における爪部は、前記永久磁石の極数と等しい数に対応して形成されてなることを特徴とする請求項３に記載のトルクセンサ。
前記複数の磁性体と前記複数の補助磁性体はそれぞれ径の相異なる環状体として形成されて、少なくともその一部が前記第１の軸体の径方向において相対向し、前記各磁性体と前記各補助磁性体との対向部は全周に亘って形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載のトルクセンサ。
前記各磁性体と前記各補助磁性体との対向部の軸方向の長さは、前記各補助磁性体よりも前記各磁性体の方が長いことを特徴とする請求項５に記載のトルクセンサ。
前記複数の磁性体のうち一方の磁性体は、小径円筒部を有し、他方の磁性体は、大径円筒部を有し、前記複数の補助磁性体のうち一方の補助磁性体は、前記磁性体の小径円筒部とは径の異なる小径円筒部を有し、他方の補助磁性体は、前記磁性体の大径円筒部とは径の異なる大径円筒部を有し、前記各小径円筒部はそれぞれ前記第１の軸体の径方向において相対向する事で前記小径円筒対向部を形成し、前記各大径円筒部はそれぞれ前記第１の軸体の径方向において相対向する事で前記大径円筒対向部を形成し、前記小径円筒対向部と前記大径円筒対向部が軸方向にずれて配置されてなることを特徴とする請求項５または６に記載のトルクセンサ。
前記複数の補助磁性体は、前記各磁性体に磁気結合されて前記各磁性体からの磁束をそれぞれ誘導するとともに、誘導した磁束を集めるための磁束集中部を有し、前記磁束検出器は、前記磁束集中部に集められた磁束を検出してなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のトルクセンサ。
前記磁束検出器を２個備え、前記２個の磁束検出器は差動出力を構成してなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のトルクセンサ。
前記磁束検出器を３ケ以上備える請求項１乃至８のいずれか１項記載のトルクセンサ。
前記磁束検出器は、電動パワーステアリング装置に搭載されて、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクを検出してなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のトルクセンサ。