JP6666862B2 - トルク検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ねじれトルクを検出するトルク検出装置に関する。

従来、電動パワーステアリング装置等において、ねじれトルク（軸トルク）を検出するトルク検出装置（トルクセンサ）が用いられることが知られている。例えば、特許文献１に記載のトルクセンサでは、入力軸と出力軸とを連結するトーションバーがねじれた場合、一組のヨークが、多極磁石に対して周方向に相対的に変位する。このとき、ヨークの間における磁束密度を磁気センサが検出し、磁束密度の変化に基づき、ねじれトルクを検出する。

特開２０１３−１０１０３８号公報

磁力線は、磁性体の形状に沿って透磁率が高い場所を通過する性質があり、また、磁性体の中では、直進する性質がある。このため、磁性体を折り曲げると、磁性体の形状に沿って磁力線が通過することとなるが、その直進性により、内側と外側で、磁束密度が異なる。より詳しくは、折り曲げた磁性体を磁力線が通過する場合、その直進性により、内側よりも外側に磁力線が集まりやすくなる。これにより、折り曲げた先に磁気センサを配置させ、折り曲げ先の磁束密度を検出する場合、磁束密度は外側の方が高くなりやすい。したがって、折り曲げた先に磁気センサを配置する場合、磁気センサの位置が、磁性体に対して外側又は内側にずれると、磁気センサが検出する磁束密度が異なるといった問題があった。このため、磁束密度の検出精度を向上させるため、磁気センサが精度よく同じ位置となるようにトルク検出装置を組み立てる必要があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気センサの配置を容易とするトルク検出装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下のようにした。

第１軸と第２軸とを同軸上に連結する弾性部材のねじれ変位に基づき、前記第１軸と前記第２軸との間のねじれトルクを検出するトルク検出装置において、前記第１軸に固定される磁石と、前記第２軸において、軸方向に互いに離間した状態で固定される一対の磁気ヨークと、前記一対の磁気ヨークの間における磁束密度を検出する磁気センサと、を備え、前記一対の磁気ヨークは、前記磁石に対向して配置され、前記弾性部材がねじれ変位した場合に前記磁石に対して周方向に変位する対向部と、前記対向部よりも径方向外側に配置され、それぞれ一方の前記磁気ヨーク側から他方の前記磁気ヨーク側に延びるように設けられ、前記磁気センサを挟んで両側に対向配置される壁部と、を備え、前記一対の磁気ヨークにおける前記各壁部の先端は互いに対向し、その先端同士の間に、前記磁気センサが配置されており、前記先端間の距離は、径方向内側の方が、径方向外側よりも短い。

磁力線は、磁気ヨークの形状に沿って透磁率が高い場所を通過する性質があり、また、磁気ヨークの中では、直進する性質がある。このため、対向部から径方向外側に位置し、他方の磁気ヨーク側に軸方向に延びるように設けられた壁部の場合、径方向外側よりも内側の方が、磁束密度が小さくなりやすい。つまり、磁力線は、対向部から直進して壁部の径方向外側に集まりやすいため、他方の磁気ヨーク側に延びるように設けられた壁部の先端間の磁束密度を検出する場合、径方向外側よりも内側の方が、磁束密度が小さくなりやすい。

そこで、径方向内側における先端間の距離を、径方向外側の距離よりも短くして、検出される磁束密度が平均化されるようした。すなわち、先端間の距離が短くなれば、磁束密度が大きくなりやすくなる一方、距離が長くなれば小さくなりやすくなるため、検出される磁束密度が均されることとなる。これにより、径方向において磁気センサの位置ずれが生じても、検出される磁束密度が同様になるようにした。したがって、磁気センサが径方向に位置ずれが生じても、同じように磁束密度を検出できるため、磁気センサの配置が容易となる。

ステアリングシステムの概略構成図。 トルク検出装置の分解斜視図。 （ａ）〜（ｃ）は、トルク検出装置の平面図。 トルク検出装置の切断部端面図。 磁力線を示す模式図。 別例のトルク検出装置の切断部端面図。 別例のトルク検出装置の切断部端面図。 別例のトルク検出装置の切断部端面図。 別例のトルク検出装置の切断部端面図。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

実施形態にかかるトルク検出装置１０について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、トルク検出装置１０は、例えば、車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置２０を備えたステアリングシステム１００に用いられる。

ハンドル３０は、ステアリングシャフト４０と接続される。図２に示すように、ステアリングシャフト４０は、ハンドル３０と接続される第１軸としての入力軸４１と、入力軸４１に連結されるトーションバー４２と、トーションバー４２を介して入力軸４１と連結される第２軸としての出力軸４３を有する。

トーションバー４２は、一端側が入力軸４１に、他端側が出力軸４３にそれぞれ固定ピン４４により固定され、入力軸４１と出力軸４３とを同軸上に連結する。トーションバー４２は、棒状の弾性部材であり、ステアリングシャフト４０に加えられるねじれトルクに応じて、ねじれ変位し、弾性力を蓄える。図１に示すように、入力軸４１と出力軸４３との間には、トーションバー４２（すなわち、ステアリングシャフト４０）に加わるねじれトルクを検出するトルク検出装置１０が設けられている。

出力軸４３の先端には、ピニオンギヤ５０が設けられており、ピニオンギヤ５０はラック軸５１にかみ合わされている。ラック軸５１の両端には、タイロッド等を介して、一対の車輪５２が連結されている。これにより、ドライバがハンドル３０を回転させると、ハンドル３０に接続されたステアリングシャフト４０が回転する。ステアリングシャフト４０が回転すると、ピニオンギヤ５０によってラック軸５１が左右方向に直線運動する。そして、ラック軸５１の変位量に応じて、一対の車輪５２が操舵される。

電動パワーステアリング装置２０は、ドライバによるハンドル３０の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ２１と、減速ギヤ２２と、制御装置２３等を備える。減速ギヤ２２は、モータ２１の回転を減速してステアリングシャフト４０に伝達する。本実施形態では、コラムアシストタイプであるが、モータ２１の回転をピニオンギヤ５０に伝えるピニオンアシストタイプや、モータ２１の回転をラック軸５１に伝えるラックアシストタイプでもよい。制御装置２３は、トルク検出装置１０からねじれトルクを示す電圧信号を入力し、取得した電圧信号に応じてモータ２１の駆動を制御する。

なお、以下では、単に軸方向と示した場合には、ステアリングシャフト４０（入力軸４１、トーションバー４２、及び出力軸４３も含む。以下同様）の軸方向のことを意味する。また、単に径方向と示した場合には、ステアリングシャフト４０の径方向のことを意味し、単に周方向と示した場合には、ステアリングシャフト４０の周方向のことを意味する。また、図では、ステアリングシャフト４０の軸方向を矢印Ｚで示し、径方向を矢印Ｘで示し、周方向を矢印Ｙで示す。

図２に示すように、トルク検出装置１０は、入力軸４１に固定される磁石１１と、出力軸４３に固定される一対の磁気ヨーク１２と、一対の磁気ヨーク１２の間における磁束密度を検出する磁気センサ１３等を備える。

磁石１１は、硬磁性体により円筒状に形成される。磁石１１は、入力軸４１に同軸上に固定される。磁石１１は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁される。本実施形態では、Ｎ極及びＳ極の数は、８対、計１６極である。磁石１１の磁極数は、１６極に限らず、偶数であればよい。

一対の磁気ヨーク１２は、軸方向において離間した状態で配置される。なお、一対の磁気ヨーク１２を樹脂モールドすることによって、又はスペーサなどによって磁気ヨーク１２間の配置が固定される。ここで、入力軸４１側に配置される磁気ヨーク１２を第１ヨーク１２１と示し、出力軸側に配置される磁気ヨーク１２を第２ヨーク１２２と示す。第１ヨーク１２１及び第２ヨーク１２２は、共に軟磁性体により環状に形成され、磁石１１の径方向外側において出力軸４３に固定される。

具体的には、第１ヨーク１２１は、円環状の環状部１４１と、軸方向に沿って延びるように設けられた対向部としての爪部１５１と、爪部１５１よりも径方向外側に配置される壁部１６１とを備える。第２ヨーク１２２も同様に、円環状の環状部１４２と、軸方向に沿って延びるように設けられた対向部としての爪部１５２と、爪部１５２よりも径方向外側に配置される壁部１６２とを備える。

まず、環状部１４１，１４２について説明する。図３に示すように、環状部１４１，１４２の内径は、磁石１１の外径よりも大きく形成されている。このため、環状部１４１，１４２は、磁石１１と離間し、非接触となる。図４は、図３（ｂ）のＡ−Ａ線切断部端面図である。図４に示すように、第１ヨーク１２１の環状部１４１の外径は、第２ヨーク１２２の環状部１４２の外径と同じである。また、第１ヨーク１２１の環状部１４１の内径と、第２ヨーク１２２の環状部１４２の内径は同じである。

図４に示すように、環状部１４１，１４２は、薄板状に形成され、軸方向に対して直交方向に延びるように設けられている。そして、軸方向において、第１ヨーク１２１の環状部１４１は、磁石１１の入力軸４１側における端部に揃えて配置される。一方、軸方向において、第２ヨーク１２２の環状部１４２は、磁石１１の出力軸４３側における端部に揃えて配置される。このため、軸方向において、第１ヨーク１２１の環状部１４１から第２ヨーク１２２の環状部１４２までの距離ｄ１は、磁石１１の高さと略同じとなる。なお、爪部１５１，１５２と磁石１１とが対向するのであれば、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１は、磁石１１の高さよりも長くてもよいし、短くてもよい。

次に、爪部１５１，１５２について説明する。図３に示すように、爪部１５１，１５２は、磁石１１の極対数と同数（本実施形態では８）設けられている。爪部１５１，１５２は、環状部１４１，１４２の内縁に沿って等間隔に設けられる。つまり、爪部１５１，１５２は、磁石１１の磁極ピッチに応じて複数設けられている。第１ヨーク１２１の爪部１５１と、第２ヨーク１２２の爪部１５２とは、周方向にずれて交互に配置されている。なお、爪部１５１，１５２の数は、磁石１１の極対数と異なっていてもよい。

爪部１５１，１５２は、磁石１１の外周と対向するように配置されている。図３（ｂ）に示すように、トーションバー４２にねじれ変位が生じていない場合、すなわち、ステアリングシャフト４０にねじれトルクが加わっていない場合、各爪部１５１，１５２の中心と、磁石１１のＮ極とＳ極の境界とが一致するように配置されている。なお、磁石１１と磁気ヨーク１２は、非接触である。

図２及び図４に示すように、第１ヨーク１２１の爪部１５１は、軸方向において、第１ヨーク１２１から第２ヨーク１２２側に向かって延びるように設けられている。第２ヨーク１２２の爪部１５２も同様に、軸方向において、第２ヨーク１２２から第１ヨーク１２１側に向かって延びるように設けられている。爪部１５１，１５２は、環状部１４１，１４２に対して直交するように立設しており、その先端側が根元部分よりも細くなるように形成されている。また、爪部１５１，１５２は、磁石１１の外周から、距離を空けて配置されている。

図３に示すように、第１ヨーク１２１の爪部１５１は、環状部１４１の内縁に沿って周方向において４５度間隔で配置されている。第２ヨーク１２２の爪部１５２も同様である。第１ヨーク１２１は、第２ヨーク１２２に対して、爪部１５１，１５２が２２．５度間隔で交互に配置されるように位置決めされる。周方向において、爪部１５１，１５２の間には、隣り合う爪部１５１，１５２と接触しないように隙間が存在する。また、爪部１５１，１５２は、他方の磁気ヨーク１２と接触しないように距離を空けている。

次に壁部１６１，１６２について説明する。図４に示すように、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端１６１ａと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端１６２ａは、軸方向において離間している。そして、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端１６１ａと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端１６２ａは、軸方向において、対向するように配置されている。

具体的には、第１ヨーク１２１の壁部１６１は、第１ヨーク１２１の環状部１４１の外縁から、軸方向において第２ヨーク１２２側に向かって延びるように形成されている。第１ヨーク１２１の壁部１６１は、環状部１４１に対して直交するように設けられている。また、図３（ｂ）の破線に示すように、第１ヨーク１２１の壁部１６１は、環状部１４１の全周に亘って設けられている。

第２ヨーク１２２の壁部１６２も同様に構成されている。すなわち、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、図４に示すように、第２ヨーク１２２の環状部１４２の外縁から、軸方向において第１ヨーク１２１側に向かって延びるように形成されている。ただし、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、その先端１６２ａが第１ヨーク１２１に接触しないように設けられている。第２ヨーク１２２の壁部１６２は、環状部１４２に対して直交するように設けられている。また、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、環状部１４２の全周に亘って設けられている。

軸方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１の長さと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の長さは、同じ長さとなるように形成されている。本実施形態では、環状部１４１，１４２間の距離ｄ１の半分よりも短く形成されている。また、環状部１４１，１４２の外径は同じに形成されており、かつ、同軸上に固定されている。このため、壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａは、対向するように配置されることとなる。

軸方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間の距離ｄ２，ｄ３（径方向外側における距離ｄ２と、径方向内側における距離ｄ３）は、磁気ヨーク１２間のいずれの距離よりも短くなっている。例えば、距離ｄ２，ｄ３は、径方向において、壁部１６１，１６２から爪部１５１，１５２までの距離ｄ４よりも短い。また、距離ｄ２，ｄ３は、周方向において、隣り合う爪部１５１，１５２間の距離よりも短い。このため、磁石１１に対して磁気ヨーク１２との相対位置が周方向に変位した場合、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端１６１ａと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端１６２ａとの間において、磁束密度が増加する。つまり、磁気ヨーク１２の壁部１６１，１６２以外の部分から磁束が漏れることを抑えることができる。

第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間には、少なくとも１つの磁気センサ１３が配置されている。磁気センサ１３は、検出した磁束密度に応じた電圧の電圧信号に出力する。磁気センサ１３としては、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子などが使用される。

磁気センサ１３は、軸方向において、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端１６１ａと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端１６２ａとの間に配置される。すなわち、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２は、磁気センサ１３を挟んで両側に対向配置されている。本実施形態における磁気センサ１３は、軸方向において、環状部１４１，１４２間の中心に配置される。この磁気センサ１３は、軸方向における磁束密度を検出するように配置される。つまり、磁気センサ１３は、第１ヨーク１２１の壁部１６１の先端１６１ａと、第２ヨーク１２２の壁部１６２の先端１６２ａとの間における軸方向の磁束密度を検出する。

ここで、磁気センサ１３によるねじれトルクの検出について説明する。

まず、入力軸４１と、出力軸４３との間にねじれトルクが印加されていない場合、つまり、トーションバー４２がねじれていない中立位置である場合について説明する。この場合、図３（ｂ）に示すように、爪部１５１，１５２の中心がそれぞれ磁石１１のＮ極とＳ極との境界に一致するように配置されている。このとき、爪部１５１，１５２には、磁石１１のＮ極及びＳ極から同数の磁力線が出入りする。このため、第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２の内部で、それぞれ磁力線が閉じられている。したがって、第１ヨーク１２１と、第２ヨーク１２２との間に磁束が漏れることなく、磁気センサ１３が検出する磁束密度は、ゼロとなる。

入力軸４１と、出力軸４３との間にねじれトルクが印加されて、トーションバー４２にねじれ変位が生じると、磁石１１と一対の磁気ヨーク１２との相対位置が周方向に変位する。これにより、図３（ａ）と図３（ｃ）に示すように、磁気ヨーク１２に設けられた爪部１５１，１５２の中心と、磁石１１のＮ極とＳ極との境界が一致しなくなるため、磁気ヨーク１２には、Ｎ極又はＳ極の極性を有する磁力線が増加する。

この場合、第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２は、それぞれ逆の極性を有する磁力線が増加するので、第１ヨーク１２１と第２ヨーク１２２との間において、磁束密度が増加する。より詳しくは、磁石１１に対して磁気ヨーク１２との相対位置が周方向に変位した場合、第１ヨーク１２１の壁部１６１と、第２ヨーク１２２の壁部１６２との間には、軸方向において変位に応じて磁束密度が増加する。

磁気センサ１３により検出される磁束密度は、トーションバー４２のねじれ変位量に略比例し、かつ、トーションバー４２のねじれ方向に応じて極性が反転する。磁気センサ１３は、この磁束密度を検出し、電圧信号として出力する。電圧信号の電圧は、磁束密度、すなわち、ねじれ変位量に略比例する。そして、ねじれトルクは、ねじれ変位量に比例するため、電圧信号の電圧も、ねじれトルクに比例することとなる。したがって、トルク検出装置１０は、ねじれトルクに応じた電圧信号を出力することが可能となる。

ところで、磁力線は、第１ヨーク１２１（又は第２ヨーク１２２）の形状に沿って透磁率が最大となるルートを通過する性質があり、また、第１ヨーク１２１（又は第２ヨーク１２２）の中では、磁力線が交わることなく、極力、直進する性質がある。このため、爪部１５１，１５２から径方向外側に位置し、他方の磁気ヨーク側に軸方向に延びるように設けられた壁部１６１，１６２の場合、径方向外側よりも内側の方が、磁束密度が小さくなりやすい。

すなわち、図５に示すように、第１ヨーク１２１の爪部１５１からの磁力線Ｈ１は、径方向内側から外側に向かうように、環状部１４１を直進する。環状部１４１の端部（外縁）には、磁性体である壁部１６１が、環状部１４１に対して直交するように立設されているため、直進してきた各磁力線Ｈ１は、第１ヨーク１２１の形状に沿って磁気抵抗が最小となるように（透磁率が最大となるように）曲がることとなる。すなわち、壁部１６１に沿うように曲がることとなる。しかしながら、磁力線Ｈ１は直進性を有しているため、径方向外側に膨らむように曲がり、壁部１６１において、径方向外側に集まりやすくなる。つまり、磁力線Ｈ１は、径方向外側において、壁部１６１に沿って曲がる場合が多い。なお、磁力線Ｈ１の一部は、そのまま直進し、磁気ヨーク１２の外部に漏れる場合もある。また、径方向内側を通る磁力線Ｈ１も存在するが、径方向外側と比較して、その数は少なくなる（磁束密度は小さくなる）。

このため、先端１６１ａ，１６２ａ間の磁束密度を検出する場合、径方向外側よりも内側の方が、磁束密度が小さくなりやすい。そこで、径方向内側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ３を、径方向外側の距離ｄ２よりも短くして、検出される磁束密度が平均化されるようした。以下、具体的に説明する。

図４に示すように、壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａには、それぞれ端面が設けられており、一方の先端１６１ａにおける端面は、他方の先端１６２ａにおける端面に対して傾斜している。本実施形態では、壁部１６１，１６２の壁面１６１ｂ，１６２ｂに対して斜めとなる端面が設けられている。すなわち、壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａには、軸方向に対して斜めとなる端面が設けられている。

この端面は、径方向において、壁部１６１，１６２の内側の壁面１６１ｂ，１６２ｂとの角度（θ）が鋭角となるように設けられている。すなわち、先端１６１ａ，１６２ａの端面は、径方向内側の方が、径方向外側よりも他方の磁気ヨーク側に近づくように設けられている。つまり、先端１６１ａの端面は、径方向内側の方が、径方向外側よりも第２ヨーク１２２に近づくように（第２ヨーク１２２との距離が短くなるように）設けられている。先端１６２ａの端面は、径方向内側の方が、径方向外側よりも第１ヨーク１２１に近づくように（第１ヨーク１２１との距離が短くなるように）設けられている。

これにより、径方向内側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ３を、径方向外側の距離ｄ２よりも短くしている。先端１６１ａ，１６２ａ間の距離が短くなれば、磁気抵抗が小さくなり、検出される磁束密度が大きくなりやすくなる一方、距離が長くなれば磁気抵抗が大きくなり、磁束密度が小さくなりやすくなる。すなわち、先端１６１ａ，１６２ａ間の距離が短くなれば、磁束の漏れが少なくなり、検出される磁束密度が大きくなりやすくなる一方、距離が長くなれば磁束の漏れが多くなり、磁束密度が小さくなりやすくなる。

このため、磁力線Ｈ１が、壁部１６１，１６２の内部において、径方向外側の方が内側よりも集まりやすくなる状況で、径方向外側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ２を、内側の距離ｄ３よりも長くすれば、先端１６１ａ，１６２ａ間で検出される磁束密度が均されることとなる。これにより、径方向において磁気センサ１３の位置ずれが生じても、検出される磁束密度が同様になる。

上記構成により、以下の効果を奏する。

径方向内側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ３を、径方向外側の距離ｄ２よりも短くして、先端１６１ａ，１６２ａ間に配置された磁気センサ１３により、検出される磁束密度が平均化されるようした。すなわち、先端１６１ａ，１６２ａ間の距離が短くなれば、磁気抵抗が小さくなり、検出される磁束密度が大きくなりやすくなる一方、距離が長くなれば、検出される磁束密度が小さくなりやすくなる。このため、磁力線Ｈ１が、壁部１６１，１６２の内部において、径方向外側の方が内側よりも集まりやすい場合であっても、磁気センサ１３により検出される磁束密度が均されることとなる。これにより、径方向において磁気センサ１３の位置ずれが生じても、検出される磁束密度が同様になるようにした。したがって、磁気センサ１３が径方向に位置ずれが生じても、同じように磁束密度を検出できるため、磁気センサ１３の配置が容易となる。

また、同じように磁束密度を検出できるため、検出精度が良くなり、その結果、ねじれトルクの検出精度をよくすることができる。また、磁束密度を平均化する集磁リング等の部材を備えなくてよくなり、部品点数を少なくすることができる。

壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａは、それぞれ端面を有し、一方の先端１６１ａにおける端面は、他方の先端１６２ａにおける端面に対して傾斜している。このため、先端１６１ａ，１６２ａに段差を設けて段階的に径方向内側の距離を短くする場合と比較して、より連続的に距離を短くすることができ、磁束密度を平均化しやすい。

また、壁部１６１，１６２の壁面１６１ｂ，１６２ｂに対して斜め方向に先端１６１ａ，１６２ａを切れば、これらの端面が形成される。このため、径方向内側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ３を、径方向外側の距離ｄ２よりも短くすることが容易にできる。また、壁面１６１ｂ，１６２ｂに対して斜めとなる端面を設けることにより、壁部１６１，１６２を軸方向に沿って設けることができ、壁部１６１，１６２を径方向外側に広がるように設ける場合と比較して、小型化することができる。

壁部１６１，１６２は、環状部１４１，１４２の径方向外側における端部（外縁）に設けられている。磁力線Ｈ１は、先端に集まる性質がある。このため、環状部１４１，１４２を通過する磁力線Ｈ１を、壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａに集めることができる。これにより、磁気センサ１３が、磁束密度を検出しやすくすることができる。

（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

・壁部１６１，１６２において、両側の先端１６１ａ，１６２ａに、軸方向に対して斜めとなる端面をそれぞれ設けたが、いずれか一方だけでもよい。例えば、図６に示すように先端１６１ａに、軸方向に対して斜めとなる端面を設ける一方、先端１６２ａには、軸方向に対して直交する端面を設けてもよい。このようにしても、径方向外側の距離ｄ２を、内側の距離ｄ３よりも長くすることができる。

・壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａには、平面上の同一面となる端面を設けたが、径方向外側の距離ｄ２が内側の距離ｄ３よりも長くなるのであれば、先端の構成を変更してもよい。例えば、段差をつけて段階的に距離を長くしてもよい。また、例えば、曲面であってもよい。

・壁部１６１，１６２を環状部１４１，１４２に対して直交するように設けたが、直交しなくてもよい。より詳しくは、一対の磁気ヨーク１２に設けられた壁部１６１，１６２のうち、少なくとも一方の壁部は、その先端が当該壁部の基端に対して径方向外側に位置するように、軸方向に対して斜めに設けられているようにしてもよい。

例えば、図７に示すように、環状部１４１，１４２に対して、斜めとなるように、壁部１６１，１６２を設けてもよい。これらの壁部１６１，１６２は、その先端１６１ａ，１６２ａが壁部１６１，１６２の基端（環状部１４１，１４２の接続部分）に対してそれぞれ径方向外側に位置するように、軸方向に対して斜めに設けられている。なお、先端１６１ａ，１６２ａには、各壁部１６１，１６２の壁面１６１ｂ，１６２ｂに対して直交する端面がそれぞれ設けられている。

これによれば、径方向の内側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ３を、径方向外側の距離ｄ２よりも短くする場合、壁部１６１，１６２を環状部１４１，１４２に対して斜めに形成すればよく、壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａに加工をしなくてもよくなる。また、壁部１６１，１６２の先端１６１ａ，１６２ａは、基端に対して径方向外側に位置するように設けられている。このため、例えば、壁部１６１，１６２が径方向に直交（軸方向）に沿って設けられている場合と比較して、直進性を有する磁力線は、磁気ヨーク１２の形状に沿って通過しやすくなり、磁束の漏れを少なくすることができる。つまり、壁部１６１，１６２を斜めに設けることにより、壁部１６１，１６２が径方向に直交（軸方向）に沿って設けられている場合と比較して、磁気抵抗を小さくすることができる。

なお、例えば、図８に示すように、環状部１４１，１４２に対して、斜めとなるように壁部１６１，１６２を設け、かつ、その先端１６１ａ，１６２ａに、各壁部１６１，１６２の壁面１６１ｂ，１６２ｂに対して斜めとなる端面を設けてもよい。このようにすれば、径方向の内側における先端１６１ａ，１６２ａ間の距離ｄ３を、距離ｄ２に対してより短くすることができる。また、いずれか一方の壁部のみ、環状部１４１，１４２に対して、斜めに設けてもよい。

・第１ヨーク１２１の外縁に壁部１６１を設けたが、外縁でなくてもよい。同様に、第２ヨーク１２２の外縁に壁部１６２を設けたが、外縁でなくてもよい。

・環状部１４１，１４２は、軸方向に対して斜め方向に延びるように設けられていてもよい。

・磁石１１の着磁方向を変更してもよい。この場合、磁石１１の着磁方向に合わせて、爪部１５１，１５２の形状を任意に変更してもよい。例えば、図９に示すように、軸方向に着磁した場合、爪部１５１，１５２を、内縁から軸心に延びるようにすればよい。この場合、第１ヨーク１２１の爪部１５１と、第２ヨーク１２２の爪部１５２は、周方向において同じ位置に配置される。

・環状部１４１，１４２の全周に壁部１６１，１６２を設けたが、全周に設けなくてもよい。例えば、磁気センサ１３を軸方向において挟むように、平面視円弧状の壁部１６１，１６２を設けてもよい。

１０…トルク検出装置、１１…磁石、１２…磁気ヨーク、１３…磁気センサ、４１…入力軸、４２…トーションバー、４３…出力軸、１２１…第１ヨーク、１２２…第２ヨーク、１５１，１５２…爪部、１６１，１６２…壁部。

Claims (5)

1. 第１軸（４１）と第２軸（４３）とを同軸上に連結する弾性部材（４２）のねじれ変位に基づき、前記第１軸と前記第２軸との間のねじれトルクを検出するトルク検出装置（１０）において、
   前記第１軸に固定される磁石（１１）と、
   前記第２軸において、軸方向に互いに離間した状態で固定される一対の磁気ヨーク（１２，１２１，１２２）と、
   前記一対の磁気ヨークの間における磁束密度を検出する磁気センサ（１３）と、を備え、
   前記一対の磁気ヨークは、前記磁石に対向して配置され、前記弾性部材がねじれ変位した場合に前記磁石に対して周方向に変位する対向部（１５１，１５２）と、前記対向部よりも径方向外側に配置され、それぞれ一方の前記磁気ヨーク側から他方の前記磁気ヨーク側に延びるように設けられ、前記磁気センサを挟んで両側に対向配置される壁部（１６１，１６２）と、を備え、
   前記一対の磁気ヨークにおける前記各壁部の先端は互いに対向し、その先端同士の間に、前記磁気センサが配置されており、
   前記先端間の距離は、径方向内側の方が、径方向外側よりも短いトルク検出装置。
2. 前記一対の磁気ヨークにおける前記各壁部の先端には、それぞれ端面が設けられており、一方の先端における端面は、他方の先端における端面に対して傾斜している請求項１に記載のトルク検出装置。
3. 前記一対の磁気ヨークにおける前記各壁部の先端のうち、いずれか一方の前記先端における端面は、軸方向に対して直交している請求項２に記載のトルク検出装置。
4. 前記一対の磁気ヨークに設けられた前記壁部のうち、少なくとも一方の前記壁部は、その先端が前記壁部の基端に対して径方向外側に位置するように、軸方向に対して斜めに設けられている請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のトルク検出装置。
5. 前記磁気ヨークは、前記磁石の外周を囲む環状に形成され、前記対向部と前記壁部とが設けられる環状部（１４１，１４２）を備え、
   前記壁部は、前記環状部の径方向外側における端部に設けられている請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のトルク検出装置。

Images