JP2009068849A - トルク検出器、その製造方法および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク検出器および電動パワーステアリング装置を小型化するとともにその歩留まりを向上させる。
【解決手段】連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、センサヨークを基準として永久磁石の軸方向反対側に配置され、一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、センサヨークおよび集磁ヨークが誘導した永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器の製造方法であって、一枚の金属板から一対の集磁ヨークを打ち抜くステップと、打ち抜かれた一対の集磁ヨークの位置合わせを行うステップと、を含むように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トルク検出器、トルク検出器の製造方法および電動パワーステアリング装置にかかり、例えば、自動車の電動パワーステアリング装置等に用いられるトルク検出器およびその製造方法の改良に関する。

従来のトルク検出器として、特許文献１および特許文献２に開示されたようなトルク検出器が知られている。特許文献１に開示されたトルク検出器は、周方向に多極着磁されたリング状の永久磁石の周側面と対抗するように一対のセンサ部材が設けられ、センサ部材間に配置された磁気センサ（磁束検出器）により検出された磁束に基づいて、永久磁石側またはセンサ部材側に生じたトルクを検出するようになっている。特許文献２は、このようなトルク検出器において磁束検出器を２つにする構成が開示されている。
特開平２−１６２２１１号公報 特開平２−１４１６１６号公報

しかしながら、このようなトルク検出器は、磁束検出器の出力に基づいてかかるトルクを的確に検出するために、永久磁石とセンサ部材が対向する面積を広くする場合、永久磁石やセンサ部材を軸方向に長くする必要があった。そのためトルク検出器やトルク検出器を備える電動パワーステアリング装置の小型化が難しいという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルク検出器および電動パワーステアリング装置を小型化するとともにその歩留まりを向上させることにある。

前記目的を達成するために、本発明は、連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、前記第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、前記第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、前記センサヨークおよび前記集磁ヨークが誘導した前記永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器の製造方法であって、一枚の金属板から前記一対の集磁ヨークを打ち抜くステップと、前記打ち抜かれた一対の集磁ヨークの位置合わせを行うステップと、を含むトルク検出器の製造方法を構成したものである。

この構成によれば、永久磁石とセンサヨーク、センサヨークと集磁ヨークそれぞれが軸方向に面対向しているので、それぞれが対向する面積を広く維持しつつも、トルク検出器全体として軸方向の長さを短くすることができる。また、集磁ヨークが一枚の金属板を打ち抜いて形成されるので、製造が容易になり歩留まりが向上する。

また、上記構成において、前記一対の集磁ヨークは、Ｃ字状の大径集磁リング部と該大径集磁リング部から径方向に突出する磁束集中部とを有する第一の集磁ヨーク部と、前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から径方向に突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成されており、前記集磁ヨークを打ち抜くステップにおいて、前記第二の集磁ヨークの磁束集中部を形成するための凸部が、前記Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置された状態で、前記金属板から前記第一および第二の集磁ヨーク部を打ち抜くようにしてもよい。

この構成によれば、第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を形成するための凸部が、前記Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置されているので、第一の集磁ヨーク部の中に第二の集磁ヨーク部を配置させて金属板から打ち抜くことができる。これにより、金属板の利用できない部分を抑制することができ（すなわち金属板の利用効率が上がり）、歩留まりが向上し、製造コストが低減される。とりわけ、金属板として例えばＮｉを多く含むパーマロイ等の高価な材料を使用する際には金属板の利用効率が上がる効果が大きい。

また、上記構成において、前記打ち抜かれた磁束集中部を折り曲げ加工するステップをさらに有し、前記集磁ヨークの位置合わせを行うステップにおいて、前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部を同一平面上に配置させるとともに、折り曲げ加工された第一および第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を互いに軸方向に面対向させるようしてもよい。

この構成によれば、折り曲げ加工された第一および第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を互いに軸方向に面対向させることで位置あわせができるので、第一の集磁ヨーク部と第二の集磁ヨーク部との位置あわせが容易になる。また、第一及び第二の集磁ヨーク部双方に磁束集中部を有し互いに面対向させるので磁束をより効率的に集めることができる。

尚、本明細書において、「同一平面」とは、略同一の平面も含むものとする。

また、上記構成において、前記一対の集磁ヨークは、Ｃ字状の大径集磁リング部のみで構成される第一の集磁ヨーク部と、前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から径方向に突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成されており、前記集磁ヨークを打ち抜くステップにおいて、前記第二の集磁ヨークの磁束集中部を形成するための凸部が、前記Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置された状態で、前記金属板から前記第一および第二の集磁ヨーク部を打ち抜くようにしてもよい。

この構成によれば、第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を形成するための凸部が、前記Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置されているので、第一の集磁ヨーク部の中に第二の集磁ヨーク部を配置させて金属板から打ち抜くことができる。これにより、金属板の利用できない部分を抑制することができ（すなわち金属板の利用効率が上がり）、歩留まりが向上し、製造コストが低減される。とりわけ、金属板として例えばＮｉを多く含むパーマロイ等の高価な材料を使用する際には金属板の利用効率が上がる効果が大きい。また、第一の集磁ヨーク部は、Ｃ字状の大径集磁リング部のみで構成されるので、第一の集磁ヨーク部に磁束集中部を形成する場合に比べて、少ない金属板で集磁ヨークを形成できる。

また、上記構成において、前記打ち抜かれた磁束集中部を折り曲げ加工するステップをさらに有し、前記集磁ヨークの位置合わせを行うステップにおいて、前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部を同一平面上に配置させるとともに、折り曲げ加工された第二の集磁ヨーク部の磁束集中部と、第一の集磁ヨーク部の大径集磁リング部とを、互いに軸方向に面対向させるようにしてもよい。

この構成によれば、磁束集中部が第二の集磁ヨーク部のみに形成されているので、第一および第二の集磁ヨーク部双方に磁束集中部を形成する場合に比べて、折り曲げステップが簡略化できるとともに、磁気特性を悪化させる可能性のある塑性加工を抑制することができる。

また、本発明の他の構成として、連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、前記第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、前記第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、前記センサヨークおよび前記集磁ヨークが誘導した前記永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器であって、前記一対の集磁ヨークは、Ｃ字状の大径集磁リング部と該大径集磁リング部から突出する磁束集中部とを有する第一の集磁ヨーク部と、前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成され、前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部が同一平面上に配置されているとともに、第一および第二の集磁ヨーク部の磁束集中部が互いに軸方向に面対向していることを特徴とするトルク検出器を構成してよい。

この構成によれば、永久磁石とセンサヨーク、センサヨークと集磁ヨークそれぞれが軸方向に面対向しているので、それぞれが対向する面積を広く維持しつつも、トルク検出器全体として軸方向の長さを短くすることができる。また、上記集磁ヨークの構成により、例えば、第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を形成するための凸部を、Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置させて、第一の集磁ヨーク部の中に第二の集磁ヨーク部を配置させて金属板から打ち抜くことで集磁ヨークを形成することができる。この場合、金属板の利用できない部分を抑制することができ（すなわち金属板の利用効率が上がり）、歩留まりが向上し、製造コストが低減される。とりわけ、金属板として例えばＮｉを多く含むパーマロイ等の高価な材料を使用する際には金属板の利用効率が上がる効果が大きい。また、折り曲げ加工された第一および第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を互いに軸方向に面対向させることで位置合わせができるので、第一の集磁ヨーク部と第二の集磁ヨーク部との位置合わせが容易になる。また、第一及び第二の集磁ヨーク部双方に磁束集中部を有し互いに面対向させるので磁束をより効率的に集めることができる。

また、本発明の他の構成として、連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、前記第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、前記第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、前記センサヨークおよび前記集磁ヨークが誘導した前記永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器であって、前記一対の集磁ヨークは、Ｃ字状の大径集磁リング部のみで構成される第一の集磁ヨーク部と、前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成されており、前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部が同一平面上に配置されているとともに、第二の集磁ヨーク部の磁束集中部と、第一の集磁ヨーク部の大径集磁リング部とが互いに軸方向に面対向していることを特徴とするトルク検出器を構成してもよい。

この構成によれば、永久磁石とセンサヨーク、センサヨークと集磁ヨークそれぞれが軸方向に面対向しているので、それぞれが対向する面積を広く維持しつつも、トルク検出器全体として軸方向の長さを短くすることができる。また、上記集磁ヨークの構成により、例えば、第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を形成するための凸部を、Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置させて、第一の集磁ヨーク部の中に第二の集磁ヨーク部を配置させて金属板から打ち抜くことで集磁ヨークを形成することができる。この場合、金属板の利用できない部分を抑制することができ（すなわち金属板の利用効率が上がり）、歩留まりが向上し、製造コストが低減される。とりわけ、金属板として例えばＮｉを多く含むパーマロイ等の高価な材料を使用する際には金属板の利用効率が上がる効果が大きい。また、第一の集磁ヨーク部は、Ｃ字状の大径集磁リング部のみで構成されるので、第一の集磁ヨーク部に磁束集中部を形成する場合に比べて、少ない金属板で集磁ヨークを形成できる。また、磁束集中部が第二の集磁ヨーク部のみに形成されているので、第一および第二の集磁ヨーク部双方に磁束集中部を形成する場合に比べて、磁束集中部の折り曲げによる磁気特性の悪化が最小限に抑えられた集磁ヨークを構成することができる。

また、上記構成のトルク検出器を備えた電動パワーステアリング装置を構成してもよい。

この構成によれば、電動パワーステアリング装置に上記トルク検出器を組み込むことで、ギアボックスの軸方向の長さを短くすることができる。特に、コラムタイプの電動パワーステアリング装置の場合、ＥＡストローク量を確保することが重要であり、ギアボックスの軸方向の長さを短くすることのできる上記トルク検出器を組み込むことはとりわけ有用である。

本発明によれば、トルク検出器および電動パワーステアリング装置を小型化するとともにその歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて以下の順番で説明する。
１．本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の全体構成：
２．本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の製造方法：
３．本発明の実施の形態に掛かるトルク検出器の適用例：
４．本発明の実施の形態にかかるトルク検出器および製造方法の変形例：
なお、各図面において、同一の部品には同一の符号を付している。

１．本発明のトルク検出器の全体構成：
はじめに、図１乃至図３を用いて、本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の全体構成について示す。ここで、図１は、本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の概略構成を模式的に示す断面図、図２は、同トルク検出器の要部斜視図、図３は、かかる要部の分解斜視図である。

図１において、１は全体として本実施形態によるトルク検出器を示す。このトルク検出器１は、ねじり要素であるトーションバー（連結軸）２で連結された第１の軸１１および第２の軸１２を備える。第１の軸１１および第２の軸１２は円柱状に構成されており、その中心軸およびトーションバー２の中心軸が一直線上に延在している。

第１の軸１１には、その径方向外側に延在して、後述する平板状のセンサヨーク１５が樹脂１８でモールドされた状態で取り付けられている。第２の軸１２には、周方向に多極着磁されたリング状の永久磁石１６が、バックヨーク１７を介してセンサヨーク１５と当該永久磁石１６の軸方向片面とが面対向するように、固定配置されている。

センサヨーク１５は、リング形状の第１のセンサヨーク部１５Ａと、第１のセンサヨーク部１５Ａよりも小径であって当該第１のセンサヨーク部１５Ａと同軸かつ同一平面上に配置された第２のセンサヨーク部１５Ｂとから構成されている。このように第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂを同一平面上に配置することにより、これらを少ない樹脂１８で一体化することができ、コストを低減させることができる。

また第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂは同一（略同一も含む）の厚みの平板状に形成されている。このように第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂを平板状に形成することで第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂの軸方向の長さを短くすることができ、その分、装置全体として小型化することができる。また第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂを同一（略同一も含む）の厚みで形成することにより、プレスで加工する際に１枚の鉄板で加工でき、加工コストを低減することができる。

第１のセンサヨーク部１５Ａの内周部には、径方向の第２のセンサヨーク部１５Ｂが存在する側（つまり径方向内側）に突出する矩形状の凸部２０および隣り合う凸部２０と凸部２０との間に画成される凹部２１が周方向に沿って交互に形成され、第２のセンサヨーク部１５Ｂの外周部には、径方向の第１のセンサヨーク部１５Ａが存在する側（つまり径方向外側）に突出する矩形状の凸部２２および隣り合う凸部２２と凸部２２との間に画成される凹部２３が周方向に沿って交互に形成されている。

第１のセンサヨーク部１５Ａの凸部２０および凹部２１と、第２のセンサヨーク部１５Ｂの凸部２２および凹部２３の数は、いずれも後述する永久磁石１６の極数の半数と同じ数に選定されている。そして第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂは、これら第１のセンサヨーク部１５Ａの凸部２０および凹部２１と、第２のセンサヨーク部１５Ｂの凹部２３および凸部２２とが互いに非接触状態で噛み合った状態で一体化される。

永久磁石１６は、環状の硬磁性体を周方向に所定角度間隔で交互にＮ極又はＳ極に着磁することにより構成されている。本実施の形態の場合、永久磁石１６は、22.5〔°〕間隔でＮ極およびＳ極に着磁されている。従って、永久磁石１６は、合計１６極の極数を有している。なお、永久磁石１６を構成する磁石材料としては、フェライト磁石や希土類磁石、金属磁石、焼結磁石、プラスチック磁石、ゴム磁石などを使用可能である。

センサヨーク１５における永久磁石１６の軸方向反対側には、集磁ヨーク２５が配置されている。集磁ヨーク２５は、対となる第一の集磁ヨーク部と第二の集磁ヨーク部とから構成される。そして、第一の集磁ヨーク部は、Ｃ字状で欠落部分２８を有する大径集磁リング部２５Ａと後述する第１の磁束集中部構成部２６Ａとから構成される。また、第二の集磁ヨーク部は、大径集磁リング部２５Ａよりも小径の小径集磁リング部２５Ｂと後述する第二の磁束集中部構成部２６Ｂとから構成される。大径集磁リング部２５Ａと小径集磁リング部２５Ｂは、同軸および同一平面に配置される。

集磁ヨーク２５は、大径集磁リング部２５Ａが第１のセンサヨーク部１５Ａの外周部と周方向全体に連続して面対向し、小径集磁リング部２５Ｂが第２のセンサヨーク部１５Ｂの内周部と周方向全体に連続して面対向するようにして図示しない静止部材に固定されている。このように第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂの全周に渡って集磁ヨーク２５を配置することにより、センサヨーク１５および集磁ヨーク２５間の相対角度変動に起因する測定誤差の発生を防止することができる。

集磁ヨーク２５には、磁束集中部２６が設けられている。より詳細には、大径集磁リング部２５Ａの一部から径方向外側に向けて磁束集中部２６の半体である第１の磁束集中部構成部２６Ａが形成されると共に、これと空隙を介して対向するように、小径集磁リング部２５Ｂから径方向外側に向けて磁束集中部２６のもう一方の半体である第２の磁束集中部構成部２６Ｂが形成されている。そして大径集磁リング部２５Ａの第１の磁束集中部構成部２６Ａと、小径集磁リング部２５Ｂの第２の磁束集中部構成部２６Ｂとの間には、磁束検出器２７が２つ配置されている。

このように集磁ヨーク２５に磁束集中部２６を設けることによって、集磁ヨーク２５を通る磁束を磁束集中部２６に集中させることができ、さらに後述のような磁束検出器２７による磁束の検出を行い易くすることができる。また、かかる第１および第２の磁束集中部構成部２６Ａ，２６Ｂを設けることにより、磁束検出器２７を設置し易くすることができる。

磁束検出器２７としては、ホール素子、ＭＲ素子、ＭＩ素子など、磁束を検出できるものが用いられる。なかでもホール素子は、出力信号を補正する回路を内蔵したホールＩＣを使用すると、磁石の熱減磁やオフセット、ゲイン補正などができるので好ましい。本実施形態の場合、２つの磁束検出器２７を用いている。これは、２つの磁束検出器２７を用いることにより、出力の差をとることで感度を２倍にすることができ、ゼロ点のドリフトをキャンセルすることができるからである。また磁束検出器２７を２つ用いることにより、センサ信号を２重化することができ、信頼性を向上させることができる。

さらに磁束検出器２７を３つ以上用いるようにすれば、磁束検出器２７が１つ故障した場合においても、残りの正常な２つ以上の磁束検出器２７によって信頼性の高いデータを得ることができる。

集磁ヨーク２５、磁束集中部２６並びに磁束検出器２７は、図１に示すように、それぞれ樹脂１９でモールドされる。

以上のようにトルク検出器１を構成することで、第１の軸１１および第２の軸１２間にねじりトルクが作用した場合、そのねじりトルクの大きさ（ねじりトルク量）および向きが、センサヨーク１５および永久磁石１６間の相対角度（向きも含む）として表れることとなり、このとき磁束検出器２７により検出される磁束数およびその向きに基づいて、第１の軸１１および第２の軸１２間に作用したねじりトルクの大きさおよび向きを検出することができる。

２．本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の製造方法：
次に、本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の製造方法について、集磁ヨーク２５の製造ステップを中心に説明する。

はじめに、図４に示すように集磁ヨーク２５の各構成部材を一枚の金属板３０から打ち抜いて取りだす（打ち抜きステップ）。この際、Ｃ字状の大径集磁リング２５Ａのリングの欠落部分から小径集磁リング２５Ｂの磁束集中部構成部２６Ｂが形成される凸部２９Ｂが突出するようにして、集磁ヨーク２５が金属板３０から打ち抜かれる。ここで、金属板３０としては、パーマロイ等の透磁率の高い金属が好適に用いられる。

次に、大径集磁リング２５Ａのリングの欠落部分の反対側に配置された凸部２９Ａを折り曲げ加工することで径方向外側に突出する第一の磁束集中部構成部２６Ａを形成し、同様に、小径集磁リング２５Ｂの一部から突出する凸部２９Ｂを折り曲げ加工することで径方向外側に突出する第二の磁束集中部構成部２６Ｂを形成する（折り曲げ加工ステップ）。

続いて、第一の磁束集中部構成部２６Ａと第二の磁束集中部構成部２６Ｂとが空隙を介して軸方向に面対向するように、大径集磁リング２５Ａと小径集磁リング２５Ｂとを同一平面上に位置合わせする（位置合わせステップ）。これらの工程により、集磁ヨーク２５が形成される。

以上説明したように、大径集磁リング２５Ａの内部に小径集磁リング２５Ｂが金属板３０に配置された状態から集磁ヨーク２５を打ち抜くので、大径集磁リング２５Ａと小径集磁リング２５Ｂを金属板３０の別々の場所（例えば、大径集磁リング２５Ａと小径集磁リング２５Ｂが隣り合った位置）から打ち抜く場合と比べて、金属板３０を有効に利用することができる。これにより、材料の歩留まりが向上し製造コストが低減できる。

また、折り曲げ加工された第一および第二の磁束集中部構成部２６Ａ、２６Ｂを互いに軸方向に面対向させることで位置あわせを行うので、位置あわせが容易になる。また、磁束集中部構成部を小径集磁リング２５Ａおよび大径集磁リング２５Ｂ双方に有するので磁束をより効率的に集めることができる。

３．本発明の実施の形態に掛かるトルク検出器の適用例：
次に、これまで説明したトルク検出器１を、車両に用いられる電動パワーステアリング装置に適用した例を示す。ここで、図５は、本実施の形態に掛かるトルク検出器を電動パワーステアリング装置に適用した概略構成を模式的に示す断面図である。

図５は、ステアリングホイール３３に印加された操舵トルクに対応して、電動モータにより補助操舵トルクを発生し、減速機により減速して操舵機構の出力軸に伝達する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に対して、トルク検出器１が設けられた状態を示している。

この電動パワーステアリング装置は、一軸上にステアリングホイール３３、第１の軸１１、トーションバー２、第２の軸１２および当該第２の軸１２に固定されたウォームホイール３２を備える。また永久磁石１６がウォームホイール３２の一面側に固定されている。

このように、永久磁石１６をウォームホイール３２に取り付けると、全体の軸方向をさらに短くすることができる。なお、ウォームホイール３２の材質が磁性体の場合は、ウォームホイール３２がバックヨークの役目を果たすので、バックヨークは特に必要ないが、ウォームホイール３２の材質が非磁性体の場合は、この図５のようにバックヨーク３４を設けるようにすれば磁束の漏れを防止することができる。

このように、電動パワーステアリング装置にトルク検出器１を組み込むことで、ギアボックスの軸方向の長さを短くすることができる。

４．本発明の実施の形態にかかるトルク検出器および製造方法の変形例：
以上、本発明の実施の形態を示したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において様々な態様での実施が可能である。たとえば、以下のような変形例が可能である。

上述の実施形態において、第一の集磁ヨーク部を、大径集磁リング部２５Ａと第一の磁束集中部構成部２６Ａとから構成し、第二の集磁ヨーク部を、小径の小径集磁リング部２５Ｂと第二の磁束集中部構成部２６Ｂとから構成したが、図６に示すように第一の集磁ヨーク部を、大径集磁リング部２５Ａのみで構成し、第二の集磁ヨーク部を小径集磁リング部２５Ｂと第二の磁束集中部構成部２６Ｂとで構成するようにしてもよい。このとき、第二の磁束集中部構成部２６Ｂは、大径集磁リング部２５Ａと空隙を介して軸方向に面対向するように配置される。この場合、第一の集磁ヨーク部は、大径集磁リング部２５Ａのみで構成されるので、第一の集磁ヨーク部に磁束集中部構成部２６Ａを形成する場合に比べて、少ない金属板で集磁ヨークを形成でき、また磁束集中部構成部２６Ａの折り曲げ加工ステップが不要になるとともに、磁気特性を悪化させる可能性のある塑性加工を抑制することができる。

上述の実施の形態においては、第１および第２のセンサヨーク部１５Ａ，１５Ｂの凸部２０，２２を矩形状に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、三角形状や台形状に形成するようにしてもよい。

上述の実施の形態においては、永久磁石１６の極数を１６とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１６極以外の極数の永久磁石を適用するようにしてもよい。

上述の実施の形態においては、磁束を有効に利用するためにバックヨーク１７を取り付けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、永久磁石１６を第２の軸１２に直接取り付けるようにしても良い。

上述の実施の形態においては、磁束検出器２７として２つ以上の磁束検出器を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、磁束検出器２７を１つのみ使用するようにしてもよい。

上述の実施形態においては、センサヨーク１５や集磁ヨーク２５を樹脂でモールドしているが、プラスチックやアルミ等の非磁性体を組み込んで、一体構造としてもよい。

本発明の実施の形態にかかるトルク検出器の概略構成を模式的に示す断面図。 同トルク検出器の要部斜視図。 同トルク検出器の要部の分解斜視図。 同トルク検出器の集磁ヨークの打ち抜きステップを示す模式図。 同トルク検出器を電動パワーステアリング装置に適用した概略構成を模式的に示す断面図。 本発明の実施の形態の変形例にかかる集磁ヨークの斜視図。

符号の説明

１……トルク検出器
１１……第１の軸
１２……第２の軸
１５……センサヨーク
１５Ａ……第１のセンサヨーク部
１５Ｂ……第２のセンサヨーク部
１６……永久磁石
１７、３４……バックヨーク
１８……樹脂
１９……樹脂
２……連結軸
２０、２２……凸部
２１、２３……凹部
２５……集磁ヨーク
２５Ａ……大径集磁リング部
２５Ｂ……小径集磁リング部
２６……磁束集中部
２６Ａ……第１の磁束集中部構成部
２６Ｂ……第２の磁束集中部構成部
２７……磁束検出器
２８……リング欠落部
２９Ａ……凸部
２９Ｂ……凸部
３０……金属板
３２……ウォームホイール
３３……ステアリングホイール

Claims (8)

1. 連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、
   前記第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、
   前記第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、
   前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、
   前記センサヨークおよび前記集磁ヨークが誘導した前記永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器の製造方法であって、
   一枚の金属板から前記一対の集磁ヨークを打ち抜くステップと、
   前記打ち抜かれた一対の集磁ヨークの位置合わせを行うステップと、
   を含むトルク検出器の製造方法。
2. 前記一対の集磁ヨークは、
   Ｃ字状の大径集磁リング部と該大径集磁リング部から径方向に突出する磁束集中部とを有する第一の集磁ヨーク部と、
   前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から径方向に突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成されており、
   前記集磁ヨークを打ち抜くステップにおいて、
   前記第二の集磁ヨークの磁束集中部を形成するための凸部が、前記Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置された状態で、前記金属板から前記第一および第二の集磁ヨーク部を打ち抜くことを特徴とする請求項１に記載のトルク検出器の製造方法。
3. 前記打ち抜かれた磁束集中部を折り曲げ加工するステップをさらに有し、
   前記集磁ヨークの位置合わせを行うステップにおいて、
   前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部を同一平面上に配置させるとともに、折り曲げ加工された第一および第二の集磁ヨーク部の磁束集中部を互いに軸方向に面対向させることを特徴とする請求項２に記載のトルク検出器の製造方法。
4. 前記一対の集磁ヨークは、
   Ｃ字状の大径集磁リング部のみで構成される第一の集磁ヨーク部と、
   前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から径方向に突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成されており、
   前記集磁ヨークを打ち抜くステップにおいて、
   前記第二の集磁ヨークの磁束集中部を形成するための凸部が、前記Ｃ字状の大径集磁リング部の欠落部分に配置された状態で、前記金属板から前記第一および第二の集磁ヨーク部を打ち抜くことを特徴とする請求項１に記載のトルク検出器の製造方法。
5. 前記打ち抜かれた磁束集中部を折り曲げ加工するステップをさらに有し、
   前記集磁ヨークの位置合わせを行うステップにおいて、
   前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部を同一平面上に配置させるとともに、折り曲げ加工された第二の集磁ヨーク部の磁束集中部と、第一の集磁ヨーク部の大径集磁リング部とを、互いに軸方向に面対向させることを特徴とする請求項４に記載のトルク検出器の製造方法。
6. 連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、
   前記第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、
   前記第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、
   前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、
   前記センサヨークおよび前記集磁ヨークが誘導した前記永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器であって、
   前記一対の集磁ヨークは、
   Ｃ字状の大径集磁リング部と該大径集磁リング部から突出する磁束集中部とを有する第一の集磁ヨーク部と、
   前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成され、
   前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部が同一平面上に配置されているとともに、第一および第二の集磁ヨーク部の磁束集中部が互いに軸方向に面対向していることを特徴とするトルク検出器。
7. 連結軸を介して同軸に連結された第１の軸および第２の軸と、
   前記第２の軸に固定され、周方向にそって多極着磁されたリング状の永久磁石と、
   前記第１の軸に固定され、前記永久磁石の片面と面対向して配置された一対のセンサヨークと、
   前記センサヨークを基準として前記永久磁石の軸方向反対側に配置され、前記一対のセンサヨークの各々と面対向して配置された一対の集磁ヨークと、
   前記センサヨークおよび前記集磁ヨークが誘導した前記永久磁石からの磁束を検出する磁束検出器と、を備えたトルク検出器であって、
   前記一対の集磁ヨークは、
   Ｃ字状の大径集磁リング部のみで構成される第一の集磁ヨーク部と、
   前記大径集磁リング部より径の小さいリング状の小径集磁リング部と該小径集磁リング部の一部から突出する磁束集中部とを有する第二の集磁ヨーク部と、で構成されており、
   前記大径集磁リング部および前記小径集磁リング部が同一平面上に配置されているとともに、第二の集磁ヨーク部の磁束集中部と、第一の集磁ヨーク部の大径集磁リング部とが互いに軸方向に面対向していることを特徴とするトルク検出器。
8. 請求項６または請求項７に記載のトルク検出器を備えた電動パワーステアリング装置。

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