WO2023058568A1 - トルク検出装置 - Google Patents

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WO2023058568A1
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yoke
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magnetic
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陽一 奥井
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Denso Corp
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
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    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Definitions

  • the present disclosure relates to a torque detection device.
  • a sensor device for detecting torque applied to a steering shaft connected to a steering wheel of a vehicle includes a magnet, a magnetic yoke, a sensor module, a sensor housing and a steering gear housing.
  • a magnetic yoke changes the magnetic field generated by the magnet.
  • the sensor module detects the torque applied to the steering wheel by detecting the strength of the magnetic field changed by the magnetic yoke.
  • the sensor housing accommodates the sensor module.
  • the sensor housing containing this sensor module is inserted into the steering gear housing in a direction orthogonal to the axis of the steering shaft.
  • the sensor housing and the magnetic yoke are accommodated in the steering gear housing by inserting the magnetic yoke into the steering gear housing in the axial direction of the steering shaft. Therefore, when manufacturing this sensor device, the parts are inserted in two directions, one perpendicular to the axis of the steering shaft and the other in the axial direction of the steering shaft, which complicates the manufacturing process.
  • An object of the present disclosure is to provide a torque sensing device that simplifies the manufacturing process.
  • a torque detection device for detecting torque generated in an object to be detected comprises: a magnet that generates a magnetic field and rotates together with the object to be detected; An annular rotating body that rotates, an annular annular part that rotates together with the rotating body, and an annular part that protrudes from the annular part in the axial direction so that it rotates together with the annular part while facing the magnet in a direction perpendicular to the axial direction.
  • a yoke that changes the magnetic field generated by the magnet, a magnetic detection unit that detects the strength of the magnetic field that corresponds to the torque and changes due to the rotation of the claw, and a magnetic detection unit.
  • a sensor cover portion connected to the surface of the sensor case facing the axial direction; a rotating body cover portion connected to the sensor cover portion and into which the rotating body is inserted in the axial direction; and the rotating body cover portion is a torque detecting device that regulates relative movement of the rotating body with respect to the sensor case in a direction orthogonal to the axial direction.
  • a torque detection device for detecting torque generated in an object to be detected, wherein the magnet rotates together with the object to be detected while generating a magnetic field, and the axis extending in the axial direction is detected as a center.
  • An annular rotating body that rotates together with the object, an annular annular part that rotates together with the rotating body, and an annular part that protrudes from the annular part in the axial direction so that it rotates together with the annular part while facing the magnet in a direction perpendicular to the axial direction.
  • a yoke that changes the magnetic field generated by the magnet by doing so; a magnetism detector that corresponds to the torque and detects the strength of the magnetic field that changes as the claw rotates; a magnetism detector and a holding member that restricts relative movement of the rotating body with respect to the sensor case in the direction perpendicular to the axial direction by surrounding the rotating body with the sensor case in the direction perpendicular to the axial direction. It is a torque detection device provided.
  • a torque detection device for detecting torque generated in a detection target, wherein the magnet rotates together with the detection target while generating a magnetic field, and the axis extending in the axial direction is detected as the center.
  • An annular rotating body that rotates together with the object, an annular annular part that rotates together with the rotating body, and an annular part that protrudes from the annular part in the axial direction so that it rotates together with the annular part while facing the magnet in a direction perpendicular to the axial direction.
  • a yoke that changes the magnetic field generated by the magnet by rotating the yoke; and a magnetism detection unit that detects the strength of the magnetic field that corresponds to the torque and changes as the claw rotates.
  • a sensor case having a regulating portion into which the rotating body is inserted in the axial direction, and an accommodating portion connected to the regulating portion and accommodating the magnetic detecting portion, the regulating portion is a torque detection device that regulates the relative movement of the rotating body with respect to the sensor case in the direction orthogonal to the axial direction.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a steering system in which the torque detection device of the first embodiment is used;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of part of a steering system;
  • FIG. 1 is a perspective view of a torque detection device;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 3;
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 4 is a side view showing the neutral state of the magnet of the torque sensor, the first yoke, and the second yoke;
  • FIG. 4 is a side view of the magnet, first yoke and second yoke of the torque sensor when the steering wheel of the steering system is rotated;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of part of a steering system;
  • FIG. 1 is a perspective view of a torque detection device;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 4 is a side view of the magnet, first yoke, and second yoke of the torque sensor when the steering wheel is rotated;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XII-XII line sectional view of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI. Sectional view taken along line XVII-XVII of FIG. FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; The perspective view of the torque detection apparatus of 4th Embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XXI-XXI line sectional view of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XXV-XXV line sectional view of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XXIX-XXIX line sectional view of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; The perspective view of the torque detection apparatus of 7th Embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XXXIII-XXXIII line sectional view of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; The perspective view of the torque detection apparatus of 8th Embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XXVII-XXXVII line sectional view of FIG. XXXVIII-XXXVIII line sectional view of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; The perspective view of the torque detection apparatus of 9th Embodiment.
  • FIG. 1 The perspective view of the torque detection apparatus of 9th Embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XLII-XLII line sectional view of FIG. FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; The perspective view of the torque detection apparatus of 10th Embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device; XLVI-XLVI line sectional view of FIG. FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; The perspective view of the torque detection apparatus of 11th Embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 48 is a cross-sectional view along the LL line.
  • LI-LI line sectional view of FIG. FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device; FIG.
  • FIG. 21 is a perspective view of a torque detection device according to a twelfth embodiment;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 53 is a cross-sectional view along the LV-LV line;
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 21 is a perspective view of a torque detection device according to a thirteenth embodiment;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 57 is a cross-sectional view along the LIX-LIX line.
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 21 is a perspective view of a torque detection device according to a fourteenth embodiment;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • FIG. 21 is a perspective view of a torque detection device according to a fifteenth embodiment;
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detection device;
  • FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of the torque detection device;
  • the torque detection device of this embodiment is used, for example, in a steering system 1 mounted on a vehicle. First, the steering system 1 will be described.
  • the steering system 1 assists steering for changing the direction of the wheels 17.
  • the steering system 1 includes a steering wheel 5, a first steering shaft 11, a torsion bar 13 and a second steering shaft 12, as shown in FIGS.
  • the steering system 1 also includes a shaft pin 14 , a pinion gear 15 , a rack shaft 16 , wheels 17 , a torque sensor 25 , a motor controller 18 , a motor 19 and a reduction gear 20 .
  • the steering wheel 5, as shown in FIG. 1, is rotated by being steered by the driver of the vehicle, automatic driving, or the like.
  • the first steering shaft 11 is connected to the steering wheel 5. Therefore, the first steering shaft 11 rotates together with the steering wheel 5 .
  • the torsion bar 13 is connected to the first steering shaft 11. Therefore, the torsion bar 13 rotates together with the steering wheel 5 and the first steering shaft 11 .
  • the second steering shaft 12 is connected to the torsion bar 13. Therefore, the torsion bar 13 rotates together with the steering wheel 5 , the first steering shaft 11 and the torsion bar 13 .
  • the shaft pin 14 is inserted into a hole formed in the first steering shaft 11 and a hole in the torsion bar 13 corresponding to the hole in the first steering shaft 11, as shown in FIG. Thereby, the first steering shaft 11 and the torsion bar 13 are fixed. Also, the shaft pin 14 is inserted into a hole formed in the second steering shaft 12 and a hole in the torsion bar 13 corresponding to the hole in the second steering shaft 12 . Thereby, the second steering shaft 12 and the torsion bar 13 are fixed.
  • the pinion gear 15 is connected to the second steering shaft 12 as shown in FIG. Further, the pinion gear 15 meshes with a rack shaft 16, which will be described later. Furthermore, the pinion gear 15 converts the rotational motion of the second steering shaft 12 into linear motion of the rack shaft 16 .
  • the rack shaft 16 is connected to wheels 17 via tie rods (not shown) or the like. Also, the rack shaft 16 changes the orientation of the wheels 17 by linearly moving.
  • the torque sensor 25 corresponds to a torque detection device, and detects a signal corresponding to the torsion torque generated in the torsion bar 13 due to the rotation of the steering wheel 5 . Thereby, the torque sensor 25 detects the steering torque. Further, the torque sensor 25 outputs a signal corresponding to the detected steering torque to the motor control device 18, which will be described later. Details of the torque sensor 25 will be described later.
  • the steering torque is the torque applied when the steering wheel 5 rotates.
  • the motor control device 18 is mainly composed of a microcomputer and the like, and is equipped with a CPU, ROM, flash memory, RAM, I/O, drive circuits, and bus lines connecting these components.
  • the motor control device 18 also executes programs stored in the ROM. Thereby, the motor control device 18 calculates the rotation angle of the motor 19, which will be described later. Furthermore, the motor control device 18 calculates the steering torque based on the signal corresponding to the steering torque from the torque sensor 25 . Further, the motor control device 18 controls the rotation of the motor 19, which will be described later, based on the calculated rotation angle of the motor 19, the steering torque, and the like.
  • the motor 19 rotates based on the output from the motor control device 18. Thereby, the motor 19 generates torque.
  • the reduction gear 20 is connected to the motor 19 and the second steering shaft 12.
  • the reduction gear 20 also reduces the speed of rotation of the motor 19 and transmits the torque generated by the motor 19 to the second steering shaft 12 . This assists the steering for changing the direction of the wheels 17 .
  • the steering system 1 is configured as described above. Next, the configuration of the torque sensor 25 will be described.
  • the torque sensor 25 includes a magnet 30, a rotor 35, a first yoke 361, a second yoke 362 and a fixing collar 354, as shown in FIGS.
  • the torque sensor 25 also includes a substrate 60 , a magnetic detection section 600 , a first magnetic induction member 71 , a second magnetic induction member 72 , a sensor case 75 , terminals 80 and a cover 85 .
  • the magnet 30 is formed in an annular shape, as shown in FIG. Also, the magnet 30 is connected to the end of the first steering shaft 11 . Further, a part of the torsion bar 13 is inserted into the hole of the magnet 30. As shown in FIG. Also, the axis of the magnet 30 is coaxial with the axis of the torsion bar 13 . Therefore, the magnet 30 rotates around the axis of the torsion bar 13 together with the first steering shaft 11 . Furthermore, the magnet 30 is magnetized so that the magnetic poles are alternately reversed in the direction of rotation of the magnet 30 .
  • the rotating body 35 is formed in a cylindrical shape, as shown in FIGS. Also, the axis of the rotating body 35 is coaxial with the axis of the magnet 30 . Therefore, the axis of the rotor 35, the axis of the magnet 30, and the axis of the torsion bar 13 are coaxial.
  • the radial direction of the rotating body 35 is simply referred to as the radial direction for convenience.
  • the axial direction Da of the rotor 35 is simply referred to as the axial direction Da.
  • the circumferential direction around the axis of the rotor 35 is simply referred to as the circumferential direction.
  • the first yoke 361 is made of a cylindrical soft magnetic material.
  • the first yoke 361 also includes a first yoke annular portion 370 and a plurality of first yoke claw portions 372 .
  • the first yoke annular portion 370 is formed in an annular shape. A part of the first yoke annular portion 370 is inserted into a hole of the rotor 35 extending in the radial direction.
  • the first yoke claw portion 372 protrudes from the inner side of the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da. Also, the first yoke claw portion 372 is formed in a tapered shape in which the width decreases from the inner side of the first yoke annular portion 370 toward the distal end side. Furthermore, the first yoke claw portion 372 is connected to the inner surface of the rotating body 35 . Also, the first yoke claw portion 372 faces the outer surface of the magnet 30 in the radial direction. Furthermore, since the holes of the rotor 35 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction, the first yoke claw portions 372 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the second yoke 362 like the first yoke 361, is made of a ring-shaped soft magnetic material. Further, the second yoke 362 is, for example, integrally formed with the rotor 35 and the first yoke 361 . Additionally, the second yoke 362 includes a second yoke annular portion 380 and a plurality of second yoke claws 382 .
  • the second yoke annular portion 380 is formed in an annular shape. A portion of the second yoke annular portion 380 is inserted into a hole of the rotor 35 extending in the radial direction.
  • the second yoke claw portion 382 protrudes from the inside of the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da. Further, the second yoke claw portion 382 is formed in a tapered shape in which the width decreases from the inner side of the second yoke annular portion 380 toward the distal end side. Furthermore, the second yoke claw portion 382 is connected to the inner surface of the rotating body 35 . Also, the second yoke claw portion 382 faces the outer surface of the magnet 30 in the radial direction. Furthermore, since the holes of the rotating body 35 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction, the second yoke claw portions 382 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the second yoke claw portion 382 is arranged between the first yoke claw portions 372 adjacent to each other. Therefore, the first yoke claw portions 372 and the second yoke claw portions 382 are alternately arranged in the circumferential direction. 3 to 6, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the fixing collar 354 is formed in a tubular shape. Also, the fixing collar 354 is connected to the inner surface of the rotating body 35 . Furthermore, the fixing collar 354 is connected to the second steering shaft 12 . Therefore, the rotating body 35 rotates together with the second steering shaft 12 .
  • the board 60 is a printed board. Further, the substrate 60 has a connecting portion 601 .
  • the connection portion 601 is connected to the magnetic detection portion 600 described later and is exposed from the sensor case 75 described later.
  • the magnetic detection unit 600 is mounted on the substrate 60 on the side of the second magnetic induction member 72 described later.
  • the magnetic detection unit 600 also has, for example, a Hall element and an MR element (not shown). With these elements, the magnetic detection section 600 detects the strength of the magnetic field applied to the magnetic detection section 600 in the axial direction Da. Furthermore, the magnetic detection unit 600 outputs a signal corresponding to the strength of the detected magnetic field to the motor control device 18 .
  • MR is an abbreviation for Magneto Resistive.
  • the first magnetic induction member 71 is made of a soft magnetic material and formed in a plate shape extending in the radial direction. Also, the first magnetic induction member 71 overlaps the projected first yoke annular portion 370 when the first yoke annular portion 370 is projected in the axial direction Da. Furthermore, the first magnetic induction member 71 overlaps the projected magnetic detection section 600 when the magnetic detection section 600 is projected in the axial direction Da.
  • the second magnetic induction member 72 is made of a soft magnetic material and formed in a plate shape extending in the radial direction. Further, the second magnetic induction member 72 overlaps the projected second yoke annular portion 380 when the second yoke annular portion 380 is projected in the axial direction Da. Furthermore, the second magnetic induction member 72 overlaps the projected magnetic detection section 600 when the magnetic detection section 600 is projected in the axial direction Da.
  • the sensor case 75 is made of resin or the like and formed in a plate shape extending in the radial direction. Further, the sensor case 75 has a first accommodation portion 751 and a second accommodation portion 752 .
  • the first accommodation portion 751 includes a tip surface 753 .
  • a distal end surface 753 of the first accommodating portion 751 is formed in an arc shape.
  • the tip surface 753 is radially opposed to the rotating body side surface 350 .
  • a space 754 is formed between the tip surface 753 and the rotating body side surface 350 .
  • the first accommodation portion 751 is formed in a cylindrical shape with a bottom, so that it accommodates the magnetic detection portion 600 and a first terminal 81 of a terminal 80 which will be described later.
  • the first accommodating portion 751 accommodates the substrate 60 such that a portion of the substrate 60 is exposed.
  • the first accommodating portion 751 includes a first base surface 761 , a first recessed portion 771 , a second base surface 762 and a second recessed portion 772 .
  • the first base surface 761 is a surface of the first accommodating portion 751 facing one side in the axial direction Da.
  • the first recessed portion 771 is a portion recessed from the first base surface 761 in the axial direction Da.
  • a part of the first magnetic induction member 71 is fitted in the first concave portion 771 , so that the first magnetic induction member 71 is attached to the sensor case 75 .
  • the second base surface 762 is a surface of the first accommodating portion 751 facing the other side in the axial direction Da.
  • the second recessed portion 772 is a portion recessed from the second base surface 762 in the axial direction Da.
  • a part of the second magnetic induction member 72 is fitted in the second concave portion 772 , so that the second magnetic induction member 72 is attached to the sensor case 75 .
  • the second housing portion 752 is formed in a cylindrical shape with a bottom. Also, the second housing portion 752 is connected to the first housing portion 751 in the radial direction. Further, the second housing part 752 houses a second terminal 82 of a terminal 80 which will be described later.
  • the terminal 80 has a first terminal 81 and a second terminal 82.
  • the first terminal 81 extends in the axial direction Da. Also, a portion of the first terminal 81 is inserted into a hole in the substrate 60 . Furthermore, the first terminal 81 is connected to the substrate 60 by being soldered to the substrate 60 .
  • the second terminal 82 is connected to the first terminal 81 and extends radially. The second terminal 82 is also connected to the motor controller 18 . Therefore, the signal from the magnetic detection section 600 is output to the motor control device 18 via the terminal 80 .
  • the cover 85 is made of resin or the like.
  • the cover 85 also has a sensor cover portion 851 and a rotating body cover portion 852 .
  • the sensor cover portion 851 is connected to a portion of the first base surface 761 by welding, bonding, or the like. Moreover, the sensor cover portion 851 covers the portions of the first magnetic induction member 71 , the substrate 60 and the first terminal 81 that are exposed from the sensor case 75 .
  • the rotating body cover portion 852 is connected to the sensor cover portion 851 . Further, the rotating body cover portion 852 covers the first yoke annular portion 370 together with the first accommodating portion 751 of the sensor case 75 . Furthermore, the rotating body cover portion 852 is formed in an annular shape and includes a cover hole 853 . A portion of the rotating body 35 is inserted into the cover hole 853 in the axial direction Da. As a result, radial movement of the rotor 35 is restricted. Further, the rotor cover portion 852 faces the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da. Therefore, the movement of the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da is restricted, and the movement of the rotor 35 in the axial direction Da is restricted.
  • the distance from the portion of the connecting portion 601 where the first yoke annular portion 370 and the cover 85 overlap in the axial direction Da to the portion of the first yoke annular portion 370 where the cover 85 and the connecting portion 601 overlap in the axial direction Da is Let the first distance be L1. Further, the distance from the portion of the connecting portion 601 where the first yoke annular portion 370 and the cover 85 overlap in the axial direction Da to the portion of the cover 85 where the first yoke annular portion 370 and the connecting portion 601 overlap in the axial direction Da is the 2 Let the distance be L2. And the first distance L1 is smaller than the second distance L2.
  • the torque sensor 25 is configured as described above. Next, detection of steering torque by the torque sensor 25 will be described.
  • the magnet 30, the first yoke claw portion 372, and the second yoke claw portion 382 are phase matched in the circumferential direction in a neutral state.
  • the center positions of all the first yoke claw portions 372 and the second yoke claw portions 382 coincide with the boundary between the N pole and the S pole of the magnet 30 in the circumferential direction.
  • the number of magnetic force lines passing through the first yoke claw portion 372 from the N pole of the magnet 30 is the same as the number of magnetic force lines passing through the second yoke claw portion 382 from the N pole of the magnet 30 . Therefore, no magnetic flux density is generated between the first yoke 361 and the second yoke 362 .
  • the portion where the N pole of the magnet 30 and the first yoke claw portion 372 overlap in the direction orthogonal to the axial direction Da increases.
  • the portion where the S pole of the magnet 30 and the second yoke claw portion 382 overlap in the direction orthogonal to the axial direction Da increases.
  • the lines of magnetic force directed from the N pole of the magnet 30 to the first yoke claw portion 372 increase, and the lines of magnetic force directed from the second yoke claw portion 382 to the S pole of the magnet 30 also increase. Therefore, magnetic flux density is generated between the first yoke 361 and the second yoke 362 .
  • the first magnetic induction member 71 is made of a soft magnetic material and faces the first yoke annular portion 370 and the magnetic detection portion 600 in the axial direction Da.
  • the second magnetic induction member 72 is made of a soft magnetic material, and faces the magnetic detection section 600 and the second yoke annular section 380 in the axial direction Da.
  • the magnetic lines of force passing through the magnetic detection section 600 from the N pole of the magnet 30 via the first yoke annular portion 370 and the first magnetic induction member 71 increase. Furthermore, the magnetic lines of force that have passed through the magnetic detection section 600 pass through the S pole of the magnet 30 via the second magnetic induction member 72 and the second yoke annular portion 380 .
  • the magnetic detection unit 600 detects the strength of the magnetic field in one direction in the axial direction Da. Thereby, the magnetism detecting section 600 detects the steering torque.
  • the magnetic detection unit 600 also outputs a signal corresponding to the strength of the detected magnetic field to the motor control device 18 via the terminal 80 .
  • the motor control device 18 calculates the steering torque based on the signal from the magnetic detection section 600 .
  • the S pole of the magnet 30 and the first yoke claw portion 372 overlap in the direction orthogonal to the axial direction Da, as shown in FIG. increases. Also, the portion where the N pole of the magnet 30 and the second yoke claw portion 382 overlap in the direction orthogonal to the axial direction Da increases. At this time, the lines of magnetic force directed from the N pole of the magnet 30 to the second yoke claw portion 382 increase, and the lines of magnetic force directed from the first yoke claw portion 372 to the S pole of the magnet 30 also increase. Therefore, magnetic flux density is generated between the first yoke 361 and the second yoke 362 .
  • the magnetic lines of force passing through the magnetic detection section 600 from the N pole of the magnet 30 via the second yoke annular portion 380 and the second magnetic induction member 72 increase. Furthermore, the magnetic lines of force that have passed through the magnetic detection unit 600 pass through the S pole of the magnet 30 via the first magnetic induction member 71 and the first yoke annular portion 370 .
  • the magnetic detection unit 600 detects the strength of the magnetic field in the other direction of the axial direction Da. Thereby, the magnetism detecting section 600 detects the steering torque.
  • the magnetic detection unit 600 also outputs a signal corresponding to the strength of the detected magnetic field to the motor control device 18 via the terminal 80 .
  • the motor control device 18 calculates the steering torque based on the signal from the magnetic detection section 600 .
  • the torque sensor 25 detects steering torque. Next, the simplification of the manufacturing process of the torque sensor 25 will be described.
  • the torque sensor 25 includes a magnet 30 , a rotor 35 , a first yoke 361 , a second yoke 362 , a magnetic detection section 600 , a sensor case 75 and a cover 85 .
  • the magnet 30 rotates with the steering wheel 5 while generating a magnetic field.
  • the rotating body 35 is formed in an annular shape and rotates together with the steering wheel 5 about an axis extending in the axial direction Da.
  • the first yoke 361 has a first yoke annular portion 370 and a first yoke claw portion 372 .
  • the first yoke annular portion 370 is annularly formed and rotates together with the rotor 35 .
  • the first yoke claw portion 372 protrudes from the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da so that the first yoke claw portion 372 faces the magnet 30 in the radial direction and rotates together with the first yoke annular portion 370 . Change the generated magnetic field.
  • the second yoke 362 has a second yoke annular portion 380 and a second yoke claw portion 382 .
  • the second yoke annular portion 380 is annular and rotates together with the rotor 35 .
  • the second yoke claw portion 382 protrudes from the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da so that the second yoke claw portion 382 faces the magnet 30 in the radial direction and rotates together with the second yoke annular portion 380 .
  • the magnetism detecting section 600 detects the strength of the magnetic field that changes as the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 rotate. The strength of this magnetic field corresponds to the steering torque.
  • the sensor case 75 accommodates the magnetic detection section 600 .
  • the cover 85 has a sensor cover portion 851 and a rotating body cover portion 852 .
  • the sensor cover portion 851 is connected to the first base surface 761 .
  • the rotating body cover portion 852 is connected to the sensor cover portion 851, and the rotating body 35 is inserted in the axial direction Da. Further, the rotating body cover portion 852 restricts relative movement of the rotating body 35 with respect to the sensor case 75 in the radial direction.
  • the steering wheel 5 corresponds to a detection target.
  • the steering torque corresponds to torque to be detected.
  • the first yoke 361 and the second yoke 362 correspond to yokes.
  • the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 correspond to the annular portions.
  • the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 correspond to claw portions.
  • a radial direction corresponds to a direction orthogonal to the axial direction Da.
  • the rotating body 35 is inserted into the rotating body cover portion 852 in the axial direction Da, and the rotating body cover portion 852 is connected to the sensor cover portion 851 .
  • the torque sensor 25 is assembled by inserting only in the axial direction Da, the manufacturing process is simpler than when it is assembled by inserting in two directions, the axial direction Da and the radial direction.
  • the first embodiment also has the following effects.
  • the rotor cover portion 852 faces the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da, thereby restricting relative movement of the first yoke annular portion 370 with respect to the sensor case 75 in the axial direction Da. .
  • the first magnetic induction member 71 facing the first yoke annular portion 370 and the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da variation in the distance in the axial direction Da is suppressed. Therefore, variations in strength of the magnetic field passing through the magnetic detection unit 600 from the first yoke annular portion 370 via the first magnetic induction member 71 are suppressed. Therefore, variations in the sensitivity of the magnetic detection section 600 are suppressed.
  • the torque sensor 25 further includes a substrate 60 .
  • the substrate 60 mounts the magnetic detection section 600 and is accommodated in the sensor case 75 . Further, the substrate 60 has a connecting portion 601 .
  • the connection portion 601 is connected to the magnetic detection portion 600 and is exposed from the sensor case 75 .
  • the sensor cover portion 851 covers the connection portion 601 .
  • the magnetic detection unit 600 and the like mounted on the substrate 60 are protected from foreign matter, thereby improving the dust resistance and water resistance of the torque sensor 25 .
  • the first distance L1 is smaller than the second distance L2.
  • the first distance L1 is from the portion of the connecting portion 601 where the first yoke annular portion 370 and the cover 85 overlap in the axial direction Da to the distance between the first yoke annular portion 370 where the cover 85 and the connecting portion 601 overlap in the axial direction Da.
  • the second distance L2 is from the portion of the connecting portion 601 where the first yoke annular portion 370 and the cover 85 overlap in the axial direction Da to the distance between the portion of the cover 85 where the first yoke annular portion 370 and the connecting portion 601 overlap in the axial direction Da.
  • the part corresponds to the distance to the part.
  • first distance L1 is smaller than second distance L2, so first yoke annular portion 370 is positioned between sensor cover portion 851 and connecting portion 601 . Therefore, since the sensor cover portion 851 is not located between the first yoke annular portion 370 and the connecting portion 601, the distance between the first yoke annular portion 370 and the connecting portion 601 is set to the size of the sensor cover portion 851. can be made smaller. As a result, the attenuation of the magnetic field passing through the magnetic detection section 600 from the first yoke annular portion 370 is suppressed, so the sensitivity of the magnetic detection section 600 is improved.
  • the shapes of the sensor case 75 and the cover 85 are different from those in the first embodiment. Other than these, it is the same as the first embodiment. 10 to 13, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the sensor case 75 further has a cover pin 758 .
  • the cover pin 758 protrudes from the first base surface 761 in the axial direction Da.
  • the sensor cover portion 851 of the cover 85 further has pin holes 854 .
  • a portion of the cover pin 758 is inserted into the pin hole 854 . This makes it difficult for the cover 85 to come off from the sensor case 75 . Further, since the sensor cover portion 851 and the cover pin 758 are thermally caulked, the cover 85 is less likely to come off from the sensor case 75 than when the sensor cover portion 851 and the cover pin 758 are not thermally caulked.
  • the sensor cover portion 851 may have the cover pin 758 and the pin hole 854 may be formed in the first base surface 761 of the sensor case 75 .
  • the second embodiment is configured as described above. Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained.
  • the forms of the sensor case 75, substrate 60 and cover 85 are different from those in the first embodiment.
  • the form of the rotating body 35 is different from that of the first embodiment.
  • the torque sensor 25 includes a first driven rotator 31, a second driven rotator 32, a first angle magnetic induction member 711, a first angle magnet 51, a second angle magnetic induction member 722, a second angle It has a magnet 52 , a first angle magnetic detection section 611 and a second angle magnetic detection section 622 .
  • the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the sensor case 75 is formed in an arc shape. Therefore, the substrate 60 accommodated in the sensor case 75 is formed in an arc shape. Moreover, the sensor case 75 further has the above-described cover pin 758 .
  • the sensor cover portion 851 is formed in an arc shape. Further, the sensor cover portion 851 of the cover 85 further has the pin holes 854 described above.
  • the rotating body 35 further has a gear portion 355 .
  • Gear portion 355 includes an annular portion 356 and a plurality of rotor teeth 357 .
  • the annular portion 356 is formed in an annular shape.
  • the rotor tooth portion 357 protrudes from the annular portion 356 in the axial direction Da.
  • the first driven rotor 31 is made of resin or the like. Also, the first driven rotating body 31 is housed in the first housing portion 751 of the sensor case 75 . Furthermore, the first driven rotating body 31 is covered with the first accommodating portion 751 and the sensor cover portion 851 . Also, the axis of the first driven rotor 31 is parallel to the axis of the rotor 35 . Furthermore, the first driven rotor 31 includes a first cylindrical portion 313 and a plurality of first driven tooth portions 314 .
  • the first cylindrical portion 313 is formed in a cylindrical shape.
  • the first driven tooth portion 314 protrudes radially outward from the first cylindrical portion 313 .
  • a part of one first driven tooth portion 314 is located between the rotor tooth portions 357 adjacent to each other. Therefore, the first driven rotor 31 is meshed with the rotor 35 .
  • the number of first driven tooth portions 314 corresponding to the number of teeth of the first driven rotor 31 is different from the number of rotor tooth portions 357 corresponding to the number of teeth of the rotor 35 .
  • the second driven rotor 32 is made of resin or the like, like the first driven rotor 31 . Also, the second driven rotating body 32 is housed in the first housing portion 751 of the sensor case 75 . Furthermore, the second driven rotating body 32 is covered with the first accommodating portion 751 and the sensor cover portion 851 . The axis of the second driven rotor 32 is parallel to the axis of the rotor 35 and the axis of the first driven rotor 31 . Furthermore, the second driven rotor 32 includes a second cylindrical portion 323 and a plurality of second driven tooth portions 324 .
  • the second cylindrical portion 323 is formed in a cylindrical shape.
  • the second driven tooth portion 324 protrudes radially outward from the second cylindrical portion 323 .
  • a part of one second driven tooth portion 324 is located between the rotor tooth portions 357 adjacent to each other. Therefore, the second driven rotor 32 is meshed with the rotor 35 .
  • the number of second driven teeth 324 corresponding to the number of teeth of the second driven rotor 32 is different from the number of rotor teeth 357 corresponding to the number of teeth of the rotor 35 .
  • the first angular magnetic induction member 711 is attached to the first cylindrical portion 313 . Further, the first angle magnetic induction member 711 guides the magnetic field generated by the first angle magnet 51 (to be described later) to the first angle magnetism detecting section 611 (to be described later).
  • the first angle magnet 51 is inserted into the first cylindrical portion 313 . Therefore, when the first driven rotor 31 rotates, the first angle magnet 51 rotates together with the first driven rotor 31 .
  • the first angle magnet 51 faces the first angle magnetic induction member 711 in the axial direction Da and in a direction perpendicular to the axial direction Da. Furthermore, in the initial state in which the steering wheel 5 is not rotating, one side of the first angle magnet 51 in the first direction D1 is magnetized to, for example, the N pole. Further, in the initial state in which the steering wheel 5 is not rotating, the other side of the first angle magnet 51 in the first direction D1 is magnetized to, for example, the S pole.
  • the first direction D1 is the direction of a straight line connecting the axis of the rotating body 35 and the axis of the first driven rotating body 31 and orthogonal to the axial direction Da.
  • the second angular magnetic induction member 722 is attached to the second cylindrical portion 323 . Further, the second angle magnetic induction member 722 guides the magnetic field generated by the second angle magnet 52, which will be described later, to the second angle magnetic detector 622, which will be described later.
  • the second angle magnet 52 is inserted into the second cylindrical portion 323, so that when the second driven rotor 32 rotates, the second angle magnet 52 rotates with the second driven rotor 32. do.
  • the second angle magnet 52 faces the second angle magnetic induction member 722 in the axial direction Da and in a direction orthogonal to the axial direction Da.
  • one side of the second angle magnet 52 in the second direction D2 is magnetized to, for example, the N pole.
  • the other side of the second angle magnet 52 in the second direction D2 is magnetized to, for example, the S pole.
  • the second direction D2 is the direction of a straight line connecting the axis of the rotating body 35 and the axis of the second driven rotating body 32 and orthogonal to the axial direction Da.
  • the first angle magnetic detection unit 611 is mounted on the substrate 60 .
  • the first angle magnetic detection section 611 faces the first angle magnetic induction member 711 in the axial direction Da.
  • the first angle magnetic detector 611 has a first element and a second element (not shown).
  • the first element and the second element are, for example, Hall elements and MR elements.
  • the first element of the first angle magnetic detection section 611 detects the strength of the magnetic field in one direction out of the magnetic fields passing through the first angle magnetic detection section 611 .
  • the second element of the first angle magnetic detection section 611 detects the intensity of the magnetic field in the direction perpendicular to the direction of the magnetic field detected by the first element of the first angle magnetic detection section 611 .
  • the first angle magnetism detection unit 611 outputs a signal corresponding to the strength of the detected magnetic field to the motor control device 18 via the terminal 80 .
  • the angle second magnetic detection unit 622 is mounted on the substrate 60 .
  • the second angle magnetic detection part 622 faces the second angle magnetic induction member 722 in the axial direction Da.
  • the magnetic line of force from the N pole of the second angle magnet 52 passes through the second angle magnetic detection section 622 via the second angle magnetic induction member 722 .
  • the second angle magnetic detector 622 has a first element and a second element (not shown).
  • the first element and the second element are, for example, Hall elements and MR elements.
  • the first element of the second angle magnetic detection section 622 detects the strength of the magnetic field in one direction out of the magnetic fields passing through the second angle magnetic detection section 622 .
  • the second element of the second angle magnetic detection section 622 detects the strength of the magnetic field in the direction perpendicular to the direction of the magnetic field detected by the first element of the second angle magnetic detection section 622 .
  • the second angle magnetism detecting section 622 outputs a signal corresponding to the strength of the detected magnetic field to the motor control device 18 via the terminal 80 .
  • the third embodiment is configured as described above.
  • This torque sensor 25 detects the steering angle of the steering wheel 5 by adding steering torque. Next, detection of the steering angle by the torque sensor 25 will be described.
  • the first steering shaft 11 connected to the steering wheel 5 rotates.
  • the torsion bar 13 fixed to the first steering shaft 11 by the shaft pin 14 rotates.
  • the second steering shaft 12 fixed to the torsion bar 13 by the shaft pin 14 rotates.
  • the second steering shaft 12 is connected to the fixing collar 354 of the rotating body 35 . Therefore, the rotating body 35 rotates. Therefore, the first driven rotating body 31 and the second driven rotating body 32 meshing with the rotating body 35 rotate.
  • the first angle magnet 51 attached to the first driven rotor 31 rotates. Therefore, from the N pole of the first angle magnet 51 , the first angle magnetic induction member 711 , the first angle magnetic detector 611 , the first angle magnetic induction member 711 , and the S pole of the first angle magnet 51 The magnetic lines of force passing through change periodically. As a result, the intensity of the unidirectional magnetic field applied to the first angle magnetic field detecting section 611 periodically changes.
  • the strength of the magnetic field in the first direction D1 applied to the first angle magnetism detecting section 611 has a predetermined value.
  • the output waveform of the first element of the first angle magnetic detector 611 that detects the strength of the magnetic field in the first direction D1 becomes a cosine wave. Therefore, at this time, the first element of the first angle magnetism detecting section 611 outputs a cosine wave signal corresponding to the rotation angle and the steering angle of the first driven rotor 31 to the motor control device 18 . Also, when the steering angle changes, the output waveform of the second element of the first angle magnetism detector 611 that detects the strength of the magnetic field in the direction perpendicular to the first direction D1 becomes a sine wave. Accordingly, at this time, the second element of the first angle magnetism detecting section 611 outputs a signal composed of a sine wave corresponding to the rotation angle and the steering angle of the first driven rotor 31 to the motor control device 18 .
  • the second angle magnet 52 attached to the second driven rotor 32 rotates. Therefore, from the N pole of the second angle magnet 52 , the second angle magnetic induction member 722 , the second angle magnetic detection unit 622 , the second angle magnetic induction member 722 , and the S pole of the second angle magnet 52 The magnetic lines of force passing through change periodically. As a result, the strength of the magnetic field in the second direction D2 applied to the second angle magnetic field detecting section 622 periodically changes.
  • the strength of the magnetic field in the second direction D2 applied to the second angle magnetic field detection section 622 has a predetermined value.
  • the output waveform of the first element of the second angle magnetic detector 622 that detects the strength of the magnetic field in the second direction D2 becomes a cosine wave. Therefore, at this time, the first element of the second angle magnetic detection unit 622 outputs a cosine wave signal corresponding to the rotation angle and the steering angle of the second driven rotor 32 to the motor control device 18 . Also, when the steering angle changes, the output waveform of the second element of the second angle magnetic detector 622 that detects the strength of the magnetic field in the direction perpendicular to the second direction D2 becomes a sine wave. Therefore, at this time, the second element of the second angle magnetic detector 622 outputs to the motor control device 18 a sine wave signal corresponding to the rotation angle and the steering angle of the second driven rotor 32 .
  • the motor control device 18 combines the signals from the first and second elements of the first angle magnetic detection section 611 with the signals from the first and second elements of the second angle magnetic detection section 622. Based on this, a value relating to the steering angle is calculated.
  • the motor control device 18 converts the signal value of the sine wave of the second element of the first angle magnetic detector 611 to the value of the signal of the cosine wave of the first element of the first angle magnetic detector 611 . divide by Accordingly, the motor control device 18 calculates the rotation angle of the first driven rotor 31 by calculating the tangent value corresponding to the rotation angle of the first driven rotor 31 . Further, the motor control device 18 converts the value of the signal composed of the sine wave of the second element of the second angle magnetic detector 622 to the value of the signal composed of the cosine wave of the first element of the second magnetic detector 622 for angle. divide by Accordingly, the motor control device 18 calculates the rotation angle of the second driven rotor 32 by calculating the tangent value corresponding to the rotation angle of the second driven rotor 32 .
  • the number of second driven tooth portions 324 corresponding to the number of teeth of the second driven rotor 32 is different from the number of first driven tooth portions 314 corresponding to the number of teeth of the first driven rotor 31 . Therefore, the period of the output waveforms of the first and second elements of the first angle magnetic detection section 611 and the period of the output waveforms of the first and second elements of the second angle magnetic detection section 622 are different. . Furthermore, the outputs of the first and second elements of the first angle magnetic detection section 611 and the outputs of the first and second elements of the second angle magnetic detection section 622 respectively correspond to the steering angle. Therefore, the difference between the rotation angle of the first driven rotor 31 and the rotation angle of the second driven rotor 32 corresponds to the steering angle.
  • the motor control device 18 calculates the difference between the rotation angle of the first driven rotor 31 and the rotation angle of the second driven rotor 32, and calculates the steering angle from the calculated difference.
  • the torque sensor 25 detects the steering angle. Also in this third embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained. Moreover, in the third embodiment, the following effects are also obtained.
  • the torque sensor 25 includes a first driven rotor 31, a second driven rotor 32, a first angle magnet 51, a second angle magnet 52, a first angle magnetic detector 611, and a second magnetic detector 622 for angle.
  • the first driven rotating body 31 and the second driven rotating body 32 rotate together with the rotating body 35 .
  • the first angle magnet 51 rotates together with the first driven rotor 31 while generating a magnetic field.
  • the second angle magnet 52 rotates together with the second driven rotor 32 while generating a magnetic field.
  • the first angle magnetism detection unit 611 detects the strength of the magnetic field that corresponds to the steering angle and changes as the first driven rotor 31 rotates.
  • the second angle magnetism detector 622 detects the strength of the magnetic field that corresponds to the steering angle and changes as the second driven rotor 32 rotates.
  • the first angle magnet 51 and the second angle magnet 52 correspond to angle magnets.
  • the first angle magnetic detection section 611 and the second angle magnetic detection section 622 correspond to the angle detection section.
  • the steering angle corresponds to the rotation angle to be detected.
  • the torque sensor 25 can detect the steering angle in addition to the steering torque. Therefore, the torque sensor 25 functions as a torque angle sensor.
  • the torque sensor 25 further comprises a first cover 85 and a second cover 86, as shown in FIGS. 19-22. Other than this, it is the same as the first embodiment. 19 to 22, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the first cover 85 corresponds to the cover 85 described above.
  • the second cover 86 is made of resin or the like.
  • the second cover 86 also has a second sensor cover portion 861 and a second rotating body cover portion 862 .
  • the second sensor cover portion 861 is connected to part of the second base surface 762 by welding, adhesion, or the like. Also, the second sensor cover portion 861 covers the second magnetic induction member 72 and the magnetic detection portion 600 that are exposed to the outside.
  • the second rotating body cover portion 862 is connected to the second sensor cover portion 861 . Also, the second rotating body cover portion 862 is formed in an annular shape and includes a second cover hole 863 . This second cover hole 863 is formed in a circular shape. As a result, a portion of the rotating body 35 is inserted into the second cover hole 863 in the axial direction Da.
  • the torque sensor 25 is configured as described above. Also in the fourth embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained.
  • the shapes of the sensor case 75 and the cover 85 are different from those in the fourth embodiment. Other than these, it is the same as the fourth embodiment. 23 to 26, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the sensor case 75 further has a first pin 791 and a second pin 792 .
  • the first pin 791 protrudes from the first base surface 761 in the axial direction Da.
  • the second pin 792 protrudes from the second base surface 762 in the axial direction Da.
  • the sensor cover portion 851 of the cover 85 further has a first pin hole 854 .
  • the first pin hole 854 corresponds to the pin hole 854 described above. A portion of the first pin 791 is inserted into the first pin hole 854 . This makes it difficult for the cover 85 to come off from the sensor case 75 . Further, since the sensor cover portion 851 and the first pin 791 are thermally crimped, the cover 85 is less likely to come off from the sensor case 75 compared to the case where the thermal crimping is not performed. Note that the sensor cover portion 851 may have the first pin 791 and the first pin hole 854 may be formed in the first base surface 761 of the sensor case 75 .
  • the second sensor cover portion 861 of the second cover 86 further has a second pin hole 855 .
  • a portion of the second pin 792 is inserted into the second pin hole 855 . Therefore, it is difficult for the second cover 86 to come off from the sensor case 75 .
  • the second sensor cover portion 861 and the second pin 792 are thermally crimped, the second cover 86 is less likely to come off from the sensor case 75 compared to the case where the thermal crimping is not performed.
  • the second sensor cover portion 861 may have the second pin 792 and the second pin hole 855 may be formed in the second base surface 762 of the sensor case 75 .
  • the fifth embodiment is configured as described above. Also in the fifth embodiment, the same effect as in the fourth embodiment is obtained.
  • the shape of the sensor case 75 differs from that in the first embodiment.
  • the torque sensor 25 does not include the first magnetic induction member 71 , the second magnetic induction member 72 and the cover 85 , but includes two magnetic detection units 600 and further includes a holding member 90 . Other than these, it is the same as the first embodiment.
  • the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the sensor case 75 includes case side surfaces 781 and guide surfaces 782 .
  • the case side surface 781 is connected to the first base surface 761 and extends in the axial direction Da from the boundary between the case side surface 781 and the first base surface 761 .
  • the guide surface 782 is connected to the side of the case side surface 781 opposite to the first base surface 761 and radially extends from the boundary between the guide surface 782 and the case side surface 781 .
  • the torque sensor 25 also includes two magnetic detection units 600 . As a result, when one magnetic detection unit 600 fails, the torque sensor 25 can detect the steering torque using the other magnetic detection unit 600 .
  • the holding member 90 is formed in a U shape. Also, the holding member 90 has a curved portion 900 and a straight portion 910 .
  • the curved portion 900 is formed in an arc shape. In addition, the curved portion 900 radially faces the rotor side surface 350 . Furthermore, a space is formed between the curved portion 900 and the rotating body side surface 350 . In addition, the curved portion 900 is positioned between the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da. Thereby, the curved portion 900 faces the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da. Therefore, the movement of the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da is restricted.
  • the straight portion 910 is connected to the curved portion 900 and extends radially from the curved portion 900 . Further, the straight portion 910 is connected to the case side surface 781 and the guide surface 782 by welding, bonding, or the like. Therefore, the rotating body 35 is surrounded by the holding member 90 and the sensor case 75 in the radial direction. As a result, radial movement of the rotor 35 is restricted.
  • the torque sensor 25 is configured as described above. Next, the simplification of the manufacturing process of the torque sensor 25 also in the sixth embodiment will be described.
  • the torque sensor 25 includes a magnet 30 , a rotor 35 , a first yoke 361 , a second yoke 362 , a magnetic detection section 600 , a sensor case 75 and a holding member 90 .
  • the magnet 30 rotates with the steering wheel 5 while generating a magnetic field.
  • the rotating body 35 is formed in an annular shape and rotates together with the steering wheel 5 about an axis extending in the axial direction Da.
  • the first yoke 361 has a first yoke annular portion 370 and a first yoke claw portion 372 .
  • the first yoke annular portion 370 is annularly formed and rotates together with the rotor 35 .
  • the first yoke claw portion 372 protrudes from the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da so that the first yoke claw portion 372 faces the magnet 30 in the radial direction and rotates together with the first yoke annular portion 370 . Change the generated magnetic field.
  • the second yoke 362 has a second yoke annular portion 380 and a second yoke claw portion 382 .
  • the second yoke annular portion 380 is annular and rotates together with the rotor 35 .
  • the second yoke claw portion 382 protrudes from the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da so that the second yoke claw portion 382 faces the magnet 30 in the radial direction and rotates together with the second yoke annular portion 380 .
  • the magnetism detecting section 600 detects the strength of the magnetic field that changes as the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 rotate. The strength of this magnetic field corresponds to the steering torque.
  • the sensor case 75 accommodates the magnetic detection section 600 .
  • the holding member 90 restricts relative movement of the rotating body 35 with respect to the sensor case 75 in the radial direction by surrounding the rotating body 35 with the sensor case 75 in the radial direction.
  • the holding member 90 surrounds the rotating body 35 together with the sensor case 75 by moving the holding member 90 only in the radial direction.
  • the torque sensor 25 is assembled by movement in only one direction, the manufacturing process is simpler than when it is assembled by inserting in two directions, the axial direction Da and the radial direction.
  • the sixth embodiment also has the following effects.
  • the holding member 90 faces the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da, thereby restricting relative movement of the first yoke annular portion 370 with respect to the sensor case 75 in the axial direction Da.
  • the first magnetic induction member 71 facing the first yoke annular portion 370 and the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da variation in the distance in the axial direction Da is suppressed. Therefore, variations in strength of the magnetic field passing through the magnetic detection unit 600 from the first yoke annular portion 370 via the first magnetic induction member 71 are suppressed. Therefore, variations in the sensitivity of the magnetic detection section 600 are suppressed.
  • the torque sensor 25 further includes a sensor cover 95 as shown in FIGS. 31-34. Other than this, it is the same as the third embodiment. 31 to 34, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the sensor cover 95 covers the portion of the substrate 60 that is exposed from the sensor case 75 together with the first accommodating portion 751 of the sensor case 75 .
  • the magnetic detection unit 600 and the like mounted on the substrate 60 are protected from foreign matter, and the torque sensor 25 is improved in dust resistance and water resistance.
  • the seventh embodiment is configured. Also in the seventh embodiment, the same effect as in the sixth embodiment is obtained.
  • the shapes of the sensor case 75, substrate 60, sensor cover 95 and holding member 90 are different from those of the seventh embodiment.
  • the form of the rotating body 35 is different from that of the first embodiment.
  • the torque sensor 25 includes a first driven rotator 31, a second driven rotator 32, a first angle magnetic induction member 711, a first angle magnet 51, a second angle magnetic induction member 722, a second angle It has a magnet 52 , a first angle magnetic detection section 611 and a second angle magnetic detection section 622 .
  • the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the sensor case 75 is formed in an arc shape. Therefore, the substrate 60 accommodated in the sensor case 75 is formed in an arc shape. Moreover, the sensor case 75 further has the above-described cover pin 758 . The cover pin 758 and the sensor cover 95 further have the pin holes 854 described above.
  • the holding member 90 has a curved portion 900 and a straight portion 910 .
  • the curved portion 900 is formed in an arc shape.
  • the curved portion 900 is positioned between the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da.
  • a space is formed between the curved portion 900 and the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 .
  • the curved portion 900 radially faces the rotor side surface 350 .
  • a space is formed between the curved portion 900 and the rotating body side surface 350 .
  • the straight portion 910 is connected to the curved portion 900 and extends radially from the curved portion 900 . Further, the straight portion 910 is connected to the case side surface 781 by welding, adhesion, or the like. Therefore, the rotating body 35 is surrounded by the holding member 90 and the sensor case 75 in the radial direction.
  • the rotating body 35 is formed in the same manner as in the third embodiment.
  • the first driven rotor 31, the second driven rotor 32, the first angle magnetic induction member 711, and the first angle magnet 51 are formed in the same manner as in the third embodiment. It differs from the third embodiment in that it is covered with a sensor cover 95 .
  • the second angle magnetic induction member 722, the second angle magnet 52, the first angle magnetic detector 611, and the second angle magnetic detector 622 are formed in the same manner as in the third embodiment. It differs from the third embodiment in that it is covered with a housing portion 751 and a sensor cover 95 .
  • the eighth embodiment is configured. Also in the eighth embodiment, the same effect as in the seventh embodiment is obtained. Further, in the eighth embodiment, the steering angle can be detected in addition to the steering torque.
  • the shape of the rotor 35 is different from that in the first embodiment.
  • the form of the sensor case 75 is different.
  • torque sensor 25 does not include first magnetic induction member 71 , second magnetic induction member 72 , fixing collar 354 and cover 85 .
  • the torque sensor 25 also includes two magnetic detection units 600 .
  • the torque sensor 25 further includes a first fixing member 921 and a second fixing member 922 . Other than these, it is the same as the first embodiment.
  • the rotating body 35 has a tubular portion 351 and a yoke holding portion 352 .
  • the tubular portion 351 is formed in a cylindrical shape.
  • the yoke holding portion 352 includes a first yoke recess 391 and a second yoke recess 392 .
  • the first yoke recess 391 is formed in a shape corresponding to the first yoke claw portion 372 . Therefore, the yoke holding portion 352 holds the first yoke 361 by inserting the first yoke claw portion 372 into the first yoke recess 391 .
  • the second yoke recess 392 is formed in a shape corresponding to the second yoke claw portion 382 . Therefore, the yoke holding portion 352 holds the second yoke 362 by inserting the second yoke claw portion 382 into the second yoke recess 392 .
  • the sensor case 75 has a restricting portion 755 in addition to the first accommodating portion 751 and the second accommodating portion 752 .
  • the restricting portion 755 is connected to the first accommodating portion 751 . Further, the restricting portion 755 is formed in an annular shape and includes a rotor hole 756 . A portion of the yoke holding portion 352 is inserted into the rotor hole 756 in the axial direction Da. As a result, radial movement of the rotor 35 is restricted.
  • the restricting portion 755 is positioned between the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da, and is located between the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da. facing. Therefore, the movement of the first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da is restricted.
  • the first fixing member 921 is formed in an annular shape.
  • the first fixing member 921 and the yoke holding portion 352 sandwich the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da. This prevents the first yoke 361 from coming off the yoke holding portion 352 .
  • the second fixing member 922 is formed in an annular shape.
  • the second fixing member 922 and the yoke holding portion 352 sandwich the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da. This prevents the second yoke 362 from coming off the yoke holding portion 352 .
  • the torque sensor 25 is configured as described above. Next, the simplification of the manufacturing process of the torque sensor 25 also in the ninth embodiment will be described.
  • the torque sensor 25 includes a magnet 30 , a rotating body 35 , a first yoke 361 , a second yoke 362 , a magnetic detector 600 and a sensor case 75 .
  • the magnet 30 rotates with the steering wheel 5 while generating a magnetic field.
  • the rotating body 35 is formed in an annular shape and rotates together with the steering wheel 5 about an axis extending in the axial direction Da.
  • the first yoke 361 has a first yoke annular portion 370 and a first yoke claw portion 372 .
  • the first yoke annular portion 370 is annularly formed and rotates together with the rotor 35 .
  • the first yoke claw portion 372 protrudes from the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da so that the first yoke claw portion 372 faces the magnet 30 in the radial direction and rotates together with the first yoke annular portion 370 . Change the generated magnetic field.
  • the second yoke 362 has a second yoke annular portion 380 and a second yoke claw portion 382 .
  • the second yoke annular portion 380 is annular and rotates together with the rotor 35 .
  • the second yoke claw portion 382 protrudes from the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da so that the second yoke claw portion 382 faces the magnet 30 in the radial direction and rotates together with the second yoke annular portion 380 .
  • the magnetism detecting section 600 detects the strength of the magnetic field that changes as the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 rotate. The strength of this magnetic field corresponds to the steering torque.
  • the sensor case 75 has a regulation portion 755 and a first accommodation portion 751 .
  • the restricting portion 755 is formed in an annular shape. Further, the rotating body 35 is inserted into the restricting portion 755 in the axial direction Da.
  • the first accommodating portion 751 is connected to the restricting portion 755 and accommodates the magnetic detecting portion 600 . Also, the restricting portion 755 restricts relative movement of the rotor 35 with respect to the sensor case 75 in the radi
  • the rotating body 35 is inserted into the restricting portion 755 in the axial direction Da, and the restricting portion 755 is connected to the first accommodating portion 751 .
  • the torque sensor 25 is assembled by inserting only in the axial direction Da, the manufacturing process is simpler than when it is assembled by inserting in two directions, the axial direction Da and the radial direction.
  • the ninth embodiment also has the following effects.
  • the restricting portion 755 faces the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da, thereby restricting relative movement of the first yoke annular portion 370 with respect to the sensor case 75 in the axial direction Da.
  • the first magnetic induction member 71 facing the first yoke annular portion 370 and the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da variation in the distance in the axial direction Da is suppressed. Therefore, variations in strength of the magnetic field passing through the magnetic detection unit 600 from the first yoke annular portion 370 via the first magnetic induction member 71 are suppressed. Therefore, variations in the sensitivity of the magnetic detection section 600 are suppressed.
  • the torque sensor 25 further includes a first magnetic induction member 71, a second magnetic induction member 72 and a sensor cover 95, as shown in FIGS. 44-47. Other than this, it is the same as the ninth embodiment.
  • the first magnetic induction member 71 and the second magnetic induction member 72 are formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the sensor cover 95 covers the portion of the substrate 60 that is exposed from the sensor case 75 together with the first accommodating portion 751 of the sensor case 75 .
  • the magnetic detection unit 600 and the like mounted on the substrate 60 are protected from foreign matter, and the torque sensor 25 is improved in dust resistance and water resistance.
  • the tenth embodiment is configured. Also in the tenth embodiment, the same effect as in the ninth embodiment is obtained.
  • the eleventh embodiment differs from the tenth embodiment in the forms of the sensor case 75, substrate 60 and sensor cover 95.
  • FIG. Furthermore, the form of the rotating body 35 differs from that of the first embodiment.
  • the torque sensor 25 includes a first driven rotor 31, a second driven rotor 32, a first angle magnetic induction member 711, a first angle magnet 51, a second angle magnetic induction member 722, and a second angle magnetic induction member. It has a magnet 52 , a first angle magnetic detection section 611 and a second angle magnetic detection section 622 .
  • the torque sensor 25 does not have the second fixing member 922 . Other than these, it is the same as the ninth embodiment.
  • the sensor case 75 is formed in an arc shape. Therefore, the substrate 60 accommodated in the sensor case 75 is formed in an arc shape. Moreover, the sensor case 75 further has the above-described cover pin 758 . The sensor cover 95 also has the pin holes 854 described above.
  • An annular portion 356 in the gear portion 355 of the rotating body 35 is formed in an annular shape.
  • the annular portion 356 and the yoke holding portion 352 sandwich the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da. This prevents the second yoke 362 from coming off the yoke holding portion 352 .
  • it is the same as the third embodiment. It is formed similarly to the third embodiment.
  • the first driven rotor 31, the second driven rotor 32, the first angle magnetic induction member 711, and the first angle magnet 51 are formed in the same manner as in the third embodiment. It differs from the third embodiment in that it is covered with a sensor cover 95 .
  • the second angle magnetic induction member 722, the second angle magnet 52, the first angle magnetic detector 611, and the second angle magnetic detector 622 are formed in the same manner as in the third embodiment. It differs from the third embodiment in that it is covered with a housing portion 751 and a sensor cover 95 .
  • the eleventh embodiment is configured.
  • the eleventh embodiment also has the same effect as the tenth embodiment.
  • the steering angle can be detected in addition to the steering torque.
  • the twelfth embodiment differs from the first embodiment in the shape of the front end surface 753 of the first accommodating portion 751 of the sensor case 75.
  • the torque sensor 25 does not have the cover 85 .
  • the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the tip surface 753 is formed in an arc shape corresponding to the shape of the side surface 350 of the rotating body. Since the tip end surface 753 is in contact with the rotating body side surface 350, relative movement of the rotating body 35 with respect to the sensor case 75 in the radial direction is restricted.
  • the twelfth embodiment is configured.
  • the twelfth embodiment also has the same effects as the first embodiment except for the above [1-1] to [1-3].
  • the torque sensor 25 further includes a first magnetic induction member 71, a second magnetic induction member 72 and a sensor cover 95, as shown in FIGS. 57-60. Other than this, it is the same as the twelfth embodiment. 57 to 60, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the first magnetic induction member 71 and the second magnetic induction member 72 are formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the sensor cover 95 covers the portion of the substrate 60 that is exposed from the sensor case 75 together with the first accommodating portion 751 of the sensor case 75 .
  • the magnetic detection unit 600 and the like mounted on the substrate 60 are protected from foreign matter, and the torque sensor 25 is improved in dust resistance and water resistance.
  • the thirteenth embodiment is configured.
  • the thirteenth embodiment also has the same effect as the twelfth embodiment.
  • the torque sensor 25 further includes a temporary fixing member 93 as shown in FIGS. 61-64. Other than this, it is the same as the first embodiment. 61 to 64, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted to avoid complication.
  • the temporary fixing member 93 has a first plate portion 931 , a second plate portion 932 , a third plate portion 933 and a fourth plate portion 934 .
  • the first plate portion 931 is formed in a plate shape extending in the axial direction Da. Also, the first plate portion 931 is in contact with the inner surface of the rotating body 35 .
  • the second plate portion 932 is connected to the first plate portion 931 . Furthermore, the second plate portion 932 is formed in a plate shape extending in the circumferential direction. In addition, the second plate portion 932 is in contact with the surface of the rotor 35 facing the axial direction Da.
  • the third plate portion 933 is connected to the side of the second plate portion 932 opposite to the first plate portion 931 . Furthermore, the third plate portion 933 extends radially outward from the second plate portion 932 .
  • the fourth plate portion 934 is connected to the side of the third plate portion 933 opposite to the second plate portion 932 . Further, the fourth plate portion 934 extends from the third plate portion 933 in the axial direction Da. Furthermore, the fourth plate portion 934 is in contact with the first base surface 761 . Therefore, the relative position between the sensor case 75 and the rotor 35 is fixed by the first plate portion 931 , the second plate portion 932 and the fourth plate portion 934 . Thereby, the temporary fixing member 93 restricts relative movement of the rotor 35 with respect to the sensor case 75 in the radial direction and the axial direction Da.
  • the cover 85 may be attached to the rotor 35 and the sensor case 75 while the relative positions of the sensor case 75 and the rotor 35 are fixed by the temporary fixing member 93 .
  • the temporary fixing member 93 may be removed from the rotating body 35 and the sensor case 75 after the cover 85 is attached. This facilitates attachment of the cover 85 to the rotor 35 and the sensor case 75 .
  • the 14th embodiment is configured.
  • the fourteenth embodiment also has the same effects as the first embodiment except for the above [1-1] to [1-3].
  • the torque sensor 25 further includes a first magnetic induction member 71, a second magnetic induction member 72 and a sensor cover 95, as shown in FIGS. 65-68. Other than this, it is the same as the fourteenth embodiment. 65 to 68, the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are partially omitted in order to avoid complication.
  • the first magnetic induction member 71 and the second magnetic induction member 72 are formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the sensor cover 95 covers the portion of the substrate 60 exposed from the sensor case 75 and the first magnetic induction member 71 together with the first accommodating portion 751 of the sensor case 75 .
  • the magnetic detection unit 600 and the like mounted on the substrate 60 are protected from foreign matter, and the torque sensor 25 is improved in dust resistance and water resistance.
  • the fifteenth embodiment is configured.
  • the fifteenth embodiment also has the same effect as the fourteenth embodiment.
  • the rotor 35 is cylindrical.
  • the rotating body 35 is not limited to being cylindrical.
  • the rotating body 35 may be formed in a polygonal tubular shape, an elliptical tubular shape, or the like.
  • first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 are formed in an annular shape.
  • first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 are not limited to being formed in an annular shape.
  • first yoke annular portion 370 and the second yoke annular portion 380 may be formed into polygonal annular shapes or the like.
  • first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are tapered.
  • first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 are not limited to being tapered.
  • the first yoke claw portion 372 and the second yoke claw portion 382 may be rectangular or the like.
  • the fixing collar 354 is connected to the second steering shaft 12 and the magnet 30 is connected to the first steering shaft 11.
  • the fixing collar 354 is not limited to being connected to the second steering shaft 12 and the magnet 30 being connected to the first steering shaft 11 .
  • the fixing collar 354 may be connected to the first steering shaft 11 while the magnet 30 is connected to the second steering shaft 12 .
  • the torque sensor 25 includes the first magnetic induction member 71 and the second magnetic induction member 72.
  • the torque sensor 25 is not limited to having the first magnetic induction member 71 and the second magnetic induction member 72, and does not have the first magnetic induction member 71 and the second magnetic induction member 72.
  • the first magnetic induction member 71 faces the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da.
  • the first magnetic induction member 71 is not limited to facing the first yoke annular portion 370 in the axial direction Da, and may face the first yoke annular portion 370 in the radial direction.
  • movement of the rotating body 35 in the radial direction is restricted, so movement of the first yoke annular portion 370 is restricted. Therefore, variations in the radial distance between the first yoke annular portion 370 and the first magnetic induction member 71 are suppressed.
  • the second magnetic induction member 72 faces the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da.
  • the second magnetic induction member 72 is not limited to facing the second yoke annular portion 380 in the axial direction Da, and may face the second yoke annular portion 380 in the radial direction.
  • the torque sensor 25 includes one or two magnetic detection units 600.
  • the number of magnetic detection units 600 is not limited to one or two, and may be three or more.
  • the motor control device 18 calculates the steering angle based on the signals from the first angle magnetism detector 611 and the second angle magnetism detector 622 .
  • the motor control device 18 is not limited to calculating the steering angle based on the signals from the first angle magnetism detector 611 and the second angle magnetism detector 622 .
  • the motor control device 18 may calculate the steering angle using only the signal from the first angle magnetic detector 611 .
  • the motor control device 18 may calculate the steering angle using only the signal from the second angle magnetic detector 622 .
  • a computing unit mounted on the substrate 60 may compute the steering angle instead of the motor control device 18 .

Landscapes

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Abstract

トルク検出装置は、磁気検出部(600)を収容しているセンサケース(75)と、センサカバー部(851)と、回転体カバー部(852)と、を有するカバー(85)を備える。センサカバー部(851)は、センサケース(75)の軸方向(Da)を向く面(761)に接続されている。回転体カバー部(852)は、センサカバー部(852)と接続されているとともに回転体(35)が軸方向(Da)に挿入されている。また、回転体カバー部(852)は、軸方向(Da)と直交する方向におけるセンサケース(75)に対する回転体(35)の相対移動を規制する。

Description

トルク検出装置 関連出願への相互参照
 本出願は、2021年10月5日に出願された日本特許出願番号2021-164348号に基づくもので、ここにその記載内容が参照により組み入れられる。
 本開示は、トルク検出装置に関するものである。
 従来、特許文献1に記載されているように、車両のステアリングホイールに接続されているステアリングシャフトにかかるトルクを検出するセンサ装置が知られている。このセンサ装置は、磁石と、磁気ヨークと、センサモジュールと、センサハウジングと、ステアリングギアハウジングと、を備える。磁気ヨークは、磁石によって発生する磁界を変化させる。センサモジュールは、磁気ヨークにより変化する磁界の強さを検出することにより、ステアリングホイールにかかるトルクを検出する。センサハウジングは、センサモジュールを収容している。
DE102016124370A1
 発明者の検討によれば、特許文献1に記載されたセンサ装置では、このセンサモジュールを収容したセンサハウジングがステアリングシャフトの軸と直交する方向にステアリングギアハウジングへ挿入される。その後、磁気ヨークがステアリングシャフトの軸方向にステアリングギアハウジングへ挿入されることにより、センサハウジングと磁気ヨークとがステアリングギアハウジングに収容される。したがって、このセンサ装置を製造するとき、ステアリングシャフトの軸と直交する方向およびステアリングシャフトの軸方向の2方向に部品がそれぞれ挿入されるため、製造工程が煩雑になる。
 本開示は、製造工程を簡素にさせるトルク検出装置を提供することを目的とする。
 本開示の1つの観点によれば、検出対象に発生するトルクを検出するトルク検出装置であって、磁界を発生させつつ検出対象とともに回転する磁石と、軸方向に延びる軸を中心として検出対象とともに回転する環状の回転体と、回転体とともに回転する環状の環状部と、環状部から軸方向に向かって突出していることで軸方向と直交する方向に磁石と対向しつつ環状部とともに回転することにより磁石にて発生した磁界を変化させる爪部と、を有するヨークと、トルクに対応し、爪部が回転することにより変化する磁界の強さを検出する磁気検出部と、磁気検出部を収容しているセンサケースと、センサケースの軸方向を向く面に接続されているセンサカバー部と、センサカバー部と接続されているとともに回転体が軸方向に挿入されている回転体カバー部と、を有するカバーと、を備え、回転体カバー部は、軸方向と直交する方向におけるセンサケースに対する回転体の相対移動を規制するトルク検出装置である。
 また、本開示の1つの観点によれば、検出対象に発生するトルクを検出するトルク検出装置であって、磁界を発生させつつ検出対象とともに回転する磁石と、軸方向に延びる軸を中心として検出対象とともに回転する環状の回転体と、回転体とともに回転する環状の環状部と、環状部から軸方向に向かって突出していることで軸方向と直交する方向に磁石と対向しつつ環状部とともに回転することにより磁石にて発生した磁界を変化させる爪部と、を有するヨークと、トルクに対応し、爪部が回転することにより変化する磁界の強さを検出する磁気検出部と、磁気検出部を収容しているセンサケースと、軸方向と直交する方向においてセンサケースとで回転体を囲うことにより、軸方向と直交する方向におけるセンサケースに対する回転体の相対移動を規制する保持部材と、を備えるトルク検出装置である。
 さらに、本開示の1つの観点によれば、検出対象に発生するトルクを検出するトルク検出装置であって、磁界を発生させつつ検出対象とともに回転する磁石と、軸方向に延びる軸を中心として検出対象とともに回転する環状の回転体と、回転体とともに回転する環状の環状部と、環状部から軸方向に向かって突出していることで軸方向と直交する方向に磁石と対向しつつ環状部とともに回転することにより磁石にて発生した磁界を変化させる爪部と、を有するヨークと、トルクに対応し、爪部が回転することにより変化する磁界の強さを検出する磁気検出部と、環状に形成されていることにより回転体が軸方向に挿入されている規制部と、規制部に接続されているとともに磁気検出部を収容している収容部と、を有するセンサケースと、を備え、規制部は、軸方向と直交する方向におけるセンサケースに対する回転体の相対移動を規制するトルク検出装置である。
 これにより、軸方向と直交する方向におけるセンサケースに対する回転体の相対移動が規制される。したがって、トルク検出装置では、軸方向のみの挿入で組み付けられることから、軸方向および軸方向と直交する方向の2方向の挿入で組み付けられるときと比較して、製造工程が簡素になる。
 なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
第1実施形態のトルク検出装置が用いられるステアリングシステムの構成図。 ステアリングシステムの一部の分解斜視図。 トルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図3のV-V線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 トルクセンサの磁石、第1ヨークおよび第2ヨークの中立状態を示す側面図。 ステアリングシステムのステアリングホイールが回転したときにおけるトルクセンサの磁石、第1ヨークおよび第2ヨークの側面図。 ステアリングホイールが回転したときにおけるトルクセンサの磁石、第1ヨークおよび第2ヨークの側面図。 第2実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図10のXII-XII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第3実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図14のXVI-XVI線断面図。 図14のXVII-XVII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第4実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図19のXXI-XXI線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第5実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図23のXXV-XXV線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第6実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図27のXXIX-XXIX線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第7実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図31のXXXIII-XXXIII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第8実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図35のXXXVII-XXXVII線断面図。 図35のXXXVIII-XXXVIII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第9実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図40のXLII-XLII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第10実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図44のXLVI-XLVI線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第11実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図48のL-L線断面図。 図48のLI-LI線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第12実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図53のLV-LV線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第13実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図57のLIX-LIX線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第14実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図61のLXIII-LXIII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。 第15実施形態のトルク検出装置の斜視図。 トルク検出装置の分解斜視図。 図65のLXVII-LXVII線断面図。 トルク検出装置の斜視断面図。
 以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。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、同一符号を付し、その説明を省略する。
 (第1実施形態)
 本実施形態のトルク検出装置は、例えば、車両に搭載されるステアリングシステム1に用いられる。まず、このステアリングシステム1について説明する。
 ステアリングシステム1は、車輪17の向きを変更するための操舵を補助する。具体的には、ステアリングシステム1は、図1および図2に示すように、ステアリングホイール5、第1ステアリングシャフト11、トーションバー13および第2ステアリングシャフト12を備える。また、ステアリングシステム1は、シャフトピン14、ピニオンギア15、ラック軸16、車輪17、トルクセンサ25、モータ制御装置18、モータ19および減速ギア20を備える。
 ステアリングホイール5は、図1に示すように、車両の運転者や自動運転等により操舵されることによって回転する。
 第1ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール5に接続されている。このため、第1ステアリングシャフト11は、ステアリングホイール5とともに回転する。
 トーションバー13は、第1ステアリングシャフト11に接続されている。このため、トーションバー13は、ステアリングホイール5および第1ステアリングシャフト11とともに回転する。
 第2ステアリングシャフト12は、トーションバー13に接続されている。このため、トーションバー13は、ステアリングホイール5、第1ステアリングシャフト11およびトーションバー13とともに回転する。
 シャフトピン14は、図2に示すように、第1ステアリングシャフト11に形成されている穴およびその第1ステアリングシャフト11の穴に対応するトーションバー13の穴に挿入されている。これにより、第1ステアリングシャフト11とトーションバー13とが固定されている。また、シャフトピン14は、第2ステアリングシャフト12に形成されている穴およびその第2ステアリングシャフト12の穴に対応するトーションバー13の穴に挿入されている。これにより、第2ステアリングシャフト12とトーションバー13とが固定されている。
 ピニオンギア15は、図1に示すように、第2ステアリングシャフト12に接続されている。また、ピニオンギア15は、後述のラック軸16に噛み合っている。さらに、ピニオンギア15は、第2ステアリングシャフト12の回転運動をラック軸16の直線運動に変換する。
 ラック軸16は、図示しないタイロッド等を介して、車輪17に接続されている。また、ラック軸16は、直線運動することによって車輪17の向きを変更する。
 トルクセンサ25には、トーションバー13の一部が挿入されている。また、トルクセンサ25は、トルク検出装置に対応しており、ステアリングホイール5の回転によってトーションバー13に発生する捩りトルクに応じた信号を検出する。これにより、トルクセンサ25は、操舵トルクを検出する。さらに、トルクセンサ25は、この検出した操舵トルクに応じた信号を、後述のモータ制御装置18に出力する。このトルクセンサ25の詳細については、後述する。なお、操舵トルクは、ステアリングホイール5が回転するときにかかるトルクである。
 モータ制御装置18は、マイコン等を主体として構成されており、CPU、ROM、フラッシュメモリ、RAM、I/O、駆動回路およびこれらの構成を接続するバスライン等を備えている。また、モータ制御装置18は、ROMに記憶されているプログラムを実行する。これにより、モータ制御装置18は、後述のモータ19の回転角度を演算する。さらに、モータ制御装置18は、トルクセンサ25からの操舵トルクに応じた信号に基づいて、操舵トルクを演算する。また、モータ制御装置18は、この演算したモータ19の回転角度および操舵トルク等に基づいて、後述のモータ19の回転を制御する。
 モータ19は、モータ制御装置18からの出力に基づいて回転する。これにより、モータ19は、トルクを発生させる。
 減速ギア20は、モータ19および第2ステアリングシャフト12に接続されている。また、減速ギア20は、モータ19の回転を減速させるとともに、モータ19によって発生したトルクを第2ステアリングシャフト12に伝達する。これにより、車輪17の向きを変更するための操舵が補助される。
 以上のように、ステアリングシステム1は、構成されている。次に、トルクセンサ25の構成について説明する。
 トルクセンサ25は、図2~図6に示すように、磁石30、回転体35、第1ヨーク361、第2ヨーク362および固定用カラー354を備えている。また、トルクセンサ25は、基板60、磁気検出部600、第1磁気誘導部材71、第2磁気誘導部材72、センサケース75、ターミナル80およびカバー85を備えている。
 磁石30は、図2に示すように、円環状に形成されている。また、磁石30は、第1ステアリングシャフト11の端部に接続されている。さらに、磁石30の穴には、トーションバー13の一部が挿入されている。また、磁石30の軸は、トーションバー13の軸と同一軸上に位置している。このため、磁石30は、第1ステアリングシャフト11とともにトーションバー13の軸周りに回転する。さらに、磁石30は、磁石30の回転方向において交互に磁極が反転するように着磁されている。
 回転体35は、図3~図6に示すように、円筒状に形成されている。また、回転体35の軸は、磁石30の軸と同一軸上に位置している。このため、回転体35の軸と、磁石30の軸と、トーションバー13の軸とは同一軸となっている。
 ここで、以下では、便宜的に、回転体35の径方向を、単に径方向と記載する。また、回転体35の軸方向Daを、単に軸方向Daと記載する。さらに、回転体35の軸を中心とする周方向を、単に周方向と記載する。
 第1ヨーク361は、図2および図3に示すように、筒状に軟磁性体で形成されている。また、第1ヨーク361は、第1ヨーク環状部370および複数の第1ヨーク爪部372を含む。
 第1ヨーク環状部370は、円環状に形成されている。また、第1ヨーク環状部370の一部は、径方向に延びる回転体35の穴に挿入されている。
 第1ヨーク爪部372は、第1ヨーク環状部370の内側から軸方向Daに突出している。また、第1ヨーク爪部372は、第1ヨーク環状部370の内側から先端側に向かって幅が小さくなる先細り形状に形成されている。さらに、第1ヨーク爪部372は、回転体35の内側面と接続されている。また、第1ヨーク爪部372は、磁石30の外側面と径方向に対向している。さらに、回転体35の穴が周方向に所定の間隔で形成されていることから、第1ヨーク爪部372は、周方向に所定の間隔で形成されている。
 第2ヨーク362は、第1ヨーク361と同様に、環状に軟磁性体で形成されている。また、第2ヨーク362は、回転体35および第1ヨーク361と、例えば、一体成形されている。さらに、第2ヨーク362は、第2ヨーク環状部380および複数の第2ヨーク爪部382を含む。
 第2ヨーク環状部380は、円環状に形成されている。また、第2ヨーク環状部380の一部は、径方向に延びる回転体35の穴に挿入されている。
 第2ヨーク爪部382は、第2ヨーク環状部380の内側から軸方向Daに突出している。また、第2ヨーク爪部382は、第2ヨーク環状部380の内側から先端側に向かって幅が小さくなる先細り形状に形成されている。さらに、第2ヨーク爪部382は、回転体35の内側面と接続されている。また、第2ヨーク爪部382は、磁石30の外側面と径方向に対向している。さらに、回転体35の穴が周方向に所定の間隔で形成されていることから、第2ヨーク爪部382は、周方向に所定の間隔で形成されている。また、第2ヨーク爪部382は、互いに隣り合う第1ヨーク爪部372同士の間に配置されている。このため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、周方向において交互に配置されている。なお、図3~図6において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 固定用カラー354は、筒状に形成されている。また、固定用カラー354は、回転体35の内側面に接続されている。さらに、固定用カラー354は、第2ステアリングシャフト12に接続されている。このため、回転体35は、第2ステアリングシャフト12とともに回転する。
 基板60は、プリント基板である。また、基板60は、接続部601を有する。この接続部601は、後述の磁気検出部600と接続されているともに、後述のセンサケース75から露出している。
 磁気検出部600は、基板60のうち後述の第2磁気誘導部材72側に実装されている。また、磁気検出部600は、例えば、図示しないホール素子、MR素子を有する。これらの素子により、磁気検出部600は、磁気検出部600にかかる軸方向Daの磁界の強さを検出する。さらに、磁気検出部600は、この検出した磁界の強さに応じた信号を、モータ制御装置18に出力する。なお、MRは、Magneto Resistiveの略である。
 第1磁気誘導部材71は、軟磁性体で径方向に延びる板状に形成されている。また、第1磁気誘導部材71は、第1ヨーク環状部370を軸方向Daに投影したときに、投影した第1ヨーク環状部370と重なる。さらに、第1磁気誘導部材71は、磁気検出部600を軸方向Daに投影したときに、投影した磁気検出部600と重なる。
 第2磁気誘導部材72は、軟磁性体で径方向に延びる板状に形成されている。また、第2磁気誘導部材72は、第2ヨーク環状部380を軸方向Daに投影したときに、投影した第2ヨーク環状部380と重なる。さらに、第2磁気誘導部材72は、磁気検出部600を軸方向Daに投影したときに、投影した磁気検出部600と重なる。
 センサケース75は、樹脂等で径方向に延びる板状に形成されている。また、センサケース75は、第1収容部751および第2収容部752を有する。
 第1収容部751は、先端面753を含む。第1収容部751の先端面753は、円弧状に形成されている。また、先端面753は、回転体側面350と径方向に対向している。さらに、先端面753および回転体側面350の間には空間754が形成されている。また、第1収容部751は、有底筒状に形成されていることにより、磁気検出部600および後述のターミナル80の第1ターミナル81を収容している。さらに、第1収容部751は、基板60の一部が露出するように基板60を収容している。また、第1収容部751は、第1基面761、第1凹部771、第2基面762および第2凹部772を含む。
 第1基面761は、第1収容部751のうち軸方向Daの一方側を向く面である。第1凹部771は、第1基面761から軸方向Daに凹む部位である。この第1凹部771には、第1磁気誘導部材71の一部が嵌め込まれていることにより、センサケース75に第1磁気誘導部材71が取り付けられている。
 第2基面762は、第1収容部751のうち軸方向Daの他方側を向く面である。第2凹部772は、第2基面762から軸方向Daに凹む部位である。この第2凹部772には、第2磁気誘導部材72の一部が嵌め込まれていることにより、センサケース75に第2磁気誘導部材72が取り付けられている。
 第2収容部752は、有底筒状に形成されている。また、第2収容部752は、径方向に第1収容部751と接続されている。さらに、第2収容部752は、後述のターミナル80の第2ターミナル82を収容している。
 ターミナル80は、第1ターミナル81および第2ターミナル82を有する。第1ターミナル81は、軸方向Daに延びている。また、第1ターミナル81の一部は、基板60の穴に挿入されている。さらに、第1ターミナル81は、基板60とはんだ付けされていることにより、基板60と接続されている。第2ターミナル82は、第1ターミナル81と接続されているとともに、径方向に延びている。また、第2ターミナル82は、モータ制御装置18に接続されている。したがって、磁気検出部600からの信号は、ターミナル80を介して、モータ制御装置18に出力される。
 カバー85は、樹脂等で形成されている。また、カバー85は、センサカバー部851および回転体カバー部852を有する。
 センサカバー部851は、溶着や接着等により、第1基面761の一部と接続されている。また、センサカバー部851は、第1磁気誘導部材71、基板60および第1ターミナル81のうちセンサケース75から露出している部分を覆っている。
 回転体カバー部852は、センサカバー部851に接続されている。また、回転体カバー部852は、センサケース75の第1収容部751とで第1ヨーク環状部370を覆っている。さらに、回転体カバー部852は、円環状に形成されており、カバー穴853を含む。このカバー穴853には、回転体35の一部が軸方向Daに挿入されている。これにより、回転体35の径方向の移動が規制される。また、回転体カバー部852は、軸方向Daに第1ヨーク環状部370と対向している。このため、第1ヨーク環状部370の軸方向Daの移動が規制されるとともに回転体35の軸方向Daの移動が規制される。
 ここで、第1ヨーク環状部370とカバー85とが軸方向Daに重なる接続部601の部位からカバー85と接続部601とが軸方向Daに重なる第1ヨーク環状部370の部位までの距離を第1距離L1とする。また、第1ヨーク環状部370とカバー85とが軸方向Daに重なる接続部601の部位から第1ヨーク環状部370と接続部601とが軸方向Daに重なるカバー85の部位までの距離を第2距離L2とする。そして、第1距離L1は、第2距離L2よりも小さい。
 以上のように、トルクセンサ25は、構成されている。次に、トルクセンサ25による操舵トルクの検出について説明する。
 ステアリングホイール5が回転していないことにより操舵トルクが発生していないとする。この場合、図7に示すように、磁石30、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、周方向について中立状態に位相合わせされている。この中立状態では、周方向において、全ての第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382の中心位置が磁石30のN極とS極との境界とが一致する。このとき、磁石30のN極から第1ヨーク爪部372を通過する磁力線の数と、磁石30のN極から第2ヨーク爪部382を通過する磁力線の数とが同じになる。このため、第1ヨーク361および第2ヨーク362の間において磁束密度が発生しない。
 そして、ステアリングホイール5が回転するとき、操舵トルクが発生することにより、ステアリングホイール5に接続されている第1ステアリングシャフト11が回転する。また、シャフトピン14により第1ステアリングシャフト11に固定されているトーションバー13が回転する。さらに、シャフトピン14によりトーションバー13に固定されている第2ステアリングシャフト12が回転する。また、第2ステアリングシャフト12が固定用カラー354に接続されている。このため、回転体35は、回転する。これにより、回転体35と一体となっている第1ヨーク361および第2ヨーク362が、磁石30に対して相対回転する。
 この場合において、図8に示すように、磁石30のN極と第1ヨーク爪部372とが軸方向Daと直交する方向に重なる部分が増加する。また、磁石30のS極と第2ヨーク爪部382とが軸方向Daと直交する方向に重なる部分が増加する。このとき、磁石30のN極から第1ヨーク爪部372に向かう磁力線が増加するとともに、第2ヨーク爪部382から磁石30のS極に向かう磁力線が増加する。このため、第1ヨーク361および第2ヨーク362の間において磁束密度が発生する。
 ここで、上記したように、第1磁気誘導部材71は、軟磁性体で形成されているとともに、第1ヨーク環状部370と、磁気検出部600とに軸方向Daに対向している。また、上記したように、第2磁気誘導部材72は、軟磁性体で形成されているとともに、磁気検出部600と、第2ヨーク環状部380とに軸方向Daに対向している。
 したがって、このとき、磁石30のN極から、第1ヨーク環状部370および第1磁気誘導部材71を経由して、磁気検出部600を通過する磁力線が増加する。さらに、磁気検出部600を通過した磁力線は、第2磁気誘導部材72および第2ヨーク環状部380を経由して、磁石30のS極を通過する。
 よって、磁気検出部600は、軸方向Daのうち一方向の磁界の強さを検出する。これにより、磁気検出部600は、操舵トルクを検出する。また、磁気検出部600は、この検出した磁界の強さに応じた信号を、ターミナル80を経由して、モータ制御装置18に出力する。モータ制御装置18は、この磁気検出部600からの信号に基づいて、操舵トルクを演算する。
 また、図8の場合とは逆向きの操舵トルクが発生した場合において、図9に示すように、磁石30のS極と第1ヨーク爪部372とが軸方向Daと直交する方向に重なる部分が増加する。また、磁石30のN極と第2ヨーク爪部382とが軸方向Daと直交する方向に重なる部分が増加する。このとき、磁石30のN極から第2ヨーク爪部382に向かう磁力線が増加するとともに、第1ヨーク爪部372から磁石30のS極に向かう磁力線が増加する。このため、第1ヨーク361および第2ヨーク362の間において磁束密度が発生する。
 したがって、このとき、磁石30のN極から、第2ヨーク環状部380および第2磁気誘導部材72を経由して、磁気検出部600を通過する磁力線が増加する。さらに、磁気検出部600を通過した磁力線は、第1磁気誘導部材71および第1ヨーク環状部370を経由して、磁石30のS極を通過する。
 よって、磁気検出部600は、軸方向Daのうち他方向の磁界の強さを検出する。これにより、磁気検出部600は、操舵トルクを検出する。また、磁気検出部600は、この検出した磁界の強さに応じた信号を、ターミナル80を経由して、モータ制御装置18に出力する。モータ制御装置18は、この磁気検出部600からの信号に基づいて、操舵トルクを演算する。
 以上のように、トルクセンサ25は、操舵トルクを検出する。次に、トルクセンサ25の製造工程が簡素になることについて説明する。
 トルクセンサ25は、磁石30と、回転体35と、第1ヨーク361と、第2ヨーク362と、磁気検出部600と、センサケース75と、カバー85と、を備える。磁石30は、磁界を発生させつつステアリングホイール5とともに回転する。回転体35は、環状に形成されており、軸方向Daに延びる軸を中心としてステアリングホイール5とともに回転する。第1ヨーク361は、第1ヨーク環状部370と、第1ヨーク爪部372と、を有する。第1ヨーク環状部370は、環状に形成されており、回転体35とともに回転する。第1ヨーク爪部372は、第1ヨーク環状部370から軸方向Daに向かって突出していることで径方向に磁石30と対向しつつ第1ヨーク環状部370とともに回転することにより磁石30にて発生した磁界を変化させる。第2ヨーク362は、第2ヨーク環状部380と、第2ヨーク爪部382と、を有する。第2ヨーク環状部380は、環状に形成されており、回転体35とともに回転する。第2ヨーク爪部382は、第2ヨーク環状部380から軸方向Daに向かって突出していることで径方向に磁石30と対向しつつ第2ヨーク環状部380とともに回転することにより磁石30にて発生した磁界を変化させる。磁気検出部600は、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382が回転することにより変化する磁界の強さを検出する。この磁界の強さは、操舵トルクに対応する。センサケース75は、磁気検出部600を収容している。カバー85は、センサカバー部851と、回転体カバー部852と、を有する。センサカバー部851は、第1基面761に接続されている。回転体カバー部852は、センサカバー部851と接続されているとともに回転体35が軸方向Daに挿入されている。また、回転体カバー部852は、径方向におけるセンサケース75に対する回転体35の相対移動を規制する。なお、ステアリングホイール5は、検出対象に対応する。操舵トルクは、検出対象のトルクに対応する。第1ヨーク361および第2ヨーク362は、ヨークに対応する。第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380は、環状部に対応する。第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、爪部に対応する。径方向は、軸方向Daと直交する方向に対応する。
 回転体カバー部852には回転体35が軸方向Daに挿入されているとともに、回転体カバー部852がセンサカバー部851と接続されている。これにより、径方向におけるセンサケース75に対する回転体35の相対移動が規制される。したがって、トルクセンサ25では、軸方向Daのみの挿入で組み付けられることから、軸方向Daおよび径方向の2方向の挿入で組み付けられるときと比較して、製造工程が簡素になる。
 また、第1実施形態では、以下に記載する効果も奏する。
[1-1]回転体カバー部852は、第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向していることにより、軸方向Daにおけるセンサケース75に対する第1ヨーク環状部370の相対移動を規制する。
 これにより、軸方向Daにおける第1ヨーク環状部370の移動が規制されることから、第1ヨーク環状部370および第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向する第1磁気誘導部材71の間の軸方向Daの距離のバラつきが抑制される。このため、第1ヨーク環状部370から第1磁気誘導部材71を経由して磁気検出部600を通過する磁界の強さのバラつきが抑制される。したがって、磁気検出部600の感度のバラつきが抑制される。
[1-2]トルクセンサ25は、基板60をさらに備える。基板60は、磁気検出部600を実装しているとともにセンサケース75に収容されている。また、基板60は、接続部601を有する。接続部601は、磁気検出部600と接続されているとともにセンサケース75から露出している。そして、センサカバー部851は、接続部601を覆っている。
 これにより、基板60に実装されている磁気検出部600等が異物から保護されることにより、トルクセンサ25の防塵性および防水性が向上する。
[1-3]第1距離L1は、第2距離L2よりも小さい。なお、第1距離L1は、第1ヨーク環状部370とカバー85とが軸方向Daに重なる接続部601の部位からカバー85と接続部601とが軸方向Daに重なる第1ヨーク環状部370の部位までの距離に対応する。また、第2距離L2は、第1ヨーク環状部370とカバー85とが軸方向Daに重なる接続部601の部位から第1ヨーク環状部370と接続部601とが軸方向Daに重なるカバー85の部位までの距離に対応する。
 ここで、第1ヨーク環状部370および接続部601の間にセンサカバー部851が位置した場合、センサカバー部851の大きさ分、第1ヨーク環状部370および接続部601の間の距離が大きくなる。これに対して、トルクセンサ25では、第1距離L1が第2距離L2よりも小さいことにより、センサカバー部851および接続部601の間に第1ヨーク環状部370が位置する。このため、第1ヨーク環状部370および接続部601の間にセンサカバー部851が位置しないことから、第1ヨーク環状部370および接続部601の間の距離をセンサカバー部851の大きさ分、小さくすることができる。これにより、第1ヨーク環状部370から磁気検出部600を通過する磁界の減衰が抑制されるため、磁気検出部600の感度が向上する。
 (第2実施形態)
 第2実施形態では、図10~図13に示すように、センサケース75およびカバー85の形態が第1実施形態と異なる。これら以外は、第1実施形態と同様である。なお、図10~図13において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 センサケース75は、カバー用ピン758をさらに有する。カバー用ピン758は、第1基面761から軸方向Daに突出している。
 カバー85のセンサカバー部851は、ピン用穴854をさらに有する。ピン用穴854には、カバー用ピン758の一部が挿入されている。これにより、カバー85がセンサケース75から外れにくくなっている。また、センサカバー部851とカバー用ピン758とが熱かしめ等されていることにより、熱かしめ等されていない場合と比較して、カバー85がセンサケース75から外れにくくなっている。なお、センサカバー部851がカバー用ピン758を有し、センサケース75の第1基面761にピン用穴854が形成されてもよい。
 以上のように、第2実施形態は、構成されている。第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。
 (第3実施形態)
 第3実施形態では、図14~図18に示すように、センサケース75、基板60およびカバー85の形態が第1実施形態と異なる。また、回転体35の形態が第1実施形態と異なる。さらに、トルクセンサ25は、第1従動回転体31、第2従動回転体32、角度用第1磁気誘導部材711、角度用第1磁石51、角度用第2磁気誘導部材722、角度用第2磁石52、角度用第1磁気検出部611および角度用第2磁気検出部622を備えている。これら以外は、第1実施形態と同様である。なお、図14~図18において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 センサケース75は、円弧状に形成されている。このため、センサケース75に収容される基板60は、円弧状に形成されている。また、センサケース75は、上記したカバー用ピン758をさらに有する。
 センサカバー部851は、円弧状に形成されている。また、カバー85のセンサカバー部851は、上記したピン用穴854をさらに有する。
 回転体35は、歯車部355をさらに有する。歯車部355は、円環部356および複数の回転体歯部357を含む。円環部356は、円環状に形成されている。回転体歯部357は、円環部356から軸方向Daに突出している。
 第1従動回転体31は、樹脂等で形成されている。また、第1従動回転体31は、センサケース75の第1収容部751に収容されている。さらに、第1従動回転体31は、第1収容部751とセンサカバー部851とで覆われている。また、第1従動回転体31の軸は、回転体35の軸と平行になっている。さらに、第1従動回転体31は、第1円筒部313および複数の第1従動歯部314を含む。
 第1円筒部313は、円筒状に形成されている。第1従動歯部314は、第1円筒部313から径方向外側に向かって突出している。また、1つの第1従動歯部314の一部は、互いに隣り合う回転体歯部357同士の間に位置する。したがって、第1従動回転体31は、回転体35と噛み合っている。さらに、ここでは、第1従動回転体31の歯数に対応する第1従動歯部314の数は、回転体35の歯数に対応する回転体歯部357の数と異なっている。
 第2従動回転体32は、第1従動回転体31と同様に、樹脂等で形成されている。また、第2従動回転体32は、センサケース75の第1収容部751に収容されている。さらに、第2従動回転体32は、第1収容部751とセンサカバー部851とで覆われている。また、第2従動回転体32の軸は、回転体35の軸および第1従動回転体31の軸と平行になっている。さらに、第2従動回転体32は、第2円筒部323および複数の第2従動歯部324を含む。
 第2円筒部323は、円筒状に形成されている。第2従動歯部324は、第2円筒部323から径方向外側に向かって突出している。また、1つの第2従動歯部324の一部は、互いに隣り合う回転体歯部357同士の間に位置する。したがって、第2従動回転体32は、回転体35と噛み合っている。さらに、ここでは、第2従動回転体32の歯数に対応する第2従動歯部324の数は、回転体35の歯数に対応する回転体歯部357の数と異なっている。
 角度用第1磁気誘導部材711は、第1円筒部313に取り付けられている。また、角度用第1磁気誘導部材711は、後述の角度用第1磁石51によって発生する磁界を後述の角度用第1磁気検出部611に誘導する。
 角度用第1磁石51は、第1円筒部313に挿入されている。このため、第1従動回転体31が回転するとき、角度用第1磁石51は、第1従動回転体31とともに回転する。また、角度用第1磁石51は、軸方向Daおよび軸方向Daと直交する方向に角度用第1磁気誘導部材711と対向している。さらに、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第1磁石51のうち第1方向D1の一方側は、例えば、N極に着磁されている。また、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第1磁石51のうち第1方向D1の他方側は、例えば、S極に着磁されている。なお、第1方向D1は、回転体35の軸と第1従動回転体31の軸とを結ぶ直線のうち軸方向Daに直交する直線の方向である。
 角度用第2磁気誘導部材722は、第2円筒部323に取り付けられている。また、角度用第2磁気誘導部材722は、後述の角度用第2磁石52によって発生する磁界を後述の角度用第2磁気検出部622に誘導する。
 角度用第2磁石52は、第2円筒部323に挿入されているとともに、このため、第2従動回転体32が回転するとき、角度用第2磁石52は、第2従動回転体32とともに回転する。また、角度用第2磁石52は、軸方向Daおよび軸方向Daと直交する方向に角度用第2磁気誘導部材722と対向している。さらに、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第2磁石52のうち第2方向D2の一方側は、例えば、N極に着磁されている。また、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第2磁石52のうち第2方向D2の他方側は、例えば、S極に着磁されている。なお、第2方向D2は、回転体35の軸と第2従動回転体32の軸とを結ぶ直線のうち軸方向Daに直交する直線の方向である。
 角度用第1磁気検出部611は、基板60に実装されている。また、角度用第1磁気検出部611は、角度用第1磁気誘導部材711と軸方向Daに対向している。これにより、角度用第1磁気検出部611には、角度用第1磁石51のN極からの磁力線が角度用第1磁気誘導部材711を経由して通過する。さらに、角度用第1磁気検出部611は、図示しない第1素子および第2素子を有する。この第1素子および第2素子は、例えば、ホール素子、MR素子である。また、角度用第1磁気検出部611の第1素子は、角度用第1磁気検出部611を通過する磁界のうち一方向の磁界の強さを検出する。さらに、角度用第1磁気検出部611の第2素子は、角度用第1磁気検出部611の第1素子によって検出される磁界の方向と直交する方向の磁界の強さを検出する。また、角度用第1磁気検出部611は、これらの検出した磁界の強さに応じた信号を、ターミナル80を経由してモータ制御装置18に出力する。
 角度用第2磁気検出部622は、基板60に実装されている。また、角度用第2磁気検出部622は、角度用第2磁気誘導部材722と軸方向Daに対向している。これにより、角度用第2磁気検出部622には、角度用第2磁石52のN極からの磁力線が角度用第2磁気誘導部材722を経由して通過する。さらに、角度用第2磁気検出部622は、図示しない第1素子および第2素子を有する。この第1素子および第2素子は、例えば、ホール素子、MR素子である。また、角度用第2磁気検出部622の第1素子は、角度用第2磁気検出部622を通過する磁界のうち一方向の磁界の強さを検出する。さらに、角度用第2磁気検出部622の第2素子は、角度用第2磁気検出部622の第1素子によって検出される磁界の方向と直交する方向の磁界の強さを検出する。また、角度用第2磁気検出部622は、これらの検出した磁界の強さに応じた信号を、ターミナル80を経由してモータ制御装置18に出力する。
 以上のように、第3実施形態は、構成されている。このトルクセンサ25は、操舵トルクを加えて、ステアリングホイール5の操舵角度を検出する。次に、トルクセンサ25による操舵角度の検出について説明する。
 ステアリングホイール5が回転するとき、ステアリングホイール5に接続されている第1ステアリングシャフト11が回転する。また、シャフトピン14により第1ステアリングシャフト11に固定されているトーションバー13が回転する。さらに、シャフトピン14によりトーションバー13に固定されている第2ステアリングシャフト12が回転する。また、第2ステアリングシャフト12が回転体35の固定用カラー354に接続されている。このため、回転体35は、回転する。したがって、この回転体35と噛み合っている第1従動回転体31および第2従動回転体32が回転する。
 このとき、第1従動回転体31に取り付けられている角度用第1磁石51が回転する。このため、角度用第1磁石51のN極から、角度用第1磁気誘導部材711、角度用第1磁気検出部611、角度用第1磁気誘導部材711および角度用第1磁石51のS極を通過する磁力線が周期的に変化する。これにより、角度用第1磁気検出部611にかかる一方向の磁界の強さが周期的に変化する。
 ここで、上記したように、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第1磁石51のうち第1方向D1の一方側は、N極に着磁されている。さらに、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第1磁石51の第1方向D1の他方側は、S極に着磁されている。このため、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第1磁気検出部611にかかる第1方向D1の磁界の強さは、所定の値となる。
 したがって、操舵角度が変化するとき、第1方向D1の磁界の強さを検出する角度用第1磁気検出部611の第1素子の出力波形は、余弦波となる。よって、このとき、角度用第1磁気検出部611の第1素子は、第1従動回転体31の回転角度および操舵角度に対応する余弦波からなる信号をモータ制御装置18に出力する。また、操舵角度が変化するとき、第1方向D1と直交する方向の磁界の強さを検出する角度用第1磁気検出部611の第2素子の出力波形は、正弦波となる。したがって、このとき、角度用第1磁気検出部611の第2素子は、第1従動回転体31の回転角度および操舵角度に対応する正弦波からなる信号をモータ制御装置18に出力する。
 また、第2従動回転体32に取り付けられている角度用第2磁石52が回転する。このため、角度用第2磁石52のN極から、角度用第2磁気誘導部材722、角度用第2磁気検出部622、角度用第2磁気誘導部材722および角度用第2磁石52のS極を通過する磁力線が周期的に変化する。これにより、角度用第2磁気検出部622にかかる第2方向D2の磁界の強さが周期的に変化する。
 ここで、上記したように、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第2磁石52のうち第2方向D2の一方側は、N極に着磁されている。さらに、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第2磁石52のうち第2方向D2の他方側は、S極に着磁されている。このため、ステアリングホイール5が回転していない初期状態において、角度用第2磁気検出部622にかかる第2方向D2の磁界の強さは、所定の値となる。
 したがって、操舵角度が変化するとき、第2方向D2の磁界の強さを検出する角度用第2磁気検出部622の第1素子の出力波形は、余弦波となる。よって、このとき、角度用第2磁気検出部622の第1素子は、第2従動回転体32の回転角度および操舵角度に対応する余弦波からなる信号をモータ制御装置18に出力する。また、操舵角度が変化するとき、第2方向D2と直交する方向の磁界の強さを検出する角度用第2磁気検出部622の第2素子の出力波形は、正弦波となる。したがって、このとき、角度用第2磁気検出部622の第2素子は、第2従動回転体32の回転角度および操舵角度に対応する正弦波からなる信号をモータ制御装置18に出力する。
 そして、モータ制御装置18は、角度用第1磁気検出部611の第1素子および第2素子からの信号と、角度用第2磁気検出部622の第1素子および第2素子からの信号とに基づいて、操舵角度に関する値を演算する。
 例えば、モータ制御装置18は、角度用第1磁気検出部611の第2素子の正弦波からなる信号の値を、角度用第1磁気検出部611の第1素子の余弦波からなる信号の値で除算する。これにより、モータ制御装置18は、第1従動回転体31の回転角度に対応するタンジェントの値を演算することで第1従動回転体31の回転角度を演算する。また、モータ制御装置18は、角度用第2磁気検出部622の第2素子の正弦波からなる信号の値を、角度用第2磁気検出部622の第1素子の余弦波からなる信号の値で除算する。これにより、モータ制御装置18は、第2従動回転体32の回転角度に対応するタンジェントの値を演算することで第2従動回転体32の回転角度を演算する。
 ここで、第2従動回転体32の歯数に対応する第2従動歯部324の数は、第1従動回転体31の歯数に対応する第1従動歯部314の数と異なっている。このため、角度用第1磁気検出部611の第1素子および第2素子の出力波形の周期と、角度用第2磁気検出部622の第1素子および第2素子の出力波形の周期とは異なる。さらに、角度用第1磁気検出部611の第1素子および第2素子の出力および角度用第2磁気検出部622の第1素子および第2素子の出力は、それぞれ操舵角度に対応する。このため、第1従動回転体31の回転角度と第2従動回転体32の回転角度との差は、操舵角度に対応する。
 よって、モータ制御装置18は、第1従動回転体31の回転角度と第2従動回転体32の回転角度との差を演算して、この演算した差から操舵角度を演算する。
 以上のように、トルクセンサ25は、操舵角度を検出する。この第3実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。また、第3実施形態では、以下に記載する効果も奏する。
[2]トルクセンサ25は、第1従動回転体31と、第2従動回転体32と、角度用第1磁石51と、角度用第2磁石52と、角度用第1磁気検出部611と、角度用第2磁気検出部622と、をさらに備える。第1従動回転体31および第2従動回転体32は、回転体35とともに回転する。角度用第1磁石51は、磁界を発生させつつ第1従動回転体31とともに回転する。角度用第2磁石52は、磁界を発生させつつ第2従動回転体32とともに回転する。角度用第1磁気検出部611は、操舵角度に対応し、第1従動回転体31が回転することにより変化する磁界の強さを検出する。角度用第2磁気検出部622は、操舵角度に対応し、第2従動回転体32が回転することにより変化する磁界の強さを検出する。なお、角度用第1磁石51および角度用第2磁石52は、角度用磁石に対応する。角度用第1磁気検出部611および角度用第2磁気検出部622は、角度検出部に対応する。操舵角度は、検出対象の回転角度に対応する。
 これにより、トルクセンサ25は、操舵トルクに加えて、操舵角度を検出することができる。このため、トルクセンサ25は、トルクアングルセンサとして機能する。
 (第4実施形態)
 第4実施形態では、トルクセンサ25は、図19~図22に示すように、第1カバー85および第2カバー86をさらに備える。これ以外は、第1実施形態と同様である。なお、図19~図22において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 第1カバー85は、上記したカバー85に対応する。第2カバー86は、樹脂等で形成されている。また、第2カバー86は、第2センサカバー部861および第2回転体カバー部862を有する。
 第2センサカバー部861は、溶着や接着等により、第2基面762の一部と接続されている。また、第2センサカバー部861は、外部に露出している第2磁気誘導部材72および磁気検出部600を覆っている。
 第2回転体カバー部862は、第2センサカバー部861に接続されている。また、第2回転体カバー部862は、円環状に形成されており、第2カバー穴863を含む。この第2カバー穴863は、円形状に形成されている。これにより、第2カバー穴863には、回転体35の一部が軸方向Daに挿入されている。
 以上のように、トルクセンサ25は、構成されている。第4実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。
 (第5実施形態)
 第5実施形態では、図23~図26に示すように、センサケース75およびカバー85の形態が第4実施形態と異なる。これら以外は、第4実施形態と同様である。なお、図23~図26において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 センサケース75は、第1ピン791および第2ピン792をさらに有する。第1ピン791は、第1基面761から軸方向Daに突出している。第2ピン792は、第2基面762から軸方向Daに突出している。
 カバー85のセンサカバー部851は、第1ピン用穴854をさらに有する。第1ピン用穴854は、上記ピン用穴854に対応する。第1ピン用穴854には、第1ピン791の一部が挿入されている。これにより、カバー85がセンサケース75から外れにくくなっている。また、センサカバー部851と第1ピン791とが熱かしめ等されていることにより、熱かしめ等されていない場合と比較して、カバー85がセンサケース75から外れにくくなっている。なお、センサカバー部851が第1ピン791を有し、センサケース75の第1基面761に第1ピン用穴854が形成されてもよい。
 また、第2カバー86の第2センサカバー部861は、第2ピン用穴855をさらに有する。第2ピン用穴855には、第2ピン792の一部が挿入されている。このため、第2カバー86がセンサケース75から外れにくくなっている。さらに、第2センサカバー部861と第2ピン792とが熱かしめ等されていることにより、熱かしめ等されていない場合と比較して、第2カバー86がセンサケース75から外れにくくなっている。なお、第2センサカバー部861が第2ピン792を有し、センサケース75の第2基面762に第2ピン用穴855が形成されてもよい。
 以上のように、第5実施形態は、構成されている。第5実施形態においても、第4実施形態と同様の効果を奏する。
 (第6実施形態)
 第6実施形態では、図27~図30に示すように、センサケース75の形態が第1実施形態と異なる。また、トルクセンサ25は、第1磁気誘導部材71、第2磁気誘導部材72およびカバー85を備えていないで、磁気検出部600を2つ備え、保持部材90をさらに備える。これら以外は、第1実施形態と同様である。なお、図27~図30において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 センサケース75は、ケース側面781およびガイド面782を含む。ケース側面781は、第1基面761と接続されているとともに、ケース側面781と第1基面761との境界部から軸方向Daに延びている。ガイド面782は、ケース側面781のうち第1基面761とは反対側と接続されているとともに、ガイド面782とケース側面781との境界部から径方向に延びている。
 また、トルクセンサ25は、2つの磁気検出部600を備える。これにより、1つの磁気検出部600が故障した場合、トルクセンサ25は、もう1つの磁気検出部600を用いて、操舵トルクを検出できる。
 保持部材90は、U字状に形成されている。また、保持部材90は、湾曲部900および直線部910を有する。
 湾曲部900は、円弧状に形成されている。また、湾曲部900は、回転体側面350と径方向に対向している。さらに、湾曲部900および回転体側面350の間には空間が形成されている。また、湾曲部900は、軸方向Daにおいて、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380の間に位置している。これにより、湾曲部900は、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380と軸方向Daに対向している。このため、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380の軸方向Daの移動が規制される。
 直線部910は、湾曲部900に接続されているとともに、湾曲部900から径方向に延びている。また、直線部910は、溶着や接着等により、ケース側面781およびガイド面782と接続されている。したがって、回転体35は、径方向において、保持部材90およびセンサケース75に囲まれている。これにより、回転体35の径方向の移動が規制される。
 以上のように、トルクセンサ25は、構成されている。次に、第6実施形態においても、トルクセンサ25の製造工程が簡素になることについて説明する。
[3-1]トルクセンサ25は、磁石30と、回転体35と、第1ヨーク361と、第2ヨーク362と、磁気検出部600と、センサケース75と、保持部材90と、を備える。磁石30は、磁界を発生させつつステアリングホイール5とともに回転する。回転体35は、環状に形成されており、軸方向Daに延びる軸を中心としてステアリングホイール5とともに回転する。第1ヨーク361は、第1ヨーク環状部370と、第1ヨーク爪部372と、を有する。第1ヨーク環状部370は、環状に形成されており、回転体35とともに回転する。第1ヨーク爪部372は、第1ヨーク環状部370から軸方向Daに向かって突出していることで径方向に磁石30と対向しつつ第1ヨーク環状部370とともに回転することにより磁石30にて発生した磁界を変化させる。第2ヨーク362は、第2ヨーク環状部380と、第2ヨーク爪部382と、を有する。第2ヨーク環状部380は、環状に形成されており、回転体35とともに回転する。第2ヨーク爪部382は、第2ヨーク環状部380から軸方向Daに向かって突出していることで径方向に磁石30と対向しつつ第2ヨーク環状部380とともに回転することにより磁石30にて発生した磁界を変化させる。磁気検出部600は、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382が回転することにより変化する磁界の強さを検出する。この磁界の強さは、操舵トルクに対応する。センサケース75は、磁気検出部600を収容している。保持部材90は、径方向においてセンサケース75とで回転体35を囲うことにより、径方向におけるセンサケース75に対する回転体35の相対移動を規制する。
 このトルクセンサ25では、例えば、保持部材90を径方向にのみ移動させることで、保持部材90は、センサケース75とで回転体35を囲う。これにより、径方向におけるセンサケース75に対する回転体35の相対移動が規制される。したがって、トルクセンサ25では、1方向のみの移動で組み付けられることから、軸方向Daおよび径方向の2方向の挿入で組み付けられるときと比較して、製造工程が簡素になる。
 また、第6実施形態では、以下に記載する効果も奏する。
[3-2]保持部材90は、第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向していることにより、軸方向Daにおけるセンサケース75に対する第1ヨーク環状部370の相対移動を規制する。
 これにより、軸方向Daにおける第1ヨーク環状部370の移動が規制されることから、第1ヨーク環状部370および第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向する第1磁気誘導部材71の間の軸方向Daの距離のバラつきが抑制される。このため、第1ヨーク環状部370から第1磁気誘導部材71を経由して磁気検出部600を通過する磁界の強さのバラつきが抑制される。したがって、磁気検出部600の感度のバラつきが抑制される。
 (第7実施形態)
 第7実施形態では、トルクセンサ25は、図31~図34に示すように、センサカバー95をさらに備える。これ以外は、第3実施形態と同様である。なお、図31~図34において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 センサカバー95は、基板60のうちセンサケース75から露出している部分をセンサケース75の第1収容部751とで覆っている。これにより、基板60に実装されている磁気検出部600等が異物から保護されることにより、トルクセンサ25の防塵性および防水性が向上する。
 このように、第7実施形態は、構成されている。第7実施形態においても、第6実施形態と同様の効果を奏する。
 (第8実施形態)
 第8実施形態では、図35~図39に示すように、センサケース75、基板60、センサカバー95および保持部材90の形態が第7実施形態と異なる。また、回転体35の形態が第1実施形態と異なる。さらに、トルクセンサ25は、第1従動回転体31、第2従動回転体32、角度用第1磁気誘導部材711、角度用第1磁石51、角度用第2磁気誘導部材722、角度用第2磁石52、角度用第1磁気検出部611および角度用第2磁気検出部622を備えている。これら以外は、第6実施形態と同様である。なお、図35~図39において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 センサケース75は、円弧状に形成されている。このため、センサケース75に収容される基板60は、円弧状に形成されている。また、センサケース75は、上記したカバー用ピン758をさらに有する。カバー用ピン758は、センサカバー95は、上記したピン用穴854をさらに有する。
 保持部材90は、湾曲部900および直線部910を有する。湾曲部900は、円弧状に形成されている。また、湾曲部900は、軸方向Daにおいて、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380の間に位置している。さらに、湾曲部900と第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380との間には空間が形成されている。また、湾曲部900は、回転体側面350と径方向に対向している。さらに、湾曲部900および回転体側面350の間には空間が形成されている。
 直線部910は、湾曲部900に接続されているとともに、湾曲部900から径方向に延びている。また、直線部910は、溶着や接着等により、ケース側面781と接続されている。したがって、回転体35は、径方向において、保持部材90およびセンサケース75に囲まれている。
 回転体35は、第3実施形態と同様に形成されている。第1従動回転体31、第2従動回転体32、角度用第1磁気誘導部材711、角度用第1磁石51は、第3実施形態と同様に形成されているところ、第1収容部751とセンサカバー95とで覆われていることが第3実施形態と異なる。角度用第2磁気誘導部材722、角度用第2磁石52、角度用第1磁気検出部611、角度用第2磁気検出部622は、第3実施形態と同様に形成されているところ、第1収容部751とセンサカバー95とで覆われていることが第3実施形態と異なる。
 このように、第8実施形態は、構成されている。第8実施形態においても、第7実施形態と同様の効果を奏する。また、第8実施形態では、操舵トルクに加えて操舵角度を検出することができる。
 (第9実施形態)
 第9実施形態では、図40~図43に示すように、回転体35の形態が第1実施形態と異なる。また、センサケース75の形態が異なる。さらに、トルクセンサ25は、第1磁気誘導部材71、第2磁気誘導部材72、固定用カラー354およびカバー85を備えていない。また、トルクセンサ25は、2つの磁気検出部600を備える。さらに、トルクセンサ25は、第1固定部材921および第2固定部材922をさらに備える。これら以外は、第1実施形態と同様である。
 回転体35は、筒状部351およびヨーク保持部352を有する。筒状部351は、円筒状に形成されている。ヨーク保持部352は、第1ヨーク用窪み391および第2ヨーク用窪み392を含む。第1ヨーク用窪み391は、第1ヨーク爪部372に対応する形状に形成されている。このため、第1ヨーク爪部372が第1ヨーク用窪み391に挿入されていることにより、ヨーク保持部352は、第1ヨーク361を保持する。第2ヨーク用窪み392は、第2ヨーク爪部382に対応する形状に形成されている。したがって、第2ヨーク爪部382が第2ヨーク用窪み392に挿入されていることにより、ヨーク保持部352は、第2ヨーク362を保持する。
 センサケース75は、第1収容部751および第2収容部752に加えて、規制部755を有する。
 規制部755は、第1収容部751に接続されている。また、規制部755は、円環状に形成されており、回転体用穴756を含む。この回転体用穴756には、ヨーク保持部352の一部が軸方向Daに挿入されている。これにより、回転体35の径方向の移動が規制される。また、規制部755は、軸方向Daにおいて、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380の間に位置しており、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380と軸方向Daに対向している。このため、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380の軸方向Daの移動が規制される。
 第1固定部材921は、円環状に形成されている。また、第1固定部材921は、ヨーク保持部352とで第1ヨーク環状部370を軸方向Daに挟む。これにより、第1ヨーク361がヨーク保持部352から外れないようになっている。
 第2固定部材922は、円環状に形成されている。また、第2固定部材922は、ヨーク保持部352とで第2ヨーク環状部380を軸方向Daに挟む。これにより、第2ヨーク362がヨーク保持部352から外れないようになっている。
 以上のように、トルクセンサ25は、構成されている。次に、第9実施形態においても、トルクセンサ25の製造工程が簡素になることについて説明する。
[4-1]トルクセンサ25は、磁石30と、回転体35と、第1ヨーク361と、第2ヨーク362と、磁気検出部600と、センサケース75と、を備える。磁石30は、磁界を発生させつつステアリングホイール5とともに回転する。回転体35は、環状に形成されており、軸方向Daに延びる軸を中心としてステアリングホイール5とともに回転する。第1ヨーク361は、第1ヨーク環状部370と、第1ヨーク爪部372と、を有する。第1ヨーク環状部370は、環状に形成されており、回転体35とともに回転する。第1ヨーク爪部372は、第1ヨーク環状部370から軸方向Daに向かって突出していることで径方向に磁石30と対向しつつ第1ヨーク環状部370とともに回転することにより磁石30にて発生した磁界を変化させる。第2ヨーク362は、第2ヨーク環状部380と、第2ヨーク爪部382と、を有する。第2ヨーク環状部380は、環状に形成されており、回転体35とともに回転する。第2ヨーク爪部382は、第2ヨーク環状部380から軸方向Daに向かって突出していることで径方向に磁石30と対向しつつ第2ヨーク環状部380とともに回転することにより磁石30にて発生した磁界を変化させる。磁気検出部600は、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382が回転することにより変化する磁界の強さを検出する。この磁界の強さは、操舵トルクに対応する。センサケース75は、規制部755と、第1収容部751と、を有する。規制部755は、環状に形成されている。さらに、規制部755には、回転体35が軸方向Daに挿入されている。第1収容部751は、規制部755に接続されているとともに磁気検出部600を収容している。また、規制部755は、径方向におけるセンサケース75に対する回転体35の相対移動を規制する。
 規制部755には回転体35が軸方向Daに挿入されているとともに、規制部755が第1収容部751と接続されている。これにより、径方向におけるセンサケース75に対する回転体35の相対移動が規制される。したがって、トルクセンサ25では、軸方向Daのみの挿入で組み付けられることから、軸方向Daおよび径方向の2方向の挿入で組み付けられるときと比較して、製造工程が簡素になる。
 また、第9実施形態では、以下に記載する効果も奏する。
[4-2]規制部755は、第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向していることにより、軸方向Daにおけるセンサケース75に対する第1ヨーク環状部370の相対移動を規制する。
 これにより、軸方向Daにおける第1ヨーク環状部370の移動が規制されることから、第1ヨーク環状部370および第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向する第1磁気誘導部材71の間の軸方向Daの距離のバラつきが抑制される。このため、第1ヨーク環状部370から第1磁気誘導部材71を経由して磁気検出部600を通過する磁界の強さのバラつきが抑制される。したがって、磁気検出部600の感度のバラつきが抑制される。
 (第10実施形態)
 第10実施形態では、トルクセンサ25は、図44~図47に示すように、第1磁気誘導部材71、第2磁気誘導部材72およびセンサカバー95をさらに備える。これ以外は、第9実施形態と同様である。
 第1磁気誘導部材71および第2磁気誘導部材72は、上記第1実施形態と同様に、形成されている。
 センサカバー95は、基板60のうちセンサケース75から露出している部分をセンサケース75の第1収容部751とで覆っている。これにより、基板60に実装されている磁気検出部600等が異物から保護されることにより、トルクセンサ25の防塵性および防水性が向上する。
 このように、第10実施形態は、構成されている。第10実施形態においても、第9実施形態と同様の効果を奏する。
 (第11実施形態)
 第11実施形態では、図48~図52に示すように、センサケース75、基板60およびセンサカバー95の形態が第10実施形態と異なる。さらに、回転体35の形態が第1実施形態と異なる。また、トルクセンサ25は、第1従動回転体31、第2従動回転体32、角度用第1磁気誘導部材711、角度用第1磁石51、角度用第2磁気誘導部材722、角度用第2磁石52、角度用第1磁気検出部611および角度用第2磁気検出部622を備えている。さらに、トルクセンサ25は、第2固定部材922を備えていない。これら以外は、第9実施形態と同様である。
 センサケース75は、円弧状に形成されている。このため、センサケース75に収容される基板60は、円弧状に形成されている。また、センサケース75は、上記したカバー用ピン758をさらに有する。センサカバー95は、上記したピン用穴854をさらに有する。
 回転体35の歯車部355における円環部356は、円環状に形成されている。また、円環部356は、ヨーク保持部352とで第2ヨーク環状部380を軸方向Daに挟む。これにより、第2ヨーク362がヨーク保持部352から外れないようになっている。これ以外は、第3実施形態と同様である。第3実施形態と同様に形成されている。第1従動回転体31、第2従動回転体32、角度用第1磁気誘導部材711、角度用第1磁石51は、第3実施形態と同様に形成されているところ、第1収容部751とセンサカバー95とで覆われていることが第3実施形態と異なる。角度用第2磁気誘導部材722、角度用第2磁石52、角度用第1磁気検出部611、角度用第2磁気検出部622は、第3実施形態と同様に形成されているところ、第1収容部751とセンサカバー95とで覆われていることが第3実施形態と異なる。
 このように、第11実施形態は、構成されている。第11実施形態においても、第10実施形態と同様の効果を奏する。また、第11実施形態では、操舵トルクに加えて操舵角度を検出することができる。
 (第12実施形態)
 第12実施形態では、図53~図56に示すように、センサケース75の第1収容部751の先端面753の形態が第1実施形態と異なる。また、トルクセンサ25は、カバー85を備えていない。これら以外は、第1実施形態と同様である。なお、図53~図56において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 先端面753は、回転体側面350の形状に対応する円弧状に形成されている。そして、先端面753が回転体側面350と接触していることにより、径方向においてセンサケース75に対する回転体35の相対移動が規制される。
 このように、第12実施形態は、構成されている。第12実施形態においても、上記[1-1]~[1-3]を除いて、第1実施形態と同様の効果を奏する。
 (第13実施形態)
 第13実施形態では、トルクセンサ25は、図57~図60に示すように、第1磁気誘導部材71、第2磁気誘導部材72およびセンサカバー95をさらに備える。これ以外は、第12実施形態と同様である。なお、図57~図60において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 第1磁気誘導部材71および第2磁気誘導部材72は、上記第1実施形態と同様に、形成されている。
 センサカバー95は、基板60のうちセンサケース75から露出している部分をセンサケース75の第1収容部751とで覆っている。これにより、基板60に実装されている磁気検出部600等が異物から保護されることにより、トルクセンサ25の防塵性および防水性が向上する。
 このように、第13実施形態は、構成されている。第13実施形態においても、第12実施形態と同様の効果を奏する。
 (第14実施形態)
 第14実施形態では、トルクセンサ25は、図61~図64に示すように、仮固定部材93をさらに備える。これ以外は、第1実施形態と同様である。なお、図61~図64において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 仮固定部材93は、第1板部931、第2板部932、第3板部933および第4板部934を有する。
 第1板部931は、軸方向Daに延びる板状に形成されている。また、第1板部931は、回転体35の内側面と接触している。第2板部932は、第1板部931に接続されている。さらに、第2板部932は、周方向に延びる板状に形成されている。また、第2板部932は、回転体35のうち軸方向Daを向く面と接触している。第3板部933は、第2板部932のうち第1板部931とは反対側と接続されている。さらに、第3板部933は、第2板部932から径方向外側に延びている。第4板部934は、第3板部933のうち第2板部932とは反対側と接続されている。また、第4板部934は、第3板部933から軸方向Daに延びている。さらに、第4板部934は、第1基面761と接触している。したがって、第1板部931、第2板部932および第4板部934により、センサケース75と回転体35との相対位置が固定される。これにより、仮固定部材93は、径方向および軸方向Daにおいてセンサケース75に対する回転体35の相対移動を規制する。なお、この仮固定部材93によりセンサケース75と回転体35との相対位置が固定された状態で、回転体35およびセンサケース75にカバー85が取り付けられてもよい。また、カバー85が取り付けられた後、回転体35およびセンサケース75から仮固定部材93が外されてもよい。これにより、回転体35およびセンサケース75にカバー85が取り付けることが容易になる。
 このように、第14実施形態は、構成されている。第14実施形態においても、上記[1-1]~[1-3]を除いて、第1実施形態と同様の効果を奏する。
 (第15実施形態)
 第15実施形態では、トルクセンサ25は、図65~図68に示すように、第1磁気誘導部材71、第2磁気誘導部材72およびセンサカバー95をさらに備える。これ以外は、第14実施形態と同様である。なお、図65~図68において、煩雑さを避けるため、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、一部省略されている。
 第1磁気誘導部材71および第2磁気誘導部材72は、上記第1実施形態と同様に、形成されている。
 センサカバー95は、基板60のうちセンサケース75から露出している部分および第1磁気誘導部材71をセンサケース75の第1収容部751とで覆っている。これにより、基板60に実装されている磁気検出部600等が異物から保護されることにより、トルクセンサ25の防塵性および防水性が向上する。
 このように、第15実施形態は、構成されている。第15実施形態においても、第14実施形態と同様の効果を奏する。
 (他の実施形態)
 本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して、適宜変更が可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
 上記実施形態では、回転体35は、円筒状に形成されている。これに対して、回転体35は、円筒状に形成されていることに限定されない。例えば、回転体35は、多角筒状および楕円筒状等に形成されてもよい。
 上記実施形態では、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380は、円環状に形成されている。これに対して、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380は、円環状に形成されていることに限定されない。例えば、第1ヨーク環状部370および第2ヨーク環状部380は、多角形環状等に形成されてもよい。
 上記実施形態では、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、先細り形状になっている。これに対して、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、先細り形状になっていることに限定されない。例えば、第1ヨーク爪部372および第2ヨーク爪部382は、長方形状等であってもよい。
 上記実施形態では、固定用カラー354は、第2ステアリングシャフト12に接続されているとともに、磁石30が第1ステアリングシャフト11に接続されている。これに対して、固定用カラー354は、第2ステアリングシャフト12に接続されているとともに、磁石30が第1ステアリングシャフト11に接続されていることに限定されない。例えば、固定用カラー354は、第1ステアリングシャフト11に接続されているとともに、磁石30が第2ステアリングシャフト12に接続されてもよい。
 上記実施形態では、トルクセンサ25は、第1磁気誘導部材71および第2磁気誘導部材72を備えている。これに対して、トルクセンサ25は、第1磁気誘導部材71および第2磁気誘導部材72を備えていることに限定されないで、第1磁気誘導部材71および第2磁気誘導部材72を備えていなくてもよい。
 上記実施形態では、第1磁気誘導部材71は、第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向する。これに対して、第1磁気誘導部材71は、第1ヨーク環状部370と軸方向Daに対向することに限定されないで、第1ヨーク環状部370と径方向に対向してもよい。この場合において、トルクセンサ25では、径方向における回転体35の移動が規制されることから、第1ヨーク環状部370の移動が規制される。このため、第1ヨーク環状部370および第1磁気誘導部材71の間の径方向の距離のバラつきが抑制される。このため、第1ヨーク環状部370から第1磁気誘導部材71を経由して磁気検出部600を通過する磁界の強さのバラつきが抑制される。したがって、磁気検出部600の感度のバラつきが抑制される。同様に、第2磁気誘導部材72は、第2ヨーク環状部380と軸方向Daに対向する。これに対して、第2磁気誘導部材72は、第2ヨーク環状部380と軸方向Daに対向することに限定されないで、第2ヨーク環状部380と径方向に対向してもよい。
 上記実施形態では、トルクセンサ25は、1つまたは2つの磁気検出部600を備える。これに対して、磁気検出部600の数は、1または2であることに限定されないで、3以上であってもよい。
 上記実施形態では、モータ制御装置18は、角度用第1磁気検出部611および角度用第2磁気検出部622からの信号に基づいて操舵角度を演算する。これに対して、モータ制御装置18は、角度用第1磁気検出部611および角度用第2磁気検出部622からの信号に基づいて操舵角度を演算することに限定されない。モータ制御装置18は、角度用第1磁気検出部611からの信号のみを用いて、操舵角度を演算してもよい。また、モータ制御装置18は、角度用第2磁気検出部622からの信号のみを用いて、操舵角度を演算してもよい。さらに、基板60に実装された演算部が、モータ制御装置18に代えて、操舵角度を演算してもよい。
 上記実施形態は、適宜組み合わされてもよい。

Claims (10)

  1.  検出対象に発生するトルクを検出するトルク検出装置であって、
     磁界を発生させつつ前記検出対象とともに回転する磁石(30)と、
     軸方向(Da)に延びる軸を中心として前記検出対象とともに回転する環状の回転体(35)と、
     前記回転体とともに回転する環状の環状部(370、380)と、前記環状部から前記軸方向に向かって突出していることで前記軸方向と直交する方向に前記磁石と対向しつつ前記環状部とともに回転することにより前記磁石にて発生した磁界を変化させる爪部(372、382)と、を有するヨーク(361、362)と、
     前記トルクに対応し、前記爪部が回転することにより変化する磁界の強さを検出する磁気検出部(600)と、
     前記磁気検出部を収容しているセンサケース(75)と、
     前記センサケースの前記軸方向を向く面(761、762)に接続されているセンサカバー部(851、861)と、前記センサカバー部と接続されているとともに前記回転体が前記軸方向に挿入されている回転体カバー部(852、862)と、を有するカバー(85、86)と、
     を備え、
     前記回転体カバー部は、前記軸方向と直交する方向における前記センサケースに対する前記回転体の相対移動を規制するトルク検出装置。
  2.  前記回転体カバー部は、前記環状部と前記軸方向に対向していることにより、前記軸方向における前記センサケースに対する前記環状部の相対移動を規制する請求項1に記載のトルク検出装置。
  3.  前記磁気検出部を実装しているとともに前記センサケースに収容されている基板(60)をさらに備え、
     前記基板は、接続部(601)を有し、
     前記接続部は、前記磁気検出部と接続されているとともに前記センサケースから露出しており、
     前記センサカバー部は、前記接続部を覆っている請求項1または2に記載のトルク検出装置。
  4.  前記環状部と前記カバーとが前記軸方向に重なる前記接続部の部位から前記カバーと前記接続部とが前記軸方向に重なる前記環状部の部位までの距離(L1)は、前記環状部と前記カバーとが前記軸方向に重なる前記接続部の部位から前記環状部と前記接続部とが前記軸方向に重なる前記カバーの部位までの距離(L2)よりも小さい請求項3に記載のトルク検出装置。
  5.  検出対象に発生するトルクを検出するトルク検出装置であって、
     磁界を発生させつつ前記検出対象とともに回転する磁石(30)と、
     軸方向(Da)に延びる軸を中心として前記検出対象とともに回転する環状の回転体(35)と、
     前記回転体とともに回転する環状の環状部(370、380)と、前記環状部から前記軸方向に向かって突出していることで前記軸方向と直交する方向に前記磁石と対向しつつ前記環状部とともに回転することにより前記磁石にて発生した磁界を変化させる爪部(372、382)と、を有するヨーク(361、362)と、
     前記トルクに対応し、前記爪部が回転することにより変化する磁界の強さを検出する磁気検出部(600)と、
     前記磁気検出部を収容しているセンサケース(75)と、
     前記軸方向と直交する方向において前記センサケースとで前記回転体を囲うことにより、前記軸方向と直交する方向における前記センサケースに対する前記回転体の相対移動を規制する保持部材(90)と、
     を備えるトルク検出装置。
  6.  前記保持部材は、前記環状部と前記軸方向に対向していることにより、前記軸方向における前記センサケースに対する前記環状部の相対移動を規制する請求項5に記載のトルク検出装置。
  7.  検出対象に発生するトルクを検出するトルク検出装置であって、
     磁界を発生させつつ前記検出対象とともに回転する磁石(30)と、
     軸方向(Da)に延びる軸を中心として前記検出対象とともに回転する環状の回転体(35)と、
     前記回転体とともに回転する環状の環状部(370、380)と、前記環状部から前記軸方向に向かって突出していることで前記軸方向と直交する方向に前記磁石と対向しつつ前記環状部とともに回転することにより前記磁石にて発生した磁界を変化させる爪部(372、382)と、を有するヨーク(361、362)と、
     前記トルクに対応し、前記爪部が回転することにより変化する磁界の強さを検出する磁気検出部(600)と、
     環状に形成されていることにより前記回転体が前記軸方向に挿入されている規制部(755)と、前記規制部に接続されているとともに前記磁気検出部を収容している収容部(751)と、を有するセンサケース(75)と、
     を備え、
     前記規制部は、前記軸方向と直交する方向における前記センサケースに対する前記回転体の相対移動を規制するトルク検出装置。
  8.  前記規制部は、前記環状部と前記軸方向に対向していることにより、前記軸方向における前記センサケースに対する前記環状部の相対移動を規制する請求項7に記載のトルク検出装置。
  9.  前記爪部が回転することにより変化する磁界を前記磁気検出部に誘導する誘導部材(71、72)をさらに備える請求項1ないし8のいずれか1つに記載のトルク検出装置。
  10.  前記回転体とともに回転する従動回転体(31、32)と、
     磁界を発生させつつ前記従動回転体とともに回転する角度用磁石(51、52)と、
     前記検出対象の回転角度に対応し、前記従動回転体が回転することにより変化する磁界の強さを検出する角度検出部(611、622)と、
     をさらに備える請求項1ないし9のいずれか1つに記載のトルク検出装置。
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