JP6330178B2 - トルク操舵角センサ - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリングホイールの操舵トルク及び操舵角を検出可能なトルク操舵角センサに関する。

従来、車両の電動パワーステアリング装置には、操舵トルクを検出可能なトルクセンサが設けられている。このようなトルクセンサには、操舵トルクに加えて、操舵角をも検出可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に第１実施形態として記載されたトルクセンサは、ステアリングシャフトの入力軸と出力軸とを連結するトーションバーと、ステアリングシャフトの入力軸に固定されたセンサヨークアセンブリと、センサヨークアセンブリの磁束を集める集磁ヨークアセンブリと、ステアリングシャフトの出力軸と共に回転する環状の永久磁石と、集磁ヨークアセンブリを構成する第１集磁ヨーク構成部と第２集磁ヨーク構成部との間に配置された第１磁気検出器と、永久磁石の外周面に対向して配置された第２磁気検出器とを有している。

このトルクセンサは、トーションバーの捩じれ角に応じて第１磁気検出器で検出される磁界強度が変化することにより、操舵トルクを検出可能である。また、永久磁石の回転に伴って第２磁気検出器で検出される磁界強度が変化することによって隣り合うＮ極及びＳ極間における回転角を検出可能であり、この回転角を累計することによって操舵角を演算することが可能である。

また、特許文献１に第２実施形態として記載されたトルクセンサは、永久磁石の外周面が２極にパラレル着磁されており、第２磁気検出器が磁界の向きを検出可能である。これにより、第１実施形態のものに比較して、より簡単に操舵角を算出することができる。

また、特許文献１に第３実施形態として記載されたトルクセンサは、第１実施形態のトルクセンサの各構成要素に加えて、永久磁石の下面に固定された第１ギヤと、第１ギヤに噛み合わされた第２ギヤと、第２ギヤに固定された２極磁石と、２極磁石に対向して配置された第３磁気検出器とを有している。第１ギヤ及び第２ギヤは、共に平歯車からなり、その歯数が異なっている。このトルクセンサは、第２磁気検出器で検出される磁界強度と第３磁気検出器で検出される磁界強度との組み合わせによって、ステアリングシャフトが多回転した場合でも、操舵角の絶対値（絶対角度）を検出可能である。

特開２０１０−１９０６３２号公報

特許文献１の第１又は第２実施形態に係るトルクセンサは、機械的に操舵角の絶対角度を検出するものではないので、例えば車両のイグニッションキーの操作による起動後に、車両の直進状態が所定時間継続することによってステアリングホイールの中立位置を検出した後でなければ絶対角度を正確に求めることができない。一方、特許文献１の第３実施形態に係るトルクセンサは、機械的に操舵角の絶対値を検出することが可能であるが、操舵角の検出のために２つの磁気検出器（第２磁気検出器ならびに第３磁気検出器）を用いるため、コストが増大してしまう。また、環状の永久磁石に固定された第１ギヤに第２ギヤが径方向に噛み合うため、ステアリングシャフトの径方向へのトルクセンサの大型化を招来してしまう。

そこで、本発明は、操舵トルクに加えて操舵角の絶対値を機械的に検出可能で、かつコストの増大ならびに大型化を抑制可能なトルク操舵角センサを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材とを有する電動パワーステアリング装置における前記第１回転部材と前記第２回転部材との連結部に配置され、前記ステアリングホイールの操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサであって、前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、前記リング磁石による磁束の磁路を形成し、前記トーションバーの捩じれに応じて前記リング磁石の前記複数の磁極との相対的な位置関係が変化する複数の磁路形成部材と、前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な第１の磁気検出素子と、前記リング磁石からの磁界を受ける位置に、前記第１回転部材の回転によって回転しない非回転部材に固定して配置された第２の磁気検出素子と、前記第２の磁気検出素子に前記リング磁石とは異なる方向の磁界を生じさせるスライド磁石と、前記第１回転部材の回転に伴って前記スライド磁石を前記第２の磁気検出素子に対して接近及び離間する方向に移動させるスライド機構とを備え、前記第２の磁気検出素子は、前記リング磁石から受ける磁界の強度、及び前記スライド磁石から受ける磁界の強度を検出可能である、トルク操舵角センサ。

本発明に係るトルク操舵角センサによれば、操舵角の絶対値を機械的に検出可能としながら、コストの増大ならびに大型化を抑制できる。

本発明の第１の実施の形態に係るトルク操舵角センサが適用された電動パワーステアリング装置１を示す模式図である。 トルク操舵角センサを示す外観斜視図である。 ステアリングシャフトの回転軸線Ｏに沿ったトルク操舵角センサの断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、操舵トルクを検出するためのトルク検出部の構成を示す斜視図である。 トルク検出部の分解斜視図である。 操舵角を検出するための操舵角検出部の構成を示す斜視図である。 （ａ）は、リング磁石及び第２の磁気検出素子を回転軸線Ｏに沿って上方から見た状態を示す模式図であり、（ｂ）は、第２の磁気検出素子で検出されるＸ方向及びＹ方向の磁界の強度の変化を示すグラフである。 （ａ）は、ステアリングホイールを一方向に一定の速度で回転させた場合に第２の磁気検出素子で検出されるＺ方向の磁界の強度の時間的な変化を示すグラフである。（ｂ）は、（ａ）のグラフと共通の時間軸において、トルク・操舵角演算部で求められる操舵角度（絶対値）の時間的な変化を示すグラフである。 （ａ）は、第２の形態に係るトルク操舵角センサのトルク検出部の構成を第２の磁気検出素子と共に示す斜視図である。（ｂ）は、第１の磁気ヨークを示す斜視図である。（ｃ）は、第２の磁気ヨークを示す斜視図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るトルク操舵角センサが適用された電動パワーステアリング装置１を示す模式図である。

この電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール１０に連結されたステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に自在継手１２を介して連結されたインタミディエイトシャフト１３と、インタミディエイトシャフト１３に自在継手１４を介して連結されたピニオンシャフト１５と、ピニオンシャフト１５のピニオン歯１５０と噛み合うラック歯１６０が形成されたラック軸１６と、ステアリングホイール１０の操舵操作に際してステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクに応じて操舵補助力を発生させる操舵補助機構１７と、ステアリングホイール１０の操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサ２とを有している。

ラック軸１６は、図略のラックハウジングに支持され、ステアリングホイール１０の操舵操作に応じて車幅方向に移動する。転舵輪である左右前輪１９Ｌ，１９Ｒとラック軸１６とは、左右のタイロッド１８Ｌ，１８Ｒによって連結されている。ラック軸１６及びピニオンシャフト１５は、ラックアンドピニオン式の操舵機構を構成する。

本実施の形態では、操舵補助機構１７がラック軸１６に操舵補助力を付与するラックアシスト式の操舵補助機構であり、電動モータ１７０の回転力が例えばボールねじ機構によって直線方向の移動力に変換され、操舵補助力としてラック軸１６に付与される。ただし、操舵補助機構１７としては、ステアリングシャフト１１を支持するステアリングコラムに設けられ、電動モータ１７０の回転力を例えばウォームギヤ機構によって減速し、操舵補助力としてステアリングシャフト１１に付与するコラムアシスト式のものであってもよい。

操舵補助機構１７は、制御装置２０からモータ電流の供給を受け、このモータ電流に応じた操舵補助力を発生させる。制御装置２０は、トルク操舵角センサ２の出力信号に基づいて操舵トルク及び操舵角を演算するトルク・操舵角演算部２１と、トルク・操舵角演算部２１の演算結果に基づいて付与すべき操舵補助力を演算する操舵補助力演算部２２と、操舵補助力演算部２２で演算された操舵補助力に応じたモータ電流を出力し、操舵補助機構１７の電動モータ１７０を駆動するモータ駆動回路２３とを有している。

操舵補助力演算部２２は、操舵トルクが大きいほど、また操舵角の時間的な変化に基づいて演算される操舵速度が高いほど、操舵補助機構１７によって操舵機構に付与される操舵補助力が大きくなるように演算を行う。また、トルク・操舵角演算部２１で演算された操舵角は、例えば車両の横滑り防止装置（ＥＳＣ : Electronic Stability Control）等における制御にも用いられる。

ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０側の第１回転部材１１１と、インタミディエイトシャフト１３側の第２回転部材１１２とを有し、第１回転部材１１１と第２回転部材１１２とが、後述するトーションバーによって連結されている。トルク操舵角センサ２は、第１回転部材１１１と第２回転部材１１２との連結部に配置されている。なお、本実施の形態では、トルク操舵角センサ２がステアリングシャフト１１に配置されているが、これに限らず、例えばピニオンシャフト１５にトルク操舵角センサ２を配置してもよい。

（トルク操舵角センサの構成）
次に、トルク操舵角センサ２の構成について、図２乃至図６を参照して説明する。なお、以下では、説明の便宜上、ステアリングシャフト１１の軸方向におけるステアリングホイール１０側を「上」とし、その反対側（インタミディエイトシャフト１３側）を「下」として説明するが、この「上」又は「下」は、電動パワーステアリング装置１の使用状態における鉛直方向の上下を限定するものではない。

図２は、トルク操舵角センサ２を示す外観斜視図である。図３は、ステアリングシャフト１１の回転軸線Ｏに沿ったトルク操舵角センサ２の断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、操舵トルクを検出するためのトルク検出部２ａの構成を示す斜視図である。図５は、トルク検出部２ａの分解斜視図である。図６は、操舵角を検出するための操舵角検出部２ｂの構成を示す斜視図である。

ステアリングシャフト１１の第１回転部材１１１及び第２回転部材１１２は、回転軸線Ｏを共有し、ステアリングホイール１０と共に回転する。図３に示すように、第１回転部材１１１と第２回転部材１１２とは、ステアリングホイール１０の操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバー１１３によって連結されている。トーションバー１１３は、その軸方向における一方の端部が第１回転部材１１１に相対回転不能に連結され、他方の端部が第２回転部材１１２に相対回転不能に連結されている。本実施の形態では、トーションバー１１３の上端部がボルト１１４によって第１回転部材１１１に固定され、下端部がボルト１１５によって第２回転部材１１２に固定されている。

トルク操舵角センサ２は、操舵トルクを検出するためのトルク検出部２ａ、及び操舵角を検出するための操舵角検出部２ｂを有し、ステアリングシャフト１１をチルト調整可能に保持するコラムハウジング１１０に収容されている。図３では、コラムハウジング１１０を二点鎖線で図示している。コラムハウジング１１０、及びコラムハウジング１１０に固定された第１及び第２の基板８１，８２は、第１回転部材１１１の回転によって回転しない本発明の「非回転部材」の一態様である。

トルク操舵角センサ２は、第１回転部材１１１と共に回転する環状のリング磁石３１と、リング磁石３１による磁束の磁路を形成する複数の磁路形成部材としての第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２と、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２を保持する保持部材４０と、保持部材４０を第２回転部材１１２に固定する円筒状の固定部材１１６と、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２の磁束を集める第１及び第２の集磁リング５１，５２と、第１の基板８１に固定して配置され、第１及び第２の集磁リング５１，５２の間の磁界の強度を検出可能な第１の磁気検出素子６１と、リング磁石３１からの磁界を受ける位置に、第２の基板８２に固定して配置された第２の磁気検出素子６２と、第２の磁気検出素子６２にリング磁石３１とは異なる方向の磁界を生じさせるスライド磁石３２と、第１回転部材１１１の回転に伴ってスライド磁石３２を第２の磁気検出素子６２に対して接近及び離間する方向に移動させるスライド機構７とを備えている。

リング磁石３１には、図４及び図５に示すように、回転軸線Ｏを中心とした周方向に沿って磁性の異なる複数の磁極が形成されている。本実施の形態では、２つのＮ極３１１及び２つのＳ極３１２からなる４つの磁極がリング磁石３１に形成されている。スライド磁石３２には、図２に示すように、第２の磁気検出素子６２側にＮ極３２１が形成され、その反対側にＳ極３２２が形成されている。スライド機構７は、スライド磁石３２を回転軸線Ｏと平行な方向に移動させる。

第１の磁気検出素子６１は、第１の基板８１に実装され、第２の磁気検出素子６２は、第２の基板８２に実装されている。第１及び第２の磁気検出素子６１，６２は、例えばホール効果を利用して磁界の強度を検出するホールＩＣである。第１の基板８１及び第２の基板８２は、コラムハウジング１１０に固定され、その表面に形成された配線パターンを介して第１及び第２の磁気検出素子６１，６２の出力信号が制御装置２０のトルク・操舵角演算部２１に送られる。

第２の磁気検出素子６２は、リング磁石３１の外周面に対向して配置され、リング磁石３１の周方向の磁界、及びリング磁石３１の径方向の磁界を検出可能であり、さらにリング磁石３１の周方向及び径方向に直交する方向（回転軸線Ｏと平行な方向）の磁界を検出可能である。以下の説明では、リング磁石３１の周方向に沿う第２の磁気検出素子６２の第１の検出方向をＸ方向とし、リング磁石３１の径方向に沿う第２の磁気検出素子６２の第２の検出方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する第２の磁気検出素子６２の第３の検出方向をＺ方向とする。すなわち、第２の磁気検出素子６２は、互いに直交する三方向（Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向）の磁界の強度を検出可能である。

そして、第２の磁気検出素子６２は、Ｘ方向及びＹ方向の磁界を検出可能であることにより、リング磁石３１から受ける磁界の方向を検出可能である。また、第２の磁気検出素子６２は、回転軸線Ｏと平行なＺ方向の磁界を検出可能であることにより、スライド磁石３２から受ける磁界の強度を検出可能である。

スライド磁石３２は、その磁化方向が回転軸線Ｏと平行であり、Ｎ極３２１がＺ方向に沿って第２の磁気検出素子６２に対向している。これにより、スライド磁石３２は、第２の磁気検出素子６２に対し、Ｘ方向及びＹ方向には磁界を発生させない。

図２及び図３に示すように、第１の磁気検出素子６１と第２の磁気検出素子６２とは、回転軸線Ｏを挟む位置に配置されている。すなわち、第１の磁気検出素子６１と第２の磁気検出素子６２との間には、ステアリングシャフト１１が配置されている。これにより、第２の磁気検出素子６２に対向して配置されたスライド磁石３２の磁界が第１の磁気検出素子６１による磁界強度の検出結果に影響を与えてしまうことが抑制されている。

トルク検出部２ａは、リング磁石３１と、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２と、保持部材４０と、第１及び第２の集磁リング５１，５２と、第１の磁気検出素子６１とによって構成されている。操舵角検出部２ｂは、リング磁石３１と、スライド磁石３２と、スライド機構７と、第２の磁気検出素子６２とによって構成されている。すなわち、リング磁石３１は、トルク検出部２ａの構成要素であると共に、操舵角検出部２ｂの構成要素でもある。以下、トルク検出部２ａ及び操舵角検出部２ｂの構成について、詳細に説明する。

（トルク検出部の構成）
図２乃至図４に示すように、リング磁石３１は、第１及び第２の集磁リング５１，５２から回転軸線方向にずれた位置に配置されている。より具体的には、第２の集磁リング５２が第１の集磁リング５１よりも上方に配置され、リング磁石３１は、第２の集磁リング５２よりもさらに上方に配置されている。第１の磁気ヨーク４１は、リング磁石３１と第１の集磁リング５１とを磁気的に結合させ、第２の磁気ヨーク４２は、リング磁石３１と第２の集磁リング５２とを磁気的に結合させる。

前述のように、リング磁石３１は第１回転部材１１１と共に回転し、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２は、保持部材４０及び固定部材１１６を介して第２回転部材１１２に固定されているので、車両の運転者によるステアリングホイール１０の操舵操作によってステアリングシャフト１１に操舵トルクが加わると、トーションバー１１３に捩じれが発生し、その捩じれ量に応じてリング磁石３１の磁極と第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２との相対的な位置関係が変化する。

図４では、トーションバー１１３が捩じれていない状態を（ａ）に示し、トーションバー１１３が操舵トルクによって捩じれた状態を（ｂ）に示している。本実施の形態では、トルク検出部２ａに、２つの第１の磁気ヨーク４１、及び２つの第２の磁気ヨーク４２が配置されている。トーションバー１１３に捩じれが発生していない状態において、２つの第１の磁気ヨーク４１及び２つの第２の磁気ヨーク４２は、リング磁石３１のＮ極３１１とＳ極３１２との境界部に対向する。

図５に示すように、第１の磁気ヨーク４１は、リング磁石３１の軸方向端面と平行に対向する対向片４１１、第１の集磁リング５１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４１３、及び対向片４１１と受け渡し部４１３との間で磁束を伝達する伝達部４１２を有している。対向片４１１は、リング磁石３１のＮ極３１１に対向する対向面４１１ａを有する平板状であり、伝達部４１２の上端部からリング磁石３１の径方向外方に向かって延出されている。受け渡し部４１３は、伝達部４１２の下端部からリング磁石３１の径方向外方に向かって延出されている。伝達部４１２は、回転軸線Ｏと平行に配置された平板状である。

第２の磁気ヨーク４２は、リング磁石３１の軸方向端面と平行に対向する対向片４２１、第２の集磁リング５２との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４２３、及び対向片４２１と受け渡し部４２３との間で磁束を伝達する伝達部４２２を有している。対向片４２１は、リング磁石３１のＳ極３１２に対向する対向面４２１ａを有する平板状であり、伝達部４２２の上端部からリング磁石３１の径方向外方に向かって延出されている。受け渡し部４２３は、伝達部４２２の下端部からリング磁石３１の径方向外方に向かって延出されている。伝達部４２２は、回転軸線Ｏと平行に配置された平板状である。

第２の磁気ヨーク４２の伝達部４２２は、その回転軸線Ｏに平行な方向の長さが、第１の磁気ヨーク４１の伝達部４１２よりも短い。この長さの違いは、次に述べる第１の集磁リング５１の環状部５１１と第２の集磁リング５２の環状部５２１との上下方向の位置の違いに基づくものである。

第１の集磁リング５１は、リング磁石３１と同軸上に配置されて第１の磁気ヨーク４１の受け渡し部４１３との間で磁束を受け渡しする環状部５１１、第１の磁気検出素子６１に対向する対向部５１３、及び環状部５１１と対向部５１３とを連結する連結部５１２を有している。連結部５１２は、環状部５１１の周方向の一部における外周面から径方向外方に延出された径方向延出部５１２ａと、径方向延出部５１２ａの先端部から上方に延びる軸方向延在部５１２ｂとからなる。対向部５１３は、軸方向延在部５１２ｂの上端部から環状部５１１の径方向外方に向かって延びる板状である。

第２の集磁リング５２は、リング磁石３１と同軸上に配置されて第２の磁気ヨーク４２の受け渡し部４２３との間で磁束を受け渡しする環状部５２１、第１の磁気検出素子６１に対向する対向部５２３、及び環状部５２１と対向部５２３とを連結する連結部５２２を有している。連結部５２２は、環状部５２１の周方向の一部における外周面から径方向外方に延出された径方向延出部５２２ａと、径方向延出部５２２ａの先端部から下方に延びる軸方向延在部５２２ｂとからなる。対向部５２３は、軸方向延在部５２２ｂの下端部から環状部５２１の径方向外方に向かって延びる板状である。

第１の集磁リング５１の環状部５１１と第２の集磁リング５２の環状部５２１とは、その内径及び外径が共通であり、上下方向に対向して平行配置されている。また、これら両環状部５１１，５２１は、共に径方向の幅が軸方向の厚みよりも大きい円環板状である。第１の磁気検出素子６１は、第１の集磁リング５１の対向部５１３と、第２の集磁リング５２の対向部５２３との間に配置され、両対向部５１３，５２３間の磁界の強度を検出する。

第１の磁気ヨーク４１の受け渡し部４１３は、その先端部が第１の集磁リング５１の環状部５１１の内径に対応する曲率の円弧状に形成されて環状部５１１の径方向に延在し、環状部５１１の軸方向に厚みを有する板状である。第１の磁気ヨーク４１における受け渡し部４１３の先端面４１３ａは、第１の集磁リング５１の環状部５１１の内周面５１１ａと平行に対向するように湾曲して形成されている。

同様に、第２の磁気ヨーク４２の受け渡し部４２３は、その先端部が第２の集磁リング５２の環状部５２１の内径に対応する曲率の円弧状に形成されて環状部５２１の径方向に延在し、環状部５２１の軸方向に厚みを有する板状である。第２の磁気ヨーク４２における受け渡し部４２３の先端面４２３ａは、第２の集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと平行に対向するように湾曲して形成されている。

（操舵角検出部の構成）
スライド機構７は、図６に示すように、スライド磁石３２を支持する支持部材としてのスライダ７１と、第１回転部材１１１と共に回転し、外周面にスライダ７１と噛み合う噛み合い部７００が螺旋状に形成された環状部材としてのスライド駆動部材７０と、コラムハウジング１１０に固定され、スライダ７１を回転軸線と平行に案内するガイド部材７２とを有して構成されている。スライド駆動部材７０、スライダ７１、及びガイド部材７２は、例えばアルミニウムやオーステナイト系ステンレス等の非磁性金属もしくは硬質樹脂等の非磁性体からなる。

スライド駆動部材７０は、その内部に第１回転部材１１１が挿入される円筒状であり、その上端部がボルト１１４（図３に示す）によって第１回転部材１１１に固定されている。スライド駆動部材７０の下端部には、リング磁石３１が例えば接着によって固定されている。噛み合い部７００は、スライド駆動部材７０の軸方向における中央部に形成され、その周方向の一部においてスライダ７１と噛み合っている。スライド駆動部材７０は、その下端部の外径が噛み合い部７００の外径よりも小さく形成され、この下端部における外周面にリング磁石３１が嵌着されている。

本実施の形態では、噛み合い部７００が雄ねじ状であり、その外周面に一条の螺旋溝７００ａが形成されている。この螺旋溝７００ａには、スライダ７１の複数の突起７１０ａが噛み合っている。そして、スライド駆動部材７０が第１回転部材１１１と共に回転すると、螺旋溝７００ａと複数の突起７１０ａとの噛み合いにより、スライダ７１がガイド部材７２に案内されて上下に移動する。

スライダ７１は、複数の突起７１０ａが形成された噛み合い部７１０と、ガイド部材７２を挟む一対の被ガイド部７１１とを有している。そして、スライダ７１は、一対の被ガイド部７１１によってスライド駆動部材７０の周方向への移動が規制され、第１回転部材１１１の回転に伴ってガイド部材７２の長手方向に沿って移動する。

スライダ７１に支持されたスライド磁石３２がスライダ７１と共に下方に移動すると、スライド磁石３２と第２の磁気検出素子６２との距離が短くなり、第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度が強くなる。一方、スライド磁石３２がスライダ７１と共に上方に移動すると、スライド磁石３２と第２の磁気検出素子６２との距離が長くなり、第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度が弱くなる。

スライド駆動部材７０の噛み合い部７００には、ステアリングホイール１０が左右の最大舵角まで操舵された場合にも、スライダ７１との噛み合いによりスライド磁石３２を第２の磁気検出素子６２に対して接近及び離間させる方向に移動させることが可能な範囲に、螺旋溝７００ａが形成されている。

また、第２の磁気検出素子６２は、リング磁石３１の外周面に対向して配置され、リング磁石３１が回転すると、リング磁石３１のＮ極３１１及びＳ極３１２が交互に第２の磁気検出素子６２に向かい合う。

第２の磁気検出素子６２及びスライド磁石３２は、第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１の径方向外縁よりも回転軸線Ｏに近い位置に配置されている。つまり、トルク操舵角センサ２を回転軸線Ｏに平行な方向から見た場合に、第２の磁気検出素子６２及びスライド磁石３２は、環状部５１１，５２１の外周端よりも内側に位置している。これにより、トルク操舵角センサ２の径方向への大型化が抑制されている。

（トルク操舵角センサの動作）
トルク操舵角センサ２のトルク検出部２ａにおける操舵トルクの検出は、第１の磁気検出素子６１によって行われる。ステアリングシャフト１１に操舵トルクが付与されていない場合には、図４（ａ）に示すように、リング磁石３１の周方向における第１及び第２の磁気ヨーク４１，４２の対向片４１１，４２１の中央部が、リング磁石３１のＮ極３１１とＳ極３２１との境界部に向かい合う。この状態では、第１の磁気検出素子６１で検出される磁界の強度が実質的にゼロとなる。

一方、ステアリングシャフト１１に操舵トルクが付与されてトーションバー１１３が捩じれると、この捩じれによって、リング磁石３１と第１及び第２の磁気ヨーク４１，４２とが相対回転し、リング磁石３１の磁極（Ｎ極３１１及びＳ極３１２）に対する第１及び第２の磁気ヨーク４１，４２の対向片４１１，４２１の対向位置がリング磁石３１の周方向にずれる。

例えばリング磁石３１が第１及び第２の磁気ヨーク４１，４２に対して図４（ｂ）の矢印Ａ方向に所定角度（例えば５°）回転すると、第１の磁気ヨーク４１の対向片４１１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｎ極３１１が占める割合がＳ極３１２よりも高くなる。また、第２の磁気ヨーク４２の対向片４２１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｓ極３１２が占める割合がＮ極３１１よりも高くなる。これにより、Ｎ極３１１から放出される磁束の一部が第１の磁気ヨーク４１及び第１の集磁リング５１を経て第１の磁気検出素子６１を通過し、第２の集磁リング５２及び第２の磁気ヨーク４２を経てＳ極３１２に戻る。

一方、リング磁石３１が第１及び第２の磁気ヨーク４１，４２に対して矢印Ａ方向とは逆方向に回転した場合には、第１の磁気ヨーク４１の対向片４１１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｓ極３１２が占める割合がＮ極３１１よりも高くなり、第２の磁気ヨーク４２の対向片４２１と軸方向に対向するリング磁石３１の磁極のうち、Ｎ極３１１が占める割合がＳ極３１２よりも高くなる。これにより、第１の磁気検出素子６１を上記とは逆方向に磁束が通過する。

第１の磁気検出素子６１で検出される磁界の強度（絶対値）は、トーションバー１１３の捩じれ量が大きくなるほど強くなる。このように、トーションバー１１３の捩じれに応じて第１の磁気検出素子６１で検出される磁界の強度が変化し、その磁界の方向がトーションバー１１３の捩じれ方向に応じて切り替わる。

制御装置２０のトルク・操舵角演算部２１（図１参照）では、第１の磁気検出素子６１で検出される磁界の強度を示す出力信号に基づいて、操舵トルクを演算する。

次に、図７及び図８を参照して、トルク操舵角センサ２による操舵角検出時の動作について説明する。

図７（ａ）は、リング磁石３１及び第２の磁気検出素子６２を回転軸線Ｏに沿って上方から見た状態を示す模式図であり、図７（ｂ）は、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向及びＹ方向の磁界の強度の変化を示すグラフである。図７（ｂ）では、第２の磁気検出素子６２がリング磁石３１のＮ極３１１の周方向中央の位置に対向する場合の第１回転部材１１１の回転角度を基準位置（０°）とし、この基準位置から第１回転部材１１１が一方向及び逆方向にそれぞれ９０°回転した場合のＸ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｘ））及びＹ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｙ））の変化を示している。

第２の磁気検出素子６２で検出されるＹ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｙ））は、第２の磁気検出素子６２がＮ極３１１の周方向中央の位置に対向する場合に正の最大値となり、第２の磁気検出素子６２がＳ極３１２の周方向中央の位置に対向する場合に負の最大値となる。本実施の形態では、リング磁石３１の磁極の数が４であるので、第１回転部材１１１が９０°回転すると、第２の磁気検出素子６２で検出されるＹ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｙ））が正の最大値から負の最大値まで変化する。

一方、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｘ））は、第２の磁気検出素子６２がＮ極３１１又はＳ極３１２の周方向中央の位置に対向する場合にゼロとなり、第２の磁気検出素子６２が対向する磁極がＮ極３１１からＳ極３１２に、又はＳ極３１２からＮ極３１１に変わるときに、正又は負の最大値となる。

このように、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｘ））とＹ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｙ））とは、図７（ｂ）に示すように位相が異なり、本実施の形態では、その位相差が４５°である。この位相差によって、基準位置を中心とする±９０°の範囲において、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｘ））とＹ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｙ））との組み合わせが、同じ組み合わせになることがなく、これらの磁界強度（Ｂ（Ｘ），Ｂ（Ｙ））の組み合わせに基づいて、第１回転部材１１１の回転角度を一意に求めることができる。

ただし、上記の検出方法によっても、操舵角の基準位置からの変化量を求めることはできるが、操舵角の絶対角度を求めることはできない。そこで、本実施の形態では、第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｚ））を用いて、操舵角を絶対角度として求めることを可能としている。

図８（ａ）は、ステアリングホイール１０を一方向に一定の速度で回転させた場合に第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｚ））の時間的な変化を示すグラフである。図８（ｂ）は、図８（ａ）のグラフと共通の時間軸において、トルク・操舵角演算部２１で求められる操舵角度（絶対値）の時間的な変化を示すグラフである。

前述のように、スライド機構７は、第１回転部材１１１の回転に伴って、スライド磁石３２をＺ方向に沿って第２の磁気検出素子６２に対して接近及び離間する方向に移動させるので、ステアリングホイール１０が例えば左旋回方向の最大舵角から右旋回方向の最大舵角まで回転した場合、第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｚ））は、略一定の割合で単調に変化する。

図８（ａ）では、ステアリングホイール１０の回転に伴って第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度（Ｂ（Ｚ））が単調に減少する場合を例にとって図示している。また、図８（ｂ）では、時刻ｔ_１〜ｔ_２，ｔ_２〜ｔ_３，…ｔ_７〜ｔ_８を一つの周期Ｔとした場合、この周期Ｔごとに、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向及びＹ方向の磁界の強度に基づいて求められる操舵角が、−９０°から＋９０°までの範囲で変化する場合について図示している。

トルク・操舵角演算部２１では、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向及びＹ方向の磁界の強度に基づいて−９０°から＋９０°までの範囲で操舵角を演算し、この演算によって求めた操舵角を第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度に基づいてオフセットさせ、操舵角の絶対値を求める演算を行う。すなわち、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向及びＹ方向の磁界の強度によって求められる操舵角は、±９０°（１８０°）の範囲でしかないが、この±９０°の範囲のそれぞれにおいて、第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度は互いに異なるので、±９０°の範囲で求められた操舵角に、第２の磁気検出素子６２で検出されるＺ方向の磁界の強度に応じた所定の角度を加算することで、操舵角の絶対値を求めることができる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）トーションバー１１３の捩じれによってリング磁石３１と第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２とが相対回転し、この相対回転の角度に応じて第１の磁気検出素子６１で検出される磁界の強度が変化することにより、操舵トルクを検出することができる。また、第２の磁気検出素子６２がリング磁石３１から受ける磁界の強度、及びスライド磁石３２から受ける磁界の強度を検出可能であることにより、トルク・操舵角演算部２１において操舵角の絶対値を機械的に求めることができる。またさらに、スライド磁石３２は、第２の磁気検出素子６２に、リング磁石３１とは異なる方向の磁界を生じさせるので、１つの磁気検出素子（第２の磁気検出素子６２）の検出結果に基づいて操舵角の絶対値を求めることができ、トルク操舵角センサ２のコストの増大ならびに大型化を抑制することが可能となる。

（２）第２の磁気検出素子６２は、リング磁石３１の周方向及び径方向における磁界の強度を検出可能であるので、図７（ｂ）を参照して説明したように、±９０°の範囲における操舵角を簡素な演算により正確に求めることができる。

（３）スライド機構７は、スライド磁石３２をステアリングシャフト１１の回転軸線Ｏと平行な方向に移動させるので、トルク操舵角センサ２が回転軸線Ｏを中心とする径方向に大型化してしまうことを抑制することができる。

（４）スライド機構７は、スライド磁石３２を支持するスライダ７１と、スライダ７１と噛み合うスライド駆動部材７０と、スライダ７１を回転軸線Ｏと平行に案内するガイド部材７２とを有して構成されるので、簡素な構成により、回転軸線Ｏと平行にスライド磁石３２を移動させることができる。

（５）リング磁石３１は、第１及び第２の集磁リング５１，５２と回転軸線Ｏ方向にずれた位置に配置されているので、仮に第１及び第２の集磁リング５１，５２がリング磁石３１の外周側に配置された場合に比較して、トルク操舵角センサ２を径方向に小型化することが可能となる。また、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２は、それぞれの対向片４１１，４２１がリング磁石３１の軸方向端面と平行に対向するので、リング磁石３１と第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２との間の磁気抵抗を小さくすることが可能となる。

（６）第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１は、径方向の幅が軸方向の厚みよりも大きい円環板状であるので、トルク検出部２ａを軸方向に小型化することが可能となる。また、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２は、受け渡し部４１３，４２３の先端部が第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１の内径に対応する曲率の円弧状であるので、受け渡し部４１３，４２３の先端面４１３ａ，４２３ａと環状部５１１，５２１の内周面５１１ａ，５２１ａとの間の空隙を狭くすることができ、第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２と第１及び第２の集磁リング５１，５２との間の磁気抵抗を小さくすることが可能となる。

（７）第２の磁気検出素子６２及びスライド磁石３２は、第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１の径方向外縁よりも回転軸線Ｏに近い位置に配置されているので、トルク操舵角センサ２の径方向への大型化が抑制されている。

（８）第１の磁気検出素子６１と第２の磁気検出素子６２とは、回転軸線Ｏを挟む位置に配置されているので、第２の磁気検出素子６２に対向して配置されたスライド磁石３２の磁界が第１の磁気検出素子６１による磁界強度の検出結果に影響を与えてしまうことが抑制され、スライド磁石３２の磁界に起因するトルク検出の精度低下が回避されている。

（９）リング磁石３１は、磁極が４極であるので、磁極が２極である場合に比較して、操舵角の回転精度が高くなる。つまり、第２の磁気検出素子６２で検出されるＸ方向及びＹ方向の磁界の強度が、磁極数が２である場合に比較して、狭い角度範囲で正の最大値から負の最大値まで変化するので、操舵角の分解能を高めることができる。なお、リング磁石３１の磁極は４極に限らず、例えば６極や８極でもよく、リング磁石３１の磁極を４極以上とすることで、操舵角を高精度に求めることが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図９（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。本実施の形態に係るトルク操舵角センサは、第１の実施の形態に係るトルク操舵角センサ２に対して、トルク検出部２ａ´の構成が異なる他は同様に構成されているので、この違いの部分であるトルク検出部２ａ´について詳細に説明する。

図９（ａ）は、本実施の形態に係るトルク操舵角センサのトルク検出部２ａ´の構成を第２の磁気検出素子６２と共に示す斜視図である。図９（ｂ）は、トルク検出部２ａ´を構成する第１の磁気ヨーク４１を示す斜視図である。図９（ｃ）は、トルク検出部２ａ´を構成する第２の磁気ヨーク４２を示す斜視図である。

第１の実施の形態では、２つのＮ極３１１及び２つのＳ極３１２からなる４つの磁極がリング磁石３１に形成された場合について説明したが、本実施の形態では、リング磁石３１に４つのＮ極３１１及び４つのＳ極３１２からなる８つの磁極が形成されている。

また、第１の実施の形態では、トルク検出部２ａが２つの第１の磁気ヨーク４１及び２つの第２の磁気ヨーク４２を有する場合について説明したが、本実施の形態に係るトルク検出部２ａ´は、４つの第１の磁気ヨーク４１及び４つの第２の磁気ヨーク４２を有している。これらの第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２は、樹脂からなる図略の保持部材に保持される。

またさらに、第１の実施の形態では、第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１が、径方向の幅が軸方向の厚みよりも大きい円環板状であったが、本実施の形態では、第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１が、軸方向の幅が径方向の厚みよりも大きい円筒状である。第１の磁気検出素子６１は、第１の集磁リング５１の対向部５１３と第２の集磁リング５２の対向部５２３との間に対向配置されている。

第１の集磁リング５１において、環状部５１１と対向部５１３とを連結する連結部５１２は、環状部５１１の上端部から上方に延在し、対向部５１３は、連結部５１２の上端部から環状部５１１の外方に延在している。また、第２の集磁リング５２において、環状部５２１と対向部５２３とを連結する連結部５２２は、環状部５２１の下端部から下方に延在し、対向部５２３は、連結部５２２の下端部から環状部５２１の外方に延在している。第１及び第２の集磁リング５１，５２の環状部５１１，５２１は、リング磁石３１と同軸上に配置されている。

第１の磁気ヨーク４１は、リング磁石３１のＮ極３１１における軸方向端面に平行に対向する対向片４１１と、第１の集磁リング５１の環状部５１１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４１３と、対向片４１１と受け渡し部４１３との間で磁束を伝達する伝達部４１２とを有している。伝達部４１２は、回転軸線Ｏと平行な軸方向伝達部４１２ａと、軸方向伝達部４１２ａの下端部から第１の集磁リング５１の環状部５１１に向かって径方向に延びる径方向伝達部４１２ｂとからなる。受け渡し部４１３は、第１の集磁リング５１の環状部５１１の内周面５１１ａと径方向に対向する板状である。

第２の磁気ヨーク４２は、リング磁石３１のＳ極３１２における軸方向端面に平行に対向する対向片４２１と、第２の集磁リング５２の環状部５２１との間で磁束を受け渡しする受け渡し部４２３と、対向片４２１と受け渡し部４２３との間で磁束を伝達する伝達部４２２とを有している。伝達部４２２と受け渡し部４２３とは、一枚の平板からなり、このうち第２の集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと対向する部分が受け渡し部４２３であり、受け渡し部４２３よりもリング磁石３１側の部分が伝達部４２２である。つまり、受け渡し部４２３は、第２の集磁リング５２の環状部５２１の内周面５２１ａと径方向に対向する板状である。

本実施の形態に係るトルク操舵角センサの動作は、第１の実施の形態について説明したものと同様である。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態について説明した作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。また、リング磁石３１が８つの磁極を有するので、操舵トルク及び操舵角の検出精度が高まる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］ステアリングホイール（１０）の操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバー（１１３）によって連結された第１回転部材（１１１）と第２回転部材（１１２）とを有する電動パワーステアリング装置（１）における前記第１回転部材（１１１）と前記第２回転部材（１１２）との連結部に配置され、前記ステアリングホイール（１０）の操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサ（２）であって、前記第１回転部材（１１１）及び前記第２回転部材（１１２）の回転軸線（Ｏ）を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極（３１１及び３１２）が形成され、前記第１回転部材（１１１）と共に回転する環状のリング磁石（３１）と、前記リング磁石（３１）による磁束の磁路を形成し、前記トーションバー（１１３）の捩じれに応じて前記リング磁石（３１）の前記複数の磁極（Ｎ極３１１及びＳ極３１２）との相対的な位置関係が変化する複数の磁路形成部材（第１の磁気ヨーク４１及び第２の磁気ヨーク４２）と、前記複数の磁路形成部材（４１，４２）の磁束を集める一対の集磁リング（５１，５２）と、前記一対の集磁リング（５１，５２）の間の磁界の強度を検出可能な第１の磁気検出素子（６１）と、前記リング磁石（３１）からの磁界を受ける位置に、前記第１回転部材（１１１）の回転によって回転しない非回転部材（８２）に固定して配置された第２の磁気検出素子（６２）と、前記第２の磁気検出素子（６２）に前記リング磁石（３１）とは異なる方向の磁界を生じさせるスライド磁石（３２）と、前記第１回転部材（１１１）の回転に伴って前記スライド磁石（３２）を前記第２の磁気検出素子（６２）に対して接近及び離間する方向に移動させるスライド機構（７）とを備え、前記第２の磁気検出素子（６２）は、前記リング磁石（３１）から受ける磁界の強度、及び前記スライド磁石（３２）から受ける磁界の強度を検出可能である、トルク操舵角センサ（２）。

［２］前記第２の磁気検出素子（６２）は、前記リング磁石（３１）の外周面に対向して配置され、前記リング磁石（３１）の周方向及び径方向における磁界の強度を検出可能である、前記［１］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［３］前記スライド機構（７）は、前記スライド磁石（３２）を前記回転軸線（Ｏ）と平行な方向に移動させる、前記［１］又は［２］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［４］前記スライド機構（７）は、前記スライド磁石（３２）を支持する支持部材（７１）と、前記第１回転部材（１１１）と共に回転し、外周面に前記支持部材（７１）と噛み合う噛み合い部（７００）が螺旋状に形成された環状部材（スライド駆動部材７０）と、前記非回転部材（１１０）に固定され、前記支持部材（７１）を前記回転軸線（Ｏ）と平行に案内するガイド部材（７２）とを有する、前記［３］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［５］前記リング磁石（３１）は、前記一対の集磁リング（５１，５２）から前記回転軸線（Ｏ）方向にずれた位置に配置され、前記複数の磁路形成部材（４１，４２）のそれぞれは、前記リング磁石（３１）の軸方向端面と平行に対向する対向片（４１１，４２１）、前記一対の集磁リング（５１）のうち何れかの集磁リングとの間で磁束を受け渡しする受け渡し部（４１３，４２３）、及び前記対向片（４１１，４２１）と前記受け渡し部（４１３，４２３）との間で磁束を伝達する伝達部（４１２，４２２）を有する、前記［１］乃至［４］の何れか１項に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［６］前記一対の集磁リング（５１，５２）のそれぞれは、前記リング磁石（３１）と同軸上に配置されて前記磁路形成部材（４１，４２）の前記受け渡し部（４１３，４２３）との間で磁束を受け渡しする環状部（５１１，５２１）、及び前記第１の磁気検出素子（６１）に対向する対向部（５１３，５２３）を有し、前記環状部（５１１，５２１）は、径方向の幅が軸方向の厚みよりも大きい円環板状であり、前記受け渡し部（４１３，４２３）は、その先端部が前記環状部（５１１，５２１）の内径に対応する曲率の円弧状に形成されて前記環状部（５１１，５２１）の径方向に延在し、前記環状部（５１１，５２１）の軸方向に厚みを有する板状である、前記［５］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［７］前記一対の集磁リング（５１，５２）のそれぞれは、前記リング磁石（３１）と同軸上に配置されて前記磁路形成部材（４１，４２）の前記受け渡し部（４１３，４２３）との間で磁束を受け渡しする環状部（５１１，５２１）、及び前記第１の磁気検出素子（６１）に対向する対向部（５１３，５２３）を有し、前記環状部（５１１，５２１）は、軸方向の幅が径方向の厚みよりも大きい円筒状であり、前記受け渡し部（４１３，４２３）は、前記環状部（５１１，５２１）の内周面（５１１ａ，５２１ａ）と径方向に対向する板状である、前記［５］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［８］前記第２の磁気検出素子（６２）及び前記スライド磁石（３２）は、前記一対の集磁リング（５１，５２）の前記環状部（５１１，５２１）の径方向外縁よりも前記回転軸線（Ｏ）に近い位置に配置された、前記［６］に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［９］前記第１の磁気検出素子（６１）と前記第２の磁気検出素子（６２）とは、前記回転軸線（Ｏ）を挟む位置に配置された、前記［１］乃至［８］の何れか１項に記載のトルク操舵角センサ（２）。

［１０］前記リング磁石（３１）は、磁極が４極以上である、前記［１］乃至［９］の何れか１つに記載のトルク操舵角センサ（２）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１…電動パワーステアリング装置
１０…ステアリングホイール
１１…ステアリングシャフト
１１１…第１回転部材
１１２…第２回転部材
１１３…トーションバー
２…トルク操舵角センサ
３１…リング磁石
３２…スライド磁石
４０…保持部材
４１…第１の磁気ヨーク（磁路形成部材）
４２…第２の磁気ヨーク（磁路形成部材）
４１１，４２１…対向片
４１１ａ，４２１ａ…対向面
４１２，４２２…伝達部
４１３，４２３…受け渡し部
４１３ａ，４２３ａ…先端面
５１…第１の集磁リング
５２…第２の集磁リング
５１１，５２１…環状部
５１１ａ，５１２ａ…内周面
５１２，５２２…連結部
５１３，５２３…対向部
６１…第１の磁気検出素子
６２…第２の磁気検出素子
７…スライド機構
７０…スライド駆動部材（環状部材）
７００…噛み合い部
７１…スライダ（支持部材）
７２…ガイド部材

Claims (10)

1. ステアリングホイールの操舵トルクに応じて捩れ角度を生じるトーションバーによって連結された第１回転部材と第２回転部材とを有する電動パワーステアリング装置における前記第１回転部材と前記第２回転部材との連結部に配置され、前記ステアリングホイールの操舵角及び操舵トルクを検出するトルク操舵角センサであって、
   前記第１回転部材及び前記第２回転部材の回転軸線を中心とした周方向に沿って極性の異なる複数の磁極が形成され、前記第１回転部材と共に回転する環状のリング磁石と、
   前記リング磁石による磁束の磁路を形成し、前記トーションバーの捩じれに応じて前記リング磁石の前記複数の磁極との相対的な位置関係が変化する複数の磁路形成部材と、
   前記複数の磁路形成部材の磁束を集める一対の集磁リングと、
   前記一対の集磁リングの間の磁界の強度を検出可能な第１の磁気検出素子と、
   前記リング磁石からの磁界を受ける位置に、前記第１回転部材の回転によって回転しない非回転部材に固定して配置された第２の磁気検出素子と、
   前記第２の磁気検出素子に前記リング磁石とは異なる方向の磁界を生じさせるスライド磁石と、
   前記第１回転部材の回転に伴って前記スライド磁石を前記第２の磁気検出素子に対して接近及び離間する方向に移動させるスライド機構とを備え、
   前記第２の磁気検出素子は、前記リング磁石から受ける磁界の強度、及び前記スライド磁石から受ける磁界の強度を検出可能である、
   トルク操舵角センサ。
2. 前記第２の磁気検出素子は、前記リング磁石の外周面に対向して配置され、前記リング磁石の周方向及び径方向における磁界の強度を検出可能である、
   請求項１に記載のトルク操舵角センサ。
3. 前記スライド機構は、前記スライド磁石を前記回転軸線と平行な方向に移動させる、
   請求項１又は２に記載のトルク操舵角センサ。
4. 前記スライド機構は、
   前記スライド磁石を支持する支持部材と、
   前記第１回転部材と共に回転し、外周面に前記支持部材と噛み合う噛み合い部が螺旋状に形成された環状部材と、
   前記非回転部材に固定され、前記支持部材を前記回転軸線と平行に案内するガイド部材とを有する、
   請求項３に記載のトルク操舵角センサ。
5. 前記リング磁石は、前記一対の集磁リングから前記回転軸線方向にずれた位置に配置され、
   前記複数の磁路形成部材のそれぞれは、前記リング磁石の軸方向端面と平行に対向する対向片、前記一対の集磁リングのうち何れかの集磁リングとの間で磁束を受け渡しする受け渡し部、及び前記対向片と前記受け渡し部との間で磁束を伝達する伝達部を有する、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載のトルク操舵角センサ。
6. 前記一対の集磁リングのそれぞれは、前記リング磁石と同軸上に配置されて前記磁路形成部材の前記受け渡し部との間で磁束を受け渡しする環状部、及び前記第１の磁気検出素子に対向する対向部を有し、
   前記環状部は、径方向の幅が軸方向の厚みよりも大きい円環板状であり、
   前記受け渡し部は、その先端部が前記環状部の内径に対応する曲率の円弧状に形成されて前記環状部の径方向に延在し、前記環状部の軸方向に厚みを有する板状である、
   請求項５に記載のトルク操舵角センサ。
7. 前記一対の集磁リングのそれぞれは、前記リング磁石と同軸上に配置されて前記磁路形成部材の前記受け渡し部との間で磁束を受け渡しする環状部、及び前記第１の磁気検出素子に対向する対向部を有し、
   前記環状部は、軸方向の幅が径方向の厚みよりも大きい円筒状であり、
   前記受け渡し部は、前記環状部の内周面と径方向に対向する板状である、
   請求項５に記載のトルク操舵角センサ。
8. 前記第２の磁気検出素子及び前記スライド磁石は、前記一対の集磁リングの前記環状部の径方向外縁よりも前記回転軸線に近い位置に配置された、
   請求項６に記載のトルク操舵角センサ。
9. 前記第１の磁気検出素子と前記第２の磁気検出素子とは、前記回転軸線を挟む位置に配置された、
   請求項１乃至８の何れか１項に記載のトルク操舵角センサ。
10. 前記リング磁石は、磁極が４極以上である、
    請求項１乃至９の何れか１項に記載のトルク操舵角センサ。
    

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