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公開番号2024044646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022150303
出願日2022-09-21
発明の名称トルクセンサ
出願人日本精工株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01L 3/10 20060101AFI20240326BHJP(測定;試験)
要約【課題】製造コストの増加を抑えつつ、トルクを検出する際における外部磁場の影響を抑制することのできるトルクセンサを提供すること。
【解決手段】内側にステータ50とマグネット55とを配置するハウジング20と、磁束の変化を検出する集磁ヨーク43とホールIC45とを有するコレクタアッセンブリ40と、を備え、ハウジング20は、コレクタアッセンブリ40を収容する収容部25を有し、集磁ヨーク43は、ホールIC45を第1ピニオンギア88aの軸方向における両側から挟み込む第1集磁ヨーク43aと第2集磁ヨーク43bとを有し、収容部25には、軸方向における一方側から収容部25を覆う第1シールド部71と、軸方向における他方側から収容部25を覆う第2シールド部72とを有する磁気シールドカバー70が取り付けられる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
シャフトに固定されるステータと、
前記ステータに対向して配置された円筒状の磁石と、
内側に前記シャフトと前記ステータと前記磁石とを配置するハウジングと、
前記ステータと前記磁石との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する集磁ヨークと、前記集磁ヨークで検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子と、を有するコレクタアッセンブリと、
を備え、
前記ハウジングは、前記シャフトの径方向における外側に突出すると共に前記コレクタアッセンブリを収容する収容部を有し、
前記集磁ヨークは、前記コレクタアッセンブリが前記収容部に収容された状態において前記ホール素子を前記シャフトの軸方向における両側から挟み込む第１集磁ヨークと第２集磁ヨークとを有し、
前記収容部には、前記軸方向における一方側から前記収容部を覆う第１シールド部と、前記軸方向における他方側から前記収容部を覆う第２シールド部とを有する磁気シールドカバーが取り付けられるトルクセンサ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１シールド部と前記第２シールド部との少なくとも一方は、前記軸方向において前記ホール素子に対して重なって配置される請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記磁気シールドカバーは、前記コレクタアッセンブリを前記収容部に取り付ける締結部材によって前記コレクタアッセンブリと共に前記収容部に取り付けられる請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
前記磁気シールドカバーは、前記収容部に対して前記径方向における外側から取り付けられるシールド取付部を有し、
前記コレクタアッセンブリは、前記収容部に対して前記径方向における外側から取り付けられるフランジ部を有し、
前記磁気シールドカバーは、前記シールド取付部と前記収容部との間に前記コレクタアッセンブリの前記フランジ部を介在させて前記締結部材によって前記収容部に取り付けられる請求項３に記載のトルクセンサ。
【請求項５】
前記コレクタアッセンブリは、外部のコネクタが接続されるコネクタ部を有し、
前記シールド取付部は、前記コネクタ部が貫通する貫通孔を有し、
前記コネクタ部は、前記径方向における内側から外側に向けて前記貫通孔を貫通する請求項４に記載のトルクセンサ。
【請求項６】
前記ハウジングは、互いに連結される第１ハウジングと第２ハウジングとを有し、
前記第１ハウジングは、前記収容部を有し、
前記第１シールド部は、前記軸方向において前記第２ハウジングが位置する側の反対側から前記収容部を覆い、
前記第２シールド部は、前記軸方向において前記第２ハウジングが位置する側から前記収容部を覆う請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項７】
前記収容部は、前記第１ハウジングにおける前記第２ハウジングに連結される部分の近傍に配置され、
前記第２ハウジングは、前記第１ハウジングに連結される側の端部の前記径方向における直径が、前記第１ハウジングにおける前記収容部に対して前記第２ハウジングが位置する側の反対側の部分の前記径方向における直径よりも大きくなっており、
前記磁気シールドカバーは、前記第２シールド部の前記径方向における長さが、前記第１シールド部の前記径方向における長さよりも短い請求項６に記載のトルクセンサ。
【請求項８】
前記収容部には、前記径方向における外側に向けて開口する開口部が形成され、
前記コレクタアッセンブリは、前記開口部から前記収容部の内側に挿入されることにより前記収容部に収容される請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項９】
前記コレクタアッセンブリは、前記ホール素子が配置される回路基板と前記集磁ヨークとが取り付けられるセンサハウジングを備え、
前記センサハウジングの外周面と前記収容部の内周面との間には、双方に当接するＯリングが配置される請求項８に記載のトルクセンサ。
【請求項１０】
前記コレクタアッセンブリは、前記センサハウジングに取り付けられる前記回路基板を覆う蓋部を有し、
前記Ｏリングは、前記蓋部が配置される位置よりも前記径方向における外側に配置される請求項９に記載のトルクセンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トルクセンサに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
操舵装置が有する回転体に加わるトルクを検出するトルクセンサの一例として、磁気の変化を検出することによりトルクの検出を行うものがある。例えば、特許文献１に記載されたセンサ装置は、入力軸に固定される永久磁石と、出力軸に固定される２つの磁気ヨークと、磁気ヨークから磁束を誘導する２つの集磁リングと、集磁リングに誘導された磁束を検出する磁気センサとを有している。
【０００３】
また、特許文献１に記載されたセンサ装置は、集磁リングを径方向における外方から覆う磁気シールドと、永久磁石と磁気ヨークが収容されるハウジングの外面に組み付けられ、磁気センサと重なる部分を有する外付け磁気シールドとを有している。これにより、磁気センサに伝達される磁気ノイズを磁気シールドと外付け磁気シールドとによって遮断し、センサの検出精度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１３５１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、集磁リングに伝達される磁気ノイズを遮断し、外部磁場の影響を抑制すること目的として磁気シールドを配置する場合、磁気シールドは、集磁リングの周囲の広い範囲に亘って配置する必要があるため、磁気シールドは、形状が複雑なものになり易くなる。この場合、磁気シールドの製造が困難になり、また、磁気シールドの取り付けも困難になり易くなるため、製造コストの増加につながり易くなる。このため、製造コストの増加を抑えつつ、トルクを検出する際における外部磁場の影響を抑制するのは困難なものとなっていた。
【０００６】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、製造コストの増加を抑えつつ、トルクを検出する際における外部磁場の影響を抑制することのできるトルクセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のトルクセンサは、シャフトに固定されるステータと、前記ステータに対向して配置された円筒状の磁石と、内側に前記シャフトと前記ステータと前記磁石とを配置するハウジングと、前記ステータと前記磁石との相対的な位置変化に応じた磁束の変化を検出する集磁ヨークと、前記集磁ヨークで検出した磁束の変化を電気信号にして出力するホール素子と、を有するコレクタアッセンブリと、を備え、前記ハウジングは、前記シャフトの径方向における外側に突出すると共に前記コレクタアッセンブリを収容する収容部を有し、前記集磁ヨークは、前記コレクタアッセンブリが前記収容部に収容された状態において前記ホール素子を前記シャフトの軸方向における両側から挟み込む第１集磁ヨークと第２集磁ヨークとを有し、前記収容部には、前記軸方向における一方側から前記収容部を覆う第１シールド部と、前記軸方向における他方側から前記収容部を覆う第２シールド部とを有する磁気シールドカバーが取り付けられる。
【０００８】
この構成によれば、内側に集磁ヨークやホール素子が配置される収容部に磁性体が近付いた場合でも、ホール素子による磁束の検出方向である軸方向からホール素子に対して作用する磁性体からの外部磁場を、磁気シールドカバーによって遮蔽することができる。これにより、磁石からステータに作用する磁束の変化を集磁ヨークやホール素子によって検出する際に、外部磁場の影響を抑制することができ、トルクセンサは、操舵トルクを適切に検出することができる。また、集磁ヨークやホール素子は収容部に収容されるため、磁気シールドカバーは複雑な形状にする必要がなく、収容部を軸方向における両側から覆う形状にすることにより、トルクセンサの外部の磁性体からの外部磁場を、集磁ヨークやホール素子に対して遮蔽することができる。これにより、磁気シールドカバーは、複雑な形状にすることなく外部磁場を遮蔽することができるため、磁気シールドカバーの製造時におけるコストを低減することができる。これらの結果、製造コストの増加を抑えつつ、トルクを検出する際における外部磁場の影響を抑制することができる。
【０００９】
望ましい形態として、前記第１シールド部と前記第２シールド部との少なくとも一方は、前記軸方向において前記ホール素子に対して重なって配置される。
【００１０】
この構成によれば、磁気シールドカバーは、ホール素子での磁束の検出方向である軸方向からホール素子に対して作用する外部磁場を、ホール素子に対して重なって配置される第１シールド部や第２シールド部によって遮蔽することができる。これにより、磁石からステータに作用する磁束の変化をホール素子によって検出する際に、外部磁場の影響を磁気シールドカバーによって抑制することができる。この結果、トルクを検出する際における外部磁場の影響を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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