FR2995679A1 - Capteur de couple et systeme de direction assistee utilisant celui-ci - Google Patents
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Abstract
Capteur de couple (TS) pour direction assistée de véhicule, détectant le couple d'un arbre de direction à premier (3) et deuxième (1) arbres reliés par une barre de torsion (2). Ce capteur comprend un élément magnétique disposé au premier arbre et ayant des pôles magnétiques agencés alternativement suivant la circonférence de l'axe de rotation. Un premier élément de bobine (31), disposé au deuxième arbre, a des premières portions de plaquette agencées concentriquement audit axe et faisant face à l'élément magnétique, radialement et une première portion annulaire. Un deuxième élément de bobine (32), disposé au deuxième arbre, a des deuxièmes portions de plaquette agencées concentriquement audit axe pour que les premières et deuxièmes portions de plaquette soient agencées alternativement dans la circonférence et que les deuxièmes portions de plaquette font face à l'élément magnétique radialement. Une deuxième portion annulaire agencée et séparée de et fait face à la première portion annulaire.
Description
La présente invention se rapporte à un capteur de couple qui détecte un couple de direction d'un conducteur et à un système de direction assistée utilisant le capteur de couple. La présente invention s'applique au système de direction assistée d'un véhicule etc. Par exemple, un capteur de couple de l'art apparenté appliqué au système de direction assistée d'un véhicule a été divulgué dans la Publication Provisoire de Brevet Japonais N° 2004-309463 (référencée ci-après comme "JP2004-309463"). Une brève explication d'une configuration du capteur de couple du JP2004-309463 sera fournie ici. Le capteur de couple possède un élément magnétique, des premier et deuxième éléments de bobine, des premier 15 et deuxième concentrateurs de flux magnétique et un capteur magnétique. Un arbre de direction est formé par deux éléments d'arbre qui sont reliés d'une manière tournante l'un relativement à l'autre par une barre de torsion. 20 L'élément magnétique est fixé sur une périphérie extérieure d'un élément d'arbre de l'arbre de direction et possède une pluralité de pôles magnétiques dans la direction circonférentielle. Les premier et deuxième éléments de bobine sont une 25 paire d'éléments annulaires réalisés en matériau magnétique mou et sont fixés sur une périphérie extérieure de l'autre élément d'arbre de l'arbre de direction par un organe de retenue. Chacun de ces premier et deuxième éléments de bobine annulaires possède une 30 pluralité de portions de plaquette (ongles) qui s'étendent dans une direction radialement intérieure, et les premier et deuxième éléments de bobine sont agencés de telle sorte que les portions de plaquette du premier élément de bobine et les portions de plaquette du 35 deuxième élément de bobine se font face (ou sont opposées les unes aux autres) dans une direction axiale.
Les premier et deuxième concentrateurs de flux magnétique sont chacun agencé à une partie de zone, dans la direction circonférentielle, des premier et deuxième éléments de bobine de sorte que les premier et deuxième 5 concentrateurs de flux magnétique se font face (ou sont opposés l'un à l'autre) entre les premier et deuxième éléments de bobine dans la direction axiale. Les premier et deuxième concentrateurs de flux magnétique sont une paire de concentrateurs de flux magnétique par lesquels 10 un champ magnétique est produit entre les éléments de bobine. Le capteur magnétique est logé dans un entrefer formé entre les premier et deuxième concentrateurs de flux magnétique et détecte le flux magnétique qui passe 15 entre ces premier et deuxième concentrateurs de flux magnétique. Le capteur de couple du JP2004-309463 détecte un couple qui est entré dans l'arbre de direction, en accord avec un changement du flux magnétique (densité du flux 20 magnétique) détecté par le capteur magnétique. Cependant le capteur de couple du JP2004-309463 est configuré de sorte que les portions de plaquette du premier élément de bobine et les portions de plaquette du deuxième élément de bobine sont placées à des positions 25 de direction axiale différentes. De ce fait, si une position de direction axiale relative entre l'élément magnétique et les premier et deuxième éléments de bobine change, il se produit une différence de l'entrefer entre l'élément magnétique et les éléments de bobine. Par 30 conséquent, les caractéristiques de sortie ou de performance du capteur de couple varient fortement, et il est possible qu'une détection précise du couple ne puisse pas être effectuée. La présente invention a donc pour objectif la 35 réalisation d'un capteur de couple et d'un système de direction assistée utilisant le capteur de couple, qui soit apte à exécuter une détection précise du couple, même dans le cas où une position de direction axiale relative entre l'élément magnétique et l'élément de bobine change. Conformément à un aspect de la présente invention, il est réalisé un capteur de couple détectant un couple produit dans un élément de rotation tek qu'un arbre de direction qui est formé par un premier élément d'arbre et un deuxième élément d'arbre, les deux étant connectés par une barre de torsion, caractérisé en ce que le capteur de couple comprend : un élément magnétique réalisé au premier élément d'arbre de manière à tourner intégralement avec le premier élément d'arbre et ayant des pôles magnétiques différents qui sont agencés en alternance dans une direction circonférentielle d'une manière concentrique à un axe de rotation de l'élément de rotation tel qu'un arbre de direction ; un premier élément de bobine réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre de 20 façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre, le premier élément de bobine ayant : (a) une pluralité de premières portions de plaquette qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation de manière à faire face à l'élément magnétique 25 dans une direction radiale de l'axe de rotation ; et (b) une première portion annulaire qui relie les premières portions de plaquette entre elles, un deuxième élément de bobine réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre de 30 façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre, le deuxième élément de bobine ayant : (c) une pluralité de deuxièmes portions de plaquette qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation de telle manière que les premières portions de 35 plaquette et les deuxièmes portions de plaquette sont agencées alternativement dans la direction circonférentielle et que les deuxièmes portions de plaquette soient face à l'élément magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation ; et (d) une deuxième portion annulaire qui est agencée de façon à être séparée de et à être face à la première 5 portion annulaire et relie les deuxièmes portions de plaquette entre elles ; et un capteur magnétique comportant un dispositif à effet Hall qui détecte un changement du champ magnétique entre la première portion annulaire et la deuxième 10 portion annulaire qui se produit en accord avec un changement d'un angle relatif entre les premières et deuxièmes portions de plaquette et l'élément magnétique en réponse à une déformation de torsion de la barre de torsion, et 15 le couple produit dans l'élément de rotation tel que l'arbre de direction est détecté sur la base d'un signal de sortie du capteur magnétique. Le capteur peut comporter au moins l'une des caractéristiques techniques suivantes prises 20 individuellement ou en combinaison : - les première et deuxième portions annulaires sont agencées à un côté dans la direction axiale de l'axe de rotation relativement aux premières et deuxièmes portions de plaquette ; 25 - les première et deuxième portions annulaires sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation ; - un premier anneau de concentration de flux magnétique qui est réalisé en matériau magnétique et qui 30 possède une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation, le premier anneau de concentration de flux magnétique étant disposé entre la première portion annulaire et la deuxième portion 35 annulaire et produisant à l'intérieur de celles-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la première portion annulaire ; et un deuxième anneau de concentration de flux magnétique qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation, le deuxième anneau de concentration de flux magnétique étant disposé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique et la deuxième portion annulaire et produisant entre ceux-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la deuxième portion annulaire, et dans lequel le capteur magnétique détecte le changement du champ magnétique produit entre le premier anneau de concentration de flux magnétique et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique ; - le capteur magnétique est agencé entre le premier 15 anneau de concentration de flux magnétique et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique ; - le premier anneau de concentration de flux magnétique est positionné à proximité de la première portion annulaire en comparaison avec l'élément 20 magnétique ; - le premier élément de bobine comporte, entre la première portion annulaire et chaque première portion de plaquette une première portion s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction 25 radialement extérieure de l'axe de rotation d'un côté de première portion annulaire vers un côté de première portion de plaquette par le fait que la première portion annulaire est formée de façon qu'un diamètre de la première portion annulaire soit plus petit qu'un diamètre 30 des premières portions de plaquette agencées concentriquement, le deuxième élément de bobine comporte, entre la deuxième portion annulaire et chaque deuxième portion de plaquette, une deuxième portion s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction 35 radialement intérieure de l'axe de rotation d'un côté de deuxième portion annulaire vers un côté de deuxième portion de plaquette par le fait que la deuxième portion annulaire est formée de sorte qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire soit plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette agencées concentriquement, et les premières et deuxièmes portions de plaquette sont positionnées à proximité de l'élément magnétique en comparaison avec les première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale ; - une longueur dans la direction axiale des première et deuxième portions de plaquette est réglée 10 pour être plus grande qu'une longueur dans la direction axiale de l'élément magnétique ; et - le premier élément de bobine comprend, entre la première portion annulaire et chaque première portion de plaquette, une première portion s'étendant dans la 15 direction radiale qui s'étend dans la direction radialement extérieure de l'axe de rotation depuis un côté de la première portion annulaire à un côté de la première portion de plaquette en raison du fait que la première portion annulaire est réalisée de façon qu'un 20 diamètre de la première portion annulaire soit plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette agencées concentriquement, le deuxième élément de bobine comprend, entre la deuxième portion annulaire et chaque deuxième portion de plaquette, une deuxième portion 25 s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation depuis un côté de la deuxième portion annulaire à un côté de la deuxième portion de plaquette en raison du fait que la deuxième portion annulaire est réalisée de façon qu'un 30 diamètre de la deuxième portion annulaire soit plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette agencées concentriquement, et la première portion s'étendant dans la direction radiale est réalisée pour être plus longue que la deuxième portion s'étendant dans 35 la direction radiale. Selon un autre aspect de la présente invention, il est réalisé un capteur de couple détectant un couple produit dans un élément de rotation tel qu'un arbre de direction qui est constitué d'un premier élément d'arbre et d'un deuxième élément d'arbre, les deux étant reliés par une barre de torsion, le capteur de couple comprenant 5 un élément magnétique disposé au premier élément d'arbre de façon à tourner intégralement avec le premier élément d'arbre et ayant des pôles magnétiques différents qui sont agencés en alternance dans une direction circonférentielle concentriquement à un axe de rotation 10 de l'élément de rotation tel que l'arbre de direction ; un premier élément de bobine réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre de façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre, le premier élément de bobine comportant : 15 (a) une pluralité de premières portions de plaquette qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation de manière à faire face à l'élément magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation ; et (b) une première portion annulaire qui relie les 20 premières portions de plaquette ensemble, un deuxième élément de bobine réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre de façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre, le deuxième élément de bobine comportant : 25 (c) une pluralité de deuxièmes portions de plaquette qui sont disposées concentriquement à l'axe de rotation de telle manière que les premières portions de plaquette et les deuxièmes portions de plaquette sont agencées alternativement dans la direction 30 circonférentielle, et que les deuxièmes portions de plaquette sont décalées des premières portions de plaquette vers un côté de l'élément magnétique pour être positionnées à proximité de l'élément magnétique, de même les deuxièmes portions de plaquette font face à l'élément 35 magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation ; et (d) une deuxième portion annulaire qui est agencée de façon à être séparée de et à faire face à la première portion annulaire et qui relie les deuxièmes portions de plaquette ensemble ; et un capteur magnétique comportant un dispositif à effet Hall qui détecte un changement du champ magnétique entre la première portion annulaire et la deuxième portion annulaire qui se produit en accord avec un changement d'un angle relatif entre les première et deuxième portions de plaquette et l'élément magnétique en réponse à une déformation de torsion de la barre de torsion, et le couple produit dans l'élément de rotation tel que l'arbre de direction étant détecté sur la base d'un 15 signal de sortie du capteur magnétique. Le capteur peut comporter au moins l'une des caractéristiques techniques suivantes prises individuellement ou en combinaison : - les premières et deuxièmes portions de plaquette 20 sont disposées à un côté de l'élément magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation ; et - les première et deuxième portions annulaires sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction radiale de l'axe de rotation, les premières portions de 25 plaquette étant agencées à l'intérieur de l'élément magnétique dans la direction radiale de l' axe de rotation, et les deuxièmes portions de plaquette sont agencées à l'extérieur de l'élément magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation. 30 Selon encore un autre aspect de l'invention, il est réalisé un système de direction assistée qui comprend : un mécanisme de direction ayant (i) un arbre de direction formé par un arbre d'entrée qui tourne en accord avec une opération de direction d'un volant de direction et un 35 arbre de sortie auquel une rotation de l'arbre d'entrée est transmise en étant relié à l'arbre d'entrée par une barre de torsion, et (ii) un mécanisme de conversion qui convertit une rotation de l'arbre de sortie en un mouvement de direction de roues de roulement dirigées ; un capteur de couple qui détecte un couple de direction produit dans l'arbre de direction ; et un moteur électrique qui fournit une force de direction au mécanisme de direction sur la base d'un signal de sortie du capteur de couple. Le capteur de couple comporte un élément magnétique réalisé à l'un parmi l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de manière à tourner intégralement avec un arbre et ayant des pôles magnétiques différents qui sont agencés alternativement dans une direction circonférentielle d'une manière concentrique à l'axe de rotation de l'arbre de direction ; un premier élément de bobine réalisé en matériau magnétique et disposé à l'autre parmi l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de façon à tourner intégralement avec l'autre arbre, le premier élément de bobine ayant (a) une pluralité de premières portions de plaquette qui sont agencées d'une manière concentrique à l'axe de rotation de manière à faire face à l'élément magnétique dans une direction radiale de l'axe de rotation, et (b) une première portion annulaire qui relie les premières portions de plaquette ensemble ; un deuxième élément de bobine réalisé en matériau magnétique et disposé à l'autre parmi l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de manière à tourner intégralement avec l'autre arbre, le deuxième élément de bobine ayant (c) une pluralité de deuxièmes portions de plaquette qui sont agencées d'une manière concentrique à l'axe de rotation de telle manière que les premières portions de plaquette et les deuxièmes portions de plaquette sont agencées alternativement dans la direction circonférentielle et que les deuxièmes portions de plaquette font face à l'élément magnétique dans la direction radiale de l'axe de rotation, et (d) une deuxième portion annulaire qui est agencée de manière à être séparée de et à faire faire à la première portion annulaire et qui relie les deuxièmes portions de plaquette entre elles ; et un capteur magnétique ayant un dispositif à effet Hall qui détecte un changement du champs magnétique entre la première portion annulaire et la deuxième portion annulaire qui se produit par suite d'un changement d'un angle relatif entre les premières et deuxièmes portions de plaquette et l'élément magnétique en réponse à une déformation de torsion de la barre de torsion. Le système de direction assistée peut comporter au 10 moins l'une des caractéristiques techniques suivantes prises individuellement ou en combinaison : - les première et deuxième portions annulaires sont disposées à un côté dans une direction axiale de l'axe de rotation relativement aux premières et deuxièmes portions 15 de plaquette ; - les première et deuxième portions annulaires sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation ; - le capteur de couple comprend en outre un premier 20 anneau de concentration de flux magnétique qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation, le premier anneau de concentration de flux 25 magnétique étant disposé entre la première portion annulaire et la deuxième portion annulaire et produisant entre celles-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la première portion annulaire, et un deuxième anneau de concentration de flux magnétique 30 qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation, le deuxième anneau de concentration de flux magnétique étant disposé entre le premier anneau de 35 concentration de flux magnétique et la deuxième portion annulaire et produisant entre ceux-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la deuxième portion annulaire, et le capteur magnétique détecte le changement du champ magnétique produit entre le premier anneau de concentration de flux magnétique et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique ; - le capteur magnétique est agencé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique ; - le premier anneau de concentration de flux magnétique est positionné à proximité de la première 10 portion annulaire en comparaison avec l'élément magnétique ; et - le premier élément de bobine comprend, entre la première portion annulaire et chaque première portion de plaquette, une première portion s'étendant dans la 15 direction radiale, qui s'étend dans une direction radialement extérieur de l'axe de rotation d'un côté de la première portion annulaire à un côté de la première portion de plaquette étant donné que la première portion annulaire est réalisée de façon qu'un diamètre de la 20 première portion annulaire soit plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette agencées concentriquement, le deuxième élément de bobine comprend, entre la deuxième portion annulaire et chaque deuxième portion de plaquette, une deuxième portion s'étendant 25 dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation d'un côté de la deuxième portion annulaire vers un côté de la deuxième portion de plaquette étant donné que la deuxième portion annulaire est réalisée de façon qu'un diamètre de la 30 deuxième portion annulaire soit plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette agencées concentriquement, et les premières et deuxièmes portions de plaquette sont positionnées à proximité de l'élément magnétique en comparaison avec les première et deuxième 35 portions s'étendant dans la direction radiale. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique représentant une configuration d'un système de direction assistée de la présente invention ; la figure 2 est un dessin qui représente un capteur de couple selon un premier mode de réalisation et qui est 10 une section transversale longitudinale d'un système de direction (autour d'un premier mécanisme d'engrenages à crémaillère) représenté sur la figure 1 ; la figure 3 est un vue en perspective du capteur de couplé représenté sur la figure 2 ; 15 la figure 4 est une vue éclatée en perspective du capteur de couple représenté sur la figure 3 ; la figure 5 est une vue en section du capteur de couple, prise le long d'une ligne A-A de la figure 2 ; la figure 6 est une vue à plus grande échelle d'une 20 partie principale autour du capteur de couple représenté sur la figure 2 ; la figure 7 est un graphique représentant une relation entre un angle de rotation d'un arbre de direction et une variation de sortie d'un capteur 25 magnétique, selon le premier mode de réalisation ; la figure 8 est un graphique représentant une relation entre une quantité de décalage de position dans la direction axiale entre les éléments de bobine et un aimant permanent et une variation de sortie du capteur 30 magnétique, selon la premier mode de réalisation ; la figure 9 est un graphique représentant une relation entre une quantité de décalage de position dans la direction axiale entre les éléments de bobine et l'aimant permanent et la variation de sortie du capteur 35 magnétique, selon la premier mode de réalisation ; la figure 10 est un dessin qui représente un capteur de couple selon une première modification du premier mode de réalisation qui correspond à la figure 6 , la figure 11 est un graphique représentant une relation entre un angle relatif entre les éléments de 5 bobine et l'aimant permanent et la sortie du capteur magnétique, de la première modification ; les figures 12A et 12B représentent une deuxième modification du capteur de couple. La figure 12A est une vue en section du capteur de couple, qui correspond à la 10 section transversale A-A de la figure 2. La figure 12B est une section transversale longitudinale prise le long de la ligne B-B de la figure 12A ; la figure 13 est un dessin qui représente un capteur de couple selon un deuxième mode de réalisation, 15 et qui est une vue en perspective du capteur de couple représenté sur la figure 1 ; la figure 14 est une vue éclatée en perspective du capteur de couple représenté sur la figure 13, du deuxième mode de réalisation ; 20 les figures 15A et 15B représentent le deuxième mode de réalisation. La figure 15A est une vue en section du capteur de couple qui correspond à la section transversale A-A de la figure 2. La figure 15B est une section transversale longitudinale prise le long de la 25 ligne C-C de la figure 15A ; la figure 16 est un dessin qui représente un capteur de couple selon un troisième mode de réalisation, et est une vue en perspective du capteur de couple représenté sur la figure 1 ; 30 la figure 17 est une vue éclatée en perspective du capteur de couple représenté sur la figure 16, du troisième mode de réalisation ; les figures 18A et 18B représentent le troisième mode de réalisation. La figure 18A est une vue en section 35 du capteur de couple qui correspond à la section transversale A-A de la figure 2. La figure 18B est une section transversale longitudinale prise le long d'une ligne D-D de la figure 18A. Des modes de réalisation d'un capteur de couple et d'un système de direction assistée utilisant le capteur 5 de couple de la présente invention seront expliqués maintenant en se reportant aux dessins. Dans la description qui suit, des exemples dans lesquels le capteur de couple est appliqué à un système de direction assistée du type à crémaillère d'un véhicule seront 10 fournis. Les figures 1 à 9 représentent un premier mode de réalisation du capteur de couple de la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, dans un système de direction assistée électrique auquel le 15 capteur de couple est appliqué, un arbre de direction (un élément de rotation) qui est formé par un arbre d'entrée 1 (un deuxième élément d'arbre dans la présente invention), dont un côté d'extrémité est relié à un volant de direction SW et un premier arbre de sortie 3 20 (un premier élément d'arbre dans la présente invention) dont un côté d'extrémité est relié d'une manière tournante relativement à l'arbre d'entrée 1 par une barre de torsion 2, est lié à des roues de roulement dirigées (non représentées) par un premier mécanisme d'engrenage à 25 crémaillère RP1 qui est réalisé à un côté, dans le sens de la largeur de la caisse du véhicule. Un capteur de couple TS est placé à une périphérie extérieure de l'arbre de direction, et un moteur électrique M est entraîné et commandé par une ECU 4 sur la base d'un 30 signal de sortie du capteur de couple TS est réalisé. En outre, un deuxième arbre de sortie 6 auquel le moteur électrique M est couplé par un certain mécanisme réducteur de vitesse 5 (par exemple engrenage à vis sans fin) est lié aux roues de roulement dirigées (non 35 représentées) par un deuxième mécanisme d'engrenage à crémaillère RP2 qui est réalisé à l'autre côté, dans le sens de la largeur de la caisse du véhicule.
Le premier mécanisme d'engrenage à crémaillère RP1 comprend un pignon planétaire 3a qui est réalisé à l'autre côté d'extrémité du premier arbre de sortie 3 et des premières dents de crémaillère (non représentées) qui 5 sont réalisées à un côté d'extrémité d'une barre de crémaillère 8 dont les deux extrémités sont liées aux roues de roulement dirigées par des tirants 7, 7. Le deuxième mécanisme d'engrenage à crémaillère RP2 possède un deuxième pignon planétaire 6a qui est couplé à une 10 portion d'extrémité supérieure du deuxième arbre de sortie 6 et des deuxièmes dents de crémaillère (non représentées) qui sont réalisées à l'autre côté d'extrémité de la barre de crémaillère 8. Dans la configuration ci-dessus, la barre de 15 torsion 2 tord sur la base d'un couple de direction entré dans l'arbre d'entrée 1 par le volant de direction SW, et le premier arbre de sortie 3 tourne en accord avec un couple de rotation qui est produit lors du rétablissement de la barre de torsion 2 de ou en réponse à la torsion 20 (déformation de torsion) de la barre de torsion 2. Ce mouvement de rotation du premier arbre de sortie 3 est converti en un mouvement rectiligne de la barre de crémaillère 8 par le premier mécanisme d'engrenage à crémaillère RP1. D'autre part, le deuxième arbre de 25 sortie 6 tourne selon un couple d'assistance à la direction qui est produit au moteur électrique M sur la base du couple de direction, et ce mouvement de rotation du deuxième arbre de sortie 6 est converti en un mouvement rectiligne de la barre de crémaillère 8 par le 30 deuxième mécanisme d'engrenage à crémaillère RP2. Par ces mécanismes de conversion, la direction des roues de roulement dirigées est changée tout en recevant une assistance de direction du moteur électrique M. Comme représenté sur la figure 2, en ce qui 35 concerne l'arbre de direction, l'autre côté d'extrémité de l'arbre d'entrée 1 et l'ensemble du premier arbre de sortie 3 sont logés à l'intérieur d'un premier boîtier d'engrenages 10 qui renferme dans celui-ci le premier mécanisme d'engrenage à crémaillère RP1. Le premier boîtier d'engrenages 10 est formé par une paire d'éléments de formation de boîtier d'un corps de boîtier 11 et d'un couvercle de boîtier 12 en reliant ces éléments ensemble avec plusieurs boulons 9 agencés dans la direction circonférentielle. Le corps de boîtier 11 est un boîtier sensiblement cylindrique qui renferme l'ensemble du premier arbre de sortie 3. Le couvercle de boîtier 12 est un couvercle qui couvre ou ferme une ouverture côté extrémité qui est une portion d'extrémité supérieure du corps de boîtier 11. Le corps de boîtier 11 comprend une section de grand diamètre lla formée par paliers en agrandissant le diamètre d'un côté d'extrémité précité du corps de boîtier 11 et une section d'un petit diamètre llb d'un diamètre relativement petit et formée en choisissant un diamètre (un diamètre intérieur) de l'autre côté du corps de boîtier 11 qui est légèrement plus grand qu'un diamètre extérieur du premier arbre de sortie 3. Ensuite, le capteur de couple TS est disposé sur une zone périphérique extérieure d'une connexion de l'arbre d'entrée 1 et du premier arbre de sortie 3 où l'autre portion d'extrémité de l'arbre d'entrée 1 qui est logée dans la section d'un grand diamètre lla et une portion d'extrémité précitée du premier arbre de sortie 3 sont connectées. Deux paliers BR1, BR2 sont réalisés aux deux portions d'extrémité de la section d'un petit diamètre llb du corps de boîtier 11, et le premier arbre de sortie 3 est supporté en rotation par la paire de paliers BR1, BR2. D'autre part, un palier BR3 est également prévu à une périphérie intérieure d'une portion resserrée 12a formée au milieu, dans une direction axiale, du couvercle de boîtier 12, et l'arbre d'entrée 1 est supporté en rotation par le palier BR3.
Comme représenté sur les figures 2 à 6, le capteur de couple TS comprend essentiellement un élément magnétique 20, une paire de premier et deuxième éléments de bobine 31, 32, une paire de premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et une paire de capteurs magnétiques 60, 60. L'élément magnétique 20 est réalisé en une forme sensiblement cylindrique. L'élément magnétique 20 est fixé sur une périphérie extérieure d'une portion d'extrémité précitée du premier arbre de sortie 3 et tourne ensuite intégralement avec le premier arbre de sortie 3. Les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont réalisés en matériau magnétique mou et ont une forme sensiblement cylindrique. Les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont tous les deux fixés sur une périphérie extérieure de l'autre portion d'extrémité de l'arbre d'entrée 1, et tournent ensuite intégralement avec l'arbre d'entrée 1. Comme on peut le voir sur la figure 6, les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont agencés de sorte que chaque côté d'extrémité (chaque côté de portion d'extrémité inférieure sur la figure 6, qui correspond à la première portion de plaquette 41 et la deuxième portion de plaquette 42 mentionnées ci-après) des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 soit opposé à ou en face de l'élément magnétique 20 dans la direction radiale sans venir en contact avec l'élément magnétique 20. Les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont disposés dans un espace Cl de la direction radiale formé entre les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 à l'autre côté d'extrémité (côtés de portion d'extrémité supérieure sur la figure 6, qui correspond à la première portion annulaire 43 et la deuxième portion annulaire 44 mentionnées ci-après) des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32. Les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 ont une forme sensiblement annulaire telle que le champ magnétique (flux magnétique) produit par l'élément magnétique 20 et passant vers l'autre côté d'extrémité des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 est concentré ou collecté dans une zone prédéterminée. Les capteurs magnétiques 60, 60 sont logés entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52, les capteurs magnétiques 60, 60 étant espacés selon un entrefer prédéterminé C2 des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52. Les capteurs magnétiques 60, 60 détectent le flux magnétique qui passe entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52.
L'élément magnétique 20 comprend un aimant permanent annulaire 21 réalisé en matériau magnétique, un manchon sensiblement cylindrique 23 réalisé en un matériau métallique prédéterminé et un isolateur 22 réalisé en un matériau de résine prédéterminé.
L'aimant permanent 21 comprend une pluralité de pôles magnétiques différents (le pôle nord (pôle N) et le pôle sud (pôle S), dans le présent mode de réalisation, chacun des 8 pôles, tous les 16 pôles) agencés en alternance dans la direction circonférentielle. Un côté d'extrémité du manchon 23 est joint à une portion périphérique intérieure de l'aimant permanent 21 d'une manière isolée par l'isolateur 22 en résine. L'élément magnétique 20 est réalisé, comme une unité, par moulage (en utilisant un moule) de l'aimant 30 permanent 21 et du manchon 23 avec le matériau de résine (l'isolateur réalisé en résine 22). Ensuite le manchon 23 est ajusté sur une portion d'un grand diamètre 3b qui est formée par paliers à l'autre périphérie d'une portion d'extrémité précitée du premier arbre de sortie 3, et un 35 bord supérieur du manchon 23 est soudé au laser le long de la direction circonférentielle, l'élément magnétique 20 est ainsi fixé sur la périphérie extérieure du premier arbre de sortie 3 par le manchon 23. Le premier élément de bobine 31 est réalisé en une forme coudée en section transversale verticale telle que le côté d'extrémité précité (le côté de portion d'extrémité inférieure sur la figure 6) du premier élément de bobine 31 possède un diamètre relativement grand, et l'autre côté d'extrémité (le côté de portion d'extrémité supérieure sur la figure 6) du premier élément de bobine 31 possède un diamètre relativement petit. Plus particulièrement, au côté d'extrémité précité (le côté de portion d'extrémité inférieure sur la figure 6) du premier élément de bobine 31, une pluralité des premières portions de plaquette 41 sont formées de sorte que sa section transversale verticale a une forme de L inversée telle que le côté d'extrémité précité du premier élément de bobine 31 s'élargit ou s'étend dans la direction radialement vers l'extérieur. De même, les premières portions de plaquette 41 sont établies d'une manière concentrique à l'arbre de direction (un axe de rotation Z) de sorte que les premières portions de plaquette 41 sont agencées à des intervalles prédéterminés dans la direction circonférentielle à une zone périphérique extérieure de l'élément magnétique 20.
D'autre part, à l'autre côté d'extrémité (le côté de la portion d'extrémité supérieure sur la figure 6) du premier élément de bobine 31, la première portion annulaire 43 d'une forme d'anneau qui continue dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation Z est formée. La première portion annulaire 43 relie les premières portions de plaquette 41 ensemble en les reliant à chaque portion de base des premières portions de plaquette 41. Le premier élément de bobine 31 est formé par les premières portions de plaquette 41 et la première portion annulaire 43, décrite ci-dessus. Le deuxième élément de bobine 32 est réalisé en une forme coudée en section transversale verticale telle que le côté d'extrémité précité (le côté de la portion d'extrémité inférieure sur la figure 6) du deuxième élément de bobine 32 ait un diamètre relativement petit, et que l'autre côté d'extrémité (le côté de la portion d'extrémité supérieure sur la figure 6) du deuxième élément de bobine 32 ait un diamètre relativement grand. Plus spécifiquement, au côté d'extrémité précité (le côté de la portion d'extrémité inférieure sur la figure 6) du deuxième élément de bobine 32, une pluralité des deuxièmes portions de plaquette 42 est formée de sorte que sa section transversale verticale a une forme de L inversé telle que le côté d'extrémité précité du deuxième élément de bobine 32 rétrécit ou se raccourcit dans la direction radialement vers l'intérieur. De même, les deuxièmes portions de plaquette 42 sont placées d'une manière concentrique à l'arbre de direction (l'axe de rotation Z) à la zone périphérique extérieure de l'élément magnétique 20 de sorte que les deuxièmes portions de plaquette 42 sont agencées à des intervalles prédéterminés dans la direction circonférentielle de telle sorte que la deuxième portion de plaquette 42 et la première portion de plaquette 41 sont agencées en alternance sur la même circonférence d'un cercle que celle des premières portions de plaquette 41. D'autre part, à l'autre côté d'extrémité (le côté de la portion d'extrémité supérieure sur la figure 6) du deuxième élément de bobine 32, la deuxième portion annulaire 44 ayant une forme annulaire qui continue dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation Z est formée. La deuxième portion annulaire 44 relie les deuxièmes portions de plaquette 42 ensemble en les reliant à chaque portion de base des deuxièmes portions de plaquette 42. Le deuxième élément de bobine 32 est formé par les deuxièmes portions de plaquette 42 et la deuxième portion annulaire 44, décrite ci-dessus. Le premier élément de bobine 31 et le deuxième élément de bobine 32 sont placés de telle sorte que, chaque première portion de plaquette 41 et chaque deuxième portion de plaquette 42 étant agencées en alternance sur la même circonférence du cercle, également la deuxième portion annulaire 44 est positionnée au côté circonférentiel extérieure de la première portion annulaire 43 et est séparée de et fait face à la première portion annulaire 43 dans la direction radiale. Dans cet état d'agencement, les première et deuxième portions de plaquette avoisinantes ou adjacentes 41, 42 sont reliés l'une à l'autre par un isolateur 33 qui est réalisé dans le même matériau de résine que celui de l'isolateur 22 de l'élément magnétique 20. En outre, comme représenté sur la figure 6, un manchon sensiblement cylindrique 34 en un matériau métallique prédéterminé est réalisé à un côté circonférentiel intérieur de la première portion annulaire 43 et est relié aux premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 par l'isolateur 33. Les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont ensuite fixés sur la périphérie extérieure de l'arbre d'entrée 1 par le manchon 34. Quant à la manière de fixation des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sur la périphérie extérieure de l'arbre d'entrée 1, de la même manière que l'élément magnétique 20, le manchon 34 est ajusté sur une portion d'un grand diamètre lb qui est formée par paliers à la périphérie extérieure de l'autre portion d'extrémité de l'arbre d'entrée 1, et un bord supérieur du manchon 34 est soudé au laser dans le direction circonférentielle, ensuite les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont fixés sur la périphérie extérieure de l'arbre d'entrée 1 par le manchon 34. Les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 comportent respectivement des première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale et des première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale.
Les première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale s'étendent le long de la direction axiale (dans la direction de l'arbre) de l'axe de rotation Z et font face à l'aimant permanent 21 dans la direction radiale. Les première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale sont réalisées pour se courber ou former un coude depuis les première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale, respectivement, et s'étendent le long de la direction radiale de l'axe de rotation Z. Ici, comme représenté sur la figure 6, chaque longueur de direction axiale L2 des première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale est réglée pour être au moins plus grande qu'une longueur de direction axiale Ll de l' aimant permanent 21. Ensuite, les première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21 sont configurés de telle sorte que l'aimant permanent 21 est complètement renfermé ou entouré par les première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale depuis un côté extérieur de direction radiale. En outre, en ce qui concerne un entrefer entre les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 et l'aimant permanent 21, une quantité de séparation dans la direction radiale (un entrefer) C4 entre chacune des première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21 est établie pour qu'elle soit suffisamment plus petite qu'une quantité de séparation dans la direction axiale (un entrefer) C3 entre chacune des première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale et l'aimant permanent 21. Les premier et deuxième anneaux de concentration 35 de flux magnétique 51, 52 sont des anneaux en forme d'arc ayant les deux bords dans la direction circonférentielle et s'étendant sur 180 degrés dans la direction circonférentielle. Les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 entourent ou renferment l'axe de rotation Z dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation Z. concentration se chevaucher la direction couches. dans concentration Les premier et deuxième anneaux de de flux magnétique 51, 52 sont établis pour dans la direction axiale lors d'une vue de radiale (de manière à être agencés en la direction radiale), le premier anneau de de flux magnétique 51 étant positionné à un côté circonférentiel intérieur et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52 étant positionné à un côté circonférentiel extérieur. Les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 présentent des première et deuxième portions plates 51a, 52a (décrites ultérieurement), chacune étant formée à une partie, dans la direction radiale, des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 de manière à se faire face. Ensuite, deux capteurs magnétiques 60, 60 sont logés dans un espace C5 dans la direction radiale formé par les première et deuxième portions plates 51a, 52a. Le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 est réalisé en une forme sensiblement annulaire qui s'étend sur une large zone dans la direction circonférentielle de presque 320 degrés, de même le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 est réalisé, à un côté opposé (à une position symétrique autour d'un centre) à une première portion de coupe 51b formée en étant coupée dans la direction circonférentielle, avec la première portion plate 51a qui fait saillie dans la direction radialement vers l'extérieur et a une forme rectangulaire en section transversale horizontale. Le deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52 est réalisé en une forme sensiblement annulaire qui s'étend sur une zone dans la direction circonférentielle de presque 290 degrés, qui est plus étroite que celle du premier anneau de concentration de flux magnétique 51, de même le deuxième anneau de 5 concentration de flux magnétique 52 est réalisé, à un côté opposé (à une position symétrique autour d'un centre) à une deuxième portion de coupe 52b formée en étant coupée dans la direction circonférentielle, avec la deuxième portion plate 52a qui est formée pour être plate 10 en étant compressée dans la direction radialement vers l'intérieur. Ici, les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont formés de telle sorte qu'une zone dans la direction 15 circonférentielle de la première portion de coupe 51b du premier anneau de concentration de flux magnétique 51 positionnée au côté circonférentiel intérieur est plus étroite, et une zone dans la direction circonférentielle de la deuxième portion de coupe 52b du deuxième anneau de 20 concentration de flux magnétique 52 positionnée au côté circonférentiel extérieur est plus large. Ainsi les deux longueurs circonférentielles des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont sensiblement égales l'une à l'autre. Par conséquent, des 25 résistances de chemin magnétique entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont égalisées. Les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont joints l'un à l'autre par un 30 isolateur 53 (voir figure 2) qui est réalisé dans le même matériau de résine que celui des isolateurs 22 et 33 de l'élément magnétique 20 et des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32. De même, les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 35 52 sont fixés à la section d'un grand diamètre lla du corps de boîtier 11 par l'isolateur 53 selon une certaine manière de fixation (par exemple avec des boulons) de sorte qu'au moins une partie d'une zone dans la direction axiale X (voir figure 4) des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 se chevauche avec les première et deuxième portions annulaires 43, 44 5 dans la direction axiale lors d'une vue depuis la direction radiale (au moins une partie d'une zone X dans la direction axiale des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et des première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont agencées en 10 couches dans la direction radiale) entre les première et deuxième portions annulaires 43, 44. En outre, lorsqu'on prend en considération une relation de position avec l'aimant permanent 21, les premier et deuxième anneaux de concentration de flux 15 magnétique 51, 52 sont configurés de telle sorte que, pour qu'une quantité de séparation dans la direction axiale entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et l'aimant permanent 21 soit suffisamment grande en comparaison avec 20 un entrefer C6 d'une quantité de séparation dans la direction radiale entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et les première et deuxième portions annulaires 43, 44, l'entrefer C6 est suffisamment plus petit qu'une quantité 25 de séparation C7 dans la direction axiale entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et les première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale des première et deuxième portions de plaquette 41, 42. 30 Comme mentionné ci-dessus, une paire de capteurs magnétiques 60, 60 est logée dans l'espace C5 dans la direction radiale entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52. Chacun des capteurs magnétiques 60, 60 comporte une portion de 35 détection 61 qui est un CI à effet Hall et une borne de connexion 62.
La portion de détection 61 présente à l'intérieur un dispositif à effet Hall et détecte, par le dispositif à effet Hall, le champ magnétique (le flux magnétique) qui passe entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 (entre les première et deuxième portions plates 51a, 52a) La borne de connexion 62 est une borne pour la connexion de la portion de détection 61 à une carte de commande 63 (une carte de circuit, voir figure 2) située 10 au-dessus du capteur de couple TS. C'est-à-dire que chaque capteur magnétique 60 luimême est immobilisé ou fixé en étant connecté à la carte de commande 63 par la borne de connexion 62, et les capteurs magnétiques 60, 60 sont logés dans l'espace C5 15 dans la direction radiale entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 (les première et deuxième portions plates 51a, 52a), les capteurs magnétiques 60, 60 étant espacés selon l'entrefer prédéterminé C2 des premier et deuxième 20 anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 (les première et deuxième portions plates 51a, 52a). Les capteurs magnétiques 60, 60 détectent, en utilisant l'effet de Hall par le dispositif à effet de Hall, la densité du flux magnétique qui passe entre les premier et 25 deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 par les portions de détection 61, 61. Ensuite une opération de couple dans la carte de commande 63 est exécutée en utilisant un signal de sortie qui change en accord avec la densité détectée du flux magnétique des 30 portions de détection 61, 61. Ici, comme représenté sur la figure 2, la carte de commande 63 est connectée à la ECU 4 (voir figure 1) par un connecteur carte-à-carte 64 qui est tiré vers l'intérieur du corps de boîtier 11 à travers un trou de 35 fenêtre 11c ménagé sur une surface latérale de la section d'un grand diamètre lla du corps de boîtier 11.
On expliquera maintenant la fonction et l'effet du capteur de couple TS du premier mode de réalisation en se reportant aux figures 1 à 6. Lorsque, en accord avec le capteur de couple TS 5 configuré comme décrit ci-dessus, le couple de direction n'est pas produit entre l'arbre d'entrée 1 et le premier arbre de sortie 3 et que l'arbre de direction se trouve dans un état de position neutre, chaque limite entre les pôles magnétiques de l'aimant permanent 21 est 10 positionnée exactement dans une position médiane dans la direction circonférentielle entre les première et deuxième portions de plaquette 41, 42, alors les résistances du chemin magnétique de l'aimant permanent 21 relativement aux première et deuxième portions de 15 plaquette 41, 42 sont égales entre elles. Par conséquent, le champ magnétique produit dans l'aimant permanent 21 est court-circuité entre les première et deuxième portions de plaquette 41, 42, et le champ magnétique ne fuit pas aux première et deuxième portions annulaires 43, 20 44. Le flux magnétique du champ magnétique n'est ainsi pas détecté par chaque capteur magnétique 60. Ensuite, lorsque le volant de direction SW est amené à tourner par une opération de direction ou braquage du conducteur et que le couple de direction agit 25 sur l'arbre d'entrée (le couple de direction est produit entre l'arbre d'entrée 1 et le premier arbre de sortie 3), chaque limite entre les pôles magnétiques de l'aimant permanent 21 se décale vers un côté dans la direction circonférentielle des première et deuxième portions de 30 plaquette 41, 42, ensuite la résistance du chemin magnétique d'un côté vers lequel chaque limite se déplace ou se décale dans la direction circonférentielle, parmi les résistances du chemin magnétique de l' aimant permanent 21 par rapport aux première et deuxième 35 portions de plaquette 41, 42 devient grande. Il en résulte que le champ magnétique produit dans l'aimant permanent 21 passe aux première et deuxième portions annulaires 43, 44 et s'écoule aux pôles magnétiques adjacents à travers les première et deuxième portions annulaires 43, 44. Par conséquent, le flux magnétique passe d'un côté à l'autre côté entre les premier et 5 deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52, et la densité du flux magnétique est détectée par les capteurs magnétiques 60, 60. Sur la base du couple de direction exercé (calculé) par le signal de sortie des capteurs magnétiques 60, 60, une opération (calcul) du 10 couple d'assistance à la direction par le moteur électrique M est exécutée dans la ECU 4. Lors de la performance de l'opération de direction ou braquage exécutée par le conducteur, une direction de conduite et une direction de fourniture du couple 15 d'assistance à la direction sont établies ou déterminées par la direction du flux magnétique qui passe entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52. Ici, dans le présent mode de réalisation, 20 l'entrefer C6 entre les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et les première et deuxième portions annulaires 43, 44 est établi ou réglé pour qu'il soit suffisamment plus petit que la quantité de séparation C7 dans la direction axiale entre 25 les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et les première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale 41b, 42b (c'est-à-dire C6 « C7). Une influence directe du champ magnétique par l'aimant permanent 21 sur les premier et deuxième 30 anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 est donc supprimée. De ce fait, comme représenté sur la figure 7, dans le cas de la configuration (C6 « C7) du présent mode de réalisation représenté par Gl, en comparaison avec un cas 35 de configuration d'une relation "C6 > C7" représenté par G2, une variation de sortie du capteur magnétique 60 résultant de l'influence directe du champ magnétique est réduite à un minimum. Il est donc possible d'améliorer la précision de détection du flux magnétique transmis des première et deuxième portions annulaires 43, 44 aux premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52. En outre, en considérant également la relation de l'entrefer entre les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 et l'aimant permanent 21, l'entrefer C4 entre les première et deuxième portions s'étendant dans la direction axiale 41a, 42a et l'aimant permanent 21 est établi pour qu'il soit suffisamment plus petit que la quantité de séparation dans la direction axiale (l'entrefer) C3 entre les première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale 41b, 42b et l'aimant permanent 21 (c'est-à-dire C3 » C4). Par conséquent, même lorsqu'il y a un décalage de position des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 dans la direction axiale, une telle influence directe du champ magnétique par l'aimant permanent 21 sur les première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale 41b, 42b pour que le champ magnétique de l'aimant permanent 21 passe directement aux première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale 41b, 42b, provoqué par un changement de la résistance du chemin magnétique en raison du décalage de la position, est supprimée. De ce fait, comme représenté sur la figure 8, dans le cas de la configuration (C3 » C4) du présent mode de réalisation représenté par G3, en comparaison avec le cas d'une configuration d'une relation "C3 < C4" représenté par G4, une variation de sortie ou de performance du capteur magnétique 60 par suite d'une influence directe du champ magnétique est réduite à un minimum. Il est donc possible de procéder à une détection de couple précise en accord avec une quantité de torsion de la barre de torsion 2. De plus, en considérant également la quantité de chevauchement entre les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 et l'aimant permanent 21, la longueur L2 dans la direction axiale des première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale est réglée pour être plus longue (plus grande) que la longueur dans la direction axiale Ll de l'aimant permanent 21 (c'est-à-dire Ll < L2). Par conséquent, même s'il se produit un décalage d'une position relative dans la direction axiale entre l'aimant permanent 21 et la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale (la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale) selon un certain degré, une certaine quantité de chevauchement de l'aimant permanent 21 et de la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale (la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale) peut être maintenue ou conservée. Ici, comme représenté sur la figure 9, dans le cas de la configuration (L1 < L2) du présent mode de réalisation représenté par G5, en comparaison avec le cas de la configuration d'une relation "Ll > L2" représenté par G6, une variation des caractéristiques de sortie du capteur magnétique 60, dans le cas où la position relative dans la direction axiale entre l'aimant permanent 21 et la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale (la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale) change, peut être efficacement supprimée. Comme expliqué ci-dessus, étant donné qu'en accord avec le système de direction assistée (le capteur de couple TS) du présent mode de réalisation, les premières portions 41a s'étendant dans la direction axiale des premières portions de plaquette 41 du premier élément de bobine 31 et les deuxièmes portions 42a s'étendant dans la direction axiale des deuxième portions de plaquette 42 du deuxième élément de bobine 32 sont agencées d'une manière concentrique (sur un cercle concentrique de l'axe de rotation Z) de manière à faire face à l'aimant permanent 21, même dans le cas où la position relative dans la direction axiale entre l'aimant permanent 21 et les deux des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 (les deux des première et deuxième portions s'étendant dans la direction axiale 41a, 42a) change, il n'y a pas de risque que les caractéristiques de sortie du capteur magnétique 60 varieront en raison du changement de position relative. La détection précise du couple par le capteur magnétique 60 peut donc être atteinte ou réalisée.
En outre, dans le capteur de couple TS, les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont configurés pour s'étendre dans la direction axiale, les deux des première et deuxième portions de plaquette 41, 42 étant agencées à un côté d'extrémité dans la direction axiale, et les deux des première et deuxième portions annulaires 43, 44 étant agencées à l'autre côté d'extrémité dans la direction axiale. De ce fait, même dans le cas où la quantité de chevauchement entre les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 (les première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale) et l'aimant permanent 21 est établie pour être grande ou qu'une quantité de chevauchement entre les première et deuxième portions annulaires 43, 44 est réglée pour être grande, il n'y a pas de risque que chaque taille des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 augmentera dans la direction radiale. Cela contribue à une réduction de la taille ou dimension, dans la direction radiale, du capteur de couple TS. De plus, dans le capteur de couple TS, les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont configurés en anneaux en forme d'arc ayant les deux bords dans la direction circonférentielle. Il n'y a donc pas de risque que la champ magnétique (le flux magnétique) transmis des première et deuxième portions annulaires 43, 44 restera ou soit retenu dans une zone limitée des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 et circulera à travers les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52, ce qui a tendance à se produire dans le cas d'un anneau de concentration de flux magnétique en boucle fermée. Il est donc possible de détecter efficacement le changement du flux magnétique par les capteurs magnétiques 60, 60. De plus, les premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont configurés pour entourer ou renfermer l'axe de rotation Z dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle. Ainsi même dans le cas où la position de chacun des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 est décalée dans la direction radiale, une erreur de détection du capteur magnétique 60 à cause du décalage de la position des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 peut être évitée ou supprimée. Les figures 10 et 11 représentent une première modification du premier mode de réalisation du capteur de couple de la présente invention. Dans la première modification, la configuration des première et deuxième portions de plaquette 41, 42 du premier mode de réalisation est changée. C'est-à-dire que dans la présente modification, une longueur L4 dans la direction radiale de la première portion 41b s'étendant dans la direction radiale du premier élément de bobine 31 positionné au côté circonférentiel intérieur et ayant une longueur relativement courte dans la direction circonférentielle est établie pour être plus longue (plus grande) qu'une longueur dans la direction radiale L3 de la deuxième portion 42b s'étendant dans la direction radiale du deuxième élément de plaquette 32 positionné au côté circonférentiel extérieur et ayant une longueur relativement longue dans la direction circonférentielle (c'est-à-dire L3 < L4). Au moyen de ce réglage, les première et deuxième portions 41a, 42a s'étendant dans la direction axiale sont déplacées (sont décalées) dans la direction radialement vers l'extérieur entre les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32. Comme décrit ci-dessus, étant donné que les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 sont configurées de telle sorte que la première portion 41b s'étendant dans la direction radiale du premier élément de bobine 31, dont la portion annulaire est positionnée au côté circonférentiel intérieur est relativement longue, il est possible d'ajuster la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 et la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32 qui augmente d'une quantité équivalente à la position du deuxième élément de bobine 32 qui est agencé au côté radialement extérieur relativement au premier élément de bobine 31. Plus spécifiquement, comme représenté sur la figure 11, dans le cas de la configuration de la présente modification représentée par G7, des caractéristiques de sortie ou performance appropriées ou correctes du capteur magnétique 60 sont obtenues. D'autre part, dans le cas où les deux longueurs dans la direction radiale des première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale 41b, 42b des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont égales l'une à l'autre, comme représenté par G8, et également dans le cas où la deuxième portion 42b s'étendant dans la direction radiale est réglée pour être plus longue que représenté par G9, un écart ou une différence des caractéristiques de sortie se produit.
Comme expliqué ci-dessus, dans la présente modification, étant donné que les deux résistances de chemin magnétique entre les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont ajustées, les caractéristiques magnétiques des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont égalisées, et la précision de détection du capteur de couple TS peut être améliorée.
Les figures 12A et 12B représentent une deuxième modification du premier mode de réalisation du capteur de couple de la présente invention. Dans la deuxième modification, la position dans la direction radiale de la première portion de plaquette 41 du premier mode de réalisation est changée. C'est-à-dire que dans la présente modification, la première portion 41b s'étendant dans la direction radiale du premier élément de bobine 31 ayant la longueur relativement courte dans la direction circonférentielle en étant positionnée au côté circonférentiel intérieur relativement au deuxième élément de bobine 32 est établie pour être relativement longue. Par ce réglage, en comparaison avec le premier mode de réalisation, la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale de la première portion de plaquette 41 est déplacée (décalée) dans la direction radialement extérieure. En d'autres termes, comme représenté sur la figure 12B, un entrefer C9 entre la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21 est réglé pour être plus grand qu'un entrefer C8 entre la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21 (c'est-à-dire C8 < C9). A part la première modification, également en raison du fait que la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale du deuxième élément de bobine 32, dont la portion annulaire est positionnée au côté de la circonférence extérieure est positionnée relativement proche de l'aimant permanent 21, tout comme dans la première modification, il est possible d'ajuster la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 et la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32 qui augmente d'une quantité équivalente à la position du deuxième élément de bobine 32 qui est agencé au côté radialement extérieur relativement au premier élément de bobine 31. La précision de détection du capteur de couple TS peut donc être améliorée. Les figures 13 à 15A et 15B représentent un deuxième mode de réalisation du capteur de couple de la présente invention. Dans le deuxième mode de réalisation, la position dans la direction radiale de la première portion de plaquette 41 du premier élément de bobine 31 du premier mode de réalisation est changée. C'est-à-dire que dans le deuxième mode de réalisation, la longueur dans la direction radiale de la première portion 41b s'étendant dans la direction radiale du premier élément de bobine 31 est réglée pour être courte, en comparaison avec le premier mode de réalisation. Au moyen de ce réglage, la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale de la première portion de plaquette 41 est agencée à un côté circonférentiel intérieur de l'aimant permanent 21. Comme expliqué ci-dessus, la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale du premier élément de bobine 31, dont la portion annulaire est positionnée au côté circonférentiel intérieur, est agencée au côté circonférentiel intérieur de l'aimant permanent 21, et la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale du deuxième élément de bobine 32, dont la portion annulaire est positionnée au côté circonférentiel extérieur est agencée à un côté circonférentiel extérieur de l'aimant permanent 21. De ce fait, par les deux zones opposées entre la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21 et entre la deuxième portion 42a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21, il est possible d'ajuster la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 et la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32 qui augmente d'une quantité équivalente à la position du deuxième élément de bobine 32 qui est agencé au côté radialement extérieur relativement au premier élément de bobine 31.
C'est-à-dire que la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32 devient élevée à cause du fait que la longueur (distance) dans la direction circonférentielle du deuxième élément de bobine 32 est plus longue d'une longueur équivalente à la position du deuxième du deuxième élément de bobine 32 qui est agencé au côté radialement extérieur. Cependant, en agençant la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale au côté circonférentiel intérieur de l'aimant permanent 21, la longueur dans la direction circonférentielle de la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale (le premier élément de bobine 31) devient courte, et la zone d'opposition entre la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale et l'aimant permanent 21 devient petite en raison de la longueur raccourcie dans la direction circonférentielle de la première portion 41a s'étendant dans la direction axiale, et alors la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 augmente. Il est ainsi possible d'ajuster la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 et la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32. Les caractéristiques magnétiques des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont alors égalisées, et la précision de détection du capteur de couple TS peut être améliorée. Les figures 16 à 18A et 18B représentent un troisième mode de réalisation du capteur de couple de la présente invention. Dans le troisième mode de réalisation, une configuration des première et deuxième portions annulaires 43, 44 des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 du premier mode de réalisation est changée. C'est-à-dire que dans le présent mode de réalisation, en ce qui concerne les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32, les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont formées pour s'étendre le long de la direction radiale de l'axe de rotation Z, comme des extensions respectives des première de deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale, et les première et deuxième portions annulaires 43, 44 se font face ou sont opposées l'une à l'autre dans la direction axiale. En outre, une paire de premier et deuxième éléments de concentration de flux magnétique en forme de plaque, sensiblement rectangulaires 54, 55, qui correspondent aux premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 sont logés de manière à se faire face dans une séparation dans la direction axiale C10 (voir figure 18B) formée entre les première et deuxième portions annulaires 43, 44. Deux capteurs magnétiques 60, 60 sont logés entre ces éléments de concentration de flux magnétique 54, 55, les capteurs magnétiques 60, 60 étant espacés selon l'entrefer prédéterminé C2 des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52. A l'exception des composants décrits ci-dessus, les configurations, par exemple, de l'élément magnétique 20 et des première et deuxième portions de plaquette 41, 42 sont essentiellement les mêmes que dans le premier mode de réalisation. Chaque composant est indiqué par le même signe de référence dans les dessins, et son explication sera omise ici. Par la configuration ci-dessus, le présent mode de réalisation permet d'obtenir la même fonction et le même effet que ceux du premier mode de réalisation. De plus, dans le présent mode de réalisation est utilisée une configuration dans laquelle les première et deuxième portions annulaires 43, 44 s'étendent le long de la direction radiale de l'axe de rotation Z comme des extensions respectives des première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale et se chevauchent l'une avec l'autre dans la direction radiale lorsqu'elles sont vues depuis la direction axiale (les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation Z). Cela permet une réduction de la taille dans la direction axiale des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32, et également une réduction de la taille dans la direction axiale du capteur de couple TS. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et modifications décrits ci-dessus. Non seulement les configurations ou structures, par exemple, du boîtier 10 et des premier et deuxième mécanismes d'engrenage à crémaillère RP1, RP2, par lesquels la présente invention n'est pas directement concernée comme une caractéristique, mais également la configuration ou structure de l'élément magnétique 20, des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 et des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52, (les premier et deuxième éléments de concentration de flux magnétique 54, 55) qui sont les caractéristiques de la présente invention, peuvent être changées ou modifiées librement en accord avec les spécifications du véhicule et du capteur de couple. Par exemple, dans les modes de réalisation et modifications décrits ci-dessus, le capteur de couple TS est expliqué avec le capteur de couple TS appliqué à un soi-disant système de direction assistée du type à pignon double dans lequel le système de direction et le système d'assistance sont réalisés indépendamment l'un de l'autre. Cependant, comme système de direction assistée selon la présente invention qui utilise le capteur de couple TS, aussi longtemps que le système de direction assistée est un qui est commandé sur la base de la détection du couple du capteur de couple TS, comme un soi-disant système de direction assistée du type à pignon simple dans lequel le deuxième arbre de sortie 6 est retiré et le moteur électrique M est couplé au premier arbre de sortie 3 par un mécanisme d'engrenage réducteur de vitesse 5, la présente invention peut être appliquée à n'importe quel système de direction assistée. Les modes de réalisation et modifications ci-dessus permettent l'obtention d'effets avantageux, comme décrit ci-dessus. En plus de ceux-ci, des exemples modifiés qui ont sensiblement les mêmes effets que les modes de réalisation ci-dessus seront maintenant expliqués. (a) Dans le capteur de couple TS, le capteur magnétique 60 est disposé entre le premier anneau de 10 concentration de flux magnétique 51 et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52. Conformément au capteur de couple de (a), le champ magnétique produit entre le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 et le deuxième anneau 15 de concentration de flux magnétique 52 peut être efficacement détecté. (b) Dans le capteur de couple TS, le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 est positionné à proximité de la première portion annulaire 43, en 20 comparaison avec l'élément magnétique 20. Conformément au capteur de couple de (b), l'influence directe du champ magnétique par l'élément magnétique 20 sur le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 est supprimée, et il est possible 25 d'améliorer la précision de détection du champ magnétique reçu de la première portion annulaire 43, par le premier anneau de concentration de flux magnétique 51. (c) Dans le capteur de couple TS, le premier élément de bobine 31 comporte, entre la première portion 30 annulaire 43 et chaque première portion de plaquette 41, une première portion 41b s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement extérieure de l'axe de rotation Z du côté d'une première portion annulaire 43 vers un côté de première portion de 35 plaquette 41 par le fait que la première portion annulaire 43 est formée de telle sorte qu'un diamètre de la première portion annulaire 43 est plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette 41 agencées concentriquement. Le deuxième élément de bobine 32 présente, entre la deuxième portion annulaire 44 et chaque deuxième portion de plaquette 42 une deuxième portion 42b s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation Z du côté d'une deuxième portion annulaire 44 vers un côté de deuxième portion de plaquette 42 en raison du fait que la deuxième portion annulaire 44 est formée de telle sorte qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire 44 est plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette 42 agencées concentriquement. Et les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 sont positionnées à proximité de l'élément magnétique 20 en comparaison avec les première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale. Conformément au capteur de couple de (c), l'influence directe du champ magnétique par l'élément magnétique 20 sur les première et deuxième portions s'étendant dans la direction radiale 41b, 42b est supprimée, et il est possible de procéder à une détection précise du couple en accord avec la quantité de torsion de la barre de torsion 2. (d) Dans le capteur de couple TS, une longueur L2 dans la direction axiale des première et deuxième portions de plaquette 41, 42 est réglée pour être plus grande qu'une longueur Ll dans la direction axiale de l'élément magnétique 20.
Conformément au capteur de couple de (d), la quantité de chevauchement de l'élément magnétique 20 et des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 peut être maintenue. Par conséquent, même si la position de la direction axiale relative entre l'élément magnétique 20 et les premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 se décale, la variation de caractéristiques de sortie du capteur magnétique 60 peut être efficacement supprimée. (e) Dans le capteur de couple TS, le premier élément de bobine 31 comporte, entre la première portion annulaire 43 et chaque première portion de plaquette 41, une première portion 41b s'étendant dans la direction radiale, qui s'étend dans une direction radialement extérieure de l'axe de rotation Z du côté d'une première portion annulaire 43 à un côté de première portion de plaquette 41 en raison du fait que la première portion annulaire 43 est formée de telle sorte qu'un diamètre de la première portion annulaire 43 est plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette 41 disposées concentriquement. Le deuxième élément de bobine 32 comporte, entre la deuxième portion annulaire 44 et chaque deuxième portion de plaquette 42, une deuxième portion 42b s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation Z du côté d'une deuxième portion annulaire 44 au côté d'une deuxième portion de plaquette 42 en raison du fait que la deuxième portion annulaire 44 est formée de telle sorte qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire 44 est plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette 42 agencées concentriquement. Et la première portion 41b s'étendant dans la direction radiale est réglée pour être plus longue que la deuxième portion 42b s'étendant dans la direction radiale. Conformément au capteur de couple de (e), en raison du fait que les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 sont configurées de telle sorte que la première portion 41b s'étendant dans la direction radiale du premier élément de bobine 31 dont la portion annulaire est positionnée au côté circonférentiel intérieur du deuxième élément de bobine 32 est relativement longue, il est possible d'ajuster la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 et la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32 qui augmente d'une quantité équivalente à la position du deuxième élément de bobine 32 qui est agencé au côté radialement extérieur relativement au premier élément de bobine 31. Les caractéristiques magnétiques des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont ainsi égalisées, et la précision de détection du capteur de couple TS peut être améliorée. Dans le capteur de couple TS, les première et deuxième portions de plaquette 41, 42 sont agencées à un côté de l'élément magnétique 20 dans la direction radiale 10 de l'axe de rotation Z. Conformément au capteur de couple de (f), étant donné que les deux des première et deuxième portions de plaquette 41, 42 sont disposées à un côté de l'élément magnétique 20 dans la direction radiale de l'axe de 15 rotation Z, une réduction de la taille ou dimension dans la direction radiale des première et deuxième portions de plaquette 41, 42 devient possible. (g) Dans le capteur de couple TS, les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont agencées en 20 couches l'une sur l'autre dans la direction radiale de l'axe de rotation Z. Les premières portions de plaquette 41 sont agencées à l'intérieur de l'élément magnétique 20 dans la direction radiale de l'axe de rotation Z. Et les deuxièmes portions de plaquette 42 sont agencées à 25 l'extérieur de l'élément magnétique 20 dans la direction radiale de l'axe de rotation Z. Conformément au capteur de couple de (g), les premières portions de plaquette 41 du premier élément de bobine 31 dont la portion annulaire est positionnée au 30 côté circonférentiel intérieur est agencée au côté circonférentiel intérieur de les deuxièmes portions de élément de bobine 32 dont l'élément magnétique 20, et plaquette 42 du deuxième la portion annulaire est positionnée au côté circonférentiel extérieur est agencée 35 à un côté circonférentiel extérieur de l'élément magnétique 20. De ce fait, par les deux zones qui s'opposent entre les premières portions de plaquette 41 et l'élément magnétique 20 et entre les deuxièmes portions de plaquette 42 et l'élément magnétique 20, il est possible d'ajuster la résistance du chemin magnétique du premier élément de bobine 31 et la résistance du chemin magnétique du deuxième élément de bobine 32 qui augmente selon la quantité équivalente à la position du deuxième élément de bobine 32 qui est disposé au côté radialement extérieur par rapport au premier élément de bobine 31. Les caractéristiques magnétiques des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 sont ainsi égalisées, et la précision de détection du capteur de couple TS peut être améliorée. (h) Dans le système de direction assistée, les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont agencées à un côté dans la direction axiale de l'axe de rotation Z par rapport aux première et deuxième portions de plaquette 41, 42. Conformément au système de direction assistée de (h), les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont réalisées et s'étendent à un côté dans la direction axiale de l'axe de rotation Z par rapport aux première et deuxième portions de plaquette 41, 42, en réduisant ainsi les tailles dans la direction radiale des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32. (i) Dans le système de direction assistée, les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation Z. Conformément au système de direction assistée de (i), les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation Z. Cela permet une réduction de la taille dans la direction axiale des premier et deuxième éléments de bobine 31, 32 et également une réduction de la taille dans la direction axiale du capteur de couple TS. (j) Dans le système de direction assistée, le capteur de couple TS comprend en outre : un premier anneau de concentration de flux magnétique 51 qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation Z dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation Z, le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 étant disposé entre la première portion annulaire 43 et la deuxième portion annulaire 44 et produisant à l'intérieur un champ magnétique par la réception du champ magnétique produit dans la première portion annulaire 43 ; et un deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52 qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation Z dans une zone sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation Z, le deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52 étant disposé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 et la deuxième portion annulaire 44 et produisant à l'intérieur un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la deuxième portion annulaire 44. Le capteur magnétique 60 détecte le changement du champ magnétique produit entre le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52. Conformément au système de direction assistée de (j), les première et deuxième portions annulaires 43, 44 sont configurées en forme d'arc en coupant une partie de leurs circonférences respectives. De ce fait, le champ 30 magnétique produit dans chacune des portions annulaires 43, 44 peut être maintenu dans une zone limitée, et il est possible de détecter efficacement le changement du champ magnétique par les capteurs magnétiques 60, 60. De plus, les premier et deuxième anneaux de 35 concentration de flux magnétique 51, 52 sont configurés pour entourer ou renfermer l'axe de rotation Z dans la plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle.
Ainsi, même dans le cas où chaque position des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 est décalée dans la direction radiale, une erreur de détection du capteur magnétique 60 due au décalage de la position des premier et deuxième anneaux de concentration de flux magnétique 51, 52 peut être supprimée. (k) Dans le système de direction assistée, le capteur magnétique 60 est agencé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 et le deuxième 10 anneau de concentration de flux magnétique 52. Conformément au système de direction assistée de (k), le champ magnétique produit entre le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique 52 peut être 15 efficacement détecté. (1) Dans le système de direction assistée, le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 est positionné à proximité de la première portion annulaire 43, en comparaison avec l'élément magnétique 20.
20 Conformément au système de direction assistée de (1) , l' influence directe du champ magnétique par l'élément magnétique 20 sur le premier anneau de concentration de flux magnétique 51 est supprimée, et il est possible d'améliorer la précision de détection du 25 champ magnétique, reçu de la première portion annulaire 43, par le premier anneau de concentration de flux magnétique 51. (m) Dans le système de direction assistée, le premier élément de bobine 31 comporte, entre la première 30 portion annulaire 43 et chaque première portion de plaquette 41 une première portion 41b s'étendant dans la direction radiale qui s' étend dans une direction radialement extérieure de l'axe de rotation Z du côté d'une première portion annulaire 43 à un côté de premier 35 portion de plaquette 41 en raison du fait que la première portion annulaire 43 est formée de telle sorte qu'un diamètre de la première portion annulaire 43 est plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette 41 agencées concentriquement. Le deuxième élément de bobine 32 comporte, entre la deuxième portion annulaire 44 et chaque deuxième portion de plaquette 42, une deuxième portion 42b s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation Z depuis un côté de la deuxième portion annulaire 44 à un côté de deuxième portion de plaquette 42 en raison du fait que la deuxième portion annulaire 44 est formée de telle sorte qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire 44 est plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette 42 agencées concentriquement. Les premières et deuxièmes portions de plaquette 41, 42 sont positionnées à proximité de l'élément magnétique 20 en comparaison avec les première et deuxième portions 41b, 42b direction radiale. Conformément au système s'étendant dans la de direction assistée de (m), l'influence directe du champ magnétique par 20 l'élément magnétique 20 sur les première et deuxième portions 41b, 42b s'étendant dans la direction radiale est supprimée, et il est possible d'effectuer une détection de couple précise en accord avec la quantité de torsion de la barre de torsion 2.
25 Le contenu entier de la Demande de Brevet Japonais N° 2012-202207 déposée le 14 septembre, 2012, fait partie de la technique à laquelle on peut se référer. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus avec référence à certains modes de réalisation de l'invention, 30 l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. Des modification et variations des modes de réalisation décrits ci-dessus viendront à l'esprit de l'homme de l'art à la lumière des enseignements exposés ci-dessus. 35
Claims (19)
- REVENDICATIONS1. Capteur de couple (TS) détectant un couple 5 produit dans un élément de rotation tek qu'un arbre de direction qui est formé par un premier élément d'arbre (3) et un deuxième élément d'arbre (1), les deux étant connectés par une barre de torsion (2), caractérisé en ce que le capteur de couple TS comprend : 10 un élément magnétique (20) réalisé au premier élément d'arbre (3) de manière à tourner intégralement avec le premier élément d'arbre (3) et ayant des pôles magnétiques différents qui sont agencés en alternance dans une direction circonférentielle d'une manière 15 concentrique à un axe de rotation (Z) de l'élément de rotation tel qu'un arbre de direction ; un premier élément de bobine (31) réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre (1) de façon à tourner intégralement avec le 20 deuxième élément d'arbre (1), le premier élément de bobine (31) ayant : (a) une pluralité de premières portions de plaquette (41) qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation (Z) de manière à faire face à l'élément 25 magnétique (20) dans une direction radiale de l'axe de rotation (Z) ; et (b) une première portion annulaire (43) qui relie les premières portions de plaquette (41) entre elles, un deuxième élément de bobine (32) réalisé en 30 matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre (1) de façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre (1), le deuxième élément de bobine (32) ayant : (c) une pluralité de deuxièmes portions de 35 plaquette (42) qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation (Z) de telle manière que les premières portions de plaquette (41) et les deuxièmes portions deplaquette (42) sont agencées alternativement dans la direction circonférentielle et que les deuxièmes portions de plaquette (42) soient face à l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z) ; et (d) une deuxième portion annulaire (44) qui est agencée de façon à être séparée de et à être face à la première portion annulaire (43) et relie les deuxièmes portions de plaquette (42) entre elles ; et un capteur magnétique (60) comportant un dispositif à effet Hall qui détecte un changement du champ magnétique entre la première portion annulaire (43) et la deuxième portion annulaire (44) qui se produit en accord avec un changement d'un angle relatif entre les premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42) et l'élément magnétique (20) en réponse à une déformation de torsion de la barre de torsion (2), et le couple produit dans l'élément de rotation tel que l'arbre de direction étant détecté sur la base d'un signal de sortie du capteur magnétique (60).
- 2. Capteur de couple (TS) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et deuxième portions annulaires (43, 44) sont agencées à un côté dans la direction axiale de l'axe de rotation (Z) relativement aux premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42).
- 3. Capteur de couple (TS) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les première et deuxième portions annulaires (43, 44) sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation (Z).
- 4. Capteur de couple (TS) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : un premier anneau de concentration de flux magnétique (51) qui est réalisé en matériau magnétique et 35 qui possède une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation (Z) dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation (Z), le premieranneau de concentration de flux magnétique (51) étant disposé entre la première portion annulaire (43) et la deuxième portion annulaire (44) et produisant à l'intérieur de celles-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la première portion annulaire (43) ; et un deuxième anneau de concentration de flux magnétique (52) qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation (Z) dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation (Z), le deuxième anneau de concentration de flux magnétique (52) étant disposé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique (51) et la deuxième portion annulaire (44) et produisant entre ceux-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la deuxième portion annulaire (44), et dans lequel le capteur magnétique (60) détecte le changement du champ magnétique produit entre le premier anneau de 20 concentration de flux magnétique (51) et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique (52).
- 5. Capteur de couple (TS) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le capteur magnétique (60) est agencé entre le premier anneau de concentration de flux 25 magnétique (51) et le deuxième anneau de concentration de flux magnétique (52).
- 6. Capteur de couple (TS) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier anneau de concentration de flux magnétique (51) est positionné à proximité de la 30 première portion annulaire (43) en comparaison avec l'élément magnétique (20).
- 7. Capteur de couple (TS) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier élément de bobine (31) comporte, entre la première portion annulaire (43) et 35 chaque première portion de plaquette (41) une première portion s'étendant dans la direction radiale (41b) qui s'étend dans une direction radialement extérieure ded'un côté de première portion côté de première portion de fait que la première portion annulaire (43) est formée de façon qu'un diamètre de la première portion annulaire (43) soit plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette (41) agencées concentriquement, en ce que le deuxième élément de bobine (32) comporte, entre la deuxième portion annulaire (44) et chaque deuxième portion de plaquette (42), une deuxième portion (42b) s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation (Z) d'un côté de deuxième portion annulaire (44) vers un côté de deuxième portion de plaquette (42) par le fait que la deuxième portion annulaire (44) est formée de sorte qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire (44) soit plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette (42) agencées concentriquement, et en ce que les premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42) sont positionnées à proximité de l'élément magnétique (20) en comparaison avec les première et deuxième portions (41b, 42b) s'étendant dans la direction radiale.
- 8. Capteur de couple (TS) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une longueur dans la direction axiale (L2) des première et deuxième portions de plaquette (41, 42) est réglée pour être plus grande qu'une longueur (L1) dans la direction axiale de l'élément magnétique (20).
- 9. Capteur de couple (TS) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier élément de bobine (31) comprend, entre la première portion annulaire (43) et chaque première portion de plaquette (41), une première portion (41b) s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans la direction radialement extérieure de l'axe de rotation (Z) depuis un côté de la première portion annulaire (43) à un côté de la première portion de plaquette (41) en raison du fait que la première portion l'axe de rotation (Z) annulaire (43) vers un plaquette (41) par leannulaire (43) est réalisée de façon qu'un diamètre de la première portion annulaire (43) soit plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette (41) agencées concentriquement, en ce que le deuxième élément de bobine (32) comprend, entre la deuxième portion annulaire (44) et chaque deuxième portion de plaquette (42), une deuxième portion (42b) s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation (Z) depuis un côté de la deuxième portion annulaire (44) à un côté de la deuxième portion de plaquette (42) en raison du fait que la deuxième portion annulaire (44) est réalisée de façon qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire (44) soit plus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette (42) agencées concentriquement, et en ce que la première portion (41b) s'étendant dans la direction radiale est réalisée pour être plus longue que la deuxième portion (42b) s'étendant dans la direction radiale.
- 10. Capteur de couple (TS) détectant un couple produit dans un élément de rotation tel qu'un arbre de direction qui est constitué d'un premier élément d'arbre (3) et d'un deuxième élément d'arbre (1), les deux étant reliés par une barre de torsion (2), caractérisé en ce que le capteur de couple (TS) comprend un élément magnétique (20) disposé au premier élément d'arbre (3) de façon à tourner intégralement avec le premier élément d'arbre (3) et ayant des pôles magnétiques différents qui sont agencés en alternance dans une direction circonférentielle concentriquement à un axe de rotation (Z) de l'élément de rotation tel que l'arbre de direction ; un premier élément de bobine (31) réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément 35 d'arbre (1) de façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre (1), le premier élément de bobine (31) comportant :(a) une pluralité de premières portions de plaquette (41) qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation (Z) de manière à faire face à l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z) ; et (b) une première portion annulaire (43) qui relie les premières portions de plaquette (41) ensemble, un deuxième élément de bobine (32) réalisé en matériau magnétique et disposé au deuxième élément d'arbre (1) de façon à tourner intégralement avec le deuxième élément d'arbre (1), le deuxième élément de bobine (32) comportant : (c) une pluralité de deuxièmes portions de plaquette (42) qui sont disposées concentriquement à l'axe de rotation (Z) de telle manière que les premières portions de plaquette (41) et les deuxièmes portions de plaquette (42) sont agencées alternativement dans la direction circonférentielle, et que les deuxièmes portions de plaquette (42) sont décalées des premières portions de plaquette (41) vers un côté de l'élément magnétique (20) pour être positionnées à proximité de l'élément magnétique (20), de même les deuxièmes portions de plaquette (42) font face à l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z) ; et (d) une deuxième portion annulaire (44) qui est agencée de façon à être séparée de et à faire face à la première portion annulaire (43) et qui relie les deuxièmes portions de plaquette (42) ensemble ; et un capteur magnétique (60) comportant un dispositif 30 à effet Hall qui détecte un changement du champ magnétique entre la première portion annulaire (43) et la deuxième portion annulaire (44) qui se produit en accord avec un changement d'un angle relatif entre les première et deuxième portions de plaquette (41, 42) et l'élément 35 magnétique (20) en réponse à une déformation de torsion de la barre de torsion (2), etle couple produit dans l'élément de rotation tel que l'arbre de direction étant détecté sur la base d'un signal de sortie du capteur magnétique (60).
- 11. Capteur de couple (TS) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42) sont disposées à un côté de l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z).
- 12. Capteur de couple (TS) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les première et deuxième portions annulaires (43, 44) sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z), les premières portions de plaquette (41) étant agencées à l'intérieur de l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z), et en ce que les deuxièmes portions de plaquette (42) sont agencées à l'extérieur de l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z).
- 13. Système de direction assistée, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme de direction comportant (i) un arbre de direction constitué d'un arbre d'entrée (1) qui tourne en accord avec une opération de braquage d'un volant de direction (SW) et un arbre de sortie (3) auquel une rotation de l'arbre d'entrée (1) est transmise en étant relié à l'arbre d'entrée (1) par une barre de torsion (2) ; et (ii) un mécanisme de conversion (RP1, RP2) qui convertit une rotation de l'arbre de sortie (3) en un mouvement de direction de roues de roulement dirigées, un capteur de couple (TS) qui détecte un couple de direction produit dans l'arbre de direction, et un moteur électrique (M) qui fournit une force de direction au mécanisme de direction sur la base d'un signal de sortie du capteur de couple (TS), et le capteur de couple (TS) comprenant un élément magnétique (20) disposé à l'un parmi l'arbre d'entrée (1) et l'arbre de sortie (3) de façon à tourner intégralement avec ledit arbre et ayantdes pôles magnétiques différents qui sont agencés en alternance dans une direction circonférentielle d'une manière concentrique à l'axe de rotation (Z) de l'arbre de direction ; un premier élément de bobine (31) réalisé en matériau magnétique et disposé à l'autre parmi l'arbre d'entrée (1) et l'arbre de sortie (3) de façon à tourner intégralement avec l'autre arbre, le premier élément de bobine (31) comportant : (a) une pluralité de premières portions de plaquette (41) qui sont agencées concentriquement à l'axe de rotation (Z) de manière à faire face à l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z) ; et (b) une première portion annulaire (43) qui relie les premières portions de plaquette (41) ensemble, un deuxième élément de bobine (32) réalisé en matériau magnétique et disposé à l'autre parmi l'arbre d'entrée (1) et l'arbre de sortie (3) de façon à tourner intégralement avec l'autre arbre, le deuxième élément de bobine (32) comportant : (c) une pluralité de deuxièmes portions de plaquette (42) qui sont disposées concentriquement à l'axe de rotation (Z) de telle manière que les premières portions de plaquette (41) et les deuxièmes portions de plaquette (42) sont agencées en alternance dans la direction circonférentielle et que les deuxièmes portions de plaquette (42) font face à l'élément magnétique (20) dans la direction radiale de l'axe de rotation (Z) ; et (d) une deuxième portion annulaire (44) qui est disposée de manière à être séparée de et à faire face à la première portion annulaire (43) et qui relie les deuxièmes portions de plaquette (42) ensemble ; et un capteur magnétique (60) comportant un dispositif 35 à effet Hall qui détecte un changement du champ magnétique entre la première portion annulaire (43) et la deuxième portion annulaire (44) qui se produit en accordavec un changement d'un angle relatif entre les premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42) et l'élément magnétique (20) en réponse à une déformation de torsion de la barre de torsion (2).
- 14. Système de direction assistée selon la revendication 13, caractérisé en ce que les première et deuxième portions annulaires (43, 44) sont disposées à un côté dans une direction axiale de l'axe de rotation (Z) relativement aux premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42).
- 15. Système de direction assistée selon la revendication 14, caractérisé en ce que les première et deuxième portions annulaires (43, 44) sont agencées en couches l'une sur l'autre dans la direction axiale de l'axe de rotation (Z).
- 16. Système de direction assistée selon la revendication 15, caractérisé en ce que le capteur de couple (TS) comprend en outre un premier anneau de concentration de flux magnétique (51) qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation (Z) dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation (Z), le premier anneau de concentration de flux magnétique (51) étant disposé entre la première portion annulaire (43) et la deuxième portion annulaire (44) et produisant entre celles-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la première portion annulaire (43), et un deuxième anneau de concentration de flux magnétique (52) qui est réalisé en matériau magnétique et qui a une forme d'arc qui entoure l'axe de rotation (Z) dans une plage sur 180 degrés dans la direction circonférentielle de l'axe de rotation (Z), le deuxième anneau de concentration de flux magnétique (52) étant disposé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique (51) et la deuxième portion annulaire (44) et produisant entre ceux-ci un champ magnétique en recevant le champ magnétique produit dans la deuxième portionannulaire (44), et en détecte le changement le premier anneau de (51) et le deuxième ce que le capteur magnétique (60) du champ magnétique produit entre concentration de flux magnétique anneau de concentration de flux magnétique (52). e direction assistée selon la
- 17. Système d revendication 16, caractérisé en ce que le capteur magnétique (60) est agencé entre le premier anneau de concentration de flux magnétique (51) et le deuxième 10 anneau de concentration de flux magnétique (52).
- 18. Système de direction assistée selon la revendication 17, caractérisé en ce que le premier anneau de concentration de flux magnétique (51) est positionné à proximité de la première portion annulaire (43) en 15 comparaison avec l'élément magnétique (20).
- 19. Système de direction assistée selon la revendication 16, caractérisé en ce que le premier élément de bobine (31) comprend, entre la première portion annulaire (43) et chaque première portion de 20 plaquette (41), une première portion (41b) s'étendant dans la direction radiale, qui s'étend dans une direction radialement extérieur de l'axe de rotation (Z) d'un côté de la première portion annulaire (43) à un côté de la première portion de plaquette (41) étant donné que la 25 première portion annulaire (43) est réalisée de façon qu'un diamètre de la première portion annulaire (43) soit plus petit qu'un diamètre des premières portions de plaquette (41) agencées concentriquement, le deuxième élément de bobine (32) comprend, entre la deuxième 30 portion annulaire (44) et chaque deuxième portion de plaquette (42), une deuxième portion (42b) s'étendant dans la direction radiale qui s'étend dans une direction radialement intérieure de l'axe de rotation (Z) d'un côté de la deuxième portion annulaire (44) vers un côté de la 35 deuxième portion de plaquette (42) étant donné que la deuxième portion annulaire (44) est réalisée de façon qu'un diamètre de la deuxième portion annulaire (44) soitplus grand qu'un diamètre des deuxièmes portions de plaquette (42) agencées concentriquement, et les premières et deuxièmes portions de plaquette (41, 42) sont positionnées à proximité de l'élément magnétique (20) en comparaison avec les première et deuxième portions (41b, 42b) s'étendant dans la direction radiale.
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