CN103900748B - 转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置。转矩检测装置（30）具备集磁单元（50）和传感器外壳（80），其中，集磁单元（50）具有通过树脂成形而形成为环状的集磁支架（70）以及通过折弯金属板而形成并且安装于集磁支架（70）的外周面（70Y）的磁屏蔽件（60），传感器外壳（80）与集磁单元（50）成形为一体。磁屏蔽件（60）具有屏蔽件主体（62）、屏蔽件端部（61）、以及弯折部分（64）。在磁屏蔽件60中，屏蔽件端部（61）的外侧面（61B）与径向（ZB）所成的第二角度，小于屏蔽件主体（62）的外周面（62Y）与径向（ZB）所成的第一角度。

Description

转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置

本申请主张于2012年12月25日提出的日本专利申请第2012-281665号的优先权，并在此引用包括说明书、附图、摘要在内的全部内容。

技术领域

本发明涉及转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置，其中，所述转矩检测装置具有汇集来自磁轭的磁通的集磁单元和与集磁单元成形为一体的传感器外壳。

背景技术

现有的转矩检测装置具有集磁单元和传感器外壳，其中，集磁单元具有集磁环、环支架、以及磁屏蔽件。该转矩检测装置具有以下结构，即：以集磁单元插入于在传感器外壳形成的插入孔内的状态将集磁单元固定于传感器外壳。日本特开2008-249598号公报示出了现有的转矩检测装置的一例。

现有的转矩检测装置存在水从集磁单元与传感器外壳之间侵入装置内部的可能性。因此，为了提高转矩检测装置的防水性，考虑如图12所示那样通过使树脂流入集磁单元210的外周侧而将传感器外壳220与集磁单元210成形为一体的结构的转矩检测装置200。

集磁单元210具有集磁支架211、集磁环212、以及磁屏蔽件213。集磁单元210具有在集磁支架211的内周面211X安装集磁环212并且在集磁支架211的外周面211Y安装磁屏蔽件213的结构。

磁屏蔽件213由金属板形成。磁屏蔽件213在俯视下呈C字形状。磁屏蔽件213在内周面213X与集磁支架211的外周面211Y接触。磁屏蔽件213具有屏蔽件主体213A以及屏蔽件端部213B。磁屏蔽件213具有屏蔽件端部213B与屏蔽件主体213A的周向的两端部连续的结构。在磁屏蔽件213中，屏蔽件主体213A与传感器外壳220的径向所成的角度(以下称为第一角度AR1)、以及屏蔽件端部213B与传感器外壳220的径向所成的角度(以下称为第二角度AR2)彼此相等。在磁屏蔽件213中，屏蔽件主体213A的外周面以及屏蔽件端部213B的外周面分别与传感器外壳220的径向ZB正交，因此第一角度AR1以及第二角度AR2为90°。

传感器外壳220与磁屏蔽件213的外周面213Y以及屏蔽件端部213B的角部分213D紧贴。另外，屏蔽件端部213B的角部分213D由屏蔽件端部213B的端面213C和磁屏蔽件213的外周面213Y形成。

在转矩检测装置200中，传感器外壳220的线膨胀系数大于磁屏蔽件213的线膨胀系数。因此，伴随着转矩检测装置200的温度变化而产生的传感器外壳220的热膨胀量比磁屏蔽件213的热膨胀量多，传感器外壳220的热收缩量也比磁屏蔽件213的热收缩量多。

因此，当转矩检测装置200被冷却时，传感器外壳220由于传感器外壳220的热收缩量与磁屏蔽件213的热收缩量之差而推压屏蔽件端部213B。详细地说，传感器外壳220由于传感器外壳220的径向的热收缩量与磁屏蔽件213的径向的热收缩量之差而朝向内侧推压磁屏蔽件213的外周面213Y。传感器外壳220由于传感器外壳220的周向的热收缩量与磁屏蔽件213的周向的热收缩量之差而沿周向推压屏蔽件端部213B的端面213C。

另外，如图13所示，申请人执行了利用有限元素法(FEM)的解析，其结果是，了解到当转矩检测装置200被冷却时，传感器外壳220(参照图12)朝向径向的内侧推压屏蔽件端部213B的角部分213D的外周面的力的反力(以下称为推压反力)最大。由此，传感器外壳220由于推压反力而从屏蔽件端部213B的角部分213D的外周面向外侧被推压，因此，在从径向的外侧包围屏蔽件端部213B的角部分213D的部分产生大的热应力。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够抑制在传感器外壳中的从径向的外侧包围屏蔽件端部的部分产生大的热应力的转矩检测装置、以及具备该转矩检测装置的转向装置。

本发明的一个方式即转矩检测装置具备：永久磁铁；磁轭，该磁轭配置于上述永久磁铁所形成的磁场内，并且该磁轭与上述永久磁铁的相对位置变化；集磁单元，该集磁单元具有集磁支架、集磁环以及磁屏蔽件，上述集磁支架通过树脂成型而形成为环状、并且包围上述磁轭，上述集磁环安装于上述集磁支架的内周面、并且汇集上述磁轭的磁通，上述磁屏蔽件通过折弯金属板而形成、并且安装于上述集磁支架的外周面；磁传感器，该磁传感器检测由上述永久磁铁、上述磁轭、以及上述集磁环所形成的磁路的磁通；以及传感器外壳，该传感器外壳通过向上述集磁单元的外周侧流入的树脂而与上述集磁单元形成为一体，上述磁屏蔽件具有屏蔽件主体、屏蔽件端部以及弯折部分，上述屏蔽件主体被上述传感器外壳的内表面与上述集磁支架的外周面夹持，上述屏蔽件端部构成上述金属板的周向的端部，上述弯折部分从上述屏蔽件主体被折弯而将上述屏蔽件主体与屏蔽件端部连结，上述屏蔽件端部的外侧面与上述传感器外壳的径向所成的第二角度，小于上述屏蔽件主体的外周面与上述传感器外壳的径向所成的第一角度。

上述方式的转矩检测装置中，由于第二角度小于第一角度，因此磁屏蔽件的屏蔽件端部的外侧面不与传感器外壳的径向正交。由此，基于传感器外壳的径向的热收缩量与磁屏蔽件的径向的热收缩量之差，而传感器外壳沿径向作用于磁屏蔽件的力，在屏蔽件端部分解成沿着屏蔽件端部的方向的分力、和垂直地推压屏蔽件端部的分力。因此，垂直地推压屏蔽件端部的分力，小于垂直地推压图12的转矩检测装置200的磁屏蔽件213的屏蔽件端部213B的力。由此，屏蔽件端部推压传感器外壳的反力，也小于转矩检测装置200的推压反力。因此，抑制了在传感器外壳中的从径向的外侧包围屏蔽件端部的部分产生大的热应力。

上述方式的转矩检测装置中，上述屏蔽件端部可以由于上述弯折部分而比上述屏蔽件主体的外周面更朝上述集磁环延伸。

上述方式的转矩检测装置中，上述弯折部分可以从上述屏蔽件主体朝向与上述集磁环相反的一侧折弯，并且朝上述屏蔽件主体折弯，上述屏蔽件端部朝向上述屏蔽件主体延伸。

上述方式的转矩检测装置中，上述磁屏蔽件可以在上述屏蔽件主体具有屏蔽件定位部，上述集磁支架具有支架定位部，通过使上述屏蔽件定位部与支架定位部嵌合，从而在上述集磁单元的周向上限制上述磁屏蔽件与上述集磁支架的相对位置的变化。

上述方式的转矩检测装置中，通过使屏蔽件定位部与支架定位部嵌合，来确定磁屏蔽件相对于集磁支架的周向上的位置。因此，能够针对各个转矩检测装置的产品抑制磁屏蔽件相对于集磁支架的周向上的位置出现偏差的情况。

根据上述各方式，能够抑制在传感器外壳中的从径向的外侧包围屏蔽件端部的部分产生大的热应力。

可以将上述方式的转矩检测装置作为转向装置的转矩检测装置使用。

附图说明

图1是示出第一实施方式的转向装置的结构的结构图。

图2是示出第一实施方式的转矩检测装置的分解立体构造的立体图。

图3是示出第一实施方式的转矩检测装置的剖视构造的剖视图。

图4是示出第一实施方式的集磁单元的分解立体构造的立体图。

图5是示出第一实施方式的集磁单元的立体构造的立体图。

图6是示出第一实施方式的集磁单元的侧视图，是从图5的箭头BC观察的侧视构造的侧视图。

图7A是示出第一实施方式的传感器单元的剖视图，是示出图2的Z2-Z2平面上的传感器外壳的基板支承部分以及其周边的剖视构造的剖视图。

图7B是示出第一实施方式的传感器单元的剖视图，是示出图7A的单点划线圆的放大构造的放大图。

图8A是示出第一实施方式的转矩检测装置中的永久磁铁与各磁轭以及各集磁环之间的位置关系的展开图。

图8B是示出第一实施方式的转矩检测装置中的永久磁铁与各磁轭以及各集磁环之间的位置关系的展开图。

图8C是示出第一实施方式的转矩检测装置中的永久磁铁与各磁轭以及各集磁环之间的位置关系的展开图。

图9A是示出第二实施方式的转矩检测装置的传感器单元的剖视图，是示出传感器外壳的基板支承部分以及其周边的剖视构造的剖视图。

图9B是示出第二实施方式的转矩检测装置的传感器单元的剖视图，是示出图9A的单点划线圆的放大构造的放大图。

图10是示出其他实施方式的转矩检测装置的传感器单元的剖视图，是示出磁屏蔽件的屏蔽件端部以及其周边的剖视构造的剖视图。

图11是示出其他实施方式的转矩检测装置的传感器单元的剖视图，是示出磁屏蔽件的屏蔽件端部以及其周边的剖视构造的剖视图。

图12是示出比较例的转矩检测装置的一部分的剖视构造的剖视图。

图13是示出比较例的转矩检测装置的磁屏蔽件的剖视图，是示出屏蔽件端部的剖视构造的剖视图。

具体实施方式

根据以下参照附图对实施例进行的详细说明可了解本发明的上述以及更多的特点和优点，在附图中，对相同的部件标注相同的附图标记。

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

参照图1对转向装置1的结构进行说明。

转向装置1具有转向装置主体10、辅助装置20、以及转矩检测装置30。转向装置1具有利用辅助装置20辅助方向盘2的操作的作为双齿轮辅助型的电动动力转向装置的结构。

转向装置主体10具有管柱轴11、中间轴12、小齿轮轴13、齿条轴14、齿轮齿条机构15、2个横拉杆16、以及齿条外壳17。转向装置主体10使管柱轴11、中间轴12、以及小齿轮轴13伴随着方向盘2的旋转而一体旋转。转向装置主体10通过小齿轮轴13的旋转而使齿条轴14沿长度方向往复运动。转向装置主体10通过使齿条轴14往复运动而改变转向轮3的转向角。

小齿轮轴13具有第一轴13A、第二轴13B、以及扭杆13D。小齿轮轴13中，扭杆13D将第一轴13A与第二轴13B连结。

第一轴13A与中间轴12连结。第一轴13A与中间轴12一体地旋转。

第二轴13B具有小齿轮13C。第二轴13B在小齿轮13C与齿条轴14的第一齿条14A啮合。

齿条轴14具有第一齿条14A以及第二齿条14B。

第一齿条14A具有在齿条轴14的长度方向的规定范围形成的多个齿条齿。第二齿条14B在齿条轴14上形成于与第一齿条14A分离的部分。第二齿条14B具有在齿条轴14的长度方向的规定范围形成的多个齿条齿。

齿轮齿条机构15具有小齿轮轴13的小齿轮13C以及齿条轴14的第一齿条14A。齿轮齿条机构15将小齿轮轴13的旋转转换成齿条轴14的往复运动。

齿条外壳17呈筒形状。齿条外壳17在其内部空间中收纳有小齿轮轴13、齿条轴14、以及横拉杆16的一部分。

辅助装置20具有辅助马达21、蜗杆轴22、蜗轮23、以及齿轮轴24。辅助装置20中，辅助马达21的输出轴与蜗杆轴22连结。在辅助装置20中，蜗杆轴22与蜗轮23啮合。在辅助装置20中，蜗轮23与齿轮轴24一体旋转。

在辅助装置20中，齿轮轴24的小齿轮24A与第二齿条14B啮合。辅助装置20在将辅助马达21的旋转经由蜗杆轴22以及蜗轮23减速后的状态下向齿轮轴24传递而使齿轮轴24旋转，从而将作用于齿条轴14的长度方向的力施加于齿条轴14。

转矩检测装置30位于小齿轮轴13的周围。转矩检测装置30固定于齿条外壳17的固定部件17A。转矩检测装置30检测施加于小齿轮轴13的转矩。

参照图2以及图3对转矩检测装置30的结构进行说明。另外，在图2中示出省略了基板单元90的传感器单元40。

这里，作为与转矩检测装置30相关的各方向而定义了轴向ZA、齿条分离方向ZA1、齿条接近方向ZA2、径向ZB、内侧ZB1、外侧ZB2、以及周向ZC。另外，径向ZB相当于传感器外壳的径向。另外，周向ZC相当于集磁单元的周向。

周向ZC表示围绕小齿轮轴13(参照图3)的旋转中心轴的方向。

轴向ZA表示沿着小齿轮轴13的旋转中心轴的方向。轴向ZA由表示彼此相反的方向的齿条分离方向ZA1以及齿条接近方向ZA2规定。齿条分离方向ZA1表示与齿条轴14(参照图1)分离的方向。齿条接近方向ZA2表示与齿条轴14接近的方向。

径向ZB表示轴向ZA的法线方向。径向ZB由表示彼此相反的方向的内侧ZB1以及外侧ZB2规定。内侧ZB1表示与小齿轮轴13的旋转中心轴接近的方向。外侧ZB2表示与小齿轮轴13的旋转中心轴分离的方向。

如图2所示，转矩检测装置30具有传感器单元40、磁铁单元100、以及磁轭单元110。转矩检测装置30具有在传感器单元40的内部空间85内收纳磁铁单元100以及磁轭单元110的结构。

如图3所示，转矩检测装置30利用油封31密封转矩检测装置30与第一轴13A之间的间隙。转矩检测装置30利用O环32密封转矩检测装置30与齿条外壳17的固定部件17A之间的间隙。

磁铁单元100固定于第一轴13A。磁铁单元100具有永久磁铁101以及芯部102。磁铁单元100构成为使永久磁铁101与芯部102彼此结合的集合体。

永久磁铁101呈圆筒形状。永久磁铁101具有使N极以及S极在周向ZC相邻的结构(参照图2)。永久磁铁101在第一轴13A的周围形成磁场。

芯部102固定于永久磁铁101的内周面。芯部102压入于第一轴13A的外周面。芯部102抑制永久磁铁101的磁通泄漏到比芯部102靠内侧ZB1的部位。

磁轭单元110以包围磁铁单元100的方式配置。

磁轭单元110固定于第二轴13B。磁轭单元110具有第一磁轭111、第二磁轭112、磁轭支架113、以及中间部件114。

磁轭支架113利用树脂与第一磁轭111以及第二磁轭112一体成形。磁轭支架113呈圆筒形状。磁轭支架113隔着中间部件114固定于第二轴13B。

第一磁轭111呈圆环形状。第一磁轭111位于磁轭支架113的齿条分离方向ZA1的部分。第一磁轭111具有多个齿部111A以及多个连接部分111B(参照图8A～图8C)。在第一磁轭111中，齿部111A呈随着朝向齿条接近方向ZA2而前端变细的锥形状(参照图8A～图8C)。第一磁轭111具有通过连接部分111B将沿周向ZC相邻的齿部111A彼此连接的结构。第一磁轭111接受永久磁铁101的磁通。第一磁轭111形成根据伴随着扭杆13D的扭转而产生的、与永久磁铁101之间的相对位置的变化而磁通密度变化的磁路。

第二磁轭112呈圆环形状。第二磁轭112位于磁轭支架113的齿条接近方向ZA2的部分。第二磁轭112具有多个齿部112A以及多个连接部分112B(参照图8A～图8C)。在第二磁轭112中，齿部112A呈随着朝向齿条分离方向ZA1而前端变细的锥形状(参照图8A～图8C)。第二磁轭112具有通过连接部分112B将沿周向ZC相邻的齿部112A彼此连接的结构。在第二磁轭112中，在沿周向ZC相邻的齿部111A之间设有齿部112A。第二磁轭112接受永久磁铁101的磁通。第二磁轭112形成根据伴随着扭杆13D的扭转而产生的、与永久磁铁101之间的相对位置的变化而磁通密度变化的磁路。

传感器单元40通过第一螺栓(图示省略)固定于齿条外壳17的固定部件17A。传感器单元40具有2个作为磁传感器41的霍尔IC、集磁单元50、传感器外壳80、以及基板单元90。

集磁单元50以包围磁铁单元100以及磁轭单元110的方式配置。集磁单元50呈以小齿轮轴13的旋转中心轴为中心的圆环形状。集磁单元50具有第一集磁环51、第二集磁环54、磁屏蔽件60、以及集磁支架70。集磁单元50构成为在集磁支架70安装有各集磁环51、54以及磁屏蔽件60的集合体。集磁单元50汇集磁轭单元110的磁通，并且使磁通朝向磁传感器41流动。

2个磁传感器41在周向ZC相邻。磁传感器41检测由永久磁铁101、各磁轭111，112、以及各集磁环51，54形成的磁路的磁通。磁传感器41输出与磁路的磁通密度对应的电压。磁传感器41的输出电压被发送至转向装置1(参照图1)的控制装置(图示省略)。

传感器外壳80如图2所示那样利用树脂与集磁单元50成形为一体。传感器外壳80具有外壳主体81、基板支承部分82、基板安装部分83、装置安装部分84、以及内部空间85。传感器外壳80具有利用相同的树脂材料一体地形成外壳主体81、基板支承部分82、基板安装部分83、以及装置安装部分84的结构。

外壳主体81呈以小齿轮轴13的旋转中心轴为中心的圆筒形状。外壳主体81具有基础部分81A、集磁收纳部分81B、以及内部空间85。外壳主体81具有利用相同的树脂材料一体地形成基础部分81A以及集磁收纳部分81B的结构。在外壳主体81中，集磁收纳部分81B位于基础部分81A的齿条分离方向ZA1。在外壳主体81中，在俯视传感器外壳80的情况下基础部分81A形成为椭圆形状。

基板安装部分83在俯视传感器外壳80的情况下位于基板支承部分82的两侧。在基板安装部分83具有供第二螺栓(图示省略)插入的贯通孔。

装置安装部分84在俯视传感器外壳80的情况下位于外壳主体81的基础部分81A的长度方向的两端部。装置安装部分84具有供第一螺栓插入的贯通孔。

基板支承部分82呈圆筒形状。基板支承部分82形成于外壳主体81的集磁收纳部分81B。基板支承部分82从外壳主体81向外侧ZB2突出。

如图3所示，基板单元90具有电路基板91以及引线92。基板单元90向控制装置(图示省略)输出磁传感器41的电压信号。

在从传感器外壳80的基板支承部分82侧视的情况下电路基板91呈平板形状。在电路基板91安装有磁传感器41。在电路基板91中，在与安装磁传感器41的面相反侧的面安装有引线92。

参照图4对集磁单元50的详细结构进行说明。

集磁单元50具有第一集磁环51、第二集磁环54、磁屏蔽件60、以及集磁支架70。集磁单元50构成为将第一集磁环51、第二集磁环54、磁屏蔽件60、以及集磁支架70结合而成的集合体。

第一集磁环51通过折弯金属制的长板而形成。第一集磁环51在径向ZB上与第一磁轭111(参照图3)的外周部分隔着间隙而对置。第一集磁环51具有环主体52以及2个集磁突起53。第一集磁环51具有将环主体52以及2个集磁突起53形成为一体的结构。第一集磁环51汇集第一磁轭111的磁通。

环主体52呈形成有间隙的圆环形状。

集磁突起53在周向ZC上彼此相邻。集磁突起53呈从环主体52的齿条接近方向ZA2的部分朝外侧ZB2折弯而得的形状。集磁突起53在轴向ZA上与磁传感器41(参照图3)的齿条分离方向ZA1的面对置。

第二集磁环54通过折弯与第一集磁环51相同的金属制的长板而形成。第二集磁环54在径向ZB上与第二磁轭112(参照图3)的外周部分隔着间隙而对置。第二集磁环54具有环主体55以及2个集磁突起56。第二集磁环54具有将环主体55以及2个集磁突起56形成为一体的结构。第二集磁环54汇集第二磁轭112的磁通。

环主体55呈形成有间隙的圆环形状。

集磁突起56在周向ZC上彼此相邻。集磁突起56呈从环主体55的齿条分离方向ZA1的部分朝外侧ZB2折弯而得的形状。集磁突起56在轴向ZA上与磁传感器41的齿条接近方向ZA2的面对置。

磁屏蔽件60通过折弯作为磁性体的一张金属制的长板而形成。磁屏蔽件60具有屏蔽件端部61、屏蔽件主体62、分离部分63、以及弯折部分64。磁屏蔽件60具有将弯折部分64从屏蔽件主体62的周向ZC的端部朝内侧ZB1折弯而将屏蔽件主体62与屏蔽件端部61连结的结构。磁屏蔽件60具有屏蔽件端部61形成长板的长度方向的端部的结构。磁屏蔽件60具有将屏蔽件主体62形成为C字形状的结构。磁屏蔽件60具有作为沿周向ZC相邻的屏蔽件端部61之间的部分而形成有分离部分63的结构。磁屏蔽件60降低转矩检测装置30(参照图3)的外部磁场对各集磁环51、54、各磁轭111、112、以及永久磁铁101(同样参照图3)形成的磁路的影响。

集磁支架70由树脂材料形成。集磁支架70呈轴向ZA的两侧开口的圆环形状。集磁支架70具有收纳磁铁单元100以及磁轭单元110(参照图3)的内部空间。集磁支架70具有保持凸部71、贯通孔74、插入部分75、多个限制壁76、2个收纳部分77、以及2个支架定位部78(参照图6)。集磁支架70保持第一集磁环51、第二集磁环54、以及磁屏蔽件60。

保持凸部71从集磁支架70的内周面70X朝内侧ZB1突出。保持凸部71具有多个第一保持部分72以及多个第二保持部分73。

保持凸部71具有通过第一保持部分72以及第二保持部分73保持各集磁环51、54的功能。

第一保持部分72在集磁支架70的内周面70X与第二保持部分73隔着间隙而位于轴向ZA的两侧的部分。

第二保持部分73在俯视集磁支架70的情况下形成为圆弧形状。第二保持部分73在集磁支架70的内周面70X位于轴向ZA的中央部分。

贯通孔74沿径向ZB贯通集磁支架70。贯通孔74在集磁支架70上位于第一保持部分72与第二保持部分73之间的部分。贯通孔74为了在成型集磁支架70的模具中收纳形成第一保持部分72的滑动芯部(图示省略)而形成。

插入部分75沿径向贯通集磁支架70。插入部分75具有插入孔75A、第一突起75B、以及第二突起75C。插入部分75具有利用限制壁76的一部分以及收纳部分77形成插入孔75A的结构。

第一突起75B成为用于确定第一集磁环51相对于集磁支架70的周向ZC上的位置的标记。

第二突起75C成为用于确定第二集磁环54相对于集磁支架70的周向ZC上的位置的标记。

限制壁76形成于集磁支架70的轴向ZA的两端部。限制壁76从集磁支架70的外周面70Y向外侧ZB2突出。限制壁76在轴向ZA上与磁屏蔽件60的轴向ZA的端面对置。限制壁76限制磁屏蔽件60相对于集磁支架70沿轴向ZA的移动。

收纳部分77在周向ZC上与插入部分75彼此相邻。收纳部分77具有在周向ZC上的插入孔75A侧的部分朝内侧ZB1凹陷的阶梯形状。收纳部分77从齿条分离方向ZA1的限制壁76遍布齿条接近方向ZA2的限制壁76而形成。

参照图5以及图6，对各集磁环51、54以及磁屏蔽件60安装于集磁支架70的结构进行说明。

如图5所示，第一集磁环51被齿条分离方向ZA1的第一保持部分72以及第二保持部分73夹持。第一集磁环51从集磁支架70的内侧ZB1覆盖齿条分离方向ZA1的贯通孔74。在第一集磁环51中，集磁突起53经由插入部分75而向比集磁支架70靠外侧ZB2突出。

第二集磁环54被齿条接近方向ZA2的第一保持部分72以及第二保持部分73夹持。第二集磁环54从集磁支架70的内侧ZB1覆盖齿条接近方向ZA2的贯通孔74。在第二集磁环54中，集磁突起56经由插入部分75而向比集磁支架70靠外侧ZB2突出。

磁屏蔽件60的屏蔽件主体62的内周面62X(参照图4)与集磁支架70的外周面70Y(参照图4)接触。磁屏蔽件60从集磁支架70的外侧ZB2覆盖全部贯通孔74。

如图6所示，集磁支架70的各支架定位部78与限制壁76形成为一体。支架定位部78形成为在轴向ZA上从限制壁76朝磁屏蔽件60延伸的凸部。

磁屏蔽件60在各屏蔽件定位部65嵌合于集磁支架70的各支架定位部78。磁屏蔽件60具有各屏蔽件定位部65形成为从磁屏蔽件60的轴向ZA的端面朝轴向ZA凹陷的凹部的结构。磁屏蔽件60通过各屏蔽件定位部65与集磁支架70的各支架定位部78在周向ZC上接触，在周向ZC上限制磁屏蔽件60以及集磁支架70的相对位置的变化。

参照图7A～图7B，对磁屏蔽件60的屏蔽件端部61以及其周边的详细构造进行说明。第一角度A1表示屏蔽件主体62的外周面62Y与径向ZB之间所成的角度。第二角度A2表示屏蔽件端部61的外侧面61B与径向ZB之间所成的角度。

如图7A所示，各屏蔽件端部61在径向ZB上与集磁支架70的收纳部分77对置。

屏蔽件主体62被集磁支架70的外周面70Y与传感器外壳80的外壳主体81的内表面81C夹持。

如图7B所示，屏蔽件端部61的端面61A在径向ZB上与收纳部分77隔着间隙对置。屏蔽件端部61的端面61A位于比屏蔽件主体62的外周面62Y以及集磁支架70的外周面70Y靠内侧ZB1的位置。

在磁屏蔽件60中，第二角度A2小于第一角度A1。另外，在本实施方式的磁屏蔽件60中，由于屏蔽件主体62的外周面62Y与径向ZB正交，因此第一角度A1为90°。另外，在磁屏蔽件60中，由于屏蔽件端部61的外侧面61B与径向ZB平行，因此第二角度A2为0°。

传感器外壳80与磁屏蔽件60的屏蔽件主体62的外周面62Y、弯折部分64的外侧面64A、屏蔽件端部61的外侧面61B、以及屏蔽件端部61的角部分61C紧贴。传感器外壳80充填在屏蔽件端部61以及收纳部分77的径向ZB之间。

参照图7A～图7B，对转矩检测装置30的作用进行说明。

由于传感器外壳80的线膨胀系数大于磁屏蔽件60的线膨胀系数，因此，传感器外壳80的周向ZC的热收缩量大于磁屏蔽件60的周向ZC的热收缩量。另外，传感器外壳80的径向ZB的热收缩量大于磁屏蔽件60的径向ZB的热收缩量。因此，在磁屏蔽件60中，由于传感器外壳80的径向ZB的热收缩量与磁屏蔽件60的径向ZB的热收缩量之差而产生传感器外壳80沿径向ZB作用于磁屏蔽件60的力、以下称为第一推压力。在磁屏蔽件60中，由于传感器外壳80的周向ZC的热收缩量与磁屏蔽件60的周向ZC的热收缩量之差而产生传感器外壳80沿周向ZC作用于磁屏蔽件60的力、以下称为第二推压力。另外，申请人在转矩检测装置30中通过FEM解析了解到第一推压力大于第二推压力。

在转矩检测装置30中，在磁屏蔽件60中，第二角度A2小于第一角度A1。第二角度A2为0°。由此，屏蔽件端部61的外侧面61B所延伸的方向与第一推压力所作用的方向为相同方向。因此，抑制第一推压力作用于屏蔽件端部61。因此，抑制了因第一推压力而从屏蔽件端部61朝向传感器外壳80的反力、以下称为推压反力的发生。

在屏蔽件端部61的角部分61C中，由于转矩检测装置30被冷却，虽然作用第二推压力但是抑制作用第一推压力的情况。屏蔽件端部61的角部分61C的推压反力小于图12的转矩检测装置200的屏蔽件端部213B的角部分213D的推压反力。因此，与转矩检测装置200相比，抑制了在传感器外壳80的从外侧ZB2包围屏蔽件端部61的部分产生大的热应力。

另外，由于磁屏蔽件60的产品的偏差，有时存在第二角度A2并不严格地成为0°的磁屏蔽件60。这时，第一推压力在屏蔽件端部61分解成沿着屏蔽件端部61的外侧面61B的方向的分力、和垂直地推压屏蔽件端部61的分力。垂直地推压屏蔽件端部61的分力小于垂直地推压转矩检测装置200的磁屏蔽件213的屏蔽件端部213B的力。因此，推压反力也小于转矩检测装置200的推压反力。

此外，在转矩检测装置30中，屏蔽件端部61的角部分61C在径向ZB与弯折部分64重叠。因此，第一推压力作用于弯折部分64。即，抑制了第一推压力直接作用于屏蔽件端部61的角部分61C。另外，申请人在转矩检测装置30中通过FEM解析了解到从弯折部分64的外侧面64A朝向传感器外壳80的反力小于转矩检测装置200的推压反力。因此，抑制了在传感器外壳80的从外侧ZB2包围屏蔽件端部61的部分产生大的热应力。

参照图8A～图8C对转矩检测装置30的磁通密度的检测进行说明。

图8A示出在第一轴13A与第二轴13B(参照图1)之间未施加转矩的状态、以下称为中立状态。图8B示出在第一轴13A与第二轴13B之间施加有右向转矩的状态、以下称为右旋转状态。图8C示出在第一轴13A与第二轴13B之间施加有左向转矩的状态、以下称为左旋转状态。

作为各磁轭111、112与永久磁铁101之间的关系，定义了第一N极对置面积、第一S极对置面积、第二N极对置面积、以及第二S极对置面积。

第一N极对置面积表示第一磁轭111与永久磁铁101的N极之间的对置面积。第一S极对置面积表示第一磁轭111与永久磁铁101的S极之间的对置面积。

第二N极对置面积表示第二磁轭112与永久磁铁101的N极之间的对置面积。第二S极对置面积表示第二磁轭112与永久磁铁101的S极之间的对置面积。

如图8A所示，在中立状态下，第一磁轭111的齿部111A的顶端部分以及第二磁轭112的齿部112A的顶端部分，位于永久磁铁101的N极与S极之间的边界部分。这时，第一N极对置面积与第一S极对置面积彼此相等。另外，第二N极对置面积与第二S极对置面积彼此相等。由此，在第一集磁环51的集磁突起53与第二集磁环54的集磁突起56之间不产生磁通。因此，磁传感器41的输出电压示为0。

如图8B所示，在右旋转状态下，由于从中立状态开始在扭杆13D(参照图1)产生扭转，因此，各磁轭111、112与永久磁铁101之间的相对位置变化。由此，第一N极对置面积变得大于第一S极对置面积。另外，第二N极对置面积变得小于第二S极对置面积。因此，从永久磁铁101的N极流入第一磁轭111的磁通量，比从第一磁轭111朝向永久磁铁101的S极流出的磁通量多。另外，从永久磁铁101的N极流入第二磁轭112的磁通量，比从第二磁轭112朝向永久磁铁101的S极流出的磁通量少。因此，磁通从第一集磁环51的集磁突起53向第二集磁环54的集磁突起56流动。磁传感器41输出与该磁通对应的电压。

如图8C所示，在左旋转状态中，由于产生与右旋转状态相反方向的扭杆13D的扭转，因此各磁轭111、112与永久磁铁101之间的相对位置朝向与右旋转状态时相反方向发生变化。由此，第一N极对置面积变得小于第一S极对置面积。另外，第二N极对置面积变得大于第二S极对置面积。因此，从永久磁铁101的N极流入第一磁轭111的磁通量变得比从第一磁轭111朝向永久磁铁101的S极流出的磁通量少。

另外，从永久磁铁101的N极流入第二磁轭112的磁通量变得比从第二磁轭112流入永久磁铁101的S极的磁通量多。因此，磁通从第二集磁环54的集磁突起56向第一集磁环51的集磁突起53流动。磁传感器41输出与该磁通对应的电压。

本实施方式的转向装置1具有以下有效的效果。

转矩检测装置30具有第二角度A2小于第一角度A1的磁屏蔽件60。根据该结构，抑制第一推压力作用于磁屏蔽件60的屏蔽件端部61。因此，抑制在传感器外壳80中的从外侧ZB2包围屏蔽件端部61的部分产生大的热应力。

转矩检测装置30具有磁屏蔽件60的屏蔽件定位部65与集磁支架70的支架定位部78嵌合的结构。根据该结构，磁屏蔽件60相对于集磁支架70的周向ZC上的位置被确定。因此，能够对转矩检测装置30的每个成品抑制磁屏蔽件60相对于集磁支架70的周向ZC上的位置出现偏差。

磁屏蔽件60具有屏蔽件端部61与弯折部分64在径向ZB上重叠的结构。根据该结构，由于第一推压力作用于弯折部分64，因此，抑制在屏蔽件端部61作用第一推压力。因此，提高了抑制在传感器外壳80中的从外侧ZB2包围屏蔽件端部61的部分产生大的热应力的效果。

图9A～图9B示出第二实施方式的转矩检测装置30。作为与图7A～图7B所示的第一实施方式的转矩检测装置30之间的主要区别点，转矩检测装置30具有以下区别点。磁屏蔽件120的各屏蔽件端部121以及弯折部分123的形状不同。从集磁支架70中省略了收纳部分77的点不同。在传感器外壳80中与各屏蔽件端部121对应的部分的形状不同。以下，对与第一实施方式的转矩检测装置30不同的点进行详细说明，关于与第一实施方式共同的结构标记相同符号并省略部分说明或者全部说明。另外，图9A～图9B示出省略了基板单元90的状态的传感器单元40。另外，磁屏蔽件120与集磁支架70之间的周向ZC的定位构造与图6所示的第一实施方式的磁屏蔽件60与集磁支架70之间的周向ZC的定位构造相同。

如图9A所示，磁屏蔽件120通过折弯作为磁性体的一张金属制的长板而形成。磁屏蔽件120具有屏蔽件端部121、屏蔽件主体122、弯折部分123、以及分离部分124。磁屏蔽件120具有使屏蔽件主体122形成为C字形状的结构。在磁屏蔽件120中，屏蔽件主体122被夹在集磁支架70的外周面70Y与传感器外壳80的外壳主体81的内表面81C之间。磁屏蔽件120具有由屏蔽件端部121形成长板的长度方向的端部的结构。磁屏蔽件120具有作为在周向ZC上相邻的屏蔽件端部121之间的部分而形成有分离部分124的结构。

弯折部分123具有从屏蔽件主体122的周向ZC的端部朝向外侧ZB2折弯并且朝向屏蔽件主体122折弯而形成的形状。弯折部分123将屏蔽件主体122与屏蔽件端部121连结。

如图9B所示，各屏蔽件端部121从弯折部分123朝向屏蔽件主体122延伸。在各屏蔽件端部121中，端面121A与屏蔽件主体122的外周面122Y接触。另外，角部分121C由屏蔽件端部121的端面121A以及外侧面121B形成。

在磁屏蔽件120中，第一角度A1表示屏蔽件主体122的外周面122Y与径向ZB之间所成的角度。另外，在磁屏蔽件120中，第二角度A2表示屏蔽件端部121的外侧面121B与径向ZB之间所成的角度。另外，在本实施方式的磁屏蔽件120中，由于屏蔽件主体122的外周面122Y与径向ZB正交，因此，第一角度A1为“90°”。另外在磁屏蔽件120中，由于屏蔽件端部121的外侧面121B与径向ZB平行，因此第二角度A2为0°。

传感器外壳80与屏蔽件主体122的外周面122Y、各屏蔽件端部121的外侧面121B和角部分121C、以及弯折部分123的外侧面123A紧贴。

本转矩检测装置以及具备该转矩检测装置的转向装置，包括与第一以及第二实施方式不同的其他实施方式。以下，示出作为本转矩检测装置以及具备该转矩检测装置的转向装置的其他实施方式的第一以及第二实施方式的变形例。另外，以下的各变形例能够彼此组合。

·第一实施方式的磁屏蔽件60中，在径向ZB上屏蔽件端部61的角部分61C与弯折部分64重叠。但是，磁屏蔽件60的结构并不限定于第一实施方式所例示的内容。例如，变形例的磁屏蔽件60中，如图10所示，在周向ZC上屏蔽件端部61的角部分61C位于比弯折部分64靠分离部分63侧的位置。即，变形例的磁屏蔽件60中，在径向ZB上屏蔽件端部61的角部分61C不与弯折部分64重叠。变形例的屏蔽件端部61，随着朝向周向ZC的分离部分63侧而向内侧ZB1延伸。

根据该结构，第二角度A2小于第一角度A1。因此，屏蔽件端部61的外侧面61B不与径向ZB正交。由此，第一推压力在屏蔽件端部61中分解成沿着屏蔽件端部61的方向的分力、和垂直地推压屏蔽件端部61的分力。因此，垂直地推压屏蔽件端部61的分力比垂直地推压图12的转矩检测装置200的磁屏蔽件213的屏蔽件端部213B的力小。因此，抑制在传感器外壳80中的从外侧ZB2包围屏蔽件端部61的部分产生大的热应力。

·第一实施方式的磁屏蔽件60具有屏蔽件端部61通过弯折部分64而从屏蔽件主体62向内侧ZB1折弯的结构。但是，磁屏蔽件60的结构不限定于第一实施方式所例示的内容。例如，变形例的磁屏蔽件130如图11所示那样具有第一弯折部分133以及第二弯折部分134。变形例的磁屏蔽件130具有屏蔽件主体132、屏蔽件端部131、以及各弯折部分133、134形成为一体的结构。第一弯折部分133具有从屏蔽件主体132向外侧ZB2折弯的结构。第二弯折部分134与第一弯折部分133连续。第二弯折部分134呈朝内侧ZB1开口的U字形状。屏蔽件端部131与第二弯折部分134连续。屏蔽件端部131朝向内侧ZB1延伸。屏蔽件端部131与第二弯折部分134在周向ZC上重叠。

变形例的传感器外壳80与第一弯折部分133的外侧面133A和内侧面133B、第二弯折部分134的外侧面134A和内侧面134B、屏蔽件端部131的端面131A、外侧面131B、以及角部分131C紧贴。

变形例的集磁支架70代替支架定位部78而具有支架定位部79，该支架定位部79与磁屏蔽件130的由第一弯折部分133以及第二弯折部分134形成的部分嵌合。支架定位部79从集磁支架70的外周面70Y向外侧ZB2突出。

·在上述变形例的磁屏蔽件60中，也能够变更为屏蔽件端部131的角部分131C在径向ZB上不与第二弯折部分134重叠的结构。

·在上述变形例的集磁支架70中也能够省略支架定位部79。

·第二实施方式的磁屏蔽件120中，屏蔽件端部121的端面121A与屏蔽件主体122的外周面122Y接触。但是，磁屏蔽件120的结构不限定于第二实施方式所例示的内容。例如，变形例的磁屏蔽件120中，屏蔽件端部121的端面121A与屏蔽件主体122的外周面122Y在径向ZB上隔开间隙地对置。

·第一以及第二实施方式的集磁单元50中，集磁支架70的作为凸部的支架定位部78与磁屏蔽件60的作为凹部的屏蔽件定位部65嵌合。但是，集磁支架70的支架定位部78与磁屏蔽件60的屏蔽件定位部65的嵌合构造并不限定于各实施方式所例示的内容。

例如，变形例的集磁单元50中，集磁支架70的作为凹部的支架定位部78与磁屏蔽件60的作为凸部的屏蔽件定位部65嵌合。

·在第一以及第二实施方式的集磁单元50中，集磁支架70具有2个支架定位部78，磁屏蔽件60具有2个屏蔽件定位部65。但是，集磁单元50的定位件的个数并不限定于各实施方式所例示的内容。例如，变形例的集磁单元50中，集磁支架70具有1个或者3个以上的支架定位部78，磁屏蔽件60具有1个或者3个以上的屏蔽件定位部65。

·第一以及第二实施方式的集磁单元50具有1个磁屏蔽件60、120。但是，集磁单元50的结构并不限定于各实施方式所例示的内容。例如，变形例的集磁单元50具有在轴向ZA上分割成多个的磁屏蔽件。

·第一以及第二实施方式的集磁单元50在集磁支架70的保持凸部71安装有各集磁环51、54。但是，集磁支架70的结构不限定于各实施方式所例示的内容。例如，变形例的集磁单元50中集磁支架70与各集磁环51、54成形为一体。变形例的集磁支架70不具有保持凸部71以及贯通孔74。

·第一以及第二实施方式的转矩检测装置30具有2个磁传感器41。但是，磁传感器41的个数并不限定于各实施方式所例示的内容。例如，变形例的转矩检测装置30具有1个磁传感器41。变形例的转矩检测装置30中，第一集磁环51具有1个集磁突起53，第二集磁环54具有1个集磁突起56。

·第一以及第二实施方式的转矩检测装置30作为磁传感器41而使用了霍尔IC。但是，磁传感器41的结构并不限定于各实施方式所例示的内容。例如，变形例的转矩检测装置30中，作为磁传感器41代替霍尔IC而具有霍尔元件或者MR元件。

·第一以及第二实施方式的转向装置1具有作为双齿轮辅助型的电动动力转向装置的结构。另一方面，变形例的转向装置1具有作为管柱辅助型、齿轮辅助型、齿条并行型、或者齿条同轴型的电动动力转向装置的结构。

·第一以及第二实施方式的转向装置1具有作为具备辅助装置20的电动动力转向装置的结构。另一方面，变形例的转向装置1具有作为省略了辅助装置20的机械式转向装置的结构。

要点在于，只要是具有齿条轴以及齿轮轴的转向装置，则也能够对双齿轮辅助型以外的电动动力转向装置、以及电动动力转向装置以外的转向装置应用本转向装置。

接下来记载根据上述实施方式而能够把握的转矩检测装置的结构。上述传感器外壳的径向上，上述屏蔽件端部与上述弯折部分重叠的转矩检测装置。

根据该结构，由于第一推压力作用于弯折部分，因此，抑制对屏蔽件端部作用第一推压力。因此，提高了抑制在传感器外壳的比磁屏蔽件靠外侧的部分产生大的热应力的效果。

Claims (7)

1.一种转矩检测装置，其特征在于，

具备：

永久磁铁；

磁轭，该磁轭配置于所述永久磁铁所形成的磁场内，并且该磁轭与所述永久磁铁的相对位置变化；

集磁单元，该集磁单元具有集磁支架、集磁环以及磁屏蔽件，所述集磁支架通过树脂成型而形成为环状、并且包围所述磁轭，所述集磁环安装于所述集磁支架的内周面、并且汇集所述磁轭的磁通，所述磁屏蔽件通过折弯金属板而形成、并且安装于所述集磁支架的外周面；

磁传感器，该磁传感器检测由所述永久磁铁、所述磁轭、以及所述集磁环所形成的磁路的磁通；以及

传感器外壳，该传感器外壳通过向所述集磁单元的外周侧流入的树脂而与所述集磁单元形成为一体，

所述磁屏蔽件具有屏蔽件主体、屏蔽件端部以及弯折部分，所述屏蔽件主体被所述传感器外壳的内表面与所述集磁支架的外周面夹持，所述屏蔽件端部构成所述磁屏蔽件的周向的端部，所述弯折部分从所述屏蔽件主体被折弯而将所述屏蔽件主体与屏蔽件端部连结，

所述屏蔽件端部的外侧面与所述传感器外壳的径向所成的第二角度，小于所述屏蔽件主体的外周面与所述传感器外壳的径向所成的第一角度，

所述弯折部分具有倒圆角形状，并且从所述磁屏蔽件的宽度方向的一端延伸至另一端。

2.根据权利要求1所述的转矩检测装置，其特征在于，

所述屏蔽件端部由于所述弯折部分而比所述屏蔽件主体的外周面更朝所述集磁环延伸。

3.根据权利要求1所述的转矩检测装置，其特征在于，

所述弯折部分从所述屏蔽件主体向与所述集磁环相反的一侧折弯，并且朝所述屏蔽件主体折弯，所述屏蔽件端部朝所述屏蔽件主体延伸。

4.根据权利要求1所述的转矩检测装置，其特征在于，

所述磁屏蔽件在所述屏蔽件主体具有屏蔽件定位部，

所述集磁支架具有支架定位部，

通过使所述屏蔽件定位部嵌合于支架定位部，从而在所述集磁单元的周向上限制所述磁屏蔽件与所述集磁支架的相对位置的变化。

5.根据权利要求2所述的转矩检测装置，其特征在于，

所述磁屏蔽件在所述屏蔽件主体具有屏蔽件定位部，

所述集磁支架具有支架定位部，

通过使所述屏蔽件定位部嵌合于支架定位部，从而在所述集磁单元的周向上限制所述磁屏蔽件与所述集磁支架的相对位置的变化。

6.根据权利要求3所述的转矩检测装置，其特征在于，

所述磁屏蔽件在所述屏蔽件主体具有屏蔽件定位部，

所述集磁支架具有支架定位部，

通过使所述屏蔽件定位部嵌合于支架定位部，从而在所述集磁单元的周向上限制所述磁屏蔽件与所述集磁支架的相对位置的变化。

7.一种转向装置，其特征在于，具备权利要求1～6中任一项所述的转矩检测装置。