JP2010019718A - トルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】高温時にもトルクセンサの検出精度が維持されるトルクセンサを提供する。
【解決手段】ハウジング３０に取付けられる樹脂製のセンサホルダ３９と、このセンサホルダ３９に第一、第二集磁リング９１、９２に対峙するように取付けられる第一、第二集磁ヨーク９３、９４とを備え、この磁気検出手段の出力に基づいてトーションバー５１に働くトルクを検出するトルクセンサ５０であって、センサホルダ３９にハウジング３０の取付穴３３に嵌合するインロー筒部４０を形成し、ハウジング３０の取付穴３３とインロー筒部４０の外周面４１との間にシール部材１１を圧縮して介装して両者の間を密封し、このシール部材１１の弾性復元力Ｆがインロー筒部４０に対してその外周面４１の半径方向に作用する構成とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、回転体に働くトルクを非接触で検出するトルクセンサに関するものである。

従来、車両のステアリング系に設けられるトルクセンサとして、回転するシャフトに対して接触しないでシャフトに働く操舵トルクを検出する非接触タイプのものが用いられている。

この種のトルクセンサとして、特許文献１に開示されたものは、ハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、ハウジングに固定して設けられる固定磁気回路部と、この固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気センサとを備える。

トーションバーがこれに働くトルクによって捩れ変形すると、磁気発生部と回転磁気回路部との相対位置が変化し、磁気発生部から回転磁気回路部を介して固定磁気回路部に導かれる磁束密度が変化し、磁気センサの出力に基づいてトーションバーに働くトルクを検出するようになっている。

回転磁気回路部は、一対の軟磁性リングを備え、各軟磁性リングの先端部が磁気発生部に対峙する。

固定磁気回路部は、ハウジングの内壁面に取付けられる一対の集磁リングを備え、この集磁リングが各軟磁性リングの外周面に対峙するように配置される。

固定磁気回路部は、ハウジングに取付けられる樹脂製のセンサホルダを備え、このセンサホルダに各集磁リングに対峙する対の集磁ヨークが取付けられる。

磁気センサは、各集磁ヨークの間の磁気ギャップ（空隙）に介装され、各集磁ヨークを介して導かれる磁束密度を検出する。

各軟磁性リングがトーションバー及び磁気発生部と共に回転しても、各軟磁性リングから各集磁リングに導かれる磁束密度が変化しないように構成されており、磁気センサは回転するトーションバーに働くトルクを非接触で検出することができる。

ハウジングの座面とセンサホルダのフランジ部との間にはシール部材が介装され、このシール部材によってハウジングとセンサホルダとの間が密封されている。
特開２００７−２４０４９６号公報

ところで、この種のトルクセンサが設けられる車両のエンジンルームは、例えば１００〜１２０℃の高温になる。

このため、樹脂製のセンサホルダが高温時に変形しても、トルクセンサの検出精度が悪化しないようにする必要がある。

しかしながら、前述した従来のトルクセンサにあって、シール部材がハウジングの座面とセンサホルダのフランジ部との間に介装されているため、シール部材の弾性復元力がセンサホルダのフランジ部をハウジングの座面から離す方向に作用する。このため、シール部材の弾性復元力の設定によっては、高温時に、シール部材の弾性復元力により樹脂製センサホルダのフランジ部が変形するのに伴って、集磁ヨークが集磁リングから離れ、この部分で磁気抵抗が増大する可能性があった。

図６は、参考例として磁気センサの出力特性を示す線図である。図中実線で示す特性は、正常時の出力特性であり、図中破線で示す特性は、磁気抵抗時の出力特性である。このように、磁気抵抗が増大した場合は、磁気センサの出力が低下するため、トルクセンサの検出精度が悪化する。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高温時にもトルクセンサの検出精度が維持されるトルクセンサを提供することを目的とする。

本発明は、ハウジングと、このハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、ハウジングに回転磁気回路部に対峙するように取付けられる第一、第二集磁リングと、ハウジングに開口する取付穴と、この取付穴を塞ぐように取付けられる樹脂製のセンサホルダと、このセンサホルダに第一、第二集磁リングに対峙するように取付けられる第一、第二集磁ヨークと、この第一、第二集磁ヨークを介して導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段とを備え、この磁気検出手段の出力に基づいてトーションバーに働くトルクを検出するトルクセンサであって、センサホルダにハウジングの取付穴に嵌合するインロー筒部を形成し、ハウジングの取付穴とインロー筒部の外周面との間にシール部材を圧縮して介装して両者の間を密封し、このシール部材の弾性復元力がインロー筒部に対してその外周面の半径方向に作用する構成とした。

本発明のトルクセンサによると、高温時に、シール部材の弾性復元力によってセンサホルダがインロー筒部の軸方向に変形することが抑えられ、第一、第二集磁ヨークと第一、第二集磁リングとの間隔が一定に保たれ、トルクセンサの検出精度が維持される。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に本発明が適用される車両のパワーステアリング装置の一例を示す。このパワーステアリング装置１は、ステアリングハンドル（図示せず）に連係して第一シャフト（入力軸）１０、第二シャフト２０が回転し、第二シャフト（出力軸）２０の下端に形成されるピニオン（図示せず）に噛み合うラック軸が軸方向に移動することにより車輪が操舵されるようになっている。

パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に付与するアシスト機構として、第二シャフト２０にウォームホイール９が連結され、このウォームホイール９に噛み合うウオーム１９を回転駆動する電動モータ（図示せず）を備え、この電動モータが第二シャフト２０に操舵補助トルクを付与するようになっている。

パワーステアリング装置１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ５０を備え、図示しないコントローラ（図示せず）がトルクセンサ５０によって検出される操舵トルクに応じて電動モータの出力を制御する。

以下、トルクセンサ５０の構造について説明する。

第一シャフト１０はハウジング３０に転がり軸受７を介して回転可能に支持される。第二シャフト２０は図示しないハウジングに転がり軸受８を介して回転可能に支持される。第一シャフト１０の下端部と第二シャフト２０との間には滑り軸受３が介装される。これにより、第一シャフト１０と第二シャフト２０とは互いに同一軸上で相対回転できるように支持される。

ハウジング３０と第一シャフト１０との間にはダストシール６が介装され、このダストシール６によってハウジング３０内が密封される。第一シャフト１０は円筒状に形成され、その内側にトーションバー５１が収められる。

トーションバー５１は、その上端部がピン５を介して第一シャフト１０に連結され、その下端部がセレーション４を介して第二シャフト２０に連結される。これにより、トーションバー５１は第一シャフト１０に入力される操舵トルクを第二シャフト２０に伝えるとともに、この操舵トルクに応じて捩れ変形する。

トルクセンサ５０は、図２にも示すように、ハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、第一シャフト１０と共に回転する磁気発生部６０と、第二シャフト２０と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に固定して設けられる固定磁気回路部９０と、固定磁気回路部９０に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ９８とによって構成され、この磁気センサ９８の出力に基づいてトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する。

磁気発生部６０は、第一シャフト１０に固定されるバックヨーク６１と、このバックヨーク６１に固定される環状の永久磁石６３とを備える。

永久磁石６３は、磁気を第一シャフト１０、トーションバー５１の回転軸Ｏ方向に発生するものであり、硬磁性体を第一シャフト１０の回転軸Ｏ方向へ向けて着磁することにより形成される。

図４に示すように、円筒状の永久磁石６３の上端面と下端面には、それぞれ１２個の磁極が周方向について等間隔に形成され、６個のＮ極と６個のＳ極とが交互に並ぶ。

円筒状のバックヨーク６１は軟磁性体によって形成され、永久磁石６３の上端面（磁極面）に当接する。バックヨーク６１は、永久磁石６３を第一シャフト１０に連結する支持部材の働きと、永久磁石６３の隣合う磁極を結んで磁束を導く継鉄の働きをし、永久磁石６３の下端面（磁極面）に磁界を集中させる。

なお、永久磁石６３を第一シャフト１０に連結する支持部材をバックヨークと分離して設け、バックヨークをこの支持部材と永久磁石６３の間に介装してもよい。

回転磁気回路部６９は、永久磁石６３から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リング７０、８０と、第二シャフト２０に固定される組付け部材７７と、この組付け部材７７に第一、第二軟磁性リング７０、８０を固定する樹脂モールド８７とを備える。

図３の（ａ）は、第一、第二軟磁性リング７０、８０と組付け部材７７を分解した斜視図であり、図３の（ｂ）はこれらを組み立てた状態を示す回転磁気回路部６９の斜視図である。

第一、第二軟磁性リング７０、８０は、永久磁石６３の下端面（磁極面）に対峙する６個の第一、第二磁路先端部７１、８１と、この第一、第二磁路先端部７１、８１から曲折して互いに遠ざかる方向に延びる６個の第一、第二磁路柱部７２、８２と、この第一、第二磁路柱部７２、８２を結んで環状に延びる１個の第一、第二磁路環部７３、８３とをそれぞれ有し、これらがプレス加工によって一体形成される。

なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、プレス加工に限らず、鋳造、焼結等によって形成してもよい。

第一、第二軟磁性リング７０、８０は、互いに同一形状であり、共通の部品が組付け方向を逆転させることにより用いられる。

なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、これに限らず、互いに異なる形状であってもよい。

第一、第二磁路先端部７１、８１は、トーションバー５１の回転軸Ｏと直交する同一平面上にてそれぞれ均等な間隔をもって周方向に並び、トーションバー５１にトルクが加えられない中立状態で、トーションバー５１の半径方向に延びるそれぞれの中心線が永久磁石６３のＮ極及びＳ極の境界を指すように配置される。

第一、第二磁路柱部７２、８２は、平板状に形成され、トーションバー５１の回転軸Ｏ方向に延びる。

また、第一、第二軟磁性リング７０、８０が鋳造、焼結等によって形成される場合には、第一、第二磁路柱部７２、８２は、トーションバー５１の半径方向に厚みを持つブロック状に形成してもよい。

第一磁路柱部７２は、トーションバー５１の上方向に延び、永久磁石６３を囲むように配置される。第一磁路柱部７２は、永久磁石６３の外周面にある間隙をもって配置され、永久磁石６３の磁束が第一磁路柱部７２によって短絡されないように構成する。

第二磁路柱部８２は、トーションバー５１の下方向に延び、永久磁石６３から遠ざかるように配置される。

こうして、第一、第二磁路柱部７２、８２が互いに遠ざかる方向に延びることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸Ｏ方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成される。

第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の回転軸Ｏと直交する平面上に配置され、トーションバー５１の回転軸Ｏと同一軸上に延びる円盤状に形成される。第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の半径方向について一定幅を有する。

第一、第二磁路環部７３、８３は、全周につながったリング状をしているが、これに限らず、その一箇所にスリットを有するＣ字形リング状に形成してもよい。

第一磁路環部７３を永久磁石６３の下面（磁極面）より上方に配置し、第二磁路環部８３を永久磁石６３より下方に配置する。すなわち、永久磁石６３は、トーションバー５１の回転軸Ｏ方向について第一磁路環部７３と第二磁路環部８３の間に配置される。

これにより、第一、第二磁路柱部７２、８２の回転軸Ｏ方向の長さを短縮することと、第一、第二磁路環部７３、８３どうしを互いに離して両者の間で磁気短絡が起きないようにすることとを両立できる。第一、第二磁路柱部７２、８２を回転軸Ｏ方向の長さを短縮することにより、第一、第二軟磁性リング７０、８０をプレス加工により形成することが可能となり、製品のコストダウンがはかれる。

第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工して形成することにより、鋳造や焼結によって形成するものに比べて材料使用量を低減することができる。

第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工によって形成されることにより、鋳造や焼結によって形成するものに比べて各部の板厚を大きくとれず、磁路断面積が小さくなるが、高密度材を用いることにより磁気ヒステリシス特性の向上がはかれる。

トルクセンサ５０は、第一軟磁性リング７０の第一磁路柱部７２を永久磁石６３を囲むように永久磁石６３の側方に配置することにより、第一軟磁性リング７０の介装スペースによって回転軸Ｏ方向の長さが増大することを抑えられ、パワーステアリング装置１の小型軽量化がはかれる。

以上、第一、第二軟磁性リング７０、８０の形状を説明したが、第一軟磁性リング７０は、図１に示すように永久磁石６３を包囲する形状に限らず、永久磁石６３の下面（磁極面）に沿って平らに延びる円盤状に形成され、第一磁路柱部７２を第一磁路先端部７１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第二磁路柱部８２を図１に示すように第二磁路先端部８１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸Ｏ方向について離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。

また、第二軟磁性リング８０は、平らな円盤状に形成され、第二磁路柱部８２を第二磁路先端部８１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第一磁路柱部７２を図１に示すように第一磁路先端部７１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸Ｏ方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。

樹脂モールド８７は、金型に組付け部材７７と第一、第二軟磁性リング７０、８０を配置した状態で、金型に溶解した熱可塑性樹脂を流し込み、この樹脂を冷却して固化させることにより形成される。なお、樹脂モールド８７を形成する樹脂は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂、反応硬化性樹脂を用いてもよい。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４と磁気センサ９８と基板９９とはセンサホルダ３９に樹脂モールド８８を介して固定される。樹脂製センサホルダ３９は金属製ハウジング３０に図示しないボルトを介して締結される。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周に所定の間隙を持って対峙するように設けられる。

なお、第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周に接するように対峙して設けてもよい。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４の間に一対の磁気ギャップ（空隙）９６が形成され、この磁気ギャップ９６に磁気センサ９８が介装される。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周面にそれぞれ接合するブロック状に形成され、磁気ギャップ９６を画成する一対の集磁凸部９３ａ、９４ａを有する。集磁凸部９３ａ、９４ａの端面は互いに平行に対峙する平面状に形成される。

磁気検出手段として設けられる磁気センサ９８はホール素子が用いられ、磁気ギャップ９６の磁場の大きさと方向に応じた出力が基板９９と信号線９７を介して取り出される。ホール素子はこれを通過する磁束密度に応じた電圧を信号として出力するものである。なお、磁気センサ９８はホール素子の信号を増幅する回路や温度補償を行う回路、ノイズフィルタの回路等を備えるものを用いてもよい。

磁気センサ９８の信号線９７はセンサホルダ３９に接続される図示しない配線を介してコントローラに接続される。

次に、トルクセンサ５０がトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する作用について説明する。

トーションバー５１にトルクが働かない中立状態において、第一、第二軟磁性リング７０、８０の第一、第二磁路先端部７１、８１が、それぞれ永久磁石６３のＮ極及びＳ極に同一面積を持って対峙して両者を磁気短絡し、磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれない。

運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に一方向のトルクが働く場合、トーションバー５１がこのトルクの方向に応じて捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙し、永久磁石６３からの磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第一磁路先端部７１→第一磁路柱部７２→第一磁路環部７３→第一集磁リング９１→第一集磁ヨーク９３→第二集磁ヨーク９４→第二集磁リング９２→第二磁路環部８３→第二磁路柱部８２→第二磁路先端部８１→Ｓ極となる。

運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に逆方向のトルクが働く場合、トーションバー５１が逆方向に捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙し、磁束が上記の磁気経路と逆の磁気経路にて導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第二磁路先端部８１→第二磁路柱部８２→第二磁路環部８３→第二集磁リング９２→第二集磁ヨーク９４→第一集磁ヨーク９３→第一集磁リング９１→第一磁路環部７３→第一磁路柱部７２→第一磁路先端部７１→Ｓ極となる。

このようにトーションバー５１がこれに働くトルクに応じてトーションバー５１の捩れ変形し、第一、第二磁路先端部７１、８１が永久磁石６３のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きくなると、磁気センサ９８に導かれる磁束密度が大きくなり、磁気センサ９８からこのトルクに応じた信号が出力される。

なお、永久磁石６３の一端面に形成される磁極数は、２個以上の範囲で任意に設定される。永久磁石６３に対峙する第一、第二軟磁性リング７０、８０の面積が同じ条件において、磁極数を増やすことにより、磁気センサ９８に導かれる磁束密度を高められる。

ところで、トルクセンサ５０が設けられる車両のエンジンルームは、例えば１００〜１２０℃の高温になる。このような高温下では、樹脂製センサホルダ３９の取付部に受ける熱的影響により第一、第二集磁ヨーク９３、９４と第一、第二集磁リング９１、９２との間にズレが生じると、トルクセンサ５０の検出精度が悪化する。

本発明は、これに対処して、高温下においても第一、第二集磁ヨーク９３、９４と第一、第二集磁リング９１、９２との間にズレが生じにくいセンサホルダ３９の取付構造を提供するものである。

以下、樹脂製センサホルダ３９をハウジング３０に取付ける構造を説明する。

図５はハウジング３０に対するセンサホルダ３９の取付部を示す断面図である。

金属製ハウジング３０の側部には、センサホルダ３９に対する座面３５が平面状に延びるように形成され、この座面３５に取付穴３３の開口する。

取付穴３３の内周面３４は、センサホルダ３９の中心線Ｓを中心とする円筒面状に形成される。この中心線Ｓは、トーションバー５１の回転軸Ｏに対して直交するように配置される。

図６に示すように、センサホルダ３９は、取付穴３３に嵌合する円筒状のインロー筒部４０と、座面３５に当接するフランジ部４５とを有し、これらが樹脂により一体形成される。

取付穴３３、インロー筒部４０の断面形状は、それぞれ円形に形成されるが、これに限らず、例えば楕円形や他の形状でもよい。

センサホルダ３９は、図示しない２本のボルトを介してハウジング３０に締結される。センサホルダ３９のフランジ部４５にはこのボルトを貫通させるボルト穴４８が形成される一方、ハウジング３０の座面３５にはボルトを螺合させるネジ穴が形成される。各ボルトは、ボルト穴を貫通し、ネジ穴に螺合することにより、センサホルダ３９をハウジング３０に締結する。

ハウジング３０とセンサホルダ３９との間には環状のシール部材１１が介装される。このシール部材１１によってハウジング３０とセンサホルダ３９との間が密封される。

ハウジング３０の取付穴３３には環状のシール溝３６が開口し、このシール溝３６にシール部材１１が収まる。

シール溝３６は、円筒面状の溝底面３７と、平面状の溝側面３８とを有する。円筒面状の溝底面３７がシール部材１１を押圧するハウジング３０の内周面を構成する。

なお、これに限らず、センサホルダ３９のインロー筒部４０に開口するシール溝を形成し、このシール溝にシール部材１１が収まる構成としてもよい。この場合、シール溝の溝底面がシール部材１１を押圧するセンサホルダ３９の外周面を構成する。

図５において、平面状の溝側面３８は取付穴３３の円筒面状の内周面３４に直交し、円筒面状の溝底面３７は平面状の座面３５に直交している。

センサホルダ３９のインロー筒部４０は、円筒面状の外周面４１を有し、この外周面４１が取付穴３３の内周面３４に嵌合するとともに、シール溝３６の溝底面３７と平行に対峙し、シール溝３６の溝底面３７との間でシール部材１１を押圧する。

インロー筒部４０はその先端にはテーパ状のガイド部４２を有し、このガイド部４２は、その外周面４１と先端面４３とに渡って円錐面状に傾斜している。

ハウジング３０にセンサホルダ３９を組み付ける際、ガイド部４２によってインロー筒部４０が取付穴３３に嵌合するように案内されるとともに、シール部材１１がシール溝３６に収まるように案内される。これにより、シール部材１１が取付穴３３とインロー筒部４０との間にかみ込まれることが防止される。

なお、ハウジング３０にセンサホルダ３９を組み付ける際、シール部材１１にグリス等の潤滑剤を塗布する。これによって、シール部材１１が取付穴３３とインロー筒部４０との間にかみ込まれることが防止される。

シール部材１１は、例えばゴム材等の弾性材からなり、ハウジング３０の内周面を構成するシール溝３６の溝底面３７、インロー筒部４０の外周面４１の間に圧縮して介装される。

シール部材１１は、その弾性復元力により、シール溝３６の溝底面３７と、インロー筒部４０の外周面４１とに密着し、ハウジング３０とセンサホルダ３９との間を密封する。これにより、外部からの水等がハウジング３０内に侵入することが防止される。

シール部材１１は、シール溝３６の溝底面３７と、インロー筒部４０の外周面４１との間に挟まれて、インロー筒部４０の外周面４１の半径方向（取付穴３３の中心線Ｓに対して直交方向）に圧縮される。

シール溝３６の溝底面３７と、インロー筒部４０の外周面４１（センサホルダ３９の外周面）との断面形状は、それぞれトーションバー５１の回転軸Ｏに対して直交するように形成されている。このため、シール部材１１の弾性復元力Ｆは、図５に矢印で示すように、トーションバー５１の回転軸Ｏと平行に延びる面Ｑ方向（インロー筒部４０及び取付穴３３の中心線Ｓと直交方向）に作用する。

第一、第二集磁ヨーク９３、９４と磁気センサ９８とは、筒状をしたインロー筒部４０の内側に配置され、センサホルダ３９の内壁に樹脂モールド８８を介して固定される。樹脂モールド８８は、センサホルダ３９に第一、第二集磁ヨーク９３、９４を固定するヨーク固定部として設けられる。

樹脂モールド８８は、インロー筒部４０の内側に収まるように有底円筒状に形成される。インロー筒部４０は、円筒面状の内周面４４を有し、この内周面４４と樹脂モールド８８との間に円環状の間隙８９が形成される。なお、間隙８９は、円筒状に限らず、例えば楕円筒状や他の断面形状を持つ筒状に形成してもよい。

トルクセンサ５０が設けられる車両のエンジンルームは、例えば１００〜１２０℃と高温になる作動状態では、熱可塑性を有する樹脂からなるセンサホルダ３９が柔らかくなり、センサホルダ３９はシール部材１１の弾性復元力が高い場合に変形するおそれがある。

シール部材１１の弾性復元力Ｆは、センサホルダ３９のインロー筒部４０に対して、取付穴３３の中心線Ｓと直交方向に作用するため、インロー筒部４０はこの弾性復元力Ｆによって間隙８９側に倒れるように変形し、インロー筒部４０がヨーク固定部（樹脂モールド８８）に干渉することが回避される。

このとき、シール部材１１を挟むシール溝３６の溝底面３７（ハウジング３０の内周面）とインロー筒部４０の外周面４１との間隔がわずかに大きくなるが、弾性材からなるシール部材１１がこれに追従して本来の断面形状に戻るように変形することにより、シール溝３６の溝底面３７と、インロー筒部４０の外周面４１とに密着し、ハウジング３０とセンサホルダ３９間の密封が維持される。

シール部材１１の弾性復元力Ｆは、取付穴３３の中心線Ｓと直交方向、すなわち、トーションバー５１の回転軸Ｏと平行に延びる面Ｑ方向に作用するため、この弾性復元力Ｆによってセンサホルダ３９のフランジ部４５がインロー筒部４０の軸方向（トーションバー５１の回転軸Ｏに直交する方向）に変形することが抑えられる。

このため、シール部材１１の弾性復元力Ｆがセンサホルダ３９に働いても、第一、第二集磁ヨーク９３、９４と第一、第二集磁リング９１、９２との間に設けられる間隙が一定に保たれ、この部分の磁気抵抗が変化しない。

図７は、参考例として磁気センサの出力特性を示す線図である。図中実線で示す特性は、正常時の出力特性であり、図中破線で示す特性は、磁気抵抗時の出力特性である。トルクセンサ５０は、磁気抵抗が変化しないため、図中実線で示す正常時の出力特性が維持され、トルクセンサ５０の検出精度が維持される。

本実施の形態では、ハウジング３０と、このハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、このトーションバー５１の一端と共に回転する磁気発生部６０と、トーションバー５１の他端と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に回転磁気回路部６９に対峙するように取付けられる第一、第二集磁リング９１、９２と、ハウジング３０に開口する取付穴３３と、この取付穴３３を塞ぐように取付けられる樹脂製のセンサホルダ３９と、このセンサホルダ３９に第一、第二集磁リング９１、９２に対峙するように取付けられる第一、第二集磁ヨーク９３、９４と、この第一、第二集磁ヨーク９３、９４を介して導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段（磁気センサ９８）とを備え、この磁気検出手段の出力に基づいてトーションバー５１に働くトルクを検出するトルクセンサ５０であって、センサホルダ３９にハウジング３０の取付穴３３に嵌合するインロー筒部４０を形成し、ハウジング３０の取付穴３３とインロー筒部４０の外周面４１との間にシール部材１１を圧縮して介装して両者の間を密封し、このシール部材１１の弾性復元力Ｆがインロー筒部４０に対してその外周面４１の半径方向に作用する構成とした。

上記構成に基づき、シール部材１１の弾性復元力Ｆがセンサホルダ３９に対してインロー筒部４０の半径方向に作用するため、高温下の作動時に、シール部材１１の弾性復元力Ｆによってセンサホルダ３９がインロー筒部４０の軸方向（トーションバー５１の回転軸Ｏに直交する方向）に変形することが抑えられ、第一、第二集磁ヨーク９３、９４と第一、第二集磁リング９１、９２との間隔が一定に保たれ、トルクセンサ５０の検出精度が維持される。

トルクセンサ５０の組立時、シール部材１１をセンサホルダ３９に取り付けた後にセンサホルダ３９をハウジング３０に組み付ける場合、フランジ部４５に対するインロー筒部４０の突出量がシール溝３６の開口幅（溝底面３７の幅）より大きいため、センサホルダ３９が芯ズレをして組み付けられようとすると、シール溝３６の溝側面３８にインロー筒部４０の先端面４３に当たることによって、シール部材１１がフランジ部４５とセンサホルダ３９の座面３５との間に挟まれることを防止できる。

また、トルクセンサ５０の組立時、シール部材１１をハウジング３０に取り付けた後にセンサホルダ３９をハウジング３０に組み付ける場合、本実施の形態では、インロー筒部４０の先端に円錐面状に傾斜したガイド部４２を形成する構成としたため、ハウジング３０にセンサホルダ３９を組み付ける際、ガイド部４２によってインロー筒部４０が取付穴３３に嵌合するように案内されるとともに、シール部材１１がシール溝３６に収まるように案内され、シール部材１１がハウジング３０とセンサホルダ３９との間にかみ込まれた状態で組み付けられる、組み付け不良を防止できる。

本実施の形態では、第一、第二集磁ヨーク９３、９４をインロー筒部４０の内側に配置し、センサホルダ３９の内壁に第一、第二集磁ヨーク９３、９４を固定するヨーク固定部（樹脂モールド８８）を設け、インロー筒部４０とヨーク固定部（樹脂モールド８８）との間に環状の間隙８９を形成する構成とした。

上記構成に基づき、高温下の作動時に、シール部材１１の弾性復元力Ｆによってインロー筒部４０が間隙８９に倒れるよう変形しても、インロー筒部４０がヨーク固定部（樹脂モールド８８）に干渉することが回避され、トルクセンサ５０の検出精度が維持される。

なお、トルクセンサ５０の検出精度を維持するため、センサホルダ３９に第一、第二集磁リング９１、９２を樹脂モールド８８を介して固着してもよい。また、第一、第二集磁ヨーク９３、９４に第一、第二集磁リング９１、９２を一体形成してもよい。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明のトルクセンサは、車両のパワーステアリング装置等、二つの軸間のトルクを検出するものに適用することができる。

本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置の断面図である。 同じくパワーステアリング装置の分解斜視図である。 同じく（ａ）は回転磁気回路部の分解斜視図であり、（ｂ）は回転磁気回路部の斜視図である。 同じくトルクセンサの断面図である。 同じくトルクセンサの断面図である。 同じくトルクセンサの正面図である。 トルクセンサの出力特性を示す線図である。

符号の説明

１１ シール部材
３０ ハウジング
３３ 取付穴
３６ シール溝
３７ 溝底面
３９ センサホルダ
４０ インロー筒部
４１ 外周面（センサホルダの外周面）
４２ ガイド部
４５ フランジ部
５０ トルクセンサ
５１ トーションバー
６０ 磁気発生部
６９ 回転磁気回路部
８８ 樹脂モールド（ヨーク固定部）
８９ 間隙
９１ 第一集磁リング
９２ 第二集磁リング
９３ 第一集磁ヨーク
９４ 第二集磁ヨーク
９８ 磁気センサ

Claims (2)

1. ハウジングと、
   このハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、
   このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、
   前記トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、
   前記ハウジングに前記回転磁気回路部に対峙するように取付けられる第一、第二集磁リングと、
   前記ハウジングに開口する取付穴と、
   この取付穴を塞ぐように取付けられる樹脂製のセンサホルダと、
   このセンサホルダに前記第一、第二集磁リングに対峙するように取付けられる第一、第二集磁ヨークと、
   この第一、第二集磁ヨークを介して導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段とを備え、
   この磁気検出手段の出力に基づいて前記トーションバーに働くトルクを検出するトルクセンサであって、
   前記センサホルダに前記ハウジングの前記取付穴に嵌合するインロー筒部を形成し、
   前記ハウジングの取付穴と前記インロー筒部の外周面との間にシール部材を圧縮して介装して両者の間を密封し、
   このシール部材の弾性復元力が前記インロー筒部に対して前記外周面の半径方向に作用する構成としたことを特徴とするトルクセンサ。
2. 前記第一、第二集磁ヨークを前記インロー筒部の内側に配置し、
   前記センサホルダの内壁に前記第一、第二集磁ヨークを固定するヨーク固定部を設け、
   前記インロー筒部と前記ヨーク固定部との間に環状の間隙を形成したことを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。

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