JP2013160535A - トルク検出装置およびこれを備える電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トルク検出装置20は、側壁51と、側壁51の内周面51Xおよび外周面51Yを貫通する上側貫通孔55とを有するホルダー50と、側壁51の内周面51Xに保持され、かつ上側貫通孔55を覆う第1集磁リング41と、側壁51の外周面51Yに保持され、かつ上側貫通孔55を覆う磁気シールド60と、ホルダー50および磁気シールド60を外方から覆うセンサーハウジング31とを有する。そして、磁気シールド60は、上側貫通孔55と対向する部分において内周面60Xが上側貫通孔55とは反対側に凹む凹部分61を有する。
【選択図】図12
Description
そこで、防水性を向上させるために、集磁ユニットの外周に樹脂が流し込まれることによりセンサーハウジングが集磁ユニットと一体に成形されたトルク検出装置が知られている。集磁ユニットは、ホルダー、集磁リング、および磁気シールドを有する。ホルダーは、内周面に形成された保持凸部および保持凸部に隣接した貫通孔が形成されている。集磁リングは、ホルダーの内周面に取り付けられている。磁気シールドは、貫通孔を覆うようにホルダーの外周面に取り付けられている。
電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール2に接続されるステアリングシャフト10と、同シャフト10および転舵輪3に接続されるラックシャフト16と、ラックシャフト16を収容するラックハウジング15と、ステアリングシャフト10に付与されたトルク(以下、「操舵トルク」)を検出するためのトルク検出装置20とを有する。またこの他に、操舵トルクに応じてステアリングホイール2の操作を補助する力(以下、「アシスト力」)を付与するアシスト装置17と、アシスト力をラックシャフト16に伝達するピニオンシャフト18と、アシスト装置17の駆動を制御する電子制御装置19とを有する。
(A)第1軸体11の回転中心軸に沿う方向を「軸方向ZA」とする。
(B)軸方向ZAにおいて、第2軸体12から第1軸体11に向かう方向を「上方ZA1」とし、第1軸体11から第2軸体12に向かう方向を「下方ZA2」とする。
(C)軸方向ZAに直交する方向を「径方向ZB」とする。
(D)径方向ZBにおいて、第1軸体11の回転中心軸に向かう方向を「内方ZB1」とし、第1軸体11の回転中心軸から離れる方向を「外方ZB2」とする。
(E)第1軸体11の回転中心軸回りの方向を「周方向ZC」とする。
電動パワーステアリング装置1は、トルク検出装置20を保持するハウジング14と、ハウジング14に対して第2軸体12が回転することが可能な状態で支持する玉軸受23とを有する。
トーションバー13は、第1軸体11が回転することにより捩れる。そして第1軸体11の回転を第2軸体12に伝達する。このため、第1軸体11および第2軸体12は、相対回転する。第2軸体12およびトーションバー13は、第1軸体11と同軸を有する。
運転者は、ステアリングホイール2を回転することによりステアリングシャフト10の第1軸体11に操舵トルクを付与する。第1軸体11は、トーションバー13を介して第2軸体12に操舵トルクを伝達する。第2軸体12は、ラックシャフト16に操舵トルクを伝達する。ラックシャフト16は、同シャフト16の第1ギヤ部分16Aと第2軸体12のギヤ部分12Aとが噛み合うことにより往復直線運動する。そして転舵輪3の向きを変更する。このとき、アシスト装置17は、操舵トルクに応じたアシスト力をラックシャフト16に付与する。
トルク検出装置20は、磁束を発生する磁石ユニット70と、磁石ユニット70の磁束を受ける磁気ヨークユニット80と、磁気ヨークユニット80の磁束を受けるセンサーユニット30とを有する。
ヨークホルダー83は、第1磁気ヨーク81および第2磁気ヨーク82と一体化されている。ヨークホルダー83は、金型(図示略)内に第1磁気ヨーク81および第2磁気ヨーク82を予め設定された位置に配置した後、ヨークホルダー83の成型材料である樹脂により各磁気ヨーク81,82と一体に成型することにより製造される。
第1磁気ヨーク81は、本体を構成する本体リング81Aと、本体リング81Aから下方ZA2に向けて延びる複数の歯部81Bとを有する。本体リング81Aの内周面および各歯部81Bの内面は、永久磁石71の外周面と対向する。
(a)第1本体N極対向面積RNAは、第1磁気ヨーク81の接続部分81Cにおいて永久磁石71のN極と対向する内面の面積を示す。
(b)第1歯部N極対向面積RNBは、第1磁気ヨーク81の歯部81Bにおいて永久磁石71のN極と対向する内面の面積を示す。
(c)第1本体S極対向面積RSAは、第1磁気ヨーク81の接続部分81Cにおいて永久磁石71のS極と対向する内面の面積を示す。
(d)第1歯部S極対向面積RSBは、第1磁気ヨーク81の歯部81Bにおいて永久磁石71のS極と対向する内面の面積を示す。
(e)第2本体N極対向面積SNAは、第2磁気ヨーク82の接続部分82Cにおいて永久磁石71のN極と対向する内面の面積を示す。
(f)第2歯部N極対向面積SNBは、第2磁気ヨーク82の歯部82Bにおいて永久磁石71のN極と対向する内面の面積を示す。
(g)第2本体S極対向面積SSAは、第2磁気ヨーク82の接続部分82Cにおいて永久磁石71のS極と対向する内面の面積を示す。
(h)第2歯部S極対向面積SSBは、第2磁気ヨーク82の歯部82Bにおいて永久磁石71のS極と対向する内面の面積を示す。
ホルダー50は、図4の第1集磁リング41および第2集磁リング42を保持する保持凸部52と、側壁51を径方向ZBに貫通する上側貫通孔55および下側貫通孔56と、第1集磁リング41の集磁突起41Bおよび第2集磁リング42の集磁突起42Bが挿入される挿入部分57と、磁気シールド60を保持するシールド保持部分58とを有する。保持凸部52は、側壁51の内周面51Xに形成されている。保持凸部52は、第1集磁リング41および第2集磁リング42を保持する複数の第1保持部分53と、軸方向ZAにおいて第1集磁リング41および第2集磁リング42を第1保持部分53とは反対側から保持する第2保持部分54とを有する。
磁気シールド60は、長板を折り曲げることにより円弧形状に形成されている。磁気シールド60は、同シールド60の内周面60Xが外方ZB2に向けて凹む複数の凹部分61を有する。各凹部分61の周方向ZCの寸法は、図8の上側貫通孔55の周方向ZCの寸法および下側貫通孔56の周方向ZCの寸法と等しい。
トルク検出装置20は、具体的には次の工程K1〜工程K3を含む。
工程K1は、各集磁リング41,42および磁気シールド60をホルダー50に取り付けることにより集磁ユニット40を組み立てる。工程K2は、図2のセンサーハウジング31を成型する金型(図示略)に集磁ユニット40を配置する。工程K3は、工程K2の後にセンサーハウジング31の成型材料である樹脂を集磁ユニット40の外周から金型内に流し込むことによりセンサーハウジング31を一体に成型する。このとき、図2に示されるように、センサーハウジング31は、側壁51の外面となる上壁58Aの上端面および外周面51Yと、下壁58Bの下端面および外周面51Y(図8参照)とに溶着した内面31Eを有する。なお、センサーハウジング31の成型材料は、ホルダー50の成型材料と同じである。
ホルダー50の成型時においては、金型90内の空間Sに樹脂を流入する。空間Sは、ホルダー50の形状に相当する。
固定型93および第2可動型92は、ホルダー50において第2保持部分54よりも上方ZA1の部分を成型する。また、上側の第1保持部分53および上側貫通孔55を成型する。
本実施形態の電動パワーステアリング装置1は、以下の効果を奏する。
(1)磁気シールド60は、同シールド60のうちのホルダー50の上側貫通孔55および下側貫通孔56に対向する部分に凹部分61を有する。この構成によれば、凹部分61により磁気シールド60のうちの上側貫通孔55および下側貫通孔56に対向する部分と第1集磁リング41および第2集磁リング42のうちの上側貫通孔55および下側貫通孔56に対向する部分との距離が比較装置100よりも大きくなる。したがって、比較装置100よりも各集磁リング41,42から磁気シールド60に磁束が流れることが抑制される。
本発明は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
Claims (3)
- 第1軸体と第2軸体とを連結するトーションバーと、
前記第1軸体に固定されて、周囲に磁界を形成する永久磁石と、
前記第2軸体に固定されて、前記永久磁石が形成される磁界内に配置されて、前記トーションバーの捩れにともなう前記永久磁石の相対位置の変化に応じて磁束密度が変化する磁気回路を形成する磁気ヨークと、
環状に樹脂成形されて内周面に保持凸部が形成されて前記保持凸部に隣接した位置に内外を貫通する貫通孔が形成されたホルダー、前記保持凸部に引っ掛けられて前記ホルダーの内周面に取り付けられて前記磁気ヨークからの磁束を集める集磁リング、および前記貫通孔と対向する部分において前記貫通孔とは反対側に凹んだ凹部分が形成され、前記貫通孔を覆うように前記ホルダーの外周面に取り付けられて前記磁気回路に対する外部磁界の影響を低減させる磁気シールドを有し、前記磁気ヨークを囲むように配置された環状の集磁ユニットと、
前記集磁リングを介して前記磁気回路に生じる磁束を検出する磁気センサーと、
前記集磁ユニットの外周に樹脂が流しこまれることにより前記集磁ユニットと一体に成形されたセンサーハウジングと
を有するトルク検出装置。 - 前記保持凸部は、前記集磁リングを幅方向において挟み込む第1保持部分および第2保持部分を有し、
前記貫通孔は、前記ホルダーにおいて前記第1保持部分が突出する部分と前記第2保持部分が突出する部分との間に形成されている
請求項1に記載のトルク検出装置。 - 請求項1または2に記載のトルク検出装置を有する
電動パワーステアリング装置。
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JP2009210346A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Honda Motor Co Ltd | 磁歪式トルクセンサ、磁歪式トルクセンサの製造方法および車両用操舵装置 |
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