JP2015031600A - トルク検出装置および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気素子の防水性を確保し、重量およびコストの低減に貢献するトルク検出装置、および、電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】トルク検出装置４０は、永久磁石５１、第１磁気ヨーク６１、第２磁気ヨーク６２、２個の磁気素子７３、ターミナル７４、ケース１０２、および、外部ハウジング１１０を有している。２個の磁気素子７３は、ターミナル７４と電気的に接続されている。ケース１０２は、２個の磁気素子７３およびターミナル７４を収納している。外部ハウジング１１０は、永久磁石５１、第１磁気ヨーク６１、および、第２磁気ヨーク６２を収容し、ケース１０２の外側面を覆い、ケース１０２と一体に成形されている。【選択図】図３

Description

本発明は、磁気素子を有するトルク検出装置、および、このトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置に関する。

従来のトルク検出装置は、集磁ユニットおよびセンサユニットを有している。集磁ユニットは、樹脂成形により一対の集磁リングと一体化している。集磁ユニットは、嵌合凹部、および、嵌合凹部を取り囲む平板状の取付部を有している。センサユニットは、磁気素子を有している。センサユニットは、磁気素子、この磁気素子を保持する円筒状の嵌合凸部、嵌合凸部を取り囲む平板状の取付部、および、嵌合凸部に取り付けられたシール部材を有している。集磁ユニットおよびセンサユニットの各取付部は、嵌合凹部に嵌合凸部が挿入された状態で複数の固定ねじにより互いに締結されている。これにより、集磁リングの素子対向部と磁気素子との相対位置が決められている。シール部材は、嵌合凹部および嵌合凸部の間に配置されている。シール部材は、嵌合凹部および嵌合凸部の間の隙間を封止している。なお、特許文献１は、従来のトルク検出装置の構成の一例を示している。

特開２００８−２４９５９８号公報

従来のトルク検出装置は、磁気素子の防水性を確保するため、例えば、センサユニットの取付部および集磁ユニットの取付部の間にシール部材を取り付けること、または、これらの取付部の間の隙間が小さくなるように各取付部を複数の固定ねじにより締結することが必要になる。このため、部品点数が多くなり、重量およびコストが増加することが懸念される。

本発明は、上記課題を解決するために発明されたものであり、磁気素子の防水性を確保し、重量およびコストを低減することに貢献するトルク検出装置、および、このトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

本手段は、「多極磁石であって周方向に磁極が配置された永久磁石と、磁性体により形成され、前記永久磁石の周囲、かつ、前記永久磁石が形成する磁界内に配置され、前記永久磁石に対して回転することにより前記永久磁石との相対的な位相が変化する磁気ヨークと、前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記永久磁石が形成する磁界、および、前記磁気ヨークを含む磁気回路の磁束に応じた信号を出力する磁気素子と、前記磁気素子に電気的に接続されたターミナルと、前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記磁気素子および前記ターミナルを収納しているケースと、樹脂により形成され、前記永久磁石および前記磁気ヨークを収容し、前記ケースの外側面を覆い、前記ケースと一体に成形された外部ハウジングとを備えるトルク検出装置」を含む。

ケースと外部ハウジングとが一体に成形されているため、外部ハウジングとケースの外側面とが密着している。このため、ケースの内部に水が侵入しにくくなる。このため、ケース内に収容された磁気素子に水が付着しにくくなる。このように、本トルク検出装置によれば、シール部材および複数の固定ねじを用いずに磁気素子の防水性を確保し、重量およびコストの低減に貢献することができる。

上記手段の一形態は、「前記外部ハウジングの樹脂と同一の樹脂により形成され、前記外部ハウジングと一体化し、前記ケースの壁部の内部に存在している連通路充填部と、前記外部ハウジングの樹脂と同一の樹脂により形成され、前記連通路充填部と一体化し、前記ケースの内部における前記磁気素子および前記ターミナルの周囲に存在している内部空間充填部とを備え、前記連通路充填部は、前記ケースの壁部に形成されていて、かつ、前記ケースの壁部を貫通していた連通路を埋めており、前記内部空間充填部は、前記ケースの内部に形成されていて、かつ、前記連通路と連通していて、かつ、前記磁気素子および前記ターミナルを収容していた内部空間を埋めているトルク検出装置」を含む。

本トルク検出装置によれば、外部ハウジングの成形工程において、外部ハウジングの成形材料が連通路を介して内部空間に流れ込む。このため、ケースの外部の成形材料がケースに作用させる圧力と、ケースの内部空間に流れ込んだ成形材料がケースに作用させる圧力との差が大きくなりにくい。このため、外部ハウジングの成形工程においてケースが変形しにくい。このため、ケースの変形に起因してケースが磁気素子に押し付けられる状況が生じにくくなる。このため、磁気素子による磁束の検出機能が低下することが抑制される。

上記手段の一形態は、「磁性体により形成され、前記外部ハウジングに収容され、前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記外部ハウジングに固定され、前記磁気ヨークの磁束を流す集磁リングを備え、前記ケースおよび前記磁気素子は、前記集磁リングの周囲に配置され、前記集磁リングは、前記ケースの内部に配置され、前記磁気素子と対向している素子対向部を有するトルク検出装置」を含む。

上記手段の一形態は、「前記外部ハウジングに収容され、前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記外部ハウジングに固定され、前記集磁リングと一体化された集磁ホルダを備え、前記ケースおよび前記磁気素子は、前記集磁ホルダの周囲に配置されているトルク検出装置」を含む。

上記手段の一形態は、「前記ケースは、個別に形成された上部ケースおよび下部ケースが互いに組み合わせられることにより構成され、前記集磁ホルダは、個別に形成された上部ホルダおよび下部ホルダが互いに組み合わせられることにより構成され、前記上部ケースおよび前記上部ホルダは、同一の樹脂により一体化して形成され、前記下部ケースおよび前記下部ホルダは、同一の樹脂により一体化して形成されているトルク検出装置」を含む。

上記手段の一形態は、「前記集磁ホルダの外周面に取り付けられ、前記外部ハウジングと密着した磁気シールドを備え、前記集磁ホルダは、前記集磁ホルダの外周面から突出して形成された引掛部を備え、前記磁気シールドは、前記集磁ホルダの外周面および前記引掛部により挟み込まれているトルク検出装置」を含む。

本トルク検出装置によれば、集磁ホルダの外周面と磁気シールドとの間に隙間が形成されにくくなる。このため、外部ハウジングの成形工程において、外部ハウジングの成形材料が集磁ホルダの外周面と磁気シールドとの間に入り込むことが抑制される。このため、磁気シールドが集磁リングの外周面から離間する方向に変形することが抑制される。

上記手段の一形態は、「上記トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置」を含む。

本トルク検出装置および本電動パワーステアリング装置は、磁気素子の防水性を確保し、重量およびコストを低減することに貢献する。

実施形態の電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図。 実施形態のトルク検出装置の分解斜視図。 実施形態のトルク検出装置の縦断面図。 実施形態のトルク検出装置のセンサユニットの斜視図。 実施形態のトルク検出装置のセンサユニットの分解斜視図。 図４のＺ４Ａ−Ｚ４Ａ線の断面図。 図４のＺ４Ｂ−Ｚ４Ｂ線の断面図。 （ａ）センサユニットの側面図、（ｂ）図８（ａ）のＺ８−Ｚ８線の断面図。 図４のＺ４Ｃ−Ｚ４Ｃ線の断面図。 実施形態のトルク検出装置の断面図であり、図４のＺ４Ｄ−Ｚ４Ｄ線の断面図。

図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の構成について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、操舵機構１０、転舵機構２０、アシスト機構３０、および、トルク検出装置４０を有している。電動パワーステアリング装置１のアシスト型式は、ピニオンアシスト型である。

操舵機構１０は、コラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、および、ピニオンシャフト１３を有している。コラムシャフト１１の入力側部分は、操舵部材２に接続されている。インターミディエイトシャフト１２の入力側部分は、コラムシャフト１１の出力側部分に接続されている。

ピニオンシャフト１３は、入力シャフト１３Ａ、出力シャフト１３Ｂ、および、トーションバー１３Ｃを有している。入力シャフト１３Ａの入力側部分は、インターミディエイトシャフト１２の出力側部分に接続されている。出力シャフト１３Ｂには、ピニオン歯１３Ｄが形成されている。出力シャフト１３Ｂの入力側部分には、固定部材１３Ｅ（図３参照）が取り付けられている。トーションバー１３Ｃは、入力シャフト１３Ａのトルクと出力シャフト１３Ｂのトルクとの差に応じて捩れる。

転舵機構２０は、ラックシャフト２１およびラックハウジング２２を有している。ラックシャフト２１には、第１ラック歯２１Ａおよび第２ラック歯２１Ｂが形成されている。第１ラック歯２１Ａおよびピニオン歯１３Ｄは、互いに噛み合わせられている。第１ラック歯２１Ａおよびピニオン歯１３Ｄは、ラックアンドピニオン機構２３を構成している。ラックハウジング２２は、取付部材２２Ａを有している。取付部材２２Ａは、ラックハウジング２２において出力シャフト１３Ｂが挿入された部分に固定されている。

転舵機構２０は、コラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、および、ピニオンシャフト１３の回転によりラックシャフト２１を直線運動させ、タイロッド２４を介して転舵輪３を転舵させる。

アシスト機構３０は、アシストモータ３１、ピニオンシャフト３２、ウォームシャフト３３、ウォームホイール３４、および、制御装置３５を有している。ウォームシャフト３３は、アシストモータ３１の出力軸に連結されている。ウォームホイール３４は、ピニオンシャフト３２に外嵌されている。ピニオンシャフト３２には、ピニオン歯３２Ａが形成されている。第２ラック歯２１Ｂおよびピニオン歯３２Ａは、互いに噛み合わせられている。第２ラック歯２１Ｂおよびピニオン歯３２Ａは、ラックアンドピニオン機構２５を構成している。

トルク検出装置４０は、取付部材２２Ａに固定されている。トルク検出装置４０は、ピニオンシャフト１３の周囲に配置されている。トルク検出装置４０は、トーションバー１３Ｃの捩れ量に応じた信号を制御装置３５に出力する。

制御装置３５は、トルク検出装置４０の出力信号に基づいて、操舵部材２に入力された操舵トルクを算出する。制御装置３５は、算出した操舵トルクに基づいて、運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを算出する。制御装置３５は、算出したアシストトルクに基づいて、アシストモータ３１の出力を制御する。

トルク検出装置４０の詳細な構成について説明する。
トルク検出装置４０は、図２に示された磁石ユニット５０、磁気ヨークユニット６０、センサユニット７０、および、外部ハウジング１１０、ならびに、図３に示されたシール部材４１であるオイルシール、および、シール部材４２であるＯリングを有している。

図３に示されたとおり、シール部材４１は、トルク検出装置４０の外部ハウジング１１０とピニオンシャフト１３との間に配置されている。シール部材４１は、外部ハウジング１１０に取り付けられている。シール部材４２は、外部ハウジング１１０と取付部材２２Ａとの間に配置されている。

磁石ユニット５０の構成について説明する。
図２に示されたとおり、磁石ユニット５０の形状は、円筒状である。図３に示されたとおり、磁石ユニット５０は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。磁石ユニット５０は、永久磁石５１および固定部材５２を有している。永久磁石５１は、多極磁石であって周方向ＺＣに磁極が配置されている。固定部材５２は、樹脂材料により成形されている。固定部材５２は、入力シャフト１３Ａの外周面に固定されている。永久磁石５１は、固定部材５２の外周面に固定されている。

磁気ヨークユニット６０の構成について説明する。
図２に示されたとおり、磁気ヨークユニット６０の形状は、円筒状である。図３に示されたとおり、磁気ヨークユニット６０は、固定部材１３Ｅ（図３参照）に固定されている。磁気ヨークユニット６０は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。磁気ヨークユニット６０は、磁石ユニット５０の周囲に配置されている。磁気ヨークユニット６０および磁石ユニット５０は、径方向ＺＢにおいて隙間を空けて配置されている。

図２に示されたとおり、磁気ヨークユニット６０は、第１磁気ヨーク６１、第２磁気ヨーク６２、および、ヨークホルダ６３を有している。ヨークホルダ６３の形状は、円筒状である。ヨークホルダ６３は、第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２と一体化している。

図３に示されたとおり、第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２は、永久磁石５１の周囲であって、永久磁石５１が形成する磁界内に配置されている。第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２は、軟磁性体の金属材料により成形されている。第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２は、複数の爪部（図示略）を有している。なお、例えば、特開２００９−１９２２４８号公報は、第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２の具体的な構成の一例を開示している。

センサユニット７０の構成について説明する。
図２に示されたとおり、センサユニット７０は、外部ハウジング１１０と一体化している。図３に示されたとおり、センサユニット７０は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。センサユニット７０は、磁気ヨークユニット６０の周囲に配置されている。センサユニット７０および磁気ヨークユニット６０は、径方向ＺＢにおいて隙間を空けて配置されている。

図３に示されたとおり、センサユニット７０は、第１集磁リング７１、第２集磁リング７２、２個の磁気素子７３、および、ターミナル７４を有している。図５に示されたとおり、２個の磁気素子７３は、ターミナル７４と電気的に接続されている。ターミナル７４には、制御装置３５（図１参照）と電気的に接続する外部コネクタ（図示略）が接続される。

第１集磁リング７１は、軟磁性体の金属材料により成形されている。第１集磁リング７１の形状は、Ｃ字状である。第１集磁リング７１は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。第１集磁リング７１は、２個の素子対向部７１Ａを有している。なお、第２集磁リング７２は、第１集磁リング７１と同じ構成を有している。

第１集磁リング７１は、第１磁気ヨーク６１の周囲に配置されている。第２集磁リング７２は、第２磁気ヨーク６２の周囲に配置されている。第１集磁リング７１および第２集磁リング７２は、軸方向ＺＡにおいて隙間を空けて配置されている。素子対向部７１Ａおよび素子対向部７２Ａは、軸方向ＺＡに隙間を形成している。

磁気素子７３は、ホールＩＣである。一方の磁気素子７３は、一方の素子対向部７１Ａと一方の素子対向部７２Ａとの間に配置されている。他方の磁気素子７３は、他方の素子対向部７１Ａと他方の素子対向部７２Ａとの間に配置されている。磁気素子７３は、素子本体７３Ａおよび３本のピン７３Ｂを有している（図５参照）。素子本体７３Ａは、磁束を検出する感磁部（図示略）を有している。磁気素子７３は、素子対向部７１Ａ，７２Ａの間の磁束密度に応じた信号を制御装置３５（図１参照）に出力する。なお、センサユニット７０は、例えば特開２００９−１９２２４８号公報に開示された原理に準じた原理により、素子対向部７１Ａ，７２Ａの間の磁束密度を検出する。

図５に示されたとおり、ターミナル７４は、基板７４Ａ、コンデンサ７４Ｂ（図１０参照）、カバー７４Ｃ、位置決め部７４Ｄ、および、４本の接続ピン７４Ｅを有している。磁気素子７３のピン７３Ｂは、基板７４Ａの一端に接続されている。４本の接続ピン７４Ｅは、基板７４Ａの他端に接続されている。なお、図１０のドットの部分は、外部ハウジング１１０の成形樹脂を示している。

図１０に示されたとおり、コンデンサ７４Ｂは、基板７４Ａ上に取り付けられている。コンデンサ７４Ｂは、磁気素子７３および接続ピン７４Ｅと電気的に接続されている。コンデンサ７４Ｂは、磁気素子７３に入力されるノイズを低減する。

カバー７４Ｃは、樹脂材料により成形されている。カバー７４Ｃは、コンデンサ７４Ｂを覆っている。位置決め部７４Ｄは、樹脂材料により成形されている。位置決め部７４Ｄは、基板７４Ａにおいてコンデンサ７４Ｂが取り付けられた面とは反対側の面に形成されている。

外部ハウジング１１０の構成について説明する。
図３に示されたとおり、外部ハウジング１１０には、ピニオンシャフト１３が挿入されている。外部ハウジング１１０は、樹脂材料により成形されている。外部ハウジング１１０は、ハウジング本体１１１、接続部１１２、および、取付部１１３（図２参照）を有している。ハウジング本体１１１、接続部１１２、および、取付部１１３は、同一の樹脂材料により成形されていることにより一体化している。外部ハウジング１１０は、取付部１１３に挿入されたボルト（図示略）により、ラックハウジング２２の取付部材２２Ａに固定されている。

ハウジング本体１１１は、センサユニット７０を外側から覆っている。外部ハウジング１１０の内部には、収容空間ＳＰが形成されている。外部ハウジング１１０は、収容空間ＳＰにおいて、磁石ユニット５０、磁気ヨークユニット６０、および、センサユニット７０を収容している。接続部１１２は、ハウジング本体１１１から径方向ＺＢの外側に向けて突出している。接続部１１２には、外部コネクタ（図示略）が内嵌される。

図４〜図１０を参照して、本実施形態の主たる特徴部分の構成について説明する。
図４は、外部ハウジング１１０と一体化されていないセンサユニット７０（以下、「単体のセンサユニット７０」）の斜視構造を示している。図５は、単体のセンサユニット７０の分解斜視図を示している。図１０は、完成したトルク検出装置４０におけるセンサユニット７０の断面構造を示している。図４、図５、図８、および、図１０を参照して、単体のセンサユニット７０の構成について説明する。なお、図８のドットの部分は、磁気シールド７５を示している。

図４に示されたとおり、センサユニット７０は、上述した第１集磁リング７１、第２集磁リング７２、２個の磁気素子７３、および、ターミナル７４に加えて、磁気シールド７５、および、センサハウジング１００を有している。

センサハウジング１００は、外部ハウジング１１０と同一の樹脂材料により成形されている。センサハウジング１００は、集磁ホルダ１０１およびケース１０２を有している。集磁ホルダ１０１の形状は、円筒状である。集磁ホルダ１０１は、第１集磁リング７１および第２集磁リング７２と一体化している。集磁ホルダ１０１は、上部ホルダ８１および下部ホルダ９１を有している。上部ホルダ８１および下部ホルダ９１は、互いに組み合わせられていることにより、集磁ホルダ１０１を構成している。

ケース１０２の形状は、センサハウジング１００の平面視において略四角形状である。ケース１０２は、磁気ヨークユニット６０（図３参照）の外周側において磁気ヨークユニット６０と隙間を空けて配置されている。ケース１０２は、集磁ホルダ１０１の外周から径方向ＺＢの外側に向けて延びている。ケース１０２は、壁部１０３を有している。ケース１０２の内部には、壁部１０３により囲まれた内部空間（図示略）が形成されている。

図１０に示されたとおり、外部ハウジング１１０が成形された状態のセンサユニット７０においては、ケース１０２の内部空間が内部空間充填部１２０により埋められている。内部空間充填部１２０は、磁気素子７３およびターミナル７４の周囲に存在している。単体のセンサユニット７０においては、トルク検出装置４０において内部空間充填部１２０が存在している部分に対応する部分が内部空間として存在している。

図５に示されたとおり、ケース１０２は、２個の磁気素子７３およびターミナル７４を収容している。ケース１０２は、上部ケース８６および下部ケース９６を有している。上部ケース８６および下部ケース９６は、互いに組み合わせられていることにより、ケース１０２を構成している。

上部ホルダ８１および上部ケース８６は、同一の樹脂材料により成形されていることにより一体化している。上部ホルダ８１および上部ケース８６は、センサユニット７０の構成部品の１つである上部センサハウジング８０を構成している。

上部ホルダ８１は、第１集磁リング７１と一体化している。上部ホルダ８１の内周面８１Ｘ、および、第１集磁リング７１の内周面７１Ｘは、面一である。上部ホルダ８１は、シールド支持部８２、複数の引掛部８３、位置決め部８４（図８参照）、および、４個の係合部８５を有している。

シールド支持部８２は、上部ホルダ８１の下端部の外周面から径方向ＺＢの外側に向けて延びている。複数の引掛部８３のうちの３個は、互いに共通の機能を有する中間引掛部８３Ａである。複数の引掛部８３のうちの２個は、互いに共通の機能を有する端部引掛部８３Ｂである。中間引掛部８３Ａは、シールド支持部８２の外周面から軸方向ＺＡに延びている。端部引掛部８３Ｂは、周方向ＺＣにおいて上部ケース８６と隣り合う位置に形成されている。端部引掛部８３Ｂは、上部ホルダ８１の上部から下部にわたり形成されている。端部引掛部８３Ｂの形状は、上部センサハウジング８０の底面視においてＬ字状である。

係合部８５は、周方向ＺＣにおいて隣り合う引掛部８３の間に形成されている。係合部８５は、上部ホルダ８１の下端部から軸方向ＺＡに延びている。係合部８５の先端部には、係合凸部８５Ａが形成されている。

位置決め部８４は、周方向ＺＣにおいて上部ケース８６と概ね１８０°離れた位置に形成されている。図８（ｂ）に示されたとおり、位置決め部８４は、中間引掛部８３Ａと一体に成形されている。位置決め部８４は、シールド支持部８２の下面から軸方向ＺＡに延びている。

図５に示されたとおり、上部ケース８６は、凹部８７（図１０参照）、２個の連通路８８、および、２個の係合部８９を有している。係合部８９は、上部ケース８６の先端部の下部に形成されている。係合部８９は、上部ホルダ８１の係合部８５と同じ構成を有している。

図１０に示されたとおり、凹部８７は、上部ケース８６における上部ホルダ８１との根本部分から上部ケース８６の先端部分までにわたり形成されている。凹部８７は、基板保持部８７Ａ、コンデンサ保持部８７Ｂ、および、素子配置部８７Ｃを有している。基板保持部８７Ａの形状は、凸状である。コンデンサ保持部８７Ｂは、基板保持部８７Ａに対して凹んでいる。素子配置部８７Ｃは、凹部８７において基板保持部８７Ａよりも径方向ＺＢの内側の部分に形成されている。素子配置部８７Ｃには、第１集磁リング７１の素子対向部７１Ａが配置されている。

図５に示されたとおり、２個の連通路８８は、周方向ＺＣにおいて素子対向部７１Ａと隣り合う部分、かつ、径方向ＺＢにおいて素子対向部７１Ａと同じ部分に形成されている。図１０に示されたとおり、連通路８８は、壁部１０３のうちの凹部８７が形成されている部分を軸方向ＺＡに貫通している。

図５に示されたとおり、下部ホルダ９１および下部ケース９６は、同一の樹脂材料により成形されていることにより一体化している。下部ホルダ９１および下部ケース９６は、センサユニット７０の構成部品の１つである下部センサハウジング９０を構成している。

下部ホルダ９１は、第２集磁リング７２と一体化している。下部ホルダ９１の内周面９１Ｘ、および、第２集磁リング７２の内周面７２Ｘは、面一である。下部ホルダ９１は、シールド支持部９２、複数の引掛部９３、位置決め部９４（図８参照）、および、４個の係合部９５を有している。

複数の引掛部９３のうちの３個は、互いに共通の機能を有する中間引掛部９３Ａである。複数の引掛部９３のうちの２個は、互いに共通の機能を有する端部引掛部９３Ｂである。中間引掛部９３Ａは、中間引掛部８３Ａと同じ構成を有している。中間引掛部９３Ａは、周方向ＺＣにおいて中間引掛部８３Ａと同じ位置に形成されている。端部引掛部９３Ｂは、端部引掛部８３Ｂと同じ構成を有している。端部引掛部９３Ｂは、周方向ＺＣにおいて端部引掛部８３Ｂと同じ位置に形成されている。

図８に示されたとおり、位置決め部９４は、位置決め部８４と同じ構成を有している。位置決め部９４は、周方向ＺＣにおいて位置決め部８４と同じ位置に形成されている。シールド支持部９２は、シールド支持部８２と同じ構成を有している。

図５に示されたとおり、４個の係合部９５は、周方向ＺＣにおいて４個の係合部８５と同じ位置に形成されている。係合部９５は、下部ホルダ９１の外周面９１Ｙから径方向ＺＢの内側に向けて凹んでいる。係合部９５の下端部には、係合凹部９５Ａが形成されている。

下部ケース９６は、凹部９７、２個の連通路９８、および、２個の係合部９９を有している。係合部９９は、下部ケース９６の先端部かつ外側に形成されている。係合部９９は、係合部９５と同じ構成を有している。

凹部９７は、下部ケース９６における下部ホルダ９１との根本部分から下部ケース９６の先端部分までにわたり形成されている。凹部９７は、基板保持部９７Ａ、位置決め部９７Ｂ、および、素子配置部９７Ｃを有している。

基板保持部９７Ａの形状は、凹状である。基板保持部９７Ａの外郭形状は、ターミナル７４の基板７４Ａの外郭形状と概ね同様である。位置決め部９７Ｂは、径方向ＺＢにおいて基板保持部９７Ａの中央部に形成されている。位置決め部９７Ｂは、基板保持部９７Ａに対して凹んでいる。下部ケース９６の幅方向における位置決め部９７Ｂの寸法は、下部ケース９６の幅方向における基板保持部９７Ａの寸法よりも大きい。素子配置部９７Ｃは、凹部９７において基板保持部９７Ａよりも径方向ＺＢの内側の部分に形成されている。素子配置部９７Ｃには、第２集磁リング７２の素子対向部７２Ａが配置されている。

２個の連通路９８は、周方向ＺＣにおいて素子対向部７２Ａと隣り合う部分、かつ、径方向ＺＢにおいて素子対向部７２Ａと同じ部分に形成されている。図１０に示されたとおり、連通路９８は、壁部１０３のうちの凹部９７が形成されている部分を軸方向ＺＡに貫通している。

図５に示されたとおり、磁気シールド７５は、一枚の磁性体かつ金属製の長板が折り曲げられることにより成形されている。磁気シールド７５の形状は、Ｃ字状である。磁気シールド７５の周方向ＺＣの中央部には、２個の位置決め部７５Ａが形成されている。位置決め部７５Ａは、磁気シールド７５の軸方向ＺＡの端部に形成されている。位置決め部７５Ａの形状は、磁気シールド７５の軸方向ＺＡの端面から軸方向ＺＡの中間部に向けて切り欠かれた形状である。磁気シールド７５は、外部磁界が各集磁リング７１，７２、各磁気ヨーク６１，６２、および、永久磁石５１（ともに図３参照）により形成される磁気回路に及ぼす影響を低減する。

図４〜図８を参照して、磁気シールド７５の保持構造について説明する。
図４に示されたとおり、磁気シールド７５は、集磁ホルダ１０１の外周面に取り付けられている。すなわち、図５に示されたとおり、上部ホルダ８１の外周面８１Ｙおよび下部ホルダ９１の外周面９１Ｙに磁気シールド７５が取り付けられている。磁気シールド７５は、軸方向ＺＡにおいて上部ホルダ８１のシールド支持部８２と下部ホルダ９１のシールド支持部９２とにより挟まれている。磁気シールド７５の両端部の間の部分である中間部の外周面７５Ｙは、上部ホルダ８１の３個の中間引掛部８３Ａおよび下部ホルダ９１の３個の中間引掛部９３Ａと対向している。

図６に示されたとおり、磁気シールド７５の中間部の上端部は、上部ホルダ８１の外周面８１Ｙおよび中間引掛部８３Ａにより挟まれている。磁気シールド７５の中間部の下端部は、下部ホルダ９１の外周面９１Ｙおよび中間引掛部９３Ａにより挟まれている。

図４に示されたとおり、磁気シールド７５の周方向ＺＣの両端部のそれぞれは、上部ホルダ８１の２個の端部引掛部８３Ｂ、および、下部ホルダ９１の２個の端部引掛部９３Ｂに挿入されている。

図７に示されたとおり、磁気シールド７５の周方向ＺＣの端面は、端部引掛部８３Ｂおよび端部引掛部９３Ｂと隙間を空けて対向している。磁気シールド７５の周方向ＺＣの端部における上部は、上部ホルダ８１の外周面８１Ｙおよび端部引掛部８３Ｂにより挟まれている。磁気シールド７５の周方向ＺＣの端部における下部は、下部ホルダ９１の外周面９１Ｙおよび端部引掛部９３Ｂにより挟まれている。

図８に示されたとおり、磁気シールド７５の上側の位置決め部７５Ａは、上部ホルダ８１の位置決め部８４に嵌め合わせられている。磁気シールド７５の下側の位置決め部７５Ａは、下部ホルダ９１の位置決め部９４に嵌め合わせられている。

図４および図９を参照して、センサハウジング１００の係合構造について説明する。
図９に示されたとおり、上部ホルダ８１の係合部８５は、磁気シールド７５の径方向ＺＢの内側に形成されている。係合部８５の係合凸部８５Ａは、係合部９５の係合凹部９５Ａと係合している。

図４に示されたとおり、上部ケース８６の係合部８９および下部ケース９６の係合部９９は、互いに係合している。係合部８９および係合部９９の係合構造は、係合部８５および係合部９５の係合構造と同様である。上部ケース８６の周縁の下面８６Ａおよび下部ケース９６の周縁の上面９６Ａは、互いに接触している。

図１０を参照して、ケース１０２の収納構造について説明する。
ターミナル７４の基板７４Ａは、上部ケース８６の基板保持部８７Ａと下部ケース９６の基板保持部９７Ａとにより、軸方向ＺＡにおいて挟まれている。ターミナル７４のカバー７４Ｃは、上部ケース８６のコンデンサ保持部８７Ｂに収容されている。ターミナル７４の位置決め部７４Ｄは、下部ケース９６の位置決め部９７Ｂに嵌め合わせられている。磁気素子７３は、上部ケース８６の素子配置部８７Ｃおよび下部ケース９６の素子配置部９７Ｃにより、軸方向ＺＡにおいて挟まれている。

図３および図１０を参照して、外部ハウジング１１０の被覆構造について説明する。
図３に示されたとおり、外部ハウジング１１０のハウジング本体１１１は、上部ホルダ８１、下部ホルダ９１、および、磁気シールド７５の外周全体を覆っている。ハウジング本体１１１は、上部ホルダ８１、下部ホルダ９１、および、磁気シールド７５の外周全体にわたり、これらの構成要素と密着している。

図１０に示されたとおり、外部ハウジング１１０の接続部１１２は、ケース１０２の外側全体を覆っている。接続部１１２は、ケース１０２の外側全体にわたりケース１０２と密着している。すなわち、接続部１１２は、上部ケース８６の下面８６Ａと下部ケース９６の上面９６Ａとの接続部分と密着し、この接続部分を覆っている。

ケース１０２の内部には、内部空間充填部１２０および連通路充填部１３０が形成されている。内部空間充填部１２０および連通路充填部１３０は、外部ハウジング１１０の樹脂材料と同じ樹脂材料により成形されている。

内部空間充填部１２０は、連通路充填部１３０と一体化している。内部空間充填部１２０は、単体のセンサユニット７０のケース１０２に形成されていた内部空間を埋めている。内部空間充填部１２０は、２個の磁気素子７３およびターミナル７４を覆い、これらの構成要素と密着している。

連通路充填部１３０は、外部ハウジング１１０の接続部１１２と一体化している。連通路充填部１３０は、単体のセンサユニット７０のケース１０２に形成されていた連通路８８，９８を埋めている。

図５および図１０を参照して、トルク検出装置４０の製造方法について説明する。
トルク検出装置４０の製造方法は、単体のセンサユニット７０を組み立てる組立工程、単体のセンサユニット７０に外部ハウジング１１０を成形する成形工程、および、成形後のセンサユニット７０を用いてトルク検出装置４０を組み立てる最終工程を含む。

図５を参照して、組立工程の詳細について説明する。
最初に、２個の磁気素子７３およびターミナル７４の結合体が、下部ケース９６の凹部９７に載せられる。このとき、ターミナル７４の位置決め部７４Ｄが位置決め部９７Ｂに挿入され、ターミナル７４の基板７４Ａが基板保持部９７Ａに挿入される。これにより、磁気素子７３が第２集磁リング７２の素子対向部７２Ａと対向する。

次に、磁気シールド７５が下部ホルダ９１のシールド支持部９２に載せられる。このとき、磁気シールド７５が下部ホルダ９１の外周面９１Ｙと引掛部９３との間に挿入され、磁気シールド７５の下側の位置決め部７５Ａが下部ホルダ９１の位置決め部９４に挿入される。なお、組立工程としては、２個の磁気素子７３およびターミナル７４の結合体が凹部９７に載せられる前に、磁気シールド７５がシールド支持部９２に載せられる手順を選択することもできる。

次に、上部センサハウジング８０および下部センサハウジング９０が互いに係合されることにより、センサハウジング１００が組み立てられる。このとき、磁気シールド７５の上端部が上部ホルダ８１の外周面８１Ｙと引掛部８３との間に挿入され、上部ホルダ８１の位置決め部８４が磁気シールド７５の上側の位置決め部７５Ａに嵌め合わせられ、上部ケース８６の係合部８９および下部ケース９６の係合部９９が互いに係合される。

センサハウジング１００が組み立てられたとき、下部ケース９６の凹部９７および上部ケース８６の凹部８７は、内部空間を形成している。２個の磁気素子７３およびターミナル７４により構成されたアッセンブリは、内部空間において上部ケース８６の凹部８７および下部ケース９６の凹部９７により保持される。これにより、第１集磁リング７１の素子対向部７１Ａが磁気素子７３と軸方向ＺＡに対向する。

図１０を参照して、成形工程の詳細について説明する。
最初に、単体のセンサユニット７０が金型に配置される。次に、外部ハウジング１１０の成形材料が金型内に流し込まれる。このとき、成形材料が上部ケース８６の連通路８８および下部ケース９６の連通路９８を介してケース１０２の内部空間に流入する。このため、連通路８８、連通路９８、および、内部空間が成形材料により埋められ、磁気素子７３およびターミナル７４が成形材料により覆われる。内部空間に成形材料が充填された後、充填された成形材料が固化されることにより、センサハウジング１００および外部ハウジング１１０が一体化されたアッセンブリが成形される。

トルク検出装置４０によれば、以下の効果が得られる。
（１）磁気素子７３がケース１０２の内部に配置されている。ケース１０２の外側面が外部ハウジング１１０により覆われている。外部ハウジング１１０の接続部１１２およびケース１０２が密着している。この構成によれば、ケース１０２の内部に水が侵入しにくくなる。このため、磁気素子７３に水が付着しにくくなる。このように、トルク検出装置４０によれば、シール部材を用いることなく磁気素子７３への水の付着を抑制することができる。

（２）ケース１０２がターミナル７４を保持していることにより、素子対向部７１Ａ，７２Ａに対する磁気素子７３の位置が固定されている。この構成によれば、従来のトルク検出装置とは異なり、素子対向部および磁気素子の位置を決めるための複数の固定ねじを省略することができる。このため、従来のトルク検出装置と比較して部品点数が少なくなり、重量およびコストが低減される。

（３）センサユニット７０は、内部空間充填部１２０を有する。この構成によれば、ケース１０２の内部への水の侵入を抑制する効果、および、磁気素子７３への水の付着を抑制する効果がより高められる。

（４）センサユニット７０は、連通路充填部１３０を有する。この構成によれば、ケース１０２の内部への水の侵入を抑制する効果、および、磁気素子７３への水の付着を抑制する効果がより高められる。

（５）単体のセンサユニット７０において、ケース１０２が連通路８８および内部空間を有している。この構成によれば、外部ハウジング１１０の成形工程において、成形樹脂が連通路８８を介して内部空間に流れ込む。このため、ケース１０２の外部の成形樹脂がケース１０２に作用させる圧力と、内部空間に流れ込んだ成形樹脂がケース１０２に作用させる圧力との差が大きくなりにくい。このため、外部ハウジング１１０の成形工程においてケース１０２が変形しにくい。このため、ケース１０２の変形に起因してケース１０２が素子本体７３Ａに押し付けられる状況が生じにくくなる。このため、磁気素子７３の機能が低下することが抑制される。なお、単体のセンサユニット７０における連通路９８および内部空間の関係によっても、上記効果に準じた効果が得られる。

（６）単体のセンサユニット７０において、連通路８８がケース１０２の外部と素子配置部８７Ｃの内部とを互いに連通している。この構成によれば、外部ハウジング１１０の成形工程において、成形樹脂が素子本体７３Ａの周囲に速やかに流れ込む。このため、ケース１０２の外部の成形樹脂がケース１０２に作用させる圧力と、素子本体７３Ａの周囲の成形樹脂がケース１０２に作用させる圧力との差が大きくなりにくい。このため、ケース１０２の変形に起因してケース１０２が素子本体７３Ａに押し付けられる状況が、より生じにくくなる。なお、単体のセンサユニット７０における連通路９８および内部空間の関係によっても、上記効果に準じた効果が得られる。

（７）単体のセンサユニット７０において、ターミナル７４がケース１０２に固定されている。この構成によれば、外部ハウジング１１０の成形工程において、各集磁リング７１，７２に対する磁気素子７３の位置がずれにくい。

（８）上部センサハウジング８０および下部センサハウジング９０が互いに固定されている。この構成によれば、トルク検出装置４０の製造工程において、上部センサハウジング８０および下部センサハウジング９０の相対的な位置がずれることが抑制される。

（９）磁気シールド７５が集磁ホルダ１０１の外周面８１Ｙおよび引掛部８３により挟み込まれている。この構成によれば、単体のセンサユニット７０において、磁気シールド７５が集磁ホルダ１０１の外周面８１Ｙから離間しにくい。このため、外部ハウジング１１０の成形工程において、集磁ホルダ１０１の外周面８１Ｙと磁気シールド７５との間に成形樹脂が流れ込むことが抑制される。このため、外部ハウジング１１０の成形樹脂による磁気シールド７５の変形が生じにくい。なお、集磁ホルダ１０１の外周面９１Ｙおよび引掛部９３の関係によっても上記効果に準じた効果が得られる。

（１０）磁気シールド７５の位置決め部７５Ａおよび集磁ホルダ１０１の位置決め部８４，９４により、集磁ホルダ１０１に対する磁気シールド７５の周方向ＺＣの位置が決められている。この構成によれば、磁気シールド７５の位置がトルク検出装置４０の製品毎にばらつくことが抑制される。

（１１）磁気シールド７５の周方向ＺＣにおける端部の全体が端部引掛部８３Ｂ，９３Ｂにより覆われている。この構成によれば、外部ハウジング１１０の成形工程において、磁気シールド７５の周方向ＺＣの端部と集磁ホルダ１０１の外周面８１Ｙ，９１Ｙとの間に成形材料が流れ込みにくくなる。

本電動パワーステアリング装置および本トルク検出装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本電動パワーステアリング装置および本トルク検出装置の他の実施形態に相当する上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、技術的に実現可能な範囲において互いに組み合わせることができる。

・中間引掛部８３Ａの数を１個、２個、または、４個以上のいずれかの個数に変更することができる。なお、下部ホルダ９１の中間引掛部９３Ａの数も同様に変更することができる。

・単体のセンサユニット７０において連通路８８，９８が内部空間に連通する範囲であれば、連通路８８，９８を上記実施形態とは別の位置に形成することができる。
・複数の引掛部８３の少なくとも１つを省略できる。なお、複数の引掛部９３も同様に変更することができる。

・複数の端部引掛部８３Ｂの少なくとも１つを省略できる。なお、複数の端部引掛部９３Ｂも同様に変更することができる。
・複数の引掛部８３を上部ホルダ８１とは別の部品として形成することができる。なお、複数の引掛部９３も同様に変更することができる。

・連通路８８を複数形成することができる。なお、連通路９８の数も同様に変更することができる。
・連通路８８および連通路９８の少なくとも一方を省略できる。なお、連通路８８，９８の両方を省略した場合、外部ハウジング１１０の成形工程において、成形材料がケース１０２の内部空間に流入しない。このため、完成したトルク検出装置４０においては、ケース１０２の内部空間が成形材料により埋められることなく空間として存在する。

・第１集磁リング７１および第２集磁リング７２を省略できる。各集磁リング７１，７２が省略された場合、集磁ホルダ１０１も併せて省略される。この場合、磁気素子７３およびターミナル７４を収容するケース１０２は、外部ハウジング１１０の接続部１１２と一体に成形される。磁気素子７３は、第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２の間の磁束密度を検出する。

・上部センサハウジング８０を第１集磁リング７１とは別に成形した後、第１集磁リング７１を上部センサハウジング８０に取り付けることができる。なお、下部センサハウジング９０および第２集磁リング７２も同様の手順により組み合わせることができる。

・集磁ホルダ１０１およびケース１０２を個別の部品として形成することができる。
・トルク検出装置４０をラックハウジング２２の取付部材２２Ａとは別の部分に取り付けることができる。

・電動パワーステアリング装置１をラックアシスト型またはコラムアシスト型に変更することができる。

１…電動パワーステアリング装置、２…操舵部材、３…転舵輪、１０…操舵機構、１１…コラムシャフト、１２…インターミディエイトシャフト、１３…ピニオンシャフト、１３Ａ…入力シャフト、１３Ｂ…出力シャフト、１３Ｃ…トーションバー、１３Ｄ…ピニオン歯、１３Ｅ…固定部材、２０…転舵機構、２１…ラックシャフト、２１Ａ…第１ラック歯、２１Ｂ…第２ラック歯、２２…ラックハウジング、２２Ａ…取付部材、２３…ラックアンドピニオン機構、２４…タイロッド、２５…ラックアンドピニオン機構、３０…アシスト機構、３１…アシストモータ、３２…ピニオンシャフト、３３…ウォームシャフト、３４…ウォームホイール、３５…制御装置、４０…トルク検出装置、４１…シール部材、４２…シール部材、５０…磁石ユニット、５１…永久磁石、５２…固定部材、６０…磁気ヨークユニット、６１…第１磁気ヨーク、６２…第２磁気ヨーク、６３…ヨークホルダ、７０…センサユニット、７１…第１集磁リング、７１Ａ…素子対向部、７１Ｘ…内周面、７２…第２集磁リング、７２Ａ…素子対向部、７２Ｘ…内周面、７３…磁気素子、７３Ａ…素子本体、７３Ｂ…ピン、７４…ターミナル、７４Ａ…基板、７４Ｂ…コンデンサ、７４Ｃ…カバー、７４Ｄ…位置決め部、７４Ｅ…接続ピン、７５…磁気シールド、７５Ａ…位置決め部、７５Ｙ…外周面、８０…上部センサハウジング、８１…上部ホルダ、８１Ｘ…内周面、８１Ｙ…外周面、８２…シールド支持部、８３…引掛部、８３Ａ…中間引掛部、８３Ｂ…端部引掛部、８４…位置決め部、８５…係合部、８５Ａ…係合凸部、８６…上部ケース、８７…凹部、８７Ａ…基板保持部、８７Ｂ…コンデンサ保持部、８７Ｃ…素子配置部、８８…連通路、８９…係合部、９０…下部センサハウジング、９１…下部ホルダ、９１Ｘ…内周面、９１Ｙ…外周面、９２…シールド支持部、９３…引掛部、９３Ａ…中間引掛部、９３Ｂ…端部引掛部、９４…位置決め部、９５…係合部、９５Ａ…係合凹部、９６…下部ケース、９７…凹部、９７Ａ…基板保持部、９７Ｂ…位置決め部、９７Ｃ…素子配置部、９８…連通路、９９…係合部、１００…センサハウジング、１０１…集磁ホルダ、１０２…ケース、１０３…壁部、１１０…外部ハウジング、１１１…ハウジング本体、１１２…接続部、１１３…取付部、１２０…内部空間充填部、１３０…連通路充填部、ＳＰ…収容空間、ＺＡ…軸方向、ＺＢ…径方向、ＺＣ…周方向。

Claims (7)

1. 多極磁石であって周方向に磁極が配置された永久磁石と、
   磁性体により形成され、前記永久磁石の周囲、かつ、前記永久磁石が形成する磁界内に配置され、前記永久磁石に対して回転することにより前記永久磁石との相対的な位相が変化する磁気ヨークと、
   前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記永久磁石が形成する磁界、および、前記磁気ヨークを含む磁気回路の磁束に応じた信号を出力する磁気素子と、
   前記磁気素子に電気的に接続されたターミナルと、
   前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記磁気素子および前記ターミナルを収納しているケースと、
   樹脂により形成され、前記永久磁石および前記磁気ヨークを収容し、前記ケースの外側面を覆い、前記ケースと一体に成形された外部ハウジングと
   を備えるトルク検出装置。
2. 前記外部ハウジングの樹脂と同一の樹脂により形成され、前記外部ハウジングと一体化し、前記ケースの壁部の内部に存在している連通路充填部と、
   前記外部ハウジングの樹脂と同一の樹脂により形成され、前記連通路充填部と一体化し、前記ケースの内部における前記磁気素子および前記ターミナルの周囲に存在している内部空間充填部と
   を備え、
   前記連通路充填部は、前記ケースの壁部に形成されていて、かつ、前記ケースの壁部を貫通していた連通路を埋めており、
   前記内部空間充填部は、前記ケースの内部に形成されていて、かつ、前記連通路と連通していて、かつ、前記磁気素子および前記ターミナルを収容していた内部空間を埋めている
   請求項１に記載のトルク検出装置。
3. 磁性体により形成され、前記外部ハウジングに収容され、前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記外部ハウジングに固定され、前記磁気ヨークの磁束を流す集磁リング
   を備え、
   前記ケースおよび前記磁気素子は、前記集磁リングの周囲に配置され、
   前記集磁リングは、前記ケースの内部に配置され、前記磁気素子と対向している素子対向部を有する
   請求項１または２に記載のトルク検出装置。
4. 前記外部ハウジングに収容され、前記磁気ヨークの周囲に配置され、前記外部ハウジングに固定され、前記集磁リングと一体化された集磁ホルダ
   を備え、
   前記ケースおよび前記磁気素子は、前記集磁ホルダの周囲に配置されている
   請求項３に記載のトルク検出装置。
5. 前記ケースは、個別に形成された上部ケースおよび下部ケースが互いに組み合わせられることにより構成され、
   前記集磁ホルダは、個別に形成された上部ホルダおよび下部ホルダが互いに組み合わせられることにより構成され、
   前記上部ケースおよび前記上部ホルダは、同一の樹脂により一体化して形成され、
   前記下部ケースおよび前記下部ホルダは、同一の樹脂により一体化して形成されている
   請求項４に記載のトルク検出装置。
6. 前記集磁ホルダの外周面に取り付けられ、前記外部ハウジングと密着した磁気シールド
   を備え、
   前記集磁ホルダは、前記集磁ホルダの外周面から突出して形成された引掛部を備え、
   前記磁気シールドは、前記集磁ホルダの外周面および前記引掛部により挟み込まれている
   請求項４または５に記載のトルク検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置。