JP2018084444A - トルク検出装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気シールドの周方向端部と磁気シールドの周囲の部材との接触に起因して、当該周囲の部材にクラックが発生するのを抑制できるトルク検出装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】トルク検出装置１は、環状の集磁リングを取り囲んで保持する集磁ホルダ５５と、周方向端部１１０を有し、集磁ホルダ５５の外周に取り付けられた磁気シールド５７とを含む。集磁ホルダ５５は、磁気シールド５７の周方向端部１１０を内部空間１０１に収容する収容部１００を含む。収容部１００は、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの間に第１隙間Ｓ１が設けられるように、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａに径方向外方から対向する外壁１０３を含む。【選択図】図５

Description

この発明は、トルク検出装置およびその製造方法に関する。

軸方向に連結された軸同士の間の相対回転変位量を検出するトルク検出装置が知られている。下記特許文献１に記載のトルク検出装置は、集磁リングと一体化された円筒状の集磁ホルダと、集磁ホルダの外周面に取り付けられ、外部磁界が集磁リングに及ぼす影響を低減する磁気シールドと、集磁ホルダと一体化されたハウジングとを含む。

特開２０１５−０３１６００号公報

磁気シールド、集磁ホルダおよびハウジングは、温度変化によって伸縮する。温度変化による伸縮度合は、部材によって異なる。そのため、温度変化に起因して磁気シールドが集磁ホルダやハウジングに対して押し付けられる。特に、磁気シールドの周方向端部は、温度変化による伸縮度合が大きいので、集磁ホルダやハウジングにおいて周方向端部に接している部分には応力が集中し、当該部分にクラックが発生するおそれがある。

この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、磁気シールドの周方向端部と磁気シールドの周囲の部材との接触に起因して、当該周囲の部材にクラックが発生するのを抑制できるトルク検出装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、環状の集磁リング（５３）と、前記集磁リングを取り囲んで保持する集磁ホルダ（５５）と、周方向端部（１１０）を有し、前記集磁ホルダの外周に取り付けられた磁気シールド（５７）とを含み、前記集磁ホルダが、前記磁気シールドの周方向端部を収容する収容部（１００）を含み、前記収容部が、前記磁気シールドの周方向端部の外周面（１１０ａ）との間に隙間（Ｓ１）が設けられるように、前記磁気シールドの周方向端部の外周面に径方向（Ｒ）の外方から対向する外壁（１０３）を含むことを特徴とする、トルク検出装置（１）である。

請求項２に記載の発明は、前記収容部が、周方向（Ｃ）における前記収容部の一端に設けられた開口（１０２）を含み、前記外壁が、前記周方向端部よりも前記開口側で前記磁気シールドの外周面（５７ｂ）と接触する接触部（１０３ａ）を有することを特徴とする、請求項１に記載のトルク検出装置である。
請求項３に記載の発明は、前記集磁ホルダを収容し前記集磁ホルダと一体に形成された樹脂製のハウジング（３）をさらに含み、前記外壁と前記磁気シールドの周方向端部との間には、前記ハウジングを構成する樹脂（１２０）が介在されていないことを特徴とする、請求項１または２に記載のトルク検出装置である。

請求項４に記載の発明は、前記磁気シールドの周方向端部が、前記径方向の内方に曲げられた湾曲部（１１２）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のトルク検出装置である。
請求項５に記載の発明は、前記収容部が、前記磁気シールドの周方向端部の内周面（１１０ｂ）との間に隙間（Ｓ２）が設けられるように、前記磁気シールドの周方向端部の内周面に前記径方向の内方から対向する内壁（１０４）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のトルク検出装置である。

請求項６に記載の発明は、前記収容部が、前記磁気シールドの周方向端面（１１０ｃ）との間に隙間（Ｓ３）が設けられるように、前記磁気シールドの周方向端面に周方向から対向する底壁（１０６）を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のトルク検出装置である。
請求項７に記載の発明は、環状の集磁リング（５３）を取り囲む集磁ホルダ（５５）と、前記集磁ホルダに設けられた収容部（１００）に周方向端部（１１０）が収容されるように前記集磁ホルダの外周に取り付けられた磁気シールド（５７）と、前記集磁ホルダと一体に形成されたハウジング（３）とを備えるトルク検出装置（１）の製造方法であって、前記磁気シールドの周方向端部の外周面（１１０ａ）と、前記収容部において前記磁気シールドの周方向端部の外周面に径方向（Ｒ）の外方から対向する外壁との間に隙間（Ｓ１）が形成されるように、前記磁気シールドが取り付けられた前記集磁ホルダを金型（９０）内に配置する配置工程と、前記集磁ホルダが配置された前記金型内に樹脂（１２０）を注入し、前記隙間を維持したまま前記ハウジングを成形する成形工程とを含むことを特徴とする、トルク検出装置の製造方法である。

請求項８に記載の発明は、前記成形工程では、前記金型内の樹脂からの圧力によって前記周方向端部よりも前記収容部の開口（１０２）側で前記磁気シールドの外周面（５７ｂ）に対して前記外壁が押し付けられることを特徴とする、請求項７に記載のトルク検出装置の製造方法である。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

請求項１に記載の発明によれば、環状の集磁リングを取り囲んで保持する集磁ホルダの外周には、磁気シールドが取り付けられている。そのため、集磁ホルダは磁気シールドの周囲に配置されている。集磁ホルダは、磁気シールドの周方向端部を収容する収容部を含む。磁気シールドの周方向端部の外周面と、収容部において磁気シールドの周方向端部の外周面に径方向の外方から対向する外壁との間には、隙間が設けられている。そのため、集磁ホルダの収容部と、磁気シールドの周方向端部の外周面との接触を避けることができる。したがって、磁気シールドの周方向端部と磁気シールドの周囲の部材である集磁ホルダとの接触に起因して、集磁ホルダにクラックが発生するのを抑制できる。

請求項２に記載の発明によれば、外壁が、周方向端部よりも開口側で磁気シールドの外周面と接触する接触部を含む。そのため、集磁ホルダと磁気シールドの周方向端部の外周面との接触を避けることができ、かつ、磁気シールドを集磁ホルダに良好に保持させることができる。
また、このような磁気シールドが取り付けられた集磁ホルダであれば、インサート成形に用いることができる。すなわち、磁気シールドが取り付けられた集磁ホルダを金型内に配置し、当該金型内に樹脂を注入して集磁ホルダと樹脂製の部材とを一体に成形した場合、開口を介して収容部内へ樹脂が進入するのを接触部によって抑制できる。そのため、インサート成形によって成形される部材と磁気シールドの周方向端部との接触を避けることができる。

請求項３に記載の発明によれば、集磁ホルダは、集磁ホルダと一体に形成された樹脂製のハウジングに収容されている。そのため、ハウジングは、集磁ホルダの外周に取り付けられた磁気シールドの周囲に配置されている。また、外壁と磁気シールドの周方向端部との間には、ハウジングを構成する樹脂が介在されていない。そのため、磁気シールドの周方向端部の周囲の部材であるハウジングと、磁気シールドの周方向端部の外周面との接触を避けることができる。

請求項４に記載の発明によれば、磁気シールドの周方向端部が、径方向の内方に曲げられた湾曲部を含む。そのため、磁気シールドの周方向端部の外周面と収容部の外壁との間の隙間を良好に確保することができる。すなわち、外壁と磁気シールドの周方向端部との接触を良好に避けることができる。
請求項５に記載の発明によれば、磁気シールドの周方向端部の内周面と、収容部において磁気シールドの周方向端部の内周面に径方向の内方から対向する内壁との間には、隙間が設けられている。これにより、集磁ホルダと、磁気シールドの周方向端部の内周面との接触を避けることができる。したがって、磁気シールドの周方向端部と集磁ホルダとの接触に起因して集磁ホルダにクラックが発生するのを一層抑制できる。

請求項６に記載の発明によれば、磁気シールドの周方向端面と、収容部において磁気シールドの周方向端面に周方向から対向する底壁との間には、隙間が設けられている。これにより、集磁ホルダと、磁気シールドの周方向端面との接触を避けることができる。したがって、磁気シールドの周方向端部と集磁ホルダとの接触に起因して集磁ホルダにクラックが発生するのを一層抑制できる。

請求項７に記載の発明によれば、磁気シールドが取り付けられた集磁ホルダが金型内に配置され、集磁ホルダが配置された金型内に樹脂が注入されることによって、集磁ホルダとハウジングとが一体に形成される。成形工程は、集磁ホルダに設けられた収容部において磁気シールドの周方向端部の外周面に径方向の外方から対向する外壁と、磁気シールドの周方向端部の外周面との間の隙間が維持された状態で実行される。そのため、集磁ホルダおよびハウジングと、磁気シールドの周方向端部との接触を避けることができる。したがって、磁気シールドの周方向端部と集磁ホルダおよびハウジングとの接触に起因して集磁ホルダおよびハウジングにクラックが発生するのを抑制できる。

請求項８に記載の発明によれば、金型内の樹脂からの圧力によって、周方向端部よりも収容部の開口側で磁気シールドの外周面に対して外壁が押し付けられる。そのため、隙間を維持しつつ、収容部内への樹脂の進入を抑制することができる。したがって、集磁ホルダと磁気シールドの周方向端部との接触を良好に避けることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るトルク検出装置が備えられた電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、トルク検出装置の周辺の断面の模式図である。 図３は、トルクセンサの分解斜視図である。 図４は、トルクセンサの斜視図である。 図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面の模式図である。 図６は、トルク検出装置の製造方法の一工程を説明するための模式図である。 図７は、トルク検出装置の製造方法の一工程を説明するための模式図であり、図６に示す工程の次の工程を説明するための図である。 図８は、成形工程の注入工程における磁気シールドの周辺の断面の模式図である。 図９は、トルク検出装置の製造方法の一工程を説明するための模式図であり、図７に示す工程の次の工程を説明するための図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るトルク検出装置１が備えられた電動パワーステアリング装置５の概略構成を示す模式図である。
トルク検出装置１は、トルクセンサ２と、トルクセンサ２を収容するハウジング３とを一体に含む。トルクセンサ２が搭載される電動パワーステアリング装置５は、例えば、デュアルピニオン電動パワーステアリング装置である。電動パワーステアリング装置５は、ラック軸６の第１ラック６ａと噛み合う第１ピニオン７ａが形成された操舵補助力伝達用の第１ピニオン軸７と、ラック軸６の第２ラック６ｂと噛み合う第２ピニオン８ａが形成されたマニュアル操舵力伝達用の第２ピニオン軸８とを含む。

ハウジング３は、例えば、ラック軸６が収容されるラックハウジング１０に取り付けられており、トルクセンサ２は、例えば、第２ピニオン軸８に取り付けられている。第２ピニオン軸８は、ステアリングシャフト１１およびインターミディエイトシャフト１２を介してステアリングホイール１３に連結された入力軸１５と、第２ピニオン８ａが形成された出力軸１６と、入力軸１５および出力軸１６を同軸上に連結するトーションバー１７とを有している。入力軸１５および出力軸１６は、所定の角度範囲内で相対回転可能とされている。

ラック軸６の両端部には、それぞれタイロッド１８およびナックルアーム１９を介して転舵輪２０が連結されている。運転者がステアリングホイール１３を操作することにより、ステアリングシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、第２ピニオン軸８、ラック軸６、タイロッド１８およびナックルアーム１９を介して転舵輪２０が転舵される。運転者が転舵輪２０を転舵させるためにステアリングホイール１３を操作する際、第２ピニオン軸８の入力軸１５および出力軸１６が相対回転し、トーションバー１７が捩れる。

トルクセンサ２は、第２ピニオン軸８のトーションバー１７の捩れ量を検出する。トルクセンサ２の検出信号は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２５に与えられる。ＥＣＵ２５は、トルク検出信号や車速センサ（図示せず）から与えられる車速検出信号等に基づいて、内蔵の駆動回路を介して電動モータ２６を駆動制御する。電動モータ２６の回転が減速機構２７を介して減速されて第１ピニオン軸７に伝達され、ラック軸６の直線運動に変換されて、操舵が補助される。

以下では、トルク検出装置１の構成について詳しく説明する。
図２は、トルク検出装置１の周辺の断面の模式図である。図３は、トルクセンサ２の分解斜視図である。図４は、トルクセンサ２の斜視図である。
トルクセンサ２は、永久磁石４０と、永久磁石４０に磁気的に結合される一対の磁気ヨーク４１とを含む。永久磁石４０は、入力軸１５に同心にかつ一体回転するように固定されている。一対の磁気ヨーク４１は、出力軸１６に同心にかつ一体回転するように固定されている。入力軸１５と出力軸１６とが相対回転することによって、一対の磁気ヨーク４１と永久磁石４０との相対的な位置が変化し、磁束が変化する。

トルクセンサ２は、ＥＣＵ２５と電気的に接続されており、磁気ヨーク４１からの磁束を検出する。トルクセンサ２は、環状の第１回路部５１を含む。第１回路部５１は、入力軸１５の中心軸線と一致する中心軸線Ｃ１を有する。中心軸線Ｃ１を中心とした半径方向を径方向Ｒといい、径方向Ｒのうち中心軸線Ｃ１に近づく方向を径方向Ｒの内方（径方向内方）といい、径方向Ｒのうち中心軸線Ｃ１から離れる方向を径方向Ｒの外方（径方向外方）という。また、中心軸線Ｃ１に沿う方向を軸方向Ｘといい、中心軸線Ｃ１まわりの周方向を周方向Ｃという。

第１回路部５１は、対応する磁気ヨーク４１とそれぞれ磁気的に結合された環状の一対の集磁リング５３と、集磁リング５３を取り囲み保持する環状の集磁ホルダ５５とを含む。
トルクセンサ２は、第１回路部５１の外周から径方向外方へ突出するブロック状の第２回路部５２をさらに含む。第２回路部５２は、磁気回路５６の磁束に応じた信号を出力する第１磁気素子６１および第２磁気素子６２と、一対の磁気素子６１，６２に電気的に接続された電子部品６０と、一対の磁気素子６１，６２と電子部品６０とを収容保持するホルダ６３とを含む。

磁気素子６１，６２は、例えばホールＩＣである。図２の断面図では、一対の磁気素子６１，６２は、図面上には本来現れないが、説明の便宜上、一対の磁気素子６１，６２の両方を破線で図示している。
電子部品６０は、基板７０と、基板７０に実装されたコンデンサ７１とを含む。基板７０には、金属製の端子７２が電気的に接続されている。端子７２は、基板７０に連結された第１部分７２ａと、第１部分７２ａの先端から下方に延びる第２部分７２ｂとを含む。電子部品６０は、一対の磁気素子６１，６２と基板７０とを連結するピン７３と、コンデンサ７１を覆うカバー７４とをさらに含む。

ホルダ６３は、樹脂製でありブロック状（略直方体状）に形成されている。ホルダ６３は、電子部品６０を挟んで互いに突き合わされた一対の分割体６３ａを含む。
ハウジング３は、第２ピニオン軸８の入力軸１５を取り囲み、一対の集磁リング５３および集磁ホルダ５５を収容する内部空間８０ａが形成された筒状の本体部８０と、本体部８０の外周面から突出し、ホルダ６３を保持するホルダ保持部８２と、ホルダ保持部８２の突出端から延び、防水性のコネクタ３０が嵌合されるコネクタ部８３とを単一の材料で一体に含む。端子７２の第２部分７２ｂは、コネクタ部８３にコネクタ３０が接続されることによって、ＥＣＵ２５と電気的に接続される。

本体部８０と入力軸１５との間に設けられたシール部材３１と、本体部８０とラックハウジング１０との間に設けられたシール部材３２と、ラックハウジング１０と出力軸１６との間に設けられた軸受３３と、コネクタ３０とコネクタ部８３との間に設けられたシール部材３４とによって、ハウジング３は、内部に液体が進入しないように防水状態にされている。

集磁ホルダ５５は、樹脂製の部材であり、樹脂製のハウジング３に収容され、ハウジング３と一体に形成されている。集磁ホルダ５５は、環状部５５ｂを含む。環状部５５ｂは、軸方向Ｘに互いに突き合わされた一対の分割体５５ａを含む。各分割体５５ａは、ホルダ６３の対応する分割体６３ａと一体に形成されている。
各集磁リング５３は、環状部５３ａと、環状部５３ａから径方向の外方に突出し、第１磁気素子６１に対向する第１素子対向部５３ｂと、環状部５３ａから径方向の外方に突出し、第２磁気素子６２に対向する第２素子対向部５３ｃとを含む。

各集磁リング５３は、対応する集磁ホルダ５５の分割体５５ａと一体をなすように対応する分割体５５ａの樹脂によりモールドされて全体として環状をなしている。すなわち、集磁リング５３は、各分割体５５ａに１つずつ保持されている。各集磁ホルダ５５および各集磁リング５３は、対応する磁気ヨーク４１の外周を同心かつ非接触で取り囲んでいる。第１磁気素子６１は、一対の集磁リング５３の第１素子対向部５３ｂの間に配置されている。第２磁気素子６２は、一対の集磁リング５３の第２素子対向部５３ｃの間に配置されている。一対の磁気素子６１，６２には、永久磁石４０と各磁気ヨーク４１との相対位置の変化に応じて変動した磁束が、一対の集磁リング５３によって誘導される。

第１回路部５１は、各集磁リング５３、各磁気ヨーク４１および永久磁石４０により形成される磁気回路５６に外部磁界が及ぼす影響を低減する磁気シールド５７をさらに含む。磁気シールド５７は、集磁ホルダ５５の外周に取り付けられている。そのため、集磁ホルダ５５は、磁気シールド５７の周囲に配置されており、集磁ホルダ５５を収容し集磁ホルダ５５と一体に成形されたハウジング３は、集磁ホルダ５５の外周に取り付けられた磁気シールド５７の周囲に配置されている。

磁気シールド５７は、金属板を曲げ加工することによって形成されたＣ字状であり、一対の周方向端部１１０を有する。磁気シールド５７の周方向端部１１０とは、周方向Ｃにおける磁気シールド５７の端部のことである。磁気シールド５７の周方向端部１１０は、第２回路部５２の両側のそれぞれに配置されている。
集磁ホルダ５５は、磁気シールド５７の一対の周方向端部１１０をそれぞれ収容する一対の収容部１００をさらに含む。一対の収容部１００は、周方向Ｃに互いに間隔を隔てて環状部５５ｂの外周に配置されている。収容部１００は、第２回路部５２の両側のそれぞれに配置されている。集磁ホルダ５５は、一対の収容部１００と環状部５５ｂとが一体に成形されることによって形成されている。しかし、本実施形態とは異なり、集磁ホルダ５５は、別々に成形された一対の収容部１００と環状部５５ｂとを組み付けることによって形成されていてもよい。

集磁ホルダ５５が軸方向Ｘに分割されることによって、一対の収容部１００も軸方向Ｘに分割される。すなわち、各収容部１００は、内部空間１０１を形成するように軸方向Ｘに互いに突き合わされた一対の分割体１００ａを含む。
収容部１００は、内部空間１０１と、内部空間１０１を外部に露出させる開口１０２とを有している。開口１０２は、周方向Ｃにおける収容部１００の一端に設けられている。

磁気シールド５７を構成する金属としては、例えば、鉄、磁性ステンレス等が挙げられる。鉄の線膨張係数は、１．２１×１０^−５／℃である。磁性ステンレスの線膨張係数は、１．０２×１０^−５／℃である。
集磁ホルダ５５やハウジング３を構成する樹脂としては、例えば、ＰＡ６Ｔ／６ＩやＰＡ６１２等が挙げられる。ＰＡ６Ｔ／６Ｉの線膨張係数は、５．０×１０^−５／℃である。ＰＡ６１２の線膨張係数は、８．０×１０^−５／℃である。

樹脂製である集磁ホルダ５５およびハウジング３と金属製である磁気シールド５７とは、線膨張係数が大きく異なるため、温度変化による伸縮度合が大きく異なる。
図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿った断面の模式図である。図４には、ハウジング３は図示されていないが、図５では、説明の便宜上、ハウジング３を図示する。
収容部１００は、内部空間１０１を径方向外方から区画する外壁１０３と、内部空間１０１を径方向内方から区画する内壁１０４と、内部空間１０１を軸方向Ｘの両側のそれぞれから区画する一対の軸方向壁１０５（図４参照）と、内部空間１０１を周方向Ｃにおける開口１０２とは反対側から区画する底壁１０６とを含む。

外壁１０３は、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの間に第１隙間Ｓ１が設けられるように、周方向端部１１０の外周面１１０ａに径方向外方から対向する。内壁１０４は、磁気シールド５７の周方向端部１１０の内周面１１０ｂとの間に第２隙間Ｓ２が設けられるように、周方向端部１１０の内周面１１０ｂに径方向内方から対向する。底壁１０６は、磁気シールド５７の周方向端面１１０ｃとの間に第３隙間Ｓ３が設けられるように周方向Ｃにおいて開口１０２とは反対側から周方向端面１１０ｃに対向する。

一対の収容部１００のそれぞれの開口１０２は、周方向Ｃにおいて第２回路部５２側とは反対側の端部に設けられている（図４参照）。磁気シールド５７の各周方向端部１１０は、対応する収容部１００に周方向Ｃから挿入されることで収容部１００内に収容される。
隙間Ｓ１〜Ｓ３を含む内部空間１０１には、ハウジング３を構成する樹脂１２０が介在されていない。収容部１００の外壁１０３は、対応する周方向端部１１０よりも当該収容部１００の開口１０２側（周方向Ｃにおける磁気シールド５７の中央側）で磁気シールド５７の外周面５７ａと接触する接触部１０３ａを含む。詳しくは、磁気シールド５７は、第１隙間Ｓ１よりも開口１０２側で収容部１００の内壁１０４と外壁１０３の接触部１０３ａとの間に挟まれている。磁気シールド５７の外周面５７ａには、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａと、磁気シールド５７において周方向端部１１０以外の部分の外周面５７ｂとが含まれる。すなわち、接触部１０３ａは、外周面５７ｂと接触している。

収容部１００の内壁１０４には、当該収容部１００の開口１０２側から底壁１０６側へ向かう途中で内壁１０４を径方向内方へ窪ませる段差１０７が設けられている。ハウジング３は、径方向外方から収容部１００の外壁１０３に密着しており、磁気シールド５７における周方向端部１１０以外の部分に径方向外方から接触している。
磁気シールド５７の周方向端部１１０は、その先端に一対の角部１１１を有する。角部１１１は、磁気シールド５７の周方向端面１１０ｃと磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの連結部分と、磁気シールド５７の周方向端面１１０ｃと磁気シールド５７の周方向端部１１０の内周面１１０ｂとの連結部分とにそれぞれ設けられている。磁気シールド５７の周方向端部１１０は、周方向端面１１０ｃを収容部１００の内壁１０４に向けるように、径方向内方に曲げられた湾曲部１１２を含む。

以下では、このようなトルク検出装置１の製造方法について詳しく説明する。
まず、磁気シールド５７の周方向端部１１０が収容部１００に収容され、外周に磁気シールド５７が取り付けられた集磁ホルダ５５が備えられたトルクセンサ２が準備される。ここで、準備とは、ある装置の製造に用いる部品や治具を用意することをいい、必ずしも部品や治具を自ら製造している必要はない。言い換えると、部品や治具の準備には、ある装置の製造工程に用いる部品や治具を、他の業者に製造させることが含まれる。例えば、トルク検出装置１の部品であるトルクセンサ２は、トルク検出装置１を製造する者が自ら製造してもよいし、他の業者に製造させてもよい。

そして、図６に示すように、トルクセンサ２が収められるインサート成形用の金型９０を準備する。トルクセンサ２と同様に、トルク検出装置１の製造に用いる治具である金型９０は、トルク検出装置１を製造する者が自ら製造してもよいし、他の業者に製造させてもよい。
図６は、トルク検出装置１の製造方法の一工程を説明するための模式図である。図６では、説明の便宜上、構成を省略してトルクセンサ２を図示している（後述する図７および図９においても同様）。具体的には、第１回路部５１の集磁リング５３および磁気シールド５７と、第２回路部５２の一対の磁気素子６１，６２および電子部品６０との図示を省略し、ホルダ６３と一対の集磁ホルダ５５とを単一の部材のように図示している。

図６を参照して、金型９０は、上下方向Ｚに互いに対向する上型９１および下型９２を含む。上型９１の下面と下型９２の上面とは上下方向Ｚに対向している。金型９０は、上型９１の下面の一部と下型９２の上面の一部とが接触することで閉じられ、上型９１の下面と下型９２の上面とが互いに離間することで開かれる。金型９０は、金型９０が閉じられた状態で上型９１の下面と下型９２の上面とによって区画される内部空間９５を含む。上型９１の下面には、内部空間９５を上方から区画する第１凹凸部９１ａが形成されている。下型９２の上面には、内部空間９５を下方から区画する第２凹凸部９２ａが形成されている。

金型９０は、下型９２の上面から上方へ向けて突出し、トルクセンサ２の第１回路部５１を支持可能な柱状の支持部９４を含む。支持部９４は、金型９０が閉じられた状態で、上型９１へ向けて突出している。金型９０が閉じられた状態で、支持部９４の表面９４ａ、第１凹凸部９１ａおよび第２凹凸部９２ａが金型９０の内壁面９０ａを構成する。内部空間９５は、内壁面９０ａによって区画されている。

内部空間９５は、トルクセンサ２が金型９０内に配置された状態で第１回路部５１が収められる第１室９６と、トルクセンサ２が金型９０内に配置された状態で第２回路部５２が収められ第１室９６に連通する第２室９７とを含む。トルクセンサ２が金型９０内に配置された状態とは、トルクセンサ２の第１回路部５１が支持部９４に支持され、かつ、金型９０が閉じられた状態のことをいう。支持部９４は、第１回路部５１を下方から支持する。

金型９０は、第１室９６に樹脂を注入するためのゲート９３を含む。ゲート９３は、上型９１の第１凹凸部９１ａにおいて最も上方に位置する部分に形成されていてもよい。ゲート９３は、例えば、支持部９４の周りを取り囲むように複数箇所に設けられている。ゲート９３は、第１室９６に連通している。第２室９７は、第２回路部５２が収められ、水平方向から見て略矩形状のホルダ形成部９７ａと、第２回路部５２から延びる端子７２の第２部分７２ｂの先端側部分が収められるコネクタ形成部９７ｂとを含む。

本実施形態とは異なり、上型９１が、支持部９４の上端部に当接する凸部（図示せず）を含んでおり、ゲート９３が、当該凸部において支持部９４と当接する部分に設けられていてもよい。
次に、金型９０内にトルクセンサ２を配置する（配置工程）。図６では、金型９０が開いた状態の上型９１および下型９２を二点鎖線で図示している。

トルクセンサ２を上型９１と下型９２との間に配置し、上型９１と下型９２とを互いに近づけて金型９０を閉じることによって、第１回路部５１の一対の集磁ホルダ５５の内周面が支持部９４によって支持されるようにトルクセンサ２が金型９０内に配置される。
図７は、図６の次の工程を説明するための模式図である。次に、金型９０内に樹脂１２０を注入し、隙間Ｓ１〜Ｓ３を維持したままハウジング３を成形する成形工程が実行される。具体的には、まず、図７に示すように、トルクセンサ２を配置した金型９０内に溶融した樹脂１２０を注入する（注入工程）。樹脂１２０は、ゲート９３から第１室９６に注入される（図７の太線矢印参照）。第１室９６に注入された樹脂１２０は、第２回路部５２に流入する。そして、金型９０とトルクセンサ２との間が樹脂１２０によって充填される。図７は、金型９０内に樹脂１２０を注入している途中の状態を図示している。詳しくは、第２室９７内に樹脂１２０が流れ込んでいる状態を図示しており、第２室９７内に流れ込んだ樹脂１２０を二点鎖線で示している。

図８に示すように、成形工程では、金型９０内の樹脂１２０からの圧力によって、周方向端部１１０よりも、対応する収容部１００の開口１０２側で、磁気シールド５７の外周面５７ａ（外周面５７ｂ）に対して当該収容部１００が押し付けられる。詳しくは、収容部１００の外壁１０３において開口１０２を区画する部分が磁気シールド５７の外周面５７ａに向かうように外壁１０３が弾性変形し、当該部分が磁気シールド５７の外周面５７ａに対して押し付けられる（白抜き矢印参照）。これにより、径方向に開口１０２が狭くなり、内部空間１０１（第１隙間Ｓ１）への樹脂１２０の進入が抑制される。外壁１０３は、樹脂１２０からの圧力によって周方向端部１１０よりも開口１０２側で磁気シールド５７の外周面５７ａ（外周面５７ｂ）に対して押し付けられる前から、磁気シールド５７の外周面５７ｂと接触している。

しかし、図８の二点鎖線を参照して、樹脂１２０からの圧力によって磁気シールド５７の外周面５７ｂに対して押し付けられる前の外壁１０３は、必ずしも磁気シールド５７の外周面５７ｂと接触している必要はない。すなわち、外壁１０３は、樹脂１２０の圧力によって磁気シールド５７の外周面５７ｂに対して押し付けられることによって、外周面５７ｂに接触するように構成されていてもよい。

なお、収容部１００の外壁１０３の接触部１０３ａとハウジング３のウェルドライン（金型９０のゲート９３）とが、軸方向Ｘから見て重ならないように周方向Ｃにおける収容部１００を配置することが好ましい。
図９は、図７の次の工程を説明するための模式図である。次に、成形工程では、図９に示すように、金型９０に樹脂１２０が充填された状態で金型９０を介して樹脂１２０を冷却することによって樹脂１２０を固化させる（冷却工程）。これにより、ハウジング３がトルクセンサ２と一体に成形される。

詳しくは、図９を参照して、第１室９６に充填された樹脂１２０が固化することによってハウジング３の本体部８０が成形される。また、第２室９７のホルダ形成部９７ａに充填された樹脂１２０が固化することによってハウジング３のホルダ保持部８２が成形される。また、第２室９７のコネクタ形成部９７ｂに充填された樹脂１２０が固化することによってハウジング３のコネクタ部８３が成形される。そして、金型９０を上下方向Ｚに開き、一体に形成されたハウジング３およびトルクセンサ２を金型９０から取り出す（取出工程）。これにより、トルクセンサ２と、トルクセンサ２を収容するハウジング３とが一体に形成されたトルク検出装置１が完成する。

トルク検出装置１を車両に搭載して使用する際、磁気シールド５７、集磁ホルダ５５およびハウジング３は、温度変化によって伸縮する。温度変化による径方向Ｒにおける各部材の伸縮度合は、中心軸線Ｃ１から離れるほど大きくなる。そのため、磁気シールド５７の周方向端部１１０と集磁ホルダ５５やハウジング３とが接触する場合、特に、集磁ホルダ５５やハウジング３において周方向端部１１０の外周面１１０ａと接触する部分に応力が集中し易く、クラックが発生し易い。

しかし、この実施形態によれば、環状の集磁リング５３を取り囲んで保持する集磁ホルダ５５は、磁気シールド５７の周方向端部１１０を収容する収容部１００を含む。周方向端部１１０の外周面１１０ａに径方向外方から対向する外壁１０３と、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの間には、第１隙間Ｓ１が設けられている。そのため、磁気シールド５７の周方向端部１１０の周囲に配置された部材である集磁ホルダ５５と、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの接触を避けることができる。したがって、磁気シールド５７の周方向端部１１０と集磁ホルダ５５との接触に起因して、集磁ホルダ５５にクラックが発生するのを抑制できる。

また、本実施形態のように磁気シールド５７の周方向端部１１０が角部１１１を有する構成であれば、集磁ホルダ５５と磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの接触を避けることによって、クラックの発生を一層良好に抑制できる。
また、この実施形態によれば、磁気シールド５７の周方向端部１１０と集磁ホルダ５５やハウジング３との間に、応力の集中を避けるための緩衝材を設ける必要がないので、コストの増大を抑制できる。

また、この実施形態によれば、収容部１００の外壁１０３が、対応する周方向端部１１０よりも当該収容部１００の開口１０２側で、磁気シールド５７の外周面５７ａ（外周面５７ｂ）と接触する接触部１０３ａを含む。そのため、集磁ホルダ５５と磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの接触を避けることができ、かつ、磁気シールド５７を集磁ホルダ５５に良好に保持させることができる。

また、このような磁気シールド５７が取り付けられた集磁ホルダ５５であれば、インサート成形に用いることができる。すなわち、磁気シールド５７が取り付けられた集磁ホルダ５５を金型９０内に配置し、金型９０内に樹脂１２０を注入して集磁ホルダ５５とハウジング３とを一体に成形した場合、開口１０２を介して収容部１００内へ樹脂１２０が進入するのを接触部１０３ａによって抑制できる。そのため、インサート成形によって成形されるハウジング３と磁気シールド５７の周方向端部１１０との接触を避けることができる。したがって、磁気シールド５７の周方向端部１１０とハウジング３との接触に起因して、ハウジング３にクラックが発生するのを抑制できる。

また、この実施形態によれば、外壁１０３と磁気シールド５７の周方向端部１１０との間には、ハウジング３を構成する樹脂１２０が介在されていない。そのため、磁気シールド５７の周方向端部１１０の周囲の部材であるハウジング３と、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの接触を避けることができる。
また、この実施形態によれば、磁気シールド５７の周方向端部１１０が、径方向内方に曲げられた湾曲部１１２を含む。そのため、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａと収容部１００の外壁１０３との間の第１隙間Ｓ１を良好に確保することができる。すなわち、外壁１０３と磁気シールド５７の周方向端部１１０との接触を良好に避けることができる。

また、この実施形態によれば、磁気シールド５７の周方向端部１１０の内周面１１０ｂと、収容部１００において磁気シールド５７の周方向端部１１０の内周面１１０ｂに径方向内方から対向する内壁１０４との間には、第２隙間Ｓ２が設けられている。これにより、集磁ホルダ５５と、磁気シールド５７の周方向端部１１０の内周面１１０ｂとの接触を避けることができる。したがって、磁気シールド５７の周方向端部１１０と集磁ホルダ５５との接触に起因して集磁ホルダ５５にクラックが発生するのを一層抑制できる。

また、この実施形態によれば、磁気シールド５７の周方向端面１１０ｃと、収容部１００において磁気シールド５７の周方向端面１１０ｃに周方向Ｃから対向する底壁１０６との間には、第３隙間Ｓ３が設けられている。これにより、集磁ホルダ５５と、磁気シールド５７の周方向端面１１０ｃとの接触を避けることができる。したがって、磁気シールド５７の周方向端部１１０と集磁ホルダ５５との接触に起因して集磁ホルダ５５にクラックが発生するのを一層抑制できる。

また、本実施形態によれば、集磁ホルダ５５と磁気シールド５７の周方向端部１１０との接触を避けることができるので、集磁ホルダ５５の線膨張係数と磁気シールド５７の線膨張係数が大きい場合であっても、クラックの発生を一層良好に抑制できる。
また、この実施形態によれば、磁気シールド５７が取り付けられた集磁ホルダ５５が金型９０内に配置され、集磁ホルダ５５が配置された金型９０内に樹脂１２０が注入されることによって、集磁ホルダ５５とハウジング３とが一体に形成される。成形工程は、集磁ホルダ５５に設けられた収容部１００において磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａに径方向外方から対向する外壁１０３と、磁気シールド５７の周方向端部１１０の外周面１１０ａとの間の第１隙間Ｓ１が維持された状態で実行される。そのため、磁気シールド５７の周方向端部１１０の周囲に配置された部材である集磁ホルダ５５およびハウジング３と、磁気シールド５７の周方向端部１１０との接触を避けることができる。したがって、磁気シールド５７の周方向端部１１０と集磁ホルダ５５およびハウジング３との接触に起因して集磁ホルダ５５およびハウジング３にクラックが発生するのを抑制できる。

また、この実施形態によれば、金型９０内の樹脂１２０からの圧力によって、各周方向端部１１０よりも、対応する収容部１００の開口１０２側で、磁気シールド５７の外周面５７ａ（外周面５７ｂ）に対して外壁１０３が押し付けられる。そのため、第１隙間Ｓ１を維持しつつ、内部空間１０１への樹脂１２０の進入を抑制することができる。したがって、集磁ホルダ５５およびハウジング３と磁気シールド５７の周方向端部１１０との接触を良好に避けることができる。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、収容部１００は、第２隙間Ｓ２および第３隙間Ｓ３のうちの少なくとも一方が設けられていない構成であってもよい。また、第２隙間Ｓ２が設けられていない場合、内壁１０４には、段差１０７が設けられていなくてもよい。

また、本実施形態とは異なり、トルクセンサ２は、第２ピニオン軸８に取り付けられるトルクセンサ２に用いられる必要はなく、例えば、ステアリングシャフト１１に取り付けられるトルクセンサに用いられてもよい。

１…トルク検出装置、３…ハウジング、５３…集磁リング、５５…集磁ホルダ、５７…磁気シールド、５７ｂ…外周面、９０…金型、１００…収容部、１０２…開口、１０３…外壁、１０４…内壁、１０６…底壁、１１０…周方向端部、１１０ａ…外周面、１１０ｂ…内周面、１１０ｃ…周方向端面、１１２…湾曲部、１２０…樹脂、Ｃ…周方向、Ｒ…径方向、Ｓ１…第１隙間、Ｓ２…第２隙間、Ｓ３…第３隙間

Claims (8)

1. 環状の集磁リングと、
   前記集磁リングを取り囲んで保持する集磁ホルダと、
   周方向端部を有し、前記集磁ホルダの外周に取り付けられた磁気シールドとを含み、
   前記集磁ホルダが、前記磁気シールドの周方向端部を収容する収容部を含み、
   前記収容部が、前記磁気シールドの周方向端部の外周面との間に隙間が設けられるように、前記磁気シールドの周方向端部の外周面に径方向の外方から対向する外壁を含むことを特徴とする、トルク検出装置。
2. 前記収容部が、周方向における前記収容部の一端に設けられた開口を含み、
   前記外壁が、前記周方向端部よりも前記開口側で前記磁気シールドの外周面と接触する接触部を有することを特徴とする、請求項１に記載のトルク検出装置。
3. 前記集磁ホルダを収容し前記集磁ホルダと一体に形成された樹脂製のハウジングをさらに含み、
   前記外壁と前記磁気シールドの周方向端部との間には、前記ハウジングを構成する樹脂が介在されていないことを特徴とする、請求項１または２に記載のトルク検出装置。
4. 前記磁気シールドの周方向端部が、前記径方向の内方に曲げられた湾曲部を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のトルク検出装置。
5. 前記収容部が、前記磁気シールドの周方向端部の内周面との間に隙間が設けられるように、前記磁気シールドの周方向端部の内周面に前記径方向の内方から対向する内壁を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のトルク検出装置。
6. 前記収容部が、前記磁気シールドの周方向端面との間に隙間が設けられるように、前記磁気シールドの周方向端面に周方向から対向する底壁を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のトルク検出装置。
7. 環状の集磁リングを取り囲む集磁ホルダと、前記集磁ホルダに設けられた収容部に周方向端部が収容されるように前記集磁ホルダの外周に取り付けられた磁気シールドと、前記集磁ホルダを収容し前記集磁ホルダと一体に形成されたハウジングとを備えるトルク検出装置の製造方法であって、
   前記磁気シールドの周方向端部の外周面と、前記収容部において前記磁気シールドの周方向端部の外周面に径方向の外方から対向する外壁との間に隙間が形成されるように、前記磁気シールドが取り付けられた前記集磁ホルダを金型内に配置する配置工程と、
   前記集磁ホルダが配置された前記金型内に樹脂を注入し、前記隙間を維持したまま前記ハウジングを成形する成形工程とを含むことを特徴とする、トルク検出装置の製造方法。
8. 前記成形工程では、前記金型内の樹脂からの圧力によって前記周方向端部よりも前記収容部の開口側で前記磁気シールドの外周面に対して前記外壁が押し付けられることを特徴とする、請求項７に記載のトルク検出装置の製造方法。

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