JP2023107479A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性をより高めることができるセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置は、センサハウジングを備えている。センサハウジングは、回転軸が挿入される第１の収容室と、基板が収容される第２の収容室と、を有する。センサハウジングは、樹脂成形品である筒状のインナーハウジング２５Ｂと、インナーハウジング２５Ｂがインサートされる樹脂成形品であるアウターハウジングと、を有している。インナーハウジング２５Ｂの内周は第１の収容室の内部に露出している。インナーハウジング２５Ｂの外周の一部は第２の収容室の内部に露出している。インナーハウジング２５Ｂは、第２の収容室の内部に露出する部分に対して、周方向に隣接する外周の２つの領域に、軸方向の全長にわたって設けられる凹凸部８１を有している。【選択図】図４

Description

本発明は、センサ装置に関する。

たとえば特許文献１のセンサ装置は、検出対象の物理量を測定するセンサと、センサが設けられる基板と、基板を収容する樹脂製の基板収容部と、を有している。基板収容部の外面は、樹脂製のアウタケースにより覆われている。アウタケースは、モールド成形によって基板収容部の周囲を囲むように設けられる。

特開２０２１－２５８１９号公報

特許文献１のセンサ装置は、つぎの懸念事項を有する。すなわち、アウタケースを成形する際、基板収容部の外面とアウタケースの内面との間に、わずかな隙間が形成されるおそれがある。この隙間から水が浸入するおそれがある。センサ装置の防水性をより高めることが求められる。

上記課題を解決し得るセンサ装置は、検出対象である回転軸の回転運動に関する物理量を検出するように構成されるセンサと、前記センサが設けられる基板と、前記回転軸が挿入される第１の収容室と、前記基板が収容される第２の収容室と、を有するセンサハウジングと、を備えている。前記センサハウジングは、樹脂成形品である筒状のインナーハウジングと、前記インナーハウジングがインサートされる樹脂成形品であるアウターハウジングと、を有している。前記インナーハウジングの内周は前記第１の収容室の内部に露出する一方、前記インナーハウジングの外周の一部は前記第２の収容室の内部に露出している。前記インナーハウジングは、前記第２の収容室の内部に露出する部分に対して、周方向に隣接する外周の２つの領域に、軸方向の全長にわたって設けられる凹凸部を有している。

センサハウジングの内部に水が浸入した場合、インナーハウジングとアウターハウジングとの間のわずかな隙間を介して、インナーハウジングの外周に水が漏れ出すおそれがある。

上記のセンサ装置によれば、アウターハウジングを成形する際の成形収縮現象によって、凹凸部の凸の部分とアウターハウジングとの間の径方向の隙間が、より狭められている。このため、センサハウジングの内部に水が浸入した水が、インナーハウジングの外周を伝って、第２の収容室に流入することが抑制される。

上記のセンサ装置において、前記凹凸部は、前記インナーハウジングの軸方向の全長にわたって延び、前記インナーハウジングの周方向に間隔をあけて設けられる複数の凹状の曲面を有する溝部と、前記溝部を設けることによって複数の前記溝部の間に形成される突部と、を有していてもよい。

上記のセンサ装置によれば、アウターハウジングを成形する際の成形収縮現象によって、凹凸部の突部とアウターハウジングとの間の径方向の隙間が、より狭められる。
上記のセンサ装置において、前記凹凸部は、前記インナーハウジングの軸方向の全長にわたって延び、前記インナーハウジングの周方向に間隔をあけて設けられる複数の凸状の曲面を有する突部と、前記突部を設けることによって複数の前記突部の間に形成される溝部と、を有していてもよい。

上記のセンサ装置によれば、アウターハウジングを成形する際の成形収縮現象によって、凹凸部の突部とアウターハウジングとの間の径方向の隙間が、より狭められる。
上記のセンサ装置において、前記インナーハウジングは、前記第１の収容室と前記第２の収容室との間を遮るように設けられる壁部を有していてもよい。

第２の収容室の内部に露出するインナーハウジングの一部が開口部を有する場合、センサハウジングの内部に浸入した水が、開口部を介して、第２の収容室へ流入するおそれがある。

上記のセンサ装置によれば、壁部によって、第１の収容室と第２の収容室との間が遮られる。このため、センサハウジングの内部に浸入した水が、第２の収容室へ流入することが抑制される。

上記のセンサ装置において、前記第１の収容室の内部に位置し、前記回転軸に対して一体回転可能に設けられる永久磁石と、前記第１の収容室の内部に位置し、前記回転軸のねじれに伴い前記永久磁石に対する回転位置が変化する磁気ヨークと、前記磁気ヨークの周囲を囲むように前記インナーハウジングの内周に露出した状態でインサートされ、前記磁気ヨークからの磁束を集める第１の集磁リングと、前記第１の集磁リングとは異なる前記磁気ヨークの軸方向位置において、前記磁気ヨークの周囲を囲むように前記インナーハウジングの内周に露出した状態でインサートされ、前記磁気ヨークからの磁束を集める第２の集磁リングと、を有していてもよい。前記第１の集磁リングおよび前記第２の集磁リングは、その外周面から径方向外側へ突出し、前記壁部を貫通して前記第２の収容室の内部に露出する集磁突部を有していてもよい。前記センサは、２つの前記集磁突部の間に介在し、２つの前記集磁突部の間に漏出する磁束に応じた電気信号を生成するように構成される磁気センサであってもよい。前記集磁突部が設けられる部分の前記第１の集磁リングおよび前記第２の集磁リングの内面の領域は、前記インナーハウジングを構成する樹脂によって覆われていてもよい。

上記のセンサ装置によれば、センサハウジングの内部に浸入した水が、第１の集磁リングおよび第２の集磁リングの集磁突部が設けられる部分と、インナーハウジングとの境界部分の隙間を介して、第２の収容室へ流入することが抑制される。

上記のセンサ装置において、前記第１の集磁リングおよび前記第２の集磁リングの前記集磁突部が設けられる部分は、他の部分に対して、径方向外側に位置していてもよい。
上記のセンサ装置によれば、アウターハウジングの成形時、第１の集磁リングの集磁突部が設けられる部分の内面の領域を、インナーハウジングを構成する樹脂によって簡単に覆うことができる。また、アウターハウジングの成形時、第２の集磁リングの集磁突部が設けられる部分の内面の領域を、インナーハウジングを構成する樹脂によって簡単に覆うことができる。

上記のセンサ装置において、前記回転軸は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトであってもよい。
上記のセンサ装置は、防水性の確保が要求される車両用途に好適である。

本発明のセンサ装置によれば、防水性をより高めることができる。

センサ装置の一実施の形態の分解斜視図である。 一実施の形態のセンサ装置を軸方向に切断した断面図である。 一実施の形態の集磁リングの斜視図である。 一実施の形態のインナーハウジングの斜視図である。 一実施の形態のインナーハウジングの斜視図である。 一実施の形態のインナーハウジングを集磁突部に対応する位置で軸方向に切断した断面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断した一実施の形態のインナーハウジングの断面図である。 一実施の形態のインナーハウジングの斜視図である。 一実施の形態のインナーハウジングの斜視図である。

以下、センサ装置の一実施の形態を説明する。
＜センサ装置の全体構成＞
図１に示すように、センサ装置１０は、検出対象である回転軸１１に設けられる。回転軸１１は、入力軸１２、トーションバー１３、および出力軸１４を有している。入力軸１２と出力軸１４とは、トーションバー１３を介して互いに連結される。入力軸１２、トーションバー１３、および出力軸１４は、同一の軸線Ｏ上に位置している。回転軸１１は、たとえば車両の操舵装置を構成するラックアンドピニオン機構のピニオンシャフトである。ピニオンシャフトには、ステアリングシャフトを介してステアリングホイールが連結される。

センサ装置１０は、ステアリングホイールの操作を通じて回転軸１１に加わるトルクを検出する。センサ装置１０は、永久磁石２１、磁気ヨーク２２、基板２３、センサハウジング２５、およびカバー２６を有している。

永久磁石２１は、円筒状である。永久磁石２１は、その周方向において、Ｓ極とＮ極とが交互に着磁されている。永久磁石２１の内周面と入力軸１２の外周面とは、互いに嵌り合っている。永久磁石２１の内周面は、入力軸１２の外周面に固定される。

磁気ヨーク２２は、円筒状である。磁気ヨーク２２の内部には、永久磁石２１が挿入される。磁気ヨーク２２は、第１のヨーク３１、第２のヨーク３２、およびホルダ３３を有している。第１のヨーク３１および第２のヨーク３２は、磁性体からなる環状の部材である。第１のヨーク３１および第２のヨーク３２は、回転軸１１の軸線Ｏに沿って並んでいる。磁気ヨーク２２は、第１のヨーク３１および第２のヨーク３２が合成樹脂材料によりモールドされることにより形成される。ホルダ３３は、磁気ヨーク２２の合成樹脂材料により形成された部である。ホルダ３３は、第１のヨーク３１と第２のヨーク３２との位置関係を保持する。磁気ヨーク２２は、出力軸１４に固定される。

第１のヨーク３１は、複数の歯部３１ａを有している。歯部３１ａは、第１のヨーク３１の周方向において、等間隔に並んでいる。第２のヨーク３２は、複数の歯部３２ａを有している。歯部３２ａは、第２のヨーク３２の周方向において、等間隔に並んでいる。歯部３１ａと歯部３２ａとは、回転軸１１の軸線Ｏに沿った方向において、互いに反対側へ延びている。また、歯部３１ａと歯部３２ａとは、第１のヨーク３１および第２のヨーク３２の周方向において、交互に配置されている。トーションバー１３に捩れ変形が生じていない状態において、歯部３１ａ，３２ａの周方向における中心は、永久磁石２１のＮ極とＳ極との境界に一致する。

基板２３は、矩形の板状である。基板２３は、軸線Ｏに沿った方向において、互いに反対側に位置する第１の主面および第２の主面を有している。また、基板２３は、３つの支持孔４１、複数の端子接続孔４２、第１の磁気センサ４５、および第２の磁気センサ４６を有している。支持孔４１は、基板２３の中央付近に設けられている。支持孔４１は、基板２３の長辺方向に一列に並んでいる。端子接続孔４２は、基板２３の第１の長辺に沿って、たとえば二列に並んでいる。第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６は、基板２３の第１の主面に設けられている。第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６は、基板２３の第２の長辺に沿って並んでいる。第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６は、回転軸１１の回転角度を検出するためのものであって、たとえばホールセンサである。回転軸１１の回転角度は、回転軸１１の回転運動に関する物理量である。

センサハウジング２５は、アウターハウジング２５Ａおよび筒状のインナーハウジング２５Ｂを有している。アウターハウジング２５Ａおよびインナーハウジング２５Ｂは、それぞれ樹脂成形品である。インナーハウジング２５Ｂは、インサート成形によって、アウターハウジング２５Ａと一体的に設けられる。インサート成形は、開いた状態の金型にインサート品であるインナーハウジング２５Ｂを装着し、その後、金型を閉じて射出成形を行う成形技術である。金型の内部において、インナーハウジング２５Ｂは、一部分を除き、金型に注入される溶融樹脂により包み込まれる。この溶融樹脂が冷却固化することにより、インナーハウジング２５Ｂの外側にアウターハウジング２５Ａが形成される。センサハウジング２５は、インナーハウジング２５Ｂの径方向外側へ張り出す張出部を有している。回転軸１１は、センサハウジング２５を軸方向に貫通するように設けられる。

センサハウジング２５は、円筒状の挿通孔５１、円筒状の第１の収容室５２、および第２の収容室５３を有している。挿通孔５１と第１の収容室５２とは、互いに連通している。挿通孔５１および第１の収容室５２は、それぞれ同一の軸線Ｏ上に位置している。挿通孔５１の内径は、回転軸１１の外径よりも若干大きい。挿通孔５１には、第１の収容室５２を介して、入力軸１２が挿通される。

第１の収容室５２の内径は、磁気ヨーク２２の外径よりも若干大きい。インナーハウジング２５Ｂの内周面は、第１の収容室５２の内周面を構成する。第１の収容室５２は、永久磁石２１および磁気ヨーク２２を収容する。

第２の収容室５３は、センサハウジング２５の張出部に設けられている。第２の収容室５３は、基板２３を収容する。第２の収容室５３は、矩形の開口部５３ａを有している。開口部５３ａは、インナーハウジング２５Ｂの径方向外側へ開口している。開口部５３ａは、カバー２６によって閉塞される。

第２の収容室５３の内端面には、３つの支持突部５４が設けられている。支持突部５４は、たとえば段付き円柱状である。各支持突部５４は、開口部５３ａの長辺に沿って、一列に並んでいる。各支持突部５４は、基板２３の各支持孔４１に対応している。

第２の収容室５３の内端面には、複数の端子５５の第１の端部が突出して設けられている。複数の端子５５は、開口部５３ａの長辺に沿って、たとえば二列に並んでいる。端子５５の第１の端部は、開口部５３ａの開口方向において、支持突部５４の外側に位置している。複数の端子５５は、基板２３に設けられた複数の端子接続孔４２に対応する。

センサハウジング２５の張出部の端壁外面には、四角筒状のコネクタ嵌合部５６が突出して設けられている。複数の端子５５の第２の端部は、センサハウジング２５の張出部の端壁を貫通して、コネクタ嵌合部５６の内部に露出する。コネクタ嵌合部５６には、基板２３の端子５５と外部機器との間を電気的に接続する配線のコネクタ（図示略）が嵌合される。外部機器は、たとえば操舵装置の制御装置である。

第１の収容室５２の内周面には、第１の集磁リング６１および第２の集磁リング６２が設けられている。第１の集磁リング６１および第２の集磁リング６２は、インサート成形によって、インナーハウジング２５Ｂと一体的に設けられる。第１の集磁リング６１および第２の集磁リング６２は、磁気ヨーク２２の外周に沿って湾曲する円弧板状である。第１の集磁リング６１および第２の集磁リング６２は、回転軸１１の軸線Ｏに沿った方向に並んでいる。第１の集磁リング６１は、第１のヨーク３１に対応する。第２の集磁リング６２は、第２のヨーク３２に対応する。第１の集磁リング６１は、２つの集磁突部６１ａ，６１ｂを有している。これら集磁突部６１ａ，６１ｂは、第２の収容室５３の内部に露出している。第２の集磁リング６２は、２つの集磁突部６２ａ，６２ｂを有している。これら集磁突部６２ａ，６２ｂは、第２の収容室５３の内部に露出している。１つの組である集磁突部６１ａと集磁突部６２ａとは、軸線Ｏに沿った方向において、互いに対向している。他の組である集磁突部６１ｂと集磁突部６２ｂとは、軸線Ｏに沿った方向において、互いに対向している。

＜センサ装置の取り付け状態＞
図２に示すように、センサ装置１０は、ハウジング１５に取り付けられる。センサハウジング２５の内部とハウジング１５の内部とは、互いに連通している。ハウジング１５は、検出対象である回転軸１１を回転可能に支持する。ハウジング１５は、たとえば車両の操舵装置を構成するラックアンドピニオン機構を収容するギヤハウジングである。ラックアンドピニオン機構は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフト、および転舵シャフトのラック歯に噛み合うピニオンシャフトを有する。本実施の形態では、回転軸１１は、ピニオンシャフトである。回転軸１１に取り付けられた磁気ヨーク２２は、センサハウジング２５の第１の収容室５２に収容された状態に維持される。

基板２３は、第２の収容室５３の内端面に取り付けられている。第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６が設けられる基板２３の第１の主面は、センサハウジング２５の張出部の端壁と反対側を向いている。基板２３は、２つの切欠２３ａを有している。これら切欠２３ａは、第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６に対応する、基板２３の側縁部に設けられている。基板２３が第２の収容室５３の内端面に取り付けられた状態において、第１の集磁リング６１の集磁突部６１ａ，６１ｂは、基板２３の切欠２３ａの内部に位置した状態に維持される。

図示は割愛するが、第２の収容室５３の内端面に設けられた各支持突部５４は、基板２３の各支持孔４１を貫通している。これにより、基板２３が第２の収容室５３の内端面に対して相対的に移動することが規制される。また、第２の収容室５３の内端面から突出する各端子５５の第１の端部は、基板２３の各端子接続孔４２を貫通している。各端子５５の第１の端部は、半田付けによって基板２３に接合されている。基板２３のパターン配線と各端子５５とは電気的に接続されている。

磁気ヨーク２２の第１のヨーク３１および第２のヨーク３２の内側には、永久磁石２１が位置している。永久磁石２１、第１のヨーク３１、および第２のヨーク３２は、磁気回路を形成する。回転軸１１の軸線Ｏに沿った方向において、第１の集磁リング６１は第１のヨーク３１に対応した位置に保持されている。第１の集磁リング６１は、第１のヨーク３１の周囲を取り囲んでいる。第１の集磁リング６１は、第１のヨーク３１からの磁束を誘導する。第２の集磁リング６２は第２のヨーク３２に対応した位置に保持されている。第２の集磁リング６２は、第２のヨーク３２の周囲を取り囲んでいる。第２の集磁リング６２は、第２のヨーク３２からの磁束を誘導する。

図３に示すように、第１の集磁リング６１の集磁突部６１ａと、第２の集磁リング６２の集磁突部６２ａとは、互いに平行である。第１の磁気センサ４５は、第１の集磁リング６１の集磁突部６１ａと、第２の集磁リング６２の集磁突部６２ａとの間に介在されている。第１の集磁リング６１の集磁突部６１ｂと、第２の集磁リング６２の集磁突部６２ｂとは、互いに平行である。第２の磁気センサ４６は、第１の集磁リング６１の集磁突部６１ｂと、第２の集磁リング６２の集磁突部６２ｂとの間に介在されている。第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６は、第１の集磁リング６１および第２の集磁リング６２に誘導される磁束を検出する。

ステアリングホイールの操作を通じて入力軸１２にトルクが加わることにより、トーションバー１３は、ねじれ変形する。入力軸１２に加えられるトルクに応じて、入力軸１２と出力軸１４との間に相対的な回転変位が生じる。すると、永久磁石２１と第１のヨーク３１との回転方向における相対位置が変化する。このため、永久磁石２１から第１のヨーク３１を通じて第１の集磁リング６１に誘導される磁束が変化する。また、永久磁石２１と第２のヨーク３２との回転方向における相対位置が変化する。このため、永久磁石２１から第２のヨーク３２を通じて第２の集磁リング６２に誘導される磁束が変化する。

第１の磁気センサ４５は、第１の集磁リング６１の集磁突部６１ａと、第２の集磁リング６２の集磁突部６２ａとの間に漏出する磁束に応じた電気信号を生成する。第２の磁気センサ４６は、第１の集磁リング６１の集磁突部６１ｂと、第２の集磁リング６２の集磁突部６２ｂとの間に漏出する磁束に応じた電気信号を生成する。第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６により生成される電気信号は、トーションバー１３のねじれ変形、すなわちトーションバー１３のねじれ角に応じて変化する。操舵装置の制御装置は、第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６により生成される電気信号に基づき、トーションバー１３に作用するトルクを演算する。トルクは、回転軸１１の回転運動に関する物理量である。

＜水の浸入経路＞
このように構成したセンサ装置１０は、つぎの懸念事項を有する。
すなわち、転舵シャフトの両端には、ラックエンドを介してタイロッドが回転自在に連結されている。また、ギヤハウジングの両端部には、それぞれ蛇腹状に設けられたゴム製のブーツが装着されている。転舵シャフトとタイロッドとの接続部分は、ブーツによって包囲されている。このブーツによってギヤハウジングの内部に、水あるいは粉塵が入り込むことが抑制される。ところが、ブーツの経年劣化などに起因して、ブーツに亀裂あるいは破れ目が生じることがある。この場合、ブーツの亀裂あるいは破れ目からギヤハウジングの内部へ浸入した水が、センサハウジング２５の内部を遡上するおそれがある。

インナーハウジング２５Ｂは、インサート成形によって、アウターハウジング２５Ａと一体的に設けられる。ただし、インサート成形の際、アウターハウジング２５Ａとインナーハウジング２５Ｂとの境界部分に、わずかな隙間が形成されるおそれがある。また、第１の集磁リング６１および第２の集磁リング６２は、インサート成形によって、インナーハウジング２５Ｂと一体的に設けられる。ただし、インサート成形の際、第１の集磁リング６１とインナーハウジング２５Ｂとの境界部分、あるいは第２の集磁リング６２とインナーハウジング２５Ｂとの境界部分に、わずかな隙間が形成されるおそれがある。

このため、センサハウジング２５の内部を遡上する水が、アウターハウジング２５Ａとインナーハウジング２５Ｂとの境界部分の隙間を介して、第２の収容室５３の内部に浸入することが懸念される。また、センサハウジング２５の内部を遡上する水が、第１の集磁リング６１とインナーハウジング２５Ｂとの境界部分、または第２の集磁リング６２とインナーハウジング２５Ｂとの境界部分の隙間を介して、第２の収容室５３の内部に浸入することが懸念される。第２の収容室５３には、電子部品が設けられた基板２３が収容されている。第２の収容室５３の内部に浸入した水が基板２３に付着すると、電子部品の正常な動作が阻害されるおそれがある。電子部品は、第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６を含む。このため、センサハウジング２５の内側から第２の収容室５３に水が浸入することを抑制する必要がある。

そこで、本実施の形態では、インナーハウジング２５Ｂとして、つぎの構成を採用している。
＜インナーハウジング＞
図４に示すように、インナーハウジング２５Ｂは、インナーハウジング本体２５Ｂ１および突出部２５Ｂ２を有している。インナーハウジング本体２５Ｂ１は、両端が開口した円筒状である。インナーハウジング本体２５Ｂ１の内周面は、第１の収容室５２の内周面を構成する。突出部２５Ｂ２は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の外周面から径方向外側へ突出している。

突出部２５Ｂ２は、第１の突出部７１、第２の突出部７２、および壁部７３を有している。壁部７３は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の外周面に設けられている。壁部７３は、軸線Ｏに沿った方向において、インナーハウジング本体２５Ｂ１の全長にわたって延びている。壁部７３は、軸線Ｏに沿った方向において、第１の端部および第２の端部を有している。第１の端部と第２の端部とは、軸線Ｏに沿った方向において、互いに反対側に位置している。

第１の突出部７１は、壁部７３の第１の端部からインナーハウジング本体２５Ｂ１の径方向外側へ突出している。第２の突出部７２は、壁部７３の第２の端部からインナーハウジング本体２５Ｂ１の径方向外側へ突出している。第１の突出部７１の壁部７３からの突出長さは、第２の突出部７２の壁部７３からの突出長さよりも長い。第１の突出部７１と第２の突出部７２は、軸線Ｏに沿った方向において、互いに対向している。また、第１の突出部７１と第２の突出部７２は、互いに平行である。第２の突出部７２に対する第１の突出部７１の対向面は、第２の収容室５３の内端面の一部を構成する。

第１の集磁リング６１の内周面は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の内部に露出している。第１の集磁リング６１の内周面は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の内周面に対して、段差のない状態である。第１の集磁リング６１の２つの集磁突部６１ａ，６１ｂは、壁部７３を貫通してインナーハウジング本体２５Ｂ１の外部に露出している。２つの集磁突部６１ａ，６１ｂは、第２の突出部７２に対する第１の突出部７１の対向面に沿うかたちで、インナーハウジング本体２５Ｂ１の径方向外側へ延びている。

第２の集磁リング６２の内周面は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の内部に露出している。第２の集磁リング６２の内周面は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の内周面に対して、段差のない状態である。第２の集磁リング６２の２つの集磁突部６２ａ，６２ｂは、壁部７３を貫通してインナーハウジング本体２５Ｂ１の外部に露出している。２つの集磁突部６２ａ，６２ｂは、第１の突出部７１に対する第２の突出部７２の対向面に沿うかたちで、インナーハウジング本体２５Ｂ１の径方向外側へ延びている。

図４および図５に示すように、インナーハウジング本体２５Ｂ１は、凹凸部８１を有している。凹凸部８１は、インナーハウジング本体２５Ｂ１の外周面において、突出部２５Ｂ２に対して周方向に隣接する２つの領域に設けられている。凹凸部８１は、たとえば複数の溝部８１ａを有している。溝部８１ａは、軸線Ｏに沿った方向において、インナーハウジング本体２５Ｂ１の全長にわたって延びている。溝部８１ａは、軸線Ｏに沿った方向からみて、たとえば滑らかな凹状の曲面を有している。各溝部８１ａは、インナーハウジング本体２５Ｂ１の周方向に並んでいる。各溝部８１ａを設けることにより、各溝部８１ａの間に突部８１ｂが形成される。突部８１ｂは、軸線Ｏに沿った方向からみて、滑らかな凸状の曲面を有している。各溝部８１ａは、インナーハウジング本体２５Ｂ１の周方向において、滑らかな曲面を有する突部８１ｂを介して、互いに連続している。

インナーハウジング２５Ｂの外周は、突出部２５Ｂ２の一部分を除き、アウターハウジング２５Ａにより覆われる。第２の突出部７２は、第２の収容室５３の内部に露出する。第２の突出部７２に対する第１の突出部７１の対向面は、第２の収容室５３の内部に露出する。第１の集磁リング６１の集磁突部６１ａ，６１ｂ、および第２の集磁リング６２の集磁突部６２ａ，６２ｂは、第２の収容室５３の内部に露出する。壁部７３の集磁突部６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂが突出する面の大部分は、第２の収容室５３の内部に露出する。

図６に示すように、壁部７３は、インナーハウジング２５Ｂの径方向において、第１の収容室５２と第２の収容室５３との間を遮るように設けられる。壁部７３の第１の端部（図６中の下端）は、第１の集磁リング６１に対して、第２の集磁リング６２の反対側に位置している。壁部７３の第２の端部（図６中の上端）は、第２の集磁リング６２に対して第１の集磁リング６１の反対側に位置している。

図３に示すように、第１の集磁リング６１は、所定形状に打ち抜かれた金属板材を塑性変形させることにより形成される。第１の集磁リング６１は、Ｃ字状のリング本体９１を有している。リング本体９１は、周方向において、第１の端部および第２の端部を有している。第１の端部と第２の端部とは、リング本体９１の周方向において、互いに近接した状態で対向している。第１の端部と第２の端部との間には、隙間が形成されている。

リング本体９１は、突出部９１ａを有している。突出部９１ａは、リング本体９１の径方向において、隙間と反対側に位置している。突出部９１ａは、リング本体９１の他の円弧状に湾曲した部分の外周面を含む仮想円筒よりも、径方向外側に位置している。突出部９１ａは、仮想円筒の接線方向に延びる矩形の平板状である。リング本体９１の周方向において、突出部９１ａの両端は、斜状に屈曲した状態で、リング本体９１の他の円弧状に湾曲した部分に連結されている。

突出部９１ａは、軸線Ｏに沿った方向において、第１の端部および第２の端部を有している。第１の端部と第２の端部とは、軸線Ｏに沿った方向において、互いに反対側に位置している。２つの集磁突部６１ａ，６１ｂは、突出部９１ａの第２の端部（図３中の上端部）に設けられている。集磁突部６１ａ，６１ｂは、軸線Ｏに沿って第２の端部から離れる方向へわずかに延び、リング本体９１の径方向外側へ湾曲している。

第２の集磁リング６２は、第１の集磁リング６１と同様の構造を有している。第２の集磁リング６２は、Ｃ字状のリング本体９２を有している。リング本体９２は、突出部９２ａを有している。２つの集磁突部６２ａ，６２ｂは、突出部９２ａの第１の端部（図３中の下端部）に設けられている。集磁突部６２ａ，６２ｂは、軸線Ｏに沿って第１の端部から離れる方向へわずかに延び、リング本体９２の径方向外側へ湾曲している。

図６に示すように、第１の集磁リング６１の突出部９１ａ、および第２の集磁リング６２の突出部９２ａは、壁部７３を含むインナーハウジング２５Ｂの周壁に埋設されている。２つの突出部９１ａ，９２ａは、インナーハウジング２５Ｂの軸方向において、インナーハウジング２５Ｂの外部に露出しない。

図７に示すように、第１の集磁リング６１の突出部９１ａの内面は、インナーハウジング２５Ｂを構成する合成樹脂により覆われている。内面は、２つの集磁突部６２ａ，６２ｂの突出方向とは反対側の突出部９１ａの面である。図８に示すように、第２の集磁リング６２の突出部９２ａの内面は、第１の集磁リング６１の突出部９１ａの内面と同様に、インナーハウジング２５Ｂを構成する合成樹脂により覆われている。２つの突出部９１ａ，９２ａは、インナーハウジング２５Ｂの径方向において、インナーハウジング２５Ｂの内部に露出しない。

＜本実施の形態の作用および効果＞
本実施の形態は、つぎの作用および効果を奏する。
（１）インナーハウジング本体２５Ｂ１の外周面において、突出部２５Ｂ２に対して周方向に隣接する２つの領域には、凹凸部８１が設けられている。アウターハウジング２５Ａの成形時、成形収縮現象が発生する。成形収縮は、金型の内部に充填された溶融樹脂が冷却されて固化する際、体積が収縮する現象である。成形収縮現象を利用して、凹凸部８１とアウターハウジング２５Ａとの間の径方向の隙間を抑制することができる。

図９の矢印Ｄ１で示されるように、インナーハウジング２５Ｂを包み込む溶融樹脂が固化するとき、樹脂は、突部８１ｂから溝部８１ａに向けて収縮する。樹脂は、突部８１ｂの先端部分は、樹脂によって径方向へ締め付けられる。先端部分は、突部８１ｂの先端および先端周辺の部分を含む。このため、突部８１ｂの先端部分とアウターハウジング２５Ａとの間の径方向の隙間が、より狭まる。

図４および図５の矢印Ｄ２で示されるように、センサハウジング２５の内部を遡上する水が、アウターハウジング２５Ａとインナーハウジング２５Ｂとの間の軸方向の隙間を介して、インナーハウジング２５Ｂの外周面に漏れ出すことが考えられる。水漏れする外周面の位置は、たとえば、凹凸部８１に対して、インナーハウジング２５Ｂの突出部２５Ｂ２の反対側の位置である。

ただし、突部８１ｂの先端部分とアウターハウジング２５Ａとの間の径方向の隙間は、成形収縮現象によって、より狭められている。このため、水がインナーハウジング２５Ｂの外周面を周方向に伝って、突出部２５Ｂ２に至ることが抑えられる。ひいては、水がインナーハウジング２５Ｂの周方向から第２の収容室５３の内部に浸入することが抑制される。第２の収容室５３の内部に収容される基板２３が水濡れすることもない。センサ装置１０の防水性をより高めることができる。

（２）インナーハウジング２５Ｂは、壁部７３を有している。壁部７３は、インナーハウジング２５Ｂの径方向において、インナーハウジング本体２５Ｂ１の内外を遮る。このため、図３に矢印Ｄ３で示されるように、センサハウジング２５の内部を遡上する水が、第２の収容室５３の内部に浸入することを抑制することができる。基板２３が水濡れすることもない。インナーハウジング本体２５Ｂ１の内外が、開口部を介して連通する構成を採用する場合に比べて、センサ装置１０の防水性をより高めることができる。

（３）第１の集磁リング６１は、その径方向外側へ突出する突出部９１ａを有している。第２の集磁リング６２は、その径方向外側へ突出する突出部９２ａを有している。このため、アウターハウジング２５Ａを成形することによって、２つの突出部９１ａ，９２ａの内面を、インナーハウジング２５Ｂを構成する合成樹脂によって覆うことができる。

また、アウターハウジング２５Ａの成形時、インナーハウジング２５Ｂを包み込む溶融樹脂が固化するとき、センサハウジング２５全体としてみると、樹脂は、インナーハウジング２５Ｂの径方向内側に向けて収縮する。このため、２つの突出部９１ａ，９２ａとアウターハウジング２５Ａとの間の径方向外側の隙間が、より狭まる。

したがって、図３に矢印Ｄ３で示されるように、センサハウジング２５の内部を遡上する水が、２つの突出部９１ａ，９２ａとインナーハウジング２５Ｂとの境界部分の隙間を介して、第２の収容室５３の内部に浸入することを抑制することができる。基板２３が水濡れすることもない。２つの突出部９１ａ，９２ａの内面が、インナーハウジング２５Ｂの内部に露出する構成を採用する場合に比べて、センサ装置１０の防水性をより高めることができる。

＜他の実施の形態＞
本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・凹凸部８１の溝部８１ａの数は、１つでもよいし、４つ以上でもよい。溝部８１ａの数が増えるほど、突部８１ｂの数も増える。このため、インナーハウジング２５Ｂとアウターハウジング２５Ａとの間の径方向の隙間が、より狭められた箇所の数が増えるため、センサ装置１０の防水性がより向上する。

・凹凸部８１の溝部８１ａは、インナーハウジング２５Ｂの軸方向に対して、交わる方向に傾斜していてもよい。
・凹凸部８１は、２方向の複数の溝部８１ａを有し、これら２方向の溝部８１ａが交差するように設けてもよい。溝部８１ａの幅は、適宜調節される。

・突部８１ｂをインナーハウジング２５Ｂの外周面に対して突出するように設けてもよい。複数の突部８１ｂを設けることにより、各突部８１ｂ間に溝部８１ａが形成される。このようにしても、凹凸部８１が得られる。したがって、先の（１）欄に記載の効果を得ることができる。

・センサ装置１０として、第１の磁気センサ４５または第２の磁気センサ４６を割愛した構成を採用してもよい。この場合、第１の集磁リング６１として、２つの集磁突部６１ａ，６１ｂのいずれか一方を割愛した構成を採用することができる。また、第２の集磁リング６２として、２つの集磁突部６１ａ，６１ｂのいずれか一方を割愛した構成を採用することができる。

・製品仕様などによっては、第１の集磁リング６１の突出部９１ａの内面は、インナーハウジング２５Ｂを構成する合成樹脂により覆われていなくてもよい。また、第２の集磁リング６２の突出部９２ａの内面は、インナーハウジング２５Ｂを構成する合成樹脂により覆われていなくてもよい。

・第１の集磁リング６１として、突出部９１ａを割愛した構成を採用してもよい。また、第２の集磁リング６２として、突出部９２ａを割愛した構成を採用してもよい。この場合、第１の集磁リング６１のリング本体９１、および第２の集磁リング６２のリング本体９２は、滑らかな円弧板状となる。集磁突部６１ａ，６１ｂが設けられる部分の第１の集磁リング６１の内面の領域、および集磁突部６２ａ，６２ｂが設けられる部分の第２の集磁リング６２の内面の領域は、インナーハウジング２５Ｂを構成する合成樹脂により覆われていてもよい。

・センサ装置１０は、回転軸１１の回転角度を検出する回転角センサであってもよい。この場合、たとえば、回転軸１１の外周面には、主動歯車が一体回転可能に装着される。第２の収容室５３の内部には、２つの従動歯車が回転可能に支持される。これら従動歯車の歯数は互いに異なっている。基板２３には、各従動歯車の回転角度に応じた電気信号を生成するセンサが設けられる。従動歯車は、第１の収容室５２と第２の収容室５３との境界部分に設けられる開口部を介して、主動歯車に噛み合う。このため、主動歯車の回転に連動して、２つの従動歯車は回転する。２つの従動歯車の歯数は互いに異なっているため、主動歯車の回転角度に対する２つの従動歯車の回転角度は、それぞれ異なる。このため、第１の磁気センサ４５および第２の磁気センサ４６が生成する電気信号の位相は、互いに異なる。操舵装置の制御装置は、センサにより生成される電気信号に基づき、回転軸１１の回転角度を検出する。インナーハウジング２５Ｂの外周面に凹凸部８１を設けることにより、先の（１）欄に記載の効果を得ることができる。

１０…センサ装置
１１…回転軸
２１…永久磁石
２２…磁気ヨーク
２３…基板
２５…センサハウジング
２５Ａ…アウターハウジング
２５Ｂ…インナーハウジング
４５…第１の磁気センサ
４６…第２の磁気センサ
５２…第１の収容室
５３…第２の収容室
６１…第１の集磁リング
６１ａ，６１ｂ…集磁突部
６２…第２の集磁リング
６２ａ，６２ｂ…集磁突部
８１…凹凸部
８１ａ…溝部
８１ｂ…突部
７３…壁部

Claims (7)

1. 検出対象である回転軸の回転運動に関する物理量を検出するように構成されるセンサと、
   前記センサが設けられる基板と、
   前記回転軸が挿入される第１の収容室と、前記基板が収容される第２の収容室と、を有するセンサハウジングと、を備え、
   前記センサハウジングは、樹脂成形品である筒状のインナーハウジングと、
   前記インナーハウジングがインサートされる樹脂成形品であるアウターハウジングと、を有し、
   前記インナーハウジングの内周は前記第１の収容室の内部に露出する一方、前記インナーハウジングの外周の一部は前記第２の収容室の内部に露出しており、
   前記インナーハウジングは、前記第２の収容室の内部に露出する部分に対して、周方向に隣接する外周の２つの領域に、軸方向の全長にわたって設けられる凹凸部を有しているセンサ装置。
2. 前記凹凸部は、前記インナーハウジングの軸方向の全長にわたって延び、前記インナーハウジングの周方向に間隔をあけて設けられる複数の凹状の曲面を有する溝部と、
   前記溝部を設けることによって複数の前記溝部の間に形成される突部と、を有している請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記凹凸部は、前記インナーハウジングの軸方向の全長にわたって延び、前記インナーハウジングの周方向に間隔をあけて設けられる複数の凸状の曲面を有する突部と、
   前記突部を設けることによって複数の前記突部の間に形成される溝部と、を有している請求項１に記載のセンサ装置。
4. 前記インナーハウジングは、前記第１の収容室と前記第２の収容室との間を遮るように設けられる壁部を有している請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載のセンサ装置。
5. 前記第１の収容室の内部に位置し、前記回転軸に対して一体回転可能に設けられる永久磁石と、
   前記第１の収容室の内部に位置し、前記回転軸のねじれに伴い前記永久磁石に対する回転位置が変化する磁気ヨークと、
   前記磁気ヨークの周囲を囲むように前記インナーハウジングの内周に露出した状態でインサートされ、前記磁気ヨークからの磁束を集める第１の集磁リングと、
   前記第１の集磁リングとは異なる前記磁気ヨークの軸方向位置において、前記磁気ヨークの周囲を囲むように前記インナーハウジングの内周に露出した状態でインサートされ、前記磁気ヨークからの磁束を集める第２の集磁リングと、を有し、
   前記第１の集磁リングおよび前記第２の集磁リングは、その外周面から径方向外側へ突出し、前記壁部を貫通して前記第２の収容室の内部に露出する集磁突部を有し、
   前記センサは、２つの前記集磁突部の間に介在し、２つの前記集磁突部の間に漏出する磁束に応じた電気信号を生成するように構成される磁気センサであって、
   前記集磁突部が設けられる部分の前記第１の集磁リングおよび前記第２の集磁リングの内面の領域は、前記インナーハウジングを構成する樹脂によって覆われている請求項４に記載のセンサ装置。
6. 前記第１の集磁リングおよび前記第２の集磁リングの前記集磁突部が設けられる部分は、他の部分に対して、径方向外側に位置している請求項５に記載のセンサ装置。
7. 前記回転軸は、車両の転舵輪を転舵させる転舵シャフトに噛み合うピニオンシャフトである請求項１～請求項６のうちいずれか一項に記載のセンサ装置。

Images