JP7378883B2 - トルクセンサ - Google Patents

Description

本発明は、トルクセンサに関するものである。

特許文献１には、入力シャフトに固定される磁気発生部と、出力シャフトに固定される回転磁気回路部と、ハウジングに固定される固定磁気回路部と、固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出部と、を備えるトルクセンサが開示されている。

磁気検出部は、磁束密度を検出する磁気センサと、回転磁気回路部からの磁束を集めて磁気センサへと導く集磁ヨークと、磁気センサを収容する収容部が設けられたケースと、を有しており、集磁ヨークは、樹脂によりモールドされケースと一体化されている。

特開２０１３－１９５３６１号公報

特許文献１に記載されるようなトルクセンサにおいて、ケースの気密性を検査するために、ケースには、ハウジングに取り付けられる前に、ハウジングに挿入される挿入部を通じて検査用の圧力が印加される。印加された圧力が低下しなければ、磁気センサを収容する収容部の気密性が確保されていると判定されることになる。しかしながら、ハウジングに挿入される挿入部において収容部と連通する通路となり得るのは、集磁ヨークとモールド樹脂との間に形成される隙間程度であるため、この隙間が小さすぎると収容部に圧力が印加されにくくなり、収容部の気密性が確保されているか否かを判定することが困難となる。収容部の気密性を確認するために、この隙間を大きくすることも考えられるが、ケースがハウジングに取り付けられた状態では、この隙間を通じてコンタミ等が収容部内に侵入しやすくなることから、磁気センサにコンタミ等が付着し、磁気センサの検出値が不安定となり、結果として正確なトルクを検出することができなくなるおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの気密性を容易に検査可能とすることを目的とする。

本発明は、ハウジング内に回転自在に支持された第１シャフトと第２シャフトとを連結するトーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサが、第１シャフトと共に回転する磁気発生部と、第２シャフトと共に回転する回転磁気回路部と、トーションバーのねじれ変形に伴って磁気発生部から回転磁気回路部を通じて導かれる磁束密度を検出する磁気検出部と、を備え、磁気検出部が、磁束密度を検出する磁気検出器と、回転磁気回路部からの磁束を集めて磁気検出器へと導く集磁ヨークと、回転磁気回路部での漏れ磁束に対して磁気検出器を磁気的に遮蔽する遮蔽板と、磁気検出器を収容するとともに集磁ヨーク及び遮蔽板を保持し、ハウジングに取り付けられるケースと、を有し、ケースが、磁気検出器を収容する収容部と、収容部とハウジング内の空間とを隔てる隔壁部と、隔壁部を貫通して形成される検査用連通孔と、を有し、検査用連通孔の一端は収容部に開口し、検査用連通孔の他端は遮蔽板がケースに取り付けられることによって塞がれることを特徴とする。

この発明では、ケースの収容部に気密検査用の圧力を導くための検査用連通孔が隔壁部に設けられており、この検査用連通孔は、気密性の検査が終了し、ケースに遮蔽板が取り付けられると塞がれるように形成されている。このように検査用連通孔を隔壁部に設けておくことによって、検査用連通孔を通じてケース内に気密検査用の圧力が導かれるため、収容部の気密性が確保されているか否かを容易に判定することができる。また、ケースがハウジングに取り付けられる際には、検査用連通孔は塞がれた状態となっていることから、検査用連通孔を通じて異物が収容部内に侵入することを防止することができる。

本発明は、隔壁部に、ケースに取り付けられた遮蔽板によって覆われる被覆領域が設けられ、検査用連通孔の他端が、被覆領域において開口することを特徴とする。

この発明では、検査用連通孔の他端は、ケースに取り付けられた遮蔽板によって覆われる被覆領域において開口している。つまり、検査用連通孔は、気密性の検査が終了しケースに遮蔽板が取り付けられると、遮蔽板によって他端が覆われることになる。このように、ケースがハウジングに取り付けられる際には、検査用連通孔は遮蔽板によって塞がれた状態となっていることから、収容部の気密性を容易に検査することができるとともに、検査用連通孔を通じて異物が収容部内に侵入することを防止することができる。

本発明は、隔壁部に、遮蔽板をケースに取り付ける際に端面が熱変形されるボス部が設けられ、検査用連通孔の他端は、ボス部の端面において開口することを特徴とする。

この発明では、検査用連通孔の他端は、遮蔽板をケースに取り付ける際に熱変形されるボス部の端面において開口している。つまり、検査用連通孔は、気密性の検査が終了し、ケースに遮蔽板を取り付けるために、ボス部の端面が溶融されると、閉塞されることになる。このように、ケースがハウジングに取り付けられる際には、検査用連通孔は塞がれた状態となっていることから、収容部の気密性を容易に検査することができるとともに、検査用連通孔を通じて異物が収容部内に侵入することを防止することができる。

本発明によれば、トルクセンサの気密性を容易に検査することができる。

本発明の実施形態に係るトルクセンサが適用される電動パワーステアリング装置の断面図である。 回転磁気回路部の斜視図である。 図１において矢印Ａで示される部分の拡大図である。 図３のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るトルクセンサのケースの気密検査について説明するための図である。 本発明の実施形態に係るトルクセンサの変形例を示す断面図であって、図４に相当する断面図である。 本発明の実施形態に係るトルクセンサの変形例のケースの気密検査について説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトルクセンサ１００について説明する。

まず、図１を参照して、トルクセンサ１００が適用される電動パワーステアリング装置１について説明する。電動パワーステアリング装置１は、車両に搭載され、ドライバによるステアリングホイールの操舵を補助する装置である。

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に連結されステアリングホイールの回転に応じて回転するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の回転に応じて車輪を転舵させるラックシャフトと、を有する。

ステアリングシャフト２は、ドライバによるステアリングホイールの操舵に伴って回転する第１シャフトとしての入力シャフト３と、車輪を転舵するラックシャフトに連係する第２シャフトとしての出力シャフト４と、入力シャフト３と出力シャフト４を連結するトーションバー５と、を有する。

出力シャフト４の下部には、ラックシャフトに形成されたラックギアと噛み合うピニオンギアが形成される。ステアリングホイールが操舵されると、ステアリングシャフト２が回転し、その回転がピニオンギア及びラックギアによってラックシャフトの直線運動に変換され、ナックルアームを介して車輪が転舵される。なお、ラックシャフトに噛み合うピニオンシャフトと出力シャフト４とをインターミディエートシャフトを介して連結する構成であってもよい。

電動パワーステアリング装置１は、ドライバの操舵を補助するアシスト機構として、出力シャフト４に連結されたウォームホイールと、ウォームホイールと噛合するウォームシャフトと、ウォームシャフトを回転駆動する電動モータと、を備える。電動パワーステアリング装置１は、電動モータによって出力シャフト４に操舵補助トルクを付与する。

入力シャフト３は、転がり軸受１３を介して金属製の第１ハウジング１１に回転自在に支持される。出力シャフト４は、転がり軸受１４を介して金属製の第２ハウジング１２に回転自在に支持される。入力シャフト３の下端側と出力シャフト４の上端側との間には、滑り軸受１５が介装される。入力シャフト３と出力シャフト４は、同一軸上で回転自在に第１及び第２ハウジング１１，１２に支持される。第１ハウジング１１と第２ハウジング１２は、ボルト１６を介して締結される。

入力シャフト３は円筒状に形成され、入力シャフト３の内部にはトーションバー５が同軸に収容される。トーションバー５の上端部は、ピン１７を介して入力シャフト３の上端部に連結される。トーションバー５の下端部は、入力シャフト３の下端開口部より突出し、セレーション５ａを介して出力シャフト４に連結される。トーションバー５は、ステアリングホイールを介して入力シャフト３に入力される操舵トルクを出力シャフト４に伝達し、その操舵トルクに応じて軸中心にねじれ変形する。

電動パワーステアリング装置１には、入力シャフト３と出力シャフト４との回転角度差に基づいてトーションバー５に付与される操舵トルクを検出する非接触式のトルクセンサ１００が設けられる。

続いて、図１～３を参照して、トルクセンサ１００について説明する。なお、図２は、後述の回転磁気回路部３０の斜視図であり、図３は、図１において矢印Ａで示される部分を拡大して示した拡大図である。

図１～３に示すように、トルクセンサ１００は、入力シャフト３に固定され入力シャフト３と共に回転する磁気発生部２０と、出力シャフト４に固定され出力シャフト４と共に回転する回転磁気回路部３０と、トーションバー５のねじれ変形に伴って磁気発生部２０から回転磁気回路部３０を通じて導かれる磁束密度を検出する磁気検出部５０と、回転磁気回路部３０から磁気検出部５０へと磁束を導く固定磁気回路部４０と、を備える。トルクセンサ１００は、トーションバー５に作用する操舵トルクを磁気検出部５０に設けられた後述の磁気センサ５４の出力に基づいて検出する。

なお、上記構成に代えて、磁気発生部２０を出力シャフト４と共に回転するように出力シャフト４に固定し、回転磁気回路部３０を入力シャフト３と共に回転するように入力シャフト３に固定するようにしてもよい。

磁気発生部２０は、入力シャフト３に圧入される環状のバックヨーク２１と、バックヨーク２１の下端面に結合される環状のリング磁石２２と、を備える。

リング磁石２２は、入力シャフト３の回転軸Ｏ方向に磁気を発生する永久磁石である。リング磁石２２は、回転軸Ｏ方向に向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石であり、周方向に等しい幅で形成される１２個の磁極を有する。つまり、リング磁石２２の上端面及び下端面には、６個のＮ極と６個のＳ極が周方向に交互に配設される。リング磁石２２の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。

バックヨーク２１の下端面には、リング磁石２２の上端面である上部磁極面が接着剤を介して固定される。バックヨーク２４は軟磁性体によって形成されるため、リング磁石２２が及ぼす磁界によって磁化され、リング磁石２２に吸着する。このように、バックヨーク２１とリング磁石２２は、接着剤の接着力と磁力とによって結合される。バックヨーク２１は、リング磁石２２を入力シャフト３に連結する連結部材としての機能と、リング磁石２２の隣り合う磁極を結んで磁束を導く継鉄としての機能とを有し、リング磁石２２の下端面である下部磁極面に磁力を集中させる。

図１～３に示すように、回転磁気回路部３０は、リング磁石２２から発生する磁束が導かれる第１軟磁性リング３１及び第２軟磁性リング３２と、出力シャフト４に取り付けられる取付部材３３と、取付部材３３に第１軟磁性リング３１及び第２軟磁性リング３２を固定するモールド樹脂３４と、を備える。なお、図３では、モールド樹脂３４の図示を省略している。

第１軟磁性リング３１は、環状の第１磁路環部３１Ｃと、第１磁路環部３１Ｃから下向きに突出する６個の第１磁路柱部３１Ｂと、各第１磁路柱部３１Ｂの下端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石２２の下端面に対峙する第１磁路先端部３１Ａと、を有する。第２軟磁性リング３２は、環状の第２磁路環部３２Ｃと、第２磁路環部３２Ｃから上向きに突出する６個の第２磁路柱部３２Ｂと、各第２磁路柱部３２Ｂの上端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石２２の下端面に対峙する第２磁路先端部３２Ａと、を有する。

第１軟磁性リング３１及び第２軟磁性リング３２は、プレス加工によって形成される。第１軟磁性リング３１及び第２軟磁性リング３２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１磁路先端部３１Ａ及び第２磁路先端部３２Ａは平板状に形成される。第１磁路先端部３１Ａと第２磁路先端部３２Ａは、トーションバー５の回転軸Ｏと直交する同一平面上に、その回転軸Ｏを中心として周方向に交互に等間隔を空けて配置される。また、第１磁路先端部３１Ａと第２磁路先端部３２Ａは、トーションバー５にトルクが作用していない中立状態で、トーションバー５の径方向に延びるそれぞれの中心線がリング磁石２２のＮ極とＳ極の境界を指すように配置される。

第１磁路柱部３１Ｂと第２磁路柱部３２Ｂは、それぞれ平板状に形成され、トーションバー５の回転軸Ｏ方向に延設される。第１磁路柱部３１Ｂは、所定の間隙を空けてリング磁石２２の外周面を囲むように配置される。第１磁路柱部３１Ｂは、リング磁石２２の磁束を短絡しないように設けられる。第２磁路柱部３２Ｂは、トーションバー５の回転軸Ｏに沿って第１磁路柱部３１Ｂと反対方向に延設される。

第１磁路環部３１Ｃ及び第２磁路環部３２Ｃは、トーションバー５の回転軸Ｏと直交する平面上に配置され、全周がつながった環状に形成される。第１磁路環部３１Ｃ及び第２磁路環部３２Ｃは、この形状に限られず、部分的にスリットが形成されたＣ字形状であってもよい。

第１磁路環部３１Ｃはリング磁石２２の下端面より上方に配置され、第２磁路環部３２Ｃはリング磁石２２より下方に配置される。つまり、リング磁石２２は、トーションバー５の回転軸Ｏ方向について第１磁路環部３１Ｃと第２磁路環部３２Ｃの間に配置される。

固定磁気回路部４０は、図１及び図３に示すように、第１軟磁性リング３１の第１磁路環部３１Ｃの外周に沿って設けられた環状の第１集磁リング４１と、第２軟磁性リング３２の第２磁路環部３２Ｃの外周に沿って設けられた環状の第２集磁リング４２と、を備える。

第１集磁リング４１及び第２集磁リング４２は、部分的にスリットが形成されたＣ字形状であり、第１ハウジング１１の内周面にかしめ固定される。第１集磁リング４１の内周面は第１軟磁性リング３１の第１磁路環部３１Ｃに対峙し、第２集磁リング４２の内周面は第２軟磁性リング３２の第２磁路環部３２Ｃに対峙する。

このように、第１集磁リング４１及び第２集磁リング４２は、回転磁気回路部３０の外周に配置され、回転磁気回路部３０の回転振れや偏心の影響を緩和して磁気検出部５０へと磁束を導く機能を有する。

磁気検出部５０は、磁束密度を検出する磁気検出器としての磁気センサ５４と、磁気センサ５４が接続される基板５５と、回転磁気回路部３０からの磁束を集めて磁気センサ５４へと導く集磁ヨークとしての第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２と、回転磁気回路部３０での漏れ磁束に対して磁気センサ５４を磁気的に遮蔽する遮蔽板５３と、これらの構成部材を収容ないし保持する樹脂製のケース６０と、を備える。

磁気センサ５４には、ホール素子が用いられる。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。磁気センサ５４は、第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２との間に形成される後述の磁気ギャップ内に配置され、第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２との間の磁束の方向及び大きさに応じた電圧値を出力する。磁気センサ５４から出力された電圧値は、基板５５を通じて電動パワーステアリング装置１の駆動を制御するＥＰＳコントローラに入力される。

なお、磁気センサ５４は、複数設けられていてもよく、この場合、複数の磁気センサ５４の出力電圧を比較することによってトルクセンサ１００の故障診断を行うことが可能である。換言すれば、磁気センサ５４を用いてトルクセンサ１００の故障診断を行わない場合には、磁気センサ５４は１つだけ設けられていればよい。

第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２は、互いに同一形状である。第１集磁ヨーク５１は、第１集磁リング４１の外周面に接触するように周方向に沿って円弧状に形成された接触部５１ａと、接触部５１ａから突出して形成される脚部５１ｂと、を有する。同様に、第２集磁ヨーク５２は、第２集磁リング４２の外周面に接触するように周方向に沿って円弧状に形成された接触部５２ａと、接触部５２ａから突出して形成される脚部５２ｂと、を有する。

第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２とは、接触部５１ａと接触部５２ａとがトーションバー５の軸方向において所定の間隔を空けて互いに平行に配置された状態で、射出成形によって、ケース６０と一体的にインサート成形される。

このようにケース６０と一体的となった第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２は、ケース６０が第１ハウジング１１に取り付けられることで、第１集磁リング４１及び第２集磁リング４２にそれぞれ接触した状態となり、第１集磁リング４１及び第１集磁ヨーク５１と、第２集磁リング４２及び第２集磁ヨーク５２と、によって、磁気センサ５４へと磁束を導く磁路がそれぞれ構成される。

第１集磁ヨーク５１の脚部５１ｂと、第２集磁ヨーク５２の脚部５２ｂとは、接触部５１ａと接触部５２ａとがトーションバー５の軸方向において互いに対向する端面から延び、径方向外側に向かって折り曲げて形成される。脚部５１ｂの先端部と脚部５２ｂの先端部とは、図３に示すように、所定の隙間である磁気ギャップをもって互いに対向する。磁気ギャップ内には、上述のように、磁気センサ５４が配置される。なお、磁気センサ５４が２つ設けられる場合には、第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２には、それぞれ２つの脚部５１ｂ，５２ｂが設けられる。

遮蔽板５３は、軟磁性体によって形成される部材であり、図３及び図４に示すように、第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２の接触部５１ａ，５２ａと略同一の曲率半径を有する円弧状に形成される円弧部５３ａと、円弧部５３ａの長手方向において両端に設けられる取付部５３ｂと、を有する。取付部５３ｂには、後述のボス部６１ｄが挿通する挿通孔がそれぞれ設けられる。なお、図４は、図３のＢ－Ｂ線に沿う断面の一部を示す断面図であり、主に遮蔽板５３が設けられる部分を示し、それ以外の部分については省略している。

遮蔽板５３は、第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２との間において、第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２の両者との間に所定の隙間を空けて配置され、熱カシメによって、ケース６０に組み付けられる。なお、遮蔽板５３は、ケース６０とは別部材であるネジ等の結合部材を介してケース６０に組付けられてもよい。

第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２の間に遮蔽板５３が配置されることによって、回転磁気回路部３０からの漏れ磁束は、遮蔽板５３に誘導され、磁気センサ５４に到達しにくくなる。つまり、磁気センサ５４は、遮蔽板５３によって回転磁気回路部３０からの漏れ磁束に対して磁気的に遮蔽される。これによりトーションバー５のねじれ変形とは関係のない漏れ磁束の変化が磁気センサ５４により検出されてしまうことが避けられ、トルクセンサ１００の検出誤差が低減されることで、トルクセンサ１００の検出精度を向上させることができる。

ケース６０は、図３に示すように、有底筒状に形成された本体部６１と、本体部６１の開口部を封止するカバー６２と、本体部６１とカバー６２とにより区画された空間であって磁気センサ５４及び基板５５が収容される収容部６４と、を有する。また、ケース６０は、本体部６１の外周から径方向に突出して形成されボルトを介して第１ハウジング１１に締結される図示しないフランジ部と、基板５５とＥＰＳコントローラとを電気的に接続する図示しないコネクタと、を有する。

本体部６１は、第１ハウジング１１に形成された開口部１１ａに一部が挿入される筒状に形成された筒部６１ａと、筒部６１ａの一端側を閉塞する底部６１ｂと、を有する樹脂製部材である。

筒部６１ａの外周面と開口部１１ａの内周面との間にはＯリング１８が設けられ、これにより、開口部１１ａとケース６０との間を通じて外部から第１ハウジング１１内へ泥水等が侵入することが防止される。

収容部６４と第１ハウジング１１内の空間とを隔てる隔壁部となる底部６１ｂには、第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２がインサート成形されることによって保持されるとともに、熱カシメによって遮蔽板５３が取り付けられる。

遮蔽板５３を熱カシメによってケース６０の底部６１ｂに取り付けるために、底部６１ｂには、遮蔽板５３の形状に合わせて円弧状に凹んで形成された円弧面６１ｃと、遮蔽板５３の取付部５３ｂに形成された挿通孔に挿通するボス部６１ｄと、が設けられる。

取付部５３ｂの挿通孔を挿通したボス部６１ｄの端面が熱カシメ機により溶融され熱変形することによって、遮蔽板５３は底部６１ｂに固定される。このように熱カシメにより遮蔽板５３が底部６１ｂに固定されることで、円弧面６１ｃが形成された領域およびボス部６１ｄの周辺の領域は、遮蔽板５３によって覆われた被覆領域となる。この被覆領域では、遮蔽板５３が底部６１ｂに対してほぼ接触した状態となっているが、遮蔽板５３と底部６１ｂとの間には、わずかな隙間があってもよい。

また、底部６１ｂには、底部６１ｂを貫通して形成される検査用連通孔６５が設けられる。検査用連通孔６５の一端は、収容部６４に開口し、検査用連通孔６５の他端は、円弧面６１ｃにおいて開口している。このように検査用連通孔６５の他端は、遮蔽板５３が底部６１ｂに固定された際に遮蔽板５３によって覆われる被覆領域において開口している。このため、底部６１ｂに遮蔽板５３が取り付けられることによって検査用連通孔６５の他端は塞がれることになる。なお、検査用連通孔６５の他端は、遮蔽板５３により覆われていれば完全に封止されていなくともよく、遮蔽板５３と検査用連通孔６５の他端との間には、わずかな隙間があってもよい。また、例えば、検査用連通孔６５の他端周りに座繰りを設け、座繰り部を介して検査用連通孔６５の他端が被覆領域において開口する構成、すなわち、座繰り部を遮蔽板５３により覆うことで検査用連通孔６５の他端を塞ぐ構成としてもよい。

カバー６２は、板状に形成された平板部６２ａと、平板部６２ａの外縁に設けられ、本体部６１に結合される結合部６２ｂと、を有する樹脂製の円盤状部材である。カバー６２は、結合部６２ｂが筒部６１ａの他端側に熱溶着されることによって本体部６１に結合される。なお、カバー６２は、熱溶着とは異なる方法で本体部６１に結合されてもよい。

続いて、上記構成のトルクセンサ１００によりトーションバー５に作用する操舵トルクを検出する方法について説明する。

トーションバー５にトルクが作用しない中立状態では、第１軟磁性リング３１の第１磁路先端部３１Ａと第２軟磁性リング３２の第２磁路先端部３２Ａとは、それぞれリング磁石２２のＮ極及びＳ極に同一の面積で対峙して両者を磁気短絡する。そのため、磁束は回転磁気回路部３０と固定磁気回路部４０に導かれない。

運転者によるステアリングホイールの操作によってトーションバー５に特定の方向のトルクが作用した場合には、このトルクの方向に応じてトーションバー５はねじれ変形する。トーションバー５がねじれ変形すると、第１磁路先端部３１ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第２磁路先端部３２ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石２２からの磁束は回転磁気回路部３０を通じて固定磁気回路部４０に導かれる。具体的には、Ｎ極から第１軟磁性リング３１、第１集磁リング４１、第１集磁ヨーク５１、第２集磁ヨーク５２、第２集磁リング４２、第２軟磁性リング３２を経由してＳ極に向かう経路である。第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２の間の磁気ギャップに設置された磁気センサ５４は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。

一方、運転者によるステアリングホイールの操作によってトーションバー５に上記とは逆方向のトルクが作用した場合には、このトルクの方向に応じてトーションバー５が逆方向にねじれ変形する。トーションバー５がねじれ変形すると、第１磁路先端部３１ＡがＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第２磁路先端部３２ＡがＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石２２からの磁束は、回転磁気回路部３０を通じて固定磁気回路部４０に導かれるが、上記とは逆の経路となる。具体的には、Ｎ極から第２軟磁性リング３２、第２集磁リング４２、第２集磁ヨーク５２、第１集磁ヨーク５１、第１集磁リング４１、第１軟磁性リング３１を経由してＳ極に向かう経路である。第１集磁ヨーク５１と第２集磁ヨーク５２の間の磁気ギャップに設置された磁気センサ５４は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。

運転者の操作によりステアリングホイールに入力される操舵トルクが大きい程、トーションバー５のねじれ変形量が多くなるため、第１磁路先端部３１Ａがリング磁石２２のＮ極とＳ極に対峙する面積差、及び第２磁路先端部３２Ａがリング磁石２２のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きくなり、磁気ギャップに誘導される磁束が大きくなる。これに応じて、磁気センサ５４の出力電圧も増大する。

次に、図５を参照し、ケース６０の気密性を検査する方法について説明する。図５は、ケース６０が検査用の治具８０に取り付けられた状態の断面を示している。なお、図５におけるケース６０の断面は、図４に示される断面に相当する。

検査用の治具８０は、本体部６１の筒部６１ａを介してケース６０が装着される装着孔８０ａと、ケース６０の底部６１ｂと装着孔８０ａとにより囲まれた圧力印加空間８１に検査用の圧力を導入するための導入孔８０ｂと、を有する。また、治具８０には、圧力印加空間８１内の圧力を測定する図示しない圧力センサが取り付けられる。

ケース６０の気密性を検査する際には、まず、所定の圧力に調整された検査用の圧力が導入孔８０ｂを通じて、圧力印加空間８１に導入される。そして、圧力印加空間８１に導入された検査用の圧力は、ケース６０の底部６１ｂに設けられた検査用連通孔６５を通じて収容部６４に印加される。

収容部６４に検査用の圧力が印加されてから所定時間経過した後に圧力センサにより検出された圧力印加空間８１内の圧力が、判定基準圧以上であれば、ケース６０の気密性に問題はないと判定され、圧力センサにより検出された圧力が判定基準圧未満であれば、ケース６０の気密性に異常があると判定される。なお、気密性の異常としては、例えば、本体部６１とカバー６２との溶着不良やコネクタの端子部における防水栓外れ、本体部６１の亀裂等が挙げられる。

ここで、ケース６０の底部６１ｂを通じて検査用の圧力を印加する場合に、上述のような検査用連通孔６５が設けられていないと、収容部６４と連通する通路となり得るのは、集磁ヨーク５１，５２とモールド樹脂との間に形成される隙間程度である。この隙間が小さすぎると、収容部６４に圧力が印加されにくくなることから、収容部６４の気密性が確保されているか否かの判定に時間がかかってしまったり、収容部６４に圧力が印加されない状態で判定が行われてしまったりすることになるため、ケース６０の気密性の判定を正確に行うことができないおそれがある。

また、収容部６４の気密性を確認しやすくするために、この隙間を大きくすることも考えられるが、ケース６０が第１ハウジング１１に取り付けられた後、この隙間を通じてコンタミ等の異物が収容部６４内に侵入しやすくなることから、磁気センサ５４や基板５５にコンタミ等が付着し、磁気センサ５４の検出値が不安定となり、結果として正確なトルクを検出することができなくなるおそれがある。

これに対して本実施形態では、ケース６０の収容部６４に気密検査用の圧力を導くために、検査用連通孔６５が底部６１ｂに予め設けられている。また、この検査用連通孔６５は、上述のように、気密性の検査が終了しケース６０に遮蔽板５３が取り付けられると、遮蔽板５３によって塞がれるように形成されている。このため、収容部６４の気密性が確保されているか否かを容易に判定することができるとともに、ケース６０が第１ハウジング１１に取り付けられる際には、検査用連通孔６５は遮蔽板５３によって塞がれた状態となっていることから、検査用連通孔６５を通じてコンタミ等が収容部６４内に侵入することを防止することができる。

なお、図４及び図５に示される実施形態では、検査用連通孔６５は１か所のみに設けられているが、検査用連通孔６５の数はこれに限定されず、２つ以上の複数であってもよい。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

上記構成のトルクセンサ１００では、ケース６０の収容部６４に気密検査用の圧力を導くための検査用連通孔６５が底部６１ｂに設けられており、この検査用連通孔６５は、気密性の検査が終了しケース６０に遮蔽板５３が取り付けられると、遮蔽板５３によって塞がれるように形成されている。このように検査用連通孔６５を底部６１ｂに設けておくことによって、検査用連通孔６５を通じてケース６０内に気密検査用の圧力が迅速かつ確実に導かれるため、収容部６４の気密性が確保されているか否かを容易に判定することができる。また、ケース６０が第１ハウジング１１に取り付けられる際には、検査用連通孔６５は遮蔽板５３によって塞がれた状態となっていることから、検査用連通孔６５を通じてコンタミ等が収容部６４内に侵入することを防止することができる。

なお、次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

上記実施形態では、検査用連通孔６５は、他端が、遮蔽板５３によって覆われる被覆領域となる円弧面６１ｃにおいて開口するように形成されている。これに代えて、図６及び７に示すように、検査用連通孔１６５は、他端が、遮蔽板５３の取付部５３ｂに形成された挿通孔に挿通するボス部１６１ｄの端面１６１ｅにおいて開口するように形成されていてもよい。なお、図６及び図７は、変形例を示す断面図であって、それぞれ図４及び図５に相当する部分の断面を示している。

上記実施形態と同様に、この変形例では、ケース１６０の気密性を検査する際には、まず、所定の圧力に調整された検査用の圧力が導入孔８０ｂを通じて、圧力印加空間８１に導入される。そして、圧力印加空間８１に導入された検査用の圧力は、ケース１６０の底部１６１ｂに設けられた検査用連通孔１６５を通じて収容部１６４に印加される。

収容部１６４に検査用の圧力が印加されてから所定時間経過した後に圧力センサにより検出された圧力印加空間８１内の圧力が、判定基準圧以上であれば、ケース１６０の気密性に問題はないと判定され、圧力センサにより検出された圧力が判定基準圧未満であれば、ケース１６０の気密性に異常があると判定される。

この変形例では、気密性の検査が終了すると、遮蔽板５３の取付部５３ｂの挿通孔に挿通されたボス部１６１ｄの端面１６１ｅが熱カシメ機により溶融されて熱変形することによって、遮蔽板５３はケース１６０に取り付けられる。このようにケース１６０に遮蔽板５３が取り付けられる際に、ボス部１６１ｄの端面１６１ｅは溶融されることから、端面１６１ｅにおいて開口する検査用連通孔１６５は、ケース１６０に遮蔽板５３が取り付けられることによって塞がれることになる。

このため、変形例においても上記実施形態と同様に、収容部１６４の気密性が確保されているか否かを容易に判定することができるとともに、ケース１６０が第１ハウジング１１に取り付けられる際には、検査用連通孔１６５は塞がれた状態となっていることから、検査用連通孔１６５を通じてコンタミ等が収容部１６４内に侵入することを防止することができる。

なお、図６及び図７に示される変形例では、検査用連通孔１６５は一対のボス部１６１ｄの一方のみに設けられているが、検査用連通孔１６５は、一対のボス部１６１ｄの両方に設けられていてもよい。また、ボス部１６１ｄが３つ以上ある場合、検査用連通孔１６５は、少なくとも１つのボス部１６１ｄに設けられていればよいが、複数またはすべてのボス部１６１ｄに設けられていてもよい。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

ハウジング１１，１２内に回転自在に支持された入力シャフト３と出力シャフト４とを連結するトーションバー５に作用するトルクを検出するトルクセンサ１００は、入力シャフト３と共に回転する磁気発生部２０と、出力シャフト４と共に回転する回転磁気回路部３０と、トーションバー５のねじれ変形に伴って磁気発生部２０から回転磁気回路部３０を通じて導かれる磁束密度を検出する磁気検出部５０と、を備え、磁気検出部５０は、磁束密度を検出する磁気センサ５４と、回転磁気回路部３０からの磁束を集めて磁気センサ５４へと導く第１集磁ヨーク５１及び第２集磁ヨーク５２と、回転磁気回路部３０での漏れ磁束に対して磁気センサ５４を磁気的に遮蔽する遮蔽板５３と、磁気センサ５４を収容するとともに第１集磁ヨーク５１，第２集磁ヨーク５２及び遮蔽板５３を保持し、第１ハウジング１１に取り付けられるケース６０，１６０と、を有し、ケース６０，１６０は、磁気センサ５４を収容する収容部６４，１６４と、収容部６４，１６４と第１ハウジング１１内の空間とを隔てる隔壁部としての底部６１ｂ，１６１ｂと、底部６１ｂ，１６１ｂを貫通して形成される検査用連通孔６５，１６５と、を有し、検査用連通孔６５，１６５の一端は収容部６４，１６４に開口し、検査用連通孔６５，１６５の他端は遮蔽板５３がケース６０，１６０に取り付けられることによって塞がれる。

この構成では、ケース６０，１６０の収容部６４，１６４に気密検査用の圧力を導くための検査用連通孔６５，１６５が底部６１ｂ，１６１ｂに設けられており、この検査用連通孔６５，１６５は、気密性の検査が終了し、ケース６０，１６０に遮蔽板５３が取り付けられると塞がれるように形成されている。このように検査用連通孔６５，１６５を底部６１ｂ，１６１ｂに設けておくことによって、検査用連通孔６５，１６５を通じてケース６０，１６０内に気密検査用の圧力が迅速かつ確実に導かれるため、収容部６４，１６４の気密性が確保されているか否かを容易に判定することができる。また、ケース６０，１６０が第１ハウジング１１に取り付けられる際には、検査用連通孔６５，１６５は塞がれた状態となっていることから、検査用連通孔６５，１６５を通じてコンタミ等が収容部６４，１６４内に侵入することを防止することができる。

また、底部６１ｂには、ケース６０に取り付けられた遮蔽板５３によって覆われる被覆領域が設けられ、検査用連通孔６５の他端は、被覆領域において開口する。

この構成では、検査用連通孔６５の他端は、ケース６０に取り付けられた遮蔽板５３によって覆われる被覆領域において開口している。つまり、検査用連通孔６５は、気密性の検査が終了しケース６０に遮蔽板５３が取り付けられると、遮蔽板５３によって他端が覆われることになる。このように、ケース６０が第１ハウジング１１に取り付けられる際には、検査用連通孔６５は遮蔽板５３によって塞がれた状態となっていることから、収容部６４の気密性を容易に検査することができるとともに、検査用連通孔６５を通じてコンタミ等が収容部６４内に侵入することを防止することができる。

また、底部１６１ｂには、遮蔽板５３をケース１６０に取り付ける際に端面１６１ｅが熱変形されるボス部１６１ｄが設けられ、検査用連通孔１６５の他端は、ボス部１６１ｄの端面１６１ｅにおいて開口する。

この構成では、検査用連通孔１６５の他端は、遮蔽板５３をケース１６０に取り付ける際に熱変形されるボス部１６１ｄの端面１６１ｅにおいて開口している。つまり、検査用連通孔１６５は、気密性の検査が終了し、ケース１６０に遮蔽板５３を取り付けるために、ボス部１６１ｄの端面１６１ｅが溶融されると、閉塞されることになる。このように、ケース１６０が第１ハウジング１１に取り付けられる際には、検査用連通孔１６５は塞がれた状態となっていることから、収容部１６４の気密性を容易に検査することができるとともに、検査用連通孔１６５を通じてコンタミ等が収容部１６４内に侵入することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００・・・トルクセンサ、１・・・電動パワーステアリング装置、３・・・入力シャフト（第１シャフト）、４・・・出力シャフト（第２シャフト）、５・・・トーションバー、１１・・・第１ハウジング（ハウジング）、１２・・・第２ハウジング（ハウジング）、２０・・・磁気発生部、３０・・・回転磁気回路部、４０・・・固定磁気回路部、５０・・・磁気検出部、５１・・・第１集磁ヨーク（集磁ヨーク）、５２・・・第２集磁ヨーク（集磁ヨーク）、５３・・・遮蔽板、５４・・・磁気センサ（磁気検出器）、６０，１６０・・・ケース、６１ｂ，１６１ｂ・・・底部（隔壁部）、６１ｄ，１６１ｄ・・・ボス部、６４，１６４・・・収容部、６５，１６５・・・検査用連通孔、１６１ｅ・・・端面

Claims (3)

1. ハウジング内に回転自在に支持された第１シャフトと第２シャフトとを連結するトーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサであって、
   前記第１シャフトと共に回転する磁気発生部と、
   前記第２シャフトと共に回転する回転磁気回路部と、
   前記トーションバーのねじれ変形に伴って前記磁気発生部から前記回転磁気回路部を通じて導かれる磁束密度を検出する磁気検出部と、を備え、
   前記磁気検出部は、
   前記磁束密度を検出する磁気検出器と、
   前記回転磁気回路部からの磁束を集めて前記磁気検出器へと導く集磁ヨークと、
   前記回転磁気回路部での漏れ磁束に対して前記磁気検出器を磁気的に遮蔽する遮蔽板と、
   前記磁気検出器を収容するとともに前記集磁ヨーク及び前記遮蔽板を保持し、前記ハウジングに取り付けられるケースと、を有し、
   前記ケースは、
   前記磁気検出器を収容する収容部と、
   前記収容部と前記ハウジング内の空間とを隔てる隔壁部と、
   前記隔壁部を貫通して形成される検査用連通孔と、を有し、
   前記検査用連通孔の一端は前記収容部に開口し、前記検査用連通孔の他端は前記遮蔽板が前記ケースに取り付けられることによって塞がれることを特徴とするトルクセンサ。
2. 前記隔壁部には、前記ケースに取り付けられた前記遮蔽板により覆われる被覆領域が設けられ、
   前記検査用連通孔の前記他端は、前記被覆領域において開口することを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
3. 前記隔壁部には、前記遮蔽板を前記ケースに取り付ける際に端面が熱変形されるボス部が設けられ、
   前記検査用連通孔の前記他端は、前記ボス部の前記端面において開口する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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