JPWO2016006461A1

JPWO2016006461A1 - 回転角検出装置およびパワーステアリング装置

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Publication number: JPWO2016006461A1
Application number: JP2016532872A
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Inventors: 治吉田
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Publication date: 2017-07-20
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Abstract

検出部材の歪を抑制でき、検出精度を向上できる回転角検出装置およびパワーステアリング装置を提供する。溶着プレートとヨークホルダとで一対のヨークを挟み込んだ状態で溶着プレートとヨークホルダとを互いに溶着固定する。

Description

本発明は、回転角検出装置およびパワーステアリング装置に関する。

従来の回転角検出装置は、互いに相対回転する永久磁石および一対のヨークと、永久磁石と一対のヨークとの相対回転により一対のヨーク間に生じた磁束を誘導する一対の集磁リングと、集磁リング間の磁束を検出するホールICセンサとを有している。検出部材である一対のヨークおよび一対の集磁リングは、パーマロイ等の軟磁性体で形成され、インサートモールド成形により樹脂製のホルダと一体に設けられ、ホルダを介して入出力軸またはハウジングに固定されている。上記説明の技術に関係する一例は、特許文献１に記載されている。

特開2008-180518号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が検出部材の内部に発生するため、検出部材が歪むことで磁気損失によりパーマロイの磁気ヒステリシスが増大し、検出精度の低下を招くという問題があった。
本発明の目的は、検出部材の歪を抑制でき、検出精度を向上できる回転角検出装置およびパワーステアリング装置を提供することにある。

本発明の一実施形態の回転角検出装置では、第１保持部材と第２保持部材とで検出部材を挟み込んだ状態で第１保持部材と第２保持部材とを互いに溶着固定する。

よって、本発明では、検出部材の歪を抑制でき、検出精度を向上できる。

実施例１の電動パワーステアリング装置の全体構成図である。実施例１のステアリングギアボックス16の縦断面図である。ヨークアッシーの分解斜視図である。ヨークホルダ23の平面図である。図３の要部拡大図である。溶着プレート29の斜視図である。は溶着プレート29の平面図である。図６Ａの要部拡大図である。突起部30の断面図である。集磁リングアッシーの分解斜視図である。集磁リングホルダ26の平面図である。図９の要部拡大図である。集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを超音波溶着したときに発生するバリの状態を示す図である。集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを超音波溶着したときに発生するバリの状態を示す図である。

〔実施例１〕
まず、構成を説明する。
［電動パワーステアリング装置］
図１は、実施例１の電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
運転者によるステアリングホイール1への操舵入力は、回転運動としてステアリングシャフト（第２部材，入力軸）2、トーションバー3、ピニオンシャフト（第１部材，出力軸）4を介して第１ピニオン5に伝達され、第１ピニオン5のピニオン歯5aと噛み合う第１ラック歯6aを有するラックバー6により直線運動に変換される。ラックバー6の直線運動は、タイロッド7,7を介して転舵輪8,8へと伝達される。ステアリングシャフト2、トーションバー3、ピニオンシャフト4、第１ピニオン5、ラックバー6およびタイロッド7,7により、ステアリングホイール1の操舵操作を転舵輪8に伝達する操舵機構9が構成される。
一方、電動モータ10の出力は、ウォームシャフト11aとウォームホイール11bとから構成される減速機11を介して第２ピニオン12に伝達され、第２ピニオン12のピニオン歯12aと噛み合う第２ラック歯6bを介してラックバー6の直進運動に変換される。第２ピニオン12はウォームホイール11bと一体に設けられている。電動モータ10は、例えば、三相ブラシレスモータであり、モータ制御回路15からの指令信号に応じて操舵機構9に操舵アシスト力を付与する。
ステアリングシャフト2には、ステアリングシャフト2とピニオンシャフト4の相対回転を検出するトルクセンサ（回転角検出装置）13が設けられている。
モータ制御回路15は、トルクセンサ13の出力信号から求められるステアリングシャフト2とピニオンシャフト4の間に生じる操舵トルク、および車速等の走行状態に基づき、電動モータ10への指令信号を演算し、当該指令信号を電動モータ10へ出力する。

図２は、ステアリングギアボックス16の縦断面図である。
ステアリングギアボックス16は、ギアボックスハウジング（ハウジング）17を備えている。ステアリングシャフト2およびピニオンシャフト4は、ギアボックスハウジング17に対し、同一の回転軸0を中心に回転する。以下、回転軸Oの方向にx軸をとり、ピニオンシャフト4に対してステアリングシャフト2側を正方向とする。ギアボックスハウジング17は、回転軸方向を長手方向として配置されるシャフト収容部17aと、このシャフト収容部17aから車両後方側へ延出されたガイド収容部17bと、シャフト収容部17aに対して直交して設けられかつ略車両幅方向を長手方向として配置されるラック収容部（図示省略）とを有する。なお、シャフト収容部17a、ガイド収容部17bおよびラック収容部は、いずれも円筒形状である。
シャフト収容部17aには、ステアリングシャフト2およびトーションバー3の一部、ピニオンシャフト4およびトルクセンサ13が収容されている。トーションバー3は、ステアリングシャフト2のx軸負方向端に設けられた中空部2aに相対回転不能に挿通されている。トーションバー3のx軸負方向端は、ピニオンシャフト4とスプライン嵌合されている。ステアリングシャフト2はベアリング18aによりギアボックスハウジング17に対し回転可能に支持されている。ピニオンシャフト4のx軸方向両端は、ベアリング18b,18cによりギアボックスハウジング17に対し回転可能に支持されている。
ラック収容部には、ラックバー6が収容されている。
ガイド収容部17bには略円筒形状のラックガイド19aがガイド収容部17bに沿って軸方向移動可能に収容されている。さらに、ガイド収容部17bの開放側の端部にはキャップ19bが螺合されている。ラックガイド19aのラックバー側には、ラックガイド19aの磨耗防止等のためのシート19cが取り付けられている。

［トルクセンサ］
トルクセンサ13は、多極磁石（磁性部材）20と、一対のヨーク（検出部材）21,22と、ヨークホルダ（第１保持部材）23と、一対の集磁リング（検出部材）24,25と、集磁リングホルダ（第１保持部材）26と、ホールICセンサ（磁気センサ）27とを有する。多極磁石20、一対のヨーク21,22、ヨークホルダ23、一対の集磁リング24,25および集磁リングホルダ26は、回転軸Oと同心円上に配置されている。
多極磁石20は、16個の極（N極，S極それぞれ同じ極数）が周方向に等間隔で交互に着磁された円筒形状の永久磁石である。多極磁石20は、磁石ホルダ28を介してピニオンシャフト4に固定されている。磁石ホルダ28は、大径部28aと小径部28bとを有する円筒形状に形成されている。大径部28aはピニオンシャフト4のx軸正方向端の外周に固定されている。小径部28bは大径部28aのx軸正方向側に位置し、多極磁石20の内周が固定されている。
一対のヨーク21,22は、パーマロイ（軟質磁性合金）で形成され、図３に示すように、8個の爪部211,221と円環部212,222とを有する。爪部211,221は、多極磁石20の外周を取り囲むように、同一円周上に所定の隙間を持って交互に配置され、多極磁石20と所定の径方向隙間を有して対向する。円環部212,222は、爪部211,221のx軸正方向側に位置し、互いに所定の径方向隙間を有して対向する。なお、一対のヨーク21,22は、ステアリングシャフト2およびピニオンシャフト4にトルクが加えられていない操舵中立状態において、爪部211,221の先端が、多極磁石20のN極およびS極の境界を指すように配置される。
ヨークホルダ23は、熱可塑性樹脂で略凸字形状に形成され、一対のヨーク21,22を保持する。ヨークホルダ23は、ステアリングシャフト2に固定されている。
一対の集磁リング24,25は、パーマロイでC字形状に形成され、互いに所定の径方向エアギャップを有して、ヨーク21,22の円環部212,222の径方向隙間の中間位置に、両ヨーク21,22と非接触状態で配置されている。
集磁リングホルダ26は、熱可塑性樹脂で筒状に形成され、一対の集磁リング24,25を保持する。集磁リングホルダ26は、ギアボックスハウジング17に固定されている。
ホールICセンサ27は、ホール素子27aと回路基板27bとを有し、一対の集磁リング24,25の径方向エアギャップに生じる磁束の密度を検出する。ホール素子27aは、一対の集磁リング24,25の径方向エアギャップの中間位置に、両集磁リング24,25と非接触状態で配置されている。回路基板27bは、集磁リングホルダ26のx軸正方向側でホール素子27aと接続されている。車両のバッテリからの電力は、回路基板27bを介してホール素子27aに供給され、ホール素子27aの出力は、回路基板27bを介してモータ制御回路15に出力される。

以下、トルクセンサ13を構成する各部の構造を詳細に説明する。
［ヨークアッシー］
図３はヨークアッシーの分解斜視図、図４はヨークホルダ23の平面図、図５は図３の要部拡大図である。
ヨークアッシーは、一対のヨーク21,22とヨークホルダ23と溶着プレート（第２保持部材）29を備える。溶着プレート29とヨークホルダ23とから保持部材が構成される。
第１ヨーク（第１ヨーク部材）21は、8個の第１の爪部211と第１の円環部212とを有する。第１の爪部211は板状部材であり、先端は先細り形状に形成されている。第１の円環部212は、回転軸Oを包囲するように円環状に形成されている。各第１の爪部211は、第１の円環部212から径方向内側方向に延びる第１の屈曲部211aと、第１の屈曲部211aからx軸方向に沿って多極磁石20と対向するように延びる第１の検出部211bとを有する。各第１の屈曲部211aは、回転軸Oに対して直角となるように配置されている。各第１の検出部211bは、回転軸Oの放射方向に対して直角となるように配置されている。
第２ヨーク（第２ヨーク部材）22は、8個の第２の爪部221と第２の円環部222とを有する。第２の爪部221は板状部材であり、先端は先細り形状に形成されている。第２の爪部221は第１の爪部211と同じx軸方向長さを有する。第２の円環部222は、回転軸Oを包囲するように円環状に形成されている。第２の円環部222は、第１の円環部212よりも小径に設定されている。各第２の爪部221は、第２の円環部222から径方向外側方向に延びる第２の屈曲部221aと、第２の屈曲部221aからx軸方向に沿って多極磁石20と対向するように延びる第２の検出部221bとを有する。各第２の屈曲部221aは、回転軸Oに対して直角となるように配置されている。各第２の検出部221bは、回転軸Oの放射方向に対して直角、かつ、隣接する第１の検出部211b,211b間の交互に並ぶように配置されている。

ヨークホルダ23は、本体部231と第１の貫通孔232と第１の収容部233と第２の貫通孔234と第２の収容部235とを有する。本体部231は、小径部231aと大径部231bと搭載面231cとを有する。小径部213aは、ステアリングシャフト2の外径と略一致する内径を有し、ステアリングシャフト2の外周に固定される。大径部231bは、小径部231aよりも大径に設定され、内部に第１ヨーク21および第２ヨーク22の爪部211,221が収容される。搭載面231cは、回転軸Oと略垂直に設けられ、小径部231aと大径部231bとを接続する。搭載面231cには、第１ヨーク21の第１の円環部212と第２ヨーク22の第２の円環部222が載置される。第１の貫通孔232は、第１の検出部211bが搭載面231cを貫通するように形成されている。第１の収容部233は、第１の貫通孔232と連続して径方向外側に向かって延びるように設けられ、搭載面231c側に向かって開口するように凹状に形成され、第１の屈曲部211aを収容する。第２の貫通孔234は、第２の検出部221bが搭載面231cを貫通するように形成されている。第２の収容部235は、第２の貫通孔234と連続して径方向内側に延びるように設けられ、搭載面231c側に向かって開口するように凹状に形成され、第２の屈曲部221aを収容する。

搭載面231cには、凹部236と壁部237とが設けられている。凹部236は、周方向に等間隔で8個設けられている。凹部236は、内径側部分236aと径方向延設部236bとから構成されている。内径側部分236aは、第１の貫通孔232よりも径方向内側に形成され、周方向に延在されている。内径側部分236aの径方向の幅は、搭載面231cの内周縁から外周縁までの幅の半分よりも小さくなるように形成されている。径方向延設部236bは、内径側部分236aの周方向両端部から径方向外側方向に向かって第１の貫通孔232と第２の貫通孔234との間を通るように設けられている。凹部236は、溶着プレート29と溶着される底部238を有し、溶着プレート29側（x軸正方向側）に向かって開口するように形成されている。底部238は、x軸方向と直交する平面状に形成されている。
壁部237は、凹部236の開口縁に沿って開口縁全周を包囲するように設けられ、溶着プレート29とのx軸方向距離が底部238と溶着プレート29との間のx軸方向距離よりも短く、かつ、ヨークホルダ23と溶着プレート29とを溶着固定したとき、溶着プレート29と当接しないように形成されている。壁部237は、底部238から開口縁側に向かって凹部236の開口面積が増大するように傾斜する傾斜部239を有する。

図６Ａは溶着プレート29の斜視図、図６Ｂは溶着プレート29の平面図、図７は図６Ａの要部拡大図である。
溶着プレート29は、一対のヨーク21,22の屈曲部211a,221aと当接することにより、一対のヨーク21,22をヨークホルダ23と溶着プレート29との間に保持する。溶着プレート29は、回転軸Oと同心円上に配置されている。溶着プレート29は、熱可塑性樹脂でヨークホルダ23の小径部231aよりも大きな内周径を有し、大径部231bよりも小さな外周径を有する円環形状に形成されている。溶着プレート29の外周縁には、4個の切り欠き29aが形成されている。切り欠き29aは、回転軸Oを通る所定の直線上にy軸を規定したとき、y軸対称に左右２個ずつ配置されている。y軸の左右一方側に位置する２つの切り欠き29a,29a間の角度は45°である。y軸の左右他方側も同様である。溶着プレート29のx軸正方向側の面は平坦に形成され、x軸負方向側の面には、周方向に等間隔で8個の突起部30が設けられている。
突起部30は、先端が底部238と当接した状態で溶融することによりヨークホルダ23と溶着プレート29とを溶着させる。突起部30は、凹部236と対向し、底部238に対して直角な方向、すなわちx軸方向に向かって突出するように形成されている。突起部30は、径方向内側から外側に向かって延びる径方向突起部302と、周方向に延びる周方向突起部303とから形成されている。8個の突起部30のうちy軸に近い4個の突起部30は、２つの径方向突起部302と１つの周方向突起部303とから平面視コ字状に形成されている。y軸から遠い4個の突起部30は、１つの径方向突起部302と１つの周方向突起部303とから平面視く字状に形成されている。

図８は、突起部30の断面図であり、突起部30は、先端部30aと比例溶融部30bとを有する。先端部30aは、先鋭な略円錐状に形成されている。比例溶融部30bは、先端部30aよりもx軸正方向側に位置し、溶融前の状態においてx軸に対し直角方向の断面積が、x軸方向の所定範囲において一定となるように形成されている。
溶着プレート29のx軸負方向側の面において、y軸上には、２つの係合突起31が設けられている。係合突起31は、ヨークホルダ23と溶着プレート29とを溶着固定する際、第２の貫通孔234と係合し、ヨークホルダ23に対する溶着プレート29の周方向移動を規制する。
ヨークホルダ23の底部238と溶着プレート29との間のx軸方向距離は、ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時に溶融した突起部30または底部238の一部がバリとして成長したとき、このバリが溶着プレート29と当接するように設定されている。
図４に、底部238と突起部30との溶着部分を太実線で示す。
ヨークアッシーは、ヨークホルダ23に一対のヨーク21,22を装着後、溶着プレート29を被せ、ヨークホルダ23と溶着プレート29を超音波溶着することで得られる。超音波溶着とは、熱可塑性樹脂を微細な超音波振動と加圧力とによって瞬時に溶融し、接合する加工技術である。ヨークホルダ23に対する一対のヨーク21,22および溶着プレート29の組み付けは、全て一方向から行うことができるため、組み付け作業性の点で有利である。

［集磁リングアッシー］
図９は集磁リングアッシーの分解斜視図、図１０は集磁リングホルダ26の平面図、図１１は図９の要部拡大図である。
集磁リングアッシーは、一対の集磁リング24,25と集磁リングホルダ26と溶着プレート（第１保持部材）29を備える。溶着プレート29と集磁リングホルダ26とから保持部材が構成される。
第１集磁リング（第１の検出部材）24は、回転軸Oを包囲するように形成され、回転軸Oを中心とした仮想円に沿うように形成され互いに対向する一対の円弧状部241,241と、一対の円弧状部241,241を接続する集磁部242とを有する。一対の円弧状部241,241の仮想円は、第２ヨーク22の第２の円環部222よりも大径、かつ、第１ヨーク21の第１の円環部212よりも小径に設定されている。集磁部242は、回転軸Oに対して直角に形成されている。
第２集磁リング（第２の検出部材）25は、回転軸Oを包囲するように形成され、回転軸Oを中心とした仮想円に沿うように形成され互いに対向する一対の円弧状部251,251と、一対の円弧状部251,251を接続する集磁部252とを有する。一対の円弧状部251,251の仮想円は、第１集磁リング24の仮想円よりも小径、かつ、第２ヨーク22の第２の円環部222よりも大径に設定されている。集磁部252は、径方向外側に向かって凸状、かつ、回転軸Oに対して直角に形成されている。

集磁リングホルダ26は、中心に開口部261cを有する円環部261と、円環部261の外周縁からx軸負方向側への延びる外周部262と、円環部261の径方向外側に設けられ、x軸方向に延びる２個の円柱部263とを有する。
円環部261の開口部261cは、ヨークホルダ23の外径よりも大径に設定されている。円環部261のx軸負方向側面261aには、第１集磁リング24のx軸正方向端部を収容する第１係合溝264と、第２集磁リング25のx軸正方向端部を収容する第２係合溝265が形成されている。第１係合溝264と第２係合溝265との間には、第１集磁リング24の集磁部243および第２集磁リング25の集磁部253と対応する部分が切り欠かれた平面視C字形状の円弧状壁部266が設けられている。第１係合溝264および第２係合溝265に第１集磁リング24および第２集磁リング25を装着したとき、第１集磁リング24の円弧状部241,241は円弧状壁部266の外周面と当接し、第２集磁リング25の円弧状部251,251は円弧状壁部266の内周面と当接する。また、第２集磁リング25の集磁部252は円弧状壁部266の切り欠き部分の端面266bと当接する。一対の集磁リング24,25の集磁部242,252は、円弧状壁部266の切り欠き部分で対面する。円弧状壁部266のx軸負方向面266aには、回転軸Oに対して直角に設けられ、溶着プレート29を溶着したとき、溶着プレート29の係合突起31と係合する係合溝267が形成されている。第１係合溝264および第２係合溝265から円弧状壁部266のx軸負方向面266aまでのx軸方向長さは、第１集磁リング24および第２集磁リング25のx軸方向長さよりも短く設定されている。

円弧状壁部266のx軸負方向面266aには、凹部32と壁部33とが設けられている。凹部32は、周方向に等間隔で8個設けられている。凹部236は、径方向内側から外側に向かって延びる径方向凹部32aと、周方向に延びる周方向凹部32bとから形成されている。8個の凹部32のうち円弧状壁部266の切り欠き部分の端面266bに近い２つの凹部32は、１つの径方向凹部32aと１つの周方向凹部32bとから構成されている。残り６つの凹部32は、２つの径方向凹部32aと１つの周方向凹部32bとから構成されている。周方向凹部32bの径方向の幅は、円弧状壁部266の内周縁から外周縁までの幅の半分よりも小さくなるように形成されている。凹部32は、溶着プレート29と溶着される底部34を有し、溶着プレート29側（x軸負方向側）に向かって開口するように形成されている。底部34は、x軸方向と直交する平面状に形成されている。
壁部33は、凹部32の開口縁に沿って開口縁の全周を包囲するように設けられ、溶着プレート29とのx軸方向距離が底部34と溶着プレート29との間のx軸方向距離よりも短く、かつ、集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを溶着固定したとき、溶着プレート29と当接しないように形成されている。壁部33は、底部34から開口縁側に向かって凹部32の開口面積が増大するように傾斜する傾斜部35を有する。

円環部261のx軸正方向面には、ホールICセンサ27の回路基板27bを支持する円柱部268が設けられている。円柱部268には、回路基板27bをボルト固定するためのネジ穴268aが形成されている。
円環部261において、一対の集磁部242,252との間の径方向エアギャップと対応する軸方向位置には、ホールICセンサ27が貫通する開口部261eが形成されている。ホールICセンサ27のセンサ部は、径方向エアギャップの中間位置に配置されている。
外周部262のx軸負方向側端部は、ギアボックスハウジング17のシャフト収容部17a（図２参照）の側壁に嵌挿可能な外径を有する。
円柱部263は、集磁リングホルダ26をギアボックスハウジング17にボルト固定するためのネジ穴263aが形成されている。
溶着プレート29は、ヨークアッシーのものと同じである。集磁リングホルダ26の底部34と溶着プレート29との間のx軸方向距離は、集磁リングホルダ26と溶着プレート29との溶着固定時に溶融した突起部30または底部34の一部がバリとして成長したとき、このバリが溶着プレート29と当接するように設定されている。
図１０に、底部34と突起部30との溶着部分を太実線で示す。
集磁リングアッシーは、集磁リングホルダ26に一対の集磁リング24,25を装着後、溶着プレート29を被せ、集磁リングホルダ26と溶着プレート29を超音波溶着することで得られる。集磁リングホルダ26に対する一対の集磁リング24,25および溶着プレート29の組み付けは、全て一方向から行うことができるため、組み付け作業性の点で有利である。また、溶着プレート29はヨークアッシーと同じものを用いるため、部品点数の増加を抑制でき、コスト低減に寄与できる。

次に、実施例１のトルクセンサ13の動作を説明する。
トルクの入力が無い状態では、爪部211,221の円周方向中心が多極磁石20の極の境界上に位置し、爪部211,221から見た多極磁石20のN極、S極に対するパーミアンスが等しいので、多極磁石20のN極から発生した磁束は、爪部211,221に入り、そのまま多極磁石20のS極へ入る。よって、一対の集磁リング24,25間には磁束が流れないため、ホールICセンサ27は中間電圧を出力する。
運転者がステアリングホイール1を回転させると、トーションバー3に捻れが生じ、ステアリングシャフト2とピニオンシャフト4とに相対角度変位が発生する。この相対角度変位は、爪部211,221と多極磁石20との間の相対角度変位として現れる。爪部211,221と多極磁石20との間に相対角度変位が生じると、パーミアンスのバランスが崩れ、ホールICセンサ27を含む磁気回路、すなわち、多極磁石20のN極から発生した磁束が爪部211,221のうちN極と対向する面積が広い方の爪部に流れ、一対の集磁リング24,25を経由してS極と対向する面積が広い方の爪部から多極磁石20のS極へと戻る磁気回路に磁束が流れる。このとき、一対の集磁リング24,25間に流れる磁束をホールICセンサ27で検出することで、相対角度変位を測定でき、トーションバー3に作用するトルクを検出できる。

次に、実施例１の作用効果を説明する。
［検出精度向上］
回転角検出装置において、検出部材をインサート成形により保持部材に保持させる場合、保持部材の冷却収縮により検出部材内に内部応力が発生し、検出精度が低下するおそれがある。
これに対し、実施例１のヨークアッシーでは、溶着プレート29とヨークホルダ23とで一対のヨーク21,22をx軸方向に挟み込んだ状態で溶着プレート29とヨークホルダ23とを互いに溶着固定する。よって、一対のヨーク21,22には、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が発生しない。これにより、一対のヨーク21,22の歪を抑制でき、トルクセンサ13の検出精度を向上できる。また、２個のヨーク21,22を一対の保持部材（溶着プレート29，ヨークホルダ23）で保持できるため、ヨーク毎に溶着プレートを必要とせず、部品点数を削減できる。さらに、トルク検出精度を高めたことで、電動パワーステアリング装置による操舵アシスト力の制御精度を向上できる。
実施例１の集磁リングアッシーでは、溶着プレート29と集磁リングホルダ26とで一対の集磁リング24,25をx軸方向に挟み込んだ状態で溶着プレート29と集磁リングホルダ26とを互いに溶着固定する。よって、一対の集磁リング24,25には、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が発生しない。これにより、一対の集磁リング24,25の歪を抑制でき、トルクセンサ13の検出精度を向上できる。また、２個の集磁リング24,25を一対の保持部材（溶着プレート29，集磁リングホルダ26）で保持できるため、集磁リング毎に溶着プレートを必要とせず、部品点数を削減できる。さらに、トルク検出精度を高めたことで、電動パワーステアリング装置による操舵アシスト力の制御精度を向上できる。

［バリの脱落抑制］
ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時、突起部30または底部238が溶融してバリが発生する。このバリが脱落すると、異物混入等の不具合が生じるおそれがある。そこで、実施例１のヨークアッシーでは、溶着プレート29の突起部30と溶着される凹部236と、凹部236の開口縁全周を包囲し、溶着プレート29との距離が底部238よりも短い壁部237を設けた。これにより、ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時に発生したバリは、壁部237に囲まれた凹部236内に収容されることとなり、ヨークアッシーからのバリの脱落を抑制できる。
また、実施例１の集磁リングアッシーでは、溶着プレート29の突起部30と溶着される凹部32と、凹部32の開口縁全周を包囲し、溶着プレート29との距離が底部34よりも短い壁部33を設けた。これにより、集磁リングホルダ26と溶着プレート29との溶着固定時に発生したバリは、壁部33に囲まれた凹部32内に収容されることとなり、集磁リングアッシーからのバリの脱落を抑制できる。

［バリのばたつき抑制］
図１２Ａおよび図１２Ｂは、集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを超音波溶着したときに発生するバリの状態を示す図である。図１２Ａのように突起部30を底部34に突き当てた状態から振動エネルギーによって集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを摩擦振動させて摩擦熱を発生させつつ、溶着プレート29を集磁リングホルダ26側に押圧すると、突起部30または底部34の一部がバリとして成長する。ここで、実施例１の集磁リングアッシーでは、溶着プレート29と底部34との距離を、成長したバリが溶着プレート29と当接するように設定した。これにより、図１２Ｂに示すように、成長したバリは底部34と溶着プレート29との間に挟まれた状態となるため、凹部32内でバリがばたつくことを抑制できる。
また、凹部32の周方向凹部32bの径方向の幅を、円弧状壁部266の内周縁から外周縁までの幅の半分よりも小さくなるように形成した。すなわち、凹部32の径方向幅を必要以上に大きくしないことにより、凹部32内でバリがばたつくことを抑制できる。
実施例１のヨークアッシーでは、溶着プレート29と底部238との距離を、ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時に溶融した突起部30または底部238の一部がバリとして成長したとき、このバリが溶着プレート29と当接するように設定した。これにより、バリが底部238と溶着プレート29との間で挟まれるため、凹部236内でバリがばたつく（移動する）ことを抑制できる。
また、凹部236の内径側部分236aの径方向の幅を、搭載面231cの内周縁から外周縁までの幅の半分よりも小さくなるように形成した。すなわち、凹部236の径方向幅を必要以上に大きくしないことにより、凹部236内でバリがばたつくことを抑制できる。

［溶着強度向上］
実施例１のヨークアッシーでは、凹部236および突起部30を、径方向内側から外側に向かって延びる部分（径方向延設部236b，径方向突起部302）と、周方向に延びる部分（内径側部分236a,周方向突起部303）とから構成した。すなわち、径方向溶着部分と周方向溶着部分とを設けることにより、径方向または周方向の一方にのみ溶着部分を設けた場合と比較して、溶融長さを直角方向に長くできるため、溶着強度の向上を図ることができる。
実施例１の集磁リングアッシーでは、凹部32および突起部30を、径方向内側から外側に向かって延びる部分（径方向凹部32a，径方向突起部302）と、周方向に延びる部分（周方向凹部32b，周方向突起部303）とから構成した。すなわち、径方向溶着部分と周方向溶着部分とを設けることにより、径方向または周方向の一方にのみ溶着部分を設けた場合と比較して、溶融長さを直角方向に長くできるため、溶着強度の向上を図ることができる。
［強度確保と容積確保の両立］
実施例１のヨークアッシーでは、壁部237に、底部238から開口縁側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部239を設けた。仮に底部から開口縁まで一定の開口面積である場合、開口面積を大きくすると壁部の強度を確保できない。一方、開口面積を小さくするとバリを収容するために必要な凹部の容積を確保できない。よって、底部238から開口縁側に向かって開口面積を増大させる傾斜部239を設けることにより、壁部237の強度確保と凹部236の容積確保との両立を図ることができる。
実施例１の集磁リングアッシーでは、壁部33は、底部34から開口縁側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部35を有する。これにより、壁部33の強度確保と凹部32の容積確保との両立を図ることができる。

［バリの発生量の抑制および管理の容易化］
実施例１において、溶着プレート29の突起部30は、溶融前の状態においてx軸に対し直角方向の断面積が、x軸方向の所定範囲において一定となるように形成された比例溶融部30bを有する。仮に突起部全体が円錐や角錐形状等の先端から根元側に向かって徐々に拡径した形状である場合、x軸方向の溶融長さに対して溶融体積は２次曲線的に増大する。つまり、溶融長さに対してバリの発生量が２次曲線的に増大するため、バリの発生量管理が困難となる。これに対し、実施例１の比例溶融部30bでは、x軸方向の溶融長さに対して溶融体積が比例的に増大するため、バリの発生量を抑制できると共に、バリの発生量の管理が容易となる。バリの発生量が少ないほど、バリを収容するために必要な凹部236（または凹部32）の容積を小さくできるため、壁部237（または壁部33）の強度確保が容易となる。
［溶着強度の均一化と溶着不良の抑制］
突起部全体が円錐または角錐形状である場合、底部とのx軸方向の接合位置に応じて、当該接合位置における突起部の断面積は変化する。このため、底部とのx軸方向の接合位置が突起部毎で異なると、溶着強度にばらつきが生じる。これに対し、実施例１の突起部30は、溶融前の状態においてx軸に対し直角方向の断面積が、x軸方向の所定範囲において一定となるように形成された比例溶融部30bを有するため、底部238（または底部34）とのx軸方向の接合位置が変化しても、当該接合位置の断面積は一定である。よって、底部238（または底部34）とのx軸方向の接合位置が突起部30毎で異なる場合であっても、溶着強度を均一化できる。
また、突起部全体が円錐または角錐形状である場合には、突起部の先端部と底部との摩擦部分で発生した溶融熱が溶着プレート側に逃げやすくなるのに対し、比例溶融部30bはx軸方向における所定範囲の断面積が一定であるため、溶融熱が溶着プレート29側に移動するのを抑制できる。溶着不良は、ヨークホルダ23（または集磁リングホルダ26）に対する溶着プレート29の浮きの原因となるが、実施例１では、突起部30に比例溶融部30bを設けたことにより、溶着プレート29の浮きを抑制できる。

次に、実施例１のヨークアッシーの構成とこれに対応する効果とを列挙する。
(1) 回転軸Oを中心に互いに相対回転可能設けられたピニオンシャフト4およびステアリングシャフト2と、ピニオンシャフト4に設けられ、回転軸O周りにN極とS極が交互に配置された多極磁石20と、多極磁石20と対向するように設けられ、磁性材料で形成された一対のヨーク21,22と、ステアリングシャフト2に固定され、熱可塑性樹脂材料で形成されたヨークホルダ23と溶着プレート29とから構成され、ヨークホルダ23と溶着プレート29とで一対のヨーク21,22を挟み込んだ状態でヨークホルダ23と溶着プレート29とが互いに溶着固定されることにより一対のヨーク21,22とステアリングシャフト2とが接触しないように一対のヨーク21,22を保持する保持部材と、ヨークホルダ23の溶着プレート29と対向する側に設けられ、溶着プレート29側に向かって開口するように形成され底部238を有する凹部236と、凹部236の開口縁に沿って設けられ、溶着プレート29との間の距離が底部238と溶着プレート29との間の距離よりも短くかつ溶着プレート29と当接しないように形成された壁部237と、凹部236と対向し、かつ凹部236側に向かって突出するように溶着プレート29に設けられ、先端部30aが底部238と当接した状態で溶融することによりヨークホルダ23と溶着プレート29とを溶着させる突起部30と、ピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転に伴う多極磁石20と一対のヨーク21,22の相対回転により変化する一対のヨーク21,22内の磁界の変化を検出することによりピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転角を検出するホールICセンサ27と、を有する。
よって、一対のヨーク21,22には、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が発生しないため、一対のヨーク21,22の歪を抑制でき、トルクセンサ13の検出精度を向上できる。
また、ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時に発生したバリは、壁部237に囲まれた凹部236内に収容されることとなり、ヨークアッシーからのバリの脱落を抑制できる。

(2) 溶着プレート29は、底部238と溶着プレート29との間の距離が、ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時に溶融した突起部30または底部238の一部がバリとして成長し、バリが溶着プレート29と当接するように設けられる。
よって、バリが底部238と溶着プレート29との間で挟まれるため、凹部236内でバリがばたつく（移動する）ことを抑制できる。
(3) ヨークホルダ23および溶着プレート29は、回転軸Oを包囲するように円環状または円弧状に形成され、回転軸Oの放射方向を径方向、回転軸周りの方向を周方向としたとき、凹部236および突起部30は、径方向内側から外側に向かって延びる部分（径方向延設部236b，径方向突起部302）と、周方向に延びる部分（内径側部分236a,周方向突起部303）と、を有する。
よって、径方向または周方向の一方にのみ溶着部分を設けた場合と比較して、溶融長さを直角方向に長くできるため、溶着強度の向上を図ることができる。
(4) 凹部236の周方向に延びる部分は、径方向の幅がヨークホルダ23の搭載面231cの内周縁から外周縁までの幅の半分よりも小さくなるように形成される。
よって、凹部236の径方向幅を必要以上に大きくしないことにより、凹部236内でバリがばたつくことを抑制できる。
(5) 壁部237は、底部238から開口縁側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部239を有する。
よって、壁部237の強度確保と凹部236の容積確保との両立を図ることができる。
(6) 底部238は平面状に形成され、底部238の平面に対し直角な方向を基準軸線としたとき、突起部30は、基準軸線方向に沿って突出するように形成され、溶融前の状態において基準軸線に対し直角方向断面積が基準軸線方向所定範囲においてほぼ一定となるように形成された比例溶融部30bを有する。
よって、バリの発生量を抑制できると共に、バリの発生量の管理が容易となる。また、溶着強度を均一化できると共に、溶着不良を抑制できる。

(7) ステアリングホイール1の回転に伴い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とトーションバー3を介して接続されるピニオンシャフト4と、を備え、ステアリングホイール1の操舵操作を転舵輪8,8に伝達する操舵機構9と、ステアリングシャフト2およびピニオンシャフト4を回転自在に保持するギアボックスハウジング17と、ピニオンシャフト4に設けられ、回転軸O周りにN極とS極が交互に配置された多極磁石20と、多極磁石20と対向するように設けられ、磁性材料で形成された一対のヨーク21,22と、ステアリングシャフト2に固定され、熱可塑性樹脂材料で形成されたヨークホルダ23と溶着プレート29とから構成され、ヨークホルダ23と溶着プレート29とで一対のヨーク21,22を挟み込んだ状態でヨークホルダ23と溶着プレート29とが互いに溶着固定されることにより一対のヨーク21,22とステアリングシャフト2とが接触しないように一対のヨーク21,22を保持する保持部材と、ヨークホルダ23の溶着プレート29と対向する側に設けられ、溶着プレート29側に向かって開口するように形成され底部238を有する凹部236と、凹部236の開口縁に沿って設けられ、溶着プレート29との間の距離が底部238と溶着プレート29との間の距離よりも短くかつ溶着プレート29と当接しないように形成された壁部237と、凹部236と対向し、かつ凹部236側に向かって突出するように溶着プレート29に設けられ、先端部30aが底部238と当接した状態で溶融することによりヨークホルダ23と溶着プレート29とを溶着させる突起部30と、ピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転に伴う多極磁石20と一対のヨーク21,22の相対回転により変化する一対のヨーク21,22内の磁界の変化を検出することによりピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転角を検出するホールICセンサ27と、操舵機構9に操舵アシスト力を付与する電動モータ10と、ホールICセンサ27の出力信号から求められるステアリングシャフト2とピニオンシャフト4の間に生じるトルクに基づき電動モータ10への指令信号を演算すると共に、電動モータ10に指令信号を出力するモータ制御回路15と、を有する。
よって、一対のヨーク21,22には、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が発生しないため、一対のヨーク21,22の歪を抑制でき、トルクセンサ13の検出精度を向上できる。
また、ヨークホルダ23と溶着プレート29との溶着固定時に発生したバリは、壁部237に囲まれた凹部236内に収容されることとなり、ヨークアッシーからのバリの脱落を抑制できる。

(8) 回転軸Oの放射方向を径方向とし回転軸O周りの方向を周方向としたとき、一対のヨーク21,22は、回転軸Oを包囲するように円環状に形成された第１の円環部212と、第１の円環部212の周方向において互いに離間して並ぶように複数個設けられた複数の板状部材である第１の爪部211と、から構成され、第１の爪部211の夫々が第１の円環部212から径方向内側方向に延びる第１の屈曲部211aと第１の屈曲部211aから回転軸方向に沿って多極磁石20と対向するように延びる第１の検出部211bとを有する第１ヨーク21と、第１の円環部212の径方向内側であって第１の円環部212と離間するように設けられ、円環状に形成された第２の円環部222と、第２の円環部222の周方向において互いに離間して並ぶように複数個設けられた複数の板状部材である第２の爪部221と、から構成され、第２の爪部221の夫々が第２の円環部222から径方向外側方向に延びる第２の屈曲部221aと第２の屈曲部221aから回転軸方向に沿って多極磁石20と対向するように延びる第２の検出部221bとを有し、第２の検出部221bの夫々は第１の検出部211bの夫々の間に交互に並ぶように配置されると共に、第１の検出部211bと第２の検出部221bが回転軸Oを中心とした同一円上に配置された第２ヨーク22と、から構成され、ヨークホルダ23は、回転軸Oに対しほぼ直角な平面である搭載面231cを有する本体部231と、第１の検出部211bが搭載面231cを貫通するように形成された第１の貫通孔232と、第１の貫通孔232と連続して径方向外側に向かって延びるように設けられ、搭載面231c側に開口するように凹状に形成されると共に第１の屈曲部211aを収容する第１の収容部233と、第２の検出部221bが搭載面231cを貫通するように形成された第２の貫通孔234と、第２の貫通孔234と連続して径方向内側に向かって延びるように設けられ、搭載面231c側に向かって開口するように凹状に形成されると共に第２の屈曲部221aを収容する第２の収容部235と、を備え、凹部236は、第１の貫通孔232よりも径方向内側に形成された内径側部分236aと、内径側部分236aから径方向外側方向に向かって第１の貫通孔232と第２の貫通孔234の間を通るように設けられた径方向延設部236bと、から構成される。
よって、互いに並ぶ第１の貫通孔232および第１の収容部233ならびに第２の貫通孔234および第２の収容部235の間の隙間を縫うように凹部236を設けることにより、装置の小型化を図ることができる。

次に、実施例１の集磁リングアッシーの構成とこれに対応する効果とを列挙する。
(9) 回転軸Oを中心に互いに相対回転可能設けられたピニオンシャフト4およびステアリングシャフト2と、ピニオンシャフト4に設けられ、回転軸O周りにN極とS極が交互に配置された多極磁石20と、多極磁石20と対向するように設けられ、磁性材料で形成された一対の集磁リング24,25と、ステアリングシャフト2に固定され、熱可塑性樹脂材料で形成された集磁リングホルダ26と溶着プレート29とから構成され、集磁リングホルダ26と溶着プレート29とで一対の集磁リング24,25を挟み込んだ状態で集磁リングホルダ26と溶着プレート29とが互いに溶着固定されることにより一対の集磁リング24,25とステアリングシャフト2とが接触しないように一対の集磁リング24,25を保持する保持部材と、集磁リングホルダ26の溶着プレート29と対向する側に設けられ、溶着プレート29側に向かって開口するように形成され底部34を有する凹部32と、凹部32の開口縁に沿って設けられ、溶着プレート29との間の距離が底部34と溶着プレート29との間の距離よりも短くかつ溶着プレート29と当接しないように形成された壁部33と、凹部32と対向し、かつ凹部32側に向かって突出するように溶着プレート29に設けられ、先端部30aが底部34と当接した状態で溶融することにより集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを溶着させる突起部30と、ピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転に伴う多極磁石20と一対の集磁リング24,25の相対回転により変化する一対の集磁リング24,25内の磁界の変化を検出することによりピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転角を検出するホールICセンサ27と、を有する。
よって、一対の集磁リング24,25には、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が発生しないため、一対の集磁リング24,25の歪を抑制でき、トルクセンサ13の検出精度を向上できる。
また、集磁リングホルダ26と溶着プレート29との溶着固定時に発生したバリは、壁部33に囲まれた凹部32内に収容されることとなり、集磁リングアッシーからのバリの脱落を抑制できる。

(10) 溶着プレート29は、底部34と溶着プレート29との間の距離が、集磁リングホルダ26と溶着プレート29との溶着固定時に溶融した突起部30または底部34の一部がバリとして成長し、バリが溶着プレート29と当接するように設けられる。
よって、バリが底部34と溶着プレート29との間で挟まれるため、凹部32内でバリがばたつく（移動する）ことを抑制できる。
(11) 集磁リングホルダ26および溶着プレート29は、回転軸Oを包囲するように円環状または円弧状に形成され、回転軸Oの放射方向を径方向、回転軸周りの方向を周方向としたとき、凹部32および突起部30は、径方向内側から外側に向かって延びる部分（径方向凹部32a，径方向突起部302）と、周方向に延びる部分（周方向凹部32b，周方向突起部303）と、を有する。
よって、径方向または周方向の一方にのみ溶着部分を設けた場合と比較して、溶融長さを直角方向に長くできるため、溶着強度の向上を図ることができる。
(12) 凹部32の周方向に延びる部分は、径方向の幅が集磁リングホルダ26の円弧状壁部266の内周縁までの幅の半分よりも小さくなるように形成される。
よって、凹部32の径方向幅を必要以上に大きくしないことにより、凹部32内でバリがばたつくことを抑制できる。
(13) 壁部33は、底部34から開口縁側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部35を有する。
よって、壁部33の強度確保と凹部32の容積確保との両立を図ることができる。
(14) 底部34は平面状に形成され、底部34の平面に対し直角な方向を基準軸線としたとき、突起部30は、基準軸線方向に沿って突出するように形成され、溶融前の状態において基準軸線に対し直角方向断面積が基準軸線方向所定範囲においてほぼ一定となるように形成された比例溶融部30bを有する。
よって、バリの発生量を抑制できると共に、バリの発生量の管理が容易となる。また、溶着強度を均一化できると共に、溶着不良を抑制できる。

(15) ステアリングホイール1の回転に伴い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とトーションバー3を介して接続されるピニオンシャフト4と、を備え、ステアリングホイール1の操舵操作を転舵輪8,8に伝達する操舵機構9と、ステアリングシャフト2およびピニオンシャフト4を回転自在に保持するギアボックスハウジング17と、ピニオンシャフト4に設けられ、回転軸O周りにN極とS極が交互に配置された多極磁石20と、多極磁石20と対向するように設けられ、磁性材料で形成された一対の集磁リング24,25と、ステアリングシャフト2に固定され、熱可塑性樹脂材料で形成された集磁リングホルダ26と溶着プレート29とから構成され、集磁リングホルダ26と溶着プレート29とで一対の集磁リング24,25を挟み込んだ状態で集磁リングホルダ26と溶着プレート29とが互いに溶着固定されることにより一対の集磁リング24,25とステアリングシャフト2とが接触しないように一対の集磁リング24,25を保持する保持部材と、集磁リングホルダ26の溶着プレート29と対向する側に設けられ、溶着プレート29側に向かって開口するように形成され底部34を有する凹部32と、凹部32の開口縁に沿って設けられ、溶着プレート29との間の距離が底部34と溶着プレート29との間の距離よりも短くかつ溶着プレート29と当接しないように形成された壁部33と、凹部32と対向し、かつ凹部32側に向かって突出するように溶着プレート29に設けられ、先端部30aが底部34と当接した状態で溶融することにより集磁リングホルダ26と溶着プレート29とを溶着させる突起部30と、ピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転に伴う多極磁石20と一対の集磁リング24,25の相対回転により変化する一対の集磁リング24,25内の磁界の変化を検出することによりピニオンシャフト4とステアリングシャフト2の相対回転角を検出するホールICセンサ27と、操舵機構9に操舵アシスト力を付与する電動モータ10と、ホールICセンサ27の出力信号から求められるステアリングシャフト2とピニオンシャフト4の間に生じるトルクに基づき電動モータ10への指令信号を演算すると共に、電動モータ10に指令信号を出力するモータ制御回路15と、を有する。
よって、一対の集磁リング24,25には、インサート成形に伴う冷却収縮による内部応力が発生しないため、一対の集磁リング24,25の歪を抑制でき、トルクセンサ13の検出精度を向上できる。
また、集磁リングホルダ26と溶着プレート29との溶着固定時に発生したバリは、壁部33に囲まれた凹部32内に収容されることとなり、集磁リングアッシーからのバリの脱落を抑制できる。

(16) 検出部材は、径方向において第１の円環部212と第２の円環部222の間に設けられ、回転軸O周りに円弧状に形成された第１集磁リング24と、径方向において第１集磁リング24と第２の円環部222の間に設けられ、回転軸O周りに円弧状に形成された第２集磁リング25と、から構成され、集磁リングホルダ26および溶着プレート29は、第１集磁リング24および第２集磁リング25を挟持する部材であって、ホールICセンサ27は、径方向において第１集磁リング24と第２集磁リング25の間に設けられ、第１集磁リング24と第２集磁リング25の間の磁界の変化を検出するホール素子である。
よって、ヨークアッシーと同じ構造を集磁リングアッシーにおいても用いることができる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、実施例では、トルクセンサに適用した例を示したが、回転センサにも適用できる。この場合、第２部材はハウジングに設けられる。
また、磁性部材の極数は、N極とS極が1極ずつ以上であればよい。
壁部は、必ずしも凹部の全周を包囲する必要はなく、凹部の開口縁部の所定範囲に設けられ、バリの脱落抑制効果を有するものであればよい。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本願は、２０１４年７月９日出願の日本特許出願番号２０１４−１４１０９７号に基づく優先権を主張する。２０１４年７月９日出願の日本特許出願番号２０１４−１４１０９７号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に組み込まれる。

1 ステアリングホイール、2 ステアリングシャフト（第２部材，入力軸）、3 トーションバー、4 ピニオンシャフト（第１部材，出力軸）、8 転舵輪、9 操舵機構、10 電動モータ、15 モータ制御回路、17 ギアボックスハウジング（ハウジング）、20 多極磁石（磁性部材）、21 第１ヨーク（検出部材）、22 第２ヨーク（検出部材）、23 ヨークホルダ（保持部材）、24 第１集磁リング（検出部材）、25 第２集磁リング（検出部材）、26 集磁リングホルダ（保持部材）、27 ホールICセンサ（磁気センサ）、29 溶着プレート（保持部材）、30 突起部、32 凹部、33 壁部、34 底部、236 凹部、237 壁部、238 底部

Claims

回転角検出装置であって、
回転軸を中心に互いに相対回転可能に設けられた第1部材および第2部材と、
前記第1部材に設けられ、前記回転軸周りにN極とS極が隣接するように配置された磁性部材と、
前記磁性部材と対向するように設けられ、磁性材料で形成された検出部材と、
前記第2部材に固定され、熱可塑性樹脂材料で形成された第1保持部材と第2保持部材とから構成され、前記第1保持部材と前記第2保持部材とで前記検出部材を挟み込んだ状態で前記第1保持部材と前記第2保持部材とが互いに溶着固定されることにより前記検出部材と前記第2部材とが接触しないように前記検出部材を保持する保持部材と、
前記第1保持部材の前記第2保持部材と対向する側に設けられ、前記第2保持部材側に向かって開口するように形成され底部を有する凹部と、前記凹部の開口縁に沿って設けられ、前記第2保持部材との間の距離が前記底部と前記第2保持部材との間の距離よりも短くかつ前記第2保持部材と当接しないように形成された壁部と、
前記凹部と対向し、かつ前記凹部側に向かって突出するように前記第2保持部材に設けられ、先端部が前記底部と当接した状態で溶融することにより前記第1保持部材と前記第2保持部材とを溶着させる突起部と、
前記第1部材と前記第2部材の相対回転に伴う前記磁性部材と前記検出部材の相対回転により変化する前記検出部材内の磁界の変化を検出することにより前記第1部材と前記第2部材の相対回転角を検出する磁気センサと、
を備える回転角検出装置。
請求項1に記載の回転角検出装置であって、
前記第2保持部材は、前記底部と前記第2保持部材との間の距離が、前記第1保持部材と前記第2保持部材との溶着固定時に溶融した前記突起部または前記底部の一部がバリとして成長し、前記バリが前記第2保持部材と当接するように設けられる
回転角検出装置。
請求項1に記載の回転角検出装置であって、
前記第1保持部材および前記第2保持部材は、前記回転軸を包囲するように円環状または円弧状に形成され、
前記回転軸の放射方向を径方向、前記回転軸周りの方向を周方向としたとき、前記凹部および前記突起部は、前記径方向内側から外側に向かって延びる部分と、前記周方向に延びる部分と、を有する
回転角検出装置。
請求項3に記載の回転角検出装置であって、
前記凹部の前記周方向に延びる部分は、前記径方向の幅が前記第1保持部材の前記径方向の幅の半分よりも小さくなるように形成される
回転角検出装置。
請求項1に記載の回転角検出装置であって、
前記壁部は、前記底部から前記開口縁部側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部を有する
回転角検出装置。
請求項1に記載の回転角検出装置であって、
前記底部は平面状に形成され、
前記底部の平面に対し直角な方向を基準軸線としたとき、前記突起部は、前記基準軸線方向に沿って突出するように形成され、溶融前の状態において前記基準軸線に対し直角方向断面積が前記基準軸線方向所定範囲においてほぼ一定となるように形成された比例溶融部を有する
回転角検出装置。
請求項1に記載の回転角検出装置であって、
前記検出部材は、第1ヨーク部材と第2ヨーク部材を備え、
前記第1ヨーク部材は、前記回転軸と同心円上であってかつ前記磁性部材と対向するように配置された複数の板状部材である第1の爪部と、円筒状に形成され前記第1の爪部同士を接続する第1の円筒部と、を備え、
前記第2ヨーク部材は、前記回転軸と同心円上であってかつ前記磁性部材と対向するように配置された複数の板状部材である第2の爪部と、円筒状に形成され前記第2の爪部同士を接続する第2の円筒部と、を備え、前記第2の爪部の夫々が前記第1の爪部の各爪部の間に交互に並ぶように配置されると共に、前記第2の円筒部が前記第1の円筒部の内周側であって互いに径方向に離間するように配置され、
前記磁気センサは、前記第1部材と前記第2部材の相対回転によって生じる前記磁性部材と前記第1の爪部および前記第2の爪部との相対角度の変化に伴い変化する磁界検出するホール素子を備え、
前記第1保持部材は、前記第1の爪部および前記第2の爪部が挿入される挿入孔を備え、
前記第2保持部材は、前記第1の爪部および前記第2の爪部が前記第1保持部材の前記挿入孔に挿入された状態で前記第1保持部材と共に前記第1ヨーク部材および前記第2ヨーク部材を挟み込んだ状態で前記第1保持部材と溶着固定される
回転角検出装置。
パワーステアリング装置であって、
ステアリングホイールの回転に伴い回転する入力軸と、前記入力軸とトーションバーを介して接続される出力軸と、を備え、ステアリングホイールの操舵操作を転舵輪に伝達する操舵機構と、
前記入力軸および前記出力軸を回転自在に保持するハウジングと、
前記出力軸に設けられ、前記回転軸周りにN極とS極が隣接するように配置された磁性部材と、
前記磁性部材と対向するように設けられ、磁性材料で形成された検出部材と、
前記入力軸に固定され、熱可塑性樹脂材料で形成された第1保持部材と第2保持部材とから構成され、前記第1保持部材と前記第2保持部材とで前記検出部材を挟み込んだ状態で前記第1保持部材と前記第2保持部材とが互いに溶着固定されることにより前記検出部材と前記第2部材とが接触しないように前記検出部材を保持する保持部材と、
前記第1保持部材の前記第2保持部材と対向する側に設けられ、前記第2保持部材側に向かって開口するように形成され底部を有する凹部と、
前記凹部の開口縁に沿って設けられ、前記第2保持部材との間の距離が前記底部と前記第2保持部材との間の距離よりも短くかつ前記第2保持部材と当接しないように形成された壁部と、
前記凹部と対向し、かつ前記凹部側に向かって突出するように前記第2保持部材に設けられ、先端部が前記底部と当接した状態で溶融することにより前記第1保持部材と前記第2保持部材とを溶着させる突起部と、
前記入力軸と前記出力軸の相対回転に伴う前記磁性部材と前記検出部材の相対回転により変化する前記検出部材内の磁界の変化を検出することにより前記入力軸と前記出力軸の相対回転角を検出する磁気センサと、
前記操舵機構に操舵アシスト力を付与する電動モータと、
前記磁気センサの出力信号から求められる前記入力軸と前記出力軸の間に生じるトルクに基づき前記電動モータへの指令信号を演算すると共に、前記電動モータに前記指令信号を出力するモータ制御回路と、
を備えるパワーステアリング装置。
請求項8に記載のパワーステアリング装置であって、
前記回転軸の放射方向を径方向とし前記回転軸周りの方向を周方向としたとき、前記検出部材は、前記回転軸を包囲するように円環状に形成された第1の円環部と、前記第1の円環部の前記周方向において互いに離間して並ぶように複数個設けられた複数の板状部材である第1の爪部と、から構成され、前記第1の爪部の夫々が前記第1の円環部から前記径方向内側方向に延びる第1の屈曲部と前記第1の屈曲部から前記回転軸方向に沿って前記磁性部材と対向するように延びる第1の検出部とを有する第1ヨーク部材と、前記第1の円環部の前記径方向内側であって前記第1の円環部と離間するように設けられ、円環状に形成された第2の円環部と、前記第2の円環部の前記周方向において互いに離間して並ぶように複数個設けられた複数の板状部材である第2の爪部と、から構成され、前記第2の爪部の夫々が前記第2の円環部から前記径方向外側方向に延びる第2の屈曲部と前記第2の屈曲部から前記回転軸方向に沿って前記磁性部材と対向するように延びる第2の検出部とを有し、前記第2の検出部の夫々は前記第1の検出部の夫々の間に交互に並ぶように配置されると共に、前記第1の検出部と前記第2の検出部が前記回転軸を中心とした同一円上に配置された第2ヨーク部材と、から構成され、
前記第1保持部材は、前記回転軸に対しほぼ直角な平面である搭載面を有する本体部と、前記第1の検出部が前記搭載面を貫通するように形成された第1の貫通孔と、前記第1の貫通孔と連続して前記径方向外側に向かって延びるように設けられ、前記搭載面側に開口するように凹状に形成されると共に前記第1の屈曲部を収容する第1の収容部と、前記第2の検出部が前記搭載面を貫通するように形成された第2の貫通孔と、前記第2の貫通孔と連続して前記径方向内側に向かって延びるように設けられ、前記搭載面側に向かって開口するように凹状に形成されると共に前記第2の屈曲部を収容する第2の収容部と、を備え、
前記凹部は、前記第1の貫通孔よりも前記径方向内側に形成された内径側部分と、前記内径側部分から前記径方向外側方向に向かって前記第1の貫通孔と前記第2の貫通孔の間を通るように設けられた径方向延設部と、
から構成されるパワーステアリング装置。
請求項9に記載のパワーステアリング装置であって、
磁性材料で形成され、前記第1の円環部と対向するように設けられた第1の集磁リングと、
磁性材料で形成され、前記第2の円環部および前記第2の集磁リングと対向するように設けられた第2の集磁リングと、
熱可塑性樹脂で形成された第3の保持部材と、
熱可塑性樹脂で形成され、前記第3の保持部材と共に前記第1の集磁リングおよび前記第2の集磁リングを挟み込んだ状態で前記第3の保持部材と互いに溶着固定されることにより前記第1の集磁リングおよび前記第2の集磁リングを固定する第4の保持部材と、
前記第3の保持部材の前記第4の保持部材と対向する側に設けられ、前記第4保持部材側に向かって開口するように形成され第2の底部を有する第2の凹部と、前記第2の凹部の開口縁に沿って設けられ、前記第4保持部材との間の距離が前記第2の底部と前記第4保持部材との間の距離よりも短くかつ前記第4保持部材と当接しないように形成された第2の壁部と、
前記第2の凹部と対向し、かつ前記第2の凹部側に向かって吐出するように前記第4保持部材に設けられ、先端部が前記第2の底部と当接した状態で溶融することにより前記第3保持部材と前記第4保持部材とを溶着させる第2の突起部と、
を備え、
前記磁気センサは、前記第1の集磁リングと前記第2の集磁リングの間に配置され、前記第1の集磁リングと前記第2の集磁リングの間の磁界の変化を検出することにより前記入力軸と前記出力軸の相対回転角を検出する
パワーステアリング装置。
請求項9に記載のパワーステアリング装置であって、
前記第2保持部材は、前記底部と前記第2保持部材との間の距離が、前記第1保持部材と前記第2保持部材との溶着固定時に溶融した前記突起部または前記底部の一部がバリとして成長し、前記バリが前記第2保持部材と当接するように設けられる
パワーステアリング装置。
請求項9に記載のパワーステアリング装置であって、
前記第1保持部材および前記第2保持部材は、前記回転軸を包囲するように円環状または円弧状に形成され、
前記回転軸の放射方向を径方向、前記回転軸周りの方向を周方向としたとき、前記凹部および前記突起部は、前記径方向内側から外側に向かって延びる部分と、前記周方向に延びる部分と、を有する
パワーステアリング装置。
請求項9に記載のパワーステアリング装置であって、
前記壁部は、前記底部から前記開口縁部側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部を有する
パワーステアリング装置。
請求項9に記載のパワーステアリング装置であって、
前記底部は平面状に形成され、
前記底部の平面に対し直角な方向を基準軸線としたとき、前記突起部は、前記基準軸線方向に沿って突出するように形成され、溶融前の状態において前記基準軸線に対し直角方向断面積が前記基準軸線方向所定範囲においてほぼ一定となるように形成された比例溶融部を有する
パワーステアリング装置。
固定構造であって、
金属材料で形成された被保持部材と、
熱可塑性樹脂で形成され、第1保持部材と第2保持部材を有し、前記第1保持部材と前記第2保持部材とで前記被保持部材を挟み込んだ状態で前記第1保持部材と前記第2保持部材とが互いに溶着固定されることにより前記被保持部材を保持する保持部材と、
前記第1保持部材の前記第2保持部材と対向する側に設けられ、前記第2保持部材側に向かって開口するように形成され底部を有する凹部と、
前記凹部の開口縁に沿って設けられ、前記第2保持部材との間の距離が前記底部と前記第2保持部材との間の距離よりも短くかつ前記第2保持部材と当接しないように形成された壁部と、
前記凹部と対向し、かつ前記凹部側に向かって突出するように前記第2保持部材に設けられ、先端部が前記底部と当接した状態で溶融することにより前記第1保持部材と前記第2保持部材とを溶着させる突起部と、
を備える固定構造。
請求項15に記載の固定構造であって、
前記第2保持部材は、前記底部と前記第2保持部材との間の距離が、前記第1保持部材と前記第2保持部材との溶着固定時に溶融した前記突起部または前記底部の一部がバリとして成長し、前記バリが前記第2保持部材と当接するように設けられる
固定構造。
請求項15に記載の固定構造であって、
前記壁部は、前記底部から前記開口縁部側に向かって開口面積が増大するように傾斜する傾斜部を有する
固定構造。
請求項15に記載の固定構造であって、
前記底部は平面状に形成され、
前記底部の平面に対し直角な方向を基準軸線としたとき、前記突起部は、前記基準軸線方向に沿って突出するように形成され、溶融前の状態において前記基準軸線に対し直角方向断面積が前記基準軸線方向所定範囲においてほぼ一定となるように形成された比例溶融部を有する
固定構造。