(57)【要約】【課題】集磁リングの磁気特性を低下させることなく、ハウジングに対する集磁リングの取付位置精度及び集磁リングの真円度が十分に得られ、集磁リングが回転磁気回路部の回転径方向について所定のクリアランスをもって対峙するトルクセンサを提供する。【解決手段】ハウジング３０に第一、第二集磁リング９１、９２が嵌め込まれる円筒面３５が形成され、第一、第二集磁リング９１、９２の間に介装されるスペーサ１００と、このスペーサ１００との間に第二集磁リング９２を挟むように介装されるブッシュ１１０と、このブッシュ１１０を円筒面３５に沿って押し込むブッシュ付勢手段とを備える構成とした。【選択図】図７
2010091316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
このハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、
このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、
前記トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、
前記ハウジングに回転磁気回路部に対峙するように取り付けられる第一、第二集磁リングと、
この第一、第二集磁リングを介して導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段とを備え、
この磁気検出手段の出力に基づいて前記トーションバーに働くトルクを検出するトルクセンサであって、
前記ハウジングに前記第一、第二集磁リングが嵌め込まれる円筒面が形成され、
前記第一、第二集磁リングの間に介装されるスペーサと、
このスペーサとの間に第二集磁リングを挟むように介装されるブッシュと、
このブッシュを前記円筒面に沿って押し込むブッシュ付勢手段とを備えることを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記ブッシュ付勢手段として、
前記ハウジングには環状のテーパ部が形成される一方、
前記ブッシュにはこのテーパ部に押し付けられる爪部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
【請求項３】
前記ブッシュ付勢手段として、
前記爪部の内側に嵌合するスプリング環を設け、
このスプリング環の弾性復元力によって前記爪部をテーパ部に押し付ける構成したことを特徴とする請求項２に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
前記ブッシュ付勢手段として、
前記第二集磁リングとの間で前記ブッシュを挟む弾性部材を設け、
この弾性部材の弾性復元力によって前記ブッシュが円筒面に押し込まれる構成としたことを特徴とする請求項１に記載のトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体に働くトルクを非接触で検出するトルクセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリング系に設けられるトルクセンサとして、回転するシャフトに対して接触しないでシャフトに働く操舵トルクを検出する非接触タイプのものが用いられている。
【０００３】
この種のトルクセンサとして、特許文献１に開示されたものは、ハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、ハウジングに固定して設けられる固定磁気回路部と、この固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気センサとを備える。
【０００４】
トーションバーがこれに働くトルクによって捩れ変形すると、磁気発生部と回転磁気回路部との相対位置が変化し、磁気発生部から回転磁気回路部を介して固定磁気回路部に導かれる磁束密度が変化し、磁気センサの出力に基づいてトーションバーに働くトルクを検出するようになっている。
【０００５】
回転磁気回路部は、一対の軟磁性リングを備え、各軟磁性リングの先端部が磁気発生部に対峙する。固定磁気回路部は、ハウジングの内壁面に取り付けられる一対の集磁リングを備え、この集磁リングが各軟磁性リングの外周部に対峙するように配置される。
【０００６】
これにより、各軟磁性リングがトーションバー及び磁気発生部と共に回転しても、各軟磁性リングから各集磁リングに導かれる磁束密度が変化しないように構成されており、磁気センサは回転するトーションバーに働くトルクを非接触で検出することができる。
【特許文献１】特開２００７−２４０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来のトルクセンサにあっては、樹脂製ハウジングに集磁リングが収まる環状溝を形成し、集磁リングをその弾性復元力によってハウジングの環状溝に嵌め込む構造のため、集磁リングとハウジングの環状溝との間に間隙が生じ、集磁リングのガタツキを起こすという問題点があった。
【０００８】
これについて詳述すると、ハウジングの環状溝を機械加工によって形成すると、環状溝の底面と側面との間に削り残しとして湾曲隅部が形成されるため、この湾曲隅部に集磁リングの角部（エッジ）が干渉し、集磁リングが環状溝の底面から浮いたり、環状溝の側面との間に間隙が生じ、集磁リングのガタツキを起こす可能性があった。
【０００９】
また、後述するように集磁リングをハウジングの環状溝にカシメ固定する構造（図１〜６参照）も考えられるが、カシメにより集磁リングを固定する保持力が過大になった場合に、集磁リングの浮き、変形等が生じ、集磁リングの真円度が損なわれる可能性がある。これに対処して、カシメにより集磁リングを固定する規定の保持力を確保する必要があり、カシメの位置や深さに高い精度が要求され、品質の管理が難しいという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、集磁リングの磁気特性を低下させることなく、ハウジングに対する集磁リングの取付位置精度及び集磁リングの真円度が十分に得られ、集磁リングが回転磁気回路部の回転径方向について所定のクリアランスをもって対峙するトルクセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ハウジングと、このハウジング内に回転可能に収容されるトーションバーと、このトーションバーの一端と共に回転する磁気発生部と、トーションバーの他端と共に回転する回転磁気回路部と、ハウジングに回転磁気回路部に対峙するように取り付けられる第一、第二集磁リングと、この第一、第二集磁リングを介して導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段とを備え、この磁気検出手段の出力に基づいてトーションバーに働くトルクを検出するトルクセンサであって、ハウジングに第一、第二集磁リングが嵌め込まれる円筒面が形成され、第一、第二集磁リングの間に介装されるスペーサと、このスペーサとの間に第二集磁リングを挟むように介装されるブッシュと、このブッシュを円筒面に沿って押し込むブッシュ付勢手段とを備える構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトルクセンサによると、第一、第二集磁リングにスペーサとブッシュを介してブッシュ付勢手段の力が均一に分布して働くため、第一、第二集磁リングにガタツキが生じることがなく、その真円形状が維持されるとともに、外力によって第一、第二集磁リングの磁気特性が低下することを抑えられ、安定した検出特性が得られ、品質の向上がはかられる。
【００１３】
ハウジングには第一、第二集磁リングがそれぞれ収まる環状溝を形成する必要がなく、環状溝の軸方向の加工誤差によって第一、第二集磁リングの取付位置が軸方向及び径方向についてズレることが回避され、品質の向上がはかられるるとともに、製品のコストダウンがはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１に本発明が適用される車両のパワーステアリング装置の一例を示す。このパワーステアリング装置１は、ステアリングハンドル（図示せず）に連係して入力軸１０、出力軸２０が回転し、出力軸２０の下端に形成されるピニオン（図示せず）に噛み合うラック軸が軸方向に移動することにより車輪が操舵されるようになっている。
【００１６】
パワーステアリング装置１は、操舵トルクを補助的に付与するアシスト機構として、出力軸２０にウォームホイール９が連結され、このウォームホイール９に噛み合うウォーム１９を回転駆動する電動モータ（図示せず）を備え、この電動モータが出力軸２０に操舵補助トルクを付与するようになっている。
【００１７】
パワーステアリング装置１は、操舵トルクを検出するトルクセンサ５０を備え、図示しないコントローラ（図示せず）がトルクセンサ５０によって検出される操舵トルクに応じて電動モータの出力を制御する。
【００１８】
以下、トルクセンサ５０の構造について説明する。
【００１９】
入力軸１０はハウジング３０に転がり軸受７を介して回転可能に支持される。出力軸２０は図示しないハウジングに転がり軸受８を介して回転可能に支持される。入力軸１０の下端部と出力軸２０との間には滑り軸受３が介装される。これにより、入力軸１０と出力軸２０とは互いに同一軸上で相対回転できるように支持される。
【００２０】
ハウジング３０と入力軸１０との間にはダストシール６が介装され、ハウジング３０内が密封される。入力軸１０は円筒状に形成され、その内側にトーションバー５１が収められる。
【００２１】
トーションバー５１は、その上端部がピン５を介して入力軸１０に連結され、その下端部がセレーション４を介して出力軸２０に連結される。これにより、トーションバー５１は入力軸１０に入力される操舵トルクを出力軸２０に伝えるとともに、この操舵トルクに応じて捩れ変形する。
【００２２】
トルクセンサ５０は、図２にも示すように、ハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、入力軸１０と共に回転する磁気発生部６０と、出力軸２０と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に固定して設けられる固定磁気回路部９０と、固定磁気回路部９０に導かれる磁束密度を検出する磁気センサ９８とによって構成され、この磁気センサ９８の出力に基づいてトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する。
【００２３】
磁気発生部６０は、入力軸１０に固定されるバックヨーク６１と、このバックヨーク６１に固定される環状の永久磁石６３とを備える。
【００２４】
永久磁石６３は、磁気を入力軸１０、トーションバー５１の回転軸方向に発生するものであり、硬磁性体を入力軸１０の回転軸方向へ向けて着磁することにより形成される。
【００２５】
図４に示すように、円筒状の永久磁石６３の上端面と下端面には、それぞれ１２個の磁極が形成され、周方向について等間隔に磁界の方向が変えられ、６個のＮ極と６個のＳ極とが交互に並ぶ。
【００２６】
円筒状のバックヨーク６１は軟磁性体によって形成され、永久磁石６３の上端面（磁極面）に当接する。バックヨーク６１は、永久磁石６３を入力軸１０に連結する支持部材の働きと、永久磁石６３の隣合う磁極を結ぶ継鉄の働きをし、永久磁石６３の下端面（磁極面）に磁界を集中させる。
【００２７】
なお、永久磁石６３を入力軸１０に連結する支持部材をバックヨークと分離して設け、バックヨークをこの支持部材と永久磁石６３の間に介装してもよい。
【００２８】
回転磁気回路部６９は、永久磁石６３から出される磁束を導く第一、第二軟磁性リング７０、８０と、出力軸２０に固定される組み付け部材７７と、この組み付け部材７７に第一、第二軟磁性リング７０、８０を固定する樹脂モールド８７とを備える。
【００２９】
図３の（ａ）は、第一、第二軟磁性リング７０、８０と組み付け部材７７を分解した斜視図であり、図３の（ｂ）はこれらを組み立てた状態を示す回転磁気回路部６９の斜視図である。
【００３０】
第一、第二軟磁性リング７０、８０は、永久磁石６３の下端面（磁極面）に対峙する６個の第一、第二磁路先端部７１、８１と、この第一、第二磁路先端部７１、８１から曲折して互いに遠ざかる方向に延びる６個の第一、第二磁路柱部７２、８２と、この第一、第二磁路柱部７２、８２を結んで環状に延びる１個の第一、第二磁路環部７３、８３とを有し、これらがプレス加工によって一体形成される。
【００３１】
なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０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。
【００３２】
第一、第二軟磁性リング７０、８０は、互いに同一形状であり、共通の部品が組み付け方向を逆転させることにより用いられる。
【００３３】
なお、第一、第二軟磁性リング７０、８０は、これに限らず、互いに異なる形状であってもよい。
【００３４】
第一、第二磁路先端部７１、８１は、トーションバー５１の中心軸と直交する同一平面上にてそれぞれ均等な間隔をもって周方向に並び、トーションバー５１にトルクが加えられない中立状態で、トーションバー５１の半径方向に延びるそれぞれの中心線が永久磁石６３のＮ極及びＳ極の境界を指すように配置される。
【００３５】
第一、第二磁路柱部７２、８２は、トーションバー５１の回転軸方向に延び、トーションバー５１の中心軸と同一軸上に配置される１２角形の筒に沿って配置される。第一、第二磁路柱部７２、８２は、平板状に形成される。
【００３６】
なお、第一、第二磁路柱部７２、８２は、これに限らず、トーションバー５１の中心軸と同一軸上に配置される円筒面に沿うように湾曲する板状に形成してもよい。
【００３７】
また、第一、第二軟磁性リング７０、８０が鋳造、焼結等によって形成される場合には、第一、第二磁路柱部７２、８２は、トーションバー５１の半径方向に厚みを持つブロック状に形成してもよい。
【００３８】
第一磁路柱部７２は、トーションバー５１の上方向に延び、永久磁石６３を囲むように配置される。第一磁路柱部７２は、永久磁石６３の外周面にある間隙をもって配置され、永久磁石６３の磁束が第一磁路柱部７２によって短絡されないように構成する。
【００３９】
第二磁路柱部８２は、トーションバー５１の下方向に延び、永久磁石６３から遠ざかるように配置される。
【００４０】
こうして、第一、第二磁路柱部７２、８２が互いに遠ざかる方向に延びることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成される。
【００４１】
第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の中心軸と直交する平面上に配置され、トーションバー５１の中心軸と同一軸上に延びる円盤状に形成される。第一、第二磁路環部７３、８３は、トーションバー５１の半径方向について一定幅を有する。
【００４２】
第一、第二磁路環部７３、８３は、全周につながったリング状をしているが、これに限らず、その一箇所にスリットを有するＣ字形リング状に形成してもよい。
【００４３】
第一磁路環部７３を永久磁石６３の下面（磁極面）より上方に配置し、第二磁路環部８３を永久磁石６３より下方に配置する。すなわち、永久磁石６３は、トーションバー５１の回転軸方向について第一磁路環部７３と第二磁路環部８３の間に配置される。
【００４４】
これにより、第一、第二磁路柱部７２、８２の回転軸方向の長さを短縮することと、第一、第二磁路環部７３、８３どうしを互いに離して両者の間で磁気短絡が起きないようにすることとを両立できる。第一、第二磁路柱部７２、８２を短くすることにより、第一、第二軟磁性リング７０、８０をプレス加工により形成することが可能となり、製品のコストダウンがはかれる。
【００４５】
第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工して形成することにより、鋳造や焼結によって形成するものに比べて材料使用量を低減することができる。
【００４６】
第一、第二軟磁性リング７０、８０はプレス加工によって形成されることにより、鋳造や焼結によって形成するものに比べて各部の板厚を大きくとれず、磁路断面積が小さくなるが、高密度材を用いることにより磁気ヒステリシス特性の向上がはかれる。
【００４７】
トルクセンサ５０は、第一軟磁性リング７０の第一磁路柱部７２を永久磁石６３を囲むように永久磁石６３の側方に配置することにより、第一軟磁性リング７０の介装スペースによって回転軸方向の長さが増大することを抑えられ、パワーステアリング装置１の小型軽量化がはかれる。
【００４８】
以上、第一、第二軟磁性リング７０、８０の形状を説明したが、第一軟磁性リング７０は、図１に示すように永久磁石６３を包囲する形状に限らず、永久磁石６３の下面（磁極面）に沿って平らに延びる円盤状に形成され、第一磁路柱部７２を第一磁路先端部７１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第二磁路柱部８２を図１に示すように第二磁路先端部８１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。
【００４９】
また、第二軟磁性リング８０は、平らな円盤状に形成され、第二磁路柱部８２を第二磁路先端部８１から曲折することなくトーションバー５１の半径方向に延びる形状としてもよい。この場合、第一磁路柱部７２を図１に示すように第一磁路先端部７１から曲折してトーションバー５１の軸方向に延びる形状とすることにより、第一、第二磁路環部７３、８３がトーションバー５１の回転軸方向について十分に離され、両者の間で磁気短絡が起きないように構成することも可能である。
【００５０】
樹脂モールド８７は、金型に組み付け部材７７と第一、第二軟磁性リング７０、８０を配置した状態で、金型に溶解した熱可塑性樹脂を流し込み、この樹脂を冷却して固化させることにより形成される。なお、樹脂モールド８７を形成する樹脂は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂、反応硬化性樹脂を用いてもよい。
【００５１】
第一、第二磁路環部７３、８３は、複数の位置決め穴７４、８４が周方向に等間隔を持って形成される。樹脂モールド８７の成形時に位置決め穴７４、８４に挿通する図示しない治具を介して樹脂モールド８７を成形する金型に対する第一、第二磁路環部７３、８３の位置決めが行われる。
【００５２】
組み付け部材７７の外周面には環状溝７８が形成されるとともに、この環状溝７８の途中に複数の回り止め用穴７９が形成される。樹脂モールド８７の成型時に樹脂が環状溝７８と回り止め用穴７９とに樹脂が充填されることにより、樹脂モールド８７は組み付け部材７７に対して軸方向と回転方向について固定される。
【００５３】
樹脂モールド８７は、第一、第二磁路柱部７２、８２に面して開口する１２個の磁路柱露出部８８を有する。この磁路柱露出部８８を第一、第二磁路柱部７２、８２に沿って設けることによって、樹脂モールド８７の成形時に収縮しながら固化する樹脂の成形圧や成形後の熱膨張収縮によって第一、第二磁路柱部７２、８２に応力が生じることを抑えられ、第一、第二磁路柱部７２、８２の磁気特性が低下することが抑えられる。
【００５４】
この磁路柱露出部８８は、樹脂モールド８７の成形時に第一、第二磁路柱部７２、８２に当接する金型の部位によって形成される。第一、第二磁路柱部７２、８２が平板状に形成されることにより、第一、第二磁路柱部７２、８２と金型の間に隙間が空くことを抑えられるとともに、金型に対する第一、第二磁路柱部７２、８２の位置決めが精度よく行われる。
【００５５】
磁路柱露出部８８は第一、第二軟磁性リング７０、８０の内側に形成されているが、第一、第二軟磁性リング７０、８０の外側に形成してもよい。
【００５６】
出力軸２０の外周面には複数の穴２９が形成される一方、組み付け部材７７には各穴２９にかかるように延びる円筒状の下端部７６が形成される。トルクセンサ５０の組立時、組み付け部材７７を出力軸２０の外周面に圧入した後、図示しないカシメ治具を介して円筒状の下端部７６を各穴２９にかかる部位を各穴２９に入り込むように変形させることによりカシメ固定される。これにより、組み付け部材７７は出力軸２０に対して軸方向と回転方向について固定される。
【００５７】
組み付け部材７７は鉄材を用いて形成される。組み付け部材７７と第一、第二軟磁性リング７０、８０との間に樹脂モールド８７が設けられることにより、組み付け部材７７が磁性体であっても、組み付け部材７７が第一、第二軟磁性リング７０、８０を磁気短絡することが避けられる。
【００５８】
なお、組み付け部材７７をアルミ材等の非磁性材を用いて形成してもよいが、組み付け部材７７を鉄材を用いて形成することにより、製品のコストダウンがはかれる。
固定磁気回路部９０は、第一、第二磁路環部７３、８３の外周にそれぞれ対峙する第一、第二集磁リング９１、９２と、第一、第二集磁リング９１、９２を互いに磁気短絡する第一、第二集磁ヨーク９３、９４とを備える。
【００５９】
第一、第二集磁リング９１、９２は、軟磁性体により円筒状に形成され、ハウジング３０の内側に組み付けられる。第一、第二集磁リング９１、９２は、スリット９１ａ、９２ａを有するＣ字形リング状に形成される。
【００６０】
ハウジング３０はアルミ材等の非磁性材を用いて形成される。ハウジング３０には第一、第二環状溝３１、３２が形成され、この第一、第二環状溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２が嵌合される。第一、第二集磁リング９１、９２が第一、第二環状溝３１、３２に嵌合した状態でスリット９１ａ、９２ａの開口幅は小さくなり、スリット９１ａ、９２ａによって形成される磁気ギャップの影響が小さく抑えられる。
【００６１】
第一、第二環状溝３１、３２の溝深さは第一、第二集磁リング９１、９２の半径方向の厚さより小さく形成される。これにより、第一、第二集磁リング９１、９２は、第一、第二環状溝３１、３２に嵌合した状態で、ハウジング３０の内壁面３８から環状に突出する。
【００６２】
第一、第二集磁リング９１、９２は、それぞれの内周面の中央部が第一、第二磁路環部７３、８３の外周面に所定の間隙を持って対峙する。
【００６３】
第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２に接し、両者の間に一対の磁気ギャップ（空隙）９６が形成され、この磁気ギャップ９６に磁気センサ９８が介装される。
【００６４】
第一、第二集磁ヨーク９３、９４は、第一、第二集磁リング９１、９２の外周面にそれぞれ接合するブロック状に形成され、磁気ギャップ９６を画成する一対の集磁凸部９３ａ、９４ａを有する。集磁凸部９３ａ、９４ａの端面は互いに平行に対峙する平面状に形成される。
【００６５】
磁気検出手段として設けられる磁気センサ９８はホール素子が用いられ、磁気ギャップ９６の磁場の大きさと方向に応じた出力が信号線９７を介して取り出される。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。なお、磁気センサ９８はホール素子の信号を増幅する回路や温度補償を行う回路、ノイズフィルタの回路等を備えるものを用いてもよい。
【００６６】
第一、第二集磁ヨーク９３、９４と磁気センサ９８はハウジング３０にセンサホルダ３９を介して取り付けられる。磁気センサ９８の信号線９７はセンサホルダ３９に接続される図示しない配線を介してコントローラに接続される。
【００６７】
次に、トルクセンサ５０がトーションバー５１に働く操舵トルクを検出する作用について説明する。
【００６８】
トーションバー５１にトルクが働かない中立状態において、第一、第二軟磁性リング７０、８０の第一、第二磁路先端部７１、８１が、それぞれ永久磁石６３のＮ極及びＳ極に同一面積を持って対峙して両者を磁気短絡し、磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれない。
【００６９】
運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に一方向のトルクが働く場合、トーションバー５１がこのトルクの方向に応じて捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙し、永久磁石６３からの磁束が回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０に導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第一磁路先端部７１→第一磁路柱部７２→第一磁路環部７３→第一集磁リング９１→第一集磁ヨーク９３→第二集磁ヨーク９４→第二集磁リング９２→第二磁路環部８３→第二磁路柱部８２→第二磁路先端部８１→Ｓ極となる。
【００７０】
運転者がステアリングハンドルを操作してトーションバー５１に他方向のトルクが働く場合、トーションバー５１の他方向に捩れ変形し、第一磁路先端部７１がＳ極よりＮ極に大きな面積を持って対峙する一方、第二磁路先端部８１がＮ極よりＳ極に大きな面積を持って対峙し、磁束が上記の磁気経路と逆の磁気経路にて導かれ、磁気センサ９８から磁場の強さ及び方向に応じた信号が出力される。この磁束が導かれる回転磁気回路部６９と固定磁気回路部９０における磁気経路は、Ｎ極→第二磁路先端部８１→第二磁路柱部８２→第二磁路環部８３→第二集磁リング９２→第二集磁ヨーク９４→第一集磁ヨーク９３→第一集磁リング９１→第一磁路環部７３→第一磁路柱部７２→第一磁路先端部７１→Ｓ極となる。
【００７１】
このようにトーションバー５１がこれに働くトルクに応じてトーションバー５１の捩れ変形し、第一、第二磁路先端部７１、８１が永久磁石６３のＮ極とＳ極に対峙する面積差が大きくなると、磁気センサ９８に導かれる磁束密度が大きくなり、磁気センサ９８からこのトルクに応じた信号が出力される。
【００７２】
なお、永久磁石６３の一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。永久磁石６３に対峙する第一、第二軟磁性リング７０、８０の面積が同じ条件において、磁極数を増やすことにより、磁気センサ９８に導かれる磁束密度を高められる。
【００７３】
第一、第二環状溝３１、３２の開口幅は第一、第二集磁リング９１、９２の回転軸方向の幅に対してハメアイスキマ分だけ大きく形成され、組立時に第一、第二環状溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２が収まるようになっている。
【００７４】
トルクセンサ５０の組立時に、第一、第二環状溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２が収められた後、図６に示すように、金属製ハウジング３０の内壁面３８にカシメ工具１０１を打ち込みカシメ部３３、３４を形成し、このカシメ部３３、３４によって第一、第二環状溝３１、３２内に収まる第一、第二集磁リング９１、９２がカシメ固定されている。
【００７５】
しかし、第一、第二集磁リング９１、９２をハウジング３０の第一、第二環状溝３１、３２にカシメ固定する構造は、以下の問題点があった。
【００７６】
・規定の保持力を確保するためには、カシメ部３３、３４の位置や深さに高い精度が要求される。
【００７７】
・カシメ部３３、３４から第一、第二集磁リング９１、９２に部分的に外力が加わるため、第一、第二集磁リング９１、９２に内径方向の変形、反りが生じ、その真円形状がくずれる。
【００７８】
・ハウジング３０の内壁面３８に第一、第二環状溝３１、３２を形成する機械加工を行う必要があり、第一、第二環状溝３１、３２の軸方向の加工誤差によって第一、第二集磁リング９１、９２の取付位置が軸方向についてズレる。
【００７９】
・ハウジング３０の外側からカシメ部３３、３４が見えないため、品質の管理が難しい。
【００８０】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、集磁リングの磁気特性を低下させることなく、ハウジングに対する集磁リングの取付位置精度が十分に得られる第一、第二集磁リングの取付構造を提供する。
【００８１】
以下、その具体的な例につき図７以下に示した本発明の実施の形態を説明する。なお、前記図１〜６に示す例と同一構成部には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８２】
図７はハウジング３０に第一、第二集磁リング９１、９２が組み付けられた状態を示す縦断面図であり、図８は同じく斜視断面図であり、図９はハウジング３０に第一、第二集磁リング９１、９２が組み付けられる前の状態を示す分解斜視図である。
【００８３】
ハウジング３０の内壁面３８には第一、第二集磁リング９１、９２が嵌め込まれる円筒面３５が形成される。円筒面３５には、第一、第二集磁リング９１、９２の間にスペーサ１００が介装されるとともに、第二集磁リング９２の下端面に当接するブッシュ１１０が介装される。第一、第二集磁リング９１、９２は、スペーサ１００を挟み、ブッシュ１１０によって軸方向に付勢される。スペーサ１００とブッシュ１１０は、それぞれ非磁性材によって形成される。
【００８４】
円筒面３５は、前述したようにハウジング３０内に回転可能に収容される回転磁気回路部６９の回転軸と同心の直円筒面状に形成される。
【００８５】
ハウジング３０には、円筒面３５の上端部に段部３６が形成され、この段部３６に第一集磁リング９１の上端面が当接する。
【００８６】
この円筒面３５、段部３６は、ハウジング３０の鋳造時に型によって形成される。なお、これらを機械加工によって形成してもよい。また、円筒面３５を有する部材をハウジング３０と別体で形成してもよい。
【００８７】
第一、第二集磁リング９１、９２は、スリット９１ａ、９２ａを有するＣ字形リング状に形成される。第一、第二集磁リング９１、９２は、円筒面３５に嵌合した状態でスリット９１ａ、９２ａの開口幅は小さくなり、その弾性復元力により拡張する。これによって第一、第二集磁リング９１、９２の外周面が隙間なく円筒面３５に当接する。
【００８８】
図７、８、９において、３７はハウジング３０に取り付けられるセンサホルダ３９に対する取付座である。第一、第二集磁ヨーク９３、９４と磁気センサ９８はハウジング３０にセンサホルダ３９を介して取り付けられる（図１参照）。
【００８９】
第一、第二集磁リング９１、９２のスリット９１ａ、９２ａは、ハウジング３０にセンサホルダ３９の取付座３７から最も離れるように配置され、スリット９１ａ、９２ａの磁気的影響を少なくしている。
【００９０】
第一、第二集磁リング９１、９２の回り止めをするため、図９に示すように、第一、第二集磁リング９１、９２の端面には凸部９１ｂ、９２ｂが形成され、スペーサ１００とブッシュ１１０にはこれに係合する凹部がそれぞれ形成されている。そして、図７に示すように、ブッシュ１１０はキー１０９を介してハウジング３０に対する回り止めがされている。
【００９１】
第一、第二集磁リング９１、９２は、一対の凸部９１ｂ、９２ｂがそれぞれ形成されることにより、互いに同一形状となるため、共通の部品が用いられ、製品のコストダウンがはかれる。このため、図７に示すように、第一集磁リング９１の上端面からも凸部９１ｂが突出するが、この凸部９１ｂはハウジング３０のセンサホルダ３９が取り付けられる開口部に配置されており、ハウジング３０の段部３６に干渉することがない。
【００９２】
なお、これに限らず、第一、第二集磁リング９１、９２に一対の凹部を形成し、スペーサ１００とブッシュ１１０にはこれに係合する凸部をそれぞれ形成する構成としてもよい。
【００９３】
ブッシュ１１０は、例えば樹脂によって筒状に形成され、円筒面３５に嵌合する嵌合部１１１を有する。嵌合部１１１の上端面が第二集磁リング９２の下端面に当接する。
【００９４】
ブッシュ１１０を円筒面３５に沿ってトーションバー５１の軸方向に押し込むブッシュ付勢手段として、ハウジング３０には環状のテーパ部４１が形成される一方、ブッシュ１１０にはこのテーパ部４１に押し付けられる爪部１１２が形成される。
【００９５】
テーパ部４１は回転磁気回路部６９の中心軸について円錐面状に傾斜している。
【００９６】
ブッシュ１１０の爪部１１２には複数のスリット１１３が形成される。ブッシュ１１０が円筒面３５に差し込まれるときに、爪部１１２が内側に倒れ変形し、差し込まれた後にその弾性復元力により拡張し、爪部１１２がテーパ部４１に押し付けられる。爪部１１２がテーパ部４１に押し付けられる反力によってブッシュ１１０が円筒面３５に押し込まれる軸方向に付勢され、第一、第二集磁リング９１、９２の固定強度が十分に得られる。
【００９７】
こうしてハウジング３０の円筒面３５に嵌め込まれる第一、第二集磁リング９１、９２が、スペーサ１００を挟み、ブッシュ１１０によって軸方向に付勢されることにより、十分な固定強度が得られるとともに、各部品の寸法誤差が吸収され、ハウジング３０に対する第一、第二集磁リング９１、９２の取付位置精度が確保され、品質の向上がはかられる。
【００９８】
第一、第二集磁リング９１、９２は、それぞれにブッシュ１１０の付勢力が周方向に分散してはたらくため、第一、第二集磁リング９１、９２の真円形状が維持され、所期の磁気特性が得られる。
【００９９】
ハウジング３０の内壁面３８に機械加工を行う必要がなく、製品のコストダウンがはかれる。
【０１００】
以上のように、本実施の形態では、ハウジング３０と、このハウジング３０内に回転可能に収容されるトーションバー５１と、このトーションバー５１の一端と共に回転する磁気発生部６０と、トーションバー５１の他端と共に回転する回転磁気回路部６９と、ハウジング３０に回転磁気回路部６９に対峙するように取り付けられる第一、第二集磁リング９１、９２と、この第一、第二集磁リング９１、９２を介して導かれる磁束密度を検出する磁気検出手段（磁気センサ９８）とを備え、この磁気検出手段の出力に基づいてトーションバー５１に働くトルクを検出するトルクセンサ５０であって、ハウジング３０に第一、第二集磁リング９１、９２が嵌め込まれる円筒面３５が形成され、第一、第二集磁リング９１、９２の間に介装されるスペーサ１００と、このスペーサ１００との間に第二集磁リング９２を挟むように介装されるブッシュ１１０と、このブッシュ１１０を円筒面３５に沿って押し込むブッシュ付勢手段とを備える構成とした。
【０１０１】
上記構成に基づき、以下の効果が得られる。
【０１０２】
・第一、第二集磁リング９１、９２にスペーサ１００とブッシュ１１０を介してブッシュ付勢手段の力が均一に分布して働くため、第一、第二集磁リング９１、９２に内径方向の変形、反りが生じることなく、その真円形状が維持される。これにより、第一、第二集磁リング９１、９２が回転磁気回路部６９の回転径方向について所定のクリアランスをもって対峙し、トルクセンサ５０は所期の磁気特性が得られ、品質の向上がはかられる。
【０１０３】
・ハウジング３０には第一、第二集磁リング９１、９２がそれぞれ収まる環状溝を形成する必要がなく、環状溝の軸方向の加工誤差によって第一、第二集磁リング９１、９２の取付位置が軸方向及び径方向についてズレることが回避される。
【０１０４】
・第一、第二集磁リング９１、９２は円筒面３５に嵌め込まれ、スペーサ１００とブッシュ１１０を介して押し込まれるため、第一、第二集磁リング９１、９２にガタツキが生じることがなく、第一、第二集磁リング９１、９２の取付位置精度が確保され、品質の向上がはかられる。
【０１０５】
・第一、第二集磁リング９１、９２にはそれぞれの周方向についてブッシュ付勢手段の力が均一に分布して働くため、外力によって第一、第二集磁リング９１、９２の磁気特性が低下することを抑えられ、安定した検出特性が得られる。
【０１０６】
本実施の形態では、ブッシュ付勢手段として、ハウジング３０には環状のテーパ部４１が形成される一方、ブッシュ１１０にはこのテーパ部４１に押し付けられる爪部１１２が形成される構成とした。
【０１０７】
上記構成に基づき、爪部１１２がテーパ部４１に押し付けられる反力によってブッシュ１１０が円筒面３５に押し込まれる軸方向に付勢され、第一、第二集磁リング９１、９２の固定強度が十分に得られる。また、爪部１１２がブッシュ１１０に一体形成されることにより備品点数が増加することを回避できる。
【０１０８】
他の実施の形態として、図１０に示すように、爪部１１２を押し拡げるスプリング環１３０を設けてもよい。
【０１０９】
ブッシュ１１０の内周面には環状の溝１１４が形成される。金属製のＣ字形スプリング環１３０は弾性変形して溝１１４に嵌合する。
【０１１０】
この場合、ブッシュ付勢手段として、爪部１１２の内側に嵌合するスプリング環１３０を設け、スプリング環１３０の弾性復元力によって爪部１１２をテーパ部４１に押し付ける構成したため、第一、第二集磁リング９１、９２の固定強度が維持され、耐久性を高められる。
【０１１１】
他の実施の形態として、図１１に示すように、ブッシュ１１０を軸方向に付勢する弾性部材としてＯリング１４０を設けてもよい。
【０１１２】
ブッシュ１１０は、前記の爪部を持たず、その下端面１１８が回転磁気回路部の中心軸に直交する平面状に形成される。
【０１１３】
ハウジング３０の内壁面３８には環状の溝４２が形成され、この溝４２に環状のカラー１５０が圧入して固定される。
【０１１４】
カラー１５０にはアリ溝１５１が形成され、このアリ溝１５１とブッシュ１１０の下端面１１８との間にＯリング１４０が圧縮した状態で介装される。アリ溝１５１はＯリング１４０が抜け出さないようにテーパ状に形成されている。
【０１１５】
この場合、ブッシュ付勢手段として、第二集磁リング９２との間でブッシュ１１０を挟む弾性部材（Ｏリング１４０）を設け、弾性部材（Ｏリング１４０）の弾性復元力によってブッシュ１１０が円筒面３５に押し込まれる構成としたため、第一、第二集磁リング９１、９２の固定強度が十分に得られる。
【０１１６】
なお、ブッシュ１１０を軸方向に付勢する弾性部材は、Ｏリング１４０に限らず、バネ、樹脂、ゴム等の弾性体で構成してもよい。
【０１１７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明のトルクセンサは、車両のパワーステアリング装置に設けられるものに限らず、二つの軸間のトルクを検出する際に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明が適用される例を示すパワーステアリング装置の縦断面図である。
【図２】同じくパワーステアリング装置の分解斜視図である。
【図３】同じく（ａ）は回転磁気回路部の分解斜視図であり、（ｂ）は回転磁気回路部の斜視図である。
【図４】同じくトルクセンサの断面図。
【図５】同じく（ａ）は固定磁気回路部の分解斜視図であり、（ｂ）は固定磁気回路部の斜視図である。
【図６】同じくハウジングの横断面図。
【図７】本発明の実施の形態を示す縦断面図。
【図８】同じく斜視断面図。
【図９】同じく分解斜視図。
【図１０】他の実施の形態を示す縦断面図。
【図１１】さらに他の実施の形態を示す縦断面図。
【符号の説明】
【０１２０】
１    パワーステアリング装置
３０    ハウジング
３６    段部
３５    円筒面
３８    内壁面
４１    テーパ部
５０    トルクセンサ
５１    トーションバー
６０    磁気発生部
６１    支持リング
６９    回転磁気回路部
９０    固定磁気回路部
９１    第一集磁リング
９２    第二集磁リング
９８    磁気センサ
１００    スペーサ
１０９    キー
１１０    ブッシュ
１１１    嵌合部
１１２    爪部
１１３    スリット
１１４    溝
１１８    下端面
１３０    スプリング環
１４０    Ｏリング
１５０    カラー
１５１    アリ溝
【図１】
2010091316.tif 000003
【図２】
2010091316.tif 000004
【図３】
2010091316.tif 000005
【図４】
2010091316.tif 000006
【図５】
2010091316.tif 000007
【図６】
2010091316.tif 000008
【図７】
2010091316.tif 000009
【図８】
2010091316.tif 000010
【図９】
2010091316.tif 000011
【図１０】
2010091316.tif 000012
【図１１】
2010091316.tif 000013