(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクセンサ組立体であって、
係合開口（１２５）を含むステータ成形物（６５、４６０）と、ステータ成形物（６５、４６０）に固定した磁気ステータ（７０、７５；４５７）とを含むステータサブ組立体（２５、４６０）と、
多磁極磁石（４５）を有する磁石サブ組立体（３０、５００）と、
センサモジュール（３５、５０５）であって、突出部の開口部（２５０、２５２）を含むセンサハウジング（１６０）と、ハウジング（１６０）に固定したキャリア（１９０）と、該キャリア（１９０）に固定したトルクセンサ（１９５、１９７）と、該センサハウジング（１６０）により摺動可能に受け入れられたセンサモジュールの位置設定器（１６５）であって、本体（２３５）から伸びる突出部（２４０）を含む本体（２３５）を有する前記センサモジュールの位置設定器（１６５）と、偏倚部材（２４５、２４７）とを有し、前記本体（２３５）から伸びる突出部（２４０）は、前記突出部の開口部（２５０、２５２）により受け入れられると共に、前記係合開口（１２５）と係合するサイズとされた、前記センサモジュール（３５、５０５）と、を備え、
前記偏倚部材（２４５、２４７）は前記ハウジング（１６０）の端面を押圧することにより、前記突出部（２４０）を前記係合開口（１２５）との係合位置からステータサブ組立体（２５、４６０）に干渉しない位置まで後退させる、トルクセンサ組立体。
【請求項２】
請求項１に記載のトルクセンサ組立体において、
前記ステータ成形物（６５、４６０）は、第二の係合開口（１２５）を含み、
前記センサハウジング（１６０）は、第二の突出部（２４２）の開口部（２５２）を含み、
前記本体（２３５）は、該本体から伸びる第二の突出部（２４２）であって、該第二の突出部の開口部（２５２）により受け入れられると共に、前記第二の係合開口（１２５）と係合するサイズとされた前記第二の突出部（２４２）を含む、トルクセンサ組立体。
【請求項３】
請求項２に記載のトルクセンサ組立体において、
入力軸（２８５）と、ステアリングギアハウジング（３００）を貫通して伸びる出力軸（２９０）とを有する前記ステアリングギアハウジング（３００）を更に備え、
前記ステータサブ組立体（２５、４６０）は、前記入力軸（２８５）及び出力軸（２９０）の一方に固定され、
前記磁石サブ組立体（３０、５００）は、前記入力軸（２８５）及び出力軸（２９０）の他方に固定され、
前記センサモジュール（３５、５０５）は、該センサモジュールの位置設定器（１６５）が係合位置にあり、該センサモジュール（３５、５０５）が前記ステアリングギアハウジング（３００）に固定されたとき、相応する係合開口（１２５）と係合する突出部（２４２）により前記ステータサブ組立体（２５、４６０）に対して配置される、トルクセンサ組立体。
【請求項４】
請求項３に記載のトルクセンサ（１９５、１９７）において、
前記ステータサブ組立体（２５、４６０）は、圧縮嵌め、溶接及び接着剤接合の１つにより固定される、トルクセンサ組立体。
【請求項５】
請求項３に記載のトルクセンサ（１９５、１９７）において、
前記磁石サブ組立体（３０、５００）は、クリンピング及び溶接の何れか１つにより固定される、トルクセンサ組立体。
【請求項６】
請求項３に記載のトルクセンサ（１９５、１９７）において、
前記ステータサブ組立体（２５、４６０）は、前記ステータ成形物（６５、４６０）に固定された標的磁石組立体（１３５，３２０）であって、割り出しハブ（１４０、３２５）に固定した標的磁石（１４５、３５５）を備える前記標的磁石組立体（１３５，３２０）を更に備え、
前記センサモジュール（３５、５０５）は、前記キャリア（１９０）に固定した位置センサ（１８５）を更に備え、
該位置センサ（１８５）は、前記ステータサブ組立体（２５、４６０）が回転方向当初角度位置にあるとき、前記標的磁石（１４５、３５５）を検出し、
前記割り出しハブ（１４０、３２５）により、前記ステータサブ組立体（２５、４６０）と標的磁石組立体（１３５，３２０）とが軸方向に整合する状態を提供する、トルクセンサ組立体。
【請求項７】
請求項１に記載のトルクセンサ組立体において、
前記キャリア（１９０）に固定した第二のトルクセンサ（１９７）を更に備える、トルクセンサ組立体。
【請求項８】
請求項７に記載のトルクセンサ組立体において、
前記ステータ成形物（６５、４６０）は、第二の係合開口（１２５）を含み、
前記センサハウジング（１６０）は、第二の突出部（２４２）の開口部（２５２）を含み、
前記本体（２３５）は、該本体（２３５）から伸びる第二の突出部（２４２）であって、前記第二の突出部の開口部（２５０、２５２）により受け入れられると共に、前記第二の係合開口（１２５）と係合するサイズとされた前記第二の突出部（２４２）を含む、トルクセンサ組立体。
【請求項９】
請求項８に記載のトルクセンサ組立体において、
入力軸（２８５）と、ステアリングギアハウジング（３００）を貫通して伸びる出力軸（２９０）とを有する前記ステアリングギアハウジング（３００）を更に備え、
前記ステータサブ組立体（２５、４６０）は、前記入力軸（２８５）及び出力軸（２９０）の一方に固定され、
前記磁石サブ組立体（３０、５００）は、前記入力軸（２８５）及び出力軸（２９０）の他方に固定され、
前記センサモジュール（３５、５０５）は、該センサモジュールの位置設定器（１６５）が係合位置にあり、且つ該センサモジュール（３５、５０５）が前記ステアリングギアハウジング（３００）に固定されたとき、相応する係合開口（１２５）と係合する前記突出部（２４２）により前記ステータサブ組立体（２５、４６０）に対して配置される、トルクセンサ組立体。
【請求項１０】
請求項９に記載のトルクセンサ（１９５、１９７）において、
前記ステータサブ組立体（２５、４６０）は、圧縮嵌め、溶接及び接着剤接合の１つにより前記入力軸（２８５）及び前記出力軸（２９０）の一方に固定される、トルクセンサ（１９５、１９７）。
【請求項１１】
請求項９に記載のトルクセンサ（１９５、１９７）において、
前記磁石サブ組立体（３０、５００）は、クリンピング及び溶接の１つにより前記入力軸（２８５）及び前記出力軸（２９０）の他方に固定される、トルクセンサ。
【請求項１２】
請求項９に記載のトルクセンサ（１９５、１９７）において、
前記ステータサブ組立体（２５、４６０）は、前記ステータ成形物（６５、４６０）に固定された標的磁石組立体（１３５，３２０）であって、割り出しハブ（１４０、３２５）に固定した標的磁石（１４５、３５５）を有する前記標的磁石組立体（１３５，３２０）を更に備え、
前記センサモジュール（３５、５０５）は、前記キャリア（１９０）に固定した位置センサ（１８５）を更に備え、
該位置センサ（１８５）は、前記ステータサブ組立体（２５、４６０）が回転方向当初角度位置にあるとき、前記標的磁石（１４５、３５５）を検出し、
前記割り出しハブ（１４０、３２５）により、前記ステータサブ組立体（２５、４６０）と標的磁石組立体（１３５，３２０）とが軸方向に整合する状態を提供する、トルクセンサ。
【請求項１３】
トルクセンサ（１９５、１９７）をステータサブ組立体（２５、４６０）に対して配置する方法において、
係合開口（１２５）を含むステータ成形物（６５、４６０）と、該ステータ成形物（６５、４６０）に固定した磁気ステータ（７０、７５；４５７）とを含むステータサブ組立体（２５、４６０）を提供するステップと、
センサモジュール（３５、５０５）を提供するステップであって、該センサモジュール（３５、５０５）は、突出部開口部（２５０、２５２）を有するセンサハウジング（１６０）と、該ハウジングに固定したキャリア（１９０）と、該キャリア（１９０）に固定したトルクセンサ（１９５、１９７）と、センサハウジング（１６０）により摺動可能に受け入れられたセンサモジュールの位置設定器（１６５）であって、本体（２３５）から伸びる突出部を含む前記本体（２３５）を有する前記センサモジュールの位置設定器（１６５）と、偏倚部材（２４５、２４７）とを有し、前記本体（２３５）から伸びる突出部は、前記突出部の開口部（２５０、２５２）により受け入れられると共に、係合開口（１２５）と係合するサイズとされた、前記センサモジュール（３５、５０５）を提供するステップと、
入力軸（２８５）と、ステアリングギアハウジング（３００）を貫通して伸びる出力軸（２９０）とを有する前記ステアリングギアハウジング（３００）を提供するステップと、
ステータサブ組立体（２５、４６０）を入力軸（２８５）及び出力軸（２９０）の一方に固定するステップと、
突出部（２４０、２４２）が突出部の開口（２５０、２５２）と係合する位置である、係合位置までセンサモジュールの位置設定器（１６５）を伸ばすことにより、センサモジュール（３５、５０５）をステータサブ組立体（２５、４６０）に対して配置するステップと、
前記センサモジュール（３５、５０５）を前記ステアリングギアハウジング（３００）に固定するステップとを備え、
前記偏倚部材（２４５、２４７）は前記センサハウジング（１６０）の端面を押圧することにより、前記突出部（２４０）を前記係合開口（１２５）との係合位置から前記ステータサブ組立体（２５、４６０）に干渉しない位置まで後退させる、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
［０００１］  本出願は、弁護士事件番号０１７３４１−９０１５  ＵＳ００にて出願される「ステアリングギアと共に使用されるセンサ用の標的磁石組立体（Ｔａｒｇｅｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｆｏｒ  ａ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｕｓｅｄ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｓｔｅｅｒｉｎｇ  Ｇｅａｒ）」という名称の米国特許出願第ｘｘ／ｘｘｘ，ｘｘｘに関する。
【技術分野】
【０００２】
［０００２］  本発明は、３部分のトルクセンサ組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］  伝統的なトルクセンサ組立体は、組み立てられ且つ自動車又は同様の車両のステアリングシステムのステアリングギアの入力軸及び出力軸に固定される一体型のセンサ組立体として設計されている。その結果、トルクセンサ又はセンサのような、その構成要素を修理する必要があるとき、ステアリングギアの全体を車両から取り外し且つ分解しなければならない。以下に説明するトルクセンサは、ステータサブ組立体、磁石サブ組立体、及びセンサモジュールを含む、３部分のトルクセンサ組立体を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
該センサモジュールは、ステアリングギアの全体を取り外すことを必要とせずに、ステータサブ組立体及び磁石サブ組立体と独立的に組み立て且つ修理することができる。該センサモジュールは、センサモジュールをステータサブ組立体に対して位置決めすることにより、ステータサブ組立体、磁石サブ組立体、センサモジュールの間の許容公差の蓄積を減少させる機能を果たすセンサモジュールの位置設定器を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［０００４］  本発明は、ステータサブ組立体と、磁石サブ組立体と、センサモジュールとを含む、３部分のトルクセンサ組立体を提供する。該ステータサブ組立体は、係合開口と、ステータ成形物に固定した磁気ステータとを含む、ステータ成形物を有している。磁石サブ組立体は多磁極磁石を含む。センサモジュールは、突出部の開口部を含むセンサハウジングと、ハウジングに固体したキャリアと、該キャリアに固定したトルクセンサと、センサハウジングにより摺動可能に受け入れられたセンサモジュールの位置設定器と、を有している。センサモジュールの位置設定器は、本体から伸びる突出部を含む本体を有している。突出部は、突出部の開口部により受け入れられると共に、係合開口及び偏倚部材と係合するサイズとされている。
【０００６】
［０００５］  本発明は、また、トルクセンサ組立体の１つの構成要素として使用し得る形態とされたセンサモジュールも提供する。該センサモジュールは、センサハウジングと、該センサハウジングに固定したキャリアと、該キャリアに固定したトルクセンサと、該キャリアに固定した第一のコレクタと、該キャリアに固定した第二のコレクタとを含む。これらのコレクタの各々は、第一の部分からタブまで伸びている。該タブは、トルクセンサに隣接する位置に配置されている。
【０００７】
［０００６］  本発明は、また、トルクセンサをステータサブ組立体に対して配置する方法も提供する。該方法は、係合開口を含むステータ成形物と、該固体子成形物に固定した磁気ステータとを含むステータサブ組立体を提供するステップを含む。該方法は、また、突出部開口部を有するセンサハウジングと、該ハウジングに固定したキャリアと、該キャリアに固定したトルクセンサと、センサハウジングにより摺動可能に受け入れられたセンサモジュールの位置設定器であって、本体から伸びる突出部を含む本体を含む上記のセンサモジュールの位置設定器と、突出部の開口部により受け入れられると共に、係合開口及び偏倚部材と係合するサイズとされた上記の突出部とを含む、センサモジュールを提供するステップも含む。該方法は、また、入力軸と、ステアリングギアハウジングを貫通して伸びる出力軸とを有するステアリングギアハウジングを提供するステップも含む。該方法は、ステータサブ組立体を入力軸及び出力軸の一方に固定するステップも含む。該方法は、突出部が突出部の開口と係合する位置である、係合位置までセンサモジュールの位置設定器を伸ばすことにより、センサモジュールをステータサブ組立体に対して配置するステップも含む。該方法は、また、センサモジュールをステアリングギアハウジングに対して固定するステップも含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
［０００７］  本発明のその他の特徴は、詳細な説明及び添付図面を検討することにより明らかになるであろう。
【図１】３部分のトルクセンサ組立体の分解図である。
【図２】図１の３部分のトルクセンサ組立体の斜視図である。
【図３】図１の３部分のトルクセンサ組立体のステータサブ組立体を示す分解図である。
【図４】図１の３部分のトルクセンサ組立体のセンサモジュールを示す分解図である。
【図５】図１の３部分のトルクセンサ組立体の一部分を示す図である。
【図６】ステアリングギアハウジングの頂部分を図示しない、ステアリングギアハウジング内に配置された図１の３部分のトルクセンサ組立体の斜視図である。
【図７】ステアリングギアハウジング内に配置された図１の３部分のトルクセンサ組立体の斜視図である。
【図８】センサモジュールの位置設定器が除去した位置にある、図１の標的磁石組立体の正面図である。
【図９】センサモジュールの位置設定器が係合位置にある、図１の標的磁石組立体の正面図である。
【図１０】標的磁石組立体の正面斜視図である。
【図１１】図１０の標的磁石組立体の後方斜視図である。
【図１２】図１０の標的磁石組立体の分解図である。
【図１３】図１０の標的磁石組立体を含むステータ組立体の斜視図である。
【図１４】図１０の標的磁石組立体を含むトルクセンサの分解図である。
【図１５】図１０の標的磁石組立体を含むステアリングギア組立体の一部分を示す斜視図である。
【図１６】ステアリングギアハウジングの頂部分を図示しない、図１０の標的磁石組立体を含むステアリングギア組立体の一部分を示す斜視図である。
【図１７】図１０の標的磁石組立体を含むステアリングギア組立体の一部分を示す斜視図である。
【図１８】元の位置にある図１０の標的磁石組立体の頂面図である。
【図１９】元の位置にない図１０の標的磁石組立体の頂面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［００２７］  本発明の任意の実施の形態について詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載し又は以下の図面に図示した構成要素の構造及び配置の詳細にのみその適用例が限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、その他の実施の形態が可能であり且つ色々な仕方にて実施し又は実行することができる。
【００１０】
［００２８］  図１及び図２に示したように、トルクセンサ組立体２０は、ステータサブ組立体２５と、磁石組立体３０と、センサモジュール３５とを含む。該トルクセンサ組立体２０は、多様な機械的な組立体と共に使用することができるが、自動車のステアリングギア組立体と共に使用するものとして説明する。
【００１１】
［００２９］  図１に示したように、磁石組立体３０は、リング形状のハブ４０と、該ハブ４０に固定した多磁極磁石４５とを含む。該ハブ４０は、ハブ４０の頂面５５から伸びる３つのタブ５０を含む。磁石４５は、等しいサイズとした多数の磁極６０を含む。磁極６０は、Ｎ極とＳ極との間にて交番する。
【００１２】
［００３０］  図３に示したように、ステータサブ組立体２５は、リング形状のステータ成形物６５と、第一のステータ７０と、第二のステータ７５と、ステータヨーク８０とを含む。ステータ７０、７５の各々は、リング形状の基部９０、９２から実質的に垂直に伸びる磁気指状体８５、８７を含む。これらの指状体８５、８７は、基部９０、９２の内周９５、９７の周りで等しく隔てられて、２つの隣接する指状体８５、８７の間に空隙１００、１０２を形成する。指状体８５、８７の間隔は、多磁極磁石４５の磁極６０の間隔と整合する。ステータ７０、７５の双方は、第二のステータ７５の磁気指状体８７がステータ成形物６５を通じて関係した穴１０５に受け入れられた状態にてステータ成形物６５に固定される。図１に示したように、ステータ７０、７５の双方がステータ成形物６５に固定されたとき、第一のステータ７０の指状体８５は、第二のステータ７５の空隙１０２内に配置され、第二のステータ７５の指状体８７は、第一のステータ７０の空隙１００内に配置される。ステータヨーク８０は、リング形状であり、また、ステータ成形物６５の第一の端部１１０にてステータ成形物６５に固定されており、ステータヨーク８０の外面１１５はステータ成形物６５の内面１２０と係合する。ステータ成形物６５は、ステータ成形物６５の外面１３０からステータ成形物６５内に伸びる２つの係合開口１２５を含む。
【００１３】
［００３１］  更に、ステータサブ組立体２５は、ステータ成形物６５に固定した標的磁石組立体１３５を含む。該標的磁石組立体１３５は、リング形状をした割り出しハブ１４０と、該割り出しハブ１４０に固定した標的磁石１４５とを含む。該割り出しハブ１４０は、ステータ成形物６５に固定されており、割り出しハブ１４０の内面１５０がステータ成形物６５の第二の外面１５５と係合するようにする。
【００１４】
［００３２］  図４に示したように、センサモジュール３５は、センサハウジング１６０と、センサモジュールの位置設定器１６５と、コネクタ１７０と、プリント回路板（ＰＣＢ）１７５と、位置センサハウジング１８０と、位置センサ１８５と、キャリア１９０と、２つのトルクセンサ１９５、１９７と、２つの磁気コレクタ２００、２０２と、カバー２０５とを含む。ＰＣＢ１７５は、センサハウジング１６０とキャリア１９０との間にて固定されている。位置センサ１８５は、位置センサハウジング１８０に固定され、また、ＰＣＢ１７５と電気的に接続されている。位置センサハウジング１８０は、キャリア１９０に固定され、また、標的磁石１４５を感知し得るように配置されている。トルクセンサ１９５、１９７は、キャリア１９０に固定され、また、ＰＣＢ１７５と電気的に接続されている。カバー２０５は、キャリア１９０の後面２１０に固定されて、センサモジュール３５の電気的構成要素をエレメントへの露出から保護する。コネクタ１７０は、センサハウジング１６０のコネクタ開口部２１５を通して挿入される。該コネクタ１７０は、ピン２２０を含み、該ピン２２０は、ＰＣＢ１７５と係合し、これによりコネクタ１７０をＰＣＢ１７５と電気的に接続する。コネクタ１７５は、また、例えば、自動車内のいずれかに配置された、パワーステアリング制御モジュールのような、制御モジュール（図示せず）と電気的に接続されている。１対のブッシュ２２５がセンサハウジング１６０を通じて１対の穴２３０内に固定されている。
【００１５】
［００３３］  トルクセンサ１９５、１９７の各々は、ステータサブ組立体２５及び磁石サブ組立体３０によりコレクタ２００、２０２内に誘発させた磁界の強さを検出するリニアホール効果センサである。磁界の変化を検出することのできるその他のセンサを使用してもよい。２つのトルクセンサ１９５、１９７は、２チャネルの冗長型のトルク感知機能を提供する。これと代替的に、センサモジュール３５は、冗長性が不要であるとき、単一のトルクセンサを有する構造としてもよい。
【００１６】
［００３４］  位置センサ１８５は、標的磁石１４５により生成された磁界の変化を検出することのできるリニアホール効果センサである。磁界の変化を検出することのできるその他のセンサを使用してもよい。
【００１７】
［００３５］  センサモジュール位置設定器１６５は、本体２３５から伸びる２つの突出部２４０、２４２を有する本体２３５と、１対の偏倚部材２４５、２４７とを含む。センサモジュール位置設定器１６５は、突出部２４０、２４２の各々がセンサハウジング１６０を通して関係した突出部の開口部２５０、２５２に受け入れた状態にてセンサハウジング１６０に摺動可能に受け入れられている。偏倚部材２４５，２４７は、センサハウジング１６０の前面２５５と係合する。
【００１８】
［００３６］  第一のコレクタ２００及び第二のコレクタ２０２は同一である。このため、第一のコレクタ２００についてのみ詳細に説明する。第一のコレクタ２００は、湾曲部分２６０を含み、２つの脚部２６５が該湾曲部分２６０から伸びている。脚部２６５は、Ｓ字形であり、各脚部２６５の第一の部分２７０は、各脚部２６５の第二の部分２７５に対して垂直であり、第一の部分２７０は各脚部２６５の第三の部分を形成するタブ２８０に対して平行である。コレクタは、センサハウジングに固定されており、第一のコレクタ２００の各タブ２８０は相応するトルクセンサ１９５、１９７の上方に配置され、第二のコレクタ２０２の各タブ２８０は、相応するトルクセンサ１９５、１９７の下方に配置されている。
【００１９】
［００３７］  図５に示したように、ステータサブ組立体２５は、入力軸２８５に固定され、磁石サブ組立体３０は、出力軸２９０に固定されている。入力軸２８５及び出力軸２９０は、トーションバー（図示せず    ）により接続されている。該トーションバーは、入力軸２８５が出力軸２９０に対して回転するのを許容する。磁石サブ組立体３０は、タブ５０をクリンプ止めすることにより出力軸２９０に固定され、タブ５０は出力軸２９０のカラー２９５と係合する。これと代替的に、磁石サブ組立体３０は出力軸２９０に溶接されるようにする。これと代替的に、ハブ４０は使用されず、磁石４５は、出力軸２９０に直接的に固定されるようにする。ステータサブ組立体２５は、ステータヨーク８０と入力軸２８５との間の圧縮嵌めにより入力軸２８５に固定される。これと代替的に、ステータサブ組立体２５は、ステータヨーク８０を含まず、ステータ組立体２５は、溶接、接着剤による接合、又は当該技術にて既知のその他の方法により入力軸２８５に固定する。上述した任意の方法により磁石サブ組立体３０を入力軸２８５に固定し、ステータサブ組立体２５を出力軸２９０に固定することができる。
【００２０】
［００３８］  図６に示したように、入力軸２８５に固定したステータサブ組立体２５及び出力軸２９０に固定した磁石サブ組立体３０は、軸受３０５を含むステアリングギアハウジング３００内に配置されている。該入力軸２８５及び出力軸２９０は、ステアリングギアハウジング３００を貫通して伸びている。図７に示したように、センサモジュール３５は、１対のボルト３１５によりステアリングギアハウジング３００の頂部分３１０に固定されている。
【００２１】
［００３９］  入力軸２８５と出力軸２９０との間の差動位置の変化を測定することにより、入力軸２８５に加わったトルクを感知すべくトルクセンサ組立体２０が使用される。トルクセンサ１９５、１９７は、トルクセンサ１９５、１９７、磁石サブ組立体３０、ステータサブ組立体２５、コレクタ２００、２０２により規定された磁気回路内の磁界の強さを検出する。この磁界は、入力軸２８５と出力軸２９０との間の差動変位に比例する。コレクタ２００、２０２は、ステータサブ組立体２５及び磁石サブ組立体３０により誘発された磁界を湾曲部分２６０からトルクセンサ１９５、１９７に隣接して配置されたタブ２８０まで導くことにより２つのトルクセンサ１９５、１９７の性能を最適化する。多磁極磁石４５の磁極６０の幅は、入力軸２８５と出力軸２９０との間の相対的な回転変位に対するトルクセンサ組立体２０の差動位置の測定範囲を決定する。
【００２２】
［００４０］  位置センサ１８５は、ステータサブ組立体２２５が元の位置にあるとき、ステータサブ組立体２２５に装着した標的磁石１４５により生成された磁界の存在を感知する。元の位置にあるとき、位置センサ１８５は、標的磁石１４５に隣接する位置に配置される。入力軸１８５と接続したステアリングハンドルを回したとき、入力軸２８５は回転し、これにより標的磁石１４５を元の位置外に回転させる。
【００２３】
［００４１］  図８、図９に示したように、センサモジュール３５がステアリングギアハウジング３００の頂部分３１０に固定される前、センサモジュール３５は、ステータサブ組立体２５に対して軸方向に整合される。図８に示したように、ステータサブ組立体２５は、入力軸２８５に固定され、また、磁石サブ組立体３０は、出力軸２９０に固定される。長手方向軸線３２０は、ステータサブ組立体２５、磁石サブ組立体３０、入力軸２８５及び出力軸２９０の中心を通って伸びており、ステータサブ組立体２５、磁石サブ組立体３０、入力軸２８５及び出力軸２９０は同軸状である。該センサモジュール３５は、ステアリングギアハウジング３００の頂部分３１０に固定されていない。第一のステータ７０と第一のコレクタ２００との間に第一の空隙３２５が形成される。第二のステータ７５と第二のコレクタ２０２との間に第二の空隙３３０が形成される。図９に示したように、力がセンサモジュール位置設定器３５に加えられたとき、偏倚部材２４５、２４７は、圧縮され、突出部２４０、２４２は、ステータサブ組立体２５に向けて係合位置まで伸びる。係合位置にあるとき、突出部２４０、２４２の各々は、ステータ成形物６５の相応する係合開口１２５と係合する。突出部２４０、２４２と係合開口１２５との係合は、センサモジュール３５をステータサブ組立体２５に対して軸方向に整合させ且つ２つの空隙３２５、３３０のサイズを最適化する。突出部２４０、２４２が係合開口１２５と係合している間、ボルト３１５は締め付けられ、これによりセンサモジュール３５をステアリングギアハウジング３００の頂部分３１０に固定する。センサモジュール３５が固定された後、センサモジュール３５から力を除去する。図８に示したように、力が除去されたとき、偏倚部材２４５、２４７は、センサハウジング１６０の前面２５５に押し付けられ、これにより、突出部２４０、２４２を係合位置から取り外した位置まで後退させ、この取り外した位置にて、突出部２４０、２４２は、ステータサブ組立体２５に干渉しないすなわち該ステータサブ組立体２５と接触することはできない。
【００２４】
［００４２］  図１０、図１１に図示したように、標的磁石組立体３２０は、マウント３３０と、該マウント３３０により固定した標的磁石３３５とを有する割り出しハブ３２５を含む。割り出しハブ３２５は、中心軸線３４５を有する中央開口部３４０を規定する。中央開口部３４０は、リング３５０により取り囲まれている。軸方向切欠き３５５がリング３５０の前面３６０からリング３５０内の途中まで伸びている。保持タブ３６５は、リング３５０の内面３７０から伸びている。フランジ３７５はリング３５０から外方に伸びている。フランジ３７５はリング３５０に対して実質的に垂直である。マウント３３０はフランジ３７５から伸びている。
【００２５】
［００４３］  図１２に最も良く図示するように、マウント３３０は、タブ３８０と、停止部３８５（図１１に図示）と、１対の指状体３９０、３９５とを含む。突出部４００がタブ３８０の後面４０５から伸びている。タブ３８０は、フランジ３７５に少なくとも撓み可能に接続され、これによりタブ３８０が２つの指状体３９０、３９５に対して回動するのを許容する。
【００２６】
［００４４］  標的磁石３３５は、前面４１０、後面４１５、頂面４２０、底面４２５、左側面４３０、右側面４３５により規定される。突出部４１０を受け入れるため、前面４１０に半径方向保持溝４４０が形成されている。第一の指状体３９０を受け入れるため、左側面４３０に第一の軸方向整合溝４４５が形成されている。第二の指状体３９５を受け入れるため、右側面４３５に第二の軸方向整合溝４５０が形成されている。マウント３３０は、標的磁石３３５を中心軸線３４５に対して実質的に垂直な平面内に配置する。これと代替的に、マウント３３０は、標的磁石３３５を中心軸線３４５に対して実質的に平行な平面内に配置するようにしてもよい。
【００２７】
［００４５］  標的磁石３３５は、該標的磁石３３５をマウント３３０内に摺動させることによりマウント３３０により固定される。第一の軸方向整合溝４４５は第一の指状体３９０を受け入れる。第二の軸方向整合溝４５０は第二の指状体３９５を受け入れる。指状体３９０、３９５の各々は、関係した軸方向整合溝４４５、４５０と係合し、これにより標的磁石３３５を中心軸線３４５に対して軸方向に位置決めする。これと代替的に、標的磁石３３５を通って頂面４２０から底面４２５まで伸びる溝又は穴により単一の指状体３９０を受け入れ、これにより標的磁石３３５を中心軸線３４５に対して軸方向に位置決めすることもできる。頂面４２０は、停止部３８５と当接し、これにより標的磁石３３５を中心軸線３４５に対して半径方向に位置決めする。半径方向保持溝４４０は、タブ３８０の突出部４４０とスナップ嵌め状態にて係合し、これにより標的磁石３３５をマウント３３０内に固定し且つ中心軸線３４５に対する標的磁石３３５の半径方向位置を固定する。更に、標的磁石３３５をマウント３３０に固定する第二の方法として接着剤を使用してもよい。
【００２８】
［００４６］  図１３に示したように、標的磁石組立体３２０は、ステータサブ組立体４５５に固定されてステータ組立体４６０を形成する。ステータサブ組立体４５５は、中央開口部４７０を規定するリング４６５を含む。該中央開口部４７０は中心軸線４７５を有している。リング４６５の外面４８０は、割り出しハブ３２５のリング３５０の切欠き３５５と係合するサイズ及び形状をした多数の整合タブ４８５を含む。多数の停止部４９０が外面４８０から伸びている。ステータサブ組立体４５５はまた、２つの磁気ステータ４５７も含む。
【００２９】
［００４７］  標的磁石組立体３２０がステータサブ組立体４５５に固定されたとき、切欠き３５５は、整合タブ４８５を受け入れ、これにより標的磁石組立体３２０とステータサブ組立体４５５との間に回転可能な整合状態を提供する。割り出しハブ３２５のリング３５０の前面３６０は、ステータサブ組立体４５５の停止部４９０と当接し、これにより標的磁石組立体３２０とステータサブ組立体４５５との間に軸方向整合状態を提供する。割り出しハブ３２５の保持タブ３６５は、ステータサブ組立体４５５のリング４６５を形成する材料を変位させ、これにより標的磁石組立体３２０をステータサブ組立体４５５に対して固定する。ステータサブ組立体４５５の中心軸線４７５は、標的磁石組立体３２０がステータサブ組立体４５５に固定されたとき、標的磁石組立体３２０の中心軸線３４５と同軸状となる。説明したように、ステータサブ組立体４５５は、３部分の可動の磁石トルクセンサ内の１つの構成要素である。その他の実施の形態において、ステータサブ組立体は、単一部分の可動の磁石トルクセンサ、時計ばねトルクセンサ、又は１つの構成要素が軸に取り付けられる任意の型式のセンサとしてもよい。
【００３０】
［００４８］  図１４に示したように、ステータサブ組立体４６０は、トルクセンサ４９５の１つの構成要素である。第一の軸と、トルクバーにより該第一の軸と接続した第二の回転軸との間の相対的な回転変位を比較することにより、第一の回転軸に加えられたトルクを感知するため、該トルクセンサ４９５を使用する。該トルクセンサ４９５は、多様な機械的組立体と共に使用することができるが、自動車のステアリングギア組立体と共に使用する場合について説明する。該トルクセンサ４９５は、ステータ組立体４６０と、多磁極磁石組立体５００と、センサモジュール５０５とを含む。
【００３１】
［００４９］  図１５に示したように、ステータ組立体４６０は、入力軸５１０に固定され、多磁極磁石組立体５００は、出力軸５１５に固定される。該入力軸５１０及び出力軸５１５は、トーションバー（図示せず）により接続されている。
【００３２】
［００５０］  図１６に示したように、ステータ組立体４６０は、ステータ組立体４６０が入力軸５１５に固定されたとき、ステアリングギアハウジング５２０内に配置されている。入力軸５１０及び出力軸５１５は、ステアリングギアハウジング５２０を貫通して伸びている。
【００３３】
［００５１］  図１７に示したように、トルクセンサ４９５が組み立てられたとき、センサモジュール５０５は、ステアリングギアハウジング５２０の頂部分５２５に固定される。図１８に示したように、センサモジュール５０５は、位置センサ５３０を含む。通常、位置センサ５３０は、磁界の変化を検出することのできるホール効果センサである。その他の実施の形態において、磁界の変化を検出することのできるその他のセンサを使用することもできる。元の位置にあるとき、位置センサ２３０は、標的磁石３５に隣接する位置に配置される。入力軸５１０と接続したステアリングハンドルを回したとき、入力軸５１０は回転し、これにより図１９に示したように、標的磁石３３５を元の位置外に回転させる。
【００３４】
［００５２］  位置センサ５３０は、標的磁石３３５により発生された磁界の強さを検出する。標的磁石３３５が元の位置にあるとき位置センサ５３０により検出した磁界と標的磁石３３５が元の位置にないとき位置センサ５３０により検出した磁界とを比較することにより、位置センサ５３０は、標的磁石３３５が元の位置にあるときを合図する形態とされている。幾つかの実施の形態において、位置センサ５３０は、標的磁石３３５が元の位置にないことを合図する形態とされている。その他の実施の形態において、位置センサ５３０は、標的磁石３３５により発生された磁界の相対的強さに基づいて元の位置に対する標的磁石３３５の位置を合図する形態とされている。幾つかの実施の形態において、センサモジュール５０５は１つ又はより多くのトルクセンサを含む。通常、該トルクセンサは、多磁極磁石組立体５００及びステータサブ組立体４５５の磁気ステータ４５７により発生された磁界の変化を検出することのできるホール効果センサである。
【００３５】
［００５３］  １つの実施の形態において、標的磁石組立体３２０は、トルクセンサ４９５の１つの構成要素ではない。そうではなくて、標的磁石組立体３２０は、独立型位置センサの１つの構成要素であり、また、標的磁石組立体３２０をステータサブ組立体４５５に装着するのと同様の仕方にて回転軸に直接、固定される。
【００３６】
［００５４］ このように、本発明は、その他の事項のうち、３部分トルクセンサ及びセンサモジュール位置設定器を提供する。本発明の色々な特徴及び有利な効果は、以下の請求の範囲に記載されている。以下は、出願当所の請求項のきさいである。
（請求項１）
３部分のトルクセンサ組立体であって、
係合開口を含むステータ成形物と、ステータ成形物に固定した磁気ステータとを含むステータサブ組立体と、
多磁極磁石を有する磁石サブ組立体と、
センサモジュールであって、突出部の開口部を含むセンサハウジングと、ハウジングに固定したキャリアと、該キャリアに固定したトルクセンサと、該センサハウジングにより摺動可能に受け入れられたセンサモジュールの位置設定器であって、本体から伸びる突出部を含む本体を有する前記センサモジュールの位置設定器と、前記突出部の開口部により受け入れられると共に、係合開口及び偏倚部材と係合するサイズとされた前記突出部とを含む前記センサモジュールと、を備える、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項２）
請求項１に記載の３部分のトルクセンサ組立体において、
前記ステータ成形物は、第二の係合開口を含み、
前記センサハウジングは、第二の突出部の開口部を含み、
前記本体は、該本体から伸びる第二の突出部であって、突出部の開口部により受け入れられると共に、係合開口と係合するサイズとされた前記突出部を含む、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項３）
請求項２に記載の３部分のトルクセンサ組立体において、
入力軸と、ステアリングギアハウジングを貫通して伸びる出力軸とを有する前記ステアリングギアハウジングを更に備え、
前記ステータサブ組立体は、前記入力軸及び出力軸の一方に固定され、
前記磁石サブ組立体は、前記入力軸及び出力軸の他方に固定され、
前記センサモジュールは、該センサモジュールの位置設定器が係合位置にあり、該センサモジュールが前記ステアリングギアハウジングに固定されたとき、相応する係合開口と係合する突出部により前記ステータサブ組立体に対して配置される、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項４）
請求項３に記載の３部分のトルクセンサにおいて、
前記ステータサブ組立体は、圧縮嵌め、溶接及び接着剤接合の１つにより固定される、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項５）
請求項３に記載の３部分のトルクセンサにおいて、
前記磁石サブ組立体は、クリンピング及び溶接の何れか１つにより固定される、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項６）
請求項３に記載の３部分のトルクセンサにおいて、
前記ステータサブ組立体は、前記ステータ成形物に固定された標的磁石組立体であって、割り出しハブに固定した標的磁石を備える前記標的磁石組立体を更に備え、
前記センサモジュールは、前記キャリアに固定した位置センサを更に備え、
該位置センサは、前記ステータサブ組立体が元の位置にあるとき、前記標的磁石を検出する、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項７）
請求項１に記載の３部分のトルクセンサ組立体において、
前記キャリアに固定した第二のトルクセンサを更に備える、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項８）
請求項７に記載の３部分のトルクセンサ組立体において、
前記ステータ成形物は、第二の係合開口を含み、
前記第二のハウジングは、第二の突出部の開口部を含み、
前記本体は、該本体から伸びる第二の突出部であって、前記突出部の開口部により受け入れられると共に、前記係合開口と係合するサイズとされた前記第二の突出部を含む、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項９）
請求項８に記載の３部分のトルクセンサ組立体において、
入力軸と、ステアリングギアハウジングを貫通して伸びる出力軸とを有する前記ステアリングギアハウジングを更に備え、
前記ステータサブ組立体は、前記入力軸及び出力軸の一方に固定され、
前記磁石サブ組立体は、前記入力軸及び出力軸の他方に固定され、
前記センサモジュールは、該センサモジュールの位置設定器が係合位置にあり、且つ該センサモジュールが前記ステアリングギアハウジングに固定されたとき、相応する係合開口と係合する前記突出部により前記ステータサブ組立体に対して配置される、３部分のトルクセンサ組立体。
（請求項１０）
請求項９に記載の３部分のトルクセンサにおいて、
前記ステータサブ組立体は、圧縮嵌め、溶接及び接着剤接合の１つにより前記入力軸及び前記出力軸の一方に固定される、３部分のトルクセンサ。
（請求項１１）
請求項９に記載の３部分のトルクセンサにおいて、
前記磁石サブ組立体は、クリンピング及び溶接の１つにより前記入力軸及び前記出力軸の他方に固定される、３部分のトルクセンサ。
（請求項１２）
請求項９に記載の３部分のトルクセンサにおいて、
前記ステータサブ組立体は、前記ステータ成形物に固定された標的磁石組立体であって、割り出しハブに固定した標的磁石を有する前記標的磁石組立体を更に備え、
前記センサモジュールは、前記キャリアに固定した位置センサを更に備え、
該位置センサは、前記ステータサブ組立体が元の位置にあるとき、前記標的磁石を検出する、３部分のトルクセンサ。
（請求項１３）
トルクセンサ組立体の１つの構成要素として使用し得る形態とされたセンサモジュールにおいて、
センサハウジングと、
該センサハウジングに固定したキャリアと、
該キャリアに固定したトルクセンサと、
該キャリアに固定した第一のコレクタと、
該キャリアに固定した第二のコレクタとを備え、
該コレクタの各々は、第一の部分からタブまで伸びており、該タブは、トルクセンサに隣接する位置に配置される、センサモジュール。
（請求項１４）
請求項１３に記載のセンサモジュールにおいて、
前記キャリアに固定した第二のトルクセンサを更に備え、
前記コレクタの各々は、第一の部分から前記第二のトルクセンサに隣接する位置に配置された第二のタブまで伸びている、センサモジュール。
（請求項１５）
請求項１３に記載のセンサモジュールにおいて、
センサモジュールの位置設定器を更に備え、
該センサモジュールの位置設定器は、本体から伸びる突出部を含む前記本体と、偏倚部材とを備え、
前記センサハウジングは、前記突出部を受け入れるサイズとされた突出部の開口部を含む、センサモジュール。
（請求項１６）
請求項１４に記載のセンサモジュールにおいて、
センサモジュールの位置設定器を更に備え、
該センサモジュールの位置設定器は、本体から伸びる突出部を含む前記本体と、偏倚部材とを備え、
前記センサハウジングは、前記突出部を受け入れるサイズとされた突出部の開口部を含む、センサモジュール。
（請求項１７）
トルクセンサをステータサブ組立体に対して配置する方法において、
係合開口を含むステータ成形物と、該固体子成形物に固定した磁気ステータとを含むステータサブ組立体を提供するステップと、
センサモジュールを提供するステップであって、該センサモジュールは、突出部開口部を有するセンサハウジングと、該ハウジングに固定したキャリアと、該キャリアに固定したトルクセンサと、センサハウジングにより摺動可能に受け入れられたセンサモジュールの位置設定器であって、本体から伸びる突出部を含む前記本体を有する前記センサモジュールの位置設定器と、突出部の開口部により受け入れられると共に、係合開口及び偏倚部材と係合するサイズとされた突出部とを含む、前記センサモジュールを提供するステップと、
入力軸と、ステアリングギアハウジングを貫通して伸びる出力軸とを有する前記ステアリングギアハウジングを提供するステップと、
ステータサブ組立体を入力軸及び出力軸の一方に固定するステップと、
突出部が突出部の開口と係合する位置である、係合位置までセンサモジュールの位置設定器を伸ばすことにより、センサモジュールをステータサブ組立体に対して配置するステップと、
前記センサモジュールを前記ステアリングギアハウジングに固定するステップとを備える、方法。
【符号の説明】
【００３７】
２０      トルクセンサ組立体
２５      ステータサブ組立体
３０      磁石組立体
３５      センサモジュール
４０      リング形状のハブ
４５      多磁極磁石
５０      タブ
５５      頂面５５
６０      多磁極磁石の磁極
６５      ステータ成形物
７０      第一のステータ
７５      第二のステータ
８０      ステータヨーク
８５      第一のステータの磁気指状体
８７      第二のステータの磁気指状体
９０      リング形状の基部
９２      リング形状の基部
９５      基部の内周
９７      基部の内周
１００    空隙
１０２    空隙
１０５    ステータ成形物の穴
１１０    ステータ成形物の第一の端部
１１５    ステータヨークの外面
１２０    ステータ成形物の内面
１２５    ステータ成形物の係合開口
１３０    ステータ成形物の外面
１３５    標的磁石組立体
１４０    割り出しハブ
１４５    標的磁石
１５０    割り出しハブの内面
１５５    ステータ成形物の第二の外面
【図１】
0005547027.tif 000002
【図２】
0005547027.tif 000003
【図３】
0005547027.tif 000004
【図４】
0005547027.tif 000005
【図５】
0005547027.tif 000006
【図６】
0005547027.tif 000007
【図７】
0005547027.tif 000008
【図８】
0005547027.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005547027.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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