(57)【要約】【課題】センサハウジングに大きな熱応力が生じることを抑制することが可能なトルク検出装置、および同装置を備えるステアリング装置を提供する。【解決手段】トルク検出装置は、非磁性樹脂により環状に形成される集磁ホルダ６０、集磁ホルダ６０に保持される第１集磁リング５１および第２集磁リング５４を有する環状の集磁ユニット５０と、集磁ユニット５０の外周側に流し込まれた樹脂により集磁ユニット５０と一体に成形されるセンサハウジング７０とを有する。センサハウジング７０は、樹脂材料に磁性粉末としてフェライト粉末が添加された磁性樹脂により形成される。【選択図】図３
2014092452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、
前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、
非磁性樹脂により環状に形成されて前記磁気ヨークを囲む集磁ホルダ、および前記集磁ホルダの内周側に保持されて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リングを有する環状の集磁ユニットと、
前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、
樹脂材料に磁性粉末が添加された磁性樹脂が前記集磁ホルダの外周側に流し込まれることにより前記集磁ホルダの外周面に密着した状態で前記集磁ユニットと一体に成形されるセンサハウジングと
を備えるトルク検出装置。
【請求項２】
永久磁石と、
前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、
非磁性樹脂により環状に形成されて前記磁気ヨークを囲む集磁ホルダ、および前記集磁ホルダの内周側に保持されて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リングを有する環状の集磁ユニットと、
前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、
樹脂材料に磁性粉末が添加された磁性樹脂が前記集磁ホルダの外周側に流し込まれることにより前記集磁ホルダの外周面に密着した状態で前記集磁ユニットと一体に成形されるカバー部品と、
前記カバー部品の外周側に流し込まれた樹脂により前記カバー部品と一体に成形されるセンサハウジングと
を備えるトルク検出装置。
【請求項３】
前記集磁ホルダは、前記磁気ヨークを囲む環状のホルダ本体と、前記ホルダ本体から外側に向けて突出する保持部分とを有し、
前記集磁リングは、前記ホルダ本体よりも外側に突出して前記磁気センサと対向する集磁突起を有し、
前記集磁突起は、前記保持部分内に収容される
請求項１または２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のトルク検出装置を備えるステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヨークからの磁束を集める集磁ユニットを有するトルク検出装置、および同装置を備えるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルク検出装置は、集磁リング、リングホルダ、および磁気シールドを有する集磁ユニットと、集磁ユニットを保持するセンサハウジングとを有する。このトルク検出装置は、センサハウジングに形成された挿入孔内に集磁ユニットが挿入された状態で集磁ユニットがセンサハウジングに固定された構成を有する。なお、特許文献１は、従来のトルク検出装置の一例を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトルク検出装置は、集磁ユニットとハウジングとの間から装置内部に水が侵入するおそれがある。そこで、トルク検出装置の防水性を高めるために、図８に示されるように、集磁ユニット２１０の外周側に樹脂を流し込むことにより、センサハウジング２２０を集磁ユニット２１０と一体に成形する構成のトルク検出装置２００が考えられる。
【０００５】
集磁ユニット２１０は、集磁ホルダ２１１、集磁リング２１２、および磁気シールド２１３を有する。集磁ユニット２１０は、集磁ホルダ２１１の内周面２１１Ｘに集磁リング２１２が取り付けられ、集磁ホルダ２１１の外周面２１１Ｙに磁気シールド２１３が取り付けられる構成を有する。
【０００６】
磁気シールド２１３は、金属板により形成される。磁気シールド２１３は、平面視においてＣ字形状を有する。磁気シールド２１３は、内周面２１３Ｘにおいて集磁ホルダ２１１の外周面２１１Ｙと接触する。
【０００７】
センサハウジング２２０は、集磁ホルダ２１１および磁気シールド２１３に密着する。センサハウジング２２０においては、内面２２１が磁気シールド２１３の外周面２１３Ｙおよび磁気シールド２１３のシールド端部２１３Ａの角部分２１３Ｂに接触する。
【０００８】
トルク検出装置２００においては、センサハウジング２２０の線膨張係数が磁気シールド２１３の線膨張係数よりも大きい。このため、トルク検出装置２００の温度変化にともなうセンサハウジング２２０の熱膨張量が磁気シールド２１３の熱膨張量よりも多く、センサハウジング２２０の熱収縮量が磁気シールド２１３の熱収縮量よりも多い。
【０００９】
このため、磁気シールド２１３のシールド端部２１３Ａの角部分２１３Ｂは、トルク検出装置２００の温度変化にともないセンサハウジング２２０の内面２２１に押し付けられる。したがって、トルク検出装置２００の温度変化にともないセンサハウジング２２０に大きな熱応力が生じる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、センサハウジングに大きな熱応力が生じることを抑制することが可能なトルク検出装置、および同装置を備えるステアリング装置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】
第１の手段は、「永久磁石と、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、非磁性樹脂により環状に形成されて前記磁気ヨークを囲む集磁ホルダ、および前記集磁ホルダの内周側に保持されて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リングを有する環状の集磁ユニットと、前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、樹脂材料に磁性粉末が添加された磁性樹脂が前記集磁ホルダの外周側に流し込まれることにより前記集磁ホルダの外周面に密着した状態で前記集磁ユニットと一体に成形されるセンサハウジングとを備えるトルク検出装置」を有する。
【００１２】
上記トルク検出装置においては、集磁ホルダの外周面にセンサハウジングが密着する。すなわち集磁ホルダとセンサハウジングとの間に磁気シールドが存在しない。このため、センサハウジングの線膨張係数が磁気シールドの線膨張係数よりも大きいことに起因してセンサハウジングに熱応力が生じることが回避される。また、センサハウジングおよび集磁ホルダはともに樹脂成形されるため、センサハウジングの線膨張係数と集磁ホルダの線膨張係数との差は、センサハウジングの線膨張係数と磁気シールドの線膨張係数との差よりも小さい。したがって、トルク検出装置の温度変化にともないセンサハウジングに大きな熱応力が生じることが抑制される。
【００１３】
第２の手段は、「永久磁石と、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、非磁性樹脂により環状に形成されて前記磁気ヨークを囲む集磁ホルダ、および前記集磁ホルダの内周側に保持されて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リングを有する環状の集磁ユニットと、前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、樹脂材料に磁性粉末が添加された磁性樹脂が前記集磁ホルダの外周側に流し込まれることにより前記集磁ホルダの外周面に密着した状態で前記集磁ユニットと一体に成形されるカバー部品と、前記カバー部品の外周側に流し込まれた樹脂により前記カバー部品と一体に成形されるセンサハウジングとを備えるトルク検出装置」を有する。
【００１４】
上記トルク検出装置においては、集磁ホルダの外周面にカバー部品が密着する。すなわち集磁ホルダとセンサハウジング（カバー部品）との間に磁気シールドが存在しない。このため、センサハウジングの線膨張係数が磁気シールドの線膨張係数よりも大きいことに起因してセンサハウジングに熱応力が生じることが回避される。また、センサハウジングおよび集磁ホルダはともに樹脂成形されるため、センサハウジングの線膨張係数と集磁ホルダの線膨張係数との差は、センサハウジングの線膨張係数と磁気シールドの線膨張係数との差よりも小さい。したがって、トルク検出装置の温度変化にともないセンサハウジングに大きな熱応力が生じることが抑制される。
【００１５】
上記手段の一形態は、「前記集磁ホルダは、前記磁気ヨークを囲む環状のホルダ本体と、前記ホルダ本体から外側に向けて突出する保持部分とを有し、前記集磁リングは、前記ホルダ本体よりも外側に突出して前記磁気センサと対向する集磁突起を有し、前記集磁突起は前記保持部分内に収容されるトルク検出装置」を有する。
【００１６】
上記トルク検出装置においては、集磁突起が保持部分内に収容されるため、センサハウジングと集磁突起とが接触することが抑制される。このため、集磁突起と磁気センサとの間の磁束がセンサハウジングに流れることが抑制される。したがって、磁気センサの磁束密度の検出精度の低下が抑制される。
【００１７】
上記手段の一形態は、「前記トルク検出装置を備えるステアリング装置」を有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、センサハウジングに大きな熱応力が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態のステアリング装置の構成を示す構成図。
【図２】実施形態のトルク検出装置の分解斜視構造を示す斜視図。
【図３】実施形態のトルク検出装置の断面構造を示す断面図。
【図４】実施形態の集磁ユニットの斜視構造を示す斜視図。
【図５】実施形態のトルク検出装置における永久磁石と、各磁気ヨークおよび各集磁リングとの位置関係を示す展開図。
【図６】その他の実施形態のセンサユニットの斜視図であり、（ａ）はセンサユニットの斜視構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域の拡大構造を示す斜視図。
【図７】その他の実施形態のセンサユニットの断面図であり、（ａ）は径方向に平行する平面の断面構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＺ７−Ｚ７平面の断面構造を示す断面図。
【図８】比較例のトルク検出装置の一部分の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照して、ステアリング装置１の構成について説明する。
ステアリング装置１は、ステアリング装置本体１０、アシスト装置２０、およびトルク検出装置３０を有する。ステアリング装置１は、アシスト装置２０によりステアリングホイール２の操作をアシストするデュアルピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
【００２１】
ステアリング装置本体１０は、コラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、ピニオンシャフト１３、ラックシャフト１４、ラックアンドピニオン機構１５、２個のタイロッド１６、およびラックハウジング１７を有する。ステアリング装置本体１０は、ステアリングホイール２の回転にともないコラムシャフト１１、インターミディエイトシャフト１２、およびピニオンシャフト１３を一体に回転させる。ステアリング装置本体１０は、ピニオンシャフト１３の回転によりラックシャフト１４を長手方向において往復動させる。ステアリング装置本体１０は、ラックシャフト１４を往復動させることにより、転舵輪３の転舵角を変化させる。
【００２２】
ピニオンシャフト１３は、第１シャフト１３Ａ、第２シャフト１３Ｂ、およびトーションバー１３Ｄを有する。ピニオンシャフト１３は、トーションバー１３Ｄが第１シャフト１３Ａおよび第２シャフト１３Ｂを連結する構成を有する。
【００２３】
第１シャフト１３Ａは、インターミディエイトシャフト１２に連結される。第１シャフト１３Ａは、インターミディエイトシャフト１２と一体に回転する。
第２シャフト１３Ｂは、ピニオンギヤ１３Ｃを有する。第２シャフト１３Ｂは、ピニオンギヤ１３Ｃにおいてラックシャフト１４の第１ラックギヤ１４Ａと噛み合う。
【００２４】
ラックシャフト１４は、第１ラックギヤ１４Ａおよび第２ラックギヤ１４Ｂを有する。第１ラックギヤ１４Ａは、ラックシャフト１４の長手方向の所定範囲にわたり形成された複数のラック歯を有する。第２ラックギヤ１４Ｂは、ラックシャフト１４の長手方向において第１ラックギヤ１４Ａと離間した部分に形成される。第２ラックギヤ１４Ｂは、ラックシャフト１４の長手方向の所定範囲にわたり形成された複数のラック歯を有する。
【００２５】
ラックアンドピニオン機構１５は、ピニオンシャフト１３のピニオンギヤ１３Ｃおよびラックシャフト１４の第１ラックギヤ１４Ａを有する。ラックアンドピニオン機構１５は、ピニオンシャフト１３の回転をラックシャフト１４の往復動に変換する。
【００２６】
ラックハウジング１７は、ラックシャフト１４の形状に対応した筒形状を有する。ラックハウジング１７は、その内部空間において、ピニオンシャフト１３、ラックシャフト１４、およびタイロッド１６の一部分を収容する。
【００２７】
アシスト装置２０は、アシストモータ２１、ウォームシャフト２２、ウォームホイール２３、およびピニオンシャフト２４を有する。アシスト装置２０は、以下の接続構成を有する。すなわち、アシストモータ２１の出力軸はウォームシャフト２２に連結される。ウォームシャフト２２はウォームホイール２３と噛み合う。ウォームホイール２３はピニオンシャフト２４に固定される。ピニオンシャフト２４のピニオンギヤ２４Ａは第２ラックギヤ１４Ｂと噛み合う。アシスト装置２０は、アシストモータ２１がウォームシャフト２２およびウォームホイール２３を介して減速させた状態でピニオンシャフト２４を回転させることにより、ラックシャフト１４の長手方向に作用する力をラックシャフト１４に付与する。
【００２８】
トルク検出装置３０は、ピニオンシャフト１３の周囲に位置する。トルク検出装置３０は、ラックハウジング１７の固定部品１７Ａに固定される。トルク検出装置３０は、ピニオンシャフト１３に付与されたトルクを検出する。
【００２９】
図２および図３を参照して、トルク検出装置３０の構成について説明する。なお、図２においては、回路ユニット８０を省略したセンサユニット４０を示している。
ここで、トルク検出装置３０に関する各方向として、「軸方向ＺＡ」、「上方向ＺＡ１」、「下方向ＺＡ２」、「径方向ＺＢ」、「内方向ＺＢ１」、「外方向ＺＢ２」、および「周方向ＺＣ」を定義する。
【００３０】
周方向ＺＣは、ピニオンシャフト１３（図３参照）の回転中心軸回りの方向を示す。
軸方向ＺＡは、ピニオンシャフト１３の回転中心軸に沿う方向を示す。軸方向ＺＡは、互いに反対の方向を示す上方向ＺＡ１および下方向ＺＡ２により規定される。上方向ＺＡ１は、第２シャフト１３Ｂおよび第１シャフト１３Ａ（ともに図３参照）の順に通過する方向を示す。下方向ＺＡ２は、第１シャフト１３Ａおよび第２シャフト１３Ｂの順に通過する方向を示す。
【００３１】
径方向ＺＢは、軸方向ＺＡの法線方向を示す。径方向ＺＢは、互いに反対の方向を示す内方向ＺＢ１および外方向ＺＢ２により規定される。内方向ＺＢ１は、ピニオンシャフト１３の回転中心軸に接近する方向を示す。外方向ＺＢ２は、ピニオンシャフト１３の回転中心軸から離間する方向を示す。
【００３２】
図２に示されるように、トルク検出装置３０は、センサユニット４０、磁石ユニット９０、および磁気ヨークユニット１００を有する。トルク検出装置３０は、磁石ユニット９０および磁気ヨークユニット１００がセンサユニット４０の内部空間７８内に収容される構成を有する。
【００３３】
図３に示されるように、トルク検出装置３０は、オイルシール３１によりトルク検出装置３０と第１シャフト１３Ａとの隙間が封止される。トルク検出装置３０は、Ｏリング３２によりトルク検出装置３０とラックハウジング１７の固定部品１７Ａとの隙間が封止される。
【００３４】
磁石ユニット９０は、第１シャフト１３Ａに固定される。磁石ユニット９０は、永久磁石９１およびコア９２を有する。磁石ユニット９０は、永久磁石９１およびコア９２が互いに結合された集合体として構成される。
【００３５】
永久磁石９１は、円筒形状を有する。永久磁石９１は、周方向ＺＣにおいてＮ極およびＳ極が隣り合う（図２参照）。永久磁石９１は、第１シャフト１３Ａの周囲に磁界を形成する。
【００３６】
コア９２は、永久磁石９１の内周面に固定される。コア９２は、第１シャフト１３Ａの外周面に圧入される。コア９２は、永久磁石９１の磁束がコア９２よりも内方向ＺＢ１に漏洩することを抑制する。
【００３７】
磁気ヨークユニット１００は、磁石ユニット９０を取り囲む。磁気ヨークユニット１００は、第２シャフト１３Ｂに固定される。磁気ヨークユニット１００は、第１磁気ヨーク１０１、第２磁気ヨーク１０２、ヨークホルダ１０３、および中間部品１０４を有する。
【００３８】
ヨークホルダ１０３は、第１磁気ヨーク１０１および第２磁気ヨーク１０２と一体に樹脂成形される。ヨークホルダ１０３は、円環形状を有する。ヨークホルダ１０３は、中間部品１０４を介して第２シャフト１３Ｂに固定される。
【００３９】
第１磁気ヨーク１０１は、円環形状を有する。第１磁気ヨーク１０１は、ヨークホルダ１０３の上方向ＺＡ１の部分に位置する。第１磁気ヨーク１０１は、複数の歯部１０１Ａおよび複数の接続部分１０１Ｂ（図５参照）を有する。第１磁気ヨーク１０１においては、歯部１０１Ａが下方向ＺＡ２に向かうにつれて先細りとなるテーパ形状を有する（図５参照）。第１磁気ヨーク１０１は、周方向ＺＣにおいて隣り合う歯部１０１Ａが接続部分１０１Ｂにより互いに接続される構成を有する（図５参照）。第１磁気ヨーク１０１は、永久磁石９１の磁束を受ける。第１磁気ヨーク１０１は、トーションバー１３Ｄのねじれにともない永久磁石９１との相対的な位置が変化する。
【００４０】
第２磁気ヨーク１０２は、円環形状を有する。第２磁気ヨーク１０２は、ヨークホルダ１０３の軸方向ＺＡの中間部分に位置する。第２磁気ヨーク１０２は、複数の歯部１０２Ａおよび複数の接続部分１０２Ｂ（図５参照）を有する。第２磁気ヨーク１０２においては、歯部１０２Ａが上方向ＺＡ１に向かうにつれて先細りとなるテーパ形状を有する（図５参照）。第２磁気ヨーク１０２は、周方向ＺＣにおいて隣り合う歯部１０２Ａが接続部分１０２Ｂにより互いに接続される構成を有する（図５参照）。第２磁気ヨーク１０２においては、周方向ＺＣにおいて隣り合う歯部１０１Ａの間に歯部１０２Ａが位置する（図５参照）。第２磁気ヨーク１０２は、永久磁石９１の磁束を受ける。第２磁気ヨーク１０２は、トーションバー１３Ｄのねじれにともない永久磁石９１との相対的な位置が変化する。
【００４１】
センサユニット４０は、第１ボルト（図示略）によりラックハウジング１７の固定部品１７Ａに固定される。センサユニット４０は、２個の磁気センサ４１としてのホールＩＣ、集磁ユニット５０、センサハウジング７０、および回路ユニット８０を有する。
【００４２】
集磁ユニット５０は、磁石ユニット９０および磁気ヨークユニット１００を取り囲む円環形状を有する。集磁ユニット５０は、第１集磁リング５１、第２集磁リング５４、および集磁ホルダ６０を有する。集磁ユニット５０は、磁気ヨークユニット１００の磁束を集め、磁気センサ４１に向けて磁束を流す。
【００４３】
２個の磁気センサ４１は、周方向ＺＣにおいて隣り合う。磁気センサ４１は、永久磁石９１、各磁気ヨーク１０１，１０２、および各集磁リング５１，５４により形成された磁気回路（以下、「磁気回路ＭＣ」）の磁束を検出する。磁気センサ４１は、磁気回路ＭＣの磁束密度に応じた電圧を出力する。磁気センサ４１の出力電圧は、回路ユニット８０を介してステアリング装置１（図１参照）の制御装置（図示略）に送信される。
【００４４】
回路ユニット８０は、回路基板８１および支持部品８２を有する。回路基板８１は、支持部品８２の内面に固定される。回路基板８１においては、２個の磁気センサ４１が接続される。
【００４５】
センサハウジング７０は、集磁ユニット５０の外周側に成形樹脂を流し込むことにより集磁ユニット５０と一体に成形される。センサハウジング７０は、成形樹脂として磁性樹脂が用いられる。磁性樹脂は、樹脂材料に磁性粉末であるフェライト粉末が添加されることにより形成される。磁性樹脂において、磁性樹脂全体の重量に対するフェライト粉末の重量の割合は、トルク検出装置３０の外部磁界によりセンサハウジング７０が磁気飽和しないような値に設定される。この磁性樹脂全体の重量に対するフェライト粉末の重量の割合は、試験およびシミュレーション等により予め設定される。センサハウジング７０は、センサハウジング７０内に水が侵入することを抑制する機能と、トルク検出装置３０の外部磁界による磁気回路ＭＣへの影響を低減する機能とを有する。
【００４６】
センサハウジング７０は、ハウジング本体７１、基板取付部分７６（図２参照）、および装置取付部分７７（図２参照）、を有する。センサハウジング７０は、同一の材料によりハウジング本体７１、基板取付部分７６、および装置取付部分７７が一体に形成された構成を有する。
【００４７】
ハウジング本体７１は、軸方向ＺＡにおいてハウジング本体７１を貫通する内部空間７８を有する円筒形状に形成される。ハウジング本体７１は、基礎部分７２、集磁収容部分７３、集磁カバー部分７４、および側面開口部分７５を有する。ハウジング本体７１の軸方向ＺＡの寸法は、集磁ユニット５０の軸方向ＺＡの寸法よりも大きい。
【００４８】
基礎部分７２は、集磁収容部分７３および集磁カバー部分７４よりも下方向ＺＡ２に位置する。基礎部分７２は、集磁ユニット５０よりも下方向ＺＡ２に位置する。基礎部分７２は、下端部においてラックハウジング１７の固定部品１７Ａと接触した状態で固定部品１７Ａを取り囲む。
【００４９】
集磁収容部分７３は、集磁ユニット５０、磁石ユニット９０、および磁気ヨークユニット１００を収容する。集磁収容部分７３は、内面７１Ｘが集磁ホルダ６０の外周面６０Ｙと密着した状態で集磁ユニット５０を保持する。
【００５０】
集磁カバー部分７４は、集磁収容部分７３（集磁ユニット５０）よりも上方向ＺＡ１に位置する。集磁カバー部分７４は、集磁収容部分７３の上端部から上方向ＺＡ１に向かうにつれて内方向ＺＢ１に傾斜する傾斜部分７４Ａと、傾斜部分７４Ａから上方向ＺＡ１に延びる円筒部分７４Ｂとを有する。集磁カバー部分７４は、傾斜部分７４Ａにおいて集磁ユニット５０を上方向ＺＡ１から覆う。集磁カバー部分７４は、円筒部分７４Ｂにおいてオイルシール３１が取り付けられる。
【００５１】
側面開口部分７５は、集磁収容部分７３の周方向ＺＣの一部分において集磁収容部分７３を径方向ＺＢに貫通する。側面開口部分７５においては、集磁ホルダ６０の保持部分６２が挿入される。
【００５２】
図２に示されるように、基板取付部分７６は、センサハウジング７０の平面視において側面開口部分７５の両側に位置する。基板取付部分７６は、第２ボルト（図示略）が挿入される挿入穴を有する。基板取付部分７６においては、回路ユニット８０の支持部品８２（図３参照）が取り付けられる。
【００５３】
装置取付部分７７は、センサハウジング７０の平面視において、ハウジング本体７１の基礎部分７２の長手方向の両端部に位置する。装置取付部分７７は、第１ボルトが挿入される貫通孔を有する。
【００５４】
図４を参照して、集磁ユニット５０の詳細な構成について説明する。
集磁ユニット５０は、第１集磁リング５１、第２集磁リング５４、および集磁ホルダ６０が一体に成形された構成を有する。集磁ユニット５０は、第１集磁リング５１が集磁ホルダ６０の上方向ＺＡ１の部分に位置する構成を有する。集磁ユニット５０は、第２集磁リング５４が集磁ホルダ６０の下方向ＺＡ２の部分に位置する構成を有する。集磁ユニット５０は、各集磁リング５１，５４が集磁ホルダ６０の内周面６０Ｘと面一となる構成を有する。
【００５５】
第１集磁リング５１は、金属製の長板を折り曲げることにより形成される。第１集磁リング５１は、径方向ＺＢにおいて第１磁気ヨーク１０１（図３参照）の外周部分と隙間を介して対向する。第１集磁リング５１は、リング本体５２および２個の集磁突起５３を有する。
【００５６】
リング本体５２は、隙間を有する円環形状を有する。
集磁突起５３は、周方向ＺＣにおいて隣り合う。集磁突起５３は、リング本体５２の下端部分から外方向ＺＢ２に向けて折り曲げられた形状を有する。集磁突起５３は、軸方向ＺＡにおいて磁気センサ４１（図３参照）の上面と対向する。
【００５７】
第２集磁リング５４は、第１集磁リング５１と同一材料の長板を折り曲げることにより形成される。第２集磁リング５４は、径方向ＺＢにおいて第２磁気ヨーク１０２（図３参照）の外周部分と隙間を介して対向する。第２集磁リング５４は、リング本体５５および２個の集磁突起５６を有する。
【００５８】
リング本体５５は、隙間を有する円環形状を有する。リング本体５５は、リング本体５２と同一の形状を有する。
集磁突起５６は、周方向ＺＣにおいて隣り合う。集磁突起５６は、リング本体５５の上端部分から外方向ＺＢ２に向けて折り曲げられた形状を有する。集磁突起５６は、軸方向ＺＡにおいて磁気センサ４１の下面と対向する。
【００５９】
集磁ホルダ６０は、センサハウジング７０の基材となる樹脂材料と同一の樹脂材料により形成される。集磁ホルダ６０は、樹脂材料として非磁性樹脂が用いられる。集磁ホルダ６０は、磁石ユニット９０および磁気ヨークユニット１００（ともに図３参照）を収容する内部空間を有する。集磁ホルダ６０は、ホルダ本体６１および保持部分６２を有する。集磁ホルダ６０は、同一の材料によりホルダ本体６１および保持部分６２が一体に成形された構成を有する。集磁ホルダ６０は各集磁リング５１，５４と一体に樹脂成形される。
【００６０】
ホルダ本体６１は、軸方向ＺＡの両側が開口した円環形状を有する。ホルダ本体６１は、各集磁リング５１，５４のリング本体５２，５５と密着した状態で各集磁リング５１，５４を保持する。
【００６１】
保持部分６２は、ホルダ本体６１から外方向ＺＢ２に延びる。保持部分６２は、円筒形状を有する。保持部分６２は、突起保持部分６３、基板支持部分６４、および内部空間６５を有する。保持部分６２は、内部空間６５において各集磁リング５１，５４の集磁突起５３，５６および磁気センサ４１を収容する。保持部分６２は、突起保持部分６３において各集磁リング５１，５４の集磁突起５３，５６と密着した状態で各集磁突起５３，５６を保持する。保持部分６２は、基板支持部分６４において回路ユニット８０の支持部品８２（図３参照）を支持する。
【００６２】
図３を参照して、トルク検出装置３０の作用について説明する。
トルク検出装置３０は、センサハウジング７０が磁性樹脂により形成される。このため、センサハウジング７０は、トルク検出装置３０の外部磁界が磁気回路ＭＣに影響を及ぼすことを抑制する機能を有する。このため、トルク検出装置３０は、図８に示されるトルク検出装置２００のような磁気シールド２１３を省略することができる。したがって、トルク検出装置２００のようにセンサハウジング２２０の線膨張係数が磁気シールド２１３の線膨張係数よりも大きいことに起因して磁気シールド２１３のシールド端部２１３Ａがセンサハウジング２２０の内面２２１を押し付けることが回避される。
【００６３】
センサハウジング７０が磁性樹脂に形成されるため、集磁ホルダ６０の線膨張係数とセンサハウジング７０の線膨張係数との差は、トルク検出装置２００のセンサハウジング２２０の線膨張係数と磁気シールド２１３の線膨張係数との差よりも小さい。特に、本実施形態のセンサハウジング７０は、磁性樹脂の基材となる樹脂材料が集磁ホルダ６０の樹脂材料と同一である。このため、集磁ホルダ６０の線膨張係数とセンサハウジング７０の線膨張係数との差がより小さくなる。したがって、センサハウジング７０の線膨張係数と集磁ホルダ６０の線膨張係数との違いに起因してセンサハウジング７０に大きな熱応力が生じることが抑制される。
【００６４】
図５を参照して、トルク検出装置３０の磁束密度の検出について説明する。
図５（ａ）は、第１シャフト１３Ａおよび第２シャフト１３Ｂ（ともに図１参照）の間にトルクが付与されていない状態（以下、「中立状態」）を示す。図５（ｂ）は、第１シャフト１３Ａおよび第２シャフト１３Ｂの間に右回り方向のトルクが付与された状態（以下、「右回転状態」）を示す。図５（ｃ）は、第１シャフト１３Ａおよび第２シャフト１３Ｂの間に左回り方向のトルクが付与された状態（以下、「左回転状態」）を示す。
【００６５】
各磁気ヨーク１０１，１０２と永久磁石９１との関係として、「第１Ｎ極対向面積」、「第１Ｓ極対向面積」、「第２Ｎ極対向面積」、および「第２Ｓ極対向面積」を定義する。第１Ｎ極対向面積は第１磁気ヨーク１０１と永久磁石９１のＮ極との対向面積を示す。第１Ｓ極対向面積は第１磁気ヨーク１０１と永久磁石９１のＳ極との対向面積を示す。第２Ｎ極対向面積は第２磁気ヨーク１０２と永久磁石９１のＮ極との対向面積を示す。第２Ｓ極対向面積は第２磁気ヨーク１０２と永久磁石９１のＳ極との対向面積を示す。
【００６６】
図５（ａ）に示されるように、中立状態においては、各磁気ヨーク１０１，１０２の歯部１０１Ａ，１０２Ａの先端部分が永久磁石９１のＮ極とＳ極との境界部分に位置する。このとき、第１Ｎ極対向面積と第１Ｓ極対向面積とが互いに等しい。また、第２Ｎ極対向面積と第２Ｓ極対向面積とが互いに等しい。これにより、第１集磁リング５１の集磁突起５３と第２集磁リング５４の集磁突起５６との間に磁束が生じない。このため、磁気センサ４１の出力電圧は「０」を示す。
【００６７】
図５（ｂ）に示されるように、右回転状態においては、中立状態からトーションバー１３Ｄ（図１参照）にねじれが生じるため、各磁気ヨーク１０１，１０２と永久磁石９１との相対的な位置が変化する。これにより、第１Ｎ極対向面積が第１Ｓ極対向面積よりも大きくなる。また、第２Ｎ極対向面積が第２Ｓ極対向面積よりも小さくなる。このため、永久磁石９１のＮ極から第１磁気ヨーク１０１に入る磁束量が第１磁気ヨーク１０１から永久磁石９１のＳ極に向けて出る磁束量よりも多い。また、永久磁石９１のＮ極から第２磁気ヨーク１０２に入る磁束量が第２磁気ヨーク１０２から永久磁石９１のＳ極に向けて出る磁束量よりも少ない。このため、第１集磁リング５１の集磁突起５３から第２集磁リング５４の集磁突起５６に磁束が流れる。磁気センサ４１は、この磁束に応じた電圧を出力する。
【００６８】
図５（ｃ）に示されるように、左回転状態においては、右回転状態とは逆方向のトーションバー１３Ｄのねじれが生じるため、各磁気ヨーク１０１，１０２と永久磁石９１との相対的な位置が右回転状態のときとは逆方向に変化する。これにより、第１Ｎ極対向面積が第１Ｓ極対向面積よりも小さくなる。また、第２Ｎ極対向面積が第２Ｓ極対向面積よりも大きくなる。このため、永久磁石９１のＮ極から第１磁気ヨーク１０１に入る磁束量が第１磁気ヨーク１０１から永久磁石９１のＳ極に向けて出る磁束量よりも少ない。また、永久磁石９１のＮ極から第２磁気ヨーク１０２に入る磁束量が第２磁気ヨーク１０２から永久磁石９１のＳ極に入る磁束量よりも多い。このため、第２集磁リング５４の集磁突起５６から第１集磁リング５１の集磁突起５３に磁束が流れる。磁気センサ４１は、この磁束に応じた電圧を出力する。
【００６９】
本実施形態のステアリング装置１は以下の効果を奏する。
（１）トルク検出装置３０は、磁性樹脂により成形されたセンサハウジング７０を有する。この構成によれば、センサハウジング７０によりトルク検出装置３０の外部磁界が磁気回路ＭＣに影響を及ぼすことが抑制されるため、図８に示されるようなトルク検出装置２００の磁気シールド２１３を省略することができる。したがって、センサハウジング７０に大きな熱応力が生じることが抑制される。
【００７０】
（２）トルク検出装置３０は、集磁ホルダ６０の保持部分６２内に各集磁リング５１，５４の集磁突起５３，５６を収容する。この構成によれば、センサハウジング７０と各集磁突起５３，５６との接触が抑制される。このため、各集磁突起５３，５６と磁気センサ４１との間の磁束がセンサハウジング７０に流れることが抑制される。したがって、磁気センサ４１の磁束密度の検出精度の低下が抑制される。
【００７１】
（３）トルク検出装置３０は、集磁ホルダ６０および各集磁リング５１，５４が一体に樹脂成形される構成を有する。この構成によれば、各集磁突起５３，５６が保持部分６２の突起保持部分６３に密着する。このため、センサハウジング７０の成形時において保持部分６２に対する各集磁突起５３，５６の位置が変化することが抑制される。したがって、各集磁突起５３，５６と磁気センサ４１との相対位置の位置精度の低下が抑制される。
【００７２】
（４）トルク検出装置３０においては、集磁ホルダ６０の保持部分６２が回路ユニット８０の支持部品８２を支持する基板支持部分６４を有する。この構成によれば、保持部分６２により各集磁突起５３，５６と回路基板８１との相対位置が決められる。このため、基板支持部分６４が保持部分６２とは個別に形成されると仮定した構成と比較して、各集磁突起５３，５６と回路基板８１との相対位置の位置精度が向上する。したがって、各集磁突起５３，５６と回路基板８１に取り付けられた磁気センサ４１との相対位置の位置精度が向上する。
【００７３】
（５）センサハウジング７０は、ハウジング本体７１において基礎部分７２が集磁ユニット５０よりも下方向ＺＡ２に位置し、集磁カバー部分７４が集磁ユニット５０よりも上方向ＺＡ１に位置する構成を有する。この構成によれば、トルク検出装置３０の外部磁界が集磁ユニット５０の上方向ＺＡ１および下方向ＺＡ２から磁気回路ＭＣに影響を及ぼすことが抑制される。
【００７４】
本ステアリング装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本ステアリング装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
【００７５】
・実施形態のセンサユニット４０は、センサハウジング７０の側面開口部分７５に集磁ホルダ６０の保持部分６２が挿入される構成を有する。ただし、センサユニット４０の構成は上記実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のセンサユニット４０は、図６に示される構成を有する。すなわち、センサハウジング７０は、保持カバー部分７９を有する。保持カバー部分７９は、側面開口部分７５から外方向ＺＢ２に延びる。保持カバー部分７９は、保持部分６２の外周面の全周にわたり密着する。
【００７６】
この構成によれば、トルク検出装置３０の外部磁界が磁気回路ＭＣにおいて各集磁突起５３，５６（図６（ｂ）参照）と磁気センサ４１（図３参照）との間の部分に影響を及ぼすことが抑制される。
【００７７】
・実施形態のセンサユニット４０は、磁性樹脂により成形されるセンサハウジング７０が集磁ホルダ６０の外周面６０Ｙに密着する構成を有する。ただし、センサユニット４０の構成は上記実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のセンサユニット４０は、図７に示される構成を有する。すなわち、変形例のセンサユニット４０は、カバー部品１１０を有する。カバー部品１１０は、集磁ユニット５０の外周側に成形樹脂を流し込むことにより集磁ユニット５０と一体に成形される。カバー部品１１０は、成形樹脂として磁性樹脂が用いられる。磁性樹脂は、集磁ホルダ６０と同一の樹脂材料を基材としてフェライト粉末が樹脂材料に添加されることにより形成される。カバー部品１１０は、トルク検出装置３０の外部磁界による磁気回路ＭＣへの影響を低減する機能を有する。
【００７８】
カバー部品１１０は、図７（ａ）に示されるように、内周面１１０Ｘにおいて集磁ホルダ６０のホルダ本体６１の外周面６０Ｙの全周にわたり密着する。図７（ｂ）に示されるように、カバー部品１１０の軸方向ＺＡの寸法は、集磁ホルダ６０の軸方向ＺＡの寸法と等しい。
【００７９】
センサハウジング７０は、非磁性樹脂により成形される。センサハウジング７０は、カバー部品１１０の基材となる樹脂材料と同一の樹脂材料が用いられる。センサハウジング７０は、集磁収容部分７３の内面７１Ｘにおいてカバー部品１１０の外周面１１０Ｙと密着する。
【００８０】
センサユニット４０の製造方法は、集磁ユニット成形工程、カバー部品成形工程、およびハウジング成形工程を有する。集磁ユニット成形工程において、集磁ホルダ６０と各集磁リング５１，５４が一体に樹脂成形されることにより集磁ユニット５０が製造される。カバー部品成形工程において、集磁ユニット５０の外周側に磁性樹脂が流し込まれることによりカバー部品１１０が集磁ユニット５０と一体に成形される。ハウジング成形工程において、集磁ユニット５０およびカバー部品１１０が一体に成形されたユニットの外周側に樹脂材料が流し込まれることによりセンサハウジング７０が上記ユニットと一体に成形される。このように変形例のセンサユニット４０の構成によれば、上記実施形態の（１）の効果と同様の効果を奏することができる。
【００８１】
・図７に示される変形例のセンサユニット４０において、カバー部品１１０が集磁ホルダ６０の保持部分６２の外周面に密着する部分（図６に示される保持カバー部分７９に相当する部分）を有する構成に変更することもできる。
【００８２】
・図７に示される変形例のセンサユニット４０において、カバー部品１１０が集磁ホルダ６０のホルダ本体６１の上端面および下端面を覆う形状に変更することもできる。
・図７に示される変形例のセンサユニット４０において、センサハウジング７０を磁性樹脂により成形することもできる。
【００８３】
・図７に示される変形例のセンサユニット４０において、集磁ホルダ６０、センサハウジング７０、およびカバー部品１１０の基材の材料の少なくとも１つが他の材料と異なる材料により形成することもできる。
【００８４】
・実施形態のセンサユニット４０において、集磁ホルダ６０の樹脂材料とセンサハウジング７０の磁性樹脂の基材となる樹脂材料とが異なる材料により形成することもできる。
・実施形態のセンサハウジング７０において、センサハウジング７０の内方向ＺＢ１側の部分が磁性樹脂により形成され、センサハウジング７０の外方向ＺＢ２側の部分が非磁性樹脂により形成される構成に変更することもできる。
【００８５】
・実施形態のセンサハウジング７０において、ハウジング本体７１の基礎部分７２および集磁カバー部分７４の少なくとも一方を非磁性樹脂により形成することもできる。
・実施形態のセンサハウジング７０は、磁性樹脂として樹脂材料にフェライト粉末を添加する構成を有する。ただし、センサハウジング７０の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のセンサハウジング７０は、フェライト粉末に代えてネオジウム粉末またはサマリウムコバルト粉末を樹脂材料に添加する構成を有する。要するに、樹脂材料に添加する磁性粉末の種類はフェライト粉末に限られない。
【００８６】
・実施形態のセンサハウジング７０は、磁性樹脂全体の重量に対するフェライト粉末の重量の割合がトルク検出装置３０の外部磁界によりセンサハウジング７０が磁気飽和しないような値に設定される。ただし、磁性樹脂全体の重量に対するフェライト粉末の重量の割合は上記実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のセンサハウジング７０は、磁性樹脂全体の重量に対するフェライト粉末の重量の割合が磁気センサ４１の信号に含まれるトルク検出装置３０の外部磁界によるノイズが予め設定された閾値以下となるような値に設定される。
【００８７】
・実施形態のトルク検出装置３０は、２個の磁気センサ４１を有する。一方、変形例のトルク検出装置３０は、１個の磁気センサ４１を有する。変形例の第１集磁リング５１は、１個の集磁突起５３を有する。変形例の第２集磁リング５４は、１個の集磁突起５６を有する。また、別の変形例のトルク検出装置３０は、磁気センサ４１としてホールＩＣに代えてホール素子またはＭＲ素子を有する。
【００８８】
・実施形態のステアリング装置１は、デュアルピニオンアシスト型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。一方、変形例のステアリング装置１は、コラムアシスト型、ピニオンアシスト型、ラックパラレル型、またはラック同軸型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
【００８９】
・実施形態のステアリング装置１は、アシスト装置２０を有する電動パワーステアリング装置としての構成を有する。一方、変形例のステアリング装置１は、アシスト装置２０が省略された機械式のステアリング装置としての構成を有する。
【００９０】
要するに、ラックシャフトおよびピニオンシャフトを有するステアリング装置であれば、デュアルピニオンアシスト型以外の電動パワーステアリング装置、および電動パワーステアリング装置以外のステアリング装置についても本ステアリング装置を適用することができる。
【００９１】
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）前記センサハウジングの軸方向の寸法は、前記集磁ホルダの軸方向の寸法以上となる請求項１〜３のいずれか一項に記載のトルク検出装置。
【００９２】
この構成によれば、センサハウジングの軸方向の寸法が集磁ホルダの軸方向の寸法よりも小さいと仮定した構成と比較して、トルク検出装置の外部磁界が磁気回路に影響を及ぼすことを抑制する範囲が広くなる。したがって、トルク検出装置の外部磁界が磁気回路に影響を及ぼすことをより抑制することができる。
【００９３】
（ロ）前記集磁リングおよび前記集磁ホルダは一体に成形される請求項３に記載のトルク検出装置。
この構成によれば、集磁リングおよび集磁ホルダの一体に成形されるとき、集磁リングの集磁突起が保持部分に密着する。このため、センサハウジングの成形時において保持部分に対する集磁突起の位置が変化することが抑制される。したがって、集磁突起および磁気センサの相対位置の位置精度の低下が抑制される。
【００９４】
（ハ）前記磁気センサおよび前記トルク検出装置の外部の制御装置に電気的に接続される回路基板と、前記回路基板を支持する支持部品とを有し、前記磁気センサは前記回路基板に取り付けられ、前記保持部分は、前記支持部品を支持する基板支持部分を有する付記項（ロ）に記載のトルク検出装置。
【００９５】
この構成によれば、集磁ホルダが集磁突起および支持部品の相対位置を決める。このため、基板支持部分が保持部分と個別に形成されると仮定した構成と比較して、集磁突起および支持部品の相対位置の位置精度が向上する。したがって、集磁突起および回路基板に取り付けられた磁気センサの相対位置の位置精度が向上する。
【符号の説明】
【００９６】
ＺＡ…軸方向、ＺＡ１…上方向、ＺＡ２…下方向、ＺＢ…径方向、ＺＢ１…内方向、ＺＢ２…外方向、ＺＣ…周方向、ＭＣ…磁気回路、１…ステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…ステアリング装置本体、１１…コラムシャフト、１２…インターミディエイトシャフト、１３…ピニオンシャフト、１３Ａ…第１シャフト、１３Ｂ…第２シャフト、１３Ｃ…ピニオンギヤ、１３Ｄ…トーションバー、１４…ラックシャフト、１４Ａ…第１ギヤ部分、１４Ｂ…第２ギヤ部分、１５…ラックアンドピニオン機構、１６…タイロッド、１７…ラックハウジング、１７Ａ…固定部品、２０…アシスト装置、２１…アシストモータ、２２…ウォームシャフト、２３…ウォームホイール、２４…ピニオンシャフト、２４Ａ…ピニオンギヤ、３０…トルク検出装置、３１…オイルシール、３２…Ｏリング、４０…センサユニット、４１…磁気センサ、５０…集磁ユニット、５１…第１集磁リング、５２…リング本体、５３…集磁突起、５４…第２集磁リング、５５…リング本体、５６…集磁突起、６０…集磁ホルダ、６０Ｘ…内周面、６０Ｙ…外周面、６１…ホルダ本体、６２…保持部分、６３…突起保持部分、６４…基板支持部分、６５…内部空間、７０…センサハウジング、７１…ハウジング本体、７１Ｘ…内面、７２…基礎部分、７３…集磁収容部分、７４…集磁カバー部分、７４Ａ…傾斜部分、７４Ｂ…円筒部分、７５…側面開口部分、７６…基板取付部分、７７…装置取付部分、７８…内部空間、７９…保持カバー部分，８０…回路基板、８１…回路基板、８２…支持部品、９０…磁石ユニット、９１…永久磁石、９２…コア、１００…磁気ヨークユニット、１０１…第１磁気ヨーク、１０１Ａ…歯部、１０１Ｂ…接続部分、１０２…第２磁気ヨーク、１０２Ａ…歯部、１０２Ｂ…接続部分、１０３…ヨークホルダ、１０４…中間部品、１１０…カバー部品、１１０Ｘ…内周面、１１０Ｙ…外周面、２００…トルク検出装置、２１０…集磁ユニット、２１１…集磁ホルダ、２１１Ｘ…内周面、２１１Ｙ…外周面、２１２…集磁リング、２１３…磁気シールド、２１３Ａ…シールド端部、２１３Ｂ…角部分、２１３Ｘ…内周面、２１３Ｙ…外周面、２２０…センサハウジング、２２１…内面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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