(57)【要約】【課題】樹脂製のハウジングに覆われた樹脂製のケース部であってハウジングと一体に形成されたケース部に収容された電子ユニットの破損を抑制することができるトルク検出装置を提供する。【解決手段】トルク検出装置４０は、ピニオンシャフト１３のトルクを検出するための電子ユニット７６と、電子ユニット７６を収容するセンサハウジング１００と、センサハウジング１００の少なくとも一部を覆い、センサハウジング１００と一体に形成された樹脂製の外部ハウジング１００と、を備え、センサハウジング１００は、ピニオンシャフト１３を周方向ＺＣに囲う樹脂製のホルダ部１０１と、ホルダ部１０１から径方向ＺＢ外側に突出しており、電子ユニット７６を収容する樹脂製のケース部１０２と、ケース部１０２の変形を抑制する補強部１０３と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸のトルクを検出するための電子ユニットと、
前記電子ユニットを収容する第１ハウジングと、
前記第１ハウジングの少なくとも一部を覆い、前記第１ハウジングと一体に形成された樹脂製の第２ハウジングと、を備え、
前記第１ハウジングは、
前記回転軸を周方向に囲う樹脂製のホルダ部と、
前記ホルダ部から前記回転軸の径方向外側に突出しており、前記電子ユニットを収容する樹脂製のケース部と、
前記ケース部の変形を抑制する補強部と、を備える、
トルク検出装置。
【請求項２】
前記補強部は、前記ケース部の外表面の少なくとも一部を覆う金属部材を含む、
請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項３】
前記ケース部の外表面は、前記回転軸の軸方向に垂直な第１面および前記第１面と反対側の第２面を含み、
前記金属部材は、前記第１面を覆う第１金属板、および、前記第２面を覆う第２金属板を含む、
請求項２に記載のトルク検出装置。
【請求項４】
前記ケース部の外表面は、前記回転軸の軸方向に垂直な第１面および前記第１面と反対側の第２面、ならびに、前記第１面および前記第２面をつなぐ２つの側面を含み、
前記金属部材は、前記第１面、前記第２面、および、前記２つの側面を覆う、
請求項２に記載のトルク検出装置。
【請求項５】
前記電子ユニットは、磁気素子を含み、
前記金属部材は、軟磁性材料製である
請求項２〜４のいずれか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項６】
前記補強部は、前記ケース部の外表面から隆起する少なくとも１つのリブを含む、
請求項１に記載のトルク検出装置。
【請求項７】
前記ケース部の外表面は、前記回転軸の軸方向に垂直な第１面および前記第１面と反対側の第２面を含み、
前記少なくとも１つのリブは、前記第１面および前記第２面の各々に形成されている、
請求項６に記載のトルク検出装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのリブは、前記回転軸の径方向と交差する方向に延びている、
請求項７に記載のトルク検出装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのリブは、複数のリブを含み、
前記補強部は、さらに、前記複数のリブを覆うリブカバーを含む、
請求項６〜８のいずれか１項に記載のトルク検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸のトルクを検出するトルク検出装置およびそれを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、センサユニットを金型内に配置した状態で成形材料を流し込むことによって成形された外部ハウジングを含むトルク検出装置が開示されている。これにより、センサユニットとセンサユニットを覆う外部ハウジングとが一体に形成される。センサユニットは、集磁リングと一体化された円筒状の集磁ホルダと、集磁ホルダから径方向の外側に向けて延びるケースとを含んでいる。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１のようなインサート成形において、ケースに収容された電子ユニットの破損を抑制するために、電子ユニットに含まれる第２回路部の側面を流れる樹脂の流動抵抗が第２回路部の上面を流れる樹脂の流動抵抗よりも小さくなる金型を用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３１６００号公報
【特許文献２】特開２０１７−２０１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、インサート成形時に電子ユニットの破損を防ぐことができない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、インサート成形時に樹脂製のケース部に収容された電子ユニットの破損を抑制することができるトルク検出装置等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るトルク検出装置は、回転軸のトルクを検出するための電子ユニットと、前記電子ユニットを収容する第１ハウジングと、前記第１ハウジングの少なくとも一部を覆い、前記第１ハウジングと一体に形成された樹脂製の第２ハウジングと、を備え、前記第１ハウジングは、前記回転軸を周方向に囲う樹脂製のホルダ部と、前記ホルダ部から前記回転軸の径方向外側に突出しており、前記電子ユニットを収容する樹脂製のケース部と、前記ケース部の変形を抑制する補強部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係るトルク検出装置は、インサート成形時に樹脂製のケース部に収容された電子ユニットの破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るトルク検出装置を備えるパワーステアリング装置の概略図
【図２】実施の形態１に係るトルク検出装置の分解斜視図
【図３】実施の形態１に係るトルク検出装置の縦断面図
【図４】実施の形態１に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図
【図５】実施の形態１に係るトルク検出装置のセンサユニットの分解斜視図
【図６】実施の形態１に係るトルク検出装置のセンサユニットの部分断面図
【図７】実施の形態１の変形例に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図
【図８】実施の形態２に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図
【図９】実施の形態２に係るトルク検出装置のセンサユニットの部分断面図
【図１０】実施の形態２の変形例に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図
【図１１】実施の形態２の変形例に係るトルク検出装置のセンサユニットの部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１１】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、並びに、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
【００１２】
また、以下において、軸方向ＺＡ、径方向ＺＢおよび周方向ＺＣは、回転軸（以下の実施の形態では、ピニオンシャフト）に対して相対的に定義される方向である。
【００１３】
（実施の形態１）
以下に、実施の形態１に係るトルク検出装置について説明する。ここでは、トルク検出装置が電動パワーステアリング装置に使用される例について説明する。
【００１４】
［電動パワーステアリング装置の構成］
図１は、実施の形態１に係るトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の概略図である。電動パワーステアリング装置１は、操舵機構１０、転舵機構２０、アシスト機構３０、および、トルク検出装置４０を有している。電動パワーステアリング装置１のアシスト型式は、ピニオンアシスト型である。
【００１５】
操舵機構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、および、ピニオンシャフト１３を有している。コラムシャフト１１の入力側部分は、操舵部材２に接続されている。インターミディエイトシャフト１２の入力側部分は、コラムシャフト１１の出力側部分に接続されている。
【００１６】
ピニオンシャフト１３は、入力シャフト１３Ａ、出力シャフト１３Ｂ、および、トーションバー１３Ｃを有している。入力シャフト１３Ａの入力側部分は、インターミディエイトシャフト１２の出力側部分に接続されている。出力シャフト１３Ｂには、ピニオン歯１３Ｄが形成されている。出力シャフト１３Ｂの入力側部分には、固定部材１３Ｅ（図３参照）が取り付けられている。トーションバー１３Ｃは、入力シャフト１３Ａのトルクと出力シャフト１３Ｂのトルクとの差に応じて捩れる。
【００１７】
転舵機構２０は、ラックシャフト２１およびラックハウジング２２を有している。ラックシャフト２１には、第１ラック歯２１Ａおよび第２ラック歯２１Ｂが形成されている。第１ラック歯２１Ａおよびピニオン歯１３Ｄは、互いに噛み合わせられている。第１ラック歯２１Ａおよびピニオン歯１３Ｄは、ラックアンドピニオン機構２３を構成している。ラックハウジング２２は、取付部材２２Ａを有している。取付部材２２Ａは、ラックハウジング２２において出力シャフト１３Ｂが挿入された部分に固定されている。
【００１８】
転舵機構２０は、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の回転によりラックシャフト２１を直線運動させ、タイロッド２４を介して転舵輪３を転舵させる。
【００１９】
アシスト機構３０は、アシストモータ３１、ピニオンシャフト３２、ウォームシャフト３３、ウォームホイール３４、および、制御装置３５を有している。ウォームシャフト３３は、アシストモータ３１の出力軸に連結されている。ウォームホイール３４は、ピニオンシャフト３２に外嵌されている。ピニオンシャフト３２には、ピニオン歯３２Ａが形成されている。第２ラック歯２１Ｂおよびピニオン歯３２Ａは、互いに噛み合わせられている。第２ラック歯２１Ｂおよびピニオン歯３２Ａは、ラックアンドピニオン機構２５を構成している。
【００２０】
トルク検出装置４０は、取付部材２２Ａに固定されている。トルク検出装置４０は、ピニオンシャフト１３の周囲に配置されている。トルク検出装置４０は、トーションバー１３Ｃの捩れ量に応じた信号を制御装置３５に出力する。
【００２１】
制御装置３５は、トルク検出装置４０の出力信号に基づいて、操舵部材２に入力された操舵トルクを算出する。制御装置３５は、算出した操舵トルクに基づいて、運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを算出する。制御装置３５は、算出したアシストトルクに基づいて、アシストモータ３１の出力を制御する。
【００２２】
［トルク検出装置の構成］
図２および図３を参照しながら、トルク検出装置４０の詳細な構成について説明する。図２は、実施の形態１に係るトルク検出装置の分解斜視図である。図３は、実施の形態１に係るトルク検出装置の縦断面図である。
【００２３】
トルク検出装置４０は、磁石ユニット５０、磁気ヨークユニット６０、センサユニット７０、および、外部ハウジング１１０を有している。以下に、これらの構成要素について順に説明する。
【００２４】
［磁石ユニット］
まず、磁石ユニット５０の構成について説明する。
【００２５】
図２に示すように、磁石ユニット５０の形状は、円筒状である。図３に示すように、磁石ユニット５０は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。磁石ユニット５０は、永久磁石５１および固定部材５２を有している。永久磁石５１は、多極磁石であって周方向ＺＣに磁極が配置されている。固定部材５２は、樹脂材料により成形されている。固定部材５２は、入力シャフト１３Ａの外周面に固定されている。永久磁石５１は、固定部材５２の外周面に固定されている。
【００２６】
［磁気ヨークユニット］
次に、磁気ヨークユニット６０の構成について説明する。
【００２７】
図２に示すように、磁気ヨークユニット６０の形状は、円筒状である。図３に示すように、磁気ヨークユニット６０は、固定部材１３Ｅ（図３参照）に固定されている。磁気ヨークユニット６０は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。磁気ヨークユニット６０は、磁石ユニット５０の周囲に配置されている。磁気ヨークユニット６０および磁石ユニット５０は、径方向ＺＢにおいて隙間を空けて配置されている。
【００２８】
図２に示すように、磁気ヨークユニット６０は、第１磁気ヨーク６１、第２磁気ヨーク６２、および、ヨークホルダ６３を有している。ヨークホルダ６３の形状は、円筒状である。ヨークホルダ６３は、第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２と一体化している。
【００２９】
図３に示すように、第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２は、永久磁石５１の周囲であって、永久磁石５１が形成する磁界内に配置されている。第１磁気ヨーク６１および第２磁気ヨーク６２は、軟磁性の金属材料により成形されている。
【００３０】
［センサユニット］
次に、センサユニット７０の構成について説明する。
【００３１】
図２に示すように、センサユニット７０は、外部ハウジング１１０と一体化している。図３に示すように、センサユニット７０は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。センサユニット７０は、磁気ヨークユニット６０の周囲に配置されている。センサユニット７０および磁気ヨークユニット６０は、径方向ＺＢにおいて隙間を空けて配置されている。
【００３２】
センサユニット７０の詳細については、図４〜図６を用いて後述する。
【００３３】
［外部ハウジング］
最後に、第２ハウジングの一例である外部ハウジング１１０の構成について説明する。
【００３４】
図３に示すように、外部ハウジング１１０には、ピニオンシャフト１３が挿入されている。外部ハウジング１１０は、樹脂材料により成形されている。樹脂材料としては、例えば、ポリアミド系樹脂が用いられる。ポリアミド系樹脂としては、例えば、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸からなる樹脂（ＰＡ６６）、または、ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸およびイソフタル酸からなる樹脂（ＰＡ６Ｔ６Ｉ）等が用いられる。
【００３５】
外部ハウジング１１０は、ハウジング本体１１１、接続部１１２、および、取付部１１３（図２参照）を有している。ハウジング本体１１１、接続部１１２、および、取付部１１３は、同一の樹脂材料により成形されていることにより一体化している。外部ハウジング１１０は、取付部１１３に挿入されたボルト（図示略）により、ラックハウジング２２の取付部材２２Ａに固定されている。
【００３６】
ハウジング本体１１１は、センサユニット７０を外側から覆っている。外部ハウジング１１０の内部には、収容空間ＳＰが形成されている。外部ハウジング１１０は、収容空間ＳＰにおいて、磁石ユニット５０、磁気ヨークユニット６０、および、センサユニット７０を収容している。接続部１１２は、ハウジング本体１１１から径方向ＺＢの外側に向けて突出している。接続部１１２には、外部コネクタ（図示略）が内嵌される。
【００３７】
［センサユニットの詳細］
ここで、センサユニット７０の詳細について図４〜図６を参照しながら具体的に説明する。図４は、外部ハウジング１１０と一体化される前のセンサユニット７０（以下、「単体のセンサユニット７０」という）の斜視図である。図５は、単体のセンサユニット７０の分解斜視図である。図６は、外部ハウジング１１０と一体化されたセンサユニット７０の部分断面図である。具体的には、図６は、図４のｖｉ−ｖｉ断面線における部分断面図である。
【００３８】
図４および図５に示すように、センサユニット７０は、第１集磁リング７１、第２集磁リング７２、電子ユニット７６、磁気シールド７５、および、センサハウジング１００を有している。電子ユニット７６には、制御装置３５（図１参照）と電気的に接続する外部コネクタ（図示略）が接続される。以下に、センサユニット７０の構成要素について順に説明する。
【００３９】
［第１集磁リングおよび第２集磁リング］
まず、第１集磁リング７１および第２集磁リング７２について説明する。
【００４０】
第１集磁リング７１および第２集磁リング７２の各々は、軟磁性体の金属材料により成形されている。第１集磁リング７１および第２集磁リング７２の各々の形状は、Ｃ字状である。第１集磁リング７１および第２集磁リング７２の各々は、ピニオンシャフト１３と同軸状に配置されている。第１集磁リング７１は、２個の第１素子対向部７１Ａを有している。第２集磁リング７２は、２個の第２素子対向部７２Ａを有している。
【００４１】
第１集磁リング７１は、第１磁気ヨーク６１の周囲に配置されている。第２集磁リング７２は、第２磁気ヨーク６２の周囲に配置されている。第１集磁リング７１および第２集磁リング７２は、軸方向ＺＡにおいて隙間を空けて配置されている。第１素子対向部７１Ａおよび第２素子対向部７２Ａは、軸方向ＺＡに隙間を形成している。
【００４２】
［電子ユニット］
次に、電子ユニット７６について説明する。電子ユニット７６は、２個の磁気素子７３およびターミナル７４を有している。
【００４３】
２個の磁気素子７３の各々は、ホールＩＣである。一方の磁気素子７３は、一方の第１素子対向部７１Ａと一方の第２素子対向部７２Ａとの間に配置されている。他方の磁気素子７３は、他方の第１素子対向部７１Ａと他方の第２素子対向部７２Ａとの間に配置されている。２個の磁気素子７３の各々は、素子本体７３Ａおよび３本のピン７３Ｂを有している（図５参照）。素子本体７３Ａは、磁束を検出する感磁部（図示略）を有している。２個の磁気素子７３の各々は、第１素子対向部７１Ａおよび第２素子対向部７２Ａの間の磁束密度に応じた信号を制御装置３５（図１参照）に出力する。なお、センサユニット７０は、例えば特開２００９−１９２２４８号公報に開示された原理に準じた原理により、第１素子対向部７１Ａおよび第２素子対向部７２Ａの間の磁束密度を検出する。
【００４４】
図５に示すように、ターミナル７４は、基板７４Ａ、コンデンサ７４Ｂ（図６参照）、カバー７４Ｃ、および、４本の接続ピン７４Ｅを有している。磁気素子７３の３本のピン７３Ｂは、基板７４Ａの一端に接続されている。４本の接続ピン７４Ｅは、基板７４Ａの他端に接続されている。
【００４５】
図６に示すように、コンデンサ７４Ｂは、基板７４Ａ上に取り付けられている。コンデンサ７４Ｂは、２個の磁気素子７３および４本の接続ピン７４Ｅと電気的に接続されている。コンデンサ７４Ｂは、２個の磁気素子７３に入力されるノイズを低減する。
【００４６】
カバー７４Ｃは、樹脂材料により成形されている。カバー７４Ｃは、コンデンサ７４Ｂを覆っている。
【００４７】
［磁気シールド］
次に、磁気シールド７５について説明する。
【００４８】
図５に示すように、磁気シールド７５は、一枚の磁性体かつ金属製の長板を湾曲させることにより成形されている。磁気シールド７５の形状は、Ｃ字状である。磁気シールド７５は、センサハウジング１００のホルダ部１０１の外周面に取り付けられている。すなわち、図５に示すように、磁気シールド７５は、上ホルダ部８１の外周面８１Ｙおよび下ホルダ部９１の外周面９１Ｙに取り付けられている。磁気シールド７５は、外部磁界が第１集磁リング７１、第２集磁リング７２、第１磁気ヨーク６１、第２磁気ヨーク６２、および、永久磁石５１（ともに図３参照）により形成される磁気回路に及ぼす影響を低減する。
【００４９】
［センサハウジング］
最後に、第１ハウジングの一例であるセンサハウジング１００について説明する。
【００５０】
センサハウジング１００は、ホルダ部１０１、ケース部１０２、および、補強部１０３を有している。ホルダ部１０１およびケース部１０２は、外部ハウジング１１０と同一の樹脂材料により成形されている。
【００５１】
ホルダ部１０１の形状は、円筒状である。ホルダ部１０１は、ピニオンシャフト１３を周方向ＺＣに囲っている。ホルダ部１０１は、第１集磁リング７１および第２集磁リング７２と一体化している。ホルダ部１０１は、上ホルダ部８１および下ホルダ部９１を有している。上ホルダ部８１および下ホルダ部９１は、互いに組み合わせられ、ホルダ部１０１を構成している。
【００５２】
ケース部１０２の形状は、センサハウジング１００の平面視において略四角形状である。ケース部１０２は、磁気ヨークユニット６０（図３参照）の外周側において磁気ヨークユニット６０と隙間を空けて配置されている。ケース部１０２は、ホルダ部１０１の外周から径方向ＺＢの外側に向けて突出している。ケース部１０２の内部には、電子ユニット７６が収容される内部空間（図示略）が形成されている。
【００５３】
図５に示すように、ケース部１０２は、電子ユニット７６を収容している。ケース部１０２は、上ケース部８６および下ケース部９６を有している。上ケース部８６および下ケース部９６は、互いに組み合わせられ、ケース部１０２を構成している。
【００５４】
上ケース部８６は、軸方向ＺＡに垂直な上面８６Ｘを有している。ここでは、垂直は、厳密な垂直だけではなく、実質的に垂直とみなされる範囲も含む。下ケース部９６は、上面８６Ｘと反対側の下面９６Ｘを有している。上面８６Ｘおよび下面９６Ｘは、それぞれ、ケース部１０２の外表面に含まれる第１面および第２面の一例である。
【００５５】
上ケース部８６は、上金属板１０３Ａを径方向ＺＢ内側に導く一対の上ガイド溝８６Ａを有している。一対の上ガイド溝８６Ａには、上金属板１０３Ａの両端部が挿入されている。一対の上ガイド溝８６Ａは、上金属板１０３Ａを上面８６Ｘに密着させた状態で上金属板１０３Ａを上ケース部８６に固定している。
【００５６】
下ケース部９６は、下金属板１０３Ｂを径方向ＺＢ内側に導く一対の下ガイド溝９６Ａを有している。一対の下ガイド溝９６Ａには、下金属板１０３Ｂの両端部が挿入されている。一対の下ガイド溝９６Ａは、下金属板１０３Ｂを下面９６Ｘに密着させた状態で下金属板１０３Ｂを下ケース部９６に固定している。
【００５７】
上ホルダ部８１および上ケース部８６は、同一の樹脂材料により成形されて一体化している。また、下ホルダ部９１および下ケース部９６は、同一の樹脂材料により成形されて一体化している。
【００５８】
上ホルダ部８１は、第１集磁リング７１と一体化している。上ホルダ部８１の内周面８１Ｘ、および、第１集磁リング７１の内周面７１Ｘは、面一である。また、下ホルダ部９１は、第２集磁リング７２と一体化している。下ホルダ部９１の内周面９１Ｘ、および、第２集磁リング７２の内周面７２Ｘは、面一である。
【００５９】
補強部１０３は、ケース部１０２の変形を抑制する。特に、補強部１０３は、外部ハウジング１１０の成形工程においてケース部１０２の変形を抑制する。具体的には、補強部１０３は、ケース部１０２の外表面の少なくとも一部を覆う金属部材である。本実施の形態では、補強部１０３は、上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂを有している。
【００６０】
上金属板１０３Ａは、第１金属板の一例であり、上ケース部８６の上面８６Ｘを覆っている。つまり、上金属板１０３Ａは、上ケース部８６の上面８６Ｘと外部ハウジング１１０との間に介在している。上金属板１０３Ａは、軸方向ＺＡからみて上面８６Ｘと略同一の形状を有している。ここでは、上金属板１０３Ａの形状は、軸方向ＺＡからみて略四角形状である。
【００６１】
下金属板１０３Ｂは、第２金属板の一例であり、下ケース部９６の下面９６Ｘを覆っている。つまり、下金属板１０３Ｂは、下ケース部９６の下面９６Ｘと外部ハウジング１１０との間に介在している。下金属板１０３Ｂは、軸方向ＺＡからみて下面９６Ｘと略同一の形状を有している。ここでは、下金属板１０３Ｂの形状は、軸方向ＺＡからみて略四角形状である。
【００６２】
上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂは、ともに金属材料からなる。金属材料としては、軟磁性材料（例えば一般用冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）またはステンレス鋼（ＳＵＳ）など）が用いられる。軟磁性材料とは、硬磁性材料よりも保磁力が小さい磁性材料である。金属材料の線膨張係数は、ケース部１０２の樹脂材料の線膨張係数に近い方が好ましい。例えば、ケース部１０２の樹脂材料としてＰＡ６Ｔ６Ｉが用いられる場合、補強部１０３の金属材料としてはＳＰＣＣが好ましい。
【００６３】
［トルク検出装置の製造方法］
図５および図６を参照して、トルク検出装置４０の製造方法について説明する。
【００６４】
トルク検出装置４０の製造方法は、単体のセンサユニット７０を組み立てる組立工程、単体のセンサユニット７０に外部ハウジング１１０を成形する成形工程、および、成形後に外部ハウジング１１０と一体化されたセンサユニット７０を用いてトルク検出装置４０を組み立てる最終工程を含む。
【００６５】
［組立工程］
まず、図５を参照して、組立工程の詳細について説明する。
【００６６】
最初に、電子ユニット７６が、下ケース部９６の凹部９７に載せられる。このとき、２個の磁気素子７３の各々は、第２集磁リング７２の第２素子対向部７２Ａと軸方向ＺＡに対向する。
【００６７】
次に、磁気シールド７５が下ホルダ部９１に取り付けられる。
【００６８】
次に、上ホルダ部８１および上ケース部８６が、下ホルダ部９１および下ケース部９６に取り付けられる。これにより、電子ユニット７６は、上ケース部８６および下ケース部９６の間に形成された内部空間に収容される。このとき、２個の磁気素子７３の各々は、第１集磁リング７１の第１素子対向部７１Ａと軸方向ＺＡに対向する。つまり、２個の磁気素子７３の各々は、軸方向ＺＡにおいて、第１素子対向部７１Ａと第２素子対向部７２Ａとの間に配置される。
【００６９】
次に、上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂが上ケース部８６および下ケース部９６に取り付けられる。具体的には、上金属板１０３Ａが上ケース部８６の上ガイド溝８６Ａに沿って径方向ＺＢ内側に挿入されることにより、上ケース部８６の上面８６Ｘが上金属板１０３Ａに覆われる。さらに、下金属板１０３Ｂが下ケース部９６の下ガイド溝９６Ａに沿って径方向ＺＢ内側に挿入されることにより、下ケース部９６の下面９６Ｘが下金属板１０３Ｂに覆われる。
【００７０】
なお、組立工程は、上記の手順に限定されない。例えば、電子ユニット７６が下ケース部９６の凹部９７に載せられる前に、磁気シールド７５が下ホルダ部９１に載せられてもよい。さらに、上ホルダ部８１および上ケース部８６が、下ホルダ部９１および下ケース部９６に取り付けられる前に、上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂが上ケース部８６および下ケース部９６に取り付けられてもよい。
【００７１】
［成形工程］
次に、図６を参照して、成形工程の詳細について説明する。
【００７２】
最初に、単体のセンサユニット７０が金型内に配置される。次に、外部ハウジング１１０の成形材料が金型内に流し込まれる。その後、成形材料が固化されることにより、センサハウジング１００および外部ハウジング１１０が一体化されたアッセンブリが成形される。つまり、インサート成形によりセンサユニット７０および外部ハウジング１１０が一体化される。
【００７３】
［最終工程］
最後に、図２および図３を参照して、最終工程について説明する。
【００７４】
まず、磁石ユニット５０が入力シャフト１３Ａの外周面に固定される。その後、磁気ヨークユニット６０は、固定部材１３Ｅに固定される。次に、センサユニット７０と一体化された外部ハウジング１１０は、取付部１１３に挿入されたボルトにより、ラックハウジング２２の取付部材２２Ａに固定される。
【００７５】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、電子ユニット７６が収容されたケース部１０２の変形を補強部１０３により抑制することができる。したがって、外部ハウジング１１０の成形（つまり、インサート成形）時にケース部１０２内の電子ユニット７６に掛かる応力を軽減することができ、電子ユニット７６の破損を抑制することができる。
【００７６】
また、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、金属部材でケース部１０２の少なくとも一部を覆うことができる。したがって、金属部材でケース部１０２の剛性を高めることができ、ケース部１０２の変形を抑制して電子ユニット７６の破損を抑制することができる。
【００７７】
また、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂでケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘを覆うことができる。ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘは、インサート成形時に湾曲しやすい。したがって、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘの湾曲を上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂで効果的に抑制することができ、電子ユニット７６の破損を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、上金属板１０３Ａおよび下金属板１０３Ｂの金属材料として軟磁性材料を用いることができる。したがって、電子ユニット７６に含まれる磁気素子７３等を外部電磁気ノイズから保護することができ、ノイズ耐性を向上させることができる。
【００７９】
（実施の形態１の変形例）
次に、実施の形態１の変形例について説明する。本変形例では、補強部の金属部材の構造が上記実施の形態１と異なる。本変形例について、実施の形態１と異なる点を中心に、図７を参照しながら具体的に説明する。
【００８０】
図７は、実施の形態１の変形例に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図である。本変形例に係る補強部２０３は、略筒形状の金属部材であり、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘに加えて２つの側面１０２Ｘを覆う。２つの側面１０２Ｘは、上面８６Ｘおよび下面９６Ｘをつなぐ面であり、上面８６Ｘおよび下面９６Ｘに垂直な面である。
【００８１】
補強部２０３は、例えば１枚の矩形状の金属板を折り曲げることにより形成される。補強部２０３は、例えばカシメ部２０３Ａでかしめられることによりケース部１０２に密着した状態でケース部１０２に固定される。
【００８２】
以上のように、本変形例に係るトルク検出装置４０によれば、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘに加えて側面１０２Ｘを金属部材で覆うことができる。したがって、ケース部１０２の剛性をさらに高めることができ、ケース部１０２の変形を抑制して電子ユニット７６の破損を抑制することができる。また、補強部２０３として軟磁性の金属材料が用いられる場合には、側面１０２Ｘからの外部電磁気ノイズの侵入を抑制することができ、ノイズ耐性をさらに向上させることができる。
【００８３】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、補強部の構造が上記実施の形態１と異なっており、金属部材の代わりにリブが用いられる。本実施の形態について、上記実施の形態１と異なる点を中心に、図８および図９を参照しながら具体的に説明する。
【００８４】
図８は、実施の形態２に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図である。図９は、実施の形態２に係るトルク検出装置のセンサユニットの部分断面図である。具体的には、図９は、外部ハウジング１１０と一体化されたセンサユニットの部分断面図であり、図８のｉｘ−ｉｘ断面線における部分断面図である。
【００８５】
本実施の形態に係る補強部３０３は、ケース部１０２の外表面から隆起する少なくとも１つのリブを含む。本実施の形態では、図８および図９に示すように、補強部３０３は、上ケース部８６の上面８６Ｘに形成された上リブ３０３Ａおよび下ケース部９６の下面９６Ｘに形成された下リブ３０３Ｂを含む。
【００８６】
上リブ３０３Ａ及び下リブ３０３Ｂの各々は、径方向ＺＢと交差する方向に延び、径方向ＺＢに等間隔に並ぶ４本の突条部である。ここでは、径方向ＺＢと交差する方向の一例として、径方向ＺＢに垂直な方向が採用されている。より具体的には、各上リブ３０３Ａ及び各下リブ３０３Ｂは、径方向ＺＢからみて等脚台形状の主面を有する板である。
【００８７】
上リブ３０３Ａは、上ケース部８６と同一材料で一体に成形され、下リブ３０３Ｂは、下ケース部９６と同一材料で一体に成形されている。
【００８８】
以上のように、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、補強部３０３は、ケース部１０２の外表面から隆起する少なくとも１つのリブを含むことができる。したがって、ケース部１０２の剛性および強度を高めることができる。その結果、インサート成形時にケース部１０２の変形を抑制して電子ユニット７６の破損を抑制することができる。さらに、リブはケース部１０２と一体に形成することができるので、補強部に金属部材を用いる場合よりも部品点数を削減することができる。
【００８９】
また、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘに上リブ３０３Ａおよび下リブ３０３Ｂを形成することができる。ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘは、インサート成形時に湾曲しやすい。したがって、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘの剛性および強度を上リブ３０３Ａおよび下リブ３０３Ｂで向上させることにより、ケース部１０２の変形を効果的に抑制することができる。
【００９０】
また、本実施の形態に係るトルク検出装置４０によれば、上リブ３０３Ａおよび下リブ３０３Ｂの各々は、径方向ＺＢと交差する方向に延びることで、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘの径方向ＺＢに垂直な方向の曲げ剛性を高めることができる。ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘは、インサート成形時に径方向ＺＢと垂直な方向で曲がりやすい。したがって、上リブ３０３Ａおよび下リブ３０３Ｂは、インサート成形時においてケース部１０２の変形を効果的に抑制することができる。
【００９１】
（実施の形態２の変形例）
次に、実施の形態２の変形例について説明する。本変形例では、複数のリブがリブカバーで覆われている点が上記実施の形態２と異なっている。本変形例について、上記実施の形態２と異なる点を中心に、図１０および図１１を参照しながら具体的に説明する。
【００９２】
図１０は、実施の形態２の変形例に係るトルク検出装置のセンサユニットの斜視図である。図１１は、実施の形態２の変形例に係るトルク検出装置のセンサユニットの部分断面図である。具体的には、図１１は、外部ハウジング１１０と一体化されたセンサユニットの部分断面図であり、図１０のｘｉ−ｘｉ断面線における部分断面図である。
【００９３】
本変形例に係る補強部４０３は、ケース部１０２の外表面から隆起する上リブ３０３Ａおよび下リブ３０３Ｂを有しており、さらに、上リブ３０３Ａを覆う上リブカバー４０３Ａおよび下リブ３０３Ｂを覆う下リブカバー４０３Ｂを有している。
【００９４】
上リブカバー４０３Ａは、上リブ３０３Ａの端部に接続されており、例えば、上リブ３０３Ａと同一材料で一体に成形されている。なお、上リブカバー４０３Ａは、上リブ３０３Ａとは別体の部品であってもよい。
【００９５】
下リブカバー４０３Ｂは、下リブ３０３Ｂの端部に接続されており、例えば、下リブ３０３Ｂと同一材料で一体に成形されている。なお、下リブカバー４０３Ｂは、下リブ３０３Ｂとは別体の部品であってもよい。
【００９６】
図１１に示すように、本変形例では、上リブカバー４０３Ａおよび下リブカバー４０３Ｂは、外部ハウジング１１０の成形材料と接触しているが、上面８６Ｘおよび下面９６Ｘは、隣り合うリブの間において外部ハウジング１１０の成形材料と接触しない。
【００９７】
以上のように、本変形例に係るトルク検出装置４０によれば、上リブカバー４０３Ａおよび下リブカバー４０３Ｂで上リブ３０３Ａおよび下リブ３０３Ｂを覆うことができる。したがって、インサート成形時に、ケース部１０２の上面８６Ｘおよび下面９６Ｘへの成形材料の接触を低減することができ、ケース部１０２の変形をさらに抑制することができる。
【００９８】
（他の実施の形態）
以上、本発明の１つまたは複数の態様に係るトルク検出装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００９９】
例えば、上記各実施の形態において、電動パワーステアリング装置は、ピニオンアシスト型であったが、これに限定されない。例えば、電動パワーステアリング装置は、コラムアシスト型またはラックアシスト型であってもよい。
【０１００】
なお、上記各実施の形態において、トルク検出装置は、ピニオンシャフトのトルク検出に用いられていたが、これに限定されない。例えば、トルク検出装置は、コラムシャフトまたはインターミディエイトシャフトのトルク検出に用いられてもよい。また、トルク検出装置は、電動パワーステアリング装置とは異なる装置で用いられてもよい。
【０１０１】
なお、上記各実施の形態におけるターミナルの形状は一例であり、これに限定されない。例えば、ターミナルの接続ピンは、基板に垂直な方向に折り曲げられてもよい。
【０１０２】
なお、上記実施の形態１では、金属板は、ガイド溝またはかしめによりケース部に固定されていたが、金属部材の固定方法はこれに限定されない。例えば、金属部材は、締結部材または接着剤を用いてケース部に固定されてもよい。
【０１０３】
なお、上記実施の形態１では、補強部の金属材料として軟磁性材料が用いられていたが、必ずしも軟磁性材料が用いられる必要はない。例えば、ノイズ耐性の向上がそれほど必要でない場合には、ケース部の樹脂材料よりも高い剛性および強度を有する材料であればどのような金属材料が用いられてもよい。
【０１０４】
なお、上記実施の形態２におけるリブの形状、サイズおよび数は一例であり、これに限定されない。例えば、上リブおよび下リブの数はそれぞれ４未満であってもよいし、５以上であってもよい。
【０１０５】
なお、上記各実施の形態では、ホルダ部およびケース部は一体に形成されていたが、これに限られない。例えば、ホルダ部およびケース部を別々の部品として形成し、それらを組み立てることによりセンサハウジングを形成してもよい。
【０１０６】
なお、上記各実施の形態では、トルク検出装置はラックハウジングの取付部材に取り付けられていたが、取付部材とは別の部分に取り付けられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、回転軸のトルクを検出するためのトルク検出装置、および、ピニオンシャフトのトルクを検出するためのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  電動パワーステアリング装置
２  操舵部材
３  転舵輪
１０  操舵機構
１１  コラムシャフト
１２  インターミディエイトシャフト
１３、３２  ピニオンシャフト
１３Ａ  入力シャフト
１３Ｂ  出力シャフト
１３Ｃ  トーションバー
１３Ｄ、３２Ａ  ピニオン歯
１３Ｅ  固定部材
２０  転舵機構
２１  ラックシャフト
２１Ａ  第１ラック歯
２１Ｂ  第２ラック歯
２２  ラックハウジング
２２Ａ  取付部材
２３、２５  ラックアンドピニオン機構
２４  タイロッド
３０  アシスト機構
３１  アシストモータ
３３  ウォームシャフト
３４  ウォームホイール
３５  制御装置
４０  トルク検出装置
５０  磁石ユニット
５１  永久磁石
５２  固定部材
６０  磁気ヨークユニット
６１  第１磁気ヨーク
６２  第２磁気ヨーク
６３  ヨークホルダ
７０  センサユニット
７１  第１集磁リング
７１Ａ  第１素子対向部
７１Ｘ、７２Ｘ、８１Ｘ、９１Ｘ  内周面
７２  第２集磁リング
７２Ａ  第２素子対向部
７３  磁気素子
７３Ａ  素子本体
７３Ｂ  ピン
７４  ターミナル
７４Ａ  基板
７４Ｂ  コンデンサ
７４Ｃ  カバー
７４Ｅ  接続ピン
７５  磁気シールド
７６  電子ユニット
８１  上ホルダ部
８１Ｙ、９１Ｙ  外周面
８６  上ケース部
８６Ａ  上ガイド溝
８６Ｘ  上面（第１面）
９１  下ホルダ部
９６  下ケース部
９６Ａ  下ガイド溝
９６Ｘ  下面（第２面）
９７  凹部
１００  センサハウジング（第１ハウジング）
１０１  ホルダ部
１０２  ケース部
１０３、２０３、３０３、４０３  補強部
１０３Ａ  上金属板（第１金属板）
１０３Ｂ  下金属板（第２金属板）
１１０  外部ハウジング（第２ハウジング）
１１１  ハウジング本体
１１２  接続部
１１３  取付部
２０３Ａ  カシメ部
３０３Ａ  上リブ
３０３Ｂ  下リブ
４０３Ａ  上リブカバー
４０３Ｂ  下リブカバー
【図１】
2019200135.tif 000003
【図２】
2019200135.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019200135.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019200135.tif 000008
【図７】
2019200135.tif 000009
【図８】
2019200135.tif 000010
【図９】
2019200135.tif 000011
【図１０】
2019200135.tif 000012
【図１１】
2019200135.tif 000013