(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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極が交互に配置された磁性部材と、
前記第２部材に固定され、樹脂材料で形成されたホルダと、
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、前記第１の円筒部から前記回転軸の径方向に延びるように設けられ前記第１の円筒部と前記第１の爪部とを接続する複数の板状部である第１の接続部と、を有し、前記ホルダに固定される第１ヨークと、
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、前記第２の円筒部から前記回転軸の径方向に延びるように設けられ前記第２の円筒部と前記第２の爪部とを接続する複数の板状部である第２の接続部と、を有し、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、前記ホルダに固定される第２ヨークと、
前記ホルダに設けられ、前記回転軸の方向において前記第１の接続部の夫々と対向するように設けられた第１の底部と、前記回転軸の周方向において前記第１の底部の両側であって前記第１の爪部と前記回転軸の周方向にオーバーラップするように設けられた第１の壁部と、を有する第１の爪部固定部と、
前記ホルダに設けられ、前記回転軸の方向において前記第２の接続部の夫々と対向するように設けられた第２の底部と、前記回転軸の周方向において前記第２の底部の両側であって前記第２の爪部と前記回転軸の周方向にオーバーラップするように設けられた第２の壁部と、を有する第２の爪部固定部と、
前記回転軸の径方向において前記第１の爪部と前記第１の壁部との間に設けられ、前記ホルダに対する前記第１ヨークの前記回転軸の周方向における移動を規制する第１回転方向規制部と、
前記回転軸の径方向において前記第２の爪部と前記第２の壁部との間に設けられ、前記ホルダに対する前記第２ヨークの前記回転軸の周方向における移動を規制する第２回転方向規制部と、
前記第１部材と前記第２部材との相対回転に伴う前記磁性部材と前記第１ヨークおよび前記第２ヨークとの相対回転により変化する前記第１ヨークおよび前記第２ヨーク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、
を備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転角検出装置において、
前記第１回転方向規制部および前記第２回転方向規制部は、前記ホルダに一体成形されることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の回転角検出装置において、
前記第１回転方向規制部は、前記第１の壁部であって前記第１の接続部に向かって突出するように形成され、前記ホルダに前記第１ヨークが組み付けられた状態で塑性変形または弾性変形することにより前記ホルダに対し前記第１ヨークの前記回転軸の周方向における移動を規制する第１の突起部であって、
前記第２回転方向規制部は、前記第２の壁部であって前記第２の接続部に向かって突出するように形成され、前記ホルダに前記第２ヨークが組み付けられた状態で塑性変形または弾性変形することにより前記ホルダに対し前記第２ヨークの前記回転軸の周方向における移動を規制する第２の突起部であることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転角検出装置において、
前記第１の突起部は、前記回転軸の方向の大きさが前記第１の接続部の前記回転軸の方向の厚さよりも小さくなるように形成され、
前記第２の突起部は、前記回転軸の方向の大きさが前記第２の接続部の前記回転軸の方向の厚さよりも小さくなるように形成されることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項５】
請求項３に記載の回転角検出装置において、
前記第１の突起部は、前記回転軸の径方向の大きさが前記第１の接続部の前記回転軸の径方向の長さよりも小さくなるように形成され、
前記第２の突起部は、前記回転軸の径方向の大きさが前記第２の接続部の前記回転軸の径方向の長さよりも小さくなるように形成されることを特徴とする回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載された回転角検出装置は、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。一対のヨークは、ホルダとホルダに溶着された蓋部材との間に挟持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2014-185933号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、一対のヨークはホルダに対し周方向にガタを持った状態で組み付けられるため、この周方向ガタにより一対のヨークの周方向における相対位置ずれが生じると、回転角の検出精度が低下するという問題があった。
本発明の目的は、一対のヨークの相対位置ずれに伴う回転角検出精度の低下を抑制できる回転角検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の回転角検出装置は、回転軸の径方向において第１の爪部と第１の壁部との間に設けられ、ホルダに対する第１ヨークの回転軸の周方向における移動を規制する第１回転方向規制部と、回転軸の径方向において第２の爪部と第２の壁部との間に設けられ、ホルダに対する第２ヨークの回転軸の周方向における移動を規制する第２回転方向規制部と、を備えた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、一対のヨークの相対位置ずれに伴う回転角検出精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】ヨークアッシーの分解斜視図である。
【図４】ヨークホルダ23の平面図である。
【図５】図３の要部拡大図である。
【図６】図４の要部拡大図である。
【図７】(a)は溶着プレート29の斜視図、(b)は溶着プレート29の平面図である。
【図８】図７(a)の要部拡大図である。
【図９】突起部30の断面図である。
【図１０】集磁リングアッシーの分解斜視図である。
【図１１】集磁リングホルダ26の平面図である。
【図１２】図１０の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔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。
【０００９】
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。
【００１０】
［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21,22と、ヨークホルダ（ホルダ）23と、一対の集磁リング24,25と、集磁リングホルダ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極夫々同じ極数）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と円筒部212,222と接続部213,223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。円筒部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の円筒部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。
【００１１】
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（蓋部材）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21は、8個の第１の爪部211と第１の円筒部212と第１の接続部213とを有する。第１の爪部211は板状部材であり、第１の接続部213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、先端は先細り形状に形成されている。第１の爪部211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１の円筒部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。第１の接続部213は板状部材であり、第１の円筒部212から径方向内側方向に延びる。第１の接続部213は、回転軸Oに対して直角となるように配置されている。
第２ヨーク22は、8個の第２の爪部221と第２の円筒部222と第２の接続部223とを有する。第２の爪部221は板状部材であり、第２の接続部223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、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の爪部221は、回転軸Oの放射方向に対して直角、かつ、隣接する第１の爪部211,211間に交互に並ぶように配置されている。第２の円筒部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の円筒部222は、第１の円筒部212よりも小径に設定されている。第２の接続部223は板状部材であり、第２の円筒部222から径方向外側方向に延びる。第２の接続部223は、回転軸Oに対して直角となるように配置されている。
【００１２】
ヨークホルダ23は、本体部231と第１の貫通孔232と第１の爪部固定部233と第２の貫通孔234と第２の爪部固定部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231a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の円筒部212と第２ヨーク22の第２の円筒部222が載置される。第１の貫通孔232は、第１の爪部211が搭載面231cを貫通するように形成されている。第１の爪部固定部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の接続部213を収容する。第２の貫通孔234は、第２の爪部221が搭載面231cを貫通するように形成されている。第２の爪部固定部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の接続部223を収容する。
【００１３】
図６は、図４の要部拡大図である。
第１の爪部固定部233は、第１の底部233aと第１の壁部233bとを有する。第１の底部233aは、x軸方向において第１の接続部213の夫々と対向するように設けられている。第１の壁部233bは、径方向において第１の底部233aと両側であって第１の爪部211とx軸方向にオーバーラップするように設けられている。第１の壁部233bには、ヨークホルダ23に組み付けられた第１ヨーク21のヨークホルダ23に対する周方向の相対移動を規制する第１の突起部（第１回転方向規制部）36が形成されている。第１の突起部36は、径方向において第１の爪部211と第１の壁部233bとの間に設けられ、第１の接続部213に向かって突出するように形成されている。第１の突起部36は、x軸方向の大きさが第１の接続部213のx軸方向の厚さよりも小さく形成されている。また、第１の突起部36は、径方向の大きさが第１の接続部213の径方向の長さよりも小さく形成されている。第１の爪部固定部233内における一対の第１の突起部36,36同士の周方向間隔D1は、第１の接続部213の周方向の幅W1よりも狭く形成されている。
第１の突起部36は、第１の平行部36aと第１のテーパ部36bとを有する。第１の平行部36aは、第１の突起部36の先端に設けられ、第１の接続部213の周方向両端面と略平行に対向する。第１のテーパ部36bは、第１の突起部36のx軸正方向側に設けられ、第１の平行部36aと第１の壁部233bとを接続する傾斜面である。第１のテーパ部36bにより、第１の爪部固定部233内における一対の第１の突起部36,36同士の周方向間隔は、x軸の正方向側から負方向側に向かって徐々に大きくなる。
【００１４】
第２の爪部固定部235は、第２の底部235aと第２の壁部235bとを有する。第２の底部235aは、x軸方向において第２の接続部223の夫々と対向するように設けられている。第２の壁部235bは、径方向において第２の底部235aの両側であって第２の爪部221とx軸方向にオーバーラップするように設けられている。第２の壁部253bには、ヨークホルダ23に組み付けられた第２ヨーク22のヨークホルダ23に対する周方向の相対移動を規制する第２の突起部（第２回転方向規制部）37が形成されている。第２の突起部37は、径方向において第２の爪部221と第２の壁部235bとの間に設けられ、第２の接続部223に向かって突出するように形成されている。第２の突起部37は、x軸方向の大きさが第２の接続部223のx軸方向の厚さよりも小さく形成されている。また、第２の突起部37は、径方向の大きさが第２の接続部223の径方向の長さよりも小さく形成されている。第２の爪部固定部235内における一対の第２の突起部37,37同士の周方向間隔D2は、第２の接続部223の周方向の幅W2よりも狭く形成されている。
第２の突起部37は、第２の平行部37aと第２のテーパ部37bとを有する。第２の平行部37aは、第２の突起部37の先端に設けられ、第２の接続部223の周方向両端面と略平行に対向する。第２のテーパ部37bは、第２の突起部37のx軸正方向側に設けられ、第２の平行部37aと第２の壁部235bとを接続する傾斜面である。第２のテーパ部37bにより、第１の爪部固定部235内で対向する一対の第２の突起部37,37同士の周方向間隔は、x軸正方向側に向かって徐々に大きくなる。
【００１５】
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とから平面視コ字状に形成されている。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。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。
【００１６】
図７(a)は溶着プレート29の斜視図、図７(b)は溶着プレート29の平面図、図８は図７(a)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の接続部213,223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。
【００１７】
図９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。
【００１８】
［集磁リングアッシー］
図１０は集磁リングアッシーの分解斜視図、図１１は集磁リングホルダ26の平面図、図１２は図１０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の円筒部222よりも大径、かつ、第１ヨーク21の第１の円筒部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の円筒部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。
【００１９】
集磁リングホルダ26は、中心に開口部261cを有する円筒部261と、円筒部261の外周縁からx軸負方向側への延びる外周部262と、円筒部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。
円筒部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。円筒部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。
【００２０】
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とから平面視く字状に形成されている。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とから平面視コ字状に形成されている。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。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。
【００２１】
円筒部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。
円筒部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１１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。
【００２２】
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。
【００２３】
次に、第１の突起部36および第２の突起部37による一対のヨーク21,22の相対移動抑制作用について説明する。
第１ヨーク21をヨークホルダ23に組み付けると、第１の接続部213は第１の爪部固定部233に収容される。第１の爪部固定部233の第１の壁部233bには、第１の接続部213に向かって突出する第１の突起部36が設けられている。ここで、第１の突起部36は樹脂製であって、第１の爪部固定部233内における一対の第１の突起部36,36同士の周方向間隔D1は、第１の接続部213の周方向の幅W1よりも狭く形成されている。このため、第１の突起部36は、ヨークホルダ23に第１ヨーク21が組み付けられた状態で弾性または塑性変形する。これにより、第１の接続部213は、周方向において一対の第１の突起部36,36に挟持された状態となる。よって、ヨークホルダ23に対する第１ヨーク21の周方向ガタが抑制され、ヨークホルダ23に対する第１ヨーク21の周方向移動が規制される。第２ヨーク22をヨークホルダ23に組み付けた場合も同様であり、第２の接続部223は、周方向において一対の第２の突起部37,37に挟持された状態となるため、ヨークホルダ23に対する第２ヨーク22の周方向ガタが抑制され、ヨークホルダ23に対する第２ヨーク22の周方向移動が規制される。この結果、ヨークホルダ23に対する一対のヨーク21,22の周方向における相対移動を規制できるため、一対のヨーク21,22の相対位置ずれに伴うトルク検出精度の低下を抑制できる。
【００２４】
第１ヨーク21をヨークホルダ23に組み付ける際、第１の接続部213は、x軸の正方向側から負方向側に向かって移動しながら第１の爪部固定部233内に挿入される。このとき、一対の第１の突起部36,36同士の周方向間隔は、第１の突起部36のx軸正方向側に設けられた第１のテーパ部36bにより徐々に狭くなる。つまり、一対の第１の突起部36,36同士の周方向間隔は、第１の接続部213の挿入口側の端部に向かって徐々に大きくなる。このため、第１の接続部213をスムーズに一対の第１の突起部36,36間に挿入でき、第１ヨーク21の組み付け性を向上できる。第２の突起部37の第２のテーパ部37bについても同様であり、一対の第２の突起部37,37同士の周方向間隔は、第２の接続部223の挿入口側の端部に向かって徐々に大きくなる。
第２のテーパ部37bにより第２の接続部223をスムーズに一対の第２の突起部37,37間に挿入できる。これにより、第２ヨーク22の組み付け性を向上できる。
第１の突起部36は、第１の接続部213の周方向両端面と略平行に対向する第１の平行部36aを有するため、第１の接続部213を安定して保持でき、ヨークホルダ23に対する第１ヨーク21の周方向移動規制機能を向上できる。第２の突起部37についても同様であり、第２の平行部37aにより第２の接続部223を安定して保持でき、ヨークホルダ23に対する第２ヨーク22の周方向移動規制機能を向上できる。
第１の爪部固定部233内における一対の第１の突起部36は、周方向において等間隔に8組設けられているため、ヨークホルダ23に対し第１ヨーク21を安定して保持できる。第２の爪部固定部235内における一対の第２の突起部37についても、周方向において等間隔に8組設けられているため、ヨークホルダ23に対し第２ヨーク22を安定して保持できる。
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。ここで、仮に一対のヨーク21,22をインサート成形によりヨークホルダ23に保持させる場合、ヨークホルダ23の冷却収縮により一対のヨーク21,22内に内部応力が発生するおそれがある。これに対し、実施例１では、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、トルク検出精度の低下を抑制できる。
【００２５】
実施例１にあっては、以下の効果を奏する。
(1) トルクセンサ13は、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、回転軸周りにN極とS極が交互に配置された多極磁石20と、ステアリングシャフト2に固定され、樹脂材料で形成されたヨークホルダ23と、回転軸Oと同心円上であってかつ多極磁石20と対向するように配置された複数の板状部である第１の爪部211と、円筒状に形成され第１の爪部211同士を接続する第１の円筒部212と、第１の円筒部212から回転軸Oの径方向に延びるように設けられ第１の円筒部212と第１の爪部211とを接続する複数の板状部である第１の接続部213と、を有し、ヨークホルダ23に固定される第１ヨーク21と、回転軸Oと同心円上であってかつ多極磁石20と対向するように配置された複数の板状部である第２の爪部221と、円筒状に形成され第２の爪部221同士を接続する第２の円筒部222と、第２の円筒部222から回転軸の径方向に延びるように設けられ第２の円筒部222と第２の爪部221とを接続する複数の板状部である第２の接続部223と、を有し、第２の爪部221の夫々が第１の爪部211の各爪部の間に交互に並ぶように配置されると共に、第２の円筒部222が第１の円筒部212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、ヨークホルダ23に固定される第２ヨーク22と、ヨークホルダ23に設けられ、回転軸Oの方向において第１の接続部213の夫々と対向するように設けられた第１の底部233aと、回転軸Oの径方向において第１の底部233aの両側であって第１の爪部211と回転軸Oの方向にオーバーラップするように設けられた第１の壁部233bと、を有する第１の爪部固定部233と、ヨークホルダ23に設けられ、回転軸Oの方向において第２の接続部223の夫々と対向するように設けられた第２の底部235aと、回転軸Oの径方向において第２の底部235aの両側であって第２の爪部221と回転軸Oの方向にオーバーラップするように設けられた第２の壁部235bと、を有する第２の爪部固定部235と、回転軸Oの径方向において第１の爪部211と第１の壁部233bとの間に設けられ、ヨークホルダ23に対する第１ヨーク21の回転軸Oの周方向における移動を規制する第１回転方向規制部（第１の突起部36）と、回転軸Oの径方向において第２の爪部221と第２の壁部235bとの間に設けられ、ヨークホルダ23に対する第２ヨーク22の回転軸Oの周方向における移動を規制する第２回転方向規制部（第２の突起部37）と、ピニオンシャフト4とステアリングシャフト2との相対回転に伴う多極磁石20と第１ヨーク21および第２ヨーク22との相対回転により変化する第１ヨーク21および第２ヨーク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、を備えた。
ヨークホルダ23に対する一対のヨーク21,22の周方向における相対移動を規制できるため、一対のヨーク21,22の相対位置ずれに伴うトルク検出精度の低下を抑制できる。また、第１の接続部213および第２の接続部223は、第１の爪部211および第２の爪部221と比べてトルク検出精度への影響が小さいため、第１の突起部36および第２の突起部37との接触による第１ヨーク21および第２ヨーク22の内部応力の発生に伴うトルク検出精度の低下を抑制できる。
【００２６】
(2) (1)に記載のトルクセンサ13において、第１回転方向規制部（第１の突起部36）および第２回転方向規制部（第２の突起部37）は、ヨークホルダ23に一体成形される。
樹脂材料で形成されたヨークホルダ23に第１回転方向規制部および第２回転方向規制部を一体成形することにより、部品点数を削減できる。
(3) (2)に記載のトルクセンサ13において、第１回転方向規制部材は、第１の壁部233bであって第１の接続部213に向かって突出するように形成され、ヨークホルダ23に第１ヨーク21が組み付けられた状態で塑性変形または弾性変形することによりヨークホルダ23に対し第１ヨーク21の回転軸Oの周方向における移動を規制する第１の突起部36であって、第２回転方向規制部材は、第２の壁部235bであって第２の接続部223に向かって突出するように形成され、ヨークホルダ23に第２ヨーク22が組み付けられた状態で塑性変形または弾性変形することによりヨークホルダ23に対し第２ヨーク22の回転軸Oの周方向における移動を規制する第２の突起部37である。
第１の接続部213および第２の接続部223が第１の突起部36および第２の突起部37を押し潰すことにより、ヨークホルダ23に対する一対のヨーク21,22の周方向ガタを抑制できる。また、一対のヨーク21,22やヨークホルダ23に製造誤差を含む場合であっても、第１の突起部36および第２の突起部37の変形により製造誤差を吸収できる。
(4) (3)に記載のトルクセンサ13において、第１の突起部36は、回転軸Oの方向の大きさが第１の接続部213の回転軸Oの方向の厚さよりも小さくなるように形成され、第２の突起部37は、回転軸Oの方向の大きさが第２の接続部223の回転軸Oの方向の厚さよりも小さくなるように形成される。
第１の突起部36および第２の突起部37の第１の接続部213および第２の接続部223に対する接触部分が限定されるため、この接触による一対のヨーク21,22の内部応力の発生を抑制できる。
(5) (3)に記載のトルクセンサ13において、第１の突起部36は、回転軸Oの径方向の大きさが第１の接続部213の回転軸Oの径方向の長さよりも小さくなるように形成され、第２の突起部37は、回転軸Oの径方向の大きさが第２の接続部223の回転軸Oの径方向の長さよりも小さくなるように形成される。
第１の突起部36および第２の突起部37の第１の接続部213および第２の接続部223に対する接触部分が限定されるため、この接触による一対のヨーク21,22の内部応力の発生を抑制できる。
【００２７】
〔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、本発明の回転角検出装置を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。
第１の突起部および第２の突起部は、回転軸の周方向において等間隔であれば、第１の爪部固定部および第２の爪部固定部に対して間欠的に設けてもよい。
【００２８】
以下に、実施例から把握される他の技術的思想について説明する。
(a) 上記回転角検出装置において、
前記第１の突起部は、前記第１の接続部の前記回転軸の周方向両端面と略平行に対向する第１の平行部を備え、
前記第２の突起部は、前記第２の接続部の前記回転軸の周方向両端面と略平行に対向する第２の平行部を備えることを特徴とする回転角検出装置。
よって、第１の接続部および第２の接続部を安定して保持でき、ホルダに対する第１ヨークおよび第２ヨークの周方向移動規制機能を向上できる。
(b) 上記回転角検出装置において、
前記第１の突起部は、前記回転軸の周方向において等間隔に複数個設けられ、
前記第２の突起部は、前記回転軸の周方向において等間隔に複数個設けられていることを特徴とする回転角検出装置。
よって、ホルダに対し第１ヨークおよび第２ヨークを安定して保持できる。
【００２９】
(c) 上記回転角検出装置において、
前記第１の接続部は、前記第１の接続部を挟むように隣接する一対の前記第１の突起部の間に前記回転軸の方向であって前記第１の底部側に向かって移動しながら挿入され、
前記第１の突起部は、前記隣接する一対の前記第１の突起部同士の前記回転軸の周方向の間隔が前記第１の接続部の挿入口側の端部に向かって徐々に大きくなるように形成された第１のテーパ部を備え、
前記第２の接続部は、前記第２の接続部を挟むように隣接する一対の前記第２の突起部の間に前記回転軸の方向であって前記第２の底部側に向かって移動しながら挿入され、
前記第２の突起部は、前記隣接する一対の前記第２の突起部同士の前記回転軸の周方向の間隔が前記第２の接続部の挿入口側の端部に向かって徐々に大きくなるように形成された第２のテーパ部を備えることを特徴とする回転角検出装置。
よって、第１ヨークおよび第２ヨークをスムーズに第１の突起部間および第２の突起部間に挿入でき、組み付け性を向上できる。
(d) 上記回転角検出装置において、
熱可塑性樹脂で形成され、前記回転軸の方向において前記ホルダとの間に前記第１の接続部および前記第２の接続部を挟み込むことによって前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを固定する蓋部材を備え、
前記ホルダは、熱可塑性樹脂で形成され、前記蓋部材と互いに超音波溶着によって接合されることにより前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを固定することを特徴とする回転角検出装置。
よって、第１ヨークおよび第２ヨークには、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、第１ヨークおよび第２ヨークの歪を抑制でき、回転角検出精度の低下を抑制できる。
【符号の説明】
【００３０】
0  回転軸
2  ステアリングシャフト（第２部材）
4  ピニオンシャフト（第１部材）
20  多極磁石（磁性部材）
21  第１ヨーク
22  第２ヨーク
23  ヨークホルダ（ホルダ）
27  ホールICセンサ（磁気センサ）
36  第１の突起部（第１回転方向規制部）
37  第２の突起部（第２回転方向規制部）
211  第１の爪部
212  第１の円筒部
213  第１の接続部
221  第２の爪部
222  第２の円筒部
223  第２の接続部
233  第１の爪部固定部
233a  第１の底部
233b  第１の壁部
235  第２の爪部固定部
235a  第２の底部
235b  第２の壁部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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