(57)【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、
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、
前記ハウジングに前記回転磁気回路部に対峙するように取り付けられる集磁リングと、
この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、
前記ハウジングの内壁面に前記集磁リングが収まる溝を形成し、
前記溝の側縁部が前記集磁リングに当接するように前記ハウジングの内壁面の一部を変形させることによって前記溝に収まる前記集磁リングをカシメ固定するカシメ部を形成することを特徴とするトルクセンサ。
【請求項２】
前記カシメ部は、前記集磁リングの内周面より内側に突出しないように形成されてい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】
前記溝は環状に形成されており、
前記集磁リングは、スリットを有するＣ字形リング状に形成されて、前記スリットの開口幅が縮小された状態で前記溝に嵌合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトルクセンサ。
【請求項４】
ハウジングに形成した溝に集磁リングを収め、
前記ハウジングの内壁面にカシメ工具を打ち込んで溝の側縁部を変形させることにより集磁リングを固定するトルクセンサの製造方法であって、
前記ハウジング内に挿入されるガイド治具と、
このガイド治具にその外周面から出没可能に支持されるとともに一対の先端ウェッジ部をそれぞれ有する複数のカシメ工具と、
前記ガイド治具の内側に挿入されるプレス治具とを用い、
前記プレス治具を前記ガイド治具の内側に挿入することによって複数のカシメ工具をガイド治具から押し出し、前記各先端ウェッジ部をハウジングの内壁面に打ち込むことにより、対の前記集磁リングをそれぞれ固定することを特徴とするトルクセンサの製造方法。
【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及びその製造方法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、樹脂製ハウジングに集磁リングが収まる溝を形成し、集磁リングをその弾性復元力によってハウジングの溝に嵌め込む構造のため、集磁リングとハウジングの溝との間に間隙が生じ、集磁リングの固定強度を確保することが難しいという問題点があった。
【０００８】
また、集磁リングをハウジングの溝に圧入することも考えられるが、その場合、集磁リングに加わる応力によって集磁リングの磁気特性が低下するという問題点があった。
【０００９】
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固定強度が十分に得られるトルクセンサ及びその製造方法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】
【００１０】
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集磁リングと、この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、ハウジングの内壁面に集磁リングが収まる溝を形成し、溝の側縁部が集磁リングに当接するように前記ハウジングの内壁面の一部を変形させることによって溝に収まる前記集磁リングをカシメ固定するカシメ部を形成する構成とした。
【００１１】
本発明は、ハウジングに形成した溝に集磁リングを収め、ハウジングの内壁面にカシメ工具を打ち込んで溝の側縁部を変形させることにより集磁リングを固定するトルクセンサの製造方法であって、ハウジング内に挿入されるガイド治具と、このガイド治具にその外周面から出没可能に支持されるとともに一対の先端ウェッジ部をそれぞれ有する複数のカシメ工具と、ガイド治具の内側に挿入されるプレス治具とを用い、このプレス治具がガイド治具の内側に挿入することによって複数のカシメ工具をガイド治具から押し出し、各先端ウェッジ部をハウジングの内壁面に打ち込むことにより、対の集磁リングをそれぞれ固定するものとした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトルクセンサによると、集磁リングはカシメ部によってハウジングに対して回転軸方向と回転径方向について固定されるとともに、回り止めが行われ、十分な固定強度が得られる。
【００１３】
ハウジングの内壁面にカシメ工具を打ち込んでカシメ部を形成することにより、カシメ部から集磁リングに加えられる応力が小さく抑えられ、集磁リングの磁気特性が低下することを抑えられる。
【００１４】
本発明のトルクセンサの製造方法によると、複数のカシメ工具がハウジングの内壁面に対して精度よく打ち込まれ、カシメ部から集磁リングに加えられる応力が小さく抑えられ、集磁リングの磁気特性が低下することを抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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に噛み合うウオーム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。
【００１８】
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。
【００１９】
以下、トルクセンサ５０の構造について説明する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
本実施の形態では、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
なお、ハウジング３０が樹脂によって形成される場合、第一、第二集磁リング９１、９２を熱溶着カシメによって固定する。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
第一、第二溝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。
【００７７】
トルクセンサ５０の組立時に、第一、第二溝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、第二溝３１、３２内に収まる第一、第二集磁リング９１、９２をカシメ固定する。
【００７８】
図７はカシメ装置１００を分解した断面図であり、図８の（ｂ）はカシメ装置１００の縦断面図、（ａ）はカシメ装置１００の（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【００７９】
カシメ装置１００は、ハウジング３０内に挿入される円筒状のガイド治具１１０と、このガイド治具１１０にその外周面から出没可能に支持される６個のカシメ工具１０１（ポンチ）と、ガイド治具１１０の内側に挿入されるプレス治具１２０とを備え、このプレス治具１２０がガイド治具１１０の内側に挿入されて押し込まれることにより、プレス治具１２０によって６個のカシメ工具１０１がガイド治具１１０から押し出されるようになっている。
【００８０】
ガイド治具１１０は、ハウジング３０内に挿入される円筒状のガイド柱部１１１と、ハウジング３０の端面３０ｃに当接するフランジ部１１２とを有する。なお、ガイド柱部１１１は、断面円形の円筒状に限らず、例えば断面多角形の筒状に形成してもよい。
【００８１】
ガイド柱部１１１に６つのガイド穴１１３が放射状に形成される。各ガイド穴１１３はその断面が矩形に形成され、これにカシメ工具１０１が摺動可能に挿入される。なお、ガイド穴１１３及びカシメ工具１０１の断面は矩形に限らず、円形または非円形の形状にしてもよい。
【００８２】
プレス治具１２０は、ガイド治具１１０内に挿入される円柱状のプレス柱部１２１と、ガイド治具１１０の端面１１０ｃに当接するフランジ部１２２とを有する。なお、プレス柱部１２１は、断面円形の円柱状に限らず、ガイド柱部１１１の断面形状に対応した断面形状に形成してもよい。
【００８３】
プレス柱部１２１の先端部に先端カム部１２４が円錐状に形成され、この先端カム部１２４がガイド治具１１０内に挿入されることにより、先端カム部１２４が各カシメ工具１０１に摺接して各カシメ工具１０１を移動させるようになっている。なお、先端カム部１２４は、断面円形の円錐状に限らず、断面多角形の多角錐状に形成してもよい。先端カム部１２４が円錐状をしている場合、先端カム部１２４は各カシメ工具１０１に対して線接触するが、先端カム部１２４が多角錐状をしている場合、先端カム部１２４は各カシメ工具１０１に対して面接触し、耐摩耗性を高められる。
【００８４】
カシメ工具１０１は、断面矩形の棒状に形成され、その一端に基端テーパ部１０２を有し、その他端に先細の先端ウェッジ部１０３を有する。
【００８５】
図８に示すように、このプレス治具１２０がガイド治具１１０の内側に挿入されて押し込まれることにより、プレス治具１２０の先端カム部１２４がこれに摺接する各カシメ工具１０１の基端テーパ部１０２を押し、各カシメ工具１０１が図中矢印で示すように移動して先端ウェッジ部１０３をガイド治具１１０の外周面から所定長さだけ突出させ、金属製ハウジング３０の内壁面３８に先端ウェッジ部１０３が打ち込まれる。
【００８６】
図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、金属製ハウジング３０の内壁面３８に先端ウェッジ部１０３が打ち込まれることによりカシメ部３３、３４を形成する工程を示す。
【００８７】
これについて説明すると、図９の（ａ）に示すように、この第一、第二溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２をそれぞれ嵌合する。
【００８８】
図９の（ａ）に示す組み付け状態では、第一、第二集磁リング９１、９２は、その弾性復元力により第一、第二溝３１、３２の底面に押し付けられるが、第一、第二溝３１、３２の側面との間にハメアイスキマ分の間隙を持っている。
【００８９】
続いて、図９の（ｂ）に示すように、ハウジング３０を上下方向について反転させた状態で、第二集磁リング９２の下段（図中上段）のカシメ部３４を形成するカシメ工程を行う。このカシメ工程は、図１０の（ａ）に示すように、カシメ装置１００をスペーサ１３０を介してハウジング３０に設置し、ハウジング３０の内壁面３８に各カシメ工具１０１の先端ウェッジ部１０３を打ち込むことにより下段のカシメ部３４を６箇所に形成する。
【００９０】
このカシメ部３４は、ハウジング３０の内壁面３８において第二溝３２の近傍に配置され、第二溝３２の側縁部を第二集磁リング９２の側面に当接するようハウジング３０の一部を変形させることによって第二溝３２内に収まる第二集磁リング９２をカシメ固定する。これにより、第二集磁リング９２のハウジング３０に対するガタツキが止められるとともに、回り止めが行われる。
【００９１】
続いて、図９の（ｃ）に示すように、第一集磁リング９１の上段（図中下段）のカシメ部３３を形成するカシメ工程を行う。このカシメ工程は、図１０の（ｂ）に示すように、カシメ装置１００をスペーサ１３０を介さずハウジング３０に直接設置し、ハウジング３０の内壁面３８に各カシメ工具１０１の先端ウェッジ部１０３を打ち込むことにより上段のカシメ部３３を６箇所に形成する。
【００９２】
このカシメ部３３は、ハウジング３０の内壁面３８において第一溝３１の近傍に配置され、第一溝３１の側縁部を第一集磁リング９１の側面に当接するようハウジング３０の一部を変形させることによって第一溝３１内に収まる第一集磁リング９１をカシメ固定する。これにより、第一集磁リング９１のハウジング３０に対するガタツキが止められるとともに、回り止めが行われる。
【００９３】
ハウジング３０の内壁面３８にカシメ部３３、３４が形成されることによって、内壁面３８を部分的に隆起させるが、第一、第二集磁リング９１、９２が第一、第二溝３１、３２に嵌合した状態で内壁面３８から内側に十分な高さを持って突出しているため、カシメ部３３、３４によって隆起した部位が第一、第二集磁リング９１、９２の内周面より内側に突出することがなく、第一、第二軟磁性リング７０、８０等に干渉することが防止される。
【００９４】
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が収まる第一、第二溝３１、３２を形成し、ハウジング３０の内壁面３８にカシメ工具１０１を打ち込んで第一、第二溝３１、３２の側縁部を変形させることにより第一、第二集磁リング９１、９２を固定するカシメ部３３、３４を形成する構成とした。
【００９５】
上記構成に基づき、第一、第二集磁リング９１、９２はカシメ部３３、３４によってハウジング３０に対して回転軸方向と回転径方向について固定されるとともに、回り止めが行われ、十分な固定強度が得られる。
【００９６】
ハウジング３０の内壁面３８にカシメ工具１０１を打ち込んでカシメ部３３、３４を形成することにより、カシメ部３３、３４から第一、第二集磁リング９１、９２に加えられる応力が小さく抑えられ、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る。
【００９７】
本実施の形態では、ハウジング３０に形成した第一、第二溝３１、３２に第一、第二集磁リング９１、９２を収め、ハウジング３０の内壁面３８にカシメ工具１０１を打ち込んで第一、第二溝３１、３２の側縁部を変形させることにより第一、第二集磁リング９１、９２を固定するトルクセンサ５０の製造方法であって、ハウジング３０内に挿入されるガイド治具１１０と、このガイド治具１１０にその外周面から出没可能に支持される複数のカシメ工具１０１と、ガイド治具１１０の内側に挿入されるプレス治具１２０とを用い、このプレス治具１２０がガイド治具１１０の内側に挿入することによって複数のカシメ工具１０１をガイド治具１１０から押し出してハウジング３０の内壁面３８に打ち込む構成とした。
【００９８】
これにより、複数のカシメ工具１０１がハウジング３０の内壁面３８に対して精度よく打ち込まれ、カシメ部３３、３４から第一、第二集磁リング９１、９２に加えられる応力が小さく抑えられ、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る。
【００９９】
他の実施の形態として、図１１に示すように、各カシメ工具１０１は一対の先端ウェッジ部１０５、１０６を有し、各先端ウェッジ部１０５、１０６がハウジング３０の内壁面に打ち込まれることにより、上下のカシメ部３３、３４を同時に形成され、第一、第二集磁リング９１、９２がそれぞれ固定される構成としてもよい。
【０１００】
この場合、上下のカシメ部３３、３４をカシメ固定する工数が半減し、生産性を高められる。
【０１０１】
他の実施の形態として、カシメ工具１０１を第一、第二集磁リング９１、９２のスリット９１ａ、９２ａの近傍に打ち込み、これによって形成されるカシメ部３３、３４が第一、第二集磁リング９１、９２のスリット９１ａ、９２ａに係合する構成としてもよい。
【０１０２】
これにより、ハウジング３０に対する第一、第二集磁リング９１、９２の回り止めが確実に行われる。
【０１０３】
他の実施の形態として、カシメ装置は、ハウジングの内壁面に転接するローラを備え、このローラによってカシメ部を形成する構成としてもよい。
【０１０４】
なお、ハウジングが樹脂によって形成される場合、第一、第二集磁リング９１、９２を熱溶着カシメによって固定してもよい。
【０１０５】
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】
【０１０６】
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】
【０１０７】
【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置の断面図である。
【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断面図。
【図７】同じくカシメ装置の分解断面図。
【図８】同じくカシメ装置の縦断面図と横断面図。
【図９】同じくカシメ装置の縦断面図。
【図１０】同じくカシメ装置の縦断面図。
【図１１】他の実施の形態を示すカシメ装置の縦断面図。
【符号の説明】
【０１０８】
１    パワーステアリング装置
３０    ハウジング
３１    第一溝
３２    第二溝
３３、３４    カシメ部
３８    内壁面
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    カシメ装置
１０１    カシメ工具
１０５、１０６  先端ウェッジ部
１１０    ガイド治具
１２０    プレス治具
【図１】
0005191774.tif 000002
【図２】
0005191774.tif 000003
【図４】
0005191774.tif 000004
【図５】
0005191774.tif 000005
【図６】
0005191774.tif 000006
【図７】
0005191774.tif 000007
【図８】
0005191774.tif 000008
【図９】
0005191774.tif 000009
【図１０】
0005191774.tif 000010
【図１１】
0005191774.tif 000011
【図３】
0005191774.tif 000012