JP2014059179A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トルク検出装置の集磁ユニット50は、樹脂成形により環状に形成されて磁気ヨークを囲む集磁ホルダー70、集磁ホルダー70の内周面70Xに取り付けられて磁気ヨークの磁束を集める第1集磁リング51、および金属板を折り曲げて形成されて集磁ホルダー70の外周面70Yに取り付けられる磁気シールド60を有する。集磁ユニット50においては、磁気シールド60の第1シールド端部61の角部分61Bが集磁ホルダー70と非接触の関係となる。
【選択図】図7
Description
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の内周面213Xは、集磁ホルダー211の外周面211Yに接触する。磁気シールド213のシールド端部213Aは、集磁ホルダー211の端壁211Aに接触する。
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。
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においては、ピニオンギヤ13Cがラックシャフト14の第1ラックギヤ14Aと噛み合う。
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。
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。
集磁ユニット50は、第1集磁リング51、第2集磁リング54、磁気シールド60、および集磁ホルダー70を有する。集磁ユニット50は、各集磁リング51,54、および磁気シールド60が集磁ホルダー70に取り付けられた構成を有する。
下側突起76Cは、集磁ホルダー70に対する第2集磁リング54の周方向ZCの位置を決めるための目印となる。
下壁77Bは、集磁ホルダー70の下端部分に位置する。下壁77Bは、磁気シールド60の下方向ZA2への移動を規制する。
第1集磁リング51は、集磁ホルダー70において上側の第1保持部分72および第2保持部分73の間に挟み込まれる。第1集磁リング51は、上側貫通孔74を集磁ホルダー70の内方向ZB1から覆う。第1集磁リング51においては、集磁突起53が挿入部分76を介して集磁ホルダー70よりも外方向ZB2に突出する。
図6(a)に示されるように、3個の本体カバー部品78は、周方向ZCにおいて互いに離間して位置する。隣り合う本体カバー部品78の間の周方向ZCの距離は互いに等しい。
センサーユニット40の製造方法は、集磁ユニット組立工程およびハウジング成形工程を有する。
集磁リング組付工程において、作業者は、第1集磁リング51を集磁ホルダー70の上側の第1保持部分72と第2保持部分73に挟み込む。作業者は、第2集磁リング54を集磁ホルダー70の下側の第1保持部分72と第2保持部分73に挟み込む。
トルク検出装置30は、第1〜第3の機能を有する。第1の機能は、集磁ホルダー70に大きな熱応力が生じることを抑制する機能を示す。第2の機能は、センサーハウジング80の内面81Cに大きな熱応力が生じることを抑制する機能を有する。第3の機能は、集磁ホルダー70に対する磁気シールド60の位置が正確となる機能を示す。
集磁ホルダー70の線膨張係数が磁気シールド60の線膨張係数よりも大きいため、集磁ホルダー70の周方向ZCの熱膨張量は、磁気シールド60の周方向ZCの熱膨張量よりも多い。また、集磁ホルダー70の周方向ZCの熱収縮量は、磁気シールド60の周方向ZCの熱収縮量よりも多い。
図7(b)に示されるように、集磁ユニット50においては、端部カバー部品79が第1シールド端部61を外方向ZB2から覆う。このため、センサーハウジング80の内面81Cは、第1シールド端部61と接触しない。このため、トルク検出装置30の温度変化にともない第1シールド端部61の角部分61Bがセンサーハウジング80の内面81Cに押し付けられることが抑制される。したがって、トルク検出装置200と比較して、センサーハウジング80の内面81Cに大きな熱応力が生じることが抑制される。なお、第2シールド端部62および同シールド端部62を覆う端部カバー部品79の作用は、上記作用と同様であるため、その説明を省略する。
図10に示されるように、トルク検出装置200においては、作業者が磁気シールド213を集磁ホルダー211に取り付けるために弾性変形させるとき、その力加減を誤って磁気シールド213を塑性変形させてしまう場合がある。このとき、磁気シールド213は、周方向ZCの一部分が集磁ホルダー211の外周面211Yから離間する。そして、集磁ユニット210の周囲にセンサーハウジング220の樹脂材料を流し込むとき、磁気シールド213と集磁ホルダー211の外周面211Yとの間に樹脂材料が流れ込む。これにより、磁気シールド213が集磁ホルダー211の外周面211Yからさらに離間する。このため、磁気シールド213がセンサーハウジング220の外部に露出する場合がある。
図8(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8(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を示す(以下、「右回転状態」)。図8(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を示す(以下、「左回転状態」)。
(1)トルク検出装置30においては、集磁ホルダー70の端壁77Cが突起77Eを有する。この構成によれば、磁気シールド60の第1シールド端部61の角部分61Bが集磁ホルダー70の端壁77Cの側面77Dに接触しない。したがって、トルク検出装置30の温度変化にともない集磁ホルダー70に大きな熱応力が生じることが抑制される。なお、第2シールド端部62および同シールド端部62に対向する端壁77Cについても同様の効果を奏する。
・実施形態の集磁ユニット50は、集磁ホルダー70および本体カバー部品78が一体に形成される構成を有する。一方、変形例の集磁ユニット50は、集磁ホルダー70および本体カバー部品78が個別に形成される構成を有する。変形例の本体カバー部品78は、集磁ホルダー70の上壁77Aの外周面に溶接等により固定される。変形例の本体カバー部品78は、集磁ホルダー70の樹脂材料とは異なる材料により形成されてもよい。
・実施形態の端部カバー部品79は、突起79Aを有する。一方、変形例の端部カバー部品79は、複数の突起79Aを有する。変形例の突起79Aは、軸方向ZAにおいて配列される。また、別の変形例の端部カバー部品79は、突起79Aを有していない。
Claims (7)
- 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、
樹脂成形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ー、前記集磁ホルダーの内周面に取り付けられて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リング、および金属板を折り曲げて形成されて前記集磁ホルダーの外周面に取り付けられる磁気シールドを有し、前記磁気シールドの周方向の端部であるシールド端部の角部分の少なくとも1つが前記集磁ホルダーと非接触の関係とな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ーと、
前記集磁ユニットの外周側に流し込まれた樹脂により前記集磁ユニットと一体に成形されるセンサーハウジングと
を備えるトルク検出装置。 - 前記集磁ホルダーは、前記集磁ホルダーの外周面から前記集磁ホルダーの径方向の外方向に向けて延び、前記集磁ホルダーの周方向において互いに離間する2つの端壁を有し、
前記磁気シールドの周方向における前記シールド端部の端面であるシールド端面は、前記端壁の側面と対向し、
前記集磁ユニットは、前記端壁の前記側面から前記シールド端面に向けて延びる突起を有する
請求項1に記載のトルク検出装置。 - 前記集磁ホルダーは、前記集磁ホルダーの外周面とは反対側から前記シールド端部を覆う端部カバー部品を有する
請求項1または2に記載のトルク検出装置。 - 前記端部カバー部品は、前記シールド端部に向けて延びる突起を有し、
前記突起は、前記シールド端部に接触する
請求項3に記載のトルク検出装置。 - 前記集磁ホルダーは、前記シールド端部同士を連結するシールド本体の一部分を外方向から覆う本体カバー部品を有する
請求項1〜4のいずれか一項に記載のトルク検出装置。 - 前記本体カバー部品は、前記シールド本体に向けて延びる突起を有し、
前記突起は、前記シールド本体に接触する
請求項5に記載のトルク検出装置。 - 請求項1〜6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。
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