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WO2023181116A1 - センサ装置 - Google Patents

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Publication number
WO2023181116A1
WO2023181116A1 PCT/JP2022/013157 JP2022013157W WO2023181116A1 WO 2023181116 A1 WO2023181116 A1 WO 2023181116A1 JP 2022013157 W JP2022013157 W JP 2022013157W WO 2023181116 A1 WO2023181116 A1 WO 2023181116A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic flux
resin holder
collecting member
flux collecting
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/013157
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健 多田
裕貴 岡田
祐也 桑原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to CN202280093382.XA priority Critical patent/CN118900990A/zh
Priority to EP22933263.0A priority patent/EP4498055A4/en
Priority to JP2024508845A priority patent/JP7810253B2/ja
Priority to US18/846,018 priority patent/US20250189389A1/en
Priority to PCT/JP2022/013157 priority patent/WO2023181116A1/ja
Publication of WO2023181116A1 publication Critical patent/WO2023181116A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/104Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving permanent magnets
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Definitions

  • the present disclosure relates to a sensor device.
  • a sensor device is provided on a rotating shaft including an input shaft and an output shaft connected to the input shaft via a torsion bar, and is attached to the rotating shaft. Sensor devices that detect torque are known.
  • the sensor device of Patent Document 1 includes a sensor magnet that rotates integrally with an input shaft, a pair of yoke cores that rotates integrally with an output shaft, a magnetic flux collector assembly having a pair of magnetic flux collecting rings, and a magnetic flux flowing through the pair of magnetic flux collecting rings. and a magnetic sensor that generates a corresponding signal.
  • the magnetic flux collecting assembly includes a cylindrical resin holder that holds a pair of magnetic flux collecting rings. Each magnetic flux collecting ring has an annular portion and a claw portion that is bent from the annular portion and protrudes toward the outer circumference.
  • Each magnetic flux collecting ring is held by the resin holder so that the annular portion is exposed on the inner circumferential surface of the resin holder and the claw portion protrudes toward the outer circumferential side of the resin holder.
  • the magnetic sensor is disposed between the claws of the magnetic flux collecting member on the outer peripheral side of the resin holder.
  • a sensor device includes a sensor magnet configured to rotate integrally with a first shaft, and a sensor magnet configured to rotate integrally with a second shaft connected to the first shaft via a torsion bar.
  • a first yoke core and a second yoke core a first magnetic flux collector disposed with a space between the first yoke core and a first magnetic flux collector disposed with a space between the second yoke core and the second yoke core;
  • the magnetic flux collecting assembly includes two magnetic flux collecting members and a cylindrical resin holder, and a magnetic sensor that generates a signal according to magnetic flux flowing through the first magnetic flux collecting member and the second magnetic flux collecting member.
  • the first magnetic flux collecting member has a first main body portion facing the first yoke core, and a first claw portion that is bent from the first main body portion and protrudes toward the outer peripheral side of the resin holder.
  • the second magnetic flux collecting member includes a second main body portion facing the second yoke core, and a second claw portion that is bent from the second main body portion and protrudes toward the outer peripheral side of the resin holder.
  • the magnetic sensor is arranged between the first claw part and the second claw part on the outer peripheral side of the resin holder.
  • the resin holder is configured such that at least a connecting portion between the first main body portion and the first claw portion and a connecting portion between the second main body portion and the second claw portion are not exposed to an inner circumferential surface of the resin holder. , holding the first magnetic flux collecting member and the second magnetic flux collecting member.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a sensor device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view along the axial direction of the sensor device of FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of a magnetic flux collector assembly that constitutes the sensor device of FIG. 1;
  • 4 is a perspective view of a first magnetic flux collecting member and a second magnetic flux collecting member that constitute the magnetic flux collecting assembly of FIG. 3.
  • FIG. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing an example of a connecting portion between the first main body portion and the first claw portion in a state where molten resin is injected during insert molding of the resin holder that constitutes the magnetic flux collecting assembly of FIG. 3;
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a connecting portion between the first main body portion and the first claw portion in a state where the molten resin is solidified during insert molding of the resin holder constituting the magnetic flux collecting assembly of FIG. 3;
  • FIG. 2 is a plan view of a magnetic flux collecting assembly that constitutes the sensor device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a perspective view of the magnetic flux collecting assembly constituting the sensor device of FIG. 1, seen from a different perspective from that of FIG. 3;
  • the sensor device 1 is provided on the outer periphery of a rotating shaft 2.
  • the rotating shaft 2 includes an input shaft 3 that is a first shaft, a torsion bar 4, and an output shaft 5 that is a second shaft.
  • the input shaft 3 and the output shaft 5 are connected to each other via a torsion bar 4.
  • the input shaft 3, torsion bar 4, and output shaft 5 are located on the same axis L.
  • the rotating shaft 2 is, for example, a pinion shaft of a rack and pinion mechanism that constitutes a steering system of a vehicle.
  • a steering wheel is connected to the upper end of the pinion shaft via an intermediate shaft and a column shaft.
  • the sensor device 1 detects the torque applied to the rotating shaft 2 through the driver's operation of the steering wheel.
  • the sensor device 1 includes a sensor magnet 11, a magnetic yoke assembly 12, and a fixing unit 13.
  • the sensor magnet 11 is a cylindrical ring magnet.
  • “cylindrical” may be considered to be cylindrical as a whole, and may also include a cylindrical shape formed by combining multiple parts, or a cylindrical shape with a cutout in a part like a C-shape. include.
  • “Cylindrical” shapes include, but are not limited to, circles, ellipses, and polygons with sharp or rounded corners when viewed in the axial direction. In this embodiment, the sensor magnet 11 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the sensor magnet 11 is magnetized in the radial direction so that magnetic poles of different polarities are alternately arranged in the circumferential direction.
  • the sensor magnet 11 is rotatably fixed to the outer peripheral surface of the input shaft 3 via a holder (not shown) or directly.
  • the sensor magnet 11 may be a plurality of plate-shaped magnets.
  • the magnetic yoke assembly 12 includes a first yoke core 21, a second yoke core 22, and a yoke holder 23 that holds the first yoke core 21 and the second yoke core 22.
  • the magnetic yoke assembly 12 is arranged on the outer circumferential side of the sensor magnet 11 at intervals.
  • the magnetic yoke assembly 12 is fixed to the outer periphery of the output shaft 5 so as to be rotatable therewith.
  • Each of the first yoke core 21 and the second yoke core 22 is made of a magnetic material and has an annular shape.
  • annular may be regarded as annular as a whole, and includes a ring formed by combining a plurality of parts, and a part having a notch, such as a C-shape.
  • Annular shapes include, but are not limited to, circles, ellipses, and polygons with sharp or rounded corners when viewed in the axial direction.
  • each of the first yoke core 21 and the second yoke core 22 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the first yoke core 21 and the second yoke core 22 are spaced apart from each other along the axis L.
  • the first yoke core 21 and the second yoke core 22 each have a plurality of teeth 24 and 25.
  • the teeth 24 and 25 protrude in a direction toward each other.
  • the teeth 24 are provided at equal intervals in the circumferential direction with respect to the first yoke core 21, and the teeth 25 are provided with equal intervals in the circumferential direction with respect to the second yoke core 22.
  • the tooth portions 24 and the tooth portions 25 are arranged alternately in the circumferential direction.
  • the yoke holder 23 is made of, for example, a resin material and has a cylindrical shape. In this embodiment, the yoke holder 23 has a circular shape when viewed in the axial direction. The axial direction of the yoke holder 23 coincides with the direction along the axis L.
  • the yoke holder 23 is a resin molded product formed by insert molding using the first yoke core 21 and the second yoke core 22 as insert products. That is, the yoke holder 23 is a portion of the magnetic yoke assembly 12 made of a resin material.
  • the yoke holder 23 holds the first yoke core 21 and the second yoke core 22 on the axis L. Specifically, the yoke holder 23 holds the first yoke core 21 and the second yoke core 22 so that the inner surfaces of the teeth 24 and 25 are exposed on the inner peripheral side of the yoke holder 23.
  • the fixed unit 13 includes a magnetic flux collection assembly 31, an outer case 32 that holds the magnetic flux collection assembly 31, and a circuit board 33.
  • the fixed unit 13 is attached to a housing 34 that rotatably supports the rotating shaft 2.
  • the housing 34 is, for example, a gear housing that accommodates the rack and pinion mechanism.
  • the magnetic flux collection assembly 31 includes a first magnetic flux collection member 41, a second magnetic flux collection member 42, and a resin holder that holds the first magnetic flux collection member 41 and the second magnetic flux collection member 42. 43. Note that the magnetic flux collecting assembly 31 may further include a shield member disposed on the outer peripheral side of the first magnetic collecting member 41 and the second magnetic collecting member 42.
  • the first magnetic flux collecting member 41 is arranged on the outer peripheral side of the first yoke core 21 at intervals.
  • the first magnetic flux collecting member 41 includes an annular first main body part 44 that faces the first yoke core 21 in the radial direction, and two first claws that are bent from the first main body part 44 and protrude toward the outer circumferential side of the resin holder 43. It has portions 45a and 45b.
  • the first main body portion 44 has a C-shape when viewed in the axial direction.
  • the second magnetic flux collecting member 42 is arranged on the outer circumferential side of the second yoke core 22 at intervals.
  • the second magnetic flux collecting member 42 includes an annular second main body portion 46 that faces the second yoke core 22 in the radial direction, and two second claws that are bent from the second main body portion 46 and protrude toward the outer circumferential side of the resin holder 43. It has portions 47a and 47b.
  • the second main body portion 46 has a C-shape when viewed in the axial direction.
  • opposite refers to surfaces or members that are in front of each other, and not only when they are completely in front of each other but also partially in front of each other. including cases.
  • opposite in this specification refers to both a case where a member different from the two parts is interposed between the two parts, and a case where nothing is interposed between the two parts. including.
  • the resin holder 43 has a generally cylindrical shape.
  • the resin holder 43 is a resin molded product formed by insert molding using the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 as insert products.
  • the resin holder 43 is a portion of the magnetic flux collecting assembly 31 made of a resin material. Details of the first magnetic flux collecting member 41, the second magnetic flux collecting member 42, and the resin holder 43 will be described later.
  • the outer case 32 is a resin molded product formed by insert molding using the magnetic flux collecting assembly 31 as an insert product.
  • the outer case 32 includes a case main body portion 51 that covers the outside of the magnetic flux collecting assembly 31, and a projecting portion 52 that projects outward in the radial direction of the magnetic flux collecting assembly 31.
  • the case main body portion 51 has a generally cylindrical shape and is arranged on the axis L. That is, the case main body portion 51 is arranged coaxially with the magnetic flux collecting assembly 31.
  • the projecting portion 52 has a cylindrical shape, for example, and projects in a direction perpendicular to the axis L. In this embodiment, the projecting portion 52 has a rectangular shape when viewed in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the open end of the projecting portion 52 is closed by a cover (not shown).
  • Outer case 32 is fixed to housing 34. Thereby, the inside of the resin holder 43 is communicated with the inside of the housing 34 via the case body 51.
  • the circuit board 33 has a rectangular plate shape.
  • the circuit board 33 is placed within the overhang 52 .
  • the circuit board 33 is electrically connected to a terminal (not shown) provided in the overhang 52.
  • Two magnetic sensors 53a and 53b are mounted on the circuit board 33.
  • One of the magnetic sensors 53a and 53b is a redundant sensor used when the other one malfunctions.
  • the magnetic sensor 53a is mounted on the circuit board 33 so as to be disposed between the first claw part 45a of the first magnetism collecting member 41 and the second claw part 47a of the second magnetism collecting member 42.
  • the magnetic sensor 53b is mounted on the circuit board 33 so as to be disposed between the first claw part 45b of the first magnetism collecting member 41 and the second claw part 47b of the second magnetism collecting member 42.
  • the magnetic sensors 53a and 53b are for detecting the magnetic flux flowing through the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42, and are, for example, Hall sensors or magnetoresistive sensors.
  • the magnetic flux flowing through the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 also changes according to the change in the magnetic flux flowing through the first yoke core 21 and the second yoke core 22.
  • the magnetic sensors 53a and 53b detect the magnetic flux flowing through the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42, and generate a signal corresponding to this magnetic flux, that is, a signal indicating torque.
  • insert molding is a molding technique in which injection molding is performed with an insert product placed inside a mold.
  • injection molding is performed with the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 arranged inside a mold.
  • the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 are surrounded by the molten resin injected into the mold.
  • this molten resin is cooled and solidified to form a resin holder 43 which is a resin molded product.
  • a molding shrinkage phenomenon usually occurs.
  • This phenomenon is a phenomenon in which the volume of the molten resin filled inside the mold decreases when it is cooled and solidified. Therefore, due to the molding shrinkage phenomenon, a slight gap may occur between the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 and the resin holder 43.
  • the resin holder 43 has a sharp shape, the sharp part is more likely to separate from the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic collecting member 42 than the flat part, and there is a gap. is likely to occur.
  • the first claw portion 45a of the first magnetic flux collecting member 41 is bent from the first main body portion 44. Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, for example, when looking locally at the vicinity of the connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portion 45a, the space filled by the resin holder 43 has a sharp shape. In other words, the resin holder 43 has a locally sharp shape near the connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portion 45a.
  • the first magnetic flux collecting member 41 of this embodiment has the first recess 73a adjacent to the first claw 45a, the relationship between the first main body 44 and the first claw 45a in the resin holder 43 is The shape near the connecting portion tends to become even more sharp. The same can be said of the connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portion 45a, and the connecting portion between the second main body portion 46 and the second claw portions 47a and 47b in the second magnetic flux collecting member 42.
  • the resin holder 43 has a connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portions 45a, 45b, and a connecting portion between the second main body portion 46 and the second claw portions 47a, 47b.
  • the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 are held so as not to be exposed to the inner peripheral surface.
  • the configurations of the resin holder 43, the first magnetic flux collecting member 41, and the second magnetic flux collecting member 42 will be described in detail.
  • the resin holder 43 includes a cylindrical holder body 61, and a first support wall 62 and a second support wall 63 provided on the outer peripheral surface of the holder body 61.
  • the holder main body 61 has a circular shape when viewed in the axial direction.
  • the first support wall 62 projects radially outward from one axial end of the holder main body 61 .
  • the second support wall 63 projects radially outward from the other axial end of the holder main body 61 .
  • the first support wall 62 faces the second support wall 63 with an interval in the axial direction.
  • the first magnetic flux collecting member 41 is formed by bending a long metal plate made of a magnetic material. That is, the first magnetic flux collecting member 41 is one piece.
  • the first main body portion 44 of the first magnetic flux collecting member 41 has a first circular arc portion 71 and a first protrusion portion 72 .
  • the first arc portion 71 has an arcuate inner circumferential surface that coincides with the inner circumferential surface of the holder main body 61, that is, the inner circumferential surface of the resin holder 43 when viewed in the axial direction.
  • a circle formed by extending the inner circumferential surface of the first circular arc portion 71 is defined as a first virtual circle C1.
  • a line indicating the first virtual circle C1 coincides with a line indicating the inner circumferential surface of the resin holder 43.
  • the first protruding portion 72 protrudes from, for example, the circumferential center of the first circular arc portion 71 toward the outer circumferential side so as to be disposed on the outer circumferential side of the first virtual circle C1.
  • the first protruding portion 72 has a connecting portion bent radially outward from the end of the first circular arc portion 71 and a straight portion extending linearly between the connecting portions.
  • the first claw portions 45a, 45b are bent radially outward from the straight portion of the first protrusion 72 and protrude toward the outer circumferential side of the resin holder 43.
  • First recesses 73a and 73b are provided on both sides of each of the first claws 45a and 45b in the first protrusion 72. As shown in FIG.
  • the first main body portion 44 has first recesses 73a, 73b on both sides in the circumferential direction of the resin holder 43 at respective connecting portions with the first claw portions 45a, 45b.
  • Each of the first recesses 73a and 73b extends linearly along the thickness direction of the first protrusion 72, and is open to the inner circumferential side and the outer circumferential side of the first main body portion 44.
  • the entire inner circumferential surface of the first circular arc portion 71 is exposed to the inner circumferential surface of the resin holder 43, and the first protrusion The entire portion 72 is held in the resin holder 43 in such a manner that it is embedded inside the resin holder 43.
  • a portion of the inner circumferential surface of the first circular arc portion 71 may be embedded inside the resin holder 43.
  • the inner circumferential surface of the first circular arc portion 71 in this embodiment is exposed so that there is no step between it and the inner circumferential surface of the resin holder 43.
  • the inner circumferential surface of the first circular arc portion 71 is It may also protrude toward the inner peripheral side of the resin holder 43. Furthermore, if the connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portions 45a and 45b is embedded inside the resin holder 43, a part of the first protrusion portion 72 is exposed to the outside of the resin holder 43. Good too. As shown in FIG. 3, the first claw portions 45a and 45b are exposed on the surface of the first support wall 62 that faces the second support wall 63. As shown in FIG.
  • the second magnetic flux collecting member 42 has the same shape as the first magnetic flux collecting member 41, and is formed by bending a long metal plate made of a magnetic material. In other words, the second magnetic flux collecting member 42 is an integral piece.
  • the second main body portion 46 of the second magnetic flux collecting member 42 has a second circular arc portion 81 and a second protrusion portion 82 .
  • the second arcuate portion 81 has an arcuate inner circumferential surface that matches the inner circumferential surface of the resin holder 43 when viewed in the axial direction.
  • the second circular arc portion 81 has the same shape as the first circular arc portion 71.
  • a circle formed by extending the inner circumferential surface of the second circular arc portion 81 is defined as a second virtual circle C2.
  • the second virtual circle C2 coincides with the first virtual circle C1.
  • the second protruding portion 82 protrudes from, for example, the circumferential center of the second circular arc portion 81 toward the outer circumferential side so as to be disposed on the outer circumferential side of the second virtual circle C2.
  • the second protruding portion 82 has a connecting portion bent radially outward from the end of the second circular arc portion 81 and a straight portion extending linearly between the connecting portions.
  • the second claw portions 47a and 47b are bent radially outward from the straight portion of the second protrusion 82 and protrude toward the outer circumferential side of the resin holder 43.
  • Second recesses 83a and 83b are provided on both sides of each of the second claws 47a and 47b in the second protrusion 82. As shown in FIG.
  • the second main body portion 46 has second recesses 83a, 83b on both sides in the circumferential direction of the resin holder 43 at respective connecting portions with the second claw portions 47a, 47b.
  • Each of the second recesses 83a and 83b extends linearly along the thickness direction of the second protrusion 82, and is open to the inner circumferential side and the outer circumferential side of the second main body portion 46.
  • the entire inner circumferential surface of the second circular arc portion 81 is exposed to the inner circumferential surface of the resin holder 43, and the second protrusion The entire portion 82 is held by the resin holder 43 in such a manner that it is embedded inside the resin holder 43.
  • a portion of the inner circumferential surface of the second circular arc portion 81 may be embedded inside the resin holder 43.
  • the inner circumferential surface of the second circular arc portion 81 in this embodiment is exposed so that there is no step between it and the inner circumferential surface of the resin holder 43.
  • the inner circumferential surface of the second circular arc portion 81 is It may also protrude toward the inner peripheral side of the resin holder 43. Furthermore, if the connecting portion between the second main body part 46 and the second claw parts 47a and 47b is embedded inside the resin holder 43, a part of the second protrusion part 82 will be exposed to the outside of the resin holder 43. Good too. As shown in FIG. 3, the second claw parts 47a, 47b are exposed on the surface of the second support wall 63 facing the first support wall 62 so as to face the first claw parts 45a, 45b in the axial direction. ing.
  • connection portion between the first body portion 44 and the first claw portions 45a, 45b and the connection portion between the second body portion 46 and the second claw portions 47a, 47b are located on the inner periphery of the resin holder 43.
  • the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 are held so that they are not exposed to the surface. Therefore, even if a gap occurs between the resin holder 43 and the connecting portion of the first main body portion 44 with the first claw portion 45a due to molding shrinkage, for example, there is no gap on the inner peripheral surface of the resin holder 43. is less likely to occur. Thereby, even if liquid intrudes into the resin holder 43, it is possible to prevent the liquid from reaching the magnetic sensors 53a, 53b.
  • the first main body portion 44 has a first arc portion 71 and a first protrusion portion 72.
  • the circle formed by extending the first circular arc portion 71 is the first virtual circle C1.
  • the first protruding portion 72 protrudes from the first circular arc portion 71 so as to be disposed on the outer peripheral side of the first virtual circle C1.
  • the first claws 45a and 45b protrude from the first protrusion 72 toward the outer circumferential side of the resin holder 43.
  • the resin holder 43 holds the first magnetic flux collecting member 41 such that the first circular arc portion 71 is exposed on the inner peripheral surface of the resin holder 43 and the first protrusion portion 72 is embedded inside the resin holder 43.
  • the first circular arc that is a part of the first main body part 44 is The portion 71 can be exposed on the inner peripheral surface of the resin holder 43. Therefore, for example, compared to the case where the first main body part 44 is entirely buried inside the resin holder 43, the first main body part 44 can be arranged closer to the first yoke core 21, and the first magnetic flux collecting member 41 can be placed closer to the first yoke core 21. Decrease in flowing magnetic flux can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the absolute value of the magnetic flux detected by the magnetic sensors 53a and 53b from becoming small, and to suppress the deterioration of the noise resistance performance.
  • the second main body portion 46 has a second circular arc portion 81 and a second protrusion portion 82.
  • the circle formed by extending the second circular arc portion 81 is the second virtual circle C2.
  • the second protruding portion 82 protrudes from the second circular arc portion 81 so as to be disposed on the outer peripheral side of the second virtual circle C2.
  • the second claw portions 47a and 47b protrude from the second protrusion 82 toward the outer circumferential side of the resin holder 43.
  • the resin holder 43 holds the second magnetic flux collecting member 42 such that the second circular arc portion 81 is exposed on the inner peripheral surface of the resin holder 43 and the second protrusion 82 is embedded inside the resin holder 43.
  • the same effect as in (2) above can be applied to the second magnetic flux collecting member 42 as well. Thereby, it is possible to suppress the absolute value of the magnetic flux detected by the magnetic sensors 53a and 53b from becoming small, and to suppress the deterioration of the noise resistance performance.
  • Each of the first magnetic flux collecting member 41 and the second magnetic flux collecting member 42 is an integral product. Therefore, compared to, for example, a case where a magnetic flux collecting member is formed by joining a plurality of parts, an increase in the number of parts can be suppressed.
  • the first main body portion 44 has first recesses 73a, 73b on both sides in the circumferential direction of the resin holder 43 at respective connecting portions with the first claw portions 45a, 45b.
  • the second body portion 46 has second recesses 83a, 83b on both sides in the circumferential direction of the resin holder 43 at respective connecting portions with the second claw portions 47a, 47b.
  • the first body part 44 (strictly speaking, the first protruding part 72) is provided with the first recesses 73a and 73b, when bending the first claw parts 45a and 45b, the first body part 44 can be prevented from being pulled and bent by the first claws 45a and 45b. This facilitates bending of the first claw portions 45a, 45b. Similarly, bending of the second claw portions 47a, 47b becomes easier.
  • the first magnetic flux collecting member 41 has the first recesses 73a and 73b, the shape of the resin holder 43 in the vicinity of the connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portions 45a and 45b is further improved. It tends to become more pointed (see FIGS. 5A and 5B). The same thing can be said about the second magnetic flux collecting member 42. Therefore, a configuration is adopted in which the connecting portion between the first main body portion 44 and the first claw portions 45a, 45b and the connecting portion between the second main body portion 46 and the second claw portions 47a, 47b are not exposed to the inner circumferential surface of the resin holder 43. The effects of adopting it are significant.
  • the first magnetic flux collecting member 41 has the same shape as the second magnetic flux collecting member 42. Therefore, compared to the case where the first magnetic flux collecting member 41 has a different shape from the second magnetic flux collecting member 42, the manufacturing cost can be reduced.
  • This embodiment can be modified and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range. -
  • the first magnetic flux collecting member 41 does not need to have the first recesses 73a and 73b.
  • the second magnetic flux collecting member 42 does not need to have the second recesses 83a and 83b.
  • the first magnetic flux collecting member 41 does not have to be an integral part.
  • the members forming the first claw portions 45a and 45b may be separately joined to the member forming the first body portion 44.
  • the second magnetic flux collecting member 42 does not have to be an integral part.
  • the shape of the first main body portion 44 can be changed as appropriate.
  • the first main body portion 44 may not have the first protruding portion 72 and may have only the first circular arc portion 71.
  • the resin holder 43 holds the first magnetic flux collecting member 41 eccentrically from the axis L, thereby connecting the first main body portion 44 (first arc portion 71) and the first claw portions 45a, 45b. The portion is not exposed to the inner peripheral surface of the resin holder 43.
  • the first arc portion 71 may have an arcuate inner circumferential surface that does not match the inner circumferential surface of the resin holder 43 when viewed in the axial direction, for example.
  • the first protrusion 72 may not have a straight portion, for example, and the entire first protrusion 72 may be curved.
  • the shape of the second main body portion 46 can be changed as appropriate.
  • the first magnetic flux collecting member 41 may have only one first claw portion.
  • the second magnetic flux collecting member 42 may have only one second claw portion.
  • the first magnetic flux collecting member 41 may have a different shape from the second magnetic flux collecting member 42.
  • the first main body portion 44 may face the first yoke core 21 in the axial direction.
  • the first main body portion 44 may have a flat plate shape, for example, and its shape can be changed as appropriate.
  • the second magnetic flux collecting member 42 may face the second yoke core 22 in the axial direction.
  • the resin holder 43 may have only the holder body 61 without the first support wall 62 and the second support wall 63.
  • the rotating shaft 2 may be a shaft other than a pinion shaft, such as a column shaft. That is, the sensor device 1 may be provided around the column shaft, for example.
  • the sensor device 1 does not need to include the outer case 32. Further, the sensor device 1 does not need to include the circuit board 33 as long as it includes the magnetic sensors 53a and 53b. Furthermore, the sensor device 1 may include only one magnetic sensor.
  • the sensor device 1 may be configured to detect the rotation angle of the rotating shaft 2 in addition to the torque.
  • the sensor device 1 further includes a driving gear provided on the magnetic yoke assembly 12, for example, and one or more driven gears meshing with the driving gear. Then, the rotation angle of the rotary shaft 2 can be detected based on the rotation angle of the driven gear.
  • the sensor magnet 11 is fixed to the input shaft 3 and the magnetic yoke assembly 12 is fixed to the output shaft 5
  • the sensor magnet 11 may be fixed to the output shaft 5 and the magnetic yoke assembly 12 may be fixed to the input shaft 3.

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Abstract

センサ装置は、第1集磁部材(41)、第2集磁部材(42)、及び樹脂ホルダ(43)を有する集磁アセンブリ(31)を備える。第1集磁部材(41)は、第1本体部(44)と、第1本体部(44)から屈曲して樹脂ホルダ(43)の外周側に突出する第1爪部(45a,45b)と、を有する。第2集磁部材(42)は、第2本体部(46)と、第2本体部(46)から屈曲して樹脂ホルダ(43)の外周側に突出する第2爪部(47a,47b)と、を有する。樹脂ホルダ(43)は、少なくとも第1本体部(44)と第1爪部(45a,45b)との連結部分及び第2本体部(46)と第2爪部(47a,47b)との連結部分が樹脂ホルダ(43)の内周面に露出しないように、第1集磁部材(41)及び第2集磁部材(42)を保持する。

Description

センサ装置
 本開示は、センサ装置に関する。
 従来、例えば特許文献1に記載されるように、入力シャフトと入力シャフトにトーションバーを介して連結される出力シャフトとを含む回転シャフトに設けられるセンサ装置であって、該回転シャフトに付与されるトルクを検出するセンサ装置が知られている。
 特許文献1のセンサ装置は、入力シャフトと一体回転するセンサ磁石と、出力シャフトと一体回転する一対のヨークコアと、一対の集磁リングを有する集磁アセンブリと、一対の集磁リングを流れる磁束に応じた信号を生成する磁気センサとを備えている。集磁アセンブリは、一対の集磁リングを保持する筒状の樹脂ホルダを備えている。各集磁リングは、環状部と、環状部から屈曲して外周側に突出する爪部とを有している。各集磁リングは、環状部が樹脂ホルダの内周面に露出するとともに爪部が樹脂ホルダの外周側に突出するように、樹脂ホルダに保持されている。そして、磁気センサは、樹脂ホルダの外周側において、集磁部材の爪部間に配置されている。これにより、樹脂ホルダの内周側に水等の液体が浸入した場合でも、当該液体が直接的には磁気センサに付着しにくくなっている。
特開2021-25819号公報
 上記特許文献1のように構成されたセンサ装置であっても、依然として、液体が集磁リングと樹脂ホルダとの界面を介して磁気センサまで到達するおそれがある。特に、樹脂ホルダの内周面において、集磁リングと樹脂ホルダとの間に隙間が存在すると、液体が磁気センサまで到達しやすくなる。
 本開示の一態様に係るセンサ装置は、第1シャフトと一体回転するように構成されるセンサ磁石と、前記第1シャフトに対してトーションバーを介して連結される第2シャフトと一体回転するように構成される第1ヨークコア及び第2ヨークコアと、前記第1ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第1集磁部材、前記第2ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第2集磁部材、及び筒状の樹脂ホルダを有する集磁アセンブリと、前記第1集磁部材及び前記第2集磁部材を流れる磁束に応じた信号を生成する磁気センサと、を備える。前記第1集磁部材は、前記第1ヨークコアと対向する第1本体部と、前記第1本体部から屈曲して前記樹脂ホルダの外周側に突出する第1爪部と、を有する。前記第2集磁部材は、前記第2ヨークコアと対向する第2本体部と、前記第2本体部から屈曲して前記樹脂ホルダの外周側に突出する第2爪部と、を有する。前記磁気センサは、前記樹脂ホルダの外周側において、前記第1爪部と前記第2爪部との間に配置される。前記樹脂ホルダは、少なくとも前記第1本体部と前記第1爪部との連結部分及び前記第2本体部と前記第2爪部との連結部分が前記樹脂ホルダの内周面に露出しないように、前記第1集磁部材及び前記第2集磁部材を保持する。
一実施形態のセンサ装置の分解斜視図である。 図1のセンサ装置の軸方向に沿った一部断面図である。 図1のセンサ装置を構成する集磁アセンブリの斜視図である。 図3の集磁アセンブリを構成する第1集磁部材及び第2集磁部材の斜視図である。 図3の集磁アセンブリを構成する樹脂ホルダのインサート成形時において、溶融樹脂が注入された状態における第1本体部と第1爪部との連結部分の一例を示す拡大断面図である。 図3の集磁アセンブリを構成する樹脂ホルダのインサート成形時において、溶融樹脂が固化した状態における第1本体部と第1爪部との連結部分の一例を示す拡大断面図である。 図1のセンサ装置を構成する集磁アセンブリの平面図である。 図1のセンサ装置を構成する集磁アセンブリを図3とは別の視点から見た斜視図である。
 以下、センサ装置の一実施形態を図面に従って説明する。
 図1に示すように、センサ装置1は、回転シャフト2の外周に設けられる。回転シャフト2は、第1シャフトである入力シャフト3と、トーションバー4と、第2シャフトである出力シャフト5とを備えている。入力シャフト3と出力シャフト5とは、トーションバー4を介して互いに連結されている。入力シャフト3、トーションバー4及び出力シャフト5は、同一の軸線L上に位置している。回転シャフト2は、例えば車両の操舵装置を構成するラックアンドピニオン機構のピニオンシャフトである。ピニオンシャフトの上端部には、インターミディエイトシャフト及びコラムシャフトを介してステアリングホイールが連結される。
 センサ装置1は、運転者によるステアリングホイールの操作を通じて回転シャフト2に付与されるトルクを検出する。センサ装置1は、センサ磁石11と、磁気ヨークアセンブリ12と、固定ユニット13とを備えている。
 センサ磁石11は、筒状のリング磁石である。本明細書における「筒状」は、全体として筒状と見なせればよく、複数の部品を組み合わせて筒状をなすものや、C字状のように一部に切り欠きなどを有するものも含む。「筒状」の形状には、軸方向視で、円形、楕円形、及び鋭い又は丸い角を持つ多角形が含まれるが、これらに限定されない。本実施形態において、センサ磁石11は、軸方向視で、円形の形状を有する。
 センサ磁石11は、周方向において、異なる極性の磁極が交互に配置されるように径方向に着磁されている。センサ磁石11は、図示しないホルダを介して又は直接的に、入力シャフト3の外周面に一体回転可能に固定される。他の実施形態では、センサ磁石11は、板状をなす複数の磁石であってもよい。
 磁気ヨークアセンブリ12は、第1ヨークコア21と、第2ヨークコア22と、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22を保持するヨークホルダ23とを備えている。磁気ヨークアセンブリ12は、センサ磁石11の外周側に間隔を空けて配置されている。磁気ヨークアセンブリ12は、出力シャフト5の外周に一体回転可能に固定される。
 第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22の各々は、磁性材料からなり、環状をなしている。本明細書における「環状」は、全体として環状と見なせればよく、複数の部品を組み合わせて環状をなすものや、C字状のように一部に切り欠きなどを有するものも含む。「環状」の形状には、軸方向視で、円形、楕円形、及び鋭い又は丸い角を持つ多角形が含まれるが、これらに限定されない。本実施形態において、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22の各々は、軸方向視で、円形の形状を有する。
 第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22は、軸線Lに沿って間隔を空けて配置されている。第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22は、複数の歯部24,25をそれぞれ有している。歯部24,25は、互いに近接する方向に突出している。歯部24は第1ヨークコア21に対して周方向に等間隔で設けられており、歯部25は第2ヨークコア22に対して周方向に等間隔で設けられている。歯部24と歯部25とは周方向に交互に配置されている。
 ヨークホルダ23は、例えば樹脂材料からなり、筒状をなしている。本実施形態において、ヨークホルダ23は、軸方向視で、円形の形状を有する。ヨークホルダ23の軸方向は、軸線Lに沿った方向と一致している。
 ヨークホルダ23は、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22をインサート品とするインサート成形(インサートモールド)により形成される樹脂成形品である。つまり、ヨークホルダ23は、磁気ヨークアセンブリ12の樹脂材料からなる部分である。ヨークホルダ23は、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22を軸線L上に保持している。具体的には、ヨークホルダ23は、歯部24,25の内側面がヨークホルダ23の内周側に露出するように、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22を保持している。
 図1及び図2に示すように、固定ユニット13は、集磁アセンブリ31と、集磁アセンブリ31を保持するアウタケース32と、回路基板33とを備えている。固定ユニット13は、回転シャフト2を回転可能に支持するハウジング34に取り付けられる。ハウジング34は、例えば上記ラックアンドピニオン機構を収容するギヤハウジングである。
 図2~図4に示すように、集磁アセンブリ31は、第1集磁部材41と、第2集磁部材42と、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を保持する樹脂ホルダ43とを備えている。なお、集磁アセンブリ31は、第1集磁部材41及び第2集磁部材42の外周側に配置されるシールド部材をさらに備えてもよい。
 第1集磁部材41は、第1ヨークコア21の外周側に間隔を空けて配置されている。第1集磁部材41は、第1ヨークコア21と径方向に対向する環状の第1本体部44と、第1本体部44から屈曲して樹脂ホルダ43の外周側に突出する2つの第1爪部45a,45bとを有している。本実施形態において、第1本体部44は、軸方向視で、C字状の形状を有する。第2集磁部材42は、第2ヨークコア22の外周側に間隔を空けて配置されている。第2集磁部材42は、第2ヨークコア22と径方向に対向する環状の第2本体部46と、第2本体部46から屈曲して樹脂ホルダ43の外周側に突出する2つの第2爪部47a,47bとを有している。本実施形態において、第2本体部46は、軸方向視で、C字状の形状を有する。
 本明細書における「対向」とは、面同士または部材同士が互いに正面の位置にあることを指し、互いが完全に正面の位置にある場合だけでなく、互いが部分的に正面の位置にある場合を含む。また、本明細書における「対向」とは、2つの部分の間に、2つの部分とは別の部材が介在している場合と、2つの部分の間に何も介在していない場合の両方を含む。
 樹脂ホルダ43は、概ね筒状をなしている。樹脂ホルダ43は、第1集磁部材41及び第2集磁部材42をインサート品とするインサート成形により形成される樹脂成形品である。つまり、樹脂ホルダ43は、集磁アセンブリ31の樹脂材料からなる部分である。第1集磁部材41、第2集磁部材42及び樹脂ホルダ43の詳細については後述する。
 図1及び図2に示すように、アウタケース32は、集磁アセンブリ31をインサート品とするインサート成形により形成される樹脂成形品である。アウタケース32は、集磁アセンブリ31の外側を覆うケース本体部51と、集磁アセンブリ31の径方向外側に張り出した張出部52とを有している。ケース本体部51は、概ね筒状をなしており、軸線L上に配置されている。つまり、ケース本体部51は、集磁アセンブリ31と同軸上に配置されている。張出部52は、例えば筒状をなしており、軸線Lに対して直交する方向に張り出している。本実施形態において、張出部52は、軸方向と直交する方向視で、長方形の形状を有する。張出部52の開口端は、図示しないカバーによって閉塞される。アウタケース32は、ハウジング34に固定される。これにより、樹脂ホルダ43の内部は、ケース本体部51を介してハウジング34の内部に連通されている。
 回路基板33は、長方形板状をなしている。回路基板33は、張出部52内に配置されている。回路基板33は、張出部52内に設けられた図示しない端子と電気的に接続されている。回路基板33には、2つの磁気センサ53a,53bが実装されている。磁気センサ53a,53bのうちの一方は、他方が故障等した場合に用いる冗長化のためのセンサである。磁気センサ53aは、第1集磁部材41の第1爪部45aと第2集磁部材42の第2爪部47aとの間に配置されるように、回路基板33に実装されている。磁気センサ53bは、第1集磁部材41の第1爪部45bと第2集磁部材42の第2爪部47bとの間に配置されるように、回路基板33に実装されている。磁気センサ53a,53bは、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を流れる磁束を検出するためのものであって、例えばホールセンサ又は磁気抵抗センサである。
 (センサ装置1の動作)
 上記のように構成されたセンサ装置1では、センサ磁石11は入力シャフト3と一体回転し、磁気ヨークアセンブリ12は出力シャフト5と一体回転する。運転者によるステアリング操作によって、トーションバー4の捩れを伴って入力シャフト3と出力シャフト5とが相対回転すると、センサ磁石11と磁気ヨークアセンブリ12との周方向の相対位置が変化する。これにより、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22を流れる磁束がトーションバー4の捩れ量、すなわち運転者が入力するトルクの大きさに応じて変化する。その結果、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を流れる磁束も、第1ヨークコア21及び第2ヨークコア22を流れる磁束の変化に応じて変化する。磁気センサ53a,53bは、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を流れる磁束を検出し、この磁束に応じた信号、すなわちトルクを示す信号を生成する。
 (集磁アセンブリ31の防水構造)
 例えばハウジング34を介して集磁アセンブリ31内に水等の液体が浸入した場合を想定する。このとき、液体が第1集磁部材41と樹脂ホルダ43との界面及び/又は第2集磁部材42と樹脂ホルダ43との界面を介して磁気センサ53a,53bまで到達するおそれがある。特に、樹脂ホルダ43の内周面において、第1集磁部材41と樹脂ホルダ43との間及び/又は第2集磁部材42と樹脂ホルダ43との間に隙間が存在すると、液体が磁気センサ53a,53bまで到達しやすくなる。
 ここで、インサート成形は、金型の内部にインサート品を配置した状態で射出成形を行う成形技術である。例えば集磁アセンブリ31の場合、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を金型の内部に配置した状態で射出成形を行う。このとき、第1集磁部材41及び第2集磁部材42は、一部分を除き、金型に注入される溶融樹脂により包み込まれる。そして、この溶融樹脂が冷却されて固化することにより、樹脂成形品である樹脂ホルダ43が形成される。
 溶融樹脂が冷却されて固まるときに、通常、成形収縮現象が発生する。この現象は、金型の内部に充填された溶融樹脂が冷却されて固化する際に、体積が小さくなる現象である。そのため、成形収縮現象に起因して、第1集磁部材41及び第2集磁部材42と樹脂ホルダ43との間に僅かながら隙間が生じる可能性がある。特に、樹脂ホルダ43が尖った形状を有している場合、この尖った形状の部分は、平坦な形状の部分に比べ、第1集磁部材41及び第2集磁部材42から離れやすく、隙間が生じやすい。
 具体的には、上記のように第1集磁部材41の第1爪部45aは、第1本体部44から屈曲している。そのため、例えば図5A及び図5Bに示すように、第1本体部44と第1爪部45aとの連結部分近傍を局所的に見ると、樹脂ホルダ43によって埋められる空間が尖った形状となる。つまり、樹脂ホルダ43は、第1本体部44と第1爪部45aとの連結部分近傍に局所的に尖った形状を有することになる。後述するように、本実施形態の第1集磁部材41は、第1爪部45aに隣接する第1凹部73aを有するため、樹脂ホルダ43における第1本体部44と第1爪部45aとの連結部分近傍の形状が、より一層尖ったものとなりやすい。同様のことが、第1本体部44と第1爪部45aとの連結部分、第2集磁部材42における第2本体部46と第2爪部47a,47bとの連結部分についても言える。
 インサート成形時において、例えば図5Aに示すように、樹脂ホルダ43を構成する溶融樹脂43xが金型に注入されると、溶融樹脂43xは第1集磁部材41を包み込むように密着する。しかし、溶融樹脂43xが冷却されて固化すると、例えば図5Bに示すように、成形収縮現象が発生することで、樹脂ホルダ43の尖った形状の部分が第1集磁部材41から離れる。その結果、第1本体部44と第1爪部45aとの連結部分に隙間が形成されることがある。
 この点を踏まえ、樹脂ホルダ43は、第1本体部44と第1爪部45a,45bとの連結部分及び第2本体部46と第2爪部47a,47bとの連結部分が樹脂ホルダ43の内周面に露出しないように、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を保持している。以下、樹脂ホルダ43、第1集磁部材41及び第2集磁部材42の構成について、詳細に説明する。
 (樹脂ホルダ43)
 図2及び図3に示すように、樹脂ホルダ43は、筒状のホルダ本体61と、ホルダ本体61の外周面に設けられた第1支持壁62及び第2支持壁63とを有している。本実施形態において、ホルダ本体61は、軸方向視で円形の形状を有している。第1支持壁62は、ホルダ本体61の軸方向一端部から径方向外側に突出している。第2支持壁63は、ホルダ本体61の軸方向他端部から径方向外側に突出している。第1支持壁62は、第2支持壁63との間に軸方向に間隔を空けて対向している。
 (第1集磁部材41)
 図4及び図6に示すように、第1集磁部材41は、磁性材料からなる長尺状の金属板を折り曲げることにより形成されている。つまり、第1集磁部材41は、一体品(one piece)である。第1集磁部材41の第1本体部44は、第1円弧部71と、第1突出部72とを有している。
 第1円弧部71は、軸方向視で、ホルダ本体61の内周面、すなわち樹脂ホルダ43の内周面と一致する円弧状の内周面を有している。ここで、第1円弧部71の内周面を延長することにより形成される円を第1仮想円C1と定義する。図6において、第1仮想円C1を示す線は、樹脂ホルダ43の内周面を示す線と一致している。
 第1突出部72は、第1仮想円C1の外周側に配置されるように、例えば第1円弧部71の周方向中央部から外周側に突出している。第1突出部72は、第1円弧部71の端部から径方向外側に折れ曲がった連結部分と、連結部分間を直線状に延びる直線部分とを有している。第1爪部45a,45bは、第1突出部72の直線部分から径方向外側に折り曲げられて樹脂ホルダ43の外周側に突出している。第1突出部72における第1爪部45a,45bの各々の両側には、第1凹部73a,73bが設けられている。つまり、第1本体部44は、第1爪部45a,45bとの連結部分の各々における樹脂ホルダ43の周方向両側に、第1凹部73a,73bを有している。第1凹部73a,73bの各々は、第1突出部72の厚み方向に沿って直線状に延びており、第1本体部44の内周側及び外周側に開口している。
 そして、図6及び図7に示すように、本実施形態の第1集磁部材41は、第1円弧部71の内周面全体が樹脂ホルダ43の内周面に露出するとともに、第1突出部72全体が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれる態様で、樹脂ホルダ43に保持されている。他の実施形態では、第1円弧部71の内周面の一部が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれてもよい。また、本実施形態の第1円弧部71の内周面は、樹脂ホルダ43の内周面との間に段差がないように露出しているが、例えば第1円弧部71の内周面は樹脂ホルダ43の内周側に突出してもよい。さらに、第1本体部44と第1爪部45a,45bとの連結部分が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれていれば、第1突出部72の一部が樹脂ホルダ43の外部に露出してもよい。図3に示すように、第1爪部45a,45bは、第1支持壁62における第2支持壁63との対向面に露出している。
 (第2集磁部材42)
 図4及び図6に示すように、第2集磁部材42は、第1集磁部材41と同一形状であり、磁性材料からなる長尺状の金属板を折り曲げることにより形成されている。つまり、第2集磁部材42は、一体品である。第2集磁部材42の第2本体部46は、第2円弧部81と、第2突出部82とを有している。
 第2円弧部81は、軸方向視で、樹脂ホルダ43の内周面と一致する円弧状の内周面を有している。第2円弧部81は、第1円弧部71と同一形状である。ここで、第2円弧部81の内周面を延長することにより形成される円を第2仮想円C2と定義する。第2仮想円C2は、第1仮想円C1と一致する。
 第2突出部82は、第2仮想円C2の外周側に配置されるように、例えば第2円弧部81の周方向中央部から外周側に突出している。第2突出部82は、第2円弧部81の端部から径方向外側に折れ曲がった連結部分と、連結部分間を直線状に延びる直線部分とを有している。第2爪部47a,47bは、第2突出部82の直線部分から径方向外側に折り曲げられて樹脂ホルダ43の外周側に突出している。第2突出部82における第2爪部47a,47bの各々の両側には、第2凹部83a,83bが設けられている。つまり、第2本体部46は、第2爪部47a,47bとの連結部分の各々における樹脂ホルダ43の周方向両側に、第2凹部83a,83bを有している。第2凹部83a,83bの各々は、第2突出部82の厚み方向に沿って直線状に延びており、第2本体部46の内周側及び外周側に開口している。
 そして、図6及び図7に示すように、本実施形態の第2集磁部材42は、第2円弧部81の内周面全体が樹脂ホルダ43の内周面に露出するとともに、第2突出部82全体が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれる態様で、樹脂ホルダ43に保持されている。他の実施形態では、第2円弧部81の内周面の一部が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれてもよい。また、本実施形態の第2円弧部81の内周面は、樹脂ホルダ43の内周面との間に段差がないように露出しているが、例えば第2円弧部81の内周面は樹脂ホルダ43の内周側に突出してもよい。さらに、第2本体部46と第2爪部47a,47bとの連結部分が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれていれば、第2突出部82の一部が樹脂ホルダ43の外部に露出してもよい。図3に示すように、第2爪部47a,47bは、第1爪部45a,45bと軸方向に対向するように、第2支持壁63における第1支持壁62との対向面に露出している。
 次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
 (1)樹脂ホルダ43は、第1本体部44と第1爪部45a,45bとの連結部分及び第2本体部46と第2爪部47a,47bとの連結部分が樹脂ホルダ43の内周面に露出しないように、第1集磁部材41及び第2集磁部材42を保持する。そのため、成形収縮現象に起因して、例えば第1本体部44における第1爪部45aとの連結部分と樹脂ホルダ43との間に隙間が生じても、樹脂ホルダ43の内周面には隙間が生じにくくなる。これにより、樹脂ホルダ43内に液体が浸入しても、当該液体が磁気センサ53a,53bまで到達することを抑制できる。
 (2)第1本体部44は、第1円弧部71と、第1突出部72とを有する。第1円弧部71を延長することにより形成される円が第1仮想円C1である。第1突出部72は、第1仮想円C1の外周側に配置されるように第1円弧部71から突出する。第1爪部45a,45bは、第1突出部72から樹脂ホルダ43の外周側に突出する。樹脂ホルダ43は、第1円弧部71が樹脂ホルダ43の内周面に露出するとともに第1突出部72が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれるように、第1集磁部材41を保持する。
 上記構成によれば、第1本体部44と第1爪部45a,45bとの連結部分を樹脂ホルダ43の内周面に露出させずに、第1本体部44の一部である第1円弧部71を樹脂ホルダ43の内周面に露出させることができる。そのため、例えば第1本体部44全体が樹脂ホルダ43の内部に埋まっている場合に比べ、第1本体部44を第1ヨークコア21に近接して配置することができ、第1集磁部材41を流れる磁束の低下を抑制できる。これにより、磁気センサ53a,53bが検出する磁束の絶対値が小さくなることを抑制して、耐ノイズ性能の低下を抑制できる。
 (3)第2本体部46は、第2円弧部81と、第2突出部82とを有する。第2円弧部81を延長することにより形成される円が第2仮想円C2である。第2突出部82は、第2仮想円C2の外周側に配置されるように第2円弧部81から突出する。第2爪部47a,47bは、第2突出部82から樹脂ホルダ43の外周側に突出する。樹脂ホルダ43は、第2円弧部81が樹脂ホルダ43の内周面に露出するとともに第2突出部82が樹脂ホルダ43の内部に埋め込まれるように、第2集磁部材42を保持する。
 上記構成によれば、上記(2)と同様の作用効果が第2集磁部材42に対しても言える。これにより、磁気センサ53a,53bが検出する磁束の絶対値が小さくなることを抑制して、耐ノイズ性能の低下を抑制できる。
 (4)第1集磁部材41及び第2集磁部材42の各々は、一体品である。そのためえ、例えば複数の部品を接合して集磁部材を形成する場合に比べ、部品点数の増加を抑制できる。
 (5)第1本体部44は、第1爪部45a,45bとの連結部分の各々における樹脂ホルダ43の周方向両側に第1凹部73a,73bを有する。第2本体部46は、第2爪部47a,47bとの連結部分の各々における樹脂ホルダ43の周方向両側に第2凹部83a,83bを有する。
 上記構成では、第1本体部44(厳密には、第1突出部72)に第1凹部73a,73bが設けられているため、第1爪部45a,45bを折り曲げる際に、第1本体部44が第1爪部45a,45bに引っ張られて曲がることを抑制できる。これにより、第1爪部45a,45bの折り曲げ加工が容易になる。同様に、第2爪部47a,47bの折り曲げ加工が容易になる。
 しかし、このように第1集磁部材41が第1凹部73a,73bを有することで、樹脂ホルダ43における第1本体部44と第1爪部45a,45bとの連結部分近傍の形状が、より一層尖ったものとなりやすい(図5A及び図5B参照)。同様のことが、第2集磁部材42に対しても言える。そのため、第1本体部44と第1爪部45a,45bとの連結部分及び第2本体部46と第2爪部47a,47bとの連結部分を樹脂ホルダ43の内周面に露出させない構成を採用する効果は大である。
 (6)第1集磁部材41は、第2集磁部材42と同一形状である。そのため、第1集磁部材41が第2集磁部材42と異なる形状である場合に比べ、これらの製造コストを低減できる。
 本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
 ・第1集磁部材41は、第1凹部73a,73bを有さなくてもよい。同様に、第2集磁部材42は、第2凹部83a,83bを有さなくてもよい。
 ・第1集磁部材41は、一体品でなくてもよい。例えば、第1爪部45a,45bを構成する部材を、第1本体部44を構成する部材に対して別途接合してもよい。同様に、第2集磁部材42は、一体品でなくてもよい。
 ・第1本体部44の形状は、適宜変更可能である。例えば第1本体部44は、第1突出部72を有さず、第1円弧部71のみを有してもよい。この場合、例えば樹脂ホルダ43が第1集磁部材41を軸線Lから偏心した状態で保持することで、第1本体部44(第1円弧部71)と第1爪部45a,45bとの連結部分が樹脂ホルダ43の内周面に露出しない。また、第1円弧部71は、例えば軸方向視で樹脂ホルダ43の内周面とは一致しない円弧状の内周面を有してもよい。さらに、第1突出部72は、例えば直線部分を有さず、第1突出部72の全体が湾曲していてもよい。同様に、第2本体部46の形状は、適宜変更可能である。
 ・第1集磁部材41は、第1爪部を1つだけ有してもよい。同様に、第2集磁部材42は、第2爪部を1つだけ有してもよい。
 ・第1集磁部材41は、第2集磁部材42とは異なる形状であってもよい。
 ・第1本体部44は、第1ヨークコア21と軸方向に対向してもよい。この場合、第1本体部44は、例えば平板状であってもよく、その形状は適宜変更可能である。同様に、第2集磁部材42は、第2ヨークコア22と軸方向に対向してもよい。
 ・樹脂ホルダ43は、第1支持壁62及び第2支持壁63を有さず、ホルダ本体61のみを有してもよい。
 ・回転シャフト2は、例えばコラムシャフト等、ピニオンシャフト以外のシャフトであってもよい。つまり、センサ装置1を、例えばコラムシャフトの周囲に設けてもよい。
 ・センサ装置1は、アウタケース32を備えなくてもよい。また、センサ装置1は、磁気センサ53a,53bを備えていれば、回路基板33を備えていなくてもよい。さらに、センサ装置1は、磁気センサを1つだけ備えていてもよい。
 ・センサ装置1は、トルクに加え、回転シャフト2の回転角を検出するように構成されてもよい。この場合、センサ装置1は、例えば磁気ヨークアセンブリ12に設けられる主動歯車と、主動歯車と噛み合う1つ以上の従動歯車とをさらに備える。そして、従動歯車の回転角に基づいて回転シャフト2の回転角を検出することができる。
 ・センサ磁石11を入力シャフト3に固定し、磁気ヨークアセンブリ12を出力シャフト5に固定したが、センサ磁石11を出力シャフト5に固定し、磁気ヨークアセンブリ12を入力シャフト3に固定してもよい。

Claims (5)

  1.  第1シャフトと一体回転するように構成されるセンサ磁石と、
     前記第1シャフトに対してトーションバーを介して連結される第2シャフトと一体回転するように構成される第1ヨークコア及び第2ヨークコアと、
     前記第1ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第1集磁部材、前記第2ヨークコアとの間に間隔を空けて配置される第2集磁部材、及び筒状の樹脂ホルダを有する集磁アセンブリと、
     前記第1集磁部材及び前記第2集磁部材を流れる磁束に応じた信号を生成する磁気センサと、を備え、
     前記第1集磁部材は、前記第1ヨークコアと対向する第1本体部と、前記第1本体部から屈曲して前記樹脂ホルダの外周側に突出する第1爪部と、を有し、
     前記第2集磁部材は、前記第2ヨークコアと対向する第2本体部と、前記第2本体部から屈曲して前記樹脂ホルダの外周側に突出する第2爪部と、を有し、
     前記磁気センサは、前記樹脂ホルダの外周側において、前記第1爪部と前記第2爪部との間に配置され、
     前記樹脂ホルダは、少なくとも前記第1本体部と前記第1爪部との連結部分及び前記第2本体部と前記第2爪部との連結部分が前記樹脂ホルダの内周面に露出しないように、前記第1集磁部材及び前記第2集磁部材を保持する、センサ装置。
  2.  請求項1に記載のセンサ装置において、
     前記第1本体部は、第1円弧部と、第1突出部とを有し、
     前記第1円弧部の内周面を延長することにより形成される円が第1仮想円であり、
     前記第1突出部は、前記第1仮想円の外周側に配置されるように前記第1円弧部から突出し、
     前記第1爪部は、前記第1突出部から前記樹脂ホルダの外周側に突出し、
     前記樹脂ホルダは、前記第1円弧部が前記樹脂ホルダの内周面に露出するとともに前記第1突出部が前記樹脂ホルダの内部に埋め込まれるように、前記第1集磁部材を保持する、センサ装置。
  3.  請求項1又は2に記載のセンサ装置において、
     前記第2本体部は、第2円弧部と、第2突出部とを有し、
     前記第2円弧部の内周面を延長することにより形成される円が第2仮想円であり、
     前記第2突出部は、前記第2仮想円の外周側に配置されるように前記第2円弧部から突出し、
     前記第2爪部は、前記第2突出部から前記樹脂ホルダの外周側に突出し、
     前記樹脂ホルダは、前記第2円弧部が前記樹脂ホルダの内周面に露出するとともに前記第2突出部が前記樹脂ホルダの内部に埋め込まれるように、前記第2集磁部材を保持する、センサ装置。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載のセンサ装置において、
     前記第1集磁部材及び前記第2集磁部材の各々は、一体品である、センサ装置。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載のセンサ装置において、
     前記第1本体部は、前記第1爪部との連結部分における前記樹脂ホルダの周方向両側に、第1凹部を有し、
     前記第2本体部は、前記第2爪部との連結部分における前記樹脂ホルダの周方向両側に、第2凹部を有する、センサ装置。
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