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JP6677354B2 - トルクセンサ及びステアリング装置 - Google Patents

トルクセンサ及びステアリング装置 Download PDF

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JP6677354B2 JP2019543672A JP2019543672A JP6677354B2 JP 6677354 B2 JP6677354 B2 JP 6677354B2 JP 2019543672 A JP2019543672 A JP 2019543672A JP 2019543672 A JP2019543672 A JP 2019543672A JP 6677354 B2 JP6677354 B2 JP 6677354B2
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Description

本発明は、トルクセンサ及びステアリング装置に関する。
車両に搭載される電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出するためのトルクセンサを備えている。トルクセンサは、トーションバーを介して連結された入力軸及び出力軸の相対回転に応じて、出力を変化させる。ECU(Electronic Control Unit)がトルクセンサから得た情報に基づきモータを制御し、モータで生じるトルクが操舵を補助する。例えば特許文献1には、トルクセンサの一例が記載されている。特許文献1の技術によれば、組み立て時の位置不良を検出することができる。
特開2016−57115号公報
マグネット及びヨークを用いたトルクセンサにおいては、マグネット及びヨークの相対位置に応じて出力が変化する。ところで、トルクセンサは基本的には十分な安全率に基づいて設計されているが、車両に加わる振動又は衝撃等により、トルクセンサのマグネット又はヨークの位置が軸方向にずれる可能性がある。マグネット及びヨークが軸方向に相対的に移動すると、トルクセンサの出力に誤差が生じる。このため、検出精度の低下を抑制できるトルクセンサが求められている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、検出精度の低下を抑制できるトルクセンサを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のトルクセンサは、センサハウジングと、前記センサハウジングに対して回転する第1回転部材に取り付けられる第1スリーブと、前記第1スリーブに取り付けられるマグネットと、トーションバーを介して前記第1回転部材と連結された第2回転部材に取り付けられる第2スリーブと、前記第2スリーブに取り付けられるキャリアと、前記キャリアに取り付けられ且つ前記第1回転部材の長手方向である軸方向に対して直交する径方向で前記マグネットに面するヨークと、前記センサハウジングに取り付けられ且つ前記軸方向で前記ヨークに面する集磁部材と、を備え、前記キャリアは、前記第1スリーブ及び前記マグネットの一方が有する対向端面に前記軸方向で面しており、前記キャリアと前記対向端面との間の隙間の前記軸方向の長さは、前記ヨークと前記集磁部材との間の隙間の前記軸方向の長さよりも小さい。
トルクセンサは基本的には十分な安全率に基づいて設計されているが、トルクセンサに加わる振動又は衝撃等によって、マグネットが第1スリーブと共に第1回転部材に対して軸方向にずれる可能性がある。又は、ヨークが第2スリーブ及びキャリアと共に第2回転部材に対して軸方向にずれる可能性がある。これに対して、本開示のトルクセンサにおいては、第1スリーブが第1回転部材に対して移動した場合でも、対向端面がキャリアに当たることで、マグネットのずれが許容値以下になりやすい。また、第2スリーブ及びキャリアが第2回転部材に対して移動した場合でも、キャリアが対向端面に当たることで、ヨークのずれが許容値以下になりやすい。さらに、ヨークが集磁部材に当たる前にキャリアが対向端面に当たることになる。このため、検出精度に及ぼす影響が大きいヨーク及び集磁部材の破損又は摩耗が抑制される。このように、トルクセンサはロバスト性を有する。したがって、トルクセンサは、仮にマグネット又はヨークが動いた場合でも検出精度の低下を抑制できるフェールセーフ機構を有する。
トルクセンサの望ましい態様として、前記キャリアは、前記軸方向で前記対向端面に面する突起を備える。
これにより、キャリアと対向端面との間の隙間の軸方向の長さの調整が容易になる。
トルクセンサの望ましい態様として、前記キャリアは、樹脂である。
これにより、突起の形成が容易になる。また、仮にキャリアと第1スリーブとが接触した場合でも、異音が生じにくく、且つキャリアと第1スリーブとの間の摩擦による抵抗が抑制される。
トルクセンサの望ましい態様として、前記キャリアは、複数の前記突起を備え、複数の前記突起は、前記第1回転部材の回転軸を中心とした円周に沿って配置される。
これにより、仮にキャリアと第1スリーブとが接触した場合でも、突起に加わる荷重が分散するので、突起の破損又は摩耗が抑制される。
トルクセンサの望ましい態様として、前記第1スリーブは、前記第1回転部材に接する第1小径部と、前記第1小径部に対して前記軸方向にずれた位置にあり且つ前記第1小径部の外径よりも大きな外径を有する第1大径部と、を備え、前記第1大径部が前記マグネットを保持している。
これにより、第1スリーブが第1回転部材に圧入される時、マグネットを保持する第1大径部の変形が抑制される。このため、マグネットとヨークとの間の距離が設計値からずれにくくなる。したがって、トルクセンサの検出精度の低下がより抑制される。
トルクセンサの望ましい態様として、前記キャリアは、前記第2スリーブに接する第2小径部と、前記第2小径部に対して前記軸方向にずれた位置にあり且つ前記第2小径部の外径よりも大きな外径を有する第2大径部と、を備え、前記第2大径部が前記ヨークを保持している。
これにより、第2スリーブが第2回転部材に圧入される時、ヨークを保持する第2大径部の変形が抑制される。このため、マグネットとヨークとの間の距離が設計値からずれにくくなる。したがって、トルクセンサの検出精度の低下がより抑制される。
本開示の一態様に係るステアリング装置は、上記のトルクセンサを備える。
これにより、ステアリング装置は、電動モータが生成する補助操舵トルクの精度の低下を抑制できる。ステアリング装置は、適切に操舵を補助することができる。
本開示によれば、検出精度の低下を抑制できるトルクセンサを提供することができる。
図1は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。 図2は、本実施形態のステアリング装置の斜視図である。 図3は、本実施形態のステアリング装置の分解斜視図である。 図4は、本実施形態のステアリング装置の断面図である。 図5は、図4の一部の拡大図である。 図6は、図4とは異なる平面で本実施形態のステアリング装置を切った断面図である。 図7は、図6の一部の拡大図である。 図8は、本実施形態のマグネット及びヨーク等を示す分解斜視図である。 図9は、本実施形態のステアリングハウジング及びセンサハウジング等を示す正面図である。 図10は、本実施形態のキャリアの一部を示す斜視図である。 図11は、本実施形態のカバーの斜視図である。
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
(実施形態)
図1は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。図2は、本実施形態のステアリング装置の斜視図である。図3は、本実施形態のステアリング装置の分解斜視図である。図4は、本実施形態のステアリング装置の断面図である。
図1に示すように、ステアリング装置80は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、操舵力アシスト機構83と、ユニバーサルジョイント84と、中間シャフト85と、ユニバーサルジョイント86と、を備えピニオンシャフト87に接合されている。以下の説明においては、ステアリング装置80が搭載された車両における前方は単に前方と記載され、車両における後方は単に後方と記載される。また、ステアリング装置80は、図3に示すように、ギアボックス920と、中間プレート10と、コラムハウジング820と、を備える。ギアボックス920が車両に取り付けられており、コラムハウジング820が中間プレート10を介してギアボックス920に固定されている。
図1及び図4に示すように、ステアリングシャフト82は、入力軸82aと、出力軸82bと、トーションバー82cと、を備える。入力軸82aは、図4に示すコラムハウジング820に軸受を介して支持されている。入力軸82aは、コラムハウジング820に対して回転できる。入力軸82aの一端は、ステアリングホイール81に連結されている。入力軸82aの他端は、トーションバー82cに連結されている。トーションバー82cは、入力軸82aの中心に設けられた穴に嵌まっており、ピンを介して入力軸82aに固定されている。以下の説明において、入力軸82aの長手方向に平行な方向は、軸方向と記載される。軸方向に対して直交する方向は、径方向と記載される。入力軸82aの回転軸を中心とした円周に沿う方向は、周方向と記載される。
図4に示すように、出力軸82bは、軸受71を介して中間プレート10に支持され、且つ軸受72を介してギアボックス920に支持されている。例えば、軸受71は中間プレート10に圧入されており、軸受72はギアボックス920に圧入されている。出力軸82bは、中間プレート10及びギアボックス920に対して回転できる。出力軸82bの一端は、トーションバー82cに連結されている。出力軸82bの他端は、ユニバーサルジョイント84に連結されている。トーションバー82cは、出力軸82bの中心に設けられた穴に圧入されることで出力軸82bに固定されている。
また、入力軸82aの前方端部は、出力軸82bの内側に位置する。入力軸82aの外周面及び出力軸82bの内周面の一方に設けられた凸部が他方に設けられた凹部に嵌まっている。凸部と凹部との間には周方向の隙間が設けられている。これにより、トーションバー82cが連結部材として機能しなくなった場合でも、入力軸82aと出力軸82bとの間でトルクが伝達される。
図1に示すように、中間シャフト85は、ユニバーサルジョイント84とユニバーサルジョイント86とを連結している。中間シャフト85の一方の端部がユニバーサルジョイント84に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント86に連結される。ピニオンシャフト87の一方の端部がユニバーサルジョイント86に連結され、ピニオンシャフト87の他方の端部がステアリングギヤ88に連結される。ユニバーサルジョイント84及びユニバーサルジョイント86は、例えばカルダンジョイントである。ステアリングシャフト82の回転が中間シャフト85を介してピニオンシャフト87に伝わる。すなわち、中間シャフト85はステアリングシャフト82に伴って回転する。
図1に示すように、ステアリングギヤ88は、ピニオン88aと、ラック88bとを備える。ピニオン88aは、ピニオンシャフト87に連結される。ラック88bは、ピニオン88aに噛み合う。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aに伝達された回転運動をラック88bで直進運動に変換する。ラック88bは、タイロッド89に連結される。ラック88bが移動することで車輪の角度が変化する。
図1に示すように、操舵力アシスト機構83は、減速装置92と、電動モータ93とを備える。減速装置92は、例えばウォーム減速装置であって、図3及び図4に示すようにギアボックス920と、ウォームホイール921と、ウォーム922と、を備える。電動モータ93で生じたトルクは、ウォーム922を介してウォームホイール921に伝達され、ウォームホイール921を回転させる。ウォーム922及びウォームホイール921は、電動モータ93で生じたトルクを増加させる。ウォームホイール921は、出力軸82bに固定されている。例えば、ウォームホイール921が出力軸82bに圧入されている。このため、減速装置92は、出力軸82bに補助操舵トルクを与える。ステアリング装置80はコラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置である。
図1に示すように、ステアリング装置80は、ECU(Electronic Control Unit)90と、トルクセンサ1と、車速センサ95と、を備える。電動モータ93、トルクセンサ1及び車速センサ95は、ECU90と電気的に接続される。トルクセンサ1は、入力軸82aに伝達された操舵トルクをCAN(Controller Area Network)通信によりECU90に出力する。車速センサ95は、ステアリング装置80が搭載される車体の走行速度(車速)を検出する。車速センサ95は、車体に備えられ、車速をCAN通信によりECU90に出力する。
ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。ECU90は、トルクセンサ1及び車速センサ95のそれぞれから信号を取得する。ECU90には、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ECU90は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ93へ供給する電力値を調節する。ECU90は、電動モータ93の誘起電圧の情報又は電動モータ93に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ECU90が電動モータ93を制御することで、ステアリングホイール81の操作に要する力が小さくなる。
図5は、図4の一部の拡大図である。図6は、図4とは異なる平面で本実施形態のステアリング装置を切った断面図である。図7は、図6の一部の拡大図である。図8は、本実施形態のマグネット及びヨーク等を示す分解斜視図である。図9は、本実施形態のステアリングハウジング及びセンサハウジング等を示す正面図である。図10は、本実施形態のキャリアの一部を示す斜視図である。図11は、本実施形態のカバーの斜視図である。
図4に示すように、トルクセンサ1は、コラムハウジング820とギアボックス920との間に配置されている。より具体的には、トルクセンサ1は、コラムハウジング820と中間プレート10とに挟まれる空間に位置する。図4から図7に示すように、トルクセンサ1は、第1スリーブ21と、マグネット25と、第2スリーブ31と、キャリア32と、ヨーク35と、センサハウジング40と、集磁部材46と、プリント基板43と、ホールIC47と、第1カバー48と、第2カバー49と、を備える。
第1スリーブ21は非磁性体であって金属である。非磁性体の金属の具体例としては、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)が挙げられる。図5に示すように、第1スリーブ21は、筒状の部材であって入力軸82aに取り付けられている。第1スリーブ21は、第1小径部211と、第1大径部212と、フランジ部213と、を備える。第1小径部211は、円筒状の部材であって、入力軸82aの外周面に圧入されている。第1小径部211の後方端面は、入力軸82aの隆起部822aの端面823aに接している。これにより、第1スリーブ21の位置が決まり、第1スリーブ21の後方への移動が規制されている。入力軸82aのうち第1小径部211の後方端部に対応する部分には、環状の溝821aが設けられている。第1大径部212は、円筒状の部材である。第1大径部212の外径は、第1小径部211の外径よりも大きい。第1大径部212は、第1小径部211の前方に位置する。第1大径部212の後方端部は、第1小径部211の前方端部と連結されている。フランジ部213は、第1大径部212の前方端部から径方向外側に突出する円盤状の部材である。フランジ部213は、軸方向に対して直交する板である。フランジ部213は、キャリア32に面する対向端面28を備える。
マグネット25は、硬質磁性体である。硬質磁性体の具体例としてはネオジウム又はフェライトが挙げられる。マグネット25は、例えばネオジウム及びポリアミド12、又はフェライト及びポリアミド6で円筒状に形成されている。マグネット25において、S極及びN極が周方向に交互に配置されている。マグネット25は、第1スリーブ21に取り付けられている。具体的には、マグネット25は、第1大径部212の径方向外側に配置される。マグネット25の内周面と第1大径部212の外周面との間の隙間には接着剤27が配置されている。マグネット25は、接着剤27によって第1大径部212に固定されている。例えば、接着剤27はエポキシ系である。マグネット25の前方端部は、フランジ部213に接している。マグネット25は、入力軸82a及び第1スリーブ21と共に回転する。
第2スリーブ31は非磁性体であって金属である。非磁性体の金属の具体例としては、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)が挙げられる。図5に示すように、第2スリーブ31は、筒状の部材であって出力軸82bに取り付けられている。具体的には、第2スリーブ31は、出力軸82bの外周面に圧入されている。第2スリーブ31の前方端面は、出力軸82bに接していない。すなわち、第2スリーブ31の前方端面と出力軸82bとの間には軸方向の隙間が設けられている。第2スリーブ31の後方端面の軸方向の位置は、出力軸82bの後方端面の軸方向の位置に等しい。第2スリーブ31の後方端面を出力軸82bの後方端面に合わせることで、第2スリーブ31の位置が決まる。
キャリア32は非磁性体である。例えば、キャリア32は樹脂である。樹脂の具体例としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアセタール樹脂(POM)が挙げられる。キャリア32は、筒状の部材であって第2スリーブ31を介して出力軸82bに取り付けられている。図5及び図10に示すように、キャリア32は、第2小径部321と、第2大径部322と、突起327と、複数の孔328と、を備える。図5に示すように、キャリア32は、射出成形で第2スリーブ31と一体に形成されている。第2小径部321は、円筒状の部材であって、第2スリーブ31の外周面に接している。第2小径部321の後方端面は、第1スリーブ21のフランジ部213に面している。第2大径部322は、円筒状の部材である。第2大径部322の外径は、第2小径部321の外径よりも大きい。第2大径部322は、第2小径部321の後方に位置する。第2大径部322の前方端部は、第2小径部321の後方端部と連結されている。突起327は、第2小径部321の後方端面から後方に突出しており、フランジ部213の対向端面28に面している。突起327と対向端面28との間には隙間C1がある。図10に示すように、孔328は軸方向に貫通している。複数の孔328は、周方向に等間隔に配置されている。
図8に示すように、ヨーク35は、第1ヨーク351と、第2ヨーク352と、を含む。第1ヨーク351及び第2ヨーク352は、軟質磁性体である。軟質磁性体の具体例としては、ニッケル−鉄合金が挙げられる。第1ヨーク351及び第2ヨーク352は、キャリア32に固定されている。第1ヨーク351及び第2ヨーク352は、出力軸82b、第2スリーブ31及びキャリア32と共に回転する。第1ヨーク351は、第1リング部351aと、複数の第1ティース部351bと、を備える。第1リング部351aは、軸方向に対して直交する板である。第1ティース部351bは、第1リング部351aから前方に突出している。複数の第1ティース部351bは、周方向に等間隔に配置されている。第2ヨーク352は、第2リング部352aと、複数の第2ティース部352bと、を備える。第2リング部352aは、第1リング部351aと平行な板であって、第1リング部351aの前方に位置する。第2ティース部352bは、第2リング部352aから後方に突出している。第2ティース部352bは、図10に示すキャリア32の孔328を貫通している。複数の第2ティース部352bは、周方向に等間隔に配置されている。1つの第2ティース部352bは、2つの第1ティース部351bの間に位置する。すなわち、第1ティース部351bと第2ティース部352bとが周方向に交互に配置されている。第1ティース部351b及び第2ティース部352bは、マグネット25に面している。
センサハウジング40は、非磁性体である。例えば、センサハウジング40は樹脂である。樹脂の具体例としてはポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアミド66である。図5に示すように、センサハウジング40の孔401には、ブッシュ403が配置されている。例えば、ブッシュ403は、例えばアルミニウム合金であって、センサハウジング40と一体に形成されている。ブッシュ403を貫通するボルトによって、センサハウジング40が中間プレート10に固定されている。
図7に示すように、集磁部材46は、第1集磁部材461と、第2集磁部材462と、を含む。第1集磁部材461及び第2集磁部材462は、軟質磁性体であって、例えばニッケル−鉄合金である。第1集磁部材461及び第2集磁部材462は、センサハウジング40に固定されている。図7に示すように、第1集磁部材461は、第1リング部351aに面している。第1集磁部材461と第1リング部351aとの間には隙間C2がある。第1ヨーク351の磁化に応じて、第1集磁部材461が磁化する。第2集磁部材462は、第2リング部352aに面している。第2集磁部材462と第2リング部352aとの間には隙間C3がある。第2ヨーク352の磁化に応じて、第2集磁部材462が磁化する。例えば、隙間C3の軸方向の長さD3は、隙間C2の軸方向の長さD2とほぼ等しい。また、上述した隙間C1の軸方向の長さD1は、長さD2及び長さD3よりも小さい。例えば本実施形態においては、長さD1が0.79mmである。
プリント基板43は、センサハウジング40に固定されている。ホールIC47は、プリント基板43に取り付けられている。ホールIC47は、第1集磁部材461と第2集磁部材462との間に配置されている。ホールIC47と第1集磁部材461との間、及びホールIC47と第2集磁部材462との間には隙間がある。ホールIC47は、第1集磁部材461と第2集磁部材462との間の磁束密度の変化に応じて出力する信号を変化させる。ホールIC47は、信号をECU90に出力する。
ステアリングホイール81が操作されると、入力軸82aにトルクが伝達される。出力軸82bがトーションバー82cを介して入力軸82aに連結されているので、入力軸82aが出力軸82bに対して相対的に回転する。このため、マグネット25が、第1ティース部351b及び第2ティース部352bに対して相対的に回転する。これにより、第1ヨーク351及び第2ヨーク352それぞれの磁化の強さが変化する。このため、第1集磁部材461と第2集磁部材462の間の磁束密度が変化する。ホールIC47は、この磁束密度の変化を検出する。ECU90は、ホールIC47の出力信号に基づき算出した操舵トルクを用いて電動モータ93を制御する。
第1カバー48は、非磁性体である。例えば、第1カバー48は樹脂である。樹脂の具体例としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアミド66が挙げられる。図6に示すように、第1カバー48は、センサハウジング40の後方端部に取り付けられている。第1カバー48は、プリント基板43を覆っている。
第2カバー49は、非磁性体である。例えば、第2カバー49は樹脂である。樹脂の具体例としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリアミド66が挙げられる。図6に示すように、第2カバー49は、センサハウジング40の前方端部に取り付けられている。図11に示すように、第2カバー49は、環状の本体部491と、複数の爪部492と、を備える。複数の爪部492は、周方向に等間隔に配置されている。図7に示すように、爪部492は、本体部491から前方に突出している。複数の爪部492は、軽圧入により中間プレート10に挿入されており、中間プレート10の内周面に接している。これにより、軸方向から見た場合のセンサハウジング40の中心が、中間プレート10の中心と一致しやすくなる。
なお、必ずしも第1スリーブ21が対向端面28を有していなくてもよく、マグネット25が対向端面28を有していてもよい。すなわち、マグネット25の前方端部が第1スリーブ21に覆われずに、キャリア32に面していてもよい。対向端面28は、第1スリーブ21及びマグネット25の一方に設けられていればよい。
なお、キャリア32は、必ずしも突起327を備えていなくてもよい。突起327がない場合、キャリア32の第2小径部321と第1スリーブ21のフランジ部213との間の隙間の軸方向の長さが、図7に示す長さD2及び長さD3よりも小さければよい。また、キャリア32は、複数の突起327を備えていてもよい。複数の突起327は、周方向に等間隔に配置されることが望ましい。
なお、図7に示す長さD2及び長さD3は、必ずしも等しくなくてもよい。長さD2及び長さD3が等しくない場合、長さD1は、長さD2及び長さD3のうち小さい方よりも小さければよい。
なお、図7に示すように第2スリーブ31の前方端面は出力軸82bに接していないが、出力軸82bは、第2スリーブ31の前方端面に面する部分を有していてもよい。当該部分は、例えば出力軸82bの外周面に設けられる隆起部の端面である。このような場合、第2スリーブ31と当該部分との間の隙間の軸方向の長さは、図7に示す長さD2及び長さD3よりも小さいことが好ましい。これにより、仮にヨーク35がキャリア32及び第2スリーブ31と共に前方に移動した場合でも、ヨーク35と集磁部材46との接触が抑制される。
以上で説明したように、トルクセンサ1は、センサハウジング40と、第1スリーブ21と、マグネット25と、第2スリーブ31と、キャリア32と、ヨーク35と、集磁部材46と、を備える。第1スリーブ21は、センサハウジング40に対して回転する第1回転部材(入力軸82a)に取り付けられる。マグネット25は、第1スリーブ21に取り付けられる。第2スリーブ31は、トーションバー82cを介して第1回転部材と連結された第2回転部材(出力軸82b)に取り付けられる。キャリア32は、第2スリーブ31に取り付けられる。ヨーク35は、キャリア32に取り付けられ且つ第1回転部材の長手方向である軸方向に対して直交する径方向でマグネット25に面する。集磁部材46は、センサハウジング40に取り付けられ且つ軸方向でヨーク35に面する。キャリア32は、第1スリーブ21及びマグネット25の一方が有する対向端面28に軸方向で面している。キャリア32と対向端面28との間の隙間C1の軸方向の長さD1は、ヨーク35と集磁部材46との間の隙間(隙間C2又は隙間C3)の軸方向の長さ(長さD2又は長さD3)よりも小さい。
トルクセンサ1は基本的には十分な安全率に基づいて設計されているが、トルクセンサ1に加わる振動又は衝撃等によって、マグネット25が第1スリーブ21と共に第1回転部材(入力軸82a)に対して軸方向にずれる可能性がある。又は、ヨーク35が第2スリーブ31及びキャリア32と共に第2回転部材(出力軸82b)に対して軸方向にずれる可能性がある。これに対して、本実施形態のトルクセンサ1においては、第1スリーブ21が第1回転部材に対して移動した場合でも、対向端面28がキャリア32に当たることで、マグネット25のずれが許容値以下になりやすい。また、第2スリーブ31及びキャリア32が第2回転部材に対して移動した場合でも、キャリア32が対向端面28に当たることで、ヨーク35のずれが許容値以下になりやすい。さらに、ヨーク35が集磁部材46に当たる前にキャリア32が対向端面28に当たることになる。このため、検出精度に及ぼす影響が大きいヨーク35及び集磁部材46の破損又は摩耗が抑制される。このように、トルクセンサ1はロバスト性を有する。したがって、トルクセンサ1は、検出精度の低下を抑制できる。
また、トルクセンサ1において、キャリア32は、軸方向で対向端面28に面する突起327を備える。
これにより、キャリア32と対向端面28との間の隙間C1の軸方向の長さD1の調整が容易になる。
また、トルクセンサ1において、キャリア32は、樹脂である。
これにより、突起327の形成が容易になる。また、仮にキャリア32と第1スリーブ21とが接触した場合でも、異音が生じにくく、且つキャリア32と第1スリーブ21との間の摩擦による抵抗が抑制される。
また、トルクセンサ1において、キャリア32は、複数の突起327を備えることが望ましい。複数の突起327は、第1回転部材(入力軸82a)の回転軸を中心とした円周に沿って配置される。
これにより、仮にキャリア32と第1スリーブ21とが接触した場合でも、突起327に加わる荷重が分散するので、突起327の破損又は摩耗が抑制される。
また、トルクセンサ1において、第1スリーブ21は、第1回転部材(入力軸82a)に接する第1小径部211と、第1小径部211に対して軸方向にずれた位置にあり且つ第1小径部211の外径よりも大きな外径を有する第1大径部212と、を備える。第1大径部212がマグネット25を保持している。
これにより、第1スリーブ21が第1回転部材(入力軸82a)に圧入される時、マグネット25を保持する第1大径部212の変形が抑制される。このため、マグネット25とヨーク35(第1ティース部351b及び第2ティース部352b)との間の距離が設計値からずれにくくなる。したがって、トルクセンサ1の検出精度の低下がより抑制される。
また、トルクセンサ1において、キャリア32は、第2スリーブ31に接する第2小径部321と、第2小径部321に対して軸方向にずれた位置にあり且つ第2小径部321の外径よりも大きな外径を有する第2大径部322と、を備える。第2大径部322がヨーク35を保持している。
これにより、第2スリーブ31が第2回転部材(出力軸82b)に圧入される時、ヨーク35を保持する第2大径部322の変形が抑制される。このため、マグネット25とヨーク35(第1ティース部351b及び第2ティース部352b)との間の距離が設計値からずれにくくなる。したがって、トルクセンサ1の検出精度の低下がより抑制される。
また、ステアリング装置80は、トルクセンサ1を備える。
これにより、ステアリング装置80は、電動モータ93が生成する補助操舵トルクの精度の低下を抑制できる。ステアリング装置80は、適切に操舵を補助することができる。
1 トルクセンサ
10 中間プレート
21 第1スリーブ
211 第1小径部
212 第1大径部
213 フランジ部
25 マグネット
27 接着剤
28 対向端面
31 第2スリーブ
32 キャリア
321 第2小径部
322 第2大径部
327 突起
328 孔
35 ヨーク
351 第1ヨーク
351a 第1リング部
351b 第1ティース部
352 第2ヨーク
352a 第2リング部
352b 第2ティース部
40 センサハウジング
401 孔
403 ブッシュ
43 プリント基板
46 集磁部材
461 第1集磁部材
462 第2集磁部材
47 ホールIC
48 第1カバー
49 第2カバー
491 本体部
492 爪部
71、72 軸受
80 ステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
820 コラムハウジング
82a 入力軸
821a 溝
822a 隆起部
823a 端面
82b 出力軸
82c トーションバー
83 操舵力アシスト機構
84 ユニバーサルジョイント
85 中間シャフト
86 ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
88 ステアリングギヤ
88a ピニオン
88b ラック
89 タイロッド
90 ECU
92 減速装置
920 ギアボックス
921 ウォームホイール
922 ウォーム
93 電動モータ
95 車速センサ
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
C1、C2、C3 隙間

Claims (7)

  1. センサハウジングと、
    前記センサハウジングに対して回転する第1回転部材に取り付けられる第1スリーブと、
    前記第1スリーブに取り付けられるマグネットと、
    トーションバーを介して前記第1回転部材と連結された第2回転部材に取り付けられる第2スリーブと、
    前記第2スリーブに取り付けられるキャリアと、
    前記キャリアに取り付けられ且つ前記第1回転部材の長手方向である軸方向に対して直交する径方向で前記マグネットに面するヨークと、
    前記センサハウジングに取り付けられ且つ前記軸方向で前記ヨークに面する集磁部材と、
    を備え、
    前記キャリアは、前記第1スリーブ及び前記マグネットの一方が有する対向端面に前記軸方向で面しており、
    前記キャリアと前記対向端面との間の隙間の前記軸方向の長さは、前記ヨークと前記集磁部材との間の隙間の前記軸方向の長さよりも小さく、
    前記第2スリーブの端面と前記第2回転部材の外周面に設けられる隆起部の端面との間の隙間の前記軸方向の長さは、前記ヨークと前記集磁部材との間の隙間の前記軸方向の長さよりも小さい
    トルクセンサ。
  2. 前記キャリアは、前記軸方向で前記対向端面に面する突起を備える
    請求項1に記載のトルクセンサ。
  3. 前記キャリアは、樹脂である
    請求項2に記載のトルクセンサ。
  4. 前記キャリアは、複数の前記突起を備え、
    複数の前記突起は、前記第1回転部材の回転軸を中心とした円周に沿って配置される
    請求項2又は3に記載のトルクセンサ。
  5. 前記第1スリーブは、前記第1回転部材に接する第1小径部と、前記第1小径部に対して前記軸方向にずれた位置にあり且つ前記第1小径部の外径よりも大きな外径を有する第1大径部と、を備え、
    前記第1大径部が前記マグネットを保持している
    請求項1から4のいずれか1項に記載のトルクセンサ。
  6. 前記キャリアは、前記第2スリーブに接する第2小径部と、前記第2小径部に対して前記軸方向にずれた位置にあり且つ前記第2小径部の外径よりも大きな外径を有する第2大径部と、を備え、
    前記第2大径部が前記ヨークを保持している
    請求項1から5のいずれか1項に記載のトルクセンサ。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載のトルクセンサを備える
    ステアリング装置。
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