トルク検出装置の取付構造
【課題】水、油等の浸入を確実に防止できるトルク検出装置の取付構造を提供する。
【解決手段】本トルク検出装置１６の取付構造３２は、筒状の金属製のハウジング２２と、トルク検出装置１６と、Ｏリング３４とを有している。トルク検出装置１６の支持体３１が、ハウジング２２の周壁３６の挿入孔３７の開口３８の周囲に設けられた取付面３９に取り付けられている。支持体３１は、合成樹脂部材５５と、アルミニウム合金製の金属部材５６とにより形成されている。Ｏリング３４は、取付面３９および金属部材５６の対向面６５に接して、この間を封止している。対向面６５は、金属部材５６により形成されるので、高強度と高い耐油性とを有する。油が付着した状態で押圧された対向面６５に接するＯリング３４の封止性は低下せずに済む。
【解決手段】本トルク検出装置１６の取付構造３２は、筒状の金属製のハウジング２２と、トルク検出装置１６と、Ｏリング３４とを有している。トルク検出装置１６の支持体３１が、ハウジング２２の周壁３６の挿入孔３７の開口３８の周囲に設けられた取付面３９に取り付けられている。支持体３１は、合成樹脂部材５５と、アルミニウム合金製の金属部材５６とにより形成されている。Ｏリング３４は、取付面３９および金属部材５６の対向面６５に接して、この間を封止している。対向面６５は、金属部材５６により形成されるので、高強度と高い耐油性とを有する。油が付着した状態で押圧された対向面６５に接するＯリング３４の封止性は低下せずに済む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク検出装置の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルク検出装置は、例えば、自動車の電動パワーステアリング装置のハウジングに取り付けられている。このハウジングの取付面と、これに対向するトルク検出装置の合成樹脂製の支持体との間に、封止部材が挟まれている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３００２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、封止部材の封止性が低下する場合がある。この場合、水、油等がハウジング内に浸入し、その結果、操舵トルクが正確に検出されない虞がある。
そこで、本発明の目的は、水、油等の浸入を確実に防止できるトルク検出装置の取付構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明者は、封止部材の封止性の低下について鋭意研究を重ねた結果、複合的な原因を見出した。すなわち、封止部材が、トルク検出装置の合成樹脂製の支持体を押圧することにより、この支持体に応力が生じ、この状態で、油が支持体に付着することがある。この場合に、合成樹脂製の支持体の表面のシール部にへたり（塑性変形）が生じる。その結果、封止部材の封止性が低下する。
【０００５】
本発明のトルク検出装置の取付構造（３２，７６）は、筒状の金属製のハウジング（２２）と、このハウジングに取り付けられたトルク検出装置（１６，７４）とを備え、上記ハウジングは、周壁（３６）と、この周壁に形成された挿入孔（３７）と、この挿入孔の開口（３８）の周囲に設けられた取付面（３９）とを含み、上記トルク検出装置は、上記挿入孔内に少なくとも一部（５２）が挿入される検出部（４７，４８，４９，５０，５１）と、この検出部を支持する支持体（３１，７５）とを含み、この支持体は、絶縁性の合成樹脂部材（５５，７７）と、上記取付面に対向する対向面（６５）を有する金属部材（５６，７８）とを含み、上記取付面および上記金属部材の上記対向面の間が、上記開口の周囲を取り囲む弾性を有する環状の封止部材（３４）によって封止されており、この封止部材は、上記取付面および上記金属部材の上記対向面に接触していることを特徴とする。本発明によれば、対向面は、金属部材により形成されるので、高い強度と高い耐油性とを有する。その結果、金属部材の対向面が封止部材により押圧された状態で、対向面に油が付着するとしても、金属部材の対向面にへたりが生じる虞はない。従って、封止部材の封止性の低下を防止でき、ひいては水、油等の浸入を確実に防止できる。
【０００６】
また、本発明において、上記ハウジングおよび支持体（３１）の間に、上記封止部材を収容する収容溝（３５）が形成され、上記合成樹脂部材（５５）は、上記取付面に対向する対向面（６４）を有し、上記合成樹脂部材の上記対向面および上記金属部材（５５）の上記対向面は、上記収容溝内に互いの境界（６６）を形成している場合がある。この場合、境界が収容溝内に配置されているので、水、油等が境界を通じて、合成樹脂部材と金属部材との間に浸入することを抑制できる。
【０００７】
また、本発明において、上記ハウジングおよび上記金属部材（５６，７８）が、線膨張係数の等しい材料により形成されている場合がある。この場合、例えば、温度上昇時に、金属部材とハウジングとの熱膨張量の相違に起因して封止部材の封止性が低下することを防止できる。
具体的には、上記ハウジングおよび上記金属部材（５６，７８）が、アルミニウム合金により形成されて、ハウジングと金属部材との線膨張係数を、互いに等しくする場合がある。
【０００８】
また、本発明において、上記金属部材（５６，７８）は、当該金属部材が上記合成樹脂部材（５５，７７）から所定の脱落方向（Ｙ）に脱落することを防止するために合成樹脂部材と係合する起伏部（６８）を含み、この起伏部は、上記所定の脱落方向とは交差する方向（Ｙ１）に起伏している場合がある。この場合、支持体を取付面に組み付けるときに、金属部材と合成樹脂部材とを一体的に扱うことができる。その結果、支持体を取付面に容易に組み付けることができる。
【０００９】
なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態のトルク検出装置の取付構造を、自動車の電動パワーステアリング装置に適用した場合に則して説明する。なお、本実施形態のトルク検出装置の取付構造を、電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
図１は、本発明の第１の実施形態のトルク検出装置の取付構造が適用された電動パワーステアリング装置の模式図である。電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト４と、操舵機構５と、軸継手としての中間軸ユニット６とを有している。ステアリングシャフト４は、操向輪２を操舵するために操舵部材としてのステアリングホイール３に加えられる操舵トルクを伝達する。操舵機構５は、ラックアンドピニオン機構からなり、ステアリングシャフト４からの操舵トルクにより操向輪２を操舵する。中間軸ユニット６は、ステアリングシャフト４および操舵機構５の間において回転を伝達する。
【００１１】
ステアリングシャフト４は、ステアリングコラム７により回転自在に支持されている。ステアリングコラム７はブラケット８を介して車体９に支持されている。ステアリングシャフト４の一方の端部にステアリングホイール３が連結されている。ステアリングシャフト４の他方の端部に中間軸ユニット６が連結されている。中間軸ユニット６は、中間軸１０と、自在継手１１，１２とを有している。
【００１２】
操舵機構５は、歯車としてのピニオン１３と、自動車の左右方向（直進方向と直交する方向である。）に延びる転舵軸としてのラックバー１４とを有している。ピニオン１３のピニオン歯とラックバー１４のラック歯とが、互いに噛み合っている。ピニオン１３の回転が、ラックバー１４の直線運動に変換される。ラックバー１４はラックハウジングにより直線移動自在に支持されている。ラックバー１４の各端部が、対応する操向輪２に連結されている。ピニオン１３はピニオン軸１５の端部に設けられている。ピニオン軸１５はステアリングホイール３に連動するようにつながっている。ステアリングホイール３が操舵されると、操舵トルクが操舵機構５に伝達され、操向輪２が操舵される。
【００１３】
電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、電動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検出装置１６と、車両の車速を検出する車速センサ１７と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１８と、操舵補助用の駆動装置としての電動モータ１９と、減速機２０とを有している。
【００１４】
本実施形態では、トルク検出装置１６、電動モータ１９および減速機２０は、操舵機構５に関連して設けられている。操舵機構５、トルク検出装置１６、電動モータ１９、および減速機２０は、一体的なユニットとしての操舵補助ユニット２１を構成している。
操舵補助ユニット２１は、自動車の車室としての乗員室９１の外側に、例えばエンジンルーム９２に配置されている。また、操舵補助ユニット２１は、ラックハウジングに連設されたハウジング２２を有している。このハウジング２２は、トルク検出装置１６および電動モータ１９を支持し、ピニオン軸１５を回動自在に支持している。
【００１５】
ピニオン軸１５は、入力軸２３と、出力軸２４と、トーションバー２５とを有している。入力軸２３および出力軸２４は、トーションバー２５を介して同一の軸線上で互いに連結されている。入力軸２３は、中間軸ユニット６およびステアリングシャフト４を介して、ステアリングホイール３に連なっている。出力軸２４の端部に、ピニオン１３が固定されているか、または一体に形成されている。
【００１６】
入力軸２３に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー２５が弾性ねじり変形する。これに伴い入力軸２３および出力軸２４が相対回転する。操舵トルクが変化すると、入力軸２３および出力軸２４間の相対回転変位量が変化する。この相対回転変位量が生じたときに、これに対応する操舵トルクがトルク検出装置１６により検出される。
ＥＣＵ１８は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、電動モータ１９を制御する。電動モータ１９の出力回転は、減速機２０により減速される。減速機２０は、駆動ギヤとしてのウォーム軸２６と、従動ギヤとしてのウォームホイール２７とを有している。ウォームホイール２７は、出力軸２４に固定されている。
【００１７】
ステアリングホイール３が操作されると、操舵トルクがトルク検出装置１６により検出される。電動モータ１９が、トルク検出結果および車速検出結果等に応じた操舵補助力を発生させる。操舵補助力は、減速機２０に伝わり、ピニオン１３に伝達される。これとともに、ステアリングホイール３の動きが、ピニオン１３に伝わる。その結果、操向輪２の操舵が補助される。
【００１８】
図２は、図１のトルク検出装置１６とその取付構造の断面図である。図３は、図１のトルク検出装置１６とその取付構造の分解斜視図であり、部分的に切り欠いて図示している。トルク検出装置１６は、ピニオン軸１５に同行回転する可動部２８と、ハウジング２２に固定された固定側ユニット２９とを有している。また、固定側ユニット２９は、後述する検出部、例えば、第１および第２の集磁リング４７，４８を支持する支持体３１を有している。
【００１９】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、トルク検出装置１６を取り付けるためのトルク検出装置１６の取付構造（以下、単に取付構造ともいう。）３２を有している。これにより、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９とハウジング２２との間を気密的に封止することができる。
取付構造３２は、ハウジング２２と、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９と、固定部材としての２個のボルト３３と、環状の封止部材としてのＯリング３４とを有している。このＯリング３４は、収容溝３５に収容されている。
【００２０】
なお、封止部材としては、少なくともひとつがあればよく、また、断面丸形のＯリング３４の他、断面矩形の角リング（図示せず）でもよい。本実施形態では、ひとつのＯリング３４の場合に則して説明する。また、ボルト３３は、少なくともひとつがあればよく、本実施形態では、２つの場合に則して説明する。
ハウジング２２は、周壁３６を有している。この周壁３６は、金属としてのアルミニウム合金により筒状に形成されている。また、ハウジング２２は、周壁３６に形成された挿入孔３７と、この挿入孔３７の開口３８の周囲に設けられた取付面３９とを有している。挿入孔３７は、周壁３６を貫通している。
【００２１】
取付面３９は、ハウジング２２の周壁３６の外周に形成され、開口３８を取り囲んで環状をなしている。取付面３９は、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９の後述する対向面６０の一部に当接する当接面４０と、当接面４０から窪んだ凹部４１とを有している。この凹部４１は、挿入孔３７を取り囲んで環状をなしており、収容溝３５を形成している。当接面４０は、凹部４１を取り囲む平坦面である。当接面４０には、複数、例えば２つのねじ孔４２が形成されている。
【００２２】
トルク検出装置１６の可動部２８は、ハウジング２２内に配置されている。可動部２８は、入力軸２３と、出力軸２４と、トーションバー２５と、環状の永久磁石４３と、軟磁性体としての環状の第１および第２の磁気ヨーク４４，４５とを有している。永久磁石４３は、入力軸２３に固定されている。第１および第２の磁気ヨーク４４，４５は、合成樹脂部材４６により一体にモールドされてなり、出力軸２４に固定されている。
【００２３】
固定側ユニット２９は、軟磁性体としての環状の第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを有している。これらの部品４７，４８，４９，５０，５１は操舵トルクを検出する検出部として機能する。
第１および第２の集磁リング４７，４８は、第１および第２の磁気ヨーク４４，４５から磁束を誘導する。第１および第２の集磁リング４７，４８のそれぞれは、環状部５２と、環状部５２から径方向外方へ突出した２つの爪片５３とを有している。第１および第２の磁気センサ４９，５０は、例えばホール素子、ＭＲ素子等を含み、第１および第２の集磁リング４７，４８が誘導した磁束を検出する。回路基板５１は、電気部品が配線板に組み立てられてなる。回路基板５１は、第１および第２の磁気センサ４９，５０にとっての電源および信号処理部として機能する。
【００２４】
永久磁石４３と、第１および第２の磁気ヨーク４４，４５と、第１および第２の集磁リング４７，４８とは、磁気回路を形成する。この磁気回路の磁束密度が、入力軸２３および出力軸２４の相対回動に応じて変化する。このときの磁束密度の変化が、第１および第２の磁気センサ４９，５０により検出される。
固定側ユニット２９の支持体３１は、第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを支持している。支持体３１は、絶縁性の合成樹脂部材５５と、金属部材５６とを含んでいる。支持体３１は、合成樹脂部材５５および金属部材５６により形成されている。また、支持体３１は、環状部５７と、ハウジング２２に取り付けるための被取付部５９とを有している。
【００２５】
環状部５７は、合成樹脂部材５５の一部により形成されている。合成樹脂部材５５の上記一部が、第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを、一体にモールドしている。環状部５７は、延設部５８を有している。延設部５８は、環状部５７の周方向の一部が環状部５７の径方向外方に延設されてなる。延設部５８と被取付部５９とが、ハウジング２２の外側に配置されている。第１および第２の磁気センサ４９，５０と、第１および第２の集磁リング４７，４８の爪片５３と、回路基板５１とが、ハウジング２２の外側に配置されている。第１および第２の集磁リング４７，４８の環状部５２が、挿入孔３７に通されており、ハウジング２２内に配置されている。
【００２６】
図４は、図２のトルク検出装置１６とその取付構造３２の要部拡大図であり、周辺部分を模式的に図示している。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図４の取付構造３２の要部拡大図である。図４、図５を参照する。
被取付部５９は、環状をなし、延設部５８を取り囲み、この延設部５８に固定されている。被取付部５９は、取付面３９に対向する対向面６０と、複数のねじ挿通孔６１とを有している。ねじ挿通孔６１は、被取付部５９を貫通している。被取付部５９は、取付面３９およびＯリング３４を覆っている。被取付部５９は、合成樹脂部材５５と、金属部材５６とにより形成されている。
【００２７】
合成樹脂部材５５は、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）により形成されている。合成樹脂部材５５は、環状部５７を形成する第１の部分６２と、被取付部５９を形成する第２の部分６３とを有している。第１の部分６２および第２の部分６３は、一体に形成されている。合成樹脂部材５５は、検出部の複数の部品、すなわち、第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを互いに固定している。また、合成樹脂部材５５は、検出部の各部品４７〜５１と金属部材５６との間を電気的に絶縁している。また、合成樹脂部材５５は、検出部の各部品４７〜５１と、ハウジング２２との間を電気的に絶縁している。
【００２８】
合成樹脂部材５５は、検出部の各部品４７〜５１および金属部材５６をインサートとして、インサート成形されてなる。インサート成形されることにより、合成樹脂部材５５と金属部材５６と検出部の各部品４７〜５１とを互いに固定する手間を低減できる。合成樹脂部材５５の第２の部分６３は、取付面３９に対向する対向面６４を有している。この対向面６４は、平坦面からなる。対向面６４は、この面の法線方向から見たときに矩形の無端状の環状をなしている。合成樹脂部材５５と金属部材５６とは互いに密着している。
【００２９】
金属部材５６は、アルミニウム合金により環状に形成されている。金属部材５６のアルミニウム合金の線膨張係数と、ハウジング２２のアルミニウム合金の線膨張係数とは、互いに等しくされている。金属部材５６は、取付面３９に対向する対向面６５を有している。この対向面６５は、平坦面からなり、この面の法線方向から見たときに、矩形の無端状の環状をなしている。
【００３０】
支持体３１の被取付部５９の対向面６０は、合成樹脂部材５５の対向面６４からなる部分（図５における矩形１０１の外側に図示した。）と、金属部材５６の対向面６５からなる部分（図５における矩形１０１と矩形１０２との間に枠状に図示した。）とを有している。合成樹脂部材５５の対向面６４の一部分が、ハウジング２２の取付面３９の当接面４０に当接している。対向面６４のうちの当接面４０に当接した上記一部分に、ねじ挿通孔６１が配置されている。金属部材５６の対向面６５と取付面３９の凹部４１とは、締付方向Ｘに関して所定間隔を隔てて互いに対向している。
【００３１】
図５，図６を参照して、収容溝３５は、環状に延びた部屋からなる。収容溝３５は、合成樹脂部材５５と、金属部材５６と、ハウジング２２とにより囲まれて区画されている。収容溝３５は、ハウジング２２の取付面３９の凹部４１と、金属部材５６の対向面６５との間に形成されている。収容溝３５は、図５において、矩形１０２と矩形１０３との間の枠状領域として図示されている。
【００３２】
また、被取付部５９の対向面６０において、対向面６５は対向面６４の内側に隣接しており、対向面６５の外周と対向面６４の内周とが全周にわたり接している。対向面６５と対向面６４との間に境界６６が形成されている。この境界６６は、対向面６５の環状の外形線である。境界６６は、収容溝３５内に形成されており、収容溝３５が延びる方向に沿って延びている。
【００３３】
図３，図４を参照して、Ｏリング３４は、挿入孔３７の開口３８の周囲を取り囲んでいる。Ｏリング３４は、弾性体としてのゴム部材により形成されている。自由状態のＯリング３４の断面は、例えば円形をなしている。
ボルト３３が、支持体３１の被取付部５９のねじ挿通孔６１を挿通し、ボルト３３の雄ねじが、ハウジング２２の取付面３９のねじ孔４２の雌ねじにねじ嵌合されている。ボルト３３の頭部と取付面３９との間に支持体３１の被取付部５９が挟まれている。被取付部５９が取付面３９に締結されている。このときの締付方向Ｘは、被取付部５９と取付面３９とが対向する方向である。
【００３４】
この締付状態において、Ｏリング３４は、収容溝３５に収容され、締付方向Ｘに弾性圧縮されている。これに伴い、Ｏリング３４は、取付面３９の凹部４１および金属部材５６の対向面６５に押圧しつつ面当たりで接触している。これにより、Ｏリング３４は、取付面３９の凹部４１および金属部材５６の対向面６５の間を封止している。また、Ｏリング３４は合成樹脂部材５５の対向面６４に接触していない。
【００３５】
また、金属部材５６は、対向面６５を形成する環状の主体部６７と、起伏部としての凸部６８とを有している。凸部６８は、主体部６７から所定の脱落方向Ｙとは交差する方向Ｙ１に突出している。
脱落方向Ｙは、仮に、固定側ユニット２９がハウジング２２から取り外された状態で、合成樹脂部材５５から金属部材５６が脱落する場合に、金属部材５６が脱落する向きに移動する方向である。例えば、脱落方向Ｙは、対向面６５の法線方向に平行とされている。また、交差する方向Ｙ１は、一例として、脱落方向Ｙに垂直に交差する方向を図示している。
【００３６】
凸部６８は、係合面６９を有している。この係合面６９は、脱落方向Ｙと交差している。係合面６９は、脱落方向Ｙに関して、合成樹脂部材５５の凹部７０の係合面７１に対向している。係合面６９が係合面７１に係合することにより、合成樹脂部材５５からの金属部材５６の脱落が防止される。また、固定側ユニット２９内に凸部６８と凹部７０とが形成されている。これにより、脱落方向Ｙと環状の金属部材５６の径方向Ｒとを含む断面において、合成樹脂部材５５と金属部材５６との接触長さが長くなる。その結果、水、油等の浸入がより一層確実に防止される。
【００３７】
また、図示しないが、金属部材５６の凸部６８に代えて、抜け止め用の起伏部としての凹部を設けてもよい。この凹部は、合成樹脂部材５５の凸部に係合し、脱落方向Ｙに交差する方向Ｙ１に窪んでいればよい。
図４を参照して、本実施形態のトルク検出装置１６の取付構造３２は、筒状の金属製のハウジング２２と、このハウジング２２に取り付けられたトルク検出装置１６とを備えている。ハウジング２２は、周壁３６と、この周壁３６に形成された挿入孔３７と、この挿入孔３７の開口３８の周囲に設けられた取付面３９とを含んでいる。トルク検出装置１６は、挿入孔３７内に一部としての環状部５２が挿入される検出部としての上述の各部品４７〜５１と、上述の検出部を支持する支持体３１とを含んでいる。この支持体３１は、絶縁性の合成樹脂部材５５と、取付面３９に対向する対向面６５を有する金属部材５６とを含んでいる。取付面３９および金属部材５６の対向面６５の間が、開口３８の周囲を取り囲む弾性を有する環状の封止部材としてのＯリング３４によって封止されている。このＯリング３４は、取付面３９および金属部材５６の対向面６５に接触している。
【００３８】
本実施形態によれば、対向面６５は、金属部材５６により形成されるので、高い強度と高い耐油性と高い耐薬品性とを有する。その結果、金属部材５６の対向面６５がＯリング３４により押圧された状態で、対向面６５に油、薬品等が付着するとしても、金属部材５６の対向面６５にへたりが生じる虞はない。従って、Ｏリング３４の封止性の低下を防止でき、ひいては水、油等の浸入を確実に防止できる。また、金属部材５６が設けられるのに伴い、合成樹脂部材５５に生じる応力が低くなり、また、合成樹脂部材５５にへたりが生じる虞もない。ここで、上述の薬品は、例えば、製造工程で付着するグリースを挙げることができる。
【００３９】
支持体３１が合成樹脂部材５５および金属部材５６を有するので、上述の検出部を絶縁しつつ保持することが安価に達成され、しかも、水、油等の浸入を確実に防止できる。
また、対向面６５が金属により形成される場合には、対向面６５を、従来の合成樹脂部材により形成された対向面に比べて、平滑にできる。その結果、本実施形態のＯリング３４により、水、油等の浸入をより一層確実に防止できる。
【００４０】
図４，図５を参照して、ハウジング２２および支持体３１の間に、Ｏリング３４を収容する収容溝３５が形成されている。合成樹脂部材５５は、取付面３９に対向する対向面６４を有する。合成樹脂部材５５の対向面６４および金属部材５６の対向面６５は、収容溝３５内に互いの境界６６を形成している。
ところで、仮に、ハウジングの取付面の当接面と支持体の対向面との間に微小な隙間が形成され、この隙間に合成樹脂部材と金属部材との境界が配置される場合を考える。この場合、水、油等が上記微小な隙間を通るときに、境界を通じて合成樹脂部材と金属部材との間に浸入することが懸念される。
【００４１】
これに対して、本実施形態では、境界６６が収容溝３５内に配置されているので、境界６６が上記微小な隙間から離隔される。その結果、水、油等が境界６６を通じて、合成樹脂部材５５と金属部材５６との間に浸入することを抑制できる。例えば、温度が高くなったときに、万一、境界６６に隙間が生じるとしても、この隙間を通じて水、油等が浸入することを抑制できる。
【００４２】
また、収容溝３５内に、収容溝３５の内面とＯリング３４との間に空き空間７２が形成されるようになっている。この空き空間７２に、水、油等を貯留することができる。この場合、仮に、対向面６４と当接面４０との間に微小な隙間７３（一点鎖線で図示）が形成され、この隙間７３を通じて、水、油等が収容溝３５内に到達したとしても、収容溝３５の上記空き空間７２内に溜められる。従って、水、油等が境界６６を通じて、合成樹脂部材５５と金属部材５６との間に浸入することを抑制できる。
【００４３】
また、ハウジング２２および金属部材５６が、線膨張係数の等しい材料としての互いに同じ金属、例えばアルミニウム合金により形成されている。この場合、例えば、温度上昇時に、金属部材５６とハウジング２２との熱膨張量の相違に起因してＯリング３４の封止性が低下することを防止できる。
また、金属部材５６は、当該金属部材５６が合成樹脂部材５５から所定の脱落方向Ｙに脱落することを防止するために合成樹脂部材５５と係合する起伏部としての凸部６８を含んでいる。この起伏部は、上記所定の脱落方向Ｙとは交差する方向Ｙ１に起伏している。この場合、支持体３１を取付面３９に組み付けるときに、金属部材５６と合成樹脂部材５５とを一体的に扱うことができる。その結果、支持体３１を取付面３９に容易に組み付けることができる。
【００４４】
図１を参照して、本実施形態のトルク検出装置１６は、水、油等の浸入を確実に防止できる。その結果、電動パワーステアリング装置１の操舵トルクが正確に検出されるので、操舵補助力が正確に得られ、ひいては操舵感の違和感が発生することが抑制される。従って、電動パワーステアリング装置１の操舵感を高めることができる。トルク検出装置１６が自動車の乗員室９１の外に配置される場合には、水、油等がハウジング２２に付着し易い。しかし、本実施形態の取付構造３２は、水、油等の浸入を確実に防止できる。
【００４５】
また、以下の変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。
例えば、図７は、第２の実施形態のトルク検出装置７４とその取付構造７６の要部を拡大した断面図であり、周辺部分を模式的に図示している。本実施形態のトルク検出装置７４の支持体７５は、合成樹脂部材７７と、金属部材７８とを有している。合成樹脂部材７７の対向面６４と、金属部材７８の対向面６５の一部とが、ハウジング２２の取付面３９の当接面４０に当接している。対向面６４，６５の境界７９は、収容溝３５を外側から取り囲んでいる。なお、トルク検出装置７４と、支持体７５と、合成樹脂部材７７と、金属部材７８とは、上記の点を除いて、トルク検出装置１６と、支持体３１と、合成樹脂部材５５と、金属部材５６と同様である。また、以下の各変形例を、その都度説明はしないが、取付構造７６に適用することもできる。
【００４６】
上述の各実施形態において、金属部材５６に代えて、ステンレス鋼により形成された金属部材（図示せず）を用いてもよい。ステンレス鋼は錆や腐食に強いので、ステンレス鋼製の金属部材の対向面は劣化し難い。その結果、この対向面の劣化に起因したＯリング３４の封止性の低下の虞がない。また、オーステナイト系のステンレス鋼の線膨張係数は、アルミニウム合金の線膨張係数に近似した値である。従って、オーステナイト系ステンレス鋼製の金属部材は、アルミニウム合金製の金属部材５６と同様に、Ｏリング３４の封止性を高くできる。
【００４７】
また、上述の各実施形態において、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９の検出部の全体が挿入孔３７に通される場合も考えられる。また、合成樹脂部材５５および金属部材５６の起伏部を廃止する場合も考えられる。また、Ｏリング３４が、支持体３１の凹部により形成された収容溝に収容されてもよい。Ｏリング３４が、ハウジング２２の凹部と支持体３１の凹部とにより形成された収容溝に収容されてもよい。また、固定部材として、ボルトと、このボルトにねじ嵌合する雌ねじ部材としてのナットとが用いられてもよい。また、固定側ユニット２９が、互いに連結された２つのユニット（図示せず）により構成されてもよい。また、永久磁石４３が出力軸２４に固定され、且つ第１および第２の磁気ヨーク４４，４５が入力軸２３に固定される場合も考えられる。また、トルク検出装置１６の取付構造３２が操舵機構５に代えてステアリングコラム７に適用される場合も考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態のトルク検出装置の取付構造が適用された電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】図１のトルク検出装置とその取付構造の断面図である。
【図３】図１のトルク検出装置とその取付構造の一部を切り欠いた分解斜視図である。
【図４】図２のトルク検出装置とその取付構造の要部拡大図である。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図４の取付構造の要部拡大図である。
【図７】第２の実施形態のトルク検出装置の取付構造の要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１６，７４…トルク検出装置、２２…ハウジング、３１，７５…支持体、３２，７６…取付構造、３４…Ｏリング（封止部材）、３５…収容溝、３６…周壁、３７…挿入孔、３８…開口、３９…取付面、４７…第１の集磁リング（検出部）、４８…第２の集磁リング（検出部）、４９…第１の磁気センサ（検出部）、５０…第２の磁気センサ（検出部）、５１…回路基板（検出部）、５２…環状部（検出部の一部）、５５，７７…合成樹脂部材、５６，７８…金属部材、６４…（合成樹脂部材の）対向面、６５…（金属部材の）対向面、６６…境界、６８…凸部（起伏部）、Ｙ…脱落方向、Ｙ１…交差する方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルク検出装置の取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルク検出装置は、例えば、自動車の電動パワーステアリング装置のハウジングに取り付けられている。このハウジングの取付面と、これに対向するトルク検出装置の合成樹脂製の支持体との間に、封止部材が挟まれている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３００２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、封止部材の封止性が低下する場合がある。この場合、水、油等がハウジング内に浸入し、その結果、操舵トルクが正確に検出されない虞がある。
そこで、本発明の目的は、水、油等の浸入を確実に防止できるトルク検出装置の取付構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明者は、封止部材の封止性の低下について鋭意研究を重ねた結果、複合的な原因を見出した。すなわち、封止部材が、トルク検出装置の合成樹脂製の支持体を押圧することにより、この支持体に応力が生じ、この状態で、油が支持体に付着することがある。この場合に、合成樹脂製の支持体の表面のシール部にへたり（塑性変形）が生じる。その結果、封止部材の封止性が低下する。
【０００５】
本発明のトルク検出装置の取付構造（３２，７６）は、筒状の金属製のハウジング（２２）と、このハウジングに取り付けられたトルク検出装置（１６，７４）とを備え、上記ハウジングは、周壁（３６）と、この周壁に形成された挿入孔（３７）と、この挿入孔の開口（３８）の周囲に設けられた取付面（３９）とを含み、上記トルク検出装置は、上記挿入孔内に少なくとも一部（５２）が挿入される検出部（４７，４８，４９，５０，５１）と、この検出部を支持する支持体（３１，７５）とを含み、この支持体は、絶縁性の合成樹脂部材（５５，７７）と、上記取付面に対向する対向面（６５）を有する金属部材（５６，７８）とを含み、上記取付面および上記金属部材の上記対向面の間が、上記開口の周囲を取り囲む弾性を有する環状の封止部材（３４）によって封止されており、この封止部材は、上記取付面および上記金属部材の上記対向面に接触していることを特徴とする。本発明によれば、対向面は、金属部材により形成されるので、高い強度と高い耐油性とを有する。その結果、金属部材の対向面が封止部材により押圧された状態で、対向面に油が付着するとしても、金属部材の対向面にへたりが生じる虞はない。従って、封止部材の封止性の低下を防止でき、ひいては水、油等の浸入を確実に防止できる。
【０００６】
また、本発明において、上記ハウジングおよび支持体（３１）の間に、上記封止部材を収容する収容溝（３５）が形成され、上記合成樹脂部材（５５）は、上記取付面に対向する対向面（６４）を有し、上記合成樹脂部材の上記対向面および上記金属部材（５５）の上記対向面は、上記収容溝内に互いの境界（６６）を形成している場合がある。この場合、境界が収容溝内に配置されているので、水、油等が境界を通じて、合成樹脂部材と金属部材との間に浸入することを抑制できる。
【０００７】
また、本発明において、上記ハウジングおよび上記金属部材（５６，７８）が、線膨張係数の等しい材料により形成されている場合がある。この場合、例えば、温度上昇時に、金属部材とハウジングとの熱膨張量の相違に起因して封止部材の封止性が低下することを防止できる。
具体的には、上記ハウジングおよび上記金属部材（５６，７８）が、アルミニウム合金により形成されて、ハウジングと金属部材との線膨張係数を、互いに等しくする場合がある。
【０００８】
また、本発明において、上記金属部材（５６，７８）は、当該金属部材が上記合成樹脂部材（５５，７７）から所定の脱落方向（Ｙ）に脱落することを防止するために合成樹脂部材と係合する起伏部（６８）を含み、この起伏部は、上記所定の脱落方向とは交差する方向（Ｙ１）に起伏している場合がある。この場合、支持体を取付面に組み付けるときに、金属部材と合成樹脂部材とを一体的に扱うことができる。その結果、支持体を取付面に容易に組み付けることができる。
【０００９】
なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態のトルク検出装置の取付構造を、自動車の電動パワーステアリング装置に適用した場合に則して説明する。なお、本実施形態のトルク検出装置の取付構造を、電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
図１は、本発明の第１の実施形態のトルク検出装置の取付構造が適用された電動パワーステアリング装置の模式図である。電動パワーステアリング装置１は、ステアリングシャフト４と、操舵機構５と、軸継手としての中間軸ユニット６とを有している。ステアリングシャフト４は、操向輪２を操舵するために操舵部材としてのステアリングホイール３に加えられる操舵トルクを伝達する。操舵機構５は、ラックアンドピニオン機構からなり、ステアリングシャフト４からの操舵トルクにより操向輪２を操舵する。中間軸ユニット６は、ステアリングシャフト４および操舵機構５の間において回転を伝達する。
【００１１】
ステアリングシャフト４は、ステアリングコラム７により回転自在に支持されている。ステアリングコラム７はブラケット８を介して車体９に支持されている。ステアリングシャフト４の一方の端部にステアリングホイール３が連結されている。ステアリングシャフト４の他方の端部に中間軸ユニット６が連結されている。中間軸ユニット６は、中間軸１０と、自在継手１１，１２とを有している。
【００１２】
操舵機構５は、歯車としてのピニオン１３と、自動車の左右方向（直進方向と直交する方向である。）に延びる転舵軸としてのラックバー１４とを有している。ピニオン１３のピニオン歯とラックバー１４のラック歯とが、互いに噛み合っている。ピニオン１３の回転が、ラックバー１４の直線運動に変換される。ラックバー１４はラックハウジングにより直線移動自在に支持されている。ラックバー１４の各端部が、対応する操向輪２に連結されている。ピニオン１３はピニオン軸１５の端部に設けられている。ピニオン軸１５はステアリングホイール３に連動するようにつながっている。ステアリングホイール３が操舵されると、操舵トルクが操舵機構５に伝達され、操向輪２が操舵される。
【００１３】
電動パワーステアリング装置１は、操舵トルクに応じて操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、電動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検出装置１６と、車両の車速を検出する車速センサ１７と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）１８と、操舵補助用の駆動装置としての電動モータ１９と、減速機２０とを有している。
【００１４】
本実施形態では、トルク検出装置１６、電動モータ１９および減速機２０は、操舵機構５に関連して設けられている。操舵機構５、トルク検出装置１６、電動モータ１９、および減速機２０は、一体的なユニットとしての操舵補助ユニット２１を構成している。
操舵補助ユニット２１は、自動車の車室としての乗員室９１の外側に、例えばエンジンルーム９２に配置されている。また、操舵補助ユニット２１は、ラックハウジングに連設されたハウジング２２を有している。このハウジング２２は、トルク検出装置１６および電動モータ１９を支持し、ピニオン軸１５を回動自在に支持している。
【００１５】
ピニオン軸１５は、入力軸２３と、出力軸２４と、トーションバー２５とを有している。入力軸２３および出力軸２４は、トーションバー２５を介して同一の軸線上で互いに連結されている。入力軸２３は、中間軸ユニット６およびステアリングシャフト４を介して、ステアリングホイール３に連なっている。出力軸２４の端部に、ピニオン１３が固定されているか、または一体に形成されている。
【００１６】
入力軸２３に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー２５が弾性ねじり変形する。これに伴い入力軸２３および出力軸２４が相対回転する。操舵トルクが変化すると、入力軸２３および出力軸２４間の相対回転変位量が変化する。この相対回転変位量が生じたときに、これに対応する操舵トルクがトルク検出装置１６により検出される。
ＥＣＵ１８は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、電動モータ１９を制御する。電動モータ１９の出力回転は、減速機２０により減速される。減速機２０は、駆動ギヤとしてのウォーム軸２６と、従動ギヤとしてのウォームホイール２７とを有している。ウォームホイール２７は、出力軸２４に固定されている。
【００１７】
ステアリングホイール３が操作されると、操舵トルクがトルク検出装置１６により検出される。電動モータ１９が、トルク検出結果および車速検出結果等に応じた操舵補助力を発生させる。操舵補助力は、減速機２０に伝わり、ピニオン１３に伝達される。これとともに、ステアリングホイール３の動きが、ピニオン１３に伝わる。その結果、操向輪２の操舵が補助される。
【００１８】
図２は、図１のトルク検出装置１６とその取付構造の断面図である。図３は、図１のトルク検出装置１６とその取付構造の分解斜視図であり、部分的に切り欠いて図示している。トルク検出装置１６は、ピニオン軸１５に同行回転する可動部２８と、ハウジング２２に固定された固定側ユニット２９とを有している。また、固定側ユニット２９は、後述する検出部、例えば、第１および第２の集磁リング４７，４８を支持する支持体３１を有している。
【００１９】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、トルク検出装置１６を取り付けるためのトルク検出装置１６の取付構造（以下、単に取付構造ともいう。）３２を有している。これにより、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９とハウジング２２との間を気密的に封止することができる。
取付構造３２は、ハウジング２２と、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９と、固定部材としての２個のボルト３３と、環状の封止部材としてのＯリング３４とを有している。このＯリング３４は、収容溝３５に収容されている。
【００２０】
なお、封止部材としては、少なくともひとつがあればよく、また、断面丸形のＯリング３４の他、断面矩形の角リング（図示せず）でもよい。本実施形態では、ひとつのＯリング３４の場合に則して説明する。また、ボルト３３は、少なくともひとつがあればよく、本実施形態では、２つの場合に則して説明する。
ハウジング２２は、周壁３６を有している。この周壁３６は、金属としてのアルミニウム合金により筒状に形成されている。また、ハウジング２２は、周壁３６に形成された挿入孔３７と、この挿入孔３７の開口３８の周囲に設けられた取付面３９とを有している。挿入孔３７は、周壁３６を貫通している。
【００２１】
取付面３９は、ハウジング２２の周壁３６の外周に形成され、開口３８を取り囲んで環状をなしている。取付面３９は、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９の後述する対向面６０の一部に当接する当接面４０と、当接面４０から窪んだ凹部４１とを有している。この凹部４１は、挿入孔３７を取り囲んで環状をなしており、収容溝３５を形成している。当接面４０は、凹部４１を取り囲む平坦面である。当接面４０には、複数、例えば２つのねじ孔４２が形成されている。
【００２２】
トルク検出装置１６の可動部２８は、ハウジング２２内に配置されている。可動部２８は、入力軸２３と、出力軸２４と、トーションバー２５と、環状の永久磁石４３と、軟磁性体としての環状の第１および第２の磁気ヨーク４４，４５とを有している。永久磁石４３は、入力軸２３に固定されている。第１および第２の磁気ヨーク４４，４５は、合成樹脂部材４６により一体にモールドされてなり、出力軸２４に固定されている。
【００２３】
固定側ユニット２９は、軟磁性体としての環状の第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを有している。これらの部品４７，４８，４９，５０，５１は操舵トルクを検出する検出部として機能する。
第１および第２の集磁リング４７，４８は、第１および第２の磁気ヨーク４４，４５から磁束を誘導する。第１および第２の集磁リング４７，４８のそれぞれは、環状部５２と、環状部５２から径方向外方へ突出した２つの爪片５３とを有している。第１および第２の磁気センサ４９，５０は、例えばホール素子、ＭＲ素子等を含み、第１および第２の集磁リング４７，４８が誘導した磁束を検出する。回路基板５１は、電気部品が配線板に組み立てられてなる。回路基板５１は、第１および第２の磁気センサ４９，５０にとっての電源および信号処理部として機能する。
【００２４】
永久磁石４３と、第１および第２の磁気ヨーク４４，４５と、第１および第２の集磁リング４７，４８とは、磁気回路を形成する。この磁気回路の磁束密度が、入力軸２３および出力軸２４の相対回動に応じて変化する。このときの磁束密度の変化が、第１および第２の磁気センサ４９，５０により検出される。
固定側ユニット２９の支持体３１は、第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを支持している。支持体３１は、絶縁性の合成樹脂部材５５と、金属部材５６とを含んでいる。支持体３１は、合成樹脂部材５５および金属部材５６により形成されている。また、支持体３１は、環状部５７と、ハウジング２２に取り付けるための被取付部５９とを有している。
【００２５】
環状部５７は、合成樹脂部材５５の一部により形成されている。合成樹脂部材５５の上記一部が、第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを、一体にモールドしている。環状部５７は、延設部５８を有している。延設部５８は、環状部５７の周方向の一部が環状部５７の径方向外方に延設されてなる。延設部５８と被取付部５９とが、ハウジング２２の外側に配置されている。第１および第２の磁気センサ４９，５０と、第１および第２の集磁リング４７，４８の爪片５３と、回路基板５１とが、ハウジング２２の外側に配置されている。第１および第２の集磁リング４７，４８の環状部５２が、挿入孔３７に通されており、ハウジング２２内に配置されている。
【００２６】
図４は、図２のトルク検出装置１６とその取付構造３２の要部拡大図であり、周辺部分を模式的に図示している。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図４の取付構造３２の要部拡大図である。図４、図５を参照する。
被取付部５９は、環状をなし、延設部５８を取り囲み、この延設部５８に固定されている。被取付部５９は、取付面３９に対向する対向面６０と、複数のねじ挿通孔６１とを有している。ねじ挿通孔６１は、被取付部５９を貫通している。被取付部５９は、取付面３９およびＯリング３４を覆っている。被取付部５９は、合成樹脂部材５５と、金属部材５６とにより形成されている。
【００２７】
合成樹脂部材５５は、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）により形成されている。合成樹脂部材５５は、環状部５７を形成する第１の部分６２と、被取付部５９を形成する第２の部分６３とを有している。第１の部分６２および第２の部分６３は、一体に形成されている。合成樹脂部材５５は、検出部の複数の部品、すなわち、第１および第２の集磁リング４７，４８と、第１および第２の磁気センサ４９，５０と、回路基板５１とを互いに固定している。また、合成樹脂部材５５は、検出部の各部品４７〜５１と金属部材５６との間を電気的に絶縁している。また、合成樹脂部材５５は、検出部の各部品４７〜５１と、ハウジング２２との間を電気的に絶縁している。
【００２８】
合成樹脂部材５５は、検出部の各部品４７〜５１および金属部材５６をインサートとして、インサート成形されてなる。インサート成形されることにより、合成樹脂部材５５と金属部材５６と検出部の各部品４７〜５１とを互いに固定する手間を低減できる。合成樹脂部材５５の第２の部分６３は、取付面３９に対向する対向面６４を有している。この対向面６４は、平坦面からなる。対向面６４は、この面の法線方向から見たときに矩形の無端状の環状をなしている。合成樹脂部材５５と金属部材５６とは互いに密着している。
【００２９】
金属部材５６は、アルミニウム合金により環状に形成されている。金属部材５６のアルミニウム合金の線膨張係数と、ハウジング２２のアルミニウム合金の線膨張係数とは、互いに等しくされている。金属部材５６は、取付面３９に対向する対向面６５を有している。この対向面６５は、平坦面からなり、この面の法線方向から見たときに、矩形の無端状の環状をなしている。
【００３０】
支持体３１の被取付部５９の対向面６０は、合成樹脂部材５５の対向面６４からなる部分（図５における矩形１０１の外側に図示した。）と、金属部材５６の対向面６５からなる部分（図５における矩形１０１と矩形１０２との間に枠状に図示した。）とを有している。合成樹脂部材５５の対向面６４の一部分が、ハウジング２２の取付面３９の当接面４０に当接している。対向面６４のうちの当接面４０に当接した上記一部分に、ねじ挿通孔６１が配置されている。金属部材５６の対向面６５と取付面３９の凹部４１とは、締付方向Ｘに関して所定間隔を隔てて互いに対向している。
【００３１】
図５，図６を参照して、収容溝３５は、環状に延びた部屋からなる。収容溝３５は、合成樹脂部材５５と、金属部材５６と、ハウジング２２とにより囲まれて区画されている。収容溝３５は、ハウジング２２の取付面３９の凹部４１と、金属部材５６の対向面６５との間に形成されている。収容溝３５は、図５において、矩形１０２と矩形１０３との間の枠状領域として図示されている。
【００３２】
また、被取付部５９の対向面６０において、対向面６５は対向面６４の内側に隣接しており、対向面６５の外周と対向面６４の内周とが全周にわたり接している。対向面６５と対向面６４との間に境界６６が形成されている。この境界６６は、対向面６５の環状の外形線である。境界６６は、収容溝３５内に形成されており、収容溝３５が延びる方向に沿って延びている。
【００３３】
図３，図４を参照して、Ｏリング３４は、挿入孔３７の開口３８の周囲を取り囲んでいる。Ｏリング３４は、弾性体としてのゴム部材により形成されている。自由状態のＯリング３４の断面は、例えば円形をなしている。
ボルト３３が、支持体３１の被取付部５９のねじ挿通孔６１を挿通し、ボルト３３の雄ねじが、ハウジング２２の取付面３９のねじ孔４２の雌ねじにねじ嵌合されている。ボルト３３の頭部と取付面３９との間に支持体３１の被取付部５９が挟まれている。被取付部５９が取付面３９に締結されている。このときの締付方向Ｘは、被取付部５９と取付面３９とが対向する方向である。
【００３４】
この締付状態において、Ｏリング３４は、収容溝３５に収容され、締付方向Ｘに弾性圧縮されている。これに伴い、Ｏリング３４は、取付面３９の凹部４１および金属部材５６の対向面６５に押圧しつつ面当たりで接触している。これにより、Ｏリング３４は、取付面３９の凹部４１および金属部材５６の対向面６５の間を封止している。また、Ｏリング３４は合成樹脂部材５５の対向面６４に接触していない。
【００３５】
また、金属部材５６は、対向面６５を形成する環状の主体部６７と、起伏部としての凸部６８とを有している。凸部６８は、主体部６７から所定の脱落方向Ｙとは交差する方向Ｙ１に突出している。
脱落方向Ｙは、仮に、固定側ユニット２９がハウジング２２から取り外された状態で、合成樹脂部材５５から金属部材５６が脱落する場合に、金属部材５６が脱落する向きに移動する方向である。例えば、脱落方向Ｙは、対向面６５の法線方向に平行とされている。また、交差する方向Ｙ１は、一例として、脱落方向Ｙに垂直に交差する方向を図示している。
【００３６】
凸部６８は、係合面６９を有している。この係合面６９は、脱落方向Ｙと交差している。係合面６９は、脱落方向Ｙに関して、合成樹脂部材５５の凹部７０の係合面７１に対向している。係合面６９が係合面７１に係合することにより、合成樹脂部材５５からの金属部材５６の脱落が防止される。また、固定側ユニット２９内に凸部６８と凹部７０とが形成されている。これにより、脱落方向Ｙと環状の金属部材５６の径方向Ｒとを含む断面において、合成樹脂部材５５と金属部材５６との接触長さが長くなる。その結果、水、油等の浸入がより一層確実に防止される。
【００３７】
また、図示しないが、金属部材５６の凸部６８に代えて、抜け止め用の起伏部としての凹部を設けてもよい。この凹部は、合成樹脂部材５５の凸部に係合し、脱落方向Ｙに交差する方向Ｙ１に窪んでいればよい。
図４を参照して、本実施形態のトルク検出装置１６の取付構造３２は、筒状の金属製のハウジング２２と、このハウジング２２に取り付けられたトルク検出装置１６とを備えている。ハウジング２２は、周壁３６と、この周壁３６に形成された挿入孔３７と、この挿入孔３７の開口３８の周囲に設けられた取付面３９とを含んでいる。トルク検出装置１６は、挿入孔３７内に一部としての環状部５２が挿入される検出部としての上述の各部品４７〜５１と、上述の検出部を支持する支持体３１とを含んでいる。この支持体３１は、絶縁性の合成樹脂部材５５と、取付面３９に対向する対向面６５を有する金属部材５６とを含んでいる。取付面３９および金属部材５６の対向面６５の間が、開口３８の周囲を取り囲む弾性を有する環状の封止部材としてのＯリング３４によって封止されている。このＯリング３４は、取付面３９および金属部材５６の対向面６５に接触している。
【００３８】
本実施形態によれば、対向面６５は、金属部材５６により形成されるので、高い強度と高い耐油性と高い耐薬品性とを有する。その結果、金属部材５６の対向面６５がＯリング３４により押圧された状態で、対向面６５に油、薬品等が付着するとしても、金属部材５６の対向面６５にへたりが生じる虞はない。従って、Ｏリング３４の封止性の低下を防止でき、ひいては水、油等の浸入を確実に防止できる。また、金属部材５６が設けられるのに伴い、合成樹脂部材５５に生じる応力が低くなり、また、合成樹脂部材５５にへたりが生じる虞もない。ここで、上述の薬品は、例えば、製造工程で付着するグリースを挙げることができる。
【００３９】
支持体３１が合成樹脂部材５５および金属部材５６を有するので、上述の検出部を絶縁しつつ保持することが安価に達成され、しかも、水、油等の浸入を確実に防止できる。
また、対向面６５が金属により形成される場合には、対向面６５を、従来の合成樹脂部材により形成された対向面に比べて、平滑にできる。その結果、本実施形態のＯリング３４により、水、油等の浸入をより一層確実に防止できる。
【００４０】
図４，図５を参照して、ハウジング２２および支持体３１の間に、Ｏリング３４を収容する収容溝３５が形成されている。合成樹脂部材５５は、取付面３９に対向する対向面６４を有する。合成樹脂部材５５の対向面６４および金属部材５６の対向面６５は、収容溝３５内に互いの境界６６を形成している。
ところで、仮に、ハウジングの取付面の当接面と支持体の対向面との間に微小な隙間が形成され、この隙間に合成樹脂部材と金属部材との境界が配置される場合を考える。この場合、水、油等が上記微小な隙間を通るときに、境界を通じて合成樹脂部材と金属部材との間に浸入することが懸念される。
【００４１】
これに対して、本実施形態では、境界６６が収容溝３５内に配置されているので、境界６６が上記微小な隙間から離隔される。その結果、水、油等が境界６６を通じて、合成樹脂部材５５と金属部材５６との間に浸入することを抑制できる。例えば、温度が高くなったときに、万一、境界６６に隙間が生じるとしても、この隙間を通じて水、油等が浸入することを抑制できる。
【００４２】
また、収容溝３５内に、収容溝３５の内面とＯリング３４との間に空き空間７２が形成されるようになっている。この空き空間７２に、水、油等を貯留することができる。この場合、仮に、対向面６４と当接面４０との間に微小な隙間７３（一点鎖線で図示）が形成され、この隙間７３を通じて、水、油等が収容溝３５内に到達したとしても、収容溝３５の上記空き空間７２内に溜められる。従って、水、油等が境界６６を通じて、合成樹脂部材５５と金属部材５６との間に浸入することを抑制できる。
【００４３】
また、ハウジング２２および金属部材５６が、線膨張係数の等しい材料としての互いに同じ金属、例えばアルミニウム合金により形成されている。この場合、例えば、温度上昇時に、金属部材５６とハウジング２２との熱膨張量の相違に起因してＯリング３４の封止性が低下することを防止できる。
また、金属部材５６は、当該金属部材５６が合成樹脂部材５５から所定の脱落方向Ｙに脱落することを防止するために合成樹脂部材５５と係合する起伏部としての凸部６８を含んでいる。この起伏部は、上記所定の脱落方向Ｙとは交差する方向Ｙ１に起伏している。この場合、支持体３１を取付面３９に組み付けるときに、金属部材５６と合成樹脂部材５５とを一体的に扱うことができる。その結果、支持体３１を取付面３９に容易に組み付けることができる。
【００４４】
図１を参照して、本実施形態のトルク検出装置１６は、水、油等の浸入を確実に防止できる。その結果、電動パワーステアリング装置１の操舵トルクが正確に検出されるので、操舵補助力が正確に得られ、ひいては操舵感の違和感が発生することが抑制される。従って、電動パワーステアリング装置１の操舵感を高めることができる。トルク検出装置１６が自動車の乗員室９１の外に配置される場合には、水、油等がハウジング２２に付着し易い。しかし、本実施形態の取付構造３２は、水、油等の浸入を確実に防止できる。
【００４５】
また、以下の変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成には同じ符号を付して説明を省略する。
例えば、図７は、第２の実施形態のトルク検出装置７４とその取付構造７６の要部を拡大した断面図であり、周辺部分を模式的に図示している。本実施形態のトルク検出装置７４の支持体７５は、合成樹脂部材７７と、金属部材７８とを有している。合成樹脂部材７７の対向面６４と、金属部材７８の対向面６５の一部とが、ハウジング２２の取付面３９の当接面４０に当接している。対向面６４，６５の境界７９は、収容溝３５を外側から取り囲んでいる。なお、トルク検出装置７４と、支持体７５と、合成樹脂部材７７と、金属部材７８とは、上記の点を除いて、トルク検出装置１６と、支持体３１と、合成樹脂部材５５と、金属部材５６と同様である。また、以下の各変形例を、その都度説明はしないが、取付構造７６に適用することもできる。
【００４６】
上述の各実施形態において、金属部材５６に代えて、ステンレス鋼により形成された金属部材（図示せず）を用いてもよい。ステンレス鋼は錆や腐食に強いので、ステンレス鋼製の金属部材の対向面は劣化し難い。その結果、この対向面の劣化に起因したＯリング３４の封止性の低下の虞がない。また、オーステナイト系のステンレス鋼の線膨張係数は、アルミニウム合金の線膨張係数に近似した値である。従って、オーステナイト系ステンレス鋼製の金属部材は、アルミニウム合金製の金属部材５６と同様に、Ｏリング３４の封止性を高くできる。
【００４７】
また、上述の各実施形態において、トルク検出装置１６の固定側ユニット２９の検出部の全体が挿入孔３７に通される場合も考えられる。また、合成樹脂部材５５および金属部材５６の起伏部を廃止する場合も考えられる。また、Ｏリング３４が、支持体３１の凹部により形成された収容溝に収容されてもよい。Ｏリング３４が、ハウジング２２の凹部と支持体３１の凹部とにより形成された収容溝に収容されてもよい。また、固定部材として、ボルトと、このボルトにねじ嵌合する雌ねじ部材としてのナットとが用いられてもよい。また、固定側ユニット２９が、互いに連結された２つのユニット（図示せず）により構成されてもよい。また、永久磁石４３が出力軸２４に固定され、且つ第１および第２の磁気ヨーク４４，４５が入力軸２３に固定される場合も考えられる。また、トルク検出装置１６の取付構造３２が操舵機構５に代えてステアリングコラム７に適用される場合も考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態のトルク検出装置の取付構造が適用された電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図２】図１のトルク検出装置とその取付構造の断面図である。
【図３】図１のトルク検出装置とその取付構造の一部を切り欠いた分解斜視図である。
【図４】図２のトルク検出装置とその取付構造の要部拡大図である。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図４の取付構造の要部拡大図である。
【図７】第２の実施形態のトルク検出装置の取付構造の要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１６，７４…トルク検出装置、２２…ハウジング、３１，７５…支持体、３２，７６…取付構造、３４…Ｏリング（封止部材）、３５…収容溝、３６…周壁、３７…挿入孔、３８…開口、３９…取付面、４７…第１の集磁リング（検出部）、４８…第２の集磁リング（検出部）、４９…第１の磁気センサ（検出部）、５０…第２の磁気センサ（検出部）、５１…回路基板（検出部）、５２…環状部（検出部の一部）、５５，７７…合成樹脂部材、５６，７８…金属部材、６４…（合成樹脂部材の）対向面、６５…（金属部材の）対向面、６６…境界、６８…凸部（起伏部）、Ｙ…脱落方向、Ｙ１…交差する方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の金属製のハウジングと、このハウジングに取り付けられたトルク検出装置とを備え、
上記ハウジングは、周壁と、この周壁に形成された挿入孔と、この挿入孔の開口の周囲に設けられた取付面とを含み、
上記トルク検出装置は、上記挿入孔内に少なくとも一部が挿入される検出部と、この検出部を支持する支持体とを含み、
この支持体は、絶縁性の合成樹脂部材と、上記取付面に対向する対向面を有する金属部材とを含み、
上記取付面および上記金属部材の上記対向面の間が、上記開口の周囲を取り囲む弾性を有する環状の封止部材によって封止されており、
この封止部材は、上記取付面および上記金属部材の上記対向面に接触していることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項２】
請求項１において、上記ハウジングおよび支持体の間に、上記封止部材を収容する収容溝が形成され、上記合成樹脂部材は、上記取付面に対向する対向面を有し、上記合成樹脂部材の上記対向面および上記金属部材の上記対向面は、上記収容溝内に互いの境界を形成していることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項３】
請求項１または２において、上記ハウジングおよび上記金属部材が、線膨張係数の等しい材料により形成されていることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記ハウジングおよび上記金属部材は、アルミニウム合金により形成されていることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項において、上記金属部材は、当該金属部材が上記合成樹脂部材から所定の脱落方向に脱落することを防止するために合成樹脂部材と係合する起伏部を含み、この起伏部は、上記所定の脱落方向とは交差する方向に起伏していることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項１】
筒状の金属製のハウジングと、このハウジングに取り付けられたトルク検出装置とを備え、
上記ハウジングは、周壁と、この周壁に形成された挿入孔と、この挿入孔の開口の周囲に設けられた取付面とを含み、
上記トルク検出装置は、上記挿入孔内に少なくとも一部が挿入される検出部と、この検出部を支持する支持体とを含み、
この支持体は、絶縁性の合成樹脂部材と、上記取付面に対向する対向面を有する金属部材とを含み、
上記取付面および上記金属部材の上記対向面の間が、上記開口の周囲を取り囲む弾性を有する環状の封止部材によって封止されており、
この封止部材は、上記取付面および上記金属部材の上記対向面に接触していることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項２】
請求項１において、上記ハウジングおよび支持体の間に、上記封止部材を収容する収容溝が形成され、上記合成樹脂部材は、上記取付面に対向する対向面を有し、上記合成樹脂部材の上記対向面および上記金属部材の上記対向面は、上記収容溝内に互いの境界を形成していることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項３】
請求項１または２において、上記ハウジングおよび上記金属部材が、線膨張係数の等しい材料により形成されていることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項において、上記ハウジングおよび上記金属部材は、アルミニウム合金により形成されていることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項において、上記金属部材は、当該金属部材が上記合成樹脂部材から所定の脱落方向に脱落することを防止するために合成樹脂部材と係合する起伏部を含み、この起伏部は、上記所定の脱落方向とは交差する方向に起伏していることを特徴とするトルク検出装置の取付構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６２５４１（Ｐ２００９−１６２５４１Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３４０１７６（Ｐ２００７−３４０１７６）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
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