专利名称：扭矩检测装置及具备该扭矩检测装置的电动动力转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及扭矩检测装置及具备该扭矩检测装置的电动动力转向装置(EPS)，其中扭矩检测装置具备:集磁单元，该集磁单元具有形成有保持凸部以及与保持凸部相邻的贯通孔的支架、安装于支架的内周面的集磁环、以及以覆盖贯通孔的方式安装于支架的外周面的磁屏蔽；传感器壳体，该传感器壳体通过将树脂浇注于集磁单元的外周而与集磁单元成形为一体。
背景技术：
专利US2010/0071481A1所记载的扭矩检测装置具有单元，该单元具有集磁环以及保持集磁环的环形支架。单元从形成于壳体的插入孔插入到壳体内，从而相对于壳体被固定。专利US20 10/0071481A1的扭矩检测装置存在水等从单元与壳体之间侵入到内部的可能性。因此，公知有如下的扭矩检测装置，即:为了提高防水性，而将树脂浇注于集磁单元的外周从而使传感器壳体与集磁单元成形为一体。集磁单元具有:支架、集磁环以及磁屏蔽。支架形成有形成于内周面的保持凸部以及与保持凸部相邻的贯通孔。集磁环安装于支架的内周面。磁屏蔽以覆盖贯通孔的方式安装于支架的外周面。但是，有时在浇注树脂的过程中因树脂压力而导致在磁屏蔽中与贯通孔对置的部分发生变形。于是，导致扭矩检测装置根据磁传感器的输出来计算扭杆的扭转角的精度降低。
发明内容
本发明提供能够减少磁屏蔽的变形的构造的扭矩检测装置及具备该扭矩检测装置的EPS。根据本发明的一个技术方案，在将树脂浇注于支架的外周从而形成传感器壳体时，传感器壳体的树脂经由支架的树脂流路而流入到形成于支架的贯通孔中，从而支架的树脂流路以及贯通孔被树脂填埋。
以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明，使得本发明的上述以及其他部件、特点和优点变得更加明确，其中，对相同的元素标注相同的附图标记。图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的EPS的整体构造的示意图。图2是表示实施方式的EPS的第一轴的旋转中心轴平面中的剖面构造的剖视图。图3是示意性地表示实施方式的扭矩检测装置的各部件的位置关系的示意图。图4A是表示实施方式的扭矩检测装置的永久磁铁、各磁轭、各集磁环以及各磁传感器的正面构造的主视图，图4B是表示各集磁环以及磁传感器的一部分的侧面构造的侧视图。
图5是将实施方式的扭矩检测装置的图2的永久磁铁以及各磁轭的剖面构造在平面上展开的展开图，是表不第一磁轭和永久磁铁的N极的对置面积与第二磁轭和永久磁铁的N极的对置面积相互相等的状态的展开图。图6是将实施方式的扭矩检测装置的图2的永久磁铁以及各磁轭的剖面构造在平面上展开的展开图，是表不第一磁轭和永久磁铁的N极的对置面积比第二磁轭和永久磁铁的N极的对置面积大的状态的展开图。图7是将实施方式的扭矩检测装置的图2的永久磁铁以及各磁轭的剖面构造在平面上展开的展开图，是表不第一磁轭和永久磁铁的N极的对置面积比第二磁轭和永久磁铁的N极的对置面积小的状态的展开图。图8A是表示实施方式的扭矩检测装置的支架的立体构造的立体图，图8B是表示支架的底面构造的仰视图。图9A是表示实施方式的扭矩检测装置的集磁单元的平面构造的俯视图，图9B是表示集磁单元的正面构造的主视图。图10是示意性地表示在将实施方式的扭矩检测装置的支架成形时的金属模具的一部分的剖面构造的剖视图。图11是表示实施方式的扭矩检测装置的图9B的A-A平面的剖面构造的剖视图。图12是表示作为比较例的扭矩检测装置的传感器单元的一部分的剖面构造的剖视图。图13A 图13C是示意性地表示本发明的其他实施方式的扭矩检测装置的支架的侧面构造的一部分的侧视图。
具体实施方式
` 以下，根据附图对本发明的具体实施例进行说明。参照图1 J^EPSl的整体结构进行说明。EPSl具有:与转向盘2连接的转向轴10、与该轴10以及转向轮3连接的齿条轴16、收容齿条轴16的齿条壳体15、以及用于检测施加于转向轴10的扭矩(以下，称为“转向扭矩”)的扭矩检测装置20。并且除此之外，还具有:施加与转向扭矩对应地辅助转向盘2的操作的力(以下，称为“辅助力”)的辅助装置17、将辅助力传递至齿条轴16的小齿轮轴18、以及控制辅助装置17的驱动的电子控制装置19。齿条轴16在其轴向具有:转向轴10侧的形成于局部的第一齿轮部分16A和辅助装置17侧的形成于局部的第二齿轮部分16B。转向轴10具有:与转向盘2的旋转一同旋转的第一轴11、具有与齿条轴16的第一齿轮部分16A P齿合的齿轮部分12A的第二轴12、以及将第一轴11以及第二轴12连结的扭杆13。辅助装置17具有:作为驱动源的电动马达17A、和将电动马达17A的输出轴的旋转减速并传递至小齿轮轴18的减速机构17B。减速机构17B具有与电动马达17A的输出轴连接的蜗杆轴17C、和与蜗杆轴啮合的蜗轮17D。蜗轮17D固定于小齿轮轴18。小齿轮轴18具有与齿条轴16的第二齿轮部分16B啮合的齿轮部分18A。扭矩检测装置20对根据永久磁铁71和第一磁轭81以及第二磁轭82的相对旋转位置而变化的磁通量密度进行检测，其中永久磁铁71与第一轴11 一体地旋转，第一磁轭81以及第二磁轭82与第二轴12 —体地旋转。上述相对旋转位置与扭杆13的扭转角相关。即扭杆13的扭转角随着上述相对旋转位置增大而增大。而且扭矩检测装置20将已检测出的磁通量密度输出至电子控制装置19。电子控制装置19根据已检测出的磁通量密度来检测转向扭矩。然后，将转向扭矩输出至辅助装置17。参照图2，以如下方式来定义EPSl的方向。(A)将沿着第一轴11的旋转中心轴的方向称为“轴向ZA”。(B)对于轴向ZA而言，将从第二轴12朝第一轴11的方向称为“上侧ZA1”，将从第一轴11朝第二轴12的方向称为“下侧ZA2”。(C)将与轴向ZA正交的方向称为“径向ZB”。(D)对于径向ZB而言，将朝第一轴11的旋转中心轴的方向称为“内侧ZB1”，将与第一轴11的旋转中心轴分离的方向称为“外侧ZB2”。(E)将绕第一轴11的旋转中心轴的方向称为“周向ZC”。参照图2 J^EPSl中的扭矩检测装置20的周边的结构进行说明。EPSl具有:保持扭矩检测装置20的壳体14、和相对于壳体14以能够供第二轴12旋转的方式进行支承的轴承23。壳体14固定于收容第二轴12的输出轴壳体24。输出轴壳体24与图1的齿条壳体15 —体化。扭杆13因第一轴11旋转而扭转。并且将第一轴11的旋转传递至第二轴
12。因此第一轴11以及第二轴12进行相对旋转。第二轴12以及扭杆13配置为与第一轴11同轴。
EPSl具有:对扭矩检测装置20与第一轴11之间的间隙进行密封的密封部件21、和对扭矩检测装置20与壳体14之间的间隙进行密封的密封部件22。参照图1J^EPSl的动作进行说明。驾驶员通过旋转转向盘2而向转向轴10的第一轴11施加转向扭矩。第一轴11经由扭杆13而向第二轴12传递转向扭矩。第二轴12向齿条轴16传递转向扭矩。齿条轴16通过其第一齿轮部分16A与第二轴12的齿轮部分12A啮合而做进行往复直线运动。于是改变转向轮3的方向。此时，辅助装置17将与转向扭矩对应的辅助力施加于齿条轴16。参照图3，对扭矩检测装置20的结构进行说明。扭矩检测装置20具有:产生磁通量的磁铁单元70、接受磁铁单元70的磁通量的磁轭单元80、以及接受磁轭单元80的磁通量的传感器单元30。磁铁单元70、磁轭单元80以及传感器单元30配置为同轴。磁铁单元70、磁轭单元80以及传感器单元30沿轴向ZA相互重叠。磁轭单元80从外侧ZB2覆盖磁铁单元70。传感器单元30从外侧ZB2覆盖磁轭单元80。磁铁单元70由圆筒形状的永久磁铁71与抑制磁通量向永久磁铁71的内侧ZBl泄漏的磁芯72构成。永久磁铁71在第一轴11的周围形成磁场。永久磁铁71在周向ZC以N极以及S极相邻的方式被磁化(参照图4A)。磁芯72被压入第一轴11。永久磁铁71固定于磁芯72。磁轭单元80具有:配置于永久磁铁71形成的磁场内的第一磁轭81和第二磁轭82、保持第一磁轭81和第二磁轭82的圆筒形状的轭支架83、以及相对于第二轴12保持轭支架83的中间部件84。
中间部件84的外周部分被压入轭支架83的下端部分的内周面。中间部件84的内周部分被压入第二轴12的上端部分的外周面。轭支架83与第一磁轭81以及第二磁轭82 —体化。在金属模具(省略图不)内在预先设定好的位置配置第一磁轭81和第二磁轭82后，利用轭支架83的成形材料亦即树脂通过与各磁轭81、82成形为一体来制造轭支架83。传感器单元30的构成包括:通过螺栓(省略图示)安装于壳体14的传感器壳体31、两个输出与永久磁铁71的磁通量密度对应的电压的磁传感器32、以及使永久磁铁71的磁通量与各磁传感器32交链的集磁单元40。磁传感器32的输出电压被发送至图1的电子控制装置19。作为磁传感器32能够使用霍尔集成电路(霍尔1C)。集磁单元40的构成包括:收集来自第一磁轭81的磁通量的第一集磁环41、收集来自第二磁轭82的磁通量的第二集磁环42、保持各集磁环41、42的支架50、以及减少外部磁场对各磁轭81、82以及各集磁环41、42的影响的磁屏蔽60。第一集磁环41经由间隙而在径向ZB上与第一磁轭81的外周部分对置。第二集磁环42经由间隙而在径向ZB上与第二磁轭82的外周部分对置。磁屏蔽60在轴向ZA与各集磁环41、42重叠。并且磁屏蔽60从外侧ZB2覆盖各集磁环41、42。支架50具有形成供各集磁环41、42配置的内部空间的侧壁51。侧壁51具有轴向ZA的两侧开口的圆环形状。各集磁环41、42固定于侧壁51的内周面51X。各集磁环41、42具有形成有间隙的圆环形状。另外，通过将金属的长板折弯而形成各集磁环41、42。各集磁环41、42能够使用相同的金属。磁屏蔽60固定于侧壁51的外周面51Y。如图2所不,传感器壳体31具有:嵌合于壳体14的嵌合部分31A、从外侧ZB2覆盖支架50以及磁屏蔽60的外罩部分31B、以及从外罩部分31B朝上侧ZAl延伸的安装部分31C。密封部件21固定于安装部分31C。参照图4A以及图4B，对永久磁铁71的磁通量流经的各部件的详细的结构进行说明。如图4A所示，第一磁·轭81具有构成主体的主体环部81A、和从主体环部8IA朝下侧ZA2延伸的多个齿部81B。主体环部81A的内周面以及各齿部81B的内表面与永久磁铁71的外
周面对置。第二磁轭82具有构成主体的主体环部82A、和从主体环部82A朝上侧ZAl延伸的多个齿部82B。主体环部81A的内周面以及各齿部82B的内表面与永久磁铁71的外周面对置。各齿部81B、82B在周向ZC上交替地配置。第一集磁环41具有构成主体的环主体41A、和与各磁传感器32的上表面对置的两个集磁突起41B。如图4B所示，各集磁突起41B从环主体41A朝外侧ZB2折弯。第二集磁环42具有构成主体的环主体42A、和与各磁传感器32的下表面对置的两个集磁突起42B。各集磁突起42B从环主体42A朝外侧ZB2折弯。参照图5 图7对扭矩检测装置20的动作进行说明。其中，对于第一磁轭81的主体环部8IA而言，将在周向ZC上相邻的齿部8IB连接的部分称为连接部分81C。另外，对于第二磁轭82的主体环部82A而言，将在周向ZC上相邻的齿部82B连接的部分称为连接部分 82C。作为由第一磁轭81中的、与永久磁铁71的各磁极对置的内表面的面积和第二磁轭82中的、与永久磁铁71的各磁极对置的内表面的面积的关系而规定的检测状态，扭矩检测装置20具有:图5所示的第一检测状态、图6所示的第二检测状态、以及图7所示的第三检测状态。扭矩检测装置20的检测状态根据转向轴10的旋转而变化。即，当转向轴10的旋转位置位于中立位置时，即当扭杆13的扭转角为“0° ”时，具有第一检测状态。另外，当转向轴10的旋转位置位于从中立位置朝正转方向旋转至该转向轴10的旋转范围中的、上限值的位置时，具有第二检测状态。另外，当转向轴10的旋转位置位于从中立位置朝与正转方向相反方向旋转至该转向轴10的旋转范围中的、上限值的位置时，具有第三检测状态。此处，以如下方式定义各磁轭81、82的面积。(a)第一主体N极对置面积RNA表示在第一磁轭81的连接部分81C中与永久磁铁71的N极对置的内表面的面积。(b)第一齿部N极对置面积RNB表不在第一磁轭81的齿部81B中与永久磁铁71的N极对置的内表面的面积。(C)第一主体S极对置面积RSA表示在第一磁轭81的连接部分81C中与永久磁铁71的S极对置的内表面的面积。Cd)第一齿部S极对置面积RSB表不在第一磁轭81的齿部81B中与永久磁铁71的S极对置的内表面的面积。(e)第二主体N极对置面积SNA表示在第二磁轭82的连接部分82C中与永久磁铁71的N极对置的内表面的面积。(f)第二齿部N极对置面积SNB表示在第二磁轭82的齿部82B中与永久磁铁71的N极对置的内表面的面积。(g)第二主体 S极对置面积SSA表示在第二磁轭82的连接部分82C中与永久磁铁71的S极对置的内表面的面积。(h)第二齿部S极对置面积SSB表示在第二磁轭82的齿部82B中与永久磁铁71的S极对置的内表面的面积。与磁传感器32交链的磁通量的大小根据扭矩检测装置20的检测状态而变化。以下表示扭矩检测装置20的第一检测状态、第二检测状态、以及第三检测状态的每一个的磁通量的流动。当处于图5所示的第一检测状态时，永久磁铁71的N极与第一磁轭81的连接部分81C的一部分以及齿部81B的一部分对置。并且与第二磁轭82的连接部分82C的一部分以及齿部82B的一部分对置。永久磁铁71的S极与第一磁轭81的连接部分81C的另一部分以及齿部81B的另一部分对置。并且与第二磁轭82的连接部分82C的另一部分以及齿部82B的另一部分对置。永久磁铁71和第一磁轭81形成以下的磁路。即连接部分81C和齿部8IB中的、与永久磁铁71的N极对置的部分从永久磁铁71的N极接受:磁通量。另外对于第一磁轭81而言，连接部分8IC和齿部8IB中的、与永久磁铁71的S极对置的部分向永久磁铁71的S极流入磁通量。永久磁铁71和第二磁轭82形成以下的磁路。即连接部分82C和齿部82B中的、与永久磁铁71的N极对置的部分从永久磁铁71的N极接受磁通量。另外对于第二磁轭82而言，连接部分82C和齿部82B中的、与永久磁铁71的S极对置的部分向永久磁铁71的S极流入磁通量。对于第一磁轭81而言，第一主体N极对置面积RNA与第一主体S极对置面积RSA相等。并且第一齿部N极对置面积RNB与第一齿部S极对置面积RSB相等。S卩，对于第一磁轭81而言与永久磁铁71的N极对置的内表面的面积和与永久磁铁71的S极对置的内表面的面积相互相等。因此，对于流经永久磁铁71的一个N极和与该N极相邻的一个S极之间的磁通量而言，在第一磁轭81与永久磁铁71的N极之间流动的磁通量的大小、和在第一磁轭81与永久磁铁71的S极之间流动的磁通量的大小相互相等。因此对于第一磁轭81而言从永久磁铁71的N极接受的磁通量与流入永久磁铁71的S极的磁通量平衡。另外对于第二磁轭82而言，第二主体N极对置面积SNA与第二主体S极对置面积SSA相等。并且第二齿部N极对置面积SNB与第二齿部S极对置面积SSB相等。因此与第一磁轭81相同地,对于第二磁轭82而言从永久磁铁71的N极接受的磁通量与流入永久磁铁71的S极的磁通量平衡。如上所述，第一检测状态的第一磁轭81和第二磁轭82与永久磁铁71之间的磁通量的流动平衡。因此磁通量在第一磁轭81以及第二磁轭82之间，即在第一集磁环41以及第二集磁环42之间未流动。因此磁传感器32的输出电压为“0V”。当处于图6所示的第二检测状态时，永久磁铁71的N极与第一磁轭81的整个齿部81B对置。并且，与第二磁轭82的整个连接部分82C对置。永久磁铁71的S极与第一磁轭81的整个连接部分81C对置。并且与第二磁轭82的整个连接部分82C对置。永久磁铁71和第一磁轭81形成以下的磁路。即齿部81B从永久磁铁71的N极接受磁通量。并且连接部分81C向永久磁铁71的S极流入磁通量。另外永久磁铁71和第二磁轭82形成以下的磁路。即连接部分82C从永久磁铁71的N极接受磁通量。并且齿部82B向永久磁铁71的S极流入磁通量。对于第一磁轭81而言,第一主体N极对置面积RNA和第一齿部S极对置面积RSB为“O”。并且第一齿部N极对置 面积RNB比第一主体S极对置面积RSA大。因此，在第一磁轭81与永久磁铁71的一个N极之间流动的磁通量比在第一磁轭81与永久磁铁71的一个S极之间流动的磁通量大。因此永久磁铁71的N极的磁通量通过第一磁轭81。因此第一磁轭81磁化为S极。另外，对于第二磁轭82而言，第二主体S极对置面积SSA和第二齿部N极对置面积SNB为“O”。并且第二齿部S极对置面积SSB比第二主体N极对置面积SNA大。因此，第二磁轭82磁化为N极。如上所述，第二检测状态的磁通量通过第一磁轭81，第二磁轭82磁化为N极。因此永久磁铁71的N极的磁通量按顺序流经第一磁轭81、第一集磁环41、第二集磁环42、第二磁轭82以及永久磁铁71的S极。因此磁传感器32输出与交链的磁通量的大小以及方向对应的电压。而且电子控制装置19根据磁传感器32的输出电压，计算转向扭矩。当处于图7所示的第三检测状态时，永久磁铁71的N极与第一磁轭81的整个连接部分81C对置。并且，与第二磁轭82的整个齿部82B对置。永久磁铁71的S极与第一磁轭81的整个齿部81B对置。并且，与第二磁轭82的整个连接部分82C对置。永久磁铁71和第一磁轭81形成以下的磁路。即连接部分81C从永久磁铁71的N极接受磁通量。并且齿部8IB向永久磁铁71的S极流入磁通量。另外永久磁铁71和第二磁轭82形成以下的磁路。即齿部82B从永久磁铁71的N极接受磁通量。并且连接部分82C向永久磁铁71的S极流入磁通量。
对于第一磁轭81而言,第一主体S极对置面积RSA和第一齿部N极对置面积RNB为“O”。并且第一齿部S极对置面积RSB比第一主体N极对置面积RNA大。因此，第一磁轭81磁化为N极。另外对于第二磁轭82而言，第二主体N极对置面积SNA和第二齿部S极对置面积SSB为“O”。并且第二齿部N极对置面积SNB比第二主体S极对置面积SSA大。因此，在第二磁轭82与永久磁铁71的一个N极之间流动的磁通量比在第二磁轭82与永久磁铁71的一个S极之间流动的磁通量大。因此永久磁铁71的N极的磁通量通过第二磁轭82。如上所述，第三检测状态的磁通量通过第二磁轭82，第一磁轭81磁化为N极。因此永久磁铁71的N极的磁通量按顺序流经第二磁轭82、第二集磁环42、第一集磁环41、第一磁轭81、以及永久磁铁71的S极。因此磁传感器32输出与交链的磁通量的大小以及方向对应的电压。而 且电子控制装置19根据磁传感器32的输出电压，计算转向扭矩。参照图8A以及图8B，对支架50的详细的结构进行说明。支架50具有保持第一集磁环41和第二集磁环42的保持凸部52。保持凸部52形成于侧壁51的内周面51X。保持凸部52具有多个保持第一集磁环41以及第二集磁环42的第一保持部分53、和在轴向ZA上从与第一保持部分53相反侧保持第一集磁环41以及第二集磁环42的第二保持部分54。另外支架50具有:在径向ZB上贯通侧壁51的上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56、供第一集磁环41的集磁突起41B以及第二集磁环42的集磁突起42B插入的插入部57、保持磁屏蔽60的屏蔽保持部分58、以及在成形传感器壳体31时使作为该壳体31的成形材料的树脂流入的树脂流路59。第一保持部分53以及第二保持部分54从侧壁51的内周面51X朝内侧ZBl突出。第一保持部分53在侧壁51的内周面51X上相对于第二保持部分54形成于部分上侧ZAl和部分下侧ZA2。上侧贯通孔55形成于侧壁51中的与保持凸部52相邻的位置，即形成于上侧的第一保持部分53突出的部分与第二保持部分54突出的部分的轴向ZA之间。下侧贯通孔56形成于侧壁51中的与保持凸部52相邻的位置，即形成于下侧的第一保持部分53突出的部分与第二保持部分54突出的部分的轴向ZA之间。屏蔽保持部分58具有:从上侧ZAl支承磁屏蔽60的上壁58A、从下侧ZA2支承磁屏蔽60的下壁58B、以及限制磁屏蔽60相对于支架50向周向ZC的移动的端壁58C。上壁58A的上端面58D在侧壁51上形成内部空间的上侧ZAl的开口部分。下壁58B的下端面58E在侧壁51上形成内部空间的下侧ZA2的开口部分。插入部57具有:供集磁突起41B和集磁突起42B插入的插入孔57A、决定第一集磁环41相对于支架50的周向ZC的位置的上侧突起57B、以及决定第二集磁环42相对于支架50的周向ZC的位置的下侧突起57C。树脂流路59形成于侧壁51中的与各上侧贯通孔55以及各下侧贯通孔56对应的部分的外周面51Y。并且具有:将上壁58A的上端面58D和上侧贯通孔55相互连接的上侧流路59A、将上侧贯通孔55和下侧贯通孔56相互连接的中间流路59B、以及将下侧贯通孔56和下壁58B的下端面58E相互连接的下侧流路59C。上侧流路59A具有在上壁58A中的周向ZC上从与上侧贯通孔55对应的部分的上端面朝上侧贯通孔55沿着轴向ZA延伸的直线形状。下侧流路59C具有在下壁58B中的周向ZC上从与下侧贯通孔56对应的部分的下端面朝下侧贯通孔56沿着轴向ZA延伸的直线形状。中间流路59B具有沿着轴向ZA延伸的直线形状。各流路59A、59B、59C具有以下的关系。(A)上侧流路59A的周向ZC的中心、中间流路59B的周向ZC的中心、以及下侧流路59C的周向ZC的中心与上侧贯通孔55的周向ZC的中央部分以及下侧贯通孔56的周向ZC的中央部分相互一致。(B)上侧流路59A的周向ZC的尺寸和下侧流路59C的周向ZC的尺寸相互相等。(C)中间流路59B的周向ZC的尺寸比上侧流路59A的周向ZC的尺寸和下侧流路59C的周向ZC的尺寸小。(D)上侧流路59A的轴向ZA的尺寸和下侧流路59C的轴向ZA的尺寸相互相等。
(E)中间流路59B的轴向ZA的尺寸比上侧流路59A的轴向ZA的尺寸和下侧流路59C的轴向ZA的尺寸大。参照图9A以及图9B，对集磁单元40的详细的结构进行说明。图9A示出了从支架50省略了上壁58A以及下壁58B的状态的集磁单元40的平面构造，图9B示出了集磁单元的正面构造。第一集磁环41的环主体41A在其宽度方向上被上侧的第一保持部分53以及第二保持部分54夹住。支架50的上侧突起57B插入各集磁突起41B的周向ZC之间。环主体41A覆盖上侧贯通孔55。第二集磁环42的环主体42A在其宽度方向上被下侧的第一保持部分53以及第二保持部分54夹住。支架50的下侧突起57C (参照图8A)插入图4A的各集磁突起42B的周向ZC之间。环主体42A覆盖下侧贯通孔56。磁屏蔽60被支架50的端壁58C定位于周向ZC。在磁屏蔽60与各树脂流路59之间形成有间隙G。间隙G形成为从侧壁51的上壁58A的上端面遍布下壁58B的下端面。另夕卜，磁屏蔽60覆盖包括上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56的侧壁51的外周面51Y。对扭矩检测装置20的制造方法进行说明。具体而言，扭矩检测装置20包括以下的工序Kl 工序K3。工序Kl通过将各集磁环41、42以及磁屏蔽60安装于支架50而组装集磁单元40。工序K2在成形传感器壳体31的金属模具(省略图示)上配置集磁单元40。工序K3在工序K2后通过将作为传感器壳体31的成形材料的树脂从集磁单元40的外周浇注于金属模具内来一体成形传感器壳体31。此时，如图2所示，传感器壳体31具有熔敷于作为侧壁51的外表面的上壁58A的上端面58D以及外周面51Y、和下壁58B的下端面58E以及外周面51Y (参照图8A)的内表面31E。其中，传感器壳体31的成形材料与支架50的成形材料相同。参照图10，对支架50的制造方法进行说明。在成形支架50时，树脂流入金属模具90内的空间S。空间S与支架50的形状相当。金属模具90具有:固定板93，其具有用于供给树脂的浇口(省略图示)；第一活动板91，其在轴向ZA上相对于固定板93接近以及分离；以及第二活动板92，其在沿着与轴向ZA正交的平面的方向上相 对于第一活动板91以及固定板93接近以及分离。第一活动板91具有成形支架50的侧壁51的内周面51X侧的内侧活动板91A和成形支架50的下端面侧以及外周面51Y侧的外侧活动板91B。固定板93具有:成形支架50的侧壁51的内周面51X侧的内侧固定板93A、和成形支架50的上端面侧以及外周面51Y侧的外侧固定板93B。第二活动板92在支架50成形时位于外侧活动板91B和外侧固定板93B的轴向ZA之间。固定板93和第二活动板92将支架50中比第二保持部分54更靠上侧ZAl的部分成形。并且，将上侧的第一保持部分53以及上侧贯通孔55成形。第一活动板91和第二活动板92将支架50中比第二保持部分54以及第二保持部分54更靠下侧ZA2的部分成形。并且，将下侧的第一保持部分53以及下侧贯通孔56成形。在通过向空间S供给树脂而形成支架50后，第一活动板91相对于固定板93朝下侧ZA2分离。并且，第二活动板92在沿着与轴 向ZA正交的平面的方向相对于第一活动板91以及固定板93分离。这样由于第二活动板92移动，所以形成上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56。参照图11以及图12，根据与作为比较例的扭矩检测装置(以下，称为“比较装置200”)的比较，对扭矩检测装置20的作用进行说明。图11表示图9B的A-A剖面，图12表示比较例的与其相同的剖面。此处，对磁屏蔽60中的与各上侧贯通孔55对应的部分和第一集磁环41的关系进行说明。由于与各下侧贯通孔56对应的部分和第二集磁环42的关系相同，所以省略其说明。比较装置200与本实施方式的扭矩检测装置20的不同点在于，代替支架50而具有从支架50省略了树脂流路59的结构的支架210，其他方面与扭矩检测装置20具有相同的结构。因此对于与扭矩检测装置20共通的结构标注相同的附图标记并省略说明。如图12所示，对于比较装置200而言，在磁屏蔽60中与支架50的上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56 (参照图10)对应的部分的内表面侧未被金属模具支承，因此当在工序K3中来自浇注于金属模具内的树脂的压力(以下，称为“树脂压力MP”)较高时，会在支架50侧变形。而且磁屏蔽60的变形部分与第一集磁环41的外周面接触，或者接近至较近距离。而且在该情况下磁通量从图4A的第一集磁环41向磁屏蔽60流入。与此相伴，从第一集磁环41与图4A的磁传感器32交链的磁通量发生变化，因此磁传感器32的输出电压发生变化。因此电子控制装置19根据比较装置200的磁传感器32的输出电压正确地计算转向扭矩较为困难。如图11所示，对于扭矩检测装置20而言，当成形传感器壳体31时，传感器壳体31的树脂经由由各树脂流路59形成的磁屏蔽60以及支架50之间的间隙G (参照图9A)而填充至各上侧贯通孔55以及各下侧贯通孔56。因此传感器壳体31具有填充各树脂流路59、各上侧贯通孔55、以及各下侧贯通孔56的填充部分31D。由此在第一集磁环41与磁屏蔽60之间夹设有填充部分31D，因此磁屏蔽60中的与侧壁51的各上侧贯通孔55以及各下侧贯通孔56对应的部分从磁屏蔽60的外表面以及磁屏蔽60的内表面侧的树脂承受力。因此与比较装置200进行比较，磁屏蔽朝集磁环很难变形。因此即使因树脂压力MP导致磁屏蔽60产生变形磁屏蔽60也很难与第一集磁环41接近。因此与比较装置200相比磁传感器32的输出电压很难变化，因此电子控制装置19能够正确地计算转向扭矩。本实施方式的EPSl起到以下的效果。(I)支架50的侧壁51具有树脂流路59。传感器壳体31具有填充部分31D。根据该结构，能够抑制磁屏蔽60因树脂压力MP而经由各上侧贯通孔55以及各下侧贯通孔56朝第一集磁环41以及第二集磁环42产生变形。因此磁屏蔽60很难与第一集磁环41以及第二集磁环42接近，因此与比较装置200进行比较，电子控制装置19能够正确地计算转向扭矩。(2)树脂流路59具有从上壁58A中的与上侧贯通孔55在周向ZC对应的部分的上端面朝上侧贯通孔55形成为直线形状的上侧流路59A。根据该结构，与上侧流路59A具有弯曲形状或者屈曲形状的结构进行比较，上侧流路59A缩短。因此在成形传感器壳体31时，传感器壳体31的树脂容易从侧壁51的上壁58A经由上侧流路59A流入上侧贯通孔55。(3)树脂流路59具有将上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56相互连接的中间流路59B。根据该结构，流入上侧贯通孔55的传感器壳体31的树脂经由中间流路59B而流入下侧贯通孔56。因此与具有将上壁58A与下侧贯通孔56连接的树脂流路的结构进行比较，能够简化支架50的形状。(4)齿条壳体15存在车辆行驶时附着水的情况。因此由于扭矩检测装置20配置在与齿条壳体15相邻的位置，所以存在车辆行驶时附着水的情况。然而，扭矩检测装置20具有将树脂浇注于集磁单元40的外周而与集磁单元40成形为一体的传感器壳体31。根据该结构，能够抑制水浸入集磁单元40以及传感器壳体31之间。以下，表示作为本发明的其他实施方式的上述实施方式的变形例。另外，以下的各变形例也能够相互组合。上述实施方式(图8A)的支架50，作为树脂流路59，具有上侧流路59A、中间流路59B、以及下侧流路59C。另一方面，变形例的支架50也可以具有以下的(A) (C)的树脂流路。
(A)如图13A所示，变形例的支架50在侧壁51的外周面51Y具有上侧流路59A和树脂流路100。树脂流路100从上壁58A中的与上侧贯通孔55在周向ZC不同的部分的上端面朝下侧贯通孔56延伸。树脂流路100具有从上壁58A的上端面朝下侧ZA2延伸的第一流路101、和从第一流路101的下端部分朝下侧贯通孔56延伸的第二流路102。第二流路102具有随着朝下侧ZA2而朝周向ZC的下侧贯通孔56侧倾斜的形状。(B)如图13B所示，其他的变形例的支架50在侧壁51的外周面51Y具有树脂流路110。树脂流路110具有:从上壁58A中的、与上侧贯通孔55在周向ZC不同的部分的上端面朝下侧ZA2延伸的第一流路111、将第一流路111和上侧贯通孔55相互连接的第二流路112、以及将第一流路111和下侧贯通孔56相互连接的第三流路113。(C)如图13C所示，另一其他的变形例的支架50在侧壁51的外周面51Y具有树脂流路120。树脂流路120具有:将上壁58A中的、与上侧贯通孔55在周向ZC不同的部分的上端面和上侧贯通孔55相互连接的第一流路121、将与上壁58A中的上侧贯通孔55以及第一流路121在周向ZC不同的部分的上端面和下侧贯通孔56相互连接的第二流路122。上述(A) (C)的支架50省略了中间流路59B以及下侧流路59C。另一方面，变形例的支架50也可以在上述(A) (C)的支架50具有中间流路59B以及下侧流路59C的至少一方。上述实施方式(图8A)的支架50具有下侧流路59C。另一方面，变形例的支架50也可以省略下侧流路59C。
上述实施方式(图8A)的支架50在侧壁51的外周面51Y具有形成为直线形状的树脂流路59。另一方面，变形例的支架50也可以在侧壁51的内周面51X具有弯曲形状或者屈曲形状的树脂流路59。对于上述实施方式(图8A)的支架50而言，上侧流路59A以及下侧流路59C在周向ZC形成于侧壁51中的与上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56相同的部分。另一方面，对于变形例的支架50而言，上侧流路59A以及下侧流路59C的至少一方也可以形成于侧壁51中的与上侧贯通孔55以及下侧贯通孔56在周向ZC不同的部分。上述实施方式(图4A)的扭矩检测装置20具有两个磁传感器32。另一方面，变形例的扭矩检测装置20也可以具有一个磁传感器32。在该情况下，第一集磁环41具有一个集磁突起41B。第二集磁环42具有一个集磁突起42B。另外，其他的变形例的扭矩检测装置20也可以具有除了霍尔集成电路之外的霍尔元件或者MR元件等磁检测元件作为磁传感器3 2。
权利要求
1.一种扭矩检测装置，具备: 扭杆，其将第一轴与第二轴连结； 永久磁铁，其固定于所述第一轴且在周围形成磁场； 磁轭，其固定于所述第二轴且配置在所述永久磁铁所形成的磁场内，用于形成磁通量密度根据所述永久磁铁的相对位置的变化而变化的磁路，其中所述永久磁铁的相对位置的变化是伴随所述扭杆的扭转而产生的； 环状的集磁单元，其以包围所述磁轭的方式配置，并具有:支架，该支架由树脂成形为环状并在内周面形成有保持凸部，并且在与所述保持凸部相邻的位置形成有贯通内外的贯通孔；集磁环，该集磁环卡挂于所述保持凸部而安装于所述支架的内周面，用于收集来自所述磁轭的磁通量；磁屏蔽，该磁屏蔽以覆盖所述贯通孔的方式安装于所述支架的外周面以减少外部磁场对所述磁路的影响； 磁传感器，其经由所述集磁环来检测在所述磁路中产生的磁通量；以及传感器壳体，通过将树脂浇注于所述集磁单元的外周，由此该传感器壳体与所述集磁单元成形为一体， 所述扭矩检测装置的特征在于， 所述支架在外周面形成有树脂流路，该树脂流路供所述传感器的壳体成形时所浇注的树脂流入所述贯通孔。
2.根据权利要求1所述的扭矩检测装置，其特征在于， 所述树脂流路具有直线形状。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩检测装置，其特征在于， 所述保持凸部具有在宽度方向上夹住所述集磁环的第一保持部分和第二保持部分，所述贯通孔形成于所述支架上所述第一保持部分突出的部分与所述第二保持部分突出的部分之间。
4.一种电动动力转向装置,其特征在于， 具有权利要求1所述的扭矩检测装置。
全文摘要
本发明提供扭矩检测装置及具备该扭矩检测装置的电动动力转向装置。扭矩检测装置具有集磁单元(40)和传感器壳体，其中，集磁单元(40)具有支架(50)，其形成有上侧贯通孔(55)和下侧贯通孔(56)；第一集磁环(41)和第二集磁环(42)，它们安装于支架(50)的内周面(51X)并收集来自第一磁轭和第二磁轭的磁通量；磁屏蔽(60)，其以覆盖各贯通孔(55、56)的方式安装于支架(50)的外周面(51Y)，传感器壳体通过将树脂浇注于集磁单元(40)的外周而与集磁单元(40)成形为一体。支架(50)在外周面(51Y)形成有树脂流路(59)，该树脂流路(59)供传感器壳体成形时所浇注的树脂流入各贯通孔(55、56)。
文档编号B62D6/10GK103241289SQ20131002599
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月22日 优先权日2012年2月1日
发明者志田原靖, 竹内彰启, 西川元气 申请人:株式会社捷太格特