特許 5844387 ヨークユニット、ヨークユニットの製造方法、トルク検出装置、および電動パワーステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5844387

(24)【登録日】2015年11月27日

(45)【発行日】2016年1月13日

(54)【発明の名称】ヨークユニット、ヨークユニットの製造方法、トルク検出装置、および電動パワーステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20151217BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20151217BHJP

【ＦＩ】

   G01L3/10 305

   B62D5/04

【請求項の数】6

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-551711(P2013-551711)

(86)(22)【出願日】2012年12月25日

(86)【国際出願番号】JP2012083526

(87)【国際公開番号】WO2013099884

(87)【国際公開日】20130704

【審査請求日】2014年6月23日

(31)【優先権主張番号】特願2011-284355(P2011-284355)

(32)【優先日】2011年12月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(73)【特許権者】

【識別番号】593025011

【氏名又は名称】山清工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】松井 裕介

(72)【発明者】

【氏名】水谷 文彦

(72)【発明者】

【氏名】山嵜 邦男

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２９２５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０９３６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００２９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０９８４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４７００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５９４３７６０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ３／１０

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｈ０２Ｋ ３７／１４

Ｇ０１Ｄ ５／１２

Ｇ０１Ｂ ７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の第１磁極歯を有する第１ヨークと、
複数の第２磁極歯を有し、前記複数の第２磁極歯のそれぞれは隣り合う２つの前記第１磁極歯の間に位置し、前記第１ヨークと同軸を有する第２ヨークと、
前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを一体化する樹脂部であって、前記樹脂部の内面において前記第１磁極歯および前記第２磁極歯の間には凹部が形成されている樹脂部とを備えるヨークユニットであって、
前記樹脂部において、前記凹部を有しない部分の外面と前記ヨークユニットの中心との間の距離は、前記凹部を有する部分の外面と前記ヨークユニットの中心との間の距離よりも小さいことを特徴とするヨークユニット。

【請求項2】

請求項１に記載のヨークユニットにおいて、
前記第１磁極歯は、前記磁極歯の正面視においてＶ字形状を有し、
前記凹部は、前記Ｖ字形状と対応する形状を有することを特徴とするヨークユニット。

【請求項3】

請求項１または２に記載のヨークユニットにおいて、
前記凹部は、前記第２磁極歯と接していることを特徴とするヨークユニット。

【請求項4】

ヨークユニットの製造方法であって、前記ヨークユニットは、複数の第１磁極歯を有する第１ヨークと、複数の第２磁極歯を有する第２ヨークと、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを一体化する樹脂部とを有し、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークは同軸を有し、前記複数の第２磁極歯のそれぞれは、隣り合う２つの前記第１磁極歯の間に位置するヨークユニットの製造方法において、
前記第１ヨークおよび前記第２ヨークを内面から支持する下型に、前記第１ヨークを嵌め込む第１工程と、
前記下型に、前記第２ヨークを嵌め込む第２工程と、
前記樹脂部を成形する第３工程とを含み、
前記第１工程では、前記下型に形成された凸部に前記第１磁極歯を接触させることにより、前記下型に対する前記第１ヨークの周方向の位置が決められ、
前記第２工程では、前記凸部に前記第２磁極歯を接触させることにより、前記下型に対する前記第２ヨークの周方向の位置が決められるヨークユニットの製造方法。

【請求項5】

請求項１〜３のいずれか一項に記載のヨークユニットを備えるトルク検出装置。

【請求項6】

請求項５に記載のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヨークユニット、ヨークユニットの製造方法、ヨークユニットを備えるトルク検出装置、およびトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図１９を参照して、従来のヨークユニット３００について説明する。ヨークユニット３００は、第１ヨーク３１０、第２ヨーク３２０、および樹脂部３３０を有する。第１ヨーク３１０は、複数の第１磁極歯３１１、第１ヨークコア３１２、および貫通孔３１３を有する。貫通孔３１３は、第１ヨークコア３１２に形成されている。第２ヨーク３２０は、複数の第２磁極歯３２１、第２ヨークコア３２２、および貫通孔３２３を有する。貫通孔３２３は、第２ヨークコア３２２に形成されている。第１ヨーク３１０および第２ヨーク３２０は同軸を有し、各第２磁極歯３２１は、隣り合う２つの第１磁極歯３１１の間に位置する。樹脂部３３０は、第１ヨーク３１０および第２ヨーク３２０を一体化する。特許文献１は、従来のヨークユニットの一例を開示している。

【0003】

図２０を参照して、ヨークユニット３００の製造方法について説明する。

【0004】

ヨークユニット３００は、ピン５００及び下型４００等を用いて製造される。まず、ピン５００が、貫通孔３２３及び貫通孔３１３の順にそれぞれ挿入される。これにより、下型４００に対する第１ヨーク３１０および第２ヨーク３２０の周方向の位置がそれぞれ決められる。次に、下型４００の周囲に配置される型（図示略）と下型４００との間の空間に、溶融した樹脂が流し込まれる。そして、溶融樹脂を硬化させることで、樹脂部３３０が成形される。

【0005】

第１ヨーク３１０および第２ヨーク３２０の周方向の位置は、貫通孔３１３，３２３を用いて決められる。このため、貫通孔３１３，３２３の位置に誤差が生じると、第１ヨーク３１０および第２ヨーク３２０の位置精度が低下するおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、第１ヨークおよび第２ヨークの位置決め精度の低下を抑制することが可能なヨークユニット、ヨークユニットの製造方法、トルク検出装置、および電動パワーステアリング装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明の第一の態様によれば、複数の第１磁極歯を有する第１ヨークと、複数の第２磁極歯を有し、複数の第２磁極歯のそれぞれは隣り合う２つの第１磁極歯の間に位置し、第１ヨークと同軸を有する第２ヨークと、第１ヨークおよび第２ヨークを一体化する樹脂部であって、樹脂部の内面において第１磁極歯および第２磁極歯の間には凹部が形成されている樹脂部とを備えるヨークユニットであって、樹脂部において、凹部を有しない部分の外面とヨークユニットの中心との間の距離は、凹部を有する部分の外面とヨークユニットの中心との間の距離よりも小さいヨークユニットが提供される。

【0009】

ヨークユニットは、第１工程と、第２工程と、第３工程とにより製造される。第１工程では、第１ヨークおよび第２ヨークを内面から支持する下型に第１ヨークが嵌め込まれ、第２工程では、下型に第２ヨークが嵌め込まれ、第３工程では、樹脂部が成形される。

【0010】

ヨークユニットを構成する樹脂部の内面は、第１磁極歯および第２磁極歯の間に凹部を有する。すなわち、下型は、凹部と対応する位置に凸部を有する。このため、第１工程において、凸部に第１磁極歯を接触させることにより、下型に対する第１ヨークの周方向の位置を決めることができる。また、第２工程において、凸部に第２磁極歯を接触させることにより、下型に対する第２ヨークの周方向の位置を決めることができる。これにより、第１ヨークおよび第２ヨークの周方向の位置が決めることができる。よって、第１ヨークおよび第２ヨークの位置精度の低下を抑制できる。
また、ヨークユニットを構成する樹脂部において、凹部を有しない部分の外面とヨークユニットの中心との間の距離が、凹部を有する部分の外面とヨークユニットの中心との間の距離よりも小さい。つまり、ヨークユニットは凹部を有しない部分で肉抜きされているため、肉抜きされていないヨークユニットと比較して、ヨークユニットを軽量化することができる。

【0011】

上記のヨークユニットにおいて、第１磁極歯は、磁極歯の正面視においてＶ字形状を有し、凹部は、Ｖ字形状と対応する形状を有することが好ましい。

【0012】

ヨークユニットに設けられた凹部は、Ｖ字形状を有する。すなわち、ヨークユニットの製造に用いられる下型の凸部は、Ｖ字形状を有する。この構成によれば、第１工程において、凸部は、第１磁極歯の２つの斜面を支持することができる。これにより、凸部に対する第１ヨークおよび第２ヨークの周方向の位置精度が高くなる。

【0013】

上記のヨークユニットにおいて、凹部は、第２磁極歯と接していることが好ましい。

【0014】

第３工程において、凸部を第２磁極歯に接触させたまま、樹脂部を成形することができる。このため、第３工程において、凸部に対する第２ヨークの周方向の位置がずれにくい。

【0017】

上記の目的を達成するために、本発明の第二の態様によれば、ヨークユニットの製造方法であって、ヨークユニットは、複数の第１磁極歯を有する第１ヨークと、複数の第２磁極歯を有する第２ヨークと、第１ヨークおよび第２ヨークを一体化する樹脂部とを有し、第１ヨークおよび第２ヨークは同軸を有し、複数の第２磁極歯のそれぞれは、隣り合う２つの第１磁極歯の間に位置するヨークユニットの製造方法が提供される。この製造方法は、第１ヨークおよび第２ヨークを内面から支持する下型に、第１ヨークを嵌め込む第１工程と、下型に、第２ヨークを嵌め込む第２工程と、樹脂部を成形する第３工程とを含み、第１工程では、下型に形成された凸部に第１磁極歯を接触させることにより、下型に対する第１ヨークの周方向の位置が決められ、第２工程では、凸部に第２磁極歯を接触させることにより、下型に対する第２ヨークの周方向の位置が決められる。

【0018】

下型は、凸部を有する。このため、第１工程において、凸部に第１磁極歯を接触させることにより、下型に対する第１ヨークの周方向の位置を決めることができる。また、第２工程において、凸部に第２磁極歯を接触させることにより、下型に対する第２ヨークの周方向の位置を決めることができる。これにより、第１ヨークおよび第２ヨークの周方向の位置を決めることができる。よって、第１ヨークおよび第２ヨークの位置精度の低下が抑制できる。

【0019】

上記の目的を達成するために、本発明の第三の態様によれば、上記のヨークユニットを備えるトルク検出装置が提供される。

【0020】

上記の目的を達成するために、本発明の第四の態様によれば、上記のトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置が提供される。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、第１ヨークおよび第２ヨークの位置決め精度の低下を抑制することが可能なヨークユニット、ヨークユニットの製造方法、トルク検出装置、および電動パワーステアリング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成を示す模式図。

【図2】トルク検出装置付近を拡大して示す部分断面図。

【図3】トルク検出装置の分解斜視図。

【図4】（ａ）はヨークユニットを透過して示す斜視図、（ｂ）はヨークユニットの斜視図、（ｃ）はヨークユニットの内面における凹部を拡大して示す部分正面図。

【図5】（ａ）はヨークユニットの製造に用いられる下型の平面図、（ｂ）は下型の正面図。

【図6】（ａ）はヨークユニットの製造に用いられる周囲型の平面図、（ｂ）は周囲型を構成する第１分割体の側面図。

【図7】（ａ）はヨークユニットの製造に用いられる上型の平面図、（ｂ）は図７（ａ）の７ｂ−７ｂ線に沿った断面図。

【図8】（ａ）は型締工程Ａを示す斜視図、（ｂ）は下型の凸部付近を拡大して示す部分正面図。

【図9】（ａ）は型締工程Ｂを示す斜視図、（ｂ）は下型の凸部付近を拡大して示す部分正面図。

【図10】型締工程Ｃを示す斜視図。

【図11】型締工程Ｄを示す斜視図。

【図12】（ａ）は型締工程Ｄにおいて周囲型が嵌め込まれる直前の状態を示す部分断面図、（ｂ）は型締工程Ｄにおいて周囲型が嵌め込まれた後の状態を示す部分断面図、（ｃ）は下型の凸部付近を拡大して示す部分正面図。

【図13】（ａ）は型締工程Ｅを示す斜視図、（ｂ）は図１３（ａ）の１３ｂ−１３ｂ線に沿った断面図。

【図14】（ａ）は冷却工程を示す斜視図、（ｂ）は図１４（ａ）の１４ｂ―１４ｂ線に沿った断面図。

【図15】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るトルク検出装置を構成するヨークユニットの斜視図、（ｂ）はヨークユニットの平面図。

【図16】ヨークユニットの中心、および凹部が形成されていない部分を含むヨークユニットの部分断面図。

【図17】ヨークユニットの中心、および凹部が形成されている部分を含むヨークユニットの部分断面図。

【図18】（ａ）は別例の下型を示す平面図、（ｂ）は別例の下型の凸部付近を拡大して示す部分正面図。

【図19】従来のヨークユニットを透過して示す斜視図。

【図20】従来のヨークユニットの製造工程を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（第１実施形態）
図１〜図４（ｂ）を参照して、電動パワーステアリング装置の構成について説明する。

【0024】

図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、操舵角伝達機構１０、アシストアクチュエータ１８、電子制御装置３０、トルク検出装置４０、および車速センサ３１を有する。操舵角伝達機構１０は、ステアリングシャフト１１、ラックアンドピニオン機構１５、タイロッド１７、およびトーションバー２１を有する。操舵角伝達機構１０は、ステアリングホイール２の回転を転舵輪３に伝達する。ステアリングシャフト１１は、コラムシャフト１２、ピニオンシャフト１４、およびインターミディエイトシャフト１３を有する。ステアリングホイール２を操作すると、ステアリングシャフト１１が回転する。

【0025】

コラムシャフト１２は、入力軸１２Ａおよび出力軸１２Ｂを有する。コラムシャフト１２の先端には、ステアリングホイール２が固定されている。ピニオンシャフト１４は、ラックアンドピニオン機構１５を介してラック軸１６に連結されている。インターミディエイトシャフト１３は、コラムシャフト１２とピニオンシャフト１４とを互いに接続する。ラックアンドピニオン機構１５は、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１６の直線運動に変換する。タイロッド１７は、ラック軸１６の直線運動をナックル（図示略）に伝達する。

【0026】

図２に示すように、トーションバー２１は、２つのピン２４を有する。トーションバー２１は、入力軸１２Ａおよび出力軸１２Ｂの間に配置される。ステアリングホイール２を回転させると、トーションバー２１が捩れる。一方のピン２４は、トーションバー２１の入力側端部２２をコラムシャフト１２の入力軸１２Ａに固定する。他方のピン２４は、トーションバー２１の出力側端部２３をコラムシャフト１２の出力軸１２Ｂに固定する。

【0027】

図１に示すように、アシストアクチュエータ１８は、モータ１８Ａおよび減速機構１８Ｂを有する。アシストアクチュエータ１８は、ステアリングホイール２の操作を補助するためのアシスト力を、操舵角伝達機構１０に付与する。モータ１８Ａの回転は、減速機構１８Ｂにより減速されてから、ステアリングシャフト１１に伝達される。このとき、モータ１８Ａからステアリングシャフト１１に付与されるトルクは、アシスト力として作用する。モータ１８Ａとしては、ブラシ付きの直流モータが用いられている。

【0028】

トルク検出装置４０は、出力信号ＳＡを電子制御装置３０に出力する。出力信号ＳＡは、ステアリングホイール２の操作によりステアリングシャフト１１に付与されたトルクに応じて生じる。車速センサ３１は、出力信号ＳＢを電子制御装置３０に出力する。出力信号ＳＢは、車両の後輪としての転舵輪３の回転速度に応じて生じる。

【0029】

電子制御装置３０は、トルク検出装置４０からの出力信号ＳＡに基づいて操舵トルクτを算出する。操舵トルクτは、ステアリングホイール２の操作にともないステアリングシャフト１１に入力されたトルク値に相当する演算値である。電子制御装置３０は、各車速センサ３１からの出力信号ＳＢに基づいて車速Ｖを算出する。車速Ｖは、車両の走行速度に相当する演算値である。

【0030】

電子制御装置３０は、パワーアシスト制御と操舵トルクシフト制御とを行う。パワーアシスト制御は、車速Ｖ等の車両の走行状態およびステアリングホイール２の操舵状態に応じてアシスト力を調整するために実行される。操舵トルクシフト制御は、パワーアシスト制御に用いられる操舵トルクτを補正するために実行される。

【0031】

図３に示すように、トルク検出装置４０は、２つの集磁リング４１、円筒磁石４２、２つの磁気センサ４３、およびヨークユニット５０を有する。磁気センサ４３としては、ホールＩＣが用いられる。各集磁リング４１は、円環部４１Ａおよび２つの腕部４１Ｂを有する。一方の集磁リング４１は、ヨークユニット５０の外面５０Ｂから突出した第１ヨーク６０と対応する部分に配置される。他方の集磁リング４１は、ヨークユニット５０の外面５０Ｂから突出した第２ヨーク７０と対応する部分に配置される。円環部４１Ａは、ヨークユニット５０の外面５０Ｂに沿って配置される。２つの腕部４１Ｂは、磁気センサ４３を挟み込む。

【0032】

円筒磁石４２では、Ｎ極４２ＡおよびＳ極４２Ｂが、円筒磁石４２の周方向に沿って交互に配置される。円筒磁石４２は、コラムシャフト１２の入力軸１２Ａに固定される。各磁気センサ４３は、一方の集磁リング４１の腕部４１Ｂと、他方の集磁リング４１の腕部４１Ｂとの間に位置する。ヨークユニット５０は、コラムシャフト１２の出力軸１２Ｂに固定される。

【0033】

図４（ａ）中、樹脂部８０の外面８３のみを二点鎖線により示し、外面８３以外の部分を省略している。図３及び図４（ａ）に示すように、ヨークユニット５０は、内面５０Ａ、外面５０Ｂ、カラー５１、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、および樹脂部８０を有する。カラー５１は、円筒形状を有する。カラー５１の第１ヨーク６０に面する端部には、２つの溝部５１Ｂが形成されている。カラー５１は、コラムシャフト１２の出力軸１２Ｂに圧入される。

【0034】

第１ヨーク６０は、複数の第１磁極歯６１および第１ヨークコア６２を有する。第１ヨークコア６２は、平板からなり、第１ヨーク６０の軸線を中心とする円環状に形成されている。複数の第１磁極歯６１は、第１ヨークコア６２から第２ヨーク７０に向けてそれぞれ突出する。図４（ｃ）に示すように、第１磁極歯６１は、第１傾斜部６１Ａと、第２傾斜部６１Ｂとを有する。第１磁極歯６１は、正面視においてＶ字形状を有する。

【0035】

図４（ａ）に示すように、第２ヨーク７０は、複数の第２磁極歯７１および第２ヨークコア７２を有する。第２ヨークコア７２は、平板からなり、第２ヨーク７０の軸線を中心とする円環状に形成されている。複数の第２磁極歯７１は、第２ヨークコア７２から第１ヨーク６０に向けてそれぞれ突出する。図４（ｃ）に示すように、第２磁極歯７１は、第１傾斜部７１Ａと、第２傾斜部７１Ｂとを有する。第２磁極歯７１は、正面視においてＶ字形状を有する。

【0036】

図４（ｂ）に示すように、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０は、同軸を有する。第１磁極歯６１および第２磁極歯７１は、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の周方向に沿って交互にそれぞれ配置される。図４（ｃ）に示すように、第１磁極歯６１の第１傾斜部６１Ａと、第２磁極歯７１の第１傾斜部７１Ａとが互いに対向する。また、第１磁極歯６１の第２傾斜部６１Ｂと、第２磁極歯７１の第２傾斜部７１Ｂとが互いに対向する。

【0037】

図４（ｂ）に示すように、樹脂部８０は、内面８１、３つの凹部８２、および外面８３を有する。樹脂部８０は、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１の外周を覆う。樹脂部８０は、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１の間を埋める。３つの凹部８２は、樹脂部８０の内面８１において１２０度の間隔を空けてそれぞれ形成されている。３つの凹部８２は、隣り合う第２磁極歯７１の間に形成されている。樹脂部８０は、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１を一体化する。これにより、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１の位置が固定される。第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１は、互いに接触しない状態で固定される。

【0038】

図４（ｃ）に示すように、各凹部８２は、第１凹部８２Ａと、第２凹部８２Ｂと、第３凹部８２Ｃとからなる。第１凹部８２Ａは、第１磁極歯６１の第１傾斜部６１Ａと、第２磁極歯７１の第１傾斜部７１Ａとの間に形成されている。第２凹部８２Ｂは、第１磁極歯６１の第２傾斜部６１Ｂと、第２磁極歯７１の第２傾斜部７１Ｂとの間に形成されている。第３凹部８２Ｃは、第１磁極歯６１の頂部とヨークユニット５０の端部との間に形成されている。第３凹部８２Ｃは、第１凹部８２Ａおよび第２凹部８２Ｂを互いに接続する。

【0039】

第１凹部８２Ａの第２凹部８２Ｂと対向する部分は、第１傾斜部７１Ａと対応する形状を有する。第２凹部８２Ｂの第１凹部８２Ａと対向する部分は、第２傾斜部７１Ｂと対応する形状を有する。凹部８２は、第１磁極歯６１のＶ字形状と対応する形状を有する。第１凹部８２Ａは、第１傾斜部７１Ａの基端と接している。第２凹部８２Ｂは、第２傾斜部７１Ｂの基端と接している。第１凹部８２Ａ、第２凹部８２Ｂ、および第３凹部８２Ｃはいずれも、第１磁極歯６１と接していない。

【0040】

図４（ｂ）に示すように、ヨークユニット５０の外面５０Ｂは、樹脂部８０の外面８３、第１ヨークコア６２の外面、および第２ヨークコア７２の外面により構成される。ヨークユニット５０の内面５０Ａは、第１磁極歯６１の内面である第１ヨーク６０の内面６０Ａ、第２磁極歯７１の内面である第２ヨーク７０の内面７０Ａ、樹脂部８０の内面８１、およびカラー５１の内面５１Ａにより構成される。

【0041】

ヨークユニット５０の外径は、ヨークユニット５０の上端から下端にかけて一定である。ヨークユニット５０において、樹脂部８０からなる部分の外径は、第１ヨークコア６２および第２ヨークコア７２からなる部分の外径よりも僅かに小さい。ヨークユニット５０において、樹脂部８０からなる部分の外径は一定である。ヨークユニット５０において、カラー５１からなる部分の内径は、カラー５１以外の部分の内径よりも小さい。

【0042】

図３を参照して、ヨークユニット５０および円筒磁石４２の関係について説明する。

【0043】

トーションバー２１に捩れが生じていないとき、円筒磁石４２のＮ極４２ＡおよびＳ極４２Ｂの境界は、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１の頂部の中心と一致する。このとき、第１及び第２磁極歯６１，７１に到達するＮ極４２Ａの磁力線の数は、Ｓ極４２Ｂの磁力線の数と等しい。このため、磁力線は、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の間で閉ループを形成する。これにより、円筒磁石４２の磁束が、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の間の磁気ギャップに到達しない。このとき、磁気センサ４３の出力信号ＳＡは、基準値を示す。

【0044】

ステアリングホイール２の操舵によりトーションバー２１に捩れが生じているとき、Ｎ極４２ＡおよびＳ極４２Ｂの境界は、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１の頂部の中心に対してずれる。このとき、Ｎ極４２ＡおよびＳ極４２Ｂの境界は、第１及び第２磁極歯６１，７１の頂部の中心からずれる。このため、第１及び第２磁極歯６１，７１の一方に到達するＮ極４２Ａの磁力線の数は、Ｓ極４２Ｂの磁力線の数よりも多くなる。また、第１及び第２磁極歯６１，７１の他方に到達するＳ極４２Ｂの磁力線の数は、Ｎ極４２Ａの磁力線の数よりも多くなる。これにより、円筒磁石４２の磁束が第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の間の磁気ギャップに到達する。このとき、磁気センサ４３からの出力信号ＳＡは、トーションバー２１の捩れの量、すなわちステアリングホイール２（図１参照）の回転量に応じた大きさを示す。

【0045】

図５（ａ）〜図１４（ｂ）を参照して、ヨークユニット５０の製造方法について説明する。

【0046】

ヨークユニット５０の製造工程は、射出成形の工程を含む。射出成形の工程は、型締工程、射出工程、冷却工程、型開工程、および取出工程を含む。型締工程は、型締工程Ａ、型締工程Ｂ、型締工程Ｃ、型締工程Ｄ、および型締工程Ｅを含む。

【0047】

まず、図８（ａ）に示すように、型締工程Ａでは、下型１１０に形成された第２ヨーク７０の配置部分に、第２ヨーク７０を配置する。次に、図９（ａ）に示すように、型締工程Ｂでは、下型１１０に形成された第１ヨーク６０の配置部分に、第１ヨーク６０を配置する。次に、図１０に示すように、型締工程Ｃでは、下型１１０に形成されたカラー５１の配置部分に、カラー５１を配置する。次に、図１１に示すように、型締工程Ｄでは、下型１１０に対して周囲型１２０を配置する。次に、図１３（ａ）に示すように、型締工程Ｅでは、下型１１０および周囲型１２０に対して上型１３０を配置する。そして、射出工程では、下型１１０の外周と、周囲型１２０および上型１３０の内周との間に形成される充填空間Ｓに、成形材料の樹脂を流し込む。型締工程Ａは「第２工程」に相当する。型締工程Ｂは「第１工程」に相当する。冷却工程は「第３工程」に相当する。

【0048】

図５（ａ）、図５（ｂ）及び図８（ａ）に示すように、下型１１０は、台部１１１および円筒部１１２を有する。台部１１１は、第２ヨーク７０を下方から支持する。台部１１１は、溝部１１１Ａを有する。溝部１１１Ａは、円筒部１１２の下端付近に設けられ、円筒部１１２の外周面に沿って延びている。円筒部１１２は、ヨーク嵌込部１１３およびカラー嵌込部１１７を有する。円筒部１１２には、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１が嵌め込まれる。カラー嵌込部１１７には、カラー５１が嵌め込まれる。カラー嵌込部１１７の外径は、ヨーク嵌込部１１３の外径よりも小さい。

【0049】

ヨーク嵌込部１１３は、３つの凸部１１４およびカラー固定部１１８を有する。ヨーク嵌込部１１３には、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０が嵌め込まれる。カラー固定部１１８は、ヨーク嵌込部１１３の上端に形成されている。カラー固定部１１８には、カラー５１の溝部５１Ｂが嵌め込まれる。３つの凸部１１４は、ヨーク嵌込部１１３と台部１１１との境界付近に形成されている。３つの凸部１１４の下端は、溝部１１１Ａ内に位置する。各凸部１１４は、円筒部１１２の周面において１２０度の間隔を空けてそれぞれ形成されている。

【0050】

図８（ｂ）に示すように、各凸部１１４は、側面１１５および支持面１１６を有する。側面１１５は、各凸部１１４の両側部に形成されている。側面１１５は、円筒部１１２の軸方向に沿って延びている。支持面１１６は、２つの側面１１５の間に形成されている。支持面１１６は、図４（ｃ）に示す第１磁極歯６１と対応するようにＶ字形状を有している。

【0051】

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、周囲型１２０は、第１分割体１２０Ａおよび第２分割体１２０Ｂからなる。第１分割体１２０Ａおよび第２分割体１２０Ｂを合わせた状態で、周囲型１２０は円筒形状を有する。周囲型１２０の内面は、周囲型１２０の軸方向の中間部にて、周囲型１２０の軸線に向けて突出している。このため、周囲型１２０の内面における軸方向の両端部には、第１リング溝１２１および第２リング溝１２２が形成されている。

【0052】

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、上型１３０は、有底円筒形状を有する。上型１３０の内径は、周囲型１２０の内径と一致する。

【0053】

続いて、図８（ａ）〜図１４（ｂ）を参照して、ヨークユニット５０の射出成形工程について説明する。

【0054】

（型締工程Ａ）
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第２ヨーク７０は、第２磁極歯７１を上方に向けて、円筒部１１２に嵌め込まれる。円筒部１１２の凸部１１４は、隣り合う第２磁極歯７１の間に嵌め込まれる。このとき、隣り合う第２磁極歯７１の下端のそれぞれと凸部１１４の側面１１５の下端とが互いに接触する。これにより、円筒部１１２に対する第２ヨーク７０の周方向の位置が決められる。

【0055】

（型締工程Ｂ）
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第１ヨーク６０は、第１磁極歯６１を下方に向けて、円筒部１１２に嵌め込まれる。第１磁極歯６１は、凸部１１４の支持面１１６の内側に嵌め込まれる。このとき、支持面１１６は、第１磁極歯６１の第１傾斜部６１Ａおよび第２傾斜部６１Ｂに接触する。これにより、円筒部１１２に対する第１ヨーク６０の周方向の位置が決められる。型締工程Ａおよび型締工程Ｂにより、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の周方向の相対位置が決められる。

【0056】

（型締工程Ｃ）
図１０に示すように、カラー５１は、第１ヨーク６０の上方からカラー嵌込部１１７に嵌め込まれる。カラー５１の溝部５１Ｂは、カラー固定部１１８に嵌め込まれる。これにより、円筒部１１２に対するカラー５１の周方向の位置が決められる。

【0057】

（型締工程Ｄ）
図１１に示すように、周囲型１２０の第１分割体１２０Ａが台部１１１の上方に配置される。また、図示はしないが、第２分割体１２０Ｂも台部１１１の上方に配置される。これにより、ヨーク嵌込部１１３は、周囲型１２０に覆われる。このとき、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、第２ヨーク７０の第２ヨークコア７２は、周囲型１２０の第２リング溝１２２に嵌め込まれる。また、第１ヨーク６０の第１ヨークコア６２は、周囲型１２０の第１リング溝１２１に嵌め込まれる。第１ヨークコア６２が第１リング溝１２１に嵌め込まれることで、第１ヨーク６０は上方に移動させられる。

【0058】

（型締工程Ｅ）
図１３（ａ）に示すように、周囲型１２０の上方とカラー５１の周りに上型１３０を配置する。

【0059】

（射出工程）
図１３（ｂ）に示すように、上型１３０の内面と下型１１０との間、周囲型１２０の内面と下型１１０との間、及び溝部１１１Ａの内部にはそれぞれ充填空間Ｓが形成される。そして、この充填空間Ｓに、成形材料である樹脂を流し込む。

【0060】

（冷却工程）
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、充填空間Ｓ内の成形材料を冷却して、樹脂部８０を成形する。

【0061】

（型開工程）
周囲型１２０および上型１３０を下型１１０から取り外す。

【0062】

（取出工程）
ヨークユニット５０を上方に移動させて、下型１１０から抜き取る。

【0063】

第１実施形態のヨークユニット５０は、以下の効果を奏する。

【0064】

（１）従来の製造方法によれば、第１ヨークコア６２および第２ヨークコア７２に貫通孔を形成し、両貫通孔に下方からピンを挿入して、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の位置を決めていた。この方法では、第１ヨークコア６２および第２ヨークコア７２の貫通孔の位置に誤差が生じると、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の位置精度が低下するおそれがある。

【0065】

本実施形態によれば、ヨークユニット５０は、樹脂部８０の内面８１に凹部８２を有する。また、下型１１０は、凸１１４部を有する。このため、型締工程Ｂでは、凸部１１４の支持面１１６に第１磁極歯６１を接触させることにより、下型１１０に対する第１ヨーク６０の周方向の位置を決めることができる。また、型締工程Ａでは、凸部１１４の側面１１５に第２磁極歯７１を接触させることにより、下型１１０に対する第２ヨーク７０の周方向の位置を決めることができる。よって、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の周方向の位置を決めることができる。

【0066】

この方法によれば、貫通孔を利用する従来の製造方法と比較して、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の位置精度の低下を抑制できる。また、従来の製造方法によれば、ピンを利用するため、ピンが磨耗して変形すると、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の位置精度の低下するおそれがある。その点、本実施形態によれば、ピンよりも剛性の高い凸部１１４を利用するため、凸部１１４の磨耗による変形を抑制することができる。

【0067】

また、従来の製造方法によれば、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０に貫通孔を設ける必要があるため、磁気センサ４３の磁気抵抗が大きくなる。このため、トルク検出装置４０の検出感度が低下するおそれがある。その点、本実施形態によれば、凸部１１４を利用する方法であるため、従来の製造方法のように貫通孔を第１ヨーク６０および第２ヨーク７０に設ける必要が無い。よって、トルク検出装置４０の検出感度の低下が抑制される。

【0068】

また、ヨークユニット５０では、凹部８２を有しない樹脂部８０と比較して、樹脂部８０の体積が小さい。このため、樹脂部８０の軽量化に寄与することができる。また、樹脂部８０の磁気抵抗と空気の磁気抵抗との差も十分に小さいため、凹部８２によるトルク検出装置４０の検出感度の低下も抑制される。

【0069】

（２）下型１１０の凸部１１４は、Ｖ字形状の支持面１１６を有する。この構成によれば、凸部１１４は、第１磁極歯６１の第１傾斜部６１Ａおよび第２傾斜部６１Ｂの両方を下方から支持することができる。このため、型締工程Ｂにおいて、第１ヨーク６０、下型１１０、および第２ヨーク７０の周方向の位置精度が高くなる。

【0070】

（３）第１凹部８２Ａは、第１傾斜部７１Ａの基端と接している。また、第２凹部８２Ｂは、第２傾斜部７１Ｂの基端と接している。また、射出工程では、凸部１１４の側面１１５と第２磁極歯７１とを接触させた状態で、樹脂部８０が成形される。このため、射出工程および冷却工程において、凸部１１４に対する第２ヨーク７０の周方向の位置にずれが生じにくい。

【0071】

（４）凸部１１４の側面１１５は、下型１１０の軸線に沿って延びている。このため、取出工程において、ヨークユニット５０を上方に移動する際に、ヨークユニット５０が側面１１５に引っ掛かりにくい。

【0072】

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態を図１５（ａ）〜図１７を参照して説明する。第２実施形態は、ヨークユニット５０の外面５０Ｂが凹凸形状を有し、周囲型１２０の内面および溝部１１１Ａの外側の面が凹凸形状を有している点で、第１実施形態と異なる。よって、第２実施形態における第１実施形態と同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

【0073】

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、ヨークユニット５０は、内面５０Ａ、外面５０Ｂ、カラー５１、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、および樹脂部９０を有する。樹脂部９０は、内面９１、３つの凹部９２、および外面９３を有する。樹脂部９０は、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１の外周を覆う。また、樹脂部９０は、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１の間を埋める。

【0074】

３つの凹部９２は、樹脂部９０の内面９１において１２０度の間隔を空けてそれぞれ形成されている。３つの凹部９２は、隣り合う第２磁極歯７１の間に形成されている。樹脂部９０は、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１を一体化する。これにより、第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１の位置が固定される。第１ヨーク６０、第２ヨーク７０、およびカラー５１は、互いに接触しない状態で固定される。

【0075】

外面９３は、第１端部９４、第２端部９５、中間部９６、およびを有する。第１端部９４は、カラー５１に対応する部分であり、円形状を有する。第２端部９５は、カラー５１と反対側の部分である。第２端部９５は、３つの凹部対向部９５Ａおよび３つの凹部非対向部９５Ｂを有する。ヨークユニット５０の周方向における各凹部対向部９５Ａの位置は、凹部９２の位置と一致する。各凹部非対向部９５Ｂは、隣り合う凹部対向部９５Ａ間に形成されている。中間部９６は、第１ヨークコア６２と第２ヨークコア７２との間の部分である。中間部９６は、３つの凹部対向部９６Ａおよび３つの凹部非対向部９６Ｂを有する。ヨークユニット５０の周方向における各凹部対向部９６Ａの位置は、凹部９２の位置と一致する。各凹部非対向部９６Ｂは、隣り合う凹部対向部９６Ａ間に形成されている。

【0076】

ヨークユニット５０の外面５０Ｂは、樹脂部９０の外面９３、第１ヨークコア６２の外面、および第２ヨークコア７２の外面により構成される。ヨークユニット５０の内面５０Ａは、第１磁極歯６１の内面である第１ヨーク６０の内面６０Ａ、第２磁極歯７１の内面である第２ヨーク７０の内面７０Ａ、樹脂部９０の内面９１、およびカラー５１の内面５１Ａにより構成される。

【0077】

図１５（ｂ）に示すように、ヨークユニット５０において、樹脂部９０からなる部分の外径は、周方向において、部分的に異なる大きさを有する。ヨークユニット５０の中心５０Ｃから凹部非対向部９５Ｂまでの距離ＬＢは、中心５０Ｃから凹部対向部９５Ａまでの距離ＬＡよりも小さい。すなわち、樹脂部９０において、凹部９２を有しない部分の外面９３と中心５０Ｃとの間の距離ＬＢは、凹部９２を有する部分の外面９３と中心５０Ｃとの間の距離ＬＡよりも小さい。また、中心５０Ｃから第１端部９４までの距離は、距離ＬＢに等しい。

【0078】

続いて、図１６および図１７を参照して、ヨークユニット５０の製造方法について説明する。

【0079】

第１端部９４は、上型１３０の内面により形成される。第２端部９５は、溝１１１Ａの外側の面により形成される。中間部９６は、周囲型１２０の内面により形成される。

【0080】

中心５０Ｃから周囲型１２０の内面までの距離は、凹部９２が形成されない部分において距離ＬＢと等しく、凹部９２が形成される部分において距離ＬＡと等しい。中心５０Ｃから溝１１１Ａの外側面までの距離は、凹部９２が形成されない部分において距離ＬＢと等しく、凹部９２が形成される部分において距離ＬＡと等しい。また、中心５０Ｃから上型１３０の内面までの距離は、凹部９２が形成されない部分において距離ＬＢと等しく、凹部９２が形成される部分においても距離ＬＢと等しい。

【0081】

第２実施形態のヨークユニット５０は、第１実施形態の（１）〜（４）の効果に加えて、以下の効果を奏する。

【0082】

（５）ヨークユニット５０は、凹部９２を有しない部分で肉抜きされている。このため、肉抜きされていない第１実施形態のヨークユニットと比較して、ヨークユニット５０を軽量化することができる。また、樹脂部９０の体積が小さくなり、成型材料の樹脂量を削減することもできる。

【0083】

（６）ピンを利用するヨークユニット５０の製造方法では、周囲型１２０の内径を小さくすると、周囲型１２０の内面とピンとが接触する。このため、ピンの挿入部分では、肉抜きできる量が制限される。その点、第２実施形態によれば、ヨークユニット５０の内面５０Ａの形状を利用して、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の位置を決めることができる。このため、従来の製造方法により製造されるヨークユニットよりも、樹脂部９０の外径を小さくすることができる。

【0084】

なお、第１及び第２実施形態は、以下のように変更してもよい。

【0085】

・上記各実施形態において、第１磁極歯６１および第２磁極歯７１をＵ字状に形成してもよい。

【0086】

・上記各実施形態において、凸部１１４の数を、１、２、又は４以上としてもよい。２つ以上の凸部１１４を有する場合、各凸部１１４は、ヨーク嵌込部１１３の周面において等間隔または不等間隔に設けられる。

【0087】

・上記各実施形態において、凸部１１４を、図１８に示す凸部２１４に変更してもよい。各凸部２１４は、凸部１１４から第２傾斜部６１Ｂおよび第２傾斜部７１Ｂ間に対応する部分を省略したものである。この場合、型締工程Ａにおいて、側面２１５は、第２磁極歯７１の第１傾斜部７１Ａに接触し、型締工程Ｂにおいて、支持面２１６は、第１磁極歯６１の第１傾斜部６１Ａに接触する。これにより、下型１１０は、第１ヨーク６０および第２ヨーク７０の周方向の位置を精度よく決めることができる。

【0088】

・上記各実施形態において、各凸部１１４は、第１磁極歯６１のＶ字形状に対応する形状であったが、第２磁極歯７１のＶ字形状に対応する形状であってもよい。

【0089】

・上記各実施形態において、型締工程Ｂにおいて、３つの凸部１１４をそれぞれ第１磁極歯６１に接触させたが、３つの凸部１１４のうち１つまたは２つの凸部は第１磁極歯６１に接触しなくてもよい。

【0090】

・上記各実施形態において、型締工程Ａにおいて、３つの凸部１１４をそれぞれ第２磁極歯７１に接触させたが、３つの凸部１１４のうち１つまたは２つの凸部は第２磁極歯７１に接触しなくてもよい。

【0091】

・上記各実施形態において、各凸部１１４と第１磁極歯６１との間に隙間を空けた状態で冷却工程が行われたが、各凸部１１４を第１磁極歯６１に接触させた状態で冷却工程を行ってもよい。この場合、型締工程Ｄは、第１ヨーク６０の上方への移動は省略される。この方法により製造されるヨークユニット５０の凹部８２は、第１磁極歯６１に接する。

【0092】

・上記各実施形態において、各凸部１１４を第２磁極歯７１に接触させた状態で冷却工程が行われたが、各凸部１１４と第２磁極歯７１との間に隙間を空けた状態で冷却工程を行ってもよい。この場合、型締工程Ｂの後で、第２ヨーク７０は、第１ヨーク６０に対する周方向の位置が変化しないように、下型１１０に対して上方又は下方に移動される。この方法により製造されるヨークユニット５０の凹部８２は、第２磁極歯７１に接しない。

【0093】

・上記各実施形態において、ヨークユニット５０の製造方法では、第２ヨーク７０を第１ヨーク６０の下方に嵌め込んだが、第１ヨーク６０を第２ヨーク７０の下方に嵌め込んでもよい。

【0094】

・本発明のヨークユニット５０を有するトルク検出装置４０は、電動パワーステアリング装置１以外の装置に適用してもよい。また、本発明のヨークユニット５０は、トルク検出装置４０以外の装置に適用してもよい。要するに、本発明は、複数の第１磁極歯を有する第１ヨークと、複数の第２磁極歯を有する第２ヨークと、第１ヨークおよび第２ヨークを一体化する樹脂部とを有するヨークユニットを備える装置であれば、任意の装置に適用してもよい。

【符号の説明】

【0095】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…操舵角伝達機構、１１…ステアリングシャフト、１２…コラムシャフト、１２Ａ…入力軸、１２Ｂ…出力軸、１３…インターミディエイトシャフト、１４…ピニオンシャフト、１５…ラックアンドピニオン機構、１６…ラック軸、１７…タイロッド、１８…アシストアクチュエータ、１８Ａ…モータ、１８Ｂ…減速機構、２１…トーションバー、２２…入力側端部、２３…出力側端部、２４…ピン、３０…電子制御装置、３１…車速センサ、４０…トルク検出装置、４１…集磁リング、４１Ａ…円環部、４１Ｂ…腕部、４２…円筒磁石、４２Ａ…Ｎ極、４２Ｂ…Ｓ極、４３…磁気センサ、５０…ヨークユニット、５０Ａ…内面、５０Ｂ…外面、５１…カラー、５１Ａ…内面、５１Ｂ…溝部、６０…第１ヨーク、６０Ａ…内面、６１…第１磁極歯、６１Ａ…第１傾斜部、６１Ｂ…第２傾斜部、６２…第１ヨークコア、７０…第２ヨーク、７０Ａ…内面、７１…第２磁極歯、７１Ａ…第１傾斜部、７１Ｂ…第２傾斜部、７２…第２ヨークコア、８０，９０…樹脂部、８１，９１…内面、８２…凹部、８２Ａ…第１凹部、８２Ｂ…第２凹部、８２Ｃ…第３凹部、８３，９３…外面、１１０…下型、１１１…台部、１１１Ａ…溝部、１１２…円筒部、１１３…ヨーク嵌込部、１１４，２１４…凸部、１１５，２１５…側面、１１６，２１６…支持面、１１７…カラー嵌込部、１１８…カラー固定部、１２０…周囲型、１２０Ａ…第１分割体、１２０Ｂ…第２分割体、１２１…第１リング溝、１２２…第２リング溝、１３０…上型。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】