JP2013195333A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気センサが正しい向きとは異なる向きに組み付けられることを抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】入力軸および出力軸を回転可能に支持するとともに入力軸および出力軸の周囲を覆うハウジング１７０と、入力軸および出力軸に設けられる磁石およびヨークと、磁石およびヨークの変化に基づいて入力軸と出力軸との間の相対回転角度を検出する磁気センサを含み、ハウジング１７０に装着されるセンサユニット８０と、を備え、センサユニット８０は、ハウジング１７０に対して一つの向きでのみ装着可能に構成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

近年、電動パワーステアリング装置には、操舵トルクを検出するトルク検出装置が備えられている。
例えば、特許文献１に記載のトルク検出装置は、トーションバーで同軸に連結された入力軸（第１軸）および出力軸（第２軸）に、永久磁石および２つの磁気ヨーク（軟磁性体）が、それぞれ同軸に固設されて磁気結合し、磁気センサ（ホールＩＣ）（検出器）が、２つの磁気ヨーク（軟磁性体）に磁気結合した集磁リング（補助軟磁性体）の誘導磁束を検出する。そして、入力軸（第１軸）に加えられたトルクを磁気センサの出力に基づき検出する。

特開２００６−７１３２６号公報

永久磁石および２つの磁気ヨークに対する磁気センサの向きが、例えば正しい向きに対して逆向きに取り付けられた場合、磁気センサから出力される出力信号が、磁気センサが正しい向きに取り付けられた場合の出力信号に対して、電気的特性の座標軸上で逆位相になってしまう。
本発明は、センサが正しい向きとは異なる向きに組み付けられることを抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、入力軸および出力軸を回転可能に支持するとともに当該入力軸および当該出力軸の周囲を覆うハウジングと、前記入力軸および前記出力軸に設けられる検出体と、前記検出体の変化に基づいて前記入力軸と前記出力軸との間の相対回転角度を検出するセンサを含み、前記ハウジングに装着されるセンサ構造体と、を備え、前記センサ構造体は、前記ハウジングに対して一つの向きでのみ装着可能に構成されていることを特徴とするパワーステアリング装置である。

ここで、前記センサ構造体は、前記センサが前記ハウジング内に前記入力軸の軸方向に交差する方向に挿入されるように当該ハウジングに装着され、前記ハウジングには、前記センサ構造体を締め付けるための２つのねじ孔と、当該センサ構造体の前記センサが挿入される挿入孔とが形成され、当該２つのねじ孔の中心を結ぶ中心線と、当該挿入孔の中心を通る中心線とがずれているとよい。
また、前記ハウジングの前記２つのねじ孔の中心を結ぶ中心線は、前記挿入孔の中心を通る中心線に対して、前記入力軸側ではなく前記出力軸側にずれているとよい。

本発明によれば、センサが正しい向きとは異なる向きに組み付けられることを抑制することができる。

本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 電動パワーステアリング装置のステアリングシャフト周りの部分断面図である。 衝突した場合に衝撃を吸収した状態を示す図である。 図２におけるIV部の拡大図である。 相対角度検出部の主要部品の概略構成図である。 相対角度検出部を、図４におけるVI方向から見た図である。 トルク検出部が出力する第１トルク信号Ｔ１および第２トルク信号Ｔ２と、操舵トルクＴとの関係を示す図である。 センサユニットをハウジングに装着する様子を示す斜視図である。 センサユニットを装着する前のハウジングを図８のIX方向から見た図である。 センサユニットを装着した状態を、図８のIX方向から見た図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、自動車に適用した構成を例示している。この本実施の形態に係るステアリング装置１００は、いわゆるコラムアシストトタイプの装置である。

ステアリング装置１００は、ドライバが操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１と連結されるステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された中間シャフト１０３と、この中間シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結されたピニオンシャフト１０４とを備えている。ピニオンシャフト１０４は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。

また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪２５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０５と、タイロッド１０５に連結されたラック軸１０６とを備えている。このラック軸１０６に形成されたラック歯１０６ａと、ピニオンシャフト１０４に形成されたピニオン１０４ａとがラック・ピニオン機構を構成する。

また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２の回転をアシストする電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力をステアリングシャフト１０２に伝達する伝達機構１２０とを備えている。伝達機構１２０は、電動モータ１１０の出力軸に連結されたウォームギヤ１２１（図２参照）と、ステアリングシャフト１０２に装着されたウォームホイール１２２（図２参照）とにより構成され、電動モータ１１０の回転力がウォームホイール１２２により減速されてステアリングシャフト１０２に伝達される。

また、ステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１の操舵トルクを検出するトルク検出装置１０と、このトルク検出装置１０の出力値が入力されるとともに、電動モータ１１０の作動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１３０とを備えている。
トルク検出装置１０については後で詳述する。
ＥＣＵ１３０は、各種演算処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたＲＯＭと、ＣＰＵの作業用メモリ等として用いられるＲＡＭとを用いて、トルク検出装置１０からの出力値を基に電動モータ１１０の作動を制御する。
また、ステアリング装置１００は、ステアリングホイール１０１に加わった衝撃を吸収する衝撃吸収機能を有している。この衝撃吸収機能については後で詳述する。

以上のように構成されたステアリング装置１００においては、トルク検出装置１０がステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクを検出し、トルク検出装置１０からの出力値に基づいてＥＣＵ１３０が操舵トルクを把握し、把握した操舵トルクに基づいて電動モータ１１０の駆動を制御する。そして、電動モータ１１０が駆動すると、その発生トルクが伝達機構１２０を介してステアリングシャフト１０２に伝達される。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。つまり、ステアリングシャフト１０２は、ステアリングホイール１０１の回転によって発生する操舵トルクと電動モータ１１０から付与される補助トルクとで回転する。

図２は、電動パワーステアリング装置のステアリングシャフト周りの部分断面図である。
次に、自動車の衝突時の衝撃吸収機能について詳述する。
ステアリング装置１００は、自動車の衝突時に運転者がステアリングホイール１０１に衝突（二次衝突）するときの衝撃を吸収するための衝撃吸収機能を有している。衝撃吸収機能は、後述するように収縮可能なステアリングシャフト１０２およびステアリングコラム１５０と、ステアリングコラム１５０の後述するアウタージャケット１６２を支持する上部支持構造１８０と、ステアリングコラム１５０の後述するハウジング１７０の下端部を支持する下部ブラケット１９０と、により実現される。

ステアリングシャフト１０２は、ステアリングホイール１０１に連結されたアッパーシャフト１４０と、アッパーシャフト１４０と連結された入力軸１４１と、入力軸１４１に連結されたトーションバー１４２と、トーションバー１４２に連結された出力軸１４３とから構成される。これらアッパーシャフト１４０、入力軸１４１、トーションバー１４２および出力軸１４３は、ステアリングホイール１０１側から順に、同軸的に連結されており、出力軸１４３が自在継手１０３ａを介して中間シャフト１０３と連結されている。

アッパーシャフト１４０は、円筒状であり、その内周面には、円筒の中心線方向（以下、単に「軸方向」と称する場合もある。）の下端部から中央部にかけてスプラインが形成されている。
入力軸１４１は、アッパーシャフト１４０側の部位は円柱状でありその外周面にスプラインが形成され、アッパーシャフト１４０の内周面に形成されたスプラインとスプライン結合されている。これにより、入力軸１４１は、アッパーシャフト１４０と共に回転しつつ、軸方向には、互いに相対移動可能である。また、入力軸１４１におけるトーションバー１４２側の端部には、端面から軸方向に円柱状に形成された凹部１４１ａが形成されており、その凹部１４１ａの最深部にはスプラインが形成されている。

トーションバー１４２は、円柱状の部材であり、その軸方向上端部の外周面にはスプラインが形成され、入力軸１４１の凹部１４１ａに形成されたスプラインとスプライン結合されている。また、トーションバー１４２の軸方向下端部は、出力軸１４３と連結ピン１４４にて連結されている。

出力軸１４３は、上端側から下端側にかけて段階的に外径が異なるように形成された円筒状の部材であり、上端側から順に、第１円筒部１４３ａと、第１円筒部１４３ａの外径よりも大きな外径の第２円筒部１４３ｂと、第２円筒部１４３ｂの外径よりも大きな外径の第３円筒部１４３ｃと、第３円筒部１４３ｃの外径よりも小さな外径の第４円筒部１４３ｄと、第４円筒部１４３ｄの外径よりも小さな外径の第５円筒部１４３ｅと、から構成される。出力軸１４３の内側には、トーションバー１４２が挿入されている。

出力軸１４３の第１円筒部１４３ａは入力軸１４１の凹部１４１ａに挿入され、第２円筒部１４３ｂの外周面には後述する出力側ブラケット３３が装着される。第４円筒部１４３ｄの外周面にはウォームホイール１２２が装着されており、ウォームホイール１２２は出力軸１４３の第３円筒部１４３ｃにて軸方向上方への移動が規制される。また、第４円筒部１４３ｄにおける軸方向下端部には雄ねじが形成されている。第５円筒部１４３ｅは、連結ピン１４４にて、トーションバー１４２の軸方向下端部と連結されている。

ステアリングコラム１５０は、ステアリングシャフト１０２の一部を収容するコラムジャケット１６０と、伝達機構１２０を収容するハウジング１７０とを有している。
コラムジャケット１６０は、内側に配置されたインナージャケット１６１と、インナージャケット１６１の外側に配置されたアウタージャケット１６２とを有している。アウタージャケット１６２と、インナージャケット１６１とは、この順で軸方向上側から下側へ並んでおり、インナージャケット１６１の軸方向上端の外周が、アウタージャケット１６２の軸方向下端の内周に、軸方向に相対移動可能に嵌め込まれている。

インナージャケット１６１は、アウタージャケット１６２とは嵌合しないインナーチューブ１６１ａと、アウタージャケット１６２と嵌合するアウターチューブ１６１ｂとを有している。インナーチューブ１６１ａとアウターチューブ１６１ｂとは互いに溶接されている。

アウタージャケット１６２には、アッパーシャフト１４０を回転可能に支持する軸受け１６２ａが装着されている。また、アウタージャケット１６２における軸受け１６２ａよりも上方の部位は中心方向に曲げられており、その中心側の端部がアッパーシャフト１４０に外周面に形成された溝に嵌め込まれている。これにより、アウタージャケット１６２とアッパーシャフト１４０とが一体となって軸方向に移動する。

ハウジング１７０は、第１ハウジング１７１と、第２ハウジング１７２とから構成される。
第１ハウジング１７１は、出力軸１４３を回転可能に支持する軸受け１７１ａを、軸方向の一方の端部側（図２においては下側）に有し、軸方向の他方の端部側（図２においては上側）が開口した部材である。第１ハウジング１７１には電動モータ１１０が装着され、第１ハウジング１７１は、電動モータ１１０の回転軸に装着されたウォームギヤ１２１を含んで構成される伝達機構１２０を収納する。軸受け１７１ａは、出力軸１４３の第４円筒部１４３ｄに形成された雄ねじにねじ込まれた固定ナット１４５により軸方向の一方の端部側への移動が規制される。

第２ハウジング１７２は、入力軸１４１を回転可能に支持する軸受け１７２ａを、軸方向の中央部に有し、軸方向の両端部側が開口した部材である。そして、軸方向の一方の端部側（図２においては下側）の開口部が第１ハウジング１７１における軸方向の他方の端部側の開口部と対向するように配置されるとともに、例えばボルトなどにより第１ハウジング１７１に固定される。第２ハウジング１７２における軸方向の他方の端部側（図２においては上側）は、円筒状であり、その外周面が、インナージャケット１６１のインナーチューブ１６１ａの内側に挿入されている。

第２ハウジング１７２には、内外を連通する連通孔１７２ｂが軸方向に直交する方向に形成されている。連通孔１７２ｂは、後述するセンサユニット８０のセンサハウジング８１の集磁部材保持部８１ａ（図８参照）が挿入される内側連通孔１７２ｃ（図８参照）と、内側連通孔１７２ｃよりも大きく、センサハウジング８１の嵌合部８１ｂ（図８参照）が嵌合される外側連通孔１７２ｄ（図８参照）とを含んで構成されている。連通孔１７２ｂは、軸方向を短手方向、軸方向に直交する方向を長手方向とする長孔である。また、第２ハウジング１７２には、センサユニット８０を後述する２つの締付ボルト９０で取り付けるための雌ねじが形成された２つのねじ孔１７２ｅが連通孔１７２ｂの長辺方向の両側に形成されており、連通孔１７２ｂおよびねじ孔１７２ｅの周囲には軸方向に平行な締付面１７２ｆが形成されている。そして、本実施の形態に係る第２ハウジング１７２においては、これら２つのねじ孔１７２ｅの孔中心を結んだ中心線ＣＬ１は軸方向に直交する線であり、長孔である連通孔１７２ｂの長手方向と平行であるが、２つのねじ孔１７２ｅの中心線ＣＬ１（図８、図９参照）と連通孔１７２ｂにおける短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ２（図８、図９参照）とは軸方向にずれている。

上部支持構造１８０は、自動車の車体Ｓに連結部材１８５を介して固定状態で支持された上部ブラケット１８１を有している。連結部材１８５は、上部ブラケット１８１を所定の保持力で自動車の車体に保持している。これにより、通常時に上部ブラケット１８１と車体との相対移動が規制されている。また、所定の保持力を上回る衝撃力が作用する自動車の衝突時には、上部ブラケット１８１と自動車の車体Ｓとの相対移動が許容される。
下部ブラケット１９０は、ハウジング１７０の第１ハウジング１７１における軸方向の一方の端部を自動車の車体Ｓに連結する。

図３は、衝突した場合に衝撃を吸収した状態を示す図である。
以上のように構成されたステアリング装置１００においては、自動車の衝突時に運転者がステアリングホイール１０１に衝突（二次衝突）した場合には、ステアリングコラム１５０のアウタージャケット１６２がインナージャケット１６１に対して軸方向に相対移動するとともに、ステアリングシャフト１０２のアッパーシャフト１４０が入力軸１４１に対して軸方向に相対移動する。これにより、自動車の衝突時の衝撃が緩和される。

次に、トルク検出装置１０について詳述する。
トルク検出装置１０は、入力軸１４１と出力軸１４３との相対回転角度を検出する相対角度検出部２０と、相対角度検出部２０が検出した相対回転角度に基づいて操舵トルクを検出するトルク検出部５０と、を有している。

先ずは、相対角度検出部２０について説明する。
図４は、図２におけるIV部の拡大図である。図５は、相対角度検出部２０の主要部品の概略構成図である。図６は、相対角度検出部２０を、図４におけるVI方向から見た図である。なお、図６においては、後述する入力側ブラケット２２、出力側ブラケット３３は省略している。
相対角度検出部２０は、入力軸１４１に取り付けられる硬磁性体の一例としての磁石２１と、磁石２１が形成する磁界内に配置された軟磁性体のヨーク３０と、ヨーク３０から磁束を集める軟磁性体の集磁部材３５とを有している。また、相対角度検出部２０は、磁石２１、ヨーク３０および集磁部材３５にて形成される磁気回路中の磁束密度を検出する磁気センサ４０を有している。また、相対角度検出部２０は、磁石２１と入力軸１４１との間に介在する入力側ブラケット２２と、ヨーク３０と出力軸１４３との間に介在する出力側ブラケット３３とを有している。

磁石２１は、円筒状であり、図５に示すように、入力軸１４１の周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されるとともに周方向に着磁されている。この磁石２１は、入力側ブラケット２２を介して入力軸１４１に取り付けられている。つまり、磁石２１が入力側ブラケット２２に固定されており、入力側ブラケット２２が入力軸１４１に固定されている。そして、磁石２１は、入力軸１４１とともに回転する。磁石２１を入力側ブラケット２２に固定する手法としては、接着剤、圧入などを例示することができる。また、入力側ブラケット２２を入力軸１４１に固定する手法としては、圧入、溶接、カシメあるいはねじ止めなどを例示することができる。

ヨーク３０は、第１ヨーク３１と、第２ヨーク３２と、から構成される。
第１ヨーク３１は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第１円環部３１ａと、この第１円環部３１ａから入力軸１４１の軸方向に伸びるように形成された複数の第１突起部３１ｂとを有している。第１突起部３１ｂは、磁石２１の周方向には、この磁石２１の外周面に沿うように湾曲している。
第２ヨーク３２は、磁石２１の外径よりも大きな径の孔が内側に形成された円板状の第２円環部３２ａと、この第２円環部３２ａから軸方向に伸びるように形成された複数の第２突起部３２ｂとを有している。第２突起部３２ｂは、磁石２１の周方向には、この磁石２１の外周面に沿うように湾曲している。

第１ヨーク３１の第１突起部３１ｂおよび第２ヨーク３２の第２突起部３２ｂは、磁石２１のＮ極およびＳ極と同数形成されている。つまり、磁石２１のＮ極およびＳ極がそれぞれ例えば１２個である場合には、第１突起部３１ｂも１２個形成されており、第２突起部３２ｂも１２個形成されている。そして、この第１突起部３１ｂおよび第２突起部３２ｂは、入力軸１４１の回転半径方向においては、図４，図６に示すように、磁石２１の外周面と対向するようにこの外周面よりもやや外側に配置されており、その第１突起部３１ｂおよび第２突起部３２ｂの磁石２１と対向する面は、軸方向に直交する方向に見ると長方形である。第１突起部３１ｂと第２突起部３２ｂとは、入力軸１４１の周方向に交互に配置されている。

そして、本実施の形態に係るトルク検出装置１０においては、トーションバー１４２に捩れが生じていない中立状態のときに、図６に示すように、入力軸１４１の周方向において、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＮ極とＳ極との境界線と第１ヨーク３１の第１突起部３１ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。

第２ヨーク３２の第２突起部３２ｂは、中立状態のときに、入力軸１４１の周方向において、図６に示すように、時計回転方向に見た場合に磁石２１のＳ極とＮ極との境界線と第２突起部３２ｂの周方向の中心が一致するように配置されている。そして、トーションバー１４２に操舵トルクが加わってトーションバー１４２に捩れが生じ、第１突起部３１ｂが磁石２１のＮ極あるいはＳ極と対向する場合に、第２突起部３２ｂは、第１突起部３１ｂが対向する磁極とは異なる極性の磁極に対向する。

出力側ブラケット３３は、出力軸１４３の軸方向に伸びる円筒状の金属製の部材である。ヨーク３０は、この出力側ブラケット３３とともに射出成形される。つまり、ヨーク３０および出力側ブラケット３３は、金型内に挿入したヨーク３０および出力側ブラケット３３の周りに合成樹脂が注入されることで一体成形されている。これにより、第１ヨーク３１、第２ヨーク３２および出力側ブラケット３３は、一部品となった状態で、出力軸１４３に固定されている。固定する手法としては、出力側ブラケット３３を出力軸１４３に圧入、カシメあるいはねじ止めすることにより、出力軸１４３に固定することを例示することができる。

集磁部材３５は、第１集磁部材３６と、第２集磁部材３７と、から構成される。
第１集磁部材３６は、第１ヨーク３１の第１円環部３１ａの上端面の上方に配置されるとともに、円周方向の所定角度に渡ってこの第１円環部３１ａの上端面に沿うように形成された第１平板状部３６ａを有している。また、第１集磁部材３６は、第１平板状部３６ａにおける最外部から軸方向に下方に伸びるように形成された第１軸方向部３６ｂと、第１軸方向部３６ｂの最下端部から軸方向に直交する方向に外側に突出した第１突出部３６ｃとを有している。

第２集磁部材３７は、第２ヨーク３２の第２円環部３２ａの下端面の下方に配置されるとともに、円周方向の所定角度に渡ってこの第２円環部３２ａの下端面に沿うように形成された第２平板状部３７ａを有している。また、第２集磁部材３７は、第２平板状部３７ａにおける最外部から軸方向に上方に伸びるように形成された第２軸方向部３７ｂと、第２軸方向部３７ｂの最上端部から軸方向に直交する方向に外側に突出した第２突出部３７ｃとを有している。

磁気センサ４０は、後述するトルク検出部５０の検出用基板６０を介してハウジング１７０に装着されており、軸方向において、第１集磁部材３６の第１突出部３６ｃと第２集磁部材３７の第２突出部３７ｃとの間に配置されている。磁気センサ４０は、第１集磁部材３６と第２集磁部材３７との間の磁束密度を検出し、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して出力するセンサであり、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、ホール素子などを例示することができる。

次に、トルク検出部５０について説明する。
トルク検出部５０は、ステアリングホイール１０１に操舵トルクが付与されておらず、トーションバー１４２に捩れが生じていない中立状態のときの磁気センサ４０の出力値である基準値と、磁気センサ４０の出力値とに基づいて操舵トルクに応じた電気信号を出力する。トルク検出部５０は、電気信号として、磁気センサ４０から取得した値と基準値との差に応じた値であり、かつ相関関係がある２つの電圧信号である、第１トルク信号Ｔ１および第２トルク信号Ｔ２を出力する。

図７は、トルク検出部５０が出力する第１トルク信号Ｔ１および第２トルク信号Ｔ２と、操舵トルクＴとの関係を示す図である。
図７においては、横軸に操舵トルクＴ、縦軸に第１トルク信号Ｔ１の第１電圧Ｖ１および第２トルク信号Ｔ２の第２電圧Ｖ２を示している。横軸は、操舵トルクＴが零の状態、言い換えれば、トーションバー１４２の捩れ量が零の状態を中点にし、右方向の操舵トルクＴをプラス、左方向の操舵トルクＴをマイナスとしている。
そして、トルク検出部５０は、図７に示すように、第１トルク信号Ｔ１が示す第１電圧Ｖ１および第２トルク信号Ｔ２が示す第２電圧Ｖ２が、最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏとの間で変化するように出力する。なお、最大電圧ＶＨｉは、トルク検出部５０が第１トルク信号Ｔ１,第２トルク信号Ｔ２として出力可能な出力上限値よりわずかに低く、最小電圧ＶＬｏは、出力可能な出力下限値よりわずかに高く設定される。

図７の実線で示すように、第１トルク信号Ｔ１は、操舵トルクＴの右方向への大きさが増加（トーションバー１４２の右方向への回転量が増加）するのに伴って電圧が上昇する特性を有する。すなわち、ステアリングホイール１０１が右方向に回転すると第１トルク信号Ｔ１の第１電圧Ｖ１が上昇する。他方、図７の破線で示すように、第２トルク信号Ｔ２の第２電圧Ｖ２は、第１トルク信号Ｔ１と逆の特性（負の相関関係）を有し、操舵トルクＴの右方向への大きさが増加するのに伴って電圧が低下する特性を有する。すなわち、ステアリングホイール１０１が右方向に回転すると第２トルク信号Ｔ２の第２電圧Ｖ２が低下する。

そして、中点では第１トルク信号Ｔ１の第１電圧Ｖ１と第２トルク信号Ｔ２の第２電圧Ｖ２とが等しい電圧(以下、「中点電圧Ｖｃ」と称する場合がある)となるように構成されている。中点電圧Ｖｃは、例えば、最大電圧ＶＨｉと最小電圧ＶＬｏの中間の電圧（Ｖｃ＝（ＶＨｉ＋ＶＬｏ）／２)である。
さらに、操舵トルクＴの変化に対する第１トルク信号Ｔ１の変化の割合と第２トルク信号Ｔ２の変化の割合(絶対値)は等しく、同じ操舵トルクＴを示す第１トルク信号Ｔ１の第１電圧Ｖ１と第２トルク信号Ｔ２の第２電圧Ｖ２を合計した合計電圧が常に予め定められた所定電圧（２Ｖｃ）となる特性を有する。

トルク検出部５０は、図４に示した、算術論理演算回路が実装された検出用基板６０にて構成される。トルク検出部５０は、この検出用基板６０に接続されたターミナル６１を介して第１トルク信号Ｔ１，第２トルク信号Ｔ２を出力する。また、検出用基板６０は、ターミナル６１を介して、電源電圧およびＧＮＤ電圧が供給される。このように、検出用基板６０には４つのターミナル６１が接続されており、これら４つのターミナル６１を介してＥＣＵ１３０と接続される。また、検出用基板６０には磁気センサ４０が接続されている。

以上のように構成されたトルク検出装置１０において、相対角度検出部２０の集磁部材３５および磁気センサ４０と、トルク検出部５０を構成する検出用基板６０とは一つの構造体であるセンサユニット８０として事前に組み付けられた状態でハウジング１７０に装着される。
センサユニット８０は、集磁部材３５を保持するセンサハウジング８１と、このセンサハウジング８１に装着される検出用基板６０と、この検出用基板６０に接続される磁気センサ４０およびターミナル６１とを含んで構成される。

センサハウジング８１は、金型内に挿入した集磁部材３５の周りに合成樹脂を注入する射出成形にて成形され、集磁部材３５と一体化されている。そして、センサハウジング８１は、集磁部材３５を保持する集磁部材保持部８１ａと、ハウジング１７０の第２ハウジング１７２に形成された外側連通孔１７２ｄに嵌合される嵌合部８１ｂと、を有している。嵌合部８１ｂは、その外周面が長孔である外側連通孔１７２ｄと同じ形状となるように楕円柱状に形成されており、集磁部材保持部８１ａは嵌合部８１ｂの柱方向に突出するように形成されている。

また、センサハウジング８１は、ハウジング１７０の第２ハウジング１７２に設けられた締付面１７２ｆと対向する対向部８１ｃを有している。対向部８１ｃには、後述する締付ボルト９０のねじ部および軸部を通すための２つのボルト孔８１ｄが形成されている。
また、センサハウジング８１には、ＥＣＵ１３０との接続に用いられるワイヤハーネスのコネクタが連結される連結部８１ｅを有している。連結部８１ｅは、対向部８１ｃに対して、嵌合部８１ｂと反対側に設けられ、センサユニット８０がハウジング１７０に装着された場合に、ハウジング１７０の外に突出するように形成されている。

そして、本実施の形態に係るセンサハウジング８１においては、図１０に示すように、２つのボルト孔８１ｄの孔中心を結んだ中心線ＣＬ３は軸方向に直交する線であり、嵌合部８１ｂの長手方向と平行であるが、中心線ＣＬ３と嵌合部８１ｂの短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ４とは軸方向にずれている。

そして、センサハウジング８１に、磁気センサ４０が接続された検出用基板６０が、例えばビス止め、熱かしめなどにより装着される。また、センサハウジング８１の連結部８１ｅの開口側から、４つのターミナル６１を保持するターミナル保持板８２が挿入され、４つのターミナル６１の先端が検出用基板６０に半田付けなどにより接続される。その際、ターミナル保持板８２は、例えばビス止め、圧入、熱かしめなどによりセンサハウジング８１に装着される。

図８は、センサユニット８０をハウジング１７０に装着する様子を示す斜視図である。図９は、センサユニット８０を装着する前のハウジング１７０を図８のIX方向から見た図である。図１０は、センサユニット８０を装着した状態を、図８のIX方向から見た図である。
センサユニット８０を、２つの締付ボルト９０にてハウジング１７０の第２ハウジング１７２に締め付ける。つまり、センサハウジング８１に形成されたボルト孔８１ｄにねじ部および軸部が通された締付ボルト９０が、第２ハウジング１７２のねじ孔１７２ｅにねじ込まれることで、センサユニット８０が第２ハウジング１７２に締め付けられる。

以上のように構成されたステアリング装置１００は、以下のようにして組み立てられる。
先ず、磁石２１が取り付けられた入力軸１４１と、ヨーク３０が取り付けられた出力軸１４３とを、トーションバー１４２を介して連結する。その際、磁石２１の磁極と、ヨーク３０の第１突起部３１ｂおよび第２突起部３２ｂとが上述した関係となるように位置決めする。

その後、出力軸１４３側における軸方向の一方の端部側（図２においては下側）から第１ハウジング１７１を組み込み、入力軸１４１側における軸方向の他方の端部側（図２においては上側）から第２ハウジング１７２を組み込み、第１ハウジング１７１と第２ハウジング１７２とをボルトにて締め付ける。
そして、センサユニット８０を、締付ボルト９０にて第２ハウジング１７２に締め付ける。また、入力軸１４１と、ステアリングコラム１５０のコラムジャケット１６０が取り付けられたアッパーシャフト１４０とをスプライン結合する。

以上のように構成され、組み立てられるステアリング装置１００においては、第２ハウジング１７２に形成された２つのねじ孔１７２ｅの孔中心を結んだ中心線ＣＬ１と、連通孔１７２ｂにおける短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ２とが軸方向にずれている。また、センサユニット８０のセンサハウジング８１の２つのボルト孔８１ｄの孔中心を結んだ中心線ＣＬ３と、嵌合部８１ｂの短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ４とは軸方向にずれている。ゆえに、センサユニット８０は、第２ハウジング１７２に、一つの向きでのみ装着可能となっている。それゆえ、センサユニット８０を第２ハウジング１７２に装着すると、必ず、トルク検出装置１０の相対角度検出部２０のヨーク３０に対する、センサユニット８０に内蔵される磁気センサ４０の向きが正しい向きとなる。その結果、トルク検出装置１０にて操舵トルクが正しく検出され、ＥＣＵ１３０にて電動モータ１１０の駆動が適切に制御されることとなる。

これに対して、仮に、第２ハウジング１７２に形成された２つのねじ孔１７２ｅの孔中心を結んだ中心線ＣＬ１と連通孔１７２ｂにおける短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ２との軸方向位置が同じであり、センサユニット８０のセンサハウジング８１の２つのボルト孔８１ｄの孔中心を結んだ中心線ＣＬ３と嵌合部８１ｂの短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ４とが同じである場合には、センサユニット８０が第２ハウジング１７２に逆向きに装着されてしまうおそれがある。そして、センサユニット８０が第２ハウジング１７２に逆向きに装着された場合には、磁気センサ４０にて、磁石２１、ヨーク３０および集磁部材３５にて形成される磁気回路中の磁束密度が誤って検出されてしまうことから、トルク検出装置１０にて正しい操舵トルクが検出され難くなる。その結果、電動モータ１１０が、ＥＣＵ１３０にてその駆動が適切に制御され難くなる。

以上のことより、本実施の形態に係るステアリング装置１００によれば、トルク検出装置１０は操舵トルクを正しく検出できるので、ＥＣＵ１３０が電動モータ１１０の駆動を適切に制御することができる。また、センサユニット８０を第２ハウジング１７２に装着する作業者は、センサユニット８０の方向性を気にすることなく装着することができるので、作業効率が増す。また、上記事項を、例えば、方向性を示す目印をセンサハウジング８１に付したり、ハウジング１７０に誤組防止のための突起を設けたりすることなしに実現できるので、低コスト化を図ることができる。

また、本実施の形態に係るステアリング装置１００においては、第２ハウジング１７２に形成された２つのねじ孔１７２ｅの孔中心を結んだ中心線ＣＬ１が、連通孔１７２ｂにおける短手方向の中心を通り長手方向に平行な中心線ＣＬ２に対して、ステアリングコラム１５０のコラムジャケット１６０が配置されていない側にずれている。言い換えれば、中心線ＣＬ１が、中心線ＣＬ２に対して、ステアリングコラム１５０のコラムジャケット１６０が連結される入力軸１４１側ではなく出力軸１４３にずれている。したがって、中心線ＣＬ１が、中心線ＣＬ２に対して、コラムジャケット１６０が配置されている側に配置される構成と比べると、自動車の衝突時にアウタージャケット１６２がインナージャケット１６１に対して軸方向に相対移動可能な領域を大きくすることが可能となる。

つまり、中心線ＣＬ１が中心線ＣＬ２に対してコラムジャケット１６０が配置されている側に配置される構成である場合、コラムジャケット１６０が配置されている側に２つのねじ孔１７２ｅの周囲の部位を設ける必要がある。そのため、自動車の衝突時に、このねじ孔１７２ｅの周囲の部位とアウタージャケット１６２との干渉が生じないように、アウタージャケット１６２のインナージャケット１６１に対する相対移動距離を小さくする必要がある。あるいは、自動車の衝突時にアウタージャケット１６２がインナージャケット１６１に対して軸方向に相対移動可能な所望の距離を確保するために、例えばアッパーシャフト１４０の長さを長くする必要がある。

これに対して、本実施の形態に係るステアリング装置１００によれば、中心線ＣＬ１が中心線ＣＬ２に対してコラムジャケット１６０が配置されていない側に配置されるので、装置のコンパクト化を実現することができる。

１０…トルク検出装置、２０…相対角度検出部、５０…トルク検出部、８０…センサユニット、１００…電動パワーステアリング装置、１０２…ステアリングシャフト、１１０…電動モータ、１２０…伝達機構、１３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１５０…ステアリングコラム、１７０…ハウジング

Claims (3)

1. 入力軸および出力軸を回転可能に支持するとともに当該入力軸および当該出力軸の周囲を覆うハウジングと、
   前記入力軸および前記出力軸に設けられる検出体と、
   前記検出体の変化に基づいて前記入力軸と前記出力軸との間の相対回転角度を検出するセンサを含み、前記ハウジングに装着されるセンサ構造体と、
   を備え、
   前記センサ構造体は、前記ハウジングに対して一つの向きでのみ装着可能に構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記センサ構造体は、前記センサが前記ハウジング内に前記入力軸の軸方向に交差する方向に挿入されるように当該ハウジングに装着され、
   前記ハウジングには、前記センサ構造体を締め付けるための２つのねじ孔と、当該センサ構造体の前記センサが挿入される挿入孔とが形成され、当該２つのねじ孔の中心を結ぶ中心線と、当該挿入孔の中心を通る中心線とがずれていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記ハウジングの前記２つのねじ孔の中心を結ぶ中心線は、前記挿入孔の中心を通る中心線に対して、前記入力軸側ではなく前記出力軸側にずれていることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。

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