JP2009092463A - Torque detection device, electric power steering device, and method of manufacturing torque detection device - Google Patents
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Abstract
【課題】トルク検出装置の製造時に、磁気センサが破損することを防止する。
【解決手段】本トルク検出装置20は、センサハウジング30に固定された第1および第2のユニット31,32を有する。第1のユニット31は、第1および第2の集磁リング36,37と合成樹脂部材38とを有する。第1のユニット31は、第1および第2の集磁リング36,37がセンサハウジング30の保持凹部52に位置決めされた状態で、第1および第2の集磁リング36,37が合成樹脂部材38内に樹脂モールドされてなり、センサハウジング30に固定されている。第2のユニット32は、第1および第2の集磁リング36,37間の磁束密度を検出する第1および第2の磁気センサ41,42を保持し、センサハウジング30に取り付けられている。
【選択図】図2A magnetic sensor is prevented from being damaged when a torque detector is manufactured.
The torque detector includes first and second units (31, 32) fixed to a sensor housing (30). The first unit 31 includes first and second magnetism collecting rings 36 and 37 and a synthetic resin member 38. The first unit 31 has the first and second magnetism collecting rings 36 and 37 positioned in the holding recess 52 of the sensor housing 30 and the first and second magnetism collecting rings 36 and 37 are synthetic resin members. 38 is resin-molded and fixed to the sensor housing 30. The second unit 32 holds the first and second magnetic sensors 41 and 42 that detect the magnetic flux density between the first and second magnetism collecting rings 36 and 37, and is attached to the sensor housing 30.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、トルク検出装置、電動パワーステアリング装置、およびトルク検出装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a torque detection device, an electric power steering device, and a method for manufacturing the torque detection device.
電動パワーステアリング装置は、トルク検出装置を有している。このトルク検出装置は、例えば、トルクに応じて変化する磁束を検出するための磁気センサを有している(例えば、特許文献1参照。)。この磁気センサは、センサハウジングに固定されている。
ところで、トルク検出装置の製造時に、磁気センサが破損することがある。その結果、トルク検出装置の製造コストが上昇していた。
そこで、本発明の目的は、トルク検出装置の製造時の磁気センサの破損の発生を抑制できるトルク検出装置、電動パワーステアリング装置、および上記トルク検出装置の製造方法を提供することである。
By the way, a magnetic sensor may be damaged at the time of manufacture of a torque detector. As a result, the manufacturing cost of the torque detection device has increased.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a torque detection device, an electric power steering device, and a method for manufacturing the torque detection device that can suppress the occurrence of breakage of a magnetic sensor during the manufacture of the torque detection device.
磁気センサは、センサハウジングに、トルク検出装置の組立工程の序盤において取り付けられることがある。この場合、磁気センサが取り付けられた後で、トルク検出装置の他の部品がセンサハウジングに取り付けられる。このときに、磁気センサが、衝撃力を受けて、破損することがある。
本発明のトルク検出装置(20)は、それぞれ対応する軟磁性体(27,28)と磁気的に結合された一対の集磁リング(36,37)が合成樹脂部材(38)により樹脂モールドされてなり、上記一対の集磁リングがセンサハウジング(30)の保持凹部(52)に位置決めされた状態で保持された第1のユニット(31,65)と、一対の集磁リング間の磁束密度を検出するための磁気センサ(41,42)を保持し、センサハウジングに取り付けられた第2のユニット(32)とを備えたことを特徴とする。
The magnetic sensor may be attached to the sensor housing in the early stage of the assembly process of the torque detection device. In this case, after the magnetic sensor is attached, other components of the torque detection device are attached to the sensor housing. At this time, the magnetic sensor may be damaged by receiving an impact force.
In the torque detector (20) of the present invention, a pair of magnetism collecting rings (36, 37) magnetically coupled to the corresponding soft magnetic bodies (27, 28) are resin-molded by a synthetic resin member (38). The magnetic flux density between the pair of magnetic flux collecting rings and the first unit (31, 65) held in a state where the pair of magnetic flux collecting rings is positioned in the holding recess (52) of the sensor housing (30). And a second unit (32) attached to the sensor housing. The magnetic sensor (41, 42) is used for detecting the magnetic field.
本発明によれば、磁気センサと一対の集磁リングとを、それぞれ相異なる第1および第2のユニットに設けている。これにより、センサハウジングへの磁気センサの組み付けを、センサハウジングへの一対の集磁リングの組み付けよりも後のタイミングで、例えばトルク検出装置の組立工程の終盤においてすることができる。従って、トルク検出装置における磁気センサ以外の他の部品の組み付けに起因した磁気センサの破損の発生が、防止される。ひいては、製造コストの上昇が抑制される。しかも、集磁リングが樹脂モールドされるとともに、保持凹部に位置決めされたので、トルクの検出精度を高めることができる。 According to the present invention, the magnetic sensor and the pair of magnetism collecting rings are provided in different first and second units, respectively. Thereby, the assembly of the magnetic sensor to the sensor housing can be performed at a later timing than the assembly of the pair of magnetism collecting rings to the sensor housing, for example, at the end of the assembly process of the torque detection device. Therefore, the occurrence of breakage of the magnetic sensor due to the assembly of other parts other than the magnetic sensor in the torque detector is prevented. As a result, an increase in manufacturing cost is suppressed. Moreover, since the magnetism collecting ring is resin-molded and positioned in the holding recess, the torque detection accuracy can be improved.
本発明において、上記第1のユニット(31)の合成樹脂部材は、センサハウジングの保持凹部を成形型(60)の一部(52)として樹脂成形されてなる場合がある。この場合、一対の集磁リングを成形型の一部としてのセンサハウジングに位置決めすることになる。これにより、一対の集磁リングをセンサハウジングとは別体に樹脂モールドする場合に必要とされた2つの位置決め作業が、一括して達成される。その結果、製造コストを低減できる。また、第1のユニットの合成樹脂部材をセンサハウジングに樹脂成形することにより、合成樹脂部材の成形と、センサハウジングへの第1のユニットの固定とを一括して達成できるので、組立の手間を軽減することができる。その結果、製造コストをより一層低減できる。 In the present invention, the synthetic resin member of the first unit (31) may be formed by resin molding using the holding recess of the sensor housing as a part (52) of the molding die (60). In this case, the pair of magnetism collecting rings are positioned on the sensor housing as a part of the mold. Thereby, the two positioning operations required when the pair of magnetism collecting rings are resin-molded separately from the sensor housing are collectively achieved. As a result, the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the synthetic resin member of the first unit is molded into the sensor housing, the molding of the synthetic resin member and the fixing of the first unit to the sensor housing can be achieved in a lump. Can be reduced. As a result, the manufacturing cost can be further reduced.
本発明において、上記第1のユニット(65)は、センサハウジングの保持凹部に挿入された環状体を含む場合がある。この場合、環状体はセンサハウジングとは別体に樹脂モールドされてなるので、環状体における一対の集磁リングの位置決めが、センサハウジングの外部にて、容易にできる。
本発明の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ための上記トルク検出装置(20)と、トルク検出装置により検出された操舵トルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータ(23)とを備えることを特徴とする。本発明によれば、例えば、トルク検出装置の組立工程におけるセンサハウジングへの磁気センサの取り付け作業を、電動パワーステアリング装置の組立工程の終盤においてすることも可能となる。従って、電動パワーステアリング装置の組立工程において磁気センサを破損することが抑制される。その結果、電動パワーステアリング装置の製造コストを安価にできる。
In the present invention, the first unit (65) may include an annular body inserted into the holding recess of the sensor housing. In this case, since the annular body is resin-molded separately from the sensor housing, the pair of magnetism collecting rings in the annular body can be easily positioned outside the sensor housing.
The electric power steering device (1) of the present invention includes a torque detection device (20) for detecting a steering torque, and a steering assist electric motor (driven according to the steering torque detected by the torque detection device). 23). According to the present invention, for example, the operation of attaching the magnetic sensor to the sensor housing in the assembly process of the torque detection device can be performed at the final stage of the assembly process of the electric power steering device. Therefore, damage to the magnetic sensor in the assembly process of the electric power steering device is suppressed. As a result, the manufacturing cost of the electric power steering device can be reduced.
本発明のトルク検出装置の製造方法は、上記トルク検出装置の製造方法であって、第1のユニットがセンサハウジングに保持され、その後、センサハウジングに第2のユニットが取り付けられることを特徴とする。本発明によれば、磁気センサが破損することを確実に防止できる。
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。
The method for manufacturing a torque detection device according to the present invention is the method for manufacturing the torque detection device, wherein the first unit is held by the sensor housing, and then the second unit is attached to the sensor housing. . According to the present invention, it is possible to reliably prevent the magnetic sensor from being damaged.
In addition, although the alphanumeric characters in the parentheses indicate reference signs of corresponding components in the embodiments described later, the scope of the claims is not limited by these reference signs.
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、トルク検出装置が、自動車の電動パワーステアリング装置に適用され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が、電動パワーステアリング装置以外の装置に適用されてもよい。
図1は、本発明の第1の実施形態のトルク検出装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成の模式図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering System)1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結しているステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に第1の自在継手4を介して連結された中間シャフト5と、中間シャフト5に第2の自在継手6を介して連結されたピニオンシャフト7と、ピニオンシャフト7の端部近傍に設けられたピニオン歯8に噛み合うラック歯9を有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー10とを有している。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a description will be given based on a case where the torque detection device is applied to an electric power steering device for an automobile. Note that the torque detection device of the present embodiment may be applied to devices other than the electric power steering device.
FIG. 1 is a schematic diagram of a schematic configuration of an electric power steering apparatus to which a torque detection device according to a first embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 1, an electric power steering system (EPS) 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, and a first
ピニオンシャフト7およびラックバー10によりラックアンドピニオン機構からなるステアリングギヤ11が構成されている。ラックバー10は、車体12に固定されるラックハウジング13内に図示しない複数の軸受を介して直線往復自在に支持されている。ラックバー10には、一対のタイロッド14が結合されている。各タイロッド14は対応するナックルアーム15を介して対応する転舵輪16に連結されている。
The pinion shaft 7 and the
操舵部材2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、この回転がピニオン歯8およびラック歯9によって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー10の直線運動に変換される。これにより、転舵輪16の転舵が達成される。
図1を参照して、ステアリングシャフト3は、操舵部材2に連なる入力軸17と、ピニオンシャフト7に連なる出力軸18とに分割されている。これら入力軸17および出力軸18はトーションバー19を介して同一の軸線上で互いに連結されている。入力軸17に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー19が弾性ねじり変形し、これにより、入力軸17および出力軸18が相対回転するようになっている。
When the steering member 2 is operated and the steering shaft 3 is rotated, this rotation is converted by the pinion teeth 8 and the rack teeth 9 into a linear motion of the
With reference to FIG. 1, the steering shaft 3 is divided into an
トーションバー19を介する入力軸17および出力軸18の間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルク検出装置20が設けられている。また、車速を検出するための車速センサ21が設けられている。また、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit :電子制御ユニット)22が設けられている。また、操舵補助力を発生させるための電動モータ23と、この電動モータ23の出力回転を減速する減速機24とが設けられている。
A
トルク検出装置20および車速センサ21からの検出信号が、ECU22に入力されるようになっている。ECU22は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、操舵補助用の電動モータ23を制御する。電動モータ23の出力回転が減速機24を介して減速されてピニオンシャフト7に伝達され、ラックバー10の直線運動に変換されて、操舵が補助されるようになっている。
Detection signals from the
また、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3を回転自在に支持するステアリングコラム25を有している。ステアリングコラム25に、トルク検出装置20が配置されている。
図2は、図1のトルク検出装置20の断面図である。図3は、図1のトルク検出装置20の分解斜視図であり、部分的に切り欠いて図示している。図2,図3を参照して、トルク検出装置20は、上述の入力軸17と、出力軸18と、トーションバー19とを有している。また、トルク検出装置20は、入力軸17に固定された環状の永久磁石26と、出力軸18に固定された軟磁性体としての環状の第1および第2の磁気ヨーク27,28とを有している。第1および第2の磁気ヨーク27,28は、合成樹脂部材29により一体にモールドされてなる。
The electric
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
各第1および第2の磁気ヨーク27,28は、互いに非接触状態で固定されているとともに、ステアリングシャフト3の径方向外方から永久磁石26を非接触で取り囲んでいる。各第1および第2の磁気ヨーク27,28は、永久磁石26が形成する磁界内に配置されることにより、永久磁石26と磁気的に結合されている。
トルク検出装置20は、筒状のセンサハウジング30と、このセンサハウジング30に固定された第1および第2のユニット31,32と、第2のユニット32をセンサハウジング30に固定するための固定用部材としての2個の固定ねじ33とを有している。
The first and second
The
第1のユニット31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36,37を有している。第1のユニット31は、センサハウジング30内に配置されている。第1のユニット31は、第1および第2の集磁リング36,37を、絶縁体としての合成樹脂部材38で一体にモールドしてなる。
図2,図3を参照して、第2のユニット32は、第1および第2の磁気センサ41,42と、回路基板43と、回路基板43に電気的に接続された電線束44とを有している。電線束44は、複数の電線を有している。第2のユニット32は、第1および第2の磁気センサ41,42と、回路基板43と、電線束44の一部とを、絶縁体としての合成樹脂部材45により一体にモールドしてなる。
The
2 and 3, the
図4は、図2の第1および第2の磁気ヨーク27,28と第1および第2の集磁リング36,37と第1および第2の磁気センサ41,42の模式的な斜視図である。図2,図4を参照して、第1および第2の集磁リング36,37のそれぞれは、環状部47と、2つの爪片48,49とを有している。各爪片48,49は、環状部47の径方向外方へ向けて、当該環状部47から突出している。
FIG. 4 is a schematic perspective view of the first and second
第1および第2の集磁リング36,37は、対応する第1および第2の磁気ヨーク27,28にそれぞれ磁気的に結合されている。具体的には、第1の集磁リング36は、対応する第1の磁気ヨーク27とは同心に且つ非接触で配置されるとともに、第1の磁気ヨーク27の外周を径方向外方から取り囲んでいる。第2の集磁リング37は、対応する第2の磁気ヨーク28とは同心に且つ非接触で配置されるとともに、第2の磁気ヨーク28の外周を径方向外方から取り囲んでいる。
The first and second magnetism collecting rings 36 and 37 are magnetically coupled to the corresponding first and second
また、第1および第2の集磁リング36,37は、互いに磁気的に結合されている。具体的には、第1および第2の集磁リング36,37は、互いに非接触状態とされており、これとともに、第1および第2の集磁リング36,37において、爪片48同士および爪片49同士は、環状部47同士と比較して、互いに相対的に近接している。これにより、第1および第2の集磁リング36,37は、対応する第1および第2の磁気ヨーク27,28からの磁束を、それぞれ対応する爪片48,49間に配置された第1および第2の磁気センサ41,42に誘導する。
The first and second magnetism collecting rings 36 and 37 are magnetically coupled to each other. Specifically, the first and second magnetism collecting rings 36 and 37 are not in contact with each other. At the same time, in the first and second magnetism collecting rings 36 and 37, The
第1および第2の磁気センサ41,42は、検出素子として、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36,37が誘導した磁束を検出する。検出された磁束に基づいて、トルクが求められる。回路基板43は、電気部品が配線板に組み立てられてなる。回路基板43は、第1および第2の磁気センサ41,42にとっての電源および信号処理部として機能する。
The first and second
図2,図3を参照して、センサハウジング30は、ステアリングコラム25の一部をなす周壁からなる。この周壁は、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、センサハウジング30は、上述の周壁を貫通する挿入孔50と、第2のユニット32が取り付けられている取付面51と、第1のユニット31を保持している保持凹部52とを有している。この保持凹部52は、上述の周壁の内周に形成されており、センサハウジング30の周方向に延びた環状の凹溝からなり、挿入孔50に連通している。
Referring to FIGS. 2 and 3, the
本実施形態では、第1および第2のユニット31,32は、互いに別体とされた相異なるユニットとして構成されている。これにより、第2のユニット32を第1のユニット31をよりも後の時点でセンサハウジング30に取り付けることができる。
また、本実施形態の第1および第2のユニット31,32は、センサハウジング30を介して互いに機械的に連結されているとともに、必要に応じて互いに分離することができるようになっている。具体的には、第1のユニット31はセンサハウジング30に分離不能に固定されている。一方、第2のユニット32は、センサハウジング30に分離可能にねじ止めにより固定されている。
In the present embodiment, the first and
In addition, the first and
これにより、例えば第1および第2の磁気センサ41,42の少なくとも一方を交換する必要があるときには、第1および第2の磁気センサ41,42を含む第2のユニット32のみを交換すればよい。このとき、第1のユニット31を交換せずに済ますことが可能となる。従って、第1および第2の集磁リングと第1および第2の磁気センサとが一体的なユニットを構成している従来の場合に比べて、第1および第2の磁気センサ41,42を経済的に且つ短時間に交換できる。というのは、上述の従来の一体的なユニットにおいては、第1および第2の集磁リングにステアリングシャフトが挿通されている。従って、第1および第2の磁気センサを交換するときには、ステアリングシャフトを引き抜く必要がある。その結果、ユニットの交換に手間がかかるからである。
Thereby, for example, when at least one of the first and second
図2,図3を参照して、本実施形態では、第1のユニット31の第1および第2の集磁リング36,37が、センサハウジング30の保持凹部52に位置決めされた状態で保持されている。具体的には、第1および第2の集磁リング36,37のそれぞれの環状部47が、ステアリングシャフト3と同心に位置決めされている。また、第1および第2の集磁リング36,37の爪片48,49は、ステアリングシャフト3の軸方向および周方向に関する所定位置にそれぞれ位置決めされている。この状態で、第1および第2の集磁リング36,37は合成樹脂部材38内に埋設されている。すなわち、インサートとしての第1および第2の集磁リング36,37を金型内に挿入した状態で、合成樹脂部材38を射出成形(インサート成形)することにより、成形品としての合成樹脂部材38内に、第1および第2の集磁リング36,37が埋設されている。これにより、第1および第2の集磁リング36,37と合成樹脂部材38とが、センサハウジング30の保持凹部52に一体的に固定されている。
With reference to FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the first and second magnetism collecting rings 36 and 37 of the
図2,図3を参照して、第1のユニット31は、センサハウジング30の挿入孔50の底53を形成している。この底53には、第1および第2の集磁リング36,37の一方の爪片48同士が互いに対向して配置されており、また、第1および第2の集磁リング36,37の他方の爪片49同士が互いに対向して配置されている。互いに対応する一方の爪片48同士の間には、所定量の隙間が形成されており、また、互いに対応する他方の爪片49同士の間には、所定量の隙間が形成されている。
With reference to FIGS. 2 and 3, the
また、第2のユニット32は、第1のユニット31に対して位置決めされた状態で、センサハウジング30に固定されており、挿入孔50を覆っている。第2のユニット32は、平坦な被取付面54を有している。各第1および第2の磁気センサ41,42が被取付面54から突出している。第1の磁気センサ41が、互いに対応する一方の爪片48同士の間に配置されるとともに、第2の磁気センサ42が、互いに対応する他方の爪片49同士の間に配置されている。
The
図2,図3を参照して、永久磁石26は、円筒形状をなし、入力軸17に同心に且つ一体回転するように固定されている。永久磁石26の外周には、複数の磁極、例えば24極(N,S極各12極)が、当該永久磁石26の周方向に等間隔で着磁されている。
図2,図4を参照して、第1および第2の磁気ヨーク27,28のそれぞれは、円板形状のリング55と、このリング55の板面の内周部から等配で立ち上がる複数、例えば12個の爪56とを有している。第1および第2の磁気ヨーク27,28のリング55同士が、ステアリングシャフト3の軸方向に所定間隔を隔てて互いに対向し且つ互いに同心に配置されている。第1および第2の磁気ヨーク27,28の爪56同士は互いに近づく向きに突出し、リング55の周方向に互いにずれて交互に均等に配置されている。
2 and 3, the
2 and 4, each of the first and second
図5A〜図5Cは、図2のトルク検出装置20の動作を説明するための模式図であり、図5Dは、入力軸17と出力軸18との間に生じた捩れ角と磁束密度との関係を示すグラフであり、図5A、図5Bおよび図5Cの各状態に対応した捩れ角と磁束密度の関係を示す点を5A,5B,5Cの符号を付して図示した。
図2,図5Dを参照して、永久磁石26と、第1および第2の磁気ヨーク27,28と、第1および第2の集磁リング36,37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17および出力軸18の相対回動に応じて変化する。このときに生じる磁束密度の変化が、図5Dに示されている。
5A to 5C are schematic diagrams for explaining the operation of the
Referring to FIGS. 2 and 5D,
図2,図5Bを参照して、入力軸17および出力軸18の間にトルクが作用していない中立状態では、第1および第2の磁気ヨーク27,28の各爪56の先端が、永久磁石26のN極及びS極の境界を指すようにされている。このとき、第1および第2の磁気ヨーク27,28の各爪56において、永久磁石26のN極に対向する面積とS極に対向する面積とが等しくなるので、N極から入る磁束とS極へ出る磁束とが等しくなる結果、第1および第2の磁気ヨーク27,28間には磁束は生じない(図5D参照)。
2B, in the neutral state where no torque acts between the
図2,図5Aを参照して、入力軸17および出力軸18の間に一方向のトルクが作用したときには、トーションバー19に捩れが生じる。これにより、第1および第2の磁気ヨーク27,28の各爪56が、永久磁石26に対して相対移動する。
このとき、第1の磁気ヨーク27の各爪56において、永久磁石26のN極に対向する面積が、永久磁石26のS極に対向する面積よりも大きくなり、第1の磁気ヨーク27においてN極から入る磁束がS極へ出る磁束よりも大きくなる。第2の磁気ヨーク28の各爪56において、永久磁石26のN極に対向する面積が、永久磁石26のS極に対向する面積よりも小さくなり、第2の磁気ヨーク28においてN極から入る磁束がS極へ出る磁束よりも小さくなる。各第1および第2の磁気ヨーク27,28に生じた磁束は、対応する第1および第2の集磁リング36,37によりそれぞれ誘導され、互いに対応する爪片48,49間において、対応する第1および第2の磁気センサ41,42により検出される(図5D参照)。
Referring to FIGS. 2 and 5A, when a one-way torque acts between the
At this time, in each
図2,図5Cを参照して、入力軸17および出力軸18の間に他方向のトルクが作用するときには、上述の一方向のトルクが作用する場合とは逆に、第2の集磁リング37から第1の集磁リング36への磁束が生じる(図5D参照)。
図2,図5Dを参照して、実際に使用されるトーションバー19の捩れ角の範囲内においては、磁束密度は、各第1および第2の磁気ヨーク27,28の各爪56においてN極に対向する面積とS極に対向する面積との差に比例する。この差は、トーションバー19の捩れ角に比例し、ひいては、入力軸17と出力軸18との間に作用するトルクの大きさに比例する。つまり、検出した磁束密度に基づき、トルクを知ることができる。また、第1および第2の集磁リング36,37は、第1および第2の磁気ヨーク27,28間の磁束密度を、環状部47の全周に関して平均化することができる。
2C, when the torque in the other direction acts between the
2D, within the range of the torsion angle of the
図2,図3を参照して、本実施形態のトルク検出装置20は、例えば、以下の製造方法により製造することができる。トルク検出装置20の製造方法は、第1のユニット31がセンサハウジング30に保持される第1の工程と、第1のユニット31が保持されたセンサハウジング30に、永久磁石26、第1および第2の磁気ヨーク27,28等が組み付けられる第2の工程と、第2の工程後のセンサハウジング30に第2のユニット32が取り付けられる第3の工程とを有している。
With reference to FIGS. 2 and 3, the
第1の工程では、先ず、第1および第2の集磁リング36,37がセンサハウジング30の保持凹部52に位置決めされて、仮保持用治具(図示せず)により仮保持される。このとき、例えば、第1および第2の集磁リング36,37のそれぞれの環状部47が、センサハウジング30の位置決め部としての軸受用保持孔57と同心に位置決めされる。軸受用保持孔57は、軸受58(図1参照)を介してステアリングシャフト3を同心に支持する。従って、第1および第2の集磁リング36,37を、軸受用保持孔57に対して同心に位置決めすることにより、ステアリングシャフト3に対しても同心に位置決めすることができる。
In the first step, first, the first and second magnetism collecting rings 36 and 37 are positioned in the holding
図6は、図2のトルク検出装置20の第1のユニット31と、これを成形するための成形型の断面図である。図6を参照して、上述のように位置決めされた状態の第1および第2の集磁リング36,37が、成形型60を用いて成形された合成樹脂部材38により樹脂モールドされる。
成形型60は、第1の型部材61と、第2の型部材62と、第3の型部材としての上述のセンサハウジング30とを有する。第1の型部材61は、円柱形状をなしている。第1の型部材61の外周に設けられた成形部63が、第1のユニット31の内周を形成する。第2の型部材62の成形部64が、第1のユニット31における挿入孔50の底53を形成する。センサハウジング30の成形部としての保持凹部52は、第1のユニット31の外周および側面を形成する。第1の型部材61が、センサハウジング30の内周に嵌合されるとともに、第2の型部材62がセンサハウジング30の挿入孔50に嵌合されている。この状態で、センサハウジング30の保持凹部52と、第1の型部材61の成形部63と、第2の型部材62の成形部64とが、第1のユニット31を成形するためのキャビティを区画している。このキャビティ内に、溶融状態の合成樹脂が充填される。これにより、第1のユニット31が形成されるとともに、第1のユニット31がセンサハウジング30内に固定される。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
The
図1,図2を参照して、第2の工程では、第1のユニット31が固定されたセンサハウジング30に、軸受58、ステアリングシャフト3、永久磁石26、第1および第2の磁気ヨーク27,28等が取り付けられる。また、ステアリングコラム25に電動モータ23、減速機24等が組み付けられる。
その後、第3の工程で、第2のユニット32が、センサハウジング30に取り付けられる。第3の工程は、トルク検出装置20の組立工程における最後の工程とされている。
1 and 2, in the second step, the
Thereafter, the
図2を参照して、以上説明したように、本実施形態では、(1)それぞれ対応する軟磁性体としての第1および第2の磁気ヨーク27,28と磁気的に結合された第1および第2の集磁リング36,37が合成樹脂部材38により樹脂モールドされてなり、上記第1および第2の集磁リング36,37がセンサハウジング30の保持凹部52に位置決めされた状態で保持された第1のユニット31と、(2)第1および第2の集磁リング36,37間の磁束密度を検出するための第1および第2の磁気センサ41,42を保持し、センサハウジング30に取り付けられた第2のユニット32と、を備えている。
As described above with reference to FIG. 2, in the present embodiment, (1) the first and second
本実施形態によれば、第1および第2の磁気センサ41,42と第1および第2の集磁リング36,37とを、それぞれ相異なるユニットとしての第1および第2のユニット31,32に設けている。これにより、センサハウジング30への第1および第2の磁気センサ41,42の組み付けを、センサハウジング30への第1および第2の集磁リング36,37の組み付けよりも後のタイミングで、例えばトルク検出装置20の組立工程の終盤においてすることができる。従って、トルク検出装置20の他の部品(第1および第2の磁気センサ41,42以外の部品。例えば、第1および第2の磁気ヨーク27,28。)の組み付けに起因した第1および第2の磁気センサ41,42の少なくとも一方の破損の発生が、防止される。ひいては、製造コストの上昇が抑制される。しかも、第1および第2の集磁リング36,37が樹脂モールドされるとともに、保持凹部52に位置決めされたので、トルクの検出精度が向上する。
According to the present embodiment, the first and second
図6を参照して、本実施形態では、第1のユニット31の合成樹脂部材38は、センサハウジング30の保持凹部52を上述の成形型60の一部として樹脂成形されてなる。この場合、第1および第2の集磁リング36,37を成形型60の一部としてのセンサハウジング30に位置決めすることになる。これにより、一対の集磁リングをセンサハウジングとは別体に樹脂モールドする場合に必要とされた2つの位置決め作業が、一括して達成される。すなわち、一対の集磁リングを成形型に位置決めする作業と、一対の集磁リングをセンサハウジングに位置決めする作業とが、一括して達成される。その結果、製造コストを低減できる。
With reference to FIG. 6, in the present embodiment, the
また、第1のユニット31の合成樹脂部材38をセンサハウジング30に樹脂成形することにより、合成樹脂部材38の成形と、センサハウジング30への第1のユニット31の固定とを一括して達成できる。従って、組立の手間を軽減できる。その結果、製造コストをより一層低減できる。
また、図1を参照して、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ための上述のトルク検出装置20と、トルク検出装置20により検出された操舵トルクに応じて駆動される操舵補助用の電動モータ23とを備えている。これにより、例えば、トルク検出装置20の組立工程におけるセンサハウジング30への第1および第2の磁気センサ41,42の取り付け作業を、電動パワーステアリング装置1の組立工程の終盤においてすることも可能となる。従って、電動パワーステアリング装置1の組立工程において第1および第2の磁気センサ41,42を破損することが抑制される。その結果、電動パワーステアリング装置1の製造コストを安価にできる。
In addition, by molding the
Referring to FIG. 1, the electric
本実施形態のトルク検出装置20の製造方法は、第1のユニット31がセンサハウジング30に保持され、その後、センサハウジング30に第2のユニット32が取り付けられることを特徴とする。これにより、第1および第2の磁気センサ41,42が破損することを確実に防止できる。
また、本実施形態について、以下のような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図示して説明する。他の構成については、説明を省略するが、上述の実施形態と同様であり、同一符号を付してある。
The method for manufacturing the
Moreover, the following modifications can be considered about this embodiment. In the following description, differences from the above-described embodiment will be mainly illustrated and described. Although explanation is omitted about other composition, it is the same as that of the above-mentioned embodiment, and attaches the same numerals.
例えば、図7は、本発明の第2の実施形態のトルク検出装置20の断面図である。図7を参照して、第2の実施形態のトルク検出装置20は、第1のユニット65を有している。本実施形態の第1のユニット65は、上述の第1の実施形態の第1のユニット31とは、以下の点で異なり、他の構成については同じである。
第1のユニット65は、センサハウジング30とは別体で形成された環状体からなる。この環状体が、センサハウジング30の保持凹部52に挿入されて、第1および第2の集磁リング36,37がセンサハウジング30に対して位置調節された状態で、環状体が接着剤66により保持凹部52に固定されている。環状体は、第1および第2の集磁リング36,37を合成樹脂部材38により一体に樹脂モールドしてなる。環状体は、保持凹部52内において位置調節できるように、センサハウジング30の軸方向および径方向に関して、保持凹部52よりも所定量で小さく形成されている。
For example, FIG. 7 is a cross-sectional view of the
The
また、上述の第1の工程において、先ず、第1のユニット65がセンサハウジング30とは別体に形成される。その後、第1のユニット65がセンサハウジング30の挿入孔50を通じて保持凹部52に挿入される。第1のユニット65を保持凹部52に挿入した状態で、第1および第2の集磁リング36,37をセンサハウジング30の保持凹部52に位置決めする。その後、接着剤66を用いて、第1のユニット65を固定する。
In the first step described above, first, the
上述のように本実施形態では、第1のユニット65は、センサハウジング30の保持凹部35に挿入された環状体を含むようにされている。この場合、環状体はセンサハウジング30とは別体に樹脂モールドされてなる。このときの第1および第2の集磁リング36,37の位置決めが、センサハウジング30の外部にて、容易になされる。
また、上述の各実施形態において、永久磁石26が出力軸18に固定され、第1および第2の磁気ヨーク27,28が入力軸17に固定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内で種々の変更を施すことができる。
As described above, in the present embodiment, the
In each of the above embodiments, the
1…電動パワーステアリング装置、20…トルク検出装置、23…電動モータ、27…第1の磁気ヨーク(軟磁性体)、28…第2の磁気ヨーク(軟磁性体)、30…センサハウジング、31…第1のユニット、32…第2のユニット、36…第1の集磁リング、37…第2の集磁リング、38…合成樹脂部材、52…保持凹部、60…成形型、65…第1のユニット(環状体)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一対の集磁リング間の磁束密度を検出するための磁気センサを保持し、センサハウジングに取り付けられた第2のユニットとを備えたことを特徴とするトルク検出装置。 A pair of magnetic flux collecting rings magnetically coupled to the corresponding soft magnetic bodies are resin-molded by a synthetic resin member, and the pair of magnetic flux collecting rings are held in a state of being positioned in the holding recesses of the sensor housing. A first unit;
A torque detection apparatus comprising: a second unit that holds a magnetic sensor for detecting a magnetic flux density between a pair of magnetic flux collecting rings and is attached to a sensor housing.
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