JP2007278964A - 回転角度およびトルク検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石エッジ部の欠けやクラックの発生を抑制し、検出精度を劣化させない回転角度およびトルク検出装置を提供する。
【解決手段】トーションバー２を有する軸部８と、軸部８のトルクを検出するトルク検出部とを備え、トルク検出部はトーションバー２を挟むように軸部８に連結した第１、第２の回転体１０、１２と、第１、第２の回転体１０、１２の周面方向に極性の異なる磁極を交互に配置するとともに第１、第２の回転体１０、１２に保持させた第１、第２の磁石部１４、１６と、第１、第２の磁石部１４、１６の磁極に対向させた第１、第２の磁気検知素子１８、２０とを有し、第１、第２の磁石部１４、１６は少なくともエッジ部を第１、第２の回転体１０、１２で被覆した構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のパワーステアリング等に用いる回転角度およびトルク検出装置に関する。

図６において、従来の回転角度およびトルク検出装置は、回転角度を検出したい回転軸（図示せず）に、係合バネ６０を介して２つの歯車部５９を取り付けている。この歯車部５９は、外周面に異なる磁極を交互に配置したコード板６１を保持する歯車部６２と噛み合っている。検出する回転軸の回転にしたがって、コード板６１に設けられた磁極が回転移動するので、この磁極の変位をコード板６１の外周面に対向して設けた磁気検知素子６３でカウントすることにより、回転軸の回転角度を検出することができる。

また、トーションバーを介して連結された２本の軸にこの機構を取り付けることにより、２本の軸間にトルクが作用し、軸間のねじれが発生した時、回転軸の回転角度を比較することによってトルクを検出することができる。

上記の回転角度およびトルク検出装置では、コード板６１に磁極を着磁する磁石形成工程と、歯車部６２を歯車部５９に噛み合うように取り付ける取付工程とを備えている。一般に、コード板６１の磁極は、着磁前のコード板６１が取り付けられた歯車部６２を着磁機にセットして、コード板６１の周面方向に異なる磁極が所定間隔に交互に配置されるように着磁して形成する。そして、２つの歯車部６２を対向するように回転軸に取り付けている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−１９４００７号公報

上記従来の回転角度およびトルク検出装置では、コード板６１に設けた磁極の変位を、コード板６１の外周面に対向して設けた磁気検知素子６３でカウントすることによって、回転軸の回転角度を検出する。この際、コード板６１と磁気検知素子６３の形状が検出精度に非常に影響する。上記構成では、コード板６１が歯車部６２の上方または下方に単に保持されているので、コード板６１の端部に欠けが発生したり、クラックが発生したりして、検出精度が劣化する恐れがあるという問題点を有していた。

本発明は上記問題点を解決するもので、検出精度を劣化させない回転角度およびトルク検出装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明は、特に、トルク検出部は前記トーションバーを挟むように軸部に連結した第１、第２の回転体と、前記第１、第２の回転体の周面方向に極性の異なる磁極を交互に配置するとともに前記第１、第２の回転体に保持させた第１、第２の磁石部と、前記第１、第２の磁石部の磁極に対向させた第１、第２の磁気検知素子とを有し、前記第１、第２の磁石部は少なくともエッジ部を前記第１、第２の回転体で被覆した構成である。

上記構成により、第１、第２の磁石部は少なくともエッジ部を第１、第２の回転体で被覆しているので、欠けやクラックの発生が抑制され検出精度の劣化を抑制できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における回転角度およびトルク検出装置の断面図、図２は図１のＡ部の拡大断面図、図３は同検出装置の第１のリング磁石部を保持した第１の回転体の斜視図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は同検出装置の第１のリング磁石部を保持した他の第１の回転体の断面図である。

図１から図４において、本発明の一実施の形態における回転角度およびトルク検出装置は、トーションバー２の両端に入力軸４と出力軸６が連結された同一剛体である軸部８と、この軸部８の回転角度を検出する回転角度検出部と、軸部８のトルクを検出するトルク検出部とを備えている。

トルク検出部はトーションバー２を挟むように軸部８にかしめることによって連結した第１の回転体１０および第２の回転体１２と、第１、第２の回転体１０、１２の周面方向に極性の異なる磁極を交互に配置するとともに第１、第２の回転体１０、１２に保持させた第１のリング磁石部１４および第２のリング磁石部１６と、第１、第２の磁石部１４、１６の磁極に対向させて第１の磁気検知素子１８および第２の磁気検知素子２０とを配置している。

図２に示すように、第１、第２のリング磁石部１４、１６はエッジ部１７を第１、第２の回転体１０、１２で被覆しており、第１、第２のリング磁石部１４、１６の側面１９だけを露出させている。

また、第１、第２の磁気検知素子１８、２０は、第１、第２のリング磁石部１４、１６の磁極の中心に対して、軸部８の軸方向に位置をずらして対向させており、各々の中心線Ａ、Ｂがずれるようにしている。そして、第１の磁気検知素子１８および第２の磁気検知素子２０により磁界の変化を検知する。

回転角度検出部は第１、第２の回転体１０、１２のいずれか一方と同期する同期回転体を設けてこの回転角度を検出すればよい。

上記構成により、第１、第２のリング磁石部１４、１６は少なくともエッジ部１７を第１、第２の回転体１０、１２で被覆しているので、欠けやクラックの発生が抑制され検出精度の劣化を抑制できる。特に、第１、第２のリング磁石部１４、１６の磁極の中心に対して、第１、第２の磁気検知素子１８、２０は軸部８の軸方向に位置をずらして対向させているので、第１、第２のリング磁石部１４、１６の磁界変化を受けやすくなり精度を向上できる。

なお、第１、第２のリング磁石部１４、１６のエッジ部１７を第１、第２の回転体１０、１２で被覆する構成としては、図５に示すようにエッジ部１７のみを被覆するようにしたり、すべてを被覆して第１、第２の回転体１０、１２に埋設してもよい。

本発明にかかる回転角度およびトルク検出装置は、検出精度を劣化させず、各種の車両のパワーステアリング等で用いることができる。

本発明の一実施の形態における回転角度およびトルク検出装置の断面図 図１のＡ部の拡大断面図 同検出装置の第１のリング磁石部を保持した第１の回転体の斜視図 図３のＡ−Ａ断面図 同検出装置の第１のリング磁石部を保持した他の第１の回転体の断面図 従来の回転角度およびトルク検出装置の断面図

符号の説明

２ トーションバー
４ 入力軸
６ 出力軸
８ 軸部
１０ 第１の回転体
１２ 第２の回転体
１４ 第１のリング磁石部
１６ 第２のリング磁石部
１７ エッジ部
１８ 第１の磁気検知素子
２０ 第２の磁気検知素子

Claims (4)

1. トーションバーを有する軸部と、前記軸部のトルクを検出するトルク検出部とを備え、前記トルク検出部は前記トーションバーを挟むように前記軸部に連結した第１、第２の回転体と、前記第１、第２の回転体の周面方向に極性の異なる磁極を交互に配置するとともに前記第１、第２の回転体に保持させた第１、第２の磁石部と、前記第１、第２の磁石部の磁極に対向させた第１、第２の磁気検知素子とを有し、前記第１、第２の磁石部は少なくともエッジ部を前記第１、第２の回転体で被覆した回転角度およびトルク検出装置。
2. 前記第１、第２磁石部を前記第１、第２の回転体に埋設した請求項１記載の回転角度およびトルク検出装置。
3. 前記第１、第２回転体は前記軸部にかしめて連結した請求項１記載の回転角度およびトルク検出装置。
4. 前記第１、第２の磁石部の磁極の中心に対して、前記第１、第２の磁気検知素子は前記軸部の軸方向に位置をずらして対向させた請求項１記載の回転角度およびトルク検出装置。

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