JP2021032626A - トルクセンサ用ホールｉｃ基板の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、トルクセンサのケースと基板を簡略化して、製作を容易化し、信頼性を向上させることである。【解決手段】本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造は、ホールＩＣ（２０Ａ）を有する基板（２０）を収納するための収納空間（２４）を有する輪状樹脂ホルダ（２１）と、前記輪状樹脂ホルダ（２１）の外周（２１ａ）に設けられた輪状金属ケース（１１）と、前記収納空間（２４）に収納され、前記基板（２０）に接続された複数のリード線（２６）と、を備え、前記リード線（２６）は、前記収納空間（２４）の上部を介して外部に導出されている構成である。【選択図】図３

Description

本発明は、トルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造に関し、特に、トーションバーを貫通させるトルクセンサ内の輪状樹脂ホルダの中に、ホールＩＣを有する基板を内蔵させることにより、トルクセンサ内に簡単に基板の設置を行うことができるようにすることである。

従来、用いられていたこの種のトルクセンサとしては、特許文献１の図１に示されている構成を、図２０として開示することができる。
すなわち、図２０には、トーションバー３の周囲に配置したトルクセンサを収容したケース１１の外部に検出器本体を設けた端子箱部１３を設け、該端子箱部１３の底とケース１１内とを結ぶ連通孔１３ｂにグロメット４０を設け、該グロメット４０の端子箱部１３側にコネクタを設け、前記トルクセンサに繋がる配線と検出器本体に繋がる配線とを前記コネクタを介して配設するようにしたトルク検出装置が開示されている。このトルク検出装置では、前記グロメット４０が合成樹脂にて形成され、その表面には前記コネクタ２３を固定する図示しない複数の係止突起部と、前記配線を拘束する図示しない押えガイド片とが設けられている。また、前記トーションバー３の外周側には、プリント基板２０がグロメット４０を介して設けられている。

実開平６−４７８３５号公報

従来のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、一般に、トルクセンサに用いるホールＩＣを半田付けした基板を固定する方法として、接着やインサート成形が用いられている。
しかしながら、接着は基板を保持するための中子等の治具や装置が必要となり、インサート成形は、プリント基板の位置決め、プリント基板自体の耐熱性が必要となり、コストアップとなっていた。
また、前述の特許文献１のように、トーションバーの外周側に、大型のグロメットを介してプリント基板を設置する場合には、多くの部品を用いて組立てなければならず、グロメット自体も環境特性に秀れた材質のものを用いる必要があり、コストアップとなっていた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、トーションバーを貫通させる輪状ホルダの中に、ホールＩＣを有する基板を内蔵させることにより、簡単に基板の設置を行うようにしたトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造を提供することを目的とする。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造は、ホールＩＣを有する基板を収納するための収納空間を有する輪状樹脂ホルダと、前記輪状樹脂ホルダの外周に設けられた輪状金属ケースと、前記収納空間に収納され、前記基板に接続された複数のリード線と、を備え、前記リード線は、前記収納空間の上部を介して外部に導出されている構成であり、また、前記輪状樹脂ホルダの樹脂上面に形成された複数の係合突起を有し、前記各係合突起は、前記輪状金属ケースに係合し、前記リード線は、前記樹脂上面に形成された切り欠きを経由して外部に導出する構成であり、また、前記収納空間の入口には、複数の係止突起があり、前記収納空間内に前記基板を収納後は、前記係止突起により前記基板が前記収納空間内に保持される構成であり、また、前記収納空間には、複数の第１、第２基板止め突起が互いに対向配置され、前記基板は前記第１、第２基板止め突起間に挾持されている構成であり、また、前記基板の周面には、Ｒ部が形成されている構成であり、また、前記収納空間内には、接着剤が充填されている構成であり、また、前記収納空間内の天面は、前記輪状金属ケースとは別体の蓋体によって覆われている構成であり、また前記収納空間は、前記樹脂ホルダを平面でみて、弧状をなしている構成である。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、ホールＩＣを有する基板を収納するための収納空間を有する輪状樹脂ホルダと、前記輪状樹脂ホルダの外周に設けられた輪状金属ケースと、前記収納空間に収納され、前記基板に接続された複数のリード線と、を備え、前記リード線は、前記収納空間の上部を介して外部に導出されている構成であるため、輪状樹脂ホルダと輪状金属ケースを嵌め合わせるだけでトルクセンサのケースができる。また、特別な治具や装置を用いることなく、基板の位置決め及び固定をすることができる。
また、前記輪状樹脂ホルダの樹脂上面に形成された複数の係合突起を有し、前記各係合突起は、前記輪状金属ケースに係合し、前記リード線は、前記樹脂上面に形成された切欠きを経由して外部に導出する構成からなることにより、基板を容易に装着できると共に、リード線を軸方向に沿って引出すことができる。
また、前記収納空間の入口には、複数の係止突起があり、前記収納空間内に前記基板を収納後は、前記係止突起により前記基板が前記収納空間内に保持される構成よりなることにより、トルクセンサ組立時の基板の装着を極めて容易化できる。
また、前記収納空間には、複数の第１、第２基板止め突起が互いに対向配置され、前記基板は前記第１、第２基板止め突起間に挾持されている構成よりなるため、収納空間内に基板を装着することが、従来よりも大幅に簡単となり、トルクセンサの製作の歩留まりを大幅に向上させることができる。
また、前記基板の周面には、Ｒ部が形成されている構成よりなっているため、収納空間内に基板を挿入する際に、基板が収納空間内で他部材にひっかかることもなく、容易に挿入できる。
また、前記収納空間内には、接着剤が充填されている構成からなっているが、収納空間内には、係止突起又は基板止め突起が設けられているため、組立て後に収納空間内に充填するエポキシ、シリコン等からなる接着剤の量を従来よりも大幅に少なくて済ませることができる。
また、前記収納空間内の天面は、前記輪状金属ケースとは別体の蓋体によって覆われている構成からなることにより、収納空間は、別体の蓋体によって覆われているため、外部からのゴミ等の侵入を防止することができる。
また、前記収納空間は、前記輪状樹脂ホルダを平面でみて、弧状をなしている構成からなることにより、直線状平面からなる基板を収納空間に挿入後、前記基板の隣にリード線を案内することができ、輪状のトルクセンサの構成に大きく貢献することができる。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造の第１の形態の輪状樹脂ホルダを示す斜視図である。 図１の輪状樹脂ホルダにリード線を接続する状態を示す分解斜視図である。 図２の輪状樹脂ホルダに輪状金属ケースを装着した状態を示す斜視図である。 図３の正面図である。 図１の要部を示す拡大図である。 図５の収納空間内の基板にリード線が接続されている状態を示す構成図である。 図６の収納空間の封止に用いるグロメットを示す斜視図である。 図５の輪状樹脂ホルダの正面図である。 図６の輪状樹脂ホルダの正面図である。 図２の基板を示す拡大正面図である。 本発明における第２の形態の輪状樹脂ホルダを示す分解斜視図である。 図１１の輪状樹脂ホルダを示す斜視図である。 図１２の要部の拡大平面図である。 図１２の平面図である。 図１４の輪状樹脂ホルダに輪状金属ケースを装着した状態を示す平面図である。 図１５のＡ―Ａ断面図である。 図１５の要部を示す拡大断面図である。 図１４の斜視図である。 図１８の平面図である。 従来のトルクセンサの断面図である。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造は、トーションバーを貫通させるトルクセンサ内の輪状樹脂ホルダの中に、ホールＩＣを有する基板を内蔵させることにより、トルクセンサ内に簡単に基板の設置を行うことができる。

以下、図面と共に本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において符号２１で示されるものは、射出成形された輪状樹脂ホルダであり、この輪状樹脂ホルダ２１は全体形状が袋状になっていると共に、その樹脂上面２２から複数の係合突起２３が一体に軸方向Ｐに沿って立上がる状態で形成されている。

前記係合突起２３は、全体形状がほぼくさび形をなすと共に、爪部２３ａを有している。図３及び図５に示すように、輪状樹脂ホルダ２１の外側に輪状金属ケース１１が二重状となるようにかぶせて設けられた場合に、前記各係合突起２３の爪部２３ａが前記輪状金属ケース１１の金属上面１１ａに係合して、前記輪状樹脂ホルダ２１と輪状金属ケース１１とは、互いに一体状に結合するように構成されている。尚、前述の場合、各係合突起２３は、前記金属上面１１ａに図示しない係合凹部を形成し、この係合凹部を介して爪部２３ａを輪状金属ケース１１に係合させることもできる。

前記輪状樹脂ホルダ２１の外周２１ａの一部には、前記輪状樹脂ホルダ２１内の空間を利用して、収納空間２４が形成されている。
前記輪状樹脂ホルダ２１の樹脂上面２２の一部には、前記収納空間２４に連通する切り欠き２５が形成されている。
前記収納空間２４内には、ホールＩＣ２０Ａ（図１０参照）等を搭載した基板２０が、図２のように挿入されている。この基板２０に接続されたリード線２６は、Ｌ字型に曲折され、前記切り欠き２５内に係止されるように構成されている。
前記リード線２６の直線部２６ａは、前記軸方向Ｐに沿って、図３のように延設することができるように構成されている。

図３及び図４に示される構成においては、前述のように、輪状樹脂ホルダ２１が輪状金属ケース１１によって覆われると共に、各係合突起２３によって前記輪状樹脂ホルダ２１が一体状に構成されたトルクセンサ３０が示されている。図１のように、トルクセンサ３０の軸心に、軸方向Ｐに沿ってトーションバー３が貫通して設けられれば、トルクセンサ３０によるトーションバーのねじれを検出できる。
尚、前述の場合、前記各係合突起２３を用いて、前記輪状樹脂ホルダ２１と輪状金属ケース１１との結合組立てを行っているため、前記トルクセンサ３０に対する接着剤９０の使用は、前記収納空間２４のみにわずか供給するのみですむため、接着剤９０が外部に露出することはない。

図５及び図６の構成においては、前述の図１及び図２に示されている輪状樹脂ホルダ２１の収納空間２４の入口２４ａ側に、一対の係止突起３１が設けられている。
前述の状態で、収納空間２４内に、図２で示す、リード線２６を有する基板２０を挿入すると、基板２０は前記各係止突起３１の内側で係止される。前記基板２０に接続されるリード線２６の直線部２６ａ以外の圧着端子２６ｂは、前記収納空間２４内に収納されている。

図７で示されるものは、ゴム製のグロメット４０であり、図６のように、前記輪状樹脂ホルダ２１の収納空間２４内には、基板２０とリード線２６の一部とを挿入した後、前記入口２４ａを、エポキシ又はシリコン等からなる接着剤９０で収納空間２４を密封するか、又は、前記グロメット４０で入口２４ａを密封している。

図８は、図５の構成を用いた輪状樹脂ホルダ２１の正面図である。
図９は、図６の構成を用いた輪状樹脂ホルダ２１の正面図である。
図１０は、図１１にも示されるように、前記リード線２６に接続されホールＩＣ２０Ａが設けられた基板２０の周面２０ａの隅部に曲折状、すなわち、Ｒ部２０ｂが複数個形成されて、収納空間２４内への基板２０の挿入を容易化した構成を示している。

図１１は、本発明の第２の形態の輪状樹脂ホルダを示すもので、前述の図１及び図２で示すように、輪状樹脂ホルダ２１の外周２１ａ、すなわち、側面に開口された収納空間２４とは異なり、輪状樹脂ホルダ２１には、その樹脂上面２２に開口された収納空間２４が形成されている。
前記収納空間２４は、図１１、図１２、図１３及び図１４で示されるように、前記輪状樹脂ホルダ２１の円をなす樹脂上面２２の一部を切り欠いて弧状に形成された収納空間２４を用いている。

図１２から図１９において、前記輪状樹脂ホルダ２１には、その内側壁２１Ａと外側壁２１Ｂとによって収納空間２４が形成されている。
前記内側壁２１Ａと外側壁２１Ｂには、それぞれ一対ずつの第１、第２基板止めの突起５０、５１が形成されており、各第２基板止め突起５１、５１間には各第１基板止め突起５０、５０が離間した状態で形成されている。

前記各第１基板止め突起５０、５０の先端と前記各第２基板止め突起５１、５１の先端との間の隙間Ｇの幅は、前記基板２０の厚さとほぼ等しいため、前記隙間Ｇ内に基板２０が縦状に挿入されて保持されている。

図１４は、図１２及び図１３を合成した状態を示す平面図であり、前記収納空間２４の隣位置には、内側壁２１Ａと外側壁２１Ｂ間の一体化補強を行うための補強部６０が形成されている。

図１５は、前記輪状樹脂ホルダ２１の外側を輪状金属ケース１１で覆うように構成し、輪状金属ケース１１の外周に一対の取付体７０、７１が設けられた状態を示している。
図１６は、図１５のトルクセンサ３０のＡ―Ａ線に従って切断した断面図であり、基板２０の周囲には、防水用としての接着剤（エポキシ、シリコン等からなる）９０が充填されている。

図１７、図１８及び図１９は、図１２から図１５で示される第２の形態のトルクセンサ３０を示す。収納空間２４の天面９１は、図示していないが、前記輪状金属ケース１１の一部を延設して金属で覆うようにした構成とすることもできる。
また、図１１のように、輪状金属ケース１１とは別体の蓋体２４Ｅを前記天面９１に設けることもできる。

本発明によるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造は、輪状樹脂ホルダの外側に輪状金属ケースを装着し、前記輪状樹脂ホルダに形成された収納空間の中に、ホールＩＣを有する基板を装着することにより、従来よりも大幅に小型化し、かつ、簡略化されたトルクセンサを得ることができる。

３ トーションバー
１１ 輪状金属ケース
１１ａ 金属上面
２０ 基板
２０Ａ ホールＩＣ
２０ａ 周面
２０ｂ Ｒ部
２１ 輪状樹脂ホルダ
２１Ａ 内側壁
２１Ｂ 外側壁
２１ａ 外周
２２ 樹脂上面
２３ 係合突起
２３ａ 爪部
２４ 収納空間
２４Ｅ 蓋体
２４ａ 入口
２５ 切り欠き
２６ リード線
２６ａ 直線部
３０ トルクセンサ
３１ 係止突起
４０ グロメット
５０ 第１基板止め突起
５１ 第２基板止め突起
６０ 補強部
７０、７１ 取付け体
９０ 接着剤（エポキシ又はシリコン）
９１ 天面
Ｇ 隙間

Claims (8)

1. ホールＩＣ（２０Ａ）を有する基板（２０）を収納するための収納空間（２４）を有する輪状樹脂ホルダ（２１）と、前記輪状樹脂ホルダ（２１）の外周（２１ａ）に設けられた輪状金属ケース（１１）と、前記収納空間（２４）に収納され、前記基板（２０）に接続された複数のリード線（２６）と、を備え、
   前記リード線（２６）は、前記収納空間（２４）の上部を介して外部に導出されている構成からなるトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
2. 前記輪状樹脂ホルダ（２１）の樹脂上面（２２）に形成された複数の係合突起（２３）を有し、前記各係合突起（２３）は、前記輪状金属ケース（１１）に係合し、前記リード線（２６）は、前記樹脂上面（２２）に形成された切り欠き（２５）を経由して外部に導出する構成からなる請求項１記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
3. 前記収納空間（２４）の入口（２４ａ）には、複数の係止突起（３１）があり、前記収納空間（２４）内に前記基板（２０）を収納後は、前記係止突起（３１）により前記基板（２０）が前記収納空間（２４）内に保持される構成よりなる請求項１又は２記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
4. 前記収納空間（２４）には、複数の第１、第２基板止め突起（５０、５１）が互いに対向配置され、前記基板（２０）は前記第１、第２基板止め突起（５０、５１）間に挾持されている構成よりなる請求項１記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
5. 前記基板（２０）の周面（２０ａ）には、Ｒ部（２０ｂ）が形成されている構成よりなる請求項１又は２記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
6. 前記収納空間（２４）内には、接着剤（９０）が充填されている構成からなる請求項４又は５記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
7. 前記収納空間（２４）の天面（９１）は、前記輪状金属ケース（１１）とは別体の蓋体（２４Ｅ）によって覆われている構成からなる請求項４記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。
8. 前記収納空間（２４）は、前記輪状樹脂ホルダ（２１）を平面でみて、弧状をなしている構成からなる請求項４から７の何れか１項に記載のトルクセンサ用ホールＩＣ基板の固定構造。

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