JP3645074B2 - トルクセンサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本件発明は、例えば操舵トルクに応じた操舵補助力を付与するパワーステアリング装置において、その操舵トルクを検出するのに適したトルクセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両のパワーステアリング装置においては、ステアリングホイールの回転を入力シャフトから出力シャフトを介して車輪に伝達する際、入力シャフトから出力シャフトに伝達される操舵トルクを、図２０に示すようなトルクセンサ５０１により検出し、その検出トルクの大きさに応じて操舵補助力を付与している。
【０００３】
そのトルクセンサ５０１は、ハウジング５０２と、トーションバー５０７を介して操舵トルクに応じて弾性的に相対回転可能に連結される入力シャフト５０３と出力シャフト５０４を有する。その入力シャフト５０３に固定される磁性材製の第１検出リング５２１と出力シャフト５０４に固定される磁性材製の第２検出リング５２３の対向端面に、それぞれ歯５２１ａ、５２３ａが周方向に沿って複数設けられている。その第１検出リング５２１の他端側は一端側よりも外径の小さな小径部５２１ｂとされている。
【０００４】
そのハウジング５０２に、挿入される磁性材製の第１コイルホルダー５３１と磁性材製の第２コイルホルダー５３２とに、第１検出コイル５３３と第２検出コイル５３４が保持される。図２１に示すように、第１検出コイル５３３は抵抗５４５を介して発振器５４６に接続され、第２検出コイル５３４は抵抗５４７を介して発振器５４６に接続され、各検出コイル５３３、５３４は差動増幅回路５４８に接続される。その第１検出コイル５３３が磁束を発生することで、第１検出リング５２１、第２検出リング５２３及び第１コイルホルダー５３１を構成部材として含む磁気回路が構成され、また、第２検出コイル５３４が磁束を発生することで、第１検出リング５２１および第２コイルホルダー５３２を構成部材として含む磁気回路が構成される。
【０００５】
その入力シャフト５０３から出力シャフト５０４へのトルク伝達により第１検出リング５２１と第２検出リング５２３とが相対的に回転すると、各検出リング５２１、５２３の歯５２１ａ、５２３ａの対向面積が変化する。その面積変化により、その磁気回路の磁気抵抗が変化する。その磁気抵抗の変化に基づき第１検出コイル５３３の出力が変化し、その出力に対応して伝達トルクが検出される。その小径部５２１ｂの外径は、操舵トルクの作用していない状態で、その第１検出リング５２１及び第２コイルホルダー５３２により構成される磁気回路の磁気抵抗と、第１検出リング５２１、第２検出リング５２３及び第１コイルホルダー５３１により構成される磁気回路の磁気抵抗とが等しくなるように設定される。これにより、温度変動による第１検出コイル５３３の出力変動は、温度変動による第２検出コイル５３４の出力変動に等しくなるので、差動増幅回路５４８により打ち消され、伝達トルクの検出値の温度による変動が補償される。その差動増幅回路５４８から出力される伝達トルクに対応した信号に応じて図外操舵補助力発生用モータが駆動され、操舵補助力が付与される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトルクセンサ５０１にあっては、トルク検出用の磁気回路を構成する検出リング５２１、５２３やコイルホルダー５３１、５３２は、焼結成形された後に機械加工されている。
その機械加工時に作用する外力や残留応力により磁気特性が変動し、トルクの検出精度が低下する。その機械加工により加工コストが増大する。
また、ハウジング５０２の内周に挿入されるコイルホルダー５３１、５３２が、温度変動による熱変形によりハウジングから大きな応力を受けるのを防止するため、ハウジング５０２の内周とコイルホルダー５３１、５３２の外周との間に高精度にクリアランスを設定する必要がある。そのため、コイルホルダー５３１、５３２は高い寸法精度を要求され、組み付け性も悪い。
さらに、コイルホルダー５３１、５３２は筒状の周壁部５３１ａ、５３２ａと、この周壁部５３１ａ、５３２ａの内周に嵌め合わされる環状の蓋体５３１ｂ、５３２ｂとを有し、各コイルホルダー５３１、５３２により保持される検出コイル５３３、５３４は絶縁材製のボビン５３３ａ、５３４ａに導線５３３ｂ、５３４ｂを巻くことで構成されている。そのため、コイルホルダー５３１、５３２とコイル５３３、５３４の組立体は部品点数が多く、組み付け性が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決することのできるトルクセンサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気回路における磁気抵抗の変化に基づきトルクを検出可能なトルクセンサにおいて、その磁気回路の構成部材の少なくとも一つが、合成樹脂製の基材中に磁性粉末を分散させることで構成される磁性材料から型成形されていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、トルク検出用磁気回路の構成部材を磁性材料から型成形するので、その構成部材に機械加工による外力や残留応力が作用することはない。これにより、その磁気回路の磁気特性を安定化させ、トルクの検出精度を向上できる。また、機械加工をなくして加工コストを低減できる。
【０００９】
本発明のトルクセンサにおいて、その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材の少なくとも一つの少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆されているのが好ましい。
これにより、トルク検出用磁気回路の構成部材を構成する磁性材料の脆さを、その被覆部材を構成する合成樹脂材の靱性により補うことができる。
【００１０】
その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材として、ハウジングに挿入されるコイルホルダーを備え、そのコイルホルダーの外周の少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆され、そのコイルホルダーは、その被覆部材を介してハウジングに圧入されているのが好ましい。
これにより、そのコイルホルダーを構成する磁性材料の脆さを、その被覆部材を構成する合成樹脂材の靱性により補うことができる。しかも、そのコイルホルダーをハウジングに圧入する際に作用する力を靱性の高い被覆部材により受けることができるので、そのコイルホルダーに作用する荷重の変動が小さくなる。これにより、そのコイルホルダーを含む磁気回路における磁気特性の変動が小さくなるのでトルク検出精度が低下するのを防止できる。
さらに、そのコイルホルダーを覆う被覆部材に一体的に形成される弾性変形可能な凸部を介して、その被覆部材はハウジングに圧入されるのが好ましい。その被覆部材を弾性変形可能な凸部を介してハウジングの内周により支持することで、コイルホルダーの外周とハウジングの内周との間に高精度のクリアランスを設定することなく、温度変動による熱変形によりコイルホルダーがハウジングに押し付けられて大きな力を受けるのを防止できる。これにより、そのコイルホルダーを高精度に加工する必要がなく、加工コストを低減でき、組み付け性を向上できる。
【００１１】
本発明のトルクセンサにおいて、その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材として、ハウジングに挿入されるコイルホルダーを備え、そのコイルホルダーは、筒状の周壁部と、この周壁部の内周に嵌め合わされる環状の蓋体とを有し、その蓋体の少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い絶縁性の合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆され、その被覆部材に、その磁気回路の構成部材を通過する磁束を発生する検出コイルを構成する導線の巻き付け部が一体化されているのが好ましい。
これにより、検出コイルを構成する導線を巻くための専用の絶縁性部材が不要になり、部品点数を低減し、組み付け性を向上できる。
【００１２】
その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材として、トルク伝達シャフトに挿入される検出リングを備え、その検出リングの内周の少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆され、その検出リングは、その被覆部材を介して前記トルク伝達シャフトに圧入されているのが好ましい。
これにより、その検出リングを構成する磁性材料の脆さを、その被覆部材を構成する合成樹脂材の靱性により補うことができる。しかも、その検出リングをトルク伝達シャフトに圧入する際に作用する力を靱性の高い被覆部材により受けることができるので、その検出リングに作用する荷重の変動が小さくなる。これにより、その検出リングを含む磁気回路における磁気特性の変動が小さくなるのでトルク検出精度が低下するのを防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図１０を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１４】
図１に示すトルクセンサ１は、車両のパワーステアリング装置における操舵トルクを検出する。
【００１５】
そのトルクセンサ１は、アルミ材製のハウジング２と、入力シャフト３と、出力シャフト４とを備えている。そのハウジング２の一端にステアリングコラム５が連結されている。その入力シャフト３の外周は、そのステアリングコラム５の内周によりブッシュ１２を介し支持される。その出力シャフト４の外周は、ハウジング２の内周により軸受１３、１４を介し支持される。
【００１６】
そのステアリングコラム５に覆われたステアリングシャフト６の一端が、その入力シャフト３の一端にピン８により連結されている。そのステアリングシャフト６の他端はステアリングホイール（図示省略）に接続される。その入力シャフト３と出力シャフト４にトーションバー７が挿入される。そのトーションバー７は、一端が入力シャフト３の一端に上記ピン８により連結され、他端が出力シャフト４にピン１０により連結されている。これにより、その入力シャフト３と出力シャフト４は操舵抵抗に応じたトーションバー７の捩じれにより、弾性的に相対回転可能とされている。
【００１７】
その出力シャフト４の回転が、例えばラックピニオン式ステアリングギア等を介して車輪に伝達されることで、その車輪が転舵される。その出力シャフト４の外周にウォームホイール１５が嵌め合わされる。そのウォームホイール１５は操舵補助力発生用モータの出力シャフトに取り付けられたウォーム１６に噛み合う。
【００１８】
その入力シャフト３の外周に、磁性材製の第１検出リング２１が嵌め合わされると共にピン２２により固定されている。その出力シャフト４の外周に、磁性材製の第２検出リング２３が圧入されている。その第１検出リング２１の一端面と第２検出リング２３の他端面とは互いに対向するように配置され、各検出リング２１、２３の対向端面に、それぞれ歯２１ａ、２３ａが周方向に沿って複数設けられている。その第１検出リング２１の他端側は一端側よりも外径の小さな小径部２１ｂとされている。
【００１９】
そのハウジング２に、磁性材製の第１コイルホルダー３１と磁性材製の第２コイルホルダー３２とが内蔵されている。両コイルホルダー３１、３２の外周は、後述の第１、第２被覆部材６１、６２により被覆される。その第１コイルホルダー３１により第１検出コイル３３が保持され、第２コイルホルダー３２により第２検出コイル３４が保持されている。その第１コイルホルダー３１と第２コイルホルダー３２との間にスペーサ５１が配置されている。その第１、第２コイルホルダー３１、３２は、ハウジング２の内周に嵌め合わされた止め輪５５とハウジング２の内面２ｄとの間に、被覆部材６１、６２を介して挟まれる。
【００２０】
各検出コイル３３、３４と、ハウジング２の外部に配置されるプリント基板４１とが、ハウジング２に形成された通孔に嵌め合わされるグロメット４９に通される配線４２、４３を介して接続される。そのプリント基板４１に、図３に示す信号処理回路が形成されている。すなわち、第１検出コイル３３は抵抗４５を介して発振器４６に接続され、第２検出コイル３４は抵抗４７を介して発振器４６に接続され、各検出コイル３３、３４は差動増幅回路４８に接続される。これにより、第１検出コイル３３が第１検出リング２１、第２検出リング２３及び第１コイルホルダー３１を通過する磁束を発生することで、第１検出リング２１、第２検出リング２３及び第１コイルホルダー３１を構成部材として含む磁気回路が構成される。また、第２検出コイル３４が第１検出リング２１および第２コイルホルダー３２を通過する磁束を発生することで、第１検出リング２１および第２コイルホルダー３２を構成部材として含む磁気回路を構成する。
【００２１】
その入力シャフト３から出力シャフト４へのトルク伝達によりトーションバー７が弾性的に捩れ、第１検出リング２１と第２検出リング２３とが相対的に回転すると、第１検出リング２１の歯２１ａと第２検出リング２３の歯２３ａとの対向面積が変化する。その面積変化により、その磁気回路の磁気抵抗が変化する。その磁気抵抗の変化に基づき第１検出コイル３３の出力が変化し、その出力に対応して伝達トルクが検出される。その小径部２１ｂの外径は、操舵トルクの作用していない状態で、その第１検出リング２１及び第２コイルホルダー３２により構成される磁気回路の磁気抵抗と、第１検出リング２１、第２検出リング２３及び第１コイルホルダー３１により構成される磁気回路の磁気抵抗とが等しくなるように設定される。これにより、温度変動による第１検出コイル３３の出力変動は、温度変動による第２検出コイル３４の出力変動に等しくなるので差動増幅回路４８により打ち消され、伝達トルクの検出値の温度による変動が補償される。その差動増幅回路４８から出力される伝達トルクに対応した信号に応じてモータが駆動され、前記ウォーム１６、ウォームホイール１５を介して出力シャフト４に操舵補助力が付与される。
【００２２】
図２に示すように、第１コイルホルダー３１は、第１検出コイル３３の外周を覆う円筒形の周壁部３１ａと、第１検出コイル３３の一端側を覆う環状の側壁部３１ｂと、第１検出コイル３３の他端側を覆う環状の蓋体３１ｃとを有する。第２コイルホルダー３２は、第２検出コイル３４の外周を覆う円筒形の周壁部３２ａと、第２検出コイル３４の一端側を覆う環状の側壁部３２ｂと、第２検出コイル３４の他端側を覆う環状の蓋体３２ｃとを有する。各コイルホルダー３１、３２において、周壁部３１ａ、３２ａと側壁部３１ｂ、３２ｂとは一体的に形成され、蓋体３１ｃ、３２ｃは周壁部３１ａ、３２ａの内周に嵌め合わされる。なお、各蓋体３１ｃ、３２ｃには上記配線４２、４３の通過用切欠３１ｃ′、３２ｃ′が形成されている。
【００２３】
各検出コイル３３、３４は、絶縁材製のボビン３３ａ、３４ａに導線３３ｂ、３４ｂを巻き付けることで構成されている。
【００２４】
上記磁気回路の構成部材である各コイルホルダー３１、３２と各検出リング２１、２３は、合成樹脂製の基材中に磁性粉末を分散させることで構成される磁性材料から型成形されている。その型成形法として、例えば射出成形法を採用できる。その合成樹脂材は特に限定されず、例えばナイロンを用いることができる。その磁性粉末も特に限定されず、例えばＭｎ‐Ｚｎ‐Ｆｒ系磁性粉末やＮｉ‐Ｚｎ‐Ｆｒ系磁性粉末を用いることができ、市販品として戸田工業製のＭｎ‐Ｚｎ‐Ｆｒ系磁性粉末であるＢＳＦ‐５４７、ＢＳＦ‐４００、ＫＮＳ‐４１５や、Ｎｉ‐Ｚｎ‐Ｆｒ系磁性粉末であるＢＳＮ‐３５５Ｂ等を用いることができる。その磁性粉末は、粒径が５μｍ以下とされ、磁性材料中に９０重量％以上含有されるのが好ましい。
【００２５】
その各コイルホルダー３１、３２の周壁部３１ａ、３２ａの外周が、そのコイルホルダー３１、３２を構成する磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される第１、第２被覆部材６１、６２により覆われている。その第１コイルホルダー３１と第１被覆部材６１とは一体化されている。また、その第２コイルホルダー３２と第２被覆部材６２とは一体化されている。各コイルホルダー３１、３２は、各被覆部材６１、６２を介してハウジング２に圧入されている。
【００２６】
各被覆部材６１、６２の材質はコイルホルダー３１、３２を構成する磁性材料よりも靱性が高い合成樹脂であれば特に限定されず、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢＴ（ポリテレフタル酸ブチレン）、ＰＯＭ（ポリアセタール）等を用いることができる。また、各被覆部材６１、６２を構成する合成樹脂は、靱性を可及的に高くするため、グラスファイバー等の強化材を含まないものとするのが好ましい。
【００２７】
各被覆部材６１、６２の成形法として、例えば射出成形法を採用できる。また、第１コイルホルダー３１の周壁部３１ａと側壁部３１ｂと第１被覆部材６１とを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、型成形された周壁部３１ａと側壁部３１ｂとを挿入した別の型内で第１被覆部材６１を成形することで一体化してもよい。同様に、第２コイルホルダー３２の周壁部３２ａと側壁部３２ｂと第２被覆部材６２とを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、型成形された周壁部３２ａと側壁部３２ｂとを挿入した別の型内で第２被覆部材６２を成形することで一体化してもよい。
なお、コイルホルダー３１、３２における検出コイル３３、３４の発生磁束の通過が阻害されなければ、被覆部材６１、６２によるコイルホルダー３１、３２の被覆箇所は特に制限されない。
【００２８】
図４、図５の（１）、（２）、（３）、図６に示すように、各被覆部材６１、６２は、環状の支持壁６１ａ、６２ａと、この支持壁６１ａ、６２ａの外周により片持ち状に支持される３つの被覆壁６１ｂ、６２ｂとを有する。
【００２９】
第１被覆部材６１の支持壁６１ａは、第１コイルホルダー３１の側壁部３１ｂの外端面に一体化される。第１被覆部材６１の各被覆壁６１ｂは、互いに周方向に等間隔をおいた３位置において、その支持壁６１ａから入出力シャフト３、４の軸方向に沿って延び、第１コイルホルダー３１の周壁部３１ａの外周面に一体化され、第２コイルホルダー３２の周壁部３２ａの外周面に接する。また、各被覆壁６１ｂは環状の支持壁６１ａの外周と同心の円に沿うように湾曲し、それぞれの周方向寸法は円周の１／６とされている。
【００３０】
第２被覆部材６２の支持壁６２ａは第２コイルホルダー３２の側壁部３２ｂの外端面に一体化される。第２被覆部材６２の各被覆壁６２ｂは、互いに周方向に等間隔をおいた３位置において、その支持壁６２ａから入出力シャフト３、４の軸方向に沿って延び、第２コイルホルダー３２の周壁部３２ａの外周面に一体化され、第１コイルホルダー３１の周壁部３１ａの外周面に接する。また、その被覆壁６２ｂは環状の支持壁６２ａの外周と同心の円に沿うように湾曲し、それぞれの周方向寸法は円周の１／６とされている。
【００３１】
組立工程においては、その第１被覆部材６１に一体化された第１コイルホルダー３１の周壁部３１ａ内に、第１検出コイル３３が挿入され、次に蓋体３１ｃが挿入される。また、その第２被覆部材６２に一体化された第２コイルホルダー３２の周壁部３２ａ内に、第２検出コイル３４が挿入され、次に蓋体３２ｃが挿入される。次に、上記スペーサ５１が第１コイルホルダー３１と第２コイルホルダー３２との間に配置され、両被覆部材６１、６２を互いに入出力シャフト３、４の軸方向に沿って近接させることで、第１被覆部材６１の被覆壁６１ｂの間に第２被覆部材６２の被覆壁６２ｂが配置される。しかる後に、図７の（１）、（２）に示す絶縁材製の弾性変形可能な円弧形の止め具６３により、図４、図８に示すように、両被覆壁６１ｂ、６２ｂの外周が覆われる。その止め具６３は両被覆壁６１ｂ、６２ｂの後述の凸部６１ｂ′、６２ｂ′の間に配置され、両被覆部材６１、６２およびコイルホルダー３１、３２が分離するのを阻止する。
【００３２】
各被覆壁６１ｂ、６２ｂの先端側の外周に、周方向に沿う弾性変形可能な凸部６１ｂ′、６２ｂ′が一体的に形成されている。本実施形態では、その凸部６１ｂ′、６２ｂ′を介して被覆部材６１、６２はハウジング２に圧入される。また、各被覆壁６１ｂ、６２ｂに配線４２、４３の通過用切欠６１ｂ″、６２ｂ″が形成される。
【００３３】
図９の（１）、（２）に示すように、上記各検出リング２１、２３の内周に、各検出リング２１、２３を構成する磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される被覆部材６４、６５が一体化されている。
各被覆部材６４、６５の材質は検出リング２１、２３を構成する磁性材料よりも靱性が高ければ特に限定されず、例えば、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＯＭ等を用いることができる。また、各被覆部材６１、６２を構成する合成樹脂は、靱性を可及的に高くするため、グラスファイバー等の強化材を含まないものとするのが好ましい。また、各被覆部材６４、６５の厚さは、寸法精度に影響を与えないように、２ｍｍ程度とするのが好ましい。
各被覆部材６４、６５の成形法として、例えば射出成形法を採用できる。また、各検出リング２１、２３と各被覆部材６４、６５とを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、検出リング２１、２３を型成形した後に、その検出リング２１、２３を挿入した別の型内で被覆部材６４、６５を成形することで一体化してもよい。
なお、検出リング２１、２３における検出コイル３３、３４の発生磁束の通過が阻害されなければ、その被覆部材６４、６５による検出リング２１、２３の被覆箇所は特に制限されないが、上記のように少なくとも検出リング２１、２３の内周を被覆することで、入出力シャフト３、４（トルク伝達シャフト）の外周に円滑に嵌め合わせることができ、圧入時に検出リング２１、２３が破損するのを防止できる。
【００３４】
図１０の（１）、（２）に示すように、上記環状スペーサ５１の外周３位置に、上記配線４２、４３を通すための凹部５１ａが形成され、各凹部５１ａの間の両側部に重量軽減のための盗み部５１ｂが形成されている。このスペーサ５１の材質として絶縁性材料を用いることで、渦電流の発生を防止してトルク検出精度の低下を防止できる。その絶縁性材料としてＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）等の合成樹脂材に、収縮や反り等による寸法精度低下防止と線膨張係数低減とを目的としてグラスファイバー、マイカ、タルク、ＣａＣＯ₃ 等の無機フィラーを充填したものを用い、加工コスト低減のために射出成形により成形するのが好ましい。例えば、ＰＰＳを基材として、グラスファイバーを２５〜３５重量％、無機フィラーを２５〜３５重量％含む絶縁性材料を用いるのが好ましい。
【００３５】
上記構成によれば、トルク検出用磁気回路の構成部材であるコイルホルダー３１、３２と検出リング２１、２３を磁性材料から型成形するので、その構成部材に機械加工による外力や残留応力が作用することはない。これにより、その磁気回路の磁気特性を安定化させ、トルクの検出精度を向上できる。また、機械加工をなくして加工コストを低減できる。また、その構成部材を構成する磁性材料の脆さを、被覆部材６１、６２、６４、６５を構成する合成樹脂材の靱性により補うことができる。また、そのコイルホルダー３１、３２をハウジング２に圧入する際に作用する力を被覆部材６１、６２により受けることができるので、コイルホルダー３１、３２に作用する荷重の変動が小さくなる。また、検出リング２１、２３を入出力シャフト３、４に圧入する際に作用する力を被覆部材６４、６５により受けることができるので、検出リング２１、２３に作用する荷重の変動が小さくなる。これにより、コイルホルダー３１、３２および検出リング２１、２３を含む磁気回路における磁気特性の変動が小さくなるのでトルク検出精度が低下するのを防止できる。さらに、被覆部材６１、６２を弾性変形可能な凸部６１ｂ′、６２ｂ′を介してハウジング２の内周により支持することで、コイルホルダー３１、３２の外周とハウジング２の内周との間に高精度のクリアランスを設定することなく、温度変動による熱変形によりコイルホルダー３１、３２がハウジング２に押し付けられて大きな力を受けるのを防止できる。これにより、コイルホルダー３１、３２を高精度に加工する必要がなく、加工コストを低減でき、組み付け性を向上できる。
【００３６】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、下記のような変形例を採用できる。
【００３７】
（第１変形例）
図１１の（１）、（２）を参照して本発明の第１変形例を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示す。この第１変形例は、上記実施形態の第１、第２コイルホルダー３１、３２および第１、第２被覆部材６１、６２とは異なる第１、第２コイルホルダー１３１、１３２と被覆部材１６１を有する。
【００３８】
各コイルホルダー１３１、１３２は、２部材１３１′、１３１″、１３２′、１３２″を接合することで構成される。各コイルホルダー１３１、１３２において、一方の部材１３１′、１３２′は、検出コイル３３、３４の外周を覆う円筒形の周壁部１３１ａ、１３２ａと、この周壁部１３１ａ、１３２ａに一体的に形成されると共に検出コイル３３、３４の一端側を覆う環状の側壁部１３１ｂ、１３２ｂとを有する。各コイルホルダー１３１、１３２において、他方の部材１３１″、１３２″は、検出コイル３３、３４の外周を覆う円筒形の周壁部１３１ｃ、１３２ｃと、この周壁部１３１ｃ、１３２ｃに一体的に形成されると共に検出コイル３３、３４の他端側を覆う環状の側壁部１３１ｄ、１３２ｄとを有する。なお、各コイルホルダー１３１、１３２において、他方の部材１３１″、１３２″の側壁部１３１ｄ、１３２ｄには配線４２、４３の通過用切欠１３１ｄ′、１３２ｄ′が形成される。各コイルホルダー１３１、１３２の材質は上記実施形態と同様とされる。その被覆部材１６１と各コイルホルダー１３１、１３２は個別に成形される。
【００３９】
その被覆部材１６１は、環状の支持壁１６１ａと、この支持壁１６１ａの外周により片持ち状に支持される４つの被覆壁１６１ｂと、環状の蓋部材１６１ｃとを有する。その被覆壁１６１ｂ内に、第１検出コイル３３を保持する第１コイルホルダー１３１とスペーサ５１と第２検出コイル３４を保持する第２コイルホルダー１３２が挿入される。その支持壁１６１ａは、第１コイルホルダー１３１の側壁部１３１ｂの外端面に接する。各被覆壁１６１ｂは、互いに周方向に等間隔をおいた４位置において、その支持壁１６１ａから入出力シャフト３、４の軸方向に沿って延び、両コイルホルダー１３１、１３２の周壁部１３１ａ、１３２ａの外周面に接する。また、各被覆壁１６１ｂは環状の支持壁１６１ａの外周と同心の円に沿うように湾曲する。その蓋部材１６１ｃの外周に形成された突部１６１ｃ′が、各被覆壁１６１ｂの他端内周に形成された凹溝１６１ｂ″に嵌め合わされる。これにより、その蓋部材１６１ｃは第２コイルホルダー１３２の側壁部１３２ｂの外端面に接する。その被覆部材１６１の材質は上記実施形態と同様とされる。
【００４０】
各被覆壁１６１ｂの外周に、周方向に沿う弾性変形可能な凸部１６１ｂ′が一体的に形成されている。その凸部１６１ｂ′を介して被覆部材１６１はハウジング２に圧入される。他は上記実施形態と同様とされている。
【００４１】
（第２変形例）
図１２の（１）、（２）を参照して本発明の第２変形例を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示す。この第２変形例は、上記実施形態の第１、第２被覆部材６１、６２およびスペーサ５１とは異なる被覆部材２６１とスペーサ２５１を有する。
【００４２】
その被覆部材２６１は、弾性変形可能な円弧形状の被覆壁２６１ｂと、この被覆壁２６１ｂの内周の両側に形成される嵌合部２６１ｃ、２６１ｄとを有する。その被覆壁２６１ｂの内周面は、両コイルホルダー３１、３２の周壁部３１ａ、３２ａの外周面に接する。一方の嵌合部２６１ｃは、第１コイルホルダー３１の外周に形成された溝３１′に嵌め合わされる。他方の嵌合部２６１ｄは、第２コイルホルダー３２の外周に形成された溝３２′に嵌め合わされる。そのスペーサ２５１は弾性変形可能な円弧形状を有し、その被覆部材２６１の内周に一体化されている。その被覆部材２６１の材質は上記実施形態と同様とされる。そのスペーサ２５１は被覆部材２６１と同一材質とされる。その被覆部材２６１と各コイルホルダー３１、３２は個別に成形される。その被覆部材２６１とスペーサ２５１は一体的に成形される。
【００４３】
被覆壁２６１ｂの外周に、周方向に沿う弾性変形可能な凸部２６１ｂ′が一体的に形成されている。その凸部２６１ｂ′を介して被覆部材２６１はハウジング２に圧入される。他は上記実施形態と同様とされている。
【００４４】
（第３変形例）
図１３、図１４、図１５の（１）、（２）、（３）を参照して本発明の第３変形例を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示す。この第３変形例は、上記実施形態の第１、第２被覆部材６１、６２およびスペーサ５１とは異なる被覆部材３６１とスペーサ３５１を有する。
【００４５】
その被覆部材３６１は、環状の第１支持壁３６１ａと、筒状の被覆壁３６１ｂと、環状の第２支持壁３６１ｃとを有し、被覆壁３６１ｂの両端内周に支持壁３６１ａ、３６１ｃが一体化されている。その被覆壁３６１ｂ内に、第１検出コイル３３を保持する第１コイルホルダー３１と第２検出コイル３４を保持する第２コイルホルダー３２が挿入される。第１支持壁３６１ａは、第１コイルホルダー３１の側壁部３１ｂの外端面に接する。被覆壁３６１ｂは、両コイルホルダー３１、３２の周壁部３１ａ、３２ａの外周面に接する。第２支持壁３６１ｃは第２コイルホルダー３２の側壁部３２ｂの外端面に接する。その被覆部材３６１の材質は上記実施形態と同様とされる。その被覆部材３６１と各コイルホルダー３１、３２は個別に成形される。そのスペーサ３５１は円板形状で、その被覆部材３６１の内周に一体化されている。そのスペーサ３５１は被覆部材３６１と同一材質とされる。その被覆部材３６１とスペーサ３５１とに配線４２、４３の通過用切欠３０１が形成される。
【００４６】
その被覆部材３６１とスペーサ３５１は、入出力シャフトの軸心を含む平面において、ヒンジ３０２を構成する部分を除いて２部分に分割されている。これにより、その被覆部材３６１とスペーサ３５１は開閉可能とされ、その開状態で被覆部材３６１内に検出コイル３３、３４を保持するコイルホルダー３１、３２が抜き挿しされる。その被覆部材３６１とスペーサ３５１の閉状態を維持できるように、その分割された２部分の一方にフック３０３が一体形成され、他方にそのフック３０３が取り外し可能に噛み合う受け部３０４が一体形成されている。他は上記実施形態と同様とされている。
【００４７】
（第４変形例）
図１６〜図１９を参照して本発明の第４変形例を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示す。この第４変形例は、上記実施形態の第１、第２被覆部材６１、６２および第１、第２検出コイル３３、３４とは異なる第１、第２被覆部材４６１、４６２および第１、第２検出コイル４３３、４３４を有する。
【００４８】
すなわち、その第１被覆部材４６１は、第１コイルホルダー３１の側壁部３１ｂの両端面と内周面を覆う側壁被覆部４６１ａと、蓋体３１ｃの両端面と内周面を覆う蓋体被覆部４６１ｂと、その蓋体被覆部４６１ｂから側壁被覆部４６１ａに向かい延びる巻き付け部４６１ｃとを有する。その側壁部３１ｂと側壁被覆部４６１ａとは一体化され、その蓋体３１ｃと蓋体被覆部４６１ｂと巻き付け部４６１ｃとは一体化されている。
【００４９】
その第２被覆部材４６２は、第２コイルホルダー３２の側壁部３２ｂの両端面と内周面を覆う側壁被覆部４６２ａと、蓋体３２ｃの両端面と内周面を覆う蓋体被覆部４６２ｂと、その蓋体被覆部４６２ｂから側壁被覆部４６２ａに向かい延びる巻き付け部４６２ｃとを有する。その側壁部３２ｂと側壁被覆部４６２ａとは一体化され、その蓋体３２ｃと蓋体被覆部４６２ｂと巻き付け部４６２ｃとは一体化されている。
【００５０】
各被覆部材４６１、４６２の材質は上記実施形態と同様とされる。各被覆部材４６１、４６２の成形法として、例えば射出成形法を採用できる。
【００５１】
第１コイルホルダー３１の周壁部３１ａと側壁部３１ｂと第１被覆部材４６１の側壁被覆部４６１ａとを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、型成形された周壁部３１ａと側壁部３１ｂを挿入した別の型内で側壁被覆部４６１ａを成形することで一体化してもよい。同様に、蓋体３１ｃと蓋体被覆部４６１ｂと巻き付け部４６１ｃとを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、型成形された蓋体３１ｃを挿入した別の型内で蓋体被覆部４６１ｂと巻き付け部４６１ｃとを成形することで一体化してもよい。
【００５２】
また、第２コイルホルダー３２の周壁部３２ａと側壁部３２ｂと第２被覆部材４６２の側壁被覆部４６２ａとを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、型成形された周壁部３２ａと側壁部３２ｂを挿入した別の型内で側壁被覆部４６２ａを成形することで一体化してもよい。同様に、蓋体３２ｃと蓋体被覆部４６２ｂと巻き付け部４６２ｃとを、同一の成形型内で成形することで一体化してもよいし、型成形された蓋体３２ｃを挿入した別の型内で蓋体被覆部４６２ｂと巻き付け部４６２ｃとを成形することで一体化してもよい。
【００５３】
各コイルホルダー３１、３２はハウジング２に直接的に圧入される。
【００５４】
各巻き付け部４６１ｃ、４６２ｃに導線３３ｂ、３４ｂが巻き付けられることで第１、第２検出コイル４３３、４３４が構成されている。これにより、検出コイル４３３、４３４を構成する導線３３ｂ、３４ｂを巻くための専用の絶縁性部材が不要になり、部品点数を低減し、組み付け性を向上できる。他は上記実施形態と同様とされている。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、検出精度を向上でき、強度的に優れ、コスト、部品点数を低減し、組み付け性を向上できるトルクセンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のトルクセンサの断面図
【図２】本発明の実施形態のトルクセンサの要部の断面図
【図３】本発明の実施形態のトルクセンサの回路構成の説明図
【図４】本発明の実施形態のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの組立状態での断面図
【図５】本発明の実施形態のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材の（１）は正面図、（２）は断面図、（３）は背面図
【図６】本発明の実施形態のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの側面図
【図７】本発明の実施形態のトルクセンサの止め具の（１）は側面図、（２）は正面図
【図８】本発明の実施形態のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの組立状態での側面図
【図９】本発明の実施形態のトルクセンサの（１）は第１検出リングの断面図、（２）は第２検出リングの断面図
【図１０】本発明の実施形態のトルクセンサのスペーサの（１）は正面図、（２）は断面図
【図１１】本発明の第１変形例のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの組立状態での（１）は正面図、（２）は断面図
【図１２】本発明の第２変形例のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの組立状態での（１）は正面図、（２）は断面図
【図１３】本発明の第３変形例のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの組立状態での断面図
【図１４】本発明の第３変形例のトルクセンサの被覆部材の斜視図
【図１５】本発明の第３変形例のトルクセンサの被覆部材の（１）は側面図、（２）は（１）の（２）矢視図、（３）は（１）の（３）‐（３）線断面図
【図１６】本発明の第４変形例のトルクセンサの要部の断面図
【図１７】本発明の第４変形例のトルクセンサのコイルホルダーと被覆部材と検出コイルの組立状態での断面図
【図１８】本発明の第４変形例のトルクセンサのコイルホルダーの周壁部と側壁部と被覆部材の断面図
【図１９】本発明の第４変形例のトルクセンサのコイルホルダーの蓋体と被覆部材の断面図
【図２０】従来のトルクセンサの断面図
【図２１】従来のトルクセンサの回路構成の説明図
【符号の説明】
１ トルクセンサ
２ ハウジング
３ 入力シャフト
４ 出力シャフト
２１、２３ 検出リング
３１、３２、１３１、１３２ コイルホルダー
３１ａ、３２ａ 周壁部
３１ｃ、３２ｃ 蓋体
３３、３４ 検出コイル
３３ｂ、３４ｂ 導線
６１、６２、６４、６５、１６１、２６１、３６１、４６１、４６２ 被覆部材
６１ｂ′、６２ｂ′ 凸部

Claims (4)

1. 磁気回路における磁気抵抗の変化に基づき、ハウジングにより支持されるシャフトによって伝達されるトルクを検出可能なトルクセンサにおいて、
   その磁気回路の構成部材の少なくとも一つが、合成樹脂製の基材中に磁性粉末を分散させることで構成される磁性材料から型成形され、
   その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材として、前記ハウジングに挿入されるコイルホルダーを備え、
   そのコイルホルダーの外周の少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆され、
   そのコイルホルダーは、その被覆部材を介してハウジングに圧入されていることを特徴とするトルクセンサ。
2. そのコイルホルダーを覆う被覆部材に一体的に形成される弾性変形可能な凸部を介して、その被覆部材はハウジングに圧入される請求項１に記載のトルクセンサ。
3. 磁気回路における磁気抵抗の変化に基づきトルクを検出可能なトルクセンサにおいて、
   その磁気回路の構成部材の少なくとも一つが、合成樹脂製の基材中に磁性粉末を分散させることで構成される磁性材料から型成形され、
   その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材として、ハウジングに挿入されるコイルホルダーを備え、
   そのコイルホルダーは、筒状の周壁部と、この周壁部の内周に嵌め合わされる環状の蓋体とを有し、
   その蓋体の少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い絶縁性の合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆され、
   その被覆部材に、その磁気回路の構成部材を通過する磁束を発生する検出コイルを構成する導線の巻き付け部が一体化されていることを特徴とするトルクセンサ。
4. 磁気回路における磁気抵抗の変化に基づきトルクを検出可能なトルクセンサにおいて、
   その磁気回路の構成部材の少なくとも一つが、合成樹脂製の基材中に磁性粉末を分散させることで構成される磁性材料から型成形され、
   その磁性材料から型成形される磁気回路の構成部材として、トルク伝達シャフトに挿入される検出リングを備え、
   その検出リングの内周の少なくとも一部が、その磁性材料よりも靱性の高い合成樹脂材から成形される被覆部材により被覆され、
   その検出リングは、その被覆部材を介して前記トルク伝達シャフトに圧入されていることを特徴とするトルクセンサ。

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