JP4015315B2

JP4015315B2 - トルク検出器

Info

Publication number: JP4015315B2
Application number: JP03694799A
Authority: JP
Inventors: 幸一竹之下
Original assignee: Honda Lock Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Honda Lock Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JP2000234968A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングで回転自在に支承される入力軸と、ハウジングに結合されるカバーで回転自在に支承される出力軸との間のトーションバーが捩れ変形するのに応じて、それらの軸の軸線方向にコアを変位させることにより、トルクを検出するようにしたトルク検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかるトルク検出器は、たとえば特開平７−３３３０８１号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、トルク検出回路がハウジングおよびカバー外に配置されており、構成がコンパクトとは言い難い。そこで、トルク検出回路をハウジング内に設けて構成をコンパクト化することも考えられるが、その場合、ハウジングに組付けられたトルク検出回路を覆うための蓋部材を、ハウジングに取付ける構造では部品点数の増加を招くことになる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加を抑えたコンパクトな構成を可能としたトルク検出器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、コイルが巻装されるボビンと、前記コイルとが筒状のハウジングにモールド結合されて、そのハウジングでボビン及びコイルが覆われ、そのハウジングの一端部に、前記ボビン内に同軸に挿入される入力軸が回転自在に支承され、トーションバーを介して前記入力軸に同軸に連結される出力軸が、前記ハウジングの他端開口部を覆って該ハウジングに結合されるカバーで回転自在に支承され、前記トーションバーの捩れ変形に伴なう入力軸および出力軸の相対角変位量に応じて入力軸の軸線に沿う位置を変化させるコアが前記入力軸および前記ボビン間に配置され、前記コイルにトルク検出回路が接続されるトルク検出器であって、ハウジングの他端部には、その他端部に形成した内筒部及び外筒部間に形成されて前記カバーで開口部が閉じられる環状の収容室が設けられ、その収容室に、トルク検出回路を構成する略リング状の基板が収容されることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、コイルが巻装されるボビンと、前記コイルとが筒状のハウジングにモールド結合されて、そのハウジングでボビン及びコイルが覆われるとともに、トルク検出回路を構成する略リング状の基板が、前記ハウジングの他端部に形成した内筒部及び外筒部間に形成されてカバーで開口部が閉じられる環状の収容室に収容されるので、トルク検出回路を該ハウジングおよびカバー内に配置して、トルク検出器の全体をコンパクトに構成することができ、しかもトルク検出回路を覆うための専用の蓋部材が不要であり、部品点数の増加を回避することができる。また収容室は環状に形成され、その収容室に、トルク検出回路を構成する略リング状の基板が収容されるから、入力軸の軸線に関してほぼ反対側に配置される各端子のトルク検出回路への接続が容易となる。
【０００７】
また前記入力軸を回転自在に支承するためのベアリングが、請求項２記載の発明に従って、その外周部をボビンとハウジングとの間で挟むようにして、該ハウジングにボビン及びコイルと共にモールド結合されることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すものであり、図１はトルク検出器の縦断面図、図２は入力軸および可動部材の係合状態を示す横断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４はハウジングの拡大縦断面図であって図５の４−４線に沿う断面図、図５は図４の５矢視図である。
【００１０】
先ず図１において、このトルク検出器は、たとえば車両のパワーステアリング系に介設されるものであり、図示しないステアリングハンドル側に連なる入力軸１１と、図示しない車輪側に連なって入力軸１１と同軸に配置される出力軸１２と、入力軸１１および出力軸１２間を連結するトーションバー１３とを備え、入力軸１１に入力されるトルクに応じてトーションバー１３が捩れ変形することに伴なう入力軸１１および出力軸１２間に生じる相対角変位量を、前記入力トルクに応じた値として検出するものである。
【００１１】
入力軸１１は、中空の略円筒状に形成されており、合成樹脂により筒状に形成されるハウジング１４の軸方向一端部にベアリング１５を介して回転自在に支承されつつ、該ハウジング１４内に突入される。しかもベアリング１５よりも軸方向外方側でハウジング１４および入力軸１１間にはダストシール１６が設けられる。
【００１２】
トーションバー１３は入力軸１１内に挿入されており、入力軸１１およびトーションバー１３の一端は連結ピン１７で相互に連結され、入力軸１１の他端およびトーションバー１３間には金属製のリング状軸受メタル１８が設けられる。すなわちトーションバー１３の一端側は入力軸１１とともに回転するのに対し、トーションバー１３の捩れ変形に応じてトーションバー１３の他端部および入力軸１１の他端は相対角変位可能である。
【００１３】
前記ハウジング１４の他端には、金属製のカバー１９が締結されるものであり、該カバー１９は車両の図示しない車体に固定的に支持される。而して出力軸１２は、ベアリング２０を介してカバー１９に回転自在に支承されており、この出力軸１２の一端部にトーションバー１３の他端部がセレーション２１を介して結合される。
【００１４】
ハウジング１４には、合成樹脂から成るボビン２２と、該ボビン２２に巻装される第１および第２コイル２３，２４とが一体にモールド結合されるものであり、該ボビン２２と入力軸１１の他端部との間には合成樹脂から成る可動部材２５が配置され、該可動部材２５の外面にリング状のコア２６が固着される。
【００１５】
ところで、出力軸１２の一端部には、その一直径線に沿って出力軸１２の外面から外方に突出する一対の規制ピン２７，２７が装着されており、それらの規制ピン２７，２７の先端部を係合させる規制溝２８，２８が、出力軸１２の軸方向に沿って長く延びて前記可動部材２５の内面に設けられる。したがって可動部材２５およびコア２６は、出力軸１２との相対回転が不能であるが規制ピン２７，２７が規制溝２８，２８で案内される範囲で出力軸１２との軸方向相対移動が可能である。しかも出力軸１２およびカバー１９間に設けられているベアリング２０の内輪で受けられたリテーナ２９と前記可動部材２５との間には、コイルばね３０が設けられており、このコイルばね３０のばね力により可動部材２５すなわちコア２６は、出力軸１２から離反する方向に付勢される。
【００１６】
図２および図３において、可動部材２５の内面には、螺旋状の案内溝３１が設けられており、該案内溝３１に嵌合するピン３２が入力軸１１に装着される。したがって、入力軸１１へのトルク入力に応じたトーションバー１３の捩れ変形により入力軸１１および出力軸１２間に相対角変位が生じたときに、その相対角変位量に応じて可動部材２５およびコア２６が入力軸１１の軸線に沿う位置を変化させることになる。
【００１７】
図４において、ボビン２２は、略円筒状のコイル巻装部２２ａと、該コイル巻装部２２ａの一端に同軸に連なる略円筒状の延長筒部２２ｂとを有して、全体として段付きの略円筒状に形成されるものであり、コイル巻装部２２ａの外面には、該コイル巻装部２２ａの外面に巻装される第１および第２コイル２３，２４間を仕切る仕切り壁部２２ｃが半径方向外方に突出するようにして一体に設けられ、またコイル巻装部２２ａおよび延長筒部２２ｂの連設部には外側方に突出する端子支持部２２ｄが一体に設けられる。
【００１８】
ボビン２２における延長筒部２２ｂの先端部には、入力軸１１およびハウジング１４間に設けられるベアリング１５が、その軸方向外端をわずかに延長筒部２２ｂの先端から突出させるようにして嵌合されるものであり、そのベアリング１５における外輪の内端を受ける規制鍔部２２ｅが、延長筒部２２ｂの内面から半径方向内方に張出すようにして延長筒部２２ｂに一体に連設される。
【００１９】
前記ボビン２２と、該ボビン２２のコイル巻装部２２ａに巻装されている第１および第２コイル２３，２４と、ボビン２２の延長筒部２２ｂに嵌合されるベアリング１５とは、ボビン２２の内周面を内面に臨ませるようにして、ハウジング１４に一体にモールド結合される。
【００２０】
このハウジング１４は、ボビン２２の軸方向全長を覆ってほぼ円筒状に形成されるハウジング主部１４ａと、ダストシール１６を装着すべく円筒状に形成されてハウジング主部１４ａの一端に一体に連設されるシールハウジング１４ｂと、ボビン２２におけるコイル巻装部２２ａの内周面に略面一に連なる内周面を有してハウジング主部１４ａの他端に一体に連設される内筒部１４ｃと、ボビン２２における端子支持部２２ｄにほぼ対応する部分でハウジング主部１４ａの軸方向中間部から半径方向外方に一体に張出す鍔部１４ｄと、ハウジング主部１４ａの前記鍔部１４ｄよりも軸方向他端側の部分および内筒部１４ｃを囲繞するようにして前記鍔部１４ｄの外周に一端が一体に連設される外筒部１４ｅと、該外筒部１４ｅの他端側外面から外側方に一体に張出すフランジ部１４ｆと、前記端子支持部２２ｄとは反対側でハウジング主部１４ａの一端側および外筒部１４ｅ間にわたって一体に設けられて外側方に突出するカプラ部１４ｇとを備え、ハウジング主部１４ａおよび内筒部１４ｃ間には環状の段部１４ｈが形成される。
【００２１】
図５を併せて参照して、外筒部１４ｅは、たとえば横断面八角形状の角筒状に形成されており、該外筒部１４ｅの他端および内筒部１４ｃの他端は、入力軸１１の軸線に沿ってほぼ同一位置となるように設定される。
【００２２】
またフランジ部１４ｆには、カバー１９が複数本たとえば４本のボルト（図示せず）により締結されるのであるが、それらのボルトをそれぞれ挿通させる金属製円筒状のカラー３５…がフランジ部１４ｆに一体にモールド結合される。さらにフランジ部１４ｆおよびカバー１９間にはシール部材３６が挟まれる。
【００２３】
ところで上記ハウジング１４の他端部には、ハウジング主部１４ａの前記鍔部１４ｄよりも軸方向他端側の部分および内筒部１４ｃで内周を規定されるとともに、外筒部１４ｅで外周を規定される収容室３８が、入力軸１１の軸線を中心とする環状となるようにして形成され、該収容室３８は、ハウジング１４の他端に締結されるカバー１９で覆われる。
【００２４】
前記収容室３８には、ハウジング１４における外筒部１４ｅの内面形状に対応した内、外周形状を有して略リング状に形成される基板３９にアンプ等の電気部品が搭載されて成るトルク検出回路４０が収容され、前記基板３９がハウジング１４に取付けられる。
【００２５】
基板３９を取付けるために、ハウジング１４における外筒１４ｅの内周部において周方向に間隔をあけた複数箇所たとえば４箇所には、ハウジング主部１４ａおよび内筒部１４ｃ間に形成されている環状の段部１４ｈに対応した受け面４１ａ…を有するボス部４１…が一体に設けられる。而して、基板３９の内周部の周方向複数箇所は段部１４ｈに載せられ、基板３９の外周部のうち前記各受け面４１ａ…上に載せられる部分が、ねじ部材４２…により各ボス部４１…に締結される。
【００２６】
ところで、ボビン２２における端子支持部２２ｄには、コイル２３，２４に接続される３つの端子４３，４４，４５の基部が埋設されており、それらの端子４３，４４，４５は、ハウジング１４における鍔部１４ｄから基板３９側に突出され、トルク検出回路４０に接続される。
【００２７】
またハウジング１４のカプラ部１４ｇに対応する部分には、一端をカプラ部１４ｇ内に臨ませる８本の端子４６…の中間部を支持する合成樹脂製の支持片４７が埋設されており、各端子４６…の他端は、カプラ部１４ｇから基板３９側に突出され、トルク検出回路４０に接続される。
【００２８】
トルク検出回路４０への各端子４３〜４６の接続が完了した時点で収容室３８内にはポッティング剤４８が充填される。而して収容室３８内において、ハウジング１４の鍔部１４ｄおよび基板３９間には、基板３９の内周部および段部１４ｈ間に生じている間隙４９…（図５参照）を介してポッティング剤４８が流入することになる。
【００２９】
ところで、入力軸１１へのトルク入力に応じたトーションバー１３の捩れ変形によって、コア２６は、入力軸１１の軸線に沿う位置すなわち第１および第２コイル２３，２４に対する相対位置を変化させる。そのような相対位置変化が両コイル２３，２４の周辺に磁気的変化を生じさせ、両コイル２３，２４のインダクタンスがそれぞれ変化するものであり、トルク検出回路４０は、前記インダクタンス変化に伴って入力トルクに対応した信号を得るように構成されている。
【００３０】
次にこの実施例の作用について説明すると、このトルク検出器では、ハウジング１４の他端に締結されるカバー１９で覆われる収容室３８がハウジング１４の他端部に形成され、該収容室３８に収容されるトルク検出回路４０がハウジング１４に取付けられる。したがって、トルク検出回路４０がハウジング１４およびカバー１９外に配置されていた従来のものに比べて、トルク検出回路４０をハウジング１４およびカバー１９内に配置するようにして、トルク検出器の全体をコンパクトに構成することができ、しかもトルク検出回路４０を覆うための専用の蓋部材が不要であるので、部品点数の増加を回避することができる。
【００３１】
また収容室３８は、入力軸１１の軸線を中心とする環状に形成されるものであり、収容室３８に収容されるトルク検出回路４０は、略リング状に形成される基板３９にアンプ等の電気部品が搭載されて成るものである。したがって、入力軸１１の軸線に関してほぼ反対側に配置される端子４３〜４５および端子４６…のトルク検出回路４０への接続が容易となる。
【００３２】
更にまた、入力軸１１を回転自在に支承するためのベアリング１５は、その外周部をボビン２２とハウジング１４の間で挟むようにして、該ハウジング１４にボビン２２及びコイル２３，２４と共にモールド結合される。
【００３３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１の特徴によれば、コイルが巻装されるボビンと、前記コイルとが筒状のハウジングにモールド結合されて、そのハウジングでボビン及びコイルが覆われるとともに、トルク検出回路を構成する略リング状の基板が、前記ハウジングの他端部に形成した内筒部及び外筒部間に形成されてカバーで開口部が閉じられる環状の収容室に収容されるので、トルク検出回路を該ハウジングおよびカバー内に配置して、トルク検出器の全体をコンパクトに構成することができ、しかもトルク検出回路を覆うための専用の蓋部材が不要であり、部品点数の増加を回避することができる。また収容室は環状に形成され、その収容室に、トルク検出回路を構成する略リング状の基板が収容されるから、入力軸の軸線に関してほぼ反対側に配置される各端子のトルク検出回路への接続が容易となる。
【００３５】
また、本発明の第２の特徴によれば、入力軸を回転自在に支承するためのベアリングが、その外周部をボビンとハウジングとの間で挟むようにして、該ハウジングにボビン及びコイルと共にモールド結合される。
【図面の簡単な説明】
【図１】トルク検出器の縦断面図である。
【図２】入力軸および可動部材の係合状態を示す横断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】ハウジングの拡大縦断面図であって図５の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図４の５矢視図である。
【符号の説明】
１１・・・入力軸
１２・・・出力軸
１３・・・トーションバー
１４・・・ハウジング
１９・・・カバー
２２・・・ボビン
２３，２４・・・コイル
２６・・・コア
３８・・・収容室
４０・・・トルク検出回路

Claims

コイル（２３，２４）が巻装されるボビン（２２）と、前記コイル（２３，２４）とが筒状のハウジング（１４）にモールド結合されて、そのハウジング（１４）でボビン（２２）及びコイル（２３，２４）が覆われ、そのハウジング（１４）の一端部に、前記ボビン（２２）内に同軸に挿入される入力軸（１１）が回転自在に支承され、トーションバー（１３）を介して前記入力軸（１１）に同軸に連結される出力軸（１２）が、前記ハウジング（１４）の他端開口部を覆って該ハウジング（１４）に結合されるカバー（１９）で回転自在に支承され、前記トーションバー（１３）の捩れ変形に伴なう入力軸（１１）および出力軸（１２）の相対角変位量に応じて入力軸（１１）の軸線に沿う位置を変化させるコア（２６）が前記入力軸（１１）および前記ボビン（２２）間に配置され、前記コイル（２３，２４）にトルク検出回路（４０）が接続されるトルク検出器であって、ハウジング（１４）の他端部には、その他端部に形成した内筒部（１４ｃ）及び外筒部（１４ｅ）間に形成されて前記カバー（１９）で開口部が閉じられる環状の収容室（３８）が設けられ、その収容室（３８）に、トルク検出回路（４０）を構成する略リング状の基板（３９）が収容されることを特徴とするトルク検出器。
前記入力軸（１１）を回転自在に支承するためのベアリング（１５）が、そのベアリング（１５）の外周部を前記ボビン（２２）と前記ハウジング（１４）との間で挟むようにして、該ハウジング（１４）に前記ボビン（２２）及びコイル（２３，２４）と共にモールド結合されることを特徴とする請求項１記載のトルク検出器。