JP4345376B2

JP4345376B2 - 操舵装置

Info

Publication number: JP4345376B2
Application number: JP2003184656A
Authority: JP
Inventors: 亮輔山崎; 裕昭村上; 悦郎喜多見; 教郎細見
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005017187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は舵取り操作により回転する回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器を備えた操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の操舵装置としては、例えば操舵輪に繋がる回転部材と、前記操舵輪の操舵角中点からの前記回転部材の回転角度を検出するための回転角度検出器と、前記回転部材を支持する支持部材とを備えている。
【０００３】
回転角度検出器は、一般的には、別個の装置として構成されており、例えば特許文献１、２に記載されている。
特許文献１、２の回転角度検出器は、操舵輪に繋がる回転部材の周面に嵌合固定される環状駆動歯車と、該環状駆動歯車に噛合して従動回転され、磁石を有する２つの従動歯車と、環状駆動歯車の回転に伴って回転角度情報を生成する回路構成要素を有し、回転軸と一体に回転する環状駆動歯車の回転角度を検出する検出部と、該検出部及び前記従動歯車を収容して支持し、外周部に貫通孔を有する取着片が突設されたケースとを備えている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５９０３７号公報
【特許文献２】
特表２００１−５０５６６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように操舵装置と別個の装置として構成されている回転角度検出器を操舵装置に組み込む場合、例えば回転部材としての操舵軸に前記環状駆動歯車を嵌合固定し、操舵軸を回転自在に支持するハウジングの開口側端面に前記ケースをボルト等の複数本の締付ねじにより取着することになるため、この回転角度検出器の取着構造が複雑であり、取着作業性を簡素化することが要望されていた。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は回転角度検出器の取着構造を簡単にでき、取着作業性を簡素化することができる操舵装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る操舵装置は、舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、該回転角度検出器を支持する支持部材とを備えた操舵装置において、前記支持部材は、前記回転角度検出器が挿入により収容される収容部と、該収容部の一部を貫通する第１及び第２の嵌合孔とを有しており、前記回転角度検出器は、前記第１の嵌合孔に内嵌され、導線を保持してあるグロメット及び前記第２の嵌合孔に内嵌される嵌合凸部を有し、前記第２の嵌合孔を封止する鍔部を前記嵌合凸部の先端部に設けてあることを特徴とする。
【０００８】
第１発明にあっては、グロメット及び嵌合凸部を有する回転角度検出器を支持部材の収容部に挿入することにより回転角度検出器を収容部に収容することができ、しかも、この回転角度検出器の、グロメットと別に設けられている嵌合凸部を支持部材の嵌合孔に内嵌することにより、回転角度検出器を位置決めすることができ、この位置決め状態を維持することができるため、回転角度検出器の取着構造が簡単であり、回転角度検出器を簡易に取着することができる。さらに、取着した回転角度検出器は鍔部が嵌合孔を封止するため、嵌合孔から収容部に水が浸入するのを防ぐことができる。
【０００９】
第２発明に係る操舵装置は、舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、該回転角度検出器を支持する支持部材とを備えた操舵装置において、前記支持部材は、前記回転角度検出器が挿入により収容される収容部と、該収容部の一部を貫通する第１及び第２の嵌合孔とを有しており、前記回転角度検出器は、前記回転角度を検出する検出部を有する回転角度検出器本体と、前記検出部に接続された導線と、前記回転角度検出器本体に取着されて前記導線を保持し前記第１の嵌合孔に内嵌されるグロメットと、前記回転角度検出器本体に取着されて前記第２の嵌合孔に内嵌される嵌合凸部とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
第２発明にあっては、グロメット及び嵌合凸部を有する回転角度検出器を支持部材の収容部に挿入することにより回転角度検出器を収容部に収容することができ、しかも、この回転角度検出器の、グロメットと別に設けられている嵌合凸部を支持部材の嵌合孔に内嵌することにより、回転角度検出器を位置決めすることができ、この位置決め状態を維持することができるため、回転角度検出器の取着構造が簡単であり、回転角度検出器を簡易に取着することができる。さらに、取着した回転角度検出器は嵌合凸部が嵌合孔を封止するため、嵌合孔から収容部に水が浸入するのを防ぐことができる。また、グロメットが回転角度検出器本体に取着されており、このグロメットを嵌合孔に内嵌するため、導線の取り回し及び導線の噛み込みをなくすることができる。
【００１１】
第３発明に係る操舵装置は、舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、前記回転部材を支持するハウジングとを備えた操舵装置において、前記ハウジングは互いに接合された半体からなり、一方の半体は、前記回転角度検出器が挿入により収容される収容部と、他方の半体と接合される接合端から前記収容部の一部が窪む第１及び第２の嵌合孔とを有しており、前記回転角度検出器は、前記第１の嵌合孔に内嵌され、導線を保持してあるグロメット及び前記第２の嵌合孔に内嵌される嵌合凸部を有し、前記第２の嵌合孔を封止する封止手段を有していることを特徴とする。
【００１２】
第３発明にあっては、グロメット及び嵌合凸部を有する回転角度検出器を一方の半体の収容部に挿入することにより回転角度検出器をハウジングに収容することができ、しかも、この回転角度検出器の、グロメットと別に設けられている嵌合凸部を一方の半体の嵌合孔に内嵌することにより、回転角度検出器を位置決めすることができ、さらに、他方の半体の接合により嵌合凸部を挾着し、回転角度検出器を固定することができるため、回転角度検出器の取着構造が簡単であり、回転角度検出器を簡易に取着することができる。また、取着した回転角度検出器は封止手段が嵌合孔を封止するため、嵌合孔から収容部に水が浸入するのを防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係る操舵装置の実施の形態１の構成を示す回転角度検出器部分の斜視図、図２は操舵装置の全体の構成を示す断面図、図３は回転角度検出器部分の構成を示す斜視図、図４は回転角度検出器部分の構成を示す分解斜視図、図５は回転角度検出器の構成を示す模式図である。
【００１４】
図２に示した操舵装置は操舵補助力の発生源として電動モータを用いる電動パワーステアリング装置であり、操舵輪Ａに連結される入力軸１と、該入力軸１にトーションバー２を介して同軸的に連結される出力軸３と、入力軸１に加わるトルクを検出するトルクセンサ４と、該トルクセンサ４が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ（図示せず）と、該電動モータの回転を出力軸３に伝動する減速歯車機構５と、出力軸３の回転角度を検出する回転角度検出器６と、出力軸３をラックピニオン式の舵取機構（図示せず）に連動連結するユニバーサルジョイント等の伝動軸（図示せず）とを備えている。尚、入力軸１、トーションバー２、出力軸３及び伝動軸が回転部材を構成している。
【００１５】
入力軸１はトーションバー２の一端部が挿入されたセンサ支持筒１ａと、該センサ支持筒１ａの外周に嵌合固定されたターゲット７とを有しており、センサ支持筒１ａの一端部がニードル軸受９を介して支持部材としてのハウジング８内に支持されている。
【００１６】
出力軸３はセンサ支持筒１ａの他端部及びトーションバー２の他端部が挿入された筒形に形成されている。この出力軸３の一端部にはターゲット７と隣り合うターゲット１０を有しており、軸長方向の途中には減速歯車機構５のウォームホイール５ａ及び該ウォームホイール５ａの両側に配置される２つの転がり軸受１１，１２の内輪が外嵌固定されており、各転がり軸受１１，１２を介して出力軸３がハウジング８内に支持されている。また、出力軸３におけるウォームホイール５ａ及び転がり軸受１１の間に駆動歯車１３が外嵌固定されている。
【００１７】
ハウジング８は回転角度検出器６及びウォームホイール５ａが挿入により収容された第１の収容部８ａと、該収容部８ａに連通し減速歯車機構５のウォームが挿入により収容された第２の収容部８ｂと、トルクセンサ４が挿入により収容された第３の収容部８ｃとを有する。このハウジング８は第１及び第２の収容部８ａ，８ｂを有する第１の半体８１と、第３の収容部８ｃを有し、第１の半体８１に接合される第２の半体８２とからなる。
【００１８】
第１の半体８１は第１の収容部８ａを有する部分が略椀形に形成されており、第２の収容部８ｂを有する部分が略筒形に形成されており、椀形部分の開放端が第２の半体８２と接合される接合端８１ａになっている。第１の半体８１には第１の収容部８ａの一部を貫通する凹形の嵌合孔８３、換言すれば第２の半体８２に接合される接合端８１ａから収容部８ａの一部が窪む凹形の嵌合孔８３が設けられている。また、接合端８１ａと前記筒形部分の開放端面８１ｂとには複数のねじ孔８１ｃ，８１ｄが穿設されており、前記筒形部分の開放端面８１ｂに図示しない電動モータが取着される。
【００１９】
第２の半体８２は筒部８２ａと、該筒部８２ａの一端に連なりその外周部が接合端８１ａ及び後記するグロメットの一部に当接する円板部８２ｂとを有しており、該円板部８２ｂの外周部に接合用の２つの貫通孔８２ｃが設けられている。この貫通孔８２ｃからねじ孔８１ｃに締付ねじ（図示せず）を挿入することにより第１及び第２の半体８１，８２が接合される。
【００２０】
回転角度検出器６は出力軸３の途中に外嵌固定された駆動歯車１３に噛合して遊転する小径の従動歯車６１と、該従動歯車６１の回転を減速する複数の減速歯車６２ａ〜６２ｄと、従動歯車６１及び最終の減速歯車６２ｄの回転量を電圧に変換して検出する検出部６３，６３と、これら従動歯車６１、減速歯車６２ａ〜６２ｄ及び検出部６３，６３を収容して支持するケース６４と、検出部６３，６３に接続された複数本の導線６５と、ケース６４に取着されて導線６５を保持し嵌合孔８３に内嵌されるグロメット６６とを備えている。導線６５は検出部６３，６３が検出した検出回転量を検出信号として出力する。この検出信号はマイクロプロセッサを用いてなる制御部（図示せず）に与えられている。制御部では従動歯車６１及び最終の減速歯車６２ｄの回転量の差（検出信号の差）から出力軸３と一体回転する駆動歯車１３の回転角度を求める。
【００２１】
ケース６４は中心部に出力軸３が挿通される貫通孔６４ａを有する略Ｄ字形に形成されており、円形周面の一部にグロメット６６が接着等の取着手段により取着されている。また、このケース６４、従動歯車６１、減速歯車６２ａ〜６２ｄ及び検出部６３，６３が回転角度検出器本体６０を構成している。
【００２２】
グロメット６６は合成ゴム、合成樹脂等の可撓性を有する材料により略直方体に形成されており、周面が嵌合孔８３の周面と接触して回転角度検出器本体６０のハウジング８に対する位置を決め、回転角度検出器本体６０の、出力軸３の周方向へのガタ付きを防ぐようにしてある。このグロメット６６には導線６５が挿通される複数の貫通孔６６ａ及び嵌合孔８３を封止する鍔部６６ｂとが設けられている。封止手段としての鍔部６６ｂはケース６４への取着面と反対側の先端周面部に突設されており、嵌合孔８３の外側孔縁と接触することにより外部から嵌合孔８３に水が浸入するのを防ぐようにしてある。
【００２３】
尚、トルクセンサ４は操舵輪Ａの操舵により入力軸１に加わるトルクをトーションバー２に生じる捩れによって検出するものであり、該トルクセンサ４が検出したトルク等に基づいて操舵補助用の電動モータが駆動制御されるように構成されている。
【００２４】
以上のように構成された操舵装置は、第１の収容部８ａに嵌合固定された転がり軸受１２の内輪に、ウォームホイール５ａとターゲット１０及び駆動歯車１３とが嵌合固定された出力軸３の他端部を挿入して出力軸３の他端部を第１の半体８１に支持する。出力軸３の他端部を支持した第１の半体８１の収容部８ａに、グロメット６６が取着された回転角度検出器本体６０を挿入し、該回転角度検出器本体６０の従動歯車６１を駆動歯車１３に噛合させるとともに、グロメット６６を第１の半体８１の嵌合孔８３に内嵌することにより回転角度検出器６をハウジング８に組み込むことができる。この場合、グロメット６６の嵌合孔８３への内嵌により、グロメット６６の周面が嵌合孔８３の周面に接触することになり、回転角度検出器６のハウジング８に対する位置を決めることができ、回転角度検出器６の、出力軸３の周方向へのガタ付きを防ぐことができる。しかも、グロメット６６の鍔部６６ｂが嵌合孔８３の外側孔縁に接触することになり、外部から嵌合孔８３に水分が浸入するのを防ぐことができる。
【００２５】
回転角度検出器６を第１の半体８１に組み込んだ後、第３の収容部８ｃにトルクセンサ４が収容され、転がり軸受１１が嵌合固定された第２の半体８２の円板部８２ｂを第１の半体８１の接合端８１ａに当接させ、円板部８２ｂの外周部に穿設された貫通孔８２ｃからねじ孔８１ｃに締付ねじを挿入することにより第２の半体８２を第１の半体８１に接合する。この場合、円板部８２ｂがグロメット６６の一面に接触し、グロメット６６の、出力軸３の軸長方向への移動を規制することができる。
【００２６】
以上のように回転角度検出器６は出力軸３等の回転部材を支持するハウジング８の収容部８ａに収容するように構成されており、しかも、回転角度検出器本体６０にグロメット６６を取着し、該グロメット６６が嵌合される嵌合孔８３をハウジング８に設けてあるため、操舵装置の組立て時に回転角度検出器６を収容部８ａに挿入し、グロメット６６を嵌合孔８３に嵌合することにより回転角度検出器６を組み込むことができ、回転角度検出器６の組込作業性を高めることができる。
【００２７】
実施の形態２
図６は操舵装置の実施の形態２の構成を示す回転角度検出器部分の斜視図である。
この実施の形態２の操舵装置は、グロメット６６を回転角度検出器本体６０に取着し、該グロメット６６により回転角度検出器６のハウジング８に対する位置を決めるように構成する代わりに、嵌合孔８３に嵌合されグロメット６６と関係のない嵌合凸部６７を回転角度検出器本体６０に突設し、該嵌合凸部６７により回転角度検出器６のハウジング８に対する位置を決めるように構成したものである。
【００２８】
実施の形態２において、嵌合凸部６７は例えばケース６４の周壁の一部を外側へ変形させてケース６４と一体に構成するか、又は、ケース６４と別個に形成された嵌合凸部６７を接着、溶接等の取着手段により取着した構成とする。また、嵌合凸部６７の先端部６７ｂには嵌合孔８３の外側孔縁と接触することにより外部から嵌合孔８３に水が浸入するのを防ぐための鍔部６７ａが突設される。
また、ハウジング８には、第２の嵌合孔８３と離隔した位置に、第１の嵌合孔としてのグロメット用孔８４が設けられており、該グロメット用孔８４にグロメット６６が嵌合保持される。
【００２９】
実施の形態２にあっては、操舵装置の組立て時、出力軸３の他端部を支持した第１の半体８１の収容部８ａに、嵌合凸部６７が取着された回転角度検出器本体６０を挿入し、該回転角度検出器本体６０の従動歯車６１を駆動歯車１３に噛合させるとともに、嵌合凸部６７を第１の半体８１の嵌合孔８３に内嵌することにより回転角度検出器６をハウジング８に組み込むことができる。この場合、嵌合凸部６７の嵌合孔８３への嵌合により、嵌合凸部６７の周面が嵌合孔８３の周面に接触することになり、回転角度検出器６のハウジング８に対する位置を決めることができ、回転角度検出器６の、出力軸３の周方向へのガタ付きを防ぐことができる。しかも、嵌合凸部６７の鍔部６７ａが嵌合孔８３の外側孔縁に接触することになり、外部から嵌合孔８３に水が浸入するのを防ぐことができる。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００３０】
尚、以上説明した実施の形態では回転角度検出器本体６０に取着されたグロメット６６、嵌合凸部６７の先端部に鍔部６６ａ，６７ａを突設したが、その他、この鍔部６６ａ，６７ａはグロメット６６、嵌合凸部６７の周面の途中に突設し、該鍔部６６ａ，６７ａが挿入される溝を嵌合孔８３の周面に設け、グロメット６６又は嵌合凸部６７を嵌合孔８３に嵌合するとき、鍔部６６ａ，６７ａを前記溝に挿入し、鍔部６６ａ，６７ａの溝との接触により嵌合孔８３を封止するようにしてもよい。
【００３１】
また、以上説明した実施の形態ではケース６４の周壁、換言すれば回転角度検出器本体６０の周面にグロメット６６又は嵌合凸部６７を取着したが、その他、グロメット６６又は嵌合凸部６７はケース６４の側面に取着する構成としてもよい。この場合、グロメット６６又は嵌合凸部６７が嵌合される嵌合孔８３を第２の半体８２の円板部８２ｂに設け、第２の半体８２が第１の半体８１に接合されるとき、回転角度検出器本体６０に予め取着されたグロメット６６又は嵌合凸部６７を前記嵌合孔８３に嵌合するか、又は、第２の半体８２が第１の半体８１に接合された後、グロメット６６又は嵌合凸部６７を第２の半体８２の外部から嵌合孔８３に嵌合し、該グロメット６６又は嵌合凸部６７を回転角度検出器本体６０に接着剤等の取付装着手段により取付装着する。
また、以上説明した実施の形態では出力軸３を支持する支持部材としてのハウジング８に回転角度検出器６を支持したが、その他、この回転角度検出器６はハウジング８と別個に設けられる支持部材に支持する構成としてもよい。
【００３２】
また、本発明に係る操舵装置は操舵補助用の電動モータを備えた電動パワーステアリング装置である他、操舵補助用の電動モータを備えていない操舵装置であってもよい。また、回転角度検出器６の構成は特に制限されるものでない。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明、第２発明及び第３発明によれば、回転角度検出器を支持部材の収容部に簡易に取着することができ、しかも、嵌合孔から収容部に水が浸入するのを防ぐことができる。また、第２発明によれば、グロメットが取着するため、特別の取着部が必要でなく、回転角度検出器をより一層簡易に取着することができる。
また、第３発明によれば、ハウジングの第１及び第２の半体を接合することにより回転角度検出器を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る操舵装置の実施の形態１の構成を示す回転角度検出器部分の斜視図である。
【図２】本発明に係る操舵装置の全体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る操舵装置の回転角度検出器部分の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る操舵装置の回転角度検出器部分の構成を示す分解斜視図である。
【図５】本発明に係る操舵装置の回転角度検出器の構成を示す模式図である。
【図６】本発明に係る操舵装置の実施の形態２の構成を示す回転角度検出器部分の斜視図である。
【符号の説明】
３出力軸（回転部材）
６回転角度検出器
６０回転角度検出器本体
６３検出部
６５導線
６６グロメット（嵌合凸部）
６６ｂ鍔部
６７嵌合凸部
６７ａ鍔部（封止手段）
６７ｂ先端部
８ハウジング（支持部材）
８ａ収容部
８１，８２半体
８１ａ接合端
８３嵌合孔

Claims

舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、該回転角度検出器を支持する支持部材とを備えた操舵装置において、前記支持部材は、前記回転角度検出器が挿入により収容される収容部と、該収容部の一部を貫通する第１及び第２の嵌合孔とを有しており、前記回転角度検出器は、前記第１の嵌合孔に内嵌され、導線を保持してあるグロメット及び前記第２の嵌合孔に内嵌される嵌合凸部を有し、前記第２の嵌合孔を封止する鍔部を前記嵌合凸部の先端部に設けてあることを特徴とする操舵装置。
舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、該回転角度検出器を支持する支持部材とを備えた操舵装置において、前記支持部材は、前記回転角度検出器が挿入により収容される収容部と、該収容部の一部を貫通する第１及び第２の嵌合孔とを有しており、前記回転角度検出器は、前記回転角度を検出する検出部を有する回転角度検出器本体と、前記検出部に接続された導線と、前記回転角度検出器本体に取着されて前記導線を保持し前記第１の嵌合孔に内嵌されるグロメットと、前記回転角度検出器本体に取着されて前記第２の嵌合孔に内嵌される嵌合凸部とを備えていることを特徴とする操舵装置。
舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、前記回転部材を支持するハウジングとを備えた操舵装置において、前記ハウジングは互いに接合された半体からなり、一方の半体は、前記回転角度検出器が挿入により収容される収容部と、他方の半体と接合される接合端から前記収容部の一部が窪む第１及び第２の嵌合孔とを有しており、前記回転角度検出器は、前記第１の嵌合孔に内嵌され、導線を保持してあるグロメット及び前記第２の嵌合孔に内嵌される嵌合凸部を有し、前記第２の嵌合孔を封止する封止手段を有していることを特徴とする操舵装置。