JP5912784B2 - Relative angle detection device and electric power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、相対角度検出装置および電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a relative angle detection device and an electric power steering device.
近年、互いに同軸的に配置された2つの回転軸の相対回転角度を検出する装置が提案されている。
例えば、特許文献1に記載の装置は、トーションバーにより同軸的に連結された第1の回転体及び第2の回転体が有する磁気回路形成部材の外周りに軸線方向へ離隔して配置され、該磁気回路形成部材が発生した磁束を集める2つの集磁環と、各集磁環が集めた磁束の密度に基づいて第1の回転体に加わったトルクを検出する検出部と、集磁環及び検出部を保持し、且つ外周部にハウジングに取着される取着部を有する保持環と、検出部に接続された導線とを備えている。そして、検出部は集磁環の凸片間に発生する磁束密度の変化に応じて検出信号が変わるように構成されており、その検出信号は導線を介してマイクロプロセッサを用いてなる制御部に与えられる。
In recent years, an apparatus for detecting the relative rotation angle of two rotation shafts arranged coaxially with each other has been proposed.
For example, the device described in
ハウジング内に収納されるセンサ(検出部)と、センサからの検出信号が与えられるとともにハウジング外に配置される装置とが、ハウジングの貫通孔に挿入される電線保持部材(グロメット)などに保持された電線(導線)にて接続される構成である場合、ハウジング外において電線に力が作用したとしても、ハウジング内の電線の端部に大きな力が及ぶおそれがある。そして、例えば電線の端部がコネクタに連結され、コネクタが接続端子に差し込まれている場合、ハウジング内の電線の端部に大きな力が及ぶと、コネクタから電線が脱落したり、コネクタが差し込まれた接続端子が折れたりしてしまうおそれがある。また、ハウジング外にて電線に力が作用することで、電線保持部材(グロメット)における電線のシール性が悪化するおそれがある。 A sensor (detection unit) housed in the housing and a device that receives a detection signal from the sensor and is arranged outside the housing are held by an electric wire holding member (grommet) inserted into the through hole of the housing. In the case of a configuration in which the electric wires (conductive wires) are connected, even if a force acts on the electric wires outside the housing, a large force may be exerted on the ends of the electric wires in the housing. For example, when the end of the electric wire is connected to the connector and the connector is inserted into the connection terminal, if a large force is applied to the end of the electric wire in the housing, the electric wire is dropped from the connector or the connector is inserted. There is a risk that the connected terminal may break. Moreover, there exists a possibility that the sealing performance of the electric wire in an electric wire holding member (grommet) may deteriorate because force acts on an electric wire outside a housing.
これに対して、例えば板金で形成されたプレートをハウジングの外側に配置することで、ハウジングに形成された貫通孔に挿入された電線保持部材(グロメット)の抜け止めと、電線の支持とを行うことも考えられる。しかしながら、かかる構成において、ハウジングがアルミニウム製である場合には、プレートとハウジングとの間に電気化学的腐蝕が生じることに起因して電線保持部材(グロメット)が脱落するおそれがある。また、プレートをハウジングの外側に配置する分の組立て工数が増加してしまう。
本発明は、ハウジング外において電線に力が作用したとしても、電線保持部材における電線保持部、およびハウジング内の電線の端部に大きな力が及ばないようにすることを簡易な構成で実現する装置を提案することを目的とする。
On the other hand, for example, by disposing a plate formed of sheet metal outside the housing, the wire holding member (grommet) inserted into the through hole formed in the housing is prevented from coming off and the wire is supported. It is also possible. However, in such a configuration, when the housing is made of aluminum, there is a possibility that the electric wire holding member (grommet) falls off due to electrochemical corrosion between the plate and the housing. Moreover, the assembly man-hour for the arrangement of the plate on the outside of the housing increases.
Even if force acts on an electric wire outside a housing, the present invention is a device that realizes a simple structure to prevent a large force from being applied to an electric wire holding portion in an electric wire holding member and an end portion of the electric wire in the housing. The purpose is to propose.
かかる目的のもと、本発明は、内外を連通する連通孔が形成されたハウジング内に収納され、互いに同軸的に配置された2つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力するセンサと、前記センサから出力される電気信号を前記ハウジング外に配置される装置に伝送する電線と、前記ハウジングの前記連通孔に嵌合されるとともに、前記電線を保持する電線保持部材と、前記ハウジングの前記連通孔における前記電線保持部材よりも外側の部位に配置されるとともに、内部に前記電線が通る貫通孔が形成された外側部材と、を備え、前記外側部材は、ヒンジ結合により連結され、相対的に回転することで前記貫通孔を開閉する一対の開閉部材を有し、前記外側部材の前記一対の開閉部材は、ヒンジ結合にて連結された一対の連結部材の一方をそれぞれ有し、当該一対の開閉部材の本体それぞれと当該一対の連結部材それぞれとはヒンジ結合にて連結され、当該一対の開閉部材にて前記貫通孔を閉じたときに当該一対の連結部材は当該外側部材の外周面の内側に収納されることを特徴とする相対角度検出装置である。 For this purpose, the present invention is a sensor that is housed in a housing in which a communication hole communicating between the inside and the outside is formed, and that outputs an electrical signal corresponding to the relative rotation angle of two rotation shafts arranged coaxially with each other. An electric wire that transmits an electric signal output from the sensor to a device disposed outside the housing, an electric wire holding member that is fitted into the communication hole of the housing and holds the electric wire, and the housing An outer member having a through hole formed therein through which the electric wire passes, and the outer member is connected by hinge coupling. have a pair of opening and closing member for opening and closing the through hole by relative rotation, the pair of opening and closing member of the outer member, the pair of connecting members connected at hinged one Each of the pair of opening and closing members and the pair of connecting members are connected by hinge coupling, and when the pair of opening and closing members closes the through hole, the pair of connecting members is The relative angle detection device is housed inside the outer peripheral surface of the outer member .
ここで、前記外側部材の前記貫通孔は、前記電線保持部材側の端部である一方の端部の孔方向と当該電線保持部材側とは反対側の端部である他方の端部の孔方向とは交差しているとよい。
また、前記外側部材は、前記貫通孔を通る前記電線を当該貫通孔における前記一方の端部と前記他方の端部との間で鋭角に屈曲させるとよい。
Here, the through hole of the outer member is a hole in the other end which is the end of the one end that is the end on the electric wire holding member side and the end opposite to the electric wire holding member side. It should be crossed with the direction.
The outer member may be configured to bend the electric wire passing through the through hole at an acute angle between the one end and the other end of the through hole.
他の観点から捉えると、本発明は、互いに同軸的に配置された2つの回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を出力するセンサと、前記センサを収納するとともに、内外を連通する連通孔が形成されたハウジングと、前記センサから出力される電気信号を前記ハウジング外に配置される装置に伝送する電線と、前記ハウジングの前記連通孔に嵌合されるとともに、前記電線を保持する電線保持部材と、前記ハウジングの前記連通孔における前記電線保持部材よりも外側の部位に配置されるとともに、内部に前記電線が通る貫通孔が形成された外側部材と、を備え、前記外側部材は、ヒンジ結合により連結され、相対的に回転することで前記貫通孔を開閉する一対の開閉部材を有し、前記外側部材の前記一対の開閉部材は、ヒンジ結合にて連結された一対の連結部材の一方をそれぞれ有し、当該一対の開閉部材の本体それぞれと当該一対の連結部材それぞれとはヒンジ結合にて連結され、当該一対の開閉部材にて前記貫通孔を閉じたときに当該一対の連結部材は当該外側部材の外周面の内側に収納されることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。 From another point of view, the present invention relates to a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the relative rotation angle of two rotation shafts arranged coaxially with each other, and a communication hole that houses the sensor and communicates inside and outside. A housing in which the electrical signal output from the sensor is transmitted to a device disposed outside the housing, and an electrical wire holder that is fitted in the communication hole of the housing and holds the electrical wire A member and an outer member disposed in a portion of the communication hole of the housing outside the wire holding member and having a through hole through which the electric wire passes, and the outer member includes a hinge binding is connected, have a pair of opening and closing member for opening and closing the through hole by relative rotation, the pair of opening and closing member of said outer member, connected by hinged Each of the pair of connecting members, the main body of the pair of opening and closing members and the pair of connecting members are connected by hinge coupling, and the through hole is closed by the pair of opening and closing members. In some cases, the pair of connecting members are housed inside the outer peripheral surface of the outer member .
本発明によれば、ハウジング外において電線に力が作用したとしても、電線保持部材における電線保持部、およびハウジング内の電線の端部に大きな力が及ばないようにすることを、簡易な構成で実現できる。 According to the present invention, even if a force acts on the electric wire outside the housing, it is possible to prevent a large force from being exerted on the electric wire holding portion in the electric wire holding member and the end portion of the electric wire in the housing with a simple configuration. realizable.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、実施の形態に係る検出装置10を適用した電動パワーステアリング装置100の断面図である。図2は、実施の形態に係る検出装置10の斜視図である。なお、図2においては、構成を分かり易くするために後述するベース50およびフラットケーブルカバー60の一部は省略して示している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electric
電動パワーステアリング装置100は、同軸的に回転する第1の回転軸110と第2の回転軸120とを備えている。第1の回転軸110は、例えばステアリングホイールが連結される回転軸であり、第2の回転軸120は、トーションバー130を介して第1の回転軸110に同軸的に結合されている。そして、第2の回転軸120に形成されたピニオン121が、車輪に連結されるラック軸(不図示)のラック(不図示)と噛み合っており、第2の回転軸120の回転運動がピニオン121,ラックを介してラック軸の直線運動に変換され、車輪が操舵される。
The electric
また、電動パワーステアリング装置100は、第1の回転軸110および第2の回転軸120を回転可能に支持するハウジング140を備えている。ハウジング140は、例えば自動車などの乗り物の本体フレーム(以下、「車体」と称する場合もある。)に固定される部材であり、第1ハウジング150、第2ハウジング160および第3ハウジング170から構成される。
第1ハウジング150は、第2の回転軸120を回転可能に支持する軸受け151を、第2の回転軸120の回転軸方向(以下、単に「軸方向」と称する場合もある。)の一方の端部側(図1においては下側)に有し、軸方向の他方の端部側(図1においては上側)が開口した部材である。
In addition, the electric
In the
第2ハウジング160は、軸方向の両端部が開口した部材であり、その軸方向の一方の端部側の開口部が第1ハウジング150における軸方向の他方の端部側の開口部と対向するように配置される。そして、第2ハウジング160は、例えばボルトなどにより第1ハウジング150に固定される。第2ハウジング160の側面には、内外を連通する連通孔161が形成されている。連通孔161は、後述するハーネスコンプ300のグロメット320が嵌合される略楕円柱状の内側連通孔161a(図16参照)と、ハーネスコンプ300のソケット330が嵌合される略楕円柱状の外側連通孔161b(図16参照)と、を含んで構成されている。外側連通孔161bは、内側連通孔161aに対して、楕円の短辺方向は同じであるが長辺方向には大きく形成されている。また、第2ハウジング160には、連通孔161における楕円柱の柱方向(連通孔方向)の途中に、連通孔161の外側連通孔161bを形成する面から凹んだ凹部162(図16参照)が楕円における長辺方向の両側に形成されている。凹部162は、半月柱状であり、柱方向に垂直な面である2つの垂直面162aを有する。また、第2ハウジング160には、連通孔161における楕円柱の短辺方向(軸方向)の上部に、連通孔161の外側連通孔161bを形成する面から凹んだ凹部164(図1、図16参照)が形成されている。
The
第3ハウジング170は、第1の回転軸110を回転可能に支持する軸受け171を、軸方向の他方の端部側(図1においては上側)に有し、軸方向の一方の端部側(図1においては下側)が開口した部材である。そして、軸方向の一方の端部側の開口部が第2ハウジング160における軸方向の他方の端部側の開口部と対向するように配置されるとともに、例えばボルトなどにより第2ハウジング160に固定される。
The
また、電動パワーステアリング装置100は、例えば圧入などにより第2の回転軸120に固定されたウォームホイール180と、このウォームホイール180と噛み合うウォームギヤ191が出力軸に連結されるとともに第1ハウジング150に固定される電動モータ190とを備えている。
また、電動パワーステアリング装置100は、第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度に応じた電気信号を出力する検出装置10と、この検出装置10からの出力値に基づいて電動モータ190の駆動を制御する電子制御ユニット(ECU)200とを備えている。
In addition, the electric
In addition, the electric
ECU200は、各種演算処理を行うCPUと、CPUにて実行されるプログラムや各種データ等が記憶されたROMと、CPUの作業用メモリ等として用いられるRAMと、を用いて、検出装置10からの出力値を基に第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度を演算する相対角度演算部210を備えている。
検出装置10については、後で詳述する。
The
The
以上のように構成された電動パワーステアリング装置100においては、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクが第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度として現れることに鑑み、第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度に基づいて操舵トルクを把握する。つまり、第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度を検出装置10にて検出し、検出装置10からの出力値に基づいてECU200が操舵トルクを把握し、把握した操舵トルクに基づいて電動モータ190の駆動を制御する。そして、電動モータ190の発生トルクをウォームギヤ191、ウォームホイール180を介して第2の回転軸120に伝達する。これにより、電動モータ190の発生トルクが、ステアリングホイールに加える運転者の操舵力をアシストする。
In the electric
以下に、検出装置10について詳述する。
検出装置10は、第1の回転軸110に取り付けられる磁石20と、この磁石20の磁場(磁石20から発生される磁界)に基づいて第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度に応じた電気信号を出力する相対角度センサ30と、この相対角度センサ30を実装するプリント基板40と、を備えている。また、検出装置10は、第2の回転軸120に取り付けられるとともにプリント基板40を支持するベース50と、後述するフラットケーブル70を収納する有底円筒状のフラットケーブルカバー60と、を備えている。また、検出装置10は、一方の端部がプリント基板40に設けられた端子に接続されるとともに、他方の端部がフラットケーブルカバー60に固定された端子に接続されるフラットケーブル70と、フラットケーブルカバー60に固定された端子とECU200とを接続するハーネスコンプ300と、を備えている。
Below, the
The
磁石20は、円筒(ドーナツ)状であり、その内側に第1の回転軸110が嵌合され、この第1の回転軸110と共に回転する。そして、第1の回転軸110の円周方向にN極とS極とが交互に配置されるとともに円周方向に着磁されている。
相対角度センサ30は、第1の回転軸110の回転半径方向には磁石20の外周面の外側であり、第1の回転軸110の軸方向には磁石20が設けられた領域内となるように配置されている。本実施の形態に係る相対角度センサ30は、磁界によって抵抗値が変化することを利用した磁気センサであるMRセンサ(磁気抵抗素子)である。そして、この相対角度センサ30が、磁石20の磁場(磁石20から発生される磁界)に基づいて第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度に応じた電気信号を出力することで、同軸的に配置された2つの回転軸の相対回転角度を検出する。この相対角度センサ30および相対回転角度の検出手法については後で詳述する。
The
The
プリント基板40は、第1の回転軸110の回転半径方向には磁石20の外周面の外側に配置されるように、例えばボルトなどによりベース50に固定される。
ベース50は、円盤状の部材であり、第2の回転軸120に嵌合され、この第2の回転軸120と共に回転する。
フラットケーブルカバー60は、有底円筒状の部材であり、ハウジング140に固定される。フラットケーブルカバー60をハウジング140に固定する態様としては、以下の態様を例示することができる。すなわち、フラットケーブルカバー60の外周面に、円周方向に等間隔に複数個(本実施の形態においては90度間隔に4個)の凸部61を、外側に延出するように形成する。一方、ハウジング140の第1ハウジング150に、凸部61が嵌合される凹部151を、凸部61と同数個形成する。そして、フラットケーブルカバー60の凸部61を第1ハウジング150に形成した凹部151に嵌合することで、第2の回転軸120の回転方向の位置決めを行う。そして、第2ハウジング160でフラットケーブルカバー60の上面を押さえることで軸方向の位置決めを行う。あるいは、フラットケーブルカバー60を、例えばボルトなどにより第1ハウジング150または第2ハウジング160に固定してもよい。
The printed
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フラットケーブル70は、一方の端部がプリント基板40の端子41に接続されるとともに他方の端部がフラットケーブルカバー60の内側に設けられた接続端子62に接続されて、ベース50における軸方向の一方の端面とフラットケーブルカバー60の内側とで形成される空間内に、渦状に巻かれた状態で収納される。そして、フラットケーブル70は、軸方向の他方の端部側から見た場合に、図2に示すように、右方向に巻かれており、ステアリングホイール、言い換えれば第1の回転軸110および第2の回転軸120が右方向に回転された場合には、一方の端部が第2の回転軸120の回転に従って右方向に回転するので、ステアリングホイールが回転されていない中立状態よりも巻き数が増加する。他方、ステアリングホイールが左方向に回転された場合には、ステアリングホイールが回転されていない中立状態よりも巻き数が減少する。
ハーネスコンプ300は、相対角度センサ30からの出力信号をECU200に伝送する機能を有する。このハーネスコンプ300については後で詳述する。
The
The
以下に、本実施の形態に係る相対角度センサ30について説明する。
本実施の形態に係る相対角度センサ30は、磁場(磁界)によって抵抗値が変化することを利用したMRセンサ(磁気抵抗素子)である。
Below, the
The
先ず、MRセンサの動作原理について説明する。
MRセンサは、Si若しくはガラス基板と、その上に形成されたNi−Feなどの強磁性金属を主成分とする合金の薄膜で構成されており、その薄膜強磁性金属の抵抗値は、特定方向の磁界の強度に応じて抵抗値が変化する。
First, the operation principle of the MR sensor will be described.
The MR sensor is composed of an Si or glass substrate and a thin film of an alloy mainly composed of a ferromagnetic metal such as Ni-Fe formed thereon, and the resistance value of the thin film ferromagnetic metal is in a specific direction. The resistance value changes according to the strength of the magnetic field.
図3は、薄膜強磁性金属に流す電流の方向と印加する磁界の方向とを示す図である。図4は、図3の状態で、磁界強度を変化させた場合の、磁界強度と薄膜強磁性金属の抵抗値との関係を示す図である。
図3に示すように、基板の上に矩形状に形成した薄膜強磁性金属に、矩形の長手方向、つまり図中Y方向に電流を流す。一方、磁界Hを、電流方向(Y方向)に対して垂直方向(図中X方向)に印加し、その状態で、磁界の強さを変更する。このときに、薄膜強磁性金属の抵抗値がどのように変化するかを示したのが図4である。
FIG. 3 is a diagram showing the direction of the current flowing through the thin film ferromagnetic metal and the direction of the applied magnetic field. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the magnetic field strength and the resistance value of the thin film ferromagnetic metal when the magnetic field strength is changed in the state of FIG.
As shown in FIG. 3, a current is passed through the thin film ferromagnetic metal formed in a rectangular shape on the substrate in the longitudinal direction of the rectangle, that is, in the Y direction in the figure. On the other hand, the magnetic field H is applied in a direction perpendicular to the current direction (Y direction) (X direction in the figure), and in this state, the strength of the magnetic field is changed. FIG. 4 shows how the resistance value of the thin film ferromagnetic metal changes at this time.
図4に示すように、磁界の強さを変化させたとしても、無磁界(磁界強度ゼロ)時からの抵抗値変化は最大で約3%となる。
以下では、抵抗値変化量(ΔR)が、近似的に「ΔR∝H2」の式で表すことができる領域外を「飽和感度領域」と称す。そして、飽和感度領域においては、ある磁界強度(以下、「規定磁界強度」と称す。)以上になると3%の抵抗値変化は変わらない。
As shown in FIG. 4, even if the strength of the magnetic field is changed, the resistance value change from the time of no magnetic field (magnetic field strength zero) is about 3% at the maximum.
Hereinafter, a region outside which the resistance value change amount (ΔR) can be approximately expressed by the equation “ΔR∝H 2 ” is referred to as a “saturation sensitivity region”. In the saturation sensitivity region, the resistance value change of 3% does not change when the magnetic field intensity is higher than a certain magnetic field intensity (hereinafter referred to as “specified magnetic field intensity”).
図5は、薄膜強磁性金属に流す電流の方向と印加する磁界の方向とを示す図である。図6は、磁界の向きと薄膜強磁性金属の抵抗値との関係を示す図である。
図5のように、矩形状に形成した薄膜強磁性金属の矩形の長手方向、つまり図中Y方向に電流を流し、磁界の方向として電流方向に対して角度変化θを与える。このとき、磁界の向きに起因する薄膜強磁性金属の抵抗値の変化を知るために、印加する磁界強度は、磁界強度に起因しては抵抗値が変化しない上述した規定磁界強度以上とする。
FIG. 5 is a diagram showing the direction of the current flowing through the thin film ferromagnetic metal and the direction of the applied magnetic field. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the direction of the magnetic field and the resistance value of the thin film ferromagnetic metal.
As shown in FIG. 5, a current is passed in the rectangular longitudinal direction of the thin film ferromagnetic metal formed in a rectangular shape, that is, the Y direction in the figure, and an angle change θ is given to the current direction as the direction of the magnetic field. At this time, in order to know the change in the resistance value of the thin film ferromagnetic metal due to the direction of the magnetic field, the applied magnetic field strength is set to be equal to or higher than the above-mentioned prescribed magnetic field strength at which the resistance value does not change due to the magnetic field strength.
図6(a)に示すように、抵抗変化量は、電流方向と磁界の方向が垂直(θ=90度、270度)の時に最大となり、電流方向と磁界の方向が平行(θ=0度、180度)の時に最小となる。かかる場合の抵抗値の最大の変化量をΔRとすると、薄膜強磁性金属の抵抗値Rは、電流方向と磁界方向の角度成分として変化し、式(1)のように示され、図6(b)に示すようになる。
R=R0−ΔRsin2θ・・・(1)
ここで、R0は、規定磁界強度以上の磁界を電流方向と平行(θ=0度あるいは180度)に印加した場合の抵抗値である。
式(1)により、規定磁界強度以上の磁界の方向は、薄膜強磁性金属の抵抗値を把握することで検出することができる。
As shown in FIG. 6A, the amount of resistance change becomes maximum when the current direction and the magnetic field direction are perpendicular (θ = 90 °, 270 °), and the current direction and the magnetic field direction are parallel (θ = 0 °). , 180 degrees). When the maximum amount of change in the resistance value in this case is ΔR, the resistance value R of the thin film ferromagnetic metal changes as an angular component in the current direction and the magnetic field direction, and is expressed by the equation (1), and is shown in FIG. As shown in b).
R = R0−ΔRsin 2 θ (1)
Here, R0 is a resistance value when a magnetic field having a specified magnetic field strength or more is applied parallel to the current direction (θ = 0 degree or 180 degrees).
From equation (1), the direction of the magnetic field greater than the prescribed magnetic field strength can be detected by grasping the resistance value of the thin film ferromagnetic metal.
次に、MRセンサの検出原理について説明する。
図7(a)は、規定磁界強度以上の磁界強度で磁界の方向を検出する原理を利用するMRセンサの一例を示す図である。図7(b)は、図7(a)に示すMRセンサの構成を等価回路で示した図である。
図7(a)に示すMRセンサの薄膜強磁性金属は、縦方向が長くなるように形成された第1のエレメントE1と横方向が長くなるように形成された第2のエレメントE2とが直列に配置されている。
Next, the detection principle of the MR sensor will be described.
FIG. 7A is a diagram showing an example of an MR sensor that uses the principle of detecting the direction of a magnetic field with a magnetic field strength equal to or higher than a prescribed magnetic field strength. FIG. 7B is a diagram showing the configuration of the MR sensor shown in FIG.
In the thin film ferromagnetic metal of the MR sensor shown in FIG. 7A, a first element E1 formed so that the longitudinal direction is long and a second element E2 formed so that the lateral direction is long are in series. Is arranged.
かかる形状の薄膜強磁性金属においては、第1のエレメントE1に対して最も大きな抵抗値変化を促す垂直方向の磁界は、第2のエレメントE2に対し最小の抵抗値変化の磁界方向となる。そして、第1のエレメントE1の抵抗値R1は式(2)、第2のエレメントE2の抵抗値R2は式(3)で与えられる。
R1=R0−ΔRsin2θ・・・(2)
R2=R0−ΔRcos2θ・・・(3)
In the thin-film ferromagnetic metal having such a shape, the vertical magnetic field that causes the largest resistance value change with respect to the first element E1 is the magnetic field direction with the smallest resistance value change with respect to the second element E2. The resistance value R1 of the first element E1 is given by the formula (2), and the resistance value R2 of the second element E2 is given by the formula (3).
R1 = R0−ΔRsin 2 θ (2)
R2 = R0−ΔRcos 2 θ (3)
図7(a)に示すようなエレメント構成のMRセンサの等価回路は図7(b)に示すようになる。
図7に示すように、第1のエレメントE1の、第2のエレメントE2と接続されていない方の端部をグランド(Gnd)とし、第2のエレメントE2の、第1のエレメントE1と接続されていない方の端部の出力電圧をVccとした場合に、第1のエレメントE1と第2のエレメントE2との接続部の出力電圧Voutは式(4)で与えられる。
Vout=(R1/(R1+R2))×Vcc…(4)
An equivalent circuit of the MR sensor having the element configuration as shown in FIG. 7A is as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the end of the first element E1 that is not connected to the second element E2 is the ground (Gnd), and the second element E2 is connected to the first element E1. When the output voltage at the other end is Vcc, the output voltage Vout at the connection between the first element E1 and the second element E2 is given by equation (4).
Vout = (R1 / (R1 + R2)) × Vcc (4)
式(4)に、式(2)、(3)を代入し整理すると、式(5)の通りとなる。
Vout=Vcc/2+α×cos2θ…(5)
ここで、αは、α=(ΔR/(2(2×R0−ΔR)))×Vccである。
式(5)により、磁界の方向は、Voutを検出することで把握することができる。
When formulas (2) and (3) are substituted into formula (4) and rearranged, formula (5) is obtained.
Vout = Vcc / 2 + α × cos 2θ (5)
Here, α is α = (ΔR / (2 (2 × R0−ΔR))) × Vcc.
From equation (5), the direction of the magnetic field can be grasped by detecting Vout.
図8は、磁石が直線運動するときの磁界方向の変化とMRセンサの出力との関係を示す図である。
図8(a)に示すように、N極とS極が交互に配列された磁石に対して、図7に示したMRセンサを、規定磁界強度以上の磁界強度が印加されるギャップ(磁石とMRセンサとの距離)Lで、かつ磁界の方向変化がMRセンサのセンサ面に寄与するように配置する。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the change in the magnetic field direction and the output of the MR sensor when the magnet moves linearly.
As shown in FIG. 8 (a), the MR sensor shown in FIG. 7 is applied to a magnet in which N poles and S poles are alternately arranged. It is arranged so that the change in the direction of the magnetic field contributes to the sensor surface of the MR sensor.
そして、磁石を、図8(c)に示した、N極中心からS極中心までの距離(以下、「着磁ピッチ」と称する場合もある。)λ分、図8(a)に示すように左方向に移動させる。かかる場合、MRセンサには、磁石の位置に応じて図8(c)に示した矢印の向きの磁界が印加されることとなり、磁石が着磁ピッチλを移動したとき、センサ面では磁界の方向が1/2回転する。ゆえに、第1のエレメントE1と第2のエレメントE2との接続部の出力電圧Voutの波形は、式(5)に示した「Vout=Vcc/2+α×cos2θ」より、図8(d)に示すように1周期の波形となる。 Then, as shown in FIG. 8A, the magnet has a distance from the center of the N pole to the center of the S pole shown in FIG. 8C (hereinafter also referred to as “magnetization pitch”) λ. Move to the left. In such a case, a magnetic field in the direction of the arrow shown in FIG. 8C is applied to the MR sensor in accordance with the position of the magnet. When the magnet moves at the magnetization pitch λ, the magnetic field on the sensor surface is reduced. The direction rotates 1/2. Therefore, the waveform of the output voltage Vout at the connection between the first element E1 and the second element E2 is shown in FIG. 8D from “Vout = Vcc / 2 + α × cos 2θ” shown in the equation (5). Thus, a waveform of one cycle is obtained.
図9は、MRセンサの他の例を示す図である。
図7に示したエレメント構成の代わりに図9(a)に示すようなエレメント構成にすれば、図9(b)に示すように、一般的に知られているホイートストン・ブリッジ(フルブリッジ)の構成にすることができる。ゆえに、図9(a)に示すエレメント構成のMRセンサを用いることにより検出精度を高めることが可能となる。
FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the MR sensor.
If the element configuration shown in FIG. 9A is used instead of the element configuration shown in FIG. 7, as shown in FIG. 9B, a generally known Wheatstone bridge (full bridge) Can be configured. Therefore, the detection accuracy can be increased by using the MR sensor having the element configuration shown in FIG.
磁石の運動の方向を検出する手法について説明する。
図6に示した磁界の向きと薄膜強磁性金属の抵抗値との関係および式(1)「R=R0−ΔRsin2θ」からすると、図5で見た場合に、磁界の向きを電流の方向に対して時計回転方向に回転させても反時計回転方向に回転させても薄膜強磁性金属の抵抗値は同じである。ゆえに、薄膜強磁性金属の抵抗値を把握できても磁石の運動の方向は把握できない。
A method for detecting the direction of movement of the magnet will be described.
From the relationship between the direction of the magnetic field shown in FIG. 6 and the resistance value of the thin film ferromagnetic metal, and from the equation (1) “R = R0−ΔRsin 2 θ”, the direction of the magnetic field can be expressed as the current when viewed in FIG. The resistance value of the thin-film ferromagnetic metal is the same whether it is rotated clockwise or counterclockwise with respect to the direction. Therefore, even if the resistance value of the thin film ferromagnetic metal can be grasped, the direction of movement of the magnet cannot be grasped.
図10は、磁石の運動方向を検知するのに用いる出力の組み合わせの一例を示す図である。図10のように1/4周期の位相差を持った2つの出力を組み合わせることで磁石の運動方向の検知が可能となる。これらの出力を得る為には、図8で示す(i)と(ii)又は(i)と(iv)の位相関係となるように、二つのMRセンサを配置すればよい。
図11は、MRセンサの配置の例を示す図である。図11に示すように2つのMRセンサを重ね、一方のセンサを他方のセンサに対して45度傾けて配置することも好適である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a combination of outputs used to detect the moving direction of the magnet. As shown in FIG. 10, it is possible to detect the moving direction of the magnet by combining two outputs having a phase difference of ¼ period. In order to obtain these outputs, two MR sensors may be arranged so as to have the phase relationship of (i) and (ii) or (i) and (iv) shown in FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of arrangement of MR sensors. As shown in FIG. 11, it is also preferable that two MR sensors are overlapped and one sensor is inclined by 45 degrees with respect to the other sensor.
図12は、MRセンサの他の例を示す図である。図12(a)に示すように、2組のフルブリッジ構成のエレメントを互いに45度傾けて一つの基板上に形成し、図12(b)に示すような等価回路となるエレメント構成にすることも好適である。これにより、一つのMRセンサで、図12(c)に示すように、正確な正弦波、余弦波の出力が可能となる。それゆえ、図12に示すエレメント構成のMRセンサの出力値により、MRセンサに対する磁石の運動方向及び運動量を把握することができる。 FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the MR sensor. As shown in FIG. 12 (a), two sets of full-bridge elements are inclined on each other by 45 degrees and formed on a single substrate to form an element structure that becomes an equivalent circuit as shown in FIG. 12 (b). Is also suitable. As a result, as shown in FIG. 12C, an accurate sine wave and cosine wave can be output with one MR sensor. Therefore, the movement direction and the amount of movement of the magnet with respect to the MR sensor can be grasped from the output value of the MR sensor having the element configuration shown in FIG.
上述したMRセンサの特性に鑑み、本実施の形態に係る検出装置10においては、相対角度センサ30として、図12に示すエレメント構成のMRセンサを用いる。相対角度センサ30は、上述したように、磁石20の外周面に対して垂直に配置され、第2の回転軸120の軸方向の位置は、磁石20の領域内である。それゆえ、かかる場合には、第1の回転軸110と共に回転する磁石20の磁場により、相対角度センサ30では、磁石20の位置に応じて、図8(c)に示すような磁場方向の変化となる。
In view of the characteristics of the MR sensor described above, in the
その結果、磁石20が着磁ピッチλを移動(回転)したとき、相対角度センサ30の感磁面では磁場の方向が1/2回転すると共に、相対角度センサ30からの出力値VoutA,VoutBは、それぞれ図12(c)に示すような1/4周期の位相差となる余弦曲線(余弦波)および正弦曲線(正弦波)となる。
すなわち、運転者がステアリングホイールを回転すると、これに伴って第1の回転軸110が回転し、トーションバー130が捩れる。そして、第2の回転軸120が第1の回転軸110より少し遅れて回転する。この遅れは、トーションバー130に連結された第1の回転軸110と第2の回転軸120との回転角度の差となって現れる。検出装置10は、この回転角度の差に応じた、1/4周期の位相差の、余弦曲線および正弦曲線となるVoutA,VoutBを出力する。
なお、相対角度センサ30の感磁面とは、相対角度センサ30において磁場を検出することができる面のことである。
As a result, when the
That is, when the driver rotates the steering wheel, the first
The magnetic sensitive surface of the
ECU200の相対角度演算部210は、相対角度センサ30の出力値VoutAおよびVoutBを基に、第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度θtを以下の式(6)を用いて演算する。
θt=arctan(VoutB/VoutA)…(6)
このようにして、相対角度演算部210は、相対角度センサ30からの出力値に基づいて第1の回転軸110と第2の回転軸120との相対回転角度及び捩れ方向、つまりはステアリングホイールに加わるトルクの大きさ及び向きを把握することが可能となる。
Based on the output values VoutA and VoutB of the
θt = arctan (VoutB / VoutA) (6)
In this way, the relative
また、上述のように構成された検出装置10を組み付ける際には、フラットケーブルカバー60と、プリント基板40を取り付けたベース50と、フラットケーブルカバー60とベース50との間に収容するフラットケーブル70と、を予めユニット化しておく。そして、そのユニットを、第2の回転軸120が組み付けられた第1ハウジング150に、フラットケーブルカバー60の凸部61が第1ハウジング150の凹部151に嵌るように取り付ける。その際、ベース50を、第2の回転軸120に取り付ける。
このように、検出装置10を予めユニット化が可能な構造とすることで組み付け性を向上させることができる。
Further, when the
Thus, the assembly property can be improved by making the detection apparatus 10 a structure that can be unitized in advance.
次に、ハーネスコンプ300について説明する。
図13は、参考例に係るハーネスコンプ300の外観図である。
ハーネスコンプ300は、複数の電線310と、これら複数の電線310を保持する電線保持部材の一例としてのグロメット320と、グロメット320の移動を抑制する外側部材の一例としてのソケット330と、を備えている。また、ハーネスコンプ300は、複数の電線310の一方の端部に連結される第1のコネクタ350と、複数の電線310の他方の端部に連結される第2のコネクタ360と、を備えている。また、ハーネスコンプ300は、グロメット320と第1のコネクタ350との間において複数の電線310を束ねる第1のカバー370と、グロメット320と第2のコネクタ360との間において複数の電線310を束ねる第2のカバー380と、を備えている。
Next, the
FIG. 13 is an external view of a
The
そして、参考例に係るハーネスコンプ300においては、4本の電線310を有しており、これら4本の電線310の一方の端部が、第1のコネクタ350、接続端子62などを介してプリント基板40に、4本の電線310の他方の端部が、第2のコネクタ360などを介してECU200に接続されている。そして、4本の電線310が、ECU200から相対角度センサ30への電源供給や、相対角度センサ30からECU200への出力値の伝送に用いられる。
The
電線310は、線状に引き伸ばされた金属などの導体が絶縁体で覆われたものであり、電気を伝導する。参考例に係るハーネスコンプ300においては、4本の電線310を有しており、これら4本の電線310の一方の端部が第1のコネクタ350に接続され、他方の端部が第2のコネクタ360に接続されるとともに、絶縁体の第1のカバー370および第2のカバー380にて束ねられている。
The
図14は、グロメット320およびソケット330の概略構成図である。(a)は、第2のコネクタ360側から見た斜視図であり、(b)は、第1のコネクタ350側から見た斜視図である。(c)は、ソケット330の非結合状態を示す図である。
図15は、図13のXV−XV部の断面図である。
図16(a)は、第2ハウジング160の概略構成図である。図16(b)は、(a)におけるB−B部の断面図である。図16(c)は、ハーネスコンプ300が第2ハウジング160に装着された状態を示す図である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of the
FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV in FIG.
FIG. 16A is a schematic configuration diagram of the
グロメット320は、略楕円柱状の楕円柱部321と、円筒状の円筒部322とを備えている。そして、楕円柱部321には、電線310を通すために柱方向に形成された電線孔323が電線310の数と同数(参考例においては4つ)形成されている。また、楕円柱部321の外周面には、周方向の全周に亘って外周面から外側に突出する突起324が、柱方向(電線孔323の孔方向(以下、「電線孔方向」と称する場合もある。))に複数(参考例においては3つ)設けられている。突起324の最外周部の大きさは第2ハウジング160の連通孔161の内側連通孔161aの大きさよりも大きい。楕円柱部321の外周面は、第2ハウジング160の連通孔161の内側連通孔161aを形成する周囲の壁163の内周面の大きさと同じかやや小さく、第2ハウジング160に嵌合された状態では、その外周面から外側に突出する突起324が周囲の壁163に押されることにより全体的に内側に弾性変形する。これにより、グロメット320は、第2ハウジング160の連通孔161の内側連通孔161aをシールするとともに、電線孔323の周囲部分にて電線孔323に挿入された電線310を押圧し、電線310の移動を抑制する。なお、このグロメット320は、ゴムなどの弾性材料を加硫成形することで上記所定形状に成形されている。
The
ソケット330は、内部に電線が通る貫通孔331が形成されるとともに、ヒンジ結合により連結され、相対的に回転することで貫通孔331を開閉する一対の開閉部材を有する。つまり、ソケット330は、外面から突出する突出部411を有する雄側部材410と、外面の外側に突出部411の先端部を受け入れる受け部421が設けられた雌側部材420とから構成される。
The
雌側部材420の上面には、前後方向に伸びる棒状の回転軸422が設けられ、この回転軸422の端部と上面とを連結する連結部423が回転軸422の両端それぞれに設けられている。他方、雄側部材410の上面には、雌側部材420の回転軸422と嵌合する軸受412が設けられている。このように、雄側部材410と雌側部材420とは、ヒンジ結合により連結され、雄側部材410は、雌側部材420の回転軸422を軸として雌側部材420に対して回転可能となっている。
A bar-shaped
雄側部材410と雌側部材420とには、雄側部材410の突出部411が雌側部材420の受け部421に挿入されることで結合されたときに、他方の部材と対向する側面がそれぞれに設けられている。以下では、雄側部材410の側面を雄側側面415、雌側部材420の側面を雌側側面425と称す。
雄側部材410の突出部411は、雄側側面415から雌側部材420側に横方向に伸びる横方向部位411aを有しており、横方向部位411aの先端には、横方向に対して下方向に傾斜した傾斜面411bと、傾斜面411bの終端の高さから横方向部位411aの下面まで上方に向かう垂直面411cとが形成されている。また、雄側部材410の下面における、突出部411が設けられている部位の周辺には凹み411dが設けられている。
The
The protruding
雌側部材420の受け部421は、雌側部材420の下面から下方に伸びる下方部位(不図示)と、この下方部位の下端部から雄側部材410側に横方向に伸びる横方向部位421aとから構成されている。横方向部位421aの先端には、横方向に対して上方向に傾斜した傾斜面421bと、傾斜面421bの終端の高さから横方向部位421aの上面まで下方に向かう垂直面421cとが形成されている。また、雌側部材420の下面における、受け部421が設けられている部位の周辺には凹み421dが設けられている。
The receiving
そして、雄側部材410の突出部411が、雌側部材420の受け部421の横方向部位421aと下面との間に挿入されることで、雄側部材410と雌側部材420とは結合される。結合した状態では、雄側部材410の突出部411の垂直面411cと、雌側部材420の受け部421の垂直面421cとが接触することで、雌側部材420に対する雄側部材410の回転移動が抑制され、結合状態が保たれる。
The
ソケット330は、雄側部材410と雌側部材420とが結合した状態では、外周面334の形状が基本的には略楕円柱状であり、内部には、中央部に、複数の電線310および第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310を通すための貫通孔331が形成されている。貫通孔331は、その断面形状が略真円であるとともに、長さ方向の形状としては、グロメット320側の端部である一方の端部の孔方向である一方の方向331c(図1参照)と、グロメット320とは反対側の端部である他方の端部の孔方向である他方の方向331d(図1参照)とが交差するように形成されている。参考例においては、一方の方向331cと他方の方向331dとが直交するように形成されている。つまり、一方の方向331cが連通孔方向(電線孔方向)と同じ方向で、水平方向とした場合に、他方の方向331dは下方に向かう方向である(図1参照)。また、貫通孔331は、一方の端部から他方の端部にかけて、他方の端部側とは反対側に向かった後に他方の端部側へ向かうようにくの字状に湾曲している(図1参照)。付言すると、貫通孔331は、ハウジング140外の電線310の向きとは反対方向に凸となる山形状に湾曲している。
In the state where the
貫通孔331は、雄側部材410における雄側側面415から内側に凹んだ雄側貫通孔凹部331aと、雌側部材420における雌側側面425から内側に凹んだ雌側貫通孔凹部331bとから形成される。雄側部材410と雌側部材420とが結合した状態では、雄側部材410の雄側側面415および雌側部材420の雌側側面425と、貫通孔331の孔中心とが一致しないように形成されており、これら雄側側面415および雌側側面425は貫通孔331の孔中心よりも雄側部材410側となるように形成されている。ゆえに、雌側部材420の雌側貫通孔凹部331bの大きさ(領域)が、雄側部材410の雄側貫通孔凹部331aの大きさ(領域)よりも大きい。そして、雄側部材410の雄側貫通孔凹部331aおよび雌側部材420の雌側貫通孔凹部331bの周囲の壁は、貫通孔331をくの字状に湾曲させるために、雄側部材410および雌側部材420における貫通孔331の下側の部位に、鋭角に曲がった鋭角部330aが設けられている。
The through-
ソケット330は、柱方向の一方の端面(グロメット320側の端面)側に、この端面から柱方向の外側に三日月柱状に突出した三日月柱部332を楕円の長辺方向の両側に2つ備えるとともに、中央部にこの端面から円柱状に凹んだ円柱部333が形成されている。三日月柱部332は、雄側部材410および雌側部材420にそれぞれ1つずつ設けられている。円柱部333は、雄側部材410における柱方向の一方の端面から内側に凹んだ雄側円柱部凹部333aと、雌側部材420における柱方向の一方の端面から内側に凹んだ雌側円柱部凹部333bとから形成される。
The
ソケット330における楕円柱状の外周面334の大きさは、第2ハウジング160の連通孔161の外側連通孔161bを形成する周囲の壁163の内周面の大きさと同じかやや小さい。楕円柱状の外周面334における他方の端部(グロメット320とは反対側の端部)には、楕円柱状の外周面334よりも横方向に外側に突出した突出部335が雄側部材410および雌側部材420にそれぞれ2つずつ設けられている。
The size of the elliptical columnar outer
また、ソケット330におけるグロメット320とは反対側の端部には、第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310を他方の方向331dに案内する案内部336が設けられている。案内部336は、貫通孔331におけるくの字状に湾曲した後の部位から他方の端部までの部位の周囲を覆う壁であり、雄側部材410の雄側案内部336aと、雌側部材420の雌側案内部336bとから構成される。そして、雄側部材410の雄側案内部336aには、貫通孔331の通路面積を狭めるように貫通孔331の孔中心側に突出した突出部336cが設けられている。また、雄側案内部336aと雌側案内部336bとには、それぞれ、雄側部材410と雌側部材420とが結合したときに嵌り合う凹部336dと凸部336eとが設けられている。
In addition, a
また、雄側側面415と雌側側面425とにおけるグロメット320側の部位には、雄側部材410と雌側部材420とが結合したときに嵌り合う凸部415aと凹部425aとが設けられている。凸部415aと凹部425aとが嵌り合うことで、雄側部材410と雌側部材420とが結合したときに、雄側部材410と雌側部材420とが互いに、雄側側面415、雌側側面425の面方向にずれることが抑制される。
Further, at the
ソケット330は、楕円柱状の外周面334の柱方向の一方の端部(グロメット320側の端部)側から貫通孔331における一方の方向331cに突出部335側に突出し、長辺方向に弾性変形するフック390を、長辺方向の両端部に備えている。つまり、フック390は、雄側部材410および雌側部材420にそれぞれ1つずつ設けられている。フック390は、その外側の面が楕円柱状の外周面334に沿うように形成されている。そして、フック390は、楕円柱状の外周面334から外側に突出するように連通孔方向に対して傾斜した傾斜面391と、傾斜面391の終端から長辺方向の内側に長辺方向と平行に向かう面、言い換えれば連通孔方向に垂直な面である垂直面392とを備えている。そして、傾斜面391の始端と上記一方の端部との間には、傾斜面391および垂直面392が長辺方向に弾性変形し易くなるように長孔393が2つ形成されている。
なお、このソケット330は、樹脂を用いてインジェクション成形することで上記所定形状に成形されている。
The
The
以上のように構成されたソケット330は、雄側部材410の突出部411と雌側部材420の受け部421とが結合されていないときには、貫通孔331を開放する(図14(c)の状態)。この状態では、雌側部材420の雌側貫通孔凹部331bに、横方向から、第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310を押し込むことが可能である。その後、雄側部材410の突出部411が雌側部材420の受け部421に挿入されることで結合されると、貫通孔331が閉じられる。その際、第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310は、雄側部材410の雄側案内部336aに設けられた突出部336cにて押圧される。
The
そして、以上のように構成されたハーネスコンプ300は、以下のようにして組み立てられる。
すなわち、先ず、グロメット320に形成された複数の電線孔323それぞれに電線310を挿入する。その後、グロメット320の円筒部322の内側に接着剤を塗布し、グロメット320に対して複数の電線310が動かないように位置決めを行う。また、複数の電線310を、第1のカバー370および第2のカバー380で束ねる。そして、第1のカバー370で束ねられた複数の電線310の先端を第1のコネクタ350に接続し、第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310の先端を第2のコネクタ360に接続する。
And the
That is, first, the
そして、第2のカバー380で束ねられた複数の電線310を、結合されていない状態のソケット330における雌側部材420の雌側貫通孔凹部331bに、横方向から押し込む。その際、貫通孔331の形状に沿うように第2のカバー380で束ねられた複数の電線310を押し込み、貫通孔331の他方の端部から複数の電線310が飛び出させる。
なお、第2のカバー380で束ねられた複数の電線310を雌側部材420の雌側貫通孔凹部331bに押し込むのは、第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310の先端を第2のコネクタ360に接続する前であってもよい。
And the some
The plurality of
また、このハーネスコンプ300は、以下のようにして電動パワーステアリング装置100に組み付けられる。
すなわち、第1ハウジング150および第2ハウジング160に、第1の回転軸110、第2の回転軸120、検出装置10などを組み付け、第3ハウジング170を組み付ける前の状態で、第1のコネクタ350側から第2ハウジング160に形成された連通孔161に通す。そして、グロメット320の突起324が連通孔161の内周面に接触するように嵌合するとともに、ソケット330のフック390が、第2ハウジング160に形成された凹部162に嵌るまで、グロメット320およびソケット330を押し込んでいく。その際、第2ハウジング160の凹部164に、ソケット330のヒンジ結合部である雌側部材420の回転軸422および連結部423と雄側部材410の軸受412とを挿入する。
The
That is, the
ソケット330を連通孔161に差し込むと、フック390の傾斜面391が第2ハウジング160における連通孔161の周りの壁に接触して弾性変形し、その後さらに深く差し込まれて傾斜面391が第2ハウジング160の凹部162に嵌り込むことで変形状態から復帰する。グロメット320は、その楕円柱部321における円筒部322が配置された側の面がソケット330の三日月柱部332に押されることにより、連通孔161の周囲の壁163との間に生じる摩擦力に抗して内側へ移動する。このようにして、グロメット320およびソケット330を第2ハウジング160に装着する。また、第1のコネクタ350をフラットケーブルカバー60の内側に設けられた接続端子62に、第2のコネクタ360をECU200の端子に差し込む。
When the
他方、ハーネスコンプ300を取り外す場合には、第1のコネクタ350をフラットケーブルカバー60の端子から取り外した後、第2ハウジング160の外側からソケット330のフック390を内側に弾性変形させながら手前に引くことで、グロメット320およびソケット330を第2ハウジング160の連通孔161から取り外せばよい。そして、その後、第1のコネクタ350を第2ハウジング160の連通孔161から引き抜き、ハーネスコンプ300を取り外す。
On the other hand, when removing the
以上のように構成され、第2ハウジング160に装着されるハーネスコンプ300においては、グロメット320が第2ハウジング160に嵌合されると、主にグロメット320の突起324にてハウジング140内を密封する。また、グロメット320の突起324が第2ハウジング160の連通孔161の周囲の壁163に押されることで電線孔323の径が小さくなるように弾性変形し、複数の電線310をより強く保持する。また、複数の電線310は、グロメット320の円筒部322の内側に塗布された接着剤にて接着されている。また、ソケット330の貫通孔331を通る第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310は、ソケット330の内部でくの字状に屈曲させられて、ハウジング140の外側では、電線孔方向とは直交する方向の下方向へ出される。また、第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310は、雄側部材410の雄側案内部336aに設けられた突出部336cにて押圧される。これらにより、組み付けられた後、ハウジング140の外側から第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310に力が作用したとしても、グロメット320が電線310を保持している部位にはその力が伝わり難くなり、電線310がグロメット320に対して移動することが抑制される。
In the
例えば、ハウジング140の外側にて第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310が軸方向の一方の端部方向(図1では下方向)に引っ張られたとしても、電線310はソケット330の雄側部材410の突出部336cにて押圧されているので、電線310はソケット330に対して移動し難い。また、電線310がソケット330に対して軸方向の一方の端部方向(図1では下方向)に移動したとしても、ソケット330の内部では、電線310がソケット330の鋭角部330aで押圧されるので、グロメット320が電線310を保持している部位にはその力が伝わり難い。なお、グロメット320の円筒部322の半径方向の大きさは、ソケット330の三日月柱部332および円柱部333の内面との間に隙間が空くように設定されており、また、円筒部322の電線孔方向には円柱部333があることから、グロメット320の電線孔323の径が小さくなり、電線孔方向に大きくなるように弾性変形することが許容される。
For example, even if the plurality of
また、ソケット330のフック390の垂直面392が第2ハウジング160の凹部162の垂直面162aと接触することでソケット330およびグロメット320が第2ハウジング160から脱落することが抑制される。したがって、ハウジング140の外側から第2のカバー380にて束ねられた複数の電線310に力が作用したとしても、グロメット320は連通孔161から脱落し難くなるので、第1のコネクタ350から電線310が脱落したり、第1のコネクタ350が差し込まれた接続端子62が折れたりすることが抑制される。
Further, the
また、ハーネスコンプ300単体で持ち運びされるとしても、電線310がグロメット320に対して移動しないように保持されているので、このハーネスコンプ300を組み付ける作業者は、グロメット320から第1のコネクタ350までの電線310の長さに注意を払うことなく容易に組み付けることができる。
Further, even if the
図17は、ハウジング140の他の形態を示す図である。
図1および図16を用いて説明した外側連通孔161bの一部あるいは全部を、図17に示すように、第2ハウジング160と第3ハウジング170とで形成してもよい。言い換えれば、第3ハウジング170がボルトなどにより第2ハウジング160に固定されることで、第2ハウジング160と第3ハウジング170とが協働して外側連通孔161bを形成するようにしてもよい。つまり、図17(a)に示すように、第2ハウジング160における外側連通孔161bの、軸方向の他方の端部側(図1においては上側)の壁面をなくして、外側連通孔161bを開放する。一方で、第3ハウジング170に、第2ハウジング160との締結面から外側に電線孔方向に延出する延出部172を設ける。延出部172には、連通孔161の外側連通孔161bを形成する面から凹んだ凹部164を形成する。
FIG. 17 is a view showing another form of the
A part or all of the
ハーネスコンプ300を電動パワーステアリング装置100に組み付ける際には、上述した実施の形態と同様に、グロメット320およびソケット330を第2ハウジング160に装着し、第1のコネクタ350をフラットケーブルカバー60の接続端子62に差し込んだ後に、第3ハウジング170を第2ハウジング160に取り付ける。これにより、図17(b)に示すように、ソケット330の上面が第3ハウジング170の延出部172により覆われることとなる。
ハーネスコンプ300を取り外す際には、第3ハウジング170を第2ハウジング160から外せば、ソケット330の上面が開放される。したがって、ソケット330およびグロメット320を容易に第2ハウジング160から取り外すことが可能となる。
When the
When the
図18は、ソケット330の実施例を示す図である。(a)は、第2のコネクタ360側から見た斜視図であり、(b)は、ソケット330の非結合状態を示す図である。(c)は、ソケット330の非結合状態と結合状態との間の途中の状態を示す図である。
実施例に係るハーネスコンプ300は、上述した参考例に係るハーネスコンプ300に対してソケット330が異なる。実施例に係るソケット330は、図14を用いて説明した参考例に係るソケット330に対して、ヒンジ結合態様が異なる。すなわち、ソケット330の雄側部材410および雌側部材420は、それぞれヒンジ結合にて連結された一対の連結部材430のいずれか一方を有している。雄側部材410は、一対の連結部材430の雄側連結部材431を有しており、雌側部材420は、一対の連結部材430の雌側連結部材432を有している。そして、雄側部材410と雄側連結部材431とは連結ピン433を介してヒンジ結合されており、雌側部材420と雌側連結部材432とは連結ピン433を介してヒンジ結合されている。なお、雄側連結部材431と雌側連結部材432とは連結ピン433を介してヒンジ結合されている。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the
The
そして、実施例に係るソケット330においては、雄側部材410の突出部411が雌側部材420の受け部421に挿入されることで両者が結合したときに、一対の連結部材430は、ソケット330の外周面よりも内側に収納される。つまり、雄側部材410の雄側側面415における貫通孔331よりも上方の部位には雄側連結部材凹部415bが、雌側部材420の雌側側面425における貫通孔331よりも上方の部位には雌側連結部材凹部425bが設けられており、雄側連結部材凹部415bと雌側連結部材凹部425bとで形成された空間に一対の連結部材430が収納される。
In the
図19(a)は、実施例に係るソケット330が適用される第2ハウジング160の他の実施例の概略構成図である。図19(b)は、実施例に係るソケット330が適用される他の形態に係る第3ハウジング170の他の実施例の概略構成図である。
実施例に係るソケット330においては、その外周面の外側に突出する部位が存在しないので、第2ハウジング160に凹部164を設ける必要がない。また、図17を用いて説明した他の形態に係るハウジング140においては、第3ハウジング170に凹部164を設ける必要がない。これにより、ハウジング140の形状を簡易にすることができるので、ハウジング140を低廉に製造することが可能となる。すなわち、第2ハウジング160あるいは第3ハウジング170に凹部164が必要である場合には、凹部164を切削加工あるいは成形型にて形成する必要がある。それゆえ、凹部164を設ける必要がないソケット330とすることで、凹部164を切削加工する場合に対しては、切削加工を施す必要がない分、容易に製造することができ低廉化を図ることができる。また、凹部164を成形型にて形成する場合に対しては、成形型に凹部164を成形するための凸形状を設ける必要がないので、成形型を容易に製造することができるとともに成形型の寿命を長くすることができるので低廉化を図ることができる。
また、凹部164を設ける必要がある場合であって、第2ハウジング160における連通孔161を形成する周囲の壁163の外周面を凹凸のない面とする場合には、凹部164の最深部とこの外周面との間の肉厚を十分に確保するために、周囲の壁163における凹部164が形成されていない部位の肉厚も厚くしなければならない。しかしながら、凹部164を設ける必要がないソケット330とすることで、第2ハウジング160における連通孔161を形成する周囲の壁163の肉厚を必要以上に厚くする必要がないので、ハウジング140の軽量化を図ることができるとともに材料費が少なくなる分低廉化を図ることができる。
FIG. 19A is a schematic configuration diagram of another embodiment of the
In the
Further, when it is necessary to provide the
図20は、ソケット330の他の参考例を示す図である。(a)は、第2のコネクタ360側から見た斜視図であり、(b)は、ソケット330の非結合状態を示す図である。(c)は、ソケット330の非結合状態と結合状態との間の途中の状態を示す図である。
この他の参考例に係るソケット330は、一体的に成形されている点が図18を用いて説明した実施例に係るソケット330と異なる。すなわち、ソケット330の雄側部材410および雌側部材420は、それぞれ一対の連結部530のいずれか一方を有している。雄側部材410は、一対の連結部530の雄側連結部531を有しており、雌側部材420は、一対の連結部530の雌側連結部532を有している。そして、雄側部材410、雌側部材420および一対の連結部530が射出成形にて一対的に一部品に成形されている。
FIG. 20 is a diagram illustrating another reference example of the
A
雄側連結部531および雌側連結部532の一般形状は薄板状である。そして、雄側連結部531と雌側連結部532との接合部533は、この接合部533にて、図20(c)のように両者を折り曲げることを可能にするべく、一般形状の部位よりも薄肉に成形され、接合部533の両側であって折り曲げた状態での外側の部位には、一般形状の部位から接合部533にかけて肉厚が徐々に薄くなるように成形されている。つまり、この他の参考例に係るソケット330は、図20(b)の状態では、雄側連結部531および雌側連結部532が1つの薄板状の部位であり、その中央部に、接合部533が底部となるV溝が形成された形状である。
The general shape of the male
また、雄側部材410と雄側連結部531との接合部位も一般形状の部位よりも薄肉に成形されており、雄側連結部531が雄側部材410に対して任意に角度を変え易くなっている。同様に、雌側部材420と雌側連結部532との接合部位も一般形状の部位よりも薄肉に成形されており、雌側連結部532が雌側部材420に対して任意に角度を変え易くなっている。
In addition, the joining portion between the
そして、この他の参考例に係るソケット330においては、雄側部材410の突出部411が雌側部材420の受け部421に挿入されることで両者が結合したときに、一対の連結部530は、ソケット330の外周面よりも内側に収納される。つまり、雄側部材410の雄側側面415における貫通孔331よりも上方の部位には雄側連結部凹部415cが、雌側部材420の雌側側面425における貫通孔331よりも上方の部位には雌側連結部凹部425cが設けられており、雄側連結部凹部415cと雌側連結部凹部425cとで形成された空間に一対の連結部530が収納される。
And in the
この他の参考例に係るソケット330においても、その外周面の外側に突出する部位が存在しないので、第2ハウジング160に凹部164を設ける必要がない。また、図17を用いて説明した他の形態に係るハウジング140においては、第3ハウジング170に凹部164を設ける必要がない。これにより、ハウジング140の形状を簡易にすることができるので、ハウジング140を低廉に製造することが可能となる。また、ハウジング140の軽量化を図ることができる。その理由は上述した通りである。
また、この他の参考例に係るソケット330においては、図18を用いて説明した実施例に係るソケット330と異なり、一体的に成形されており、連結ピン433を必要としないので、部品点数を削減することが可能となるとともに、よりコンパクトな形状にすることが可能となる。
Also in the
Further, in the
また、この他の参考例に係るソケット330は一体的であるため、その成形型は1つでよい。これに対して、図18を用いて説明した実施例に係るソケット330においては、少なくとも雄側部材410、雌側部材420それぞれを成形する成形型が1つずつ必要となるので、少なくとも2つの成形型が必要となる。したがって、この他の参考例に係るソケット330によれば、図18を用いて説明したソケット330に比べて、製造コストを低減することが可能となる。
In addition, since the
図21は、ソケット330の他の参考例を示す図である。(a)は、第2のコネクタ360側から見た斜視図であり、(b)は、ソケット330の非結合状態を示す図である。
この他の参考例に係るソケット330は、一体的に成形されている点が図18を用いて説明した実施例に係るソケット330と異なる。すなわち、ソケット330の雄側部材410および雌側部材420は、それぞれ一対の連結部630のいずれか一方を有している。雄側部材410は、一対の連結部630の雄側連結部631を有しており、雌側部材420は、一対の連結部630の雌側連結部632を有している。そして、雄側部材410、雌側部材420および一対の連結部630が射出成形にて一対的に一部品に成形されている。
FIG. 21 is a diagram illustrating another reference example of the
A
雄側連結部631および雌側連結部632の一般形状は薄板状である。そして、雄側連結部631と雌側連結部632との接合部633は、この接合部633にて、図21(a)のように両者を折り曲げることを可能にするべく、一般形状の部位よりも薄肉に成形され、接合部633の両側での部位には、一般形状の部位から接合部633にかけて肉厚が徐々に薄くなるように成形されている。つまり、この他の形態に係るソケット330は、図21(b)の状態では、雄側連結部631および雌側連結部632が1つの薄板状の部位であり、その中央部に、接合部633が底部となるV溝が形成された形状である。
The general shape of the male
このように構成された他の参考例に係るソケット330においては、図14を用いて説明したソケット330および図18を用いて説明した実施例に係るソケット330と異なり、一体的に成形されており、連結ピン433を必要としないので、部品点数を削減することが可能となるとともに、よりコンパクトな形状にすることが可能となる。また、この他の参考例に係るソケット330は一体的であるため、その成形型は1つでよく、図18を用いて説明したソケット330に比べて、製造コストを低減することが可能となる。
Unlike the
10…検出装置、20…磁石、30…相対角度センサ、40…プリント基板、50…ベース、60…フラットケーブルカバー、70…フラットケーブル、100…電動パワーステアリング装置、110…第1の回転軸、120…第2の回転軸、130…トーションバー、140…ハウジング、180…ウォームホイール、190…電動モータ、200…電子制御ユニット(ECU)、210…相対角度演算部、300…ハーネスコンプ、310…電線、320…グロメット、330…ソケット、331…貫通孔、350…第1のコネクタ、360…第2のコネクタ、370…第1のカバー、380…第2のカバー、390…フック、410…雄側部材、420…雌側部材、430…一対の連結部材、530…一対の連結部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記センサから出力される電気信号を前記ハウジング外に配置される装置に伝送する電線と、
前記ハウジングの前記連通孔に嵌合されるとともに、前記電線を保持する電線保持部材と、
前記ハウジングの前記連通孔における前記電線保持部材よりも外側の部位に配置されるとともに、内部に前記電線が通る貫通孔が形成された外側部材と、
を備え、
前記外側部材は、ヒンジ結合により連結され、相対的に回転することで前記貫通孔を開閉する一対の開閉部材を有し、
前記外側部材の前記一対の開閉部材は、ヒンジ結合にて連結された一対の連結部材の一方をそれぞれ有し、当該一対の開閉部材の本体それぞれと当該一対の連結部材それぞれとはヒンジ結合にて連結され、当該一対の開閉部材にて前記貫通孔を閉じたときに当該一対の連結部材は当該外側部材の外周面の内側に収納されることを特徴とする相対角度検出装置。 A sensor that is housed in a housing in which a communication hole that communicates inside and outside is formed, and that outputs an electrical signal corresponding to the relative rotation angle of two rotation shafts that are coaxially disposed with each other;
An electric wire for transmitting an electric signal output from the sensor to a device disposed outside the housing;
An electric wire holding member that is fitted in the communication hole of the housing and holds the electric wire;
An outer member that is disposed at a portion outside the wire holding member in the communication hole of the housing and in which a through-hole through which the wire passes is formed,
With
Said outer member is connected by a hinged, have a pair of opening and closing member for opening and closing the through hole by relative rotation,
The pair of opening / closing members of the outer member has one of a pair of connecting members connected by hinge coupling, and the main body of the pair of opening / closing members and the pair of connecting members are hinge-coupled, respectively. A relative angle detection device , wherein the pair of connecting members are housed inside the outer peripheral surface of the outer member when the through holes are closed by the pair of opening and closing members .
前記センサを収納するとともに、内外を連通する連通孔が形成されたハウジングと、
前記センサから出力される電気信号を前記ハウジング外に配置される装置に伝送する電線と、
前記ハウジングの前記連通孔に嵌合されるとともに、前記電線を保持する電線保持部材と、
前記ハウジングの前記連通孔における前記電線保持部材よりも外側の部位に配置されるとともに、内部に前記電線が通る貫通孔が形成された外側部材と、
を備え、
前記外側部材は、ヒンジ結合により連結され、相対的に回転することで前記貫通孔を開閉する一対の開閉部材を有し、
前記外側部材の前記一対の開閉部材は、ヒンジ結合にて連結された一対の連結部材の一方をそれぞれ有し、当該一対の開閉部材の本体それぞれと当該一対の連結部材それぞれとはヒンジ結合にて連結され、当該一対の開閉部材にて前記貫通孔を閉じたときに当該一対の連結部材は当該外側部材の外周面の内側に収納されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A sensor that outputs an electrical signal corresponding to a relative rotation angle of two rotation shafts arranged coaxially with each other;
A housing in which the sensor is housed and a communication hole is formed for communication between the inside and the outside;
An electric wire for transmitting an electric signal output from the sensor to a device disposed outside the housing;
An electric wire holding member that is fitted in the communication hole of the housing and holds the electric wire;
An outer member that is disposed at a portion outside the wire holding member in the communication hole of the housing and in which a through-hole through which the wire passes is formed,
With
Said outer member is connected by a hinged, have a pair of opening and closing member for opening and closing the through hole by relative rotation,
The pair of opening / closing members of the outer member has one of a pair of connecting members connected by hinge coupling, and the main body of the pair of opening / closing members and the pair of connecting members are hinge-coupled, respectively. The electric power steering apparatus , wherein the pair of connecting members are housed inside the outer peripheral surface of the outer member when the through holes are closed by the pair of opening and closing members .
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