JP5949320B2 - Yoke assembly for torque detection device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、回転軸に加わる回転トルクを検出するためのトルク検出装置に用いられるヨーク組立体及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a yoke assembly used in a torque detector for detecting rotational torque applied to a rotating shaft, and a method for manufacturing the same.
ステアリングホイール等の操舵部材に加えられる操舵トルクを検出するトルク検出装置として、操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸(回転軸)をトーションバーにより同軸上に連結された第1軸と第2軸とに分割し、第1軸及び第2軸の一方と一体回転する円筒磁石と、この円筒磁石の外側を取り囲んで第1軸及び第2軸の他方と一体回転する2個1組のヨークリングとを備え、2個のヨークリング内に発生する磁束の変化を検出して第1軸と第2軸との間に生じる相対角変位を検出することにより、操舵部材の操作によりステアリング軸に加えられる操舵トルク(回転トルク)を検出するものがある(例えば、特許文献1〜3参照。)。 As a torque detection device that detects a steering torque applied to a steering member such as a steering wheel, a first shaft and a first shaft that are coaxially connected by a torsion bar with a steering shaft (rotating shaft) that connects the steering member and the steering mechanism. A cylindrical magnet that is divided into two axes and rotates integrally with one of the first axis and the second axis, and one set of two that surrounds the outside of the cylindrical magnet and rotates integrally with the other of the first axis and the second axis Provided with a yoke ring, detecting a change in magnetic flux generated in the two yoke rings and detecting a relative angular displacement generated between the first shaft and the second shaft, thereby operating the steering shaft by operating the steering member. (For example, refer to Patent Documents 1 to 3).
また、2個1組のヨークリングを樹脂モールドしたヨーク組立体の製造方法として、非磁性体によって形成されたスペーサの軸方向両端面に設けられた突起をヨークリングの隣り合う磁極爪間に嵌め合わせることにより、前記ヨークリングをスペーサに位置決めされた状態で樹脂モールドするもの(特許文献2参照。)、磁極爪に整合する位置を軸長方向に貫通する位置決め孔を備えるヨークリングと、隣り合う磁極爪の間に整合する位置を軸長方向に貫通する位置決め孔を備えるヨークリングとを用い、2個一組のヨークリング夫々の位置決め孔を成形型に設けた共通の位置決めピンに通して位置決めした状態で、成形型内に樹脂を充填して成形するものがある(特許文献3参照。)。 In addition, as a method of manufacturing a yoke assembly in which a set of two yoke rings is resin-molded, protrusions provided on both end surfaces in the axial direction of a spacer formed of a nonmagnetic material are fitted between adjacent magnetic pole claws of the yoke ring. By aligning, the yoke ring is resin-molded in a state of being positioned on the spacer (see Patent Document 2), and adjacent to the yoke ring having a positioning hole penetrating the position aligned with the magnetic pole claw in the axial direction. Using a yoke ring provided with a positioning hole penetrating the position aligned between the magnetic pole claws in the axial length direction, positioning the positioning holes of each set of two yoke rings through a common positioning pin provided in the mold In such a state, there is one in which a molding die is filled with a resin and molded (see Patent Document 3).
特許文献2のようなスペーサを用いて2個1組のヨークリングの位置決めを行うトルク検出装置用ヨーク組立体の製造方法では、ヨークリングを位置決めするためのスペーサの製造コストが嵩むとともに、射出成形の際に、2個1組のヨークリングをスペーサにセットし、さらにスペーサを金型にセットする必要があるため、手間が掛かるという問題点がある。
In the method of manufacturing a yoke assembly for a torque detection device in which a set of two yoke rings is positioned using a spacer as described in
これに対して特許文献3のような成形型に設けた位置決めピンを用いて2個1組のヨークリングの位置決めを行うトルク検出装置用ヨーク組立体の製造方法では、特許文献2の製造方法のようなスペーサが不要になるため、前記問題点を解消することができる。
しかしながら、2個のヨークリングの位置決めを共通の位置決めピンにより行う構成であるので、位置決めピンの長手方向(軸長方向)へ型抜きするために、位置決めピンはその全長にわたってヨークリングの位置決め孔よりも小径にする必要がある。
よって、位置決めピンの剛性及び強度が十分ではなく、細長い位置決めピンが射出成形の圧力により変形してヨークリングの位置決め精度が低下する場合があることや、ロボットによりヨークリングを把持した状態でヨークリングを移動させ、ヨークリングの位置決め孔に成形型に設けた位置決めピンを挿入する作業を行う際に細長い位置決めピンが折れる場合があるため、改良の余地がある。
On the other hand, in the method of manufacturing a yoke assembly for a torque detection device that positions a set of two yoke rings using positioning pins provided on a molding die as in
However, since the positioning of the two yoke rings is performed by a common positioning pin, the positioning pin is removed from the positioning hole of the yoke ring over the entire length in order to perform die cutting in the longitudinal direction (axial length direction) of the positioning pin. It is necessary to reduce the diameter.
Therefore, the rigidity and strength of the positioning pin are not sufficient, the elongated positioning pin may be deformed by the pressure of the injection molding, and the positioning accuracy of the yoke ring may be lowered, or the yoke ring is gripped by the robot. Since there is a case where the elongated positioning pin is broken when the positioning pin provided in the mold is inserted into the positioning hole of the yoke ring, there is room for improvement.
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、ヨークリングを位置決めするためのスペーサを無くすことができる構成でありながら、成形型に位置決めピンを設けることなく、成形型内におけるヨークリングの位置決めを精度良く確実に行うことができるトルク検出装置用ヨーク組立体及びその製造方法を提供する点にある。 Therefore, in view of the above-described situation, the present invention intends to solve the problem that the yoke for positioning the yoke ring can be eliminated, but the yoke in the mold is not provided with a positioning pin in the mold. The object of the present invention is to provide a yoke assembly for a torque detection device capable of accurately and reliably positioning a ring and a method for manufacturing the same.
本発明に係るトルク検出装置用ヨーク組立体は、前記課題解決のために、同軸上に連結された第1軸及び第2軸の一方に固定された、外周に複数の磁極を並設した円筒磁石が形成する磁界内で、前記第1軸及び第2軸に加わる回転トルクによる相対角変位に応じて生じる磁束の変化を検出するために、前記第1軸及び第2軸の他方に固定される、2個一組のヨークリングを夫々の内周側に等配された複数の磁極爪が交互に並ぶように位置決めした状態で、樹脂製の保持筒により一体に保持された、トルク検出装置用ヨーク組立体であって、前記一組のヨークリングが、それらの円環部の外周縁に、凹部及び凸部からなる周方向位置決め部が形成されたものであり、前記一組のヨークリングの前記凸部の軸長方向前面及び後面が視認されることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a yoke assembly for a torque detection device according to the present invention is a cylinder in which a plurality of magnetic poles are arranged in parallel on the outer periphery, fixed to one of a first shaft and a second shaft connected coaxially. In order to detect a change in magnetic flux generated in response to a relative angular displacement caused by a rotational torque applied to the first axis and the second axis within a magnetic field formed by the magnet, the magnet is fixed to the other of the first axis and the second axis. A torque detecting device that is integrally held by a resin-made holding cylinder in a state in which a pair of two yoke rings are positioned so that a plurality of magnetic pole claws equally arranged on the inner peripheral side are alternately arranged A yoke assembly for a vehicle, wherein the set of yoke rings is formed with a circumferential positioning portion formed of a concave portion and a convex portion on an outer peripheral edge of the annular portion. axial direction front and rear surfaces of the convex portion to be visually recognized And features.
また、本発明に係るトルク検出装置用ヨーク組立体の製造方法は、前記課題解決のために、同軸上に連結された第1軸及び第2軸の一方に固定された、外周に複数の磁極を並設した円筒磁石が形成する磁界内で、前記第1軸及び第2軸に加わる回転トルクによる相対角変位に応じて生じる磁束の変化を検出するために、前記第1軸及び第2軸の他方に固定される、2個一組のヨークリングを夫々の内周側に等配された複数の磁極爪が交互に並ぶように位置決めした状態で、樹脂製の保持筒により一体に保持された、トルク検出装置用ヨーク組立体の製造方法であって、前記一組のヨークリングが、それらの円環部の外周縁に、凹部及び凸部からなる周方向位置決め部が形成されたものであり、前記ヨークリングの周方向位置決め部が嵌合する金型を用いて前記位置決めした状態とし、前記金型を含む成形型内に樹脂を充填して成形することを特徴とする。 In addition, the method of manufacturing a yoke assembly for a torque detection device according to the present invention provides a plurality of magnetic poles on the outer periphery fixed to one of the first shaft and the second shaft connected coaxially in order to solve the above problem. In order to detect a change in magnetic flux caused by a relative angular displacement caused by a rotational torque applied to the first axis and the second axis in a magnetic field formed by cylindrical magnets arranged side by side, the first axis and the second axis A pair of yoke rings fixed to the other of the two are integrally held by a resin holding cylinder in a state where a plurality of magnetic pole claws arranged equally on the inner peripheral side are alternately arranged. A method of manufacturing a yoke assembly for a torque detection device, wherein the set of yoke rings includes a circumferential positioning portion including a concave portion and a convex portion formed on an outer peripheral edge of the annular portion. Yes, the circumferential positioning part of the yoke ring is fitted A state that the positioning with a mold, characterized in that molded by filling a resin into the mold containing the mold.
以上のように、本発明に係るトルク検出装置用ヨーク組立体及びその製造方法によれば、2個一組のヨークリングの位置決めを、ヨークリングの円環部の外周縁に形成した周方向位置決め部を金型に嵌合させることにより行う構成であるので、スペーサによりヨークリングの位置決めを行う構成のように、製造コストが嵩むことや、射出成形の際のセットに手間が掛かることがなく、成形型に設けた位置決めピンを用いてヨークリングの位置決めを行う構成のように、細長い位置決めピンが射出成形の圧力により変形してヨークリングの位置決め精度が低下することや、ロボットによりヨークリングを金型にセットする際に細長い位置決めピンが折れることがなく、成形型内におけるヨークリングの位置決めを精度良く確実に行うことができるという顕著な効果を奏する。 As described above, according to the yoke assembly for a torque detection device and the method for manufacturing the same according to the present invention, the positioning of two yoke rings is set in the circumferential direction formed on the outer peripheral edge of the annular portion of the yoke ring. Since it is a configuration that is performed by fitting the part to the mold, as in the configuration in which the yoke ring is positioned by the spacer, the manufacturing cost is not increased, and the setting at the time of injection molding does not take time, Like the configuration in which the yoke ring is positioned using the positioning pin provided on the molding die, the elongated positioning pin is deformed by the pressure of the injection molding and the positioning accuracy of the yoke ring is lowered, or the yoke ring is Elongated positioning pins do not break when set in the mold, and the yoke ring can be positioned accurately and reliably in the mold. It exhibits the remarkable effect that.
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
本発明のトルク検出装置用ヨーク組立体は、同軸上に連結された第1軸と第2軸との間に生じる相対角変位を検出することにより回転トルクを検出するトルク検出装置に用いられ、前記第1軸及び第2軸の一方に固定された、外周に複数の磁極を並設した円筒磁石が形成する磁界内で、前記第1軸及び第2軸に加わる回転トルクによる相対角変位に応じて生じる磁束の変化を検出するために、前記第1軸及び第2軸の他方に固定されるものである。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the accompanying drawings, and includes all the embodiments that satisfy the requirements described in the claims. It is a waste.
The yoke assembly for a torque detection device according to the present invention is used in a torque detection device that detects rotational torque by detecting a relative angular displacement that occurs between a first shaft and a second shaft that are coaxially connected, In a magnetic field formed by a cylindrical magnet fixed to one of the first axis and the second axis and having a plurality of magnetic poles arranged on the outer circumference, relative angular displacement is caused by rotational torque applied to the first axis and the second axis. In order to detect the change of the magnetic flux which arises according to this, it fixes to the other of the said 1st axis | shaft and the 2nd axis | shaft.
図1(a)の斜視図及び図1(b)の縦断面図に示すように、本発明の実施の形態に係るトルク検出装置用ヨーク組立体1は、2個一組のヨークリング2,3を夫々の内周側に等配された複数の磁極爪6,6,…が交互に並ぶように位置決めされた状態で、樹脂製の保持筒4により一体に保持され、保持筒4の軸長方向の一側部(ヨークリング2,3が無い部分)の内周側に内嵌された金属製のカラー5を用いて、前記第1軸及び第2軸の他方に固定される。
As shown in the perspective view of FIG. 1 (a) and the longitudinal sectional view of FIG. 1 (b), the torque detecting device yoke assembly 1 according to the embodiment of the present invention comprises two sets of
図2の斜視図及び図3の平面図に示すように、ヨークリング2,3には、それらの円環部2A,3Aの外周縁に、凹部7及び凸部8からなる周方向位置決め部Aが形成されており、ヨークリング2,3をインサート成形した後の図1に示すトルク検出装置用ヨーク組立体1では、2個一組のヨークリング2,3の凸部8,8,…の軸長方向前面及び後面8A,8A,…及び8B,8B,…が視認される。
As shown in the perspective view of FIG. 2 and the plan view of FIG. 3, the
なお、凹部7及び凸部8からなる周方向位置決め部Aは、図2及び図3に示すような凸部8,8,…を周方向等分に突出させた繰り返し凹凸形状にするのが、金型への嵌合のしやすさ等から好ましいものであるが、後述するように金型(下型L並びに中間型M1及びM2)に軸長方向に位置決めした状態で周方向にも位置決めすることができる構成であればよいので、少なくとも1つの凹凸部(例えば、円環部2A,3Aの外周縁に形成する凸部8が1個のみであるもの)があればよく、集磁リングの検出に影響の無い形状及び大きさに設定される。また、前記繰り返し凹凸形状は滑らかな波形等、他の形状であってもよい。
In addition, the circumferential positioning portion A composed of the
次に、トルク検出装置用ヨーク組立体1の製造方法について説明する。
図1に示す樹脂製の保持筒4の成形型は、保持筒4の軸長方向に分離可能な下型及び上型と、これらの間にて径方向に分離可能な一対の中間型とを組み合わせて構成される。
図4の斜視図に示すように、下型Lは、上面の中央に垂直に立設された円柱形の中芯13を備え、中芯13は、成形対象となる保持筒4の内径と略等しい外径を有し、中芯13の先端部には、カラー5を嵌め込むための嵌合用段差部14が周設される。
また、図4の斜視図及び中芯13の記載を省略して示した図5の斜視図に示すように、下型Lの上面には、ヨークリング2を中芯13に外嵌した状態で、ヨークリング2の周方向位置決め部Aが嵌合する嵌合部Bが形成される。
すなわち、ヨークリング2を、その磁極爪6,6,…の突設側を上に向けて、下型Lの中芯13に嵌め込んだ状態では、ヨークリング2の凸部8,8,…が凹部9,9,…に嵌合し、凸部8,8,…の下面8A,8A,…が当止面11,11,…に当て止めされるため、ヨークリング2は下型Lに対して軸長方向へ位置決めされるとともに周方向にも位置決めされた状態となる。
Next, a manufacturing method of the torque detection device yoke assembly 1 will be described.
The mold for the
As shown in the perspective view of FIG. 4, the lower mold L includes a
Further, as shown in the perspective view of FIG. 4 and the perspective view of FIG. 5 in which the description of the
That is, in a state where the
中間型M1,M2は、保持筒4の外径に対応する孔型15,15を中心に備え、径方向に分離可能に構成された半円形の割型であり、その上面には、ヨークリング3の周方向位置決め部Aが嵌合する嵌合部Bが形成される。
すなわち、上述のように下型L上にヨークリング2をセットし、中間型M1,M2を合わせるように下型Lの上面に移動させ、磁極爪6,6,…の突設側を下に向けたヨークリング3を下型Lの中芯13に嵌め込んだ状態では、ヨークリング3の凸部8,8,…が中間型M1,M2の凹部10,10,…に嵌合し、凸部8,8,…の下面8B,8B,…が当止面12,12,…に当て止めされるため、ヨークリング3は中間型M1,M2に対して軸長方向へ位置決めされるとともに周方向にも位置決めされた状態となる。
また、この状態では、ヨークリング2,3は、夫々の内周側に等配された複数の磁極爪6,6,…が交互に並ぶように位置決めされた状態となっている。
The intermediate molds M1 and M2 are semicircular split molds having
That is, as described above, the
In this state, the yoke rings 2 and 3 are positioned so that a plurality of magnetic pole claws 6, 6,... Equally arranged on the inner peripheral side are alternately arranged.
以上のようにヨークリング2,3を位置決めした後、中芯13の先端に設けた嵌合用段差部14に、図1に示す固定用のカラー5を嵌め込んで位置決めし、中間型M1,M2の上側に図示しない上型をセットし、この上型と下型Lとの間に中間型M1,M2を挾持するように型締めした状態で、上型及び下型L並びに中間型M1及びM2により形成されるキャビティに溶融樹脂を充填することにより、ヨーク組立体1が射出成形される。
このように射出成形された図1に示すヨーク組立体1は、上方へ引き上げて下型Lから取り出し可能な形状に形成する必要があるので、ヨークリング2の凸部8,8,…の下面8A,8A,…を当て止めする下型Lの当止面11,11,…の下側に溶融樹脂が入らない金型形状とされる。
After positioning the yoke rings 2 and 3 as described above, the fixing
The yoke assembly 1 shown in FIG. 1 that has been injection-molded in this way needs to be lifted upward and formed into a shape that can be taken out from the lower mold L. Therefore, the lower surface of the
以上のようなトルク検出装置用ヨーク組立体1の製造方法によれば、2個一組のヨークリング2,3の位置決めを、ヨークリング2,3の円環部2A,3Aの外周縁に形成した周方向位置決め部A,Aを下型L及び中間型M1,M2に嵌合させることにより行う構成であるので、スペーサによりヨークリングの位置決めを行う構成のように、製造コストが嵩むことや、射出成形の際のセットに手間が掛かることがなく、成形型に設けた位置決めピンを用いてヨークリングの位置決めを行う構成のように、細長い位置決めピンが射出成形の圧力により変形してヨークリングの位置決め精度が低下することや、ロボットによりヨークリングを金型にセットする際に細長い位置決めピンが折れることがなく、成形型内におけるヨークリングの位置決めを精度良く確実に行うことができる。
その上、2個一組のヨークリング2,3を、図2及び図3に示すように、円環部2A,3Aの外周縁に形成した周方向位置決め部A,Aも含めて同一形状のものにすることができるため、製造コストの低減化及び部品管理の容易化を図ることができる。
According to the manufacturing method of the yoke assembly 1 for a torque detection device as described above, the positioning of the two
In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, two yoke rings 2, 3 having the same shape including the circumferential positioning portions A, A formed on the outer peripheral edges of the
A 周方向位置決め部
B 嵌合部
L 下型
M1,M2 中間型
1 ヨーク組立体
2,3 ヨークリング
2A,3A 円環部
4 保持筒
5 カラー
6 磁極爪
7 凹部
8 凸部
8A,8B 軸長方向前面又は後面
9,10 凹部
11,12 当止面
13 中芯
14 嵌合用段差部
15 孔型
A Circumferential positioning part B Fitting part L Lower mold M1, M2 Intermediate mold 1
Claims (2)
前記一組のヨークリングが、それらの円環部の外周縁に、凹部及び凸部からなる周方向位置決め部が形成されたものであり、
前記一組のヨークリングの前記凸部の軸長方向前面及び後面が視認されることを特徴とするトルク検出装置用ヨーク組立体。
Rotational torque applied to the first shaft and the second shaft in a magnetic field formed by a cylindrical magnet fixed on one of the first shaft and the second shaft connected on the same axis and having a plurality of magnetic poles arranged in parallel on the outer periphery. In order to detect a change in magnetic flux generated according to the relative angular displacement caused by the two, a set of two yoke rings fixed to the other of the first shaft and the second shaft are equally arranged on the inner peripheral side of each. A torque detecting device yoke assembly, which is integrally held by a resin-made holding cylinder in a state where a plurality of magnetic pole claws are alternately arranged.
The set of yoke rings is formed with a circumferential positioning portion including a concave portion and a convex portion on the outer peripheral edge of the annular portion,
A yoke assembly for a torque detector, wherein the front surface and the rear surface of the convex portion of the set of yoke rings in the axial length direction are visually recognized.
前記一組のヨークリングが、それらの円環部の外周縁に、凹部及び凸部からなる周方向位置決め部が形成されたものであり、
前記ヨークリングの周方向位置決め部が嵌合する金型を用いて前記位置決めした状態とし、前記金型を含む成形型内に樹脂を充填して成形することを特徴とするトルク検出装置用ヨーク組立体の製造方法。 Rotational torque applied to the first shaft and the second shaft in a magnetic field formed by a cylindrical magnet fixed on one of the first shaft and the second shaft connected on the same axis and having a plurality of magnetic poles arranged in parallel on the outer periphery. In order to detect a change in magnetic flux generated according to the relative angular displacement caused by the two, a set of two yoke rings fixed to the other of the first shaft and the second shaft are equally arranged on the inner peripheral side of each. A method of manufacturing a yoke assembly for a torque detector, which is integrally held by a resin-made holding cylinder in a state where a plurality of magnetic pole claws are alternately arranged.
The set of yoke rings is formed with a circumferential positioning portion including a concave portion and a convex portion on the outer peripheral edge of the annular portion,
A yoke assembly for a torque detector, wherein the yoke ring is molded by filling the molding die including the die with the positioning state using a die with which the circumferential positioning portion of the yoke ring is fitted. Solid manufacturing method.
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