JP7124566B2 - センサ装置 - Google Patents
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Description
図1~図3に示すように、センサ装置としてのトルクセンサ1は、トーションバー13と、円筒状の永久磁石20と、円筒状の磁気ヨーク30と、磁気ヨーク30を取り囲むように配置されている円筒状の集磁リング40と、集磁リング40を保持するハウジング50と、センサユニット110とを備えている。トルクセンサ1は、例えば電動パワーステアリング装置のステアリングシャフト等の回転軸10に付与されたトルクを検出するものである。
図2及び図7に示すように、センサユニット110は、センサ素子111と、センサ素子111が接続されている回路基板112とを有している。回路基板112は、センサユニット110がセンサ収容部71に収容された状態において、延出方向Zにおける基端側から先端側に向かう順に、第1回路基板部112a及び第2回路基板部112bを有している。第2回路基板部112bは、第1回路基板部112aよりも、幅方向Yにおいて小さく、かつ延出方向Zにおいて小さく形成されている。センサユニット110がセンサ収容部71に収容された状態において、第1回路基板部112aの延出方向Zにおける基端側の端部には、切り欠き112cが一対設けられている。切り欠き112cは、回路基板112を軸方向Xから見たとき、矩形状をなしている。センサ素子111は、例えば直方体形状をなしている。センサ素子111には、例えばホール素子等の磁気検出素子が採用されている。本実施形態では、センサ素子111として、第1センサ素子111a及び第2センサ素子111bの2つが冗長的に設けられている。第1センサ素子111a及び第2センサ素子111bは、幅方向Yにおいて並んで配置されている。第1センサ素子111a及び第2センサ素子111bは、軸方向Xから見たとき、切り欠き112cの大きさよりも大きく形成されている。第1センサ素子111a及び第2センサ素子111bは、軸方向Xから見たとき、切り欠き112cと重なる位置に実装されている。第1センサ素子111a及び第2センサ素子111bが回路基板112に実装された状態において、回路基板112における第1センサ素子111a及び第2センサ素子111bが実装されている側の面は、第2集磁部42b側に配置されている。第2回路基板部112bには、軸方向Xに貫通する複数の端子孔114が形成されている。第1回路基板部112aの延出方向Zにおける先端側の部分、すなわち回路基板112における切り欠き112cと端子孔114との間の部分は、何も電子部品が実装されていない部分であり、この部分に第1貫通孔113が形成されている。第1貫通孔113は、軸方向Xに貫通する孔である。第1貫通孔113の内径は、位置決め部43の第2貫通孔43cの内径と等しく設定されている。
第1集磁リング41の第1リング部41aと、第2集磁リング42の第2リング部42a及び第2集磁部42bと、信号端子77とを図示しない金型内に配置して、型締め状態とする型締め工程を実施する。型締め工程の実施後、加熱されることにより溶融した溶融樹脂を図示しない射出装置から金型内に射出することにより、金型内に溶融樹脂を充填する射出工程を実施する。射出工程の実施後、金型内に充填された溶融樹脂の圧力である1次成型圧を一定に保つ保圧工程を実施する。保圧工程を実施することにより、溶融樹脂中に残存する気泡等を取り除いて空隙の発生を抑えるとともに、金型内に溶融樹脂を行き渡らせている。そして、金型内に射出された溶融樹脂が冷却されることにより、第1リング部41a、第2リング部42a、第2集磁部42b、及び信号端子77を覆うように溶融樹脂が固化することになる。この場合、第1延出部41dの延出方向Zにおける第1環状部41c側の部分が溶融樹脂によって覆われ、第2延出部42dの外面のうち開口部72側の面を除いた面が溶融樹脂によって覆われ、第2集磁部42bの外面のうち開口部72側の面を除いた面が溶融樹脂によって覆われた状態で、これらの溶融樹脂は固化する。これにより、ハウジング50が射出成型される。
(1)第1リング部41a及び第2リング部42aを一体的に取り囲むようにハウジング50がインサート成型される際に、センサ素子111を第1集磁部41bの第1センサ対向部41fと第2集磁部42bの第2センサ対向部42fとの間に介在させて収容するためのセンサ被覆部70が成型されている。センサ被覆部70の成型後に、センサ素子111が開口部72を介してセンサ収容部71に収容され、その開口部72は蓋部73によって塞がれている。したがって、ハウジング50がインサート成型される際には、ハウジング50をインサート成型する際の成型圧が作用して、第1集磁部41bの第1センサ対向部41fとセンサ素子111との位置関係、及び第2集磁部42bの第2センサ対向部42fとセンサ素子111との位置関係がばらつくといった事態に到らない。
トルクセンサの第2実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との違いを中心に説明する。
(5)第1集磁部41bを第1リング部41aと径方向において離間するように別体で形成していることから、開口部72を介してセンサ収容部71にセンサ素子111が実装されている回路基板112を収容する際、第1集磁部41bが取り外された状態で回路基板112をセンサ収容部71に組み付けることができるようになる。そして、回路基板112をセンサ収容部71に組み付けてから、延出方向Zにおいて第1集磁部41bのリング部対向部41gと第1リング部41aとが所定の隙間を空けて対向するように、第1集磁部41bの位置決め部43をセンサ収容部71に組み付けることができるようになる。したがって、回路基板112及び第1集磁部41bのセンサ収容部71に対する設置が容易になる。また、第1集磁部41bの位置決め部43に設けられた第2貫通孔43cに突出部76が挿通されることによって、第1集磁部41bの第1リング部41aに対する組み付け位置と、第1集磁部41bのセンサ素子111に対する組み付け位置とを共に規定することが可能となる。
・第1実施形態において、第2リング部42aと第2集磁部42bとは一体形成されていてもよい。
・第2実施形態において、第1集磁部41bと第2集磁部42bとの間にセンサ素子111を配置できるのであれば、第1リング部41aと第2集磁部42bとは一体形成されていてもよい。
・第2センサ対向部42fは、第2平板部42eにおける第1集磁部41b側の面から第1集磁部41b側へ向けて延びているとともに、折り曲げ形成されていることにより延出方向Zにおいて第2環状部42cに近付く側へ延びるように形成されていてもよい。この場合、突出部76に回路基板112の第1貫通孔113及び位置決め部43の第2貫通孔43cを挿通することにより、幅方向Y及び延出方向Zにおいて、第2センサ対向部42fを回路基板112の切り欠き112cに対向させることができる。
・突出部76は、2つ以上設けられてもよい。
・回路基板112は、載置部74cの頂面に配置されたが、これに限らない。たとえば、センサ収容部71の第1底壁部74aに配置するように構成してもよく、この場合、突出部76は、第1底壁部74aに設けられることになる。
・センサ素子111として、ホール素子が採用されたが、磁気抵抗素子が採用されてもよい。
Claims (4)
- 第1軸に取り付けられるとともに、周方向に着磁された永久磁石と、
前記第1軸と連結された第2軸に固定されるとともに、前記永久磁石が形成する磁界内に配置された磁気ヨークと、
前記磁気ヨークを取り囲む環状の第1リング部と、前記第1リング部の径方向外側に配置されている部位を含む第1集磁部とを有する第1集磁リングと、
前記第1集磁リングと前記第2軸の軸方向に並んで配置されているとともに、前記磁気ヨークを取り囲む環状の第2リング部と、前記第2リング部の径方向外側に配置されている部位を含む第2集磁部とを有する第2集磁リングと、
前記第1リング部及び前記第2リング部を一体的に取り囲むようにインサート成型されてなるハウジングと、
前記永久磁石、前記磁気ヨーク、前記第1集磁リング、及び前記第2集磁リングにより形成される磁気回路の磁気を検出するセンサ素子とを備え、
前記ハウジングは、前記第1リング部及び前記第2リング部を一体的に取り囲んで保持するリング部被覆部と、前記第1集磁部、前記第2集磁部、及び前記センサ素子を取り囲んで保持するセンサ被覆部とを有し、
前記リング部被覆部及び前記センサ被覆部は、一体化されており、
前記センサ被覆部は、前記センサ素子を前記第1集磁部と前記第2集磁部との間に介在させて収容するとともに、内部へ前記センサ素子を挿入するための開口部分を前記センサ素子とは独立した部品である蓋部によって塞いでいるセンサ装置。 - 前記センサ被覆部の開口部分は、前記第1軸及び前記第2軸の軸方向において開口し、
前記センサ被覆部の内部には、前記第1集磁部と前記第2集磁部とが前記軸方向において対向しており、
前記センサ素子は、前記軸方向に貫通する第1貫通孔が形成された回路部に実装されており、
前記センサ被覆部の内部には、前記回路部が配置される底壁部分から前記軸方向に突出している突出部が設けられ、
前記突出部は、前記回路部の前記第1貫通孔に挿通されている請求項1に記載のセンサ装置。 - 前記第1集磁部は、前記第2集磁部よりも前記開口部が開口している側に位置しており、
前記第1集磁部は、前記第1リング部と別体で形成されているとともに、C字形状をなす前記第1リング部の周方向における両端部の間に配置されており、
前記第1集磁部には、前記軸方向に貫通する第2貫通孔が形成され、
前記第2貫通孔には、前記突出部が挿通されている請求項2に記載のセンサ装置。 - 前記第1集磁部は、前記第2集磁部よりも前記開口部が開口している側に位置しており、
前記第1集磁部は、前記第1リング部と別体で形成されているとともに、前記第1リング部の径方向外側に配置されており、
前記第1集磁部には、前記軸方向に貫通する第2貫通孔が形成され、
前記第2貫通孔には、前記突出部が挿通されている請求項2に記載のセンサ装置。
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