JPH0534545U - トルクセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ハウジング２の内部に設けられる検出コイル
１７、２１と、そのハウジング２の外部に配置される信
号処理回路とを接続する配線４１が、ハウジング２に形
成された開口５０に嵌め込まれるグロメット５１により
保持される。トルク伝達軸３、４により伝達されるトル
クが検出コイル１７のインピーダンスの変化により生じ
る信号に基づき検知される。グロメット５１に、ハウジ
ング２の内部と信号処理回路との間を電磁遮蔽するため
に電波シールド用部材が一体化される。 【効果】 トルク伝達軸を伝わる電波によりセンサ出力
が変動するのを防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、トルク伝達軸により伝達されるトルクを検知するためのトルクセン サに関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば車両のパワーステアリング装置においては、ハンドルの回転を入力軸か ら出力軸を介して操向用車輪に伝達する際、入力軸から出力軸に伝達されるトル クの大きさをトルクセンサにより検知し、この検出トルクの大きさに応じて操向 操作の補助力を付与するようにしたものがある。

【０００３】 そのようなトルクセンサとして図７に示すものが用いられている。このトルク センサ１０１は、ハウジング１０２の内部にベアリングを介して支持される入力 軸１０３と出力軸１０４とを備えている。その入力軸１０３と出力軸１０４とは トーションバー１０５を介して連結されている。その入力軸１０３の外周に非磁 性材製のスリーブ１０６が嵌合され、このスリーブ１０６の外周に磁性材製の第 １検出リング１０７が嵌合されている。その出力軸１０４の外周に磁性材製の第 ２検出リング１０８が嵌合されている。その第１検出リング１０７と第２検出リ ング１０８とは互いに対向するように配置され、各検出リング１０７、１０８の 対向端面に、周方向に沿って複数の歯１０９、１１０が形成されている。また、 入力軸１０３には第３検出リング１１１が嵌合されている。この第３検出リング １１１と前記第１検出リング１０７とは互いに対向するように配置され、第３検 出リング１１１の対向端面には周方向に沿って複数の歯１１２が形成されている 。

【０００４】 第１検出リング１０７と第２検出リング１０８の対向端部を覆う第１検出コイ ル１１４と、第１検出リング１０７と第３検出リング１１１との対向端部を覆う 第２検出コイル１１６とが設けられ、両検出コイル１１４、１１６はハウジング １０２に覆われている。

【０００５】 各検出コイル１１４、１１６は、ハウジング１０２の外部に配置されるプリン ト基板１３０に配線１３１によって接続されている。このプリント基板１３０に 、図８に示す信号処理回路を形成するためのプリント配線がなされている。すな わち、第１検出コイル１１４は抵抗１１７を介して発振器１１８に接続され、第 ２検出コイル１１６は抵抗１１９を介して発振器１１８に接続されている。また 第１検出コイル１１４は演算増幅器１２０の反転入力端子に接続され、第２検出 コイル１１６はその演算増幅器１２０の非反転入力端子に接続されている。

【０００６】 これにより、第１検出コイル１１４は第１検出リング１０７と第２検出リング １０８を通過する磁束を発生し、第２検出コイル１１６は第１検出リング１０７ と第３検出リング１１１を通過する磁束を発生する。そして、入力軸１０３から 出力軸１０４へのトルク伝達によりトーションバー１０５がねじれると、第１検 出リング１０７と第２検出リング１０８とが軸中心に相対的に回転する。そうす ると、第１検出リング１０７と第２検出リング１０８の各対向端部に設けられた 歯１０９、１１０の軸方向に関して重合する部分の面積が変化することから、系 のインピーダンスが変化し、その変化に応じて検出コイルの出力電圧が変化する 。この出力電圧の変化が演算増幅器１２０により増幅されて伝達トルクに対応し た電気信号が得られる。

【０００７】 また、温度変化により第１検出コイル１１４側のインピーダンスが変化しても 、第２検出コイル１１６側も温度変化によりインピーダンスが変化し、各検出コ イル１１４、１１６の温度変化による出力変動は演算増幅器１２０により打消さ れる。これにより、第１検出コイル１１４によるトルク検知が温度の影響を受け ないように補償されている。

【０００８】 そして、各検出コイル１１４、１１６とプリント基板１３０とを接続する配線 １３１を傷付けることなく保持するため、ハウジング１０２に形成された開口１ ３２にゴム製のグロメット１３３が嵌め込まれている。このグロメット１３３に 形成された切欠１３４に配線１３１が通される。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようなトルクセンサ１０１を有するパワーステアリング装置を装備した 車両が放送局、自動車電話、アマチュア無線、業務用無線等の電波発生源の近辺 を走行する場合、その電波が入出力軸１０３、１０４を伝わって電界を誘起する 事態が想定される。このような電界が生じると、トルクセンサ１０１のハウジン グ１０２には非磁性材製のグロメット１３３を嵌め込むための開口１３２が形成 されているため、電波がハウジング１０２の内部からその開口１３２を通過して 前記信号処理回路に至り、センサ出力が変動することも考えられる。本考案はそ のような事態に対処し得るトルクセンサを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の特徴とするところは、ハウジングの内部に設けられる検出コイルと、 そのハウジングの外部に配置される信号処理回路と、その検出コイルと信号処理 回路とを接続する配線と、この配線を保持するためにハウジングに形成された開 口に嵌め込まれるグロメットとを備え、その検出コイルに覆われるトルク伝達軸 により伝達されるトルクが、その検出コイルのインピーダンスの変化により生じ る信号に基づき検知されるトルクセンサにおいて、前記グロメットに、ハウジン グの内部と信号処理回路との間を電磁遮蔽するために少なくとも前記開口を覆う 電波シールド用部材が一体化されている点にある。

【００１１】

【作用】

本考案の構成によれば、ハウジングに形成される開口に、電波シールド用部材 が一体化されたグロメットが嵌め込まれることで、ハウジングの内部と信号処理 回路との間が電磁遮蔽される。

【００１２】

【実施例】 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１３】 図１に示すトルクセンサ１は、車両の電動パワーステアリング装置に用いられ るものであって、アルミ製のハウジング２と、入力軸（トルク伝達軸）３と、出 力軸（トルク伝達軸）４とを備えている。

【００１４】 その入力軸３は、ハウジング２の内部にベアリング５を介して回転自在に支持 され、図外ハンドルの回転軸９に連結されている。その出力軸４はハウジング２ の内部にベアリング６を介して回転自在に支持され、図外操向用車輪に連動され ている。その入力軸３と出力軸４とは、各軸３、４の軸心に貫通された貫通孔３ ａ、４ａに挿入されたトーションバー８を介して連結されている。そのトーショ ンバー８はピン６０を介して入力軸３と回転軸９とに連結され、また図外ピンを 介して出力軸４に連結されている。また、出力軸４の外周にはウォームホイール １０が嵌合され、このウォームホイール１０は、図外操向補助モーターの出力軸 に取り付けられたウォーム１１に噛み合わされている。

【００１５】 入力軸３の外周に非磁性材製のスリーブ１２が挿入され、このスリーブ１２の 外周に磁性材製の第１検出リング１３が圧入されている。この入力軸３、スリー ブ１２及び第１検出リング１３に複数のピン７が圧入されることで、入力軸３に 対してスリーブ１２と第１検出リング１３とが固定されている。出力軸４の外周 に、磁性材製の第２検出リング１４が圧入されている。その第２検出リング１４ は、第１検出リング１３と互いに対向するように配置されている。各検出リング １３、１４の対向端面に、それぞれ歯１３ａ、１４ａが周方向に沿って複数設け られている。また、入力軸３の外周に磁性材製の第３検出リング１５が圧入され ている。この第３検出リング１５と第２検出リング１４との間に第１検出リング １３が配置されている。第１検出リング１３と対向する第３検出リング１５の端 面に、複数の歯１５ａが周方向に沿って設けられている。

【００１６】 前記ハウジング２の内部に磁性材製の第１円筒状ホルダー１６が挿入され、こ の第１円筒状ホルダー１６の内部に第１検出コイル１７が挿入されている。その 第１円筒状ホルダー１６の軸方向両端に、第１検出コイル１７の軸方向両端を覆 う磁性材製のカバー１８、１９が設けられている。その第１検出コイル１７は第 １検出リング１３と第２検出リング１４との対向端部を覆うように配置されてい る。また、ハウジング２の内部に磁性材製の第２円筒状ホルダー２０が挿入され 、この第２円筒状ホルダー２０の内部に第２検出コイル２１が挿入されている。 その第２検出コイル２１の軸方向両端を覆う磁性材製のカバー２２、２３が、第 ２円筒状ホルダー２０の軸方向両端に設けられている。その第２検出コイル２１ は第１検出リング１３と第３検出リング１５との対向端部を覆うように配置され ている。

【００１７】 その第１円筒状ホルダー１６とハウジング２の内周に嵌め合わされたリング状 のストッパー３０との間に板バネ３１が介在されている。また、第１円筒状ホル ダー１６と第２円筒状ホルダー２１との間にはディスタンスピース３２が配置さ れ、第２円筒状ホルダー２０とハウジング２の内面との間にディスタンスピース ３３が配置されている。これにより、各円筒状ホルダー１６、２０の軸方向移動 が阻止されている。

【００１８】 各検出コイル１７、２１は、ハウジング２の外部に配置されるプリント基板４ ０に配線４１によって接続されている。そのプリント基板４０に、図６に示す信 号処理回路を形成するためのプリント配線がなされている。すなわち、第１検出 コイル１７は抵抗４２を介して発振器４３に接続され、第２検出コイル２１は抵 抗４４を介して発振器４３に接続されている。また第１検出コイル１７は演算増 幅器４５の反転入力端子に接続され、第２検出コイル２１はその演算増幅器４５ の非反転入力端子に接続されている。

【００１９】 これにより、第１検出コイル１７は第１検出リング１３と第２検出リング１４ を通過する磁束を発生し、第２検出コイル２１は第１検出リング１３と第３検出 リング１５を通過する磁束を発生する。そして、入力軸３から出力軸４へのトル ク伝達によりトーションバー８がねじれると、第１検出リング１３と第２検出リ ング１４とが軸中心に相対的に回転し、第１検出リング１３と第２検出リング１ ４の各対向端面に形成された歯１３ａ、１４ａの軸方向に関して重合する部分の 面積が変化する。これにより系のインピーダンスが変化し、その変化に応じて第 １検出コイル１７の出力電圧が変化する。この出力電圧の変化が演算増幅器４５ により増幅され、伝達トルクに対応した電気信号が得られる。この信号に応じて 前記操向補助モータが駆動され、前記ウォーム１１、ウォームホイール１０を介 して出力軸４に操向補助力が与えられる。

【００２０】 また、温度変化により第１検出コイル１７側のインピーダンスが変化しても、 第２検出コイル２１側も温度変化によりインピーダンスが変化し、各検出コイル １７、２１の温度変化による出力変動は演算増幅器４５により打ち消される。こ れにより、第１検出コイル１７によるトルク検知は温度の影響を受けないよう補 償されている。

【００２１】 各検出コイル１７、２１とプリント基板４０とを接続する配線４１を傷付ける ことなく保持するため、ゴム製のグロメット５１が設けられている。このグロメ ット５１は図３に示すようにハウジング２に形成された開口５０に嵌め込まれる 。そのグロメット５１は円板状であって配線４１を通すための切欠５２を有する 。

【００２２】 そして、ハウジング２の内部とプリント基板４０に形成される信号処理回路と の間を電磁遮蔽するため、グロメット５１に電波シールド用部材が一体化されて いる。すなわち図２に示すように、グロメット５１の検出コイル１７、２１との 対向面と、開口５０の内周との対向面とにアルミ箔５４を接着剤により接着して いる。これによって、グロメット５１とハウジング２とのすきまからの電波をも 遮蔽できる。

【００２３】 これにより、上記パワーステアリング装置を装備した車両が放送局、自動車電 話、アマチュア無線、業務用無線等の電波発生源の近辺を走行し、その電波が入 出力軸３、４を伝わることにより電界が誘起されても、ハウジング２の内部とプ リント基板４０に形成される信号処理回路との間は電磁遮蔽されるため、その信 号処理回路が電波の影響を受けることはなく、トルクセンサ１の出力が変動する のを防止できる。

【００２４】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではない。

【００２５】 例えば、上記実施例ではグロメット５１にシールド用部材としてアルミ箔５４ を接着剤により接着して一体化したが、グロメットにアルミニウムを蒸着したり 、シールド用材料をスプレーにより噴霧して吹き付けてもよい。また、図４に示 すようにグロメット５１をプリント基板４０側のゴム部材５１ａと検出コイル１ ７、２１側のアルミニウム部材５１ｂとを接着することで形成してもよい。また 、図５に示すようにグロメット５１をプリント基板４０側のゴム部材５１ａと検 出コイル１７、２１側のアルミニウム部材５１ｂとを接着することで形成すると 共に、ゴム部材５１ａとアルミニウム部材５１ｂの一部を開口５０よりも大きく し、開口５０を覆うようにしてもよい。また、電波シールド用材料はアルミニウ ムに限定されない。また、グロメット５１の両面に電波シールド用部材を一体に 設けてもよい。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によるトルクセンサによれば、ハウジングの内部と信号処理回路との間 が電磁遮蔽されるので、トルク伝達軸を伝わる電波によりセンサ出力が変動する のを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るトルクセンサの断面図

【図２】本考案の実施例に係るグロメットの断面図

【図３】本考案の実施例に係るハウジングの開口とグロ
メットを示す斜視図

【図４】本考案の変形例に係るグロメットの断面図

【図５】本考案の変形例に係るグロメットの断面図

【図６】トルクセンサの回路構成の説明図

【図７】従来例に係るトルクセンサの断面図

【図８】従来例に係るトルクセンサの回路構成の説明図

【符号の説明】

１ トルクセンサ ２ ハウジング ３ 入力軸 ４ 出力軸 １７ 第１検出コイル ４０ プリント基板 ４１ 配線 ５０ 開口 ５１ グロメット ５４ アルミ箔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内部に設けられる検出コイ
   ルと、そのハウジングの外部に配置される信号処理回路
   と、その検出コイルと信号処理回路とを接続する配線
   と、この配線を保持するためにハウジングに形成された
   開口に嵌め込まれるグロメットとを備え、その検出コイ
   ルに覆われるトルク伝達軸により伝達されるトルクが、
   その検出コイルのインピーダンスの変化により生じる信
   号に基づき検知されるトルクセンサにおいて、前記グロ
   メットに、ハウジングの内部と信号処理回路との間を電
   磁遮蔽するために少なくとも前記開口を覆う電波シール
   ド用部材が一体化されていることを特徴とするトルクセ
   ンサ。