KR20170015463A - 회전각 검출 장치 및 파워 스티어링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 검출 부재의 변형을 억제할 수 있고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 회전각 검출 장치 및 파워 스티어링 장치를 제공한다. 용착 플레이트와 요크 홀더 사이에 한 쌍의 요크를 끼워 넣은 상태에서 용착 플레이트와 요크 홀더를 서로 용착 고정한다.

Description

회전각 검출 장치 및 파워 스티어링 장치{ROTATION ANGLE DETECTION DEVICE AND POWER STEERING DEVICE}
본 발명은 회전각 검출 장치 및 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
종래의 회전각 검출 장치는, 서로 상대 회전하는 영구 자석 및 한 쌍의 요크와, 영구 자석과 한 쌍의 요크의 상대 회전에 의해 한 쌍의 요크 사이에 발생한 자속을 유도하는 한 쌍의 집자(集磁) 링과, 집자 링 사이의 자속을 검출하는 홀 IC 센서를 갖고 있다. 검출 부재인 한 쌍의 요크 및 한 쌍의 집자 링은, 퍼멀로이(permalloy) 등의 연자성체로 형성되고, 인서트 몰드 성형에 의해 수지제의 홀더와 일체로 설치되며, 홀더를 통해 입출력축 또는 하우징에 고정되어 있다. 상기 설명의 기술에 관계되는 일례는, 특허문헌 1에 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-180518호 공보
그러나, 상기 종래 기술에 있어서는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 검출 부재의 내부에 발생하기 때문에, 검출 부재가 변형됨으로써 자기 손실에 의해 퍼멀로이의 자기 히스테리시스(hysteresis)가 증대하여, 검출 정밀도의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 검출 부재의 변형을 억제할 수 있고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 회전각 검출 장치 및 파워 스티어링 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 실시형태의 회전각 검출 장치에서는, 제1 유지 부재와 제2 유지 부재 사이에 검출 부재를 끼워 넣은 상태에서 제1 유지 부재와 제2 유지 부재를 서로 용착 고정한다.
따라서, 본 발명에서는, 검출 부재의 변형을 억제할 수 있고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예 1의 전동 파워 스티어링 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 실시예 1의 스티어링 기어 박스(16)의 종단면도이다.
도 3은 요크 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 4는 요크 홀더(23)의 평면도이다.
도 5는 도 3의 주요부 확대도이다.
도 6a는 용착 플레이트(29)의 사시도이다.
도 6b는 용착 플레이트(29)의 평면도이다.
도 7은 도 6a의 주요부 확대도이다.
도 8은 돌기부(30)의 단면도이다.
도 9는 집자 링 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 10은 집자 링 홀더(26)의 평면도이다.
도 11은 도 9의 주요부 확대도이다.
도 12a는 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 초음파 용착했을 때에 발생하는 버어(burr)의 상태를 도시한 도면이다.
도 12b는 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 초음파 용착했을 때에 발생하는 버어의 상태를 도시한 도면이다.
〔실시예 1〕
먼저, 구성을 설명한다.
[전동 파워 스티어링 장치]
도 1은 실시예 1의 전동 파워 스티어링 장치의 전체 구성도이다.
운전자에 의한 스티어링 휠(1)에 대한 조타 입력은, 회전 운동으로서 스티어링 샤프트(제2 부재, 입력축)(2), 토션 바(3), 피니언 샤프트(제1 부재, 출력축)(4)를 통해 제1 피니언(5)에 전달되고, 제1 피니언(5)의 피니언 톱니(5a)와 맞물리는 제1 랙 톱니(6a)를 갖는 랙 바(6)에 의해 직선 운동으로 변환된다. 랙 바(6)의 직선 운동은, 타이 로드(7, 7)를 통해 전타륜(轉舵輪; 8, 8)에 전달된다. 스티어링 샤프트(2), 토션 바(3), 피니언 샤프트(4), 제1 피니언(5), 랙 바(6) 및 타이 로드(7, 7)에 의해, 스티어링 휠(1)의 조타 조작을 전타륜(8)에 전달하는 조타 기구(9)가 구성된다.
한편, 전동 모터(10)의 출력은, 웜 샤프트(11a)와 웜 휠(11b)로 구성되는 감속기(11)를 통해 제2 피니언(12)에 전달되고, 제2 피니언(12)의 피니언 톱니(12a)와 맞물리는 제2 랙 톱니(6b)를 통해 랙 바(6)의 직진 운동으로 변환된다. 제2 피니언(12)은 웜 휠(11b)과 일체로 설치되어 있다. 전동 모터(10)는, 예컨대 3상 브러시리스 모터이며, 모터 제어 회로(15)로부터의 지령 신호에 따라 조타 기구(9)에 조타 어시스트력을 부여한다.
스티어링 샤프트(2)에는, 스티어링 샤프트(2)와 피니언 샤프트(4)의 상대 회전을 검출하는 토크 센서(회전각 검출 장치)(13)가 설치되어 있다.
모터 제어 회로(15)는, 토크 센서(13)의 출력 신호로부터 구해지는 스티어링 샤프트(2)와 피니언 샤프트(4) 사이에 발생하는 조타 토크, 및 차속 등의 주행 상태에 기초하여, 전동 모터(10)에 대한 지령 신호를 연산하고, 상기 지령 신호를 전동 모터(10)에 출력한다.
도 2는 스티어링 기어 박스(16)의 종단면도이다.
스티어링 기어 박스(16)는, 기어 박스 하우징(하우징)(17)을 구비하고 있다. 스티어링 샤프트(2) 및 피니언 샤프트(4)는, 기어 박스 하우징(17)에 대해, 동일한 회전축(O)을 중심으로 회전한다. 이하, 회전축(O)의 방향으로 x축을 취하고, 피니언 샤프트(4)에 대해 스티어링 샤프트(2)측을 정방향으로 한다. 기어 박스 하우징(17)은, 회전축 방향을 길이 방향으로 하여 배치되는 샤프트 수용부(17a)와, 이 샤프트 수용부(17a)로부터 차량 후방측으로 연장된 가이드 수용부(17b)와, 샤프트 수용부(17a)에 대해 직교하여 설치되며 또한 대략 차량 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치되는 랙 수용부(도시 생략)를 갖는다. 한편, 샤프트 수용부(17a), 가이드 수용부(17b) 및 랙 수용부는, 모두 원통 형상이다.
샤프트 수용부(17a)에는, 스티어링 샤프트(2) 및 토션 바(3)의 일부, 피니언 샤프트(4) 및 토크 센서(13)가 수용되어 있다. 토션 바(3)는, 스티어링 샤프트(2)의 x축 부방향 단(端)에 형성된 중공부(2a)에 상대 회전 불가능하게 삽입 관통되어 있다. 토션 바(3)의 x축 부방향 단은, 피니언 샤프트(4)와 스플라인 감합(嵌合)되어 있다. 스티어링 샤프트(2)는 베어링(18a)에 의해 기어 박스 하우징(17)에 대해 회전 가능하게 지지되어 있다. 피니언 샤프트(4)의 x축 방향 양단은, 베어링(18b, 18c)에 의해 기어 박스 하우징(17)에 대해 회전 가능하게 지지되어 있다.
랙 수용부에는, 랙 바(6)가 수용되어 있다.
가이드 수용부(17b)에는 대략 원통 형상의 랙 가이드(19a)가 가이드 수용부(17b)를 따라 축 방향 이동 가능하게 수용되어 있다. 또한, 가이드 수용부(17b)의 개방측의 단부에는 캡(19b)이 나사 결합되어 있다. 랙 가이드(19a)의 랙 바측에는, 랙 가이드(19a)의 마모 방지 등을 위한 시트(19c)가 부착되어 있다.
[토크 센서]
토크 센서(13)는, 다극 자석(자성 부재)(20)과, 한 쌍의 요크(검출 부재)(21, 22)와, 요크 홀더(제1 유지 부재)(23)와, 한 쌍의 집자 링(검출 부재)(24, 25)과, 집자 링 홀더(제1 유지 부재)(26)와, 홀 IC 센서(자기 센서)(27)를 갖는다. 다극 자석(20), 한 쌍의 요크(21, 22), 요크 홀더(23), 한 쌍의 집자 링(24, 25) 및 집자 링 홀더(26)는, 회전축(O)과 동심원 상에 배치되어 있다.
다극 자석(20)은 16개의 극(N극, S극 각각 동일한 극수)이 둘레 방향으로 등간격으로 교대로 착자(着磁)된 원통 형상의 영구 자석이다. 다극 자석(20)은, 자석 홀더(28)를 통해 피니언 샤프트(4)에 고정되어 있다. 자석 홀더(28)는, 대직경부(28a)와 소직경부(28b)를 갖는 원통 형상으로 형성되어 있다. 대직경부(28a)는 피니언 샤프트(4)의 x축 정방향 단의 외주에 고정되어 있다. 소직경부(28b)는 대직경부(28a)의 x축 정방향측에 위치하고, 다극 자석(20)의 내주가 고정되어 있다.
한 쌍의 요크(21, 22)는, 퍼멀로이(연질 자성 합금)로 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 8개의 클로부(211, 221)와 원환부(212, 222)를 갖는다. 클로부(211, 221)는, 다극 자석(20)의 외주를 둘러싸도록, 동일 원주 상에 소정의 간극을 가지고 교대로 배치되고, 다극 자석(20)과 소정의 직경 방향 간극을 가지고 대향한다. 원환부(212, 222)는, 클로부(211, 221)의 x축 정방향측에 위치하고, 서로 소정의 직경 방향 간극을 가지고 대향한다. 한편, 한 쌍의 요크(21, 22)는, 스티어링 샤프트(2) 및 피니언 샤프트(4)에 토크가 가해지고 있지 않은 조타 중립 상태에 있어서, 클로부(211, 221)의 선단이, 다극 자석(20)의 N극 및 S극의 경계를 가리키도록 배치된다.
요크 홀더(23)는 열가소성 수지로 대략 凸자 형상으로 형성되고, 한 쌍의 요크(21, 22)를 유지한다. 요크 홀더(23)는, 스티어링 샤프트(2)에 고정되어 있다.
한 쌍의 집자 링(24, 25)은, 퍼멀로이로 C자 형상으로 형성되고, 서로 소정의 직경 방향 에어 갭을 가지고, 요크(21, 22)의 원환부(212, 222)의 직경 방향 간극의 중간 위치에, 양 요크(21, 22)와 비접촉 상태로 배치되어 있다.
집자 링 홀더(26)는, 열가소성 수지로 통 형상으로 형성되고, 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 유지한다. 집자 링 홀더(26)는 기어 박스 하우징(17)에 고정된다.
홀 IC 센서(27)는, 홀 소자(27a)와 회로 기판(27b)을 갖고, 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 직경 방향 에어 갭에 발생하는 자속의 밀도를 검출한다. 홀 소자(27a)는, 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 직경 방향 에어 갭의 중간 위치에, 양 집자 링(24, 25)과 비접촉 상태로 배치되어 있다. 회로 기판(27b)은, 집자 링 홀더(26)의 x축 정방향측에서 홀 소자(27a)와 접속되어 있다. 차량의 배터리로부터의 전력은, 회로 기판(27b)을 통해 홀 소자(27a)에 공급되고, 홀 소자(27a)의 출력은, 회로 기판(27b)을 통해 모터 제어 회로(15)에 출력된다.
이하, 토크 센서(13)를 구성하는 각부의 구조를 상세히 설명한다.
[요크 어셈블리]
도 3은 요크 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 4는 요크 홀더(23)의 평면도이며, 도 5는 도 3의 주요부 확대도이다.
요크 어셈블리는, 한 쌍의 요크(21, 22)와 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(제2 유지 부재)(29)를 구비한다. 용착 플레이트(29)와 요크 홀더(23)로 유지 부재가 구성된다.
제1 요크(제1 요크 부재)(21)는, 8개의 제1 클로부(211)와 제1 원환부(212)를 갖는다. 제1 클로부(211)는 판형 부재이며, 선단은 끝으로 갈수록 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다. 제1 원환부(212)는, 회전축(O)을 포위하도록 원환 형상으로 형성되어 있다. 각 제1 클로부(211)는, 제1 원환부(212)로부터 직경 방향 내측 방향으로 연장되는 제1 굴곡부(211a)와, 제1 굴곡부(211a)로부터 x축 방향을 따라 다극 자석(20)과 대향하도록 연장되는 제1 검출부(211b)를 갖는다. 각 제1 굴곡부(211a)는, 회전축(O)에 대해 직각이 되도록 배치되어 있다. 각 제1 검출부(211b)는, 회전축(O)의 방사 방향에 대해 직각이 되도록 배치되어 있다.
제2 요크(제2 요크 부재)(22)는, 8개의 제2 클로부(221)와 제2 원환부(222)를 갖는다. 제2 클로부(221)는 판형 부재이며, 선단은 끝으로 갈수록 가늘어지는 형상으로 형성되어 있다. 제2 클로부(221)는 제1 클로부(211)와 동일한 x축 방향 길이를 갖는다. 제2 원환부(222)는, 회전축(O)을 포위하도록 원환 형상으로 형성되어 있다. 제2 원환부(222)는, 제1 원환부(212)보다 소직경으로 설정되어 있다. 각 제2 클로부(221)는, 제2 원환부(222)로부터 직경 방향 외측 방향으로 연장되는 제2 굴곡부(221a)와, 제2 굴곡부(221a)로부터 x축 방향을 따라 다극 자석(20)과 대향하도록 연장되는 제2 검출부(221b)를 갖는다. 각 제2 굴곡부(221a)는, 회전축(O)에 대해 직각이 되도록 배치되어 있다. 각 제2 검출부(221b)는, 회전축(O)의 방사 방향에 대해 직각, 또한 인접하는 제1 검출부(211b, 211b) 사이에 교대로 늘어서도록 배치되어 있다.
요크 홀더(23)는, 본체부(231)와 제1 관통 구멍(232)과 제1 수용부(233)와 제2 관통 구멍(234)과 제2 수용부(235)를 갖는다. 본체부(231)는, 소직경부(231a)와 대직경부(231b)와 탑재면(231c)을 갖는다. 소직경부(231a)는, 스티어링 샤프트(2)의 외경과 대략 일치하는 내경을 갖고, 스티어링 샤프트(2)의 외주에 고정된다. 대직경부(231b)는, 소직경부(231a)보다 대직경으로 설정되고, 내부에 제1 요크(21) 및 제2 요크(22)의 클로부(211, 221)가 수용된다. 탑재면(231c)은, 회전축(O)과 대략 수직으로 형성되고, 소직경부(231a)와 대직경부(231b)를 접속한다. 탑재면(231c)에는, 제1 요크(21)의 제1 원환부(212)와 제2 요크(22)의 제2 원환부(222)가 배치된다. 제1 관통 구멍(232)은, 제1 검출부(211b)가 탑재면(231c)을 관통하도록 형성되어 있다. 제1 수용부(233)는, 제1 관통 구멍(232)과 연속하여 직경 방향 외측을 향해 연장되도록 형성되고, 탑재면(231c)측을 향해 개구되도록 오목 형상으로 형성되며, 제1 굴곡부(211a)를 수용한다. 제2 관통 구멍(234)은, 제2 검출부(221b)가 탑재면(231c)을 관통하도록 형성되어 있다. 제2 수용부(235)는, 제2 관통 구멍(234)과 연속하여 직경 방향 내측으로 연장되도록 형성되고, 탑재면(231c)측을 향해 개구되도록 오목 형상으로 형성되며, 제2 굴곡부(221a)를 수용한다.
탑재면(231c)에는, 오목부(236)와 벽부(237)가 형성되어 있다. 오목부(236)는, 둘레 방향으로 등간격으로 8개 형성되어 있다. 오목부(236)는, 내경측 부분(236a)과 직경 방향 연장부(236b)로 구성되어 있다. 내경측 부분(236a)은, 제1 관통 구멍(232)보다 직경 방향 내측에 형성되고, 둘레 방향으로 연장되어 있다. 내경측 부분(236a)의 직경 방향의 폭은, 탑재면(231c)의 내주 가장자리로부터 외주 가장자리까지의 폭의 반보다 작아지도록 형성되어 있다. 직경 방향 연장부(236b)는, 내경측 부분(236a)의 둘레 방향 양단부로부터 직경 방향 외측 방향을 향해 제1 관통 구멍(232)과 제2 관통 구멍(234) 사이를 통과하도록 설치되어 있다. 오목부(236)는, 용착 플레이트(29)와 용착되는 바닥부(238)를 갖고, 용착 플레이트(29)측(x축 정방향측)을 향해 개구되도록 형성되어 있다. 바닥부(238)는, x축 방향과 직교하는 평면 형상으로 형성되어 있다.
벽부(237)는, 오목부(236)의 개구 가장자리를 따라 개구 가장자리 전체 둘레를 포위하도록 설치되고, 용착 플레이트(29)와의 x축 방향 거리가 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이의 x축 방향 거리보다 짧으며, 또한 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)를 용착 고정했을 때, 용착 플레이트(29)와 접촉하지 않도록 형성되어 있다. 벽부(237)는, 바닥부(238)로부터 개구 가장자리측을 향해 오목부(236)의 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부(239)를 갖는다.
도 6a는 용착 플레이트(29)의 사시도이고, 도 6b는 용착 플레이트(29)의 평면도이며, 도 7은 도 6a의 주요부 확대도이다.
용착 플레이트(29)는, 한 쌍의 요크(21, 22)의 굴곡부(211a, 221a)와 접촉함으로써, 한 쌍의 요크(21, 22)를 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29) 사이에 유지한다. 용착 플레이트(29)는, 회전축(O)과 동심원 상에 배치되어 있다. 용착 플레이트(29)는, 열가소성 수지로 요크 홀더(23)의 소직경부(231a)보다 큰 내주 직경을 갖고, 대직경부(231b)보다 작은 외주 직경을 갖는 원환 형상으로 형성되어 있다. 용착 플레이트(29)의 외주 가장자리에는, 4개의 노치(29a)가 형성되어 있다. 노치(29a)는, 회전축(O)을 통과하는 소정의 직선 상에 y축을 규정했을 때, y축 대칭으로 좌우 2개씩 배치되어 있다. y축의 좌우 한쪽측에 위치하는 2개의 노치(29a, 29a) 사이의 각도는 45°이다. y축의 좌우 다른쪽측도 마찬가지이다. 용착 플레이트(29)의 x축 정방향측의 면은 평탄하게 형성되고, x축 부방향측의 면에는, 둘레 방향으로 등간격으로 8개의 돌기부(30)가 형성되어 있다.
돌기부(30)는, 선단이 바닥부(238)와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)를 용착시킨다. 돌기부(30)는, 오목부(236)와 대향하고, 바닥부(238)에 대해 직각인 방향, 즉 x축 방향을 향해 돌출되도록 형성되어 있다. 돌기부(30)는, 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 직경 방향 돌기부(302)와, 둘레 방향으로 연장되는 둘레 방향 돌기부(303)로 형성되어 있다. 8개의 돌기부(30) 중 y축에 가까운 4개의 돌기부(30)는, 2개의 직경 방향 돌기부(302)와 하나의 둘레 방향 돌기부(303)로 평면에서 보아 コ자 형상으로 형성되어 있다. y축으로부터 먼 4개의 돌기부(30)는, 하나의 직경 방향 돌기부(302)와 하나의 둘레 방향 돌기부(303)로 평면에서 보아 く자 형상으로 형성되어 있다.
도 8은 돌기부(30)의 단면도이며, 돌기부(30)는, 선단부(30a)와 비례 용융부(30b)를 갖는다. 선단부(30a)는, 첨예한 대략 원뿔 형상으로 형성되어 있다. 비례 용융부(30b)는, 선단부(30a)보다 x축 정방향측에 위치하고, 용융 전의 상태에 있어서 x축에 대해 직각 방향의 단면적이, x축 방향의 소정 범위에서 일정하게 되도록 형성되어 있다.
용착 플레이트(29)의 x축 부방향측의 면에 있어서, y축 상에는, 2개의 결합 돌기(31)가 형성되어 있다. 결합 돌기(31)는, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)를 용착 고정할 때, 제2 관통 구멍(234)과 결합되어, 요크 홀더(23)에 대한 용착 플레이트(29)의 둘레 방향 이동을 규제한다.
요크 홀더(23)의 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이의 x축 방향 거리는, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 용융된 돌기부(30) 또는 바닥부(238)의 일부가 버어로서 성장했을 때, 이 버어가 용착 플레이트(29)와 접촉하도록 설정되어 있다.
도 4에, 바닥부(238)와 돌기부(30)의 용착 부분을 굵은 실선으로 나타낸다.
요크 어셈블리는, 요크 홀더(23)에 한 쌍의 요크(21, 22)를 장착한 후, 용착 플레이트(29)를 씌우고, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)를 초음파 용착함으로써 얻어진다. 초음파 용착이란, 열가소성 수지를 미세한 초음파 진동과 가압력에 의해 순식간에 용융하여, 접합하는 가공 기술이다. 요크 홀더(23)에 대한 한 쌍의 요크(21, 22) 및 용착 플레이트(29)의 조립은, 전부 일방향으로부터 행할 수 있기 때문에, 조립 작업성의 점에서 유리하다.
[집자 링 어셈블리]
도 9는 집자 링 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 10은 집자 링 홀더(26)의 평면도이며, 도 11은 도 9의 주요부 확대도이다.
집자 링 어셈블리는, 한 쌍의 집자 링(24, 25)과 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(제1 유지 부재)(29)를 구비한다. 용착 플레이트(29)와 집자 링 홀더(26)로 유지 부재가 구성된다.
제1 집자 링(제1 검출 부재)(24)은, 회전축(O)을 포위하도록 형성되고, 회전축(O)을 중심으로 한 가상 원을 따르도록 형성되며 서로 대향하는 한 쌍의 원호 형상부(241, 241)와, 한 쌍의 원호 형상부(241, 241)를 접속하는 집자부(242)를 갖는다. 한 쌍의 원호 형상부(241, 241)의 가상 원은, 제2 요크(22)의 제2 원환부(222)보다 대직경, 또한 제1 요크(21)의 제1 원환부(212)보다 소직경으로 설정되어 있다. 집자부(242)는, 회전축(O)에 대해 직각으로 형성되어 있다.
제2 집자 링(제2 검출 부재)(25)은, 회전축(O)을 포위하도록 형성되고, 회전축(O)을 중심으로 한 가상 원을 따르도록 형성되며 서로 대향하는 한 쌍의 원호 형상부(251, 251)와, 한 쌍의 원호 형상부(251, 251)를 접속하는 집자부(252)를 갖는다. 한 쌍의 원호 형상부(251, 251)의 가상 원은, 제1 집자 링(24)의 가상 원보다 소직경, 또한 제2 요크(22)의 제2 원환부(222)보다 대직경으로 설정되어 있다. 집자부(252)는, 직경 방향 외측을 향해 볼록 형상, 또한 회전축(O)에 대해 직각으로 형성되어 있다.
집자 링 홀더(26)는, 중심에 개구부(261c)를 갖는 원환부(261)와, 원환부(261)의 외주 가장자리로부터 x축 부방향측으로 연장되는 외주부(262)와, 원환부(261)의 직경 방향 외측에 설치되고, x축 방향으로 연장되는 2개의 원기둥부(263)를 갖는다.
원환부(261)의 개구부(261c)는, 요크 홀더(23)의 외경보다 대직경으로 설정되어 있다. 원환부(261)의 x축 부방향측 면(261a)에는, 제1 집자 링(24)의 x축 정방향 단부를 수용하는 제1 결합홈(264)과, 제2 집자 링(25)의 x축 정방향 단부를 수용하는 제2 결합홈(265)이 형성되어 있다. 제1 결합홈(264)과 제2 결합홈(265) 사이에는, 제1 집자 링(24)의 집자부(243) 및 제2 집자 링(25)의 집자부(253)와 대응하는 부분이 노치된 평면에서 보아 C자 형상의 원호형 벽부(266)가 설치되어 있다. 제1 결합홈(264) 및 제2 결합홈(265)에 제1 집자 링(24) 및 제2 집자 링(25)을 장착했을 때, 제1 집자 링(24)의 원호 형상부(241, 241)는 원호형 벽부(266)의 외주면과 접촉하고, 제2 집자 링(25)의 원호 형상부(251, 251)는 원호형 벽부(266)의 내주면과 접촉한다. 또한, 제2 집자 링(25)의 집자부(252)는 원호형 벽부(266)의 노치 부분의 단부면(266b)과 접촉한다. 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 집자부(242, 252)는, 원호형 벽부(266)의 노치 부분에서 대면한다. 원호형 벽부(266)의 x축 부방향 면(266a)에는, 회전축(O)에 대해 직각으로 형성되고, 용착 플레이트(29)를 용착했을 때, 용착 플레이트(29)의 결합 돌기(31)와 결합되는 결합홈(267)이 형성되어 있다. 제1 결합홈(264) 및 제2 결합홈(265)으로부터 원호형 벽부(266)의 x축 부방향 면(266a)까지의 x축 방향 길이는, 제1 집자 링(24) 및 제2 집자 링(25)의 x축 방향 길이보다 짧게 설정되어 있다.
원호형 벽부(266)의 x축 부방향 면(266a)에는, 오목부(32)와 벽부(33)가 형성되어 있다. 오목부(32)는, 둘레 방향으로 등간격으로 8개 형성되어 있다. 오목부(32)는, 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 직경 방향 오목부(32a)와, 둘레 방향으로 연장되는 둘레 방향 오목부(32b)로 형성되어 있다. 8개의 오목부(32) 중 원호형 벽부(266)의 노치 부분의 단부면(266b)에 가까운 2개의 오목부(32)는, 하나의 직경 방향 오목부(32a)와 하나의 둘레 방향 오목부(32b)로 구성되어 있다. 나머지 6개의 오목부(32)는, 2개의 직경 방향 오목부(32a)와 하나의 둘레 방향 오목부(32b)로 구성되어 있다. 둘레 방향 오목부(32b)의 직경 방향의 폭은, 원호형 벽부(266)의 내주 가장자리로부터 외주 가장자리까지의 폭의 반보다 작아지도록 형성되어 있다. 오목부(32)는, 용착 플레이트(29)와 용착되는 바닥부(34)를 갖고, 용착 플레이트(29)측(x축 부방향측)을 향해 개구되도록 형성되어 있다. 바닥부(34)는, x축 방향과 직교하는 평면 형상으로 형성되어 있다.
벽부(33)는, 오목부(32)의 개구 가장자리를 따라 개구 가장자리의 전체 둘레를 포위하도록 설치되고, 용착 플레이트(29)와의 x축 방향 거리가 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이의 x축 방향 거리보다 짧으며, 또한 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 용착 고정했을 때, 용착 플레이트(29)와 접촉하지 않도록 형성되어 있다. 벽부(33)는, 바닥부(34)로부터 개구 가장자리측을 향해 오목부(32)의 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부(35)를 갖는다.
원환부(261)의 x축 정방향 면에는, 홀 IC 센서(27)의 회로 기판(27b)을 지지하는 원기둥부(268)가 설치되어 있다. 원기둥부(268)에는, 회로 기판(27b)을 볼트 고정하기 위한 나사 구멍(268a)이 형성되어 있다.
원환부(261)에 있어서, 한 쌍의 집자부(242, 252) 사이의 직경 방향 에어 갭과 대응하는 축 방향 위치에는, 홀 IC 센서(27)가 관통하는 개구부(261e)가 형성되어 있다. 홀 IC 센서(27)의 센서부는, 직경 방향 에어 갭의 중간 위치에 배치되어 있다.
외주부(262)의 x축 부방향측 단부는, 기어 박스 하우징(17)의 샤프트 수용부(17a)(도 2 참조)의 측벽에 끼워 넣을 수 있는 외경을 갖는다.
원기둥부(263)는, 집자 링 홀더(26)를 기어 박스 하우징(17)에 볼트 고정하기 위한 나사 구멍(263a)이 형성되어 있다.
용착 플레이트(29)는, 요크 어셈블리의 것과 동일하다. 집자 링 홀더(26)의 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이의 x축 방향 거리는, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 용융된 돌기부(30) 또는 바닥부(34)의 일부가 버어로서 성장했을 때, 이 버어가 용착 플레이트(29)와 접촉하도록 설정되어 있다.
도 10에, 바닥부(34)와 돌기부(30)의 용착 부분을 굵은 실선으로 나타낸다.
집자 링 어셈블리는, 집자 링 홀더(26)에 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 장착한 후, 용착 플레이트(29)를 씌우고, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 초음파 용착함으로써 얻어진다. 집자 링 홀더(26)에 대한 한 쌍의 집자 링(24, 25) 및 용착 플레이트(29)의 조립은, 전부 일방향으로부터 행할 수 있기 때문에, 조립 작업성의 점에서 유리하다. 또한, 용착 플레이트(29)는 요크 어셈블리와 동일한 것을 이용하므로, 부품 개수의 증가를 억제할 수 있어, 비용 저감에 기여할 수 있다.
다음으로, 실시예 1의 토크 센서(13)의 동작을 설명한다.
토크의 입력이 없는 상태에서는, 클로부(211, 221)의 원주 방향 중심이 다극 자석(20)의 극의 경계 상에 위치하고, 클로부(211, 221)로부터 본 다극 자석(20)의 N극, S극에 대한 퍼미언스가 동일하기 때문에, 다극 자석(20)의 N극으로부터 발생한 자속은, 클로부(211, 221)로 들어가고, 그대로 다극 자석(20)의 S극으로 들어간다. 따라서, 한 쌍의 집자 링(24, 25) 사이에는 자속이 흐르지 않기 때문에, 홀 IC 센서(27)는 중간 전압을 출력한다.
운전자가 스티어링 휠(1)을 회전시키면, 토션 바(3)에 비틀림이 발생하여, 스티어링 샤프트(2)와 피니언 샤프트(4)에 상대 각도 변위가 발생한다. 이 상대 각도 변위는, 클로부(211, 221)와 다극 자석(20) 사이의 상대 각도 변위로서 나타난다. 클로부(211, 221)와 다극 자석(20) 사이에 상대 각도 변위가 발생하면, 퍼미언스의 밸런스가 무너져, 홀 IC 센서(27)를 포함하는 자기 회로, 즉 다극 자석(20)의 N극으로부터 발생한 자속이 클로부(211, 221) 중 N극과 대향하는 면적이 넓은 쪽의 클로부로 흐르고, 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 경유하여 S극과 대향하는 면적이 넓은 쪽의 클로부로부터 다극 자석(20)의 S극으로 되돌아가는 자기 회로에 자속이 흐른다. 이때, 한 쌍의 집자 링(24, 25) 사이에 흐르는 자속을 홀 IC 센서(27)로 검출함으로써, 상대 각도 변위를 측정할 수 있고, 토션 바(3)에 작용하는 토크를 검출할 수 있다.
다음으로, 실시예 1의 작용 효과를 설명한다.
[검출 정밀도 향상]
회전각 검출 장치에 있어서, 검출 부재를 인서트 성형에 의해 유지 부재에 유지시키는 경우, 유지 부재의 냉각 수축에 의해 검출 부재 내에 내부 응력이 발생하여, 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다.
이에 대해, 실시예 1의 요크 어셈블리에서는, 용착 플레이트(29)와 요크 홀더(23) 사이에 한 쌍의 요크(21, 22)를 x축 방향으로 끼워 넣은 상태에서 용착 플레이트(29)와 요크 홀더(23)를 서로 용착 고정한다. 따라서, 한 쌍의 요크(21, 22)에는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 발생하지 않는다. 이에 의해, 한 쌍의 요크(21, 22)의 변형을 억제할 수 있고, 토크 센서(13)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 2개의 요크(21, 22)를 한 쌍의 유지 부재[용착 플레이트(29), 요크 홀더(23)]로 유지할 수 있기 때문에, 요크마다 용착 플레이트를 필요로 하지 않아, 부품 개수를 삭감할 수 있다. 또한, 토크 검출 정밀도를 높임으로써, 전동 파워 스티어링 장치에 의한 조타 어시스트력의 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실시예 1의 집자 링 어셈블리에서는, 용착 플레이트(29)와 집자 링 홀더(26) 사이에 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 x축 방향으로 끼워 넣은 상태에서 용착 플레이트(29)와 집자 링 홀더(26)를 서로 용착 고정한다. 따라서, 한 쌍의 집자 링(24, 25)에는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 발생하지 않는다. 이에 의해, 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 변형을 억제할 수 있고, 토크 센서(13)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 2개의 집자 링(24, 25)을 한 쌍의 유지 부재[용착 플레이트(29), 집자 링 홀더(26)]로 유지할 수 있기 때문에, 집자 링마다 용착 플레이트를 필요로 하지 않아, 부품 개수를 삭감할 수 있다. 또한, 토크 검출 정밀도를 높임으로써, 전동 파워 스티어링 장치에 의한 조타 어시스트력의 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.
[버어의 탈락 억제]
요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시, 돌기부(30) 또는 바닥부(238)가 용융되어 버어가 발생한다. 이 버어가 탈락하면, 이물질 혼입 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 그래서, 실시예 1의 요크 어셈블리에서는, 용착 플레이트(29)의 돌기부(30)와 용착되는 오목부(236)와, 오목부(236)의 개구 가장자리 전체 둘레를 포위하며, 용착 플레이트(29)와의 거리가 바닥부(238)보다 짧은 벽부(237)를 설치하였다. 이에 의해, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 발생한 버어는, 벽부(237)에 둘러싸인 오목부(236) 내에 수용되게 되어, 요크 어셈블리로부터의 버어의 탈락을 억제할 수 있다.
또한, 실시예 1의 집자 링 어셈블리에서는, 용착 플레이트(29)의 돌기부(30)와 용착되는 오목부(32)와, 오목부(32)의 개구 가장자리 전체 둘레를 포위하며, 용착 플레이트(29)와의 거리가 바닥부(34)보다 짧은 벽부(33)를 설치하였다. 이에 의해, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 발생한 버어는, 벽부(33)에 둘러싸인 오목부(32) 내에 수용되게 되어, 집자 링 어셈블리로부터의 버어의 탈락을 억제할 수 있다.
[버어의 펄럭임 억제]
도 12a 및 도 12b는 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 초음파 용착했을 때에 발생하는 버어의 상태를 도시한 도면이다. 도 12a와 같이 돌기부(30)를 바닥부(34)에 부딪치게 한 상태로부터 진동 에너지에 의해 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 마찰 진동시켜 마찰열을 발생시키면서, 용착 플레이트(29)를 집자 링 홀더(26)측으로 압박하면, 돌기부(30) 또는 바닥부(34)의 일부가 버어로서 성장한다. 여기서, 실시예 1의 집자 링 어셈블리에서는, 용착 플레이트(29)와 바닥부(34)와의 거리를, 성장한 버어가 용착 플레이트(29)와 접촉하도록 설정하였다. 이에 의해, 도 12b에 도시된 바와 같이, 성장한 버어는 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이에 끼워진 상태가 되기 때문에, 오목부(32) 내에서 버어가 펄럭이는 것을 억제할 수 있다.
또한, 오목부(32)의 둘레 방향 오목부(32b)의 직경 방향의 폭을, 원호형 벽부(266)의 내주 가장자리로부터 외주 가장자리까지의 폭의 반보다 작아지도록 형성하였다. 즉, 오목부(32)의 직경 방향 폭을 필요 이상으로 크게 하지 않음으로써, 오목부(32) 내에서 버어가 펄럭이는 것을 억제할 수 있다.
실시예 1의 요크 어셈블리에서는, 용착 플레이트(29)와 바닥부(238)와의 거리를, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 용융된 돌기부(30) 또는 바닥부(238)의 일부가 버어로서 성장했을 때, 이 버어가 용착 플레이트(29)와 접촉하도록 설정하였다. 이에 의해, 버어가 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이에 끼워지기 때문에, 오목부(236) 내에서 버어가 펄럭이는(이동하는) 것을 억제할 수 있다.
또한, 오목부(236)의 내경측 부분(236a)의 직경 방향의 폭을, 탑재면(231c)의 내주 가장자리로부터 외주 가장자리까지의 폭의 반보다 작아지도록 형성하였다. 즉, 오목부(236)의 직경 방향 폭을 필요 이상으로 크게 하지 않음으로써, 오목부(236) 내에서 버어가 펄럭이는 것을 억제할 수 있다.
[용착 강도 향상]
실시예 1의 요크 어셈블리에서는, 오목부(236) 및 돌기부(30)를, 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 부분[직경 방향 연장부(236b), 직경 방향 돌기부(302)]과, 둘레 방향으로 연장되는 부분[내경측 부분(236a), 둘레 방향 돌기부(303)]으로 구성하였다. 즉, 직경 방향 용착 부분과 둘레 방향 용착 부분을 형성함으로써, 직경 방향 또는 둘레 방향의 한쪽에만 용착 부분을 형성한 경우와 비교하여, 용융 길이를 직각 방향으로 길게 할 수 있기 때문에, 용착 강도의 향상을 도모할 수 있다.
실시예 1의 집자 링 어셈블리에서는, 오목부(32) 및 돌기부(30)를, 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 부분[직경 방향 오목부(32a), 직경 방향 돌기부(302)]과, 둘레 방향으로 연장되는 부분[둘레 방향 오목부(32b), 둘레 방향 돌기부(303)]으로 구성하였다. 즉, 직경 방향 용착 부분과 둘레 방향 용착 부분을 형성함으로써, 직경 방향 또는 둘레 방향의 한쪽에만 용착 부분을 형성한 경우와 비교하여, 용융 길이를 직각 방향으로 길게 할 수 있기 때문에, 용착 강도의 향상을 도모할 수 있다.
[강도 확보와 용적 확보의 양립]
실시예 1의 요크 어셈블리에서는, 벽부(237)에, 바닥부(238)로부터 개구 가장자리측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부(239)를 형성하였다. 만약 바닥부로부터 개구 가장자리까지 일정한 개구 면적인 경우, 개구 면적을 크게 하면 벽부의 강도를 확보할 수 없다. 한편, 개구 면적을 작게 하면 버어를 수용하기 위해서 필요한 오목부의 용적을 확보할 수 없다. 따라서, 바닥부(238)로부터 개구 가장자리측을 향해 개구 면적을 증대시키는 경사부(239)를 형성함으로써, 벽부(237)의 강도 확보와 오목부(236)의 용적 확보의 양립을 도모할 수 있다.
실시예 1의 집자 링 어셈블리에서는, 벽부(33)는, 바닥부(34)로부터 개구 가장자리측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부(35)를 갖는다. 이에 의해, 벽부(33)의 강도 확보와 오목부(32)의 용적 확보의 양립을 도모할 수 있다.
[버어의 발생량의 억제 및 관리의 용이화]
실시예 1에 있어서, 용착 플레이트(29)의 돌기부(30)는, 용융 전의 상태에 있어서 x축에 대해 직각 방향의 단면적이, x축 방향의 소정 범위에서 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부(30b)를 갖는다. 만약 돌기부 전체가 원뿔이나 각뿔 형상 등의 선단으로부터 근원측을 향해 서서히 직경이 확대된 형상인 경우, x축 방향의 용융 길이에 대해 용융 체적은 2차 곡선적으로 증대한다. 즉, 용융 길이에 대해 버어의 발생량이 2차 곡선적으로 증대하기 때문에, 버어의 발생량 관리가 곤란해진다. 이에 대해, 실시예 1의 비례 용융부(30b)에서는, x축 방향의 용융 길이에 대해 용융 체적이 비례적으로 증대하기 때문에, 버어의 발생량을 억제할 수 있고, 버어의 발생량의 관리가 용이해진다. 버어의 발생량이 적을수록, 버어를 수용하기 위해서 필요한 오목부(236)[또는 오목부(32)]의 용적을 작게 할 수 있기 때문에, 벽부(237)[또는 벽부(33)]의 강도 확보가 용이해진다.
[용착 강도의 균일화와 용착 불량의 억제]
돌기부 전체가 원뿔 또는 각뿔 형상인 경우, 바닥부와의 x축 방향의 접합 위치에 따라, 상기 접합 위치에 있어서의 돌기부의 단면적은 변화한다. 이 때문에, 바닥부와의 x축 방향의 접합 위치가 돌기부마다 상이하면, 용착 강도에 변동이 발생한다. 이에 대해, 실시예 1의 돌기부(30)는, 용융 전의 상태에 있어서 x축에 대해 직각 방향의 단면적이, x축 방향의 소정 범위에서 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부(30b)를 갖기 때문에, 바닥부(238)[또는 바닥부(34)]와의 x축 방향의 접합 위치가 변화해도, 상기 접합 위치의 단면적은 일정하다. 따라서, 바닥부(238)[또는 바닥부(34)]와의 x축 방향의 접합 위치가 돌기부(30)마다 상이한 경우라도, 용착 강도를 균일화할 수 있다.
또한, 돌기부 전체가 원뿔 또는 각뿔 형상인 경우에는, 돌기부의 선단부와 바닥부의 마찰 부분에서 발생한 용융열이 용착 플레이트측으로 도피하기 쉬워지는 데 비해, 비례 용융부(30b)는 x축 방향에 있어서의 소정 범위의 단면적이 일정하기 때문에, 용융열이 용착 플레이트(29)측으로 이동하는 것을 억제할 수 있다. 용착 불량은, 요크 홀더(23)[또는 집자 링 홀더(26)]에 대한 용착 플레이트(29)의 들뜸의 원인이 되는데, 실시예 1에서는, 돌기부(30)에 비례 용융부(30b)를 형성함으로써, 용착 플레이트(29)의 들뜸을 억제할 수 있다.
다음으로, 실시예 1의 요크 어셈블리의 구성과 이것에 대응하는 효과를 열거한다.
(1) 회전축(O)을 중심으로 서로 상대 회전 가능하게 설치된 피니언 샤프트(4) 및 스티어링 샤프트(2)와, 피니언 샤프트(4)에 설치되고, 회전축(O) 주위에 N극과 S극이 교대로 배치된 다극 자석(20)과, 다극 자석(20)과 대향하도록 설치되고, 자성 재료로 형성된 한 쌍의 요크(21, 22)와, 스티어링 샤프트(2)에 고정되고, 열가소성 수지 재료로 형성된 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)로 구성되고, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29) 사이에 한 쌍의 요크(21, 22)를 끼워 넣은 상태에서 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)가 서로 용착 고정됨으로써 한 쌍의 요크(21, 22)와 스티어링 샤프트(2)가 접촉하지 않도록 한 쌍의 요크(21, 22)를 유지하는 유지 부재와, 요크 홀더(23)의 용착 플레이트(29)와 대향하는 측에 설치되고, 용착 플레이트(29)측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부(238)를 갖는 오목부(236)와, 오목부(236)의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 용착 플레이트(29)와의 사이의 거리가 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이의 거리보다 짧으며 또한 용착 플레이트(29)와 접촉하지 않도록 형성된 벽부(237)와, 오목부(236)와 대향하고, 또한 오목부(236)측을 향해 돌출되도록 용착 플레이트(29)에 설치되며, 선단부(30a)가 바닥부(238)와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)를 용착시키는 돌기부(30)와, 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전에 따르는 다극 자석(20)과 한 쌍의 요크(21, 22)의 상대 회전에 의해 변화하는 한 쌍의 요크(21, 22) 내의 자계의 변화를 검출함으로써 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전각을 검출하는 홀 IC 센서(27)를 갖는다.
따라서, 한 쌍의 요크(21, 22)에는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 발생하지 않기 때문에, 한 쌍의 요크(21, 22)의 변형을 억제할 수 있고, 토크 센서(13)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 발생한 버어는, 벽부(237)에 둘러싸인 오목부(236) 내에 수용되게 되어, 요크 어셈블리로부터의 버어의 탈락을 억제할 수 있다.
(2) 용착 플레이트(29)는, 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이의 거리가, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 용융된 돌기부(30) 또는 바닥부(238)의 일부가 버어로서 성장하여, 버어가 용착 플레이트(29)와 접촉하도록 형성된다.
따라서, 버어가 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이에 끼워지기 때문에, 오목부(236) 내에서 버어가 펄럭이는(이동하는) 것을 억제할 수 있다.
(3) 요크 홀더(23) 및 용착 플레이트(29)는, 회전축(O)을 포위하도록 원환 형상 또는 원호 형상으로 형성되고, 회전축(O)의 방사 방향을 직경 방향, 회전축 주위의 방향을 둘레 방향으로 했을 때, 오목부(236) 및 돌기부(30)는, 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 부분[직경 방향 연장부(236b), 직경 방향 돌기부(302)]과, 둘레 방향으로 연장되는 부분[내경측 부분(236a), 둘레 방향 돌기부(303)]을 갖는다.
따라서, 직경 방향 또는 둘레 방향의 한쪽에만 용착 부분을 형성한 경우와 비교하여, 용융 길이를 직각 방향으로 길게 할 수 있기 때문에, 용착 강도의 향상을 도모할 수 있다.
(4) 오목부(236)의 둘레 방향으로 연장되는 부분은, 직경 방향의 폭이 요크 홀더(23)의 탑재면(231c)의 내주 가장자리로부터 외주 가장자리까지의 폭의 반보다 작아지도록 형성된다.
따라서, 오목부(236)의 직경 방향 폭을 필요 이상으로 크게 하지 않음으로써, 오목부(236) 내에서 버어가 펄럭이는 것을 억제할 수 있다.
(5) 벽부(237)는, 바닥부(238)로부터 개구 가장자리측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부(239)를 갖는다.
따라서, 벽부(237)의 강도 확보와 오목부(236)의 용적 확보의 양립을 도모할 수 있다.
(6) 바닥부(238)는 평면 형상으로 형성되고, 바닥부(238)의 평면에 대해 직각인 방향을 기준 축선으로 했을 때, 돌기부(30)는, 기준 축선 방향을 따라 돌출되도록 형성되고, 용융 전의 상태에 있어서 기준 축선에 대해 직각 방향 단면적이 기준 축선 방향 소정 범위에서 거의 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부(30b)를 갖는다.
따라서, 버어의 발생량을 억제할 수 있고, 버어의 발생량의 관리가 용이해진다. 또한, 용착 강도를 균일화할 수 있고, 용착 불량을 억제할 수 있다.
(7) 스티어링 휠(1)의 회전에 따라 회전하는 스티어링 샤프트(2)와, 스티어링 샤프트(2)와 토션 바(3)를 통해 접속되는 피니언 샤프트(4)를 구비하고, 스티어링 휠(1)의 조타 조작을 전타륜(8, 8)에 전달하는 조타 기구(9)와, 스티어링 샤프트(2) 및 피니언 샤프트(4)를 회전 가능하게 유지하는 기어 박스 하우징(17)과, 피니언 샤프트(4)에 설치되고, 회전축(O) 주위에 N극과 S극이 교대로 배치된 다극 자석(20)과, 다극 자석(20)과 대향하도록 설치되고, 자성 재료로 형성된 한 쌍의 요크(21, 22)와, 스티어링 샤프트(2)에 고정되고, 열가소성 수지 재료로 형성된 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)로 구성되며, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29) 사이에 한 쌍의 요크(21, 22)를 끼워 넣은 상태에서 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)가 서로 용착 고정됨으로써 한 쌍의 요크(21, 22)와 스티어링 샤프트(2)가 접촉하지 않도록 한 쌍의 요크(21, 22)를 유지하는 유지 부재와, 요크 홀더(23)의 용착 플레이트(29)와 대향하는 측에 설치되고, 용착 플레이트(29)측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부(238)를 갖는 오목부(236)와, 오목부(236)의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 용착 플레이트(29)와의 사이의 거리가 바닥부(238)와 용착 플레이트(29) 사이의 거리보다 짧으며 또한 용착 플레이트(29)와 접촉하지 않도록 형성된 벽부(237)와, 오목부(236)와 대향하고, 또한 오목부(236)측을 향해 돌출되도록 용착 플레이트(29)에 설치되며, 선단부(30a)가 바닥부(238)와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)를 용착시키는 돌기부(30)와, 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전에 따르는 다극 자석(20)과 한 쌍의 요크(21, 22)의 상대 회전에 의해 변화하는 한 쌍의 요크(21, 22) 내의 자계의 변화를 검출함으로써 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전각을 검출하는 홀 IC 센서(27)와, 조타 기구(9)에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터(10)와, 홀 IC 센서(27)의 출력 신호로부터 구해지는 스티어링 샤프트(2)와 피니언 샤프트(4) 사이에 발생하는 토크에 기초하여 전동 모터(10)에 대한 지령 신호를 연산하고, 전동 모터(10)에 지령 신호를 출력하는 모터 제어 회로(15)를 갖는다.
따라서, 한 쌍의 요크(21, 22)에는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 발생하지 않기 때문에, 한 쌍의 요크(21, 22)의 변형을 억제할 수 있고, 토크 센서(13)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 요크 홀더(23)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 발생한 버어는, 벽부(237)에 둘러싸인 오목부(236) 내에 수용되게 되어, 요크 어셈블리로부터의 버어의 탈락을 억제할 수 있다.
(8) 회전축(O)의 방사 방향을 직경 방향으로 하고 회전축(O) 주위의 방향을 둘레 방향으로 했을 때, 한 쌍의 요크(21, 22)는, 회전축(O)을 포위하도록 원환 형상으로 형성된 제1 원환부(212)와, 제1 원환부(212)의 둘레 방향에 있어서 서로 이격되어 늘어서도록 복수 개 설치된 복수의 판형 부재인 제1 클로부(211)로 구성되고, 제1 클로부(211)의 각각이 제1 원환부(212)로부터 직경 방향 내측 방향으로 연장되는 제1 굴곡부(211a)와 제1 굴곡부(211a)로부터 회전축 방향을 따라 다극 자석(20)과 대향하도록 연장되는 제1 검출부(211b)를 갖는 제1 요크(21)와, 제1 원환부(212)의 직경 방향 내측으로서 제1 원환부(212)와 이격되도록 설치되고, 원환 형상으로 형성된 제2 원환부(222)와, 제2 원환부(222)의 둘레 방향에 있어서 서로 이격되어 늘어서도록 복수 개 설치된 복수의 판형 부재인 제2 클로부(221)로 구성되며, 제2 클로부(221)의 각각이 제2 원환부(222)로부터 직경 방향 외측 방향으로 연장되는 제2 굴곡부(221a)와 제2 굴곡부(221a)로부터 회전축 방향을 따라 다극 자석(20)과 대향하도록 연장되는 제2 검출부(221b)를 갖고, 제2 검출부(221b)의 각각은 제1 검출부(211b)의 각각의 사이에 교대로 늘어서도록 배치되며, 제1 검출부(211b)와 제2 검출부(221b)가 회전축(O)을 중심으로 한 동일원 상에 배치된 제2 요크(22)로 구성되고, 요크 홀더(23)는, 회전축(O)에 대해 대략 직각의 평면인 탑재면(231c)을 갖는 본체부(231)와, 제1 검출부(211b)가 탑재면(231c)을 관통하도록 형성된 제1 관통 구멍(232)과, 제1 관통 구멍(232)과 연속하여 직경 방향 외측을 향해 연장되도록 설치되고, 탑재면(231c)측에 개구되도록 오목 형상으로 형성되며 제1 굴곡부(211a)를 수용하는 제1 수용부(233)와, 제2 검출부(221b)가 탑재면(231c)을 관통하도록 형성된 제2 관통 구멍(234)과, 제2 관통 구멍(234)과 연속하여 직경 방향 내측을 향해 연장되도록 설치되고, 탑재면(231c)측을 향해 개구되도록 오목 형상으로 형성되며 제2 굴곡부(221a)를 수용하는 제2 수용부(235)를 구비하고, 오목부(236)는, 제1 관통 구멍(232)보다 직경 방향 내측에 형성된 내경측 부분(236a)과, 내경측 부분(236a)으로부터 직경 방향 외측 방향을 향해 제1 관통 구멍(232)과 제2 관통 구멍(234) 사이를 통과하도록 형성된 직경 방향 연장부(236b)로 구성된다.
따라서, 서로 늘어서는 제1 관통 구멍(232) 및 제1 수용부(233) 및 제2 관통 구멍(234) 및 제2 수용부(235) 사이의 간극을 누비도록 오목부(236)를 형성함으로써, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.
다음으로, 실시예 1의 집자 링 어셈블리의 구성과 이것에 대응하는 효과를 열거한다.
(9) 회전축(O)을 중심으로 서로 상대 회전 가능하게 설치된 피니언 샤프트(4) 및 스티어링 샤프트(2)와, 피니언 샤프트(4)에 설치되고, 회전축(O) 주위에 N극과 S극이 교대로 배치된 다극 자석(20)과, 다극 자석(20)과 대향하도록 설치되고, 자성 재료로 형성된 한 쌍의 집자 링(24, 25)과, 스티어링 샤프트(2)에 고정되고, 열가소성 수지 재료로 형성된 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)로 구성되며, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29) 사이에 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 끼워 넣은 상태에서 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)가 서로 용착 고정됨으로써 한 쌍의 집자 링(24, 25)과 스티어링 샤프트(2)가 접촉하지 않도록 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 유지하는 유지 부재와, 집자 링 홀더(26)의 용착 플레이트(29)와 대향하는 측에 설치되고, 용착 플레이트(29)측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부(34)를 갖는 오목부(32)와, 오목부(32)의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 용착 플레이트(29)와의 사이의 거리가 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이의 거리보다 짧으며 또한 용착 플레이트(29)와 접촉하지 않도록 형성된 벽부(33)와, 오목부(32)와 대향하고, 또한 오목부(32)측을 향해 돌출되도록 용착 플레이트(29)에 설치되며, 선단부(30a)가 바닥부(34)와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 용착시키는 돌기부(30)와, 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전에 따르는 다극 자석(20)과 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 상대 회전에 의해 변화하는 한 쌍의 집자 링(24, 25) 내의 자계의 변화를 검출함으로써 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전각을 검출하는 홀 IC 센서(27)를 갖는다.
따라서, 한 쌍의 집자 링(24, 25)에는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 발생하지 않기 때문에, 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 변형을 억제할 수 있고, 토크 센서(13)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 발생한 버어는, 벽부(33)에 둘러싸인 오목부(32) 내에 수용되게 되어, 집자 링 어셈블리로부터의 버어의 탈락을 억제할 수 있다.
(10) 용착 플레이트(29)는, 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이의 거리가, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 용융된 돌기부(30) 또는 바닥부(34)의 일부가 버어로서 성장하여, 버어가 용착 플레이트(29)와 접촉하도록 형성된다.
따라서, 버어가 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이에 끼워지기 때문에, 오목부(32) 내에서 버어가 펄럭이는(이동하는) 것을 억제할 수 있다.
(11) 집자 링 홀더(26) 및 용착 플레이트(29)는, 회전축(O)을 포위하도록 원환 형상 또는 원호 형상으로 형성되고, 회전축(O)의 방사 방향을 직경 방향, 회전축 주위의 방향을 둘레 방향으로 했을 때, 오목부(32) 및 돌기부(30)는, 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 부분[직경 방향 오목부(32a), 직경 방향 돌기부(302)]과, 둘레 방향으로 연장되는 부분[둘레 방향 오목부(32b), 둘레 방향 돌기부(303)]을 갖는다.
따라서, 직경 방향 또는 둘레 방향의 한쪽에만 용착 부분을 형성한 경우와 비교하여, 용융 길이를 직각 방향으로 길게 할 수 있기 때문에, 용착 강도의 향상을 도모할 수 있다.
(12) 오목부(32)의 둘레 방향으로 연장되는 부분은, 직경 방향의 폭이 집자 링 홀더(26)의 원호형 벽부(266)의 내주 가장자리까지의 폭의 반보다 작아지도록 형성된다.
따라서, 오목부(32)의 직경 방향 폭을 필요 이상으로 크게 하지 않음으로써, 오목부(32) 내에서 버어가 펄럭이는 것을 억제할 수 있다.
(13) 벽부(33)는, 바닥부(34)로부터 개구 가장자리측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부(35)를 갖는다.
따라서, 벽부(33)의 강도 확보와 오목부(32)의 용적 확보의 양립을 도모할 수 있다.
(14) 바닥부(34)는 평면 형상으로 형성되고, 바닥부(34)의 평면에 대해 직각인 방향을 기준 축선으로 했을 때, 돌기부(30)는, 기준 축선 방향을 따라 돌출되도록 형성되고, 용융 전의 상태에 있어서 기준 축선에 대해 직각 방향 단면적이 기준 축선 방향 소정 범위에서 거의 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부(30b)를 갖는다.
따라서, 버어의 발생량을 억제할 수 있고, 버어의 발생량의 관리가 용이해진다. 또한, 용착 강도를 균일화할 수 있고, 용착 불량을 억제할 수 있다.
(15) 스티어링 휠(1)의 회전에 따라 회전하는 스티어링 샤프트(2)와, 스티어링 샤프트(2)와 토션 바(3)를 통해 접속되는 피니언 샤프트(4)를 구비하고, 스티어링 휠(1)의 조타 조작을 전타륜(8, 8)에 전달하는 조타 기구(9)와, 스티어링 샤프트(2) 및 피니언 샤프트(4)를 회전 가능하게 유지하는 기어 박스 하우징(17)과, 피니언 샤프트(4)에 설치되고, 회전축(O) 주위에 N극과 S극이 교대로 배치된 다극 자석(20)과, 다극 자석(20)과 대향하도록 설치되고, 자성 재료로 형성된 한 쌍의 집자 링(24, 25)과, 스티어링 샤프트(2)에 고정되고, 열가소성 수지 재료로 형성된 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)로 구성되며, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29) 사이에 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 끼워 넣은 상태에서 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)가 서로 용착 고정됨으로써 한 쌍의 집자 링(24, 25)과 스티어링 샤프트(2)가 접촉하지 않도록 한 쌍의 집자 링(24, 25)을 유지하는 유지 부재와, 집자 링 홀더(26)의 용착 플레이트(29)와 대향하는 측에 설치되고, 용착 플레이트(29)측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부(34)를 갖는 오목부(32)와, 오목부(32)의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 용착 플레이트(29)와의 사이의 거리가 바닥부(34)와 용착 플레이트(29) 사이의 거리보다 짧으며 또한 용착 플레이트(29)와 접촉하지 않도록 형성된 벽부(33)와, 오목부(32)와 대향하고, 또한 오목부(32)측을 향해 돌출되도록 용착 플레이트(29)에 설치되며, 선단부(30a)가 바닥부(34)와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)를 용착시키는 돌기부(30)와, 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전에 따르는 다극 자석(20)과 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 상대 회전에 의해 변화하는 한 쌍의 집자 링(24, 25) 내의 자계의 변화를 검출함으로써 피니언 샤프트(4)와 스티어링 샤프트(2)의 상대 회전각을 검출하는 홀 IC 센서(27)와, 조타 기구(9)에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터(10)와, 홀 IC 센서(27)의 출력 신호로부터 구해지는 스티어링 샤프트(2)와 피니언 샤프트(4) 사이에 발생하는 토크에 기초하여 전동 모터(10)에 대한 지령 신호를 연산하고, 전동 모터(10)에 지령 신호를 출력하는 모터 제어 회로(15)를 갖는다.
따라서, 한 쌍의 집자 링(24, 25)에는, 인서트 성형에 따르는 냉각 수축에 의한 내부 응력이 발생하지 않기 때문에, 한 쌍의 집자 링(24, 25)의 변형을 억제할 수 있고, 토크 센서(13)의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 집자 링 홀더(26)와 용착 플레이트(29)의 용착 고정 시에 발생한 버어는, 벽부(33)에 둘러싸인 오목부(32) 내에 수용되게 되어, 집자 링 어셈블리로부터의 버어의 탈락을 억제할 수 있다.
(16) 검출 부재는, 직경 방향에 있어서 제1 원환부(212)와 제2 원환부(222) 사이에 설치되고, 회전축(O) 주위에 원호 형상으로 형성된 제1 집자 링(24)과, 직경 방향에 있어서 제1 집자 링(24)과 제2 원환부(222) 사이에 설치되고, 회전축(O) 주위에 원호 형상으로 형성된 제2 집자 링(25)으로 구성되고, 집자 링 홀더(26) 및 용착 플레이트(29)는, 제1 집자 링(24) 및 제2 집자 링(25)을 협지(挾持)하는 부재이며, 홀 IC 센서(27)는, 직경 방향에 있어서 제1 집자 링(24)과 제2 집자 링(25) 사이에 설치되고, 제1 집자 링(24)과 제2 집자 링(25) 사이의 자계의 변화를 검출하는 홀 소자이다.
따라서, 요크 어셈블리와 동일한 구조를 집자 링 어셈블리에 있어서도 이용할 수 있다.
〔다른 실시예〕
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 기초하여 설명하였으나, 본 발명의 구체적인 구성은 실시예에 나타낸 구성에 한정되는 것은 아니며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.
예컨대, 실시예에서는, 토크 센서에 적용한 예를 나타내었으나, 회전 센서에도 적용할 수 있다. 이 경우, 제2 부재는 하우징에 설치된다.
또한, 자성 부재의 극수는, N극과 S극이 1극씩 이상이면 된다.
벽부는, 반드시 오목부의 전체 둘레를 포위할 필요는 없고, 오목부의 개구 가장자리부의 소정 범위에 설치되어, 버어의 탈락 억제 효과를 갖는 것이면 된다. 또한, 전술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에서, 특허청구의 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
본원은 2014년 7월 9일 출원의 일본 특허 출원 번호 제2014-141097호에 기초하는 우선권을 주장한다. 2014년 7월 9일 출원의 일본 특허 출원 번호 제2014-141097호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 본원에 포함된다.
1: 스티어링 휠 2: 스티어링 샤프트(제2 부재, 입력축)
3: 토션 바 4: 피니언 샤프트(제1 부재, 출력축)
8: 전타륜 9: 조타 기구
10: 전동 모터 15: 모터 제어 회로
17: 기어 박스 하우징(하우징) 20: 다극 자석(자성 부재)
21: 제1 요크(검출 부재) 22: 제2 요크(검출 부재)
23: 요크 홀더(유지 부재) 24: 제1 집자 링(검출 부재)
25: 제2 집자 링(검출 부재) 26: 집자 링 홀더(유지 부재)
27: 홀 IC 센서(자기 센서) 29: 용착 플레이트(유지 부재)
30: 돌기부 32: 오목부
33: 벽부 34: 바닥부
236: 오목부 237: 벽부
238: 바닥부

Claims (18)

  1. 회전축을 중심으로 서로 상대 회전 가능하게 설치된 제1 부재 및 제2 부재와,
    상기 제1 부재에 설치되고, 상기 회전축 주위에 N극과 S극이 인접하도록 배치된 자성 부재와,
    상기 자성 부재와 대향하도록 설치되고, 자성 재료로 형성된 검출 부재와,
    상기 제2 부재에 고정되고, 열가소성 수지 재료로 형성된 제1 유지 부재와 제2 유지 부재로 구성되며, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재 사이에 상기 검출 부재를 끼워 넣은 상태에서 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재가 서로 용착 고정됨으로써 상기 검출 부재와 상기 제2 부재가 접촉하지 않도록 상기 검출 부재를 유지하는 유지 부재와,
    상기 제1 유지 부재의 상기 제2 유지 부재와 대향하는 측에 설치되고, 상기 제2 유지 부재측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부를 갖는 오목부와, 상기 오목부의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 상기 제2 유지 부재와의 사이의 거리가 상기 바닥부와 상기 제2 유지 부재 사이의 거리보다 짧으며 상기 제2 유지 부재와 접촉하지 않도록 형성된 벽부와,
    상기 오목부와 대향하고, 상기 오목부측을 향해 돌출되도록 상기 제2 유지 부재에 설치되며, 선단부가 상기 바닥부와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재를 용착시키는 돌기부와,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 상대 회전에 따르는 상기 자성 부재와 상기 검출 부재의 상대 회전에 의해 변화하는 상기 검출 부재 내의 자계의 변화를 검출함으로써 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 상대 회전각을 검출하는 자기 센서
    를 구비하는 회전각 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 유지 부재는, 상기 바닥부와 상기 제2 유지 부재 사이의 거리가, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재의 용착 고정 시에 용융된 상기 돌기부 또는 상기 바닥부의 일부가 버어(burr)로서 성장하여, 상기 버어가 상기 제2 유지 부재와 접촉하도록 형성되는 것인 회전각 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 유지 부재 및 상기 제2 유지 부재는, 상기 회전축을 포위하도록 원환 형상 또는 원호 형상으로 형성되고,
    상기 회전축의 방사 방향을 직경 방향, 상기 회전축 주위의 방향을 둘레 방향으로 했을 때, 상기 오목부 및 상기 돌기부는, 상기 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 부분과, 상기 둘레 방향으로 연장되는 부분을 갖는 것인 회전각 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 오목부의 상기 둘레 방향으로 연장되는 부분은, 상기 직경 방향의 폭이 상기 제1 유지 부재의 상기 직경 방향의 폭의 반보다 작아지도록 형성되는 것인 회전각 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 벽부는, 상기 바닥부로부터 상기 개구 가장자리부측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부를 갖는 것인 회전각 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 바닥부는 평면 형상으로 형성되고,
    상기 바닥부의 평면에 대해 직각인 방향을 기준 축선으로 했을 때, 상기 돌기부는, 상기 기준 축선 방향을 따라 돌출되도록 형성되고, 용융 전의 상태에 있어서 상기 기준 축선에 대해 직각 방향 단면적이 상기 기준 축선 방향 정해진 범위에서 거의 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부를 갖는 것인 회전각 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 검출 부재는, 제1 요크 부재와 제2 요크 부재를 구비하고,
    상기 제1 요크 부재는, 상기 회전축과 동심원 상이며 상기 자성 부재와 대향하도록 배치된 복수의 판형 부재인 제1 클로부와, 원통 형상으로 형성되며 상기 제1 클로부끼리를 접속하는 제1 원통부를 구비하고,
    상기 제2 요크 부재는, 상기 회전축과 동심원 상이며 상기 자성 부재와 대향하도록 배치된 복수의 판형 부재인 제2 클로부와, 원통 형상으로 형성되며 상기 제2 클로부끼리를 접속하는 제2 원통부를 구비하고, 상기 제2 클로부의 각각이 상기 제1 클로부의 각 클로부 사이에 교대로 늘어서도록 배치되며, 상기 제2 원통부가 상기 제1 원통부의 내주측으로서 서로 직경 방향으로 이격되도록 배치되고,
    상기 자기 센서는, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 상대 회전에 의해 발생하는 상기 자성 부재와 상기 제1 클로부 및 상기 제2 클로부와의 상대 각도의 변화에 따라 변화하는 자계 검출하는 홀 소자를 구비하며,
    상기 제1 유지 부재는, 상기 제1 클로부 및 상기 제2 클로부가 삽입되는 삽입 구멍을 구비하고,
    상기 제2 유지 부재는, 상기 제1 클로부 및 상기 제2 클로부가 상기 제1 유지 부재의 상기 삽입 구멍에 삽입된 상태로 상기 제1 유지 부재와 함께 상기 제1 요크 부재 및 상기 제2 요크 부재를 끼워 넣은 상태에서 상기 제1 유지 부재와 용착 고정되는 것인 회전각 검출 장치.
  8. 스티어링 휠의 회전에 따라 회전하는 입력축과, 상기 입력축과 토션 바를 통해 접속되는 출력축을 구비하고, 스티어링 휠의 조타 조작을 전타륜(轉舵輪)에 전달하는 조타 기구와,
    상기 입력축 및 상기 출력축을 회전 가능하게 유지하는 하우징과,
    상기 출력축에 설치되고, 상기 회전축 주위에 N극과 S극이 인접하도록 배치된 자성 부재와,
    상기 자성 부재와 대향하도록 설치되고, 자성 재료로 형성된 검출 부재와,
    상기 입력축에 고정되고, 열가소성 수지 재료로 형성된 제1 유지 부재와 제2 유지 부재로 구성되며, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재 사이에 상기 검출 부재를 끼워 넣은 상태에서 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재가 서로 용착 고정됨으로써 상기 검출 부재와 상기 제2 부재가 접촉하지 않도록 상기 검출 부재를 유지하는 유지 부재와,
    상기 제1 유지 부재의 상기 제2 유지 부재와 대향하는 측에 설치되고, 상기 제2 유지 부재측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부를 갖는 오목부와,
    상기 오목부의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 상기 제2 유지 부재와의 사이의 거리가 상기 바닥부와 상기 제2 유지 부재 사이의 거리보다 짧으며 상기 제2 유지 부재와 접촉하지 않도록 형성된 벽부와,
    상기 오목부와 대향하고, 상기 오목부측을 향해 돌출되도록 상기 제2 유지 부재에 설치되며, 선단부가 상기 바닥부와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재를 용착시키는 돌기부와,
    상기 입력축과 상기 출력축의 상대 회전에 따르는 상기 자성 부재와 상기 검출 부재의 상대 회전에 의해 변화하는 상기 검출 부재 내의 자계의 변화를 검출함으로써 상기 입력축과 상기 출력축의 상대 회전각을 검출하는 자기 센서와,
    상기 조타 기구에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터와,
    상기 자기 센서의 출력 신호로부터 구해지는 상기 입력축과 상기 출력축 사이에 발생하는 토크에 기초하여 상기 전동 모터에 대한 지령 신호를 연산하고, 상기 전동 모터에 상기 지령 신호를 출력하는 모터 제어 회로
    를 구비하는 파워 스티어링 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 회전축의 방사 방향을 직경 방향으로 하고 상기 회전축 주위의 방향을 둘레 방향으로 했을 때, 상기 검출 부재는, 상기 회전축을 포위하도록 원환 형상으로 형성된 제1 원환부와, 상기 제1 원환부의 상기 둘레 방향에 있어서 서로 이격되어 늘어서도록 복수 개 설치된 복수의 판형 부재인 제1 클로부로 구성되고, 상기 제1 클로부의 각각이 상기 제1 원환부로부터 상기 직경 방향 내측 방향으로 연장되는 제1 굴곡부와 상기 제1 굴곡부로부터 상기 회전축 방향을 따라 상기 자성 부재와 대향하도록 연장되는 제1 검출부를 갖는 제1 요크 부재와, 상기 제1 원환부의 상기 직경 방향 내측으로서 상기 제1 원환부와 이격되도록 설치되고, 원환 형상으로 형성된 제2 원환부와, 상기 제2 원환부의 상기 둘레 방향에 있어서 서로 이격되어 늘어서도록 복수 개 설치된 복수의 판형 부재인 제2 클로부로 구성되고, 상기 제2 클로부의 각각이 상기 제2 원환부로부터 상기 직경 방향 외측 방향으로 연장되는 제2 굴곡부와 상기 제2 굴곡부로부터 상기 회전축 방향을 따라 상기 자성 부재와 대향하도록 연장되는 제2 검출부를 갖고, 상기 제2 검출부의 각각은 상기 제1 검출부의 각각의 사이에 교대로 늘어서도록 배치되며, 상기 제1 검출부와 상기 제2 검출부가 상기 회전축을 중심으로 한 동일원 상에 배치된 제2 요크 부재로 구성되고,
    상기 제1 유지 부재는, 상기 회전축에 대해 대략 직각의 평면인 탑재면을 갖는 본체부와, 상기 제1 검출부가 상기 탑재면을 관통하도록 형성된 제1 관통 구멍과, 상기 제1 관통 구멍과 연속하여 상기 직경 방향 외측을 향해 연장되도록 설치되고, 상기 탑재면측에 개구되도록 오목 형상으로 형성되며 상기 제1 굴곡부를 수용하는 제1 수용부와, 상기 제2 검출부가 상기 탑재면을 관통하도록 형성된 제2 관통 구멍과, 상기 제2 관통 구멍과 연속하여 상기 직경 방향 내측을 향해 연장되도록 설치되고, 상기 탑재면측을 향해 개구되도록 오목 형상으로 형성되며 상기 제2 굴곡부를 수용하는 제2 수용부를 구비하고,
    상기 오목부는, 상기 제1 관통 구멍보다 상기 직경 방향 내측에 형성된 내경측 부분과, 상기 내경측 부분으로부터 상기 직경 방향 외측 방향을 향해 상기 제1 관통 구멍과 상기 제2 관통 구멍 사이를 통과하도록 설치된 직경 방향 연장부로 구성되는 것인 파워 스티어링 장치.
  10. 제9항에 있어서, 자성 재료로 형성되고, 상기 제1 원환부와 대향하도록 설치된 제1 집자(集磁) 링과,
    자성 재료로 형성되고, 상기 제2 원환부 및 상기 제2 집자 링과 대향하도록 설치된 제2 집자 링과,
    열가소성 수지로 형성된 제3 유지 부재와,
    열가소성 수지로 형성되고, 상기 제3 유지 부재와 함께 상기 제1 집자 링 및 상기 제2 집자 링을 끼워 넣은 상태에서 상기 제3 유지 부재와 서로 용착 고정됨으로써 상기 제1 집자 링 및 상기 제2 집자 링을 고정하는 제4 유지 부재와,
    상기 제3 유지 부재의 상기 제4 유지 부재와 대향하는 측에 설치되고, 상기 제4 유지 부재측을 향해 개구되도록 형성되며 제2 바닥부를 갖는 제2 오목부와, 상기 제2 오목부의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 상기 제4 유지 부재와의 사이의 거리가 상기 제2 바닥부와 상기 제4 유지 부재 사이의 거리보다 짧으며 상기 제4 유지 부재와 접촉하지 않도록 형성된 제2 벽부와,
    상기 제2 오목부와 대향하고, 상기 제2 오목부측을 향해 토출되도록 상기 제4 유지 부재에 설치되며, 선단부가 상기 제2 바닥부와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 상기 제3 유지 부재와 상기 제4 유지 부재를 용착시키는 제2 돌기부
    를 구비하고,
    상기 자기 센서는, 상기 제1 집자 링과 상기 제2 집자 링 사이에 배치되고, 상기 제1 집자 링과 상기 제2 집자 링 사이의 자계의 변화를 검출함으로써 상기 입력축과 상기 출력축의 상대 회전각을 검출하는 것인 파워 스티어링 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제2 유지 부재는, 상기 바닥부와 상기 제2 유지 부재 사이의 거리가, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재의 용착 고정 시에 용융된 상기 돌기부 또는 상기 바닥부의 일부가 버어로서 성장하여, 상기 버어가 상기 제2 유지 부재와 접촉하도록 형성되는 것인 파워 스티어링 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 유지 부재 및 상기 제2 유지 부재는, 상기 회전축을 포위하도록 원환 형상 또는 원호 형상으로 형성되고,
    상기 회전축의 방사 방향을 직경 방향, 상기 회전축 주위의 방향을 둘레 방향으로 했을 때, 상기 오목부 및 상기 돌기부는, 상기 직경 방향 내측으로부터 외측을 향해 연장되는 부분과, 상기 둘레 방향으로 연장되는 부분을 갖는 것인 파워 스티어링 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 벽부는, 상기 바닥부로부터 상기 개구 가장자리부측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부를 갖는 것인 파워 스티어링 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 바닥부는 평면 형상으로 형성되고,
    상기 바닥부의 평면에 대해 직각인 방향을 기준 축선으로 했을 때, 상기 돌기부는, 상기 기준 축선 방향을 따라 돌출되도록 형성되고, 용융 전의 상태에 있어서 상기 기준 축선에 대해 직각 방향 단면적이 상기 기준 축선 방향 정해진 범위에서 거의 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부를 갖는 것인 파워 스티어링 장치.
  15. 금속 재료로 형성된 피유지 부재와,
    열가소성 수지로 형성되고, 제1 유지 부재와 제2 유지 부재를 가지며, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재 사이에 상기 피유지 부재를 끼워 넣은 상태에서 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재가 서로 용착 고정됨으로써 상기 피유지 부재를 유지하는 유지 부재와,
    상기 제1 유지 부재의 상기 제2 유지 부재와 대향하는 측에 설치되고, 상기 제2 유지 부재측을 향해 개구되도록 형성되며 바닥부를 갖는 오목부와,
    상기 오목부의 개구 가장자리를 따라 설치되고, 상기 제2 유지 부재와의 사이의 거리가 상기 바닥부와 상기 제2 유지 부재 사이의 거리보다 짧으며 상기 제2 유지 부재와 접촉하지 않도록 형성된 벽부와,
    상기 오목부와 대향하고, 상기 오목부측을 향해 돌출되도록 상기 제2 유지 부재에 설치되며, 선단부가 상기 바닥부와 접촉한 상태에서 용융됨으로써 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재를 용착시키는 돌기부
    를 구비하는 고정 구조.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 유지 부재는, 상기 바닥부와 상기 제2 유지 부재 사이의 거리가, 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재의 용착 고정 시에 용융된 상기 돌기부 또는 상기 바닥부의 일부가 버어로서 성장하여, 상기 버어가 상기 제2 유지 부재와 접촉하도록 형성되는 것인 고정 구조.
  17. 제15항에 있어서, 상기 벽부는, 상기 바닥부로부터 상기 개구 가장자리부측을 향해 개구 면적이 증대하도록 경사지는 경사부를 갖는 것인 고정 구조.
  18. 제15항에 있어서, 상기 바닥부는 평면 형상으로 형성되고,
    상기 바닥부의 평면에 대해 직각인 방향을 기준 축선으로 했을 때, 상기 돌기부는, 상기 기준 축선 방향을 따라 돌출되도록 형성되고, 용융 전의 상태에 있어서 상기 기준 축선에 대해 직각 방향 단면적이 상기 기준 축선 방향 정해진 범위에서 거의 일정하게 되도록 형성된 비례 용융부를 갖는 것인 고정 구조.
KR1020177000134A 2014-07-09 2015-06-25 회전각 검출 장치 및 파워 스티어링 장치 KR20170015463A (ko)

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