WO2016175140A1 - トルク検出装置 - Google Patents

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WO2016175140A1
WO2016175140A1 PCT/JP2016/062708 JP2016062708W WO2016175140A1 WO 2016175140 A1 WO2016175140 A1 WO 2016175140A1 JP 2016062708 W JP2016062708 W JP 2016062708W WO 2016175140 A1 WO2016175140 A1 WO 2016175140A1
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magnet
shaft
press
holder
fitting
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PCT/JP2016/062708
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English (en)
French (fr)
Inventor
敏宏 米田
Original Assignee
株式会社ホンダロック
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear

Definitions

  • the present invention provides a cylindrical magnet holder fixed to a first shaft, a multipolar magnet formed in a ring shape surrounding the magnet holder and fixed to the magnet holder, and a first through a torsion bar.
  • the present invention relates to a torque detection device including a pair of magnetic yokes fixed to a second shaft that is coaxially connected to a shaft, and a sensor unit that detects a rotational phase difference between the first shaft and the second shaft.
  • a torque detection device used in a vehicle power steering device is known from Patent Document 1, in which a ring-shaped magnet is fixed to the outer periphery of a cylindrical magnet holder by bonding or press-fitting with an adhesive. .
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a torque detection device that secures the fixing of the magnet to the magnet holder by bonding.
  • the present invention provides a cylindrical magnet holder fixed to a first shaft, a multi-pole magnet formed in a ring shape surrounding the magnet holder and fixed to the magnet holder,
  • a torque detection device comprising: a pair of magnetic yokes fixed to a second shaft coaxially connected to the first shaft via a torsion bar; and a sensor unit for detecting a rotational phase difference between the first shaft and the second shaft
  • a flange portion projecting radially outward from one end portion of the magnet holder is integrally provided so as to abut one end portion of the magnet bonded to the outer periphery of the magnet holder, and the flange portion
  • a positioning projection formed on the one end of the magnet is engaged with a positioning recess formed on the magnet holder, and the magnet holder is opposed to the flange portion.
  • the abutment can be cut and raised piece to the other end of the magnet from the side is formed.
  • the positioning protrusion of the magnet engages with the positioning recess of the flange portion, thereby positioning the magnet in the circumferential direction with respect to the magnet holder. Therefore, even if the bonded state is released, the magnet can be securely fixed to the magnet holder by keeping the circumferential direction and axial position of the magnet constant with respect to the magnet holder.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first shaft, a second shaft, a torsion bar, and a torque detector.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detector.
  • FIG. 3 is a perspective view of the magnet unit.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow 4 in FIG.
  • FIG. 5 is a side view of the stator portion.
  • FIG. 6 is a perspective view of the yoke holder.
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view sequentially showing the state when the magnetic yoke is caulked and fixed to the yoke holder.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first shaft, a second shaft, a torsion bar, and a torque detector.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the torque detector.
  • FIG. 3 is a perspective view of the magnet unit.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion indicated by an arrow 4 in FIG.
  • FIG. 8 is a front view of the sensor unit viewed from the stator unit side.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of the magnetic flux collecting terminal.
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view sequentially showing the state when the magnetic flux collecting terminal is press-fitted into the case as viewed from the same direction as FIG. (First embodiment)
  • a torque constructed in accordance with the present invention so as to detect torsion between a first shaft 15 and a second shaft 16 connected by a torsion bar 17 at an intermediate portion of a steering shaft.
  • a detection device is provided.
  • the end of the first shaft 15 on the second shaft 16 side and the end of the second shaft 16 on the first shaft 15 side are each formed in a cylindrical shape, and the first shaft 15 is closer to the second shaft 16.
  • a small-diameter cylindrical portion 15b disposed in the portion.
  • a portion of the second shaft 16 on the first shaft 15 side is disposed so as to surround the small-diameter cylindrical portion 15b of the first shaft 15.
  • the torque detector includes a magnet portion 18 fixed to the first shaft 15, a stator portion 19 fixed to the second shaft 16, the first shaft 15 and the second shaft 16. And a sensor unit 20 for detecting a rotational phase difference between the magnet unit 18 and the stator unit 19.
  • the magnet portion 18 is formed in a ring shape surrounding the magnet holder 22 and a metal magnet holder 22 that is fixed to the first shaft 15 by press fitting and formed in a cylindrical shape.
  • a magnet 23 that is fixed to the magnet holder 22, and the magnet 23 is a multipolar one in which a plurality of, for example, 8 N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction. is there.
  • a flange portion 22a that projects outward in the radial direction is integrally provided at one end of the magnet holder 22, and the magnet holder 22 makes the flange portion 22a contact the flange portion 15a of the first shaft 15. In this way, it is press-fitted into the first shaft 15.
  • the magnet 23 is adhered to the outer periphery of the magnet holder 22 with an adhesive so that one end thereof is brought into contact with the flange portion 22a.
  • positioning recesses 24 are formed at, for example, two locations along the circumferential direction of the flange portion 22a, and a positioning projection 23a that engages with the positioning recess 24 protrudes from one end of the magnet 23.
  • a substantially U-shaped notch 25 opened to the opposite side to the flange portion 22a is formed at one location along the circumferential direction of the magnet holder 22 so as to cut and raise the cut piece 22b. The cut-and-raised piece 22b can be brought into contact with the magnet 23 bonded to the outer periphery of the magnet holder 22 from the side opposite to the flange portion 22a.
  • the stator portion 19 includes a yoke holder 27 made of a synthetic resin, a collar 28 that is formed in a ring shape with metal and is mold-coupled to the yoke holder 27, and the yoke holder 27.
  • the first and second magnetic yokes 29 and 30 are fixed to each other.
  • the yoke holder 27 surrounds the first cylindrical portion 27a surrounding the first shaft 15 side end portion of the second shaft 16, and has a larger diameter than the first cylindrical portion 27a, and surrounds the magnet 23.
  • the cylindrical portion 27b and a ring-shaped connecting portion 27c for connecting the first and second cylindrical portions 27a and 27b are integrally formed, and the collar 28 is formed in the first cylindrical portion 27a.
  • the collar 28 is mold-bonded to the periphery, and the collar 28 is press-fitted into the outer periphery of the end of the second shaft 16 on the first shaft 15 side.
  • the first magnetic yoke 29 includes a plurality of, for example, eight claw portions 29a disposed on the inner peripheral side of the second cylindrical portion 27b so as to face the outer periphery of the magnet 23, and the claw portions thereof.
  • 29a is formed so as to integrally have a ring plate portion 29b continuously provided at a plurality of locations, for example, eight locations, spaced at equal intervals in the circumferential direction at right angles to the inner periphery.
  • the second magnetic yoke 30 includes a plurality of, for example, eight claw portions 30a disposed on the inner peripheral side of the second cylindrical portion 27b so as to face the outer periphery of the magnet 23, and the claws thereof.
  • the part 30a is formed so as to integrally have a ring plate part 30b continuously provided at a plurality of positions at equal intervals in the circumferential direction, for example, at eight positions at right angles to the inner periphery.
  • the ring plate portion 29b of the first magnetic yoke 29 is bonded to the ring-shaped first bonding surface 31 formed at one end of the second cylindrical portion 27b of the yoke holder 27 with an adhesive 33, and the second magnetic yoke 29 is bonded to the second magnetic portion.
  • the ring plate portion 30 b of the yoke 30 is bonded to a ring-shaped second bonding surface 32 formed at the other end of the second cylindrical portion 27 b in the yoke holder 27 with an adhesive 34.
  • the claw portion 29 a of the first magnetic yoke 29 and the claw portion of the second magnetic yoke 30 30a is alternately arranged in the circumferential direction, and the total number of the claw portions 29a, 30a is set corresponding to the total number of N poles and S poles in the magnet 23.
  • the ring-shaped second bonding surface 32 provided on the second cylindrical portion 27 b of the yoke holder 27 so as to bond the ring plate portion 30 b of the second magnetic yoke 30.
  • the recess 36 has a plurality of protrusions 32 a arranged at intervals in the circumferential direction at a portion near the outer periphery of the second adhesive surface 32. Formed to occur.
  • the ring-shaped first bonding surface 31 provided on the second cylindrical portion 27b of the yoke holder 27 so as to bond the ring plate portion 29b of the first magnetic yoke 29 has a recess similar to the recess 36.
  • the recess 35 is formed, and the recess 35 is formed such that a plurality of protrusions 31 a arranged at intervals in the circumferential direction are formed by the recess 35 at a portion near the outer periphery of the first bonding surface 31.
  • the first and second magnetic yokes 29 and 30 are bonded to the second cylindrical portion 27b of the yoke holder 27 and fixed by caulking to the outer periphery of the second cylindrical portion 27b.
  • the first and second magnetic yokes 29 and 30 are integrally provided so as to extend at right angles and extend along the outer periphery of the second cylindrical portion 27b.
  • the caulking piece 29c of the first magnetic yoke 29 is disposed at a position where it wraps in a radial direction of the second cylindrical portion 27b on a specific claw portion 29a selected from the claw portions 29a of the first magnetic yoke 29.
  • four caulking pieces 29c having a width narrower than that of the claw portions 29a are provided to the four specific claw portions 29a that are equally spaced from each other, and the second cylindrical portion. It arrange
  • the caulking piece 30c of the second magnetic yoke 30 is disposed at a position where the second magnetic yoke 30 wraps in a radial direction of the second cylindrical portion 27b on a specific claw portion 30a selected from the claw portions 30a of the second magnetic yoke 30.
  • four caulking pieces 30c having a width narrower than that of the claw portion 30a are formed on the four specific claw portions 30a spaced at equal intervals from each other by the second cylinder. It arrange
  • the second caulking pieces 29c and 30c are alternately arranged in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b, the caulking pieces 29c and 30c are arranged in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b.
  • FIG. 7 when the first and second magnetic yokes 29 and 30 are fixed by caulking to the yoke holder 27, a receiving jig 39 that fits into the yoke holder 27 and receives the yoke holder 27, and the yoke holder 27.
  • a plurality of caulking blades 40 disposed on the outer side of the second cylindrical portion 27b, a return spring 41 provided between the receiving jig 39 and the caulking blades 40, and the yoke holder 27 on the opposite side.
  • a caulking device including a pressing roller 42 that is driven by a cylinder (not shown) or the like in the axial direction of the yoke holder 27 while being in contact with an inclined cam surface 43 formed on the outer surface of the caulking blade 40 is used.
  • the caulking pieces 29c, 30c of the first and second magnetic yokes 29, 30 are alternately arranged in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b, but they are mutually arranged in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b. Adjacent pairs of caulking pieces 29c, 30c are arranged at positions where they are simultaneously caulked by the same caulking blade 40.
  • the caulking blades 40 are arranged at four locations at equal intervals in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b corresponding to four sets of caulking pieces 29c and 30c.
  • the press caulking portions 40a that the caulking blades 40 have in the portions corresponding to the locking grooves 37 of the second cylindrical portion 27b are caulked adjacent to each other in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b. It forms so that the piece 29c, 30c can be crimped simultaneously.
  • the pressing roller 42 is moved from the position of FIG. 7A to FIG. 7B.
  • the caulking blades 40 are moved forward to the yoke holder 27 side against the spring force of the return spring 41, and are caulked pieces 29c and 30c adjacent to each other in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b. Are simultaneously caulked so as to engage with the locking groove 37 by the press caulking portion 40 a of the caulking blade 40.
  • the sensor section 20 includes a synthetic resin case 45 in a fixed position with respect to the first shaft 15 and the second shaft 16, and first and second magnetic yokes. 29 and 30 are disposed between the first and second magnetic current collecting terminals 46 and 47 and the first and second magnetic current collecting terminals 46 and 47 which are press-fitted into the case 45 individually.
  • Hall IC 48 as a magnetic detection element.
  • the case 45 is fixedly disposed outward in the radial direction of the stator portion 19, and is a direction orthogonal to the axes of the first shaft 15 and the second shaft 16 while opening a tip portion on the stator portion 19 side.
  • a case main portion 45a having a long oval cross-sectional shape and formed in a cylindrical shape, a mounting flange portion 45b projecting laterally from the base end of the case main portion 45a, the first shaft 15 and the first
  • a connector portion 45c that extends in a direction along the axis of the biaxial shaft 16 and that is connected to the base end portion of the case main portion 45a at a right angle is integrally formed.
  • a pair of cylindrical collars 49 for inserting a bolt for fastening the case 45 to the vehicle body side are mold-coupled to the mounting flange 45b.
  • the first magnetic collecting terminal 46 is an arc formed in an arc shape so as to face the ring plate portion 29 b of the first magnetic yoke 29 from the outside in the axial direction of the first shaft 15 and the second shaft 16.
  • a pair of guide pieces 46d projecting outward is integrally formed.
  • the first magnetic flux collecting terminal 46 is fixed to the case main portion 45a of the case 45 by press fitting, and the magnetic flux collecting piece 46b, the press fitting piece 46c, and the guide piece 46d are the first magnetic flux collecting terminals.
  • the terminal 46 is integrally connected to the circular arc plate portion 46a so as to extend in parallel along the press-fitting direction 50 into the case main portion 45a.
  • the second magnetism collecting terminal 47 is formed so as to have a shape symmetrical to the first magnetism collecting terminal 46 with respect to a plane orthogonal to the axial direction of the first and second shafts 15, 16.
  • a portion 47a, a pair of magnetism collecting pieces 47b, a pair of press-fitting pieces 47c, and a pair of guide pieces 47d are integrally formed.
  • An IC substrate 51 is disposed inside the case portion 45a so as to insert a pair of support protrusions 52 provided integrally with the case main portion 45a, and a part of the support protrusions 52 is provided.
  • the IC substrate 51 is fixed to the case main portion 45a.
  • the IC substrate 51 is provided with a pair of the Hall elements 48.
  • the case 45 is formed by molding a plurality of bus bars 54 having one end portion disposed in the connector portion 45c and the other end portion being connected to the IC substrate 51 in a bus bar holder 55 made of synthetic resin.
  • the bus bar unit 53 is mold-coupled so as to extend between the case main part 45a and the connector part 45c.
  • the pair of Hall ICs 48 is disposed between the tip end portions of the pair of magnetism collecting pieces 46 b included in the first magnetism collecting terminal 46 and the tip end portions of the pair of magnetism collecting pieces 47 b included in the second magnetism collecting terminal 47.
  • the magnetic collecting pieces 46b and 47b of the first and second magnetic collecting terminals 46 and 47 are formed by press-fitting and fixing the first and second magnetic collecting terminals 46 and 47 to the case 45. In this state, the tip portions are bent so as to be close to each other.
  • the press-fitting holes 56, 57 are provided, and a plurality of engaging claws 58 that engage with the inner surface of the press-fitting hole 56 for press-fitting the press-fitting piece 46c are provided integrally with the press-fitting piece 46c. Then, a plurality of the engaging claws 58 are provided on both sides in the width direction of the press-fitting piece 46c.
  • the press-fitting piece 47c of the second magnetism collecting terminal 47 is also integrally provided with a plurality of engaging claws that engage with the inner surface of the press-fitting hole 57, although not shown.
  • the press-fitting holes 56 and 57 are formed to have a rectangular cross-sectional shape, and two press-fitting pieces 46c and 47c are sandwiched from both sides in the plate thickness direction among the inner surfaces of the press-fitting holes 56 and 57.
  • ribs 60 and 61 for pressing the press-fitting pieces 46c and 47c to the other side of the two surfaces are provided so as to extend along the press-fitting direction 50.
  • the press-fitting pieces 46c and 47c of the first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47 are press-fitted into the press-fitting holes 56 and 57 by being pressed in the press-fitting direction 50 by a press-fitting jig 64 as shown in FIG.
  • the press-fitting pieces 46c and 47c are provided with bent portions 65 and 66 facing the press-fitting direction 50 so as to be pressed by the press-fitting jig 64.
  • the case main portion 45 a is provided with guide recesses 67 and 68 for guiding the guide pieces 46 d and 47 d of the first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47.
  • the first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47 are reliably guided along the press-fitting direction 50.
  • the guide pieces 46d and 47d are connected to both ends in the circumferential direction of the arc plate portions 46a and 47a of the first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47, and the circumferential direction of the arc plate portions 46a and 47a. Both end portions are supported by the case main portion 45a, and the arc plate portions 46a and 47a can be prevented from warping.
  • the press-fitting holes 56 and 57 are filled with an adhesive, and the case main part 45a has As shown in FIG. 1, a potting agent 69 is filled.
  • the first and second magnetic yokes 29 and 30 are bonded to the yoke holder 27 on the second shaft 16 coaxially connected to the first shaft 15 via the torsion bar 17.
  • the first and second adhesive surfaces 31 and 32 are provided, and the first and second adhesive surfaces 31 and 32 are formed with recesses 35 and 36 that can store the adhesives 33 and 34, respectively.
  • the first and second magnetic yokes 29 and 30 can be securely bonded to the yoke holder 27 by accumulating an adhesive in the recesses 35 and 36.
  • the yoke holder 27 is formed to have a second cylindrical portion 27b surrounding the ring-shaped magnet 23 fixed to the first shaft 15, and the first and second magnetic yokes 29 and 30 are formed as second A plurality of claw portions 29a and 30a facing the magnet 23 inside the cylindrical portion 27b are respectively fixed to the yoke holder 27, and a plurality of caulking pieces are caulked on the outer periphery of the second cylindrical portion 27b.
  • 29c and 30c are provided on the first and second magnetic yokes 29 and 30, respectively, and the caulking pieces 29c and 30c are selected from the plurality of claw portions 29a and 30a.
  • the caulking piece 29c is formed.
  • the caulking pieces 29c and 30c are arranged so that the center position along the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b coincides with the specific claw portions 29a and 30a, the magnetic yokes 29 and 30 are used during caulking. Among them, the stress applied to the portion without the claw portions 29a, 30a in the circumferential direction can be minimized, and deformation of the portion can be prevented.
  • the claw portions 29a, 30a of the first and second magnetic yokes 29, 30 are alternately arranged in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b, and are adjacent to each other in the circumferential direction of the second cylindrical portion 27b. Since the nail
  • the sensor unit 20 that detects the rotational phase difference between the first shaft 15 and the second shaft 16 includes first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47 that are press-fitted into the case 45 at a fixed position, and the magnetic flux collectors thereof.
  • the Hall IC 48 disposed between the terminals 46 and 47 is bent so as to be opposed to the press-fitting direction 50 so as to be pressed against the first and second magnetic collecting terminals 46 and 47 by the press-fitting jig 64. Since the pair of press-fitting pieces 46c and 47c having the portions 65 and 66 are respectively provided, it is possible to prevent the first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47 from being deformed during press-fitting by the press-fitting jig 64.
  • the case 45 has a press-fitting hole 56, 57 for press-fitting the press-fitting pieces 46c, 47c, is formed of a synthetic resin, and the press-fitting of the first and second magnetic flux collecting terminals 46, 47 made of metal. Since the plurality of engaging claws 58 that engage with the inner surfaces of the press-fit holes 56, 57 are integrally provided on the pieces 46c, 47c, the first press-fit pieces 46c, 47c are press-fit into the press-fit holes 56, 57. In addition, the second magnetic flux collecting terminals 46 and 47 can be securely fixed to the case 45.
  • the press-fitting pieces 46c and 47c are arranged on one of the two surfaces sandwiching the press-fitting pieces 46c and 47c from both sides in the plate thickness direction. Since the ribs 60 and 61 that press to the other side protrude in a direction along the press-fitting direction 50, the press-fitting pieces 46c and 47c in the press-fitting holes 56 and 57 are free from rattling.
  • the first and second magnetic flux collecting terminals 46 and 47 can be securely fixed to the case 45.
  • a ring-shaped magnet 23 surrounding the magnet holder 22 is bonded to the outer periphery of a cylindrical magnet holder 22 fixed to the first shaft 15.
  • the magnet holder 22 is radially attached to one end thereof.
  • An outwardly extending flange portion 22a is integrally provided so as to abut one end portion of the magnet 23, and is protruded from the one end portion of the magnet 23 into a positioning recess 24 formed in the flange portion 22a. Since the positioning projection 23a is engaged, the circumferential direction of the magnet 23 with respect to the magnet holder 22 is fixed, and the cut-and-raised piece 22b that can come into contact with the magnet 23 from the side opposite to the flange portion 22a is provided in the magnet holder.
  • the axial position of the magnet 23 relative to the magnet holder 22 It is determined to be constant. Accordingly, even if the adhesion state of the magnet 23 to the outer periphery of the magnet holder 22 is released, the circumferential direction and the axial position of the magnet 23 with respect to the magnet holder 22 are held constant, and the magnet 23 to the magnet holder 22 is maintained. Can be securely fixed.

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Abstract

トルク検出装置において、マグネットホルダ(22)にその一端部から半径方向外方に張り出すフランジ部(22a)が、前記マグネットホルダ(22)の外周に接着されるマグネット(23)の一端部を当接させるようにして一体に設けられ、フランジ部(22a)に形成される位置決め凹部(24)にマグネット(23)の一端部に突設される位置決め突起(23a)が係合され、マグネットホルダ(22)に、フランジ部(22a)とは反対側からマグネット(23)の他端部に当接可能な切り起こし片が形成される。これにより第1軸に固定される円筒状のマグネットホルダに、マグネットを接着によって固定するにあたって、その接着による固定を確実なものとする。

Description

トルク検出装置
 本発明は、第1軸に固定される円筒状のマグネットホルダと、該マグネットホルダを囲繞するリング状に形成されて前記マグネットホルダに固定される多極のマグネットと、トーションバーを介して第1軸に同軸に連結される第2軸に固定される一対の磁気ヨークと、第1軸および第2軸の回転位相差を検出するセンサ部とを備えるトルク検出装置に関する。
 車両のパワーステアリング装置に用いられるトルク検出装置が、特許文献1で知られており、このものでは、リング状のマグネットが円筒状のマグネットホルダの外周に接着剤による接着や圧入によって固定されている。
日本特開2013-195333号公報
 ところで、マグネットをマグネットホルダの外周に接着によって固定する場合、その接着による固定を確実なものとする必要がある。
 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、マグネットホルダにマグネットを接着によって固定するにあたってその固定を確実なものとするようにしたトルク検出装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明は、第1軸に固定される円筒状のマグネットホルダと、該マグネットホルダを囲繞するリング状に形成されて前記マグネットホルダに固定される多極のマグネットと、トーションバーを介して第1軸に同軸に連結される第2軸に固定される一対の磁気ヨークと、第1軸および第2軸の回転位相差を検出するセンサ部とを備えるトルク検出装置において、前記マグネットホルダにその一端部から半径方向外方に張り出すフランジ部が、前記マグネットホルダの外周に接着される前記マグネットの一端部を当接させるようにして一体に設けられ、前記フランジ部に形成される位置決め凹部に前記マグネットの前記一端部に突設される位置決め突起が係合され、前記マグネットホルダに、前記フランジ部とは反対側から前記マグネットの他端部に当接可能な切り起こし片が形成されることを特徴とする。
 本発明の上記特徴によれば、マグネットの位置決め突起がフランジ部の位置決め凹部に係合することでマグネットホルダに対するマグネットの周方向位置決めがなされ、マグネットがフランジ部および切り起こし片で軸方向両側から挟まれるので、接着状態が解除されたとしてもマグネットホルダに対するマグネットの周方向および軸方向位置を一定に保持するようにして、マグネットホルダへのマグネットの固定を確実なものとすることができる。
図1は第1軸、第2軸、トーションバーおよびトルク検出装置の縦断面図である。(第1の実施の形態) 図2はトルク検出装置の分解斜視図である。(第1の実施の形態) 図3はマグネット部の斜視図である。(第1の実施の形態) 図4は図1の4矢示部拡大図である。(第1の実施の形態) 図5はステータ部の側面図である。(第1の実施の形態) 図6はヨークホルダの斜視図である。(第1の実施の形態) 図7は磁気ヨークをヨークホルダにかしめて固定する際の状態を順次示す縦断面図である。(第1の実施の形態) 図8はセンサ部をステータ部側から見た正面図である。(第1の実施の形態) 図9は図8の9-9線に沿う断面図である。(第1の実施の形態) 図10は集磁端子の斜視図である。(第1の実施の形態) 図11は集磁端子をケースに圧入する際の状態を図1と同一方向から見て順次示す縦断面図である。(第1の実施の形態)
15・・・第1軸
16・・・第2軸
17・・・トーションバー
20・・・センサ部
22・・・マグネットホルダ
22a・・・フランジ部
22b・・・切り起こし片
23・・・マグネット
23a・・・位置決め突起
24・・・位置決め凹部
29,30・・・磁気ヨーク
 以下、本発明の実施の形態について、添付の図1~図11を参照しながら説明する。
第1の実施の形態
 先ず図1において、電動パワーステアリング装置においてステアリングシャフトの中間部には、トーションバー17で連結される第1軸15および第2軸16間の捩れを検出するようにして本発明に従って構成されるトルク検出装置が設けられる。
 第1軸15の第2軸16側の端部ならびに第2軸16の第1軸15側の端部はそれぞれ円筒状に形成されており、第1軸15には、その第2軸16寄りの中間部外周から半径方向外方に張り出す鍔部15aと、その鍔部15aに関して第2軸16と反対側の部分に比べて外径を小径として前記鍔部15aよりも第2軸16側の部分に配置される小径円筒部15bとが設けられる。また第2軸16の第1軸15側の部分は第1軸15の前記小径円筒部15bを囲繞するように配置される。
 図2を併せて参照して、前記トルク検出装置は、第1軸15に固定されるマグネット部18と、第2軸16に固定されるステータ部19と、第1軸15および第2軸16の回転位相差すなわち前記マグネット部18および前記ステータ部19間の回転位相差を検出するセンサ部20とを備える。
 図3を併せて参照して、前記マグネット部18は、第1軸15に圧入によって固定されて円筒状に形成される金属製のマグネットホルダ22と、該マグネットホルダ22を囲繞するリング状に形成されて前記マグネットホルダ22に固定されるマグネット23とを備え、マグネット23は、複数個ずつたとえば8個ずつのN極およびS極が周方向に交互に配置されるようにした多極のものである。
 前記マグネットホルダ22の一端部には半径方向外方に張り出すフランジ部22aが一体に設けられ、このマグネットホルダ22は、第1軸15の前記鍔部15aに前記フランジ部22aを当接させるようにして第1軸15に圧入される。前記マグネット23は、前記フランジ部22aに一端部を当接させるようにして前記マグネットホルダ22の外周に接着剤によって接着される。
 しかも前記フランジ部22aの周方向に沿うたとえば2箇所には、位置決め凹部24が形成されており、前記マグネット23の一端部には、前記位置決め凹部24に係合する位置決め突起23aが突設される。また前記マグネットホルダ22の周方向に沿うたとえば1箇所には、前記フランジ部22aとは反対側に開放した略U字状の切欠き25が、切り起こし片22bを切り起こすことを可能として形成されており、前記切り起こし片22bは、前記マグネットホルダ22の外周に接着された前記マグネット23に前記フランジ部22aとは反対側から当接可能である。
 図4~図6を併せて参照して、前記ステータ部19は、合成樹脂から成るヨークホルダ27と、金属によってリング状に形成されるとともに前記ヨークホルダ27にモールド結合されるカラー28と、前記ヨークホルダ27に固定される第1および第2の磁気ヨーク29,30とを備える。
 前記ヨークホルダ27は、第2軸16の第1軸15側端部を囲繞する第1の円筒部27aと、第1の円筒部27aよりも大径に形成されて前記マグネット23を囲繞する第2の円筒部27bと、第1および第2の円筒部27a,27b間を連結するリング状の連結部27cとを一体に有するように形成され、前記カラー28は、第1の円筒部27aの内周にモールド結合され、そのカラー28が、第2軸16の第1軸15側の端部外周に圧入される。
 第1の磁気ヨーク29は、第2の円筒部27bの内周側に配置されつつ前記マグネット23の外周に対向するように配置される複数個たとえば8個の爪部29aと、それらの爪部29aが周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば8箇所で内周に直角に連設されるようにしたリング板部29bとを一体に有するように形成される。また第2の磁気ヨーク30は、第2の円筒部27bの内周側に配置されつつ前記マグネット23の外周に対向するように配置される複数個たとえば8個の爪部30aと、それらの爪部30aが周方向に等間隔をあけた複数箇所たとえば8箇所で内周に直角に連設されるようにしたリング板部30bとを一体に有するように形成される。
 第1の磁気ヨーク29のリング板部29bは、前記ヨークホルダ27における第2の円筒部27bの一端に形成されるリング状の第1の接着面31に接着剤33で接着され、第2の磁気ヨーク30のリング板部30bは、前記ヨークホルダ27における第2の円筒部27bの他端に形成されるリング状の第2の接着面32に接着剤34で接着される。
 前記ヨークホルダ27の第2の円筒部27bに第1および第2の磁気ヨーク29,30が固定された状態で、第1の磁気ヨーク29の爪部29aと、第2の磁気ヨーク30の爪部30aとは周方向に交互に配置されるものであり、それらの爪部29a,30aの総数は前記マグネット23におけるN極およびS極の総数に対応して設定される。
 ところで第2の磁気ヨーク30のリング板部30bを接着するようにして前記ヨークホルダ27における第2の円筒部27bに設けられるリング状の第2の接着面32には、図6で明示するように、凹部36が形成され、この実施の形態で、前記凹部36は、第2の接着面32の外周寄りの部分に周方向に間隔をあけて配置される複数の突部32aが前記凹部36によって生じるように形成される。また第1の磁気ヨーク29のリング板部29bを接着するようにして前記ヨークホルダ27における第2の円筒部27bに設けられるリング状の第1の接着面31には、前記凹部36と同様の凹部35が形成され、この凹部35は、第1の接着面31の外周寄りの部分に周方向に間隔をあけて配置される複数の突部31aが前記凹部35によって生じるように形成される。
 第1の接着面31の凹部35ならびに第2の接着面32の凹部36には、図4で明示するように、接着剤33,34を溜めることが可能である。
 ところで第1および第2の磁気ヨーク29,30は、前記ヨークホルダ27の第2の円筒部27bに接着されるとともに第2の円筒部27bの外周にかしめて固定されるものであり、第2の円筒部27bの外周の軸方向中間部に設けられる係止溝37に係合するようにかしめられる複数個ずつたとえば4個ずつのかしめ片29c,30cが、前記リング板部29b,30bの外周に直角に連なって第2の円筒部27bの外周に沿って延びるようにしつつ第1および第2の磁気ヨーク29,30に一体に設けられる。
 第1の磁気ヨーク29のかしめ片29cは、第1の磁気ヨーク29が有する爪部29aのうち選択された特定の爪部29aに第2の円筒部27bの半径方向でラップする位置に配置されるものであり、この実施の形態では、爪部29aよりも幅を狭くした4個のかしめ片29cが、相互に等間隔をあけた4個の特定の爪部29aに、第2の円筒部27bの周方向に沿う中心位置を一致させるように配置される。
 また第2の磁気ヨーク30のかしめ片30cは、第2の磁気ヨーク30が有する爪部30aのうち選択された特定の爪部30aに第2の円筒部27bの半径方向でラップする位置に配置されるものであり、この実施の形態では、爪部30aよりも幅を狭くした4個のかしめ片30cが、相互に等間隔をあけた4個の特定の爪部30aに、第2の円筒部27bの周方向に沿う中心位置を一致させるように配置される。
 ところで第1の磁気ヨーク29のかしめ片29cが、8個の爪部29aのうち相互に等間隔をあけた4個の特定の爪部29aに第2の円筒部27bの半径方向でラップする位置に配置され、第2の磁気ヨーク30のかしめ片30cが、爪部29aと周方向で交互に配置される8個の爪部30aのうち相互に等間隔をあけた4個の特定の爪部30aに第2の円筒部27bの半径方向でラップする位置に配置されるので、4個ずつのかしめ片29c,30cは、第2の円筒部27bの周方向で交互に配置されることになる。
 図7において、前記ヨークホルダ27に第1および第2の磁気ヨーク29,30をかしめて固定するにあたっては、前記ヨークホルダ27内に嵌合して該ヨークホルダ27を受ける受け治具39と、前記ヨークホルダ27における第2の円筒部27bの外側方に配置される複数個のかしめ刃40と、前記受け治具39および前記かしめ刃40間に設けられる戻しばね41と、前記ヨークホルダ27とは反対側で前記かしめ刃40の外側面に形成される傾斜カム面43に接触しつつ前記ヨークホルダ27の軸方向にシリンダ(図示せず)等で駆動される押圧ローラ42とを備えるかしめ装置が用いられる。
 ところで第2の円筒部27bの周方向で第1および第2の磁気ヨーク29,30のかしめ片29c,30cは交互に配置されるのであるが、第2の円筒部27bの周方向で相互に隣接して対をなすかしめ片29c,30cが、同一のかしめ刃40で同時にかしめられる位置に配置される。
 したがって前記かしめ装置において、前記かしめ刃40は、一対ずつ4組のかしめ片29c,30cに対応して第2の円筒部27bの周方向に等間隔をあけた4箇所に配置されるものであり、それらのかしめ刃40が第2の円筒部27bの前記係止溝37に対応する部分に有する押圧かしめ部40aは、第2の円筒部27bの周方向で相互に隣接して対をなすかしめ片29c,30cを同時にかしめることができるように形成される。
 第1および第2の磁気ヨーク29,30が接着された状態のヨークホルダ27が前記受け治具39で支持された状態で、前記押圧ローラ42を図7(a)の位置から図7(b)の位置まで移動させることにより、各かしめ刃40が戻しばね41のばね力に抗して前記ヨークホルダ27側に前進し、第2の円筒部27bの周方向で相互に隣接するかしめ片29c,30cが、かしめ刃40の前記押圧かしめ部40aで係止溝37に係合するように同時にかしめられる。
 図8および図9を併せて参照して、前記センサ部20は、第1軸15および第2軸16に対して固定位置にある合成樹脂製のケース45と、第1および第2の磁気ヨーク29,30に個別に対応して前記ケース45に圧入される金属製の第1および第2の集磁端子46,47と、第1および第2の集磁端子46,47間に配置される磁気検出素子としてのホールIC48とを備える。
 前記ケース45は、前記ステータ部19の半径方向外方に固定配置されるものであり、前記ステータ部19側に先端部を開放しつつ第1軸15および第2軸16の軸線に直交する方向に長い楕円形の横断面形状を有して筒状に形成されるケース主部45aと、該ケース主部45aの基端から側方に張り出す取付け鍔部45bと、第1軸15および第2軸16の軸線に沿う方向に延びて前記ケース主部45aの基端部に直角に連なるコネクタ部45cとを一体に有するように形成される。また前記取付け鍔部45bには、ケース45を車体側に締結するボルトを挿通させるための一対の円筒状のカラー49(図2参照)がモールド結合される。
 図10において、第1の集磁端子46は、第1の磁気ヨーク29のリング板部29bに第1軸15および第2軸16の軸方向外方から対向して円弧状に形成される円弧板部46aと、その円弧板部46aの周向中央部から相互に平行に並んで外側方に突出する一対の集磁片46bと、それらの集磁片46bの周方向両側で前記円弧板部46aに連なるとともに前記集磁片46bと平行にして外側方に突出する一対の圧入片46cと、前記円弧板部46aの周方向両端から前記前記集磁片46bおよび前記圧入片46cと平行にして外側方に突出する一対のガイド片46dとを一体に有するように形成される。
 ところで第1の集磁端子46は、前記ケース45のケース主部45aに圧入によって固定されるものであり、前記集磁片46b、前記圧入片46cおよび前記ガイド片46dは、第1の集磁端子46の前記ケース主部45aへの圧入方向50に沿って平行に延びるようにして前記円弧板部46aに一体に連設される。
 第2の集磁端子47は、第1および第2軸15,16の軸方向に直交する平面に関して第1の集磁端子46と対称な形状を有するように形成されるものであり、円弧板部47aと、一対の集磁片47bと、一対の圧入片47cと、一対のガイド片47dとを一体に有するように形成される。
 前記ケース部45a内の内奥部には、前記ケース主部45aに一体に設けられた一対の支持突部52を挿通させるようにしてIC基板51が配置され、前記支持突部52の一部を溶融することで前記IC基板51が前記ケース主部45aに固定される。このIC基板51には、一対の前記ホール素子48が配設される。
 前記ケース45には、一端部を前記コネクタ部45c内に配置するとともに他端部が前記IC基板51に接続されるようにした複数のバスバー54が合成樹脂から成るバスバーホルダ55にモールドされて成るバスバーユニット53が、前記ケース主部45aおよび前記コネクタ部45c間にわたるようにしてモールド結合される。
 一対の前記ホールIC48は、第1の集磁端子46が有する一対の集磁片46bの先端部と、第2の集磁端子47が有する一対の集磁片47bの先端部との間に配置されるものであり、第1および第2の集磁端子46,47の前記集磁片46b,47bは、第1および第2の集磁端子46,47が前記ケース45に圧入、固定された状態で先端部が相互に近接するように、屈曲して形成される。
 前記ケース45の前記ケース主部45aには、第1の集磁端子46が備える一対の圧入片46cならびに第2の集磁端子47が備える一対の圧入片47cを圧入するための一対ずつ2組の圧入孔56,57が設けられており、圧入片46cを圧入するための圧入孔56の内面に係合する複数の係合爪58が前記圧入片46cに一体に設けられ、この実施の形態では、前記圧入片46cの幅方向両側に複数ずつの前記係合爪58が設けられる。また第2集磁端子47の圧入片47cにも、図示はしないが、前記圧入孔57の内面に係合する複数の係合爪が一体に設けられる。
 また前記圧入孔56,57は矩形の横断面形状を有するように形成されており、その圧入孔56,57の内面のうち前記圧入片46c,47cをその板厚方向の両側から挟む二面の一方に、前記圧入片46c,47cを前記二面の他方側に押圧するリブ60,61が、前記圧入方向50に沿って延びるようにして突設される。
 ところで第1および第2の集磁端子46,47の圧入片46c,47cは、図11で示すような圧入治具64で圧入方向50に押圧されることで圧入孔56,57に圧入されるものであり、圧入片46c,47cには、前記圧入治具64で押圧されるようにして圧入方向50と対向する屈曲部65,66が設けられる。
 すなわち図11(a)で示すように、第1および第2の集磁端子46,47の一部を前記ケース主部45a内に挿入した後に、図11(b)で示すように、圧入治具64を前記屈曲部65,66に当接させて圧入方向50に押圧することで、圧入片46c,47cが圧入孔56,57に圧入され、第1および第2集磁端子46,47がケース45に固定されることになる。
 さらに前記ケース主部45aには、第1および第2の集磁端子46,47のガイド片46d,47dをガイドするガイド凹部67,68が設けられており、前記圧入治具64による押圧時に第1および第2の集磁端子46,47は圧入方向50に沿って確実にガイドされる。しかも前記ガイド片46d,47dは、第1および第2の集磁端子46,47の円弧板部46a,47aの周方向両端に連設されるものであり、円弧板部46a,47aの周方向両端部が前記ケース主部45aで支持されることになり、前記円弧板部46a,47aに反りが生じることを防止することができる。
 また前記ケース45に、第1および第2の集磁端子46,47が圧入、固定された後に、前記圧入孔56,57内には接着剤が充填され、前記ケース主部45a内には、図1で示すように、ポッティング剤69が充填される。
 次にこの実施の形態の作用について説明すると、トーションバー17を介して第1軸15に同軸に連結される第2軸16にヨークホルダ27に、第1および第2の磁気ヨーク29,30を接着するための第1および第2の接着面31,32が設けられ、第1および第2の接着面31,32に、接着剤33,34を溜め得る凹部35,36が形成されるので、それらの凹部35,36に接着剤を溜めることで第1および第2の磁気ヨーク29,30をヨークホルダ27に確実に接着することができる。
 また前記ヨークホルダ27は、第1軸15に固定されるリング状のマグネット23を囲む第2の円筒部27bを有するように形成され、第1および第2の磁気ヨーク29,30が、第2の円筒部27bの内側でマグネット23に対向する複数の爪部29a,30aをそれぞれ有して前記ヨークホルダ27に固定されるのであるが、第2の円筒部27bの外周にかしめられる複数ずつのかしめ片29c,30cが、第1および第2の磁気ヨーク29,30にそれぞれ設けられ、それらのかしめ片29c,30cが、複数の前記爪部29a,30aのうち選択された特定の爪部29a,30aに第2の円筒部27bの半径方向でラップする位置に配置されるとともに前記爪部29a,30aよりも幅を狭くして形成されるので、かしめ片29c,30cのかしめ時にヨークホルダ27の内周側の爪部29a,30aを受け具39で受けるようにすることで爪部29a,30aに変形が生じることを防止することができる。
 また前記かしめ片29c,30cが、第2の円筒部27bの周方向に沿う中心位置を前記特定の爪部29a,30aと一致させるように配置されるので、かしめ加工時に、磁気ヨーク29,30のうち周方向で爪部29a,30aがない部分にかかる応力を最小とし、その部分の変形を防止することができる。
 また第1および第2の磁気ヨーク29,30の爪部29a,30aが第2の円筒部27bの周方向に交互に配置され、第2の円筒部27bの周方向で相互に隣接して対をなす爪部29a,30aが、同一のかしめ刃40で同時にかしめられる位置に配置されるので、生産性を高めることができる。しかもこの実施の形態では、一対ずつ4組のかしめ片29c,30cに対応して第2の円筒部27bの周方向に等間隔をあけた4箇所に配置されるかしめ刃40を有するかしめ装置によって、4方向から同時にかしめ加工が行なわれるようにしており、生産性をより高めることができる。
 また第1軸15および第2軸16の回転位相差を検出するセンサ部20は、固定位置にあるケース45に圧入される第1および第2の集磁端子46,47と、それらの集磁端子46,47間に配置されるホールIC48とを有するのであるが、第1および第2の集磁端子46,47に、圧入治具64で押圧されるようにして圧入方向50と対向する屈曲部65,66を有する一対の圧入片46c,47cがそれぞれ設けられるので、圧入治具64による圧入時に第1および第2の集磁端子46,47に変形が生じることを防止することができる。
 またケース45が、前記圧入片46c,47cを圧入するための圧入孔56,57を有して合成樹脂により形成され、金属製である第1および第2の集磁端子46,47の前記圧入片46c,47cに、前記圧入孔56,57の内面に係合する複数の係合爪58が一体に設けられるので、圧入孔56,57に圧入片46c,47cが圧入された状態で第1および第2の集磁端子46,47のケース45への確実な固定が可能となる。
 また矩形の横断面形状を有する前記圧入孔56,57の内面のうち前記圧入片46c,47cをその板厚方向の両側から挟む二面の一方に、前記圧入片46c,47cを前記二面の他方側に押圧するリブ60,61が、前記圧入方向50に沿う方向に延びるようにして突設されるので、圧入孔56,57内での圧入片46c,47cのがたつきをなくして第1および第2の集磁端子46,47をケース45に確実に固定することができる。
 さらに第1軸15に固定される円筒状のマグネットホルダ22の外周に、該マグネットホルダ22を囲繞するリング状のマグネット23が接着されるのであるが、マグネットホルダ22に、その一端部から半径方向外方に張り出すフランジ部22aが前記マグネット23の一端部を当接させるようにして一体に設けられ、前記フランジ部22aに形成される位置決め凹部24に前記マグネット23の前記一端部に突設される位置決め突起23aが係合されるので、マグネットホルダ22に対するマグネット23の周方向が一定に定められ、また前記フランジ部22aとは反対側から前記マグネット23に当接し得る切り起こし片22bがマグネットホルダ22に形成されるので、マグネットホルダ22に対するマグネット23の軸方向位置が一定に定められる。したがって前記マグネットホルダ22の外周へのマグネット23の接着状態が解除されたとしても、マグネットホルダ22に対するマグネット23の周方向および軸方向位置を一定に保持するようにして、マグネットホルダ22へのマグネット23の固定を確実なものとすることができる。
 以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

Claims (1)

  1.  第1軸(15)に固定される円筒状のマグネットホルダ(22)と、該マグネットホルダ(22)を囲繞するリング状に形成されて前記マグネットホルダ(22)に固定される多極のマグネット(23)と、トーションバー(17)を介して第1軸(15)に同軸に連結される第2軸(16)に固定される一対の磁気ヨーク(29,30)と、第1軸(15)および第2軸(16)の回転位相差を検出するセンサ部(20)とを備えるトルク検出装置において、前記マグネットホルダ(22)にその一端部から半径方向外方に張り出すフランジ部(22a)が、前記マグネットホルダ(22)の外周に接着される前記マグネット(23)の一端部を当接させるようにして一体に設けられ、前記フランジ部(22a)に形成される位置決め凹部(24)に前記マグネット(23)の前記一端部に突設される位置決め突起(23a)が係合され、前記マグネットホルダ(22)に、前記フランジ部(22a)とは反対側から前記マグネット(23)の他端部に当接可能な切り起こし片(22b)が形成されることを特徴とするトルク検出装置。
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