(57)【要約】【課題】適宜の物体に取着された状態で不必要に取外しされる可能性を低減でき、しかも、一つの電磁遮蔽部材により集磁環のほぼ全外周部を電磁遮蔽することができるトルク検出装置を提供する。【解決手段】トルクが加えられる回転体に設けられた磁気回路形成部材を取り囲み、該磁気回路形成部材を通る磁束を集める集磁環と、該集磁環が集めた磁束に基づいて前記回転体に加わったトルクを検出する検出部と、前記集磁環及び検出部を保持する保持体９とを備え、該保持体９を、集磁環を被覆する被覆環部９１と、該被覆環部９１の二つの周方向位置から径方向外方へ延出され、適宜の物体に取着される二つの取着片９２，９２と、該取着片９２，９２の間から径方向外方へ延出され、検出部を被覆する被覆突部９３とを有し、被覆環部９１の外周部に磁気遮蔽部材１１を設けた。【選択図】図４
2007218631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクが加えられる回転体に設けられた磁気回路形成部材を取り囲み、該磁気回路形成部材を通る磁束を集める集磁環と、該集磁環が集めた磁束に基づいて前記回転体に加わったトルクを検出する検出部と、前記集磁環及び検出部を保持する保持体とを備えるトルク検出装置において、前記保持体は、前記集磁環を被覆する被覆環部と、該被覆環部の二つの周方向位置から径方向外方へ延出され、適宜の物体に取着される二つの取着片と、該取着片の間から径方向外方へ延出され、前記検出部を被覆する被覆突部とを有し、前記被覆環部の外周部に磁気遮蔽部材を設けてあることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記磁気遮蔽部材は、前記被覆環部に外嵌される筒形をなし、前記取着片及び被覆突部に対応する箇所に窪みを設けてある請求項１記載のトルク検出装置。
【請求項３】
前記取着片は前記被覆環部の軸線方向へ貫通する孔を設けてある請求項２記載のトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転体に加わるトルクを検出するトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルク検出装置としては、例えば特許文献１に記載されている。このトルク検出装置は、トーションバーにより連結された入力軸及び出力軸を有する回転体に設けられた磁気回路形成部材の外周りに軸線方向へ離隔して並置され、該磁気回路形成部材を通る磁束を集める二つの集磁環、該集磁環の夫々が集めた磁束の磁気に基づいて前記回転体に加わったトルクを検出する検出部と、集磁環及び検出部をモールドすることにより保持した保持体とを備える。
【０００３】
この保持体は、集磁環を被覆する被覆環部と、該被覆環部の径方向一側から径方向外方へ延出され、検出部を被覆する被覆突部と、該被覆突部に両側から被覆環部の接線方向両方へ延出された二つの取着片とを有し、該取着片に、被覆環部の軸線と直交する方向に貫通する挿通孔が設けられている。
【０００４】
このように構成されたトルク検出装置は、二方向へ貫通し、前記回転体が支持される貫通孔と、前記保持体の被覆環部が挿入される挿入孔とを有し、該挿入孔の両側に二つの螺子孔が設けられたハウジングに取着される。
【０００５】
この取着は、保持体の被覆環部を挿入孔からハウジング内に挿入し、集磁環をハウジング内に配置するとともに取着片をハウジングの表面に当接させ、該取着片の挿通孔に挿通される二つのボルトをハウジングの螺子孔に緊締することにより、前記取着片をハウジングの外部で挾着固定する。この固定後、回転体を前記貫通孔からハウジング内に挿通し、磁気回路形成部材を集磁環の内側に配置される。
【特許文献１】特開２００５−２６５５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１のように構成されたトルク検出装置にあっては、保持体のハウジングへの取着部がハウジングの外部にあるため、車両のユーザにより不必要に取外しされる可能性が高く、改善策が要望されていた。
【０００７】
また、車両用の電動パワーステアリング装置に搭載されるトルク検出装置は、スピーカ等により発生する電磁ノイズの影響を受け易いため、本発明の出願人は前記保持体の表面に磁気遮蔽部材を取付け、外部磁界による検出誤差をなくすることができるようにしたトルク検出装置を先に出願した。
【０００８】
図８は先に出願したトルク検出装置の構成を示す斜視図、図９は先に出願したトルク検出装置をハウジングに組み込んだ状態を示す断面図である。このトルク検出装置は特許文献１のように構成された保持体１００の被覆環部１０１の表面に略Ｕ字形をなす磁気遮蔽部材１０２を取付け、被覆突部１０３の表面に略Ｃ字形をなす磁気遮蔽部材１０４を取付けてある。
【０００９】
しかしながら、先に出願人したトルク検出装置にあっては、被覆環部１０１に取付ける磁気遮蔽部材１０２と、被覆突部１０３に取付ける磁気遮蔽部材１０４との二つを必要とするため、部品点数が多く、組込作業工程数が多くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は適宜の物体に取着された状態で不必要に取外しされる可能性を低減でき、しかも、一つの磁気遮蔽部材により集磁環のほぼ全外周部を磁気遮蔽することができるトルク検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明に係るトルク検出装置は、トルクが加えられる回転体に設けられた磁気回路形成部材を取り囲み、該磁気回路形成部材を通る磁束を集める集磁環と、該集磁環が集めた磁束に基づいて前記回転体に加わったトルクを検出する検出部と、前記集磁環及び検出部を保持する保持体とを備えるトルク検出装置において、前記保持体は、前記集磁環を被覆する被覆環部と、該被覆環部の二つの周方向位置から径方向外方へ延出され、適宜の物体に取着される二つの取着片と、該取着片の間から径方向外方へ延出され、前記検出部を被覆する被覆突部とを有し、前記被覆環部の外周部に磁気遮蔽部材を設けてあることを特徴とする。
【００１２】
第２発明に係るトルク検出装置は、前記磁気遮蔽部材は、前記被覆環部に外嵌される筒形をなし、前記取着片及び被覆突部に対応する箇所に窪みを設けてあることを特徴とする。
【００１３】
第３発明に係るトルク検出装置は、前記取着片は前記被覆環部の軸線方向へ貫通する孔を設けてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によれば、集磁環を被覆する被覆環部の二つの周方向位置から取着片が径方向外方へ延出され、該取着片の間から被覆突部が径方向外方へ延出されているため、集磁環が配置される適宜の物体の内部に取着片を配置することが可能であり、換言すれば、適宜の物体の内部で保持体を取着することが可能であるため、適宜の物体に取着された状態で不必要に取外しされる可能性を低減できる。しかも、周方向に離隔した位置で二つの取着片と、被覆突部とが夫々径方向外方へ延出されているため、被覆環部の周面に沿って磁気遮蔽部材を設けることが可能であり、部品点数を低減できる。
【００１５】
また、第２発明によれば、筒形をなす磁気遮蔽部材を被覆環部に外嵌することにより、取着片及び被覆突部が窪みに配置されるため、磁気遮蔽部材を簡易に取付けることができる。
【００１６】
また、第３発明によれば、被覆環部の軸線方向へ貫通する孔が取着片に設けてあるため、被覆環部を適宜の物体の内部に挿入する方向と同方向に工具を挿入して取着片を適宜の物体の内部に取着することが可能であり、保持体の取着作業性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係るトルク検出装置をハウジングに組込んだ状態の縦断正面図、図２は図１の一部を省略したＡ−Ａ線矢視図、図３はトルク検出装置の構成を示す断面図、図４はトルク検出装置の構成を示す斜視図、図５は要部の構成を示す分解斜視図、図６はトルク検出装置の構成を示す模式的分解斜視図、図７は回転体が一方向に回転した場合に発生する磁気回路の説明図である。
【００１８】
トルク検出装置は、トーションバー１により同軸的に連結された第１の回転体２及び第２の回転体３が有する磁気回路形成部材４を取り囲み、前記回転体２，３の回転軸線方向へ離隔して配置され、該磁気回路形成部材４を通る磁束を集める二つの集磁環５，５と、各集磁環５，５が集めた磁束に基づいて第１の回転体２に加わったトルクを検出する検出部６と、該検出部６に導線７により接続された検出回路基板８と、磁気回路形成部材４を取り囲むハウジング１０内に取着され、集磁環５，５、検出部６及び検出回路基板８を保持する保持体９と、該保持体９の外周りを被覆する磁気遮蔽部材１１とを備えている。尚、磁気回路形成部材４は、第１の回転体２の外周部に取着された複数の永久磁石４１と、該永久磁石４１の外周りに配置され、第２の回転体３に外嵌固定された二つの磁性環４２，４２とからなる。
【００１９】
永久磁石４１は複数の周方向位置にＮ極とＳ極とが交互に着磁された多極着磁のリングになっており、第１の回転体２の外周部に外嵌固定されている。
【００２０】
磁性環４２，４２は第２の回転体３の軸線方向に離隔して向き合う２つの環板部４２ａ，４２ａ及び環板部４２ａ，４２ａの内周部から互いに接近する方向へ延出された複数の櫛歯４２ｂ，４２ｂを有しており、永久磁石４１と相対回転することにより磁性環４２，４２間の磁気が変化するように構成されている。また、櫛歯４２ｂ，４２ｂは周方向に交互に噛み合うように等間隔に配置されており、櫛歯４２ｂ，４２ｂが交互に噛み合う状態で磁性環４２，４２が合成樹脂材料によりモールドされ、モールド体になっている。
【００２１】
集磁環５，５は周方向の１個所から径方向外側へ延出され、検出部６の両側に配置された凸片５ａ，５ａを有する円筒形をなしており、凸片５ａ，５ａに磁束が集まるように構成されている。また、集磁環５，５は鉄板等の磁性板を成形してなり、軸線方向へ離隔して配置されている。
【００２２】
検出部６は磁界の作用により電気的特性（抵抗）が変化するホール素子からなり、集磁環５，５の凸片５ａ，５ａ間に発生する磁気の変化に応じて検出信号が変わるように構成されており、検出信号は前記検出回路基板８に与えられている。尚、検出部６はホール素子を有する他、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）等、磁界の作用により電気的特性（抵抗）が変化する感磁素子を有しておればよく、ホール素子に制限されない。
【００２３】
検出回路基板８は、略Ｌ字形をなしており、一片に検出部６が導線７により接続されており、他片に導線１２が接続されている。
【００２４】
保持体９は集磁環５，５、検出部６及び検出回路基板８を合成樹脂材料でモールドすることにより該集磁環５，５、検出部６及び検出回路基板８を保持している。この保持体９は集磁環５，５の内周面に対応する貫通孔９１ａを有し、集磁環５，５の外周りを被覆する円形の被覆環部９１と、該被覆環部９１の周方向二等配位置から径方向外方へ延出された二つの取着片９２，９２と、該取着片９２，９２の間から径方向外方へ延出され、検出部６及び検出回路基板８を被覆する被覆突部９３とを有する。
【００２５】
取着片９２，９２及び被覆突部９３は被覆環部９１の軸線方向一方側に突設されており、また、取着片９２，９２には前記軸線方向へ貫通する孔９２ａ，９２ａを設けてある。
【００２６】
磁気遮蔽部材１１は被覆環部９１の軸線方向長さとほぼ同じ長さの円筒形をなし、軸線方向一側で、且つ取着片９２，９２及び被覆突部９３に対応する箇所に窪み１１ａ，１１ａ、１１ｂを設けてあり、被覆環部９１に外嵌したとき、窪み１１ａ，１１ａ、１１ｂに取着片９２，９２及び被覆突部９３が挿入され、被覆環部９１の全外周部を被覆するように構成されている。尚、磁気遮蔽部材１１は珪素鋼板等の非磁性材により形成されているが、その材料は特に制限されない。
【００２７】
適宜の物体としてのハウジング１０は磁気回路形成部材４を取り囲み、第１の回転体２を内側に支持する第１の筒体１０Ａと、第１の筒体１０Ａの一端部に結合され、第２の回転体３を内側に支持する第２の筒体１０Ｂとを有する。
【００２８】
第１の筒体１０Ａの一端側内部には被覆環部９１が嵌入される嵌入孔１０ａと、該嵌入孔１０ａの径方向両側から径方向外方へ窪み、取着片９２，９２を案内する二つの案内溝１０ｂ，１０ｂと、該案内溝１０ｂ，１０ｂの終端で取着片９２，９２を受止める受止座１０ｃ，１０ｃと、嵌入孔１０ａの案内溝１０ｂ，１０ｂ間で径方向外方に開放された開放溝１０ｄとを有し、受止座１０ｃ，１０ｃに螺子孔１０ｅ，１０ｅが前記軸線と平行的に設けられている。他端側内部には軸受１３が内嵌され、該軸受１３に第１の回転体２が回転を自在に支持されている。
【００２９】
第２の筒体１０Ｂ内には軸受１４が内嵌され、該軸受１４に第２の回転体３が回転を自在に支持されている。
【００３０】
以上のように構成されたトルク検出装置は、第１の筒体１０Ａの一端側から内部に被覆環部９１を挿入するとともに、取着片９２，９２を案内溝１０ｂ，１０ｂに、また、被覆突部９３を開放溝１０ｄに夫々挿入し、案内溝１０ｂ，１０ｂに沿って保持体９を移動させることにより、被覆環部９１を嵌入孔１０ａに嵌入し、取着片９２，９２が受止座１０ｃ，１０ｃに当接する。この状態で第１の筒体１０Ａの一端側から取着片９２，９２の孔９２ａ，９２ａにボルト１５，１５を挿入し、螺子孔１０ｅ，１０ｅに緊締することにより取着片９２，９２を受止座１０ｃ，１０ｃに固定することができ、保持体９をハウジング１０内に取着することができる。この保持体９の外周部には磁気遮蔽部材１１が取付けられているため、外部磁界による検出誤差をなくすることができる。また、保持体９の取着部はハウジング１０内にあるため、ハウジング１０の外部でトルク検出装置が不必要に取外しされるのを防ぐことができる。
【００３１】
以上のようにトルク検出装置を第１の筒体１０Ａ内に取着した後、外周部に磁気回路形成部材４が設けられた回転体２，３等がハウジング１０の軸線方向から該ハウジング１０内に挿入支持され、磁気回路形成部材４が集磁環５，５の内側に相対回転を可能に配置される。
【００３２】
以上のように構成されたトルク検出装置は、例えば車両用の電動パワーステアリング装置に搭載される。この電動パワーステアリング装置は、図１に示すようにステアリングホイールに繋がる入力軸（第１の回転体２）及び該入力軸にトーションバー１により同軸的に連結された出力軸（第２の回転体３）と、入力軸及び出力軸を取り囲み、軸受１３により前記入力軸を、また、軸受１４により前記出力軸を回転自在に支持するハウジング１０と、該ハウジング１０の第２の筒体１０Ｂ側に取着された操舵補助用の電動モータ（図示せず）と、該電動モータの駆動軸の回転力を前記出力軸に伝動する減速歯車機構（図示せず）と、トルク検出装置と、該トルク検出装置の検出回路基板８及び前記電動モータの駆動回路に導線１２により接続されるマイクロプロセッサを用いてなる制御部（図示せず）とを備えている。そして、ステアリングホイールを操舵することにより入力軸に加わる回転トルクをトーションバー１に生じる捩れによって検出部６が検出し、検出トルクを検出回路基板８で電圧信号に変換した後、導線１２から制御部に与えられ、該制御部から出力される指示信号により前記電動モータが駆動制御され、前記減速歯車機構を介して前記出力軸が回転する。
【００３３】
尚、本発明に係るトルク検出装置は、電動パワーステアリング装置に使用する他、電動パワーステアリング装置以外の装置に使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るトルク検出装置をハウジングに組込んだ状態の縦断正面図である。
【図２】図１の一部を省略したＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】本発明に係るトルク検出装置の構成を示す断面図である。
【図４】本発明に係るトルク検出装置の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るトルク検出装置の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図６】トルク検出装置の構成を示す模式的分解斜視図である。
【図７】回転体が一方向に回転した場合に発生する磁気回路の説明図である。
【図８】先に出願したトルク検出装置の構成を示す斜視図である。
【図９】先に出願したトルク検出装置をハウジングに組み込んだ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
２  第１の回転体（回転体）、３  第２の回転体（回転体）、４  磁気回路形成部材、５  集磁環、６  検出部、９  保持体、９１  被覆環部、９２  取着片、９２ａ  孔、  ９３  被覆突部、１１  磁気遮蔽部材、１１ａ  窪み、１１ｂ  窪み
【図１】
2007218631.tif 000003
【図２】
2007218631.tif 000004
【図３】
2007218631.tif 000005
【図４】
2007218631.tif 000006
【図５】
2007218631.tif 000007
【図６】
2007218631.tif 000008
【図７】
2007218631.tif 000009
【図８】
2007218631.tif 000010
【図９】
2007218631.tif 000011