(57)【要約】【課題】肉抜き凹所により保持環の肉厚を均等化することができるに拘らず、封止環の凹所内への脱落、及びフランジの変形を防ぐ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と、該磁気回路形成部材が発生した磁束を集める集磁環と、該集磁環が集めた磁束の密度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、フランジ７１を有し、検出部及び集磁環を保持する保持環７と、フランジ７１及びハウジング８の間を封止する封止環９とを備えており、保持環７を、保持環７のフランジ７１側の肉厚を均等化するための凹所７ｆと、フランジ７１に連なり、前記封止環９の内周面に接触して該封止環９の前記凹所７ｆへの移行を阻止する阻止壁部７ｅとを有する構成とした。【選択図】図１
2007187527.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の外周りに配置され、該磁気回路形成部材が発生した磁束を集める集磁環と、該集磁環が集めた磁束の密度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、適宜の物体に取着されるフランジを有し、前記検出部及び集磁環を保持する保持環と、前記フランジ及び前記物体の間を封止する封止環とを備えるトルク検出装置において、前記保持環は、該保持環の前記フランジ側に凹所を備え、且つ前記フランジに連なり、前記封止環の内周面に接触して該封止環の前記凹所への移行を阻止する阻止壁部を有することを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記保持環は、軸線方向の両端面と、略半円形外周面と、該略半円形外周面から接線方向へ延出された二つの延出外面とを有しており、前記両端面に前記凹所を設けてある請求項１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。特許文献１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が発生した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密度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、フランジを有し、前記検出部及び集磁環をモールドすることにより保持した保持環とを備え、保持環をハウジング内に挿入した状態で前記フランジをハウジングにボルトにより取着するように構成されている。また、前記フランジとハウジングとの間に封止環を配置し、前記ボルトの緊締により封止環を挾着し、フランジとハウジングとの間を封止するように構成されている。
【０００３】
また、前記保持環は、軸線方向の両端面と、略半円形外周面と、該略半円形外周面から接線方向へ延出された二つの延出外面とを有しており、該延出外面の夫々及び前記両端面に前記フランジが連なっている。
【特許文献１】特開２００５−３００２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、フランジを有する保持環が合成樹脂材料により成形されているため、保持環のフランジ側が、略半円形外周面側に比べて厚肉となり、成形ひけが発生することになり、改善策が要望されていた。
【０００５】
図９は改善したトルク検出装置の構成を示す正面図、図１０は図９のX −X 線の拡大断面図である。そこで、本発明の出願人は図９、図１０に示すように保持環１００の二つの延出外面１０１，１０１の間の両端面１０２，１０２に、延出外面１０１，１０１の夫々とフランジ１０３と保持環１００の貫通孔１０４との間の肉厚を均等化するための肉抜き凹所１０５，１０５を設けたトルク検出装置を開発した。
【０００６】
このように構成されたトルク検出装置によれば、保持環１００の二つの延出外面１０１，１０１の間の距離を短くすることなく保持環１００の成形ひけを抑制することができる。しかし、肉抜き凹所１０５の周りには封止環１０６が配置され、該封止環１０６の肉抜き凹所１０５に臨む箇所は保持環１００と接触しないため（図１０参照）、トルク検出装置をハウジング１０７に組込んだ後、前記回転体をハウジング１０７内に組込むときにハウジング１０７内の気圧が低下したり、トルク検出装置及び前記回転体がハウジング１０７に組込まれた状態でハウジング１０７外の状況によりハウジング１０７内の気圧が低下したとき、保持環１００が挿入される貫通孔を介してハウジング１０７内に連通する前記肉抜き凹所１０５の内圧が低下し、封止環１０６の肉抜き凹所１０５に臨む部分が肉抜き凹所１０５内に吸引され、肉抜き凹所１０５内に脱落する可能性がある。また、肉抜き凹所１０５では保持環１００の両端面１０２，１０２とフランジ１０３との連なりがなくなるため、ハウジング１０７外の温度変化によりフランジ１０３が厚さ方向に波打ち状に変形し易くなり、フランジ１０３による封止環１０６の挾着力が部分的に低下し、封止性を損なう可能性がある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は肉抜き凹所により保持環の肉厚を均等化することができるに拘らず、封止環の凹所内への脱落、及びフランジの変形を防ぐことが可能な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】
【０００８】
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の外周りに配置され、該磁気回路形成部材が発生した磁束を集める集磁環と、該集磁環が集めた磁束の密度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、適宜の物体に取着されるフランジを有し、前記検出部及び集磁環を保持する保持環と、前記フランジ及び前記物体の間を封止する封止環とを備えるトルク検出装置において、前記保持環は、該保持環の前記フランジ側に凹所を備え、且つ前記フランジに連なり、前記封止環の内周面に接触して該封止環の前記凹所への移行を阻止する阻止壁部を有することを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係るトルク検出装置は、前記保持環は、軸線方向の両端面と、略半円形外周面と、該略半円形外周面から接線方向へ延出された二つの延出外面とを有しており、前記両端面に前記凹所を設けてあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明によれば、凹所により保持環の肉厚を均等化することができる。しかも、保持環は、フランジに連なり、封止環の内周面に接触して該封止環の前記凹所への移行を阻止する阻止壁部を有するため、気圧が低下したときに封止環が凹所に脱落したり、フランジが変形したりすることを防ぐことが可能である。
【００１１】
第２発明によれば、保持環の二つの延出外面の間の距離を短くすることなく保持環の成形ひけを抑制することができ、保持環の剛性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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正面図、図２はトルク検出装置をハウジングに組込んだ状態の断面図、図３は図１のIII −III 線の拡大断面図、図４はトルク検出装置の構成を示す斜視図、図５はトルク検出装置の模式的分解斜視図、図６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、図７はトルク検出装置の一部を分解した斜視図である。
【００１３】
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の外周りに配置され、該磁気回路形成部材４が発生した磁束を集める二つの集磁環５，５と、該集磁環５，５が集めた磁束の密度に基づいて第１の回転体２に加わったトルクを検出する検出部６と、磁気回路形成部材４を取り囲むハウジング８に取着されるフランジ７１を有し、検出部６及び集磁環５，５を保持する保持環７と、フランジ７１及びハウジング８の間を封止する封止環９と、保持環７の外周りを被覆する磁気遮蔽板１０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２つの磁性環４２，４２とからなる。
【００１４】
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。
【００１５】
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間の磁束密度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。
【００１６】
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。
【００１７】
保持環７は集磁環５，５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を保持している。この保持環７は集磁環５，５の内周面に対応する貫通孔７ａを有し、該貫通孔７ａに集磁環５，５が内嵌固定されている。また、保持環７は軸線方向の両端面７ｂ，７ｂと、略半円形外周面７ｃと、該略半円形外周面７ｃから接線方向へ延出された二つの延出外面７ｄ，７ｄとを有しており、両端面７ｂ，７ｂ間の周面が略Ｕ字形をなし、延出外面７ｄ，７ｄの延出側を断面直方形とし、該延出外面７ｄ，７ｄの延出端に直方形をなすフランジ７１及び該フランジ７１の中央部に突設された角筒部７２とを合成樹脂材料により一体成形してある。
【００１８】
両端面７ｂ，７ｂのフランジ７１側には、保持環７の肉厚を均等化するための複数の凹所７ｆが設けられており、さらに、フランジ７１に連なり、封止環９の内周面に接触して該封止環９の凹所７ｆへの移行を阻止する阻止壁部７ｅが設けられている（図１、図３参照）。凹所７ｆは略三角形をなし、両端面７ｂ，７ｂから軸線方向へ窪んでいる。また、阻止壁部７ｅは封止環９の内周面に沿って該封止環９の厚さと同程度の幅に形成されており、フランジ７１の基端に連なり、凹所７ｆの開放部の一部を閉鎖している。
【００１９】
フランジ７１は直方形をなす平板状であり、周方向に２等配した箇所に小螺子挿通用の挿通孔７１ａ，７１ａが設けられている。
角筒部７２内には検出部６に接続された検出回路基板１３が合成樹脂材料によりモールドされており、該検出回路基板１３に導線１４が接続されている。
【００２０】
検出部６は集磁環５，５の凸片５ａ，５ａ間に発生する磁束密度の変化に応じて電気的特性（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間に発生する磁束密度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１３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。
【００２１】
磁気遮蔽板１０は略半円形外周面７ｃ及び延出外面７ｄ，７ｄに対応して略Ｕ字形をなしており、珪素鋼板等の可撓性を有する非磁性材により形成されている。また、磁気遮蔽板１０の両端部には凹所７ｆにカシメにより係止される係止片１０ａ，１０ａが突設されている（図１参照）。
【００２２】
適宜の物体としてのハウジング８は磁気回路形成部材４を取り囲む円筒部８１と、該円筒部８１の外周部一個所に突設され、保持環７を取着するための取着座８２と、該取着座８２を径方向に貫通し、保持環７を円筒部８１内に配置するための断面矩形をなす貫通孔８３と、該貫通孔８３に連なり、保持環７に対応して湾曲する嵌合溝８４とを有する（図２参照）。
【００２３】
取着座８２はフランジ７１に対応して角形の環状に形成されており、該取着座８２の内側に、封止環９を収容する環状溝８５が設けられている。また、取着座８２の外側には、挿通孔７１ａ，７１ａに対応する二つの螺子孔８６，８６が設けられている。
【００２４】
以上のように構成されたトルク検出装置は、保持環７のフランジ側に封止環９を外嵌保持し、ハウジング８の取着座８２を貫通する貫通孔８３から円筒部８１内に保持環７を挿入し、該保持環７を嵌合溝８４に係合させることにより、保持環７の円筒部８１内での位置を決め、封止環９が環状溝８５に接触し、フランジ７１及び取着座８２の間で封止環９を挾着する。このように保持環７をハウジング８内に挿入した後、フランジ７１の挿通孔７１ａ，７１ａから螺子孔８６，８６に小螺子１５，１５を緊締することにより、保持環７を取着座８２に取着する（図１、図２参照）。
【００２５】
以上のようにトルク検出装置をハウジング８に取着した後、磁気回路形成部材４が設けられた回転体２，３、該回転体２，３を回転自在に支持するシール付の軸受１６等がハウジング８の軸線方向から該ハウジング８内に挿入され、ハウジング８内が密封状態となるように組立てられる。このため、組立時にハウジング８内の気圧が低下することがある。この気圧低下により、貫通孔８３を介してハウジング８内に僅かに連通する凹所７ｆ内の気圧も低下することになるが、保持環７には封止環９の内周面に接触して該封止環９の凹所７ｆへの移行を阻止する阻止壁部７ｅが設けられており、該阻止壁部７ｅに封止環９の内周面が接触しているため、肉抜き用の凹所７ｆに影響されることなく封止環９が凹所７ｆ内に移行して脱落するのを防ぐことができる。
【００２６】
また、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であり、車室外の跳上水とか、車洗水とかがかかる箇所に配置されるため、跳上水とか、車洗水とかがかかることによりハウジング８内の気温が急激に低下するとき、貫通孔８３を介してハウジング８内に僅かに連通する凹所７ｆ内の気圧も低下することになるが、保持環７の凹所７ｆに臨む箇所には阻止壁部７ｅが設けられており、該阻止壁部７ｅに封止環９の内周面が接触しているため、肉抜き用の凹所７ｆに影響されることなく封止環９が凹所７ｆ内に移行して脱落するのを防ぐことができる。
【００２７】
また、保持環７をハウジング８に取着するためのフランジ７１には阻止壁部７ｅが連なっており、該阻止壁部７ｅがフランジ７１を補強しているため、合成樹脂材料により保持環７と一体成形されているフランジ７１が厚さ方向に変形するのを防ぐことができ、封止環９と接触する面を平坦に維持することができ、封止環９に加える挾着力を均等にでき、封止環９による封止性を向上できる。
【００２８】
図８はトルク検出装置の他の構成を示す要部の拡大断面図である。以上説明した実施の形態の凹所７ｆは、保持環７の両端面７ｂ，７ｂから軸線方向へ窪む構成としたが、その他、凹所７ｆは例えば両端面７ｂ，７ｂ側の開放部が閉鎖され、密封された構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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正面図である。
【図２】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断面図である。
【図３】図１のIII −III 線の拡大断面図である。
【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模式的分解斜視図である。
【図６】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７】本発明に係るトルク検出装置の一部を分解した斜視図である。
【図８】本発明に係るトルク検出装置の他の構成を示す要部の拡大断面図である。
【図９】改善したトルク検出装置の構成を示す正面図である。
【図１０】図９のX −X 線の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
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、６  検出部、５  集磁環、７  保持環、７ｅ  阻止壁部、７ｆ  凹所、７ｂ  両端面、７ｃ  略半円形外周面、７ｄ  延出外面、７１  フランジ、８  ハウジング（物体）、９  封止環
【図１】
2007187527.tif 000003
【図２】
2007187527.tif 000004
【図３】
2007187527.tif 000005
【図４】
2007187527.tif 000006
【図５】
2007187527.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007187527.tif 000009
【図８】
2007187527.tif 000010
【図９】
2007187527.tif 000011
【図１０】
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