JP2018036206A - Sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ装置に関する。 The present invention relates to a sensor device.
従来、特許文献1に示すように、センサ装置として、回転軸に加わるトルクを検出するトルク検出装置が知られている。回転軸は、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸とを連結するトーションバーにより構成されている。 Conventionally, as shown in Patent Document 1, a torque detection device that detects a torque applied to a rotating shaft is known as a sensor device. The rotating shaft is composed of an input shaft, an output shaft, and a torsion bar that connects the input shaft and the output shaft.
トルク検出装置は、入力軸に固定された永久磁石と、出力軸に固定されるとともに永久磁石の磁界に応じた磁気回路を形成する複数の磁気ヨークと、磁気ヨークからの磁束を誘導する一対の集磁リングと、集磁リングを保持する絶縁体の集磁ホルダと、集磁リングに誘導された磁束を検出する磁気センサとを有している。また、このようなトルク検出装置には、外部磁界のノイズを遮断するために集磁リングの周囲を取り囲むように、集磁ホルダの外周に磁気シールドが設けられることがある。 The torque detector includes a pair of permanent magnets fixed to the input shaft, a plurality of magnetic yokes fixed to the output shaft and forming a magnetic circuit corresponding to the magnetic field of the permanent magnet, and a pair of magnetic fluxes induced from the magnetic yokes It has a magnetism collecting ring, an insulator magnetism collecting holder that holds the magnetism collecting ring, and a magnetic sensor that detects a magnetic flux induced in the magnetism collecting ring. Further, in such a torque detection device, a magnetic shield may be provided on the outer periphery of the magnetism collecting holder so as to surround the magnetism collecting ring in order to block external magnetic field noise.
特許文献1のトルク検出装置の集磁ホルダは、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダが組み合わされることで構成されている。第1の集磁ホルダと第2の集磁ホルダとの間には、磁気センサが配置されている。磁気シールドの周方向における両端部は、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダによって固定されている。 The magnetic flux collecting holder of the torque detection device of Patent Document 1 is configured by combining a first magnetic flux collecting holder and a second magnetic flux collecting holder. A magnetic sensor is disposed between the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder. Both ends of the magnetic shield in the circumferential direction are fixed by a first magnetic flux collecting holder and a second magnetic flux collecting holder.
ところで、第1の集磁ホルダ、第2の集磁ホルダ、および磁気シールドは、車両の振動などによって、互いに位置ずれが生じることが懸念される。この点、磁気シールドの周方向における両端部は第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダによって固定されているので、磁気シールドの両端部は第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダに対して相対的に移動することが規制されている。 By the way, there is a concern that the first magnetic flux collecting holder, the second magnetic flux collecting holder, and the magnetic shield may be displaced from each other due to vehicle vibration or the like. In this respect, since both end portions in the circumferential direction of the magnetic shield are fixed by the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder, both end portions of the magnetic shield are fixed to the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder. Movement relative to the holder is restricted.
しかし、磁気シールドの中央部は、集磁ホルダに対して固定されていないため、磁気シールドは第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダに対して相対的に移動するおそれがある。また、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダが軸方向において互いに離れるように移動することにより、第1の集磁ホルダと第2の集磁ホルダとが相対的に移動し、ひいては第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダに対して磁気シールドが移動してしまうおそれもある。なお、第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダが一体化した集磁ホルダであっても、集磁ホルダに対して磁気シールドが相対的に移動してしまうおそれがある。 However, since the center portion of the magnetic shield is not fixed to the magnetic flux collecting holder, the magnetic shield may move relative to the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder. In addition, the first and second magnetism collecting holders move relative to each other in the axial direction, so that the first and second magnetism collecting holders move relative to each other. There is also a possibility that the magnetic shield may move with respect to the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder. Even if the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder are integrated, the magnetic shield may move relative to the magnetic flux collecting holder.
本発明の目的は、集磁ホルダおよび磁気シールドの相対的な移動を抑制することができるセンサ装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the sensor apparatus which can suppress the relative movement of a magnetism collection holder and a magnetic shield.
上記目的を達成しうるセンサ装置は、永久磁石と、前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて、前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、前記磁気ヨークを囲むように配置された筒状の集磁ホルダ、前記集磁ホルダの内周面に取り付けられて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リング、および前記集磁ホルダの外周面に嵌合して取り付けられる磁気シールドを有する筒状の集磁ユニットと、前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、を備えたセンサ装置において、前記集磁ホルダおよび前記磁気シールドの相対的な移動を抑制するために、前記集磁ホルダの一部分と前記磁気シールドの一部分とが互いに嵌め合っている。 A sensor device capable of achieving the above object includes a permanent magnet, a magnetic yoke arranged in a magnetic field formed by the permanent magnet, and a relative position of the permanent magnet changing, and surrounding the magnetic yoke. An arranged cylindrical magnetism collecting holder, a magnetism collecting ring that is attached to the inner circumferential surface of the magnetism collecting holder and collects the magnetic flux of the magnetic yoke, and a magnetic shield that is fitted and attached to the outer circumferential surface of the magnetism collecting holder And a magnetic sensor for detecting a magnetic flux of a magnetic circuit formed by the permanent magnet, the magnetic yoke, and the magnetic flux collecting ring. In order to suppress relative movement of the magnetic shield, a part of the magnetic flux collecting holder and a part of the magnetic shield are fitted to each other.
この構成によれば、集磁ホルダの一部分と磁気シールドの一部分とが互いに嵌め合っていることにより、集磁ホルダに対して磁気シールドが移動しようとしたときであっても、集磁ホルダの一部分は磁気シールドの一部分に引っかかる。このため、集磁ホルダおよび磁気シールドの相対的な移動を抑制できる。 According to this configuration, a part of the magnetic flux collecting holder and a part of the magnetic shield are fitted to each other, so that even when the magnetic shield is about to move relative to the magnetic flux collecting holder, Is caught on a part of the magnetic shield. For this reason, relative movement of the magnetism collecting holder and the magnetic shield can be suppressed.
上記のセンサ装置において、前記集磁ホルダおよび前記磁気シールドのうち少なくとも一方に、前記一部分として、第1の突起および第1の凹部の少なくとも一方が設けられ、前記集磁ホルダおよび前記磁気シールドのうち少なくとも他方に、前記一部分として、前記第1の突起に嵌まる第2の凹部および前記第1の凹部に嵌まる第2の突起の少なくとも一方が設けられることが好ましい。 In the above sensor device, at least one of the first protrusion and the first recess is provided as the part on at least one of the magnetic flux collecting holder and the magnetic shield. It is preferable that at least one of a second recess that fits in the first projection and a second projection that fits in the first recess is provided as at least the other part.
この構成によれば、第1の突起および第1の凹部の少なくとも一方が、第2の凹部および第2の突起の少なくとも一方に嵌まる。集磁ホルダに対して磁気シールドが移動しようとしても、第1の突起が第2の凹部に、第2の突起が第1の凹部に引っかかることにより、集磁ホルダに対して磁気シールドが移動することが抑制される。このため、集磁ホルダおよび磁気シールドの相対的な移動を抑制できる。 According to this configuration, at least one of the first protrusion and the first recess fits into at least one of the second recess and the second protrusion. Even if the magnetic shield is about to move with respect to the magnetic flux collecting holder, the magnetic shield moves with respect to the magnetic flux collecting holder because the first protrusion is caught by the second concave portion and the second projection is caught by the first concave portion. It is suppressed. For this reason, relative movement of the magnetism collecting holder and the magnetic shield can be suppressed.
上記のセンサ装置において、前記集磁ホルダは、軸方向に分割された第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダを相互に組み付けられてなり、前記第1の集磁ホルダおよび前記第2の集磁ホルダには、それぞれ前記第1の突起が設けられ、前記磁気シールドには前記第2の凹部が設けられ、前記第1の集磁ホルダの前記第1の突起および前記第2の集磁ホルダの前記第1の突起は前記第2の凹部に挿入されることが好ましい。 In the sensor device, the magnetic flux collecting holder is formed by assembling the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder that are divided in the axial direction, and the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder. Each of the magnetic flux collecting holders is provided with the first protrusion, and the magnetic shield is provided with the second concave portion, and the first magnetic flux collecting holder includes the first protrusion and the second magnetic flux collecting holder. It is preferable that the first protrusion of the magnetic holder is inserted into the second recess.
この構成によれば、第1の集磁ホルダと第2の集磁ホルダとが互いに離れる方向に移動しようとしても、第1の突起が第2の凹部に引っかかることにより、第1の集磁ホルダと第2の集磁ホルダとが互いに離れることが抑制される。このため、第1の集磁ホルダ、第の集磁ホルダ、および磁気シールドの相対的な移動を抑制できる。 According to this configuration, even if the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder try to move away from each other, the first protrusion is caught by the second concave portion, so that the first magnetic flux collecting holder And the second magnetic flux collecting holder are prevented from separating from each other. For this reason, the relative movement of the first magnetic flux collecting holder, the first magnetic flux collecting holder, and the magnetic shield can be suppressed.
上記のセンサ装置において、前記第1の突起は、前記第1の集磁ホルダおよび前記第2の集磁ホルダの合わせ面に沿って2つに分割されており、前記第1の集磁ホルダ側の分割された第1の突起および前記第2の集磁ホルダ側の分割された第1の突起が合わされた状態で、前記磁気シールドの前記第2の凹部に挿入されることが好ましい。 In the sensor device, the first protrusion is divided into two along a mating surface of the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder, and the first magnetic flux collecting holder side It is preferable that the divided first protrusion and the divided first protrusion on the second magnetism collecting holder side are combined and inserted into the second recess of the magnetic shield.
この構成によれば、第1の集磁ホルダと第2の集磁ホルダとが互いに離れる方向に移動しようとしても、第1の集磁ホルダ側の第1の突起と第2の集磁ホルダ側の第1の突起とが合わされた状態で第2の凹部に挿入されていることにより、第1の集磁ホルダと第2の集磁ホルダとが互いに離れることが抑制される。また、第1および第2の集磁ホルダに対して磁気シールドが移動することも抑制される。 According to this configuration, even if the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder try to move away from each other, the first protrusion on the first magnetic flux collecting holder side and the second magnetic flux collecting holder side The first magnetic flux collection holder and the second magnetic flux collection holder are suppressed from being separated from each other by being inserted into the second concave portion in a state in which the first projection is aligned. In addition, the movement of the magnetic shield with respect to the first and second magnetic flux collecting holders is also suppressed.
上記のセンサ装置において、前記第1の突起、前記第1の凹部、前記第2の突起、および前記第2の凹部は、前記集磁リングの周方向における開放部分に対応した部分に設けられていることが好ましい。 In the sensor device, the first protrusion, the first recess, the second protrusion, and the second recess are provided in a portion corresponding to an open portion in a circumferential direction of the magnetism collecting ring. Preferably it is.
この構成によれば、たとえば磁気シールドに第1の凹部および第2の凹部が設けたとしても、第1の凹部および第2の凹部を介して、外部磁界などが磁気シールドの内部に入り込んで集磁リングに影響を与えることが抑制される。 According to this configuration, for example, even if the first and second recesses are provided in the magnetic shield, an external magnetic field or the like enters the magnetic shield and collects through the first and second recesses. Influencing the magnetic ring is suppressed.
上記のセンサ装置において、前記第1の突起および前記第2の凹部、ならびに前記第2の突起および前記第1の凹部の少なくとも一方は、前記集磁リングの周方向に複数設けられていてもよい。 In the above sensor device, a plurality of the first protrusion and the second recess, and at least one of the second protrusion and the first recess may be provided in the circumferential direction of the magnetism collecting ring. .
この構成によれば、第1の突起および第2の凹部、ならびに第2の突起および第1の凹部の少なくとも一方が周方向に複数設けられることにより、第1の集磁ホルダ、第2の集磁ホルダ、および磁気シールドはさらに多くの場所で係合される分、第1の集磁ホルダ、第2の集磁ホルダ、および磁気シールドの相対的な移動をさらに抑制できる。 According to this configuration, at least one of the first protrusion and the second recess, and the second protrusion and the first recess is provided in the circumferential direction, so that the first magnetism collecting holder and the second magnetism collecting holder are provided. Since the magnetic holder and the magnetic shield are engaged in more places, the relative movement of the first magnetic flux collecting holder, the second magnetic flux collecting holder, and the magnetic shield can be further suppressed.
本発明のセンサ装置によれば、集磁ホルダおよび磁気シールドの相対的な移動を抑制できる。 According to the sensor device of the present invention, the relative movement of the magnetism collecting holder and the magnetic shield can be suppressed.
<第1実施形態>
以下、センサ装置としてのトルク検出装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、トルク検出装置10は、入力軸20と出力軸21とを連結するトーションバー22と、入力軸20に連結される永久磁石23と、出力軸21に連結された円筒形状のヨーク24と、ヨーク24の周囲を覆うように配置された筒状の集磁ユニット30を有している。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of a torque detection device as a sensor device will be described.
As shown in FIG. 1, the
トーションバー22の外径は、入力軸20および出力軸21の外径よりも小さい。また、入力軸20および出力軸21は、トーションバー22を介して、同軸上に連結されている。
The outer diameter of the
ヨーク24は、出力軸21と同軸に配置された状態で出力軸21に固定されている。ヨーク24は、永久磁石23の周囲に一定の隙間を空けて設けられる。ヨーク24は、2つの磁気ヨーク24a,24bを備えている。磁気ヨーク24a,24bには、それぞれ板状の環状部25の平面に対して垂直な方向に延びる二等辺三角形状の爪25aが円周方向において等間隔に設けられている。それぞれの爪25aが周方向に一定の間隔でずれて、軸方向において対向した状態で、合成樹脂体26によりモールドされている。なお、磁気ヨーク24a,24bにおける永久磁石23と対向する面は、合成樹脂体26から露出している。
The
また、入力軸20にトルクが加えられていない中立状態では、磁気ヨーク24a,24bのそれぞれの爪25aの先端は、永久磁石23のN極とS極との間の境界を指している。
Further, in a neutral state where no torque is applied to the
集磁ユニット30は、磁気ヨーク24a,24bからの磁束をそれぞれ誘導する2つの集磁リング31a,31bと、両集磁リング31a,31bをそれぞれ保持する第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bと、集磁リング31a,31bの外周を覆う磁気シールド40を備えている。第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが、軸方向において組み合わせられることにより、集磁ホルダ32を構成している。
The magnetic
図2に示すように、第1の集磁ホルダ32aは、円環状の第1のリング部33と、第1のリング部の外周面に一体的に連結されて径方向外側へ突出する四角板状の基板収容部34とを有している。第1の集磁ホルダ32aの第1のリング部33の内周面には、複数(4つ)の凹部38が設けられている。なお、第1の集磁ホルダ32aは、たとえば合成樹脂製である。
As shown in FIG. 2, the first magnetic
図1に示すように、第1のリング部33の内周面には集磁リング31aが保持されており、第1のリング部33の内周面はヨーク24の外周面と径方向において隙間を介して対向している。磁気ヨーク24aと集磁リング31aとは径方向において隙間を介して互いに対向している。また、磁気ヨーク24bと集磁リング31bとは互いに径方向において隙間を介して対向している。
As shown in FIG. 1, a
また、第1のリング部33における第2の集磁ホルダ32bと反対側の端面には、径方向外側へ突出した複数のフランジ部33aが設けられている。
図2に示すように、第2の集磁ホルダ32bは、円環状の第2のリング部35と、第2のリング部35の外周面に一体的に連結されて径方向外側へ突出する四角板状の基板収容部36とを有する。なお、第2の集磁ホルダ32bは、たとえば合成樹脂製である。基板収容部36には、ホールIC50が設けられた基板(図示略)が配置されている。第2のリング部35の内径および外径は、第1の集磁ホルダ32aの第1のリング部33の内径および外径と同一である。図1に示すように、第2のリング部35の内周面には、集磁リング31bが保持されている。磁気ヨーク24aと集磁リング31bとは径方向において隙間を介して互いに対向して配置されている。また、磁気ヨーク24bと集磁リング31bとは径方向において隙間を介して互いに対向して配置されている。
In addition, a plurality of
As shown in FIG. 2, the second
また、第2のリング部35における第1の集磁ホルダ32aと反対側の端面には、径方向外側へ突出した複数のフランジ部35aが設けられている。
集磁リング31aおよび集磁リング31bは、相互に平行に組み付けられ、基板収容部36にはホールIC50が収容されている。ホールIC50は、コード51を介して外部に設けられたECUなどに接続されている。
In addition, a plurality of
The
図3に示すように、第1の集磁ホルダ32aには、係止部39が設けられている。第1の集磁ホルダ32aに設けられた係止部39は、第1の集磁ホルダ32aにおける基板収容部34の延びる方向と反対側の部分に設けられている。集磁リング31aの周方向における両端部は、係止部39の径方向内側に設けられた突起39aにより係止されている。
As shown in FIG. 3, the first magnetic
また、第2の集磁ホルダ32bにも係止部39が設けられている。第2の集磁ホルダ32bに設けられた係止部39は、第2の集磁ホルダ32bにおける基板収容部36の延びる方向と反対側の部分に設けられている。集磁リング31bの周方向における両端部は、係止部39の径方向内側に設けられた突起39bにより係止されている。
The second magnetic
基板収容部36の第2の集磁ホルダ32bから延びる方向と直交する方向の両側面には、一対の鍔60,61が設けられている。鍔60,61は、直方体形状を有している。鍔60,61は、基板収容部34に対して直交して設けられている。基板収容部34と基板収容部36との重ね合わせ方向において、鍔60,61の長さは、基板収容部36の長さ(厚み)よりも長く設定されている。鍔60,61は、基板収容部36に対して、重ね合わせ方向へ突出している。鍔60と鍔61とが対向する端面には、ガイド溝60a,61aが設けられている。ガイド溝60a,61aは、基板収容部34と基板収容部36との重ね合わせ方向に沿って延びている。
A pair of
基板収容部34における基板収容部36と反対側の端面には、基板収容部34と基板収容部36との重ね合わせ方向に沿って延びる板状の隔壁62が設けられている。隔壁62の両側面における第1のリング部33側の部分には、側方へ向けて突出したフランジ部63が設けられている。隔壁62の両側面におけるフランジ部63が設けられていない部分は、基板収容部34の両側面と同一面である。隔壁62のフランジ部63は、鍔60,61のガイド溝60a,61aに嵌合している。
A plate-
また、基板収容部36には、基板収容部34に向けて延びる複数(4つ)の係合突起36aが設けられている。第1の集磁ホルダ32a(基板収容部34)および第2の集磁ホルダ32b(基板収容部36)を重ね合わせるとき、基板収容部36から延びる係合突起36aが、基板収容部34における基板収容部36と反対側の端面に係合する(図1参照)。これにより、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bは組み付けられる。
The
図1に示すように、第1のリング部33の外周面および第2のリング部35の外周面には、磁気シールド40が嵌合されている。磁気シールド40の材質としては、たとえば金属などの磁気を遮断できる材料が採用される。磁気シールド40は、断面C字形状に湾曲して設けられている。また、磁気シールド40の軸方向における長さは、第1のリング部33と第2のリング部35との軸方向における長さの合計よりもわずかに長く設定されている。係合突起37が凹部38に係合されているとき、磁気シールド40の軸方向における両端部は、第1のリング部33のフランジ部33aおよび第2のリング部35のフランジ部35aに軸方向において挟み込まれている。これにより、磁気シールド40は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bの間に固定されている。
As shown in FIG. 1, a
また、第1の集磁ホルダ32aの外周面における磁気シールド40の両端部40aに対応する部位には、係合溝41aが設けられている。また、第2の集磁ホルダ32bの外周面における磁気シールド40の円周方向の両端部40aに対応する部位には、係合溝41bが設けられている。磁気シールド40の両端部40aがこれら係合溝41a,41bに挿入されることにより、磁気シールド40は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに対して軸方向および径方向に位置ずれすることが規制されている。
Further, an engagement groove 41a is provided in a portion corresponding to both
ところで、磁気シールド40の周方向における中央部分、かつ軸方向における中央部分には、径方向に貫通した貫通孔100(凹部)が設けられている。また、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bにおける基板収容部34,36の延びる方向と反対側の部分には、外周面から突出した円筒形状の突起110が設けられている。突起110は、第1の集磁ホルダ32aに設けられた突起110a、および第2の集磁ホルダ32bに設けられた突起110bが組み合わされることにより構成されている。突起110aおよび突起110bは、円筒形状の突起110を、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bの合わせ面に沿って分割したものである。第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bの外周面に設けられた突起110は、磁気シールド40に設けられた貫通孔100に内側から挿入されている。
By the way, a through hole 100 (concave portion) penetrating in the radial direction is provided in a central portion in the circumferential direction of the
図2に示すように、突起110aは、第1の集磁ホルダ32aの周方向における基板収容部34の延びる方向と反対側の部分に設けられている。突起110aは、円筒をその軸線に沿って2分割した形状を有している。突起110aは、第1の集磁ホルダ32aの外周面において、第2の集磁ホルダ32b側の部分に設けられている。突起110aにおける突起110bとの合わせ面は、第1の集磁ホルダ32aにおける第2の集磁ホルダ32b側の端面と同一面である。
As shown in FIG. 2, the
また、突起110bは、第2の集磁ホルダ32bの周方向における基板収容部36の延びる方向と反対側の部分に設けられている。突起110bも、円筒をその軸線に沿って2分割した形状を有している。突起110bは、第2の集磁ホルダ32bの外周面において、第1の集磁ホルダ32a側の部分に設けられている。突起110bにおける突起110aとの合わせ面は、第2の集磁ホルダ32bにおける第1の集磁ホルダ32a側の端面と同一面である。
Further, the
図4(a)に示されるように、突起110(突起110a,110b)は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bの周方向における係止部39の設けられた部分の外面に設けられている。また、貫通孔100も、磁気シールド40の周方向における係止部39の設けられた部分の外面に設けられている。このため、突起110および貫通孔100は、集磁リング31a,31bの両端部の間の隙間と同一の位置に設けられている。集磁リング31a,31bのない部分に貫通孔100が設けられるため、磁気シールド40の一部に開放部分(貫通孔100)を設けたとしても、集磁リング31a,31bに磁気的な悪影響が生じることが抑制されている。
As shown in FIG. 4A, the protrusions 110 (
図4(b)に示されるように、突起110aは、第1の集磁ホルダ32aの軸方向において、集磁リング31aからずれた位置に設けられる。また、突起110bは、第2の集磁ホルダ32bの軸方向において、集磁リング31bからずれた位置に設けられる。また、突起110aおよび突起110bの長さは、磁気シールド40の厚さよりも長く設定されている。
As shown in FIG. 4B, the
図4(c)に示されるように、突起110aおよび突起110bの円筒の分割面が互いに合わされることにより構成される円筒状の突起110が、磁気シールド40の貫通孔100に係合する。
As shown in FIG. 4C, the
本実施形態の作用および効果を説明する。
第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに磁気シールド40を組み付ける際に、第1の集磁ホルダ32aの一部分(突起110a)および第2の集磁ホルダ32bの一部分(突起110b)が互いに嵌め合っている状態で、磁気シールド40に設けられた貫通孔100に内側から挿入される。
The operation and effect of this embodiment will be described.
When the
磁気シールド40は、磁気シールド40の円周方向の両端部40aが係合溝41a,41bに挿入されることにより、両端部40aが第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに固定されている。また、磁気シールド40に設けられた貫通孔100に第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bの突起110aおよび突起110bが挿入されることにより、磁気シールド40の周方向における中央部分が第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに固定されている。磁気シールド40は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに対して、円周方向における両端部および中央部分の3箇所で固定されている。
In the
また、磁気シールド40の軸方向における両端部は、第1のリング部33のフランジ部33aおよび第2のリング部35のフランジ部35aに軸方向において挟み込まれることによっても、磁気シールド40は第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに固定されている。
Further, both end portions in the axial direction of the
ところで、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが軸方向において互いに離れる方向へ移動しようとすることも考えられる。磁気シールド40に貫通孔100が設けられておらず、第1の集磁ホルダ32aに突起110が、第2の集磁ホルダ32bに第2の突起が設けられていない場合には、磁気シールド40はフランジ部33aと共に図1中の上方に、あるいはフランジ部35aと共に図1中の下方に移動してしまう。第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れる方向に移動しようとしたとき、その移動を規制することができないためである。これにより、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の相対的な位置関係が変化してしまう。
By the way, it is also conceivable that the first
この点、本実施形態では、貫通孔100に突起110aおよび突起110bが係合されている。これにより、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れる方向へ移動しようとしても、突起110aが貫通孔100に引っかかり、突起110bも貫通孔100に引っかかることにより、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れることが抑制される。このため、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の相対的な位置関係が変化することが抑制される。
In this regard, in the present embodiment, the
また、突起110および貫通孔100が、集磁リング31a,31bの両端部の間の開放部分と同一の位置に設けられることにより、たとえ磁気シールド40に貫通孔100を設けたとしても、貫通孔100を介して磁気シールド40の内部に入ってきた外部磁界などの影響が集磁リング31a,31bへ加わることが抑制されている。
Moreover, even if the
<第2実施形態>
以下、トルク検出装置の第2実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との違いを中心に説明する。
Second Embodiment
Hereinafter, a second embodiment of the torque detection device will be described. Here, the difference from the first embodiment will be mainly described.
図5に示すように、本実施形態では、磁気シールド40に貫通孔100が設けられていないのに対し、磁気シールド40に2つの突起101が設けられている。突起101は、磁気シールド40の円周方向における中央部分、かつ軸方向における両端部において、径方向内側に向けて突出している。磁気シールド40における突起101が設けられた部分の軸方向における長さは、磁気シールド40における突起101が設けられていない部分の軸方向における長さよりも長い。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
また、第1の集磁ホルダ32aにおける磁気シールド40の突起101に対応した部分、すなわち第1の集磁ホルダ32aの円周方向における基板収容部34の延びる方向と反対側の部分に凹部102が設けられている。より詳しくは、凹部102は、第1のリング部33のフランジ部33aの円周方向における一部分が切り欠かれることにより形成されている。また、第2の集磁ホルダ32bの円周方向における基板収容部36の延びる方向と反対側の部分に凹部103が設けられている。より詳しくは、凹部103は、第2のリング部35のフランジ部35aの円周方向における一部分が切り欠かれることにより形成されている。
Further, the
本実施形態の作用および効果を説明する。
本実施形態では、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに磁気シールド40を組み付けたとき、第1の集磁ホルダ32aの凹部102および第2の集磁ホルダ32bの凹部103に、磁気シールド40の突起101が係合される。第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れる方向へ移動しようとしても、凹部102および凹部103がそれぞれ突起101に引っかかる。これにより、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れることが抑制される。このため、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の相対的な位置関係が変化することが抑制される。
The operation and effect of this embodiment will be described.
In the present embodiment, when the
また、本実施形態では、磁気シールド40に貫通孔を設けなくてもよい。磁気シールド40の内部へ外部磁界が侵入することを抑制することが強く求められる場合、たとえば集磁リング31a,31bの周方向における一部に開放部分がない場合には、磁気シールド40に貫通孔を設けなくてもよい分、さらに確実に磁気シールド40の内部へ外部から磁気が侵入することを抑制できる。
In the present embodiment, the
<第3実施形態>
以下、トルク検出装置の第3実施形態について説明する。ここでは、第1実施形態との違いを中心に説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the torque detection device will be described. Here, the difference from the first embodiment will be mainly described.
図6に示すように、本実施形態では、磁気シールド40に、円周方向に一定の間隔を空けて複数の貫通孔104が設けられている。また、貫通孔104は、磁気シールド40の軸方向における中間位置に設けられる。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the
また、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bには、貫通孔104に対応して、円周方向に一定の間隔を空けて、複数の突起111aおよび複数の突起111bが設けられている。ここでは、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bにおける貫通孔104に対応した部分に、突起111aまたは突起111bが交互に設けられている。すなわち、第1の集磁ホルダ32aの円周方向における突起111aが設けられた部分には、第2の集磁ホルダ32bの円周方向における突起111bが設けられておらず、円周方向における一定の間隔を空けた位置に突起111bが設けられている。
In addition, the first magnetic
本実施形態の作用および効果を説明する。
本実施形態では、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに磁気シールド40を組み付けたとき、磁気シールド40の複数の貫通孔104に、第1の集磁ホルダ32aの突起111aまたは第2の集磁ホルダ32bの突起111bが係合する。第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れる方向へ移動しようとしても、貫通孔104に突起111aおよび突起111bが引っかかる。これにより、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが互いに離れることが抑制される。このため、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の相対的な位置関係が変化することが抑制される。
The operation and effect of this embodiment will be described.
In the present embodiment, when the
また、貫通孔104、突起111a、および突起111bが円周方向に複数設けられることにより、磁気シールド40は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bに対して、さらに多くの箇所で固定される。磁気シールド40に複数の貫通孔104を設けても集磁リング31a,31bに与える影響が許容範囲内であれば、貫通孔104、突起111a、および突起111bを設けることにより、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の相対的な位置関係が変化することがさらに抑制される。
Further, by providing a plurality of through-
なお、各実施形態は次のように変更してもよい。以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・各実施形態では、トルクを検出する素子として、ホールIC50が採用されたが、これに限らない。たとえば、トルクを検出する素子として、磁気抵抗効果素子および磁気インピーダンス素子などの磁気を検出する素子を備えたICが採用されてもよい。
Each embodiment may be changed as follows. The following other embodiments can be combined with each other within a technically consistent range.
-In each embodiment, although Hall IC50 was employ | adopted as an element which detects a torque, it is not restricted to this. For example, an IC including an element for detecting magnetism, such as a magnetoresistive effect element and a magnetoimpedance element, may be employed as the element for detecting torque.
・第1実施形態では、第1の集磁ホルダ32aに突起110aが設けられ、第2の集磁ホルダ32bに突起110bが設けられ、磁気シールド40に貫通孔100が設けられたが、これに限らない。たとえば、磁気シールド40の内周面に突起が設けられ、当該突起が、第1の集磁ホルダ32aに設けられた貫通孔と第2の集磁ホルダ32bに設けられた貫通孔との間に挿入されるようにしてもよい。また、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bを固定するために、第1の集磁ホルダ32aに設けられた貫通孔と第2の集磁ホルダ32bに設けられた貫通孔が、径方向から見て同一線上に設けられ、磁気シールド40に設けられた突起が、当該同一線に沿って2つの貫通孔に挿入されるようにしてもよい。
In the first embodiment, the first magnetic
・第2実施形態では、磁気シールド40における突起101が設けられた部分の軸方向における長さは、磁気シールド40における突起101が設けられていない部分の軸方向における長さよりも長く設定されたが、同じであってもよい。この場合、フランジ部33aおよびフランジ部35aの円周方向における一部分を切り欠くことにより凹部102を設けたが、第1のリング部33におけるフランジ部33aの設けられていない部分に凹部102を設け、第2のリング部35におけるフランジ部35aの設けられていない部分に凹部102を設けてもよい。
-In 2nd Embodiment, although the length in the axial direction of the part in which the
・第3実施形態では、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bにおける貫通孔104に対応した部分に、突起111aまたは突起111bが交互に設けられたが、これに限らない。たとえば、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bにおける貫通孔104に対応した部分に、それぞれ突起111aおよび突起111bが組み合わされることにより形成される突起110が設けられてもよい。
-In 3rd Embodiment, although the protrusion 111a or the
・集磁ホルダ32および磁気シールド40の両方に突起(第1の突起)および凹部(第1の凹部)を設けてもよい。これらの突起および凹部に係合するように、集磁ホルダ32および磁気シールド40の両方に、当該突起および当該凹部に係合する凹部(第2の凹部)および突起(第1の突起)が設けられてもよい。この場合でも、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の相対的な移動を抑制できる。すなわち、集磁ホルダ32および磁気シールド40の少なくとも一方に、突起および凹部(貫通孔)の少なくとも一方が設けられ、集磁ホルダ32および磁気シールド40の少なくとも他方に、当該突起および当該凹部に係合する凹部および突起が設けられればよい。
A protrusion (first protrusion) and a recess (first recess) may be provided on both the
・第1の実施形態では、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40に設けられた突起110a、突起110b、および貫通孔100は、集磁リング31a,31bの開放部分(係止部39)に対応して設けられたが、これに限らない。集磁リング31a,31bに対する影響が許容程度であれば、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40の周方向におけるどの位置に設けられてもよい。また、第2実施形態も同様に、第1の集磁ホルダ32a、第2の集磁ホルダ32b、および磁気シールド40に設けられた突起101および凹部102は、集磁リング31a,31bの開放部分(係止部39)に対応して設けられたが、これに限らない。
In the first embodiment, the first magnetic
・突起110aおよび突起110bの円筒の分割面が互いに合わされることにより構成される円筒状の突起110は、磁気シールド40の貫通孔100に隙間なく係合してもよいし、許容される程度の隙間を有した状態で挿入されていてもよい。
The
・第1実施形態では、貫通孔100は磁気シールド40の径方向を貫通した孔であったが、これに限らない。貫通孔100の代わりに磁気シールド40を径方向に貫通しない程度の凹部が設けられてもよい。すなわち、磁気シールド40の一部分として、貫通孔および凹部などが設けられてもよい。また、第3実施形態でも同様に、貫通孔104は貫通しない程度の凹部であってもよい。
-In 1st Embodiment, although the through-
・各実施形態では、集磁ホルダ32は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが組み合わされることにより構成されていたが、これに限らない。たとえば、集磁ホルダ32は、第1の集磁ホルダ32aおよび第2の集磁ホルダ32bが一体化したものであってもよい。この場合でも、磁気シールド40に設けられた貫通孔に集磁ホルダ32に設けられた突出部が挿入されることにより、磁気シールド40と集磁ホルダ32との相対的な移動を抑制することができる。
-In each embodiment, although the
・各実施形態では、センサ装置として、トルクを検出するトルク検出装置10に具体化したが、これに限らない。たとえば入力軸20および出力軸21の角度を求めるための角度センサであってもよい。
In each embodiment, the sensor device is embodied as the
10…トルクセンサ、20…入力軸、21…出力軸、22…トーションバー、23…永久磁石、24…ヨーク、24a,24b…磁気ヨーク、25…環状部、25a…爪、26…合成樹脂体、30…集磁ユニット、31a,31b…集磁リング、32…集磁ホルダ、32a…第1の集磁ホルダ、32b…第2の集磁ホルダ、33…第1のリング部、33a…フランジ部、34…基板収容部、35…第2のリング部、35a…フランジ部、36…基板収容部、37…係合突起、38…凹部、40…磁気シールド、50…ホールIC、51…コード、60,61…鍔、60a,61a…ガイド溝、62…隔壁、63…フランジ部、100…貫通孔(一部分、凹部)、101…突起、102,103…凹部、104…貫通孔(一部分、凹部)、110,110a,110b…突起。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記永久磁石が形成する磁界内に配置されて、前記永久磁石との相対的な位置が変化する磁気ヨークと、
前記磁気ヨークを囲むように配置された筒状の集磁ホルダ、前記集磁ホルダの内周面に取り付けられて前記磁気ヨークの磁束を集める集磁リング、および前記集磁ホルダの外周面に嵌合して取り付けられる磁気シールドを有する筒状の集磁ユニットと、
前記永久磁石、前記磁気ヨーク、および前記集磁リングにより形成される磁気回路の磁束を検出する磁気センサと、を備えたセンサ装置において、
前記集磁ホルダおよび前記磁気シールドの相対的な移動を抑制するために、前記集磁ホルダの一部分と前記磁気シールドの一部分とが互いに嵌め合っているセンサ装置。 With permanent magnets,
A magnetic yoke disposed in a magnetic field formed by the permanent magnet and changing a relative position with the permanent magnet;
A cylindrical magnetism collecting holder disposed so as to surround the magnetic yoke, a magnetism collecting ring attached to the inner circumferential surface of the magnetism collecting holder and collecting the magnetic flux of the magnetic yoke, and fitted to the outer circumferential surface of the magnetism collecting holder A cylindrical magnetism collecting unit having a magnetic shield attached together;
In the sensor device comprising the permanent magnet, the magnetic yoke, and a magnetic sensor for detecting a magnetic flux of a magnetic circuit formed by the magnetism collecting ring,
A sensor device in which a part of the magnetic flux collecting holder and a part of the magnetic shield are fitted to each other in order to suppress relative movement of the magnetic flux collecting holder and the magnetic shield.
前記集磁ホルダおよび前記磁気シールドのうち少なくとも一方に、前記一部分として、第1の突起および第1の凹部の少なくとも一方が設けられ、
前記集磁ホルダおよび前記磁気シールドのうち少なくとも他方に、前記一部分として、前記第1の突起に嵌まる第2の凹部および前記第1の凹部に嵌まる第2の突起の少なくとも一方が設けられるセンサ装置。 The sensor device according to claim 1,
At least one of the first protrusion and the first recess is provided as at least one of the magnetic flux collecting holder and the magnetic shield,
A sensor in which at least one of the magnetic flux collecting holder and the magnetic shield is provided with at least one of a second recess that fits in the first projection and a second projection that fits in the first recess as the part. apparatus.
前記集磁ホルダは、軸方向に分割された第1の集磁ホルダおよび第2の集磁ホルダを相互に組み付けられてなり、
前記第1の集磁ホルダおよび前記第2の集磁ホルダには、それぞれ前記第1の突起が設けられ、前記磁気シールドには前記第2の凹部が設けられ、前記第1の集磁ホルダの前記第1の突起および前記第2の集磁ホルダの前記第1の突起は前記第2の凹部に挿入されるセンサ装置。 The sensor device according to claim 2,
The magnetic flux collecting holder is formed by assembling the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder that are divided in the axial direction,
The first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder are each provided with the first protrusion, the magnetic shield is provided with the second recess, and the first magnetic flux collecting holder The first protrusion and the first protrusion of the second magnetism collecting holder are inserted into the second recess.
前記第1の突起は、前記第1の集磁ホルダおよび前記第2の集磁ホルダの合わせ面に沿って2つに分割されており、
前記第1の集磁ホルダ側の分割された第1の突起および前記第2の集磁ホルダ側の分割された第1の突起が合わされた状態で、前記磁気シールドの前記第2の凹部に挿入されるセンサ装置。 The sensor device according to claim 3,
The first protrusion is divided into two along the mating surfaces of the first magnetic flux collecting holder and the second magnetic flux collecting holder,
Inserted into the second recess of the magnetic shield in a state where the divided first protrusion on the first magnetic flux collecting holder side and the divided first protrusion on the second magnetic flux collecting holder side are combined. Sensor device.
前記第1の突起、前記第1の凹部、前記第2の突起、および前記第2の凹部は、前記集磁リングの周方向における開放部分に対応した部分に設けられているセンサ装置。 In the sensor apparatus as described in any one of Claims 2-4,
The sensor device, wherein the first protrusion, the first recess, the second protrusion, and the second recess are provided in a portion corresponding to an open portion in a circumferential direction of the magnetism collecting ring.
前記第1の突起および前記第2の凹部、ならびに前記第2の突起および前記第1の凹部の少なくとも一方は、前記集磁リングの周方向に複数設けられているセンサ装置。 In the sensor apparatus as described in any one of Claims 2-5,
A sensor device in which at least one of the first protrusion and the second recess, and the second protrusion and the first recess is provided in the circumferential direction of the magnetism collecting ring.
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Cited By (2)
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JP2021018215A (en) * | 2019-07-24 | 2021-02-15 | 多摩川精機株式会社 | Fastening structure for metal case and resin holder of torque sensor |
-
2016
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