JP2005014814A

JP2005014814A - 操舵装置

Info

Publication number: JP2005014814A
Application number: JP2003184657A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Tsuji; 泰明辻
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】回転角度検出器を嵌め込みにより取着することができ、しかも、回転角度検出器の取着精度を長期間に亘って維持することが可能な操舵装置を提供する。
【解決手段】舵取り操作により回転する出力軸３を支持するハウジング８に、出力軸３の回転角度を検出する回転角度検出器６が挿入により収容される収容部８ａ及び該収容部８ａの一部が窪む凹所８３を設け、回転角度検出器６は前記凹所８３に内嵌されて撓む可撓凸部６９，６９ａ及び該可撓凸部６９，６９ａよりも硬質であり、前記凹所８３に内嵌されて前記回転角度検出器６が前記出力軸３の周方向へ回動するのを規制する規制凸部６８，６８ａを備え、経年時には可撓凸部６９，６９ａの弾性復元力によって回転角度検出器６の取着精度を維持することができるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は舵取り操作により回転する回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器を備えた操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の操舵装置としては、例えば操舵輪に繋がる回転部材と、前記操舵輪の操舵角中点からの前記回転部材の回転角度を検出するための回転角度検出器と、前記回転部材を支持する支持部材とを備えている。
【０００３】
回転角度検出器は、一般的には、別個の装置として構成されており、例えば特許文献１、２に記載されている。
特許文献１、２の回転角度検出器は、操舵輪に繋がる回転部材の周面に嵌合固定される環状駆動歯車と、該環状駆動歯車に噛合して従動回転され、磁石を有する２つの従動歯車と、環状駆動歯車の回転に伴って回転角度情報を生成する回路構成要素を有し、回転軸と一体に回転する環状駆動歯車の回転角度を検出する検出部と、該検出部及び前記従動歯車を収容して支持し、外周部に貫通孔を有する取着片が突設されたケースとを備えている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５９０３７号公報
【特許文献２】
特表２００１−５０５６６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように操舵装置と別個の装置として構成されている回転角度検出器を操舵装置に組み込む場合、例えば回転部材としての操舵軸に前記環状駆動歯車を嵌合固定し、操舵軸を回転自在に支持するハウジングの開口側端面に前記ケースをボルト等の複数本の締付ねじにより取着することになるため、この回転角度検出器の取着構造が複雑であり、取着作業性を簡素化することが要望されていた。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は回転角度検出器を嵌め込みにより取着することができ、しかも、回転角度検出器の取着精度を長期間に亘って維持することが可能な操舵装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る操舵装置は、舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、該回転角度検出器を支持する支持部材とを備えた操舵装置において、前記支持部材は前記回転角度検出器が挿入により収容され、一部に凹所を有する収容部を備えており、前記回転角度検出器は前記凹所に内嵌されて撓む可撓凸部と該可撓凸部よりも硬質であり、前記凹所に内嵌されて前記回転角度検出器が前記回転部材の周方向へ回動するのを規制する規制凸部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第１発明にあっては、可撓凸部及び規制凸部を備える回転角度検出器を支持部材の収容部に挿入し、可撓凸部及び規制凸部を凹所に内嵌することにより、回転角度検出器が前記回転部材の周方向へ回動するのを規制した状態で回転角度検出器を取着することができるため、回転角度検出器の取着構造が簡単であり、回転角度検出器を簡易に取着することができる。
しかも、可撓凸部は凹所に内嵌されて撓んでいるため、経年により規制凸部が縮小して規制取付部による回動規制ができなくなった場合においても、可撓凸部の弾性復元力によって回転角度検出器が回転部材の周方向へ回動するのを規制することができ、回転角度検出器の取着精度を長期間に亘って維持することが可能である。
【０００９】
第２発明に係る操舵装置は、前記回転角度検出器は前記回転角度を検出する検出部及び該検出部に接続された導線を有しており、前記可撓凸部は前記導線を保持するグロメットであることを特徴とする。
【００１０】
第２発明にあっては、グロメットが可撓凸部を兼ねているため、可撓凸部を有する割に回転角度検出器の取着構造を簡単にできる。
【００１１】
第３発明に係る操舵装置は、前記回転角度検出器は前記回転角度を検出する検出部を支持した合成樹脂製のケースを有しており、前記規制凸部は前記ケースと一体に成形されていることを特徴とする。
【００１２】
第３発明にあっては、規制凸部がケースと一体に成形されているため、規制凸部を有する割に回転角度検出器の取着構造を簡単にできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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。
実施の形態１
図１は本発明に係る操舵装置の実施の形態１の構成を示す回転角度検出器部分の一部を省略した底面図、図２は操舵装置の全体の構成を示す断面図、図３は回転角度検出器の一部の構成を示す拡大した斜視図、図４は回転角度検出器の一部の構成を示す分解した斜視図、図５はケースの一部の構成を示す斜視図、図６は回転角度検出器と凹所との関係を示す説明図、図７は可撓凸部及び規制凸部の関係を示す説明図である。
【００１４】
図２に示した操舵装置は操舵補助力の発生源として電動モータを用いる電動パワーステアリング装置であり、操舵輪Ａに連結される入力軸１と、該入力軸１にトーションバー２を介して同軸的に連結される出力軸３と、入力軸１に加わるトルクを検出するトルクセンサ４と、該トルクセンサ４が検出したトルクに基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ（図示せず）と、該電動モータの回転を出力軸３に伝動する減速歯車機構５と、出力軸３（回転部材）の回転角度を検出する回転角度検出器６と、出力軸３をラックピニオン式の舵取機構（図示せず）に連動連結するユニバーサルジョイント等の伝動軸（図示せず）とを備えている。尚、入力軸１、トーションバー２、出力軸３及び伝動軸が回転部材を構成している。
【００１５】
入力軸１はトーションバー２の一端部が挿入されたセンサ支持筒１ａと、該センサ支持筒１ａの外周に嵌合固定されたターゲット７とを有しており、センサ支持筒１ａの一端部がニードル軸受９を介して支持部材としてのハウジング８（支持部材）内に支持されている。
【００１６】
出力軸３はセンサ支持筒１ａの他端部及びトーションバー２の他端部が挿入された筒形に形成されている。この出力軸３の一端部にはターゲット７と隣り合うターゲット１０を有しており、軸長方向の途中には減速歯車機構５のウォームホイール５ａ及び該ウォームホイール５ａの両側に配置される２つの転がり軸受１１，１２の内輪が外嵌固定されており、各転がり軸受１１，１２を介して出力軸３がハウジング８内に支持されている。また、出力軸３におけるウォームホイール５ａ及び転がり軸受１１の間に駆動歯車１３が外嵌固定されている。
【００１７】
ハウジング８は回転角度検出器６及びウォームホイール５ａが挿入により収容され、一部に凹所８３を有する第１の収容部８ａと、該収容部８ａに連通し減速歯車機構５のウォームが収容された第２の収容部（図示せず）と、トルクセンサ４が収容された第３の収容部８ｂとが設けられている。このハウジング８は第１の収容部８ａ及び第２の収容部を有する第１の半体８１と、第３の収容部８ｂを有し、第１の半体８１に接合される第２の半体８２とからなる。
【００１８】
第１の半体８１は第１の収容部８ａを有する部分が略椀形に形成されており、第２の収容部を有する部分が略筒形に形成されており、椀形部分の開放端が第２の半体８２と接合される接合端８１ａになっている。第１の半体８１には第２の半体８２に接合される接合端８１ａから凹設された凹所８３が設けられている。また、前記接合端８１ａと前記筒形部分の開放端面とには複数のねじ孔８１ｃが穿設されており、前記筒形部分の開放端面に電動モータが取着される。
【００１９】
第２の半体８２は筒部８２ａと、該筒部８２ａの一端に連なりその外周部が接合端８１ａ及び後記するグロメットの一部に当接する円板部８２ｂとを有しており、該円板部８２ｂの外周部に接合用の２つの貫通孔（図示せず）が設けられている。この貫通孔からねじ孔８１ｃに締付ねじ（図示せず）を挿入することにより第１及び第２の半体８１，８２が接合される。
【００２０】
回転角度検出器６は出力軸３の途中に外嵌固定された駆動歯車１３に噛合して遊転する小径の従動歯車６１と、該従動歯車６１の回転を減速する複数の減速歯車６２ａ〜６２ｄと、従動歯車６１及び最終の減速歯車６２ｄの回転量を電圧に変換して検出する検出部６３，６３と、これら従動歯車６１、減速歯車６２ａ〜６２ｄ及び検出部６３，６３を収容して支持する合成樹脂製のケース６４と、検出部６３，６３に接続された複数本の導線６５と、ケース６４に取着されて導線６５を保持し凹所８３に内嵌されるグロメット６６とを備えている。導線６５は検出部６３，６３が検出した検出回転量を検出信号として出力する。この検出信号はマイクロプロセッサを用いてなる制御部（図示せず）に与えられている。制御部では従動歯車６１及び最終の減速歯車６２ｄの回転量の差（検出信号の差）から出力軸３と一体回転する駆動歯車１３の回転角度を求める。
【００２１】
ケース６４は中心部に出力軸３が挿通される貫通孔６４ａを有する略Ｄ字形に成形されており、円形周面の一部に取着凸部６７が一体に成形されている。
【００２２】
この取着凸部６７は離隔して向き合う２つの立上り壁６７ａ，６７ｂと、該立上り壁６７ａ，６７ｂに連結された底壁６７ｃ及び先端壁６７ｄとを有する。各立上り壁６７ａ，６７ｂ及び先端壁６７ｄには立上り壁６７ａ，６７ｂの立上り方向と交差する方向へ凹設され、グロメット６６の一部が嵌合される凹部６７ｅ，６７ｆ，６７ｇと、凹部６７ｅ，６７ｆの両側位置から外部へ突設された規制凸部６８，６８ａとが設けられている。
【００２３】
この規制凸部６８，６８ａは凹所８３の、出力軸３の周方向に向き合う側面８３ａ，８３ｂに接触して回転角度検出器６が出力軸３の周方向へ回動するのを規制するようにしてある。凹所８３の側面８３ａ，８３ｂ間の寸法をＸとした場合、規制凸部６８，６８ａ間の寸法Ｙを（Ｙ＞Ｘ）とし、規制凸部６８，６８ａを凹所８３に比較的小さい圧入抵抗で圧入するようにしてある。また、規制凸部６８，６８ａは立上り壁６７ａ，６７ｂの立上り方向と交差する方向へ条状に突設されており、先端縁を円弧面とし、凹所８３への嵌合抵抗が小さくなるようにしてある。
【００２４】
グロメット６６は合成ゴム、合成樹脂等の可撓性を有する材料により略直方体に形成されており、両側部及び一面部には凹部６７ｅ，６７ｆ，６７ｇに嵌合される凸部６６ａ，６６ｂ，６６ｃが突設されており、各凸部６６ａ，６６ｂ，６６ｃを凹部６７ｅ，６７ｆ，６７ｇに嵌合することにより取着凸部６７にグロメット６６を保持してある。両側部に突設された凸部６６ａ，６６ｂの先端部分には凹所８３の、出力軸３の周方向に向き合う側面８３ａ，８３ｂに接触して撓む可撓凸部６９，６９ａが一体に設けられている。この可撓凸部６９，６９ａは可撓凸部６９，６９ａ間の寸法Ｗを（Ｗ＞Ｙ＞Ｘ）とし、経年により規制凸部６８，６８ａが縮小した場合においても可撓凸部６９，６９ａの弾性復元力が凹所８３に加わるようにしてある。また、グロメット６６には導線６５が挿通される複数の貫通孔６６ｄが設けられている。
【００２５】
尚、トルクセンサ４は操舵輪Ａの操舵により入力軸１に加わるトルクをトーションバー２に生じる捩れによって検出するものであり、該トルクセンサ４が検出したトルク等に基づいて操舵補助用の電動モータが駆動制御されるように構成されている。
【００２６】
以上のように構成された操舵装置は、第１の収容部８ａに嵌合固定された転がり軸受１２の内輪に、ウォームホイール５ａとターゲット１０及び駆動歯車１３とが嵌合固定された出力軸３の他端部を挿入して出力軸３の他端部を第１の半体８１に支持する。出力軸３の他端部を支持した第１の半体８１の収容部８ａに、グロメット６６が保持された回転角度検出器６を挿入し、該回転角度検出器６の従動歯車６１を駆動歯車１３に噛合させるとともに、取着凸部６７を第１の半体８１の凹所８３に内嵌することにより回転角度検出器６をハウジング８に組み込むことができる。
【００２７】
取着凸部６７を凹所８３に内嵌するとき、グロメット６６の可撓凸部６９，６９ａが凹所８３の側面８３ａ，８３ｂに接触して撓むとともに、規制凸部６８，６８ａが凹所８３の側面８３ａ，８３ｂに接触する。この規制凸部６８，６８ａは可撓凸部６９，６９ａよりも硬質の合成樹脂製であるため、回転角度検出器６が出力軸３の周方向へ回動するのを規制することができ、回転角度検出器６の取着精度を維持することができる。又、規制凸部６８，６８ａは合成樹脂製であるため、経年のクリープにより縮小し、規制凸部６８，６８ａ間の寸法Ｙが凹所８３の側面８３ａ，８３ｂ間の寸法Ｘよりも小さくなることが考えられる。しかしながら、可撓凸部６９，６９ａが撓んだ状態で凹所８３の側面に接触しており、可撓凸部６９，６９ａの弾性復元力が凹所８３の側面８３ａ，８３ｂに加わっているため、経年により可撓凸部６９，６９ａが縮小することがあっても、可撓凸部６９，６９ａにより回転角度検出器６が出力軸３の周方向へ回動するのを規制することができ、経年時においても回転角度検出器６の取着精度を維持することができる。
【００２８】
回転角度検出器６を第１の半体８１に組み込んだ後、第３の収容部８ｃにトルクセンサ４が収容され、転がり軸受１１が嵌合固定された第２の半体８２の円板部８２ｂを第１の半体８１の接合端８１ａに当接させ、円板部８２ｂの外周部に穿設された貫通孔８２ｃからねじ孔８１ｃに締付ねじを挿入することにより第２の半体８２を第１の半体８１に接合する。この場合、円板部８２ｂが取着凸部６７の一面に接触し、回転角度検出器６の、出力軸３の軸長方向への移動を規制することができる。
【００２９】
以上のように回転角度検出器６は出力軸３等の回転部材を支持するハウジング８の収容部８ａに収容するように構成されており、しかも、回転角度検出器６は規制凸部６８，６８ａ及び可撓凸部６９，６９ａを有しており、この規制凸部６８，６８ａ及び可撓凸部６９，６９ａが内嵌される凹所８３をハウジング８に設けてあるため、操舵装置の組立て時に回転角度検出器６を収容部８ａに挿入し、規制凸部６８，６８ａ及び可撓凸部６９，６９ａを凹所８３に嵌合することにより回転角度検出器６を組み込むことができ、回転角度検出器６の組込作業性を高めることができる。
【００３０】
実施の形態２
図８は操舵装置の実施の形態２の構成を示す回転角度検出器取着部分の拡大断面図である。
この実施の形態２の操舵装置は、取着凸部６７の両側に規制凸部６８，６８ａ及び可撓凸部６９，６９ａを設ける代わりに、取着凸部６７の一側に規制凸部６８及び可撓凸部６９を設け、他側には規制凸部６８ａ及び可撓凸部６９ａを設けない構成としたものである。
【００３１】
実施の形態２において、規制凸部６８と立上り壁６７ｂとの間寸法Ｙ’は凹所８３の側面８３ａ，８３ｂ間の寸法Ｘよりも大きくする。また、可撓凸部６９と立上り壁６７ｂとの間寸法Ｗ’は凹所８３の側面８３ａ，８３ｂ間の寸法Ｘ及び前記寸法Ｙ’よりも大きくする。
【００３２】
実施の形態２にあっては、取着凸部６７を凹所８３に内嵌するとき、立上り壁６７ｂが凹所８３の側面８３ｂに接触するとともに、可撓凸部６９が凹所８３の側面８３ａに接触して撓み、さらに規制凸部６８が側面８３ａに接触する。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００３３】
尚、以上説明した実施の形態では回転角度検出器６のグロメット６６に可撓凸部６９，６９ａを一体に設けたが、その他、この可撓凸部６９，６９ａはグロメット６６と別に設け、例えば取着凸部６７に内嵌される部材と一体に成形した構成、又は取着凸部６７に接着等の保持手段により保持した構成としてもよい。また、規制凸部６８，６８ａを合成樹脂製のケース６４と一体に成形された構成としたが、その他、この規制凸部６８，６８ａはケース６４と別に設け、例えば接着等の保持手段により保持した構成としてもよい。可撓凸部６９，６９ａをグロメット６６と別に設ける場合、グロメット６６は適宜の手段によりハウジング８の例えば半体８１に保持する。
【００３４】
また、以上説明した実施の形態では取着凸部６７の両側、換言すれば可撓凸部６９，６９ａの両側に夫々２つの規制凸部６８，６８ａを配置したが、その他、この規制凸部６８，６８ａは取着凸部６７の両側であり、可撓凸部６９，６９ａの一側にだけ配置した構成としてもよい。尚、図８にあっては可撓凸部６９の一側にだけ規制凸部６８を配置した構成としてもよい。
【００３５】
また、以上説明した実施の形態では出力軸３を支持する支持部材としてのハウジング８に回転角度検出器６を支持したが、その他、この回転角度検出器６はハウジング８と別個に設けられる支持部材に支持する構成としてもよい。
【００３６】
また、本発明に係る操舵装置は操舵補助用の電動モータを備えた電動パワーステアリング装置である他、操舵補助用の電動モータを備えていない操舵装置であってもよい。また、回転角度検出器６の構成は特に制限されるものでない。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、回転角度検出器の取着構造を簡単にでき、回転角度検出器を簡易に取着することができる。しかも、回転角度検出器の取着精度を長期間に亘って維持することが可能である。
【００３８】
第２発明によれば、可撓凸部を有する割に回転角度検出器の取着構造を簡単にできる。
【００３９】
第３発明によれば、規制凸部を有する割に回転角度検出器の取着構造を簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る操舵装置の実施の形態１の構成を示す回転角度検出器部分の一部を省略した底面図である。
【図２】本発明に係る操舵装置の全体の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る操舵装置の回転角度検出器の一部の構成を示す拡大した斜視図である。
【図４】本発明に係る操舵装置の回転角度検出器の一部の構成を示す分解した斜視図である。
【図５】本発明に係る操舵装置のケースの一部の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る操舵装置の回転角度検出器と凹所との関係を示す説明図である。
【図７】本発明に係る操舵装置の可撓凸部及び規制凸部の関係を示す説明図である。
【図８】本発明に係る操舵装置の実施の形態２の構成を示す回転角度検出器取着部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
３出力軸（回転部材）
６回転角度検出器
６３検出部
６４ケース
６５導線
６６グロメット
６８規制凸部
６９可撓凸部
８ハウジング（支持部材）
８ａ収容部
８３凹所

Claims

舵取り操作により回転する回転部材と、該回転部材の回転角度を検出する回転角度検出器と、該回転角度検出器を支持する支持部材とを備えた操舵装置において、前記支持部材は前記回転角度検出器が挿入により収容され、一部に凹所を有する収容部を備えており、前記回転角度検出器は前記凹所に内嵌されて撓む可撓凸部と該可撓凸部よりも硬質であり、前記凹所に内嵌されて前記回転角度検出器が前記回転部材の周方向へ回動するのを規制する規制凸部とを備えていることを特徴とする操舵装置。
前記回転角度検出器は前記回転角度を検出する検出部及び該検出部に接続された導線を有しており、前記可撓凸部は前記導線を保持するグロメットである請求項１記載の操舵装置。
前記回転角度検出器は前記回転角度を検出する検出部を支持した合成樹脂製のケースを有しており、前記規制凸部は前記ケースと一体に成形されている請求項１記載の操舵装置。