JP4776574B2 - Rotation sensor - Google Patents
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Description
本発明は、相対的に回転する二部材である例えば車両のステアリングコラムのコンビネーションスイッチブラケットとステアリングシャフトとの間に取り付けられてステアリングシャフトの回転方向及び回転角を検出する回転センサに好適な回転センサに関する。 The present invention is a rotation sensor suitable for a rotation sensor that is mounted between a combination switch bracket of a steering column of a vehicle, for example, and a steering shaft, and detects a rotation direction and a rotation angle of the steering shaft. About.
相対的に回転する二部材である例えば車両のステアリングコラムのコンビネーションスイッチブラケット(車体側)とステアリングシャフト及びステアリングホイール(回転側)との間にステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出する回転センサが取り付けられている(例えば、特許文献1参照)。 A rotation sensor for detecting a rotation direction and a rotation angle of the steering shaft is provided between a pair of relatively rotating members, for example, a combination switch bracket (vehicle body side) of a steering column of a vehicle and a steering shaft and a steering wheel (rotation side). It is attached (for example, refer to Patent Document 1) .
このような回転センサの一例として、例えば図6及び図7に示すように車体側に固定されるケースの一部を構成し、図示しないステアリングシャフトが貫通される貫通孔1aが設けられたステータ1と、貫通孔1aの一側(下側)に配置され、ステアリングシャフトが挿通されてステアリングシャフトと一体に回転可能に装着される円筒部2aと、この円筒部2aの端部に貫通孔1aの周縁部と対向し貫通孔1aよりも大径のフランジ2bを有するロータ2と、ステータ1の貫通孔1aの他側(上側)からロータ2の円筒部2aの内側に嵌合されステアリングシャフトが挿通される円筒部3aと、この円筒部3aの端部に貫通孔1aの周縁部と対向し当該貫通孔1aよりも大径のフランジ3bを有し、このフランジ3bとロータ2のフランジ2bとによりステータ1にロータ2を所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブ3と、ロータ2の円筒部2aとスリーブ3の円筒部3aとに設けられてこれらを固定する固定手段4とを備えた構成が知られている。
As an example of such a rotation sensor, for example, as shown in FIGS. 6 and 7, a stator 1 that constitutes a part of a case fixed to the vehicle body side and is provided with a through
固定手段4は、スリーブ3の円筒部3aの下端に軸線方向に延出された舌片状の延出部5からフランジ3bの上端面まで軸線方向に形成された縦長の嵌合窓6と、ロータ2の内面所定位置に上端部7aから下端部7bに向かってテーパ状をなして内方に突出する側面から見て略楔状をなし、嵌合窓6に上端部7a側から嵌合可能とされた嵌合用突部7、及び円筒部2aの嵌合用突部7の両側に軸方向に沿って形成され延出部5を軸方向にガイドするガイド部8等により構成されている。このような固定手段4がロータ2の円筒部2aとスリーブ3の円筒部3aに周方向に沿って所定の間隔で複数箇所例えば3箇所形成されている。
The fixing means 4 includes a vertically
そして、図7及び図8に示すようステータ1の貫通孔1aを通してスリーブ3の円筒部3a及び延出部5をガイド部8に沿ってロータ2の円筒部2a内に挿入し、嵌合窓6に嵌合用突部7を嵌合させてロータ2とスリーブ3を固定する。この状態において図9に示すようにロータ2のフランジ2bとスリーブ3のフランジ3bがステータ1の貫通孔1aの対向する周縁部を僅かなクリアランスdを有して挟み、これらのロータ2とスリーブ3がステアリングシャフトと共にステータ1に対して円滑に回転可能とされている。
Then, as shown in FIGS. 7 and 8, the
尚、図7においてクリアランスdは、ステータ1の貫通孔1aの周縁部上面とスリーブ3のフランジ3bの下面との間の隙間として描いてあるが、ロータ2のフランジ2aの上面と貫通孔1aの周縁部の下面との間のクリアランスとしても良い。或いは両側のフランジ2b、フランジ3bと貫通孔1aの対向する周縁部両面との間のクリアランスとしても良い。この場合貫通孔1aの両側のクリアランスの和が所定のクリアランスdとなる。
In FIG. 7, the clearance d is depicted as a gap between the upper surface of the peripheral edge of the through
また、ステアリングシャフトに相対回転不能に挿通するスリット板と、ステアリングシャフトの中心軸に直交する面で二分割してありスリット板を回動自在に収容する一対の本体ケースとを具備し、一対のケースの外周壁を同一の外周面となるように形成し、一方の本体ケースの外周壁に、複数の係止窓を穿設し、他方の本体ケースの外周壁の内側に一方の本体ケースの外周壁の内側に嵌合する嵌合壁を形成し、この嵌合壁に係止窓に係止可能な係止突起を突設した構成の回転センサが知られている。
しかしながら、上述した従来の回転センサにおいてはスリーブ3の嵌合窓6にロータ2の嵌合用突部7を確実に嵌合させるために、図7に示すようにロータ2側に設けられた嵌合用突部7の下端部7bの端面とスリーブ3側に設けられた嵌合窓6の嵌合用突部7の下端部7bと対向する端面との間に微小な隙間gを予め設定しなければならない。
However, in the conventional rotation sensor described above, in order to securely fit the
このため、ロータ2のフランジ2bとスリーブ3のフランジ3bの対向面間の隙間Dが隙間g分だけ増加し、スリーブ3が図9の矢印で示す軸方向へ動き、ロータ2の軸線方向(上下方向)のガタがクリアランスdに加えて更に増えることとなる。また、ロータ2の軸線方向(上下方向)の隙間が増えるためにロータ2の回転軸の傾きが大きくなる。そして、ロータ2の軸線方向のガタと傾きの増加は、当該ロータ2とステータ1との間に取り付けられるセンサの検出誤差の増大を招く結果となる。特許文献1に記載されている二分割された本体ケースの固定構造においても上述と同様の問題がある。
For this reason, the gap D between the opposing surfaces of the
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ステータと当該ステータに回転自在に支持されるロータとの間の隙間を少なくしてロータのガタ付や傾きを抑えセンサの検出誤差の低減を図るようにした回転センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and reduces the gap between the stator and the rotor rotatably supported by the stator, thereby suppressing rattling and tilting of the rotor and reducing the detection error of the sensor. An object of the present invention is to provide a rotation sensor designed to be illustrated.
上記目的を達成するために本発明に係わる回転センサは、
回転軸とは独立して固定され当該回転軸が貫通される貫通孔が設けられたステータと、
前記ステータの貫通孔の一側に配置され、前記回転軸が挿通されて当該回転軸と一体に回転可能に装着される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有するロータと、
前記ステータの貫通孔の他側から前記ロータの円筒部の内側に嵌合され前記回転軸が挿通される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有し、当該フランジと前記ロータのフランジとにより前記ステータに前記ロータを所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブと、
前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とに設けられてこれらを固定する固定手段とを備えた回転センサにおいて、
前記固定手段は、
前記ロータの円筒部の内周面に周方向に間隔を存して形成された嵌合用突部及び係合用突部と、
前記スリーブの円筒部に前記嵌合用突部及び係合用突部と対応して周方向に沿って形成され、前記ロータの円筒部に前記スリーブの円筒部を前記所定のクリアランスまで挿入して周方向に所定の角度だけ回転させたときに前記嵌合用突部と嵌合する嵌合部及び前記係合用突部が係合する係合溝とからなり、
前記スリーブの円筒部には当該円筒部を前記ロータの円筒部に前記所定のクリアランスの位置まで挿入可能とするために前記嵌合用突部及び係合用突部をそれぞれ挿入するガイド溝が前記円筒部の開口端から所定の位置まで形成されており、
前記ロータの円筒部に形成された前記嵌合用突部及び係合用突部は前記スリーブを回転させることによりそれぞれ前記ガイド溝から前記嵌合部及び係合溝に嵌合及び係合されるようになっており、
前記嵌合用突部は前記スリーブの回転開始位置から回転停止位置に向かって周方向に沿って内周面から内方にテーパ状に突出する略楔状をなし、
前記嵌合部は前記ガイド溝と当該ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在するスリットにより舌片状をなし、かつ前記嵌合部には前記嵌合用突部が嵌合する嵌合窓が形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から抜け出した前記楔状の嵌合用突部により内方に湾曲変形されて前記嵌合窓への当該嵌合用突部の挿入を許容し、前記スリーブの回転停止位置において前記嵌合窓と前記嵌合用突部が係合し、
前記係合溝は前記ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在して形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から前記係合用突部を係合させ、前記スリーブの回転停止位置において当該係合溝の終端に当接させることにより、前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とを固定することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the rotation sensor according to the present invention comprises:
A stator provided with a through-hole that is fixed independently of the rotating shaft and through which the rotating shaft passes;
A cylindrical portion that is disposed on one side of the through hole of the stator, is inserted into the rotation shaft so as to be rotatable integrally with the rotation shaft, and is opposed to the peripheral portion of the through hole at the end of the cylindrical portion. A rotor having a flange having a diameter larger than that of the through hole;
A cylindrical portion that is fitted to the inside of the cylindrical portion of the rotor from the other side of the through hole of the stator, and the peripheral portion of the through hole is opposed to the peripheral portion of the through hole at the end of the cylindrical portion. A sleeve that has a larger diameter flange, and the flange and the rotor flange hold the rotor rotatably with a predetermined clearance in the stator;
In the rotation sensor provided with the cylindrical portion of the rotor and the cylindrical portion of the sleeve and fixing means for fixing them,
The fixing means includes
A fitting protrusion and an engaging protrusion formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor at intervals in the circumferential direction;
The cylindrical portion of the sleeve is formed along the circumferential direction corresponding to the fitting protrusion and the engaging protrusion, and the cylindrical portion of the sleeve is inserted into the cylindrical portion of the rotor up to the predetermined clearance. Ri Do from the engaging groove engaging portion and the engaging projection is engaged to the engaging projection and the fitting when rotated by a predetermined angle,
The cylindrical portion of the sleeve has guide grooves into which the fitting protrusion and the engaging protrusion are inserted so that the cylindrical portion can be inserted into the cylindrical portion of the rotor up to the predetermined clearance position. It is formed from the opening end of to a predetermined position,
The fitting protrusion and the engaging protrusion formed on the cylindrical portion of the rotor are fitted and engaged with the fitting portion and the engaging groove from the guide groove by rotating the sleeve, respectively. And
The fitting protrusion has a substantially wedge shape protruding inward from the inner peripheral surface along the circumferential direction from the rotation start position of the sleeve toward the rotation stop position,
The fitting portion is formed in a tongue-like shape by a slit extending in the circumferential direction and connected to the guide groove and a terminal portion of the guide groove, and the fitting protrusion is fitted into the fitting portion. A fitting window is formed, and is bent and deformed inward by the wedge-shaped fitting protrusion protruding from the guide groove with the rotation of the sleeve, so that the insertion of the fitting protrusion into the fitting window is allowed. , The fitting window and the fitting protrusion engage at the rotation stop position of the sleeve,
The engagement groove is formed to extend in the circumferential direction continuously to the end portion of the guide groove, and the engagement protrusion is engaged from the guide groove with the rotation of the sleeve, and the rotation of the sleeve The cylindrical portion of the rotor and the cylindrical portion of the sleeve are fixed by being brought into contact with the end of the engaging groove at the stop position .
ステータの貫通孔の一側(下側)にロータを配置して貫通孔の周縁部にロータのフランジを対向させ、ステータの貫通孔の他側(上側)にスリーブを配置して貫通孔の周縁部にスリーブのフランジを対向させ、かつスリーブの円筒部をロータの円筒部に当該スリーブのフランジと貫通孔の周縁部との間に所定のクリアランスを有する位置まで挿入する。次いで、ロータに対してスリーブを周方向に所定の角度だけ回転させてロータの円筒部の内周面に形成された嵌合用突部をスリーブの円筒部に形成された嵌合部に嵌合させると共に、ロータの円筒部の内周面に形成された係合用突部をスリーブの円筒部に形成された係合溝に係合させて固定する。 A rotor is arranged on one side (lower side) of the through hole of the stator, a flange of the rotor is opposed to the peripheral part of the through hole, and a sleeve is arranged on the other side (upper side) of the through hole of the stator. The sleeve is opposed to the flange of the sleeve, and the cylindrical portion of the sleeve is inserted into the cylindrical portion of the rotor to a position having a predetermined clearance between the flange of the sleeve and the peripheral portion of the through hole. Next, the sleeve is rotated by a predetermined angle in the circumferential direction with respect to the rotor, and the fitting protrusion formed on the inner circumferential surface of the cylindrical portion of the rotor is fitted into the fitting portion formed on the cylindrical portion of the sleeve. At the same time, the engaging protrusion formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor is engaged with and fixed to the engaging groove formed on the cylindrical portion of the sleeve.
スリーブは、円筒部がロータの円筒部に所定のクリアランスを有する位置まで挿入された位置が回転開始位置となり、係合用突部が係合溝の終端部に当接し、嵌合用突部が嵌合部に嵌合した位置が回転停止位置となる。 In the sleeve, the position at which the cylindrical portion is inserted to the position where the cylindrical portion of the rotor has a predetermined clearance is the rotation start position, the engaging protrusion comes into contact with the terminal end of the engaging groove, and the fitting protrusion is fitted The position fitted to the part is the rotation stop position.
嵌合用突部と係合用突部は、協働してロータとステータとの間の隙間が、嵌合用突部と嵌合部とを確実に嵌合させるために必要な隙間によって増加することを抑えてロータが軸線方向に移動したり傾斜することを低減して所定のクリアランスに保持すると共に、スリーブが周方向に移動してずれたり外れたりすることを防止する。また、ロータがステータに対して所定のクリアランスを有して円滑に回転可能となる。これにより、ステータとロータとの間に配置されるセンサの検出誤差の増大を防ぐことが可能となる。 The fitting protrusion and the engaging protrusion cooperate to increase the gap between the rotor and the stator by the gap necessary to securely fit the fitting protrusion and the fitting portion. This suppresses the movement and inclination of the rotor in the axial direction and keeps it at a predetermined clearance, and prevents the sleeve from moving and shifting in the circumferential direction. Further, the rotor can rotate smoothly with a predetermined clearance with respect to the stator. Thereby, it is possible to prevent an increase in detection error of a sensor arranged between the stator and the rotor.
また、ロータの円筒部にスリーブの円筒部を挿入する際にロータの円筒部内面に形成された嵌合用突部及び係合用突部をスリーブの円筒部に形成したガイド溝に挿入し、スリーブの円筒部をロータの円筒部内に所定のクリアランスを有する位置まで挿入する。次いで、スリーブを回転させて嵌合用突部をガイド溝から嵌合部に嵌合させ、係合用突部をガイド溝から係合溝に係合させる。これにより、ステータとロータとの間に所定のクリアランスを確保し、かつスリーブをロータにガタ付くことなく固定することができる。 Further, when the cylindrical portion of the sleeve is inserted into the cylindrical portion of the rotor, the fitting protrusions and the engaging protrusions formed on the inner surface of the cylindrical portion of the rotor are inserted into the guide grooves formed in the cylindrical portion of the sleeve. The cylindrical portion is inserted into the cylindrical portion of the rotor to a position having a predetermined clearance. Next, the sleeve is rotated to fit the fitting projection from the guide groove to the fitting portion, and the engagement projection is engaged from the guide groove to the engagement groove. As a result, a predetermined clearance can be secured between the stator and the rotor, and the sleeve can be fixed to the rotor without rattling.
また、スリーブの円筒部に形成されている嵌合部は舌片状をなしていることにより円筒部の半径方向内方に彎曲変位可能となり、スリーブの回転に伴い楔状をなす嵌合用突部がガイド溝から抜け出して嵌合部とロータの円筒部内周面との間に入り込んで円筒部の内方に彎曲させながら嵌合窓に入り込み、スリーブの回転停止位置において端部が嵌合窓の対向する端面に係止される。同時に係合用突部がガイド溝から係合溝に係合されスリーブの回転停止位置において係合溝の終端位置に当接する。 Further, since the fitting portion formed on the cylindrical portion of the sleeve has a tongue-like shape, the fitting portion can be bent and displaced inward in the radial direction of the cylindrical portion. Pull out from the guide groove, enter between the fitting part and the inner peripheral surface of the cylindrical part of the rotor, enter the fitting window while bending inward of the cylindrical part, and the end part is opposite the fitting window at the rotation stop position of the sleeve It is latched by the end surface to do. At the same time, the engaging protrusion is engaged with the engaging groove from the guide groove and comes into contact with the end position of the engaging groove at the rotation stop position of the sleeve.
スリーブの回転停止位置において嵌合用突部の端面が嵌合窓の対向する端面に係止されかつ一側の端面(上端面)が嵌合窓の対応する端面(上端面)に当接し、係合用突部が係合溝に係合されかつ当該係合溝の終端面に当接することにより、スリーブがロータに対して周方向に動いたり、スリーブ及びロータが軸線方向にガタ付いたり傾いたりすることが防止される。これにより、ロータとステータとの間の隙間が所定のクリアランスに確保される。また、スリーブがロータから脱落することが防止される。 At the rotation stop position of the sleeve, the end face of the fitting projection is locked to the opposite end face of the fitting window, and one end face (upper end face) abuts the corresponding end face (upper end face) of the fitting window. When the joint protrusion is engaged with the engaging groove and abuts against the end surface of the engaging groove, the sleeve moves in the circumferential direction with respect to the rotor, or the sleeve and the rotor are rattled or inclined in the axial direction. It is prevented. Thereby, the clearance gap between a rotor and a stator is ensured by predetermined | prescribed clearance. Further, the sleeve is prevented from falling off the rotor.
また、本発明の請求項2に記載の回転センサは、請求項1に記載の回転センサにおいて、
前記ロータの円筒部の内周面に形成された前記嵌合用突部と前記係合用突部、及び前記スリーブの円筒部に形成された嵌合部及び係合溝はこれらの円筒部の軸線方向に関して異なる位置に設けられていることを特徴としている。
Moreover, the rotation sensor according to
The fitting protrusion and the engaging protrusion formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor, and the fitting portion and the engaging groove formed on the cylindrical portion of the sleeve are in the axial direction of these cylindrical portions. It is characterized by being provided at different positions.
嵌合用突部と係合用突部、及び嵌合部と係合溝が円筒部の軸線方向に関して異なる位置に位置していることにより、嵌め合いのために必要な隙間(ガタ)に起因して嵌合用突部が嵌合窓内で円筒部の軸線方向にずれようとした場合でも係合用突部と協働してスリーブがロータに対して軸線方向に移動したり傾いたりすることが防止され、前記所定のクリアランスが確保される。 The fitting protrusion and the engaging protrusion, and the fitting part and the engaging groove are located at different positions with respect to the axial direction of the cylindrical portion. Even when the fitting projection is about to shift in the axial direction of the cylindrical portion within the fitting window, the sleeve is prevented from moving or tilting with respect to the rotor in cooperation with the fitting projection. The predetermined clearance is ensured.
また、本発明の請求項3に記載の回転センサは、請求項1又は請求項2に記載の回転センサにおいて、
前記固定手段は前記ロータ及びスリーブの各円筒部に周方向に沿って所定の間隔で複数形成されていることを特徴としている。
Moreover, the rotation sensor according to
A plurality of the fixing means are formed at predetermined intervals along the circumferential direction in each cylindrical portion of the rotor and the sleeve.
ロータの円筒部とスリーブの円筒部とを固定する固定手段を、これらの円筒部の周方向に沿って所定の間隔で、好ましくは等間隔で設けることにより、ロータに対するスリーブの傾きや軸線方向のガタを極めて少なくすることが可能となり、ステータとロータとの間の隙間を所定のクリアランスに良好に確保することができる。 By providing fixing means for fixing the cylindrical portion of the rotor and the cylindrical portion of the sleeve at predetermined intervals along the circumferential direction of these cylindrical portions, preferably at equal intervals, the inclination of the sleeve with respect to the rotor and the axial direction The backlash can be extremely reduced, and a gap between the stator and the rotor can be ensured with a predetermined clearance.
本発明によると、ロータの円筒部に形成された嵌合用突部及び係合用突部をスリーブの円筒部に周方向に沿って形成された嵌合部及び係合溝に嵌合及び係合させることにより、スリーブの軸線方向への動きや傾きを少なくすることができ、ロータのガタを極めて小さくすることができる。 According to the present invention, the fitting protrusion and the engagement protrusion formed on the cylindrical portion of the rotor are fitted and engaged with the fitting portion and the engagement groove formed along the circumferential direction on the cylindrical portion of the sleeve. As a result, the movement and inclination of the sleeve in the axial direction can be reduced, and the backlash of the rotor can be extremely reduced.
また、スリーブの円筒部に形成された嵌合用突部をロータの円筒部に形成された嵌合部に嵌合する機構でも、これらの嵌め合いのための隙間に起因するガタや傾きを極めて小さくすることができ、従って、ステータとロータとの間に取り付けられるセンサの検出誤差の増加も小さくすることができる。 In addition, even with a mechanism that fits the fitting protrusion formed on the cylindrical portion of the sleeve into the fitting portion formed on the cylindrical portion of the rotor, the play and inclination caused by the gap for these fittings are extremely small. Accordingly, an increase in detection error of a sensor mounted between the stator and the rotor can be reduced.
更に、嵌合用突部と嵌合部、及び係合用突部と係合溝とによりロータに対するスリーブの回転方向の動きが制限され、スリーブがロータから脱落することを防止することができる。 Further, the movement of the sleeve in the rotational direction with respect to the rotor is restricted by the fitting protrusion and the fitting portion, and the engagement protrusion and the engagement groove, and the sleeve can be prevented from falling off the rotor.
以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1に示すように回転センサ11は、回転軸例えば車両のステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出するためのもので、車体側に固定されるケースの一部を形成するステータ12、ステータ12の一側(下側)に配置されるロータ13、ステータ12の他側(上側)に配置されてロータ13に固定されてロータ13をステータ12に対して回転可能に保持するスリーブ14、及びステータ12とロータ13との間に取り付けられてステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出する図示しないセンサ等により構成されている。
Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
ステータ12は、少なくともロータ13、スリーブ14が装着される部位が平板とされており、回転軸としての前記ステアリングシャフトが貫通するための貫通孔12aが形成されている。ロータ13は、円筒部13aと、図3に示すように円筒部13aの上端(一端)に形成されたフランジ13bからなる。円筒部13aは、ステアリングシャフトが挿通されて当該ステアリングシャフトと一体に回転可能に装着される。また、フランジ13bは、貫通孔12aよりも大径をなし当該貫通孔12aの下側(一側)の周縁部と対向可能とされている。
The
スリーブ14は、円筒部14aと、円筒部13aの上端(一端)に形成されたフランジ14bからなる。円筒部14aは、ロータ13の円筒部13aの内側に嵌合可能かつステアリングシャフトが挿通可能とされている。そして、円筒部14aは、ロータ13の円筒部13aよりも短く設定されている。また、フランジ13bは、貫通孔12aよりも大径をなし当該貫通孔12aの上側(他側)の周縁部と対向可能とされており、かつロータ13のフランジ13bと同径とされている。
The
そして、ロータ13の円筒部13aとスリーブ14の円筒部14aにはこれらを固定するための固定手段15が設けられている。固定手段15は、ロータ13の円筒部13aの内周面13cに突設された嵌合用突部16と係合用突部17、及びスリーブ14の円筒部14aに嵌合用突部16と係合用突部17と対応して形成された嵌合部18、係合溝19、及びこれらの嵌合用突部16、係合用突部17を嵌合部18、係合溝19に導くガイド溝20、21等により形成されている。
The
嵌合用突部16と係合用突部17は、円筒部13aの内周面13cに周方向に間隔を有してかつ図3に示すように円筒部13aの軸線方向に沿って異なる位置、即ち段差を有して形成されている。嵌合用突部16は、図2に拡大して示すように内周面16aが円筒部13aの内周面13cから周方向に沿って内方にテーパ状に膨出して周方向に長い形状とされており、円筒部13aの開口端側から見て略楔状をなしている。この嵌合用突部16は、先端部16bが円筒部13aの内周面13cと同一面をなし、後端部16cが内周面13cに対して略垂直な面をなしている。また、係合用突部17は、例えば円柱形状とされている。
The
そして、嵌合用突部16の内周面13cからの高さ(後端部16cの高さ)は、スリーブ14の円筒部14aの肉厚と同じ又は僅かに低く設定されている。係合用突部17の高さも嵌合用突部16と同様にスリーブ14の円筒部14aの肉厚と同じ又は僅かに低く設定されている。これにより、ロータ13の円筒部13aの内側にスリーブ14の円筒部14aが嵌合されたときに、嵌合用突部16、係合用突部17が円筒部14aの内周面14cよりも内側に突出することはない。
The height of the
円筒部14aのガイド溝20,21は、嵌合用突部16、係合用突部17と対応した位置に円筒部14aの軸線方向に沿って下端から所定位置まで形成されており、それぞれ嵌合突部16、係合用突部17が下端側開口部から挿入可能とされている。ガイド溝20の上端部(終端部)にはスリット22の一端が連設されて逆L字形状をなしている。このスリット22は、円筒部14aの周方向に沿って所定の長さ形成されている。
The
そして、逆L字形状をなすガイド溝20とスリット22とにより円筒部14aの下部に周方向に長い角形をなす舌片状の嵌合部18が形成され、その中央部に周方向に長い長方形状の嵌合窓24が形成されている。この嵌合窓24は、嵌合突部16が嵌合可能な大きさに設定されている。嵌合部18は、スリット22の終端位置から円筒部14aの軸線方向下端に至るまでの部位を付け根部として自由端側(ガイド溝20側)が円筒部14aの半径方向に弾性的に彎曲可能とされている。
The
また、ガイド溝21の上端部(終端部)に係合溝19の一端が連設されている。係合溝19は、円筒部14aの周方向に沿って所定の長さ形成されている。この係合溝19は、係合用突部17が適宜の力で圧入される程度の幅に設定されている。また、図2に示すように係合溝19とガイド溝21の連設部の内側隅部19aは面取されており、係合用突部17がガイド溝21から係合溝19に入り易くなっている。
One end of the
ガイド溝21は、係合用突部17が当該ガイド溝21の下端開口部から挿入されて上端部(終端部)に当接したときにロータ13のフランジ13bとステータ12の貫通孔12aの対向する周縁部との間に所定のクリアランスdが確保される長さに設定されている。そして、係合用突部17がガイド溝21の上端部(終端部)に当接した位置がスリーブ14の回転開始位置とされ、ロータ13に対してスリーブ14を回転させたときに係合用突起部17が係合溝19に係合可能とされると共に、嵌合用突部16がガイド溝20から抜け出して嵌合部18の嵌合窓24に嵌合可能とされる。そして、嵌合用突部16の後端部16cが嵌合窓24の対向する端面に当接して係止され、係合用突部17が係合溝19の終端面に当接して係止された位置がスリーブ14の回転停止位置となる。
The
このようにして、固定手段15が形成されている。そして、この固定手段15がロータ13の円筒部13a、スリーブ14の円筒部14aに周方向に沿って所定の間隔で複数箇所、例えば3箇所形成されている。これらのステータ12、ロータ13、スリーブ14は、合成樹脂部材により形成されている。ステータ12は、例えばPBT(ポリブチレンラレフタレート)等の合成樹脂部材により形成されており、ロータ13、スリーブ14は、摩擦係数が小さく摺動抵抗が小さい(滑り易い)例えばPOM(ポリアセタール)等の合成樹脂部材により形成されている。
In this way, the fixing means 15 is formed. And this fixing means 15 is formed in the
以下に上記構成の回転センサ11の組付手順について説明する。図1及び図3に示すようにステータ12の貫通孔12aの下側にロータ13を配置してフランジ13bを貫通孔12aの対向する下側の周縁部に当接させる。次いで、ステータ12の貫通孔12aの上方からスリーブ14の円筒部14aを挿入する。このとき、スリーブ14の円筒部14aに形成されているガイド溝20,21にロータ13の円筒部13aに形成されている嵌合用突部16、係合用突部17を挿入する。そして、図4に示すように係合用突部17がガイド溝21の上端部(終端部)に当接して係止されるまで挿入する。
The procedure for assembling the
次いで、図4に矢印で示す方向にスリーブ14を回転させる。スリーブ14の回転に伴い嵌合用突部16がガイド溝20から抜け出して先端部16bが嵌合部18の下側、即ち嵌合部18の外周面と円筒部13aの内周面との間に入り込み、この嵌合部18を円筒部14aの半径方向内方に彎曲変形させながら(反り返えさせながら)嵌合窓24に入り込むと共に、係合用突部17がガイド溝21から係合溝への係合(圧入)が開始される。そして、図5に示すように係合用突部17が係合溝19の終端面に当接して係止されたときに嵌合用突部16が嵌合窓24内に嵌合し、後端部16cが嵌合窓24の対向する端面に当接して係止されると共に上端面が当該嵌合窓24の対向する端面に当接して係止される。これにより、スリーブ14がステータ12を挟んでロータ13に固定される。
Next, the
ガイド溝21は、係合用突部17が上端部(終端部)に当接したときにロータ13のフランジ13bとステータ12の貫通孔12aの対向する周縁部との間に所定のクリアランスdが確保される長さに設定されており、係合溝19は、ガイド溝21の上端部から周方向に沿って形成されており、係合用突部17が係合溝19の終端部に当接して係合され、嵌合用突部16の上端面が嵌合窓24の対向する端面に当接係止されることで、嵌合用突部16と嵌合窓24との間の嵌め合いに必要な微小な隙間gによるガタが殆ど取り除かれて軸線方向の隙間がクリアランスdとなり、ガタの増加が抑えられる。
The
これにより、スリーブ14のフランジ14bとステータ12の貫通孔12aの対向する周縁部との間に所定のクリアランスdが確保され、かつ無駄なガタが無くなり、スリーブ14がロータ13に対して軸線方向に移動したり傾斜することが大幅に低減される。また、係合用突部17が係合溝19の終端面に当接し、嵌合用突部16の後端部16cが嵌合窓24の対向する端面に当接して係止されることで、スリーブ14の円筒部14aがロータ13の円筒部13aに対して周方向に動くことが防止され、スリーブ14がロータ13から外れることが防止される。
As a result, a predetermined clearance d is ensured between the
尚、図5においてクリアランスdは、ステータ12の貫通孔12aの周縁部上面とスリーブ14のフランジ14bの下面との間の隙間として描いてあるが、ロータ13のフランジ13bの上面と貫通孔12aの周縁部下面との間のクリアランスとしても良い。或いは両側のロータ13のフランジ13b、スリーブ14のフランジ14bと貫通孔12aの対向する周縁部両面との間のクリアランスとしても良い。この場合貫通孔12aの両側の隙間の和が前記所定のクリアランスdとなる。
In FIG. 5, the clearance d is depicted as a gap between the upper surface of the peripheral edge of the through
ロータ13、スリーブ14は、摺動抵抗が小さく滑りやすい合成樹脂部材により形成されていることにより、ロータ13とスリーブ14がステータ12に対して円滑に回転可能となる。そして、ステータ12とロータ13との間に当該ロータ13、即ちロータ13が一体に回転可能に装着される回転軸の回転方向及び回転角度を検出するための図示しないセンサが取り付けられる。
Since the
ロータ13及びスリーブ14がステータ12に対して軸線方向に移動したり傾斜することが大幅に低減されると共に、スリーブ14がロータ13に対して周方向に動くことが防止されることで、前記センサの検出誤差の増加が大幅に抑えられ、この結果、検出精度の向上が図られる。特にセンサとしてロータ13の軸線方向のガタや傾斜、周方向のガタ等に対して敏感に反応して検出精度に大きく影響を受けるタイプのセンサを用いる場合に好適である。
The
このセンサとしては、例えばロータ13のフランジ13bに周方向に沿って幅が変化する導電性の金属板(センシング部)を設け、ステータ12側に検出コイルを設けて渦電流によるインピーダンスの変化を検出するタイプのセンサ、或いはロータ13側に周方向に磁束密度が変化する磁石を設け、ステータ12側にホール素子を設けて磁界の変化を検出するタイプのセンサ、或いはロータ13側に歯車を設け、ステータ側にこの歯車と噛合して回転する歯車を設け当該歯車に磁石を設け、ロータ13の回転に応じて回転する磁石の磁束を検出するMR素子を歯車の中心部に対応して設けたタイプのセンサ、或いはロータ側に周方向に沿って所定の間隔でスリットが形成された円板を設け、固定側にこのスリットを光電的に検出する投受光素子を設けたタイプのセンサ等種々のものが本発明において適用可能である。
As this sensor, for example, a conductive metal plate (sensing unit) whose width varies along the circumferential direction is provided on the
そして、ステータ12、ロータ13、スリーブ14が図示しないケースに収容されて回転センサ11が構成される。この回転センサ11は、ステータ12が固定側、例えば車体側に固定され、ロータ13の円筒部13a、ステータ12の貫通孔12a、スリーブ14の円筒部14aに回転軸としてのステアリングシャフトが挿通され、かつロータ13の円筒部13aが図示しない結合機構によりステアリングシャフトと一体に回転可能に取り付けられる。結合機構としては、例えばステアリングシャフトの外周面に軸方向に沿って形成されたセレーションと円筒部13aの内周面下部に軸方向に沿って形成されたセレーションとによる結合機構がある。
The
尚、上記実施形態においては係合用突部17を係合溝19に係合させる場合について記述したが、これに限るものではなく係合用突部17を係合溝19に圧入させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the engaging
上記実施形態においては、回転センサ11を車両のステアリングシャフトの回転方向及び回転角度を検出する回転センサに適用する場合について記述したが、これに限るものではなく種々の回転軸の回転方向及び回転角度又は回転数を検出する機器に適用することが可能である。
In the above embodiment, the case where the
1 ステータ
1a 貫通孔
2 ロータ
2a 円筒部
2b フランジ
3 スリーブ
3a 円筒部
3b フランジ
4 固定手段
5 延出部
6 嵌合窓
7 嵌合用突部
7a 上端部
7b 下端部
8 ガイド部
11 回転センサ
12 ステータ
12a 貫通孔
13 ロータ
13a 円筒部
13b フランジ
13c 内周面
14 スリーブ
14a 円筒部
14b フランジ
14c 内周面
15 固定手段
16 嵌合用突部
16a 内周面
16b 先端部
16c 後端部
17 係合用突部
18 嵌合部
19 係合溝
19a 内側隅部
20,21 ガイド溝
22 スリット
24 嵌合窓
d クリアランス
g 微小な隙間
D 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記ステータの貫通孔の一側に配置され、前記回転軸が挿通されて当該回転軸と一体に回転可能に装着される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有するロータと、
前記ステータの貫通孔の他側から前記ロータの円筒部の内側に嵌合され前記回転軸が挿通される円筒部と、前記円筒部の端部に前記貫通孔の周縁部と対向し当該貫通孔よりも大径のフランジを有し、当該フランジと前記ロータのフランジとにより前記ステータに前記ロータを所定のクリアランスを存して回転自在に保持するスリーブと、
前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とに設けられてこれらを固定する固定手段とを備えた回転センサにおいて、
前記固定手段は、
前記ロータの円筒部の内周面に周方向に間隔を存して形成された嵌合用突部及び係合用突部と、
前記スリーブの円筒部に前記嵌合用突部及び係合用突部と対応して周方向に沿って形成され、前記ロータの円筒部に前記スリーブの円筒部を前記所定のクリアランスまで挿入して周方向に所定の角度だけ回転させたときに前記嵌合用突部と嵌合する嵌合部及び前記係合用突部が係合する係合溝とからなり、
前記スリーブの円筒部には当該円筒部を前記ロータの円筒部に前記所定のクリアランスの位置まで挿入可能とするために前記嵌合用突部及び係合用突部をそれぞれ挿入するガイド溝が前記円筒部の開口端から所定の位置まで形成されており、
前記ロータの円筒部に形成された前記嵌合用突部及び係合用突部は前記スリーブを回転させることによりそれぞれ前記ガイド溝から前記嵌合部及び係合溝に嵌合及び係合されるようになっており、
前記嵌合用突部は前記スリーブの回転開始位置から回転停止位置に向かって周方向に沿って内周面から内方にテーパ状に突出する略楔状をなし、
前記嵌合部は前記ガイド溝と当該ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在するスリットにより舌片状をなし、かつ前記嵌合部には前記嵌合用突部が嵌合する嵌合窓が形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から抜け出した前記楔状の嵌合用突部により内方に湾曲変形されて前記嵌合窓への当該嵌合用突部の挿入を許容し、前記スリーブの回転停止位置において前記嵌合窓と前記嵌合用突部が係合し、
前記係合溝は前記ガイド溝の終端部に連設されて周方向に延在して形成され、前記スリーブの回転に伴い前記ガイド溝から前記係合用突部を係合させ、前記スリーブの回転停止位置において当該係合溝の終端に当接させることにより、前記ロータの円筒部とスリーブの円筒部とを固定することを特徴とする回転センサ。 A stator provided with a through-hole that is fixed independently of the rotating shaft and through which the rotating shaft passes;
A cylindrical portion that is disposed on one side of the through hole of the stator, is inserted into the rotation shaft so as to be rotatable integrally with the rotation shaft, and is opposed to the peripheral portion of the through hole at the end of the cylindrical portion. A rotor having a flange having a diameter larger than that of the through hole;
A cylindrical portion that is fitted to the inside of the cylindrical portion of the rotor from the other side of the through hole of the stator, and the peripheral portion of the through hole is opposed to the peripheral portion of the through hole at the end of the cylindrical portion. A sleeve that has a larger diameter flange, and the flange and the rotor flange hold the rotor rotatably with a predetermined clearance in the stator;
In the rotation sensor provided with the cylindrical portion of the rotor and the cylindrical portion of the sleeve and fixing means for fixing them,
The fixing means includes
A fitting protrusion and an engaging protrusion formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the rotor at intervals in the circumferential direction;
The cylindrical portion of the sleeve is formed along the circumferential direction corresponding to the fitting protrusion and the engaging protrusion, and the cylindrical portion of the sleeve is inserted into the cylindrical portion of the rotor up to the predetermined clearance. Ri Do from the engaging groove engaging portion and the engaging projection is engaged to the engaging projection and the fitting when rotated by a predetermined angle,
The cylindrical portion of the sleeve has guide grooves into which the fitting protrusion and the engaging protrusion are inserted so that the cylindrical portion can be inserted into the cylindrical portion of the rotor up to the predetermined clearance position. It is formed from the opening end of to a predetermined position,
The fitting protrusion and the engaging protrusion formed on the cylindrical portion of the rotor are fitted and engaged with the fitting portion and the engaging groove from the guide groove by rotating the sleeve, respectively. And
The fitting protrusion has a substantially wedge shape protruding inward from the inner peripheral surface along the circumferential direction from the rotation start position of the sleeve toward the rotation stop position,
The fitting portion is formed in a tongue-like shape by a slit extending in the circumferential direction and connected to the guide groove and a terminal portion of the guide groove, and the fitting protrusion is fitted into the fitting portion. A fitting window is formed, and is bent and deformed inward by the wedge-shaped fitting protrusion protruding from the guide groove with the rotation of the sleeve, so that the insertion of the fitting protrusion into the fitting window is allowed. , The fitting window and the fitting protrusion engage at the rotation stop position of the sleeve,
The engagement groove is formed to extend in the circumferential direction continuously to the end portion of the guide groove, and the engagement protrusion is engaged from the guide groove with the rotation of the sleeve, and the rotation of the sleeve A rotation sensor , wherein the cylindrical portion of the rotor and the cylindrical portion of the sleeve are fixed by being brought into contact with the end of the engaging groove at a stop position .
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