专利名称：相对角度检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及相对角度检测装置。
背景技术：
近年来，提出了检测彼此同轴配置的两个旋转轴的相对旋转角度的装置。例如，专利文献I所记载的装置适用于电动助力转向装置，该装置检测输入轴与输出轴之间的转矩。输入轴与输出轴经由扭力轴连接。在输入轴上设置有磁产生部。磁产生部是在由环状磁性体形成的背轭上设置有环状磁铁部的结构。在输出轴上设置了由第I磁轭以及第2磁轭构成的磁轭部。第I磁轭的另一端部彼此通过第I磁环连接，第2磁轭的另一端部彼此通过第2磁环连接。与第I磁环相对，在外壳上设置有第I聚磁环。与第 2磁环相对，在外壳上设置有第2聚磁环。在第I聚磁环上设置有第I聚磁轭铁，在第2聚磁环上设置有第2聚磁轭铁。在第I聚磁轭铁与第2聚磁轭铁上以相互对置的方式设有2对凸部。各I对凸部之间成为磁隙，在磁隙内配置有磁传感器。并且，作为形成磁产生部的手段，提出了如下方法在未磁化的磁性体背面涂布粘接剂，利用粘接剂将未磁化的磁性体与背轭粘接，然后，在将背轭压入输入轴之后，对磁性体进行磁化。专利文献I日本特开2007-292550号公报在构成磁产生部的磁铁部(被磁化的磁性体)与背轭之间的粘接剂脱落的情况下，磁铁部有可能不与两个旋转轴中的一个旋转轴(例如输入轴)一起旋转，从而无法检测两个旋转轴的相对旋转角度。
发明内容
本发明的目的是，提供一种即使在粘接剂脱落的情况下也能够检测两个旋转轴的相对旋转角度的装置。基于上述目的，本发明提供一种相对角度检测装置，其检测第I旋转轴与第2旋转轴的相对旋转角度，该相对角度检测装置的特征在于，该相对角度检测装置具备旋转部件，其固定于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意一个旋转轴，与该一个旋转轴一起旋转；支撑部件，其产生磁场，并且借助粘接剂支撑于所述旋转部件；以及传感器，其设置于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意另一个旋转轴，输出与所述支撑部件产生的磁场相应的值，在所述旋转部件与所述支撑部件之间设有传递单元，该传递单元在所述粘接剂脱落的情况下，通过彼此直接接触而将所述一个旋转轴的旋转力传递给该支撑部件。这里，可以是，所述传递单元具有设于所述旋转部件和所述支撑部件中的任意一方的凸部以及设于另一方的凹部，所述支撑部件在所述凸部与所述凹部嵌合的状态下，借助粘接剂支撑于所述旋转部件，在该粘接剂脱落的情况下，通过该凸部与该凹部的直接接触，对所述支撑部件传递所述一个旋转轴的旋转力。另外，可以是，设于所述支撑部件的所述凸部或所述凹部在所述一个旋转轴的轴向上的长度为如下长度以上该长度是对将该一个旋转轴的旋转力传递给该支撑部件所需的足够的该凸部与该凹部的接触长度，加上该支撑部件借助所述粘接剂支撑于所述旋转部件的状态下该支撑部件的所述另一个旋转轴侧的端部、与该粘接剂脱落时该支撑部件所落到的该另一个旋转轴和/或与该另一个旋转轴联动地旋转的部件之间的长度而得到的。根据另一方面，本发明提供一种相对角度检测装置，其检测第I旋转轴与第2旋转轴的相对旋转角度，该相对角度检测装置的特征在于，该相对角度检测装置具备旋转部件，其固定于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意一个旋转轴，与该一个旋转轴一起旋转；支撑部件，其产生磁场，并且借助粘接剂支撑于所述旋转部件；以及传感器，其设置于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意另一个旋转轴，输出与所述支撑部件产生的磁场相应的值，在所述旋转部件和所述支撑部件中的任意一方设有凸部，并且在另一方设有凹部，所述支撑部件在所述凸部与所述凹部嵌合的状态下，借助粘接剂支撑于所述旋转部件。另外，可以是，设于所述支撑部件的所述凸部或所述凹部在所述一个旋转轴的轴向上的长度为如下长度以上该长度是对将该一个旋转轴的旋转力传递给该支撑部件所需的足够的该凸部与该凹部的接触长度，加上该支撑部件借助所述粘接剂支撑于所述旋转部件的状态下该支撑部件的所述另一个旋转轴侧的端部、与该粘接剂脱落时该支撑部件所落到的该另一个旋转轴和/或与该另一个旋转轴联动地旋转的部件之间的长度而得到的。根据本发明，即使在粘接剂脱落的情况下，也能够检测两个旋转轴的相对旋转角度。
图1是应用了实施方式中的检测装置的电动助力转向装置的剖面图。图2是实施方式中的检测装置的立体图。图3是示出在薄膜强磁性金属中流动的电流的方向与施加的磁场的方向的图。图4是示出在图3的状态下使磁场强度变化时的、磁场强度与薄膜强磁性金属的阻值之间的关系的图。图5是示出在薄膜强磁性金属中流动的电流的方向与施加的磁场的方向的图。图6是示出磁场方向与薄膜强磁性金属的阻值之间的关系的图。图7的(a)是示出利用了以规定磁场强度以上的磁场强度检测磁场方向的原理的MR传感器的一例的图。(b)是用等效电路来表示(a)所示的MR传感器的结构的图。图8是示出磁铁直线运动时的磁场方向的变化与MR传感器的输出之间的关系的图。图9是示出MR传感器的其它例子的图。图10是示出为了检测磁铁运动方向而采用的输出组合的一例的图。图11是示出MR传感器的配置例的图。图12是示出MR传感器的其它例子的图。图13是本实施方式的线束组件的外观图。图14是护孔环以及插座的概略结构图。图15的(a)是第2外壳的概略结构图。(b)是(a)中的B-B剖面图。(C)是示出在第2外壳上安装着线束组件的状态的图。
图16是旋转部件以及磁铁的立体图。
图17是图1的XVII部的放大图。
图18是示出粘接剂脱落、从而磁铁落在基座上的状态的图。
符号说明
10...检测装置，21...旋转部件，22...磁铁，23...粘接剂，30...相对角度传感 器，40...印制基板，50...基座，60...扁平电缆套，70...扁平电缆，100...电动助力转向 装置，110...第I旋转轴，120...第2旋转轴，130...扭力轴，140...外壳，180...蜗轮， 190...电动机，200...电子控制单元(E⑶)，210...相对角度运算部，300...线束组件。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。
图1是应用了实施方式中的检测装置10的电动助力转向装置100的剖面图。图2 是实施方式中的检测装置10的立体图。此外，在图2中，为了便于了解结构而省略地示出 了后述的基座50以及扁平电缆套60的一部分。
电动助力转向装置100具备同轴旋转的第I旋转轴110和第2旋转轴120。第I 旋转轴110例如是连接着方向盘的旋转轴，第2旋转轴120经由扭力轴130与第I旋转轴 110同轴地结合。并且，第2旋转轴120上形成的小齿轮121与和车轮相连的齿条轴(未图 示)的齿条(未图示)啮合，第2旋转轴120的旋转运动经由小齿轮121、齿条被变换为齿 条轴的直线运动，对车轮进行操纵。
另外，电动助力转向装置100具备可旋转地支撑第I旋转轴110以及第2旋转轴 120的外壳140。外壳140是固定于例如汽车等交通工具的主体框架(以下，有时也称为 “车体”。)的部件，由第I外壳150、第2外壳160以及第3外壳170构成。
第I外壳150是如下这样的部件其在第2旋转轴120的旋转轴方向(以下，有时 也简称为“轴向”。)的一个端部侧(在图1中为下侧)具有可旋转地支撑第2旋转轴120 的轴承151，而轴向的另一个端部侧(在图1中为上侧)开口。
第2外壳160是轴向的两端部开口的部件，其轴向的一个端部侧的开口部与第I 外壳150的轴向的另一个端部侧的开口部对置。并且，第2外壳160例如通过螺栓等固定 于第I外壳150。在第2外壳160的侧面形成有连通内外的连通孔161。连通孔161构成 为包含与后述的线束组件300的护孔环320嵌合的大致椭圆柱状的内侧连通孔161a、以 及与线束组件300的插座330嵌合的大致椭圆柱状的外侧连通孔161b。外侧连通孔161b 相比于内侧连通孔161a，椭圆的短边方向相同但长边方向形成得大。另外，在第2外壳160 中，在连通孔161中的椭圆柱的柱方向(连通孔方向)的中途，在椭圆的长边方向的两侧形 成有从形成连通孔161的外侧连通孔161b的面凹陷的凹部162 (参照图15)。凹部162为 半月柱状，具有与柱方向垂直的面即两个垂直面162a。
第3外壳170是如下这样的部件其在轴向的另一个端部侧(在图1中为上侧) 具有可旋转地支撑第I旋转轴110的轴承171，而轴向的一个端部侧(在图1中为下侧)开 口。并且，第3外壳170的轴向的一个端部侧的开口部与第2外壳160的轴向的另一个端 部侧的开口部对置，并且，第3外壳170例如通过螺栓等固定于第2外壳160。
并且，电动助力转向装置100具备蜗轮180，其例如通过压入方式等固定于第2 旋转轴120 ;电动机190，其输出轴连接着与该蜗轮180啮合的蜗杆齿轮191，并且该电动机 190被固定于第I外壳150。
并且，电动助力转向装置100具备检测装置10，其输出与第I旋转轴110和第2 旋转轴120的相对旋转角度对应的电信号；电子控制单元(ECU) 200，其根据来自该检测装 置10的输出值，控制电动机190的驱动。
E⑶200具备相对角度运算部210，该相对角度运算部210利用进行各种运算处理 的CPU、存储由CPU执行的程序及各种数据等的ROM和被用作CPU的工作用存储器等的RAM， 根据来自检测装置10的输出值，运算出第I旋转轴110与第2旋转轴120的相对旋转角度。
关于检测装置10，将在后面进行详细叙述。
在以上这样构成的电动助力转向装置100中，鉴于施加给方向盘的操纵转矩表现 为第I旋转轴110与第2旋转轴120的相对旋转角度这一情况，根据第I旋转轴110与第2 旋转轴120的相对旋转角度来掌握操纵转矩。即，利用检测装置10检测第I旋转轴110与 第2旋转轴120的相对旋转角度，ECU 200根据来自检测装置10的输出值掌握操纵转矩， 并根据所掌握的操纵转矩来控制电动机190的驱动。并且，经由蜗杆齿轮191、蜗轮180将 电动机190的产生转矩传递到第2旋转轴120。由此，电动机190的产生转矩对驾驶员施加 给方向盘的操纵力进行辅助。
以下，对检测装置10进行详细叙述。
检测装置10具备旋转部件21，其固定于第I旋转轴110，与第I旋转轴110—起 旋转；磁铁22，其产生磁场，并且借助粘接剂支撑于旋转部件21 ;相对角度传感器30，其根 据从该磁铁22产生的磁场，输出与第I旋转轴110和第2旋转轴120的相对旋转角度对应 的电信号；以及印制基板40，其安装着该相对角度传感器30。并且，检测装置10具备基座 50，其安装于第2旋转轴120，并且对印制基板40进行支撑；以及扁平电缆套60，其为有底 的圆筒状，收纳后述的扁平电缆70。并且，检测装置10具备扁平电缆70，其一个端部与设 于印制基板40的端子连接，并且另一端部与固定于扁平电缆套60的端子连接；以及线束组 件300，其将固定于扁平电缆套60的端子与E⑶200相连。
后面会对旋转部件21以及磁铁22进行详细叙述，其中，磁铁22在第I旋转轴110 的圆周方向上交替地配置有N极和S极，并且沿着圆周方向进行了磁化。
相对角度传感器30被配置为在第I旋转轴110的旋转半径方向上处于磁铁22 外周面的外侧，且在第I旋转轴110的轴向上处于设置有磁铁22的区域内。本实施方式的 相对角度传感器30是利用了阻值随磁场而变化的性质的作为磁传感器的MR传感器(磁阻 兀件)。并且，该相对角度传感器30根据从磁铁22产生的磁场而输出与第I旋转轴110 和第2旋转轴120的相对旋转角度对应的电信号，由此检测同轴配置的两个旋转轴的相对 旋转角度。关于该相对角度传感器30以及相对旋转角度的检测方法，将在后面进行详细叙 述。
印制基板40以在第I旋转轴110的旋转半径方向上配置于磁铁22外周面的外侧 的方式，例如通过螺栓等固定于基座50。
基座50是圆盘状的部件，其与第2旋转轴120嵌合，与该第2旋转轴120 —起旋转。
扁平电缆套60是有底圆筒状的部件，且被固定于外壳140。作为将扁平电缆套60 固定于外壳140的方式，可例示以下方式。即，在扁平电缆套60的外周面，以向外侧延伸的方式，沿着圆周方向等间隔地形成有多个(在本实施方式中以90度的间隔形成有4个)凸部61。另一方面，在外壳140的第I外壳150上，形成有与凸部61相同个数的、用于与凸部61嵌合的凹部151。并且，通过将扁平电缆套60的凸部61嵌合到形成于第I外壳150 的凹部151中，来进行第2旋转轴120旋转方向上的定位。并且，通过用第2外壳160压住扁平电缆套60的上表面来进行轴向上的定位。或者，例如也可以通过螺栓等将扁平电缆套 60固定于第I外壳150或第2外壳160。
扁平电缆70的一个端部与印制基板40的端子41连接，并且另一端部与设于扁平电缆套60内侧的连接端子62连接，该扁平电缆70以卷绕成涡旋状的状态，收纳于由基座 50的轴向的一个端面与扁平电缆套60的内侧形成的空间内。并且，扁平电缆70在从轴向的另一端部侧观察时，如图2所示是朝右方向卷绕，在方向盘、换言之第I旋转轴110以及第2旋转轴120朝右方向旋转时，扁平电缆70的一个端部随着第2旋转轴120的旋转朝右方向旋转，所以与方向盘未旋转的中立状态相比，卷绕数增加。另一方面，当方向盘朝左方向旋转时，与方向盘未旋转的中立状态相比，卷绕数减少。
线束组件300具有将来自相对角度传感器30的输出信号传送到E⑶200的功能。 关于该线束组件300，将在后面进行详细叙述。
以下，对本实施方式的相对角度传感器30进行说明。
本实施方式的相对角度传感器30是利用了阻值随磁场而变化的性质的MR传感器 (磁阻元件)。
首先，对MR传感器的工作原理进行说明。
MR传感器由Si或玻璃基板以及形成于其上的以N1-Fe等强磁性金属为主成分的合金薄膜构成，该薄膜强磁性金属的阻值与特定方向的磁场强度相应地变化。
图3是示出在薄膜强磁性金属中流动的电流的方向与施加的磁场的方向的图。图 4是示出在图3的状态下使磁场强度变化时的、磁场强度与薄膜强磁性金属的阻值之间的关系的图。
如图3所示，在基板上呈矩形状形成的薄膜强磁性金属中，沿着矩形的长度方向即图中Y方向流过电流。另一方面，在与电流方向(Y方向)垂直的方向(图中X方向)上施加磁场H，在此状态下，变更磁场的强度。此时，图4示出了薄膜强磁性金属的阻值以何种方式发生变化。
如图4所示，即使改变了磁场的强度，相对于无磁场(磁场强度为零)时的阻值变化最大也就是3%左右。
以下，将可用“ AR Oc 的式子近似表示阻值变化量(AR)的区域以外的区域称作“饱和灵敏度区域”。并且，在饱和灵敏度区域中，当达到某磁场强度(以下，称作“规定磁场强度”。)以上时，3%的阻值变化不再改变。
图5是示出在薄膜强磁性金属中流动的电流的方向与施加的磁场的方向的图。图 6是示出磁场的方向与薄膜强磁性金属的阻值之间的关系的图。
如图5所示，沿着形成为矩形状的薄膜强磁性金属的矩形的长度方向即图中Y方向流过电流，对磁场方向赋予了相对于电流方向的角度变化Θ。此时，为了掌握由磁场方向引起的薄膜强磁性金属的阻值变化，使施加的磁场强度成为阻值不因磁场强度而变化的上述规定磁场强度以上。
如图6(a)所示，阻值变化量在电流方向与磁场方向垂直(Θ = 90度、270度)时达到最大，在电流方向与磁场方向平行(Θ = O度、180度)时达到最小。当把此时的阻值的最大变化量设为AR时，薄膜强磁性金属的阻值R作为电流方向与磁场方向的角度成分而变化，该阻值R用式(I)来表示，并成为图6(b)所示的状态。
R = RO-ARsin2 Θ ... (I)
这里，RO是与电流方向平行地(θ=0度或180度)施加规定磁场强度以上的磁场时的阻值。
根据式(I)，可通过掌握薄膜强磁性金属的阻值来检测规定磁场强度以上的磁场的方向。
接着，对MR传感器的检测原理进行说明。
图7(a)是示出利用了以规定磁场强度以上的磁场强度来检测磁场方向的原理的 MR传感器的一例的图。图7(b)是用等效电路来表示图7(a)所示的MR传感器的结构的图。
在图7(a)所示的MR传感器的薄膜强磁性金属中，串联配置有以纵向长的方式形成的第I元素El和以横向长的方式形成的第2元素E2。
在该形状的薄膜强磁性金属中，促使第I元素El发生最大阻值变化的垂直方向的磁场是对于第2元素E2而言最小阻值变化的磁场方向。并且，用式(2)给出第I元素El 的阻值R1，用式⑶给出第2元素E2的阻值R2。
Rl = RO- Δ Rsin2 Θ …⑵
R2 = RO- Δ Rcos2 Θ …⑶
图7 (a)所示的元素结构的MR传感器的等效电路如图7 (b)所示。
如图7所示，在设第I元素El的未与第2元素E2连接的端部为地(Gnd)、第2元素E2的未与第I元素El连接的端部的输出电压为Vcc时，用式(4)给出第I元素El与第 2元素E2的连接部的输出电压Vout。
Vout = (R1/(R1+R2)) XVcc. . . (4)
在式⑷中代入了式(2)、⑶进行整理时，如式(5)所示。
Vout = Vcc/2+α X cos2 Θ · · . (5)
这里，a= (AR/(2(2XR0-AR))) XVcc0
根据式(5)，可通过检测Vout来掌握磁场的方向。
图8是示出磁铁直线运动时的磁场方向的变化与MR传感器的输出之间的关系的图。
如图8 (a)所示，相对于N极与S极交替排列的磁铁，将图7所示的MR传感器配置成具有能够施加规定磁场强度以上的磁场强度的间隙(磁铁与MR传感器的距离)L，且磁场的方向变化作用于MR传感器的传感器面。
并且，使磁铁如图8 (a)所示朝左方向移动图8 (C)所示的、从N极中心到S极中心的距离(以下，有时也称作“磁化间距”。)λ。在此情况下，与磁铁的位置相应地对MR传感器施加图8(c)所示的箭头方向的磁场，当磁铁移动了磁化间距λ时，在传感器面上磁场方向旋转了 1/2周。由此，第I元素El与第2元素Ε2的连接部的输出电压Vout的波形基于式(5)所示的“Vout = Vcc/2+α Xcos2 Θ ”，如图8(d)所示成为I个周期的波形。
图9是示出MR传感器的其它例子的图。
如果取代图7所示的元素结构而成为图9(a)所示的元素结构，则如图9 (b)所示， 能够成为普遍知晓的惠斯登电桥(全桥)的结构。由此，通过采用图9(a)所示的元素结构的MR传感器，能够提高检测精度。
对检测磁铁运动方向的手段进行说明。
依据图6所示的磁场方向与薄膜强磁性金属的阻值之间的关系以及式⑴“R = RO-ARsin2 Θ ”,在图5中观察时,无论磁场方向相对于电流方向是朝着顺时针旋转方向旋转还是朝着逆时针旋转方向旋转，薄膜强磁性金属的阻值都是相同的。由此，即使能够掌握薄膜强磁性金属的阻值也无法掌握磁铁的运动方向。
图10是示出用于检测磁铁的运动方向的输出组合的一例的图。通过如图10那样地组合具有1/4周期相位差的两个输出，能够检测出磁铁的运动方向。为了得到这些输出， 可以按照成为图8所示的(i )和(ii)、或者(i)和(iv)的相位关系的方式，配置两个MR传感器。
图11是示出MR传感器的配置例的图。如图11所示，重叠地配置两个MR传感器且将一个传感器配置为相对于另一个传感器倾斜45度也是优选的。
图12是示出MR传感器的其它例子的图。也优选以下的元素结构如图12(a)所示，将2组全桥结构的元素彼此倾斜45度地形成于一个基板上，成为图12(b)所示的等效电路。由此，一个MR传感器能够如图12(c)所示地输出正确的正弦波、余弦波。由此，可根据图12所不的兀素结构的MR传感器的输出值来掌握磁铁相对于MR传感器的运动方向以及运动量。
鉴于上述MR传感器的特性，在本实施方式的检测装置10中，采用图12所示的元素结构的MR传感器作为相对角度传感器30。相对角度传感器30如上所述地配置成与磁铁 22的外周面垂直，且在第2旋转轴120轴向上的位置处于磁铁22的区域内。由此，在此情况下，由于与第I旋转轴110 —起旋转的磁铁22的磁场的作用，在相对角度传感器30中， 与磁铁22的位置相应地成为图8(c)所示的磁场方向的变化。
结果，当磁铁22移动(旋转)了磁化间距λ时，在相对角度传感器30的磁感应面中，磁场方向旋转1/2周，并且来自相对角度传感器30的输出值VoutA、VoutB分别成为图12(c)所示的有1/4周期相位差的余弦曲线(余弦波)以及正弦曲线(正弦波)。
即，当驾驶员旋转方向盘时，与其相伴地，第I旋转轴110旋转，扭力轴130扭转。 并且，第2旋转轴120比第I旋转轴110稍稍延迟地进行旋转。该延迟表现为与扭力轴130 连接的第I旋转轴110和第2旋转轴120的旋转角度之差。检测装置10输出成为与该旋转角度之差对应的1/4周期相位差的余弦曲线以及正弦曲线的VoutA、VoutB。
此外，所谓相对角度传感器30的磁感应面，是指相对角度传感器30中能够检测磁场的面。
E⑶200的相对角度运算部210根据相对角度传感器30的输出值VoutA以及 VoutB，使用以下的式(6)运算出第I旋转轴110与第2旋转轴120的相对旋转角度Θ t。
Θ t = arctan (VoutB/VoutA)... (6)
这样，相对角度运算部210可根据来自相对角度传感器30的输出值来掌握第I旋转轴110与第2旋转轴120的相对旋转角度以及扭转方向、即施加给方向盘的转矩的大小 以及方向。
另外，在组装上述这样构成的检测装置10时，预先使扁平电缆套60、安装着印制 基板40的基座50、以及收纳在扁平电缆套60与基座50之间的扁平电缆70单元化。然后， 以扁平电缆套60的凸部61与第I外壳150的凹部151嵌合的方式，在安装着第2旋转轴 120的第I外壳150上安装上述单元。此时，将基座50安装于第2旋转轴120。
这样，通过使检测装置10成为能够预先实现单元化的构造，能够提高组装性。
接着，对线束组件300进行说明。
图13是本实施方式的线束组件300的外观图。
线束组件300具备多个电线310、保持这多个电线310的护孔环320、以及抑制护 孔环320的移动的插座330。并且，线束组件300具备与多个电线310的一个端部连接的 第I连接器350以及与多个电线310的另一端部连接的第2连接器360。并且，线束组件 300具备在护孔环320与第I连接器350之间捆扎多个电线310的第I线套370、在护孔 环320与第2连接器360之间捆扎多个电线310的第2线套380。
并且，在本实施方式的线束组件300中具有4根电线310，这4根电线310的一个 端部经由第I连接器350等与印制基板40连接，4根电线310的另一端部经由第2连接器 360等与E⑶200连接。并且，4根电线310用于从E⑶200向相对角度传感器30进行供 电、并且从相对角度传感器30向E⑶200传送输出值。
关于电线310，拉伸成线状的金属等导体被绝缘体覆盖，进行导电。在本实施方式 的线束组件300中具有4根电线310，这4根电线310的一个端部与第I连接器350连接， 另一端部与第2连接器360连接，并且被作为绝缘体的第I线套370以及第2线套380扎 成束。
图14是护孔环320以及插座330的概略结构图。(a)是从第2连接器360侧观察 的立体图，(b)是从第I连接器350侧观察的立体图。(c)是(a)中的A-A剖面图。
图15(a)是第2外壳160的概略结构图。图15(b)是(a)中的B_B剖面图。图 15(c)是示出线束组件300被安装于第2外壳160的状态的图。
护孔环320具备大致椭圆柱状的椭圆柱部321和圆筒状的圆筒部322。并且，在 椭圆柱部321中形成有与电线310的数量相同数量(在本实施方式中为4个)的沿柱方向 形成的电线孔323，以便使电线310通过。另外，在椭圆柱部321的外周面，在柱方向(电 线孔323的孔方向(以下，有时也称作“电线孔方向”。))上设有多个(在本实施方式中为 3个)沿着周向的整周从外周面向外侧突出的突起324。突起324的最外周部的大小大于 第2外壳160的连通孔161的内侧连通孔161a的大小。椭圆柱部321的外周面与第2外 壳160的形成连通孔161的内侧连通孔161a的周围的壁163的内周面大小相同或稍小，在 与第2外壳160嵌合的状态下，该从外周面向外侧突出的突起324被压在周围的壁163上， 由此整体向内侧发生弹性变形。由此，护孔环320将第2外壳160的连通孔161的内侧连 通孔161a密封，并且用电线孔323的周围部分按压已插入电线孔323中的电线310，抑制电 线310的移动。此外，该护孔环320通过对橡胶等弹性材料进行加硫成型而成为上述规定 形状。
插座330具有能够在与第2外壳160的连通孔161的孔方向交叉的方向上分割的一对分割部件。在本实施方式中，具有能够沿轴向进行分割的、在图14中配置于下侧的下 侧部件340和配置于上侧的上侧部件331。另外，插座330具有多个(在本实施方式中为2 个)防脱部件336，这些防脱部件336被配置在下侧部件340与上侧部件331之间，防止插 座330从第2外壳160的连通孔161脱落。该插座330通过对树脂进行注射成型而成型为 下述规定形状。
下侧部件340具有支撑上侧部件331的支撑部341 ;以及椭圆柱状的椭圆柱部 342，该椭圆柱部342在中央部形成有供被第2线套380捆扎起来的多个电线310通过的贯 通孔342a。另外，关于下侧部件340，在椭圆的长边方向的两侧具有两个月牙柱部343，该月 牙柱部343从椭圆柱部342的与配置支撑部341的一侧相反侧的端面向外侧呈月牙柱状突 出。这些支撑部341、椭圆柱部342以及月牙柱部343从第2连接器360侧起，按顺序排列 在电线孔方向上。
支撑部341形成有与上侧部件331的后述的凸部332嵌合的凹部341a以及支撑 上侧部件331的后述的下表面333的支撑面341b。在椭圆柱部342的椭圆的长边方向上， 形成有两个凹部341a以及两个支撑面341b。
另外，支撑部341在椭圆柱部342的椭圆长边方向上的中央部处，形成有作为被第 2线套380捆扎起来的多个电线310的通路的电线路径344。电线路径344具有载置被第 2线套380捆扎起来的多个电线310的下部的载置面344a，并利用两个限制壁344b进行了 划分，这两个限制壁344b限制电线310在椭圆柱部342的椭圆长边方向上移动。如图1所 示，载置面344a的电线孔方向的形状形成为，在椭圆柱部342侧与电线孔方向平行，第2连 接器360侧的端部朝着轴向的一个端部方向(在图1中为下方向)，在它们之间形成为朝着 轴向的另一端部方向(在图1中为上方向)凸出的山形状。
椭圆柱部342基本上是椭圆柱状的板状部位，在椭圆长边方向上的两端部具备钩 部390，该钩部390从该椭圆柱部342的支撑部341侧的端面沿电线孔方向朝支撑部341侧 突出，在长边方向即与下侧部件340和上侧部件331的分割方向交叉的方向上进行弹性变 形。钩部390形成为其外侧面沿着椭圆柱部342的外周面。并且，钩部390在电线孔方向 的中途具备倾斜面391，其以从椭圆柱部342的椭圆柱状的外周面向外侧突出的方式相对 于电线孔方向倾斜；以及垂直面392，其是从倾斜面391的末端与长边方向平行地朝向长边 方向内侧的面、即与电线孔方向垂直的面。并且，在倾斜面391的始端与椭圆柱部342的主 体之间形成有长孔393，以便使倾斜面391以及垂直面392容易在长边方向上进行弹性变 形。
另外，下侧部件340的支撑部341在钩部390的周围形成有钩部用凹部345，该钩 部用凹部345凹陷成即使钩部390弹性变形了期望量也不会发生干涉。
上侧部件331具有被支撑部334，其被下侧部件340的支撑部341所支撑；以及 引导部335，其配置在比被支撑部334更靠外侧的位置，朝着轴向的一个端部方向(在图14 中为下方向)，引导被第2线套380捆扎起来的多个电线310。
在上侧部件331的被支撑部334的轴向的一个端部侧的面(在图14中为下侧面) 即下表面333中，沿着椭圆柱部342的椭圆长边方向设有两个从该下表面333向轴向的一 个端部方向突出的圆柱状的凸部332。另外，在下表面333的、椭圆柱部342的椭圆长边方 向的中央部处，形成有电线路径(未图示)，该电线路径与下侧部件340的电线路径344协同地形成被第2线套380捆扎起来的多个电线310的通路。该电线路径形成为在将上侧部件331安装于下侧部件340并且上侧部件331的下表面333与下侧部件340的支撑面 341b接触的状态下，与下侧部件340的电线路径344之间，形成了供被第2线套380捆扎起来的多个电线310通过的空间。
另外，在被支撑部334中，在钩部390的周围，形成有钩部用凹部331a，该钩部用凹部331a凹陷成，即使钩部390弹性变形了期望量也不会发生干涉。
并且形成为在上侧部件331的凸部332与下侧部件340的凹部341a嵌合、且上侧部件331的下表面333与下侧部件340的支撑面341b接触的状态下，上侧部件331的被支撑部334以及下侧部件340的支撑部341的外周面与椭圆柱部342的外周面相同。
引导部335从被支撑部334的与配置护孔环320的一侧相反侧的端面向外侧突出，并从该端面向轴向的一个端部方向(在图14中为下方向)弯曲，并且覆盖被第2线套 380捆扎起来的多个电线310的周围3个方向。S卩，为了与下侧部件340的电线路径344协同地形成通路，在与电线路径344的载置面344a相对的部位未设置壁，并且，轴向的一个端部(在图14中为最下端部)开口。
在设置于插座330的椭圆长 边方向的两侧的钩部390与下侧部件340的钩部用凹部345及上侧部件331的钩部用凹部331a之间，配置有防脱部件336。防脱部件336是变形抑制部件的一例，其在钩部390与形成于第2外壳160的凹部162嵌合的状态下配置于钩部390的内侧来抑制钩部390的弹性变形。防脱部件336具有沿电线孔方向延伸的长方体状的基体336a、以及从基体336a的电线孔方向的外侧端部朝向电线路径344 —方的弯曲部336bο
基体336a具有从轴向的一个端面(在图14中为下侧端面)向下侧(下侧部件 340侧)突出的下侧突起336c ;从轴向的另一端面(在图14中为上侧端面)向上侧(上侧部件331侧)突出的上侧突起336d ;以及从椭圆长边方向的电线路径344侧的端面向电线路径344侧突出的内侧突起336e。这些下侧突起336c、上侧突起336d以及内侧突起336e 分别具有相对于电线孔方向倾斜的倾斜面和从该倾斜面的末端起与垂直于电线孔方向的平行的方向的垂直面。
弯曲部336b在作为其前端的电线孔方向的内侧，具有相对于插座330的椭圆长边方向倾斜的倾斜面。在弯曲部336b的轴向的中央部处，形成有从前端凹陷的凹部336f。
以上这样构成的线束组件300通过如下方式来进行组装。
即，首先，向形成于护孔环320的多个电线孔323中分别插入电线310。然后，在护孔环320的圆筒部322的内侧涂布粘接剂进行定位，使得多个电线310相对于护孔环320 不动。并且，利用第I线套370以及第2线套380将多个电线310捆扎起来。
然后，使配置于护孔环320的圆筒部322侧的被第2线套380捆扎起来的多个电线310穿过插座330的下侧部件340的椭圆柱部342的贯通孔342a，载置于下侧部件340 的电线路径344的载置面344a。然后，将上侧部件331安装于下侧部件340。S卩，使上侧部件331的凸部332与下侧部件340的凹部341a嵌合，使上侧部件331的下表面333与下侧部件340的支撑面341b接触。结果，被第2线套380捆扎起来的多个电线310如图13所示由上侧部件331的引导部335朝向下方向引导。即，在本实施方式的线束组件300中，利用上侧部件331与下侧部件340来按压已被第2线套380捆扎起来的多个电线310，由此使多个电线310向作为与护孔环320的电线孔323的孔方向(电线孔方向)交叉的方向的、 与电线孔方向垂直的方向的下方向弯曲。并且，在插座330的内部中，被第2线套380捆扎起来的多个电线310在下侧部件340的电线路径344与上侧部件331的被支撑部334的电线路径中，弯曲成图13中向上方向凸起的山形状。此外，因为在护孔环320的圆筒部322 的内侧涂布有粘接剂，所以当插座330的上侧部件331与下侧部件340嵌合时，即使对多个电线310施加力，也能够抑制电线310的偏离。
然后，将被第2线套380捆扎起来的多个电线310的前端连接于第2连接器360。 另一方面，将在护孔环320的与配置圆筒部322的一侧相反侧配置的被第I线套370捆扎起来的多个电线310的前端连接于第I连接器350。
另外，以如下方式将该线束组件300组装于电动助力转向装置100。
S卩，在第I外壳150以及第2外壳160上组装第I旋转轴110、第2旋转轴120、检测装置10等，在组装第3外壳170之前的状态下，从第I连接器350侧通过形成于第2外壳160的连通孔161。然后，将护孔环320的突起324嵌合成与连通孔161的内周面接触， 并且逐渐压入护孔环320以及插座330，直至插座330的钩部390嵌入形成于第2外壳160 的凹部162。当将插座330插入连通孔161时，钩部390的倾斜面391与第2外壳160的连通孔161周围的壁接触而发生弹性变形，然后更深地插入而使倾斜面391嵌入第2外壳 160的凹部162，由此从变形状态恢复。通过将护孔环320的椭圆柱部321的配置圆筒部 322的一侧的面按压到插座330的月牙柱部343，由此使护孔环320克服与连通孔161周围的壁163之间产生的摩擦力向内侧移动。这样就将护孔环320以及插座330安装于第2外壳160。然后，将防脱部件336插入到钩部390与下侧部件340的钩部用凹部345及上侧部件331的钩部用凹部331a之间。并且，将第I连接器350插入扁平电缆套60的端子，将第 2连接器360插入E⑶200的端子。
另一方面，在拆卸线束组件300的情况下，从扁平电缆套60的端子卸下第I连接器350，之后， 拔出防脱部件336，并且，使插座330的钩部390从第2外壳160的外侧向内侧弹性变形，同时向近前方牵拉钩部390，由此可从第2外壳160的连通孔161中卸下护孔环320以及插座330。因为在防脱部件336上形成有凹部336f，所以通过在该凹部336f中插入例如负极驱动器的前端，可容易地卸下防脱部件336。然后，从第2外壳160的连通孔 161中拔出第I连接器350而卸下线束组件300。
接着，对旋转部件21以及磁铁22进行说明。
图16是旋转部件21以及磁铁22的立体图。图17是图1的XVII部的放大图。
旋转部件21具备沿着第I旋转轴110的外周面的薄壁圆筒状的第I圆筒状部 211 ;将第I旋转轴110的轴向作为中心线方向并且内径大于第I圆筒状部211的内径的薄壁圆筒状的第2圆筒状部212 ;以及连接第I圆筒状部211与第2圆筒状部212的连接部 213。在第2圆筒状部212中，沿着周向等间隔地形成有多个(在本实施方式中为3个)缺口部212a，该缺口部212a是从第I旋转轴110轴向的第2旋转轴120侧的端部起沿着轴向切入而成的。
此外，作为旋转部件21，可例示对板材进行拉伸加工而成型的部件。另外，作为将旋转部件21固定于第I旋转轴110的方法，可例示出如下方法将旋转部件21的第I圆筒状部211压入第I旋转轴110的外周面的方法、在第I旋转轴110的外周面设置凹部并且使第I圆筒状部211沿着该凹部的形状塑性变形(铆接)来进行固定的方法。
磁铁22基本上是圆筒状的部件，且具备从第I旋转轴110轴向的一个端面22a 向轴向凹陷的多个(在本实施方式中为3个)槽部221、和从该一个端面22a向轴向突出 的多个(在本实施方式中为3个)突起222。突起222在周向上被设于未设有槽部221的 部位，在半径方向上被设于与设有槽部221的部位相同的位置。如图16所示，不存在槽部 221的周向端面与突起222的周向端面之间的边界，它们是一体形成的。周向上的槽部221 与其它槽部221之间的部位即中间部223和设于该中间部223上的突起222如后所述与旋 转部件21的缺口部212a嵌合，所以将中间部223与突起222合称为嵌合部224。
磁铁22在第I旋转轴110的圆周方向上交替地配置有N极和S极，并且沿着圆周 方向进行了磁化。作为极数，如图16所示，可例示出N极以及S极分别是12个的24极。此 外，磁铁22可以在与相对角度传感器30相对的部位，各磁化出I极的N极以及S极。
磁铁22是在槽部221中插入旋转部件21的第2圆筒状部212的状态下利用粘接 剂23进行粘接的。由此，磁铁22借助旋转部件21安装于第I旋转轴110并与第I旋转轴 110 一起旋转。
在将旋转部件21的第2圆筒状部212插入磁铁22的槽部221时，磁铁22的嵌合 部224与旋转部件21的缺口部212a嵌合。根据此结构，即使磁铁22因粘接剂23的脱落 而得不到旋转部件21的支撑，但由于磁铁22是与旋转部件21直接接触的，因而仍然能够 借助旋转部件21传递第I旋转轴110的旋转力。即，在因粘接剂23的脱落而导致磁铁22 得不到旋转部件21的支撑的情况下，当旋转部件21随着第I旋转轴110的旋转一起旋转 时，由于旋转部件21的缺口部212a与磁铁22的嵌合部224直接接触，因而将第I旋转轴 110的旋转力传递给磁铁22。结果，即便因粘接剂23的脱落而导致磁铁22得不到旋转部 件21的支撑，磁铁22也能随着第I旋转轴110的旋转而旋转。
在因粘接剂23的脱落而导致磁铁22得不到旋转部件21的支撑的情况下，为了在 第I旋转轴110的旋转角度与磁铁22的旋转角度之间不产生差异，优选的是磁铁22的嵌 合部224的周向宽度与旋转部件21的缺口部212a的周向宽度之差为零。不过，只要作业 人员能用手将磁铁22的嵌合部224与旋转部件21的缺口部212a嵌合，则嵌合部224的周 向的宽度也可以大于旋转部件21的缺口部212a的周向宽度。
另一方面，从容易组装的方面出发，希望磁铁22的嵌合部224的周向宽度小于旋 转部件21的缺口部212a的周向宽度，在嵌合部224与缺口部212a之间留有间隙。在此情 况下，当因粘接剂23的脱落而导致磁铁22得不到旋转部件21的支撑时，会在第I旋转轴 110的旋转角度与磁铁22的旋转角度之间产生差异，所以希望该间隙尽量小。重要的是，该 间隙不能大到如下程度，即即使操作了方向盘，磁铁22也未随着第I旋转轴110的旋转而 旋转，无法通过电动机190进行辅助。
另外，在磁铁22的嵌合部224的周向宽度小于旋转部件21的缺口部212a的周向 宽度、从而在嵌合部224与缺口部212a之间存在间隙的情况下，高温时，即使磁铁22比旋 转部件21的膨胀系数大，也能够抑制磁铁22的损坏。
将磁铁22的嵌合部224在第I旋转轴110轴向上的长度设定为实现以下目的所 需的足够长度，所述目的是即便粘接剂23脱落而导致磁铁22得不到旋转部件21的支撑， 也能够借助旋转部件21的缺口部212a将磁铁22与第I旋转轴110 —起旋转所需的力传递给磁铁22。
在粘接剂23脱落而导致磁铁22得不到旋转部件21的支撑的情况下，在图1以及图17所示的本实施方式的结构中，磁铁22会下落到与磁铁22的轴向的第2旋转轴120侧的端面相对的基座50并载置于基座50上。
图18是示出粘接剂23脱落、从而磁铁22载置于基座50上的状态的图。
在磁铁22载置于基座50上的状态下，至少需要满足旋转部件21的缺口部212a的端面与磁铁22的嵌合部224接触的位置关系，需要在实现以下目的所需的足够长度的范围内使两者在轴向上重叠，所述目的是通过旋转部件21的缺口部212a的端面与磁铁22的嵌合部224的接触，来将磁铁22与第I旋转轴110 —起旋转所需的力传递给磁铁22。在将该足够的长度设为Lr (参照图18)时，磁铁22的嵌合部224的长度Lk可设定为对磁铁22 的轴向的第2旋转轴120侧的端面与基座50之间的间隙Lt加上Lr所得的值(Lt+Lr)以上(Lk ^ Lt+Lr)。
通过如以上这样地构成检测装置10，即使粘接剂23脱落而导致磁铁22得不到旋转部件21的支撑，也能够借助旋转部件21的缺口部212a将第I旋转轴110的旋转力传递给磁铁22，所以能够使磁铁22与第I旋转轴110 —起旋转。由此，即使在粘接剂23脱落的情况下，也能够检测第I旋转轴110与第2旋转轴120的相对旋转角度。
此外，在图1以及图17所示的本实施方式的结构中，与磁铁22的轴向的第2旋转轴120侧的端面相对的部件仅仅是基座50，但在与磁铁22的轴向的第2旋转轴120侧的端面相对的部件是与第2旋转轴120和/或与第2旋转轴120联动地旋转的部件(也包含基座50)的情况下，优选构成为以下这样的结构。即，设粘接剂23脱落而导致磁铁22得不到旋转部件21的支撑时磁铁22所落到的部位、与磁铁22被旋转部件21支撑的状态下磁铁22的轴向的第2旋转轴120侧的端面之间的间隙为Lt，磁铁22的嵌合部224的长度Lk 可设定为对将第I旋转轴110的旋转力传递给磁铁22所需的足够的嵌合部224与缺口部 212a的接触长度Lr加上Lt所得的长度以上，即设定为满足Lk ^ Lt+Lr的长度。
此外，在上述实施方式的电动助力转向装置100中，作为抑制保持电线310的护孔环320的移动的部件，具备使用了插座330的线束组件300，但不限该方式。例如，作为抑制护孔环320移动的部件，可采用这样的板该板是利用配置于外壳140的外部且通过螺钉紧固于该外壳140的、覆盖连通孔161的外侧连通孔161b的板材进行成型而得到的板。在此情况 下，可将具有夹持电线310的平板状部位和插入板上形成的贯通孔的钩部的夹具，借助钩部安装于板上，并且保持于通过平板状部位紧固着电线310的状态。由此，即使在外壳 140的外侧对电线310施加了外力，也很难对护孔环320保持电线310的部位传递力。
权利要求
1.一种相对角度检测装置，其检测第I旋转轴与第2旋转轴的相对旋转角度，该相对角度检测装置的特征在于，该相对角度检测装置具备旋转部件，其固定于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意一个旋转轴，与该一个旋转轴一起旋转；支撑部件，其产生磁场，并且借助粘接剂支撑于所述旋转部件；以及传感器，其设置于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意另一个旋转轴，输出与所述支撑部件产生的磁场相应的值，在所述旋转部件与所述支撑部件之间设有传递单元，该传递单元在所述粘接剂脱落的情况下，通过彼此直接接触而将所述一个旋转轴的旋转力传递给该支撑部件。
2.根据权利要求1所述的相对角度检测装置，其特征在于，所述传递单元具有设于所述旋转部件和所述支撑部件中的任意一方的凸部以及设于另一方的凹部，所述支撑部件在所述凸部与所述凹部嵌合的状态下，借助粘接剂支撑于所述旋转部件，在该粘接剂脱落的情况下，通过该凸部与该凹部的直接接触，对所述支撑部件传递所述一个旋转轴的旋转力。
3.根据权利要求2所述的相对角度检测装置，其特征在于，设于所述支撑部件的所述凸部或所述凹部在所述一个旋转轴的轴向上的长度为如下长度以上该长度是对将该一个旋转轴的旋转力传递给该支撑部件所需的足够的该凸部与该凹部的接触长度，加上该支撑部件借助所述粘接剂支撑于所述旋转部件的状态下该支撑部件的所述另一个旋转轴侧的端部、与该粘接剂脱落时该支撑部件所落到的该另一个旋转轴和/或与该另一个旋转轴联动地旋转的部件之间的长度而得到的。
4.一种相对角度检测装置，其检测第I旋转轴与第2旋转轴的相对旋转角度，该相对角度检测装置的特征在于，该相对角度检测装置具备旋转部件，其固定于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意一个旋转轴，与该一个旋转轴一起旋转；支撑部件，其产生磁场，并且借助粘接剂支撑于所述旋转部件；以及传感器，其设置于所述第I旋转轴和所述第2旋转轴中的任意另一个旋转轴，输出与所述支撑部件产生的磁场相应的值，在所述旋转部件和所述支撑部件中的任意一方设有凸部，并且在另一方设有凹部，所述支撑部件在所述凸部与所述凹部嵌合的状态下，借助粘接剂支撑于所述旋转部件。
5.根据权利要求4所述的相对角度检测装置，其特征在于，设于所述支撑部件的所述凸部或所述凹部在所述一个旋转轴的轴向上的长度为如下长度以上该长度是对将该一个旋转轴的旋转力传递给该支撑部件所需的足够的该凸部与该凹部的接触长度，加上该支撑部件借助所述粘接剂支撑于所述旋转部件的状态下该支撑部件的所述另一个旋转轴侧的端部、与该粘接剂脱落时该支撑部件所落到的该另一个旋转轴和/或与该另一个旋转轴联动地旋转的部件之间的长度而得到的。
全文摘要
本发明提供相对角度检测装置，作为课题，提供即使在粘接剂脱落的情况下也能够检测两个旋转轴的相对旋转角度的技术。作为解决手段，相对角度检测装置具备旋转部件(21)，其固定于第1旋转轴(110)和第2旋转轴中的任意一个旋转轴，与一个旋转轴一起旋转；磁铁(22)，其产生磁场，并且借助粘接剂支撑于旋转部件(21)；相对角度传感器(30)，其设置于第1旋转轴(110)和第2旋转轴中的任意另一个旋转轴，输出与磁铁(22)产生的磁场相应的值，在旋转部件(21)与磁铁(22)之间设有缺口部(212a)和嵌合部(224)，该缺口部和嵌合部在粘接剂脱落的情况下，彼此直接接触而将一个旋转轴的旋转力传递给磁铁(22)。
文档编号G01B7/30GK102997839SQ20121007413
公开日2013年3月27日 申请日期2012年3月20日 优先权日2011年9月14日
发明者滨口雄亮, 滨洋平 申请人:株式会社昭和