JP2004317281A - Torque sensor - Google Patents

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光則 成瀬
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睦 松浦
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Toyoda Koki KK
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Minebea Co Ltd
Toyoda Koki KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque sensor capable of improving reliability by suppressing an internal stress generated by thermal expansion. <P>SOLUTION: In this torque sensor 10, the first terminal pin 51P having comparatively high stiffness is fixed to a feeding coil part 51, and the second terminal pin 53P having comparatively low stiffness is fixed to an outside wiring part 53, and the first and second terminal pins 51P, 53P are allowed to penetrate a pinhole 59 on a common circuit board 58, to be thereby blocked. Hereby, when each terminal pin 51P, 53P is thermally expanded, the internal stress can be mitigated by deformation of the second terminal pin 53P having the comparatively low stiffness in the state where the first terminal pin 51P having the comparatively high stiffness supports the circuit board 58. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トーションバーの捻れ角を1対のレゾルバで検出してトルクを検出するトルクセンサに関する。
【0002】
【関連技術】
レゾルバは、例えば、サーボモータに備えられて回転角を検出する役割を果たす(例えば、特許文献1参照)。そして、近年では、筒形ボディの内部に回転可能に設けたトーションバーの回転角を、極数が異なる1対のレゾルバで検出し、それら検出角の差分に基づき、トーションバーの捻れ角に対応した負荷トルクを検出するトルクセンサの開発が進められている。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−328952号公報(請求項42、[0005])
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したトルクセンサでは、レゾルバに備えた給電コイル部及び外側巻線部の複数の端末ピンを共通の回路基板に接続した構造が好ましい。そして、このような構造にした場合、各部位が熱膨張したときには、回路基板と各端末ピンとの接続部や端末ピン自体に内部応力が生じるので、この内部応力を抑えて信頼性を向上させることが求められていた。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、熱膨張によって生じる内部応力を抑えて信頼性を向上させることが可能なトルクセンサの提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係るトルクセンサは、筒形ボディの内部にトーションバーを回転可能に設けると共に、筒形ボディに固定した外側巻線部とトーションバーに固定した内側巻線部との相互インダクタンスの変化に基づいてトーションバーの回転角を検出するレゾルバを対にして設け、それら1対のレゾルバの検出角の差分からトーションバーにかかる負荷トルクを検出するトルクセンサにおいて、トーションバーには、各内側巻線部に接続された1対の受電コイル部が設けられ、筒形ボディには、各受電コイル部に電磁誘導により電力を供給する1対の給電コイル部が設けられ、鋼の表面を銅で覆った第1端末ピンと、第1端末ピンより剛性が低い銅製の第2端末ピンとのうちの何れか一方の端末ピンを各給電コイル部に固定する一方、他方の端末ピンを各外側巻線部に固定し、それら第1及び第2の端末ピンを共通の回路基板に固着して、給電コイル部及び外側巻線部を回路基板に電気接続したところに特徴を有する。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1に記載のトルクセンサにおいて、1対の給電コイル部の間に、1対の外側巻線部を配置し、給電コイル部の端末を第1端末ピンとする一方、外側巻線部の端末を第2端末ピンとしたところに特徴を有する。
【0008】
請求項3の発明は、請求項2に記載のトルクセンサにおいて、給電コイル部は、ボビンに電線を巻回してなり、第1端末ピンはボビンに固定されたところに特徴を有する。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載のトルクセンサにおいて、第2端末ピンには、他の部分より扁平状をなした被クランプ部が設けられ、被クランプ部を、回路基板のピンホールの内部に配置したところに特徴を有する。
【0010】
請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れかに記載のトルクセンサにおいて、第2端末ピンの軸方向の途中部分に、湾曲部を設けたところに特徴を有する。
【0011】
【発明の作用及び効果】
<請求項1の発明>
請求項1のトルクセンサでは、剛性が異なる第1及び第2の端末ピンのうちの何れか一方の端末ピンを給電コイル部に固定する一方、他方の端末ピンを外側巻線部に固定し、それら第1及び第2の端末ピンを、共通の回路基板に固着したので、各端末ピンが熱膨張したときには、比較的剛性が高い第1端末ピンが回路基板を支持した状態で、比較的剛性が低い第2端末ピンの変形により内部応力を緩和することができる。これにより、給電コイル部及び外側巻線部と回路基板との接続の信頼性を向上させることができる。
【0012】
<請求項2及び3の発明>
請求項2のトルクセンサでは、比較的剛性が高い第1端末ピンが互いに離れた側に配置されて回路基板を支持するので、回路基板の支持が安定する。ここで、第1端末ピンをボビンに固定すれば、第1端末ピン自体を安定させることができ、これにより回路基板の支持が安定する(請求項3の発明)。
【0013】
<請求項4の発明>
請求項4のトルクセンサでは、第2端末ピンのうち比較的強度が低くなる扁平状の被クランプ部を、回路基板のピンホールの内部に配置したことで、被クランプ部が半田によって補強されて、被クランプ部に応力が集中することが防がれる。なお、被クランプ部は扁平形状であるので、ツールにて安定して把持することができる。
【0014】
<請求項5の発明>
請求項5のトルクセンサでは、第2端末ピンの軸方向の途中部分に、湾曲部を設けたので、湾曲部の曲げ変形により内部応力を緩和することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。図1には、本実施形態のトルクセンサ10の全体が示されている。同図において符号11は筒形ボディであって、その内側を回転軸部12が貫通し、筒形ボディ11の両端部に設けたベアリング13,13により回転可能に軸支されている。
【0016】
回転軸部12は、トーションバー14と第1及び第2の延長スリーブ15,16とからなる。トーションバー14は、両端部14A,14Bに比べて中間部14Cの径が細くなっており、負荷トルクを受けるとその中間部14Cが捻れ変形する。
【0017】
第1延長スリーブ15は、トーションバー14における中間部14Cのほぼ全体を遊嵌状態に覆うと共に、トーションバー14の一方の端部14A(以下、これを「基端部14A」といい、逆側の端部を「先端部14B」という)に隙間無く嵌合されている。第1延長スリーブ15とトーションバー14の基端部14Aとの嵌合部分にはピン17が横切って貫通しており、これにより、第1延長スリーブ15がトーションバー14の基端部14Aと一体に回転する。
【0018】
第1延長スリーブ15の外周面には、前記ベアリング13が嵌合されたベアリング嵌合部20が設けられ、そのベアリング嵌合部20よりトーションバー14の先端部14B側には、第1レゾルバ嵌合部18が設けられている。
【0019】
図1に示すように、第2延長スリーブ16は、ピニオンギヤ23の一端に一体形成されている。そして、トーションバー14の先端部14Bに嵌合されて、第1延長スリーブ15の外側を覆っている。第2延長スリーブ16とトーションバー14の先端部14Bとの嵌合部分には、回り止め用の凹凸部24が全周に形成されており、これにより、第2延長スリーブ16がトーションバー14の先端部14Bと一体に回転する。従って、トーションバー14の中間部14Cが捻られると、トーションバー14の基端部14Aに一体に回転する第1延長スリーブ15と、先端部14Bと一体に回転する第2延長スリーブ16とが相対的に回転する。
【0020】
第2延長スリーブ16の外周面には、前記ベアリング13が嵌合されたベアリング嵌合部25が設けられ、そのベアリング嵌合部25よりトーションバー14の基端部14A側には、第2レゾルバ嵌合部26が設けられている。第2レゾルバ嵌合部26は、前記第1レゾルバ嵌合部18と外径が同じになっている。
【0021】
図1に示すように、筒形ボディ11と回転軸部12との間には、1対のレゾルバ50,50が設けられており、これらレゾルバ50,50は、同一構造になっている。即ち、レゾルバ50は、回転軸部12側に固定されるロータ50Rと、筒形ボディ11側に固定されるステータ50Sとからなる。ロータ50Rには、受電コイル部52及び内側巻線部54とが備えられ、ステータ50Sには、給電コイル部51及び外側巻線部53とが備えられている。そして、給電コイル部51と受電コイル部52との間の電磁誘導により内側巻線部54が受電して励磁され、回転軸部12の回転角に伴った内外の巻線部53,54の相互インダクタンスの変化に基づいて回転軸部12の電気角が変化する。
【0022】
詳細には、図2に示すように、受電コイル部52は、ボビン52Bに電線52Dを巻回してなり、内側巻線部54は、ロータコア54Cに備えた複数のティースに電線54Dを巻回してなる。また、内側巻線部54の両側にはシールド円板80,81が配されている。これら受電コイル部52及び内側巻線部54を回転筒56の外面に嵌合固定してロータ50Rが構成されている。そして、一方のロータ50Rが第1延長スリーブ15の第1レゾルバ嵌合部18に嵌合固定され、他方のロータ50Rが第2延長スリーブ16の第2レゾルバ嵌合部26に嵌合固定されている。なお、回転筒56の一端から延設した係止片56Aが、各レゾルバ嵌合部18,26に形成した係止溝16Mに係止してロータ50Rが軸方向で位置決めされている。
【0023】
給電コイル部51は、ボビン51Bに電線51Dを巻回し、そのボビン51Bの外側を別のボビン51Eで覆った構成になっている。また、ボビン51Eの側面には、図5に示すように、複数(図3参照)の第1端末ピン51Pが固定されており、この第1端末ピン51Pがボビン51Eの径方向外側に突出している。そして、第1端末ピン51Pの基端部に給電コイル部51の電線51Dが電気接続されている。
【0024】
一方、外側巻線部53は、ステータコア53Cに備えた複数のティースにそれぞれ電線53Dを巻回してなる。また、外側巻線部53の一側面には、円板84が固定されており、この円板84には、複数(図3参照)の第2端末ピン53Pが固定されている。ここで、第2端末ピン53Pは、図5に示すように、円板84の縁部から外側巻線部53の軸方向に立ち上がり、途中で湾曲して先端が外側巻線部53の径方向外側に突出している。また、第2端末ピン53Pの基端部には外側巻線部53の電線53Dが電気接続されている。さらに、第2端末ピン53Pのうち途中の湾曲部53Wより先端側には、第2端末ピン53Pを他の部分より扁平にした被クランプ部53Vが備えられている。
【0025】
なお、第2端末ピン53Pを外側巻線部53に組み付けて固定する際に、図示しない工具によって被クランプ部53Vが把持される。
【0026】
さて、本実施形態では、給電コイル部51の第1端末ピン51Pは、外側巻線部53の第2端末ピン53Pより剛性が高くなっている。具体的には、図4(A)の断面図に示すように、第1端末ピン51Pは、鋼K1(例えば、軟鋼)の周りを銅K2で被覆した構造になっている。一方、第2端末ピン53Pは、図4(B)に示すように、全体が銅K2で構成されている。これにより、第1端末ピン51Pが第2端末ピン53Pより剛性が高くなっている。
【0027】
両レゾルバ50,50の給電コイル部51及び外側巻線部53は、外嵌スリーブ57の内側に嵌合固定されている。詳細には、図3に示すように、外嵌スリーブ57には、その周方向の一部を軸方向全体に亘って切除してピン挿通窓57Wが形成されている。そして、外嵌スリーブ57の両端部から順番にそれぞれシールド円板83,83、円板84,84、外側巻線部53,53、シールド円板82,82、給電コイル部51,51が嵌合されている。即ち、図3に示すように、1対の給電コイル部51,51の間に、1対の外側巻線部53,53を配置した構造になっている。なお、外側巻線部53及び給電コイル部51を嵌合する際には、外嵌スリーブ57の両端部におけるピン挿通窓57Wの開放口から各端末ピン51P,53Pがピン挿通窓57W内に挿入される。
【0028】
外嵌スリーブ57の側方には、ピン挿通窓57Wを覆うように回路基板58が配置されている。この回路基板58に形成されたピンホール59に、第1端末ピン51Pと第2端末ピン53Pとがそれぞれ挿入されて半田付されている。このとき、第2端末ピン53Pの被クランプ部53Vは、回路基板58のピンホール59の内部に配置されて半田で覆われる。以上により、両レゾルバ50,50のステータ50S,50Sが1部品のステータユニットになっている。そして、このステータユニットが、筒形ボディ11内に嵌合固定されている。
【0029】
本実施形態のトルクセンサ10の構造は以上である。このトルクセンサ10は、例えば図6に示すように、自動車に備えた電動ステアリング装置70に組み付けられる。具体的には、ハンドル71に連結されたステアリングシャフト78の先端にトルクセンサ10の回転軸部12が連結され、その回転軸部12のピニオンギヤ23が、アクチュエータ72内でラック74に噛合している。アクチュエータ72には電動モータが内蔵され、この電動モータの回転出力を直動運動に変換してラック74を直動させる。また、ラック74の両端と、操舵輪73,73の回転支持部76,76との間は、タイロッド75,75によって連結されている。さらに、トルクセンサ10の筒形ボディ11は車両本体に固定され、トルクセンサ10の各レゾルバ50,50の出力線がECU77に接続されている。そして、ECU77は、トルクセンサ10にて検出したステアリングシャフト78の負荷トルクに基づいて、アクチュエータ72を駆動制御する。これにより、運転者によるハンドル71への操舵力にアクチュエータ72の出力を補助力として加えた合力で、ラック74が直動駆動されて、操舵輪73,73が転舵する。
【0030】
次に本実施形態の電動ステアリング装置70の動作について説明する。ハンドル71を回転させると、トルクセンサ10におけるトーションバー14に負荷トルクがかかってトーションバー14の中間部14Cが捻られる。すると、トーションバー14の基端部14Aに一体回転する第1延長スリーブ15と、トーションバー14の先端部14Bと一体回転する第2延長スリーブ16とが相対的に回転し、両レゾルバ50,50の電気角に差が生じる。ECU77は、これらレゾルバ50,50の電気角の差分に基づいて回転軸部12にかかる負荷トルクを演算し、その回転軸部12にかかる負荷トルク、即ち、ハンドル71への反力トルクを運転状況に応じて適宜変更するように、アクチュエータ72の出力を変更する。
【0031】
ところで、自動車本体の熱によりトルクセンサ10を構成する各部位がそれぞれ熱膨張する事態が起こりうる。しかしながら本実施形態のトルクセンサ10では、比較的剛性が高い第1端末ピン51Pを給電コイル部51に固定する一方、比較的剛性が低い第2端末ピン53Pを外側巻線部53に固定し、それら第1及び第2の端末ピン51P,53Pを、共通の回路基板58のピンホール59に通して固着したので、各端末ピン51P,53Pが熱膨張したときには、比較的剛性が高い第1端末ピン51Pが回路基板58を支持した状態で、比較的剛性が低い第2端末ピン53Pの変形により内部応力を緩和させることができる。しかも、第2端末ピン53Pの軸方向の途中部分に、湾曲部53Wを設けたので、湾曲部53Wによる曲げ変形により内部応力をさらに緩和させることができる。これにより、給電コイル部51及び外側巻線部53と回路基板58との接続部の信頼性を向上させることができる。
【0032】
また、比較的剛性が高い第1端末ピン51Pを回路基板58の両端部に固定したので、回路基板58の支持が安定する。さらに、第2端末ピン53Pのうち比較的強度が低くなる扁平状の被クランプ部53Vを、回路基板58のピンホール59の内部に配置したことで、被クランプ部53Vが半田によって補強されて、被クランプ部53Vに応力が集中することが防がれる。
【0033】
<他の実施形態>
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)前記実施形態のトルクセンサ10は、電動ステアリング装置70に組み込んで用いられていたが、電動ステアリング装置以外のものに本発明に係るトルクセンサを用いてもよい。
【0034】
(2)前記実施形態では、給電コイル部51に比較的剛性が高い第1端末ピン51Pを備え、外側巻線部53に比較的剛性が低い第2端末ピン53Pを備えた構成にしたが、これとは逆に、外側巻線部に比較的剛性が高い第1端末ピンを備え、外側巻線部に比較的剛性が低い第1端末ピンを備えた構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にトルクセンサの側断面図
【図2】トルクセンサの一部を拡大した側断面図
【図3】回路基板に端末ピンを挿入固定した状態の斜視図
【図4】(A)第1端末ピンの斜視図
(B)第2端末ピンの斜視図
【図5】回路基板に端末ピンを挿入固定した状態の斜視図
【図6】電動ステアリング装置の概念図
【符号の説明】
10…トルクセンサ
11…筒形ボディ
14…トーションバー
50…レゾルバ
51…給電コイル部
51B,51E…ボビン
51P…第1端末ピン
52…受電コイル部
53…外側巻線部
53P…第2端末ピン
53V…被クランプ部
53W…湾曲部
54…内側巻線部
54C…ロータコア
58…回路基板
59…ピンホール
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a torque sensor that detects a torque by detecting a torsion angle of a torsion bar with a pair of resolvers.
[0002]
[Related technology]
The resolver is provided, for example, in a servomotor and plays a role in detecting a rotation angle (for example, see Patent Document 1). In recent years, the rotation angle of a torsion bar rotatably provided inside a cylindrical body is detected by a pair of resolvers having different numbers of poles, and the torsion angle of the torsion bar is determined based on the difference between the detected angles. The development of a torque sensor for detecting the applied load torque has been advanced.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-328952 (Claim 42, [0005])
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned torque sensor, a structure in which a plurality of terminal pins of a feeding coil unit and an outer winding unit provided in a resolver are connected to a common circuit board is preferable. In such a structure, when each part thermally expands, internal stress is generated at a connection portion between the circuit board and each terminal pin and at the terminal pin itself. Therefore, it is necessary to suppress the internal stress and improve reliability. Was required.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a torque sensor capable of suppressing internal stress caused by thermal expansion and improving reliability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the torque sensor according to the first aspect of the present invention provides a torsion bar rotatably inside a cylindrical body, and an outer winding portion fixed to the cylindrical body and a torsion bar. A pair of resolvers for detecting the rotation angle of the torsion bar based on the change in mutual inductance with the inner winding portion, and a torque for detecting a load torque applied to the torsion bar from a difference between the detection angles of the pair of resolvers. In the sensor, the torsion bar is provided with a pair of power receiving coil portions connected to the respective inner winding portions, and the cylindrical body is provided with a pair of power feeding coils for supplying power to the respective power receiving coil portions by electromagnetic induction. Portion is provided, a first terminal pin whose surface of steel is covered with copper, and a second terminal pin made of copper having lower rigidity than the first terminal pin. While fixing to the power coil part, the other terminal pin is fixed to each outer winding part, the first and second terminal pins are fixed to a common circuit board, and the feeding coil part and the outer winding part are fixed. The feature is that it is electrically connected to the circuit board.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the torque sensor according to the first aspect, a pair of outer winding portions are disposed between the pair of power supply coil portions, and a terminal of the power supply coil portion serves as a first terminal pin. The feature is that the terminal of the outer winding portion is a second terminal pin.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the torque sensor according to the second aspect, the power supply coil unit is formed by winding an electric wire around a bobbin, and the first terminal pin is fixed to the bobbin.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the torque sensor according to any one of the first to third aspects, the second terminal pin is provided with a portion to be clamped which is flatter than other portions. It is characterized in that it is arranged inside the pinhole of the circuit board.
[0010]
A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the torque sensor according to any one of the first to fourth aspects, a curved portion is provided at an intermediate portion in the axial direction of the second terminal pin.
[0011]
Function and effect of the present invention
<Invention of claim 1>
In the torque sensor according to claim 1, one of the first and second terminal pins having different rigidities is fixed to the feeding coil unit, and the other terminal pin is fixed to the outer winding unit. Since the first and second terminal pins are fixed to the common circuit board, when each terminal pin thermally expands, the relatively high rigidity of the first terminal pin supports the circuit board, and the first and second terminal pins support the circuit board. The internal stress can be reduced by the deformation of the second terminal pin having a low thickness. Thereby, the reliability of the connection between the feeding coil unit and the outer winding unit and the circuit board can be improved.
[0012]
<Inventions of Claims 2 and 3>
In the torque sensor according to the second aspect, since the first terminal pins having relatively high rigidity are arranged on the sides separated from each other to support the circuit board, the support of the circuit board is stabilized. Here, if the first terminal pin is fixed to the bobbin, the first terminal pin itself can be stabilized, thereby stably supporting the circuit board (the invention of claim 3).
[0013]
<Invention of Claim 4>
In the torque sensor according to the fourth aspect, the flat clamped portion of the second terminal pin having relatively low strength is disposed inside the pinhole of the circuit board, so that the clamped portion is reinforced by solder. This prevents stress from being concentrated on the clamped portion. Since the clamped portion has a flat shape, it can be stably gripped by a tool.
[0014]
<Invention of claim 5>
In the torque sensor according to the fifth aspect, since the curved portion is provided at an intermediate portion of the second terminal pin in the axial direction, the internal stress can be reduced by bending deformation of the curved portion.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the entirety of a torque sensor 10 according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes a cylindrical body, through which a rotary shaft portion 12 penetrates, and is rotatably supported by bearings 13 provided at both ends of the cylindrical body 11.
[0016]
The rotating shaft 12 includes a torsion bar 14 and first and second extension sleeves 15 and 16. The diameter of the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is smaller than that of both end portions 14A and 14B, and the intermediate portion 14C is torsionally deformed when receiving a load torque.
[0017]
The first extension sleeve 15 covers almost the entire intermediate portion 14C of the torsion bar 14 in a loosely fitted state, and also has one end 14A of the torsion bar 14 (hereinafter, this is referred to as a “base end 14A”, (Referred to as “tip portion 14B”) without any gap. A pin 17 penetrates through a fitting portion between the first extension sleeve 15 and the base end 14A of the torsion bar 14, whereby the first extension sleeve 15 is integrated with the base end 14A of the torsion bar 14. To rotate.
[0018]
A bearing fitting portion 20 in which the bearing 13 is fitted is provided on the outer peripheral surface of the first extension sleeve 15, and a first resolver fitting portion is provided on the distal end portion 14 </ b> B side of the torsion bar 14 from the bearing fitting portion 20. A joint 18 is provided.
[0019]
As shown in FIG. 1, the second extension sleeve 16 is formed integrally with one end of the pinion gear 23. Then, it is fitted to the distal end portion 14 </ b> B of the torsion bar 14 and covers the outside of the first extension sleeve 15. At the fitting portion between the second extension sleeve 16 and the distal end portion 14B of the torsion bar 14, an uneven portion 24 for preventing rotation is formed on the entire circumference, whereby the second extension sleeve 16 is attached to the torsion bar 14. It rotates integrally with the tip portion 14B. Therefore, when the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is twisted, the first extension sleeve 15 that rotates integrally with the base end portion 14A of the torsion bar 14 and the second extension sleeve 16 that rotates integrally with the distal end portion 14B are relatively positioned. Rotate.
[0020]
A bearing fitting portion 25 in which the bearing 13 is fitted is provided on the outer peripheral surface of the second extension sleeve 16. A second resolver is provided on the base end portion 14A side of the torsion bar 14 from the bearing fitting portion 25. A fitting portion 26 is provided. The second resolver fitting portion 26 has the same outer diameter as the first resolver fitting portion 18.
[0021]
As shown in FIG. 1, a pair of resolvers 50, 50 are provided between the cylindrical body 11 and the rotating shaft 12, and the resolvers 50, 50 have the same structure. That is, the resolver 50 includes the rotor 50R fixed to the rotary shaft 12 side and the stator 50S fixed to the cylindrical body 11 side. The rotor 50R includes a power receiving coil section 52 and an inner winding section 54, and the stator 50S includes a power feeding coil section 51 and an outer winding section 53. Then, the inner winding 54 is received and excited by electromagnetic induction between the feeding coil 51 and the receiving coil 52, and the inner and outer windings 53, 54 are rotated by the rotation angle of the rotating shaft 12. The electrical angle of the rotating shaft 12 changes based on the change in inductance.
[0022]
In detail, as shown in FIG. 2, the power receiving coil unit 52 is formed by winding an electric wire 52D around a bobbin 52B, and the inner winding unit 54 is formed by winding an electric wire 54D around a plurality of teeth provided on a rotor core 54C. Become. Shield disks 80 and 81 are arranged on both sides of the inner winding portion 54. The power receiving coil portion 52 and the inner winding portion 54 are fitted and fixed to the outer surface of the rotary cylinder 56 to form a rotor 50R. Then, one rotor 50R is fitted and fixed to the first resolver fitting portion 18 of the first extension sleeve 15, and the other rotor 50R is fitted and fixed to the second resolver fitting portion 26 of the second extension sleeve 16. I have. A locking piece 56A extending from one end of the rotary cylinder 56 is locked in a locking groove 16M formed in each of the resolver fitting portions 18, 26, and the rotor 50R is positioned in the axial direction.
[0023]
The feeding coil unit 51 has a configuration in which an electric wire 51D is wound around a bobbin 51B, and the outside of the bobbin 51B is covered with another bobbin 51E. As shown in FIG. 5, a plurality of (see FIG. 3) first terminal pins 51P are fixed to the side surface of the bobbin 51E, and the first terminal pins 51P protrude radially outward of the bobbin 51E. I have. The electric wire 51D of the power supply coil unit 51 is electrically connected to the base end of the first terminal pin 51P.
[0024]
On the other hand, the outer winding portion 53 is formed by winding an electric wire 53D around a plurality of teeth provided on the stator core 53C. A disk 84 is fixed to one side surface of the outer winding portion 53, and a plurality of (see FIG. 3) second terminal pins 53P are fixed to the disk 84. Here, as shown in FIG. 5, the second terminal pin 53P rises in the axial direction of the outer winding portion 53 from the edge of the disk 84, curves in the middle, and has a tip in the radial direction of the outer winding portion 53. It protrudes outward. Further, an electric wire 53D of the outer winding portion 53 is electrically connected to a base end of the second terminal pin 53P. Further, a portion to be clamped 53V that is flatter than the other portions of the second terminal pin 53P is provided on the distal end side of the middle curved portion 53W of the second terminal pin 53P.
[0025]
When assembling and fixing the second terminal pin 53P to the outer winding portion 53, the clamped portion 53V is gripped by a tool (not shown).
[0026]
Now, in the present embodiment, the first terminal pin 51P of the power supply coil unit 51 has higher rigidity than the second terminal pin 53P of the outer winding unit 53. Specifically, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4A, the first terminal pin 51P has a structure in which the periphery of steel K1 (for example, mild steel) is covered with copper K2. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the second terminal pin 53P is entirely made of copper K2. Thereby, the first terminal pin 51P has higher rigidity than the second terminal pin 53P.
[0027]
The feeding coil part 51 and the outer winding part 53 of both resolvers 50, 50 are fitted and fixed inside the outer fitting sleeve 57. Specifically, as shown in FIG. 3, the outer fitting sleeve 57 has a pin insertion window 57W formed by cutting a part of the outer fitting sleeve in the entire axial direction. Then, the shield disks 83, 83, the disks 84, 84, the outer winding portions 53, 53, the shield disks 82, 82, and the power supply coil portions 51, 51 are fitted in order from both ends of the outer fitting sleeve 57, respectively. Have been. That is, as shown in FIG. 3, a pair of outer winding portions 53, 53 are arranged between a pair of feeding coil portions 51, 51. When the outer winding portion 53 and the power supply coil portion 51 are fitted, the terminal pins 51P and 53P are inserted into the pin insertion windows 57W from the openings of the pin insertion windows 57W at both ends of the outer fitting sleeve 57. Is done.
[0028]
A circuit board 58 is arranged on the side of the outer fitting sleeve 57 so as to cover the pin insertion window 57W. A first terminal pin 51P and a second terminal pin 53P are inserted and soldered into pin holes 59 formed in the circuit board 58, respectively. At this time, the clamped portion 53V of the second terminal pin 53P is disposed inside the pinhole 59 of the circuit board 58 and covered with the solder. As described above, the stators 50S, 50S of both resolvers 50, 50 are a one-piece stator unit. The stator unit is fitted and fixed in the cylindrical body 11.
[0029]
The structure of the torque sensor 10 according to the present embodiment is as described above. The torque sensor 10 is mounted on an electric steering device 70 provided in an automobile, for example, as shown in FIG. Specifically, the rotation shaft 12 of the torque sensor 10 is connected to the tip of the steering shaft 78 connected to the handle 71, and the pinion gear 23 of the rotation shaft 12 meshes with the rack 74 in the actuator 72. . The actuator 72 has a built-in electric motor, and converts the rotation output of the electric motor into a linear motion to linearly move the rack 74. Also, tie rods 75, 75 are connected between both ends of the rack 74 and the rotation support portions 76, 76 of the steering wheels 73, 73. Further, the cylindrical body 11 of the torque sensor 10 is fixed to the vehicle body, and the output lines of the resolvers 50, 50 of the torque sensor 10 are connected to the ECU 77. Then, the ECU 77 controls the driving of the actuator 72 based on the load torque of the steering shaft 78 detected by the torque sensor 10. As a result, the rack 74 is driven linearly by the resultant force obtained by adding the output of the actuator 72 to the steering force of the driver to the steering wheel 71 as an auxiliary force, and the steered wheels 73 are steered.
[0030]
Next, the operation of the electric steering device 70 of the present embodiment will be described. When the handle 71 is rotated, a load torque is applied to the torsion bar 14 of the torque sensor 10, and the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is twisted. Then, the first extension sleeve 15 that rotates integrally with the base end portion 14A of the torsion bar 14 and the second extension sleeve 16 that rotates integrally with the distal end portion 14B of the torsion bar 14 relatively rotate, and both resolvers 50, 50 are rotated. There is a difference in electrical angle between the two. The ECU 77 calculates the load torque applied to the rotating shaft 12 based on the difference between the electrical angles of the resolvers 50, 50, and calculates the load torque applied to the rotating shaft 12, that is, the reaction torque applied to the steering wheel 71. The output of the actuator 72 is changed so as to be appropriately changed according to the above.
[0031]
By the way, a situation may occur in which each part constituting the torque sensor 10 thermally expands due to heat of the vehicle body. However, in the torque sensor 10 of the present embodiment, the first terminal pin 51P having a relatively high rigidity is fixed to the feeding coil portion 51, while the second terminal pin 53P having a relatively low rigidity is fixed to the outer winding portion 53, Since the first and second terminal pins 51P and 53P are fixed through the pin holes 59 of the common circuit board 58, when the terminal pins 51P and 53P thermally expand, the first terminal having relatively high rigidity is used. With the pins 51P supporting the circuit board 58, the internal stress can be reduced by deformation of the second terminal pins 53P having relatively low rigidity. In addition, since the curved portion 53W is provided at an intermediate portion in the axial direction of the second terminal pin 53P, the internal stress can be further reduced by bending deformation by the curved portion 53W. Thereby, the reliability of the connection portion between the power supply coil portion 51 and the outer winding portion 53 and the circuit board 58 can be improved.
[0032]
Further, since the first terminal pins 51P having relatively high rigidity are fixed to both ends of the circuit board 58, the support of the circuit board 58 is stabilized. Furthermore, by placing the flat clamped portion 53V of the second terminal pin 53P having relatively low strength inside the pinhole 59 of the circuit board 58, the clamped portion 53V is reinforced by solder, Concentration of stress on the clamped portion 53V is prevented.
[0033]
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and furthermore, various embodiments may be made without departing from the spirit of the present invention. It can be changed and implemented.
(1) Although the torque sensor 10 of the above embodiment is used by being incorporated in the electric steering device 70, the torque sensor according to the present invention may be used in a device other than the electric steering device.
[0034]
(2) In the above-described embodiment, the feeding coil unit 51 is provided with the first terminal pin 51P having relatively high rigidity, and the outer winding unit 53 is provided with the second terminal pin 53P having relatively low rigidity. Conversely, the outer winding portion may be provided with a first terminal pin having relatively high rigidity, and the outer winding portion may be provided with a first terminal pin having relatively low rigidity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a torque sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view in which a part of the torque sensor is enlarged. FIG. 3 is a perspective view of a state where terminal pins are inserted and fixed to a circuit board. FIG. 4A is a perspective view of a first terminal pin. FIG. 5B is a perspective view of a second terminal pin. FIG. 5 is a perspective view of a state in which the terminal pin is inserted and fixed to a circuit board. FIG. [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Torque sensor 11 ... Cylindrical body 14 ... Torsion bar 50 ... Resolver 51 ... Power supply coil part 51B, 51E ... Bobbin 51P ... First terminal pin 52 ... Power receiving coil part 53 ... Outer winding part 53P ... Second terminal pin 53V ... Clamped portion 53W Curved portion 54 Inner winding portion 54C Rotor core 58 Circuit board 59 Pinhole

Claims (5)

筒形ボディの内部にトーションバーを回転可能に設けると共に、前記筒形ボディに固定した外側巻線部と前記トーションバーに固定した内側巻線部との相互インダクタンスの変化に基づいて前記トーションバーの回転角を検出するレゾルバを対にして設け、それら1対のレゾルバの検出角の差分から前記トーションバーにかかる負荷トルクを検出するトルクセンサにおいて、
前記トーションバーには、前記各内側巻線部に接続された1対の受電コイル部が設けられ、
前記筒形ボディには、前記各受電コイル部に電磁誘導により電力を供給する1対の給電コイル部が設けられ、
鋼の表面を銅で覆った第1端末ピンと、前記第1端末ピンより剛性が低い銅製の第2端末ピンとのうちの何れか一方の端末ピンを前記各給電コイル部に固定する一方、他方の端末ピンを前記各外側巻線部に固定し、それら第1及び第2の端末ピンを共通の回路基板に固着して、前記給電コイル部及び前記外側巻線部を前記回路基板に電気接続したことを特徴とするトルクセンサ。
A torsion bar is rotatably provided inside the cylindrical body, and the torsion bar of the torsion bar is formed based on a change in mutual inductance between an outer winding portion fixed to the cylindrical body and an inner winding portion fixed to the torsion bar. A resolver for detecting a rotation angle is provided as a pair, and a torque sensor for detecting a load torque applied to the torsion bar from a difference between detection angles of the pair of resolvers,
The torsion bar is provided with a pair of power receiving coil portions connected to the respective inner winding portions,
The cylindrical body is provided with a pair of power supply coil units that supply power to each of the power receiving coil units by electromagnetic induction.
A first terminal pin having a steel surface covered with copper and a second terminal pin made of copper having a lower rigidity than the first terminal pin are fixed to each of the power supply coil units, while the other terminal pin is fixed to the other terminal pin. A terminal pin was fixed to each of the outer winding portions, the first and second terminal pins were fixed to a common circuit board, and the feeding coil portion and the outer winding portion were electrically connected to the circuit board. A torque sensor, characterized in that:
前記1対の給電コイル部の間に、前記1対の外側巻線部を配置し、前記給電コイル部の端末を前記第1端末ピンとする一方、前記外側巻線部の端末を前記第2端末ピンとしたことを請求項1に記載のトルクセンサ。The pair of outer winding portions is disposed between the pair of feeding coil portions, and a terminal of the feeding coil portion is the first terminal pin, while a terminal of the outer winding portion is the second terminal. The torque sensor according to claim 1, wherein the torque sensor is a pin. 前記給電コイル部は、ボビンに電線を巻回してなり、前記第1端末ピンは前記ボビンに固定されたことを特徴とする請求項2に記載のトルクセンサ。The torque sensor according to claim 2, wherein the power feeding coil unit is formed by winding an electric wire around a bobbin, and the first terminal pin is fixed to the bobbin. 前記第2端末ピンには、他の部分より扁平状をなした被クランプ部が設けられ、前記被クランプ部を、前記回路基板の前記ピンホールの内部に配置したことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のトルクセンサ。The said 2nd terminal pin is provided with the to-be-clamped part which made flat shape from another part, The said to-be-clamped part was arrange | positioned inside the said pinhole of the said circuit board, The said 1st terminal. 4. The torque sensor according to any one of claims 1 to 3. 前記第2端末ピンの軸方向の途中部分に、湾曲部を設けたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のトルクセンサ。The torque sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein a curved portion is provided at an intermediate portion in the axial direction of the second terminal pin.
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