JP2005249695A - Torque sensor - Google Patents
Torque sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005249695A JP2005249695A JP2004063291A JP2004063291A JP2005249695A JP 2005249695 A JP2005249695 A JP 2005249695A JP 2004063291 A JP2004063291 A JP 2004063291A JP 2004063291 A JP2004063291 A JP 2004063291A JP 2005249695 A JP2005249695 A JP 2005249695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- bobbin
- notch
- terminal
- yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置において入力軸及び出力軸の相対回転変位(トルク)を検出するトルクセンサに関する。 The present invention relates to a torque sensor that detects a relative rotational displacement (torque) of an input shaft and an output shaft in an electric power steering apparatus.
従来、トルクセンサとして、例えば特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報において、トルクセンサのコイルユニットのコイル(配線)を巻回するボビンを収容するヨークに、端子引出し方向用の矩形の切欠が設けられている。コイル(の配線)は、この切欠と端子の間から外部に引き出されるようになっている。
切欠周辺に形成される磁界の多くは、切欠を迂回するように流れるが、一部の磁界は切欠を飛び越えて形成される。よって、非切欠形成部との磁界の落差を小さくし、強い磁界を形成するには、切欠の軸方向長さが短いことが望ましい。しかしながら、切欠と端子との間には、両者の間にコイル(の配線)が挟み込まれるのを防止するために所定の隙間が設けられているため、切欠の軸方向長さは、端子の軸方向厚さに加え、この所定の隙間分だけ大きくなってしまうという問題があった。 Most of the magnetic field formed around the notch flows so as to bypass the notch, but part of the magnetic field is formed so as to jump over the notch. Therefore, in order to reduce the drop of the magnetic field from the non-notch forming portion and form a strong magnetic field, it is desirable that the axial length of the notch is short. However, since a predetermined gap is provided between the notch and the terminal in order to prevent the coil (wiring) from being sandwiched between the notch and the terminal, the axial length of the notch is the axis of the terminal. In addition to the thickness in the direction, there is a problem that the predetermined gap is increased.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コイルユニットのヨークに設けた切欠の形成による磁束の減少を最小限に抑えることが可能なトルクセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and an object thereof is to provide a torque sensor capable of minimizing a decrease in magnetic flux due to formation of a notch provided in a yoke of a coil unit.
上記目的を達成するため、本発明では、トーションバーによって接続された回転軸と、回転軸を包囲するように設けられた円筒状のコイルユニットと、回転軸に作用するトルクの変化に応じてコイルユニットのコイルのインピーダンスを変化させるインピーダンス可変手段とを備え、インピーダンス可変手段によるインピーダンス変化に基づき、回転軸に発生するトルクを検出するトルクセンサにおいて、コイルユニットは、コイルが巻回される巻回部と、コイルを外部に引き出す端子部とから構成されるボビンと、ボビン内部に収容すると共に、ボビンの端子部引出し用の切欠が形成されたヨークとから構成され、ヨークの切欠には、この切欠の周方向中央部において端子の軸方向端面側に突出した突出部と、この突出部の周方向両側に形成されたコイル逃げ溝とが形成されることとした。 To achieve the above object, according to the present invention, a rotating shaft connected by a torsion bar, a cylindrical coil unit provided so as to surround the rotating shaft, and a coil according to a change in torque acting on the rotating shaft. In the torque sensor for detecting the torque generated on the rotating shaft based on the impedance change by the impedance variable means, the coil unit includes a winding portion around which the coil is wound. And a yoke that is housed inside the bobbin and is provided with a notch for pulling out the terminal portion of the bobbin. At the center in the circumferential direction of the terminal and projecting toward the end face side in the axial direction of the terminal A coil relief groove which is has the be formed.
つまり、突出部における切欠の軸方向長さは、コイル逃げ溝における切欠の軸方向長さよりも短いため、突出部における磁界を強くすることができる。このため、非切欠形成部との磁界の落差を小さくすることが可能となり、コイルユニットのヨークに設けた切欠の形成による磁束の減少を最小限に抑えることができる。 That is, since the axial length of the notch in the protruding portion is shorter than the axial length of the notch in the coil escape groove, the magnetic field in the protruding portion can be increased. For this reason, it is possible to reduce the drop of the magnetic field with respect to the non-notch forming portion, and it is possible to minimize the decrease in magnetic flux due to the formation of the notch provided in the yoke of the coil unit.
以下、本発明のトルクセンサを実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing the torque sensor of the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.
図1は、実施例1におけるパワーステアリング装置に適用されたトルクセンサの構成図である。実施例1のトルクセンサは、運転者の操作する図外のステアリングホイールに接続され、鉄等の磁性材料から形成された入力軸1(特許請求の範囲の回転軸に相当)と、図外のラック&ピニオン機構に接続された出力軸2(特許請求の範囲の回転軸に相当)の間に設けられている。入力軸1及び出力軸2は、トーションバー3の固定部3a,3bを介して接続されている。トルクセンサは、トーションバー3と、2つの円筒部材4,5と、コイル9a,9bを含むコイルユニット9A,9Bから構成される。 FIG. 1 is a configuration diagram of a torque sensor applied to the power steering apparatus according to the first embodiment. The torque sensor according to the first embodiment is connected to a steering wheel (not shown) operated by the driver, and includes an input shaft 1 (corresponding to a rotating shaft in claims) formed from a magnetic material such as iron, It is provided between an output shaft 2 (corresponding to a rotating shaft in claims) connected to a rack and pinion mechanism. The input shaft 1 and the
出力軸2の入力軸1側端面には、トーションバー3の挿入部から更に径方向に延びた溝2aが形成されており、この溝2aには、入力軸1の出力軸2側端面に形成された凸部1aが摺動自在に挿入されている。ただし、溝2aの幅(周方向寸法)は、凸部1aの幅よりも若干広くなっており、入力軸1及び出力軸2間の所定範囲以上の相対回転を防止している。 On the input shaft 1 side end surface of the
円筒部材4は、入力軸1に対し大径部1Aを包囲するように密着固定されている。また、円筒部材4は、導電性且つ非磁性材料(本実施例ではアルミ系材料)から成り、円周方向に第1窓4aが複数個設けられている。 The
円筒部材5は、出力軸2に対し小径部5Aにおいて円筒部材4を覆うよう密着固定されている。円筒部材5は、導電性且つ非磁性材料(本実施例ではアルミ系材料)から成り、円周方向に第2窓5a,5bが複数個設けられている。 The cylindrical member 5 is closely fixed to the
2組のコイルユニット9A,9Bは、円筒部材4,5の外周を囲むように軸方向に並んで配置されている。また、コイル9a,9bと第1窓4a及び第2窓5a,5bとは、径方向に対向するように配置されている。 The two sets of
運転者の操舵力は、入力軸1、トーションバー3、出力軸2から図外のラック&ピニオン機構に伝達され、転舵輪(図外)に伝えられる。運転者が操舵操作を行うと、入出力軸間に固定されているトーションバー3の捩れに伴い、円筒部材4の窓と円筒部材5の窓との重なり具合が変化する。このとき、コイル9a,9bにインピーダンス変化が発生する(特許請求の範囲のインピーダンス可変手段に相当)。発生したインピーダンス変化が基板(図外)に伝達されると、基板において操舵トルクが演算される。演算結果に基づいて操舵トルクを軽減する操舵補助トルクが発生するような駆動電流が図外の電動モータに供給され、任意の方向及び大きさの操舵補助トルクが付与される。 The driver's steering force is transmitted from the input shaft 1, the
図2は実施例1におけるトルクセンサのコイルユニット9A(9B)のA−A断面図、図3はトルクセンサのコイルユニット9A(9B)を軸方向第2ヨーク部材14側から見た正面図、図4はトルクセンサのコイルユニット9A(9B)を径方向端子側から見た側面図である。
コイルユニット9A(9B)は、銅線等の配線12が巻回されコイル9a(9b)を形成している樹脂製のボビン11と、ボビン11の側面及び外周を覆うボビン収装体としてのヨーク9C(9D)から構成されている。ヨーク9C(9D)は、第1ヨーク部材10と第2ヨーク部材14から構成されている。ここで、第1ヨーク部材10は円筒部15、底部16、屈曲部17、開口部16aから構成される部材であり、第2ヨーク部材14は第1ヨーク部材10の円筒部15の軸方向他方側を閉塞する円盤状の部材である。尚、第1ヨーク部材10の詳細については図5,6で説明する。また、ボビン11の詳細については図7,8で説明する。更に、図4の切欠21については、図9で説明する。2 is a cross-sectional view of the
The
図5は実施例1における第1ヨーク部材10のA−A方向における断面図、図6は実施例1における第1ヨーク部材10を軸方向切欠21側から見た正面図である。
第1ヨーク部材10は、円筒部15と、この円筒部15の軸方向一方向側を閉塞する底部16と、底部16に設けられた開口部16aと、円筒部15及び底部16を繋ぐ屈曲部17から構成されている。また、円筒部15の一部には切欠21が設けられ、この切欠21からボビン11の端子部11aが引き出される。5 is a cross-sectional view of the
The
[切欠の形状について]
次に、ヨーク9C(9D)の第1ヨーク部材10に設けられた切欠21について説明する。図7は、実施例1における第1ヨーク部材10の切欠21を表す図である。切欠21は、第1テーパ領域18a,18bと突当領域19に分けられる。突当領域19には突出部19aが設けられており、突出部19aから周方向両端部に向かって切欠21の軸方向長さが徐々に増大するようなテーパ状に形成されたコイル逃げ溝21aが設けられている。[Notch shape]
Next, the
図8は、実施例1におけるボビン11のA−A方向における断面図である。図9は、実施例1におけるボビン11を軸方向の第2ヨーク部材14の設置面側から見た図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view in the AA direction of the
ボビン11は、配線12が巻き付けられてコイル9a(9b)を形成している巻回部11aと、配線12を外部に引き出すボビン端子部11b(特許請求の範囲に記載の端子部に相当)、引き出した配線12を巻き付ける配線巻付部11cから構成されている。また、ボビン端子部11bは端子13と接続されている。 The
ここで、ボビン端子部11bにおいて外部に引き出される配線12はエナメルで覆われており、配線巻付部11cに巻きつけられる。また、ボビン端子部11bは樹脂から構成されており、仮に配線12のエナメルが剥がれた場合であっても、短絡を防止可能な構成となっている。 Here, the
[ボビンをヨークへ装着した状態における切欠の効果]
..図10は、実施例1において、コイルユニット9A(9B)の切欠21付近(図4のBで表される領域)を表す拡大図である。
切欠21の突出部19aがボビン端子部突当面11eに当接し、またコイル9a(9b)の配線12は第1テーパ領域18a,18bに設けられたコイル逃げ溝21aから引き出される。[Effect of notch when bobbin is attached to the yoke]
10 is an enlarged view showing the vicinity of the
The
突出部19aにおいては、切欠21の軸方向長さがコイル逃げ溝21aにおける切欠21の軸方向長さよりも短い構成となっている。 In the
突出部19aがボビン端子部突当面11eに当接しており、端子13の軸方向上下の動きを抑える構成となっている。また、コイル逃げ溝21aが周方向両端部に向かって切欠21の軸方向長さが徐々に増大するテーパ状に形成されるため、切欠21の軸方向長さの変化がなだらかになる。 The protruding
切欠21を第1テーパ領域18a,18bと突当領域19の2つの領域に分けたことにより得られる効果について、以下に列挙する。
1)第1テーパ領域18a,18bにおいては、コイル逃げ溝21aが設けられており、切欠21と端子13との間でコイル9a(9b)の配線の当接を回避することができる。すなわち、配線12を傷める虞がない(請求項1に対応)。
2)突出部19aにおいては、切欠21の軸方向長さがコイル逃げ溝21aにおける切欠21の軸方向長さよりも短いため、突出部19aでは切欠21における磁界を強くすることができる。これにより、非切欠形成部との磁界の落差を小さくすることができる(請求項1に対応)。
3)突出部19aがボビン端子部突当面11eに当接しており、端子13の軸方向上下の動きを抑えることができる。よって、端子13の軸方向倒れを防止することが可能となり、配線12の断線を防ぐことができる。
4)コイル逃げ溝21aが周方向両端部に向かって切欠21の軸方向長さが徐々に増大するテーパ状に形成されるため、切欠21の軸方向長さの変化がなだらかになる。これにより、切欠21付近におけるインピーダンスの大きな変化を抑制することができる。The effects obtained by dividing the
1) In the
2) Since the axial length of the
3) The protruding
4) Since the
次に、実施例2について図11に基づき説明する。トルクセンサの基本的構成は実施例1と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。 Next, Example 2 will be described with reference to FIG. Since the basic configuration of the torque sensor is the same as that of the first embodiment, only different points will be described.
図11は、実施例2において、コイルユニット9A(9B)の切欠22付近(図4のBで表される領域)を表す拡大図である。
切欠22は、突当領域19、第2テーパ領域20a,20b、第3テーパ領域23a,23bの各領域に分けられ、ボビン挿入口11d’に向かうに従い拡開している。このとき、実施例1の切欠21と比較すると、ボビン挿入口11d’の周方向幅が実施例1に比べて長く形成され、コイル逃げ溝22a部分の周方向幅に関しては、実施例1のコイル逃げ溝21aよりも短く形成されている。FIG. 11 is an enlarged view showing the vicinity of the
The
次に、実施例2の作用について説明する。切欠22は突当領域19、第2テーパ領域20a,20b、第3テーパ領域23a,23bとに分けられることにより、ボビン挿入口11d’における周方向幅が拡大することで、ボビン11の挿入性が向上し、組み付け容易性を確保することができる。 Next, the operation of the second embodiment will be described. The
また、切欠22の周方向幅の大きさは磁界の形成に影響し、特に影響するのはコイル9a(9b)付近である。このとき、コイル逃げ溝22aにおける周方向幅を短く形成しているため、切欠22の形成による磁束の減少を最小限に抑えることができる。つまり、ボビン11の挿入性向上と切欠22のよる磁束の減少を抑える2つの効果を同時に達成できる。 Further, the circumferential width of the
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the respective embodiments will be described below together with the effects thereof.
(イ) 請求項1記載のトルクセンサにおいて、
前記突出部は、前記端子の軸方向端面に当接することを特徴とするトルクセンサ。(A) In the torque sensor according to claim 1,
The protrusion is in contact with an axial end surface of the terminal.
突出部19aがボビン端子部突当面11eに当接しており、端子13の軸方向上下の動きを抑えることができる。よって、端子13の軸方向倒れを防止することが可能となり、配線12の断線を防ぐことができる。 The protruding
(ロ) 請求項1または上記(イ)記載のトルクセンサにおいて、
前記コイル逃げ溝は、前記突出部から周方向両端部に向かって切欠の軸方向長さが徐々に増大するようなテーパ状に形成されることを特徴とするトルクセンサ。(B) In the torque sensor according to claim 1 or (A),
The torque sensor, wherein the coil escape groove is formed in a taper shape so that an axial length of the notch gradually increases from the protrusion toward both ends in the circumferential direction.
切欠の軸方向長さの変化が緩やかになるため、切欠周辺におけるインピーダンス変化を抑制することができる。 Since the change in the axial length of the notch becomes gentle, the impedance change around the notch can be suppressed.
(ハ) 請求項1または上記(イ)または上記(ロ)記載のトルクセンサにおいて、
前記ヨークは、円筒部と、この円筒部の軸方向一方向側を閉塞する底部とを有する第1ヨーク部材と、
前記円筒部の軸方向他方側を閉塞する円盤状の第2ヨーク部材とから構成され、
前記切欠は、前記円筒部の軸方向他方側端部に形成され、この切欠の周方向幅は、軸方向一方側から他方側に向かって拡径するテーパ状に形成されることを特徴とするトルクセンサ。(C) In the torque sensor according to claim 1 or (a) or (b) above,
The yoke includes a first yoke member having a cylindrical portion and a bottom portion that closes one axial direction side of the cylindrical portion;
A disc-shaped second yoke member that closes the other axial side of the cylindrical portion;
The notch is formed at an end portion on the other axial side of the cylindrical portion, and a circumferential width of the notch is formed in a tapered shape whose diameter increases from one side in the axial direction to the other side. Torque sensor.
円筒部15に切欠22が形成されるにあたり、切欠22は底部16から第2ヨーク部材14側にテーパ状に拡開して形成される。つまり、ボビン挿入口11d’における周方向幅が拡がることにより、ボビン11の挿入性が向上する。また、切欠22の周方向幅の大きさが最も影響する箇所はコイル9a(9b)付近であるが、コイル逃げ溝22aにおける周方向幅は短いため、切欠22の形成による磁束の減少を最小限に抑えることができる。 When the
1 入力軸
1a 凸部
1A 大径部
2 出力軸
2a 溝
3 トーションバー
3a 固定部
3b 固定部
4 円筒部材
4a 第1窓
4c,4d 窓
4A 小径部
5 円筒部材
5a,5b 第2窓
5c,5d 窓
5A 小径部
9A,9B コイルユニット
9C,9D ヨーク
9a,9b コイル
10 第1ヨーク部材
11 ボビン
11a 巻回部
11b ボビン端子部
11c 配線巻付部
11d ボビン挿入口
11e ボビン端子部突当面
12 配線
13 端子
14 第2ヨーク部材
15 円筒部
16 底部
16a 開口部
17 屈曲部
18a,18b 第1テーパ領域
19 突当領域
19a 突出部
20a,20b 第2テーパ領域
21 切欠
21a コイル逃げ溝
22 切欠
22a コイル逃げ溝
23a,23b 第3テーパ領域DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記回転軸を包囲するように設けられた円筒状のコイルユニットと、
前記回転軸に作用するトルクの変化に応じて前記コイルユニットのコイルのインピーダンスを変化させるインピーダンス可変手段と、
を備え、
前記インピーダンス可変手段によるインピーダンス変化に基づき、前記回転軸に発生するトルクを検出するトルクセンサにおいて、
前記コイルユニットは、コイルが巻回される巻回部と、コイルを外部に引き出す端子部とから構成されるボビンと、
前記ボビン内部に収容すると共に、前記ボビンの端子部引出し用の切欠が形成されたヨークと
から構成され、
前記ヨークの切欠には、この切欠の周方向中央部において前記端子の軸方向端面側に突出した突出部と、この突出部の周方向両側に形成されたコイル逃げ溝とが形成されることを特徴とするトルクセンサ。A rotating shaft connected by a torsion bar;
A cylindrical coil unit provided so as to surround the rotating shaft;
Impedance variable means for changing the impedance of the coil of the coil unit in accordance with a change in torque acting on the rotating shaft;
With
In the torque sensor for detecting the torque generated in the rotating shaft based on the impedance change by the impedance variable means,
The coil unit includes a bobbin composed of a winding part around which the coil is wound, and a terminal part that pulls the coil to the outside.
And a yoke that is housed in the bobbin and in which a notch for pulling out the terminal portion of the bobbin is formed,
The notch of the yoke is formed with a protrusion that protrudes toward the axial end face side of the terminal at the circumferential center of the notch, and coil escape grooves that are formed on both sides of the protrusion in the circumferential direction. A featured torque sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004063291A JP2005249695A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004063291A JP2005249695A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Torque sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005249695A true JP2005249695A (en) | 2005-09-15 |
Family
ID=35030289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004063291A Pending JP2005249695A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Torque sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005249695A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007240311A (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Honda Motor Co Ltd | Torque sensor |
JP2008139113A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Nsk Ltd | Electric power steering system |
-
2004
- 2004-03-08 JP JP2004063291A patent/JP2005249695A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007240311A (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-20 | Honda Motor Co Ltd | Torque sensor |
JP2008139113A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Nsk Ltd | Electric power steering system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101802103B1 (en) | Motor control device and power steering device | |
JP5123008B2 (en) | Brushless motor | |
JP5958664B2 (en) | Torque sensor and electric power steering device | |
WO2007088919A1 (en) | Electric power steering device | |
JP2013126291A (en) | Brushless motor and electric power steering device | |
WO2008075667A1 (en) | Miniature motor | |
JP2009213283A (en) | Brushless motor | |
JP2007259513A (en) | Brushless motor | |
US20100270100A1 (en) | Electric Power Steering Device | |
JPWO2007029562A1 (en) | Electric power steering motor | |
US11431214B2 (en) | Rotor and motor comprising same | |
US10508931B2 (en) | Motor and resolver thereof | |
JP2005249695A (en) | Torque sensor | |
JPWO2005081381A1 (en) | Rotor for brushless motor | |
JP5776811B2 (en) | Torque detection device, electric power steering device, and vehicle | |
JP2010093930A (en) | Electric motor | |
JP3901193B2 (en) | Torque sensor and electric power steering device | |
JP2011172376A (en) | Stator for brushless motor, brushless motor, and electric power steering apparatus, and method for manufacturing stator of brushless motor | |
JPWO2007029563A1 (en) | Electric power steering motor | |
JPH10271795A (en) | Stepping motor | |
JP2006343347A (en) | Torque sensor | |
US20230291256A1 (en) | Motor | |
JP2007292522A (en) | Torque sensor | |
JP2008011675A (en) | Brushless motor and electric power steering device | |
JP2019106763A (en) | Rotary electric machine and electrically-driven power steering device employing the rotary electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Effective date: 20051114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 |