JP2014149180A - Torque sensor - Google Patents

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Hideo Maehara
秀雄 前原
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the detection accuracy of a torque sensor.SOLUTION: A torque sensor is equipped with: a magnetic detector 48 for detecting magnetic flux density guided from a magnetism generating portion 22 to a fixed magnetic circuit portion 31 through a rotational magnetic circuit portion 25 with torsional deformation of a torsion bar 21; and a support member 50 for supporting the magnetic detector 48 on a circuit substrate 47. The support member 50 has: a body portion 51 having a positioning surface 51a which surface-contacts with a surface 47a of the circuit substrate 47; a positioning portion 54 for positioning the body portion 51 to the circuit substrate 47; and a pair of holding portions 52 for holding the magnetic detector 48. The magnetic detector 48 surface-contacts with the body portion 51 with a back surface 48b, and surface-contacts with inner surfaces of the pair of the holding portions 52 with both side surfaces 48a, thereby being held by the support member 50.

Description

本発明は、トーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサに関するものである。   The present invention relates to a torque sensor that detects torque acting on a torsion bar.

車両のステアリング装置に設けられるトルクセンサとして、ステアリングシャフトに作用する操舵トルクを磁力によって検出する非接触タイプのものが知られている。   As a torque sensor provided in a vehicle steering apparatus, a non-contact type sensor that detects a steering torque acting on a steering shaft by a magnetic force is known.

特許文献1には、第1軸と一体回転する円筒磁石と、第2軸と一体回転する2個一組のヨークリングと、ヨークリングの外側を各別に囲繞する2個一組の集磁リングと、夫々の集磁リングの外周に外向きに突設された集磁突起の対向面間に配された磁気センサとを備え、磁気センサが検出する集磁突起間の磁束密度に基づいて第1軸及び第2軸に加わるトルクを検出するトルク検出装置が開示されている。   In Patent Document 1, a cylindrical magnet that rotates integrally with a first shaft, a set of two yoke rings that rotate together with a second shaft, and a set of two magnetism collecting rings that separately surround the outside of the yoke ring. And a magnetic sensor disposed between the opposing surfaces of the magnetic flux collecting protrusions projecting outward on the outer circumference of each magnetic flux collecting ring, and the first is based on the magnetic flux density between the magnetic flux collecting protrusions detected by the magnetic sensor. A torque detector that detects torque applied to the first shaft and the second shaft is disclosed.

また、特許文献1には、2つの集磁リングの集磁突起の対向面間のエアギャップ内に、回路基板に支持された磁気センサを集磁突起の突設方向に沿って挿入して位置決めすることが開示されている。   In Patent Document 1, a magnetic sensor supported by a circuit board is inserted into an air gap between opposing surfaces of magnetic collecting protrusions of two magnetic collecting rings along the protruding direction of the magnetic collecting protrusions and positioned. Is disclosed.

特開2005−345284号公報JP 2005-345284 A

磁気センサは、回路基板にはんだ付けで実装されて集磁突起の対向面間のエアギャップ内に配置される。   The magnetic sensor is mounted on the circuit board by soldering and is disposed in the air gap between the opposing surfaces of the magnetic flux collecting projections.

ここで、磁気センサを回路基板にはんだ付けする際の実装誤差によって磁気センサが回路基板に所望の角度から傾いて実装されてしまった場合には、磁気センサはエアギャップ内で傾いて配置されてしまう。その場合には、磁気センサに対する誘導磁束の入射角が理想角からずれるため、磁気センサの磁束密度の検出感度が低下し、トルクセンサの検出精度が低下してしまう。   Here, if the magnetic sensor is mounted on the circuit board at an angle from a desired angle due to mounting errors when soldering the magnetic sensor to the circuit board, the magnetic sensor is disposed at an angle in the air gap. End up. In that case, since the incident angle of the induced magnetic flux with respect to the magnetic sensor deviates from the ideal angle, the magnetic sensor's magnetic flux density detection sensitivity decreases, and the torque sensor detection accuracy decreases.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トルクセンサの検出精度を高めることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to increase the detection accuracy of a torque sensor.

本発明は、ハウジング内に回転自在に支持された第1シャフトと第2シャフトとを連結するトーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサであって、前記第1シャフトと共に回転する磁気発生部と、前記第2シャフトと共に回転する回転磁気回路部と、前記ハウジングに固定された固定磁気回路部と、前記固定磁気回路部に設けられる磁気ギャップ内に配置され、前記トーションバーのねじれ変形に伴って前記磁気発生部から前記回転磁気回路部を通じて前記固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器と、前記磁気検出器を回路基板に支持するためのサポート部材と、を備え、前記サポート部材は、前記回路基板の表面に面接触する位置決め面を有する本体部と、前記本体部に貫通して形成され、前記磁気検出器と前記回路基板を電気的に接続するリード線が挿通する貫通孔と、前記本体部に形成され、前記回路基板に対して前記本体部を位置決めする位置決め部と、前記本体部から前記磁気検出器の両側部に沿って延び、前記磁気検出器を保持する一対の保持部と、を有し、前記磁気検出器は、背面が前記本体部に面接触すると共に、両側面が前記一対の保持部の内面に面接触して前記サポート部材に保持されることを特徴とする。   The present invention is a torque sensor for detecting a torque acting on a torsion bar that connects a first shaft and a second shaft that are rotatably supported in a housing, and a magnetism generator that rotates together with the first shaft; A rotating magnetic circuit portion that rotates together with the second shaft, a fixed magnetic circuit portion fixed to the housing, and a magnetic gap provided in the fixed magnetic circuit portion, and accompanying torsional deformation of the torsion bar A magnetic detector for detecting a magnetic flux density guided to the fixed magnetic circuit section from the magnetism generating section through the rotating magnetic circuit section; and a support member for supporting the magnetic detector on a circuit board. The member is formed with a main body having a positioning surface in surface contact with the surface of the circuit board, and penetrates through the main body, and the magnetic detector A through hole through which a lead wire for electrically connecting the circuit board is inserted; a positioning part formed in the main body part for positioning the main body part with respect to the circuit board; and the magnetic detector from the main body part. A pair of holding portions that extend along both side portions and hold the magnetic detector, and the magnetic detector has a back surface that makes surface contact with the main body portion, and both side surfaces of the pair of holding portions. The support member is held in surface contact with the inner surface.

本発明によれば、磁気検出器はサポート部材を介して回路基板に位置決めされて支持されるため、磁気検出器が回路基板に所望の角度から傾いて実装されることが防止される。したがって、磁気検出器が磁気ギャップ内で傾いて配置されることが防止されるため、トルクセンサの検出精度を高めることができる。   According to the present invention, since the magnetic detector is positioned and supported on the circuit board via the support member, the magnetic detector is prevented from being mounted on the circuit board at a desired angle. Therefore, since the magnetic detector is prevented from being inclined and arranged in the magnetic gap, the detection accuracy of the torque sensor can be increased.

本発明の実施形態に係るトルクセンサが適用される電動パワーステアリング装置の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of an electric power steering apparatus to which a torque sensor according to an embodiment of the present invention is applied. リング磁石、回転磁気回路部、固定磁気回路部、及び磁気センサの斜視図である。It is a perspective view of a ring magnet, a rotating magnetic circuit part, a fixed magnetic circuit part, and a magnetic sensor. 磁気発生部の底面図である。It is a bottom view of a magnetism generation part. 回転磁気回路部の斜視図である。It is a perspective view of a rotating magnetic circuit part. サポート部材の斜視図である。It is a perspective view of a support member. サポート部材の平面図である。It is a top view of a support member. 磁気センサ、サポート部材、及び回路基板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a magnetic sensor, a support member, and a circuit board. 磁気センサがサポート部材に保持された状態の斜視図である。It is a perspective view in the state where a magnetic sensor was held by a support member. 基板アッシーの斜視図である。It is a perspective view of a substrate assembly. 基板アッシーとセンサホルダの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a board | substrate assembly and a sensor holder. センサホルダの斜視図である。It is a perspective view of a sensor holder. 第1,第2集磁ヨークと基板アッシーの位置関係を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the positional relationship of a 1st, 2nd magnetism collection yoke and a board | substrate assembly.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトルクセンサ100について説明する。   Hereinafter, a torque sensor 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、トルクセンサ100が適用される電動パワーステアリング装置1について説明する。   First, the electric power steering apparatus 1 to which the torque sensor 100 is applied will be described with reference to FIG.

電動パワーステアリング装置1は、ステアリングシャフト10と出力シャフト12とがステアリングホイールに連係して回転し、出力シャフト12の下端に設けられたピニオンと噛合するラック軸を軸方向に移動させることで車輪を操舵するものである。   In the electric power steering apparatus 1, the steering shaft 10 and the output shaft 12 rotate in conjunction with the steering wheel, and the wheels are moved by moving the rack shaft meshing with the pinion provided at the lower end of the output shaft 12 in the axial direction. To steer.

また、電動パワーステアリング装置1は、操舵トルクを補助的に付与するアシスト機構として、出力シャフト12に連結されたウォームホイールと、ウォームホイールと噛合するウォームと、ウォームを回転駆動する電動モータと、を備える。電動パワーステアリング装置1は、電動モータによって出力シャフト12に操舵補助トルクを付与する。   The electric power steering apparatus 1 includes a worm wheel coupled to the output shaft 12, a worm meshing with the worm wheel, and an electric motor that rotationally drives the worm as an assist mechanism that assists in providing steering torque. Prepare. The electric power steering device 1 applies steering assist torque to the output shaft 12 by an electric motor.

ステアリングシャフト10は、第1シャフトとしての入力シャフト11と、入力シャフト11に連結されたトーションバー21と、を有する。入力シャフト11は、転がり軸受37を介してハウジング30に回転自在に支持される。第2シャフトとしての出力シャフト12は、転がり軸受38を介してハウジング41に回転自在に支持される。入力シャフト11の下端側と出力シャフト12の上端側との間には、滑り軸受39が介装される。入力シャフト11と出力シャフト12は、同一軸上で回転自在にハウジング30,41に支持される。   The steering shaft 10 has an input shaft 11 as a first shaft and a torsion bar 21 connected to the input shaft 11. The input shaft 11 is rotatably supported by the housing 30 via a rolling bearing 37. The output shaft 12 as the second shaft is rotatably supported by the housing 41 via the rolling bearing 38. A sliding bearing 39 is interposed between the lower end side of the input shaft 11 and the upper end side of the output shaft 12. The input shaft 11 and the output shaft 12 are supported by the housings 30 and 41 so as to be rotatable on the same axis.

入力シャフト11は円筒状に形成されており、入力シャフト11の内部にはトーションバー21が同軸に収められる。トーションバー21の上端部は、ピン28を介して入力シャフト11の上端部に連結される。トーションバー21の下端部は、入力シャフト11の下端開口部より突出しており、セレーション29を介して出力シャフト12に連結される。トーションバー21は、ステアリングホイールを介して入力シャフト11に入力される操舵トルクを出力シャフト12に伝達し、その操舵トルクに応じて回転軸Oを中心にねじれ変形する。   The input shaft 11 is formed in a cylindrical shape, and a torsion bar 21 is accommodated coaxially inside the input shaft 11. The upper end portion of the torsion bar 21 is connected to the upper end portion of the input shaft 11 via a pin 28. A lower end portion of the torsion bar 21 protrudes from a lower end opening portion of the input shaft 11 and is connected to the output shaft 12 via a serration 29. The torsion bar 21 transmits the steering torque input to the input shaft 11 to the output shaft 12 via the steering wheel, and is torsionally deformed around the rotation axis O in accordance with the steering torque.

電動パワーステアリング装置1には、入力シャフト11と出力シャフト12を連結するトーションバー21に作用する操舵トルクを検出する非接触式のトルクセンサ100が設けられる。以下では、トルクセンサ100について説明する。   The electric power steering apparatus 1 is provided with a non-contact torque sensor 100 that detects a steering torque acting on a torsion bar 21 that connects the input shaft 11 and the output shaft 12. Hereinafter, the torque sensor 100 will be described.

図1及び図2に示すように、トルクセンサ100は、入力シャフト11に固定され入力シャフト11と共に回転する磁気発生部22と、出力シャフト12に固定され出力シャフト12と共に回転する回転磁気回路部25と、ハウジング30に固定された固定磁気回路部31と、トーションバー21のねじれ変形に伴って磁気発生部22から回転磁気回路部25を通じて固定磁気回路部31に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器としての磁気センサ48と、を備える。トルクセンサ100は、トーションバー21に作用する操舵トルクを磁気センサ48の出力に基づいて検出する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the torque sensor 100 includes a magnetic generator 22 that is fixed to the input shaft 11 and rotates with the input shaft 11, and a rotating magnetic circuit unit 25 that is fixed to the output shaft 12 and rotates with the output shaft 12. And a magnetic detection unit that detects a magnetic flux density guided from the magnetism generating unit 22 to the fixed magnetic circuit unit 31 through the rotating magnetic circuit unit 25 as the torsional deformation of the torsion bar 21 is performed. And a magnetic sensor 48 as a container. The torque sensor 100 detects the steering torque acting on the torsion bar 21 based on the output of the magnetic sensor 48.

上記構成に代え、磁気発生部22を出力シャフト12と共に回転するように出力シャフト12に固定し、回転磁気回路部25を入力シャフト11と共に回転するように入力シャフト11に固定するようにしてもよい。   Instead of the above configuration, the magnetism generating unit 22 may be fixed to the output shaft 12 so as to rotate with the output shaft 12, and the rotating magnetic circuit unit 25 may be fixed to the input shaft 11 so as to rotate with the input shaft 11. .

図1及び図3に示すように、磁気発生部22は、入力シャフト11に圧入される環状のバックヨーク24と、バックヨーク24の下端面に結合される環状のリング磁石23と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 3, the magnetism generator 22 includes an annular back yoke 24 that is press-fitted into the input shaft 11, and an annular ring magnet 23 that is coupled to the lower end surface of the back yoke 24.

リング磁石23は、入力シャフト11の回転軸O方向に磁気を発生する環状の永久磁石である。リング磁石23は、回転軸O方向へ向けて硬磁性体を着磁することによって形成される多極磁石であり、周方向に等しい幅で形成される12個の磁極を有する。つまり、リング磁石23の上端面及び下端面には、6個のN極と6個のS極が周方向に交互に配設される。リング磁石23の端面に形成される磁極数は、2個以上の範囲で任意に設定される。   The ring magnet 23 is an annular permanent magnet that generates magnetism in the direction of the rotation axis O of the input shaft 11. The ring magnet 23 is a multipolar magnet formed by magnetizing a hard magnetic material in the direction of the rotation axis O, and has 12 magnetic poles formed with an equal width in the circumferential direction. That is, on the upper end surface and the lower end surface of the ring magnet 23, six N poles and six S poles are alternately arranged in the circumferential direction. The number of magnetic poles formed on the end face of the ring magnet 23 is arbitrarily set within a range of 2 or more.

バックヨーク24は、その下端面にリング磁石23の上端面である上部磁極面が接着剤を介して固定される。また、バックヨーク24は軟磁性体によって形成されるため、リング磁石23が及ぼす磁界によって磁化され、リング磁石23に吸着する。このように、リング磁石23とバックヨーク24は、接着剤の接着力と磁力とによって結合される。バックヨーク24は、リング磁石23を入力シャフト11に連結する連結部材としての機能と、リング磁石23の隣り合う磁極を結んで磁束を導く継鉄としての機能とを有し、リング磁石23の下端面である下部磁極面に磁力を集中させる。   The back yoke 24 has an upper magnetic pole surface, which is an upper end surface of the ring magnet 23, fixed to the lower end surface thereof with an adhesive. Further, since the back yoke 24 is formed of a soft magnetic material, it is magnetized by the magnetic field exerted by the ring magnet 23 and is attracted to the ring magnet 23. Thus, the ring magnet 23 and the back yoke 24 are coupled by the adhesive force and magnetic force of the adhesive. The back yoke 24 has a function as a connecting member for connecting the ring magnet 23 to the input shaft 11 and a function as a yoke for connecting the magnetic poles adjacent to the ring magnet 23 to guide the magnetic flux. The magnetic force is concentrated on the lower magnetic pole surface which is the end face.

図1,図2,及び図4に示すように、回転磁気回路部25は、磁気発生部22のリング磁石23から発生する磁束が導かれる第1軟磁性リング26及び第2軟磁性リング27と、出力シャフト12に取り付けられる取付部材70と、取付部材70に第1軟磁性リング26及び第2軟磁性リング27を固定するモールド樹脂71と、を備える。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the rotating magnetic circuit unit 25 includes a first soft magnetic ring 26 and a second soft magnetic ring 27 to which a magnetic flux generated from the ring magnet 23 of the magnetism generating unit 22 is guided. The mounting member 70 is attached to the output shaft 12, and the mold resin 71 fixes the first soft magnetic ring 26 and the second soft magnetic ring 27 to the mounting member 70.

第1軟磁性リング26は、環状の第1磁路環部26Cと、第1磁路環部26Cから下向きに突出する6個の第1磁路柱部26Bと、各第1磁路柱部26Bの下端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石23の下端面に対峙する第1磁路先端部26Aと、からなる。第2軟磁性リング27は、環状の第2磁路環部27Cと、第2磁路環部27Cから上向きに突出する6個の第2磁路柱部27Bと、各第2磁路柱部27Bの上端からそれぞれ内向きに屈折してリング磁石23の下端面に対峙する第2磁路先端部27Aと、からなる。   The first soft magnetic ring 26 includes an annular first magnetic path ring portion 26C, six first magnetic path column portions 26B protruding downward from the first magnetic path ring portion 26C, and each first magnetic path column portion. A first magnetic path front end portion 26A that refracts inward from the lower end of 26B and faces the lower end surface of the ring magnet 23. The second soft magnetic ring 27 includes an annular second magnetic path ring portion 27C, six second magnetic path column portions 27B protruding upward from the second magnetic path ring portion 27C, and each second magnetic path column portion. The second magnetic path tip portion 27A is refracted inward from the upper end of 27B and faces the lower end surface of the ring magnet 23.

第1軟磁性リング26及び第2軟磁性リング27は、それぞれプレス加工によって形成される。第1軟磁性リング26及び第2軟磁性リング27は、プレス加工に限らず、鋳造、焼結等によって形成してもよい。   The first soft magnetic ring 26 and the second soft magnetic ring 27 are each formed by pressing. The first soft magnetic ring 26 and the second soft magnetic ring 27 are not limited to pressing, and may be formed by casting, sintering, or the like.

第1磁路先端部26A及び第2磁路先端部27Aは平板状に形成される。第1磁路先端部26Aと第2磁路先端部27Aは、トーションバー21の回転軸Oと直交する同一平面上に、回転軸Oを中心として周方向に交互に等間隔を空けて配置される。   The first magnetic path tip portion 26A and the second magnetic path tip portion 27A are formed in a flat plate shape. The first magnetic path tip end portion 26A and the second magnetic path tip end portion 27A are arranged on the same plane orthogonal to the rotation axis O of the torsion bar 21 alternately at equal intervals in the circumferential direction around the rotation axis O. The

また、第1磁路先端部26Aと第2磁路先端部27Aは、トーションバー21にトルクが作用していない中立状態で、トーションバー21の径方向に延びるそれぞれの中心線がリング磁石23のN極とS極の境界を指すように配置される。   Further, the first magnetic path tip portion 26A and the second magnetic path tip portion 27A are in a neutral state where no torque acts on the torsion bar 21, and the respective center lines extending in the radial direction of the torsion bar 21 are the ring magnets 23. It arrange | positions so that the boundary of N pole and S pole may be pointed out.

第1磁路柱部26Bと第2磁路柱部27Bは、それぞれ平板状に形成され、回転軸O方向に延設される。第1磁路柱部26Bは、所定の間隙を空けてリング磁石23の外周面を囲むように配置される。第1磁路柱部26Bは、リング磁石23の磁束を短絡しないように設けられる。また、第2磁路柱部27Bは、回転軸Oに沿って第1磁路柱部26Bと反対方向に延設される。   The first magnetic path column portion 26B and the second magnetic path column portion 27B are each formed in a flat plate shape and extend in the direction of the rotation axis O. The first magnetic path column portion 26 </ b> B is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the ring magnet 23 with a predetermined gap. The first magnetic path column part 26 </ b> B is provided so as not to short-circuit the magnetic flux of the ring magnet 23. The second magnetic path column portion 27B extends along the rotation axis O in the direction opposite to the first magnetic path column portion 26B.

第1磁路環部26C及び第2磁路環部27Cは、回転軸Oと直交する平面上に配置され、全周がつながった環状に形成される。第1磁路環部26C及び第2磁路環部27Cは、この形状に限られず、部分的にスリットが形成されたC字形状であってもよい。   The first magnetic path ring portion 26 </ b> C and the second magnetic path ring portion 27 </ b> C are arranged on a plane orthogonal to the rotation axis O, and are formed in an annular shape in which the entire circumference is connected. The first magnetic path ring portion 26 </ b> C and the second magnetic path ring portion 27 </ b> C are not limited to this shape, and may be a C shape in which a slit is partially formed.

第1磁路環部26Cはリング磁石23の下端面より上方に配置され、第2磁路環部27Cはリング磁石23より下方に配置される。つまり、リング磁石23は、回転軸O方向について第1磁路環部26Cと第2磁路環部27Cの間に配置される。   The first magnetic path ring portion 26 </ b> C is disposed above the lower end surface of the ring magnet 23, and the second magnetic path ring portion 27 </ b> C is disposed below the ring magnet 23. That is, the ring magnet 23 is disposed between the first magnetic path ring portion 26C and the second magnetic path ring portion 27C in the rotation axis O direction.

図1及び図2に示すように、固定磁気回路部31は、第1軟磁性リング26の第1磁路環部26Cの外周に沿って設けられた第1集磁リング32と、第2軟磁性リング27の第2磁路環部27Cの外周に沿って設けられた第2集磁リング33と、第1集磁リング32に接続された第1集磁ヨーク34と、第2集磁リング33に接続された第2集磁ヨーク35と、を備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fixed magnetic circuit portion 31 includes a first magnetic flux collecting ring 32 provided along the outer periphery of the first magnetic path ring portion 26 </ b> C of the first soft magnetic ring 26, and a second soft magnetic ring portion 26. A second magnetism collecting ring 33 provided along the outer periphery of the second magnetic path ring portion 27C of the magnetic ring 27, a first magnetism collecting yoke 34 connected to the first magnetism collecting ring 32, and a second magnetism collecting ring. And a second magnetism collecting yoke 35 connected to 33.

第1集磁リング32及び第2集磁リング33は、部分的にスリットが形成されたC字形状であり、ハウジング30の内周面にかしめ固定される。第1集磁リング32の内周面は第1軟磁性リング26の第1磁路環部26Cに対峙し、第2集磁リング33の内周面は第2軟磁性リング27の第2磁路環部27Cに対峙する。   The first magnetism collecting ring 32 and the second magnetism collecting ring 33 have a C shape in which slits are partially formed, and are caulked and fixed to the inner peripheral surface of the housing 30. The inner peripheral surface of the first magnetic flux collecting ring 32 faces the first magnetic path ring portion 26C of the first soft magnetic ring 26, and the inner peripheral surface of the second magnetic flux collecting ring 33 is the second magnetic field of the second soft magnetic ring 27. It faces the road ring portion 27C.

このように、第1集磁リング32及び第2集磁リング33は、回転磁気回路部25の外周に配置され、回転磁気回路部25の回転振れや偏心の影響を緩和して磁気センサ48側へ磁束を導く機能を有する。   As described above, the first magnetism collecting ring 32 and the second magnetism collecting ring 33 are arranged on the outer periphery of the rotating magnetic circuit unit 25, and alleviate the influence of rotational shake and eccentricity of the rotating magnetic circuit unit 25, thereby reducing the magnetic sensor 48 side. Has the function of guiding the magnetic flux to the

第1集磁ヨーク34は第1集磁リング32の外周面に当接する円弧状の内周面34aを有するブロック状に形成され、第2集磁ヨーク35は第2集磁リング33の外周面に当接する円弧状の内周面35aを有するブロック形状に形成される。   The first magnetic flux collecting yoke 34 is formed in a block shape having an arc-shaped inner circumferential surface 34 a that abuts the outer circumferential surface of the first magnetic flux collecting ring 32, and the second magnetic flux collecting yoke 35 is an outer circumferential surface of the second magnetic flux collecting ring 33. Is formed in a block shape having an arcuate inner peripheral surface 35a that abuts on the inner surface.

第1集磁ヨーク34には一対の集磁凸部34bが回転軸O方向に延設され、第2集磁ヨーク35にも一対の集磁凸部35bが回転軸O方向に延設される。第1集磁ヨーク34の一対の集磁凸部34bと第2集磁ヨーク35の一対の集磁凸部35bは、所定の隙間である磁気ギャップをもって互いに対向する。つまり、第1集磁ヨーク34と第2集磁ヨーク35との間には、周方向に並ぶ一対の磁気ギャップが形成される。それぞれの磁気ギャップ内には磁気センサ48が配置される。   The first magnetic flux collecting yoke 34 has a pair of magnetic flux collecting projections 34b extending in the direction of the rotational axis O, and the second magnetic flux collecting yoke 35 has a pair of magnetic flux collecting convex portions 35b extending in the direction of the rotational axis O. . The pair of magnetic flux collecting convex portions 34b of the first magnetic flux collecting yoke 34 and the pair of magnetic flux collecting convex portions 35b of the second magnetic flux collecting yoke 35 face each other with a magnetic gap that is a predetermined gap. That is, a pair of magnetic gaps arranged in the circumferential direction is formed between the first magnetism collecting yoke 34 and the second magnetism collecting yoke 35. A magnetic sensor 48 is disposed in each magnetic gap.

第1集磁ヨーク34及び第2集磁ヨーク35は、回転磁気回路部25からの磁束を第1集磁リング32及び第2集磁リング33を介して磁気センサ48へ集める機能を有する。   The first magnetism collecting yoke 34 and the second magnetism collecting yoke 35 have a function of collecting the magnetic flux from the rotating magnetic circuit unit 25 to the magnetic sensor 48 via the first magnetism collecting ring 32 and the second magnetism collecting ring 33.

磁気を検出するための磁気センサ48は、サポート部材50(図5参照)を介して回路基板47に支持される。回路基板47は、磁気センサ48の出力電圧を処理する回路を備えるものである。第1集磁ヨーク34、第2集磁ヨーク35、磁気センサ48、及び回路基板47は、樹脂製のセンサホルダ40に固定される。なお、図1では、サポート部材50の図示を省略している。   A magnetic sensor 48 for detecting magnetism is supported on the circuit board 47 via a support member 50 (see FIG. 5). The circuit board 47 includes a circuit that processes the output voltage of the magnetic sensor 48. The first magnetism collecting yoke 34, the second magnetism collecting yoke 35, the magnetic sensor 48, and the circuit board 47 are fixed to a sensor holder 40 made of resin. In addition, illustration of the support member 50 is abbreviate | omitted in FIG.

磁気センサ48にはホール素子が用いられ、ホール素子は通過する磁束密度に応じた電圧を信号として出力するものである。磁気センサ48は、磁気ギャップの磁場の大きさ及び方向に応じた電圧を、回路基板47及び端子44を通じて出力する。端子44は、センサホルダ40に接続される配線を介して電動パワーステアリング装置1の駆動を制御するコントローラに接続される。   A hall element is used for the magnetic sensor 48, and the hall element outputs a voltage corresponding to the density of magnetic flux passing therethrough as a signal. The magnetic sensor 48 outputs a voltage according to the magnitude and direction of the magnetic field of the magnetic gap through the circuit board 47 and the terminal 44. The terminal 44 is connected to a controller that controls the driving of the electric power steering apparatus 1 through a wiring connected to the sensor holder 40.

磁気センサ48は、第1集磁ヨーク34と第2集磁ヨーク35の間に形成された周方向に並ぶ一対の磁気ギャップに対応して一対設けられ、一方がメイン系統、他方がサブ系統となる。電動パワーステアリング装置1の電動モータの制御には、メイン系統の磁気センサ48から出力される出力電圧が用いられる。サブ系統の磁気センサ48から出力される出力電圧は、コントローラにてトルクセンサ100の異常を診断するために用いられる。具体的には、コントローラは、メイン系統にて検出された操舵トルクとサブ系統にて検出された操舵トルクとを比較し、その差が予め定められた許容差以上であると判断した場合には、トルクセンサ100に異常が発生していると判定する。   A pair of magnetic sensors 48 are provided corresponding to a pair of magnetic gaps arranged in the circumferential direction formed between the first magnetism collecting yoke 34 and the second magnetism collecting yoke 35, one being a main system and the other being a sub system. Become. For control of the electric motor of the electric power steering apparatus 1, an output voltage output from the magnetic sensor 48 of the main system is used. The output voltage output from the magnetic sensor 48 of the sub system is used for diagnosing abnormality of the torque sensor 100 by the controller. Specifically, the controller compares the steering torque detected in the main system and the steering torque detected in the sub system, and determines that the difference is greater than or equal to a predetermined tolerance. It is determined that an abnormality has occurred in the torque sensor 100.

次に、トルクセンサ100によるトーションバー21に作用する操舵トルクの検出方法について説明する。   Next, a method for detecting the steering torque acting on the torsion bar 21 by the torque sensor 100 will be described.

トーションバー21にトルクが作用しない中立状態では、第1軟磁性リング26の第1磁路先端部26Aと第2軟磁性リング27の第2磁路先端部27Aとは、それぞれリング磁石23のN極及びS極に同一の面積で対峙して両者を磁気短絡する。そのため、磁束は回転磁気回路部25と固定磁気回路部31に導かれない。   In a neutral state in which no torque acts on the torsion bar 21, the first magnetic path tip end portion 26 A of the first soft magnetic ring 26 and the second magnetic path tip end portion 27 A of the second soft magnetic ring 27 are respectively N of the ring magnet 23. Opposite the pole and the S pole with the same area and magnetically short-circuit both. Therefore, the magnetic flux is not guided to the rotating magnetic circuit unit 25 and the fixed magnetic circuit unit 31.

運転者によるステアリングホイールの操作によってトーションバー21に特定の方向のトルクが作用した場合には、このトルクの方向に応じてトーションバー21はねじれ変形する。トーションバー21がねじれ変形すると、第1磁路先端部26AがS極よりN極に大きな面積を持って対峙する一方、第2磁路先端部27AがN極よりS極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石23からの磁束は回転磁気回路部25を通じて固定磁気回路部31に導かれる。具体的には、N極から第1軟磁性リング26、第1集磁リング32、第1集磁ヨーク34、第2集磁ヨーク35、第2集磁リング33、第2軟磁性リング27を経由してS極に向かう経路である。第1集磁ヨーク34と第2集磁ヨーク35の間の磁気ギャップ内に配置された磁気センサ48は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。   When a torque in a specific direction acts on the torsion bar 21 by the driver's operation of the steering wheel, the torsion bar 21 is twisted and deformed according to the direction of the torque. When the torsion bar 21 is torsionally deformed, the first magnetic path tip 26A faces the N pole with a larger area than the S pole, while the second magnetic path tip 27A has a larger area at the S pole than the N pole. Confront. The magnetic flux from the ring magnet 23 is guided to the fixed magnetic circuit unit 31 through the rotating magnetic circuit unit 25. Specifically, the first soft magnetic ring 26, the first magnetic flux collecting ring 32, the first magnetic flux collecting yoke 34, the second magnetic flux collecting yoke 35, the second magnetic flux collecting ring 33, and the second soft magnetic ring 27 are arranged from the N pole. This is a route that goes to the south pole. The magnetic sensor 48 disposed in the magnetic gap between the first magnetic collecting yoke 34 and the second magnetic collecting yoke 35 outputs a voltage value corresponding to the magnitude and direction of the magnetic flux.

一方、運転者によるステアリングホイールの操作によってトーションバー21に上記とは逆方向のトルクが作用した場合には、このトルクの方向に応じてトーションバー21が逆方向にねじれ変形する。トーションバー21がねじれ変形すると、第1磁路先端部26AがN極よりS極に大きな面積を持って対峙する一方、第2磁路先端部27AがS極よりN極に大きな面積を持って対峙する。リング磁石23からの磁束は、回転磁気回路部25を通じて固定磁気回路部31に導かれるが、上記とは逆の経路となる。具体的には、N極から第2軟磁性リング27、第2集磁リング33、第2集磁ヨーク35、第1集磁ヨーク34、第1集磁リング32、第1軟磁性リング26を経由してS極に向かう経路である。第1集磁ヨーク34と第2集磁ヨーク35の間の磁気ギャップ内に配置された磁気センサ48は、磁束の大きさ及び方向に応じた電圧値を出力する。   On the other hand, when a torque in the direction opposite to the above acts on the torsion bar 21 by the operation of the steering wheel by the driver, the torsion bar 21 is twisted and deformed in the reverse direction according to the direction of the torque. When the torsion bar 21 is torsionally deformed, the first magnetic path tip 26A opposes with a larger area than the N pole with the S pole, while the second magnetic path tip 27A has a larger area with the N pole than the S pole. Confront. The magnetic flux from the ring magnet 23 is guided to the fixed magnetic circuit unit 31 through the rotating magnetic circuit unit 25, but has a path opposite to the above. Specifically, the second soft magnetic ring 27, the second magnetic flux collecting ring 33, the second magnetic flux collecting yoke 35, the first magnetic flux collecting yoke 34, the first magnetic flux collecting ring 32, and the first soft magnetic ring 26 are arranged from the N pole. This is a route that goes to the south pole. The magnetic sensor 48 disposed in the magnetic gap between the first magnetic collecting yoke 34 and the second magnetic collecting yoke 35 outputs a voltage value corresponding to the magnitude and direction of the magnetic flux.

第1磁路先端部26Aがリング磁石23のN極とS極に対峙する面積差、及び第2磁路先端部27Aがリング磁石23のN極とS極に対峙する面積差が大きいほど磁気ギャップに誘導される磁束が大きくなり、磁気センサ48の出力電圧も増大する。したがって、リング磁石23の磁極数を増やすことにより、磁気センサ48に導かれる磁束密度を高めることができる。   The larger the difference in the area where the first magnetic path tip 26A faces the N and S poles of the ring magnet 23 and the larger the area difference where the second magnetic path tip 27A faces the N and S poles of the ring magnet 23, the greater the magnetism. The magnetic flux induced in the gap increases and the output voltage of the magnetic sensor 48 also increases. Therefore, the magnetic flux density guided to the magnetic sensor 48 can be increased by increasing the number of magnetic poles of the ring magnet 23.

次に、図5〜図9を参照して、磁気センサ48を回路基板47に支持するためのサポート部材50について詳しく説明する。   Next, the support member 50 for supporting the magnetic sensor 48 on the circuit board 47 will be described in detail with reference to FIGS.

図5〜図7に示すように、サポート部材50は、回路基板47の表面47aに面接触する位置決め面51aを有する本体部51と、磁気センサ48を保持する保持部52と、を有する。サポート部材50は絶縁部材、具体的には樹脂材料にて形成される。   As shown in FIGS. 5 to 7, the support member 50 includes a main body 51 having a positioning surface 51 a that is in surface contact with the surface 47 a of the circuit board 47, and a holding portion 52 that holds the magnetic sensor 48. The support member 50 is formed of an insulating member, specifically, a resin material.

本体部51は、両側部に結合された支柱部53を有する。支柱部53における回路基板47に対向する面が位置決め面51aである。本体部51の中央部にも位置決め面51aが形成される。   The main body 51 has support columns 53 coupled to both sides. A surface facing the circuit board 47 in the support portion 53 is a positioning surface 51a. A positioning surface 51 a is also formed at the center of the main body 51.

支柱部53の位置決め面51aには、回路基板47に形成された位置決め穴47bに嵌ることによって、回路基板47に対して本体部51を位置決めする位置決め部としてのボス54が形成される。位置決め面51aは回路基板47に対する本体部51の傾きを規制し、ボス54は回路基板47に対する本体部51の位置を規定する。したがって、位置決め面51aが回路基板47の表面47aに面接触した状態でボス54が回路基板47の位置決め穴47bに嵌ることによって、サポート部材50が回路基板47に対して所望の位置に位置決めされる。支柱部53は本体部51と一体に形成するようにしてもよい。   A boss 54 as a positioning portion for positioning the main body 51 with respect to the circuit board 47 is formed on the positioning surface 51 a of the support column 53 by fitting into the positioning hole 47 b formed in the circuit board 47. The positioning surface 51 a regulates the inclination of the main body 51 with respect to the circuit board 47, and the boss 54 defines the position of the main body 51 with respect to the circuit board 47. Therefore, the support member 50 is positioned at a desired position with respect to the circuit board 47 by fitting the boss 54 into the positioning hole 47b of the circuit board 47 with the positioning surface 51a in surface contact with the surface 47a of the circuit board 47. . The support post 53 may be formed integrally with the main body 51.

本体部51の中央部の位置決め面51aには、回路基板47に形成された貫通孔47cに係止され、回路基板47からのサポート部材50の脱落を防止する係止部としてのスナップフィット55が形成される。スナップフィット55は一対の係止片からなる。一対の係止片は、貫通孔47c内に進入する際には先端側の爪部55aが互いに近づく方向に撓み、爪部55aが貫通孔47cを通過した後は元の形状に復元し、基部55bが貫通孔47cの内周面にぴったりと嵌る。その状態では、爪部55aが回路基板47の裏面に係止されるため、回路基板47からのサポート部材50の脱落が防止される。   A snap fit 55 serving as a locking portion that is locked to a through hole 47 c formed in the circuit board 47 and prevents the support member 50 from falling off from the circuit board 47 is formed on the positioning surface 51 a at the center of the main body 51. It is formed. The snap fit 55 is composed of a pair of locking pieces. When the pair of locking pieces enter the through-hole 47c, the claw portions 55a on the distal end side bend in a direction approaching each other, and after the claw portions 55a pass through the through-hole 47c, the original shape is restored. 55b fits snugly on the inner peripheral surface of the through hole 47c. In this state, since the claw portion 55a is locked to the back surface of the circuit board 47, the support member 50 is prevented from falling off from the circuit board 47.

本体部51における回路基板47に対向する面には、位置決め面51aが回路基板47に接触した状態で回路基板47の表面47aとの間に空間を有するように窪んで形成された窪み部51dが形成される。   On the surface of the main body 51 that faces the circuit board 47, there is a recess 51d that is formed so as to have a space between the positioning surface 51a and the surface 47a of the circuit board 47 with the positioning surface 51a in contact with the circuit board 47. It is formed.

保持部52は、1つの磁気センサ48につき一対設けられ、本体部51から磁気センサ48の両側面48aに沿って延設して形成される。図8に示すように、磁気センサ48は、背面48bが本体部51における反回路基板側の端面51bに面接触すると共に、両側面48aが一対の保持部52の内面52aに面接触することによって、サポート部材50に対して位置決めされて保持される。本体部51の端面51bと保持部52の内面52aは、サポート部材50に対する磁気センサ48の傾きを規制するものであり、磁気センサ48をサポート部材50に対して位置決めする位置決め面として機能する。本実施形態では、本体部51の端面51bは回路基板47に面接触する位置決め面51aと平行であり、保持部52の内面52aは端面51bに対して垂直である。   A pair of holding portions 52 are provided for each magnetic sensor 48, and are formed to extend from the main body portion 51 along both side surfaces 48 a of the magnetic sensor 48. As shown in FIG. 8, the magnetic sensor 48 is configured such that the back surface 48 b is in surface contact with the end surface 51 b on the counter-circuit board side in the main body 51, and both side surfaces 48 a are in surface contact with the inner surfaces 52 a of the pair of holding portions 52. , Positioned and held with respect to the support member 50. The end surface 51 b of the main body 51 and the inner surface 52 a of the holding portion 52 regulate the inclination of the magnetic sensor 48 with respect to the support member 50, and function as positioning surfaces for positioning the magnetic sensor 48 with respect to the support member 50. In the present embodiment, the end surface 51b of the main body 51 is parallel to the positioning surface 51a that makes surface contact with the circuit board 47, and the inner surface 52a of the holding portion 52 is perpendicular to the end surface 51b.

保持部52の先端には、保持部52の内面52aから内側に突出して形成された爪片60が形成される。爪片60は、磁気センサ48の前面48cに当接することによって、保持部52からの磁気センサ48の抜けを防止する。   A claw piece 60 is formed at the tip of the holding portion 52 so as to protrude inward from the inner surface 52 a of the holding portion 52. The claw piece 60 prevents the magnetic sensor 48 from coming off the holding portion 52 by contacting the front surface 48 c of the magnetic sensor 48.

磁気センサ48には、磁気センサ48と回路基板47を電気的に接続するリード線56が接続される(図7参照)。本体部51には、リード線56が挿通する挿通部51cが貫通して形成される。挿通部51cは端面51bに開口すると共に、窪み部51dに開口して形成される。本実施形態では、挿通部51cは、本体部51を貫通する貫通孔として形成されるが、溝状に形成するようにしてもよい。   A lead wire 56 that electrically connects the magnetic sensor 48 and the circuit board 47 is connected to the magnetic sensor 48 (see FIG. 7). The main body 51 is formed with an insertion portion 51c through which the lead wire 56 is inserted. The insertion portion 51c is formed to open to the end surface 51b and to the recess portion 51d. In the present embodiment, the insertion portion 51c is formed as a through-hole penetrating the main body 51, but may be formed in a groove shape.

磁気センサ48をサポート部材50に保持させる際には、一対の保持部52の先端側を爪片60が互いに離れる方向へ広げた状態で、磁気センサ48を一対の保持部52の間に挿入すると共に、リード線56を挿通部51cに挿入する。そして、磁気センサ48の背面48bを本体部51の端面51bに接触させた後、一対の保持部52を元に戻して爪片60を磁気センサ48の前面48cに当接させる(図8参照)。このようにして、磁気センサ48はサポート部材50に保持させる。   When the magnetic sensor 48 is held by the support member 50, the magnetic sensor 48 is inserted between the pair of holding portions 52 in a state where the tip ends of the pair of holding portions 52 are widened in the direction in which the claw pieces 60 are separated from each other. At the same time, the lead wire 56 is inserted into the insertion portion 51c. And after making the back surface 48b of the magnetic sensor 48 contact the end surface 51b of the main-body part 51, a pair of holding | maintenance part 52 is returned and the nail | claw piece 60 is contact | abutted to the front surface 48c of the magnetic sensor 48 (refer FIG. 8). . In this way, the magnetic sensor 48 is held by the support member 50.

保持部52は、爪片60が形成される先端付近のみが細く形成される。これにより、位置決め面として機能する保持部52の内面52aの面積を確保しつつ、保持部52の先端側を小さい力で広げることができる。   The holding part 52 is formed thin only near the tip where the claw piece 60 is formed. Thereby, the front end side of the holding | maintenance part 52 can be expanded with small force, ensuring the area of the inner surface 52a of the holding | maintenance part 52 which functions as a positioning surface.

磁気センサ48の両側面48aにはテーパ面48dが形成され、磁気センサ48は断面台形形状に形成される。本体部51には、磁気センサ48を一対の保持部52の間に挿入する際に、テーパ面48dに当接する突起61が形成される。磁気センサ48はテーパ面48dが突起61に当接する向きに一対の保持部52の間に挿入された場合にのみ、リード線56が挿通部51cを挿通するようになっている。このように、突起61は、磁気センサ48の表裏の向きを誤って逆向きにして一対の保持部52の間に挿入することを防止するためのものである。   Tapered surfaces 48d are formed on both side surfaces 48a of the magnetic sensor 48, and the magnetic sensor 48 is formed in a trapezoidal cross section. The main body 51 is formed with a protrusion 61 that comes into contact with the tapered surface 48 d when the magnetic sensor 48 is inserted between the pair of holding parts 52. The magnetic sensor 48 is configured such that the lead wire 56 passes through the insertion portion 51 c only when the taper surface 48 d is inserted between the pair of holding portions 52 in a direction in which the taper surface 48 d comes into contact with the protrusion 61. Thus, the protrusion 61 is for preventing the magnetic sensor 48 from being inserted between the pair of holding portions 52 with the front and back sides of the magnetic sensor 48 being reversed in the reverse direction.

回路基板47には、リード線56が挿通する貫通孔47dが貫通して形成される。貫通孔47dと本体部51の挿通部51cは、ボス54が回路基板47の位置決め穴47bに嵌められ、かつ、スナップフィット55が回路基板47の貫通孔47cに係止されてサポート部材50が回路基板47に取り付けられた状態で一致するように形成される。したがって、図9に示すように、磁気センサ48を保持したサポート部材50を回路基板47に取り付けた場合には、磁気センサ48のリード線56は回路基板47の貫通孔47dを挿通することになる。   The circuit board 47 is formed with a through hole 47 d through which the lead wire 56 is inserted. In the through hole 47d and the insertion part 51c of the main body 51, the boss 54 is fitted in the positioning hole 47b of the circuit board 47, and the snap fit 55 is locked in the through hole 47c of the circuit board 47 so that the support member 50 is connected to the circuit board 47. It forms so that it may correspond in the state attached to the board | substrate 47. FIG. Therefore, as shown in FIG. 9, when the support member 50 holding the magnetic sensor 48 is attached to the circuit board 47, the lead wire 56 of the magnetic sensor 48 passes through the through hole 47 d of the circuit board 47. .

図9に示すように、磁気センサ48がサポート部材50を介して回路基板47に支持された状態では、磁気センサ48は本体部51の端面51bと保持部52の内面52aとによってサポート部材50に対して位置決めされ、かつ、サポート部材50は位置決め面51aとボス54とによって回路基板47に対して位置決めされているため、磁気センサ48はサポート部材50を介して回路基板47に位置決めされて支持された状態となる。このように、磁気センサ48をサポート部材50を介して回路基板47に支持することによって、回路基板47に対する磁気センサ48の角度を所望の角度に設定することが可能となる。本実施形態では、磁気センサ48は回路基板47に対して垂直に設定される。   As shown in FIG. 9, when the magnetic sensor 48 is supported on the circuit board 47 via the support member 50, the magnetic sensor 48 is attached to the support member 50 by the end surface 51 b of the main body portion 51 and the inner surface 52 a of the holding portion 52. Since the support member 50 is positioned with respect to the circuit board 47 by the positioning surface 51a and the boss 54, the magnetic sensor 48 is positioned and supported by the circuit board 47 via the support member 50. It becomes a state. Thus, by supporting the magnetic sensor 48 on the circuit board 47 through the support member 50, the angle of the magnetic sensor 48 with respect to the circuit board 47 can be set to a desired angle. In the present embodiment, the magnetic sensor 48 is set perpendicular to the circuit board 47.

磁気センサ48がサポート部材50を介して回路基板47に支持された状態で、回路基板47へのリード線56のはんだ付けが行われる。したがって、はんだ付けの際に、磁気センサ48が回路基板47に対して傾くことが防止される。これにより、磁気センサ48を回路基板47に所望の角度で実装することができる。はんだ付けによって磁気センサ48が回路基板47に固定され、磁気センサ48、サポート部材50、及び回路基板47にて構成される基板アッシー80が得られる。   In a state where the magnetic sensor 48 is supported by the circuit board 47 via the support member 50, the lead wires 56 are soldered to the circuit board 47. Therefore, the magnetic sensor 48 is prevented from being inclined with respect to the circuit board 47 during soldering. Thereby, the magnetic sensor 48 can be mounted on the circuit board 47 at a desired angle. The magnetic sensor 48 is fixed to the circuit board 47 by soldering, and a board assembly 80 constituted by the magnetic sensor 48, the support member 50, and the circuit board 47 is obtained.

スナップフィット55は、はんだ付けの際には、サポート部材50が回路基板47から脱落するのを防止すると共に、ボス54と位置決め穴47bの間のガタつきを防止するように機能する。このように、スナップフィット55は、はんだ付けに先立ち、サポート部材50を回路基板47に仮止めする機能を有する。また、保持部52の先端の爪片60は、はんだ付けの際には、保持部52からの磁気センサ48の抜けを防止する。   The snap fit 55 functions to prevent the support member 50 from dropping from the circuit board 47 and to prevent rattling between the boss 54 and the positioning hole 47b during soldering. Thus, the snap fit 55 has a function of temporarily fixing the support member 50 to the circuit board 47 prior to soldering. Further, the claw piece 60 at the tip of the holding portion 52 prevents the magnetic sensor 48 from coming off from the holding portion 52 during soldering.

はんだ付けは回路基板47の裏面側から行われる。はんだ付けの際、回路基板47の裏面にはんだフィレットが形成されると共に、リード線56と回路基板47の貫通孔47dの間を通じてはんだが回路基板47の表面47a側へ流れ込む。回路基板47の表面47aと本体部51の窪み部51dとの間には空間が存在するため(図9参照)、回路基板47の表面47aにもはんだフィレットが形成されることになる。したがって、回路基板47とリード線56の良好な導通が実現される。   Soldering is performed from the back side of the circuit board 47. At the time of soldering, a solder fillet is formed on the back surface of the circuit board 47, and the solder flows into the front surface 47 a side of the circuit board 47 through between the lead wire 56 and the through hole 47 d of the circuit board 47. Since there is a space between the surface 47a of the circuit board 47 and the recess 51d of the main body 51 (see FIG. 9), solder fillets are also formed on the surface 47a of the circuit board 47. Therefore, good conduction between the circuit board 47 and the lead wire 56 is realized.

次に、図10及び図11を参照して、センサホルダ40への基板アッシー80の組み付けについて説明する。   Next, assembly of the substrate assembly 80 to the sensor holder 40 will be described with reference to FIGS.

図10に示すように、センサホルダ40は、ボルト締結穴81aに締結されるボルトを介してハウジング30(図1参照)に取り付けられる第1ホルダ81と、第1集磁ヨーク34と第2集磁ヨーク35を支持する第2ホルダ82と、を備える。   As shown in FIG. 10, the sensor holder 40 includes a first holder 81 attached to the housing 30 (see FIG. 1) via a bolt fastened to a bolt fastening hole 81a, a first magnetism collecting yoke 34, and a second current collector. And a second holder 82 that supports the magnetic yoke 35.

第1ホルダ81は円筒状の開口部81bを有し、その開口部81b内には4つの端子44が設けられると共に、回路基板47の外周形状に対応する内周形状を有する基板収容溝85が形成される。また、開口部81b内には、開口部81bの内周面に沿って4つのボス83が略90度間隔で設けられる。端子44は第1ホルダ81ではなく第2ホルダ82に設けるようにしてもよい。   The first holder 81 has a cylindrical opening 81 b, four terminals 44 are provided in the opening 81 b, and a substrate receiving groove 85 having an inner peripheral shape corresponding to the outer peripheral shape of the circuit board 47 is formed. It is formed. In the opening 81b, four bosses 83 are provided at substantially 90 degree intervals along the inner peripheral surface of the opening 81b. The terminal 44 may be provided not on the first holder 81 but on the second holder 82.

第2ホルダ82は、第1ホルダ81の開口部81bの内周面に嵌る外周面を有する円形状部材である。第2ホルダ82には、第1ホルダ81のボス83が挿入される4つのボス受け部84が設けられる。   The second holder 82 is a circular member having an outer peripheral surface that fits into the inner peripheral surface of the opening 81 b of the first holder 81. The second holder 82 is provided with four boss receiving portions 84 into which the boss 83 of the first holder 81 is inserted.

センサホルダ40への基板アッシー80の組み付け方法について説明する。   A method for assembling the substrate assembly 80 to the sensor holder 40 will be described.

まず、基板アッシー80を接着剤を介して第1ホルダ81の基板収容溝85内に収容する。この状態では、端子44が回路基板47に形成された貫通孔47eを挿通する。そして、端子44を回路基板47にはんだ付けする。これにより、基板アッシー80が第1ホルダ81に固定される。   First, the substrate assembly 80 is accommodated in the substrate accommodation groove 85 of the first holder 81 via an adhesive. In this state, the terminal 44 is inserted through the through hole 47 e formed in the circuit board 47. Then, the terminal 44 is soldered to the circuit board 47. Thereby, the substrate assembly 80 is fixed to the first holder 81.

次に、図11に示すように、第1ホルダ81に形成された4つのボス83が第2ホルダ82に形成されたボス受け部84に嵌るように、第2ホルダ82を第1ホルダ81の開口部81b内に挿入して第1ホルダ81と第2ホルダ82を組み付ける。これにより、第1ホルダ81と第2ホルダ82の相対位置が決まり、磁気センサ48が第1集磁ヨーク34の集磁凸部34bと第2集磁ヨーク35の集磁凸部35bとの間の磁気ギャップ内に配置されることになる。   Next, as shown in FIG. 11, the second holder 82 of the first holder 81 is fitted so that the four bosses 83 formed on the first holder 81 fit into the boss receiving portions 84 formed on the second holder 82. The first holder 81 and the second holder 82 are assembled by being inserted into the opening 81b. As a result, the relative position between the first holder 81 and the second holder 82 is determined, and the magnetic sensor 48 is located between the magnetism collecting convex portion 34 b of the first magnetism collecting yoke 34 and the magnetism collecting convex portion 35 b of the second magnetism collecting yoke 35. It is arranged in the magnetic gap.

最後に、ボス受け部84から突出したボス83の先端部に熱を加えて変形させることによって、第1ホルダ81と第2ホルダ82を固定する。   Finally, the first holder 81 and the second holder 82 are fixed by applying heat to the tip of the boss 83 protruding from the boss receiving portion 84 to deform it.

以上にて、センサホルダ40への基板アッシー80の組み付けが完了する。センサホルダ40は、円筒部40aをハウジング30の開口部30a(図1参照)に嵌挿すると共に、ボルト締結穴81aに締結されるボルトを介してハウジング30に取り付けられる。   Thus, the assembly of the substrate assembly 80 to the sensor holder 40 is completed. The sensor holder 40 is attached to the housing 30 via a bolt fastened to the bolt fastening hole 81a while the cylindrical portion 40a is fitted into the opening 30a (see FIG. 1) of the housing 30.

次に、図12を参照して、センサホルダ40内での第1,第2集磁ヨーク34,45と磁気センサ48との位置関係について説明する。   Next, the positional relationship between the first and second magnetic flux collecting yokes 34 and 45 and the magnetic sensor 48 in the sensor holder 40 will be described with reference to FIG.

基板アッシー80は、回路基板47が第1ホルダ81の基板収容溝85内に収容されることによって、第1ホルダ81に対して位置決めされる。また、第1ホルダ81と第2ホルダ82は、4つのボス83によって相対位置が決まる。この状態で、回路基板47に所望の角度で実装された磁気センサ48は、磁気ギャップ内において、第1集磁ヨーク34の集磁凸部34bと第2集磁ヨーク35の集磁凸部35bの対向面に平行で、かつ、対向面の中央となる理想位置に配置されるようになっている。このように、磁気センサ48が集磁凸部34bと集磁凸部35bの対向面に平行で、かつ、対向面の中央に配置されることによって、磁気センサ48に対する誘導磁束の入射角が垂直となるため、磁気センサ48の磁束密度の検出感度が向上し、トルクセンサ100の検出精度が向上する。   The board assembly 80 is positioned with respect to the first holder 81 when the circuit board 47 is housed in the board housing groove 85 of the first holder 81. The relative positions of the first holder 81 and the second holder 82 are determined by the four bosses 83. In this state, the magnetic sensor 48 mounted on the circuit board 47 at a desired angle includes the magnetic flux collecting convex portion 34b of the first magnetic flux collecting yoke 35 and the magnetic flux collecting convex portion 35b of the second magnetic flux collecting yoke 35 within the magnetic gap. It is arranged at an ideal position parallel to the opposite surface and at the center of the opposite surface. As described above, the magnetic sensor 48 is arranged in parallel to the opposing surfaces of the magnetism collecting convex portions 34b and the magnetism collecting convex portions 35b and at the center of the opposing surfaces, so that the incident angle of the induced magnetic flux on the magnetic sensor 48 is vertical. Therefore, the detection sensitivity of the magnetic flux density of the magnetic sensor 48 is improved, and the detection accuracy of the torque sensor 100 is improved.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above embodiment, there exist the effects shown below.

磁気センサ48が回路基板47に所望の角度から傾いて実装されている場合には、磁気センサ48は磁気ギャップ内で集磁凸部34bと集磁凸部35bの対向面に対して傾いて配置されてしまう。しかし、本実施形態では、磁気センサ48はサポート部材50を介して回路基板47に位置決めされて支持されるため、磁気センサ48が回路基板47に所望の角度から傾いて実装されることが防止される。したがって、磁気センサ48が磁気ギャップ内で傾いて配置されることが防止されるため、磁気センサ48に対する誘導磁束の入射角が垂直となり、磁気センサ48の磁束密度の検出感度が向上する。よって、トルクセンサ100の検出精度を高めることができる。   When the magnetic sensor 48 is mounted on the circuit board 47 at a desired angle, the magnetic sensor 48 is inclined with respect to the opposing surface of the magnetism collecting convex portion 34b and the magnetism collecting convex portion 35b within the magnetic gap. It will be. However, in this embodiment, since the magnetic sensor 48 is positioned and supported by the circuit board 47 via the support member 50, the magnetic sensor 48 is prevented from being mounted on the circuit board 47 at a desired angle. The Therefore, since the magnetic sensor 48 is prevented from being inclined and disposed in the magnetic gap, the incident angle of the induced magnetic flux with respect to the magnetic sensor 48 becomes vertical, and the magnetic sensor 48 detects the sensitivity of the magnetic flux density. Therefore, the detection accuracy of the torque sensor 100 can be increased.

また、磁気ギャップ内での磁気センサ48の傾きが防止されることによって、磁気ギャップを狭くすることが可能となる。これにより、磁気センサ48の磁束密度の検出感度が向上するため、トルクセンサ100の検出精度を高めることができる。   In addition, the magnetic gap can be narrowed by preventing the tilt of the magnetic sensor 48 within the magnetic gap. Thereby, since the detection sensitivity of the magnetic flux density of the magnetic sensor 48 improves, the detection accuracy of the torque sensor 100 can be improved.

さらに、磁気センサ48が回路基板47に所望の角度から傾いて実装されている場合には、磁気センサ48を磁気ギャップ内に挿入して配置する際に、磁気センサ48が第1集磁ヨーク34や第2集磁ヨーク35と干渉し、磁気センサ48が損傷するおそれがある。しかし、本実施形態では、磁気センサ48はサポート部材50を介して回路基板47に支持され、磁気センサ48が回路基板47に所望の角度から傾いて実装されることが防止されるため、磁気センサ48を磁気ギャップ内に挿入して配置する際に、磁気センサ48が第1集磁ヨーク34や第2集磁ヨーク35に干渉することが防止される。また、磁気センサ48を磁気ギャップ内に挿入して配置する際に、サポート部材50の保持部52の爪片60が第1集磁ヨーク34や第2集磁ヨーク35に当接し、磁気センサ48が第1集磁ヨーク34や第2集磁ヨーク35に直接干渉することが防止される。したがって、磁気センサ48の損傷を防止することができる。   Further, when the magnetic sensor 48 is mounted on the circuit board 47 at a desired angle, the magnetic sensor 48 is inserted into the magnetic gap when the magnetic sensor 48 is arranged in the magnetic gap. Otherwise, the magnetic sensor 48 may be damaged due to interference with the second magnetic flux collecting yoke 35. However, in the present embodiment, the magnetic sensor 48 is supported on the circuit board 47 via the support member 50, and the magnetic sensor 48 is prevented from being mounted on the circuit board 47 at a desired angle. The magnetic sensor 48 is prevented from interfering with the first magnetism collecting yoke 34 and the second magnetism collecting yoke 35 when the magnet 48 is inserted and arranged in the magnetic gap. Further, when the magnetic sensor 48 is inserted and disposed in the magnetic gap, the claw piece 60 of the holding portion 52 of the support member 50 comes into contact with the first magnetic collecting yoke 34 or the second magnetic collecting yoke 35, and the magnetic sensor 48. Is prevented from directly interfering with the first magnetism collecting yoke 34 and the second magnetism collecting yoke 35. Therefore, damage to the magnetic sensor 48 can be prevented.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

上記実施形態では、第1集磁リング32と第1集磁ヨーク34は、別体にて形成する場合について説明した。しかし、第1集磁リング32と第1集磁ヨーク34は、一つの部材として一体に形成するようにしてもよい。また、第2集磁リング33と第2集磁ヨーク35も同様である。   In the above embodiment, the case where the first magnetism collecting ring 32 and the first magnetism collecting yoke 34 are formed separately has been described. However, the first magnetism collecting ring 32 and the first magnetism collecting yoke 34 may be integrally formed as one member. The same applies to the second magnetism collecting ring 33 and the second magnetism collecting yoke 35.

本発明は、ドライバーがハンドルに加える操舵力を補助する電動パワーステアリング装置に用いられるトルクセンサとして利用することができる。   The present invention can be used as a torque sensor used in an electric power steering device that assists a steering force applied to a steering wheel by a driver.

100 トルクセンサ
1 電動パワーステアリング装置
11 入力シャフト
12 出力シャフト
21 トーションバー
22 磁気発生部
23 リング磁石
25 回転磁気回路部
31 固定磁気回路部
40 センサホルダ
48 磁気センサ(磁気検出器)
50 サポート部材
51 本体部
51a 位置決め面
51b 端面
51c 挿通部
51d 窪み部
52 保持部
52a 内面
54 ボス
55 スナップフィット
56 リード線
60 爪片
80 基板アッシー
81 第1ホルダ
82 第2ホルダ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Torque sensor 1 Electric power steering apparatus 11 Input shaft 12 Output shaft 21 Torsion bar 22 Magnetic generating part 23 Ring magnet 25 Rotating magnetic circuit part 31 Fixed magnetic circuit part 40 Sensor holder 48 Magnetic sensor (magnetic detector)
50 Support member 51 Body 51a Positioning surface 51b End surface 51c Insertion portion 51d Recessed portion 52 Holding portion 52a Inner surface 54 Boss 55 Snap fit 56 Lead wire 60 Claw piece 80 Substrate assembly 81 First holder 82 Second holder

Claims (4)

ハウジング内に回転自在に支持された第1シャフトと第2シャフトとを連結するトーションバーに作用するトルクを検出するトルクセンサであって、
前記第1シャフトと共に回転する磁気発生部と、
前記第2シャフトと共に回転する回転磁気回路部と、
前記ハウジングに固定された固定磁気回路部と、
前記固定磁気回路部に設けられる磁気ギャップ内に配置され、前記トーションバーのねじれ変形に伴って前記磁気発生部から前記回転磁気回路部を通じて前記固定磁気回路部に導かれる磁束密度を検出する磁気検出器と、
前記磁気検出器を回路基板に支持するためのサポート部材と、を備え、
前記サポート部材は、
前記回路基板の表面に面接触する位置決め面を有する本体部と、
前記本体部に形成され、前記磁気検出器と前記回路基板を電気的に接続するリード線が挿通する挿通部と、
前記本体部に形成され、前記回路基板に対して前記本体部を位置決めする位置決め部と、
前記本体部から前記磁気検出器の両側部に沿って延び、前記磁気検出器を保持する一対の保持部と、を有し、
前記磁気検出器は、背面が前記本体部に面接触すると共に、両側面が前記一対の保持部の内面に面接触して前記サポート部材に保持されることを特徴とするトルクセンサ。
A torque sensor for detecting a torque acting on a torsion bar connecting the first shaft and the second shaft rotatably supported in the housing;
A magnetic generator that rotates with the first shaft;
A rotating magnetic circuit that rotates with the second shaft;
A fixed magnetic circuit portion fixed to the housing;
Magnetic detection that is disposed in a magnetic gap provided in the fixed magnetic circuit unit and detects a magnetic flux density guided to the fixed magnetic circuit unit from the magnetism generating unit through the rotating magnetic circuit unit in accordance with torsional deformation of the torsion bar And
A support member for supporting the magnetic detector on a circuit board,
The support member is
A main body having a positioning surface in surface contact with the surface of the circuit board;
An insertion part formed in the main body part, through which a lead wire electrically connecting the magnetic detector and the circuit board is inserted;
A positioning part formed on the main body part for positioning the main body part with respect to the circuit board;
A pair of holding parts that extend from the main body part along both sides of the magnetic detector and hold the magnetic detector;
The magnetic sensor has a rear surface in surface contact with the main body portion, and both side surfaces are in surface contact with the inner surfaces of the pair of holding portions and are held by the support member.
前記一対の保持部の先端には、当該一対の保持部からの前記磁気検出器の抜けを防止する爪片が形成されることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。   2. The torque sensor according to claim 1, wherein a claw piece for preventing the magnetic detector from coming off from the pair of holding portions is formed at a tip of the pair of holding portions. 前記位置決め部は、前記本体部の位置決め面に形成され前記回路基板に形成された位置決め穴に嵌るボスであり、
前記本体部には、前記回路基板に形成された貫通孔に係止され、前記回路基板からの前記サポート部材の脱落を防止する係止部が形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載のトルクセンサ。
The positioning part is a boss that is formed on a positioning surface of the main body part and fits in a positioning hole formed in the circuit board,
3. The main body portion is formed with a locking portion that is locked to a through-hole formed in the circuit board and prevents the support member from falling off the circuit board. The torque sensor described in 1.
前記本体部は、前記回路基板の表面との間に空間を有するように窪んで形成された窪み部を有し、
前記本部部の前記挿通部は前記窪み部に開口して形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のトルクセンサ。
The main body has a recess formed so as to have a space between the surface of the circuit board and
The torque sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the insertion portion of the main portion is formed to open to the recess.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221757A1 (en) 2014-11-27 2016-06-02 Denso Corporation MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR HEREUNDER
DE102015221756A1 (en) 2014-11-27 2016-06-02 Denso Corporation MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR HEREUNDER
JP2019168236A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 日本精工株式会社 Torque transmission device
US11112321B2 (en) * 2017-04-28 2021-09-07 Denso Corporation Torque detection device and sensor module
JP2021183952A (en) * 2020-05-22 2021-12-02 株式会社デンソー Magnetic sensor,torque detection device, and steering device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015221757A1 (en) 2014-11-27 2016-06-02 Denso Corporation MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR HEREUNDER
DE102015221756A1 (en) 2014-11-27 2016-06-02 Denso Corporation MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR HEREUNDER
US9689763B2 (en) 2014-11-27 2017-06-27 Denso Corporation Magnetic detection device and torque sensor including the same
US9689762B2 (en) 2014-11-27 2017-06-27 Denso Corporation Magnetic detection device and torque sensor including the same
DE102015221756B4 (en) 2014-11-27 2023-03-30 Denso Corporation MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR HEREBY
DE102015221757B4 (en) 2014-11-27 2023-03-30 Denso Corporation MAGNETIC DETECTION DEVICE AND TORQUE SENSOR HEREBY
US11112321B2 (en) * 2017-04-28 2021-09-07 Denso Corporation Torque detection device and sensor module
JP2019168236A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 日本精工株式会社 Torque transmission device
JP7028003B2 (en) 2018-03-22 2022-03-02 日本精工株式会社 Torque transmission device
JP2021183952A (en) * 2020-05-22 2021-12-02 株式会社デンソー Magnetic sensor,torque detection device, and steering device
JP7322811B2 (en) 2020-05-22 2023-08-08 株式会社デンソー Magnetic sensors, torque detectors, steering devices

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