JP4202215B2 - 回転検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、急激の熱変化に対して回線接続不良の発生を防止する回転検出装置に関する。
図４は、従来の回転検出装置の側面断面図である。
図４に示すように、この従来の回転検出装置（例えば、文献１参照）は、軸の回転角検出を行うもので、円筒形状のハウジング１０１の中心部に回転軸１０４ａと回転軸１０４ｂとが直列に設けられ、ハウジング１０１の内側で回転軸１０４ａの外側の位置にアウタコア部１１０とステータコア部１３０とが平行に設けられ、アウタコア部１１０に対向する内側の位置でインナコア部１２０が回転軸１０４ａに取り付けられ、ステータコア部１３０に対向する内側の位置でロータコア部１４０が回転軸１０４ａに取り付けられている。
アウタコア部１１０は、巻線が巻かれコイル１１３が形成されたボビン１１１の側面をかこみコア１１２が設けられ、コイル１１３の端末は、それぞれボビン１１１に取り付けられたアウタコアピン１１５ａ、１１５ｂ（水平方向に併設）に接続している。インナコア部１２０は、巻線が巻かれコイル１２３が形成されている。
ステータコア部１３０は、環状方向に沿って設けられた複数のステータコア歯１３１に巻線が巻かれコイル１３３が形成され、Ｘ方向（水平方向）とＹ方向（垂直方向）ごとに互いに接続されたコイル１３３の４本の端末は、それぞれ環状基板１３２に接続し、さらに、環状基板１３２から、環状基板１３２に取り付けられたステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄ（水平方向に併設）に接続している。ロータコア部１４０は、回転軸１０４ａの円周方向に沿って設けられた複数のロータコア歯１４１に巻線が巻かれコイル１４３が形成されている。
ハウジング１０１の外側には接続基板１５０が取付ボルト１０２により固定され、アウタコアピン１１５ａ、１１５ｂとステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄとに取り付けられ、接続基板１５０の外側はカバー１０３で覆われている。
また、従来の回転検出装置は、回転軸１０４ｂについても、同様の構成により回転角を検出でき、回転軸１０４ａと回転軸１０４ｂの互いの回転角度を検出することができる。
しかしながら、従来の回転検出装置には、次のような問題があった。
図５は、従来の回転検出装置における接続基板１５０の固定状況を示す側面断面図である。
図５に示すように、従来の回転検出装置は、ボビン１１１に設けられたボビン端子部１１４にアウタコアピン１１５ａ、１１５ｂが取り付けられ、また、環状基板１３２にステータコア端子部１３４を介しステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄが設けられている。接続基板１５０は、図４に示すようにハウジング１０１に取付ボルト１０２により固定され、アウタコアピン１１５ａ、１１５ｂとステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄとに固定されている。
アウタコアピン１１５ａ、１１５ｂとステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄとは、接続基板１５０に明けられた穴に形成された導電層１５１のスルーホール１５２に挿入され、導電層１５１にハンダ１５３で固定されている。
この従来の回転検出装置は、急激の熱変化が与えられたとき、金属で形成されるハウジング１０１と、アウタコアピン１１５ａ、１１５ｂが取り付けられる主に樹脂で形成されるボビン１１１や、ステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄが取り付けられる例えばガラスエポキシ樹脂で形成される環状基板１３２との熱膨張率が異なるため、接続基板１５０と、アウタコアピン１１５ａ、１１５ｂやステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄとの間には矢印Ａ、Ｂに示すような付加力が加えられる。例えば、ハウジング１０１の径が５０ｍｍの場合には、付加力により０．１〜０．２ｍｍ相対的にシフトする。そのため、接続基板１５０と、アウタコアピン１１５ａ、１１５ｂやステータコアピン１３５ａ、１３５ｂ、１３５ｃ、１３５ｄとを固定しているハンダ１５３に亀裂や切断が発生し、接続基板１５０に回線接続不良を起こす恐れがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、急激の熱変化に対して回線接続不良の発生を防止する回転検出装置を提供することを目的とする。
本発明の回転検出装置は、円筒形状のハウジングの内側に設けられたコア部と、前記コア部に取り付けられた前記コア部のコイルに接続し前記ハウジングの切り欠き部より突出するピンと、リード線を介し外部と電気的に接続し前記ピンのみに固定される接続基板と、前記接続基板を覆うカバーと、前記ハウジングに取り付けられた基板台と、を備え、前記基板台は側面部を備え、該側面部にて前記接続基板に接続した前記リード線を前記カバーとの間で固定してなることとした。
さらに、前記ピンは、ボビンの側面まで伸び前記ボビンに固定されるボビン端子部に取り付けられ、ステータコア部の環状基板に取り付けられるときには、前記環状基板の内径位置まで伸び前記環状基板に固定されるステータコア端子部に取り付けられることとした。
本発明の回転検出装置は、円筒形状のハウジングの内側に設けられたコア部と、前記コア部に取り付けられ前記コア部のコイルに接続し、前記ハウジングの切り欠き部より突出するピンと、リード線を介し外部と電気的に接続し前記ピンに固定される接続基板とを備えることとしたため、接続基板の取付をフローティング構造とし、急激の熱変化に対して回線接続不良の発生を防止することができる。
また、前記ピンは、前記ハウジングの外周に設けられる断面円弧形状の基板台を貫通し、前記接続基板を固定することとしたため、横剛性を上げピンを取り付けることができ、フローティング構造で接続基板を強固に固定することができる。
また、前記ピンは、予め定めた本数を増加、または、予め定めた径に増大することとしたため、フローティング構造で接続基板を強固に固定することができる。
さらに、前記ピンは、ボビンの側面まで伸び前記ボビンに固定されるボビン端子部に取り付けられ、ステータコア部の環状基板に取り付けられるときには、前記環状基板の内径位置まで伸び前記環状基板に固定されるステータコア端子部に取り付けられることとしたため、取付剛性を上げピンを取り付けることができ、フローティング構造で接続基板を強固に固定することができる。
以下、本発明の実施の形態の回転検出装置について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の回転検出装置の側面断面図である。
図１に示すように、この本発明の実施の形態の回転検出装置は、円筒形状のハウジング１の中心部に回転軸４ａと回転軸４ｂとが直列に設けられ、ハウジング１の内側で右側の回転軸４ａの外側の位置にアウタコア部１０とステータコア部３０とが平行に設けられ、アウタコア部１０に対向する内側の位置でインナコア部２０が回転軸４ａに取り付けられ、ステータコア部３０に対向する内側の位置でロータコア部４０が回転軸４ａに取り付けられている。
アウタコア部１０は、巻線が巻かれコイル１３が形成されたボビン１１の側面をかこみコア１２が設けられ、コイル１３の端末は、それぞれボビン１１に取り付けられたアウタコアピン１５ａ、１５ｂに接続している。インナコア部２０は、巻線が巻かれコイル２３が形成されている。
ステータコア部３０は、環状方向に沿って設けられた複数のステータコア歯３１に巻線が巻かれコイル３３が形成され、Ｘ方向（水平方向）とＹ方向（垂直方向）ごとに互いに接続されたコイル１３の４本の端末は、それぞれ環状基板３２に接続し、さらに、環状基板３２から、環状基板３２に取り付けられたステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに接続している。ロータコア部４０は、回転軸４ａの円周向に沿って設けられた複数のロータコア歯４１に巻線が巻かれコイル４３が形成されている。
また、本発明の実施の形態の回転検出装置は、左側の回転軸４ｂについても、同様の構成となっている。
ハウジング１の外側には接続基板５０が、ハウジング１の切り欠き部１ａより突出し左右に設けられたアウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとに固定され、接続基板５０の外側はカバー３で覆われている。
アウタコア部１０に交流電圧が印加すると、インナコア部２０を介し電圧がロータコア部４０に与えられ、ステータコア部３０とロータコア部４０とは磁気結合し、回転軸４ａが回転するとその回転角度に応じ、互いに位相差を持つ電圧がステータコア部３０に誘起される。その電圧はリード線５９を介し外部に出力され、回転軸４ａの回転角が検出される。同様にして、左側の回転軸４ｂの回転角も検出でき、回転軸４と回転軸４ｂの互いの回転角度を検出することができる。
図２は、本発明の実施の形態の回転検出装置における接続基板５０の第１の実施例の固定状況を示す側面断面図である。
図２に示すように、本発明の実施の形態の回転検出装置は、アウタコア部１０に固定されたボビン端子部１４を介し、ボビン１１にアウタコアピン１５ａ、１５ｂが取り付けられ、また、環状基板３２に取り付けられたステータコア端子部３４にステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが設けられている。接続基板５０は、ハウジング１には固定されず、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとに固定されている（接続基板５０は、左側のアウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにも固定されているが図示せず）。
ハウジング１には基板台５８が取り付けられている。基板台５８には、アウタコアピン１５ａ、１５ｂを貫通させる穴５５ａ、５５ｂと、ステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄと貫通させる穴５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄと、ボビン端子部１４が差し込まれる凹部穴５７ａと、ステータコア端子部３４が差し込まれる凹部穴５７ｂとが形成されているため、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとの横剛性を上げ取り付けるようにすることができ、接続基板５０は、強固に固定される。また、基板台５８には側面部５８ａが設けられ、側面部５８ａによりリード線５９を固定することができる。
アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとは、接続基板５０に明けられた穴に形成された導電層５１のスルーホール５２に挿入され、導電層５１にハンダ５３で固定されている。そのため、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとはそれぞれ接続基板５０のパターン回路（図示せず）を介しリード線５９に接続する。
この本発明の 実施の形態の回転検出装置は、金属で形成されるハウジング１と、アウタコアピン１５ａ、１５ｂが取り付けられる主に樹脂で形成されるボビン１１や、ステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄが取り付けられる例えばガラスエポキシ樹脂で形成される環状基板３２との熱膨張率が異なるが、急激の熱変化が与えられたとき、接続基板５０は、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとに固定され、ハウジング１には固定されないフローティング機構となっているため、接続基板５０とアウタコアピン１５ａ、１５ｂやステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとの間に付加力が加わることはなく、ハンダ５３の亀裂や切断の発生を防止し、接続基板５０の回線接続不良を回避することができる。
図３は、本発明の実施の形態の回転検出装置における接続基板５０の第２の実施例の固定状況を示す側面断面図である。
図３に示すように、この第２の実施例では、第１の実施例と同様に、接続基板５０は、ハウジング１には固定されず、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとに固定されている（接続基板５０は、左側のアウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄにも固定されているが図示せず）。
アウタコアピン１５ａ、１５ｂは、アウタコア部１０に固定されるボビン端子部６４に取り付けられ、ステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、環状基板３２の内径位置まで伸びたステータコア端子部７４に取り付けられるため、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄの取付剛性を上げることができ、接続基板５０は、強固に固定される。
この第２の実施例でも、接続基板５０は、取付剛性を上げたアウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとに固定され、ハウジング１には固定されないフローティング機構となっているため、急激の熱変化が与えられても、接続基板５０とアウタコアピン１５ａ、１５ｂやステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄとの間に付加力が加わることはなく、ハンダ５２の亀裂や切断の発生を防止し、接続基板５０の回線接続不良を回避することができる。なお、アウタコアピン１５ａ、１５ｂとステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、本数を増加、または、予め定めた径に増大し、接続基板５０の取付強度を上げることもできる。
なお、本発明の実施の形態では、回転軸４ａと回転軸４ｂとの回転角の検出を行う回転検出装置につき説明したが、これに限定することなく、２個の回転角検出機構により一本の回転軸のトルクの検出を行うものについても同様に本発明を実施することができる。
さらに、１個の回転角検出機構により回転軸の回転角検出を行うものについても同様に本発明を実施することができる。
従って、本発明の実施の形態の回転検出装置は、接続基板５０をハウジング１には固定せず、アウタコアピン１５ａ、１５ｂやステータコアピン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに固定してフローティング構造とし、急激の熱変化に対して回線接続不良の発生を防止することができる。
１ ハウジング
３ カバー
４ａ、４ｂ 回転軸
１０ アウタコア部
１１ ボビン
１２ コア
１３、２３、３３、４３ コイル
１４、６４ ボビン端子部
１５ａ、１５ｂ アウタコアピン
２０ インナコア部
３０ ステータコア部
３１ ステータコア歯
３２ 環状基板
３４、７４ ステータコア端子部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ ステータコアピン
４０ ロータコア部
４１ ロータコア歯
５０ 接続基板
５１ 導電層
５２ スルーホール
５３ ハンダ
５８ 基板台
５９ リード線
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４ａ、４ｂ 回転軸
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３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ ステータコアピン
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５２ スルーホール
５３ ハンダ
５８ 基板台
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Claims (2)
- 円筒形状のハウジングの内側に設けられたコア部と、
前記コア部に取り付けられた前記コア部のコイルに接続し前記ハウジングの切り欠き部より突出するピンと、
リード線を介し外部と電気的に接続し前記ピンのみに固定される接続基板と、
前記接続基板を覆うカバーと、
前記ハウジングに取り付けられた基板台と、を備え、
前記基板台は側面部を備え、該側面部にて前記接続基板に接続した前記リード線を前記カバーとの間で固定してなることを特徴とする回転検出装置。 - 前記ピンは、ボビンの側面まで伸び前記ボビンに固定されるボビン端子部に取り付けられ、ステータコア部の環状基板に取り付けられるときには、前記環状基板の内径位置まで伸び前記環状基板に固定されるステータコア端子部に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の回転検出装置。
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