JP5450626B2 - 操舵用複合検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵用複合検知装置に関するものである。

車両用パワーステアリングシステムは、走行中の車両の進行方向を転換するために操舵輪の方向を転換させる装置である。走行中の車両の操舵程度は車両を制御するためのデータとして活用されるので、操舵トルク及び操舵角を検知して車両の操舵程度を検出する。操舵用複合検知装置とは、車両などの操舵トルク及び操舵角を検知する装置を意味する。

従来の操舵用複合検知装置の操舵トルク検知装置及び操舵角検知装置は、マグネットの回転による磁束の変化を検知するセンサがそれぞれ設けられた第１及び第２回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を有する。

前記したような従来の操舵用複合検知装置は、操舵トルクを検知するセンサが設けられた前記第１回路基板を操舵角を検知するセンサが設けられた前記第２回路基板に垂直に建てハンダ付けすることでパターンを連結する。

【０００５】
ところが、前記第１回路基板と前記第２回路基板との結合構造上、結合力が弱く、振動や衝撃などにより前記第１回路基板が前記第２回路基板から分離される心配がある。また、振動や衝撃などにより前記第１回路基板と前記第２回路基板が流動すると、前記第１回路基板と前記第２回路基板間を接続結合させるハンダ付け部にクラックが発生し、ショートが発生することもある。その結果、製品の信頼性が低下されるという不都合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【特許文献１】特開平６−２７０８２４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００１／００４８３０１号明細書

本発明は、前述したような従来技術の問題点を解消するためのもので、本発明の目的は、製品の信頼性を向上し得る操舵用複合検知装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明に係る操舵用複合検知装置は、操舵用複合検知装置において、操舵トルクを検知するセンサが設けられた第１回路基板と、前記第１回路基板と垂直し、操舵角を検知するセンサが設けられた第２回路基板とを含み、前記第１回路基板の端部には挿入突起が形成され前記第２回路基板には前記挿入突起に対応する貫通孔（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）が形成されて、前記挿入突起が貫通孔に挿入結合されるように構成される。

本発明に係る操舵用複合検知装置は、第１回路基板の挿入突起が第２回路基板の貫通孔に挿入されて凹凸結合されるので、第１回路基板が第２回路基板に堅固に結合される。そして、第１回路基板の縁部を取り囲んで支持する支持部材が第２回路基板に結合されるので、第１回路基板が第２回路基板により堅固に結合される。従って、第１回路基板が第２回路基板から分離されず、第１回路基板と第２回路基板を接続させるハンダ付け部にクラックが発生することがないので、製品の信頼性が向上される。

本発明に係る操舵用複合検知装置を示した斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図２に示した第１回路基板と第２回路基板を示した拡大分解斜視図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の一実施例に係る操舵用複合検知装置を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る操舵用複合検知装置を示した斜視図、図２は、図１の分解斜視図である。

図示されたように、本発明に係る操舵用複合検知装置は操舵トルク検知装置１００と操舵角検知装置２００を有する。

操舵トルク検知装置１００は、相互結合されて内部に所定空間を形成するブラケット１１１とカバー１１５を有する円筒状のハウジング１１０が形成される。ここで、ハウジング１１０の垂直方向を基準にしてブラケット１１１は下側に位置され、カバー１１５は上側に位置される。ブラケット１１１及びカバー１１５の中央部側には相互対応するように第１及び第２貫通孔１１２、１１６がそれぞれ形成される。

以下、構成要素の各面を称することにおいて、ハウジング１１０の垂直方向に対して、上側に向ける面及び方向を“上面及び上側”とし、下側に向ける面及び方向を“下面及び下側”とする。

ハウジング１１０の内部には円筒状のステータホルダ１２０が設けられ、ステータホルダ１２０の上端面及び下端面にはステータ１３０がそれぞれ結合される。
ステータ１３０の内側には複数の極を有するリング状の第１マグネット１４０が配置されて、その外周面がステータ１３０の歯１３３と所定間隔を有しながら対向する。
第１マグネット１４０の内周面には円筒状のマグネットホルダー１５０の外周面が結合され、マグネットホルダー１５０の内周面にはカバー１１５の第２貫通孔１１２を貫通した操舵軸側の入力軸３２０が結合される。

ステータホルダ１２０の下部側に突出形成された結合管１２３は、ブラケット１１１の第１貫通孔１１２を通過してハウジング１１０の下側に露出され、内周面に操舵輪側の出力側３３０が連結される。入力軸３２０と出力軸３３０はトーションバー（未図示）により連結される。

このようにして操舵ハンドルに外力を加えて回転させると入力軸３２０が回転され、入力軸３２０と同様にマグネットホルダー１５０及び第１マグネット１４０も回転する。そして、出力軸３３０は前記トーションバーを通して入力軸３２０の回転力を伝達されて回転し、ステータホルダ１２０及びステータ１３０は出力軸３３０と同様に回転する。
しかし、出力軸３３０は道路と接触する前記操舵輪側と連結されているので、道路と前記操舵輪との摩擦抵抗によって前記トーションバーにはトルクが発生する。前記トーションバーのトルクによって第１マグネット１４０とステータ１３０の回転角度は相違し、第１マグネット１４０の回転角度とステータ１３０の回転角度との差によって第１マグネット１４０とステータ１３０間で発生する磁場は相違する。

第１マグネット１４０とステータ１３０と間で発生した磁場は第１回路基板１６０に設けられた第１センサ１６５によって検知される。それにより、第１センサ１６５が検知した磁場の強度を後述する操舵角検知装置２００のケース２１０側に設けられたマイコン３１０が受信し、受信した値と設定された基準値とを比較してトルクを測定し、測定されたトルクに応じて車両の操舵に必要な補助操作力を決定してモータなどを駆動させる。
操舵角検知装置２００は、上面が開放されてブラケット１１１の下面に結合されたケース２１０を有する。ケース２１０の下面には第３貫通孔２１３が形成され、第３貫通孔２１３を貫通して出力軸３３０が結合管１２３の内周面に結合される。

結合管１２３の外周面にはメインギア２２０が結合されてステータホルダ１２０と共に回転する。メインギア２２０には第１補助ギア２３１が噛合連動し、第１補助ギア２３１には第１補助ギア２３１とは相違するギア比を有する第２補助ギア２３５が噛合連動される。ここで、第１及び第２補助ギア２３１、２３５はブラケット１１１の下面に結合されて支持される。

第１及び第２補助ギア２３１、２３５の中央部側には第２及び第３マグネット２４１、２４５がそれぞれ結合されて、第１及び第２補助ギア２３１、２３５とそれぞれ同一に回転する。

そして、ケース２１０の下面には第２回路基板２５０が設けられ、第２回路基板２５０には第２及び第３マグネット２４１、２４５と対向するように第２及び第３センサ２５５ａ、２５５ｂがそれぞれ設けられる。それら第２及び第３センサ２５５ａ、２５５ｂは第２及び第３マグネット２４１、２４５の回転角度を検知し、第２回路基板２５０に設けられたマイコン３１０に送信する。

図２の未説明符号１７０はステータ１３０の磁場を集中するコレクター（Ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）である。コレクター１７０はカバー１１５側にも設けられてステータ１３０の磁場を集中する。

第１回路基板１６０は一側端部が第２回路基板２５０に接続設けられて第２回路基板２５０と垂直を形成する。ところが、第１回路基板１６０が第２回路基板２５０に堅固に結合されないと、第１回路基板１６０と第２回路基板２５０が分離されるか、又は接続不良になる。

本実施例に係る操舵用複合検知装置は、第１回路基板１６０を第２回路基板２５０に堅固に設けることができるように形成され、それを図２及び図３を参照して説明する。図３は、図２に示した第１回路基板と第２回路基板の拡大分解斜視図である。
図示したように、第１回路基板１６０の一側端部及び第２回路基板２５０には相互対応するように形成されて相互挿入結合される複数の挿入突起１６１及び複数の貫通孔（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）２５１がそれぞれ形成される。即ち、挿入突起１６１と貫通孔２５１は相互凹凸形態に挿入結合されるので、第１回路基板１６０が第２回路基板２５０に堅固に結合される。

第１回路基板１６０と第２回路基板２５０は相互電気的に接続されるべきであるので、挿入突起１６１の外面及び貫通孔２５１の内周面には銅箔が形成される。そして、第１回路基板１６０と第２回路基板２５０との安定した接続のために、挿入突起１６１を貫通孔２５１に挿入した後、ハンダ付けする。即ち、挿入突起１６１の外面に形成された銅箔と貫通孔２５１の内周面に形成された銅箔はハンダ付け接続される。

貫通孔２５１が形成された第２回路基板２５０の下面には、貫通孔２５１に挿入された挿入突起１６１の端部が接触支持されるパッド（未図示）を結合することができる。前記パッドは挿入突起１６１の端部が第２回路基板２５０の外側に露出されることを防止する。
第１回路基板１６０と第２回路基板２５０のより堅固な結合のために、第２回路基板２５０には第１回路基板１６０の縁部を取り囲んで支持する支持部材１８０が設けられる。
支持部材１８０は、第１回路基板１６０の外形と対応するように一側が開放されたフレーム状に形成されて、第２回路基板２５０と接触せずに外部に露出された第１回路基板１６０の縁部を取り囲む。

ここで、フレーム状の支持部材１８０の内面には第１回路基板１６０の縁部側が挿入される挿入路１８２が形成される。そして、支持部材１８０の両端部側は第２回路基板２５０に挿入結合されるので、第２回路基板２５０には支持部材１８０の両端部側が挿入される結合孔２５３が形成される。従って、第１回路基板１６０は支持部材１８０によってより堅固に第２回路基板２５０に結合される。

また、結合孔２５３に挿入された支持部材１８０の両端部側は第２回路基板２５０にハンダ付け結合されることができる。
以上、本発明の一実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を外れない範囲内で変更及び変形したものも本発明に属することは当然のことである。

１１０ ハウジング
１３０ ステータ
１４０、２４１、２４５ 第１マグネット、第２マグネット、第３マグネット
２１０ ケース
２２０ メインギア
２３１、２３５ 第１補助ギア、第２補助ギア
３１０ マイコン
３２０ 入力軸
３３０ 出力軸

Claims (7)

1. 操舵用複合検知装置において、
   操舵トルクを検知するセンサが設けられた第１回路基板と、
   前記第１回路基板と垂直し、操舵角を検知するセンサが設けられた第２回路基板と、を含み、
   前記第１回路基板の端部には挿入突起が形成され前記第２回路基板には前記挿入突起に対応する貫通孔が形成されて、前記挿入突起が貫通孔に挿入結合されることを特徴とする、 操舵用複合検知装置。
   
2. 前記挿入突起の外面及び前記貫通孔の内周面には銅箔が形成され、前記挿入突起は前記貫通孔に挿入されてハンダ付けされることを特徴とする、請求項１記載の操舵用複合検知装置。
   
3. 前記第２回路基板には前記第１回路基板の縁部を取り囲んで支持する支持部材が結合されることを特徴とする、請求項１記載の操舵用複合検知装置。
   
4. 前記支持部材は、一側が開放されたフレーム状に形成されて外部に露出された前記第１回路基板の縁部を取り囲み、
   前記支持部材の両端部側は前記第２回路基板に形成された結合孔に挿入結合されることを特徴とする、請求項３記載の操舵用複合検知装置。
   
5. 前記フレーム状の支持部材の内面には、前記第１回路基板の縁部側が挿入される挿入路が形成されることを特徴とする、請求項４記載の操舵用複合検知装置。
   
6. 前記結合孔に挿入された前記支持部材の端部側は前記第２回路基板にハンダ付けされることを特徴とする、請求項５記載の操舵用複合検知装置。
   
7. 前記貫通孔が形成された前記第２回路基板には前記挿入突起の端部が接触支持されるパッドが結合されることを特徴とする、請求項１乃至６中何れか一つに記載の操舵用複合検知装置。
   
   
   

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