JP5798971B2 - Torque sensor - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車両のパワーステアリング装置に適用され、運転者の操舵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 is applied to, for example, a power steering apparatus for a vehicle and detects a steering torque of a driver.
例えば自動車のパワーステアリング装置に適用される従来のトルクセンサとしては、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
For example, as a conventional torque sensor applied to a power steering device of an automobile, one described in
概略を説明すれば、このトルクセンサは、トーションバーに直列に組み付けられた第1、第2ロータと、該各ロータの外周側にそれぞれ配置された第1、第2ボビンと、該各ボビンの外周部にそれぞれ固定された第1、第2ステータコアと当該各ステータコアに巻回された第1、第2ステータコイルとからなる第1、第2ステータと、から構成される1対の第1、第2レゾルバの検出角度の差分に基づいてトーションバーに作用する負荷トルクを検出することにより、運転者による操舵トルクを検出するものである。 Briefly, the torque sensor includes first and second rotors assembled in series with a torsion bar, first and second bobbins disposed on the outer peripheral side of each rotor, and each bobbin. A pair of first and second stators composed of first and second stator cores respectively fixed to the outer periphery and first and second stator coils wound around the stator cores. The steering torque by the driver is detected by detecting the load torque acting on the torsion bar based on the difference in the detection angle of the second resolver.
ここで、前述したトルクセンサは、結線処理された前記各ステータコイルの端部がそれぞれ前記各ボビンにて保持固定される複数の接続端子を介して制御基板に接続される。 Here, the above-described torque sensor is connected to the control board via a plurality of connection terminals in which end portions of the respective stator coils subjected to the connection processing are held and fixed by the respective bobbins.
しかしながら、前記従来のトルクセンサにあっては、前記各ボビンの形状や前記各接続端子のレイアウト等については何ら考慮されていないため、前記各ボビンの形状が相異することから当該各ボビン専用の成形型が必要であったり、また、前記各ボビンの形状が同一である場合でも、前記各接続端子をボビンの軸方向に沿って延設する必要がある場合は、前記各接続端子の保持部を互いに周方向へずらして配置する必要があることから当該各接続端子の保持部が大型化してしまう等の問題が生じていた。 However, in the conventional torque sensor, since the shape of each bobbin and the layout of each connection terminal are not considered at all, the shape of each bobbin is different. Even when a molding die is required or when the shape of each bobbin is the same, if it is necessary to extend each connection terminal along the axial direction of the bobbin, the holding part for each connection terminal Therefore, there is a problem that the holding portions of the connection terminals are increased in size.
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであって、各ボビンの成形型を共通化しつつ、各接続端子を各ボビンの軸方向に沿って配置する場合における端子保持部の周方向への大型化を抑制し得るトルクセンサを提供するものである。 The present invention has been devised in view of such technical problems, and the terminal holding portion in the case where each connection terminal is arranged along the axial direction of each bobbin while using a common mold for each bobbin. A torque sensor that can suppress an increase in size in the circumferential direction is provided.
本願発明は、入力軸と出力軸とがトーションバーによって連結されたものに適用され、当該各軸の外周に直列に配設された第1、第2レゾルバを用いて、前記入力軸に固定した第1ロータと前記出力軸に固定した第2ロータとの相対回転角に基づき前記トーションバーに発生するトルクを検出するトルクセンサであって、前記第1、第2レゾルバの検出側を構成する各ステータの構成に供する第1、第2ボビンを互いにほぼ同一形状を成す第1、第2ボビン本体及び第1、第2端子保持部を備えるように形成すると共に、第1検出コイルの制御基板への接続に供する第1接続端子を前記第1端子保持部に、第2検出コイルの制御基板への接続に供する第2接続端子を前記第2端子保持部に、それぞれ同一の軸方向に向けて保持固定させ、かつ、前記第2接続端子については前記第1端子保持部を貫通させるかたちで前記第1接続端子と同様に当該第1端子保持部から突出するように構成したことを特徴としている。 The present invention is applied to an input shaft and an output shaft connected by a torsion bar, and is fixed to the input shaft using first and second resolvers arranged in series on the outer periphery of each shaft. A torque sensor for detecting torque generated in the torsion bar based on a relative rotation angle between the first rotor and the second rotor fixed to the output shaft, each of which constitutes the detection side of the first and second resolvers The first and second bobbins used for the stator configuration are formed to include first and second bobbin bodies and first and second terminal holding portions having substantially the same shape, and to the control board of the first detection coil. The first connection terminal for connection to the first terminal holding portion is directed to the first terminal holding portion, and the second connection terminal for connection to the control board of the second detection coil is directed to the second terminal holding portion, respectively, in the same axial direction. Hold and fix, and It is characterized by being configured so as to project from the first connection terminal as well as the first terminal holding portion in the form of penetrating the first terminal holding portion for the second connection terminal.
本願発明によれば、第1、第2ボビンがほぼ同じ形状となるように構成したことから、当該両ボビンの成形型の共通化を図ることができる。これにより、センサの生産性の拡大や製造コストの低廉化に寄与することができる。 According to the present invention, since the first and second bobbins are configured to have substantially the same shape, it is possible to share the forming dies of both bobbins. Thereby, it can contribute to expansion of productivity of a sensor and reduction in manufacturing cost.
さらに、前記両ボビンにおいては、第2接続端子を第1端子保持部を通じて延出させるように構成するべく前記両端子保持部の相互の周方向位置が軸方向間で重合するように構成することで、当該両端子保持部の占める周方向領域を低減でき、センサの小型化にも供される。 Further, in both the bobbins, the circumferential positions of the two terminal holding portions are overlapped between the axial directions so as to extend the second connection terminal through the first terminal holding portion. Thus, the circumferential region occupied by the two terminal holding portions can be reduced, and the sensor can be miniaturized.
以下、本発明に係るトルクセンサの実施形態等につき、図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態等では、このトルクセンサを、従来と同様、自動車のラック・ピニオン式の電動パワーステアリング装置に適用したものを例に説明する。 Hereinafter, embodiments of a torque sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments and the like, an example in which this torque sensor is applied to a rack and pinion type electric power steering device of an automobile will be described as an example.
すなわち、上記電動パワーステアリング装置は、図1、図2に示すように、一端側(図中の上端側)が図示外のステアリングホイールに連係される入力軸1(本発明に係る第1回転軸に相当)と、一端側(図中の下端側)が一部図示外のラック・ピニオン機構(ラックバー)を介して転舵輪に連係される出力軸2と、がいわゆるトーションバー3によって相対回転可能に連結され、前記両軸1,2の対向する連結部近傍には、操舵アシストトルクを発生させる図示外の電動モータの駆動制御に供するセンサユニット10が配設されている。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the electric power steering apparatus includes an input shaft 1 (one first rotating shaft according to the present invention) whose one end side (the upper end side in the figure) is linked to a steering wheel (not shown). And the
このセンサユニット10は、前記両軸1,2の連結部に跨るように設けられ、入力軸1側に配設される第1レゾルバ20と出力軸2側に配設される第2レゾルバ30とによる検出角度の差分からトーションバー3に作用する負荷トルクを検出するトルクセンサ11と、該トルクセンサ11の検出値に基づいて操舵トルクの演算等を行い、図外の電動モータの駆動制御等に供する制御基板12と、該制御基板12を挟んで前記トルクセンサ11の軸方向反対側となる位置に配設され、運転者による操舵角を検出する舵角センサ13と、から構成されていて、前記両センサ11,13がそれぞれ制御基板12と電気的に接続されることにより当該両センサ11,13の検出結果に基づいて前記電動モータが駆動制御され、これによって、出力軸2に対して運転状態に応じた適切な操舵アシストトルクが付与(出力)される。
The
前記トルクセンサ11は、前記第1、第2レゾルバ20,30がハウジング40内に一体に収容保持されてなるもので、当該ハウジング40の一端開口部に有するフランジ部41に設けられた1対の取付孔42,42を介して前記電動パワーステアリング装置に取付固定されることとなる。なお、この際、上記ハウジング40については、両レゾルバ20,30に対して圧入又は焼き嵌めをもって被嵌する構成としたことで、当該被嵌に際してハウジング40の全周にほぼ均一に応力が作用することとなって、当該ハウジング40の真円度に対する悪影響の低減に供されている。
The
前記第1レゾルバ20は、いわゆる可変リラクタンス型のレゾルバであって、入力軸1の他端部外周に固定され、その外周部に設けられた凹凸をもって後述の第1ステータ22との間にて周期的に変化するギャップを構成するギャップ構成部21aを有する導電性材からなる第1ロータ21と、該第1ロータ21の外周側に所定の径方向隙間を隔てて配設され、後述する第1検出コイル24bをもって当該コイル24bと前記ギャップ構成部21aとの間に形成される磁界の径方向隙間の変化を検出することにより前記第1ロータ21の回転角を検出する第1ステータ22と、から主として構成されている。なお、このように、当該第1レゾルバ20を、第1検出コイル24bと第1ロータ21との間に形成される磁界の径方向隙間の変化を検出することにより第1ロータ21の回転角を検出する可変リラクタンス型のレゾルバとして構成することで、第1ロータ21に電源を接続する必要がなく、トルクセンサ11の構成の簡素化が図れるメリットを有する(以上、後述する第2レゾルバ30についても同様である。)。
The first resolver 20 is a so-called variable reluctance type resolver, which is fixed to the outer periphery of the other end of the
前記第1ステータ22は、ほぼ円環状に構成された第1ステータコア23の内周部に複数(本実施形態では6つ)突設された図示外のコイル巻回部に1次コイルである第1励磁コイル24aと2次コイルである第1検出コイル24bとを交互に巻回してなる第1コイルユニットC1と、第1ロータ21の外周側に前記所定の径方向隙間を隔てて配置され、その本体26(本発明に係る第1ボビン本体であって、以下では第1ボビン本体と呼称する。)の外周部に穿設された第1コイル収容部26aによって前記第1コイルユニットC1を収容保持する例えば合成樹脂等の絶縁材を型成形してなる第1ボビン25と、から構成され、前記第1ボビン本体26の周方向所定位置に突設された第1端子保持部27に保持固定される複数(本実施形態では各3つ)の第1接続端子P1及び第3接続端子P3を介して制御基板12へと接続される。
The
ここで、前記第1、第3接続端子P1,P3はいずれも、図4、図6に示すように、横断面ほぼ矩形状であって一定の縦横幅寸法を有する寸胴の接続端子として構成されていて、第1端子保持部27に保持固定される各一端部には、それぞれ第1ボビン本体26側より引き出される前記各コイル24a,24bの端部が接続される。すなわち、第1接続端子P1の一端部に第1検出コイル24bが接続されて、第3接続端子P3に第1励磁コイル24aが接続されることとなる。
Here, as shown in FIGS. 4 and 6, each of the first and third connection terminals P1 and P3 is configured as a connection terminal having a substantially rectangular cross section and a fixed vertical and horizontal width. The end portions of the
前記第1端子保持部27は、第1ボビン26の内端部(後述する第2ボビン35と対向する側の端部)における周方向の一部を径方向外側へと突出させることによってほぼ矩形板状に形成されてなるもので、当該第1端子保持部27には、前記各第1、第3接続端子P1,P3の保持固定に供する複数(本実施形態では計6つ)の第1端子保持孔28の集合である第1端子保持孔群H1と、後述する第2、第4接続端子P2,P4の挿通保持に供する複数(本実施形態では計6つ)の第2端子保持孔29の集合である第2端子保持孔群H2と、が第1ボビン25の径方向に2列(第1端子保持孔群H1が内周側で、第2端子保持孔群H2が外周側)に、入力軸1の軸方向に沿って貫通形成されている。
The first
そして、前記各第1端子保持孔28はいずれも、特に図6に示すように、横断面ほぼ矩形状をなす第1、第3接続端子P1,P3の各対角寸法よりも若干小さい内径となるように設定され、当該第1、第3接続端子P1,P3が圧入により固定されるようになっている。一方、前記各第2端子保持孔29はいずれも、後述する第2、第4接続端子P2,P4の各対角寸法よりも若干大きい内径となるように設定され、この第2、第4接続端子P2,P4が当該径方向隙間Rをもって挿通する構成となっている。
Each of the first
前記第2レゾルバ30も、前記第1レゾルバ20と同様の構成を有する可変リラクタンス型のレゾルバであって、図1、図2に示すように、出力軸2の他端部外周に固定され、その外周部に第1ロータ21と同様のギャップ構成部である第2ギャップ構成部31aを有する導電性材からなる第2ロータ31と、この第2ロータ31の外周側に所定の径方向隙間を隔てて配設され、後述する第2検出コイル34bにより前記第2ロータ31の回転角を検出する第2ステータ32と、から構成される。
The
前記第2ステータ32は、前記合成樹脂等の絶縁材を前記第1ボビン25とほぼ同じ形状に型成形してなる第2ボビン35のボビン本体36(本発明に係る第2ボビン本体であって、以下では第2ボビン本体と呼称する。)の外周部に穿設される第2コイル収容部36aに、前記第1コイルユニットC1と同様に構成された第2コイルユニットC2が収容保持されることによって構成され、前記ボビン本体36の周方向の所定位置に軸方向において前記第1端子保持部27と重合するかたちで突設された第2端子保持部37に保持固定される複数(本実施形態では各3つ)の第2接続端子P2及び第4接続端子P4を介して制御基板12へと接続される。
The
ここで、前記第2、第4接続端子P2,P4はいずれも、図4〜図6に示すように、横断面ほぼ矩形状であって一定の縦横幅寸法を有する寸胴の接続端子として構成されていて、第2端子保持部37に保持固定される各一端部には、それぞれ第2ボビン本体36側より引き出される前記各コイル34a,34bの端部が接続される。すなわち、第2接続端子P2の一端部に第2検出コイル34bが接続されて、第4接続端子P4に第1励磁コイル34aが接続されることとなる。
Here, each of the second and fourth connection terminals P2 and P4 is configured as a connection terminal having a substantially cylindrical shape having a certain vertical and horizontal width and having a certain vertical and horizontal width as shown in FIGS. The end portions of the
前記第2端子保持部37は、第2ボビン35の内端部(前記第1ボビン25と対向する側の端部)における周方向の一部を径方向外側へと突出させることによってほぼ矩形板状に形成されてなるもので、当該第2端子保持部37には、軸方向において第2端子保持孔群H2と重合する当該第2端子保持孔群H2に対応する水平方向位置に、前記各第2、第4接続端子P2,P4の保持固定に供する複数(本実施形態では計6つ)の第3端子保持孔38の集合である第3端子保持孔群H3が、さらに軸方向において第1端子保持孔群H1と重合する当該第1端子保持孔群H1に対応する水平方向位置に、前述したいずれの接続端子P1〜P4も挿通されない複数(本実施形態では6つ)の第4端子保持孔39の集合である第4端子保持孔群H4が、それぞれ第2ボビン35の内外周側に2列(第4端子保持孔群H4が内周側で、第3端子保持孔群H3が外周側)に、出力軸2の軸方向に沿って貫通形成されている。
The second
そして、前記第3、第4端子保持孔38,39はいずれも、特に図6に示すように、横断面ほぼ矩形状をなす第2、第4接続端子P2,P4の各対角寸法よりも若干小さい内径となるように設定され、第3端子保持孔38については当該第2、第4接続端子P2,P4が圧入により固定されるようになっている。
Each of the third and fourth
以上のように、前記第1、第2ステータ22,32は、両ボビン25,35がほぼ同一の形状に形成されると共に、両端子保持部27,37の周方向位置が相互に一致する(軸方向において重合する)ように組み付けられることで、第1、第3接続端子P1,P3が、一端側が各第1端子保持孔27(第1端子保持孔群H1)に保持固定され他端側が上方(入力軸1側)へ延出すると共に、第2、第4接続端子P2,P4が、一端側が各第3端子保持孔38(第3端子保持孔群H3)に保持固定され他端側が各第2端子保持孔29(第2端子保持孔群H2)を貫通して上方へ延出するようになっている。
As described above, in the first and
そして、この延出された各接続端子P1〜P4の他端側は、制御基板12の各スルーホール12aに挿通して半田付け等されることにより、当該制御基板12と電気的に接続されることとなる(図4参照)。なお、このように、各端子P1,P2を制御基板12に直接接続させることで、ハーネスなど途中に介在する部品を省略することが可能となり、パワーステアリング装置の構造の簡素化及び製造コストの低廉化等に供されている。
The other end sides of the extended connection terminals P1 to P4 are electrically connected to the
また、前記ハウジング40の周壁には、図3、図7に示すように、開口端部側から軸方向に沿って凹状に切り欠くことで両ボビン25,35の端子保持部27,37を逃げるように構成して当該両端子保持部27,37を外部へと臨ませる矩形状の切欠部43が設けられている。なお、かかる剛性低下等の要因となり得る切欠部43を、ハウジング40の端壁ではなく周壁に形成するようにしたことにより、当該ハウジング40の良好な真円度や強度の確保に供されている。そして、前記切欠部43は、各端子保持部27,37の側部27a,37aとの間において前記径方向隙間Rよりも若干小さな所定の周方向隙間Xが形成されるように構成されていて、前記両ボビン25,35(両コイルユニットC1,C2)の相対的な周方向の位置ずれを、当該周方向隙間Xをもって管理することが可能となっている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 7, the peripheral retaining wall of the
一方、前記ハウジング40の被嵌時において切欠部43の底面43aと対向する第2端子保持部37の下面37bには、図5の(a)(b)に示すように、第2ボビン本体36側より引き出された前記各コイル34a,34bの端部側を埋没させることに供する複数(コイル線数に対応した数量)の逃げ溝37cが、それぞれ径方向に亘って切欠部43を跨ぐかたちで切欠形成されている。かかる構成によって、前記両面37b,43a間の隙間が前記各コイル34a,34bの線径よりも小さく設定されている場合でも、当該両面37b,43aの間に前記各コイル34a,34bが挟み込まれる不都合を回避できるようになっている。
On the other hand, on the
また、前記両ステータ22,32における各端子保持部27,37の対称となる周方向位置には、図5(a)に示すように、それぞれ径方向内側へと窪む凹部22a,32aが軸方向に沿って切欠形成されると共に、ハウジング40の切欠部43と対称となる前記両凹部22a,32aに対応する周方向位置には、図7に示すように、当該両凹部22a,32aに係合する凸部44が、径方向内側に向かって突出形成されている。なお、これら凹凸部22a,32a,44間のガタ(周方向隙間)も、第2、第4接続端子P2,P4と第2端子挿通孔29の間に形成される前記径方向隙間Rよりも小さくなるように構成され、前記切欠部43と合わせて前記両コイルユニットC1,C2の周方向の相対的な位置ずれを管理可能となっている。
Further, as shown in FIG. 5 (a), recesses 22a and 32a that are recessed inward in the radial direction are respectively provided at the circumferential positions of the
以上のようにして構成されたトルクセンサ11によれば、第1ボビン25と第2ボビン35とがほぼ同じ形状となるように構成したことで、当該両ボビン25,35の成形型の共通化を図ることが可能となる。これによって、トルクセンサ11の生産性の拡大や製造コストの低廉化に寄与することができる。
According to the
さらに、前記両ボビン25,35においては、前記第2、第4接続端子P2,P4を第1端子保持部27を通じて延出させるように構成するべく両端子保持部27,37の相互の周方向位置が軸方向間で重合するように構成することで、当該両端子保持部27,37の占める周方向領域を低減でき、トルクセンサ11の小型化にも供される。換言すれば、前記第2、第4接続端子P2,P4が第1端子保持部28に貫通するという前記特異な構成を採用しない場合には、前記各端子保持部27,37を周方向へと相互にずらして配置せざるを得ず、当該両端子保持部27,37の占める周方向領域が増大する不都合を招来してしまうこととなる。
Furthermore, in both the
また、本実施形態では、この第2、第4接続端子P2,P4と第2端子挿通孔29の間に形成される径方向隙間Rに対し、ハウジング40の切欠部43と各端子保持部27,37との間に形成される周方向隙間の方が小さくなるように構成されているため、切欠部43に合わせて各ステータ22,32を軸方向一方側からハウジング40に組み付けることによって、各第2接続端子P2を各第2端子保持孔29へと自動的に挿通させることが可能となる。これにより、煩雑となりがちな前記第2、第4接続端子P2,P4の各第2端子保持孔29への挿通作業を容易に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、かかる両ステータ22,32に対するハウジング40の被嵌に際し、その被嵌時において切欠部43の底面43aと対向する第2端子保持部37の下面37bには当該切欠部43を跨ぐように形成した各逃げ溝37cが設けられていることから、当該被嵌時に第2ボビン本体36側より引き出された前記各コイル34a,34bの端部側が前記各逃げ溝37c内へと入り込み、第2端子保持部37の下面37bと切欠部43の底面43aとの間に挟み込まれて断線してしまう等の不都合を回避することが可能となる。これにより、トルクセンサ11の良好な生産性の確保や歩留まりの向上等に供される。
Further, when the
加えて、前記ハウジング40と両コイルユニットC1,C2とは前記凹凸部22a,32a,44をもって相互に係合するように構成されていることから、当該凹凸係合をもって両コイルユニットC1,C2の周方向の位置ずれを規制しつつ当該両コイルユニットC1,C2とハウジング40とを組み付けることが可能となり、前記切欠部43による位置決めと共に前記端子挿通作業を含めた当該組み付けに係る良好な作業性を確保できる。特に、当該凹凸係合の場合は、両コイルユニットC1,C2の軸方向全体に亘って設けられているために、前記組み付けにおけるより効果的な位置決め性が得られるメリットがある。
In addition, since the
図8は本発明に係るトルクセンサ11の前記第1実施形態の変形例を示したものであり、当該第1実施形態に係る前記各接続端子P1,P2の形状を変更したものである。
FIG. 8 shows a modification of the first embodiment of the
すなわち、本変形例では、前記第1、第3接続端子P1,P3の各第1端子保持孔28による保持部分(保持範囲)P1a,P3aのみが前記圧入可能な外径寸法に設定され、残余の部位(軸方向範囲)は、各第1端子保持孔28に対し容易に挿通可能な非圧入となる外径寸法に設定されている。
That is, in this modification, only the holding portions (holding ranges) P1a and P3a by the first
同様に、前記第2、第4接続端子P2,P4についても、各第2、第3端子保持孔29,38による保持範囲P2b,P4bのみが前記第1実施形態と同様の外径寸法に設定され、残余の軸方向範囲は、各第2、第3端子保持孔29,38に対して容易に挿通可能な非圧入となる外径寸法に設定されている。
Similarly, with respect to the second and fourth connection terminals P2 and P4, only the holding ranges P2b and P4b by the second and third
以上のように、本変形例では、前記各端子保持孔28,29,38の保持に供する部分P1a,P3a,P2b,P4bのみを大径に形成し、残余の部分については比較的小径に形成することで、前記各端子保持孔28,29,38に対する前記各接続端子P1〜P4の挿通作業を一層容易に行うことが可能となり、トルクセンサ11の組み付け性をさらに良好なものとすることができる。
As described above, in this modification, only the portions P1a, P3a, P2b, and P4b used for holding the
図9は本発明に係るトルクセンサ11の第2実施形態を示したもので、前記第1実施形態における第4端子保持孔39を削除したものである。
FIG. 9 shows a second embodiment of the
すなわち、本実施形態では、前記第2端子保持部37において何ら機能していない不要な第4端子保持孔39を形成しない構成とすることによって、材料の歩留まりの向上が図れることは勿論、当該第4端子保持孔39を設けることによって生ずる剛性低下等の不都合の抑制にも供される。
That is, in the present embodiment, it is possible to improve the material yield by adopting a configuration in which the unnecessary fourth
なお、本実施形態の場合には、上記第4端子保持孔39の廃止に伴い、前記第1端子保持部27の当該第4端子保持孔39に対応する第1端子保持孔28についても追加工によって形成するようにすることで、前記成形型の共通化が図れるといった本願発明の特異な作用効果が奏せられることとなる。
In the case of the present embodiment, with the abolition of the fourth
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記各ボビン25,35の具体的形状や、前記各接続端子P1〜P4及びこれを挿通又は保持する前記各端子保持孔28,29,38,39の数量など、本願発明の本質と直接関係のない構成については、トルクセンサ11の仕様等に応じて任意に変更することができる。
The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. For example, the specific shape of each of the
前記各実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について、以下に説明する。 Technical ideas other than those described in the scope of claims understood from each of the embodiments will be described below.
(a)請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記第1ロータ及び第2ロータは前記第1検出コイルと前記第2検出コイルとの径方向隙間が回転方向において周期的に変化するように形成され、
前記第1検出コイル及び第2検出コイルは前記第1ロータ及び第2ロータとの間にそれぞれ形成される磁界の前記径方向隙間の変化を検出することを特徴とするトルクセンサ。
(A) The torque sensor according to
The first rotor and the second rotor are formed such that a radial gap between the first detection coil and the second detection coil periodically changes in a rotation direction,
The torque sensor according to
かかる構成とすることで、第1、第2ロータに電源を接続する必要がなく、センサの構成を簡素化することができる。 With this configuration, it is not necessary to connect a power source to the first and second rotors, and the configuration of the sensor can be simplified.
(b)請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記第1、第2接続端子は、前記各端子保持孔群に挿通される軸方向範囲のみが当該各端子保持孔群への圧入に供する比較的大径状に形成され、残余の範囲は当該各端子保持孔群に対し非圧入となる比較的小径状に形成されていることを特徴とするトルクセンサ。
(B) The torque sensor according to
The first and second connection terminals are formed to have a relatively large diameter only for the axial range inserted through the terminal holding hole groups, and the remaining range is used for the press fitting into the terminal holding hole groups. A torque sensor characterized in that it is formed in a relatively small diameter that is not press-fitted into each terminal holding hole group.
このように、各端子保持孔によって保持されない範囲については比較的小径状に形成することで、各端子保持孔に対する各接続端子の挿通作業を一層容易に行うことが可能となり、トルクセンサの組み付け作業性をさらに良好なものとすることができる。 Thus, by forming the range that is not held by each terminal holding hole with a relatively small diameter, it is possible to more easily insert each connection terminal into each terminal holding hole, and to install the torque sensor. The property can be further improved.
(c)請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記第1、第2接続端子の他端側は、いずれも制御基板に直接接続されることを特徴とするトルクセンサ。
(C) The torque sensor according to
The other end side of the first and second connection terminals is directly connected to the control board.
このように各接続端子を制御基板へと直接接続させることで、ハーネスなど途中に介在する部品をなくすことができ、構造の簡素化及び製造コストの低廉化等に供される。 By connecting each connection terminal directly to the control board in this way, it is possible to eliminate a part such as a harness that is interposed in the middle, and the structure is simplified and the manufacturing cost is reduced.
(d)請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記ハウジングは、前記両端子保持部を一体的に避ける切欠部を有し、前記両ボビンを組み合わせたものについて前記切欠部を介して前記両端子保持部を避けるかたちで被嵌する構成となっていることを特徴とするトルクセンサ。
(D) The torque sensor according to
The housing has a notch portion that integrally avoids the both terminal holding portions, and is configured to fit the bobbin in a way that avoids the both terminal holding portions via the notch portions. Torque sensor characterized by
かかる構成とすることで、ハウジングを、切欠部を目安に軸方向一方側から組み付けることが可能となるため、良好な作業性が得られる。 With this configuration, the housing can be assembled from one side in the axial direction with the notch as a guideline, so that good workability can be obtained.
なお、前記切欠部は、ハウジングの周壁に形成され、端壁には形成されないことから、当該ハウジングの良好な真円度や強度の確保にも供される。 In addition, since the said notch part is formed in the surrounding wall of a housing and is not formed in an end wall, it is used also for ensuring the favorable roundness and intensity | strength of the said housing.
(e)前記(d)に記載のトルクセンサであって、
前記切欠部と前記各端子保持部との径方向隙間に対し、前記各第2接続端子と前記各第2端子保持孔との径方向隙間の方が大きくなるように設定されていることを特徴とするトルクセンサ。
(E) The torque sensor according to (d),
The radial gap between each second connection terminal and each second terminal holding hole is set to be larger than the radial gap between the notch and each terminal holding part. Torque sensor.
かかる構成とすることで、前記両ボビンの相対的な周方向の位置ずれを当該切欠部と各端子保持部との周方向隙間をもって管理することが可能となって、当該位置ずれに基づく第2接続端子の第2端子保持孔への挿通作業の煩雑化を回避することができる。 With this configuration, it is possible to manage the relative circumferential displacement of the bobbins with the circumferential gap between the notch portion and each terminal holding portion, and the second based on the displacement. Complicating the insertion operation of the connection terminal into the second terminal holding hole can be avoided.
(f)請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記ハウジングは、圧入又は焼き嵌めによって前記両ボビンに被嵌する構成となっていることを特徴とするトルクセンサ。
(F) The torque sensor according to
The torque sensor according to
このように、前記ハウジングを圧入又は焼き嵌めによってボビンに被嵌する構成としたことから、当該被嵌に際してはハウジング全周にほぼ均一に応力が作用することとなって、真円度に対する悪影響の低減に供される。 As described above, since the housing is configured to be fitted onto the bobbin by press fitting or shrink fitting, stress is applied almost uniformly to the entire circumference of the housing during the fitting, which has an adverse effect on the roundness. Served for reduction.
(g)請求項1に記載のトルクセンサであって、
前記ハウジングの内周部に径方向に突出する係合凸部を設けると共に、前記各ボビンの外周部に、前記係合凸部に係合可能な係合凹部を設けたことを特徴とするトルクセンサ。
(G) The torque sensor according to
A torque characterized in that an engagement convex portion protruding in a radial direction is provided on an inner peripheral portion of the housing, and an engagement concave portion engageable with the engagement convex portion is provided on an outer peripheral portion of each bobbin. Sensor.
かかる構成とすることで、特に前記両ボビンに対してハウジングを被嵌する際に、前記凹凸部の係合によって両ボビンの周方向の位置ずれを規制しつつ、当該ハウジングを両ボビンに被嵌することが可能となる。この結果、両ボビンに対するハウジングの良好な組み付け性を確保することができる。 With this configuration, particularly when the housing is fitted to both the bobbins, the circumferential displacement of both bobbins is regulated by the engagement of the concave and convex portions, and the housing is fitted to both bobbins. It becomes possible to do. As a result, it is possible to ensure good assembling of the housing with respect to both bobbins.
(h)請求項1に記載のトルクセンサであって、
少なくとも前記ハウジングの切欠部と対向する一方の端子保持部の表面に、前記ハウジングの内外周間に亘って前記切欠部を跨ぐように形成された溝部が設けられていることを特徴とするトルクセンサ。
(H) The torque sensor according to
A torque sensor characterized in that a groove formed so as to straddle the notch is provided between the inner and outer peripheries of the housing on the surface of at least one terminal holding part facing the notch of the housing. .
かかる溝部を設けたことで、前記両ボビンに対してハウジングを被嵌する際、検出コイルの引き出し線が当該溝部内へと入り込み、切欠部と端子保持部との間に挟まって断線してしまう不具合を回避することが可能となる。これにより、センサの良好な生産性の確保や歩留まりの向上等に供される。 By providing such a groove portion, when the housing is fitted to both the bobbins, the lead wire of the detection coil enters into the groove portion and is broken between the notch portion and the terminal holding portion. It is possible to avoid problems. Thereby, it is used for ensuring good productivity of the sensor and improving the yield.
1…入力軸(第1回転軸)
2…出力軸(第2回転軸)
3…トーションバー
11…トルクセンサ
12…制御基板
21…第1ロータ
24b…第1検出コイル
25…第1ボビン
26…第1ボビン本体
27…第1端子保持部
28…第1端子保持孔
29…第2端子保持孔
31…第2ロータ
34b…第2検出コイル
35…第2ボビン
36…第2ボビン本体
37…第2端子保持部
38…第3端子保持孔
40…ハウジング
H1…第1端子保持孔群
H2…第2端子保持孔群
H3…第3端子保持孔群
P1…第1接続端子
P2…第2接続端子
1 ... Input shaft (first rotation shaft)
2 ... Output shaft (second rotary shaft)
3 ...
Claims (3)
その内部において前記回転軸を回転自在に収容するハウジングと、
前記第1回転軸の外周に固定された第1ロータと、
前記第2回転軸の外周に固定された第2ロータと、
前記第1ロータを包囲するようなほぼ筒状に形成された絶縁材からなる第1ボビン本体と、該第1ボビン本体から径方向外側に延設された前記絶縁材からなる第1端子保持部とを有し、かつ、型成形によって形成されると共に、前記ハウジングに固定される第1ボビンと、
前記第1ボビン本体に設けられ、前記第1ロータの回転位置を検出する第1検出コイルと、
前記第1端子保持部に形成された複数の軸方向孔である第1端子保持孔群と、
前記第1端子保持部に形成された複数の軸方向貫通孔である第2端子保持孔群と、
前記第1ボビン本体及び第1端子保持部とほぼ同じ形状を成すように絶縁材をもって型成形により形成された第2ボビン本体及び第2端子保持部を有し、かつ、前記第2端子保持部が前記回転軸の軸方向において前記第1端子保持部とほぼ重合するように前記ハウジングに固定された第2ボビンと、
前記第2端子保持部に設けられた複数の軸方向孔であって、前記回転軸の軸方向において前記第2端子保持孔群とほぼ重合するように設けられた第3端子保持孔群と、
前記第2ボビン本体に設けられ、前記第2ロータの回転位置を検出する第2検出コイルと、
軸方向一端側が前記第1端子保持孔群に嵌挿されると共に他端側が前記第2端子保持部と反対方向に前記第1端子保持部から突出するかたちで立設され、前記第1検出コイルの端部が電気的に接続される導電性材からなる第1接続端子と、
軸方向一端側が前記第3端子保持孔群に嵌挿されると共に他端側が前記第2端子保持孔群を貫通し前記第1接続端子と同じ方向に前記第1端子保持部から突出するかたちで立設され、前記第2検出コイルの端部が電気的に接続される導電性材からなる第2接続端子と、を備え、
前記第1ロータと前記第2ロータとの相対回転角に基づいて前記トーションバーに発生するトルクを検出することを特徴とするトルクセンサ。 A rotating shaft composed of a first rotating shaft and a second rotating shaft connected via a torsion bar;
A housing that rotatably accommodates the rotating shaft therein;
A first rotor fixed to the outer periphery of the first rotating shaft;
A second rotor fixed to the outer periphery of the second rotating shaft;
A first bobbin main body made of an insulating material formed in a substantially cylindrical shape surrounding the first rotor, and a first terminal holding portion made of the insulating material extending radially outward from the first bobbin main body And a first bobbin formed by molding and fixed to the housing;
A first detection coil provided on the first bobbin main body for detecting a rotational position of the first rotor;
A first terminal holding hole group which is a plurality of axial holes formed in the first terminal holding part;
A second terminal holding hole group which is a plurality of axial through holes formed in the first terminal holding part;
A second bobbin main body and a second terminal holding part formed by molding with an insulating material so as to have substantially the same shape as the first bobbin main body and the first terminal holding part; and the second terminal holding part A second bobbin fixed to the housing so as to substantially overlap with the first terminal holding portion in the axial direction of the rotation shaft;
A plurality of axial holes provided in the second terminal holding portion, and a third terminal holding hole group provided so as to substantially overlap with the second terminal holding hole group in the axial direction of the rotating shaft;
A second detection coil provided on the second bobbin main body for detecting a rotational position of the second rotor;
One end side in the axial direction is fitted into the first terminal holding hole group and the other end side is erected in a direction protruding from the first terminal holding part in the opposite direction to the second terminal holding part. A first connection terminal made of a conductive material whose ends are electrically connected;
One end side in the axial direction is fitted into the third terminal holding hole group, and the other end side extends through the second terminal holding hole group and protrudes from the first terminal holding portion in the same direction as the first connection terminal. And a second connection terminal made of a conductive material to which an end of the second detection coil is electrically connected,
A torque sensor that detects torque generated in the torsion bar based on a relative rotation angle between the first rotor and the second rotor.
前記第2ボビンに設けられ、電圧が周期的に変化する励磁電流が供給される第2励磁コイルと、
軸方向一端側が前記第1端子保持孔群に嵌挿されると共に他端側が前記第1接続端子と同じ方向に突出するかたちで立設され、前記第1励磁コイルの端部が電気的に接続される導電性材からなる第3接続端子と、
軸方向一端側が前記第3端子保持孔群に嵌挿されると共に他端側が前記第2端子保持孔群を貫通し前記第1接続端子と同じ方向に前記第1端子保持部から突出するかたちで立設され、前記第2励磁コイルの端部が電気的に接続される導電性材からなる第4接続端子と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 A first exciting coil provided in the first bobbin and supplied with an exciting current whose voltage periodically changes;
A second excitation coil provided on the second bobbin and supplied with an excitation current whose voltage periodically changes;
One end side in the axial direction is inserted into the first terminal holding hole group and the other end side is erected in the same direction as the first connection terminal, and the end of the first exciting coil is electrically connected. A third connection terminal made of a conductive material,
One end side in the axial direction is fitted into the third terminal holding hole group, and the other end side extends through the second terminal holding hole group and protrudes from the first terminal holding portion in the same direction as the first connection terminal. A fourth connection terminal made of a conductive material provided and electrically connected to an end of the second excitation coil;
The torque sensor according to claim 1, further comprising:
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