KR20180095060A

KR20180095060A - 검출 장치 및 토크 센서

Info

Publication number: KR20180095060A
Application number: KR1020187020718A
Authority: KR
Inventors: 사토루 진노
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-08-24
Also published as: US20180372567A1; KR102093679B1; US10712215B2; JP2017120249A; CN108431567B; CN108431567A; EP3396343B1; JP6390674B2; EP3396343A1; EP3396343A4

Abstract

검출 장치는, 도전 부재와 대향 부재와 센서부를 구비한다. 도전 부재는, 접지 전위인 접지 부재와 도전 가능하게 설치되어 있다. 센서부는, 센서 소자, 센서 본체 및 접지 단자를 갖는다. 센서 소자는, 도전 부재와 대향 부재의 사이이며, 도전 부재와 대향 부재의 사이의 거리가 최단인 센서 배치 영역에 배치된다. 도전 부재는, 센서 배치 영역과는 상이한 영역인 도전 가능 영역에서, 접지 단자 또는 접지 단자와 접속되는 접지 배선부와 도전 가능하게 설치되어 있다. 이에 의해, 정전기나 노이즈는, 센서 본체를 경유하지 않고, 접지 부재에 릴리프되므로, 센서의 손상이나 오동작을 방지할 수 있다.

Description

검출 장치 및 토크 센서

<관련 출원의 상호 참조>

본 출원은 2015년 12월 24일에 출원된 일본 출원 번호 제2015-251609호와, 2016년 8월 3일에 출원된 일본 출원 번호 제2016-152636호에 기초하는 것이며, 여기에 그 기재 내용을 원용한다.

본 개시는 검출 장치 및 토크 센서에 관한 것이다.

종래, 자석 및 자기 센서를 사용한 토크 센서가 알려져 있다. 예를 들어 특허문헌 1에서는, 자기 센서가 축 방향에 대향하는 자기 요크의 사이의 갭에 삽입되어, 자속 밀도를 검출한다.

일본 특허 공개 제2003-149062호 공보

그런데, 전기 저항이 가장 낮은 경로에 자기 센서가 배치되어 있으면, 정전기 에너지가 자기 센서를 통과함으로써 센서가 손상되거나, 노이즈에 의해 센서의 오동작이 발생하거나 할 우려가 있다.

본 개시는, 센서의 손상이나 오동작을 방지 가능한 검출 장치, 및 토크 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 제1 양태에 따르면, 검출 장치는, 도전 부재와 대향 부재와 센서부를 구비한다. 도전 부재는, 접지 전위인 접지 부재와 도전 가능하게 설치되어 있다. 대향 부재는, 적어도 일부가 도전 부재와 대향하여 배치된다. 센서부는, 센서 소자, 센서 본체 및 접지 단자를 갖는다.

센서 소자는, 도전 부재와 대향 부재의 사이이며, 도전 부재와 대향 부재의 사이의 거리가 최단인 센서 배치 영역에 배치된다. 센서 본체는, 센서 소자를 밀봉하고 있다. 접지 단자는, 센서 본체로부터 돌출되어, 접지와 접속된다.

도전 부재는, 센서 배치 영역과는 상이한 영역인 도전 가능 영역에서, 접지 단자 또는 접지 단자와 접속되는 접지 배선부와 도전 가능하게 설치되어 있다.

이에 의해, 정전기나 노이즈는, 센서 본체를 경유하지 않고, 접지 부재에 릴리프되므로, 센서의 손상이나 오동작을 방지할 수 있다.

본 개시의 제2 양태에 따르면, 토크 센서는, 본 개시의 제1 양태에 따른 검출 장치를 구비한다. 센서 소자는 제1 축과 제2 축의 사이에 가해지는 토크에 따른 자속을 검출한다.

본 개시에 대한 상기 목적 및 그 밖의 목적, 특징이나 이점은, 첨부의 도면을 참조하면서 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다. 도면에 있어서,
도 1은, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 토크 센서가 적용된 전동 파워 스티어링 시스템을 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 토크 센서의 분해 사시도이다.
도 3은, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 토크 센서의 단면도이다.
도 4는, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 센서부의 사시도이다.
도 5는, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 단면도이다.
도 6은, 도 5의 VI 방향 화살표로 본 도면이다.
도 7은, 도 5의 VII 방향 화살표로 본 도면이다.
도 8은, 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 정전기의 통전 경로를 도시하는 모식적인 회로도이다.
도 9는, 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 단면도이다.
도 10은, 도 9의 X 방향 화살표로 본 도면이다.
도 11은, 본 개시의 제3 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 단면도이다.
도 12는, 도 11의 XII 방향 화살표로 본 도면이다.
도 13은, 본 개시의 제4 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 단면도이다.
도 14는, 도 13의 XIV 방향 화살표로 본 도면이다.
도 15는, 도 13의 XV 방향 화살표로 본 도면이다.
도 16은, 본 개시의 제5 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 측면도이다.
도 17은, 도 16의 XVII 방향 화살표로 본 도면이다.
도 18은, 도 16의 XVIII 방향 화살표로 본 도면이다.
도 19는, 본 개시의 제6 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 측면도이다.
도 20은, 도 19의 XX 방향 화살표로 본 도면이다.
도 21은, 본 개시의 제7 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 측면도이다.
도 22는, 도 21의 XXII 방향 화살표로 본 도면이다.
도 23은, 본 개시의 제8 실시 형태에 따른 센서부 및 집자부의 측면도이다.
도 24는, 도 23의 XXIV 방향 화살표로 본 도면이다.
도 25는, 비교예에 따른 집자부 및 센서부의 단면도이다.
도 26은, 비교예에 따른 집자부 및 센서부의 단면도이다.

이하, 본 개시에 따른 검출 장치 및 토크 센서를 도면에 기초하여 설명한다. 이하, 복수의 실시 형태에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

(제1 실시 형태)

본 개시의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 8에 도시한다. 본 실시 형태의 각 도면은, 모두 모식적인 도면이며, 설명을 위해, 스케일 등은 적절하게 변경하여 기재하고 있다. 후술의 실시 형태에 관한 도면도 마찬가지이다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 검출 장치(21)가 사용되는 토크 센서(10)는, 예를 들어 차량의 스티어링 조작을 보조하기 위한 전동 파워 스티어링 장치(80)에 적용된다.

도 1은, 전동 파워 스티어링 장치(80)를 구비한 스티어링 시스템(90)의 전체 구성을 도시한다.

조타 부재인 핸들(91)은, 스티어링 샤프트(92)와 접속된다. 스티어링 샤프트(92)는, 제1 축으로서의 입력축(921) 및 제2 축으로서의 출력축(922)을 갖는다. 입력축(921)은 핸들(91)과 접속된다. 입력축(921)의 핸들(91)과 반대측의 단부와, 출력축(922)의 사이에는, 스티어링 샤프트(92)에 가해지는 토크를 검출하는 토크 센서(10)가 설치된다. 입력축(921)과 출력축(922)은, 토크 센서(10)의 토션 바(13)에 의해, 동축에 접속된다. 출력축(922)의 입력축(921)과 반대측의 단부에는, 피니언 기어(96)가 설치된다. 피니언 기어(96)는 랙축(97)에 맞물려 있다. 랙축(97)의 양단에는, 타이 로드 등을 통하여 한 쌍의 차륜(98)이 연결된다.

운전자가 핸들(91)을 회전시키면, 핸들(91)에 접속된 스티어링 샤프트(92)가 회전한다. 스티어링 샤프트(92)의 회전 운동은, 피니언 기어(96)에 의해 랙축(97)의 직선 운동으로 변환되고, 랙축(97)의 변위량에 따른 각도로 차륜(98)이 조타된다.

전동 파워 스티어링 장치(80)는, 운전자에 의한 핸들(91)의 조타를 보조하는 보조 토크를 출력하는 모터(81), 제어 장치(이하, 「ECU」)(85), 및 토크 센서(10) 등을 구비한다. 도 1에서는, 모터(81)와 ECU(85)가 별체로 되어 있지만, 일체로 해도 된다.

동력 전달부인 감속 기어(82)는, 모터(81)의 회전을 감속하여 스티어링 샤프트(92)에 전달한다. 즉 본 실시 형태의 전동 파워 스티어링 장치(80)는, 소위 「컬럼 어시스트 타입」이지만, 모터(81)의 회전을 랙축(97)에 전달하는 소위 「랙 어시스트 타입」으로 해도 된다.

ECU(85)는, 토크 센서(10)로부터 출력되는 토크를 취득하고, 검출된 토크에 따라, 모터(81)의 구동을 제어한다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 토크 센서(10)는, 토션 바(13), 다극 자석(15), 자기 요크(17) 및 검출 장치(21) 등을 구비하고, 스티어링 샤프트(92)에 가해지는 토크를 검출한다.

토션 바(13)는, 일단이 입력축(921)에 고정 핀(131)으로 고정되고, 타단이 출력축(922)에 고정 핀(132)으로 고정된다. 토션 바(13)는, 봉형의 탄성 부재이며, 스티어링 샤프트(92)에 가해지는 토크를 비틀림 변위로 변환한다.

다극 자석(15)은, 입력축(921)에 고정되고, N극과 S극이 둘레 방향으로 교대로 착자된다. 본 실시 형태에서는, N극 및 S극의 수는 12쌍, 총 24극이지만, 극의 쌍수는 불문한다.

자기 요크(17)는, 입력축(921)측에 설치되는 제1 요크(171), 및 출력축(922)측에 설치되는 제2 요크(176)를 갖는다. 제1 요크(171) 및 제2 요크(176)는, 모두 연자성체에 의해 환형으로 형성되고, 다극 자석(15)의 직경 방향 외측에서, 출력축(922)에 고정된다. 요크(171, 176)는, 도시하지 않은 비자성재로 형성되는 요크 보유 지지 부재에 보유 지지된다.

제1 요크(171)는, 환형부(172), 및 환형부(172)로부터 제2 요크(176)측으로 돌출되어 형성되는 돌기(173)를 갖는다. 돌기(173)는, 환형부(172)의 내측 에지를 따라, 전체 둘레에 등간격으로 설치된다.

제2 요크(176)는, 환형부(177), 및 환형부(177)로부터 제1 요크(171)측으로 돌출되어 형성되는 돌기(178)를 갖는다. 돌기(178)는, 환형부(177)의 내측 에지를 따라, 전체 둘레에 등간격으로 설치된다.

돌기(173, 178)의 수는, 다극 자석(15)의 극 쌍수와 동일 수(본 실시 형태에서는 12)이다. 돌기(173, 178)는, 둘레 방향으로 어긋나 교대로 배치된다. 제1 요크(171)와 제2 요크(176)는 이격된 상태로 대향하고 있다.

토션 바(13)에 비틀림 변위가 발생하지 않은 경우, 즉 스티어링 샤프트(92)에 조타 토크가 가해지지 않았을 때, 돌기(173, 178)의 중심 위치는, 다극 자석(15)의 N극과 S극의 경계 위치와 일치하도록 배치된다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 검출 장치(21)는, 집자 링 보유 지지 부재(201), 터미널 보유 지지 부재(205), 실드 부재(206), 집자 링(30, 40), 센서부(51), 터미널 기판(61) 및 잡음 방지 소자(71)(도 4 참조) 등을 구비한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 집자 링 보유 지지 부재(201) 및 터미널 보유 지지 부재(205)는, 수지 등의 비자성재로 형성된다. 집자 링 보유 지지 부재(201)는, 직경 방향 내측에 집자 링(30, 40)을 노출시킨 상태에서 보유 지지하는 환형부(202), 및 커넥터(79)가 삽입 인발 가능하게 형성되어 있는 커넥터 삽입부(203)가 일체로 형성된다.

터미널 보유 지지 부재(205)는, 센서부(51)의 센서 본체(511)가 노출된 상태에서, 센서부(51)의 각 단자 및 터미널 기판(61)을 보유 지지한다. 터미널 보유 지지 부재(205)는, 각 단자 등을 보유 지지한 상태이며, 센서부(51)가 집자 링(30, 40)의 집자부(301, 401) 사이에 배치된 상태에서, 인서트 성형 등에 의해, 집자 링 보유 지지 부재(201)에 보유 지지된다.

실드 부재(206)는, 외부로부터의 자기를 차폐하기 위해, 집자 링 보유 지지 부재(201)의 환형부(202)의 직경 방향 외측을 덮도록 설치된다.

집자 링 보유 지지 부재(201)는, 실드 부재(206), 집자 링(30, 40) 및 센서부(51) 등을 보유 지지한 상태에서, 컬럼(75)에 고정된다. 컬럼(75)은, 알루미늄 등의 도전 가능한 금속으로 형성되고, 차체 접지와 접속된다. 즉, 컬럼(75)의 전위는 접지이며, 컬럼(75)이 「접지 부재」에 대응한다. 본 실시 형태에서는, 컬럼(75)이 토크 센서(10)의 하우징으로서 기능하고 있다.

본 실시 형태에서는, 집자 링(30, 40)과 컬럼(75)의 사이에는, 정전기 및 노이즈를 전달 가능할 정도의 미소 갭이 형성된다. 환언하면, 집자 링(30, 40)은, 정전기 및 노이즈를 컬럼(75)에 전달 가능하게 설치되어 있다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 집자 링(30, 40)은, 모두 니켈 합금 등의 연자성체로 형성된다. 집자 링(30, 40)은 자기 요크(17)의 직경 방향 외측에 배치되어, 자기 요크(17)로부터의 자속을 모은다. 본 실시 형태에서는, 상측 집자 링(30)이 입력축(921)측에 배치되고, 하측 집자 링(40)이 출력축(922)측에 배치된다. 이하 적절하게, 입력축(921)측을 「상측」, 출력축(922)측을 「하측」이라고 한다. 또한, 토션 바(13)의 중심에 배치되는 다극 자석(15), 자기 요크(17) 및 집자 링(30, 40)의 축 방향 및 직경 방향을, 간단히 「축 방향」, 「직경 방향」이라고 한다.

상측 집자 링(30)은, 환형으로 형성되는 상측 기부(38), 및 상측 기부(38)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 2개의 상측 집자부(301)를 포함한다.

하측 집자 링(40)은, 환형으로 형성되는 하측 기부(48), 및 하측 기부(48)로부터 직경 방향 외측으로 돌출되는 2개의 하측 집자부(401)를 포함한다.

상측 집자부(301)와 하측 집자부(401)는, 이격된 상태에서, 대향하는 면이 대략 평행으로 되도록 배치된다.

2개의 센서부(51)는, 각각 집자부(301, 401)의 사이에 배치되어, 집자부(301, 401) 사이의 자속의 변화를 검출하는 자기 센서이다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 센서부(51)는, 센서 본체(511), 출력 단자(515), 전원 단자(516) 및 접지 단자(517)를 갖는다. 출력 단자(515), 전원 단자(516) 및 접지 단자(517)는, 센서 본체(511)의 단자 형성면(513)에 설치된다. 단자 형성면(513)은, 직경 방향 외측을 향하여 배치되고, 단자(515 내지 517)는, 직경 방향 외측으로 돌출되어 설치된다. 본 실시 형태에서는, 한쪽 측으로부터, 출력 단자(515), 접지 단자(517), 전원 단자(516)의 순으로 배열된다. 또한, 단자(515 내지 517) 사이는, 정전기가 인가되었을 때라도 절연 파괴 불능의 정도로 이격되어 있다. 또한, 출력 단자(515)와 접지 단자(517)의 거리와, 전원 단자(516)와 접지 단자(517)의 거리는, 동등해도 되고, 상이해도 된다.

단자(515 내지 517)는, 터미널 기판(61)과 맞닿음 가능한 개소에서 상측으로 절곡되고, 터미널 기판(61)의 대응하는 접속부(615, 616, 617)와 용접 등에 의해 전기적으로 접속된다.

터미널 기판(61)은, 금속 기판이며, 센서부(51)와 ECU(85)의 접속에 사용된다. 터미널 기판(61)은, 출력 단자 접속부(615), 전원 단자 접속부(616), 접지 단자 접속부(617)를 갖는다. 각 접속부(615, 616, 617)는, 각각, 배선(208)을 경유하여, ECU(85)와의 접속에 사용되는 커넥터(79)와 접속된다(도 3 참조). 이에 의해, 센서부(51)와 ECU(85)는, 터미널 기판(61) 등을 경유하여 접속된다.

센서부(51)의 출력 단자(515)는, 출력 단자 접속부(615)에 접속되고, 센서부(51)의 검출 신호의 출력에 사용된다. 검출 신호는, 출력 단자 접속부(615)를 경유하여 ECU(85)에 출력된다.

전원 단자(516)는, 전원 단자 접속부(616)에 접속되고, ECU(85)에 설치되는 도시하지 않은 레귤레이터 등인 급전부와 접속된다.

접지 단자(517)는, 접지 단자 접속부(617)와 접속되고, ECU(85)를 경유하여 접지와 접속된다.

잡음 방지 소자(71)는, 출력 단자 접속부(615) 또는 전원 단자 접속부(616)와, 접지 단자 접속부(617)에 접속된다. 잡음 방지 소자(71)는, 콘덴서나 제너 다이오드 등이다.

도 5는, 집자부(301, 401) 및 센서부(51)를 도시하는 모식적인 단면도이며, 도 4 중의 V-V선 단면에 대응하고 있다. 도 5에서는, 해칭을 생략하여 기재하였다. 후술의 실시 형태에 관한 도 9, 도 11, 도 13, 도 25 및 도 26도 마찬가지이다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 센서 본체(511)에는, 센서 소자(512) 및 차동 증폭기 등의 검출 회로를 구성하는 전자 부품 등이 밀봉되어 있다. 센서 소자(512)는, 홀 소자 등의 자기 검출 소자이며, 집자부(301, 401) 사이의 거리가 최단으로 되는 개소에 배치된다. 이에 의해, 센서 소자(512)는, 집자 링(30, 40) 사이의 자속의 변화를 적절하게 검출할 수 있다.

여기서, 정전기 및 노이즈의 영향에 대하여 설명한다. 정전기나 노이즈가 장치에 인가되면, 전기 저항이 가장 작은 경로를 통하여 접지에 릴리프된다. 여기서, 정전기란, 비교적 고전압으로 과도적으로 인가되는 외란 전압을 상정하고 있고, 노이즈란, 정전기보다 저전압으로 연속적으로 인가되는 외란 전압을 상정하고 있다.

예를 들어, 도 25에 도시하는 비교예의 검출 장치(901)에서는, 제2 집자 링(940)의 집자부(941)가, 상측 집자 링(30)의 집자부(301)와 마찬가지의 형상으로 형성되어 있다. 이 경우, 전기 저항이 가장 작은 경로 상에 센서 본체(511)가 배치되어 있는 상태로 된다. 그 때문에, 정전기가 인가되면, 화살표(Ys2)로 나타내는 바와 같이, 정전기 에너지가 센서 본체(511)를 통과하기 때문에, 센서부(51)가 파손될 우려가 있다. 또한, 노이즈가 센서 본체(511)를 통과함으로써, 센서부(51)의 오동작이나 오검출이 발생할 우려가 있다.

이 경우, 센서부(51) 자체에 정전기나 노이즈의 대책을 행하거나, 센서부(51)를 정전기나 노이즈로부터 보호하기 위한 보호 부재를 별도로 설치할 필요가 있다.

또한, 도 26에 도시하는 비교예의 검출 장치(902)에서는, 제1 집자 링(930)의 집자부(931)에는, 하측 집자 링(40)과 마찬가지로, 돌출부(935) 및 절곡부(936)가 형성된다. 이 경우, 화살표(Ym2)로 나타내는 개소가, 자기 저항이 가장 작은 개소로 되기 때문에, 모아진 자속이 센서 소자(512)를 투과하지 않는다. 그 때문에, 센서 소자(512)는, 집자 링(30, 40) 사이의 자속의 변화를 적절하게 검출할 수 없다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 집자 링(30, 40)에서 모아진 자속이 센서 소자(512)를 투과하고, 또한 센서 소자(512)의 배치 위치가, 전기 저항이 가장 작은 경로 상으로 되지 않도록, 집자부(301, 401)를 형성하고 있다. 환언하면, 접지 단자(517)와 하측 집자부(401)가 가장 근접하는 개소인 도전 가능 영역과, 집자부(301, 401)가 가장 근접하는 개소인 센서 배치 영역이 상이하도록 하고, 센서 배치 영역에 센서 소자(512)를 배치하고 있다.

이에 의해, 도 5 중에 화살표(Ym1)와 같이, 모아진 자속은 센서 소자(512)를 투과한다. 또한, 화살표(Ys1)로 나타내는 정전기 및 노이즈가 릴리프되는 경로로부터 벗어난 개소에, 센서 본체(511)가 배치된다.

도 5 중에 있어서, 집자부(301, 401)가 가장 근접하는 개소를 기호 R1로 나타내고, 접지 단자(517)와 하측 집자부(401)가 가장 근접하는 개소를 기호 R2로 나타낸다. 즉, 기호 R1로 나타내는 개소가 「도전 부재와 대향 부재의 거리가 최단인 센서 배치 영역」이고, 기호 R2로 나타내는 개소가 「도전 가능 영역」이다. 후술의 실시 형태에 관한 도면에 있어서도 마찬가지로 한다. 또한, 도 25에 대해서는, 접지 단자(517)의 내부 배선이 센서 본체(511)에 형성되어 있는 점을 고려하여, R1=R2로서 기재하였다.

또한, 접지 단자(517)와 하측 집자부(401)가 맞닿아 있는 경우, 접지 단자(517)와 하측 집자부(401)의 거리는 0이다. 따라서, 당해 맞닿음 개소에 있어서 하측 집자 링(40)과 접지 단자(517)가 가장 근접해 있고, 당해 맞닿음 개소가 하측 집자 링(40)과 접지 단자(517)의 거리가 최단으로 되는 개소이다.

구체적으로는, 상측 집자부(301)의 선단부(303)는, 센서 본체(511)의 단자 형성면(513)보다 상측 기부(38)측으로 되도록 형성된다.

한편, 하측 집자부(401)의 접지 단자(517)와 대응하는 개소에는, 단자 형성면(513)보다 터미널 기판(61)측으로 돌출되는 릴리프부(405)가 형성된다. 상세하게는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 릴리프부(405)는, 하측으로부터 보아, 적어도 일부가 접지 단자(517)와 중복되는 개소에 형성된다. 릴리프부(405)는, 접지 단자(517)측으로 절곡된다. 접지 단자(517)측으로 절곡되어 형성된 절곡부(406)는, 접지 단자(517)와 맞닿는다. 절곡부(406)와 접지 단자(517)는, 단순히 맞닿아 있는 상태여도 되고, 땜납 접합이나 용접 등에 의해, 도전 가능하게 접속되어 있어도 된다. 릴리프부(405)를 절곡하여 접지 단자(517)와 맞닿게 함으로써, 터미널 기판(61)과의 거리에 구애되지 않고, 릴리프부(405)를 비교적 작게 형성할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 릴리프부(405)의 폭은, 접지 단자(517)보다 광폭이지만, 접지 단자(517)보다 협폭이어도 되고, 출력 단자(515) 및 전원 단자(516)의 절연을 확보 가능한 정도의 범위에서, 접지 단자(517)보다 광폭이어도 된다.

제2 실시 형태의 릴리프부(415)에 대해서도 마찬가지이다.

본 실시 형태에서는, 릴리프부(405)와 터미널 기판(61)은 이격되어 있다.

정전기 에너지가 전달되는 경로를 도 8에 기초하여 설명한다. 도 8은, 검출 장치(21)와 회로도를 조합한 모식적인 도면이다. 도 8 중에는, 정전기를 기호 S로 나타내었다.

본 실시 형태에서는, 하측 집자 링(40)의 집자부(401)에는, 릴리프부(405)가 형성되고, 접지 단자(517)와 맞닿아 있다. 그 때문에, 정전기 에너지는, 센서 본체(511)를 통과하지 않고, 접지 단자(517)로부터 하측 집자 링(40)으로 전달됨과 함께, 하측 집자 링(40)과 컬럼(75)의 사이를 절연 파괴하면서, 컬럼(75)에 릴리프된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 잡음 방지 소자(71)가 형성되어 있고, 출력 단자(515) 및 전원 단자(516)는, 잡음 방지 소자(71)를 경유하여, 접지 단자(517)와 전기적으로 접속되어 있다. 그 때문에, 출력 단자(515) 또는 전원 단자(516)에 정전기가 인가된 경우, 정전기 에너지는, 잡음 방지 소자(71)를 경유하여 접지 단자(517)로 빠져, 접지 단자(517)에 정전기가 인가된 경우와 마찬가지로, 컬럼(75)에 릴리프된다.

노이즈에 대해서도, 동일한 경로로 컬럼(75)측에 릴리프된다.

이에 의해, 센서 소자(512)에 있어서 자속을 검출 가능한 상태를 확보하면서, 정전기 및 노이즈로부터 센서부(51)를 보호할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 검출 장치(21)는, 하측 집자 링(40)과, 상측 집자 링(30)과, 센서부(51)를 구비한다.

하측 집자 링(40)은, 접지 전위인 컬럼(75)과 도전 가능하게 설치된다.

상측 집자 링(30)은, 적어도 일부가 하측 집자 링(40)과 대향하여 배치된다.

센서부(51)는, 센서 소자(512), 센서 본체(511) 및 접지 단자(517)를 갖는다. 센서 소자(512)는, 하측 집자 링(40)과 상측 집자 링(30)의 사이이며, 하측 집자 링(40)과 상측 집자 링(30)의 사이의 거리가 최단인 센서 배치 영역에 배치된다. 센서 본체(511)는, 센서 소자(512)를 밀봉하고 있다. 접지 단자(517)는, 센서 본체(511)로부터 돌출되어, 접지와 접속된다.

하측 집자 링(40)은, 센서 배치 영역과는 상이한 영역인 도전 가능 영역에서, 접지 단자(517)와 도전 가능하게 설치되어 있다.

이에 의해, 정전기 에너지 및 노이즈는, 센서 본체(511)를 경유하지 않고 컬럼(75)측에 릴리프되므로, 정전기에 의한 센서부(51)의 손상이나, 노이즈에 의한 센서의 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 정전기나 노이즈를 방지하기 위해 설치되는 별도의 부품이나, 센서부(51) 내부의 정전기나 노이즈 대책을 위한 구성을 생략할 수 있어, 장치를 간소화할 수 있다.

또한, 정전기 에너지 및 노이즈가 센서 본체(511)를 통과하지 않고, 상측 집자 링(30)과 하측 집자 링(40)의 사이의 전자기 신호를 적절하게 검출할 수 있다. 환언하면, 본 실시 형태에서는, 센서 본체(511)를 경유하기보다 저항값이 낮은 경로를 적극적으로 형성함으로써, 정전기 에너지가 센서 본체(511)를 통과하는 것을 방지하여, 센서 본체(511)를 보호하고 있다고 할 수 있다. 또한, 센서 본체(511)를 경유하는 개소와는 별도의 용량 결합을 적극적으로 형성함으로써, 노이즈가 센서 본체(511)에 전달되는 것을 방지하여, 센서부(51)의 오동작이나 오검출을 방지하고 있다고 할 수 있다.

하측 집자 링(40)은, 하측 기부(48), 및 하측 기부(48)로부터 돌출되어 형성되는 하측 집자부(401)를 갖는다.

상측 집자 링(30)은, 상측 기부(38) 및 상측 집자부(301)를 갖는다. 상측 집자부(301)는, 상측 기부(38)로부터 돌출되고, 하측 집자부(401)와 대향한다.

센서 배치 영역은, 하측 집자부(401)와 상측 집자부(301)가 대향하는 개소이다. 센서 소자(512)는, 하측 집자부(401)와 상측 집자부(301)의 사이의 자속을 검출한다.

이에 의해, 하측 집자부(401)와 상측 집자부(301)의 사이의 자속을 적절하게 검출할 수 있다.

하측 집자부(401)에는, 하측 기부(48)와 반대측으로 돌출되는 릴리프부(405)가 형성된다. 릴리프부(405)는, 선단이 접지 단자(517)측으로 절곡되어 있고, 접지 단자(517)와 도전 가능하게 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 릴리프부(405)와 접지 단자(517)가 도전 가능하게 맞닿는다.

이에 의해, 정전기 에너지나 노이즈를, 접지 단자(517)를 경유하여, 컬럼(75)측에 적절하게 릴리프시킬 수 있다.

토크 센서(10)는, 검출 장치(21)를 구비한다. 센서 소자(512)는, 입력축(921)과 출력축(922)의 사이에 가해지는 토크에 따른 자속을 검출한다.

이에 의해, 토크 센서(10)는, 입력축(921)과 출력축(922)의 사이의 토크를 적절하게 검출할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 하측 집자 링(40)이 「도전 부재」, 하측 기부(48)가 「제1 기부」, 상측 집자 링(30)이 「대향 부재」, 상측 기부(38)가 「제2 기부」에 대응한다. 제2 실시 형태 내지 제5 실시 형태도 마찬가지이다. 또한, 하측 집자부(401)가 「제1 집자부」, 상측 집자부(301)가 「제2 집자부」에 대응한다.

여기서, 본 명세서에 있어서의 「도전 가능하게 설치되어 있는」이란, 하측 집자 링(40)과 접지 단자(517)가 맞닿아 있는 경우, 및 하측 집자 링(40)과 접지 단자(517)가 납땜이나 용접 등에 의해 전기적으로 접속되어 있는 경우에 한하지 않고, 절연 파괴나 용량 결합 등에 의해 정전기나 노이즈를 전달 가능할 정도의 미소 갭이 하측 집자 링(40)과 접지 단자(517)의 사이에 형성되어 있는 경우를 포함하기로 한다. 또한, 정전기나 노이즈를 전달 가능하다면, 예를 들어 절연 시트나 레지스트 패턴 등의 별도 부재가 미소 갭에 배치되어 있어도 된다. 하측 집자 링(40)과 컬럼(75)에 대해서도 마찬가지이다.

후술하는 실시 형태에 대해서도 마찬가지이다. 보충으로서, 하측 집자 링 대신에 상측 집자 링이어도 된다. 또한, 접지 단자 대신에, 접지 단자 접속부(617)나 접지 패턴 등이어도 된다.

(제2 실시 형태)

본 개시의 제2 실시 형태를 도 9 및 도 10에 도시한다.

본 실시 형태의 검출 장치(22)의 하측 집자 링(41)에는, 2개의 하측 집자부(411)가 형성된다. 하측 집자 링(41)은, 집자부(411)의 형상이 상이한 점을 제외하고, 상기 실시 형태의 하측 집자 링(40)과 마찬가지이다.

하측 집자부(411)의 릴리프부(415)는, 접지 단자(517)와 대응하는 개소에 터미널 기판(61)측으로 연장되어 형성되고, 선단부(416)가 접지 단자 접속부(617)와 맞닿는다. 본 실시 형태에서는, 릴리프부(415)와 접지 단자 접속부(617)의 맞닿음 개소가, 「도전 가능 영역」에 대응한다.

릴리프부(415)와 접지 단자(517)는 이격되어 있다.

본 실시 형태에서는, 릴리프부(415)는, 제1 기부(48)와 반대측으로 연장되어 형성되고, 선단부(416)에서, 접지 단자 접속부(617)와 도전 가능하게 설치된다. 본 실시 형태에서는, 릴리프부(415)와 접지 단자 접속부(617)가 도전 가능하게 맞닿는다.

이와 같이 구성해도, 센서 본체(511)를 경유하지 않고, 접지 단자 접속부(617) 및 하측 집자 링(41)을 경유하여 컬럼(75)측에 정전기나 노이즈를 적절하게 릴리프시킬 수 있다. 또한, 릴리프부(415)를 절곡하지 않아도 되므로, 가공이 용이하게 된다.

또한, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

본 실시 형태에서는, 하측 집자 링(41)이 「도전 부재」, 하측 집자부(411)가 「제1 집자부」에 대응한다. 또한, 접지 단자 접속부(617)가 「접지 배선부」에 대응한다.

(제3 실시 형태)

본 개시의 제3 실시 형태를 도 11 및 도 12에 도시한다.

본 실시 형태의 검출 장치(23)의 하측 집자 링(42)에는, 2개의 하측 집자부(421)가 형성된다. 하측 집자 링(42)은, 집자부(421)의 형상이 상이한 점을 제외하고, 상기 실시 형태의 하측 집자 링(40)과 마찬가지이다.

하측 집자부(421)는, 전체가 터미널 기판(61)측까지 연장되어 형성된다. 환언하면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 하측 집자부(421)는, 하측으로부터 보았을 때, 출력 단자(515), 전원 단자(516) 및 접지 단자(517)와 중복하여 형성된다. 하측 집자부(421)의 선단부(422)와 터미널 기판(61)의 사이에는, 미소 갭(Lg)이 형성된다. 미소 갭(Lg)은, 통상 시, 하측 집자부(421)와 터미널 기판(61)을 절연 가능하며, 정전기 인가 시에 정전기 에너지에 의해 절연 파괴 가능할 정도, 또는 노이즈를 통과시킬 수 있는 용량 결합을 형성 가능할 정도로 형성된다. 또한, 양단에 배치되는 출력 단자(515) 또는 전원 단자(516)와, 한가운데에 배치되는 접지 단자(517)의 거리인 단자간 거리(Lt)는, 정전기에 의해 절연 파괴 불능인 크기로 형성된다. 즉, 미소 갭(Lg)은, 단자간 거리(Lt)와 비교하여 충분히 작다.

본 실시 형태에서는, 센서부(51)는, 센서 본체(511)로부터 돌출되고, 접지 단자(517)와는 별도로 설치되는 비접지 단자인 출력 단자(515) 및 전원 단자(516)를 더 갖는다. 하측 집자부(421)는, 하측 집자부(421)측으로부터 보아, 출력 단자(515), 전원 단자(516) 및 접지 단자(517)를, 각각 적어도 일부를 덮도록 형성되고, 선단부(422)에서, 접지 단자 접속부(617), 그리고 출력 단자 접속부(615) 및 전원 단자 접속부(616)를 포함하는 터미널 기판(61)과 도전 가능하게 설치된다.

선단부(422)와 터미널 기판(61)의 사이에는, 미소 갭(Lg)이 형성된다.

정전기가 인가되었을 때, 정전기 에너지에 의해 단자(515, 516, 517)와, 하측 집자부(421)의 사이가 절연 파괴되므로, 정전기 에너지는, 하측 집자 링(42)을 경유하여 컬럼(75)에 적절하게 릴리프된다. 또한, 노이즈는, 하측 집자부(421)와 터미널 기판(61)의 사이의 용량 결합을 경유하여 컬럼(75)측에 릴리프된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 하측 집자부(421)가 센서부(51)의 전체 단자(515 내지 517)를 덮고 있으므로, 어느 단자에 정전기나 노이즈가 인가된 경우라도, 하측 집자 링(42)을 경유하여, 컬럼(75)측에 정전기나 노이즈가 릴리프된다. 이에 의해, 잡음 방지 소자(71)를 갖지 않는 경우라도, 센서 본체(511)를 경유하지 않고, 정전기나 노이즈를 적절하게 릴리프시킬 수 있다.

또한, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

본 실시 형태에서는, 하측 집자 링(42)이 「도전 부재」, 하측 집자부(421)가 「제1 집자부」에 대응하고, 접지 단자 접속부(617)가 「접지 배선부」에 대응하고, 출력 단자 접속부(615) 및 전원 단자 접속부(616)가 「비접지 배선부」에 대응한다. 또한, 하측 집자부(421)와 터미널 기판(61)이 대향하는 개소가 「도전 가능 영역」에 대응한다.

(제4 실시 형태)

본 개시의 제4 실시 형태를 도 13 내지 도 15에 도시한다.

본 실시 형태는, 제3 실시 형태의 변형예이며, 검출 장치(24)에서는, 하측 집자부(421)와 터미널 기판(61)의 사이에는, 절연 시트(49)가 설치된다. 절연 시트(49)는, 통상 시에 있어서, 하측 집자부(421)와 터미널 기판(61)을 절연 가능하며, 정전기 인가 시에 정전기 에너지에 의해 절연 파괴 가능한 것, 또는 노이즈가 통과 가능한 용량 결합을 형성 가능한 것이다.

절연 시트(49)를 설치함으로써, 하측 집자부(421)와 터미널 기판(61)의 사이의 미소 갭(Lg)을 적절하게 확보할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

(제5 실시 형태)

본 개시의 제5 실시 형태를 도 16 내지 도 18에 도시한다. 또한, 도 17 등에 있어서, 표면의 레지스트 직하층의 회로 패턴을 일점쇄선으로 나타낸다.

본 실시 형태의 검출 장치(25)에서는, 2개의 센서부(53)가, 프린트 기판인 1매의 기판(65)의 동일면에 실장되어 있다는 점이 상기 실시 형태와 상이하다. 센서부(53)는, 상측 집자 링(30)의 집자부(301)와 하측 집자 링(43)의 하측 집자부(431)의 사이에 배치되고, 집자부(401, 431) 사이의 자속의 변화를 검출한다. 하측 집자 링(43)은, 하측 집자부(431)의 형상 등이 상기 실시 형태와 상이하지만, 그 밖에 대해서는 상기 실시 형태의 하측 집자 링(40)과 마찬가지이다. 하측 집자부(431)에 대해서는 후술한다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 2개의 센서부(53)는, 기판(65)의 소자 실장면(651)에, 횡배열의 상태로 실장된다. 각각의 센서부(53)는, 센서 본체(531), 센서 소자(532), 외측 단자군(533) 및 내측 단자군(534)을 갖는다. 센서 본체(531)는, 평면으로 보아 대략 직사각형으로 형성되며, 센서 소자(532)를 밀봉한다.

센서 소자(532)는, 상기 실시 형태의 센서 소자(512)와 마찬가지로, 홀 소자 등의 자기 검출 소자이며, 소자 실장면(651)측으로부터 보아, 집자부(301, 431)가 중복되는 영역에 설치된다. 본 실시 형태에서는, 센서부(53)는, 2개의 센서 소자(532)를 갖는다. 센서 소자(532)는, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 집자부(301, 431)가 가장 근접하는 개소에 배치된다. 이에 의해, 상측 집자부(301)와 하측 집자부(431)의 사이의 자속의 변화를 적절하게 검출할 수 있다.

외측 단자군(533)은, 센서 본체(531)의 한쪽 긴 변에 형성되고, 내측 단자군(543)은, 센서 본체(531)의 다른 쪽 긴 변에 형성된다.

외측 단자군(533)에는, 출력 단자(535), 전원 단자(536) 및 접지 단자(537)가 포함된다. 출력 단자(535), 접지 단자(537), 전원 단자(536)는, 이 순서대로 배열되고, 각 단자간에는 빈 핀이 배치된다. 본 실시 형태에서는, 단자군(533, 534)은, 모두 8개의 단자로 이루어지지만, 단자 수는 몇 개라도 상관없다. 또한, 단자 배열은 어떠한 양이어도 된다. 후술하는 실시 형태에 대해서도 마찬가지이다.

출력 단자(535)는, 기판(65)의 소자 실장면(651)측의 레지스트(659)의 직하층에 형성되는 출력 패턴(655)과 접속되고, 센서부(53)의 검출 신호의 출력에 사용된다. 검출 신호는, ECU(85)에 출력된다.

전원 단자(536)는, 기판(65)의 소자 실장면(651)측의 레지스트(659)의 직하층에 형성되는 전원 패턴(656)과 접속되고, ECU(85)에 설치되는 도시하지 않은 레귤레이터 등인 급전부와 접속된다.

접지 단자(537)는, 기판(65)의 소자 실장면(651)측의 레지스트(659)의 직하층에 형성되는 접지 패턴(657)과 접속되고, ECU(85)를 경유하여 접지와 접속된다.

또한, 잡음 방지 소자(72)는, 기판(65)의 소자 실장면(651)측에 실장되고, 출력 패턴(655) 또는 전원 패턴(656)과, 접지 패턴(657)에 접속된다. 잡음 방지 소자(72)는, 잡음 방지 소자(71)와 마찬가지로, 콘덴서나 제너 다이오드 등이다.

기판(65)에는, 기부(38, 48)측에 개구되는 2개의 절결부(653)가 형성된다. 절결부(653)는, 각각의 센서부(53)의 실장 개소에 대응하여 설치되고, 기판(65)의 상측으로부터 보았을 때, 적어도 일부가, 센서 본체(531)에 중복되도록 형성된다. 센서부(53)는, 절결부(653)를 덮도록 실장된다. 절결부(653)에는, 집자부(431)가 각각 삽입된다. 절결부(653)에 집자부(431)를 삽입함으로써, 절결부(653)를 형성하지 않고, 기판(65)을 사이에 끼운 상태에서 상측 집자부(301)와 하측 집자부(431)가 대향하는 경우와 비교하여, 집자부(301)와 집자부(431)의 거리가 짧아지므로, 검출 정밀도가 높아진다.

센서부(53)에 있어서, 집자 링(30, 43)의 기부(38, 48)와 반대측의 단부를 선단부(539)라고 한다.

본 실시 형태에서는, 상측 집자부(301)의 선단부(303)는, 센서부(53)의 선단부(539)보다, 기부(38)측이다.

하측 집자부(431)의 선단부(439)는, 센서부(53)의 선단부(539)보다, 기부(48)와 반대측까지 연장되어 형성되고, 절결부(653)의 최안측부에서, 기판(65)과 맞닿는다. 절결부(653)의 최안측부에는, 접지 패턴(663)이 노출되어 있다. 이에 의해, 하측 집자 링(43)은, 접지 패턴(663)과 전기적으로 접속된다.

이에 의해, 제1 실시 형태 등과 마찬가지로, 정전기 및 노이즈는, 센서 본체(531)를 통과하지 않고, 접지 패턴(663) 및 하측 집자 링(43)을 경유하여 컬럼(75)에 릴리프된다.

본 실시 형태에서는, 하측 집자부(431)의 선단부(439)와 접지 패턴(663)의 맞닿음 개소가, 「도전 가능 영역」에 대응한다.

본 실시 형태의 센서부(53)는, 기판(65)에 표면 실장되어 있다. 기판(65)에는, 접지 배선부인 접지 패턴(657, 663)이 설치되어 있다. 접지 패턴(657, 663)은, 전기적으로 접속되어 있는 것으로 한다. 후술하는 실시 형태에 있어서도, 접지 패턴이 「접지 배선부」에 대응한다.

상측 집자부(301)는, 센서부(53)의 실장 상면측에 배치된다. 하측 집자부(431)는, 기판(65)에 형성되는 절결부(653)에 삽입되어 있다.

절결부(653)에 하측 집자부(431)를 삽입함으로써, 절결부(653)에 삽입하지 않는 경우와 비교하여, 상측 집자부(301)와 하측 집자부(431)를 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 상측 집자부(301)와 하측 집자부(431)의 사이의 자속을 보다 적절하게 검출할 수 있다.

하측 집자부(431)는, 절결부(653)에 삽입되고, 당해 절결부(652)의 내부에서 접지 패턴(663)과 도전 가능하게 설치된다. 본 실시 형태에서는, 하측 집자부(431)는, 절결부(653)의 최안측부에 노출되는 접지 패턴(663)과 도전 가능하게 맞닿는다.

이와 같이 구성해도 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 하측 집자부(431)의 형상이 간소하므로, 가공이 용이하다.

본 실시 형태에서는, 하측 집자 링(43)이 「도전 부재」, 하측 집자부(431)가 「제1 집자부」에 대응하고, 상측 집자 링(30)이 「대향 부재」에 대응한다.

(제6 실시 형태)

본 개시의 제6 실시 형태를 도 19 및 도 20에 도시한다.

검출 장치(26)의 상측 집자 링(31)에는, 2개의 상측 집자부(311)가 형성된다. 또한, 하측 집자 링(44)에는, 2개의 하측 집자부(441)가 형성된다. 집자부(311, 441)의 형상 등이 상이하다는 점을 제외하고, 집자 링(31, 44)의 기능 등은, 상기 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 기판(67)은, 배선 패턴을 제외하고, 상기 실시 형태의 기판(65)과 마찬가지이다.

하측 집자부(441)의 선단부(449)는, 센서부(53)의 선단부(539)보다 기부(48)측이다.

상측 집자부(311)의 선단부(312)는, 센서부(53)의 선단부(539)보다 기부(38)와 반대측까지 연장되어 형성되고, 기판(67)측으로 절곡되어 기판(67)의 소자 실장면(671)과 맞닿는다.

기판(67)에 있어서, 상측 집자부(311)의 선단부(312)와의 맞닿음 개소에는, 접지 패턴(677)이 노출된다. 따라서, 상측 집자 링(30)은, 접지 패턴(677)과 전기적으로 접속된다. 이에 의해, 정전기 및 노이즈는, 센서 본체(531)를 통과하지 않고, 접지 패턴(677) 및 상측 집자 링(31)을 경유하여 컬럼(75)측에 릴리프된다.

본 실시 형태에서는, 상측 집자부(311)의 선단부(312)와 접지 패턴(677)의 맞닿음 개소가 「도전 가능 영역」에 대응한다.

도 20에서는, 접지 패턴(677)은, 선단부(312)의 맞닿음 영역보다 크게 형성되어 있지만, 적어도 일부가 선단부(312)의 맞닿음 영역과 중복되도록 형성되어 있다면, 맞닿음 영역보다 작아도 된다. 또한, 상측 집자부(311)의 선단부(312)와 기판(67)은, 단순히 맞닿아 있어도 되고, 땜납 접합 등에 의해, 도전 가능하게 접속되어 있어도 된다.

센서부(53)의 실장 상면측에 배치되는 상측 집자부(311)는, 센서부(53)의 외측의 영역까지 연장되고, 선단부(312)가 기판(67)측으로 절곡되어 형성되어, 접지 패턴(677)과 도전 가능하게 설치된다. 본 실시 형태에서는, 선단부(312)는, 소자 실장면(671)에 노출되는 접지 패턴(677)과 도전 가능하게 맞닿는다.

이와 같이 구성해도 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다. 또한, 상측 집자부(311)를 기판(67)의 소자 실장면(671)에 맞닿게 하면 되므로, 조립이 용이하다.

본 실시 형태에서는, 상측 집자 링(31)이 「도전 부재」, 상측 기부(38)가 「제1 기부」, 상측 집자부(311)가 「제1 집자부」에 대응한다. 또한, 하측 집자 링(44)이 「대향 부재」, 하측 기부(48)가 「제2 기부」, 하측 집자부(441)가 「제2 집자부」에 대응한다.

(제7 실시 형태)

본 개시의 제7 실시 형태를 도 21 및 도 22에 도시한다.

본 실시 형태의 검출 장치(27)의 집자 링(31, 44)은 제6 실시 형태와 마찬가지이며, 기판(65)은 제5 실시 형태와 마찬가지이다. 또한, 절결부(653)의 최안측부에는, 접지 패턴(663)(도 21 내지 도 24에서는 도시하지 않음)이 노출되어 있지 않아도 된다. 제8 실시 형태에 대해서도 마찬가지이다.

본 실시 형태에서는, 기판(65)에 있어서, 상측 집자부(311)의 선단부(312)와의 맞닿음 개소에는, 레지스트(659)가 형성되어 있다. 레지스트(659)는, 정전기에 의해 절연 파괴 가능, 혹은 노이즈가 통과 가능한 용량 결합을 형성 가능한 정도의 것으로 한다.

레지스트(659)의 직하층이며, 선단부(312)의 맞닿음 영역 내에는, 출력 패턴(655), 전원 패턴(656) 및 접지 패턴(657)이 형성된다. 이에 의해, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 어느 단자에 정전기 또는 노이즈가 인가된 경우라도, 상측 집자 링(31)을 경유하여, 컬럼(75)에 정전기 에너지가 릴리프된다.

선단부(312)는, 기판(65)의 센서부(53)가 실장되는 측의 면인 소자 실장면(651)의 레지스트(659)의 직하층에 형성되는 접지 패턴(657), 그리고 접지 패턴 이외의 비접지 패턴인 출력 패턴(655) 및 전원 패턴(656)과 도전 가능하게 설치된다.

이에 의해, 잡음 방지 소자(72)를 갖지 않는 경우라도, 센서 본체(531)를 경유하지 않고, 정전기 또는 노이즈를 컬럼(75)측에 적절하게 릴리프시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 출력 패턴(655) 및 전원 패턴(656)이 「비접지 패턴」에 대응한다.

(제8 실시 형태)

본 개시의 제8 실시 형태를 도 23 및 도 24에 도시한다. 또한, 도 24에 있어서는, 회로 패턴 및 잡음 방지 소자 등의 기재를 생략하였다.

본 실시 형태의 검출 장치(28)는, 센서부(55)의 단자 배열, 및 상측 집자 링(32)의 상측 집자부(321)의 형상이 상이하다.

센서부(55)는, 센서 본체(531), 제1 단자군(553) 및 제2 단자군(554)을 갖는다. 본 실시 형태에서는, 입력축(921)측(즉 도 24의 지면 전방측)으로부터 보아, 센서 본체(531)의 우측을 제1 단자군(553)이라고 하고, 좌측을 제2 단자군(554)이라고 한다.

본 실시 형태에서는, 상측 집자 링(32)의 상측 집자부(321)의 선단부(329), 및 하측 집자 링(44)의 하측 집자부(441)의 선단부(449)는, 모두 센서 본체(531)의 선단부(539)보다 기부(38, 48)측이다.

본 실시 형태에서는, 제1 단자군(553)에 있어서의 선단부(539)측으로부터 4번째 단자, 및 제2 단자군(554)에 있어서의 선단부(539)측으로부터 3번째 단자가 접지 단자(557)이다. 접지 단자(557)는, 제1 단자군(553) 및 제2 단자군(554)의 어느 단자에 할당해도 된다. 또한, 제1 단자군(553) 또는 제2 단자군(554) 중 한쪽 접지 단자(557)를 생략해도 된다.

여기서, 상측 집자부(321)가 상측 기부(38)로부터 돌출되는 방향에 대하여 수직 방향(도 24의 지면 좌우 방향)을 폭 방향으로 한다.

상측 집자부(321)에는, 접지 단자(557)와 대응하는 개소에서, 폭 방향으로 돌출되는 돌출부(323)가 형성된다. 돌출부(323)는, 기판(65)측으로 절곡되어, 접지 단자(557)와 맞닿는다. 돌출부(323)와 접지 단자(557)는, 단순히 맞닿아 있어도 되고, 땜납 접합 등에 의해, 도전 가능하게 접속되어 있어도 된다.

본 실시 형태에서는, 센서부(55)의 실장 상면측에 배치되는 상측 집자부(321)의 돌출부(323)는, 접지 단자(557)와 도전 가능하게 설치된다.

이에 의해, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 정전기 및 노이즈는, 센서 본체(531)를 통과하지 않고, 접지 단자(557)로부터 상측 집자 링(32)에 전달되어, 컬럼(75)측에 릴리프된다. 또한, 돌출부(323)가 비교적 작게 형성 가능하므로, 상측 집자 링(32)의 형성에 필요한 재료의 사용량을 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘한다.

본 실시 형태에서는, 상측 집자 링(32)이 「도전 부재」, 상측 기부(38)가 「제1 기부」, 상측 집자부(321)가 「제1 집자부」에 대응한다.

(다른 실시 형태)

(가) 집자 링

제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에서는, 하측 집자 링을 경유하여 컬럼측에 정전기 또는 노이즈를 릴리프시키도록 구성하였다. 다른 실시 형태에서는, 상측 집자 링과 하측 집자 링을 교체하여, 상측 집자 링을 경유하여 컬럼측에 정전기 또는 노이즈를 릴리프시키도록 구성해도 된다. 환언하면, 정전기 또는 노이즈를 릴리프시키기 위한 구성을, 상측 집자 링에 설치해도 된다. 이 경우, 상측 집자 링이 「도전 부재」, 하측 집자 링이 「대향 부재」에 대응한다.

제5 실시 형태에서는, 절결부의 최안측부에서, 하측 집자부와 접지 패턴이 도전 가능하게 설치된다. 다른 실시 형태에서는, 절결부의 측면측에서, 하측 집자부와 접지 패턴이 도전 가능하게 되도록 해도 된다.

제6 실시 형태 및 제7 실시 형태에서는, 상측 집자부의 선단부는, 센서부의 기부와 반대측으로 연장되어 형성된다. 다른 실시 형태에서는, 상측 집자부의 선단부는, 예를 들어 단자 형성부에 인접하는 측 등, 기판에 있어서의 센서부의 외측의 어느 영역에서, 접지 패턴과 도전 가능하게 되도록 해도 된다.

제8 실시 형태에서는, 센서부의 양측에 돌출부를 형성한다. 다른 실시 형태에서는, 센서부별로 하나의 접지 단자에 대응하여 돌출부가 형성되어 있으면 된다.

(나) 센서부

제1 실시 형태 등에서는, 접지 단자가, 출력 단자와 전원 단자의 사이로 되도록 배열된다. 다른 실시 형태에서는, 접지 단자는, 출력 단자와 전원 단자의 사이 이외의 개소에 설치되어 있어도 되며, 단자 배열은 어느 것이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 센서 소자는, 집자부간의 자속을 검출하는 것이다. 다른 실시 형태에서는, 센서 소자는, 자속 이외의 전자기 신호를 검출하는 것이어도 된다. 상기 실시 형태에서는, 하나의 센서부에 설치되는 센서 소자의 수는 1 또는 2이다. 다른 실시 형태에서는, 하나의 센서부에 3개 이상의 센서 소자를 설치해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 집자부 및 센서부는 2조 설치된다. 다른 실시 형태에서는, 집자부 및 센서부의 조수는, 2조에 한하지 않고, 1조여도 되고, 3조 이상이어도 된다. 집자부 및 센서부가 복수조 있는 경우, 집자부 및 센서부의 조합별로, 정전기 또는 노이즈를 릴리프시키기 위한 구성이 상이해도 된다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서, 「도전 가능하게 맞닿아 있는」 개소에는, 절연 파괴나 용량 결합 등에 의해 정전기나 노이즈를 전달 가능할 정도의 미소 갭이 형성되어 있어도 된다. 또한, 정전기나 노이즈를 전달 가능하다면, 예를 들어 절연 시트나 레지스트 패턴 등의 다른 부재가 미소 갭에 설치되어 있어도 된다.

(다) 기판

제5 실시 형태 내지 제8 실시 형태에서는, 센서부는, 기판에 실장되고, 하측 집자부가 기판에 형성되는 절결부에 삽입된다. 절결부는, 집자 링의 기부측에 개구되어 있다. 다른 실시 형태에서는, 절결부는, 기부측에 개구되어 있지 않아도 된다. 환언하면, 절결부는, 센서부의 형상을 따른 구멍부로 되고, 기판 실장면과 반대측으로부터 하측 집자부를 삽입하도록 해도 된다. 또한, 기판에 절결부를 형성하지 않아도 된다.

(라) 접지 부재

상기 실시 형태에서는, 접지 부재는 컬럼이다. 다른 실시 형태에서는, 정전기 또는 노이즈가 릴리프되는 접지 부재는, 컬럼에 한하지 않고, 예를 들어 검출 장치의 하우징 등과 같은 부재여도 된다.

(마) 검출 장치

상기 실시 형태의 검출 장치는, 토크 센서에 적용된다. 다른 실시 형태에서는, 검출 장치를 토크 센서 이외에 적용해도 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 토크 센서는 전동 파워 스티어링 장치에 적용된다. 다른 실시 형태에서는, 토크 센서를 전동 파워 스티어링 장치 이외의 장치에 적용해도 된다.

이상, 본 개시는, 상기 실시 형태에 전혀 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 형태로 실시 가능하다.

본 개시는, 실시예에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 당해 실시예나 구조에 한정되는 것은 아니라고 이해된다. 본 개시는, 여러 가지 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 게다가, 여러 가지 조합이나 형태, 나아가 그것들에 1요소만, 그 이상, 혹은 그 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도, 본 개시의 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.

Claims

접지 전위인 접지 부재(75)와 도전 가능하게 설치되는 도전 부재(31, 32, 40 내지 43)와,
적어도 일부가 상기 도전 부재와 대향하여 배치되는 대향 부재(30, 44)와,
상기 도전 부재와 상기 대향 부재의 사이이며, 상기 도전 부재와 상기 대향 부재의 사이의 거리가 최단인 센서 배치 영역에 배치되는 센서 소자(512, 532), 상기 센서 소자를 밀봉하고 있는 센서 본체(511, 531), 및 상기 센서 본체로부터 돌출되고, 접지와 접속되는 접지 단자(517, 537, 557)를 갖는 센서부(51, 53, 55)
를 구비하고,
상기 도전 부재는, 상기 센서 배치 영역과는 상이한 영역인 도전 가능 영역에서, 상기 접지 단자 또는 상기 접지 단자와 접속되는 접지 배선부(617, 657, 663, 677)와 도전 가능하게 설치되어 있는, 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 부재가 상기 접지 단자 또는 상기 접지 배선부와 도전 가능하게 설치되어 있다는 것은, 상기 도전 부재가 상기 접지 단자 또는 상기 접지 배선부에 맞닿아 있는 경우, 상기 도전 부재가 상기 접지 단자 또는 상기 접지 배선부에 전기적으로 접속되어 있는 경우, 혹은 상기 도전 부재와 상기 접지 단자 또는 상기 접지 배선부의 사이에 미소 갭이 형성되어 있는 경우를 포함하는, 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 부재가 접지 부재와 도전 가능하게 설치되어 있다는 것은, 상기 도전 부재가 상기 접지 부재에 맞닿아 있는 경우, 상기 도전 부재가 상기 접지 부재에 전기적으로 접속되어 있는 경우, 혹은 상기 도전 부재와 상기 접지 부재의 사이에 미소 갭이 형성되어 있는 경우를 포함하는, 검출 장치.
제1항에 있어서, 상기 도전 부재는, 제1 기부(38, 48), 및 상기 제1 기부로부터 돌출되어 형성되는 제1 집자부(311, 321, 401, 411, 421, 431)를 갖고,
상기 대향 부재는, 제2 기부(38, 48), 및 상기 제2 기부로부터 돌출되고 상기 제1 집자부와 대향하는 제2 집자부(301, 441)를 갖고,
상기 센서 배치 영역은, 상기 제1 집자부와 상기 제2 집자부가 대향하는 개소이며,
상기 센서 소자는, 상기 제1 집자부와 상기 제2 집자부의 사이의 자속을 검출하는, 검출 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 집자부(401, 411)에는, 상기 제1 기부와 반대측으로 돌출되는 릴리프부(405, 415)가 형성되는, 검출 장치.
제5항에 있어서, 상기 릴리프부(405)는, 선단이 상기 접지 단자측으로 절곡되어 있고, 상기 접지 단자와 도전 가능하게 설치되어 있는, 검출 장치.
제5항에 있어서, 상기 릴리프부(415)는, 상기 제1 기부와 반대측으로 연장되어 형성되고, 선단부(416)에서 상기 접지 배선부(617)와 도전 가능하게 설치되어 있는, 검출 장치.
제4항에 있어서, 상기 접지 배선부는, 기판(65, 67)에 설치되는 접지 패턴(663, 657, 677)을 갖고 있고,
상기 센서부(53, 55)는, 상기 기판에 표면 실장되어 있고,
상기 제1 집자부 또는 상기 제2 집자부의 한쪽(301, 311, 321)이, 상기 센서부의 실장 상면측에 배치되어 있고,
상기 제1 집자부 또는 상기 제2 집자부의 다른 쪽(431, 441)이, 상기 기판에 형성되는 절결부(653)에 삽입되어 있는, 검출 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 집자부(431)는, 상기 절결부에 삽입되고, 당해 절결부의 내부에서 상기 접지 패턴(663)과 도전 가능하게 설치되는, 검출 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 집자부(311)는, 상기 센서부의 실장 상면측에 배치되고, 또한 상기 센서부의 외측의 영역까지 연장되고,
상기 제1 집자부의 선단부(312)는, 상기 기판측으로 절곡되어 형성되고, 상기 접지 패턴(657, 677)과 도전 가능하게 설치되는, 검출 장치.
제8항에 있어서, 상기 제1 집자부(321)는, 상기 센서부의 실장 상면측에 배치되고,
상기 제1 집자부의 돌출부(323)는, 상기 접지 단자(557)와 도전 가능하게 설치되는, 검출 장치.
제4항에 있어서, 상기 접지 배선부(617)는, 터미널 기판(61)의 일부이고,
상기 센서부는, 상기 센서 본체로부터 돌출되고, 상기 접지 단자와는 별도로 설치되는 비접지 단자(515, 516)를 더 갖고,
상기 비접지 단자는, 상기 터미널 기판의 비접지 배선부(615, 616)에 접속되어 있고,
상기 제1 집자부는, 당해 제1 집자부측으로부터 보아, 상기 접지 단자 및 상기 비접지 단자를, 각각 적어도 일부를 덮도록 형성되어 있고,
상기 제1 집자부의 선단부(422)와 상기 터미널 기판의 사이에는, 미소 갭이 형성되어 있는, 검출 장치.
제12항에 있어서, 상기 미소 갭의 폭은, 정전기 인가 시에 정전기 에너지에 의해 절연 파괴되거나, 혹은 노이즈를 통과시킬 수 있는 용량 결합을 형성할 정도인, 검출 장치.
제12항에 있어서, 상기 미소 갭에는, 절연 시트(49)가 설치되어 있고,
상기 절연 시트는, 정전기 인가 시에 정전기 에너지에 의해 절연 파괴되거나, 혹은 노이즈를 통과시킬 수 있는 용량 결합을 형성하는, 검출 장치.
제4항에 있어서, 상기 센서부는, 기판(65)의 소자 실장면(651) 상에 표면 실장되어 있고,
상기 제1 집자부가, 상기 센서부의 실장 상면측에 배치되고, 또한 상기 센서부의 외측의 영역까지 연장되어 있고,
상기 제2 집자부가, 상기 기판에 형성되는 절결부(653)에 삽입되어 있고,
상기 제1 집자부의 선단부(312)는, 상기 기판측으로 절곡되고, 또한 상기 소자 실장면과 맞닿아 있고,
상기 기판의, 상기 소자 실장면의 밑의 층에는, 상기 접지 단자와 접속되는 접지 패턴(657) 및 상기 접지 패턴 이외의 비접지 패턴(655, 656)이 설치되어 있고,
상기 선단부와 상기 접지 패턴 및 비접지 패턴의 사이에는 레지스트(659)가 설치되어 있는, 검출 장치.
제15항에 있어서, 상기 레지스트는, 정전기 인가 시에 정전기 에너지에 의해 절연 파괴되거나, 혹은 노이즈를 통과시킬 수 있는 용량 결합을 형성하는, 검출 장치.
제4항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 검출 장치를 구비하는 토크 센서이며,
상기 센서 소자는, 제1 축(921)과 제2 축(922)의 사이에 가해지는 토크에 따른 자속을 검출하는 것인, 토크 센서.