转矩检测装置、电动助力转向装置及车辆的制作方法
转矩检测装置、电动助力转向装置及车辆的制作方法
【专利摘要】提供能够实现装配性的提高和质量提高的转矩检测装置、具有该转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆。转矩传感器（TS）具有一对线圈（13a、13b）、分别卷绕有线圈（13a、13b）的两个线圈架（18）、分别保持两个线圈架（18）的两个轭铁（15a、15b）、以及被压入于轭铁（15a、15b）的内径的一个轭铁盖（14）。轭铁盖（14）配置在被沿轴向相互面对的两个轭铁（15a、15b）夹着的位置，并被压入于两个轭铁（15a、15b）的内径。
【专利说明】转矩检测装置、电动助力转向装置及车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及对在旋转轴产生的转矩进行检测的转矩检测装置、具有该转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆。
【背景技术】
[0002]关于过去的电动助力转向装置，例如有专利文献I记载的技术。该技术在由电磁轭铁和轭铁盖形成的保持部的内部设置转矩传感器，该转矩传感器是使两个线圈单元相互面对而构成的，这两个线圈单元具有被卷绕了线圈的线圈架。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2004/018987号公报发明概要
[0006]发明要解决的问题
[0007]但是，在上述专利文献I记载的技术中，各线圈单元分别具有各一个线圈架、电磁轭铁和轭铁盖，需要对各线圈单元执行以下工序，即在将线圈架嵌装于电磁轭铁的内侧后，将轭铁盖压入电磁轭铁的内径。
[0008]因此，本发明的课题是提供转矩检测装置、具有该转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆，该转矩检测装置能够实现构成部件数目的削减和装配性的提高。
[0009]用于解决问题的技术方案
[0010]为了解决上述问题，本发明的转矩检测装置的一个方式的特征在于，该转矩检测装置具有:成对的检测线圈，它们的阻抗根据在旋转轴产生的转矩而向彼此相反的方向变化；两个卷筒状的线圈架，在这两个线圈架上分别卷绕有所述成对的检测线圈；两个电磁轭铁，它们具有圆筒部，所述两个线圈架分别内嵌并保持于该圆筒部；以及一个轭铁盖，其在被沿轴向相互面对的所述两个电磁轭铁夹着的位置，压入于这两个电磁轭铁的所述圆筒部的内径，根据所述检测线圈的输出电压检测所述转矩。
[0011]这样，转矩检测装置具有如下的构造:将卷绕有检测线圈的两个线圈架面对配置，在它们之间夹入轭铁盖，将轭铁从轴向两侧压入于两个线圈架，由此使相当于两个的检测线圈成为一体。即，相对于两个轭铁仅有一个轭铁盖，压入次数为一次。因此，与设置各一个线圈架、轭铁和轭铁盖，将轭铁盖分别压入于一个轭铁，再将两个轭铁合起来的情况相比，能够削减与一个轭铁盖相应的部件数目，并且也能够削减轭铁盖向轭铁的压入次数。
[0012]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中具有压入限制部，该压入限制部限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。由此，能够防止一个轭铁盖被完全压入一个轭铁中，能够将一个轭铁盖压入两个轭铁中。
[0013]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述压入限制部由凹部和突起部构成，该凹部形成于所述电磁轭铁的所述圆筒部的轴向端部，并沿轴向凹陷，该突起部形成于所述轭铁盖，且比所述电磁轭铁的内径向径向外侧突出，所述突起部的轴向外侧的端面与所述凹部的底部抵接，由此限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。因此，能够利用比较简单的结构限制轭铁盖相对于电磁轭铁的压入深度。
[0014]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述轭铁盖在外周面的轴向端部具有圆倒角部。由此，能够提高轭铁盖向轭铁的压入性。
[0015]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，在各所述线圈架的接合面侧具有限制部，该限制部限制所述线圈架之间的在圆周方向上的相位差。
[0016]由此，能够防止成对的线圈架沿圆周方向旋转，并限制相位的偏移。因此，当在线圈架设置用于与传感器电路基板连接的线圈侧端子的情况下，能够将该线圈侧端子的位置始终保持在规定的位置。因此，能够适当地将线圈与电路基板连接。
[0017]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述限制部是在各所述线圈架的接合面侧沿圆周方向排列设置凹部和凸部而形成的台阶。这样，能够利用比较简单的结构限制两个线圈架的在圆周方向上的相位差。
[0018]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中具有:端子安装部，其形成于所述线圈架的侧面端部，并安装有与所述检测线圈的前端部分和末端部分连接的端子；以及移动限制部，其限制所述端子安装部相对于相面对的所述线圈架在轴向移动。
[0019]这样，通过限制端子安装部在轴向移动，能够确保线圈侧端子的位置精度。因此，即使是将线圈侧端子插入印制基板的通孔中并进行焊接的情况下，也能够容易插入通孔中，能够提尚装配性。
[0020]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述移动限制部由所述线圈架的凸缘部的一部分向径向外侧突出形成的第I突部构成，使形成于一个线圈架的所述第I突部从各线圈架的接合面侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架侧的移动。
[0021]这样，由于利用线圈架的凸缘部的一部分形成移动限制部，因而能够利用比较简单的结构限制端子安装部在轴向的移动。
[0022]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述移动限制部由所述端子安装部的一部分向圆周方向突出形成的第2突部构成，使在形成于一个线圈架的所述端子安装部上形成的所述第2突部从各线圈架的接合面的相反侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架的相反侧的移动。
[0023]这样，由于利用端子安装部的一部分形成移动限制部，因而能够利用比较简单的结构限制端子安装部在轴向的移动。
[0024]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中具有:电路基板，其具有检测所述检测线圈的输出电压并根据该输出电压检测所述转矩的转矩检测功能；基板侧连接器，其安装于所述电路基板上；以及线圈侧连接器，其形成于所述线圈架，具有所述端子安装部和所述端子，并能够与所述基板侧连接器电连接。
[0025]这样，通过连接线圈侧连接器和基板侧连接器，实现检测线圈与电路基板的电连接。并且，由于采用连接器连接，因而不需要如过去那样为了连接检测线圈和电路基板而进行焊接。因此，能够简化装配工序，并且能够提高质量。
[0026]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述基板侧连接器是具有与所述检测线圈相同数量的可动片的连接器。这样，通过将基板侧连接器形成为可动式连接器，即使是由于装配误差而产生了线圈侧端子的相对位置偏移的情况下，也能够可靠地将线圈侧连接器与基板侧连接器连接。
[0027]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述检测线圈是一对，所述基板侧连接器具有两个所述可动片。这样，由于将检测线圈设为一对(两个)，因而装配容易进行，并且也能够简化基板侧连接器的构造。
[0028]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述线圈侧连接器具有:所述端子，其在该线圈侧连接器相对于所述基板侧连接器的插入方向上竖立设置于所述端子安装部；以及平板状的引导部，其形成于所述端子安装部的至少一个侧面，并在所述插入方向上突出。
[0029]由此，能够提高将线圈侧连接器插入基板侧连接器时的插入性。并且，由于能够在包围线圈侧端子的位置设置引导部，因而也实现了对线圈侧端子的保护。
[0030]另外，本发明的电动助力转向装置的一个方式的特征在于，该电动助力转向装置具有:电动马达，其对操舵系统赋予减轻驾驶员的操舵负担的操舵辅助力；上述的任意一项所述的转矩检测装置，其检测被输入到转向机构的操舵转矩；以及马达控制部，其至少根据由所述转矩检测装置检测出的操舵转矩，对所述电动马达进行驱动控制以赋予所述操舵辅助力。
[0031]这样，能够利用装配性良好的转矩检测装置适当检测操舵转矩，因而能够实现可靠性比较高的电动助力转向装置。
[0032]另外，本发明的车辆的一个方式的特征在于，该车辆具有上述的电动助力转向装置。由此，能够实现可以进行可靠性比较高的操舵辅助控制的车辆。
[0033]发明效果
[0034]在本发明的转矩检测装置中，由于将在保持成对的线圈架的两个轭铁中压入的轭铁盖形成为共用部件，因而能够削减部件数目。并且，能够减少轭铁盖的压入次数，因而能够提高装配性。
[0035]并且，在具有上述转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆中，能够进行可靠性比较高的操舵辅助控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是表示具有本实施方式的转矩检测装置的电动助力转向装置的主要部分的剖面图。
[0037]图2是表示转矩检测部的结构的图。
[0038]图3是表示转矩检测部的构成部件的立体图。
[0039]图4是表示转矩检测部和电路基板的连接方法的图。
[0040]图5是表示电路基板侧连接器的图。
[0041]图6是表示转矩检测部的构成部件的侧视图。
[0042]图7是表示转矩检测部的装配状态的图。
[0043]图8是表不转矩检测部和电路基板的连接状态的图。
[0044]图9是表示第2实施方式的线圈架的图。
[0045]图10是表示第2实施方式的线圈架的装配状态的图。
[0046]图11是表示第3实施方式的线圈架的图。
[0047]图12是表示第3实施方式的线圈架的装配状态的图。
[0048]图13是表示转矩检测部和电路基板的连接方法的另一例的图。
【具体实施方式】
[0049]下面，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0050]本实施方式是将转矩检测装置适用于车辆的电动助力转向装置的方式。
[0051]图1是表示本实施方式的电动助力转向装置的主要部分的剖面图。
[0052]在图1中，标号5表不外壳，该外壳5具有被分割为输入轴侧外壳部5a和输出轴侧外壳部5b这两部分的构造。输入轴I通过轴承6a旋转自如地被支撑于输入轴侧外壳部5a的内部。并且，输出轴2通过轴承6b和6c旋转自如地被支撑于输出轴侧外壳部5b的内部。
[0053]并且，输入轴I和输出轴2通过在输入轴I的内部设置的扭杆3被连接起来。
[0054]输入轴1、扭杆3和输出轴2同轴配置，输入轴I和扭杆3通过销接合，扭杆3和输出轴2通过花键接合。在图1中，在输入轴I的突出端一体地安装有未图示的转向轮。并且，在输出轴2的与输入轴I相反的一侧一体地形成有小齿轮轴2a，小齿轮轴2a与齿条4啮合而构成齿轮齿条式转向机构。
[0055]并且，在输出轴2固定安装有与其同轴而且与其一体地旋转的蜗轮7，该蜗轮7与由未图示的电动马达驱动的蜗杆8在输出轴侧外壳部5b内进行啮合。蜗轮7在金属制的轮毂7a —体地固定有合成树脂制的齿部7b于。电动马达的旋转力通过蜗杆8和蜗轮7传递给输出轴2，通过适当切换电动马达的旋转方向，对输出轴2赋予任意方向的操舵辅助转矩。
[0056]下面，说明转矩检测部10的结构，该转矩检测部10构成检测输入轴I和输出轴2之间的转矩的转矩传感器(转矩检测装置)TS。
[0057]转矩检测部10具有:传感器轴部11，其形成于输入轴I ;一对检测线圈13a和13b，它们配置在输入轴侧外壳部5a的内侧；以及圆筒部件12，其配置在传感器轴部11和检测线圈13a、13b之间。
[0058]传感器轴部11利用磁性材料构成，在传感器轴部11的表面如图2所示，沿着圆周方向以相等间隔形成有沿轴向延伸的多个(在图2的示例中为9个)凸筋11a。并且，在凸筋Ila之间形成有槽部lib。
[0059]在传感器轴部11的外侧，与传感器轴部11接近而且与传感器轴部11同轴地配置有圆筒部件12，该圆筒部件12利用导电性而且是非磁性的材料例如铝构成，如图1所示，圆筒部件12的延伸部12e被固定于输出轴2的端部2e的外侧。
[0060]在圆筒部件12中，在与所述传感器轴部11的表面的凸筋Ila面对的位置设有第I窗列，在沿轴向从该第I窗列偏移的位置设有第2窗列，第I窗列由沿圆周方向以相等间隔配置的多个(在图2中为9个)长方形的窗12a构成，第2窗列由与窗12a相同形状的、圆周方向的相位不同的多个(在图2中为9个)长方形的窗12b构成。
[0061]圆筒部件12的外周被轭铁15a和15b包围，这些轭铁保持卷绕有相同规格的检测线圈13a和13b的线圈架18。即，检测线圈13a、13b与圆筒部件12同轴配置，检测线圈13a包围由窗12a构成的第I窗列部分，检测线圈13b包围由窗12b构成的第2窗列部分。
[0062]轭铁15a和15b如图1所示被固定于输入轴侧外壳部5a的内部，检测线圈13a、13b的输出线通过连接器(线圈侧连接器)16而与在输入轴侧外壳部5a的内部配置的电路基板17的连接器(基板侧连接器)19连接。并且，作为其它的方法也可以是，在将线圈前端部分捆起来并焊接固定在压入到线圈架18中的线圈侧端子上的状态下，插入基板通孔中并通过焊接进行连接，但没有图示。在此，以基板侧连接器19为代表的担负电路基板17的电路的电子部件，通过基于回流焊的表面安装或者引线焊接等进行安装。
[0063]图3是表示转矩检测部10的构成部件的立体图。
[0064]线圈架18是由塑料等非导体构成的卷筒状的部件，与输入轴2或输出轴3同轴地被固定于输入轴侧外壳部5a。该线圈架18具有一对凸缘部18a、18b，线圈13a或者线圈13b被卷绕在凸缘部18a、18b之间的槽部18c中。
[0065]在本实施方式的转矩检测部10中，使分别卷绕有线圈13a、13b的相同形状的两个线圈架18相互面对来使用。
[0066]在凸缘部18b的侧面端部形成有后述的端子安装部18e，端子安装部18e构成能够与基板侧连接器19连接的线圈侧连接器16，将在使端子安装部18e位于线圈架18的上端部的状态下的通过线圈架18的中心的垂线作为对称轴，在线对称的位置形成有限制部18cL
[0067]限制部18d由基部和凸部构成，该基部是凸缘部18b的一部分向径向外侧突出形成的，该凸部是在将该基部沿圆周方向进行等分得到的一个区域中朝向线圈架18的轴向外侧突出形成的。即，两个线圈架18形成为如下的构造:在使凸缘部18b面对地将两个线圈架18配置于同一轴上的状态下，两者的限制部18d在圆周方向上抵接，从而决定旋转角度方向的相对位置。
[0068]另外，限制部18d只要相对于一个线圈架18有两个以上即可，其数量能够适当选择。
[0069]端子安装部18e是从凸缘部18b的侧面上端部进一步向径向外侧突出的大致长方体状的部件，在其上表面压入固定有用于与基板侧连接器19连接的两个端子(线圈侧端子)ISfo这两个线圈侧端子18f被平行设置，并以从端子安装部18e的上表面向径向外侧突出的方式进行固定。
[0070]另外，在端子安装部18e的一个侧方部形成有平板状的引导部18g，引导部18g从端子安装部18e的上表面进一步向径向外侧突出。
[0071]在上述方式中，由两个线圈架18的端子安装部18e、线圈侧端子18f和引导部18g构成线圈侧连接器16。
[0072]轭铁15a和15b是相同形状的部件，由圆筒部15d和环状的底部15e构成，圆筒部15d用于外嵌线圈架18，底部15e形成于在被固定于线圈架18时面向轴向外侧的端部，该底部15e的内径为与线圈架18的圆筒部(槽部18c)的内径相同的尺寸。
[0073]另外，轭铁15a和15b在圆筒部15d的与底部15e相反一侧的端部，形成有沿周向相互隔开规定角度的3个凹部15c。将在使端子安装部18e位于线圈架18的上端部的状态下的通过线圈架18的中心的垂线作为对称轴，这3个凹部15c形成于线对称的位置。
[0074]另外，轭铁盖14是大致环状的部件，在其外周面形成有沿周向相互隔开规定角度的3个突起部14a。在将突起部14a嵌合于轭铁15a、15b的凹部15c的状态下，该轭铁盖14被压入于轭铁15a、15b的圆筒部15d的内径。
[0075]S卩，轭铁盖14被压入于轭铁15a、15b时的压入深度由轭铁盖14的突起部14a和轭铁15a、15b的凹部15c限制。具体地讲，设于轭铁15a、15b的凹部15c的轴向深度包括制造公差在内约是轭铁盖14的厚度的一半。
[0076]另外，在轭铁盖14的外周面的轴向端部分别设置圆倒角部(圆角)14bο圆倒角部14b只要设于外周面的至少一部分即可。
[0077]另外，在此，突起部14a和凹部15c分别设置各3个，但能够适当设定突起部14a和凹部15c的设置数量及设置角度。
[0078]如图4所示，在电路基板17安装有基板侧连接器19。基板侧连接器19是具有雌端子的连接器，通过沿基板厚度方向将线圈侧连接器16与该基板侧连接器19连接，能够实现转矩检测部10和电路基板17之间的电连接。另外，作为其它的方法也可以是，在将线圈前端部分捆起来并焊接固定在被压入于线圈架18中的线圈侧端子上的状态下，插入基板通孔中并通过焊接进行连接。
[0079]图5是表示基板侧连接器19的结构的图。
[0080]基板侧连接器19具有端子19a、使端子19a的局部形状成为U字状而成的端子可动部19b、和两个外壳19c。该基板侧连接器19是可动式连接器，端子19a和外壳19c能够借助端子可动部1%的弹性变形构造而独立地移动。
[0081]在装配转矩检测部10时，首先将线圈13a、13b分别卷绕在线圈架18上。在将线圈13a卷绕在线圈架18上时，将线圈13a的前端部分捆起来并通过焊接或者钨极惰性气体保护(TIG)焊接固定在一个线圈侧端子18f上，将线圈13a卷绕在槽部18c上，然后将其末端部分捆起来并通过焊接或者钨极惰性气体保护(TIG)焊接固定在另一个线圈侧端子18f上。这同样适用于线圈13b。
[0082]然后，将卷绕了线圈13a、13b的两个线圈架18分别嵌装在轭铁15a、15b的内侧。并且，如图6所示，以使凸缘部18b隔着轭铁盖14相互面对的方式配置这两个线圈架18，从轴向两侧将轭铁15a、15b压入于轭铁盖14。
[0083]由此，如图7所示，相当于两个的线圈13a、13b成为一体。将成为一体的线圈安装在输入轴侧外壳部5a的内侧。
[0084]此时，轭铁15a、15b的凹部15d和轭铁盖14的突起部14a在轴向上分别抵接，限制轭铁盖14相对于轭铁15a、15b的压入方向的相对位置。并且，设于轭铁15a、15b的凹部15c的轴向深度约是轭铁盖14的厚度的一半，因而能够使在轭铁15a和轭铁15b中的压入量均等。
[0085]另外，一个线圈架18的限制部18d和另一个线圈架18的限制部18d进行嵌合，两个线圈架18借助彼此的限制部18的台阶部分来防止向圆周方向旋转，并且限制相位的偏移。
[0086]并且，通过将两个线圈架18面对地接合起来形成线圈侧连接器16，将该线圈侧连接器16按照图8所示与电路基板17的基板侧连接器19连接。
[0087]在电路基板17安装有构成转矩传感器TS的未图示的转矩运算电路，该转矩运算电路检测两个线圈13a、13b的输出电压，根据该输出电压的差分，检测被赋予给转向轮并传递到输入轴I的操舵转矩。这样，转矩传感器TS对应线圈对的阻抗的变化来检测输入轴I和输出轴2的相对的移位(旋转移位)。
[0088]由转矩传感器TS检测出的操舵转矩被输入给未图示的控制器。控制器除操舵转矩外还输入车速，进行将与这些输入信号对应的操舵辅助力赋予给操舵系统的操舵辅助控制。具体地讲，按照公知的步骤计算用于在电动马达产生上述操舵辅助力的操舵辅助转矩命令值，根据计算出的操舵辅助转矩命令值和马达电流检测值，对供给至电动马达的驱动电流进行反馈控制。这样实施操舵辅助控制。
[0089]另外，在上述方式中，输入轴2、输出轴3及扭杆4对应于旋转轴，线圈13a和13b对应于检测线圈，轭铁15a、15b对应于电磁轭铁。并且，突起部14a和凹部15c对应于压入限制部。
[0090]这样，在本实施方式中，通过将卷绕有检测线圈的两个线圈架18面对配置，并在它们之间夹入轭铁盖14，从轴向两侧将轭铁15a、15b压入于两个线圈架18，由此形成使相当于两个的检测线圈成为一体的构造。即，相对于两个轭铁15a、15b仅有一个轭铁盖14，压入次数为一次。
[0091]因此，与线圈架、轭铁和轭铁盖各设置一个，将轭铁盖分别压入一个轭铁中，再将它们接合的情况相比，能够削减与一个轭铁盖相应的部件数目，相应地能够降低制造成本。并且，也能够削减轭铁盖向轭铁的压入次数，因而能够提高装配性。
[0092]另外，由于设置限制轭铁盖14向轭铁15a、15b的压入深度的压入限制部(突起部14a和凹部15c)，因而能够将一个轭铁盖14的轴向两侧分别压入于轭铁。
[0093]另外，由于在轭铁盖14的外周面的轴向端部设置圆倒角部，因而能够提高轭铁盖14向轭铁15a、15b的压入性。
[0094]并且，在线圈架18设置两个以上的限制部18d，利用该限制部18d进行两个线圈架18的旋转方向的定位，因而能够提高线圈侧端子18f的位置精度。另外，由于在线圈侧端子18f附近设置引导部18g，因而能够提高相对于基板侧连接器19的插入性。这样，能够容易进行与基板侧连接器19的连接。
[0095]另外，由于使用相同形状的两个线圈架18构成转矩检测部10，因而能够削减成型时的模具的数目。并且，由于实现了部件(线圈架18)的共用，因而能够降低制造成本。
[0096]另外，过去的电感式转矩传感器被收纳在电动助力转向装置的齿轮箱内，将线圈侧端子插入于用于进行信号处理的传感器基板的通孔中并进行焊接，由此进行线圈与传感器基板的电连接。可是，近年来以降低环境负荷为背景，开始采用不含铅的无铅焊料，因而在上述的通过焊接进行电连接的方式中，存在质量稳定性下降的问题。
[0097]与此相对，在本实施方式中，线圈和传感器基板的电连接采用连接器。因此，与基于焊接的电连接相比，能够实现质量稳定性的提高。并且，由于能够容易连接线圈和传感器基板，因而能够提尚装配性。
[0098]另外，由于将基板侧连接器19形成为具有接点可动部的可动式连接器，因而能够更容易适当连接两个线圈13a、13b。
[0099]构成转矩传感器TS的线圈大致由两个以上(在本实施方式中为两个)的线圈构成，各线圈的线圈侧端子18f由于装配误差而产生相对位置偏移的可能性比较大。这样，如果产生线圈侧端子18f的相对位置偏移，将有可能不能与基板侧连接器19连接，不能适当实现电连接。
[0100]与此相对，在本实施方式中，由于基板侧连接器19采用使端子19a和外壳19c可以独立地移动的结构，因而能够容易插入各线圈侧端子18f。因此，能够吸收线圈侧端子18f的相对位置偏移并与基板侧连接器19嵌合，能够可靠地实现线圈与传感器基板之间的电连接。
[0101]这样，在装配传感器时，仅将安装了连接器(基板侧连接器19)的基板(电路基板17)插入线圈(转矩检测部10)即可，能够期待装配工序的简化和生产效率的提高。并且，能够实现可靠地确保基板(电路基板17)与线圈(转矩检测部10)的电连接的转矩检测装置(转矩传感器TS )。
[0102]因此，安装了该转矩检测装置的电动助力转向装置能够适当检测操舵转矩，并实施对操舵系统赋予减轻驾驶员的操舵负担的操舵辅助力的操舵辅助控制。
[0103]下面，说明本发明的第2实施方式。
[0104]该第2实施方式在线圈架18设置用于限制端子安装部18e在轴向的移动的移动限制部。
[0105]图9是表示第2实施方式的线圈架18的图。在此仅示出了端子安装部18e附近。
[0106]如该图9所示，与端子安装部18e邻接地形成有凸缘部18b的一部分向径向外侧突出而形成的线圈架凸缘(第I突部)18h。并且，在端子保持部18e形成有沿圆周方向突出的线圈架耳部(第2突部)181
[0107]线圈架凸缘18h如图10所示在装配转矩检测部10时，从各线圈架18的接合面侧与在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e抵接。由此，线圈架凸缘18h限制在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e的在轴向而且向形成有自身的线圈架18侧移动。
[0108]两个线圈架18是相同的部件，是相对于轭铁盖14呈线对称的形状，因而彼此的线圈架凸缘18h限制彼此的端子安装部18e的移动。即，形成为在组装时自然地决定相互间的端子位置精度的构造。
[0109]另外，线圈架耳部18i如图10所示在装配转矩检测部10时，从各线圈架18的接合面的相反侧与在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e的线圈架耳部18i抵接。由此，线圈架耳部18i限制在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e的在轴向而且向远离形成有自身的线圈架18的一侧移动。
[0110]这样，利用由线圈架18的凸缘部18b形成的线圈架凸缘18h和作为端子安装部18e的一部分而形成的线圈架耳部18i，对端子安装部18e的轴向位置进行相互限制。因此，能够确保在装配转矩检测部10时的线圈侧端子18f的位置精度。
[0111]因此，即使是为了与具有转矩信号处理部的印制基板电连接，而将线圈侧端子18f嵌合于例如被安装在印制基板上的连接器中时，也能够容易插入线圈侧端子18f，实现装配性的提尚。
[0112]下面，说明本发明的第3实施方式。
[0113]在上述的第2实施方式中，在端子安装部18e设有引导部18g，而该第3实施方式是不具有引导部18g的结构，并且设置用于限制端子安装部18e在轴向的移动的移动限制部。
[0114]图11是表示第3实施方式的线圈架18的图。如该图11所示，在端子安装部18e没有设置引导部18g，除此以外具有与图9所示的线圈架18相同的结构。
[0115]S卩，已装配转矩检测部10的状态如图12所示。在这种情况下，也是利用由线圈架18的凸缘部18b形成的线圈架凸缘18h和作为端子安装部18e的一部分而形成的线圈架耳部18i，对端子安装部18e的轴向位置进行相互限制。因此，能够确保在装配转矩检测部10时的线圈侧端子18f的位置精度。
[0116]并且，在这种情况下，由于不具有引导部18g，因而在与具有转矩信号处理部的印制基板电连接时，也能够采用将线圈侧端子18f插入印制基板的通孔中并进行焊接的方法。此时，能够确保线圈侧端子18f的位置精度，因而能够容易将线圈侧端子18f插入印制基板的通孔中，实现装配性的提高。
[0117]以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式，能够进行各种变更、改进。
[0118]例如，作为转矩检测部10的线圈是采用了一对线圈13a、13b，但也可以采用两对以上的线圈。
[0119]并且，在上述实施方式中，对将电路基板17水平地安装于转矩检测部10的情况进行了说明，但也可以如图13所示，将电路基板17垂直地安装于转矩检测部10。这样，在产品制约尺寸中，能够进行包括连接器的形状在内的布局选择。
[0120]产业上的可利用性
[0121]根据本发明的转矩检测装置，由于将在保持成对的线圈架的两个轭铁中压入的轭铁盖形成为共用部件，因而能够削减部件数目，所以是有用的。并且，能够减少轭铁盖的压入次数，因而能够提高装配性，所以是有用的。
[0122]并且，在具有上述转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆中，能够进行可靠性高的操舵辅助控制，所以是有用的。
[0123]标号说明
[0124]I输入轴；2输出轴；3扭杆；5外壳；5a输入轴侧外壳部；5b输出轴侧外壳部；7蜗轮；8蜗杆；TS转矩传感器；10转矩检测部；11传感器轴；12圆筒部件；13a、13b检测线圈；14轭铁盖；15a、15b轭铁；16线圈侧连接器；17电路基板；18线圈架；18a、18b凸缘部；18c槽部；18d限制部；18e端子安装部；18f线圈侧端子；18g引导部；18h线圈架凸缘；18i线圈架耳部；19基板侧连接器；19a端子；19b端子可动部；19c外壳。
【权利要求】
1.一种转矩检测装置，其特征在于，该转矩检测装置具有: 成对的检测线圈，它们的阻抗根据在旋转轴产生的转矩而向彼此相反的方向变化； 两个卷筒状的线圈架，在这两个线圈架上分别卷绕有所述成对的检测线圈； 两个电磁轭铁，它们具有圆筒部，所述两个线圈架分别内嵌并保持于该圆筒部；以及一个轭铁盖，其在被沿轴向相互面对的所述两个电磁轭铁夹着的位置，压入于这两个电磁轭铁的所述圆筒部的内径， 根据所述检测线圈的输出电压检测所述转矩。
2.根据权利要求1所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述转矩检测装置具有压入限制部，该压入限制部限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。
3.根据权利要求2所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述压入限制部由凹部和突起部构成，该凹部形成于所述电磁轭铁的所述圆筒部的轴向端部，并沿轴向凹陷，该突起部形成于所述轭铁盖，且比所述电磁轭铁的内径向径向外侧突出，所述突起部的轴向外侧的端面与所述凹部的底部抵接，由此限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述轭铁盖在外周面的轴向端部具有圆倒角部。
5.根据权利要求1?4中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于， 在各所述线圈架的接合面侧具有限制部，该限制部限制所述线圈架之间的在圆周方向上的相位差。
6.根据权利要求5所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述限制部是在各所述线圈架的接合面侧沿圆周方向排列设置凹部和凸部而形成的台阶。
7.根据权利要求1?6中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于，所述转矩检测装置具有: 端子安装部，其形成于所述线圈架的侧面端部，并安装有与所述检测线圈的前端部分和末端部分连接的端子；以及 移动限制部，其限制所述端子安装部相对于相面对的所述线圈架在轴向移动。
8.根据权利要求7所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述移动限制部由所述线圈架的凸缘部的一部分向径向外侧突出形成的第I突部构成， 使形成于一个线圈架的所述第I突部从各线圈架的接合面侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架侧的移动。
9.根据权利要求7或8所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述移动限制部由所述端子安装部的一部分向圆周方向突出形成的第2突部构成， 使在形成于一个线圈架的所述端子安装部上形成的所述第2突部从各线圈架的接合面的相反侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架的相反侧的移动。
10.根据权利要求7?9中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于，所述转矩检测装置具有: 电路基板，其具有检测所述检测线圈的输出电压并根据该输出电压检测所述转矩的转矩检测功能； 基板侧连接器，其安装于所述电路基板上；以及 线圈侧连接器，其形成于所述线圈架，具有所述端子安装部和所述端子，并能够与所述基板侧连接器电连接。
11.根据权利要求10所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述基板侧连接器是具有与所述检测线圈相同数量的可动片的连接器。
12.根据权利要求11所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述检测线圈是一对，所述基板侧连接器具有两个所述可动片。
13.根据权利要求10?12中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于，所述线圈侧连接器具有: 所述端子，其在该线圈侧连接器相对于所述基板侧连接器的插入方向上竖立设置于所述端子安装部；以及 平板状的引导部，其形成于所述端子安装部的至少一个侧面，并在所述插入方向上突出。
14.一种电动助力转向装置，其特征在于，该电动助力转向装置具有: 电动马达，其对操舵系统赋予减轻驾驶员的操舵负担的操舵辅助力； 权利要求1?13中任意一项所述的转矩检测装置，其检测被输入到转向机构的操舵转矩；以及 马达控制部，其至少根据由所述转矩检测装置检测出的操舵转矩，对所述电动马达进行驱动控制以赋予所述操舵辅助力。
15.—种车辆，其特征在于，该车辆具有权利要求14所述的电动助力转向装置。
【文档编号】G01L3/10GK104520685SQ201380002340
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】川井康宽, 杉田澄雄, 畑中和幸, 桑原昌树 申请人:日本精工株式会社
【专利摘要】提供能够实现装配性的提高和质量提高的转矩检测装置、具有该转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆。转矩传感器（TS）具有一对线圈（13a、13b）、分别卷绕有线圈（13a、13b）的两个线圈架（18）、分别保持两个线圈架（18）的两个轭铁（15a、15b）、以及被压入于轭铁（15a、15b）的内径的一个轭铁盖（14）。轭铁盖（14）配置在被沿轴向相互面对的两个轭铁（15a、15b）夹着的位置，并被压入于两个轭铁（15a、15b）的内径。
【专利说明】转矩检测装置、电动助力转向装置及车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及对在旋转轴产生的转矩进行检测的转矩检测装置、具有该转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆。
【背景技术】
[0002]关于过去的电动助力转向装置，例如有专利文献I记载的技术。该技术在由电磁轭铁和轭铁盖形成的保持部的内部设置转矩传感器，该转矩传感器是使两个线圈单元相互面对而构成的，这两个线圈单元具有被卷绕了线圈的线圈架。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2004/018987号公报发明概要
[0006]发明要解决的问题
[0007]但是，在上述专利文献I记载的技术中，各线圈单元分别具有各一个线圈架、电磁轭铁和轭铁盖，需要对各线圈单元执行以下工序，即在将线圈架嵌装于电磁轭铁的内侧后，将轭铁盖压入电磁轭铁的内径。
[0008]因此，本发明的课题是提供转矩检测装置、具有该转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆，该转矩检测装置能够实现构成部件数目的削减和装配性的提高。
[0009]用于解决问题的技术方案
[0010]为了解决上述问题，本发明的转矩检测装置的一个方式的特征在于，该转矩检测装置具有:成对的检测线圈，它们的阻抗根据在旋转轴产生的转矩而向彼此相反的方向变化；两个卷筒状的线圈架，在这两个线圈架上分别卷绕有所述成对的检测线圈；两个电磁轭铁，它们具有圆筒部，所述两个线圈架分别内嵌并保持于该圆筒部；以及一个轭铁盖，其在被沿轴向相互面对的所述两个电磁轭铁夹着的位置，压入于这两个电磁轭铁的所述圆筒部的内径，根据所述检测线圈的输出电压检测所述转矩。
[0011]这样，转矩检测装置具有如下的构造:将卷绕有检测线圈的两个线圈架面对配置，在它们之间夹入轭铁盖，将轭铁从轴向两侧压入于两个线圈架，由此使相当于两个的检测线圈成为一体。即，相对于两个轭铁仅有一个轭铁盖，压入次数为一次。因此，与设置各一个线圈架、轭铁和轭铁盖，将轭铁盖分别压入于一个轭铁，再将两个轭铁合起来的情况相比，能够削减与一个轭铁盖相应的部件数目，并且也能够削减轭铁盖向轭铁的压入次数。
[0012]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中具有压入限制部，该压入限制部限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。由此，能够防止一个轭铁盖被完全压入一个轭铁中，能够将一个轭铁盖压入两个轭铁中。
[0013]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述压入限制部由凹部和突起部构成，该凹部形成于所述电磁轭铁的所述圆筒部的轴向端部，并沿轴向凹陷，该突起部形成于所述轭铁盖，且比所述电磁轭铁的内径向径向外侧突出，所述突起部的轴向外侧的端面与所述凹部的底部抵接，由此限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。因此，能够利用比较简单的结构限制轭铁盖相对于电磁轭铁的压入深度。
[0014]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述轭铁盖在外周面的轴向端部具有圆倒角部。由此，能够提高轭铁盖向轭铁的压入性。
[0015]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，在各所述线圈架的接合面侧具有限制部，该限制部限制所述线圈架之间的在圆周方向上的相位差。
[0016]由此，能够防止成对的线圈架沿圆周方向旋转，并限制相位的偏移。因此，当在线圈架设置用于与传感器电路基板连接的线圈侧端子的情况下，能够将该线圈侧端子的位置始终保持在规定的位置。因此，能够适当地将线圈与电路基板连接。
[0017]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述限制部是在各所述线圈架的接合面侧沿圆周方向排列设置凹部和凸部而形成的台阶。这样，能够利用比较简单的结构限制两个线圈架的在圆周方向上的相位差。
[0018]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中具有:端子安装部，其形成于所述线圈架的侧面端部，并安装有与所述检测线圈的前端部分和末端部分连接的端子；以及移动限制部，其限制所述端子安装部相对于相面对的所述线圈架在轴向移动。
[0019]这样，通过限制端子安装部在轴向移动，能够确保线圈侧端子的位置精度。因此，即使是将线圈侧端子插入印制基板的通孔中并进行焊接的情况下，也能够容易插入通孔中，能够提尚装配性。
[0020]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述移动限制部由所述线圈架的凸缘部的一部分向径向外侧突出形成的第I突部构成，使形成于一个线圈架的所述第I突部从各线圈架的接合面侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架侧的移动。
[0021]这样，由于利用线圈架的凸缘部的一部分形成移动限制部，因而能够利用比较简单的结构限制端子安装部在轴向的移动。
[0022]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述移动限制部由所述端子安装部的一部分向圆周方向突出形成的第2突部构成，使在形成于一个线圈架的所述端子安装部上形成的所述第2突部从各线圈架的接合面的相反侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架的相反侧的移动。
[0023]这样，由于利用端子安装部的一部分形成移动限制部，因而能够利用比较简单的结构限制端子安装部在轴向的移动。
[0024]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中具有:电路基板，其具有检测所述检测线圈的输出电压并根据该输出电压检测所述转矩的转矩检测功能；基板侧连接器，其安装于所述电路基板上；以及线圈侧连接器，其形成于所述线圈架，具有所述端子安装部和所述端子，并能够与所述基板侧连接器电连接。
[0025]这样，通过连接线圈侧连接器和基板侧连接器，实现检测线圈与电路基板的电连接。并且，由于采用连接器连接，因而不需要如过去那样为了连接检测线圈和电路基板而进行焊接。因此，能够简化装配工序，并且能够提高质量。
[0026]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述基板侧连接器是具有与所述检测线圈相同数量的可动片的连接器。这样，通过将基板侧连接器形成为可动式连接器，即使是由于装配误差而产生了线圈侧端子的相对位置偏移的情况下，也能够可靠地将线圈侧连接器与基板侧连接器连接。
[0027]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述检测线圈是一对，所述基板侧连接器具有两个所述可动片。这样，由于将检测线圈设为一对(两个)，因而装配容易进行，并且也能够简化基板侧连接器的构造。
[0028]另外，也可以是，在上述的转矩检测装置中，所述线圈侧连接器具有:所述端子，其在该线圈侧连接器相对于所述基板侧连接器的插入方向上竖立设置于所述端子安装部；以及平板状的引导部，其形成于所述端子安装部的至少一个侧面，并在所述插入方向上突出。
[0029]由此，能够提高将线圈侧连接器插入基板侧连接器时的插入性。并且，由于能够在包围线圈侧端子的位置设置引导部，因而也实现了对线圈侧端子的保护。
[0030]另外，本发明的电动助力转向装置的一个方式的特征在于，该电动助力转向装置具有:电动马达，其对操舵系统赋予减轻驾驶员的操舵负担的操舵辅助力；上述的任意一项所述的转矩检测装置，其检测被输入到转向机构的操舵转矩；以及马达控制部，其至少根据由所述转矩检测装置检测出的操舵转矩，对所述电动马达进行驱动控制以赋予所述操舵辅助力。
[0031]这样，能够利用装配性良好的转矩检测装置适当检测操舵转矩，因而能够实现可靠性比较高的电动助力转向装置。
[0032]另外，本发明的车辆的一个方式的特征在于，该车辆具有上述的电动助力转向装置。由此，能够实现可以进行可靠性比较高的操舵辅助控制的车辆。
[0033]发明效果
[0034]在本发明的转矩检测装置中，由于将在保持成对的线圈架的两个轭铁中压入的轭铁盖形成为共用部件，因而能够削减部件数目。并且，能够减少轭铁盖的压入次数，因而能够提高装配性。
[0035]并且，在具有上述转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆中，能够进行可靠性比较高的操舵辅助控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是表示具有本实施方式的转矩检测装置的电动助力转向装置的主要部分的剖面图。
[0037]图2是表示转矩检测部的结构的图。
[0038]图3是表示转矩检测部的构成部件的立体图。
[0039]图4是表示转矩检测部和电路基板的连接方法的图。
[0040]图5是表示电路基板侧连接器的图。
[0041]图6是表示转矩检测部的构成部件的侧视图。
[0042]图7是表示转矩检测部的装配状态的图。
[0043]图8是表不转矩检测部和电路基板的连接状态的图。
[0044]图9是表示第2实施方式的线圈架的图。
[0045]图10是表示第2实施方式的线圈架的装配状态的图。
[0046]图11是表示第3实施方式的线圈架的图。
[0047]图12是表示第3实施方式的线圈架的装配状态的图。
[0048]图13是表示转矩检测部和电路基板的连接方法的另一例的图。
【具体实施方式】
[0049]下面，根据【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0050]本实施方式是将转矩检测装置适用于车辆的电动助力转向装置的方式。
[0051]图1是表示本实施方式的电动助力转向装置的主要部分的剖面图。
[0052]在图1中，标号5表不外壳，该外壳5具有被分割为输入轴侧外壳部5a和输出轴侧外壳部5b这两部分的构造。输入轴I通过轴承6a旋转自如地被支撑于输入轴侧外壳部5a的内部。并且，输出轴2通过轴承6b和6c旋转自如地被支撑于输出轴侧外壳部5b的内部。
[0053]并且，输入轴I和输出轴2通过在输入轴I的内部设置的扭杆3被连接起来。
[0054]输入轴1、扭杆3和输出轴2同轴配置，输入轴I和扭杆3通过销接合，扭杆3和输出轴2通过花键接合。在图1中，在输入轴I的突出端一体地安装有未图示的转向轮。并且，在输出轴2的与输入轴I相反的一侧一体地形成有小齿轮轴2a，小齿轮轴2a与齿条4啮合而构成齿轮齿条式转向机构。
[0055]并且，在输出轴2固定安装有与其同轴而且与其一体地旋转的蜗轮7，该蜗轮7与由未图示的电动马达驱动的蜗杆8在输出轴侧外壳部5b内进行啮合。蜗轮7在金属制的轮毂7a —体地固定有合成树脂制的齿部7b于。电动马达的旋转力通过蜗杆8和蜗轮7传递给输出轴2，通过适当切换电动马达的旋转方向，对输出轴2赋予任意方向的操舵辅助转矩。
[0056]下面，说明转矩检测部10的结构，该转矩检测部10构成检测输入轴I和输出轴2之间的转矩的转矩传感器(转矩检测装置)TS。
[0057]转矩检测部10具有:传感器轴部11，其形成于输入轴I ;一对检测线圈13a和13b，它们配置在输入轴侧外壳部5a的内侧；以及圆筒部件12，其配置在传感器轴部11和检测线圈13a、13b之间。
[0058]传感器轴部11利用磁性材料构成，在传感器轴部11的表面如图2所示，沿着圆周方向以相等间隔形成有沿轴向延伸的多个(在图2的示例中为9个)凸筋11a。并且，在凸筋Ila之间形成有槽部lib。
[0059]在传感器轴部11的外侧，与传感器轴部11接近而且与传感器轴部11同轴地配置有圆筒部件12，该圆筒部件12利用导电性而且是非磁性的材料例如铝构成，如图1所示，圆筒部件12的延伸部12e被固定于输出轴2的端部2e的外侧。
[0060]在圆筒部件12中，在与所述传感器轴部11的表面的凸筋Ila面对的位置设有第I窗列，在沿轴向从该第I窗列偏移的位置设有第2窗列，第I窗列由沿圆周方向以相等间隔配置的多个(在图2中为9个)长方形的窗12a构成，第2窗列由与窗12a相同形状的、圆周方向的相位不同的多个(在图2中为9个)长方形的窗12b构成。
[0061]圆筒部件12的外周被轭铁15a和15b包围，这些轭铁保持卷绕有相同规格的检测线圈13a和13b的线圈架18。即，检测线圈13a、13b与圆筒部件12同轴配置，检测线圈13a包围由窗12a构成的第I窗列部分，检测线圈13b包围由窗12b构成的第2窗列部分。
[0062]轭铁15a和15b如图1所示被固定于输入轴侧外壳部5a的内部，检测线圈13a、13b的输出线通过连接器(线圈侧连接器)16而与在输入轴侧外壳部5a的内部配置的电路基板17的连接器(基板侧连接器)19连接。并且，作为其它的方法也可以是，在将线圈前端部分捆起来并焊接固定在压入到线圈架18中的线圈侧端子上的状态下，插入基板通孔中并通过焊接进行连接，但没有图示。在此，以基板侧连接器19为代表的担负电路基板17的电路的电子部件，通过基于回流焊的表面安装或者引线焊接等进行安装。
[0063]图3是表示转矩检测部10的构成部件的立体图。
[0064]线圈架18是由塑料等非导体构成的卷筒状的部件，与输入轴2或输出轴3同轴地被固定于输入轴侧外壳部5a。该线圈架18具有一对凸缘部18a、18b，线圈13a或者线圈13b被卷绕在凸缘部18a、18b之间的槽部18c中。
[0065]在本实施方式的转矩检测部10中，使分别卷绕有线圈13a、13b的相同形状的两个线圈架18相互面对来使用。
[0066]在凸缘部18b的侧面端部形成有后述的端子安装部18e，端子安装部18e构成能够与基板侧连接器19连接的线圈侧连接器16，将在使端子安装部18e位于线圈架18的上端部的状态下的通过线圈架18的中心的垂线作为对称轴，在线对称的位置形成有限制部18cL
[0067]限制部18d由基部和凸部构成，该基部是凸缘部18b的一部分向径向外侧突出形成的，该凸部是在将该基部沿圆周方向进行等分得到的一个区域中朝向线圈架18的轴向外侧突出形成的。即，两个线圈架18形成为如下的构造:在使凸缘部18b面对地将两个线圈架18配置于同一轴上的状态下，两者的限制部18d在圆周方向上抵接，从而决定旋转角度方向的相对位置。
[0068]另外，限制部18d只要相对于一个线圈架18有两个以上即可，其数量能够适当选择。
[0069]端子安装部18e是从凸缘部18b的侧面上端部进一步向径向外侧突出的大致长方体状的部件，在其上表面压入固定有用于与基板侧连接器19连接的两个端子(线圈侧端子)ISfo这两个线圈侧端子18f被平行设置，并以从端子安装部18e的上表面向径向外侧突出的方式进行固定。
[0070]另外，在端子安装部18e的一个侧方部形成有平板状的引导部18g，引导部18g从端子安装部18e的上表面进一步向径向外侧突出。
[0071]在上述方式中，由两个线圈架18的端子安装部18e、线圈侧端子18f和引导部18g构成线圈侧连接器16。
[0072]轭铁15a和15b是相同形状的部件，由圆筒部15d和环状的底部15e构成，圆筒部15d用于外嵌线圈架18，底部15e形成于在被固定于线圈架18时面向轴向外侧的端部，该底部15e的内径为与线圈架18的圆筒部(槽部18c)的内径相同的尺寸。
[0073]另外，轭铁15a和15b在圆筒部15d的与底部15e相反一侧的端部，形成有沿周向相互隔开规定角度的3个凹部15c。将在使端子安装部18e位于线圈架18的上端部的状态下的通过线圈架18的中心的垂线作为对称轴，这3个凹部15c形成于线对称的位置。
[0074]另外，轭铁盖14是大致环状的部件，在其外周面形成有沿周向相互隔开规定角度的3个突起部14a。在将突起部14a嵌合于轭铁15a、15b的凹部15c的状态下，该轭铁盖14被压入于轭铁15a、15b的圆筒部15d的内径。
[0075]S卩，轭铁盖14被压入于轭铁15a、15b时的压入深度由轭铁盖14的突起部14a和轭铁15a、15b的凹部15c限制。具体地讲，设于轭铁15a、15b的凹部15c的轴向深度包括制造公差在内约是轭铁盖14的厚度的一半。
[0076]另外，在轭铁盖14的外周面的轴向端部分别设置圆倒角部(圆角)14bο圆倒角部14b只要设于外周面的至少一部分即可。
[0077]另外，在此，突起部14a和凹部15c分别设置各3个，但能够适当设定突起部14a和凹部15c的设置数量及设置角度。
[0078]如图4所示，在电路基板17安装有基板侧连接器19。基板侧连接器19是具有雌端子的连接器，通过沿基板厚度方向将线圈侧连接器16与该基板侧连接器19连接，能够实现转矩检测部10和电路基板17之间的电连接。另外，作为其它的方法也可以是，在将线圈前端部分捆起来并焊接固定在被压入于线圈架18中的线圈侧端子上的状态下，插入基板通孔中并通过焊接进行连接。
[0079]图5是表示基板侧连接器19的结构的图。
[0080]基板侧连接器19具有端子19a、使端子19a的局部形状成为U字状而成的端子可动部19b、和两个外壳19c。该基板侧连接器19是可动式连接器，端子19a和外壳19c能够借助端子可动部1%的弹性变形构造而独立地移动。
[0081]在装配转矩检测部10时，首先将线圈13a、13b分别卷绕在线圈架18上。在将线圈13a卷绕在线圈架18上时，将线圈13a的前端部分捆起来并通过焊接或者钨极惰性气体保护(TIG)焊接固定在一个线圈侧端子18f上，将线圈13a卷绕在槽部18c上，然后将其末端部分捆起来并通过焊接或者钨极惰性气体保护(TIG)焊接固定在另一个线圈侧端子18f上。这同样适用于线圈13b。
[0082]然后，将卷绕了线圈13a、13b的两个线圈架18分别嵌装在轭铁15a、15b的内侧。并且，如图6所示，以使凸缘部18b隔着轭铁盖14相互面对的方式配置这两个线圈架18，从轴向两侧将轭铁15a、15b压入于轭铁盖14。
[0083]由此，如图7所示，相当于两个的线圈13a、13b成为一体。将成为一体的线圈安装在输入轴侧外壳部5a的内侧。
[0084]此时，轭铁15a、15b的凹部15d和轭铁盖14的突起部14a在轴向上分别抵接，限制轭铁盖14相对于轭铁15a、15b的压入方向的相对位置。并且，设于轭铁15a、15b的凹部15c的轴向深度约是轭铁盖14的厚度的一半，因而能够使在轭铁15a和轭铁15b中的压入量均等。
[0085]另外，一个线圈架18的限制部18d和另一个线圈架18的限制部18d进行嵌合，两个线圈架18借助彼此的限制部18的台阶部分来防止向圆周方向旋转，并且限制相位的偏移。
[0086]并且，通过将两个线圈架18面对地接合起来形成线圈侧连接器16，将该线圈侧连接器16按照图8所示与电路基板17的基板侧连接器19连接。
[0087]在电路基板17安装有构成转矩传感器TS的未图示的转矩运算电路，该转矩运算电路检测两个线圈13a、13b的输出电压，根据该输出电压的差分，检测被赋予给转向轮并传递到输入轴I的操舵转矩。这样，转矩传感器TS对应线圈对的阻抗的变化来检测输入轴I和输出轴2的相对的移位(旋转移位)。
[0088]由转矩传感器TS检测出的操舵转矩被输入给未图示的控制器。控制器除操舵转矩外还输入车速，进行将与这些输入信号对应的操舵辅助力赋予给操舵系统的操舵辅助控制。具体地讲，按照公知的步骤计算用于在电动马达产生上述操舵辅助力的操舵辅助转矩命令值，根据计算出的操舵辅助转矩命令值和马达电流检测值，对供给至电动马达的驱动电流进行反馈控制。这样实施操舵辅助控制。
[0089]另外，在上述方式中，输入轴2、输出轴3及扭杆4对应于旋转轴，线圈13a和13b对应于检测线圈，轭铁15a、15b对应于电磁轭铁。并且，突起部14a和凹部15c对应于压入限制部。
[0090]这样，在本实施方式中，通过将卷绕有检测线圈的两个线圈架18面对配置，并在它们之间夹入轭铁盖14，从轴向两侧将轭铁15a、15b压入于两个线圈架18，由此形成使相当于两个的检测线圈成为一体的构造。即，相对于两个轭铁15a、15b仅有一个轭铁盖14，压入次数为一次。
[0091]因此，与线圈架、轭铁和轭铁盖各设置一个，将轭铁盖分别压入一个轭铁中，再将它们接合的情况相比，能够削减与一个轭铁盖相应的部件数目，相应地能够降低制造成本。并且，也能够削减轭铁盖向轭铁的压入次数，因而能够提高装配性。
[0092]另外，由于设置限制轭铁盖14向轭铁15a、15b的压入深度的压入限制部(突起部14a和凹部15c)，因而能够将一个轭铁盖14的轴向两侧分别压入于轭铁。
[0093]另外，由于在轭铁盖14的外周面的轴向端部设置圆倒角部，因而能够提高轭铁盖14向轭铁15a、15b的压入性。
[0094]并且，在线圈架18设置两个以上的限制部18d，利用该限制部18d进行两个线圈架18的旋转方向的定位，因而能够提高线圈侧端子18f的位置精度。另外，由于在线圈侧端子18f附近设置引导部18g，因而能够提高相对于基板侧连接器19的插入性。这样，能够容易进行与基板侧连接器19的连接。
[0095]另外，由于使用相同形状的两个线圈架18构成转矩检测部10，因而能够削减成型时的模具的数目。并且，由于实现了部件(线圈架18)的共用，因而能够降低制造成本。
[0096]另外，过去的电感式转矩传感器被收纳在电动助力转向装置的齿轮箱内，将线圈侧端子插入于用于进行信号处理的传感器基板的通孔中并进行焊接，由此进行线圈与传感器基板的电连接。可是，近年来以降低环境负荷为背景，开始采用不含铅的无铅焊料，因而在上述的通过焊接进行电连接的方式中，存在质量稳定性下降的问题。
[0097]与此相对，在本实施方式中，线圈和传感器基板的电连接采用连接器。因此，与基于焊接的电连接相比，能够实现质量稳定性的提高。并且，由于能够容易连接线圈和传感器基板，因而能够提尚装配性。
[0098]另外，由于将基板侧连接器19形成为具有接点可动部的可动式连接器，因而能够更容易适当连接两个线圈13a、13b。
[0099]构成转矩传感器TS的线圈大致由两个以上(在本实施方式中为两个)的线圈构成，各线圈的线圈侧端子18f由于装配误差而产生相对位置偏移的可能性比较大。这样，如果产生线圈侧端子18f的相对位置偏移，将有可能不能与基板侧连接器19连接，不能适当实现电连接。
[0100]与此相对，在本实施方式中，由于基板侧连接器19采用使端子19a和外壳19c可以独立地移动的结构，因而能够容易插入各线圈侧端子18f。因此，能够吸收线圈侧端子18f的相对位置偏移并与基板侧连接器19嵌合，能够可靠地实现线圈与传感器基板之间的电连接。
[0101]这样，在装配传感器时，仅将安装了连接器(基板侧连接器19)的基板(电路基板17)插入线圈(转矩检测部10)即可，能够期待装配工序的简化和生产效率的提高。并且，能够实现可靠地确保基板(电路基板17)与线圈(转矩检测部10)的电连接的转矩检测装置(转矩传感器TS )。
[0102]因此，安装了该转矩检测装置的电动助力转向装置能够适当检测操舵转矩，并实施对操舵系统赋予减轻驾驶员的操舵负担的操舵辅助力的操舵辅助控制。
[0103]下面，说明本发明的第2实施方式。
[0104]该第2实施方式在线圈架18设置用于限制端子安装部18e在轴向的移动的移动限制部。
[0105]图9是表示第2实施方式的线圈架18的图。在此仅示出了端子安装部18e附近。
[0106]如该图9所示，与端子安装部18e邻接地形成有凸缘部18b的一部分向径向外侧突出而形成的线圈架凸缘(第I突部)18h。并且，在端子保持部18e形成有沿圆周方向突出的线圈架耳部(第2突部)181
[0107]线圈架凸缘18h如图10所示在装配转矩检测部10时，从各线圈架18的接合面侧与在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e抵接。由此，线圈架凸缘18h限制在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e的在轴向而且向形成有自身的线圈架18侧移动。
[0108]两个线圈架18是相同的部件，是相对于轭铁盖14呈线对称的形状，因而彼此的线圈架凸缘18h限制彼此的端子安装部18e的移动。即，形成为在组装时自然地决定相互间的端子位置精度的构造。
[0109]另外，线圈架耳部18i如图10所示在装配转矩检测部10时，从各线圈架18的接合面的相反侧与在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e的线圈架耳部18i抵接。由此，线圈架耳部18i限制在面对的线圈架18上形成的端子安装部18e的在轴向而且向远离形成有自身的线圈架18的一侧移动。
[0110]这样，利用由线圈架18的凸缘部18b形成的线圈架凸缘18h和作为端子安装部18e的一部分而形成的线圈架耳部18i，对端子安装部18e的轴向位置进行相互限制。因此，能够确保在装配转矩检测部10时的线圈侧端子18f的位置精度。
[0111]因此，即使是为了与具有转矩信号处理部的印制基板电连接，而将线圈侧端子18f嵌合于例如被安装在印制基板上的连接器中时，也能够容易插入线圈侧端子18f，实现装配性的提尚。
[0112]下面，说明本发明的第3实施方式。
[0113]在上述的第2实施方式中，在端子安装部18e设有引导部18g，而该第3实施方式是不具有引导部18g的结构，并且设置用于限制端子安装部18e在轴向的移动的移动限制部。
[0114]图11是表示第3实施方式的线圈架18的图。如该图11所示，在端子安装部18e没有设置引导部18g，除此以外具有与图9所示的线圈架18相同的结构。
[0115]S卩，已装配转矩检测部10的状态如图12所示。在这种情况下，也是利用由线圈架18的凸缘部18b形成的线圈架凸缘18h和作为端子安装部18e的一部分而形成的线圈架耳部18i，对端子安装部18e的轴向位置进行相互限制。因此，能够确保在装配转矩检测部10时的线圈侧端子18f的位置精度。
[0116]并且，在这种情况下，由于不具有引导部18g，因而在与具有转矩信号处理部的印制基板电连接时，也能够采用将线圈侧端子18f插入印制基板的通孔中并进行焊接的方法。此时，能够确保线圈侧端子18f的位置精度，因而能够容易将线圈侧端子18f插入印制基板的通孔中，实现装配性的提高。
[0117]以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于这些实施方式，能够进行各种变更、改进。
[0118]例如，作为转矩检测部10的线圈是采用了一对线圈13a、13b，但也可以采用两对以上的线圈。
[0119]并且，在上述实施方式中，对将电路基板17水平地安装于转矩检测部10的情况进行了说明，但也可以如图13所示，将电路基板17垂直地安装于转矩检测部10。这样，在产品制约尺寸中，能够进行包括连接器的形状在内的布局选择。
[0120]产业上的可利用性
[0121]根据本发明的转矩检测装置，由于将在保持成对的线圈架的两个轭铁中压入的轭铁盖形成为共用部件，因而能够削减部件数目，所以是有用的。并且，能够减少轭铁盖的压入次数，因而能够提高装配性，所以是有用的。
[0122]并且，在具有上述转矩检测装置的电动助力转向装置及车辆中，能够进行可靠性高的操舵辅助控制，所以是有用的。
[0123]标号说明
[0124]I输入轴；2输出轴；3扭杆；5外壳；5a输入轴侧外壳部；5b输出轴侧外壳部；7蜗轮；8蜗杆；TS转矩传感器；10转矩检测部；11传感器轴；12圆筒部件；13a、13b检测线圈；14轭铁盖；15a、15b轭铁；16线圈侧连接器；17电路基板；18线圈架；18a、18b凸缘部；18c槽部；18d限制部；18e端子安装部；18f线圈侧端子；18g引导部；18h线圈架凸缘；18i线圈架耳部；19基板侧连接器；19a端子；19b端子可动部；19c外壳。
【权利要求】
1.一种转矩检测装置，其特征在于，该转矩检测装置具有: 成对的检测线圈，它们的阻抗根据在旋转轴产生的转矩而向彼此相反的方向变化； 两个卷筒状的线圈架，在这两个线圈架上分别卷绕有所述成对的检测线圈； 两个电磁轭铁，它们具有圆筒部，所述两个线圈架分别内嵌并保持于该圆筒部；以及一个轭铁盖，其在被沿轴向相互面对的所述两个电磁轭铁夹着的位置，压入于这两个电磁轭铁的所述圆筒部的内径， 根据所述检测线圈的输出电压检测所述转矩。
2.根据权利要求1所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述转矩检测装置具有压入限制部，该压入限制部限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。
3.根据权利要求2所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述压入限制部由凹部和突起部构成，该凹部形成于所述电磁轭铁的所述圆筒部的轴向端部，并沿轴向凹陷，该突起部形成于所述轭铁盖，且比所述电磁轭铁的内径向径向外侧突出，所述突起部的轴向外侧的端面与所述凹部的底部抵接，由此限制所述轭铁盖相对于所述电磁轭铁的压入深度。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述轭铁盖在外周面的轴向端部具有圆倒角部。
5.根据权利要求1?4中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于， 在各所述线圈架的接合面侧具有限制部，该限制部限制所述线圈架之间的在圆周方向上的相位差。
6.根据权利要求5所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述限制部是在各所述线圈架的接合面侧沿圆周方向排列设置凹部和凸部而形成的台阶。
7.根据权利要求1?6中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于，所述转矩检测装置具有: 端子安装部，其形成于所述线圈架的侧面端部，并安装有与所述检测线圈的前端部分和末端部分连接的端子；以及 移动限制部，其限制所述端子安装部相对于相面对的所述线圈架在轴向移动。
8.根据权利要求7所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述移动限制部由所述线圈架的凸缘部的一部分向径向外侧突出形成的第I突部构成， 使形成于一个线圈架的所述第I突部从各线圈架的接合面侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架侧的移动。
9.根据权利要求7或8所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述移动限制部由所述端子安装部的一部分向圆周方向突出形成的第2突部构成， 使在形成于一个线圈架的所述端子安装部上形成的所述第2突部从各线圈架的接合面的相反侧，与形成于另一个线圈架的所述端子安装部的至少一部分抵接，由此，限制形成于另一个线圈架的所述端子安装部的沿轴向而且向一个线圈架的相反侧的移动。
10.根据权利要求7?9中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于，所述转矩检测装置具有: 电路基板，其具有检测所述检测线圈的输出电压并根据该输出电压检测所述转矩的转矩检测功能； 基板侧连接器，其安装于所述电路基板上；以及 线圈侧连接器，其形成于所述线圈架，具有所述端子安装部和所述端子，并能够与所述基板侧连接器电连接。
11.根据权利要求10所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述基板侧连接器是具有与所述检测线圈相同数量的可动片的连接器。
12.根据权利要求11所述的转矩检测装置，其特征在于， 所述检测线圈是一对，所述基板侧连接器具有两个所述可动片。
13.根据权利要求10?12中任意一项所述的转矩检测装置，其特征在于，所述线圈侧连接器具有: 所述端子，其在该线圈侧连接器相对于所述基板侧连接器的插入方向上竖立设置于所述端子安装部；以及 平板状的引导部，其形成于所述端子安装部的至少一个侧面，并在所述插入方向上突出。
14.一种电动助力转向装置，其特征在于，该电动助力转向装置具有: 电动马达，其对操舵系统赋予减轻驾驶员的操舵负担的操舵辅助力； 权利要求1?13中任意一项所述的转矩检测装置，其检测被输入到转向机构的操舵转矩；以及 马达控制部，其至少根据由所述转矩检测装置检测出的操舵转矩，对所述电动马达进行驱动控制以赋予所述操舵辅助力。
15.—种车辆，其特征在于，该车辆具有权利要求14所述的电动助力转向装置。
【文档编号】G01L3/10GK104520685SQ201380002340
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年3月19日
【发明者】川井康宽, 杉田澄雄, 畑中和幸, 桑原昌树 申请人:日本精工株式会社
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1