JP2014102191A - Torque detection device, electric power steering device and vehicle - Google Patents

Torque detection device, electric power steering device and vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2014102191A
JP2014102191A JP2012255187A JP2012255187A JP2014102191A JP 2014102191 A JP2014102191 A JP 2014102191A JP 2012255187 A JP2012255187 A JP 2012255187A JP 2012255187 A JP2012255187 A JP 2012255187A JP 2014102191 A JP2014102191 A JP 2014102191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
torque
side connector
board
steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012255187A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5617904B2 (en
Inventor
Yasuhiro Kawai
康寛 川井
Masaki Kuwabara
昌樹 桑原
Sumio Sugita
澄雄 杉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2012255187A priority Critical patent/JP5617904B2/en
Publication of JP2014102191A publication Critical patent/JP2014102191A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5617904B2 publication Critical patent/JP5617904B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque detection device capable of achieving the improvement of assemblability and the improvement of quality and an electric power steering device including the toque detection device and a vehicle.SOLUTION: A torque sensor TS includes: a pair of coils 13a and 13b; a coil bobbin 18 wound with the coils 13a and 13b, and stored in yokes 15a and 15b; and a circuit board 17 having a torque detecting function for detecting torque on the basis of the output voltages of the coils 13a and 13b. A substrate side connector 19 is mounted on the circuit board 17, and a coil side connector 16 is formed in the coil bobbin 18. The coil side connector 16 is connected to the substrate side connector 19 so that the coils 13a and 13b can be electrically connected to the circuit board 17.

Description

本発明は、回転軸に発生するトルクを検出するトルク検出装置、そのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置及び車両に関する。   The present invention relates to a torque detection device that detects torque generated on a rotating shaft, an electric power steering device including the torque detection device, and a vehicle.

従来の電動パワーステアリング装置としては、例えば特許文献1に記載の技術がある。この技術は、制御基板に穿設されたスルーホールにトルクセンサの外部接続端子を挿通させてからビス止めし、次いで外部接続端子とスルーホールとを半田付けすることで、制御基板とトルクセンサとを接続するようにしたものである。   As a conventional electric power steering device, for example, there is a technique described in Patent Document 1. In this technique, the external connection terminal of the torque sensor is inserted into the through hole formed in the control board and then screwed, and then the external connection terminal and the through hole are soldered, Are connected.

特開2007−276742号公報JP 2007-276742 A

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術にあっては、トルクセンサを組立てる際、制御基板との接続に半田付けを行う必要があり組立工数がかかる。
また、環境負荷低減を背景として、近年、鉛を含まない鉛フリーはんだが採用されており、当該はんだの特徴である、ぬれ性の低下が起因して、生産タクトが増加したり品質安定性が低下したりする点が懸念される。
そこで、本発明は、組立性の向上と品質向上とを実現することができるトルク検出装置、そのトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置及び車両を提供することを課題としている。
However, in the technique described in Patent Document 1, when assembling the torque sensor, it is necessary to perform soldering for connection to the control board, which requires an assembling man-hour.
In recent years, lead-free solders that do not contain lead have been adopted against the backdrop of reducing the environmental impact, resulting in increased production tacts and quality stability due to the reduced wettability characteristic of the solder. There is concern about the decline.
Therefore, an object of the present invention is to provide a torque detection device that can improve assembly and quality, an electric power steering device including the torque detection device, and a vehicle.

上記課題を解決するために、本発明に係るトルク検出装置の一態様は、回転軸に生じるトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する少なくとも1対の検出コイルと、前記検出コイルの出力電圧を検出し、当該出力電圧に基づいて前記トルクを検出するトルク検出機能を有する回路基板と、を備えるトルク検出装置であって、電磁ヨークと、前記検出コイルがそれぞれ巻き付けられて前記電磁ヨークの内部に保持されるリール状のコイルボビンと、前記回路基板上に実装された基板側コネクタと、前記コイルボビンに形成され、前記検出コイルの先端部分及び終端部分が接続された端子を有し、前記基板側コネクタと電気的接続が可能なコイル側コネクタと、を備えることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, an aspect of the torque detection device according to the present invention includes at least one pair of detection coils whose impedances change in opposite directions according to torque generated on the rotating shaft, and an output voltage of the detection coil. And a circuit board having a torque detection function for detecting the torque based on the output voltage, wherein the electromagnetic yoke and the detection coil are wound around the interior of the electromagnetic yoke. A reel-shaped coil bobbin held by the circuit board, a board-side connector mounted on the circuit board, and a terminal formed on the coil bobbin, to which a front end portion and a terminal end portion of the detection coil are connected, And a coil-side connector capable of electrical connection with the connector.

これにより、コイル側コネクタと基板側コネクタとを接続することにより、検出コイルと回路基板との電気的接続がなされる。このように、コネクタ接続を採用するので、従来のように検出コイルと回路基板とを接続するために半田付けを行う必要がない。そのため、組立工程を簡素化できると共に品質を向上することができる。
また、上記において、前記基板側コネクタは、前記検出コイルと同数の可動片を有するコネクタであってもよい。
Thereby, the detection coil and the circuit board are electrically connected by connecting the coil side connector and the board side connector. As described above, since the connector connection is employed, it is not necessary to perform soldering in order to connect the detection coil and the circuit board as in the prior art. Therefore, the assembly process can be simplified and the quality can be improved.
In the above, the board-side connector may be a connector having the same number of movable pieces as the detection coil.

このように、基板側コネクタを可動式コネクタとすることで、組立誤差に起因してコイル側端子の相対位置ずれが発生した場合であっても、コイル側コネクタを基板側コネクタに確実に接続することができる。
さらに、上記において、前記検出コイルは1対であり、前記基板側コネクタは、2つの前記可動片を有していてもよい。このように、検出コイルを1対(2つ)とするので、組立が容易となると共に、基板側コネクタの構造も簡素化できる。
In this way, by making the board-side connector a movable connector, the coil-side connector is securely connected to the board-side connector even when the relative position shift of the coil-side terminal occurs due to assembly errors. be able to.
Furthermore, in the above, the detection coil may be a pair, and the board-side connector may include the two movable pieces. As described above, since the detection coils are paired (two), the assembly becomes easy and the structure of the board-side connector can be simplified.

また、上記において、前記コイル側コネクタは、前記コイルボビンの側面端部に形成された端子取付部と、前記端子取付部に、当該コイル側コネクタの前記基板側コネクタへの挿入方向に立設された前記端子と、前記端子取付部の少なくとも1つの側面に形成され、前記挿入方向に突出する平板状のガイド部と、を備えていてもよい。
これにより、コイル側コネクタを基板側コネクタに挿入する際の挿入性を向上することができる。また、ガイド部を、コイル側端子を囲む位置に設けることができるので、コイル側端子の保護にもなる。
Further, in the above, the coil side connector is erected in the insertion direction of the coil side connector to the board side connector on the terminal mounting portion formed on the side surface end portion of the coil bobbin and the terminal mounting portion. You may provide the said terminal and the flat guide part which is formed in the at least 1 side surface of the said terminal attachment part, and protrudes in the said insertion direction.
Thereby, the insertion property at the time of inserting a coil side connector in a board | substrate side connector can be improved. Further, since the guide portion can be provided at a position surrounding the coil side terminal, it also protects the coil side terminal.

さらにまた、上記において、対になる前記検出コイルをそれぞれ巻き付けた前記コイルボビンを互いに向かい合わせて組み付けるように構成されており、前記コイルボビンは、円周方向への位相差を規制する規制部を備えていてもよい。
これにより、対になるコイルボビンが円周方向に回転するのを防止し、位相のずれを規制することができる。そのため、コイル側端子の位置を常に所定の位置に保つことができる。したがって、コイル側コネクタを基板側コネクタに確実に接続することができる。
Furthermore, in the above, the coil bobbins around which the detection coils to be paired are wound are assembled so as to face each other, and the coil bobbins include a restricting portion that restricts a phase difference in the circumferential direction. May be.
Thereby, it can prevent that the coil bobbin used as a pair rotates in the circumferential direction, and can control the shift | offset | difference of a phase. Therefore, the position of the coil side terminal can always be kept at a predetermined position. Therefore, the coil side connector can be reliably connected to the board side connector.

また、上記において、前記規制部は、前記各コイルボビンの合わせ面側において軸方向に凹部と凸部とで形成された段差であってもよい。このように、比較的簡易な構成で両コイルボビンの円周方向への位相差を規制することができる。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する上記の何れかのトルク検出装置と、少なくとも前記トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、を備えることを特徴としている。
Moreover, in the above, the said restriction | limiting part may be the level | step difference formed with the recessed part and the convex part in the axial direction in the mating surface side of each said coil bobbin. Thus, the phase difference in the circumferential direction of both coil bobbins can be regulated with a relatively simple configuration.
Another aspect of the electric power steering apparatus according to the present invention is an electric power steering apparatus that applies a steering assist force that reduces a driver's steering burden to a steering system, and detects a steering torque input to a steering mechanism. One of the above torque detection devices, and a motor control unit that drives and controls the electric motor to apply the steering assist force based on at least the steering torque detected by the torque detection device. It is said.

このように、検出コイルと回路基板とをコネクタ接続により確実に接続し、操舵トルクを適切に検出可能なトルク検出装置を用いるので、信頼性の高い電動パワーステアリング装置とすることができる。
さらに、本発明に係る車両の一態様は、上記の電動パワーステアリング装置を備えることを特徴としている。これにより、信頼性の高い操舵補助制御を行うことができる車両とすることができる。
Thus, since the detection coil and the circuit board are securely connected by the connector connection and the torque detection device capable of appropriately detecting the steering torque is used, a highly reliable electric power steering device can be obtained.
Furthermore, one aspect of the vehicle according to the present invention includes the above-described electric power steering device. Thereby, it can be set as the vehicle which can perform highly reliable steering assistance control.

本発明のトルク検出装置では、回路基板に実装された基板側コネクタにコイル側コネクタを挿入するだけで、コイルと回路基板との電気的接続が得られるため、組立工程の簡素化による生産効率の向上と品質向上とを実現することができる。そのため、適切なトルク検出が可能となる。
そして、上記トルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置及び車両では、信頼性の高い操舵補助制御を行うことができる。
In the torque detection device of the present invention, since the coil and the circuit board can be electrically connected by simply inserting the coil side connector into the board side connector mounted on the circuit board, the production efficiency can be improved by simplifying the assembly process. Improvement and quality improvement can be realized. Therefore, appropriate torque detection becomes possible.
And in an electric power steering device and a vehicle provided with the said torque detection apparatus, highly reliable steering assistance control can be performed.

本発明に係るトルク検出装置を備える電動パワーステアリング装置の主要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of an electric power steering apparatus provided with the torque detection apparatus which concerns on this invention. トルク検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a torque detection part. コイルボビンの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a coil bobbin. トルク検出部と回路基板との接続方法を示す図である。It is a figure which shows the connection method of a torque detection part and a circuit board. 回路基板側コネクタを示す図である。It is a figure which shows a circuit board side connector. トルク検出部と回路基板との接続状態を示す図である。It is a figure which shows the connection state of a torque detection part and a circuit board. トルク検出部と回路基板との接続方法の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the connection method of a torque detection part and a circuit board.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態は、本発明に係るトルク検出装置を車両の電動パワーステアリング装置に適用したものである。
図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の主要部を示す断面図である。
図1において、符号5はハウジングであって、このハウジング5は、入力軸側ハウジング部5aと出力軸側ハウジング部5bとに2分割された構造を有する。入力軸側ハウジング部5aの内部には、入力軸1が軸受6aによって回転自在に支持されている。また、出力軸側ハウジング部5bの内部には出力軸2が軸受6b及び6cによって回転自在に支持されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, the torque detection device according to the present invention is applied to an electric power steering device for a vehicle.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of an electric power steering apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a housing. The housing 5 has a structure that is divided into an input shaft side housing portion 5a and an output shaft side housing portion 5b. Inside the input shaft side housing portion 5a, the input shaft 1 is rotatably supported by a bearing 6a. The output shaft 2 is rotatably supported by bearings 6b and 6c in the output shaft side housing portion 5b.

そして、入力軸1及び出力軸2は、入力軸1の内部に配設されたトーションバー3を介して連結されている。
入力軸1、トーションバー3及び出力軸2は同軸に配置されており、入力軸1とトーションバー3とはピン結合し、また、トーションバー3と出力軸2とはスプライン結合している。図1において、入力軸1の突出端には、図示しないステアリングホイールが一体的に取り付けられている。また、出力軸2には入力軸1とは反対側にピニオン軸2aが一体的に形成されており、ピニオン軸2aはラック4と噛合してラックアンドピニオン式ステアリング機構を構成している。
The input shaft 1 and the output shaft 2 are connected via a torsion bar 3 disposed inside the input shaft 1.
The input shaft 1, the torsion bar 3, and the output shaft 2 are arranged coaxially, the input shaft 1 and the torsion bar 3 are pin-coupled, and the torsion bar 3 and the output shaft 2 are spline-coupled. In FIG. 1, a steering wheel (not shown) is integrally attached to the protruding end of the input shaft 1. Further, a pinion shaft 2a is integrally formed on the output shaft 2 on the side opposite to the input shaft 1, and the pinion shaft 2a meshes with the rack 4 to constitute a rack and pinion type steering mechanism.

また、出力軸2には、これと同軸で且つ一体に回転するウォームホイール7が固着されており、図示しない電動モータで駆動されるウォーム8と出力軸側ハウジング部5b内で噛合している。ウォームホイール7は金属製のハブ7aに合成樹脂製の歯部7bが一体的に固定されている。電動モータの回転力は、ウォーム8及びウォームホイール7を介して出力軸2に伝達され、電動モータの回転方向を適宜切り換えることにより、出力軸2に任意の方向の操舵補助トルクが付与される。   Further, a worm wheel 7 that is coaxial and rotates integrally with the output shaft 2 is fixed to the output shaft 2, and meshes with a worm 8 that is driven by an electric motor (not shown) in the output shaft side housing portion 5b. In the worm wheel 7, a synthetic resin tooth portion 7b is integrally fixed to a metal hub 7a. The rotational force of the electric motor is transmitted to the output shaft 2 via the worm 8 and the worm wheel 7, and a steering assist torque in an arbitrary direction is applied to the output shaft 2 by appropriately switching the rotation direction of the electric motor.

次に、入力軸1及び出力軸2間のトルクを検出するトルクセンサ(トルク検出装置)TSを構成するトルク検出部10の構成について説明する。
トルク検出部10は、入力軸1に形成されたセンサシャフト部11と、入力軸側ハウジング部5aの内側に配置された1対の検出コイル13a及び13bと、両者の間に配置された円筒部材12とを備える。
Next, the structure of the torque detection part 10 which comprises the torque sensor (torque detection apparatus) TS which detects the torque between the input shaft 1 and the output shaft 2 is demonstrated.
The torque detection unit 10 includes a sensor shaft portion 11 formed on the input shaft 1, a pair of detection coils 13a and 13b disposed inside the input shaft side housing portion 5a, and a cylindrical member disposed between the two. 12.

センサシャフト部11は磁性材料で構成されており、センサシャフト部11の表面には、図2に示すように、軸方向に延びた複数(図2の例では9個)の凸条11aが円周方向に沿って等間隔に形成されている。また、凸条11aの間には溝部11bが形成されている。
センサシャフト部11の外側には、センサシャフト部11に接近して導電性で且つ非磁性の材料、例えばアルミニウムで構成された円筒部材12がセンサシャフト部11と同軸に配置されており、図1に示すように、円筒部材12の延長部12eは出力軸2の端部2eの外側に固定されている。
The sensor shaft portion 11 is made of a magnetic material, and on the surface of the sensor shaft portion 11, as shown in FIG. 2, a plurality of (9 in the example of FIG. 2) protruding ridges 11 a are circular. It is formed at equal intervals along the circumferential direction. Moreover, the groove part 11b is formed between the protruding items 11a.
A cylindrical member 12 made of a conductive and non-magnetic material such as aluminum is disposed on the outside of the sensor shaft portion 11 so as to be close to the sensor shaft portion 11 and coaxial with the sensor shaft portion 11. As shown, the extension 12 e of the cylindrical member 12 is fixed to the outside of the end 2 e of the output shaft 2.

円筒部材12には、前記したセンサシャフト部11の表面の凸条11aに対向する位置に、円周方向に等間隔に配置された複数個(図2では9個)の長方形の窓12aからなる第1の窓列と、当該第1の窓列から軸方向にずれた位置に、窓12aと同一形状で、円周方向の位相が異なる複数個(図2では9個)の長方形の窓12bからなる第2の窓列とが設けられている。
円筒部材12の外周は、同一規格の検出コイル13a及び13bが捲回されたコイルボビン18を保持するヨーク15a及び15bで包囲されている。即ち、検出コイル13a、13bは円筒部材12と同軸に配置され、検出コイル13aは窓12aからなる第1の窓列部分を包囲し、検出コイル13bは窓12bからなる第2の窓列部分を包囲する。
The cylindrical member 12 includes a plurality (9 in FIG. 2) of rectangular windows 12a arranged at equal intervals in the circumferential direction at positions facing the protrusions 11a on the surface of the sensor shaft portion 11 described above. A plurality of (9 in FIG. 2) rectangular windows 12b having the same shape as the window 12a but having different phases in the circumferential direction at positions shifted from the first window row in the axial direction. And a second window row.
The outer periphery of the cylindrical member 12 is surrounded by yokes 15a and 15b that hold a coil bobbin 18 around which detection coils 13a and 13b of the same standard are wound. That is, the detection coils 13a and 13b are arranged coaxially with the cylindrical member 12, the detection coil 13a surrounds the first window row portion made of the window 12a, and the detection coil 13b has the second window row portion made of the window 12b. Siege.

ヨーク15a及び15bは、図1に示すように、入力軸側ハウジング部5aの内部に固定され、検出コイル13a,13bの出力線はコネクタ(コイル側コネクタ)16を介して入力軸側ハウジング部5aの内部に配置された回路基板17のコネクタ(基板側コネクタ)19に接続されている。ここで、基板側コネクタ19をはじめとして、回路基板17の電気回路を担う電子部品は、リフロー半田付けによる表面実装、若しくはリード半田付け等によって実装されている。   As shown in FIG. 1, the yokes 15a and 15b are fixed inside the input shaft side housing portion 5a, and the output lines of the detection coils 13a and 13b are connected to the input shaft side housing portion 5a via a connector (coil side connector) 16. Is connected to a connector (board-side connector) 19 of a circuit board 17 arranged inside the circuit board 17. Here, the electronic components responsible for the electric circuit of the circuit board 17 including the board-side connector 19 are mounted by surface mounting by reflow soldering or lead soldering.

図3は、コイルボビン18の構成を示す図である。コイルボビン18は、プラスチック等の不導体からなるリール状の部材であって、入力軸側ハウジング部5aに入力軸2や出力軸3と同軸に固定される。このコイルボビン18は、一対のフランジ部18a,18bを有し、フランジ部18a,18bの間の溝部18cには、コイル13a若しくはコイル13bが捲回されるようになっている。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the coil bobbin 18. The coil bobbin 18 is a reel-shaped member made of a non-conductive material such as plastic, and is fixed to the input shaft side housing portion 5a coaxially with the input shaft 2 and the output shaft 3. The coil bobbin 18 has a pair of flange portions 18a and 18b, and the coil 13a or the coil 13b is wound around a groove portion 18c between the flange portions 18a and 18b.

本実施形態のトルク検出部10では、コイル13a,13bがそれぞれ捲回された同一形状の2つのコイルボビン18を、互いに向かい合わせて用いる。
フランジ部18bの側面端部には、基板側コネクタ19と接続可能なコイル側コネクタ16を構成する後述する端子取付部18eが形成されており、端子取付部18eをコイルボビン18の上端部に位置させた状態でのコイルボビン18の中心を通る垂線を対称軸として、線対称の位置には、規制部18dが形成されている。
In the torque detection unit 10 of the present embodiment, two coil bobbins 18 having the same shape around which the coils 13a and 13b are wound are used facing each other.
A terminal mounting portion 18e, which will be described later, constituting the coil-side connector 16 that can be connected to the board-side connector 19 is formed at the side surface end portion of the flange portion 18b. A restricting portion 18d is formed at a line-symmetrical position with a perpendicular passing through the center of the coil bobbin 18 in the bent state as the axis of symmetry.

規制部18dは、フランジ部18bの一部が径方向外側に突出したベース部と、該ベース部を円周方向に等分した一方の領域に、コイルボビン18の軸方向外側に向かって突出形成された凸部とで構成されている。つまり、2つのコイルボビン18を、フランジ部18bを対向させて同一軸上に配置した状態では、円周方向において両者の規制部18dが突き当てられ、回転角度方向の相対位置が決定される構造となっている。
なお、規制部18dは、1つのコイルボビン18に対して2つ以上であれば、その数は適宜選択可能である。
The restricting portion 18d is formed so as to protrude outward in the axial direction of the coil bobbin 18 in a base portion in which a part of the flange portion 18b protrudes radially outward and one region obtained by equally dividing the base portion in the circumferential direction. And a convex portion. In other words, in a state where the two coil bobbins 18 are arranged on the same axis with the flange portion 18b facing each other, both the restricting portions 18d are abutted in the circumferential direction, and the relative position in the rotation angle direction is determined. It has become.
Note that the number of the restricting portions 18d can be appropriately selected as long as it is two or more for one coil bobbin 18.

端子取付部18eは、フランジ部18bの側面上端部からさらに径方向外側に突出する略直方体状の部材であり、その上面には、基板側コネクタ19と接続するための2本の端子(コイル側端子)18fが圧入固定されている。これら2本のコイル側端子18fは平行に配設され、端子取付部18eの上面から径方向外側に突出するように固定されている。
さらに、端子取付部18eの一方の側方部には、端子取付部18eの上面からさらに径方向外側に突出する平板状のガイド部18gが形成されている。
The terminal mounting portion 18e is a substantially rectangular parallelepiped member that protrudes further outward in the radial direction from the upper end of the side surface of the flange portion 18b, and has two terminals (coil side) for connecting to the board side connector 19 on its upper surface. Terminal) 18f is press-fitted and fixed. These two coil side terminals 18f are arranged in parallel and are fixed so as to protrude radially outward from the upper surface of the terminal mounting portion 18e.
Further, on one side portion of the terminal attachment portion 18e, a flat plate-like guide portion 18g that protrudes further radially outward from the upper surface of the terminal attachment portion 18e is formed.

上記において、2つのコイルボビン18の端子取付部18e、コイル側端子18f及びガイド部18gでコイル側コネクタ16を構成している。
また、回路基板17には、図4に示すように基板側コネクタ19が実装されている。基板側コネクタ19はメス端子を有するものであり、この基板側コネクタ19にコイル側コネクタ16が基板厚み方向に接続することにより、トルク検出部10と回路基板17との間の電気的接続が得られる。
In the above, the coil side connector 16 is comprised by the terminal attachment part 18e of the two coil bobbins 18, the coil side terminal 18f, and the guide part 18g.
Further, a board-side connector 19 is mounted on the circuit board 17 as shown in FIG. The board-side connector 19 has female terminals, and the coil-side connector 16 is connected to the board-side connector 19 in the board thickness direction, so that an electrical connection between the torque detector 10 and the circuit board 17 is obtained. It is done.

図5は、基板側コネクタ19の構成を示す図である。
基板側コネクタ19は、端子19aと、端子19aの一部形状をU字にした端子可動部19bと、2つのハウジング19cとを備える。この基板側コネクタ19は、可動式コネクタであって、端子19a及びハウジング19cが端子可動部19bの弾性変形構造により個別に可動するようになっている。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the board-side connector 19.
The board-side connector 19 includes a terminal 19a, a terminal movable portion 19b in which a part of the terminal 19a is U-shaped, and two housings 19c. The board-side connector 19 is a movable connector, and the terminal 19a and the housing 19c are individually movable by the elastic deformation structure of the terminal movable portion 19b.

トルク検出部10を組み立てる際には、先ず、コイル13a,13bをそれぞれコイルボビン18に巻き付ける。コイル13aをコイルボビン18に巻き付ける場合、コイル13aの先端部分を一方のコイル側端子18fに絡げて半田またはティグ溶接で固定し、コイル13aを溝部18cに巻き付けた後、その終端部分を他方のコイル側端子18fに絡げて半田またはティグ溶接で固定する。コイル13bについても同様である。   When the torque detector 10 is assembled, first, the coils 13a and 13b are wound around the coil bobbin 18, respectively. When the coil 13a is wound around the coil bobbin 18, the tip end portion of the coil 13a is wound around one coil side terminal 18f and fixed by soldering or TIG welding, and the coil 13a is wound around the groove portion 18c, and then the terminal end portion is connected to the other coil. It is bound to the side terminal 18f and fixed by soldering or TIG welding. The same applies to the coil 13b.

次に、コイル13a,13bを巻き付けた2つのコイルボビン18を、それぞれヨーク15a,15bの内側に嵌着する。そして、これら2つのコイルボビン18を、フランジ部18bを互いに向かい合わせるように配置して、ヨーク15a,15bを入力軸側ハウジング5aの内側に装着する。
このとき、一方のコイルボビン18における規制部18dと他方のコイルボビン18における規制部18dとが嵌合し、2つのコイルボビン18は互いの規制部18の段差部分により円周方向へ回転することが防止されると共に、位相のずれが規制される。
Next, the two coil bobbins 18 around which the coils 13a and 13b are wound are fitted inside the yokes 15a and 15b, respectively. The two coil bobbins 18 are arranged so that the flange portions 18b face each other, and the yokes 15a and 15b are mounted inside the input shaft side housing 5a.
At this time, the restricting portion 18d of the one coil bobbin 18 and the restricting portion 18d of the other coil bobbin 18 are fitted, and the two coil bobbins 18 are prevented from rotating in the circumferential direction by the stepped portions of the restricting portions 18. In addition, the phase shift is regulated.

そして、2つのコイルボビン18が対向して合わさることでコイル側コネクタ16が形成され、このコイル側コネクタ16を、図6に示すように回路基板17の基板側コネクタ19に接続する。
回路基板17にはトルクセンサTSを構成する図示しないトルク演算回路が搭載されており、このトルク演算回路は、2つのコイル13a,13bの出力電圧を検出し、当該出力電圧の差分に基づいて、ステアリングホイールに付与されて入力軸1に伝達された操舵トルクを検出する。このように、トルクセンサTSは、入力軸1と出力軸2との相対的な変位(回転変位)を、コイル対のインピーダンスの変化に対応させて検出する。
The coil side connector 16 is formed by the two coil bobbins 18 facing each other, and the coil side connector 16 is connected to the board side connector 19 of the circuit board 17 as shown in FIG.
The circuit board 17 is equipped with a torque calculation circuit (not shown) that constitutes the torque sensor TS. This torque calculation circuit detects the output voltages of the two coils 13a and 13b, and based on the difference between the output voltages, A steering torque applied to the steering wheel and transmitted to the input shaft 1 is detected. As described above, the torque sensor TS detects the relative displacement (rotational displacement) between the input shaft 1 and the output shaft 2 in accordance with the change in the impedance of the coil pair.

トルクセンサTSで検出した操舵トルクは、図示しないコントローラに入力される。コントローラは、操舵トルクの他に車速を入力し、これらに応じた操舵補助力を操舵系に付与する操舵補助制御を行う。具体的には、上記操舵補助力を電動モータで発生するための操舵補助トルク指令値を公知の手順で算出し、算出した操舵補助トルク指令値とモータ電流検出値とにより、電動モータに供給する駆動電流をフィードバック制御する。このようにして、操舵補助制御が実施される。
なお、上記において、入力軸2、出力軸3及びトーションバー4が回転軸に対応し、コイル13a及び13bが検出コイルに対応し、ヨーク15a,15bが電磁ヨークに対応している。
The steering torque detected by the torque sensor TS is input to a controller (not shown). The controller inputs a vehicle speed in addition to the steering torque, and performs a steering assist control for applying a steering assist force corresponding to these to the steering system. Specifically, the steering assist torque command value for generating the steering assist force by the electric motor is calculated by a known procedure, and the calculated steering assist torque command value and the motor current detection value are supplied to the electric motor. Feedback control of drive current. In this way, steering assist control is performed.
In the above, the input shaft 2, the output shaft 3, and the torsion bar 4 correspond to the rotation shaft, the coils 13a and 13b correspond to the detection coil, and the yokes 15a and 15b correspond to the electromagnetic yoke.

ところで、従来、インダクタンス式トルクセンサは、電動パワーステアリング装置におけるギアボックス内に収められ、コイル側端子を、信号処理を行うためのセンサ基板のスルーホールに挿入、半田付けされることで、コイルとセンサ基板との電気的接続が行われている。ところが、近年、環境負荷低減を背景として、鉛を含まない鉛フリーはんだが採用されていることから、上記のように半田付けによる電気的接続を行うものでは品質安定の低下といった課題がある。   By the way, conventionally, an inductance torque sensor is housed in a gear box in an electric power steering apparatus, and a coil side terminal is inserted into a through hole of a sensor board for performing signal processing and soldered, thereby Electrical connection with the sensor substrate is made. However, in recent years, lead-free solder that does not contain lead has been adopted against the background of reducing environmental burdens. Therefore, in the case where electrical connection is performed by soldering as described above, there is a problem of deterioration in quality stability.

これに対して、本実施形態では、コイルとセンサ基板との電気的接続にコネクタを用いる。したがって、半田付けによる電気的接続と比較して、品質安定性の向上を図ることができる。また、コイルとセンサ基板とを容易に接続することができるので、組立性を向上させることができる。
また、コイルボビン18に2つ以上の規制部18dを設け、当該規制部18dにより2つのコイルボビン18の回転方向の位置決めをするため、コイル側端子18fの位置精度を向上させることができる。さらに、コイル側端子18f付近には、ガイド部18gを設けているため、基板側コネクタ19に対する挿入性を向上させることができる。このように、基板側コネクタ19との接続を容易に行うことができる。
On the other hand, in this embodiment, a connector is used for electrical connection between the coil and the sensor substrate. Therefore, quality stability can be improved as compared with electrical connection by soldering. In addition, since the coil and the sensor substrate can be easily connected, the assemblability can be improved.
Further, since two or more restricting portions 18d are provided on the coil bobbin 18, and the two coil bobbins 18 are positioned in the rotational direction by the restricting portions 18d, the position accuracy of the coil-side terminal 18f can be improved. Furthermore, since the guide portion 18g is provided in the vicinity of the coil side terminal 18f, the insertability with respect to the board side connector 19 can be improved. Thus, the connection with the board side connector 19 can be easily performed.

さらに、同一形状の2つのコイルボビン18を用いてトルク検出部10を構成するので、成型時の型の点数を削減できる。また、部品(コイルボビン18)の共通化が図れるので、製造コストを低減することができる。
また、基板側コネクタ19を、接点可動部を有する可動式コネクタとするので、2つのコイル13a,13bをより容易且つ適切に接続することができる。
Furthermore, since the torque detection part 10 is comprised using the two coil bobbins 18 of the same shape, the number | score of the type | mold at the time of shaping | molding can be reduced. In addition, since the parts (coil bobbins 18) can be shared, the manufacturing cost can be reduced.
Further, since the board-side connector 19 is a movable connector having a contact movable part, the two coils 13a and 13b can be connected more easily and appropriately.

トルクセンサTSを構成するコイルは概ね2つ以上(本実施形態では2つ)で構成されており、各コイルのコイル側端子18fは、組立誤差に起因して相対位置ずれが発生する可能性が高い。このように、コイル側端子18fの相対位置ずれが発生すると、基板側コネクタ19に接続できず、適切に電気的接続が得られないおそれがある。
これに対して、本実施形態では、基板側コネクタ19を、端子19a及びハウジング19cが個別に可動する構成とするので、各々のコイル側端子18fを容易に挿入できることができる。したがって、コイル側端子18fの相対位置ずれを吸収しつつ基板側コネクタ19と嵌合することができ、コイルとセンサ基板との間の電気的接続を確実に得ることができる。
There are generally two or more coils (two in this embodiment) that constitute the torque sensor TS, and the coil-side terminal 18f of each coil may cause a relative displacement due to an assembly error. high. As described above, when the relative position shift of the coil side terminal 18f occurs, the coil side terminal 18f cannot be connected to the board side connector 19, and there is a possibility that proper electrical connection cannot be obtained.
On the other hand, in the present embodiment, the board-side connector 19 is configured such that the terminal 19a and the housing 19c are individually movable, so that each coil-side terminal 18f can be easily inserted. Therefore, the board side connector 19 can be fitted while absorbing the relative positional deviation of the coil side terminal 18f, and the electrical connection between the coil and the sensor board can be reliably obtained.

このように、センサ組立時は、コネクタ(基板側コネクタ19)が実装された基板(回路基板17)をコイル(トルク検出部10)に対して挿入するだけでよく、組立工程の簡素化及び生産効率の向上が期待できる。また、基板(回路基板17)とコイル(トルク検出部10)との電気的接続を確実に確保することができるトルク検出装置(トルクセンサTS)とすることができる。
したがって、本トルク検出装置を搭載した電動パワーステアリング装置では、適切に操舵トルクを検出し、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する操舵補助制御を実施することができる。
Thus, at the time of assembling the sensor, it is only necessary to insert the board (circuit board 17) on which the connector (board side connector 19) is mounted into the coil (torque detection unit 10). Increased efficiency can be expected. Moreover, it is possible to provide a torque detection device (torque sensor TS) that can ensure electrical connection between the substrate (circuit substrate 17) and the coil (torque detection unit 10).
Therefore, in the electric power steering apparatus equipped with the present torque detection apparatus, it is possible to perform steering assist control that appropriately detects the steering torque and applies a steering assist force that reduces the driver's steering burden to the steering system.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、トルク検出部10のコイルとして1対のコイル13a、13bを用いているが、2対以上のコイルを用いるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、回路基板17をトルク検出部10に水平に取り付ける場合について説明したが、図7に示すように、回路基板17をトルク検出部10に垂直に取り付けることも可能である。このように、製品制約サイズの中でコネクタの形状も含めてレイアウトの選択ができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to this, A various change and improvement can be performed.
For example, although a pair of coils 13a and 13b are used as the coils of the torque detector 10, two or more pairs of coils may be used.
Moreover, although the case where the circuit board 17 was attached to the torque detection part 10 horizontally was demonstrated in the said embodiment, as shown in FIG. 7, it is also possible to attach the circuit board 17 to the torque detection part 10 perpendicularly | vertically. In this way, the layout including the shape of the connector can be selected within the product constraint size.

1…入力軸、2…出力軸、3…トーションバー、5…ハウジング、5a…入力軸側ハウジング部、5b…出力軸側ハウジング部、7…ウォームホイール、8…ウォーム、TS…トルクセンサ、10…トルク検出部、11…センサシャフト、12…円筒部材、13a,13b…検出コイル、15a,15b…ヨーク、16…コイル側コネクタ、17…回路基板、18…コイルボビン、18a,18b…フランジ部、18c…溝部、18d…規制部、18e…端子取付部、18f…コイル側端子、18g…ガイド部、19…基板側コネクタ、19a…端子、19b…端子可動部、19c…ハウジング   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input shaft, 2 ... Output shaft, 3 ... Torsion bar, 5 ... Housing, 5a ... Input shaft side housing part, 5b ... Output shaft side housing part, 7 ... Worm wheel, 8 ... Worm, TS ... Torque sensor, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Torque detection part, 11 ... Sensor shaft, 12 ... Cylindrical member, 13a, 13b ... Detection coil, 15a, 15b ... Yoke, 16 ... Coil side connector, 17 ... Circuit board, 18 ... Coil bobbin, 18a, 18b ... Flange part, 18c ... groove, 18d ... regulating part, 18e ... terminal mounting part, 18f ... coil side terminal, 18g ... guide part, 19 ... board side connector, 19a ... terminal, 19b ... terminal movable part, 19c ... housing

Claims (8)

回転軸に生じるトルクに応じて互いに逆方向にインピーダンスが変化する少なくとも1対の検出コイルと、前記検出コイルの出力電圧を検出し、当該出力電圧に基づいて前記トルクを検出するトルク検出機能を有する回路基板と、を備えるトルク検出装置であって、
電磁ヨークと、前記検出コイルがそれぞれ巻き付けられて前記電磁ヨークの内部に保持されるリール状のコイルボビンと、
前記回路基板上に実装された基板側コネクタと、
前記コイルボビンに形成され、前記検出コイルの先端部分及び終端部分が接続された端子を有し、前記基板側コネクタと電気的接続が可能なコイル側コネクタと、を備えることを特徴とするトルク検出装置。
At least a pair of detection coils whose impedances change in opposite directions according to the torque generated on the rotating shaft, and a torque detection function for detecting the output voltage of the detection coil and detecting the torque based on the output voltage A torque detection device comprising a circuit board,
An electromagnetic yoke, and a reel-shaped coil bobbin around which the detection coil is wound and held inside the electromagnetic yoke;
A board-side connector mounted on the circuit board;
A torque detection device comprising: a coil-side connector formed on the coil bobbin and having a terminal to which a front end portion and a terminal end portion of the detection coil are connected, and capable of being electrically connected to the board-side connector. .
前記基板側コネクタは、前記検出コイルと同数の可動片を有するコネクタであることを特徴とする請求項1に記載のトルク検出装置。   The torque detection device according to claim 1, wherein the board-side connector is a connector having the same number of movable pieces as the detection coil. 前記検出コイルは1対であり、前記基板側コネクタは、2つの前記可動片を有することを特徴とする請求項2に記載のトルク検出装置。   The torque detection device according to claim 2, wherein the detection coil is a pair, and the board-side connector includes the two movable pieces. 前記コイル側コネクタは、前記コイルボビンの側面端部に形成された端子取付部と、前記端子取付部に、当該コイル側コネクタの前記基板側コネクタへの挿入方向に立設された前記端子と、前記端子取付部の少なくとも1つの側面に形成され、前記挿入方向に突出する平板状のガイド部と、を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のトルク検出装置。   The coil-side connector includes a terminal mounting portion formed at a side surface end of the coil bobbin, the terminal erected in the insertion direction of the coil-side connector into the board-side connector, and the terminal mounting portion, The torque detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a flat plate-shaped guide portion that is formed on at least one side surface of the terminal mounting portion and protrudes in the insertion direction. 対になる前記検出コイルをそれぞれ巻き付けた前記コイルボビンを互いに向かい合わせて組み付けるように構成されており、
前記コイルボビン間の円周方向への位相差を規制する規制部を備えることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のトルク検出装置。
The coil bobbins around which the detection coils to be paired are wound are assembled so as to face each other.
The torque detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a restriction portion that restricts a phase difference between the coil bobbins in a circumferential direction.
前記規制部は、前記各コイルボビンの合わせ面側において円周方向に凹部と凸部とを並設した段差であることを特徴とする請求項5に記載のトルク検出装置。   6. The torque detecting device according to claim 5, wherein the restricting portion is a step in which a concave portion and a convex portion are arranged side by side in a circumferential direction on the mating surface side of each coil bobbin. 操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置であって、
ステアリング機構に入力される操舵トルクを検出する前記請求項1〜6の何れか1項に記載のトルク検出装置と、
少なくとも前記トルク検出装置で検出した操舵トルクに基づいて、前記操舵補助力を付与すべく前記電動モータを駆動制御するモータ制御部と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering device that applies a steering assist force to reduce a steering burden on a driver to a steering system,
The torque detection device according to any one of claims 1 to 6, which detects a steering torque input to a steering mechanism,
An electric power steering apparatus comprising: a motor control unit that drives and controls the electric motor to apply the steering assist force based on at least a steering torque detected by the torque detection apparatus.
前記請求項7に記載の電動パワーステアリング装置を備えることを特徴とする車両。   A vehicle comprising the electric power steering device according to claim 7.
JP2012255187A 2012-11-21 2012-11-21 Torque detection device, electric power steering device, and vehicle Expired - Fee Related JP5617904B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012255187A JP5617904B2 (en) 2012-11-21 2012-11-21 Torque detection device, electric power steering device, and vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012255187A JP5617904B2 (en) 2012-11-21 2012-11-21 Torque detection device, electric power steering device, and vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014102191A true JP2014102191A (en) 2014-06-05
JP5617904B2 JP5617904B2 (en) 2014-11-05

Family

ID=51024805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012255187A Expired - Fee Related JP5617904B2 (en) 2012-11-21 2012-11-21 Torque detection device, electric power steering device, and vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5617904B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016181923A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 日本精工株式会社 Torque detecting device, electric power steering device, and vehicle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109411179B (en) * 2018-11-14 2021-03-02 立讯精密工业(昆山)有限公司 Coil framework

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241340A (en) * 1993-02-16 1994-08-30 Nachi Fujikoshi Corp Solenoid valve
JPH0678833U (en) * 1993-04-12 1994-11-04 株式会社ユニシアジェックス Magnetostrictive torque sensor
JPH113745A (en) * 1997-06-12 1999-01-06 Japan Aviation Electron Ind Ltd Floating connector
JP2006329685A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Hitachi Ltd Torque sensor
JP2008111804A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Mitsuba Corp Torque detection sensor
JP2008304201A (en) * 2007-06-05 2008-12-18 Hitachi Ltd Torque sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241340A (en) * 1993-02-16 1994-08-30 Nachi Fujikoshi Corp Solenoid valve
JPH0678833U (en) * 1993-04-12 1994-11-04 株式会社ユニシアジェックス Magnetostrictive torque sensor
JPH113745A (en) * 1997-06-12 1999-01-06 Japan Aviation Electron Ind Ltd Floating connector
JP2006329685A (en) * 2005-05-24 2006-12-07 Hitachi Ltd Torque sensor
JP2008111804A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Mitsuba Corp Torque detection sensor
JP2008304201A (en) * 2007-06-05 2008-12-18 Hitachi Ltd Torque sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016181923A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 日本精工株式会社 Torque detecting device, electric power steering device, and vehicle
JP6048631B1 (en) * 2015-05-14 2016-12-21 日本精工株式会社 Torque detection device, electric power steering device, and vehicle
US9771104B2 (en) 2015-05-14 2017-09-26 Nsk Ltd. Torque detection device, electric power steering device, and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP5617904B2 (en) 2014-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014147687A1 (en) Torque detection device, electric power steering device, and vehicle
CN108093665B (en) Brushless motor, and electric power steering device and vehicle having the same
KR101028979B1 (en) Torque sensor
JP5563513B2 (en) Electric power steering device
JP2015142429A (en) Brushless motor and electric power steering device
JP2014169079A (en) Electric power steering device
JP5617904B2 (en) Torque detection device, electric power steering device, and vehicle
JP5776811B2 (en) Torque detection device, electric power steering device, and vehicle
CN101395055B (en) Torque sensor
JP2014013730A (en) Circuit board with relay connector, electronic control unit, electric power steering device, and vehicle
JP2012201294A (en) Electric power steering device and assembling method thereof
JP5034266B2 (en) Torque sensor
US9771104B2 (en) Torque detection device, electric power steering device, and vehicle
JP4988363B2 (en) Torque sensor
JP5304710B2 (en) Electric power steering apparatus and assembly method thereof
WO2023042713A1 (en) Method for manufacturing drive device, and drive device
JP2007232602A5 (en)
WO2023181529A1 (en) Torque sensor and method for manufacturing torque sensor
JP2024024355A (en) Steering system for vehicle and torque value correction system
JP2007333678A (en) Torque sensor
US11370476B2 (en) Drive device
JP2011245977A (en) Electric power steering apparatus
JP2008111804A (en) Torque detection sensor
JP6248173B2 (en) Electric power steering device
JP2015133824A (en) Brushless motor and electric power steering device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140319

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140819

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140901

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5617904

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees