JP5002981B2

JP5002981B2 - Torque sensor

Info

Publication number: JP5002981B2
Application number: JP2006055717A
Authority: JP
Inventors: 信治秋山; 浩一佐藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP2007230413A; CN101395055B; CN101395055A

Abstract

Detection coils (15p, 15q) detect a change in magnetic reluctance between each window (23a) of a cylindrical member (23) made of a non-magnetic material and an output shaft (2) made of a magnetic material, and steering torque is detected by detecting the change in magnetic reluctance as a change in the inductance of detection coils (15p, 15q). Coil yokes (16P, 16Q) are coaxially and rotatably disposed on the outer periphery of the cylindrical member (23), and the L-shaped forward ends of output terminals (15a1, 15a2) are inserted in through-holes (18). The construction facilitates assembly of the detection coils into a gear box and enables the forward ends of the output terminals to be accurately arranged. The forward ends of the output terminals are on the inside of the movement paths of the outer periphery of terminal holding parts (16P1, 16Q1), so that interference of the output terminals with other parts is prevented. Further, because an output terminal (215a) of a detection coil (215) is formed vertical to the through-holes (18), the detection coil can be easily and directly connected to a control module, so that the gear box can be disposed in an engine room with high space efficiency. The output terminal (215a) uses a round pin, and the forward end of the terminal is processed by a bending punch and a die.

Description

この発明は、入力軸と出力軸との間の捩じれによりトルクを検出するトルクセンサ、特に車両用の電動パワーステアリング装置に適用されるトルクセンサの構造に関する。 The present invention relates to a torque sensor that detects torque by twisting between an input shaft and an output shaft, and more particularly to a structure of a torque sensor applied to an electric power steering device for a vehicle.

車両用の電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルと操舵機構とを連結するステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出し、検出された操舵トルクと車速センサで検出された車速とに基づいてモータの出力を制御し、モータの駆動力をギアその他の減速機構によりステアリングシャフトに伝達して操向ハンドルの操舵トルクを適正に補助するように構成されている。 An electric power steering device for a vehicle detects a steering torque generated in a steering shaft connecting a steering handle and a steering mechanism, and outputs a motor based on the detected steering torque and a vehicle speed detected by a vehicle speed sensor. And the driving force of the motor is transmitted to the steering shaft by a gear or other speed reduction mechanism to appropriately assist the steering torque of the steering wheel.

このような電動パワーステアリング装置の制御装置では、操舵トルクを検出するトルク検出回路、検出された操舵トルクに基づいてモータ電流の大きさを制御する制御回路、制御回路から出力されたモータ電流の制御値に基づいて決定されたデューテイ比によりモータを駆動するモータ駆動回路など複数の回路が必要とされ、それぞれの回路は、センサモジュール、制御モジュール、パワーモジュールなどの複数の回路モジュールにまとめられ、ステアリング装置のギヤボックス付近にそれぞれ個別に配置されていたが、部品点数及び組立工数が増加するという不都合があった。このため、これら複数の回路モジュールをさらに集約してステアリング装置のギヤボックスに取付けるようにしたものがある。 In such a control device for an electric power steering device, a torque detection circuit for detecting steering torque, a control circuit for controlling the magnitude of motor current based on the detected steering torque, and control of motor current output from the control circuit A plurality of circuits such as a motor drive circuit that drives a motor with a duty ratio determined based on the value is required, and each circuit is integrated into a plurality of circuit modules such as a sensor module, a control module, and a power module, and steering Although it was individually arranged in the vicinity of the gear box of the apparatus, there was a disadvantage that the number of parts and the number of assembly steps increased. For this reason, there are some in which these plural circuit modules are further integrated and attached to the gear box of the steering device.

一方、トルクセンサとしてはステアリングシャフトに繋がるトーションバーの捩り角に応じて変化する磁気抵抗を、インダクタンスの変化として検出する検出コイルを使用するものがあり、上記したような構成のギヤボックスを使用する場合は、検出コイルを収容したコイルヨークを前記ギヤボックスに接近して配置し、検出コイルの端子を回路モジュールに接続するように構成されたものが知られている（特許文献１参照）。 On the other hand, some torque sensors use a detection coil that detects, as an inductance change, a magnetic resistance that changes according to the torsion angle of the torsion bar connected to the steering shaft, and uses a gear box configured as described above. In such a case, a configuration is known in which a coil yoke accommodating a detection coil is disposed close to the gear box and a terminal of the detection coil is connected to a circuit module (see Patent Document 1).

図５は上記した構成を備えたギヤボックスの断面図であり、図６はその検出コイルの端子を回路モジュールに接続する接続部分の拡大断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a gear box having the above-described configuration, and FIG.

図５及び図６を参照して、トルク検出部の構成と動作を簡単に説明する。ハウジング１０１の内部には、トーションバー１０４を介して連結された入力軸１０２及び出力軸１０３が配置され、出力軸１０３は玉軸受１０５ａ、１０５ｂにより回転自在に支持されている。入力軸１０２、トーションバー１０４、出力軸１０３は同軸に配置され、入力軸１０２とトーションバー１０４とはスプライン結合し、トーションバー１０４と出力軸１０３とはピン結合している。 With reference to FIG.5 and FIG.6, the structure and operation | movement of a torque detection part are demonstrated easily. An input shaft 102 and an output shaft 103 connected via a torsion bar 104 are disposed inside the housing 101, and the output shaft 103 is rotatably supported by ball bearings 105a and 105b. The input shaft 102, the torsion bar 104, and the output shaft 103 are arranged coaxially, the input shaft 102 and the torsion bar 104 are spline-coupled, and the torsion bar 104 and the output shaft 103 are pin-coupled.

出力軸１０３にはウォームホイール１０６が結合されており、ウォームホイール１０６は電動モータ１０７の軸１０７ａに結合されたウォーム１０７ｂと噛合している。 A worm wheel 106 is coupled to the output shaft 103, and the worm wheel 106 meshes with a worm 107 b coupled to the shaft 107 a of the electric motor 107.

入力軸１０２の端部に固定されたスリーブ１０２Ａには、その端部にアルミニウム等の非磁性材料から構成され、円周方向に等間隔に配置された複数の窓１０８ａ、１０８ｂを備えた円筒部材１０８が固定されている。一方、出力軸１０３は磁性材料から構成され、前記円筒部材１０８の複数の窓１０８ａ、１０８ｂに対応する位置に複数の凸部１０３Ａ、１０３Ｂが形成されている。また、ハウジング１０１の内部には検出コイルＬ１、Ｌ２を備えたコイルヨーク１０９Ａ、１０９Ｂが前記円筒部材１０８の外周に同軸に配置されている。 The sleeve 102A fixed to the end of the input shaft 102 has a cylindrical member provided with a plurality of windows 108a and 108b made of a nonmagnetic material such as aluminum at the end and arranged at equal intervals in the circumferential direction. 108 is fixed. On the other hand, the output shaft 103 is made of a magnetic material, and a plurality of convex portions 103A and 103B are formed at positions corresponding to the plurality of windows 108a and 108b of the cylindrical member 108. In addition, coil yokes 109 </ b> A and 109 </ b> B including detection coils L <b> 1 and L <b> 2 are disposed coaxially on the outer periphery of the cylindrical member 108 inside the housing 101.

以上の構成において、入力軸１０２に回転力が作用すると、トーションバー１０４を介して出力軸１０３に伝達され、トーションバー１０４に発生する捩じれにより、前記入力軸側の円筒部材１０８の複数の窓１０８ａ、１０８ｂと、出力軸側の複数の凸部１０３Ａ、１０３Ｂとの間にずれが生じ、非磁性材料からなる入力軸１０２側の円筒部材の複数の窓１０８ａ、１０８ｂを通じて露出する複数の磁性材料からなる出力軸１０３側の凸部１０３Ａ、１０３Ｂの面積が増加或いは減少し、検出コイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスが増加或いは減少する。検出コイルＬ１、Ｌ２のインダクタンスの変化を検出することで、トーションバー１０４に発生する捩じれの大きさ、即ち入力軸１０２に作用したトルクの大きさを検出することができる。 In the above configuration, when a rotational force acts on the input shaft 102, it is transmitted to the output shaft 103 via the torsion bar 104, and twisted in the torsion bar 104, thereby causing a plurality of windows 108 a of the cylindrical member 108 on the input shaft side. 108b and the plurality of convex portions 103A and 103B on the output shaft side, and the plurality of magnetic materials exposed through the plurality of windows 108a and 108b of the cylindrical member on the input shaft 102 side made of a nonmagnetic material are generated. The areas of the convex portions 103A and 103B on the output shaft 103 side increase or decrease, and the inductances of the detection coils L1 and L2 increase or decrease. By detecting changes in the inductances of the detection coils L1 and L2, it is possible to detect the magnitude of torsion occurring in the torsion bar 104, that is, the magnitude of torque acting on the input shaft 102.

検出コイルの端子を回路モジュールに接続する接続部分を、図６を参照して説明する。１１４は回路モジュールの回路基板、１１５、１１６は検出コイルＬ１、Ｌ２の端子ピンである。図６から明らかなように、検出コイルの端子や回路基板は、入力軸及び出力軸の軸心方向に平行に配置されているが、これは検出コイルや回路基板の構造によるものである。
特開平９−１０１２１２２号公報。 A connection portion for connecting the terminal of the detection coil to the circuit module will be described with reference to FIG. Reference numeral 114 denotes a circuit board of the circuit module, and 115 and 116 denote terminal pins of the detection coils L1 and L2. As is apparent from FIG. 6, the terminals of the detection coil and the circuit board are arranged in parallel to the axial direction of the input shaft and the output shaft. This is due to the structure of the detection coil and the circuit board.
JP-A-9-1012122.

しかしながら、上記したように回路基板を入力軸及び出力軸の軸心方向に平行に配置すると、ギヤボックスの入力軸及び出力軸の軸方向長さが長くなり、ギヤボックスを狭いエンジンルーム内に配置することが求められるとき、スペースの点で不利であるばかりでなく、ステアリングシャフトの途中に設置が義務づけられている衝撃吸収機構の衝撃吸収ストロークを十分に確保することが困難になる等の不都合がある。この発明は上記課題を解決することを目的とするものである。 However, if the circuit board is arranged parallel to the axial center direction of the input shaft and the output shaft as described above, the axial length of the input shaft and the output shaft of the gear box becomes long, and the gear box is arranged in a narrow engine room. When it is required to do so, it is not only disadvantageous in terms of space, but also disadvantageous in that it is difficult to ensure a sufficient shock absorbing stroke of the shock absorbing mechanism that is required to be installed in the middle of the steering shaft. is there. The present invention aims to solve the above problems.

上記課題を解決するために、本願発明の電動パワーステアリング装置のトルクセンサは、操舵トルクにより発生する同軸に配置された入力軸と出力軸との間の捩じれをインダクタンスの変化として検出する検出コイルと、前記検出コイルから出力される検出信号を処理する制御モジュールとを備える電動パワーステアリング装置のトルクセンサであって、前記制御モジュールの回路基板は前記入力軸及び出力軸の軸心方向に対して垂直に配置され、前記検出コイルの出力端子は、検出コイルに接続されてこの検出コイルの外周面から垂直に伸びる基部と、この基部に対して直角に折り曲げられてＬ字状をなすように形成されるとともに前記制御モジュールを装着する時には、この制御モジュールの回路基板のスルーホールに、当該回路基板に対して垂直方向に挿入することにより、直接接続されるところの先端部とから構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置のトルクセンサである。
In order to solve the above-described problems, a torque sensor for an electric power steering apparatus according to the present invention includes a detection coil that detects torsion between an input shaft and an output shaft that are coaxially arranged and generated by steering torque as a change in inductance. A torque sensor of an electric power steering apparatus comprising a control module for processing a detection signal output from the detection coil, wherein the circuit board of the control module is perpendicular to the axial direction of the input shaft and the output shaft disposed, the output terminal of the detection coil, a base portion extending perpendicularly connected to the detection coil from the outer peripheral surface of the detection coil, is formed into an L-shape bent at a right angle to the base when mounting the Rutotomoni the control module, the through hole of the circuit board of the control module, on the circuit board By inserting the vertical direction by a torque sensor of the electric power steering apparatus characterized by being composed of a tip of where it is directly connected.

また、前記検出コイルの出力端子は断面が丸い丸ピンとするとよい。 The output terminal of the detection coil may be a round pin having a round cross section.

さらに、前記検出コイルの出力端子は、折曲げパンチとダイを使用して先端部が基部に対して直角に折り曲げＬ字状に形成するとよい。 Further, the output terminal of the detection coil may be formed in an L-shape by bending the tip at a right angle to the base using a bending punch and a die.

以上説明したとおり、本願発明の電動パワーステアリング装置のトルクセンサは、制御モジュールの回路基板が入力軸及び出力軸の軸心方向に対して垂直に配置されるから、スペース効率がよくステアリング機構に必要な衝撃吸収機構の衝撃吸収ストロークを十分に確保できる。そして、トルクセンサの検出コイルの出力端子は先端部がＬ字状に折り曲げられて制御モジュールの回路基板に対して垂直に形成されるから、制御モジュールを装着する時には、この制御モジュールの回路基板のスルーホールに、回路基板に対して垂直方向に挿入することにより、検出コイルと制御モジュールとを容易に直接接続することができる。 As described above, the torque sensor of the electric power steering device according to the present invention has a space efficiency and is necessary for the steering mechanism because the circuit board of the control module is arranged perpendicular to the axial direction of the input shaft and the output shaft. A sufficient shock absorbing stroke of the shock absorbing mechanism can be secured. And since the output terminal of the detection coil of the torque sensor is bent perpendicularly to the circuit board of the control module with the tip portion bent into an L shape, when mounting the control module, the circuit board of the control module By inserting the through-hole in a direction perpendicular to the circuit board, the detection coil and the control module can be easily connected directly.

また、検出コイルの出力端子には断面が丸い丸ピンを使用することで、先端部の折り曲げ加工に折曲げパンチとダイを使用するとき、丸ピンがダイに線接触するので精度よく曲げ加工を行うことができる。 In addition, by using a round pin with a round cross section for the output terminal of the detection coil, when using a bending punch and die for bending the tip, the round pin comes into line contact with the die, so the bending process can be performed accurately. It can be carried out.

以下、この発明を、電動パワーステアリング装置に適用した実施の形態について説明する。図１は電動パワーステアリング装置の主要構成部を分解した斜視図、図２はトルク検出コイルとこれに関連する部材を説明する斜視図である。なお、図面が繁雑になることを避けるため、ステアリングシャフト、これに連結される入力軸及び出力軸、減速機構などは図示を省略してある。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electric power steering apparatus will be described. FIG. 1 is an exploded perspective view of main components of the electric power steering apparatus, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a torque detection coil and members related thereto. Note that the steering shaft, the input and output shafts connected to the steering shaft, the speed reduction mechanism, and the like are not shown in order to avoid complicated drawings.

図１及び図２において、１１はステアリング装置のギアボックス、１２はモータである。図示されていないが、ギアボックス１１の内部にはステアリングシャフトに連結された筒状の入力軸と、その内部に同軸に配置されたトーションバー、及びトーションバーに連結され入力軸と同軸に配置された出力軸が、矢印ａ方向に貫通して回転自在に支承されており、出力軸には図示されていないウォームホイールが結合している。なお、矢印ａの右下側が入力軸側、左上側が出力軸側となる。入力軸、トーションバー及び出力軸の構成、及びトルクセンサの構成は、図５及び図６を参照して説明した従来の構成と類似した公知の構成であるから、詳細な説明は省略する。 1 and 2, reference numeral 11 denotes a gear box of the steering device, and 12 denotes a motor. Although not shown in the figure, the gear box 11 has a cylindrical input shaft connected to the steering shaft, a torsion bar coaxially disposed therein, and a torsion bar coaxially disposed with the input shaft. The output shaft is rotatably supported through the arrow a, and a worm wheel (not shown) is coupled to the output shaft. The lower right side of the arrow a is the input shaft side, and the upper left side is the output shaft side. Since the configuration of the input shaft, the torsion bar and the output shaft, and the configuration of the torque sensor are known configurations similar to the conventional configuration described with reference to FIGS. 5 and 6, detailed description thereof will be omitted.

モータ１２のフランジ１２ａは、ギアボックス１１のモータ取付面１１ａに固定されるように構成されており、モータ１２の軸は図示されていないが前記ギアボックス１１に収容されているウォーム軸に結合可能に構成されている。また、ウォームとウォームホイールとは適正な噛合状態が維持されるように構成されていることは言うまでもない。 The flange 12a of the motor 12 is configured to be fixed to the motor mounting surface 11a of the gear box 11, and the shaft of the motor 12 is not shown but can be coupled to the worm shaft housed in the gear box 11. It is configured. Needless to say, the worm and the worm wheel are configured to maintain an appropriate meshing state.

図１及び図２を参照して、個々の部材の構成と配置を説明する。ギアボックス１１は、その上半分は内部にウォームが収容される箱型形状の直方体１１ｂに形成されており、ウォームとウォームホイールとの噛合部からみて、ウォーム軸に繋がるモータ軸の軸芯よりも外側にある第１の平面１１ｂ１と、第１の平面１１ｂ１に直角にＬ字状に交差する入力軸側の第２の平面１１ｂ２が形成されており、第１の平面１１ｂ１と第２の平面１１ｂ２とは、後述する回路モジュールの取付面として使用される。 With reference to FIG.1 and FIG.2, the structure and arrangement | positioning of each member are demonstrated. The upper half of the gear box 11 is formed in a box-shaped rectangular parallelepiped 11b in which a worm is accommodated. The gear box 11 is more than the axis of the motor shaft connected to the worm shaft as seen from the meshing portion between the worm and the worm wheel. A first plane 11b1 on the outer side and a second plane 11b2 on the input shaft side that intersects the first plane 11b1 at right angles to the L-shape are formed. The first plane 11b1 and the second plane 11b2 Is used as a mounting surface of a circuit module to be described later.

また、第１の平面１１ｂ１は、ウォームとウォームホイールとの噛合部からみて、モータ軸の軸芯よりも外側で、前記噛合部とモータ軸の軸芯とを含む平面と交差する前記噛合部から最も離れた位置にある平面である。 Further, the first flat surface 11b1 is seen from the meshing portion between the worm and the worm wheel, and is located outside the shaft center of the motor shaft and from the meshing portion intersecting the plane including the meshing portion and the motor shaft axis. It is the plane that is farthest away.

ギアボックス１１の下半分はウォームホイールが収容される半円形の箱体１１ｃに形成され、箱型形状の直方体１１ｂと一体に形成されている。半円形の箱体１１ｃの側面には、図示されていないが、入力軸と出力軸とを結合するトーションバーの捩れにより操舵トルクを検出するためのトルクセンサと入力軸の玉軸受を保持する筒状部材１１ｄが付設されており、トルクセンサのトルク検出コイル１５の出力端子１５ａが、筒状部材１１ｄの第２の平面１１ｂ２に接近して設けられた開口部１１ｅに露出している。 The lower half of the gear box 11 is formed in a semicircular box 11c in which a worm wheel is accommodated, and is formed integrally with a box-shaped rectangular parallelepiped 11b. Although not shown on the side surface of the semicircular box 11c, a cylinder for holding a torque sensor for detecting a steering torque by torsion of a torsion bar that couples the input shaft and the output shaft and a ball bearing for the input shaft. 11d is attached, and the output terminal 15a of the torque detection coil 15 of the torque sensor is exposed to an opening 11e provided close to the second flat surface 11b2 of the cylindrical member 11d.

モジュール取付部材１３は、前記したＬ字状に配置されているギアボックス１１の第１の平面１１ｂ１と第２の平面１１ｂ２との２つの面に対向して取り付けられる部材であって、合成樹脂により全体がＬ字状に成形されている。モジュール取付部材１３には複数の回路モジュール、即ち、スイッチングトランジスタなどからなるモータ駆動用のパワー回路を構成するパワーモジュールＰＭ、制御回路及びトルク検出回路が組み込まれた制御モジュールＣＭ、電源回路その他の回路要素が組み込まれたフレームモジュールＦＭが組み付けられる。 The module mounting member 13 is a member that is mounted to face the two surfaces of the first plane 11b1 and the second plane 11b2 of the gear box 11 arranged in the L-shape, and is made of synthetic resin. The whole is formed in an L shape. The module mounting member 13 includes a plurality of circuit modules, that is, a power module PM constituting a power circuit for driving a motor composed of a switching transistor, a control module CM incorporating a control circuit and a torque detection circuit, a power circuit, and other circuits. A frame module FM in which elements are incorporated is assembled.

モジュール取付部材１３には、車体の各部分との間の制御信号線を接続する信号線コネクタ１４ａ及び駆動電源（バッテリ）を接続する電源コネクタ１４ｂ、及びモータ端子を接続するモータ端子コネクタ１４ｃが設けられており、また、モジュール取付部材１３に装着されたパワーモジュールＰＭ、制御モジュールＣＭ、フレームモジュールＦＭなどの回路モジュール相互の接続を行なう配線部材が組み込まれており、モジュール取付部材１３に回路モジュールを装着することで回路モジュール相互の接続が完了し、また、前記信号線コネクタ１４ａ、電源コネクタ１４ｂ、及びモータ端子コネクタ１４ｃとの接続も完了するように構成されている。 The module mounting member 13 is provided with a signal line connector 14a for connecting a control signal line to each part of the vehicle body, a power connector 14b for connecting a driving power source (battery), and a motor terminal connector 14c for connecting a motor terminal. In addition, a wiring member for connecting circuit modules such as the power module PM, the control module CM, and the frame module FM mounted on the module mounting member 13 is incorporated, and the circuit module is mounted on the module mounting member 13. By mounting, the connection between the circuit modules is completed, and the connection with the signal line connector 14a, the power supply connector 14b, and the motor terminal connector 14c is also completed.

ギアボックス１１の内部にはステアリングシャフトに連結された入力軸、トーションバー、及び出力軸が回転自在に支承されており、出力軸には減速機構を構成するウォームホイールが結合し、前記ウォームホイールに噛合するウォームもギアボックス１１内に配置された軸受により回転自在に支承されている。 An input shaft connected to the steering shaft, a torsion bar, and an output shaft are rotatably supported inside the gear box 11, and a worm wheel constituting a speed reduction mechanism is coupled to the output shaft, and the worm wheel is coupled to the worm wheel. The meshing worm is also rotatably supported by a bearing disposed in the gear box 11.

また、モータ１２は、ギアボックス１１のモータ取付面１１ａに固定されると、モータ１２の軸はギアボックス１１の内部に支承されているウォームに結合され、モータ１２の駆動によりウォームとウォームホイールからなる減速機構を介して出力軸が回転駆動されるように組み立てられている。 Further, when the motor 12 is fixed to the motor mounting surface 11 a of the gear box 11, the shaft of the motor 12 is coupled to the worm supported inside the gear box 11, and the motor 12 drives the worm and the worm wheel. The output shaft is assembled so as to be rotationally driven through a reduction mechanism.

また、パワーモジュールＰＭ、制御モジュールＣＭ、フレームモジュールＦＭのそれぞれの回路モジュールは組み付け可能な状態に仕上げられており、モータ１２の給電端子１２ｄはフレームモジュールＦＭに設けられたモータ端子コネクタ１４ｃに組み付け可能に仕上げられている。 The circuit modules of the power module PM, the control module CM, and the frame module FM are finished so that they can be assembled, and the power supply terminal 12d of the motor 12 can be assembled to a motor terminal connector 14c provided in the frame module FM. It is finished.

制御モジュールＣＭはフレームモジュールＦＭの外側に位置するモジュール取付部材１３に取り付けられる。制御モジュールＣＭの制御信号端子はフレームモジュールＦＭの該当する制御信号端子に電気的に接続され、また、ギアボックス１１の入力軸側の第２の平面１１ｂ２に接近した開口部１１ｅに露出しているトルクセンサの検出コイル１５の出力端子１５ａも、制御モジュールＣＭの該当する端子に電気的に接続される。 The control module CM is attached to the module attachment member 13 located outside the frame module FM. The control signal terminal of the control module CM is electrically connected to the corresponding control signal terminal of the frame module FM, and is exposed to the opening 11e close to the second plane 11b2 on the input shaft side of the gear box 11. The output terminal 15a of the detection coil 15 of the torque sensor is also electrically connected to the corresponding terminal of the control module CM.

モータ１２をギアボックス１１のモータ取付面１１ａにビスで固定する。モータ１２の回転軸はギアボックス１１に収容されているウォーム軸に結合され、モータ１２の給電端子はフレームモジュールＦＭのモータ端子コネクタ１４ｃに固定することにより電気的に接続される。 The motor 12 is fixed to the motor mounting surface 11a of the gear box 11 with screws. The rotating shaft of the motor 12 is coupled to a worm shaft housed in the gear box 11, and the power supply terminal of the motor 12 is electrically connected by being fixed to the motor terminal connector 14c of the frame module FM.

次に、この発明の特徴部分の構成である制御モジュールＣＭとトルクセンサの検出コイル１５の出力端子１５ａについて説明する。 Next, the control module CM and the output terminal 15a of the detection coil 15 of the torque sensor, which are the features of the present invention, will be described.

モジュール取付部材１３に取付けられる制御モジュールＣＭの回路基板は、同軸に配置されている入力軸、トーションバー及び出力軸の軸心に対して垂直な平面上に配置されている。一方、トルクセンサの検出コイル１５は、筒状部材１１ｄの内部に配置される出力軸の周囲に配置されており、トルクセンサの構成自体は、先に図５及び図６で説明した従来の構成と同様である。 The circuit board of the control module CM attached to the module attachment member 13 is arranged on a plane perpendicular to the axes of the input shaft, the torsion bar, and the output shaft arranged coaxially. On the other hand, the detection coil 15 of the torque sensor is disposed around the output shaft disposed inside the cylindrical member 11d, and the configuration of the torque sensor itself is the conventional configuration described above with reference to FIGS. It is the same.

トルクセンサの検出コイル１５の出力端子１５ａは、検出コイル１５の外周面から垂直に伸びた基部１５ａ１と、基部１５ａ１に対して直角に折り曲げられた先端部１５ａ２とからなるＬ字状に形成され（図３参照）、且つ先端部１５ａ２は制御モジュールＣＭの回路基板に対して垂直になるように形成されている。また、出力端子１５ａは、その断面が丸い丸ピンとする。 The output terminal 15a of the detection coil 15 of the torque sensor is formed in an L shape including a base portion 15a1 extending perpendicularly from the outer peripheral surface of the detection coil 15 and a tip portion 15a2 bent at a right angle with respect to the base portion 15a1. 3) and the tip portion 15a2 is formed to be perpendicular to the circuit board of the control module CM. The output terminal 15a is a round pin having a round cross section.

この構成によれば、断面丸ピンの先端部１５ａ２を制御モジュールＣＭの回路基板の接続部であるスルーホール１８に垂直方向に挿入することができ、検出コイル１５と制御モジュールＣＭとを容易に直接接続することができる（図１参照）。 According to this configuration, the tip end portion 15a2 of the round cross-section pin can be vertically inserted into the through hole 18 that is the connection portion of the circuit board of the control module CM, and the detection coil 15 and the control module CM can be easily and directly connected. Can be connected (see FIG. 1).

次に、図３及び図４を参照して、検出コイルの出力端子の折曲げ加工を説明する。図３は検出コイルの出力端子１５ａの折曲げ加工を説明する正面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 Next, the bending process of the output terminal of the detection coil will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a front view for explaining bending of the output terminal 15a of the detection coil, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

図３において、２１は検出コイル１５を固定する台板、２２は折曲げパンチ、２３は出力端子１５ａを支承するダイである。台板２１の上に検出コイル１５を固定し、出力端子１５ａの基部１５ａ１を下側からダイ２３で支承する。次に、折曲げパンチ２２をダイ２３の側面に沿って押し下げ、出力端子１５ａの先端部１５ａ２を折曲げる。図３において鎖線で示した出力端子１５ａの先端部１５ａ２は、黒太実線で示すように、基部１５ａ１に対して直角に折れた先端部に形成される。 In FIG. 3, 21 is a base plate for fixing the detection coil 15, 22 is a bending punch, and 23 is a die for supporting the output terminal 15a. The detection coil 15 is fixed on the base plate 21, and the base portion 15a1 of the output terminal 15a is supported by the die 23 from below. Next, the bending punch 22 is pushed down along the side surface of the die 23 to bend the tip portion 15a2 of the output terminal 15a. The tip portion 15a2 of the output terminal 15a indicated by a chain line in FIG. 3 is formed at a tip portion that is bent at a right angle to the base portion 15a1, as indicated by a thick black solid line.

このとき、出力端子１５ａの断面は丸ピンであるから、出力端子１５ａの基部１５ａ１を下側からダイ２３で支承するとき、出力端子１５ａの基部１５ａ１はダイ２３に対して丸ピンの円柱の外周面とダイ平面との線接触となり、接触面が小さいので精度よく折り曲げることができる。 At this time, since the cross section of the output terminal 15 a is a round pin, when the base portion 15 a 1 of the output terminal 15 a is supported by the die 23 from below, the base portion 15 a 1 of the output terminal 15 a The surface is in line contact with the die plane, and since the contact surface is small, it can be bent with high accuracy.

以上、この発明のトルクセンサを、電動パワーステアリング装置に適用した実施の形態について説明したが、この発明のトルクセンサは電動パワーステアリング装置への適用に限られるものではなく、その他の機械装置のトルクセンサへ適用できることは言うまでもない。 As mentioned above, although the embodiment which applied the torque sensor of this invention to the electric power steering device was described, the torque sensor of this invention is not limited to the application to the electric power steering device, and the torque of other mechanical devices. Needless to say, it can be applied to sensors.

この発明のトルクセンサの制御モジュールは、入力軸及び出力軸の軸心方向に対して垂直に配置されるから、制御モジュールを搭載するギヤボックスを狭い空間、例えばエンジンルーム内に配置するとき、スペース効率がよい。また、電動パワーステアリング装置へ適用するときは衝撃吸収機構の衝撃吸収ストロークを十分に確保できる。そして、トルクセンサの検出コイルの出力端子は先端部がＬ字状に折り曲げられて制御モジュールの回路基板に対して垂直に形成されるから、検出コイルと制御モジュールとを容易に直接接続することができる。 Since the torque sensor control module of the present invention is arranged perpendicular to the axial direction of the input shaft and the output shaft, when the gear box on which the control module is mounted is arranged in a narrow space, for example, in the engine room, the space Efficiency is good. Further, when applied to the electric power steering apparatus, a sufficient shock absorbing stroke of the shock absorbing mechanism can be secured. And since the output terminal of the detection coil of the torque sensor is bent perpendicularly to the circuit board of the control module with the tip end bent in an L shape, the detection coil and the control module can be easily and directly connected. it can.

電動パワーステアリング装置の主要構成部を分解した斜視図。The perspective view which decomposed | disassembled the main components of the electric power steering apparatus. 図１に示す電動パワーステアリング装置のトルク検出コイルとこれに関連する部材を説明する斜視図。The perspective view explaining the torque detection coil of the electric power steering apparatus shown in FIG. 1, and the member relevant to this. 検出コイルの出力端子の折曲げ加工を説明する正面図。The front view explaining the bending process of the output terminal of a detection coil. 検出コイルの出力端子の折曲げ加工を説明する図３のＡ−Ａ線に沿った断面図。Sectional drawing along the AA line of FIG. 3 explaining the bending process of the output terminal of a detection coil. 従来の電動パワーステアリング装置の要部の構成の一例を説明する断面図。Sectional drawing explaining an example of a structure of the principal part of the conventional electric power steering apparatus. 図５に示す従来の電動パワーステアリング装置の回路基板とトルクセンサの検出コイルとの接続部分を拡大した断面図。Sectional drawing which expanded the connection part of the circuit board of the conventional electric power steering apparatus shown in FIG. 5, and the detection coil of a torque sensor.

符号の説明Explanation of symbols

１１ギアボックス（ステアリング装置のギアボックス）
１１ａモータ取付面
１１ｂ箱型形状の直方体
１１ｂ１第１の平面
１１ｂ２第２の平面
１１ｃ半円形の箱体
１１ｄ筒状部材
１１ｅ開口部
１２モータ
１３モジュール取付部材
１４ａ信号線コネクタ
１４ｂ電源コネクタ
１４ｃモータ端子コネクタ
１５トルクセンサのトルク検出コイル
１５ａトルク検出コイルの出力端子
１５ａ１基部（トルク検出コイルの出力端子の基部）
１５ａ２先端部（トルク検出コイルの出力端子の先端部）
１８スルーホール（回路基板の接続部）
２１台板
２２折曲げパンチ
２３ダイ
ＰＭパワーモジュール
ＣＭ制御モジュール
ＦＭフレームモジュール
11 Gearbox (Steering gearbox)
11a Motor mounting surface 11b Box-shaped rectangular parallelepiped 11b1 First plane 11b2 Second plane 11c Semicircular box 11d Cylindrical member 11e Opening 12 Motor 13 Module mounting member 14a Signal line connector 14b Power supply connector 14c Motor terminal connector
15 Torque detection coil of torque sensor 15a Output terminal of torque detection coil 15a1 Base (base of output terminal of torque detection coil)
15a2 Tip (tip of the output terminal of the torque detection coil)
18 Through hole (circuit board connection)
21 base plate
22 Bending punch 23 Die PM Power module CM Control module FM Frame module

Claims

操舵トルクにより発生する同軸に配置された入力軸と出力軸との間の捩じれをインダクタンスの変化として検出する検出コイルと、
前記検出コイルから出力される検出信号を処理する制御モジュールとを備える電動パワーステアリング装置のトルクセンサであって、
前記制御モジュールの回路基板は前記入力軸及び出力軸の軸心方向に対して垂直に配置され、
前記検出コイルの出力端子は、
検出コイルに接続されてこの検出コイルの外周面から垂直に伸びる基部と、
この基部に対して直角に折り曲げられてＬ字状をなすように形成されるとともに前記制御モジュールを装着する時には、この制御モジュールの回路基板のスルーホールに、当該回路基板に対して垂直方向に挿入することにより、直接接続されるところの先端部と
から構成されていること
を特徴とする電動パワーステアリング装置のトルクセンサ。 A detection coil that detects torsion between an input shaft and an output shaft that are coaxially disposed due to steering torque as a change in inductance;
A torque sensor of an electric power steering device comprising a control module for processing a detection signal output from the detection coil,
The circuit board of the control module is disposed perpendicular to the axial direction of the input shaft and the output shaft,
The output terminal of the detection coil is
A base connected to the detection coil and extending vertically from the outer peripheral surface of the detection coil ;
It is bent at right angles to the base and is formed in an L shape. When the control module is mounted, it is inserted into the through hole of the circuit board of the control module in the direction perpendicular to the circuit board. Thus, a torque sensor for an electric power steering apparatus, characterized in that the torque sensor is composed of a tip portion that is directly connected.

前記検出コイルの出力端子は断面が丸い丸ピンであること
を特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置のトルクセンサ。 The torque sensor of the electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein the output terminal of the detection coil is a round pin having a round cross section.

前記検出コイルの出力端子は、折曲げパンチとダイを使用して先端部が基部に対して直角に折り曲げＬ字状に形成されていること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置のトルクセンサ。 The output terminal of the detection coil, according to claim 1 or claim 2 tip using folding punch and die, characterized in that it is formed in an L shape bent at a right angle to the base Torque sensor for electric power steering device.