(57)【要約】本発明は、電磁ヨーク内に配されたコイルを用いてトルクを検出するためのトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置に関する。そして、前記電磁ヨーク内に収納される略円筒状のコイルボビンに、該コイルボビンの軸線に対して半径方向外側および軸方向外側に所定のオフセット量で突設する端子台を設ける。また、端子台には、前記コイル巻線とセンサ用回路基板とを接続する連結ピンを圧入固定するための圧入孔を設け、該圧入孔に、外部に連通する空気抜き孔を設けるような構造にした。
2004005874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ヨーク内に配されたコイル巻線を用いてトルクを検出するためのトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電磁ヨーク内に収納される略円筒状のコイルボビンに、該コイルボビンの軸線に対して半径方向外側および軸方向外側に所定オフセット量で突出する端子台が設けられるとともに、該端子台には、前記コイル巻線とセンサ用回路基板とを接続する連結ピンを圧入固定するための圧入孔が設けられ、該圧入孔に、外部に連通する空気抜き孔を設けるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記端子台は、前記コイルボビンの軸線に対して、前記電磁ヨークに取り付けられる電磁ヨークカバーの半径方向外側に位置することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記空気抜き孔は、前記圧入孔の最奥部から該圧入孔の軸方向に設けられるとともに、該圧入孔より小径である請求の範囲第１項又は第２項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記空気抜き孔は、前記圧入孔の最奥部付近で該圧入孔の軸方向に対して略垂直方向に設けられる請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記連結ピンは、前記圧入孔に嵌挿される部分に膨張部が形成され、圧入時、前記膨張部によって前記圧入孔の一部を拡げるように変形させるようにした請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、回転軸に発生するトルクを検出する電動パワーステアリング装置のトルクセンサに関し、トルク検出用のコイルと回路基板とを接続するための連結ピンの取付構造に関する。
【背景技術】  一般に、電動パワーステアリング装置に使用されるトルクセンサとして、例えば特開平１１−２４８５６１号公報などに開示されている。第９図において、上側ハウジング５１ａおよび下側ハウジング５１ｂからなるハウジング５１内には、トーションバー５４を介して連結された入力軸５２および出力軸５３が、軸受５５によって回転自在に支持されている。
また、入力軸５２の上端部には、図示しないステアリングシャフトなどが取り付けられ、出力軸５３の下端部には、ラック軸５６に噛合するピニオン軸５３ａが一体に形成されている。ちなみに、出力軸５３には、これと同軸にかつ一体に回転するウォームホイール５７が外嵌し、ウォーム５８を介して電動モータの出力軸５９が連結され、電動モータの回転力を、ウォーム５８およびウォームホイール５７を介して出力軸５３に伝達するようにし、電動モータを適宜制御することにより、出力軸５３に適切な操舵補助トルクを付与できるようになっている。
また、上側ハウジング５１ａの内側には、入力軸５２の回りに円筒部材６０が配され、該円筒部材６０の外側に、コイルユニット６１が所定の隙間をもって取り付けられている。このコイルユニット６１は、第１０図に示すように、一対の電磁ヨーク６２と、各電磁ヨーク６２内に収容されたコイルボビン６３とを備えている。各電磁ヨーク６２は、半径方向の内側が開口する断面コ字形の略円筒状部材からなり、その周面および一方の側面を形成する断面Ｌ字形のヨーク部材６２ａと、他方の側面を形成するヨーク部材６２ｂとで構成されている。
また、コイルボビン６３は、第１１図に示すように、半径方向の外側が開口した断面コ字形の略円筒状部材からなり、樹脂製の射出成形により、円筒部６３ａの両端部にフランジ部６３ｂ，６３ｃが形成され、一方のフランジ部６３ｂに、略直方体形状の端子台６４が半径方向の外側および軸方向の外側（第１１図左側）に延びている。また、この端子台６４には、第１２図に示すように、上面から半径方向の内側に２本の圧入孔６５，６５が形成され、該各圧入孔６５には、第１３図に示すように、金属製の２本の連結ピン６６，６６が圧入されて固定されるようになっている。そして、コイルボビン６３に巻回されたコイル巻き線６７の各端部６７ａ、６７ｂを端子台６４の表面に沿わせて、連結ピン６６に絡ませて固定する。すなわち、連結ピン６６は、端子台６４に圧入固定された後、一方の連結ピン６６にコイル巻線６７の始端部分６７ａを絡げて仮固定されるとともに、コイル巻線６７の終端部分６７ｂを、他方の連結ピン６６に絡げて仮固定される。その後、連結ピン６６の絡げ部をハンダ槽に浸し、ハンダ付けでコイル巻線６７を連結ピン６６に固定される。その際、コイル巻線６７の各端部６７ａ、６７ｂの被覆材がハンダ付けの熱で溶解して、コイル巻線６７と連結ピン６６が導通する。この各連結ピン６６は、上側ハウジング５１ａに形成されたセンサケース６８内の回路基板６９の所定位置で固定されるようになっている。
ところが、連結ピン６６を、端子台６４の圧入孔６５に圧入する際、連結ピン６６によって、圧入孔６５内の最奥部で空気が閉じ込められることがある。この場合、圧入孔６５は、外部に連通する貫通孔ではないため、連結ピン６６の先端より奥に形成された密閉空間ｓ内の圧力が大きくなってしまう。特に、連結ピン６６に、コイル巻線６７をハンダ付けする場合、連結ピン６６が加熱され、端子台６４の樹脂が徐々に溶け出すとともに、密閉空間ｓ内の温度が上昇して、圧力も過大になってしまう。その結果、連結ピン６６に圧入孔６５内の密閉空間ｓから第１３図矢印方向に押し上げる力が作用し、連結ピン６６が圧入孔６５から抜け出す恐れがあった。そのため、コイル巻線６７の端部６７ａ、６７ｂも、連結ピン６６と同様に、第１３図矢印方向に引張られ、コイル巻線６７の端部近傍は、応力が過大になって断線したり、連結ピン６６の露出部分が、所定の寸法よりも長くなることがあった。
ちなみに、圧入孔６５が、端子台６４の内部を貫通した貫通孔である場合、端子台６４はコイルボビン６３の軸方向外側に突出しているので、圧入時、連結ピン６６が深く押し込まれて、連結ピン６６が導電体である電磁ヨークのヨーク部材６２ｂ、すなわち電磁ヨークカバーなどに接触して、ショートしてしまう恐れがあった。
また、コイルユニット６１をハウジング５１ａに装着する場合、連結ピン６６は、ハウジング５１ａの側壁に形成される略矩形状の切欠き（第１図の通過孔３に対応）を介して、ハウジング５１Ａの軸方向に沿って所定位置に収納される。その際、連結ピン６６への取付精度が悪いと、連結ピン６６が前記切欠きを通る際に、連結ピン６６が、該切欠き付近のハウジング５１Ａの内壁と干渉して曲がったりして、連結ピン６６を回路基板６９に正確に取り付けることができないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、連結ピンの端子台への取付構造を改良することにより、連結ピンの取付精度を高め、連結ピンを端子台から所定長さだけを正確に露出させるようにし、コイル巻線と回路基板との接続を確実にしたトルクセンサを提供することにある。
【発明の開示】
本発明の上記目的は、電磁ヨーク内に配されたコイル巻線を用いてトルクを検出するためのトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記電磁ヨーク内に収納される略円筒状のコイルボビンに、該コイルボビンの軸線に対して半径方向外側および軸方向外側に所定オフセット量で突出する端子台が設けられるとともに、該端子台には、前記コイル巻線とセンサ用回路基板とを接続する連結ピンを圧入固定するための圧入孔が設けられ、該圧入孔に、外部に連通する空気抜き孔を設けるようにしたことにより、達成される。
また、上記目的は、前記端子台を、前記コイルボビンの軸線に対して、前記電磁ヨークに取り付けられる電磁ヨークカバーの半径方向外側に位置することにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、前記空気抜き孔を、前記圧入孔の最奥部から該圧入孔の軸方向に設けるとともに、該圧入孔より小径であることにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、前記空気抜き孔を、前記圧入孔の最奥部付近で該圧入孔の軸方向に対して略垂直方向に設けることにより、効果的に達成される。
また、上記目的は、前記連結ピンに、前記圧入孔に嵌挿される部分に膨張部が形成され、圧入時、前記膨張部によって前記圧入孔の一部を拡げるように変形させるようにしたことにより、効果的に達成される。
【図面の簡単な説明】  第１図は、本発明に係るトルクセンサのハウジングを斜め上方から眺めた図である。
第２図は、前記ハウジングにコイルユニットを装着した状態を示す平面図である。
第３図は、電磁ヨーク内にコイルボビンが装着され、コイルボビンに端子台が設けられた状態を示す平面図である。
第４図は、第３図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
第５図は、圧入方向に、空気抜き孔を圧入孔に設けた第１実施例を示す図である。
第６図は、圧入方向と垂直に、空気抜き孔を圧入孔に設けた第２実施例を示す図である。
第７図は、一部を変形させてなる膨張部を連結ピンに設けた第１実施例に対応する第３実施例の図である。
第８図は、一部を変形させてなる膨張部を連結ピンに設けた第２実施例に対応する第４実施例の図である。
第９図は、従来のステアリング系の概略構成を示す縦断面図である。
第１０図は、従来の電磁ヨーク内にコイルボビンが装着された状態を示す断面図である。
第１１図は、従来のコイルボビンを斜めから眺めた図である。
第１２図は、従来の圧入孔が形成された端子台の断面図である。
第１３図は、従来の圧入孔に連結ピンが装着された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１          トルクセンサ
２          ハウジング
３          通過孔
４          コイルユニット
５          コイルボビン
６          電磁ヨーク
７          電磁ヨークカバー
１０          コイル巻線
１２          端子台
１３          圧入孔
１４          連結ピン
１５          空気抜け孔
１６          膨張部
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
第１図乃至第５図は、本発明の第１実施例を示し、第１図は、トルクセンサ１のハウジング２の外観を示す斜視図であり、略円筒状のハウジング２内には、側壁２ａに略矩形状に切り欠いてなる通過孔３が形成されている。第２図は、ハウジング２内の中央にコイルユニット４が装着された状態を示す平面図である。
コイルユニット４は、第３図および第４図に示すように、合成樹脂製のコイルボビン５を電磁ヨーク６の内部に収納し、該電磁ヨーク６に平環状の電磁ヨークカバー７を圧入して一体化されてなる。この電磁ヨーク６は、略円筒状部材からなり、コイルボビン５は、半径方向の外側を開口した断面コ字形の部材からなる。このコイルボビン５は、円筒部８の両端にフランジ部９，９が形成され、該コイルボビン５内には、第４図に示すように、円周方向に沿ってコイル巻線１０が配されている。
また、このコイルボビン５には、第３図に示すように、コイルボビン５の軸線に対して半径方向外側および軸方向外側に、略直方体形状の端子第１２が所定のオフセット量で突出していて、該端子台１２は、コイルボビン５の成形時、樹脂で一体に射出成形される。この端子台１２には、第５図に示すように、半径方向（第５図上下方向）に延びる２つの圧入孔１３，１３が形成されていて、各圧入孔１３に、棒状の連結ピン１４を第５図矢印方向に圧入するようになっている。この連結ピン１４は、通常、鉄材に銅および錫でメッキして形成される。
そして、圧入孔１３の最奥部から第５図下方には、圧入孔１３や連結ピン１４よりも小径の空気抜き孔１５が外部に連通するように形成されていて、該空気抜き孔１５により、圧力孔１３内を、外部とほぼ同じ圧力に維持するようになっている。
次に、連結ピン１４を端子台１２に装着し、かつコイル巻線と導通する方法を説明する。連結ピン１４を、端子台１２に形成された圧入孔１３に、第５図矢印方向に圧入すると、圧入孔１３の最奥部の空間ｓは、連結ピン１４を圧入するに従って圧力が上昇する。この圧力上昇分は、空気抜き孔１５から外部に逃げるため、圧入孔１３の空間ｓ内はほぼ一定の圧力に保たれる。そして、連結ピン１４が所定位置に達すると、コイル巻線１０の端部１０ａ，１０ｂを、端子台１２の側面から上面に亘って表面を沿わせ、連結ピン１４に絡めた後、連結ピン１４の露出部分をハンダ槽に浸し、ハンダ付けの熱により、コイル巻線１０の被覆材を溶かして、連結ピン１４とコイル巻線１０とを導通させるようになっている。この場合、連結ピン１４は、熱伝導性の良い鉄材で形成されているので、連結ピン１４や端子台１２を通って、圧入孔１３内の空間ｓの温度が瞬間的に上昇し、圧力も上昇するが、この上昇圧力は、空気抜き孔１５で外部に逃がすことができる。
従って、上記第１実施例では、連結ピン１４は、圧力孔１３内の空間ｓで圧力が上昇しても、その上昇圧力は、空気抜き孔１５から外部に逃がすことができる。よって、空間ｓ内の圧力が一定に保たれ、連結ピン１４が、圧力孔１３から押し上げられて、抜け出ることがない。よって、連結ピン１４は、所定位置で強固に保持され、端子台１２から露出する長さが所定の寸法に保持される。その結果、連結ピン１４の露出部分が長くなって、ハウジング２への装着時に、側壁２ａに干渉して曲がったりすることがなく、また、連結ピン１４が深く押し込まれることもなく、回路基板との接続を確実にできる。また、連結ピン１４より小径の空気抜き孔１５としたので、連結ピン１４が端子台１２から突出し、電磁ヨークカバー７に接触してショートを起こすこともない。
しかも、圧入孔１３の最奥部に、圧入孔１３や連結ピン１４より小径の空気抜き孔１５を設けたので、例えば所定の長さより長い連結ピン１４が混入した場合、圧入時、急激な圧入力上昇が生じ、異常を検出できる。その際、空気抜き孔１５で空気圧縮による上昇圧力を逃がすことができるので、圧入力を適切に管理しておけば、連結ピン１４の圧入力に異常が検知されると、その製品を不良品として取り除くことができる。ここで、所定の長さより短い連結ピン１４が混入した場合は、異常に圧入力が小さくなるので、不良品として取り除くことができる。よって、空気抜き孔１５があることにより、連結ピン１４の圧入力管理が容易かつ正確になる。
従って、連結ピン１４の取付精度が向上し、コイル巻線１０と回路基板とを確実に接続することができる。
また、第６図は、本発明の第２実施例を示し、第１実施例と同一の部材は同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、空気抜き孔１５を、圧入孔１３の最奥部から軸方向に対して略垂直方向で外側（第６図右側）に延びるように形成した。この場合でも、空気抜き孔１５によって連結ピン１４の圧入時に生じる上昇圧力分を外部に逃がすことができる。従って、第２実施例でも、第１実施例と同様の作用および効果を奏することができる。
しかも、この第２実施例の場合、圧入孔１３は、圧入方向に盲孔になっているので、より一層効果的に、連結ピン１４の電磁ヨークカバー７側への突出を防止し、ショートを防止することができる。
また、第７図および第８図は、本発明の第３および第４実施例を示し、それぞれ第５図および第６図に対応する図であるが、この第３および第４実施例でも、圧入孔１３には、外部に連通する空気抜き孔１５が形成されているので、上記第１および第２実施例と同様の作用および効果を奏することができる。
しかも、連結ピン１４には、その一部を予め平押しなどで変形させた膨張部１６を形成して、圧入孔１３に圧入するようにした。これにより、連結ピン１４を圧入孔１３に圧入すると、連結ピン１４の膨張部１６により、連結ピン１４が強固に係止されることになり、連結ピン１４の保持力が向上するという効果を奏する。
以上のように、本発明に係る電動パワーステアリング装置におけるトルクセンサ１によると、電磁ヨーク６内でコイルボビン５に、該コイルボビン５の軸線に対して半径方向外側および軸方向外側に所定のオフセット量で突出する端子台１２を設け、該端子台１２に、コイル巻線１０とセンサ用回路基板とを接続する連結ピン１４を圧入固定するための圧入孔１３を設け、該圧入孔１３に外部に連通する空気抜き孔１５を設けた。これにより、連結ピン１４を圧力孔１３に圧入したり、コイル巻線１０の端部を連結ピン１４にハンダ付けした場合でも、圧入孔１３内で瞬間的に温度が上昇したり圧力が上昇しても、その上昇圧力や膨張空気を、空気抜き孔１５によって外部に逃がすことができる。よって、連結ピン１４が、圧入孔１３から押し上げられて抜け出ることがなく、連結ピン１４の露出部分を所定の長さに正確に維持することができる。このため、コイルユニット４の装着時、連結ピン１４が通過孔３でハウジング内壁と干渉して曲がったりすることがなく、その結果、連結ピン１４の端子台１２への取付精度が向上し、コイル巻線１０とセンサケース内に配された回路基板とを連結ピン１４で確実に接続することができる。また、空気抜き孔１５を連結ピン１４より小径としているので、連結ピン１４が、電磁ヨークカバー７側に突出して、接触しショートするという恐れもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004005874.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004005874.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月1日(2003.10.1)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁ヨーク内に配されたコイル巻線を用いてトルクを検出するためのトルクセンサを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電磁ヨーク内に収納される略円筒状のコイルボビンに、該コイルボビンの軸線に対して半径方向外側および軸方向外側に所定オフセット量で突出し、かつ前記電磁ヨークに取り付けられる電磁ヨークカバーの半径方向外側に位置する端子台が設けられるとともに、該端子台に、前記コイル巻線とセンサ用回路基板とを接続する連結ピンを圧入固定するための圧入孔が設けられ、該圧入孔に、外部に連通する空気抜き孔を設けるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記連結ピンは、前記圧入孔に嵌挿される部分に膨張部が形成され、圧入時、前記膨張部によって前記圧入孔の一部を拡げるように変形させるようにした請求の範囲第１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記空気抜き孔は、前記圧入孔の最奥部から該圧入孔の軸方向に設けられるとともに、該圧入孔より小径である請求の範囲第１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記連結ピンは、前記圧入孔に嵌挿される部分に膨張部が形成され、圧入時、前記膨張部によって前記圧入孔の一部を拡げるように変形させるようにした請求の範囲第３項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記空気抜き孔は、前記圧入孔の最奥部付近で該圧入孔の軸方向に対して略垂直方向に設けられる請求の範囲第１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記連結ピンは、前記圧入孔に嵌挿される部分に膨張部が形成され、圧入時、前記膨張部によって前記圧入孔の一部を拡げるように変形させるようにした請求の範囲第５項に記載の電動パワーステアリング装置。
【国際調査報告】
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2004005874.tif 000017
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