(57)【要約】【課題】トルクを検出するセンサ部と、該センサ部に接続された回路が形成された基板とを備えるトルク検出装置において、センサ部と回路との接続部にハンダを用いないトルク検出装置の提供。【解決手段】回路が設けられた基板５には貫通孔が形成され、貫通孔の内壁には回路に接続された導体部が設けられ、導体部にはセンサ部１に突設されたコンタクトピン１５，１５，・・・が挿通され、コンタクトピン１５，１５，・・・が導体部に当接させてあるようにした。また、コンタクトピン１５，１５，・・・は、軸心近傍を通る割り面により分割され、該割り面に沿う方向に弾性変形可能に形成された第１弾性部及び第２弾性部を備えるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを検出するセンサ部と、該センサ部に接続された回路が形成された基板とを備えるトルク検出装置において、
前記基板には貫通孔が形成され、該貫通孔の内壁には前記回路に接続された導体部が設けられ、該導体部には前記センサ部に突設されたコンタクトピンが挿通され、該コンタクトピンが前記導体部に当接させてあることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記コンタクトピンは、軸心近傍を通る割り面により分割され、該割り面に沿う方向に弾性変形可能に形成された第１弾性部及び第２弾性部を備えることを特徴とする請求項１に記載のトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両の電動パワーステアリング装置に用いるトルク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される電動パワーステアリング装置においては、操舵補助力を発生するモータの駆動を制御するために、操舵輪に加えられる操舵トルクを検出する必要があり、この検出は、操舵輪と舵取機構とを連結するコラム軸の中途に構成されたトルク検出装置により行われる。
【０００３】
一般的なトルク検出装置は、コラム軸を操舵輪側の入力軸と、舵取機構側の出力軸と、これら両軸を同軸に連結するトーションバーとにより構成し、操舵輪に操舵トルクが加えられた場合に、操舵トルクの作用によりトーションバーの捩れを伴って入力軸と出力軸との間に生じる相対角変位を検出する構成となっている。
【０００４】
相対角変位を検出する手段の一例としては、一端面に歯が形成された検知筒を入力軸と出力軸との夫々に歯が対向するように固着し、歯の対向部を囲繞するように検知コイルを配し、検知コイルへのコイル電流の通電時に、歯の対向部を通る磁気回路が形成されるように構成したセンサ部と、センサ部への給電のための電源回路及びセンサ部からの出力を取り出すための処理回路が実装された基板とを備えるものがある（特許文献１参照）。
【０００５】
このトルク検出装置において入力軸と出力軸との間に相対角変位が生じた場合、検知筒に形成された歯の対向関係に変化が生じ、電源回路からの給電により形成された磁気回路の磁気抵抗が増減するから、この増減に応じた検知コイルのインピーダンスの変化を出力として取り出すことにより操舵トルクを検出することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１４５８３０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようなトルク検出装置に備えられるセンサ部と基板上の回路との接続は、センサ部の検知コイルから外側に向けて突設されたコンタクトピン又は導線を基板に形成された貫通孔に挿通し、これらのコンタクトピン又は導線を回路にハンダ付けすることによりなされている。
【０００８】
このため、ハンダ付けの設備及びハンダ付け後の目視等の検査が必要となり、トルク検出装置のコストを押し上げる一因となっていた。
【０００９】
また、車両に搭載されたトルク検出装置には、エンジンルーム搭載等による温度変化によりハンダ付けによる接合部と基板等との間の熱膨張係数差によって前記接合部に応力を受けてクラックが発生する場合、又は車両走行時の振動等の外力により前記接合部にクラックが発生する場合があり、接続状態が維持されない等の問題があった。
【００１０】
さらに、近年の環境保全意識の高まりから、鉛成分を除いたＰｂフリーハンダが採用される方向にあり、このＰｂフリーハンダを使用してハンダ付けを行った場合は、従来のハンダを使用した接合部と同等な強度及び耐久性等が得られるか否かに疑問があることから、前述した問題が助長される虞があった。
【００１１】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、センサ部と基板とをハンダを用いずに電気的に接続できるトルク検出装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るトルク検出装置は、トルクを検出するセンサ部と、該センサ部に接続された回路が形成された基板とを備えるトルク検出装置において、前記基板には貫通孔が形成され、該貫通孔の内壁には前記回路に接続された導体部が設けられ、該導体部には前記センサ部に突設されたコンタクトピンが挿通され、該コンタクトピンが前記導体部に当接させてあることを特徴とする。
【００１３】
第１発明においては、センサ部に突設されたコンタクトピンを基板に形成された貫通孔に挿通するように基板を組み付ける。これによりコンタクトピンが貫通孔の内壁に設けられた導体部に当接し、導体部は回路に接続されているから、センサ部と回路とが電気的に接続される。
【００１４】
第２発明に係るトルク検出装置は、第１発明におけるコンタクトピンが、軸心近傍を通る割り面により分割され、該割り面に沿う方向に弾性変形可能に形成された第１弾性部及び第２弾性部を備えることを特徴とする。
【００１５】
第２発明においては、コンタクトピンの第１弾性部及び第２弾性部が割り面に沿う方向に弾性変形できるから、基板に形成された貫通孔よりも第１弾性部及び第２弾性部の外側が大きく、適切な弾性変形量となるコンタクトピンを貫通孔に挿通することにより第１弾性部及び第２弾性部が弾性変形して貫通孔の内壁に設けられた導体部に当接し、弾性復元力により第１弾性部及び第２弾性部が導体部に押しつけられ、センサ部と回路とが接続される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るトルク検出装置の要部の縦断面図であり、電動パワーステアリング装置において、操舵部材（ステアリングホイール）に付与される操舵トルクの検出のために適用した例を示している。
【００１７】
図においてＨは、円筒形をなすハウジングであり、このハウジングＨの内部には、トーションバー４により同軸に連結された入力軸２と出力軸３とが各別の軸受２０，３０を介して回動自在に支持されている。ハウジングＨから上方（図における右方）に突出した入力軸２の上端部には図示しない操舵部材が連結されており、同じく下方（図における左方）に突出した出力軸３の下端部は図示しない舵取機構に連結されている。ハウジングＨの内部に位置する出力軸３の上端部には軸心部に支持孔３１が形成されており、支持孔３１に内嵌されたブッシュ３２に入力軸２の下端部を嵌合保持させ、入力軸２及び出力軸３の回動が良好な同心性を保って生じるように構成してある。
【００１８】
出力軸３の上端部と、入力軸２の中途部とには、円筒形の検知筒１０，１１が略一定の隙間を隔てて互いの端面を対向するように夫々外嵌固定されている。このような検知筒１０，１１の外側には、ハウジングＨに内嵌固定された検知コイル１２が、両者の対向部を囲繞するように配してあり、これらの検知筒１０，１１及び検知コイル１２により操舵トルク検出用のセンサ部１が構成されている。検知筒１０，１１の夫々の対向端面には、互いに同数の歯１０ａ，１１ａが周方向に等配されており、検知筒１０，１１は、夫々の歯１０ａ，１１ａが互いの半部を対向させた位置関係となるように位置決めされ、検知コイル１２に通電した場合、歯１０ａ，１１ａの対向部分を通る磁気回路が形成されるようになしてある。
【００１９】
また、入力軸２には検知筒１１の上側に円筒形をなす補償筒１３が外嵌固定されている。検知筒１１の上端面と補償筒１３の下端面とは、略一定の隙間を隔てて対向させてある。補償筒１３の下端面には、検知筒１１の下端面に設けてある歯１１ａと同数の歯１３ａが設けられており、検知筒１１の上端面は平坦面としてある。このような対向部の外側には、検知コイル１２の上側に並べてハウジングＨに内嵌固定された補償コイル１４が検知筒１１及び補償筒１３を外側から囲繞するように配してあり、これらの検知筒１１、補償筒１３及び補償コイル１４により温度補償部１７が構成され、補償コイル１４に通電した場合、歯１３ａと検知筒１１の上端面との対向部分を通る磁気回路が形成されるようになしてある。
【００２０】
以上の構成により、操舵部材に操舵トルクが付与された場合、操舵トルクの作用によりトーションバー４が捩れ、出力軸３と入力軸２との間に相対角変位が生じ、出力軸３及び入力軸２の夫々に外嵌固定された検知筒１０，１１の歯１０ａ，１１ａの対向関係が変化する。このような変化に応じて前記磁気回路の磁気抵抗が増減するから、この増減に応じた検知コイル１２のインピーダンスの変化を出力として取り出すことにより操舵トルクを検出できる。
【００２１】
また、検知筒１１の平坦面と補償筒１３の歯１３ａとの対向関係は常に一定であり、補償コイル１４のインピーダンスは周辺温度の影響によってのみ変化し、補償コイル１４及び検知コイル１２が並べて配設されていることから、補償コイル１４のインピーダンスの変化を温度補償部１７の出力として取り出し、この出力を利用してセンサ部１の出力を補正することにより周辺温度の変化の影響を排除した操舵トルクの検出ができる。
【００２２】
さらに、ハウジングＨには、センサ部１及び温度補償部１７に対応した位置に、その外面に開口を有して基板ボックス５０が一体形成されている。この基板ボックス５０の内部には基板５が取り付けられており、検知コイル１２及び補償コイル１４の夫々は、各複数のコンタクトピン１５，１５，・・・を介して基板５上に形成された回路に接続されている（図には各一本のみ図示）。基板５は、検知コイル１２及び補償コイル１４へのコイル電流の給電のための電源回路と、検知コイル１２及び補償コイル１４の出力取り出しのための処理回路とを構成する回路部品が実装された合成樹脂製の矩形の平板であり、検知コイル１２及び補償コイル１４へのコイル電流の給電と、検知コイル１２及び補償コイル１４の出力取り出しとは、基板５を介して行わせるようにしてある。
【００２３】
図２は、基板５とコンタクトピン１５との接続部の斜視図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【００２４】
コンタクトピン１５は、プレスフィットコンタクトピンと称されるものであり、軸断面が矩形をなしている。このコンタクトピン１５は、軸心近傍を通る割り面１５ｃにより分割され、割り面１５ｃに沿う方向に弾性変形可能に形成された第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂを中途部に備える。これらの第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂとその他の部分とは、テーパ面により滑らかに接続されており、第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの外側には面取りが施されている。
【００２５】
基板５には、コンタクトピン１５との接続のために、貫通孔５２が形成されている。この貫通孔５２の内壁には導体部５３が設けられており、この導体部５３は、基板５上に形成された回路５４の一部を環状に形成したランド５１と電気的に接続されている。
【００２６】
コンタクトピン１５と回路５４との接続は、コンタクトピン１５を貫通孔５２に挿通させることによりなされる。コンタクトピン１５の第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂには、基板５側にも前記テーパ面が設けられているから、コンタクトピン１５の挿通は、テーパ面の作用により滑らかに行われる。この挿通により割り面１５ｃに沿う方向に第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂが弾性変形し、貫通孔５２の内壁に設けられて回路５４に接続された導体部５３に第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂが弾性復元力により押しつけられるから、コンタクトピン１５と回路５４との接続は確実になされる。従って、基板５をコンタクトピン１５に組み付けるだけで電気的な接続が完了するから、ハンダ付け工程が不要となり、組立が簡単になり、工数削減からコスト削減にも繋がる。また、導体部５３には第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂが弾性的に当接していることから、温度変化による応力又は車両走行時の振動等の外力が加わっても接続は維持される。
【００２７】
図４は、貫通孔５２の内径がばらついた場合を示す第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの断面図である。
【００２８】
（ａ）が貫通孔５２の内径が小さい場合を示しており、（ｂ）が貫通孔５２の内径が大きい場合を示している。また、破線により示した位置が挿入前の第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの位置である。（ａ）に示したように、貫通孔５２の内径が小さい場合には、第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの変形量が多くなり、（ｂ）に示したように、貫通孔５２の内径が大きい場合には、第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの変形量が少なくなる。従って、貫通孔５２の内径にばらつきがあっても、コンタクトピン１５は、第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの変形量によりばらつきを吸収するから、貫通孔５２の内壁に設けられた導体部５３とコンタクトピン１５とは確実に接続できる。
【００２９】
また、貫通孔５２に第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの弾性復元力が加わり続けることから、貫通孔５２の内径が経時的変化により拡大しても、コンタクトピン１５の変形量を適切に設定しておくことにより、経時的に発生した貫通孔５２の内径変化が第１弾性部１５ａ及び第２弾性部１５ｂの弾性変形により吸収され、回路５４に接続された導体部５３とコンタクトピン１５との接続を確実に維持できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、詳述したように、第１発明に係るトルク検出装置においては、センサ部と回路とをコンタクトピンにより接続したから、センサ部に突設されたコンタクトピンを基板に形成された貫通孔に挿通するように基板を組み付けることによりセンサ部と回路とを電気的に確実に接続でき、ハンダ付けを必要とせず、ハンダ廃止及び工数削減が可能となる。
【００３１】
また、第２発明に係るトルク検出装置においては、コンタクトピンは、割り面に沿う方向に弾性変形することが可能に形成された第１弾性部及び第２弾性部を備え、この部分が基板に形成された貫通孔に嵌め合わされるから、貫通孔よりも第１弾性部及び第２弾性部の外側が大きく、適切な弾性変形量となるコンタクトピンを貫通孔に挿通することにより第１弾性部及び第２弾性部が弾性変形して貫通孔の内壁に設けられた導体部に当接し、第１弾性部及び第２弾性部が弾性復元力により導体部に押しつけられ、温度変化による応力又は車両走行による振動等の外力が作用しても、接続状態が確実に維持される等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルク検出装置の要部の縦断面図である。
【図２】基板とプレスフィットコンタクトピンとの接続部の斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図である。
【図４】貫通孔の内径がばらついた場合を示す第１弾性部及び第２弾性部の断面図である。
【符号の説明】
１  センサ部
５  基板
１５  コンタクトピン（プレスフィットコンタクトピン）
１５ａ  第１弾性部
１５ｂ  第２弾性部
１５ｃ  割り面
５２  貫通孔
５３  導体部
５４  回路
【図１】
2004226174.tif 000003
【図２】
2004226174.tif 000004
【図３】
2004226174.tif 000005
【図４】
2004226174.tif 000006