(57)【要約】【課題】  回転軸を支持し、環状のセンサ部を内嵌保持する筒状のハウジングの外側に設けられた基板室の突出高さを可及的に低くでき、電動パワーステアリング装置に用いた場合には、運転者の居住性を向上できるトルク検出装置の提供。【解決手段】  回転軸を囲繞し、該回転軸に加えられる回転トルクを検出する環状のセンサ部１０と、センサ部１０の外周面に凸設された接続端子１６によりセンサ部１０と接続された回路基板５とを備え、センサ部１０の出力を回路基板５を介して取り出す構成としたトルク検出装置において、接続端子１６を、センサ部１０の任意の直径８０から偏倚した位置にて直径８０と略平行に凸設してあるようにした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を囲繞し、該回転軸に加えられる回転トルクを検出する環状のセンサ部と、該センサ部の外周面に凸設された接続端子により前記センサ部と接続された回路基板とを備え、前記センサ部の出力を前記回路基板を介して取り出す構成としたトルク検出装置において、
前記接続端子を、前記センサ部の任意の直径から偏倚した位置にて前記直径と略平行に凸設してあることを特徴とするトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電動パワーステアリング装置において、操舵部材に加えられる回転トルクを検出するために用いられるトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵のための操舵部材の操作に応じて操舵補助用のモータを駆動し、該モータの回転力を舵取機構に伝えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置においては、操舵補助用のモータの駆動制御に用いるために、操舵部材と舵取機構とを連絡するコラム軸（回転軸）に加えられる回転トルクを検出する必要がある。
【０００３】
この回転トルクは、コラム軸を、操舵部材に連結された入力軸と舵取機構に連結された出力軸とをトーションバーにて同軸に連結して構成し、操舵部材を操作したときに回転トルクの作用によるトーションバーの捩れを伴って入力軸及び出力軸間に相対角変位が生じるようになし、この相対角変位を媒介として検出することができる。
【０００４】
この相対角変位の検出は、種々の形態にてなされるが、そのうちの一つに以下の構成を備えるトルク検出装置がある。
このトルク検出装置は、入力軸と出力軸との連結部近傍に夫々外嵌固定されて略一定の間隔を隔てて相互に対向する検知リングと、コラム軸を支持する筒状をなすハウジングに内嵌保持され、検知リング相互の対向部を囲繞する環状をなすセンサ部と、ハウジングの外側に設けられた基板室内に固定された回路基板とを備えている。前記検知リング相互の対向端面には、周方向に夫々の半部が対向するように各複数の歯部が並設され、前記センサ部は、センサコイルと、該センサコイルを内嵌保持する環状をなすコイルケースとを備えている。また、前記回路基板は、前記センサコイルと電気的に接続された給電回路及び出力処理回路を備えている。
【０００５】
このような構成により、回路基板の給電回路を介してセンサ部のセンサコイルに通電した場合、検知リング相互の対向部を通る磁気回路が形成される。この磁気回路が形成された状態においてコラム軸に回転トルクが加えられた場合には、入力軸及び出力軸間に相対角変位が生じて検知リング相互の歯部の対向関係が変化し、前記磁気回路の磁気抵抗が増減する。この磁気抵抗の増減に伴うセンサコイルのインピーダンスの変化を回路基板の出力処理回路を介して取り出すことにより入力軸及び出力軸間の相対角変位が検出でき、前述したようにコラム軸に加えられる回転トルクを検出することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１３９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されたトルク検出装置において、回路基板の給電回路及び出力処理回路とセンサコイルとの電気的な接続は、センサ部をハウジングに内嵌保持し、センサコイルから延長されてコイルケースの外側に導出されたリード線の先端を、ハウジングの内側と基板室の内部とを連通する接続孔に挿通して基板室内に進入させた後、回路基板の所定位置にハンダ付けするという手順で行われるために、手間がかかるという問題があった。
【０００７】
この問題を解決するために、コイルケースの外周面に突出するように端子座を設け、該端子座にピン状をなす接続端子を凸設し、該接続端子とセンサコイルとを接続してセンサ部を構成すると共に、該センサ部を、前記接続端子がハウジングの接続孔を挿通するようにハウジングに内嵌保持し、前記接続端子により回路基板の給電回路及び出力処理回路とセンサ部のセンサコイルとを電気的に接続したトルク検出装置がある。
【０００８】
しかしながら、このトルク検出装置は、センサ部と回路基板との電気的な接続がコイルケースの端子座に凸設された接続端子により実現されているために、回路基板をコイルケースの外周面の近くに配設し難い。このため、ハウジングの外周面からの基板室の突出高さが高くなるという問題があった。
【０００９】
このようなトルク検出装置を電動パワーステアリング装置に用いた場合には、運転席に着座した運転者の足の近傍に基板室が設けられるために、運転者の足周り空間が狭くなって居住性が損なわれるという不具合を招来する。
【００１０】
このような問題は、電動パワーステアリング装置に用いられるトルク検出装置に固有の問題ではなく、回転軸を囲繞し、該回転軸に加えられる回転トルクを検出する環状のセンサ部と、センサ部の外周面に凸設された接続端子によりセンサ部と接続された回路基板とを備え、センサ部の出力を回路基板を介して取り出す構成としたトルク検出装置において生じ得る。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、センサ部に接続される回路基板をセンサ部の可及的近くに配設できる構成とすることにより、ハウジングの外側に設けられた基板室の突出高さを可及的に低くでき、電動パワーステアリング装置に用いた場合には、運転者の足周り空間を広げて居住性を向上することができるトルク検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るトルク検出装置は、回転軸を囲繞し、該回転軸に加えられる回転トルクを検出する環状のセンサ部と、該センサ部の外周面に凸設された接続端子により前記センサ部と接続された回路基板とを備え、前記センサ部の出力を前記回路基板を介して取り出す構成としたトルク検出装置において、前記接続端子を、前記センサ部の任意の直径から偏倚した位置にて前記直径と略平行に凸設してあることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、接続端子を、センサ部の任意の直径から偏倚した位置にて前記直径と略平行に凸設して、この接続端子に接続される回路基板をセンサ部の可及的近くに配設させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るトルク検出装置においては、センサ部の任意の直径から偏倚した位置にて前記直径と略平行に凸設された接続端子を備えるから、センサ部の外周面からの接続端子の突出高さを低くでき、回路基板をセンサ部の可及的近くに配設することができる。従って、ハウジングの外側に設けられた基板室のハウジングの外周面からの突出高さを可及的に低くでき、このようなトルク検出装置を電動パワーステアリング装置に用いた場合には、運転者の足周り空間が広がり、居住性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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構成を示す縦断面図である。本図には、電動パワーステアリング装置への適用例が示されており、トルク検出装置１は、筒状をなすセンサハウジング３の内部に回転自在に支持されたコラム軸（回転軸）２に加えられる回転トルクを検出すべく構成されている。
【００１６】
コラム軸２は、細径のトーションバー２０にて同軸に連結された入力軸２１と出力軸２２とを備えている。センサハウジング３の一側（図１における右側）に突出する入力軸２１の端部は、図示しない操舵部材に連結されている。また出力軸２２の端部は、センサハウジング３の他側（図１における左側）に連結された伝動ハウジング４を経て外部に突出され、図示しない舵取機構に連結されている。
【００１７】
このような構成により入力軸２１と出力軸２２とは、操舵部材の回転操作によりコラム軸２に加えられる回転トルクの作用により一体に回転することができ、操舵のための操舵部材の回転操作が舵取機構に伝えられ、該舵取機構の動作により転舵がなされる。このとき、入力軸２１と出力軸２２とを連結するトーションバー２０が前記回転トルクの作用により捩れ、入力軸２１と出力軸２２との間には、トーションバー２０の捩れに応じた相対角変位が発生する。この相対角変位の方向及び大きさは、前記回転トルクの方向及び大きさに対応するから、入力軸２１と出力軸２２との間の相対角変位を媒介として操舵部材に加えられる回転トルクを検出することができる。
【００１８】
入力軸２１及び出力軸２２の連結部近傍には、円筒状をなす検知リング１１，１２が夫々外嵌固定されており、略一定の間隔を隔てて対向するこれらの検知リング１１，１２相互の対向端面には、周方向に夫々の半部が対向するように各複数の歯部が並設されている。このような検知リング１１，１２の外側には、検知リング１１，１２相互の対向部を囲繞するようにセンサコイル１３が配され、このセンサコイル１３は、環状をなすコイルケース１４に内嵌保持されている。これらのセンサコイル１３及びコイルケース１４は、センサ部１０（図２参照）を構成する構成部品であり、センサ部１０は、センサハウジング３の軸心部に形成された保持孔３２（図３参照）に内嵌保持されている。
【００１９】
センサハウジング３の外側には、箱状をなす基板室３０が設けられ、この基板室３０の内部には、回路基板５が固定されている。回路基板５は、センサ部１０を構成するセンサコイル１３と電気的に接続されるべき給電回路及び出力処理回路を備えており、センサコイル１３へのコイル電流の給電は、回路基板５の給電回路を介して行われ、センサコイル１３のインピーダンスの変化の取り出しは、回路基板５の出力処理回路を介して行われる。これらのセンサ部１０と回路基板５とによりトルク検出装置１が構成されている。
【００２０】
図２は、回路基板５が接続されたセンサ部１０の平面図であり、図３は、センサハウジング３の外観を略示する斜視図である。
【００２１】
センサ部１０のセンサコイル１３と、回路基板５の給電回路及び出力処理回路との電気的な接続は、以下に説明する構成により実現されている。
センサ部１０を構成するコイルケース１４の外周面には、コイルケース１４の任意の直径８０から偏倚した位置に突出するように端子座１５が設けられ、端子座１５には、センサコイル１３に接続されたピン状をなす接続端子１６が直径８０と略平行になるように凸設されている。接続端子１６は、センサハウジング３の外側に設けられた基板室３０の内部と、センサハウジング３の軸心部に形成された保持孔３２とを連通する接続孔３１を挿通しており、回路基板５が備える給電回路及び出力処理回路の所定位置にハンダ付けされている。
【００２２】
なお、センサハウジング３の他側の端部には、連結フランジ３３が設けられており、基板室３０は、全幅に亘って連結フランジ３３側に延長され、連結フランジ３３のフランジ面に開設された矩形の開口３０ａに連通させてある。また、接続孔３１も、基板室３０と同様に、全幅に亘って連結フランジ３３側に延長され、連結フランジ３３のフランジ面に開設された開口３１ａに連通させてある。
【００２３】
センサハウジング３の連結フランジ３３には、伝動ハウジング４が連結され、伝動ハウジング４の内部には、出力軸２２の中途に外嵌固定されたウォームホイール６０と、ウォームホイール６０の外周の歯部に接線方向から噛合するウォーム６１とを備えるウォームギヤ伝動装置６が構成されている。伝動ハウジング４の外周部には、操舵補助用のモータ７が取付けられ、伝動ハウジング４の内部に延びるモータ７の出力軸は、ウォーム６１の一端に同軸的に連結されている。
【００２４】
以上の構成により、回路基板５の給電回路を介してセンサコイル１３にコイル電流が通電された場合、検知リング１１，１２相互の対向端面に形成された前記歯部を通る磁気回路が形成される。この磁気回路が形成された状態において、コラム軸２に回転トルクが加えられた場合、入力軸２１と出力軸２２との間に相対角変位が生じて検知リング１１，１２の前記歯部の対向関係が変化し、前記磁気回路の磁気抵抗が増減する。トルク検出装置１は、前記磁気抵抗の増減を利用して回転トルクを検出するものであり、センサコイル１３のインピーダンスの変化を回路基板５の出力処理回路を介して取り出す構成となっている。
【００２５】
操舵補助用のモータ７は、トルク検出装置１による回転トルクの検出結果に基づいて駆動制御され、このように駆動制御されるモータ７の回転は、ウォーム６１及びウォームホイール６０を備えるウォームギヤ伝動装置６による減速を経てコラム軸２（出力軸２２）に伝達され、該コラム軸２の回転が舵取機構に伝達されて、該舵取機構の動作によりなされる転舵が補助される。
【００２６】
図４は、センサ部１０及び回路基板５のセンサハウジング３への組付手順の説明図である。
【００２７】
本発明に係るトルク検出装置１を構成するセンサ部１０及び回路基板５のセンサハウジング３への組付けは以下のように行う。
先ず、図４中に実線にて示す如く、センサ部１０と回路基板５とを接続端子１６を介して予め接続する。
次に、図４中に矢符にて示す如く、センサ部１０を保持孔３２に内嵌させると同時に、接続端子１６をフランジ面に設けた開口３１ａを通して接続孔３１に挿入しつつ、回路基板５をフランジ面に設けた開口３０ａを通して基板室３０内に差し込み、保持孔３２の内奥側に設けた段部３４にセンサ部１０の端面を当接させることにより、図中に２点鎖線にて示す如く、組付けが完了する。
【００２８】
図５は、センサ部１０及び回路基板５が組付けられたセンサハウジング３の横断面図である。
【００２９】
本発明に係るトルク検出装置１においては、接続端子１６を、センサ部１０の任意の直径８０から偏倚した位置にて直径８０と略平行に凸設してあるから、直径８０とセンサ部１０の外周面とが交叉する部分に対する接続端子１６の突出高さＹを低くでき、回路基板５をセンサ部１０の可及的近くに配設することができる。従って、センサハウジング３の外側に設けられた基板室３０のセンサハウジング３の外周面からの突出高さを可及的に低くできる。基板室３０が設けられる場所は、運転席に着座した運転者の足の近傍であるため、基板室３０の突出高さを可及的に低くすることにより運転者の足周り空間を広げることができ、居住性の向上を実現できる。
【００３０】
以上の実施の形態では、本発明に係るトルク検出装置１を、センサ部１０を構成するセンサコイル１３のインピーダンスの変化を回路基板５に設けられた出力処理回路を介して取り出すことにより、コラム軸２に加えられる回転トルクを検出する構成としたが、本発明に係るトルク検出装置１は、前述した構成に限らず、コラム軸２を囲繞し、コラム軸２に加えられる回転トルクを検出する環状のセンサ部１０と、センサ部１０の外周面に凸設された接続端子１６によりセンサ部１０と接続された回路基板５とを備え、センサ部１０の出力を回路基板５を介して取り出すようになしてあればよい。
【００３１】
また、以上の実施の形態では、本発明に係るトルク検出装置１を、電動パワーステアリング装置に用いられるものとして説明したが、本発明は、回転軸を囲繞し、該回転軸に加えられる回転トルクを検出する環状のセンサ部と、センサ部の外周面に凸設された接続端子によりセンサ部と接続された回路基板とを備え、センサ部の出力を回路基板を介して取り出す構成としたトルク検出装置であれば、適用することが可能である。
【００３２】
さらに、本発明に係るトルク検出装置１の構成は、前述した実施の形態に示した構成に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲にて変更することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るトルク検出装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】回路基板が接続されたセンサ部の平面図である。
【図３】センサハウジングの外観を略示する斜視図である。
【図４】センサ部及び回路基板のセンサハウジングへの組付手順の説明図である。
【図５】センサ部及び回路基板が組付けられたセンサハウジングの横断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  トルク検出装置
２  コラム軸（回転軸）
５  回路基板
１６  接続端子
１０  センサ部
８０  直径 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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