(57)【要約】【課題】電動パワーステアリング装置のトルク検出装置において、コイルのリード線に接続されたリードピンと制御基板とのはんだ付け不良を低減する。【解決手段】トーションバー２を介して連結された入力軸３と出力軸４の検出ターゲットＴ１，Ｔ２を囲繞するコイル５，６と、このコイル５，６のリード線に接続されたリードピン７と、このリードピン７が挿通された状態ではんだ付けされているスルーホール９を有する制御基板２１と、を備えているトルク検出装置１である。リードピン７は、コイル５，６の接続される基部と、この基部から分岐した複数本の分岐部を有しており、この分岐部をスルーホール９に挿通させた状態でスルーホール９にはんだ付けされている。【選択図】      図１
2005043090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トーションバーを介して連結された入力軸と出力軸の検出ターゲットを囲繞するコイルと、このコイルのリード線に接続されたリードピンと、このリードピンが挿通された状態ではんだ付けされているスルーホールを有する制御基板と、を備えているトルク検出装置において、
前記リードピンは、前記コイルのリード線が接続される基部と、この基部から分岐した複数本の分岐部とを有しており、この分岐部を前記スルーホールに挿通させた状態で同ホールにはんだ付けされていることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
前記リードピンは、その長手方向中央部付近で内折れ部を有する左右一対の分岐部を備えており、この分岐部の内折れ部が前記制御基板の板厚範囲内に位置するように前記スルーホールに挿通されている請求項１に記載のトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に取り付けられ、コイルと制御基板とを接続するリードピンを有するトルク検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、電動モータにより操舵補助力を発生するものであるが、操舵時の負荷に応じた操舵補助力を発生させるのが望ましい。このため、ステアリング装置のトーションバーが操舵時の負荷（トルク）に応じて捻れる性質を利用して、トーションバーの捻れ角を検出し、この捻れ角に応じて電動モータを制御する技術が広く用いられている。かかる捻れ角はトルク検出装置により検出される。
【０００３】
従来のトルク検出装置として、特許文献１に記載のものがある。このトルク検出装置は、電動パワーステアリング装置においてトーションバーを介して接続された入力軸と出力軸の検出ターゲットを囲繞するコイルと、このコイルのリード線に接続された棒状のリードピンと、このリードピンを介してコイルと接続された制御基板とを備えている。リードピンは、制御基板の有するスルーホールに挿通されており、基板の接点部分とはんだ付けにより接続されている。制御基板は、コイル電流の給電のための電源回路及びコイルからの出力取り出しのための処理回路を構成する回路部品が実装された平板状のものである。
そして、このトルク検出装置は、コイルへの通電により磁気回路を形成する。入力軸と出力軸との相対角変位は、コイルのインピーダンス変化を出力として取り出すことにより検知される（特許文献１参照。）。
【特許文献１】
特開２００３−１１８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトルク検出装置においては、コイルのリード線に接続されたリードピンが単純な棒状（一本棒状）であったが、この場合、制御基板とのはんだ付けにおいて不良が発生しやすかった。このはんだ付けは、制御基板の有するスルーホール（貫通孔）にリードピンを基板の下面側から上面側へと挿通したのち、基板の上面側からはんだ付けすることにより行う。従来の一本棒状のリードピンでは、はんだがスルーホールとリードピンとの隙間に十分流れ込まずに、はんだの大半が基板上面付近に留まってしまうという不良が発生しやすいという問題があった。
かかる不良を防止するためには、はんだの加熱時間を長くすればよいが、それではトルク検出装置の組立生産性が著しく低下することになる。
【０００５】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであって、電動パワーステアリング装置のトルク検出装置において、コイルのリード線に接続されたリードピンと制御基板とのはんだ付け不良を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成すべく、本発明では、トーションバーを介して連結された入力軸と出力軸の検出ターゲットを囲繞するコイルと、このコイルのリード線に接続されたリードピンと、このリードピンが挿通された状態ではんだ付けされているスルーホールを有する制御基板と、を備えているトルク検出装置において、前記リードピンは、前記コイルのリード線が接続される基部と、この基部から分岐した複数本の分岐部とを有しており、この分岐部を前記スルーホールに挿通させた状態で同ホールにはんだ付けされていることを特徴とするトルク検出装置としている。
このようにすると、リードピンの分岐部は一本棒状のリードピンと比較して細くなるため、熱容量が小さくなり、はんだ付け性（はんだぬれ性）が向上する。そうすると、はんだがスルーホールに十分流れ込み易くなる。
【０００７】
この発明においては、更に、前記リードピンは、その長手方向中央部付近で内折れ部を有する左右一対の分岐部を備えており、この分岐部の内折れ部が前記制御基板の板厚範囲内に位置するように前記スルーホールに挿通されている構成とするのが好ましい。このようにすると、左右一対の分岐部相互間の対向距離が比較的広い内折れ部が制御基板の板厚範囲内に位置しているので、対向する分岐部の間にはんだが流れ込みやすくなり、スルーホールがはんだで満たされ易くなる。
【発明の効果】
【０００８】
リードピンが分岐部を有し、この分岐部をはんだ付けしているため、リードピンのはんだ付けされる部分の熱容量が小さくなり、はんだ付け性が向上してはんだ付け不良が低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るトルク検出装置１を備えた電動パワーステアリング装置の、当該トルク検出装置１付近の断面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。この電動パワーステアリング装置では、図示しない他端部がステアリングホイールと連結した入力軸３と、図示しない他端部が操舵機構と連結した出力軸４とが、トーションバー２を介して同軸的に連結しており、これらはハウジングｈ内で複数の軸受４０，５０により回動可能に支持されている。そして、本実施形態のトルク検出装置１は、入力軸３と出力軸４との境界部分近傍に位置する検出ターゲットＴ１，Ｔ２を囲繞する検知コイル５及び補償コイル６と、これらコイル５，６に接続されたリードピン７と、このリードピン７を介して前記コイル５，６と接続する制御基板２１と、を備えるとともに、リードピン７は、制御基板２１の有するスルーホール（貫通孔）９に挿通しつつ当該スルーホール９にはんだ付けされている。
【００１０】
コイル５，６は、リード線がボビン８に巻回されたものである（図２参照）。このリード線の末端部分は樹脂台１６の内部にまで至っており、同樹脂台１６の内部においてリードピン７と接続している。なお、図２の断面図においては、入力軸３やトーションバー２などの記載を適宜省略している。
【００１１】
トーションバー２、入力軸３及び出力軸４は、一体回転可能に連結されており、入力軸３の他端に取り付けられたステアリングホイール（図示しない）の回転を、出力軸４の他端が接続された操舵機構（図示しない）に伝達する。この際、ステアリングホイールに作用する操舵トルクに応じてトーションバー２が捻れ、入力軸３と出力軸４との間に相対角変位が発生する。この相対角変位をトルク検出装置１により検出する。
【００１２】
図示しないが、出力軸４には電動モータの回転を出力軸４に伝達する伝達機構を介して電動モータが取り付けられており、かかるモータの回転により操舵補助力が発生する。電動モータの回転は、トルク検出装置１により検出された操舵トルクの値により制御されており、これにより、前記操舵トルクの方向及び大きさに対応した操舵補助力が与えられる。
【００１３】
トルク検出装置１が入力軸３と出力軸４との相対角変位を検出する機構を説明する。入力軸３の中途部及び出力軸４の端部にはそれぞれ円筒形の入力側検知筒１０及び出力側検知筒１１が外嵌固定されており、これら入力側検知筒１０と出力側検知筒１１とは同軸で且つ一定の隙間を介して互いの端面が対向するように設置されている。この対向する端面のそれぞれには、凹部と凸部が周方向に規則的に且つ交互に連続して設けられた入力側歯部１２及び出力側歯部１３が設けられている。そして、検知コイル５は、これら入力側歯部１２と出力側歯部１３との対向部分である第一検出ターゲットＴ１を囲繞しつつハウジングｈに内嵌固定されている。
この検知コイル５への通電により入力側歯部１２と出力側歯部１３との対向部分を通る磁気回路が形成され、検知コイル５のインピーダンス変化として出力される。
【００１４】
一方、補償コイル６は、周辺温度によるトルク検出値の測定誤差を補償するために設けられているが、この温度補償について説明する。入力軸３には、入力側検知筒１０の他、円筒形の補償用筒１４が設けられている。この補償用筒１４は、入力側検知筒１０に対して前記出力側検知筒１１とは反対側に位置しており、且つ、これら入力側検知筒１０と補償用筒１４とは同軸で且つ一定の隙間を介して互いの端面が対向するように設置されている。入力側検知筒１０と対向する補償用筒１４の対向面には、前記入力側歯部１２及び出力側歯部１３と同数の凹凸を有する補償用筒歯部１５が設けられている。補償コイル６は、これら補償用筒１４の補償用筒歯部１５とこれに対向する入力側検知筒１０の端面（入力側歯部１２の設けられた端面と反対側の端面）との対向部分である第二検出ターゲットＴ２を囲繞しつつハウジングｈに内嵌固定されている。
補償コイル６に通電することにより、補償用筒１４の補償用筒歯部１５とこれに対向する入力側検知筒１０の端面との対向部分に磁気回路が形成される。入力側検知筒１０と補償用筒１４とはいずれも入力軸３に設けられているので、操舵トルクの大小に関わらず両者の相対関係は一定であり、相対角変位はゼロである。よって、補償コイル６のインピーダンスを基準として、検知コイル５の前記インピーダンス変化の温度補償を行うことが可能となっている。
【００１５】
前記ハウジングｈに一体形成された基板収容部２０には、制御基板２１が設置されている。この制御基板２１は、樹脂製の平板であって、検知コイル５及び補償コイル６へのコイル電流を給電するための電源回路と、検知コイル５及び補償コイル６のインピーダンス（出力）を処理するための処理回路とを構成する回路部品が実装されている。そして、各コイル５，６と制御基板２１とは、リードピン７を介して接続されている。
なお、制御基板２１には図示しないコイル電流給電用の給電線及び出力信号取り出しのための取出線と接続されており、かかる取出線から取り出された出力信号により前記電動モータを制御する。
【００１６】
図３は、土台となる樹脂台１６に一部埋め込まれつつ立設されたリードピン７の斜視図であり、図４は、トルク検出装置１におけるリードピン７付近の拡大断面図である。図３及び図４に示すように、リードピン７は、リード線１７が接続される基部７ａと、この基部７ａから分岐した２本の分岐部７ｂとを有する分岐構造であり、基部７ａの一部が樹脂台１６に埋め込まれている。
左右一対の二つの分岐部７ｂは、それぞれ長細い板状部材であり、これらはそれぞれ基部７ａの上端から外側に張り出しつつ延びるとともに、その長手方向中央部付近で内側に屈曲する内折れ部７ｃを有し、先端７ｄに近づくほど両者の対向距離は徐々に短くなる。この結果、図４に示すように、二つの分岐部７ｂは互いに略対称に対向しており、且つ、互いの対向距離は、内折れ部７ｃにおいて最大となり、そこから先端７ｄ側及び基部７ａ側に近づくほど小さくなる。よって、図３に示すように、左右一対の分岐部７ｂを合わせると略菱形形状とされている。
【００１７】
このような構成を有するリードピン７の分岐部７ｂは、制御基板２１のスルーホール９に挿通した状態で、スルーホール９（より詳細には、スルーホール９に設置された金属製のホールリング２２）にはんだ付けされている（図４参照）。リードピン７と制御基板２１との上下方向の相対的位置関係は、内折れ部７ｃが、制御基板２１の板厚範囲内に位置するようになっている。そして、はんだ２５は、分岐部７ｂとスルーホール９（の金属製のホールリング２２）の内周面との隙間を埋めるとともに、二本の分岐部７ｂの対向面間の隙間をも埋めており、その結果、スルーホール９がはんだ２５で満たされた状態となっている。
また、リードピン７の基部７ａは、樹脂台１６の内部においてコイル５，６のリード線１７と接続している。このようにして、リードピン７を介してコイル５，６と制御基板２１とが接続されている。
なお、リードピン７は、検知コイル５に接続するものと補償コイル６に接続するものとが各２本すつ、合計４本が制御基板２１と接続している。よって、スルーホール９も４つ設けられている。
【００１８】
以上のように構成された本実施形態では、次のような作用を奏する。
まず、リードピン７が分岐部７ｂを有し、この分岐部７ｂは、従来のような分岐していない一本棒状のリードピンと比較して細くなるので、熱容量が小さくなる。そして、この熱容量の小さい分岐部７ｂにおいてはんだ付けされているので、はんだ付け性（はんだぬれ性）が向上する。そうすると、はんだ２５がスルーホール９に十分流れ込みやすくなり、はんだ付け不良が低減する。即ち、はんだ付けは制御基板２１の上面２１ａ側から行われるが、はんだ付け性が向上することにより、はんだがスルーホール９を満たして且つ制御基板２１の下面２１ｂにまで達しやすくなる。
電動パワーステアリング装置に取り付けられるトルク検出装置１では、高温となるエンジンルームの影響等により温度変化が激しく、熱的衝撃を受ける環境下にある。その場合、はんだ２５がスルーホール９を満たさず上面２１ａ付近に留まる場合には、熱的衝撃によりはんだクラックが発生してしまうので、はんだ不良として不良品となってしまうことがあるが、本発明によりこのはんだ不良が大幅に低減する。
【００１９】
さらに、リードピン７を分岐構造とすることにより、分岐していない一本棒状のピンと比較してはんだ２５とリードピン７との接触面積が大きくなる。したがって、制御基板２１の金属製のホールリング２２とリードピン７との接続がより確実となるとともに、接触不良の可能性が大幅に低減する。なお、本実施形態では、リードピン７の分岐部７ｂは２本であるが、３本以上であってもよい。
【００２０】
リードピン７の分岐部７ｂの太さに関して、以下の範囲が好ましい。分岐部７ｂ単体（一本）の横断面（長手方向と垂直な断面）における断面積は、０．１０ｍｍ２以上０．１２ｍｍ２以下が好ましい。この値が大きすぎると、熱容量が比較的大きくなって本願発明の効果が少なくなる傾向となり、小さすぎると、リードピン７の剛性が不足して、スルーホール９に挿通する際等の取り扱い性が悪化する。
また、分岐部７ｂを板状とすると、はんだ２５との接触面積が比較的大きくなるので好ましい。この場合、前記断面積の範囲で且つ板厚は０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。板厚が薄すぎるとリードピン７の剛性が不足して、前述の通り取り扱い性が悪化するからである。また、分岐部７ｂの長手方向長さは制御基板２１の厚さの２．５倍〜３．５倍程度とするのが好ましい。この範囲であると、制御基板２１の厚さよりも十分に長く、かつ不要に長すぎることがないので、分岐部７ｂの熱容量が過大とならず、はんだ付け性が向上するとともに、はんだ２５と分岐部７ｂとの接触面積を十分確保できるので、はんだ付け不良がさらに低減する。
【００２１】
このように、リードピン７は分岐構造であれば良いが、好ましくは、前記実施形態のように、長手方向中央付近において内折れ部７ｃを有する左右一対の分岐部７ｂを備えており、この分岐部７ｂの内折れ部７ｃが制御基板２１の板厚範囲内に位置するようにスルーホール９に挿通されているのが好ましい。このようにすると、２本の分岐部７ｂの対向距離が内折れ部７ｃ付近で比較的広くなるので、この部分にはんだ２５が入り込みやすくなる。そうすると、スルーホール９がはんだ２５で満たされ易くなり、はんだ付け不良が一層低減するとともに、リードピン７とはんだ２５との接触面積が広くなるので接触不良が少なくなる。
なお、本実施形態では、リードピン７が分岐する位置、即ち、基部７ａの上端は、樹脂台１６の内部ではなく、樹脂台１６の外部に位置しているが、これに限られず、リードピン７が樹脂台１６の内部で分岐していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るトルク検出装置を備えた電動パワーステアリング装置の、当該トルク検出装置付近の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線を含む断面の断面図である
【図３】本発明の一実施形態に係るトルク検出装置におけるリードピンの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るトルク検出装置におけるリードピン付近の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    トルク検出装置
２    トーションバー
３    入力軸
４    出力軸
５    検知コイル
６    補償コイル
７    リードピン
７ａ  基部
７ｂ  分岐部
７ｃ  内折れ部
９    スルーホール
１７  リード線
２１  制御基板
２５  はんだ
Ｔ１  第一検出ターゲット
Ｔ２  第二検出ターゲット
【図１】
2005043090.tif 000003
【図２】
2005043090.tif 000004
【図３】
2005043090.tif 000005
【図４】
2005043090.tif 000006