(57)【要約】  【課題】  回転子の巻線の接続を簡易にでき、しかも、接続部分による誤検出をなくする。  【解決手段】  回転子巻線４１及び第１の回転トランス巻線４２が並置された回転子４ａと、該回転子４ａの周りに配され、固定子巻線４３及び第２の回転トランス巻線４４が並置された固定子４ｂとを備え、回転子４ａの回転角度に基づいて回転子４ａに加わったトルクを検出するトルク検出装置であり、回転子巻線４１と第１の回転トランス巻線４２との間に、回転子巻線４１及び第１の回転トランス巻線４２が接続される導電ピン４８と、該導電ピン４８を保持した合成樹脂製の保持体４７とを配した。【選択図】  図１
2007071783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子巻線及び回転トランス巻線が並置された回転子と、該回転子の周りに配された固定子とを備え、前記回転子の回転角度に基づいて前記回転子に加わったトルクを検出するトルク検出装置において、前記回転子巻線と回転トランス巻線との間に、前記回転子巻線と回転トランス巻線とを接続する導電ピン及び該導電ピンを保持した保持体を配してあることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
回転子巻線及び回転トランス巻線が並置され、且つ相対回転を可能に連結された二つの回転軸の夫々に装着される二つの回転子と、該回転子の周りに配された二つの固定子とを備え、前記二つの回転軸の回転角度に基づいて前記回転軸に加わったトルクを検出するトルク検出装置において、前記回転子巻線と回転トランス巻線との間に、前記回転子巻線と回転トランス巻線とを接続する導電ピン及び該導電ピンを保持した保持体を配してあることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項３】
前記保持体は輪形をなす合成樹脂製であり、前記導電ピンは両端が前記保持体の外面より突出しており、該導電ピンの一端に前記回転子巻線を接続し、他端に前記回転トランス巻線を接続してある請求項１又は２記載のトルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転軸に加わるトルクを検出するレゾルバ式のトルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レゾルバ式のトルク検出装置は例えば操舵補助用の電動モータを備える車両用の電動パワーステアリング装置に使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
電動パワーステアリング装置は、例えば操舵輪に繋がる入力軸及び該入力軸にトーションバーを介して同軸的に繋がる出力軸の相対回転によって前記入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出したトルク等に基づいて操舵補助用の電動モータを駆動し、該電動モータの回転力を舵取手段に伝達することにより操舵輪の回転に応じた舵取手段の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
レゾルバ式のトルク検出装置は、並置される回転子巻線及び第１の回転トランス巻線を有する回転子と、該回転子の周りに並置される固定子巻線及び第２の回転トランス巻線を有する固定子とを備え、電源回路から第１の回転トランス巻線に電圧を印加することにより、第２の回転トランス巻線に正弦波電圧を誘起し、該第２の回転トランス巻線に誘起された正弦波電圧を回転子巻線に印加し、回転子の回転角度に比例する電圧を固定子巻線から出力し、この出力された電圧に基づいて回転子に加わったトルクを検出するように構成されている。
また、特許文献１のトルク検出装置は、トーションバーにより相対回転を可能に連結された入力軸及び出力軸の夫々に嵌合され、並置される励磁用の回転子巻線及び出力用の回転トランス巻線を有し、且つ入力軸及び出力軸に装着される二つの回転子と、二つの回転子の周りに並置される出力用の固定子巻線及び励磁用の回転トランス巻線を有する二つの固定子とが二つのレゾルバを構成しており、二つのレゾルバが検出した前記入力軸及び出力軸の回転角度（固定子巻線が出力した電圧）に基づいて入力軸に加わったトルクを検出するように構成されている。
また、前記回転子巻線及び第１の回転トランス巻線の線端は絡げにより一つにまとめられた後、ハンダ付けにより接続されている。
【特許文献１】実公平８−１４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来のように回転子巻線及び回転トランス巻線の線端を絡げにより一つにまとめた後、この絡げ部がハンダ付けされるように構成されたトルク検出装置にあっては、絡げ部が、回転子巻線、回転トランス巻線、回転子巻線が巻装された金属製ボビン、回転トランス巻線が巻装された金属製ボビンに接触した場合は電圧が変化し易くなり、トルクを正確に検出することができなくなる可能性があるため、改善策が要望されていた。また、回転子巻線及び回転トランス巻線の絡げは手作業で行われているため、量産性が悪く、この点でも改善策が要望されていた。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は回転子の巻線の接続を簡易にでき、しかも、接続部分による誤検出をなくすることができるトルク検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係るトルク検出装置は、回転子巻線及び回転トランス巻線が並置された回転子と、該回転子の周りに配された固定子とを備え、前記回転子の回転角度に基づいて前記回転子に加わったトルクを検出するトルク検出装置において、前記回転子巻線と回転トランス巻線との間に、前記回転子巻線と回転トランス巻線とを接続する導電ピン及び該導電ピンを保持した保持体を配してあることを特徴とする。
【０００６】
第２発明に係るトルク検出装置は、回転子巻線及び回転トランス巻線が並置され、且つ相対回転を可能に連結された二つの回転軸の夫々に装着される二つの回転子と、該回転子の周りに配された二つの固定子とを備え、前記二つの回転軸の回転角度に基づいて前記回転軸に加わったトルクを検出するトルク検出装置において、前記回転子巻線と回転トランス巻線との間に、前記回転子巻線と回転トランス巻線とを接続する導電ピン及び該導電ピンを保持した保持体を配してあることを特徴とする。
【０００７】
第３発明に係るトルク検出装置は、第１発明又は第２発明において、前記保持体は輪形をなす合成樹脂製であり、前記導電ピンは両端が前記保持体の外面より突出しており、該導電ピンの一端に前記回転子巻線を接続し、他端に前記回転トランス巻線を接続してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明及び第２発明によれば、回転子巻線及び回転トランス巻線を、保持体が保持した導電ピンに接続するため、接続部分が巻線等の導電部分に接触するのを防ぐことができ、接続部分による誤検出をなくすることができる。しかも、導電ピンに接続するため、この接続をロボット等により自動的に行うことが可能となり、量産化によりコストを低減し得る。
【０００９】
第３発明によれば、保持体を嵌込みにより簡易に装着することができ、しかも、回転子巻線及び回転トランス巻線を個別に導電ピンに接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
実施の形態１
図１は本発明に係るトルク検出装置の実施の形態１の構成を示す拡大断面図、図２はトルク検出装置の要部の断面図である。
【００１１】
トルク検出装置Ａは、トーションバーにより相対回転を可能に連結された第１及び第２の回転軸２，３の周りに配置される第１及び第２のレゾルバ４，５を備える。第１のレゾルバ４は、励磁用の回転子巻線４１及び出力用の回転トランス巻線４２が軸長方向に並置された第１の回転子４ａと、該回転子４ａの周りに配され、出力用の固定子巻線４３及び励磁用の回転トランス巻線４４が並置された第１の固定子４ｂとを備えており、第１の回転子４ａが第１の回転軸２に装着され、第１の固定子４ｂが円筒形をなすケース６内に装着される。
【００１２】
第２のレゾルバ５は、励磁用の回転子巻線５１及び出力用の回転トランス巻線５２が軸長方向に並置された第２の回転子５ａと、該回転子５ａの周りに配され、出力用の固定子巻線５３及び励磁用の回転トランス巻線５４が並置された第２の固定子５ｂとを備えており、第２の回転子５ａが第２の回転軸３に装着され、第２の固定子５ｂがケース６内に装着される。
【００１３】
励磁用の回転子巻線４１，５１は、回転子４ａ，５ａの外周部に９０°の位相差で４等配された突極鉄心に夫々巻装されている。出力用の固定子巻線４３，５３は、ケース６の内周部に９０°の位相差で配された二つの突極鉄心に夫々巻装されている。
【００１４】
出力用の回転トランス巻線４２，５２は、回転子４ａ，５ａの外周部に嵌合固定された金属製のボビン４５，５５に巻装されている。励磁用の回転トランス巻線４４，５４は、ケース６の内周部に嵌合固定された金属製のボビン４６，５６に巻装されており、これら回転トランス巻線４２，４４及び５２，５４により回転トランスが夫々構成されている。
【００１５】
第１及び第２の回転子４ａ，５ａの外周部で、且つ励磁用の回転子巻線４１，５１と出力用の回転トランス巻線４２，５２との間には、励磁用の回転子巻線４１，５１及び出力用の回転トランス巻線４２，５２が接続される二つの導電ピン４８，５８と、該導電ピン４８，５８を保持し、且つ回転子４ａ，５ａに嵌合固定された保持体４７，５７とが設けられている。
【００１６】
この保持体４７，５７は、輪形をなす合成樹脂製であり、中心軸線方向に貫通する二つの貫通孔４７ａ，５７ａが周方向位置に夫々設けられている。導電ピン４８，５８は金属線からなり、貫通孔４７ａ，５７ａに嵌入されて両端が保持体４７，５７の外面より突出しており、該導電ピン４８，５８の一端に夫々の励磁用の回転子巻線４１，５１を巻きつけてハンダ付けにより接続し、他端に出力用の回転トランス巻線４２，５２を巻きつけてハンダ付けにより接続している。
【００１７】
励磁用の回転トランス巻線４４，５４は、マイクロプロセッサを用いてなる制御部７の電源回路に接続されており、出力用の固定子巻線４３，５３は、制御部７の入力部に接続されている。
【００１８】
制御部７は第１及び第２のレゾルバ４，５の出力用の固定子巻線４３，５３から出力される出力電圧に基づいて第１及び第２の回転軸２，３の相対回転量を算出する第１算出手段と、第１算出手段が算出した算出値に基づいて第１及び第２の回転軸２，３に加わるトルクを算出する第２の算出手段とを備える。
【００１９】
以上のように構成されたトルク検出装置Ａは、制御部７の電源回路から励磁用の回転トランス巻線４４，５４に電圧が印加されると、回転子４ａ，５ａの出力用の回転トランス巻線４２，５２に電圧が誘起され、出力用の回転トランス巻線４２，５２に誘起された電圧は導電ピン４８，５８を経て励磁用の回転子巻線４１，５１に印加され、出力用の固定子巻線４３，５３には、回転子４ａ，５ａの回転角度のｓｉｎ波及びｃｏｓ波に比例する電圧が発生し、この電圧が出力用の固定子巻線４３，５３から制御部７に加えられ、制御部７の第１の算出手段により第１及び第２の回転軸２，３の相対回転量が算出され、この相対回転量に基づいて第１及び第２の回転軸２，３に加わるトルクを第２の算出手段により算出することができる。
【００２０】
図３は本発明に係るトルク検出装置が組込まれた電動パワーステアリング装置の縦断面図である。以上のように構成されたトルク検出装置Ａは例えば車両用の電動パワーステアリング装置に組込まれる。この電動パワーステアリング装置は、上端が図示しないユニバーサルジョイント等の伝動部材を介して舵取りのための操舵輪Ｂに繋がり下端に第１の回転軸２を有する入力軸Ｃと、上端が入力軸Ｃに連結され操舵輪Ｂに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバーＤと、該トーションバーＤの下端に連結され且つその下端が舵取機構に繋がる出力軸Ｅとしての第２の回転軸３と、トーションバーＤの捩れに応じた第１及び第２の回転軸２，３の相対回転によって操舵輪Ｂに加わる操舵トルクを検出するトルク検出装置Ａと、該トルク検出装置Ａが検出したトルクに基づいて操舵補助用の電動モータ（図示せず）を駆動制御する制御部７と、トルク検出装置Ａ、第１及び第２の回転軸２，３を収容支持する筒形のハウジングＦとを備えている。
【００２１】
第２の回転軸３には車両の左右方向へ移動可能に配置されるラック軸のラック歯に噛合するピニオン３１が設けられている。
【００２２】
実施の形態２
図４は本発明に係るトルク検出装置の実施の形態２の構成を示す拡大断面図である。実施の形態２では、一つのレゾルバ８を備える構成としたものである。このレゾルバ８は第１及び第２のレゾルバ４，５と等しい構成であり、励磁用の回転子巻線８１及び出力用の回転トランス巻線８２が並置された回転子８ａと、該回転子８ａの周りに配され、出力用の固定子巻線８３及び励磁用の回転トランス巻線８４が並置された固定子８ｂとを備えており、回転子８ａが回転軸９に装着され、固定子８ｂが円筒形をなすケース１０内に装着される。
【００２３】
励磁用の回転子巻線８１は、回転子８ａの外周部に９０°の位相差で４等配された突極鉄心に夫々巻装されている。出力用の固定子巻線８３は、ケース１０の内周部に９０°の位相差で配された二つの突極鉄心に巻装されている。
【００２４】
出力用の回転トランス巻線８２は、回転子８ａの外周部に嵌合固定された金属製のボビン８５に巻装されている。励磁用の回転トランス巻線８４は、ケース１０の内周部に嵌合固定された金属製のボビン８６に巻装されており、これら回転トランス巻線８２，８４により回転トランスが構成されている。
【００２５】
回転子８ａの外周部で、且つ励磁用の回転子巻線８１と出力用の回転トランス巻線８２との間には、励磁用の回転子巻線８１及び出力用の回転トランス巻線８２が接続される導電ピン８８と、該導電ピン８８を保持し、且つ回転子８ａに外嵌固定された合成樹脂製の輪形をなす保持体８７とが設けられており、導電ピン８８の一端に夫々の励磁用の回転子巻線８１を巻きつけてハンダ付けにより接続し、他端に出力用の回転トランス巻線８２を巻きつけてハンダ付けにより接続している。
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００２６】
尚、以上説明した実施の形態では、保持体４７，５７，８７が夫々二つの導電ピン４８，５８，８８を保持し、この導電ピン４８，５８，８８に複数の励磁用の回転子巻線４１，５１，８１を接続したが、その他、保持体４７，５７，８７が一つ又は三つ以上の周方向位置に導電ピン４８，５８，８８を保持し、この一つ又は三つ以上の導電ピン４８，５８，８８に励磁用の回転子巻線４１，５１，８１を接続するように構成してもよい。また、四つの励磁用の回転子巻線４１，５１，８１を備える構成としたが、励磁用の回転子巻線４１，５１，８１の個数は特に制限されない。
【００２７】
また、本発明に係るトルク検出装置Ａは、電動パワーステアリング装置に使用する他、電動パワーステアリング装置以外の装置に使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るトルク検出装置の実施の形態１の構成を示す拡大断面図である。
【図２】本発明に係るトルク検出装置の要部の断面図である。
【図３】本発明に係るトルク検出装置が組込まれた電動パワーステアリング装置の縦断面図である。
【図４】本発明に係るトルク検出装置の実施の形態２の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
２，３，９  回転軸
４，５，８    レゾルバ
４ａ，５ａ，８ａ  回転子
４ｂ，５ｂ，８ｂ  固定子
４１，５１，８１  回転子巻線
４２，５２，８２  回転トランス巻線（出力用の回転トランス巻線）
４３，５３，８３  固定子巻線
４７，５７，８７  保持体
４８，５８，８８  導電ピン
【図１】
2007071783.tif 000003
【図２】
2007071783.tif 000004
【図３】
2007071783.tif 000005
【図４】
2007071783.tif 000006