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JP2004101277A - トルクセンサ、このトルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置の製造方法 - Google Patents

トルクセンサ、このトルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置及びこの電動パワーステアリング装置の製造方法 Download PDF

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JP2004101277A
JP2004101277A JP2002261315A JP2002261315A JP2004101277A JP 2004101277 A JP2004101277 A JP 2004101277A JP 2002261315 A JP2002261315 A JP 2002261315A JP 2002261315 A JP2002261315 A JP 2002261315A JP 2004101277 A JP2004101277 A JP 2004101277A
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早川  秀幸
Naoki Nakane
中根  直樹
Hiroyuki Kawada
川田  裕之
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Abstract

【課題】構造がシンプルで電気的な接触部を持たず、且つ中立点付近での精度の良いトルクセンサを提供することを目的とする。
【解決手段】トルクセンサ1は、入力軸2と出力軸3とを同軸上に連結するトーションバー4、入力軸2の端部に取付けられるリング状の磁石5、出力軸3の端部に取付けられる一組の磁気ヨーク6、磁気ヨーク6の外周に近接して配置される一組の集磁リング7及び集磁リング7に生じる磁束密度を検出する磁気センサ8から構成される。磁気ヨーク6は、磁石5のN極及びS極と同数の爪6aが全周に等間隔に設けられている。この磁気ヨーク6と磁石5は、トーションバー4に捩じれが生じていない状態で、磁気ヨーク6に設けられた爪6aの中心と磁石5のN極とS極との境界とが一致するように配置されている。磁気センサ8は、径方向に対向する集磁部7A1と集磁リング7Bとの間に挿入されて磁束密度を検出する。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電動パワーステアリング装置等の回転動力を伝達する機構における軸トルクを検出するトルクセンサに関する。
【0002】
【従来技術】
磁石と磁気センサとを使った従来技術としては、磁石と磁気センサとをトーションバーの両端に固定し、トルクが印加された際に、トーションバーが捩じれることによって磁石と磁気センサとの位置関係が変化し、磁気センサからトルクに比例した出力を得るものである(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、磁石と磁気センサとトーションバーとを使用する点で上記の構成と同じであるが、トーションバーの捩じれをギヤを使って軸方向の運動に変える機構にしているため、磁気センサをハウジングに固定できるので、磁気センサヘの電力供給と信号の取り出しを行う電気的接触部が不要である(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−159887号公報(第4頁)
【特許文献2】
特開平6−281513号公報(第4頁)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1の方式では、磁石と磁気センサとがトーションバーに固定されているため、磁気センサヘの電力供給と信号の取り出しを行うために電気的な接触部が必要となり、具体的にはスリップリングとブラシとを使用しているため接触部の信頼性が懸念される。
【0006】
また、特許文献2の方式では、トーションバーの捩じれを軸方向の運動に変換するギヤ機構を有しているため、構造が複雑になり、且つギヤ機構のバックラッシやギヤの摩耗等により、誤差及び応答遅れ等が生じるため、性能面での懸念点がある。
【0007】
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、構造がシンプルで電気的な接触部を持たず、且つ中立点付近で精度の良いトルクセンサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載のトルクセンサでは、第1の軸と第2の軸とを同軸上に連結し、第1の軸と第2の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、第1の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、第2の軸に連結され、且つ硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、弾性部材の捩じれによって硬磁性体との相対位置が変化すると、磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、軟磁性体に近接して配置され、且つ軟磁性体から磁束を導く一組の補助軟磁性体と、補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、一方の補助軟磁性体は、他方の補助軟磁性体と径方向に対向して設けられた、磁束を集める集磁部を有し、磁気センサは、径方向に対向する集磁部と他方の補助軟磁性体との間に設けられることを特徴としている。
【0009】
本発明のトルクセンサは、第1の軸と第2の軸との間に捩じれトルクが入力されて弾性部材に捩じれが生じると、硬磁性体と軟磁性体との相対位置が変化することで、軟磁性体の磁気回路に発生する磁束密度が変化する。更に、軟磁性体に発生する磁束が補助軟磁性体に導かれて、一方の補助軟磁性体に設けられた集磁部に集められる。従って、集磁部と他方の補助軟磁性体との間に生じる磁束密度を磁気センサで検出することにより、第1の軸と第2の軸との間に印加される捩じれトルクを求めることができる。
【0010】
この構成によれば、硬磁性体から発生する磁束を直接磁気センサで検出する必要がないので、非接触式の磁気センサを定位置に固定して使用することができる。その結果、磁気センサに対し電気的な接触部を設ける必要がないので、信頼性の高いトルクセンサを提供できる。また、一方の補助軟磁性体に生じる磁束を集磁部に集めることにより、軟磁性体の全周で発生する磁束密度の平均を磁気センサで検出することができる。これにより、磁気回路を構成する部品の製造ばらつきや組付け精度、センタずれ等による検出誤差を小さくできる。また、磁気センサを径方向に対向する集磁部と他方の補助軟磁性体との間に設けることで、トルクセンサの径方向の大型化を招くことを抑制できる。
【0011】
また、請求項2に記載のトルクセンサでは、第1の軸と第2の軸とを同軸上に連結し、第1の軸と第2の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、第1の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、第2の軸に連結され、且つ硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、弾性部材の捩じれによって硬磁性体との相対位置が変化すると、磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、軟磁性体に近接して配置され、且つ軟磁性体から磁束を導くと共に、その磁束を集める集磁部を有する一組の補助軟磁性体と、集磁部を介して補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、一方の補助軟磁性体に設けられる集磁部と他方の補助軟磁性体に設けられる集磁部とが径方向に対向して設けられ、磁気センサは、径方向に対向する集磁部同士の間に設けられることを特徴としている。
【0012】
本発明のトルクセンサは、第1の軸と第2の軸との間に捩じれトルクが入力されて弾性部材に捩じれが生じると、硬磁性体と軟磁性体との相対位置が変化することで、軟磁性体の磁気回路に発生する磁束密度が変化する。更に、軟磁性体に発生する磁束が補助軟磁性体に導かれて、その補助軟磁性体に設けられた集磁部に集められる。従って、集磁部を介して補助軟磁性体に生じる磁束密度を磁気センサで検出することにより、第1の軸と第2の軸との間に印加される捩じれトルクを求めることができる。
【0013】
この構成によれば、硬磁性体から発生する磁束を直接磁気センサで検出する必要がないので、非接触式の磁気センサを定位置に固定して使用することができる。その結果、磁気センサに対し電気的な接触部を設ける必要がないので、信頼性の高いトルクセンサを提供できる。また、補助軟磁性体に生じる磁束を集磁部に集めることにより、軟磁性体の全周で発生する磁束密度の平均を磁気センサで検出することができる。これにより、磁気回路を構成する部品の製造ばらつきや組付け精度、センタずれ等による検出誤差を小さくできる。また、磁気センサを径方向に対向する集磁部同士の間に設けることで、トルクセンサの径方向の大型化を招くことを抑制できる。
【0014】
また、請求項3に記載のトルクセンサでは、補助軟磁性体は、磁気センサを挿入するための開口部を有するように樹脂部材によってモールド成形され、樹脂部材の開口部には、磁気センサを挿入する際のガイド部が設けられ、ガイド部は、磁気センサの挿入側に向かって広がって形成されていることを特徴としている。
【0015】
この構成により、磁気センサを開口部に容易に挿入できる。
【0016】
また、請求項4では、請求項1から3のいずれか1つに記載のトルクセンサを有する電動パワーステアリング装置において、トルクセンサで検出した磁束密度から捩じれトルクを補助する操舵補助トルクを決定する制御部を有し、磁気センサのターミナルが制御部の制御基板に電気的に直接接続されることを特徴としている。
【0017】
この構成により、磁気センサのターミナルと制御基板とは、直接接続されることから、磁気センサと制御基板との距離を短くすることができる。さらに、磁気センサのターミナルと制御基板との間に例えば継ぎ足し等のターミナルを用いる必要がないため、部品点数の増大を招くことを抑制できる。
【0018】
また、請求項5では、請求項4記載の電動パワーステアリング装置において、制御基板は、磁気センサのターミナルと直交して設けられることを特徴としている。
【0019】
この構成により、磁気センサのターミナルを制御基板に接続させ易くすることができる。また、制御基板まで間の磁気センサのターミナルを曲げ加工することなく、制御基板に接続させることができるため、組み付け工程の低減を図ることができる。
【0020】
また、請求項6では、請求項4又は5記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、磁気センサを開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設ける第1の工程と、制御基板を固定する第2の工程と、磁気センサのターミナルを制御基板に電気的に直接接続する第3の工程とから構成されることを特徴としている。
【0021】
この構成により、磁気センサは、軸方向に移動可能な状態に設けられることから、例えば軸方向に熱膨張差が発生した際に、磁気センサのターミナルと制御基板とを接続する半田に応力が発生することを抑制できる。
【0022】
また、請求項7では、請求項4又は5記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、磁気センサのターミナルを制御基板に仮組み付けする第1の工程と、磁気センサを開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設けると共に、制御基板を固定する第2の工程と、磁気センサのターミナルを制御基板に電気的に直接接続する第3の工程とから構成されることを特徴としている。
【0023】
この構成により、磁気センサを開口部に軸方向から挿入して軸方向に移動可能な状態に設けた後に、磁気センサのターミナルを制御基板に半田により接続させるため、半田に過大な応力が発生することを抑制できる。
【0024】
また、請求項8では、請求項4又は5記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、制御基板を固定する第1の工程と、ターミナルがL字型に曲げられた磁気センサを制御基板に設けられた挿入孔に軸方向から挿通した後、開口部に軸方向に移動可能な状態に挿入する第2の工程と、磁気センサのL字型に曲げられたターミナルの先端部を制御基板に電気的に直接接続する第3の工程とから構成されることを特徴としている。
【0025】
この構成により、磁気センサを開口部に軸方向から挿入して軸方向に移動可能な状態に設けた後に、磁気センサのターミナルを制御基板に半田により接続させるため、半田に過大な応力が発生することを抑制できる。また、L字型に曲げられたターミナルの先端部を制御基板に半田により接続させることから、ターミナルの半田付け面積を増加させることができる。これにより、ターミナルの制御基板との接続強度を増加させることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【0027】
[第1実施形態]
トルクセンサ1の第1実施形態について説明する。
【0028】
図1は、本実施形態のトルクセンサ1の分解矢視図である。図2は、本実施形態のトルクセンサ1の軸方向断面図である。図3は、磁石5と一組の磁気ヨーク6A、6Bとの位置関係を示す軸方向平面図(a)及び側面図(b)である。図4は、トーションバー4の捩じれ角(磁石5と磁気ヨーク6とのずれ角)と磁気ヨーク6に生じる磁束密度との関係を表すグラフである。
【0029】
本実施形態のトルクセンサ1は、例えば車両の電動パワーステアリング装置に用いられるもので、ステアリング軸を構成する入力軸2(第1の軸)と出力軸3(第2の軸)との間に設けられ、その入力軸2と出力軸3とを同軸上に連結するトーションバー4(弾性部材)、入力軸2の端部に取り付けられる磁石5(硬磁性体)、出力軸3の端部に取り付けられる一組の磁気ヨーク6(軟磁性体)、この磁気ヨーク6に近接して配置され、磁気ヨーク6から磁束を導く一組の集磁リング7(補助軟磁性体)及びこの集磁リング7を介して一組の磁気ヨーク6間に生じる磁束密度を検出する磁気センサ8等より構成される。
【0030】
トーションバー4は、両端がそれぞれピン9により入力軸2と出力軸3とに固定され、目的に応じた捩じれ/トルク特性を持たせてある。従って、入力軸2と出力軸3は、トーションバー4が捩じれを生じることで相対的に回動することができる。
【0031】
磁石5は、リング状に設けられて周方向にS極とN極とが交互に着磁され、例えば24極に形成されている。
【0032】
一組の磁気ヨーク6(6A、6B)は、図1に示す様に、磁石5の外周に近接して配置される環状体で、且つ例えば鉄製の磁性材の軟磁性体であって、それぞれ磁石5のN極及びS極と同数(12個)の爪6aが全周に等間隔に設けられている。この一組の磁気ヨーク6は、互いの爪6aが周方向にずれて交互に配置される様に、固定部10(図2参照)により位置決めされている。
【0033】
また、一組の磁気ヨーク6と磁石5は、トーションバー4に捩じれが生じていない状態(入力軸2と出力軸3との間に捩じれトルクが加わっていない時)で、各磁気ヨーク6に設けられた爪6aの中心と磁石5のN極とS極との境界とが一致するように配置されている(図3(b)参照)。
【0034】
一組の集磁リング7(7A、7B)は、磁気ヨーク6と同じ軟磁性体であり、図2に示す様に、リング状に設けられ、それぞれ磁気ヨーク6A、6Bの外周に近接して配置されており、図示しない樹脂製の部材によりモールド成形されている。一方の集磁リング7Aには、周方向の一箇所に平板状の集磁部7A1が他方の集磁リング7Bと径方向に対向するように設けられている。
【0035】
磁気センサ8は、図1及び2に示す様に、径方向に対向する集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に挿入され、集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に発生する磁束密度を検出する。
【0036】
磁気センサ8としては、例えばホール素子、ホールIC、磁気抵抗素子等を使用することができ、検出した磁束密度を電気信号(例えば電圧信号)に変換して出力する。
【0037】
次に、本実施形態の作動を説明する。
【0038】
入力軸2と出力軸3との間に捩じれトルクが印加されていない状態、つまりト―ションバー4が捩じれていない中立位置では、図4(b)に示す様に、磁気ヨ―ク6に設けられた爪6aの中心と磁石5のN極とS極との境界とが一致している。この場合、各磁気ヨーク6の爪6aには、磁石5のN極とS極から同数の磁力線が出入りするため、一方の磁気ヨーク6Aと他方の磁気ヨーク6Bの内部で磁力線が閉じている。集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間で磁束密度が生じることはなく、磁気センサ8で検出する磁束密度は0となる(図4参照)。
【0039】
入力軸2と出力軸3の間に捩じれトルクが印加されて、トーションバー4に捩じれが生じると、入力軸2に固定された磁石5と出力軸3に固定された一組の磁気ヨーク6との相対位置が周方向に変化する。これにより、図4(a)または(c)に示す様に、磁気ヨーク6に設けられた爪6aの中心と磁石5のN極とS極との境界とが一致しなくなるため、各磁気ヨーク6には、NまたはSの極性を有する磁力線が増加する。
【0040】
この時、磁石5から発生した磁束が各磁気ヨーク6を通って各集磁リング7に導かれ、一方の集磁リング7Aに設けられた集磁部7A1に優先的に集まる。そして、集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に磁束密度が発生する。この磁束密度は、図4に示す様に、トーションバー4の捩じれ量に略比例し、且つトーションバー4の捩じれ方向に応じて極性が反転する。そして、この磁束密度を磁気センサ8で検出し、電圧信号として取り出すことができる。
【0041】
[第1実施形態の効果]
本実施形態のトルクセンサ1は、トーションバー4に捩じれが生じて、磁石5と一組の磁気ヨーク6との相対位置が周方向に変化すると、磁石5から発生した磁束が磁気ヨーク6を通って集磁リング7に導かれ、一方の集磁リング7Aに設けられた集磁部7A1に優先的に集まる。そして、集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間の磁束密度が変化する。従って、径方向に対向する集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に磁気センサ8を挿入することで、集磁リング7間の磁束密度を検出することができる。これにより、磁気センサ8に対し電気的な接触部(例えばスリップリングとブラシ)を設ける必要がないので、信頼性の高いトルクセンサ1を提供できる。また、集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に発生する磁束密度を磁気センサ8で検出することにより、磁気ヨーク6の全周で発生する磁束密度の平均を取ることができるので、磁気回路を構成する部品の製造ばらつきや組み付け精度、及び入力側と出力側とのセンタずれ等による検出誤差を抑えることができる。さらに、径方向に対向する集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に磁気センサを挿入することにより、トルクセンサ1の径方向の大型化を招くことを抑制できる。
【0042】
また、入力軸2に固定された磁石5と出力軸3に固定された一組の磁気ヨーク6とが、トーションバー4に捩じれが生じていない状態で、各磁気ヨーク6に設けられた爪6aの中心と磁石5のN極とS極との境界とが一致するように配置さている。この構成によれば、図4に示す様に、例えば温度変化により磁石5の強さが変動する場合でも、磁気センサ8の中立点がずれることがないので、中立点付近の精度を安定させることができ、オフセットドリフトの影響を受け難くできる。
【0043】
[第2実施形態]
ここでは、トルクセンサ1の第2実施形態を説明する。
【0044】
図5及び図6は、図2の変形例を示した図である。
【0045】
第1実施形態での集磁部7A1は、一方の集磁リング7Aにのみ設けられているが、本実施形態では、図5に示す様に、他方の集磁リング7Bにも集磁部7B1を設けている。そして、磁気センサ8を集磁部7A1と集磁部7B1との間に設けることで、磁気センサ8が集磁リング7間のギャップを小さくすることができるため、磁束密度のばらつきを減らすことができ、磁束密度を精度良く検出することができる。さらに、集磁部7A1と集磁部7B1とは、制御基板31側に設けられているため、集磁部7A1と集磁部7B1との間に設けられる磁気センサ8と制御基板31との距離を短くすることができる。
【0046】
また、図6では、集磁部7B1が集磁部7A1側に設けられ、且つ集磁部7A1が集磁部7B1の外径側に設けられている。この構成により、集磁部7A1と集磁部7B1との大きさをほぼ同じにすることができるため、一方の集磁リング7Aと他方の集磁リング7Bとの材料を共通化させることができる。
【0047】
[第3実施形態]
ここでは、トルクセンサ1の第3実施形態、且つこのトルクセンサ1を用いた電動パワーステアリング装置を説明する。
【0048】
図7は、電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。図8は、図7の一部分の拡大図である。図9は、製造方法▲1▼を説明するための図である。図10は、製造方法▲2▼を説明するための図である。図11、図12及び図13は、製造方法▲3▼を説明するための図である。
【0049】
電動パワーステアリング装置は、車両の車室内に設けられ、図5に示す様に、トルクセンサ1、制御部11、電動モータ12及び動力伝達部13から構成されており、トルクセンサ1と制御部11と動力伝達部13とがハウジング14及びカバー15内に設けられ、電動モータ12がヨーク16内に設けられている。
磁石5は、入力軸2の外周に磁石固定部5aを介して圧入固定されている。
【0050】
磁気ヨーク6は、樹脂部材61によりモールド成形されており、出力軸3の外周に磁気ヨーク固定部6aを介して圧入固定されている。
【0051】
集磁リング7は、図7に示す様に、磁気センサ8を挿入するための開口部71aを有するように樹脂部材71によりモールド成形されており、樹脂部材71を介して後述する円筒部材17の内周面に固定されている。また、開口部71aの磁気センサ8の挿入側の軸方向一端には、磁気センサ8を挿入する際にガイドするためのガイド部71bが設けられている。このガイド部71bは、磁気センサ8の挿入側に徐々に広がって形成されている。
【0052】
磁気センサ8は、開口部71aに軸方向から集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に挿入され、挿入された状態では、軸方向に移動可能に設けられている。この磁気センサ8のターミナル8aは、ステアリング軸の軸方向に沿って伸びている。
【0053】
制御部11は、トルクセンサ1で検出した捩じれトルクに基づいて、電動モータ12へ流れる電流をデューティー制御するものである。
【0054】
制御基板11aには、電動モータ12へ流れる電流をデューティー制御するための素子が設けられている。また、制御基板11aは、磁気センサ8のターミナル8aと直交して設けられ、且つ円筒部材17に支持されており、磁気センサ8のターミナル8aが半田により直接接続され、トルクセンサ1で検出した捩じれトルクが入力される。
【0055】
電動モータ12は、制御部11で決定されたステアリングの捩じれトルクを補助するための操舵補助トルクを出力軸3に付与するものである。
【0056】
動力伝達部13は、電動モータ12から出力される操舵補助トルクを転舵輪側へ伝達するものである。
【0057】
ハウジング14は、アルミニウム製であって、内部に支持部材17が固定される。
【0058】
カバー15は、ハウジング14の開口端を塞ぐためのものである。
【0059】
支持部材17は、円筒形状と直方体形状とを組み合わせた形状を呈しており、ハウジング14内に設けられる。また、支持部材17は、軸方向のステアリング側の面で制御基板11aを支持し、反ステアリング側の面でハウジング14の内壁に固定される。
【0060】
[第3実施形態の効果]
本実施形態では、集磁リングが磁気センサ8を挿入するための開口部71aを有するように樹脂部材71によりモールド成形されており、開口部71aの磁気センサ8の挿入側の軸方向一端には、磁気センサ8の挿入側に徐々に広がって形成されたガイド部71bが設けられている。この構成により、磁気センサ8を開口部71aから軸方向に挿入して集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に容易に設けることができる。
【0061】
また、磁気センサ8を径方向に対向する集磁部7A1と集磁リング7Bとの間に設けると共に、制御基板11aを磁気センサ8のターミナル8aと直交して設けることで、軸方向に伸びる制御基板31まで間の磁気センサ8のターミナル8aを曲げ加工をせずに制御基板11aに直接接続させることができる。これにより、磁気センサ8のターミナル8aを短く構成することができると共に、組み付け性の向上が図れる。さらに、制御基板11aは、ターミナル8aと直交(ステアリング軸と直交)して設けられるため、ターミナル8aを制御基板11aに接続させ易くできる。
【0062】
[製造方法]
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置の製造方法について説明する。
【0063】
本実施形態の電動パワーステアリング装置の製造方法は、例えば以下の3通りの方法がある。
【0064】
[製造方法▲1▼]
製造方法▲1▼を図8に基づいて説明する。
【0065】
第1の工程では、磁気センサ8を開口部71aから軸方向に挿入し、径方向に対向する集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に設ける。なお、この時、磁気センサ8を軸方向に移動可能な状態に保持する。
【0066】
第2の工程では、制御基板11aを磁気センサ8のターミナル8aと直交(ステアリング軸と直交)して設けると共に、ターミナル8aを制御基板11aに挿通させる。そして、制御基板11aを支持部材17に例えばネジ等により固定する。
【0067】
第3の工程では、磁気センサ8のターミナル8aを制御基板8aに半田により直接接続する。
【0068】
[製造方法▲2▼]
製造方法▲2▼を図10に基づいて説明する。
【0069】
第1の工程では、磁気センサ8のターミナル8aを制御基板11aに挿通させ、ターミナル8aを径方向に曲げて磁気センサ8を制御基板11aに仮組み付けする。
【0070】
第2の工程では、磁気センサ8を開口部71aに軸方向から挿入すると共に、制御基板11aを円筒部材17に例えばネジ等により固定する。なお、この時、磁気センサ8を軸方向に移動可能な状態に保持する。
【0071】
第3の工程では、磁気センサ8のターミナル8aを制御基板8aに半田により直接接続する。
【0072】
[製造方法▲3▼]
製造方法▲3▼を図11、11、12に基づいて説明する。
【0073】
第1の工程では、制御基板11aを円筒部材17に例えばネジ等により固定する。
【0074】
第2の工程では、ターミナル8aがL字型に曲げられた磁気センサ8を制御基板11aの挿通孔11bに軸方向から挿通した後に、開口部71aに軸方向から挿入する。なお、この時、磁気センサ8は、ターミナル8aの先端部が制御基板11a面と当接するまで挿入する。さらに、磁気センサ8を軸方向に移動可能な状態に保持する。
【0075】
第3の工程では、L字型のターミナル8aの先端部を制御基板8aに半田により直接接続する。
【0076】
製造方法▲1▼から▲3▼では、磁気センサ8が軸方向に移動可能な状態に保持されていることから、例えば軸方向に熱膨張差が発生した際に、磁気センサ8のターミナル8aと制御基板11aとを接続する半田に応力が発生することを抑制できる。
【0077】
さらに、製造方法▲1▼から▲3▼では、磁気センサ8を挿入して軸方向に移動可能な状態に設けた後、磁気センサ8のターミナル8aを制御基板11aに半田により接続させるため、半田に過大な応力が発生することを抑制できる。
【0078】
また、製造方法▲2▼では、第1の工程を予め行っておくことで、磁気センサ8を開口部71aに挿入する工程と制御基板11aを固定する工程とを同じ工程で行うことから、製造工程の低減を図ることができる。
【0079】
また、製造方法▲3▼では、制御基板11aが固定されていても磁気センサ8を径方向に対向する集磁部7A1と他方の集磁リング7Bとの間に設けることができる。
【0080】
さらに、製造方法▲3▼では、L字型に曲げられたターミナル8aの先端部が制御基板11a面と当接しており、ターミナル8aの先端部を制御基板11aに半田により接続させることから、ターミナル8aの半田付け面積を増加させることができるため、ターミナル8aの制御基板11aとの接続強度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のトルクセンサの分解矢視図である。(第1実施形態)
【図2】本実施形態のトルクセンサの軸方向断面図である。(第1実施形態)
【図3】磁石と一組の磁気ヨークとの位置関係を示す軸方向平面図(a)及び側面図(b)である。(第1実施形態)
【図4】トーションバーの捩じれ角(磁石と磁気ヨークとのずれ角)と磁気ヨークに生じる磁束密度との関係を表すグラフである。(第1実施形態)
【図5】図2の変形例を示した図である。(第2実施形態)
【図6】図2の変形例を示した図である。(第2実施形態)
【図7】電動パワーステアリング装置の入力軸及び出力軸に沿った軸方向断面図である。(第3実施形態)
【図8】図7の一部分の拡大図である。(第3実施形態)
【図9】製造方法▲1▼を説明するための図である。
【図10】製造方法▲2▼を説明するための図である。
【図11】製造方法▲3▼を説明するための図である。
【図12】製造方法▲3▼を説明するための図である。
【図13】製造方法▲3▼を説明するための図である。
【符号の説明】
1…トルクセンサ、
2…入力軸(第1の軸)、
3…出力軸3(第2の軸)、
4…トーションバー(弾性部材)、
5…磁石(硬磁性体)、
6…磁気ヨーク(軟磁性体)、
7…集磁リング(補助軟磁性体)、
7A1,7B1…集磁部、
8…磁気センサ、
8a…ターミナル、
9…ピン、
10…固定部、
11a…制御基板。

Claims (8)

  1. 第1の軸と第2の軸とを同軸上に連結し、前記第1の軸と前記第2の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、
    前記第1の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、
    前記第2の軸に連結され、且つ前記硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、前記弾性部材の捩じれによって前記硬磁性体との相対位置が変化すると、前記磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、
    前記軟磁性体に近接して配置され、且つ前記軟磁性体から磁束を導く一組の補助軟磁性体と、
    前記補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、
    一方の補助軟磁性体は、他方の補助軟磁性体と径方向に対向して設けられた、前記磁束を集める集磁部を有し、
    前記磁気センサは、径方向に対向する前記集磁部と前記他方の補助軟磁性体との間に設けられることを特徴とするトルクセンサ。
  2. 第1の軸と第2の軸とを同軸上に連結し、前記第1の軸と前記第2の軸との間に捩じれトルクが入力されると、自身の軸周りに捩じれを生じる弾性部材と、
    前記第1の軸に連結され、周囲に磁界を形成する硬磁性体と、
    前記第2の軸に連結され、且つ前記硬磁性体により形成される磁界内に配置されて磁気回路を形成し、前記弾性部材の捩じれによって前記硬磁性体との相対位置が変化すると、前記磁気回路に発生する磁束密度が変化する構造を有する軟磁性体と、
    前記軟磁性体に近接して配置され、且つ前記軟磁性体から磁束を導くと共に、その磁束を集める集磁部を有する一組の補助軟磁性体と、
    前記集磁部を介して前記補助軟磁性体に生じる磁束密度を検出する磁気センサとを備え、
    一方の補助軟磁性体に設けられる前記集磁部と他方の補助軟磁性体に設けられる前記集磁部とが径方向に対向して設けられ、
    前記磁気センサは、径方向に対向する前記集磁部同士の間に設けられることを特徴とするトルクセンサ。
  3. 請求項1又は2記載のトルクセンサにおいて、
    前記補助軟磁性体は、前記磁気センサを挿入するための開口部を有するように樹脂部材によってモールド成形され、
    前記樹脂部材の前記開口部には、前記磁気センサを挿入する際のガイド部が設けられ、
    前記ガイド部は、前記磁気センサの挿入側に向かって広がって形成されていることを特徴とするトルクセンサ。
  4. 請求項1から3のいずれか1つに記載のトルクセンサを有する電動パワーステアリング装置において、
    前記トルクセンサで検出した前記磁束密度から前記捩じれトルクを補助する操舵補助トルクを決定する制御部を有し、
    前記磁気センサのターミナルが前記制御部の制御基板に電気的に直接接続されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  5. 請求項4記載の電動パワーステアリング装置において、
    前記制御基板は、前記磁気センサのターミナルと直交して設けられることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  6. 請求項4又は5記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、
    前記磁気センサを前記開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設ける第1の工程と、
    前記制御基板を固定する第2の工程と、
    前記磁気センサのターミナルを前記制御基板に電気的に直接接続する第3の工程とから構成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
  7. 請求項4又は5記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、
    前記磁気センサのターミナルを前記制御基板に仮組み付けする第1の工程と、前記磁気センサを前記開口部に軸方向から挿入し、且つ軸方向に移動可能な状態に設けると共に、前記制御基板を固定する第2の工程と、
    前記磁気センサのターミナルを前記制御基板に電気的に直接接続する第3の工程とから構成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
  8. 請求項4又は5記載の電動パワーステアリング装置の製造方法において、
    前記制御基板を固定する第1の工程と、
    ターミナルがL字型に曲げられた前記磁気センサを前記制御基板に設けられた挿入孔に軸方向から挿通した後、前記開口部に軸方向に移動可能な状態に挿入する第2の工程と、
    前記磁気センサのL字型に曲げられたターミナルの先端部を前記制御基板に電気的に直接接続する第3の工程とから構成されることを特徴とする電動パワーステアリング装置の製造方法。
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