專利名稱：扭矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過在輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)(torsion)來 檢測(cè)扭矩(torque)的扭矩傳感器，并且更具體地說，涉及應(yīng)用于車輛 的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
用于車輛的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備具有這樣的結(jié)構(gòu)以便檢測(cè)在用于將轉(zhuǎn)向
手柄連接于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向扭矩、基于這種被檢測(cè) 的轉(zhuǎn)向扭矩和由速度傳感器檢測(cè)的速度來控制電機(jī)的輸出、并且通過 另一個(gè)減速機(jī)構(gòu)將電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)睫D(zhuǎn)向軸，從而適當(dāng)?shù)貛椭D(zhuǎn)向 手柄的轉(zhuǎn)向扭矩。
在用于電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的控制裝置中，需要提供多個(gè)電路，例如， 用于檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩的扭矩檢測(cè)電路；用于基于這種被檢測(cè)的轉(zhuǎn)向扭矩 來控制電機(jī)電流的大小的控制電路；和用于通過基于從控制電路輸出 的電機(jī)電流的控制值所確定的負(fù)荷比，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，并 且相應(yīng)的電路集合成諸如傳感器模塊、控制模塊和電源模塊的多個(gè)電 路模塊，并且它們單個(gè)地設(shè)置在轉(zhuǎn)向設(shè)備的齒輪箱附近。但是，存在 部件數(shù)量和裝配工時(shí)增加的問題。出于這種原因，電路模塊進(jìn)一步匯 集并且連接于轉(zhuǎn)向設(shè)備的齒輪箱。
另一方面，已知具有這種結(jié)構(gòu)的扭矩傳感器，以便使用檢測(cè)線圈 用于隨著電感的變化而檢測(cè)磁阻，該磁阻根據(jù)連接于轉(zhuǎn)向軸的扭桿的 扭轉(zhuǎn)角度而變化；設(shè)置容納靠近齒輪箱的檢測(cè)線圈的線圈架(coil yoke);并且當(dāng)使用具有上述結(jié)構(gòu)的齒輪箱時(shí)，將檢測(cè)線圈的端子連接 于電路模塊(見專利文獻(xiàn)1)。
圖8是示出具有上述結(jié)構(gòu)的齒輪箱的剖視圖，圖9是示出用于將 檢測(cè)線圈的端子連接于電路模塊的連接部分的放大的剖視圖。
參考圖8和圖9，對(duì)扭矩檢測(cè)部分的結(jié)構(gòu)和操作將給出簡(jiǎn)要的說 明。通過扭桿104彼此連接的輸入軸102和輸出軸103設(shè)置在外殼101 中，并且輸出軸103通過球軸承105a和105b被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。輸入軸 102、扭桿104和輸出軸103同軸地設(shè)置，輸入軸102和扭桿104彼此 鍵連接，而扭桿104和輸出軸103彼此銷連接。
渦輪106連接于輸出軸103，并且與連接于電機(jī)107的軸107a的 蝸桿歸相嚙合。
包括由諸如鋁的非磁性材料構(gòu)成并且沿著圓周方向以規(guī)律的間隔 設(shè)置的多個(gè)窗口 108a和108b的圓柱形部件108被固定于軸套102A的 端部，該軸套102A固定于輸入軸102的端部。另一方面，輸出軸103 由磁性材料構(gòu)成并且具有多個(gè)突出部分103A和103B，該多個(gè)突出部 分103A和103B形成在與圓柱性部件108的窗口 108a和108b相對(duì)應(yīng) 的位置上。而且，包括檢測(cè)線圈Ll和L2的線圈架109A和109B同軸 地設(shè)置在外殼101上的圓柱部件108的外圓周上。
通過該結(jié)構(gòu)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)力作用在輸入軸102上時(shí)，該旋轉(zhuǎn)力通過該 扭桿104傳遞到輸出軸103，并且由于在扭桿104上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，在輸 入軸側(cè)上的圓柱形部件108的窗口 108a和108b上以及在輸出軸側(cè)上的 突出部分上的103A和103B上產(chǎn)生位移，并且在輸出軸103側(cè)上的突 出部分103A和103B的面積增大或減小，該突出部分103A和103B由 多個(gè)磁性材料構(gòu)成并且通過由非磁性材料構(gòu)成的在輸入軸102側(cè)上的 圓柱形部件的窗口 108a和108b露出，并且檢測(cè)線圈Ll和L2的電感 增加或減少。通過檢測(cè)在檢測(cè)線圈Ll和L2中的電感的變化，能夠檢 測(cè)在扭桿104上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的大小，即，作用在輸入軸102上的扭矩的大小。
將參考圖9描述用于將檢測(cè)線圈的端子連接于電路模塊的連接部分。
114表示電路模塊的電路板，而115和116表示檢測(cè)線圈Ll和L2
的端子銷。如圖9中清晰示出，檢測(cè)線圈的端子和電路板沿著輸入軸 和輸出軸的軸線中心的方向平行地設(shè)置，并且這取決于檢測(cè)線圈和電 路板的結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)l: JP-A-9-101212
發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題
但是，利用該結(jié)構(gòu)，檢測(cè)線圈L1和L2的輸出端子豎直地朝著電 路模塊的電路板伸出。結(jié)果，線圈架109A的外徑增大，使得需要減小 檢測(cè)線圈的輸出端子的高度。
而且，當(dāng)兩個(gè)檢測(cè)線圈安裝在外殼中時(shí)，利用圍繞輸入軸和輸出 軸的軸中心的轉(zhuǎn)動(dòng)來安裝這兩個(gè)檢測(cè)線圈。出于這個(gè)原因，必須提供 制動(dòng)器。而且，為了將檢測(cè)線圈的輸出端子連接于電路模塊的電路板， 必須以高精度設(shè)置在輸出端子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的角度。
而且，當(dāng)如上所述地，電路板沿著輸入軸和輸出軸的軸中心的方 向平行地設(shè)置時(shí)，在齒輪箱的輸入軸和輸出軸的軸向上的長(zhǎng)度增加。 當(dāng)需要在小的發(fā)動(dòng)機(jī)室中設(shè)置齒輪箱時(shí)，存在缺陷，即，產(chǎn)生關(guān)于空 間的缺點(diǎn)，而且很難充分保留減振機(jī)構(gòu)的減振行程，該減振機(jī)構(gòu)不得 不設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸的中部。本發(fā)明的目的在于解決這些問題。
解決問題的方案為了解決問題，根據(jù)權(quán)利要求1，提供一種用于通過輸入軸和輸出 軸之間的扭轉(zhuǎn)檢測(cè)扭矩的扭矩傳感器，包括 用于檢測(cè)扭矩的兩副檢測(cè)線圈，以及
連接于檢測(cè)線圈的輸出端子并且處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè) 信號(hào)的控制模塊；
其中，所述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于同軸地設(shè)置的輸入軸 和輸出軸的軸中心的方向，并且
所述檢測(cè)線圈在外殼中圍繞軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，在外殼中容納所 述輸入軸和輸出軸。
優(yōu)選地，兩副檢測(cè)線圈分別容納在線圈架中，并且兩副線圈架包 括用于調(diào)整相互轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件。
而且，優(yōu)選地，所述線圈架包括用于保持檢測(cè)線圈的輸出端子的 端子保持部分，并且所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件形成在該端子保持部分中。
而且，優(yōu)選地，檢測(cè)線圈的輸出端子具有保持在所述端子保持部 分中的基礎(chǔ)部分和相對(duì)于該基礎(chǔ)部分以直角彎曲并且形成為呈L形形 狀的末端(tip)部分，并且該末端部分設(shè)置在所述端子保持部分的外 圓周上的移動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)上。
根據(jù)權(quán)利要求5，提供一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，包括
兩副檢測(cè)線圈，用于隨著電感變化而檢測(cè)通過轉(zhuǎn)向扭矩所產(chǎn)生的 同軸地設(shè)置的輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)，以及
連接于所述檢測(cè)線圈的輸出端子并且處理從所述檢測(cè)線圈輸出的 檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；
其中，所述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于同軸地設(shè)置的輸入軸 和輸出軸的軸中心的方向，并且
所述兩副檢測(cè)線圈在外殼中圍繞軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，輸出軸容納 在所述外殼中。 優(yōu)選地，兩副檢測(cè)線圈分別容納在線圈架中，并且兩副線圈架包 括用于調(diào)整相互轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件。
而且，優(yōu)選地，所述線圈架包括用于保持檢測(cè)線圈的輸出端子的 端子保持部分，并且所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件形成在所述端子保持部分中。
而且，優(yōu)選地，所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有保持在所述端子保 持部分的基礎(chǔ)部分和相對(duì)于基礎(chǔ)部分以直角彎曲并且形成為呈L形形 狀的末端部分，并且所述末端部分設(shè)置在所述端子保持部分的外圓周 上的移動(dòng)軌跡的內(nèi)側(cè)上。
根據(jù)權(quán)利要求9，提供一種用于通過輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)來 檢測(cè)扭矩的扭矩傳感器，包括
用于檢測(cè)扭矩的檢測(cè)線圈，以及
用于處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；
其中，所述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于同軸地設(shè)置的輸入軸
和輸出軸的軸中心的方向，并且
所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有垂直于控制模塊的電路板設(shè)置的末
端部分。
優(yōu)選地，所述檢測(cè)線圈的輸出端子由連接于檢測(cè)線圈的基礎(chǔ)部分 和連接于控制模塊的電路板的末端部分構(gòu)成，并且所述末端部分相對(duì)
于所述基礎(chǔ)部分以直角彎曲并且形成為呈L形形狀。
而且，優(yōu)選地，所述檢測(cè)線圈的所述輸出端子是具有圓形截面的 圓銷。
根據(jù)權(quán)利要求12，提供一種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，包括 兩副檢測(cè)線圈，用于隨著電感的變化而檢測(cè)通過轉(zhuǎn)向扭矩產(chǎn)生的
在同軸地設(shè)置的輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)，以及
用于處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；
其中，所述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于輸入軸和輸出軸的軸
中心的方向，并且
所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有垂直于控制模塊的電路板設(shè)置的末
端部分。
優(yōu)選地，所述檢測(cè)線圈的輸出端子由連接于檢測(cè)線圈的基礎(chǔ)部分 和連接于控制模塊的電路板的末端部分構(gòu)成，并且所述末端部分相對(duì) 于所述基礎(chǔ)部分以直角彎曲并且形成為呈L形形狀。
而且，優(yōu)選地，所述檢測(cè)線圈的輸出端子是具有圓形截面的圓銷。
而且，優(yōu)選地，所述檢測(cè)線圈的所述輸出端子具有相對(duì)于基礎(chǔ)部 分以直角彎曲、并且通過使用彎曲沖頭和沖模形成為呈L形形狀的末 端部分。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一至第四方面，扭矩檢測(cè)線圈在外殼 中圍繞軸中心可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，該外殼容納輸入軸和輸出軸。因此，能 夠在組裝中轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩檢測(cè)線圈時(shí)進(jìn)行組裝，以便能夠提高操作性。
用于容納檢測(cè)線圈的兩套線圈架包括用于調(diào)整彼此的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的 轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件。因此，能夠以高精度在輸出端子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上設(shè)置角度。
而且，所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有保持在端子保持部分中的基 礎(chǔ)部分，并且末端部分相對(duì)于基礎(chǔ)部分以直角被彎曲，并且因此形成 為呈L形形狀。因此，能夠減小線圈架的外徑。
而且，使檢測(cè)線圈的輸出端子的末端部分設(shè)置在端子保持部分的
外圓周上的移動(dòng)軌跡(moving track)的內(nèi)側(cè)上。結(jié)果，通過預(yù)先將其
他部件設(shè)置在移動(dòng)軌跡的外側(cè)上，因此，即使檢測(cè)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，也能夠 消除與其他部件的干擾。
本發(fā)明的第五方面涉及電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，并且該扭矩 傳感器的檢測(cè)線圈的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的第一方面的扭矩傳感器的檢測(cè)線 圈的結(jié)構(gòu)相同。因此，產(chǎn)生與本發(fā)明的第一方面相同的優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的第九方面的扭矩傳感器中，控制模塊的電路板設(shè) 置為垂直于輸入軸和輸出軸的軸中心的方向。因此，能夠提高空間的 利用率。當(dāng)扭矩傳感器的檢測(cè)線圈的輸出端子具有被彎曲成L形形狀 并且垂直于控制模塊的電路板形成的末端部分時(shí)，能夠容易地直接將 檢測(cè)線圈連接于控制模塊。
在根據(jù)本發(fā)明的第十二方面的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器中，所 述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于輸入軸和輸出軸的軸中心的方向。 因此，能夠提高空間的利用率，并且能夠充分地保留用于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的 減振機(jī)構(gòu)的減振行程。扭矩傳感器的檢測(cè)線圈的輸出端子被彎曲成L 形形狀，并且因此形成為垂直于控制模塊的電路板。因此，能夠容易 地直接將檢測(cè)線圈連接于控制模塊。
而且，具有圓形截面的圓銷用于檢測(cè)線圈的輸出端子。結(jié)果，當(dāng) 在末端部分的彎曲加工中使用彎曲沖頭和沖模時(shí)，因此，圓銷與沖模 線接觸。因此，能夠以高精度進(jìn)行彎曲加工。


圖1是示出電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)部分的分解透視圖； 圖2是用于說明在圖1中示出的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩檢測(cè)線圈以 及與其相關(guān)的部件的透視圖3是用于說明設(shè)置在齒輪箱中的扭矩傳感器的檢測(cè)線圈的結(jié)構(gòu) 的沿軸向的剖視圖4是用于說明檢測(cè)線圈的結(jié)構(gòu)的沿圖3中的A — A線截取的剖
視圖5是用于說明用于調(diào)整由線圈架繞軸中心的轉(zhuǎn)動(dòng)而形成的轉(zhuǎn)動(dòng) 角度的結(jié)構(gòu)的視圖6是用于說明檢測(cè)線圈的輸出端子的彎曲加工的前視圖7是用于說明檢測(cè)線圈的輸出端子的彎曲加工的沿圖6中的A 一A線截取的剖視圖8是用于說明常規(guī)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的主要部分的結(jié)構(gòu)的實(shí)例的 剖視圖；以及
圖9是示出在圖8中所示的常規(guī)的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備中的的電路板的 連接部分和扭矩傳感器的檢測(cè)線圈的放大的剖視圖。
附圖標(biāo)記
11 齒輪箱(轉(zhuǎn)向設(shè)備的齒輪箱) lla電機(jī)連接表面
lib盒形長(zhǎng)方體 llbl 第一平面 11b2 第二平面 11c半圓盒形部件 lid圓柱部件 lie開口部分 llf引導(dǎo)部件 llg壓緊部件
12 電機(jī)
13模塊連接部件 14a信號(hào)線連接器 14b電源連接器 14C電機(jī)端子連接器 15， 15p, 15q 15a, 15al, 15a2 16P, 16Q 16P1, 16Q1
檢測(cè)線圈(扭矩檢測(cè)線圈) 輸出端子(扭矩檢測(cè)線圈的輸出端子) 線圈架
端子保持部分
18通孔(電路板的連接部分) 215扭矩傳感器的扭矩檢測(cè)線圈 215a 扭矩檢測(cè)線圈的輸出端子
215al基礎(chǔ)部分(扭矩檢測(cè)線圈的輸出端子的基礎(chǔ)部分) 215a2末端部分(扭矩檢測(cè)線圈的輸出端子的末端部分) 221基板 222彎曲沖頭 223沖模 PM電源模塊 CM控制模塊 FM框架模塊
具體實(shí)施例方式
下面，將基于應(yīng)用于電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的實(shí)施例，描述本發(fā)明。圖1 是示出電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)部分的分解的透視圖，圖2是示出扭 矩檢測(cè)線圈以及與其相關(guān)的部件的透視圖。為了避免附圖的復(fù)雜，沒 有示出轉(zhuǎn)向軸、與其連接的輸入軸和輸出軸以及減速機(jī)構(gòu)。
在圖1和圖2中，11表示轉(zhuǎn)向設(shè)備的齒輪箱，12表示電機(jī)。連接 于轉(zhuǎn)向軸的圓柱形輸入軸、同軸地設(shè)置在其中的扭桿、以及連接于扭 桿并且與輸入軸同軸地設(shè)置的輸出軸，被齒輪箱11中的沿著箭頭a的 方向的穿孔可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，并且未示出的渦輪連接于所述輸出軸。箭 頭a的右下和左上側(cè)表示輸入軸和輸出軸側(cè)。由于輸入軸的結(jié)構(gòu)，扭桿 和輸出軸以及扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)類似于參考圖8和9描述的常規(guī)的結(jié) 構(gòu)，并且是熟知的，其詳細(xì)描述將被省略。
電機(jī)12的凸緣12a構(gòu)成為固定于齒輪箱11的電機(jī)連接表面lla， 而電機(jī)12的軸構(gòu)成為可與容納在齒輪箱11的渦桿軸相連接，該渦桿 軸未示出。而且，很明顯，蝸桿和渦輪被構(gòu)造成保持適當(dāng)?shù)膰Ш蠣顟B(tài)。
將參考圖1和2，對(duì)各部件的結(jié)構(gòu)和布置進(jìn)行說明。齒輪箱11具 有形成為呈盒形的長(zhǎng)方體lib的上半部，蝸桿容納在該盒形長(zhǎng)方體lib 中，形成有設(shè)置在連接于蝸桿軸的電機(jī)軸的軸中心的外側(cè)上的第一平 面llbl，和在輸入軸側(cè)上的第二平面11b2，當(dāng)從蝸桿和渦輪的嚙合部 分觀察時(shí)，該第二平面11b2與第一平面llbl以直角相交以呈L形形 狀，并且第一平面llbl和第二平面11b2用作電路模塊的連接表面，這 將在下面描述。
而且，第一平面llbl設(shè)置在與嚙合部分分開最遠(yuǎn)的位置中，當(dāng)從 蝸桿和渦輪的嚙合部分觀察時(shí)，與包括嚙合部分和電機(jī)的軸中心的平 面在電機(jī)軸的軸中心的外側(cè)處相交。
齒輪箱11的下半部分形成為半圓的盒形部件llc，渦輪容納在該 半圓盒形部件llc中，并且齒輪箱11的下半部分與呈盒形的長(zhǎng)方體lib 一體地形成。半圓的盒形部件llc設(shè)置有圓柱形部件lld和未示出的輸 入軸的球軸承，該圓柱形部件lld用于支撐扭矩傳感器，該扭矩傳感 器用于通過扭桿的扭轉(zhuǎn)來檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，而該扭桿將輸入軸連接于輸 出軸，并且該扭矩傳感器的扭矩檢測(cè)線圈15的輸出端子15a暴露于開 口部分lle，該開口部分lie設(shè)置為靠近圓柱形部件lid的第二平面 11b2。
模塊連接部件13被連接為與兩個(gè)表面相對(duì)，即，設(shè)置為呈L形形 狀的齒輪箱11的第一平面llbl和第二平面11b2，并且該模塊連接部 件13用合成樹脂整體地形成為呈L形形狀。電路模塊，S卩，由開關(guān)晶 體管的形成的構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源電路的電源模塊PM、其中包含控制電 路和扭矩檢測(cè)電路的控制模塊CM、以及包含電源電路和其他電路元件
的框架模塊FM，被安裝在模塊連接部件13內(nèi)。
模塊連接部件13設(shè)置有用于連接車身各部分之間的控制信號(hào)線的 信號(hào)線連接器14a、用于連接驅(qū)動(dòng)電源(電池)的電源連接器14b、以 及用于連接電機(jī)接線端端子的電機(jī)端子連接器14c，并且用于相互連接 連接于模塊連接部件13的諸如電源模塊PM、控制模塊CM和框架模 塊FM的電路模塊的接線部件包含在其中。當(dāng)電路模塊連接于模塊連接 部件13時(shí)，完成了電路模塊的相互連接，并且也完成了信號(hào)線連接器 14a、電源連接器14b和電機(jī)端子連接器14c的連接。
連接于轉(zhuǎn)向軸的輸入軸、扭桿以及輸出軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在齒輪箱 11中，并且構(gòu)成減速機(jī)構(gòu)的渦輪連接于輸出軸，并且將要與渦輪嚙合 的蝸桿也通過設(shè)置在齒輪箱11中的軸承被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。
而且，電機(jī)12以這樣的方式安裝，即當(dāng)電機(jī)12固定于齒輪箱11 的電機(jī)安裝表面lla時(shí)，電機(jī)12的軸連接于被支撐在齒輪箱11中的蝸 桿，并且輸出軸通過減速機(jī)構(gòu)而被轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)，該減速機(jī)構(gòu)包括通過 電機(jī)12的驅(qū)動(dòng)操作驅(qū)動(dòng)的蝸桿和渦輪。
而且，電源模塊PM、控制模塊CM以及框架模塊FM的各個(gè)電路 模塊被完成為以便自由地被包含，并且電機(jī)12的供電端子12被完成 為以便自由地被包含在設(shè)置在框架模塊FM中的電機(jī)端子連接器14c 中。
控制模塊CM連接于設(shè)置在框架模塊FM的外側(cè)上的模塊連接部 件13?？刂颇KCM的控制信號(hào)端子電連接于框架模塊FM的相應(yīng)的 控制信號(hào)端子，而且，暴露于開口部分lie的扭矩傳感器的檢測(cè)線圈 15的輸出端子15a也電連接于控制模塊CM的相應(yīng)的端子，該開口部 分lle靠近齒輪箱11的輸入軸側(cè)上的第二平面llb2。
用螺釘將電機(jī)12固定于齒輪箱11的電機(jī)連接表面lla。電機(jī)12 的轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接于容納在齒輪箱11中的渦桿軸，并且電機(jī)12的供電端 子12d通過固定于框架模塊FM的電機(jī)端子連接器14c而電連接。
接著，給出將控制模塊CM和扭矩傳感器的檢測(cè)線圈15安裝在外 殼中的說明，該外殼是根據(jù)本發(fā)明的特征部分的結(jié)構(gòu)。
連接于模塊連接部件13的控制模塊CM的電路板被設(shè)置在與同軸 地設(shè)置的輸入軸、扭桿和輸出軸的軸中心垂直的平面上。另一方面， 扭矩傳感器的檢測(cè)線圈15圍繞設(shè)置在圓柱形部件lld中的輸出軸而設(shè)置。
圖3是用于說明設(shè)置在齒輪箱中的扭矩傳感器的檢測(cè)線圈15的結(jié) 構(gòu)的軸向剖視圖，圖4是沿著圖3中的A — A線截取的剖視圖。在圖3 和4中，21表示輸出軸，22表示扭桿。在輸出軸21的外圓周上，具 有由諸如鋁的非磁性材料構(gòu)成、并且沿著圓周方向以規(guī)律的間隔設(shè)置 的多個(gè)窗口 23a的圓柱形部件23被固定于軸套端，該軸套端固定于未 示出的輸入軸的端部。
另一方面，輸出軸21由磁性材料構(gòu)成，并且多個(gè)突出部分形成在 與圓柱形部件23的窗口 23a相對(duì)應(yīng)的位置中。
由于該結(jié)構(gòu)與參考圖8和9的上述的熟知的技術(shù)相同，其說明將 被省略，在所述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)施加轉(zhuǎn)向扭矩時(shí)，通過在扭桿22上產(chǎn)生的 扭轉(zhuǎn)，在由非磁性材料構(gòu)成的圓柱形部件23的窗口 23a和由磁性材料 構(gòu)成的輸出軸2之間產(chǎn)生的磁阻的變化被看作是檢測(cè)線圈15 (包括兩 個(gè)檢測(cè)線圈15p和15q)的電感的變化，以便檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩。
而且，其中容納檢測(cè)線圈15p的線圈架16P和其中容納檢測(cè)線圈 15q的線圈架16Q沿著齒輪箱11中的輸出軸21的軸向同軸地設(shè)置在圓
柱形部件23的外圓周上，并且檢測(cè)線圈15p的輸出端子15al和檢測(cè)線 圈15q的輸出端子15a2具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，彎曲為成呈L 形形狀的末端部分分別從設(shè)置在齒輪箱11上的開口部分lie (見圖1) 向外伸出，并且插入控制模塊CM的電路板的相應(yīng)的通孔18中。
線圈架16P和16Q由諸如合成樹脂的絕緣材料環(huán)形地構(gòu)成，并且 線圈架16P包括用于保持容納在其中的檢測(cè)線圈15p的輸出端子15al 的端子保持部分16P1,線圈架16Q包括用于保持容納在其中的檢測(cè)線 圈15q的輸出端子15a2的端子保持部分16Ql。
這兩個(gè)線圈架16P和16Q圍繞齒輪箱11中的輸出軸的軸中心被可 轉(zhuǎn)動(dòng)地保持，并且沿著軸向的左和右部分由齒輪箱中的引導(dǎo)部件llf 和壓緊部件llg保持。
當(dāng)將線圈架16P和16Q連接入齒輪箱11中時(shí)，為了容易地進(jìn)行檢 測(cè)線圈15的輸出端子15a (輸出端子15al和15a2)的末端部分插入控 制模塊CM的電路板的通孔18中的對(duì)準(zhǔn)，線圈架16P和16Q圍繞輸出 軸的軸中心被轉(zhuǎn)動(dòng)地保持。即使線圈架16P和16Q轉(zhuǎn)動(dòng)，而且，輸出 端子15a (輸出端子15al和15a2)的L形形狀的末端部分圍繞軸中心 設(shè)置在端子保持部分16P1和16Q1的移動(dòng)軌跡(以圓弧S示出)的內(nèi) 側(cè)上。通過設(shè)計(jì)被設(shè)置在齒輪箱11中的圓弧S的外側(cè)上的其他部件， 因此，能夠防止線圈架16P和16Q與其他部件干涉。
圖5是用于說明當(dāng)線圈架16P和16Q圍繞軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，用于調(diào) 整轉(zhuǎn)動(dòng)角度的結(jié)構(gòu)的視圖，并且線R表示線圈架16P和16Q的接觸表
面的方向。
接觸表面沿著與輸出軸的軸中心的方向成直角的方向，并且沿著 與線圈架16P和16Q的轉(zhuǎn)動(dòng)軸成直角的方向設(shè)置。
沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸的方向，用于保持容納在線圈架16P中的檢測(cè)線圈的
輸出端子15al的端子保持部分16P1和用于保持容納在線圈架16Q中 的檢測(cè)線圈的輸出端子15a2的端子保持部分16Q1分別具有形成在端 面上的碰撞臺(tái)階部分m和n，并且通過端子保持部分16P1的碰撞臺(tái)階 部分m和端子保持部分16Q1的碰撞臺(tái)階部分n，線圈架16P和16Q 彼此碰撞，以便以這種方式調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)角，即，容納在線圈架16P中的 檢測(cè)線圈的輸出端子15al和容納在線圈架16Q中的檢測(cè)線圈的輸出端 子15a2彼此不重疊。
優(yōu)選地，能夠在齒輪箱中的引導(dǎo)部件llf的端面和鄰靠在該端面 的線圈架16P之間提供定位部件，從而調(diào)整線圈架16P相對(duì)于引導(dǎo)部 件llf的轉(zhuǎn)動(dòng)角。
接著，將描述控制模塊CM和扭矩傳感器的檢測(cè)線圈215的輸出 端子215a，它們是根據(jù)本發(fā)明的特征部分的結(jié)構(gòu)。
連接于模塊連接部件213的控制模塊CM的電路板被設(shè)置在與同 軸地設(shè)置的輸入軸、扭桿和輸出軸的軸中心垂直的平面上。另一方面， 扭矩傳感器的檢測(cè)線圈215圍繞設(shè)置在圓柱形部件211d中的輸出軸而 設(shè)置，并且扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)自身與參考圖8和9的上述常規(guī)結(jié)構(gòu)相同。
扭矩傳感器的檢測(cè)線圈215的輸出端子215a形成為呈L形形狀， 該L形形狀包括從檢測(cè)線圈215的外圓周表面豎直地延伸的基礎(chǔ)部分 和相對(duì)于基礎(chǔ)部分215al以直角彎曲的末端部分215a2(見圖6),并且 末端部分215a2形成為垂直于控制模塊CM的電路板。而且，輸出端 子215a設(shè)置為具有圓形截面的圓銷。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，具有圓形截面的圓銷的末端部分215a2能夠沿著豎 直方向插入其為控制模塊CM的電路板的連接部分的通孔208中，并
且檢測(cè)線圈215和控制模塊CM能夠容易地直接連接(見圖1)。
接著，將參考圖6和7，描述檢測(cè)線圈的輸出端子的彎曲部分。圖 6是用于說明檢測(cè)線圈的輸出端子215a的彎曲部分的前視圖，圖7是 沿著圖6中的A — A線截取的剖視圖。
在圖6中，221表示用于固定檢測(cè)線圈215的基板，222表示彎曲 沖頭，而223表示用于支撐輸出端子215a的沖模。檢測(cè)線圈215固定 在基板221 ，并且輸出端子215a的基礎(chǔ)部分215al從下面支撐沖模223。 接著，彎曲沖頭222沿著沖模223的側(cè)表面被向下按壓，以便彎曲輸 出端子215a的末端部分215a2。在圖6中，用虛線所示的輸出端子215a 的末端部分215a2形成為相對(duì)于用粗實(shí)線所示的基礎(chǔ)部分215al以直角 彎曲的末端部分。
在這種情況下，輸出端子215a的部分是圓銷。因此，當(dāng)輸出端子 215a的基礎(chǔ)部分215al通過沖模223而被從下面支撐時(shí)，輸出端子215a 的基礎(chǔ)部分215al使得圓銷的圓柱體的外圓周表面和相對(duì)于沖模223 的沖模平面的線接觸。由于接觸表面小，能夠以高精度進(jìn)行彎曲。
雖然已經(jīng)給出該實(shí)施例的說明，在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的扭 矩傳感器應(yīng)用于電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，但是顯然根據(jù)本發(fā)明的扭矩傳感器不 限于應(yīng)用于電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備，而是能夠應(yīng)用于其他機(jī)械設(shè)備的扭矩傳感器。
雖然參考具體的實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，顯然對(duì)于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來說，能夠做出各種改變和修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
本申請(qǐng)基于2006年3月2日提交的日本專利申請(qǐng) (JP-A-2006-055717)和2006年3月2日提交的日本專利申請(qǐng)
(JP-A-2006-055718)，并且其內(nèi)容被結(jié)合供參考。 工業(yè)實(shí)用性
在扭矩傳感器中，扭矩檢測(cè)線圈被構(gòu)成為沿著輸入軸和輸出軸的 軸中心的方向可轉(zhuǎn)動(dòng)，而且，用于調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)角度的部件被設(shè)置為能夠 使檢測(cè)線圈的輸出端子的結(jié)構(gòu)具有高精度，并且扭矩檢測(cè)線圈能夠容 易地安裝在齒輪箱中，并且檢測(cè)線圈的輸出端子能夠容易地連接于控 制模塊。
而且，根據(jù)本發(fā)明的扭矩傳感器的控制模塊被設(shè)置垂直于輸入軸 和輸出軸的軸中心的方向。當(dāng)將控制模塊安裝在其上的齒輪箱設(shè)置在 小空間內(nèi)時(shí)，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)，空間利用率被提高。在對(duì)于電動(dòng)轉(zhuǎn) 向設(shè)備的應(yīng)用中，能夠充分地保留減振機(jī)構(gòu)的減振行程。由于扭矩傳 感器的檢測(cè)線圈的輸出軸具有被彎曲成L形形狀、并且垂直于控制模 塊的電路板而形成的末端部分，能夠容易地直接連接檢測(cè)線圈和控制 模塊。
權(quán)利要求
1. 一種扭矩傳感器，用于通過輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)來檢測(cè)扭矩，包括用于檢測(cè)扭矩的兩副檢測(cè)線圈，以及連接于所述檢測(cè)線圈的輸出端子并且處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；其中，所述控制模塊的電路板垂直于同軸地設(shè)置的輸入軸和輸出軸的軸中心的方向設(shè)置，并且所述檢測(cè)線圈在外殼中圍繞所述軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，所述輸入軸和輸出軸容納在該外殼中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩傳感器，其中 所述兩副檢測(cè)線圈分別容納在線圈架中，以及 兩副線圈架包括用于調(diào)整相互轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其中 所述線圈架包括用于保持檢測(cè)線圈的輸出端子的端子保持部分，并且所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件形成在所述端子保持部分中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的扭矩傳感器，其中檢測(cè)線圈的輸出端子具有保持在所述端子保持部分中的基礎(chǔ)部分 和相對(duì)于所述基礎(chǔ)部分以直角彎曲并且形成為呈L形形狀的末端部分， 并且所述末端部分設(shè)置在所述端子保持部分的外圓周上的移動(dòng)軌跡的 內(nèi)側(cè)上。
5. —種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，包括兩副檢測(cè)線圈，用于隨著電感的變化而檢測(cè)同軸地設(shè)置的輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)，該扭轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)向扭矩而產(chǎn)生，以及連接于所述檢測(cè)線圈的輸出端子并且處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；其中，所述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于同軸地設(shè)置的輸入軸和輸出軸的軸中心的方向，并且所述兩副檢測(cè)線圈在外殼中圍繞所述軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置，所述輸入軸和輸出軸容納在該外殼中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，其中所述兩副檢測(cè)線圈分別容納在線圈架中，并且 所述兩副線圈架包括用于調(diào)整相互轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，其中 所述線圈架包括用于保持所述檢測(cè)線圈的輸出端子的端子保持部分，以及所述轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整部件形成在所述端子保持部分中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，其中 所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有保持在所述端子保持部分中的基礎(chǔ)部分和相對(duì)于所述基礎(chǔ)部分以直角彎曲并且形成為呈L形形狀的末端 部分，并且所述末端部分設(shè)置在所述端子保持部分的外圓周上的移動(dòng)軌跡的 內(nèi)側(cè)上。
9. 一種扭矩傳感器，用于通過輸入軸和輸出軸之間的扭轉(zhuǎn)來檢測(cè) 扭矩，包括用于檢測(cè)扭矩的檢測(cè)線圈，以及用于處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；其中，所述控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于同軸地設(shè)置的輸入軸 和輸出軸的軸中心的方向，并且所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有垂直于控制模塊的電路板設(shè)置的末 端部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的扭矩傳感器，其中所述檢測(cè)線圈的輸出端子由連接于所述檢測(cè)線圈的基礎(chǔ)部分和連 接于所述控制模塊的電路板的末端部分所構(gòu)成，并且所述末端部分相對(duì)于所述基礎(chǔ)部分以直角彎曲，并且形成為呈L形形狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的扭矩傳感器，其中所述檢測(cè)線圈的所述輸出端子是具有圓形截面的圓銷。
12. —種電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，包括檢測(cè)線圈，用于隨著電感的變化而檢測(cè)同軸地設(shè)置的輸入軸和輸 出軸之間的扭轉(zhuǎn)，該扭轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)向扭矩而產(chǎn)生，以及用于處理從所述檢測(cè)線圈輸出的檢測(cè)信號(hào)的控制模塊；其中，控制模塊的電路板設(shè)置為垂直于所述輸入軸和輸出軸的軸中心的方向，并且所述檢測(cè)線圈的輸出端子具有垂直于所述控制模塊的電路板設(shè)置的末端部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，其中 所述檢測(cè)線圈的輸出端子由連接于所述檢測(cè)線圈的基礎(chǔ)和連接于所述控制模塊的電路板的末端部分構(gòu)成，并且所述末端部分相對(duì)于所述基礎(chǔ)部分以直角彎曲，并且形成為呈L形形狀。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電動(dòng)轉(zhuǎn)向設(shè)備的扭矩傳感器，其中 所述檢測(cè)線圈的所述輸出端子是具有圓形截面的圓銷。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的扭矩傳感器或根據(jù)權(quán)利要求12的電動(dòng)轉(zhuǎn)向 設(shè)備的扭矩傳感器，其中所述檢測(cè)線圈的所述輸出端子具有相對(duì)于基礎(chǔ)部分以直角彎曲、 并且通過使用彎曲沖頭和沖模形成為呈L形形狀的末端部分。
全文摘要
通過扭桿22的轉(zhuǎn)動(dòng)，在由非磁性材料構(gòu)成的圓柱形部件23的多個(gè)窗口23a和由磁性材料構(gòu)成的輸出軸2之間產(chǎn)生的磁阻的變化被看作是檢測(cè)線圈15p和15q的電感的變化，以便檢測(cè)轉(zhuǎn)向扭矩。其中容納檢測(cè)線圈的線圈架16P和16Q同軸地設(shè)置在圓柱形部件23的外圓周上，并且檢測(cè)線圈的輸出端子15a1和15a2的L形彎曲的末端部分插入控制模塊CM的電路板的通孔18中。線圈架16P和16Q能夠容易地通過轉(zhuǎn)動(dòng)連接于齒輪箱，并且輸出端子的末端能夠以高精度設(shè)置。端子保持部分16P1和16Q1設(shè)置在移動(dòng)軌跡(圓弧S)的內(nèi)側(cè)上，以便能夠防止與其他部件的干涉。而且，控制模塊CM的電路板設(shè)置為垂直于輸入軸和輸出軸的軸中心的方向。扭矩傳感器的檢測(cè)線圈215的輸出端子215a具有被彎曲成呈L形形狀并且垂直于控制模塊CM的電路板的通孔18而形成的末端部分。因此，能夠容易地直接連接檢測(cè)線圈和控制模塊。當(dāng)將控制模塊CM安裝在其上的齒輪箱設(shè)置在小的發(fā)動(dòng)機(jī)室中時(shí)，能夠增加空間的利用率并且能夠充分地保留減振機(jī)構(gòu)的減振行程。具有圓形截面的圓銷用于檢測(cè)線圈215的輸出端子215a，并且所述末端部分通過利用彎曲沖頭和沖模而以高精度彎曲。
文檔編號(hào)B62D5/04GK101395055SQ20078000762
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者佐藤浩一, 秋山信治 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社