[发明专利]扭矩传感器

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过在输入轴和输出轴之间的扭转(torsion)来检测扭矩(torque)的扭矩传感器，并且更具体地说，涉及应用于车辆的电动转向设备的扭矩传感器的结构。 

背景技术

用于车辆的电动转向设备具有这样的结构以便检测在用于将转向手柄连接于转向机构的转向轴上所产生的转向扭矩、基于这种被检测的转向扭矩和由速度传感器检测的速度来控制电机的输出、并且通过另一个减速机构将电机的驱动力传输到转向轴，从而适当地帮助转向手柄的转向扭矩。 

在用于电动转向设备的控制装置中，需要提供多个电路，例如，用于检测转向扭矩的扭矩检测电路；用于基于这种被检测的转向扭矩来控制电机电流的大小的控制电路；和用于通过基于从控制电路输出的电机电流的控制值所确定的负荷比，驱动电机的电机驱动电路，并且相应的电路集合成诸如传感器模块、控制模块和电源模块的多个电路模块，并且它们单个地设置在转向设备的齿轮箱附近。但是，存在部件数量和装配工时增加的问题。出于这种原因，电路模块进一步汇集并且连接于转向设备的齿轮箱。 

另一方面，已知具有这种结构的扭矩传感器，以便使用检测线圈用于随着电感的变化而检测磁阻，该磁阻根据连接于转向轴的扭杆的扭转角度而变化；设置容纳靠近齿轮箱的检测线圈的线圈架(coilyoke)；并且当使用具有上述结构的齿轮箱时，将检测线圈的端子连接于电路模块(见专利文献1)。

图8是示出具有上述结构的齿轮箱的剖视图，图9是示出用于将检测线圈的端子连接于电路模块的连接部分的放大的剖视图。 

参考图8和图9，对扭矩检测部分的结构和操作将给出简要的说明。通过扭杆104彼此连接的输入轴102和输出轴103设置在外壳101中，并且输出轴103通过球轴承105a和105b被可转动地支撑。输入轴102、扭杆104和输出轴103同轴地设置，输入轴102和扭杆104彼此键连接，而扭杆104和输出轴103彼此销连接。 

涡轮106连接于输出轴103，并且与连接于电机107的轴107a的蜗杆107b相啮合。 

包括由诸如铝的非磁性材料构成并且沿着圆周方向以规律的间隔设置的多个窗口108a和108b的圆柱形部件108被固定于轴套102A的端部，该轴套102A固定于输入轴102的端部。另一方面，输出轴103由磁性材料构成并且具有多个突出部分103A和103B，该多个突出部分103A和103B形成在与圆柱性部件108的窗口108a和108b相对应的位置上。而且，包括检测线圈L1和L2的线圈架109A和109B同轴地设置在外壳101上的圆柱部件108的外圆周上。 

通过该结构，当旋转力作用在输入轴102上时，该旋转力通过该扭杆104传递到输出轴103，并且由于在扭杆104上产生的扭转，在输入轴侧上的圆柱形部件108的窗口108a和108b上以及在输出轴侧上的突出部分上的103A和103B上产生位移，并且在输出轴103侧上的突出部分103A和103B的面积增大或减小，该突出部分103A和103B由多个磁性材料构成并且通过由非磁性材料构成的在输入轴102侧上的圆柱形部件的窗口108a和108b露出，并且检测线圈L1和L2的电感增加或减少。通过检测在检测线圈L1和L2中的电感的变化，能够检测在扭杆104上产生的扭转的大小，即，作用在输入轴102上的扭矩  的大小。 

将参考图9描述用于将检测线圈的端子连接于电路模块的连接部分。 

114表示电路模块的电路板，而115和116表示检测线圈L1和L2的端子销。如图9中清晰示出，检测线圈的端子和电路板沿着输入轴和输出轴的轴线中心的方向平行地设置，并且这取决于检测线圈和电路板的结构。 

专利文献1：JP-A-9-1012122 

发明内容

要解决的问题 

但是，利用该结构，检测线圈L1和L2的输出端子竖直地朝着电路模块的电路板伸出。结果，线圈架109A的外径增大，使得需要减小检测线圈的输出端子的高度。 

而且，当两个检测线圈安装在外壳中时，利用围绕输入轴和输出轴的轴中心的转动来安装这两个检测线圈。出于这个原因，必须提供制动器。而且，为了将检测线圈的输出端子连接于电路模块的电路板，必须以高精度设置在输出端子的转动方向上的角度。