CN105247330A - 扭矩传感器和电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

在电动助力转向装置的扭矩传感器中，使方向盘的中间(中立位置)附近的扭矩传感器机构的物理量增大，从而实现对驾驶员提供自然且爽快的转向感。扭矩传感器用的扭杆(3)具有芯扭杆(3|A)和筒扭杆(3B)。筒扭杆(3B)是这样的结构：由一组筒状部件(3Ba、3Bb)构成，在其内侧收纳芯扭杆(3A)，并在内侧固定芯扭杆(3A)的两端，当芯扭杆(3A)的扭转达到规定的旋转角时，一组筒状部件(3Ba、3Bb)通过啮合齿(3Bat，3Bbt)啮合而连结在一起，形成1根扭杆。筒扭杆(3B)的弹力大于芯扭杆(3A)的弹力。

Description

扭矩传感器和电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及在电动助力转向装置中检测旋转轴产生的扭矩的扭矩传感器。
背景技术
以往，作为车辆的转向装置，有这样的电动助力转向装置(EPS：ElectricPowerSteering)：对应于驾驶员(司机)对方向盘(把手)进行转向的转向力而驱动电动马达，由此向转向机构赋予转向辅助力。一般，电动助力转向装置(EPS)具有检测旋转轴产生的扭矩的扭矩传感器(扭矩检测装置)。作为以往的扭矩传感器，有例如专利文献1记载的技术。在专利文献1记载的扭矩传感器中，针对扭杆(torsionbar)的扭转量(扭矩)，利用短齿(stub)的峰(凸部)、非磁性体的套管的窗以及励磁线圈，将针对该扭矩的旋转位移转换成磁通的疏密的物理量，测定其自感应电动势，并利用电路将其转换成电压。即，示出了检测相对于扭矩的电压的扭矩传感器。另外，扭杆是利用扭转金属棒时的反作用力的弹簧的一种。
近年来，作为对电动助力转向装置(EPS)的电子控制装置(ECU：ElectronicControlUnit)的要求，要求提供给驾驶员自然且爽快的转向感(转向的感觉)。例如，考虑了与针对转向的路面反作用力之间的关系、收敛性、以及转向响应性等的高级控制被要求。在现有方式中，需要从方向盘的切换开始(开始)附近的低负载区域到切换结束(结束)附近的高负载区域进行控制，将扭矩传感器的信号通过硬件进行放大或者通过软件进行相乘等后用于电动马达等的控制。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特许第3649057号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在目前，还存在有这样的意见：方向盘的中间(中立位置)附近的转向感会产生不适感。这被认为是因为，即使通过软件提高倍率，也会发生量化误差、或者在通过硬件提高增益(gain)时因高负载时的限制信号的切换而引起的控制值的级差、骤变等，从而对中间附近的转向感产生影响。并且，电动助力转向装置(EPS)内部的微处理器(MPU：Micro-ProcessingUnit)的A/D转换的分辨率和处理能力也有极限。因此，有必要增大原始的扭矩传感器机构内的物理量(相对于扭矩的旋转方向位移)。
本发明的目的是提供一种增大方向盘的中间(中立位置)附近的扭矩传感器机构的物理量、能够对驾驶员提供自然且爽快的转向感的电动助力转向装置。
用于解决课题的手段
在本发明的一个方式的扭矩传感器中，第1扭杆和第2扭杆并列配置。第2扭杆由一组扭杆部件构成，所述扭杆部件在第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时连结，并与第1扭杆联动地发生扭转。第2扭杆的弹力大于第1扭杆的弹力。一组扭杆部件是同轴配置的筒状部件，在筒状部件的内侧收纳第1扭杆，并在内侧固定第1扭杆的两端，一组扭杆部件在第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时通过啮合齿啮合从而连结在一起。啮合齿的个数是1个到7个中的任意数量。第2扭杆在啮合齿之间具有规定的旋转角的间隙，在间隙内夹设有弹性体。另外，第2扭杆也可以是将大小不同的多个上述一组扭杆部件按大小顺序组装而成的嵌套结构。上述的扭矩传感器能够搭载在电动助力转向装置(EPS)上。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够与作为电气问题的量化误差、相位延迟、处理能力等问题大致无关地增大方向盘的中间(中立位置)附近的扭矩传感器机构的物理量，实现对驾驶员提供自然且爽快的方向盘。
附图说明
图1是示出电动助力转向装置的整体结构例的概略图。
图2是示出电动助力转向装置的主要部分的结构例的剖视图。
图3是示出扭矩传感器的结构例的图、
图4是本发明的一个方式的扭杆的概略图。
图5的(a)～(d)是示出在使啮合齿为1个的情况下的筒扭杆的结构例的图。
图6的(a)～(b)是示出在啮合齿的间隙内配置了弹性体的情况下的结构例的轴向主视图。
图7是示出在使啮合齿为7个的情况下的筒扭杆的结构例的轴向主视图。
图8的(a)～(d)是示出扭矩传感器的动作例的轴向主视图。
图9是示出相对于扭矩的旋转方向位移的对比的图。
图10的(a)和(b)是示出在使筒扭杆形成为嵌套状的情况下的结构例的图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
(结构)
首先，对具有本实施方式的扭矩传感器的电动助力转向装置的结构进行说明。图1是示出电动助力转向装置的整体结构例的概略图。图2是示出电动助力转向装置的主要部分的结构例的剖视图。
在电动助力转向装置中，在输入轴1的突出端的末端上一体地安装有方向盘1a。输入轴1和输出轴2经由配设在输入轴1的内侧的扭杆3连结。输入轴1、扭杆3和输出轴2同轴配置。输入轴1和扭杆3进行销结合。并且，扭杆3和输出轴2进行花键结合。输入轴1将从驾驶员经由方向盘1a进行作用的转向扭矩(转向力)经由扭杆3传递到输出轴2。外壳5包覆并保护输入轴1和输出轴2。外壳5具有被分割成输入轴侧外壳部5a和输出轴侧外壳部5b这两部分的结构。在输入轴侧外壳部5a的内侧，通过轴承6a旋转自如地支撑有输入轴1。并且，在输出轴侧外壳部5b的内侧，通过轴承6b和6c旋转自如地支撑有输出轴2。扭矩传感器10通过检测扭杆3的扭转量来检测输入轴1和输出轴2之间的扭矩。并且，扭矩传感器10与控制器(ECU：ElectronicControlUnit)9连接，将扭矩检测值T通知给控制器(ECU)9。控制器(ECU)9也可以改读为EPS控制单元。并且，控制器(ECU)9除了扭矩检测值T以外，还取得(输入)由车速传感器9a检测出的车速Vs或由转向角传感器9b检测出的转向角θ。另外，在图1中，设置有车速传感器9a或转向角传感器9b，然而实际上也可以不设置车速传感器9a或转向角传感器9b。例如，控制器(ECU)9也能够取得(输入)从CAN(ControllerAreaNetwork，控制器区域网络)等接收到的车速Vs或转向角θ。这里，控制器(ECU)9被从作为直流电源的蓄电池9c供给电源来进行工作。蓄电池9c的负极接地，正极经由2根电线与控制器(ECU)9连接。2根电线中，一根电线经由进行发动机起动的点火开关9d与控制器(ECU)9连接，另一根电线不经由点火开关9d而直接与控制器(ECU)9连接。控制器(ECU)9根据扭矩检测值T、车速Vs和转向角θ来决定应赋予给输出轴2的转向辅助扭矩，为了将转向辅助扭矩赋予给输出轴2，通过逆变器控制使从蓄电池9c供给的电流流动来驱动电动马达9e。另外，在输出轴2的与输入轴1相反的一侧一体地形成有小齿轮轴2a，小齿轮轴2a与齿条4啮合而构成齿轮齿条式转向机构。齿条4的端部与横拉杆4a连结。并且，在输出轴2上固定有与输出轴2同轴且一体旋转的蜗轮7，蜗轮7是在金属制的毂7a上一体地固定有合成树脂制的齿部7b而成的。并且，蜗轮7在输出轴侧外壳部5b内与由电动马达9e驱动的蜗杆8啮合。电动马达9e的旋旋转力经由蜗杆8和蜗轮7被传递到输出轴2，通过适当地切换电动马达9e的旋转方向，由此对输出轴2赋予任意方向的转向辅助扭矩。
参照图3，对扭矩传感器10的结构进行说明。
在扭矩传感器10中，传感器轴(转子)11通过磁性材料形成于输入轴1，在传感器轴11的表面，如图3所示，沿着圆周方向等间隔地形成有在轴向上延伸的多个(在图3的例子中是9个)凸条11a。并且，在凸条11a之间形成有槽部11b。在传感器轴11的内侧配置有扭杆3。传感器轴11的内侧为空心，扭杆3被收纳在传感器轴11的内侧。在传感器轴11的外侧，与传感器轴11同轴配置有圆筒部件12，该圆筒部件12接近传感器轴11，由导电性且非磁性的材料例如铝构成，如图2所示，圆筒部件12的延长部12e固定在输出轴2的端部2e的外侧。
在圆筒部件12上，在与传感器轴11的表面的凸条11a对置的位置，设置有由在圆周方向上等间隔地配置的多个(在图3中是9个)长方形的窗12a构成的第1窗列，并在从该第1窗列沿轴向偏离的位置设置有由与窗12a形状相同且圆周方向的相位不同的多个(在图3中是9个)长方形的窗12b构成的第2窗列。圆筒部件12的外周由保持线圈架18的轭15a和15b包围，在该线圈架18上卷绕有配置在输入轴侧外壳部5a的内侧的同一规格的1对检测线圈13a和13b。即，检测线圈13a、13b与圆筒部件12同轴配置，检测线圈13a包围由窗12a构成的第1窗列部分，检测线圈13b包围由窗12b构成的第2窗列部分。如图2所示，轭15a和15b固定在输入轴侧外壳部5a的内侧，检测线圈13a、13b的输出线经由连接器(线圈侧连接器)16与配置在输入轴侧外壳部5a的内侧的电路基板17的连接器(基板侧连接器)19连接。并且，作为别的方法，尽管未作图示，然而也可以将线圈末端部分在捆扎并焊接固定在压入到线圈架18的线圈侧端子上的状态下插入到基板贯通孔内，并通过焊接来连接。这里，以基板侧连接器19为首，构成电路基板17的电路的电子部件通过基于回流焊接的表面安装或者引线焊接等来安装。
另外，在当前使用的一般的扭矩传感器的机构中，只有一个扭杆。在只有一个扭杆的情况下，作为扭杆的弹力(弹簧力)只能选择1种弹力，因而存在这样的可能性：无法得到可在方向盘的中间(中立位置)附近的详细控制中使用的扭矩分辨率。因此，在本实施方式中，在扭矩传感器的机构中，准备弹力互不相同的第1扭杆和第2扭杆，并且构成为最初使第1扭杆扭转，然后使第2扭杆扭转，通过将扭杆的扭转分为多个阶段，能够得到可在方向盘的中间(中立位置)附近的详细控制中使用的扭矩分辨率。以下，对本实施方式的扭杆进行说明。
图4是本实施方式的扭杆的概略图。图4的上图是现有的扭杆的例示，图4的下图是本实施方式的扭杆3的例示。
在本实施方式的扭杆3中，第1扭杆和第2扭杆并列配置。例如，在第1扭杆的周围配置有第2扭杆。第2扭杆由一组扭杆部件构成，该一组扭杆部件在第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时连结，并且与第1扭杆联动地发生扭转。在图4中，作为第1扭杆的一例，示出芯扭杆3A。芯扭杆3A是成为中心轴的扭杆。例如，芯扭杆3A是使现有的扭杆缩小并将两端作为花键轴的形状的扭杆。并且，作为第2扭杆的一例，示出筒扭杆3B。作为一组扭杆部件的一例，示出2个筒状的扭杆(筒状部件)。筒扭杆3B是这样的结构：在2个筒状的扭杆的内侧收纳芯扭杆3A，在内侧固定芯扭杆3A的两端，当芯扭杆3A的扭转达到规定的旋转角时，2个筒状扭杆通过啮合齿啮合而连结，形成1根扭杆。
以下，对筒扭杆3B的结构的详情进行说明。
在图4中，作为形成筒扭杆3B的2个筒状扭杆(筒状部件)，示出了筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb。在图4中，筒扭杆3Ba是现有的扭杆中的花键轴侧，筒扭杆3Bb是现有的扭杆中的销孔侧。并且，在筒扭杆3B中，筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb各自的内侧为空心，并且在内测收纳有芯扭杆3A。筒扭杆3Ba在内侧与扭杆3A的一端花键结合，筒扭杆3Bb在内侧与芯扭杆3A的另一端花键结合。另外，花键结合只不过是一例。由此，芯扭杆3A成为筒扭杆3B的芯(中心轴)。如图4所示，筒扭杆3B在收纳了芯扭杆3A的状态下是与现有的扭杆相同的大小(尺寸)，因而能够与现有的扭杆置换，可以应用于现有的扭矩传感器中。不过，实际上，只要能够变更图3所示这样的扭矩传感器的传感器轴11的内径或长度，筒扭杆3B也可以不是与现有的扭杆相同的大小(尺寸)。此时，弹力的大小的关系为满足芯扭杆3A的弹力<现有的扭杆的弹力<筒扭杆3B的弹力。另外，弹力越大，反作用力就越大。
在图4中，筒扭杆3B是通过使筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat和筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt啮合而连结的结构。具体地，如图5的(a)和(b)所示，啮合齿3Bat沿轴向突出地形成在筒扭杆3Ba的进行啮合的一侧的端面上，具有在从轴向俯视时沿着端面的圆周方向的圆弧形状。并且，如图5的(c)所示，啮合齿3Bbt沿轴向突出地形成在筒扭杆3Bb的进行啮合的一侧的端面上，具有与啮合齿3Bat相同的形状。另外，图5的(a)和(c)是从轴向(啮合齿侧)观察筒扭杆3Ba和3Bb的俯视图。在未被赋予转向扭矩的状态下，如图5的(d)所示，筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat(以虚线图示)与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt没有啮合，在啮合齿3Bat和3Bbt之间存在规定的旋转角α的间隙dg。即，筒扭杆3B构成为：在未被赋予转向扭矩的状态下，在筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt之间具有规定的旋转角α的间隙dg。当芯扭杆3A在该间隙dg中发生扭转而来到筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt相啮合的位置(啮合点)时，筒扭杆3B发生扭转。另外，与芯扭杆3A的扭转相随，花键结合的筒扭杆3Ba绕轴转动，其啮合齿3Bbt的周向的端面3Ban与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bat的周向的端面3Ban抵接，从而产生啮合。并且，为了抑制动作音或敲击声，也可以在该啮合齿3Bat和3Bbt的间隙内插入或填充橡胶或树脂等弹性体(弹性部件)。为了上述的目的，期望弹性体是非金属。不过，实际上，也可以在该啮合齿3Bat和3Bbt的间隙内配置板簧或螺旋弹簧等金属制的弹簧作为弹性体。
例如，如图6的(a)所示，通过在啮合齿3Bbt的端面3Bbn配置(固定)例如树脂制的弹性体50，由此，如图6(b)所示，能够在啮合齿3Bbt和3Bat啮合时通过弹性体50的弹性变形抑制动作音或敲击声。
筒扭杆3Ba与筒扭杆3Bb的啮合齿的个数假定为1个至7个。当啮合齿的个数不到1个时无啮合。当啮合齿的个数是7个以上时，齿过小而难以制造。即，使啮合齿的个数为7个以下是由于制造上的限制而造成的，只要能够制造，也可以使啮合齿的个数为7个以上。啮合齿的个数越是增加，啮合时的面压就越低，耐久性就越会得到提高。并且，啮合齿的个数越是增加，在圆周上啮合部位就越会增加，力就越分散，因而啮合时的倾斜较小。在图4中，啮合齿的个数为1个。另外，例如在使啮合齿为7个的情况下，如图7所示，筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat1～3Bat7与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt1～3Bbt7被配置成分别沿着周向互不相同。此外，在沿着周向排列的各齿和齿之间形成有间隙dg，该间隙dg成为仅使芯扭杆3A扭转的范围。即，以确保期望的间隙dg的方式决定各齿的周向的长度等。即使在使啮合齿为2个～6个的情况下结构也相同，只有个数或周向的宽度等不同。
并且，在图4中，啮合齿的形状是矩形波状，实际上只要是能够啮合的形状，就可以是任何形状。例如，也可以是三角形状或梯形形状，也可以带有角R等。也可以使筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb的间隙(边界)相对于轴向倾斜，将截面(斜面)作为啮合齿。并且，在图4中，啮合齿的位置在筒扭杆3Ba与筒扭杆3Bb的中间附近，然而实际上为了调整弹力，也可以从中间附近移动(也可以错开)。例如，也可以相对于筒扭杆3Bb使筒扭杆3Bb变长或变短。并且，啮合齿的长度是任意的。例如，可以考虑延伸啮合齿来形成配置在芯扭杆3A的周围的筒状部分。或者，还可以考虑下述情况：使筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb形成为具有规定的旋转角的间隙且相互对置的2个半筒状的扭杆。并且，也可以是：在筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb中，一方是刚体，仅另一方具有弹力。即，筒扭杆3Ba的弹力和筒扭杆3Bb的弹力也可以不是相同的(也可以不同)。
然而，实际上，不限定于这些例子。
(动作)
输入轴1将从驾驶员经由方向盘1a所作用的转向扭矩经由扭杆3传递到输出轴2。
在转向扭矩被赋予给扭杆3的情况下，如图8的(a)所示，首先芯扭杆3A发生扭转。由于芯扭杆3A在筒扭杆3B的内侧与筒扭杆3B花键结合，因而芯扭杆3A和筒扭杆3B联动。因此，扭矩增大，如图8的(b)所示，随着芯扭杆3A扭转，筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat(虚线图示)和筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt逐渐接近。
然后，如图8的(c)所示，假定筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat和筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt到达啮合的位置(啮合点)。在该情况下，由于筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat和筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt啮合，因而筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb变为1根筒扭杆3B，如图8的(d)所示，产生筒扭杆3B的扭转。
扭矩传感器10通过检测扭杆3的扭转量，检测出芯扭杆3A的扭转量和筒扭杆3B的各自的扭转量，从而检测出输入轴1和输出轴2之间的扭矩。
图9是将现有的方式与本实施方式的扭矩传感器机构内的物理量(相对于扭矩的旋转方向位移)进行对比的曲线图。
对于本实施方式中的旋转方向位移，至筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt相啮合的位置(啮合点)为止产生芯扭杆3A的扭转，随着扭矩增大，旋转方向位移增加而逐渐从现有方式的旋转方向位移偏离。
这样，在本实施方式中，由于弹力的大小的关系满足芯扭杆3A的弹力<现有的扭杆的弹力，因而能够得到增益比现有方式高的物理量。并且，由于能够得到增益高的物理量，因而能够有助于详细的控制，能够对驾驶员提供自然且爽快的转向感。
并且，当本实施方式的旋转方向位移超过筒扭杆3Ba的啮合齿3Bat与筒扭杆3Bb的啮合齿3Bbt相啮合的位置(啮合点)时，产生筒扭杆3B的扭转，随着扭矩增大，由于筒扭杆3B的弹力而使得旋转方向位移减少，从而逐渐接近现有方式的旋转方向位移。
这样，在本实施方式中，由于弹力的大小的关系满足以往的扭杆的弹力<筒扭杆3B的弹力”，因而当超过啮合点时，会产生比现有的扭杆的弹力强的弹力，抑制旋转方向位移。因此，无须担心芯扭杆3A被扭断，也无须担心有损可靠性。
(变型例)
在本实施方式中，作为电动助力转向装置(EPS)，假定为柱辅助型，然而实际上，只要能够应用本实施方式的结构，也可以是齿条辅助型或小齿轮辅助型等。
并且，在本实施方式中，对使扭杆形成为2级结构的例子作了说明，然而实际上，也可以使扭杆形成为3级以上的结构。例如，如图10的(a)所示，也可以在图4所示的芯扭杆3A与筒扭杆3B之间配置比筒扭杆3B小一圈的筒状的扭杆3Bc和3Bd。即，筒扭杆3B也可以采用将大小(尺寸)不同的多个上述一组扭杆部件(筒扭杆3Ba和筒扭杆3Bb的组)按大小顺序组装而成的嵌套结构(Nestedstructure：嵌套结构)。内侧的筒扭杆3Bc和3Bd在外侧的筒扭杆3Ba和3Bb的内侧与外侧的筒扭杆3Ba和3Bb花键结合。另外，花键结合只不过是一例。此时，通过按筒扭杆的各分层改变弹力或刚性，能够得到更详细的扭矩分辨率。另外，筒扭杆从内侧的筒扭杆开始依次啮合，弹力逐渐变大。即，假定越是外侧的筒扭杆，弹力越大。
例如，如图10的(b)所示，在未被赋予转向扭矩的状态下，内侧的筒扭杆3Bc和3Bd构成为，在啮合齿3Bct的周向端面3Bcn与啮合齿3Bdt的周向端面3Bdn之间形成有规定的旋转角β量的间隙dg1。并且，在未被赋予转向扭矩的状态下，外侧的筒扭杆3Ba和3Bb构成为，在啮合齿3Bat的周向端面3Ban与啮合齿3Bbt的周向端面3Bbn之间形成有规定的旋转角γ的量的间隙dg2。
根据该结构，随着所赋予的转向扭矩变大，在内侧的筒扭杆3Bd以间隙dg1的量转动的期间，芯扭杆3A扭转。此时，外侧的筒扭杆3Bb也与内侧的筒扭杆3Bd联动并以与旋转角β相当的距离dg3转动。接下来，在啮合齿3Bct和3Bdt啮合之后，在外侧的筒扭杆3Bb以“dg2-dg3”的量转动的期间，除了芯扭杆3A以外，内侧的筒扭杆3Bc和3Bd也扭转。然后，在啮合齿3Bat和3Bbt啮合之后，除了芯扭杆3A、内侧的筒扭杆3Bc和3Bd以外，外侧的筒扭杆3Ba和3Bb也扭转。这样，随着所赋予的转向扭矩变大，能够逐渐增大扭杆的弹力。
并且，在本实施方式中，假定一组扭杆部件是2个筒状扭杆(筒状部件)，然而实际上，也可以是3个以上的筒状扭杆。例如，也可以采用这样的结构：在筒扭杆3Ba与筒扭杆3Bb之间配置未图示的筒扭杆3Bf，筒扭杆3Ba与筒扭杆3Bf的一端通过啮合齿啮合，筒扭杆3Bf的另一端与筒扭杆3Bb的一端通过啮合齿啮合，从而连结在一起。
(本实施方式的效果)
根据本实施方式，取得以下的效果。
(1)在本实施方式的扭矩传感器中，第1扭杆和第2扭杆并列配置。第2扭杆由这样的一组扭杆部件构成：当第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时连结，并与第1扭杆联动地发生扭转。
由此，能够提供这样的电动助力转向装置：通过提高方向盘的中间(中立位置)附近的扭矩分辨率来有助于详细的控制，由此实现方向盘的中间(中立位置)附近的爽快感。并且，在检测出扭杆的扭转并将其转换成电信号之后，无需在置换成控制值的阶段中通过电路或运算对方向盘的中间(中立位置)附近的控制信号进行放大或切换。
(2)第2扭杆的弹力大于第1扭杆的弹力。
由此，至啮合齿相啮合的位置(啮合点)为止，能够得到增益比现有的方式高的物理量。并且，当超过啮合点时，产生强力的弹力，旋转方向位移被抑制，无需担心第1扭杆被扭断，也无需担心有损可靠性。
(3)一组扭杆部件是同轴配置的筒状部件，在筒状部件的内侧收纳第1扭杆，在内侧固定第1扭杆的两端，当第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时，一组扭杆部件通过啮合齿啮合，而连结在一起。
这样，能够形成为这样的最佳结构：在第2扭杆的内侧收纳并结合第1扭杆，使扭杆形成为多级结构(分层结构)，从而与第1扭杆的扭转联动地产生第2扭杆的扭转。并且，由于第1扭杆被收纳在第2扭杆的内侧，在外观上变为1根扭杆，因而也容易与现有的扭杆置换。
(4)啮合齿的个数是1个至7个中的任意数量。
由此，对于啮合齿来说，能够在确保充分的大小的同时确保充分的耐久性。
(5)第2扭杆也可以在啮合齿之间具有规定的旋转角的间隙，并在间隙内夹设弹性体。
由此，在第2扭杆中，能够抑制在通过啮合齿啮合时的动作音或敲击声。并且，通过调整弹性体的弹性，能够调整图5所示的曲线图中的啮合点的拐点(inflectionpoint)，从而能够实现一组扭杆部件的平滑连结。
(6)第2扭杆是将大小不同的多个上述一组扭杆部件按大小顺序组装的嵌套结构。
由此，能够最容易地实现扭杆的多级结构(分层结构)。
(7)本实施方式的扭矩传感器能够搭载在电动助力转向装置(EPS)上。
由此，在电动助力转向装置(EPS)中，可以实现方向盘1a的中间(中立位置)附近的爽快感。
以上，被本申请主张优先权的日本国专利申请P2014－2471(2014年1月9日申请)的全部内容在此作为引用文件包含在本文中。
并且，对本发明的实施方式作了详述，然而实际上，不限于上述的实施方式，即使存在不脱离本发明主旨的范围的变更，也包含在本发明内。
即，这里参照有限数目的实施方式作了说明，然而权利的范围不限定于此，基于上述公开的各实施方式的改变对本行业人员来说是显而易见的。
标号说明
1：输入轴；1a：方向盘；2：输出轴；2a：小齿轮轴；3：扭杆；3A：芯扭杆(第1扭杆)；3B：筒扭杆(第2扭杆)；3Ba、3Bb：筒扭杆的部件(一组扭杆部件)；3Bc、3Bd：筒扭杆的部件(一组扭杆部件)；3Bat、3Bbt、3Bct、3Bdt：啮合齿；4：齿条；4a：横拉杆；5：外壳；5a：输入轴侧外壳部；5b：输出轴侧外壳部；6a、6b、6c：轴承；7：蜗轮；8：蜗杆；9：控制器(ECU)；9a：车速传感器；9b：转向角传感器；9c：蓄电池；9d：点火开关；9e：电动马达；10：扭矩传感器；11：传感器轴(转子)；12：圆筒部件；13a、13b：检测线圈；14：轭盖；15a、15b：轭；16：线圈侧连接器；17：电路基板；18：线圈架；19：基板侧连接器。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种扭矩传感器，其特征在于，
所述扭矩传感器具有：
第1扭杆；和
第2扭杆，其由一组扭杆部件构成，所述一组扭杆部件与所述第1扭杆并列配置，在所述第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时连结，并与所述第1扭杆联动地发生扭转，
所述第2扭杆是将大小不同的多个所述一组扭杆部件按大小顺序组装而成的嵌套结构。
2.(修改后)根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述嵌套结构的第2扭杆构成为，从内侧的扭杆部件开始依次连结，越是外侧的扭杆部件，其弹力越是比内侧的扭杆部件的弹力大。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述一组扭杆部件是同轴配置的筒状部件，在所述筒状部件的内侧收纳所述第1扭杆，所述一组扭杆部件在内侧固定所述第1扭杆的两端，所述一组扭杆部件在所述第1扭杆的扭转达到所述规定的旋转角时通过啮合齿啮合从而连结在一起。
4.(修改后)一种扭矩传感器，其特征在于，
所述扭矩传感器具有：
第1扭杆；和
第2扭杆，其由一组扭杆部件构成，所述一组扭杆部件与所述第1扭杆并列配置，在所述第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时连结，并与所述第1扭杆联动地发生扭转，
所述一组扭杆部件是同轴配置的筒状部件，在所述筒状部件的内侧收纳所述第1扭杆，所述一组扭杆部件在内侧固定所述第1扭杆的两端，所述一组扭杆部件在所述第1扭杆的扭转达到所述规定的旋转角时通过啮合齿啮合从而连结在一起，
所述第2扭杆在所述啮合齿之间具有所述规定的旋转角的间隙，在所述间隙内夹设有弹性体。
5.(修改后)根据权利要求3或4所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述啮合齿的个数是1个到7个中的任意数量。
6.(修改后)根据权利要求1至5中任意一项所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述第2扭杆的弹力大于所述第1扭杆的弹力。
7.一种电动助力转向装置，其特征在于，
所述电动助力转向装置具有权利要求1至6中任意一项所述的扭矩传感器。

Claims (7)

1.一种扭矩传感器，其特征在于，
所述扭矩传感器具有：
第1扭杆；和
第2扭杆，其由一组扭杆部件构成，所述一组扭杆部件与所述第1扭杆并列配置，在所述第1扭杆的扭转达到规定的旋转角时连结，并与所述第1扭杆联动地发生扭转，
所述第2扭杆是将大小不同的多个所述一组扭杆部件按大小顺序组装而成的嵌套结构。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述第2扭杆的弹力大于所述第1扭杆的弹力。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述一组扭杆部件是同轴配置的筒状部件，在所述筒状部件的内侧收纳所述第1扭杆，所述一组扭杆部件在内侧固定所述第1扭杆的两端，所述一组扭杆部件在所述第1扭杆的扭转达到所述规定的旋转角时通过啮合齿啮合从而连结在一起。
4.根据权利要求3所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述啮合齿的个数是1个到7个中的任意数量。
5.根据权利要求3或4所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述第2扭杆在所述啮合齿之间具有所述规定的旋转角的间隙，在所述间隙内夹设有弹性体。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的扭矩传感器，其特征在于，
所述第2扭杆是将大小不同的多个所述一组扭杆部件按大小顺序组装而成的嵌套结构。
7.一种电动助力转向装置，其特征在于，
所述电动助力转向装置具有权利要求1至6中的任意一项所述的扭矩传感器。
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