JP2001056258A - Torque sensor - Google Patents

Torque sensor

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JP2001056258A
JP2001056258A JP23238999A JP23238999A JP2001056258A JP 2001056258 A JP2001056258 A JP 2001056258A JP 23238999 A JP23238999 A JP 23238999A JP 23238999 A JP23238999 A JP 23238999A JP 2001056258 A JP2001056258 A JP 2001056258A
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shaft
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steering
torque
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Kazuo Chikaraishi
一穂 力石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque sensor easily assembleable and allowing reduction of a manufacturing cost. SOLUTION: An interfitting member 3A is installed separately from an output shaft 3, and a recessed part 3b formed on the inner circumference of the interfitting member 3A having plural grooves 3a extended in the axial direction and formed on its circumference and a male stopper 15 installed on the circumference of the output shaft 3 are engaged with each other, to thereby execute positioning in the rotative direction. Hereby, a manufacturing cost can be reduced, and positioning in the rotative direction of the output shaft 3 and the interfitting member 3A can be executed, to facilitate mutual phase setting.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はトルクセンサに関
し、例えば電動式パワーステアリング装置において操舵
トルクなどを検出できるトルクセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor, for example, a torque sensor capable of detecting a steering torque in an electric power steering apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両に装備される電動式パワーステアリ
ング装置においては、モータの駆動制御に用いるために
操舵トルクを検出すべく、トルクセンサが設けられてい
る。かかるトルクセンサの従来例としては、例えば本出
願人が先に提案した特開平8−240491号公報に開
示されたものがある。かかる公報に開示されたトルクセ
ンサは、同軸に配設された第1及び第2の回転軸をトー
ションバーを介して連結するとともに、導電性で且つ非
磁性の材料からなる円筒部材を、前記第1の回転軸の外
周面を包囲するように、前記第2の回転軸と回転方向に
一体とし、前記第1の回転軸の少なくとも前記円筒部材
に包囲された被包囲部を磁性材料で形成し、前記被包囲
部に軸方向に延びる溝を形成し、前記円筒部材には、前
記第1の回転軸との間の相対回転位置に応じて前記溝と
の重なり具合が変化するように窓を形成し、前記円筒部
材の前記窓が形成された部分を包囲するようにコイルを
配設し、そのコイルのインダクタンスに基づいてトルク
を検出するようになっており、これにより、簡易な構造
で高精度のトルク検出が行え、しかも装置の小型化も図
られるという効果が得られる。
2. Description of the Related Art In an electric power steering apparatus mounted on a vehicle, a torque sensor is provided to detect a steering torque for use in driving control of a motor. As a conventional example of such a torque sensor, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-240492 previously proposed by the present applicant. In the torque sensor disclosed in this publication, the first and second rotating shafts arranged coaxially are connected via a torsion bar, and the cylindrical member made of a conductive and non-magnetic material is connected to the first shaft. The second rotating shaft is integrally formed with the second rotating shaft in a rotating direction so as to surround an outer peripheral surface of the first rotating shaft, and at least an enclosed portion of the first rotating shaft surrounded by the cylindrical member is formed of a magnetic material. A groove extending in the axial direction is formed in the enclosed portion, and the cylindrical member is provided with a window such that the degree of overlap with the groove changes according to a relative rotation position between the first rotation shaft and the cylindrical member. The coil is disposed so as to surround the portion of the cylindrical member where the window is formed, and the torque is detected based on the inductance of the coil. Accurate torque detection can be performed. Size of the effect is obtained that is achieved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示された従来のトルクセンサを、実際に電動式パワー
ステアリング装置用のトルクセンサに適用しようとした
場合、以下のような解決すべき課題があることが判っ
た。
When the conventional torque sensor disclosed in the above publication is actually applied to a torque sensor for an electric power steering device, the following problems must be solved. I found it to be.

【0004】即ち、かかる従来のトルクセンサの場合、
円筒部材と溝との重なり状態はその円筒部材を包囲する
コイルを利用して検出されるようになっているが、車両
において、ステアリングシャフトの上端部に、盗難防止
用のステアリングロックを構成するカラー部を溶接等に
より固定すると、そのカラー部が通過できるようにコイ
ル内径を決めなければならない。
That is, in the case of such a conventional torque sensor,
The overlapping state between the cylindrical member and the groove is detected by using a coil surrounding the cylindrical member. In a vehicle, a collar constituting a steering lock for preventing theft is provided at an upper end of a steering shaft. When the part is fixed by welding or the like, the inner diameter of the coil must be determined so that the collar part can pass through.

【0005】より具体的には、操舵系の実際の組立時に
は、ステアリングホイールと例えばラック軸との間に介
在する操舵系の中間部分を予め組み立てておき、その中
間部分を、ステアリングシャフト上端部を先頭に、ハウ
ジング下方からその内側に差し込み、ステアリングシャ
フトをハウジングに連結されたコラム内に収容するよう
にしているが、トルクセンサ用のコイルは、その中間部
分を差し込むよりも前にハウジング内に固定しておく必
要があるため、コイルの内径は、ステアリングシャフト
やその付属物のうち最大外径を有する部位,部材が通過
できるように決定する必要がある。
More specifically, when actually assembling the steering system, an intermediate portion of the steering system interposed between the steering wheel and, for example, a rack shaft is assembled in advance, and the intermediate portion is connected to the upper end of the steering shaft. At the beginning, the steering shaft is inserted into the inside from below the housing, and the steering shaft is housed in the column connected to the housing, but the coil for the torque sensor is fixed in the housing before inserting the middle part Therefore, it is necessary to determine the inner diameter of the coil so that a portion and a member having the maximum outer diameter of the steering shaft and its accessories can pass therethrough.

【0006】ここで、各部材間の隙間を充分に小さくし
ないとセンサの検出精度を確保できないので、コイルの
内径が大きくなったことに応じて、円筒部材の外径や、
その円筒部材に包囲された回転軸の溝を形成する部分の
外径を大きくする必要が生じる。
Here, unless the gap between the members is made sufficiently small, the detection accuracy of the sensor cannot be ensured. Therefore, as the inner diameter of the coil increases, the outer diameter of the cylindrical member,
It is necessary to increase the outer diameter of the portion of the rotary member that forms the groove of the rotating shaft surrounded by the cylindrical member.

【0007】一方、操舵系を構成する回転軸は冷間鍛造
により形成することが多いが、上記のような理由から回
転軸の溝を形成する部分の外径を大きくしなければなら
ないとすると、冷間鍛造での加工度が大きくなり、冷間
鍛造により回転軸と一体に溝を形成することが困難とな
る。かかる場合、溝は機械加工により形成しなければな
らず、冷間鍛造により一体に形成する場合に比べて、コ
ストが嵩んでしまう。
On the other hand, the rotary shaft constituting the steering system is often formed by cold forging. However, if the outer diameter of the groove forming the rotary shaft must be increased for the above-described reason, The working degree in cold forging increases, and it becomes difficult to form grooves integrally with the rotating shaft by cold forging. In such a case, the grooves must be formed by machining, which increases the cost as compared with the case where the grooves are integrally formed by cold forging.

【0008】このような問題に対し、外周に溝を形成し
た円筒部材を、前記回転軸に嵌合させることにより、上
述した問題を解決することも考えられるが、前記回転軸
と前記円筒部材との適切な回転位相を設定することが困
難という問題がある。
To solve such a problem, it is conceivable to solve the above-mentioned problem by fitting a cylindrical member having a groove formed on the outer periphery to the rotary shaft. There is a problem that it is difficult to set an appropriate rotation phase of

【0009】本発明は、このような従来の技術が有する
問題に鑑み成されたものであって、組付けが容易で且つ
製造コストの低減を図ることができるトルクセンサを提
供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and has as its object to provide a torque sensor that can be easily assembled and that can reduce manufacturing costs. I have.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のトルクセンサは、同軸に配設され且つトー
ションバーを介して連結された第1及び第2の回転軸と
の間で伝達されるトルクを検出するトルクセンサであっ
て、前記第1の回転軸に嵌合するようになっており、外
周に軸線方向に延在する複数の溝を形成した嵌合部材
と、前記第1の回転軸の外周と、前記嵌合部材の内周と
に設けられ、前記第1の回転軸と前記嵌合部材とが嵌合
する際に、互いに係合し合うことによって回転方向の位
置決めを行う係合部と、前記第2の回転軸に取り付けら
れ、前記嵌合部材の少なくとも一部分を包囲するように
延在する円筒部材と、を有し、前記溝と前記円筒部材と
の重なり状態に基づいて、前記第1及び前記第2の回転
軸の間で伝達されるトルクを検出するようになってい
る。
In order to achieve the above object, a torque sensor according to the present invention is provided between a first and a second rotating shaft which are coaxially arranged and connected via a torsion bar. A torque sensor for detecting a transmitted torque, the torque sensor being adapted to be fitted to the first rotating shaft, the fitting member having a plurality of grooves formed in an outer periphery thereof and extending in an axial direction; The first rotating shaft and the fitting member are provided on the outer periphery of the first rotating shaft and the inner periphery of the fitting member. When the first rotating shaft and the fitting member are fitted to each other, they are engaged with each other to position in the rotational direction. And a cylindrical member attached to the second rotating shaft and extending so as to surround at least a part of the fitting member, wherein the groove and the cylindrical member overlap each other. Is transmitted between the first and second rotation shafts based on It is adapted to detect the torque.

【0011】[0011]

【作用】本発明のトルクセンサによれば、同軸に配設さ
れ且つトーションバーを介して連結された第1及び第2
の回転軸との間で伝達されるトルクを検出するトルクセ
ンサであって、前記第1の回転軸に嵌合するようになっ
ており、外周に軸線方向に延在する複数の溝を形成した
嵌合部材と、前記第1の回転軸の外周と、前記嵌合部材
の内周とに設けられ、前記第1の回転軸と前記嵌合部材
とが嵌合する際に、互いに係合し合うことによって回転
方向の位置決めを行う係合部と、前記第2の回転軸に取
り付けられ、前記嵌合部材の少なくとも一部分を包囲す
るように延在する円筒部材と、を有し、前記溝と前記円
筒部材との重なり状態に基づいて、前記第1及び前記第
2の回転軸の間で伝達されるトルクを検出するようにな
っているので、すなわち前記第1の回転軸と前記嵌合部
材とを別部材として製造コストの低減を図ると共に、前
記係合部を用いて前記第1の回転軸と前記嵌合部材との
回転方向の位置決めを行えるので、互いの位相設定が容
易である。
According to the torque sensor of the present invention, the first and the second coaxially disposed and connected via the torsion bar.
A torque sensor for detecting a torque transmitted to and from the rotating shaft, wherein the torque sensor is adapted to be fitted to the first rotating shaft, and a plurality of grooves extending in the axial direction are formed on the outer periphery. A fitting member, an outer periphery of the first rotating shaft, and an inner periphery of the fitting member are provided on the inner periphery of the fitting member, and are engaged with each other when the first rotating shaft and the fitting member are fitted. An engagement portion for performing positioning in the rotation direction by fitting, and a cylindrical member attached to the second rotation shaft and extending so as to surround at least a part of the fitting member; The torque transmitted between the first and second rotating shafts is detected based on the state of overlap with the cylindrical member, that is, the first rotating shaft and the fitting member are detected. And a separate member to reduce the manufacturing cost and use the engaging portion Since serial and first rotary shaft allows the positioning of the rotational direction of the fitting member, it is easy to each other phase settings.

【0012】更に、前記係合部が、前記第1の回転軸の
外周に形成された軸線方向に延在する複数の突起と、前
記嵌合部材の内周に形成された軸線方向に延在する複数
の凹部とからなり、前記突起と前記凹部の数が、前記嵌
合部材の外周に形成された溝の数と一致するようになっ
ていれば、前記嵌合部材の製造が容易であり、それによ
り製造コストの低減を図ることができる。
Further, the engagement portion has a plurality of projections formed on an outer periphery of the first rotating shaft and extending in an axial direction, and an extension formed on an inner periphery of the fitting member in an axial direction. If the number of the protrusions and the number of the recesses match the number of grooves formed on the outer periphery of the fitting member, the manufacturing of the fitting member is easy. Thus, the manufacturing cost can be reduced.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1乃至4は本発明の一実施の形
態を示す図であって、この実施の形態は、本発明に係る
トルクセンサを、車両の電動式パワーステアリング装置
に適用したものであり、図1は操舵系の要部を示す縦断
面図である。図2は、入力軸2(端部のみ),出力軸3
及びトーションバー4を各別に分解した状態の斜視図で
ある。図3は、図2の構成をIII-III線で切断して矢印
方向に見た図である。図4は、嵌合部材3Aを出力軸3
に嵌合させた状態で示す図2と同様な斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 4 are views showing an embodiment of the present invention, in which a torque sensor according to the present invention is applied to an electric power steering device of a vehicle, and FIG. It is a longitudinal section showing an important section of a steering system. FIG. 2 shows an input shaft 2 (only at the end) and an output shaft 3
FIG. 3 is a perspective view of a state where the torsion bar 4 is separately disassembled. FIG. 3 is a view of the configuration of FIG. 2 cut along a line III-III and viewed in a direction indicated by an arrow. FIG. 4 shows that the fitting member 3A is
FIG. 3 is a perspective view similar to FIG.

【0014】先ず、電動式パワーステアリング装置の構
成を説明すると、上側ハウジング1A及び下側ハウジン
グ1Bからなるハウジング1内には、トーションバー4
を介して連結された入力軸2及び出力軸3が、軸受5a
及び5bによって回転自在に支持されている。これら入
力軸2,出力軸3及びトーションバー4は、同軸に配設
されていて、トーションバー4の上端側は入力軸2にス
プライン結合されて回転方向に一体となっており、ま
た、トーションバー4の下端側は出力軸3内に深く入り
込んだ位置においてその出力軸3にピン結合されて回転
方向に一体となっている。
First, the structure of the electric power steering apparatus will be described. A torsion bar 4 is provided in a housing 1 comprising an upper housing 1A and a lower housing 1B.
The input shaft 2 and the output shaft 3 connected via the
And 5b rotatably supported. The input shaft 2, the output shaft 3 and the torsion bar 4 are coaxially arranged, and the upper end side of the torsion bar 4 is spline-coupled to the input shaft 2 to be integrated in the rotation direction. The lower end of the pin 4 is pin-coupled to the output shaft 3 at a position that is deeply inserted into the output shaft 3 and is integrated in the rotation direction.

【0015】そして、入力軸2の上端部には、ステアリ
ングシャフト6の下端部が一体的に回転するようにスプ
ライン結合されていて、そのステアリング6の上端部に
は、図示しないステアリングシャフトが一体的に回転す
るように取り付けられている。また、出力軸3の下端部
には、図示しないラックアンドピニオン式ステアリング
装置のピニオン軸が一体的に回転するように結合されて
いる。従って、運転者がステアリングホイールを操舵す
ることにより発生した操舵力は、ステアリングシャフト
6,入力軸2,トーションバー4,出力軸3及びラック
アンドピニオン式ステアリング装置を介して、図示しな
い転舵輪に伝達されるようになっている。
A lower end of a steering shaft 6 is spline-coupled to an upper end of the input shaft 2 so as to rotate integrally therewith. A steering shaft (not shown) is integrally formed on the upper end of the steering 6. It is attached to rotate. A pinion shaft of a rack and pinion type steering device (not shown) is coupled to the lower end of the output shaft 3 so as to rotate integrally. Therefore, the steering force generated by the driver steering the steering wheel is transmitted to steered wheels (not shown) via the steering shaft 6, the input shaft 2, the torsion bar 4, the output shaft 3 and the rack and pinion type steering device. It is supposed to be.

【0016】さらに、出力軸3には、これと同軸に且つ
一体的に回転するウォームホイール7が外嵌し、このウ
ォームホイール7の樹脂製の噛合部7aと、電動モータ
8の出力軸8a外周面に形成されたウォーム8bとが噛
み合っている。従って、電動モータ8の回転力は、その
出力軸8a,ウォーム8b及びウォームホイール7を介
して出力軸3に伝達されるようになっており、電動モー
タ8の回転力及び回転方向を適宜制御することにより、
出力軸3に適切な操舵補助トルクを付与できるようにな
っている。
Further, a worm wheel 7 that rotates coaxially and integrally with the output shaft 3 is fitted around the output shaft 3, and a resin engagement portion 7 a of the worm wheel 7 and an outer periphery of the output shaft 8 a of the electric motor 8 are provided. The worm 8b formed on the surface is engaged. Therefore, the torque of the electric motor 8 is transmitted to the output shaft 3 via the output shaft 8a, the worm 8b, and the worm wheel 7, and the torque and the rotation direction of the electric motor 8 are appropriately controlled. By doing
An appropriate steering assist torque can be applied to the output shaft 3.

【0017】また、ステアリングシャフト6は、下端部
が上側ハウジング1Aに固定され中途部がブラケット9
aを介して車体(図示せず)に固定されたステアリング
コラム9内に収容されていて、そのステアリングシャフ
ト6のステアリングコラム9に収容された部分には、車
両衝突時のエネルギを吸収するためのエネルギ吸収部6
Aが形成されるとともに、盗難防止用のステアリングロ
ックを構成するロックカラー6Bが固定されている。ス
テアリングロックの具体的な構成は本発明の要旨ではな
いためここでの詳細な説明は省略するが、例えば、本出
願人が先に提案した特開平8−295202号公報に開
示された構成が適用可能である。
The lower end of the steering shaft 6 is fixed to the upper housing 1A, and
The steering shaft 6 is accommodated in a steering column 9 fixed to a vehicle body (not shown) via a. A portion of the steering shaft 6 accommodated in the steering column 9 is used to absorb energy at the time of a vehicle collision. Energy absorbing part 6
A is formed, and a lock collar 6B constituting a steering lock for theft prevention is fixed. Since the specific configuration of the steering lock is not the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. For example, the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-295202 previously proposed by the present applicant is applied. It is possible.

【0018】更に、図1並びに図2に示すように、出力
軸3の入力軸2に近接した部分の外周面には、出力軸3
と同軸に円筒形の嵌合部材3Aが外嵌していて、鉄等の
磁性材料から形成されたこの嵌合部材3Aを包囲するよ
うに、肉薄の円筒部材10が配設されている。
Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, an output shaft 3 is provided on an outer peripheral surface of a portion of the output shaft 3 close to the input shaft 2.
A thin cylindrical member 10 is disposed so as to surround the fitting member 3A formed of a magnetic material such as iron and the like.

【0019】即ち、円筒部材10は、導電性で且つ非磁
性の材料(例えば、アルミニウム)から形成され、その
上端部が、入力軸2の出力軸3側端部外周面に固定され
ている。
That is, the cylindrical member 10 is formed of a conductive and non-magnetic material (for example, aluminum), and the upper end thereof is fixed to the outer peripheral surface of the input shaft 2 on the output shaft 3 side.

【0020】具体的には、入力軸2の出力軸3側端部に
は、大径部2Aが形成されていて、その大径部2Aの外
周面には、軸方向に延びる複数(この例では、4本)の
軸方向溝11(図2で裏側に位置する二本の溝は図示せ
ず)と、周方向に連続した周方向溝12とが形成されて
いる。
More specifically, a large diameter portion 2A is formed at the end of the input shaft 2 on the output shaft 3 side, and a plurality of axially extending portions (in this example) are formed on the outer peripheral surface of the large diameter portion 2A. In FIG. 2, four axial grooves 11 (two grooves located on the back side are not shown in FIG. 2) and a circumferential groove 12 continuous in the circumferential direction are formed.

【0021】各軸方向溝11は、互いに周方向に等間隔
(この例では90度)離れて、大径部2Aの上下端部間
にわたって形成されており、また、周方向溝12は、円
筒部材10を固定した際にその円筒部材10の上端部が
位置する付近に形成されている。
The axial grooves 11 are formed at equal intervals (90 degrees in this example) in the circumferential direction and are formed between the upper and lower ends of the large-diameter portion 2A. It is formed near the position where the upper end of the cylindrical member 10 is located when the member 10 is fixed.

【0022】一方、円筒部材10の内周面には、その上
端部から若干入り込んだ位置に、複数(この例では、4
つ)の半球状の突起13が形成されている。これら突起
13の個数及び形成位置は、入力軸2の軸方向溝11に
対応していて、従って、突起13は、互いに周方向に等
間隔(この例では90度)離れている。また、突起13
の高さは、軸方向溝11の深さと同程度である。
On the other hand, on the inner peripheral surface of the cylindrical member 10, a plurality (in this example, 4
) Are formed. The number and formation positions of these protrusions 13 correspond to the axial grooves 11 of the input shaft 2, and therefore, the protrusions 13 are equally spaced from each other in the circumferential direction (90 degrees in this example). The protrusion 13
Is about the same as the depth of the axial groove 11.

【0023】円筒部材10を大径部2Aに固定する際に
は、その突起13を軸方向溝11に嵌合させることによ
り、円筒部材10の入力軸2に対する周方向の位置決め
を行い、それから円筒部材10を押し込み、その端部を
周方向溝12に近接させ、その状態で円筒部材10端部
を内側にかしめて周方向溝12に食い込ませる。つま
り、入力軸2に対する円筒部材10の周方向位置は、軸
方向溝11に突起13が係合することにより固定され、
入力軸2に対する円筒部材10の軸方向位置は、その端
部が周方向溝12に食い込むことにより固定されてい
る。
When the cylindrical member 10 is fixed to the large-diameter portion 2A, the projection 13 is fitted into the axial groove 11 to position the cylindrical member 10 in the circumferential direction with respect to the input shaft 2, and then the cylindrical member 10 is fixed. The member 10 is pushed in, and its end is brought close to the circumferential groove 12, and in this state, the end of the cylindrical member 10 is caulked inward to bite into the circumferential groove 12. That is, the circumferential position of the cylindrical member 10 with respect to the input shaft 2 is fixed by engaging the protrusion 13 with the axial groove 11,
The axial position of the cylindrical member 10 with respect to the input shaft 2 is fixed by its end biting into the circumferential groove 12.

【0024】また、入力軸2の出力軸3側端部には、ト
ーションバー4とのスプライン結合用のスプライン孔2
B(図1)が同軸に形成されるとともに、そのスプライ
ン孔2Bの端面側内周面には、図3に示すようにメスス
トッパ14が形成されている。メスストッパ14は、例
えば内周面が径方向外側に凹んだ四つの凹部からなる十
字形の孔である。
A spline hole 2 for spline connection with the torsion bar 4 is provided at an end of the input shaft 2 on the output shaft 3 side.
B (FIG. 1) is formed coaxially, and a female stopper 14 is formed on the inner peripheral surface on the end face side of the spline hole 2B as shown in FIG. The female stopper 14 is, for example, a cross-shaped hole composed of four concave portions whose inner peripheral surfaces are concave outward in the radial direction.

【0025】そして、メスストッパ14に対応して、出
力軸3の端部には、オスストッパ15が形成されてい
る。オスストッパ15は、例えば外周面が径方向外側に
突出した四つの凸部を有する十字形の軸であって、各凸
部の周方向の幅は、メスストッパ14の凹部の周方向の
幅よりも若干小さくなっていて、これにより、入力軸2
及び出力軸3間の相対回転を所定角度範囲(±5度程
度)に規制するようになっている。尚、オスストッパ1
5の軸方向長さは、嵌合部材3Aの全長より長く形成さ
れており、後述するようにして嵌合部材3Aを嵌合させ
たときに、オスストッパ15の上端が突出し、図3に示
すように、かかる突出部がメスストッパ14に内包され
ることとなる。
A male stopper 15 is formed at the end of the output shaft 3 corresponding to the female stopper 14. The male stopper 15 is, for example, a cross-shaped shaft having four convex portions whose outer peripheral surfaces protrude radially outward, and the circumferential width of each convex portion is slightly larger than the circumferential width of the concave portion of the female stopper 14. The input shaft 2
In addition, the relative rotation between the output shaft 3 and the output shaft 3 is regulated within a predetermined angle range (about ± 5 degrees). In addition, male stopper 1
5 is formed to be longer than the entire length of the fitting member 3A, and when the fitting member 3A is fitted as described later, the upper end of the male stopper 15 projects, as shown in FIG. Then, the projecting portion is included in the female stopper 14.

【0026】一方、円筒部材10を組み付けた状態で、
嵌合部材3Aを包囲する部分には、突起13に近い側
に、周方向に等間隔離隔した長方形の複数の窓10aが
形成され、突起13から遠い側に、窓10a,・・・,
10aと位相が180度ずれるように、周方向に等間隔
離隔した長方形の複数の窓10bが形成されている。
On the other hand, with the cylindrical member 10 assembled,
In a portion surrounding the fitting member 3A, a plurality of rectangular windows 10a are formed at regular intervals in the circumferential direction on the side close to the protrusion 13, and the windows 10a,.
A plurality of rectangular windows 10b are formed at regular intervals in the circumferential direction so as to be 180 ° out of phase with 10a.

【0027】これに対し、嵌合部材3Aの外周には、軸
方向に延びる複数の溝3aが等間隔に形成されている。
但し、溝3aの本数は、窓10a,10bのそれぞれの
個数と同じである。一方、嵌合部材3Aの内周には、オ
スストッパ15に対応して周方向に等間隔に形成された
凹部3bが形成されている。オスストッパ15と、凹部
3bとで係合部を構成する。
On the other hand, on the outer periphery of the fitting member 3A, a plurality of grooves 3a extending in the axial direction are formed at equal intervals.
However, the number of grooves 3a is the same as the number of each of the windows 10a and 10b. On the other hand, concave portions 3b formed at equal intervals in the circumferential direction are formed on the inner periphery of the fitting member 3A so as to correspond to the male stoppers 15. The male stopper 15 and the recess 3b form an engaging portion.

【0028】すなわち、本実施の形態においては、図4
に示すように、嵌合部材3Aをオスストッパ15に係合
させることによって、嵌合部材3Aは出力軸3に対して
回転方向に位置決めされ、一体的に回転するようにな
る。
That is, in the present embodiment, FIG.
As shown in (1), by engaging the fitting member 3A with the male stopper 15, the fitting member 3A is positioned in the rotational direction with respect to the output shaft 3, and integrally rotates.

【0029】ここで、入力軸2と出力軸3との間に相対
回転が生じていない状態(操舵トルクが零の状態)で
は、入力軸2に形成されたメスストッパ14と、出力軸
3に形成されたオスストッパ15とが中立位置で組み合
わされればよいのであるから、メスストッパ14の各凹
部の周方向位置を入力軸2の各部位の位相を考える際の
基準とし、オスストッパ14の各凸部の周方向位置を出
力軸3の各部位の位相を考える際の基準とする。
Here, when no relative rotation occurs between the input shaft 2 and the output shaft 3 (the steering torque is zero), the female stopper 14 formed on the input shaft 2 and the female stopper 14 formed on the output shaft 3. It is sufficient that the male stopper 15 and the male stopper 15 are combined at the neutral position. Therefore, the circumferential position of each concave part of the female stopper 14 is used as a reference when considering the phase of each part of the input shaft 2, and the peripheral position of each convex part of the male stopper 14 is determined. The direction position is used as a reference when considering the phase of each part of the output shaft 3.

【0030】入力軸2に関しては、大径部2Aの外周面
に形成される軸方向溝11,・・・,11の周方向位置
と、メスストッパ14の凹部を基準に決定すればよいの
で、入力軸2の加工時に位置決めすればよい。さらに、
円筒部材10に関しては、各窓10a,・・・,10
a、10b,・・・,10bの周方向位置を、突起13
を基準に決定すればよい。
The input shaft 2 may be determined based on the circumferential positions of the axial grooves 11,..., 11 formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion 2A and the concave portion of the female stopper 14. Positioning may be performed when the shaft 2 is processed. further,
Regarding the cylindrical member 10, each of the windows 10a,.
a, 10b,..., 10b in the circumferential direction
May be determined on the basis of.

【0031】一方、オスストッパ15の突起部に凹部3
bを係合させるようにして、嵌合部材3Aを出力軸3に
圧入すると、嵌合部材3Aは出力軸3に対して回転方向
に位置決めされ、一体的に回転するようになるので、嵌
合部材3Aの製造時に、凹部3bと溝3aとの位置関係
を適切に決めておけば、位相ズレの問題は生じない。従
って、本実施の形態によれば、各部材を組み付けるだけ
で、入力軸2と出力軸3との間に相対回転が生じていな
い状態(操舵トルクが零の状態)では、各溝2aの幅方
向中心と、窓10aの幅方向中心との位相が90度とな
るように位置し、各溝2aの幅方向中心と、窓10bの
幅方向中心との位相が逆方向に90度となるように位置
するようになっている。
On the other hand, the concave portion 3
When the fitting member 3A is press-fitted into the output shaft 3 in such a manner that the engagement member 3A is engaged with the output shaft 3, the fitting member 3A is positioned in the rotation direction with respect to the output shaft 3, and rotates integrally. If the positional relationship between the concave portion 3b and the groove 3a is appropriately determined at the time of manufacturing the member 3A, the problem of phase shift does not occur. Therefore, according to the present embodiment, the width of each groove 2a is set in a state where relative rotation does not occur between the input shaft 2 and the output shaft 3 (a state where the steering torque is zero) only by assembling the respective members. The center of the direction and the center of the width direction of the window 10a are positioned so as to have a phase of 90 degrees, and the center of the width direction of each groove 2a and the center of the width direction of the window 10b are 90 degrees in the opposite direction. It is located at.

【0032】嵌合部材3Aは、冷間鍛造によって内周の
凹部3bと、外周の溝3aとを一体的に形成することが
できる。
The fitting member 3A can integrally form the recess 3b on the inner periphery and the groove 3a on the outer periphery by cold forging.

【0033】図1に戻って、上側ハウジング1Aの内側
には、円筒部材10を包囲するように、同一規格のコイ
ル20A,20Bが巻き付けられたボビンを内周側に支
持する磁性材料からなるヨーク20が固定されている。
但し、コイル20A,20Bは円筒部材10と同軸にな
っていて、一方のコイル20Aは、円筒部材10の窓1
0a,・・・,10aが形成された部分を包囲し、他方
のコイル20Bは、円筒部材10の窓10b,・・・,
10bが形成された部分を包囲している。
Returning to FIG. 1, inside the upper housing 1A, a yoke made of a magnetic material for supporting a bobbin around which coils 20A and 20B of the same standard are wound so as to surround the cylindrical member 10 on the inner peripheral side. 20 is fixed.
However, the coils 20A and 20B are coaxial with the cylindrical member 10, and one coil 20A is connected to the window 1 of the cylindrical member 10.
, 10a are formed, and the other coil 20B is connected to the windows 10b,.
10b surrounds the formed portion.

【0034】なお、コイル20A,20Bの内径は、ロ
ックカラー6Bの外径よりも若干大きな寸法とする。こ
れは、上側ハウジング1Aにステアリングコラム9を連
結した状態で、その上側ハウジング1Aの下方から、ス
テアリングシャフト6,入力軸2,トーションバー4,
出力軸3及び嵌合部材3Aを一体とした操舵系の中間部
分を、ステアリングシャフト6側から挿入する際に、ロ
ックカラー6Bがコイル20A,20Bの内側を通過で
きるようにするためである。
The inner diameters of the coils 20A and 20B are slightly larger than the outer diameter of the lock collar 6B. The steering column 9 is connected to the upper housing 1A, and the steering shaft 6, the input shaft 2, the torsion bar 4,
This is so that the lock collar 6B can pass through the inside of the coils 20A and 20B when the intermediate portion of the steering system in which the output shaft 3 and the fitting member 3A are integrated is inserted from the steering shaft 6 side.

【0035】各コイル20A,20Bの端部20aは、
上側ハウジング1Aに形成されたセンサケース21内に
収容された基板22に接続されていて、基板22上に
は、図示しないモータ制御回路が構成されている。モー
タ制御回路の具体的な構成は本発明の要旨ではないた
め、詳細には説明しないが、例えば上記特開平8−24
0491号公報に開示されるように、所定周波数の交流
電流をコイル20A,20Bに供給する発振部と、コイ
ル20Aの自己誘導起電力を整流及び平滑して出力する
第1整流平滑回路と、コイル20Bの自己誘導起電力を
整流及び平滑して出力する第2整流平滑回路と、第1,
第2整流平滑回路の出力の差を増幅して出力する差動ア
ンプと、差動アンプの出力から高周波ノイズを除去する
ノイズ除去フィルタと、ノイズ除去フィルタの出力に基
づいて入力軸2及び円筒部材10の相対回転変位の方向
及び大きさを演算しその結果に例えば所定の比例定数を
乗じて操舵系に発生している操舵トルクを求めるトルク
演算部と、トルク演算部の演算結果に基づいて操舵トル
クを軽減する操舵補助トルクが発生するような駆動電流
を電動モータ8に供給するモータ駆動部と、を備えて構
成することができる。
The ends 20a of the coils 20A and 20B are
It is connected to a substrate 22 housed in a sensor case 21 formed in the upper housing 1A, and a motor control circuit (not shown) is formed on the substrate 22. Since the specific configuration of the motor control circuit is not the gist of the present invention, it will not be described in detail.
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0491, an oscillating unit for supplying an alternating current of a predetermined frequency to the coils 20A and 20B, a first rectifying and smoothing circuit for rectifying and smoothing the self-induced electromotive force of the coil 20A, A second rectifying and smoothing circuit for rectifying and smoothing the self-induced electromotive force of 20B, and outputting the rectified and smoothed electromotive force;
A differential amplifier for amplifying and outputting the difference between the outputs of the second rectifying and smoothing circuit, a noise removing filter for removing high-frequency noise from the output of the differential amplifier, and an input shaft 2 and a cylindrical member based on the output of the noise removing filter A torque calculating unit for calculating the direction and magnitude of the relative rotational displacement of 10 and multiplying the result by, for example, a predetermined proportional constant to obtain a steering torque generated in the steering system; and performing steering based on the calculation result of the torque calculating unit. And a motor drive unit that supplies a drive current to the electric motor 8 such that a steering assist torque for reducing the torque is generated.

【0036】次に、本実施の形態の動作を説明する。
今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるも
のとすると、入力軸2及び出力軸3間には相対回転は生
じない。従って、入力軸2と円筒部材11との間にも相
対回転は生じない。
Next, the operation of this embodiment will be described.
Now, assuming that the steering system is in a straight running state and the steering torque is zero, no relative rotation occurs between the input shaft 2 and the output shaft 3. Therefore, no relative rotation occurs between the input shaft 2 and the cylindrical member 11.

【0037】これに対し、ステアリングホイールを操舵
して入力軸2に回転力が生じると、その回転力は、トー
ションバー4を介して出力軸3に伝達される。このと
き、出力軸3には、転舵輪及び路面間の摩擦力やラック
アンドピニオン式ステアリング装置のギアの噛み合い等
の摩擦力に応じた抵抗力が生じるため、入力軸2及び出
力軸3間には、トーションバー4が捩じれることによっ
て出力軸3が遅れる相対回転が発生し、円筒部材10及
び出力軸3間にも相対回転が生じる。そして、その相対
回転の方向及び量は、ステアリングホイールの操舵方向
や発生している操舵トルクに応じて決まってくる。
On the other hand, when the steering wheel is steered to generate a torque on the input shaft 2, the torque is transmitted to the output shaft 3 via the torsion bar 4. At this time, a resistance force corresponding to a frictional force between the steered wheels and the road surface and a frictional force such as meshing of gears of the rack and pinion type steering device is generated on the output shaft 3. When the torsion bar 4 is twisted, relative rotation occurs in which the output shaft 3 is delayed, and relative rotation also occurs between the cylindrical member 10 and the output shaft 3. The direction and amount of the relative rotation are determined according to the steering direction of the steering wheel and the generated steering torque.

【0038】円筒部材10及び入力軸2間に相対回転が
生じると、溝3aと、窓10a,・・・,10a、10
b,・・・,10bとの重なり具合が当初の状態から変
化するし、溝10a,・・・,10aと溝10b,・・
・,10bとの位相関係を上記のように設定しているた
め、溝3aと窓10a,・・・,10aとの重なり具合
と、溝3aと窓10b,・・・,10bとの重なり具合
とは、互いに逆方向に変化する。
When relative rotation occurs between the cylindrical member 10 and the input shaft 2, the groove 3a and the windows 10a,.
, 10b change from the initial state, and the grooves 10a,..., 10a and the grooves 10b,.
, 10b are set as described above, the degree of overlap between the groove 3a and the windows 10a,..., 10a and the degree of overlap between the groove 3a and the windows 10b,. Changes in opposite directions.

【0039】その結果、入力軸2及び円筒部材10間の
相対回転に応じて、コイル20Aの自己インダクタンス
と、コイル20Bの自己インダクタンスとは、互いに逆
方向に変化するから、それらコイル20A,20Bの自
己誘導起電力も互いに逆方向に変化するようになる。よ
って、コイル20A,20Bの自己誘導起電力の差を求
めると、その差は、操舵トルクの方向及び大きさに従っ
てリニアに変化するようになる。その一方で、温度等に
よる自己インダクタンスの変化は、モータ制御回路内の
差動アンプにおいてキャンセルされる。
As a result, the self-inductance of the coil 20A and the self-inductance of the coil 20B change in opposite directions according to the relative rotation between the input shaft 2 and the cylindrical member 10, so that the coils 20A and 20B The self-induced electromotive force also changes in opposite directions. Therefore, when the difference between the self-induced electromotive forces of the coils 20A and 20B is obtained, the difference linearly changes according to the direction and the magnitude of the steering torque. On the other hand, a change in self-inductance due to temperature or the like is canceled in the differential amplifier in the motor control circuit.

【0040】更に、モータ制御回路内のトルク演算部
が、差動アンプの出力に基づいて操舵トルクを求め、モ
ータ駆動部が、その操舵トルクの方向及び大きさに応じ
た駆動電流を電動モータ8に供給する。すると、電動モ
ータには、操舵系に発生している操舵トルクの方向及び
大きさに応じた回転力が発生し、その回転力がウォーム
8b及びウォームホイール7を介して出力軸3に伝達さ
れるから、出力軸3に操舵補助トルクが付与されたこと
になり、操舵トルクが減少し、運転者の負担が軽減され
る。
Further, a torque calculation section in the motor control circuit obtains a steering torque based on the output of the differential amplifier, and a motor drive section outputs a drive current corresponding to the direction and magnitude of the steering torque to the electric motor 8. To supply. Then, a rotational force corresponding to the direction and magnitude of the steering torque generated in the steering system is generated in the electric motor, and the rotational force is transmitted to the output shaft 3 via the worm 8 b and the worm wheel 7. This means that the steering assist torque has been applied to the output shaft 3, so that the steering torque is reduced and the burden on the driver is reduced.

【0041】本実施の形態では、出力軸3の端部に、複
数の軸方向溝11と、周方向溝12とを形成し、軸方向
溝11に円筒部材10の突起13を嵌合させ、円筒部材
10の端部をかしめて周方向溝12に食い込ませている
ため、鉄製の出力軸3とアルミニウム製の円筒部材10
という材料の異なる部材間であっても、熱膨張係数の違
いなどに起因して保持力が低減するようなこともない。
このため、円筒部材10の出力軸3に対する相対的な周
方向位置や軸方向位置が当初の状態からずれ、それがト
ルク検出値に含まれてしまう可能性を大幅に低減できる
のである。よって、安全性の点から高い信頼性が必要な
電動式パワーステアリング装置用のトルクセンサとし
て、極めて好適である。
In this embodiment, a plurality of axial grooves 11 and a circumferential groove 12 are formed at the end of the output shaft 3, and the projection 13 of the cylindrical member 10 is fitted into the axial groove 11. Since the end of the cylindrical member 10 is swaged into the circumferential groove 12, the iron output shaft 3 and the aluminum cylindrical member 10
Even if the members are made of different materials, the holding force does not decrease due to the difference in the coefficient of thermal expansion.
For this reason, the possibility that the relative circumferential position and the axial position of the cylindrical member 10 with respect to the output shaft 3 deviate from the initial state, and that the possibility of being included in the torque detection value can be greatly reduced. Therefore, it is extremely suitable as a torque sensor for an electric power steering device requiring high reliability from the viewpoint of safety.

【0042】さらに、本実施の形態では、冷間鍛造によ
り外周に一体的に溝3a,・・・,3aを形成し、内周
に一体的に凹部3bを形成した嵌合部材3Aを、出力軸
3の端部のオスストッパ15に嵌合させるようにしてい
るため、ロックカラー6Bの外径に合わせてコイル20
A,20Bの内径を大きくしても、高い寸法精度が求め
られる溝3aを、特に間題なく冷間鍛造により形成する
ことができ、位相調整の煩雑さを回避しつつも、同様の
精度を機械加工により達成する場合に比べて、製造コス
トを低減できるという利点がある。加えて、出力軸3と
嵌合部材3Aとは、密接的に係合し合うオスストッパ1
5と凹部3bとで回転方向に位置決めされるので、位置
調整が不要となって製造時の手間が省かれる。
Further, in this embodiment, the fitting member 3A having the grooves 3a,..., 3a integrally formed on the outer periphery by cold forging and the concave portions 3b integrally formed on the inner periphery is output. Since the male stopper 15 at the end of the shaft 3 is fitted, the coil 20 is adjusted to the outer diameter of the lock collar 6B.
Even if the inner diameters of A and 20B are increased, the grooves 3a requiring high dimensional accuracy can be formed by cold forging without any particular problem, and the same accuracy can be obtained while avoiding the complicated phase adjustment. There is an advantage that the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where it is achieved by machining. In addition, the output shaft 3 and the fitting member 3A are tightly engaged with the male stopper 1
Since the positioning is performed in the rotating direction by the concave portion 5 and the concave portion 3b, the position adjustment is unnecessary, and the labor at the time of manufacturing is saved.

【0043】尚、出力軸3と嵌合部材3Aとを一体で形
成しようとすると、センサとしての強磁性と耐食性と、
操舵軸の強度とを満足させるため、高価なマルテンサイ
ト系ステンレス鋼を用い、熱処理を行って形成する必要
があったが、本実施の形態によれば、出力軸3は、操舵
軸の強度のみを満足すれば足りるため、安価な構造用鋼
を用い、熱処理することなく冷間鍛造による加工硬化に
よって強度を確保できるので、製造コストをより低減で
きる。又、嵌合部材3Aは、強度を必要としないため、
磁気特性の良好な材料を用いて形成でき、検出感度の向
上を図ることができる。
If the output shaft 3 and the fitting member 3A are to be integrally formed, the ferromagnetic and corrosion resistance as a sensor and the
In order to satisfy the strength of the steering shaft, it was necessary to use an expensive martensitic stainless steel and heat-treat it. However, according to the present embodiment, the output shaft 3 has only the strength of the steering shaft. Is satisfied, the strength can be secured by work hardening by cold forging without using heat treatment, and the production cost can be further reduced. Also, since the fitting member 3A does not require strength,
It can be formed using a material having good magnetic properties, and the detection sensitivity can be improved.

【0044】ここで、本実施の形態では、入力軸2が第
2の回転軸に対応し、出力軸3が第1の回転軸に対応す
る。なお、上記実施の形態では、本発明に係るトルクセ
ンサを車両用の電動式パワーステアリング装置に適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく、他の用途のトルクセンサであっても、本発明は当
然に適用することができる。
Here, in the present embodiment, the input shaft 2 corresponds to the second rotating shaft, and the output shaft 3 corresponds to the first rotating shaft. In the above embodiment, the case where the torque sensor according to the present invention is applied to an electric power steering device for a vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this. However, the present invention can naturally be applied.

【0045】また、上記実施の形態では、嵌合部材3A
を冷間鍛造により形成することとしているが、これに限
定されるものではなく、嵌合部材3Aは、例えば焼結に
より形成してもよい。
In the above embodiment, the fitting member 3A
Is formed by cold forging, but is not limited thereto, and the fitting member 3A may be formed by sintering, for example.

【0046】図5、6は、本発明の第2の実施の形態を
示す図であり、図5(a)は、嵌合部材103Aと出力
軸103との組み付け前の状態を示す斜視図であり、図
5(b)は、嵌合部材103Aと出力軸103との組み
付け後の状態を示す斜視図であり、図6は、オスストッ
パ115とメスストッパ114との係合状態を示す図3
と同様な断面図である。
FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a perspective view showing a state before the fitting member 103A and the output shaft 103 are assembled. FIG. 5B is a perspective view showing a state after the fitting member 103A and the output shaft 103 are assembled, and FIG. 6 is a view showing an engagement state between the male stopper 115 and the female stopper 114.
It is sectional drawing similar to.

【0047】第2の実施の形態が、上述した実施の形態
と異なるのは、オスストッパ115と凹部103bの形
状である。すなわち、上述した実施の形態では、オスス
トッパは十字状であったが、本実施の形態においては、
オスストッパ115は、周方向に等間隔に離隔した8個
の突起部から形成されている。これに対応して、嵌合部
材103Aの凹部103bも、オスストッパ115に合
わせて周方向に等間隔に離隔して8個形成されている。
The second embodiment differs from the above-described embodiment in the shapes of the male stopper 115 and the recess 103b. That is, in the above-described embodiment, the male stopper has a cross shape, but in the present embodiment,
The male stopper 115 is formed from eight protrusions that are equally spaced in the circumferential direction. Correspondingly, eight concave portions 103b of the fitting member 103A are also formed at equal intervals in the circumferential direction in accordance with the male stopper 115.

【0048】本実施の形態においては、位相調整の煩雑
さを回避しつつも、同様の精度を機械加工により達成す
る場合に比べて、製造コストを低減できるという利点が
ある他、メスストッパ114に当接するオスストッパ1
15の突起部を、図1乃至4の実施の形態に比して2倍
に増やしているため、当接面積を小さくしても同様な強
度が得られることとなる。従って、その分だけオススト
ッパ115の突出量を小さくできるため、出力軸3を冷
間鍛造する場合における断面減少率が小さくなって、加
工が容易となり、冷間鍛造ダイの寿命を延長することが
できるため、製造コストの低減に寄与する。
In the present embodiment, there is an advantage that the manufacturing cost can be reduced as compared with a case where the same accuracy is achieved by machining while the complexity of the phase adjustment is avoided, and the present invention is applicable to the female stopper 114. Male stopper 1 in contact
Since the number of the fifteen projections is twice as large as that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, even if the contact area is reduced, the same strength can be obtained. Therefore, since the protrusion amount of the male stopper 115 can be reduced by that amount, the reduction rate of the cross section in the case where the output shaft 3 is cold forged becomes small, the processing becomes easy, and the life of the cold forging die can be extended. This contributes to a reduction in manufacturing cost.

【0049】更に、嵌合部材103Aにおいては、外周
の溝103aが8個であることから、内周の凹部103
bと外周の溝103aとを交互にずらすことによって、
全周にわたって略等しい肉厚の部材とすることができ、
偏肉がないことから成形が容易となり、場合によって
は、嵌合部材103Aを例えば円管を成形することによ
って安価に形成できる。又、内周の凹部10bと外周の
溝103aとの位相精度も向上するという利点もある。
Further, in the fitting member 103A, since there are eight grooves 103a on the outer periphery, the recesses 103 on the inner periphery are formed.
b and the groove 103a on the outer periphery are alternately shifted,
It can be a member of substantially the same thickness over the entire circumference,
Since there is no uneven thickness, molding is easy, and in some cases, the fitting member 103A can be formed at low cost by molding, for example, a circular tube. In addition, there is an advantage that the phase accuracy between the concave portion 10b on the inner periphery and the groove 103a on the outer periphery is also improved.

【0050】図7,8は、本発明の第3の実施の形態を
示す図であり、図7(a)は、嵌合部材203Aと出力
軸203との組み付け前の状態を示す斜視図であり、図
7(b)は、嵌合部材203Aと出力軸203との組み
付け後の状態を示す斜視図であり、図8は、オスストッ
パ215とメスストッパ214との係合状態を示す図3
と同様な断面図である。
FIGS. 7 and 8 are views showing a third embodiment of the present invention. FIG. 7A is a perspective view showing a state before the fitting member 203A and the output shaft 203 are assembled. FIG. 7B is a perspective view showing a state after the fitting member 203A and the output shaft 203 are assembled, and FIG. 8 is a view showing an engagement state between the male stopper 215 and the female stopper 214.
It is sectional drawing similar to.

【0051】第3の実施の形態が、第2の実施の形態と
異なるのは、オスストッパ215の突起の数を16個と
し、また嵌合部材103Aの外周の溝203aの数も1
6個とした点である。
The third embodiment is different from the second embodiment in that the number of protrusions of the male stopper 215 is 16, and the number of grooves 203a on the outer periphery of the fitting member 103A is also one.
This is the point of six.

【0052】本実施の形態においては、上述した実施の
形態の利点に加えて、メスストッパ214に当接するオ
スストッパ215の突起部の数を更に増やしているた
め、ストッパ当接時の強度を高く確保でき、またセンサ
の検出感度も増大させることができる。
In the present embodiment, in addition to the advantages of the above-described embodiment, the number of protrusions of the male stopper 215 abutting on the female stopper 214 is further increased, so that a high strength at the time of abutting the stopper can be secured. Also, the detection sensitivity of the sensor can be increased.

【0053】以上、実施の形態を参照して本願発明を詳
細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定
して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で
適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たと
えば、嵌合部材の内側に突起を設けるとともに、出力軸
の外周に溝を設け、両者を係合させることによって、嵌
合部材と出力軸の回転方向の位置決めを行うこともでき
る。
As described above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and may be appropriately changed and modified without departing from the spirit of the present invention. Of course, it can be improved. For example, a protrusion may be provided on the inside of the fitting member, a groove may be provided on the outer periphery of the output shaft, and the two may be engaged to position the fitting member and the output shaft in the rotational direction.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明のトルクセンサによれば、同軸に
配設され且つトーションバーを介して連結された第1及
び第2の回転軸との間で伝達されるトルクを検出するト
ルクセンサであって、前記第1の回転軸に嵌合するよう
になっており、外周に軸線方向に延在する複数の溝を形
成した嵌合部材と、前記第1の回転軸の外周と、前記嵌
合部材の内周とに設けられ、前記第1の回転軸と前記嵌
合部材とが嵌合する際に、互いに係合し合うことによっ
て回転方向の位置決めを行う係合部と、前記第2の回転
軸に取り付けられ、前記嵌合部材の少なくとも一部分を
包囲するように延在する円筒部材と、を有し、前記溝と
前記円筒部材との重なり状態に基づいて、前記第1及び
前記第2の回転軸の間で伝達されるトルクを検出するよ
うになっているので、すなわち前記第1の回転軸と前記
嵌合部材とを別部材として製造コストの低減を図ると共
に、前記係合部を用いて前記第1の回転軸と前記嵌合部
材との回転方向の位置決めを行えるので、互いの位相設
定が容易である。
According to the torque sensor of the present invention, the torque sensor detects the torque transmitted between the first and second rotating shafts coaxially arranged and connected via the torsion bar. A fitting member adapted to be fitted to the first rotating shaft and having a plurality of grooves formed in an outer periphery thereof and extending in an axial direction; an outer periphery of the first rotating shaft; An engagement portion provided on an inner periphery of the joining member, the engagement portion performing positioning in the rotation direction by engaging with each other when the first rotating shaft and the fitting member are fitted; A cylindrical member that is attached to the rotating shaft and extends so as to surround at least a part of the fitting member. Based on an overlapping state of the groove and the cylindrical member, the first and the second It detects the torque transmitted between the two rotating shafts That is, while reducing the manufacturing cost by using the first rotating shaft and the fitting member as separate members, and positioning the first rotating shaft and the fitting member in the rotating direction using the engaging portion. Therefore, the mutual phase setting is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施の形態にかかる操舵系の要部を示す縦断
面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering system according to an embodiment.

【図2】入力軸2(端部のみ),出力軸3及びトーショ
ンバー4を各別に分解した状態の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a state in which an input shaft 2 (only an end portion), an output shaft 3, and a torsion bar 4 are separately disassembled.

【図3】図2の構成をIII-III線で切断して矢印方向に
見た図である。
FIG. 3 is a view of the configuration of FIG. 2 cut along a line III-III and viewed in a direction of an arrow.

【図4】嵌合部材3Aを出力軸3に嵌合させた状態で示
す図2と同様な斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view similar to FIG. 2, showing a state in which a fitting member 3A is fitted to the output shaft 3.

【図5】第2の実施の形態を示す図であり、図5(a)
は、嵌合部材103Aと出力軸103との組み付け前の
状態を示す斜視図であり、図5(b)は、嵌合部材10
3Aと出力軸103との組み付け後の状態を示す斜視図
である。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment, and FIG.
FIG. 5B is a perspective view showing a state before the fitting member 103A and the output shaft 103 are assembled, and FIG.
It is a perspective view showing the state after 3A and output shaft 103 are assembled.

【図6】オスストッパ115とメスストッパ114との
係合状態を示す図3と同様な断面図である。
FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 3, showing an engagement state between a male stopper 115 and a female stopper 114.

【図7】第3の実施の形態を示す図であり、図7(a)
は、嵌合部材203Aと出力軸203との組み付け前の
状態を示す斜視図であり、図7(b)は、嵌合部材20
3Aと出力軸203との組み付け後の状態を示す斜視図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment, and FIG.
FIG. 7B is a perspective view showing a state before the fitting member 203A and the output shaft 203 are assembled, and FIG.
It is a perspective view which shows the state after assembling of 3A and the output shaft 203.

【図8】オスストッパ215とメスストッパ214との
係合状態を示す図3と同様な断面図である。
FIG. 8 is a sectional view similar to FIG. 3, showing an engagement state between a male stopper 215 and a female stopper 214.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハウジング 2 入力軸(第1の回転軸) 2A 大径部 3 出力軸(第2の回転軸) 3A、103A,203A 嵌合部材 3a、103a、203a 溝 3b、103b、203b 凹部 4 トーションバー 10 円筒部材 14,114,214 メスストッパ 15,115,215 オスストッパ Reference Signs List 1 housing 2 input shaft (first rotation shaft) 2A large diameter portion 3 output shaft (second rotation shaft) 3A, 103A, 203A fitting member 3a, 103a, 203a groove 3b, 103b, 203b recess 4 torsion bar 10 Cylindrical member 14, 114, 214 Female stopper 15, 115, 215 Male stopper

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同軸に配設され且つトーションバーを介
して連結された第1及び第2の回転軸との間で伝達され
るトルクを検出するトルクセンサであって、 前記第1の回転軸に嵌合するようになっており、外周に
軸線方向に延在する複数の溝を形成した嵌合部材と、 前記第1の回転軸の外周と、前記嵌合部材の内周とに設
けられ、前記第1の回転軸と前記嵌合部材とが嵌合する
際に、互いに係合し合うことによって回転方向の位置決
めを行う係合部と、 前記第2の回転軸に取り付けられ、前記嵌合部材の少な
くとも一部分を包囲するように延在する円筒部材と、を
有し、 前記溝と前記円筒部材との重なり状態に基づいて、前記
第1及び前記第2の回転軸の間で伝達されるトルクを検
出するようになっているトルクセンサ。
1. A torque sensor for detecting torque transmitted between first and second rotating shafts disposed coaxially and connected via a torsion bar, wherein the first rotating shaft is provided. A fitting member having a plurality of grooves extending in the axial direction on an outer periphery thereof; an outer periphery of the first rotating shaft; and an inner periphery of the fitting member. An engagement portion that engages with each other to perform positioning in the rotation direction when the first rotation shaft and the fitting member are fitted to each other; And a cylindrical member extending so as to surround at least a part of the joining member. The cylindrical member is transmitted between the first and second rotation shafts based on an overlapping state of the groove and the cylindrical member. A torque sensor adapted to detect the torque of the motor.
【請求項2】 前記係合部は、前記第1の回転軸の外周
に形成された軸線方向に延在する複数の突起と、前記嵌
合部材の内周に形成された軸線方向に延在する複数の凹
部とからなり、前記突起と前記凹部の数は、前記嵌合部
材の外周に形成された溝の数と一致する請求項1に記載
のトルクセンサ。
2. The engagement portion includes a plurality of projections formed on an outer periphery of the first rotation shaft and extending in an axial direction, and an extension formed on an inner periphery of the fitting member in an axial direction. 2. The torque sensor according to claim 1, wherein the number of the protrusions and the number of the recesses are equal to the number of grooves formed on the outer periphery of the fitting member. 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006043669A1 (en) * 2004-10-22 2006-04-27 Nsk Ltd. Electric power steering device
JP2015101237A (en) * 2013-11-26 2015-06-04 日本精工株式会社 Electrically-driven power steering device
JP7504541B2 (en) 2020-10-26 2024-06-24 Nskワーナー株式会社 Friction Engagement Device

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