JP2001091375A - Torque sensor and electrically-driven steering device using the same - Google Patents

Torque sensor and electrically-driven steering device using the same

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JP2001091375A
JP2001091375A JP26785199A JP26785199A JP2001091375A JP 2001091375 A JP2001091375 A JP 2001091375A JP 26785199 A JP26785199 A JP 26785199A JP 26785199 A JP26785199 A JP 26785199A JP 2001091375 A JP2001091375 A JP 2001091375A
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JP
Japan
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magnetic
input shaft
torque
sensor
output shaft
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JP26785199A
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Japanese (ja)
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Masato Shiba
真人 柴
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the structures on the input shaft side and output shaft side in comparison with a conventional torque sensor provided with a pair of rings made of a magnetic body provided with rectangular tooth parts at their faces. SOLUTION: This electrically-driven steering device is provided with first and second magnetic wave lines 11 and 12 provided for an input shaft 1 along its circumferential direction, a third magnetic wave line 13 provided for an output shaft 3 along its circumferential direction, and first to third magnetic sensors 21, 22, and 23 each fixed opposingly to the magnetic wave lines 11-13. The first and second magnetic wave lines 11 and 12 are differently located in the direction of rotation of the input shaft 1, torque added to the input shaft 1 is obtained on the basis of each detected value detected by the first and third magnetic sensors 21 and 23. The angle of rotation of the input shaft 1 is obtained on the basis of each detected value detected by the first and second magnetic sensors 21 and 22.

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】本発明はトーションバーに連
結された入力軸を回転することによってこれに加わるト
ルクを前記トーションバーに生じる捩れ角度によって検
出するトルクセンサ及びこれを用いた電動式舵取装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor for detecting a torque applied to a torsion bar by rotating an input shaft connected to the torsion bar based on a torsion angle generated in the torsion bar, and an electric steering apparatus using the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動式舵取装置としては、例えば舵取り
のための操舵輪に連結される入力軸と、該入力軸の下端
にトーションバーを介してその上端が同軸的に連結さ
れ、その下端が車輪に繋がる舵取機構に連結される出力
軸と、操舵輪を回転することによって入力軸に加わるト
ルクを前記トーションバーに生じる捩れ角度によって検
出するトルクセンサと、該トルクセンサの検出結果に基
づいて駆動される操舵補助用のモータの回転を減速して
前記出力軸に伝達する伝達機構とを備え、操舵輪の回転
に応じた舵取機構の動作を前記モータの回転により補助
し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように
構成されている。また、ポテンショメータ等の回転角度
センサにより操舵輪の舵角中点を求め、操舵輪の舵角に
応じたモータの駆動制御も行っている。
2. Description of the Related Art As an electric steering apparatus, for example, an input shaft connected to a steered wheel for steering, and an upper end coaxially connected to a lower end of the input shaft via a torsion bar, An output shaft connected to a steering mechanism connected to the wheels, a torque sensor that detects a torque applied to the input shaft by rotating the steered wheels by a twist angle generated in the torsion bar, and a detection result of the torque sensor. A transmission mechanism for decelerating the rotation of a steering assist motor driven and transmitting the output to the output shaft, assisting the operation of the steering mechanism according to the rotation of the steered wheels by the rotation of the motor, and It is configured so as to reduce the labor burden on the driver. Further, a steering angle midpoint of the steered wheels is obtained by a rotation angle sensor such as a potentiometer, and drive control of the motor according to the steered angle of the steered wheels is also performed.

【0003】この電動式舵取装置のトルクセンサとして
は、特公平07−021433号公報に記載されている
ように非接触式のトルクセンサが知られている。
[0003] As a torque sensor of this electric steering device, a non-contact type torque sensor is known as described in Japanese Patent Publication No. 07-021433.

【0004】この非接触式のトルクセンサは、入力軸及
び出力軸の一方の周りに配置され、端面に矩形状の歯部
が周方向に形成されている一対の磁性体製リングと、該
磁性体製リングの周りに配置される環状のトルク検出コ
イルとを備え、前記トーションバーの捩れに対応して前
記磁性体製リングが相対回転したとき前記歯部の対向面
積が変化し、トルク検出コイルのインピーダンスの変化
を捉えることにより前記操舵トルクを検出するように構
成されている。
This non-contact type torque sensor is arranged around one of an input shaft and an output shaft, and has a pair of magnetic rings having rectangular teeth formed on the end face in the circumferential direction. An annular torque detection coil disposed around the body ring, wherein when the magnetic ring is relatively rotated in response to the torsion of the torsion bar, the facing area of the teeth changes, and the torque detection coil The steering torque is detected by detecting a change in the impedance of the steering wheel.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の非接
触式のトルクセンサにあっては、磁性体製リングの周り
に環状のトルク検出コイルが配置され、さらに、該トル
ク検出コイル及び端面に矩形状の歯部が周方向に設けら
れている一対の磁性体製リングを備えているため、構造
が複雑であり、コストを低減することが要望されてい
る。また、前述の従来の非接触式のトルクセンサは入力
軸に加わるトルクだけを検出するものであるため、操舵
輪の舵角を回転角度センサが検出し、この舵角に対応し
て操舵補助用のモータを駆動し、操舵補助するように構
成された従来の電動式舵取装置にあってはトルクセンサ
と別個にポテンショメータ等の回転角度センサを用いる
必要があり、電動式舵取装置の構造が複雑であった。
However, in a conventional non-contact type torque sensor, an annular torque detecting coil is disposed around a magnetic ring, and a rectangular torque detecting coil and an end face are formed on the end face. Since there is provided a pair of magnetic rings provided in the circumferential direction with teeth having a shape, the structure is complicated and there is a demand for a reduction in cost. In addition, since the conventional non-contact type torque sensor described above detects only the torque applied to the input shaft, the rotation angle sensor detects the steering angle of the steered wheels, and a steering assist In the conventional electric steering device configured to drive the motor and assist the steering, it is necessary to use a rotation angle sensor such as a potentiometer separately from the torque sensor, and the structure of the electric steering device is It was complicated.

【0006】本発明は上述したような事情に鑑みてなさ
れたものであり、入力軸の周方向に沿う第1及び第2の
磁気波条と、出力軸の周方向に沿う第3の磁気波条と、
第1及び第2の磁気波条の近傍に生成される各磁界の強
さを夫々検出する第1及び第2の磁気センサと、第3の
磁気波条の近傍に生成される磁界の強さを検出する第3
の磁気センサとを備え、これら磁気センサが検出した検
出値に基づいてトルク及び回転角度を求める構成とする
ことにより、コイル及び磁性体製リングを備えた従来の
トルクセンサに比較して構造を簡単にできるとともに回
転角度を検出できるトルクセンサ、及びトルクセンサと
別体の回転角度センサを用いる必要がない電動式舵取装
置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has first and second magnetic waves along the circumferential direction of the input shaft, and third magnetic waves along the circumferential direction of the output shaft. Articles,
First and second magnetic sensors for detecting the strength of each magnetic field generated near the first and second magnetic streaks, respectively, and the strength of the magnetic field generated near the third magnetic streak Third to detect
And a torque and rotation angle are calculated based on the detection values detected by these magnetic sensors, thereby simplifying the structure as compared with a conventional torque sensor having a coil and a ring made of a magnetic material. It is an object of the present invention to provide a torque sensor capable of detecting a rotation angle and an electric steering device which does not need to use a rotation angle sensor separate from the torque sensor.

【0007】また、入力軸の周方向に沿う第4の磁気波
条と、出力軸の周方向に沿う第5の磁気波条と、第4の
磁気波条の近傍に生成される磁界の強さを検出する第4
の磁気センサと、第5の磁気波条の近傍に生成される磁
界の強さを検出する第5の磁気センサとを備え、前記第
4の磁気センサを入力軸の回転の方向へ位置を異ならし
て配置される2個とすることにより、これら磁気センサ
が検出した検出値に基づいて入力軸の回転角度及びトル
クを高精度に求め、コイル及び磁性体製リングを備えた
従来のトルクセンサに比較して構造を簡単にできるトル
クセンサ、及びトルクセンサと別体の回転角度センサを
用いる必要がない電動式舵取装置を提供することを目的
とする。
Further, a fourth magnetic streak along the circumferential direction of the input shaft, a fifth magnetic streak along the circumferential direction of the output shaft, and the strength of a magnetic field generated near the fourth magnetic streak. The fourth to detect
And a fifth magnetic sensor for detecting the intensity of a magnetic field generated near the fifth magnetic streak, wherein the position of the fourth magnetic sensor is different in the direction of rotation of the input shaft. With the two torque sensors, the rotation angle and torque of the input shaft can be determined with high accuracy based on the detection values detected by these magnetic sensors. An object of the present invention is to provide a torque sensor whose structure can be simplified as compared with the above, and an electric steering device which does not require the use of a rotation angle sensor separate from the torque sensor.

【0008】また、磁気波条を複数波とすることによ
り、高精度に検出できるトルクセンサ、及びこれを用い
た電動式舵取装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide a torque sensor capable of detecting a magnetic wave with a plurality of waves with high accuracy, and an electric steering device using the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1発明に係るトルクセ
ンサは、トーションバーを介して同軸的に連結された入
力軸及び出力軸の前記入力軸を回転することによってこ
れに加わるトルクを前記トーションバーに生じる捩れ角
度によって検出するトルクセンサにおいて、前記入力軸
の外周部に設けられ、該入力軸の周方向に沿う第1及び
第2の磁気波条と、前記出力軸の外周部に設けられ、該
出力軸の周方向に沿う第3の磁気波条と、これら第1乃
至第3の磁気波条と夫々向き合うように固設される第1
乃至第3の磁気センサとを備え、第1及び第2の磁気セ
ンサの位置又は前記第1及び第2の磁気波条の位置は前
記回転の方向へ異なっており、前記第1及び第2の磁気
センサと前記第3の磁気センサとが検出した夫々の検出
値に基づいて前記トルクを求め、前記第1及び第2の磁
気センサが検出した夫々の検出値に基づいて前記入力軸
の回転角度を求めるようにしてあることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a torque sensor which rotates the input shaft and the output shaft which are coaxially connected via a torsion bar, to thereby apply a torque applied to the input shaft and the output shaft to the torsion. In the torque sensor for detecting the torsion angle generated in the bar, the torque sensor is provided on the outer peripheral portion of the input shaft, and is provided on the outer peripheral portion of the output shaft along with first and second magnetic waves along the circumferential direction of the input shaft. A third magnetic wave along the circumferential direction of the output shaft, and a first magnetic wave fixed to face the first to third magnetic waves.
And a third magnetic sensor, wherein the positions of the first and second magnetic sensors or the positions of the first and second magnetic ripples are different in the direction of rotation, and the first and second magnetic sensors are different. The torque is determined based on respective detection values detected by the magnetic sensor and the third magnetic sensor, and the rotation angle of the input shaft is determined based on the respective detection values detected by the first and second magnetic sensors. Is characterized in that

【0010】第1発明にあっては、第1及び第2の磁気
センサと第3の磁気センサとによって、入力軸の周方向
に沿って設けられた第1及び第2の磁気波条の近傍に生
成された磁界の強さと、出力軸の周方向に沿って設けら
れた第3の磁気波条の近傍に生成された磁界の強さとに
夫々応じた電気的出力が得られる。入力軸が回転すると
き、第1及び第2の磁気波条の波形に応じて、前記第1
及び第2の磁気センサと第1及び第2の磁気波条との距
離が変化し、該距離の変化に応じて前記第1及び第2の
磁気センサの電気的出力の大きさが変化する。
According to the first aspect, the first and second magnetic sensors and the third magnetic sensor are provided near the first and second magnetic streaks provided along the circumferential direction of the input shaft. An electric output is obtained in accordance with the strength of the magnetic field generated in the above manner and the strength of the magnetic field generated in the vicinity of the third magnetic streak provided along the circumferential direction of the output shaft. When the input shaft rotates, the first and second magnetic ripples are changed according to the waveforms of the first and second magnetic ripples.
The distance between the first and second magnetic sensors and the first and second magnetic waves changes, and the magnitude of the electrical output of the first and second magnetic sensors changes according to the change in the distance.

【0011】第1及び第2の磁気波条の一周期上では、
夫々の磁気センサの1つの電気的出力に対して二つの位
置が対応しているため、第1の磁気センサの電気的出力
に対応している2位置と、第2の磁気センサの電気的出
力に対応している2位置とを比較し、一致する位置を求
めることによって入力軸の回転角度を求める。
On one cycle of the first and second magnetic waves,
Since two positions correspond to one electrical output of each magnetic sensor, two positions corresponding to the electrical output of the first magnetic sensor and the electrical output of the second magnetic sensor The rotation angle of the input shaft is determined by comparing the two positions corresponding to.

【0012】すなわち、入力軸の回転角度は操舵輪の舵
角に対応するため、出力軸の回転角度に比べて高精度の
検出が要求されることになるが、磁気波条及び磁気セン
サを夫々一つとした場合、一周期上で1つの電気的出力
に対し二つの位置を磁気センサが検出することになり、
この磁気センサの電気的出力だけでは前記二つの位置の
どちらを検出した電気的出力であるのか判別することが
できないため、第1発明では磁気波条及び磁気センサを
夫々二つとし、これら磁気センサが検出した検出値に基
づいて入力軸の回転角度を求める。
That is, since the rotation angle of the input shaft corresponds to the steering angle of the steered wheels, higher precision detection is required as compared with the rotation angle of the output shaft. If one, the magnetic sensor will detect two positions for one electrical output on one cycle,
Since it is not possible to determine which of the two positions is the detected electrical output only from the electrical output of the magnetic sensor, the first invention uses two magnetic ripples and two magnetic sensors, and The rotation angle of the input shaft is obtained based on the detection value detected by the control unit.

【0013】また、第3の磁気センサの電気的出力に対
応する2位置から、入力軸の回転角度に最も近い位置を
求めることによって出力軸の回転角度を求める。更に、
これら回転角度の角度差に応じたトルクを求める。
Further, the rotation angle of the output shaft is obtained by obtaining the position closest to the rotation angle of the input shaft from the two positions corresponding to the electrical output of the third magnetic sensor. Furthermore,
A torque corresponding to the difference between the rotation angles is obtained.

【0014】このように入力軸に設けられる2つの磁気
波条と、出力軸に設けられる1つの磁気波条と、これら
磁気波条と向き合うように固設される3個の磁気センサ
とを備え、トルク及び回転角度を求めることができる単
純な簡易構造のトルクセンサであるため、コイル及び磁
性体製リングを備えた従来のトルクセンサに比較してコ
ストを低減できる。
As described above, there are provided two magnetic waves provided on the input shaft, one magnetic wave provided on the output shaft, and three magnetic sensors fixed to face the magnetic waves. Since the torque sensor has a simple and simple structure that can determine the torque and the rotation angle, the cost can be reduced as compared with a conventional torque sensor including a coil and a ring made of a magnetic material.

【0015】第2発明に係るトルクセンサは、トーショ
ンバーを介して同軸的に連結された入力軸及び出力軸の
前記入力軸を回転することによってこれに加わるトルク
を前記トーションバーに生じる捩れ角度によって検出す
るトルクセンサにおいて、前記入力軸及び出力軸の外周
部に夫々設けられ、これら入力軸及び出力軸の周方向に
沿う第4及び第5の磁気波条と、これら第4及び第5の
磁気波条と夫々向き合うように固設される第4及び第5
の磁気センサとを備え、第4の磁気センサを前記回転の
方向へ位置を異ならして配置される2個とし、これら第
4の磁気センサが検出した夫々の検出値に基づいて前記
入力軸の回転角度を求め、前記第4及び第5の磁気セン
サが検出した夫々の検出値に基づいて前記トルクを求め
るようにしてあることを特徴とする。
[0015] The torque sensor according to the second invention is characterized in that the torque applied to the input shaft and the output shaft which are coaxially connected via a torsion bar is rotated by rotating the input shaft by a torsion angle generated in the torsion bar. In the torque sensor for detecting, the fourth and fifth magnetic waves provided on the outer periphery of the input shaft and the output shaft, respectively, along the circumferential direction of the input shaft and the output shaft, and the fourth and fifth magnetic waves. 4th and 5th fixed to face the waves, respectively
And two fourth magnetic sensors arranged at different positions in the direction of rotation, and based on the respective detection values detected by these fourth magnetic sensors, A rotation angle is obtained, and the torque is obtained based on each detection value detected by the fourth and fifth magnetic sensors.

【0016】第2発明にあっては、第4の磁気センサと
第5の磁気センサとによって、入力軸の周方向に沿って
設けられた第4の磁気波条の近傍に生成された磁界の強
さと、出力軸の周方向に沿って設けられた第5の磁気波
条の近傍に生成された磁界の強さとに夫々応じた電気的
出力が得られる。入力軸が回転するとき、第4の磁気波
条の波形に応じて、前記第4の磁気センサと第4の磁気
波条との距離が変化し、該距離の変化に応じて前記第4
の磁気センサの電気的出力が変化する。
According to the second invention, the fourth magnetic sensor and the fifth magnetic sensor detect a magnetic field generated near a fourth magnetic streak provided along the circumferential direction of the input shaft. An electrical output is obtained according to the strength and the strength of the magnetic field generated near the fifth magnetic streak provided along the circumferential direction of the output shaft. When the input shaft rotates, the distance between the fourth magnetic sensor and the fourth magnetic wave changes according to the waveform of the fourth magnetic wave, and the fourth magnetic wave changes according to the change in the distance.
The electrical output of the magnetic sensor changes.

【0017】第4の磁気波条の一周期上では、1つの電
気的出力に対して二つの位置が対応しているため、一つ
の第4の磁気波条に対し磁気センサを二つとし、一方の
磁気センサの電気的出力に対応している2位置と、他方
の磁気センサの電気的出力に対応している2位置とを比
較し、一致する位置を求めることによって入力軸の回転
角を求める。
In one cycle of the fourth magnetic wave, two positions correspond to one electric output. Therefore, two magnetic sensors are provided for one fourth magnetic wave, The two positions corresponding to the electrical output of one magnetic sensor and the two positions corresponding to the electrical output of the other magnetic sensor are compared, and the matching position is determined to determine the rotational angle of the input shaft. Ask.

【0018】また、第5の磁気センサの電気的出力に基
づいて出力軸の回転角度を求める。更に、これら回転角
度の角度差に応じたトルクを求める。
Further, the rotation angle of the output shaft is obtained based on the electric output of the fifth magnetic sensor. Further, a torque corresponding to the angle difference between the rotation angles is obtained.

【0019】このように入力軸に設けられる1つの磁気
波条と、出力軸に設けられる1つの磁気波条と、入力軸
の磁気波条と向き合うように固設される2個の磁気セン
サと、出力軸の磁気波条と向き合うように固設される1
個の磁気センサとを備え、トルク及び回転角度を求める
ことができる単純な簡易構造のトルクセンサであるた
め、コイル及び磁性体製リングを備えた従来のトルクセ
ンサに比較してコストを低減できる。また、磁気波条を
入力軸及び出力軸に夫々1つ設け、入力軸の磁気波条に
対し2個の磁気センサを入力軸の回転の方向へ位置を異
ならして配置してあるため、第1発明の如く磁気波条を
3つとし、これらの磁気波条に対応する3個の磁気セン
サを設けたものに比較して入力軸の軸長方向の長さを短
縮でき、小形化できる。
Thus, one magnetic wave provided on the input shaft, one magnetic wave provided on the output shaft, and two magnetic sensors fixed to face the magnetic wave on the input shaft. , Which is fixed to face the magnetic streak of the output shaft 1
Since this is a torque sensor having a simple structure that can determine the torque and the rotation angle by including two magnetic sensors, the cost can be reduced as compared with a conventional torque sensor including a coil and a ring made of a magnetic material. Also, one magnetic wave is provided on each of the input shaft and the output shaft, and two magnetic sensors are arranged at different positions in the direction of rotation of the input shaft with respect to the magnetic wave on the input shaft. As compared with the case where three magnetic waves are provided as in the first invention and three magnetic sensors corresponding to these magnetic waves are provided, the length of the input shaft in the axial direction can be shortened and the size can be reduced.

【0020】第3発明に係るトルクセンサは、磁気波条
は複数波をなすことを特徴とする。
The torque sensor according to the third invention is characterized in that the magnetic wave forms a plurality of waves.

【0021】第3発明にあっては、入力軸及び出力軸の
1回転に対して、磁気センサの電気的出力は夫々複数の
周期を有する変化をなす。このような電気的出力のピー
ク数を計数し、夫々のピーク位置に対応する回転角度を
求め、また前述したように1周期内の回転角度を求め、
両者の和を求めることにより、入力軸及び出力軸の回転
角度が高精度に検出できる。
According to the third aspect of the present invention, the electric output of the magnetic sensor changes with a plurality of periods for each rotation of the input shaft and the output shaft. The number of peaks of such electrical output is counted, the rotation angle corresponding to each peak position is obtained, and the rotation angle within one cycle is obtained as described above.
By calculating the sum of the two, the rotation angles of the input shaft and the output shaft can be detected with high accuracy.

【0022】第4発明に係る電動式舵取装置は、請求項
1乃至請求項3の何れかに記載されたトルクセンサと、
該トルクセンサの検出結果に基づいて駆動される操舵補
助用のモータと、該モータの回転を出力軸又は該出力軸
に繋がる舵取機構に伝達する伝達機構とを備えているこ
とを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electric steering apparatus comprising: a torque sensor according to any one of claims 1 to 3;
A motor for steering assistance driven based on the detection result of the torque sensor, and a transmission mechanism for transmitting rotation of the motor to an output shaft or a steering mechanism connected to the output shaft. .

【0023】第4発明にあっては、入力軸の回転角度を
トルクセンサによって求めることができるため、従来の
回転角度センサをなくすることができ、コストを低減で
きる。
According to the fourth aspect, since the rotation angle of the input shaft can be obtained by the torque sensor, the conventional rotation angle sensor can be eliminated, and the cost can be reduced.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。 実施の形態1 図1はトルクセンサAの実施の形態1の構成を示す模式
図である。このトルクセンサAは、例えば舵取りのため
の操舵輪30に連結される入力軸1の下端にトーション
バー2が同軸的に連結され、該トーションバー2の下端
に、車輪に繋がる舵取機構に連結される出力軸3の上端
が同軸的に連結されており、前記操舵輪30を回転する
ことによって入力軸1に加わるトルクを前記トーション
バー2に生じる捩れ角度によって検出するものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of Embodiment 1 of a torque sensor A. In the torque sensor A, for example, a torsion bar 2 is coaxially connected to a lower end of an input shaft 1 connected to a steered wheel 30 for steering, and a lower end of the torsion bar 2 is connected to a steering mechanism connected to wheels. The upper end of the output shaft 3 is connected coaxially, and the torque applied to the input shaft 1 by rotating the steering wheel 30 is detected by the twist angle generated in the torsion bar 2.

【0025】図1において4は前記入力軸1の下端に外
嵌された非磁性材製の第1の筒体、5は前記出力軸3の
上端に外嵌された非磁性材製の第2の筒体である。
In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a first cylindrical body made of a non-magnetic material externally fitted to the lower end of the input shaft 1, and 5 denotes a second cylindrical body made of a non-magnetic material externally fitted to the upper end of the output shaft 3. It is a cylindrical body.

【0026】図2は磁気波条の構成を示す展開図、図3
は磁気波条の斜視図である。第1の筒体4の軸長方向一
端部の外周面には、一回転当り複数周期の正弦波となる
磁性材製の第1の磁気波条11が周方向に沿うように凸
状に設けられ、筒体4の軸長方向他端部の外周面には、
一回転当りに前記磁気波条11と同周期であり、1/4
周期遅れた波形となる磁性材製の第2の磁気波条12が
周方向に沿うように凸状に設けられている。
FIG. 2 is a developed view showing the structure of the magnetic streak, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a magnetic streak. A first magnetic wave 11 made of a magnetic material and having a plurality of cycles of sine waves per rotation is provided on the outer peripheral surface of one end in the axial length direction of the first cylindrical body 4 so as to protrude along the circumferential direction. The outer peripheral surface of the other end of the cylindrical body 4 in the axial length direction includes:
One rotation is the same period as the magnetic wave 11,
A second magnetic wave 12 made of a magnetic material and having a waveform delayed in a period is provided in a convex shape along the circumferential direction.

【0027】第2の筒体5の外周面には、一回転当りに
前記磁気波条11と同周期であり、1/4周期遅れた波
形となる磁性材製の第3の磁気波条13が周方向に沿う
ように凸状に設けられている。
On the outer peripheral surface of the second cylindrical body 5, a third magnetic wave 13 made of a magnetic material and having the same cycle as the magnetic wave 11 per rotation and having a waveform delayed by 1/4 cycle is formed per rotation. Are provided in a convex shape along the circumferential direction.

【0028】入力軸1及び出力軸3を支持するハウジン
グ等の支持体には、前記第1乃至第3の磁気波条11,
12,13と夫々向き合うように、周方向に位置を同じ
くして第1乃至第3の磁気センサ21,22,23が固
設されている。
A support such as a housing for supporting the input shaft 1 and the output shaft 3 includes the first to third magnetic waves 11,
First to third magnetic sensors 21, 22, and 23 are fixedly arranged at the same position in the circumferential direction so as to face 12 and 13, respectively.

【0029】これら第1乃至第3の磁気センサ21,2
2,23は夫々一対の磁気抵抗効果素子を有しており、
第1乃至第3の磁気センサ21,22,23に夫々備え
られる2つ磁気抵抗効果素子は、例えば対応する磁気波
条11,12,13に対向するように、入力軸1及び出
力軸3の軸長方向に前記磁気波条11,12,13の振
幅と同程度の距離を隔てて並べて配置されている。
The first to third magnetic sensors 21 and
2 and 23 each have a pair of magnetoresistive elements,
The two magnetoresistive elements provided in the first to third magnetic sensors 21, 22, 23 are respectively provided on the input shaft 1 and the output shaft 3 so as to face the corresponding magnetic ripples 11, 12, 13. The magnetic waves 11, 12, 13 are arranged side by side in the axial direction at a distance substantially equal to the amplitude of the magnetic waves 11, 12, 13.

【0030】また、夫々の磁気抵抗効果素子は周囲に形
成された磁界の強さの増加に伴って、その電気抵抗値が
大きくなる性質を有している。第1乃至第3の磁気セン
サ21,22,23では、夫々2つの前記磁気抵抗効果
素子の内の下側に配置された方が定電圧を印加される端
子側、上側に配置された方が接地端子側とされて直列に
接続され、中間節点を出力節点とした分圧回路が構成さ
れている。
Each of the magnetoresistive elements has a property that its electric resistance increases as the intensity of a magnetic field formed around the element increases. In the first to third magnetic sensors 21, 22, and 23, the lower one of the two magnetoresistive elements is the terminal side to which a constant voltage is applied, and the upper one is the upper one. A voltage dividing circuit is connected to the ground terminal side and connected in series with the intermediate node serving as an output node.

【0031】そして、第1乃至第3の磁気センサ21,
22,23夫々には、前記磁気抵抗効果素子の検出面の
反対側に磁石が配されている。
Then, the first to third magnetic sensors 21,
Each of the magnets 22 and 23 has a magnet on the opposite side of the detection surface of the magnetoresistive element.

【0032】該磁石によって、前記第1乃至第3の磁気
波条11,12,13へ磁束が集中した状態で磁界が形
成される。各磁気抵抗効果素子の電気抵抗値は、周囲に
形成された磁界の強さに応じた大きさとなり、定電圧側
の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値の方が接地側の磁気抵
抗効果素子の電気抵抗値よりも小さいとき、磁気センサ
の出力電圧が高くなり、反対に定電圧側の磁気抵抗効果
素子の電気抵抗値の方が接地側の磁気抵抗効果素子の電
気抵抗値よりも大きいとき、出力電圧は低くなる。
The magnet forms a magnetic field in a state where the magnetic flux is concentrated on the first to third magnetic ripples 11, 12, and 13. The electric resistance of each magnetoresistive element is a magnitude corresponding to the strength of the magnetic field formed around it, and the electric resistance of the magnetoresistive element on the constant voltage side is smaller than that of the magnetoresistive element on the ground side. When the electric resistance value is smaller than the electric resistance value, the output voltage of the magnetic sensor becomes higher. Conversely, when the electric resistance value of the magnetoresistive element on the constant voltage side is larger than the electric resistance value of the magnetoresistive element on the ground side, The output voltage decreases.

【0033】従って、操舵輪30の回転と共に、第1乃
至第3の磁気センサ21,22,23の出力電圧V21
22,V23は周期的に変化する。そして、第1の磁気セ
ンサ21は第1の磁気波条11の波形に応じた出力電圧
21を出力するため、その周期的変化は正弦波状とな
り、第2の磁気センサ22の出力電圧V22は第1の磁気
センサ21の出力電圧V21の位相が1/4周期遅れた周
期的変化となる。また、第3の磁気センサ23の出力電
圧V23は、トーションバー2の捩れによって第2の磁気
センサ22の出力電圧V22よりも少し遅れた位相の周期
的変化となる。
Accordingly, with the rotation of the steered wheels 30, the output voltages V 21 ,
V 22 and V 23 change periodically. Since the first magnetic sensor 21 outputs an output voltage V 21 corresponding to the waveform of the first magnetic wave 11, the periodic change becomes a sine wave, and the output voltage V 22 of the second magnetic sensor 22 is changed. Is a periodic change in which the phase of the output voltage V 21 of the first magnetic sensor 21 is delayed by 1 / cycle. Further, the output voltage V 23 of the third magnetic sensor 23 changes periodically in phase with a slight delay from the output voltage V 22 of the second magnetic sensor 22 due to the torsion of the torsion bar 2.

【0034】マイクロプロセッサを用いてなる制御装置
7の入力部には前記第1乃至第3の磁気センサ21,2
2,23と、車両の走行速度を検出する車速のセンサ8
とが接続されており、出力部には後述する電動式舵取装
置のモータ9の駆動回路10が接続されている。
The first to third magnetic sensors 21 and 22 are provided at an input portion of a control device 7 using a microprocessor.
2, 23 and a vehicle speed sensor 8 for detecting the running speed of the vehicle
And a drive circuit 10 of a motor 9 of the electric steering device described later is connected to the output unit.

【0035】制御装置7は、第1乃至第3の磁気センサ
21,22,23が出力した出力電圧V21,V22,V23
を利用して操舵された操舵輪30の舵角θ及び操舵輪3
0に加わるトルクTを求め、操舵輪30の操舵を補助す
るモータ9を駆動制御するものである。該制御装置7で
は、例えば以下に説明するように第1乃至第3の磁気セ
ンサ21,22,23の出力電圧V21,V22,V23から
前記舵角θ及びトルクTを所定の周期で時系列的に検出
する。
The control device 7 controls the output voltages V 21 , V 22 , V 23 output by the first to third magnetic sensors 21 , 22 , 23.
Of the steering wheel 30 steered using the steering wheel 30 and the steering wheel 3
The torque T applied to 0 is obtained, and the drive of the motor 9 for assisting the steering of the steered wheels 30 is controlled. In the control device 7, for example, as described below, the steering angle θ and the torque T are determined at predetermined intervals from the output voltages V21, V22, V23 of the first to third magnetic sensors 21 , 22 , 23. Detect in chronological order.

【0036】また、操舵輪30にトルクが加わっておら
ず、操舵輪30及び車輪が正面を向いている状態のとき
を中立状態とし、このときの舵角θ及びトルクTは零に
設定されている。
When no torque is applied to the steered wheels 30 and the steered wheels 30 and the wheels are facing the front, a neutral state is set. At this time, the steering angle θ and the torque T are set to zero. I have.

【0037】まず、舵角θの検出について説明する。操
舵輪30を回転させたときの第1及び第2の磁気センサ
21,22の出力電圧V21,V22の変化は、式(1)及
び式(2)として表される。 V21=A21・sin(n・θ1 )+VO21 …(1) V22=A22・cos(n・θ1 )+VO22 …(2) 但し、A21,A22は夫々出力電圧V21,V22の振幅、n
は第1及び第2の磁気波条11,12の1回転当りの周
期数、θ1 は第1及び第2の磁気波条11,12の1周
期間の入力軸1の回転角度、VO21,VO22は夫々第1
及び第2の磁気センサ21,22のバイアス電圧であ
る。
First, detection of the steering angle θ will be described. Changes in the output voltages V 21 and V 22 of the first and second magnetic sensors 21 and 22 when the steered wheels 30 are rotated are expressed as Expressions (1) and (2). V 21 = A 21 · sin (n · θ 1 ) + VO 21 (1) V 22 = A 22 · cos (n · θ 1 ) + VO 22 (2) where A 21 and A 22 are the output voltages V, respectively. 21, the amplitude of the V 22, n
Rotation angle of the input shaft 1 of the periodic number per rotation of the first and second magnetic Namijo 11, theta 1 is one period of the first and second magnetic Namijo 11 and 12, VO 21 , VO 22 is the first
And the bias voltages of the second magnetic sensors 21 and 22.

【0038】また、第3の磁気センサ23の出力電圧V
23の変化は、式(3)として表される。 V23=A23・cos(n・θ3 )+VO23 …(3) 但し、A23は出力電圧V23の振幅、θ3 は第3の磁気波
条13の1周期間の出力軸3の回転角度、VO23は第3
の磁気センサ23のバイアス電圧である。
The output voltage V of the third magnetic sensor 23
The change of 23 is expressed as equation (3). V 23 = A 23 · cos (n · θ 3 ) + VO 23 (3) where A 23 is the amplitude of the output voltage V 23 , and θ 3 is the output shaft 3 of the third magnetic wave 13 during one period. Rotation angle, VO 23 is 3rd
Of the magnetic sensor 23 of FIG.

【0039】そして、第1乃至第3の磁気センサ21,
22,23の出力特性は略同一とされ、振幅A21
22,A23及びバイアス電圧VO21,VO22,VO23
夫々予め定められた所定の振幅A及び所定のバイアス電
圧VOとなるように調整されているため、式(1)、式
(2)、及び式(3)は夫々式(4)、式(5)、及び
式(6)となる。 V21=A・sin(n・θ1 )+VO …(4) V22=A・cos(n・θ1 )+VO …(5) V23=A・cos(n・θ3 )+VO …(6)
The first to third magnetic sensors 21 and
22 and 23 have substantially the same output characteristics, and have amplitudes A 21 ,
Since A 22 and A 23 and the bias voltages VO 21 , VO 22 and VO 23 are respectively adjusted to have a predetermined amplitude A and a predetermined bias voltage VO, the equations (1) and (2) are used. ) And Equation (3) become Equations (4), (5) and (6), respectively. V 21 = A · sin (n · θ 1 ) + VO (4) V 22 = A · cos (n · θ 1 ) + VO (5) V 23 = A · cos (n · θ 3 ) + VO (6) )

【0040】式(4)、式(5)を式(7)、式(8)
へ変形し、回転角度θ1 を求める。 θ1 =(1/n)・arcsin{(V21−VO)/A} …(7) θ1 =(1/n)・arccos{(V22−VO)/A} …(8)
Equations (4) and (5) are replaced by equations (7) and (8).
Deformed to obtain the rotation angle theta 1. θ 1 = (1 / n) · arcsin (V 21 −VO) / A} (7) θ 1 = (1 / n) · arccos {(V 22 −VO) / A} (8)

【0041】式(7)、式(8)からは、夫々角度θ1
が2つずつ求められるが、これらを比較し、一致する角
度を回転角度θ1 として採用する。
From equations (7) and (8), the angle θ 1
Are obtained two by two, these are compared, and the corresponding angle is adopted as the rotation angle θ 1 .

【0042】また、式(6)を式(9)へ変形し、回転
角度θ3 を求める。 θ3 =(1/n)・arccos{(V23−VO)/A} …(9)
The equation (6) is transformed into the equation (9) to determine the rotation angle θ 3 . θ 3 = (1 / n) · arccos {(V 23 −VO) / A} (9)

【0043】回転角度θ3 も、式(9)から2つが求め
られるが、トーションバー2の捩れ角がたかだか数度で
あるため、求められた2つの角度と前に求めた回転角度
θ1とを比較し、回転角度θ1 に略一致する1つを回転
角度θ3 として採用する。
Two rotation angles θ 3 can be obtained from Expression (9). However, since the torsion angle of the torsion bar 2 is at most several degrees, the obtained two angles and the previously obtained rotation angle θ 1 are obtained. And one that substantially matches the rotation angle θ 1 is adopted as the rotation angle θ 3 .

【0044】さらに後述する操舵輪30の回転方向が正
方向のときであって、出力電圧V22がピークを越える場
合には、入力軸1側の回転角演算用のカウンタC1をイ
ンクリメントし、前記回転方向が負方向のときであっ
て、出力電圧V22がピークを越える場合には、前記カウ
ンタC1をデクリメントするようになっている。同様
に、前記回転方向が正方向のときであって、出力電圧V
23がピークを越える場合には、出力軸3側の回転角演算
用のカウンタC2をインクリメントし、前記回転方向が
負方向のときであって、出力電圧V23がピークを越える
場合には、前記カウンタC2をデクリメントする。
[0044] Further rotation direction of the steering wheel 30 described later is not more time in the positive direction, when the output voltage V 22 exceeds a peak increments the counter C1 for rotation angle computation of the input shaft 1 side, the It effected even if the rotational direction is the negative direction, when the output voltage V 22 exceeds a peak is adapted to decrement the counter C1. Similarly, when the rotation direction is the positive direction and the output voltage V
If the 23 exceeds a peak increments the counter C2 for the rotation angle computing the output shaft 3 side, the rotational direction is not more time in the negative direction, when the output voltage V 23 exceeds the peak, the The counter C2 is decremented.

【0045】そして、カウンタC1の値に360゜/n
を乗じた結果にθ1 を加減することによって入力軸1の
回転角度θINを求め、カウンタC2の値に360゜/n
を乗じた結果にθ3 を加減することによって出力軸3の
回転角度θOUT を求める。入力軸1の回転角度θINを舵
角θとする。
Then, the value of the counter C1 is 360 ° / n
Obtains the rotation angle theta IN of the input shaft 1 by adjusting the theta 1 to the result of multiplying the 360 ° of the value of the counter C2 / n
The rotation angle θ OUT of the output shaft 3 is obtained by adding or subtracting θ 3 to the result of multiplication. The rotation angle θ IN of the input shaft 1 is defined as a steering angle θ.

【0046】また、制御装置7は前述のように求めた回
転角度θ1 と前回求めた回転角度θ 1 ´とを比較し、前
述した操舵輪30の回転方向が予め定められた正方向か
負方向かを求める。
Further, the control device 7 controls the time calculated as described above.
Roll angle θ1And the previously obtained rotation angle θ 1Compare with ´
Whether the rotation direction of the steered wheels 30 described above is a predetermined forward direction
Find the negative direction.

【0047】次に、トルクTの検出について説明する。
式(10)からトーションバー2の捩れ角Δθを求め
る。 Δθ=θIN−θOUT …(10)
Next, detection of the torque T will be described.
The torsion angle Δθ of the torsion bar 2 is obtained from the equation (10). Δθ = θ IN −θ OUT … (10)

【0048】求めた捩れ角Δθに対応するトルクTを、
予め与えられた捩れ角ΔθとトルクTとの関係から求め
る。
The torque T corresponding to the determined torsion angle Δθ is
It is determined from the relationship between the twist angle Δθ and the torque T given in advance.

【0049】そして、求めたトルクTに応じて駆動回路
10を制御し、モータ9が駆動されて、所要の操舵補助
力が出力軸3へ伝達される。
Then, the drive circuit 10 is controlled according to the obtained torque T, the motor 9 is driven, and the required steering assist force is transmitted to the output shaft 3.

【0050】図4は電動式舵取装置のトルクセンサ組込
部分の断面図である。以上の如く構成されたトルクセン
サは、例えば電動式舵取装置に用いられる。この電動式
舵取装置は、その上端が操舵軸31を介して操舵輪30
に連結された前記入力軸1と、その下端がピニオンを有
する伝動軸を介して舵取機構に連繋される前記出力軸3
とを筒状とし、入力軸1の下端側を出力軸3の上端側に
同軸的に相対回転可能に挿入してあり、これら入力軸1
及び出力軸3の孔内に前記トーションバー2が挿入して
ある。
FIG. 4 is a sectional view of a portion of the electric steering device in which the torque sensor is incorporated. The torque sensor configured as described above is used, for example, in an electric steering device. In this electric steering device, the upper end of the steering wheel 30 is steered through a steering shaft 31.
And the output shaft 3 whose lower end is connected to a steering mechanism via a transmission shaft having a pinion.
And a lower end of the input shaft 1 is coaxially inserted into an upper end of the output shaft 3 so as to be relatively rotatable.
The torsion bar 2 is inserted into a hole of the output shaft 3.

【0051】トーションバー2の上端部及び入力軸1の
上端をダウエルピン32により連結し、トーションバー
2の下端及び出力軸3の下端をダウエルピン33により
連結するとともに、軸受を介して前記入力軸1及び出力
軸3を回転可能に支持するハウジング6と前記出力軸3
の中間部との間に、前記第1乃至第3の磁気センサ2
1,22,23の検出結果に基づいて制御される操舵補
助用のモータ9に連動するウォーム及び該ウォームに噛
合するウォームホイールを有する伝達機構34が設けて
あり、前記ハウジング6内に前記第1乃至第3の磁気セ
ンサ21,22,23が固設してある。
The upper end of the torsion bar 2 and the upper end of the input shaft 1 are connected by a dowel pin 32, and the lower end of the torsion bar 2 and the lower end of the output shaft 3 are connected by a dowel pin 33. A housing 6 for rotatably supporting the output shaft 3 and the output shaft 3
Between the first and third magnetic sensors 2
A transmission mechanism 34 having a worm interlocked with a steering assist motor 9 controlled based on the detection results of 1, 2, 23 and a worm wheel meshing with the worm is provided. The third to third magnetic sensors 21, 22, 23 are fixed.

【0052】この電動式舵取装置において、操舵輪30
が舵角中点から左又は右へ回転されるとき、入力軸1が
回転するとともに出力軸3が回転し、第1乃至第3の磁
気波条11,12,13の近傍に生成される磁界の強さ
が第1乃至第3の磁気センサ21,22,23によって
個々に検出され、これら磁気センサ21,22,23が
出力した出力電圧が磁界の強さとして制御装置7に時系
列的に取込まれる。
In this electric steering apparatus, the steered wheels 30
Is rotated left or right from the steering angle midpoint, the input shaft 1 rotates and the output shaft 3 rotates, and the magnetic field generated in the vicinity of the first to third magnetic waves 11, 12, and 13 Are individually detected by the first to third magnetic sensors 21, 22, and 23, and the output voltages output from the magnetic sensors 21, 22, and 23 are time-sequentially transmitted to the control device 7 as the intensity of the magnetic field. Taken in.

【0053】取込まれた第1及び第2の磁気センサ2
1,22の出力電圧V21,V22から入力軸1の回転方
向、入力軸1の舵角中点に対する回転角度θIN及び操舵
輪30の舵角θが求められ、さらに、第3の磁気センサ
23の出力電圧V23から出力軸3の舵角中点に対する回
転角度θOUT が求められ、これら回転角度θIN,θOUT
の角度差△θに応じたトルクTが求められ、このトルク
Tに対応する信号が駆動回路10に出力され、モータ9
が右回転又は左回転し、伝達機構34を介して前記出力
軸3を強制回転し、操舵補助する。
First and second magnetic sensors 2 taken in
The rotation direction of the input shaft 1, the rotation angle θ IN with respect to the steering angle midpoint of the input shaft 1 and the steering angle θ of the steered wheels 30 are obtained from the output voltages V 21 and V 22 of the first and second motors. rotation angle theta OUT for steering angle midpoint of the output shaft 3 from the output voltage V 23 of the sensor 23 are determined, these rotation angles theta iN, theta OUT
Is determined in accordance with the angle difference Δθ of the motor 9, a signal corresponding to the torque T is output to the drive circuit 10, and the motor 9
Rotates clockwise or counterclockwise, forcibly rotates the output shaft 3 via the transmission mechanism 34, and assists steering.

【0054】このように入力軸1に加わるトルクを検出
するトルクセンサAは、入力軸1の外周部に設けられる
2つの磁気波条11,12と、出力軸3の外周部に設け
られる1つの磁気波条13と、これら磁気波条11,1
2,13と向き合うように固設される3個の磁気センサ
21,22,23とを備え、トルク、回転角度及び回転
方向を求めることができる単純な簡易構造のトルクセン
サであるため、コイル及び磁性体製リングを備えた従来
のトルクセンサに比較してトルクセンサのコストを低減
できる。
As described above, the torque sensor A for detecting the torque applied to the input shaft 1 includes two magnetic waves 11 and 12 provided on the outer periphery of the input shaft 1 and one magnetic wave 11 and 12 provided on the outer periphery of the output shaft 3. The magnetic waves 13 and these magnetic waves 11, 1
Since it is a torque sensor having a simple and simple structure that includes three magnetic sensors 21, 22, and 23 fixed to face each other, the torque, the rotation angle and the rotation direction can be obtained. The cost of the torque sensor can be reduced as compared with a conventional torque sensor having a magnetic ring.

【0055】しかも、舵角θをトルクセンサによって求
めることができるため、トルクセンサと別体の回転角度
センサを用いる必要がなく電動式舵取装置のコストを低
減できる。
Further, since the steering angle θ can be obtained by the torque sensor, it is not necessary to use a rotation angle sensor separate from the torque sensor, and the cost of the electric steering device can be reduced.

【0056】尚、以上説明した実施の形態1では、第1
の磁気波条11を正弦波とし、第2及び第3の磁気波条
12,13を前記第1の磁気波条11の1/4周期遅れ
た波形とし、第1乃至第3の磁気センサ21,22,2
3の位置を周方向に同じくしたが、第1乃至第3の磁気
波条11,12,13を夫々異なる位相の波形とし、第
1乃至第3の磁気センサ21,22,23の位置を周方
向に同じくするか、又は異ならせてもよく、また第1乃
至第3の磁気波条11,12,13を夫々同位相の波形
とし、第1乃至第3の磁気センサ21,22,23の位
置を周方向に異ならせてもよい。
In the first embodiment described above, the first
The first and third magnetic sensors 21 and 21 have a sinusoidal waveform, the second and third magnetic ripples 12 and 13 have waveforms that are delayed by 4 cycle of the first magnetic ripple 11. , 22,2
3 is the same in the circumferential direction, but the first to third magnetic waves 11, 12, and 13 have waveforms of different phases, respectively, and the positions of the first to third magnetic sensors 21, 22, and 23 are circumferential. The directions may be the same or different, and the first to third magnetic waves 11, 12, and 13 may have the same phase waveform, respectively, and the first to third magnetic sensors 21, 22, 23 The positions may be different in the circumferential direction.

【0057】実施の形態2 図5はトルクセンサAの実施の形態2の構成を示す模式
図、図6は磁気波条の構成を示す展開図、図7は第4及
び第5の磁気センサと磁気波条との位置関係を示す説明
図である。
Embodiment 2 FIG. 5 is a schematic view showing the structure of a torque sensor A according to Embodiment 2, FIG. 6 is a developed view showing the structure of a magnetic streak, and FIG. 7 is the fourth and fifth magnetic sensors. It is explanatory drawing which shows the positional relationship with a magnetic streak.

【0058】実施の形態2は、入力軸1に外嵌した第1
の筒体4に二つの磁気波条11,12を設けるのに替え
て、前記入力軸1及び出力軸3に夫々非磁性材製の第3
及び第4の筒体16,17を外嵌固定し、これら筒体1
6,17の外周面に、一回転当り複数周期の正弦波又は
余弦波となる磁性材製の第4及び第5の磁気波条14,
15を夫々周方向に沿うように凸状に設けてある。な
お、これら第4及び第5の磁気波条14,15は、入力
軸1の回転方向への位置を同じにする他、異ならせても
よい。
In the second embodiment, the first
The input shaft 1 and the output shaft 3 are made of a nonmagnetic material, respectively, instead of providing the two magnetic waves 11 and 12 on
And the fourth cylinders 16 and 17 are externally fitted and fixed.
Fourth and fifth magnetic waves 14, 14 made of a magnetic material and having a plurality of cycles of a sine wave or a cosine wave per rotation,
15 are provided in a convex shape along the circumferential direction. The positions of the fourth and fifth magnetic waves 14 and 15 in the rotational direction of the input shaft 1 may be different from each other in addition to the same position.

【0059】前記ハウジング6等の支持体に、前記磁気
波条14,15と夫々向き合うように2個の第4の磁気
センサ24,24a及び2個の第5の磁気センサ25,
25aが固設されている。また、第4の磁気センサ2
4,24aは、入力軸1の回転の方向へ前記磁気波条1
4の1/4周期異ならせた位置に夫々が配置されてお
り、同様に第5の磁気センサ25,25aも、出力軸3
の回転方向へ前記磁気波条15の1/4周期異ならせた
位置に夫々が配置されている。
Two fourth magnetic sensors 24, 24a and two fifth magnetic sensors 25, 24, 24
25a is fixedly provided. Further, the fourth magnetic sensor 2
4, 24a move the magnetic wave 1 in the direction of rotation of the input shaft 1.
Each of the fifth magnetic sensors 25 and 25a is arranged at a position different from the output shaft 3 by a quarter of the fourth axis.
Are arranged at positions different from each other by 1/4 period of the magnetic streaks 15 in the rotation direction.

【0060】第4及び第5の磁気センサ24,24a,
25,25aは、第1乃至第3の磁気センサ21,2
2,23と同様、夫々一対の磁気抵抗効果素子を有して
おり、例えば対応する磁気波条14,15の幅方向両端
部に夫々向き合うように上下に並べて配置されている。
また、夫々の磁気抵抗効果素子波周囲に形成された磁界
の強さの増加に伴って、その電気抵抗値が大きくなる性
質を有している。また、第4及び第5の磁気センサ2
4,24a,25,25aは、第1乃至第3の磁気セン
サ21,22,23と同様、前記磁気抵抗効果素子によ
って分圧回路が構成されており、夫々の磁気センサ2
4,24a,25,25aの前記分圧回路の奥側中央に
は磁石が配されている。
The fourth and fifth magnetic sensors 24, 24a,
25, 25a are first to third magnetic sensors 21,
Like the reference numerals 2 and 23, each has a pair of magnetoresistive elements, and is arranged, for example, vertically above and below both ends in the width direction of the corresponding magnetic stripes 14 and 15, respectively.
Further, it has a property that its electric resistance value increases as the strength of the magnetic field formed around each magnetoresistive element wave increases. Further, the fourth and fifth magnetic sensors 2
4, 24a, 25, and 25a, like the first to third magnetic sensors 21, 22, and 23, have a voltage dividing circuit formed by the magnetoresistive effect element.
Magnets are arranged at the center on the back side of the voltage dividing circuits 4, 24a, 25 and 25a.

【0061】このような磁気センサ24,24a,2
5,25aの出力電圧V24,V24a ,V25,V25a は、
操舵輪30の回転と共に、夫々が対応する磁気波条1
4,15の波形に応じて周期的に変化する。第4の磁気
センサ24,24aの内、24の出力電圧V24は正弦波
状の周期的変化をなし、24aの出力電圧V24a は前記
出力電圧V24の位相を1/4周期異ならせた周期的変化
をなす。また、第5の磁気センサ25,25aの内、2
5の出力電圧V25は、トーションバー2の捩れによって
前記出力電圧V24よりも少し遅れた位相の周期的変化を
なし、25aの出力電圧V25a は前記出力電圧V25の位
相を1/4周期異ならせた周期的変化をなす。
Such magnetic sensors 24, 24a, 2
The output voltages V 24 , V 24a , V 25 , V 25a of 5, 25a are
With the rotation of the steered wheels 30, each of the corresponding magnetic waves 1
It changes periodically according to the waveforms 4 and 15. Among the fourth magnetic sensors 24, 24a, the output voltage V 24 of the 24 has a sinusoidal periodic change, and the output voltage V 24a of the 24a is a cycle obtained by changing the phase of the output voltage V 24 by 1 / cycle. Make a significant change. Further, of the fifth magnetic sensors 25 and 25a, 2
5 of the output voltage V 25 is no periodic change slightly delayed phase than the output voltage V 24 by torsion of the torsion bar 2, 25a is the output voltage V 25a 1/4 the phase of the output voltage V 25 Make periodic changes with different periods.

【0062】マイクロプロセッサを用いてなる制御装置
7の入力部には前記第4及び第5の磁気センサ24,2
4a,25,25aと、車両の走行速度を検出する車速
のセンサ8とが接続されており、出力部には電動式舵取
装置のモータ9の駆動回路10が接続されている。
The input section of the control device 7 using a microprocessor is provided with the fourth and fifth magnetic sensors 24 and 2.
4a, 25, 25a and a vehicle speed sensor 8 for detecting the traveling speed of the vehicle are connected, and a drive circuit 10 for a motor 9 of the electric steering device is connected to an output unit.

【0063】制御装置7は、第4及び第5の磁気センサ
24,24a,25,25aが出力した出力電圧V24
24a ,V25,V25a から例えば以下に説明する原理に
よって舵角θ及びトルクTを求め、操舵輪30の操舵を
補助するモータ9を駆動制御する。
The control unit 7 controls the output voltage V 24 output by the fourth and fifth magnetic sensors 24, 24a, 25, 25a,
For example, a steering angle θ and a torque T are obtained from V 24a , V 25 , and V 25a by the principle described below, and the motor 9 for assisting the steering of the steered wheels 30 is drive-controlled.

【0064】操舵輪30を回転させたときの第4の磁気
センサ24,24aの出力電圧V24,V24a の変化は、
式(11)及び式(12)として表される。 V24=A24・sin(m・θ4 )+VO24 …(11) V24a =A24a ・cos(m・θ4 )+VO24a …(12) 但し、A24,A24a は夫々出力電圧V24,V24a の振
幅、mは第4の磁気波条14の1回転当りの周期数、θ
4 は第4の磁気波条14の1周期間の入力軸1の回転角
度、VO24,VO24a は夫々第4の磁気センサ24,2
4aのバイアス電圧である。
Changes in the output voltages V 24 and V 24a of the fourth magnetic sensors 24 and 24a when the steered wheels 30 are rotated are as follows.
It is expressed as Expression (11) and Expression (12). V 24 = A 24 · sin (m · θ 4 ) + VO 24 (11) V 24a = A 24a · cos (m · θ 4 ) + VO 24a (12) where A 24 and A 24a are output voltages V, respectively. 24 , V 24a amplitude, m is the number of periods per rotation of the fourth magnetic wave 14,
4 is the rotation angle of the input shaft 1 during one period of the fourth magnetic wave 14, and VO 24 and VO 24a are the fourth magnetic sensors 24 and 2, respectively.
4a is the bias voltage.

【0065】同様に、第5の磁気センサ25,25aの
出力電圧V25,V25a の変化は、式(13)及び式(1
4)として表される。 V25=A25・sin(m・θ5 )+VO25 …(13) V25a =A25a ・cos(m・θ5 )+VO25a …(14) 但し、A25,A25a は夫々出力電圧V25,V25a の振
幅、mは第5の磁気波条15の1回転当りの周期数、θ
5 は第5の磁気波条15の1周期間の出力軸3の回転角
度、VO25,VO25a は夫々第5の磁気センサ25,2
5aのバイアス電圧である。
Similarly, the changes of the output voltages V 25 and V 25a of the fifth magnetic sensors 25 and 25a are calculated by the equations (13) and (1).
4). V 25 = A 25 · sin (m · θ 5 ) + VO 25 (13) V 25a = A 25a · cos (m · θ 5 ) + VO 25a (14) where A 25 and A 25a are output voltages V, respectively. 25 , V 25a , m is the number of periods per rotation of the fifth magnetic wave 15,
5 is the rotation angle of the output shaft 3 during one period of the fifth magnetic wave 15, and VO 25 and VO 25a are the fifth magnetic sensors 25 and 2 , respectively.
5a is the bias voltage.

【0066】第4及び第5の磁気センサ24,24a,
25,25aの出力特性は略同一とされる。従って、振
幅A24,A24a ,A25,A25a を所定の値Aに近似し、
バイアス電圧VO21,VO22,VO23を所定の値VOに
近似することによって、式(11)、式(12)、式
(13)、及び式(14)は夫々式(15)、式(1
6)、式(17)、及び式(18)となる。 V24=A・sin(m・θ4 )+VO …(15) V24a =A・cos(m・θ4 )+VO …(16) V25=A・sin(m・θ5 )+VO …(17) V25a =A・cos(m・θ5 )+VO …(18)
The fourth and fifth magnetic sensors 24, 24a,
The output characteristics of 25 and 25a are substantially the same. Therefore, the amplitudes A 24 , A 24a , A 25 , and A 25a are approximated to a predetermined value A,
By approximating the bias voltages VO 21 , VO 22 , and VO 23 to a predetermined value VO, Expressions (11), (12), (13), and (14) are replaced by Expressions (15) and (14), respectively. 1
6), Equation (17), and Equation (18). V 24 = A · sin (m · θ 4 ) + VO (15) V 24a = A · cos (m · θ 4 ) + VO (16) V 25 = A · sin (m · θ 5 ) + VO (17) ) V 25a = A · cos (m · θ 5 ) + VO (18)

【0067】式(15)、式(16)を式(19)、式
(20)へ変形し、回転角度θ4 を求める。 θ4 =(1/m)・arcsin{(V24−VO)/A} …(19) θ4 =(1/m)・arccos{(V24a −VO)/A} …(20)
Equations (15) and (16) are transformed into equations (19) and (20) to determine the rotation angle θ 4 . θ 4 = (1 / m) · arcsin {(V 24 −VO) / A} (19) θ 4 = (1 / m) · arccos {(V 24a −VO) / A} (20)

【0068】式(19)、式(20)からは、夫々角度
θ4 が2つずつ求められるが、これらを比較し、一致す
る角度を回転角度θ4 として採用する。
From the equations (19) and (20), two angles θ 4 are obtained, respectively, and these are compared and the coincident angle is adopted as the rotation angle θ 4 .

【0069】同様に、式(17)、式(18)を式(2
1)、式(22)へ変形し、回転角度θ5 を求める。 θ5 =(1/m)・arcsin{(V25−VO)/A} …(21) θ5 =(1/m)・arccos{(V25a −VO)/A} …(22)
Similarly, equations (17) and (18) are replaced by equation (2)
1), it is deformed into the equation (22) obtains the rotational angle theta 5. θ 5 = (1 / m) · arcsin {(V 25 −VO) / A… (21) θ 5 = (1 / m) · arccos {(V 25a −VO) / A} (22)

【0070】式(21)、式(22)からは、夫々角度
θ5 が2つずつ求められるが、これらを比較し、一致す
る角度を回転角度θ5 として採用する。
From the equations (21) and (22), two angles θ 5 are respectively obtained. These are compared, and the coincident angle is adopted as the rotation angle θ 5 .

【0071】また、制御装置7は回転角度θ4 と前回求
めた回転角度θ4 ´とを比較し、操舵輪30の回転方向
を求める。さらに正方向への回転時に、出力電圧V24a
がピークとなる場合にカウンタC4をインクリメント
し、負方向への回転時に出力電圧V24a がピークとなる
場合にカウンタC4をデクリメントするようになってい
る。同様に、前記正方向への回転時に、出力電圧V25a
がピークとなる場合にカウンタC5をインクリメント
し、負方向への回転時に出力電圧V25a がピークとなる
場合にカウンタC5をデクリメントする。
The control device 7 compares the rotation angle θ 4 with the previously obtained rotation angle θ 4 ′ to determine the rotation direction of the steered wheels 30. Further, when rotating in the forward direction, the output voltage V 24a
The counter C4 is incremented when the output voltage V24a reaches a peak during the rotation in the negative direction, and the counter C4 is decremented when the output voltage V24a reaches a peak during the rotation in the negative direction. Similarly, during the rotation in the positive direction, the output voltage V 25a
When the output voltage V 25a reaches a peak during the rotation in the negative direction, the counter C5 is decremented.

【0072】そして、カウンタC4の値に360゜/m
を乗じた結果にθ4 を加減することによって入力軸1の
回転角度θINを求め、カウンタC5の値に360゜/m
を乗じた結果にθ5 を加減することによって出力軸3の
回転角度θOUT を求める。入力軸1の回転角度θINを舵
角θとする。
Then, the value of the counter C4 is set to 360 ° / m
The rotation angle θ IN of the input shaft 1 is obtained by adding or subtracting θ 4 to the result of multiplying the result of the multiplication by
The rotation angle θ OUT of the output shaft 3 is obtained by adding or subtracting θ 5 to the result of multiplying by. The rotation angle θ IN of the input shaft 1 is defined as a steering angle θ.

【0073】さらに実施の形態1と同様に式(10)か
らトーションバー2の捩れ角Δθを求める。
Further, similarly to the first embodiment, the torsion angle Δθ of the torsion bar 2 is obtained from the equation (10).

【0074】求めた捩れ角Δθに対応するトルクTを、
予め与えられた捩れ角ΔθとトルクTとの関係から求め
る。
The torque T corresponding to the obtained twist angle Δθ is
It is determined from the relationship between the twist angle Δθ and the torque T given in advance.

【0075】実施の形態2のトルクセンサは、例えば実
施の形態1と同様、電動式舵取装置に用いられる。尚、
電動式舵取装置のトルクセンサ組込部分の構造は図5と
同様である。
The torque sensor according to the second embodiment is used for an electric steering device, for example, as in the first embodiment. still,
The structure of the torque sensor built-in portion of the electric steering device is the same as that of FIG.

【0076】実施の形態2にあっては、操舵輪30が舵
角中点から左又は右へ回転されるとき、入力軸1が回転
するとともに出力軸3が回転し、第4乃至第5の磁気波
条14,15の近傍に生成される磁界の強さが第4及び
第5の磁気センサ24,24a,25,25aによって
個々に検出され、これら磁気センサ24,24a,2
5,25aが出力した出力電圧が磁界の強さとして制御
装置7に時系列的に取込まれる。
In the second embodiment, when the steered wheel 30 is rotated left or right from the midpoint of the steering angle, the input shaft 1 rotates and the output shaft 3 rotates, and the fourth to fifth rotations are performed. Fourth and fifth magnetic sensors 24, 24a, 25, 25a individually detect the strength of the magnetic field generated in the vicinity of the magnetic waves 14, 15, and these magnetic sensors 24, 24a, 2
The output voltages output from the control devices 5 and 25a are chronologically taken into the control device 7 as the strength of the magnetic field.

【0077】取込まれた第4の磁気センサ24,24a
の出力電圧V24,V24a から入力軸1の回転方向、入力
軸1の舵角中点に対する回転角度θIN及び操舵輪30の
舵角θが求められ、さらに、第5の磁気センサ25,2
5aの出力電圧V25,V25aから出力軸3の舵角中点に
対する回転角度θOUT が求められ、これら回転角度
θ IN,θOUT の角度差△θに応じたトルクTが求めら
れ、このトルクTに対応する信号が駆動回路10に出力
され、モータ9が右回転又は左回転し、伝達機構33を
介して前記出力軸3を強制回転し、操舵補助する。
The captured fourth magnetic sensors 24, 24a
Output voltage Vtwenty four, V24aInput shaft 1 rotation direction, input
Rotation angle θ with respect to the steering angle midpoint of shaft 1INAnd the steering wheel 30
The steering angle θ is obtained, and the fifth magnetic sensor 25, 2
Output voltage V of 5atwenty five, V25aTo the middle point of the steering angle of the output shaft 3
Rotation angle θOUTAre required, these rotation angles
θ IN, ΘOUTThe torque T according to the angle difference △ θ
And a signal corresponding to the torque T is output to the drive circuit 10.
Then, the motor 9 rotates clockwise or counterclockwise, causing the transmission mechanism 33 to rotate.
The output shaft 3 is forcibly rotated through the shaft to assist steering.

【0078】このように入力軸1に加わるトルクを検出
するトルクセンサAは、入力軸1に設ける1つの磁気波
条14と、出力軸3に設ける1つの磁気波条15と、入
力軸1の磁気波条14と向き合うように固設される2個
の磁気センサ24,24aと、出力軸3の磁気波条15
と向き合うように固設される2個の磁気センサ25,2
5aとを備え、トルク、回転角度及び回転方向を求める
ことができる単純な簡易構造のトルクセンサであるた
め、コイル及び磁性体製リングを備えた従来のトルクセ
ンサに比較してトルクセンサのコストを低減できる。し
かも、舵角θをトルクセンサによって求めることができ
るため、トルクセンサと別体の回転角度センサを用いる
必要がなく電動式舵取装置のコストを低減できる。
As described above, the torque sensor A for detecting the torque applied to the input shaft 1 includes one magnetic wave 14 provided on the input shaft 1, one magnetic wave 15 provided on the output shaft 3, Two magnetic sensors 24, 24a fixed to face the magnetic wave 14, and a magnetic wave 15 of the output shaft 3;
Magnetic sensors 25, 2 fixed to face each other
5a, and is a simple and simple structure torque sensor that can determine torque, rotation angle, and rotation direction. Therefore, the cost of the torque sensor is lower than that of a conventional torque sensor having a coil and a ring made of a magnetic material. Can be reduced. Moreover, since the steering angle θ can be obtained by the torque sensor, it is not necessary to use a rotation angle sensor separate from the torque sensor, and the cost of the electric steering device can be reduced.

【0079】尚、以上説明した実施の形態2では、第4
及び第5の磁気センサ24,24a,25,25aを夫
々2個としたが、その他、第4の磁気センサ24,24
aを2個とし、第5の磁気センサ25を1個として、式
(21)から得られる2つの回転角度θ5 の内、第4の
磁気センサ24,24aの出力電圧V24,V24a から求
めた回転角度θ4 に略一致する1つを回転角度θ5 とし
て採用し、出力軸3の回転角度θOUT を求めるようにし
てもよい。
In the second embodiment described above, the fourth
And five fifth magnetic sensors 24, 24a, 25, 25a, respectively.
Let a be two and the fifth magnetic sensor 25 be one, and from the output voltages V 24 and V 24a of the fourth magnetic sensors 24 and 24a among the two rotation angles θ 5 obtained from the equation (21). One that substantially matches the obtained rotation angle θ 4 may be adopted as the rotation angle θ 5 , and the rotation angle θ OUT of the output shaft 3 may be obtained.

【0080】実施の形態2において、その他の構成及び
作用は実施の形態1と同じであるため、同様の部品につ
いては同じ符号を付し、その詳細な構成の説明及び作用
の説明を省略する。
In the second embodiment, since other structures and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the detailed description of the structure and the operation will be omitted.

【0081】実施の形態1,2において、磁気波条11
〜15は複数波をなす構成とする他、単波をなす構成と
してもよい。また、非磁性材製の筒体4,5,16,1
7に凸状の磁性材製の磁気波条11〜15を設けていた
が、磁性材製の筒体4,5,16,17に凸状又は溝状
の磁気波条11〜15を設けてもよく、非磁性材製の筒
体4,5,16,17に面一又は溝状の磁気波条11〜
15を設けてもよい。
In Embodiments 1 and 2, the magnetic ripple 11
15 to 15 may be configured to form a single wave in addition to the configuration that forms a plurality of waves. In addition, the cylinders 4, 5, 16, 1 made of a nonmagnetic material
7 is provided with the convex magnetic waves 11 to 15 made of a magnetic material. However, the magnetic materials 11, 5, 16 and 17 are provided with the convex or grooved magnetic waves 11 to 15. In addition, flush or grooved magnetic waves 11 to 11 are formed on the cylindrical bodies 4, 5, 16 and 17 made of a non-magnetic material.
15 may be provided.

【0082】また、実施の形態1,2において、磁気波
条11〜15は、入力軸1及び出力軸3と別個に設けら
れた筒体4,5,16,17に設け、該筒体4,5,1
6,17を入力軸1、出力軸3に外嵌固定したが、その
他、磁気波条11〜15を、例えば入力軸1及び出力軸
3に直接設けてもよい。
In the first and second embodiments, the magnetic waves 11 to 15 are provided on the cylinders 4, 5, 16, 17 provided separately from the input shaft 1 and the output shaft 3. , 5,1
6, 17 are fixed externally to the input shaft 1 and the output shaft 3. Alternatively, the magnetic waves 11 to 15 may be provided directly to the input shaft 1 and the output shaft 3, for example.

【0083】また、実施の形態1,2において、磁気セ
ンサ21〜25aが磁石を備え、該磁石によって磁性材
製の磁気波条11〜15近傍に磁界を形成するようにし
ていたが、磁気波条11〜15を磁石として、これらの
近傍に磁界を形成するようにしてもよい。また、磁気セ
ンサ21〜25aが夫々備える一対の磁気抵抗効果素子
は、入力軸1及び出力軸3の軸長方向に、磁気波条11
〜15の振幅と同程度の距離を隔てて並べて配する他、
例えば磁気波条の前記軸長方向中央部分と対向するよう
に、前記軸長方向に近接させて並べて配してもよい。
In the first and second embodiments, the magnetic sensors 21 to 25a are provided with magnets, and the magnets are used to form magnetic fields in the vicinity of the magnetic waves 11 to 15 made of magnetic material. The magnetic fields may be formed in the vicinity of these by using the strips 11 to 15 as magnets. A pair of magnetoresistive elements provided in each of the magnetic sensors 21 to 25a includes a magnetic wave 11 in the axial length direction of the input shaft 1 and the output shaft 3.
In addition to arranging them at a distance equivalent to the amplitude of ~ 15,
For example, the magnetic waves may be arranged side by side in the axial direction so as to face the central portion in the axial direction.

【0084】また、磁気センサ21〜25aは、磁気抵
抗効果素子によるものの他に、例えばホール素子を備え
たものであってもよい。
Each of the magnetic sensors 21 to 25a may be provided with, for example, a Hall element in addition to the magnetic sensor.

【0085】また、本発明に係るトルクセンサは、電動
式舵取装置に使用する他、電動式舵取装置以外の装置に
使用してもよい。
The torque sensor according to the present invention may be used not only for an electric steering device but also for devices other than the electric steering device.

【0086】[0086]

【発明の効果】第1発明によれば、入力軸及び出力軸に
設ける3つの磁気波条及びこれに対応する3個の磁気セ
ンサを備え、トルク及び回転角度を求めることができる
単純な簡易構造のトルクセンサであるため、コイル及び
磁性体製リングを備えた従来のトルクセンサに比較して
コストを低減できる。
According to the first aspect of the present invention, there are provided three magnetic waves provided on the input shaft and the output shaft and three magnetic sensors corresponding thereto, and a simple and simple structure capable of obtaining the torque and the rotation angle. Therefore, the cost can be reduced as compared with a conventional torque sensor including a coil and a ring made of a magnetic material.

【0087】第2発明によれば、入力軸及び出力軸に設
ける2つの磁気波条及び少なくとも3個の磁気センサを
備え、トルク及び回転角度を求めることができる単純な
簡易構造のトルクセンサであるため、コイル及び磁性体
製リングを備えた従来のトルクセンサに比較してコスト
を低減できる。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a torque sensor having a simple and simple structure including two magnetic streaks provided on the input shaft and the output shaft and at least three magnetic sensors, and capable of determining a torque and a rotation angle. Therefore, the cost can be reduced as compared with a conventional torque sensor having a coil and a ring made of a magnetic material.

【0088】第3発明によれば、入力軸及び出力軸の1
回転に対して、磁気センサの電気的出力が複数の周期の
変化をなすようにし、このような電気的出力のピーク数
を計数し、夫々のピーク位置に対応する入力軸及び出力
軸の回転角度を求め、これと前記電気的出力の1周期間
の回転角度との和を求めることによって、入力軸及び出
力軸の回転角度、及びトルクを高精度に検出できる。
According to the third aspect, one of the input shaft and the output shaft is
In response to the rotation, the electrical output of the magnetic sensor changes in a plurality of cycles, counts the number of peaks of such electrical output, and determines the rotation angle of the input shaft and output shaft corresponding to each peak position. , And the sum of this and the rotation angle during one cycle of the electrical output is obtained, whereby the rotation angles and torque of the input shaft and the output shaft can be detected with high accuracy.

【0089】第4発明によれば、入力軸の回転角度をト
ルクセンサによって求めることができるため、従来の回
転角度センサをなくすることができ、コストを低減でき
る。
According to the fourth aspect, since the rotation angle of the input shaft can be obtained by the torque sensor, the conventional rotation angle sensor can be eliminated, and the cost can be reduced.

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

【図1】本発明に係るトルクセンサの実施の形態1の構
成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first embodiment of a torque sensor according to the present invention.

【図2】本発明に係るトルクセンサの実施の形態1の磁
気波条の構成を示す展開図である。
FIG. 2 is a development view showing a configuration of a magnetic streak of the torque sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係るトルクセンサの磁気波条の斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view of a magnetic wave of the torque sensor according to the present invention.

【図4】本発明に係る電動式舵取装置のトルクセンサ組
込部分の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a part where the torque sensor is incorporated in the electric steering device according to the present invention.

【図5】本発明に係るトルクセンサの実施の形態2の構
成を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a torque sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明に係るトルクセンサの実施の形態2の磁
気波条の構成を示す展開図である。
FIG. 6 is a developed view showing a configuration of a magnetic wave of a torque sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図7】第4及び第5の磁気センサと磁気波条との位置
関係を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a positional relationship between fourth and fifth magnetic sensors and magnetic streaks.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力軸 2 トーションバー 3 出力軸 11 第1の磁気波条 12 第2の磁気波条 13 第3の磁気波条 14 第4の磁気波条 15 第5の磁気波条 21 第1の磁気センサ 22 第2の磁気センサ 23 第3の磁気センサ 24,24a 第4の磁気センサ 25,25a 第5の磁気センサ REFERENCE SIGNS LIST 1 input shaft 2 torsion bar 3 output shaft 11 first magnetic wave 12 second magnetic wave 13 third magnetic wave 14 fourth magnetic wave 15 fifth magnetic wave 21 first magnetic sensor 22 second magnetic sensor 23 third magnetic sensor 24, 24a fourth magnetic sensor 25, 25a fifth magnetic sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F051 AA01 AB05 AC01 BA03 2F063 AA34 BA08 BB05 BC10 BD16 CA34 DA01 DA04 DA08 DB01 DC03 DD01 EA20 GA01 KA01 KA04 KA06 LA02 NA06 ZA01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA17 CA21 CA28 CA29  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 2F051 AA01 AB05 AC01 BA03 2F063 AA34 BA08 BB05 BC10 BD16 CA34 DA01 DA04 DA08 DB01 DC03 DD01 EA20 GA01 KA01 KA04 KA06 LA02 NA06 ZA01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA17 CA21 CA28 CA29

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トーションバーを介して同軸的に連結さ
れた入力軸及び出力軸の前記入力軸を回転することによ
ってこれに加わるトルクを前記トーションバーに生じる
捩れ角度によって検出するトルクセンサにおいて、前記
入力軸の外周部に設けられ、該入力軸の周方向に沿う第
1及び第2の磁気波条と、前記出力軸の外周部に設けら
れ、該出力軸の周方向に沿う第3の磁気波条と、これら
第1乃至第3の磁気波条と夫々向き合うように固設され
る第1乃至第3の磁気センサとを備え、第1及び第2の
磁気センサの位置又は前記第1及び第2の磁気波条の位
置は前記回転の方向へ異なっており、前記第1及び第2
の磁気センサと前記第3の磁気センサとが検出した夫々
の検出値に基づいて前記トルクを求め、前記第1及び第
2の磁気センサが検出した夫々の検出値に基づいて前記
入力軸の回転角度を求めるようにしてあることを特徴と
するトルクセンサ。
A torque sensor for detecting a torque applied to the input shaft and the output shaft coaxially connected to each other through a torsion bar by rotating the input shaft by a torsion angle generated in the torsion bar; First and second magnetic waves provided on the outer periphery of the input shaft along the circumferential direction of the input shaft; and third magnetic waves provided on the outer circumferential portion of the output shaft along the circumferential direction of the output shaft. And a first to third magnetic sensor fixed to face the first to third magnetic waves, respectively, and the positions of the first and second magnetic sensors or the first and third magnetic sensors. The position of the second magnetic wave is different in the direction of rotation, and the first and second magnetic waves are different.
The torque is obtained based on the respective detection values detected by the magnetic sensor and the third magnetic sensor, and the rotation of the input shaft is determined based on the respective detection values detected by the first and second magnetic sensors. A torque sensor characterized in that an angle is obtained.
【請求項2】 トーションバーを介して同軸的に連結さ
れた入力軸及び出力軸の前記入力軸を回転することによ
ってこれに加わるトルクを前記トーションバーに生じる
捩れ角度によって検出するトルクセンサにおいて、前記
入力軸及び出力軸の外周部に夫々設けられ、これら入力
軸及び出力軸の周方向に沿う第4及び第5の磁気波条
と、これら第4及び第5の磁気波条と夫々向き合うよう
に固設される第4及び第5の磁気センサとを備え、第4
の磁気センサを前記回転の方向へ位置を異ならして配置
される2個とし、これら第4の磁気センサが検出した夫
々の検出値に基づいて前記入力軸の回転角度を求め、前
記第4及び第5の磁気センサが検出した夫々の検出値に
基づいて前記トルクを求めるようにしてあることを特徴
とするトルクセンサ。
2. A torque sensor for detecting a torque applied to the input shaft and an output shaft connected to each other coaxially through a torsion bar by rotating the input shaft by a torsion angle generated in the torsion bar. Provided on the outer periphery of the input shaft and the output shaft, respectively, so as to face the fourth and fifth magnetic waves along the circumferential direction of the input shaft and the output shaft, and to face the fourth and fifth magnetic waves, respectively. Fourth and fifth magnetic sensors to be fixed,
The two magnetic sensors are arranged at different positions in the direction of rotation, and the rotation angle of the input shaft is obtained based on the respective detection values detected by the fourth magnetic sensor. A torque sensor, wherein the torque is obtained based on respective detection values detected by a fifth magnetic sensor.
【請求項3】 前記磁気波条は複数波をなす請求項1又
は請求項2記載のトルクセンサ。
3. The torque sensor according to claim 1, wherein the magnetic wave forms a plurality of waves.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れかに記載さ
れたトルクセンサと、該トルクセンサの検出結果に基づ
いて駆動される操舵補助用のモータと、該モータの回転
を出力軸又は該出力軸に繋がる舵取機構に伝達する伝達
機構とを備えていることを特徴とする電動式舵取装置。
4. A torque sensor according to claim 1, a steering assist motor driven based on a detection result of the torque sensor, and an output shaft or A transmission mechanism for transmitting a signal to a steering mechanism connected to the output shaft.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102607501A (en) * 2010-12-24 2012-07-25 帕拉贡股份公司 Sensor arrangement for detecting axial and rotary position of longitudinally displaceable and rotatable shaft such as switching shaft of hand shift transmission, has linear sensor with two sensor elements

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