JP2002156297A - トルクセンサにおける検出コイルの収容枠、およびトルクセンサ - Google Patents

トルクセンサにおける検出コイルの収容枠、およびトルクセンサ

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JP2002156297A
JP2002156297A JP2000352475A JP2000352475A JP2002156297A JP 2002156297 A JP2002156297 A JP 2002156297A JP 2000352475 A JP2000352475 A JP 2000352475A JP 2000352475 A JP2000352475 A JP 2000352475A JP 2002156297 A JP2002156297 A JP 2002156297A
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Japan
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detection coil
torque sensor
plate
housing frame
outer periphery
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JP2000352475A
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English (en)
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Eiji Tsuchida
英治 土田
Eishin Nagano
英信 永野
Takahiro Sanada
隆宏 真田
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MARUKA KOGYO KK
Koyo Seiko Co Ltd
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MARUKA KOGYO KK
Koyo Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状部と板状部との間の屈曲部位における強
度を低下させることなく、屈曲部位の外アールを小さく
することが可能な検出コイルの収容枠を提供する。 【解決手段】 トルクセンサに装着される検出コイル1
4の収容枠本体19であって、検出コイル14を覆う円
筒状の筒状部21と、筒状部21の一方の開放端から中
心方向に屈曲された板状部22と、板状部22の外周近
傍に形成された環状の溝部23とを有する。特に、筒状
部21、板状部22および溝部23はプレス加工により
一体成形される。これにより、材料の肉が屈曲部位24
側に流れ、屈曲部位24における外アールが小さくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクセンサに関
するものであり、特に、電動パワーステアリング装置の
入力軸の変位を検出するためのトルクセンサ、に装着さ
れた検出コイルの収容枠に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、自動車の操蛇ロッドにおける
操作力を補助するための装置として、電動式のパワース
テアリング装置が知られている。この装置は、ステアリ
ングホイールに接続された入力軸の変化、すなわち操蛇
トルクを検出し、それに応じて車輪の操蛇ロッドを電動
モータによって駆動するものである。
【0003】また、操蛇トルクを検出するためのトルク
センサとしては、入力軸の変位を磁気的な変化として検
出するための検出コイルを備え、交流電圧が印加された
際に、検出コイルに発生する電圧に応じて操蛇トルクを
認識するようにしたものが知られている。
【0004】検出コイルは、図4に示すような収容枠本
体31内に収容されている。この収容枠本体31は、検
出コイルの外側を覆う円筒状の筒状部32と、この筒状
部32の一方の開放端から中心方向に屈曲された板状部
33とから構成されており、ステンレス等の冷間圧延鋼
鈑を材料としてプレス加工により成形されている。な
お、上記の収容枠本体31は、「コア」と呼ばれること
もある。
【0005】収容枠本体31は、筒状のケース(図示し
ない)内に取付けられるが、この際、収容枠本体31の
取付位置すなわち検出コイルの位置がばらつくと、検出
コイルの磁気的な変化もばらつき、検出精度を高めるこ
とができなくなる。そこで、収容枠本体31の組付け精
度を高めるため、筒状部32と板状部33との間、すな
わち屈曲部位34における外周の半径(以下、「外アー
ル」と称す)を小さくすることが望まれている。
【0006】なお、上記のように、屈曲部位34におけ
る外アールを小さくすれば、収容枠本体31の長さが短
くなるため、トルクセンサ全体を小型化させることも可
能になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、収容枠本体3
1をプレス成形する際には、筒状部32に対して板状部
33を90°屈曲させることから、ひび割れ等が生じな
いように、屈曲部位34において、ある程度丸みを持た
せなければならなかった。別な言い方をすると、屈曲部
位34における外アールをある程度大きくしなければ、
屈曲部位34の板厚を確保することができなかった。
【0008】そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、筒
状部と板状部との間の屈曲部位における強度を低下させ
ることなく、外アールを小さくすることが可能な検出コ
イルの収容枠の提供を課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明にかかる
トルクセンサにおける検出コイルの収容枠は、ステアリ
ングホイールに接続された入力軸と、車輪を操蛇するた
めの操蛇ロッドに接続された出力軸とを、トーションバ
ーを介して同軸上に連結し、前記トーションバーの捩れ
により生じる検出コイルの電気的な変化を検出するトル
クセンサ、に装着される検出コイルの収容枠であって、
前記検出コイルを覆う円筒状の筒状部と、該筒状部の一
方の開放端から中心方向に屈曲された板状部と、該板状
部の外周近傍に形成された環状の溝部とを有し、前記筒
状部、前記板状部および前記溝部がプレス加工により一
体成形されているものである。
【0010】ここで、「トーションバー」とは、トーシ
ョンバースプリングの略であり、バネ鋼の棒(トーショ
ンバー)の戻り弾性力を利用したものである。
【0011】したがって、請求項1の発明によれば、収
容枠を成形する際、板状部の外周近傍に環状の溝部がで
きるようにプレス成形することから、板状部の外周近傍
から屈曲部位に材料の肉が流れ(押し出され)、屈曲部
位における外アールが小さくなる。なお、この場合、屈
曲部位では押出された肉により板厚が確保されるため、
ひび割れ等が生じ難い。
【0012】請求項2の発明にかかるトルクセンサは、
略円筒状のケーシングと、該ケーシングの内周壁に配設
された収容枠と、該収容枠内に収容された検出コイル
と、該検出コイルの中心に設けられ、ステアリングホイ
ールに接続された入力軸、および車輪を操蛇するための
操蛇ロッドに接続された出力軸を同軸上に連結するトー
ションバーと、前記入力軸の外周に取付けられた磁性体
からなる入力側リング部材と、前記出力軸の外周に取付
けられた磁性体からなる出力側リング部材とを具備し、
前記検出コイルの電気的な変化に基づき、前記トーショ
ンバーの捩れ量を検出するトルクセンサにおいて、前記
収容枠は、前記検出コイルを覆う円筒状の筒状部と、該
筒状部の一方の開放端から中心方向に屈曲された板状部
と、該板状部の外周近傍に形成された環状の溝部とを有
し、前記筒状部、前記板状部および前記溝部がプレス加
工により一体成形されているものである。
【0013】したがって、請求項2の発明のトルクセン
サによれば、収容枠を成形する際、板状部の外周近傍に
環状の溝部ができるようにプレス成形するため、板状部
の外周近傍から屈曲部位に材料の肉が流れ、屈曲部位に
おける外アールが小さくなる。なお、この場合、屈曲部
位では押出された肉により板厚が確保されるため、ひび
割れ等が生じ難い。
【0014】このように、屈曲部位における外アールが
小さくなることから、収容枠を精度よく組付けることが
可能となる。すなわち、入力側リング部材及び出力側リ
ング部材に対して、検出コイルを精度よく位置決めする
ことが可能となる。また、筒状部の端部に対する板状部
の突出量が少なくなるため、収容枠の長さが短くなる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
トルクセンサ1について、図1乃至図3に基づき説明す
る。図1はトルクセンサ1の構成を説明するための端面
図であり、図2はトルクセンサ1における検出コイルの
周辺部分の構成を示す分解斜視図であり、図3は検出コ
イルの収容枠本体を示す断面図である。
【0016】本実施形態のトルクセンサ1は、電動式パ
ワーステアリング装置において使用されるものであり、
図1に示すように、ステアリングホイール3に接続され
た入力軸4、および車輪5の操蛇ロッド6に接続された
出力軸7を同軸上に連結するトーションバー8と、入力
軸4の端部外周に取付けられた第一リング部材9及び第
二リング部材10と、出力軸7の外周に取付けられ第二
リング部材10に対して所定の間隔を介して並設された
第三リング部材11とを備えている。なお、入力軸4は
ベアリング12を介して、略円筒状のケース13の内部
に軸支されている。ここで、第二リング部材10が本発
明の入力側リング部材に相当し、第三リング部材11が
本発明の出力側リング部材に相当する。
【0017】なお、各リング部材9,10,11は、磁
性体からなり、互いに対向する端面には、複数の歯(図
示しない)が円周方向に沿って所定の間隔で突設されて
いる。
【0018】一方、ケース13の内周面には、検出コイ
ル14と補償コイル15とが所定の間隔を介して設けら
れている。具体的に説明すると、検出コイル14は、第
二リング部材10及び第三リング部材11の夫々一部分
(歯の部分)を囲むように配設されており、補償コイル
15は、第一リング部材9及び第二リング部材10の夫
々一部分(歯の部分)を囲むように配設されている。
【0019】検出コイル14及び補償コイル15は、同
様の構成であり、図2に示すように、糸巻き状のボビン
18aと、ボビン18aの外周に巻かれた巻線18b
と、巻線18bの両端に電気的に接続された端子18c
とから構成されている。
【0020】また、検出コイル14及び補償コイル15
は、それぞれ検出側収容枠16及び補償側収容枠17に
収容されている。この検出側収容枠16及び補償側収容
枠17は、同様の構成であり、収容枠本体19とリング
状の蓋体20とから構成されている。収容枠本体19
は、図2および図3に示すように、コイル14,15の
外側を覆う円筒状の筒状部21と、筒状部21の一方の
開放端から中心方向に屈曲された板状部22とからな
り、板状部22の外周近傍には環状の溝部23が形成さ
れている。この収容枠本体19は、ステンレス等の冷間
圧延鋼鈑を材料としてプレス加工により成形されてい
る。ここで、収容枠本体19が本発明の収容枠に相当す
る。
【0021】収容枠本体19を成形するためのプレス機
(図示しない)は、円環状の凸条を有するパンチを備え
ており、筒状部21に連なる板状部22を成形する際
に、板状部22の外周近傍を、凸条によってコイニング
加工することにより、板状部22の外周近傍に溝部23
を成形するものである。
【0022】次に、本実施形態のトルクセンサ1の作用
について説明する。検出コイル14及び補償コイル15
に交流電流が流れると、各コイル14,15のインピー
ダンスに応じた電圧が生じる。ここで、検出コイル14
のインピーダンスは、第二リング部材10及び第三リン
グ部材11に形成された歯の相対的な位置によって定ま
る。このため、ステアリングホイール3の操作により、
入力軸4に回転力が付与されてトーションバーが捩じら
れると、互いに対向する第二リング部材10及び第三リ
ング部材11の歯の相対位置が変化するため、検出コイ
ル14のインピーダンスが変化する。なお、補償コイル
15のインピーダンスは、第一リング部材9及び第二リ
ング部材10に形成された歯の相対的な位置によって決
まるが、この歯の相対位置は常に一定であるため、補償
コイル15のインピーダンスは雰囲気温度等、他の条件
が一定であれば殆ど変化しない。したがって、トルクセ
ンサ1では、検出コイル14に発生する電圧の変化と、
補償コイル15に発生する電圧の変化との差を検出する
ことにより、トーションバー8に加わるトルクを認識し
ている。
【0023】ところで、トルクを正確に認識するために
は、検出コイル14及び補償コイル15を定められた位
置に精度よく配設することが必要である。そこで、本実
施形態では、検出コイル14及び補償コイル15が収容
される収容枠本体19をプレス成形する際、板状部22
の外周近傍、すなわち筒状部21と板状部22との間に
位置する屈曲部位24の近傍に、環状の溝部23を形成
するようにしている。これによれば、板状部22が成形
される際、板状部22の外周近傍から屈曲部位24に材
料の肉が流れ、屈曲部位24における外アールが小さく
なる。なお、この場合、屈曲部位24では流れてきた肉
により板厚が確保されるため、ひび割れ等が生じ難くな
る。
【0024】このように、上記のトルクセンサ1では、
収容枠本体19において、屈曲部位24の強度を低下さ
せることなく、外アールを小さくすることができるた
め、収容枠本体19を精度よく組付けることが可能とな
り、トルクセンサ1における出力のばらつきを少なくす
ることができる。さらに、収容枠本体19の長さを従来
のものより短くすることができるため、トルクセンサ1
を小型化することも可能である。つまり、比較的狭いス
ペースであってもトルクセンサ1を配置することが可能
となる。
【0025】ところで、上記実施形態のトルクセンサ1
では、検出コイル14を収容するための検出側収容枠1
6と、補償コイル15を収容するための補償側収容枠1
7を共通部品とし、どちらの収容枠本体19にも溝部2
3を形成するものを示したが、補償側収容枠17側にの
み溝部23を形成するようにしてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明のトルク
センサにおける検出コイルの収容枠は、屈曲部位におけ
る強度を低下させることなく、屈曲部位の外アールを小
さくすることができる。したがって、収容枠を精度よく
組付けることが可能となり、トルクセンサの出力のばら
つきを少なくすることが可能である。さらに、収容枠の
長さを従来のものより短くすることができるため、トル
クセンサを小型化することも可能である。
【0027】請求項2の発明のトルクセンサは、従来の
ものに比べ、収容枠の屈曲部位における外アールが小さ
くなるため、収容枠がケース内に精度よく組みつけら
れ、トルク量を正確に検出することが可能となる。ま
た、全体的に小型化されるため、比較的狭いスペースで
あっても配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるトルクセンサの構成
を説明するための端面図である。
【図2】本発明の一実施形態であるトルクセンサにおけ
る検出コイルの周辺部分の構成を示す分解斜視図であ
る。
【図3】本発明の一実施形態である検出コイルの収容枠
を示す断面図である。
【図4】従来のトルクセンサにおける検出コイルの収容
枠を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 トルクセンサ 3 ステアリングホイール 4 入力軸 5 車輪 6 操舵ロッド 7 出力軸 8 トーションバー 10 第二リング部材(入力側リング部材) 11 第三リング部材(出力側リング部材) 13 ケース 14 検出コイル 16 検出側収容枠 19 収容枠本体(収容枠) 21 筒状部 22 板状部 23 溝部 24 屈曲部位
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永野 英信 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 真田 隆宏 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8号 光洋精工株式会社内 Fターム(参考) 2F051 AA01 AB05 BA03 3D033 CA28

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングホイールに接続された入力
    軸と、車輪を操蛇するための操蛇ロッドに接続された出
    力軸とを、トーションバーを介して同軸上に連結し、前
    記トーションバーの捩れにより生じる検出コイルの電気
    的な変化を検出するトルクセンサ、に装着される検出コ
    イルの収容枠であって、 前記検出コイルを覆う円筒状の筒状部と、 該筒状部の一方の開放端から中心方向に屈曲された板状
    部と、 該板状部の外周近傍に形成された環状の溝部とを有し、 前記筒状部、前記板状部および前記溝部がプレス加工に
    より一体成形されていることを特徴とするトルクセンサ
    における検出コイルの収容枠。
  2. 【請求項2】 略円筒状のケーシングと、 該ケーシングの内周壁に配設された収容枠と、 該収容枠内に収容された検出コイルと、 該検出コイルの中心に設けられ、ステアリングホイール
    に接続された入力軸、および車輪を操蛇するための操蛇
    ロッドに接続された出力軸を同軸上に連結するトーショ
    ンバーと、 前記入力軸の外周に取付けられた磁性体からなる入力側
    リング部材と、前記出力軸の外周に取付けられた磁性体
    からなる出力側リング部材とを具備し、 前記検出コイルの電気的な変化に基づき、前記トーショ
    ンバーの捩れ量を検出するトルクセンサにおいて、 前記収容枠は、 前記検出コイルを覆う円筒状の筒状部と、 該筒状部の一方の開放端から中心方向に屈曲された板状
    部と、 該板状部の外周近傍に形成された環状の溝部とを有し、 前記筒状部、前記板状部および前記溝部がプレス加工に
    より一体成形されていることを特徴とするトルクセン
    サ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007039996A1 (ja) * 2005-09-30 2007-04-12 Nsk Ltd. 電動パワーステアリング装置
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