JP2002357452A - Rotation sensor - Google Patents

Rotation sensor

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JP2002357452A
JP2002357452A JP2001224912A JP2001224912A JP2002357452A JP 2002357452 A JP2002357452 A JP 2002357452A JP 2001224912 A JP2001224912 A JP 2001224912A JP 2001224912 A JP2001224912 A JP 2001224912A JP 2002357452 A JP2002357452 A JP 2002357452A
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brush
rotation sensor
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智明 虎谷
Hiroshi Morimoto
博 森本
Toshiro Yamamoto
敏郎 山本
Hisataro Abe
久太郎 阿部
Masahiro Hasegawa
正博 長谷川
Akira Noguchi
晃 野口
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation sensor capable of measuring rotation angle and torque with a single sensor and reducing the weight. SOLUTION: In this rotation sensor, a case 4 cooperates with first and second rotors 2 and 3 to form an annular space S inside. In the annular space S, a base board 5 having first and second electric conductors 5a-5f formed on the surface and turning with the first rotor 2, a first holding member 1 holding first brushes 6a and 6b, which are brought into contact with the first electric conductors 5a and 5b for detecting information accompanying the rotation of the first and second rotors as a voltage change, and a second holding member 7 holding second brushes 7a-7d, which are brought into contact with the second electric conductors 5c-5f for detecting information accompanying the rotation of the first and second rotors 2 and 3 as a voltage change, are arranged respectively.

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、回転センサに関す
る。
[0001] The present invention relates to a rotation sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
地球環境問題への関心の高まりに伴い、自動車の排出ガ
スを低減する対策の1つとして、車体の軽量化に関する
研究が進んでいる。このような車体軽量化として、例え
ば、パワーステアリング装置を電動式とし、機械部品を
油圧ポンプで作動させることで適度なパワーアシストを
実現する際に用いられる油圧ポンプを不用とすることが
検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years,
With increasing interest in global environmental issues, research on weight reduction of a vehicle body has been advanced as one of measures to reduce the exhaust gas of an automobile. In order to reduce the weight of the vehicle body, for example, it has been studied to use an electric power steering device and eliminate the need for a hydraulic pump used for achieving appropriate power assist by operating mechanical parts with a hydraulic pump. I have.

【0003】但し、パワーステアリング装置を電動式に
すると、アシスト力をコンピュータで計算するため、回
転センサ、即ち、ステアリング操作に伴う舵角を計測す
る舵角センサとトルクを計測するトルクセンサが必要と
なる。従って、電動式のパワーステアリング装置にする
と、軽量化を目指しているにも拘わらず、舵角センサと
トルクセンサの2つの部品が必要となり、構成部品点数
が増加してしまうという問題があった。
[0003] However, if the power steering device is of an electric type, a rotation sensor, that is, a steering angle sensor for measuring a steering angle associated with a steering operation and a torque sensor for measuring a torque are required because the assist force is calculated by a computer. Become. Therefore, in the case of an electric power steering device, two parts, a steering angle sensor and a torque sensor, are required in spite of aiming for weight reduction, and there is a problem that the number of components increases.

【0004】また、回転センサは、2つの回転軸、例え
ば、自動車の場合にはトーションバーを介して連結され
るステアリングシャフトとコラムシャフトとに跨って配
置される。自動車のステアリング装置は、ステアリング
シャフトとコラムシャフトがトーションバーを介して連
結されることから、ステアリングシャフトとコラムシャ
フトとの軸中心がずれていることがある。このため、ス
テアリング装置等のようにトーションバーを介して連結
され、2つの回転軸がずれ易い対象で使用する回転セン
サにおいては、このオフセットを吸収し、回転に伴う情
報を検出する際の精度の低下を抑える対策が求められて
いる。
[0004] The rotation sensor is disposed over two rotation shafts, for example, a steering shaft and a column shaft connected via a torsion bar in the case of an automobile. In a steering device of an automobile, since the steering shaft and the column shaft are connected via a torsion bar, the axial centers of the steering shaft and the column shaft may be shifted. For this reason, in a rotation sensor that is connected via a torsion bar and used for an object in which two rotation axes are likely to be displaced, such as a steering device, the offset is absorbed, and the accuracy of detecting information accompanying rotation is improved. There is a need for measures to suppress the decline.

【0005】更に、回転センサにおいては、ブラシと電
気導体とを用いることで、トルクや回転角度を検出する
ものがある。しかし、金属同士が接触するブラシと電気
導体は摩擦抵抗が大きいため、空気中の有機ガスによっ
て、ブラシと電気導体との摩擦部分でメカノケミカル反
応が引き起こされて絶縁皮膜が形成され、予期しない電
気抵抗の増大を招来することがある。
Further, some rotation sensors detect a torque and a rotation angle by using a brush and an electric conductor. However, brushes and electrical conductors that come into contact with each other have a high frictional resistance, so organic gas in the air causes a mechanochemical reaction at the frictional portion between the brush and the electrical conductors, forming an insulating film and causing unexpected electrical This may lead to an increase in resistance.

【0006】このような電気抵抗の増大は、予めブラシ
の電気導体への接触力を大きく設定しておくことによっ
て回避することが可能である。しかし、このようにする
と電気導体の耐久性が低下して出力信号が不安定とな
り、回転センサを長期に亘って使用することができなく
なるという問題があった。一方、回転センサは、異常信
号の監視対策が施されているが、振動によって前記異常
信号が変動する結果、信号の異常を適切に検出すること
ができないという問題があった。
[0006] Such an increase in electric resistance can be avoided by setting a large contact force of the brush with the electric conductor in advance. However, in this case, there is a problem that the durability of the electric conductor is reduced, the output signal becomes unstable, and the rotation sensor cannot be used for a long time. On the other hand, the rotation sensor is provided with a countermeasure for monitoring an abnormal signal. However, as a result of the fluctuation of the abnormal signal due to vibration, there has been a problem that a signal abnormality cannot be properly detected.

【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、回転角度とトルクとを1つのセンサで測定でき、軽
量化を図ることが可能な回転センサを提供することを第
1の目的とする。また、本発明は、前記第1の目的に加
え、2つの回転軸の軸中心がずれていても、この軸ずれ
を吸収し、回転に伴う情報の検出精度の低下を抑えるこ
とが可能な回転センサを提供することを第2の目的とす
る。
It is a first object of the present invention to provide a rotation sensor capable of measuring a rotation angle and a torque with a single sensor and reducing the weight. I do. In addition to the above-described first object, the present invention provides a rotation mechanism capable of absorbing the axial deviation even when the axis centers of the two rotational axes are deviated, and suppressing a decrease in detection accuracy of information due to the rotation. A second object is to provide a sensor.

【0008】更に、本発明は、電気導体の耐久性を向上
させて出力信号の安定性を図り、長期に亘って使用する
ことが可能な回転センサを提供することを第3の目的と
する。そして、本発明は、前記異常信号を安定させるこ
とが可能な回転センサを提供することを第4の目的とす
る。
It is a third object of the present invention to provide a rotation sensor that can be used for a long period of time by improving the durability of an electric conductor and stabilizing an output signal. A fourth object of the present invention is to provide a rotation sensor capable of stabilizing the abnormal signal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明においては上記目
的を達成するため、互いに回転自在に組み付けられる第
1及び第2のロータ並びに前記第1及び第2のロータを
回動自在に保持するケースを備え、前記第1及び第2の
ロータは、トーションバーを介して連結された第1の回
転軸と第2の回転軸のそれぞれに取り付けられて一体に
回転すると共に、前記第1の回転軸が前記第2の回転軸
に対して相対回転するのに対応して所定角度内を相対回
転する回転センサであって、前記ケースは前記第1及び
第2のロータと協働して内部に環状の空間を形成し、該
環状の空間には、表面に第1及び第2の電気導体がそれ
ぞれ複数形成され、前記第1のロータと一体に回転する
基板、前記第1の電気導体とそれぞれ接触し、前記第1
及び第2のロータの回転に伴う情報を電圧の変化として
検出する第1のブラシを保持する第1の保持部材及び前
記第2の電気導体とそれぞれ接触し、電力を供給した
り、前記第1及び第2のロータの回転に伴う情報を電圧
の変化として検出する第2のブラシを保持する第2の保
持部材、がそれぞれ配置される構成としたのである。
According to the present invention, in order to achieve the above object, first and second rotors rotatably assembled to each other, and a case for rotatably holding the first and second rotors. Wherein the first and second rotors are attached to a first rotation shaft and a second rotation shaft connected via a torsion bar, respectively, and rotate integrally, and the first rotation shaft Is a rotation sensor that makes a relative rotation within a predetermined angle corresponding to a relative rotation with respect to the second rotation axis, wherein the case cooperates with the first and second rotors to form an annular inside. A plurality of first and second electric conductors are formed on the surface of the annular space, respectively, and a substrate that rotates integrally with the first rotor and a first electric conductor that contacts the first electric conductor, respectively. And the first
And a first holding member that holds a first brush that detects information accompanying a rotation of a second rotor as a change in voltage, and a first holding member that holds the first brush, and supplies the first brush with the second electric conductor. And a second holding member for holding a second brush that detects information accompanying the rotation of the second rotor as a change in voltage.

【0010】好ましくは、前記第2のロータと前記第1
の保持部材とを、弾性連結部材によって弾性的に連結す
る。また好ましくは、前記弾性連結部材は、前記基板に
取り付ける少なくとも2つの第1の弾性片と、前記第2
のロータに取り付ける少なくとも2つの第2の弾性片と
を有し、前記第1及び第2の回転軸に垂直な断面におけ
る前記第1及び第2の弾性片のそれぞれの切断面に関す
る慣性軸線によって四角形が形成される構成とする。
Preferably, the second rotor and the first rotor
Is elastically connected to the holding member by an elastic connecting member. Also preferably, the elastic connecting member includes at least two first elastic pieces attached to the substrate,
And at least two second elastic pieces attached to the rotor, and having a cross section perpendicular to the first and second rotation axes, having a quadrangle formed by an inertia axis with respect to a cut surface of each of the first and second elastic pieces. Is formed.

【0011】更に好ましくは、前記四角形を長方形とす
る。好ましくは、前記基板は、一方の表面に前記第1の
電気導体が、他方の面に前記第2の電気導体が、それぞ
れ形成されている構成とする。また好ましくは、前記第
1の電気導体は、トルク信号伝送用のスリップリング及
びトルク検出用のスリップリングを有し、前記第2の電
気導体は、電力供給用のスリップリング、グランド電源
供給用のスリップリング、舵角検出用のスリップリング
及びトルク信号伝達用のスリップリングを有する。
[0011] More preferably, the square is a rectangle. Preferably, the substrate has a configuration in which the first electric conductor is formed on one surface and the second electric conductor is formed on the other surface. Also preferably, the first electric conductor has a slip ring for transmitting a torque signal and a slip ring for detecting torque, and the second electric conductor has a slip ring for supplying power, and a slip ring for supplying ground power. It has a slip ring, a slip ring for detecting a steering angle, and a slip ring for transmitting a torque signal.

【0012】更に好ましくは、前記トルク信号伝送用の
スリップリング、トルク検出用のスリップリング、舵角
検出用のスリップリング及びトルク信号伝達用のスリッ
プリングには、摩擦抵抗が小さく、導電性を有する合成
樹脂が被覆され、前記電力供給用のスリップリング及び
グランド電源供給用のスリップリングは、半径方向最も
内周側に形成されている構成とする。
More preferably, the slip ring for transmitting a torque signal, the slip ring for detecting a torque, the slip ring for detecting a steering angle, and the slip ring for transmitting a torque signal have low frictional resistance and have conductivity. The slip ring for power supply and the slip ring for ground power supply are covered with a synthetic resin, and are formed on the innermost side in the radial direction.

【0013】好ましくは、前記第1の電気導体を、前記
基板の所定の中心角の範囲に配置し、位相が逆となるよ
うに電圧を印加する。
[0013] Preferably, the first electric conductor is arranged in a range of a predetermined central angle of the substrate, and a voltage is applied so that a phase is reversed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の回転センサに係る
一実施形態として、例えば、トーションバーを介して連
結される自動車のステアリングシャフトとコラムシャフ
トとに跨って配置され、ハンドル操作に伴う舵角及びト
ルクを計測する回転センサを図1乃至図16に基づいて
詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a rotation sensor according to the present invention will be described below. For example, the rotation sensor is disposed across a steering shaft and a column shaft of an automobile connected via a torsion bar, and is provided with a rudder associated with a steering operation. The rotation sensor for measuring the angle and the torque will be described in detail with reference to FIGS.

【0015】回転センサ1は、本発明の第1及び第2の
目的を達成するもので、図1及び図3に示すように、第
1及び第2ロータ2,3、ケース4、基板5、保持板
6、固定基板7及びカップリング部材8を備えている。
第1ロータ2は、図1及び図3に示すように、第2ロー
タ3と回転自在に組み付けられ、図示しないステアリン
グシャフトに取り付けられる。第2ロータ3は、下部に
半径方向内方へ突出させたフランジ3a(図3参照)を
有し、図示しないコラムシャフトに取り付けられる。こ
こで、第1ロータ2と第2ロータ3は、図1及び図3に
示す回転軸Artに対して一体に回転すると共に、前記ス
テアリングシャフトが前記コラムシャフトに対して相対
回転するのに対応して所定角度内を相対回転する。
The rotation sensor 1 achieves the first and second objects of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 3, first and second rotors 2 and 3, a case 4, a substrate 5, A holding plate 6, a fixed substrate 7 and a coupling member 8 are provided.
The first rotor 2 is rotatably assembled with the second rotor 3 as shown in FIGS. 1 and 3, and is attached to a steering shaft (not shown). The second rotor 3 has a flange 3a (see FIG. 3) protruding radially inward at a lower portion, and is attached to a column shaft (not shown). Here, the first rotor 2 and the second rotor 3 rotate integrally with the rotation axis Art shown in FIGS. 1 and 3, and correspond to the rotation of the steering shaft relative to the column shaft. Relative rotation within a predetermined angle.

【0016】ケース4は、図1及び図3に示すように、
上ケース4aと下ケース4bを有し、第1及び第2ロー
タ2,3と協働して内部に環状の空間S(図3参照)を
形成する。空間Sには、後述する基板5、保持板6、固
定基板7及びカップリング部材8が配置される。基板5
は、第1ロータ2の下端外周に取り付けられて第1ロー
タ2と一体に回転する。基板5は、図3に示すように、
下面に第1の電気導体となるトルク検出用のスリップリ
ング5aとトルク信号伝達用のスリップリング5bが、
それぞれ内周側から半径の異なる同心円上に形成されて
いる。また、基板5は、上面に第2の電気導体となる電
力供給用のスリップリング5c、舵角検出用のスリップ
リング5d、グランド電源供給用のスリップリング5e
及びトルク信号伝達用のスリップリング5fが、それぞ
れ内周側から半径の異なる同心円上に形成されている。
これらのうち、スリップリング5a,5dを構成する電
気導体は、予め設定した所定の抵抗値を有している。ス
リップリング5a〜5fには、それぞれ目的に応じて所
定値の電圧が印加される。例えば、舵角検出用のスリッ
プリング5dは、図5に示すように、点Aに0ボルト、
点BにVボルトの電圧を印加すると、ポテンショメータ
の原理に従って、点A,B間の電圧が周方向に沿った長
さxに正比例して変化する。即ち、第1ロータ2が基板
5と一体に回転すると、後述するブラシ7bが当接して
いるスリップリング5dの周方向に沿った長さxが変化
し、長さxに対応した電圧として第1ロータ2の回転角
度が検出される。
The case 4 is, as shown in FIGS. 1 and 3,
It has an upper case 4a and a lower case 4b, and forms an annular space S (see FIG. 3) inside in cooperation with the first and second rotors 2, 3. In the space S, a substrate 5, a holding plate 6, a fixed substrate 7, and a coupling member 8, which will be described later, are arranged. Substrate 5
Is attached to the outer periphery of the lower end of the first rotor 2 and rotates integrally with the first rotor 2. The substrate 5 is, as shown in FIG.
A slip ring 5a for torque detection and a slip ring 5b for transmitting a torque signal, serving as a first electric conductor, are provided on the lower surface.
Each is formed on a concentric circle having a different radius from the inner peripheral side. The substrate 5 has a power supply slip ring 5c, a steering angle detection slip ring 5d, and a ground power supply slip ring 5e serving as a second electric conductor on the upper surface.
And a slip ring 5f for transmitting a torque signal are formed on concentric circles having different radii from the inner peripheral side.
Among these, the electric conductors constituting the slip rings 5a and 5d have a predetermined resistance value set in advance. A predetermined voltage is applied to each of the slip rings 5a to 5f according to the purpose. For example, as shown in FIG. 5, the slip ring 5d for detecting the steering angle has 0 volt at the point A,
When a voltage of V volts is applied to point B, the voltage between points A and B changes in direct proportion to the length x along the circumferential direction according to the principle of a potentiometer. That is, when the first rotor 2 rotates integrally with the substrate 5, the length x along the circumferential direction of the slip ring 5 d with which the brush 7 b described below contacts is changed, and the first ring 2 has a voltage corresponding to the length x as the first voltage. The rotation angle of the rotor 2 is detected.

【0017】ここで、スリップリング5a〜5fは、例
えば、金属メッキによって形成することができる。保持
板6は、円板状に形成された第1の保持部材で、図3に
示すように、上面にトルク検出用のブラシ6aとトルク
信号伝達用のブラシ6bが保持されている。ブラシ6
a,6bは、それぞれスリップリング5a,5bに接触
して電気的に接続され、第1及び第2ロータ2,3の回
転に伴う情報を電圧の変化として検出する第1のブラシ
である。特に、トルク検出用のブラシ6aは、第1及び
第2ロータ2,3の相対回転に伴う角度差に応じた電圧
を検出する。このようにして検出された角度差に応じた
電圧は、ブラシ6a→スリップリング5a→スリップリ
ング5e→ブラシ7c→後述するトルク信号出力ケーブ
ル1dを経て、また、ブラシ6b→スリップリング5b
→スリップリング5f→後述するブラシ7d→後述する
トルク信号出力ケーブル1dを経て、それぞれ外部の演
算処理装置11(図1参照)へ出力される。このとき、
演算処理装置11は、角度信号出力ケーブル1b及びト
ルク信号出力ケーブル1dから出力される各信号に基づ
き、回転センサ1におけるロータ2,3の回転角度と相
対回転に伴うトルクを演算するもので、専用の電子回路
あるいはマイコンチップ等が使用される。
Here, the slip rings 5a to 5f can be formed, for example, by metal plating. The holding plate 6 is a first holding member formed in a disk shape, and has a brush 6a for torque detection and a brush 6b for transmitting a torque signal on its upper surface as shown in FIG. Brush 6
Reference numerals a and 6b denote first brushes that are electrically connected to the slip rings 5a and 5b, respectively, and detect information accompanying rotation of the first and second rotors 2 and 3 as a change in voltage. In particular, the torque detecting brush 6a detects a voltage corresponding to an angle difference caused by the relative rotation of the first and second rotors 2, 3. The voltage corresponding to the angle difference detected in this manner is applied to the brush 6a → the slip ring 5a → the slip ring 5e → the brush 7c → the torque signal output cable 1d described later, and the brush 6b → the slip ring 5b.
→ Slip ring 5f → Brush 7d to be described later → Torque signal output cable 1d to be described later, and output to external processing unit 11 (see FIG. 1). At this time,
The arithmetic processing device 11 calculates the rotation angles of the rotors 2 and 3 in the rotation sensor 1 and the torque associated with the relative rotation based on the signals output from the angle signal output cable 1b and the torque signal output cable 1d. Electronic circuits or microcomputer chips are used.

【0018】固定基板7は、上ケース4aと下ケース4
bとの間に支持され、第2の保持部材となる円板で、下
面に電力供給用のブラシ7a、角度検出用のブラシ7
b、グランド電源供給用のブラシ7c及びトルク信号伝
達用のブラシ7dが、それぞれ内周側から外周側にこの
順序で保持されている。ブラシ7a〜7dは、それぞれ
スリップリング5c〜5fと接触して電気的に接続さ
れ、第1及び第2ロータ2,3の回転に伴う情報を電圧
の変化として検出する第2のブラシである。また、ブラ
シ7a〜7dは、それぞれ図1に示す電力ケーブル1
a、角度信号出力ケーブル1b、グランド電源入力ケー
ブル1c及びトルク信号出力ケーブル1dが接続されて
いる。
The fixed substrate 7 includes an upper case 4a and a lower case 4
b, and a disk serving as a second holding member, a brush 7a for power supply and a brush 7 for angle detection
b, a brush 7c for supplying ground power and a brush 7d for transmitting torque signals are held in this order from the inner peripheral side to the outer peripheral side. The brushes 7a to 7d are second brushes that are in contact with and electrically connected to the slip rings 5c to 5f, respectively, and detect information accompanying rotation of the first and second rotors 2 and 3 as a change in voltage. The brushes 7a to 7d are respectively connected to the power cable 1 shown in FIG.
a, an angle signal output cable 1b, a ground power supply input cable 1c, and a torque signal output cable 1d are connected.

【0019】カップリング部材8は、ステンレス等の金
属やPBT(ポリブチレンテレフタレート)等のプラス
チックから成形され、第2ロータ3と保持板6との間を
弾性的に連結する弾性連結部材である。カップリング部
材8は、図2乃至図4に示すように、リング状の本体8
aの外周に、2つの第1弾性片8bと2つの第2弾性片
8cがそれぞれ対向配置されている。第1弾性片8bと
第2弾性片8cは、90度の中心角を置いて配置されて
いる。但し、図3に示すカップリング部材8は、右半側
と左半側とを90度ずらした断面とし、第1弾性片8b
と第2弾性片8cの双方を示している。
The coupling member 8 is formed of a metal such as stainless steel or a plastic such as PBT (polybutylene terephthalate), and is an elastic connecting member for elastically connecting the second rotor 3 and the holding plate 6. As shown in FIGS. 2 to 4, the coupling member 8 has a ring-shaped main body 8.
The two first elastic pieces 8b and the two second elastic pieces 8c are respectively arranged on the outer periphery of a. The first elastic piece 8b and the second elastic piece 8c are arranged at a central angle of 90 degrees. However, the coupling member 8 shown in FIG. 3 has a cross section in which the right half side and the left half side are shifted by 90 degrees, and the first elastic piece 8b
And the second elastic piece 8c.

【0020】第1弾性片8bは、先端側に2つのねじ孔
8dを有し、半径方向外方へ湾曲させると共に、外方へ
突出させて形成され、保持板6の内周上面にねじ止めさ
れる。第2弾性片8cは、先端側に2つのねじ孔8eを
有し、半径方向内方へ湾曲させると共に、内方へ突出さ
せて形成され、フランジ3aの下面にねじ止めされる。
The first elastic piece 8b has two screw holes 8d on the distal end side, is formed so as to be bent outward in the radial direction and protruded outward, and is screwed to the inner peripheral upper surface of the holding plate 6. Is done. The second elastic piece 8c has two screw holes 8e on the distal end side, is formed so as to be curved inward in the radial direction and is projected inward, and is screwed to the lower surface of the flange 3a.

【0021】カップリング部材8は、上記のように構成
することで、保持板6が回転する方向には剛性が高く、
ロータ2,3の回転軸Artと垂直な板面方向の変位に対
しては剛性が低い構造となる。このため、カップリング
部材8は、図示しないコラムシャフトから第2ロータ3
に伝達された回転を保持板6に伝達しつつ、図示しない
ステアリングシャフトとコラムシャフトとの間の軸ずれ
を吸収することができる。
By configuring the coupling member 8 as described above, the coupling member 8 has high rigidity in the direction in which the holding plate 6 rotates,
The rigidity is low with respect to the displacement of the rotors 2 and 3 in the direction of the plate surface perpendicular to the rotation axis Art. For this reason, the coupling member 8 is moved from the column shaft (not shown) to the second rotor 3.
Can be absorbed while transmitting the rotation transmitted to the holding plate 6 to the steering shaft (not shown) and the column shaft (not shown).

【0022】但し、カップリング部材8は、前記のよう
に図示しないステアリングシャフトとコラムシャフトと
の間の軸ずれを吸収する機能を有するから、回転センサ
1に必須のものではない。従って、以上のように構成さ
れる回転センサ1においては、前記ステアリングシャフ
トが所定のトルク内で回転している場合には、トーショ
ンバーを介して前記コラムシャフトにそのトルクが伝達
され、前記ステアリングシャフトと前記コラムシャフ
ト、従ってロータ2,3が一体に回転する。一方、前記
ステアリングシャフトが、所定のトルクを超えて回転す
ると、前記コラムシャフトとの間に回転のずれが生じ、
第1ロータ2と第2ロータ3とが所定角度内を相対回転
する。
However, the coupling member 8 is not essential for the rotation sensor 1 because it has a function of absorbing an axial deviation between the steering shaft and the column shaft (not shown) as described above. Therefore, in the rotation sensor 1 configured as described above, when the steering shaft is rotating within a predetermined torque, the torque is transmitted to the column shaft via a torsion bar, and the steering shaft is rotated. And the column shafts and thus the rotors 2, 3 rotate integrally. On the other hand, when the steering shaft rotates beyond a predetermined torque, a rotational deviation occurs between the steering shaft and the column shaft,
The first rotor 2 and the second rotor 3 relatively rotate within a predetermined angle.

【0023】上記のような各回転状況の際に、回転セン
サ1においては、角度信号出力ケーブル1b及びトルク
信号出力ケーブル1dから角度信号及びトルク信号が出
力され、演算処理装置11においてロータ2,3の回転
角度と相対回転に伴うトルクが演算される。ここで、弾
性連結部材は、図6及び図7に示すカップリング部材1
0のように、ステンレス等の金属からなる四角形の板を
打ち抜くと共に折り曲げ加工し、板面から立ち上がる2
つの第1弾性片10aと2つの第2弾性片10bをそれ
ぞれ外縁側に対向させて形成し、図6に斜線で示す部分
を開口10cとする構造としてもよい。そして、カップ
リング部材10は、連結片10dで第2ロータ3のフラ
ンジ3a下面に、連結片10eで保持板6の内周上面
に、それぞれねじ止めする。このような構造とすること
により、カップリング部材10は、カップリング部材8
に比べて製作が容易で安価になる。
In each rotation situation as described above, the rotation sensor 1 outputs an angle signal and a torque signal from the angle signal output cable 1b and the torque signal output cable 1d. And the torque associated with the relative rotation are calculated. Here, the elastic connecting member is a coupling member 1 shown in FIGS.
0, punch out and bend a square plate made of metal such as stainless steel, and stand up from the plate surface.
A structure in which the two first elastic pieces 10a and the two second elastic pieces 10b are formed so as to face the outer edge side, respectively, and the portion shown by oblique lines in FIG. Then, the coupling member 10 is screwed to the lower surface of the flange 3a of the second rotor 3 with the connecting piece 10d and to the inner peripheral upper surface of the holding plate 6 with the connecting piece 10e. With such a structure, the coupling member 10 can be connected to the coupling member 8.
It is easier and cheaper to manufacture.

【0024】一方、本発明の第3の目的を達成する回転
センサ1は、基板5に代えて、図8に示す基板15を用
いる。基板15は、下面に第1の電気導体となるトルク
検出用のスリップリング15aとトルク信号伝達用のス
リップリング15bが、それぞれ外周側から2本ずつ半
径の異なる同心円上に形成されている。また、基板15
は、上面に第2の電気導体となるグランド電源供給用の
スリップリング15c、電力供給用のスリップリング1
5d、舵角検出用のスリップリング15e及びトルク信
号伝達用の2本のスリップリング15fが、それぞれ内
周側から半径の異なる同心円上に形成されている。従っ
て、第2の電気導体について見ると、グランド電源供給
用のスリップリング15c及び電力供給用のスリップリ
ング15dは、半径方向最も内周側に形成されている。
そして、スリップリング15a〜15fのうち、トルク
検出用のスリップリング15a、トルク信号伝達用のス
リップリング15b、舵角検出用のスリップリング15
e及びトルク信号伝達用の2本のスリップリング15f
には、摩擦抵抗が小さく、導電性を有するカーボンが混
入されたエポキシ系の樹脂等の合成樹脂16が被覆され
ている。ここで、グランド電源供給用のスリップリング
15c及び電力供給用のスリップリング15dは、電圧
降下を避けるため合成樹脂16は被覆しない。
On the other hand, the rotation sensor 1 which achieves the third object of the present invention uses a substrate 15 shown in FIG. On the lower surface of the substrate 15, a slip ring 15a for torque detection and a slip ring 15b for transmitting a torque signal, which are first electric conductors, are formed on concentric circles having two different radii from the outer peripheral side. Also, the substrate 15
Is a ground power supply slip ring 15c and a power supply slip ring 1c serving as a second electric conductor on the upper surface.
5d, a slip ring 15e for detecting a steering angle and two slip rings 15f for transmitting a torque signal are formed on concentric circles having different radii from the inner peripheral side. Therefore, regarding the second electric conductor, the ground power supply slip ring 15c and the power supply slip ring 15d are formed on the innermost side in the radial direction.
Then, among the slip rings 15a to 15f, a slip ring 15a for torque detection, a slip ring 15b for transmitting a torque signal, and a slip ring 15 for steering angle detection.
e and two slip rings 15f for transmitting torque signals
Is coated with a synthetic resin 16 such as an epoxy resin mixed with conductive carbon having low frictional resistance. Here, the slip ring 15c for supplying the ground power and the slip ring 15d for supplying the power are not covered with the synthetic resin 16 to avoid a voltage drop.

【0025】従って、基板15を用いた回転センサ1
は、ブラシが合成樹脂16を介して対応するスリップリ
ングと接触するため、メカノケミカル反応の発生が防止
されるうえ、ブラシの接触力を大きく設定する必要もな
い。このため、基板15を用いた回転センサ1は、スリ
ップリング15a,15b,15e,15fの耐久性が
向上して出力信号が安定し、長期に亘って使用すること
ができる。
Therefore, the rotation sensor 1 using the substrate 15
Since the brush contacts the corresponding slip ring via the synthetic resin 16, the mechanochemical reaction is prevented from occurring, and the contact force of the brush does not need to be set large. For this reason, the rotation sensor 1 using the substrate 15 improves the durability of the slip rings 15a, 15b, 15e, and 15f, stabilizes the output signal, and can be used for a long time.

【0026】更に、本発明の第4の目的を達成する回転
センサ1は、図8に示す基板15を変更した図9及び図
10に示す基板17を用いる。即ち、基板17は、基板
15における第1の電気導体であるスリップリング15
a,15bを、図9及び図10に示すトルク検出用のス
リップリング17a及びトルク信号伝達用のスリップリ
ング17bのように、基板17の所定の中心角の範囲に
配置する。そして、半径方向中央に隣接配置されるスリ
ップリング17a,17bは、それぞれトルク検出用の
ブラシ6aとトルク信号伝達用のブラシ6bと電気的に
接続され、グランド(0V)の基準位置P0が図示のよ
うに、周方向に異なる位置に設定され、位相が逆となる
ように電圧が印加される。
Further, the rotation sensor 1 which achieves the fourth object of the present invention uses a substrate 17 shown in FIGS. 9 and 10 in which the substrate 15 shown in FIG. 8 is modified. That is, the substrate 17 is provided with the slip ring 15 which is the first electric conductor on the substrate 15.
A and 15b are arranged within a predetermined central angle range of the substrate 17, like the slip ring 17a for torque detection and the slip ring 17b for transmitting a torque signal shown in FIGS. The slip rings 17a and 17b arranged adjacent to the center in the radial direction are electrically connected to the brush 6a for torque detection and the brush 6b for torque signal transmission, respectively, and the reference position P0 of the ground (0V) is shown in the figure. Thus, the voltage is set at different positions in the circumferential direction, and the voltage is applied so that the phases are opposite.

【0027】ここで、基板17は、上面に第2の電気導
体となるグランド電源供給用のスリップリング17c、
電力供給用のスリップリング17d、舵角検出用のスリ
ップリング17e及びトルク信号伝達用の2本のスリッ
プリング17fが、それぞれ内周側から半径の異なる同
心円上に形成されている。また、基板17は、舵角検出
用のスリップリング17e及びトルク信号伝達用の2本
のスリップリング17fに、摩擦抵抗が小さく、導電性
を有するカーボンが混入されたフェノール系の樹脂等か
らなる合成樹脂18が被覆されている。
Here, the substrate 17 has on its upper surface a slip ring 17c for supplying ground power, which serves as a second electric conductor,
A slip ring 17d for supplying power, a slip ring 17e for detecting a steering angle, and two slip rings 17f for transmitting a torque signal are formed on concentric circles having different radii from the inner peripheral side. Further, the substrate 17 is formed by combining a slip ring 17e for detecting a steering angle and two slip rings 17f for transmitting a torque signal with a phenol-based resin or the like mixed with conductive carbon having low frictional resistance. The resin 18 is covered.

【0028】基板17は、スリップリング17a,17
bをこのように配置し、グランド(0V)の基準位置P
0を上記のように設定することによって、異常信号を安
定させることができる。即ち、図8に示す基板15で
は、図5において説明したように、トルク検出用のブラ
シ6aとトルク信号伝達用のブラシ6bによって検出さ
れる電気信号の電圧は、第1及び第2ロータ2,3の相
対回転によって、各ブラシ6a,6bが接触しているス
リップリング15a,15bの基準位置P0から周方向
に沿った長さに対応して図11に示すように増減する。
The substrate 17 includes slip rings 17a, 17
b is arranged in this manner, and the ground (0V) reference position P
By setting 0 as described above, the abnormal signal can be stabilized. That is, in the board 15 shown in FIG. 8, as described in FIG. 5, the voltage of the electric signal detected by the brush 6a for torque detection and the brush 6b for transmitting the torque signal is equal to the voltage of the first and second rotors 2, Due to the relative rotation of 3, the slip rings 15a, 15b increase or decrease as shown in FIG. 11 corresponding to the length along the circumferential direction from the reference position P0 of the slip rings 15a, 15b with which the brushes 6a, 6b are in contact.

【0029】ここで、図11において、横軸は相対回転
角度、縦軸はブラシ6a,6bによって検出される電気
信号の電圧(V)で、横軸の0は、回転センサ1の第1
及び第2ロータ2,3の相対回転における中立位置で、
図13乃至図16においても同じである。このとき、異
常信号を検出するため、例えば、図12に示す基板19
のように、スリップリング19a,19bを回転中心C
を挟んで対向配置し、出力信号の位相が逆になるよう
に、グランド(0V)の基準位置P0を設定したとす
る。基板19においては、第1及び第2ロータ2,3が
相対回転すると、スリップリング19aに当接したブラ
シ(図示せず)が検出する電気信号は、電圧が図13の
T1のように変化し、スリップリング19bに当接した
ブラシ(図示せず)が検出する電気信号は、電圧が図1
3のT2のように変化する。このため、2つの電気信号
T1,T2を加算した信号T3をモニタすると、異常信号
を監視することができる。
Here, in FIG. 11, the horizontal axis is the relative rotation angle, the vertical axis is the voltage (V) of the electric signal detected by the brushes 6a and 6b, and 0 on the horizontal axis is the first of the rotation sensor 1.
And at a neutral position in the relative rotation of the second rotors 2 and 3,
The same applies to FIGS. 13 to 16. At this time, in order to detect an abnormal signal, for example, the substrate 19 shown in FIG.
, The slip rings 19a, 19b are
And the reference position P0 of the ground (0 V) is set so that the phase of the output signal is reversed. When the first and second rotors 2 and 3 rotate relative to each other on the substrate 19, the electric signal detected by a brush (not shown) in contact with the slip ring 19a changes in voltage as shown by T1 in FIG. The electric signal detected by a brush (not shown) in contact with the slip ring 19b has a voltage of FIG.
It changes like T2 of 3. Therefore, if the signal T3 obtained by adding the two electric signals T1 and T2 is monitored, an abnormal signal can be monitored.

【0030】即ち、もし、2つの電気信号T1,T2の一
方の電気信号T1に、図14に示す異常信号Tir1が発生
すると、電気信号T1,T2を加算した信号T3にも同じ
異常信号Tir3が発生する。このとき、基板19が振動
によってガタつくと、図15に示すように、前記ブラシ
(図示せず)が検出する電気信号T1,T2にはこのガタ
つきに伴う歪みTd1,Td2が発生する。この結果、電気
信号T1,T2の歪みTd1,Td2が正常範囲内のものであ
っても、信号T3は、図示のように2倍に加算された歪
みTd3がモニタされ、異常信号とみなされてしまう。
That is, if an abnormal signal Tir1 shown in FIG. 14 is generated to one of the two electric signals T1 and T2, the same abnormal signal Tir3 is added to the signal T3 obtained by adding the electric signals T1 and T2. appear. At this time, if the substrate 19 rattles due to vibration, as shown in FIG. 15, the electric signals T1 and T2 detected by the brush (not shown) generate distortions Td1 and Td2 accompanying the rattling. As a result, even if the distortions Td1 and Td2 of the electric signals T1 and T2 are within the normal range, the signal T3 is monitored for the distortion Td3 added twice as shown in the figure, and is regarded as an abnormal signal. I will.

【0031】そこで、本発明の第4の目的を達成する回
転センサ1は、図9及び図10に示す基板17を用いる
ことにしたのである。即ち、基板17は、スリップリン
グ17a,17bを所定の中心角の範囲に配置し、半径
方向中央に隣接配置されるスリップリング17a,17
bは、出力信号の位相が逆になるように、グランド(0
V)の基準位置P0を周方向に異なる位置に設定されて
いる。
Therefore, the rotation sensor 1 which achieves the fourth object of the present invention uses the substrate 17 shown in FIGS. 9 and 10. That is, the substrate 17 has the slip rings 17a and 17b arranged within a predetermined central angle range, and the slip rings 17a and 17b arranged adjacent to the center in the radial direction.
b is ground (0) so that the phase of the output signal is reversed.
The reference position P0 of V) is set at a different position in the circumferential direction.

【0032】このため、基板17を用いることにより、
回転センサ1は、電気信号T1と電気信号T2の位相が逆
となるため、電気信号T1,T2の歪みTd1,Td2も位相
が逆となる。この結果、電気信号T1,T2を加算した信
号T3は、図16に示すように、電気信号T1の歪みTd1
と電気信号T2の歪みTd2とが相殺されて安定し、異常
信号が変動しても、信号の異常を適切に検出することが
できる。
Therefore, by using the substrate 17,
In the rotation sensor 1, since the phases of the electric signal T1 and the electric signal T2 are opposite, the phases of the distortions Td1 and Td2 of the electric signals T1 and T2 are also opposite. As a result, the signal T3 obtained by adding the electric signals T1 and T2 becomes the distortion Td1 of the electric signal T1 as shown in FIG.
And the distortion Td2 of the electric signal T2 are offset and stabilized, and even if the abnormal signal fluctuates, the signal abnormality can be properly detected.

【0033】尚、上記実施形態の回転センサは、自動車
のステアリングシャフトとコラムシャフトとに跨って配
置され、ハンドル操作に伴う舵角及びトルクを計測する
ものについて説明した。しかし、本発明の回転センサ
は、例えば、ロボットアームのように、互いに回転する
2つの回転軸間の回転角度やトルクを求めるものであれ
ば、どのようなものにも使用できる。
The rotation sensor according to the above-described embodiment is arranged over the steering shaft and the column shaft of the automobile, and measures the steering angle and the torque associated with the operation of the steering wheel. However, the rotation sensor of the present invention can be used for any type of sensor such as a robot arm as long as it determines the rotation angle and torque between two rotating shafts that rotate with each other.

【0034】[0034]

【発明の効果】請求項1乃至4の発明によれば、回転角
度とトルクとを1つのセンサで測定でき、軽量化を図る
ことが可能なうえ、取り付ける2つの回転軸の軸中心が
ずれていても、この軸ずれを吸収し、回転に伴う情報の
検出精度の低下を抑えることが可能な本発明の第1及び
第2の目的を達成する回転センサを提供することができ
る。
According to the first to fourth aspects of the present invention, the rotation angle and the torque can be measured by one sensor, the weight can be reduced, and the center of the two rotating shafts to be mounted is shifted. However, it is possible to provide a rotation sensor that can achieve the first and second objects of the present invention, which can absorb the axial deviation and can suppress a decrease in information detection accuracy due to rotation.

【0035】また、請求項5,6の発明によれば、第1
及び第2の電気導体をそれぞれ異なる面に形成するの
で、基板を1枚とすることができ、回転センサにおける
構造の単純化と軽量化という本発明の第1の目的を達成
することができる。更に、請求項7の発明によれば、電
気導体の耐久性を向上させて出力信号の安定性を図り、
長期に亘って使用することが可能な本発明の第3の目的
を達成する回転センサを提供することができる。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the first
Since the second electric conductor and the second electric conductor are formed on different surfaces, the number of substrates can be reduced to one, and the first object of the present invention of simplifying the structure and reducing the weight of the rotation sensor can be achieved. Further, according to the invention of claim 7, the durability of the electric conductor is improved to achieve the stability of the output signal,
A rotation sensor that achieves the third object of the present invention, which can be used for a long time, can be provided.

【0036】請求項8の発明によれば、異常信号を安定
させることが可能な本発明の第4の目的を達成する回転
センサを提供することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a rotation sensor which can stabilize an abnormal signal and achieve the fourth object of the present invention.

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

【図1】本発明の第1及び第2の目的を達成する回転セ
ンサの外観を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a rotation sensor which achieves first and second objects of the present invention.

【図2】図1の回転センサで使用する弾性部材の斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view of an elastic member used in the rotation sensor of FIG.

【図3】図1の回転センサを直径に沿って切断した断面
正面図である。
FIG. 3 is a sectional front view of the rotation sensor of FIG. 1 cut along a diameter;

【図4】図3の回転センサをA−A線に沿って切断した
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the rotation sensor of FIG. 3 taken along line AA.

【図5】スリップリングの長さに基づいて第1のロータ
の回転角度を検出する原理を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a rotation angle of a first rotor based on a length of a slip ring.

【図6】弾性部材の他の形態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the elastic member.

【図7】図6の弾性部材を用いた回転センサの図4に対
応する断面図である。
FIG. 7 is a sectional view corresponding to FIG. 4 of a rotation sensor using the elastic member of FIG. 6;

【図8】本発明の第3の目的を達成する回転センサで用
いる基板の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a substrate used in a rotation sensor that achieves a third object of the present invention.

【図9】本発明の第4の目的を達成する回転センサで用
いる基板の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a substrate used in a rotation sensor that achieves a fourth object of the present invention.

【図10】図9の基板を反転して第1の電気導体を示し
た斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing the first electric conductor by inverting the substrate of FIG. 9;

【図11】回転センサの相対回転に伴う相対回転角度と
ブラシによって検出される電気信号の電圧との関係を示
す電圧特性図である。
FIG. 11 is a voltage characteristic diagram showing a relationship between a relative rotation angle associated with a relative rotation of a rotation sensor and a voltage of an electric signal detected by a brush.

【図12】スリップリングを回転中心を挟んで対向配置
し、出力信号の位相を逆に設定した基板を反転して第1
の電気導体を示した斜視図である。
FIG. 12 shows a configuration in which a slip ring is disposed opposite to a rotation center, and a substrate in which the phase of an output signal is set to be reversed is inverted to form a first ring.
FIG. 3 is a perspective view showing the electric conductor of FIG.

【図13】図12の基板を用いた回転センサにおける、
相対回転角度とブラシによって検出される電気信号の電
圧との関係を示す電圧特性図である。
FIG. 13 shows a rotation sensor using the substrate of FIG.
FIG. 4 is a voltage characteristic diagram showing a relationship between a relative rotation angle and a voltage of an electric signal detected by a brush.

【図14】異常信号が発生した場合における図13に対
応した電圧特性図である。
FIG. 14 is a voltage characteristic diagram corresponding to FIG. 13 when an abnormal signal occurs.

【図15】図12の基板が振動によってガタついたとき
に発生する歪みを有する相対回転角度と電気信号の電圧
との関係を示す電圧特性図である。
FIG. 15 is a voltage characteristic diagram showing a relationship between a relative rotation angle having distortion generated when the substrate of FIG. 12 is shaken by vibration and a voltage of an electric signal.

【図16】図9の基板を用いた場合の、相対回転角度と
電気信号の電圧との関係を示す電圧特性図である。
16 is a voltage characteristic diagram showing a relationship between a relative rotation angle and a voltage of an electric signal when the substrate of FIG. 9 is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転センサ 2 第1ロータ 3 第2ロータ 4 ケース 5 基板 5a トルク検出用のスリップリング(第
1の電気導体) 5b トルク信号伝達用のスリップリング
(第1の電気導体) 5c 電力供給用のスリップリング(第2
の電気導体) 5d 舵角検出用のスリップリング(第2
の電気導体) 5e グランド電源供給用のスリップリン
グ(第2の電気導体) 5f トルク信号伝達用のスリップリング
(第2の電気導体) 6 保持板(第1の保持部材) 6a トルク検出用のブラシ(第1のブラ
シ) 6b トルク信号伝達用のブラシ(第1の
ブラシ) 7 固定基板(第2の保持部材) 7a 電力供給用のブラシ(第2のブラ
シ) 7b 角度検出用のブラシ(第2のブラ
シ) 7c グランド電源供給用のブラシ(第2
のブラシ) 7d トルク信号伝達用のブラシ(第2の
ブラシ) 8 カップリング部材(弾性連結部材) 8b 第1弾性片 8c 第2弾性片 10 カップリング部材(弾性連結部材) 10a 第1弾性片 10b 第2弾性片 11 演算処理装置 15 基板 15a トルク検出用のスリップリング(第
1の電気導体) 15b トルク信号伝達用のスリップリング
(第1の電気導体) 15c グランド電源供給用のスリップリン
グ(第2の電気導体) 15d 電力供給用のスリップリング(第2
の電気導体) 15e 舵角検出用のスリップリング(第2
の電気導体) 15f トルク信号伝達用のスリップリング
(第2の電気導体) 17 基板 17a トルク検出用のスリップリング(第
1の電気導体) 17b トルク信号伝達用のスリップリング
(第1の電気導体) 19 基板 19a,19b スリップリング C 回転中心 P0 基準位置 S 環状の空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotation sensor 2 1st rotor 3 2nd rotor 4 Case 5 Substrate 5a Slip ring for torque detection (1st electric conductor) 5b Slip ring for torque signal transmission (1st electric conductor) 5c Slip for power supply Ring (2nd
5d Slip ring for steering angle detection (second
5e Slip ring for ground power supply (second electric conductor) 5f Slip ring for transmitting torque signal (second electric conductor) 6 Holding plate (first holding member) 6a Torque detecting brush (First brush) 6b Brush for transmitting torque signal (first brush) 7 Fixed substrate (second holding member) 7a Brush for supplying power (second brush) 7b Brush for detecting angle (second brush) 7c Brush for ground power supply (second brush)
7d) Brush for transmitting torque signal (second brush) 8 Coupling member (elastic connecting member) 8b First elastic piece 8c Second elastic piece 10 Coupling member (elastic connecting member) 10a First elastic piece 10b Second elastic piece 11 Arithmetic processing unit 15 Substrate 15a Slip ring for torque detection (first electric conductor) 15b Slip ring for torque signal transmission (first electric conductor) 15c Slip ring for ground power supply (second 15d slip ring for power supply (second
15e Slip ring for steering angle detection (second
15f Slip ring for transmitting torque signal (second electric conductor) 17 Substrate 17a Slip ring for detecting torque (first electric conductor) 17b Slip ring for transmitting torque signal (first electric conductor) 19 Substrate 19a, 19b Slip ring C Rotation center P0 Reference position S Annular space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 敏郎 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 阿部 久太郎 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 正博 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 野口 晃 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2F051 AA01 AB06 BA03 2F063 AA36 BA08 CA21 CA34 DA05 DD03 FA01 KA01 NA03 2F077 AA31 AA43 AA49 CC02 CC08 EE02 VV02 WW08 3D033 CA17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshiro Yamamoto 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Hisaro Abe 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Hasegawa 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Akira Noguchi 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Furukawa Electric Co., Ltd. (Reference) 2F051 AA01 AB06 BA03 2F063 AA36 BA08 CA21 CA34 DA05 DD03 FA01 KA01 NA03 2F077 AA31 AA43 AA49 CC02 CC08 EE02 VV02 WW08 3D033 CA17

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに回転自在に組み付けられる第1及
び第2のロータ並びに前記第1及び第2のロータを回動
自在に保持するケースを備え、前記第1及び第2のロー
タは、トーションバーを介して連結された第1の回転軸
と第2の回転軸のそれぞれに取り付けられて一体に回転
すると共に、前記第1の回転軸が前記第2の回転軸に対
して相対回転するのに対応して所定角度内を相対回転す
る回転センサであって、 前記ケースは前記第1及び第2のロータと協働して内部
に環状の空間を形成し、該環状の空間には、表面に第1
及び第2の電気導体がそれぞれ複数形成され、前記第1
のロータと一体に回転する基板、前記第1の電気導体と
それぞれ接触し、前記第1及び第2のロータの回転に伴
う情報を電圧の変化として検出する第1のブラシを保持
する第1の保持部材及び前記第2の電気導体とそれぞれ
接触し、電力を供給したり、前記第1及び第2のロータ
の回転に伴う情報を電圧の変化として検出する第2のブ
ラシを保持する第2の保持部材、がそれぞれ配置される
ことを特徴とする回転センサ。
A first rotor and a second rotor rotatably assembled to each other; and a case rotatably holding the first and second rotors, wherein the first and second rotors include a torsion bar. The first rotation shaft and the second rotation shaft are connected to each other through the first rotation shaft and the second rotation shaft. The first rotation shaft rotates relative to the second rotation shaft. A rotation sensor that relatively rotates within a predetermined angle, wherein the case forms an annular space therein in cooperation with the first and second rotors, and the annular space has a surface First
And a plurality of second electric conductors are formed, respectively,
A first brush that holds a first brush that contacts the first electric conductor and a substrate that rotates together with the first rotor and detects information accompanying the rotation of the first and second rotors as a change in voltage; A second brush for holding a second brush that is in contact with a holding member and the second electric conductor to supply power or detect information accompanying rotation of the first and second rotors as a change in voltage; And a holding member.
【請求項2】 前記第2のロータと前記第1の保持部材
とが、弾性連結部材によって弾性的に連結されている、
請求項1の回転センサ。
2. The apparatus according to claim 2, wherein the second rotor and the first holding member are elastically connected by an elastic connecting member.
The rotation sensor according to claim 1.
【請求項3】 前記弾性連結部材は、前記基板に取り付
ける少なくとも2つの第1の弾性片と、前記第2のロー
タに取り付ける少なくとも2つの第2の弾性片とを有
し、前記第1及び第2の回転軸に垂直な断面における前
記第1及び第2の弾性片のそれぞれの切断面に関する慣
性軸線によって四角形が形成される、請求項2の回転セ
ンサ。
3. The elastic connection member includes at least two first elastic pieces attached to the substrate and at least two second elastic pieces attached to the second rotor. 3. The rotation sensor according to claim 2, wherein a quadrangle is formed by an inertia axis with respect to a cut surface of each of the first and second elastic pieces in a cross section perpendicular to the second rotation axis. 4.
【請求項4】 前記四角形が長方形である、請求項3の
回転センサ。
4. The rotation sensor according to claim 3, wherein said square is a rectangle.
【請求項5】 前記基板は、一方の表面に前記第1の電
気導体が、他方の面に前記第2の電気導体が、それぞれ
形成されている、請求項1乃至4いずれかに記載の回転
センサ。
5. The rotation according to claim 1, wherein the substrate has the first electric conductor formed on one surface and the second electric conductor formed on the other surface. Sensor.
【請求項6】 前記第1の電気導体が、トルク信号伝送
用のスリップリング及びトルク検出用のスリップリング
を有し、前記第2の電気導体が、電力供給用のスリップ
リング、グランド電源供給用のスリップリング、舵角検
出用のスリップリング及びトルク信号伝達用のスリップ
リングを有する、請求項5の回転センサ。
6. The first electric conductor includes a slip ring for transmitting a torque signal and a slip ring for detecting a torque, and the second electric conductor includes a slip ring for supplying power and a ground ring for supplying power. The rotation sensor according to claim 5, further comprising a slip ring for detecting a steering angle and a slip ring for transmitting a torque signal.
【請求項7】 前記トルク信号伝送用のスリップリン
グ、トルク検出用のスリップリング、舵角検出用のスリ
ップリング及びトルク信号伝達用のスリップリングに
は、摩擦抵抗が小さく、導電性を有する合成樹脂が被覆
され、前記電力供給用のスリップリング及びグランド電
源供給用のスリップリングは、半径方向最も内周側に形
成されている、請求項6の回転センサ。
7. A synthetic resin having a low frictional resistance and a conductive property for the slip ring for transmitting a torque signal, the slip ring for detecting a torque, the slip ring for detecting a steering angle, and the slip ring for transmitting a torque signal. 7. The rotation sensor according to claim 6, wherein the power supply slip ring and the ground power supply slip ring are formed on a radially innermost side.
【請求項8】 前記第1の電気導体は、前記基板の所定
の中心角の範囲に配置され、位相が逆となるように電圧
が印加される、請求項5の回転センサ。
8. The rotation sensor according to claim 5, wherein the first electric conductor is arranged in a range of a predetermined central angle of the substrate, and a voltage is applied so that a phase is reversed.
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