JP2005241579A - Torque sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置において入力軸及び出力軸の相対回転変位(トルク)を検出するトルクセンサに関する。 The present invention relates to a torque sensor that detects a relative rotational displacement (torque) of an input shaft and an output shaft in an electric power steering apparatus.
従来、トルクセンサとして、例えば特許文献1に記載の技術が開示されている。この公報において、トルクセンサはトーションバーを介して接続された入力軸と出力軸に夫々円筒部材が重なり合うように接続されている。夫々の円筒部材には軸方向に伸びる窓が形成されており、これらの窓の開口断面は、軸方向から見たときに扇形となるように形成されている。
Conventionally, as a torque sensor, for example, a technique described in
内側の円筒部材の窓の周方向端面と外側の円筒部材の窓の周方向端面とは、両者の周方向位置が一致するとき、同一直線上に並ぶように形成されている。円筒部材の外周側にはコイルが設けられ、このコイルに電流を流すことにより磁界を発生させている。 The circumferential end surface of the window of the inner cylindrical member and the circumferential end surface of the window of the outer cylindrical member are formed so as to be aligned on the same straight line when their circumferential positions coincide. A coil is provided on the outer peripheral side of the cylindrical member, and a magnetic field is generated by passing a current through the coil.
入出力軸にトルクが発生し、トーションバーが捩れると、両円筒部材の窓の重なり具合が変化し、これらの窓を通過する磁束の量が増減する。この磁束の増減は、コイルのインピーダンスの変化として現れ、このインピーダンスの変化を検出することにより、入出力軸間に発生するトルクを検出している。 When torque is generated on the input / output shaft and the torsion bar is twisted, the overlapping state of the windows of both cylindrical members changes, and the amount of magnetic flux passing through these windows increases or decreases. The increase / decrease in the magnetic flux appears as a change in the impedance of the coil, and the torque generated between the input and output shafts is detected by detecting the change in the impedance.
コイルのインピーダンスは、両円筒部材の窓が重複している面積が減少するほど低下し、重複面積が0となった後も、トーションバーの捩れに伴い、インピーダンスは低下する。磁界はある程度の指向性を有するものの、内側の円筒部材と外側の円筒部材との間に形成された隙間をぬって進行することができるという特性を有しており、これによって、小さなトーションバーの捩れ量でも、大きなインピーダンス変化として検出することができるという効果がある(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、上記トルクセンサにあっては、両円筒部材の窓の重複面積が正の値から徐々に減少する領域(正の領域)と、重複面積が0となってから更にトーションバーが捩れていく領域(負の領域)とでは、トルク変化に対するインピーダンス変化量(インピーダンス変化率)が異なってしまう。インピーダンス変化率は、正の領域では大きく、負の領域では小さいため、正の領域と負の領域との境界線でインピーダンス変化率が急激に変化してしまう。よって、この境界線の前後で操舵アシスト量が急激に変化してしまい、操舵フィーリングが悪化するという問題がある。 However, in the torque sensor, the overlapping area of the windows of both cylindrical members gradually decreases from a positive value (positive area), and the torsion bar is further twisted after the overlapping area becomes zero. In the region (negative region), the amount of impedance change (impedance change rate) with respect to the torque change is different. Since the impedance change rate is large in the positive region and small in the negative region, the impedance change rate changes rapidly at the boundary line between the positive region and the negative region. Therefore, there is a problem that the steering assist amount suddenly changes before and after the boundary line, and the steering feeling is deteriorated.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、正の領域と負の領域との境界線におけるインピーダンス変化率をなだらかにし、操作フィーリングの違和感を抑制することを可能とするトルクセンサを提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above problem, and provides a torque sensor that can smooth the impedance change rate at the boundary line between the positive region and the negative region and suppress the uncomfortable feeling of operation. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明では、トーションバーによって接続された第1シャフトと第2シャフトと、前記第1シャフトに設けられ、周方向に凹部凸部が交互に形成された第1円筒部材と、前記第1円筒部材を包囲するように前記第2シャフトに設けられ、導電性且つ非磁性材料で形成されると共に、前記第1円筒部材の凹部凸部に対応する位置に形成された窓を有する第2円筒部材と、から構成され、前記第1円筒部材と第2円筒部材との重なり状態に基づいてトルクを検出するトルクセンサにおいて、前記第1円筒部材の凹部凸部の周方向両端面は、この両端面周方向中心部と軸心とを通る仮想面に対して平行に形成され、前記第2円筒部材の窓の周方向両端面は、この両端面周方向中心部と軸心とを通る仮想面に対して平行に形成されることとした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first shaft member and a second shaft connected by a torsion bar, and a first cylindrical member provided on the first shaft and having concave convex portions alternately formed in the circumferential direction. And a window formed on the second shaft so as to surround the first cylindrical member, made of a conductive and nonmagnetic material, and formed at a position corresponding to the concave convex portion of the first cylindrical member A torque sensor that detects torque based on an overlapping state of the first cylindrical member and the second cylindrical member, and has both circumferential ends of the concave convex portion of the first cylindrical member. The surface is formed in parallel to a virtual plane passing through the circumferential center of both end surfaces and the axis, and both circumferential surfaces of the window of the second cylindrical member are aligned with the circumferential center of the both ends. Parallel to the virtual plane passing through It was decided to be.
よって、正の領域と負の領域との境界線でのインピーダンス変化率をなだらかにし、操作フィーリングの違和感の抑制を可能とするトルクセンサを提供することができる。 Therefore, it is possible to provide a torque sensor that can smoothen the impedance change rate at the boundary line between the positive region and the negative region and suppress the uncomfortable feeling of operation.
以下、本発明のトルクセンサを実現する最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing the torque sensor of the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.
図1は、実施例1におけるトルクセンサ近傍の構成を表す断面図である。パワーステアリング装置は、図外のステアリングホイールに接続された入力軸1と、操舵輪を操作するラック&ピニオン機構に接続された出力軸2と、入力軸1と出力軸2の接続部に設けられたトルクセンサTSから構成されている。トルクセンサTSは、センサハウジング3、2つのコイルユニット6、インナリング10(特許請求の範囲の第1円筒部材に相当)、アウタリング20(特許請求の範囲の第2円筒部材に相当)、及び基板9を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration in the vicinity of a torque sensor in the first embodiment. The power steering device is provided at an
入力軸1,出力軸2及びトルクセンサTSは、センサハウジング3及びラック&ピニオンハウジング(以下、R&Pハウジングと記載する。)4内に収装されている。入力軸1は磁性材料から構成され、コイルユニット6により磁界を形成する。また、入力軸1の軸心にはトーションバー5を収装する貫通孔1aが設けられている。さらに、ステアリングホイール側においてトーションバー5と固定され、インナリング10を保持する肉厚部1bが設けられる。
The
出力軸2とトーションバー5はセレーション嵌合により連結し、入力軸1と出力軸2はトーションバー5を介して一体となる。また、出力軸2の入力軸側端部の外周には、アウタリング保持部2aと、第2ベアリング支持部2bと、第3ベアリング支持部2cとが設けられている。第2、第3ベアリング支持部2b,2cはR&Pハウジング4によっても支持され、これにより出力軸2はR&Pハウジング4によって回転可能に支持される。さらに出力軸2にはピニオン軸50が連結され、ラック軸51と共にラックアンドピニオン式ステアリング装置を構成する。
The
センサハウジング3のステアリングホイール側開口付近には、開口部から順に防塵用のダストシール30を保持するダストシール保持部3a、及び第1ベアリング31により入力軸1を支持する第1ベアリング支持部3bが設けられている。
In the vicinity of the steering wheel side opening of the sensor housing 3, a dust seal holding portion 3 a that holds a
インナリング10は入力軸1の肉厚部1bに固定されて入力軸1と一体に回転し、アウタリング20は出力軸2のアウタリング保持部2aに保持され出力軸2と一体に回転する。インナリング10及びアウタリング20は、導電性且つ非磁性材料から成り、夫々軸方向に複数個設けられた窓を有する。
The
コイルユニット6はセンサハウジング3内に収容され、入力側に設けられた弾性部材7によって軸方向出力側に付勢されると共に、出力側から圧入された円筒状の保持部材8により固定され、ガタを防止しつつ軸方向の位置決めが成され、基板9と接続する。
The
運転者が操舵操作を行うと、入出力軸間に固定されているトーションバー5の捩れに伴い、インナリング10の窓とアウタリング20の窓との重なり具合が変化する。このとき、コイルユニット6に発生したインピーダンス変化から基板9によって操舵トルクが演算される。演算結果に基づいて操舵トルクを軽減する操舵補助トルクを発生する駆動電流が図外の電動モータに供給される。
When the driver performs a steering operation, the degree of overlap between the window of the
[インナリングの詳細]
図2は、インナリング10の軸方向側面図、図3はインナリング10の周方向断面図である。インナリング10は、導電性且つ非磁性材料(本実施例では銅)から成る円筒部材であり、円筒面に複数個設けられた第1窓11を有している。この第1窓11は軸方向幅が周方向幅よりも長いスリット形状であり、インナリング10の円周上に等間隔で設けられている。この第1窓11はポンチ加工により形成される。
[Inner ring details]
FIG. 2 is an axial side view of the
第1窓11の周方向両端面である第1窓周方向端面11a(特許請求の範囲の周方向両端面に相当)は、第1窓11の周方向中心である第1窓中心11b(特許請求の範囲の両端面周方向中心部に相当)とインナリング10の軸心、すなわち入力軸1の軸心Oを通る仮想面Kに対して平行に形成されている。
The first window
[インナリングを嵌め込んだ入力軸の詳細]
図4は、インナリング10を肉厚部1bに嵌め込んだ入力軸1の斜視図である。インナリング10の第1窓11及び入力軸1の表面により、インナリング10を嵌め込んだ入力軸1の円筒表面に凹凸が形成される(特許請求の範囲の第1円筒部材の凹部凸部に相当。)。入力軸1が磁性体、インナリング10が非磁性体の銅であることから、インナリング10の窓11すなわち凹部においては磁性力が大きく、インナリング10が入力軸1を覆う部分すなわち凸部においては磁性力が小さくなる。
[Details of input shaft fitted with inner ring]
FIG. 4 is a perspective view of the
[アウタリング20の詳細]
図5はアウタリング20の軸方向側面図、図6はアウタリング20の周方向断面図である。アウタリング20は、導電性且つ非磁性材料(本実施例ではアルミニウム合金)から成り、軸方向に複数個設けられた第2窓21(特許請求の範囲の第2の円筒部材の貫通窓に相当)を有する。この第2窓21はポンチ加工により形成される。
[Details of outer ring 20]
FIG. 5 is an axial side view of the
第2窓21は軸方向幅が周方向幅よりも長いスリット形状であり、アウタリング20の円筒部分に等間隔で設けられ、且つインナリング10の第1窓11に対応する位置に形成されている。また、アウタリング20の軸方向一端には出力軸2に嵌合する出力軸嵌合部22が設けられている。さらに、第2窓21の周方向両端面である第2窓周方向端面21a(特許請求の範囲の周方向両端面に相当)は、第2窓21の周方向中心である第2窓中心21b(特許請求の範囲の両端面周方向中心部に相当)とアウタリング20の軸心、すなわち入力軸1の軸心Oを通る仮想面K'に対して平行に形成される。
The
[インナリングとアウタリングの位置関係]
図7は、トルクセンサにおけるインナリング10とアウタリング20の位置関係を示す図である。図7(a)は、第1窓11と第2窓21が互いに重複していることを示す図であり、図7(b)は、第1窓11と第2窓21が互いに遮蔽していることを示す図である。使用頻度の高い中立付近からインピーダンスの変曲点をはずすため、トルクセンサの中立位置は第1窓11と第2窓21が重複する領域内、すなわち図7(b)で示される位置に設けられる。
[Positional relationship between inner ring and outer ring]
FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between the
図7(a)に示すように、窓が互いに完全重複している状態からアウタリング20の回転を規制したままインナリング10を時計回りに回転させると、図7(b)に示すように互いに遮蔽し合う関係となるよう、第1窓11と第2窓21は互いに対応する位置に設けられている。図7(b)に示す中立位置からさらに時計回りに回転させ、第1窓11と第2窓21は完全に遮蔽し合うよう、中立位置を設定する。この中立位置は窓開口部の大きさや窓の数によって決定される。
As shown in FIG. 7 (a), when the
[従来例のトルクセンサにおける円筒部材付近の磁界変化]
図8は従来例のトルクセンサにおける2つの円筒部材と磁界の関係を示す図である。図8(a)は、両円筒部材が相対回転するに伴って両円筒部材の窓の重複面積が0となる直前の位置を示し、図8(b)は重複面積が0となる位置を示す。 従来例においては、夫々の円筒部材には軸方向に伸びる窓が周方向等間隔で形成されている。円筒部材の外周側にはコイルが設けられ、このコイルに電流を流すことにより磁界を発生させ、インピーダンスを検出する。磁束Jは内側の円筒部材と外側の円筒部材との間に形成された隙間をぬって進行することができるという特性を用いて、小さなトーションバーの捩れ量を大きなインピーダンス変化として検出することにより検出している。
[Change in magnetic field near cylindrical member in conventional torque sensor]
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between two cylindrical members and a magnetic field in a conventional torque sensor. FIG. 8A shows the position immediately before the overlapping area of the windows of both cylindrical members becomes 0 as both cylindrical members rotate relative to each other, and FIG. 8B shows the position where the overlapping area becomes 0. . In the conventional example, windows extending in the axial direction are formed in each cylindrical member at equal intervals in the circumferential direction. A coil is provided on the outer peripheral side of the cylindrical member, and a magnetic field is generated by passing a current through the coil to detect impedance. Magnetic flux J can be detected by detecting the torsion amount of a small torsion bar as a large impedance change using the characteristic that it can travel through a gap formed between the inner cylindrical member and the outer cylindrical member. doing.
操舵により入力軸が回転し、それに伴うトーションバーの回転によって両円筒部材が相対回転すると、両円筒部材の窓の重複面積が正の値から徐々に減少する領域(正の領域)と、重複面積が0となってから更にトーションバーが捩れていく領域(負の領域)の境界線を通過する。 When the input shaft is rotated by steering and both cylindrical members rotate relative to each other due to the rotation of the torsion bar, the overlapping area of the windows of both cylindrical members gradually decreases from a positive value (positive region), and the overlapping area Passes the boundary line of the region (negative region) where the torsion bar is further twisted after becoming 0.
しかしながら、従来例にあっては、窓の開口断面は、軸方向から見たときに扇形となり、境界線においては開口断面が一直線上に並び、開口断面と円筒接線方向の角度は常に直角となる。そのため、図8(a),(b)に示すように、境界線直前まで概ね直線的に流れていた磁束が、窓が境界線上に至ると急に曲げられてしまう。よって、境界線前後にあっては磁束通過率が大きく変化してインピーダンス変化率が急激に変化し、操舵アシスト量が急激に変化して操舵フィーリングが悪化するという問題がある。 However, in the conventional example, the opening cross section of the window is fan-shaped when viewed from the axial direction, the opening cross section is aligned on the boundary line, and the angle between the opening cross section and the cylinder tangential direction is always a right angle. . Therefore, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the magnetic flux that flows almost linearly until just before the boundary line is suddenly bent when the window reaches the boundary line. Therefore, before and after the boundary line, there is a problem that the magnetic flux passing rate changes greatly, the impedance change rate changes abruptly, the steering assist amount changes abruptly, and the steering feeling deteriorates.
[本願実施例のトルクセンサにおける円筒部材付近の磁界変化]
図9は本願実施例のトルクセンサにおけるインナリング10とアウタリング20の関係を示す図である。上記従来例に対し、本実施例のトルクセンサにあっては、第1窓11の周方向両端面である第1窓周方向端面11aを、第1窓11の周方向中心である第1窓中心11bとインナリング10の軸心Oを通る仮想面Kに対して平行に形成する。同様に、アウタリング20においても、第2窓21の周方向両端面である第2窓周方向端面21aを、第2窓21の周方向中心である第2窓中心21bとアウタリング20の軸心O'を通る仮想面K'に対して平行に形成する。さらに、インナリング10を銅で形成し、アウタリング20をアルミニウム合金で形成している。
[Magnetic field change near cylindrical member in torque sensor of embodiment of present application]
FIG. 9 is a view showing the relationship between the
これにより、第1窓周方向端面11aまたは第2窓周方向端面21aは、夫々インナリング10またはアウタリング20の接線方向に対し直角よりも大きい鈍角φとなり、第1窓周方向端面11aと第2窓周方向端面21aは軸心Oを通る平面L上には並ばず、平面Lに対して円筒外周が内周よりも突き出した第1、第2エッジ11c,21cを形成する。
As a result, the first window
この第1、第2エッジ11c,21cによって、境界線直前における磁束Jは、従来例では第1、第2窓11,21を直進通過しているのに対し、本願実施例では徐々に曲げられて通過することになる。
Due to the first and
よって、境界線直前にあっても磁束Jが徐々に曲げられていくため、境界線直前から磁束通過率が徐々に減少し、従来例に比して境界線付近における磁束変化率がゆるやかとなる。また、インナリング10が導電性且つ非磁性体であるため、インナリング10側においても渦電流が発生し、磁界の遮断を行うことができる。
Therefore, since the magnetic flux J is gradually bent even immediately before the boundary line, the magnetic flux passing rate gradually decreases immediately before the boundary line, and the rate of change of magnetic flux near the boundary line is gradual compared to the conventional example. . Further, since the
[従来例と本願における円筒部材開口断面の対比]
図10は、従来例と本願実施例における2つの円筒部材開口断面付近の磁界を示す図である。従来例における磁束Jを破線で、本願実施例における磁束Jを実線で示す。図10においては、比較のため仮想面K及びK'を同一平面K''上にあるとする。従来例において境界線直前において2つの窓を直進通過していた磁束Jが、本願実施例においては第1、第2エッジ11c、21cによって曲げられて通過する。
[Contrast of conventional section and cylindrical member opening cross section in this application]
FIG. 10 is a diagram showing magnetic fields in the vicinity of two cylindrical member opening sections in the conventional example and the embodiment of the present application. The magnetic flux J in the conventional example is indicated by a broken line, and the magnetic flux J in the present embodiment is indicated by a solid line. In FIG. 10, it is assumed that the virtual planes K and K ′ are on the same plane K ″ for comparison. In the conventional example, the magnetic flux J that has passed straight through the two windows immediately before the boundary line is bent by the first and
これにより、本願実施例では、正の領域と負の領域の境界線直前において従来例に比し磁束が通過しにくくなるため、境界線の直前から(磁束通過率が徐々に減少して)磁束の変化がゆるやかとなり、それに伴ってインピーダンスの変化率もゆるやかとなる。 As a result, in the embodiment of the present application, the magnetic flux is less likely to pass immediately before the boundary line between the positive region and the negative region as compared with the conventional example, so the magnetic flux immediately before the boundary line (the magnetic flux passing rate is gradually reduced). Changes gradually, and the rate of change in impedance also decreases accordingly.
[従来例と本願におけるインピーダンス変化率の対比]
図11は、従来例と本願実施例におけるインピーダンス変化率の対比を示す図である。従来例を破線、本願実施例を実線で示す。上記境界線において、従来例ではインピーダンスが急激に変化しているが、本願実施例では変化がなだらかとなる。
[Contrast of impedance change rate between conventional example and this application]
FIG. 11 is a diagram showing a comparison of impedance change rates in the conventional example and the embodiment of the present application. A conventional example is indicated by a broken line, and an embodiment of the present application is indicated by a solid line. In the above boundary line, the impedance changes abruptly in the conventional example, but the change is gentle in the present embodiment.
よって、正の領域と負の領域との境界線でのインピーダンス変化率をなだらかにすることが可能となり、操作フィーリングのよいパワーステアリング装置を提供できる(請求項1に対応)。また、インナリング10を導電性且つ非磁性体の銅で形成したことにより、インナリング10側でも渦電流が発生するため、磁界の遮断効果が向上し、トルク検出精度が向上する(請求項2に対応)。さらに、第1窓周方向端面11a及び第2窓周方向端面21aの内周方向開口部の角度φが円筒接線方向に対し鈍角であるため、境界線付近における磁束の急激な変化を回避して操作フィーリングの向上を図ることができる。
Therefore, the impedance change rate at the boundary line between the positive region and the negative region can be made smooth, and a power steering device with good operation feeling can be provided (corresponding to claim 1). Further, since the
[組み付け時における位置決め]
図12は、本願実施例のインナリング10とアウタリング20の位置決めの手順を示す図である。本実施例において位置決めに用いるジグ40は、インナリング10の第1窓周方向端面11aと一致するように形成された第1位置決め部41と、アウタリング20の第2窓周方向端面21aと一致するように形成された第2位置決め部42を有する。第1、第2窓周方向端面11a,21aが平行であることに対応して、ジグ40の第1、第2位置決め部42も断面平行に設けられている。また、第1位置決め部41は第2位置決め部42よりも下方に配置される。
[Positioning during assembly]
FIG. 12 is a diagram showing a procedure for positioning the
[位置決め行程]
位置決めにおいては、以下の行程が行われる。
[Positioning process]
In positioning, the following steps are performed.
まず、ジグ40の第1位置決め部41を第1窓11に貫通させる(特許請求の範囲の第1行程に相当)。
First, the
次に、ジグ40の第1位置決め部41及び第2位置決め部42に、第1窓周方向端面11a及び第2窓周方向端面21aを当接させる(特許請求の範囲の第2行程に相当)。
Next, the first window circumferential direction end
ジグ40を取り除き、インナリング10またはアウタリング20を所定角回転させ、中立位置とする(特許請求の範囲の第3行程に相当)。
The
この中立位置において、インナリング10とアウタリング20との相対回転を固定する(特許請求の範囲の第4行程に相当)。
これにより、インナリング10とアウタリング20の位置決めを行う。
In this neutral position, the relative rotation between the
Thereby, the
[位置決めにおける従来例との比較]
2つの円筒部材に設けられた窓の中立位置は使用頻度が高いため、インピーダンス検出を行いやすく、かつインピーダンスの変曲点からはずれていることが望ましい。そこで、2つの円筒部材の窓を位置決めした後、円筒部材を相対回転させて中立位置を決定することが簡易かつ高精度である。
[Comparison with conventional positioning]
Since the neutral positions of the windows provided in the two cylindrical members are frequently used, it is desirable to easily detect impedance and to deviate from the inflection point of the impedance. Therefore, after positioning the windows of the two cylindrical members, it is simple and highly accurate to determine the neutral position by relatively rotating the cylindrical members.
しかし、従来例にあっては、窓の開口断面は軸方向から見て扇形となるため、ジグも軸方向から見て扇形としなければならず、ジグの加工工程が煩雑であった。さらに、位置決め時に窓の周方向端面に片当たりして窓の変形を防ぐため、ジグの加工精度を上げる必要があるが、ジグの軸方向断面を扇形にしつつ加工精度を上げることは困難であった。 However, in the conventional example, since the opening cross section of the window has a fan shape when viewed from the axial direction, the jig must also have a fan shape when viewed from the axial direction, and the jig machining process is complicated. Furthermore, in order to prevent deformation of the window by hitting the circumferential end face of the window during positioning, it is necessary to increase the jig machining accuracy, but it is difficult to increase the machining accuracy while making the axial cross section of the jig a fan shape. It was.
そのため、従来例において2つの円筒の窓の中立位置を決定する際には、円筒に設けられた目印によって行っていたが、これでは作業が煩雑になり中立位置の精度にも問題がある。 For this reason, in the conventional example, when the neutral position of the two cylindrical windows is determined, the mark provided on the cylinder is used. However, this complicates the operation and causes a problem in the accuracy of the neutral position.
これに対し、本実施例においては、第1、第2窓周方向端面11a,21aは仮想面K''に対して平行に形成されているため、位置決めのジグ40の両端面は平行に設ければよく、加工が容易である。また、第1、第2窓11,21の軸方向両端面が平行であるため、ジグ40の加工精度を必要以上に上げずとも片当たりを回避でき、第1、第2窓周方向端面11a,21aを変形させる虞を回避できる。
On the other hand, in the present embodiment, the first and second window circumferential end surfaces 11a and 21a are formed in parallel to the virtual surface K '', and therefore both end surfaces of the
これにより、変形の虞を回避しつつ精度よく第1窓11及び第2窓21の位置決めを行うことが可能となり、位置決め精度を保ったままインナリング10とアウタリング20を相対回転させ、中立位置の決定を簡易かつ高精度に行うことができる。
(他の実施例)
As a result, the
(Other examples)
実施例1では第1窓11を備えたインナリング10を入力軸に設けて磁束を変化させたが、図13に示すように、磁性体の入力軸に凹凸を設けて磁束を変化させてもよい。
In the first embodiment, the
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the respective embodiments will be described below together with the effects thereof.
(イ)請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のトルクセンサにお
いて、
トルクセンサの中立位置は、第1円筒部材の磁性力の強い領域と第2円筒部材の窓が重複する領域内に設けられる。
(A) In the torque sensor according to any one of
The neutral position of the torque sensor is provided in a region where the magnetic field of the first cylindrical member is strong and the window of the second cylindrical member overlaps.
使用頻度の高い中立付近からインピーダンスの変曲点をはずすことによって、操舵フィーリングの違和感を抑制することができる。 By removing the inflection point of the impedance from the vicinity of the frequently used neutral position, the uncomfortable feeling of steering can be suppressed.
(ロ)請求項1ないし請求項4および上記(イ)のいずれか一項に記載の
トルクセンサにおいて、
前記第1円筒部材は、銅で形成される。
(B) In the torque sensor according to any one of
The first cylindrical member is made of copper.
銅はアルミに比べて電気伝導性が高く、交流磁路抵抗が確保しやすいため、アルミと同じ性能をより薄い板厚で達成することができる。よって、センサのギャップを小さくすることができ、より強い磁束を発生させることができる。また、板厚が薄くなることによって、加工性も向上する。 Since copper has higher electrical conductivity than aluminum and it is easy to ensure AC magnetic path resistance, the same performance as aluminum can be achieved with a thinner plate thickness. Therefore, the sensor gap can be reduced, and a stronger magnetic flux can be generated. In addition, workability is improved by reducing the plate thickness.
(ハ) 請求項1ないし請求項4および上記(イ)または(ロ)のいずれか一項に記載のトルクセンサにおいて、
前記第1円筒部材における凹部及び前記第2円筒部材における窓の周方向断面は、前記第1円筒部材及び前記第2円筒部材の接線方向に対し鋭角または鈍角となる。
(C) In the torque sensor according to any one of
The circumferential section of the recess in the first cylindrical member and the window in the second cylindrical member is an acute angle or an obtuse angle with respect to the tangential direction of the first cylindrical member and the second cylindrical member.
窓の開放状態から閉塞状態に至る境界での磁界変化をゆるやかにし、インピーダンス変化率をなだらかにすることによって操作フィーリングを向上させることができる。 The operational feeling can be improved by gradual change in the magnetic field at the boundary from the open state to the closed state of the window and smoothing the rate of impedance change.
1 入力軸
1a 貫通孔
1b 肉厚部
2 出力軸
2a アウタリング保持部
2b 第2ベアリング支持部
2c 第3ベアリング支持部
3 センサハウジング
3a ダストシール保持部
3b 第1ベアリング支持部
4 ラック&ピニオンハウジング
5 トーションバー
6 コイルユニット
7 弾性部材
8 保持部材
9 基板
10 インナリング
11 第1窓
11a 第1窓周方向端面
11b 第1窓中心
11c 第1エッジ
20 アウタリング
21 第2窓
21a 第2窓周方向端面
21b 第2窓中心
21c 第2エッジ
22 出力軸嵌合部
30 ダストシール
31 第1ベアリング
32 第2ベアリング
33 第3ベアリング
40 ジグ
41 第1位置決め部
42 第2位置決め部
J 磁束
K 仮想面
O 軸心
TS トルクセンサ
DESCRIPTION OF
J magnetic flux
K virtual plane
O axis
TS Torque sensor
Claims (3)
前記第1シャフトに設けられ、周方向に凹部凸部が交互に形成された第1円筒部材と、
前記第1円筒部材を包囲するように前記第2シャフトに設けられ、導電性且つ非磁性材料で形成されると共に、前記第1円筒部材の凹部凸部に対応する位置に形成された貫通窓を有する第2円筒部材と、
から構成され、前記第1円筒部材と第2円筒部材との重なり状態に基づいてトルクを検出するトルクセンサにおいて、
前記第1円筒部材の凹部凸部の周方向両端面は、この両端面周方向中心部と軸心とを通る仮想面に対して平行に形成され、
前記第2円筒部材の窓の周方向両端面は、この両端面周方向中心部と軸心とを通る仮想面に対して平行に形成されることを特徴とするトルクセンサ。 A first shaft and a second shaft connected by a torsion bar;
A first cylindrical member which is provided on the first shaft and in which concave convex portions are alternately formed in the circumferential direction;
A through window formed on the second shaft so as to surround the first cylindrical member, formed of a conductive and nonmagnetic material, and formed at a position corresponding to the concave convex portion of the first cylindrical member. A second cylindrical member having
In the torque sensor configured to detect torque based on the overlapping state of the first cylindrical member and the second cylindrical member,
Both end surfaces in the circumferential direction of the concave convex portion of the first cylindrical member are formed in parallel to a virtual plane passing through the center portion in the circumferential direction of the both end surfaces and the axis,
The torque sensor according to claim 1, wherein both end surfaces in the circumferential direction of the window of the second cylindrical member are formed in parallel to a virtual plane passing through the center portion in the circumferential direction of both end surfaces and the axis.
前記第1シャフトは、磁性材料によって円筒状に形成され、
前記第1円筒部材は、前記第1シャフトの外周側に設けられ、導電性且つ非磁性材料で形成されると共に、周方向に設けられた複数個の貫通窓を有することを特徴とするトルクセンサ。 The torque sensor according to claim 1,
The first shaft is formed in a cylindrical shape by a magnetic material,
The first cylindrical member is provided on the outer peripheral side of the first shaft, is formed of a conductive and nonmagnetic material, and has a plurality of through windows provided in the circumferential direction. .
前記第1シャフトに設けられ、周方向に凹部凸部が交互に形成された第1円筒部材と、
前記第1円筒部材を包囲するように前記第2シャフトに設けられ、導電性且つ非磁性材料で形成されると共に、前記第1円筒部材の凹部凸部に対応する位置に形成された窓を有する第2円筒部材とを備え、
前記第1円筒部材の凹部凸部の周方向両端面は、この両端面周方向中心部と軸心とを通る仮想面に対して平行に形成され、
前記第2円筒部材の窓の周方向両端面は、この両端面周方向中心部と軸心とを通る仮想面に対して平行に形成されたトルクセンサの調整方法において、
少なくとも一方側の周方向端面が、前記凹部と窓の周方向端面と一致するように形成されたジグを、前記凹部と窓に貫通させる第1行程と、
前記ジグの周方向端面に、凹部及び窓の周方向端面を当接させる第2行程と、
前記ジグを取り除き、前記第1円筒部材または第2円筒部材を所定角回転させる第3行程と、
前記第1円筒部材と第2円筒部材との相対回転を固定する第4行程と、
からなることを特徴とするトルクセンサの調整方法。
A first shaft and a second shaft connected by a torsion bar;
A first cylindrical member which is provided on the first shaft and in which concave convex portions are alternately formed in the circumferential direction;
The window is provided on the second shaft so as to surround the first cylindrical member, is formed of a conductive and nonmagnetic material, and has a window formed at a position corresponding to the concave convex portion of the first cylindrical member. A second cylindrical member,
Both end surfaces in the circumferential direction of the concave convex portion of the first cylindrical member are formed in parallel to a virtual plane passing through the center portion in the circumferential direction of the both end surfaces and the axis,
In the method of adjusting the torque sensor, the circumferential end faces of the second cylindrical member window are formed in parallel to a virtual plane passing through the circumferential center of the both ends and the axis.
A first step of allowing a jig formed so that at least one circumferential end surface thereof coincides with the circumferential end surface of the recess and the window to pass through the recess and the window;
A second step of contacting the circumferential end face of the jig with the circumferential end face of the recess and the window;
A third step of removing the jig and rotating the first cylindrical member or the second cylindrical member by a predetermined angle;
A fourth step of fixing relative rotation between the first cylindrical member and the second cylindrical member;
A method for adjusting a torque sensor, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004054704A JP2005241579A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004054704A JP2005241579A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Torque sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005241579A true JP2005241579A (en) | 2005-09-08 |
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ID=35023441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004054704A Pending JP2005241579A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Torque sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005241579A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010091506A (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Ono Sokki Co Ltd | Torque sensor |
JP2010091505A (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Ono Sokki Co Ltd | Torque sensor |
KR100986017B1 (en) | 2008-12-01 | 2010-10-06 | 대성전기공업 주식회사 | Non-contacting type torque sensor for steering system |
EP2295310B1 (en) * | 2008-06-26 | 2018-08-08 | LS Automotive Technologies Co., Ltd. | Contactless torque sensor for steering mechanism |
-
2004
- 2004-02-27 JP JP2004054704A patent/JP2005241579A/en active Pending
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KR100986017B1 (en) | 2008-12-01 | 2010-10-06 | 대성전기공업 주식회사 | Non-contacting type torque sensor for steering system |
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