JP2008224678A - Anisotropy imparting method of magnetostrictive torque sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車等の電動パワーステアリング装置に装着され、操舵軸を介してシャフトに加えられる操舵トルクを磁気的に検出するための検出装置に用いて最適な磁歪式トルクセンサの異方性付与方法に関する。 The present invention is an anisotropy of an optimal magnetostrictive torque sensor that is mounted on an electric power steering device such as an automobile and is used for a detection device for magnetically detecting a steering torque applied to the shaft via a steering shaft. It relates to the grant method.
一般に、自動車等に装備される電動パワーステアリング装置は、ドライバの操舵操作によって操舵軸からシャフトに加えられるトルクをトルクセンサによって検出する。そして、このトルクセンサからの検出信号に応じて、ドライバの操舵操作に対し動力補助する(補助操舵力を付与する)ためのモータを駆動制御し、ドライバの操舵力を軽減して快適な操舵フィーリングを与えるようにしている。 In general, an electric power steering apparatus installed in an automobile or the like detects torque applied from a steering shaft to a shaft by a steering operation of a driver using a torque sensor. Then, in accordance with the detection signal from the torque sensor, the motor for assisting the driver in the steering operation (applying an auxiliary steering force) is driven and controlled, and the driver's steering force is reduced, so that a comfortable steering fee is achieved. Try to give a ring.
このような前記従来技術によるトルクセンサとして、磁歪式トルクセンサが知られている(例えば、特許文献1参照)。この磁歪式トルクセンサは、シャフトの表面に磁気異方性をもった磁歪膜(例えばNi−Fe系の合金膜)を被着している。そして、シャフトに外部からトルクが作用したときには、シャフトに生じる捩れに応じた磁歪膜の磁気特性(透磁率)の変化を磁気的に被接触で検出する構成となっている。 A magnetostrictive torque sensor is known as such a conventional torque sensor (see, for example, Patent Document 1). In this magnetostrictive torque sensor, a magnetostrictive film (for example, a Ni—Fe alloy film) having magnetic anisotropy is deposited on the surface of a shaft. When a torque is applied to the shaft from the outside, a change in the magnetic characteristics (permeability) of the magnetostrictive film according to the twist generated in the shaft is detected magnetically in contact.
そこで、この種の従来技術による磁歪式トルクセンサを自動車の電動パワーステアリング装置に用いた場合を例に挙げ、図7ないし図11を参照して説明する。図7は従来技術による電動パワーステアリング装置を示す模式図、図8は従来技術による操舵トルクとピニオントルクとの関係を示す説明図である。図9は従来技術による磁歪式トルクセンサを拡大して示す縦断面図、図10は従来技術による操舵トルクとインピーダンスとの関係を示す特性線図、図11は従来技術による磁歪式トルクセンサを示す回路図である。 Therefore, an example in which this type of conventional magnetostrictive torque sensor is used in an electric power steering apparatus for an automobile will be described as an example with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic view showing an electric power steering apparatus according to the prior art, and FIG. 8 is an explanatory view showing the relationship between the steering torque and the pinion torque according to the prior art. 9 is an enlarged longitudinal sectional view showing a conventional magnetostrictive torque sensor, FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between steering torque and impedance according to the prior art, and FIG. 11 shows a conventional magnetostrictive torque sensor. It is a circuit diagram.
図7に示すように、電動パワーステアリング装置101は、ハンドル102からの操舵トルクを検出する磁歪式トルクセンサ103と、ハンドル102の操作に対して補助操舵力を付与するモータ104と、このモータ104の回転トルクを増大させる減速装置105と、磁歪式トルクセンサ103及び車速センサ106等からの検出信号に応じてモータ104を駆動制御するECU(Electrical Control Unit)107と、モータ104の回転をタイヤ108,108に伝えてタイヤ108の向きを変えるラック軸109及びピニオン110とによって大略構成されている。また、前記減速装置105は、図8に示すように、ウォーム105Aとウォームホイール105Bとにより構成されるものである。
As shown in FIG. 7, the electric
この従来技術では、ドライバが操舵操作したときの操舵トルクを、磁歪式トルクセンサ103を用いて検出すると共に、ECU107により磁歪式トルクセンサ103からの検出信号(トルク信号)、車速センサ106からの検出信号(車速信号)等に応じてモータ104を駆動制御し、このときのモータ104のトルクを、減速装置105により増大させると共にラック軸109及びピニオン110を介してタイヤ108,108に伝えている。
In this prior art, the steering torque when the driver performs a steering operation is detected using the
このような電動式パワーステアリング装置101では、図8に示すように、ドライバの操舵トルクをTHとし、ピニオン110に伝わるトルクをTPとし、モータ104による補助トルクの大きさに関連した定数をKAとすると、TH=TP/(1+KA)の関係が成り立ち、モータ104の補助トルクによってドライバの操舵力を軽減することができる。
In such an electric
次に、磁歪式トルクセンサ103について説明する。磁歪式トルクセンサ103は、図9に示すように、アッパケース部111A及びロアケース部111Bからなるセンサ収容ケース111に収容されている。そして、磁歪式トルクセンサ103は、ハンドル102の操舵軸102A(図7参照)に連結され、センサ収容ケース111に軸受112,113等を介して回転可能に支持されたシャフト114と、前記アッパケース部111Aの内周側に上下に離間して設けられた検出手段であるコイル115,115と、コイル115と対向してシャフト114の外周面(外表面)に設けられ、互いに逆方向の異方性をもった第1,第2の磁歪膜116,117とによって大略構成されている。
Next, the
ここで、磁歪膜116,117は、例えばNi−Fe系の合金膜等からなる磁歪材を用いて形成され、シャフト114の外周面にメッキされている。そして、磁歪式トルクセンサ103は、例えば図11に示すように、交流電源118に接続された一次コイル119と、磁歪膜116,117を挟んで一次コイル119と対向して設けられた二次コイル120,120とを備えている。
Here, the
そして、シャフト114にハンドル102からのトルクが作用したときには、シャフト114に生じる捩れに応じた磁歪膜116,117の磁気特性の変化を、二次コイル120,120側でそれぞれ電気的に検出する。この結果、例えば図10中に実線A,Bで示すような2つの略凸形状の磁歪特性曲線が得られ、これら2つの磁歪特性曲線の差を算出することによって、シャフト114に加えられる操舵トルクの方向と大きさを検出するようにしている。
ところで、特許文献1には、シャフト(回転軸)の表面に磁歪膜を設けたトルクセンサが記載されているが、磁気異方性を付与する方法は開示されていない。 Incidentally, Patent Document 1 describes a torque sensor in which a magnetostrictive film is provided on the surface of a shaft (rotating shaft), but does not disclose a method for imparting magnetic anisotropy.
そこで、本発明は、シャフトの表面に設けた磁歪膜に磁気異方性を付与する磁歪式トルクセンサの異方性付与方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for imparting anisotropy of a magnetostrictive torque sensor that imparts magnetic anisotropy to a magnetostrictive film provided on the surface of a shaft.
前記課題を解決するため、本発明の磁歪式トルクセンサの異方性付与方法によれば、シャフトの外表面に磁歪膜を設けるステップと、前記シャフトに対して一方向にトルクを加えるステップと、前記磁歪膜の一部を加熱するステップと、冷却後に前記一方向に加えたトルクを解放するステップと、前記シャフトに対して、他方向にトルクを加えるステップと、前記磁歪膜の他部を加熱するステップと、冷却後に前記他方向に加えたトルクを解放するステップと、を備え、前記磁歪膜の一部、及び他部のそれぞれに異なる磁気異方性を付与することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, according to the anisotropy imparting method of the magnetostrictive torque sensor of the present invention, a step of providing a magnetostrictive film on the outer surface of the shaft, a step of applying torque in one direction to the shaft, Heating a part of the magnetostrictive film; releasing a torque applied in the one direction after cooling; applying a torque in the other direction to the shaft; and heating the other part of the magnetostrictive film. And a step of releasing the torque applied in the other direction after cooling, and imparting different magnetic anisotropy to each of the part of the magnetostrictive film and the other part.
これによれば、例えば、磁歪膜に異方性を付与した後にシャフトに焼き入れ等を施す必要がなくなり、磁歪膜に異方性を安定して付与することができ、線形性の高いトルク検出性能(図10中の磁歪特性曲線A,B参照)を得ることができる。 According to this, for example, it is not necessary to quench the shaft after imparting anisotropy to the magnetostrictive film, and it is possible to stably impart anisotropy to the magnetostrictive film, and to detect torque with high linearity. Performance (see magnetostrictive characteristic curves A and B in FIG. 10) can be obtained.
また、磁歪膜を設ける前のシャフトは、そのロックウェル硬さがHRC40〜60に設定されていることが好ましい。これにより、シャフトに過大なトルク(例えば、30kgf・m(294N・m)程度)が加えられたとしても、シャフトが塑性変形するのを抑えることができる。したがって、シャフトを弾性変形させることができ、磁歪膜がシャフトから剥離するのを防止でき、磁歪式トルクセンサによる検出精度を高めることができる。 The shaft before the magnetostrictive film is provided preferably has a Rockwell hardness of HRC 40-60. Thereby, even if an excessive torque (for example, about 30 kgf · m (294 N · m)) is applied to the shaft, the plastic deformation of the shaft can be suppressed. Therefore, the shaft can be elastically deformed, the magnetostrictive film can be prevented from peeling off from the shaft, and the detection accuracy by the magnetostrictive torque sensor can be increased.
また、シャフトの下端にピニオンが設けられていることが好ましい。例えば、予めシャフトの素材となるクロムモリブデン鋼材に浸炭焼き入れによる肌焼き処理を施した後に、シャフトの表面に磁歪膜を被着することにより、ピニオン、軸受等を、シャフトと一緒に同一の工程で熱処理を行うことができる。すなわち、軸受、ピニオンを、異なる工程で熱処理を行う必要がなくなり、工程の短縮を図ることができる。 Moreover, it is preferable that the pinion is provided in the lower end of the shaft. For example, after performing a case hardening process by carburizing and quenching the chromium molybdenum steel material that is the material of the shaft in advance, the pinion, the bearing, etc., together with the shaft, are attached in the same process by depositing a magnetostrictive film on the surface of the shaft. Can be heat-treated. That is, it is not necessary to heat-treat the bearing and pinion in different processes, and the process can be shortened.
また、前記シャフトは、電動パワーステアリング装置のステアリング軸に用いられることが好ましい。これにより、シャフトに設けられた磁歪膜により操舵トルクの検出精度を高められ、電動パワーステアリング装置の性能、信頼性等を高めることができる。 The shaft is preferably used for a steering shaft of an electric power steering apparatus. Thereby, the detection accuracy of the steering torque can be increased by the magnetostrictive film provided on the shaft, and the performance, reliability, etc. of the electric power steering device can be improved.
なお、電動パワーステアリング装置を構成するラック軸の端部と前記ラック軸を収容するラック収容ケースの端部との間に、両者が衝突するときの衝撃力を緩和する弾性部材を設ける構成とすることにより、電動パワーステアリング装置の作動時には弾性部材によりラック軸の端部とラック収容ケースの端部とが衝突するときの衝撃力を吸収することができる。 In addition, it is set as the structure which provides the elastic member which relieve | moderates the impact force when both collide between the edge part of the rack axis | shaft which comprises an electric power steering apparatus, and the edge part of the rack storage case which accommodates the said rack axis | shaft. Thus, when the electric power steering apparatus is operated, the elastic member can absorb the impact force when the end of the rack shaft and the end of the rack housing case collide with each other.
本発明によれば、シャフトの表面に設けた磁歪膜に磁気異方性を付与することができる。 According to the present invention, magnetic anisotropy can be imparted to the magnetostrictive film provided on the surface of the shaft.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る磁歪式トルクセンサを電動パワーステアリング装置(図7参照)に適用した場合を例に挙げ、図1ないし図3を参照して詳細に説明する。
(First embodiment)
The case where the magnetostrictive torque sensor according to the first embodiment of the present invention is applied to an electric power steering apparatus (see FIG. 7) will be described as an example, and will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本実施の形態による磁歪式トルクセンサを拡大して示す縦断面図、図2は、本実施の形態による捩り角と操舵トルクとの関係を示す特性線図である。
図3は、本実施の形態によるシャフトの硬度とヒステリシスとの関係を示す特性線図である。
FIG. 1 is an enlarged longitudinal sectional view showing a magnetostrictive torque sensor according to this embodiment, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a torsion angle and a steering torque according to this embodiment.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the hardness and hysteresis of the shaft according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施の形態に係る磁歪式トルクセンサ1は、前記従来技術とほぼ同様に、アッパケース部2A及びロアケース部2Bからなるセンサ収容ケース2に軸受3,4,5等を介して回転可能に支持されたシャフト6と、前記アッパケース部2Aの内周側に上下に離間して設けられた検出手段であるコイル7,7と、コイル7,7と対向してシャフト6の外周面(外表面)に被着され、互いに逆方向の異方性をもった第1,第2の磁歪膜8,9とを有している。そして、この磁歪膜8,9は、例えばNi−Fe系の合金膜等からなる磁歪材を用いて形成されている。また、センサ収容ケース2のロアケース部2Bには、モータ10、減速装置11、ラック軸12、ピニオン13等が設けられ、前記減速装置11は、ウォーム11A、ウォームホイール11B等を有している。
As shown in FIG. 1, the magnetostrictive torque sensor 1 according to the present embodiment is provided with
そして、シャフト6にハンドルからのトルクが作用したときには、シャフト6に生じる捩れに応じた磁歪膜8,9の磁気特性の変化を、コイル7等を用いて電気的に検出する。この結果、例えば図10中に実線A,Bで示すような2つの略凸形状の磁歪特性曲線が得られ、これら2つの磁歪特性曲線の差を算出することによってシャフト6に加えられる操舵トルクの方向と大きさを検出する構成となっている。
When torque from the handle is applied to the shaft 6, a change in the magnetic characteristics of the magnetostrictive films 8 and 9 corresponding to the twist generated in the shaft 6 is electrically detected using the
ここで、本実施の形態によるシャフト6は、クロムモリブデン鋼材(例えば、SCM822)等を用いて形成されている。そして、このシャフト6は、前記クロムモリブデン鋼材に予め焼き入れ等の熱処理を施した後、磁歪膜8,9をスパッタリングやイオンプレーティング等のPVD法、メッキ法、プラズマ溶射法等を用いて被着することにより、ロックウェル硬さをHRC40〜65の範囲内に設定している。さらに、シャフト6は、クロムモリブデン鋼材の表面に浸炭焼き入れによる肌焼き処理を施すことにより形成してもよい。また、シャフト6のロックウェル硬さをHRC65以下に設定した理由は、ロックウェル硬さをHRC65よりも大きく設定すると、シャフト6に脆さが生じ、切損するからである。一方、シャフト6のロックウェル硬さをHRC40以上に設定した理由は、後記
するようにシャフト6に過大なトルクが作用したときでも、シャフト6を弾性変形させるためである。
Here, the shaft 6 according to the present embodiment is formed using a chromium molybdenum steel material (for example, SCM822) or the like. The shaft 6 is subjected to a heat treatment such as quenching on the chromium molybdenum steel material in advance, and then the magnetostrictive films 8 and 9 are coated using a PVD method such as sputtering or ion plating, a plating method, a plasma spraying method, or the like. By wearing, the Rockwell hardness is set within the range of HRC 40-65. Further, the shaft 6 may be formed by subjecting the surface of the chromium molybdenum steel material to a case hardening process by carburizing and quenching. The reason why the Rockwell hardness of the shaft 6 is set to HRC65 or less is that if the Rockwell hardness is set larger than the HRC65, the shaft 6 becomes brittle and breaks. On the other hand, the reason why the Rockwell hardness of the shaft 6 is set to HRC40 or more is that the shaft 6 is elastically deformed even when an excessive torque acts on the shaft 6 as described later.
このように構成される本実施の形態では、ドライバが操作したときの操舵トルクを、磁歪式トルクセンサ1を用いて検出すると共に、ECUにより磁歪式トルクセンサからの検出信号、車速センサ(いずれも図7参照)からの検出信号等に応じてモータ10を駆動制御し、このときのモータ10のトルクを、減速装置11により増大させると共にラック軸12、ピニオン13を介してタイヤ(図示せず)に伝えている。
In the present embodiment configured as described above, the steering torque when operated by the driver is detected using the magnetostrictive torque sensor 1, and the detection signal from the magnetostrictive torque sensor by the ECU and the vehicle speed sensor (both are both). The
ところで、本実施の形態による磁歪式トルクセンサ1は、ハンドルをロックするまで時計廻りまたは反時計廻りに回転すると、前記従来技術でも述べたように、ラック軸12の端部が、ラック収容ケースの端部(図示せず)と突き当たり(衝突し)、このときの大きな衝撃トルクがシャフト6に伝わり、シャフト6が塑性変形する可能性がある。そして、この塑性変形量が大きくなると、シャフト6の表面の磁歪膜8,9が剥離し、この剥離によりセンサ出力にヒステリシスを生じる。
By the way, when the magnetostrictive torque sensor 1 according to the present embodiment is rotated clockwise or counterclockwise until the handle is locked, as described in the prior art, the end of the
しかし、実験による試行錯誤の結果、本実施のように、シャフト6のロックウェル硬さをHRC40〜65に設定することにより、図2に示すように、シャフト6に対し30kgf・m(294N・m)程度の過大な操舵トルクが付加されたときでも、本実施の形態によるシャフト6の塑性変形量aを、前記従来技術の場合の塑性変形量bに比べて著しく小さく(a<b)抑えられ、磁歪膜8,9が剥離しないことを見出した。
However, as a result of trial and error by experiment, by setting the Rockwell hardness of the shaft 6 to
従って、シャフト6のロックウェル硬さをHRC40〜65に設定したので、操舵操作時に、例えば、30kgf・m(294N・m)以上の大きな操舵トルクがシャフト6に加えられたとしても、図3に示すように、このときのシャフト6の塑性変形によるヒステリシスを許容値である5%以下に著しく小さく抑えられることが分かった。
Accordingly, since the Rockwell hardness of the shaft 6 is set to
これにより、シャフト6の表面から磁歪膜8,9が剥離するのを防止することができ、シャフトに過大な操舵トルクが作用した場合でも、磁歪式トルクセンサ1による検出精度を良好に保つことができ、磁歪膜8,9の剥れによるヒステリシスの発生を低減でき、操舵フィーリングを高めることができる。 Thereby, it is possible to prevent the magnetostrictive films 8 and 9 from being peeled off from the surface of the shaft 6, and even when an excessive steering torque acts on the shaft, the detection accuracy by the magnetostrictive torque sensor 1 can be kept good. It is possible to reduce the occurrence of hysteresis due to the peeling of the magnetostrictive films 8 and 9, and to improve the steering feeling.
また、シャフト6の製作時には、予めシャフト6の素材となるクロムモリブデン鋼材に浸炭焼き入れによる肌焼き処理を施した後に、シャフト6の表面に磁歪膜8,9を被着する構成としたので、軸受3,4,5、ピニオン13等を、シャフト6と一緒に同一の工程で、例えば、ロックウェル硬さHRC58以上となる熱処理を行うことができる。従って、軸受3,4,5、ピニオン13を、異なる工程で熱処理を行う必要がなくなり、工程の短縮を図ることができ、これらの部材を容易に製作することができる。また、軸受3,4,5、シャフト6、ピニオン13等を熱処理する際には、これらの部材の歪の影響を考慮して工程の管理を行うことができ、品質を安定化することができる。
In addition, when the shaft 6 is manufactured, the magnetostrictive films 8 and 9 are attached to the surface of the shaft 6 after the case-hardening treatment by carburizing quenching is performed on the chromium molybdenum steel material which is the material of the shaft 6 in advance. The
さらに、本実施の形態では、シャフト6に磁歪膜8,9を貼り付ける構成としたので、シャフト6全体を磁歪材を用いて形成した場合と比較して、磁歪式トルク1の検出感度を10〜100倍程度まで高めることができる。 Further, in the present embodiment, since the magnetostrictive films 8 and 9 are attached to the shaft 6, the detection sensitivity of the magnetostrictive torque 1 is 10 as compared with the case where the entire shaft 6 is formed using a magnetostrictive material. It can be increased up to about 100 times.
また、磁歪式トルクセンサ1を、自動車のステアリング機構に対して補助操舵力を付与する電動パワーステアリング装置に適用する構成としたので、磁歪式トルクセンサ1により操舵トルクの検出精度を高めることができ、電動パワーステアリング装置の性能、信頼性等を高めることができる。 In addition, since the magnetostrictive torque sensor 1 is applied to an electric power steering device that applies an auxiliary steering force to the steering mechanism of the automobile, the magnetostrictive torque sensor 1 can improve the detection accuracy of the steering torque. The performance, reliability, etc. of the electric power steering device can be improved.
(第2の実施の形態)
次に、図4は本発明の第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、シャフトに、硬度がHRC40〜65となるような熱処理を施した後に、磁歪膜をシャフトに被着し、次に磁歪膜に異方性を付与する構成としたことにある。
(Second Embodiment)
Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the shaft is subjected to heat treatment so that the hardness becomes
図4(a)は、本実施の形態による磁歪膜が被着されたシャフトに反時計廻りのトルクを付与した状態を示す斜視図、図4(b)は、本実施の形態による磁歪膜が被着されたシャフトに時計廻りのトルクを付与した状態を示す斜視図である。 FIG. 4A is a perspective view showing a state in which a counterclockwise torque is applied to the shaft on which the magnetostrictive film according to the present embodiment is attached, and FIG. 4B shows the magnetostrictive film according to the present embodiment. It is a perspective view which shows the state which provided clockwise torque to the attached shaft.
図4に示すように、磁歪式トルクセンサ21は、第1の実施の形態とほぼ同様に、下端側にピニオン22が形成されたシャフト23と、シャフト23の外周面に上下に離間して被着された第1,第2の磁歪膜24,25とによって大略構成されている。
As shown in FIG. 4, the
次に、磁歪式トルクセンサ21の製造方法について説明する。
まず、シャフト23に、ロックウェル硬さがHRC40〜65となる熱処理を施した後、シャフト23の外周面に上下に離間して磁歪膜24,25を被着する。次に、図4(a)中に矢印P,Sで示す方向へとシャフト23を捩ることにより、第1の磁歪膜24(磁歪膜の一部)に対し反時計廻りのトルクT(例えば10kgf・m(98N・m)程度)を加え、この状態でコイル26を用いて磁歪膜24を高い周波数で振動させることにより、磁歪膜24を約300℃で数秒加熱して冷却した後に反時計廻りのトルクTを取り除くと、磁歪膜24には異方性が付与される。
Next, a method for manufacturing the
First, the
次に、図4(b)中に矢印P,Sで示す方向へとシャフト23を捩ることにより、第2の磁歪膜25(磁歪膜の他部)に対し時計廻りのトルクT(例えば10kgf・m(98N・m)程度)を加え、この状態でコイル27を用いて磁歪膜25を磁歪膜24と同様に高い周波数で振動させることにより、磁歪膜25を約300℃で加熱する。この結果、磁歪膜25には磁歪膜24とは逆方向の異方性が付与される。
Next, by twisting the
このように構成される本実施の形態では、ロックウェル硬さがHRC40〜65に設定されたシャフト23に磁歪膜24,25を一体に設け、この後に、これら磁歪膜24,25に異方性を付与する構成としたので、シャフト23にトルクTを加えて磁歪膜24,25に異方性を付与する工程において、シャフト23が塑性変形することがなくなるので、磁歪膜24,25に対して異方性を安定して付与することができる。また、このようにシャフト23が塑性変形することがなくなることにより、線形性の高いトルク検出性能(図10中の磁歪特性曲線A,B参照)を得ることができる。
In this embodiment configured as described above, the
(第3の実施の形態)
次に、図5、図6は本発明の第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、電動パワーステアリング装置を構成するラック軸の端部とラック軸を収容するラック収容ケースの端部との間に、両者が衝突するときの衝撃力を緩和する弾性部材を設ける構成としたことにある。
(Third embodiment)
Next, FIG. 5 and FIG. 6 show a third embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that a rack housing case that houses the end of the rack shaft and the rack shaft constituting the electric power steering device. An elastic member that relaxes the impact force when the two collide with each other is provided.
なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。また、図5はラック軸、ラック収容ケース等を一部破断した状態で示す外観図、図6は図5中のa部を拡大して示す拡大断面図である。 In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. 5 is an external view showing the rack shaft, the rack housing case, etc. in a partially broken state, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a portion a in FIG.
図5、図6において、ラック軸31は、その左右両側に段付きの端部31A,31Aを有している。また、ラック軸31を収容するラック収容ケース32は、左右方向に延び、内周側にラック軸31が挿入される長尺筒部32Aと、この長尺筒部32Aの左右両側に嵌着された短尺筒部32B,32Bとによって構成され、前記短尺筒部32Bの内周側には、後述の緩衝部材34が取り付けられる段付きの端部32Cが形成されている。
5 and 6, the
また、図6に示すように、弾性部材33は、ゴム等の弾性材料を用いて環状に形成され、ラック収容ケース32の端部32Cに固着された緩衝部材34と、鉄鋼材料を用いて環状に形成され、前記緩衝部材34の内周側に固着された鉄鋼部材35とによって構成されている。また、緩衝部材34には鍔部34Aが径方向外側に突設されている。
As shown in FIG. 6, the
このように構成される本実施の形態では、ハンドルをロックするまで時計廻りまたは反時計廻りに回転すると、ラック軸31の端部31A,31Aのうちいずれか一方が、ラック収容ケース32の端部32C側に設けられた弾性部材33(緩衝部材34)の鍔部34Aと衝突し、このときの衝撃力を緩衝部材34によって緩衝することができる。従って、ハンドルのロック時等において操舵トルクが著しく増大するのを弾性部材33により抑えることができ、シャフトから磁歪膜が剥離するのを防止でき、磁歪式トルクセンサ1(21)のヒステリシス、耐久性等を向上させ、操舵フィーリングを高めることができる。
In the present embodiment configured as described above, when the handle is rotated clockwise or counterclockwise until either the handle is locked, one of the
なお、前記各実施の形態では、磁歪式トルクセンサを電動パワーステアリング装置に適用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、他の各種装置に適用可能である。 In each of the above embodiments, the case where the magnetostrictive torque sensor is applied to the electric power steering apparatus has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to other various apparatuses.
また、前記第3の実施の形態では、弾性部材33を、ゴム材料等からなる緩衝部材34と鉄鋼部材35とによって構成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば弾性部材を、ばね等の弾性を有する部材によって形成してもよい。
In the third embodiment, the
さらに、前記第3の実施の形態では、弾性部材33を、ラック軸31とラック収容ケース32のうち、ラック収容ケース32側に設ける構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限ることなく、例えば弾性部材をラック軸31に設けてもよいし、ラック軸31とラック収容ケース32の両方の部材に設けてもよい。また、本発明は、ピニオンアシストの電動パワーステアリング装置に適用してもよいし、ラックアシストの電動パワーステアリング装置に適用してもよい。
Furthermore, in the third embodiment, the case where the
1,21 磁歪式トルクセンサ
3,4,5 軸受
6,23 シャフト
7 コイル(検出手段)
8,24 第1の磁歪膜(磁歪膜の一部)
9,25 第2の磁歪膜(磁歪膜の他部)
10 モータ
11 減速装置
12,31 ラック軸
31A,32C 端部
32 ラック収容ケース
33 弾性部材
101 電動パワーステアリング装置
1,21
8, 24 First magnetostrictive film (part of magnetostrictive film)
9, 25 Second magnetostrictive film (other part of magnetostrictive film)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記シャフトに対して一方向にトルクを加えるステップと、
前記磁歪膜の一部を加熱するステップと、
冷却後に前記一方向に加えたトルクを解放するステップと、
前記シャフトに対して、他方向にトルクを加えるステップと、
前記磁歪膜の他部を加熱するステップと、
冷却後に前記他方向に加えたトルクを解放するステップと、
を備え、前記磁歪膜の一部、及び他部のそれぞれに異なる磁気異方性を付与することを特徴とする磁歪式トルクセンサの異方性付与方法。 Providing a magnetostrictive film on the outer surface of the shaft;
Applying torque in one direction to the shaft;
Heating a portion of the magnetostrictive film;
Releasing the applied torque in one direction after cooling;
Applying torque in the other direction to the shaft;
Heating the other part of the magnetostrictive film;
Releasing the torque applied in the other direction after cooling;
Anisotropy imparting method for a magnetostrictive torque sensor, characterized by imparting different magnetic anisotropy to each of a part of the magnetostrictive film and the other part.
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