JP2012230108A - トルクセンサーのローター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、トルク中点の調整過程において、ジグとの機械的結合力が向上して精度良く調整可能な構造を有するトルクセンサーのローターを提供する。
【解決手段】本発明は、回転軸に結合するスリーブとスリーブの外周面に突出形成されるヨークで形成されたローター本体、ヨークの外周に結合するリング状のマグネット及びローター本体に形成され、トルク中点調整のための回転過程において、ジグの一部分と接触して回転力の伝達時にローター本体とジグとの間のスリップを防止するスリップ防止構造を含むトルクセンサーのローターを提供する。従って、ジグとローター本体との間のスリップを防止して、回転力の伝達が正確に行われるため、トルク中点の微細調整の正確性が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トルクセンサーのローターに関し、より具体的にはトルク中点の調整過程においてジグとの機械的結合力を向上させ、精度良く調整可能な構造を有するトルクセンサーのローターに関する。

一般に、自動車は車輪と連結されたステアリングホイールを操作して走行方向を操作できるようになっている。しかし、車輪と路面との間の抵抗が大きかったり、ステアリングに障害要因が発生した時に操作力が弱まって、迅速な操作が難しい場合があり、これを解決するため、パワーステアリング装置が使用される。このようなパワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作に動力装置を用いて操作する力を軽減させる装置である。

このような動力装置を用いて、ステアリングホイールを操作するためには操向軸にかかるトルクを測定する必要がある。従って、ステアリングホイールのトルクを測定する装置として、様々な方式の装置が使われているが、特に操向軸に結合されたマグネットとの相互磁場を測定して、トルクを検出する方式が経済的であり、広く使われている。

一般的なステアリングの構造は、ステアリングホイールが結合される入力軸、車輪側のラックバーと嵌合するピニオンに結合される出力軸、及び入力軸と出力軸とを連結するトーションバーからなる。

ステアリングホイールを回転させると出力軸に回転力が伝達され、ピニオンとラックバーの作用によって車輪の方向が変化する。この時、抵抗が大きく作用する場合、入力軸がさらに多く回転するため、トーションバーがねじられ、このようなトーションバーのねじり度を測定するものが磁場方式のトルクセンサーである。

トルクセンサーは、ハンドル操作がない場合、中点位置を示すが、中点が誤って設定された場合には、ハンドルの操作時に左右の操向補助力に差が生じる。従って、パワーステアリング装置において、トルクセンサーの中点を合わせる作業の重要度は非常に高い。

図１は、従来技術によるトルクセンサーのローターを示した斜視図である。

操向入力軸にはマグネット２を含むローター１が結合され、出力軸にはステーター(図示せず)が結合される。

ローター１に結合された入力軸とステーターに結合された出力軸の回転量の差によってトーションバーにねじりが生じると、マグネット２とステーターとが相対的に回転し、この時マグネットとステーターとの間の対向面が変化して磁力が変化するため、これを活用してトルクを測定することができる。

ローター１は、入力軸の外周面と結合するスリーブ４、及びスリーブ４と結合して外周面にマグネット２を固定するヨーク３からなる。

トルクセンサーの中点を合わせるため、スリーブ４の外周面の所定部位にジグ(Ｊｉｇ)が固定され、摩擦力によってローター１を回転させる方式が採られている。

しかし、このような方式は、ジグがスリーブの外面を摩擦力によって回転させるため、相対的にスリップの可能性が高く、中点の微調整には困難があった。

本発明は、上記問題点を解消するために案出されたもので、本発明の目的は、中点の調整作業がより一層正確にできる構造を有するトルクセンサーのローターを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係るトルクセンサーのローターは、回転軸と結合するスリーブ、及びスリーブの外周面に突出して形成されるヨークとで形成されたローター本体と、ヨークの外周と結合するリング状のマグネット及びローター本体に形成されて、トルク中点調整のための回転過程においてジグの一部分と接触して回転力の伝達時にローター本体とジグとの間のスリップを防止するスリップ防止構造を含むトルクセンサーのローターを提供する。従って、ジグとローター本体との間のスリップを防止して、回転力の伝達が正確に行われるため、トルク中点の微調整の正確性が向上する。

また、本発明に係るトルクセンサーのローターは、スリップ防止構造が、ヨークの上端部に円周方向に沿って形成された鋸歯部を含み、鋸歯部は、中点調整のための回転過程においてジグの下端部と接触して、ジグの回転力がヨークに伝達されるトルクセンサーのローターを提供する。従って、ジグがヨークと接触して中点調整時の回転力の伝達の確実性が提供される。

また、本発明に係るトルクセンサーのローターは、スリップ防止構造が、スリーブの外周面に形成された孔を含み、ジグに形成された突起が孔に挿入されてジグの回転力がスリーブに伝達されるトルクセンサーのローターを提供する。従って、ジグがスリーブと接触して、中点調整時の回転力の伝達がより一層確実に行われる。

また、本発明に係るトルクセンサーのローターは、スリップ防止構造が、スリーブの外周面に形成された凹凸部を含み、ジグの一部分がスリーブの凹凸部と接触することによって、ジグの回転力がスリーブに伝達されるトルクセンサーのローターを提供する。従って、スリーブとジグとの摩擦力が向上するため、回転力伝達の確実性が提供される。

また、本発明に係るトルクセンサーのローターは、スリップ防止構造が、スリーブの上端部に下方に形成された溝を含み、ジグに形成された突起が溝に挿入されてジグの回転力がスリーブに伝達されるトルクセンサーのローターを提供する。従って、スリーブとジグとの機械的な結合力に優れる。

一方、本発明に係るトルクセンサーのローターは、回転軸に結合するローター本体と、ローター本体の外周に突出するように配置されるリング状のマグネット及びローター本体に形成されるスリップ防止構造と、を含み、トルク中点の調整のための回転過程においてジグはローター本体の外周またはマグネット上側と接触し、スリップ防止構造はジグとの接触面に形成されて、ジグとローター本体との間のスリップを防止するトルクセンサーのローターを提供する。従って、ジグとローターとの接触部位の摩擦力が向上して、中点調整の正確性が向上する。

本発明に係るトルクセンサーは、ローターの中点の調整時において、ジグとの結合部位における摩擦力を向上させ、正確な回転力の伝達が可能な多様な構造を提供するため、微細なトルク中点の調整が可能であり、これによってステアリングシステムの作動信頼性を向上させることができるという効果がある。

従来技術によるトルクセンサーのローターを示した斜視図である。 本発明のトルクセンサーのローターを示した斜視図である。 本発明のトルクセンサーのローターがジグと結合する実施形態を示した斜視図である。 本発明のトルクセンサーのローターがジグと結合する他の実施形態を示した斜視図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態に係るトルクセンサーのローターについて詳細に説明する。

図２は、本発明に係るトルクセンサーのローターを示した斜視図である。

マグネット２０は、リング状に形成されるが、一般にステアリングシステムの入力軸の外周面に配置されて、共に回転するように結合される。

また、ステーター(図示せず)は、出力軸に連結されて、出力軸と共に回転するように結合される。

車輪の抵抗によって入力軸及び出力軸の回転量が異なる場合、トーションが生じたと理解でき、この差を磁場で測定できることは、上記の通りである。但し、マグネット２０が出力軸と連結され、ステーターが入力軸と連結できることは言うまでもない。

ローター１０は、中空の円柱状のスリーブ４０の下端部側に外周方向に突出したリング状のヨーク３０で形成されたローター本体と、ローター本体の外周に結合するリング状のマグネット２０と、からなる。より一層具体的には、マグネット２０は、ヨーク３０の外周面に結合される。

スリーブ４０の内周側は、上記のように操向回転軸と連結されて共に回転するように結合される。

また、ヨーク３０は、マグネット２０を固定して、スリーブ４０と共に回転するように結合するが、スリーブ４０と一体に形成されてもよい。

好ましくは、マグネット２０は、２つ以上のマグネット片が連結され、より一層具体的には複数の弧状のマグネット片がリング状のマグネット２０を形成する。

ローター１０は、スリーブ４０の下側からステアリングの回転軸に挿入される方式で結合し、別の装置であるジグによってトルク中点が調整される。

本発明は、ジグとローター１０との間の回転動力の伝達を確実にできる形状をローター本体に形成することによって、トルク中点の調整時のローター本体とジグとの間のスリップを防止して、回転調節を正確にできる構造を提供する。上記形状は、鋸歯または微細溝のような接触部位の摩擦力を強化する形状、あるいは孔または溝のような機械的な結合力を提供する多様な実施形態のスリップ防止構造で形成される。

従って、回転摩擦力を増大させるための第一実施形態として、ヨーク３０の上端部には鋸歯部３１が形成される。

鋸歯部３１は、スリーブ４０の下側で外周方向に突出したヨーク３０の上面に円周方向に凹凸を形成してなるが、この凹凸はジグとの結合が容易になるように楔状で形成されることが好ましい。

この場合、ジグの下端部が、凹凸部４３の上端部に接触することによって、回転力を伝達するようになる。

また、摩擦力を増大するための第二実施形態として、ヨーク３０の上面に凹凸が形成されてもよい。

凹凸は、微細なライン状の溝で形成されてもよく、単数または複数の突起が形成されてもよい。図４では、斜線状の複数の溝が凹凸部を形成する例が図示されている。

第二実施形態では、第一実施形態のようにジグの下端部側がヨーク３０の上面と接触する時の摩擦力を提供する。

また、摩擦力を増大するための第三実施形態として、スリーブ４０の側面に孔４２が形成される構成が提供される。

孔４２は、スリーブ４０の側面にジグが接触する部位に形成され、ジグの接触する部位は、孔４２に挿入されて、固定できるように突起が形成されることが好ましい。

孔４２は、スリーブ４０の側面に単一に形成されてもよく、ジグの形状に応じて複数で形成されてもよい。

一方、孔４２は、溝または微細なライン状の溝や単数または複数の突起に代替されてもよい。

また、摩擦力を増大するための第四実施形態として、スリーブ４０の上側端部に溝が形成されてもよい。

溝は、スリーブ４０の上端部で下側に陥没した形状で形成され、この場合ジグは、スリーブ４０の上側端部と接触し、溝に挿入される突起を含んで摩擦力を最大限引き出すことができる。

摩擦力を増大するための実施形態は、選択的に適用できるが、二つ以上の構成の組合せで構成されてもよい。

例えば、ヨーク３０の鋸歯部３１とスリーブ４０の孔４２が共に形成され、ジグはヨーク３０の上面とスリーブ４０の側面に全て接触するように形成されてもよく、この場合、ローター１０とジグの接触面との間の摩擦力は最大となるため、中点調整時に正確な作業が可能となるメリットがある。

図３は、本発明に係るトルクセンサーのローターが、ジグと結合した第一実施形態を示した斜視図である。

トルクセンサーのローターのトルク中点を調整する過程において、回転軸の外周面にローター１０が結合された状態で、ジグ５０は下端部でヨーク３０の上面と接触するようになる。

ヨーク３０の上面には鋸歯部３１が形成され、ジグ５０の下端部には鋸歯部３１の形状に対応する鋸歯が同様に形成されるため、互いに回転力が正確に伝達されるメリットがある。

図４は、本発明に係るトルクセンサーのローターが、ジグと結合された第二実施形態を示した斜視図である。

ジグ５１は、第一実施形態とは異なり、スリーブ４０の側面に接触するようになる。

スリーブ４０の側面には、斜線状の凹凸部４３が形成されるが、凹凸部４３は、ジグ５１との接触部位で摩擦力を増加させて、回転力の伝達を正確に行うようにする。

上記のように凹凸部４３は、孔４２や突起で代替できることは言うまでもない。

ジグは、本発明の実施形態では、二つの長い棒状に形成した例を図示したが、一つの棒またはリング状等ローターに回転力を伝達して、中点調整ができる形態であれば多様な形状が選択的に適用できることは言うまでもない。

本発明では、トルクセンサーのローターの中点調整時にジグとの結合部位に摩擦力を向上させて、正確な回転力の伝達が可能な多様な実施形態を提供する。従って、微細なトルク中点の調整が可能であり、これによってステアリングシステムの動作の信頼性向上につながるメリットがある。

以上、本発明は実施形態及び添付図面に基づいて、詳細に説明した。しかし、以上の実施形態及び図面によって本発明の範囲が制限されず、本発明の範囲は後述した特許請求の範囲に記載された内容のみによって制限される。

１、１０ ローター
２、２０ マグネット
３、３０ ヨーク
３１ 鋸歯部
４、４０ スリーブ
４２ 孔
４３ 凹凸部
５０、５１ ジグ

Claims (6)

1. 回転軸と結合するスリーブと前記スリーブの外周面に突出して形成されるヨークとで形成されたローター本体と、
   前記ヨークの外周に結合するリング状のマグネットと、
   前記ローター本体に形成され、トルク中点の調整のための回転過程においてジグの一部分と接触して回転力の伝達時に前記ローター本体とジグとの間のスリップを防止するスリップ防止構造と、
   を含むことを特徴とする、トルクセンサーのローター。
2. 前記スリップ防止構造は、前記ヨークの上端部で円周方向に沿って形成された鋸歯部を含み、前記鋸歯部は中点調整のための回転過程においてジグの下端部と接触して、ジグの回転力が前記ヨークに伝達される、請求項１に記載のトルクセンサーのローター。
3. 前記スリップ防止構造は、前記スリーブの外周面に形成された孔を含み、前記ジグに形成された突起が前記孔に挿入されて、前記ジグの回転力が前記スリーブに伝達される、請求項１に記載のトルクセンサーのローター。
4. 前記スリップ防止構造は、前記スリーブの外周面に形成された凹凸部を含み、前記ジグの一部分が前記スリーブの凹凸部に接触することによって前記ジグの回転力が前記スリーブに伝達される、請求項１に記載のトルクセンサーのローター。
5. 前記スリップ防止構造は、前記スリーブの上端部に下方に形成された溝を含み、前記ジグに形成された突起が前記溝に挿入されて、前記ジグの回転力が前記スリーブに伝達される、請求項１に記載のトルクセンサーのローター。
6. 回転軸と結合するローター本体と、
   前記ローター本体の外周に突出するように配置されるリング状のマグネットと、
   前記ローター本体に形成されるスリップ防止構造と、を含み、
   トルク中点の調整のための回転過程において、ジグは前記ローター本体の外周または前記マグネット上側に接触し、前記スリップ防止構造は、前記ジグとの接触面に形成されて、前記ジグと前記ローター本体との間のスリップを防止する、
   ことを特徴とする、トルクセンサーのローター。

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