JP2014052303A - Torque detection device and power steering device - Google Patents

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Takashi Nagase
喬 長瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque detection device and a power steering device that are excellent in torque detection accuracy.SOLUTION: The torque detection device detecting torque to be transmitted from an input shaft to an output shaft comprises: a leaf spring part that connects the input shaft and the output shaft so as to elastically deform in a rotation direction of the input shaft and the output shaft and has a bending part protruding in a shaft line direction of the input shaft and the output shaft provided between a first part connected to the input shaft and a second part connected to the output shaft; and a detection part that detects a difference between rotation amounts of the input shaft and of the output shaft in a state where the input shaft and the output shaft are connected to each other by the leaf spring part.

Description

本発明は、トルク検出装置及びパワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a torque detection device and a power steering device.

自動車などのパワーステアリング装置には、操作者がハンドルを回転させたときのトルクを検出するためのトルク検出装置が設けられている。このようなトルク検出装置としては、例えばトーションバースプリングと呼ばれる円柱状部材にトルクを作用させ、当該トルクによって回転方向にねじれたトーションバースプリングのねじれ量をトルクセンサによって検出する構成が知られている。   A power steering device such as an automobile is provided with a torque detection device for detecting torque when an operator rotates a handle. As such a torque detection device, for example, a configuration is known in which torque is applied to a cylindrical member called a torsion bar spring, and the torsion amount of the torsion bar spring twisted in the rotational direction by the torque is detected by a torque sensor. .

このようなトーションバースプリングを使用した場合、回転方向のねじり量が、トーションバースプリング部の直径の４乗に逆比例する事から、高感度や高精度を求めようとする場合、軸の長さを長くするか、直径を細くする必要があった。このため、トーションバースプリングを製作するには、軸径加工に高い加工精度が要求され、生産性が悪くなるという問題があった。   When such a torsion bar spring is used, the amount of twist in the rotational direction is inversely proportional to the fourth power of the diameter of the torsion bar spring. It was necessary to lengthen or reduce the diameter. For this reason, in order to manufacture a torsion bar spring, high machining accuracy is required for shaft diameter machining, and there is a problem that productivity is deteriorated.

これに対して、トーションバースプリングを用いないトルク検出装置の構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、入力軸及び出力軸の半径方向にコイルばねを配置し、入力軸にトルクを作用させたときにコイルばねに作用する弾性力を検出することで、トルクを検出することが可能となる。   On the other hand, the structure of the torque detection apparatus which does not use a torsion bar spring is known (for example, refer patent document 1). According to Patent Document 1, a coil spring is arranged in the radial direction of the input shaft and the output shaft, and the torque is detected by detecting the elastic force acting on the coil spring when the torque is applied to the input shaft. Is possible.

特開昭５８−５２５３８号公報JP 58-52538 A

しかしながら、コイルばねを用いたトルク検出装置では、コイルばねに対して入力軸の軸線方向の力が作用する場合があり、この場合にもコイルばねに対して弾性力が作用することになるため、検出値に誤差が含まれてしまう可能性がある。   However, in a torque detection device using a coil spring, a force in the axial direction of the input shaft may act on the coil spring. In this case as well, an elastic force acts on the coil spring. There is a possibility that an error is included in the detected value.

以上のような事情に鑑み、本発明は、トルクの検出精度に優れたトルク検出装置及びパワーステアリング装置を提供することを目的とする。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a torque detection device and a power steering device excellent in torque detection accuracy.

本発明の第一の態様に従えば、入力軸から出力軸へ伝達されるトルクを検出するトルク検出装置であって、入力軸及び出力軸の回転方向に弾性変形するように入力軸と出力軸とを連結し、入力軸に連結される第一部分と出力軸に連結される第二部分との間に入力軸及び出力軸の軸線方向に突出した屈曲部が設けられた板バネ部と、当該板バネ部によって連結された状態で回転する入力軸及び出力軸の回転量の差を検出する検出部とを備えるトルク検出装置が提供される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a torque detection device for detecting torque transmitted from an input shaft to an output shaft, wherein the input shaft and the output shaft are elastically deformed in the rotational direction of the input shaft and the output shaft. And a leaf spring portion provided with a bent portion protruding in the axial direction of the input shaft and the output shaft between the first portion connected to the input shaft and the second portion connected to the output shaft, A torque detection device is provided that includes a detection unit that detects a difference in rotation amount between an input shaft and an output shaft that rotate while being connected by a leaf spring unit.

本発明の第二の態様に従えば、本発明の第一の態様に従うトルク検出装置を備えるパワーステアリング装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, there is provided a power steering apparatus including the torque detection device according to the first aspect of the present invention.

本発明の態様によれば、トルクの検出精度に優れたトルク検出装置及びパワーステアリング装置を提供することができる。   According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a torque detection device and a power steering device excellent in torque detection accuracy.

本発明の第一実施形態に係るトルク検出装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the torque detection apparatus which concerns on 1st embodiment of this invention. 本実施形態に係るトルク検出装置の連結部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the connection part of the torque detection apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るトルク検出装置の連結部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the connection part of the torque detection apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るトルク検出装置の連結部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the connection part of the torque detection apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るトルク板バネ部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the torque leaf | plate spring part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るトルク検出装置の検出部の様子を示す図。The figure which shows the mode of the detection part of the torque detection apparatus which concerns on this embodiment. 本発明の第二実施形態に係るトルク検出装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the torque detection apparatus which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三実施形態に係るパワーステアリング装置の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the power steering apparatus which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本実施形態に係るトルク検出装置の連結部の他の構成を示す図。The figure which shows the other structure of the connection part of the torque detection apparatus which concerns on this embodiment.

［第一実施形態］
図面を参照して、本発明の第一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係るトルク検出装置の構成を示す図である。
図１に示すように、トルク検出装置１００は、入力軸Ｓ１から出力軸Ｓ２へ伝達されるトルクを検出する装置である。 [First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a torque detection device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the torque detection device 100 is a device that detects torque transmitted from the input shaft S1 to the output shaft S2.

入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２は、例えば円柱状又は円筒状に形成されており、円周方向に回転可能に設けられている。回転軸が一致するように配置されている。以下、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の回転軸の軸線方向をＺ方向とする。これに伴い、入力軸Ｓ１から出力軸Ｓ２へ向けた方向を＋Ｚ方向とし、出力軸Ｓ２から入力軸Ｓ１へ向けた方向を−Ｚ方向とする。また、Ｚ軸周りの方向をθＺ方向とし、＋Ｚ方向に見たときにＺ軸を中心として時計回りの方向を＋θＺ方向、反時計回りの方向を−θＺ方向とする。   The input shaft S1 and the output shaft S2 are formed in a columnar shape or a cylindrical shape, for example, and are provided to be rotatable in the circumferential direction. Arranged so that the rotation axes coincide. Hereinafter, the axial direction of the rotation shafts of the input shaft S1 and the output shaft S2 is defined as the Z direction. Accordingly, the direction from the input shaft S1 to the output shaft S2 is defined as the + Z direction, and the direction from the output shaft S2 to the input shaft S1 is defined as the -Z direction. Further, the direction around the Z axis is the θZ direction, and when viewed in the + Z direction, the clockwise direction around the Z axis is the + θZ direction, and the counterclockwise direction is the −θZ direction.

トルク検出装置１００は、入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２とを連結する連結部１０と、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の回転量の差を検出する検出部２０と、トルク検出装置１００の各部を統括的に制御する制御部ＣＯＮＴとを備えている。連結部１０には、バネ部３０が設けられている。連結部１０は、バネ部３０を介して入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２とを連結している。なお、本実施形態では、バネ部３０として、板バネ部３１が用いられている。   The torque detection device 100 controls each part of the torque detection device 100, a connecting portion 10 that connects the input shaft S <b> 1 and the output shaft S <b> 2, a detection portion 20 that detects a difference in rotation amount between the input shaft S <b> 1 and the output shaft S <b> 2. And a control unit CONT for controlling automatically. The connecting portion 10 is provided with a spring portion 30. The connecting portion 10 connects the input shaft S1 and the output shaft S2 via the spring portion 30. In the present embodiment, a leaf spring portion 31 is used as the spring portion 30.

図２は、連結部１０の構成を示す分解斜視図である。図３は、図２において入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２とが連結された状態を示す図である。なお、図３においては、バネ部３０の図示が省略されている。図４は、図３のＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the connecting portion 10. FIG. 3 is a diagram showing a state in which the input shaft S1 and the output shaft S2 are connected in FIG. In addition, in FIG. 3, illustration of the spring part 30 is abbreviate | omitted. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration along the AA cross section of FIG. 3.

これらの図に示すように、連結部１０は、入力軸Ｓ１に設けられた第一鍔部１１と、出力軸Ｓ２に設けられ第一鍔部１１に対してＺ方向に対向する第二鍔部１２とを有している。連結部１０において、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２は、入力軸Ｓ１に回転力が入力された場合に入力軸Ｓ１からバネ部３０を介して出力軸Ｓ２へとトルクが伝達されるように接続されている。   As shown in these drawings, the connecting portion 10 includes a first flange portion 11 provided on the input shaft S1 and a second flange portion provided on the output shaft S2 and facing the first flange portion 11 in the Z direction. 12. In the connecting portion 10, the input shaft S <b> 1 and the output shaft S <b> 2 are connected so that torque is transmitted from the input shaft S <b> 1 to the output shaft S <b> 2 via the spring portion 30 when a rotational force is input to the input shaft S <b> 1. ing.

第一鍔部１１は、入力軸Ｓ１と一体的に設けられている。第一鍔部１１は、円板状に形成されている。第一鍔部１１は、θＺ方向に回転するように配置されている。第一鍔部１１の回転中心は、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の回転中心軸の軸線Ｃ上に配置されている。第一鍔部１１は、第二鍔部１２に対向する第一面１１ａを有する。   The first flange 11 is provided integrally with the input shaft S1. The 1st collar part 11 is formed in disk shape. The first collar portion 11 is arranged to rotate in the θZ direction. The rotation center of the first flange 11 is disposed on the axis C of the rotation center axis of the input shaft S1 and the output shaft S2. The first collar part 11 has a first surface 11 a that faces the second collar part 12.

第一面１１ａの中央部には、凸部１５が設けられている。凸部１５は、第一面１１ａから第二鍔部１２へ向けて突出している。凸部１５は、例えば円柱状に形成されている。凸部１５の形状は、円錐などの錘状や、他の形状であっても良い。   A convex portion 15 is provided at the center of the first surface 11a. The convex portion 15 protrudes from the first surface 11 a toward the second flange portion 12. The convex portion 15 is formed in a columnar shape, for example. The shape of the convex portion 15 may be a weight such as a cone or other shapes.

第一面１１ａの周縁部には、バネ部３０の一部を装着する装着部１１ｂが設けられている。装着部１１ｂは、θＺ方向に９０°おきに１つずつ、合計４つ配置されている。各装着部１１ｂには、第一支持部１３及び端部支持部１４が設けられている。   A mounting portion 11b for mounting a part of the spring portion 30 is provided on the peripheral portion of the first surface 11a. A total of four mounting portions 11b are arranged at intervals of 90 ° in the θZ direction. Each mounting portion 11 b is provided with a first support portion 13 and an end support portion 14.

第一支持部１３は、装着部１１ｂ毎に２つ設けられている。２つの第一支持部１３は、装着部１１ｂ毎に第一面１１ａの中心から外周へ向けた径方向に延びた形状を有する。したがって、例えば図２において凸部１５の左上に配置される装着部１１ｂでは、２つの第一支持部１３は、径方向である方向Ｐに平行に設けられている。また、図２において凸部１５の右上に配置される装着部１１ｂでは、２つの第一支持部１３は、径方向である方向Ｑに平行に設けられている。図２において凸部１５の左下に配置される装着部１１ｂでは、２つの第一支持部１３は、径方向である方向Ｒに平行に設けられている。図２において凸部１５の右下に配置される装着部１１ｂでは、２つの第一支持部１３は、径方向である方向Ｓに平行に設けられている。例えば、方向Ｐと方向Ｓとは、θＺ方向に１８０°ずれている。また、方向Ｑと方向Ｒとは、θＺ方向に１８０°ずれている。また、方向Ｐ及び方向Ｓと、方向Ｑ及び方向Ｒとは、θＺ方向に９０°又は２７０°ずれている。   Two first support portions 13 are provided for each mounting portion 11b. The two first support portions 13 have a shape extending in the radial direction from the center of the first surface 11a toward the outer periphery for each mounting portion 11b. Therefore, for example, in the mounting portion 11b arranged at the upper left of the convex portion 15 in FIG. 2, the two first support portions 13 are provided in parallel to the radial direction P. Moreover, in the mounting part 11b arrange | positioned at the upper right of the convex part 15 in FIG. 2, the two 1st support parts 13 are provided in parallel with the direction Q which is radial direction. In the mounting portion 11b disposed in the lower left of the convex portion 15 in FIG. 2, the two first support portions 13 are provided in parallel to the radial direction R. In the mounting part 11b arranged at the lower right of the convex part 15 in FIG. 2, the two first support parts 13 are provided in parallel to the direction S which is the radial direction. For example, the direction P and the direction S are shifted by 180 ° in the θZ direction. Further, the direction Q and the direction R are shifted by 180 ° in the θZ direction. Further, the direction P and the direction S and the direction Q and the direction R are shifted by 90 ° or 270 ° in the θZ direction.

２つの第一支持部１３は、互いに平行に配置されている。２つの第一支持部１３は、それぞれ基部１３ａ及びヘッド部１３ｂを有する。   The two first support portions 13 are arranged in parallel to each other. The two first support portions 13 each have a base portion 13a and a head portion 13b.

基部１３ａは、第一面１１ａに固定されている。基部１３ａは、例えば＋Ｚ方向へ向けて徐々に細くなっている。ヘッド部１３ｂは、基部１３ａの＋Ｚ方向の先端に配置されている。ヘッド部１３ｂは、断面視で略円形となっている。基部１３ａとヘッド部１３ｂとの境界部分は、くびれた形状となっている。   The base 13a is fixed to the first surface 11a. The base portion 13a is gradually narrowed toward the + Z direction, for example. The head portion 13b is disposed at the tip of the base portion 13a in the + Z direction. The head portion 13b has a substantially circular shape when viewed in cross section. The boundary portion between the base portion 13a and the head portion 13b has a constricted shape.

端部支持部１４は、装着部１１ｂ毎に２つ設けられている。２つの端部支持部１４は、θＺ方向に第一支持部１３を挟む位置に配置されている。２つの端部支持部１４は、装着部１１ｂ毎に方向Ｐ、方向Ｑ、方向Ｒ及び方向Ｓに平行な方向に延びた角柱形状を有する。２つの端部支持部１４は、それぞれ上記第一支持部１３と平行に配置されている。   Two end support portions 14 are provided for each mounting portion 11b. The two end support portions 14 are disposed at positions sandwiching the first support portion 13 in the θZ direction. The two end support portions 14 have a prismatic shape extending in a direction parallel to the direction P, the direction Q, the direction R, and the direction S for each mounting portion 11b. The two end support portions 14 are arranged in parallel with the first support portion 13, respectively.

２つの端部支持部１４は、それぞれ第一支持部１３に対向する対向面を有する。対向面には、それぞれ溝部１４ａが設けられている。溝部１４ａは、第一支持部１３に対向する面に配置されている。溝部１４ａは、各装着部１１ｂにおいて、それぞれ方向Ｐ、方向Ｑ、方向Ｒ及び方向Ｓに平行に形成されている。溝部１４ａには、板バネ部３１の第二端部３９が挿入される。   The two end support portions 14 each have a facing surface that faces the first support portion 13. Groove portions 14a are provided on the opposing surfaces. The groove portion 14 a is disposed on the surface facing the first support portion 13. The groove portion 14a is formed in parallel to the direction P, the direction Q, the direction R, and the direction S in each mounting portion 11b. The second end portion 39 of the leaf spring portion 31 is inserted into the groove portion 14a.

第二鍔部１２は、出力軸Ｓ２と一体的に設けられている。第二鍔部１２は、円板状に形成されている。第二鍔部１２は、θＺ方向に回転するように配置されている。第二鍔部１２の回転中心は、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の回転中心軸の軸線Ｃ上に配置されている。第二鍔部１２は、第一鍔部１１に対向する第二面１２ａを有する。   The second flange 12 is provided integrally with the output shaft S2. The 2nd collar part 12 is formed in disk shape. The second flange 12 is arranged so as to rotate in the θZ direction. The rotation center of the second flange 12 is arranged on the axis C of the rotation center axis of the input shaft S1 and the output shaft S2. The second flange 12 has a second surface 12 a that faces the first flange 11.

第二面１２ａの中央部には、凹部１８が設けられている。凹部１８には、凸部１５が挿入される。凹部１８は、凸部１５の形状に対応した形状、例えば円形などの形状を有する。   A concave portion 18 is provided at the center of the second surface 12a. The convex portion 15 is inserted into the concave portion 18. The concave portion 18 has a shape corresponding to the shape of the convex portion 15, for example, a circular shape.

第二面１２ａの周縁部には、バネ部３０の一部を装着する装着部１２ｂが設けられている。装着部１２ｂは、θＺ方向に９０°おきに１つずつ、合計４つ配置されている。各装着部１２ｂには、第二支持部１６及び端部支持部１７が設けられている。   A mounting portion 12b for mounting a part of the spring portion 30 is provided on the peripheral portion of the second surface 12a. A total of four mounting portions 12b are arranged, one at 90 ° intervals in the θZ direction. Each mounting portion 12 b is provided with a second support portion 16 and an end support portion 17.

第二支持部１６は、装着部１２ｂ毎に２つ設けられている。２つの第二支持部１６は、装着部１２ｂ毎に第二面１２ａの中心から外周へ向けた径方向に延びた形状を有する。したがって、例えば図２において凹部１８の左下に配置される装着部１２ｂでは、２つの第二支持部１６は、径方向である方向Ｐに平行に設けられている。また、図２において凹部１８の右下に配置される装着部１２ｂでは、２つの第二支持部１６は、径方向である方向Ｑに平行に設けられている。図２において凹部１８の左上に配置される装着部１２ｂでは、２つの第二支持部１６は、径方向である方向Ｒに平行に設けられている。図２において凹部１８の右上に配置される装着部１２ｂでは、２つの第二支持部１６は、径方向である方向Ｓに平行に設けられている。２つの第二支持部１６は、互いに平行に配置されている。２つの第二支持部１６は、それぞれ基部１６ａ及びヘッド部１６ｂを有する。   Two second support portions 16 are provided for each mounting portion 12b. The two second support portions 16 have a shape extending in the radial direction from the center of the second surface 12a toward the outer periphery for each mounting portion 12b. Therefore, for example, in the mounting portion 12b disposed in the lower left of the recess 18 in FIG. 2, the two second support portions 16 are provided in parallel to the radial direction P. Moreover, in the mounting part 12b arrange | positioned at the lower right of the recessed part 18 in FIG. 2, the two 2nd support parts 16 are provided in parallel with the direction Q which is radial direction. In the mounting portion 12b disposed in the upper left of the concave portion 18 in FIG. 2, the two second support portions 16 are provided in parallel to the radial direction R. In the mounting portion 12b disposed in the upper right of the recess 18 in FIG. 2, the two second support portions 16 are provided in parallel to the radial direction S. The two second support parts 16 are arranged in parallel to each other. The two second support portions 16 each have a base portion 16a and a head portion 16b.

基部１６ａは、第二面１２ａに固定されている。基部１６ａは、例えば−Ｚ方向へ向けて徐々に細くなっている。ヘッド部１６ｂは、基部１６ａの−Ｚ方向の先端に配置されている。ヘッド部１６ｂは、断面視で略円形となっている。基部１６ａとヘッド部１６ｂとの境界部分は、くびれた形状となっている。   The base 16a is fixed to the second surface 12a. The base portion 16a is gradually narrowed toward the −Z direction, for example. The head portion 16b is disposed at the tip in the −Z direction of the base portion 16a. The head portion 16b is substantially circular in cross-sectional view. The boundary portion between the base portion 16a and the head portion 16b has a constricted shape.

端部支持部１７は、装着部１２ｂ毎に１つ設けられている。端部支持部１７は、θＺ方向において２つの第二支持部１６の間に配置されている。端部支持部１７は、装着部１２ｂ毎に方向Ｐ、方向Ｑ、方向Ｒ及び方向Ｓに平行な方向に延びた角柱形状を有する。端部支持部１７は、それぞれ上記第二支持部１６と平行に配置されている。   One end support portion 17 is provided for each mounting portion 12b. The end support part 17 is disposed between the two second support parts 16 in the θZ direction. The end support portion 17 has a prismatic shape extending in a direction parallel to the direction P, the direction Q, the direction R, and the direction S for each mounting portion 12b. The end support parts 17 are arranged in parallel with the second support parts 16, respectively.

端部支持部１７は、θＺ方向において第二支持部１６に対向する対向面（計２つ）を有する。各対向面には、それぞれ溝部１７ａが設けられている。溝部１７ａは、各装着部１２ｂにおいて、それぞれ方向Ｐ、方向Ｑ、方向Ｒ及び方向Ｓに平行に形成されている。溝部１７ａには、板バネ部３１の第一端部３８が挿入される。   The end support part 17 has opposing surfaces (two in total) facing the second support part 16 in the θZ direction. Each facing surface is provided with a groove portion 17a. The groove portion 17a is formed in parallel to the direction P, the direction Q, the direction R, and the direction S in each mounting portion 12b. The first end portion 38 of the leaf spring portion 31 is inserted into the groove portion 17a.

図３に示すように、第一鍔部１１と第二鍔部１２とが連結される場合、装着部１１ｂと装着部１２ｂとは、Ｚ方向に重なる位置に配置される。この場合、第二鍔部１２側の２つの第二支持部１６は、第一鍔部１１側の第一支持部１３と端部支持部１４との間に配置される。また、第二鍔部１２側の端部支持部１７は、第一鍔部１１側の２つの第一支持部１３の間に配置される。   As shown in FIG. 3, when the first collar part 11 and the second collar part 12 are connected, the mounting part 11b and the mounting part 12b are arranged at positions overlapping in the Z direction. In this case, the two second support portions 16 on the second flange portion 12 side are disposed between the first support portion 13 and the end portion support portion 14 on the first flange portion 11 side. Further, the end support part 17 on the second flange part 12 side is disposed between the two first support parts 13 on the first flange part 11 side.

一組の装着部１１ｂ及び装着部１２ｂには、それぞれ２つの板バネ部３１が装着される。板バネ部３１は、装着部１１ｂ及び装着部１２ｂに跨って装着される。図５は、バネ部３０の構成を示す斜視図である。図２、図４及び図５に示すように、板バネ部３１は、第一連結部３５、第二連結部３６、屈曲部３７、第一端部３８及び第二端部３９を有する。   Two leaf spring portions 31 are attached to each of the pair of attachment portions 11b and attachment portions 12b. The leaf spring portion 31 is mounted across the mounting portion 11b and the mounting portion 12b. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the spring portion 30. As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the leaf spring portion 31 includes a first connecting portion 35, a second connecting portion 36, a bent portion 37, a first end portion 38, and a second end portion 39.

第一連結部３５は、第一支持部１３のヘッド部１３ｂに装着される。第二連結部３６は、第二支持部１６のヘッド部１６ｂに装着される。屈曲部３７は、第一連結部３５と第二連結部３６との間を接続する。屈曲部３７は、第一湾曲部３７ａ及び第二湾曲部３７ｂを有する。第一湾曲部３７ａは、第一面１１ａ側に突出する。第二湾曲部３７ｂは、第二面１２ａ側に突出する。   The first connecting portion 35 is attached to the head portion 13 b of the first support portion 13. The second connecting portion 36 is attached to the head portion 16 b of the second support portion 16. The bent portion 37 connects the first connecting portion 35 and the second connecting portion 36. The bent portion 37 includes a first curved portion 37a and a second curved portion 37b. The first curved portion 37a protrudes toward the first surface 11a. The second curved portion 37b protrudes toward the second surface 12a.

第一面１１ａのうちＺ方向において第一湾曲部３７ａと対向する位置には、凹部１３ｃが設けられている。凹部１３ｃは、第一湾曲部３７ａが−Ｚ方向に変形した場合であっても第一面１１ａに接触しないように設けられている。また、第二面１２ａのうちＺ方向において第二湾曲部３７ｂと対向する位置には、凹部１６ｃが設けられている。凹部１６ｃは、上記同様に、第二湾曲部３７ｂが＋Ｚ方向に変形した場合であっても第二面１２ａに接触しないように設けられている。   A concave portion 13c is provided at a position of the first surface 11a that faces the first curved portion 37a in the Z direction. The recess 13c is provided so as not to contact the first surface 11a even when the first bending portion 37a is deformed in the -Z direction. Moreover, the recessed part 16c is provided in the position which opposes the 2nd curved part 37b in the Z direction among the 2nd surfaces 12a. Similarly to the above, the recess 16c is provided so as not to contact the second surface 12a even when the second bending portion 37b is deformed in the + Z direction.

第一端部３８は、第一連結部３５側に設けられる。第二端部３９は、第二連結部３６側に設けられる。第一端部３８及び第二端部３９は、Ｚ方向に垂直な平面に平行となるように折り曲げられている。第一端部３８は、端部支持部１７の溝部１７ａに挿入される。第二端部３９は、端部支持部１４の溝部１４ａに挿入される。第一端部３８及び第二端部３９がそれぞれ溝部１７ａ及び溝部１４ａに挿入されることにより、板バネ部３１のＺ方向への移動が規制される。   The first end portion 38 is provided on the first connecting portion 35 side. The second end portion 39 is provided on the second connecting portion 36 side. The first end portion 38 and the second end portion 39 are bent so as to be parallel to a plane perpendicular to the Z direction. The first end portion 38 is inserted into the groove portion 17 a of the end portion support portion 17. The second end 39 is inserted into the groove 14 a of the end support 14. The first end portion 38 and the second end portion 39 are inserted into the groove portion 17a and the groove portion 14a, respectively, so that the movement of the leaf spring portion 31 in the Z direction is restricted.

なお、第一鍔部１１の凸部１５を第二鍔部１２の凹部１８に嵌め込んだ状態において、上記の板バネ部３１の側部を第一鍔部１１及び第二鍔部１２の中心に向け、当該第一鍔部１１及び第二鍔部１２の外周から内側へ向けて板バネ部３１を挿入することにより、当該第一連結部３５及び第二連結部３６をそれぞれ第一支持部１３及び第二支持部１６に装着可能である。   In addition, in the state which fitted the convex part 15 of the 1st collar part 11 in the recessed part 18 of the 2nd collar part 12, the side part of said leaf | plate spring part 31 is the center of the 1st collar part 11 and the 2nd collar part 12. By inserting the leaf spring portion 31 toward the inside from the outer periphery of the first flange portion 11 and the second flange portion 12, the first connection portion 35 and the second connection portion 36 are respectively connected to the first support portion. 13 and the second support portion 16 can be mounted.

上記のような板バネ部３１の構成において、屈曲部３７は、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の径方向に折り曲げられている。屈曲部３７が折り曲げられていることにより、第一連結部３５及び第二連結部３６のそれぞれに対してθＺ方向の弾性力が作用する。   In the configuration of the leaf spring portion 31 as described above, the bent portion 37 is bent in the radial direction of the input shaft S1 and the output shaft S2. Since the bent portion 37 is bent, an elastic force in the θZ direction acts on each of the first connecting portion 35 and the second connecting portion 36.

例えば、第一支持部１３と第二支持部１６との間がθＺ方向に近づくと、板バネ部３１は屈曲部３７が閉じる方向に変形する。このため、弾性力は屈曲部３７が開く方向に作用する（圧縮応力）。また、第一支持部１３と第二支持部１６とがθＺ方向に遠ざかると、板バネ部３１は屈曲部３７が開く方向に変形する。このため、弾性力は屈曲部３７が閉じる方向に作用する（引っ張り応力）。   For example, when the space between the first support portion 13 and the second support portion 16 approaches the θZ direction, the leaf spring portion 31 is deformed in a direction in which the bent portion 37 is closed. For this reason, the elastic force acts in the direction in which the bent portion 37 opens (compressive stress). Further, when the first support portion 13 and the second support portion 16 are moved away from each other in the θZ direction, the leaf spring portion 31 is deformed in the direction in which the bent portion 37 is opened. For this reason, the elastic force acts in the direction in which the bent portion 37 is closed (tensile stress).

したがって、例えば入力軸Ｓ１が＋θＺ方向に回転され、当該入力軸Ｓ１に＋θＺ方向の回転力が与えられている場合、第一支持部１３は＋θＺ方向に移動する。この第一支持部１３の移動に伴い、第一支持部１３と第二支持部１６との間が近づく部分に設けられた板バネ部３１（第一弾性部）は屈曲部３７が閉じる方向に変形するため圧縮応力が生じる。また、第一支持部１３と第二支持部１６との間が遠ざかる部分に設けられた板バネ部３１（第二弾性部）３１は屈曲部３７が開く方向に変形するため引っ張り応力が生じる。なお、この場合には、第一弾性部となった板バネ部３１と、第二弾性部となった板バネ部３１とは、θＺ方向に４つずつ交互に並んで配置される。   Therefore, for example, when the input shaft S1 is rotated in the + θZ direction and a rotational force in the + θZ direction is applied to the input shaft S1, the first support portion 13 moves in the + θZ direction. As the first support portion 13 moves, the leaf spring portion 31 (first elastic portion) provided in the portion where the first support portion 13 and the second support portion 16 approach each other is in the direction in which the bent portion 37 is closed. Due to the deformation, compressive stress is generated. Further, since the leaf spring part 31 (second elastic part) 31 provided in the part where the first support part 13 and the second support part 16 move away from each other is deformed in the direction in which the bent part 37 opens, tensile stress is generated. In this case, the leaf spring portions 31 that have become the first elastic portions and the leaf spring portions 31 that have become the second elastic portions are arranged alternately four by four in the θZ direction.

ここで、第一連結部３５と第二連結部３６とを所定距離だけ近づける場合の板バネ部３１の圧縮応力の値と、当該所定距離に等しい距離だけ離す場合の板バネ部３１の引っ張り応力の値とは、厳密には同一ではない。このため、個々の板バネ部３１については、変形方向に応じて弾性特性が異なる。   Here, the value of the compressive stress of the leaf spring portion 31 when the first connecting portion 35 and the second connecting portion 36 are brought closer to each other by a predetermined distance, and the tensile stress of the leaf spring portion 31 when being separated by a distance equal to the predetermined distance. Is not exactly the same as the value of. For this reason, about each leaf | plate spring part 31, an elastic characteristic differs according to a deformation | transformation direction.

本実施形態のバネ部３０は、第一支持部１３の移動により圧縮応力が加わる板バネ部３１と、当該移動により引っ張り応力が加わる板バネ部３１とがそれぞれ等しい数だけ設けられている。このため、第一支持部１３が＋θＺ方向及び−θＺ方向のどちらの方向に移動する場合であっても、第一弾性部としての板バネ部３１の圧縮応力の総和と、第二弾性部としての板バネ部３１の引っ張り応力の総和とがバネ部３０全体としての弾性力となる。   The spring part 30 of this embodiment is provided with an equal number of leaf spring parts 31 to which compressive stress is applied by the movement of the first support part 13 and leaf spring parts 31 to which tensile stress is applied by the movement. For this reason, even if the first support portion 13 moves in either the + θZ direction or the −θZ direction, the sum of the compressive stresses of the leaf spring portion 31 as the first elastic portion and the second elastic portion The total sum of the tensile stresses of the leaf spring portion 31 is the elastic force of the spring portion 30 as a whole.

このように、第一支持部１３の移動により圧縮応力が加わる板バネ部３１と、当該移動により引っ張り応力が加わる板バネ部３１とを一対として組み合わせることで、個々の板バネ部３１の弾性特性の違いが相殺される。このため、入力軸Ｓ１が＋θＺ方向及び−θＺ方向のどちらに回転しても、バネ部３０全体としては、同一の弾性特性が得られるようになっている。   Thus, by combining the leaf spring portion 31 to which the compressive stress is applied by the movement of the first support portion 13 and the leaf spring portion 31 to which the tensile stress is applied by the movement as a pair, the elastic characteristics of the individual leaf spring portions 31 are combined. The difference is offset. For this reason, even if the input shaft S1 rotates in either the + θZ direction or the −θZ direction, the spring part 30 as a whole can obtain the same elastic characteristics.

また、例えば図４に示すように、第一端部３８が溝部１７ａに挿入された状態において、第一端部３８の先端と溝部１７ａの底部との間に隙間１７ｂが形成されている。同様に、第二端部３９が溝部１４ａに挿入された状態において、第二端部３９の先端と溝部１４ａの底部との間に隙間１４ｂが形成されている。この隙間１７ｂ及び隙間１４ｂは、入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２と（第一鍔部１１と第二鍔部１２と）がθＺ方向に相対的に回転移動する際のマージンとなる。   For example, as shown in FIG. 4, in the state where the first end portion 38 is inserted into the groove portion 17a, a gap 17b is formed between the tip of the first end portion 38 and the bottom portion of the groove portion 17a. Similarly, in a state where the second end 39 is inserted into the groove 14a, a gap 14b is formed between the tip of the second end 39 and the bottom of the groove 14a. The gap 17b and the gap 14b serve as a margin when the input shaft S1 and the output shaft S2 (the first flange portion 11 and the second flange portion 12) relatively rotate in the θZ direction.

また、端部支持部１７と第一連結部３５との間には、隙間１７ｃが形成されている。同様に、端部支持部１４と第二連結部３６との間には、隙間１４ｃが形成されている。入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２と（第一鍔部１１と第二鍔部１２と）がθＺ方向に相対的に回転移動すると隙間１７ｃ及び隙間１４ｃが徐々に狭くなる。入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２とが一定量回転した場合、端部支持部１７と第一連結部３５との間、端部支持部１４と第二連結部３６との間がそれぞれ当接し、隙間１７ｃ及び隙間１４ｃが詰められる。このため、入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２との間の相対的な回転が規制される。このように、当該隙間１７ｃ及び隙間１４ｃは、入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２とがθＺ方向に相対的に回転移動する際のトルクリミッターとなる。   A gap 17 c is formed between the end support portion 17 and the first connecting portion 35. Similarly, a gap 14 c is formed between the end support portion 14 and the second connecting portion 36. When the input shaft S1 and the output shaft S2 (the first flange portion 11 and the second flange portion 12) move relatively in the θZ direction, the gap 17c and the gap 14c are gradually narrowed. When the input shaft S1 and the output shaft S2 rotate by a certain amount, the end support portion 17 and the first connection portion 35 are in contact with each other, and the end support portion 14 and the second connection portion 36 are in contact with each other. 17c and gap 14c are filled. For this reason, the relative rotation between the input shaft S1 and the output shaft S2 is restricted. Thus, the gap 17c and the gap 14c serve as a torque limiter when the input shaft S1 and the output shaft S2 rotate and move relatively in the θZ direction.

図６は、検出部２０の構成を示す図である。
図６に示すように、検出部２０は、入力軸Ｓ１の回転量を検出する磁気エンコーダ２１と、出力軸Ｓ２の回転量を検出する磁気エンコーダ２２とを有している。 FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the detection unit 20.
As shown in FIG. 6, the detection unit 20 includes a magnetic encoder 21 that detects the rotation amount of the input shaft S1, and a magnetic encoder 22 that detects the rotation amount of the output shaft S2.

磁気エンコーダ２１は、円筒状に形成され入力軸Ｓ１に一体的に回転可能に取り付けられた回転部２３を有している。回転部２３の円筒面には、磁気パターン２３ａが形成されている。磁気パターン２３ａは、回転部２３の円周方向に等間隔に並べられた複数の磁石を有している。複数の磁石は、Ｎ極とＳ極とが円周方向に交互に変化するように配置されている。   The magnetic encoder 21 has a rotating portion 23 that is formed in a cylindrical shape and is rotatably attached to the input shaft S1. A magnetic pattern 23 a is formed on the cylindrical surface of the rotating unit 23. The magnetic pattern 23 a has a plurality of magnets arranged at equal intervals in the circumferential direction of the rotating portion 23. The plurality of magnets are arranged such that the N pole and the S pole change alternately in the circumferential direction.

当該磁気エンコーダ２１は、磁気抵抗素子を用いて上記磁気パターン２３ａによる磁場を検出する磁気検出部２５を有している。磁気検出部２５では、入力軸Ｓ１の回転角度（磁気パターン２３ａの移動量）に応じて磁気抵抗素子から発生する正弦波信号を検出信号として制御部ＣＯＮＴに送信する。   The magnetic encoder 21 includes a magnetic detection unit 25 that detects a magnetic field generated by the magnetic pattern 23a using a magnetoresistive element. In the magnetic detection unit 25, a sine wave signal generated from the magnetoresistive element in accordance with the rotation angle of the input shaft S1 (movement amount of the magnetic pattern 23a) is transmitted as a detection signal to the control unit CONT.

また、磁気エンコーダ２２は、出力軸Ｓ２に一体的に回転可能に取り付けられた回転部２４と、磁気検出部２６とを有している。回転部２４及び磁気検出部２６の構成は、それぞれ上記磁気エンコーダ２１の回転部２３及び磁気検出部２５と同一である。したがって、磁気検出部２６では、出力軸Ｓ２の回転角度（磁気パターン２４ａの移動量）に応じて磁気抵抗素子から発生する正弦波信号を検出信号として制御部ＣＯＮＴに送信する。   Further, the magnetic encoder 22 includes a rotating unit 24 attached to the output shaft S2 so as to be integrally rotatable, and a magnetic detecting unit 26. The configurations of the rotation unit 24 and the magnetic detection unit 26 are the same as those of the rotation unit 23 and the magnetic detection unit 25 of the magnetic encoder 21, respectively. Therefore, the magnetic detection unit 26 transmits a sine wave signal generated from the magnetoresistive element according to the rotation angle of the output shaft S2 (the amount of movement of the magnetic pattern 24a) as a detection signal to the control unit CONT.

また、本実施形態においては、入力軸Ｓ１を受ける軸受２７が設けられており、出力軸Ｓ２を受ける軸受２８が設けられている。軸受２７及び軸受２８が設けられることにより、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の軸線方向へのバネ部３０の移動が抑制されるようになっている。   In the present embodiment, a bearing 27 that receives the input shaft S1 is provided, and a bearing 28 that receives the output shaft S2 is provided. By providing the bearing 27 and the bearing 28, the movement of the spring portion 30 in the axial direction of the input shaft S1 and the output shaft S2 is suppressed.

制御部ＣＯＮＴでは、磁気エンコーダ２１及び磁気エンコーダ２２から送信された２つの正弦波信号の位相の変化を検出することで、当該位相の変化量をトルクとして検出する。   The control unit CONT detects the change in the phase of the two sine wave signals transmitted from the magnetic encoder 21 and the magnetic encoder 22 and detects the change in the phase as torque.

次に、上記のように構成されたトルク検出装置１００の動作を説明する。
まず、外部から入力軸Ｓ１に対してθＺ方向の回転力を与えることで、入力軸Ｓ１にトルクが加えられる。このトルクにより、連結部１０に設けられたバネ部３０がトルクに応じた変形量だけ弾性変形する。したがって、トルクの大きさに応じた回転量だけ、入力軸Ｓ１がθＺ方向に回転する。この回転により、入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２との間が、トルクの大きさに応じた量だけ捩れることになる。 Next, the operation of the torque detection device 100 configured as described above will be described.
First, torque is applied to the input shaft S1 by applying a rotational force in the θZ direction to the input shaft S1 from the outside. Due to this torque, the spring portion 30 provided in the connecting portion 10 is elastically deformed by a deformation amount corresponding to the torque. Therefore, the input shaft S1 rotates in the θZ direction by the amount of rotation corresponding to the magnitude of the torque. By this rotation, the input shaft S1 and the output shaft S2 are twisted by an amount corresponding to the magnitude of the torque.

検出部２０は、この捩れを磁気エンコーダ２１及び磁気エンコーダ２２の正弦波信号として検出し、制御部ＣＯＮＴに送信する。制御部ＣＯＮＴは、送信された正弦波信号を基にして、入力軸Ｓ１と出力軸Ｓ２との間の位相の変化量を算出する。更に制御部ＣＯＮＴは、当該位相の変化量を基にしてトルクを算出し、算出結果を外部に送信する。   The detection unit 20 detects this twist as a sine wave signal of the magnetic encoder 21 and the magnetic encoder 22 and transmits it to the control unit CONT. The control unit CONT calculates the amount of change in phase between the input shaft S1 and the output shaft S2 based on the transmitted sine wave signal. Further, the control unit CONT calculates the torque based on the amount of change in the phase, and transmits the calculation result to the outside.

この動作において、入力軸Ｓ１に対して回転力を与える場合、入力軸Ｓ１の軸線方向にも力が加えられる場合がある。この場合、連結部１０に設けられる弾性体が例えばコイルばねであると、当該軸線方向の力に応じた量だけ弾性体が変形し、捩れの検出値に誤差が含まれてしまう可能性がある。   In this operation, when a rotational force is applied to the input shaft S1, a force may be applied also in the axial direction of the input shaft S1. In this case, if the elastic body provided in the connecting portion 10 is, for example, a coil spring, the elastic body may be deformed by an amount corresponding to the axial force, and an error may be included in the torsion detection value. .

これに対して、本実施形態に係るトルク検出装置１００は、弾性体として入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の回転方向に弾性変形可能であるバネ部３０として板バネ部３１が設けられている。バネ部３０は、板バネ部３１の特性上、入力軸Ｓ１及び出力軸Ｓ２の軸線方向に剛性を有しており、バネ部３０が軸線方向に弾性変形するのを規制することができるため、検出部２０において捩れの検出値に誤差が含まれるのを防ぐことができる。これにより、トルクの検出精度に優れたトルク検出装置１００を提供することができる。   On the other hand, the torque detection device 100 according to the present embodiment is provided with a leaf spring portion 31 as a spring portion 30 that is elastically deformable in the rotation direction of the input shaft S1 and the output shaft S2 as an elastic body. The spring portion 30 has rigidity in the axial direction of the input shaft S1 and the output shaft S2 due to the characteristics of the leaf spring portion 31, and can restrict elastic deformation of the spring portion 30 in the axial direction. It is possible to prevent the detection value of the twist in the detection unit 20 from including an error. Thereby, the torque detection apparatus 100 excellent in the torque detection accuracy can be provided.

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
本実施形態では、上記実施形態に係るトルク検出装置１００の検出結果を較正する態様を説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a mode of calibrating the detection result of the torque detection device 100 according to the above embodiment will be described.

図７は、本実施形態に係るトルク検出装置１００及びその較正機構の構成を示す図である。
図７に示すように、較正を行う場合、トルク検出装置１００の出力軸Ｓ２は、外部トルク負荷装置３００に接続される。当該外部トルク負荷装置３００には、基準トルク検出装置２００の第一軸Ｓ３を接続する。このように、トルク検出装置１００と、外部トルク負荷装置３００と、基準トルク検出装置２００とを同一軸状に接続する。また、トルク検出装置１００の入力軸Ｓ１及び基準トルク検出装置２００の第二軸Ｓ４は、外部に固定しておく。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the torque detection device 100 and its calibration mechanism according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7, when calibration is performed, the output shaft S <b> 2 of the torque detection device 100 is connected to the external torque load device 300. The first torque S3 of the reference torque detection device 200 is connected to the external torque load device 300. Thus, the torque detection device 100, the external torque load device 300, and the reference torque detection device 200 are connected on the same shaft. Further, the input shaft S1 of the torque detection device 100 and the second shaft S4 of the reference torque detection device 200 are fixed outside.

この状態で、外部トルク負荷装置３００を作動させ、トルク検出装置１００の出力軸Ｓ２と基準トルク検出装置２００の第一軸Ｓ３とに同一の所定トルク（Ｔ）を加える。その後、トルク検出装置１００のトルク値と、基準トルク検出装置２００のトルク値とを制御部ＣＯＮＴに記憶させると共に、制御部ＣＯＮＴにおいて誤差データを生成する。   In this state, the external torque load device 300 is operated and the same predetermined torque (T) is applied to the output shaft S2 of the torque detection device 100 and the first shaft S3 of the reference torque detection device 200. Thereafter, the torque value of the torque detection device 100 and the torque value of the reference torque detection device 200 are stored in the control unit CONT, and error data is generated in the control unit CONT.

上記の動作の後、トルク検出装置１００単体で動作する場合は、トルク検出装置１００の検出結果と、上記の誤差データとを基にして検出結果を補正し、補正された検出結果を出力する。この場合、連結部１０の板バネ部３１の弾性特性のバラツキも補正できるため、高精度のトルク検出装置１００を低コストで実現できる。   When the torque detection device 100 operates alone after the above operation, the detection result is corrected based on the detection result of the torque detection device 100 and the error data, and the corrected detection result is output. In this case, since the variation in the elastic characteristics of the leaf spring portion 31 of the connecting portion 10 can be corrected, the highly accurate torque detecting device 100 can be realized at low cost.

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
本実施形態では、上記実施形態に係るトルク検出装置を備えるパワーステアリング装置について説明する。 [Third embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, a power steering device including the torque detection device according to the above embodiment will be described.

図８は、本実施形態に係るパワーステアリング装置５０１の一部の構成を示す図である。
図８に示すように、パワーステアリング装置５０１は、自動車５００に搭載される。上記実施形態において説明したトルク検出装置１００は、当該パワーステアリング装置５０１に適用することができる。
パワーステアリング装置５０１は、ステアリングホイール５０２と、当該ステアリングホイール５０２に入力された入力軸５０３と、入力軸５０３に連結された出力軸５０４と、入力軸５０３から出力軸５０４へ伝達されるトルクを検出するトルク検出装置５０５と、パワーステアリング装置５０１の各部を制御するコントロールユニット５０６とを有している。 FIG. 8 is a diagram illustrating a partial configuration of the power steering apparatus 501 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 8, the power steering device 501 is mounted on an automobile 500. The torque detection device 100 described in the above embodiment can be applied to the power steering device 501.
The power steering device 501 detects a steering wheel 502, an input shaft 503 input to the steering wheel 502, an output shaft 504 connected to the input shaft 503, and torque transmitted from the input shaft 503 to the output shaft 504. And a control unit 506 for controlling each part of the power steering device 501.

このようなパワーステアリング装置５０１においては、トルク検出装置５０５として、上記説明したトルク検出装置１００を用いることができる。トルクの検出精度に優れたトルク検出装置１００が用いられるため、高性能のパワーステアリング装置５０１を提供することができる。また、上記のトルク検出装置１００は、いわゆるトーションバーを用いる構成ではなく、小型化が可能であるため、ステアリングコラム５０７に収容することができる。   In such a power steering apparatus 501, the torque detection apparatus 100 described above can be used as the torque detection apparatus 505. Since the torque detection device 100 having excellent torque detection accuracy is used, a high-performance power steering device 501 can be provided. In addition, the torque detection device 100 is not configured to use a so-called torsion bar, and can be reduced in size, and thus can be accommodated in the steering column 507.

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、板バネ部３１の屈曲部３７が−Ｚ方向に突出する第一湾曲部３７ａと、＋Ｚ方向に突出する第二湾曲部３７ｂとを有する構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、他の構成であっても良い。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the configuration in which the bent portion 37 of the leaf spring portion 31 includes the first curved portion 37a projecting in the −Z direction and the second curved portion 37b projecting in the + Z direction has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other configurations may be used.

図９は、連結部１０の他の構成の一部を示す断面図である。
図９に示すように、板バネ部３１の屈曲部３７は、一方向（例、＋Ｚ方向）にのみ突出する第三湾曲部３７ｃを有する。また、第一連結部３５及び第二連結部３６は、それぞれ同一の方向（例、−Ｚ方向）に突出している。したがって、板バネ部３１は、図９において左右方向に対称となるように形成されている。このように、板バネ部３１の形状を単純化させることで、板バネ部３１の製造が容易となると共に、製造コストを抑えることができる。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a part of another configuration of the connecting portion 10.
As shown in FIG. 9, the bent portion 37 of the leaf spring portion 31 has a third curved portion 37c that protrudes only in one direction (eg, + Z direction). Moreover, the 1st connection part 35 and the 2nd connection part 36 each protrude in the same direction (for example, -Z direction). Accordingly, the leaf spring portion 31 is formed to be symmetrical in the left-right direction in FIG. As described above, by simplifying the shape of the leaf spring portion 31, the leaf spring portion 31 can be easily manufactured and the manufacturing cost can be suppressed.

また、第一連結部３５と第二連結部３６とが同一方向に突出しているため、これに伴って、第一支持部の構成が上記実施形態とは異なっている。図９に示すように、第一鍔部１１の第一面１１ａには、支柱部１１ｄが設けられている。支柱部１１ｄは、第一面１１ａから第二面１２ａへ向けて突出している。当該支柱部１１ｄには、第一支持部１９が設けられている。第一支持部１９は、基部１９ａ及びヘッド部１９ｂを有する。   Moreover, since the 1st connection part 35 and the 2nd connection part 36 protrude in the same direction, the structure of a 1st support part differs from the said embodiment in connection with this. As shown in FIG. 9, the first surface 11 a of the first flange portion 11 is provided with a column portion 11 d. The column portion 11d protrudes from the first surface 11a toward the second surface 12a. A first support portion 19 is provided on the column portion 11d. The first support portion 19 includes a base portion 19a and a head portion 19b.

基部１９ａは、支柱部１１ｄからそれぞれ端部支持部１４へ向けて延びている。ヘッド部１９ｂは、基部１９ａから第一面１１ａへ向けた方向（−Ｚ方向）へ向けて設けられている。ヘッド部１９ｂ及びヘッド部１６ｂは、Ｚ方向の位置が揃うように配置されている。板バネ部３１の第一端部３８は、ヘッド部１９ｂと支柱部１１ｄとによって図中左右方向への移動が規制されている。   The base portion 19a extends from the column portion 11d toward the end support portion 14 respectively. The head portion 19b is provided in a direction (−Z direction) from the base portion 19a toward the first surface 11a. The head portion 19b and the head portion 16b are arranged so that the positions in the Z direction are aligned. The first end portion 38 of the leaf spring portion 31 is restricted from moving in the left-right direction in the figure by the head portion 19b and the column portion 11d.

この構成において、例えば入力軸Ｓ１が＋θＺ方向に回転され、当該入力軸Ｓ１に＋θＺ方向の回転力が与えられている場合、第一支持部１９は＋θＺ方向に移動する。この第一支持部１９の移動に伴い、上記実施形態と同様に、第一支持部１９と第二支持部１６との間が近づく部分に設けられた板バネ部３１（第一弾性部）は屈曲部３７が閉じる方向に変形するため圧縮応力が生じる。また、第一支持部１９と第二支持部１６との間が遠ざかる部分に設けられた板バネ部３１（第二弾性部）は屈曲部３７が開く方向に変形するため引っ張り応力が生じる。   In this configuration, for example, when the input shaft S1 is rotated in the + θZ direction and a rotational force in the + θZ direction is applied to the input shaft S1, the first support portion 19 moves in the + θZ direction. Along with the movement of the first support part 19, the leaf spring part 31 (first elastic part) provided in the portion where the first support part 19 and the second support part 16 approach is similar to the above embodiment. Since the bent portion 37 is deformed in the closing direction, a compressive stress is generated. Moreover, since the leaf | plate spring part 31 (2nd elastic part) provided in the part which the 1st support part 19 and the 2nd support part 16 move away deform | transforms in the direction which the bending part 37 opens, tensile stress arises.

Ｓ１…入力軸 Ｓ２…出力軸 １０…連結部 １１…第一鍔部 １２…第二鍔部 １３…第一支持部 １４、１７…端部支持部 １５…凸部 １６…第二支持部 １８…凹部 １９…第一支持部 ２０…検出部 ３０…バネ部 ３１…板バネ部 ３５…第一連結部 ３６…第二連結部 ３７…屈曲部 ３８…第一端部 ３９…第二端部 １００…トルク検出装置 ５０１…パワーステアリング装置 ＣＯＮＴ…制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS S1 ... Input shaft S2 ... Output shaft 10 ... Connection part 11 ... First collar part 12 ... Second collar part 13 ... First support part 14, 17 ... End part support part 15 ... Convex part 16 ... Second support part 18 ... Recessed portion 19 ... first support portion 20 ... detection portion 30 ... spring portion 31 ... leaf spring portion 35 ... first connection portion 36 ... second connection portion 37 ... bending portion 38 ... first end portion 39 ... second end portion 100 ... Torque detection device 501 ... Power steering device CONT ... Control unit

Claims (15)

入力軸から出力軸へ伝達されるトルクを検出するトルク検出装置であって、
前記入力軸及び前記出力軸の回転方向に弾性変形するように前記入力軸と前記出力軸とを連結し、前記入力軸に連結される第一部分と前記出力軸に連結される第二部分との間に前記入力軸及び前記出力軸の軸線方向に突出した屈曲部が設けられた板バネ部と、
前記板バネ部によって連結された状態で回転する前記入力軸及び前記出力軸の回転量の差を検出する検出部と
を備えるトルク検出装置。 A torque detection device that detects torque transmitted from an input shaft to an output shaft,
The input shaft and the output shaft are connected so as to be elastically deformed in the rotational direction of the input shaft and the output shaft, and a first portion connected to the input shaft and a second portion connected to the output shaft A leaf spring portion provided with a bent portion protruding in the axial direction of the input shaft and the output shaft,
A torque detection device comprising: a detection unit that detects a difference in rotation amount between the input shaft and the output shaft that rotate in a state of being connected by the leaf spring unit. 前記入力軸及び前記出力軸のうち前記屈曲部の突出部分と対向する位置には、凹部が設けられている
請求項１に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to claim 1, wherein a concave portion is provided at a position facing the protruding portion of the bent portion of the input shaft and the output shaft. 前記屈曲部は、
前記入力軸側から前記出力軸側へ向けた第一方向に突出する第一屈曲部と、
前記出力軸側から前記入力軸側へ向けた第二方向に突出する第二屈曲部と
を有する
請求項１又は請求項２に記載のトルク検出装置。 The bent portion is
A first bent portion projecting in a first direction from the input shaft side to the output shaft side;
The torque detection device according to claim 1, further comprising: a second bent portion protruding in a second direction from the output shaft side toward the input shaft side. 前記板バネ部は、
前記入力軸に回転力が与えられている状態において、前記回転方向に圧縮応力が付加される第一弾性部と、
前記入力軸に前記回転力が与えられている状態において、前記回転方向に引っ張り応力が付加される第二弾性部と
を有する
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 The leaf spring part is
In a state where a rotational force is applied to the input shaft, a first elastic part to which a compressive stress is applied in the rotational direction;
The torque detection according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a second elastic portion to which a tensile stress is applied in the rotation direction in a state where the rotational force is applied to the input shaft. apparatus. 前記第一弾性部及び前記第二弾性部は、前記回転方向に交互に並んで配置されている
請求項４に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to claim 4, wherein the first elastic portion and the second elastic portion are alternately arranged in the rotation direction. 前記入力軸は、前記出力軸側に突出し前記第一部分を支持する第一支持部を有し、
前記出力軸は、前記入力軸側に突出し前記第二部分を支持する第二支持部を有する
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 The input shaft has a first support portion that protrudes toward the output shaft side and supports the first portion;
The torque detection device according to claim 1, wherein the output shaft includes a second support portion that protrudes toward the input shaft and supports the second portion. 前記第一支持部及び前記第二支持部は、前記板バネ部が前記入力軸及び前記出力軸の径方向に着脱可能となるように形成されている
請求項６に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to claim 6, wherein the first support portion and the second support portion are formed such that the leaf spring portion is detachable in a radial direction of the input shaft and the output shaft. 前記板バネ部の前記第一部分側の第一端部、及び、前記板バネ部の前記第二部分側の第二端部は、前記入力軸及び前記出力軸の軸線方向に垂直な平面と平行に形成されており、
前記入力軸は、前記出力軸側に突出し前記第一部分を支持する第一支持部を有し、
前記出力軸は、前記入力軸側に突出し前記第二部分を支持する第二支持部を有し、
前記入力軸及び前記出力軸の少なくとも一方は、前記第一端部を前記板バネ部の前記回転方向に移動可能に支持する第三支持部と、前記第二端部を前記板バネ部の前記回転方向に移動可能に支持する第四支持部と、を有する
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 The first end portion on the first portion side of the leaf spring portion and the second end portion on the second portion side of the leaf spring portion are parallel to a plane perpendicular to the axial direction of the input shaft and the output shaft. Is formed,
The input shaft has a first support portion that protrudes toward the output shaft side and supports the first portion;
The output shaft has a second support portion that protrudes toward the input shaft side and supports the second portion,
At least one of the input shaft and the output shaft includes a third support portion that supports the first end portion movably in the rotation direction of the leaf spring portion, and the second end portion of the leaf spring portion. The torque detection device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a fourth support portion that is movably supported in a rotation direction. 前記第三支持部及び前記第四支持部のうち少なくとも一方は、前記板バネ部の前記回転方向への移動を規制する移動規制部を有する
請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 At least one of the third support part and the fourth support part has a movement restricting part that restricts the movement of the leaf spring part in the rotational direction. The torque detection apparatus as described. 前記入力軸及び前記出力軸のうち少なくとも一方は、中空状に形成されている
請求項１から請求項９のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to any one of claims 1 to 9, wherein at least one of the input shaft and the output shaft is formed in a hollow shape. 前記入力軸及び前記出力軸は、嵌合されている
請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein the input shaft and the output shaft are fitted. 前記入力軸と前記出力軸との嵌合部分には、潤滑剤が配置されている
請求項１１に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to claim 11, wherein a lubricant is disposed in a fitting portion between the input shaft and the output shaft. 前記検出部による検出結果を用いて処理を行う制御部を備える
請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to any one of claims 1 to 12, further comprising a control unit that performs processing using a detection result of the detection unit. 前記制御部は、前記検出結果を較正する較正部を有する
請求項１３に記載のトルク検出装置。 The torque detection device according to claim 13, wherein the control unit includes a calibration unit that calibrates the detection result. 請求項１から１４のうちいずれか一項に記載のトルク検出装置を備える
パワーステアリング装置。 A power steering device comprising the torque detection device according to any one of claims 1 to 14.
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