JP2576920Y2

JP2576920Y2 - トルクセンサー

Info

Publication number: JP2576920Y2
Application number: JP1992030869U
Authority: JP
Inventors: 恭彦池田
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1992-04-10
Filing date: 1992-04-10
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2007-04-10
Also published as: JPH0581673U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、自動車のパワーステ
アリング装置等に使用されるトルクセンサーに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、トルクセンサーには、自動車のステ
アリングハンドルの回転方向及び操舵反力を検出するた
めのものとして、例えば特開昭６３−１５３４３９号公
報に記載されたものがある。このトルクセンサーでは、
図６に示したように、トーションバー３０を介して入力
軸３１に出力軸３２が連結され、この出力軸３２には、
前記トーションバー３０を囲繞して交互に配置されたＮ
極３３ａ及びＳ極３３ｂを有するマグネット組立体３４
が嵌合され、ピン打込み等で固着され、また入力軸３１
には、マグネット組立体３４のＮ極３３ａ及びＳ極３３
ｂと同数で交互に配置された第１ピックアップ路３５ａ
及び第２ピックアップ路３５ｂを有するヨーク組立体３
６が嵌合され、ピン打込み等で固着されている。このヨ
ーク組立体３６の第１ピックアップ路３５ａ及び第２ピ
ックアップ路３５ｂは、マグネット組立体３４のＮ極３
３ａ及びＳ極３３ｂに対して微小間隙をおいて対向配置
されると共に、ヨークエアギャップ間の磁束密度が零に
なるマグネット組立体３４の各磁極３３ａ、３３ｂの中
間位置（センサー基準位置）に位置決めして配置されて
いる。前記ヨーク組立体３６のマグネット組立体３４と
は反対側には同心にアウターリング３７ａ及びインナー
リング３７ｂが設けられており、アウターリング３７ａ
には第１ピックアップ路３５ａが接続され、またインナ
ーリング３７ｂには前記第２ピックアップ路３５ｂが接
続されている。アウターリング３７ａとインナーリング
３７ｂとの間には、プリント基板３８を介して入力軸３
１に非接触に設けた磁気検出素子、例えばホール素子３
９が両リング３７ａ、３７ｂ間に発生する磁界と直角に
なるように挿入されている。そして、このホール素子３
９により第１、第２ピックアップ路３５ａ、３５ｂを流
れる磁束の変化を検出するようになっている。

【０００３】このようなトルクセンサーの組付けに際し
ては、まず、マグネット組立体３４を入力軸３１に、ヨ
ーク組立体３６を出力軸３２にそれぞれ取り付けた後、
ヨーク組立体３６の第１ピックアップ路３５ａ及び第２
ピックアップ路３５ｂを、マグネット組立体３４の各磁
極３３ａ、３３ｂに対してセンサー基準位置に設定した
後、入力軸３１と出力軸３２をトーションバー３０を介
して連結することになる。

【０００４】

【考案の解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のトルクセンサーにおいて、センサー基準位置の設定
に失敗した場合、入力軸３１と出力軸３２に対してマグ
ネット組立体３４とヨーク組立体３６が嵌合され、ピン
打込み等で固着されているため、入力軸３１と出力軸３
２を連結した状態では機械的に位置調整することはでき
ない。また、トルク検出機構に内蔵したアンプにより補
正することも考えられるが、入力軸に組み付けられるス
テアリングシャフトの単品精度及び組付け精度によりセ
ンサー基準位置（ステアリングシャフト無負荷位置）か
らのずれが更に拡大されて出力アンプだけでは補正し切
れない場合も生じる。

【０００５】この考案は前記従来の課題を解決するため
になしたもので、ステアリングシャフトの組付け後も機
械的に位置調整ができ、これによりセンサー基準位置の
設定が容易かつ確実にできるトルクセンサーを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、ヨーク組立体が固定された入力軸と、
マグネット組立体が固定された出力軸とをトーションバ
ーを介して連結したトルクセンサーにおいて、前記ヨー
ク組立体が回転可能に嵌合する固定フランジを前記入力
軸に装着し、この固定フランジを介してヨーク組立体を
入力軸に対して遊嵌保持する一方、前記固定フランジと
ヨーク組立体との間に、マグネット組立体に対してヨー
ク組立体を位置決めして連結する連結手段を設けてお
り、この連結手段は、前記固定フランジおよびヨーク組
立体にそれぞれ透孔およびねじ孔を設けて、位置決めね
じを前記透孔を貫通してねじ孔に螺合することにより前
記固定フランジおよびヨーク組立体を位置決め連結する
ように構成しており、前記透孔が前記固定フランジ部の
周方向に長孔形状にしたものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、ステアリングシャフトの組付
け後、連結手段の連結を解除すると、ヨーク組立体は、
固定フランジを介して入力軸に支持されながら回転可能
となる。このため、ヨーク組立体を入力軸と非接触状態
で回転させて、ヨーク組立体の第１、第２ピックアップ
路をマグネット組立体の各磁極の中間位置に正確に調整
配置することができる。この位置調整後、連結手段によ
りヨーク組立体を固定フランジに連結固定することで、
センサー基準位置が設定される。

【０００８】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図面により説明
する。

【０００９】図１はトルクセンサーを概略的に示す断面
図、図２は入力軸及び出力軸を省略した同分解斜視図、
図３（１）、（２）、（３）は図２中のマグネット組立
体をそれぞれ示す正面図、左側面図、右側面図、図４
（１）、（２）、（３）は図２中のヨーク組立体をそれ
ぞれ示す正面図、左側面図、右側面図である。

【００１０】これらの図において、１は入力軸、２は出
力軸、３はトーションバーであり、入力軸１の一端部１
ａにはトーションバー３の一端側の大径連結部３ａが嵌
合され、かつ連結ピン４により連結され、このトーショ
ンバー３の他端側の大径連結部３ｂには出力軸２の一端
部２ａが嵌合され、かつ連結ピン５により連結されてお
り、これにより、入力軸１と出力軸２はトーションバー
３を介して連結されている。

【００１１】前記入力軸端部１ａには、トーションバー
３を囲繞するストッパーシャフト１Ａが嵌合され、かつ
連結ピン４により連結され、このストッパーシャフト１
Ａの外周には出力軸２の他端部２ｂが回転可能に嵌合さ
れ、かつ、ストッパーシャフト１Ａの外周面に形成され
た係合突起６が出力軸２の他端部２ｂの内周面に形成さ
れた周方向に長い係合溝７内に係合可能に挿入されてお
り、これによって、入力軸１と出力軸２は後述するセン
サー基準位置から左右に所定角度（例えば８°）以上は
相対回転しないようになっている。

【００１２】８は環状に形成されたマグネット組立体
で、図３に示すように、その一端８ａに臨ませて同一円
周上に交互に配置されたＮ極９₁及びＳ極９₂を有して
いる。このマグネット組立体８の一端８ａの中心部には
リング状の間隙保持部１０が突設されている。また、マ
グネット組立体８の他端部８ｂは前記出力軸端部２ｂに
嵌合され、かつ固定ピン１１により固定されている。

【００１３】１２は環状に形成されたヨーク組立体で、
図４に示すように、その一端１２ａに臨ませてマグネッ
ト組立体８のＮ極９₁及びＳ極９₂と同数で同一円周上
に交互に配置された第１ピックアップ路１３₁及び第２
ピックアップ路１３₂を有している。このヨーク組立体
１２の他端１２ｂには同心にアウターリング１４₁及び
インナーリング１４₂が突設され、アウターリング１４
₁には第１ピックアップ路１３₁、インナーリング１４
₂には第２ピックアップ路１３₂がそれぞれ接続されて
いる。また、ヨーク組立体１２の中心部には両端１２
ａ、１２ｂから突出するスリーブ１５Ａ、１５Ｂが設け
られ、スリーブ１５Ａの外周にはマグネット組立体８が
回転可能に嵌合されている。そして、このマグネット組
立体８のＮ極９₁及びＳ極９₂とヨーク組立体１２の第
１ピックアップ路１３₁及び第２ピックアップ路１３₂
とが、マグネット組立体８に設けた間隙保持部１０によ
り規定される微小間隙をおき対向して配置されている。
また、マグネット組立体８とは反対側に突出したスリー
ブ１５Ｂの先端部表面には、先端程縮径するテーパ面１
６が形成され、このテーパ面１６に開口させて例えば３
個のねじ孔１７が間隔をおいて形成されている。

【００１４】１８は段付き筒状に形成された固定フラン
ジで、大径部１８ａと小径部１８ｂとの内径連設部には
段部１８ｃが形成され、この段部１８ｃに向かって縮径
するテーパ面１９が大径部１８ａの内面に形成され、こ
の大径部１８ａには、ヨーク組立体１２に設けたねじ孔
１７と同数だけテーパ面１９に開口する周方向に長い透
孔２０が間隔をおいて形成されている。

【００１５】この固定フランジ１８の小径部１８ｂは、
入力軸１の端部１ａに連結したストッパーシャフト１Ａ
に嵌合され、かつ前記固定ピン１１と軸方向で対応した
位置で固定ピン２１により固定されている。また、大径
部１８ａ内には、ヨーク組立体１２の中心部に設けたス
リーブ１５Ｂが回転可能に嵌合されて、テーパ面１９に
テーパ面１６が当接した状態でヨーク組立体１２が入力
軸１（ストッパーシャフト１Ａ）に対して遊嵌保持され
ている。

【００１６】２２は連結手段の例えば位置決めねじで、
各ねじ孔１７に透孔２０を介して螺合され、透孔２０の
長さで少なくとも所定角度（例えば１°）の調整代が得
られるように固定フランジ１８とヨーク組立体１２（ス
リーブ１５Ｂ）との間に設けられ、その締付けによりテ
ーパ面１９にテーパ面１６が圧接させられて、固定フラ
ンジ１８にヨーク組立体１２（スリーブ１５Ｂ）が連結
されている。

【００１７】これによって、ヨーク組立体１２は固定フ
ランジ１８を介して入力軸１（ストッパーシャフト１
Ａ）に固定されて、図５（１）に示すように、ヨーク組
立体１２の第１、第２ピックアップ路１３₁、１３₂が
ヨークエアギャップ間の磁束密度が零になるようなマグ
ネット組立体８の各磁極９₁、９₂の中間位置（センサ
ー基準位置）に位置決めされている。

【００１８】２３は環状のケースで、ボス２３ａとフラ
ンジ２３ｂとウェブ２３ｃとからなり、ボス２３ａとフ
ランジ２３ｂとの間を連結するウェブ２３ｃの一方の表
面にはプリント基板２４が図外ねじにより固定され、こ
のプリント基板２４には、ウェブ２３ｃの他方の表面に
突設した磁気検出素子、例えばホール素子２５が接続さ
れている。そして、ボス２３ａが固定フランジ１８の大
径部１８ａとヨーク組立体１２との間でスリーブ１５Ｂ
に回転可能に嵌合されており、ホール素子２５がヨーク
組立体１２のアウターリング１４₁とインナーリング１
４₂との間に両リング１４₁、１４₂間に発生する磁界
と直角になるように挿入されている。そして、このホー
ル素子２５により第１、第２ピックアップ路１３₁、１
３₂を流れる磁束の変化を検出するようになっている。
尚、フランジ２３ｂには、位置決めねじ２２の締付けを
行うドライバーを通すための透孔２６が間隔をおいて形
成されている。

【００１９】以上の構成において、使用前、入力軸１の
図外他端部に図外ステアリングシャフトを組み付けてス
テアリングシャフトが無負荷状態にある場合に、位置セ
ンサー基準位置にずれが生じている時は、位置決めねじ
２２を緩め（連結手段の連結解除）、次いで、ヨーク組
立体１２を、入力軸１に装着された固定フランジ１８に
より支持しながら入力軸１と非接触状態で回転させる。
これによって、図（１）に示すように、ヨーク組立体１
２の第１、第２ピックアップ路１３₁、１３₂を。ヨー
クエアギャップ間の磁束密度が零になるマグネット組立
体８の各磁極９₁、９₂の中間位置に正確に位置決めす
ることができる。

【００２０】この位置調整後、位置決めねじ２２を締め
付け（連結手段の連結）、ヨーク組立体１２を固定フラ
ンジ１８に連結固定することで、センサー基準位置が設
定される。

【００２１】また、使用時、図外ステアリングハンドル
の応動して入力軸１と出力軸２がトーションバー３を捩
じりながら相対回動すると、ヨークエアギャップ間の磁
束密度が増減し、かつ、磁束が第１ピックアップ路１３
₁から第２ピックアップ路１３₂へ、或いは逆に第２ピ
ックアップ路１３₂から第１ピックアップ路１３₁へと
流れる。

【００２２】この磁束の変化、つまり磁束の流れ方向及
び磁束密度の増減がホール素子２５により電気的に検出
され、これによってステアリングハンドルの回転方向及
び操舵反力が分かる。図５（２）は、マグネット組立体
８の各磁極９₁、９₂の中間位置（センサー基準位置）
からヨーク組立体１２の第１、第２ピックアップ路１３
₁、１３₂が図の左方向に回転し、かつヨークエアギャ
ップ間の磁束密度が最大になった場合を示し、図５
（３）は、前記とは逆にヨーク組立体１２の第１、第２
ピックアップ路１３₁、１３₂が図の右方向に回転し、
かつ逆磁でヨークエアギャップ間の磁束密度が最大にな
った場合を示している。

【００２３】

【考案の効果】以上の通りこの考案は、ヨーク組立体が
固定された入力軸と、マグネット組立体が固定された出
力軸とをトーションバーを介して連結したトルクセンサ
ーにおいて、前記ヨーク組立体が回転可能に嵌合する固
定フランジを前記入力軸に装着し、この固定フランジを
介してヨーク組立体を入力軸に対して遊嵌保持する一
方、前記固定フランジとヨーク組立体との間に、マグネ
ット組立体に対するヨーク組立体を位置決めして連結す
る連結手段を設けたため、ステアリングシャフトの組付
け後でも機械的に、入力軸及び固定フランジに対してヨ
ーク組立体を回転させて、ヨーク組立体の第１、第２ピ
ックアップ路をマグネット組立体の各磁極の中間位置
（センサー基準位置）に正確に位置決めして、この調整
位置で連結することができる。しかも、入力軸に対して
ヨーク組立体が非接触状態に保持されているから、前記
の調整操作が容易に行えると共に、その際のヨーク組立
体の変形を防止できる。また、入力軸に対するヨーク組
立体の非接触保持によって、ステアリングシャフトの影
響を受け難い構造となっている。従って、センサー基準
位置の設定が容易かつ確実にできると共に、高い検出精
度を常に保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例であるトルクセンサーを概
略的に示す断面図である。

【図２】図１に示したトルクセンサーの入力軸及び出力
軸を省略した分解斜視図である。

【図３】（１）図２中のマグネット組立体を示す正面
図である。（２）（１）の左側面図である。（３）（１）の右側面図である。

【図４】（１）図２中のヨーク組立体を示す正面図で
ある。（２）（１）の左側面図である。（３）（１）の右側面図である。

【図５】（１）ヨークエアギャップ間の磁束密度が零
である時のマグネット組立体の各磁極に対するヨーク組
立体の第１、第２ピックアップ路の位置関係を示す作用
説明図である。（２）ヨークエアギャップ間の磁束密度が最大である
時の同位置関係を示す作用説明図である。（３）（２）と逆磁でヨークエアギャップ間の磁束密
度が最大である時の同位置関係を示す作用説明図であ
る。

【図６】従来例のトルクセンサーを概略的に示す分解斜
視図である。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３トーションバー８マグネット組立体９₁ Ｎ極９₂ Ｓ極１２ヨーク組立体１３₁ 第１ピックアップ路１３₂ 第２ピックアップ路１８固定フランジ２０透孔２２位置決めねじ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ヨーク組立体が固定された入力軸と、マ
グネット組立体が固定された出力軸とをトーションバー
を介して連結したトルクセンサーにおいて、前記ヨーク
組立体が回転可能に嵌合する固定フランジを前記入力軸
に装着し、この固定フランジを介してヨーク組立体を入
力軸に対して遊嵌保持する一方、前記固定フランジとヨ
ーク組立体との間に、マグネット組立体に対してヨーク
組立体を位置決めして連結する連結手段を設けており、
この連結手段は、前記固定フランジおよびヨーク組立体
にそれぞれ透孔およびねじ孔を設けて、位置決めねじを
前記透孔を貫通してねじ孔に螺合することにより前記固
定フランジおよびヨーク組立体を位置決め連結するよう
に構成しており、前記透孔が前記固定フランジ部の周方
向に長孔形状にしたことを特徴とするトルクセンサー。