JP5837699B2 - トルクセンサ - Google Patents
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Description
〔第1実施形態〕
図1〜図12は、本発明に係るトルクセンサの第1実施形態を示す。まず、本発明に係るトルクセンサの適用対象たる電動パワーステアリング装置は、図1に示すように、一端側がステアリングホイールSWに連係される入力軸1(本発明に係る第2軸部材に相当)と、一端側が前記入力軸1にトーションバー2を介して相対回転可能に連結される第1出力軸3(本発明に係る第1軸部材に相当)とからなる操舵軸が車体幅方向の一方側に設けられる第1ラック・ピニオン機構RP1を介して図示外の転舵輪に連係されると共に、前記操舵軸の外周に配設されるトルクセンサTS1の出力信号に基づいてECU4により駆動制御される電動モータMに例えばウォームギヤなど所定の減速機構5を介して連係される第2出力軸6が車体幅方向の他方側に設けられる第2ラック・ピニオン機構RP2を介して前記図示外の転舵輪に連係されることによって構成されている。なお、前記操舵軸を構成する両軸1,3は、所定の磁性金属材料によって形成されている。
〔第2実施形態〕
図17〜図19は、本発明に係るトルクセンサの第2実施形態を示している。なお、本実施形態においても、トルクセンサ及びこれが適用される電動パワーステアリング装置の基本構成については前記第1実施形態と同様であるため、前記第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付すことにより、具体的な説明については省略する。
2…トーションバー
3…第1出力軸(第2軸部材)
20…磁性部材
21…永久磁石(マグネット)
22…充填材
23…スリーブ
23a…テーパ状先端部(固定部)
25…スリーブ本体
26…支持部(軸方向位置規制部)
26a…支持面
27…係合突起(径方向位置規制部)
31…第1ヨーク部材
32…第2ヨーク部材
41…第1爪部
42…第2爪部
43…第1円環部
44…第2円環部
60…磁気センサ
TS1,TS2…トルクセンサ
Z…回転軸(回転部材の回転軸)
Claims (11)
- トーションバーにより接続された金属材からなる第1軸部材及び第2軸部材により構成された回転部材に発生したトルクを検出するトルクセンサであって、
前記第1軸部材を包囲するように円環状ないし円弧状に形成されたスリーブ本体と、前記スリーブ本体に設けられ該スリーブ本体を前記第1軸部材に固定する固定部と、前記スリーブ本体の径方向内側へと向かって延設されたフランジ部によって構成され、使用状態において鉛直方向上側に面する支持面を有する軸方向位置規制部と、前記スリーブ本体に設けられ前記回転部材の回転軸方向に延設された径方向位置規制部とから構成される金属材からなるスリーブと、
樹脂材と磁性材の複合材により前記第1軸部材を包囲する円環状に形成され、かつ、周方向に異なる磁極が交互に配置され、前記支持面上に配置されることによって前記回転部材の回転軸方向位置が規制されると共に、前記径方向位置規制部によってその径方向位置が規制されるマグネットと、
前記マグネットと前記径方向位置規制部の双方に密着するかたちで設けられ、前記マグネットよりもヤング率の小さい樹脂材によって形成された充填材と、
前記マグネットと対向するように配置された複数の第1爪部と、該各第1爪部同士を接続する第1円環部とを有し、前記第2軸部材と一体回転するように該第2軸部材に設けられた磁性材からなる第1ヨーク部材と、
前記各第1爪部の周方向間に交互に並ぶかたちで前記マグネットと対向するように配置された複数の第2爪部と、該各第2爪部同士を接続する第2円環部と、を有し、前記第2軸部材と一体回転するように該第2軸部材に設けられた磁性材からなる第2ヨーク部材と、
前記第1ヨーク部材と前記第2ヨーク部材との間に生ずる磁界の変化を検出するホール素子を有する磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサの出力信号に基づいて前記回転部材に発生したトルクを検出することを特徴とするトルクセンサ。 - 前記軸方向位置規制部は、前記スリーブ本体から鉛直方向上側へと延出するように設けられた基部を有し、
前記支持面は、前記基部より径方向内側に向かって延設され、
前記充填材は、前記スリーブ本体と前記マグネットとの間に充填されることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記マグネットは、その表面に開口する凹状の係合部を有し、
前記径方向位置規制部は、前記係合部と係合し、
前記樹脂材は、前記径方向位置規制部を包囲すると共に前記係合部内に充填されることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記係合部は、前記マグネットの内周側に設けられ、
前記径方向位置規制部と前記係合部の間には所定の径方向隙間が設けられ、
前記径方向隙間は、前記マグネットの冷却に伴う収縮時にも前記径方向位置規制部からの押圧による内部応力が発生しない程度に設定されていることを特徴とする請求項3に記載のトルクセンサ。 - 前記径方向位置規制部は、弾性特性を有することを特徴とする請求項4に記載のトルクセンサ。
- 前記充填材は、前記スリーブと前記マグネットの間に形成される隙間に充填されることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。
- 前記径方向位置規制部は、前記マグネットの径方向内側に配置され、
前記充填材は、前記マグネットと前記径方向位置規制部の径方向内側に設けられることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記充填材は、ほぼコ字形状の断面を有し、該コ字形状の断面との間で前記スリーブと前記マグネットとを挟持するように設けられることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。
- 前記スリーブは、非磁性材によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。
- 前記フランジ部は、前記径方向位置規制部の周方向両側に所定距離だけ離間して配置され、
前記充填材は、前記径方向位置規制部を周方向に跨ぐように、該径方向位置規制部の周方向両側に設けられる前記フランジ部との間に充填されることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記径方向位置規制部は、周方向において等間隔に複数設けられることを特徴とする請求項1に記載のトルクセンサ。
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