JPH02102428A

JPH02102428A - トルクセンサ

Info

Publication number: JPH02102428A
Application number: JP63254589A
Authority: JP
Inventors: Manabu Taniguchi; 学谷口; Eishin Nagano; 永野　英信; Masayuki Watanabe; 正幸渡辺
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1990-04-16
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0675018B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は例えば自動車の電動パワーステアリング装置等
に適用されるトルクセンサに関するものである。

〔従来の技術〕

自動車の操舵輪を操作する力を補助するパワーステアリ
ング装置として電動式のものが開発されつつある。これ
は、操舵輪に加えられたトルクを検出し、その検出トル
クに応じて操舵機構に設けた電動機を回転させる構成と
なっている。

ところで、このトルク検出手段としては例えば第４図、
第５図に示すトルクセンサが提案されている（実願昭６
３−５４８４１号）、第４図はトルクセンサの構造を示
す半裁断面図であり、操舵輪を取付けている上部軸１ａ
と、操舵機構が取付けられている下部軸１ｃとがトーシ
ョンバー１ｂを介して同軸的に連結されており、上部軸
１ａは図示しない車体に固定して取付けである筒状のケ
ース２に軸受３を介して回転自在に支持されている。

上部軸１ａの下端部（図面左側）には非磁性体からなる
第１スリーブ４ａを外嵌固着し、その外周に磁性体から
なる第１．第２の円筒５．６を外嵌固着している。これ
らの第１．第２の円筒５，６間には、非磁性体からなる
例えば黄銅、アルミニウム又はオーステナイト系のステ
ンレススチール等の狭幅のリング状をした間隙形成体２
０を介在させて第１スリーブ４ａの外周に外嵌固着して
いる。

第１の円筒５の上部軸端面ば、上部軸１ａの軸心に垂直
な平面となっており、下部軸端面には周方向に等ピッチ
で形成した矩形の多数の歯部５ａ、５ａ・・・を設けて
いる。これらの歯部５ａ＋５ａ・・・の各先端は上部軸
１ａの軸心に垂直な面となっている。

第２の円筒６の両軸端面には、前記歯部５ａ、５ａ・・
・と同一形状で同一ピッチで形成した歯部６ａ、６ａ・
・・と歯部６ｂ、　６ｂ・・・とを形成しており、各歯
部６ａと６ｂとは円筒６の軸心と平行する同一線上に一
致させである。そして歯部６ａと歯部５ａとは、トーシ
ョンバー１ｂにトルクが作用していない場合は歯部６ａ
。

５ａの夫々の歯幅の半分の部分で対向するように円筒５
と６とが位置決めされている。

下部軸１ｃの上端部には、非磁性体からなる第２スリー
ブ４ｂを外嵌固着し、その外周に磁性体からなる第３の
円筒７を外嵌固着してある。この円筒７は前記円筒５と
同一形状であり、上下方向を円筒５と反対の向きにして
取付けている。

したがって、第２の円筒６の歯部６ｂ、６ｂ・・・と第
３の円筒７の歯部７ａ、７ａ・・・とが適長離隔して対
向している。また歯部６ｂと歯部７ａとはトーションバ
ーｌｂにトルクが作用していない場合は、歯部６ａと５
８との対向状態と同様の対向状態で、歯部６ｂと歯部７
ａとがその歯幅の半分の部分で対向するように、円筒６
と７とが位置決めされている。

上部軸１ａの下端部外周面には、狭幅短冊状で軸心に平
行しているストッパ８を突設させている。

一方、下部軸１ｃの上端部に軸心と同心で開設した開口
部の内周面には、その周方向に適長で切欠いたストッパ
案内溝９を形成している。

そして、このストツバ案内溝９内に前記ストッパ８を係
入してあり、上、下部軸１ａ、　ｌｃが例えば歯部６ａ
の歯幅の略半分だけ相対回転し得るようにストッパ案内
溝９の弧状長さが選定されている。

ケース２の内側には周設溝を形成している磁性体からな
る筒体１０Ａ、　１０Ｂを内嵌固着してある。そして筒
体１０Ａは第１．第２の円筒５．６の対向部分と対向さ
せて配設しており、筒体１０Ｂは第２゜第３の円筒６．
７の対向部分と対向させて配設している。そしてこれら
の筒体１０Ａ、　ＩＯＢの周設溝には第１の電磁結合検
出コイル１１、第２の電磁結合検出コイル１２を夫々巻
回しており、それにより第１の電磁結合検出コイル１１
は円筒５．６と、第２の電磁結合検出コイル１２は円筒
６，７と夫々電磁結合するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のトルクセンサにおいては、第２の円筒
６においては、両方の軸端面に歯部６ａ、６ｂが設けて
あり、このように円筒の両端に歯部を形成するには、一
端の歯部と他端の歯部の位置決めが難しく、両端の歯部
と他端の歯部の位置ずれのばらつきを押さえることが難
しいといった製造上の問題点があった。

また、第１．第２．第３の円筒５．　６．　７は上部軸
１ａ及び下部軸１ｃに非磁性体のスリーブ４ａ、４ｂを
介して圧入による固定となっているが、この方法では各
円筒５，６．７の軸方向の位置決めができないといった
問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
４つの円筒を設けて、これらの円筒の一方の軸端面に歯
部を夫々形成するようにすることによって、全ての円筒
の片側端面が平滑面となって製造が容易にでき、４個の
円筒をすべて同一形状となすことができて製造が簡単に
でき、また、４個の円筒のうち、両側の互いに隣接する
夫々２個の円筒によってそれぞれ独立した磁気回路が形
成されて、一方の磁気回路から他方の磁気回路に磁気的
影響を及ぼすことがなくて性能が安定したものとなすこ
とができ、また、４個の円筒のうち、中央に位置する第
２．第３の円筒と一方の軸との間に軸方向の移動を規制
する規制部を有するスリ−ブを介し、このスリーブを一
方の軸に絞めによって係着することによって、軸方向の
位置決めが容易にできて固定が強固にできるトルクセン
サを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、一方の軸端面に歯
部が形成された４つの磁性体製の円筒を備え、第１．第
２の円筒及び第３．第４の円筒の歯部が夫々対向するよ
うに、第１．第２．第３の円筒を、トーションバーを介
して連結された２つの軸の一方に数段し、第４の円筒を
他方の軸に取り付けて、前記第１．第２の円筒及び第３
．第４の円筒とそれぞれ電磁結合する２つの電磁結合検
出コイルを設けてなることを特徴とする。

また、第２．第３の円筒の内周面と前記一方の軸の外周
面との間に、第２．第３の円筒の軸方向への移動を規制
する規制部を有する非磁性体製のスリーブを介装してあ
る。

また、スリーブを一方の軸の外周部に絞めによって係着
してある。

〔作用〕

本発明は、上記構成により、一方の軸に第１の円筒をそ
の歯部を他方の軸の方向に向けて嵌挿して固設し、更に
この一方の軸に第２の円筒をその歯部が前記第１の円筒
の歯部と対向する向きにして嵌挿し、次に第３の円筒を
この一方の軸に、その歯部を他方の軸の方向に向けて嵌
挿し、他方の軸には第４の円筒をその歯部を一方の軸の
方向に向けて第３の円筒の歯部と対向するようにして固
設する。そして、第１．第２の円筒及び第３．第４の円
筒をそれぞれ取り巻くようにして２つの電磁結合検出コ
イルを配する。

前記第１．第２の円筒によって１つの磁気回路が形成さ
れ、第３．第４の円筒によってもう１つ別の磁気回路が
形成される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例について説明する。

第１図は本発明に係るトルクセンサの要部を示す略示正
面図、第２図はそのトルクセンサを用いた自動車の電動
パワーステアリング装置の要部の構造を示す縦断面図、
第３図はそのトルクセンサの要部の略示斜視図である。

図示しない操舵輪を取付けている上部軸１１Ａと、図示
しない操舵機構が取り付けられている下部軸１１Ｃとが
トーションバー１１Ｂを介して同軸的に連結されており
、上部軸１１４は図示しない車体に固定して取付けであ
る筒状のケース２５に軸受２６を介して回転自在に支持
されている。

前記上部軸１１Ａは径方向中央に軸方向に向けて開口す
るトーションバー挿入孔１１ａを備えており、その外周
は段状部１１ｂを介して上部側（図にて右側）が大径部
１１ｃに、又下部側（図にて左側）がそれより細径の縮
径部ｌｉｄに形成されている。

そして、この上部軸１１＾の前記段状部１１ｂには、磁
性体からなる第１の円筒１４がその上部端（図にて布部
端）を大径部１１ｃの段壁面に当接された状態で圧入に
よって外嵌固着され、更に、その下側（図にて左側）の
縮径部ｌｉｄに、非磁性体からなり、その下端をこの縮
径部ｌｉｄに設けられたテーパ状の細径部ｌｉｅに絞め
によって係着され、一端部側に外方に向けて突出する移
動規制用の規制部１５ａを備えたスリーブ１５が外嵌固
着されている。

このスリーブ１５の外周には、前記第１の円筒１４と内
径寸法以外同一形状の磁性体製の第２．第３の円筒１６
．１７が外嵌固着されている。なお、この内径寸法は適
宜同一寸法に設計することは可能であり、その場合、各
円筒は同一形状となる。これらの第１の円筒１４と第２
の円筒１６間及び第２の円筒１６と第３の円筒１７間に
は非磁性体からなる狭幅のリング状をした間隙形成体２
１．２２が介在されている。

第１の円筒１４の上部軸端面ば上部軸１１Ａの軸心に垂
直な平面に形成されており、下部軸端面には周方向に等
ピッチで形成した矩形の多数の歯部１４ａ。

１４ａ・・・が設けられている。これらの歯部１４ａ、
　１４ａ・・・の各別先端は上部軸１１Ａの軸心に垂直
な面に形成されている。同様にして第２の円筒１６の上
部軸端面と第３の円筒１７の下部軸端面に歯部１６ａ、
１６ａ・・・及び１７ａ、　１７ａ・・・が設けられ、
第２の円筒１６の下部軸端面と第３の円筒の上部軸端面
ば上部軸１１Ａの軸心に垂直な平面に形成されている。

したがって、第１の円筒１４の歯部１４ａ、１４ａ・・
・と第２の円筒１６の歯部１６ａ、１６ａ・・・とは対
向されている。

下部軸１１Ｃの上端部には、磁性体製の第４の円筒１８
が外嵌固着されている。この円筒１８は前記第１、第２
．第３の円筒１４．１６．１７と内径寸法以外同形状で
あり、その歯部１８ａ、１８ａが第３の円筒１７の歯部
１７ａ、　１７ａ・・・と適長離隔して対向されている
。

ケース２５の内側には周設溝が形成されている磁性体か
らなる筒体１９Ａ、１９Ｂが内嵌固着されている。

この筒体１９Ａは上部側の第１の円筒Ｉ４と第２の円筒
１６との対向部分と対向させて配設されており、筒体１
９Ｂは下部側の第３の円筒１７と第４の円筒１８との対
向部分と対向させて配設されている。そして、これらの
筒体１９Ａ、　１９Ｂの周設溝には第１の電磁結合検出
コイル３１．第２の電磁結合検出コイル３２が夫々巻回
されており、それにより、第１の電磁結合検出コイル３
Ｉは第１の円筒１４と第２の円筒１６と、第２の電磁結
合検出コイル３２は第３の円筒１７と第４の円筒１８と
を夫々電磁結合するようになっている。このとき、第２
の円筒１６と第３の円筒１７とが分かれているので、２
つの磁気回路が完全に独立したものとなっていて、一方
の磁気回路から他方の磁気回路に磁気的影響を及ぼすこ
とがない。

次に、上記の構成を有するトルクセンサを組み付ける手
順を説明すると、上部軸１１６の段状部１１ｂに第１の
円筒１４をその歯部１４ａを下部軸１１Ｃの方向に向け
て嵌挿して固設し、次に上部軸１１Ａに間隙形成体２１
を挿嵌してから、外周部に第２．第３の円筒１６．１７
及びこの第２．第３の円筒１６．１７間に介装された間
隙形成体２２が外嵌されたスリーブ１５を上部軸１１Ａ
における前記縮径部ｌｉｄに外嵌して、その下端部をテ
ーバ状の細径部ｌｉｅに絞めによって係着することによ
って、スリーブ１５を上部軸１１Ａに外嵌固着する。こ
のとき、第２．第３の円筒１６．１７はスリーブ１５に
設けられた突出状の規制部１５ａによって軸方向の移動
を規制される。また、下部軸１１Ｃの上端部には、第４
の円筒■８が固設される。なお、上記組付けにあって、
第１．第２の円筒１４．１６の歯部１４ａ、　１６ａが
対向され、第３゜第４の円筒１７．１８の歯部１７ａ、
　１８ａが対向されるようにして組付けられる。そして
、第１．第２の円筒１４．１６及び第３．第４の円筒１
７．１８をそれぞれ取り巻くようにして周設溝に夫々電
磁結合検出コイル３１．３２を巻回した筒体１９Ａ、　
１９Ｂが配される。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、第１の発明によれば、４つの磁性
体製の円筒を設けて、これらの円筒の一方の軸端面に歯
部を夫々形成するようにしたことにより、全ての円筒の
片側端面が平滑面となって製造が容易にでき、また、４
個の円筒のうち、両側の互いに隣接する夫々２個の円筒
によってそれぞれ独立した磁気回路が形成されて、一方
の磁気回路から他方の磁気回路に磁気的影響を及ぼすこ
とがなくて性能が安定したものとなすことができる。ま
た、第２．第３の発明によれば、４個の円筒のうち、中
央に位置する第２．第３の円筒と一方の軸との間に、軸
方向の移動を規制する規制部を有するスリーブを介し、
このスリーブを一方の軸に絞めによって係着したことに
より、軸方向の位置決めが容易にできて固定が強固にで
きる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトルクセンサの一実施例の要部を
示す略示正面図、第２図はそのトルクセンサを用いた自
動車の電動パワーステアリング装置の要部の構造を示す
縦断面図、第３図はそのトルクセンサの要部の略示斜視
図、第４図は従来のトルクセンサの半裁断面図、第５図
は従来のトルクセンサの略示斜視図である。１１Ａ・・・上部軸１１Ｂ・・・トーションバー１１Ｇ
・・・下部軸　１４−・・第１の円筒　１４ａ・・・歯
部１５・・・スリーブ　１５ａ・・・規制部　１６・・
・第２の円筒１６ａ・・・歯部　１７・・・第３の円筒
　１７ａ・・・歯部１８・・・第４の円筒　１８ａ・・
・歯部３１．３２・・・電磁結合検出コイル特　許　出願人　　光洋精工株式会社代理人　弁理士　　河　野　　登　夫弔図９Ｂ＋９Ａ弔図第図０Ｂ０Ａ弔図

Claims

【特許請求の範囲】１、一方の軸端面に歯部が形成された４つの磁性体製の
円筒を備え、第１、第２の円筒及び第３、第４の円筒の
歯部が夫々対向するように、第１、第２、第３の円筒を
、トーションバーを介して連結された２つの軸の一方に
取設し、第４の円筒を他方の軸に取り付けて、前記第１
、第２の円筒及び第３、第４の円筒とそれぞれ電磁結合
する２つの電磁結合検出コイルを設けてなることを特徴
とするトルクセンサ。２、前記第２、第３の円筒の内周面と前記一方の軸の外
周面との間に、第２、第３の円筒の軸方向への移動を規
制する規制部を有する非磁性体製のスリーブを介装して
ある請求項１に記載のトルクセンサ。３、前記スリーブを一方の軸の外周部に■めによって係
着してある請求項２に記載のトルクセンサ。