JPH02502119A - 特に電気式舵取り装置のトルク検出器 - Google Patents

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】 特に電気式舵取り装置のトルク検出器 技術分野 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載した、特に電気式舵取り装置 のトルク検出器に関する。

背景技術 かかるトルク検出器は米国特許第４５４８０９１号明細書から公知である。この 誘導式トルク検出器は二つの入力素子と一つのリング状出力素子とを有し、これ らは一連の接続要素およびヒンジ接続部付きの補強アームを介して互いに接続さ れている。かかる公知のトルク検出器の場合、多数の複雑な単位部品が配置され ていることにより、外径が非常に大きく、かつ高価な構造となる。

公知のトルク検出器要素から冗長形トルク検出器を構成することは、かかる二つ のトルク検出器要素を直列接続することにより検出器のねじり剛性が２分の１に なってしまうので実施できない。

発明の開示 本発明の目的は、公知のトルク検出器から上述した欠点を除去した状態において 、構造空間が小さくて済み簡単に製造できるように改良することにある。また冗 長性がねじり剛性を低減することなしに達成されるようにすることにある。

この目的は請求の範囲第１項記載のトルク検出器によって達成される。有利で目 的に適った実施態様は請求の範囲の実施態様項に記載されている。本発明は各請 求の範囲に記載の特徴事項に限定されるものではない。当業者において目的に合 わせて各請求の範囲の個々の特徴事項を意義深く組み合わせて実施することもで きる。

出力素子の両側においてそれぞれ共通の平面内に配置されたウェブによれば、ト ルク検出器の単位部品、特に接続要素付の出力素子は簡単に製造できるようにな る。

本発明に基づくトルク検出器の半径方向寸法が公知のトルク検出器に比べて小さ くなるように、そのウェブは入力素子および出力素子に直に接している。ロスト モーション継手（遊び付継手）を形成する入力素子の互いにかみ合うウェブ状突 起は、トルク検出器を過負荷から保護する。

入力素子にウェブで接する二つの出力素子を単純に直列接続することにより、ト ルク検出器の十分な冗長性が簡単に得られる。

二つの出力素子を使用する場合、ウェブを角度位置に関して種々に配置すること により、両出力素子の異なった運動方向が得られる。これによって出力素子の動 きは、使用状態に応じてトルク検出器の電気式評価に対する良好な測定量が生ず るように同じ向きにあるいは逆向きに生ずる。

出力素子をそれぞれ入力素子に向いたウェブを支持している平らな二つのリング に分割することにより、単位部品は、例えば打抜き加工によって、極めて簡単に 製造できる。それらの単位部品はレーザー溶接により簡単に互いに接続できる。

以下図面に示した幾つかの実施例を参照して本発明の詳細な説明する。

図面の簡単な説明 第１図は本発明に基づくトルク検出器の第１の実施例の斜視図、 第２図は第１図におけるトルク検出器の縦断面図、第３図は本発明に基づくトル ク検出器の第２の実施例の第２図に相応した縦断面図、 第４図は出力素子に三つの異なる作用位置を示した展開図、 第５図は本発明に基づくトルク検出器の第３の実施例の斜視図、 第６図は第５図におけるトルク検出器の縦断面図、第７図は第６図における■− ■線に沿った断面図、第８図は第６図におけるトルク検出器の両出力素子の三つ の異なる作用位置を示した展開図、第９図は本発明に基づくトルク検出器の第４ の実施例の縦断面図、 第１０図は第９図におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図および第２図における本発明に基づく第１の実施例のトルク検出器は、互 いに同心的に配置され、ねじり棒３によって互いに接続されている円筒状の入力 素子１．２を有している。入力素子１．２はそれらの互いに向かい合う端部にウ ェブ状突起４，５を有しており、これらの突起４，５は互いにかみ合い、入力素 子１，２の一定した相対回転運動を許して、ロストモーション継手を形成してい る。

リング状出力素子６は複数の曲げ弾性ウェブ７によって入力素子１，２から半径 方向に間隔を隔てて保持されている。出力素子６の軸方向に向いた両側面には、 それぞれウェブ７が配置されており、これによって出力素子６の両側面において 出力素子６と入力素子１ないし２との接続が行われている。出力素子６の両側に おける各ウェブ７は共通の平面内に配置されている。その平面はトルク検出器の 長手軸心に対して垂直で平らに形成されているか、あるいは僅かに円錐状に形成 されており、その円錐角は約１５０〜１７８＠である。ウェブ７は入力素子１． ２と出力素子６との間を放射状に延びている。その放射経路は円弧あるいは類似 した曲線の形で湾曲されている。ウェブ７は無負荷状態において出力素子６とそ れぞれ同じ角度を成している。

出力素子６は好適には半径方向に互いに接触している二つの平らなリング６、　 １．　６．　２から成っている。これら両リング６、　１．　６．　２は例えば レーザ溶接で互いに固く出力素子６の形に接続されている。

各入力素子１，２に所属する各ウェブ７は、その入力素子側端が環状カラー８に よって互いに接続されている。

環状カラー８は入力素子１．２に例えばレーザ溶接により固く接続されている。

出力素子６とウェブ７と環状カラー８との接続方式によって、これらの部品を、 絞り加工され、かつ底も部分的に絞り加工されたポット状部品で作ることができ る。

そのポット状部品の円筒状外側壁がリング６．１゜６．２を形成する。底の絞り 加工部分から環状カラー８が作られる。ウェブ７は底の残存部分から・所望の形 に打抜き加工される。そのウェブ７はリング６．１．６．２および環状カラー８ につながっている。材料としてはＢｅ＊ｃｕ合金が好適であることが実証されて いる。

リング６．１．６．２、ウェブ７および環状カラー８から成る部品に対して合成 樹脂を使用する場合、両方のリング６、　１．　６．　２を同じ直径にして、両 リング６、　１．６．　２の外側を取り囲む鉄製のリング６．３で結合すること が有利である。その場合の円錐角は約９０＠まで小さくできる。

上述した材料のほかに、ウェブ７を線材から作り、これをリング６、　１．　６ ．　２および環状カラー８に接続することもできる。

出力素子６には二つの誘導コイル９．１０あるいは二つのコイルから成る差動変 圧器１１が付属されており、これらは例えば搬送ブリッジ回路から給電されるか 、ないしは適当な整流回路で評価される（第３図参照）。

第５図から第８図における実施例の場合、二つの出力素子１２．１３が互いに同 心的に配置されている。両入力素子２１．２２は、それらの互いに向き合う端部 にそれぞれ小径部１４を備えている。しかしウェブ状突起２４．２５の端部は入 力素子２１．２２の大径直径を有している。（ウェブ状突起２５は第６図で９０ ６ずらして示されている）。

第６図において、左側出力素子１２の左側ウェブ７は、その環状カラー８で左側 入力素子２１に固定されている。

左側出力素子１２の右側ウェブ７は、その環状カラー８で右側入力素子２２のウ ェブ状突起２５に固定されている。同じようにして右側出力素子１３の左側ウェ ブ７は、その環状カラー８で左側入力素子２１のウェブ状突起２４に固定されて いる。右側出力素子１３の右側ウェブ７は、その環状カラー８で右側入力素子２ ２に固定されている。

各出力素子１２．１３には、それぞれ相応したコイル２９ないし３０が、あるい は差動変圧器が付属されている。

第９図および第１０図における実施例の場合、第６図において互いに同心的に前 後に配置された二つの出力素子は一体の出力素子２６の形にまとめられている。

このことは、両方の出力素子の互いに隣接する二つの環状カラー８が共通した中 間環状カラー２７にまとめられていることによって達成される。

左側入力素子３１のウェブ状突起３４は第６図におけるウェブ状突起２４に比べ て延長されている。右側入力素子３２のウェブ状突起３５も同様に延長され、内 側範囲において環状突起２８によって互いに接続されている。

（ウェブ状突起３５は第９図では９０°ずらして示されている）。

左側環状カラー８は左側入力素子３１に固定され、右側環状カラー８はそのウェ ブ状突起３４に固定されている。中間環状カラー２７は右側入力素子３２のウェ ブ状突起３５に固定されている。

コイル２９．３０ないし差動変圧器を磁気遮蔽するために、両者の間に強磁性材 から成るディスク３６を配置すると有利である。

次に本発明に基づくトルク検出器の作用について説明する。

第４図にはウェブ７を折り広げた状態で出力素子６が展開図で示されている。そ の第４Ａ図においてトルク検出器は中立位置にある。その位置はねじり棒３によ って調整される。その場合、左側および右側のウェブ７は円周方向に対して同じ 角度位置を有している。右側入力素子２が左側入力素子１に対してねじられてい るとき、第４Ｂ図で示したように、右側環状カラー８は例えば下向きに変位し、 左側環状カラー８は上向きに変位する。その結果として右側ウェブ７の角度が増 大し、左側ウェブ７の角度は小さくなる。出力素子６は左側に変位する。

この変位は公知のようにして誘導コイル９．１０に測定信号を発生する。両入力 素子１．２が逆向きにねじり運動するとき、出力素子６は第４Ｃ図にように右向 きに動く。

トルク検出器を本発明に基づいて形成することによって、入力素子１．２の小さ な相対ねじりにおいても、出力素子６の非常に大きな軸方向変位が生ずる。従っ てトルク検出器は非常に敏感で正確な測定結果を生ずる。

一つの出力素子６の代わりに第５図から第１０図における実施例に相応して二つ の出力素子１２．１３を使用するとき、互いに完全に独立した二つの測定系が得 られる。その場合、再出力素子１２．１３は、ねじり棒３のねじり距離を増大す ることなしに完全な測定ストロークを生ずる。再出力素子１２．１３の入力素子 ２１ないし２２に接続されたウェブ７がその角度位置に関して同じ向きにされて いるとき（第８Ａ図および第８８図７照）、再出力素子１２．１３は同じ方向に 動く。これに対して再出力素子１２．１３の入力素子２１ないし２２に接続され たウェブ７がその角度位置に関して逆向きにされているとき、第８Ｃ図に示され ているように、再出力素子１２．１３は逆向きに動く。

上述したように、リング６、　１．６．２、ウェブ７および環状カラー８から成 る部品を合成樹脂で作ることができる。その場合、ポリアミドあるいはポリアセ タールの類の合成樹脂が好適である。

第２図においてはリング６、　１．６．２から成り、第３図においてはリング６ ．３から成る出力素子６，１２゜１３は、例えば鉄のような磁化可能材料、ある いは例えばアルミニウム又は銅のような導電性磁化不能材料、あるいは、これら の材料の組合せで作られる。コイルは磁化可能材料において高いインダクタンス が得られ、磁化不能材料において小さなインダクタンスが得られる。コイルの配 線接続に応じて、一方あるいは他方の材料を選択するか両者を組み合わせること により利点が得られる。

リングは磁化可能材料を利用するときにはスリットを設ける。

符号の説明 １−２・・・入力素子、３・・・ねじり棒、４−５・・・ウェブ状突起、６・・ ・出力素子、６．　１−６．　２・・・リング、７・・・ウェブ、８・・・環状 カラー、９−１０・・・誘導コイル、１１・・・差動変圧器、１２−１３・・・ 出力素子、１４・・・小径部、２１−２２・・・入力素子、２４−２５・・・ウ ェブ状突起、２６・・・出力素子、２７・・・環状カラー、２８・・・環状突起 、２９−３０・・・誘導コイル、３１−３２・・・入力素子、３４−３５・・・ ウェブ状突起、３６・・・ディスク。

補正賓の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　１　年７月ｂｇ＆旬 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、　国際出願の表示 ＰＣＴ／ＥＰ　　８８１０００６３ ２、発明の名称 特に電気式舵取り装置のトルク検出器 ３、特許出願人 住　所　　ドイツ連邦共和国フリードリッヒスハーフエン　１、ポストファッハ 　２５２０、 レーベンターレルシニトラーセ、１００名　称　　　ツァーンラートファブリー ク、フリードリッヒスハーフェン、 アクチェンゲゼルシャフト ４、代理人 （郵便番号ｌＯの 東京都千代田区丸の内三丁目２番３号 請求の範囲 １．　互いに同心的に配置された一つの入力素子（１゜２）、これら両人力素子 （１，２）を互いに接続するねじり捧（３）、少くとも一つのリング状出力素子 （６）および出力素子（６）に付属されたコイル（９，１０）を有し、前記出力 素子（６）がその軸方向に向いた両側面においてそれぞれ接続要素を介して入力 素子（１，２）に接続されている特に電気式補助方形舵取り装置のトルク検出器 において、 前記出力素子（６）が曲げ弾性ウェブ（７）として形成された接続要素によって それぞれ入力素子（１，２）から半径方向間隔を隔てられ、前記ウェブ（７）が トルク検出器の長手軸心に対して少なくともほぼ垂直で平らな面内かあるいは円 錐状に形成された面内に配置され、ウェブ（７）が合成樹脂で作られ、両人内素 子（１，２）がロストモーション継手を介して互いに接続されていることを特徴 とするトルク検出器。

２、　前記両人力（１，２）がそれらが互いに向かい合う端部に、ロストモーシ ョン継手を形成するために互いにかみ合うウェブ状突起（４，５）を育している ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のトルク検出器。

３、　前記再出力素子（１２，１３）が前後して配置され、その第１の出力素子 （１２）がウェブ（７）で一方の入力素子（２１）におよび他方の入力素子（２ ２）のウェブ状突起（２５）に接し、第２の出力素子（１３）がウェブ（７）で 一方の入力素子（２１）のウェブ状突起（２４）および他方の入力素子（２２） に接していることを特徴とする請求の範囲第２項記載のトルク検出器。

４、　前記再出力素子（１２，１３）の各入力素子（２１，２２）に接続された ウェブ（７）がそれぞれ角度に関して同じ向きにされていることを特徴とする請 求の範囲第３項記載のトルク検出器。

５゜　前記再出力素子（１２，１３）の各入力素子（２１，２２）に接続された ウェブ（７）がそれぞれ角度に関して逆向きにされていることを特徴とする請求 の範囲第３項記載のトルク検出器。

６、　前記出力素子（６）が互いに半径方向において接続する二つの平らなリン グ（６，１，６，２）から成り、これら各リング（６，１，６，２）が各入力素 子（１，２）に向けられたウェブ（７）を支持していることを特徴とする請求の 範囲第１項記載のトルク検出器。

７、　前記両リング（６，１，６，２）がレーザ溶接で互いに接続されているこ とを特徴とする請求の範囲第６項記載のトルク検出器。

８、　前記ウェブ（７）はその入力素子（１，２）側端が環状カラー（８）によ って互いに接続されていることを特徴とする請求の範囲第６項記載のトルク検出 器。

９、　前記環状カラー（８）が入力素子（１，２；２１．２２）ないしそのウェ ブ状突起（２４，２５）にレーザ溶接によって接続されていることを特徴とする 請求の範囲第８項記載のトルク検出器。

１０、　　前記再出力素子（１２，１３）のコイル（２９，３０）の間に強磁性 材から成るディスク（３６）が配置されていることを特徴とする請求の範囲第３ 項記載のトルク検出器。

１１、　　前記円筒状壁（リング６、　１．６．２）とほぼ平らな底を有する絞 り加工されたポット状部分をその底の一部を円筒状部分（環状カラー８）が生ず るように絞り加工し、その底の残存部分に円筒状壁（リング６、　１．　６．　 ２）と円筒状部分（環状カラー８）との接続部分となるウェブ（７）を打抜き加 工した出力素子（６）を有することを特徴とする特許請求の範囲第８項記載のト ルク検出器。

１２、　　前記ウェブ（７）および環状カラー（８）がポリイミドあるいはポリ アセタールの類の合成樹脂から成っていることを特徴とする特許請求の範囲第８ 項記載のトルク検出器。

１３、　　前記出力素子（６，１２，１３）が磁化可能な材料から成っているこ とを特徴とする特徴とする請求の範囲第１項記載又は第３項記載のトルク検出器 。

１４、　前記出力素子（６，１２，１３）が導電性磁化不能な材料から成ってい ることを特徴とする請求の範囲第１項又は第３項記載のトルク検出器。

１５、　　前記出力素子（６，１２，１３）がスリットを備えたリングを有して いることを特徴とする請求の範囲第１３項記載のトルク検出器。

１６、　　前記出力素子（６，１２，１３）が磁化可能な材料および導電性かつ 磁化不能な材料の組合せで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３ 項記載のトルク検出器。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに同心的に配置された二つの入力素子（１，２）、これら両入力素子（ １，２）を互いに接続するねじり棒（３）、ロストモーション継手、リング状出 力素子（６）、両入力素子（１，２）を出力素子（６）に接続しかつ出力素子（ ６）を入力素子（１，２）から半径方向に間隔を隔てる複数の接続要素、および 出力素子（６）に付属されたコイル（９，１０）を有する特に電気式舵取り装置 のトルク検出器において、出力素子（６）が軸方向に向いた両側側面において曲 げ弾性ウェブ（７）として形成された接続要素によってそれぞれ入力素子（１， ２）に接続され、各接続要素のウェブ（７）がトルク検出器の長手軸心に対して 少なくともほぼ垂直で平らな平面内かあるいは円錐状に形成された平面内に配置 されていることを特徴とするトルク検出器。
2. ２．前記ウェブ（７）が出力素子（６）と入力素子（１，２）との間を円弧ある いは類似した曲線の形に湾曲して延びていることを特徴とする請求の範囲第１項 記載のトルク検出器。
3. ３．前記ウェブ（７）が出力素子（６）と同じ角度を成していることを特徴とす る請求の範囲第２項記載のトルク検出器。
4. ４．前記両入力素子（１，２）がそれらが互いに向かい合う端部にロストモーシ ョン継手を形成するために互いにかみ合うウェブ状突起（４，５）を有している ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のトルク検出器。
5. ５．前記両出力素子（１２，１３）が前後して配置され、その第１の出力素子（ １２）がそのウェブ（７）で一方の入力素子（２１）におよび他方の入力素子（ ２２）のウェブ状突起（２５）に接し、第２の出力素子（１３）がウェブ（７） で一方の入力素子（２１）のウェブ状突起（２４）および他方の入力素子（２２ ）に接していることを特徴とする請求の範囲第４項記載のトルク検出器。
6. ６．前記両出力端子（１２，１３）の各入力素子（２１，２２）に接続されたウ ェブ（７）がそれぞれ角度に関して同じ向きにされていることを特徴とする請求 の範囲第５項記載のトルク検出器。
7. ７．前記両出力素子（１２，１３）の各入力素子（２１，２２）に接続されたウ ェブ（７）がそれぞれ角度に関して逆向きにされていることを特徴とする請求の 範囲第５項記載のトルク検出器。
8. ８．前記出力素子（６）が互いに半径方向において接触する二つの平らなリング （６．１，６．２）から成り、これら各リング（６，１，６，２）が各入力素子 （１，２）に向けられたウェブ（７）を支持していることを特徴とする請求の範 囲第１項記載のトルク検出器。
9. ９．前記両リング（６．１，６．２）がレーザ溶接で互いに接続されていること を特徴とする請求の範囲第８項記載のトルク検出器。
10. １０．前記ウェブ（７）はその入力素子（１，２）側端が環状カラー（８）によ って互いに接続されていることを特徴とする請求の範囲第８項記載のトルク検出 器。
11. １１．前記環状カラー（８）が入力素子（１，２；２１，２２）ないしそのウェ ブ状突起（２４，２５）にレーザ溶接によって接続されていることを特徴とする 請求の範囲第１０項記載のトルク検出器。
12. １２．前記両出力素子（１２，１３）のコイル（２９，３０）の間に強磁性材か ら成るディスク（３６）が配置されていることを特徴とする請求の範囲第５項記 載のトルク検出器。
13. １３．円筒状壁（前記リング６．１，６．２）とほぼ平らな底を有する絞り加工 されたポット状部品を、その底の一部を円筒状部分（環状カラー８）が生ずるよ うに絞り加工し、その底の残存部分に円筒状壁（リング６．１，６．２）と円筒 状部分（環状カラー８）との接続部分となるウェブ（７）を打抜き加工した出力 素子（６）を特徴とする請求の範囲第１０項記載のトルク検出器。
14. １４．前記ウェブ（７）および環状カラー（８）がポリイミドあるいはポリアセ タール類の合成樹脂から成っていることを特徴とする請求の範囲第１０項記載の トルク検出器。
15. １５．前記出力素子（６，１２，１３）が磁化可能な材料から成っていることを 特徴とする請求の範囲第１項又は第５項記載のトルク検出器。
16. １６．前記出力素子（６，１２，１３）が導電性磁化不能な材料から成っている ことを特徴とする請求の範囲第１項又は第５項記載のトルク検出器。
17. １７．前記出力素子（６，１２，１３）がスリットを備えたリングを有している ことを特徴とする請求の範囲第１５項記載のトルク検出器。
18. １８．前記出力素子（６，１２，１３）が磁化可能な材料および導電性磁化不能 な材料の組合せで構成されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は第５項 記載のトルク検出器。