JPH03137530A - Displacement sensor and torque sensor - Google Patents

Displacement sensor and torque sensor

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Publication number
JPH03137530A
JPH03137530A JP27498789A JP27498789A JPH03137530A JP H03137530 A JPH03137530 A JP H03137530A JP 27498789 A JP27498789 A JP 27498789A JP 27498789 A JP27498789 A JP 27498789A JP H03137530 A JPH03137530 A JP H03137530A
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JP
Japan
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slider
displacement
sensor
sleeve
output shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP27498789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Sato
浩一 佐藤
Katsuyoshi Kawasaki
川崎 勝義
Naoki Saito
直樹 斉藤
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP27498789A priority Critical patent/JPH03137530A/en
Publication of JPH03137530A publication Critical patent/JPH03137530A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure accurately only the displacement in a prescribed direction by putting a slider having a magnet in one body with a second member and by putting it in one body with a first member having a sensor main body fixed thereto in directions other than the prescribed. CONSTITUTION:A slider 11 is held in a groove 15a provided in a projecting part 15 of a sensor main body 12 so that it can move forward and backward only along the groove 15a. Projections 10a and 10b of a sleeve 7 hold the slider 11 along the direction of rotation of the sleeve 7 and a force of rotation is not transmitted to the slider even when the sleeve 7 rotates with an input shaft 2 and an output shaft 3. Accordingly, displacement in the axial direction of the sleeve 7 rotating with the output shaft 3 is found by chip-shaped magnets 14a and 14b in the slider 11. When a torque is equal, the opposed relationship between a Hall element 16 and the magnets 14a and 14b is unvaried. In this constitution, a complicated structure and an expansive member are dispensed with and a construction is inexpensive. In addition, zero-point adjustment of a displacement sensor is also facilitated by fitting of a projection 12a of a torque sensor 12 in a round hole 1a of a housing 1.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁束密度検
出素子と磁石とを利用した非接触形の変位センサ及びト
ルクセンサの改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to improvements in non-contact displacement sensors and torque sensors that utilize magnetic flux density detection elements such as Hall elements and magnetoresistive elements and magnets.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の従来の技術としては、例えば、本出願人が先に
提案した実開昭60−179944号公報や実開昭64
−10638号公報に開示されたものがある。
This type of conventional technology includes, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 60-179944, which was previously proposed by the present applicant, and Japanese Utility Model Application Publication No. 64
There is one disclosed in Japanese Patent No.-10638.

これら従来の技術は、軸周りに生じるトルクを検出する
トルク検出器に関するものであり、ハウジングに回転自
在に支承された入力軸及び出力軸をトーションバー等の
弾性体を介して連結すると共に、弾性体の捩じれを伴っ
て生じる入力軸及び出力軸間の相対回転を軸方向の変位
に変換し、その軸方向の変位が生じる移動部材に磁石を
固定し、さらに、ハウジング側に、磁束密度検出素子を
有するセンサ本体を設けた構成である。
These conventional technologies relate to a torque detector that detects torque generated around a shaft, and connect an input shaft and an output shaft rotatably supported by a housing through an elastic body such as a torsion bar. A magnet is fixed to a moving member that converts the relative rotation between the input shaft and the output shaft that occurs with the twisting of the body into axial displacement, and the axial displacement occurs, and a magnetic flux density detection element is installed on the housing side. This configuration includes a sensor body having a sensor body.

このような構成であると、軸周りに発生するトルクに従
って入力軸及び出力軸間に相対回転が生じ、その相対回
転が移動部材の軸方向の変位に変換され、その移動部材
に固定された磁石とハウジング側に設けられたセンサ本
体との間の相対位置が変化するから、センサ本体の磁束
密度検出素子が受ける磁束密度が変動する。従って、磁
束密度検出素子が検出した磁束密度に基づいて、移動部
材の移動方向及び移動量、即ち、トルクの方向及び大き
さが検出される。
With such a configuration, relative rotation occurs between the input shaft and the output shaft according to the torque generated around the shaft, and that relative rotation is converted into axial displacement of the moving member, and the magnet fixed to the moving member Since the relative position between the sensor body and the sensor body provided on the housing side changes, the magnetic flux density received by the magnetic flux density detection element of the sensor body fluctuates. Therefore, based on the magnetic flux density detected by the magnetic flux density detection element, the moving direction and amount of movement of the moving member, that is, the direction and magnitude of torque are detected.

そして、上記従来の技術では、移動部材として、軸を包
囲する筒状の部材を用いると共に、磁石として、移動部
材に外嵌するリング状の磁石を用いているため、入力軸
及び出力軸がハウジングに対して回転しても、センサ本
体と磁石との相対位置関係に変化が生じない。つまり、
単に入力軸及び出力軸がハウジングに対して回転しても
、リング状の磁石の磁束密度が全周に渡って均一であり
且つその取付誤差等が皆無であれば、磁束密度検出素子
が受ける磁束には変化が生じないから、入力軸及び出力
軸間の相対回転、即ち、トルクのみを検出することがで
きる。
In the above conventional technology, a cylindrical member surrounding the shaft is used as the moving member, and a ring-shaped magnet that fits around the moving member is used as the magnet, so that the input shaft and the output shaft are connected to the housing. Even when the sensor body is rotated relative to the sensor body, the relative positional relationship between the sensor body and the magnet does not change. In other words,
Even if the input shaft and output shaft simply rotate relative to the housing, if the magnetic flux density of the ring-shaped magnet is uniform over the entire circumference and there is no installation error, the magnetic flux received by the magnetic flux density detection element will be Since no change occurs, only the relative rotation between the input shaft and the output shaft, that is, the torque can be detected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来の技術にあっては、上述した理
由によりリング状の磁石を利用しているが、実際に磁束
密度検出素子に磁束を与えるのはリング状の磁石の一部
であるから、入出力軸のハウジングに対する回転が検出
値に与える影響を皆無にするためには、上述したように
リング状の磁石の磁束密度を全周に渡って着磁むらがな
いように、均一としなければならないし、また、リング
状の磁石の取り付は誤差(軸心に対する偏心や倒れ)も
磁束密度検出素子の測定値に影響を与えるから、組立作
業に高い精度が要求されるし、さらには、リング状の磁
石はチップ状の磁石に比べて大きく、リング状の磁石(
特に、径方向に極を有する磁石)は、強い(磁束密度の
高い)ものを生成し難いから、充分な性能を得るために
は高価ではあるが磁束密度の高い希土類磁石を使用しな
ければならないため、装置が高価なものとなってしまう
However, in the above conventional technology, a ring-shaped magnet is used for the above-mentioned reason, but it is a part of the ring-shaped magnet that actually provides magnetic flux to the magnetic flux density detection element, so In order to eliminate any effect of the rotation of the output shaft relative to the housing on the detected value, the magnetic flux density of the ring-shaped magnet must be uniform across the entire circumference, so that there is no uneven magnetization, as described above. Furthermore, when installing a ring-shaped magnet, errors (eccentricity or inclination with respect to the axis) will affect the measured value of the magnetic flux density detection element, so high precision is required in the assembly work. The shaped magnet is larger than the chip shaped magnet, and the ring shaped magnet (
In particular, magnets with poles in the radial direction) are difficult to generate strong (high magnetic flux density), so in order to obtain sufficient performance, rare earth magnets with high magnetic flux density must be used, although they are expensive. Therefore, the device becomes expensive.

また、ハウジング側にセンサ本体と磁石とを設け、相対
変位に応じてロッドやレバー等で磁石を移動させて変位
を測定するセンサもあるが、変位の伝達構造やシール構
造が複雑になるという欠点がある。
There are also sensors that include a sensor body and a magnet on the housing side and measure displacement by moving the magnet with a rod or lever depending on the relative displacement, but the disadvantage is that the displacement transmission structure and seal structure are complicated. There is.

この発明は、このような従来の技術が有する未解決の課
題に着目してなされたものであり、簡易な構成で、所定
の方向の変位のみを測定することができる変位センサ及
びリング状の磁石を用いることなく回転位相の影響を除
去することができるトルクセンサを提供することを目的
とする。
The present invention was made by focusing on the unresolved problems of the conventional technology, and provides a displacement sensor and a ring-shaped magnet that have a simple configuration and can measure displacement only in a predetermined direction. It is an object of the present invention to provide a torque sensor that can eliminate the influence of rotational phase without using.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、請求項(1)記載の変位セ
ンサは、第1及び第2の部材間の所定方向への相対変位
を検出する変位センサであって、磁束密度検出素子を有
するセンサ本体を前記第1の部材に固定すると共に、磁
石を有するスライダを前記センサ本体と前記第2の部材
との間に配置し、さらに、前記スライダを前記所定方向
には前記第2の部材と一体とし且つ前記所定方向以外の
方向には前記第1の部材と一体とする移動方向制御手段
を備えた。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the displacement sensor according to claim (1) is a displacement sensor that detects relative displacement in a predetermined direction between the first and second members. A sensor body having a magnetic flux density detection element is fixed to the first member, a slider having a magnet is arranged between the sensor body and the second member, and the slider is moved in the predetermined direction. is provided with movement direction control means that is integrated with the second member and integrated with the first member in directions other than the predetermined direction.

また、請求項(2)記載の変位センサは、上記請求項(
1)記載の変位センサにおいて、前記移動方向制11手
段を、前記第1の部材又は前記センサ本体に設けられ且
つ前記所定方向に沿って前記スライダを受容する第1の
ガイドと、前記第2の部材に設けられ且つ前記所定方向
に直交する方向に沿って前記スライダを受容する第2の
ガイドとから構成した。
Further, the displacement sensor according to claim (2) is provided with the above-mentioned claim (
1) In the displacement sensor described above, the movement direction control means 11 includes a first guide provided on the first member or the sensor body and receiving the slider along the predetermined direction; and a second guide provided on the member and receiving the slider along a direction perpendicular to the predetermined direction.

さらに、上記目的を達成するために、請求項(3)記載
のトルクセンサは、ハウジングに回転自在に支持された
人力軸及び出力軸を弾性体を介して連結し、これら人力
軸及び出力軸間の相対回転を軸方向の直線変位に変換す
る変位変換手段を設け、磁束密度検出素子を有するセン
サ本体を前記ハウジングに固定し、磁石を有するスライ
ダを前記変位変換手段によって軸方向に移動する移動部
材と前記センサ本体との間に配置し、さらに、前記スラ
イダを前記軸方向には前記移動部材と一体とし且つ前記
軸方向以外の方向には前記ハウジングと一体とする移動
方向制御手段を備えた。
Furthermore, in order to achieve the above object, the torque sensor according to claim (3) connects a human power shaft and an output shaft rotatably supported by a housing through an elastic body, and connects the human power shaft and the output shaft between the human power shaft and the output shaft. a moving member that is provided with a displacement converting means for converting relative rotation into an axial linear displacement, a sensor body having a magnetic flux density detection element is fixed to the housing, and a slider having a magnet is moved in the axial direction by the displacement converting means. and the sensor body, further comprising a movement direction control means for making the slider integral with the moving member in the axial direction and integral with the housing in directions other than the axial direction.

そして、請求項(4)記載のトルクセンサは、上記請求
項(3)記載のトルクセンサにおいて、前記移動方向制
御手段を、前記ハウジング又は前記センサ本体に設けら
れ且つ前記軸方向に沿って前記スライダを受容する第1
のガイドと、前記移動部材に設けられ且つ軸周りに沿っ
て前記スライダを受容する第2のガイドとから構成した
The torque sensor according to claim (4) is the torque sensor according to claim (3), in which the moving direction control means is provided on the housing or the sensor body and is arranged along the axial direction on the slider. The first step is to accept
and a second guide provided on the moving member and receiving the slider along the periphery of the axis.

〔作用〕[Effect]

請求項(1)記載の変位センサにあっては、第1及び第
2の部材間に相対変位が生じた場合、センサ本体及び第
2の部材間に配置されたスライダは、移動方向制御手段
によって、所定方向へは第2の部材と一体であり且つ所
定方向以外の方向へは第1の部材と一体であるから、第
1及び第2の部材間に所定方向以外の方向への相対変位
が生じても、第1の部材及びスライダ間に生じる相対変
位は、所定方向への相対変位のみである。従って、磁束
密度検出素子の測定値からは、第1及び第2の部材間の
所定方向への相対変位のみが測定される。
In the displacement sensor according to claim (1), when a relative displacement occurs between the first and second members, the slider disposed between the sensor body and the second member is moved by the movement direction control means. , is integral with the second member in the predetermined direction and is integral with the first member in directions other than the predetermined direction, so there is no relative displacement between the first and second members in directions other than the predetermined direction. Even if this happens, the relative displacement that occurs between the first member and the slider is only a relative displacement in a predetermined direction. Therefore, from the measurement value of the magnetic flux density detection element, only the relative displacement in a predetermined direction between the first and second members is measured.

そして、請求項(2)記載の変位センサにあっては、第
1及び第2の部材間に相対変位が生じた場合、所定方向
への相対変位は、第2の部材から第2のガイドを介して
スライダに伝達され、そのときの第1の部材に対するス
ライダの移動は第1の部材側に設けられた第1のガイド
によって案内されるし、所定方向以外の方向への相対変
位は、第1の部材から第1のガイドを介してスライダに
伝達され、そのときの第2の部材に対するスライダの移
動は第2のガイドによって案内される。結局、第1の部
材及びスライダ間には、所定方向への相対変位のみが生
じるから、磁束密度検出素子の測定値からは、第1及び
第2の部材間の所定方向への相対変位のみが測定される
In the displacement sensor according to claim (2), when a relative displacement occurs between the first and second members, the relative displacement in the predetermined direction is caused by moving the second guide from the second member. The movement of the slider with respect to the first member at that time is guided by the first guide provided on the first member side, and the relative displacement in a direction other than the predetermined direction is The signal is transmitted from one member to the slider via the first guide, and the movement of the slider relative to the second member at that time is guided by the second guide. In the end, only relative displacement in a predetermined direction occurs between the first member and the slider, so the measured value of the magnetic flux density detection element indicates only relative displacement in a predetermined direction between the first and second members. be measured.

また、請求項(3)記載のトルクセンサにあっては、弾
性体を介して連結された入力軸及び出力軸にトルクが伝
達されると、それら入力軸及び出力軸間には、トルクの
方向及び大きさに応じた相対回転が生じる。
In addition, in the torque sensor according to claim (3), when torque is transmitted to the input shaft and the output shaft connected via the elastic body, there is a difference in the direction of the torque between the input shaft and the output shaft. and a relative rotation depending on the size.

すると、変位変換手段が、その相対回転を、移動部材の
軸方向への変位に変換するから、入力軸及び出力軸を支
持するハウジングと移動部材との間には、軸方向への相
対変位が生じる。
Then, the displacement converting means converts the relative rotation into an axial displacement of the moving member, so there is no relative displacement in the axial direction between the moving member and the housing that supports the input and output shafts. arise.

そして、ハウジングに設けられたセンサ本体と移動部材
との間に配置されたスライダは、移動方向制御手段によ
って、軸方向へは移動部材と一体であり且つ軸方向以外
の方向(例えば、軸周り)へはハウジングと一体である
から、ハウジング及び移動部材間に軸方向以外の方向へ
の相対変位が生じても、ハウジング及びスライダ間に生
じる相対変位は、軸方向への相対変位のみである。従っ
て、入力軸及び出力軸がハウジングに対して回転し、そ
れに伴って移動部材がセンサ本体に対して回転しても、
磁束密度検出素子の測定値からは、ハウジング及び移動
部材間の軸方向への相対変位、即ち、トルクの方向及び
大きさに応じて生じる入力軸及び出力軸間の相対回転の
みが測定される。
The slider disposed between the sensor main body provided in the housing and the moving member is controlled by the moving direction control means to be integral with the moving member in the axial direction and in a direction other than the axial direction (for example, around the axis). Since the slider is integral with the housing, even if a relative displacement occurs between the housing and the moving member in a direction other than the axial direction, the relative displacement that occurs between the housing and the slider is only the relative displacement in the axial direction. Therefore, even if the input shaft and output shaft rotate with respect to the housing and the moving member rotates with respect to the sensor body,
From the measurement value of the magnetic flux density detection element, only the relative displacement in the axial direction between the housing and the moving member, that is, the relative rotation between the input shaft and the output shaft that occurs depending on the direction and magnitude of the torque is measured.

また、請求項(4)記載のトルクセンサにあっては、軸
方向への相対変位は、始動部材から第2のガイドを介し
てスライダに伝達され、そのときのハウジングに対する
スライダの移動はハウジング側に設けられた第1のガイ
ドによって案内されるし、軸方向以外の方向への相対変
位は、ハウジング側から第1のガイドを介してスライダ
に伝達され、そのときの移動部材に対するスライダの移
動は第2のガイドによって案内される。結局、ハウジン
グ及びスライダ間には、軸方向への相対変位のみが生じ
るから、磁束密度検出素子の測定値からは、トルクの方
向及び大きさに応じて生じる入力軸及び出力軸間の相対
回転のみが測定される。
Further, in the torque sensor according to claim (4), the relative displacement in the axial direction is transmitted from the starting member to the slider via the second guide, and the movement of the slider with respect to the housing at that time is caused by the movement toward the housing. The relative displacement in a direction other than the axial direction is transmitted from the housing side to the slider via the first guide, and the movement of the slider with respect to the moving member at that time is guided by a second guide. In the end, only relative displacement in the axial direction occurs between the housing and the slider, so from the measurement value of the magnetic flux density detection element, only the relative rotation between the input shaft and output shaft occurs depending on the direction and magnitude of torque. is measured.

〔実施例] 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。〔Example] Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図及び第2図は本発明の第1実施例を示す図であり
、これは、本発明の係る変位センサ及びトルクセンサを
、車両用の電動式パワーステアリング装置に適用した例
である。
1 and 2 are diagrams showing a first embodiment of the present invention, and this is an example in which a displacement sensor and a torque sensor according to the present invention are applied to an electric power steering device for a vehicle.

先ず、構成を説明すると、第1図において、第1の部材
としてのハウジング1内には、弾性体としてのトーショ
ンバー4を介して連結されに入力軸2及び出力軸3が、
軸受5a、5b及び5Cによって回動自在に支持されて
いる。但し、入力軸2、出力軸3及びトーションバー4
は、同軸に配置されている。
First, to explain the configuration, in FIG. 1, in a housing 1 as a first member, an input shaft 2 and an output shaft 3 are connected via a torsion bar 4 as an elastic body.
It is rotatably supported by bearings 5a, 5b, and 5C. However, input shaft 2, output shaft 3 and torsion bar 4
are arranged coaxially.

入力軸2の図示しない第1図右端側には、ステアリング
ホイールが回動方向に一体に取り付けられており、また
、出力軸3の第1図左端側には、例えば公知のラックピ
ニオン式ステアリング装置を構成するビニオン軸が連結
されている。
A steering wheel is integrally attached to the right end side in FIG. 1 (not shown) of the input shaft 2 in the rotation direction, and a known rack and pinion steering device, for example, is attached to the left end side in FIG. The binion shafts constituting the are connected.

従って、操縦者がステアリングホイールを操舵すること
によって発生した操舵力は、入力軸2゜トーションバー
4.出力軸3及びラックピニオン式ステアリング装置を
介して、図示しない転舵輪に伝達する。
Therefore, the steering force generated by the driver steering the steering wheel is applied to the input shaft 2° torsion bar 4. The signal is transmitted to steered wheels (not shown) via the output shaft 3 and the rack and pinion steering device.

また、入力軸2の左端部の外周面には軸方向に連続した
突状部2aが形成され、この突状部2aは、出力軸3の
右端部に形成され且つ突状部2aよりも幅広の縦溝3a
に挿入されていて、これにより、入力軸2及び出力軸3
間の所定範囲(±5度程度)以上の相対回動を防止して
いる。
Further, an axially continuous protrusion 2a is formed on the outer peripheral surface of the left end of the input shaft 2, and this protrusion 2a is formed on the right end of the output shaft 3 and is wider than the protrusion 2a. vertical groove 3a
is inserted into the input shaft 2 and output shaft 3.
Relative rotation beyond a predetermined range (approximately ±5 degrees) between the two is prevented.

そして、出力軸3には、出力軸3と同軸且つ一体に回動
する歯車6が外嵌し、この歯車6は、図示しない歯車列
等を介して、ハウジング1の周囲に配設された図示しな
い電動モータの出力軸に連結されている。
A gear 6 that rotates coaxially and integrally with the output shaft 3 is externally fitted onto the output shaft 3. Not connected to the output shaft of the electric motor.

さらに、入力軸2には、入力軸2に対して軸方向及び回
動方向への相対変位が自在な、第2の部材若しくは移動
部材としての円筒形のスリーブ7が外嵌していて、この
スリーブ7の左端部に形成された縦溝7aには、出力軸
3の右端部に圧入され且つ径方向外側に突出したビン3
bの外端が挿入されている。
Furthermore, a cylindrical sleeve 7 as a second member or a moving member is fitted onto the input shaft 2 and is movable relative to the input shaft 2 in the axial and rotational directions. A vertical groove 7a formed at the left end of the sleeve 7 has a pin 3 that is press-fitted into the right end of the output shaft 3 and protrudes radially outward.
The outer end of b is inserted.

従って、出力軸3及びスリーブ7は、回動方向には一体
であるが、軸方向には縦溝7aの長さの範囲において相
対変位が可能である。
Therefore, the output shaft 3 and the sleeve 7 are integral in the rotational direction, but can be relatively displaced in the axial direction within the length range of the vertical groove 7a.

スリーブ7は、スプリング8によって第1図右方に常時
付勢されていて、その内周面には、ボール9を転勤可能
に収納した孔7bが形成され、ポール9の一部分は、入
力軸2の外周面に形成されたv字状の螺旋溝2bに収ま
っている。
The sleeve 7 is always urged to the right in FIG. It is accommodated in a V-shaped spiral groove 2b formed on the outer peripheral surface of.

また、スリーブ7の外周面には、全周に渡って連続した
第2のガイドとしての突状体10a及び10bが形成さ
れている。なお、これら突状体1Oa及び10bの互い
に対向する面のそれぞれは、軸心に直交する平面に対し
て平行に成形されている。
Furthermore, protrusions 10a and 10b are formed on the outer circumferential surface of the sleeve 7 as continuous second guides over the entire circumference. In addition, each of the mutually opposing surfaces of these protruding bodies 1Oa and 10b is formed parallel to a plane orthogonal to the axis.

そして、突状体10a及び10b間には、スライダll
が配設され、そのスライダ11に対向するハウジングl
には、スライダ11の軸方向位置、即ち、ハウジングl
及びスライダ11間の軸方向の相対変位を検出するため
のセンサ本体12が固定されている。
A slider ll is provided between the protruding bodies 10a and 10b.
is disposed, and a housing l facing the slider 11 is provided.
The axial position of the slider 11, that is, the housing l
A sensor body 12 for detecting relative displacement in the axial direction between the slider 11 and the slider 11 is fixed.

スライダ11は、非磁性部材からなる本体11a内に、
薄板状の継鉄13と、軸方向に離間した状態で継鉄13
に固着された二つのチップ状の磁石14a及び14bと
を内蔵している。
The slider 11 includes a main body 11a made of a non-magnetic material.
A thin plate-shaped yoke 13 and a yoke 13 spaced apart in the axial direction.
It contains two chip-shaped magnets 14a and 14b fixed to the inside.

磁石14a及び14bは、径方向(第1図、上下方向)
に極を有すると共に、例えば、一方の磁石14aは継鉄
13側をN極、センサ本体12側をS極とし、他方の磁
石14bは継鉄13側をS極、センサ本体12側をN極
とすることにより、互いに逆極性となっている。但し、
磁石14a及び14bは、スライダ11の軸方向の中心
から等距離にある。
The magnets 14a and 14b are arranged in the radial direction (Fig. 1, vertical direction).
For example, one magnet 14a has an N pole on the yoke 13 side and an S pole on the sensor body 12 side, and the other magnet 14b has an S pole on the yoke 13 side and an N pole on the sensor body 12 side. By doing so, the polarities are opposite to each other. however,
Magnets 14a and 14b are equidistant from the axial center of slider 11.

第2図(a)乃至(C)はセンサ本体12の外観を示す
図であり、同図(a)はセンサ本体12の底面図、同図
[有])は同図(a)のB方向矢視図、同図(C)は同
図(a)のC方向矢視図である。
FIGS. 2(a) to 2(C) are views showing the external appearance of the sensor body 12. FIG. 2(a) is a bottom view of the sensor body 12, and FIG. 2(C) is a direction B in FIG. A view in the direction of arrows, (C) is a view in the direction of arrow C in (a) of the same figure.

そして、第1図及び第2図(a)乃至(C)に示すよう
に、センサ本体12は、その底面に形成された円盤状の
嵌合部12aがハウジングlの丸孔1aに嵌合すると共
に、フランジ12b、12cに形成され且つ嵌合部1a
と同心円で湾曲した長孔12d、12eと、この長孔1
2d、12eを貫通する図示しないボルトとによってハ
ウジング1に固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2 (a) to (C), the sensor main body 12 has a disc-shaped fitting portion 12a formed on its bottom surface that fits into the round hole 1a of the housing l. At the same time, the fitting portions 1a are formed on the flanges 12b and 12c.
Long holes 12d and 12e curved concentrically with
It is fixed to the housing 1 by bolts (not shown) passing through 2d and 12e.

さらに、嵌合部12aには、第1のガイドとしての凸部
15が一体に形成されている。
Further, a convex portion 15 serving as a first guide is integrally formed on the fitting portion 12a.

凸部15は、嵌合部12aと同径の円盤の軸方向(第2
図(a)上下方向)の両端部を、軸に直交する平面で切
断した形状であって、その幅(第2図(a)上下方向)
は、上述したスライダ11の軸方向寸法よりも短く成形
されている。
The convex portion 15 is arranged in the axial direction (second direction) of a disk having the same diameter as the fitting portion 12a.
The shape is obtained by cutting both ends of the figure (a) in the vertical direction) along a plane perpendicular to the axis, and its width (in the vertical direction in figure 2 (a)).
is formed shorter than the axial dimension of the slider 11 described above.

そして、凸部15には、軸方向に長く、且つ、スライダ
11が進退自在に挿入される溝15aが形成されていて
、その溝15aの中心軸は、スリーブ7の軸心とは平行
で且つ嵌合部12aの中心軸から離間している。
The convex portion 15 is formed with a groove 15a that is long in the axial direction and into which the slider 11 is inserted so as to be freely advanced and retracted, and the central axis of the groove 15a is parallel to the axis of the sleeve 7. It is spaced apart from the central axis of the fitting part 12a.

なお、この実施例では、スライダ11の断面形状をT形
としているので、溝15aもそれに整合してT形の溝と
している。従って、スライダ11は、センサ本体12に
対して軸方向(第1図左右方向)へのみ移動することが
できる。
In this embodiment, since the cross-sectional shape of the slider 11 is T-shaped, the groove 15a is also a T-shaped groove in accordance with the T-shaped cross section. Therefore, the slider 11 can only move in the axial direction (left-right direction in FIG. 1) with respect to the sensor body 12.

さらに、スライダ11の軸方向の両端面11b及びli
eは、同心円上の円弧を形成していて、それら端面11
b、IICが生成する円は、スリーブ7に形成された突
状体10a及び10b間の距離と略等しい直径を有して
いる。
Furthermore, both end surfaces 11b and li of the slider 11 in the axial direction
e forms concentric circular arcs, and their end faces 11
b. The circle generated by IIC has a diameter approximately equal to the distance between the protrusions 10a and 10b formed on the sleeve 7.

そして、センサ本体12には、磁束密度検出素子として
のホール素子16が、スライダ11内の磁石14a及び
14b間の中央部に対向するように内蔵されている。
A Hall element 16 as a magnetic flux density detection element is built into the sensor body 12 so as to face the center between the magnets 14a and 14b in the slider 11.

なお、センサ本体12内には、ホール素子16に所定電
流を供給すると共に、ホール素子16の出力電圧を測定
し、その測定結果を、図示しないコントローラに供給す
るための電子回路が構成されていて、さらに、その測定
結果が供給されたコントローラは、測定結果に基づいて
、操舵系の操舵トルクを演算し、その演算された操舵ト
ルクに応じて上述した図示しない電動モータを駆動制御
することにより、歯車6を介して出力軸3に操舵補助ト
ルクを発生させる。
Note that an electronic circuit is configured within the sensor body 12 to supply a predetermined current to the Hall element 16, measure the output voltage of the Hall element 16, and supply the measurement result to a controller (not shown). Furthermore, the controller to which the measurement results have been supplied calculates the steering torque of the steering system based on the measurement results, and drives and controls the electric motor (not shown) described above according to the calculated steering torque. Steering assist torque is generated on the output shaft 3 via the gear 6.

次に、上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるも
のとすると、入力軸2及び出力軸3間には相対回転は生
じないから、出力軸3と一体に回転するスリーブ7と、
入力軸2との間にも相対回転は生じない。従って、ボー
ル9は、螺旋溝2b内の所定の位置に収まった状態を維
持するから、スリーブ7には進退力は発生せず、その結
果、スライダ11も軸方向の所定の位置にある。
Now, assuming that the steering system is in a straight-line state and the steering torque is zero, there is no relative rotation between the input shaft 2 and the output shaft 3, so the sleeve 7 rotates integrally with the output shaft 3.
No relative rotation occurs between the input shaft 2 and the input shaft 2, either. Therefore, since the ball 9 remains at a predetermined position within the spiral groove 2b, no advancing or retracting force is generated on the sleeve 7, and as a result, the slider 11 is also at a predetermined position in the axial direction.

よって、ホール素子16は、磁石14a、14bの中央
部に対向した状態を維持するから、ホール素子16が受
ける磁束の密度は変化せず、ホール素子16の測定値が
供給されるコントローラは、操舵トルクが零であるとい
う演算結果を得る。従って、電動モータは駆動されない
から、操舵系に操舵補助トルクは発生せず、操舵系は直
進状態を維持する。
Therefore, since the Hall element 16 maintains a state facing the center of the magnets 14a and 14b, the density of the magnetic flux received by the Hall element 16 does not change, and the controller to which the measured value of the Hall element 16 is supplied can control the steering. Obtain the calculation result that the torque is zero. Therefore, since the electric motor is not driven, no steering assist torque is generated in the steering system, and the steering system maintains the straight traveling state.

そして、ステアリングホイールを操舵して入力軸2に回
転力が生じると、その回転力は、トーションバ−4を介
して出力軸3に伝達する。
When a rotational force is generated on the input shaft 2 by steering the steering wheel, the rotational force is transmitted to the output shaft 3 via the torsion bar 4.

このとき、出力軸3には、転舵輪及び路面間の摩擦力や
出力軸3の図示しない左端側に構成されたラックピニオ
ン式ステアリング装置の摩擦力等に応じた抵抗力が生じ
るため、入力軸2及び出力軸3間には、トーションバー
4が捩じれることによって出力軸3が遅れる相対回動が
発生する。
At this time, a resistance force is generated on the output shaft 3 according to the frictional force between the steered wheels and the road surface, the frictional force of the rack and pinion type steering device configured on the left end side (not shown) of the output shaft 3, and so on. 2 and the output shaft 3, a relative rotation occurs between the output shaft 3 and the output shaft 3 due to the torsion bar 4 being twisted.

すると、出力軸3と回動方向に一体となったスリーブ7
にも入力軸2に対する相対回動が生じるが、スリーブ7
の内面の孔7bに収容されたボール9が、入力軸2の外
周面の螺旋溝2bに収まっているので、螺旋溝2bの傾
斜角度に従って、スリーブ7は軸方向に進退する。
Then, the sleeve 7 that is integrated with the output shaft 3 in the rotation direction
Also, relative rotation with respect to the input shaft 2 occurs, but the sleeve 7
Since the ball 9 accommodated in the hole 7b on the inner surface of the input shaft 2 is accommodated in the helical groove 2b on the outer peripheral surface of the input shaft 2, the sleeve 7 moves forward and backward in the axial direction according to the inclination angle of the helical groove 2b.

なお、ボール9と、螺旋溝2b、孔7bの内面との間に
は、ボール9が転勤できるように若干の隙間を持たせる
必要があるが、スプリング8がスリーブ7を一方向に付
勢しているので、その隙間によるスリーブ7のがたつき
は防止される。
Note that it is necessary to provide a slight gap between the ball 9, the spiral groove 2b, and the inner surface of the hole 7b so that the ball 9 can move, but the spring 8 biases the sleeve 7 in one direction. Therefore, the sleeve 7 is prevented from wobbling due to the gap.

そして、スリーブ7が進退すると、これと一体の突状体
10a及び10b間に介在するスライダ11も軸方向に
移動するから、磁石14a、14bとホール素子16と
の相対位置が変化する。
When the sleeve 7 moves back and forth, the slider 11 interposed between the projecting bodies 10a and 10b integral with the sleeve 7 also moves in the axial direction, so the relative positions of the magnets 14a, 14b and the Hall element 16 change.

従って、ホール素子16が受ける磁束の密度が変化し、
それに伴ってホール素子16の出力値が変化するから、
コントローラは、その出力値に基づいて操舵トルクの方
向及び大きさを判断し、その操舵トルクが減少する方向
に歯車6が回転するように電動モータを回転駆動させる
Therefore, the density of the magnetic flux that the Hall element 16 receives changes,
Since the output value of the Hall element 16 changes accordingly,
The controller determines the direction and magnitude of the steering torque based on the output value, and drives the electric motor to rotate so that the gear 6 rotates in a direction in which the steering torque decreases.

すると、出力軸3に操舵補助トルクが付与されたことに
なるから、操舵トルクが減少し、操縦者の負担を軽減す
ることができる。
Then, since the steering assist torque is applied to the output shaft 3, the steering torque is reduced and the burden on the operator can be reduced.

そして、上記実施例の構成であれば、スライダ11は、
センサ本体12の凸部15に設けられた溝15aに受容
されているため、その溝15aに沿ってのみ進退するこ
とができるし、また、スリーブ7に設けられた突状体1
0a及び10bは、スリーブ70回転方向に沿ってスラ
イダ11を受容しているので、入力軸2及び出力軸3と
共にスリーブ7が回転しても、その回転力はスライダ1
1には伝わらない。
With the configuration of the above embodiment, the slider 11 is
Since it is received in the groove 15a provided in the protrusion 15 of the sensor body 12, it can move forward and backward only along the groove 15a, and the protrusion 1 provided in the sleeve 7 can move forward and backward only along the groove 15a.
0a and 10b receive the slider 11 along the direction of rotation of the sleeve 70, so even if the sleeve 7 rotates together with the input shaft 2 and output shaft 3, the rotational force is transferred to the slider 1.
I can't tell it to 1.

つまり、スライダ11は、軸方向にはスリーブ7と一体
に移動するが、軸方向以外の方向にはハウジング1.セ
ンサ本体12と一体である。
That is, the slider 11 moves integrally with the sleeve 7 in the axial direction, but the housing 1 moves in a direction other than the axial direction. It is integrated with the sensor body 12.

従って、スライダ11に内在するチップ状の磁石14a
及び14bでもって、出力軸3と共に回転するスリーブ
7の軸方向変位(操舵トルク)を測定することができる
Therefore, the chip-shaped magnet 14a inside the slider 11
and 14b, the axial displacement (steering torque) of the sleeve 7 rotating together with the output shaft 3 can be measured.

そして、チップ状の磁石であればリング状の磁石に比べ
て小さいから、性能が向上するように希土類磁石を用い
ても磁石が極端に高価になることがないし、操舵トルク
が等しければ、ホール素子16と磁石14a、14bと
の対向関係は一定であるので、リング状の磁石のように
軸に対する磁石の偏心や傾き或いは周方向の磁束密度の
不均一が測定値に影響を与えることがない。
Chip-shaped magnets are smaller than ring-shaped magnets, so even if rare earth magnets are used to improve performance, the magnets do not become extremely expensive. Since the opposing relationship between magnet 16 and magnets 14a and 14b is constant, eccentricity or inclination of the magnet with respect to the axis, or non-uniformity of magnetic flux density in the circumferential direction, unlike ring-shaped magnets, does not affect the measured value.

さらに、上記実施例の構成であれば、スリーブを受容す
る突状体10a、10b及び溝15aによってスライダ
11の移動を制御するようにしたので、特に複雑な構造
や高価な部材を必要としないから、安価な構成とするこ
とができる。
Furthermore, with the configuration of the above embodiment, since the movement of the slider 11 is controlled by the protrusions 10a, 10b and the groove 15a that receive the sleeves, no particularly complicated structure or expensive members are required. , it is possible to have an inexpensive configuration.

なお、コントローラでの操舵トルクの演算を正確に行え
るように、操舵トルクが雰であるとき、即ち、スリーブ
7が軸方向に進退していないときに、ホール素子16が
、磁石14a及び14b間の中心に対向していることが
望ましいが、各部の寸法誤差や取付誤差等によって、そ
れらは−敗しない場合が多々ある。
Note that in order to accurately calculate the steering torque in the controller, when the steering torque is at a low level, that is, when the sleeve 7 is not moving forward or backward in the axial direction, the Hall element 16 moves between the magnets 14a and 14b. Although it is desirable that they face each other in the center, there are many cases where this cannot be achieved due to dimensional errors or installation errors of each part.

そのような不具合をなくすために、本実施例では、セン
サ本体12をハウジング1に固定する際に、以下のよう
な零点調整を行う。
In order to eliminate such problems, in this embodiment, when fixing the sensor main body 12 to the housing 1, the following zero point adjustment is performed.

即ち、スライダ11が挿入された溝15aと、ホール素
子16とは、嵌合部12aの中心からすれていると共に
、スライダ11の両端面11b及びllcは、突状体1
0a及び10b間の距離と略等しい円の円弧を形成して
いる。
That is, the groove 15a into which the slider 11 is inserted and the Hall element 16 are in contact with the center of the fitting part 12a, and both end surfaces 11b and llc of the slider 11 are in contact with the protruding body 1.
A circular arc is formed which is approximately equal to the distance between 0a and 10b.

このため、センサ本体12の嵌合部12aをハウジング
lの丸孔1aに嵌合させた状態でセンサ12を回転させ
ると、ホール素子16は嵌合部12aの中心を軸として
回転するから、その軸方向位置は変化するが、スライダ
11は、溝15a内を進退しつつ突状体10a及び10
b間で回転するので、両磁石14a及び14bの中心は
、常に、突状体10a及び10b間の中心に一致した状
態を維持する。従って、両磁石14a及び14b間の軸
方向中心と、ホール素子16の軸方向位置との間の相対
位置関係は、センサ本体12の回転に伴って徐々に変化
することになる。
Therefore, when the sensor 12 is rotated with the fitting part 12a of the sensor body 12 fitted into the round hole 1a of the housing l, the Hall element 16 rotates around the center of the fitting part 12a. Although the axial position changes, the slider 11 moves back and forth within the groove 15a while moving the protrusions 10a and 10.
b, the centers of both magnets 14a and 14b always remain aligned with the center between protrusions 10a and 10b. Therefore, the relative positional relationship between the axial center between the magnets 14a and 14b and the axial position of the Hall element 16 gradually changes as the sensor body 12 rotates.

そこで、コントローラの出力を監視しっつセンサ本体1
2を回転させて、両磁石14a及び14b間の中心と、
ホール素子16の軸方向位置とが一致するセンサ12の
回転方向位置を探索し、それらが一致した位置に、フラ
ンジ12b、12cの長孔12d、12eを利用してセ
ンサ本体12をハウジングに固定する。
Therefore, the output of the controller is monitored and the sensor body 1 is
2 to rotate the center between both magnets 14a and 14b,
A rotational position of the sensor 12 that matches the axial position of the Hall element 16 is searched, and the sensor body 12 is fixed to the housing at the matching position using the elongated holes 12d and 12e of the flanges 12b and 12c. .

つまり、各部材の寸法等に若干の誤差が含まれている場
合であっても、変位センサ(トルクセンサ)の零点調整
を容易に行うことができるから、極端に高精度の(従っ
て、高価な)部材等を用いる必要がないので、装置のコ
スト上昇が抑制される。
In other words, even if there is a slight error in the dimensions of each member, the zero point adjustment of the displacement sensor (torque sensor) can be easily performed. ) Since there is no need to use members, etc., an increase in the cost of the device is suppressed.

ここで、上記実施例では、突状体10a、10b、溝1
5aによって移動方向制御手段が構成され、螺旋溝2b
、 ビン3b、縦溝7a、孔7b。
Here, in the above embodiment, the protrusions 10a, 10b, the groove 1
5a constitutes a moving direction control means, and the spiral groove 2b
, bottle 3b, vertical groove 7a, hole 7b.

スプリング8.ボール9によって変位変換手段が構成さ
れる。
Spring 8. The balls 9 constitute displacement converting means.

次に、本発明の第2実施例を説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第3図は、本発明の第2実施例を示した図であり、上記
第1実施例と同様に、車両用パワーステアリング装置に
本発明を適用した例である。なお、上記第1実施例と同
様の部位及び部材には、同じ符号を付し、その重複する
説明は省略する。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to a power steering device for a vehicle, similar to the first embodiment. Note that the same parts and members as in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant explanation thereof will be omitted.

即ち、本実施例では、磁束密度検出素子として磁気抵抗
素子20を用いると共に、センサ本体12内に、磁気抵
抗素子20のスリーブ7とは逆側の面に接するように強
磁性体からなる薄板状の継鉄21を配置したことを除い
ては、センサ本体12の構成は上記第1実施例と同様で
ある。
That is, in this embodiment, a magnetoresistive element 20 is used as a magnetic flux density detection element, and a thin plate made of a ferromagnetic material is provided in the sensor body 12 so as to be in contact with the surface of the magnetoresistive element 20 on the opposite side from the sleeve 7. The structure of the sensor main body 12 is the same as that of the first embodiment, except for the arrangement of the yoke 21.

また、スライダ11の構成は、上記第1実施例における
継鉄13及び磁石14a、14bに代えて、本体11a
に、センサ本体12側を向く面が露出するようにチップ
状の磁石14cを埋設したことを除いては上記第1実施
例と同様である。但し、磁石14cは、図中、上下方向
に極を有している。
Further, the structure of the slider 11 is such that instead of the yoke 13 and the magnets 14a, 14b in the first embodiment, a main body 11a is used.
The second embodiment is the same as the first embodiment except that a chip-shaped magnet 14c is buried so that the surface facing the sensor body 12 is exposed. However, the magnet 14c has poles in the vertical direction in the figure.

さらに、本実施例では、入力軸2及び出力軸3間の相対
回転を、スリーブ7の軸方向の変位に変換する変位変換
手段の構成が、上記第1実施例と異なる。
Furthermore, this embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the displacement converting means that converts the relative rotation between the input shaft 2 and the output shaft 3 into axial displacement of the sleeve 7.

即ち、第3図に示すように、出力軸3の右端部には、軸
受22a、22bに支持されて入力軸2に直交する軸を
中心に回転自在なシャフト23が設けてあり、このシャ
フト23は、その中央部が湾曲して入力軸2との衝突を
避けると共に、その軸方向の所定位置には、入力軸2と
平行に延びるピン24の一端が圧入されている。
That is, as shown in FIG. 3, a shaft 23 is provided at the right end of the output shaft 3 and is supported by bearings 22a and 22b and is rotatable about an axis perpendicular to the input shaft 2. The center portion of the pin 24 is curved to avoid collision with the input shaft 2, and one end of a pin 24 extending parallel to the input shaft 2 is press-fitted into a predetermined position in the axial direction.

そして、ピン24の他端は、入力軸2に形成された縦溝
20に挿入され、シャフト23の図示しない湾曲部には
シャフト23に直交する方向に延びる軸が一体に設けら
れていて、さらに、その軸の先端部は、揺動可能な継手
を介してスリーブ7に連結されている。
The other end of the pin 24 is inserted into a vertical groove 20 formed in the input shaft 2, and a curved portion (not shown) of the shaft 23 is integrally provided with a shaft extending in a direction perpendicular to the shaft 23. , the tip of the shaft is connected to the sleeve 7 via a swingable joint.

なお、スリーブ7には、その進退時にシャフト23との
衝突を避けるために、縦溝7c、7dが形成されている
Incidentally, vertical grooves 7c and 7d are formed in the sleeve 7 to avoid collision with the shaft 23 when the sleeve 7 moves back and forth.

従って、入力軸2及び出力軸3間に相対回転が生じると
、シャフト23は出力軸3と一体に旋回するため、入力
軸2とシャフト23との間にも、入力軸2の回転方向に
相対回転が生じる。
Therefore, when a relative rotation occurs between the input shaft 2 and the output shaft 3, the shaft 23 rotates together with the output shaft 3, so that there is also a relative rotation between the input shaft 2 and the shaft 23 in the rotation direction of the input shaft 2. Rotation occurs.

すると、入力軸2の縦溝20とシャフト23とは、シャ
フト23に圧入されたビン24を介して連、結されてい
るから、ビン24は、シャフト23の軸心を中心に旋回
する。
Then, since the vertical groove 20 of the input shaft 2 and the shaft 23 are connected via the pin 24 press-fitted into the shaft 23, the pin 24 rotates around the axis of the shaft 23.

その結果、シャフト23は回転するから、シャフト23
の図示しない湾曲部に一体に設けられた軸の先端が揺動
し、その軸に連結されたスリーブ7が軸方向に進退する
As a result, the shaft 23 rotates, so the shaft 23
The tip of a shaft provided integrally with the curved portion (not shown) swings, and the sleeve 7 connected to the shaft moves forward and backward in the axial direction.

ここで、この第2実施例では、縦溝2c、軸受22a、
22b、 シャフト23.ピン24によって変位変換手
段が構成される。
Here, in this second embodiment, the vertical groove 2c, the bearing 22a,
22b, shaft 23. The pin 24 constitutes displacement converting means.

また、この第2実施例にあっては、磁気抵抗素子20の
背面側に継鉄21を配設したため、磁石14cで生成さ
れた磁束の大部分が磁気抵抗素子20に直交するように
なるから、測定精度を高くすることができる。
Furthermore, in this second embodiment, since the yoke 21 is disposed on the back side of the magnetoresistive element 20, most of the magnetic flux generated by the magnet 14c becomes orthogonal to the magnetoresistive element 20. , measurement accuracy can be increased.

その他の作用効果等は、上記第1実施例と同様である。Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

なお、上記各実施例では、突状体10a、10b及び溝
15aで移動方向制御手段を構成しているが、同手段の
構成はこれに限定されるものではない0例えば、スライ
ダ11のスリーブ7側を向く面に、スリーブ7の周方向
に長い溝や突状体を設け、その溝又は突状体に整合し且
つ周方向に連続する突状体又は溝をスリーブ7の外周面
に設けると共に、スライダ11のセンサ本体12側を向
く面に、スリーブ7の進退方向に長い溝や突状体を設け
、その溝又は突状体に整合し且つスリーブ7の進退方向
に長い突状体又は溝をセンサ本体12のスリーブ7側を
向く面に設ければ、上記各実施例と同様の作用を得るこ
とができる。
In each of the above embodiments, the protrusions 10a, 10b and the groove 15a constitute the moving direction control means, but the structure of the means is not limited to this. For example, the sleeve 7 of the slider 11 A long groove or protrusion is provided in the circumferential direction of the sleeve 7 on the surface facing the side, and a protrusion or groove is provided on the outer peripheral surface of the sleeve 7 that matches the groove or protrusion and continues in the circumferential direction. , on the surface of the slider 11 facing the sensor main body 12 side, a groove or protrusion long in the direction of movement of the sleeve 7 is provided, and a protrusion or groove that is aligned with the groove or the protrusion and long in the direction of movement of the sleeve 7 is provided. If it is provided on the surface of the sensor body 12 facing the sleeve 7 side, the same effect as in each of the above embodiments can be obtained.

また、上記各実施例では、磁束密度検出素子としてホー
ル素子又は磁気抵抗素子を用いた場合について説明して
いるが、磁束密度検出素子は、これらに限定されるもの
ではなく、その他のものであってもよい。
Furthermore, in each of the above embodiments, a case is explained in which a Hall element or a magnetoresistive element is used as the magnetic flux density detection element, but the magnetic flux density detection element is not limited to these, and other types may be used. You can.

さらに、上記各実施例では、本発明の変位センサ及びト
ルクセンサを、車両用の電動式パワーステアリング装置
に適用した場合について説明したが、本発明の適用対象
はこれに限定されるものではない。
Further, in each of the above embodiments, the displacement sensor and torque sensor of the present invention are applied to an electric power steering device for a vehicle, but the present invention is not limited to this.

また、変位変換手段も上記第1又は第2実施例の構成に
限定されるものではなく、その他の公知の構成を適用す
ることができる。
Furthermore, the displacement converting means is not limited to the configuration of the first or second embodiment described above, and other known configurations may be applied.

そして、使用する磁石や磁束密度検出素子の数も、上記
実施例に限定されるものではなく、例えば複数の磁束密
度検出素子を用いる構成としてもよい。
The number of magnets and magnetic flux density detection elements to be used is not limited to those in the above embodiments, and for example, a configuration may be adopted in which a plurality of magnetic flux density detection elements are used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、請求項(1)記載の変位センサに
よれば、磁石を有するスライダを、所定方向には第2の
部材と一体とし、且つ、所定方向以外の方向には、セン
サ本体が固定された第1の部材と一体とする構成とした
ため、第1の部材とスライダとの間に生じる相対変位は
所定方向への変位のみとなるから、所定方向への変位の
みを正確に測定することができるという効果がある。
As explained above, according to the displacement sensor according to claim (1), the slider having the magnet is integrated with the second member in a predetermined direction, and the sensor main body is integrated in a direction other than the predetermined direction. Since it is configured to be integrated with the fixed first member, the relative displacement that occurs between the first member and the slider is only in the predetermined direction, so only the displacement in the predetermined direction can be accurately measured. It has the effect of being able to

そして、請求項(2)記載の変位センサによれば、複雑
な構造や高価な部材等の必要としないから、安価な構成
とすることができる。
According to the displacement sensor according to claim (2), since a complicated structure and expensive members are not required, it is possible to have an inexpensive configuration.

また、請求項(3)記載のトル久センサによれば、磁石
を有するスライダを、軸方向には、入力軸及び出力軸間
の相対回転に応じて進退する移動部材と一体とし、且つ
、軸方向以外の方向には、センサ本体が固定されたハウ
ジングと一体とする構成としたため、センサ本体とスラ
イダとの間に生じる相対変位は、トルクに応じた軸方向
への変位のみであるから、例えば、移動部材に回転が生
じても、測定値はその回転の影響を受けないから、トル
クのみを正確に測定することができるという効果がある
Further, according to the torque sensor according to claim (3), the slider having the magnet is integrated with a moving member that moves forward and backward in the axial direction according to the relative rotation between the input shaft and the output shaft, and Since the sensor body is integrated with the fixed housing in directions other than the direction, the relative displacement that occurs between the sensor body and the slider is only the displacement in the axial direction according to the torque. Even if the moving member rotates, the measured value is not affected by the rotation, so that only the torque can be accurately measured.

そして、請求項(4)記載のトルクセンサによれば、複
雑な構造や高価な部材等の必要としないから、安価な構
成とすることができる。
According to the torque sensor described in claim (4), since a complicated structure and expensive members are not required, it is possible to have an inexpensive configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例の構成を示す断面図、第2
図(a)乃至(C)は、センサ本体の一例を示す外観図
であり、同図(a)は底面図、同図(b)は同図(a)
のB方向矢視図、同図(C)は同図(a)のC方向矢視
図である。第3図は本発明の第2実施例の構成を示す断
面図である。 1・・・ハウジング(第1の部材)、2・・・入力軸、
2b・・・螺旋溝、2C・・・縦溝、3・・・出力軸、
4・・・トーションバー(弾性体)、7・・・スリーブ
(第2の部材、移動部材)、7a・・・縦溝、7b・・
・孔、8・・・スプリング、9・・・ボール、10a、
10b・・・突状体(第2のガイド)、11・・・スラ
イダ、12・・・センサ本体、14a、14b、  1
4c・・・磁石、15・・・凸部(第1のガイド)、1
5a・・・溝、16・・・ホール素子(磁束密度検出素
子)、20・・・磁気抵抗素子(磁束密度検出素子)、
22a、22b・・・軸受、23・・・シャフト、24
・・・ビン。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the first embodiment of the present invention, and FIG.
Figures (a) to (C) are external views showing an example of the sensor body, with figure (a) being a bottom view and figure (b) being figure (a).
FIG. 2C is a view taken in the C direction of FIG. 1A. FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a second embodiment of the present invention. 1... Housing (first member), 2... Input shaft,
2b... spiral groove, 2C... vertical groove, 3... output shaft,
4... Torsion bar (elastic body), 7... Sleeve (second member, moving member), 7a... Vertical groove, 7b...
・Hole, 8...Spring, 9...Ball, 10a,
10b...Protruding body (second guide), 11...Slider, 12...Sensor body, 14a, 14b, 1
4c... Magnet, 15... Convex portion (first guide), 1
5a... Groove, 16... Hall element (magnetic flux density detection element), 20... Magnetoresistive element (magnetic flux density detection element),
22a, 22b...Bearing, 23...Shaft, 24
···bottle.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1及び第2の部材間の所定方向への相対変位を
検出する変位センサであって、磁束密度検出素子を有す
るセンサ本体を前記第1の部材に固定すると共に、磁石
を有するスライダを前記センサ本体と前記第2の部材と
の間に配置し、さらに、前記スライダを前記所定方向に
は前記第2の部材と一体とし且つ前記所定方向以外の方
向には前記第1の部材と一体とする移動方向制御手段を
備えることを特徴とする変位センサ。
(1) A displacement sensor that detects relative displacement in a predetermined direction between a first and a second member, in which a sensor body having a magnetic flux density detection element is fixed to the first member, and a slider having a magnet. is disposed between the sensor body and the second member, and further, the slider is integral with the second member in the predetermined direction and is integral with the first member in a direction other than the predetermined direction. A displacement sensor comprising integrated movement direction control means.
(2)前記移動方向制御手段を、前記第1の部材又は前
記センサ本体に設けられ且つ前記所定方向に沿って前記
スライダを受容する第1のガイドと、前記第2の部材に
設けられ且つ前記所定方向に直交する方向に沿って前記
スライダを受容する第2のガイドとから構成した請求項
(1)記載の変位センサ。
(2) The movement direction control means is provided on the first member or the sensor body and includes a first guide that receives the slider along the predetermined direction, and a first guide that is provided on the second member and the sensor body. 2. The displacement sensor according to claim 1, further comprising a second guide for receiving the slider along a direction orthogonal to a predetermined direction.
(3)ハウジングに回転自在に支持された入力軸及び出
力軸を弾性体を介して連結し、これら入力軸及び出力軸
間の相対回転を軸方向の直線変位に変換する変位変換手
段を設け、磁束密度検出素子を有するセンサ本体を前記
ハウジングに固定し、磁石を有するスライダを前記変位
変換手段によって軸方向に移動する移動部材と前記セン
サ本体との間に配置し、さらに、前記スライダを前記軸
方向には前記移動部材と一体とし且つ前記軸方向以外の
方向には前記ハウジングと一体とする移動方向制御手段
を備えることを特徴とするトルクセンサ。
(3) An input shaft and an output shaft rotatably supported by the housing are connected via an elastic body, and a displacement converting means is provided for converting the relative rotation between the input shaft and the output shaft into linear displacement in the axial direction, A sensor body having a magnetic flux density detection element is fixed to the housing, a slider having a magnet is disposed between the sensor body and a movable member that is moved in the axial direction by the displacement converting means, and the slider is further moved along the axis. A torque sensor comprising a moving direction control means that is integrated with the moving member in the direction and integrated with the housing in directions other than the axial direction.
(4)前記移動方向制御手段を、前記ハウジング又は前
記センサ本体に設けられ且つ前記軸方向に沿って前記ス
ライダを受容する第1のガイドと、前記移動部材に設け
られ且つ軸周りに沿って前記スライダを受容する第2の
ガイドとから構成した請求項(3)記載のトルクセンサ
(4) The movement direction control means includes a first guide that is provided on the housing or the sensor body and receives the slider along the axial direction, and a first guide that is provided on the moving member and receives the slider along the axial direction. 4. The torque sensor according to claim 3, further comprising a second guide for receiving the slider.
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