JPH03150431A - トルクセンサ - 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】 〔産業上の利用分野〕 電動パワーステアリング装置における、電動機の制御を
行うために必要な各種物理量を電気量に変換するトルク
センサの構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭６２−５５２６４号公報に記載の
ように、摺動部材の軸方向の変位を歪ゲージを使用して
電気量に変換していた。

また、スプリングの形状から、トルクセンサの外形が大
型化していた。

入力軸と出力軸間をボールで接続しており、耐久面で問
題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

１、上記従来技術は、歪ゲージと信号変換回路が一体化
され、トルクセンサの側面に装着されており、温度によ
る特性変化について配慮がされておらず、高低温時に出
力信号の特性が変化してしまう問題があった。

本発明の目的は、直線変位型可変抵抗器を用い、温度変
化による出力信号特性の変化率を低くすることにある。

本発明の他の目的は、可変抵抗器を一般用市販品を用い
、廉価及び保守性を向上させることにある。

２、上記従来技術は、入力軸と出力軸との接合部に、ボ
ールを使用しており、耐久面で問題があった。

本発明の目的は、入力軸と出力軸との接合部はメタルを
使用し、耐久性を向上することにある。

３、上記従来技術は、入力軸と出力軸の間に設けられた
、トルク平衝検出部を構成するばねの形状から、トルク
センサの外径が大型化する問題があった。

＝３− 本発明では、小型化を実現することを目的としており、
入力軸、出力軸の外径に合わせ、大径化せずに必要なば
ね定数が得られる、特殊な形状のばねを提供する。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、安価で簡素な形状を持ち、
かつ外径が小さい特殊な形状のばねを採用したものであ
る。

上記目的を達成するために、入力軸と出力軸の連結部に
、無給油、かつ長寿命のメタルを採用したものである。

上記目的を達成するために、スライダーの上下動をフロ
ーシャフトで取出し、直線変位型可変抵抗器にストレス
を加えることなく、フローシャフトの上下動を伝達でき
るようにしたものである。

上記目的を達成するために、市販用に市販されている直
線変位型可変抵抗器を採用したものである。

〔作用〕

入力軸と出力軸の接合部に採用したメタルによ４一 つて、入力軸と出力軸がスムーズに個々の動作が可能と
なる。それによって、トルクセンサは、リニアな、信号
出力が可能となる。

また、メタルの外に、フッシャ型ベアリング、ベアリン
グを使用しても可である。

入力軸と出力軸を連結したばねにより発生する、入力ト
ルクに比例する入力軸と出力軸の偏位位相角を、歯車等
、高度又は高価な機械加工無しで、スライダの上下動に
変換し、入力軸と出力軸と平行に配され、上下動自在の
フローシャフトにスライダの上下動を伝達している。そ
れによって、精度の向上と、低コスト化が計られる。

また、フローシャフトの他のカンチレバーを使用しても
可。但し、複雑なリンク機構を用いると、精度が悪化す
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図によ
り説明する。

第１図、第２図、第３図は、リーチ型バッテリフォーク
リフト用のトルクセンサを示す。

１は入力軸、２は出力軸、３はフローシャフト４は直線
変位型可変抵抗器、５，６．７は軸受、８はメタル、９
はカム軸受、１０はフローピン、１１はばねピンａ、１
２はばねピンｂ、１３はばね、１４はスライダ、１５は
ピン、１６はカム溝を示す。

軸受５，６に支持された、入力軸１に回転トルクが加え
られると、軸受７に支持された出力軸２とは面別に、入
力軸１が回転を始める。この時、入力軸１と出力軸２と
の接合部で摩擦が発生し、動作が円滑に行なわれない、
又、長期のうちに接合部が摩耗し、ガタが発生する。こ
のため、メタル８を使用することにより、これらの問題
を解決し、長寿命化できる効果がある。

入力軸１が回転をはじめると、入力軸１と出力軸２との
間に、偏位位相角度が生じる。この時、入力軸１にばね
ピンａ１１．出力軸２にばねピンｂ１２を面差しておき
、ばねピンａｌｌ、ばねピンｂ１２をばね１３の溝に噛
み合わせておくと、偏位位相角度によって、ばね１３が
押し広げられ人力軸１に加えられた回転トルクと、ばね
１３のもどしトルクとが平衡すると、人力軸１と出力軸
２は、一定の偏位位相角度を保ったまま、同時に回転す
るようになる。

スライダ１４は、入力軸１に固着されたピン１５によっ
て、入力軸１の同軸上を上下動のみ可能となっている。

スライダ１４のカム溝１６には、出方軸２に固着された
カム軸受９が噛合い、スライダ１４が。

出力軸２と同軸上で回転すると、カム軸受９がカム溝１
６内を移動し、スライダ】４は、出方軸２の同軸上を左
回転特上方向、右回転時下方向に動作する。

したがって、入力軸１に左回転トルクが加わり、入力軸
１と出力軸２の間に偏位位相角度が発生すると、スライ
ダ１４は入力軸１に固着されたピン１５によって左回転
し、出力軸２に固着されたカム軸受９によって、出力軸
２の軸向上方向に移動する。

７− 入力軸１に右回転トルクが加えられると、上記動作と逆
方向に動作し、スライダ１４は出力軸２の同軸下方向に
移動する。

上記一連の動作により、スライダ１４は、入力軸１に加
えられたトルク及び回転方向に対応した上下動を行なう
。

入力軸１．出力軸２及びスライダ１４は、無限回数、左
右回転可能である。回転体であるスライダ１４の上下動
のみを、スライダ１４のレール溝に噛合う軸受を固着し
たフローピン１０によって、フローシャフト３に伝達す
る。

フローシャフト３は、入力軸１．出力軸２と平行に上下
動を行ない、直線変位型可変抵抗器４に動作させる。

本実施例によれば、回転上下動を行なうスライダ１４の
上下動成分のみを機械的に取り出し、直線変位型可変抵
抗４に回転のストレスを与えず、長寿命化を計れる効果
がある。

本実施例の他の効果は、ばね１３のばね定数を変化させ
ることにより、容易に入力トルク−偏位位相角度特性を
変化させることが可能である。

本実施例の他の効果は、スライダ１４のカム溝１６の角
度を変化させることにより、偏位位相角度−スライダ１
４の上下移動量の可変が容易となり、直線変位型可変抵
抗器４の動作量を任意に選択可能である。

本実施例の他の効果は、歯車の加工がなく、加工精度が
得やすく、コスト上昇を抑える効果がある。

本実施例の他の効果は、一般市販用直線変位型可変抵抗
器が使用でき、保守性を向上させる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

入力軸１と出力軸２の連結部にメタル８を採用したこと
により、連結部の寿命は約７８年であり、連結部摩耗に
よるガタ等の不良発生に抑制できる。

また、ロアシャフトと、スライダ内壁とが接触する部分
に、表面硬化処理を施すことにより、」ニ９− 記効果と相まって、１０年以上、メンテナンスフリー化
可能である・ さらに、スライダの回転上下動のうち、上下動のみを直
線変位型可変抵抗器に伝達可能なため、直線変位型可変
抵抗器に有害なストレスを与えず、長寿命化が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はリーチ型バッテリフォークリフト用トルクセン
サの断面図、第２図はばねの取付位置を示す図、第３図
はスライダの形状を示す図である。 １・・・入力軸、２・出力軸、３・フローシャフト、４
・・直線変位型可変抵抗器、８・メタル、１３１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力軸と出力軸との間を、簡潔な形状を持つ特殊な
   ばねで同一軸上に連結したトルク伝達手段と同心に上下
   回動自在に配され、かつカムと水平方向に垂直なスリッ
   トを有するスライダと、該スライダのカムと噛合しカム
   内を自在に動けるよう出力軸に支承されたボールベアリ
   ングと、 該スライダのスリットと噛合しスリット内を自在に動く
   よう入力軸に支承されたピンとにより、入力軸と出力軸
   間に現われた位相角を該スライダの上下動に変換する手
   段を有するトルクセンサにおいて、 該スライダの外周に有するレールと噛合うボールベアリ
   ングを有するシャフトを支承し、入出力軸と平行に上下
   動自在に配され、かつ直線変位型可変低抗器を動作させ
   るフローシャフトにより該スライダの上下動を電気信号
   に変換する手段によつて回転体である該スライダの上下
   動を、該スライダと平行に上下動自在に配された該フロ
   ーシャフトに伝達し、該フローシャフトが直接、該直線
   変位型可変低抗器を動作させることを特徴とするトルク
   センサ。