JPH0411560A - Steering wheel - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばトラック等の車両のステアリングホイ
ールの操舵力を検出し、パワーステアリングの制御等に
利用できる操舵力センサを有するステアリングホイール
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a steering wheel having a steering force sensor that detects the steering force of the steering wheel of a vehicle such as a truck and can be used for power steering control, etc. It is.
従来、車両のパワーステアリング装置においては、操舵
力センサや操舵量センサをステアリングシャフトに取付
けて、操舵力や操舵量を検出し、この操舵力や操舵量に
基づいて操舵の際の切遅れ補正を図ったものが提案され
ていた。Conventionally, in vehicle power steering systems, a steering force sensor or a steering amount sensor is attached to the steering shaft to detect the steering force and steering amount, and based on this steering force and steering amount, steering delay correction is performed. What was planned was proposed.
ところが、前記操舵力センサや操舵量センサは、ステア
リングシャフトの歪みや変位を検出するので、ステアリ
ングホイール自体の慣性に影響され、正確な操舵力や操
舵量を速やかに検出するのが困難であるという問題点が
あった。However, since the steering force sensor and steering amount sensor detect the distortion and displacement of the steering shaft, they are affected by the inertia of the steering wheel itself, making it difficult to quickly detect accurate steering force and steering amount. There was a problem.
そのため、特開昭６２−１０５７７０号公報に記載され
ているように、ステアリングホイール自体に操舵力セン
サを配置することが提案された。Therefore, it has been proposed to arrange a steering force sensor on the steering wheel itself, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-105770.
この公報に記載のステアリングホイールは、ボスから突
設された一対のスポークに連結固定された内部リングと
、ボス側に基端が固定されたベンディングビームと、回
転方向においてスポークに相対移動可能に支持され、か
つ前記ベンディングビームの先端が固定されたスポーク
カバーと、同スポークカバーに連結されて前記内部リン
グに対してリング部回転方向に相対移動可能に支持され
た外部リングと、前記ベンディングビームに取付けられ
たストレーンゲージとから構成され、操舵の際外部リン
グが内部リングに対して相対的に移動されるに伴ってス
ポークカバーがスポークに対して相対的に移動され、ベ
ンディングビームがスポークカバーの相対移動方向に弾
性的に曲げられて歪み、ストレーンゲージがベンディン
グビームの曲げ歪みを検出し、操舵力及びその方向を感
知するようになっている。The steering wheel described in this publication includes an internal ring connected and fixed to a pair of spokes protruding from a boss, a bending beam whose base end is fixed to the boss side, and a bending beam that is supported so as to be movable relative to the spokes in the rotational direction. and a spoke cover to which the tip of the bending beam is fixed; an outer ring connected to the spoke cover and supported so as to be movable relative to the inner ring in a rotational direction of the ring portion; and an outer ring attached to the bending beam. When the outer ring is moved relative to the inner ring during steering, the spoke cover is moved relative to the spokes, and the bending beam is moved relative to the spoke cover. The strain gauge detects the bending strain of the bending beam and senses the steering force and its direction.
この構成によれば、ステアリングシャフト自体に各種セ
ンサを配置させる場合より、正確に操舵力を感知するこ
とができる。According to this configuration, the steering force can be sensed more accurately than when various sensors are arranged on the steering shaft itself.
上記特開昭６２−１０５７７０号公報に記載の技術にお
いては、操舵力の検出がベンディングビームの曲げ歪み
の検出により行われ、曲げ歪みの検出にはベンディング
ビームに貼付されたストレーンゲージが使用されていた
。In the technique described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-105770, the steering force is detected by detecting the bending strain of the bending beam, and a strain gauge attached to the bending beam is used to detect the bending strain. Ta.
しかし、ベンディングビームの歪量はその長手方向の位
置により異なるため、貼付位置による誤差を防止するた
めにはストレーンゲージを所定位置に正確に貼付してお
く必要がある。このストレーンゲージは薄いテープ状で
あるため、貼付作業が手作業で熟練を要し、従って組付
けのばらつきが発生しやすく、しかも貼付作業の自動化
が難しく、量産に適さないという問題点がある。However, since the amount of strain on the bending beam varies depending on its longitudinal position, it is necessary to accurately affix the strain gauge at a predetermined position in order to prevent errors due to the affixing position. Since this strain gauge is in the form of a thin tape, the pasting work is manual and requires skill, so there are problems in that assembly variations are likely to occur, and it is difficult to automate the pasting work, making it unsuitable for mass production.
また、ベンディングビームの歪みと同時にストレーンゲ
ージ自身に直接応力が加わるため、繰り返し応力による
ストレーンゲージの劣化により耐久性が悪くなるととも
に、湿気等によってストレーンゲージがベンディングビ
ームから剥離し易くなり、信頼性が低くなるという問題
点がある。In addition, since direct stress is applied to the strain gauge itself at the same time as the bending beam is distorted, the strain gauge deteriorates due to repeated stress, which deteriorates its durability.The strain gauge also tends to peel off from the bending beam due to moisture, etc., reducing reliability. There is a problem that it becomes low.
本発明の目的は、組付けのばらつきがなく、量産に適す
るとともに、耐久性及び信頼性を有する操舵力センサ付
きのステアリングホイールを提供することにある。An object of the present invention is to provide a steering wheel with a steering force sensor that has no assembly variations, is suitable for mass production, and has durability and reliability.
上記問題点を解決するために、本発明ではステアリング
シャフトに取付けられるボスと、同ボスから放射状に突
設されたスポークと、同スポークに連結された内部リン
グと、同内部リングを覆い内部リングに対して回転方向
に相対移動可能な外部リングとからなるステアリングホ
イールにおいて、前記スポークには、同スポークに基端
側が支持され先端側が前記外部リングに当接又は接続さ
れた変形部材を設け、同変形部材の先端側に磁束変化部
材を取付けるとともに、前記スポークには基端側か前記
変形部材の基端側に一体的に支持された支持体を設け、
同支持体の先端側に前記磁束変化部材の近傍に位置して
前記磁束変化部材の変位に伴って変化する磁束を検出す
るための検出器を取付けるという手段を採用している。In order to solve the above problems, the present invention includes a boss attached to a steering shaft, spokes protruding radially from the boss, an inner ring connected to the spoke, and an inner ring that covers the inner ring. In the steering wheel, the spoke is provided with a deformable member whose proximal end is supported by the spoke and whose distal end abuts or is connected to the external ring, and the spoke is deformable. A magnetic flux changing member is attached to the distal end side of the member, and a support body integrally supported on the proximal end side of the spoke or the proximal end side of the deformable member is provided,
A means is adopted in which a detector is mounted on the tip side of the support body, located near the magnetic flux changing member, for detecting the magnetic flux that changes as the magnetic flux changing member is displaced.
上記手段を採用したことにより、ステアリングホイール
のリング部を回転操作することによって外部リングが回
動し、同外部リングに当接又は接続された変形部材が回
転操作力に応じて変形し、同変形部材の先端側に取着さ
れた磁束変化部材が変位する。そのため、変形部材の基
端側に同変形部材と一体的に支持された支持体の先端側
に取着された検出器への磁束が変化し、この磁束の変化
に基づいて操舵力が検出される。By employing the above means, the outer ring rotates by rotating the ring portion of the steering wheel, and the deformable member abutting or connected to the outer ring deforms in accordance with the rotational operation force, resulting in the deformation. The magnetic flux changing member attached to the tip side of the member is displaced. Therefore, the magnetic flux to the detector attached to the distal end of the support that is integrally supported with the deformable member on the proximal end of the deformable member changes, and the steering force is detected based on this change in magnetic flux. Ru.
以下に本発明を具体化した一実施例を第１〜１０図に基
づいて説明する。An embodiment embodying the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 10.
第９図に示すように、ステアリングホイールＩはステア
リングシャフト２に取付けられるボス３から２本の金属
製のスポーク４が放射状に突設されている。第１図に示
すように、これらのスポーり４の先端には、リング部５
を構成する金属製でリング状の内部リング６が溶接によ
り固着されている。これらのボス３、スポーク４及び内
部リング６は、各々鋼材から構成して溶接によって連結
させる他、アルミダイカストとして一体的に鋳造して形
成してもよい。As shown in FIG. 9, the steering wheel I has two metal spokes 4 projecting radially from a boss 3 attached to a steering shaft 2. As shown in FIG. As shown in FIG.
A ring-shaped inner ring 6 made of metal is fixed by welding. These bosses 3, spokes 4, and internal ring 6 may be made of steel and connected by welding, or may be formed by integrally casting aluminum die-casting.
上記内部リング６の周囲には、一定間隔をおいてアルミ
ニウム等の軽量金属材料からなる外部リング７が被覆さ
れている。同外部リング７は上下二分割された上部材８
ａと下部材８ｂとから構成されている。同外部リング７
は、上部材８ａ及び下部材８ｂを後述する上部ホルダー
９及び下部ホルダー１０のねじ孔１１にねじ１２で締付
は固定することにより、一体的に内部リング６の周囲に
配設されている。上記外部リング７の外周部には、皮革
製の表皮３９が被覆され外観等を向上させている。The inner ring 6 is covered with outer rings 7 made of a lightweight metal material such as aluminum at regular intervals. The outer ring 7 is an upper member 8 divided into upper and lower halves.
a and a lower member 8b. Same external ring 7
are integrally arranged around the inner ring 6 by tightening and fixing the upper member 8a and the lower member 8b to screw holes 11 of an upper holder 9 and a lower holder 10, which will be described later, with screws 12. The outer periphery of the outer ring 7 is covered with a skin 39 made of leather to improve its appearance.
上記上下ホルダー９，１０は両スポーク４のリング部５
近傍位置に隙間をあけてスポーク４の周囲を覆うように
、リング部５側の一対の挿通孔１３にビス１４を挿通す
ることにより、互いに連結配置されている。両ホルダー
９，１０はＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン（Ｐ Ｐ）等の
硬質の合成樹脂から形成され、第８図に示すように、上
記外部リング７の上下部材８ａ、８ｂにねじ１２で固定
するための一対のねじ孔１１を備えている。また、下部
ホルダー１０のボス側には一対の挟持部１０ａが突設さ
れ、両挟持部１０ａ間には後述する変形部材としてのベ
ンディングビーム１５の先端部が当接し挟持され、外部
リング７が回動されるとその力が挟持部１０ａを通じベ
ンディングビーム１５の先端部に伝達されるようになっ
ている。The upper and lower holders 9 and 10 are the ring portions 5 of both spokes 4.
They are connected to each other by inserting screws 14 into a pair of insertion holes 13 on the ring portion 5 side so as to cover the periphery of the spokes 4 with a gap in the vicinity. Both holders 9 and 10 are made of hard synthetic resin such as ABS resin and polypropylene (PP), and as shown in FIG. A pair of screw holes 11 are provided. Further, a pair of clamping parts 10a are protruded from the boss side of the lower holder 10, and the tip of a bending beam 15 as a deformable member, which will be described later, is in contact with and clamped between the clamping parts 10a, and the outer ring 7 is rotated. When the bending beam 15 is moved, the force is transmitted to the tip of the bending beam 15 through the clamping portion 10a.
また、第２，３図に示すように、上部ホルダー９は下部
ホルダー１０とほぼ同様の形状を有しているが、ボス３
側の両側部が下方へ折り曲げ形成され、両折曲げ部９ａ
の内面とスポーク４との間の間隙Ｓが１ｍｍとなるよう
に形成されている。Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the upper holder 9 has almost the same shape as the lower holder 10, but the boss 3
Both side portions of the side are bent downward, and both bent portions 9a are formed.
The gap S between the inner surface of the spoke 4 and the spoke 4 is 1 mm.
第４図に示すように、ベンディングビーム１５はアルミ
ニウム合金製で平面１字状の形状を有し、その基端側に
は一対のねじ孔１６が透設され、ねじ１７でスポーク４
に固定されるようになっている。同ねじ孔１６間の下面
（第４図上面）には、後述するカバー１８を取付けるた
めのねじ孔Ｉ９が穿設されている。ベンディングビーム
１５の先端側は、前記のように下部ホルダーｌＯの挟持
部１０ａに挟持され、ベンディングビーム１５が基端部
を中心にして撓むようになっている。As shown in FIG. 4, the bending beam 15 is made of aluminum alloy and has a single-shaped planar shape, and a pair of screw holes 16 are formed through the base end of the bending beam 15.
It is now fixed to . A screw hole I9 for attaching a cover 18, which will be described later, is bored in the lower surface (upper surface in FIG. 4) between the screw holes 16. The tip side of the bending beam 15 is held between the holding portions 10a of the lower holder IO as described above, so that the bending beam 15 is bent around the base end.
そして、外部リング７の回動操作により、外部リング７
の内部リング６に対する相対移動量が操舵力と比例する
ようになっているとともに、操舵力がベンディングビー
ム１５を介してスポーク４からボス３を経てステアリン
グシャフト２に伝達されるようになっている。ベンディ
ングビーム１５は外部リング７に５ｋｇの操舵力が加わ
ったときにその先端部の撓み量が１ ｍｍとなるように
なっている。そして、ベンディングビーム１５が１ｍｍ
撓んだとき、前記上部ホルダー９の折曲げ部９ａの内面
がスポーク４の側面に当接するようになっている。Then, by rotating the outer ring 7, the outer ring 7
The amount of movement of the steering wheel relative to the inner ring 6 is proportional to the steering force, and the steering force is transmitted from the spokes 4 through the boss 3 to the steering shaft 2 via the bending beam 15. The bending beam 15 is designed so that when a steering force of 5 kg is applied to the outer ring 7, the amount of deflection at the tip thereof is 1 mm. And bending beam 15 is 1mm
When bent, the inner surface of the bent portion 9a of the upper holder 9 comes into contact with the side surface of the spoke 4.
このベンディングビーム１５の先端部は上方（第４図下
方）へ折曲げ形成され、その折曲げ形成された取付は部
１５ａの内面には、スポーク４の幅方向に延びる磁束変
化部材としての磁石２０が接着剤によって固着されてい
る。なお、第１図に示すように、ベンディングビーム１
５の下方には、アルミニウム製のカバー１８がベンディ
ングビーム１５を覆うように基端側においてねじ２１を
前記ベンディングビーム１５のねじ孔１９に螺入するこ
とによって固定されている。The tip of the bending beam 15 is bent upward (downward in FIG. 4), and a magnet 20 as a magnetic flux changing member extending in the width direction of the spoke 4 is attached to the inner surface of the bent portion 15a. is fixed with adhesive. Furthermore, as shown in Fig. 1, the bending beam 1
An aluminum cover 18 is fixed below the bending beam 15 by inserting a screw 21 into the screw hole 19 of the bending beam 15 at the proximal end side so as to cover the bending beam 15.
第２，８図に示すように、前記上下ホルダー９゜１０に
は、各々スポーク４の上方及び下方位置にスポークの幅
方向に延びる支持壁２２が架設されている。両支持壁２
２には、各々一対の支軸２３がスポーク４の長手方向に
延びるように支持壁２２の透孔２４に挿通され、そのボ
ス３側においてナツト２５で固定され、両支軸２３の先
端にはベアリング２６が各スポーク４の上下両面に当接
した状態で回転可能に支持されている。As shown in FIGS. 2 and 8, the upper and lower holders 9 and 10 are provided with support walls 22 extending in the width direction of the spokes at positions above and below the spokes 4, respectively. Both supporting walls 2
2, each pair of support shafts 23 are inserted through the through holes 24 of the support wall 22 so as to extend in the longitudinal direction of the spokes 4, and are fixed with nuts 25 on the boss 3 side, and the tips of both support shafts 23 are A bearing 26 is rotatably supported in contact with both upper and lower surfaces of each spoke 4.
上記支持壁２２よりボス３側の中央位置には、第１，２
図に示すように、別のベアリング２７を支持する軸２８
がスポーク４の支持孔２９に遊嵌され、上部のフランジ
３０と下部のＣリング３１によって同スポーク４に対し
て上下方向に移動しないようになっている。同軸２８に
外嵌されたベアリング２７は上記支持壁２２に回転可能
に当接している。同ベアリング２７よりボス３側の位置
には、スポーク４に設けられた透孔３２に嵌入され上部
のフランジ３３と下部のＣリング３４によってスポーク
４に固定された固定軸３５が立設されている。同固定軸
３５と上記軸２８との間にはほぼＵ字状に形成された圧
縮バネ３６が介在され、軸２８を前記支持壁２２側へ押
圧することにより、ベアリング２７と支持壁２２との間
のがたをなくすようになっている。At the center position on the side of the boss 3 from the support wall 22, first and second
As shown, a shaft 28 supporting another bearing 27
are loosely fitted into the support holes 29 of the spokes 4, and are prevented from moving in the vertical direction relative to the spokes 4 by an upper flange 30 and a lower C ring 31. A bearing 27 externally fitted on the coaxial shaft 28 is rotatably abutted on the support wall 22. At a position closer to the boss 3 than the bearing 27 is a fixed shaft 35 that is fitted into a through hole 32 provided in the spoke 4 and fixed to the spoke 4 by an upper flange 33 and a lower C ring 34. . A compression spring 36 formed in a substantially U-shape is interposed between the fixed shaft 35 and the shaft 28, and by pressing the shaft 28 toward the support wall 22, the bearing 27 and the support wall 22 are It is designed to eliminate the gap between the two.
前記スポーク４とベンディングビーム１５との間には、
ベンディングビーム１５がスポーク４に支持されている
位置と同位置において板状の支持体３７の基端側（ボス
３側）が一対の透孔３８にホルト１７を挿通することに
より固定されるようになっている。また、同支持体３７
のリング部５側には位置決め孔４０が透設され、ビス４
１を挿通ずることによりスポーク４に対して位置決めで
きるようになっている。また、ボス３側の一側部には、
後述するプリント基板４３を取付けるための位置決め用
爪４４が突設されている。この支持体３７はＡＢＳ樹脂
製で絶縁機能をも有している。Between the spokes 4 and the bending beam 15,
The base end side (boss 3 side) of the plate-shaped support 37 is fixed at the same position where the bending beam 15 is supported by the spokes 4 by inserting the bolt 17 into the pair of through holes 38. It has become. In addition, the same support 37
A positioning hole 40 is transparently provided on the ring part 5 side, and a screw 4
1 can be inserted to position the spokes 4. Also, on one side of the boss 3,
Positioning claws 44 for attaching a printed circuit board 43, which will be described later, are provided in a protruding manner. This support body 37 is made of ABS resin and also has an insulating function.
同支持体３７の先端部には、前記ベンディングビーム１
５に取着された磁石２０と近接する位置にスポーク４の
幅方向に延びる一対の検出器としてのコイルＬ１、Ｌ２
が取付けられるようになっている。そして、磁石２０の
移動によりコイルＬ ｌ ｒＬ２中の磁束が変化し、こ
の磁束を検出することにより、操舵力を検出できるよう
になっている。The bending beam 1 is attached to the tip of the support 37.
Coils L1 and L2 as a pair of detectors extend in the width direction of the spokes 4 at positions close to the magnets 20 attached to the spokes 5.
is ready to be installed. The movement of the magnet 20 changes the magnetic flux in the coil L l rL2, and by detecting this magnetic flux, the steering force can be detected.
また、上記支持体３７の下面には、コイルＬ ｌ ＋Ｌ
２中の磁束を検出し電圧変化に変換するための回路を組
み込んだプリント基板４３が取付けられている。第６，
７図に示すように、プリント基板４３の内部リング６側
には、前記支持体３７の位置決め孔４０に対応する位置
に支持孔４５か透設され、ボス３側の一側部には位置決
め孔４６が透設され、前記支持体３７の位置決め用爪４
４が挿通されることによって位置決めされるようになっ
ている。また、リング部５側の端部には、前記−対のコ
イルＬ１、Ｌ２が装着されている。第１０図に示すよう
に、同プリント基板４３に組み込まれている検出回路は
、磁束の変化による同コイルＬ、、Ｌ、、’？インダク
タンス変化を検出するための高周波発信回路４８及び一
対のコイルＬ１、Ｌ２を含むブリッジ回路４７と、上記
ブリッジ回路４７のコイルＬ１、Ｌ２のインダクタンス
変化を電圧変化に変換する変換回路４９と、同変換回路
４９の両出力の差を増幅する増幅回路５０とから構成さ
れている。Further, on the lower surface of the support body 37, a coil L l +L
A printed circuit board 43 incorporating a circuit for detecting the magnetic flux in 2 and converting it into a voltage change is attached. 6th,
As shown in FIG. 7, a support hole 45 is transparently provided on the inner ring 6 side of the printed circuit board 43 at a position corresponding to the positioning hole 40 of the support body 37, and a positioning hole is provided on one side of the boss 3 side. 46 is provided transparently, and the positioning claw 4 of the support body 37
4 is inserted, the position is determined. Moreover, the above-mentioned pair of coils L1 and L2 are attached to the end portion on the side of the ring portion 5. As shown in FIG. 10, the detection circuit built into the printed circuit board 43 detects changes in the magnetic flux of the coils L,,L,,'? A bridge circuit 47 including a high frequency oscillation circuit 48 and a pair of coils L1 and L2 for detecting an inductance change, a conversion circuit 49 that converts an inductance change of the coils L1 and L2 of the bridge circuit 47 into a voltage change, and an amplifier circuit 50 that amplifies the difference between both outputs of the circuit 49.
上記のように構成された操舵力センサ付きのステアリン
グホイールについて作用及び効果を説明する。The operation and effect of the steering wheel with a steering force sensor configured as described above will be explained.
第１．２．９図に示すように、リング部５を手で握って
、時計回り又は反時計回りに回転させる操舵力をリング
部５に作用させると、操舵力はまず外部リング７に作用
し、外部リング７を支持している上下両ホルダー９，１
０に伝達される。そして、ボス３側の一対の挟持部１０
ａから両挟持部１０ａに挟持されているベンディングビ
ーム１５の先端部に操舵力が伝達され、ベンディングビ
ーム１５がその弾性力に抗して基端部を中心にして変形
しながらさらにスポーク４に操舵力を伝達する。従って
、外部リング７は操舵力に対応した量だけ内部リング６
に対して所定方向に相対移動される。As shown in Fig. 1.2.9, when the ring part 5 is grasped by hand and a steering force is applied to the ring part 5 to rotate it clockwise or counterclockwise, the steering force is first applied to the outer ring 7. Both upper and lower holders 9 and 1 supporting the outer ring 7
0. A pair of clamping parts 10 on the side of the boss 3
The steering force is transmitted from a to the tip of the bending beam 15 held between the two holding parts 10a, and the bending beam 15 deforms around its base end against the elastic force, and further steers the spoke 4. transmit power. Therefore, the outer ring 7 is moved by the inner ring 6 by an amount corresponding to the steering force.
is moved relative to the target in a predetermined direction.
このとき、ベンディングビーム１５の先端部に取着され
ている磁石２０はその近傍に位置する支持体３７先端部
に取着された一対のコイルＬ＋＋Ｌ２に対して変位する
。一方、第１０図に示すように、両コイルＬ１．Ｌ２に
は高周波発信回路４８から高周波が印加されており、コ
イルＬＩＴＬ２中の磁束はコイルＬ＋、Ｌ２に対する磁
石２０の位置関係によって変化する。従って、上記磁石
２０の移動によってコイルＬ１、Ｌ２のそれぞれの磁束
が増減してインダクタンスが増減する。At this time, the magnet 20 attached to the tip of the bending beam 15 is displaced relative to the pair of coils L++L2 attached to the tip of the support 37 located in the vicinity thereof. On the other hand, as shown in FIG. 10, both coils L1. A high frequency is applied to L2 from a high frequency oscillation circuit 48, and the magnetic flux in the coil LITL2 changes depending on the positional relationship of the magnet 20 with respect to the coil L+ and L2. Therefore, as the magnet 20 moves, the magnetic flux of each of the coils L1 and L2 increases or decreases, and the inductance increases or decreases.
このインダクタンスの増減を変換回路４９で電圧に変換
し、両型圧出力の差を増幅回路５０で増幅することによ
り、磁石２０の小さな変位量、ひいては外部リング７と
スポーク４との相対的な変位量を検出することができる
。By converting this increase/decrease in inductance into voltage in the conversion circuit 49 and amplifying the difference between the pressure outputs of both types in the amplifier circuit 50, a small amount of displacement of the magnet 20, and furthermore, a relative displacement between the outer ring 7 and the spokes 4 can be changed. amount can be detected.
上記一対のコイルＬ１、Ｌ２は磁石２０の移動に伴って
一方のインダクタンスが増大し、他方のインダクタンス
がそれに対応して減少するいわゆる逆位相タイプのセン
サである。また、センサの作動中に検出方向即ちリング
部５の回転方向以外のノイズとなる振動、例えばスポー
ク４の延びる方向の振動やスポーク４と直交する上下方
向の振動に対してはコイルＬ１、Ｌ２のインダクタンス
変化は互いに打ち消し合うようになっている。The pair of coils L1 and L2 are so-called anti-phase type sensors in which the inductance of one increases as the magnet 20 moves, and the inductance of the other decreases accordingly. In addition, the coils L1 and L2 are used to prevent vibrations that cause noise in a direction other than the detection direction, that is, the rotational direction of the ring portion 5 during sensor operation, such as vibrations in the extending direction of the spokes 4 or vibrations in the vertical direction perpendicular to the spokes 4. The inductance changes cancel each other out.
上記増幅回路５０からの出力は例えばパワーステアリン
グの油圧コントローラに入力され、パワーステアリング
装置が始動されてパワーステアリングが操舵力に対応し
た最適の力で作動される。The output from the amplifier circuit 50 is input to, for example, a power steering hydraulic controller, the power steering device is started, and the power steering is operated with an optimal force corresponding to the steering force.
前記ベンディングビーム１５はその基端部かスポーク４
に固定されているので、ベンディングビーム１５が所定
量撓みながら、スポーク４が回転し、同スポーク４の回
転はボス３を介してステアリングシャフト２に伝達され
、ステアリングシャフト２が所定方向に回転する。また
、５ｋｇ以上の操舵力が加えられると、同ベンディング
ビーム１５が１ｍｍ撓み上部ホルダー９の折曲げ部９ａ
の内面がスポーク４に当接し、スポーク４を回転させ、
ボス３を介してステアリングシャフト２が所定方向に回
転する。そして、外部リング７に操舵力が加わらなくな
ったときには、ベンディングビーム１５の弾性力で外部
リング７が内部リング６に対して元の位置に戻る。The bending beam 15 has its base end or the spoke 4
Since the bending beam 15 is bent by a predetermined amount, the spokes 4 rotate, and the rotation of the spokes 4 is transmitted to the steering shaft 2 via the boss 3, so that the steering shaft 2 rotates in a predetermined direction. Furthermore, when a steering force of 5 kg or more is applied, the bending beam 15 bends by 1 mm, causing the bent portion 9a of the upper holder 9 to bend.
The inner surface of the spoke 4 comes into contact with the spoke 4, and the spoke 4 is rotated.
The steering shaft 2 rotates in a predetermined direction via the boss 3. When the steering force is no longer applied to the outer ring 7, the elastic force of the bending beam 15 causes the outer ring 7 to return to its original position relative to the inner ring 6.
上記のように、本実施例の操舵力センサは、ベンディン
グビーム１５の先端部に磁束変化部材としての磁石２０
を取着するとともに、基端部において同ベンディングビ
ーム１５と一体的に取付けられた支持体３７の先端部に
コイルＬ１、Ｌ２を取着して全体を一体的なものとした
ので、センサをステアリングホイール１に組付ける前に
センサ単体で試験ができる。即ち、センサ単体で荷重の
変化に合わせた調整ができ、各センサの評価ができる。As described above, the steering force sensor of this embodiment has a magnet 20 as a magnetic flux changing member at the tip of the bending beam 15.
At the same time, the coils L1 and L2 are attached to the distal end of the support body 37, which is integrally attached to the bending beam 15 at the base end, making the whole body integral, so that the sensor can be steered easily. It is possible to test the sensor alone before assembling it to the wheel 1. That is, the sensor itself can be adjusted to match changes in load, and each sensor can be evaluated.
また、予め一体的に形成されたセンサをステアリングホ
イール１に組付けるので、組付けのばらつきか発生しな
い。さらに、従来のストレーンゲージを使用して操舵力
を検出する装置と異なり、検出部に応力が直接作用する
ことがないので、劣化がなく、耐久性及び信頼性が向上
するとともに、ストレーンゲージの貼付を手作業で行う
必要もないので、量産性にも優れている。Furthermore, since the sensor that has been integrally formed in advance is assembled to the steering wheel 1, variations in assembly do not occur. Furthermore, unlike devices that use conventional strain gauges to detect steering force, stress does not act directly on the detection part, so there is no deterioration, and durability and reliability are improved. Since there is no need to do it manually, it is also suitable for mass production.
本発明は上記実施例に限定されるものではな（、発明の
趣旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように構成するこ
ともできる。The present invention is not limited to the above-described embodiments (but may be configured as follows without departing from the spirit of the invention.
（１）前記実施例において、ベンディングビーム１５は
１本のスポーク４にのみ取付けることもでき、またスポ
ーク４が３本以上の場合にはその本数に応じ取付けるこ
ともできる。(1) In the embodiment described above, the bending beam 15 can be attached to only one spoke 4, or if there are three or more spokes 4, the bending beam 15 can be attached depending on the number of spokes.
（２）磁束変化部材としては、磁石２０以外に金属やコ
イルを使用することができる。(2) As the magnetic flux changing member, a metal or a coil can be used in addition to the magnet 20.
（３）検出器としては、コイルＬ１、Ｌ２以外に、磁気
センサとしてのホール素子、磁気抵抗素子を使用するこ
とができる。(3) As the detector, in addition to the coils L1 and L2, a Hall element or a magnetoresistive element as a magnetic sensor can be used.
本発明の操舵力センサ付きのステアリングホイールは、
組付は時のばらつきが発生せず、量産に適するとともに
、耐久性及び信頼性か向上するという効果を奏する。The steering wheel with a steering force sensor of the present invention includes:
Assembling does not occur over time, making it suitable for mass production, and has the effect of improving durability and reliability.
第１〜１０図は本発明の実施例を示す図であって、第１
図はステアリンクホイールの要部断面図、第２図はステ
アリングホイールの一部破断底面図、第３図は第１図の
■−■線断面図、第４図は磁石を取付けたベンディング
ビームを示す斜視図、第５図は支持体を示す斜視図、第
６図はプリント基板の平面図、第７図はプリント基板の
正面図、第８図は下部ホルダーを示す斜視図、第９図は
ステアリングホイールを示す概略平面図、第１０図は操
舵力検出装置の回路図である。1 to 10 are diagrams showing embodiments of the present invention.
The figure is a sectional view of the main parts of the steering link wheel, Figure 2 is a partially cutaway bottom view of the steering wheel, Figure 3 is a sectional view taken along the line ■-■ in Figure 1, and Figure 4 is a bending beam with magnets attached. 5 is a perspective view of the support, FIG. 6 is a plan view of the printed circuit board, FIG. 7 is a front view of the printed circuit board, FIG. 8 is a perspective view of the lower holder, and FIG. 9 is a perspective view of the support. FIG. 10 is a schematic plan view showing the steering wheel and a circuit diagram of the steering force detection device.
Claims (1)
３）と、同ボス（３）から放射状に突設されたスポーク
（４）と、同スポーク（４）に連結された内部リング（
６）と、同内部リング（６）を覆い内部リング（６）に
対して回転方向に相対移動可能な外部リング（７）とか
らなるステアリングホィールにおいて、 前記スポーク（４）には、同スポーク（４）に基端側が
支持され先端側が前記外部リング（７）に当接又は接続
された変形部材（１５）を設け、同変形部材（１５）の
先端側に磁束変化部材（２０）を取付けるとともに、前
記スポーク（４）には基端側が前記変形部材（１５）の
基端側に一体的に支持された支持体（３７）を設け、同
支持体（３７）の先端側に前記磁束変化部材（２０）の
近傍に位置して前記磁束変化部材（２０）の変位に伴っ
て変化する磁束を検出するための検出器（Ｌ＿１、Ｌ＿
２）を取付けたことを特徴とする操舵力センサ付きのス
テアリングホィール。[Claims] 1. A boss (
3), a spoke (4) projecting radially from the boss (3), and an internal ring (4) connected to the spoke (4).
6), and an outer ring (7) that covers the inner ring (6) and is movable relative to the inner ring (6) in the rotational direction, wherein the spokes (4) include the spokes ( 4) is provided with a deformable member (15) whose proximal end is supported and whose distal end abuts or is connected to the external ring (7), and a magnetic flux changing member (20) is attached to the distal end of the deformable member (15). , the spokes (4) are provided with a support (37) whose base end is integrally supported by the base end of the deformable member (15), and the magnetic flux changing member is attached to the distal end of the support (37). Detectors (L_1, L_
2) A steering wheel equipped with a steering force sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11306190A JP2836906B2 (en) | 1990-04-28 | 1990-04-28 | Steering wheel |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0411560A true JPH0411560A (en) | 1992-01-16 |
| JP2836906B2 JP2836906B2 (en) | 1998-12-14 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018533016A (en) * | 2015-09-21 | 2018-11-08 | シーダブリュー アンド エスアール・インヴェストメンツ・プロプライエタリー・リミテッド | Method and apparatus for emergency braking capability testing, evaluation and / or driver training |
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| KR101955501B1 (en) * | 2017-05-26 | 2019-03-11 | 주식회사 코모스 | Steering apparatus for detecting action of operator in automobile |
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