JPH05288617A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
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- JPH05288617A JPH05288617A JP9270392A JP9270392A JPH05288617A JP H05288617 A JPH05288617 A JP H05288617A JP 9270392 A JP9270392 A JP 9270392A JP 9270392 A JP9270392 A JP 9270392A JP H05288617 A JPH05288617 A JP H05288617A
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- Japan
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- shaft
- torque
- drive shaft
- driven shaft
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- Steering Controls (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 動力伝達軸に作用する曲げ荷重などがトルク
センサのトルク検出軸には印加されず、トルク検出軸に
はトルクのみが作用するようにして、トルク検出軸を可
能な限り細く形成できるようにする。 【構成】 駆動軸２と従動軸３とが、互いに直結されな
い状態で、ベアリング４、６、10、12、13によってケー
ス５に支持される。これら軸２、３とは別体のトルク検
出軸20が、ベアリング23によって別個にケース５に支持
される。駆動軸２とトルク検出軸20の一端、およびトル
ク検出軸20の他端と従動軸３とが、歯車17、18、21、22
によって互いに連動連結される。印加トルクは歯車を介
してトルク検出軸20に伝達されるが、曲げ荷重などは軸
２、３側のベアリングによって支持され、トルク検出軸
20には伝達されない。
センサのトルク検出軸には印加されず、トルク検出軸に
はトルクのみが作用するようにして、トルク検出軸を可
能な限り細く形成できるようにする。 【構成】 駆動軸２と従動軸３とが、互いに直結されな
い状態で、ベアリング４、６、10、12、13によってケー
ス５に支持される。これら軸２、３とは別体のトルク検
出軸20が、ベアリング23によって別個にケース５に支持
される。駆動軸２とトルク検出軸20の一端、およびトル
ク検出軸20の他端と従動軸３とが、歯車17、18、21、22
によって互いに連動連結される。印加トルクは歯車を介
してトルク検出軸20に伝達されるが、曲げ荷重などは軸
２、３側のベアリングによって支持され、トルク検出軸
20には伝達されない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁歪式のトルクセンサに
関し、特に、トルクを検出することで制御性を改善可能
な自動車のパワーステアリング、マシニングセンタ、ロ
ボットなどの機械装置に使用される磁歪式トルクセンサ
に関する。
関し、特に、トルクを検出することで制御性を改善可能
な自動車のパワーステアリング、マシニングセンタ、ロ
ボットなどの機械装置に使用される磁歪式トルクセンサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の磁歪式のトルクセンサでは、所定
長さのトルク検出軸の外周面に一対の磁気異方性部を形
成し、これら磁気異方性部の周囲にコイルを配置して、
軸にトルクが印加されたときの磁気異方性部の透磁率の
変化をコイルで検出することで、そのトルクの大きさを
求めるようにしている。そしてトルク検出軸は、駆動側
と従動側との間に組み込まれて、これら駆動側と従動側
とを結ぶ動力伝達軸の一部として機能する。
長さのトルク検出軸の外周面に一対の磁気異方性部を形
成し、これら磁気異方性部の周囲にコイルを配置して、
軸にトルクが印加されたときの磁気異方性部の透磁率の
変化をコイルで検出することで、そのトルクの大きさを
求めるようにしている。そしてトルク検出軸は、駆動側
と従動側との間に組み込まれて、これら駆動側と従動側
とを結ぶ動力伝達軸の一部として機能する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、機械装置に
組み込まれる動力伝達軸には、一般にトルク以外に曲げ
荷重やスラスト荷重や剪断荷重などの様々な荷重が作用
する。このため通常は、トルクだけが作用すると仮定し
た場合に比べトルク検出軸を太く設定して、十分な強度
を有するようにしておく必要がある。しかし、このよう
にトルクセンサ軸を太くすると、トルク検出に適した細
径の軸に比べ、定格トルクが加わったときの磁気異方性
部の透磁率の変化が僅かなものとなってしまい、結果的
にトルク検出感度が小さくなるという問題点がある。ま
たトルク検出軸を太くすることでトルクセンサが大形化
するという問題点もある。
組み込まれる動力伝達軸には、一般にトルク以外に曲げ
荷重やスラスト荷重や剪断荷重などの様々な荷重が作用
する。このため通常は、トルクだけが作用すると仮定し
た場合に比べトルク検出軸を太く設定して、十分な強度
を有するようにしておく必要がある。しかし、このよう
にトルクセンサ軸を太くすると、トルク検出に適した細
径の軸に比べ、定格トルクが加わったときの磁気異方性
部の透磁率の変化が僅かなものとなってしまい、結果的
にトルク検出感度が小さくなるという問題点がある。ま
たトルク検出軸を太くすることでトルクセンサが大形化
するという問題点もある。
【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、動力伝達軸に作用する曲げ荷重などがトルク検出軸
には印加されず、トルク検出軸にはトルクのみが作用す
るようにして、このトルク検出軸を細く形成できるよう
にすることを目的とする。
し、動力伝達軸に作用する曲げ荷重などがトルク検出軸
には印加されず、トルク検出軸にはトルクのみが作用す
るようにして、このトルク検出軸を細く形成できるよう
にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、駆動軸と従動軸とを、互いに直結されない状
態で第１の支持系によって機械的に支持し、前記第１の
支持系とは別の第２の支持系によって前記トルク検出軸
を機械的に支持し、かつ前記トルク検出軸の一端側およ
び他端側を、前記駆動軸および従動軸にそれぞれトルク
の伝達を可能に連動連結したトルクセンサを提供する。
本発明は、駆動軸と従動軸とを、互いに直結されない状
態で第１の支持系によって機械的に支持し、前記第１の
支持系とは別の第２の支持系によって前記トルク検出軸
を機械的に支持し、かつ前記トルク検出軸の一端側およ
び他端側を、前記駆動軸および従動軸にそれぞれトルク
の伝達を可能に連動連結したトルクセンサを提供する。
【０００６】また本発明によれば、このトルクセンサを
用いることによって、駆動軸がステアリングホイール側
の軸であり、従動軸がステアリングギヤ側の軸であり、
このステアリングギヤ側の軸にアクチュエータが連動連
結され、さらに、このアクチュエータが、トルク検出軸
によって検出れたトルク値にもとづいて制御されるよう
に構成されたパワーステアリング装置が得られる。
用いることによって、駆動軸がステアリングホイール側
の軸であり、従動軸がステアリングギヤ側の軸であり、
このステアリングギヤ側の軸にアクチュエータが連動連
結され、さらに、このアクチュエータが、トルク検出軸
によって検出れたトルク値にもとづいて制御されるよう
に構成されたパワーステアリング装置が得られる。
【０００７】
【作用】上記構成のトルクセンサによれば、駆動軸と従
動軸とは、第１の支持系によってトルク検出軸とは独立
に支持されるため、この第１の支持系によって、これら
軸に作用する曲げ荷重やスラスト荷重や剪断荷重が支持
される。この結果、第２の支持系にて支持されたトルク
検出軸には、トルクのみが印加されて、上述の曲げ荷重
などは作用しない。したがって、このトルク検出軸は、
所定のトルクが作用したときに所定の透磁率変化が得ら
れる細径のものとすることが可能で、高感度でのトルク
検出が行われる。またトルク検出軸が細径となること
で、トルクセンサが小形になる。
動軸とは、第１の支持系によってトルク検出軸とは独立
に支持されるため、この第１の支持系によって、これら
軸に作用する曲げ荷重やスラスト荷重や剪断荷重が支持
される。この結果、第２の支持系にて支持されたトルク
検出軸には、トルクのみが印加されて、上述の曲げ荷重
などは作用しない。したがって、このトルク検出軸は、
所定のトルクが作用したときに所定の透磁率変化が得ら
れる細径のものとすることが可能で、高感度でのトルク
検出が行われる。またトルク検出軸が細径となること
で、トルクセンサが小形になる。
【０００８】上記構成のパワーステアリング装置によれ
ば、同様にトルクが高感度で検出されるものでありなが
ら、装置全体が小形になる。
ば、同様にトルクが高感度で検出されるものでありなが
ら、装置全体が小形になる。
【０００９】
【実施例】図１および図２は、本発明の第１の実施例を
示す。ここで、１は自動車のパワーステアリング用の軸
で、ステアリングホイールに接続された駆動軸２と、ス
テアリングギヤに接続された従動軸３とが一直線上に配
置された構成となっている。駆動軸２はベアリング４に
よってケース５に回転自在に支持され、また従動軸３は
ベアリング６によってケース５に回転自在に支持されて
いる。
示す。ここで、１は自動車のパワーステアリング用の軸
で、ステアリングホイールに接続された駆動軸２と、ス
テアリングギヤに接続された従動軸３とが一直線上に配
置された構成となっている。駆動軸２はベアリング４に
よってケース５に回転自在に支持され、また従動軸３は
ベアリング６によってケース５に回転自在に支持されて
いる。
【００１０】ケース５の内部における軸１の外周には円
筒状体７が同心状に配置されており、この円筒状体７の
内周には、ケース５の内部における従動軸３の先端部分
の外周スプライン８に噛み合う内周スプライン９が形成
されている。円筒状体７は、ベアリング10によって、ケ
ース５と、このケース５に一体化された内部ハウジング
11とに回転自在に支持されている。またケース５内にお
ける駆動軸２および従動軸３の先端側部分は、ベアリン
グ12、13によってそれぞれ円筒状体７の内部に回転自在
に支持されている。この結果、駆動軸２はベアリング
４、12を介して、また従動軸３はベアリング６、13を介
して、それぞれケース５に支持されることになる。
筒状体７が同心状に配置されており、この円筒状体７の
内周には、ケース５の内部における従動軸３の先端部分
の外周スプライン８に噛み合う内周スプライン９が形成
されている。円筒状体７は、ベアリング10によって、ケ
ース５と、このケース５に一体化された内部ハウジング
11とに回転自在に支持されている。またケース５内にお
ける駆動軸２および従動軸３の先端側部分は、ベアリン
グ12、13によってそれぞれ円筒状体７の内部に回転自在
に支持されている。この結果、駆動軸２はベアリング
４、12を介して、また従動軸３はベアリング６、13を介
して、それぞれケース５に支持されることになる。
【００１１】円筒状体７の外周にはウォームホイール14
が一体に形成されている。ケース５に取り付けられたモ
ータ15の駆動軸には、このウォームホイール14に噛み合
うウホーム16が取り付けられ、モータ15の回転によって
従動軸３を回転駆動可能なように構成されている。ベア
リング４とベアリング12との間における駆動軸２の外周
には歯車17が一体回転可能に取り付けられており、また
ベアリング６とベアリング13との間における従動軸３の
外周には、歯車17と同一の要目の歯車18が一体回転可能
に取り付けられている。
が一体に形成されている。ケース５に取り付けられたモ
ータ15の駆動軸には、このウォームホイール14に噛み合
うウホーム16が取り付けられ、モータ15の回転によって
従動軸３を回転駆動可能なように構成されている。ベア
リング４とベアリング12との間における駆動軸２の外周
には歯車17が一体回転可能に取り付けられており、また
ベアリング６とベアリング13との間における従動軸３の
外周には、歯車17と同一の要目の歯車18が一体回転可能
に取り付けられている。
【００１２】ケース５の内部には、トルク検出軸20が、
軸１と平行に配置されている。このトルク伝達軸20の両
端には、歯車17、18に噛み合う歯車21、22がそれぞれ一
体回転可能に取り付けられている。またトルク伝達軸20
はその両端側においてベアリング23によって内部ハウジ
ング11に回転自在に支持されており、これによって、駆
動軸２からトルク検出軸20を経て従動軸３に至るトルク
伝達経路が形成される。歯車21、22は等しい要目で構成
されているが、これら歯車21、22の歯数は軸１側の歯車
17、18の歯数よりも少なく設定され、駆動軸２および従
動軸３の回転角度に対してトルク検出軸20の回転角度が
大きくなるように構成されている。
軸１と平行に配置されている。このトルク伝達軸20の両
端には、歯車17、18に噛み合う歯車21、22がそれぞれ一
体回転可能に取り付けられている。またトルク伝達軸20
はその両端側においてベアリング23によって内部ハウジ
ング11に回転自在に支持されており、これによって、駆
動軸２からトルク検出軸20を経て従動軸３に至るトルク
伝達経路が形成される。歯車21、22は等しい要目で構成
されているが、これら歯車21、22の歯数は軸１側の歯車
17、18の歯数よりも少なく設定され、駆動軸２および従
動軸３の回転角度に対してトルク検出軸20の回転角度が
大きくなるように構成されている。
【００１３】内部ハウジング11の内部におけるトルク検
出軸20の周囲は、オイルシールなどのシール部材25によ
って、ケース５内の他の部分における潤滑油などを含ん
だ雰囲気からシールされている。そして、このシールさ
れた空間内におけるトルク検出軸20の外周面には、一対
の磁気異方性部26、26が形成されている。これら磁気異
方性部26、26の周囲にはコイル27、27が配置され、トル
ク検出軸20にトルクが印加されたときの磁気異方性部2
6、26の透磁率の変化をこれらコイル27、27で検出する
ことで、その時のトルクの大きさを求め得るように構成
されている。28はトルク値を演算するための電子回路、
29はケース外へ導かれる電線である。
出軸20の周囲は、オイルシールなどのシール部材25によ
って、ケース５内の他の部分における潤滑油などを含ん
だ雰囲気からシールされている。そして、このシールさ
れた空間内におけるトルク検出軸20の外周面には、一対
の磁気異方性部26、26が形成されている。これら磁気異
方性部26、26の周囲にはコイル27、27が配置され、トル
ク検出軸20にトルクが印加されたときの磁気異方性部2
6、26の透磁率の変化をこれらコイル27、27で検出する
ことで、その時のトルクの大きさを求め得るように構成
されている。28はトルク値を演算するための電子回路、
29はケース外へ導かれる電線である。
【００１４】ケース５内における駆動軸２の端部と従動
軸３の端部との間には、トルク検出軸20に過大なトルク
が印加されることを防止するための過負荷防止部31が設
けられている。詳細には、図１および図２に示すよう
に、従動軸３の端部に凹部32が形成されており、また駆
動軸２の端部には、この凹部32にはまり合う凸部33が形
成されている。これら凹部32と凸部33とには、軸１に作
用するトルクの方向に向かい合うトルク伝達面34、35が
それぞれ形成されている。軸１にトルクが作用していな
い状態において、両トルク伝達面34、35どうしの間に
は、角度αの隙間36が設けられて、駆動軸２と従動軸３
とが機械的に結合しないように構成されている。
軸３の端部との間には、トルク検出軸20に過大なトルク
が印加されることを防止するための過負荷防止部31が設
けられている。詳細には、図１および図２に示すよう
に、従動軸３の端部に凹部32が形成されており、また駆
動軸２の端部には、この凹部32にはまり合う凸部33が形
成されている。これら凹部32と凸部33とには、軸１に作
用するトルクの方向に向かい合うトルク伝達面34、35が
それぞれ形成されている。軸１にトルクが作用していな
い状態において、両トルク伝達面34、35どうしの間に
は、角度αの隙間36が設けられて、駆動軸２と従動軸３
とが機械的に結合しないように構成されている。
【００１５】このような構成において、ステアリングホ
イールから駆動軸２に加えられたトルクは、この駆動軸
２から歯車17、21を介してトルク検出軸20に伝達され、
そしてトルク検出軸20から歯車22、18を介して従動軸３
に伝達される。このとき、駆動軸２および従動軸３はベ
アリング４、12、６、13によってケース５に支持されて
いるため、軸１にトルクのほかに曲げ荷重などが作用し
ても、このトルク以外の荷重は、トルク検出軸20に伝え
られることなしにケース５にて受け止められる。したが
って、トルク検出軸20には実質的にトルク以外の荷重が
作用することがなく、このため、このトルク伝達軸20を
印加トルクのみに耐える細径に形成することができ、ト
ルクセンサの小形化をはかることができる。
イールから駆動軸２に加えられたトルクは、この駆動軸
２から歯車17、21を介してトルク検出軸20に伝達され、
そしてトルク検出軸20から歯車22、18を介して従動軸３
に伝達される。このとき、駆動軸２および従動軸３はベ
アリング４、12、６、13によってケース５に支持されて
いるため、軸１にトルクのほかに曲げ荷重などが作用し
ても、このトルク以外の荷重は、トルク検出軸20に伝え
られることなしにケース５にて受け止められる。したが
って、トルク検出軸20には実質的にトルク以外の荷重が
作用することがなく、このため、このトルク伝達軸20を
印加トルクのみに耐える細径に形成することができ、ト
ルクセンサの小形化をはかることができる。
【００１６】軸１に正常時の定格以下の比較的小さなト
ルクが印加されたときには、このトルクによって駆動軸
２と従動軸３との間に相対的なねじり変形が生じるが、
この定格以下のトルクが印加したときのねじり変形は隙
間36の範囲内である。したがって、このときはトルク伝
達面34、35どうしすなわち駆動軸２と従動軸３とは機械
的に結合しない。このため、トルク検出軸20のみにより
トルクが伝達されてこのトルク検出軸20にねじり変形が
生じ、トルクの大きさに応じて磁気異方性部26、26の透
磁率が変化する。そこで、この透磁率の変化をコイル27
で検出することで、このトルク検出軸20に印加されるト
ルクの大きさ、すなわち軸１に印加されるトルクの大き
さが求められる。
ルクが印加されたときには、このトルクによって駆動軸
２と従動軸３との間に相対的なねじり変形が生じるが、
この定格以下のトルクが印加したときのねじり変形は隙
間36の範囲内である。したがって、このときはトルク伝
達面34、35どうしすなわち駆動軸２と従動軸３とは機械
的に結合しない。このため、トルク検出軸20のみにより
トルクが伝達されてこのトルク検出軸20にねじり変形が
生じ、トルクの大きさに応じて磁気異方性部26、26の透
磁率が変化する。そこで、この透磁率の変化をコイル27
で検出することで、このトルク検出軸20に印加されるト
ルクの大きさ、すなわち軸１に印加されるトルクの大き
さが求められる。
【００１７】トルク検出軸20の太さを印加トルクに対応
したものとすることで、磁気異方性部26、26の透磁率が
適正に変化され、印加トルクが高感度で検出される。ま
た軸１側の歯車17、18の歯数よりもトルク検出軸20の歯
車21、22の歯数を少なくしたため、軸１の回転角度より
もトルク検出軸20の回転角度が大きくなる。換言する
と、軸１よりもトルク検出軸20のほうが高速で回転する
ことになり、その分だけ、軸１に伝わるトルクよりもト
ルク検出軸20に伝わるトルクのほうが小さくなる。その
結果、トルク検出軸20をいっそう細径化することがで
き、トルクセンサのさらなる小形化が可能である。な
お、軸１側の歯車17、18の歯数とトルク検出軸20側の歯
車21、22との歯数をそろえることも、もとより可能であ
る。そして、検出されたトルクの大きさにもとづいてモ
ータ15の回転が制御され、所定のパワーステアリング機
能が達成される。
したものとすることで、磁気異方性部26、26の透磁率が
適正に変化され、印加トルクが高感度で検出される。ま
た軸１側の歯車17、18の歯数よりもトルク検出軸20の歯
車21、22の歯数を少なくしたため、軸１の回転角度より
もトルク検出軸20の回転角度が大きくなる。換言する
と、軸１よりもトルク検出軸20のほうが高速で回転する
ことになり、その分だけ、軸１に伝わるトルクよりもト
ルク検出軸20に伝わるトルクのほうが小さくなる。その
結果、トルク検出軸20をいっそう細径化することがで
き、トルクセンサのさらなる小形化が可能である。な
お、軸１側の歯車17、18の歯数とトルク検出軸20側の歯
車21、22との歯数をそろえることも、もとより可能であ
る。そして、検出されたトルクの大きさにもとづいてモ
ータ15の回転が制御され、所定のパワーステアリング機
能が達成される。
【００１８】軸１に過大なトルクが作用したときには、
駆動軸２と従動軸３との間に大きなねじれ変位が生じて
隙間36が詰まり、凸部33のトルク伝達面35と凹部32のト
ルク伝達面34とが接触する。すると、駆動軸２と従動軸
３とが機械的に結合することになり、これらの軸２、３
どうしの間でもトルクが伝達されることになる。すなわ
ち、トルク検出軸20には、両トルク伝達面34、35どうし
が接触するまでこのトルク検出軸20にねじり変形を生じ
させるだけのトルクしか作用せず、それを越えるトルク
は、軸２、３どうしの間で伝達されることになる。この
結果、トルク検出軸20にには過負荷トルクが作用するこ
とがなく、このトルク検出軸を細径としたにもかかわら
ず、その損傷が防止される。
駆動軸２と従動軸３との間に大きなねじれ変位が生じて
隙間36が詰まり、凸部33のトルク伝達面35と凹部32のト
ルク伝達面34とが接触する。すると、駆動軸２と従動軸
３とが機械的に結合することになり、これらの軸２、３
どうしの間でもトルクが伝達されることになる。すなわ
ち、トルク検出軸20には、両トルク伝達面34、35どうし
が接触するまでこのトルク検出軸20にねじり変形を生じ
させるだけのトルクしか作用せず、それを越えるトルク
は、軸２、３どうしの間で伝達されることになる。この
結果、トルク検出軸20にには過負荷トルクが作用するこ
とがなく、このトルク検出軸を細径としたにもかかわら
ず、その損傷が防止される。
【００１９】上記においては、自動車のパワーステアリ
ング用の軸のトルクを検出する場合を例示して説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動軸か
ら従動軸に伝えられるトルクを上述のようなトルク検出
軸を用いて検出するすべての場合に適用可能である。
ング用の軸のトルクを検出する場合を例示して説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動軸か
ら従動軸に伝えられるトルクを上述のようなトルク検出
軸を用いて検出するすべての場合に適用可能である。
【００２０】図３および図４は、本発明の第２の実施例
を示す。ここでは、駆動軸１の凸部33の先端にさらに短
尺の軸部38が形成され、従動軸３の凹部32の奥側には、
この軸部38を収容するための孔部39が形成されている。
このような構成によれば、軸１に大きな曲げ荷重が作用
した場合に有用であり、この曲げ荷重が軸部38と孔部39
とのはめ合いによって確実に受け止められる。
を示す。ここでは、駆動軸１の凸部33の先端にさらに短
尺の軸部38が形成され、従動軸３の凹部32の奥側には、
この軸部38を収容するための孔部39が形成されている。
このような構成によれば、軸１に大きな曲げ荷重が作用
した場合に有用であり、この曲げ荷重が軸部38と孔部39
とのはめ合いによって確実に受け止められる。
【００２１】図５〜図８は、本発明の第３実施例を示
す。この例では、図８において概念的に示すように、駆
動軸２と従動軸３とは一直線上になく、互いに側方にず
れて平行に配置されている。すなわち、図５〜図８に示
すように、駆動軸２はケース５の一端側からこのケース
内に入り込むように設置され、ケース５の他端側まで伸
びている。そして、ケース５の一端側に対応した部分
と、ケース５の他端側における先端部分とが、それぞれ
ベアリング41、42にて回転自在に支持されている。ケー
ス５の一端側に対応した駆動軸２の部分に、トルク検出
軸20の一端側の歯車21に噛み合う歯車17が、一体回転可
能に取り付けられている。
す。この例では、図８において概念的に示すように、駆
動軸２と従動軸３とは一直線上になく、互いに側方にず
れて平行に配置されている。すなわち、図５〜図８に示
すように、駆動軸２はケース５の一端側からこのケース
内に入り込むように設置され、ケース５の他端側まで伸
びている。そして、ケース５の一端側に対応した部分
と、ケース５の他端側における先端部分とが、それぞれ
ベアリング41、42にて回転自在に支持されている。ケー
ス５の一端側に対応した駆動軸２の部分に、トルク検出
軸20の一端側の歯車21に噛み合う歯車17が、一体回転可
能に取り付けられている。
【００２２】従動軸３は、駆動軸２から側方にずれた状
態で配置されており、ケース５の前記一端側から前記他
端側に向けてこのケース５内に入り込むとともに、ベア
リング43、44にて、前記ケース５の他端側に対応した部
分と軸先端部分とが回転自在に支持されている。前記ケ
ース５の他端側に対応した従動軸３の部分には、トルク
検出軸20の他端側の歯車22に噛み合う歯車18が、一体回
転可能に取り付けられている。すなわち、トルク検出軸
20は、その歯車21、22が駆動軸２の歯車17と従動軸３の
歯車18との双方に噛み合うように、これら駆動軸２の中
心と従動軸３の中心とを結ぶ線の垂直二等分線上に設置
されている。なお、この第３の実施例においては、歯車
17、18の歯数と、歯車21、22の歯数の等しいものが図示
されている。
態で配置されており、ケース５の前記一端側から前記他
端側に向けてこのケース５内に入り込むとともに、ベア
リング43、44にて、前記ケース５の他端側に対応した部
分と軸先端部分とが回転自在に支持されている。前記ケ
ース５の他端側に対応した従動軸３の部分には、トルク
検出軸20の他端側の歯車22に噛み合う歯車18が、一体回
転可能に取り付けられている。すなわち、トルク検出軸
20は、その歯車21、22が駆動軸２の歯車17と従動軸３の
歯車18との双方に噛み合うように、これら駆動軸２の中
心と従動軸３の中心とを結ぶ線の垂直二等分線上に設置
されている。なお、この第３の実施例においては、歯車
17、18の歯数と、歯車21、22の歯数の等しいものが図示
されている。
【００２３】第１の実施例の場合と同様に、従動軸３に
連動した円筒状体７が設けられ、この円筒状のウォーム
ホイール14に、パワーステアリング用モータ15のウォー
ム16が噛み合っている。なお、図５および図６において
は、説明を簡単にするためにケース５内の主要部品のみ
が図示され、トルク検出軸20のためのベアリングや検出
用のコイルなどは図示を省略されている。
連動した円筒状体７が設けられ、この円筒状のウォーム
ホイール14に、パワーステアリング用モータ15のウォー
ム16が噛み合っている。なお、図５および図６において
は、説明を簡単にするためにケース５内の主要部品のみ
が図示され、トルク検出軸20のためのベアリングや検出
用のコイルなどは図示を省略されている。
【００２４】このように駆動軸２と従動軸３とを平行に
配置すると、ベアリンク41、42どうしの間の距離を大き
くとれるなどの理由によって、ケース５をフレームなど
に固定できる場合には、これら駆動軸２と従動軸３とを
一直線上に配置する場合に比べ、これら軸２、３を強固
に支持することができる。一方、前述のように駆動軸２
と従動軸３とを一直線上に配置すると、これら軸２、３
にスラスト荷重や曲げ荷重が作用したときでも、ねじり
荷重の発生がないという利点がある。
配置すると、ベアリンク41、42どうしの間の距離を大き
くとれるなどの理由によって、ケース５をフレームなど
に固定できる場合には、これら駆動軸２と従動軸３とを
一直線上に配置する場合に比べ、これら軸２、３を強固
に支持することができる。一方、前述のように駆動軸２
と従動軸３とを一直線上に配置すると、これら軸２、３
にスラスト荷重や曲げ荷重が作用したときでも、ねじり
荷重の発生がないという利点がある。
【００２５】上記においては、軸１が少なくとも１回転
以上するパワーステアリング装置などを例にとって説明
したが、これが１回転以下となるものであっても差し支
えない。そのときは、歯車17、18、21、22を部分歯車で
構成することができる。
以上するパワーステアリング装置などを例にとって説明
したが、これが１回転以下となるものであっても差し支
えない。そのときは、歯車17、18、21、22を部分歯車で
構成することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、駆動
軸と従動軸とを、互いに直結されない状態で第１の支持
系によって機械的に支持し、この第１の支持系とは別の
第２の支持系によってトルク検出軸を機械的に支持し、
かつトルク検出軸の一端側および他端側を、駆動軸およ
び従動軸にそれぞれトルクの伝達を可能に連動連結した
ため、第１の支持系によって、駆動軸と従動軸とをトル
ク検出軸とは独立に支持することができて、これら駆動
軸と従動軸とに作用する曲げ荷重やスラスト荷重や剪断
荷重などを支持することができる。このため、第２の支
持系にて支持されたトルク検出軸に上述の曲げ荷重など
が作用することを防止できて、このトルク検出軸にトル
クのみを印加することができる。その結果、トルク検出
軸を、所定のトルクが作用したときに所定の透磁率変化
が得られる細径に形成でき、高感度でトルク検出を行う
ことができる。しかもトルク検出軸を細径とすることが
できるため、トルクセンサを小形に構成することができ
る。
軸と従動軸とを、互いに直結されない状態で第１の支持
系によって機械的に支持し、この第１の支持系とは別の
第２の支持系によってトルク検出軸を機械的に支持し、
かつトルク検出軸の一端側および他端側を、駆動軸およ
び従動軸にそれぞれトルクの伝達を可能に連動連結した
ため、第１の支持系によって、駆動軸と従動軸とをトル
ク検出軸とは独立に支持することができて、これら駆動
軸と従動軸とに作用する曲げ荷重やスラスト荷重や剪断
荷重などを支持することができる。このため、第２の支
持系にて支持されたトルク検出軸に上述の曲げ荷重など
が作用することを防止できて、このトルク検出軸にトル
クのみを印加することができる。その結果、トルク検出
軸を、所定のトルクが作用したときに所定の透磁率変化
が得られる細径に形成でき、高感度でトルク検出を行う
ことができる。しかもトルク検出軸を細径とすることが
できるため、トルクセンサを小形に構成することができ
る。
【００２７】また本発明によれば、このトルクセンサを
用いることによって、駆動軸がステアリングホイール側
の軸であり、従動軸がステアリングギヤ側の軸であり、
このステアリングギヤ側の軸にアクチュエータが連動連
結され、さらに、このアクチュエータが、トルク検出軸
によって検出れたトルク値にもとづいて制御されるよう
に構成されたパワーステアリング装置を得ることがで
き、このパワーステアリング装置もまた、同様に高感度
でトルクを検出できるものでありながら、その装置全体
を小形に構成することができる。
用いることによって、駆動軸がステアリングホイール側
の軸であり、従動軸がステアリングギヤ側の軸であり、
このステアリングギヤ側の軸にアクチュエータが連動連
結され、さらに、このアクチュエータが、トルク検出軸
によって検出れたトルク値にもとづいて制御されるよう
に構成されたパワーステアリング装置を得ることがで
き、このパワーステアリング装置もまた、同様に高感度
でトルクを検出できるものでありながら、その装置全体
を小形に構成することができる。
【図１】本発明の第１の実施例のトルクセンサの断面図
である。
である。
【図２】図１におけるII−II線に沿った断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例のトルクセンサの要部を
示す図である。
示す図である。
【図４】図３における駆動軸の先端部の斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施例のトルクセンサの概略構
成を示す断面図であって、図７における V−V 線に沿っ
た断面図である。
成を示す断面図であって、図７における V−V 線に沿っ
た断面図である。
【図６】図５に示したトルクセンサを、図７におけるVI
−VI線に沿って切断して示す断面図である。
−VI線に沿って切断して示す断面図である。
【図７】図５および図６に示したトルクセンサの側面図
である。
である。
【図８】図５〜図７に示したトルクセンサの構成を概念
的に示す斜視図である。
的に示す斜視図である。
１ 軸 ２ 駆動軸 ３ 従動軸 ４、６、10、12、13 ベアリング ５ ケース 11 内部ハウジング 17、18、21、22 歯車 20 トルク検出軸 23 ベアリング 31 過負荷防止部
Claims (5)
- 【請求項１】 駆動軸から従動軸に伝達されるトルクの
大きさを測定するために、このトルクの伝達経路を構成
するトルク検出軸の表面に磁気異方性部を形成し、伝達
トルクによって生じる前記磁気異方性部の磁歪変化を検
出するようにした磁歪式のトルクセンサであって、前記
駆動軸と従動軸とを、互いに直結されない状態で第１の
支持系によって機械的に支持し、前記第１の支持系とは
別の第２の支持系によって前記トルク検出軸を機械的に
支持し、かつ前記トルク検出軸の一端側および他端側
を、前記駆動軸および従動軸にそれぞれトルクの伝達を
可能に連動連結したことを特徴とするトルクセンサ。 - 【請求項２】 駆動軸と従動軸とを一直線上に配置する
とともに、これら駆動軸および従動軸に平行にトルク検
出軸を配置し、これら駆動軸および従動軸とトルク検出
軸とを歯車によって連動連結したことを特徴とする請求
項１記載のトルクセンサ。 - 【請求項３】 駆動軸と従動軸とが、微小回転角度の遊
びを許したうえでトルクを伝達可能に構成されて、これ
ら駆動軸と従動軸との間に過負荷トルクが作用して両者
間に所定以上のねじり変位が生じたときにのみ、これら
駆動軸と従動軸との間でトルクが伝達されるように構成
されていることを特徴とする請求項１または２記載のト
ルクセンサ。 - 【請求項４】 駆動軸および従動軸の回動角度に比べ、
トルク検出軸の回動角度が大きくなるように、これら駆
動軸および従動軸とトルク検出軸とを連動連結したこと
を特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の
トルクセンサ。 - 【請求項５】 駆動軸がステアリングホイール側の軸で
あり、従動軸がステアリングギヤ側の軸であり、このス
テアリングギヤ側の軸にアクチュエータが連動連結さ
れ、さらに、このアクチュエータは、トルク検出軸によ
って検出れたトルク値にもとづいて制御されるように構
成されていることを特徴とする請求項２記載のトルクセ
ンサを用いたパワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9270392A JPH05288617A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9270392A JPH05288617A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | トルクセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288617A true JPH05288617A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14061851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9270392A Pending JPH05288617A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | トルクセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288617A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102126225B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 만도 | 자동차의 조향장치 |
| CN113195337B (zh) * | 2018-12-19 | 2024-06-11 | 汉拿万都株式会社 | 用于车辆的转向装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606838A (ja) * | 1983-06-25 | 1985-01-14 | Amano Kogyo Gijutsu Kenkyusho | 並列型ねじりトルク計 |
| JPH03105225A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Hitachi Ltd | 角度センサ及びトルクセンサ、そのセンサの出力に応じて制御される電動パワーステアリング装置 |
| JPH03269330A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Toshiba Corp | トルクセンサ |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP9270392A patent/JPH05288617A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS606838A (ja) * | 1983-06-25 | 1985-01-14 | Amano Kogyo Gijutsu Kenkyusho | 並列型ねじりトルク計 |
| JPH03105225A (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-02 | Hitachi Ltd | 角度センサ及びトルクセンサ、そのセンサの出力に応じて制御される電動パワーステアリング装置 |
| JPH03269330A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Toshiba Corp | トルクセンサ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102126225B1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 만도 | 자동차의 조향장치 |
| WO2020130488A1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 만도 | 자동차의 조향장치 |
| CN113195337A (zh) * | 2018-12-19 | 2021-07-30 | 株式会社万都 | 用于车辆的转向装置 |
| CN113195337B (zh) * | 2018-12-19 | 2024-06-11 | 汉拿万都株式会社 | 用于车辆的转向装置 |
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