JPH0535308Y2

JPH0535308Y2 -

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Publication number: JPH0535308Y2
Application number: JP1987112702U
Authority: JP
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1993-09-08
Anticipated expiration: 2002-07-24
Also published as: JPS6419143U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はトルク伝達機構におけるトルク検出器
に関する。より詳細には、電気式動取装置等にお
いて、入力トルクを検知し動力に関する情報を与
えるためのトルク検出器に関する。

（従来の技術）入力トルクの大きさを測定する方法として、入
出力軸間のねじれ歪みをストレインゲージで測定
する方法や、実開昭60−150435号公報に開示さえ
ているごとく入出力軸間のねじれ変位を遊星ギヤ
を利用して直線変位に変換して測定する方法が知
られている。

ストレインゲージを利用する場合には、入出力
軸間にトーシヨンバーを配設し、トーシヨンバー
のねじれ歪をストレインゲージにより電気信号に
変換し、スリツプリング等を介して外部制御装置
等へ取り外す必要がある。

又、遊星ギヤを利用する場合には、太陽歯車、
二組の遊星ギヤ群、リング歯車等多数の歯車を介
してトーシヨンバーのねじれ変位を直線変位に変
換した後、ポテンシオメータ等で変位を検知して
いる。

この他にも、一対のはすば歯車の回転に伴ない
軸方向に移動する一方のはすば歯車によつてばね
を圧縮し、その圧縮量を測定することにより軸推
力を求めるものもある（例えば、実開昭61−
50029号公報）。

（考案が解決しようとする問題点）従来のストレインゲージによるトルク検出器で
は、回転している軸から電気信号を取り出すた
め、スリツプリングを必要としているので、信頼
性、耐久性の点で問題があつた。

一方、遊星ギヤによるトルク検出器では、前述
のごとく多数の部品を必要とし、検出器の寸法が
大きくなつてしまうことに加え、各部品の加工に
も高い精度が要求される等の問題点が考えられ
る。

しかし、上記一対のはすば歯車及びばねを使用
した従来例では、回転しながら軸方向に移動する
一方のはすば歯車の移動量を測定するので、トル
ク検出の精度が十分とは言い難かつた。

本考案は、信頼性が高く、製造、加工が容易
で、しかも検出精度の高いトルク検出を可能とし
た小型のトルク検出器を提供することを目的とし
ている。

（問題点を解決するための手段）本考案のトルク検出器は、回転力を入力される
入力軸１１と、回転力を出力する出力軸１２と、
一対のはすば歯車２５，６０であつて、その一方
６０は前記入力軸又は出力軸に軸方向に変位可能
に取り付けられ、他方２５は前記出力軸又は入力
軸に固定され、前記入力軸と出力軸との間で回転
力を伝達する一対のはすば歯車と、前記両はすば
歯車による回転力伝達時、前記入力軸又は出力軸
の軸上で軸方向に変位する前記一方のはすば歯車
６０に連結され、この一方のはすば歯車と共に回
転しながら軸方向に変位する軸６８と、軸受を介
して前記軸に取り付けられ、前記軸の軸方向変位
時に、該軸と共に軸方向に変位するスリーブ７０
と、該スリーブの変位に抗する力を付与するばね
７７と、前記軸の変位量を検知する検知手段１６
と、から成る。

（作用）入力軸にトルクが加えられると、はすば歯車機
構は軸方向のスラスト力を発生する。このスラス
ト力に抗して弾性手段の力が作用し、両方のつり
合い状態での変位手段の変位を検知手段にて測定
してトルクを検出する。

（実施例）以下に図面を参照して、本考案の好適実施例に
つき説明する。

第１図は、本考案のトルク検出器を適用した電
気式動力舵取装置の概略図である。ステアリング
ホイール２に加えられた操舵トルクはスプロケツ
ト４及び６を介して軸８に伝えられ、更に軸１０
を介して入力軸１１へと伝えられる。入力軸１１
に伝えられた入力はトルク検出器１６により検出
され、検出されたトルクに関する情報はコントロ
ーラ１８へと出力される。コントローラ１８はト
ルク検出器１６からトルク情報に基づき、モータ
１４を制御する。即ち、コントローラ１８はトル
ク検出器からの信号に応じた操舵力を与えるため
信号に応じて電源２０からの電力によりモータ１
４を駆動する。

モータ１４に与えられた補助力はハウジング１
２内に設けられた歯車機構を介して出力軸２２に
出力される。出力軸２２に伝えられた操舵力はギ
ヤ群２４を介してアイドラシヤフト２６に伝えら
れ、更にアイドルギヤ２８からギヤ３０へと伝え
られる。ギヤ３２に伝えられた操舵力は更にギヤ
群を介して操向輪３２へと伝えられ、操向輪を操
舵する。

３１は操向輪３２の走行用モータで、減速機構
を介して駆動力を操向輪３２を伝えている。

本考案のトルク検出器はハウジング１２内に全
て組み込まれている。

次に、本考案のトルク検出器の第１実施例につ
き第２図を参照して説明する。

入力軸１１は、ハウジング１２内へと延び入
り、出力軸２２は、入力軸１１と平行に配置さ
れ、ハウジング１２の対向側より突出している。
モータ１４は入力軸１１及び出力軸２２に平行な
軸４２を有して、ハウジング１２に固定されてい
る。

入力軸１１は、玉軸受２７によりハウジングに
回転自在に支承されている。玉軸受２７の外側に
は油漏れを防止するシール２９が設けられてい
る。玉軸受２７の内側にはメタル軸受２３が設け
られ、玉軸受２７と共に入力軸１１にハウジング
１２上に回転自在に支持している。入力軸１１の
先端にははすば歯車２５が固定されている。

一方、出力軸２２は、玉軸受５１によりハウジ
ング１２に回転自在に支持されている。玉軸受５
１の外側はシール５２により油漏れ防止してい
る。出力軸２２の突出端には歯車が固定され、前
述した如く操向輪へとトルクを伝達している。出
力軸２２のハウジング１２内の端部にははすば歯
車６０が軸方向に変位自在にスプリング９０結合
され、先端において軸受６７により回転自在に支
承されている。はすば歯車６０は出力軸２２上で
軸方向に変位するが、その移動距離は両側に配置
されたスナツプリング６４とスラスト軸受６６に
よつて制限されている。はすば歯車６０は出力軸
２２の貫通穴９２を通るピン６２により軸６８と
連結されている。軸６８は、出力軸２２内を軸方
向に延びる穴９４を通つて更に外側へと延び出し
ている。軸６８の突出端には玉軸受７１を介して
スリーブ７０が配置されている。

スリーブ７０は一端部にフランジ９６を有し、
ストツパ７３がフランジ９６と接触して配置され
ている。スリーブ７０の他端にはスナツプリング
７２ａによりストツパ７２が固定されており、ス
トツパ７２及び７３の間にはコイルスプリング７
７が配置されている。軸６８の中間部分にはシー
ル６９が配置され内部の油漏れを防止している。
ストツパ７３の軸方向外側にはスリーブ７４が設
けられ、ストツパ７３が外側に変位するのを防止
している。

スリーブ７０を収容するハウジング１２の部分
の解放端にはポテンシヨメータ１６が固定されて
いる。ポテンシヨメータ１６はハウジング１２内
へ突出する軸６があり、スリーブ７０のフランジ
９６の端面に弾性的に乗じ接触していてスリーブ
７０と共に軸方向に変位する。軸７６の変位はポ
テンシヨメータ１６へ伝えられ、ポテンシヨメー
タ１６により変位量が検出される。ポテンシヨメ
ータ１６により検出された変位量は電気信号とし
てワイヤ７５を介して第１図に示すコントローラ
１８へと出力される。コントローラ１８により制
御されるモータ１４は入力トルクに応じた出力ト
ルクを軸４２に出力する。軸４２に設ける歯車部
４２ａには出力軸２２上に回転自在に設けられた
ギア４４の大歯車部４４ａが噛み合つている。歯
車部４２ａによりギア４４へと伝えられた回転ト
ルクはギア４４の小歯車部４４ｂと噛み合つてい
るギア４６へと伝えられる。ギア４６は軸４５に
よつてハウジング１２上に玉軸受４７を介して回
転自在に支承されている。ギア４６の大歯車部４
６ａに伝えられた回転トルクは更に小歯車部４６
ｂによりギア４８へと伝えられる。ギア４８は出
力軸２２に固定されているので、出力軸２２はギ
ア４８と共に回転する。このようにギア４４，４
６，４８はモータ１４からの出力を減速して出力
軸２２へと出力している。

以上の構成に成る本考案のトルク検出器の作動
につき説明する。

運転者がステアリングホイール２をある方向に
回転するとその回転入力は入力軸１１へと伝えら
れる。はすば歯車２５は入力軸１１と共に回転
し、互いに噛み合つているはすば歯車６０を回転
させる。この時はすば歯車６０は入力トルクに応
じて軸方向に変位する。はすば歯車６０の軸方向
変位はピン６２、軸６８を介してスリーブ７０へ
と伝えられる。スリーブ７０が軸方向に変位しよ
うとするとコイルスプリング７７が変位に抗力を
付与し、変位とばね力とが釣り合つた状態におい
てスリーブは停止する。この釣り合つた状態は、
ポテンシヨメータ１６により検知される。

前述した如くはすば歯車６０の移動量は制限さ
れているので、所定量以上の入力トルクが入力軸
に加えられると、はすば歯車６０がスナツプリン
グ６４またはスラスト軸受６６とぶつかりそれ以
上移動しなくなり、出力はそれ以上変化しなくな
る。

次に、本考案の第２実施例を第３図を参照して
説明する。第１実施例と同様の部材は同一の参照
符号で示し説明を省略する。

第１実施例と第２実施例との相違点は、入力軸
方向と出力軸方向の間に中間軸８２が設けられア
イドルギヤ８０を介して入力軸１１より出力軸２
２へと回転トルクが伝達される点である。入力軸
１１はハウジング１２に回転自在に支承され、ハ
ウジング内にはすば歯車２５を有している。出力
軸２２は軸上を軸方向に変位するはすば歯車６０
を有しており、はすば歯車２５と６０の間には、
アイドルギヤ８０が中間軸８２上に設けられてい
る。中間軸８２はハウジング上に玉軸受８３とメ
タル軸受８５を介して回転自在に支承されてい
る。従つて、アイドルギヤ８０ははすば歯車２５
の回転をはすば歯車６０に伝達し、はすば歯車６
０を軸方向に変位せしめる。アイドルギヤ８０
は、はすば歯車２５の回転方向と反対方向に回転
するので、出力軸２２は、入力軸１１と同一方向
に回転する。

他の構成については第１実施例と同様であるた
め説明を省略する。

（考案の効果）一対のはすば歯車の一方を入力軸又は出力軸上
で軸方向に可能に配置してこれに軸を連結し、こ
の軸に軸受を介してスリーブを取り付け、このス
リーブのばねに抗する軸方向の変位量を測定する
ことにより、必要なトルクを検出するようにし
た。したがつて、一方のはすば歯車に連結された
軸は回転しつつ軸方向に変位するにもかかわら
ず、スリーブが軸の回転に連れ回ることはなく、
正確なトルク検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のトルク検出器を適用した電気
式動力舵取装置の概略図、第２図は本考案のトル
ク検出器の第１実施例の断面図、第３図は第２実
施例の断面図である。主要部分の符号の説明、１１……入力軸、１４
……モータ、１６……トルク検知器（ポテンシヨ
メータ）、２２……出力軸、２５，６０……はす
ば歯車、６８……軸、７０……スリーブ、７７…
…スプリング、８０……アイドラギヤ、４０，４
０′……ギヤ群。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】回転力を入力される入力軸１１と、回転力を出力する出力軸１２と、一対のはすば歯車２５，６０であつて、その一
方６０は前記入力軸又は出力軸に軸方向に変位可
能に取り付けられ、他方２５は前記出力軸又は入
力軸に固定され、前記入力軸と出力軸との間で回
転力を伝達する一対のはすば歯車と、前記両はすば歯車による回転力伝達時、前記入
力軸又は出力軸の軸上で軸方向に変位する前記一
方のはすば歯車６０に連結され、該一方のはすば
歯車と共に回転しながら軸方向に変位する軸６８
と、軸受を介して前記軸に取り付けられ、前記軸の
軸方向変位時に、該軸と共に軸方向に変位するス
リーブ７０と、該スリーブの変位に抗する力を付与するばね７
７と、前記軸の変位量を検知する検知手段１６と、から成ることを特徴とするトルク検出器。