JPH0769234B2 - Torque detector - Google Patents

Torque detector

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JPH0769234B2
JPH0769234B2 JP10304187A JP10304187A JPH0769234B2 JP H0769234 B2 JPH0769234 B2 JP H0769234B2 JP 10304187 A JP10304187 A JP 10304187A JP 10304187 A JP10304187 A JP 10304187A JP H0769234 B2 JPH0769234 B2 JP H0769234B2
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torque
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば車両のパワーステアリング装置等に
おけるトルクを、非接触かつデジタル量で検出するトル
ク検出器の改良に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a torque detector for detecting torque in a power steering device of a vehicle or the like in a non-contact and digital amount.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、例えば車両のパワーステアリング装置用のステ
アリングシャフトに与えられるトルクを検出する場合、
そのステアリングシャフトの途中あるいはステアリング
系のいずれかに弾性部材であるトーションバーを連結
し、そのトーションバーのステアリングホイール側であ
る入力軸側端部とその反対側である出力軸側端部の回転
角を検出し、その回転角の差からトーションバーの捩れ
角、従ってトルクを検出する方法は既に知られている。
Generally, for example, when detecting torque applied to a steering shaft for a vehicle power steering device,
A torsion bar, which is an elastic member, is connected either in the middle of the steering shaft or in the steering system, and the rotation angle of the input shaft side end that is the steering wheel side of the torsion bar and the output shaft side end that is the opposite side. Is known, and the torsion angle of the torsion bar, and thus the torque, is detected from the difference in the rotation angles.

また、そのトルクの検出を非接触に検出する方法とし
て、トルクの両端部の回転角を検出するためのスリット
列を有する2枚の円板、及び各円板のスリット列を検出
する2組の発光ダイオード等の発光素子とフォトトラン
ジスタ等の受光素子からなるフォトカプラとを用いるこ
とも既に知られている。
Further, as a method of detecting the torque in a non-contact manner, two discs having slit rows for detecting the rotation angles of both ends of the torque, and two sets of slit rows of each disc are detected. It is already known to use a light emitting element such as a light emitting diode and a photocoupler including a light receiving element such as a phototransistor.

この場合に、両円板の回転角の差としてトルクを検出す
る検出信号がアナログ量であるものとデジタル量である
ものとがあるが、アナログ量で検出する方法としては、
例えばトーションバーの両端の回転角を検出する2枚の
スリット円板に対して1組のフォトカプラを用い、トル
クによりトーションバーが捩れた時にその2枚の円形の
スリットの位相がずれることにより、スリットを通過し
てくる光量が変化することをアナログ量として検出する
ものである。
In this case, the detection signal for detecting the torque as the difference between the rotation angles of the two disks may be an analog amount or a digital amount.
For example, one set of photocouplers is used for two slit disks that detect the rotation angles of both ends of the torsion bar, and when the torsion bar is twisted by the torque, the two circular slits are out of phase, The change in the amount of light passing through the slit is detected as an analog amount.

しかし、このアナログ方式では、電子回路や素子の経時
変化あるいは汚れ等によってドリフトが発生し、車両の
パワーステアリング装置用等のトルク検出器としては十
分な信頼性が得られず、また、マイクロコンピュータを
使用して検出信号を処理するためにはデジタル量に変換
しなければならない。
However, in this analog system, drift occurs due to aging of the electronic circuits and elements, dirt, etc., and sufficient reliability cannot be obtained as a torque detector for a vehicle power steering device. In order to be used to process the detected signal it has to be converted into a digital quantity.

一方、デジタル量で検出する方法としては、倍々に分割
数を増した多数のスリット列を有するスリット円板を用
いて2進数で角度を読むことにより、円板の回転角が絶
対的な値として検出されるアブソリュート方式と、円板
に形成されたスリットが正回転又は逆回転(あるいは右
回転又は左回転)で1個ずつ増えたか減ったかを計数す
ることにより円板の回転角を検出するインクリメント方
式とがあり、前者のアブソリュート方式による従来のト
ルク検出器としては、例えば本出願人の出願に係わる実
開昭59−137540号公報に記載されたものが知られてい
る。
On the other hand, as a method of detecting with a digital amount, the angle of rotation of the disc is determined as an absolute value by reading the angle in binary using a slit disc having a large number of slit rows in which the number of divisions is doubled. Increment that detects the rotation angle of the disk by counting the absolute method that is detected and whether the slit formed in the disk increases or decreases by one each in forward rotation or reverse rotation (or right rotation or left rotation). As a conventional torque detector based on the former absolute method, for example, the one disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 59-137540 is known.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来のインクリメント方式によ
るトルク検出器にあっては、トルク零点を定めることが
難しく、予めトルク零点を定めて電子回路に記憶させた
としても、ノイズ等により計数回路がミスカウントする
と、補正の方法がないために零点が狂ってしまうととも
に、時間とともに誤差が累積し、従って信頼性に乏し
く、実用化が難しいという問題点があった。
However, in the above-described conventional torque detector by the increment method, it is difficult to set the torque zero point, and even if the torque zero point is set in advance and stored in the electronic circuit, if the counting circuit miscounts due to noise or the like, Since there is no correction method, the zero point goes crazy, and errors accumulate over time, resulting in poor reliability and difficulty in practical application.

また、上述した従来公報に記載されたアブソリュート方
式によるトルク検出器にあっては、相対回転角の測定を
直接的に行っているためミスカウントはないが、インク
リメント方式のように検出したパルスを電気的に倍周す
ることができないため、最多スリット列のスリット数や
フォトカプラの数が多くなってしまう。例えば、インク
リメント方式において一般的な4倍周を前提とすると、
アブソリュート方式では最多スリット列のスリット数を
インクリメント方式の4倍に設定しなければならず、最
多スリット列のスリット数を(2000/1回転)程度とする
と、スリット円板上には11列のスリット列と11組のフォ
トカプラを並べることが必要となり、従って、大型かつ
高価なものとなって車両用としては実用化が難しいとい
う問題点があった。
Further, in the absolute type torque detector described in the above-mentioned prior art publication, since the relative rotation angle is directly measured, there is no miscount, but the pulse detected by the increment type is detected electrically. Since the frequency cannot be doubled, the number of slits in the maximum number of slit rows and the number of photo couplers increase. For example, assuming a general quadrupling in the increment method,
In the absolute method, the number of slits in the maximum number of slit rows must be set to four times that in the increment method. If the number of slits in the maximum number of slit rows is set to (2000/1 rotation), 11 rows of slits will be formed on the slit disk. There is a problem in that it is necessary to line up 11 pairs of photocouplers in a row, which makes them large and expensive and difficult to put into practical use for vehicles.

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、検出パルスを電気的に倍周することができ、
最大スリット数及びフォトカプラの使用個数が少なく、
従って小型かつ安価に製造できるインクリメント方式に
よるトルク検出器において、予め設定された微小トルク
幅のトルク零の範囲を明確に定めるようにして、スリッ
ト円板の回転角検出のためのスリットの計数におけるミ
スカウントを補正することを可能とし、かつ検出器の故
障の検知をも可能とし、車両用として不可欠の信頼性と
安全性を向上させるようにしたトルク検出器を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and it is possible to electrically double the frequency of a detection pulse.
The maximum number of slits and the number of photo couplers used are small,
Therefore, in the torque detector by the increment method that can be manufactured at a small size and at a low cost, the range of the zero torque of the preset minute torque width is clearly defined to make a mistake in counting the slits for detecting the rotation angle of the slit disk. It is an object of the present invention to provide a torque detector capable of correcting the count and also detecting a failure of the detector and improving reliability and safety essential for a vehicle. is there.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、この発明は、入力軸と出力軸との間に弾性部材
を連結し、その弾性部材の入力軸側端部及び出力軸側端
部とそれぞれ一体に回転する入力軸側回転体及び出力軸
側回転体を設け、第1検出手段により検出した入力軸側
回転体の回転角と第2検出手段により検出した出力軸側
回転体の回転角との差から入力軸に与えられるトルクを
検出するトルク検出器において、 入力軸に与えられるトルクが予め設定された零範囲内か
否かを検出するための第3検出手段を入力軸側回転体及
び出力軸側回転体に関連して設けたことを特徴とするも
のである。
Therefore, according to the present invention, an elastic member is connected between the input shaft and the output shaft, and the input shaft side rotating body and the output shaft that rotate integrally with the input shaft side end and the output shaft side end of the elastic member, respectively. A side rotating body is provided, and the torque applied to the input shaft is detected from the difference between the rotation angle of the input shaft side rotating body detected by the first detecting means and the rotation angle of the output shaft side rotating body detected by the second detecting means. In the torque detector, third detecting means for detecting whether or not the torque applied to the input shaft is within a preset zero range is provided in association with the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body. It is characterized by.

〔作用〕[Action]

入力軸と出力軸との間に連結された弾性部材の入力軸側
端部と一体に回転する入力軸側回転体の回転角が第1検
出手段により計数され、かつ弾性部材の出力軸側端部と
一体に回転する出力軸側回転体の回転角が第2検出手段
により計数され、これらの回転角の差として入力軸に与
えられたトルクが検出される。
The rotation angle of the input shaft side rotating body that rotates together with the input shaft side end of the elastic member connected between the input shaft and the output shaft is counted by the first detecting means, and the output shaft side end of the elastic member is counted. The rotation angle of the output shaft side rotating body that rotates integrally with the unit is counted by the second detecting means, and the torque applied to the input shaft is detected as the difference between these rotation angles.

この時、入力軸側回転体及び出力軸側回転体に関連して
設けられた第3検出手段により、入力軸に与えられたト
ルクが予め設定された零範囲内であるか否かが、デジタ
ル量の信号として検出される。
At this time, it is determined whether or not the torque applied to the input shaft is within a preset zero range by the third detecting means provided in association with the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body. Detected as a quantity signal.

従って、第1及び第2検出手段によって計数された両回
転体の回転角の差が零である時と第3検出手段による零
範囲の検出信号とが一致するか否かで、ミスカウントの
有無の確認及びその補正が可能となり、また、補正又は
ミスカウントの絶対値や頻度を監視することにより、検
出器自体の故障を検知することも可能となり、車両用と
して不可欠の信頼性と安全性が向上する。
Therefore, whether or not there is a miscount depends on whether the difference between the rotational angles of the two rotating bodies counted by the first and second detecting means is zero and whether the detection signal in the zero range by the third detecting means matches. Can be checked and corrected, and by monitoring the absolute value or frequency of correction or miscount, it is possible to detect the failure of the detector itself, which is indispensable for vehicle reliability and safety. improves.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例として光の透過式によるものを
図面を参照して説明する。
An embodiment of the present invention based on a light transmission system will be described below with reference to the drawings.

まず構成を説明する。First, the configuration will be described.

第1図において、入力軸1は図の右端において図示しな
いステアリングホイール側部材に連結され、この入力軸
1は軸心部分に貫通孔1aが形成されている。また、出力
軸2は図の左側において同じく図示しないステアリング
ギヤ側部材に連結され、この出力軸2の入力軸1と対向
する部分には嵌合穴2aが形成される。そして、弾性部材
であるトーションバー3が入力軸1の貫通孔1aに挿通さ
れ、トーションバー3の入力軸側端部である図の右端が
ピン4によって入力軸1の右端と一体に回転するように
連結され、トーションバー3の出力軸側端部である左端
は入力軸1の貫通孔1aから突出し、その突出部分は出力
軸2の嵌合穴2aに圧入により一体に回転するように固定
される。
In FIG. 1, the input shaft 1 is connected to a steering wheel side member (not shown) at the right end of the drawing, and the input shaft 1 has a through hole 1a formed in its axial center portion. The output shaft 2 is also connected to a steering gear side member (not shown) on the left side of the drawing, and a fitting hole 2a is formed in a portion of the output shaft 2 facing the input shaft 1. Then, the torsion bar 3 that is an elastic member is inserted into the through hole 1a of the input shaft 1, and the right end of the torsion bar 3 on the input shaft side in the drawing is rotated integrally with the right end of the input shaft 1 by the pin 4. The left end, which is the output shaft side end of the torsion bar 3, projects from the through hole 1a of the input shaft 1, and the projecting portion is fixed to the fitting hole 2a of the output shaft 2 by press fitting so as to rotate integrally. It

トーションバー3の圧入部よりやや入力軸1側の部分に
小径部3aが形成され、この小径部3aにおいて入力軸1の
内径との間にブッシュ5が嵌合され、これによりトーシ
ョンバー3の小径部3aと入力軸1の左端とは相対的に回
転自在に嵌合される。
A small diameter portion 3a is formed in a portion slightly on the input shaft 1 side of the press-fitting portion of the torsion bar 3, and a bush 5 is fitted between the small diameter portion 3a and the inner diameter of the input shaft 1, whereby the small diameter portion of the torsion bar 3 is formed. The portion 3a and the left end of the input shaft 1 are relatively rotatably fitted.

そして、第1図及び第2図に示すように、このブッシュ
5の装着部分において、入力軸1の端部に突部1bが、か
つ出力軸2の端部に凹部2bが形成されて、両者が嵌合
し、トーションバー3の捩れ角すなわち入力軸1の左端
と出力軸2の右端の相対的な回転角の差が所定角度とな
ると、入力軸1の突部1bと出力軸2の凹部2bとが当接し
て、それ以上の相対的な回転を阻止するようになってい
る。
Then, as shown in FIGS. 1 and 2, in the mounting portion of the bush 5, a protrusion 1b is formed at the end of the input shaft 1 and a recess 2b is formed at the end of the output shaft 2, and When the twisting angle of the torsion bar 3, that is, the relative rotational angle difference between the left end of the input shaft 1 and the right end of the output shaft 2 becomes a predetermined angle, the projection 1b of the input shaft 1 and the recess of the output shaft 2 are engaged. It comes into contact with 2b to prevent further relative rotation.

また、入力軸1の左端の外周には入力軸側円板6が固定
され、かつ出力軸2の右端の外周には出力軸側円板7が
固定され、これらの入力軸側円板6と出力軸側円板7は
全く同一形状のものであり、第3図に示すものである。
Further, the input shaft side disc 6 is fixed to the outer periphery of the left end of the input shaft 1, and the output shaft side disc 7 is fixed to the outer periphery of the right end of the output shaft 2, The output shaft side disk 7 has exactly the same shape and is shown in FIG.

第3図において、これらの入力軸側円板6及び出力軸側
円板7は、多数のスリットを同一円周上に等間隔で形成
した第1のスリット列6a及び7aと、その第1のスリット
列6a及び7aよりも内側に第1のスリット列6a及び7aより
も数の少ないスリットを同一円周上に等間隔で形成した
第2のスリット列6b及び7bとを有する。
In FIG. 3, the input shaft side disk 6 and the output shaft side disk 7 are the first slit rows 6a and 7a in which a large number of slits are formed on the same circumference at equal intervals, and the first slit rows 6a and 7a. Inside the slit rows 6a and 7a, there are second slit rows 6b and 7b in which a smaller number of slits than the first slit rows 6a and 7a are formed on the same circumference at equal intervals.

第1図に戻って、上述したように入力軸1と出力軸2と
をトーションバー3で連結して入力軸側円板6及び出力
軸側円板7を固定した組立体は、図示しない車体側部材
に固定されるトルク検出器のハウジング8の開口部(図
の右側)から挿入され、出力軸2はベアリング9により
ハウジング8に対して回転自在に支持される。また、ハ
ウジング8の開口部にはカバー10が嵌合され、入力軸1
はベアリング11によりカバー10及びハウジング8に対し
て回転自在に支持され、入力軸1とカバー10の間にはダ
ストシール12が装着される。
Returning to FIG. 1, an assembly in which the input shaft 1 and the output shaft 2 are connected by the torsion bar 3 and the input shaft side disk 6 and the output shaft side disk 7 are fixed as described above is a vehicle body not shown. The torque detector fixed to the side member is inserted from the opening (right side in the drawing) of the housing 8, and the output shaft 2 is rotatably supported by the bearing 9 with respect to the housing 8. Further, the cover 10 is fitted in the opening of the housing 8 so that the input shaft 1
Is rotatably supported by a bearing 11 with respect to the cover 10 and the housing 8, and a dust seal 12 is mounted between the input shaft 1 and the cover 10.

さらに、ハウジング8の一部(図の上部)からはフォト
カプラ第1ユニット13が入力軸側円板6及び出力軸側円
板7の第1のスリット列6a及び7aと係合するように装着
されてハウジング8に固定され、そのフォトカプラ第1
ユニット13の外側はカバー14で覆われる。そして、その
フォトカプラ第1ユニット13のほぼ反対側のハウジング
8の一部(図の下部)からはフォトカプラ第2ユニット
15が入力軸側円板6及び出力軸側円板7の第2のスリッ
ト列6b及び7bと係合するように装着されてハウジング8
に固定され、そのフォトカプラ第2ユニット15の外側は
カバー16で覆われる。
Further, the photocoupler first unit 13 is mounted so as to engage with the first slit rows 6a and 7a of the input shaft side disc 6 and the output shaft side disc 7 from a part of the housing 8 (the upper part of the drawing). Fixed to the housing 8 and the photocoupler first
The outside of the unit 13 is covered with a cover 14. Then, from a part (lower part in the figure) of the housing 8 on the side substantially opposite to the photocoupler first unit 13, the photocoupler second unit
15 is mounted so as to engage with the second slit rows 6b and 7b of the input shaft side disk 6 and the output shaft side disk 7, and the housing 8 is attached.
The outer side of the photocoupler second unit 15 is covered with a cover 16.

フォトカプラ第1ユニット13は、第1図,第4図及び第
5図に示すように、ハウジング8に固定されるプリント
基板40と、そのプリント基板40に接着されたホルダ17
と、ホルダ17に形成された溝17aに沿って回転する入力
軸側円板6の第1のスリット列6a及びホルダ17に形成さ
れた溝17bに沿って回転する出力軸側円板7の第1のス
リット列7aに沿ってそれぞれホルダ17に固定された補助
スリット板18及び19とを有する。この補助スリット板18
及び19は、第1のスリット列6a及び7aと同一ピッチのス
リット列を有し、入力軸側円板6及び出力軸側円板7の
第1のスリット列6a及び7aの一部を切り取ったものと等
しい。また、フォトカプラ第1ユニット13は、入力軸側
円板6の第1のスリット列6a及び補助スリット板18を挟
んで対向する発光ダイオード等の発光素子20とレンズ部
21及びレンズ部22とフォトトランジスタ等の受光素子23
からなる第1フォトカプラ24と、この第1フォトカプラ
24と並列に同じく入力軸側円板6の第1のスリット列6a
及び補助スリット板18を挟んで対向し、ただし、第1フ
ォトカプラ24とは第1のスリット列6aについて1/4ピッ
チだけ位相のずれた信号が得られるようにずらして配置
した、発光素子25とレンズ部26及びレンズ部27と受光素
子28からなる第2フォトカプラ29と、出力軸側円板7の
第1のスリット列7a及び補助スリット板19を挟んで対向
する受光素子30とレンズ部31及びレンズ部32と受光素子
33からなる第3フォトカプラ34と、この第3フォトカプ
ラ34と並列に同じく出力軸側円板7の第1のスリット列
7a及び補助スリット板19を挟んで対向し、ただし、第3
フォトカプラ34とは第1のスリット列7aについて1/4ピ
ッチだけ位相のずれた信号が得られるようにずらして配
置した、発光素子35とレンズ部36及びレンズ部37と受光
素子38からなる第4フォトカプラ39とを有する。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the photocoupler first unit 13 includes a printed board 40 fixed to the housing 8 and a holder 17 adhered to the printed board 40.
And the first slit row 6a of the input shaft side disc 6 rotating along the groove 17a formed in the holder 17 and the first slit row 6a of the output shaft side disc 7 rotating along the groove 17b formed in the holder 17. It has auxiliary slit plates 18 and 19 fixed to the holder 17 along one slit row 7a. This auxiliary slit plate 18
And 19 have slit rows having the same pitch as the first slit rows 6a and 7a, and part of the first slit rows 6a and 7a of the input shaft side disc 6 and the output shaft side disc 7 are cut off. Equal to one. Further, the photocoupler first unit 13 includes a light emitting element 20 such as a light emitting diode and a lens portion which face each other with the first slit row 6a of the input shaft side disc 6 and the auxiliary slit plate 18 interposed therebetween.
21 and lens section 22 and light receiving element 23 such as a phototransistor
First photo coupler 24 consisting of, and this first photo coupler
In parallel with 24, the first slit row 6a of the disk 6 on the input shaft side is also provided.
And the light-emitting element 25, which faces the first slit array 6a with the auxiliary slit plate 18 interposed therebetween, but is offset from the first photo-coupler 24 so as to obtain a signal whose phase is shifted by 1/4 pitch. And a second photocoupler 29 including a lens portion 26, a lens portion 27, and a light receiving element 28, and a light receiving element 30 and a lens portion which face each other with the first slit row 7a of the output shaft side disk 7 and the auxiliary slit plate 19 interposed therebetween. 31 and lens section 32 and light receiving element
A third photocoupler 34 consisting of 33 and a first slit array of the output shaft side disk 7 in parallel with the third photocoupler 34.
7a and the auxiliary slit plate 19 are sandwiched between, but the third
The photocoupler 34 is composed of a light emitting element 35, a lens portion 36, a lens portion 37, and a light receiving element 38, which are arranged so as to be shifted with respect to the first slit array 7a so as to obtain a signal whose phase is shifted by 1/4 pitch. 4 photo coupler 39.

これらの発光素子及び受光素子は、レンズ部の形成を含
めてプラスチックパッケージされてホルダ17に接着され
ており、ホルダ17はプリント基板40に接着され、発光素
子及び受光素子のリード線はプリントパターンに接続さ
れる。さらにプリントパターン上にはIC,C,R等による電
子回路41が形成され、信号の波形整形、増幅等の伝送の
ための信号処理が行われるようになっている。
These light emitting element and light receiving element are plastic packaged including the formation of the lens portion and bonded to the holder 17, the holder 17 is bonded to the printed circuit board 40, and the lead wires of the light emitting element and the light receiving element are in a printed pattern. Connected. Further, an electronic circuit 41 including ICs, Cs, Rs, etc. is formed on the print pattern to perform signal processing for transmission such as signal waveform shaping and amplification.

フォトカプラ第2ユニット15は、第1図,第6図及び第
7図に示すように、ハウジング8に固定されるプリント
基板52と、そのプリント基板52に接着されたホルダ43を
有し、ホルダ43に形成された溝43a及び43bに沿って入力
軸側円板6及び出力軸側円板7が回転する。入力軸側円
板6の第2のスリット列6b及び出力軸側円板7の第2の
スリット列7bの間のホルダ43には光路44が形成され、こ
の光路44及び入力軸側円板6と出力軸側円板7の外側に
発光素子45とレンズ部46及びレンズ部47と受光素子48か
らなる第5フォトカプラ49が配置される。
As shown in FIGS. 1, 6, and 7, the photocoupler second unit 15 has a printed circuit board 52 fixed to the housing 8 and a holder 43 bonded to the printed circuit board 52. The input shaft-side disc 6 and the output shaft-side disc 7 rotate along the grooves 43a and 43b formed in 43. An optical path 44 is formed in the holder 43 between the second slit row 6b of the input shaft side disk 6 and the second slit row 7b of the output shaft side disk 7, and the optical path 44 and the input shaft side disk 6 are formed. A fifth photocoupler 49 including a light emitting element 45, a lens portion 46, a lens portion 47, and a light receiving element 48 is arranged outside the output shaft side disk 7.

光路44を挟んで対向する入力軸側円板6の第2のスリッ
ト列6bと出力軸側円板7の第2のスリット列7bは、トー
ションバー3に捩れがないトルクが零である状態で位相
が一致した信号が得られるように、予め入力軸側円板6
と出力軸側円板7とをそれぞれ入力軸1及び出力軸2に
固定しておく。
The second slit row 6b of the input shaft side disk 6 and the second slit row 7b of the output shaft side disk 7 that face each other across the optical path 44 are in a state where the torsion bar 3 has no twist and the torque is zero. In order to obtain signals with the same phase, the input shaft side disk 6
And the output shaft side disk 7 are fixed to the input shaft 1 and the output shaft 2, respectively.

光路44の幅は第2のスリット列6b及び7bの1ピッチ分以
上とし、また、発光素子45からの光が、レンズ部46と出
力軸側円板7の間の部屋50、光路44、及び入力軸側円板
6とレンズ部47の間の部屋51を経て受光素子48により受
光される際に、光路44及び部屋50,51で拡散されて均質
な分布となるように、光路44及び部屋50,51の壁面やレ
ンズ部46,47を含むパッケージは、光をできるだけ散乱
するものとし、必要であれば、発光素子45と出力軸側円
板7の間、光路44内、あるいは入力軸側円板6と受光素
子48の間に光を散乱させるためのフィルタを設ける。
The width of the optical path 44 is equal to or more than one pitch of the second slit rows 6b and 7b, and the light from the light emitting element 45 allows the room 50 between the lens portion 46 and the output shaft side disk 7, the optical path 44, and When the light is received by the light receiving element 48 through the room 51 between the input shaft side disc 6 and the lens portion 47, the light path 44 and the rooms are diffused in the light path 44 and the rooms 50 and 51 to have a uniform distribution. The package including the wall surfaces of 50 and 51 and the lens portions 46 and 47 is assumed to scatter light as much as possible, and if necessary, between the light emitting element 45 and the disc 7 on the output shaft side, in the optical path 44, or on the input shaft side. A filter for scattering light is provided between the disk 6 and the light receiving element 48.

これらの発光素子及び受光素子も、上述したフォトカプ
ラ第1ユニット13と同様に、レンズ部の形成を含めてプ
ラスチックパッケージされてホルダ43に接着されてお
り、ホルダ43はプリント基板52に接着され、発光素子及
び受光素子のリード線はプリントパターンに接続され
る。さらにプリントパターン上にはIC,C,R等による電子
回路53が形成され、信号の波形整形、増幅等の伝送のた
めの信号処理が行われる。
Similar to the photocoupler first unit 13 described above, these light emitting element and light receiving element are also plastic packaged including the formation of the lens portion and bonded to the holder 43, and the holder 43 is bonded to the printed board 52. The lead wires of the light emitting element and the light receiving element are connected to the printed pattern. Further, an electronic circuit 53 including ICs, Cs, Rs, etc. is formed on the printed pattern, and signal processing for transmission such as signal waveform shaping and amplification is performed.

第1図に戻って、フォトカプラ第1ユニット13の電子回
路41及びフォトカプラ第2ユニット15の電子回路53は、
さらに別の電子回路55及び例えばマイクロコンピュータ
を含むEPSコントローラ56に接続される。
Returning to FIG. 1, the electronic circuit 41 of the photocoupler first unit 13 and the electronic circuit 53 of the photocoupler second unit 15 are
It is connected to a further electronic circuit 55 and an EPS controller 56, which includes, for example, a microcomputer.

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

図示しないステアリングホイールを操舵して操舵トルク
を入力すると入力軸1が回転し、この入力軸1の回転と
ともに入力軸側円板6が車体側に固定されたハウジング
8に対して回転するので、この入力軸側円板6の第1の
スリット列6aのスリットがフォトカプラ第1ユニット13
の第1フォトカプラ24の発光素子20から発せられた光を
通過させたり遮断させたりし、このため受光素子23はス
リットの有無に応じて変化する光量を電気信号に変換し
て出力し、この電気信号は電子回路41において波形整形
及び増幅され、さらに外部の電子回路55及びEPSコント
ローラ56に送られて、ここで入力軸側円板6の第1のス
リット列6aがインクリメント方式により計数され、入力
軸側円板6すなわちトーションバー3の入力軸側端部の
回転角が検出される。
When a steering torque (not shown) is steered to input a steering torque, the input shaft 1 rotates, and the input shaft side disk 6 rotates with respect to the housing 8 fixed to the vehicle body side together with the rotation of the input shaft 1. The slits of the first slit row 6a of the disc 6 on the input shaft side are the photocoupler first unit 13
The light emitted from the light emitting element 20 of the first photocoupler 24 is passed or blocked, so that the light receiving element 23 converts the amount of light which changes depending on the presence or absence of the slit into an electric signal and outputs the electric signal. The electric signal is subjected to waveform shaping and amplification in the electronic circuit 41, and further sent to the external electronic circuit 55 and the EPS controller 56, where the first slit row 6a of the input shaft side disk 6 is counted by the increment method, The rotation angle of the input shaft side disk 6, that is, the input shaft side end of the torsion bar 3 is detected.

この時、フォトカプラ第1ユニット13の第1フォトカプ
ラ24と1/4ピッチだけ位相のずれた信号が得られるよう
にずらして配置された第2フォトカプラ29の受光素子28
の検出信号も、同様に電子回路41により処理された後EP
Sコントローラ56に送られ、この第2フォトカプラ29に
よる検出信号を用いて入力軸側円板6が左回転であるか
右回転であるか、すなわちステアリングホイールが左操
舵であるか右操舵であるかの操舵方向が判別されるとと
もに、第1フォトカプラ24による検出信号が好ましくは
4倍周される。
At this time, the light receiving elements 28 of the second photocoupler 29 arranged so as to be shifted so that a signal whose phase is shifted by 1/4 pitch from the first photocoupler 24 of the photocoupler first unit 13 can be obtained.
Similarly, the detection signal of
It is sent to the S controller 56 and the detection signal from the second photocoupler 29 is used to determine whether the input shaft side disk 6 is rotating left or right, that is, the steering wheel is steering left or steering right. While the steering direction is determined, the detection signal from the first photocoupler 24 is preferably quadrupled.

入力軸1の操舵トルクによる回転はトーションバー3を
経て出力軸2に伝達されて出力軸2が回転し、この入力
軸1の回転とともに出力軸側円板7がハウジング8に対
して回転するので、この出力軸側円板7の第1のスリッ
ト列7aのスリットをフォトカプラ第1ユニット13の第3
フォトカプラ34の発光素子30及び受光素子33によってイ
ンクリメント方式で計数することにより、出力軸側円板
7すなわちトーションバー3の出力軸側端部の回転角が
検出される。
The rotation of the input shaft 1 due to the steering torque is transmitted to the output shaft 2 via the torsion bar 3 and the output shaft 2 rotates. As the input shaft 1 rotates, the output shaft side disk 7 rotates with respect to the housing 8. , The slit of the first slit row 7a of the disc 7 on the output shaft side is the third of the photocoupler first unit 13
The rotation angle of the output shaft side disk 7, that is, the output shaft side end of the torsion bar 3 is detected by counting by the light emitting element 30 and the light receiving element 33 of the photocoupler 34 in the increment method.

この時、フォトカプラ第1ユニット13の第3フォトカプ
ラ34と1/4ピッチだけ位相のずれた信号が得られるよう
にずらして配置された第4フォトカプラ39の受光素子38
の検出信号も同様に電子回路41により処理された後EPS
コントローラ56に送られ、この第4フォトカプラ39によ
る検出信号を用いて出力軸側円板7が右回転か左回転か
が判別されるとともに、第3フォトカプラ34による検出
信号が好ましくは4倍周される。
At this time, the light receiving element 38 of the fourth photocoupler 39 arranged so as to be shifted so that a signal whose phase is shifted by 1/4 pitch from the third photocoupler 34 of the photocoupler first unit 13 is obtained.
Similarly, the detection signal of is processed by the electronic circuit 41 and then EPS
The signal sent to the controller 56 is used to determine whether the output shaft side disk 7 is rotating right or left using the detection signal from the fourth photocoupler 39, and the detection signal from the third photocoupler 34 is preferably four times as large. Be lapped.

なお、補助スリット板18及び19は、入力軸側円板6の第
1のスリット列6a及び出力軸側円板7の第1のスリット
列7aと同一のピッチのスリットを有するので、各フォト
カプラ24,29,34,39は複数のスリットを通過する光の明
暗を検出することになる。。
Since the auxiliary slit plates 18 and 19 have slits having the same pitch as the first slit row 6a of the input shaft side disc 6 and the first slit row 7a of the output shaft side disc 7, each photo coupler 24, 29, 34, 39 detect the light and darkness of the light passing through the plurality of slits. .

このような入力軸1,トーションバー3及び出力軸2の回
転に伴い、操舵トルクは入力軸1,トーションバー3及び
出力軸2からさらに図示しないステアリングギヤ及びリ
ンク機構を経てタイヤに伝達されてタイヤを操向すると
ともに、路面からタイヤに反力トルクが与えられて、こ
の反力トルクがリンク機構及びステアリングギヤを経て
出力軸2に伝達され、このためトーションバー3が捩じ
れて入力軸1の操舵トルクと出力軸2の反力トルクとが
釣り合う。このため、入力軸側円板6の回転角と出力軸
側円板7の回転角にトーションバー3の捩れ角に等しい
差が生じる。
With the rotation of the input shaft 1, the torsion bar 3 and the output shaft 2 as described above, the steering torque is transmitted from the input shaft 1, the torsion bar 3 and the output shaft 2 to the tire through a steering gear and a link mechanism (not shown) and is transmitted to the tire. While steering the vehicle, reaction force torque is applied to the tire from the road surface, and this reaction force torque is transmitted to the output shaft 2 via the link mechanism and the steering gear. Therefore, the torsion bar 3 is twisted and the input shaft 1 is steered. The torque is balanced with the reaction torque of the output shaft 2. Therefore, the rotation angle of the input shaft side disc 6 and the rotation angle of the output shaft side disc 7 have a difference equal to the twist angle of the torsion bar 3.

EPSコントローラ56内のコンピュータは、第3フォトカ
プラ34からの出力軸側円板7の第1スリット列7aによる
パルス信号が入力された後、次にその第3フォトカプラ
34からパルス信号が入力されると、そのパルス信号が右
回転方向か左回転方向かを第4フォトカプラ39の検出信
号に基づいて判定するとともに、その出力軸側円板7の
両パルスの間に、第1フォトカプラ24からの入力軸側円
板6の第1のスリット列6aによるパルス信号が何パルス
入力され、かつ第2フォトカプラ29の検出信号に基づい
てそのパルス信号が右回転方向か左回転方向かを判定す
る。すなわち、出力軸側パルスが右回転か左回転のいず
れかに1パルス入力された間に、入力軸側パルスが右回
転か左回転のいずれかに何パルス入力されたかを計数
し、その計数結果をコンピュータの記憶装置の所定の記
憶領域に記憶し、この計数結果すなわち入力軸側円板6
と出力軸側円板7の差をもってトルク値とする。
The computer in the EPS controller 56 receives the pulse signal from the third slit 7a of the disc 7 on the output shaft side from the third photo coupler 34, and then the third photo coupler.
When a pulse signal is input from 34, it is determined whether the pulse signal is in the right rotation direction or the left rotation direction based on the detection signal of the fourth photocoupler 39, and the pulse signal between the two pulses of the output shaft side disk 7 is determined. The number of pulses of the pulse signal from the first slit array 6a of the disc 6 on the input shaft side from the first photocoupler 24 is input, and the pulse signal is rotated in the clockwise direction based on the detection signal of the second photocoupler 29. Or the left rotation direction. That is, while one pulse of the output shaft side pulse is input to either the right rotation or the left rotation, the number of pulses of the input shaft side pulse to the right rotation or the left rotation is counted, and the counting result Is stored in a predetermined storage area of a computer storage device, and the counting result, that is, the input shaft side disk 6 is stored.
The difference between the output shaft side disk 7 and the output shaft side disk 7 is taken as the torque value.

そして、次に出力軸側パルスが1パルス入力される間に
入力される入力軸側パルス数を計数するとともに、その
計数されたパルス数が先に記憶されているパルス数に対
して加算されるべきか減算されるべきかを回転方向から
判断し、その判断結果に基づいて、計数されたパルス数
を記憶されているパルス数に加算又は減算し、その計算
結果を上記所定記憶領域に記憶してある先の計数結果に
代えて更新記憶させ、以下、出力軸側パルスが入力され
る毎に以上の動作を繰り返す。従って、所定記憶領域に
は常にその時のトルクに対応する回転角の差値が記憶さ
れており、この差値を読み出してトルク値に換算するこ
とにより、常時その時のトルク値を検出することができ
る。
Then, the number of input axis side pulses input while one pulse of the output axis side pulse is input next is counted, and the counted number of pulses is added to the previously stored number of pulses. It should be judged whether it should be subtracted or should be subtracted from the rotation direction, and based on the judgment result, the counted pulse number is added or subtracted from the stored pulse number, and the calculation result is stored in the predetermined storage area. The stored count value is updated and stored instead of the previous count result, and the above operation is repeated every time the output axis side pulse is input. Therefore, the difference value of the rotation angle corresponding to the torque at that time is always stored in the predetermined storage area, and the torque value at that time can always be detected by reading this difference value and converting it to the torque value. .

また、そのような操舵の過程すなわちトルクの検出過程
において、トーションバー3にトルクが全く作用してい
ない時及びトルクが作用していても極く小さい時、すな
わちトルクが予め設定された零範囲である時には、入力
軸側円板6の第2のスリット列6bと出力軸側円板7の第
2のスリット列7bの位相が一致し、フォトカプラ第2ユ
ニット15の発光素子45から発せられた光が受光素子48に
より受光されて電気信号に変換され、電子回路53により
波形整形及び増幅された後、電子回路55及びEPSコント
ローラ56に送られる。
Further, in such a steering process, that is, a torque detection process, when the torque is not acting on the torsion bar 3 at all or when the torque is acting very small, that is, the torque is within a preset zero range. At a certain time, the phase of the second slit row 6b of the input shaft side disk 6 and the second slit row 7b of the output shaft side disk 7 were in phase with each other and emitted from the light emitting element 45 of the photocoupler second unit 15. The light is received by the light receiving element 48, converted into an electric signal, shaped and amplified by the electronic circuit 53, and then sent to the electronic circuit 55 and the EPS controller 56.

なお、発光素子45から発せられた光は、部屋50,光路44
及び部屋51において拡散されるので、受光素子48は光の
平均値を検出するものとなる。
The light emitted from the light emitting element 45 is emitted from the room 50 and the optical path 44.
Since the light is diffused in the room 51, the light receiving element 48 detects the average value of the light.

また、トルクがその零範囲より大きい時には、発光素子
45からの光は遮断されて受光素子48には到達しない。ま
た、トルクが予め設定された最大値となると、第2図に
示すように、入力軸1の突部1bが出力軸2の凹部2bに当
接して回転角の差がそれ以上大きくなることが阻止され
る。そして、この最大回転角差の範囲内では、入力軸側
円板6の第2のスリット列6bと出力軸側円板7の第2の
スリット列7bとは零範囲以外には位相が一致することは
ない。さらに、光路44の幅を第2のスリット列6b及び7b
の1ピッチ以上に定めてあるので、入力軸と出力軸2す
なわち入力軸側円板6の出力軸側円板7がハウジング8
に対していかなる回転位置にあっても、トルクが零範囲
内か否かの検出が可能である。
When the torque is larger than the zero range, the light emitting element
The light from 45 is blocked and does not reach the light receiving element 48. Further, when the torque reaches a preset maximum value, as shown in FIG. 2, the projection 1b of the input shaft 1 comes into contact with the recess 2b of the output shaft 2 and the difference in rotation angle becomes larger. Be blocked. Then, within the range of this maximum rotation angle difference, the second slit row 6b of the input shaft side disk 6 and the second slit row 7b of the output shaft side disk 7 have the same phase except in the zero range. There is no such thing. Further, the width of the optical path 44 is set to the second slit rows 6b and 7b.
1 pitch or more, the input shaft and the output shaft 2, that is, the output shaft side disk 7 of the input shaft side disk 6 is the housing 8
On the other hand, it is possible to detect whether the torque is within the zero range at any rotational position.

すなわち、フォトカプラ第2ユニット15による検出信号
は、トルクが零範囲内か否かを明確に示すデジタル量の
信号としてEPSコントローラ56に送られるものとなる。
That is, the detection signal from the second photocoupler unit 15 is sent to the EPS controller 56 as a digital signal that clearly indicates whether the torque is within the zero range.

従って、フォトカプラ第2ユニット15による検出信号か
らトルクが零範囲内にあると判断された時に、フォトカ
プラ第1ユニット13の第1フォトカプラ24(及び第2フ
ォトカプラ29)により検出された入力軸側円板6すなわ
ちトーションバー3の入力軸側端部の回転角と、第3フ
ォトカプラ34(及び第4フォトカプラ39)により検出さ
れた出力軸側円板7すなわちトーションバー3の出力軸
側端部の回転角の差が零であれば、フォトカプラ第1ユ
ニット13による入力軸側円板6の第1のスリット列6a及
び出力軸側円板7の第1のスリット列7aのインクリメン
ト方式の計数に誤りはないと判断される。しかし、フォ
トカプラ第2ユニット15による検出信号からトルクが零
範囲内にあると判断された時に、トーションバー3の入
力軸側端部の回転角と出力軸側端部の回転角の差が零で
ない場合は、第1のスリット列6a及び7aのインクリメン
ト方式の計数に誤りが発生していると判断することがで
きるとともに、直ちにその回転角の差の計数値を補正す
ることができる。
Therefore, when it is determined from the detection signal from the photocoupler second unit 15 that the torque is within the zero range, the input detected by the first photocoupler 24 (and the second photocoupler 29) of the photocoupler first unit 13 is detected. The rotation angle of the shaft side disc 6, that is, the input shaft side end of the torsion bar 3, and the output shaft side disc 7 that is the output shaft of the torsion bar 3 detected by the third photocoupler 34 (and the fourth photocoupler 39). If the difference between the rotation angles of the side ends is zero, the first slit row 6a of the input shaft side disk 6 and the first slit row 7a of the output shaft side disk 7 are incremented by the photocoupler first unit 13. It is judged that there is no error in the counting of the method. However, when it is determined from the detection signal from the photocoupler second unit 15 that the torque is within the zero range, the difference between the rotation angle of the input shaft side end and the rotation angle of the output shaft side end of the torsion bar 3 is zero. If not, it can be determined that an error has occurred in the counting of the first slit rows 6a and 7a by the increment method, and the count value of the difference in the rotation angle can be immediately corrected.

そして、その補正の絶対値や頻度を監視することによ
り、フォトカプラの機械的弛み、ESPコントローラ56の
計算部の劣化、各所の接触不良や断線のしかかり等トル
ク検出器自体の故障を関知することができ、このような
トルク検出器の故障が感知されたときには、パワーステ
アリング装置の作動をマニュアルステアリング作動に切
り替えるようにする。
Then, by monitoring the absolute value and frequency of the correction, it is possible to detect mechanical slack in the photocoupler, deterioration of the calculation unit of the ESP controller 56, contact failure in various places, breakage of the torque detector itself such as disconnection. When the failure of the torque detector is detected, the operation of the power steering device is switched to the manual steering operation.

ここで、具体的な数値を適用したものを例示してみる
と、信号を例えば4倍周するものとすると、入力軸側円
板6の第1のスリット列6a及び出力軸側円板7の第1の
スリット列7aのスリット数は少なくとも(650/1回転)
程度必要であり、この時、トーションバー3のバネレー
トを15kgf−cm/degとすると、トルク検出器の分解能は
トルク換算で約2kgf−cmとなる。
Here, taking an example in which specific numerical values are applied, assuming that the signal is quadrupled, for example, the first slit row 6a of the input shaft side disc 6 and the output shaft side disc 7 The number of slits in the first slit row 7a is at least (650/1 rotation)
However, if the spring rate of the torsion bar 3 is 15 kgf-cm / deg, the resolution of the torque detector is about 2 kgf-cm in terms of torque.

また、入力軸側円板6の第2のスリット列6bと出力軸側
円板7の第2のスリット列7bによるトルクの零範囲を±
5kgf−cmに設定すると、上記のトーションバー3のバネ
レートでは、第2のスリット列6b及び7bのスリット幅は
理論的には1/3degとなるが、実用的には1〜2deg程度と
してもよい。これは、光量を受光素子と電子回路で電圧
に変換し、トルク零範囲の電圧をコンパレータでさらに
狭い範囲に設定することができるからである。
Further, the zero range of the torque due to the second slit row 6b of the input shaft side disc 6 and the second slit row 7b of the output shaft side disc 7 is ±
If the spring rate of the torsion bar 3 is set to 5 kgf-cm, the slit width of the second slit rows 6b and 7b theoretically becomes 1/3 deg, but may be practically 1 to 2 deg. . This is because the light quantity can be converted into a voltage by the light receiving element and the electronic circuit, and the voltage in the torque zero range can be set in a narrower range by the comparator.

さらに、最大トルクすなわちトーションバー3の最大捩
れ角は±7deg程度とし、また、第2のスリット列6b及び
7bのピッチは7degよりやや大きく設定するのが適切であ
る。
Further, the maximum torque, that is, the maximum twist angle of the torsion bar 3 is set to about ± 7 deg.
It is appropriate to set the pitch of 7b to be slightly larger than 7deg.

このように、本実施例においては、第1のスリット列6a
及び7aのスリット数と、フォトカプラの使用個数(基本
的にはフォトカプラ24及び34の2組でよい)が、アブソ
リュート方式に比べて大幅に少なくなる。
Thus, in this embodiment, the first slit row 6a
The number of slits 7 and 7a and the number of photocouplers used (basically, two sets of photocouplers 24 and 34) are significantly smaller than those in the absolute system.

第8図は入力軸側円板及び出力軸円板の別実施例を示
し、トルク零範囲を別の方法で検出するものである。
FIG. 8 shows another embodiment of the input shaft side disc and the output shaft disc, in which the zero torque range is detected by another method.

すなわち同図において、入力軸側円板58の第1のスリッ
ト列58aと出力軸側円板59の第1のスリット列59aは、い
ずれも入力軸側円板6の第1のスリット列6a(及び出力
軸側円板7の第1のスリット列7a)と同じとするととも
に、入力軸側円板58の第2のスリット列58bと出力軸側
円板59の第2のスリット列59bは、ピッチは入力軸側円
板6の第2のスリット列6b(及び出力軸側円板7の第2
のスリット列7b)と同じとするが、いずれもスリット幅
を広くするとともに、トーションバー3に捩れがないト
ルク零の状態で互いに1/2ピッチ位相をずらして入力軸
1及び出力軸2に固定する。そして、第5フォトカプラ
49の発光素子45と受光素子48を対向させて配置する。
That is, in the figure, the first slit row 58a of the input shaft side disc 58 and the first slit row 59a of the output shaft side disc 59 are both the first slit row 6a ( And the same as the first slit row 7a) of the output shaft side disc 7, the second slit row 58b of the input shaft side disc 58 and the second slit row 59b of the output shaft side disc 59, The pitch is the second slit row 6b of the input shaft side disc 6 (and the second slit row 6b of the output shaft side disc 7).
The same as the slit row 7b), but both of them have a wider slit width and are fixed to the input shaft 1 and the output shaft 2 by shifting the 1/2 pitch phase from each other in the state where the torsion bar 3 does not twist and the torque is zero. To do. And the fifth photo coupler
The light emitting element 45 and the light receiving element 48 of 49 are arranged to face each other.

この別実施例によれば、トルク零範囲内では発光素子45
から発せられる光が受光素子48に到達せず、また、零範
囲以外では光が受光素子48により受光されるため、前記
実施例とはオン・オフが逆のデジタル信号が得られる。
According to this alternative embodiment, the light emitting element 45 is in the zero torque range.
Since the light emitted from the light does not reach the light receiving element 48, and the light is received by the light receiving element 48 outside the zero range, a digital signal whose on / off state is opposite to that of the above-described embodiment is obtained.

第9図はフォトカプラ第2ユニットの別実施例61を示
し、この別実施例は、入力軸側円板6の第2のスリット
列6bに対して、ホルダ62に発光素子63,レンズ部64,レン
ズ部65及び受光素子66からなる第5フォトカプラ67を固
定したものを係合させ、かつ出力軸側円板7の第2のス
リット列7bに対して、ホルダ68に発光素子69,レンズ部7
0,レンズ部71及び受光素子72からなる第6フォトカプラ
73を固定したものを係合させ、そのホルダ62及び第5フ
ォトカプラ67、又はホルダ68及び第6フォトカプラ73の
少なくともいずれか一方を入力軸側円板6又は出力軸側
円板7に沿って移動かつ固定自在とする。
FIG. 9 shows another embodiment 61 of the second unit of the photocoupler. In this other embodiment, the holder 62 is provided with the light emitting element 63 and the lens portion 64 with respect to the second slit row 6b of the disc 6 on the input shaft side. Then, the fixed fifth photocoupler 67 including the lens portion 65 and the light receiving element 66 is engaged, and the light emitting element 69 and the lens are attached to the holder 68 with respect to the second slit row 7b of the output shaft side disk 7. Part 7
Sixth photocoupler consisting of 0, lens section 71 and light receiving element 72
The fixed 73 is engaged, and at least one of the holder 62 and the fifth photocoupler 67 or the holder 68 and the sixth photocoupler 73 is provided along the input shaft side disc 6 or the output shaft side disc 7. It can be moved and fixed freely.

この別実施例によれば、入力軸側円板6の入力軸1への
固定及び出力軸側円板7の出力軸2への固定に際して、
両円板の第2のスリット列6b及び7bの取付け位相、すな
わち第2のスリット列6b及び7b相互の位相を任意とする
とともに、入力軸側円板6に対する第5フォトカプラ67
と出力軸側円板7に対する第6フォトカプラ73の検出位
相を個々に調整して、信号の位相を同相とすることがで
きる。
According to this another embodiment, when fixing the input shaft side disc 6 to the input shaft 1 and fixing the output shaft side disc 7 to the output shaft 2,
The mounting phase of the second slit rows 6b and 7b of both discs, that is, the mutual phase of the second slit rows 6b and 7b is arbitrary, and the fifth photocoupler 67 for the input shaft side disc 6 is used.
And the detection phase of the sixth photocoupler 73 with respect to the output shaft side disk 7 can be individually adjusted to make the signal phases in-phase.

上述した実施例において、入力軸側回転体及び出力軸側
回転体として円板を用いたものを示したが、これに限定
されるものではなく、円筒体その他適宜のものを使用す
ることができる。
In the above-mentioned embodiment, the disk using the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body is shown, but the present invention is not limited to this, and a cylindrical body or any other suitable body can be used. .

また、光の透過式によるものを例示したが、この発明
は、光の反射式、マグネスケールのような磁気式、ある
いはビデオディスクの一方式に見られる静電容量式等の
インクリメント方式のエンコーダに適用することができ
る。
Further, although the light transmission type is exemplified, the present invention is applicable to an incremental type encoder such as a light reflection type, a magnetic type such as a magnescale, or a capacitance type which is one type of a video disc. Can be applied.

また、検出信号の倍周として4倍周を例示したが、これ
は、回転方向判別のために1/4ピッチだけ位相のずれた
信号を用いると4倍周し易いためであり、2倍周、8倍
周、16倍周等、特に限定されるものではない。
Also, although the quadruple frequency is exemplified as the doubling of the detection signal, this is because it is easy to quadruple the frequency when a signal with a phase shift of 1/4 pitch is used for determining the rotation direction. , 8 times, 16 times, etc. are not particularly limited.

さらに、トルク検出器のハウジングは、ステアリングギ
ヤ組立体とは別体のものとして説明したが、一体に組み
込んだものでもよいし、あるいはステアリングコラム組
立体に組み込むものでもよい。
Further, although the housing of the torque detector has been described as being separate from the steering gear assembly, it may be integrally incorporated or may be incorporated in the steering column assembly.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明のトルク検出器は、入力
軸と出力軸との間に弾性部材を連結し、その弾性部材の
入力軸側端部及び出力軸側端部とそれぞれ一体に回転す
る入力軸側回転体及び出力軸側回転体を設け、第1検出
手段により検出した入力軸側回転体の回転角と第2検出
手段により検出した出力軸側回転体の回転角との差から
入力軸に与えられるトルクを検出するトルク検出器にお
いて、 入力軸に与えられるトルクが予め設定された零範囲内か
否かを検出するための第3検出手段を入力軸側回転体及
び出力軸側回転体を関連して設けたことを特徴とする構
成としたため、 回転角の検出部分の構成が簡単となり、従ってトルク検
出器全体が小型かつ安価であり、また、トルク零の範囲
を明確に定めることができ、そのため回転角検出時のミ
スカウントを補正することが可能となり、ミスカウント
又は補正の絶対値や頻度を監視することにより検出器自
体の故障を検知することも可能となり、車両用として不
可欠の信頼性と安全性を向上することができるという効
果が得られる。
As described above, the torque detector of the present invention connects the elastic member between the input shaft and the output shaft, and rotates integrally with the input shaft side end and the output shaft side end of the elastic member. An input shaft side rotating body and an output shaft side rotating body are provided, and an input is made from the difference between the rotation angle of the input shaft side rotating body detected by the first detecting means and the rotation angle of the output shaft side rotating body detected by the second detecting means. In the torque detector for detecting the torque applied to the shaft, a third detection means for detecting whether or not the torque applied to the input shaft is within a preset zero range is provided with an input shaft side rotating body and an output shaft side rotating body. Since the structure is characterized by being provided in association with the body, the structure of the rotation angle detection part is simplified, and therefore the torque detector as a whole is small and inexpensive, and the range of zero torque must be clearly defined. And therefore rotation angle detection It is possible to correct the miscount of the detector, and it is also possible to detect the failure of the detector itself by monitoring the absolute value and frequency of the miscount or correction, improving the reliability and safety essential for vehicles. The effect of being able to do is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明のトルク検出器の一実施例の構成を示
す断面図、第2図は第1図のII−II線における断面図、
第3図はスリット円板の要部拡大正面図、第4図はフォ
トカプラ第1ユニットの拡大断面図、第5図は第4図の
底面図、第6図はフォトカプラ第2ユニットの拡大断面
図、第7図は第6図の底面図、第8図はスリット円板の
別実施例の要部拡大正面図、第9図はフォトカプラ第2
ユニットの別実施例の第7図と同様の底面図である。 1……入力軸、2……出力軸、3……トーションバー、
6,58……入力軸側円板、7,59……出力軸側円板、6a,7a,
58a,59a……第1のスリット列、6b,7b,58b,59b……第2
のスリット列、8……ハウジング、13……フォトカプラ
第1ユニット、15,61……フォトカプラ第2ユニット、1
7,43,62,68……ホルダ、18,19……補助スリット板、24,
29,34,39,49,67,73……フォトカプラ。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the torque detector of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.
FIG. 3 is an enlarged front view of a main part of the slit disk, FIG. 4 is an enlarged sectional view of the photocoupler first unit, FIG. 5 is a bottom view of FIG. 4, and FIG. 6 is an enlarged photocoupler second unit. FIG. 7 is a sectional view, FIG. 7 is a bottom view of FIG. 6, FIG. 8 is an enlarged front view of an essential part of another embodiment of a slit disk, and FIG.
It is a bottom view similar to FIG. 7 of another Example of a unit. 1 ... Input axis, 2 ... Output axis, 3 ... Torsion bar,
6,58 …… Input shaft side disc, 7,59 …… Output shaft side disc, 6a, 7a,
58a, 59a …… First slit row, 6b, 7b, 58b, 59b …… Second
Row of slits, 8 ... Housing, 13 ... Photocoupler first unit, 15,61 ... Photocoupler second unit, 1
7,43,62,68 …… Holder, 18,19 …… Auxiliary slit plate, 24,
29,34,39,49,67,73 …… Photo coupler.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力軸と出力軸との間に弾性部材を連結
し、該弾性部材の入力軸側端部及び出力軸側端部とそれ
ぞれ一体に回転する入力軸側回転体及び出力軸側回転体
を設け、第1検出手段により検出した前記入力軸側回転
体の回転角と第2検出手段により検出した前記出力軸側
回転体の回転角との差から前記入力軸に与えられるトル
クを検出するトルク検出器において、 前記入力軸に与えられるトルクが予め設定された零範囲
内か否かを検出するための第3検出手段を前記入力軸側
回転体及び前記出力軸側回転体に関連して設けたことを
特徴とするトルク検出器。
1. An input shaft side rotating body and an output shaft side, wherein an elastic member is connected between the input shaft and the output shaft, and the input shaft side end portion and the output shaft side end portion of the elastic member rotate integrally with each other. A rotating body is provided, and the torque applied to the input shaft is calculated from the difference between the rotation angle of the input shaft side rotating body detected by the first detecting means and the rotation angle of the output shaft side rotating body detected by the second detecting means. In the torque detector for detecting, a third detecting means for detecting whether or not the torque applied to the input shaft is within a preset zero range is associated with the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body. A torque detector characterized by being provided as follows.
【請求項2】第1ないし第3検出手段が、発光素子と、
該発光素子から発しかつ入力軸側回転体及び出力軸側回
転体を透過してくる光を受ける受光素子から構成される
特許請求の範囲第1項記載のトルク検出器。
2. The first to third detecting means include a light emitting element,
The torque detector according to claim 1, comprising a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and transmitted through the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body.
【請求項3】第3検出手段が、トルク零範囲で入力軸側
円板及び出力軸円板に形成したスリット列を介して光を
透過させるものである特許請求の範囲第2項記載のトル
ク検出器。
3. The torque according to claim 2, wherein the third detecting means transmits light through a slit array formed on the input shaft side disc and the output shaft disc in the zero torque range. Detector.
【請求項4】第3検出手段が、トルク零範囲で入力軸側
円板及び出力軸側円板に形成したスリット列を介して光
を遮断させるものである特許請求の範囲第2項記載のト
ルク検出器。
4. The third detecting means according to claim 2, wherein the third detecting means blocks light in a zero torque range through a slit array formed in the input shaft side disc and the output shaft side disc. Torque detector.
【請求項5】第1ないし第3検出手段が、発光素子と、
該発光素子から発しかつ入力軸側回転体及び出力軸側回
転体を反射してくる光を受ける受光素子から構成される
特許請求の範囲第1項記載のトルク検出器。
5. The first to third detecting means include a light emitting element,
The torque detector according to claim 1, comprising a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element and reflected from the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body.
【請求項6】発光素子及び受光素子からなるフォトカプ
ラを該フォトカプラの出力信号を処理する電子回路とと
もにプリント基板上に配置した特許請求の範囲第2項又
は第5項記載のトルク検出器。
6. The torque detector according to claim 2 or 5, wherein a photocoupler including a light emitting element and a light receiving element is arranged on a printed circuit board together with an electronic circuit for processing an output signal of the photocoupler.
【請求項7】第3検出手段が、入力軸側回転体及び出力
軸側回転体と関連する1組のフォトカプラを含む特許請
求の範囲第2項又は第5項記載のトルク検出器。
7. The torque detector according to claim 2, wherein the third detecting means includes a set of photocouplers associated with the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body.
【請求項8】第3検出手段が、入力軸側回転体と関連す
る1組のフォトカプラと出力軸側回転体と関連する1組
のフォトカプラとを含む特許請求の範囲第2項又は第5
項記載のトルク検出器。
8. The method according to claim 2, wherein the third detecting means includes a set of photocouplers associated with the input shaft side rotating body and a set of photocouplers associated with the output shaft side rotating body. 5
The torque detector described in the item.
【請求項9】第3検出手段が、発光素子と、受光素子
と、該受光素子の出力信号を電圧信号に変換する電子回
路と、該電子回路の電圧記号を狭い範囲に設定するコン
パレータとを含んで構成される特許請求の範囲第2項又
は第5項記載のトルク検出器。
9. A third detecting means includes a light emitting element, a light receiving element, an electronic circuit for converting an output signal of the light receiving element into a voltage signal, and a comparator for setting a voltage symbol of the electronic circuit within a narrow range. The torque detector according to claim 2, which is configured to include the torque detector.
【請求項10】第1ないし第3検出手段が、入力軸側回
転体及び出力軸側回転体に形成した磁区と、該磁区の磁
気を検出する手段から構成される特許請求の範囲第1項
記載のトルク検出器。
10. The first to third detecting means comprises a magnetic domain formed in the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body, and means for detecting the magnetism of the magnetic domain. The described torque detector.
【請求項11】第1ないし第3検出手段が、入力軸側回
転体及び出力軸側回転体と検出部との間に生じる静電容
量の変化を検出する手段から構成される特許請求の範囲
第1項記載のトルク検出器。
11. The first to third detecting means are constituted by means for detecting a change in electrostatic capacitance between the input shaft side rotating body and the output shaft side rotating body and the detecting section. The torque detector according to item 1.
【請求項12】第1及び第2検出手段の計数結果を第3
検出手段の検出結果により補正する特許請求の範囲第1
項記載のトルク検出器。
12. The count result of the first and second detecting means is set to a third value.
Claim 1 which corrects according to the detection result of a detection means
The torque detector described in the item.
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