JPH081466Y2 - Torque sensor - Google Patents

Torque sensor

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JPH081466Y2
JPH081466Y2 JP8029090U JP8029090U JPH081466Y2 JP H081466 Y2 JPH081466 Y2 JP H081466Y2 JP 8029090 U JP8029090 U JP 8029090U JP 8029090 U JP8029090 U JP 8029090U JP H081466 Y2 JPH081466 Y2 JP H081466Y2
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JP
Japan
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detection
output shaft
input shaft
shaft
detection ring
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宣雄 中谷
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Koyo Seiko Co Ltd
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Koyo Seiko Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、入力軸から出力軸に伝達されるトルクを検
知するためのセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a sensor for detecting torque transmitted from an input shaft to an output shaft.

(従来の技術) 例えば、車両のパワーステアリング装置においては、
ハンドルの回転を入力軸から出力軸を介して操向輪に伝
達する際、入力軸から出力軸に伝達されるトルクの大き
さをトルクセンサにより検知し、このトルクの大きさに
応じて操向操作の補助力を付与するようにしたものがあ
る。
(Prior Art) For example, in a power steering device for a vehicle,
When transmitting the rotation of the steering wheel from the input shaft to the steering wheel via the output shaft, the torque sensor detects the magnitude of the torque transmitted from the input shaft to the output shaft, and the steering is performed according to the magnitude of the torque. There are some which are designed to give an operation assisting force.

そのようなトルクセンサとしては、例えば特開平1-24
4322号公報に開示されたものがある。
As such a torque sensor, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-24
There is one disclosed in Japanese Patent No. 4322.

これは、第16図に示すように、入力軸101と、この入
力軸101にトーションバー102を介し連結される出力軸10
3と、検出コイル104と、入力軸101と出力軸103の各外周
に取付けられる一対の磁性体製検出リング105,106とを
備えている。その検出コイル104は発振器に接続されて
両検出リング105,106を通過する磁束を発生するものと
されている。
This is, as shown in FIG. 16, an input shaft 101 and an output shaft 10 connected to the input shaft 101 via a torsion bar 102.
3, a detection coil 104, and a pair of magnetic detection rings 105 and 106 attached to the outer circumferences of the input shaft 101 and the output shaft 103. The detection coil 104 is connected to an oscillator and generates a magnetic flux passing through both detection rings 105 and 106.

また、各検出リング105,106の対向端には、周方向に
沿ってそれぞれ複数の歯107,108が形成され、検出リン
グ105,106の相対回転によって、一方の歯107と他方の歯
108の対向部の面積が変化するものとされている。
Further, a plurality of teeth 107, 108 are formed along the circumferential direction at the opposite ends of the detection rings 105, 106, respectively, and the relative rotation of the detection rings 105, 106 causes one of the teeth 107 and the other of the teeth 107, 108 to rotate.
The area of the facing portion of 108 is supposed to change.

そして、入力軸101から出力軸103にトルクが伝達され
ると、そのトルクの大きさに応じてトーションバー102
がねじれ、一方の検出リング105の歯107と他方の検出リ
ング106の歯108との対向部分の面積が変化し、この面積
変化に応じてインピーダンスが変化して検出コイル104
に誘起される出力電圧が変化し、この出力電圧によって
入力軸101から出力軸103に伝達されるトルクが検知され
る。
Then, when torque is transmitted from the input shaft 101 to the output shaft 103, the torsion bar 102 is changed according to the magnitude of the torque.
Is twisted, the area of the facing portion of the tooth 107 of the one detection ring 105 and the tooth 108 of the other detection ring 106 changes, and the impedance changes according to this area change, and the detection coil 104
The output voltage induced in the output shaft changes, and the torque transmitted from the input shaft 101 to the output shaft 103 is detected by the output voltage.

また、出力軸103の内周と、入力軸101の外周とにはそ
れぞれ係合部109,110が形成され、入力軸101と出力軸10
3とはその係合部109,110を介して嵌合されることで、両
軸の相対回転角度が一定範囲内に規制され、トーション
バー102の破損が防止されている。
Engaging portions 109 and 110 are formed on the inner circumference of the output shaft 103 and the outer circumference of the input shaft 101, respectively.
3 is fitted through the engaging portions 109 and 110, whereby the relative rotation angle of both shafts is regulated within a certain range, and damage to the torsion bar 102 is prevented.

(考案が解決しようとする課題) 従来のトルクセンサにあっては、前記内周係合部109
が形成されている出力軸103の検出リング106に対して、
両係合部109,110の係合位置が径方向に関し重合した位
置とされていた。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional torque sensor, the inner circumference engaging portion 109 is used.
To the detection ring 106 of the output shaft 103 in which the
The engaging positions of the engaging portions 109 and 110 were set to overlap with each other in the radial direction.

そのため、入力軸101から出力軸103に大きなトルクが
作用すると、両係合部109,110が係合することで出力軸1
03が大きく変形し、この変形により検出リング106が塑
性変形してしまうことがあった。
Therefore, when a large torque is applied from the input shaft 101 to the output shaft 103, the engaging portions 109 and 110 engage with each other to cause the output shaft 1 to move.
The 03 was greatly deformed, and this deformation sometimes plastically deformed the detection ring 106.

そうすると、その変形の前後において、一方の検出リ
ング106の歯108と他方の検出リング105の歯107との対向
部の面積が変動し、センサ出力の中心値が大きくずれて
しまい、検出トルクと実際の伝達トルクとの差が許容範
囲を超えてしまうといった問題があった。
Then, before and after the deformation, the area of the facing portion between the tooth 108 of the one detection ring 106 and the tooth 107 of the other detection ring 105 varies, and the center value of the sensor output largely shifts, and the detected torque and actual However, there was a problem that the difference between the transmission torque and the transmission torque exceeds the allowable range.

(課題を解決するための手段) 本件考案は、上記従来技術の問題点を解決できるトル
クセンサを提供することを目的とする。
(Means for Solving the Problem) An object of the present invention is to provide a torque sensor capable of solving the above-mentioned problems of the conventional technology.

本件第1考案の特徴とするところは、入力軸と、この
入力軸にトーションバーを介し連結される出力軸と、入
力軸と出力軸の各外周に設けられる少なくとも一対の磁
性体製検出リングと、両検出リングを通過する磁束を発
生する検出コイルとを備え、両検出リングの相対回転に
応じた検出コイルからの出力変化によって、入力軸から
出力軸に伝達されるトルクが検知され、入力軸と出力軸
とが、一方の内周と他方の外周とに形成される係合部を
介して嵌合されることで、両軸の相対回転が一定範囲内
に規制されるトルクセンサにおいて、前記内周係合部が
形成されている一方の軸の検出リングに対し、両係合部
の係合位置が径方向に関し重合しないようにされている
点にある。
The first aspect of the present invention is characterized in that an input shaft, an output shaft connected to the input shaft via a torsion bar, and at least a pair of magnetic detection rings provided on the outer circumferences of the input shaft and the output shaft. , A detection coil that generates a magnetic flux that passes through both detection rings, and the torque transmitted from the input shaft to the output shaft is detected by the output change from the detection coil according to the relative rotation of both detection rings. In the torque sensor in which the relative rotation of both shafts is regulated within a certain range by fitting the output shaft and the output shaft via engaging portions formed on one inner circumference and the other outer circumference, This is in that the engagement positions of both engagement portions are prevented from overlapping in the radial direction with respect to the detection ring of one shaft on which the inner peripheral engagement portion is formed.

本件第2考案の特徴とするところは、入力軸と、この
入力軸にトーションバーを介し連結される出力軸と、入
力軸と出力軸の各外周に設けられる少なくとも一対の磁
性体製検出リングと、両検出リングを通過する磁束を発
生する検出コイルとを備え、両検出リングの相対回転に
応じた検出コイルからの出力変化によって、入力軸から
出力軸に伝達されるトルクが検知され、入力軸と出力軸
とが、一方の内周と他方の外周とに形成される係合部を
介して嵌合されることで、両軸の相対回転が一定範囲内
に規制されるトルクセンサにおいて、前記内周係合部が
形成されている一方の軸の外周と、この外周に取付けら
れる検出リングの内周との少なくとも一方に、その一方
の軸の変形による検出リングの変形を小さくできるよう
に、切欠が形成されている点にある。
The second feature of the present invention is that an input shaft, an output shaft connected to the input shaft via a torsion bar, and at least a pair of magnetic detection rings provided on the outer circumferences of the input shaft and the output shaft. , A detection coil that generates a magnetic flux that passes through both detection rings, and the torque transmitted from the input shaft to the output shaft is detected by the output change from the detection coil according to the relative rotation of both detection rings. In the torque sensor in which the relative rotation of both shafts is regulated within a certain range by fitting the output shaft and the output shaft via engaging portions formed on one inner circumference and the other outer circumference, In order to reduce the deformation of the detection ring due to the deformation of one of the shafts on at least one of the outer circumference of the one shaft where the inner circumference engaging portion is formed and the inner circumference of the detection ring attached to this outer circumference, A notch is formed To the point it is there.

(作用) 本件第1考案の構成によれば、入力軸と出力軸との各
係合部を介する係合により、内周係合部の形成されてい
る一方の軸が変形しても、その一方の軸の検出リングに
対し両係合部の係合位置は軸方向に離間しているため、
従来のように検出リングと係合位置とが径方向に関し重
合するものに比べ、その一方の軸の変形による検出リン
グの変形は小さくなる。
(Operation) According to the configuration of the first aspect of the present invention, even if one of the shafts formed with the inner peripheral engaging portion is deformed due to the engagement of the input shaft and the output shaft through the engaging portions, Since the engagement positions of both engagement parts are axially separated from the detection ring of one shaft,
The deformation of the detection ring due to the deformation of one of the shafts is smaller than that in the prior art in which the detection ring and the engagement position overlap in the radial direction.

本件第2考案の構成によれば、その一方の軸と検出リ
ングとの内外周間に形成される切欠により、その一方の
軸の変形による検出リングの変形は小さくなる。
According to the configuration of the second aspect of the present invention, the notch formed between the inner and outer circumferences of the one shaft and the detection ring reduces the deformation of the detection ring due to the deformation of the one shaft.

(実施例) 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に示すトルクセンサ1は、パワーステアリング
装置に用いられるものであって、図外ハンドルに伝動軸
2を介して連結される入力軸3と、この入力軸3にトー
ションンバー4を介し連結される出力軸5とを備えてい
る。
A torque sensor 1 shown in FIG. 1 is used in a power steering device, and includes an input shaft 3 connected to a steering wheel (not shown) via a transmission shaft 2 and a torsion bar 4 connected to the input shaft 3. The output shaft 5 is provided.

そのトーションバー4は、ピン6を介し伝動軸2と入
力軸3とに連結され、また、ピン7を介し出力軸5に連
結されている。
The torsion bar 4 is connected to the transmission shaft 2 and the input shaft 3 via a pin 6, and is also connected to the output shaft 5 via a pin 7.

その入力軸3は軸受8を介しハウジング9に支持さ
れ、その出力軸5は軸受10,11を介しハウジング9に支
持されている。また、その出力軸5は図外操向輪に連動
連結されると共に、その外周に嵌合されるギヤ12と、こ
のギヤ12に噛合するギヤ12aを介して操向補助用の図外
モータに連動連結されている。なお、ハウジング9は車
体に固定される。
The input shaft 3 is supported by the housing 9 via bearings 8, and the output shaft 5 is supported by the housing 9 via bearings 10 and 11. The output shaft 5 is interlockingly connected to a steering wheel (not shown), and a gear 12 fitted to the outer periphery of the output shaft 5 and a gear 12a meshing with the gear 12 serve as a steering assisting motor (not shown). They are linked together. The housing 9 is fixed to the vehicle body.

また、出力軸5の外周には第1検出リング13が嵌合さ
れ、入力軸3の外周には第2検出リング14と第3検出リ
ング15とが外嵌されている。
A first detection ring 13 is fitted on the outer circumference of the output shaft 5, and a second detection ring 14 and a third detection ring 15 are fitted on the outer circumference of the input shaft 3.

その第1検出リング13と第2検出リング14との各対向
端部には、それぞれ周方向に沿って複数の歯16,17が形
成され、第1・第2検出リング13,14の相対回転によ
り、一方の歯16と他方の歯17との対向部の面積が変化す
るものとされている。
A plurality of teeth 16 and 17 are formed along the circumferential direction at the opposing ends of the first detection ring 13 and the second detection ring 14, respectively, and the relative rotation of the first and second detection rings 13 and 14 is performed. As a result, the area of the facing portion between the one tooth 16 and the other tooth 17 is changed.

なお、第2検出リング14と第3検出リング15との対向
端部において、第3検出リング15側には、第1検出リン
グ13と同形状の歯が形成されており、第2検出リング14
側には歯が形成されず、対向部の面積は一定とされてい
る。
It should be noted that teeth having the same shape as the first detection ring 13 are formed on the side of the third detection ring 15 at the opposing ends of the second detection ring 14 and the third detection ring 15.
No teeth are formed on the side, and the area of the facing portion is constant.

また、第1検出リング13と第2検出リング14との対向
端部を覆うように検出コイル18がハウジング9に固定さ
れ、第2検出リング14と第3検出リング15との対向端部
を覆うように温度補償コイル19がハウジング9に固定さ
れている。
Further, the detection coil 18 is fixed to the housing 9 so as to cover the opposed ends of the first detection ring 13 and the second detection ring 14, and covers the opposed ends of the second detection ring 14 and the third detection ring 15. Thus, the temperature compensation coil 19 is fixed to the housing 9.

その検出コイル18と温度補償コイル19とが、第14図に
示すように発振器20に接続され、各一端が接地され、他
端は演算増幅器21の反転入力端子と非反転入力端子とに
接続され、この演算増幅器21の出力に応じて前記操向補
助用のモータが駆動され、操向操作の補助力が付与され
る。
The detection coil 18 and the temperature compensation coil 19 are connected to the oscillator 20 as shown in FIG. 14, one end of each is grounded, and the other end is connected to the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 21. The steering assisting motor is driven according to the output of the operational amplifier 21, and the steering assisting force is applied.

そして、検出コイル18が発生する磁束が第1検出リン
グ13と第2検出リング14とを通過する状態で、入力軸3
から出力軸5へのトルク伝達により第1検出リング13と
第2検出リング14とが相対回転すると、その相対回転角
度に応じて歯16と歯17との対向部の面積が変化してイン
ピーダンスが変化し、その変化に応じて検出コイル18に
誘起される出力電圧が変化する。
Then, with the magnetic flux generated by the detection coil 18 passing through the first detection ring 13 and the second detection ring 14, the input shaft 3
When the first detection ring 13 and the second detection ring 14 rotate relative to each other due to torque transmission from the output shaft 5 to the output shaft 5, the area of the facing portions of the teeth 16 and the teeth 17 changes according to the relative rotation angle, and the impedance changes. The output voltage induced in the detection coil 18 changes according to the change.

この出力電圧が演算増幅器21に反転入力端子から入力
されて増幅され、前記操向補助用モータの駆動回路に入
力される。
This output voltage is input to the operational amplifier 21 through the inverting input terminal, amplified, and input to the drive circuit of the steering assisting motor.

また、第1検出リング13と第2検出リング14との間の
温度変化によるインピーダンスの変化によって検出コイ
ル18の出力電圧が変動すると、第2検出リング14と第3
検出リング15との間の温度変化によるインピーダンスの
変化によって温度補償コイル19の出力電圧が変化し、こ
の温度補償コイル19の出力が演算増幅器21に非反転入力
端子から入力されることにより、温度変化による出力電
圧の変動が防止される。
Further, when the output voltage of the detection coil 18 changes due to a change in impedance due to a temperature change between the first detection ring 13 and the second detection ring 14, the second detection ring 14 and the third detection ring 14
The output voltage of the temperature compensation coil 19 changes due to the impedance change due to the temperature change with the detection ring 15, and the output of the temperature compensation coil 19 is input to the operational amplifier 21 from the non-inverting input terminal, so that the temperature change occurs. This prevents the output voltage from changing due to.

なお、検出コイル18からの出力電圧が一定値以下の場
合は、伝達トルクが小さく操向補助力を必要としないた
め、操向補助用モータの駆動がなされない不感帯とされ
ている。
When the output voltage from the detection coil 18 is equal to or lower than a certain value, the transmission torque is small and the steering assisting force is not required, so that the steering assisting motor is not driven and the dead zone is set.

そして、入力軸3と出力軸5とは、出力軸5の内周に
形成される係合部22と入力軸3の外周に形成される係合
部23とを介して嵌合されることにより、両軸3,5の相対
回転角度が一定値以内に規制されている。
Then, the input shaft 3 and the output shaft 5 are fitted to each other through the engaging portion 22 formed on the inner circumference of the output shaft 5 and the engaging portion 23 formed on the outer circumference of the input shaft 3. The relative rotation angles of both shafts 3 and 5 are regulated within a fixed value.

すなわち、第3図、第4図に示すように、出力軸5に
はトーションバー4の挿入用貫通孔24が形成され、この
貫通孔24の径は下方に向かうに従い段階的に小さくなる
ものとされ、その上端の大径部25の下方に係合部22が形
成されている。この係合部22は、内周面が大径部25の内
周面と同一曲率の一対の対向する曲面部26と、この曲面
部26に連なる平面部27と、この平面部に連なると共に曲
面部26よりも曲率の大きい一対の対向する曲面部28とで
形成されている。また、曲面部28の曲率は、係合部22の
下方の小径部33の内周面の曲率よりも小さくされ、曲面
部26,28は出力軸5の同芯円上にあるものとされてい
る。
That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the output shaft 5 is formed with a through hole 24 for inserting the torsion bar 4, and the diameter of the through hole 24 gradually decreases as it goes downward. The engaging portion 22 is formed below the large diameter portion 25 at the upper end thereof. The engagement portion 22 has a pair of opposing curved surface portions 26 having an inner peripheral surface having the same curvature as the inner peripheral surface of the large diameter portion 25, a flat surface portion 27 continuous with the curved surface portion 26, and a curved surface continuous with the flat surface portion. It is formed by a pair of opposed curved surface portions 28 having a larger curvature than the portion 26. Further, the curvature of the curved surface portion 28 is made smaller than the curvature of the inner peripheral surface of the small diameter portion 33 below the engaging portion 22, and the curved surface portions 26, 28 are assumed to be on the concentric circle of the output shaft 5. There is.

また、第5図乃至第7図に示すように、入力軸3の下
端は小径部29とされ、この小径部29の上方に係合部23が
形成されている。この係合部23は、一対の対向する曲面
部30と、この曲面部30に連なる平面部31で形成されてい
る。
As shown in FIGS. 5 to 7, the lower end of the input shaft 3 is a small diameter portion 29, and an engaging portion 23 is formed above the small diameter portion 29. The engagement portion 23 is formed of a pair of opposed curved surface portions 30 and a flat surface portion 31 continuous with the curved surface portion 30.

そして、曲面部30の曲率は、曲面部26の曲率よりも大
きく曲面部28の曲率よりも小さくされている。また、平
面部31の間隔D1は平行に対向する平面部27の間隔D2より
も小さくされている。また、小径部29の径は小径部33の
径よりも小さくされている。また、曲面部30は入力軸3
の同芯円上にあるものとされている。
The curvature of the curved surface portion 30 is larger than that of the curved surface portion 26 and smaller than that of the curved surface portion 28. Further, the distance D1 between the flat portions 31 is smaller than the distance D2 between the flat portions 27 facing each other in parallel. Further, the diameter of the small diameter portion 29 is smaller than the diameter of the small diameter portion 33. Further, the curved surface portion 30 is the input shaft 3
It is supposed to be on a concentric circle.

よって、入力軸3と出力軸5とを嵌合させると、第2
図に示すように、係合部22の平面部27と係合部23の平面
部31とが当接することにより、入力軸3と出力軸5との
相対回転角度が一定範囲内とされる。
Therefore, when the input shaft 3 and the output shaft 5 are fitted together, the second
As shown in the figure, the flat portion 27 of the engaging portion 22 and the flat portion 31 of the engaging portion 23 are brought into contact with each other, so that the relative rotation angle between the input shaft 3 and the output shaft 5 falls within a certain range.

そして、第1検出リング13は、出力軸5の大径部25の径
外位置において、出力軸5の外周に嵌合されている。
The first detection ring 13 is fitted to the outer circumference of the output shaft 5 at the position outside the large diameter portion 25 of the output shaft 5.

これにより、第1検出リング13に対し、両係合部22,2
3の係合位置は、出力軸5の軸方向内方とされ、径方向
に関し重合しないものとされている。
As a result, with respect to the first detection ring 13, both engaging portions 22,2
The engagement position of 3 is located inward of the output shaft 5 in the axial direction, and does not overlap in the radial direction.

また、出力軸5の径方向の肉厚は、第1検出リング13
が嵌合される部分に比べ、両係合部22,23の係合位置に
おける方が大きくされている。
The radial thickness of the output shaft 5 is determined by the first detection ring 13
The engaging positions of the engaging portions 22 and 23 are made larger than the engaging portion of.

上記実施例の構成によれば、入力軸3から出力軸5に
トルクが伝達され、両係合部22,23が係合することによ
り出力軸5に変形しても、第1検出リング13は、両係合
部22,23の係合位置と径方向に関し重合しないため、第
1検出リング13の塑性変形量を従来のものより小さくで
きる。これにより、歯16と歯17との対向部の面積の変形
前後の変動による検出コイル18の出力電圧の変動を小さ
くでき、その出力電圧の中心値のずれを小さくし、伝達
トルクに対する検出トルクの差が許容範囲を超えるのを
防止できる。
According to the configuration of the above-described embodiment, even if the torque is transmitted from the input shaft 3 to the output shaft 5 and the engaging portions 22 and 23 are engaged with each other so that the output shaft 5 is deformed, the first detection ring 13 remains. Since the engagement positions of both engagement portions 22 and 23 do not overlap in the radial direction, the amount of plastic deformation of the first detection ring 13 can be made smaller than that of the conventional one. This makes it possible to reduce fluctuations in the output voltage of the detection coil 18 due to fluctuations in the area of the facing portion of the teeth 16 and 17 before and after deformation, reduce the deviation of the center value of the output voltage, and reduce the detected torque relative to the transmission torque. It is possible to prevent the difference from exceeding the allowable range.

本考案は上記実施例に限定されず、例えば以下に示す
実施例とすることもできる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but may be, for example, the following embodiments.

なお、以下の実施例の説明においては、上記実施例と
の相違点を説明し、同一部分は同一符号で示して説明は
省略する。
In the following description of the embodiments, the differences from the above embodiments will be described, the same parts will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第8図及び第9図に示す実施例にあっては、第1検出
リング13が嵌合されている出力軸5の外周に、複数の切
欠34が形成されている。この切欠34は、両係合部22,23
の係合による出力軸5の変形量の最も大きくなる部分、
すなわち係合部22の平面部27の径外方位置4箇所に形成
されている。この切欠34により、出力軸5の変形により
第1検出リング13に生じる内部応力が小さくされ、第1
検出リング13の変形が小さくされる。
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of notches 34 are formed on the outer periphery of the output shaft 5 into which the first detection ring 13 is fitted. The notch 34 is formed in both engaging portions 22, 23.
Where the maximum amount of deformation of the output shaft 5 due to the engagement of
That is, it is formed at four radially outward positions of the flat surface portion 27 of the engaging portion 22. The notch 34 reduces the internal stress generated in the first detection ring 13 due to the deformation of the output shaft 5,
The deformation of the detection ring 13 is reduced.

第10図及び第11図に示す実施例は、出力軸5に嵌合さ
れている第1検出リング13の内周に、複数の切欠35が形
成されている。この切欠35の位置や作用は第8図、第9
図の実施例と同様である。
In the embodiment shown in FIGS. 10 and 11, a plurality of notches 35 are formed on the inner circumference of the first detection ring 13 fitted to the output shaft 5. The position and action of the notch 35 are shown in FIGS.
This is similar to the illustrated embodiment.

第12図の実施例は、第10図、第11図の実施例と同様に
第1検出リング13の内周に切欠35を形成したものである
が、両係合部22,23の係合位置は、従来と同様に検出リ
ング13と径方向に関し重合する位置としている。
The embodiment of FIG. 12 is similar to the embodiment of FIGS. 10 and 11 in that a notch 35 is formed in the inner circumference of the first detection ring 13, but the engagement of both engaging portions 22, 23 The position is a position overlapping the detection ring 13 in the radial direction as in the conventional case.

なお、第8図乃至第12図の実施例において、出力軸5
の外周と第1検出リング14の内周の双方に切欠を設ける
ようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIGS. 8 to 12, the output shaft 5
Notches may be provided on both the outer circumference of the first detection ring 14 and the inner circumference of the first detection ring 14.

第13図に示す実施例では、第1検出リング13の軸方向
長さを長くすると共に第2検出リング14の軸方向長さを
短かくし、第1検出リング13と第2検出リング14との対
向端部を前記実施例に比べ出力軸5の軸方向外方に移動
させ、この移動に伴なって検出コイル18も軸方向移動さ
せたものである。
In the embodiment shown in FIG. 13, the axial length of the first detection ring 13 is made long and the axial length of the second detection ring 14 is made short so that the first detection ring 13 and the second detection ring 14 are The opposing end is moved outward in the axial direction of the output shaft 5 as compared with the above embodiment, and the detection coil 18 is also moved in the axial direction in accordance with this movement.

これにより、検出コイル18の出力変動に最も影響する
第1検出リング13と第2検出リング14との対向端部の位
置が、出力軸5から軸方向に離間し、出力軸5の変形に
よる第1検出リング13の変形の影響を小さくして検出コ
イル18の出力変動を小さくできる。
As a result, the positions of the opposing end portions of the first detection ring 13 and the second detection ring 14 that most affect the output fluctuation of the detection coil 18 are separated from the output shaft 5 in the axial direction, and the first position due to the deformation of the output shaft 5 (1) The influence of the deformation of the detection ring 13 can be reduced to reduce the output fluctuation of the detection coil 18.

また、上記実施例では出力軸5に内周係合部を形成し
たが、入力軸3に内周係合部を形成し、出力軸5に外周
係合部を形成するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the inner circumference engaging portion is formed on the output shaft 5, but the inner circumference engaging portion may be formed on the input shaft 3 and the outer circumference engaging portion may be formed on the output shaft 5.

その他、各実施例を組み合わせることもできる。 Besides, the respective embodiments can be combined.

第15図は比較例に係り、第16図の従来例との相違は、
第13図の実施例と同様に、検出リング106と検出リング1
05との対向端部を第16図のものよりも出力軸103から軸
方向に離間させた点にある。
FIG. 15 relates to a comparative example, and the difference from the conventional example of FIG.
Similar to the embodiment of FIG. 13, the detection ring 106 and the detection ring 1
The end opposite to 05 is located further apart from the output shaft 103 in the axial direction than that in FIG.

以下の第1表に、本発明の実施例、比較例、従来例の
トルクセンサにおいて、静的ねじり試験を行なった場合
の比較結果を示す。
Table 1 below shows the comparison results when the static torsion test was performed on the torque sensors of the examples of the present invention, comparative examples, and conventional examples.

トルクの負荷は、まず入力軸を一方向に回転させて4k
gf.mを負荷し、次に他方向に回転させて4kgf.mを負荷
し、次に一方向に回転させて8kgf.mを負荷し、次に他方
向に回転させて8kgf.mを負荷し、同様にして4kgf.mずつ
負荷トルクを増加させて16kgf.mまで負荷し、しかる後
に負荷を解除する。
The torque load is 4k by first rotating the input shaft in one direction.
Load gf.m, then rotate in the other direction to load 4kgf.m, then rotate in one direction to load 8kgf.m, then rotate in the other direction to load 8kgf.m Then, similarly, increase the load torque by 4 kgf.m to load up to 16 kgf.m, and then release the load.

そして、トルクの負荷前に対する、トルクを負荷して
解除した後の、検出コイルの出力電圧の変化量V(%)
と、インピーダンスの変化量|Z|(%)とを測定した。
試料のうち最大変化したA−1−Lの変化量を100%と
し各試料の変化量を相対的に示した。
Then, the change amount V (%) of the output voltage of the detection coil after the torque is applied and the torque is released before the torque is applied
And the amount of change in impedance | Z | (%) were measured.
The maximum amount of change in A-1-L among the samples was set as 100%, and the amount of change in each sample was shown relatively.

なお、第1表において、試料Aは第16図構造の従来例
を、試料Bは第15図構造の比較例を、試料Cは第2図の
構造の実施例を、試料Dは第12図構造の実施例を示す。
また、Rは入力軸を右方に回転させてトルク負荷を開始
した場合の結果を、Lは入力軸を左方に回転させてトル
ク負荷を開始した場合の結果を示す。
In Table 1, Sample A is a conventional example having a structure shown in FIG. 16, Sample B is a comparative example having a structure shown in FIG. 15, Sample C is an example having the structure shown in FIG. An example of the structure is shown.
Further, R shows the result when the torque load is started by rotating the input shaft to the right, and L shows the result when the torque load is started by rotating the input shaft to the left.

上記試験結果から、従来例Aに比べ、本実施例B,C,D
においては、両検出リングの歯の対向端部の面積変動を
表わすインピーダンスの変動が小さくなることから、出
力軸の変形による検出リングの変形が小さく、検出コイ
ルからの出力変動を小さくできることがわかる。
From the above test results, compared with the conventional example A, the present examples B, C, D
In (1), since the variation in impedance that represents the area variation of the opposite ends of the teeth of both detection rings is small, it can be seen that the deformation of the detection ring due to the deformation of the output shaft is small and the output fluctuation from the detection coil can be made small.

前記実施例では検出リングが一対の場合について説明
したが、本考案は複数対の検出リングを備えたトルクセ
ンサに適用できることは言うまでもない。
In the above-described embodiment, the case where the pair of detection rings is described has been described, but it goes without saying that the present invention can be applied to a torque sensor having a plurality of pairs of detection rings.

(考案の効果) 本考案によるトルクセンサによれば、入力軸と出力軸
との各係合部を介する相対回転の規制により、内周係合
部の形成された一方の軸が変形しても、その軸に設けら
れる検出リングの変形を従来よりも小さくでき、その変
形による一対の検出リングの相対変位を小さくでき、セ
ンサ出力の中心値のずれが大きくなるのを防止でき、伝
達トルクと検出トルクの差が許容範囲を超えるといった
問題が生じるのを防止できる。
(Effect of the Invention) According to the torque sensor of the present invention, even if one shaft having the inner peripheral engaging portion is deformed, the relative rotation of the input shaft and the output shaft is restricted via the respective engaging portions. , The deformation of the detection ring provided on the shaft can be made smaller than before, the relative displacement of the pair of detection rings due to the deformation can be made small, and the deviation of the center value of the sensor output can be prevented from increasing, and the transmission torque and detection can be detected. It is possible to prevent the problem that the torque difference exceeds the allowable range.

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

第1図乃至第14図は本考案の実施例に係り、第1図はト
ルクセンサの断面図、第2図は要部の構造説明用断面
図、第3図は出力軸の平面図、第4図は出力軸の縦断面
図、第5図は入力軸の下端の正面図、第6図は入力軸の
底面図、第7図は入力軸の側面図、第8図は異なった実
施例に係る出力軸と検出リングの平面図、第9図は第8
図の出力軸に入力軸を嵌合させた状態での縦断面図、第
10図は異なった実施例に係る出力軸と検出リングの平断
面図、第11図は第10図の出力軸に入力軸を嵌合させた状
態での縦断面図、第12図及び第13図はそれぞれ異なった
実施例に係る出力軸と検出リングの縦断面図、第14図は
電気回路図、第15図は比較例に係るトルクセンサの部分
縦断面図、第16図は従来例に係るトルクセンサの部分縦
断面図である。 3……入力軸、4……トーションバー、5……出力軸、
13……第1検出リング、14……第2検出リング、18……
検出コイル、22……内周係合部、23……外周係合部、3
4,35……切欠。
1 to 14 relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque sensor, FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the structure of essential parts, FIG. 3 is a plan view of an output shaft, and FIG. 4 is a vertical sectional view of the output shaft, FIG. 5 is a front view of the lower end of the input shaft, FIG. 6 is a bottom view of the input shaft, FIG. 7 is a side view of the input shaft, and FIG. 8 is a different embodiment. FIG. 9 is a plan view of the output shaft and the detection ring according to FIG.
Vertical cross-sectional view with the input shaft fitted to the output shaft in the figure,
FIG. 10 is a plan sectional view of an output shaft and a detection ring according to different embodiments, FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the output shaft in FIG. 10 with the input shaft fitted, FIGS. 12 and 13 The drawings are vertical cross-sectional views of the output shaft and the detection ring according to different embodiments, FIG. 14 is an electric circuit diagram, FIG. 15 is a partial vertical cross-sectional view of a torque sensor according to a comparative example, and FIG. 16 is a conventional example. It is a partial longitudinal cross-sectional view of such a torque sensor. 3 ... input shaft, 4 ... torsion bar, 5 ... output shaft,
13 …… First detection ring, 14 …… Second detection ring, 18 ……
Detection coil, 22 ... Inner circumference engaging part, 23 ... Outer circumference engaging part, 3
4,35 …… Notches.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】入力軸と、この入力軸にトーションバーを
介し連結される出力軸と、入力軸と出力軸の各外周に設
けられる少なくとも一対の磁性体製検出リングと、両検
出リングを通過する磁束を発生する検出コイルとを備
え、両検出リングの相対回転に応じた検出コイルからの
出力変化によって、入力軸から出力軸に伝達されるトル
クが検知され、入力軸と出力軸とが、一方の内周と他方
の外周とに形成される係合部を介して嵌合されること
で、両軸の相対回転が一定範囲内に規制されるトルクセ
ンサにおいて、前記内周係合部が形成されている一方の
軸の検出リングに対し、両係合部の係合位置が径方向に
関し重合しないようにされていることを特徴とするトル
クセンサ。
1. An input shaft, an output shaft connected to the input shaft via a torsion bar, at least a pair of magnetic detection rings provided on the outer circumferences of the input shaft and the output shaft, and both detection rings. And a detection coil that generates a magnetic flux, and the torque transmitted from the input shaft to the output shaft is detected by the output change from the detection coil according to the relative rotation of both detection rings, and the input shaft and the output shaft are In the torque sensor in which the relative rotation of both shafts is restricted within a certain range by being fitted through the engaging portions formed on one inner circumference and the other outer circumference, the inner circumference engaging portion is A torque sensor characterized in that the engagement position of both engagement portions is prevented from overlapping in the radial direction with respect to the formed detection ring of one shaft.
【請求項2】入力軸と、この入力軸にトーションバーを
介し連結される出力軸と、入力軸と出力軸の各外周に設
けられる少なくとも一対の磁性体製検出リングと、両検
出リングを通過する磁束を発生する検出コイルとを備
え、両検出リングの相対回転に応じた検出コイルからの
出力変化によって、入力軸から出力軸に伝達されるトル
クが検知され、入力軸と出力軸とが、一方の内周と他方
の外周とに形成される係合部を介して嵌合されること
で、両軸の相対回転が一定範囲内に規制されるトルクセ
ンサにおいて、前記内周係合部が形成されている一方の
軸の外周と、この外周に取付けられる検出リングの内周
との少なくとも一方に、その一方の軸の変形による検出
リングの変形を小さくできるように、切欠が形成されて
いることを特徴とするトルクセンサ。
2. An input shaft, an output shaft connected to the input shaft through a torsion bar, at least a pair of magnetic detection rings provided on the outer circumferences of the input shaft and the output shaft, and both detection rings. And a detection coil that generates a magnetic flux, and the torque transmitted from the input shaft to the output shaft is detected by the output change from the detection coil according to the relative rotation of both detection rings, and the input shaft and the output shaft are In the torque sensor in which the relative rotation of both shafts is restricted within a certain range by being fitted through the engaging portions formed on one inner circumference and the other outer circumference, the inner circumference engaging portion is A notch is formed in at least one of the outer circumference of the formed shaft and the inner circumference of the detection ring attached to the outer circumference so that deformation of the detection ring due to deformation of the one shaft can be reduced. Characterized by Rukusensa.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6467567B2 (en) 1999-11-30 2002-10-22 Koyo Seiko Co., Ltd. Power steering apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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