JPS63109339A - 操舵トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はハンドルが連結された操舵軸に作用する操舵ト
ルクを検出する操舵トルク検出装置に関する。

〈従来の技術〉 操舵トルクを磁気的に検出する従来の操舵トルク検出装
置としては、特公昭５５−２９３７７号に示されたもの
がある。このものでは駆動軸の一部に可撓部を形成し、
この可撓部より車輪操向機構側に駆動軸を包囲する筒体
を取付け、駆動軸の可撓部よりハンドルに近い部分には
、筒体と対向するように検出コイルを設け、駆動軸のね
じれ変位によって、筒体とハンドル側駆動軸が相対回動
して変化する磁気抵抗を検出コイルによって検出してい
る。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、上述のような装置では組付誤差等の要因で筒体
とハンドル側駆動軸とが芯ずれを起していると、ハンド
ルを操作していない状態での検出出力がばらつき、操舵
トルクを正確に検出できず、さらに磁気抵抗を変化させ
る部分が−ケ所なので磁気抵抗の変化の割合が小さく操
舵トルクを検出しすらいといった問題がある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は上述した問題を解決するためになされるもので
、車輪走行機構に連結された駆動軸を弾性軸を介して操
舵軸と連結するとともに、この操舵軸の前記駆動軸側に
は非磁性体より成る第１の回動部材を装着し、この回動
部材の外周面に前記弾性軸の軸線を挟む両側に磁性体よ
り成る突出部材を２個設け、前記駆動軸の前記操舵軸側
には非磁性体からなる第２の回動部材を装着し、この第
２の回動部材には前記突出部材のそれぞれと環状の磁気
通路を形成する磁性体から成る一対の検出部材を前記弾
性軸を挟んで取り付け、前記突出部材と検出部材は前記
操舵軸と駆動軸との間の相対回動によって前記磁気通路
の磁気抵抗を変化させ、かつ第１．第２の回動部材間の
芯ずれ量に応じて磁気抵抗を同じ割合で変化させる構成
とし、前記一対の突出部材と検出部材に励磁を行なう一
対の励磁素子と磁気抵抗の変化を検出する一対の検出素
子を設け、この一対の検出素子の出力を合成し第１．第
２の回動部材の芯ずれによる出力誤差のない検出信号を
得る演算回路を設けたものである。

〈作用〉 ハンドルを操作すると弾性軸にねじれ変位が発生し、操
舵軸と駆動軸に回転差が生じることにより、２組の突出
部材と検出部材との間の磁気抵抗がそれぞれ変化して、
この変化が一対の検出素子で検出され、この検出素子の
出力が演算回路で合成されることにより第１．第２の回
動部材間の芯ずれによる出力誤差のない検出信号を得る
ことができる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を第１図、第２図に基づいて説明す
る。１はハンドルであり、このハンドル１は操舵軸２の
先端に連結されている。操舵軸２は弾性軸３を介して、
駆動軸４に連結され、駆動軸４は囲路の車輪操向機構に
連結されている。操舵軸２の駆動軸４側には、非磁性体
より成る第１の回動部材５が装着されていて、この第１
の回動部材５の外周面５ａには弾性軸３の軸線を挟んで
両側に磁性体より成る突出部材６．７が設けられている
。

、駆動軸４の操舵軸２側には非磁性体から成る第２の回
動部材８が装着され、第２の回動部材８には第１回動部
材５の外周面５ａと対向し、包囲するように形成された
非磁性体から成る筒体部８ａがある。この筒体部８ａの
内壁に突出部材６に対向するように検出部材９が、突出
部材７に対向するように検出部材１０がそれぞれ設けら
れており、突出部材６の両端には弾性軸３の半径方向外
側に突出する突起部６ａ、６ｂが形成されていて、同じ
ように突出部材７の両端にも弾性軸３の半径方向外側に
突出する突起部７ａ、７ｂが形成されている。

検出部材９の突起部６ａが対向する端部には弾性軸３の
軸線に向って突出し、突起部６ａと微小隙間へを持って
先端部が重合する対向部９ａが形成されており、同じよ
うに突起部６ｂには対向部９ｂが微小隙間Ｂを持って、
突起部７ａには対向部１０ｂが微小隙間Ｃを持って、突
出部７ｂには対向部１０ｂが微小隙間りを持ってそれぞ
れ先端部が重合するように形成されている。微小隙間Ａ
。

Ｂ、Ｃ，Ｄは弾性軸３にねじれ変位がないときは全て等
しくされている。検出部材９，１０には、それぞれに励
磁を行うための励磁コイルｌｌａ。

１゛１ｂと、磁気抵抗の変化により変化する磁力を電気
信号に変更する検出コイル１２ａ、１２ｂが巻き付けら
れている。励磁コイルｌｌａ、ｌｌｂには励磁電圧を供
給するためのリード線１３ａ。

１３ｂがスリップリングとブラシを介して接続されてい
る。検出コイル１２ａ、１２ｂには外部に信号をとり出
すためのリード線１４ａ、１４ｂが同様にスリップリン
グとブラシを介して接続されている。

リード線１３ａ、１３ｂは電圧供給源に接続され、リー
ド線１４ａ、１４ｂは入力された信号を減算する演算回
路１６に接続されている。

次に上述した構成に基づいて作用について説明する。励
磁コイル１１ａ、１１ｂに励磁電圧が供給されると、突
出部材６、検出部材９によって形成される磁気通路１７
と、突出部材７、検出部材１０によって形成される磁気
通路１８に磁束が流れ、これにより二次コイル１２ａ、
１２ｂには微小隙間Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに応じた誘起電圧が
発生する。ハンドルが操作されない状態では、微小隙間
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは全て等しい間隔であるので二次コイル
１２ａ、１２ｂに発生する誘起電圧は等しく、演算回路
１６が差動的に働いて合成信号はＯとなる。

この状態でハンドル１を操作すると操舵軸２、弾性軸３
、駆動軸４を介して囲路の車輪操向機構に力が伝達され
る。この伝達の過程において、弾性軸３にはねじれ変位
が発生する。ねじれ変位が弾性軸３に発生することによ
り、突出部材６，７の突起部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂと
検出部材９．１０の対向部材９ａ、９ｂ、１０ａ、１０
ｂが相対変位して微小隙間Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄが変化する。

ここで微小隙間Ａと微小隙間Ｃ１微小隙間Ｂと微小隙間
りはハンドル１を操作する回転方向によって互いに隙間
の増減量が逆となるため、検出コイル１３ａの誘導電圧
の増減と検出コイル１３ｂの誘導電圧の増減は相対的な
量となり、演算回路１６の合成信号はハンドルｌを操作
する回転方向によって正または負の電圧となる。この合
成信号によって誘導電圧に基づいた操舵トルクの大きさ
と操舵方向がヰ食出される。また、第１の回動部材５と
第セの回動部材８の間に芯ずれがあった場合は微小隙間
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは弾性軸３を挟んで対向する微小隙間Ａ
と微小隙間Ｃ１微小隙間Ｂと微小隙間りは同じ間隔だけ
隙間が増減する。この状態で演算回路１６の合成信号は
検出コイル１２ａと検出コイル１２ｂの誘導電圧が差動
的に演算されるため芯ずれによる誘導電圧は打ち消され
てしまう。

次に第１の変形例として第３図に示すように微小隙間Ａ
、　Ｂ、　Ｃ，Ｄの隙間がハンドル１の回転方向により
、全て同じに増減を行なうように突起部６ａ、６ｂ、７
ａ、７ｂと対向部９ａ、９ｂ。

１０ａ、１０ｂを形成し、演算回路１６では検出コイル
１２ａと１２ｂの誘導電圧を加算するようにしても同じ
効果が得られる。また第２変形例として第４図に示すよ
うに、突出部材６，７の形状をくさび状に弾性軸３の軸
線の直交方向に軸線の両側にくさびに形状が逆方向にな
るように設けて、検出部材９．１０は弾性軸３の軸線に
平行な方向から突出部材６．７を挟むように対向部９ａ
、９ｂ、１０ａ、１０ｂを設けるようにしてやり、突出
部材６，７の弾性軸３のねじれ変位による厚みの変化に
よって磁気抵抗を変化させてもよい。

さらに、励磁コイル１１３．１１ｂのかわりに第６図に
示すように突出部材６，７の材質を永久磁石にしたり、
検出コイル１２ａ、１２ｂのかわりにホール素子を使用
してもよい。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明は、駆動軸と操舵軸の弾性軸と
の結合部に第１の回動部材と第２の回動部材を設け、こ
の第１．第２の回動部材に一対の突出部材と検出部材と
を弾性軸の軸線を挟んで両方に設けて第１．第２の回動
部材との間の相対回転によって出力が変化するとともに
、芯ずれ量に応じて同じ方向に出力変化する磁気的なト
ルク検出部とし、この出力に基づいて、第１．第２の回
動部材間の芯ずれによる出力誤差がない出力信号を得る
ようにした演算回路を設けたことによって、検出部を構
成する一対の部材が配置された第１゜第２の回動部材と
の間に芯ずれがあっても磁気抵抗の変化量を操舵トルク
に応じた量で得られるという利点がある。

また、検出部が複数であるため磁気抵抗の変化の割合が
大きく、操舵トルクを検出しやすいという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は第１図
のｎ−ｎ矢視断面図、第３図は本発明の第１変形例を示
す図、第４図は本発明の第２変形例を示す図、第５図は
第４図のＶ−Ｖ矢視断面図、第６図は本発明の第３変形
例を示す図である。 ２・・・操舵軸、３・・・弾性軸、４・・・駆動軸、５
・・・第１の回動部材、６．７・・・突出部材、８・・
・第２の回動部材、１２ａ、１２ｂ・・・検出コイル、
１６・・・演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハンドルが連結された操舵軸に作用する操舵トル
   クを検出する操舵トルク検出装置であって、車輪走行機
   構に連結された駆動軸を弾性軸を介して操舵軸と連結す
   るとともに、この操舵軸の前記駆動軸側には非磁性体よ
   り成る第１の回動部材を装着し、この回動部材の外周面
   に前記弾性軸の軸線を挟む両側に磁性体より成る突出部
   材を２個設け、前記駆動軸の前記操舵軸側には非磁性体
   からなる第２の回動部材を装着し、この第２の回動部材
   には前記突出部材のそれぞれと環状の磁気通路を形成す
   る磁性体から成る一対の検出部材を前記弾性軸を挟んで
   取り付け、前記突出部材と検出部材は前記操舵軸と駆動
   軸との間の相対回動によって前記磁気通路の磁気抵抗を
   変化させ、かつ第１、第２の回動部材間の芯ずれ量に応
   じて磁気抵抗を同じ割合で変化させる構成とし、前記一
   対の突出部材と検出部材に励磁を行なう一対の励磁素子
   と磁気抵抗の変化を検出する一対の検出素子を設け、こ
   の一対の検出素子の出力を合成し第１、第２の回動部材
   の芯ずれによる出力誤差のない検出信号を得る演算回路
   を設けたことを特徴とする操舵トルク検出装置。