JPH02129527A - Steering torque detector - Google Patents

Steering torque detector

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Publication number
JPH02129527A
JPH02129527A JP63284285A JP28428588A JPH02129527A JP H02129527 A JPH02129527 A JP H02129527A JP 63284285 A JP63284285 A JP 63284285A JP 28428588 A JP28428588 A JP 28428588A JP H02129527 A JPH02129527 A JP H02129527A
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JP
Japan
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steering
spring
transmission system
steering wheel
steering torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP63284285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Yamamoto
敏彦 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH02129527A publication Critical patent/JPH02129527A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate spring dimension control by dividing a steering force transmission system into a steering-wheel side transmission system and a steering-gear side transmission system. CONSTITUTION:The transmission system on the side of a steering wheel 2 is rotated by the operation of a handle 26 while causing a U-shaped spring 9 provided in a compressed state to deflect, but a force exceeding the initial force for the compression is required to make the spring 9 deflect. Namely, when the handle 26 is operated, a slightly large reaction force is generated from the beginning. Consequently, when the handle in its stationary state is operated, proper resistance is obtained to have a feeling of neutral in the handle operation. Further, the spring 9 is arranged without requiring large width in the axial direction of a steering shaft 3, so the device is reduced in size. Further, the structure of the spring 9 is simple, so the spring dimension control is extremely easy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハンドル操作時の操舵トルクを検出する操舵
トルク検出装置に関し、主に電動式パワーステアリング
装置において利用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a steering torque detection device for detecting steering torque during steering wheel operation, and is mainly used in an electric power steering device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ハンドル操作をアシストするパワーステアリング装置と
して、従来よりの油圧式、並びに、近年注目されるよう
になった電動式のものが知られている。電動式パワース
テアリング装置においては、必要に応じて電動モータに
よりステアリングシャフトを回転させて、ハンドル操作
のアシストがなされるが、電動モータとステアリングシ
ャフトとが常に連結されていると、ハンドル操作の不要
な場合、即ち、電動モータに通電がなされていない場合
に、電動モータが逆に抵抗となり、却って、ハンドル操
作が重くなる。このため、電動モータとステアリングシ
ャフトとの間での断接を行うクラッチ機構を設け、ハン
ドル操作のアシストが必要な場合にのみ、電動モータと
ステアリングシャフトとを連結するようにしている。こ
のようなりラッチ機構としては、電磁クラッチが一般的
であったが、近年では、クラッチ操作の信鎖性および制
御性を高めるために機械式のクラッチ機構が提案されて
いる。
2. Description of the Related Art As power steering devices for assisting steering wheel operations, there are conventional hydraulic type ones and electric type ones which have been attracting attention in recent years. In an electric power steering device, the electric motor rotates the steering shaft as needed to assist in steering operation. However, if the electric motor and steering shaft are always connected, steering wheel operation becomes unnecessary. In other words, when the electric motor is not energized, the electric motor acts as a resistance, making the steering wheel harder to operate. For this reason, a clutch mechanism is provided that connects and disconnects the electric motor and the steering shaft, and the electric motor and the steering shaft are connected only when assistance with steering wheel operation is required. Although electromagnetic clutches have been common as such latch mechanisms, in recent years, mechanical clutch mechanisms have been proposed to improve the reliability and controllability of clutch operation.

例えば、実開昭59−79466・79467号公報に
開示された電動式動力舵取装置は、ステアリングホイー
ルが上端に取りつけられるアッパーシャフトと、例えば
、ステアリングギアのピニオン軸にその下端が連結され
るロアシャフトと、アッパーシャフトの筒状部内にて、
アッパーシャフトとロアシャフトとを同軸的に弾性的に
連結するトーションバーとを有し、上記ロアシャフト外
周に形成された複数のカム面と、上記ロアシャフト外周
上で回転自在に組み付けられたクラッチハブの内周面と
の間に各々カムフォロアを介装し、これらカムフォロア
をアッパーシャフトに連結されたゲージによって保持し
ている。このような機械式のクラッチ機構においては、
アッパーシャフトとロアシャフト間に相対回転変位が生
じると上記カム面と内周面との間にカムフォロアが挟み
込まれ、模作用によってロアシャフトとクラッチハブと
が同体回転可能となってクラッチハブを介して駆動モー
タの駆動力がロアシャフトに伝達される。
For example, the electric power steering device disclosed in Japanese Utility Model Application Publications Nos. 59-79466 and 79467 has an upper shaft to which a steering wheel is attached at the upper end, and a lower shaft to which the lower end is connected to, for example, a pinion shaft of a steering gear. Inside the shaft and the cylindrical part of the upper shaft,
A clutch hub includes a torsion bar that coaxially and elastically connects the upper shaft and the lower shaft, and is rotatably assembled on the outer periphery of the lower shaft with a plurality of cam surfaces formed on the outer periphery of the lower shaft. A cam follower is interposed between the inner peripheral surface of the upper shaft and the cam follower is held by a gauge connected to the upper shaft. In such a mechanical clutch mechanism,
When a relative rotational displacement occurs between the upper shaft and the lower shaft, the cam follower is sandwiched between the cam surface and the inner circumferential surface, and the lower shaft and the clutch hub are able to rotate together due to the imitation, and the rotation is made through the clutch hub. The driving force of the drive motor is transmitted to the lower shaft.

ここで、上記駆動モータの駆動力の大きさは一定ではな
く、前記相対回転変位の大きさに応じて制御される。即
ち、操舵力のアシストの程度は、操舵トルクの大きさに
応じて決定される。操舵トルクの大きさは、操舵トルク
検出装置によって行われるが、従来の操舵トルク検出装
置は、前記アッパーシャフトとロアシャフト間に設けら
れたトーションバーの捻じれ量(角度)を電気的に検出
するようにしたものであった。
Here, the magnitude of the driving force of the drive motor is not constant, but is controlled according to the magnitude of the relative rotational displacement. That is, the degree of steering force assistance is determined according to the magnitude of the steering torque. The magnitude of the steering torque is determined by a steering torque detection device, and a conventional steering torque detection device electrically detects the amount of twist (angle) of a torsion bar provided between the upper shaft and the lower shaft. It was done like this.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、上記アッパーシャフトとロアシャフト間に上
記トーションバーを設ける構成では、軸方向に長くなり
、操舵トルク検出装置が大型化する。しかも、トーショ
ンバー捻じれが小さい段階ではその反力も小さいので、
ハンドル操作に°°ふらつき°感が生じ、ハンドルの適
当な中立感が得られないという欠点も有していた。
However, in the configuration in which the torsion bar is provided between the upper shaft and the lower shaft, the torsion bar becomes longer in the axial direction, and the steering torque detection device becomes larger. Moreover, when the torsion bar twist is small, the reaction force is small, so
It also had the disadvantage that a feeling of wobbling occurred when operating the steering wheel, and an appropriate neutral feeling of the steering wheel could not be obtained.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る操舵トルク検出装置は、上記の課題を解決
するために、操舵力伝達系をステアリングホイール側伝
達系とステアリングギア側伝達系とに分割し、両伝達系
を弾性体を介して連結し、両伝達系の相対回転変位によ
り操舵トルクを検出するようにした操舵トルク検出装置
において、上記の弾性体はU字形ばねからなり、このU
字形ばねはステアリングシャフトの軸方向に対し直交す
る平面内で弾性変形可能に設けられ且つ予め所定量だけ
圧縮された状態で組み込まれていることを特徴としてい
る。
In order to solve the above problems, the steering torque detection device according to the present invention divides the steering force transmission system into a steering wheel side transmission system and a steering gear side transmission system, and connects both transmission systems via an elastic body. However, in a steering torque detection device that detects steering torque based on the relative rotational displacement of both transmission systems, the above-mentioned elastic body is composed of a U-shaped spring;
The shape spring is provided so as to be elastically deformable within a plane perpendicular to the axial direction of the steering shaft, and is characterized in that it is assembled in a state in which it is compressed by a predetermined amount in advance.

〔作 用〕[For production]

上記の構成において、ハンドル操作によるステアリング
ホイール側伝達系の回転は、圧縮状態に設けられたU字
形ばねの撓みを伴って行われることになるが、圧縮状態
に設けられたU字形ばねを撓ませるには、縮められた分
の初期力を超える力が必要となる。即ち、ハンドルを操
作する際に最初から幾分大きな反力が生じることになる
。これによってハンドル静止状態からハンドル操作に移
る際に適当な手応えが生じ、ハンドル操作に中立感を持
たせることができる。また、U字形ばねはステアリング
シャフトの軸方向に幅をとらずに配されるから、従来の
トーションバーを用いるものから比べると、装置は格段
に小型化されることになる。その上、U字形ばねはその
構造が非常に簡素であることから、ばね寸法管理(ばね
定数管理)が極めて容易である。
In the above configuration, rotation of the steering wheel side transmission system by steering wheel operation is performed with the deflection of the U-shaped spring provided in the compressed state. , a force exceeding the initial force due to the contraction is required. That is, when operating the handle, a somewhat large reaction force is generated from the beginning. As a result, an appropriate response is generated when the steering wheel is moved from a stationary state to a steering wheel operation, and a neutral feeling can be given to the steering wheel operation. Furthermore, since the U-shaped spring is arranged without taking up any width in the axial direction of the steering shaft, the device can be made much smaller in size compared to a conventional device using a torsion bar. Moreover, since the U-shaped spring has a very simple structure, spring size management (spring constant management) is extremely easy.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図ないし第3図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

本発明に係る操舵トルク検出装置は、第2図に示すよう
に、クラッチ機構1と共にステアリングホイール2のボ
ス部において設けられる。ステアリングホイール2は図
示しないステアリングギアに操舵力を伝達するためのス
テアリングシャフト3より分割されてこれと相対回転可
能に設けられている。ステアリングシャフト3の先端部
近傍にはこれと同軸に駆動力中継部材4が配され、この
駆動力中継部材4はそのボス部4aをステアリングシャ
フト3の先端部近傍に嵌合させてナツト25の締結によ
りステアリングシャフト3に固着されてこれと共に回転
するようになっている。
The steering torque detection device according to the present invention is provided at the boss portion of the steering wheel 2 together with the clutch mechanism 1, as shown in FIG. The steering wheel 2 is divided from a steering shaft 3 for transmitting steering force to a steering gear (not shown), and is provided so as to be rotatable relative to the steering shaft 3. A driving force relay member 4 is disposed coaxially near the tip of the steering shaft 3, and this driving force relay member 4 has its boss portion 4a fitted near the tip of the steering shaft 3 to fasten the nut 25. It is fixed to the steering shaft 3 and rotates therewith.

駆動力中継部材4の前面側には、第1図に示すように、
6つのカム面5a・・・を有する六角カム部5が形成さ
れている。六角カム部5の外周側には、これよりも大径
の円形内周面6aを有するリング歯車6が配されており
、このリング歯車6は駆動力中継部材4と同軸に且つ前
記ステアリングホイール2および駆動力中継部材4の外
周面で支持されて回転自在に設けられている。そして、
リング歯車6における上記円形内周面6aと六角カム部
5のカム面5a・・・との間には、それぞれ円筒形状の
カムフォロア7が2個ずつ配されている。−対のカムフ
ォロア7・7間にはコイルばね8が自然長状態で各々介
設され、このコイルばね8の自然長状態で各カムフォロ
ア7とカム面5aおよび円形内周面6aとの間にはそれ
ぞれ微小な間隙が形成されるようになっている。
As shown in FIG. 1, on the front side of the driving force relay member 4,
A hexagonal cam portion 5 having six cam surfaces 5a is formed. A ring gear 6 having a circular inner circumferential surface 6a with a larger diameter than the hexagonal cam portion 5 is disposed on the outer circumferential side of the hexagonal cam portion 5. This ring gear 6 is coaxial with the driving force relay member 4 and is connected to the steering wheel 2. and is rotatably supported by the outer peripheral surface of the driving force relay member 4. and,
Two cylindrical cam followers 7 are arranged between the circular inner peripheral surface 6a of the ring gear 6 and the cam surfaces 5a of the hexagonal cam portion 5, respectively. - A coil spring 8 is interposed between the pair of cam followers 7 in a natural length state, and in the natural length state of the coil spring 8, there is a gap between each cam follower 7 and the cam surface 5a and the circular inner circumferential surface 6a. A minute gap is formed in each.

前記のステアリングホイール2の下面側には、第3図に
示すように、上記一対のカムフォロア7・7およびコイ
ルばね8がそれぞれ収まる保合穴2a・・・が合計6ケ
所円周状に形成されると共に、駆動力中継部材4におけ
る六角カム部5の中央部に形成された略円形穴5bに嵌
合する円弧状突起部2b・2cが対向配置に形成されて
いる0円弧状突起部2b・2c間に対応する位置には、
弾性体としてのU字形ばね9がステアリングシャフト3
の軸方向と直交する平面内で弾性変形し得るように、且
つ、この弾性変形が前記のボス部4aによって干渉され
ないように配設されている。U字形ばね9は上記略円形
穴5bにおける上記円弧状突起部2b・2c間に対応す
る部位に形成された切欠部5c・5dにて圧縮状態に係
止されており、この圧縮係止状態においてU字形ばね9
の一端側9aの近傍箇所は円弧状突起部2bの側端面に
、他端側9bの近傍箇所は円弧状突起部2cの側端面に
それぞれ当接されている。
As shown in FIG. 3, on the lower surface side of the steering wheel 2, a total of six retaining holes 2a are formed in a circumferential shape in which the pair of cam followers 7, 7 and the coil spring 8 are accommodated, respectively. At the same time, arc-shaped protrusions 2b and 2c that fit into the substantially circular hole 5b formed in the center of the hexagonal cam part 5 in the driving force relay member 4 are formed in opposing arrangement. At the position corresponding to 2c,
The U-shaped spring 9 as an elastic body is attached to the steering shaft 3.
The boss portion 4a is arranged so that it can be elastically deformed in a plane orthogonal to the axial direction thereof, and this elastic deformation is not interfered with by the boss portion 4a. The U-shaped spring 9 is locked in a compressed state at cutouts 5c and 5d formed in the substantially circular hole 5b at locations corresponding to the arcuate protrusions 2b and 2c, and in this compressed and locked state, U-shaped spring 9
A portion near one end side 9a is in contact with a side end surface of the arcuate projection 2b, and a portion near the other end side 9b is in contact with a side end surface of the arcuate projection 2c.

上記一端側9aを有するU字形ばね9の一方の腕部と上
記円弧状突起部2bとの間には、第1ビン10が立設さ
れ、この第1ビン10は前記の駆動力中継部材4に固定
されている。また、円弧状突起部2b上には第2ビン1
1が立役固定されている。なお、これら第1ビン10、
第2ビン11、前記のステアリングシャフト3、および
後述の駆動モータ19の回転軸19aの各々の中心を結
ぶ線は直線となっている。
A first bin 10 is erected between one arm of the U-shaped spring 9 having the one end side 9a and the arcuate protrusion 2b, and this first bin 10 is connected to the driving force relay member 4. Fixed. Further, a second bottle 1 is provided on the arcuate protrusion 2b.
1 is fixed as Tachiyaku. Note that these first bins 10,
A line connecting the centers of the second bin 11, the above-mentioned steering shaft 3, and the rotating shaft 19a of the drive motor 19 (described later) is a straight line.

前記U字形ばね9上には、操舵トルク検出部材12が上
記の第1ビン10に嵌合されて回動自在に設けられてい
る。操舵トルク検出部材12の後端側は、第2ビン11
に係合されて前記ステアリングホイール2の回転力を受
けるようになっている。また、操舵トルク検出部材12
の中心部にはその移動を許容するために前記ボス部4a
に対応した逃げ孔12aが形成されている。操舵トルク
検出部材12の先端側12bは前記他端側9bを有する
U字形ばね9の他方の腕部と上記円弧状突起部2Cとの
間に位置しており、かかる先端側12bには導電材料か
らなるU字状のブラシ13が固着されている。このブラ
シ13は前記駆動力中継部材4上に固着されている抵抗
器14の抵抗部14aと導電部14bとを跨ぐように一
方の先端が抵抗部14aに、他方の先端が導電部14b
にそれぞれ接触されている。よって、操舵トルク検出部
材12の回動によるブラシ13の移動により抵抗部14
aとブラシ13と導電部14bとを結ぶ回路の抵抗値が
変化し、これによって操舵トルクが検出されるようにな
っている。なお、操舵トルク検出部材12の先端側12
bの移動軌跡に対応して円弧状突起部2cには円弧状の
切欠部が形成されている。
A steering torque detection member 12 is rotatably provided on the U-shaped spring 9 and is fitted into the first bin 10 . The rear end side of the steering torque detection member 12 has a second bin 11
The steering wheel 2 is engaged with the steering wheel 2 to receive the rotational force of the steering wheel 2. In addition, the steering torque detection member 12
The boss portion 4a is provided at the center of the 4a to allow its movement.
A corresponding relief hole 12a is formed. The tip side 12b of the steering torque detection member 12 is located between the other arm of the U-shaped spring 9 having the other end side 9b and the arcuate protrusion 2C, and the tip side 12b is coated with a conductive material. A U-shaped brush 13 consisting of is fixed. This brush 13 is arranged so that it straddles the resistive part 14a and the conductive part 14b of the resistor 14 fixed on the driving force relay member 4, with one tip connected to the resistive part 14a and the other tip connected to the conductive part 14b.
have been contacted by each. Therefore, due to the movement of the brush 13 due to the rotation of the steering torque detection member 12, the resistance portion 14
The resistance value of the circuit connecting the brush 13, the brush 13, and the conductive portion 14b changes, and the steering torque is thereby detected. Note that the tip side 12 of the steering torque detection member 12
An arcuate notch is formed in the arcuate protrusion 2c corresponding to the movement locus b.

また、駆動力中継部材4の背面側にはステアリングシャ
フト3と同軸に円筒部4bが形成されており、この円筒
部4bの外周側には大径のボールベアリング15を介し
て保持部材16が設けられている。保持部材16の保持
部16aには小径のボールベアリング17が嵌合され、
このボールベアリング17にてビニオン歯車18が回転
自在に支持され、且つ、このビニオン歯車18が前記リ
ング歯車6の歯部6bに歯合されるように配置されてい
る。これにより、ビニオン歯車18とリング歯車6との
位置関係が確固なものとなり、それらの歯合において歯
飛びなどが生ずるのが防止されている。また、保持部1
6aにはモータ支持部材20が嵌合されており、このモ
ータ支持部材20により駆動モータ19の先端部側が支
持されている。モータ支持部材20の中空部内において
前記のビニオン歯車18と駆動モータ19の回転軸19
aとが連結されている。そして、駆動モータ19の後端
側は、ブラケット21を介してステアリングシャフト3
の外周側に設けられた外筒22に固着されている。
Further, a cylindrical portion 4b is formed on the back side of the driving force relay member 4 coaxially with the steering shaft 3, and a holding member 16 is provided on the outer circumferential side of this cylindrical portion 4b via a large diameter ball bearing 15. It is being A small diameter ball bearing 17 is fitted into the holding portion 16a of the holding member 16.
A pinion gear 18 is rotatably supported by the ball bearing 17, and is arranged so as to mesh with the tooth portion 6b of the ring gear 6. As a result, the positional relationship between the pinion gear 18 and the ring gear 6 is established, and tooth skipping and the like are prevented from occurring in their meshing. In addition, the holding part 1
A motor support member 20 is fitted to 6a, and the front end side of the drive motor 19 is supported by this motor support member 20. The pinion gear 18 and the rotation shaft 19 of the drive motor 19 are connected in the hollow part of the motor support member 20.
a is connected. The rear end side of the drive motor 19 is connected to the steering shaft 3 via a bracket 21.
It is fixed to an outer cylinder 22 provided on the outer peripheral side of.

上記の構成において、ハンドル26が操作されてステア
リングホイール2が回転されると、ステアリングホイー
ル2の下面側にある係合穴2a・・・のカムフォロア7
に対する相対位置が変化し、回転方向上流側のカムフォ
ロア7が先ず保合穴2aの壁面に押されて移動し、この
移動によりコイルばね8に付勢力が生じ、この付勢力に
よって回転方向下流側のカムフォロア7が移動する。す
ると下流側のカムフォロア7が功ム面5aと円形内周面
6aとの間に噛み込み、喫作用によって駆動力中継部材
4とリング歯車6とが同体回転可能となる。よって、前
記駆動モータ19の回転力が回転fm 19 a→ピニ
オン歯車18→リング歯車6→駆動力中継部材4を経て
ステアリングシャフト3に伝達されて、ハンドル操作の
アシストが行われることになる。また、ハンドル操作の
アシストなどが行われて相対回転変位がなくなったとき
は、カムフォロア7におけるカム面5aと円形内周面6
aとの間の噛み込みが解除され、リング歯車6と駆動力
中継部材4との同体回転状態が解除され、このようにし
てクラッチ機構1におけるクラッチ動作が行われる。な
お、下流側のカムフォロア7がカム面5aと円形内周面
6aとの間に噛み込んだ後もコイルばね8の縮小によっ
てステアリングホイール2の回転が許容されるので、ス
テアリングホイール2と駆動力中継部材4との相対回転
変位検出がまだ行えるようになっている。
In the above configuration, when the steering wheel 2 is rotated by operating the handle 26, the cam followers 7 of the engagement holes 2a on the lower surface side of the steering wheel 2 are rotated.
The relative position of the cam follower 7 on the upstream side in the rotational direction changes, and the cam follower 7 on the upstream side in the rotational direction is first pushed against the wall surface of the retaining hole 2a and moves.This movement generates a biasing force on the coil spring 8, and this biasing force causes the cam follower 7 on the downstream side in the rotational direction to move. Cam follower 7 moves. Then, the cam follower 7 on the downstream side is caught between the cam surface 5a and the circular inner circumferential surface 6a, and the driving force relay member 4 and the ring gear 6 can rotate together due to the drafting force. Therefore, the rotational force of the drive motor 19 is transmitted to the steering shaft 3 via the rotation fm 19 a → pinion gear 18 → ring gear 6 → drive force relay member 4, thereby assisting steering wheel operation. In addition, when the relative rotational displacement is eliminated due to assistance in steering wheel operation, etc., the cam surface 5a of the cam follower 7 and the circular inner circumferential surface 6
The engagement between the ring gear 6 and the driving force relay member 4 is released, and the state in which the ring gear 6 and the driving force relay member 4 rotate together is released, and in this way, the clutch operation in the clutch mechanism 1 is performed. Note that even after the downstream cam follower 7 is caught between the cam surface 5a and the circular inner circumferential surface 6a, the rotation of the steering wheel 2 is allowed due to the contraction of the coil spring 8, so that the steering wheel 2 and the driving force are relayed. Relative rotational displacement with the member 4 can still be detected.

一方、前記ステアリングホイール2の回転によって、ス
テアリングホイール2と駆動力中継部材4との間で相対
回転変位が生じるが、ステアリングホイール2が例えば
、図中反時計方向に回転すると、円弧状突起部2bはU
字形ばね9を撓ませながら移動し、これに伴って第2ビ
ン11が移動して操舵トルク検出部材12が第1ピンl
Oを支点にして反時計方向に回動する。操舵トルク検出
部材12の回動により、その先端側12bのブラシ13
が移動し、このブラシ13と抵抗器14とで形成される
回路に抵抗変化が生じて操舵トルクが検出される。この
検出値に基づいて駆動モータ19のON・OF旦並びに
出力の大小がおよび回転方向などが制御される。ここで
、第1ビン10の中心から第2ビン11の中心までの距
離に対し、第1ビン10から操舵トルク検出部材12の
先端側12bまでの距離が大きく設定されており、第2
ビン11の移動量が操舵トルク検出部材12の先端側1
2bで増幅されるので、操舵トルクの検出が容易且つ確
実となる。
On the other hand, as the steering wheel 2 rotates, a relative rotational displacement occurs between the steering wheel 2 and the driving force relay member 4, but when the steering wheel 2 rotates, for example, counterclockwise in the figure, the arcuate protrusion 2b is U
It moves while bending the shape spring 9, and accordingly, the second bin 11 moves and the steering torque detection member 12 moves to the first pin l.
Rotate counterclockwise using O as a fulcrum. Due to the rotation of the steering torque detection member 12, the brush 13 on the tip side 12b
moves, a resistance change occurs in the circuit formed by the brush 13 and the resistor 14, and the steering torque is detected. Based on this detected value, the ON/OFF times of the drive motor 19, the magnitude of the output, the rotation direction, etc. are controlled. Here, the distance from the first bin 10 to the tip side 12b of the steering torque detection member 12 is set larger than the distance from the center of the first bin 10 to the center of the second bin 11, and
The amount of movement of the bottle 11 is the tip side 1 of the steering torque detection member 12.
2b, the steering torque can be easily and reliably detected.

ここで、ステアリングホイール2の回転は、圧縮状態に
設けられたU字形ばね9の撓みを伴って行われることに
なるが、圧縮状態に設けられたU字形ばね9を撓ませる
には、縮められた分の初期力を超える力が必要となる。
Here, the rotation of the steering wheel 2 is performed with the deflection of the U-shaped spring 9 provided in the compressed state, but in order to deflect the U-shaped spring 9 provided in the compressed state, the U-shaped spring 9 provided in the compressed state must be compressed. A force exceeding the initial force is required.

即ち、ハンドル26を操作する際に最初から幾分大きな
反力が生じることになる。これによってハンドル静止状
態からハンドル操作に移る際に適当な手応えが生じ、ハ
ンドル操作に中立感を持たせることができる。また、U
字形ばね9はステアリングシャフト3の軸方向には非常
に短いものだから、ステアリングホイール2のボス部に
コンパクトに収まることができる。この点、従来のトー
ションバーを用いるものから比べると、装置は格段に小
型化されることになる。その上、U字形ばね9はその構
造が非常に簡素であることから、ばね寸法管理(ばね定
数管理)が極めて容易である。しかも、本実施例では、
六角カム部5における略円形穴5bの切欠部5c・5d
にU字形ばね9を押し込むだけの簡単な構造であるから
、組み立てが容易であると共に自動組み立てにも簡単に
対応でき、製造コストの低減も図ることができる。なお
、上記のU字形ばね9の断面形状は矩形、円形等いずれ
でもよいものである。また油圧式のパワーステアリング
装置においても適用できるものであり、さらに、本実施
例では操舵トルク検出装置はステアリングホイール2の
ボス部に設けたが、これに限らず、ステアリングシャフ
ト3を中間部でこれを分割してこの間に設けるようにし
てもよいものである。
That is, when operating the handle 26, a somewhat large reaction force will be generated from the beginning. As a result, an appropriate response is generated when the steering wheel is moved from a stationary state to a steering wheel operation, and a neutral feeling can be given to the steering wheel operation. Also, U
Since the shape spring 9 is very short in the axial direction of the steering shaft 3, it can be compactly accommodated in the boss portion of the steering wheel 2. In this respect, the device is much smaller than the conventional device using a torsion bar. Moreover, since the U-shaped spring 9 has a very simple structure, spring size management (spring constant management) is extremely easy. Moreover, in this example,
Notches 5c and 5d of the substantially circular hole 5b in the hexagonal cam portion 5
Since it has a simple structure in which the U-shaped spring 9 is pushed in, it is easy to assemble and can be easily adapted to automatic assembly, thereby reducing manufacturing costs. Note that the cross-sectional shape of the above-mentioned U-shaped spring 9 may be any shape such as rectangular or circular. It can also be applied to a hydraulic power steering device. Furthermore, in this embodiment, the steering torque detection device is provided at the boss portion of the steering wheel 2, but the invention is not limited to this. It is also possible to divide it and provide it between them.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る操舵トルク検出装置は、以上のように、操
舵力伝達系をステアリングホイール側伝達系とステアリ
ングギア側伝達系とに分割し、両伝達系を弾性体を介し
て連結し、両伝達系の相対回転変位により操舵トルクを
検出するようにした操舵トルク検出装置において、上記
の弾性体はU字形ばねからなり、このU字形ばねはステ
アリングシャフトの軸方向に対し直交する平面内で弾性
変形可能に設けられ且つ予め所定量だけ圧縮された状態
で組み込まれている構成である。
As described above, the steering torque detection device according to the present invention divides the steering force transmission system into a steering wheel side transmission system and a steering gear side transmission system, and connects both transmission systems via an elastic body. In a steering torque detection device that detects steering torque based on relative rotational displacement of the system, the elastic body is composed of a U-shaped spring, and this U-shaped spring is elastically deformed in a plane perpendicular to the axial direction of the steering shaft. This configuration is possible and is installed in a state compressed by a predetermined amount in advance.

これにより、ハンドル静止状態からハンドル操作に移る
際に適当な手応えが生じ、ハンドル操作に中立感を持た
せることができる。また、U字形ばねはステアリングシ
ャフトの軸方向に幅をとらずに配されるから、従来のト
ーションバーを用いるものから比べると、装置は格段に
小型化されることになる。その上、U字形ばねはその構
造が非常に簡素であることから、ばね寸法管理(ばね定
数管理)が極めて容易であるという効果も併せて奏する
As a result, an appropriate response is generated when the steering wheel is moved from a stationary state to a steering wheel operation, and a neutral feeling can be given to the steering wheel operation. Furthermore, since the U-shaped spring is arranged without taking up any width in the axial direction of the steering shaft, the device can be made much smaller in size compared to a conventional device using a torsion bar. Furthermore, since the U-shaped spring has a very simple structure, it also has the effect that spring size management (spring constant management) is extremely easy.

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

第1図ないし第3図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第1図はクラッチ機構を含む操舵トルク検出装置
の内部構造を示す平面図、第2図はクラッチ機構を含む
操舵トルク検出装置の断面図、第3図はクラッチ機構を
含む操舵トルク検出装置の概略の分解斜視図である。 1はクラッチ機構、2はステアリングホイール(ステア
リングホイール側伝達系)、3はステアリングシャフト
(ステアリングギア側伝達系)、4は駆動力中継部材(
ステアリングギア側伝達系)、5は六角カム部、6はリ
ング歯車、7はカムフォロア、9はU字形ばね、10は
第1ビン、11は第2ピン、12は操舵トルク検出部材
、13はブラシ、14は抵抗器、15はボールベアリン
グ16は保持部材、17はポールベアリング、18はビ
ニオン歯車、19は駆動モータである。 第 1 図
1 to 3 show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a plan view showing the internal structure of a steering torque detection device including a clutch mechanism, and FIG. 2 is a plan view showing an internal structure of a steering torque detection device including a clutch mechanism. A sectional view of the torque detection device, and FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the steering torque detection device including a clutch mechanism. 1 is a clutch mechanism, 2 is a steering wheel (steering wheel side transmission system), 3 is a steering shaft (steering gear side transmission system), 4 is a driving force relay member (
Steering gear side transmission system), 5 is a hexagonal cam part, 6 is a ring gear, 7 is a cam follower, 9 is a U-shaped spring, 10 is a first pin, 11 is a second pin, 12 is a steering torque detection member, 13 is a brush , 14 is a resistor, 15 is a ball bearing 16 is a holding member, 17 is a pole bearing, 18 is a pinion gear, and 19 is a drive motor. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.操舵力伝達系をステアリングホイール側伝達系とス
テアリングギア側伝達系とに分割し、両伝達系を弾性体
を介して連結し、再伝達系の相対回転変位により操舵ト
ルクを検出するようにした操舵トルク検出装置において
、 上記の弾性体はU字形ばねからなり、このU字形ばねは
ステアリングシャフトの軸方向に対し直交する平面内で
弾性変形可能に設けられ且つ予め所定量だけ圧縮された
状態で組み込まれていることを特徴とする操舵トルク検
出装置。
1. A steering system in which the steering force transmission system is divided into a steering wheel side transmission system and a steering gear side transmission system, both transmission systems are connected via an elastic body, and the steering torque is detected by the relative rotational displacement of the retransmission system. In the torque detection device, the above-mentioned elastic body consists of a U-shaped spring, and this U-shaped spring is provided so that it can be elastically deformed in a plane orthogonal to the axial direction of the steering shaft, and is assembled in a state in which it is compressed by a predetermined amount in advance. A steering torque detection device characterized in that:
JP63284285A 1988-11-09 1988-11-09 Steering torque detector Pending JPH02129527A (en)

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