JPH03123831A - Steering torque detecting device - Google Patents

Steering torque detecting device

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Publication number
JPH03123831A
JPH03123831A JP26270389A JP26270389A JPH03123831A JP H03123831 A JPH03123831 A JP H03123831A JP 26270389 A JP26270389 A JP 26270389A JP 26270389 A JP26270389 A JP 26270389A JP H03123831 A JPH03123831 A JP H03123831A
Authority
JP
Japan
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steering
steering wheel
driving force
relay member
force relay
Prior art date
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Pending
Application number
JP26270389A
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.)
TOYO EITETSUKU KK
Original Assignee
TOYO EITETSUKU KK
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Filing date
Publication date
Application filed by TOYO EITETSUKU KK filed Critical TOYO EITETSUKU KK
Priority to JP26270389A priority Critical patent/JPH03123831A/en
Publication of JPH03123831A publication Critical patent/JPH03123831A/en
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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the size of the device, to obtain a feeling of the neutral state of a steering wheel, and to obtain the detecting device which accurately operates by arranging an elastic body on the inner peripheral side of a cam part and giving rotational resistance by the rotation of the steering wheel. CONSTITUTION:A polygonal cam part 5 which has six cam surfaces 5a on the front is made to project and formed on a driving force relaying member 4 and a projection 52 is formed integrally at the inner peripheral part of the cam part 5. Further, a U-shaped spring 9 as the elastic body is arranged inside the inner peripheral surface 5b on the center side of the cam part 5 so as to deform elastically in a plane crossing the axial direction of the steering shaft 3 at right angles. Then when the steering wheel 2 is rotated, the U-shaped spring 9 which has one end part coupled with the wheel deflects to generate the rotational resistance and rotates relatively with the relaying member 4 fixed to the steering shaft 3 and a steering torque detection member 14 detects the quantity of the relative rotation. In response to the detection, a driving motor 19 rotates the relaying member 4 to assist steering wheel operation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、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操舵トルク検出装置に関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a steering torque detection device for detecting steering torque during steering wheel operation, and mainly relates to a steering torque detection device used in an electric power steering device. It is.

(従来の技術) 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、従来油圧式並びに電動式のものが知られている。
(Prior Art) Hydraulic type and electric type power steering devices are conventionally known as power steering devices that assist steering wheel operation.

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
ドル操作のアシストが不要な場合、すなわち電動モータ
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、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なうクラ
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。
In an electric power steering device, the steering shaft is rotated by the electric motor as needed to assist in steering operation. However, if the electric motor and steering shaft are always connected, the assistance in steering operation becomes impossible. When it is not necessary, that is, when the electric motor is not energized, the electric motor acts as a resistance, making it difficult to operate the steering wheel. For this reason, a clutch mechanism is provided to connect and disconnect 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.

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、近年はクラッチ操作の信頼性および制御
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。
Although electromagnetic clutches have been common as such latch mechanisms, mechanical clutch mechanisms have been proposed in recent years to improve the reliability and controllability of clutch operation.

例えば、実開昭59−79467号公報に開示された電
動式動力舵取り装置は、ステアリングホイールが上端に
取付けられるアッパーシャフトと、ステアリングギアの
ビニオン軸にその下端が連結されるロアシャフトと、こ
のアッパーシャフトの筒状部内でアッパーシャフトとロ
アシャフトとを同軸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
介在させ、これらカムフォロアをアッパーシャフトに連
結されたケ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
シャフトとの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一体回転可能とな
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 Publication No. 59-79467 includes an upper shaft to which the steering wheel is attached at the upper end, a lower shaft to which the lower end is connected to the pinion shaft of the steering gear, and the upper shaft to which the steering wheel is attached. It has a torsion bar that elastically connects the upper shaft and the lower shaft coaxially within the cylindrical part of the shaft, and is rotatable on the outer periphery of the lower shaft with a plurality of cam surfaces formed on the outer periphery of the lower shaft. Cam followers are interposed between the clutch hub and the inner peripheral surface of the assembled clutch hub, and these cam followers are held by a cage 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 peripheral surface, and the lower shaft and clutch hub are imitated. and can rotate together, and the driving force of the drive motor is transmitted to the lower shaft via the clutch hub.

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、上記相対回転変位の大きさに応じて一1tlOされ
る。すなわ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なわれるが、従来の操舵ト
ルク検出装置は、上記アッパーシャフトとロアシャフト
との間に設けられたトーションバーの捩じれ量(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 varies depending on the magnitude of the relative rotational displacement. That is, the degree of steering force assist is determined according to the magnitude of the steering torque. The magnitude of the steering torque is determined by a steering torque detection device, but conventional steering torque detection devices measure the amount of twist (angle) of the torsion bar provided between the upper shaft and the lower shaft.
was designed to be detected electrically.

〔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との間
に上記トーションバーを設ける構成では、軸方向に長い
構成となり、操舵トルク検出装置が大型化する。しかも
、トーションバーはね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がある
However, in the configuration in which the torsion bar is provided between the upper shaft and the lower shaft, the configuration is long in the axial direction, resulting in an increase in the size of the steering torque detection device. Moreover, the reaction force of the torsion bar is small when the torsion is small, so a feeling of wobbling may occur when operating the steering wheel.
The disadvantage is that it is not possible to obtain an appropriate neutral feel from the handle.

また、ステアリングホイールから駆動力中継部材に回転
力を伝達する際に、各部材間の相対回転の際の摩擦力に
バラツキがあるために、操舵力の検出精度が悪く、ハン
ドルの操作フィーリングが悪いという欠点もあった。
Additionally, when transmitting rotational force from the steering wheel to the driving force relay member, there are variations in the frictional force during relative rotation between each member, resulting in poor steering force detection accuracy and poor steering feel. It also had some drawbacks.

この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れたものであり、装置を格段に小型化するとともに、ハ
ンドルの中立感もあり、正確な作動がなされる操舵トル
ク検出装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in order to eliminate such conventional drawbacks, and an object of the present invention is to provide a steering torque detection device that is significantly smaller in size, provides a neutral feeling to the steering wheel, and operates accurately. The purpose is to

(1題を解決するための手段〕 この発明は、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、ステアリングシャフトに固着された駆動力中
継部材と、この駆動力中継部材と同軸にステアリングシ
ャフトに対して回転可能に取付けられたステアリングホ
イールと、上記駆動力中継部材の外周部に回転可能に配
置されたリング部材と、このリング部材に対して回転力
を付与する駆動モータとを有し、上記駆動力中継部材に
はステアリングシャフトの軸方向に突出して外周面にカ
ム面を有するカム部が形成され、このカム面と上記リン
グ部材の内周面とは、ステアリングホイールが駆動力中
継部材に対して一定量以上相対回転することによりカム
フォロアを介して互いに結合されるとともに相対回転量
が一定量以下になると結合が外れるように構成され、こ
のカム部の内周側には弾性体が配置されてステアリング
ホイールの回転によって弾性変形して回転抵抗が付与さ
れるように構成され、上記駆動力中継部材とリング部材
との間、およびリング部材とステアリングホイールとの
間にはベアリングが介在されているものである。
(Means for solving one problem) This invention divides a 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 the relative rotational displacement of It has a steering wheel, a ring member rotatably disposed on the outer periphery of the driving force relay member, and a drive motor that applies rotational force to the ring member, and the driving force relay member includes a steering shaft. A cam part is formed that protrudes in the axial direction and has a cam surface on the outer peripheral surface, and this cam surface and the inner peripheral surface of the ring member are arranged so that the steering wheel rotates relative to the driving force relay member by a certain amount or more. The cam parts are connected to each other via a cam follower, and are disconnected when the amount of relative rotation falls below a certain amount.An elastic body is placed on the inner circumference of this cam part, and the cam part is elastically deformed by rotation of the steering wheel. Bearings are interposed between the driving force relay member and the ring member and between the ring member and the steering wheel.

また、上記駆動力中継部材の背面にベアリングを介して
支持リングを配置し、ステアリングホイールと上記支持
リングとをボルトによって締付けることによりリング部
材とステアリングホイールおよび駆動力中継部材とをベ
アリングを介して保持するように構成することが好まし
い。
Further, a support ring is placed on the back of the driving force relay member through a bearing, and the steering wheel and the support ring are tightened with bolts to hold the ring member, the steering wheel, and the driving force relay member through the bearing. It is preferable to configure it so that.

〔作用〕[Effect]

上記構成では、ハンドル操作によりステアリングホイー
ルが回転すると、これに一端部が結合されたU字形バネ
そなどの弾性体にたわみが生じて回転抵抗が生じるとと
もに、ステアリングシャフトに固定された駆動力中継部
材との間に相対的な回転がなされ、この相対的な回転の
量が操舵トルク検出部材によって検出される。そしてこ
の検出に応じて、駆動モータから駆動力中継部材に回転
力が付与されてハンドル操作のアスシトがなされる。
In the above configuration, when the steering wheel is rotated by operating the steering wheel, the elastic body such as the U-shaped spring holder, which is connected at one end to the steering wheel, is deflected and rotational resistance is generated, and the driving force relay member fixed to the steering shaft is also deflected. A relative rotation is made between the steering wheel and the steering wheel, and the amount of this relative rotation is detected by the steering torque detection member. In response to this detection, rotational force is applied from the drive motor to the drive force relay member to assist in steering operation.

またステアリングホイールの回転によりリング部材とス
テアリングホイールおよび駆動力中継部材との間に相対
回転が生じるが、各部材間にはベアリングが介在されて
いるために、部材間の相対回転の際の抵抗は小さく、し
かもその抵抗のバラツキも小さい。
Furthermore, relative rotation occurs between the ring member, the steering wheel, and the driving force relay member due to the rotation of the steering wheel, but since bearings are interposed between each member, the resistance during relative rotation between the members is It is small, and the variation in resistance is also small.

また上記弾性体にコンパクトな構成のU字形バネを使用
した場合は、わずかな回転に対しても比較的大きな反力
を生じさせることができ、このため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。
In addition, if a U-shaped spring with a compact structure is used as the elastic body, it is possible to generate a relatively large reaction force even with a slight rotation, which makes it suitable for moving the handle from a stationary state to operating the handle. This gives a good feel to the steering wheel, giving a neutral feel to the steering wheel.

〔実施例〕〔Example〕

第1図〜第3図において、操舵トルク検出装置は、ステ
アリングホイール2のボス部にクラッチ機構1が設けら
れて構成されている。この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に対して相対回転可能に結合さ
れている。ステアリングシャフト3の先端部には駆動力
中継部材4が外嵌され、この駆動力中継部材4のボス部
4aがナツト25の締結によりステアリングシャフト3
に固着されている。
In FIGS. 1 to 3, the steering torque detection device includes a clutch mechanism 1 provided in a boss portion of a steering wheel 2. As shown in FIGS. This steering wheel 2 is
It is coupled so as to be relatively rotatable to a steering shaft 3 for transmitting steering force to a steering gear (not shown). A driving force relay member 4 is fitted onto the tip of the steering shaft 3, and a boss portion 4a of the driving force relay member 4 is connected to the steering shaft 3 by fastening a nut 25.
is fixed to.

ステアリングホイール2は、ハンドル26と、これに結
合された環状の操作部材22と、この操ルト71用の穴
22aが周方向に複数個形成され、また操作部材22の
裏側には、第4図に示すように操作部材22と一体に周
方向に6箇所の突起24が断続的に形成され、この突起
24は操作部材22に沿う円弧状に配置され、各突起2
4の側面24aが相対向している。また操作部材22は
、周方向の一部に中心方向に突出する突起23と突起2
8とが形成されている。この突起23には後述のU字形
バネ9の一端部が嵌入される係止溝29が形成されてい
る。
The steering wheel 2 includes a handle 26, an annular operating member 22 coupled to the handle, and a plurality of holes 22a for the steering wheel 71 formed in the circumferential direction. As shown in the figure, six protrusions 24 are intermittently formed in the circumferential direction integrally with the operating member 22, and these protrusions 24 are arranged in an arc shape along the operating member 22, and each protrusion 2
The side surfaces 24a of No. 4 are opposite to each other. Further, the operating member 22 has a protrusion 23 and a protrusion 23 that protrude toward the center in a part of the circumferential direction.
8 is formed. This protrusion 23 is formed with a locking groove 29 into which one end of a U-shaped spring 9 (described later) is fitted.

駆動力中継部材4にはその前面側に、第2図および第3
図に示すように、6つのカム面5aを有する多角カム部
5が突出して形成され、この多角カム部5の内周部には
中心方向に突出する突起52が一体に形成され、この突
起52に後述のU字形バネ9の一端部が嵌入される係止
溝59が形成されている。また多角カム部5の中央側に
は円弧面を形成する内周面5bが形成され、この内周面
5bの内側には、弾性体としてのU字形バネ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、かつこの弾性変形が上記ボス部4aによ
って干渉されないように配置されている。また駆動力中
継部材4の外周には後述のようにベアリング受けとなる
鍔部55が形成されている。
The driving force relay member 4 has a front side shown in FIGS. 2 and 3.
As shown in the figure, a protruding polygonal cam portion 5 having six cam surfaces 5a is formed, and a protrusion 52 protruding toward the center is integrally formed on the inner peripheral portion of the polygonal cam portion 5. A locking groove 59 is formed in which one end of a U-shaped spring 9, which will be described later, is fitted. Further, an inner circumferential surface 5b forming an arcuate surface is formed on the center side of the polygonal cam portion 5, and a U-shaped spring 9 as an elastic body is perpendicular to the axial direction of the steering shaft 3 inside this inner circumferential surface 5b. The boss portion 4a is arranged so as to be able to elastically deform within a plane, and so that this elastic deformation is not interfered with by the boss portion 4a. Further, a flange portion 55 is formed on the outer periphery of the driving force relay member 4 to serve as a bearing receiver as described later.

上記多角カム部5の外周側には、これよりも大径のリン
グ部材6が配置され、このリング部材6の前部内側には
円形の内周面6aが形成され、それより後方には円筒形
の延長部61が形成され、その内周面には内歯歯車61
aが形成されている。
A ring member 6 having a larger diameter is arranged on the outer peripheral side of the polygonal cam part 5, and a circular inner peripheral surface 6a is formed inside the front part of this ring member 6, and a cylindrical inner peripheral surface 6a is formed behind it. A shaped extension 61 is formed on the inner peripheral surface of which an internal gear 61 is formed.
a is formed.

このリング部材6は駆動力中継部材4と同軸にかつ前記
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
部で後述のように回転自在に支持されている。
This ring member 6 is coaxially supported with the driving force relay member 4 and rotatably supported at the outer periphery of the steering wheel 2 and the driving force relay member 4 as described later.

そしてリング部材6の上記内周面6aと多角カム部5の
カム面5aとの間には、それぞれ円柱状のカムフォロア
7が2個ずつ、合計12個配置されている。一対のカム
フォロア7間にはそれぞれコイルバネ8が自然長状態ま
たはわずかな圧縮状態で介在され、各カムフォロア7と
カム面5aおよび内周面6aとの間にはそれぞれ微少な
間隙が形成されるように、各カムフォロア7の上記コイ
ルバネ8と反対側の周面ば、操作部材22の突起24の
側面24aに当接している。一方、ステアリングホイー
ル2の中立時にカムフォロア7がカム面5aとリング部
材6と内周面6aに挟み込まれないようにされている。
Between the inner peripheral surface 6a of the ring member 6 and the cam surface 5a of the polygonal cam portion 5, two cylindrical cam followers 7 are arranged, for a total of twelve. A coil spring 8 is interposed between the pair of cam followers 7 in a natural length state or in a slightly compressed state, and a minute gap is formed between each cam follower 7 and the cam surface 5a and inner circumferential surface 6a. The circumferential surface of each cam follower 7 on the side opposite to the coil spring 8 is in contact with the side surface 24a of the protrusion 24 of the operating member 22. On the other hand, when the steering wheel 2 is in the neutral position, the cam follower 7 is prevented from being sandwiched between the cam surface 5a, the ring member 6, and the inner peripheral surface 6a.

U字形バネ9は、その一方の端部91が上記多角カム部
5の突起52に形成された係止溝59に嵌入され、固定
ビン97が凹部9a、59aに圧入されることにより固
定され、他方の端部92は操作部材22の突起23に形
成された係止溝29に嵌入され、固定ビン98が凹部’
1.29bに圧入されることによりそれぞれガタッキが
生じないように固定されている。U字形バネ9の係止溝
29.59に対する固定手段は、上記構造に限られるも
のではなく、種々の固定手段が採用可能である。
The U-shaped spring 9 is fixed by having one end 91 fitted into a locking groove 59 formed in the protrusion 52 of the polygonal cam portion 5, and a fixing pin 97 being press-fitted into the recesses 9a, 59a. The other end 92 is fitted into the locking groove 29 formed in the protrusion 23 of the operating member 22, and the fixing pin 98 is inserted into the recess.
1.29b, so that they are fixed so that no wobbling occurs. The means for fixing the U-shaped spring 9 to the locking groove 29.59 is not limited to the above structure, and various fixing means can be employed.

上記駆動力中継部材4には、内周面5bの内側に操舵ト
ルク検出器を構成する抵抗器14が取付けられ、その抵
抗部14aと導電部14bとを跨ぐように導電材料から
なるU字状のブラシ13の先端部が接触し、このブラシ
13は上記操作部材22の突起28に固着されている。
A resistor 14 constituting a steering torque detector is attached to the inside of the inner circumferential surface 5b of the driving force relay member 4, and a U-shaped resistor 14 made of a conductive material is attached so as to straddle the resistive portion 14a and the conductive portion 14b. The tip of the brush 13 is in contact with the brush 13, and this brush 13 is fixed to the protrusion 28 of the operating member 22.

したがって、ハンドル26の操作により操作部材22が
回転するとそれに取付けられたブラシ13が移動して抵
抗部14aと導電部14bとを結ぶ上記ブラシ13の位
置に対応する抵抗値の変化によって操舵トルクが検出さ
れるようになっている。
Therefore, when the operating member 22 is rotated by operating the handle 26, the brush 13 attached thereto moves, and the steering torque is detected by a change in the resistance value corresponding to the position of the brush 13 that connects the resistive part 14a and the conductive part 14b. It is now possible to do so.

操作部材22の後面とリング部材6の前面との間にはボ
ールベアリング62aが介在され、またリング部材6の
後面と駆動力中継部材4の外周部の鍔部55との間には
ボールベアリング52aが介在され、これによってリン
グ部材6が操作部材22および駆動力中継部材4に対し
て相対回転できるように保持されている。
A ball bearing 62a is interposed between the rear surface of the operating member 22 and the front surface of the ring member 6, and a ball bearing 52a is interposed between the rear surface of the ring member 6 and the flange 55 on the outer periphery of the driving force relay member 4. is interposed therebetween, whereby the ring member 6 is held so as to be rotatable relative to the operating member 22 and the driving force relay member 4.

また駆動力中継部材4の後面側には支持リング50が配
置され、この支持リング50と駆動力中継部材4との間
にはボールベアリング51が介在され、この支持リング
50は第6図に示すように、ボルト71によって上記操
作部材22と結合されている。このように、ステアリン
グホイール2の操作部材22と支持リング50とによっ
てリング部材6および駆動力中継部材4を、各ボールベ
アリング51.52a、62aを介して挟み付けて保持
している。
Further, a support ring 50 is arranged on the rear side of the driving force relay member 4, and a ball bearing 51 is interposed between this support ring 50 and the driving force relay member 4, and this support ring 50 is shown in FIG. As such, it is connected to the operating member 22 by a bolt 71. In this way, the ring member 6 and the driving force relay member 4 are sandwiched and held by the operating member 22 of the steering wheel 2 and the support ring 50 via the respective ball bearings 51, 52a, 62a.

駆動力中継部材4のボス部4aの基端部には保持部材1
6がベアリング16Gを介して外嵌され、リング16d
で抜は止めされている。この保持部材16は外方に延び
た保持部16aが形成され、この保持部16aはモータ
支持部材20の先端部に結合され、このモータ支持部2
0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30に固着され、このモータ支
持部材20の後端部に駆動モータ19が取付けられてい
る。モータ支持部材20の中空部内には駆動モータ19
の回転軸198が貫通し、この回転軸19aの先端部に
ビニオン歯車18が形成され、このビニオン歯車18が
上記リング部材6の内歯歯車61aと噛合している。
A holding member 1 is attached to the base end of the boss portion 4a of the driving force relay member 4.
6 is fitted externally through a bearing 16G, and a ring 16d
Extraction has been stopped. This holding member 16 is formed with a holding portion 16a extending outward, and this holding portion 16a is coupled to the tip of the motor support member 20.
0 is fixed to an outer cylinder 30 provided on the outer peripheral side of the steering shaft 3 via a bracket 21, and a drive motor 19 is attached to the rear end of this motor support member 20. A drive motor 19 is installed in the hollow part of the motor support member 20.
A rotating shaft 198 passes through the ring, and a pinion gear 18 is formed at the tip of the rotating shaft 19a, and the pinion gear 18 meshes with the internal gear 61a of the ring member 6.

なお、この内歯歯1i61aの歯を傾斜させて形成して
いるのは、ビニオン18との噛み合いがスムーズになさ
れ、騒音が小さくなるようにするためである。
Note that the reason why the teeth of the internal teeth 1i61a are formed at an angle is to ensure smooth engagement with the pinion 18 and to reduce noise.

上記構成において、ハンドル26が操作されて操作部材
22が回転されると、操作部材22の突起24の側面2
4aに当接しているカムフオロア7のうちのコイルバネ
8の回転方向上流側のカムフォロア7がまず側面24a
によって押されて回転方向に移動し、この移動によりコ
イルバネ8が圧縮され、その付勢力によって回転方向下
流側のカムフォロア7も回転方向に押される。
In the above configuration, when the handle 26 is operated and the operating member 22 is rotated, the side surface 2 of the protrusion 24 of the operating member 22
Of the cam followers 7 that are in contact with the cam follower 4a, the cam follower 7 on the upstream side in the rotational direction of the coil spring 8 first contacts the side surface 24a.
The coil spring 8 is compressed by this movement, and the cam follower 7 on the downstream side in the rotational direction is also pushed in the rotational direction by the biasing force.

なお、この際回転方向下流側のカムフォロア7に当接し
ていた突起24の側面24aも回転方向に移動し、カム
フォロア7から離れる(後退する)ことになる。これに
よってハンドル26と駆動力中継部材4との間で相対回
転変位が生じ、また下流側のカムフォロア7がカム面5
aとリング部材6の内周面6aとの間に噛み込み、模作
用によって駆動力中継部材4とリング部材6とが同体回
転するように結合される。このため、上記駆動モータ1
9の回転力が回転軸19a、ピニオン歯車18、リング
部材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なわれる
ことになる。
At this time, the side surface 24a of the protrusion 24 that was in contact with the cam follower 7 on the downstream side in the rotational direction also moves in the rotational direction, and moves away from the cam follower 7 (retreats). This causes a relative rotational displacement between the handle 26 and the driving force relay member 4, and the cam follower 7 on the downstream side
a and the inner circumferential surface 6a of the ring member 6, and by imitation, the driving force relay member 4 and the ring member 6 are coupled so as to rotate together. For this reason, the drive motor 1
9 is transmitted to the steering shaft 3 via the rotating shaft 19a, the pinion gear 18, the ring member 6, and the driving force relay member 4, thereby assisting steering wheel operation.

上記操作において、U字形バネ9はコンパクトな構成で
あるために、小さな回転角に対しても比較的大きな反力
を生じさせることができ、確実に中立感を得ることがで
きる。またU字形バネ9の両端部91.92はそれぞれ
ステアリングホイール2の操作部材22および駆動力中
継部材4に対してガタッキが生じないように固着されて
いるために、中立感が得られるとともに、ガタッキ音が
生じることがなく、静かな作動がなされる。
In the above operation, since the U-shaped spring 9 has a compact structure, it can generate a relatively large reaction force even for a small rotation angle, and a neutral feeling can be reliably obtained. In addition, both ends 91 and 92 of the U-shaped spring 9 are fixed to the operating member 22 of the steering wheel 2 and the driving force relay member 4 so that no wobbling occurs, so that a neutral feeling is obtained and no wobbling occurs. No sound is generated and the operation is quiet.

またハンドル操作のアシストが行なわれて相対回転変位
がなくなると、カムフォロア7がカム面5aと内周面6
aとの間に押え込まれなくなるために噛み込みが解除さ
れ、リング部材6と駆動力中継部材4との同体回転状態
が解除される。このようにしてクラッチ機構1における
クラッチ動作が行なわれる。
Further, when the steering wheel operation is assisted and the relative rotational displacement is eliminated, the cam follower 7 moves between the cam surface 5a and the inner circumferential surface 6.
Since it is no longer pressed between the ring member 6 and the drive force relay member 4, the jamming is released, and the state in which the ring member 6 and the driving force relay member 4 rotate together is released. In this manner, the clutch operation in the clutch mechanism 1 is performed.

なお、下流側のカムフォロア7がカム面5aと内周面6
aとの間に噛み込まれた後も、コイルバネ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
転変位検出が行なわれるようになっている。
Note that the downstream cam follower 7 has a cam surface 5a and an inner circumferential surface 6.
Even after being caught between the coil spring 8 and the steering wheel 2, the rotation of the steering wheel 2 is allowed due to the contraction of the coil spring 8.
Relative rotational displacement between the steering wheel 2 and the driving force relay member 4 is detected.

一方、上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の操作部材22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、例えば第2図における反時計方向に回転する
と、操作部材22の突起23は、その係止溝29に嵌入
された端部92を保持した状態でU字形バネ9を撓ませ
ながら移動し、これに伴ってブラシ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。この検出値に基いて
駆動モータ19のオン、オフ並びに出力の大小および回
転方向などが制御される。
On the other hand, due to the rotation of the steering wheel 2, a relative rotational displacement occurs between the operating member 22 of the steering wheel 2 and the driving force relay member 4, but if the steering wheel 2 rotates, for example, counterclockwise in FIG. The protrusion 23 of the operating member 22 moves while bending the U-shaped spring 9 while holding the end 92 fitted into the locking groove 29, and the brush 13 moves accordingly. A resistance change occurs in the circuit formed by the resistor 14 and the resistor 14, and the steering torque is detected. Based on this detected value, the on/off state of the drive motor 19, the magnitude of the output, the direction of rotation, etc. are controlled.

また互いに相対回転する駆動力中継部材4と支持リング
50およびリング部材6との間にそれぞれボールベアリ
ング51.52aが介在し、さらに操作部材22とリン
グ部材6との間にはボールベアリング62aが介在して
いるために、各部材間の回転抵抗は小さくかつそのバラ
ツキも小さい。
Further, ball bearings 51 and 52a are interposed between the driving force relay member 4, the support ring 50, and the ring member 6, which rotate relative to each other, and a ball bearing 62a is interposed between the operating member 22 and the ring member 6. Because of this, the rotational resistance between each member is small and its variation is also small.

このためハンドル操作により各部材が相対回転した際に
、各部材間の力の伝達にバラツキが生じることがなく、
したがってハンドル操作の際に軽く安定した操作フィー
リングを得ることができる。
Therefore, when each member rotates relative to each other by operating the handle, there is no variation in the transmission of force between each member.
Therefore, a light and stable operating feeling can be obtained when operating the handle.

また各部材間の力の伝達にバラツキがないために、操舵
トルクの検出を正確に行なうことができる。
Furthermore, since there is no variation in the transmission of force between the respective members, it is possible to accurately detect the steering torque.

なお、従来は各部材は互いに面接触によって0開動する
ようにしているために、とくにハンドルにその軸方向の
押圧力または引張り力を作用させた状態で操作すると各
部材間の摺動抵抗が大きく変動して部材間の相対変位量
も変動することになっていたが、上記のようにボールベ
アリングなどのベアリングを介在させることによりこの
ような欠点が解消される。
Conventionally, each member is made to open at zero due to surface contact with each other, so the sliding resistance between each member is large, especially when the handle is operated with a pushing force or tensile force in the axial direction. However, by interposing a bearing such as a ball bearing as described above, such a drawback can be eliminated.

またU字形バネ9はステアリングシャフト3の軸方向に
は非常に短かいものであるから、駆動力中継部材4中に
コンパクトに収まることができる。
Moreover, since the U-shaped spring 9 is very short in the axial direction of the steering shaft 3, it can be compactly accommodated in the driving force relay member 4.

この点、従来のトーションバーを用いるものに比べると
、装置は格段に小型化されることになる。
In this respect, the device is much smaller than the conventional device using a torsion bar.

その上、U字形バネ9はその構造が非常に簡単であるこ
とから、バネ寸法管理(バネ定数管理)が極めて容易で
あり、組立てが容易であるとともに自動組立てにも簡単
に対応することができ、製造コストの低減も図ることが
できる。
Furthermore, since the U-shaped spring 9 has a very simple structure, it is extremely easy to manage spring dimensions (spring constant management), and it is easy to assemble and can also be easily adapted to automatic assembly. , it is also possible to reduce manufacturing costs.

なお、上記U字形バネ9の断面形状は長方形、円形など
種々の形状が採用可能である。また上記構造は油圧式の
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、さらにこの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を中間部で分割してこの間に設け
るようにしてもよい。
Note that the cross-sectional shape of the U-shaped spring 9 can be of various shapes such as rectangular or circular. Further, the above structure can also be applied to a hydraulic power steering device, and 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, and the steering shaft 3 may be provided at the intermediate portion. It may be divided and provided between them.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明は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、上記弾性体をU字形バネ
で構成し、このU字形バネ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置してい
るものである。
As explained above, the present invention divides the steering force transmission system into a steering wheel side transmission system and a steering gear side transmission system, connects both transmission systems via an elastic body, and uses the relative rotational displacement of both transmission systems to In a steering torque detection device configured to detect steering torque, the elastic body is configured with a U-shaped spring, and this U-shaped spring is installed to be elastically deformable within a plane orthogonal to the axial direction of the steering shaft. It is something.

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。
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.

また駆動力中継部材とリング部材とステアリングホイー
ルとの間には、それぞれベアリングが介在しているため
に、部材間の相対回転抵抗は小さくかつそのバラツキも
小さい。このためハンドルの操作により各部材を相対回
転させた際に、各部材間の力の伝達にバラツキが生じる
ことがなく、したがってハンドル操作のフィーリングが
優れている。また各部材間の力の伝達にバラツキがない
ために、操舵トルクの検出を正確に行なうことができる
という利点がある。
Further, since bearings are interposed between the driving force relay member, the ring member, and the steering wheel, the relative rotational resistance among the members is small and the variation thereof is also small. Therefore, when each member is rotated relative to each other by operating the handle, there is no variation in the transmission of force between the members, and therefore, the feeling of operating the handle is excellent. Further, since there is no variation in the transmission of force between each member, there is an advantage that the steering torque can be detected accurately.

なお、U字形バネはステアリングシャフトの軸方向に幅
をとらずに配置されることになり、従来のトーションバ
ーを用いたものに比べると、装置は格段に小型化される
ことになる。その上、U字形バネはその構造が非常に簡
単であることから、バネ寸法管理(バネ定数管理)が極
めて容易であるという効果も有するものである。
Note that the U-shaped spring is arranged without taking up any width in the axial direction of the steering shaft, and the device is significantly smaller than that using a conventional torsion bar. Moreover, 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図はこの発明の実施例を示すクラッチ機構を含む操
舵トルク検出装置の中央縦断面図、第2図はそのステア
リングホイールを取外した状態の正面図、第3図はその
分解斜視図、第4図はステアリングホイールの操作部材
の背面図、第5図は第2図のV−v線断面図、第6図は
操作部材と支持部材との結合部の部分断面図である。 1・・・クラッチ機構、2・・・ステアリングホイール
、3・・・ステアリングシャフト(ステアリングホイー
ル側伝達系)、4・・・駆動力中継部材、5・・・多角
カム部、6・・・リング部材、7・・・カムフォロア、
9・・・U字形バネ、13・・・ブラシ、14・・・操
舵トルク検出部材、16・・・保持部材、18・・・ビ
ニオン歯車、19・・・駆動モータ、50・・・支持リ
ング、51,52a、62a・・・ボールベアリング、
55・・・駆動力中継部材の縁部。 第  2 図
FIG. 1 is a central vertical sectional view of a steering torque detection device including a clutch mechanism showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the steering torque detection device with the steering wheel removed, and FIG. 4 is a rear view of the operating member of the steering wheel, FIG. 5 is a sectional view taken along the line V-V in FIG. 2, and FIG. 6 is a partial sectional view of the joint between the operating member and the support member. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Clutch mechanism, 2... Steering wheel, 3... Steering shaft (steering wheel side transmission system), 4... Driving force relay member, 5... Polygonal cam part, 6... Ring Component 7... cam follower,
9... U-shaped spring, 13... Brush, 14... Steering torque detection member, 16... Holding member, 18... Binion gear, 19... Drive motor, 50... Support ring , 51, 52a, 62a... ball bearing,
55...Edge of driving force relay member. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、操舵力伝達系をステアリングホィール側伝達系とス
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
、ステアリングシャフトに固着された駆動力中継部材と
、この駆動力中継部材と同軸にステアリングシャフトに
対して回転可能に取付けられたステアリングホィールと
、上記駆動力中継部材の外周部に回転可能に配置された
リング部材と、このリング部材に対して回転力を付与す
る駆動モータとを有し、上記駆動力中継部材にはステア
リングシャフトの軸方向に突出して外周面にカム面を有
するカム部が形成され、このカム面と上記リング部材の
内周面とは、ステアリングホィールが駆動力中継部材に
対して一定量以上相対回転することによりカムフォロア
を介して互いに結合されるとともに相対回転量が一定量
以下になると結合が外れるように構成され、上記駆動力
中継部材とリング部材との間、およびリング部材とステ
アリングホィールとの間にはベアリングが介在されてい
ることを特徴とする操舵トルク検出装置。 2、上記駆動力中継部材の背面にベアリングを介して支
持リングを配置し、ステアリングホィールと上記支持リ
ングとをボルトによって締付けることによりリング部材
とステアリングホィールおよび駆動力中継部材とを、ベ
アリングを介して保持するように構成したことを特徴と
する請求項1記載の操舵トルク検出装置。
[Claims] 1. The steering force transmission system is divided into a steering wheel side transmission system and a steering gear side transmission system, and both transmission systems are connected via an elastic body, and steering is performed by the relative rotational displacement of both transmission systems. A steering torque detection device configured to detect torque includes: a driving force relay member fixed to a steering shaft; a steering wheel rotatably attached to the steering shaft coaxially with the driving force relay member; It has a ring member rotatably disposed on the outer periphery of the force relay member, and a drive motor that applies rotational force to the ring member, and the drive force relay member has a ring member that protrudes in the axial direction of the steering shaft. A cam portion having a cam surface is formed on the outer circumferential surface, and this cam surface and the inner circumferential surface of the ring member are engaged with each other via the cam follower when the steering wheel rotates relative to the driving force relay member by a certain amount or more. They are connected and are configured to be uncoupled when the amount of relative rotation falls below a certain amount, and bearings are interposed between the driving force relay member and the ring member and between the ring member and the steering wheel. A steering torque detection device characterized by: 2. A support ring is placed on the back of the driving force relay member via a bearing, and the steering wheel and the support ring are tightened with bolts to connect the ring member, the steering wheel, and the driving force relay member via the bearing. The steering torque detection device according to claim 1, wherein the steering torque detection device is configured to hold the steering torque.
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