JPH0541388Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、車両の電気状動力舵取装置用のトル
ク検出器に関する。より詳細には入出力軸の相対
回動変位を軸方向変位に変換して検出するタイプ
のトルク検出器の改良に関する。

（従来の技術） 入力軸と出力軸の相対的な回転をネジ、カム、
レバー等により、軸方向の変位に変換し、その変
位をハウジング側で検出できるようにした構造は
種々知られている。

しかしながら、従来知られている構造では、摺
動部分が多く検出特性のヒスが多い、軸方向変位
部材の変位を大きくとれないため機械的精度や剛
性、ガタの影響を受けやすい、摺動部分が摩耗し
やすく耐久性がない等の欠点があつた。これら欠
点を解決しようとすると寸法が大きくなつてしま
つたり、コストが高くなつしまい。実用性がない
ものになつていた。

実開昭59−72529号公報及び実開昭59−195535
号公報は、入出力軸の一方の軸の外周上に配置さ
れ、入出力軸間の相対回動変位を揺動レバーの揺
動に変換し、揺動レバーの揺動を更に軸方向摺動
部材の直線変位に変換して検知する構成を示して
いる。

（考案が解決しようとする問題点） これら実開昭に開示のトルク検出器は、入出力
軸の微小な変位を揺動レバーで拡大して摺動部材
を動かす構造であるため、各要素間のガタの影響
が大きく、剛性、摩擦損失、耐久性等の問題が考
えられる。

以上のごとく、従来のトルク検出器では、簡単
な構造でありながら、検出性能が高く、寿命の長
いものは見られない。

本考案は、簡単な構造にして、高検出性能、長
寿命のトルク検出器を提供することを目的として
いる。

（問題点を解決するための手段） 本考案の目的を達成するトルク検出器は以下の
構成より成るものである。

即ち、トーシヨンバーで連結され、同一軸線上
に延びる入力軸と出力軸の一方の軸上に配置さ
れ、入力軸と出力軸間の相対回動変位を直線変位
に変換するための変換手段と、該変換手段により
変換された直線変位に応じて摺動する摺動部材
と、該摺動部材の摺動を検知し電気信号として出
力する検出手段とより成るトルク検出器であつ
て、前記変換手段は、前記入出力軸の軸線に直交
して延び、前記一方の軸上で該軸線両側において
回動自在に軸受されるレバー軸部と、該レバー軸
部及び入出力軸に直交してレバー軸部の両軸受間
より延び出し、先端部において摺動部材と係合す
る脚部と、入出力軸の他方の軸と係合し入出力軸
間の相対回動変位をレバー軸部の回動に変える連
係手段とより成り、前記変換手段のレバー軸部が
連係手段により回動せしめられる時脚部が揺動
し、該脚部に係合する摺動部材が他方の軸上を摺
動するように成つている。

（作用） 上記構成において、変換手段のレバー軸部は、
入出力軸の一方と直交し、軸線両側で軸受されて
おり、入出力軸の他方と係合する連係手段の揺動
により軸回りに回動する。

レバー軸部の回動は、レバー軸部のほぼ中間域
より延び出す脚部の揺動に変換され、更に摺動部
材へと伝えられる。脚部により摺動部材が軸方向
に変位せしめられ、その軸方向変位が検出手段に
より検出される。

（実施例） 第１図は本考案のトルク検出器を含む電気式動
力舵取装置の断面図である。

第１図において、入力軸２と出力軸４はトーシ
ヨンバー６により同一軸線上に連結され、ハウジ
ング１内で回動できるよう軸受１０，１２，１４
により支持されている。入力軸２と出力軸４との
間には軸受５が配置され、相対回動変位できるよ
うになつている。

ハウジング１は分割した部分１ａと１ｂを固着
具３により固定して形成され、電動機５０が取り
付けられているとともに、内部にはトルク検出器
３０、電動機５０からの力を伝達するためのクラ
ツチ機構６０、減速機構７０等が配置されてい
る。

入力軸２をハウジング１に支承している軸受１
０の外側にはシール１６が配置されて内部のオイ
ルの洩れを防止している。一方出力軸４はピニオ
ンギヤ部４ａを有し、交差して延びるラツク軸８
のラツク部８ａと噛み合つている。出力軸４の端
部はナツト２０により軸受１４を介してハウジン
グ１に締め付け固定されており、又、ハウジング
１の螺子入れられたキヤツプ２２はナツト２０を
被うとともに軸受１４を位置決めしている。

出力軸４と噛み合うラツク軸８は、押圧部材２
４、ばね２６、キヤツプ２８により押圧され、ラ
ツク８ａとピニオン４ａ間の噛み合いが維持され
ている。

入力軸２と出力軸４とが重なる部分にはトルク
検出器３０が設けられている。トルク検出器３０
の詳細については後述する。

電動機５０は固着具５１によりハウジング１の
部分１ａに固定されている。電動機５０の出力軸
５２にはクラツチ機構６０が関連し、更に、クラ
ツチ機構６０により減速機７０を経て出力軸４に
電動機５０の動力が伝達される。

クラツチ機構６０は電磁クラツチであつて、入
力部５６と出力部６４の２つの部分に分かれてい
る。入力部５６は電動式５０の出力軸５２にキー
結合固定され、出力部６４はカツプリング６３の
一端に同軸となるよう締結固定されている。外部
電源（図示せず）からの電気信号により、電磁石
５４を制御することにより、入力部５６から出力
部６４への電動機５０の出力の遮断もしくは伝達
が可能となる。カツプリング６３は軸６２とスプ
ライン結合しており、軸６２に設けられたスリツ
トをテーパ軸６６により開いてスプライン結合を
ガタなく維持している。軸６２の両端は軸受６５
により回動自在に支承され、軸受６５間には第１
歯車６２ａが固定されている。

軸６２と入出力軸２，４との間には中間軸６８
が軸受７３によりハウジング１上に回動自在に設
けられている。中間軸６８上には、第１歯車と噛
み合う大径の第２歯車７２と、出力軸４に固定さ
れる第４歯車８０と噛み合う第３歯車７４が並設
されている。中間軸６８の端部には軸方向の変位
に抗する弾性力を与える皿ばね７６が配置されて
いる。

第４歯車８０は主歯車８０ａと副歯車８０ｂと
より成り、軸回り位相をずらして第３歯車７４と
バツクラツシユ無しに噛み合つている。主歯車８
０ａと副歯車８０ｂ間にはばね８２が掛け渡さ
れ、噛み合いを保持している。

電動機５０の動力は、クラツチ機構６０の切換
により軸６２へ伝達され、歯車手段７０を構成す
る第１歯車〜第４歯車６２ａ，７２，７４，８０
を経て出力軸４へ出力される。

次に本考案のトルク検出器３０につき、詳述す
る。

入力軸２と出力軸４は、第３図に示されるよ
う、所定角度範囲、相対的に回動変位できる。即
ち、入力軸２は突出部２ａを有し、突出部２ａは
出力軸４に設けられた切欠き４ｂ内に延び入つて
いる。出力軸４の切欠き４ｂの幅は突出部２ａの
幅より広いので、互いが衝接するまで相対回動変
位できる。

入力軸２と出力軸４間の相対回動変位を直線変
位に変換する手段は、第２図及び第３図に示され
るようにスパイダ３２、レバー３４、ピン３８、
出力軸４に設けられる溝４ｃ（第１図参照）より
構成されている。

スパイダ３２は、２つのレバー軸部３２ａと、
中心環部３２ｃと、脚部３２ｂとより成つてい
る。レバー軸部３２ａは入出力軸２，４と直交配
置され、入出力軸２，４の軸線の両側において、
軸受３１，３３により回動自在に支承されてい
る。

レバー軸部３２ａの一方は半径方向に突出して
レバー３４に嵌着固定されている。レバー３４に
はピン３８が植設され、半径方向外側に突出して
いる。ピン３８の突出部は球状頭部３８ａを有し
ており、この頭部３８ａは出力軸４の溝４ｃに溝
内を軸方向に摺動できるように嵌合している。こ
こで、スパイダ３２、レバー３４、ピン３８はそ
れぞれ個別の部材として構成されているが、これ
らのうち２つ又は全てを一体の要素としても良
い。

スパイダ３２の中心環部３２ｃは中心部に貫通
孔３２ｅを有しており、トーシヨンバー６が貫通
している。中心環部３２ｃの外側は入力軸２に被
われ、トーシヨンバー６、中心環部３２ｃ、入力
軸２が同心上に配置されている。

スパイダ３２の脚部３２ｂは、軸受されている
２つのレバー軸部３２ａの間の中心環部３２ｃよ
り半径方向外側に延び出している。従つて、脚部
３２ｂは、入出力軸２，４の軸線及びレバー軸部
３２ａの軸線と直交関係にある。脚部３２ｂは、
入力軸２に設けられた孔２ｂを貫通し、更に、外
側を囲んでいる出力軸４に設けられた孔４ｄを貫
通し、出力軸４の外側に設けられた摺動部材３６
と係合している。

脚部３２ｂの先端部には球状頭部３２ｄが与え
られ、環状のブツシユ３７を介して、摺動部材３
６の孔３６ａに係合している。球状頭部３２ｄの
嵌入をしているブツシユ３７の孔は円柱状である
ため、脚部３２ｂが摺動する時、摺動部材３６は
軸方向に変位することになる。脚部３２ｂはレバ
ー軸部３２ａの中心付近より延び出しているの
で、変位時にこじれモーメントを受けることが無
い。摺動部材３６は出力軸４の外側に出力軸４を
被つて軸方向に変位できるように配置されてい
る。第１図に示すように摺動部材３６と第４歯車
８０との間にはばね４０が配置され、摺動部材３
６を中立位置に位置決めしている。

摺動部材３６の軸方向変位を検出する検出装置
としては、直線変位を電気信号として取り出せる
ものであれば従来知られているものを利用するこ
とが可能である。

検出装置の２つの例を第４図と第５図に示す。
第４図の例はポテンシヨメータ９６を利用した検
出装置９０、又第５図の例はホール素子１０２を
利用した検出装置９０′である。

第４図の検出装置９０において、摺動部材３６
の外周溝３６ａにはピン９２が延び入り、ローラ
９３を介して外周溝３６ａ内に嵌合している。従
つて、摺動部材３６が軸回りに回動した時もピン
９２は追従せず、軸方向変位にのみ追従するよう
になつている。

ピン９２はハウジング１内に摺動可能に配置さ
れたスプール９４に嵌入し、一体的に変位する。
スプール９４の直線変位はポテンシヨメータ９６
に伝えられ、電気信号として検出される。

次に、第５図の検出装置９０′において、環状
磁石１００が摺動部材３６の外周に固定され、両
側に配置された磁極１０１ａ，１０１ｂにより磁
場が形成される。第５図には磁極１０１ａ，１０
１ｂ間に形成される磁束を示した。

磁極１０１ａ，１０１ｂに対向してホール素子
１０２が、ハウジング１に固設されている。ホー
ル素子１０２は、磁極１０１ａ，１０１ｂが摺動
部材３６とともに変位する時の磁束の変位を電圧
の変化として検出する。

ホール素子を用いた場合には、非接触で変位を
検出することができるので、耐久性の高い検出装
置を得ることができる。

検出装置９０，９０′により検出された電気信
号は、図示なき制御装置に送られ、電動機５０を
制御する情報として使用される。

以上の構成に成る本考案のトルク検出器の作動
を説明する。

入力軸２と出力軸４間に相対回動変位が生ずる
とピン３８の球状頭部３８ａが、溝４ｃ内を滑り
ながら変位する。この時、レバー３４はスパイダ
３２のレバー軸部３２ａを支点として揺動し、レ
バー軸部３２ａを軸回りに回動せしめる。レバー
軸部３２ａが回動すると脚部３２ｂが揺動する。
脚部３２ｂの先端球状頭部３２ｄは環状ブツシユ
３７を介して摺動部材３６と関連しているので、
脚部３２ｂの揺動によつて摺動部材３６が軸方向
に摺動する。

摺動部材３６が軸方向に変位すると、第４図又
は第５図の検出装置により、変位量が検出され
る。例えば、第４図の検出装置では、ピン９２が
摺動部材３６とともに軸方向に変位し、スプール
９４を変位させるので、ポテンシヨメータ９６が
その変位を検知する。又、第５図の検出装置で
は、磁石１００と磁極１０１ａ，１０１ｂが摺動
部材３６とともに変位するので、磁場が軸方向に
変位しその変位がホール素子１０２により検知さ
れる。

（考案の効果） 本考案のトルク検出器は、入出力軸の相対回動
変位を直線変位に変換する手段の支持を入出力軸
軸線の両端で行い、両軸受間より延び出す脚部に
より摺動部材を直線変位する構成としているの
で、支持剛性が高く、こじれを減少することがで
きる。従つて、簡単な構成によつて、検出性能が
高く、耐久性の良いトルク検出器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のトルク検出器を含む電気式動
力舵取装置の側断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ
断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ断面図、第４図
は変位検出装置の第１実施例を示す部分断面図、
第５図は変位検出装置の第２実施例を示す部分断
面図である。 主要部分の符号の説明、２……入力軸、４……
出力軸、６……トーシヨンバー、３０……トルク
検出器、５０……電動機、６０……クラツチ機
構、７０……減速機、９０，９０′……検出装置、
３２……スパイダ、３４……レバー、３８……ピ
ン、３７……ブツシユ、３６……摺動部材、３２
ａ……レバー軸部、３２ｂ……脚部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ トーシヨンバーで連結され、同一軸線上に延
   びる入力軸と出力軸の一方の軸上に配置され、
   入力軸と出力軸間の相対回動変位を直線変位に
   変換するための変換手段と、該変換手段により
   変換された直線変位に応じて摺動する摺動部材
   と、該摺動部材の摺動を検知し電気信号として
   出力する検出手段とより成るトルク検出器であ
   つて、 前記変換手段は、前記入出力軸の軸線に直交
   して延び、前記一方の軸上で該軸線両側におい
   て回動自在に軸受されるレバー軸部と、該レバ
   ー軸部及び入出力軸に直交してレバー軸部の両
   軸受間より延び出し、先端部において摺動部材
   と係合する脚部と、入出力軸の他方の軸と係合
   し入出力軸間の相対回動変位をレバー軸部の回
   動に変える連係手段とより成り、 前記変換手段のレバー軸部が連係手段により
   回動せしめられる時脚部が揺動し、該脚部に係
   合する摺動部材が他方の軸上を摺動して成るト
   ルク検出器。 ２ 前記レバー軸部の軸受は玉軸受であることを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記
   載のトルク検出器。 ３ 前記入出力軸の一方は入力軸であることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   のトルク検出器。 ４ 前記検出手段は、前記摺動部材と係合するポ
   テンシヨメータであることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載のトルク検出
   器。 ５ 前記検出手段は、前記摺動部材上に設けられ
   た磁場形成手段と、該磁場形成手段に対向して
   静置される磁気検出手段とより成ることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載の
   トルク検出器。