JPH0637730U - トルクセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］組付が容易なトルクセンサを提供することを目
的とする。 ［構成］入力軸１をトーションバーＴＢの軸線方向に沿
ってベアリング３５側に移動させ、ベアリング３５にス
ナップリング３２が当接した位置で入力軸１をトーショ
ンバーＴＢに固定するだけで、環状部材１５とトルク検
出部７２が正しく対向した位置に位置決めすることがで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電動式動力舵取装置等に用いられるトルクセンサに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

従来、電動式動力舵取装置は、操舵輪に与えたトルクを検出して、その検出ト ルクに応じて電動モータを制御するものである。このトルクを検出するトルクセ ンサには図４の概略図に示されるようなものがある。 このトルクセンサにおけるトルクを検出する構造は、中空の入力軸１に配設し た環状部材１５に３つの検出リング１５ａ，１５ｂ，１５ｃを形成し、検出リン グ１５ａ，１５ｃには、一定のピッチで歯部を形成する。また、この環状部材１ ５の外周であるハウジングＧの内壁内には、２つのコイル７２ｄ，７２ｅを有す るトルク検出部７２を配設するとともに、検出リング１５ａ，１５ｂ，１５ｃに 対向してコイルリング７２ａ，７２ｂ，７２ｃを配設する。さらに検出リング１ ５ａとコイルリング７２ａとの間には、出力軸２に取り付けられた筒状部材２５ を配置し、この筒状部材２５には検出リング１５ａの歯部と対向して歯部を形成 する。以上のような構成において、このトルクセンサは、トーションバーＴＢを 介して連結された入力軸１と出力軸２との間に生じる相対的な変位によって、環 状部材１５，筒状部材２５およびトルク検出部７２との間に相対変位が生じるこ とを利用して磁気特性を変化させてトルクを検出している。

【０００３】 また、以上述べたトルクの検出を行う機構の下方には、マニュアルストッパと して作用する入力軸１に形成された入力側歯部１１と、出力軸２に形成された出 力側歯部２１が設けられている。図２に示すように入力側歯部１１の各歯は、出 力側歯部２１の各歯にそれぞれに一定の間隙をもって介挿されている。また、こ の入力側歯部１１と出力側歯部２１の外周には、ストッパ検出部７１がハウジン グＧに固着されている。このような構造によって、入力側歯部１１と出力側歯部 ２１とが接触すると、ストッパ検出部７１から発せられる磁束が遮断されること を利用して入力側歯部１１と出力側歯部２１がマニュアルストッパとして作用し たことを検出するようにしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述したトルクセンサを組み付ける際には、磁力を伝達する部分である検出リ ング１５ａ，１５ｂ，１５ｃとコイルリング７２ａ，７２ｂ，７２ｃとが一直線 上に正しく配置された状態に組み付けなければならない。また、入力側歯部１１ と出力側歯部２１は通常は非接触状態である必要があるため、入力側歯部１１の 底面と出力側歯部２１の取付面との間には、一定の間隔αを設ける必要がある。

【０００５】 以上のような２つの条件を満足させてトルクセンサを組み付けるために、作業 者は出力軸２に圧入されたトーションバーＴＢに入力軸１を挿入し、入力側歯部 １１と出力側歯部２１とを噛み合わせた後、ハウジングＧを組み付ける。この時 、入力側歯部１１の底面と出力側歯部２１の上面とは接触状態にあり、入力軸１ はトーションバーＴＢの軸線方向に移動可能な状態にある。このような状態で作 業者は、手作業によって入力軸１を上方に引き上げ、トルクセンサの特性を取り ながら所望の特性が得られた時を、検出リング１５ａ，１５ｂ，１５ｃとコイル リング７２ａ，７２ｂ，７２ｃとが一直線上に正しく配置された状態であると認 識する。この状態を維持したまま作業者は、トーションバーＴＢと入力軸１に貫 通穴を形成し、ピン３０を打ち込んで入力軸１を固定する。

【０００６】 以上述べたような組み付け過程は、作業者が入力軸１の位置を決めるためにト ルクセンサの特性を取りながら行うために多くの時間を必要としてしまい、生産 性が低いという問題点があった。 本考案は以上の問題点を解決するためになされたものであり、組み付けが容易 なトルクセンサを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 本考案のトルクセンサは、上述した目的を達成する手段として、ハウジングに 第１のベアリングを介して回転可能に支持された中空の入力軸と、本体に第２の ベアリングを介して回転可能に支持された出力軸と、前記入力軸内に挿入され前 記入力軸と前記出力軸とを同軸線で連結したトーションバーと、前記入力軸の円 周方向に設けられた第１のリング状部材と、この第１のリング状部材の歯部と対 向し前記ハウジング内壁に設けられた第２のリング状部材とを備え、前記入力軸 と前記出力軸との相対的な変位を前記第１のリング状部材と前記第２のリング状 部材との相対的な変位として捉えてトルクを検出するトルクセンサにおいて、前 記第１のリング状部材と前記第２のリング状部材とが対向した位置に位置決めさ れている時、前記第１のベアリングの前記第２のリング状部材側に当接する位置 決め部材を前記入力軸に取り付けたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

トーションバーが取り付けられた出力軸が本体側に支持された状態で、第１の リング状部材と位置決め部材が取り付けられた入力軸の中空部にトーションバー を挿入して、入力軸が出力軸に対して仮に組み付けられた状態とする。この後、 第２のリング状部材と第１のベアリングが取り付けられたハウジングを本体に組 み付ける。この状態で入力軸をトーションバーの軸線方向に沿って第１のベアリ ング側に移動させ、第１のベアリングに位置決め部材が当接した位置で入力軸を トーションバーに固定する。この状態で第１のリング状部材は第２のリング状部 材に対向した正しい位置に位置決めされる。

【０００９】

【実施例】

本考案の実施例について図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同じ部品 については従来技術と同じ符号を用いて説明する。 図１は本実施例のトルクセンサを示した図であり、後に説明する組み付け手順 に従って組み付けた後の状態を示している。１は入力軸、２は出力軸である。こ の入力軸１と出力軸２はトーションバーＴＢによって同軸線で連結されている。 このトーションバーＴＢは、一端がピン３０によって入力軸１に固着され、他端 が出力軸２に圧入されている。

【００１０】 入力軸１はハウジングＧにベアリング３５（第１のベアリング）を介して回転 可能に支持され、出力軸２は本体Ｂにベアリング３４（第２のベアリング）を介 して回転可能に支持されており、ハウジングＧは、ボルト３１等のボルトによっ て組み付けられている。本実施例のトルクセンサは、電動式動力舵取装置に使用 されるものであり、入力軸１はステアリングシャフトに連結され、出力軸２は操 舵輪に連結されており、出力軸２には操舵補助力を発生する図略の電動モータか らの回転トルクを出力軸２に伝達する歯車３３が固着されている。

【００１１】 入力軸１の軸線方向の略中央部には、環状部材１５（第１のリング状部材）が 配設されている。環状部材１５には３つの検出リング１５ａ，１５ｂ，１５ｃが 形成され、検出リング１５ａ，１５ｃには、一定のピッチで歯部が形成されてい る。また、この環状部材１５の外周であるハウジングＧの内壁内には、２つのコ イル７２ｄ，７２ｅを有するトルク検出部７２（第２のリング状部材）が配設さ れている。トルク検出部７２はコイルリング７２ａ，７２ｂ，７２ｃを有してお り、コイルリング７２ａ，７２ｂ，７２ｃと検出リング１５ａ，１５ｂ，１５ｃ とは、それぞれ符号の順に対向するとともに、所定の間隙を有して取り付けられ ている。検出リング１５ａとコイルリング７２ａとの間には、出力軸２に取り付 けられた筒状部材２５が配置されている。この筒状部材２５には検出リング１５ ａの歯部と対向して歯部が形成がされている。

【００１２】 上述したような構成において、このトルクセンサは、トーションバーＴＢを介 して連結された入力軸１と出力軸２との間に生じる相対的な変位によって、コイ ルリング７２ａの歯部と、これに対向する筒状部材２５の歯部との間に相対的な 変位を生じさせ、この２つの歯部の間を通る磁束の変化をトルク検出部７２によ って検出することにより、トルクを検出している。

【００１３】 次に環状部材１５の下方に設けられたマニュアルストッパを構成する部分につ いて説明する。入力軸１の下端には、入力側歯部１１が形成されるとともに、出 力軸２の上端には、出力側歯部２１が形成されている。出力側歯部２１の先端に は上記した筒状部材２５が取り付けられている。図２に示すように入力側歯部１ １の各歯は、出力側歯部２１の各歯にそれぞれに一定の間隙をもって介挿されて おり、入力側歯部１１の底面と出力側歯部２１の取付面との間には所定の間隙α が設けられている。。また、この入力側歯部１１と出力側歯部２１の外周には、 ハウジングＧに固着されているストッパ検出部７１が位置している。このストッ パ検出部７１は、コイルを有し、入力側歯部１１と出力側歯部２１との間に間隙 がある通常状態と、入力側歯部１１と出力側歯部２１とが接触してマニュアルス トッパとして作用する状態との磁束の変化を検出することにより、入力側歯部１ １と出力側歯部２１とが接触したことを検出するものであり、上述した間隙αは 、このストッパ検出部７１の特性によって決められるものである。

【００１４】 入力軸１における環状部材１５の上方には、位置決め部材として作用するスナ ップリング３２が取り付けられている。このスナップリング３２は、組み付けが 完了した状態では、ベアリング３５の底面に当接して状態となっている。 次に本実施例のトルクセンサを組み付ける際の作用を説明する。 図３は本実施例のトルクセンサを組み付ける手順を示したモデル図であり、ハ ウジングＧを本体Ｂに組み付ける前の段階では、本体ＢにはトーションバーＴＢ が圧入され歯車３３が固着された出力軸２が取り付けられている。この出力軸２ に対して作業者は、環状部材１５とスナップリング３２が既に取り付けられた状 態にある入力軸１を上方から挿入し、入力側歯部１１と出力側歯部２１を嵌め合 わせる。この後、筒状部材２５が出力側歯部２１に取り付けられる。この状態に おいては、入力側歯部１１の底面と出力側歯部２１の取付面とは接触した状態に ある。また、入力軸１はトーションバーＴＢの軸線方向に移動可能であり、入力 軸１とトーションバーＴＢとを固定するピン３０を打ち込む穴も形成されていな い（図３（ａ））。

【００１５】 次に本体ＢにハウジングＧをボルト３１によって組み付ける。この時ハウジン グＧには、ベアリング３５、トルク検出部７２、およびストッパ検出部７１が取 り付けられている。また、この状態においては、環状部材１５の検出リング１５ ａ，１５ｂ，１５ｃとトルク検出部７２のコイルリング７２ａ，７２ｂ，７２ｃ とはトーションバーＴＢの軸線方向にずれた状態にある（図３（ｂ））。

【００１６】 この本体ＢとハウジングＧとが組み付けられた状態から、作業者は入力軸１を トーションバーＴＢの軸線方向に沿って引き上げる。この時、入力軸１に固定さ れているスナップリング３２は、ベアリング３５に当接し、入力軸１の引き上げ 量は制限される。この状態で作業者は入力軸１とトーションバーＴＢに貫通穴を 穿設し、ピン３０によって入力軸１をトーションバーＴＢに固定する（図３（ｃ ））。

【００１７】 以上述べた組み付け過程において、入力軸１におけるスナップリング３２、環 状部材１５および入力側歯部１１の相対的な位置関係は、スナップリング３２が ベアリング３５に当接した際に出リング１５ａ，１５ｂ，１５ｃとコイルリング ７２ａ，７２ｂ，７２ｃとが正しく対向した状態となり、かつ入力側歯部１１の 底面と出力側歯部２１の取付面との間にαの間隙が生じるように設定されている ため、上記したようにスナップリング３２がベアリング３５に当接した位置で入 力軸１を固定すれば組み付けは完了し、ストッパ検出部７１およびトルク検出部 ７２から正しい特性の検出値を得ることができる。

【００１８】 上述した実施例においては、入力軸１の位置決め部材としてスナップリング３ ２を用いたが、入力軸１に位置決め用の突起等を形成する構成としても良い。

【００１９】

【考案の効果】

以上述べたように本考案のトルクセンサは、入力軸をトーションバーの軸線方 向に沿って第１のベアリング側に移動させ、第１のベアリングに位置決め部材が 当接した位置で入力軸をトーションバーに固定するだけで、第１のリング状部材 が第２のリング状部材に対向した正しい位置に位置決めされるようにしたために 、組み付けが容易でしかも、組み付け誤差の少ないトルクセンサを提供すること ができるため、生産効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のトルクセンサの全体図である。

【図２】本実施例の入力側歯部１１と出力側歯部２１を
示した図である。

【図３】本実施例の作用を説明するための図である。

【図４】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 １５ 環状部材 ７２ トルク検出部 Ｂ 本体 Ｇ ハウジング ＴＢ トーションバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに第１のベアリングを介して
   回転可能に支持された中空の入力軸と、本体に第２のベ
   アリングを介して回転可能に支持された出力軸と、前記
   入力軸内に挿入され前記入力軸と前記出力軸とを同軸線
   で連結したトーションバーと、前記入力軸の円周方向に
   設けられた第１のリング状部材と、この第１のリング状
   部材の歯部と対向し前記ハウジング内壁に設けられた第
   ２のリング状部材とを備え、前記入力軸と前記出力軸と
   の相対的な変位を前記第１のリング状部材と前記第２の
   リング状部材との相対的な変位として捉えてトルクを検
   出するトルクセンサにおいて、前記第１のリング状部材
   と前記第２のリング状部材とが対向した位置に位置決め
   されている時、前記第１のベアリングの前記第２のリン
   グ状部材側に当接する位置決め部材を前記入力軸に取り
   付けたことを特徴とするトルクセンサ。