JP2000055753A - Torque detecting device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize a device by enabling a torque to be detected even without a planetary gear mechanism. SOLUTION: A torque detecting device is provided with a conversion member 23 that is provided at the outer periphery of an input shaft 20 and an output shaft 21 and at the same time converts the amount of relative rotation of both the shafts to displacement in the direction of an axial line, an annular ring member 26 being formed by a magnet, a plurality of magnetic sensitive elements 27 that oppose with a gap around the ring member 26, and a fail detection mechanism F where the magnetic sensitive elements are connected. In this case, the magnetic sensitive element 27 detects the amount of travel in the direction of the axial line of the ring member 26 and at the same time outputs the amount of detection to a controller C as a voltage signal. Also, the fail detection mechanism F calculates the difference of voltage signals from the magnetic sensitive element 27, and outputs an abnormality signal to the controller C when the difference exceeds a set value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータによ
ってアシスト力を付与するパワーステアリングに係わ
り、特に、ステアリングホイールから入力された操舵ト
ルクを検出するトルク検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering for applying an assist force by an electric motor, and more particularly to a torque detecting device for detecting a steering torque input from a steering wheel.

【０００２】[0002]

【従来の技術】パワーステアリングのトルク検出装置と
しては、本願出願人が既に特開平３−７４２５８号公報
で開示したものがある。この装置は、図１３、１４に示
すように、ギヤケース１内に出力軸２を回転自在に組み
込むとともに、この出力軸２の先端にピニオン３を形成
している。そして、このピニオン３を、図示していない
車輪が両端に連係するラックシャフト４にかみ合わせて
いる。なお、このラックシャフト４には、アシスト力を
付与するための図示していない電動モータを連係させて
いる。また、ギヤケース１内には、上記出力軸２と同軸
線上に図示していないステアリングホイールに連係する
入力軸５を回転自在に組み込んでいる。そして、この入
力軸５の中空部５ａにトーションバー６を設け、このト
ーションバー６の一端を入力軸５に固定し、他端を出力
軸２に固定している。2. Description of the Related Art As a power steering torque detecting device, there is one disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-74258. In this device, as shown in FIGS. 13 and 14, an output shaft 2 is rotatably incorporated in a gear case 1 and a pinion 3 is formed at the tip of the output shaft 2. The pinion 3 is engaged with a rack shaft 4 having wheels (not shown) linked to both ends. It should be noted that an electric motor (not shown) for applying an assist force is linked to the rack shaft 4. In the gear case 1, an input shaft 5 linked to a steering wheel (not shown) is rotatably incorporated coaxially with the output shaft 2. A torsion bar 6 is provided in the hollow portion 5a of the input shaft 5, and one end of the torsion bar 6 is fixed to the input shaft 5, and the other end is fixed to the output shaft 2.

【０００３】このようにした装置は、図示していないス
テアリングホイールを回すと、その入力トルクに応じて
トーションバー６がねじれ、入力軸５と出力軸２とが相
対回転する。そして、この相対回転量およびその方向
を、後述するセンサー１８で検出し、その検出量および
方向に基づいて図示していないコントローラが上記電動
モータの出力を制御する。このようにコントローラで制
御される電動モータは、入力トルクに応じた駆動力を発
揮し、その駆動力で上記ラックシャフト４を動かして、
最適なアシスト力を付与する。In such a device, when a steering wheel (not shown) is turned, the torsion bar 6 is twisted according to the input torque, and the input shaft 5 and the output shaft 2 rotate relatively. The relative rotation amount and its direction are detected by a sensor 18 described later, and a controller (not shown) controls the output of the electric motor based on the detected amount and direction. The electric motor controlled by the controller as described above exerts a driving force according to the input torque, and moves the rack shaft 4 with the driving force.
Provides optimal assist power.

【０００４】次に、上記入力トルクを検出するための構
成について説明する。入力軸５には、フランジ部７を形
成している。このフランジ部７には、図１４に示すよう
に３個の遊星ギヤ８をピン９を介して周方向等間隔に設
けている。そして、これら遊星ギヤ８を、入力軸５の外
周に回転自在に設けたサンギヤ１０とギヤケース１内に
回転自在に組み込んだ回転リングギヤ１１とにかみ合わ
せている。一方、出力軸２にもフランジ部１２を形成
し、このフランジ部１２にも図示していない３個の遊星
ギヤをピンを介して周方向等間隔に設けている。そし
て、これら遊星ギヤは、上記サンギヤ１０とギヤケース
１内に固定した固定リングギヤ１３とにかみ合わせてい
る。Next, a configuration for detecting the input torque will be described. The input shaft 5 has a flange portion 7 formed therein. As shown in FIG. 14, three planetary gears 8 are provided on the flange portion 7 at regular intervals in the circumferential direction via pins 9. These planetary gears 8 mesh with a sun gear 10 rotatably provided on the outer periphery of the input shaft 5 and a rotating ring gear 11 rotatably incorporated in the gear case 1. On the other hand, a flange portion 12 is also formed on the output shaft 2, and three planetary gears (not shown) are provided on the flange portion 12 at regular intervals in the circumferential direction via pins. These planetary gears mesh with the sun gear 10 and a fixed ring gear 13 fixed in the gear case 1.

【０００５】また、上記入力軸５のフランジ部７には、
図１４に示すように切り欠き部１４、１４を２箇所形成
している。そして、これら切り欠き部１４、１４に、出
力軸２のフランジ部１２に形成した突部１５、１５をそ
れぞれ挿入している。ただし、これら切り欠き部１４と
突部１５との間には隙間１６を設け、この隙間１６の分
だけ入力軸５と出力軸２とが周方向に相対回転可能にし
ている。そして、切り欠き部１４と突部１５とが接触す
れば、入力軸５と出力軸２とが一体的に回転する。した
がって、トーションバー６が過剰にねじられてそれが破
損するのを防止できる。[0005] The flange 7 of the input shaft 5 has
As shown in FIG. 14, two notches 14 are formed. The projections 15, 15 formed on the flange 12 of the output shaft 2 are inserted into these notches 14, 14, respectively. However, a gap 16 is provided between the notch 14 and the projection 15, and the input shaft 5 and the output shaft 2 are relatively rotatable in the circumferential direction by the gap 16. When the notch 14 and the protrusion 15 come into contact with each other, the input shaft 5 and the output shaft 2 rotate integrally. Therefore, it is possible to prevent the torsion bar 6 from being excessively twisted and damaged.

【０００６】上記回転リングギヤ１１の外周の一部分に
は、磁性体片１７を組み込んでいる。そして、この磁性
体片１７に対向するギヤケース１の内面には、磁気抵抗
体素子からなるセンサー１８を設けている。この磁気抵
抗体素子は、外部から磁界を作用させると、内部の電気
抵抗が変化して、その抵抗の変化を電圧の変化として検
出する機能をもっている。このような磁気抵抗体素子か
らなるセンサー１８は、回転リングギヤ１１の回転によ
って磁性体片１７が移動すると、その磁束の変化に応じ
た電圧を検出する。そして、この検出した電圧を図示し
ていないコントローラに入力して、このコントローラが
電動モータの出力を制御する。電動モータは、コントロ
ーラからの信号によってアシスト力を発揮して、操舵力
を最適な力に低減する。[0006] A magnetic piece 17 is incorporated in a part of the outer periphery of the rotating ring gear 11. A sensor 18 made of a magnetoresistive element is provided on the inner surface of the gear case 1 facing the magnetic piece 17. When a magnetic field is applied from the outside, the magnetoresistive element has a function of changing an internal electric resistance and detecting a change in the resistance as a change in voltage. When the magnetic piece 17 moves due to the rotation of the rotating ring gear 11, the sensor 18 including such a magnetic resistor element detects a voltage corresponding to a change in the magnetic flux. Then, the detected voltage is input to a controller (not shown), and the controller controls the output of the electric motor. The electric motor exerts an assisting force according to a signal from the controller, and reduces the steering force to an optimal force.

【０００７】次に、この従来の装置の作用を説明する。
図示していない車輪からの負荷がラックシャフト４に伝
わった状態で、図示していないステアリングホイールを
回すと、その回転力が入力軸５に伝えられるが、出力軸
２は上記車輪からの負荷によってその回転を妨げられて
いるため、入力軸５の回転によりトーションバー６がね
じれる。したがって、入力軸５と出力軸２とが上記隙間
１６の範囲内で相対回転する。このように入力軸５と出
力軸２とが相対回転すると、回転リングギヤ１１が回転
するが、その作動は以下のようになっている。Next, the operation of the conventional device will be described.
When the steering wheel (not shown) is turned while the load from the wheels (not shown) is transmitted to the rack shaft 4, the rotational force is transmitted to the input shaft 5, but the output shaft 2 is transmitted by the load from the wheels. Since the rotation is hindered, the rotation of the input shaft 5 causes the torsion bar 6 to twist. Therefore, the input shaft 5 and the output shaft 2 relatively rotate within the range of the gap 16. When the input shaft 5 and the output shaft 2 rotate relative to each other in this manner, the rotating ring gear 11 rotates, and the operation is as follows.

【０００８】まず、出力軸２の回転が規制されているた
め、この出力軸２側に連係した図示していない遊星ギヤ
はサンギヤ１０の周りを公転することができない。ま
た、この遊星ギヤは、固定リングギヤ１３にかみ合って
いるので自転もできない。このようなことから、この遊
星ギヤにかみ合うサンギヤ１０は、その回転が規制され
た状態になっている。このような状態で出力軸２に対し
て入力軸５が回転すると、この入力軸５のフランジ部７
に設けた遊星ギヤ８が、サンギヤ１０の周りを自転する
とともに公転する。したがって、この遊星ギヤ８にかみ
合う回転リングギヤ１１がわずかに回転する。First, since the rotation of the output shaft 2 is restricted, a planetary gear (not shown) linked to the output shaft 2 cannot revolve around the sun gear 10. Further, since the planetary gear is engaged with the fixed ring gear 13, it cannot rotate. For this reason, the rotation of the sun gear 10 meshing with the planetary gear is restricted. When the input shaft 5 rotates with respect to the output shaft 2 in such a state, the flange portion 7 of the input shaft 5
The planetary gears 8 provided around the sun gear 10 rotate and revolve around the sun gear 10. Therefore, the rotating ring gear 11 meshing with the planetary gear 8 slightly rotates.

【０００９】上記のように回転リングギヤ１１がわずか
に回転すると、それに固定した磁性体片１７が移動す
る。そして、この移動量は、上記センサー１８で検出さ
れ、この検出信号に基づいて図示していないコントロー
ラが電動モータを制御する。このようにして、電動モー
タから最適なアシスト力が付与されることになる。な
お、上記のようにセンサー１８と磁性体片１７とを非接
触にしているので、接触タイプのセンサーで問題となる
摩耗などの影響がない分、精度の高い値を検出できる。When the rotary ring gear 11 slightly rotates as described above, the magnetic piece 17 fixed thereto moves. The amount of movement is detected by the sensor 18, and a controller (not shown) controls the electric motor based on the detection signal. In this way, the optimal assist force is applied from the electric motor. Since the sensor 18 and the magnetic piece 17 are not in contact with each other as described above, a high-precision value can be detected because there is no influence such as abrasion which is a problem in the contact type sensor.

【００１０】一方、トーションバー６がねじられた状態
で入力軸５と出力軸２とが一体回転すると、今度は上記
回転リングギヤ１１の回転が止まるようにしている。そ
れについて以下に説明する。すなわち、入力軸５ととも
に出力軸２が一体回転すると、出力軸２側に設けた図示
していない遊星ギヤがサンギヤ１０の周りを自転しなが
ら公転する。そのため、この遊星ギヤにかみ合うサンギ
ヤ１０が、入出力軸５、２と同じ方向に回転する。ま
た、入力軸５側に設けた遊星ギヤ８も、入出力軸５、２
と同じ方向に公転するが、このとき遊星ギヤ８は、上記
サンギヤ１０の回転によって自転させられている。した
がって、遊星ギヤ８は、サンギヤ１０の周りを公転しな
がら自転した状態になる。On the other hand, when the input shaft 5 and the output shaft 2 rotate integrally with the torsion bar 6 in a twisted state, the rotation of the rotating ring gear 11 is stopped. This will be described below. That is, when the output shaft 2 rotates integrally with the input shaft 5, a planetary gear (not shown) provided on the output shaft 2 revolves around the sun gear 10 while rotating around itself. Therefore, the sun gear 10 meshing with the planet gear rotates in the same direction as the input / output shafts 5 and 2. Further, the planetary gear 8 provided on the input shaft 5 side also
However, at this time, the planetary gear 8 is rotated by the rotation of the sun gear 10. Therefore, the planetary gear 8 rotates while revolving around the sun gear 10.

【００１１】上記のような遊星ギヤ８は、その自転によ
って回転リングギヤ１１の内側をかみ合いながら移動す
るが、その移動速度は、この遊星ギヤ８が自らサンギヤ
１０の周りを公転する速度と同じになるように設定して
いる。したがって、遊星ギヤ８は、回転リングギヤ１１
の内側を単にかみ合いながら移動する状態になり、回転
リングギヤ１１にこの遊星ギヤ８の回転力が作用しな
い。このように遊星ギヤ８の回転力が作用しなければ、
当然のこととして回転リングギヤ１１が回転したりしな
い。The above-described planetary gear 8 moves while engaging with the inside of the rotating ring gear 11 by its rotation, and the moving speed is the same as the speed at which the planetary gear 8 revolves around the sun gear 10 by itself. Is set as follows. Therefore, the planetary gear 8 is composed of the rotating ring gear 11
Are moved while merely meshing with each other, and the rotating force of the planetary gear 8 does not act on the rotating ring gear 11. If the rotational force of the planetary gear 8 does not act in this way,
As a matter of course, the rotating ring gear 11 does not rotate.

【００１２】このように回転リングギヤ１１の回転を規
制したのは、入力軸５と出力軸２とが一体的に回転した
場合でも、回転リングギヤ１１に設けた磁性体片１７
が、センサー１８の対向する位置からずれないようにす
るためである。すなわち、磁性体片１７は、回転リング
ギヤ１１の外周の一部分にしかないので、回転リングギ
ヤ１１が入出力軸５、２と一体的に回転してしまうと、
磁性体片１７がセンサー１８の対向する位置からずれて
しまう。そして、この場合には、回転リングギヤ１１の
変位を全く検出できないという問題が生じる。そこで、
この従来の装置では、回転リングギヤ１１の回転を規制
して、センサー１８に、常に磁性体片１７が対向するよ
うにしている。The reason why the rotation of the rotary ring gear 11 is restricted in this way is that even when the input shaft 5 and the output shaft 2 rotate integrally, the magnetic material piece 17 provided on the rotary ring gear 11 is rotated.
However, this is to prevent deviation from the position where the sensor 18 faces. That is, since the magnetic piece 17 is only on a part of the outer periphery of the rotating ring gear 11, if the rotating ring gear 11 rotates integrally with the input / output shafts 5, 2,
The magnetic piece 17 is displaced from the position where the sensor 18 faces. In this case, there is a problem that the displacement of the rotary ring gear 11 cannot be detected at all. Therefore,
In this conventional device, the rotation of the rotating ring gear 11 is restricted so that the magnetic piece 17 always faces the sensor 18.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、
入力軸５と出力軸２とが一体的に回転したときでも、回
転リングギヤ１１に設けた磁性体片１７が、センサー１
８の対向する位置からずれないようにするために、遊星
ギヤ８や回転リングギヤ１１などからなる遊星歯車機構
を設けなければならない。しかし、このような遊星歯車
機構を設けると、当然のこととしてそれを組み込むギヤ
ケース１が大型化するという問題がある。また、このト
ルク検出装置を設けるパワーステアリング装置は、通
常、運転席の足元とエンジンルームとの間という非常に
狭いスペースに組み込まなければならないので、上記の
ようにギヤケース１が大型化すると、車種によっては装
置を取り付けることができないという問題も発生する。
この発明の目的は、小型のトルク検出装置を提供するこ
とである。In the above-mentioned conventional apparatus,
Even when the input shaft 5 and the output shaft 2 rotate integrally, the magnetic material piece 17 provided on the rotating ring gear 11 is still
A planetary gear mechanism including the planetary gear 8 and the rotating ring gear 11 must be provided so as not to deviate from the position where the gear 8 faces. However, when such a planetary gear mechanism is provided, there is a problem that the gear case 1 in which the planetary gear mechanism is incorporated naturally becomes large. In addition, the power steering device provided with the torque detecting device usually has to be installed in a very narrow space between the foot of the driver's seat and the engine room. Therefore, when the gear case 1 is enlarged as described above, depending on the type of vehicle, However, there is also a problem that the device cannot be mounted.
An object of the present invention is to provide a small torque detecting device.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ステアリ
ングホイールに連係した入力軸と車輪を連係した出力軸
との相対回転量から入力トルクを検出し、その信号をコ
ントローラに出力するパワーステアリングのトルク検出
装置において、入力軸および出力軸の外周に設けるとと
もに、これら入出力軸の相対回転量を軸線方向の変位に
変換する変換部材と、変換部材の外周に固定され、かつ
磁石にて形成された環状のリング部材と、リング部材の
周囲に間隔をおいて対向させた複数の磁気感応素子と、
これら磁気感応素子を接続したフェール検出機構とを備
え、上記磁気感応素子は、リング部材の軸線方向の移動
量を検出するとともに、その検出量を電圧信号としてコ
ントローラに出力する一方、フェール検出機構は、磁気
感応素子からの電圧信号の差を検出して、その差が設定
値以上になるとコントローラに異常信号を出力する構成
にしたことを特徴とする。なお、この発明における磁石
とは、磁束を発生させるもののことである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a power steering for detecting an input torque from a relative rotation amount between an input shaft linked to a steering wheel and an output shaft linked to a wheel, and outputting a signal of the input torque to a controller. In the torque detecting device, a conversion member is provided on the outer periphery of the input shaft and the output shaft, and converts a relative rotation amount of these input and output shafts into an axial displacement, and is fixed to the outer periphery of the conversion member and formed by a magnet. Annular ring member, and a plurality of magnetically responsive elements opposed to each other around the ring member at an interval,
A failure detection mechanism to which these magnetically sensitive elements are connected, wherein the magnetically sensitive element detects the amount of movement of the ring member in the axial direction and outputs the detected amount to the controller as a voltage signal, while the failure detection mechanism is A difference between the voltage signals from the magnetically sensitive elements is detected, and when the difference exceeds a set value, an abnormal signal is output to the controller. The magnet according to the present invention generates a magnetic flux.

【００１５】第２の発明は、リング部材の周囲には、複
数の磁気感応素子を配置し、これら磁気感応素子からの
検出信号をコントローラで平均化する構成にしたことを
特徴とする。第３の発明は、複数の磁気感応素子を周方
向に等間隔に配置したことを特徴とする。第４の発明
は、変換部材を筒部材としたことを特徴とする。第５の
発明は、金属性の筒部材にリング部材を固定するととも
に、これら筒部材とリング部材との間に非磁性体を介在
させたことを特徴とする。A second aspect of the present invention is characterized in that a plurality of magnetically sensitive elements are arranged around the ring member, and detection signals from these magnetically sensitive elements are averaged by a controller. A third invention is characterized in that a plurality of magnetically sensitive elements are arranged at equal intervals in the circumferential direction. A fourth invention is characterized in that the conversion member is a cylindrical member. The fifth invention is characterized in that a ring member is fixed to a metallic tubular member, and a non-magnetic material is interposed between the tubular member and the ring member.

【００１６】第６の発明は、ステアリングホイールに連
係した入力軸と、車輪を連係した出力軸との相対回転量
から入力トルクを検出し、その信号をコントローラに出
力するパワーステアリングのトルク検出装置において、
入力軸および出力軸の外周に設けるとともに、これら入
出力軸の相対回転量を軸線方向の変位に変換する磁石か
らなる変換部材と、変換部材の周囲に間隔をおいて対向
させた複数の磁気感応素子と、これら磁気感応素子を接
続したフェール検出機構とを備え、上記磁気感応素子
は、変換部材の軸線方向の移動量を検出するとともに、
その検出量を電圧信号としてコントローラに出力する一
方、フェール検出機構は、磁気感応素子からの電圧信号
の差を検出して、その差が設定値以上になるとコントロ
ーラに異常信号を出力する構成にしたことを特徴とす
る。第７の発明は、磁気感応素子とコントローラとの間
に加算器を接続し、この加算器で中立状態における磁気
感応素子からの出力信号のずれを補正する構成にしたこ
とを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power steering torque detecting device which detects an input torque from an amount of relative rotation between an input shaft linked to a steering wheel and an output shaft linked to a wheel, and outputs a signal to a controller. ,
A conversion member comprising a magnet provided on the outer periphery of the input shaft and the output shaft and converting the relative rotation amount of the input and output shafts into an axial displacement, and a plurality of magnetically sensitive members opposed to the conversion member at intervals. Element, and a fail detection mechanism connecting these magnetically sensitive elements, and the magnetically sensitive element detects the amount of movement of the conversion member in the axial direction,
The detection amount is output to the controller as a voltage signal, while the failure detection mechanism detects a difference between the voltage signals from the magnetically sensitive elements, and outputs an abnormal signal to the controller when the difference exceeds a set value. It is characterized by the following. The seventh invention is characterized in that an adder is connected between the magnetically sensitive element and the controller, and the adder corrects a deviation of an output signal from the magnetically sensitive element in a neutral state.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】図１〜７にこの発明の装置の第１
実施例を示す。図１に示すように、ギヤケース１９内に
は、図示していないステアリングホイールに連係する入
力軸２０を回転自在に組み込むとともに、この入力軸２
０と同軸線上に出力軸２１も回転自在に組み込んでい
る。そして、これら入力軸２０と出力軸２１とをトーシ
ョンバー２２を介して連結している。また、上記出力軸
２１は、従来の装置と同様に図示していないラックを形
成し、このラックをラックシャフトにかみ合わせてい
る。そして、このラックシャフトに電動モータの駆動力
を伝達するようにしている。1 to 7 show a first embodiment of the apparatus of the present invention.
An example will be described. As shown in FIG. 1, an input shaft 20 linked to a steering wheel (not shown) is rotatably incorporated in a gear case 19, and the input shaft 2
The output shaft 21 is also rotatably mounted on the same axis as the output shaft 21. The input shaft 20 and the output shaft 21 are connected via a torsion bar 22. The output shaft 21 forms a rack (not shown) similarly to the conventional device, and this rack is engaged with a rack shaft. Then, the driving force of the electric motor is transmitted to the rack shaft.

【００１８】上記入力軸２０および出力軸２１の外周に
は、非磁性体からなる筒部材２３をスライド可能に設け
ている。この筒部材２３は、図２に示すように円筒状を
しており、その内周には図３に示すようにネジ部２３ａ
を形成している。そして、このネジ部２３ａを上記入力
軸２０の外周に形成したネジ部２０ａにネジ結合してい
る。また、この筒部材２３には、１８０度位相をずらし
た位置に、軸線方向に伸びる一対の軸方向溝２４、２４
を形成している。そして、これら軸方向溝２４、２４に
は、出力軸２１に固定したピン２５、２５を摺動自在に
臨ませている。このようにすることによって、出力軸２
１に対する筒部材２３の回転をピン２５によって規制し
ている。A cylindrical member 23 made of a non-magnetic material is slidably provided on the outer periphery of the input shaft 20 and the output shaft 21. This cylindrical member 23 has a cylindrical shape as shown in FIG. 2, and has a threaded portion 23a on its inner periphery as shown in FIG.
Is formed. The screw portion 23a is screwed to a screw portion 20a formed on the outer periphery of the input shaft 20. The cylindrical member 23 has a pair of axial grooves 24, 24 extending in the axial direction at positions shifted by 180 degrees.
Is formed. Pins 25 fixed to the output shaft 21 slidably face the axial grooves 24. By doing so, the output shaft 2
The rotation of the cylindrical member 23 with respect to 1 is regulated by the pin 25.

【００１９】したがって、入力軸２０と出力軸２１とが
相対回転すると、筒部材２３が入力軸２０に対して回転
することになるが、これら筒部材２３と入力軸２０とは
ネジ結合されているので、その回転方向に応じて軸線方
向に移動する。そして、このように入力軸２０に対して
回転する筒部材２３は、２つのピン２５、２５によりバ
ランス良く回転するようにしているので、こじりが生じ
たりしない。また、この筒部材２３の外周には、磁石よ
りなる環状のリング部材２６を固定している。そして、
このリング部材２６に対向するギヤケース１９には、一
対の磁気感応素子２７、２７を１８０度位相をずらした
位置に固定している。これら磁気感応素子２７、２７
は、上記リング部材２６からの磁束を検出して、その検
出値を電圧の変化として出力する機能を持っている。な
お、この実施例で用いている磁石とは、磁束を発生させ
るものであればよく、例えば、永久磁石や、磁性体ある
いは非磁性体よりなるコイルを用いた電磁石などを用い
ることができる。また、磁気感応素子２７としては、ホ
ール素子、磁気抵抗素子などを用いることができる。Therefore, when the input shaft 20 and the output shaft 21 rotate relative to each other, the cylindrical member 23 rotates with respect to the input shaft 20, and the cylindrical member 23 and the input shaft 20 are screwed. Therefore, it moves in the axial direction according to the rotation direction. Since the cylindrical member 23 which rotates with respect to the input shaft 20 is rotated by the two pins 25 and 25 in a well-balanced manner, no twisting occurs. An annular ring member 26 made of a magnet is fixed to the outer periphery of the cylindrical member 23. And
In the gear case 19 facing the ring member 26, a pair of magnetically sensitive elements 27, 27 are fixed at positions shifted by 180 degrees in phase. These magnetic sensing elements 27, 27
Has a function of detecting a magnetic flux from the ring member 26 and outputting the detected value as a change in voltage. The magnet used in this embodiment may be any magnet that generates a magnetic flux. For example, a permanent magnet, an electromagnet using a coil made of a magnetic or non-magnetic material, or the like can be used. Further, as the magnetically sensitive element 27, a Hall element, a magnetoresistive element, or the like can be used.

【００２０】図４は、リング部材２６と磁気感応素子２
７の関係を示した模式図である。この図４に示すよう
に、リング部材２６からは磁束がでているが、これら磁
束は、その位置によって曲率が違う。したがって、検出
する位置によって、磁束の接線方向の大きさや角度も違
う。そして、この磁束の接線方向の大きさＢは、図５に
示すように水平方向の成分Ｂ１と垂直方向の成分Ｂ２と
に分けることができる。上記磁気感応素子２７は、この
磁束の水平方向の成分Ｂ１のみを検出して、その検出値
を電圧として出力する。FIG. 4 shows the ring member 26 and the magnetically sensitive element 2.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship of FIG. As shown in FIG. 4, magnetic flux is emitted from the ring member 26, and these magnetic fluxes have different curvatures depending on their positions. Therefore, the magnitude and angle of the magnetic flux in the tangential direction differ depending on the position to be detected. The magnitude B of the magnetic flux in the tangential direction can be divided into a horizontal component B1 and a vertical component B2 as shown in FIG. The magnetic sensing element 27 detects only the horizontal component B1 of the magnetic flux and outputs the detected value as a voltage.

【００２１】なお、上記リング部材２６の軸線方向の中
間の位置では、磁束の水平方向成分Ｂ₁が０になるの
で、この位置を中立位置としている。そして、筒部材２
３を組み付けるときには、上記リング部材２６の中立位
置を、磁気感応素子２７の検出位置に一致するようにし
ている。上記のような構成にしたので、中立位置から筒
部材２３が軸線方向に移動すれば、その検出位置におけ
る磁束の水平方向成分Ｂ１も大きくなる。磁気感応素子
２７は、この磁束の水平方向成分Ｂ１を検出して、その
信号を図６に示すようにコントローラＣおよびフェール
検出機構Ｆに出力する。[0021] In the intermediate position in the axial direction of the ring member 26, since the horizontal component B ₁ of the magnetic flux is 0, and the neutral position this position. And the cylindrical member 2
When assembling 3, the neutral position of the ring member 26 is made to coincide with the detection position of the magnetically sensitive element 27. With the above configuration, if the cylindrical member 23 moves in the axial direction from the neutral position, the horizontal component B1 of the magnetic flux at the detected position also increases. The magnetic sensing element 27 detects the horizontal component B1 of the magnetic flux and outputs the signal to the controller C and the fail detecting mechanism F as shown in FIG.

【００２２】次に、この第１実施例の作用を説明する。
図示していない車輪からの負荷が出力軸２１に伝わった
状態で、図示していないステアリングホイールを回して
入力軸２０を回転させると、トーションバー２２がねじ
れながら入力軸２０と出力軸２１とが相対回転する。こ
のように入出力軸２０、２１が相対回転すると、筒部材
２３が軸線方向にスライドするので、リング部材２６も
移動する。このようにリング部材２６が軸線方向に移動
すると、各磁気感応素子２７、２７に対向する磁束の水
平方向成分Ｂ１が変化する。磁気感応素子２７、２７
は、これら磁束の水平方向成分Ｂ１を検出し、電圧信号
Ｖａ、ＶｂとしてコントローラＣに出力する。Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the input shaft 20 is rotated by turning the steering wheel (not shown) while the load from the wheels (not shown) is transmitted to the output shaft 21, the input shaft 20 and the output shaft 21 are twisted while the torsion bar 22 is twisted. Relative rotation. When the input / output shafts 20 and 21 rotate relative to each other, the cylindrical member 23 slides in the axial direction, so that the ring member 26 also moves. When the ring member 26 moves in the axial direction in this way, the horizontal component B1 of the magnetic flux facing each of the magnetically sensitive elements 27, 27 changes. Magnetic sensing element 27, 27
Detects these horizontal components B1 of the magnetic flux and outputs them to the controller C as voltage signals Va and Vb.

【００２３】上記磁気感応素子２７、２７で検出された
電圧信号Ｖａ、Ｖｂは、図６に示すようにコントローラ
Ｃに入力される。コントローラＣは、両方の電圧信号Ｖ
ａ、Ｖｂを平均化して、この平均化された信号に基づい
て電動モータＭの出力を制御する。そして、このコント
ローラＣで制御された電動モータＭがアシスト力を発揮
し、操舵力を最適な状態にする。このように２つの磁気
感応素子２７の信号を平均化するのは、高い安全性を得
るためである。The voltage signals Va and Vb detected by the magnetic sensing elements 27 and 27 are input to the controller C as shown in FIG. Controller C has both voltage signals V
a and Vb are averaged, and the output of the electric motor M is controlled based on the averaged signal. Then, the electric motor M controlled by the controller C exerts an assisting force to bring the steering force to an optimum state. The reason for averaging the signals of the two magnetically sensitive elements 27 is to obtain high security.

【００２４】すなわち、筒部材２３は、その組み付け時
やスライド時に、ギヤケース１９の軸線に対して傾く場
合がある。このように筒部材２３が傾くと、当然のこと
としてこの筒部材２３に固定したリング部材２６も傾く
ので、磁束も傾いてしまう。このような場合に、磁束を
１カ所だけで検出したのでは、誤差が大きくなり、この
誤差によって思わぬアシスト力が付与されるおそれがあ
る。そこで、この第１実施例の装置では、２つの磁気感
応素子２７、２７を１８０度位相をずらした位置に設
け、これらの検出値を平均化している。このようにすれ
ば、たとえ筒部材２３が傾いたとしても、その傾きによ
る誤差を実質的にキャンセルすることができる。したが
って、思わぬアシスト力を防止でき、高い安全性が得ら
れる。That is, the cylindrical member 23 may be inclined with respect to the axis of the gear case 19 when assembling or sliding. When the cylindrical member 23 is tilted in this manner, the ring member 26 fixed to the cylindrical member 23 is also tilted, so that the magnetic flux is also tilted. In such a case, if the magnetic flux is detected at only one location, an error increases, and an unexpected assist force may be applied due to the error. Therefore, in the device of the first embodiment, the two magnetically sensitive elements 27, 27 are provided at positions shifted by 180 degrees in phase, and their detected values are averaged. In this way, even if the cylindrical member 23 is tilted, an error due to the tilt can be substantially canceled. Therefore, unexpected assist force can be prevented, and high safety can be obtained.

【００２５】また、この第１実施例では、２つの磁気感
応素子２７、２７の平均値を求めているが、磁気感応素
子２７をさらに増やして、これら複数の磁気感応素子２
７の検出値の平均を求めれば、入力トルクの検出精度が
さらに向上する。特に、リング部材２６に着磁誤差があ
る場合、すなわち磁束にばらつきがある場合には、上記
のように複数の検出値の平均を求めると効果的である。
さらに、上記のように複数の磁気感応素子２７を用いる
場合、これら磁気感応素子２７を周方向等間隔に設けれ
ば、バランス良く検出できるので、より精度の高い入力
トルクを検出することができる。Further, in the first embodiment, the average value of the two magnetically sensitive elements 27, 27 is obtained.
If the average of the detected values of 7 is obtained, the detection accuracy of the input torque is further improved. In particular, when there is a magnetization error in the ring member 26, that is, when there is a variation in magnetic flux, it is effective to obtain the average of a plurality of detection values as described above.
Further, when a plurality of magnetically sensitive elements 27 are used as described above, if these magnetically sensitive elements 27 are provided at equal intervals in the circumferential direction, the detection can be performed in a well-balanced manner, so that a more accurate input torque can be detected.

【００２６】なお、組み付け精度を上げることによっ
て、筒部材２３の傾きを防止するとともに、そのスライ
ド時の傾きも防止できれば、上記磁気感応素子２７は１
つでも十分に足りる。そして、この場合には、磁気感応
素子２７が１つ減り、しかも、コントローラＣに磁気感
応素子２７からの検出値を平均化する演算部がいらなく
なるので、その分、コストを安くできる。If the inclination of the cylindrical member 23 can be prevented by increasing the assembling accuracy, and the inclination at the time of sliding can be prevented, the magnetically sensitive element 27 becomes one.
One is enough. In this case, the number of the magnetically sensitive elements 27 is reduced by one, and the controller C does not need an arithmetic unit for averaging the detection values from the magnetically sensitive elements 27, so that the cost can be reduced accordingly.

【００２７】一方、コントローラＣは、上記したように
２つの磁気感応素子２７、２７の出力値Ｖａ、Ｖｂを平
均しているので、一方の磁気感応素子２７が故障した場
合や、筒部材２３がギヤケース１９の軸線に対して傾い
たりした場合でも、それを判断できない。例えば、一方
の出力値Ｖａが１０で他方の出力値が０という異常の場
合でも、両方の出力値Ｖａ、Ｖｂが５という正常の場合
でも、その平均値が同じ５になるので、それらの異常を
このような平均値からは判断できない。On the other hand, since the controller C averages the output values Va and Vb of the two magnetically sensitive elements 27 and 27 as described above, if one of the magnetically sensitive elements 27 fails, or if the cylindrical member 23 Even if it is inclined with respect to the axis of the gear case 19, it cannot be determined. For example, even if one output value Va is abnormal and the other output value is 0, or if both output values Va and Vb are normal, such as 5, the average value is the same 5. Cannot be determined from such an average.

【００２８】しかし、一方の磁気感応素子２７の故障を
気付かずに、そのまま使用することは非常に危険であ
る。そこで、上記磁気感応素子２７、２７からの信号
を、フェール検出機構Ｆにも入力するようにしている。
このフェール検出機構Ｆは、一方の出力値から他方の出
力値を引く｜Ｖａ−Ｖｂ｜の演算をする。そして、この
演算結果が、予め設定した値よりも大きい場合に異常と
みなして異常信号をコントローラＣに出力する。However, it is extremely dangerous to use one of the magnetic sensing elements 27 without noticing the failure. Therefore, the signals from the magnetically sensitive elements 27 are also input to the fail detecting mechanism F.
This fail detection mechanism F calculates | Va−Vb | that subtracts one output value from the other output value. If the result of the calculation is larger than a preset value, it is regarded as abnormal and an abnormal signal is output to the controller C.

【００２９】図７は、この｜Ｖａ−Ｖｂ｜の関係をグラ
フに示したものであり、斜線の引いていない部分ｆが安
全領域であり、斜線の引いた部分ｄ１、ｄ２が異常領域
になっている。両方の磁気感応素子２７、２７の出力値
が正常で等しい場合には、｜Ｖａ−Ｖｂ｜の演算結果が
安全領域ｆ内になる。そして、その場合には、上記コン
トローラＣで平均化された信号がそのまま電動モータＭ
に出力される。しかし、｜Ｖａ−Ｖｂ｜の演算結果が、
斜線を引いた異常領域ｄ１、ｄ２になると、フェール検
出機構Ｆが異常信号をコントローラＣに出力する。この
異常信号が入力されると、コントローラＣが異常と判断
して、電動モータＭを停止し、マニュアルステアリング
状態に切り換える。したがって、安全性が保たれる。FIG. 7 is a graph showing the relationship of | Va-Vb |, where a portion f without hatching is a safety region, and portions d1 and d2 with hatching are abnormal regions. ing. If the output values of both magnetically sensitive elements 27, 27 are normal and equal, the calculation result of | Va−Vb | is within the safe area f. In this case, the signal averaged by the controller C is used as it is by the electric motor M.
Is output to However, the calculation result of | Va−Vb |
When the failure areas d1 and d2 are shaded, the failure detection mechanism F outputs a failure signal to the controller C. When this abnormality signal is input, the controller C determines that an abnormality has occurred, stops the electric motor M, and switches to the manual steering state. Therefore, safety is maintained.

【００３０】なお、このフェール検出機構Ｆに安全領域
ｆを設けたのは、差が僅かであれば、誤差の範囲として
扱うことができるからである。また、この第１実施例で
は、２つの磁気感応素子２７、２７の差だけを求めてい
るが、磁気感応素子２７を複数設けて、これら磁気感応
素子２７の出力値の差をそれぞれ求めるようにしてもよ
い。このようにすれば、より信頼性の高いフェール検出
ができるので、安全である。The reason why the fail detection mechanism F is provided with the safety area f is that if the difference is small, it can be handled as an error range. In the first embodiment, only the difference between the two magnetically sensitive elements 27, 27 is obtained. However, a plurality of magnetically sensitive elements 27 are provided, and the difference between the output values of these magnetically sensitive elements 27 is obtained. You may. In this way, more reliable failure detection can be performed, and therefore, safety is ensured.

【００３１】次に、トーションバー２２がねじられた状
態で入力軸２０と出力軸２１とが一体回転すると、筒部
材２３がギヤケース１９に対して回転するが、この場
合、筒部材２３の外周には、リング部材２６が環状に設
けられているので、磁気感応素子２７は常に磁束を検出
できる。つまり、この第１実施例の装置では、入力トル
クに相当する入力軸２０と出力軸２１との相対回転量を
筒部材２３の軸線方向の移動量に変換するとともに、入
出力軸２０、２１が相対回転量を保った状態で一体回転
したとしても、その移動量を環状のリング部材２６によ
って検出できるようにしている。したがって、上記従来
例の装置には必要不可欠だった遊星歯車機構がいらなく
なり、その分、ギヤケース１９を小型化できる。また、
リング部材２６と磁気感応素子２７とを非接触にしてい
るので、接触タイプのセンサーで問題となる摩耗などの
影響がない分、精度の高い値を検出できる。Next, when the input shaft 20 and the output shaft 21 rotate integrally with the torsion bar 22 being twisted, the cylindrical member 23 rotates with respect to the gear case 19. Since the ring member 26 is provided in a ring shape, the magnetically sensitive element 27 can always detect the magnetic flux. That is, in the device of the first embodiment, the relative rotation amount between the input shaft 20 and the output shaft 21 corresponding to the input torque is converted into the movement amount of the cylindrical member 23 in the axial direction, and the input / output shafts 20 and 21 are converted. Even if they rotate integrally while maintaining the relative rotation amount, the amount of movement can be detected by the annular ring member 26. Therefore, the planetary gear mechanism, which is indispensable to the above-described conventional apparatus, is not required, and the gear case 19 can be downsized accordingly. Also,
Since the ring member 26 and the magnetically sensitive element 27 are not in contact with each other, a high-accuracy value can be detected since there is no influence of wear or the like which is a problem in a contact type sensor.

【００３２】図８、９に示した第２、３実施例は、上記
第１実施例の筒部材２３の構造を変更したものである。
図８に示した第２実施例の筒部材２８は、筒本体２８ａ
を金属製にするとともに、その環状段部２８ｂに非磁性
体の保持筒２９を固定している。そして、この保持筒２
９の外周に環状のリング部材３０を固定している。この
ように非磁性体の保持筒２９を介してリング部材３０を
筒本体２８ａに固定したのは、次の理由からである。す
なわち、筒本体２８ａに直接リング部材３０を取り付け
ると、筒本体２８ａが磁力を帯びるので、リング部材３
０の磁束が変化してしまう。そして、その結果、正確な
移動量が検出できなくなるという問題があるからであ
る。In the second and third embodiments shown in FIGS. 8 and 9, the structure of the cylindrical member 23 of the first embodiment is changed.
The cylinder member 28 of the second embodiment shown in FIG.
Is made of metal, and a non-magnetic holding cylinder 29 is fixed to the annular step portion 28b. And this holding cylinder 2
An annular ring member 30 is fixed to the outer periphery of the ring 9. The reason that the ring member 30 is fixed to the cylinder main body 28a via the non-magnetic holding cylinder 29 in this manner is as follows. That is, when the ring member 30 is directly attached to the cylinder main body 28a, the cylinder main body 28a is magnetically attached.
The magnetic flux of 0 changes. As a result, there is a problem that an accurate movement amount cannot be detected.

【００３３】この第２実施例によれば、筒本体２８ａと
リング部材３０との間に非磁性体の保持筒２９を介在さ
せているので、上記のような問題が生じない。そして、
筒本体２８ａを丈夫な金属製にできるので、筒部材２８
が長持ちする。一方、図９に示した第３実施例は、筒部
材３１自体を磁石で構成している。このようにした第３
実施例では、筒部材３１の構造が簡単なので、この筒部
材３１のコストを安価にできる。なお、この場合、筒部
材３１は上記第１、第２実施例のリング部材２６、３０
と形状が異なるので、磁束も違うが、その違いは、磁束
を検出するコントローラＣによって補正することができ
る。したがって、筒部材３１自体を磁石にしても、正確
なトルクを検出することができる。According to the second embodiment, since the non-magnetic holding cylinder 29 is interposed between the cylinder main body 28a and the ring member 30, the above problem does not occur. And
Since the cylinder main body 28a can be made of a durable metal, the cylinder member 28
Will last longer. On the other hand, in the third embodiment shown in FIG. 9, the cylindrical member 31 itself is constituted by a magnet. Third that did this
In the embodiment, since the structure of the tubular member 31 is simple, the cost of the tubular member 31 can be reduced. In this case, the cylindrical member 31 is the same as the ring members 26, 30 of the first and second embodiments.
Since the shape is different, the magnetic flux is also different, but the difference can be corrected by the controller C that detects the magnetic flux. Therefore, accurate torque can be detected even if the cylindrical member 31 itself is made a magnet.

【００３４】図１０、１１に示した第４実施例は、ギヤ
ケース１９に加算器３２を固定するとともに、この加算
器３２を磁気感応素子２７とコントローラＣとの間に接
続したものである。その他の構成は上記第１実施例と同
じである。この加算器３２は、中立状態において、磁気
感応素子２７からの電圧信号Ｖａ、Ｖｂが、中立状態を
示す０でない場合に、その信号を０に補正して、コント
ローラＣへ出力するものである。In the fourth embodiment shown in FIGS. 10 and 11, the adder 32 is fixed to the gear case 19, and the adder 32 is connected between the magnetically sensitive element 27 and the controller C. Other configurations are the same as those of the first embodiment. When the voltage signals Va and Vb from the magnetically sensitive element 27 are not 0 indicating the neutral state in the neutral state, the adder 32 corrects the signals to 0 and outputs the corrected signal to the controller C.

【００３５】すなわち、この加算器３２は、加算部３３
とオフセット電圧設定部３４とからなり、磁気感応素子
２７から加算部３３に入力された電圧信号に、オフセッ
ト電圧設定部３４で設定した電圧信号Ｖａ、Ｖｂを入力
するようになっている。例えば、中立状態で、磁気感応
素子２７から加算部３３に入力される電圧信号Ｖａ、Ｖ
ｂが０以下の場合、その不足分をオフセット電圧設定部
３４で加算して出力電圧を０にする。反対に、加算部３
３に入力される電圧信号Ｖａ、Ｖｂが０以上の場合に
は、マイナスの電圧信号Ｖａ、Ｖｂを出力して出力電圧
を０にする。そして、このように加算器３２で出力信号
を補正するのは、以下の理由からである。That is, the adder 32 includes an adder 33
And the offset voltage setting unit 34, and the voltage signals Va and Vb set by the offset voltage setting unit 34 are input to the voltage signal input from the magnetically sensitive element 27 to the addition unit 33. For example, in the neutral state, the voltage signals Va, V input from the magnetically sensitive element 27 to the adder 33
If b is equal to or less than 0, the shortage is added by the offset voltage setting unit 34 to set the output voltage to 0. Conversely, adder 3
When the voltage signals Va and Vb input to 3 are 0 or more, negative voltage signals Va and Vb are output and the output voltage is set to 0. The output signal is corrected by the adder 32 for the following reason.

【００３６】すなわち、中立状態における磁気感応素子
２７からの電圧信号Ｖａ、Ｖｂを、例えば０と設定した
場合には、入力トルクが０なら電圧信号Ｖａ、Ｖｂも０
でなければならない。しかし、入出力軸２０、２１や筒
部材２３などの部品には、寸法のばらつきがあり、しか
も、これらを組み付けるときに組み付け誤差も生じるの
で、その中立状態を正確に設定するのが非常に難しい。
そして、上記したようにリング部材２６が傾いたりする
と、中立状態にもかかわらず、磁気感応素子２７からの
電圧信号Ｖａ、Ｖｂが０にならない場合がある。そこ
で、この第４実施例では、装置を組み立てた後、中立状
態にもかかわらず、磁気感応素子２７からの出力電圧が
０でない場合に、そのずれを加算器３２で補正してい
る。That is, when the voltage signals Va and Vb from the magnetically sensitive element 27 in the neutral state are set to, for example, 0, if the input torque is 0, the voltage signals Va and Vb are also 0.
Must. However, parts such as the input / output shafts 20 and 21 and the cylindrical member 23 have dimensional variations, and an assembly error occurs when assembling them. Therefore, it is very difficult to accurately set the neutral state. .
When the ring member 26 is tilted as described above, the voltage signals Va and Vb from the magnetically sensitive element 27 may not become 0 in spite of the neutral state. Thus, in the fourth embodiment, after the device is assembled, if the output voltage from the magnetically sensitive element 27 is not 0 despite the neutral state, the shift is corrected by the adder 32.

【００３７】この第４実施例の装置によれば、中立状態
における磁気感応素子２７からの出力信号がずれたとし
ても、加算器３２を調節すれば、そのずれを簡単に補正
できる。したがって、ギヤケース１９に入出力軸２０、
２１や筒部材２３などを組み付けた後で、わざわざそれ
らをばらして調節しなくてもすむ。なお、加算器３２を
用いずに、中立位置のずれをコントローラＣで自動的に
補正することも考えられるが、その場合、故障などでギ
ヤケース１９を交換する必要があると、コントローラＣ
まで交換しなければならなくなる。しかし、この第４実
施例の装置では、コントローラＣと別にした加算器３２
で中立点のずれを補正しているので、コントローラＣま
で交換しなくてもいい。したがって、交換時のコストを
安く抑えることができる。According to the device of the fourth embodiment, even if the output signal from the magnetically sensitive element 27 in the neutral state shifts, the shift can be easily corrected by adjusting the adder 32. Therefore, the input / output shaft 20,
After assembling the tube 21 and the cylindrical member 23, it is not necessary to disassemble them and adjust them. It is conceivable to automatically correct the deviation of the neutral position by the controller C without using the adder 32. In this case, if the gear case 19 needs to be replaced due to a failure or the like, the controller C
Will have to be replaced. However, in the device of the fourth embodiment, the adder 32 separate from the controller C is used.
Is used to correct the deviation of the neutral point, so that the controller C need not be replaced. Therefore, the cost for replacement can be reduced.

【００３８】[0038]

【発明の効果】第１の発明によれば、入力軸と出力軸と
の相対回転量に応じて軸線方向に移動する変換部材に、
磁石よりなる環状のリング部材を設けるとともに、この
リング部材の軸線方向の移動量を磁気感応素子で検出す
る構成にしたので、入力軸と出力軸とが一体的に回転し
たとしても、リング部材が常に磁気感応素子に対向して
いる。したがって、従来のような遊星歯車機構がなくて
もトルクを検出でき、その分装置を小型化できる。ま
た、磁気感応素子が故障などして、誤った信号がコント
ローラに入力された場合には、フェール検出機構が異常
信号をコントローラに出力する。そして、コントローラ
が電動モータを停止する。したがって、電動モータが思
わぬアシスト力を発揮したりしない。According to the first aspect of the present invention, the conversion member which moves in the axial direction according to the relative rotation amount between the input shaft and the output shaft,
An annular ring member made of a magnet is provided, and the amount of movement of the ring member in the axial direction is detected by a magnetically sensitive element, so that even if the input shaft and the output shaft rotate integrally, the ring member is It always faces the magnetically sensitive element. Therefore, torque can be detected without the conventional planetary gear mechanism, and the device can be downsized accordingly. Further, when an erroneous signal is input to the controller due to a failure of the magnetic sensing element or the like, the failure detection mechanism outputs an abnormal signal to the controller. Then, the controller stops the electric motor. Therefore, the electric motor does not exert an unexpected assist force.

【００３９】第２の発明によれば、複数の磁気感応素子
からの検出値の平均を求めているので、より正確な入力
トルクを検出できる。第３の発明によれば、リング部材
の周囲に設けた複数の磁気感応素子を、周方向等間隔に
配置したので、バランスのとれた情報を検出できる。し
たがって、さらに精度の高い入力トルクを検出できる。
第４の発明によれば、変換部材を場所のとらない筒部材
としたので、装置をより小型化できる。第５の発明によ
れば、リング部材との間に非磁性体を介在させることに
よって、筒部材を丈夫な金属性にすることができる。According to the second aspect, since the average of the detection values from the plurality of magnetically sensitive elements is obtained, a more accurate input torque can be detected. According to the third aspect, the plurality of magnetically sensitive elements provided around the ring member are arranged at regular intervals in the circumferential direction, so that balanced information can be detected. Therefore, more accurate input torque can be detected.
According to the fourth aspect, since the conversion member is a cylindrical member that does not take up space, the size of the device can be further reduced. According to the fifth aspect of the invention, the non-magnetic material is interposed between the ring member and the cylindrical member, so that the cylindrical member can be made of strong metal.

【００４０】第６の発明によれば、変換部材自体を磁石
にしたので、特別にこの変換部材にリング部材を取り付
けたりしない。したがって、その分コストを安くでき
る。また、この第６の発明においても、フェール検出機
構を設けたので、電動モータが思わぬアシスト力を発揮
したりしない。なお、変換部材は、リング部材と形状が
異なるため、この変換部材からの磁束も違うが、この違
いは、磁束を検出するコントローラによって補正するこ
とができる。したがって、変換部材自体を磁石にしたと
しても、正確なトルクを検出することができる。第７の
発明によれば、中立状態における磁気感応素子からの信
号がずれていたとしても、加算器で簡単にそのずれを補
正できる。According to the sixth aspect, since the conversion member itself is a magnet, a ring member is not particularly attached to the conversion member. Therefore, the cost can be reduced accordingly. Also, in the sixth aspect, since the fail detecting mechanism is provided, the electric motor does not exert unexpected assist force. Since the conversion member has a different shape from the ring member, the magnetic flux from the conversion member is also different. This difference can be corrected by a controller that detects the magnetic flux. Therefore, even if the conversion member itself is a magnet, an accurate torque can be detected. According to the seventh aspect, even if the signal from the magnetically sensitive element in the neutral state is shifted, the shift can be easily corrected by the adder.

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

【図１】第１実施例の装置を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an apparatus of a first embodiment.

【図２】第１実施例の装置の筒部材２３を示す斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing a cylindrical member 23 of the device of the first embodiment.

【図３】筒部材２３の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a tubular member 23.

【図４】リング部材２６と磁気感応素子２７との関係を
示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a relationship between a ring member 26 and a magnetically sensitive element 27.

【図５】磁束Ｂの水平方向成分Ｂ１と垂直方向成分Ｂ２
との関係を示す図である。FIG. 5 shows a horizontal component B1 and a vertical component B2 of a magnetic flux B.
FIG.

【図６】第１実施例の装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of the device of the first embodiment.

【図７】フェール検出領域を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a failure detection area.

【図８】第２実施例の筒部材２８を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a cylindrical member 28 of the second embodiment.

【図９】第３実施例の筒部材３１を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a cylindrical member 31 according to a third embodiment.

【図１０】第４実施例の装置を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing an apparatus according to a fourth embodiment.

【図１１】第４実施例の装置の回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram of a device according to a fourth embodiment.

【図１２】従来の装置の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a conventional device.

【図１３】従来の装置を示す図であり、図１１のXIII−
XIII線の断面図である。FIG. 13 is a view showing a conventional apparatus, and is a view taken along the line XIII- of FIG.
It is sectional drawing of the XIII line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２０ 入力軸 ２１ 出力軸 ２３、２８、３１ 筒部材 ２６ リング部材 ２７ 磁気感応素子 ２９ 保持筒 ３２ 加算器 Ｃ コントローラ Ｆ フェール検出機構 Reference Signs List 20 input shaft 21 output shaft 23, 28, 31 cylinder member 26 ring member 27 magnetic sensitive element 29 holding cylinder 32 adder C controller F failure detection mechanism

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ステアリングホイールに連係した入力軸
と車輪を連係した出力軸との相対回転量から入力トルク
を検出し、その信号をコントローラに出力するトルク検
出装置において、入力軸および出力軸の外周に設けると
ともに、これら入出力軸の相対回転量を軸線方向の変位
に変換する変換部材と、変換部材の外周に固定され、か
つ磁石にて形成された環状のリング部材と、リング部材
の周囲に間隔をおいて対向させた複数の磁気感応素子
と、これら磁気感応素子を接続したフェール検出機構と
を備え、上記磁気感応素子は、リング部材の軸線方向の
移動量を検出するとともに、その検出量を電圧信号とし
てコントローラに出力する一方、フェール検出機構は、
磁気感応素子からの電圧信号の差を検出して、その差が
設定値以上になるとコントローラに異常信号を出力する
構成にしたことを特徴とするトルク検出装置。1. A torque detecting device for detecting an input torque from a relative rotation amount between an input shaft linked to a steering wheel and an output shaft linked to a wheel and outputting a signal of the input torque to a controller. And a conversion member for converting the relative rotation amount of these input and output shafts into axial displacement, an annular ring member fixed to the outer periphery of the conversion member and formed by magnets, and a ring member. A plurality of magnetically sensitive elements opposed to each other at intervals and a fail detection mechanism connected to the magnetically sensitive elements are provided. The magnetically sensitive elements detect the amount of movement of the ring member in the axial direction, and detect the amount of detection. Is output to the controller as a voltage signal, while the failure detection mechanism
A torque detecting device, wherein a difference between voltage signals from a magnetically sensitive element is detected, and an abnormal signal is output to a controller when the difference exceeds a set value. 【請求項２】 リング部材の周囲には、複数の磁気感応
素子を配置し、これら磁気感応素子からの検出信号をコ
ントローラで平均化する構成にしたことを特徴とする請
求項１記載のトルク検出装置。2. The torque detecting device according to claim 1, wherein a plurality of magnetically sensitive elements are arranged around the ring member, and a detection signal from these magnetically sensitive elements is averaged by a controller. apparatus. 【請求項３】 複数の磁気感応素子を周方向に等間隔に
配置したことを特徴とする請求項２記載のトルク検出装
置。3. The torque detecting device according to claim 2, wherein a plurality of magnetically sensitive elements are arranged at equal intervals in a circumferential direction. 【請求項４】 変換部材を筒部材としたことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか１に記載のトルク検出装置。4. The torque detecting device according to claim 1, wherein the converting member is a cylindrical member. 【請求項５】 金属性の筒部材にリング部材を固定する
とともに、これら筒部材とリング部材との間に非磁性体
を介在させたことを特徴とする請求項４記載のトルク検
出装置。5. The torque detecting device according to claim 4, wherein the ring member is fixed to the metallic cylindrical member, and a non-magnetic material is interposed between the cylindrical member and the ring member. 【請求項６】 ステアリングホイールに連係した入力軸
と、車輪を連係した出力軸との相対回転量から入力トル
クを検出し、その信号をコントローラに出力するトルク
検出装置において、入力軸および出力軸の外周に設ける
とともに、これら入出力軸の相対回転量を軸線方向の変
位に変換する磁石からなる変換部材と、変換部材の周囲
に間隔をおいて対向させた複数の磁気感応素子と、これ
ら磁気感応素子に接続したフェール検出機構とを備え、
上記磁気感応素子は、変換部材の軸線方向の移動量を検
出するとともに、その検出量を電圧信号としてコントロ
ーラに出力する一方、フェール検出機構は、磁気感応素
子からの電圧信号の差を検出して、その差が設定値以上
になるとコントローラに異常信号を出力する構成にした
ことを特徴とするトルク検出装置。6. A torque detecting device for detecting an input torque from a relative rotation amount between an input shaft linked to a steering wheel and an output shaft linked to a wheel, and outputting a signal to a controller. A conversion member comprising a magnet which is provided on the outer circumference and converts the relative rotation amount of the input / output shaft into an axial displacement; a plurality of magnetically sensitive elements which are opposed to the circumference of the conversion member at an interval; A failure detection mechanism connected to the element,
The magnetically sensitive element detects the amount of movement of the conversion member in the axial direction and outputs the detected amount to the controller as a voltage signal, while the fail detection mechanism detects the difference between the voltage signals from the magnetically sensitive element. And a torque detection device configured to output an abnormal signal to the controller when the difference exceeds a set value. 【請求項７】 磁気感応素子とコントローラとの間に加
算器を接続し、この加算器で中立状態における磁気感応
素子からの出力信号のずれを補正する構成にしたことを
特徴とする請求項１〜６のいずれか１に記載のトルク検
出装置。7. An apparatus according to claim 1, wherein an adder is connected between the magnetically sensitive element and the controller, and the adder corrects a deviation of an output signal from the magnetically sensitive element in a neutral state. 7. The torque detecting device according to any one of claims 6 to 6.