JP2004294265A

JP2004294265A - Torque sensor and electric steering device

Info

Publication number: JP2004294265A
Application number: JP2003087072A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yoshizawa; 裕司吉沢; Mitsunori Naruse; 光則成瀬
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque sensor which can measure the torque more precisely than the conventional one, and a steering device. SOLUTION: In the torque sensor 10, the number of poles of a first resolver 50 is 5; the number of poles of a second resolver 60 is 6; and a first and a second stopper parts 19 and 27 are constituted so that θ<180×¾1/5-1/6¾=6 is satisfied, where the torsional angle of a torsion bar 14 is θ. Accordingly, the wrong detection as in the conventional is prevented, and the torque can be measured precisely. Such a torque sensor 10 incorporated into the steering device 70 can be used. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トーションバーの捻れ角を１対のレゾルバで検出してトルクを計測可能としたトルクセンサ及びそのようなトルクセンサを備えた電動ステアリング装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
レゾルバは、例えば、サーボモータに備えられて回転角を検出する役割を果たす（例えば、特許文献１参照）。そして、近年では、筒形ボディの内部に回転可能に設けたトーションバーの回転角を、極数が異なる１対のレゾルバの電気角として検出し、それら電気角の差分に基づき、トーションバーの捻れ角に対応した負荷トルクを計測するトルクセンサの開発が進められている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２８９５２号公報（請求項４２、［０００５］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したトルクセンサでは、所定の角度を超えてトーションバーが捻れた場合には、その捻れ角が正負の何れの方向であっても、レゾルバの電気角の差分が同じになり得るため、トルクを正確に検出できない事態が生じ得た。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より正確にトルクを計測可能なトルクセンサ及び電動ステアリング装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るトルクセンサは、筒形ボディの内部に回転可能に設けたトーションバーの回転角を極数が異なる１対のレゾルバの電気角として検出し、それら電気角の差分に基づき、トーションバーの捻れ角に対応した負荷トルクを計測可能としたトルクセンサにおいて、捻れ角を規制するストッパ部を設け、一方のレゾルバの極数をｎとし、他方のレゾルバの極数をｍとし、捻れ角をθとした場合に、
θ＜１８０・｜１／ｎ−１／ｍ｜
となるようにストッパ部を構成したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明に係る電動ステアリング装置は、請求項１に記載のトルクセンサを、ハンドル操作に伴って回転駆動される軸部に連結して備えたところに特徴を有する。
【０００８】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
極数ｎのレゾルバでは、機械角の３６０°／ｎに電気角が０〜３６０°が対応し、極数ｍのレゾルバでは、機械角の３６０°／ｍに電気角が０〜３６０°が対応する。従って、極数ｎ，ｍのレゾルバの電気角が３６０°変化するための機械角の差は、
Δθ＝３６０°・｜１／ｎ−１／ｍ｜
である。よって、１対のレゾルバによりトーションバーの捻れ角θを求める場合には、本発明のように、トーションバーの捻れ角θが±Δθ／２未満、即ち、
θ＜１８０・｜１／ｎ−１／ｍ｜
の範囲で捻られるように規制することが好ましい。これにより、本発明では、従来より正確にトルク計測を行うことができる。また、このようなトルクセンサは、電動ステアリング装置に組み込んで用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトルクセンサ及び電動ステアリング装置に関する実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、本実施形態のトルクセンサ１０の全体が示されている。同図において符号１１は筒形ボディであって、その内側を回転軸部１２が貫通し、筒形ボディ１１の両端部に設けたベアリング１３，１３により回転可能に軸支されている。
【００１０】
回転軸部１２は、トーションバー１４と第１及び第２の延長スリーブ１５，１６とからなる。トーションバー１４は、両端部１４Ａ，１４Ｂに比べて中間部１４Ｃの径が細くなっており、負荷トルクを受けるとその中間部１４Ｃが捻れ変形する。
【００１１】
第１延長スリーブ１５は、トーションバー１４における中間部１４Ｃのほぼ全体を遊嵌状態に覆うと共に、トーションバー１４の一方の端部１４Ａ（以下、これを「基端部１４Ａ」といい、逆側の端部を「先端部１４Ｂ」という）に隙間無く嵌合されている。第１延長スリーブ１５とトーションバー１４の基端部１４Ａとの嵌合部分にはピン１７が横切って貫通しており、これにより、第１延長スリーブ１５がトーションバー１４の基端部１４Ａと一体に回転する。
【００１２】
第１延長スリーブ１５の外周面には、前記ベアリング１３が嵌合されたベアリング嵌合部２０が設けられ、そのベアリング嵌合部２０よりトーションバー１４の先端部１４Ｂ側には、第１レゾルバ嵌合部１８が設けられている。また、第１レゾルバ嵌合部１８より先端部１４Ｂ側は、第１レゾルバ嵌合部１８より外径が小さい第１ストッパ部１９が形成され、さらに先端部１４Ｂ側には、最小径部２１が形成されている。
【００１３】
第１ストッパ部１９は、図２に示すように円弧面１９Ｃに１対の平坦面１９Ｈ，１９Ｈを互いに平行に形成してなり、それら各平坦面１９Ｈにおける円弧面１９Ｃ側の両側縁部が、後述する第２延長スリーブ１６に当接可能な計４つの当接部２２なっている。
【００１４】
図１に示すように、第２延長スリーブ１６は、ピニオンギヤ２３の一端に一体形成されている。そして、トーションバー１４の先端部１４Ｂに嵌合されて、第１延長スリーブ１５における第１ストッパ部１９の外側を覆っている。第２延長スリーブ１６とトーションバー１４の先端部１４Ｂとの嵌合部分には回り止め用の凹凸部２４が周方向に複数形成されており、これにより、第２延長スリーブ１６がトーションバー１４の先端部１４Ｂと一体に回転する。従って、トーションバー１４の中間部１４Ｃが捻られると、トーションバー１４の基端部１４Ａに一体に回転する第１延長スリーブ１５と、先端部１４Ｂと一体に回転する第２延長スリーブ１６とが相対的に回転する。
【００１５】
第２延長スリーブ１６の外周面には、前記ベアリング１３が嵌合されたベアリング嵌合部２５が設けられ、そのベアリング嵌合部２５よりトーションバー１４の基端部１４Ａ側には、レゾルバ嵌合部２６が設けられている。第２レゾルバ嵌合部２６は、前記第１レゾルバ嵌合部１８と外径が同じになっている。また、第２レゾルバ嵌合部２６の内側は第２ストッパ部２７になっており、この第２ストッパ部２７と前記第１ストッパ１９とから本発明に係る「ストッパ部」が構成されている。
【００１６】
第２ストッパ部２７は、図２に示すように第１ストッパ部１９と同じ中心線（図２のＬ１，Ｌ２）で同図の上下左右に対称な形状をなして、第１ストッパ部１９の外側に遊嵌されている。また、第２ストッパ部２７には、第１ストッパ部１９の４つの当接部２２と対向する位置に、４つの受面２８が備えられている。
【００１７】
そして、トーションバー１４の中間部１４Ｃが一方に捻れることで第１延長スリーブ１５が第２延長スリーブ１６に対して同図の反時計回り方向に５．９°回転すると、図３に示すように、第１ストッパ部１９における点対称位置にある１対の当接部２２，２２が、第２ストッパ部２７における１対の受面２８，２８に面当接する。また、トーションバー１４の中間部１４Ｃが逆方向に捻られて第１延長スリーブ１５が第２延長スリーブ１６に対して図２における時計回り方向に５．９°回転すると、図３の場合とは別の１対の当接部２２，２２が、第２ストッパ部２７の１対の受面２８，２８に面当接する。
【００１８】
図１に示すように、筒形ボディ１１と回転軸部１２との間には、第１及び第２のレゾルバ５０，６０が設けられている。第１レゾルバ５０は、第１延長スリーブ１５における第１レゾルバ嵌合部１８の外面に嵌合固定された受電コイル５２及び検出用固定巻線５４と、筒形ボディ１１に内面に固定された給電コイル５１及び検出用可動巻線５３とからなる。そして、給電コイル５１と受電コイル５２との間の電磁誘導により検出用固定巻線５４が受電して励磁され、回転軸部１２の回転角に伴った検出用固定巻線５３，５４の相互インダクタンスの変化に基づいて回転軸部１２の電気角が変化する。ここで、検出用固定巻線５３，５４は、５極の巻線になっている。従って、図４（Ａ）の実線で示すように、機械角の７２°（＝３６０°／５）に電気角の０〜３６０°が対応している。
【００１９】
第２レゾルバ６０は、第２延長スリーブ１６における第２レゾルバ嵌合部２６の外面に嵌合固定された受電コイル６２及び検出用固定巻線６４と、筒形ボディ１１に内面に固定された給電コイル６１及び検出用可動巻線６３とからなる。そして、給電コイル６１と受電コイル６２との間の電磁誘導により検出用固定巻線６４が受電して励磁され、回転軸部１２の回転角に伴った検出用固定巻線６３，６４の相互インダクタンスの変化に基づいて回転軸部１２の電気角が変化する。ここで、検出用固定巻線６３，６４は、６極の巻線になっている。従って、図４（Ａ）の破線で示すように、機械角の６０°（＝３６０°／６）に電気角の０〜３６０°が対応している。
【００２０】
トルクセンサ１０は、以上のように構成されており、例えば、図５に示すように、自動車に備えた電動ステアリング装置７０に組み付けられている。具体的には、ハンドル７１に連結されたステアリングシャフト７８の先端にトルクセンサ１０の回転軸部１２が連結され、その回転軸部１２のピニオンギヤ２３が、アクチュエータ７２内でラック７４に噛合している。アクチュエータ７２には電動モータが内蔵され、この電動モータの回転出力を直動運動に変換してラック７４を直動させる。また、ラック７４の両端と、操舵輪７３，７３の回転支持部７６，７６との間は、タイロッド７５，７５によって連結されている。さらに、トルクセンサ１０の筒形ボディ１１は車両本体に固定され、トルクセンサ１０の各レゾルバ５０，６０の出力線がＥＣＵ７７に接続されている。そして、ＥＣＵ７７は、トルクセンサ１０にて検出したステアリングシャフト７８の負荷トルクに基づいて、アクチュエータ７２を駆動制御する。これにより、運転者によるハンドル７１への操舵力にアクチュエータ７２の出力を補助力として加えた合力で、ラック７４が直動駆動されて、操舵輪７３，７３が転舵する。
【００２１】
次に本実施形態の作用効果について説明する。ハンドル７１を回転させると、トルクセンサ１０におけるトーションバー１４に負荷トルクがかかってトーションバー１４の中間部１４Ｃが捻られる。すると、トーションバー１４の基端部１４Ａに一体回転する第１延長スリーブ１５と、トーションバー１４の先端部１４Ｂと一体回転する第２延長スリーブ１６とが相対的に回転し、第１レゾルバ５０の電気角と、第２レゾルバ６０の電気角との間に差が生じる。ＥＣＵ７７は、これらレゾルバ５０，６０の電気角の差分に基づいて回転軸部１２にかかる負荷トルクを演算し、その回転軸部１２にかかる負荷トルク、即ち、ハンドル７１への反力トルクを運転状況に応じて適宜変更するように、アクチュエータ７２の出力を変更する。
【００２２】
ところで、第１レゾルバ５０は５極であるので、機械角の７２°（＝３６０°／５）に電気角が０〜３６０°が対応し、第２レゾルバ６０は６極であるので、機械角６０°（＝３６０°／６）に電気角が０〜３６０°が対応している。従って、本実施形態のように極数５，６のレゾルバ５０，６０の電気角が３６０°変化するための機械角の差は、
【００２３】
Δθ＝３６０°・｜１／５−１／６｜＝１２°
【００２４】
となる。このため、図４（Ａ）に示した自然状態における第１及び第２のレゾルバ５０，６０の電気角を基準にして、トーションバー１４が±６°（＝±Δθ）捻れると、図４（Ｂ）と図４（Ｃ）とに対比して示したように、異なる機械角において第１及び第２のレゾルバ５０，６０の電気角の差分が同じになり、誤検出が生じ得る。
【００２５】
しかしながら、本実施形態では、トーションバー１４が±５．９°捻れたところで、第１延長スリーブ１５の第１ストッパ部１９と第２延長スリーブ１６の第２ストッパ部２７とが当接して、トーションバー１４の捻れ角が±６°未満の範囲に規制されるので誤った計測が防がれる。従って、このトルクセンサ１０によって計測したトルクに基づいてアクチュエータを駆動する電動ステアリング装置は、安定した制御を行うことができる。
【００２６】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記実施形態のトルクセンサ１０では、１対のレゾルバ５０，６０の極数は５と６であったが、これら１対のレゾルバの極数は、互いに相違していれば５と６とに限定されるものではない。
【００２７】
（２）本実施形態のトルクセンサ１０は、電動ステアリング装置７０に組み込んで用いられていたが、電動ステアリング装置以外のものに本発明に係るトルクセンサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るレゾルバ式トルクセンサの側断面図
【図２】図１のＡ−Ａ切断面における断面図
【図３】ストッパ部がストッパ受部に当接した状態の断面図
【図４】５極と６極のレゾルバの電気角と機械角との関係を示したグラフ
【図５】電動ステアリング装置の概念図
【符号の説明】
１０…トルクセンサ
１１…筒形ボディ
１４…トーションバー
１９…第１ストッパ部
２７…第２ストッパ部
２８…ストッパ面
５０…第１レゾルバ
６０…第２レゾルバ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a torque sensor capable of measuring a torque by detecting a torsion angle of a torsion bar with a pair of resolvers, and an electric steering device including such a torque sensor.
[0002]
[Related technology]
The resolver is provided, for example, in a servomotor and plays a role in detecting a rotation angle (for example, see Patent Document 1). In recent years, the rotation angle of a torsion bar rotatably provided inside a cylindrical body is detected as an electrical angle of a pair of resolvers having different numbers of poles, and the torsion bar is twisted based on a difference between the electrical angles. Development of a torque sensor for measuring a load torque corresponding to a corner has been advanced.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-328952 (Claim 42, [0005])
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described torque sensor, when the torsion bar is twisted beyond a predetermined angle, the difference in the electrical angle of the resolver can be the same regardless of whether the twist angle is positive or negative, A situation could occur in which the torque could not be accurately detected.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a torque sensor and an electric steering device capable of measuring a torque more accurately than before.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a torque sensor according to the first aspect of the present invention detects a rotation angle of a torsion bar rotatably provided inside a cylindrical body as an electrical angle of a pair of resolvers having different numbers of poles. Based on the difference between the electrical angles, a torque sensor capable of measuring a load torque corresponding to the torsion angle of the torsion bar is provided with a stopper that regulates the torsion angle. When the number of poles of the resolver is m and the torsion angle is θ,
θ <180 · | 1 / n−1 / m |
This is characterized in that the stopper portion is configured to be as follows.
[0007]
An electric steering apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that the torque sensor according to the first aspect is provided so as to be connected to a shaft portion that is rotationally driven in accordance with a steering operation.
[0008]
Function and effect of the present invention
<Invention of claim 1>
For a resolver with n poles, an electrical angle of 0 to 360 ° corresponds to a mechanical angle of 360 ° / n, and for a resolver with a pole number of m, an electrical angle of 0 to 360 ° corresponds to a mechanical angle of 360 ° / m. I do. Therefore, the difference in mechanical angle for changing the electrical angle of the resolver having n and m poles by 360 ° is:
Δθ = 360 ° || 1 / n-1 / m |
It is. Therefore, when the twist angle θ of the torsion bar is obtained by a pair of resolvers, the twist angle θ of the torsion bar is less than ± Δθ / 2, that is, as in the present invention.
θ <180 · | 1 / n−1 / m |
It is preferable to regulate so that it is twisted within the range. Thus, in the present invention, torque measurement can be performed more accurately than in the past. Further, such a torque sensor can be used by being incorporated in an electric steering device.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a torque sensor and an electric steering device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the entirety of a torque sensor 10 according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 11 denotes a cylindrical body, through which a rotary shaft portion 12 penetrates, and is rotatably supported by bearings 13 provided at both ends of the cylindrical body 11.
[0010]
The rotating shaft 12 includes a torsion bar 14 and first and second extension sleeves 15 and 16. The diameter of the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is smaller than that of both end portions 14A and 14B, and the intermediate portion 14C is torsionally deformed when receiving a load torque.
[0011]
The first extension sleeve 15 covers almost the entire intermediate portion 14C of the torsion bar 14 in a loosely fitted state, and also has one end 14A of the torsion bar 14 (hereinafter, this is referred to as a “base end 14A”, (Referred to as “tip portion 14B”) without any gap. A pin 17 penetrates through a fitting portion between the first extension sleeve 15 and the base end 14A of the torsion bar 14, whereby the first extension sleeve 15 is integrated with the base end 14A of the torsion bar 14. To rotate.
[0012]
A bearing fitting portion 20 in which the bearing 13 is fitted is provided on the outer peripheral surface of the first extension sleeve 15, and a first resolver fitting portion is provided between the bearing fitting portion 20 and the tip end portion 14 B of the torsion bar 14. A joint 18 is provided. Further, a first stopper portion 19 having a smaller outer diameter than the first resolver fitting portion 18 is formed on the distal end portion 14B side from the first resolver fitting portion 18, and a minimum diameter portion 21 is further formed on the distal end portion 14B side. Is formed.
[0013]
As shown in FIG. 2, the first stopper portion 19 is formed by forming a pair of flat surfaces 19 H, 19 H in parallel with each other on a circular surface 19 C. There are a total of four contact portions 22 that can contact the second extension sleeve 16 described later.
[0014]
As shown in FIG. 1, the second extension sleeve 16 is formed integrally with one end of the pinion gear 23. Then, the first extension sleeve 15 is fitted on the distal end portion 14 B of the torsion bar 14 and covers the outside of the first stopper portion 19. At the fitting portion between the second extension sleeve 16 and the distal end portion 14B of the torsion bar 14, a plurality of irregularities 24 for preventing rotation are formed in the circumferential direction. It rotates integrally with the tip portion 14B. Therefore, when the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is twisted, the first extension sleeve 15 that rotates integrally with the base end portion 14A of the torsion bar 14 and the second extension sleeve 16 that rotates integrally with the distal end portion 14B are relatively positioned. Rotate.
[0015]
A bearing fitting portion 25 in which the bearing 13 is fitted is provided on the outer peripheral surface of the second extension sleeve 16, and a resolver fitting portion is provided on the base end portion 14A side of the torsion bar 14 from the bearing fitting portion 25. A part 26 is provided. The second resolver fitting portion 26 has the same outer diameter as the first resolver fitting portion 18. The inside of the second resolver fitting portion 26 is a second stopper portion 27, and the "stopper portion" according to the present invention is constituted by the second stopper portion 27 and the first stopper 19.
[0016]
As shown in FIG. 2, the second stopper 27 has the same center line (L 1, L 2 in FIG. 2) as the first stopper 19 and has a symmetrical shape in the vertical and horizontal directions in FIG. It is loosely fitted on the outside. The second stopper portion 27 is provided with four receiving surfaces 28 at positions opposed to the four contact portions 22 of the first stopper portion 19.
[0017]
Then, when the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is twisted to one side, the first extension sleeve 15 rotates 5.9 ° counterclockwise in FIG. 3 with respect to the second extension sleeve 16, as shown in FIG. Then, the pair of contact portions 22, 22 located at point-symmetric positions in the first stopper portion 19 are in surface contact with the pair of receiving surfaces 28, 28 in the second stopper portion 27. When the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is twisted in the reverse direction and the first extension sleeve 15 rotates 5.9 degrees clockwise in FIG. 2 with respect to the second extension sleeve 16, the case of FIG. Another pair of abutting portions 22, 22 abut against a pair of receiving surfaces 28, 28 of the second stopper portion 27.
[0018]
As shown in FIG. 1, first and second resolvers 50 and 60 are provided between the cylindrical body 11 and the rotating shaft 12. The first resolver 50 includes a power receiving coil 52 and a fixed detection winding 54 fitted and fixed to the outer surface of the first resolver fitting portion 18 of the first extension sleeve 15, and a power supply fixed to the inner surface of the cylindrical body 11. It comprises a coil 51 and a movable winding 53 for detection. The fixed winding for detection 54 is received and excited by electromagnetic induction between the feeding coil 51 and the receiving coil 52, and the mutual inductance of the fixed windings for detection 53, 54 according to the rotation angle of the rotating shaft 12. , The electrical angle of the rotating shaft 12 changes. Here, the detection fixed windings 53 and 54 are five-pole windings. Accordingly, as shown by the solid line in FIG. 4A, the electrical angle of 0 ° to 360 ° corresponds to the mechanical angle of 72 ° (= 360 ° / 5).
[0019]
The second resolver 60 includes a power receiving coil 62 and a detection fixed winding 64 fitted and fixed to the outer surface of the second resolver fitting portion 26 of the second extension sleeve 16, and a power supply fixed to the inner surface of the cylindrical body 11. It comprises a coil 61 and a movable winding 63 for detection. The fixed winding 64 for detection is received and excited by electromagnetic induction between the feeding coil 61 and the receiving coil 62, and the mutual inductance of the fixed windings 63 and 64 for detection according to the rotation angle of the rotating shaft 12 is increased. , The electrical angle of the rotating shaft 12 changes. Here, the detection fixed windings 63 and 64 are six-pole windings. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 4A, the electrical angle of 0 ° to 360 ° corresponds to the mechanical angle of 60 ° (= 360 ° / 6).
[0020]
The torque sensor 10 is configured as described above. For example, as shown in FIG. 5, the torque sensor 10 is assembled to an electric steering device 70 provided in an automobile. Specifically, the rotation shaft 12 of the torque sensor 10 is connected to the tip of a steering shaft 78 connected to the handle 71, and the pinion gear 23 of the rotation shaft 12 meshes with the rack 74 in the actuator 72. . The actuator 72 has a built-in electric motor, and converts the rotation output of the electric motor into a linear motion to linearly move the rack 74. Also, tie rods 75, 75 are connected between both ends of the rack 74 and the rotation support portions 76, 76 of the steering wheels 73, 73. Further, the cylindrical body 11 of the torque sensor 10 is fixed to the vehicle body, and the output lines of the resolvers 50 and 60 of the torque sensor 10 are connected to the ECU 77. Then, the ECU 77 controls the driving of the actuator 72 based on the load torque of the steering shaft 78 detected by the torque sensor 10. As a result, the rack 74 is driven linearly by the resultant force obtained by adding the output of the actuator 72 to the steering force of the driver to the steering wheel 71 as an auxiliary force, and the steered wheels 73 are steered.
[0021]
Next, the operation and effect of the present embodiment will be described. When the handle 71 is rotated, a load torque is applied to the torsion bar 14 of the torque sensor 10, and the intermediate portion 14C of the torsion bar 14 is twisted. Then, the first extension sleeve 15 that rotates integrally with the base end portion 14A of the torsion bar 14 and the second extension sleeve 16 that rotates integrally with the distal end portion 14B of the torsion bar 14 rotate relatively, and the first resolver 50 of the first resolver 50 rotates. A difference occurs between the electrical angle and the electrical angle of the second resolver 60. The ECU 77 calculates the load torque applied to the rotary shaft 12 based on the difference between the electrical angles of the resolvers 50 and 60, and calculates the load torque applied to the rotary shaft 12, that is, the reaction torque applied to the steering wheel 71. The output of the actuator 72 is changed so as to be appropriately changed according to the above.
[0022]
By the way, since the first resolver 50 has five poles, the mechanical angle of 72 ° (= 360 ° / 5) corresponds to an electrical angle of 0 to 360 °, and the second resolver 60 has six poles. An electrical angle of 0 to 360 ° corresponds to 60 ° (= 360 ° / 6). Accordingly, the difference in mechanical angle for changing the electrical angle of the resolvers 50 and 60 having 5 and 6 poles by 360 ° as in the present embodiment is as follows.
[0023]
Δθ = 360 ° ・ | 1 / 5-1 / 6 | = 12 °
[0024]
It becomes. Therefore, when the torsion bar 14 is twisted by ± 6 ° (= ± Δθ) based on the electrical angle of the first and second resolvers 50 and 60 in the natural state shown in FIG. As shown in comparison with FIG. 4B and FIG. 4C, the difference between the electrical angles of the first and second resolvers 50 and 60 becomes the same at different mechanical angles, and erroneous detection may occur.
[0025]
However, in this embodiment, when the torsion bar 14 is twisted by ± 5.9 °, the first stopper 19 of the first extension sleeve 15 and the second stopper 27 of the second extension sleeve 16 come into contact with each other, and the torsion Since the twist angle of the bar 14 is restricted to a range of less than ± 6 °, erroneous measurement is prevented. Therefore, the electric steering device that drives the actuator based on the torque measured by the torque sensor 10 can perform stable control.
[0026]
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and furthermore, various embodiments may be made without departing from the spirit of the present invention. It can be changed and implemented.
(1) In the torque sensor 10 of the embodiment, the number of poles of the pair of resolvers 50 and 60 is 5 and 6, but if the number of poles of the pair of resolvers is different from each other, the number of poles is 5 and 6. It is not limited to this.
[0027]
(2) Although the torque sensor 10 according to the present embodiment is incorporated in the electric steering device 70, the torque sensor according to the present invention may be used in a device other than the electric steering device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a resolver type torque sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along a line AA in FIG. 1. FIG. 3 is a state in which a stopper portion contacts a stopper receiving portion. FIG. 4 is a graph showing a relationship between an electrical angle and a mechanical angle of a 5-pole and 6-pole resolver. FIG. 5 is a conceptual diagram of an electric steering device.
10 Torque sensor 11 Cylindrical body 14 Torsion bar 19 First stopper 27 Second stopper 28 Stopper surface 50 First resolver 60 Second resolver

Claims

筒形ボディの内部に回転可能に設けたトーションバーの回転角を極数が異なる１対のレゾルバの電気角として検出し、それら電気角の差分に基づき、前記トーションバーの捻れ角に対応した負荷トルクを計測可能としたトルクセンサにおいて、
前記捻れ角を規制するストッパ部を設け、
前記一方のレゾルバの極数をｎとし、前記他方のレゾルバの極数をｍとし、前記捻れ角をθとした場合に、
θ＜１８０・｜１／ｎ−１／ｍ｜
となるように前記ストッパ部を構成したことを特徴とするトルクセンサ。A rotation angle of a torsion bar rotatably provided inside a cylindrical body is detected as an electrical angle of a pair of resolvers having different numbers of poles, and a load corresponding to a torsion angle of the torsion bar is determined based on a difference between the electrical angles. In a torque sensor that can measure torque,
Providing a stopper for regulating the twist angle,
When the number of poles of the one resolver is n, the number of poles of the other resolver is m, and the torsion angle is θ,
θ <180 · | 1 / n−1 / m |
A torque sensor, wherein the stopper portion is configured to be as follows.

前記請求項１に記載のトルクセンサを、ハンドル操作に伴って回転駆動される軸部に連結して備えたことを特徴とする電動ステアリング装置。An electric steering apparatus, comprising: the torque sensor according to claim 1 connected to a shaft that is driven to rotate in response to a handle operation.