JP2005257364A - Rotating angle/torque detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に自動車のステアリングの回転角度を検出する回転角度検出装置及びステアリングに加わる回転トルクを検出するトルク検出装置に関するものである。 The present invention mainly relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a steering of an automobile and a torque detection device that detects a rotation torque applied to the steering.
近年、自動車の高機能化が進む中、自動車のステアリングの回転角度を検出してエンジンやブレーキングの制御を行ない車体を安定化させる用途等に用いられる回転角度検出装置や、ステアリングに加わる回転トルクを検出してパワーステアリング装置を介して運転者のステアリング回転補助を行なう用途等に用いられるトルク検出装置を搭載した自動車が増えている。 In recent years, as the functionality of automobiles has improved, the rotation angle detection device used for the purpose of stabilizing the vehicle body by detecting the rotation angle of the steering of the automobile to control the engine and braking, and the rotational torque applied to the steering An increasing number of automobiles are equipped with a torque detection device that is used for the purpose of assisting a driver to rotate the steering through a power steering device.
このような従来の回転角度検出装置及びトルク検出装置について、図3及び図4を用いて説明する。 Such a conventional rotation angle detection device and torque detection device will be described with reference to FIGS.
図3は従来の回転角度検出装置の要部斜視図であり、同図において、1は外周に平歯車部1Aが形成された回転体で、中央部に挿通するステアリングの軸(図示せず)と係合する係合部1Bが設けられている。
FIG. 3 is a perspective view of a main part of a conventional rotation angle detection device. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a rotating body having a
そして、2は第一の検出体で、この外周の平歯車部2Aが回転体1の平歯車部1Aに噛合すると共に、この中央には、磁石4がインサート成形等により装着されている。
また、3は第二の検出体で、この外周の平歯車部3Aが第一の検出体2の平歯車部2Aに噛合すると共に、この中央には、磁石5がインサート成形等により装着されている。
そして、これら第一の検出体2と第二の検出体3の歯数は各々異なり、回転体1の所定の回転角度、例えば、回転体1が中立位置から左方向に2回転した位置と、右方向に2回転した位置では、最初の噛合位置に戻るような歯数に設定されている。
The number of teeth of the
また、これらの上面には配線基板6が配置され、この配線基板6には、第一の検出体2と第二の検出体3の中央部の対向する箇所に、磁気検出素子7、8が装着されると共に、磁気検出素子7、8からの出力信号を処理するマイコン等からなる制御手段9が形成されて、回転角度検出装置が構成されている。
In addition, a wiring board 6 is disposed on these upper surfaces, and
また、この回転角度検出装置の上方にはステアリングが、下方にはトルク検出装置が連結されており、次にこのトルク検出装置について説明する。 Further, a steering is connected above the rotation angle detection device, and a torque detection device is connected below, and the torque detection device will be described next.
図4は従来のトルク検出装置の要部斜視図であり、同図において、11はステアリングの軸(図示せず)の下端が連結された磁性体製の回転体で、この外周に平歯車部11Aが形成されている。 FIG. 4 is a perspective view of a main part of a conventional torque detector. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a rotating body made of a magnetic material to which a lower end of a steering shaft (not shown) is connected. 11A is formed.
そして、18は鋼鉄製のスプリングであるトーションバー、12は外周に平歯車部12Aが形成された磁性体製の回転体で、トーションバー18の上端が回転体11の中央部に連結されると共に、この下端が回転体12の中央部及び車輪が装着されたシャフト等で構成される舵取機構(図示せず)に連結されている。
また、回転体11及び回転体12の外側にはそれぞれの外周の平歯車部11A及び平歯車部12Aの外縁を臨むにようにセンサボックス14及び15が配設されている。
Further,
そして、このセンサボックス14及び15の内部には、回転体11の周方向の異なる部位に対向して磁気センサ14A、14Bが、また、回転体12の周方向の異なる部位に対向して磁気センサ15A、15Bが収納されている。
In the
また、このセンサボックス14及び15の近傍には配線基板16が配設され、この配線基板16には磁気センサ14A、14B、15A、15Bの出力信号を伝送するリード線が接続されると共に、この出力信号を処理するマイコン等からなる制御手段19が形成されて、トルク検出装置が構成されている。
A
以上の構成において、回転角度検出装置は、ステアリングを回転すると、これに伴なって回転体1が回転し、この平歯車部1Aに噛合した第一の検出体2やこの平歯車部2Aに噛合した第二の検出体3も各々回転する。
In the above configuration, when the steering angle is rotated, the rotation angle detection device rotates the rotation body 1 and meshes with the
そして、この回転に連動して、第一の検出体2と第二の検出体3に装着された磁石4、5も回転し、この磁石4、5の回転を磁気検出素子7、8が検出し、この検出信号を制御手段9が演算処理することによって、回転体1の、つまりステアリングの回転角度が検出されるように構成されている。
In conjunction with this rotation, the
一方、トルク検出装置はステアリングを回転すると、これに伴って回転体11が回転し、鋼鉄製のスプリングであるトーションバーが捩れ、回転体12が回転体11より少し遅れて回転する。
On the other hand, when the torque detection device rotates the steering, the rotating body 11 rotates accordingly, the torsion bar which is a steel spring is twisted, and the rotating
そして、この遅れは、トーションバーの上端に連結された回転体11とトーションバーの下端に連結された回転体12の回転角度の差となってあらわれ、磁気センサ14A、14B、15A、15Bの出力信号を制御手段19が演算処理することによって、この差が、つまり、ステアリングに加わる回転トルクが検出されるように構成されている。
This delay appears as a difference in rotation angle between the rotating body 11 connected to the upper end of the torsion bar and the rotating
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら、上記従来の回転角度検出装置及びトルク検出装置においては、これらの2つの装置を車両のステアリングの軸の上下方向の異なる所定の箇所に装着する必要があり、装着に手間を要するという課題があった。 However, in the conventional rotation angle detection device and torque detection device described above, it is necessary to mount these two devices at different predetermined locations in the vertical direction of the steering shaft of the vehicle. there were.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、簡易な構成で装着の容易な回転角度・トルク検出装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a rotation angle / torque detection device that can be easily mounted with a simple configuration.
上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、ステアリングに連動して回転する第一の回転体と、これに連動して回転する第一及び第二の検出体と、これらの検出体の回転を検出信号として検出する第一及び第二の検出手段と、第一の回転体とトーションバーを介して連結された第二の回転体と、これらの回転体の回転を検出信号として検出する第三及び第四の検出手段と、これらの検出手段に接続され、これらの検出手段の出力信号からステアリングの回転角度を検出すると共に、ステアリングに加わる回転トルクを検出する制御手段から回転角度・トルク検出装置を構成したものであり、回転角度検出装置及びトルク検出装置が一体に構成されるため、簡易な構成で装着の容易な回転角度・トルク検出装置を提供することができるという作用を有する。 According to the first aspect of the present invention, the first rotating body that rotates in conjunction with the steering, the first and second detecting bodies that rotate in conjunction with the steering body, and the rotation of these detecting bodies. First and second detection means for detecting as detection signals, a second rotary body connected to the first rotary body via a torsion bar, and a third for detecting the rotation of these rotary bodies as detection signals And a fourth detection means, and a rotation angle / torque detection device connected to these detection means and from the control means for detecting the rotation angle of the steering from the output signals of these detection means and detecting the rotational torque applied to the steering Since the rotation angle detection device and the torque detection device are integrally configured, the rotation angle / torque detection device can be provided with a simple configuration and easy to install. .
以上のように本発明によれば、簡易な構成で装着の容易な回転角度・トルク検出装置を提供することができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an advantageous effect that it is possible to provide a rotation angle / torque detection device that can be easily mounted with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態について、図1及び図2を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
なお、背景技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the structure same as the structure demonstrated in the term of background art, and detailed description is simplified.
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による回転角度・トルク検出装置の要部斜視図であり、同図において、21はステアリングの軸(図示せず)の下端が係合部21Bに係合する等によって、この軸と連動して回転する磁性体製の回転体で、この外周に平歯車部21Aが形成されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a rotation angle / torque detection device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
そして、2は第一の検出体で、この外周の平歯車部2Aが第一の回転体21の平歯車部21Aに噛合すると共に、この中央には、磁石4がインサート成形等により装着されている。
また、3は第二の検出体で、この外周の平歯車部3Aが第一の検出体2の平歯車部2Aに噛合すると共に、この中央には、磁石5がインサート成形等により装着されている。
そして、これら第一の検出体2と第二の検出体3の歯数は各々異なり、第一の回転体21の所定の回転角度、例えば、第一の回転体21が中立位置から左方向に2回転した位置と、右方向に2回転した位置では、最初の噛合位置に戻るような歯数に設定されている。
The number of teeth of the
そして、これらの上面には複数の配線パターン(図示せず)が形成された配線基板26が配置され、この配線基板26には、第一の検出体2と第二の検出体3の中央部の対向する箇所に、AMR素子(異方性磁気抵抗素子)等の磁気検出素子7、8が装着されて、各々この対向した磁石4、5と磁気検出素子7、8によって第一及び第二の検出手段24、25が構成されている。
A
また、18は鋼鉄製のスプリングであるトーションバー、22は外周に平歯車部22Aが形成された磁性体製の第二の回転体で、トーションバー18の上端が第一の回転体21の中央部に連結されると共に、この下端が第二の回転体22の中央部及び車輪が装着されたシャフト等で構成される舵取機構(図示せず)に連結されている。
また、第一の回転体21及び第二の回転体22の外側にはそれぞれの外周の平歯車部21A及び平歯車部22Aの外縁を臨むようにセンサボックス14及び15が配設されている。
Further,
そして、このセンサボックス14及び15の内部には、第一の回転体21の周方向の異なる部位に対向して磁気抵抗効果素子(MR素子)等の磁気センサ14A、14Bが、また、第二の回転体22の周方向の異なる部位に対向してMR素子等の磁気センサ15A、15Bが収納され、各々この対向した平歯車部21A及び22Aと磁気センサ14A、14B及び15A、15Bによって第三及び第四の検出手段27、28が構成されている。
In the
また、このセンサボックス14及び15の近傍には配線基板26が配置され、この配線基板26には磁気センサ14A、14B、15A、15Bの出力信号を伝送するリード線が接続されると共に、この出力信号及び磁気検出素子7、8からの出力信号が接続されるマイコン等からなる制御手段29が形成されて、回転角度・トルク検出装置が構成されている。
In addition, a
つまり、背景技術の項で説明した回転体1と回転体11が第一の回転体21として共用されると共に、配線基板6及びこれに形成された制御手段9と配線基板16及びこれに形成された制御手段19が配線基板26及びこれに形成された制御手段29として共用されて、回転角度・トルク検出装置が構成されている。
That is, the rotating body 1 and the rotating body 11 described in the background art section are shared as the first
以上の構成において、回転角度・トルク検出装置はステアリングを回転すると、これに伴なって第一の回転体21が回転し、この平歯車部21Aに噛合した第一の検出体2やこの平歯車部2Aに噛合した第二の検出体3も各々回転する。
In the above configuration, when the rotation angle / torque detection device rotates the steering wheel, the first
そして、この回転に連動して、第一の検出体2と第二の検出体3に装着された磁石4、5も回転し、この磁石4、5の回転を磁気検出素子7、8が検出し、この検出信号を制御手段29が演算処理することによって、第一の回転体21の、つまりステアリングの回転角度が検出されるように構成されている。
In conjunction with this rotation, the
また、同時に、ステアリングを回転すると、鋼鉄製のスプリングであるトーションバーが捩れ、回転体22が回転体21より少し遅れて回転する。
At the same time, when the steering wheel is rotated, the torsion bar, which is a steel spring, is twisted, and the
そして、この遅れは、トーションバーの上端に連結された第一の回転体21とトーションバーの下端に連結された第二の回転体22の回転角度の差となってあらわれ、磁気センサ14A、14B、15A、15Bの出力信号を制御手段29が演算処理することによって、この差が、つまり、ステアリングに加わる回転トルクが検出されるように構成されている。
This delay appears as a difference in rotation angle between the first
このように本実施の形態によれば、ステアリングに連動して回転する第一の回転体21と、これに連動して回転する第一及び第二の検出体2、3と、これらの検出体2、3の回転を検出信号として検出する第一及び第二の検出手段24、25と、第一の回転体21とトーションバーを介して連結された二の回転体22と、これらの回転体21、22の回転を検出信号として検出する第三及び第四の検出手段27、28と、これらの検出手段24、25、27、28に接続され、これらの検出手段24、25、27、28の出力信号からステアリングの回転角度を検出すると共に、ステアリングに加わる回転トルクを検出する制御手段29から回転角度・トルク検出装置を構成することによって、回転角度検出装置及びトルク検出装置が一体に構成されるため、簡易な構成で装着の容易な回転角度・トルク検出装置を提供することができるものである。
Thus, according to the present embodiment, the first
なお、以上の説明では、回転体21外周の平歯車部21Aに第一の検出体2の平歯車部2Aを噛合させると共に、この平歯車部2Aに第二の検出体3の平歯車部3Aを噛合させた構成として説明したが、図2の要部斜視図に示すように、第二の検出体3の平歯車部3Aを回転体21外周の平歯車部21Aに噛合させる構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the
本発明による回転角度・トルク検出装置は、簡易な構成で装着の容易な回転角度・トルク検出装置を提供することができるという有利な効果を有し、自動車のステアリングの回転角度を検出する回転角度検出装置及びステアリングに加わる回転トルクを検出するトルク検出装置等に有用である。 The rotation angle / torque detection device according to the present invention has the advantageous effect of being able to provide a rotation angle / torque detection device that can be easily mounted with a simple configuration, and is a rotation angle for detecting the rotation angle of the steering of an automobile. This is useful for a detection device and a torque detection device that detects rotational torque applied to the steering.
1、11、12 回転体
2 第一の検出体
2A、3A、21A、22A 平歯車部
3 第二の検出体
4、5 磁石
7、8 磁気検出素子
14、15 センサボックス
14A、14B、15A、15B 磁気センサ
18 トーションバー
21 第一の回転体
21B 係合部
22 第二の回転体
24 第一の検出手段
25 第二の検出手段
26 配線基板
27 第三の検出手段
28 第四の検出手段
29 制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004066886A JP2005257364A (en) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Rotating angle/torque detector |
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JP2004066886A JP2005257364A (en) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Rotating angle/torque detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2005257364A true JP2005257364A (en) | 2005-09-22 |
Family
ID=35083240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004066886A Pending JP2005257364A (en) | 2004-03-10 | 2004-03-10 | Rotating angle/torque detector |
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JP (1) | JP2005257364A (en) |
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