JP3410840B2 - Torque sensor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本件発明は、例えば操舵トルクに
応じた操舵補助力を付与するパワーステアリング装置に
おいて、その操舵トルクを検出するのに適したトルクセ
ンサに関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば車両のパワーステアリング装置に
おいては、ハンドルの回転を入力軸から出力軸を介して
操向用車輪に伝達する際、入力軸から出力軸に伝達され
るトルクの大きさを図６に示すようなトルクセンサ１０
１により検出し、その検出トルクの大きさに応じて操舵
補助力を付与している。 【０００３】そのトルクセンサ１０１は、ハウジング１
０２内でベアリング１１７を介し支持される入力軸１０
３とベアリング１１８、１１９を介し支持される出力軸
１０４とを備えている。その入力軸１０３と出力軸１０
４とはトーションバー１０５を介して連結されている。
その入力軸１０３に磁性材製の第１検出リング１０７が
取り付けられ、その出力軸１０４の外周に磁性材製の第
２検出リング１０８が取り付けられている。その第１検
出リング１０７と第２検出リング１０８とは互いに対向
するように配置され、各検出リング１０７、１０８の対
向端面に、周方向に沿って複数の歯１０９、１１０が形
成されている。また、その入力軸１０３に磁性材製の第
３検出リング１１１が第１検出リング１０７と対向する
ように嵌合されている。その第３検出リング１１１の第
１検出リング１０７との対向端面には周方向に沿って複
数の歯１１２が形成され、一方、その第１検出リング１
０７の第３検出リング１１１との対向端面には歯が形成
されていない。 【０００４】そのハウジング１０２に、磁性材製の第１
コイルホルダー１１３と第２コイルホルダー１１５とが
内蔵され、その第１コイルホルダー１１３により第１検
出コイル１１４が保持され、その第２コイルホルダー１
１５により第２検出コイル１１６が保持される。その第
１コイルホルダー１１３と第２コイルホルダー１１５と
の間にリング状のディスタンスピース１３０が配置さ
れ、そのハウジング１０２の内周に止め輪１３３が取り
付けられ、その止め輪１３３と第１コイルホルダー１１
３との間に板バネ１３４が介在されている。その板バネ
１３４の弾力により、各コイルホルダー１１３、１１５
とディスタンスピース１３０とが、第２ディスタンスピ
ース１３２と前記ベアリング１１７とを介しハウジング
１０２の内面に押し付けられている。これにより、その
第１検出コイル１１４は第１検出リング１０７と第２検
出リング１０８の対向部を覆うように配置され、その第
２検出コイル１１６は第１検出リング１０７と第３検出
リング１１１との対向部を覆うように配置される。 【０００５】図７に示すように、その第１検出コイル１
１４は抵抗１１７を介して発振器１１８に接続され、第
２検出コイル１１６は抵抗１１９を介して発振器１１８
に接続される。また、各検出コイル１１４、１１６は差
動増幅回路１２０に接続される。これにより、第１検出
コイル１１４は磁束を発生して、第１検出リング１０
７、第２検出リング１０８及び第１コイルホルダー１１
３により磁気回路を構成し、第２検出コイル１１６は磁
束を発生して、第１検出リング１０７、第３検出リング
１１１及び第２コイルホルダー１１５により磁気回路を
構成する。 【０００６】その入力軸１０３から出力軸１０４へのト
ルク伝達によりトーションバー１０５がねじれると、第
１検出リング１０７と第２検出リング１０８とが軸中心
に相対的に回転する。そうすると、各検出リング１０
７、１０８に設けられた歯１０９、１１０の軸方向に関
して重合する部分の面積が変化することから、その間の
磁気抵抗が変化し、その変化に応じ第１検出コイル１１
４の出力は変化する。すなわち、第１検出コイル１１４
の出力は伝達トルクに対応する。また、温度変動による
第１検出コイル１１４の出力変動は、温度変動による第
２検出コイル１１６の出力変動に等しいので、差動増幅
回路１２０により打ち消される。これにより、第１検出
コイル１１４によるトルク検出は温度の影響を受けない
ように補償され、その検出トルクに応じ操舵補助力が付
与される。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従来のトルクセンサ１
０１にあっては、各コイルホルダー１１３、１１５は、
板バネ１３４の弾力によりハウジング１０２の内面に押
し付けらることで位置決めされ、両検出コイル１１４、
１１６の間隔は、両コイルホルダー１１３、１１５の間
に配置されるディスタンスピース１３０により、トルク
検出を行なう上で適正な距離に設定される。すなわち、
両検出コイル１１４、１１６の軸方向の位置決めのため
に、ディスタンスピース１３０と板バネ１３４という２
部材が必要なため、部品点数が多く、組み付け性が悪
い。また、ディスタンスピース１３０は両検出コイル１
１４、１１６を正確に位置決めするために軸方向の寸法
精度を高くする必要があり、さらに、ハウジング１０２
に対し径方向に変位して第１検出リング１０７を傷付け
ないように径方向の寸法精度も高くする必要があるた
め、加工コストが高く高価なものである。 【０００８】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできるトルクセンサを提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジングに
内蔵される一対のコイルホルダーと、各コイルホルダー
に保持され磁束を発生する検出コイルと、両コイルホル
ダーの間に配置されるスペーサとを備え、両検出コイル
の出力に基づき伝達トルクを検出するトルクセンサにお
いて、そのスペーサは軸方向に弾性変形可能とされ、そ
のスペーサの弾力により各コイルホルダーは支持部に押
し付けられることを特徴とする。 【００１０】そのスペーサはバネ鋼板製で、板状のリン
グ部と、このリング部から軸方向に突出する複数の板状
の突出部とを有し、そのリング部の外周と各突出部の一
端側とは曲げ部を介し接続され、そのリング部は湾曲さ
れることで軸方向に弾性変形可能とされ、各突出部の他
端側はリング部の外周よりも外方において前記ハウジン
グの内周面に当接され、その当接によりスペーサのハウ
ジングに対する径方向の位置決めがなされるのが好まし
い。 【００１１】 【発明の作用および効果】本発明のトルクセンサによれ
ば、両コイルホルダーの間に配置されるスペーサの弾力
により各コイルホルダーを支持部に押し付けることで、
両検出コイルの軸方向の位置決めを行なえ、しかも、両
検出コイルの間隔をトルク検出を行なう上で適正な値に
設定できる。すなわち、両検出コイルの位置決めに２部
材を必要とした従来技術に比べ、部品点数を少なくし、
組み付け性を向上できる。また、そのスペーサは各コイ
ルホルダーを支持部に押し付けることができれば足りる
ため、従来のディスタンスピース程に寸法精度を高くす
る必要がなく、加工コストを小さくして廉価に製造でき
る。 【００１２】さらに、バネ鋼板からリング部と各突出部
に対応する部分を打ち抜き、そのリング部を湾曲し、そ
のリング部の外周と各突出部の一端との境界を曲げ加工
して曲げ部とし、各突出部をリング部の外周よりも外方
においてハウジングの内周面に当接させ、スペーサのハ
ウジングに対する径方向の位置決めを行なうことで、磁
気回路の一部を構成する検出リング等の部材がスペーサ
により傷付けられるのを防止でき、磁気特性の変動によ
るトルク検出精度の低下を防止できる。この場合、その
リング部の外周をハウジングの内周面に当接させること
で、そのスペーサのハウジングに対する径方向の位置決
めを行なうことも考えられるが、打ち抜き加工や曲げ加
工を行なうためリング部の外径寸法の精度を良くするの
は困難である。そこで、各突出部の他端側をリング部の
外周よりも外方においてハウジングの内周面に当接させ
ている。すなわち、そのリング部の外周と各突出部の一
端側とは曲げ部を介し接続され、各突出部の他端側は自
由端になるので、そのリング部の外径をハウジングの内
径よりも小さくし、各突出部の他端側をハウジングの内
周面との当接位置に容易に配置することができ、しか
も、加工コストを低減できるので廉価に製造できる。 【００１３】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 【００１４】図１に示すトルクセンサ１は、ハンドルシ
ャフトを介し伝達される操舵トルクに応じた操舵補助力
を付与するパワーステアリング装置において、その操舵
トルクを検出するのに用いられ、アルミ製のハウジング
２と、入力軸３と、出力軸４とを備えている。そのハウ
ジング２は２部材２ａ、２ｂを連結することで形成され
ている。その入力軸３に、ハンドルコラム５に覆われた
ハンドルシャフト６とトーションバー７とが挿入される
と共にピン８を介し連結されている。そのハンドルコラ
ム５の一端はハウジング２の内周に圧入され、そのハン
ドルシャフト６の他端はステアリングホイール（図示省
略）に接続される。そのトーションバー７の他端は、出
力軸４に挿入されると共にピン１０を介し連結される。
これにより、その入力軸３と出力軸４とは操舵抵抗に応
じ相対回転可能とされている。その入力軸３の外周は、
そのハンドルコラム５の内周によりブッシュ１２を介し
支持される。その出力軸４の外周は、ハウジング２の内
周により軸受１３、１４を介し支持される。その出力軸
４の回転に応じ操舵用車輪（図示省略）が操舵される。
その出力軸４の外周にウォームホイール１５が嵌合さ
れ、そのウォームホイール１５はモータ（図示省略）の
出力軸に取り付けられたウォーム１６に噛み合う。 【００１５】その入力軸３の外周に、磁性材製の第１検
出リング２１が嵌合されると共にピン２２により固定さ
れる。その出力軸４の外周に、磁性体製の第２検出リン
グ２３が圧入される。その第１検出リング２１の一端面
と第２検出リング２３の他端面とは互いに対向するよう
に配置され、各検出リング２１、２３の対向端面に、そ
れぞれ歯２１ａ、２３ａが周方向に沿って複数設けられ
ている。その第１検出リング２１の他端側は一端側より
も外径の小さな小径部２１ｂとされている。 【００１６】そのハウジング２の一方の部材２ａに、磁
性材製の第１コイルホルダー３１と第２コイルホルダー
３２とが軸方向から挿入され、その第１コイルホルダー
３１により第１検出コイル３３が保持され、その第２コ
イルホルダー３２により第２検出コイル３４が保持され
る。各コイルホルダー３１、３２は、図２に示すよう
に、各コイル３３、３４の外周を覆う円筒形の周壁部３
１ａ、３２ａと、各コイル３３、３４の両端面を覆うリ
ング形の側壁部３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃとを有
する。その周壁部３１ａ、３２ａは、ハウジング２ａの
円筒形内周面２ｃに接することでハウジング２ａに対す
る径方向の位置決めがなされる。 【００１７】その第１コイルホルダー３１と第２コイル
ホルダー３２との間にスペーサ５１が配置される。図
４、図５に示すように、そのスペーサ５１はバネ鋼板製
で、板状のリング部５２と、このリング部５２に対し直
角な板状の４つの突出部５３とを有する。そのリング部
５２と各突出部５３とは打ち抜き加工と曲げ加工とによ
り形成される。すなわち、そのリング部５２は軸方向
（図５において左右方向）の凹凸を有するように湾曲さ
れることで軸方向に弾性変形可能とされ、各突出部５３
はリング部５２の外周から軸方向に突出する共に周方向
に沿って等間隔に配置され、そのリング部５２の外周と
各突出部５３の一端側とは曲げ部５４を介し接続され
る。そのリング部５２と各突出部５３とを合わせた軸方
向寸法Ｌ２と、各突出部５３の軸方向寸法Ｌ１との差だ
け、そのリング部５２は弾性変形可能とされている。 【００１８】図２に示すように、そのリング部５２が第
２コイルホルダー３２に当接され、各突出部５３が第１
コイルホルダー３１に当接されることで、そのリング部
５２の弾力により各コイルホルダー３１、３２は支持部
に押し付けられる。本実施例では、ハウジング２ａの内
周に形成された周溝に嵌合される止め輪５５が第１コイ
ルホルダー３１の押し付け用支持部とされ、また、ハウ
ジング２ａの内面の一部２ｄが第２コイルホルダー３２
の押し付け用支持部とされている。図４に示すように、
そのリング部５２の外径はハウジング２ａの内径よりも
小さく、内径は第１検出リング２１の外径よりも大き
い。各突出部５３の他端側は径方向に張り出す部分５３
ａを有し、その張り出し部分５３ａはリング部５２の外
周よりも外方においてハウジング２ａの内周面２ｃに当
接される。その当接によりスペーサ５１のハウジング２
ａに対する径方向の位置決めがなされる。なお、リング
部５２の一部に切欠５２ａが形成され、突出部５３の一
つは張り出し部分５３ａが単一とされることで、後述の
配線４２、４３とスペーサ５１との干渉が防止される。 【００１９】各検出コイル３３、３４は、ハウジング２
ａの外部に配置されるプリント基板４１に配線４２、４
３によって接続される。その配線４２、４３は、ハウジ
ング２ａの外周に形成された開口２ｅに嵌め込まれたグ
ロメット４４により保持される。そのプリント基板４１
に、図３に示す信号処理回路が形成されている。すなわ
ち、第１検出コイル３３は抵抗４５を介して発振器４６
に接続され、第２検出コイル３４は抵抗４７を介して発
振器４６に接続され、各検出コイル３３、３４は差動増
幅回路４８に接続される。これにより、第１検出コイル
３３は磁束を発生して、第１検出リング２１、第２検出
リング２３及び第１コイルホルダー３１により磁気回路
を構成し、第２検出コイル３４は磁束を発生して、第１
検出リング２１及び第２コイルホルダー３２により磁気
回路を構成する。 【００２０】上記構成において、入力軸３から出力軸４
へのトルク伝達によりトーションバー７が捩れ、第１検
出リング２１と第２検出リング２３とが相対的に回転す
ると、各検出リング２１、２３の歯２１ａ、２３ａの対
向面積が変化する。その面積変化により、その歯２１
ａ、２３ａの対向間の磁気抵抗が変化することから、そ
の変化に応じ第１検出コイル３３の出力が変化し、その
出力に対応して伝達トルクが検出される。その第２コイ
ルホルダー３２の側壁部３２ｃは第１検出リング２１の
他端側の小径部２１ｂに対向するように配置され、側壁
部３２ｂは第１検出リング２１の一端側に対向するよう
に配置される。その第１検出リング２１及び第２コイル
ホルダー３２により構成される磁気回路の磁気抵抗は、
操舵トルクの作用していない状態での第１検出リング２
１、第２検出リング２３及び第１コイルホルダー３１に
より構成される磁気回路の磁気抵抗と等しくなるように
その小径部２１ｂの外径は設定される。これにより、温
度変動による第１検出コイル３３の出力変動は、温度変
動による第２検出コイル３４の出力変動に等しくなるの
で差動増幅回路４８により打ち消され、伝達トルクの検
出値の温度による変動が補償される。その差動増幅回路
４８から出力される伝達トルクに対応した信号に応じて
モータが駆動され、前記ウォーム１６、ウォームホイー
ル１５を介して出力軸４に操舵補助力が付与される。 【００２１】上記構成によれば、スペーサ５１の弾力に
より各コイルホルダー３１、３２を支持部５５、２ｄに
押し付けることで、両検出コイル３３、３４の軸方向の
位置決めを行なえ、しかも、両検出コイル３３、３４の
間隔をトルク検出を行なう上で適正な距離に設定でき、
従来よりも部品点数を少なくし、組み付け性を向上でき
る。また、そのスペーサ５１は各コイルホルダー３１、
３２を支持部５５、２ｄに押し付けることができれば足
りるため、従来のディスタンスピース程に高い寸法精度
を要求されず、加工コストを小さくして廉価に製造でき
る。 【００２２】さらに、バネ鋼板からリング部５２と各突
出部５３に対応する部分を打ち抜き、そのリング部５２
を湾曲し、そのリング部５２の外周と各突出部５３の一
端との境界を曲げ加工して曲げ部とし、各突出部５３を
リング部５２の外周よりも外方においてハウジング２の
内周面２ｃに当接させ、スペーサ５１のハウジング２に
対する径方向の位置決めを行なうことで、第１検出リン
グ２１がスペーサ５１により傷付けられるのを防止で
き、磁気特性の変動によるトルク検出精度の低下を防止
できる。この場合、そのリング部５２の外周をハウジン
グ２の内周面２ｃに当接させることで、そのスペーサ５
１のハウジング２に対する径方向の位置決めを行なうこ
とも考えられるが、打ち抜き加工や曲げ加工を行なうた
めリング部５２の外径寸法の精度を良くするのは困難で
ある。そこで、各突出部５３の他端側の張り出し部分５
３ａをリング部５２の外周よりも外方においてハウジン
グ２の内周面２ｃに当接させている。すなわち、そのリ
ング部５２の外周と各突出部５３の一端側とは曲げ部５
４を介し接続され、各突出部５３の他端側は自由端にな
るので、そのリング部５２の外径をハウジング２の内径
よりも小さくし、各突出部５３の他端側の張り出し部分
５３ａをハウジング２の内周面２ｃとの当接位置に容易
に配置することができ、しかも加工コストが大きくなる
ことはないので廉価に製造できる。本実施例では、図４
に示すように、周方向に関し１８０°離れて配置される
一対の突出部５３の張り出し部分５３ａの距離Ｄを、ハ
ウジング２の内径に対応するように管理している。 【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、突出部５３の形状や数はスペーサ
５１のハウジング２に対する径方向の位置決めがなされ
れば特に限定されない。また、支持部５５、２ｄの構造
は各コイルホルダー３１、３２を支持することができれ
ば特に限定されない。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque sensor suitable for detecting a steering torque in, for example, a power steering device for applying a steering assist force according to the steering torque. About. 2. Description of the Related Art In a power steering apparatus for a vehicle, for example, when the rotation of a steering wheel is transmitted from an input shaft to a steering wheel via an output shaft, the magnitude of torque transmitted from the input shaft to the output shaft is large. The torque sensor 10 as shown in FIG.
1 and the steering assist force is applied according to the magnitude of the detected torque. [0003] The torque sensor 101 comprises a housing 1
Input shaft 10 supported via bearing 117 in
3 and an output shaft 104 supported via bearings 118 and 119. The input shaft 103 and the output shaft 10
4 is connected via a torsion bar 105.
A first detection ring 107 made of a magnetic material is attached to the input shaft 103, and a second detection ring 108 made of a magnetic material is attached to the outer periphery of the output shaft 104. The first detection ring 107 and the second detection ring 108 are arranged so as to face each other, and a plurality of teeth 109 and 110 are formed on the facing end surfaces of the detection rings 107 and 108 along the circumferential direction. A third detection ring 111 made of a magnetic material is fitted to the input shaft 103 so as to face the first detection ring 107. A plurality of teeth 112 are formed on the end face of the third detection ring 111 facing the first detection ring 107 along the circumferential direction.
No teeth are formed on the end face of the third detection ring 07 facing the third detection ring 111. A first material made of a magnetic material is provided in the housing 102.
A coil holder 113 and a second coil holder 115 are built in, the first coil holder 113 holds the first detection coil 114, and the second coil holder 1
15, the second detection coil 116 is held. A ring-shaped distance piece 130 is disposed between the first coil holder 113 and the second coil holder 115, and a retaining ring 133 is attached to the inner periphery of the housing 102. The retaining ring 133 and the first coil holder 11
3, a leaf spring 134 is interposed. Due to the elasticity of the leaf spring 134, each of the coil holders 113, 115
And the distance piece 130 are pressed against the inner surface of the housing 102 via the second distance piece 132 and the bearing 117. Thereby, the first detection coil 114 is disposed so as to cover the opposing portion between the first detection ring 107 and the second detection ring 108, and the second detection coil 116 is connected to the first detection ring 107 and the third detection ring 111. Are arranged so as to cover the opposing portions of. [0005] As shown in FIG.
14 is connected to an oscillator 118 via a resistor 117, and the second detection coil 116 is connected to the oscillator 118 via a resistor 119.
Connected to. Each of the detection coils 114 and 116 is connected to the differential amplifier circuit 120. As a result, the first detection coil 114 generates a magnetic flux, and the first detection ring 10
7. Second detection ring 108 and first coil holder 11
3, the second detection coil 116 generates a magnetic flux, and the first detection ring 107, the third detection ring 111, and the second coil holder 115 form a magnetic circuit. When the torsion bar 105 is twisted by the transmission of torque from the input shaft 103 to the output shaft 104, the first detection ring 107 and the second detection ring 108 rotate relatively around the axis. Then, each detection ring 10
7 and 108, the area of the overlapping portion in the axial direction of the teeth 109 and 110 changes, so that the magnetic resistance between them changes, and the first detection coil 11 changes according to the change.
The output of 4 changes. That is, the first detection coil 114
Output corresponds to the transmission torque. Further, the output fluctuation of the first detection coil 114 due to the temperature fluctuation is equal to the output fluctuation of the second detection coil 116 due to the temperature fluctuation. Thus, the torque detection by the first detection coil 114 is compensated so as not to be affected by the temperature, and the steering assist force is applied according to the detected torque. [0007] A conventional torque sensor 1
01, each coil holder 113, 115
It is positioned by being pressed against the inner surface of the housing 102 by the elasticity of the leaf spring 134, and the two detection coils 114,
The distance between the coils 116 is set to an appropriate distance for torque detection by the distance piece 130 disposed between the coil holders 113 and 115. That is,
In order to position the two detection coils 114 and 116 in the axial direction, a distance piece 130 and a leaf spring 134 are used.
Since members are required, the number of parts is large, and the assemblability is poor. Further, the distance piece 130 is connected to both detection coils 1.
It is necessary to increase the dimensional accuracy in the axial direction in order to accurately position the housings 14 and 116, and furthermore, the housing 102
On the other hand, the dimensional accuracy in the radial direction needs to be high so as not to be displaced in the radial direction and damage the first detection ring 107, so that the processing cost is high and expensive. An object of the present invention is to provide a torque sensor that can solve the above-mentioned problems of the prior art. According to the present invention, a pair of coil holders housed in a housing, a detection coil held by each coil holder to generate a magnetic flux, and a coil disposed between the two coil holders. In the torque sensor that includes a spacer and detects the transmission torque based on the output of both detection coils, the spacer is elastically deformable in the axial direction, and each coil holder is pressed against the support by the elasticity of the spacer. And The spacer is made of a spring steel plate, has a plate-shaped ring portion, and a plurality of plate-shaped protrusions protruding in the axial direction from the ring portion, and has an outer periphery of the ring portion and one end of each protrusion. Is connected to the side via a bent portion, and the ring portion is bent so that it can be elastically deformed in the axial direction, and the other end side of each protrusion is located on the inner periphery of the housing outside the outer periphery of the ring portion. Preferably, the spacer abuts against the surface, and the abutment radially positions the spacer with respect to the housing. According to the torque sensor of the present invention, each coil holder is pressed against the support by the elasticity of the spacer disposed between the two coil holders.
The two detection coils can be positioned in the axial direction, and the distance between the two detection coils can be set to an appropriate value for torque detection. That is, the number of components is reduced compared to the conventional technology that requires two members for positioning of both detection coils,
The assemblability can be improved. In addition, the spacer only needs to be able to press each coil holder against the supporting portion, so that the dimensional accuracy does not need to be as high as that of the conventional distance piece, and the processing cost can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Further, a portion corresponding to the ring portion and each protruding portion is punched from the spring steel plate, the ring portion is curved, and a boundary between the outer periphery of the ring portion and one end of each protruding portion is bent to form a bent portion. A member such as a detection ring which constitutes a part of the magnetic circuit by making each protrusion abut on the inner peripheral surface of the housing outside the outer periphery of the ring portion and radially positioning the spacer with respect to the housing. Can be prevented from being damaged by the spacer, and a decrease in torque detection accuracy due to a change in magnetic characteristics can be prevented. In this case, the spacer may be positioned in the radial direction with respect to the housing by bringing the outer periphery of the ring portion into contact with the inner peripheral surface of the housing. However, the outer portion of the ring portion is required for punching and bending. It is difficult to improve the accuracy of the diameter dimension. Therefore, the other end of each protruding portion is brought into contact with the inner peripheral surface of the housing outside the outer periphery of the ring portion. That is, the outer periphery of the ring portion and one end of each protrusion are connected via a bent portion, and the other end of each protrusion is a free end, so that the outer diameter of the ring is smaller than the inner diameter of the housing. However, the other end side of each projection can be easily arranged at the position of contact with the inner peripheral surface of the housing, and the processing cost can be reduced, so that the manufacturing can be performed at low cost. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A torque sensor 1 shown in FIG. 1 is used for detecting a steering torque in a power steering apparatus for applying a steering assist force according to a steering torque transmitted via a handle shaft, and is formed of an aluminum housing. 2, an input shaft 3 and an output shaft 4. The housing 2 is formed by connecting two members 2a and 2b. A handle shaft 6 covered by a handle column 5 and a torsion bar 7 are inserted into the input shaft 3 and connected via pins 8. One end of the handle column 5 is pressed into the inner periphery of the housing 2 and the other end of the handle shaft 6 is connected to a steering wheel (not shown). The other end of the torsion bar 7 is inserted into the output shaft 4 and connected via a pin 10.
Thus, the input shaft 3 and the output shaft 4 are relatively rotatable according to the steering resistance. The outer circumference of the input shaft 3 is
The inner periphery of the handle column 5 is supported via a bush 12. The outer circumference of the output shaft 4 is supported by bearings 13 and 14 by the inner circumference of the housing 2. A steering wheel (not shown) is steered according to the rotation of the output shaft 4.
A worm wheel 15 is fitted on the outer periphery of the output shaft 4, and the worm wheel 15 meshes with a worm 16 attached to an output shaft of a motor (not shown). A first detection ring 21 made of a magnetic material is fitted on the outer periphery of the input shaft 3 and fixed by a pin 22. A second detection ring 23 made of a magnetic material is pressed into the outer periphery of the output shaft 4. One end face of the first detection ring 21 and the other end face of the second detection ring 23 are arranged so as to face each other, and teeth 21a and 23a are respectively provided on the facing end faces of the detection rings 21 and 23 along the circumferential direction. A plurality is provided. The other end of the first detection ring 21 is a small diameter portion 21b having a smaller outer diameter than the one end. A first coil holder 31 and a second coil holder 32 made of a magnetic material are inserted into one member 2a of the housing 2 from the axial direction, and the first detection coil 33 is held by the first coil holder 31. Then, the second detection coil 34 is held by the second coil holder 32. As shown in FIG. 2, each of the coil holders 31 and 32 has a cylindrical peripheral wall 3 covering the outer periphery of each of the coils 33 and 34.
1a, 32a and ring-shaped side walls 31b, 31c, 32b, 32c covering both end faces of the coils 33, 34. The peripheral wall portions 31a and 32a are positioned in the radial direction with respect to the housing 2a by contacting the cylindrical inner peripheral surface 2c of the housing 2a. A spacer 51 is disposed between the first coil holder 31 and the second coil holder 32. As shown in FIGS. 4 and 5, the spacer 51 is made of a spring steel plate and has a plate-shaped ring portion 52 and four plate-shaped protrusions 53 perpendicular to the ring portion 52. The ring portion 52 and each protruding portion 53 are formed by punching and bending. That is, the ring portion 52 is elastically deformable in the axial direction by being curved so as to have unevenness in the axial direction (the horizontal direction in FIG. 5).
Are protruded in the axial direction from the outer periphery of the ring portion 52 and are arranged at equal intervals along the circumferential direction. The outer periphery of the ring portion 52 and one end side of each protruding portion 53 are connected via a bent portion 54. The ring portion 52 can be elastically deformed by a difference between the axial dimension L2 of the ring portion 52 and each projection 53 and the axial dimension L1 of each projection 53. As shown in FIG. 2, the ring portion 52 is brought into contact with the second coil holder 32, and each projection 53 is formed on the first coil holder 32.
By being in contact with the coil holder 31, the respective coil holders 31 and 32 are pressed against the support by the elasticity of the ring portion 52. In the present embodiment, the retaining ring 55 fitted into a circumferential groove formed on the inner periphery of the housing 2a serves as a pressing support portion of the first coil holder 31, and a part 2d of the inner surface of the housing 2a is used as a pressing member. 2 coil holder 32
It is a supporting portion for pressing. As shown in FIG.
The outer diameter of the ring portion 52 is smaller than the inner diameter of the housing 2a, and the inner diameter is larger than the outer diameter of the first detection ring 21. The other end side of each projection 53 is a portion 53 projecting in the radial direction.
The overhang portion 53a is in contact with the inner peripheral surface 2c of the housing 2a outside the outer periphery of the ring portion 52. By the contact, the housing 2 of the spacer 51 is formed.
Positioning in the radial direction with respect to a is performed. A notch 52a is formed in a part of the ring portion 52, and one of the protruding portions 53 has a single projecting portion 53a, thereby preventing interference between wirings 42 and 43 and the spacer 51 described later. . The detection coils 33 and 34 are connected to the housing 2
wirings 42, 4 on a printed circuit board 41 disposed outside
3 are connected. The wires 42 and 43 are held by grommets 44 fitted into openings 2e formed on the outer periphery of the housing 2a. The printed board 41
The signal processing circuit shown in FIG. That is, the first detection coil 33 is connected to the oscillator 46 via the resistor 45.
, The second detection coil 34 is connected to an oscillator 46 via a resistor 47, and the detection coils 33 and 34 are connected to a differential amplifier circuit 48. As a result, the first detection coil 33 generates a magnetic flux, and the first detection ring 21, the second detection ring 23, and the first coil holder 31 constitute a magnetic circuit, and the second detection coil 34 generates a magnetic flux. , First
The detection ring 21 and the second coil holder 32 constitute a magnetic circuit. In the above configuration, the input shaft 3 to the output shaft 4
When the torsion bar 7 is twisted by the transmission of torque to the first detection ring 21 and the second detection ring 23 rotate relatively, the facing area of the teeth 21a, 23a of each detection ring 21, 23 changes. Due to the area change, the teeth 21
Since the magnetic resistance between opposing a and 23a changes, the output of the first detection coil 33 changes according to the change, and the transmission torque is detected corresponding to the output. The side wall portion 32c of the second coil holder 32 is arranged to face the small-diameter portion 21b on the other end side of the first detection ring 21, and the side wall portion 32b is arranged to face one end side of the first detection ring 21. Is done. The magnetic resistance of the magnetic circuit constituted by the first detection ring 21 and the second coil holder 32 is:
First detection ring 2 in a state where steering torque is not acting
The outer diameter of the small diameter portion 21b is set so as to be equal to the magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the first, second detection ring 23 and the first coil holder 31. As a result, the output fluctuation of the first detection coil 33 due to the temperature fluctuation becomes equal to the output fluctuation of the second detection coil 34 due to the temperature fluctuation. Compensated. The motor is driven according to a signal corresponding to the transmission torque output from the differential amplifier circuit 48, and a steering assist force is applied to the output shaft 4 via the worm 16 and the worm wheel 15. According to the above configuration, the coil holders 31, 32 are pressed against the support portions 55, 2d by the elasticity of the spacer 51, so that the detection coils 33, 34 can be positioned in the axial direction. The distance between 33 and 34 can be set to an appropriate distance for torque detection,
The number of parts can be reduced as compared with the conventional case, and the assembling property can be improved. Further, the spacer 51 is provided for each coil holder 31,
Since it is sufficient if the support member 32 can be pressed against the supporting portions 55 and 2d, high dimensional accuracy is not required as in the conventional distance piece, and the manufacturing cost can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Further, a portion corresponding to the ring portion 52 and each projecting portion 53 is punched from a spring steel plate, and the ring portion 52 is formed.
Is bent, and the boundary between the outer periphery of the ring portion 52 and one end of each projection 53 is bent to form a bent portion. Each projection 53 is provided on the inner peripheral surface of the housing 2 outside the outer periphery of the ring portion 52. By contacting the spacer 51 with the spacer 2c and positioning the spacer 51 in the radial direction with respect to the housing 2, it is possible to prevent the first detection ring 21 from being damaged by the spacer 51, and to prevent a decrease in torque detection accuracy due to a change in magnetic characteristics. . In this case, the outer periphery of the ring portion 52 is brought into contact with the inner peripheral surface 2c of the housing 2 so that the spacer 5
Although it is conceivable to perform positioning in the radial direction with respect to the housing 2, it is difficult to improve the accuracy of the outer diameter of the ring portion 52 because punching and bending are performed. Therefore, the protruding portion 5 on the other end side of each protrusion 53
3a is in contact with the inner peripheral surface 2c of the housing 2 outside the outer periphery of the ring portion 52. That is, the outer periphery of the ring portion 52 and one end of each protrusion 53 are connected to the bent portion 5.
4 and the other end of each projection 53 is a free end, so that the outer diameter of the ring 52 is smaller than the inner diameter of the housing 2 and the projection 53a on the other end of each projection 53 is formed. Can be easily arranged at a contact position with the inner peripheral surface 2c of the housing 2, and the processing cost is not increased, so that the manufacturing can be performed at low cost. In this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 5, the distance D between the projecting portions 53a of the pair of protrusions 53 arranged at 180 ° apart in the circumferential direction is managed so as to correspond to the inner diameter of the housing 2. The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the shape and number of the protrusions 53 are not particularly limited as long as the spacers 51 are positioned in the radial direction with respect to the housing 2. The structure of the support portions 55 and 2d is not particularly limited as long as the structure can support the coil holders 31 and 32.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施例のトルクセンサの断面図 【図２】そのトルクセンサの主要部品の断面図 【図３】そのトルクセンサの回路構成の説明図 【図４】そのトルクセンサのスペーサの（１）は部分平
面図、（２）は正面図、（３）は部分底面図 【図５】図５は図４のＶ‐Ｖ線断面図 【図６】従来のトルクセンサの断面図 【図７】従来のトルクセンサの回路構成の説明図 【符号の説明】 １ トルクセンサ ２ ハウジング ２ｄ、５５ 支持部 ３１ 第１コイルホルダー ３２ 第２コイルホルダー ３３ 第１検出コイル ３４ 第２検出コイル ５１ スペーサ ５２ リング部 ５３ 突出部 ５４ 曲げ部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of main components of the torque sensor. FIG. 3 is an explanatory diagram of a circuit configuration of the torque sensor. 4 (1) is a partial plan view, (2) is a front view, (3) is a partial bottom view of the spacer of the torque sensor. [FIG. 5] FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram of a circuit configuration of a conventional torque sensor. [Description of References] 1 Torque sensor 2 Housing 2d, 55 Supporting part 31 First coil holder 32 Second coil holder 33 First detection Coil 34 Second detection coil 51 Spacer 52 Ring 53 Projection 54 Bend

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】ハウジングに内蔵される一対のコイルホル
ダーと、各コイルホルダーに保持され磁束を発生する検
出コイルと、両コイルホルダーの間に配置されるスペー
サとを備え、両検出コイルの出力に基づき伝達トルクを
検出するトルクセンサにおいて、そのスペーサは軸方向
に弾性変形可能とされ、そのスペーサの弾力により各コ
イルホルダーは支持部に押し付けられ、そのスペーサは
バネ鋼板製で、板状のリング部と、このリング部から軸
方向に突出する複数の板状の突出部とを有し、そのリン
グ部の外周と各突出部の一端側とは曲げ部を介し接続さ
れ、そのリング部は湾曲されることで軸方向に弾性変形
可能とされ、各突出部の他端側はリング部の外周よりも
外方において前記ハウジングの内周面に当接され、その
当接によりスペーサのハウジングに対する径方向の位置
決めがなされるトルクセンサ。(57) Claims 1. A pair of coil holders built in a housing, a detection coil held by each coil holder to generate a magnetic flux, and a spacer disposed between the two coil holders. In the torque sensor that detects the transmission torque based on the outputs of the two detection coils, the spacer is elastically deformable in the axial direction, and each coil holder is pressed against the support by the elasticity of the spacer.
Made of a spring steel plate, a plate-shaped ring part and a shaft
And a plurality of plate-shaped protrusions protruding in the direction.
The outer periphery of the connecting part and one end of each protrusion are connected via a bent part.
The ring is curved and elastically deformed in the axial direction.
It is possible that the other end of each protrusion is
Abuts against the inner peripheral surface of the housing on the outside,
Radial position of spacer with respect to housing due to contact
Determined torque sensor.