JP6362976B2 - トルクセンサおよび電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
この構成によれば、軸部と筒部のばね定数を略等しく設定することにより、各部が一体化してなるトーションバーのばね定数を略一つに設定することができる。そのため、トーションバーの固有振動数を略一つに設定することができる。
この構成によれば、筒部に設けられる穴により、筒部の剛性を調整することができる。また、複数の筒部を持たせる場合には、たとえば、各筒部の肉厚を同じにしても、それぞれの筒部の剛性を、穴を設けて調整することにより、各筒部のばね定数を等しく設定することができる。このため、それぞれの筒部を同じ肉厚にすることができる。
この構成によれば、前記のトルクセンサを採用することにより、EPSの軸方向の長さを短縮することができる。そのため、EPSの車両への配置が容易となる。
なお、ECU40は、アシスト機構30、正確には制御対象であるモータ31の近くに設けられることが好ましい。ECU40は、たとえばアシスト機構30のハウジングに設けられてもよい。ECU40をモータ31に近づけるほど、ECU40とモータ31との間の配線を短縮することが可能である。ECU40とモータ31との間の信号の伝達時間のロスなどを低減することもできる。
図2に示すように、トーションバー23cは複数の軸部と複数の筒部からなる多重構造を有している。すなわち、トーションバー23cは、軸mに沿って延びる第1軸部60と、第1軸部60を覆う円筒状の第1筒部61と、第1筒部61を覆う円筒状の第2筒部62と、軸mに沿って延びる第2軸部63とを有している。トーションバー23cの各部材(60〜63)は、それぞれのばね定数が等しく設定されている。
まず第1軸部60および第2軸部63を用意する。第1軸部60および第2軸部63はそれぞれ従来と同様のトーションバーからなる。ここでは、第1軸部60の軸mに沿った方向の長さは第2軸部63の軸mに沿った方向の長さよりも長く設定される。
第1筒部61および第2筒部62の厚さt1,t2を同一に設定する場合、第1筒部61および第2筒部62はそれぞれ同一の板材から形成することができる。第1筒部61および第2筒部62は、それぞれ同じ材質の同じ厚さの板材を所定の寸法に切り取り、円筒状に丸めて端を溶接により固定することにより得られる。第1筒部61および第2筒部62にそれぞれ第1および第2の孔部68,70を設ける場合、切り取った板材を丸める前に当該板材に打ち抜き加工などを通じて第1および第2の孔部68,70を形成する。その後、第1の孔部68または第2の孔部70が形成された板材を円筒状に丸めて端を溶接などにより固定する。
次にトーションバー23cの作用について詳述する。
L23c=L60+L61+L62+L63… (A)
ただし、L60は第1軸部の長さ、L61は第1筒部61の長さ、L62は第2筒部62の長さ、L63は第2軸部63の長さである。
(1)トーションバー23cは第1軸部60、第1筒部61、第2筒部62、および第2軸部がそれぞれ接続されて多重構造をなしている。このため、トーションバー23cの軸m方向の長さを短く設定してもトーションバー23cの捩ることのできる長さを確保することができる。したがって、トルクセンサ50の検出精度を十分に確保することができる。また、トーションバー23cの軸m方向の長さを短く設定することができるので、トルクセンサ50、ひいてはEPS10の体格を小さくすることが可能である。このため、EPS10の車両での配置の自由度を向上させることが可能である。また、トーションバー23cは従来と同様の使い方ができる。すなわち、インプットシャフト23aとロアシャフト23bとの間にトーションバー23cの両端(本例では、第1軸部60の第1接続部60aおよび第2軸部63の第2接続部63a)をインプットシャフト23aおよびロアシャフト23bに接続するだけである。トルクセンサ50を取り付けるための新しい構成を必要としない。
・第1筒部61の厚さt1および第2筒部62の厚さt2を調整することによって、第1筒部61および第2筒部62のばね定数を調節することができる。すなわち、厚さt1と厚さt2が等しく設定されなくてよい。その場合、第1の孔部68および第2の孔部70は必ずしも設けなくてもよい。
・本実施形態では、多極磁石51、磁気ヨーク52,53、および磁気センサ54を備えるトルクセンサを採用したが、どのような検出構造であってもよい。
・本実施形態では、第1筒部61および第2筒部62を設けたが、さらに第3筒部を設けてもよい。すなわち、3重以上の構造であってもよい。たとえば3重筒構造の場合、図2に示される第2筒部62の径方向外側に第3筒部が設けられ、第3筒部と第2筒部62はそれらの下端で接続される。そして、たとえば図3に示すようにインプットシャフト23aとロアシャフト23bを設けることにより、第3筒部の上端における外周面はロアシャフト23bの収容部56における内周面に接続される。4つ以上の筒部を設ける場合も同様である。
(イ)前記センサは、前記第1の回転軸と前記第2の回転軸の相対回転角度に応じた電気信号を生成する。
Claims (5)
- 第1の回転軸と第2の回転軸との間に連結されるトーションバーと、前記トーションバーの捩れ量に応じた電気信号を生成するセンサとを備え、
前記トーションバーは、前記第1の回転軸に連結される中実の第1の軸部と、前記第1の軸部と同軸上に設けられて前記第2の回転軸に連結される中実の第2の軸部と、前記第1の軸部の外周を覆った状態で前記第1の軸部における前記第1の回転軸と反対側の端部と前記第2の軸部とを連結する連結部と、を含み、
前記連結部は、前記第1の軸部の外周を覆うかたちで同心状に設けられる円筒状の第1筒部及び円筒状の第2筒部からなる2つの筒部を有し、これら筒部の第1の端部は当該筒部の半径方向において互いに連結され、
前記2つの筒部のうち、内側の前記第1筒部の第2の端部は前記第1の軸部に連結され、外側の前記第2筒部の第2の端部は前記第2の軸部に連結されているトルクセンサ。 - 第1の回転軸と第2の回転軸との間に連結されるトーションバーと、前記トーションバーの捩れ量に応じた電気信号を生成するセンサとを備え、
前記トーションバーは、前記第1の回転軸に連結される中実の第1の軸部と、前記第1の軸部と同軸上に設けられて前記第2の回転軸に連結される中実の第2の軸部と、前記第1の軸部の外周を覆った状態で前記第1の軸部における前記第1の回転軸と反対側の端部と前記第2の軸部とを連結する連結部と、を含み、
前記連結部は、前記第1の軸部の外周を覆うかたちで同心状に設けられる少なくとも3つの円筒状の筒部を有し、これら筒部の半径方向において互いに隣り合う筒部は、それらの第1の端部同士および第2の端部同士が前記半径方向において交互に連結され、
前記少なくとも3つの筒部のうち、最も内側の筒部における他の筒部と連結されていない第1または第2の端部は前記第1の軸部に、最も外側の筒部における他の筒部と連結されていない第1または第2の端部は前記第2の軸部に連結されているトルクセンサ。 - 請求項1または2に記載のトルクセンサにおいて、
前記軸部と前記筒部とを構成する各部材のばね定数が略等しく設定されるトルクセンサ。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載のトルクセンサにおいて、
前記筒部の周壁には、穴が設けられているトルクセンサ。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載のトルクセンサを有する電動パワーステアリング装置。
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