Brevet FR2727204A1 — publié le 19960524

La présente invention concerne un capteur de couple pour emploi, par exemple, dans une direction assistée d'automobile. S'agissant de la technique antérieure, la figure 5 est une vue en perspective d'un capteur de couple classique du type ci-dessus. Comme le montre la figure 5, un arbre de direction est divisé en un arbre d'entrée 1 et en un arbre de sortie 2. L'arbre d'entrée 1 et l'arbre de sortie 2 sont reliés l'un à l'autre par une barre de torsion 3 en alliage d'acier spécial. Chaque extrémité de la barre de torsion 3 est insérée dans l'arbre d'entrée 1 et dans l'arbre de sortie 2, et est fixée par des goujons 4 et 5, respectivement. Un premier châssis de montage 6 est en une pièce avec l'arbre d'entrée 1. Un actionneur 7 analogue à un prisme s'étend vers le haut à partir de l'extrémité avant du premier châssis de montage 6. Une vis de réglage 8, qui est amenée en contact avec une surface latérale de l'actionneur 7, est vissée dans l'extrémité avant du châssis 6. Un second châssis de montage 9 est en une pièce avec l'arbre de sortie 2 et comporte, à son côté avant, un boîtier extérieur lOc auquel est fixé un dispositif de détection 10. Le dispositif de détection comprend une résistance variable du type à curseur afin de transmettre une valeur de la résistance qui correspond à la position d'un levier lOa analogue à un prisme et s'étendant vers l'extérieur, lorsque le levier lOa est animé d'un mouvement de va-et-vient à l'intérieur d'une fente allongée lob. Le levier lOa est sollicité, par un ressort de rappel (non représenté) incorporé dans le boîtier extérieur lOc, dans la direction dans laquelle il est amené en contact avec l'autre surface latérale de l'actionneur 7. Lorsque le volant de direction (non représenté) fixé à l'extrémité avant de l'arbre d'entrée 1 est animé d'un mouvement de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la barre 3 subit une torsion, d'o la création d'un angle de torsion. L'angle de torsion ainsi obtenu est détecté, comme couple de rotation, par le dispositif 10. Si l'arbre d'entrée 1 subit une rotation, par exemple, dans le sens des aiguilles d'une montre, le premier châssis de montage 6 et l'actionneur 7 tournent aussi dans le même sens. Ainsi, l'actionneur 7 tourne dans la direction dans laquelle il appuie sur le levier lOa du dispositif de détection 10, d'o le déplacement de ce levier à l'intérieur de la fente allongée lob. Il en résulte que le dispositif de détection 10 transmet une variation de la tension qui correspond à l'angle de torsion. Au contraire, si l'arbre d'entrée 1 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, le premier châssis de montage 6 et l'actionneur 7 tournent dans la même direction. Ainsi, l'actionneur 7 tourne dans une direction dans laquelle il s'éloigne du levier lOa du dispositif de détection 10. Cependant, étant donné que le levier lOa suit le déplacement de l'actionneur 7 grâce à l'élasticité du ressort de rappel, le dispositif de détection 10 transmet d'une façon similaire la variation de la tension qui correspond à l'angle de torsion. Selon le couple de rotation ainsi détecté, une assistance en rotation est fournie à un mécanisme d'assistance (non représenté) fixé à l'extrémité avant de l'arbre de sortie 2. Avec le capteur de couple classique décrit ci-dessus, une erreur de dimension ou une erreur de montage des constituants du dispositif de détection 10 se traduisent par la nécessité de régler la position à laquelle l'actionneur 7 et le levier lOa sont en contact l'un avec l'autre pour être dans une position neutre, c'est-à-dire qu'il est nécessaire de procéder à un réglage du point zéro. Le réglage du point zéro est exécuté d'une manière telle qu'on tourne la vis de réglage 8 de façon à déformer l'actionneur 7. Cependant, la structure, dans laquelle l'actionneur 7 et le levier lOa ont chacun la forme d'un prisme, le contact entre l'actionneur 7 et le levier lOa est effectué suivant une surface ou une ligne. Par conséquent, même si le réglage du point zéro a été exécuté de manière précise, il y a le problème qu'un changement excessif de la force de frottement exercée entre l'actionneur 7 et le levier lOa pendant le fonctionnement empêche que le levier lOa suive le mouvement de l'actionneur 7 et, par conséquent, une hystérésis a facilement lieu dans la courbe de sortie du dispositif de détection 10. Si le ressort de rappel incorporé dans le dispositif de détection 10 est séparé du levier 10a, ou si celui-ci est victime d'un bris, le levier lOa ne peut suivre le mouvement de l'actionneur 7. Ainsi, la détection du couple rotationnel fait problème. Compte-tenu de ce qui précède, la présente invention a pour objet de fournir un capteur de couple ayant une excellente précision de la détection. Pour atteindre l'objet ci-dessus, on fournit dans la présente invention un capteur de couple comprenant: un arbre d'entrée qui est soumis à une rotation; un arbre de sortie relié à l'arbre d'entrée par l'intermédiaire d'une barre de torsion; un dispositif de détection prévu soit pour l'arbre d'entrée soit pour l'arbre de sortie, et disposé de manière à détecter la différence relative dans la phase rotationnelle entre les deux arbres; et un actionneur prévu pour l'arbre d'entrée ou pour l'arbre de sortie, pour lequel le dispositif de détection n'est pas prévu, et disposé de manière à être mis en contact avec une portion d'entraînement du dispositif de détection, o ce dernier comporte un ressort de rappel afin de solliciter la portion d'entraînement dans la direction dans laquelle cette portion est mise en contact avec l'actionneur, et la portion d'entraînement et l'actionneur ont, respectivement, des parties de contact présentant des surfaces incurvées pour réaliser un contact par points entre la portion d'entraînement et l'actionneur. En plus de la structure ci-dessus, une résistance variable du type à curseur est employée comme dispositif de détection, et l'actionneur comporte une butée qui est en regard des parties de contact par l'intermédiaire de la portion d'entraînement du dispositif de détection. Comme la portion d'entraînement du dispositif de détection, prévue soit pour l'arbre d'entrée soit pour l'arbre de sortie, et l'actionneur, fourni pour l'arbre d'entrée ou pour l'arbre de sortie pour lequel le dispositif de détection n'est pas prévu, comportent des parties de contact présentant des surfaces incurvées, le dispositif de détection et l'actionneur sont soumis à l'élasticité du ressort de rappel pour se déplacer tout en étant en contact par points l'un avec l'autre. Ainsi, une hystérésis ne peut se produire facilement dans la courbe de sortie du dispositif de détection. Même si le ressort de rappel inclus dans le dispositif de détection est séparé de la portion d'entraînement ou se rompt, la position d'entraînement est située entre l'actionneur et la butée qui se déplacent comme une même pièce, ce qui évite une séparation excessive de la portion d'entraînement. Par conséquent, on peut éviter une anomalie dans la détection du couple de rotation. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un capteur de couple selon la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de détection prévu pour le capteur de couple; La figure 3 est une vue avant d'un mécanisme de réglage du point zéro fourni pour le capteur de couple; La figure 4 est une vue de dessous du mécanisme de réglage du point zéro; et La figure 5 est une vue en perspective d'un capteur de couple classique. On décrira maintenant un mode de réalisation préféré de la présente invention en liaison avec les dessins. La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un capteur de couple selon la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de détection prévu pour le capteur de couple; la figure 3 est une vue avant d'un mécanisme de réglage du point zéro prévu pour le capteur de couple, et la figure 4 est une vue de dessous du mécanisme de réglage du point zéro. Les éléments qui sont identiques ou qui correspondent à ceux de la figure 5 ont reçu les mêmes numéros de référence. Comme indiqué dans les dessins, l'arbre de direction est divisé en un arbre d'entrée 1 et un arbre de sortie 2. L'arbre d'entrée 1 et l'arbre de sortie 2 sont reliés l'un à l'autre par une barre de torsion 3 en alliage d'acier spécial. Chaque extrémité de la barre 3 est insérée dans l'arbre d'entrée 1 et dans l'arbre de sortie 2 et les extrémités sont fixées par des goujons 4 et 5, respectivement. Un premier châssis de montage 6 est formé en une pièce avec l'arbre d'entrée 1. Un actionneur 11 ayant une forme semi-circulaire dans une section transversale s'étend vers le bas à partir de l'extrémité avant du premier châssis 6. En outre, une vis de réglage 8, qui est mise en contact avec une partie plate de l'actionneur 11, est vissée dans l'extrémité avant du premier châssis 6. Une butée 12 est en une pièce avec l'extrémité avant du premier châssis de montage 6, la butée 12 étant en regard d'une partie incurvée de l'actionneur 11 d'une manière telle qu'il y a maintien d'un intervalle donné. Un second châssis de montage est en une pièce avec l'arbre de sortie 2. Le second châssis de montage 9 comporte un dispositif de détection 13 qui lui est fixé et une résistance variable du type à curseur. Comme représenté en figure 2, le dispositif de détection 13 comprend un boîtier extérieur 13c ayant un trou allongé 13b, un levier 13a étant en saillie vers l'extérieur du trou allongé 13b et ayant une forme circulaire dans une section transversale, et un ressort de rappel 14 incorporé dans le boîtier extérieur 13c et disposé de manière à solliciter le levier 13a vers une extrémité du trou 13b. Lorsque le levier 13a est animé d'un mouvement de va-et-vient le long du trou 13b, la valeur de la résistance correspondant à la position du levier est transmise à titre de variation de la tension. Le levier 13a est disposé entre l'actionneur 11 et la butée 12, le levier 13a recevant la force élastique du ressort de rappel 14, de façon à être sollicité dans une direction, dans laquelle il est toujours en contact avec la surface incurvée de l'actionneur 11. Le capteur de couple ayant la structure ci- dessus est utilisé d'une manière telle que l'actionneur 11 et le levier 13a sont préalablement ajustés à la position neutre, c'est-à-dire qu'ils sont préalablement soumis au réglage du point zéro. Le réglage du point zéro est exécuté en faisant tourner la vis 8 de manière à déformer l'actionneur 11. Comme la surface de contact entre l'actionneur 11 et le levier 13a a la forme d'une surface incurvée, comme représenté en figures 3 et 4, l'actionneur 11 et le levier 13a sont en contact par points l'un avec l'autre, et ils sont alors soumis au réglage du point zéro. Lors de l'utilisation du capteur de couple selon la présente invention, la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre du volant de direction (non représenté) fixé à l'extrémité avant de l'arbre d'entrée 1 provoque la torsion de la barre 3. Il en résulte qu'un angle de torsion, qui est la différence de phase provoquée par la rotation, est créée entre l'arbre d'entrée 1 et l'arbre de sortie 2. L'angle de torsion ainsi créé est, comme couple de rotation, détecté par le dispositif de détection 13. Si l'arbre d'entrée 1 tourne, par exemple, dans le sens des aiguilles d'une montre, le premier châssis de montage et l'actionneur 11 tournent aussi dans le sens des aiguilles d'une montre de sorte que l'actionneur 11 tourne dans une direction dans laquelle il appuie sur le levier 13a du dispositif de détection 13 à l'encontre du ressort de rappel 14. Il en résulte que le levier 13a se déplace dans le trou allongé 13b de sorte qu'il y a transmission de la variation de la tension correspondant à l'angle de torsion ci-dessus. Au contraire, si l'arbre d'entrée 1 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, le premier châssis de montage 6 et l'actionneur 11 tournent aussi dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ainsi, l'actionneur 11 tourne dans une direction dans laquelle il s'écarte du levier 13a du dispositif de détection 13. Cependant, étant donné que le levier 13a suit le mouvement de l'actionneur 11 à cause de l'élasticité du ressort de rappel 14, la variation de la tension correspondant à l'angle de torsion peut être transmise d'une façon similaire. A ce moment là, le contact entre l'actionneur 11 et le levier 13a est un contact par points comme on l'a décrit ci-dessus, d'o la production d'une faible force de frottement entre l'actionneur 11 et le levier 13a. Par conséquent, le levier 13a suit avec précision le déplacement de l'actionneur 11 et, donc, de l'hystérésis ne peut être facilement produite dans la courbe de sortie du dispositif de détection 13. Même si le levier 13a ne reçoit pas la force élastique pendant l'utilisation à cause de la séparation du ressort de rappel 14 et du levier 13a ou de la rupture du ressort 14, le levier 13a est mis en contact soit avec l'actionneur 11 soit avec la butée 12 qui se déplacent comme un même ensemble. Ainsi, le mouvement du levier 13a dans la direction dans laquelle il s'écarte de l'actionneur 11 est limité, évitant une séparation excessive vis-à-vis de l'actionneur 11. Bien que le mode de réalisation ci-dessus emploie une résistance variable comme dispositif de détection 13, un codeur du type à curseur ou une résistance variable du type à rotation peuvent être employés à la place de la résistance variable du type à curseur. Bien que le mode de réalisation ci-dessus ait la structure dans laquelle l'actionneur 11 est situé dans le voisinage de l'arbre d'entrée 1 et le dispositif de détection 13 dans le voisinage de l'arbre de sortie 2, une structure inversée peut être employée dans laquelle l'actionneur 11 se trouve près de l'arbre de sortie 2 et le dispositif de détection 13 près de l'arbre d'entrée 1. Bien que le mode de réalisation ci-dessus ait la structure dans laquelle l'actionneur 11 ayant une forme semi-circulaire dans une section transversale et le levier 13a ayant une forme circulaire dans une section transversale soient en contact par points l'un avec l'autre, les formes de l'actionneur 11 et du levier 13a ne sont pas limitées à celles-ci. Il faut seulement que la surface de contact entre l'actionneur 11 et le levier 13a ait une courbure projective. Comme on l'a décrit ci-dessus, la présente invention a une structure dans laquelle la portion d'entraînement du dispositif de détection et l'actionneur sont formés d'une manière telle que leurs parties de contact ont respectivement la forme de surface incurvées. Par conséquent, les deux éléments reçoivent l'élasticité du ressort de rappel lorsqu'ils se déplacent, empêchant toute production facile d'hystérésis dans la courbe de sortie du dispositif de détection. Même si le ressort de rappel incorporé dans le dispositif de détection est séparé de la portion d'entraînement ou est brisé, cette portion suit la butée et l'actionneur qui se déplacent en une pièce. Ainsi, une anomalie dans la détection du couple de rotation peut être évitée, et par conséquent, on peut obtenir un détecteur de couple présentant une excellente précision de la détection. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Capteur de couple comprenant: - un arbre d'entrée (1) qui est mis en rotation; - un arbre de sortie (2) relié à l'arbre d'entrée par l'intermédiaire d'une barre de torsion (3); - un dispositif de détection (13) prévu soit pour l'arbre d'entrée soit pour l'arbre de sortie disposé de manière à détecter la différence relative dans les phases rotationnelles entre les deux arbres; et - un actionneur (11) prévu pour l'arbre d'entrée ou pour l'arbre de sortie, pour lequel le dispositif de détection n'est pas fourni, et disposé de manière à être mis en contact avec une portion d'entraînement (13a) du dispositif de détection, caractérisé en ce que: - ledit dispositif de détection (13) comporte un ressort de rappel (14) pour solliciter la portion d'entraînement (13a) dans la direction dans laquelle cette portion est mise en contact avec l'actionneur, et la portion d'entraînement et l'actionneur ont, respectivement, des parties de contact ayant des surfaces incurvées pour réaliser un contact par points entre elles. 2 - Capteur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection (13) est une résistance variable. 3 - Capteur de couple selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de détection (13) est une résistance variable du type à curseur. 4 - Capteur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur comporte une butée (12) qui est en regard des parties de contact par l'intermédiaire de la portion d'entraînement (13a) du dispositif de détection (13). - Capteur de couple selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'actionneur (11) comporte une butée (12) qui est en regard des parties de contact par l'intermédiaire de la portion d'entraînement (13a) du dispositif de détection (13). 6 - Capteur de couple selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'actionneur (11) comporte une butée (12) qui est en regard des parties de contact par l'intermédiaire de la portion d'entraînement (13a) du dispositif de détection (13).