JP2003149063A - トルク検出装置 - Google Patents
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- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
- G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
- B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
- B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
- B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
- B62J45/411—Torque sensors
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- Power Steering Mechanism (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Steering Devices For Bicycles And Motorcycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 操舵軸の荷重を直接検出して荷重時の変位が
小さく、操作感および操作レスポンスが良く、重力や路
面震動の影響を受けずに回転トルクを適確に検出し得る
トルク検出装置を提供する。 【解決手段】 ハンドルを操作すると、操舵軸を分割し
た上操舵軸3aが回転し、この上操舵軸3aの回転によ
り押圧部3cが回動し、第1被押圧部13cと第1磁歪
センサ13aを第1ばね15aに抗して押圧する。これ
により第1被押圧部13cは歪み、この歪みに応じて第
1被押圧部13cに磁気変化を生じる。この磁気変化は
第1磁歪センサ13aを構成する磁気コイルで上操舵軸
3aの回転トルクとして検知される。
小さく、操作感および操作レスポンスが良く、重力や路
面震動の影響を受けずに回転トルクを適確に検出し得る
トルク検出装置を提供する。 【解決手段】 ハンドルを操作すると、操舵軸を分割し
た上操舵軸3aが回転し、この上操舵軸3aの回転によ
り押圧部3cが回動し、第1被押圧部13cと第1磁歪
センサ13aを第1ばね15aに抗して押圧する。これ
により第1被押圧部13cは歪み、この歪みに応じて第
1被押圧部13cに磁気変化を生じる。この磁気変化は
第1磁歪センサ13aを構成する磁気コイルで上操舵軸
3aの回転トルクとして検知される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば不整地走行
用車両である4輪バギーや水上を走行するウォータービ
ークルなどの車両のパワーステアリング式の操舵軸が回
転駆動される場合の回転トルクを検出するトルク検出装
置に関し、更に詳しくは、例えば車両の操舵軸を操作し
て車輪の向きを変更するために操舵軸が回転駆動される
場合の操舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置に
関する。
用車両である4輪バギーや水上を走行するウォータービ
ークルなどの車両のパワーステアリング式の操舵軸が回
転駆動される場合の回転トルクを検出するトルク検出装
置に関し、更に詳しくは、例えば車両の操舵軸を操作し
て車輪の向きを変更するために操舵軸が回転駆動される
場合の操舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図17に示すような4輪バギー
のハンドル1を人の力で直に操作すると、かなりの力が
必要であるため、ステアリングカラムである操舵軸3に
アシストギヤモータを連結し、このアシストギヤモータ
で操舵軸3の回転を補助し、これにより比較的小さな力
で軽くハンドル1を操作できるようにするパワーステア
リング方式が広く採用されている。
のハンドル1を人の力で直に操作すると、かなりの力が
必要であるため、ステアリングカラムである操舵軸3に
アシストギヤモータを連結し、このアシストギヤモータ
で操舵軸3の回転を補助し、これにより比較的小さな力
で軽くハンドル1を操作できるようにするパワーステア
リング方式が広く採用されている。
【0003】このようなパワーステアリング方式では、
操舵軸3が回転駆動される場合の回転トルクを検出し、
この検出した回転トルクに比例する電気信号でアシスト
ギヤモータを駆動制御するようになっている。
操舵軸3が回転駆動される場合の回転トルクを検出し、
この検出した回転トルクに比例する電気信号でアシスト
ギヤモータを駆動制御するようになっている。
【0004】従来、このように操舵軸3の回転トルクを
検出する方法として、操舵軸3を上操舵軸と下操舵軸と
に分割し、この両者間にトーションバーを設け、ハンド
ル1を用いて操舵軸3を回転駆動した場合の上操舵軸と
下操舵軸との間のねじれ角の差である差動角を位置セン
サによって回転トルクとして検出する方法がある。
検出する方法として、操舵軸3を上操舵軸と下操舵軸と
に分割し、この両者間にトーションバーを設け、ハンド
ル1を用いて操舵軸3を回転駆動した場合の上操舵軸と
下操舵軸との間のねじれ角の差である差動角を位置セン
サによって回転トルクとして検出する方法がある。
【0005】また、操舵軸3の回転トルクを検出する従
来の別の方法として、操舵軸3と同軸上に磁歪式センサ
を設け、この磁歪式センサで操舵軸3の回転トルクを非
接触で検出する方法がある。
来の別の方法として、操舵軸3と同軸上に磁歪式センサ
を設け、この磁歪式センサで操舵軸3の回転トルクを非
接触で検出する方法がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の回転ト
ルクの検出方法のうち、最初の位置センサを使用する回
転トルク検出方法は、操舵軸3の操作時のねじれにより
操作感が悪いとともに、また操作レスポンスも悪いとい
う問題がある。
ルクの検出方法のうち、最初の位置センサを使用する回
転トルク検出方法は、操舵軸3の操作時のねじれにより
操作感が悪いとともに、また操作レスポンスも悪いとい
う問題がある。
【0007】更に、この従来の方法は、構成が複雑であ
り、大きさ、重さおよび価格の点において問題がある。
特に、この回転トルク検出方法を不整地走行用車両であ
る4輪バギーなどに応用した場合には、操舵軸3の遊び
が不安定感に繋がるという問題がある。
り、大きさ、重さおよび価格の点において問題がある。
特に、この回転トルク検出方法を不整地走行用車両であ
る4輪バギーなどに応用した場合には、操舵軸3の遊び
が不安定感に繋がるという問題がある。
【0008】また、上述した磁歪式センサを使用する回
転トルク検出方法は、温度に対する出力変動が大きく、
これを補正しなければならないという問題がある。
転トルク検出方法は、温度に対する出力変動が大きく、
これを補正しなければならないという問題がある。
【0009】更に、この従来の方法は、磁歪式センサの
軸の加工精度の影響や使用中の軸の振れによる出力信号
の変動が大きいという問題があり、これを抑制するため
にかなりの価格が必要であり、非経済的であるという問
題がある。
軸の加工精度の影響や使用中の軸の振れによる出力信号
の変動が大きいという問題があり、これを抑制するため
にかなりの価格が必要であり、非経済的であるという問
題がある。
【0010】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、操舵軸の荷重を直接検出して
荷重時の変位が小さく、操作感および操作レスポンスが
良く、重力や路面震動の影響を受けずに回転トルクを適
確に検出し得るトルク検出装置を提供することにある。
その目的とするところは、操舵軸の荷重を直接検出して
荷重時の変位が小さく、操作感および操作レスポンスが
良く、重力や路面震動の影響を受けずに回転トルクを適
確に検出し得るトルク検出装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の本発明は、車両の操舵軸が回転駆動
される場合の回転トルクを検出するトルク検出装置であ
って、前記操舵軸が回転駆動された場合の操舵軸の回転
力によって押圧される被押圧部と、この被押圧部が前記
操舵軸の回転力によって押圧される場合の被押圧部の変
化を検知する変化検知手段とを有することを要旨とす
る。
め、請求項1記載の本発明は、車両の操舵軸が回転駆動
される場合の回転トルクを検出するトルク検出装置であ
って、前記操舵軸が回転駆動された場合の操舵軸の回転
力によって押圧される被押圧部と、この被押圧部が前記
操舵軸の回転力によって押圧される場合の被押圧部の変
化を検知する変化検知手段とを有することを要旨とす
る。
【0012】請求項1記載の本発明にあっては、被押圧
部が操舵軸の回転力によって押圧される場合の被押圧部
の変化を検知するため、この検知した被押圧部の変化に
基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知手段
の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上に、
部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。ま
た、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの操
舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、従
来のようなトーションバーに起因する余分な変位がなく
なり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも良
好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響を
受けないため、路面からの突き上げのような震動やハン
ドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響を
受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能である。
また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不整地
などのように揺れが大きい場所を走行する場合でも、検
知精度が高い上に、経済化を図ることができる。また、
市販されている既存の磁歪センサを使用することも可能
である。更に、非パワーステアリング用として設計され
た車両をパワーステアリングする場合でも、最小の設計
変更および最小限の部品変更で適用することができる。
部が操舵軸の回転力によって押圧される場合の被押圧部
の変化を検知するため、この検知した被押圧部の変化に
基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知手段
の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上に、
部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。ま
た、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの操
舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、従
来のようなトーションバーに起因する余分な変位がなく
なり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも良
好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響を
受けないため、路面からの突き上げのような震動やハン
ドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響を
受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能である。
また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不整地
などのように揺れが大きい場所を走行する場合でも、検
知精度が高い上に、経済化を図ることができる。また、
市販されている既存の磁歪センサを使用することも可能
である。更に、非パワーステアリング用として設計され
た車両をパワーステアリングする場合でも、最小の設計
変更および最小限の部品変更で適用することができる。
【0013】また、請求項2記載の本発明は、請求項1
記載の発明において、前記変化検知手段の検知信号に基
づき前記操舵軸の回転トルクを算出する算出手段を更に
有することを要旨とする。
記載の発明において、前記変化検知手段の検知信号に基
づき前記操舵軸の回転トルクを算出する算出手段を更に
有することを要旨とする。
【0014】更に、請求項3記載の本発明は、車両の操
舵軸が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出
するトルク検出装置であって、前記操舵軸が第1の回転
方向および該第1の回転方向と逆の第2の回転方向にそ
れぞれ回転駆動された場合の操舵軸の回転力によってそ
れぞれ押圧される第1および第2の被押圧部と、前記第
1および第2の被押圧部がそれぞれ前記操舵軸の回転力
によって押圧される場合の第1および第2の被押圧部の
変化をそれぞれ検知する第1および第2の変化検知手段
とを有することを要旨とする。
舵軸が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出
するトルク検出装置であって、前記操舵軸が第1の回転
方向および該第1の回転方向と逆の第2の回転方向にそ
れぞれ回転駆動された場合の操舵軸の回転力によってそ
れぞれ押圧される第1および第2の被押圧部と、前記第
1および第2の被押圧部がそれぞれ前記操舵軸の回転力
によって押圧される場合の第1および第2の被押圧部の
変化をそれぞれ検知する第1および第2の変化検知手段
とを有することを要旨とする。
【0015】請求項3記載の本発明にあっては、操舵軸
が第1の回転方向および逆の第2の回転方向にそれぞれ
回転駆動された場合の操舵軸の回転力によって第1およ
び第2の被押圧部が押圧される場合の第1および第2の
被押圧部の変化をそれぞれ検知するため、この検知した
第1、第2の被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転トル
クを適確に検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小
型化を図ることができる上に、部品点数が少なく、低価
格化も図ることができる。また、本発明のトルク検出装
置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知す
るのに適用した場合には、従来のようなトーションバー
に起因する余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、
操作に対するレスポンスも良好となるとともに、更に操
舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、路面からの
突き上げのような震動やハンドルに体重をかけた時のよ
うな重力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に回
転トルクを検知可能である。また、加工精度や使用中の
振れの影響も受けず、不整地などのように揺れが大きい
場所を走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済化
を図ることができる。また、市販されている既存の磁歪
センサを使用することも可能である。更に、非パワース
テアリング用として設計された車両をパワーステアリン
グする場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変
更で適用することができる。また更に、第1、第2の被
押圧部から検知した第1、第2の検知信号との差を計算
し、この差に基づき回転トルクを算出することにより、
周囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変
化に影響されずに回転トルクを適確に算出することがで
きる。
が第1の回転方向および逆の第2の回転方向にそれぞれ
回転駆動された場合の操舵軸の回転力によって第1およ
び第2の被押圧部が押圧される場合の第1および第2の
被押圧部の変化をそれぞれ検知するため、この検知した
第1、第2の被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転トル
クを適確に検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小
型化を図ることができる上に、部品点数が少なく、低価
格化も図ることができる。また、本発明のトルク検出装
置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知す
るのに適用した場合には、従来のようなトーションバー
に起因する余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、
操作に対するレスポンスも良好となるとともに、更に操
舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、路面からの
突き上げのような震動やハンドルに体重をかけた時のよ
うな重力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に回
転トルクを検知可能である。また、加工精度や使用中の
振れの影響も受けず、不整地などのように揺れが大きい
場所を走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済化
を図ることができる。また、市販されている既存の磁歪
センサを使用することも可能である。更に、非パワース
テアリング用として設計された車両をパワーステアリン
グする場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変
更で適用することができる。また更に、第1、第2の被
押圧部から検知した第1、第2の検知信号との差を計算
し、この差に基づき回転トルクを算出することにより、
周囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変
化に影響されずに回転トルクを適確に算出することがで
きる。
【0016】請求項4記載の本発明は、請求項3記載の
発明において、前記第1の変化検知手段の検知信号と前
記第2の変化検知手段の検知信号との差を算出する差算
出手段と、この算出した差に基づき前記操舵軸の回転ト
ルクを算出するトルク算出手段とを更に有することを要
旨とする。
発明において、前記第1の変化検知手段の検知信号と前
記第2の変化検知手段の検知信号との差を算出する差算
出手段と、この算出した差に基づき前記操舵軸の回転ト
ルクを算出するトルク算出手段とを更に有することを要
旨とする。
【0017】請求項4記載の本発明にあっては、第1、
第2の検知信号との差を算出し、この差に基づき操舵軸
の回転トルクを算出するため、周囲温度の変化による検
知信号の変化を相殺し、温度変化に影響されずに回転ト
ルクを適確に算出することができる。
第2の検知信号との差を算出し、この差に基づき操舵軸
の回転トルクを算出するため、周囲温度の変化による検
知信号の変化を相殺し、温度変化に影響されずに回転ト
ルクを適確に算出することができる。
【0018】また、請求項5記載の本発明は、請求項1
乃至4のいずれか1項に記載の発明において、前記操舵
軸の回転力によって前記被押圧部を押圧する押圧部を更
に有し、前記被押圧部が、操舵軸に対して同軸的に連結
された連結回転手段に関連して設けられていることを要
旨とする。
乃至4のいずれか1項に記載の発明において、前記操舵
軸の回転力によって前記被押圧部を押圧する押圧部を更
に有し、前記被押圧部が、操舵軸に対して同軸的に連結
された連結回転手段に関連して設けられていることを要
旨とする。
【0019】更に、請求項6記載の本発明は、請求項1
乃至4のいずれか1項に記載の発明において、前記被押
圧部を押圧する押圧部を有するリングギヤであって、該
リングギヤは前記操舵軸の回転を伝達されて回転するよ
うに操舵軸に太陽ギヤおよび遊星ギヤを介して連結さ
れ、操舵軸の回転力によって前記押圧部が被押圧部を押
圧するように構成されているリングギヤを更に有するこ
とを要旨とする。
乃至4のいずれか1項に記載の発明において、前記被押
圧部を押圧する押圧部を有するリングギヤであって、該
リングギヤは前記操舵軸の回転を伝達されて回転するよ
うに操舵軸に太陽ギヤおよび遊星ギヤを介して連結さ
れ、操舵軸の回転力によって前記押圧部が被押圧部を押
圧するように構成されているリングギヤを更に有するこ
とを要旨とする。
【0020】請求項7記載の本発明は、車両の操舵軸が
回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出するト
ルク検出装置であって、前記車輪の向きを変更し得るよ
うに車輪に連結された連結棒と、この連結棒と操舵軸と
を連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を連結部
材および連結棒を介して車輪に伝達し、操舵軸の回転力
に応じて車輪の向きを変更するように連結棒の被押圧部
を押圧する連結部材と、前記連結棒が前記操舵軸の回転
力を車輪に伝達する場合の連結棒の被押圧部の変化を検
知する変化検知手段とを有することを要旨とする。
回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出するト
ルク検出装置であって、前記車輪の向きを変更し得るよ
うに車輪に連結された連結棒と、この連結棒と操舵軸と
を連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を連結部
材および連結棒を介して車輪に伝達し、操舵軸の回転力
に応じて車輪の向きを変更するように連結棒の被押圧部
を押圧する連結部材と、前記連結棒が前記操舵軸の回転
力を車輪に伝達する場合の連結棒の被押圧部の変化を検
知する変化検知手段とを有することを要旨とする。
【0021】請求項7記載の本発明にあっては、操舵軸
の回転力が連結部材を介して伝達される連結棒が操舵軸
の回転力を車輪に伝達する場合の連結棒の被押圧部の変
化を検知するため、この検知した連結棒の被押圧部の変
化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知
手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上
に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。
また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの
操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、
従来のようなトーションバーに起因する余分な変位がな
くなり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも
良好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。
の回転力が連結部材を介して伝達される連結棒が操舵軸
の回転力を車輪に伝達する場合の連結棒の被押圧部の変
化を検知するため、この検知した連結棒の被押圧部の変
化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知
手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上
に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。
また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの
操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、
従来のようなトーションバーに起因する余分な変位がな
くなり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも
良好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。
【0022】また、請求項8記載の本発明は、車輪の操
舵軸が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出
するトルク検出装置であって、左右の車輪の向きを変更
し得るように左右の車輪にそれぞれ連結された第1およ
び第2の連結棒と、この第1および第2の連結棒と操舵
軸とを連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を連
結部材および第1および第2の連結棒を介して左右の車
輪にそれぞれ伝達し、操舵軸の回転力に応じて左右の車
輪の向きをそれぞれ変更するように第1および第2の連
結棒の被押圧部を押圧する連結部材と、前記第1および
第2の連結棒が前記操舵軸の回転力をそれぞれ左右の車
輪に伝達する場合の第1および第2の連結棒の被押圧部
の変化をそれぞれ検知する第1および第2の変化検知手
段とを有することを要旨とする。
舵軸が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出
するトルク検出装置であって、左右の車輪の向きを変更
し得るように左右の車輪にそれぞれ連結された第1およ
び第2の連結棒と、この第1および第2の連結棒と操舵
軸とを連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を連
結部材および第1および第2の連結棒を介して左右の車
輪にそれぞれ伝達し、操舵軸の回転力に応じて左右の車
輪の向きをそれぞれ変更するように第1および第2の連
結棒の被押圧部を押圧する連結部材と、前記第1および
第2の連結棒が前記操舵軸の回転力をそれぞれ左右の車
輪に伝達する場合の第1および第2の連結棒の被押圧部
の変化をそれぞれ検知する第1および第2の変化検知手
段とを有することを要旨とする。
【0023】請求項8記載の本発明にあっては、操舵軸
の回転力が連結部材を介して伝達される第1、第2の連
結棒が操舵軸の回転力を左右の車輪にそれぞれ伝達する
場合の第1、第2の連結棒の被押圧部の変化を検知する
ため、この検知した第1、第2の連結棒の被押圧部の変
化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知
手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上
に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。
また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの
操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、
従来のようなトーションバーに起因する余分な変位がな
くなり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも
良好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。また更
に、第1、第2の連結棒から検知した第1、第2の検知
信号との差を計算し、この差に基づき回転トルクを算出
することにより、周囲温度の変化による検知信号の変化
を相殺し、温度変化に影響されずに回転トルクを適確に
算出することができる。
の回転力が連結部材を介して伝達される第1、第2の連
結棒が操舵軸の回転力を左右の車輪にそれぞれ伝達する
場合の第1、第2の連結棒の被押圧部の変化を検知する
ため、この検知した第1、第2の連結棒の被押圧部の変
化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知
手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上
に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。
また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの
操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、
従来のようなトーションバーに起因する余分な変位がな
くなり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも
良好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。また更
に、第1、第2の連結棒から検知した第1、第2の検知
信号との差を計算し、この差に基づき回転トルクを算出
することにより、周囲温度の変化による検知信号の変化
を相殺し、温度変化に影響されずに回転トルクを適確に
算出することができる。
【0024】更に、請求項9記載の本発明は、車両の操
舵軸が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出
するトルク検出装置であって、前記車輪の向きを変更し
得るように車輪に連結された連結棒と、この連結棒と操
舵軸とを連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を
連結部材および連結棒を介して車輪に伝達し、操舵軸の
回転力に応じて車輪の向きを変更する場合に連結棒を介
して被押圧部が押圧される連結部材と、この連結部材が
操舵軸の回転力を連結棒を介して車輪に伝達する場合の
連結部材の被押圧部の変化を検知する変化検知手段とを
有することを要旨とする。
舵軸が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出
するトルク検出装置であって、前記車輪の向きを変更し
得るように車輪に連結された連結棒と、この連結棒と操
舵軸とを連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を
連結部材および連結棒を介して車輪に伝達し、操舵軸の
回転力に応じて車輪の向きを変更する場合に連結棒を介
して被押圧部が押圧される連結部材と、この連結部材が
操舵軸の回転力を連結棒を介して車輪に伝達する場合の
連結部材の被押圧部の変化を検知する変化検知手段とを
有することを要旨とする。
【0025】請求項9記載の本発明にあっては、操舵軸
の回転力を連結棒に伝達する連結部材が操舵軸の回転力
を、連結棒に伝達する場合の連結部材の被押圧部の変化
を検知するため、この検知した連結部材の被押圧部の変
化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知
手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上
に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。
また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの
操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、
従来のようなトーションバーに起因する余分な変位がな
くなり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも
良好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。
の回転力を連結棒に伝達する連結部材が操舵軸の回転力
を、連結棒に伝達する場合の連結部材の被押圧部の変化
を検知するため、この検知した連結部材の被押圧部の変
化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知
手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる上
に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができる。
また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの
操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合には、
従来のようなトーションバーに起因する余分な変位がな
くなり、操作感を向上でき、操作に対するレスポンスも
良好となるとともに、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。
【0026】請求項10記載の本発明は、車両の操舵軸
が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出する
トルク検出装置であって、左右の車輪の向きを変更し得
るように左右の車輪にそれぞれ連結された第1および第
2の連結棒と、この第1および第2の連結棒と操舵軸と
を連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を連結部
材および第1および第2の連結棒を介して左右の車輪に
それぞれ伝達し、操舵軸の回転力に応じて左右の車輪の
向きをそれぞれ変更する場合に第1および第2の連結棒
を介して第1および第2の連結棒寄りの第1および第2
の被押圧部がそれぞれ押圧される連結部材と、この連結
部材が操舵軸の回転力をそれぞれ第1および第2の連結
棒を介して車輪に伝達する場合の連結部材の第1および
第2の連結棒寄りの第1および第2の被押圧部の変化を
それぞれ検知する第1および第2の変化検知手段とを有
することを要旨とする。
が回転駆動される場合の操舵軸の回転トルクを検出する
トルク検出装置であって、左右の車輪の向きを変更し得
るように左右の車輪にそれぞれ連結された第1および第
2の連結棒と、この第1および第2の連結棒と操舵軸と
を連結する連結部材であって、操舵軸の回転力を連結部
材および第1および第2の連結棒を介して左右の車輪に
それぞれ伝達し、操舵軸の回転力に応じて左右の車輪の
向きをそれぞれ変更する場合に第1および第2の連結棒
を介して第1および第2の連結棒寄りの第1および第2
の被押圧部がそれぞれ押圧される連結部材と、この連結
部材が操舵軸の回転力をそれぞれ第1および第2の連結
棒を介して車輪に伝達する場合の連結部材の第1および
第2の連結棒寄りの第1および第2の被押圧部の変化を
それぞれ検知する第1および第2の変化検知手段とを有
することを要旨とする。
【0027】請求項10記載の本発明にあっては、操舵
軸の回転力を第1、第2の連結棒に伝達する連結部材の
第1、第2の連結棒寄りの第1および第2の被押圧部の
変化を検知するため、この検知した連結部材の第1、第
2の連結棒寄りの被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転
トルクを適確に検知でき、検知手段の小容量化、軽量
化、小型化を図ることができる上に、部品点数が少な
く、低価格化も図ることができる。また、本発明のトル
ク検出装置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転トルク
を検知するのに適用した場合には、従来のようなトーシ
ョンバーに起因する余分な変位がなくなり、操作感を向
上でき、操作に対するレスポンスも良好となるととも
に、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、
路面からの突き上げのような震動やハンドルに体重をか
けた時のような重力による荷重の影響を受けず、安定か
つ適確に回転トルクを検知可能である。また、加工精度
や使用中の振れの影響も受けず、不整地などのように揺
れが大きい場所を走行する場合でも、検知精度が高い上
に、経済化を図ることができる。更に、非パワーステア
リング用として設計された車両をパワーステアリングす
る場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変更で
適用することができる。また更に、第1、第2の連結棒
から検知した第1、第2の検知信号との差を計算し、こ
の差に基づき回転トルクを算出することにより、周囲温
度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影
響されずに回転トルクを適確に算出することができる。
軸の回転力を第1、第2の連結棒に伝達する連結部材の
第1、第2の連結棒寄りの第1および第2の被押圧部の
変化を検知するため、この検知した連結部材の第1、第
2の連結棒寄りの被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転
トルクを適確に検知でき、検知手段の小容量化、軽量
化、小型化を図ることができる上に、部品点数が少な
く、低価格化も図ることができる。また、本発明のトル
ク検出装置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転トルク
を検知するのに適用した場合には、従来のようなトーシ
ョンバーに起因する余分な変位がなくなり、操作感を向
上でき、操作に対するレスポンスも良好となるととも
に、更に操舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、
路面からの突き上げのような震動やハンドルに体重をか
けた時のような重力による荷重の影響を受けず、安定か
つ適確に回転トルクを検知可能である。また、加工精度
や使用中の振れの影響も受けず、不整地などのように揺
れが大きい場所を走行する場合でも、検知精度が高い上
に、経済化を図ることができる。更に、非パワーステア
リング用として設計された車両をパワーステアリングす
る場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変更で
適用することができる。また更に、第1、第2の連結棒
から検知した第1、第2の検知信号との差を計算し、こ
の差に基づき回転トルクを算出することにより、周囲温
度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影
響されずに回転トルクを適確に算出することができる。
【0028】請求項11記載の本発明は、請求項1乃至
10のいずれか1項に記載の発明において、前記被押圧
部が、磁性体で構成され、前記変化検知手段が、前記被
押圧部が前記操舵軸の回転力によって押圧されて歪むこ
とにより該歪みに応じて生じる被押圧部の磁気変化を被
押圧部の変化として検知する磁気変化検知手段を有する
ことを要旨とする。
10のいずれか1項に記載の発明において、前記被押圧
部が、磁性体で構成され、前記変化検知手段が、前記被
押圧部が前記操舵軸の回転力によって押圧されて歪むこ
とにより該歪みに応じて生じる被押圧部の磁気変化を被
押圧部の変化として検知する磁気変化検知手段を有する
ことを要旨とする。
【0029】更に、請求項12記載の本発明は、請求項
11記載の発明において、前記磁気変化検知手段が、被
押圧部の磁気変化を検知し得るように被押圧部に巻回さ
れた磁気コイルを有することを要旨とする。
11記載の発明において、前記磁気変化検知手段が、被
押圧部の磁気変化を検知し得るように被押圧部に巻回さ
れた磁気コイルを有することを要旨とする。
【0030】請求項13記載の本発明は、請求項11記
載の発明において、前記磁気変化検知手段が、被押圧部
の磁気変化の磁路を形成するように被押圧部に近接して
設けられた磁路形成部材と、前記磁路形成部材を通過す
る磁気変化を検知し得るように磁路形成部材の周囲に巻
回された磁気コイルとを有することを要旨とする。
載の発明において、前記磁気変化検知手段が、被押圧部
の磁気変化の磁路を形成するように被押圧部に近接して
設けられた磁路形成部材と、前記磁路形成部材を通過す
る磁気変化を検知し得るように磁路形成部材の周囲に巻
回された磁気コイルとを有することを要旨とする。
【0031】また、請求項14記載の本発明は、請求項
1乃至10のいずれか1項に記載の発明において、前記
被押圧部が、静電容量の電極を構成し、前記変化検知手
段が、前記被押圧部の構成する静電容量の電極が前記操
舵軸の回転力によって押圧されたことによる静電容量の
変化を被押圧部の変化として検知する静電容量変化検知
手段を有することを要旨とする。
1乃至10のいずれか1項に記載の発明において、前記
被押圧部が、静電容量の電極を構成し、前記変化検知手
段が、前記被押圧部の構成する静電容量の電極が前記操
舵軸の回転力によって押圧されたことによる静電容量の
変化を被押圧部の変化として検知する静電容量変化検知
手段を有することを要旨とする。
【0032】更に、請求項15記載の本発明は、請求項
1乃至10のいずれか1項に記載の発明において、前記
被押圧部が、圧電素子で構成され、前記変化検知手段
が、前記被押圧部の構成する圧電素子が前記操舵軸の回
転力によって押圧されたことによる圧電素子の電気的変
化を被押圧部の変化として検知する圧電変化検知手段を
有することを要旨とする。
1乃至10のいずれか1項に記載の発明において、前記
被押圧部が、圧電素子で構成され、前記変化検知手段
が、前記被押圧部の構成する圧電素子が前記操舵軸の回
転力によって押圧されたことによる圧電素子の電気的変
化を被押圧部の変化として検知する圧電変化検知手段を
有することを要旨とする。
【0033】請求項16記載の本発明は、請求項1乃至
10のいずれか1項に記載の発明において、前記被押圧
部が、抵抗手段を構成し、前記変化検知手段が、前記被
押圧部の構成する抵抗手段が前記操舵軸の回転力によっ
て押圧されたことによる抵抗手段の電気抵抗の変化を被
押圧部の変化として検知する抵抗変化検知手段を有する
ことを要旨とする。
10のいずれか1項に記載の発明において、前記被押圧
部が、抵抗手段を構成し、前記変化検知手段が、前記被
押圧部の構成する抵抗手段が前記操舵軸の回転力によっ
て押圧されたことによる抵抗手段の電気抵抗の変化を被
押圧部の変化として検知する抵抗変化検知手段を有する
ことを要旨とする。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1、図2は、それぞれ本発明の第
1の実施形態に係るトルク検出装置が適用される例えば
ATV(AllTerrain Vehicle:全地形型車両)である4
輪バギーの要部の構造、特にハンドル1、操舵軸3、前
輪5、および操舵軸3を前輪5に連結するために連結部
材11、連結棒31、更にフレームなどの要部の構造を
示す側面図および斜視図である。
の形態を説明する。図1、図2は、それぞれ本発明の第
1の実施形態に係るトルク検出装置が適用される例えば
ATV(AllTerrain Vehicle:全地形型車両)である4
輪バギーの要部の構造、特にハンドル1、操舵軸3、前
輪5、および操舵軸3を前輪5に連結するために連結部
材11、連結棒31、更にフレームなどの要部の構造を
示す側面図および斜視図である。
【0035】図1、図2に示す実施形態のトルク検出装
置が適用される4輪バギーは、全体的には上述した図1
7に示すような構造を有するものであり、4輪でありな
がらバイクなどの自動二輪と同じようなT字形のハンド
ル1を有しているものであるため、ハンドル1を人の力
で直に操作した場合には、かなりの力が必要なるので、
パワーステアリング方式を採用しているものである。
置が適用される4輪バギーは、全体的には上述した図1
7に示すような構造を有するものであり、4輪でありな
がらバイクなどの自動二輪と同じようなT字形のハンド
ル1を有しているものであるため、ハンドル1を人の力
で直に操作した場合には、かなりの力が必要なるので、
パワーステアリング方式を採用しているものである。
【0036】そこで、本実施形態のトルク検出装置は、
このパワーステアリング方式に使用するための操舵軸3
の回転トルクを検出するものであり、図1、図2におい
て本実施形態のトルク検出装置は符号100で示すよう
に操舵軸3に設けられている。
このパワーステアリング方式に使用するための操舵軸3
の回転トルクを検出するものであり、図1、図2におい
て本実施形態のトルク検出装置は符号100で示すよう
に操舵軸3に設けられている。
【0037】更に詳しくは、本実施形態のトルク検出装
置100は、図2に加えて図3に詳細に示すように、前
記操舵軸3を上操舵軸3aと下操舵軸3bとに分割し、
この両者の間、具体的には上操舵軸3aと下操舵軸3b
とを連結する部分に設けられている。
置100は、図2に加えて図3に詳細に示すように、前
記操舵軸3を上操舵軸3aと下操舵軸3bとに分割し、
この両者の間、具体的には上操舵軸3aと下操舵軸3b
とを連結する部分に設けられている。
【0038】下操舵軸3bは、その上端部に位置する上
操舵軸3aとの連結部にセンサ収容部17を有し、この
センサ収容部17内には上操舵軸3aの下端部の外周部
の一部から突出している押圧部3cが突入している。
操舵軸3aとの連結部にセンサ収容部17を有し、この
センサ収容部17内には上操舵軸3aの下端部の外周部
の一部から突出している押圧部3cが突入している。
【0039】押圧部3cは、更に詳しくは図3の線X−
Xに関する横断面を図4に示すように、上操舵軸3aの
外周部からセンサ収容部17内に突出している。センサ
収容部17は、押圧部3cを境にして左右の2つの部分
に分割され、右側の部分には第1磁歪センサ13aが収
容され、また左側の部分には第2の磁歪センサ13bが
収容されている。
Xに関する横断面を図4に示すように、上操舵軸3aの
外周部からセンサ収容部17内に突出している。センサ
収容部17は、押圧部3cを境にして左右の2つの部分
に分割され、右側の部分には第1磁歪センサ13aが収
容され、また左側の部分には第2の磁歪センサ13bが
収容されている。
【0040】第1磁歪センサ13aは、この第1磁歪セ
ンサ13aの底部とセンサ収容部17の一方の側壁との
間に設けられた第1ばね15aによって第1磁歪センサ
13aの底部が押圧部3cに向かう方向に押圧され、こ
れにより第1磁歪センサ13aの底部と反対側に突出し
て設けられた第1被押圧部13cが押圧部3cに当接し
て押圧するようになっている。
ンサ13aの底部とセンサ収容部17の一方の側壁との
間に設けられた第1ばね15aによって第1磁歪センサ
13aの底部が押圧部3cに向かう方向に押圧され、こ
れにより第1磁歪センサ13aの底部と反対側に突出し
て設けられた第1被押圧部13cが押圧部3cに当接し
て押圧するようになっている。
【0041】また、第2磁歪センサ13bも同様に、こ
の第2磁歪センサ13bの底部とセンサ収容部17の他
方の側壁との間に設けられた第2ばね15bによって第
2磁歪センサ13bの底部が押圧部3cに向かう方向に
押圧され、これにより第2磁歪センサ13bの底部と反
対側に突出して設けられた第2被押圧部13dが押圧部
3cに当接して押圧するようになっている。なお、第1
被押圧部13cおよび第2被押圧部13dは、例えば鉄
またはニッケルなどのような磁性体から構成されてい
る。
の第2磁歪センサ13bの底部とセンサ収容部17の他
方の側壁との間に設けられた第2ばね15bによって第
2磁歪センサ13bの底部が押圧部3cに向かう方向に
押圧され、これにより第2磁歪センサ13bの底部と反
対側に突出して設けられた第2被押圧部13dが押圧部
3cに当接して押圧するようになっている。なお、第1
被押圧部13cおよび第2被押圧部13dは、例えば鉄
またはニッケルなどのような磁性体から構成されてい
る。
【0042】第1および第2磁歪センサ13a,13b
は、磁気変化を検知する磁気コイルを有し、第1および
第2被押圧部13c,13dとともに逆磁歪効果を利用
した磁歪センサを構成しているものであり、被押圧部1
3c,13dが押圧部3cによって押圧されて歪むこと
により該歪みに応じて生じる被押圧部13c,13dの
磁気変化、具体的には透磁率または磁化特性の変化を磁
歪センサ13a,13bの磁気コイルで検知するもので
ある。
は、磁気変化を検知する磁気コイルを有し、第1および
第2被押圧部13c,13dとともに逆磁歪効果を利用
した磁歪センサを構成しているものであり、被押圧部1
3c,13dが押圧部3cによって押圧されて歪むこと
により該歪みに応じて生じる被押圧部13c,13dの
磁気変化、具体的には透磁率または磁化特性の変化を磁
歪センサ13a,13bの磁気コイルで検知するもので
ある。
【0043】以上のように構成されるトルク検出装置1
00において、4輪バギーの進行方向を例えば左に曲げ
るために、そのハンドル1を左方向に操作すると、ハン
ドル1に連結されている上操舵軸3aは、図3、図4に
おいて矢印101で示すように回転する。このように上
操舵軸3aが回転すると、その押圧部3cは上操舵軸3
aとともに矢印102に示すように回動し、この上操舵
軸3aの回転力に応じて第1被押圧部13cおよび第1
磁歪センサ13aを矢印103で示すように第1ばね1
5aに抗して押圧する。
00において、4輪バギーの進行方向を例えば左に曲げ
るために、そのハンドル1を左方向に操作すると、ハン
ドル1に連結されている上操舵軸3aは、図3、図4に
おいて矢印101で示すように回転する。このように上
操舵軸3aが回転すると、その押圧部3cは上操舵軸3
aとともに矢印102に示すように回動し、この上操舵
軸3aの回転力に応じて第1被押圧部13cおよび第1
磁歪センサ13aを矢印103で示すように第1ばね1
5aに抗して押圧する。
【0044】このように上操舵軸3aの回転力により押
圧部3cを介して第1被押圧部13cが押圧されると、
第1被押圧部13cは上操舵軸3aの回転力に応じて歪
むことになり、この歪みに応じて第1被押圧部13cに
磁気変化が生じる。この磁気変化は第1磁歪センサ13
aを構成する磁気コイルで上操舵軸3aの回転トルクと
して検知されることになる。このように検知された上操
舵軸3aの回転トルクは電気信号として例えばパワース
テアリング用のアシストギヤモータに供給され、アシス
トギヤモータを駆動し、操舵軸の回転力を補助すること
になる。
圧部3cを介して第1被押圧部13cが押圧されると、
第1被押圧部13cは上操舵軸3aの回転力に応じて歪
むことになり、この歪みに応じて第1被押圧部13cに
磁気変化が生じる。この磁気変化は第1磁歪センサ13
aを構成する磁気コイルで上操舵軸3aの回転トルクと
して検知されることになる。このように検知された上操
舵軸3aの回転トルクは電気信号として例えばパワース
テアリング用のアシストギヤモータに供給され、アシス
トギヤモータを駆動し、操舵軸の回転力を補助すること
になる。
【0045】また、上述したように第1磁歪センサ13
aが押圧されると、下操舵軸3bは、上操舵軸3aに対
して押圧部3c、第1被押圧部13c、第1磁歪センサ
13a、第1ばね15aおよびセンサ収容部17を介し
て連結されているので、下操舵軸3bは、図3の矢印1
04で示すように回転する。下操舵軸3bは、その下端
部が図1、図2、図9などに示すように連結部材11、
左右連結棒31a,31bなどを介して左右前輪5a,
5bに連結されているので、下操舵軸3bが矢印104
のように回転すると、左右前輪5a,5bは同方向に向
きを変えるように回転し、4輪バギーは曲がることがで
きる。
aが押圧されると、下操舵軸3bは、上操舵軸3aに対
して押圧部3c、第1被押圧部13c、第1磁歪センサ
13a、第1ばね15aおよびセンサ収容部17を介し
て連結されているので、下操舵軸3bは、図3の矢印1
04で示すように回転する。下操舵軸3bは、その下端
部が図1、図2、図9などに示すように連結部材11、
左右連結棒31a,31bなどを介して左右前輪5a,
5bに連結されているので、下操舵軸3bが矢印104
のように回転すると、左右前輪5a,5bは同方向に向
きを変えるように回転し、4輪バギーは曲がることがで
きる。
【0046】なお、上記作用の説明は、ハンドル1を左
方向に操作した場合の作用についてであるが、ハンドル
1を反対の右方向に操作した場合には、前記第1磁歪セ
ンサ13a、第1被押圧部13c、第1ばね15aのそ
れぞれの代わりに第2磁歪センサ13b、第2被押圧部
13d、第2ばね15bが同様の作用を行うものであ
り、単に回転方向や押圧方向が異なるのみであるので、
その説明は省略する。
方向に操作した場合の作用についてであるが、ハンドル
1を反対の右方向に操作した場合には、前記第1磁歪セ
ンサ13a、第1被押圧部13c、第1ばね15aのそ
れぞれの代わりに第2磁歪センサ13b、第2被押圧部
13d、第2ばね15bが同様の作用を行うものであ
り、単に回転方向や押圧方向が異なるのみであるので、
その説明は省略する。
【0047】ここで、例えば第1ばね15aに対して組
立時に一定の荷重、例えばFkgfを予めかけるように
設定しておくと、押圧部3cにより第1被押圧部13c
と第1磁歪センサ13aが押圧される場合に、この押圧
荷重がFkgfを超えない限りにおいては、第1被押圧
部13cと第1磁歪センサ13aは動かないが、Fkg
fを超えると、第1被押圧部13cと第1磁歪センサ1
3aは右方向に移動するため、第1被押圧部13cと第
1磁歪センサ13aにはFkgf以上の押圧荷重がかか
らないという過荷重防止機能を実現するようになってい
る。
立時に一定の荷重、例えばFkgfを予めかけるように
設定しておくと、押圧部3cにより第1被押圧部13c
と第1磁歪センサ13aが押圧される場合に、この押圧
荷重がFkgfを超えない限りにおいては、第1被押圧
部13cと第1磁歪センサ13aは動かないが、Fkg
fを超えると、第1被押圧部13cと第1磁歪センサ1
3aは右方向に移動するため、第1被押圧部13cと第
1磁歪センサ13aにはFkgf以上の押圧荷重がかか
らないという過荷重防止機能を実現するようになってい
る。
【0048】なお、第1被押圧部13cおよび第1磁歪
センサ13aからなる第1の磁歪センサの第1の検知信
号と第2被押圧部13dおよび第2磁歪センサ13bか
らなる第2の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算
出手段で計算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回
転トルクをトルク算出手段で算出することができるが、
このように差に基づき回転トルクを算出することによ
り、周囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温
度変化に影響されずに回転トルクを適確に算出すること
ができる。
センサ13aからなる第1の磁歪センサの第1の検知信
号と第2被押圧部13dおよび第2磁歪センサ13bか
らなる第2の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算
出手段で計算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回
転トルクをトルク算出手段で算出することができるが、
このように差に基づき回転トルクを算出することによ
り、周囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温
度変化に影響されずに回転トルクを適確に算出すること
ができる。
【0049】上記実施形態のトルク検出装置100は、
第1被押圧部13cと第1磁歪センサ13aからなるセ
ンサおよび第2被押圧部13dと第2磁歪センサ13b
からなるセンサが市販されている既存の磁歪センサを使
用できるため、磁歪センサの新規開発が不要であるとと
もに、性能的なばらつきが少なく、また強度などの最適
化を行うための手間を非常に少なくすることができる。
更に、感度および精度が十分高く、また衝撃荷重や過荷
重にも強いという利点がある。
第1被押圧部13cと第1磁歪センサ13aからなるセ
ンサおよび第2被押圧部13dと第2磁歪センサ13b
からなるセンサが市販されている既存の磁歪センサを使
用できるため、磁歪センサの新規開発が不要であるとと
もに、性能的なばらつきが少なく、また強度などの最適
化を行うための手間を非常に少なくすることができる。
更に、感度および精度が十分高く、また衝撃荷重や過荷
重にも強いという利点がある。
【0050】次に、図5および図6を参照して、本発明
の第2の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
の第2の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
【0051】本実施形態のトルク検出装置は、図3、図
4に示した第1の実施形態のトルク検出装置が被押圧部
13c,13dと磁歪センサ13a,13bからなる既
存の磁歪センサを利用していたのに対して、操舵軸3の
一部を利用して磁歪センサを構成しようとするものであ
る。
4に示した第1の実施形態のトルク検出装置が被押圧部
13c,13dと磁歪センサ13a,13bからなる既
存の磁歪センサを利用していたのに対して、操舵軸3の
一部を利用して磁歪センサを構成しようとするものであ
る。
【0052】すなわち、図5に示すように、操舵軸3を
上下に二分割して構成される上操舵軸3aと下操舵軸3
bは、下操舵軸3bの上端部に形成されたセンサ形成部
19内に上操舵軸3aの膨出部3dのある下端部を嵌合
させることにより適確に連結されている。この下操舵軸
3bのセンサ形成部19には開口部19aが形成され、
この開口部19aに上操舵軸3aの外周部の一部から突
出している第1押圧部3eが突入して開口部19aから
延出している。この第1押圧部3eはセンサ形成部19
の一部から開口部19a内に向かって延出している第1
被押圧部19eに当接している。また、この第1被押圧
部19eには第1磁気コイル21eが巻回されている。
上下に二分割して構成される上操舵軸3aと下操舵軸3
bは、下操舵軸3bの上端部に形成されたセンサ形成部
19内に上操舵軸3aの膨出部3dのある下端部を嵌合
させることにより適確に連結されている。この下操舵軸
3bのセンサ形成部19には開口部19aが形成され、
この開口部19aに上操舵軸3aの外周部の一部から突
出している第1押圧部3eが突入して開口部19aから
延出している。この第1押圧部3eはセンサ形成部19
の一部から開口部19a内に向かって延出している第1
被押圧部19eに当接している。また、この第1被押圧
部19eには第1磁気コイル21eが巻回されている。
【0053】また、図5に示すトルク検出装置は、更に
詳しくは、図5の線X−Xに関する横断面を図6に示す
ように、第1押圧部3e、第1被押圧部19eおよび第
1磁気コイル21eに対応する第2押圧部3f、第2被
押圧部19fおよび第2磁気コイル21fと操舵軸3を
有する。
詳しくは、図5の線X−Xに関する横断面を図6に示す
ように、第1押圧部3e、第1被押圧部19eおよび第
1磁気コイル21eに対応する第2押圧部3f、第2被
押圧部19fおよび第2磁気コイル21fと操舵軸3を
有する。
【0054】なお、第1被押圧部13eと第1磁気コイ
ル21eは、逆磁歪効果を利用した第1の磁歪センサを
構成し、第2被押圧部19fと第2磁気コイル21fも
同様に、逆磁歪効果を利用した第2の磁歪センサを構成
しているものであり、第1被押圧部19eおよび第2被
押圧部19fは、上述したように例えば鉄またはニッケ
ルなどのような磁性体から構成されている。
ル21eは、逆磁歪効果を利用した第1の磁歪センサを
構成し、第2被押圧部19fと第2磁気コイル21fも
同様に、逆磁歪効果を利用した第2の磁歪センサを構成
しているものであり、第1被押圧部19eおよび第2被
押圧部19fは、上述したように例えば鉄またはニッケ
ルなどのような磁性体から構成されている。
【0055】以上のように構成されるトルク検出装置に
おいて、4輪バギーのハンドル1を例えば右方向に操作
すると、ハンドル1に連結されている上操舵軸3aは、
図5、図6において矢印201で示すように回転する。
上操舵軸3aが回転すると、その第1押圧部3eは上操
舵軸3aとともに同方向に回動し、この上操舵軸3aの
回転力に応じて第1被押圧部19eを第1磁気コイル2
1eとともに矢印202で示すように押圧する。
おいて、4輪バギーのハンドル1を例えば右方向に操作
すると、ハンドル1に連結されている上操舵軸3aは、
図5、図6において矢印201で示すように回転する。
上操舵軸3aが回転すると、その第1押圧部3eは上操
舵軸3aとともに同方向に回動し、この上操舵軸3aの
回転力に応じて第1被押圧部19eを第1磁気コイル2
1eとともに矢印202で示すように押圧する。
【0056】このように上操舵軸3aの回転力により第
1押圧部3eを介して第1被押圧部19eが押圧される
と、第1被押圧部19eは上操舵軸3aの回転力に応じ
て歪むことになり、この歪みに応じて第1被押圧部19
eに磁気変化が生じる。この磁気変化は第1磁気コイル
21eで上操舵軸3aの回転トルクとして検知されるこ
とになる。このように検知された上操舵軸3aの回転ト
ルクは電気信号としてパワーステアリング用のアシスト
ギヤモータに供給され、アシストギヤモータを駆動し、
操舵軸の回転力を補助することになる。
1押圧部3eを介して第1被押圧部19eが押圧される
と、第1被押圧部19eは上操舵軸3aの回転力に応じ
て歪むことになり、この歪みに応じて第1被押圧部19
eに磁気変化が生じる。この磁気変化は第1磁気コイル
21eで上操舵軸3aの回転トルクとして検知されるこ
とになる。このように検知された上操舵軸3aの回転ト
ルクは電気信号としてパワーステアリング用のアシスト
ギヤモータに供給され、アシストギヤモータを駆動し、
操舵軸の回転力を補助することになる。
【0057】また、上述したように第1被押圧部19e
が押圧されると、下操舵軸3bは、図5で矢印203で
示すように回転する。下操舵軸3bは、下端部が上述し
たように連結部材11、左右連結棒31a,31bなど
を介して左右前輪5a,5bに連結されているので、下
操舵軸3bが矢印203のように回転すると、左右前輪
5a,5bは同方向に向きを変えるように回転し、4輪
バギーは曲がることができる。
が押圧されると、下操舵軸3bは、図5で矢印203で
示すように回転する。下操舵軸3bは、下端部が上述し
たように連結部材11、左右連結棒31a,31bなど
を介して左右前輪5a,5bに連結されているので、下
操舵軸3bが矢印203のように回転すると、左右前輪
5a,5bは同方向に向きを変えるように回転し、4輪
バギーは曲がることができる。
【0058】なお、上記作用の説明は、ハンドル1を右
方向に操作した場合の作用についてであるが、ハンドル
1を反対の左方向に操作した場合には、前記第1被押圧
部19e、第1磁気コイル21eのそれぞれの代わりに
第2被押圧部19f、第2磁気コイル21fが同様の作
用を行うものであり、単に回転方向や押圧方向が異なる
のみであるので、その説明は省略する。
方向に操作した場合の作用についてであるが、ハンドル
1を反対の左方向に操作した場合には、前記第1被押圧
部19e、第1磁気コイル21eのそれぞれの代わりに
第2被押圧部19f、第2磁気コイル21fが同様の作
用を行うものであり、単に回転方向や押圧方向が異なる
のみであるので、その説明は省略する。
【0059】なお、第1被押圧部19eおよび第1磁気
コイル21eからなる第1の磁歪センサの第1の検知信
号と第2被押圧部19fおよび第2磁気コイル21fか
らなる第2の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算
出手段で計算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回
転トルクをトルク算出手段で算出することができるが、
このように差に基づき回転トルクを算出することによ
り、周囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温
度変化に影響されずに回転トルクを適確に算出すること
ができる。
コイル21eからなる第1の磁歪センサの第1の検知信
号と第2被押圧部19fおよび第2磁気コイル21fか
らなる第2の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算
出手段で計算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回
転トルクをトルク算出手段で算出することができるが、
このように差に基づき回転トルクを算出することによ
り、周囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温
度変化に影響されずに回転トルクを適確に算出すること
ができる。
【0060】上記実施形態のトルク検出装置は、感度お
よび精度が十分に高く、第1の実施形態のトルク検出装
置に比較して、設置容積も小さいという利点がある。
よび精度が十分に高く、第1の実施形態のトルク検出装
置に比較して、設置容積も小さいという利点がある。
【0061】次に、図7および図8を参照して、本発明
の第3の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
の第3の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
【0062】本実施形態のトルク検出装置は、図5、図
6に示した第2の実施形態のトルク検出装置において第
1磁気コイル21eおよび第2磁気コイル21fをそれ
ぞれ第1被押圧部19eおよび第2被押圧部19fに直
接巻回していた代わりに第1被押圧部19eおよび第2
被押圧部19fに近接して外側に磁路形成部材を構成す
る第1磁気コア27eおよび第2磁気コア27fをそれ
ぞれ設け、この第1磁気コア27eおよび第2磁気コア
27fに第1磁気コイル21eおよび第2磁気コイル2
1fを巻回するように構成した点が異なるものであり、
その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素に
は同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、第1磁
気コイル21e、第2磁気コイル21f、第1磁気コア
27e、第2磁気コア27fは、例えば4輪バギーのフ
レームなどに固定されて取り付けられているものであ
る。なお、図7は、図8のY方向から見た図であり、図
8は、図7において線X−Xに関する断面図である。
6に示した第2の実施形態のトルク検出装置において第
1磁気コイル21eおよび第2磁気コイル21fをそれ
ぞれ第1被押圧部19eおよび第2被押圧部19fに直
接巻回していた代わりに第1被押圧部19eおよび第2
被押圧部19fに近接して外側に磁路形成部材を構成す
る第1磁気コア27eおよび第2磁気コア27fをそれ
ぞれ設け、この第1磁気コア27eおよび第2磁気コア
27fに第1磁気コイル21eおよび第2磁気コイル2
1fを巻回するように構成した点が異なるものであり、
その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素に
は同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、第1磁
気コイル21e、第2磁気コイル21f、第1磁気コア
27e、第2磁気コア27fは、例えば4輪バギーのフ
レームなどに固定されて取り付けられているものであ
る。なお、図7は、図8のY方向から見た図であり、図
8は、図7において線X−Xに関する断面図である。
【0063】このように構成される本実施形態のトルク
検出装置においては、第1磁気コイル21eで形成され
る磁路が第1磁気コア27eと第1被押圧部19eを通
って形成され、これにより第1被押圧部19eの磁気変
化を第1磁気コイル21eで適確に検出することがで
き、また第2磁気コイル21fで形成される磁路が第2
磁気コア27fと第2被押圧部19fを通って形成さ
れ、これにより第2被押圧部19fの磁気変化を第2磁
気コイル21fで適確に検出することができるととも
に、この第1磁気コイル21e、第1磁気コア27e、
第1被押圧部19eからなる逆磁歪効果を利用した第1
の磁歪センサと第2磁気コイル21f、第2磁気コア2
7f、第2被押圧部19fからなる逆磁歪効果を利用し
た第2の磁歪センサは、上操舵軸3aおよび下操舵軸3
bのいずれに対しても接触せず、すなわち非接触に構成
されているため、磁気コイル用の配線の取りまわしを簡
単化することができるという利点がある。なお、本実施
形態のトルク検出装置は、図8からわかるように、操舵
軸3の回転に対して片側約50°まで回転トルクを検出
することができる。
検出装置においては、第1磁気コイル21eで形成され
る磁路が第1磁気コア27eと第1被押圧部19eを通
って形成され、これにより第1被押圧部19eの磁気変
化を第1磁気コイル21eで適確に検出することがで
き、また第2磁気コイル21fで形成される磁路が第2
磁気コア27fと第2被押圧部19fを通って形成さ
れ、これにより第2被押圧部19fの磁気変化を第2磁
気コイル21fで適確に検出することができるととも
に、この第1磁気コイル21e、第1磁気コア27e、
第1被押圧部19eからなる逆磁歪効果を利用した第1
の磁歪センサと第2磁気コイル21f、第2磁気コア2
7f、第2被押圧部19fからなる逆磁歪効果を利用し
た第2の磁歪センサは、上操舵軸3aおよび下操舵軸3
bのいずれに対しても接触せず、すなわち非接触に構成
されているため、磁気コイル用の配線の取りまわしを簡
単化することができるという利点がある。なお、本実施
形態のトルク検出装置は、図8からわかるように、操舵
軸3の回転に対して片側約50°まで回転トルクを検出
することができる。
【0064】このように構成されるトルク検出装置にお
いて、4輪バギーのハンドル1を例えば右方向に操作す
ると、上操舵軸3aは、図において矢印201で示すよ
うに回転し、その第1押圧部3eも上操舵軸3aととも
に同方向に回動し、上操舵軸3aの回転力に応じて第1
被押圧部19eを矢印202で示すように押圧する。
いて、4輪バギーのハンドル1を例えば右方向に操作す
ると、上操舵軸3aは、図において矢印201で示すよ
うに回転し、その第1押圧部3eも上操舵軸3aととも
に同方向に回動し、上操舵軸3aの回転力に応じて第1
被押圧部19eを矢印202で示すように押圧する。
【0065】第1被押圧部19eが矢印202で示すよ
うに押圧されると、第1被押圧部19eは上操舵軸3a
の回転力に応じて歪むことになり、この歪みに応じて第
1被押圧部19eに磁気変化が生じる。この磁気変化は
第1磁気コア27eを介して第1磁気コイル21eで上
操舵軸3aの回転トルクとして検知され、電気信号とし
てパワーステアリング用のアシストギヤモータに供給さ
れ、アシストギヤモータを駆動し、操舵軸の回転力を補
助する。
うに押圧されると、第1被押圧部19eは上操舵軸3a
の回転力に応じて歪むことになり、この歪みに応じて第
1被押圧部19eに磁気変化が生じる。この磁気変化は
第1磁気コア27eを介して第1磁気コイル21eで上
操舵軸3aの回転トルクとして検知され、電気信号とし
てパワーステアリング用のアシストギヤモータに供給さ
れ、アシストギヤモータを駆動し、操舵軸の回転力を補
助する。
【0066】また、第1被押圧部19eが矢印202で
示すように押圧されると、第1被押圧部19eに連結さ
れている下操舵軸3bも同方向に回転し、これにより左
右前輪5a,5bは同方向に向きを変えるように回動
し、4輪バギーは曲がることができる。
示すように押圧されると、第1被押圧部19eに連結さ
れている下操舵軸3bも同方向に回転し、これにより左
右前輪5a,5bは同方向に向きを変えるように回動
し、4輪バギーは曲がることができる。
【0067】なお、第1被押圧部19e、第1磁気コイ
ル21e、第1磁気コア27eからなる第1の磁歪セン
サの第1の検知信号と第2被押圧部19f、第2磁気コ
イル21f、第2磁気コア27fからなる第2の磁歪セ
ンサの第2の検知信号との差を差算出手段で計算し、こ
の算出した差に基づき操舵軸3の回転トルクをトルク算
出手段で算出することができるが、このように差に基づ
き回転トルクを算出することにより、周囲温度の変化に
よる検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響されずに
回転トルクを適確に算出することができる。
ル21e、第1磁気コア27eからなる第1の磁歪セン
サの第1の検知信号と第2被押圧部19f、第2磁気コ
イル21f、第2磁気コア27fからなる第2の磁歪セ
ンサの第2の検知信号との差を差算出手段で計算し、こ
の算出した差に基づき操舵軸3の回転トルクをトルク算
出手段で算出することができるが、このように差に基づ
き回転トルクを算出することにより、周囲温度の変化に
よる検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響されずに
回転トルクを適確に算出することができる。
【0068】上記実施形態のトルク検出装置は、第1お
よび第2の磁歪センサが上操舵軸3a、下操舵軸3bか
らなる操舵軸3に対して非接触であるため、磁気コイル
に対する配線などの取りまわしを簡単化することができ
る。
よび第2の磁歪センサが上操舵軸3a、下操舵軸3bか
らなる操舵軸3に対して非接触であるため、磁気コイル
に対する配線などの取りまわしを簡単化することができ
る。
【0069】次に、図9〜図11を参照して、本発明の
第4の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
第4の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
【0070】本実施形態のトルク検出装置は、逆磁歪効
果を用いた磁歪センサを利用している点について上述し
た各実施形態と基本的に同じであるが、この磁歪センサ
を設ける場所が上記各実施形態と異なり、図1、2にお
いて符号Aで示すように、操舵軸3の回転力を左右前輪
5a,5bに伝達する左連結棒31aおよび右連結棒3
1bに設けた点が異なるものである。
果を用いた磁歪センサを利用している点について上述し
た各実施形態と基本的に同じであるが、この磁歪センサ
を設ける場所が上記各実施形態と異なり、図1、2にお
いて符号Aで示すように、操舵軸3の回転力を左右前輪
5a,5bに伝達する左連結棒31aおよび右連結棒3
1bに設けた点が異なるものである。
【0071】図9は、図2、図3または図17に示すよ
うな4輪バギーにおけるハンドル1、操舵軸3、連結部
材11、左右の連結棒31a,31bおよび左右前輪5
a,5bの関係を示す説明図である。図9に示すよう
に、ハンドル1の中心に連結された操舵軸3は、連結部
材11に固定的に取り付けられ、これにより操舵軸3の
回転が連結部材11に伝達されるようになっている。
うな4輪バギーにおけるハンドル1、操舵軸3、連結部
材11、左右の連結棒31a,31bおよび左右前輪5
a,5bの関係を示す説明図である。図9に示すよう
に、ハンドル1の中心に連結された操舵軸3は、連結部
材11に固定的に取り付けられ、これにより操舵軸3の
回転が連結部材11に伝達されるようになっている。
【0072】また、連結部材11の左右の上端部寄りに
は、左右前輪5a,5bに一端が連結された左右連結棒
31a,31bの他端がそれぞれ連結されている。この
結果、ハンドル1を操作して、操舵軸3が回転すると、
この操舵軸3の回転は連結部材11から左右連結棒31
a,31bを介して左右前輪5a,5bに伝達されるよ
うになっている。従って、左右連結棒31a,31bの
一部に磁歪センサを構成する被押圧部を形成し、この被
押圧部の周囲に磁気コイルを巻回することにより、被押
圧部が操舵軸3の回転で押圧されて歪んだ場合の歪みに
よる被押圧部の磁気変化を磁気コイルで操舵軸3の回転
トルクとして検知することができる。
は、左右前輪5a,5bに一端が連結された左右連結棒
31a,31bの他端がそれぞれ連結されている。この
結果、ハンドル1を操作して、操舵軸3が回転すると、
この操舵軸3の回転は連結部材11から左右連結棒31
a,31bを介して左右前輪5a,5bに伝達されるよ
うになっている。従って、左右連結棒31a,31bの
一部に磁歪センサを構成する被押圧部を形成し、この被
押圧部の周囲に磁気コイルを巻回することにより、被押
圧部が操舵軸3の回転で押圧されて歪んだ場合の歪みに
よる被押圧部の磁気変化を磁気コイルで操舵軸3の回転
トルクとして検知することができる。
【0073】図面を参照して具体的に説明すると、図1
0に示すように、本実施形態のトルク検出装置200
は、連結部材11に連結される左右連結棒31a,31
bの他端に設けられている。このトルク検出装置200
は、図11に左連結棒31aに設けられた一方のみを拡
大して図示するように、連結部材11に連結される左連
結棒31aの他端が細径に形成されて、第1被押圧部3
3eが形成され、この第1被押圧部33eの周囲に第1
磁気コイル35eが巻回され、これにより第1被押圧部
33eと第1磁気コイル35eにより磁歪センサを構成
している。
0に示すように、本実施形態のトルク検出装置200
は、連結部材11に連結される左右連結棒31a,31
bの他端に設けられている。このトルク検出装置200
は、図11に左連結棒31aに設けられた一方のみを拡
大して図示するように、連結部材11に連結される左連
結棒31aの他端が細径に形成されて、第1被押圧部3
3eが形成され、この第1被押圧部33eの周囲に第1
磁気コイル35eが巻回され、これにより第1被押圧部
33eと第1磁気コイル35eにより磁歪センサを構成
している。
【0074】このように構成されたものにおいては、4
輪バギーのハンドル1を例えば右方向に曲げると、図9
において操舵軸3が時計方向に回転し、この操舵軸3の
回転により連結部材11は操舵軸3を中心に右方向に回
動する。連結部材11が右方向に回動すると、この連結
部材11の回動により左連結棒31aは押圧される。こ
のように左連結棒31aが押圧されると、左連結棒31
aの他端に形成されている第1被押圧部33eも押圧さ
れて歪み、この歪みに応じて第1被押圧部33eに磁気
変化が生じる。この磁気変化は第1磁気コイル35eで
操舵軸3の回転トルクとして検知されることになる。
輪バギーのハンドル1を例えば右方向に曲げると、図9
において操舵軸3が時計方向に回転し、この操舵軸3の
回転により連結部材11は操舵軸3を中心に右方向に回
動する。連結部材11が右方向に回動すると、この連結
部材11の回動により左連結棒31aは押圧される。こ
のように左連結棒31aが押圧されると、左連結棒31
aの他端に形成されている第1被押圧部33eも押圧さ
れて歪み、この歪みに応じて第1被押圧部33eに磁気
変化が生じる。この磁気変化は第1磁気コイル35eで
操舵軸3の回転トルクとして検知されることになる。
【0075】なお、左連結棒31aに設けられた第1被
押圧部33eおよび第1磁気コイル35eからなる第1
の磁歪センサの第1の検知信号と右連結棒31bに設け
られた第2被押圧部および第2磁気コイルからなる第2
の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算出手段で計
算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回転トルクを
トルク算出手段で算出することができるが、このように
差に基づき回転トルクを算出することにより、周囲温度
の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響
されずに回転トルクを適確に算出することができる。
押圧部33eおよび第1磁気コイル35eからなる第1
の磁歪センサの第1の検知信号と右連結棒31bに設け
られた第2被押圧部および第2磁気コイルからなる第2
の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算出手段で計
算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回転トルクを
トルク算出手段で算出することができるが、このように
差に基づき回転トルクを算出することにより、周囲温度
の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響
されずに回転トルクを適確に算出することができる。
【0076】上記実施形態のトルク検出装置200は、
既存の4輪バギーに適用した場合に、その設計変更が比
較的少ないという利点がある。また、感度が高く、信号
を大きくとることができる。更に、開発や保守が容易で
あるという利点もある。
既存の4輪バギーに適用した場合に、その設計変更が比
較的少ないという利点がある。また、感度が高く、信号
を大きくとることができる。更に、開発や保守が容易で
あるという利点もある。
【0077】次に、図12を参照して、本発明の第5の
実施形態に係るトルク検出装置について説明する。
実施形態に係るトルク検出装置について説明する。
【0078】本実施形態のトルク検出装置は、逆磁歪効
果を用いた磁歪センサを利用している点について上述し
た各実施形態と基本的に同じであるが、この磁歪センサ
を設ける場所が上記各実施形態と異なり、図1、2にお
いて符号Bで示すように、操舵軸3の回転力を伝達され
る連結部材41に設けた点が異なるものである。
果を用いた磁歪センサを利用している点について上述し
た各実施形態と基本的に同じであるが、この磁歪センサ
を設ける場所が上記各実施形態と異なり、図1、2にお
いて符号Bで示すように、操舵軸3の回転力を伝達され
る連結部材41に設けた点が異なるものである。
【0079】詳しくは、図12に示すように、操舵軸3
と左右連結棒31a,31bとを連結する連結部材41
の左右連結棒31a,31b寄りの部分にそれぞれ磁性
体からなる第1および第2の被押圧部を構成する第1棒
状部41eおよび第2棒状部41fを形成し、この第1
棒状部41eおよび第2棒状部41fにそれぞれ第1磁
気コイル43eおよび第2磁気コイル43fを巻回する
ように構成している。そして、第1棒状部41eと第1
磁気コイル43eは第1の磁歪センサを構成し、第2棒
状部41fと第2磁気コイル43fは第2の磁歪センサ
を構成している。
と左右連結棒31a,31bとを連結する連結部材41
の左右連結棒31a,31b寄りの部分にそれぞれ磁性
体からなる第1および第2の被押圧部を構成する第1棒
状部41eおよび第2棒状部41fを形成し、この第1
棒状部41eおよび第2棒状部41fにそれぞれ第1磁
気コイル43eおよび第2磁気コイル43fを巻回する
ように構成している。そして、第1棒状部41eと第1
磁気コイル43eは第1の磁歪センサを構成し、第2棒
状部41fと第2磁気コイル43fは第2の磁歪センサ
を構成している。
【0080】このように構成されるものにおいて、ハン
ドル1を例えば右方向に曲げると、操舵軸3は図3にお
いて時計方向に回転し、この操舵軸3の回転により連結
部材11は操舵軸3を中心に右方向に回動する。連結部
材11が右方向に回動すると、この連結部材11に形成
されている第2棒状部41fは操舵軸3の回転力に応じ
て押圧されて歪み、この歪みに応じて第2棒状部41f
に磁気変化が生じる。この磁気変化は第2磁気コイル4
3fで操舵軸3の回転トルクとして検知されることにな
る。なお、ハンドル1を逆方向に曲げた場合も第2棒状
部41fが第1棒状部41eとなり、第2磁気コイル4
3fが第1磁気コイル43eになるのみであって、その
動作は同じである。
ドル1を例えば右方向に曲げると、操舵軸3は図3にお
いて時計方向に回転し、この操舵軸3の回転により連結
部材11は操舵軸3を中心に右方向に回動する。連結部
材11が右方向に回動すると、この連結部材11に形成
されている第2棒状部41fは操舵軸3の回転力に応じ
て押圧されて歪み、この歪みに応じて第2棒状部41f
に磁気変化が生じる。この磁気変化は第2磁気コイル4
3fで操舵軸3の回転トルクとして検知されることにな
る。なお、ハンドル1を逆方向に曲げた場合も第2棒状
部41fが第1棒状部41eとなり、第2磁気コイル4
3fが第1磁気コイル43eになるのみであって、その
動作は同じである。
【0081】なお、第1棒状部41eおよび第1磁気コ
イル43eからなる第1の磁歪センサの第1の検知信号
と第2棒状部41fおよび第2磁気コイル43fからな
る第2の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算出手
段で計算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回転ト
ルクをトルク算出手段で算出することができるが、この
ように差に基づき回転トルクを算出することにより、周
囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化
に影響されずに回転トルクを適確に算出することができ
る。
イル43eからなる第1の磁歪センサの第1の検知信号
と第2棒状部41fおよび第2磁気コイル43fからな
る第2の磁歪センサの第2の検知信号との差を差算出手
段で計算し、この計算した差に基づき操舵軸3の回転ト
ルクをトルク算出手段で算出することができるが、この
ように差に基づき回転トルクを算出することにより、周
囲温度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化
に影響されずに回転トルクを適確に算出することができ
る。
【0082】上記実施形態のトルク検出装置は、既存の
4輪バギーに適用した場合に、その設計変更が最小限で
済むという利点がある。また、連結部材41の強度を増
大して、その信頼性を向上するとともに、更に開発や保
守が容易であるという利点もある。
4輪バギーに適用した場合に、その設計変更が最小限で
済むという利点がある。また、連結部材41の強度を増
大して、その信頼性を向上するとともに、更に開発や保
守が容易であるという利点もある。
【0083】次に、図13〜図16を参照して、本発明
の第6の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
の第6の実施形態に係るトルク検出装置について説明す
る。
【0084】本実施形態のトルク検出装置は、逆磁歪効
果を用いた磁歪センサを利用している点について上述し
た各実施形態と基本的に同じであるが、この磁歪センサ
の取り付け位置および取り付け方法が異なっている。
果を用いた磁歪センサを利用している点について上述し
た各実施形態と基本的に同じであるが、この磁歪センサ
の取り付け位置および取り付け方法が異なっている。
【0085】詳しくは、図13、図14に示すように、
操舵軸3を上操舵軸3aと下操舵軸3bとに分割し、下
操舵軸3bを太陽ギア51に固定的に取り付け、上操舵
軸3aを太陽ギア51に係合する複数の遊星ギア53に
連結部130を介して取り付けるとともに、太陽ギヤ5
1に対して複数の遊星ギヤ53を介してリングギヤ55
を係合させ、これにより上操舵軸3aの回転を遊星ギヤ
53を介してリングギヤ55に伝達し、リングギヤ55
が操舵軸3の回転に応じて回転するように構成するとと
もに、上操舵軸3aの回転を複数の遊星ギア53、太陽
ギア51を介して下操舵軸3bに伝達するように構成し
ているものである。
操舵軸3を上操舵軸3aと下操舵軸3bとに分割し、下
操舵軸3bを太陽ギア51に固定的に取り付け、上操舵
軸3aを太陽ギア51に係合する複数の遊星ギア53に
連結部130を介して取り付けるとともに、太陽ギヤ5
1に対して複数の遊星ギヤ53を介してリングギヤ55
を係合させ、これにより上操舵軸3aの回転を遊星ギヤ
53を介してリングギヤ55に伝達し、リングギヤ55
が操舵軸3の回転に応じて回転するように構成するとと
もに、上操舵軸3aの回転を複数の遊星ギア53、太陽
ギア51を介して下操舵軸3bに伝達するように構成し
ているものである。
【0086】そして、このリングギヤ55の外周部の一
部に外部に向かって突出するアーム55aを形成し、こ
のアーム55aをリングギヤ55に隣接して設けられた
センサ収容部57内に延出させている。このセンサ収容
部57内には、図14からわかるように、アーム55a
を境にして、磁気コイルからなる第1磁歪センサ57a
と磁性体からなる第1被押圧部57cで構成される第1
の磁歪センサと磁気コイルからなる第2磁歪センサ57
bと磁性体からなる第2被押圧部57dで構成される第
1の磁歪センサとが収容され、リングギヤ55のアーム
55aは第1被押圧部57cおよび第2被押圧部57d
に当接するように構成されている。なお、第1および第
2の磁歪センサを収容しているセンサ収容部57はフレ
ームなどに固定されているものである。
部に外部に向かって突出するアーム55aを形成し、こ
のアーム55aをリングギヤ55に隣接して設けられた
センサ収容部57内に延出させている。このセンサ収容
部57内には、図14からわかるように、アーム55a
を境にして、磁気コイルからなる第1磁歪センサ57a
と磁性体からなる第1被押圧部57cで構成される第1
の磁歪センサと磁気コイルからなる第2磁歪センサ57
bと磁性体からなる第2被押圧部57dで構成される第
1の磁歪センサとが収容され、リングギヤ55のアーム
55aは第1被押圧部57cおよび第2被押圧部57d
に当接するように構成されている。なお、第1および第
2の磁歪センサを収容しているセンサ収容部57はフレ
ームなどに固定されているものである。
【0087】また、第1磁歪センサ57aおよび第2磁
歪センサ57bは、それぞれ第1被押圧部57c、第2
被押圧部57dが設けられている側と反対側の底部が第
1プリセット用ボルト59aおよび第2プリセット用ボ
ルト59bに当接し、第1プリセット用ボルト59aお
よび第2プリセット用ボルト59bによって所定の荷重
をかけられるようになっている。
歪センサ57bは、それぞれ第1被押圧部57c、第2
被押圧部57dが設けられている側と反対側の底部が第
1プリセット用ボルト59aおよび第2プリセット用ボ
ルト59bに当接し、第1プリセット用ボルト59aお
よび第2プリセット用ボルト59bによって所定の荷重
をかけられるようになっている。
【0088】上述した構成において、4輪バギーのハン
ドル1を操作して、操舵軸3を回転させると、この操舵
軸3の回転は上操舵軸3aから遊星ギヤ53を介してリ
ングギヤ55に伝達されるが、リングギヤ55自体は上
述したようにフレームなどに固定されているため、リン
グギヤ55は回転せず、リングギヤ55には操舵軸3の
回転トルクに比例した反力Pが発生する。従って、この
リングギヤ55に発生した反力Pを第1磁歪センサ57
a、第1被押圧部57cからなる第1の磁歪センサおよ
び第2磁歪センサ57b、第2被押圧部57dからなる
第2の磁歪センサで検知して測定することにより、操舵
軸3の回転トルクを適確に検知することができる。
ドル1を操作して、操舵軸3を回転させると、この操舵
軸3の回転は上操舵軸3aから遊星ギヤ53を介してリ
ングギヤ55に伝達されるが、リングギヤ55自体は上
述したようにフレームなどに固定されているため、リン
グギヤ55は回転せず、リングギヤ55には操舵軸3の
回転トルクに比例した反力Pが発生する。従って、この
リングギヤ55に発生した反力Pを第1磁歪センサ57
a、第1被押圧部57cからなる第1の磁歪センサおよ
び第2磁歪センサ57b、第2被押圧部57dからなる
第2の磁歪センサで検知して測定することにより、操舵
軸3の回転トルクを適確に検知することができる。
【0089】図15は、図14に示したトルク検出装置
における第1プリセット用ボルト59a、第2プリセッ
ト用ボルト59bの代わりに第1ばね61a、第2ばね
61bをそれぞれ使用したトルク検出装置を示している
ものである。これらの第1ばね61aおよび第2ばね6
1bは、それぞれ最大使用荷重を予め設定され、この最
大使用荷重で第1磁歪センサ57aおよび第2磁歪セン
サ57bをそれぞれアーム55aに対して押圧してい
る。
における第1プリセット用ボルト59a、第2プリセッ
ト用ボルト59bの代わりに第1ばね61a、第2ばね
61bをそれぞれ使用したトルク検出装置を示している
ものである。これらの第1ばね61aおよび第2ばね6
1bは、それぞれ最大使用荷重を予め設定され、この最
大使用荷重で第1磁歪センサ57aおよび第2磁歪セン
サ57bをそれぞれアーム55aに対して押圧してい
る。
【0090】このように第1ばね61aおよび第2ばね
61bにそれぞれ最大使用荷重を予めかけるように設定
しておくと、アーム55aにより第1被押圧部57cと
第1磁歪センサ57aが押圧される場合に、この押圧荷
重が前記最大使用荷重を超えない限りにおいては、第1
被押圧部57cと第1磁歪センサ57aは動かないが、
最大使用荷重を超えると、第1被押圧部57cと第1磁
歪センサ57aは第1ばね61aに抗して移動するた
め、第1被押圧部57cと第1磁歪センサ57aには最
大使用荷重以上の押圧荷重がかからないという過荷重防
止機能を実現するようになっている。なお、第2被押圧
部57dと第2磁歪センサ57bも同様である。
61bにそれぞれ最大使用荷重を予めかけるように設定
しておくと、アーム55aにより第1被押圧部57cと
第1磁歪センサ57aが押圧される場合に、この押圧荷
重が前記最大使用荷重を超えない限りにおいては、第1
被押圧部57cと第1磁歪センサ57aは動かないが、
最大使用荷重を超えると、第1被押圧部57cと第1磁
歪センサ57aは第1ばね61aに抗して移動するた
め、第1被押圧部57cと第1磁歪センサ57aには最
大使用荷重以上の押圧荷重がかからないという過荷重防
止機能を実現するようになっている。なお、第2被押圧
部57dと第2磁歪センサ57bも同様である。
【0091】図16は、図15に示したトルク検出装置
において第2磁歪センサ57bと第2被押圧部57dか
らなる磁歪センサを削除するとともに、第1ばね61a
の代わりに最大使用荷重の2倍の荷重を予めかけること
ができる第1ばね71aを使用し、また第1磁歪センサ
57aと第1被押圧部57cの代りにそれぞれ温度変動
特性の小さい荷重センサ77aと被押圧部77bを使用
し、2倍の最大使用荷重を第1ばね71aから荷重セン
サ77aおよび被押圧部77bからなるセンサに常時か
けるように構成したトルク検出装置を示しているもので
ある。なお、第2ばね61bは、図15と同様に最大使
用荷重をかけるようになっているものである。
において第2磁歪センサ57bと第2被押圧部57dか
らなる磁歪センサを削除するとともに、第1ばね61a
の代わりに最大使用荷重の2倍の荷重を予めかけること
ができる第1ばね71aを使用し、また第1磁歪センサ
57aと第1被押圧部57cの代りにそれぞれ温度変動
特性の小さい荷重センサ77aと被押圧部77bを使用
し、2倍の最大使用荷重を第1ばね71aから荷重セン
サ77aおよび被押圧部77bからなるセンサに常時か
けるように構成したトルク検出装置を示しているもので
ある。なお、第2ばね61bは、図15と同様に最大使
用荷重をかけるようになっているものである。
【0092】このように第1ばね71aで最大使用荷重
の2倍をアーム55aに予めかけ、第2ばね61bで最
大使用荷重をアーム55aにかけるようにしておくこと
により、アーム55aには第1ばね71aの2倍の最大
使用荷重から第2ばね61bの最大使用荷重を減算した
最大使用荷重が第1ばね71aから荷重センサ77a、
被押圧部77bを介してかかっていることになる。従っ
て、アーム55aが操舵軸3の回転によって押圧される
と、この押圧荷重分が操舵軸3の回転方向に応じて前記
常時の最大使用荷重から加減算されることになり、図1
5と同様に過荷重防止機能を実現するようになってい
る。
の2倍をアーム55aに予めかけ、第2ばね61bで最
大使用荷重をアーム55aにかけるようにしておくこと
により、アーム55aには第1ばね71aの2倍の最大
使用荷重から第2ばね61bの最大使用荷重を減算した
最大使用荷重が第1ばね71aから荷重センサ77a、
被押圧部77bを介してかかっていることになる。従っ
て、アーム55aが操舵軸3の回転によって押圧される
と、この押圧荷重分が操舵軸3の回転方向に応じて前記
常時の最大使用荷重から加減算されることになり、図1
5と同様に過荷重防止機能を実現するようになってい
る。
【0093】なお、上述した各実施形態は、被押圧部と
本発明の変化検知手段として磁気コイルからなる磁歪セ
ンサを使用し、この変化検知手段を構成する磁気コイル
または磁歪センサで検知する被押圧部の変化として被押
圧部の磁気変化を使用する場合、すなわち逆磁歪効果を
利用している場合について説明しているが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、磁気変化の代わりに静電容
量の変化、圧電効果、電気抵抗の変化を利用することが
可能である。
本発明の変化検知手段として磁気コイルからなる磁歪セ
ンサを使用し、この変化検知手段を構成する磁気コイル
または磁歪センサで検知する被押圧部の変化として被押
圧部の磁気変化を使用する場合、すなわち逆磁歪効果を
利用している場合について説明しているが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、磁気変化の代わりに静電容
量の変化、圧電効果、電気抵抗の変化を利用することが
可能である。
【0094】静電容量の変化を検知する場合には、被押
圧部が静電容量の電極を構成し、変化検知手段が被押圧
部の構成する静電容量の電極が操舵軸3の回転力によっ
て押圧されたことによる静電容量の変化を被押圧部の変
化として静電容量変化検知手段で検知することになる。
圧部が静電容量の電極を構成し、変化検知手段が被押圧
部の構成する静電容量の電極が操舵軸3の回転力によっ
て押圧されたことによる静電容量の変化を被押圧部の変
化として静電容量変化検知手段で検知することになる。
【0095】また、圧電効果を利用する場合には、被押
圧部が圧電素子で構成され、変化検知手段は被押圧部の
構成する圧電素子が操舵軸の回転力によって押圧された
ことによる圧電素子の電気的変化を被押圧部の変化とし
て圧電変化検知手段で検知することになる。
圧部が圧電素子で構成され、変化検知手段は被押圧部の
構成する圧電素子が操舵軸の回転力によって押圧された
ことによる圧電素子の電気的変化を被押圧部の変化とし
て圧電変化検知手段で検知することになる。
【0096】更に、電気抵抗の変化を検知する場合に
は、被押圧部が抵抗手段を構成し、変化検知手段は被押
圧部の構成する抵抗手段が操舵軸3の回転力によって押
圧されたことによる抵抗手段の電気抵抗の変化を被押圧
部の変化として抵抗変化検知手段で検知することにな
る。
は、被押圧部が抵抗手段を構成し、変化検知手段は被押
圧部の構成する抵抗手段が操舵軸3の回転力によって押
圧されたことによる抵抗手段の電気抵抗の変化を被押圧
部の変化として抵抗変化検知手段で検知することにな
る。
【0097】上記各実施形態では、本発明のトルク検出
装置を4輪バギーに適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものでなく、ウォータービー
クルは勿論のこと、操舵軸の回転トルクを検出するあら
ゆる車両に適用し得るものであることは言うまでもない
ことである。
装置を4輪バギーに適用した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものでなく、ウォータービー
クルは勿論のこと、操舵軸の回転トルクを検出するあら
ゆる車両に適用し得るものであることは言うまでもない
ことである。
【0098】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被押圧部が操舵軸の回転力によって押圧される場合の被
押圧部の変化を検知するので、この検知した被押圧部の
変化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検
知手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる
上に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができ
る。また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーな
どの操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合に
は、従来のような磁歪式トルクセンサに起因する余分な
変位がなくなり、操作感を向上でき、操作に対するレス
ポンスも良好となるとともに、更に押圧される荷重の方
向は操舵軸に対してほぼ直角な方向であって、操舵軸の
軸方向の荷重の影響を受けないため、路面からの突き上
げのような震動やハンドルに体重をかけた時のような重
力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に回転トル
クを検知可能である。また、加工精度や使用中の振れの
影響も受けず、不整地などのように揺れが大きい場所を
走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済化を図る
ことができる。また、市販されている既存の磁歪センサ
を使用することも可能である。更に、非パワーステアリ
ング用として設計された車両をパワーステアリングする
場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変更で適
用することができる。
被押圧部が操舵軸の回転力によって押圧される場合の被
押圧部の変化を検知するので、この検知した被押圧部の
変化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検
知手段の小容量化、軽量化、小型化を図ることができる
上に、部品点数が少なく、低価格化も図ることができ
る。また、本発明のトルク検出装置を特に4輪バギーな
どの操舵軸の回転トルクを検知するのに適用した場合に
は、従来のような磁歪式トルクセンサに起因する余分な
変位がなくなり、操作感を向上でき、操作に対するレス
ポンスも良好となるとともに、更に押圧される荷重の方
向は操舵軸に対してほぼ直角な方向であって、操舵軸の
軸方向の荷重の影響を受けないため、路面からの突き上
げのような震動やハンドルに体重をかけた時のような重
力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に回転トル
クを検知可能である。また、加工精度や使用中の振れの
影響も受けず、不整地などのように揺れが大きい場所を
走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済化を図る
ことができる。また、市販されている既存の磁歪センサ
を使用することも可能である。更に、非パワーステアリ
ング用として設計された車両をパワーステアリングする
場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変更で適
用することができる。
【0099】また、本発明によれば、操舵軸が第1の回
転方向および逆の第2の回転方向にそれぞれ回転駆動さ
れた場合の操舵軸の回転力によって第1および第2の被
押圧部が押圧される場合の第1および第2の被押圧部の
変化をそれぞれ検知するので、この検知した第1、第2
の被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に
検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小型化を図る
ことができる上に、部品点数が少なく、低価格化も図る
ことができる。また、本発明のトルク検出装置を特に4
輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知するのに適用
した場合には、従来のようなトーションバーに起因する
余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、操作に対す
るレスポンスも良好となるとともに、更に押圧される荷
重の方向は操舵軸に対してほぼ直角な方向であって、操
舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、路面からの
突き上げのような震動やハンドルに体重をかけた時のよ
うな重力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に回
転トルクを検知可能である。また、加工精度や使用中の
振れの影響も受けず、不整地などのように揺れが大きい
場所を走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済化
を図ることができる。更に、非パワーステアリング用と
して設計された車両をパワーステアリングする場合で
も、最小の設計変更および最小限の部品変更で適用する
ことができる。また更に、第1、第2の被押圧部から検
知した第1、第2の検知信号との差を計算し、この差に
基づき回転トルクを算出することにより、周囲温度の変
化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響され
ずに回転トルクを適確に算出することができる。
転方向および逆の第2の回転方向にそれぞれ回転駆動さ
れた場合の操舵軸の回転力によって第1および第2の被
押圧部が押圧される場合の第1および第2の被押圧部の
変化をそれぞれ検知するので、この検知した第1、第2
の被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転トルクを適確に
検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小型化を図る
ことができる上に、部品点数が少なく、低価格化も図る
ことができる。また、本発明のトルク検出装置を特に4
輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知するのに適用
した場合には、従来のようなトーションバーに起因する
余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、操作に対す
るレスポンスも良好となるとともに、更に押圧される荷
重の方向は操舵軸に対してほぼ直角な方向であって、操
舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、路面からの
突き上げのような震動やハンドルに体重をかけた時のよ
うな重力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に回
転トルクを検知可能である。また、加工精度や使用中の
振れの影響も受けず、不整地などのように揺れが大きい
場所を走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済化
を図ることができる。更に、非パワーステアリング用と
して設計された車両をパワーステアリングする場合で
も、最小の設計変更および最小限の部品変更で適用する
ことができる。また更に、第1、第2の被押圧部から検
知した第1、第2の検知信号との差を計算し、この差に
基づき回転トルクを算出することにより、周囲温度の変
化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響され
ずに回転トルクを適確に算出することができる。
【0100】更に、本発明によれば、操舵軸の回転力が
連結部材を介して伝達される連結棒が操舵軸の回転力を
車輪に伝達する場合の連結棒の被押圧部の変化を検知す
るので、この検知した連結棒の被押圧部の変化に基づき
操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知手段の小容
量化、軽量化、小型化を図ることができる上に、部品点
数が少なく、低価格化も図ることができる。また、本発
明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回
転トルクを検知するのに適用した場合には、従来のよう
なトーションバーに起因する余分な変位がなくなり、操
作感を向上でき、操作に対するレスポンスも良好となる
とともに、更に押圧される荷重の方向は操舵軸に対して
ほぼ直角な方向であって、操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。
連結部材を介して伝達される連結棒が操舵軸の回転力を
車輪に伝達する場合の連結棒の被押圧部の変化を検知す
るので、この検知した連結棒の被押圧部の変化に基づき
操舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知手段の小容
量化、軽量化、小型化を図ることができる上に、部品点
数が少なく、低価格化も図ることができる。また、本発
明のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回
転トルクを検知するのに適用した場合には、従来のよう
なトーションバーに起因する余分な変位がなくなり、操
作感を向上でき、操作に対するレスポンスも良好となる
とともに、更に押圧される荷重の方向は操舵軸に対して
ほぼ直角な方向であって、操舵軸の軸方向の荷重の影響
を受けないため、路面からの突き上げのような震動やハ
ンドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響
を受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能であ
る。また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不
整地などのように揺れが大きい場所を走行する場合で
も、検知精度が高い上に、経済化を図ることができる。
更に、非パワーステアリング用として設計された車両を
パワーステアリングする場合でも、最小の設計変更およ
び最小限の部品変更で適用することができる。
【0101】本発明によれば、操舵軸の回転力が連結部
材を介して伝達される第1、第2の連結棒が操舵軸の回
転力を左右の車輪にそれぞれ伝達する場合の第1、第2
の連結棒の被押圧部の変化を検知するので、この検知し
た第1、第2の連結棒の変化に基づき操舵軸の回転トル
クを適確に検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小
型化を図ることができる上に、部品点数が少なく、低価
格化も図ることができる。また、本発明のトルク検出装
置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知す
るのに適用した場合には、従来のようなトーションバー
に起因する余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、
操作に対するレスポンスも良好となるとともに、更に押
圧される荷重の方向は操舵軸に対してほぼ直角な方向で
あって、操舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、
路面からの突き上げのような震動やハンドルに体重をか
けた時のような重力による荷重の影響を受けず、安定か
つ適確に回転トルクを検知可能である。また、加工精度
や使用中の振れの影響も受けず、不整地などのように揺
れが大きい場所を走行する場合でも、検知精度が高い上
に、経済化を図ることができる。更に、非パワーステア
リング用として設計された車両をパワーステアリングす
る場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変更で
適用することができる。また更に、第1、第2の連結棒
から検知した第1、第2の検知信号との差を計算し、こ
の差に基づき回転トルクを算出することにより、周囲温
度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影
響されずに回転トルクを適確に算出することができる。
材を介して伝達される第1、第2の連結棒が操舵軸の回
転力を左右の車輪にそれぞれ伝達する場合の第1、第2
の連結棒の被押圧部の変化を検知するので、この検知し
た第1、第2の連結棒の変化に基づき操舵軸の回転トル
クを適確に検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小
型化を図ることができる上に、部品点数が少なく、低価
格化も図ることができる。また、本発明のトルク検出装
置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知す
るのに適用した場合には、従来のようなトーションバー
に起因する余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、
操作に対するレスポンスも良好となるとともに、更に押
圧される荷重の方向は操舵軸に対してほぼ直角な方向で
あって、操舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、
路面からの突き上げのような震動やハンドルに体重をか
けた時のような重力による荷重の影響を受けず、安定か
つ適確に回転トルクを検知可能である。また、加工精度
や使用中の振れの影響も受けず、不整地などのように揺
れが大きい場所を走行する場合でも、検知精度が高い上
に、経済化を図ることができる。更に、非パワーステア
リング用として設計された車両をパワーステアリングす
る場合でも、最小の設計変更および最小限の部品変更で
適用することができる。また更に、第1、第2の連結棒
から検知した第1、第2の検知信号との差を計算し、こ
の差に基づき回転トルクを算出することにより、周囲温
度の変化による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影
響されずに回転トルクを適確に算出することができる。
【0102】また、本発明によれば、操舵軸の回転力を
連結棒に伝達する連結部材が操舵軸の回転力を連結棒に
伝達する場合の連結部材の被押圧部の変化を検知するの
で、この検知した連結部材の被押圧部の変化に基づき操
舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知手段の小容量
化、軽量化、小型化を図ることができる上に、部品点数
が少なく、低価格化も図ることができる。また、本発明
のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転
トルクを検知するのに適用した場合には、従来のような
トーションバーに起因する余分な変位がなくなり、操作
感を向上でき、操作に対するレスポンスも良好となると
ともに、更に押圧される荷重の方向は操舵軸に対してほ
ぼ直角な方向であって、操舵軸の軸方向の荷重の影響を
受けないため、路面からの突き上げのような震動やハン
ドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響を
受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能である。
また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不整地
などのように揺れが大きい場所を走行する場合でも、検
知精度が高い上に、経済化を図ることができる。更に、
非パワーステアリング用として設計された車両をパワー
ステアリングする場合でも、最小の設計変更および最小
限の部品変更で適用することができる。
連結棒に伝達する連結部材が操舵軸の回転力を連結棒に
伝達する場合の連結部材の被押圧部の変化を検知するの
で、この検知した連結部材の被押圧部の変化に基づき操
舵軸の回転トルクを適確に検知でき、検知手段の小容量
化、軽量化、小型化を図ることができる上に、部品点数
が少なく、低価格化も図ることができる。また、本発明
のトルク検出装置を特に4輪バギーなどの操舵軸の回転
トルクを検知するのに適用した場合には、従来のような
トーションバーに起因する余分な変位がなくなり、操作
感を向上でき、操作に対するレスポンスも良好となると
ともに、更に押圧される荷重の方向は操舵軸に対してほ
ぼ直角な方向であって、操舵軸の軸方向の荷重の影響を
受けないため、路面からの突き上げのような震動やハン
ドルに体重をかけた時のような重力による荷重の影響を
受けず、安定かつ適確に回転トルクを検知可能である。
また、加工精度や使用中の振れの影響も受けず、不整地
などのように揺れが大きい場所を走行する場合でも、検
知精度が高い上に、経済化を図ることができる。更に、
非パワーステアリング用として設計された車両をパワー
ステアリングする場合でも、最小の設計変更および最小
限の部品変更で適用することができる。
【0103】更に、本発明によれば、操舵軸の回転力を
第1、第2の連結棒に伝達する連結部材の第1、第2の
連結棒寄りの第1および第2の被押圧部の変化を検知す
るので、この検知した連結部材の第1、第2の連結棒寄
りの被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転トルクを適確
に検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小型化を図
ることができる上に、部品点数が少なく、低価格化も図
ることができる。また、本発明のトルク検出装置を特に
4輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知するのに適
用した場合には、従来のようなトーションバーに起因す
る余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、操作に対
するレスポンスも良好となるとともに、更に押圧される
荷重の方向は操舵軸に対してほぼ直角な方向であって、
操舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、路面から
の突き上げのような震動やハンドルに体重をかけた時の
ような重力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に
回転トルクを検知可能である。また、加工精度や使用中
の振れの影響も受けず、不整地などのように揺れが大き
い場所を走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済
化を図ることができる。更に、非パワーステアリング用
として設計された車両をパワーステアリングする場合で
も、最小の設計変更および最小限の部品変更で適用する
ことができる。また更に、第1、第2の連結棒から検知
した第1、第2の検知信号との差を計算し、この差に基
づき回転トルクを算出することにより、周囲温度の変化
による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響されず
に回転トルクを適確に算出することができる。
第1、第2の連結棒に伝達する連結部材の第1、第2の
連結棒寄りの第1および第2の被押圧部の変化を検知す
るので、この検知した連結部材の第1、第2の連結棒寄
りの被押圧部の変化に基づき操舵軸の回転トルクを適確
に検知でき、検知手段の小容量化、軽量化、小型化を図
ることができる上に、部品点数が少なく、低価格化も図
ることができる。また、本発明のトルク検出装置を特に
4輪バギーなどの操舵軸の回転トルクを検知するのに適
用した場合には、従来のようなトーションバーに起因す
る余分な変位がなくなり、操作感を向上でき、操作に対
するレスポンスも良好となるとともに、更に押圧される
荷重の方向は操舵軸に対してほぼ直角な方向であって、
操舵軸の軸方向の荷重の影響を受けないため、路面から
の突き上げのような震動やハンドルに体重をかけた時の
ような重力による荷重の影響を受けず、安定かつ適確に
回転トルクを検知可能である。また、加工精度や使用中
の振れの影響も受けず、不整地などのように揺れが大き
い場所を走行する場合でも、検知精度が高い上に、経済
化を図ることができる。更に、非パワーステアリング用
として設計された車両をパワーステアリングする場合で
も、最小の設計変更および最小限の部品変更で適用する
ことができる。また更に、第1、第2の連結棒から検知
した第1、第2の検知信号との差を計算し、この差に基
づき回転トルクを算出することにより、周囲温度の変化
による検知信号の変化を相殺し、温度変化に影響されず
に回転トルクを適確に算出することができる。
【図1】本発明の第1の実施形態に係るトルク検出装置
が適用される4輪バギーの要部の構造を示す側面図であ
る。
が適用される4輪バギーの要部の構造を示す側面図であ
る。
【図2】本発明の第1の実施形態に係るトルク検出装置
が適用される4輪バギーの要部の構造を示す斜視図であ
る。
が適用される4輪バギーの要部の構造を示す斜視図であ
る。
【図3】図1、図2に示した第1の実施形態のトルク検
出装置の詳細を示す図である。
出装置の詳細を示す図である。
【図4】図3に示したトルク検出装置の線X−Xに関す
る横断面である。
る横断面である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係るトルク検出装置
の詳細を示す図である。
の詳細を示す図である。
【図6】図5に示したトルク検出装置の線X−Xに関す
る横断面である。
る横断面である。
【図7】本発明の第3の実施形態に係るトルク検出装置
の詳細を示す図である。
の詳細を示す図である。
【図8】図5に示したトルク検出装置の線X−Xに関す
る横断面である。
る横断面である。
【図9】本発明の第4の実施形態に係るトルク検出装置
を適用した4輪バギーにおけるハンドル、操舵軸、連結
部材、左右連結棒および左右前輪の関係を示す説明図で
ある。
を適用した4輪バギーにおけるハンドル、操舵軸、連結
部材、左右連結棒および左右前輪の関係を示す説明図で
ある。
【図10】図9に示す第4の実施形態のトルク検出装置
を該トルク検出装置が取り付けられた連結棒とともに示
す図である。
を該トルク検出装置が取り付けられた連結棒とともに示
す図である。
【図11】図10に示すトルク検出装置を拡大して示す
図である。
図である。
【図12】本発明の第5の実施形態に係るトルク検出装
置の詳細を示す図である。
置の詳細を示す図である。
【図13】本発明の第6の実施形態に係るトルク検出装
置の詳細を示す側面図である。
置の詳細を示す側面図である。
【図14】図13に示す第6の実施形態のトルク検出装
置を示す図である。
置を示す図である。
【図15】図14に示したトルク検出装置の磁歪センサ
関連部の構成の変更例を示す図であり、更に詳しくは第
1プリセット用ボルト、第2プリセット用ボルトの代わ
りに第1、第2ばねをそれぞれ使用したトルク検出装置
を示す図である。
関連部の構成の変更例を示す図であり、更に詳しくは第
1プリセット用ボルト、第2プリセット用ボルトの代わ
りに第1、第2ばねをそれぞれ使用したトルク検出装置
を示す図である。
【図16】図15に示したトルク検出装置の変更例を示
す図であり、詳しくは第2磁歪センサと第2被押圧部か
らなる磁歪センサを削除し、第1ばねの代わりに最大使
用荷重の2倍の荷重を予めかけた第1ばねを使用したト
ルク検出装置を示す図である。
す図であり、詳しくは第2磁歪センサと第2被押圧部か
らなる磁歪センサを削除し、第1ばねの代わりに最大使
用荷重の2倍の荷重を予めかけた第1ばねを使用したト
ルク検出装置を示す図である。
【図17】本発明のトルク検出装置が適用される車両で
ある4輪バギーの全体を示す斜視図である。
ある4輪バギーの全体を示す斜視図である。
1 ハンドル
3 操舵軸
3a 上操舵軸
3b 下操舵軸
3c 押圧部
3e 第1押圧部
3f 第2押圧部
5 前輪
11,41 連結部材
13a,57a 第1磁歪センサ
13b,57b 第2磁歪センサ
13c,19e,33e,57c 第1被押圧部
13d,19f,57d 第2被押圧部
15a,61a,71a 第1ばね
15b,61b,71b 第2ばね
17,57 センサ収容部
19 センサ形成部
21e,43e 第1磁気コイル
21f,43f 第2磁気コイル
27e 第1磁気コア
27f 第2磁気コア
31 連結棒
41e 第1棒状部
41f 第2棒状部
51 太陽ギヤ
53 遊星ギヤ
55 リングギヤ
55a アーム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Fターム(参考) 2F051 AA01 AB05 AB08 AB09 BA03
3D013 CA07
3D033 CA28
Claims (16)
- 【請求項1】 車両の操舵軸が回転駆動される場合の回
転トルクを検出するトルク検出装置であって、 前記操舵軸が回転駆動された場合の操舵軸の回転力によ
って押圧される被押圧部と、 この被押圧部が前記操舵軸の回転力によって押圧される
場合の被押圧部の変化を検知する変化検知手段とを有す
ることを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項2】 前記変化検知手段の検知信号に基づき前
記操舵軸の回転トルクを算出する算出手段を更に有する
ことを特徴とする請求項1記載のトルク検出装置。 - 【請求項3】 車両の操舵軸が回転駆動される場合の操
舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置であって、 前記操舵軸が第1の回転方向および該第1の回転方向と
逆の第2の回転方向にそれぞれ回転駆動された場合の操
舵軸の回転力によってそれぞれ押圧される第1および第
2の被押圧部と、 前記第1および第2の被押圧部がそれぞれ前記操舵軸の
回転力によって押圧される場合の第1および第2の被押
圧部の変化をそれぞれ検知する第1および第2の変化検
知手段とを有することを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項4】 前記第1の変化検知手段の検知信号と前
記第2の変化検知手段の検知信号との差を算出する差算
出手段と、この算出した差に基づき前記操舵軸の回転ト
ルクを算出するトルク算出手段とを更に有することを特
徴とする請求項3記載のトルク検出装置。 - 【請求項5】 前記操舵軸の回転力によって前記被押圧
部を押圧する押圧部を更に有し、 前記被押圧部は、操舵軸に対して同軸的に連結された連
結回転手段に関連して設けられていることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトルク検出装
置。 - 【請求項6】 前記被押圧部を押圧する押圧部を有する
リングギヤであって、該リングギヤは前記操舵軸の回転
を伝達されて回転するように操舵軸に太陽ギヤおよび遊
星ギヤを介して連結され、操舵軸の回転力によって前記
押圧部が被押圧部を押圧するように構成されているリン
グギヤを更に有することを特徴とする請求項1乃至4の
いずれか1項に記載のトルク検出装置。 - 【請求項7】 車両の操舵軸が回転駆動される場合の操
舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置であって、 前記車輪の向きを変更し得るように車輪に連結された連
結棒と、 この連結棒と操舵軸とを連結する連結部材であって、操
舵軸の回転力を連結部材および連結棒を介して車輪に伝
達し、操舵軸の回転力に応じて車輪の向きを変更するよ
うに連結棒の被押圧部を押圧する連結部材と、 前記連結棒が前記操舵軸の回転力を車輪に伝達する場合
の連結棒の被押圧部の変化を検知する変化検知手段とを
有することを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項8】 車輪の操舵軸が回転駆動される場合の操
舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置であって、 左右の車輪の向きを変更し得るように左右の車輪にそれ
ぞれ連結された第1および第2の連結棒と、 この第1および第2の連結棒と操舵軸とを連結する連結
部材であって、操舵軸の回転力を連結部材および第1お
よび第2の連結棒を介して左右の車輪にそれぞれ伝達
し、操舵軸の回転力に応じて左右の車輪の向きをそれぞ
れ変更するように第1および第2の連結棒の被押圧部を
押圧する連結部材と、 前記第1および第2の連結棒が前記操舵軸の回転力をそ
れぞれ左右の車輪に伝達する場合の第1および第2の連
結棒の被押圧部の変化をそれぞれ検知する第1および第
2の変化検知手段とを有することを特徴とするトルク検
出装置。 - 【請求項9】 車両の操舵軸が回転駆動される場合の操
舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置であって、 前記車輪の向きを変更し得るように車輪に連結された連
結棒と、 この連結棒と操舵軸とを連結する連結部材であって、操
舵軸の回転力を連結部材および連結棒を介して車輪に伝
達し、操舵軸の回転力に応じて車輪の向きを変更する場
合に連結棒を介して被押圧部が押圧される連結部材と、 この連結部材が操舵軸の回転力を連結棒を介して車輪に
伝達する場合の連結部材の被押圧部の変化を検知する変
化検知手段とを有することを特徴とするトルク検出装
置。 - 【請求項10】 車両の操舵軸が回転駆動される場合の
操舵軸の回転トルクを検出するトルク検出装置であっ
て、 左右の車輪の向きを変更し得るように左右の車輪にそれ
ぞれ連結された第1および第2の連結棒と、 この第1および第2の連結棒と操舵軸とを連結する連結
部材であって、操舵軸の回転力を連結部材および第1お
よび第2の連結棒を介して左右の車輪にそれぞれ伝達
し、操舵軸の回転力に応じて左右の車輪の向きをそれぞ
れ変更する場合に第1および第2の連結棒を介して第1
および第2の連結棒寄りの第1および第2の被押圧部が
それぞれ押圧される連結部材と、 この連結部材が操舵軸の回転力をそれぞれ第1および第
2の連結棒を介して車輪に伝達する場合の連結部材の第
1および第2の連結棒寄りの第1および第2の被押圧部
の変化をそれぞれ検知する第1および第2の変化検知手
段とを有することを特徴とするトルク検出装置。 - 【請求項11】 前記被押圧部は、磁性体で構成され、 前記変化検知手段は、前記被押圧部が前記操舵軸の回転
力によって押圧されて歪むことにより該歪みに応じて生
じる被押圧部の磁気変化を被押圧部の変化として検知す
る磁気変化検知手段を有することを特徴とする請求項1
乃至10のいずれか1項に記載のトルク検出装置。 - 【請求項12】 前記磁気変化検知手段は、被押圧部の
磁気変化を検知し得るように被押圧部に巻回された磁気
コイルを有することを特徴とする請求項11記載のトル
ク検出装置。 - 【請求項13】 前記磁気変化検知手段は、被押圧部の
磁気変化の磁路を形成するように被押圧部に近接して設
けられた磁路形成部材と、前記磁路形成部材を通過する
磁気変化を検知し得るように磁路形成部材の周囲に巻回
された磁気コイルとを有することを特徴とする請求項1
1記載のトルク検出装置。 - 【請求項14】 前記被押圧部は、静電容量の電極を構
成し、前記変化検知手段は、前記被押圧部の構成する静
電容量の電極が前記操舵軸の回転力によって押圧された
ことによる静電容量の変化を被押圧部の変化として検知
する静電容量変化検知手段を有することを特徴とする請
求項1乃至10のいずれか1項に記載のトルク検出装
置。 - 【請求項15】 前記被押圧部は、圧電素子で構成さ
れ、 前記変化検知手段は、前記被押圧部の構成する圧電素子
が前記操舵軸の回転力によって押圧されたことによる圧
電素子の電気的変化を被押圧部の変化として検知する圧
電変化検知手段を有することを特徴とする請求項1乃至
10のいずれか1項に記載のトルク検出装置。 - 【請求項16】 前記被押圧部は、抵抗手段を構成し、 前記変化検知手段は、前記被押圧部の構成する抵抗手段
が前記操舵軸の回転力によって押圧されたことによる抵
抗手段の電気抵抗の変化を被押圧部の変化として検知す
る抵抗変化検知手段を有することを特徴とする請求項1
乃至10のいずれか1項に記載のトルク検出装置。
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