JPH043242Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、電気式パワーステアリング装置にお
けるトルク検出装置に関する。

（従来の技術） 一般に、電気式パワーステアリング装置は、ス
テアリングホイールの取付けられた第１軸と、操
向車輪にリンクを介して連結される第２軸とを所
定の相対角変位が可能に連結し、そしてそれら両
軸間に付加されるトルクに応じて生ずる前記第１
軸と第２軸の相対回転角を電気的に検出し、その
検出信号に基いて第２軸をサーボモータ等によつ
て回転駆動するようになつている。

従来、この種の装置としては弾性部材にトルク
を加えて同部材の変形量を測定するのが一般的
で、第８図は第１軸１０１の凸部１０３と第２軸
１０２の凸部１０４との間につる巻きばね（また
はヘリカルカツプリング）１０５を介装して所定
の相対角変位が可能に連結したものであり、ま
た、第９図および第１０図に示すものは第１軸１
０６の端部に図示方形状の凹部１０７が凹設さ
れ、また第２軸１０８の端部には第１軸１０６の
凹部１０７に図示内接状にかつ回動可能に嵌合す
る断面略方形状の凸部１０９が形成され、凹部１
０７の各隅角部１１０に弾性部材例えばゴム部材
１１１が納められて所定の相対角変位が可能に連
結したものである。また、第１１図および第１２
図に示すものは第１軸１１２の端部に第２軸１１
３の端部に形成した凸部１１５と嵌合する凹部１
１４が形成されるとともに、同端部には相互に整
合する溝部１１６，１１７が直径方向に沿つて形
成され、同溝部１１６，１１７に図示断面形状の
板ばね１１８，１１８を介装して所定の相対角変
位が可能に連結したものである。

（解決しようとする問題点） しかしながら、上記各装置において、つる巻き
ばねを介装するものにあつては、つる巻きばね１
０５を捩り方向および巻き戻し方向にトルクを繰
り返し作用するものであるから耐久性に乏しく、
また、入力トルク０の時のバランス点がつる巻き
ばねの自然状態時のみで決まるため、組付け後の
調整が必要である。また、ゴム部材１１１を介装
するものにあつてはそれ自体が弾性体であること
から、組付け後の入力トルク０の時のバランス点
の調整が困難であるとともに、ヒステリシス、温
度等による復元性に乏しい等の問題点がある。ま
た、弾性部材として板ばね１１８を使用するもの
にあつては、荷重−ひずみ線図で直線性が得られ
ない等の問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記従来の問題点を解決すべくなされ
たもので、左右回転とも全く同じ特性をもたせる
ことができてトルクにより角変位を正確に検出す
ることができる電気式パワーステアリング装置に
おけるトルク検出装置を提供することを目的と
し、その要旨は第１軸を第２軸に対しピンを介し
て相対角変位可能に設けるとともに、前記両軸の
いずれか一方に第１リング体を設け、他方の軸に
は前記第１リンク体を嵌合するリング溝を有する
第２リング体を設け、両リング体を回動可能に嵌
合した状態で両リング体には相互に整合し、かつ
外周側に開口してつる巻きばねを水平状に弾着保
持するばね用溝を単数、または複数個所設けてな
る電気式パワーステアリング装置におけるトルク
検出装置に存する。

（第１実施例） 次に、本考案の第１実施例を第１図〜第５図に
したがつて説明する。第５図はバツテリ式リーチ
フオークリフトにおける電気式パワーステアリン
グ装置の全体を示し、図中１はステアリングホイ
ール２が固着された第１軸、３は第１軸１とトル
ク検出装置４を介して連結された第２軸であり、
該第２軸３はチエーン伝動機構５、伝動軸６、歯
車列７を介してドライブユニツト８と連結されて
いる。なお、ドライブユニツト８における操向駆
動輪９はドライブモータ１０によつてギヤーボツ
クス１１内の歯車伝動装置（図示しない）を介し
て回転駆動される。１２はステアリング用のサー
ボモータであり、コントローラ１４からの指示に
より減速歯車機構１３を介して第２軸を回転駆動
する。

次に、トルク検出装置４は以下のように形成さ
れている。すなわち、第１軸１には所定の径のフ
ランジ１５が一体に形成され、該フランジ１５の
図示下面には軸心を中心に所定の径の第１リング
体１６が一体に形成されている。また、このフラ
ンジ１５の下部には段付き軸部１７が一体に形成
され、同軸部１７の下端には所定の径ｄ１の連結
孔１８が貫設されている。また、第２軸３の図示
上端には第１軸１のフランジ１５と対応するフラ
ンジ１９が一体に形成され、同フランジ１９の上
面側には第１軸１に形成した第１リング体１６を
同心に回動可能に嵌合するリング溝２１を有する
第２リング体２０が一体に形成され、また、第２
軸３の軸心には第１軸１に形成した段付き軸部１
７を回動可能に挿入する挿入孔２２が穿設される
とともに、同第２軸３には軸部１７を挿入した
時、その連結孔１８と整合する孔２３が貫設され
ている。また、第１リング体１６および第２リン
グ体２０を回動可能に嵌合した状態で、両リング
体１６，２０の直径方向にはつる巻きばね２６を
弾着保持する所定の幅のねばね用溝２４，２５が
それぞれ整合可能に形成され、同ばね用溝２４，
２５は外側（外周側）に開口されている。また、
つる巻きばね２６はこのばね用溝２４，２５に体
しその軸心を水平にしてその外側開口より挿入弾
着されるもので、極めて微小な取付ばね圧で弾着
保持され、この状態で同溝２４，２５の端面１６
ａ，２０ａおよび端面１６ｂ，２０ｂは同位に整
合されて中立位置が設定されるように設けられて
いる。また、第１軸１と第２軸３との連結は連結
ピン２７により連結されるもので、この連結ピン
２７の径ｄ２は連結孔１８の径ad１よりΔdだけ
小径に形成されて第１軸１は連結ピン２７に遊嵌
状に連結されて、第１軸１は第２軸３に対してそ
の径の差の範囲のおいて相対角変位が許容されて
いる。また、検出手段としては図示はしないが第
１軸１および第２軸３にそれぞれマグネツトを附
設するとともに、機台側のホール素子を設けて両
軸１，３の相対的角変位を検出し、その検出信号
はコントローラ１４に入力される。

なお、２８は第２軸３に取付けられてギヤーで
減速歯車機構１３を構成している。

次に、上記のように構成された第１実施例の作
用について説明する。

ステアリングホイール２により第１軸１が例え
ば左に回転されると、その切出し回転から所定の
範囲、すなわちΔd／２の範囲においてその第１
リング体１６は第２リング体２０に案内されてば
ね用溝２４，２５に弾着したつる巻きばね２６は
第２リング体２０の端面２０ｂに受け止められる
とともに、第１リング体１６の端面１６ａにより
圧縮され、第１軸１は相対角変位される。この相
対角変位は検出手段により検出し、その変位量お
よび方向の検出信号がコントローラ１４に入力さ
れる。したがつて、コントローラ１４からの指示
によつて付加されたトルクに対応してサーボモー
タ１２が駆動され、減速歯車機構１３を経て第２
軸３が回転される。その結果、チエーン伝動機構
５、伝動軸６、歯車列７を介してドライブユニツ
ト８、つまり操向駆動輪９が左に操向される。な
お、このとき第２軸３の回転に基いて、つる巻き
ばね２６の圧縮状態は伸長方向へ復帰されるが、
ステアリングホイール２の回動操作が次々と回転
方向に進む向きで続く場合には上記動作が連続的
に行なわれる。そして、ステアリングホイール２
の操作力が解除された時点でそれ以上の操向駆動
輪９の操向が停止される。また、ステアリングホ
イール２を右に回転したときには上述とは逆につ
る巻きばね２６は第２リング体２０の端面２０ａ
に受け止められるとともに、第１リング体１６の
端面１６ｂにより逆方向に圧縮され、操向駆動輪
９は右へ操向される。

したがつて、本実施例は上記のように構成した
ものであるから、第１軸１には同心の第１リング
体１６を、また、第２軸３には第１リング体１６
を回動可能に嵌合するリング溝２０を有する第２
リング体２０を同心に形成し、両リング体１６，
２０を回動可能に嵌合することで相互の軸心を容
易に整合して組付けることができるとともに、こ
の嵌合状態でつる巻きばね２６は両リング１６，
２０のばね用溝２４，２５の整合する外側開口よ
り軸心を水平にして挿入することで極めて容易に
組付けることができて、同つる巻きばね２６によ
り同溝２４，２５の端面１６ａ，２０ａおよび端
面１６ｂ，２０ｂが整合維持されて容易に中立点
を設定し得るので、従来のように組付け後の中立
点の調整が不要となり、また、つる巻きばね２６
はその軸線に沿つて無理無く伸縮されるのでヒス
テリシスを生ずることがなく、このため、左右回
転とも全く同じ特性をもたせることができてトル
クにより角変位を正確に検出することができる。
なお、左右のつる巻きばね２６のばね定数がこと
なつても左右回転ともに両ばね力の和が作用する
ので特性が非線形となることはない。

また、第１軸１および第２軸３の検出装置４を
構成する両リング体１６，２０およびばね用溝２
４，２５は極めてシンプルな形状であるので加工
性もよく、また、部品点数も少ないので部品管理
およびメインテナンスを容易に行なうことができ
る。

（第２実施例） 次に、本考案の第２実施例を第６図および第７
図にしたがつて説明すると、この第２実施例はつ
る巻きばね２６を４個弾着したもので、第１軸１
のフランジ１５の中心には第１実施例の段付き軸
部１７に代り第１リング体１６と同じ高さの円筒
凸部２９が形成され、同凸部２９の直径方向には
所定の径ｄ１の連結孔３０が貫設されている。ま
た、第２軸３のフランジ１９の中心には円筒凸部
に回動可能に内嵌する凸部３１が形成され、同凸
部３１の直径方向には連結孔３０と整合する径ｄ
１の孔３２が貫設されている。また、両軸１，３
に形成した第１リング体１６および第２リング体
２０には図示90°間隔の位置には第１実施例と同
様のばね用溝２４，２５がそれぞれ形成されてい
る。このように形成された両軸１，３は連結ピン
３３により連結され、角ばね用溝２４，２５は整
合されて第１実施例と同様につる巻きばね２６が
弾着されている。なお、上記連結ピン３３は第２
軸３の孔３２には密嵌され、その両端側の径ｄ２
は連結孔３０の径ｄ１よりΔdだけ小径に形成さ
れて第１軸１は連結ピン３３に遊嵌状に連結され
て、第１軸１は第２軸３に対しその径の差の範囲
のおいて相対角変位が許容されている。したがつ
て、この第２実施例においても第１実施例と同様
に作動することができる。

なお、上記各実施例においては、つる巻きばね
２６を２個および４個の場合を例示したが、これ
に限定するものではなく、１個あるいは３個弾着
する構成であつてもよい。また、第１リング体１
６を第１軸１に、第１リング体２０を第２軸３に
設けて例示したが、この逆の構成であつてもよ
い。

（考案の効果） 上述したように、本考案によれば第１軸には同
心の第１リング体を、また、第２軸には第１リン
グ体を回動可能に嵌合するリング溝を有する第２
リング体を同心に形成し、両リング体を回動可能
に嵌合することで相互の軸心を容易に整合して組
付けることができるとともに、この嵌合状態でつ
る巻きばねは両リング体のばね用溝の整合する外
側開口より軸心を水平にして挿入することで極め
て容易に組付けることができて、同つる巻きばね
により同溝の端面および端面が整合維持されて容
易に中立点を設定し得るので、従来のように組付
け後の中立点の調整が不要となり、また、つる巻
きばねはその軸線に沿つて無理無く伸縮されるの
でシステリシスを生ずることがなく、このため、
左右回転とも全く同じ特性をもたせることができ
てトルクにより角変位を正確に検出することがで
きる。また、第１軸および第２軸の検出装置を構
成する両リング体およびばね用溝は極めてシンプ
ルな形状であるので加工性もよく、また、部品点
数も少ないので部品管理およびメインテナンスを
容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の第１実施例を示
し、第１図はトルク検出部の一部破断正面図、第
２図は第１図の−線断面図、第３図は第１図
の−線断面図、第４図はリング体の作用説明
図、第５図はバツテリ式リーチフオークリフトの
電気式パワーステアリング装置を示す説明図、第
６図および第７図は本考案の第２実施例を示し、
第６図はトルク検出部の一部破断正面図、第７図
は第６図の−線断面図、第８図ないし第１２
図は従来例の説明図である。 １……第１軸、３……第２軸、４……トルク検
出装置、１６……第１リング体、２０……第２リ
ング体、２４，２５……ばね用溝、２６……つる
巻きばね、２７，３３……連結ピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１軸を第２軸に対しピンを介して相対角変位
   可能に設けるとともに、前記両軸のいずれか一方
   に第１リング体を設け、他方の軸には前記第１リ
   ンク体を嵌合するリング溝を有する第２リング体
   を設け、両リング体を回動可能に嵌合した状態で
   両リング体には相互に整合し、かつ外周側に開口
   してつる巻きばねを水平状に弾着保持するばね用
   溝を単数、または複数個所設けてなる電気式パワ
   ーステアリング装置におけるトルク検出装置。