JPH11190672A - トルクセンサおよびパワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトで、出力感度が高く、経済的なトル
クセンサを提供する。 【解決手段】入出力シャフト２、４は、伝達トルクに応
じて弾性的に同軸中心に相対回転可能に連結される。そ
の入力シャフト２と同行回転可能な第１受け部７１に対
して、出力シャフト４と同行回転可能な第２受け部７２
が、入出力シャフト２、４の相対回転量に応じて入出力
シャフト２、４の軸方向に相対的に移動可能である。両
受け部７１、７２に弾力により押し付けられる検知部８
３が、両受け部７１、７２の相対移動量に応じて入出力
シャフト２、４の径方向に移動するように、両受け部７
１、７２の相対移動量に応じて両受け部７１、７２によ
る検知部８３の受け位置が変更可能である。その検知部
８３を両受け部７１、７２に押し付ける弾力の変化に基
づき伝達トルクに対応する信号を出力できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルクセンサと、
このトルクセンサを用いたパワーステアリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】モータにより駆動されるポンプからの圧
油によって操舵補助力を発生させる油圧アクチュエータ
を備えるパワーステアリング装置において、そのモータ
を常に操舵補助に必要な速度に保持した場合、そのモー
タの電源となるバッテリーのエネルギーを無駄に消費す
ることになる。

【０００３】そこで、そのモータの回転速度を操舵補助
時のみ操舵補助速度にし、操舵補助解除時においては待
機速度にすることで、車両の燃費を低減することが図ら
れている。

【０００４】そのモータの回転速度を操舵補助速度にす
るか待機速度にするかを、トルクセンサにより検知され
る操舵トルクに基づき判断することが行われている。

【０００５】従来、そのトルクセンサとして、操舵トル
クに応じた入出力シャフトの相対回転量を磁気回路にお
ける磁気抵抗の変化に変換する手段を備え、その磁気抵
抗の変化に基づき操舵トルクを検出する非接触型のもの
が用いられている。この非接触型トルクセンサは、操舵
トルクの値を広範囲に亘り検知できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような非接触型
トルクセンサは、磁気回路を構成する必要があるため大
型化するという問題があった。

【０００７】また、上記のようにモータの回転速度を操
舵補助速度にするか待機速度にするかを操舵トルクから
判断する場合、操舵の有無を判断できれば足りるため、
操舵トルクの値を広範囲に亘り検知する必要はない。す
なわち、従来のトルクセンサは上記のようなパワーステ
アリング装置にとっては必要以上の性能を有し、不経済
なものであった。

【０００８】上記のようなパワーステアリング装置にお
いて、油圧アクチュエータに供給される圧油を、操舵ト
ルクに応じて弾性的に相対回転可能に連結される入出力
シャフトの相対回転量に応じて制御する制御弁を用いる
場合がある。この場合、その操舵トルクが零の状態で
は、入力シャフトと出力シャフトの相対回転位置を、油
圧アクチュエータに圧油が作用しない位置に設定する必
要がある。一方、その操舵トルクを従来の非接触型トル
クセンサを用いて検知する場合、その操舵トルクが零の
状態では、入力シャフトと出力シャフトの相対回転位置
を、磁気回路における磁気抵抗の変化が零になる位置に
設定する必要がある。しかし、操舵トルクが零の場合
に、制御弁のための入出力シャフトの相対回転位置と、
トルクセンサのための入出力シャフトの相対回転位置と
を一致させるのは困難である。そのため、油圧の制御特
性やトルクの検知精度が悪影響を受けることになる。

【０００９】本発明は、上記問題を解決することのでき
るトルクセンサとパワーステアリング装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のトルクセンサ
は、入力シャフトと、その入力シャフトに、伝達トルク
に応じて弾性的に同軸中心に相対回転可能に連結される
出力シャフトと、その入力シャフトと同行回転可能な第
１受け部と、その出力シャフトと同行回転可能、且つ、
その第１受け部に対して入出力シャフトの相対回転量に
応じて入出力シャフトの軸方向に相対的に移動可能な第
２受け部と、その入出力シャフトの径方向に移動可能な
検知部と、その検知部を両受け部に押し付ける弾力を付
与する手段とを備える。その検知部が両受け部の相対移
動量に応じて入出力シャフトの径方向に移動するよう
に、両受け部の相対移動量に応じて両受け部による検知
部の受け位置が変化可能とされる。その検知部を両受け
部に押し付ける弾力は、その検知部の移動量に応じて変
化可能とされる。その検知部を両受け部に押し付ける弾
力の変化に基づき、入出力シャフトによる伝達トルクに
対応する信号を出力可能である。本件発明の構成によれ
ば、入力シャフトと出力シャフトが伝達トルクに応じて
相対回転すると、その相対回転量に応じて両受け部は入
出力シャフトの軸方向に互いに対して相対移動する。そ
の両受け部の相対移動量に応じて、両受け部による検知
部の受け位置が変化する。この受け位置の変化によっ
て、検知部は両受け部の相対移動量に応じて入出力シャ
フトの径方向に移動する。その検知部の移動量に応じ
て、この検知部を両受け部に押し付ける弾力が変化す
る。その弾力の変化は伝達トルクに対応するので、その
弾力の変化に基づき入出力シャフトにより伝達されるト
ルクの値に対応する信号を出力できる。これにより、磁
気回路を構成することなく伝達トルクを検出でき、構成
のコンパクト化を図ることができる。

【００１１】本発明のトルクセンサの両受け部は入出力
シャフトの軸方向の間隔をおいて互いに対向配置され、
両受け部の間に設けられるカム機構と、そのカム機構を
介して両受け部を互いに押し付ける弾力を付与する手段
とを備え、そのカム機構により、両受け部は、その入出
力シャフトの相対回転量に応じて入出力シャフトの軸方
向に互いに対して相対移動可能とされ、前記両受け部の
相対向する面の外周側は、内周に向かうに従い互いに接
近する受け面とされ、両受け面により前記検知部が受け
られるのが好ましい。これにより、コンパクトな構成で
第１受け部に対して第２受け部を入出力シャフトの相対
回転量に応じて入出力シャフトの軸方向に相対的に移動
させることができ、また、検知部を入出力シャフトの径
方向に移動させることができる。そのセンサ出力は連続
的な前記弾力の変化に対応し、カム機構におけるカム面
の形状に応じて伝達トルクの検知範囲を任意に設定でき
るので、容易に出力感度を高くし、また、必要な範囲の
トルクを過不足なく検知でき、経済的なものである。

【００１２】両受け部の相対回転位置が、入出力シャフ
トの相対回転位置を変化させることなく変化可能とされ
ているのが好ましい。これにより、入出力シャフトを相
対回転させることなく両受け部の相対回転位置を変化さ
せ、第２受け部を入出力シャフトの軸方向に相対移動さ
せ、検知部を入出力シャフトの径方向へ移動させてトル
クセンサの出力を変化させることができる。よって、入
出力シャフトの相対回転位置に影響されることなく、伝
達トルクが零の場合のトルクセンサの出力を伝達トルク
が零である状態に対応する値に調節できる。

【００１３】本発明のパワーステアリング装置は、上記
本発明のトルクセンサと、モータにより駆動されるポン
プからの圧油によって操舵補助力を発生させる油圧アク
チュエータと、その油圧アクチュエータに供給される圧
油の油圧を、操舵トルクに応じた前記入出力シャフトの
相対回転量に応じて制御する制御弁と、そのモータの回
転速度を、操舵補助時に操舵補助速度にし、操舵補助解
除時に待機速度にする制御手段とを備え、前記制御手段
は、そのトルクセンサの出力に基づいて前記モータの回
転速度を操舵補助速度にするか待機速度にするかを判断
する。この構成によれば、上記本発明のトルクセンサの
出力に基づいてモータの回転速度を操舵補助速度にする
か待機速度にするかを判断できるので、さらに、トルク
センサと制御弁とで構成部材を共用できるので、パワー
ステアリング装置をコンパクト化し、正確に操舵の必要
性を判断でき、さらに、部品点数の増加、構成の複雑化
を防止してコスト低減を図ることができる。また、操舵
トルクが零の場合に、入出力シャフトの相対回転位置に
影響されることなく、トルクセンサの出力を操舵トルク
が零である状態に対応する値に調節することが可能であ
る。よって、操舵トルクが零の状態で、入出力シャフト
の相対回転位置を、油圧アクチュエータに圧油が作用し
ない位置に設定し、且つ、トルクセンサの出力を操舵ト
ルクが零である状態に対応する値に調節することができ
る。これにより、トルクセンサの検知精度と制御弁の制
御精度が互いに影響されるのを防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。

【００１５】図１に示すラックピニオン式パワーステア
リング装置１は、ステアリングホイールＨに連結される
入力シャフト２と、この入力シャフト２に操舵トルクに
応じて弾性的に同軸中心に相対回転可能にトーションバ
ー３を介し連結される出力シャフト４とを備えている。
そのトーションバー３はピン５を介し入力シャフト２に
連結され、また、セレーション６を介し出力シャフト４
に連結されている。その出力シャフト４にピニオン７が
形成され、このピニオン７に噛み合うラック８が車輪
（図示省略）に連結されている。その入力シャフト２は
ベアリング９を介しバルブハウジング１０ａにより支持
され、また、ブッシュ１１を介し出力シャフト４により
支持されている。その出力シャフト４はベアリング１
２、１３を介しラックハウジング１０ｂに支持されてい
る。これにより、操舵による入力シャフト２の回転がト
ーションバー３を介しピニオン７に伝達されると、ラッ
ク８が車両幅方向に移動し、舵角が変化する。その入出
力シャフト２、４とバルブハウジング１０ａとの間にオ
イルシール１４、１５が設けられている。また、そのラ
ック８を支持するサポートヨーク１６が設けられ、この
サポートヨーク１６はバネ１７の弾性力によりラック８
に押し付けられている。

【００１６】操舵補助力を付与する油圧アクチュエータ
として油圧シリンダ１８が設けられている。その油圧シ
リンダ１８は、ラックハウジング１０ｂにより構成され
るシリンダチューブと、ラック８に一体化されるピスト
ン２０と、そのピストン２０により仕切られる一対の油
室２１、２２とを備える。各油室２１、２２にロータリ
ー式油圧制御弁２３が接続されている。その制御弁２３
は、筒状の第１バルブ部材２４と、この第１バルブ部材
２４に相対回転可能に挿入される第２バルブ部材２５と
を備えている。その第１バルブ部材２４は出力シャフト
４にピン（図示省略）を介して同行回転可能に取り付け
られている。その第２バルブ部材２５は入力シャフト２
の外周に一体的に形成されている。

【００１７】図２に示すように、第１バルブ部材２４の
内周と第２バルブ部材２５の外周とに、軸方向に沿う複
数の凹部が周方向等間隔に形成されている。その第１バ
ルブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つ
の右操舵用凹部２７と、互いに周方向等間隔に位置する
４つの左操舵用凹部２８とで構成される。その第２バル
ブ部材側凹部は、互いに周方向等間隔に位置する４つの
圧油供給用凹部２９と、互いに周方向等間隔に位置する
４つの圧油排出用凹部３０とで構成される。各右操舵用
凹部２７と各左操舵用凹部２８とは周方向に交互に配置
され、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部３０と
は周方向に交互に配置される。各右操舵用凹部２７は、
第１バルブ部材２４に形成された第１流路３１およびバ
ルブハウジング１０ａに形成された第１ポート３２を介
し、図１に示すように油圧シリンダ１８の一方の油室２
１に通じる。各左操舵用凹部２８は、第１バルブ部材２
４に形成された第２流路３３およびバルブハウジング１
０ａに形成された第２ポート３４を介し、油圧シリンダ
１８の他方の油室２２に通じる。各圧油供給用凹部２９
は、第１バルブ部材２４に形成された第３流路３５およ
びバルブハウジング１０ａに形成された入口ポート３６
を介し、図１に示すようにポンプ３７に通じる。そのポ
ンプ３７は、モータ５０により駆動され、例えば、その
モータ５０の回転速度に応じた流量の圧油を吐出するベ
ーンポンプやギヤポンプにより構成できる。各圧油排出
用凹部３０は、第２バルブ部材２５に形成された第１排
出路３８、入力シャフト２とトーションバー３の内外周
間の通路４７、図１に示す入力シャフト２に形成された
第２排出路３９、及びバルブハウジング１０ａに形成さ
れた排出ポート４０を介して、タンク４１に通じる。こ
れにより、そのポンプ３７、タンク４１、及び油圧シリ
ンダ１８の各油室２１、２２は、第１バルブ部材２４と
第２バルブ部材２５の内外周間の流路４２を介して互い
に通じる。その弁間流路４２における第１バルブ部材側
凹部と第２バルブ部材側凹部の間は、両バルブ部材２
４、２５の相対回転により開度が変化する絞り部Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄとされ、その絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度変
化により油圧シリンダ１８に作用する油圧が制御され
る。

【００１８】図２は、操舵が行なわれていない舵角中点
での両バルブ部材２４、２５の相対位置を示す。この状
態において、各圧油供給用凹部２９と各圧油排出用凹部
３０とは全絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを介して互いに通じる
ため、ポンプ３７から供給された圧油は直接タンク４１
へ還流する。そのため操舵補助力は発生せず、上記モー
タ５０を操舵補助に必要な操舵補助速度で駆動する必要
はない。

【００１９】舵角中点から右方へ操舵すると、操舵トル
クに応じてトーションバー３は弾性的に捩じれ、入出力
シャフト２、４と共に両バルブ部材２４、２５は弾性的
に相対回転する。その結果、各右操舵用凹部２７と各圧
油供給用凹部２９との間の絞り部Ａの開度および各左操
舵用凹部２８と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｂ
の開度が大きくなり、各左操舵用凹部２８と各圧油供給
用凹部２９との間の絞り部Ｃの開度および各右操舵用凹
部２７と各圧油排出用凹部３０との間の絞り部Ｄの開度
が小さくなる。これにより、ポンプ３７から油圧シリン
ダ１８の一方の油室２１へ圧油が供給され、油圧シリン
ダ１８の他方の油室２２からタンク４１へ圧油が還流さ
れ、車両の右方への操舵補助力がラック８に作用する。

【００２０】舵角中点から左方へ操舵すると、各絞り部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度は右方へ操舵した場合と逆に変化
するので、車両の左方への操舵補助力がラック８に作用
する。

【００２１】図１に示すように、上記モータ５０はコン
トローラ６０に接続される。そのコントローラ６０は制
御回路６１と駆動回路６２を有する。

【００２２】その制御回路６１はコンピュータにより主
構成され、トルクセンサ５１と、車速センサ５３とに接
続され、記憶した制御プログラムに従って指示信号を駆
動回路６２に出力する。

【００２３】その駆動回路６２は、上記モータ５０とバ
ッテリー電源６３とに接続され、制御回路６１からの指
示信号に応じてモータ５０を駆動するもので、例えば、
電力制御用スイッチング素子としてＦＥＴ等のトランジ
スタを含む公知のものを用いることができる。

【００２４】そのトルクセンサ５１は、バルブハウジン
グ１０ａ内の上記制御弁２３とオイルシール１５との間
に配置され、上記操舵トルクを伝達する入出力シャフト
２、４を構成要素として備える。

【００２５】図３に示すように、その入力シャフト２の
外周に、円環状の第１受け部７１が同行回転可能に連結
されている。本実施形態では、その第１受け部７１の内
周が入力シャフト２の外周に圧入されることで、第１受
け部７１は入力シャフト２に対して軸方向変位不能とさ
れている。

【００２６】図３、図４に示すように、その出力シャフ
ト４の一端は二股部４ａ、４ｂとされ、その二股部４
ａ、４ｂは、図４において２点鎖線で示すように上記第
１受け部７１に形成された一対の開口７１ａ、７１ｂに
挿入される。各開口７１ａ、７１ｂの内周と二股部４
ａ、４ｂの外周との間には、入力シャフト２と出力シャ
フト４の操舵トルクに応じた相対回転を許容する間隙が
形成されている。

【００２７】その出力シャフト４に、第２受け部７２が
同行回転可能、且つ、軸方向移動可能に連結されてい
る。これにより、第１受け部７１と第２受け部７２とは
入出力シャフトの軸方向の間隔をおいて互いに対向し、
第２受け部７２は第１受け部７１に対して入力シャフト
２の軸方向に相対移動可能とされている。本実施形態で
は、その第２受け部７２は、円環状の本体７２ａと、こ
の本体７２ａの内周から軸方向に延びる筒状部７２ｂと
を有する。その本体７２ａの外径は第１受け部７１の外
径と等しい。その筒状部７２ｂの内周の周方向間隔をお
いた複数位置に、軸方向に沿うＶ字状の溝７２ｃが形成
されている。

【００２８】その出力シャフト４に円環状のベースリン
グ７３が、その出力シャフト４の外周にベースリング７
３の内周が圧入されることで固定されている。そのベー
スリング７３の外周一端側は、一端面に向かうに従い小
径となるテーパ面７３ａとされている。

【００２９】そのベースリング７３に筒状のリテーナ７
４が、そのベースリング７３の外周に形成された雄ねじ
７３ａにリテーナ７４の内周に形成された雌ねじ７４ａ
がねじ合わされることで固定され、さらに、そのベース
リング７３の外周の雄ねじ７３ａにロックナット７５が
ねじ合わされている。

【００３０】そのリテーナ７４の外周に第２受け部７２
の筒状部７２ｂの内周が軸方向移動可能に嵌め合わされ
ている。そのリテーナ７４の周方向等間隔をおいた複数
位置（本実施形態では４位置）に形成された保持孔７４
ｂそれぞれに、ボール７６が挿入されている。各ボール
７６は、上記ベースリング７３のテーパ面７３ａと、上
記第２受け部７２の溝７２ｃの内面とにより支持される
ことで、入出力シャフト２、４の軸方向に転動可能とさ
れると共に周方向移動が阻止されている。これにより、
第２受け部７２は出力シャフト４に対して同行回転可
能、且つ、軸方向移動可能とされている。

【００３１】その第１受け部７１と第２受け部７２の間
にカム機構８０が設けられている。そのカム機構８０
は、両受け部７１、７２の互いとの対向面の周方向等間
隔をおいた複数位置（本実施形態では４位置）に形成さ
れたカム面７１ｅ、７２ｅと、両受け部７１、７２の間
に配置される複数個（本実施形態では４個）のボール状
カムフォロア８１とから構成される。各カム面７１ｅ、
７２ｅは、両受け部７１、７２の互いとの対向面を円錐
面状に凹ませることで形成されている。各カムフォロア
８１は、第１受け部７１のカム面７１ｅと第２受け部７
２のカム面７２ｅとで挟み込まれる。

【００３２】その第２受け部７２の本体７２ａと上記ロ
ックナット７５とにより、上記第２受け部７２の筒状部
７２ｂの外周に嵌め合わされる圧縮コイルバネ８２が挟
み込まれる。そのバネ８２によって付与される弾力によ
り、上記カム機構８０を介して両受け部７１、７２は互
いに押し付けられる。

【００３３】入出力シャフト２、４により伝達される操
舵トルクが零の状態で、第１受け部７１と第２受け部７
２とは互いに最も近接するように相対配置される。すな
わち、操舵トルクが零の状態では、図５の（１）に示す
ように、各カムフォロア８１は各カム面７１ｅ、７２ｅ
に最も深く入り込んだ状態とされる。これにより、その
操舵トルクの変化による入出力シャフト２、４の相対回
転量と同一量だけ両受け部７１、７２が相対回転する
と、図５の（２）に示すように各カムフォロア８１と各
カム面７１ｅ、７２ｅとの接点が変化し、その相対回転
量に応じて第２受け部７２は第１受け部７１に対して入
出力シャフト２、４の軸方向に相対移動し、両受け部７
１、７２の間隔は大きくなる。すなわち、両受け部７
１、７２は入出力シャフト２、４の相対回転量に応じて
入出力シャフト２、４の軸方向に相対的に移動する。

【００３４】両受け部７１、７２の相対向する面の外周
側は、内周に向かうに従い互いに接近する受け面７
１′、７２′とされている。両受け面７１′、７２′に
より、入出力シャフト２、４の径方向に移動可能なボー
ル状の検知部８３が受けられる。その検知部８３と、上
記バルブハウジング１０ａに形成された通孔１０ａ′に
嵌め合わされた荷重検知センサ８４とにより、圧縮コイ
ルバネ８５が挟み込まれる。そのバネ８５によって付与
される弾力により、その検知部８３は両受け面７１′、
７２′に押し付けられる。

【００３５】両受け面７１′、７２′は内周に向かうに
従い互いに近接するので、第２受け部７２の入出力シャ
フト２、４の軸方向相対移動により、両受け部７１、７
２による検知部８３の受け位置は変更される。その受け
位置の変更により、入出力シャフト２、４の軸方向に沿
う第２受け部７２の相対移動量に応じて、その検知部８
３は入出力シャフト２、４の径方向に移動する。例え
ば、図３において実線に位置する検知部８３は、操舵ト
ルクの増加により両受け部７１、７２が互いに離反する
と、２点鎖線で示すように入出力シャフト２、４に接近
する。また、操舵トルクの減少により両受け部７１、７
２が互いに接近すると、検知部８３は入出力シャフト
２、４から離反する。その検知部８３の移動量は操舵ト
ルクに対応する。

【００３６】その検知部８３の移動量に応じて、上記バ
ネ８５により付与される検知部８３を両受け部７１、７
２に押し付ける弾力は変化する。その弾力の変化は、そ
の検知部８３の移動量に対応する操舵トルクに対応す
る。そのバネ８５により付与される弾力は上記荷重検知
センサ８４により検知される。その検知部８３を両受け
部７１、７２に押し付ける弾力の変化に基づき、その荷
重検知センサ８４は入出力シャフト２、４により伝達さ
れる操舵トルクに対応する信号を、上記制御回路６１に
出力する。

【００３７】その制御回路６１は、その操舵トルクに対
応するトルクセンサ５１の出力に基づいて、上記モータ
５０の回転速度を操舵補助速度にするか待機速度にする
かを判断する。すなわち、そのトルクセンサ５１により
検出された操舵トルクの検出値と予め定めて記憶した設
定値とを比較し、その検出値が設定値以上か否かを判断
する。その設定値は、操舵補助を必要とする操舵トルク
の値に基づき決定される。その検出値が設定値以上であ
れば、その制御回路６１はモータ５０の回転速度を操舵
補助速度とする指示信号を駆動回路６２に出力する。そ
の操舵補助速度は、上記ポンプ３７から送り出される圧
油の流量が操舵補助に必要な流量になるように予め設定
される速度である。その操舵補助速度は、車速センサ５
３により検知される車速に応じて変化するものとされ
る。すなわち、低車速では操舵補助力を大きくして車両
の旋回性能を向上し、高車速では操舵補助力を小さくし
て車両の走行安定性を向上できるように、その操舵補助
速度は決定される。

【００３８】その検出操舵トルクが設定値未満であれ
ば、その制御回路６１はモータ５０の回転速度を待機速
度とする指示信号を駆動回路６２に出力する。その待機
速度は、上記操舵補助速度よりも小さな予め設定される
速度であって、本実施形態では零とされるが、零よりも
大きな値であってもよい。その指示信号により、駆動回
路６２はモータ５０への電流を遮断し、これによりモー
タ５０の回転速度は待機速度になって操舵補助は解除さ
れる。

【００３９】上記構成によれば、伝達される操舵トルク
に応じて入出力シャフト２、４が相対回転すると、その
相対回転量に応じて第２受け部７２は入出力シャフト
２、４の軸方向に相対移動する。その第２受け部７２の
相対移動量に応じて、両受け部７１、７２による検知部
８３の受け位置が変化する。この受け位置の変化によ
り、その検知部８３は第２受け部７２の相対移動量に応
じて入出力シャフト２、４の径方向に移動する。その検
知部８３の移動量に応じて、この検知部８３を両受け部
７１、７２に押し付けるバネ８５による弾力が変化す
る。その弾力の変化は操舵トルクに対応するので、その
弾力の変化に基づき操舵トルクに対応する信号を荷重検
知センサ８４は出力できる。これにより、磁気回路を用
いることなく操舵トルクを検出でき、構成のコンパクト
化を図ることができる。

【００４０】また、カム機構８０を両受け部７１、７２
の間に配置し、検知部８３を受け部７１、７２の相対向
する面の外周側の受け面７１′、７２′により受けるの
で、コンパクトな構成で入出力シャフト２、４の相対回
転量に応じて第２受け部７２を入出力シャフト２、４の
軸方向に相対移動させることができ、また、検知部８３
を入出力シャフト２、４の径方向に移動させることがで
きる。そのセンサ出力は連続的な弾力の変化に対応し、
カム機構８０におけるカム面７１ｅ、７２ｅの形状に応
じて伝達トルクの検知範囲を任意に設定できるので、容
易に出力感度を高くし、また、必要な範囲のトルクを過
不足なく検知でき、経済的なものである。また、荷重検
知センサ８４の出力は、操舵トルクが零である時に最大
出力となり、操舵トルクが零から増加するに従って、減
少するように構成されているので、小さい操舵トルクを
検出する際にその値がノイズ等により影響されることを
防止できる。

【００４１】そのトルクセンサ５１の出力に基づいてモ
ータ５０の回転速度を操舵補助速度にするか待機速度に
するかを判断でき、さらに、トルクセンサ５１とパワー
ステアリング装置１とで構成部材である入出力シャフト
２、４とトーションバー３を共用できるので、パワース
テアリング装置１をコンパクト化し、正確に操舵補助の
必要性を判断でき、さらに、部品点数の増加、構成の複
雑化を防止してコスト低減を図ることができる。

【００４２】また、上記構成によれば、ベースリング７
３に対するリテーナ７４のねじ込み量を変化させること
で、第１受け部７１に対する第２受け部７２の相対回転
位置を、入出力シャフト２、４の相対回転位置を変化さ
せることなく変化させることができる。これにより、入
出力シャフト２、４を相対回転させることなく両受け部
７１、７２の相対回転位置を変化させ、入出力シャフト
２、４の軸方向に第２受け部７２を相対移動させ、入出
力シャフト２、４の径方向へ検知部８３を移動させてト
ルクセンサ５１の出力を変化させることができる。すな
わち、入出力シャフト２、４の相対回転位置に影響され
ることなく、操舵トルクが零の場合のトルクセンサ５１
の出力を操舵トルクが零である状態に対応する値に調節
できる。よって、操舵トルクが零の状態で、入出力シャ
フト２、４の相対回転位置を油圧シリンダ１８に圧油が
作用しない位置に設定し、且つ、トルクセンサ５１の出
力を操舵トルクが零である状態に対応する値に調節する
ことができるので、トルクセンサ５１の検知精度と制御
弁２３の制御精度が互いに影響されるのを防止できる。
なお、操舵トルクが零の状態で、入出力シャフト２、４
の相対回転位置を、油圧シリンダ１８に圧油が作用しな
い位置に設定するのは、入出力シャフト２、４を相対回
転させて上記絞り部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの開度を調節し、し
かる後に、上記ピン５によってトーションバー３と入力
シャフト２とを連結することで行える。

【００４３】また、入力シャフト２に第１受け部７１を
嵌め合わせ、第２受け部７２をボール７６、リテーナ７
４、ベースリング７３を介して出力シャフト４へ嵌め合
わせてロックナット７５とバネ８２を介して保持し、カ
ム機構８０と検知部８３を両受け部７１、７２の間に介
在させることでトルクセンサ５１を組み立てることがで
き、組み付け性に優れたものである。

【００４４】なお、本発明は上記実施形態に限定されな
い。例えば、第１受け部を入力シャフトに対して軸方向
相対移動可能にしてもよく、要は、両受け部が入出力シ
ャフトの相対回転量に応じて入出力シャフトの軸方向に
相対移動可能であればよい。また、カム機構は、入出力
シャフトの一方に設けられるカムフォロアと入出力シャ
フトの他方に設けられるカム面とが直接に接するもので
あってもよい。また、トルクセンサの出力に基づいてモ
ータの回転速度を操舵補助速度にするか待機速度にする
かの判断方法は特に限定されず、例えば、検出トルクの
変化速度が設定値以上であれば操舵補助速度にし、一定
時間だけ設定値以下であれば待機速度にしてもよい。ま
た、トルクセンサの用途は特に限定されず、例えば、操
舵トルクの変化速度から操舵の緊急度を求めるために操
舵トルクを検知したり、操舵トルク以外のトルクを検知
するために用いてもよい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、コンパクトで、出力感
度が高く、経済的なトルクセンサと、正確に操舵の必要
性を判断して省エネルギー化を図ると共にコスト低減を
図ることができるパワーステアリング装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の
縦断面図

【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線断面図

【図３】本発明の実施形態のパワーステアリング装置の
要部の断面図

【図４】図３のＩＶ‐ＩＶ線断面図

【図５】本発明の実施形態のトルクセンサのカム機構
の、（１）はトルクが零の状態を示す図、（２）はトル
クが零から変化した場合の状態を示す図

【符号の説明】

１ パワーステアリング装置 ２ 入力シャフト ３ トーションバー ４ 出力シャフト １８ 油圧シリンダ（油圧アクチュエータ） ２３ 制御弁 ３７ ポンプ ５０ モータ ５１ トルクセンサ ６０ コントローラ ７１ 第１受け部 ７２ 第２受け部 ７１′、７２′ 受け面 ８０ カム機構 ８２ バネ ８３ 検知部 ８４ 荷重検知センサ ８５ バネ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力シャフトと、 その入力シャフトに、伝達トルクに応じて弾性的に同軸
   中心に相対回転可能に連結される出力シャフトと、 その入力シャフトと同行回転可能な第１受け部と、 その出力シャフトと同行回転可能、且つ、その第１受け
   部に対して入出力シャフトの相対回転量に応じて入出力
   シャフトの軸方向に相対的に移動可能な第２受け部と、 その入出力シャフトの径方向に移動可能な検知部と、 その検知部を両受け部に押し付ける弾力を付与する手段
   とを備え、 その検知部が両受け部の相対移動量に応じて入出力シャ
   フトの径方向に移動するように、両受け部の相対移動量
   に応じて両受け部による検知部の受け位置が変化可能と
   され、 その検知部を両受け部に押し付ける弾力は、その検知部
   の移動量に応じて変化可能とされ、 その検知部を両受け部に押し付ける弾力の変化に基づ
   き、入出力シャフトによる伝達トルクに対応する信号を
   出力可能なトルクセンサ。
2. 【請求項２】 両受け部は入出力シャフトの軸方向の間
   隔をおいて互いに対向配置され、 両受け部の間に設けられるカム機構と、 そのカム機構を介して両受け部を互いに押し付ける弾力
   を付与する手段とを備え、 そのカム機構により、両受け部は、その入出力シャフト
   の相対回転量に応じて入出力シャフトの軸方向に互いに
   対して相対移動可能とされ、 前記両受け部の相対向する面の外周側は、内周に向かう
   に従い互いに接近する受け面とされ、 両受け面により前記検知部が受けられる請求項１に記載
   のトルクセンサ。
3. 【請求項３】 両受け部の相対回転位置が、入出力シャ
   フトの相対回転位置を変化させることなく変化可能とさ
   れている請求項１または２に記載のトルクセンサ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の中の何れかに記載のトル
   クセンサと、 モータにより駆動されるポンプからの圧油によって操舵
   補助力を発生させる油圧アクチュエータと、 その油圧アクチュエータに供給される圧油の油圧を、操
   舵トルクに応じた前記入出力シャフトの相対回転量に応
   じて制御する制御弁と、 そのモータの回転速度を、操舵補助時に操舵補助速度に
   し、操舵補助解除時に待機速度にする制御手段とを備え
   るパワーステアリング装置において、 前記制御手段は、そのトルクセンサの出力に基づいて前
   記モータの回転速度を操舵補助速度にするか待機速度に
   するかを判断することを特徴とするパワーステアリング
   装置。