JPS632769A - 電気式パワ−ステアリングにおけるトルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電気式パワーステアリングにおけるトルク検
出装置に関するものである。

（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
ホイールが取付られたステアリングシャフトとしての第
一軸と、走行車輪にリンクを介して連結される第二軸と
を所定の相対角変位が可能に弾性カップリングにて連結
し、そして前記第一軸のトルクを電気的に検出し、その
検出信号に基づいて第二軸をサーボモータによって回転
駆動するようになっている。

従来のトルクの検出装置としては第一軸の１−ルクに応
じてねじられる弾性体の回転変位をカム毅構著の変換機
構を介して直線変位に変換し、その直線変位をポテンシ
ョメータにより検出するものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記のような従来のトルク検出装置はカム機
構等の変換機構が複１１なため、組付性が悪い問題があ
った。

この発明の目的は前記従来の問題点を解消するためにな
されたものであって、第一軸及び第二軸の回転変位を直
接検出することにより、簡ｉｐな構造のトルク検出装置
を提供することにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明のトルク検出装置は第一軸と第二軸とのそれぞ
れに設けた磁石と、同磁石の回転変位に沿うように両軸
の周囲に配置し、前記磁石の回転変位を検出する複数個
の磁気センサと、両軸に対応して設けた磁気センサから
の検出信号に基づいて回転変位量を検出し、その変位量
に応じて前記駆動手段に制御信号を出力する制御手段と
を備えたものである。

（作用） ステアリングホイールを回転操作すると、その操作力に
より生じたトルクに応じて弾性カップリングは所定角度
の範囲内においてねじれ、第一軸と第二軸との間に相対
的回転変位が生じる。そして、この相対角変位時におい
て、第一軸側の磁石が回転変位しているため、磁気セン
サがこの磁石の変位を検出し、その検出信号を制御手段
にて検出する。又、制御手段は第二軸側に設けた磁気セ
ンサからの検出信号と、前記第一軸側の磁気センサから
の検出信号とに基づいて第一軸の回転変位けを検出し、
その変位量に応じて前記駆動手段に制御信号を出力し、
第二軸を回転駆動する。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第５図
に従って説明する。

第２図はバッテリ式リーチフォ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が固着された第一軸、３は第一軸１
と弾性カップリング４を介して連結された第二軸であっ
て、同第二軸３はチェーン伝動機構５、伝動軸６、歯車
列７を介してドライブユニット８と連結されている。な
お、ドライブユニット８における操向駆動輪９はドライ
ブモータ１０によってギヤーボックス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って、制御手
段としてのコントローラ１４からの指示により、減速歯
車機Ｍ４１３を介して前記第二軸３を回転駆動する。

なお、゛前記弾性カップリングはヘリカルカップリング
と呼称され、２軸間における所定の相対角変位を許容す
るように構成されている。すなわち、弾性カップリング
４は第１図に示すように、円筒材の軸方向の中間部に螺
旋状の切り込みを入れることによって同円筒材をバネ部
４ａとハブ部４ｂとに別けた一体構造のものであり、バ
ネ部４ａのねじれによって第一軸と第二軸３との相対角
変位を許容するようになっている。

次に上記のように構成されたパワーステアリング装置に
組付けられるトルク検出装置を第１図に従って説明する
。

前記第一軸１と弾性カップリング４との間には磁石ブラ
ケット１５が固定されており、同磁石ブラケット１５の
外周には磁石１６が取着されている。又、前記第二軸３
と弾性カップリング４との間には断面円形の磁石ブラケ
ット１７が固定されており、同磁石ブラケット１７の外
周には中立時、すなわら、ステアリングホイール２に操
作力をかけていないときくステアリングシャフトに生じ
ているトルクがＯのとき）には前記磁石１６と同方向に
位置するように磁石１８が取着されている。

又、１９は前記第一軸１及び第二軸３との外方を覆うよ
うに設けられた円筒状のハウジングであって、前記磁石
ブラケット１５．１７と対応する内周には互いに所定間
隔を冒いてホール索子又は磁気ｌｌ（抗素子等からなる
磁気センサ２０．２１が複数個配列されている。なお、
この各ブラウット１５．１７に対応して上下に設けられ
た磁気センサ２０．２１はそれぞれ対応して同数個配置
され、前記コントローラ１４に電気的に接続されている
。

以上のように構成されたパワーステアリング装置の作用
について説明する。

中立時においては上下にそれぞれ配列された磁石１６．
１８は同方向を向いて位置している。従つて、配列され
た磁気センサ２０．２１のうち磁石１６．１８に対応し
て同一方向に位置する磁気センサ２０．２１は第４図（
ｂ）及び第５図（ｂ）の実線で示すように他の磁気セン
サ２０．２１よりち高レベルの検出信号が出力される。

ステアリングホイール２により第一軸１が右、又は左に
回転されると、所定の範囲についてはステアリングホイ
ール２に加えられた操作力に応じて弾性カップリング４
のバネ部４ａがねじれることにより第一軸１と第二軸３
とに相対角変位が１する。そして、この相対角変位にお
いて、第一軸１側の磁石１６と第二軸３側の磁石１８と
がＩＬ（、ｓにずれ、それぞれの磁石１６．１８に対応
した磁気センサ２０．２１から高レベルの検出信号がコ
ントローラ１４に出力される。すると、コントローラ１
４は両磁気センサ２０．２１から出力した高レベルの検
出信号を比較演算して弾性カップリング４の回転変位量
としてのねじれ量りを検出しく第５図（ｂ）参照）、そ
のねじれ指に基づいた第一軸１のトルクに応じて制御信
号をサーボモータ１２に出力する。

なお、第４図（ａ）及び第５図（ｂ）はそれぞれ磁気セ
ンサ２０．２１の配列を１１≦間した状態を示し、Ａは
磁石１６が中立位置のときの磁気センサ２０からの検出
信号、Ｂは中立位置から磁石が変位したときの検出信号
２ｏから出力されたときの検出信号、Ｃは中立位置に磁
石１８が位置するときの検出信号を示す。なお、この中
立位置とはステアリングホイールに操作力をかけていな
いときの位置をいう。この結果、サーボモータ１２が駆
動され、減速歯Φ機構１３を経て第二軸３が回転され、
チェーン伝動機構５、伝動軸６、歯車列７を介してドラ
イブユニット８、すなわち操向駆動輪９が右又は左に操
向される。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、弾性カップリング４は図示のものに限らず他の弾性体
を利用したものを採用してもよいことは勿論のことであ
る。

発明の効果 以上詳述したようにこの発明は複雑なカム門構等の変換
機構を採用しないため、組付けが簡単になるとともに、
簡単な構造でよくなり、又、安１ｉｔｆｉな磁気センサ
が設置できるため、コストを安くすることができ、固定
側に磁気センサを設けたので検出信号の取出しにも問題
を生じない優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例のトルク検出装
置を示す縦断面図、第２図はバッテリー式リーチフォー
クリフトの電気式パワーステアリング装置を示す略体図
、第３図は同じくトルク検出装置を示す横断面図、第４
図（ａ）は磁気センサの配置を示ず展開図、第４図（ｂ
）は中立位置のときにおける磁気センサの検出信号の出
力図、第５図（ａ）は伯の磁気センサの配置を示す展開
図、第５図（ｂ）はその磁気センサの検出信号の出力図
である。 １・・・第一軸、３・・・第二軸、４・・・弾性カップ
リング、９・・・操向駆動輪、１４・・・コントローラ
、１５゜１７・・・磁石ブラケット、１６．１８・・・
磁石、１９・・・ハウジング、２０．２１・・・磁気セ
ンサ。 特許出願人　　株式会社豊出自８織機製作所代　理　人
　　　　　弁理士　　恩１）博宵第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第一軸と第二軸とを所定の相対角度変位可能に連結する
   弾性カップリングと、第一軸の回転変位に基づいて第二
   軸を駆動制御する駆動手段を備えた電気式パワーステア
   リングにおいて、 両軸のそれぞれに設けた磁石と、 同磁石の回転変位に沿うように両軸の周囲に配置し、前
   記磁石の回転変位を検出する複数個の磁気センサと、 両軸に対応して設けた磁気センサからの検出信号に基づ
   いて回転変位間を検出し、その変位量に応じて前記駆動
   手段に制御信号を出力する制御手段と を備えた電気式パワーステアリングにおけるトルク検出
   装置。