(57)【要約】【課題】  パワーステアリング装置における操舵トルク検出装置において、その構成が簡単で、かつ、操舵トルクを高精度に検出可能とする操舵トルク検出装置を提供する。【解決手段】  操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基いて補助力を発生させるパワーステアリング装置にあって、ステアリングハンドル４側に接続する入力軸１５とステアリングギヤ２８側に接続する出力軸１６とを弾性体であるねじりバネ４８を介して連結すると共に、出力軸１６側に上下に向かうレバー５５を回動自在に取り付けて、このレバー５５の上部を入力軸１５側に固着して周方向に移動する上部ピン５９に係合させ、かつ、レバー５５の下部に下部ピン６０を固着し、この下部ピン６０の変位量を検出することにより操舵トルクを検出するセンサーである回転ポテンショメータ６２を出力軸１６側に取り付けたパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置である。【選択図】  図２
2005274369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基いて補助力を発生させるパワーステアリング装置にあって、
ステアリングハンドル４側に接続する入力軸１５とステアリングギヤ２８側に接続する出力軸１６とを弾性体を介して連結すると共に、出力軸１６側に上下に向かうレバー５５を回動自在に取り付けて、このレバー５５の上部を入力軸１５側に固着して周方向に移動する上部ピン５９に係合させ、かつ、レバー５５の下部に下部ピン６０を固着し、この下部ピン６０の変位量を検出することにより操舵トルクを検出するセンサーを出力軸１６側に取り付けたことを特徴とするパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置。
【請求項２】
レバー５５の取り付け位置から下部ピン６０までの下部における距離Ｂと下部ピン６０からセンサーの検出位置までのセンサー検出における距離Ｃの関係式を、Ｂ＞Ｃとしたことを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置。
【請求項３】
レバー５５の取り付け位置から上部ピン５９までの上部における距離Ａとレバー５５の取り付け位置から下部ピン６０までの下部における距離Ｂとの関係式を、Ａ＜Ｂとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載するパワーステアリング装置において、操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置に関し、特に、構成が簡単で、かつ、操舵トルクを高精度に検出可能とするパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パワーステアリング装置を搭載する車両として、例えば、産業車両の一種であるリーチ式フォークリフトがある。
【０００３】
このリーチ式フォークリフトは、図８に示すように、上部にヘッドガード２を取り付けた車体１を備え、この車体１の上部には作業機レバー３やステアリングハンドル４を備えると共に、下部には走行操舵用の車輪５を備えている。そして、この車体１の前方下部に左右一対のリーチレッグ６を備え、このリーチレッグ６の前部には車輪７を備えると共に、リーチレッグ６に沿って前後移動する左右一対のマスト８を備え、このマスト８に沿って昇降動するフォーク爪９を備えている。
【０００４】
このような構成となるリーチ式フォークリフトにあっては、車体１の内部にパワーステアリング装置が搭載されている。このパワーステアリング装置としては、図９に示すように、オペレータが操作するステアリングハンドル４の下部にステアリングハンド軸７１を取り付けて、このステアリングハンド軸７１の下部に第一スプロケット７２を取り付け、この第一スプロケット７２にチェーン７３を介して連結する第二スプロケット７４を設ける。そして、この第二スプロケット７４の下部に第一連結軸７５を取り付け、この第一連結軸７５の下部にユニバーサルジョイント７６を介して第二連結軸７７を取り付け、この第二連結軸７７の下部にユニバーサルジョイント７８を介して操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置の入力軸７９を連結する。そして、この操舵トルク検出装置の出力軸８０はパワーステアリングユニット８１内を貫通しており、このパワーステアリングユニット８１内において、出力軸８０がパワーステアリングモータ８２からの補助力を受けるようになっている。なお、パワーステアリングモータ８２は操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基いて補助力を発生させる。そして、この出力軸８０の下部にユニバーサルジョイント８３を介して第三連結軸８４を取り付け、この第三連結軸８４の下部にユニバーサルジョイント８５を介して駆動軸８６を取り付け、この駆動軸８６に駆動ギア８７を取り付けて、この駆動ギア８７にステアリングギヤ８８を噛み合わせる。このステアリングギヤ８８はドライブユニット８９内に設けられ、上部にドライブモータ９０を下部に車輪用ブラケット９１をそれぞれ固着し、車輪用ブラケット９１に走行操舵用の車輪５を取り付けている。
【０００５】
このパワーステアリング装置において、操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置にあっては、例えば、特開昭６３−１９２６５６号公報（特許文献１参照）が知られていた。この操舵トルク検出装置は、操舵トルクが入力軸に印加されると、ピンの一端に固定されたベアリングがスライダに形成したらせん溝に沿って転動し、ベアリングとらせん溝とのカム作用によって、スライダを出力軸上を軸方向に円滑に上下動させ、その変位を電気式検出装置により電気的に検出することにより、入力軸に加えられたトルクの大きさ及びその方向のトルク検出信号出力を得ることができるものである。
【特許文献１】特開昭６３−１９２６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の操舵トルク検出装置にあっては、ピンの一端に固定されたベアリングとスライダに形成したらせん溝とのカム作用によって、らせん溝を形成したスライダを出力軸上を軸方向に上下動させる機構となるため、このスライダを上下動させる機構が複雑な機構となり、部品点数が非常に多くなると共に、カム作用を発生するらせん溝等の加工も非常に高い精度で行わなくてはならなかった。このため、操舵トルク検出装置の組立て加工時における作業性が非常に悪いといった問題があった。しかも、機構の複雑化や部品点数の多数化等により、信頼性において問題があると共に、操舵トルク検出装置自身の大型化といった問題もあった。
【０００７】
本発明は、前述したような各問題等を解消して、構成が簡単で、かつ、操舵トルクを高精度に検出可能とするパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置を提供できるようにすることを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一の発明は、操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基いて補助力を発生させるパワーステアリング装置にあって、ステアリングハンドル側に接続する入力軸とステアリングギヤ側に接続する出力軸とを弾性体を介して連結すると共に、出力軸側に上下に向かうレバーを回動自在に取り付けて、このレバーの上部を入力軸側に固着して周方向に移動する上部ピンに係合させ、かつ、レバーの下部に下部ピンを固着し、この下部ピンの変位量を検出することにより操舵トルクを検出するセンサーを出力軸側に取り付けたパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置である。
【０００９】
第二の発明は、第一の発明において、レバーの取り付け位置から下部ピンまでの下部における距離Ｂと下部ピンからセンサーの検出位置までのセンサー検出における距離Ｃの関係式を、Ｂ＞Ｃとしたパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置である。
【００１０】
第三の発明は、第一又は第二の発明において、レバーの取り付け位置から上部ピンまでの上部における距離Ａとレバーの取り付け位置から下部ピンまでの下部における距離Ｂとの関係式を、Ａ＜Ｂとしたパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、パワーステアリング装置における操舵トルク検出装置にあっては入力軸と出力軸との差動量（ねじれ）をレバーを用いてセンサーで検出するだけの非常に簡単な構成にすることができ、部品点数も少なくすることができる。これにより、当該操舵トルク検出装置の組立て加工時における作業性を大幅に向上すると共に、信頼性の向上も図ることができ、しかも、当該操舵トルク検出装置自身の小型化も図ることができる。
【００１２】
本発明によれば、レバーの取り付け位置から下部ピンまでの下部における距離Ｂと下部ピンからセンサーの検出位置までのセンサー検出における距離Ｃの関係式を、Ｂ＞Ｃとしたことで、下部ピンの移動量すなわち下部ピンにおける変位量をセンサーに大きく伝えることができ、これにより、センサーにおいて操舵トルクを高精度で検出することができる。
【００１３】
本発明によれば、レバーにおけるレバーの取り付け位置から上部ピンまでの上部における距離Ａとレバーの取り付け位置から下部ピンまでの下部における距離Ｂとの関係式を、Ａ＜Ｂとしたことで、上部ピンの移動量より下部ピンの移動量を大きく、すなわち下部ピンの変位量を大きくすることができ、これにより、センサーにおいて操舵トルクを高精度で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置の一形態について説明する。なお、本形態については産業車両の一種であるリーチ式フォークリフトのパワーステアリング装置に装着した例である。
【００１５】
まず、パワーステアリング装置としては、図１に示すように、ステアリングハンドル４の下部に取り付けたステアリングハンド軸１１の下部に第一スプロケット１２を取り付け、この第一スプロケット１２にチェーン１３を介して連結する第二スプロケット１４を設ける。そして、この第二スプロケット１４に操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置の入力軸１５を取り付け、操舵トルク検出装置の出力軸１６にユニバーサルジョイント１７を介して第一連結軸１８を取り付け、この第一連結軸１８の下部にユニバーサルジョイント１９を介して第二連結軸２０を取り付ける。この第二連結軸２０はパワーステアリングユニット２１内を貫通しており、このパワーステアリングユニット２１内において、第二連結軸２０がパワーステアリングモータ２２からの補助力を受けるようになり、この補助力は操舵トルク検出装置で検出した操舵トルクに基いてパワーステアリングモータ２２で発生させる。そして、この第二連結軸２０の下部にユニバーサルジョイント２３を介して第三連結軸２４を取り付け、この第三連結軸２４の下部にユニバーサルジョイント２５を介して駆動軸２６を取り付け、この駆動軸２６に駆動ギア２７に取り付けて、この駆動ギア２７にステアリングギヤ２８を噛み合わせる。このステアリングギヤ２８はドライブユニット２９内に設けられ、上部にドライブモータ３０を下部に車輪用ブラケット３１をそれぞれ固着し、車輪用ブラケット３１に走行操舵用の車輪５を取り付ける。
【００１６】
以上のように、操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置は、パワーステアリング装置における第二スプロケット１４の下部側で、第一連結軸１８の上部側に装着している。次に、この操舵トルク検出装置について具体的に説明する。
【００１７】
図２、図３に示すように、車体１側に固着するケース４１を固着し、このケース４１は上部側において第二スプロケット１４を軸受け４２を介して保持する。また、このケース４１は上部側において操舵トルク検出装置の入力軸１５も軸受け４３を介して保持すると共に、下部側において操舵トルク検出装置の出力軸１６を軸受け４４を介して保持する。
【００１８】
そして、操舵トルク検出装置の入力軸１５には長方形の板状となる入力側プレート４５を固着し、また、操舵トルク検出装置の出力軸１６にも長方形の略板状となる出力側プレート４６を固着する。そして、この入力軸１５と出力軸１６に固着する出力側プレート４６とは軸受け４７を介して周方向に回動自在に連結する。
【００１９】
また、この入力軸１５と出力軸１６とは弾性体、例えば、ねじりバネ４８を介して連結し、図４に示すように、このねじりバネ４８の両端の間には入力側プレート４５の下部に固着したピン４９と出力側プレート４６の上部に固着したピン５０を設けて、このピン４９とピン５０とによりねじりバネ４８を介して入力軸１５と出力軸１６とを周方向において保持する。さらに、入力側プレート４５の下部に移動ピン５１を固着すると共に、出力側プレート４６の上部に移動ピン５１に当たるストッパーピン５２を移動ピン５１の両側それぞれに固着して、この移動ピン５１とストッパーピン５２とにより入力軸１５と出力軸１６とが一定以上差動（ねじれ）しないようにする。
【００２０】
このような構成とすることで、入力軸１５と出力軸１６とは弾性体を介して連結し、入力軸１５の回転が弾性体を介して出力軸１６に伝わる。なお、弾性体は、ねじりバネ４８に限られるものではなく、図５に示すように、トーションバー５３を用いるようにしても良く、また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、円弧状のバネであるＣリング５４を用いるようにしても良い。
【００２１】
そして、図７にも示すように、出力軸１６側である出力側プレート４６の一端に上下に向かうレバー５５を回動ピン５６を介して回動自在に取り付け、このレバー５５の上部にはＵ字状の溝部５７を形成した係合アーム５８を取り付ける。一方、入力軸１５側である入力側プレート４５の一端に固着することで、周方向に移動する上部ピン５９を備え、この入力側プレート４５に固着する上部ピン５９にレバー５５の上部に取り付けた係合アーム５８の溝部５７を係合させる。これにより、入力側プレート４５の周方向の移動によりレバー５５が回動ピン５６を中心にして回動する。また、このレバー５５の下部には下部ピン６０を固着する。
【００２２】
そして、出力軸１６側である出力側プレート４６の下部に取り付けブラケット６１を介してセンサーを取り付ける。このセンサーとしては、例えば、回転ポテンショメータ６２であり、検出軸６３にＵ字状の溝部６４を形成したアーム６５を取り付け、このアーム６５の溝部６４がレバー５５の下部に固着した下部ピン６０に係合する。これにより、センサーである回転ポテンショメータ６２にあっては回動するレバー５５の下部ピン６０の変位量を検出し、すなわち、この変位量が操舵トルクであり、回転ポテンショメータ６２にて操舵トルクを検出する。なお、センサーとしては、回転ポテンショメータ６２に限定されるものではなく、レバー５５の下部ピン６０の変位量を検出できるものなら良い。
【００２３】
また、レバー５５にあっては、レバー５５の取り付け位置である回動ピン５６から上部ピン５９までの上部における距離Ａとレバー５５の取り付け位置である回動ピン５６から下部ピン６０までの下部における距離Ｂとの関係式を、Ａ＜Ｂとし、すなわち上部における距離Ａより下部における距離Ｂを大きくする。よって、この上部における距離Ａ＜下部における距離Ｂの関係式により、上部ピン５９の移動量より下部ピン６０の移動量を大きくすることができ、下部ピン６０の変位量を大きくすることで、センサーである回転ポテンショメータ６２による操舵トルクの検出を高精度にすることができる。
【００２４】
さらに、レバー５５とセンサーである回転ポテンショメータ６２の検出軸６３に取り付けたアーム６５にあっては、レバー５５の取り付け位置である回動ピン５６から下部ピン６０までの下部における距離Ｂと下部ピン６０からアーム６５を取り付ける回転ポテンショメータ６２の検出軸６３の検出位置までのセンサー検出における距離Ｃの関係式を、Ｂ＞Ｃとし、すなわち下部における距離Ｂよりセンサー検出における距離Ｃを小さくする。よって、この下部における距離Ｂ＞センサー検出における距離Ｃの関係式により、下部ピン６０の移動量すなわち下部ピン６０における変位量を回転ポテンショメータ６２の検出軸６３に大きく伝えることができ、センサーである回転ポテンショメータ６２において操舵トルクを高精度で検出することができる。
【００２５】
なお、ケース４１の下部側である出力軸１６の下部にケーブルリール６６を備え、このケーブルリール６６には回転ポテンショメータ６２からの電気ケーブル６７を複数（２，３巻き程度）巻いている。そして、この電気ケーブル６７は図示していない制御手段に接続しており、回転ポテンショメータ６２で検出した操舵トルクのデータを制御手段に伝えて、制御手段において操舵トルクのデータに基いてドライブユニット２９内のドライブモータ３０を作動させ、所望の補助力を発生させる。
【００２６】
このようにパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置にあっては、入力軸１５と出力軸１６との差動量（ねじれ）をレバー５５を用いてセンサーである回転ポテンショメータ６２で検出し、操舵トルクを検出する極めて簡単な構成にすることができ、部品点数も非常に少なくすることができる。これにより、当該操舵トルク検出装置の組立て加工時における作業性を大幅に向上することができると共に、信頼性の向上も図ることができる。しかも、構成を簡単に、かつ、部品点数も少なくできることで、操舵トルク検出装置自身の小型化も図ることができ、パワーステアリング装置のいろいろな箇所に装着することができ、パワーステアリング装置の設計自由度が大となる。また、操舵トルク検出装置における破損等を大幅に低減することができる。
【００２７】
なお、前述したパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置の一形態にあっては、操舵トルク検出装置をパワーステアリング装置における第二スプロケット１４の下部側で、第一連結軸１８の上部側に装着した例で説明しているが、前述したようにパワーステアリング装置のいろいろな箇所に装着することができ、例えば、パワーステアリング装置におけるステアリングハンド軸１１、第一連結軸１８や第二連結軸２０等にも配置し装着することができる。
【００２８】
また、パワーステアリング装置の構成についても前述したものに限定されるものではない。
【００２９】
さらに、当該操舵トルク検出装置にあっては、前述したリーチ式フォークリフトのパワーステアリング装置だけに適用されるものではなく、他の産業車両のパワーステアリング装置、さらには、他の車両のパワーステアリング装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるパワーステアリング装置の説明図である。
【図２】本発明によるパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置の説明図である。
【図３】本発明によるパワーステアリング装置における操舵トルク検出装置の説明図である。
【図４】図２におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図５】操舵トルク検出装置における他の弾性体の説明図である。
【図６】（ａ）操舵トルク検出装置における他の弾性体の説明図である。              （ｂ）操舵トルク検出装置における他の弾性体の説明図である。
【図７】操舵トルク検出装置におけるレバーを説明する斜視図である。
【図８】リーチ式フォークリフトの全体図である。
【図９】従来のパワーステアリング装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…車体、２…ヘッドガード、３…作業機レバー、４…ステアリングハンドル、５…車輪、６…リーチレッグ、７…車輪、８…マスト、９…フォーク爪、１１…ステアリングハンド軸、１２…第一スプロケット、１３…チェーン、１４…第二スプロケット、１５…入力軸、１６…出力軸、１７…ユニバーサルジョイント、１８…第一連結軸、１９…ユニバーサルジョイント、２０…第二連結軸、２１…パワーステアリングユニット、２２…パワーステアリングモータ、２３…ユニバーサルジョイント、２４…第三連結軸、２５…ユニバーサルジョイント、２６…駆動軸、２７…駆動ギア、２８…ステアリングギヤ、２９…ドライブユニット、３０…ドライブモータ、３１…車輪用ブラケット、４１…ケース、４２…軸受け、４３…軸受け、４４…軸受け、４５…入力側プレート、４６…出力側プレート、４７…軸受け、４８…ねじりバネ、４９…ピン、５０…ピン、５１…移動ピン、５２…ストッパーピン、５３…トーションバー、５４…Ｃリング、５５…レバー、５６…回動ピン、５７…溝部、５８…係合アーム、５９…上部ピン、６０…下部ピン、６１…取り付けブラケット、６２…回転ポテンショメータ、６３…検出軸、６４…溝部、６５…アーム、６６…ケーブルリール、６７…電気ケーブル、７１…ステアリングハンド軸、７２…第一スプロケット、７３…チェーン、７４…第二スプロケット、７５…第一連結軸、７６…ユニバーサルジョイント、７７…第二連結軸、７８…ユニバーサルジョイント、７９…入力軸、８０…出力軸、８１…パワーステアリングユニット、８２…パワーステアリングモータ、８３…ユニバーサルジョイント、８４…第三連結軸、８５…ユニバーサルジョイント、８６…駆動軸、８７…駆動ギア、８８…ステアリングギヤ、８９…ドライブユニット、９０…ドライブモータ、９１…車輪用ブラケット。
【図１】
2005274369.tif 000003
【図２】
2005274369.tif 000004
【図３】
2005274369.tif 000005
【図４】
2005274369.tif 000006
【図５】
2005274369.tif 000007
【図６】
2005274369.tif 000008
【図７】
2005274369.tif 000009
【図８】
2005274369.tif 000010
【図９】
2005274369.tif 000011