(57)【要約】  【課題】パワーステアリング装置に適用するときにその操舵フィーリングの悪化を抑制できて、しかも組み込み易くて簡素な構造のトルク検出装置を提供する。  【解決手段】本トルク検出装置１では、トルク伝達可能に連結される第１および第２の分割シャフト２２，２３に設けられ互いに回転方向Ｒ１に係合する第１および第２の係合部２４，２５と、第１および第２の係合部２４，２５間に介在する感圧素子２６と、第１の分割シャフト２２の端部２２ａから軸方向Ｓ１に延設された連結突起２９と、第２の分割シャフト２３の端部２３ａに形成され連結突起２９に連結された連結孔３０と、連結突起２９に係合して連結孔３０からの連結突起２９の抜け止めを達成する抜け止め部材３１とを備える。抜け止め部材３１によって第１および第２の分割シャフト２２，２３の相対回転量が規制される。  【選択図】  図３
2005257328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク伝達可能に連結される第１および第２の分割シャフトと、
第１および第２の分割シャフトに設けられ互いに回転方向に係合する第１および第２の係合部と、
第１および第２の係合部間に介在する感圧素子と、
第１の分割シャフトの端部から軸方向に延設された連結突起と、
第２の分割シャフトの端部に形成され上記連結突起に連結された連結孔と、
第２の分割シャフトに形成される径方向孔に挿通されて連結孔内の連結突起に係合し、連結孔からの連結突起の抜け止めを達成する抜け止め部材とを備え、
抜け止め部材によって第１および第２の分割シャフトの相対回転量が規制されることを特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトルク検出装置において、
上記第２の分割シャフトの径方向孔の内面は、抜け止め部材に係合して第１および第２の分割シャフトの相対回転量を規制するための一対の規制部を含み、
抜け止め部材は、連結突起に形成された固定孔に挿通されて連結突起に一体回転可能に圧入される軸部と、上記一対の規制部にそれぞれ係合可能な一対の対向部とを含むことを特徴とするトルク検出装置。
【請求項３】
ステアリングシャフトに負荷されるトルクを検出するための請求項１または２に記載のトルク検出装置と、トルク検出装置によって検出されたトルクに応じて操舵補助力を発生する操舵補助力発生手段とを備えるパワーステアリング装置であって、
上記ステアリングシャフトが上記トルク検出装置の第１および第２の分割シャフトを含むことを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動車等に用いられるトルク検出装置およびパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置には、ステアリングホイールにかかる操舵トルクを検出して、検出された操舵トルクや車速等に応じて電動モータを駆動し、電動モータにより操舵補助力を発生させるものがある。
上述の操舵トルクの検出のために、ステアリングシャフトに、操舵トルクに応じて弾力的にねじれ変形可能なトーションバーを設け、操舵トルクが負荷されたときに生じるトーションバーのねじれ角に基づいてトルクを検出するものがある。
【０００３】
また、操舵トルクの検出のために、ステアリングシャフトを軸方向について一対の軸に分割し、分割された一対の軸同士の間に、操舵トルクに応じてステアリングシャフトに生じる周方向の力を検出可能な圧力センサを設けて、検出された周方向の力に基づいてトルクを検出するものがある（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】実開昭６１−１０７６８３号公報
【特許文献２】特開平９−２４０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、トルク検出にトーションバーを用いる場合には、トーションバーのねじれに起因して、運転者がステアリング剛性の不足や応答遅れを感じ、操舵フィーリングが悪くなる。
また、特許文献１，２に示された圧力センサを用いるトルク検出装置では、実用化するに際して以下の課題が想定される。すなわち、トルク検出装置の分割された一対の軸同士の分離を規制しない場合には、例えば、トルク検出装置をパワーステアリング装置に組み込む際に、分割された一対の軸同士が不用意に互いに分離してしまう虞がある。一対の軸が分離してしまうと、組立に手間がかかるから、一対の軸を分離しないように注意しながら組み立てる必要があり、作業し難い。逆に、分割された一対の軸同士の分離を防止する構造を採用する場合、トルク検出装置の構造が複雑化する。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、例えば、パワーステアリング装置に適用するときにその操舵フィーリングの悪化を抑制できて、しかもパワーステアリング装置へ組み込み易くて簡素な構造のトルク検出装置およびこれを用いたパワーステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のトルク検出装置は、トルク伝達可能に連結される第１および第２の分割シャフトと、第１および第２の分割シャフトに設けられ互いに回転方向に係合する第１および第２の係合部と、第１および第２の係合部間に介在する感圧素子と、第１の分割シャフトの端部から軸方向に延設された連結突起と、第２の分割シャフトの端部に形成され上記連結突起に連結された連結孔と、第２の分割シャフトに形成される径方向孔に挿通されて連結孔内の連結突起に係合し、連結孔からの連結突起の抜け止めを達成する抜け止め部材とを備え、抜け止め部材によって第１および第２の分割シャフトの相対回転量が規制されることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、例えば、トルク検出装置をパワーステアリング装置に利用する場合に、操舵トルクの検出に感圧素子を用いて、操舵フィーリングの悪化の原因となるねじれを生じるトルク検出用の従来のトーションバーを廃止できるので、操舵フィーリングの悪化を抑制できる。その結果、例えば、操舵時に運転者が高い剛性感や速やかな応答性を感じることもできる。また、抜け止め部材により、第１および第２の分割シャフトの不用意な分離を防止できるので、例えば、トルク検出装置をパワーステアリング装置に組み込む際に組み込み易くすることができる。また、抜け止め部材によって両分割シャフト間の相対回転量を規制する部材を兼用できるので、トルク検出装置の構造を簡素化できる。
【０００８】
また、本発明において、上記第２の分割シャフトの径方向孔の内面は、抜け止め部材に係合して第１および第２の分割シャフトの相対回転量を規制するための一対の規制部を含み、抜け止め部材は、連結突起に形成された固定孔に挿通されて連結突起に一体回転可能に圧入される軸部と、上記一対の規制部にそれぞれ係合可能な一対の対向部とを含む場合がある。この場合、相対回転量を両方向について規制することができ、しかも、径方向孔の内面を利用して、小型化に寄与することができる。
【０００９】
また、本発明のパワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに負荷されるトルクを検出するための上記本発明のトルク検出装置と、トルク検出装置によって検出されたトルクに応じて操舵補助力を発生する操舵補助力発生手段とを備えるパワーステアリング装置であって、上記ステアリングシャフトが上記トルク検出装置の第１および第２の分割シャフトを含むことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、トルク検出装置の組み込みが容易で、簡素な構造で、しかも操舵フィーリングの悪化を抑制できるパワーステアリング装置を実現することができる。また、ステアリングシャフトに負荷されるトルクをトルク検出装置により速やかに検出できるので、操舵補助力発生手段により操舵補助力を速やかに発生させることも可能となる。また、マニュアルステアリング装置のような剛性感の高い操舵フィーリングを得ることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１Ａは、本発明の一実施形態のトルク検出装置を含むパワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
本実施形態では、トルク検出装置１を自動車のパワーステアリング装置２に適用する場合に則して説明するが、後述するようにトルク検出装置１を、例えば、自動車以外の産業機械等に適用することもできる。
【００１２】
パワーステアリング装置２は、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール３に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト４と、このステアリングシャフト４を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム５とを有する。ステアリングシャフト４の一方の端部４ａにステアリングホイール３が連結され、他方の端部４ｂに中間軸６等を介して車輪を操向するための舵取り機構７が連結される。
【００１３】
また、パワーステアリング装置２は、操舵操作に伴い生じる操舵トルクに見合った操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、パワーステアリング装置２は、ステアリングシャフト４に関連して設けられてステアリングシャフト４に負荷される操舵トルクを検知するためのトルク検出装置１と、このトルク検出装置１からの出力信号、車速信号等に基づいて制御部８により駆動制御されて操舵補助力を発生させる操舵補助力発生手段としての電動モータ９と、この電動モータ９の出力軸の回転を減速するための減速機１０と、減速機１０を収容しつつ支持し且つ電動モータ９を支持するハウジング１１とを有している。
【００１４】
減速機１０は、電動モータ９の出力軸と継手を介して一体回転可能に連結された駆動ギヤとしてのウォーム軸１２と、このウォーム軸１２により駆動される減速用ギヤとしてのウォームホイール１３とを有する。ウォームホイール１３がステアリングシャフト４と一体回転可能に連結されている。制御部８は、マイクロコンピュータ等を含み、トルク検出装置１や車速センサ（図示せず）と接続されていて、これらからの出力信号に基づいて、電動モータ９を駆動可能に制御することができる。
【００１５】
ステアリングホイール３が操作されると、制御部８の制御下で電動モータ９が操舵補助力を発生させる。操舵補助力は、減速機１０を介してステアリングシャフト４に伝達され、ステアリングホイール３の動きとともに舵取り機構７に伝わり、車輪が転舵される。
また、衝突時にドライバー（運転者）がステアリングホイール３にぶつかるときの衝撃エネルギを吸収できるように、ステアリングシャフト４を車体１４（一点鎖線で一部を図示。）に対して軸方向Ｓ１に相対移動可能に支持している。
【００１６】
ステアリングシャフト４は、一端にステアリングホイール３を連結するアッパーシャフト１５と、アッパーシャフト１５に継手構造１６を介して連結されるロアーシャフト１７とを有する。継手構造１６は、例えば、スプライン構造であり、アッパーシャフト１５の他端とロアーシャフト１７の一端とを、その軸方向Ｓ１に沿って互いに相対移動可能に、且つ一体回転するように互いに連結している。例えば、ステアリングホイール３を上側となるように、ステアリングシャフト４の軸方向Ｓ１を車両の前後方向に対して斜めにして、ステアリングコラム５が、上部支持部１８および下部支持部１９を介して車体１４に取り付けられている。
【００１７】
ステアリングコラム５は、アッパーシャフト１５の一部を収容するアッパーチューブ２０と、ロアーシャフト１７の一部を収容するロアーチューブ２１と、ロアーチューブ２１の下端部に設けられた上述のハウジング１１とを有している。ステアリングコラム５の下部であるハウジング１１およびロアーチューブ２１は、軸方向についてのロアーシャフト１７の相対移動を規制する。アッパーチューブ２０は、アッパーシャフト１５の軸方向相対移動を規制する。アッパーチューブ２０の軸方向下側の端部の内周に、ロアーチューブ２１の軸方向上側の端部の外周が互いの軸方向Ｓ１に相対摺動可能に嵌め合わされている。
【００１８】
上部支持部１８は、車体１４に対するアッパーチューブ２０の移動を通常時に規制し且つ衝突時に許容できるように、アッパーチューブ２０を車体１４に所定の保持力で保持している。下部支持部１９は、通常時および衝撃吸収時に軸方向Ｓ１についてのロアーチューブ２１の移動を規制するように、ロアーチューブ２１を車体１４に係止している。
例えば、衝突時の衝撃力は、ステアリングホイール３からアッパーチューブ２０に作用し、衝撃力の大きさが上部支持部１８の保持力の大きさを上回ると、図１Ｂに示すように、アッパーチューブ２０が、ステアリングホイール３およびアッパーシャフト１５とともに車体１４およびロアーチューブ２１に対して相対変位し、具体的には、前方へ移動する。これに伴い衝撃エネルギーが吸収される。
【００１９】
図１および図２を参照して、本実施形態では、ステアリングシャフト４のロアーシャフト１７は、互いに別体で形成されていてトルク伝達可能に互いに連結される第１および第２の分割シャフト２２，２３を含んでいる。
第１および第２の分割シャフト２２，２３は、ステアリングコラム５に軸受（図示せず）を介してそれぞれ回転自在に支持されることにより、同軸であり軸方向Ｓ１について隣接した位置に位置合わせされている。また、第１および第２の分割シャフト２２，２３は、周方向について位置合わせされていて、互いに相対回動自在に連結されている。トルクが作用するときに、第１および第２の分割シャフト２２，２３が相対回転し、このときの相対回転量は微小量に設定されている。第１および第２の分割シャフト２２，２３は、ステアリングシャフト４の少なくとも一部を構成するとともに、トルク検出装置１の一部を構成している。
【００２０】
図２，図３を参照して、トルク検出装置１は、上述の第１および第２の分割シャフト２２，２３と、第１および第２の分割シャフト２２，２３に設けられ互いに回転方向Ｒ１に係合する２組の第１および第２の係合部２４，２５と、第１および第２の係合部２４，２５間に介在する複数、例えば、２つの感圧素子２６とを有している。２つの感圧素子２６は、第１および第２の係合部２４，２５の組毎に設けられている。
【００２１】
第１の分割シャフト２２の一方の端部２２ａには、起伏部としての係合凸部２７が形成されている。係合凸部２７は、端部２２ａから軸方向Ｓ１に突出して形成されていて、トルク伝達面を含む。このトルク伝達面が上述の第１の係合部２４を構成している。第１の分割シャフト２２の他方の端部（図示せず）には、アッパーシャフト１５と連結するための上述の継手構造１６が設けられている。
【００２２】
第１の分割シャフト２２の一方の端部２２ａに対向する第２の分割シャフト２３の一方の端部２３ａには、起伏部としての係合凹部２８が形成されている。係合凹部２８は、端部２３ａから軸方向Ｓ１に窪んでいて、トルク伝達面を含む。このトルク伝達面が上述の第２の係合部２５を構成している。第２の分割シャフト２３の他方の端部（図示せず）には、減速機１０が連結されている。
【００２３】
図３および図４を参照して、係合凹部２８内に係合凸部２７の少なくとも一部が嵌まり込んでいる。例えば、図４で右側に図示されている一方の第１の係合部２４は、これに対応する第２の係合部２５と、周方向の一方の向きに対向し、対応する感圧素子２６を介して係合している。これにより、一方の組の第１および第２の係合部２４，２５および感圧素子２６が、一方の向きとしての時計周りのトルクを伝達でき、このトルクを検出できるようになっている。また、他方の第１の係合部２４は、これに対応する第２の係合部２５と、周方向の他方の向きに対向し、対応する感圧素子２６を介して係合し、他方の組の第１および第２の係合部２４，２５および感圧素子２６は、他方の向きとしての反時計周りのトルクを伝達でき、このトルクを検出できるようになっている。
【００２４】
これら２組の第１および第２の係合部２４，２５と感圧素子２６とは、対応するトルクの向きが逆であることを除いて、互いに同様に構成されている。以下では、上述の一方の組の第１および第２の係合部２４，２５と感圧素子２６とを中心に説明する。
感圧素子２６は、第２の係合部２５に固定されていて、ステアリングシャフト４にトルクが作用していないときには、第１の係合部２４に接するかまたは微小量の周方向隙間を開けて対向し、第１の係合部２４から力を受けない無負荷状態となる。ステアリングシャフト４に一方の向きとしての時計回りのトルクが作用するときには、感圧素子２６は、第１および第２の係合部２４，２５の間に挟まれて押圧されて、このときの押圧力に応じて圧縮変形する。なお、他方の向きのトルクが作用するときには、感圧素子２６は、第１の係合部２４との間に隙間を開けて、無負荷状態となる。
【００２５】
感圧素子２６は、受ける力の大きさに応じて変化する電気信号を出力する素子であり、具体的には、力の大きさに応じて抵抗値が変化する素子としての導電ゴム、力の大きさに応じて電圧が変化する圧電効果を有する素子としての圧電素子等を利用することができる。感圧素子２６からの電気信号は、相対変位しつつ信号を伝達できる一対の端子を含む信号伝達構造（図示せず）を介して制御部８に伝達される。信号伝達構造としては、感圧素子２６と電気的に接続されて第２の分割シャフト２３の外周に設けられた導電性の環状部材と、この環状部材と摺接可能でステアリングコラム５に固定される導電性の摺接端子とを含むスリップリング構造を例示できる。
【００２６】
図２および図３を参照して、本実施形態のトルク検出装置１では、第１の分割シャフト２２の一方の端部２２ａから軸方向Ｓ１に連結突起２９が延設されている。第２の分割シャフト２３の一方の端部２３ａには、軸方向Ｓ１に延びて連結突起２９に連結される連結孔３０が形成されている。連結孔３０の内部に連結突起２９が嵌め込まれていて、連結孔３０からの連結突起２９の抜け止めを達成する抜け止め部材３１が備えられている。
【００２７】
連結突起２９は、第１の分割シャフト２２と同軸上に延びる円柱形状をなして、第１の分割シャフト２２の一方の端部２２ａと一体に形成されている。連結突起２９は、抜け止め部材３１を固定するための例えば、断面矩形の固定孔３２を有する。固定孔３２は第１の分割シャフト２２の径方向に連結突起２９を貫通している。
連結孔３０は、円筒面をなす内周を含み、この内周は第２の分割シャフト２３と軸線を一致させて配置されている。また、第２の分割シャフト２３は、これの径方向に延びる例えば、断面矩形の複数、例えば、２つの径方向孔３３，３４を形成されている。
【００２８】
抜け止め部材３１は、第２の分割シャフト２３の径方向孔３３，３４にともに挿通されて連結孔３０内にある連結突起２９の固定孔３２に圧入により固定されている。抜け止め部材３１は、感圧素子２６と軸方向Ｓ１について異なる位置に配置される。
径方向孔３３，３４は、第２の分割シャフト２３の外周と連結孔３０の内周とを貫通し、連結孔３０を挟んで互いに対向して、連結突起２９の固定孔３２と連通している。一方の径方向孔３３の内面は、抜け止め部材３１に係合して第１および第２の分割シャフト２２，２３の相対回転量を規制するための一対の規制部３５を含んでいる。また、径方向孔３３，３４の内面は、抜け止め部材３１に係合して連結孔３０からの連結突起２９の抜けを防止するためのストッパ部３６をそれぞれ含んでいる。
【００２９】
抜け止め部材３１は、一方向に長く延びて例えば、断面矩形の棒状部材であり、これの長手方向一端が太く形成されている。抜け止め部材３１は、固定孔３２に挿通されて連結突起２９に一体回転可能に圧入される軸部３７と、一対の規制部３５にそれぞれ係合可能な一対の対向部３８と、対応する径方向孔３３，３４の内面のストッパ部３６にそれぞれ係合可能な２つの係合部３９とを含んでいる。軸部３７は、抜け止め部材３１の長手方向中間部に設けられ、一対の対向部３８は、抜け止め部材３１の上述の長手方向一端に設けられ、２つの係合部３９は、抜け止め部材３１の長手方向一端および長手方向他端に設けられている。
【００３０】
例えば、図５で右側に図示されている一方の対向部３８は、これに対応する規制部３５と回転方向Ｒ１の一方の向きに対向し、他方の対向部３８は、これに対応する規制部３５と回転方向Ｒ１の他方の向きに対向する。少なくとも一方の規制部３５とこれに対応する対向部３８との間に周方向隙間が設けられるようになっている。
ステアリングシャフト４に例えば、一方の向きとしての時計周りに過大なトルクが作用するときには、一方の対向部３８が対応する規制部３５に当接する。また、他方の向きの過大なトルクが作用すると、他方の対向部３８が対応する規制部３５に当接する。これにより、第１および第２の分割シャフト２２，２３の両方向の相対回転量が規制され、感圧素子２６に予め設定される許容最大押圧力を超える押圧力が負荷されないようになっている。
【００３１】
また、ステアリングシャフト４に何れの方向のトルクも作用していないときには、一方の第１の係合部２４およびこれに対応する第２の係合部２５の間隔と、他方の第１の係合部２４およびこれに対応する第２の係合部２５の間隔とが等しくなるように配置される。この場合に、一方の規制部３５とこれに対応する対向部３８との間の周方向隙間と、他方の規制部３５とこれに対応する対向部３８との間の周方向隙間とが同量になるように設定されている。
【００３２】
このときの隙間量は、許容最大押圧力を受けるときの感圧素子２６の変形量に見合う量か、またはこの量よりも小さい量に設定されている。
一対の規制部３５とこれに対応する一対の対向部３８とは、互いに平行に対向して径方向に沿って延びる平坦面をそれぞれ含む。これにより、規制部３５と対向部３８とは、互いに面当たり状態で当接でき、過大なトルクが作用するときであっても相対回転を確実に規制することができる。
【００３３】
また、対向部３８が径方向に沿って延びる場合には、過大なトルクを受けるときに、抜け止め部材３１に抜け方向への力が働かずに済む。
さらに、対向部３８が固定孔３２への抜け止め部材３１の挿入方向に対して傾斜して形成されている。この場合、例えば、固定孔３２への抜け止め部材３１の挿入方向についての位置、例えば、押し込み量を調節することにより、規制部３５と対向部３８との間の周方向の隙間量を、ひいては、第１および第２の分割シャフト２２，２３間の相対回転量を調節することができる。
【００３４】
図２，図３を参照し、第１および第２の分割シャフト２２，２３は、トルク伝達可能な状態では周方向についてのみ係合し、軸方向および径方向に互いに接触による係合を回避されている。これにより、相対回転に伴う摩擦の発生を抑制することができる。例えば、端部２２ａ，２３ａ間には、軸方向および径方向隙間、例えば、抜け止め部材３１の係合部３９と径方向孔３３，３４のストッパ部３６との間の軸方向隙間、係合凸部２７と係合凹部２８との間の軸方向隙間、および連結突起２９の外周と連結孔３０の内周との間の径方向隙間が微小量で設けられている。
【００３５】
図４，図５を参照して、通常の操舵時にドライバーがステアリングホイール３を回動操作して、一方の向きの操舵トルクが第１の分割シャフト２２に作用すると、一方の第１の係合部２４が感圧素子２６を介して第２の係合部２５を押圧付勢する。これに伴い、操舵トルクは第１および第２の係合部２４，２５間を感圧素子２６を介して伝達される。また、感圧素子２６は操舵トルクに応じた電気信号を出力する。このとき、何れの規制部３５も対向部３８と離れている。
【００３６】
一方で、据え切り操舵時や逆入力があると、ステアリングシャフト４に過大なトルクが作用する場合がある。このような場合、何れか一方の規制部３５と対向部３８とが当接する。これにより、第１および第２の分割シャフト２２，２３間の相対回転量が所定量に規制されて、感圧素子２６に過大な力が作用することが防止される。
図２を参照して、第１および第２の分割シャフト２２，２３を互いに軸方向Ｓ１に遠ざけるような軸方向Ｓ１の力が作用するときには、抜け止め部材３１の係合部３９と、径方向孔３３のストッパ部３６とが互いに当接して、軸方向Ｓ１の抜け側への第１および第２の分割シャフト２２，２３の相対変位を阻止することができる。
【００３７】
図３を参照して、本発明の実施形態のトルク検出装置１では、トルク伝達可能に連結される第１および第２の分割シャフト２２，２３の第１および第２の係合部２４，２５間に介在する感圧素子２６を用いるようにしている。これにより、例えば、トルク検出装置１をパワーステアリング装置２に利用する場合に、操舵フィーリングの悪化の原因となるねじれを生じるトルク検出用の従来のトーションバーを廃止できるので、操舵フィーリングの悪化を抑制できる。その結果、例えば、操舵時に運転者が高い剛性感や速やかな応答性を感じることもできる。
【００３８】
さらに、トルク検出装置１では、連結突起２９を連結孔３０に連結させた状態で、抜け止め部材３１を連結突起２９に係合させて、連結孔３０からの連結突起２９の抜け止めを達成するようにしている。これにより、第１および第２の分割シャフト２２，２３の不用意な分離を防止できるので、トルク検出装置１を適用する装置本体、例えば、パワーステアリング装置２にトルク検出装置１を組み込む際に組み込み易くすることができる。
【００３９】
しかも、トルク検出装置１では、抜け止め部材３１によって両分割シャフト２２，２３間の相対回転量を規制する部材を兼用できるので、トルク検出装置１の構造を簡素化でき、また、軸方向Ｓ１に小型化できる。
また、感圧素子２６を用いたトルクの検出方式では、圧力や力を直接に検出できて、トルクを変位へ変換することが不要なので、トルクを変位に変換するための構成であり低剛性で高い加工精度が必要で高価なトーションバー（図示せず）を廃止することができる結果、トルク検出装置１を安価にでき構造を簡素化することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、連結突起２９に圧入した抜け止め部材３１の一対の対向部３８と、径方向孔３３の内面の対応する一対の規制部３５とが互いに係合して、第１および第２の分割シャフト２２，２３の相対回転量を規制するようにしている。この場合、相対回転量を両方向について規制することができ、しかも、規制部３５に径方向孔３３の内面を利用しているので、小型化に寄与することができる。
【００４１】
また、図１を参照して、本実施形態のパワーステアリング装置２では、トルク検出装置１と、トルク検出装置１によって検出されたトルクに応じて操舵補助力を発生するべく制御部８により駆動制御される操舵補助力発生手段としての電動モータ９とを備えるようにしている。この場合、上述のように、トルク検出装置１の組み込みが容易で、簡素な構造で、しかも操舵フィーリングの悪化を抑制できるパワーステアリング装置２を実現することができる。また、ステアリングシャフト４に負荷されるトルクをトルク検出装置１により速やかに検出できるので、上述の操舵補助力発生手段により操舵補助力を速やかに発生させることや、マニュアルステアリング装置のような剛性感の高い操舵フィーリングを得ることも可能となる。
【００４２】
また、パワーステアリング装置２のステアリングシャフト４の少なくとも一部、例えば、ロアーシャフト１７により第１および第２の分割シャフト２２，２３を兼用しているので、パワーステアリング装置２の構造をより一層簡素化することができ、しかも、ステアリングシャフト４に負荷されるトルクを精度良く検出することができる。
さらに、衝突時に衝撃吸収可能に少なくとも一部、例えば、ロアーチューブ２１が軸方向Ｓ１に移動可能なステアリングコラム５にトルク検出装置１を適用するようにしている。この場合、ステアリングコラム５の衝撃吸収構造を設計する上で有利である。
【００４３】
例えば、自動車の車室内において、ステアリングコラムが占める軸方向Ｓ１のスペースは限られていて、この限られたスペース内で、減速機や衝撃吸収構造（例えば、アッパーチューブ２０およびロアーチューブ２１が相当する。）をレイアウトすることにより、パワーステアリング装置用のステアリングコラムを構成する場合がある。このような場合、トルク検出装置１であれば、トーションバーを用いる従来のトルクセンサに比べて、軸方向Ｓ１の大きさを格段に小さくできるので、ステアリングコラムにおいて衝撃吸収構造の衝撃吸収ストロークに利用可能な軸方向スペース（例えば、ハウジング１１とアッパーチューブ２０との間の軸方向スペースが相当する。）を増大させることができる結果、衝撃エネルギーの所要の吸収量を容易に得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略し、図示する場合には対応部分に同じ符号を付しておく。
例えば、上述の実施形態では、第１および第２の分割シャフト２２，２３は、トルク伝達可能に周方向にのみ係合していたが、軸方向および径方向の少なくとも一方について接触して係合する場合も考えられる。また、第２の分割シャフト２３が第１の分割シャフト２２よりもステアリングホイール３寄りに配置されていても良い。
【００４５】
感圧素子２６は、３つ以上を設けても良い。また、感圧素子２６は、操舵トルクが作用しないときに第１の係合部２４との間に周方向隙間を設けられていてもよいし、また、第２の係合部２５に代えて第１の係合部２４に固定されてもよい。また、一対の感圧素子２６は、トルクが作用していない状態でも常時押圧力を受けるようにして第１および第２の係合部２４，２５間に介在し、一方の向きのトルクが作用するときに一方の感圧素子２６が受ける押圧力が増し且つ他方の感圧素子２６が受ける押圧力が減じ、他方の向きのトルクが作用するときに一方の感圧素子２６が受ける押圧力が減じ且つ他方の感圧素子２６が受ける押圧力が増すようにしてもよい。
【００４６】
係合凸部２７と連結突起２９との少なくとも一方が、第１の分割シャフト２２と別体に形成されて固定されていてもよい。
第１の分割シャフト２２に係合凹部（図示せず）を設けて、これが第１の係合部２４を含み、第２の分割シャフト２３に係合凸部（図示せず）を設けて、これが第２の係合部２５を含んでもよい。第１および第２の分割シャフト２２，２３に設けられた互いに係合する起伏部が、第１および第２の係合部２４，２５を含んでいれば良い。
【００４７】
ステアリングシャフト４のアッパーシャフト１５が、トルク検出装置１の第１および第２の分割シャフト２２，２３を含んでもよい。また、アッパーシャフト１５とロアーシャフト１７とを一体に形成したステアリングシャフト（図示せず）が、トルク検出装置１の第１および第２の分割シャフト２２，２３を含んでもよい。
また、衝突時に車体に対して全体が相対変位可能なステアリングコラム（図示せず）にトルク検出装置１を適用してもよく、ステアリングコラムの軸方向長さを短くでき、衝撃吸収のためのステアリングコラムの移動量を所要量で確保し易くなる。また、衝撃吸収のための構造を廃止することも考えられる。
【００４８】
トルク検出装置１は、電動モータ９をステアリングコラム５に設けたコラムタイプの電動パワーステアリング装置２に適用されていたが、これには限定されない。例えば、トルク検出装置１を、操舵補助力を発生させるための電動モータを舵取り機構に設けたパワーステアリング装置や、作動流体として例えば、油を用いる液圧パワーシリンダ等の流体圧アクチュエータを電動モータに代えて操舵補助力発生手段として有するパワーステアリング装置や、ステアリングシャフトと舵取り機構との間の機械的な連結が解除された、いわゆるステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）装置に適用してもよい。また、トルク検出装置１を自動車以外の一般産業機械に適用してもよい。また、トルク検出装置１としては、一方の回転方向Ｒ１についてのトルクのみを検出するようにしてもよく、この場合、感圧素子２６を単一で設けることも考えられる。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態のトルク検出装置を備えるパワーステアリング装置の概略構成の模式図であり、図１Ａに衝撃吸収前の状態を、図１Ｂに衝撃吸収時の状態を示す。
【図２】図１のトルク検出装置の断面図である。
【図３】図１のトルク検出装置の分解斜視図である。
【図４】図２のIV−IV断面のトルク検出装置のトルクが作用していない状態の断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ断面のトルク検出装置のトルクが作用していない状態の断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  トルク検出装置
２  パワーステアリング装置
４  ステアリングシャフト
９  電動モータ（操舵補助力発生手段）
２２  第１の分割シャフト
２２ａ  第１の分割シャフトの一方の端部
２３  第２の分割シャフト
２３ａ  第２の分割シャフトの一方の端部
２４  第１の係合部
２５  第２の係合部
２６  感圧素子
２９  連結突起
３０  連結孔
３１  抜け止め部材
３２  固定孔
３３，３４  径方向孔
３５  規制部
３７  軸部
３８  対向部
Ｒ１  回転方向
Ｓ１  軸方向
【図１】
2005257328.tif 000003
【図２】
2005257328.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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