JPH07232647A - パワーステアリング装置の操舵トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ステアリングホイールに組
み込んだ、パワーステアリング装置の操舵トルク検出装
置を提供することにある。 【構成】 上述の目的を達成するために、本発明では、
環状のステアリングホイール（２０）を、その回転軸線
に対して垂直な方向で第１のホイール（２０ａ）と第２
のホイール（２０ｂ）とに分割し、前記ステアリングホ
イール（２０）を操作するとき、このステアリングホイ
ール（２０）に負荷される操舵トルクに比例して、前記
第１のホイール（２０ａ）が前記第２のホイール（２０
ｂ）に対して周方向にスライドするように構成し、前記
第１のホイール（２０ａ）の前記第２のホイール（２０
ｂ）に対するスライド動作の方向と変位量とを検出する
センサー（５８）を設ける構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーステアリング装
置の操舵トルク検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転者による車両の操舵力を低減する、
パワーステアリング装置が広範に利用されている。パワ
ーステアリング装置は、ステアリングホイールに負荷さ
れる操舵トルクを検出する操舵トルク検出装置と、操舵
力を低減する操舵力倍力装置と、前記操舵トルク検出装
置により検出された操舵トルクに基づいて操舵力倍力装
置の出力を制御する制御装置とを具備して構成されてい
る。パワーステアリング装置は、操舵力倍力装置を油圧
モータで構成するか、或いは電動モータで構成するかに
より、油圧式パワーステアリング装置と電気式パワース
テアリング装置とに分類される。何れの方式を採用する
にしても、パワーステアリング装置を適切に制御するた
めには、適切な操舵トルク検出装置が必要となる。

【０００３】然しながら、今日までに提供されてきた操
舵トルク検出装置はいずれも問題を有している。例え
ば、リーチフォークリフト等に使用される電気式パワー
ステアリング装置において、操舵トルク検出装置を、ス
テアリングホイールから操舵輪の間に設けられた、ステ
アリングシャフト等の操舵力伝達装置に配置しているも
のがある。この種の操舵トルク検出装置はカップリング
構造を有しており、このカップリングのステアリングホ
イール側の入力軸と、操舵輪側の出力軸との間の差動量
を検出して操舵トルクを検出するように構成されてい
る。

【０００４】また、特開昭６３−３５９３１号公報およ
び実開平２−７２１７０号公報には、ステアリングホイ
ールにひずみゲージを設けた操舵トルク検出装置を開示
されている。更に、特開昭６１−５４４１９号公報に
は、ステアリングホイールにギャップセンサー等の非接
触型センサーを設けた操舵トルク検出装置を開示されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記カップリング方式
の操舵トルク検出装置では、車両のフレーム内の操舵力
伝達装置に隣接する領域に、上記カップリングを配置す
るための空間が必要となる。更に、操舵力伝達装置は、
チェーン、軸継手、軸受等から構成されており、ステア
リングホイールと操舵トルク検出装置の間に配設されて
いる。これら構成要素の摩擦または抵抗により、最小操
舵力が大きくならざるを得ない。

【０００６】更に、上記３つの公報に開示された操舵ト
ルク検出装置では、ステアリングホイール内に操舵トル
ク検出装置の検出部が設けられるので、上述したカップ
リング方式の操舵トルク検出装置の問題は解決される。
然しながら、ひずみゲージによる操舵トルク検出装置で
は、温度、湿度などの環境変化に対する信頼性や、長期
間に渡る使用に対する信頼性が低いと言える。また、ひ
ずみゲージおよびギャップセンサーの発生する信号は、
電圧が低いのでノイズの影響を受けやすい。更に、上記
の構成による操舵トルク検出装置では、検出される変位
量が微小であるので検出、測定された操作トルクの精度
も低くならざるを得ない。

【０００７】本発明は、上述の従来技術の問題点を解決
することを技術課題としており、操舵トルクを部材の大
きな変位量に変換して検出でき、かつ、ステアリングホ
イールに組み込まれた、パワーステアリング装置の操舵
トルク検出装置を提供すること目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するめ
に、本発明では、環状のステアリングホイールを、その
回転軸線に対して垂直な平面で第１のホイールと第２の
ホイールとに分割し、前記ステアリングホイールを操作
するとき、ステアリングホイールに負荷される操舵トル
クに比例して、前記第１のホイールが前記第２のホイー
ルに対して周方向にスライドするように構成し、前記第
１のホイールの前記第２のホイールに対するスライド動
作の方向と変位量とを検出するセンサーを設けたことを
特徴とする、パワーステアリング装置の操舵トルク検出
装置が提供される。更に、本発明では、前記ステアリン
グホイールは、周方向に配設された複数の小室を内部に
有しており、前記複数の小室の各々にコイルバネが配設
されていることを特徴としている。更に、本発明の好ま
しい特徴によれば、第１のホイールの第２のホイールに
対する周方向のスライド動作を直線運動に変換し、この
直線運動の方向と変位量とを検出するセンサが設けられ
る。

【０００９】

【作用】ステアリングホイールを操作すると、このステ
アリングホイールに負荷される操舵トルクに比例して、
前記第１のホイールが前記第２のホイールに対して周方
向にスライドする。この第１のホイールの第２のホイー
ルに対するスライド動作の方向とスライド量がセンサー
により検出、測定される。そしてセンサーにより検出、
測定されたスライド量に比例した信号がパワーステアリ
ング装置の制御部に送信される。ステアリングホイール
内に配設されたコイルバネにより、前記第１のホイール
は、前記第２のホイールに対して操舵トルクに比例して
スライドする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例による操舵トル
ク検出装置を、リーチフォークリフトに適用する場合を
一例として説明する。リーチフォークリフトは、周知の
通り、マストまたはフォークが前後に移動できるフォー
クリフトであり、２つの前輪と、１つの後輪とを有して
いる。２つの前輪は遊動輪であり、後輪はブレーキを備
えた操舵兼駆動輪である。リーチフォークリフトは、車
体前方に突出する２本のレグに、上記前輪を設けて車体
を安定させると共に、前記フォークにより荷をレグの上
に移動させて荷役作業を行う。リーチフォークリフト
は、屋内で使用されることが多いために、一般的にバッ
テリーによる電動方式が採用される。

【００１１】図１を参照して、リーチフォークリフトの
操舵装置を説明する。操舵輪兼駆動輪である後輪２は駆
動ユニット４を介して駆動モータ６により駆動される。
駆動ユニット４には旋回ギア８が固着されている。旋回
ギア８は操舵ギア１０と係合する。操舵ギア１０は、複
数の操舵軸１２ａ〜１２ｅと、操舵チェーン１６とを介
してステアリングホイール集成体１８と連結している。
上記複数の操舵軸１２ａ〜１２ｅは、自在継手１４ａ〜
１４ｄにより連結されて、一連の操舵軸集成体を構成し
ている。この操舵軸集成体に、電動式の操舵力倍力装置
２４が連結されている。図２をも参照すると、操舵力倍
力装置２４は、アシストモータ２６と、減速装置２８と
を具備している。アシストモータ２６は、減速装置２８
を介して操舵軸１２ｃに連結されいる。図１、２では、
操舵力倍力装置２４は操舵軸１２ｃと連結するように示
されている。然しながら、操舵力倍力装置２４の配置
は、図１に示した配置に限定されないことは言うまでも
ない。

【００１２】次に、ステアリングホイール集成体１８の
構成について説明する。図１に示すように、ステアリン
グホイール集成体１８は、環状のステアリングホイール
２０と、該ステアリングホイール２０に設けられたノブ
２２とを具備している。このリーチフォークリフトの運
転者が、ノブ２２を握ってステアリングホイールを回転
させると、この回転は操舵チェーン１６と、上記操舵軸
集成体と、操舵ギア１０と旋回ギア８とを介して操舵輪
である後輪２に伝達される。

【００１３】更に、図１においてＡで示す部分を拡大し
て示す断面図である図３をも参照すると、ステアリング
ホイール２０は、ステアリングホイール２０の回転軸線
に対して概ね垂直な方向で、第１のホイール２０ａと、
第２のホイール２０ｂとに分割されている。第１のホイ
ール２０ａは、該第１のホイール２０ａと一体的に成形
された上部スポーク部２０ｃを有している。これに対し
て、第２のホイール２０ｂは、下部スポーク部２０ｄ
と、概ね円筒形の基部２０ｅとを有している。第２のホ
イール２０ｂと、下部スポーク部２０ｄと、基部２０ｅ
は、射出成形法などの成形方法により一体的に成形され
ている。第２のホイール２０ｂの基部２０ｅには、直径
方向に貫通するピン孔２０ｆが形成されている。ピン孔
２０ｆの断面は概ね円形に形成されている。

【００１４】第１のホイール２０ａおよび上部スポーク
部２０ｃは、以下に説明するように、第２のホイール２
０ｂ、下部スポーク部２０ｄおよび基部２０ｅに対して
周方向にスライド可能に構成されている。ステアリング
ホイール２０の一部を分解して示す斜視図である図４を
も参照すると、第１のホイール２０ａは、分割面から突
出する複数の突出部１９を具備している。複数の突出部
１９は、周方向に概ね等間隔に配設されている。第２の
ホイール２０ｂは、上記突出部１９と相補形状に形成さ
れた複数の溝部２１を具備している。複数の溝部２１も
また周方向に概ね等間隔に配設されている。そして、前
記複数の突出部１９の各々と、これに対設された溝部２
１の各々とは対をなしており、第１のホイール２０ａの
第２のホイール２０ｂに対するスライド動作の案内とし
て作用する。上記スライド動作を許容するために、突出
部１９および溝部２１は、所定の円周に沿って湾曲して
形成されている。

【００１５】第２のホイール２０ｂにおいて、複数の溝
部２１の各々の間に、複数の凹部が形成されている。こ
の複数の凹部の各々は、複数の溝部２１の各々の間を連
結するように形成されている。図４には図示されていな
いが、第１のホイール２０ａの複数の突出部１９の各々
の間にも、第２のホイール２０ｂに形成された凹部と同
形状の凹部が形成されている。第１のホイール２０ａに
形成された凹部の各々と、これに対設された凹部の各々
とは、対をなして小室３０を形成している。複数の小室
３０の各々にコイルバネ３２が配置される。第２のホイ
ール２０ａが、第２のホイール２０ｂに対して周方向に
スライドするとき、突出部１９が小室３０の中に進入し
てコイルバネ３２を圧縮する。圧縮されたコイルバネ３
２は、第１のホイール２０ａおよび第２のホイール２０
ｂを、互いに反対方向に付勢する。

【００１６】再び図３を参照すると、基部２０ｅは中空
部２０ｇを具備している。中空部２０ｇは、断面が概ね
円形をしており、その中心軸線がステアリングホイール
２０の回転軸線と合致するように形成されている。そし
て、この中空部２０ｇにシャフト３４が挿入される。シ
ャフト３４は、図５に示すように、中実の概ね円柱形の
本体部３４ａと、６角形の頭部３４ｂとを具備してい
る。シャフト３４の頭部３４ｂが、第１のホイール２０
ａの上部スポーク部２０ｃにおいて中心に固着されてい
る。つまり、シャフト３４は、その中心軸線がステアリ
ングホイール２０の回転軸線と合致するように、基部２
０ｅの中空部２０ｇに挿入されている。但し、シャフト
３４の側面は中空部２０ｇの内周面と接触していない。

【００１７】シャフト３４の本体部３４ａには、図５に
示すように、直径方向に貫通するスロット３４ｃが形成
されている。スロット３４ｃの断面は、長方形または長
円形に形成される。そして、第２のホイール２０ｂの基
部２０ｅのピン孔２０ｆと、シャフト３４のスロット３
４ｃを貫通して、ピン３６が挿入されている。ピン孔２
０ｆにより、ピン３６は所定の直径方向に固定される。
一方、シャフト３４は、スロット３４ｃにおいてピン３
６に対して上記回転軸線を中心として相対的に回転可能
に、ピン３６により回転軸線の方向に固定される。従っ
て、第１のホイール２０ａは、ピン３６とスロット３４
ｃとにより、第２のホイール２０ｂに対して周方向にス
ライド可能に、かつ第２のホイール２０ｂと分離しない
ように軸方向に固定される。

【００１８】ピン３６とピン孔２０ｆとのはめ合いは、
ピン３６が脱落しないようにしまりばめとする。これに
対してピン３６とスロット３４ｃとのはめ合いは、第１
のホイール２０ａが周方向にスライドできるようにすき
まばめとする。第１のホイール２０ａを軸方向に固定す
る目的と、第１のホイール２０ａが周方向に円滑にスラ
イドできるようにする目的とを勘案して、ピン３６とス
ロット３４ｃとの間のすきまを決定する。

【００１９】なお、図５ではシャフト３４は中実の部材
から形成されているが、ピン３６とスロット３４ｃとの
間の摩擦を低減するために、中空の円筒形の部材により
形成してもよい。また、図５においてスロット３４ｃ
は、断面が矩形または長円形となるように形成されてい
るが、これを断面が円形のピン孔として形成してもよ
い。この場合には、基部２０ｅのピン孔２０ｆは、ピン
３６の周方向の動作を許容する長孔にて置換される。更
に、この場合には、ピン３６とスロット３４ｃとの間の
はめ合いはしまりばめとなり、ピン３６と長孔に形成さ
れたピン孔２０ｆとの間のはめ合いはすきまばめとなる
ことは言うまでもない。

【００２０】第２のホイール２０ｂの中空部２０ｇの底
部には、軸方向に貫通する軸孔２０ｈが形成されてい
る。この軸孔２０ｈに、中空のステアリングシャフト３
８が貫通、挿入される。一方、リーチフォークリフトの
車両のフレーム４０に、ステアリングシャフト３８のた
めの軸受部４２が設けられている。軸受部４２は、内部
に２つの玉軸受４４を有している。玉軸受４４は、その
回転軸線がステアリングホイール２０の回転軸線と合致
するように配置されている。ステアリングシャフト３８
は、玉軸受４４によりステアリングホイール２０の回転
軸線を中心として回転自在に支持されている。更に、図
３に示すように、ステアリングシャフト３８は、その先
端部が軸受部４２を貫通して突出しており、この突出す
る先端部に操舵チェーン１６のためのスプロケット４６
が取着されている。従って、ステアリングホイール２０
の回転は、スプロケット４６および操舵チェーン１６を
介して前記操舵軸集成体に伝達され、次いで、ステアリ
ングギア１０とドライブユニットギア８とを介して操舵
輪である後輪２に伝達される。

【００２１】次に、矢視線Ａ−Ａの方向に見た側面図で
ある図６をも併せて参照すると、第２のホイール２０ｂ
の基部２０ｅの側面には、２つのブラケット４８が設け
られている。ブラケット４８は、板状の部材であり第２
のホイール２０ｂの基部２０ｅと一体的に成形されてい
る。２つのブラケット４８は、図６から理解されるよう
に、所定の間隔を置いて互いに離隔して配置されてい
る。この２つのブラケット４８間に、レバー５０の一端
がピン５２により、ピン５２と共に回転できるように取
着されている。また、ピン５２の一端にはロータリポテ
ンシオやロータリエンコーダ等の周知の回転センサー５
８が設けられており、ピン５２を中心とするレバー５０
の回転動作の方向および変位量は、ピン５２の回転の方
向および変位量として検出できるように構成されてい
る。なお、図３では、ブラケット４８、レバー５０の一
端、ピン５２、回転センサー５８は、第２のホイール２
０ｂの基部２０ｅに配置されているが、この位置に限定
されるものではなく、下部スポーク部２０ｄの下側に配
置し、第２のホイール２０ｂに接近させることも可能で
ある。

【００２２】回転センサー５８は、検出信号のための第
１のリード線６０を有している。第１のリード線６０
は、第２のホイール２０ｂの基部２０ｅに設けられた開
口部（図示せず）から、中空のステアリングシャフト３
８に挿通される。ステアリングシャフト３８において、
スプロケット４６が取着されている位置よりも更に先端
には、スリップリング６２が取着されている。スリップ
リング６２は、ブラケット６４により、ステアリングシ
ャフト３８と共に回転しないように支持されている。ス
リップリング６２は、第２のリード線６６により、操舵
力倍力装置２４のアシストモータ２６のための制御部
（図示せず）に接続されている。こうした構成により、
回転センサー５８からの検出信号は、第１のリード線６
０と、スリップリング６２と、第２のリード線６６とを
介して上記制御部に送信される。

【００２３】レバー５０において、ピン５２に取着され
ている端部とは反対側の端部には頭部５０ａが形成され
ている。頭部５０ａは、図６から理解されるように、レ
バー５０の長手方向の軸線に対して垂直な断面が概ね台
形となるように形成されており、斜面５０ｂが形成され
ている。頭部５０ａは、その断面が概ね三角形となるよ
うに形成してもよい。なお、レバー５０は、好ましく
は、プラスチック材料により一体的に成形される。レバ
ー５０は、ブラケット４８から、ステアリングホイール
２０において小室５６の下端に形成された開口部５４を
通過して、ステアリングホイール２０の小室５６まで延
設されている。そして、頭部５０ａが小室５６内に配置
される。なお、小室５６は、上述したコイルスプリング
３２のための小室３０の１つに、コイルスプリング３２
を配設しないで、小室５６としてもよいし、或いは、小
室３０とは別個の小室５６として形成してもよい。更
に、ピン５２に取着されているレバー５０の端部には、
リターンスプリング（図示せず）が取り付けられてお
り、レバー５０は常に上方に付勢されている。

【００２４】ノブ２２は、図６から理解されるように、
脚部２２ａを有する概ね球形状に形成されている。ノブ
２２は、脚部２２ａにより第１のホイール２０ａに固着
されている。脚部２２ａの先端には接触端２２ｂが取着
されている。接触端２２ｂは先端が概ね球形状に形成さ
れている。そして、ノブ２２は図６から理解されるよう
に、接触端２２ｂの先端が、上方に付勢されたレバー５
０の頭部５０ａの斜面５０ｂと接触するように設けられ
ている。

【００２５】第１のホイール２０ａが第２のホイール２
０ｂに対して、図６において矢印Ｂの方向にスライドす
るとき、レバー５０および頭部５０ａは矢印Ｃの方向に
移動する。例えば、第１のホイール２０ａが、第２のホ
イール２０ｂに対して反時計回りの方向にスライドする
とき、つまり図６において右方向にスライドするとき、
レバー５０および頭部５０ａは下方に動作する。反対
に、第１のホイール２０ａが、第２のホイール２０ｂに
対して時計回りの方向にスライドするとき、つまり図６
において左方向にスライドするとき、レバー５０および
頭部５０ａは上方に動作する。なお、図６において矢印
Ｃの方向は直線にて描かれているが、実際は図３に示す
ようにピン５２を中心とする円弧方向である。

【００２６】以下、本発明の第１の実施例による操舵ト
ルク検出装置の作用について説明する。リーチフォーク
リフトの運転者が、ステアリングホイール２０のノブ２
２を把持して、ステアリングホイール２０を所望の操舵
方向、例えば、ステアリングホイール２０を反時計回り
の方向、つまり、図６において右の方向に回転させると
する。このとき、第２のホイール２０ｂには、リフトフ
ォークリフトのフォークの上にある荷を含めた車両の重
量や、図１に示した操舵系統の抵抗に基づく操舵トルク
が負荷されている。従って、第１のホイール２０ａは、
第２のホイール２０ｂに対して反時計回りの方向にスラ
イドする。そして、ステアリングホイール２０の小室３
０の中に配設された複数のコイルバネ３２が圧縮され
る。

【００２７】圧縮されたコイルバネ３２は、第１のホイ
ール２０ａを操舵方向とは反対方向に付勢すると同時
に、第２のホイール２０ｂを操舵方向に付勢する。第１
のホイール２０ａに負荷されるコイルバネ３２の付勢力
が、ステアリングホイール２０を回転させるために必要
な操舵力として運転者に伝達される。つまり、コイルバ
ネ３２の付勢力が操舵力に等しくなる。運転者は、この
操舵力に対抗して、第１のホイール２０ａが第２のホイ
ール２０ｂに対して相対的にスライドした状態で、ステ
アリングホイール２０を操舵方向に回転させることな
る。

【００２８】ここで、パワーステアリング装置が作動を
開始する瞬間において、操舵トルクは、操舵力とステア
リングホイール２０の半径との積で表される。従って、
操舵トルクは、コイルバネ３２の付勢力とステアリング
ホイール２０の半径で表される。一方、コイルバネ３２
の付勢力は、コイルバネ３２の変位量、つまり、第１の
ホイール２０ａのスライド量に比例する。従って、第１
のホイール２０ａのスライド量は操舵トルクに比例す
る。

【００２９】上述した第１のホイール２０ａのスライド
動作により、レバー５０の頭部５０ａが、ノブ２２の接
触端２２ｂにより下方に押接される。従って、レバー５
０もまた下方に回動する。このレバー５０の動作は、既
述の通り回転センサー５８により検出、測定される。回
転センサー５８は、レバー５０の回転角に比例した検出
信号を出力し、この検出信号が、操舵力倍力装置２４の
アシストモータ２６のための制御部に送信される。この
制御部が、上記検出信号に応じて操舵力倍力装置２４の
アシストモータ２６の駆動電流を制御する。アシストモ
ータ２６の駆動力は、歯車装置２８を介して操舵軸１２
ｃに伝達される。さらに、この駆動力は操舵ギア１０を
介して旋回ギア８を回転させることにより、駆動ユニッ
ト４および後輪２を回転させる。

【００３０】アシストモータ２６により後輪２が操舵さ
れると、第２のホイール２０ｂが開演し、圧縮状態にあ
るコイルバネ３２は伸長方向へ復帰され、第１のホイー
ル２０ａと第２のホイール２０ｂとの間のスライド量は
減少しようとするが、第１のホイール２０ａへの操舵力
が解除されない限り、スライド量が発生するために連続
的にアシストモータ２６が駆動制御され、後輪２への操
舵力を付与する。

【００３１】反対に、ステアリングホイール２０が時計
回りに操舵されるとき、第１のホイール２０ａは、図６
において左方向にスライドする。従って、レバー５０は
上述したリターンバネ（図示せず）により上方に動作す
る。このレバー５０の動作の方向および変位量は、ピン
５２の回転の方向および変位量として回転センサー５８
により検出される。以下の作用は上記と同様である。

【００３２】ここで、第１のホイール２０ａが第２のホ
イール２０ｂに対して、中心角でθ回転したとする。こ
のとき、レバー５０の頭部５０ａの傾斜面５０ｂの傾斜
角をαとすると、ピン５２の回転角φは、φ＝ａθｔａ
ｎα（但し、ａは、ピン５２によるレバー５０の取着位
置により決定される定数）で表される。そして、第１の
ホイール２０ａの周方向のスライド量は、θとステアリ
ングホイール２０の半径の積で表される。従って、第１
のホイール２０ａの周方向のスライド量は、ピン５８の
回転角に比例する。更に、第１のホイール２０ａの第２
のホイール２０ｂに対するスライド動作の方向は、ピン
５８の回転方向により検出される。つまり、上記スライ
ド動作の方向はφの符号により決定される。

【００３３】これにより、第１のホイール２０ａのスラ
イド動作の方向および変位量は、レバー５０を介してピ
ン５２の回転として回転センサー５８により検出される
ことが理解されよう。また、回転センサー５８をステア
リングホイール２０の外周部の近傍に配設することによ
り、上記の式の定数ａが大きくなり、第１のホイール２
０ａの第２のホイール２０ｂに対する相対的なスライド
動作の回転角θが拡大されて、ピン５２の回転角φとし
て検出されることが理解されよう。

【００３４】次に、図７を参照して、本発明による操舵
トルク検出装置の第２の実施例について説明する。図７
は、ステアリングホイール集成体１８の取り付け部の拡
大図であり、第１の実施例と同様の構成要素には、同じ
参照番号が付されている。図１の実施例では、回転セン
サー５８は、ステアリングホイール２０の外部に設けら
れ、レバー５０の動作を介して第１のホイール２０ａの
スライド動作の方向および変位量を検出した。これに対
して、第２の実施例では、図７に示すように、ロータリ
ポテンシオやロータリエンコーダ等の回転センサー５８
は、ステアリングホイール２０の基部２０ｅ内部に配設
されている。

【００３５】第２のホイール２０ｂの中空部２０ｇは、
第１の実施例では単なる円筒形にて形成されていた。こ
れに対して、第２の実施例では、中空部２０ｇは、大孔
と小孔とを組み合わせることにより、環状の支持面２０
ｉが形成されている。支持面２０ｉの上に回転センサー
５８が配設される。回転センサー５８は、中央孔６８ａ
を有する円形の固定板６８により上方より固定される。
固定板６８の固定方法には種々の方法が考えられる。例
えば、固定板６８の外周面にネジ部（図示せず）を形成
し、第２のホイール２０ｂの中空部２０ｇに、これと対
応するネジ部（図示せず）を形成して両者を螺合させて
もよいし、別途にボルトとナット（図示せず）使用して
もよい。要は、固定板６８により回転センサー５８が、
第２のホイール２０ｂと共に回転することができればよ
い。

【００３６】第１の実施例では、シャフト３４の本体部
３４ａは中実の円筒部材により形成されていた。これに
対して第２の実施例では、本体部３４ａは中空部３４ｄ
が形成されている。本体部３４ａの底部には中央孔３４
ｅが形成されている。そして、回転センサー５８の回転
軸５８ａが、固定板６８の中央孔６８ａと、シャフト３
４の中央孔３４ｅとを通過して、中空部３４ｄの内部ま
で延びている。回転センサー５８の回転軸５８ａは、固
定具としてナット７０によりシャフト３４に固定され
る。図７において、固定具はナット７０にて図示されて
いるが、他の手段にてこれを構成することもできる。例
えば、シャフト３４の中央孔３４ｅの内面と、回転軸５
８ａの外面に相補形のスプライン（図示せず）を形成し
てもよい。或いは、シャフト３４の中央孔３４ｅと回転
軸５８ａとを、キー（図示せず）とキー溝（図示せず）
により係合させてもよい。要は、回転センサー５８の回
転軸５８ａが、シャフト３４と共に回転できればよい。
なお、シャフト３４のステアリング３４ｃと、ピン３６
と、第２のホイール２０ｂのピン孔２０ｆとの関係は、
第１の実施例と同様である。

【００３７】操舵に際して、操舵トルクに比例して第１
のホイール２０ａが第２のホイール２０ｂに対して相対
的にスライド動作することは、第１の実施例と同様であ
る。このスライド動作の変位量と方向が、シャフト３４
を介して回転センサー５８の回転軸５８ａに直接伝達さ
れる。これにより、必要な操舵トルクの大きさと方向が
回転センサー５８により検出され、第１の実施例と同様
に、検出信号が操舵力倍力装置２４のアシストモータ２
６のための制御部に送信される（図１参照）。そして制
御部が、上記検出信号に応じて操舵力倍力装置２４のア
シストモータ２６の駆動電流を制御する。アシストモー
タ２６の駆動力は、歯車装置２８を介して操舵軸１２ｃ
に伝達される。更に、この駆動力は操舵ギア１０を介し
て旋回ギア８を回転させる。これにより、駆動ユニット
４および後輪２が回転する。

【００３８】次に、図８、９を参照して本発明の操舵ト
ルク検出装置の第３の実施例について説明する。図８
は、ステアリングホイール集成体１８の取り付け部の拡
大図であり、第１の実施例と第２の実施例と同様の構成
要素には、同じ参照番号が付されている。第１と第２の
実施例では、第１のホイール２０ａの第２のホイール２
０ｂに対するスライド方向およびスライド量を回転セン
サにより検出したが、第３の実施例では、第１と第２の
ホイール２０ａ、２０ｂの相対的なスライド動作を直線
動作に変換して変位センサにより検出するように構成さ
れている。

【００３９】図８には詳細に図示されていないが、ステ
アリングホイール２０は円筒状のハウジング１２０によ
りリーチフォークリフトのフレームに回転自在に取りつ
けられている。第１のステアリングホイール２０ａに
は、その中央部から下方に延びる連結部１００が形成さ
れている。連結部１００は概ね円柱状に形成されてお
り、その中心軸線がステアリングホイール２０の回転軸
線に合致するように配設されている。連結部１００は、
概ね円筒状に形成され上方に開口した中空の連結シャフ
ト１０２の中空部に上方から挿入される。連結シャフト
１０２は、連結部１００と同様に、その中心軸線がステ
アリングホイール２０の回転軸線に合致するように配設
されている。但し、連結部１００の外周面が連結シャフ
ト１０２の内面に接してはいない。また、連結シャフト
１０２の上部の外周面にはスプライン溝１０２ｂが形成
されている。

【００４０】第２のホイール２０ｂの中央部には、連結
部１００および連結シャフト１０２を通過させる概ね円
形の開口部が形成されている。この開口部は、その中心
がステアリングホイール２０の回転軸線上に合致するよ
うに配設されている。この開口部の内面にスプラインリ
ング１０４が配設されている。スプラインリング１０４
は、上記の開口部の内面において第２のホイール２０ｂ
に固着されている。スプラインリング１０４の内周面に
は、連結シャフト１０２の外周面に形成されたスプライ
ン溝１０２ｂと係合するスプライン溝が形成されてい
る。連結シャフト１０２のスプライン溝１０２ｂと、ス
プラインリング１０４のスプライン溝とが係合すること
により、連結シャフト１０２は、第２のホイール２０ｂ
と共に回転し、かつ、ステアリングホイール２０の回転
軸線に対して平行な方向に移動可能に設けられている。

【００４１】連結シャフトの下端にはスプラインリング
１０６が固着されている。スプラインリング１０６は、
その中止軸線がステアリングホイール２０の回転軸線に
合致するように配設されている。スプラインリング１０
６の内周面には、スプライン溝が形成されている。ステ
アリングシャフト３８の上端に形成されたスプライン３
８ａと係合する。ステアリングシャフト３８は、第１と
第２の実施例と同様に、軸受部４２に設けられた２つの
玉軸受４４により回転自在に支持されている。２つの玉
軸受４４は、その回転軸線がステアリングホイール２０
の回転軸線と合致するように配設されている。

【００４２】連結部１００には、断面が概ね円形のピン
孔１００ａが形成されている。これに対して連結シャフ
ト１０２にはカム孔１０２ａが形成されている。カム孔
１０２ａは、図８において矢視線Ｂ−Ｂの方向に見た側
面図である図９に示すように、連結シャフト１０２の中
心軸線Ｏに対して傾斜して設けられた長孔にて形成され
ている。ピン３６は、カム孔１０２ａとピン孔１００ａ
とを貫通するように配設されている。なお、ピン孔１０
０ａとピン３６との間のはめ合いは、ピン３６が脱落し
ないようにしまりばめとする。これに対してカム孔１０
２ａとピン３６との間のはめ合いは、ピン３６が、カム
孔１０２ａ内においてカム孔１０２ａと係合しつつ円滑
に摺動可能となるようにすきまばめとする。

【００４３】連結シャフト１０２の下面は、スラストニ
ードルベアリング１１０を介してプレート１０８に接し
ている。プレート１０８と軸受部４２の上面との間にバ
ネ１１４が配設されており、プレート１０８はスラスト
ニードルベアリング１１０を介して連結シャフト１０２
の下面に押接される。リーチフォークリフトのフレーム
内部には、変位センサ１１６が設けられており、変位セ
ンサ１１６の検知部１１６ａがプレート１０８の下面に
当接している。変位センサ１１６は、例えば差動トラン
ス型のセンサ等の周知の直動型のセンサであり、ステア
リングホイール２０の回転軸線に平行な方向におけるプ
レート１０８の変位方向と変位量とを検出する。変位セ
ンサ１１６はリード線６６により制御部（図示せず）に
接続されている。なお、プレート１０８は回り止めピン
１１２により、連結シャフト１０２と共に回転すること
が防止されている。スラストニードルベアリング１１０
は他の形式のスラストベアリングでもよい。

【００４４】次に、本発明の第３の実施例による操舵ト
ルク検出装置の作用を説明する。操舵に際して、操舵ト
ルクに比例して第１のホイール２０ａが第２のホイール
２０ｂに対して相対的にスライド動作することは、第１
の実施例と同様である。既述の説明から理解されるよう
に、第２のホイール２０ｂの回転は、連結シャフト１０
２の外周面に形成されたスプライン１０２ｂと、スプラ
インリング１０４の内周面に形成されたスプラインとの
間の係合により、連結シャフト１０２に伝達される。次
いで、この回転は、連結シャフト１０２の下端部に設け
られたスプラインリングの内周面に形成されたスプライ
ンと、ステアリングシャフト３８の上部外周面に形成さ
れたスプライン３８ａとの間の係合により、ステアリン
グシャフト３８に伝達される。

【００４５】第１のホイール２０ａが第２のホイール２
０ｂに対して相対的にスライド動作すると、ピン３６
は、カム孔１０２ａの内周面と係合しながら、ステアリ
ングホイールの回転軸線を中心として連結シャフト１０
２に対して相対的に回転する。連結シャフト１０２のカ
ム孔１０２ａは、図９に示すように、その長手方向の中
心軸がステアリングホイール２０の回転軸線に関して傾
斜して形成されているので、ピン３６がステアリングホ
イールの回転軸線を中心として連結シャフト１０２に対
して相対的に回転すると、ピン３６とカム孔１０２ａと
の間の係合により、連結シャフト１０２はステアリング
ホイール２０の回転軸線に平行な方向に直線動作する。
この直線動作の方向および変位量は、プレート１０８を
介して変位センサ１１６により検出され、第１の実施例
と同様に、検出信号が操舵力倍力装置２４のアシストモ
ータ２６のための制御部に送信される（図１参照）。そ
して制御部が、上記検出信号に応じて操舵力倍力装置２
４のアシストモータ２６の駆動電流を制御する。アシス
トモータ２６の駆動力は、歯車装置２８を介して操舵軸
１２ｃに伝達される。更に、この駆動力は操舵ギア１０
を介して旋回ギア８を回転させる。これにより、駆動ユ
ニット４および後輪２が回転する。

【００４６】以上のように、第３の実施例では、第１と
第２の実施例のようなスリップリング６２が不要であ
り、安価でコンパクトに構成できると共に、スライド量
を検出する変位センサ１１６がフレームに取り付けられ
ているために、リード線の取り回しが容易となる。

【００４７】以上、リーチフォークリフトに備えられる
パワーステアリング装置を一例として、本発明の操舵ト
ルク検出装置を説明したが、本発明による操舵トルク検
出装置は、リーチフォークリフトに限定されることはな
く、他の車両、例えば通常のフォークリフトトラック
や、自動車にも適用できることは言うまでもない。更
に、本発明の操舵トルク検出装置は、電気式のパワース
テアリング装置のみではなく、油圧式のパワーステアリ
ング装置にも適用できる。

【００４８】

【発明の効果】本発明による操舵トルク検出装置は、コ
ンパクトな構成にてステアリングホイールに配置される
ので、操舵装置の系統の配置自由度が高くなる効果を奏
する。更に、本発明の操舵トルク検出装置はステアリン
グホイールに配置されるので、操舵装置系統を構成する
操舵チェーンや軸受、軸継手の摩擦抵抗を受けず、ま
た、前記の摩擦抵抗を受けないことでコイルバネの付勢
力を小さく設定できるので、最小操舵力を小さくするこ
とが可能となる。本発明の操舵トルク検出装置は、ステ
アリングホイールを回転軸に垂直な方向で、第１のホイ
ールと第２のホイールとに分割し、第１のホイールを第
２のホイールに対して周方向にスライド可能に構成し、
第１のホイールの周方向のスライド量を検出して、操舵
力倍力装置を制御している。第１のホイールのスライド
量は、従来のひずみゲージや非接触式のセンサーを利用
した操舵トルク検出装置における変位量よりも大きいの
で、従来よりも高精度に操舵トルクを検出することがで
きる。また、ロータリポテンシオ、ロータリエンコー
ダ、変位センサは、ひずみゲージや非接触式のセンサー
よりも出力電圧が格段に高く、ノイズの影響を受けにく
いので、この点も操舵トルクを高精度に検出する効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による操舵トルク検出装置を具備するリ
ーチフォークリフトの操舵装置の略示図である。

【図２】図１の操舵装置に設けられる操舵力倍力装置の
略示断面図である。

【図３】図１においてＡで示す部分を拡大して示す、本
発明の第１の実施例による操舵トルク検出装置を具備す
るステアリングホイールの略示断面図である。

【図４】図３のステアリングホイールの部分分解図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例による操舵トルク検出装
置に使用される、分割式のステアリングホイールを連結
するためのシャフトの略示斜視図である。

【図６】図３において矢視線Ａ−Ａの方向に見た側面図
であり、ステアリングホイールの一部を断面にして示す
図である。

【図７】図１においてＡで示す部分を拡大して示す、本
発明の第２の実施例による操舵トルク検出装置を具備す
るステアリングホイールの略示断面図である。

【図８】図１においてＡで示す部分を拡大して示す、本
発明の第３の実施例による操舵トルク検出装置を具備す
るステアリングホイールの略示断面図である。

【図９】図８において矢視線Ｂ−Ｂの方向に見た側面図
であり、カム孔の形状を示す図である。

【符号の説明】

２０…ステアリングホイール ２０ａ…第１のホイール ２０ｂ…第２のホイール ２２…ノブ ５０…レバー ５０ａ…レバーの頭部 ５２…ピン ５８…回転センサー ６２…スリップリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状のステアリングホイールを、その回
   転軸線に対して垂直な方向で第１のホイールと第２のホ
   イールとに分割し、前記ステアリングホイールを操作す
   るとき、ステアリングホイールに負荷される操舵トルク
   に比例して、前記第１のホイールが前記第２のホイール
   に対して周方向にスライドするように構成し、 前記第１のホイールの前記第２のホイールに対するスラ
   イド動作の方向と変位量とを検出するセンサーを設けた
   ことを特徴とする、パワーステアリング装置の操舵トル
   ク検出装置。
2. 【請求項２】 前記ステアリングホイールは、周方向に
   配設された複数の小室を内部に有しており、前記複数の
   小室の各々にコイルバネが配設されている請求項１に記
   載の操舵トルク検出装置。
3. 【請求項３】 第１のホイールの第２のホイールに対す
   る周方向のスライド動作を直線運動に変換し、この直線
   運動の方向と変位量とを検出するセンサを設けたことを
   特徴とする請求項１に記載の操舵トルク検出装置。