トルク検出装置及びパワーステアリング装置
【課題】トルク検出を正確に行なうと共に、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる為の設定を容易に行なえる構造を実現する。
【解決手段】緩衝部材３３、３３を、各緩衝板部４０、４０と連結部４１とにより構成する。又、このうちの連結部４１を、組み付け状態で、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から緩衝凹部４２、４２に向けて突出させた、突出部４３、４３により構成する。この突出部４３、４３の形状並びに寸法等を調節する事で、上記緩衝部材３３、３３の弾性力を設定でき、上記課題を解決できる。
【解決手段】緩衝部材３３、３３を、各緩衝板部４０、４０と連結部４１とにより構成する。又、このうちの連結部４１を、組み付け状態で、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から緩衝凹部４２、４２に向けて突出させた、突出部４３、４３により構成する。この突出部４３、４３の形状並びに寸法等を調節する事で、上記緩衝部材３３、３３の弾性力を設定でき、上記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置は、例えば自動車の操舵装置に組み込み、ステアリングシャフトに加わるトルクを検出すると共に、この検出したトルクに応じて補助動力源（例えば電動モータ）から補助動力を出力する事により、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する為のステアリング装置として、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力（操舵力）の軽減を図れるパワーステアリング装置が広く使用されている。この様なパワーステアリング装置として、油圧を補助動力源とした油圧式パワーステアリング装置が従来から使用されている。又、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置に就いても、例えば特許文献１等に記載されて従来から知られており、実際にも使用されている。この様なパワーステアリング装置のうち、電動式パワーステアリング装置の基本構成に就いて、本発明の実施の形態の第１例を示す図１〜２を用いて説明する。
【０００３】
この図１〜２に示す電動式パワーステアリング装置は、後端部（図１、２の右端部）にステアリングホイール１を固定するステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を挿通したステアリングコラム３と、このステアリングシャフト２に補助動力を付与する為の操舵力補助装置（アシスト装置）４と、上記ステアリングシャフト２の回転に基づいてタイロッド５、５を変位させる（押し引きする）為の、ステアリングギヤ６とを備える。このうちのステアリングシャフト２を挿通した筒状のステアリングコラム３は、前端部（図１、２の左端部）を、上記操舵力補助装置４を構成するギヤハウジング７の後端部に結合固定している。又、上記ステアリングシャフト２の前端部を、上記操舵力補助装置４を構成する入力軸８に結合している。又、この入力軸８と、同じく上記操舵補助装置４を構成する出力軸９とを、特許請求の範囲に記載した弾性部材に相当するトーションバー１０を介して連結している。
【０００４】
又、上記出力軸９の前端部で、上記ギヤハウジング７の前端面から突出した部分を、自在継手１１を介して、中間シャフト１２の後端部に連結している。又、この中間シャフト１２の前端部に、別の自在継手１３を介して、前記ステアリングギヤ６の入力軸１４を連結している。このステアリングギヤ６は、図示しないラックとピニオンとを備え、このうちのピニオンに上記入力軸１４を結合している。又、このピニオンと噛合する上記ラックは、両端部に前記タイロッド５、５を連結しており、上記ラックの変位に基づきこれら各タイロッド５、５を押し引きする事で、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。
【０００５】
又、上記操舵力補助装置４は、上記入力軸８と、上記出力軸９と、上記トーションバー１０と、特許請求の範囲に記載した補助動力源に相当する電動モータ１５と、ウォーム減速機１６と、特許請求の範囲に記載したトルク検出手段に相当するトルクセンサ１７と、図示しない制御器とを備える。このうちのウォーム減速機１６は、上記出力軸９の後端部に外嵌固定されたウォームホイール１８と、上記電動モータ１５により回転駆動されるウォーム１９とを、上記ギヤハウジング７の内側で噛合させて成る。又、上記トルクセンサ１７は、上記入力軸８の周囲に設けられており、前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２を介して上記入力軸８に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号（検出信号）を、上記制御器に出力する。
【０００６】
即ち、上記ステアリングシャフト２を介して上記入力軸８にトルクが加わると、この入力軸８と上記出力軸９とを連結する上記トーションバー１０が、これら入力軸８と出力軸９との間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する（捻れる）。そして、この弾性変形に伴い、上記入力軸８と出力軸９とが相対回転する。これら入力軸８と出力軸９との相対回転量（相対変位量）と、上記トルクの方向及び大きさとは、相関関係を有する。そこで、上記トルクセンサ１７は、この様な入力軸８と出力軸９との相対回転量に基づいて、上記入力軸８に加えられるトルクの方向と大きさとを検出する。そして、上記制御器は、この検出値を表す信号と、車速等を表す他の信号とに応じて、上記電動モータ１５に駆動の為の信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助動力を発生させる。
【０００７】
この様に構成する電動式パワーステアリング装置の場合、上記操舵力補助装置４の出力軸９から出力されるトルクは、上記ステアリングホイール１から上記ステアリングシャフト２に加えられるトルクよりも大きくできる。即ち、上記出力軸９から出力されるトルクを、上記操舵力補助装置４を構成する上記電動モータ１５から上記ウォーム減速機１６を介して加えられる補助動力分だけ大きくできる。従って、前記操舵輪に舵角を付与する為に運転者が上記ステアリングホイール１を操作する為に要する力を、上記操舵力補助装置４の補助動力分だけ小さく済ませられる。尚、前記ステアリングギヤ６の周辺部に、トルク検出装置と補助動力源（例えば電動モータ）とを設ける事により（操舵力補助装置を設ける事により）、電動式パワーステアリング装置を構成する場合もある。
【０００８】
又、特許文献２には、図１４〜１６に示す様な電動式パワーステアリング装置が記載されている。この電動式パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト２ａに加わるトルクを検出する為のトルク検出装置２０と、このトルク検出装置２０が検出するトルクの大きさに応じて、上記ステアリングシャフト２ａに補助動力を付与する電動モータ（図示省略）とを備える。又、上記トルク検出装置２０は、特許請求の範囲に記載した第一の回転軸に相当する上記ステアリングシャフト２ａと、同じく第二の回転軸に相当する出力軸９ａとを、同じく弾性部材に相当するトーションバー１０ａによりトルクの伝達を可能に連結して成る。
【０００９】
そして、このトルクの伝達に伴う上記トーションバー１０ａの弾性変形（捩れ）に基づく、上記各回転軸２ａ、９ａ同士の相対回転量を検出する事により、これら各回転軸２ａ、９ａ同士の間で伝達されるトルクを検出する。より具体的には、上記各回転軸２ａ、９ａ同士の相対回転に応じて、これら各回転軸２ａ、９ａの軸方向に変位するセンサリング２１を、これら各回転軸２ａ、９ａの周囲に設けている。そして、このセンサリング２１の軸方向位置を検出し、予め求めたこのセンサリング２１の軸方向位置と上記回転軸２ａ、９ａ同士の間で伝達されるトルクの方向及び大きさとの相関関係に基づいて、上記トルクの方向及び大きさを求める。
【００１０】
この様に構成するトルク検出装置２０を含め、パワーステアリング装置用のトルク検出装置の場合、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間に大きなトルクが加わった場合に、上記トーションバー１０ａが弾性限界を超えて塑性変形するまで捻れる事は避ける必要がある。この理由は、この様にトーションバー１０ａが塑性変形した場合には、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間でトルクを伝達しない中立状態での、これら回転軸２ａ、９ａ同士の位置関係（センサリング２１の基準位置）がずれ、上記トルクの検出を正確に行なえなくなる為である。この為に、上記特許文献２に記載された構造の場合は、この様なトーションバー１０ａの塑性変形を防止すべく、上記各回転軸２ａ、９ａ同士が所定量を超えて相対回転するのを阻止する為の回転阻止手段２２を設けている。
【００１１】
具体的には、上記ステアリングシャフト２ａの前端部（図１４の左端部）に設けた筒部２３の内周面に、１対の係合凹部２４、２４を設けている。又、これと共に、上記出力軸９ａの後端部（図１４の右端部）に設けた挿入部２５の外周面で、この挿入部２５の回転方向に関し上記各係合凹部２４、２４と整合する位置に、１対の係合凸部２６、２６を設けている。上記ステアリングシャフト２ａと出力軸９ａとの間でトルクを伝達しない中立状態では、上記各係合凹部２４、２４の各内側面と上記各係合凸部２６、２６の各外側面とは、上記回転方向に関し所定の隙間Ｓを介して対向する。
【００１２】
従って、例えば急激なステアリング操作等に伴い、上記ステアリングシャフト２ａと出力軸９ａとの間に大きなトルクが加わり、これら回転軸２ａ、９ａ同士が大きく相対回転する傾向になると、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接（衝合）する。そして、これら各内側面と各外側面との当接に基づき、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間で上記大きなトルクの伝達が行なわれる。この様に大きなトルクが加わった場合でも、上述の様に内側面と外側面とが当接する事で、上記各回転軸２ａ、９ａ同士がそれ以上相対回転するのを阻止される為、上記トーションバー１０ａが塑性変形するのを防止できる。
【００１３】
更に、上記特許文献２に記載された構造の場合は、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接する際の衝突音（騒音）を低減すべく、ウレタンゴム製の緩衝部材２９、２９を設けている。即ち、上記ステアリングシャフト２ａの筒部２３の内周面で、この筒部２３の回転方向に関し上記各係合凹部２４、２４の間部分に、それぞれ緩衝用凹部２７、２７を設けると共に、上記出力軸９ａの挿入部２５の外周面で、上記回転方向に関し上記各緩衝用凹部２７、２７と整合する位置に、それぞれ緩衝用凸部２８、２８を設けている。そして、これら各緩衝用凹部２７、２７と各緩衝用凸部２８、２８との間に、上記各緩衝部材２９、２９を設けている。
【００１４】
これら各緩衝部材２９、２９はそれぞれ、断面形状を略凹字状としており、上記各緩衝用凹部２７、２７の内面に組み付けられている（装着されている）。又、互いに連結環３０で連結された一体構造としている。そして、上記各回転軸２ａ、９ａが大きく相対回転した場合に、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接する以前に、上記各緩衝用凹部２７、２７の内側面と上記各緩衝用凸部２８、２８の外側面とにより、上記緩衝部材２９、２９を構成する各弾性片４４、４４を圧縮する様に構成している。この様に構成すれば、この緩衝部材２９、２９（の各弾性片４４、４４）を弾性変形（圧縮）させる力（抵抗力、反力）が、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間に付与される。この為、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接する際の勢いを抑える事ができ、この当接の際の衝突音を低減できる。
【００１５】
尚、上記特許文献２に記載された構造の場合は、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間でトルクを伝達しない中立状態で、これら回転軸２ａ、９ａの回転方向に対向する、上記緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４と上記各緩衝用凸部２８、２８の外側面との間に、所定の隙間（捩り代）ｓが存在する。この為、トルク伝達に伴い上記各回転軸２ａ、９ａ同士が相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間は、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間に、上記緩衝部材２９、２９（の各弾性片４４、４４）を弾性変形（圧縮）させる力（抵抗力、反力）は加わらない。即ち、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間は、前記トーションバー１０ａを上記回転軸２ａ、９ａ同士の間で伝達されるトルクのみに応じて弾性変形させる事ができ、このトーションバー１０ａの弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。
【００１６】
一方、上記各緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４と上記各緩衝用凸部２８、２８の外側面とが当接する（隙間ｓがなくなる）と共に、上記各回転軸２ａ、９ａ同士の相対回転が更に続くと、上述の様にこれら各回転軸２ａ、９ａ同士の間に、上記緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４を弾性変形（圧縮）させる力（抵抗力、反力）が加わる。この為、上記各係合凹部２４、２４の内側面と各係合凸部２６、２６の外側面との当接を滑らかに行なう事ができる。言い換えれば、上記トーションバー１０ａによるトルク伝達から、上記各係合凹部２４、２４の内側面と各係合凸部２６、２６の外側面との当接によるトルク伝達への変化を円滑に行なう事ができる。従って、上述した様に当接の際の騒音を抑えると共に、この当接に伴う衝突の感覚が運転者に伝わる事を防止して、ステアリングの操舵感を良好にできると考えられる。
【００１７】
上述した様なトルク検出装置２０の場合、上述の様な所望の性能を得る為には、中立状態から各係合凹部２４、２４の内側面と係合凸部２６、２６の外側面とが当接するまでの範囲内で、トルク検出を正確に行なう為に必要なトーションバー１０ａの捩り代ｓを設定する必要がある。又、これと共に、この捩り代ｓを越えてから上記各係合凹部２４、２４の内側面と係合凸部２６、２６の外側面とが当接するまでの間に、この当接を滑らかに行なう為に必要な弾性力（抵抗力、反力）を、各緩衝部材２９、２９により付与できる様に設定する必要がある。上記特許文献２に記載された構造の場合は、各緩衝用凹部２７、２７の内側面と各緩衝用凸部２８、２８の外側面との距離、回転方向に関する上記各緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４の厚さ寸法、これら各緩衝部材２９、２９を構成するウレタンゴムの特性（ばね係数）等を調節する事により設定するが、この様な設定をより容易に行なえる構造が望まれている。
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−２６２２６６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置は、上述の様な事情に鑑みて、所望の性能を発揮する為の設定を容易に行なえる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置のうち、請求項１、２に記載したトルク検出装置は、第一の回転軸と、第二の回転軸と、弾性部材と、トルク検出手段と、回転阻止手段とを備える。
このうちの第一の回転軸は、一端部に筒部を設けたものである。この様な第一の回転軸としては、例えばステアリングホイールを固定するステアリングシャフト（例えば前述の図１４に示した様な構造の場合）、或いは、操舵力補助装置を構成する出力軸（例えば図２に示す様な構造の場合）等が相当する。
又、上記第二の回転軸は、一端部にこの筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部を設け、上記第一の回転軸と同心に配置されたものである。この様な第二の回転軸としては、例えばステアリングシャフトと同心に設けられた出力軸（例えば前述の図１４に示した様な構造の場合）、或いは、操舵力補助装置を構成する入力軸（例えば図２に示す様な構造の場合）等が相当する。
又、上記弾性部材は、上記第一、第二の回転軸同士を連結すると共に、これら第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクに応じて弾性変形するものである。この様な弾性部材としては、例えばトーションバーが相当する。
又、上記トルク検出手段は、上記弾性部材の弾性変形に基づき上記トルクを検出する為のものである。この様なトルク検出手段としては、例えば、上記弾性部材の弾性変形に基づく上記第一、第二の回転軸同士の相対回転量を検出し、予め求めたこの相対回転量とトルクとの相関関係に基づいて、このトルク（の方向及び大きさ）を求めるもの等を採用できる。
又、上記回転阻止手段は、上記弾性部材が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為のものである。
【００２１】
特に、請求項１、２に記載したトルク検出装置に於いては、上記回転阻止手段は、上記筒部の内周面と上記挿入部の外周面とのうちの一方の周面（例えば挿入部の外周面）に、この一方の周面から径方向（例えば径方向内方）に凹入する状態で設けられた複数の係合凹部と、同じく他方の周面（例えば筒部の内周面）に、この他方の周面から径方向（例えば径方向内方）に突出する状態で設けられた、上記係合凹部内で上記第一、第二の回転軸の回転方向に所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する、上記各係合凹部と同数の係合凸部と、上記回転方向に関して隣り合う係合凸部の外側面同士の間に設けられた、弾性板製の緩衝部材とから成るものである。
又、このうちの緩衝部材を、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部と、これら各緩衝板部の基端縁同士を連結（接続）する連結部とを備えたものとしている。
又、上記各緩衝板部の先端縁をそれぞれ、上記第一、第二の回転軸同士の間で上記トルクを伝達しない中立状態で、上記回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間を介して対向させている。
【００２２】
更に、請求項１に記載したトルク検出装置の場合には、上記連結部を、組み付け状態で、上記各緩衝板部の基端縁から上記一方の周面（例えば挿入部の外周面）に向けて径方向（例えば径方向内方）に突出する、突出部（例えば突条部）により構成する。
そして、上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記突出部の上記径方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する。
又、請求項２に記載したトルク検出装置の場合には、上記連結部を、上記回転軸の回転方向に関し、上記各緩衝板部に互いに離れる方向の弾性力を付与すると共に、上記一方の周面（例えば挿入部の外周面）に、この周面の周方向に関する変位を阻止した状態で支持する為の、弾性支持部により構成する。
そして、上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記弾性支持部の上記回転方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する
【００２３】
又、上述の様な請求項１或いは請求項２に記載したトルク検出装置を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記緩衝部材を、上記各緩衝板部と上記連結部（突出部、弾性支持部）とを一体に形成した、板ばねとする。
又、請求項４に記載した様に、上記一方の周面（例えば挿入部の外周面）に、この周面から径方向に凹入する状態で緩衝凹部を設ける。そして、上記緩衝部材を構成する上記連結部（突出部、弾性支持部）を、組み付け状態で上記緩衝凹部内に入り込む様に、弾性板を折り曲げ形成する事により構成したものとする。この場合に例えば、上記連結部を、上記各緩衝板部に対して隆起する様に、突条の如く折り曲げ形成する。
【００２４】
又、請求項５に記載したパワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに加わるトルクを検出する為のトルク検出装置と、このトルク検出装置が検出するトルクに応じて、上記ステアリングシャフトに補助動力を付与する補助動力源（例えば電動モータ）とを備える。
特に、上記請求項５に記載したパワーステアリング装置に於いては、上記トルク検出装置を、上述した様なトルク検出装置としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置によれば、トルク検出を正確に行なえ、且つ、第一、第二の回転軸同士の相対回転を制限する為の各係合凹部と各係合凸部との当接を、滑らかに行なえる。
即ち、緩衝部材を構成する緩衝板部の先端縁は、上記第一、第二の回転軸同士の間でトルクを伝達しない中立状態で、これら各回転軸同士の回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間（捩り代）を介して対向する。この為、トルク伝達に伴い上記第一、第二の回転軸同士が相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間がなくなるまでの間は、上記第一、第二の回転軸同士の間に上記緩衝部材を弾性変形させる力（抵抗力、反力）が加わらない。即ち、上記中立状態から上記隙間がなくなるまでの間は、弾性部材（例えばトーションバー）を、ほぼ上記第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクのみに応じて弾性変形させる事ができ、この弾性部材の弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。
【００２６】
一方、上記先端縁と上記外側面とが当接する（隙間がなくなる）と共に、上記第一、第二の回転軸同士の相対回転が更に続くと、これら第一、第二の回転軸同士の間に、上記緩衝部材を弾性変形させる力が、これら両回転軸の相対変位を阻止する方向に加わる。例えば、請求項１に記載した構造の場合には、上記緩衝部材を構成する突出部を径方向に弾性変形させる力が、上記第一、第二の回転軸同士の間に付与される。又、請求項２に記載した構造の場合には、上記緩衝部材を構成する弾性支持部を上記回転方向に弾性変形させる力が、上記第一、第二の回転軸同士の間に付与される。そして、この様な力に基づいて、上記各係合凹部の内側面と各係合凸部の外側面との当接を滑らかに行なえる。即ち、上記弾性部材によるトルクの伝達から、上記各係合凹部の内側面と各係合凸部の外側面との当接に基づくトルクの伝達への変化を滑らかに行なえ、ステアリングの操舵感を良好に保てる。
【００２７】
更に、本発明の場合は、上述の様な性能を発揮させる為に必要な設定を容易に行なえる。即ち、上記緩衝部材は、１対の緩衝板部同士を、突出部（請求項１に記載した構造の場合）、或いは、弾性支持部（請求項２に記載した構造の場合）により連結したものとしている。この為、上記各係合凹部の内側面と各係合凸部の外側面との当接を滑らかに行なう為の設定を、上記突出部或いは弾性支持部の弾性力を調節する事で（例えば突出部或いは弾性支持部の形状並びに寸法等を調節する事で）、容易に行なえる。一方、トルク検出を正確に行なう為の捩り代の設定は、上記各緩衝部材を構成する各緩衝板部の先端縁同士の距離を調節する事で、やはり容易に行なえる。この為、上述の様に、所望の性能を発揮させる為に必要な設定を容易に行なえる。
【００２８】
又、請求項３に記載した構造を採用した場合には、上記緩衝部材を安価に製造できる。又、請求項４に記載した構成を採用した場合には、例えば請求項１に記載した緩衝部材を構成する突出部を、上記緩衝凹部の内側面と一方の周面との連続部により径方向に確実に弾性変形させる事ができる。或いは、例えば請求項２に記載した緩衝部材を構成する弾性支持部を上記緩衝凹部に係合させる事により、この緩衝部材を一方の周面に確実に支持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［実施の形態の第１例］
図１〜６は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、１対の回転軸（入力軸８、出力軸９）にそれぞれ設けた各係合凹部３１、３１と各係合凸部３２、３２との当接を滑らかに行なわせる為の緩衝部材３３、３３の構造を工夫した点にある。電動式パワーステアリング装置全体の構造に就いては、前述の背景技術の欄で本例の図１、２を用いて説明した通りであるから、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分並びに上記背景技術の欄で説明しなかった部分を中心に説明する。
【００３０】
操舵力補助装置４を構成し、ステアリングシャフト２に加わるトルクを検出する為のトルク検出装置４５は、特許請求の範囲に記載した第二の回転軸に相当する、鋼製の入力軸８と、同じく第一の回転軸に相当する、鋼製の出力軸９と、同じく弾性部材に相当するトーションバー１０と、同じくトルク検出手段に相当するトルクセンサ１７と、回転阻止手段３４とを備える。
このうちの入力軸８は、後端部（図２、３の右端部）を、上記ステアリングシャフト２の前端部（図２の左端部）とがたつきなく結合している。又、この入力軸８は、前端部（図２、３の左端部）に、後述する筒部３６に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部３５を設けている。又、上記出力軸９は、後端部に、この挿入部３５を挿入する為の筒部３６を設けている。そして、この筒部３６に上記挿入部３５を挿入した状態で、上記入力軸８と出力軸９とを同心に配置している。
【００３１】
又、上記トーションバー１０は、上記入力軸８と出力軸９とをトルクの伝達を可能に連結している。この為に、このトーションバー１０を、これら入力軸８と出力軸９との内側に挿通した状態で、後端部を上記入力軸８に結合固定すると共に、前端部を上記出力軸９に結合固定している。この様なトーションバー１０は、上記入力軸８と出力軸９との間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する（捻れる）。
【００３２】
又、上記トルクセンサ１７は、この様なトーションバー１０の弾性変形に基づく、上記入力軸８と出力軸９との相対回転量を検出し、この相対回転量に対応するトルク（の方向及び大きさ）を求める。この為に、上記入力軸８の外周面で、上記トルクセンサ１７と対向する部分に、この入力軸８の中心軸と平行な凹溝３７、３７を、この入力軸８の円周方向等間隔複数個所に設けている。又、上記出力軸９の後端部外周面に筒状のセンサ筒３８を外嵌固定している。このセンサ筒３８は、上記トルクセンサ１７と対向する位置に透孔３９、３９を、このセンサ筒の円周方向等間隔複数個所に設けている。そして、上記トルクセンサ１７により、上記各凹溝３７、３７と各透孔３９、３９との位置関係の変化に伴う磁気或は静電容量に関する特性の変化を検出する事により、上記入力軸８と出力軸９との相対回転量、延いては、この相対回転量に対応する上記トルクを検出自在としている。
【００３３】
又、上記回転阻止手段３４は、上記トーションバー１０が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為のものである。この様な回転阻止手段１０を構成する為に、上記入力軸８の前端部に設けた前記挿入部３５の外周面に、この外周面から径方向内方に凹入する状態で、複数の係合凹部３１、３１を設けている。本例の場合は、４個所に係合凹部３１、３１を、円周方向に関して等間隔に設けている。又、上記出力軸９の後端部に設けた前記筒部３６の内周面に、上記係合凹部３１、３１と同数（４個所）の係合凸部３２、３２を、この内周面から径方向内方に突出する状態で設けている。これら各係合凸部３２、３２は、上記各係合凹部３１、３１内で、上記入力軸８及び出力軸９の回転方向に、所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する。即ち、上記入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態（ステアリングシャフト２に操舵力が加わらない状態）で、上記各係合凹部３１、３１の各内側面と上記各係合凸部３２、３２の各外側面とが、上記回転方向に関し、所定の隙間Ｓ｛例えば図６（Ａ）参照｝を介して対向する様にしている。
【００３４】
又、本例の場合は、上記挿入部３５の外周面と上記筒部３６の内周面との間で、且つ、上記回転方向に関し、互いに隣り合う上記各係合凸部３２、３２の外側面同士の間にそれぞれ、緩衝部材３３、３３を設けている。これら各緩衝部材３３、３３は、前記トーションバー１０の弾性変形（捻れ）に伴って上記入力軸８と出力軸９とが相対回転した際に、上記各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる為のものである。この様な緩衝部材３３、３３は、図５に詳示する様に、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部４０、４０と、これら各緩衝板部４０、４０の基端縁同士を連結する連結部４１とを備える。
【００３５】
本例の場合、この様な各緩衝部材３３、３３を、金属板｛例えば炭素鋼板（ＳＫ、Ｓ５０ＣＭ、Ｓ６０ＣＭ等）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）板等の金属製の板材｝等の弾性板に、折り曲げ加工等のプレス加工を施す事により形成した、或は合成樹脂を射出成形して造った、板ばねとしている。即ち、上記各緩衝部材３３、３３を、上記各緩衝板部４０、４０と連結部４１とを一体に形成した、１枚の波状の板ばねとしている。そして、本例の場合は、上記連結部４１を、上記各緩衝部材３３、３３の組み付け状態で、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から上記挿入部３５の外周面に向けて径方向内方に突出する状態で設けた、突出部４３としている。即ち、この突出部４３を、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から連続する状態で、上記径方向内方に向けて隆起する様に折り曲げ形成した、突条の如き折り曲げ部としている。
【００３６】
又、この様な突出部４３と連続する上記各緩衝板部４０、４０は、その先端縁を、組み付け状態で、且つ、上記入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態で、これら入力軸８及び出力軸９の回転方向に関し、上記各係合凹部３１、３１の内側面と上記係合凸部３２、３２の外側面との間に位置させている。そして、この様に位置させた状態で、上記各先端縁を、上記各係合凸部３２、３２の外側面と所定の隙間ｓ｛例えば図６（Ａ）参照｝を介して対向させている。これら各先端縁と各外側面との隙間ｓ（角度で表すとγ0 ）が、トルク検出を行なう為の捩り代となる。
【００３７】
又、上記挿入部３５の外周面で、この挿入部３５の回転方向に関し、上記各係合凹部３１、３１同士の間部分にそれぞれ、この外周面から径方内方に凹入する状態で、４個の緩衝凹部４２、４２を設けている。上記各緩衝部材３３、３３を構成する上記突出部４３は、この様な緩衝凹部４２内に入り込む様に突出（隆起）させている。従って、後述する図６に示す様に、上記各緩衝部材３３、３３は、この様な突出４３と緩衝凹部４２との当接に基づいて、上記挿入部３５（＝入力軸８）と共に回転する。又、この様な突出部４３は、上記各係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面とが当接する際に、同じく図６に示す様に、上記各緩衝凹部４２、４２の内側面と上記挿入部３５の外周面との連続部により径方向外方に押し出されつつ弾性変形し、この弾性変形に伴う力（弾性力、抵抗力、反力）を、上記入力軸８と出力軸９との間に付与する。
【００３８】
尚、本例の場合は、上記各緩衝凹部４２、４２の形状と上記各係合凹部３１、３１の形状とを、互いに同じにしている。言い換えれば、上記挿入部３５の外周面には、同形状の凹部を８個所、円周方向に関して等間隔に設けている。従って、本例の場合は、組み付け状態で、上記各係合凸部３２、３２と係合する凹部が上記係合凹部３１、３１となり、同じく上記各緩衝部材３３、３３の各突出部４３、４３と係合する凹部が上記緩衝凹部４２、４２となる。
【００３９】
上述の様に構成する本例の場合は、トルク検出を正確に行なえ、且つ、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を、滑らかに行なえる。
即ち、各緩衝部材３３、３３を構成する各緩衝板部４０、４０の先端縁は、図６（Ａ）に示す様に、入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態で、これら入力軸８及び出力軸９の回転方向に関し、上記各係合凸部３２、３２の外側面と隙間（捩り代）ｓ（角度で表すと角度γ0 ）を介して対向する。この為、トルク伝達に伴い上記入力軸８と出力軸９とが相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間、即ち、図６（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態になるまでの間は、上記入力軸８と出力軸９との間に上記各緩衝部材３３、３３を弾性変形させる力（弾性力、抵抗力、反力）は加わらない。
【００４０】
即ち、上記中立状態から上記隙間がなくなるまでの間（角度γ0 分相対回転するまでの間）は、前記トーションバー１０を、上記入力軸８と出力軸９との間で伝達されるトルクのみに応じて弾性変形させる（捩る）事ができ、このトーションバー１０の弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。尚、上記図６（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態になるまでの間は、上記各緩衝部材３３、３３が上記入力軸８と共に回転する。この際、これら各緩衝部材３３、３３を構成する各緩衝板部４０、４０と、上記出力軸９の筒部３６の内周面とが摺接する。但し、この摺接に伴う抵抗が上記トルク検出に及ぼす影響は、殆どない。尚、上記各緩衝部材３３、３３を金属板製とする場合、好ましくは、上記各緩衝部材３３、３３の表面のうち、上記筒部３６の内周面と摺接する部分に、ＰＴＥＦ等の低摩擦材製のコーティング層を設ける。
【００４１】
一方、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁と上記各係合凸部３２、３２の外側面とが当接する（隙間ｓがなくなる）と共に、上記入力軸８と出力軸９との相対回転が更に続いた場合には、即ち、図５（Ｂ）の状態から同図（Ｃ）の状態に向けて変化した場合には、これら入力軸８と出力軸９との間に、上記各緩衝部材３３、３３の弾性変形に伴う力（弾性力、抵抗力、反力）が、上記トルクの伝達方向と逆方向に加わる。より具体的には、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁と上記係合凸部３１、３１の外側面との当接に基づいて、上記緩衝部材３３、３３が、上記筒部３６に対する相対回転を阻止される。そして、この状態で、上記挿入部３５の外周面に設けた各緩衝凹部４２、４２の内側面（回転方向に関して後側の内側面）とこの挿入部３５の外周面との連続部により、上記各緩衝部材３３、３３を構成する各突出部４３、４３が径方向外方に押し出される。
【００４２】
そして、この様な押し出し伴う反力が、上記入力軸８と出力軸９との間に緩衝力として加わる。又、この押し出しの際には、この様な反力だけでなく、上記突出部４３、４３と上記連続部との摺接に伴う摩擦力も、反力として加わる。この為、この様な各緩衝部材３３、３３の反力（弾性力並びに摩擦力）に基づいて、上記係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なえる。言い換えれば、上記トーションバー１０によるトルクの伝達から、上記各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接に基づくトルクの伝達への変化を滑らかに行なえ、ステアリングの操舵感を良好に保てる。
【００４３】
更に、本例の場合は、上述の様な性能を発揮させる（トルク検出を正確に行なうと共に、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる）為に必要な設定を、容易に行なえる。即ち、上記各緩衝部材３３、３３を、１対の緩衝板部４０、４０同士を突出部４３により連結したものとしている。この為、上記係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なう為の設定、即ち、上記各緩衝部材３３、３３の弾性力（緩衝力）の設定を、上記突出部４３の形状、寸法並びに板厚等を調節する事により容易に行なえる。例えば、図５（Ｂ）に示す様に、この突出部４３の高さ寸法（組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部からの径方向寸法）△ｔにより、上記弾性力（緩衝力）の大きさを、同じく突出部４３の、組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部と最も径方向内側部分との回転方向に関する幅寸法に対応する開き角αにより、弾性変形開始（緩衝開始）からの弾性力の変化量を、それぞれ調節できる。一方、トルク検出を正確に行なう為の捩り代ｓ（角度で表すと角度ｒ0 ）の設定（緩衝開始の位置の設定）は、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁同士の距離（に対応する角度θ）を調節する事で、やはり容易に行なえる。この為、上述の様に、所望の性能を発揮させる為に必要な設定を容易に行なえる。 尚、図示は省略するが、入力軸８及び出力軸９の軸方向に関する、各緩衝部材３３、３３の端縁同士を連結する事により、これら各緩衝部材３３、３３を一体構造とする事もできる。
【００４４】
［実施の形態の第２例］
図７、８は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。前述の第１例の場合は、各緩衝部材３３、３３を構成する各突出部４３、４３を、断面略円弧状としているのに対して、本例の場合は、各緩衝部材３３ａ、３３ａを構成する各突出部４３ａ、４３ａを、組み付け状態での径方向に関し外側（外径側）に向かう程幅寸法が大きくなる、断面略台形としている。これに伴って、これら各突出部４３ａ、４３ａの高さ寸法（組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部からの径方向寸法）△ｔが、上記第１例の各突出部４３、４３の場合に比べて大きくなっている。又、これと共に、これら各突出部４３ａ、４３ａの、組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部と最も径方向内側部分との回転方向に関する幅寸法に対応する開き角α、並びに、各緩衝板部４０、４０の先端縁同士の間隔（に対応する角度θ）が、同じく上記第１例の各突出部４３、４３の場合に比べて小さくなっている。この為、この第１例の構造の場合に比べて、緩衝開始を遅くできる（捩り代を大きくできる）と共に、この緩衝開始からの弾性力（緩衝力）の変化量を大きくでき、しかも、大きな弾性力（緩衝力）得られる。言い換えれば、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接の直前に、大きな弾性力（緩衝力）を得られる。
その他の構成及び作用は、上述した第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４５】
［実施の形態の第３例］
図９、１０は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、各緩衝部材３３ｂ、３３ｂの突出部４３ｂを１対の突出板部４６、４６により構成し、これら両突出板部４６、４６の傾斜角度を、２段階に変化させている。即ち、各緩衝板部４０、４０の端縁同士を通過する仮想平面に平行な仮想平面Ｈに対する、上記両突出板部４６、４６の傾斜角度を、途中で変化させている。より具体的には、上記両突出板部４６、４６のうちの上記各緩衝板部４０、４０側の半部の傾斜角度をβ1 とし、同じく反対側の半部の傾斜角度をβ2 とした場合に、β1 ＞β2 としている。
【００４６】
この様な本例の場合、上記各緩衝部材３３ｂ、３３ｂの突出部４３ｂが、挿入部３５の外周面に設けた各緩衝凹部４２、４２の内側面とこの挿入部３５の外周面との連続部により、この挿入部３５の径方向外方に向けて押し出される際には、上記各突出板部４６、４６のうちの上記傾斜角度がβ1 の部分が押し出されてから、続いてβ2 の部分が押し出される。この様な本例の場合は、これら各突出部４３ｂ、４３ｂの高さ寸法（組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部からの径方向寸法）△ｔと共に、上記各傾斜角度β1 、β2 を調節する事により、より細かい弾性力の設定ができ、更なるステアリング操舵感の向上を図れる。
その他の構成及び作用は、前述した第１例及び第２例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４７】
［実施の形態の第４例］
図１１、１２は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合は、出力軸９の後端部に設けた筒部３６の内周面に係合凹部３１ａ、３１ａを設けると共に、入力軸８の前端部に設けた挿入部３５の外周面に係合凸部３２ａ、３２ａを設けている。又、上記筒部３６の内周面に、緩衝凹部４２ａ、４２ａを設けている。本例の場合、これら各緩衝凹部４２ａ、４２ａの形状と上記各係合凹部３１ａ、３１ａの形状とを、互いに同じにしている。言い換えれば、上記挿入部３５の外周面に、同形状の凹部を８個所、円周方向に関して等間隔に設けている。従って、組み付け状態で、上記各係合凸部３２ａ、３２ａと係合する凹部が上記係合凹部３１ａ、３１ａとなり、同じく上記各緩衝部材３３ｃ、３３ｃの各突出部４３ｃ、４３ｃと係合する凹部が上記緩衝凹部４２ａ、４２ａとなる。又、本例の場合は、前述の第１〜３例の構造に比べて、回転方向に関する、上記各緩衝凹部４２ａ、４２ａの幅寸法（互いに対向する内側面同士の距離）が大きい。これに伴って、回転方向に関する、各突出部４３ｃ、４３ｃの幅寸法が大きくなると共に、同じく各緩衝板部４０、４０の幅寸法が小さくなっている。
その他の構成及び作用は、前述した第１、２例並びに上述した第３例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４８】
［実施の形態の第５例］
図１３は、請求項２〜４に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合は、緩衝部材３３ｄを構成する連結部４１ａを、弾性支持部４７により構成している。この弾性支持部４７は、各緩衝板部４０、４０に互いに離れる方向の弾性力を付与すると共に、入力軸８の後端部に設けた挿入部３５の外周面に、この挿入部３５の回転方向に関する変位を阻止した状態で支持する為のものである。この為に、本例の場合は、この弾性支持部４７を、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から連続する状態で、上記挿入部３５の外周面に設けた緩衝凹部４２ｂ内に入り込む様に（この緩衝凹部４２ｂの内面に沿う様に）突出（隆起）させている。この様な弾性支持部４７を設けた上記各緩衝部材３３ｄは、これら各弾性支持部４７と上記各緩衝凹部４２ｂとの係合に基づいて、上記入力軸８と共に回転する。又、この様な各弾性支持部４７は、各係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面とが当接する際に、図１３（Ｂ）に示す様に、これら係合凸部３２、３２の外側面と当接する各緩衝板部４０に押圧されて弾性変形し、この弾性変形に伴う力（弾性力、抵抗力、反力）を、上記入力軸８と出力軸９との間に付与する。
【００４９】
この様な本例の場合も、前述した各例の場合と同様に、トルク検出を正確に行なえ、且つ、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を、滑らかに行なえる。
即ち、各緩衝部材３３ｄを構成する各緩衝板部４０、４０の先端縁は、図１３（Ａ）に示す様に、入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態で、これら入力軸８及び出力軸９の回転方向に関し、上記各係合凸部３２、３２の外側面と隙間（捩り代）ｓを介して対向させている。この為、トルク伝達に伴い上記入力軸８と出力軸９とが相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間は、トーションバー１０（図３等参照）の弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。
【００５０】
一方、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁と上記各係合凸部３２、３２の外側面とが当接する（隙間ｓがなくなる）と共に、上記入力軸８と出力軸９との相対回転が更に続いた場合には、これら入力軸８と出力軸９との間に、上記各緩衝部材３３ｄを構成する弾性支持部４７を弾性変形させる力が、上記トルクの伝達方向と逆方向に加わる。この為、上記係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なえ、ステアリングの操舵感を良好に保てる。
【００５１】
又、本例の場合は、上述の様な性能を発揮させる（トルク検出を正確に行なうと共に、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる）為に必要な設定を、容易に行なえる。即ち、上記各緩衝部材３３、３３の弾性力（緩衝力）の設定を、上記弾性支持部４７の形状、寸法、厚さ等を調節する事により容易に行なえる。
その他の構成及び作用は、前述した第１〜４例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上述した各例は、ステアリングシャフト２に操舵力補助装置４（図２等参照）を設けた電動式パワーステアリング装置（所謂コラムタイプＥＰＳ）に、本発明を適用した場合を示したが、ステアリングギヤ６（図１参照）に操舵力補助装置を設けた電動式パワーステアリング装置（所謂ピニオンタイプＥＰＳ）に、本発明を適用する事もできる。即ち、ステアリングギヤ６の周辺部に、トルク検出装置と補助動力源（例えば電動モータ）とを設ける事により、電動式パワーステアリング装置を構成する場合にも、本発明を適用する事ができる。この様な場合も、上述した各例と同様の優れた効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のトルク検出装置を組み込む電動式パワーステアリング装置の１例を示す部分切断側面図。
【図２】ステアリングシャフト及びステアリングコラムと操舵力補助装置とを取り出して示す断面図。
【図３】図２のＡ部拡大断面図
【図４】図３のＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図５】緩衝部材のみを取り出して示す図で、（Ａ）は、（Ｂ）の上方から見た状態を、（Ｂ）は、図４と同方向から見た状態を、それぞれ示している。
【図６】入力軸と出力軸との相対回転に伴う変化を中立状態から順に示す、図４のＣ部に相当する断面図。
【図７】本発明の実施の形態の第２例を示す、図４と同様の断面図。
【図８】緩衝部材のみを取り出して、図７と同方向から見た図。
【図９】本発明の実施の形態の第３例を示す、図４と同様の断面図。
【図１０】緩衝部材のみを取り出して、図９と同方向から見た図。
【図１１】本発明の実施の形態の第４例を示す、図４と同様の断面図。
【図１２】緩衝部材のみを取り出して示す図で、（Ａ）は、（Ｂ）の上方から見た状態を、（Ｂ）は、図１１と同方向から見た状態を、それぞれ示している。
【図１３】本発明の実施の形態の第５例を示す断面図で、（Ａ）は中立状態を、（Ｂ）はこの中立状態から入力軸と出力軸とが相対回転した状態を、それぞれ示している。
【図１４】従来のトルク検出装置を組み組み込んだ電動式パワーステアリング装置の１例を示す要部断面図。
【図１５】図１４のＤ−Ｄ断面図。
【図１６】緩衝部材のみを取り出して示す斜視図。
【符号の説明】
【００５４】
１ ステアリングホイール
２、２ａ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ 操舵力補助装置
５ タイロッド
６ ステアリングギヤ
７ ギヤハウジング
８ 入力軸
９、９ａ 出力軸
１０、１０ａ トーションバー
１１ 自在継手
１２ 中間シャフト
１３ 自在継手
１４ 入力軸
１５、１５ａ 電動モータ
１６ ウォーム減速機
１７ トルクセンサ
１８ ウォームホイール
１９ ウォーム
２０ トルク検出装置
２１ センサリング
２２ 回転阻止手段
２３ 筒部
２４ 係合凹部
２５ 挿入部
２６ 係合凸部
２７ 緩衝用凹部
２８ 緩衝用凸部
２９ 緩衝部材
３０ 連結環
３１、３１ａ 係合凹部
３２、３２ａ 係合凸部
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 緩衝部材
３４ 回転阻止手段
３５ 挿入部
３６ 筒部
３７ 凹溝
３８ センサ筒
３９ 透孔
４０ 緩衝板部
４１、４１ａ 連結部
４２、４２ａ、４２ｂ 緩衝凹部
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 突出部
４４ 弾性片
４５ トルク検出装置
４６ 突出板部
４７ 弾性支持部
【技術分野】
【０００１】
この発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置は、例えば自動車の操舵装置に組み込み、ステアリングシャフトに加わるトルクを検出すると共に、この検出したトルクに応じて補助動力源（例えば電動モータ）から補助動力を出力する事により、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する為のステアリング装置として、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力（操舵力）の軽減を図れるパワーステアリング装置が広く使用されている。この様なパワーステアリング装置として、油圧を補助動力源とした油圧式パワーステアリング装置が従来から使用されている。又、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置に就いても、例えば特許文献１等に記載されて従来から知られており、実際にも使用されている。この様なパワーステアリング装置のうち、電動式パワーステアリング装置の基本構成に就いて、本発明の実施の形態の第１例を示す図１〜２を用いて説明する。
【０００３】
この図１〜２に示す電動式パワーステアリング装置は、後端部（図１、２の右端部）にステアリングホイール１を固定するステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を挿通したステアリングコラム３と、このステアリングシャフト２に補助動力を付与する為の操舵力補助装置（アシスト装置）４と、上記ステアリングシャフト２の回転に基づいてタイロッド５、５を変位させる（押し引きする）為の、ステアリングギヤ６とを備える。このうちのステアリングシャフト２を挿通した筒状のステアリングコラム３は、前端部（図１、２の左端部）を、上記操舵力補助装置４を構成するギヤハウジング７の後端部に結合固定している。又、上記ステアリングシャフト２の前端部を、上記操舵力補助装置４を構成する入力軸８に結合している。又、この入力軸８と、同じく上記操舵補助装置４を構成する出力軸９とを、特許請求の範囲に記載した弾性部材に相当するトーションバー１０を介して連結している。
【０００４】
又、上記出力軸９の前端部で、上記ギヤハウジング７の前端面から突出した部分を、自在継手１１を介して、中間シャフト１２の後端部に連結している。又、この中間シャフト１２の前端部に、別の自在継手１３を介して、前記ステアリングギヤ６の入力軸１４を連結している。このステアリングギヤ６は、図示しないラックとピニオンとを備え、このうちのピニオンに上記入力軸１４を結合している。又、このピニオンと噛合する上記ラックは、両端部に前記タイロッド５、５を連結しており、上記ラックの変位に基づきこれら各タイロッド５、５を押し引きする事で、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。
【０００５】
又、上記操舵力補助装置４は、上記入力軸８と、上記出力軸９と、上記トーションバー１０と、特許請求の範囲に記載した補助動力源に相当する電動モータ１５と、ウォーム減速機１６と、特許請求の範囲に記載したトルク検出手段に相当するトルクセンサ１７と、図示しない制御器とを備える。このうちのウォーム減速機１６は、上記出力軸９の後端部に外嵌固定されたウォームホイール１８と、上記電動モータ１５により回転駆動されるウォーム１９とを、上記ギヤハウジング７の内側で噛合させて成る。又、上記トルクセンサ１７は、上記入力軸８の周囲に設けられており、前記ステアリングホイール１から前記ステアリングシャフト２を介して上記入力軸８に加えられるトルクの方向と大きさとを検出し、検出値を表す信号（検出信号）を、上記制御器に出力する。
【０００６】
即ち、上記ステアリングシャフト２を介して上記入力軸８にトルクが加わると、この入力軸８と上記出力軸９とを連結する上記トーションバー１０が、これら入力軸８と出力軸９との間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する（捻れる）。そして、この弾性変形に伴い、上記入力軸８と出力軸９とが相対回転する。これら入力軸８と出力軸９との相対回転量（相対変位量）と、上記トルクの方向及び大きさとは、相関関係を有する。そこで、上記トルクセンサ１７は、この様な入力軸８と出力軸９との相対回転量に基づいて、上記入力軸８に加えられるトルクの方向と大きさとを検出する。そして、上記制御器は、この検出値を表す信号と、車速等を表す他の信号とに応じて、上記電動モータ１５に駆動の為の信号を送り、所定の方向に所定の大きさで補助動力を発生させる。
【０００７】
この様に構成する電動式パワーステアリング装置の場合、上記操舵力補助装置４の出力軸９から出力されるトルクは、上記ステアリングホイール１から上記ステアリングシャフト２に加えられるトルクよりも大きくできる。即ち、上記出力軸９から出力されるトルクを、上記操舵力補助装置４を構成する上記電動モータ１５から上記ウォーム減速機１６を介して加えられる補助動力分だけ大きくできる。従って、前記操舵輪に舵角を付与する為に運転者が上記ステアリングホイール１を操作する為に要する力を、上記操舵力補助装置４の補助動力分だけ小さく済ませられる。尚、前記ステアリングギヤ６の周辺部に、トルク検出装置と補助動力源（例えば電動モータ）とを設ける事により（操舵力補助装置を設ける事により）、電動式パワーステアリング装置を構成する場合もある。
【０００８】
又、特許文献２には、図１４〜１６に示す様な電動式パワーステアリング装置が記載されている。この電動式パワーステアリング装置は、ステアリングシャフト２ａに加わるトルクを検出する為のトルク検出装置２０と、このトルク検出装置２０が検出するトルクの大きさに応じて、上記ステアリングシャフト２ａに補助動力を付与する電動モータ（図示省略）とを備える。又、上記トルク検出装置２０は、特許請求の範囲に記載した第一の回転軸に相当する上記ステアリングシャフト２ａと、同じく第二の回転軸に相当する出力軸９ａとを、同じく弾性部材に相当するトーションバー１０ａによりトルクの伝達を可能に連結して成る。
【０００９】
そして、このトルクの伝達に伴う上記トーションバー１０ａの弾性変形（捩れ）に基づく、上記各回転軸２ａ、９ａ同士の相対回転量を検出する事により、これら各回転軸２ａ、９ａ同士の間で伝達されるトルクを検出する。より具体的には、上記各回転軸２ａ、９ａ同士の相対回転に応じて、これら各回転軸２ａ、９ａの軸方向に変位するセンサリング２１を、これら各回転軸２ａ、９ａの周囲に設けている。そして、このセンサリング２１の軸方向位置を検出し、予め求めたこのセンサリング２１の軸方向位置と上記回転軸２ａ、９ａ同士の間で伝達されるトルクの方向及び大きさとの相関関係に基づいて、上記トルクの方向及び大きさを求める。
【００１０】
この様に構成するトルク検出装置２０を含め、パワーステアリング装置用のトルク検出装置の場合、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間に大きなトルクが加わった場合に、上記トーションバー１０ａが弾性限界を超えて塑性変形するまで捻れる事は避ける必要がある。この理由は、この様にトーションバー１０ａが塑性変形した場合には、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間でトルクを伝達しない中立状態での、これら回転軸２ａ、９ａ同士の位置関係（センサリング２１の基準位置）がずれ、上記トルクの検出を正確に行なえなくなる為である。この為に、上記特許文献２に記載された構造の場合は、この様なトーションバー１０ａの塑性変形を防止すべく、上記各回転軸２ａ、９ａ同士が所定量を超えて相対回転するのを阻止する為の回転阻止手段２２を設けている。
【００１１】
具体的には、上記ステアリングシャフト２ａの前端部（図１４の左端部）に設けた筒部２３の内周面に、１対の係合凹部２４、２４を設けている。又、これと共に、上記出力軸９ａの後端部（図１４の右端部）に設けた挿入部２５の外周面で、この挿入部２５の回転方向に関し上記各係合凹部２４、２４と整合する位置に、１対の係合凸部２６、２６を設けている。上記ステアリングシャフト２ａと出力軸９ａとの間でトルクを伝達しない中立状態では、上記各係合凹部２４、２４の各内側面と上記各係合凸部２６、２６の各外側面とは、上記回転方向に関し所定の隙間Ｓを介して対向する。
【００１２】
従って、例えば急激なステアリング操作等に伴い、上記ステアリングシャフト２ａと出力軸９ａとの間に大きなトルクが加わり、これら回転軸２ａ、９ａ同士が大きく相対回転する傾向になると、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接（衝合）する。そして、これら各内側面と各外側面との当接に基づき、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間で上記大きなトルクの伝達が行なわれる。この様に大きなトルクが加わった場合でも、上述の様に内側面と外側面とが当接する事で、上記各回転軸２ａ、９ａ同士がそれ以上相対回転するのを阻止される為、上記トーションバー１０ａが塑性変形するのを防止できる。
【００１３】
更に、上記特許文献２に記載された構造の場合は、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接する際の衝突音（騒音）を低減すべく、ウレタンゴム製の緩衝部材２９、２９を設けている。即ち、上記ステアリングシャフト２ａの筒部２３の内周面で、この筒部２３の回転方向に関し上記各係合凹部２４、２４の間部分に、それぞれ緩衝用凹部２７、２７を設けると共に、上記出力軸９ａの挿入部２５の外周面で、上記回転方向に関し上記各緩衝用凹部２７、２７と整合する位置に、それぞれ緩衝用凸部２８、２８を設けている。そして、これら各緩衝用凹部２７、２７と各緩衝用凸部２８、２８との間に、上記各緩衝部材２９、２９を設けている。
【００１４】
これら各緩衝部材２９、２９はそれぞれ、断面形状を略凹字状としており、上記各緩衝用凹部２７、２７の内面に組み付けられている（装着されている）。又、互いに連結環３０で連結された一体構造としている。そして、上記各回転軸２ａ、９ａが大きく相対回転した場合に、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接する以前に、上記各緩衝用凹部２７、２７の内側面と上記各緩衝用凸部２８、２８の外側面とにより、上記緩衝部材２９、２９を構成する各弾性片４４、４４を圧縮する様に構成している。この様に構成すれば、この緩衝部材２９、２９（の各弾性片４４、４４）を弾性変形（圧縮）させる力（抵抗力、反力）が、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間に付与される。この為、上記各係合凹部２４、２４の内側面と上記各係合凸部２６、２６の外側面とが当接する際の勢いを抑える事ができ、この当接の際の衝突音を低減できる。
【００１５】
尚、上記特許文献２に記載された構造の場合は、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間でトルクを伝達しない中立状態で、これら回転軸２ａ、９ａの回転方向に対向する、上記緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４と上記各緩衝用凸部２８、２８の外側面との間に、所定の隙間（捩り代）ｓが存在する。この為、トルク伝達に伴い上記各回転軸２ａ、９ａ同士が相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間は、上記回転軸２ａ、９ａ同士の間に、上記緩衝部材２９、２９（の各弾性片４４、４４）を弾性変形（圧縮）させる力（抵抗力、反力）は加わらない。即ち、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間は、前記トーションバー１０ａを上記回転軸２ａ、９ａ同士の間で伝達されるトルクのみに応じて弾性変形させる事ができ、このトーションバー１０ａの弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。
【００１６】
一方、上記各緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４と上記各緩衝用凸部２８、２８の外側面とが当接する（隙間ｓがなくなる）と共に、上記各回転軸２ａ、９ａ同士の相対回転が更に続くと、上述の様にこれら各回転軸２ａ、９ａ同士の間に、上記緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４を弾性変形（圧縮）させる力（抵抗力、反力）が加わる。この為、上記各係合凹部２４、２４の内側面と各係合凸部２６、２６の外側面との当接を滑らかに行なう事ができる。言い換えれば、上記トーションバー１０ａによるトルク伝達から、上記各係合凹部２４、２４の内側面と各係合凸部２６、２６の外側面との当接によるトルク伝達への変化を円滑に行なう事ができる。従って、上述した様に当接の際の騒音を抑えると共に、この当接に伴う衝突の感覚が運転者に伝わる事を防止して、ステアリングの操舵感を良好にできると考えられる。
【００１７】
上述した様なトルク検出装置２０の場合、上述の様な所望の性能を得る為には、中立状態から各係合凹部２４、２４の内側面と係合凸部２６、２６の外側面とが当接するまでの範囲内で、トルク検出を正確に行なう為に必要なトーションバー１０ａの捩り代ｓを設定する必要がある。又、これと共に、この捩り代ｓを越えてから上記各係合凹部２４、２４の内側面と係合凸部２６、２６の外側面とが当接するまでの間に、この当接を滑らかに行なう為に必要な弾性力（抵抗力、反力）を、各緩衝部材２９、２９により付与できる様に設定する必要がある。上記特許文献２に記載された構造の場合は、各緩衝用凹部２７、２７の内側面と各緩衝用凸部２８、２８の外側面との距離、回転方向に関する上記各緩衝部材２９、２９の各弾性片４４、４４の厚さ寸法、これら各緩衝部材２９、２９を構成するウレタンゴムの特性（ばね係数）等を調節する事により設定するが、この様な設定をより容易に行なえる構造が望まれている。
【００１８】
【特許文献１】特開２００４−２６２２６６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置は、上述の様な事情に鑑みて、所望の性能を発揮する為の設定を容易に行なえる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置のうち、請求項１、２に記載したトルク検出装置は、第一の回転軸と、第二の回転軸と、弾性部材と、トルク検出手段と、回転阻止手段とを備える。
このうちの第一の回転軸は、一端部に筒部を設けたものである。この様な第一の回転軸としては、例えばステアリングホイールを固定するステアリングシャフト（例えば前述の図１４に示した様な構造の場合）、或いは、操舵力補助装置を構成する出力軸（例えば図２に示す様な構造の場合）等が相当する。
又、上記第二の回転軸は、一端部にこの筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部を設け、上記第一の回転軸と同心に配置されたものである。この様な第二の回転軸としては、例えばステアリングシャフトと同心に設けられた出力軸（例えば前述の図１４に示した様な構造の場合）、或いは、操舵力補助装置を構成する入力軸（例えば図２に示す様な構造の場合）等が相当する。
又、上記弾性部材は、上記第一、第二の回転軸同士を連結すると共に、これら第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクに応じて弾性変形するものである。この様な弾性部材としては、例えばトーションバーが相当する。
又、上記トルク検出手段は、上記弾性部材の弾性変形に基づき上記トルクを検出する為のものである。この様なトルク検出手段としては、例えば、上記弾性部材の弾性変形に基づく上記第一、第二の回転軸同士の相対回転量を検出し、予め求めたこの相対回転量とトルクとの相関関係に基づいて、このトルク（の方向及び大きさ）を求めるもの等を採用できる。
又、上記回転阻止手段は、上記弾性部材が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為のものである。
【００２１】
特に、請求項１、２に記載したトルク検出装置に於いては、上記回転阻止手段は、上記筒部の内周面と上記挿入部の外周面とのうちの一方の周面（例えば挿入部の外周面）に、この一方の周面から径方向（例えば径方向内方）に凹入する状態で設けられた複数の係合凹部と、同じく他方の周面（例えば筒部の内周面）に、この他方の周面から径方向（例えば径方向内方）に突出する状態で設けられた、上記係合凹部内で上記第一、第二の回転軸の回転方向に所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する、上記各係合凹部と同数の係合凸部と、上記回転方向に関して隣り合う係合凸部の外側面同士の間に設けられた、弾性板製の緩衝部材とから成るものである。
又、このうちの緩衝部材を、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部と、これら各緩衝板部の基端縁同士を連結（接続）する連結部とを備えたものとしている。
又、上記各緩衝板部の先端縁をそれぞれ、上記第一、第二の回転軸同士の間で上記トルクを伝達しない中立状態で、上記回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間を介して対向させている。
【００２２】
更に、請求項１に記載したトルク検出装置の場合には、上記連結部を、組み付け状態で、上記各緩衝板部の基端縁から上記一方の周面（例えば挿入部の外周面）に向けて径方向（例えば径方向内方）に突出する、突出部（例えば突条部）により構成する。
そして、上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記突出部の上記径方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する。
又、請求項２に記載したトルク検出装置の場合には、上記連結部を、上記回転軸の回転方向に関し、上記各緩衝板部に互いに離れる方向の弾性力を付与すると共に、上記一方の周面（例えば挿入部の外周面）に、この周面の周方向に関する変位を阻止した状態で支持する為の、弾性支持部により構成する。
そして、上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記弾性支持部の上記回転方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する
【００２３】
又、上述の様な請求項１或いは請求項２に記載したトルク検出装置を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した様に、上記緩衝部材を、上記各緩衝板部と上記連結部（突出部、弾性支持部）とを一体に形成した、板ばねとする。
又、請求項４に記載した様に、上記一方の周面（例えば挿入部の外周面）に、この周面から径方向に凹入する状態で緩衝凹部を設ける。そして、上記緩衝部材を構成する上記連結部（突出部、弾性支持部）を、組み付け状態で上記緩衝凹部内に入り込む様に、弾性板を折り曲げ形成する事により構成したものとする。この場合に例えば、上記連結部を、上記各緩衝板部に対して隆起する様に、突条の如く折り曲げ形成する。
【００２４】
又、請求項５に記載したパワーステアリング装置は、ステアリングシャフトに加わるトルクを検出する為のトルク検出装置と、このトルク検出装置が検出するトルクに応じて、上記ステアリングシャフトに補助動力を付与する補助動力源（例えば電動モータ）とを備える。
特に、上記請求項５に記載したパワーステアリング装置に於いては、上記トルク検出装置を、上述した様なトルク検出装置としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のトルク検出装置及びパワーステアリング装置によれば、トルク検出を正確に行なえ、且つ、第一、第二の回転軸同士の相対回転を制限する為の各係合凹部と各係合凸部との当接を、滑らかに行なえる。
即ち、緩衝部材を構成する緩衝板部の先端縁は、上記第一、第二の回転軸同士の間でトルクを伝達しない中立状態で、これら各回転軸同士の回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間（捩り代）を介して対向する。この為、トルク伝達に伴い上記第一、第二の回転軸同士が相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間がなくなるまでの間は、上記第一、第二の回転軸同士の間に上記緩衝部材を弾性変形させる力（抵抗力、反力）が加わらない。即ち、上記中立状態から上記隙間がなくなるまでの間は、弾性部材（例えばトーションバー）を、ほぼ上記第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクのみに応じて弾性変形させる事ができ、この弾性部材の弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。
【００２６】
一方、上記先端縁と上記外側面とが当接する（隙間がなくなる）と共に、上記第一、第二の回転軸同士の相対回転が更に続くと、これら第一、第二の回転軸同士の間に、上記緩衝部材を弾性変形させる力が、これら両回転軸の相対変位を阻止する方向に加わる。例えば、請求項１に記載した構造の場合には、上記緩衝部材を構成する突出部を径方向に弾性変形させる力が、上記第一、第二の回転軸同士の間に付与される。又、請求項２に記載した構造の場合には、上記緩衝部材を構成する弾性支持部を上記回転方向に弾性変形させる力が、上記第一、第二の回転軸同士の間に付与される。そして、この様な力に基づいて、上記各係合凹部の内側面と各係合凸部の外側面との当接を滑らかに行なえる。即ち、上記弾性部材によるトルクの伝達から、上記各係合凹部の内側面と各係合凸部の外側面との当接に基づくトルクの伝達への変化を滑らかに行なえ、ステアリングの操舵感を良好に保てる。
【００２７】
更に、本発明の場合は、上述の様な性能を発揮させる為に必要な設定を容易に行なえる。即ち、上記緩衝部材は、１対の緩衝板部同士を、突出部（請求項１に記載した構造の場合）、或いは、弾性支持部（請求項２に記載した構造の場合）により連結したものとしている。この為、上記各係合凹部の内側面と各係合凸部の外側面との当接を滑らかに行なう為の設定を、上記突出部或いは弾性支持部の弾性力を調節する事で（例えば突出部或いは弾性支持部の形状並びに寸法等を調節する事で）、容易に行なえる。一方、トルク検出を正確に行なう為の捩り代の設定は、上記各緩衝部材を構成する各緩衝板部の先端縁同士の距離を調節する事で、やはり容易に行なえる。この為、上述の様に、所望の性能を発揮させる為に必要な設定を容易に行なえる。
【００２８】
又、請求項３に記載した構造を採用した場合には、上記緩衝部材を安価に製造できる。又、請求項４に記載した構成を採用した場合には、例えば請求項１に記載した緩衝部材を構成する突出部を、上記緩衝凹部の内側面と一方の周面との連続部により径方向に確実に弾性変形させる事ができる。或いは、例えば請求項２に記載した緩衝部材を構成する弾性支持部を上記緩衝凹部に係合させる事により、この緩衝部材を一方の周面に確実に支持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
［実施の形態の第１例］
図１〜６は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、１対の回転軸（入力軸８、出力軸９）にそれぞれ設けた各係合凹部３１、３１と各係合凸部３２、３２との当接を滑らかに行なわせる為の緩衝部材３３、３３の構造を工夫した点にある。電動式パワーステアリング装置全体の構造に就いては、前述の背景技術の欄で本例の図１、２を用いて説明した通りであるから、重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分並びに上記背景技術の欄で説明しなかった部分を中心に説明する。
【００３０】
操舵力補助装置４を構成し、ステアリングシャフト２に加わるトルクを検出する為のトルク検出装置４５は、特許請求の範囲に記載した第二の回転軸に相当する、鋼製の入力軸８と、同じく第一の回転軸に相当する、鋼製の出力軸９と、同じく弾性部材に相当するトーションバー１０と、同じくトルク検出手段に相当するトルクセンサ１７と、回転阻止手段３４とを備える。
このうちの入力軸８は、後端部（図２、３の右端部）を、上記ステアリングシャフト２の前端部（図２の左端部）とがたつきなく結合している。又、この入力軸８は、前端部（図２、３の左端部）に、後述する筒部３６に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部３５を設けている。又、上記出力軸９は、後端部に、この挿入部３５を挿入する為の筒部３６を設けている。そして、この筒部３６に上記挿入部３５を挿入した状態で、上記入力軸８と出力軸９とを同心に配置している。
【００３１】
又、上記トーションバー１０は、上記入力軸８と出力軸９とをトルクの伝達を可能に連結している。この為に、このトーションバー１０を、これら入力軸８と出力軸９との内側に挿通した状態で、後端部を上記入力軸８に結合固定すると共に、前端部を上記出力軸９に結合固定している。この様なトーションバー１０は、上記入力軸８と出力軸９との間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する（捻れる）。
【００３２】
又、上記トルクセンサ１７は、この様なトーションバー１０の弾性変形に基づく、上記入力軸８と出力軸９との相対回転量を検出し、この相対回転量に対応するトルク（の方向及び大きさ）を求める。この為に、上記入力軸８の外周面で、上記トルクセンサ１７と対向する部分に、この入力軸８の中心軸と平行な凹溝３７、３７を、この入力軸８の円周方向等間隔複数個所に設けている。又、上記出力軸９の後端部外周面に筒状のセンサ筒３８を外嵌固定している。このセンサ筒３８は、上記トルクセンサ１７と対向する位置に透孔３９、３９を、このセンサ筒の円周方向等間隔複数個所に設けている。そして、上記トルクセンサ１７により、上記各凹溝３７、３７と各透孔３９、３９との位置関係の変化に伴う磁気或は静電容量に関する特性の変化を検出する事により、上記入力軸８と出力軸９との相対回転量、延いては、この相対回転量に対応する上記トルクを検出自在としている。
【００３３】
又、上記回転阻止手段３４は、上記トーションバー１０が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為のものである。この様な回転阻止手段１０を構成する為に、上記入力軸８の前端部に設けた前記挿入部３５の外周面に、この外周面から径方向内方に凹入する状態で、複数の係合凹部３１、３１を設けている。本例の場合は、４個所に係合凹部３１、３１を、円周方向に関して等間隔に設けている。又、上記出力軸９の後端部に設けた前記筒部３６の内周面に、上記係合凹部３１、３１と同数（４個所）の係合凸部３２、３２を、この内周面から径方向内方に突出する状態で設けている。これら各係合凸部３２、３２は、上記各係合凹部３１、３１内で、上記入力軸８及び出力軸９の回転方向に、所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する。即ち、上記入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態（ステアリングシャフト２に操舵力が加わらない状態）で、上記各係合凹部３１、３１の各内側面と上記各係合凸部３２、３２の各外側面とが、上記回転方向に関し、所定の隙間Ｓ｛例えば図６（Ａ）参照｝を介して対向する様にしている。
【００３４】
又、本例の場合は、上記挿入部３５の外周面と上記筒部３６の内周面との間で、且つ、上記回転方向に関し、互いに隣り合う上記各係合凸部３２、３２の外側面同士の間にそれぞれ、緩衝部材３３、３３を設けている。これら各緩衝部材３３、３３は、前記トーションバー１０の弾性変形（捻れ）に伴って上記入力軸８と出力軸９とが相対回転した際に、上記各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる為のものである。この様な緩衝部材３３、３３は、図５に詳示する様に、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部４０、４０と、これら各緩衝板部４０、４０の基端縁同士を連結する連結部４１とを備える。
【００３５】
本例の場合、この様な各緩衝部材３３、３３を、金属板｛例えば炭素鋼板（ＳＫ、Ｓ５０ＣＭ、Ｓ６０ＣＭ等）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）板等の金属製の板材｝等の弾性板に、折り曲げ加工等のプレス加工を施す事により形成した、或は合成樹脂を射出成形して造った、板ばねとしている。即ち、上記各緩衝部材３３、３３を、上記各緩衝板部４０、４０と連結部４１とを一体に形成した、１枚の波状の板ばねとしている。そして、本例の場合は、上記連結部４１を、上記各緩衝部材３３、３３の組み付け状態で、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から上記挿入部３５の外周面に向けて径方向内方に突出する状態で設けた、突出部４３としている。即ち、この突出部４３を、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から連続する状態で、上記径方向内方に向けて隆起する様に折り曲げ形成した、突条の如き折り曲げ部としている。
【００３６】
又、この様な突出部４３と連続する上記各緩衝板部４０、４０は、その先端縁を、組み付け状態で、且つ、上記入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態で、これら入力軸８及び出力軸９の回転方向に関し、上記各係合凹部３１、３１の内側面と上記係合凸部３２、３２の外側面との間に位置させている。そして、この様に位置させた状態で、上記各先端縁を、上記各係合凸部３２、３２の外側面と所定の隙間ｓ｛例えば図６（Ａ）参照｝を介して対向させている。これら各先端縁と各外側面との隙間ｓ（角度で表すとγ0 ）が、トルク検出を行なう為の捩り代となる。
【００３７】
又、上記挿入部３５の外周面で、この挿入部３５の回転方向に関し、上記各係合凹部３１、３１同士の間部分にそれぞれ、この外周面から径方内方に凹入する状態で、４個の緩衝凹部４２、４２を設けている。上記各緩衝部材３３、３３を構成する上記突出部４３は、この様な緩衝凹部４２内に入り込む様に突出（隆起）させている。従って、後述する図６に示す様に、上記各緩衝部材３３、３３は、この様な突出４３と緩衝凹部４２との当接に基づいて、上記挿入部３５（＝入力軸８）と共に回転する。又、この様な突出部４３は、上記各係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面とが当接する際に、同じく図６に示す様に、上記各緩衝凹部４２、４２の内側面と上記挿入部３５の外周面との連続部により径方向外方に押し出されつつ弾性変形し、この弾性変形に伴う力（弾性力、抵抗力、反力）を、上記入力軸８と出力軸９との間に付与する。
【００３８】
尚、本例の場合は、上記各緩衝凹部４２、４２の形状と上記各係合凹部３１、３１の形状とを、互いに同じにしている。言い換えれば、上記挿入部３５の外周面には、同形状の凹部を８個所、円周方向に関して等間隔に設けている。従って、本例の場合は、組み付け状態で、上記各係合凸部３２、３２と係合する凹部が上記係合凹部３１、３１となり、同じく上記各緩衝部材３３、３３の各突出部４３、４３と係合する凹部が上記緩衝凹部４２、４２となる。
【００３９】
上述の様に構成する本例の場合は、トルク検出を正確に行なえ、且つ、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を、滑らかに行なえる。
即ち、各緩衝部材３３、３３を構成する各緩衝板部４０、４０の先端縁は、図６（Ａ）に示す様に、入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態で、これら入力軸８及び出力軸９の回転方向に関し、上記各係合凸部３２、３２の外側面と隙間（捩り代）ｓ（角度で表すと角度γ0 ）を介して対向する。この為、トルク伝達に伴い上記入力軸８と出力軸９とが相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間、即ち、図６（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態になるまでの間は、上記入力軸８と出力軸９との間に上記各緩衝部材３３、３３を弾性変形させる力（弾性力、抵抗力、反力）は加わらない。
【００４０】
即ち、上記中立状態から上記隙間がなくなるまでの間（角度γ0 分相対回転するまでの間）は、前記トーションバー１０を、上記入力軸８と出力軸９との間で伝達されるトルクのみに応じて弾性変形させる（捩る）事ができ、このトーションバー１０の弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。尚、上記図６（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態になるまでの間は、上記各緩衝部材３３、３３が上記入力軸８と共に回転する。この際、これら各緩衝部材３３、３３を構成する各緩衝板部４０、４０と、上記出力軸９の筒部３６の内周面とが摺接する。但し、この摺接に伴う抵抗が上記トルク検出に及ぼす影響は、殆どない。尚、上記各緩衝部材３３、３３を金属板製とする場合、好ましくは、上記各緩衝部材３３、３３の表面のうち、上記筒部３６の内周面と摺接する部分に、ＰＴＥＦ等の低摩擦材製のコーティング層を設ける。
【００４１】
一方、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁と上記各係合凸部３２、３２の外側面とが当接する（隙間ｓがなくなる）と共に、上記入力軸８と出力軸９との相対回転が更に続いた場合には、即ち、図５（Ｂ）の状態から同図（Ｃ）の状態に向けて変化した場合には、これら入力軸８と出力軸９との間に、上記各緩衝部材３３、３３の弾性変形に伴う力（弾性力、抵抗力、反力）が、上記トルクの伝達方向と逆方向に加わる。より具体的には、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁と上記係合凸部３１、３１の外側面との当接に基づいて、上記緩衝部材３３、３３が、上記筒部３６に対する相対回転を阻止される。そして、この状態で、上記挿入部３５の外周面に設けた各緩衝凹部４２、４２の内側面（回転方向に関して後側の内側面）とこの挿入部３５の外周面との連続部により、上記各緩衝部材３３、３３を構成する各突出部４３、４３が径方向外方に押し出される。
【００４２】
そして、この様な押し出し伴う反力が、上記入力軸８と出力軸９との間に緩衝力として加わる。又、この押し出しの際には、この様な反力だけでなく、上記突出部４３、４３と上記連続部との摺接に伴う摩擦力も、反力として加わる。この為、この様な各緩衝部材３３、３３の反力（弾性力並びに摩擦力）に基づいて、上記係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なえる。言い換えれば、上記トーションバー１０によるトルクの伝達から、上記各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接に基づくトルクの伝達への変化を滑らかに行なえ、ステアリングの操舵感を良好に保てる。
【００４３】
更に、本例の場合は、上述の様な性能を発揮させる（トルク検出を正確に行なうと共に、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる）為に必要な設定を、容易に行なえる。即ち、上記各緩衝部材３３、３３を、１対の緩衝板部４０、４０同士を突出部４３により連結したものとしている。この為、上記係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なう為の設定、即ち、上記各緩衝部材３３、３３の弾性力（緩衝力）の設定を、上記突出部４３の形状、寸法並びに板厚等を調節する事により容易に行なえる。例えば、図５（Ｂ）に示す様に、この突出部４３の高さ寸法（組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部からの径方向寸法）△ｔにより、上記弾性力（緩衝力）の大きさを、同じく突出部４３の、組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部と最も径方向内側部分との回転方向に関する幅寸法に対応する開き角αにより、弾性変形開始（緩衝開始）からの弾性力の変化量を、それぞれ調節できる。一方、トルク検出を正確に行なう為の捩り代ｓ（角度で表すと角度ｒ0 ）の設定（緩衝開始の位置の設定）は、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁同士の距離（に対応する角度θ）を調節する事で、やはり容易に行なえる。この為、上述の様に、所望の性能を発揮させる為に必要な設定を容易に行なえる。 尚、図示は省略するが、入力軸８及び出力軸９の軸方向に関する、各緩衝部材３３、３３の端縁同士を連結する事により、これら各緩衝部材３３、３３を一体構造とする事もできる。
【００４４】
［実施の形態の第２例］
図７、８は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。前述の第１例の場合は、各緩衝部材３３、３３を構成する各突出部４３、４３を、断面略円弧状としているのに対して、本例の場合は、各緩衝部材３３ａ、３３ａを構成する各突出部４３ａ、４３ａを、組み付け状態での径方向に関し外側（外径側）に向かう程幅寸法が大きくなる、断面略台形としている。これに伴って、これら各突出部４３ａ、４３ａの高さ寸法（組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部からの径方向寸法）△ｔが、上記第１例の各突出部４３、４３の場合に比べて大きくなっている。又、これと共に、これら各突出部４３ａ、４３ａの、組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部と最も径方向内側部分との回転方向に関する幅寸法に対応する開き角α、並びに、各緩衝板部４０、４０の先端縁同士の間隔（に対応する角度θ）が、同じく上記第１例の各突出部４３、４３の場合に比べて小さくなっている。この為、この第１例の構造の場合に比べて、緩衝開始を遅くできる（捩り代を大きくできる）と共に、この緩衝開始からの弾性力（緩衝力）の変化量を大きくでき、しかも、大きな弾性力（緩衝力）得られる。言い換えれば、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接の直前に、大きな弾性力（緩衝力）を得られる。
その他の構成及び作用は、上述した第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４５】
［実施の形態の第３例］
図９、１０は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、各緩衝部材３３ｂ、３３ｂの突出部４３ｂを１対の突出板部４６、４６により構成し、これら両突出板部４６、４６の傾斜角度を、２段階に変化させている。即ち、各緩衝板部４０、４０の端縁同士を通過する仮想平面に平行な仮想平面Ｈに対する、上記両突出板部４６、４６の傾斜角度を、途中で変化させている。より具体的には、上記両突出板部４６、４６のうちの上記各緩衝板部４０、４０側の半部の傾斜角度をβ1 とし、同じく反対側の半部の傾斜角度をβ2 とした場合に、β1 ＞β2 としている。
【００４６】
この様な本例の場合、上記各緩衝部材３３ｂ、３３ｂの突出部４３ｂが、挿入部３５の外周面に設けた各緩衝凹部４２、４２の内側面とこの挿入部３５の外周面との連続部により、この挿入部３５の径方向外方に向けて押し出される際には、上記各突出板部４６、４６のうちの上記傾斜角度がβ1 の部分が押し出されてから、続いてβ2 の部分が押し出される。この様な本例の場合は、これら各突出部４３ｂ、４３ｂの高さ寸法（組み付け状態での緩衝凹部４２、４２との当接部からの径方向寸法）△ｔと共に、上記各傾斜角度β1 、β2 を調節する事により、より細かい弾性力の設定ができ、更なるステアリング操舵感の向上を図れる。
その他の構成及び作用は、前述した第１例及び第２例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４７】
［実施の形態の第４例］
図１１、１２は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合は、出力軸９の後端部に設けた筒部３６の内周面に係合凹部３１ａ、３１ａを設けると共に、入力軸８の前端部に設けた挿入部３５の外周面に係合凸部３２ａ、３２ａを設けている。又、上記筒部３６の内周面に、緩衝凹部４２ａ、４２ａを設けている。本例の場合、これら各緩衝凹部４２ａ、４２ａの形状と上記各係合凹部３１ａ、３１ａの形状とを、互いに同じにしている。言い換えれば、上記挿入部３５の外周面に、同形状の凹部を８個所、円周方向に関して等間隔に設けている。従って、組み付け状態で、上記各係合凸部３２ａ、３２ａと係合する凹部が上記係合凹部３１ａ、３１ａとなり、同じく上記各緩衝部材３３ｃ、３３ｃの各突出部４３ｃ、４３ｃと係合する凹部が上記緩衝凹部４２ａ、４２ａとなる。又、本例の場合は、前述の第１〜３例の構造に比べて、回転方向に関する、上記各緩衝凹部４２ａ、４２ａの幅寸法（互いに対向する内側面同士の距離）が大きい。これに伴って、回転方向に関する、各突出部４３ｃ、４３ｃの幅寸法が大きくなると共に、同じく各緩衝板部４０、４０の幅寸法が小さくなっている。
その他の構成及び作用は、前述した第１、２例並びに上述した第３例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００４８】
［実施の形態の第５例］
図１３は、請求項２〜４に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合は、緩衝部材３３ｄを構成する連結部４１ａを、弾性支持部４７により構成している。この弾性支持部４７は、各緩衝板部４０、４０に互いに離れる方向の弾性力を付与すると共に、入力軸８の後端部に設けた挿入部３５の外周面に、この挿入部３５の回転方向に関する変位を阻止した状態で支持する為のものである。この為に、本例の場合は、この弾性支持部４７を、上記各緩衝板部４０、４０の基端縁から連続する状態で、上記挿入部３５の外周面に設けた緩衝凹部４２ｂ内に入り込む様に（この緩衝凹部４２ｂの内面に沿う様に）突出（隆起）させている。この様な弾性支持部４７を設けた上記各緩衝部材３３ｄは、これら各弾性支持部４７と上記各緩衝凹部４２ｂとの係合に基づいて、上記入力軸８と共に回転する。又、この様な各弾性支持部４７は、各係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面とが当接する際に、図１３（Ｂ）に示す様に、これら係合凸部３２、３２の外側面と当接する各緩衝板部４０に押圧されて弾性変形し、この弾性変形に伴う力（弾性力、抵抗力、反力）を、上記入力軸８と出力軸９との間に付与する。
【００４９】
この様な本例の場合も、前述した各例の場合と同様に、トルク検出を正確に行なえ、且つ、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を、滑らかに行なえる。
即ち、各緩衝部材３３ｄを構成する各緩衝板部４０、４０の先端縁は、図１３（Ａ）に示す様に、入力軸８と出力軸９との間でトルクを伝達しない中立状態で、これら入力軸８及び出力軸９の回転方向に関し、上記各係合凸部３２、３２の外側面と隙間（捩り代）ｓを介して対向させている。この為、トルク伝達に伴い上記入力軸８と出力軸９とが相対回転した場合に、上記中立状態から上記隙間ｓがなくなるまでの間は、トーションバー１０（図３等参照）の弾性変形に基づくトルクの検出を正確に行なえる。
【００５０】
一方、上記各緩衝板部４０、４０の先端縁と上記各係合凸部３２、３２の外側面とが当接する（隙間ｓがなくなる）と共に、上記入力軸８と出力軸９との相対回転が更に続いた場合には、これら入力軸８と出力軸９との間に、上記各緩衝部材３３ｄを構成する弾性支持部４７を弾性変形させる力が、上記トルクの伝達方向と逆方向に加わる。この為、上記係合凹部３１、３１の内側面と係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なえ、ステアリングの操舵感を良好に保てる。
【００５１】
又、本例の場合は、上述の様な性能を発揮させる（トルク検出を正確に行なうと共に、各係合凹部３１、３１の内側面と各係合凸部３２、３２の外側面との当接を滑らかに行なわせる）為に必要な設定を、容易に行なえる。即ち、上記各緩衝部材３３、３３の弾性力（緩衝力）の設定を、上記弾性支持部４７の形状、寸法、厚さ等を調節する事により容易に行なえる。
その他の構成及び作用は、前述した第１〜４例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
上述した各例は、ステアリングシャフト２に操舵力補助装置４（図２等参照）を設けた電動式パワーステアリング装置（所謂コラムタイプＥＰＳ）に、本発明を適用した場合を示したが、ステアリングギヤ６（図１参照）に操舵力補助装置を設けた電動式パワーステアリング装置（所謂ピニオンタイプＥＰＳ）に、本発明を適用する事もできる。即ち、ステアリングギヤ６の周辺部に、トルク検出装置と補助動力源（例えば電動モータ）とを設ける事により、電動式パワーステアリング装置を構成する場合にも、本発明を適用する事ができる。この様な場合も、上述した各例と同様の優れた効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明のトルク検出装置を組み込む電動式パワーステアリング装置の１例を示す部分切断側面図。
【図２】ステアリングシャフト及びステアリングコラムと操舵力補助装置とを取り出して示す断面図。
【図３】図２のＡ部拡大断面図
【図４】図３のＢ−Ｂ断面に相当する図。
【図５】緩衝部材のみを取り出して示す図で、（Ａ）は、（Ｂ）の上方から見た状態を、（Ｂ）は、図４と同方向から見た状態を、それぞれ示している。
【図６】入力軸と出力軸との相対回転に伴う変化を中立状態から順に示す、図４のＣ部に相当する断面図。
【図７】本発明の実施の形態の第２例を示す、図４と同様の断面図。
【図８】緩衝部材のみを取り出して、図７と同方向から見た図。
【図９】本発明の実施の形態の第３例を示す、図４と同様の断面図。
【図１０】緩衝部材のみを取り出して、図９と同方向から見た図。
【図１１】本発明の実施の形態の第４例を示す、図４と同様の断面図。
【図１２】緩衝部材のみを取り出して示す図で、（Ａ）は、（Ｂ）の上方から見た状態を、（Ｂ）は、図１１と同方向から見た状態を、それぞれ示している。
【図１３】本発明の実施の形態の第５例を示す断面図で、（Ａ）は中立状態を、（Ｂ）はこの中立状態から入力軸と出力軸とが相対回転した状態を、それぞれ示している。
【図１４】従来のトルク検出装置を組み組み込んだ電動式パワーステアリング装置の１例を示す要部断面図。
【図１５】図１４のＤ−Ｄ断面図。
【図１６】緩衝部材のみを取り出して示す斜視図。
【符号の説明】
【００５４】
１ ステアリングホイール
２、２ａ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ 操舵力補助装置
５ タイロッド
６ ステアリングギヤ
７ ギヤハウジング
８ 入力軸
９、９ａ 出力軸
１０、１０ａ トーションバー
１１ 自在継手
１２ 中間シャフト
１３ 自在継手
１４ 入力軸
１５、１５ａ 電動モータ
１６ ウォーム減速機
１７ トルクセンサ
１８ ウォームホイール
１９ ウォーム
２０ トルク検出装置
２１ センサリング
２２ 回転阻止手段
２３ 筒部
２４ 係合凹部
２５ 挿入部
２６ 係合凸部
２７ 緩衝用凹部
２８ 緩衝用凸部
２９ 緩衝部材
３０ 連結環
３１、３１ａ 係合凹部
３２、３２ａ 係合凸部
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 緩衝部材
３４ 回転阻止手段
３５ 挿入部
３６ 筒部
３７ 凹溝
３８ センサ筒
３９ 透孔
４０ 緩衝板部
４１、４１ａ 連結部
４２、４２ａ、４２ｂ 緩衝凹部
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 突出部
４４ 弾性片
４５ トルク検出装置
４６ 突出板部
４７ 弾性支持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に筒部を設けた第一の回転軸と、一端部にこの筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部を設け、上記第一の回転軸と同心に配置された第二の回転軸と、これら第一、第二の回転軸同士を連結すると共に、これら第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する弾性部材と、この弾性部材の弾性変形に基づき上記トルクを検出する為のトルク検出手段と、上記弾性部材が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為の回転阻止手段とを備えたトルク検出装置に於いて、
この回転阻止手段は、上記筒部の内周面と上記挿入部の外周面とのうちの一方の周面に、この一方の周面から径方向に凹入する状態で設けられた複数の係合凹部と、同じく他方の周面に、この他方の周面から径方向に突出する状態で設けられた、上記係合凹部内で上記第一、第二の回転軸の回転方向に所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する、上記各係合凹部と同数の係合凸部と、上記回転方向に関して隣り合う係合凸部の外側面同士の間に設けられた、弾性板製の緩衝部材とから成るものであり、
この緩衝部材は、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部と、これら各緩衝板部の基端縁同士を連結する連結部とを備えたものであり、
上記各緩衝板部の先端縁はそれぞれ、上記第一、第二の回転軸同士の間で上記トルクを伝達しない中立状態で、上記回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間を介して対向しており、
上記連結部は、組み付け状態で、上記各緩衝板部の基端縁から上記一方の周面に向けて径方向に突出する突出部により構成しており、
上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記突出部の上記径方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する
事を特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
一端部に筒部を設けた第一の回転軸と、一端部にこの筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部を設け、上記第一の回転軸と同心に配置された第二の回転軸と、これら第一、第二の回転軸同士を連結すると共に、これら第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する弾性部材と、この弾性部材の弾性変形に基づき上記トルクを検出する為のトルク検出手段と、上記弾性部材が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為の回転阻止手段とを備えたトルク検出装置に於いて、
この回転阻止手段は、上記筒部の内周面と上記挿入部の外周面とのうちの一方の周面に、この一方の周面から径方向に凹入する状態で設けられた複数の係合凹部と、同じく他方の周面に、この他方の周面から径方向に突出する状態で設けられた、上記係合凹部内で上記第一、第二の回転軸の回転方向に所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する、上記各係合凹部と同数の係合凸部と、上記回転方向に関して隣り合う係合凸部の外側面同士の間に設けられた、弾性板製の緩衝部材とから成るものであり、
この緩衝部材は、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部と、これら各緩衝板部の基端縁同士を連結する連結部とを備えたものであり、
上記各緩衝板部の先端縁はそれぞれ、上記第一、第二の回転軸同士の間で上記トルクを伝達しない中立状態で、上記回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間を介して対向しており、
上記連結部は、同じく回転方向に関し、上記各緩衝板部に互いに離れる方向の弾性力を付与すると共に、上記一方の周面に、この周面の周方向に関する変位を阻止した状態で支持する為の弾性支持部により構成しており、
上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記弾性支持部の上記回転方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する
事を特徴とするトルク検出装置。
【請求項３】
緩衝部材が、各緩衝板部と連結部とを一体に形成した板ばねである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトルク検出装置。
【請求項４】
一方の周面に、この周面から径方向に凹入する状態で緩衝凹部が設けられており、緩衝部材を構成する連結部は、組み付け状態で上記緩衝凹部内に入り込む様に、弾性板を折り曲げ形成する事により構成したものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトルク検出装置。
【請求項５】
ステアリングシャフトに加わるトルクを検出する為のトルク検出装置と、このトルク検出装置が検出するトルクに応じて、上記ステアリングシャフトに補助動力を付与する補助動力源とを備えたパワーステアリング装置に於いて、上記トルク検出装置が、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したトルク検出装置である事を特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項１】
一端部に筒部を設けた第一の回転軸と、一端部にこの筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部を設け、上記第一の回転軸と同心に配置された第二の回転軸と、これら第一、第二の回転軸同士を連結すると共に、これら第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する弾性部材と、この弾性部材の弾性変形に基づき上記トルクを検出する為のトルク検出手段と、上記弾性部材が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為の回転阻止手段とを備えたトルク検出装置に於いて、
この回転阻止手段は、上記筒部の内周面と上記挿入部の外周面とのうちの一方の周面に、この一方の周面から径方向に凹入する状態で設けられた複数の係合凹部と、同じく他方の周面に、この他方の周面から径方向に突出する状態で設けられた、上記係合凹部内で上記第一、第二の回転軸の回転方向に所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する、上記各係合凹部と同数の係合凸部と、上記回転方向に関して隣り合う係合凸部の外側面同士の間に設けられた、弾性板製の緩衝部材とから成るものであり、
この緩衝部材は、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部と、これら各緩衝板部の基端縁同士を連結する連結部とを備えたものであり、
上記各緩衝板部の先端縁はそれぞれ、上記第一、第二の回転軸同士の間で上記トルクを伝達しない中立状態で、上記回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間を介して対向しており、
上記連結部は、組み付け状態で、上記各緩衝板部の基端縁から上記一方の周面に向けて径方向に突出する突出部により構成しており、
上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記突出部の上記径方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する
事を特徴とするトルク検出装置。
【請求項２】
一端部に筒部を設けた第一の回転軸と、一端部にこの筒部に挿入可能な大きさ及び形状を有する挿入部を設け、上記第一の回転軸と同心に配置された第二の回転軸と、これら第一、第二の回転軸同士を連結すると共に、これら第一、第二の回転軸同士の間で伝達されるトルクに応じて弾性変形する弾性部材と、この弾性部材の弾性変形に基づき上記トルクを検出する為のトルク検出手段と、上記弾性部材が所定量を超えて弾性変形するのを阻止する為の回転阻止手段とを備えたトルク検出装置に於いて、
この回転阻止手段は、上記筒部の内周面と上記挿入部の外周面とのうちの一方の周面に、この一方の周面から径方向に凹入する状態で設けられた複数の係合凹部と、同じく他方の周面に、この他方の周面から径方向に突出する状態で設けられた、上記係合凹部内で上記第一、第二の回転軸の回転方向に所定の相対変位を可能な大きさ及び形状を有する、上記各係合凹部と同数の係合凸部と、上記回転方向に関して隣り合う係合凸部の外側面同士の間に設けられた、弾性板製の緩衝部材とから成るものであり、
この緩衝部材は、上記回転方向に互いに離隔した状態で設けた１対の緩衝板部と、これら各緩衝板部の基端縁同士を連結する連結部とを備えたものであり、
上記各緩衝板部の先端縁はそれぞれ、上記第一、第二の回転軸同士の間で上記トルクを伝達しない中立状態で、上記回転方向に関し、上記係合凸部の外側面と隙間を介して対向しており、
上記連結部は、同じく回転方向に関し、上記各緩衝板部に互いに離れる方向の弾性力を付与すると共に、上記一方の周面に、この周面の周方向に関する変位を阻止した状態で支持する為の弾性支持部により構成しており、
上記第一、第二の回転軸同士の相対回転に伴う、上記弾性支持部の上記回転方向に関する弾性変形に基づいて、これら第一、第二の回転軸同士の間に相対回転の抵抗となる方向の力を付与する
事を特徴とするトルク検出装置。
【請求項３】
緩衝部材が、各緩衝板部と連結部とを一体に形成した板ばねである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトルク検出装置。
【請求項４】
一方の周面に、この周面から径方向に凹入する状態で緩衝凹部が設けられており、緩衝部材を構成する連結部は、組み付け状態で上記緩衝凹部内に入り込む様に、弾性板を折り曲げ形成する事により構成したものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したトルク検出装置。
【請求項５】
ステアリングシャフトに加わるトルクを検出する為のトルク検出装置と、このトルク検出装置が検出するトルクに応じて、上記ステアリングシャフトに補助動力を付与する補助動力源とを備えたパワーステアリング装置に於いて、上記トルク検出装置が、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したトルク検出装置である事を特徴とするパワーステアリング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２１８６０６（Ｐ２００７−２１８６０６Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３６４４０（Ｐ２００６−３６４４０）
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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