JPH0352607Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は自動車用の電動式パワーステアリン
グ装置に関するものである。

（従来の技術） 最近電動式パワーステアリング装置が種々提案
されるに至つており、例えば米国特許第3983953
号、特開昭58−133957号公報、特開昭58−53562
号公報、実開昭55−171670号公報等に開示されて
いる。

このうちに本考案に最も関連する電動式パワー
ステアリング装置が特開昭58−133957号公報に開
示されている。

この電動式パワーステアリング装置はステアリ
ングシヤフトを軸方向に２分割し、この間に弾性
材を介装させることにより、第１、第２シヤフト
間にねじれを許容する。第１シヤフトはステアリ
ングハンドルに連携されており、本考案のコント
ロールシヤフトに相当する。また第２シヤフトは
転舵機構に連携されており、本考案の転舵軸に相
当する。そして弾性材は本考案のトーシヨンバー
スプリングに相当する。

ステアリングハンドルによる操舵力を検出する
ために、特開昭58−133957号公報の技術ではコン
トロールシヤフトと転舵軸間の相対回転量を検出
する。このためにこの技術では転舵軸に対して軸
方向に変位可能で回転不能に取付けられ、一方コ
ントロールシヤフトに対して螺旋状のカム溝によ
つて連結されたスリーブ（本考案のカムリングに
相当する）を用いる。このスリーブないしカムリ
ングは両シヤフト間の相対回転量に比例して軸方
向に変位するために、その位置を検出することに
よつて操舵力が検出される。

（考案が解決しようとする課題） この方式によると、スリーブないしカムリング
の位置を直接検出して操舵力を検出するために、
変位量検出センサの感度が充分に高い必要があ
り、特別のセンサ、この場合電磁コイル式のセン
サを用いなければならない。

通常のポテンシオメータ等によると、検出感度
が低くなり電動モータの制御が細かく実施でき
ず、操作性に問題を生じる。

そこで本考案では、通常感度の通常のポテンシ
オメータを用いながら、電動モータの制御精度が
向上されるようにするものである。

（課題を解決するための手段） 上記課題はステアリングハンドルに連携され、
同ステアリングハンドルの操作に従動して回転す
るコントロールシヤフトと、操舵輪の方向を転舵
する転舵機構に連携され、回転することによつて
操舵輪の方向を転舵する転舵軸と、該コントロー
ルシヤフトと該転舵軸間に介装されて両者間の回
転力の差に応じてねじれ変形するトーシヨンバー
スプリングと、該転舵軸に回転伝達可能に連携さ
れた電動モータと、該コントロールシヤフトと該
転舵軸間にわたつて設けられ、そのうちの一方に
対して軸方向に変位可能で回動不能に取付けら
れ、他方に対して螺旋状のカム溝を介して連結さ
れており、該コントロールシヤフトと該転舵軸間
の相対回転の方向と量に依存して前記軸方向に変
位するカムリングと、該カムリングの軸方向変位
量を増幅して一端に伝えるトルクセンサアーム
と、該トルクセンサアームの前記一端の変位量を
検出するポテンシオメータと、該ポテンシオメー
タからの信号を入力して該電動モータの回転方向
と出力を制御するモータコントローラを有する電
動式パワーステアリング装置によつて解決され
る。

（作用） さて上記構造の電動式パワーステアリング装置
によると、ステアリングハンドルの操舵力、すな
わちコントロールシヤフトに働く回転力と転舵軸
に作用する回転力の差に応じてトーシヨンバース
プリングがねじれ変形することになり、このねじ
れ変形のねじれ方向とねじれ量に対応してカムリ
ングが軸方向に変位する。そしてこの軸方向の変
位量はトルクセンサアームによつて増幅され、ポ
テンシオメータでは増幅された状態でコントロー
ルシヤフトと転舵軸間のねじれ量が検出される。
このためポテンシオメータは通常感度のものを用
いることができ、通常のポテンシオメータを用い
ても電動モータの制御精度を充分に細かくとるこ
とができる。

（実施例の説明） 以下実施例を示す第１図及び第２図に基いてこ
の考案を説明する。ラツクピニオン式操向装置１
のコントロールシヤフト６の上端部はステアリン
グメインシヤフト４２を介してステアリングハン
ドル３９に連結されている。コントロールシヤフ
ト６は円筒状でその下端部にはピニオン２の円筒
状のシヤフト部２ａが同軸に内挿されている。コ
ントロールシヤフト６の内径とピニオン２のシヤ
フト部２ａの内径とは同じ寸法になつている。こ
のシヤフト部２ａ及びコントロールシヤフト６内
に丸棒状のトーシヨンバースプリング７が挿入さ
れ、その上、下両端は大径となつていてピン８，
９によりそれぞれピニオン２のシヤフト部２ａ及
びコントロールシヤフト６に結合されている。ピ
ニオン２はアンギユラベアリング１０，１１によ
りラツクハウジング１２に回転可能に支持されて
いる。このピニオン２には周知のようにラツクが
噛み合い、ピニオン２が回転するとラツクが往復
動して操舵輪の方向が転舵される。すなわちピニ
オンは転舵機構に連結されているのである。アン
ギユラベアリング１０はプレロード調整用ナツト
１３により予圧され、予圧調整後ロツクナツト１
４により固定される。又コントロールシヤフト６
はラジアルボールベアリング１５及びローラベア
リング１６によりアツパハウジング１７に回転可
能に支持されている。アツパハウジング１７とラ
ツクハウジング１２とはボルト３２により結合さ
れている。ローラベアリング１６の上方には異物
侵入防止用のオイルシール１８とダストカバー１
９とが配設されている。ダストカバー１９はコン
トロールシヤフト６に取りつけられている。

コントロールシヤフト６には入力トルクのセン
サ機構として断面Ｕ字型のカムリング２０がコン
トロールシヤフト６に対し軸方向に摺動可能にか
つ回動不可能に嵌め込まれている。すなわちコン
トロールシヤフト６には軸方向に長孔６ａが形成
され、この長孔６ａにカムリング２０に固定した
回転止めピン２１が摺動自在に挿入されている。
さらに回転止めピン２１の反対側ではピニオン２
のシヤフト部２ａにピン２２が取りつけられ、ピ
ン２２はカムリング２０の底部に設けた図示しな
い斜め方向の溝に挿入されている。この結果ステ
アリングハンドル３９の回転操作によりトーシヨ
ンバースプリング７を介してコントロールシヤフ
ト６とピニオン２のシヤフト部２ａとの間に相対
角変位が起るとカムリング２０はコントロールシ
ヤフト６の軸方向に相対角変位の方向と量とに対
応して移動する。

カムリング２０の溝にはカムリング２０の軸方
向の動きを増幅するトルクセンサアーム２３の一
端が挿入され、同アーム２３はアツパハウジング
１７にピン２６で回動可能に支持されている。ト
ルクセンサアーム２３のピン２６より一端までの
長さは他端までの長さより短いので一端側の動き
は他端側で拡大される。すなわちトルクセンサア
ーム２３の第２図右端はコントロールシヤフト６
とピニオン２間の相対回転に起因して生じるトー
シヨンバースプリング７のねじれ方向とねじれ量
に依存して大きく上下方向に変位するのである。
トルクセンサアーム２３の他端にはポテンシオメ
ータ２４の一端が取りつけられ、トルクセンサア
ーム２３の変位量を検出する。同ポテンシオメー
タ２４は微調整ロツクナツト２５によりアツパハ
ウジング１７に固定されている。

アツパハウジング１７にはアジヤストナツト２
７が取りつけられ、これにボールベアリング２８
及びニードルベアリング２９を介して駆動歯車４
の軸部４ａが回転可能に支持されている。アジヤ
ストナツト２７は駆動歯車４のプレロードを調整
した後ロツクナツト３０によりアツパハウジング
１７により固定される。３１はアジヤストナツト
２７のベアリング２８を保護するためアツパハウ
ジング１７に設けたダストカバーである。

駆動歯車４の歯車４ｂはピニオン２のシヤフト
部２ａに取りつけた従動歯車５と噛み合つてい
る。駆動歯車４はフレキシブルカツプリング３３
を介して電動機３に連結されている。

ラツクハウジング１２にはラツクチユーブ３４
が固定され、このラツクチユーブ３４にはモータ
ブラケツト３５が固着されている。一方電動機３
はモータステー３６に取りつけられ、モータステ
ー３６はボルト３７、ナツト３８によりモータブ
ラケツト３５に取りつけられている。

ポテンシオメータ２４は制御回路４０に電気的
に接続され、制御回路４０は又バツテリ４１と電
動機３とに電気的に接続されている。ポテンシオ
メータ２４からはステアリングハンドル３９の回
転方向及びステアリングトルクに対応する電気信
号が制御回路４０に出力され、制御回路４０は前
記信号に基いて電動機３の回転方向及び出力を設
定して電動機３に発信する。なお、電動機３とし
ては直流サーボモータ又はパルスモータが適して
いる。

上記の構成において、ステアリングハンドル３
９を回転操作するとステアリングトルクによりト
ーシヨンバースプリング７が捩れ、コントロール
シヤフト６とピニオン２のシヤフト部２ａとの間
に相対角変位が生じる。この相対角変位の方向及
び変位量はカムリング２０の軸方向の変位方向及
び変位量としてポテンシオメータ２４に検知され
る。すなわちポテンシオメータ２４によりステア
リングハンドル３９の回転方向とステアリングト
ルクとが検知される。ポテンシオメータ２４から
この２つの信号が制御回路４０に送られる。制御
回路４０はこの信号に応じた方向と強さを持つ電
流を電動機３に送つて電動機３を回転させ、さら
に駆動軸３３、駆動歯車４、及び従動歯車５を介
してピニオン２を回転させる。ピニオン２の回転
方向はステアリングトルクを減少させる方向、す
なわちコントロールシヤフト６とピニオン２との
相対角変位を減少させる方向である。ポテンシオ
メータ２４はステアリングトルクが設定値以上の
場合に信号を発するように設定されているのでス
テアリングトルクが設定値未満の場合は電動機３
は作動しない。

以上に説明したように、コントロールシヤフト
６はステアリングハンドル３９に連携され、同ス
テアリングハンドル３９の操作に従動して回転す
る。またピニオン２は、周知のラツクピニオン結
合により操舵輪の方向を転舵する転舵機構に連携
され、ピニオン２が回転すると操舵輪の方向が転
舵される。すなわちピニオン２は転舵軸としての
機能を営むものである。そしてトーシヨンバース
プリング７はコントロールシヤフト６と転舵軸２
間に介装されており、両者間の回転力の差、すな
わちステアリングハンドル３９の操作力に応じて
ねじれ変形するように用いられる。

そしてこのトーシヨンバースプリング７のねじ
れ方向とねじれ量に応じてトルクセンサアーム２
３の第２図右端がポテンシオメータ２４に対して
増幅されて大きく変位する。この変位量はポテン
シオメータ２４によつて検出される。このポテン
シオメータ２４の信号は制御回路４０に入力され
て、制御回路４０はこの信号に基づいて電動モー
タ３に流す電流の方向と電流量を制御し、これに
よつて電動モータ３の回転方向と出力が制御され
るのである。

（考案の効果） さて本考案の電動式パワーステアリング装置に
よると、コントロールシヤフトと転舵軸間の相対
回転量が大きく増幅された状態でトルクセンサア
ームの一端に伝達され、ポテンシオメータはこの
大きな変位量からコントロールシヤフトと転舵軸
間の相対回転量を検出する。このため通常感度の
通常のポテンシオメータで相対回転量を精度よく
検出することができ、モータの制御精度も向上さ
れる。このようにして良好な操作性が実現される
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の斜視図を示し、
第２図は第１図の要部の縦断正面図を示す。 １……ラツクピニオン式操向装置、２……ピニ
オン、３……電動機、６……コントロールシヤフ
ト、７……トーシヨンバースプリング、２０……
カムリング、２１……回転止めボルト、２２……
ピン、２３……トルクセンサアーム、２４……ポ
テンシオメータ、３９……ステアリングハンド
ル、４０……制御回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ステアリングハンドルに連携され、同ステアリ
   ングハンドルの操作に従動して回転するコントロ
   ールシヤフトと、 操舵輪の方向を転舵する転舵機構に連携され、
   回転することによつて操舵輪の方向を転舵する転
   舵軸と、 該コントロールシヤフトと該転舵軸間に介装さ
   れて両者間の回転力の差に応じてねじれ変形する
   トーシヨンバースプリングと、 該転舵軸に回転伝達可能に連携された電動モー
   タと、 該コントロールシヤフトと該転舵軸間にわたつ
   て設けられ、そのうちの一方に対して軸方向に変
   位可能で回動不能に取付けられ、他方に対して螺
   旋状のカム溝を介して連結されており、該コント
   ロールシヤフトと該転舵軸間の相対回転の方向と
   量に依存して前記軸方向に変位するカムリング
   と、 該カムリングの軸方向変位量を増幅して一端に
   伝えるトルクセンサアームと、 該トルクセンサアームの前記一端の変位量を検
   出するポテンシオメータと、 該ポテンシオメータからの信号を入力して該電
   動モータの回転方向と出力を制御するモータコン
   トローラ を有する電動式パワーステアリング装置。