CN106103242B - 动力转向装置 - Google Patents

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Abstract

由输入轴(11)、经由第一扭杆(12)与该输入轴(11)连结的中间轴(13)、以及经由第二扭杆(14)与该中间轴(13)连结的输出轴(15)构成转向轴(10)，在输入轴(11)的外周设置用于检测该输入轴(11)的旋转角的第一分解器(51)，在中间轴(13)的外周设置用于检测中间轴(13)的旋转角的第二分解器(52)，由该第一、第二分解器(51、52)构成为用于检测转向转矩的转矩传感器(TS)。

Description

动力转向装置
技术领域
本发明涉及能够自动转向的动力转向装置，利用基于驾驶员的转向转矩以及电机的驱动转矩开闭旋转阀而进行给排的液压来进行转向辅助。
背景技术
作为以往的能够自动转向的动力转向装置，例如以下专利文献1中记载的动力转向装置是已知的。
若对其概略进行说明，则该动力转向装置是齿条小齿轮型的液压动力转向装置，在与方向盘连接的输入轴的下端侧外周部，在该输入轴和经由扭杆与该输入轴能够相对旋转地连结的输出轴之间设置有旋转阀，并且，在所述输入轴的上端侧外周部安装有中空电机。而且，由设置在输入轴的外周的第一分解器和设置在输出轴的外周的第二分解器构成转矩传感器，基于上述转矩传感器的检测结果、车速传感器等的输出信号，可以进行最适当的转向辅助控制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-69767号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述以往的动力转向装置的情况下，关于所述扭杆，适合于检测转向转矩的刚性和适合于开闭(控制)旋转阀的刚性不同，因此，存在不能充分兼顾控制阀的高精度的开闭和转矩传感器的高精度的检测的问题。
本发明是着眼于该技术问题而作出的，其目的在于提供一种动力转向装置，能够充分兼顾转矩传感器的高精度的检测和旋转阀的高精度的开闭(控制)。
用于解决课题的方案
本发明的动力转向装置的特征在于，具有：转向轴，所述转向轴由随着方向盘的转向操作而旋转的输入轴、经由第一扭杆与该输入轴连结的中间轴、以及经由第二扭杆与该中间轴连结的输出轴构成；壳体，所述壳体旋转自如地支承所述输出轴；活塞，所述活塞滑动自如地收容在所述壳体的内部，将该壳体内部分隔为第一压力室和第二压力室；旋转阀，所述旋转阀收容并配置在所述壳体内部，根据所述中间轴和所述输出轴的相对旋转，将从外部的液压源供给的工作液向所述第一压力室或第二压力室选择性地供给；转换机构，所述转换机构将所述输出轴的旋转运动转换为所述活塞的轴向运动；传递机构，所述传递机构将所述活塞的轴向运动传递到转向轮；中空电机，所述中空电机由电机构件和收容该电机构件的电机壳体构成，所述电机构件包括能够与所述中间轴一体旋转地设置在该中间轴的外周的电机转子和设置在该电机转子的外周的电机定子，所述中空电机根据车辆的运转状况来控制所述输入轴的旋转；转矩传感器，所述转矩传感器由检测所述输入轴的旋转角的第一旋转角传感器、检测所述中间轴的旋转角的第二旋转角传感器、以及将所述第一旋转角传感器以及第二旋转角传感器的各输出信号输出到外部的控制装置的第一传感器输出配线和第二传感器输出配线构成，将根据所述输入轴的旋转角和所述中间轴的旋转角的角度差产生于所述第一扭杆的转向转矩的运算用信号输出到所述控制装置；以及电机配线，所述电机配线与所述电机定子连接，输入基于所述转向转矩以及车辆的各种信息运算出的所述控制装置的输出信号。
发明的效果
根据本发明，由于构成分别单独设置给转向转矩的检测带来影响的第一扭杆和给旋转阀的开闭带来影响的第二扭杆的结构，因此，可以进行使上述各扭杆的刚性(弹簧常数)对于转矩传感器以及旋转阀分别是适当的设定，从而可以充分兼顾转矩传感器的高精度的检测和旋转阀的高精度的开闭(控制)。
附图说明
图1是本发明的动力转向装置的纵剖视图。
图2是图1的A-A线剖视图。
图3是从一端侧观察图1所示的中空电机的图。
图4是从另一端侧观察图1所示的中空电机的图。
图5是图3的B-B线剖视图。
图6是图3的C-C线剖视图。
图7是图3的D-D线剖视图。
图8是中空电机的分解剖视图。
图9是中空电机和装置主体的分解剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本发明的动力转向装置的实施方式。另外，在下述实施方式中，示出将该动力转向装置作为大型车辆等所使用的整体式动力转向装置而应用的例子。
图1是所述整体式动力转向装置的纵剖视图。图2是图1的A-A线剖视图。另外，以下，将各图中的转向轴10的旋转轴Z方向上的与方向盘(未图示)连结的侧作为“一端”，将与活塞16连结的一侧作为“另一端”进行说明。
该动力转向装置主要由动力转向装置主体(以下简称为“装置主体”)DB和动力转向装置主体(以下简称为“装置主体”)DB构成。该装置主体DB具有：转向轴10，所述转向轴10的一端侧面对壳体20外地与未图示的方向盘连结，另一端侧收容在壳体20内；作为传递机构的扇形轴17，所述扇形轴17的一端侧与未图示的转向轮连结，随着在所述转向轴10的另一端侧外周设置的后述的活塞16的轴向移动而用于转向；以及动力缸18，在壳体20内滑动自如地收容的大致筒状的活塞16隔出一对压力室即第一、第二压力室P1、P2而构成所述动力缸18，用于生成对转向转矩进行辅助的辅助转矩。所述中空电机30以后述的转子31嵌接在转向轴10的外周的形态设置，通过向该转向轴10施加转矩，用于转向辅助、自动运转等。
所述转向轴10由输入轴11、中间轴13以及输出轴15构成，所述输入轴11的一端侧与所述方向盘连结，供驾驶员输入转向转矩，所述中间轴13的一端侧经由第一扭杆12与输入轴11能够相对旋转地连结，并且，供在外周连结的中空电机30输入驱动转矩，所述输出轴15的一端侧经由第二扭杆14与中间轴13能够相对旋转地连结，将从该中间轴13输入的转向转矩经由转换机构即滚珠丝杠机构24输出到活塞16。另外，关于所述滚珠丝杠机构24，由作为螺纹轴的所述输出轴15、作为螺母的所述活塞16、以及被夹设的多个滚珠24c构成，所述输出轴15在另一端侧的外周部形成有滚珠槽24a，所述活塞16设置在该输出轴15的外周侧并在内周部形成有与所述滚珠槽24a对应的滚珠槽24b，所述多个滚珠24c设置在该活塞16和输出轴15之间。
而且，所述输入轴11的另一端部插入并收容于在中间轴13的一端侧开设的开口凹部13a内，由夹设在该重叠部之间的作为轴承的滚针轴承Bn旋转自如地支承。另一方面，所述中间轴13插入并收容于在输出轴15的一端侧扩径部开设的开口凹部15a内，在该重叠部处的两轴13、15之间构成有作为控制阀的众所周知的旋转阀19，所述旋转阀19根据上述两轴13、15的相对旋转将从未图示的液压源供给的工作液向第一、第二压力室P1、P2选择性地供给。
另外，在所述输入轴11和所述中间轴13之间设置有止动机构25，不论第一扭杆12的扭转量如何，所述止动机构25都将输入轴11相对于中间轴13的相对旋转角的最大角限制在规定角θx。该止动机构25由在输入轴11外周在周向上突出设置有多个的卡合凸部25a、以及在中间轴13的开口凹部13a内周在周向上突出设置有多个并构成为能够与所述各卡合凸部25a卡合的卡合凹部25b构成，上述卡合凸部25a和卡合凹部25b这两者在相对旋转了所述规定角θx的部位相互抵接，从而限制卡合凸部25a和卡合凹部25b这两者的相对旋转量的最大角(参照图2)。
所述壳体20由第一壳体21和第二壳体22构成，所述第一壳体21呈一端侧开口且另一端侧堵塞的大致筒状，用于隔出第一、第二压力室P1、P2，所述第二壳体22以堵塞该第一壳体21的一端开口部的方式设置，在内部收容旋转阀19，所述第一、第二壳体21、22彼此利用配置在规定的周向位置的未图示的多个螺栓连结。
在所述第一壳体21的内部设置有缸结构部21a和轴收容部21b，所述缸结构部21a沿转向轴10的旋转轴Z方向形成，所述轴收容部21b以与该缸结构部21a大致正交且一部分面对缸结构部21a的方式形成，在所述缸结构部21a内，收容有输出轴15的另一端侧及与其外周连结的活塞16，从而利用该活塞16隔出一端侧的第一压力室P1和另一端侧的第二压力室P2，在所述轴收容部21b内收容有扇形轴17，所述扇形轴17的轴向一端侧与活塞16连结，并且，另一端侧经由未图示的转向臂与所述未图示的转向轮连结。
成为如下结构：在所述活塞16以及扇形轴17的各外周部，设置有能够相互啮合的齿部16a、17a，通过使上述两齿部16a、17a啮合，扇形轴17随着活塞16的轴向移动而转动，由此，所述转向臂在车身宽度方向被拉伸，从而变更所述转向轮的方向。另外，此时成为第一压力室P1内的工作液被引导到轴收容部21b的结构，由此，供润滑所述两齿部16a、17a之间。
在所述第二壳体22的内周侧，从一端侧向另一端侧沿旋转轴Z方向呈台阶缩径状地贯通形成有供所述重叠的两轴13、15插通的轴插通孔22a。而且，在一端侧的大径部设置有旋转自如地支承输出轴15的轴承Bb。另一方面，在另一端侧的小径部设置有：与未图示的液压源连通的导入端口26、将从该导入端口26导入的液压向所述各压力室P1、P2给排的给排端口27、以及将通过该给排端口27从所述各压力室P1、P2排出的工作液向未图示的储液箱排出的排出端口28。另外，所述给排端口27经由设置于输出轴15的一端侧扩径部的第一给排通路L1与第一压力室P1连通，并且，经由设置于第一壳体21内部的第二给排通路L2等与第二压力室P2连通。
根据以上那样的结构，所述动力转向装置构成为，在所述方向盘被转向时，从所述液压源压送的工作液经由旋转阀19供给到与转向方向相应的一侧的压力室P1、P2，并且，从另一侧的压力室P1、P2向所述储液箱排出与所述供给量对应的工作液(剩余部分)，活塞16被该液压驱动，其结果是，基于作用于该活塞16的液压的辅助转矩被施加到扇形轴17。
图3是从一端侧观察中空电机的图、图4是从另一端侧观察中空电机的图。另外，图5是图3的B-B线剖视图、图6是图3的C-C线剖视图、图7是图3的D-D线剖视图。另外，以下，将图5～图7中的结合部件33的旋转轴Z方向上的第一分解器51侧作为“一端”，将第二分解器52侧作为“另一端”进行说明。
所述中空电机30是三相交流式的无刷电机，具有：电机构件，所述电机构件由电机转子31和电机定子32构成，所述电机转子31经由大致筒状的结合部件33能够一体旋转地外嵌接面对壳体20外的中间轴13的外周部，所述电机定子32隔着规定的间隙配置在该电机转子31的外周侧；大致筒状的电机壳体40，所述电机壳体40在一端侧收容电机构件，另一端侧经由接合器部件23固定于壳体20(第二壳体22)；第一轴承B1以及第二轴承B2，所述第一轴承B1以及第二轴承B2收容并保持在该电机壳体40内，分别旋转自如地支承所述结合部件33的一端侧以及另一端侧；第一分解器51，所述第一分解器51配设在作为所述电机构件的一端侧的电机壳体40的一端侧，是用于检测输入轴11的旋转角的第一旋转角传感器；第二分解器52，所述第一分解器51配设在作为所述电机构件的另一端侧的电机壳体40的另一端侧，是用于检测中间轴13的旋转角的第二旋转角传感器；罩部件34，所述罩部件34通过堵塞电机壳体40的一端侧开口部，来保护以所述第一分解器51为代表的内置部件；以及密封部件35，所述密封部件35将该罩部件34和输入轴11之间气密地密封。
另外，在所述电机定子32的另一端部连接有电机配线32a，该电机配线32a用于进行来自未图示的控制装置(ECU)的励磁电流的通电，该电机配线32a从电机配线取出口41b被取出，从而与外部的所述控制装置连接，所述电机配线取出口41b以在轴向上与第二分解器52重叠的形态配设，并且以与同所述电机定子32连接的连接部相向的方式贯通形成于第一电机壳体41的周壁。此时，所述电机配线取出口41b和电机配线32a之间由规定的密封栓Sa气密地密封，从而抑制粉尘、水分等向中空电机30内侵入。
所述结合部件33成为如下结构：通过使突出设置于输入轴11的键36卡合于在该结合部件33的内周部开设切口而形成的键槽33a而构成的众所周知的键结合，以能够一体旋转且在轴向上能够相对移动的方式固定于中间轴13(参照图1、图9)，即便在中间轴13和结合部件33的线膨胀系数不同的情况下，也可以允许中间轴13和结合部件33这两者的相对位移。另外，电机转子31和中间轴13经由该结合部件33结合在一起，从而可以使装置主体DB和中空电机30独立并行地进行制造、调整。
所述电机壳体40由铝合金等规定的金属材料一分为二而构成的，由作为筒状部的第一电机壳体41和第二电机壳体42构成，所述第一电机壳体41在一端侧的内周部收容第一轴承B1以及第一分解器51，并且，在另一端侧收容所述电机构件，所述第二电机壳体42堵塞该第一电机壳体41的另一端侧开口部，在内周部收容第二轴承B2以及第二分解器52。而且，上述第一、第二电机壳体41、42彼此利用设置在周向的规定位置处的多个螺栓45连结(参照图4、图5)。
所述第一电机壳体41呈大致筒状，在一端侧设置有收容第一轴承B1以及第一分解器51的第一部件保持部43，在另一端侧呈台阶扩径状地设置有收容所述电机构件的较大直径状的电机构件收容部41a。所述第一部件保持部43具有：在一端侧开口并保持第一分解器51的第一分解器定子54的作为第一传感器定子保持部的第一分解器保持部43a、以及在另一端侧开口并保持第一轴承B1的第一轴承保持部43b。在此，在所述第一轴承保持部43b上，在其一端部设置有限制第一轴承B1向一端侧的移动的第一轴承限制部43c，并且，该第一轴承限制部43c和第一分解器保持部43a的收容凹部43d成为在轴向上相互重叠的结构。
所述第二电机壳体42呈大致圆板状，在其中央部鼓出形成有收容第二轴承B2以及第二分解器52的第二部件保持部44。而且，该第二部件保持部44具有：在一端侧开口并保持第二轴承B2的第二轴承保持部44b、以及在另一端侧开口并保持第二分解器52的第二分解器定子56的作为第二传感器定子保持部的第二分解器保持部44a。
所述第一分解器51由第一分解器转子53和第一分解器定子54构成，所述第一分解器转子53设定为规定的外径Dx，能够一体旋转地嵌接在输入轴11的外周，所述第一分解器定子54通过嵌接于第一分解器保持部43a而配置在第一分解器转子53的外周侧，检测该第一分解器转子53的旋转位置。而且，在所述第一分解器定子54上连接有将所述检测结果输出到所述控制装置的第一传感器输出配线54a，该第一传感器输出配线54a经由在罩部件34的周壁贯通形成的第一输出配线取出口34c被取出，从而与外部的所述控制装置连接。此时，所述第一输出配线取出口34c和第一传感器输出配线54a之间由规定的密封栓Sb液密地密封，从而抑制水分等向中空电机30内侵入。
所述第二分解器52由第二分解器转子55和第二分解器定子56构成，所述第二分解器转子55设定为与所述第一分解器转子53相同的外径Dx，能够一体旋转地嵌接在结合部件33的外周，所述第二分解器定子56通过嵌接于第二分解器保持部44a而配置在第二分解器转子55的外周侧，检测该第二分解器转子55的旋转位置。另外，关于该第二分解器52，通过检测与中间轴13同步旋转的结合部件33的旋转角，也可以对电机转子31的旋转位置进行检测。
另外，在所述第二分解器定子56中，将所述检测结果输出到所述控制装置的第二传感器输出配线56a连接成在与电机配线32a在周向上相互分离的位置与该电机配线32a在轴向上重叠，该第二传感器输出配线56a从在与电机配线取出口41b接近的位置贯通形成于第一电机壳体41的周壁的第二输出配线取出口41d取出，并与外部的所述控制装置连接。这样，所述第二传感器输出配线56a成为如下结构：从与电机配线32a在周向上相互分离的位置被拉出，沿电机壳体40的周壁布置，从而从与电机配线32a接近的位置被取出到外部(参照图4、图7)。
而且，由所述一对第一、第二分解器51、52构成转矩传感器TS，所述转矩传感器TS用于基于由所述第一分解器51检测到的输入轴11的旋转角和由所述第二分解器52检测到的与结合部件33同步旋转的中间轴13的旋转角之差，运算产生于第一扭杆12的来自驾驶员的转向转矩。另外，在所述控制装置中，通过比较所述第一、第二分解器51、52的输出信号，也用于所述动力转向装置的异常检测。
另外，在所述第一、第二分解器51、52中，第一、第二分解器定子54、56输出满足“第一分解器转子53每转一圈的振幅数Ax<360°/(规定角θx×2)”的正弦波信号以及余弦波信号，基于上述各输出信号在所述控制装置中运算输入轴11以及中空电机30等的旋转角。
所述罩部件34呈有盖的筒状，在其中央部贯通形成有供输入轴11插通的轴插通孔34a。而且，在该罩部件34的所述轴插通孔34a的孔边缘，朝向另一端侧开口形成有大致筒状的密封收容部34b，在该密封保持部34b中收容并保持将输入轴11和罩部件34之间气密地密封的密封部件35，从而抑制水分、粉尘通过所述轴插通孔34a从外部侵入。另外，在配置该密封部件35时成为该密封部件35和第一分解器转子51a在轴向上相互重叠那样的结构。
根据以上那样的结构，在所述动力转向装置中，除基于上述那样的驾驶员的转向转矩的手动转向之外，还基于来自各种传感器、雷达、照相机和规定的运转信息把握机构(未图示)的信息，对中空电机30进行驱动控制，从而可以进行停车、车道保持等的自动转向。
图8表示中空电机30的分解剖视图、图9表示中空电机30和装置主体DB的分解剖视图，以下，基于这些图来说明中空电机30的子装配以及该中空电机30与装置主体DB的装配。
首先，与所述装置主体的组装并行地进行所述中空电机30的组装。即，如图8所示，在第一电机壳体41中的电机构件收容部41a的内周面嵌接并固定电机定子32。与此同时，在结合部件33的大径部外周面嵌接电机转子31后，在该结合部件33的一端侧小径部的外周面嵌接并固定第一轴承B1，在另一端侧小径部的外周面嵌接并固定第二轴承B2以及第二分解器转子55。此后，将组装到了结合部件33的电机转子31从第一轴承B1侧插通到组装到了第一电机壳体41的电机定子32的内周侧，经由该第一轴承B1组装并固定于第一电机壳体41。
接着，将第一、第二分解器定子54、56嵌插于所述第一、第二电机壳体41、42的各分解器收容部43a、44a并利用各螺钉46连结后，将第二电机壳体42嵌接并固定于组装到了结合部件33的第二轴承B2，并且，利用各螺栓45将所述两电机壳体41、42彼此连结，从而完成所述中空电机30的组装。在该组装完成后，通过旋转驱动组装成的该中空电机30来进行工作试验等。
接着，在所述工作试验等结束后，相对于所述装置主体DB进行所述中空电机30的组装。即，如图9所示，利用多个螺栓47将所述接合器部件23与第二壳体22的一端部连结，此后，在将预先保持并固定有键36的中间轴13插通到中空电机30(结合部件33)的内周侧后，利用多个螺栓48将该中空电机30与接合器部件23连结。接着，从组装了该中空电机30的输入轴11的一端侧嵌接第一分解器转子53，此后，利用多个螺栓49将在所述密封保持部34b嵌接有密封部件35的罩部件34与电机壳体40的一端部连结，通过该罩部件34来堵塞第一分解器保持部43a，从而完成所述动力转向装置的组装。
以下，列举本实施方式所涉及的所述动力转向装置的特征性的作用效果。
(1)根据所述动力转向装置，通过构成分别单独设置给转向转矩的检测精度带来影响的第一扭杆12和给旋转阀19的开闭精度带来影响的第二扭杆14的结构，与一体地构成上述扭杆的以往的结构相比，可以设定为使所述各扭杆12、14的刚性(弹簧常数)对于转矩传感器TS以及旋转阀19分别是适当的，其结果是，可以充分兼顾转矩传感器TS的高精度的检测和旋转阀19的高精度的开闭。
(2)在所述动力转向装置中，将第一分解器51以及第一传感器输出配线54a与第二分解器52以及第二传感器输出配线56a都集中配设在作为旋转阀19的一端侧的中空电机30侧，因此，可以谋求提高所述各输出配线54a、56a的布置、布局性。
(3)在所述动力转向装置中，构成如下结构：基于所述控制装置的控制信号对中空电机30进行驱动控制，所述控制装置的控制信号基于由转矩传感器TS(第一分解器51、第二分解器52)检测到的输入轴11的旋转位置信息以及电机转子31的旋转位置信息运算出，因此，可以由一个转矩传感器TS来检测转向转矩和电机转子31的旋转位置，可以谋求简化装置。
(4)在所述动力转向装置中，所述中空电机30的驱动控制所涉及的控制信号构成为基于第二分解器52的输出信号进行运算，在该第二分解器52的输出信号中不包含第一扭杆12的扭转量，因此，可以更高精度地进行电机转子31的旋转位置的检测。
(5)在所述动力转向装置中，通过在所述控制装置中对第一分解器51的输出信号和第二分解器52的输出信号进行比较，也具有可以进行异常的检测的优点。
(6)在所述动力转向装置中，在配设第一、第二分解器51、52时，若将上述两分解器51、52相比所述电机构件靠另一端侧配设，则在旋转阀19附近液体通路等其他结构集中而导致装置的结构更加复杂化，另一方面，若将上述两分解器51、52相比所述电机构件靠一端侧配设，则两者的输出配线54a、56a集中在所述电机构件的一端侧而导致装置上端部的径向尺寸大型化，但是，在本实施方式中，由于将第一、第二分解器51、52分散地配设在所述电机构件的一端侧以及另一端侧，因此，可以实现平衡好的布局，也有助于抑制上述那样的装置上端部的大型化。
(7)在所述动力转向装置中，在中空电机30中第二分解器52和电机配线32a构成为在轴向上重叠，因此，可以缩短中空电机30的轴向尺寸，有助于装置的轴向尺寸的小型化。
(8)在所述动力转向装置中，在中空电机30中第二传感器输出配线56a和电机配线32a构成为在轴向上重叠，因此，可以缩短中空电机30的轴向尺寸，有助于装置的轴向尺寸的小型化。
(9)在所述动力转向装置中，使与电机配线32a的电机定子32连接的连接部32b和第二分解器52在周向上相互分离地配置，因此，如上所述可以使连接部32b和第二分解器52这两者在轴向上重叠，有助于装置的轴向尺寸的小型化。
另一方面，电机配线32a和第二传感器输出配线56a构成为将电机配线32a和第二传感器输出配线56a这两者从在周向上相互接近的位置取出，由此，电机配线32a和第二传感器输出配线56a这两者的布置变好，有助于提高装置的车辆布局性。
(10)在所述动力转向装置中，在中间轴13上通过一体成型而形成有用于与第一扭杆12连接的第一连接部13b和用于与第二扭杆14连接的第二连接部13c，因此，作为旋转阀19发挥作用的部分和接收电机转矩的部分由一体成型的同一部件构成，因此，可以谋求装置的简化、制造成本的低廉化。
(11)在所述动力转向装置中，构成将第二分解器52设置在结合部件33侧而并非设置于中间轴13的结构，因此，可以在结合部件33和设置于该结合部件33的第二分解器转子55被组装到了中空电机30侧的状态下组装到包括中间轴13在内的转向轴10。其结果是，可以在与所述动力转向装置不同的别的工序中制造中空电机30并进行调整，有助于生产率和品质管理的提高等。
(12)在所述动力转向装置中，在经由所述结合部件33进行中空电机30和中间轴13的结合时，将该结合部件33在轴向上与中间轴13能够相对移动地组装，因此，具有如下优点：即便在中间轴13和结合部件33的线膨胀系数不同的情况下，也可以允许中间轴13和结合部件33这两者的相对位移。
(13)在所述动力转向装置中，在进行所述输入轴11的轴支承时，将旋转支承该输入轴11的轴承Bn配置在中间轴13的开口凹部13a内，由此，关于该输入轴11，不需要另行延长形成被支承部分，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(14)在所述动力转向装置中，在中空电机30中构成使第一电机壳体41的第一部件保持部43保持第一轴承B1和第一分解器定子54的结构，因此，有助于装置结构的简化以及小型化。
(15)在所述动力转向装置中，在从所述电机壳体40取出第一传感器输出配线54a时，在包围第一分解器51的罩部件34上设置有第一传感器输出配线取出口34c，从而可以谋求缩短第一传感器输出配线54a。
(16)在所述动力转向装置中，在中空电机30中第一分解器保持部43a的收容凹部43d和第一轴承限制部43c构成为在轴向上相互重叠，因此，可以缩短中空电机30的轴向尺寸，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(17)在所述动力转向装置中，在配置所述密封部件35时，该密封部件35和第一分解器51构成为在轴向上相互重叠，因此，可以缩短中空电机30的轴向尺寸，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(18)在所述动力转向装置中，在中空电机30中构成使第二电机壳体42的第二部件保持部44保持第二分解器定子56和第二轴承B2的结构，因此，有助于装置结构的简化以及小型化。
(19)在所述动力转向装置中，关于第一、第二分解器转子53、55，至少将外径设定为直径相同(Dx)，由此，作为第一、第二分解器定子54、56可以使用相同的部件，有助于装置的生产率提高、成本降低等。
(20)在所述动力转向装置中，构成如下结构：关于第一、第二分解器定子54、56的正弦波信号以及余弦波信号，使其满足“第一分解器转子53每转一圈的振幅数Ax<360°/(规定角θx×2)”，从而可以唯一地确定根据第一扭杆12的扭转量运算的输入轴11和中间轴13的相对角，有助于抑制该相对角的误识别。
(21)如本实施方式那样，将能够自动运转的所述动力转向装置的结构应用于卡车、公共汽车等大型车辆所搭载的所述整体式动力转向装置中，从而具有如下有优点：可以飞跃提高风险较大的该大型车辆的安全性。
本发明并不限于上述实施方式例示的结构，除所述整体式动力转向装置之外，也可以应用于其他形式的动力转向装置、例如普通乘用车等所使用的齿条小齿轮型的动力转向装置等，只要具有所述动力缸18、旋转阀19等这样的本发明的发明特定事项即可。
以下，说明从所述实施方式把握的权利要求保护的范围所记载的内容以外的技术思想。
(a)在技术方案4所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述第一旋转角传感器的输出信号通过在所述控制装置中与所述第二旋转角传感器的输出信号进行比较而用于异常的检测。
这样，通过比较两旋转角传感器的输出信号，以供异常检测。
(b)在技术方案5所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述第二旋转角传感器和所述电机配线设置成在所述轴向上重叠。
通过构成该结构，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(c)在上述(b)所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述第二传感器输出配线和所述电机配线设置成在所述轴向上重叠。
通过构成该结构，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(d)在上述(c)所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述电机定子和所述电机配线连接的连接部、以及所述第二旋转角传感器设置在所述电机壳体内，
所述电机壳体具有：将所述电机配线取出到外部的电机配线取出口、以及将所述第二传感器输出配线取出到外部的第二传感器输出配线取出口，
所述电机定子和所述电机配线连接的连接部、以及所述第二旋转角传感器在所述转向轴的周向上设置在相互分离的位置，
所述第二传感器输出配线取出口在所述周向上设置在比所述第二旋转角传感器接近所述电机配线取出口的位置。
这样，通过将电机定子和电机配线连接的连接部、以及第二旋转角传感器在周向上设置在相互分离的位置，可以使这些部件在轴向上重叠，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
另一方面，通过构成为从在周向相互接近的位置取出电机配线和第二传感器输出配线，配线的布置变好，有助于提高装置的车辆布局性。
(e)在技术方案2所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述中间轴通过一体成型而形成有具有与所述第一扭杆连接的第一连接部和与所述第二扭杆连接的第二连接部的部件。
通过构成该结构，作为控制阀发挥作用的部分和接收电机转矩的部分由一体成型的同一部件构成，从而有助于简化装置。
(f)在上述(e)所述的动力转向装置中，其特征在于，
还具有结合部件，所述结合部件设置在所述中间轴和所述电机转子之间，将所述电机转子与所述中间轴结合，
所述第二旋转角传感器由第二传感器转子和第二传感器定子构成，所述第二传感器转子设置在所述结合部件的外周侧，所述第二传感器定子在所述第二传感器转子的外周侧设置于所述电机壳体，检测所述第二传感器转子的旋转位置。
这样，通过构成将第二传感器转子设置在结合部件侧而并非设置在中间轴侧的结构，可以在结合部件和设置于该结合部件的第二传感器转子被组装到了中空电机侧的状态下组装到包括中间轴在内的转向轴。
其结果是，可以在与转向装置不同的别的工序中制造中空电机并进行调整，有助于生产率和品质管理的提高等。
(g)在上述(f)所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述结合部件在所述轴向上与所述中间轴能够相对移动地组装。
通过构成该结构，即便在中间轴和结合部件的线膨胀系数不同的情况下，也可以允许两部件的相对位移。
(h)在上述(e)所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述中间轴具有朝向所述轴向一侧开口的开口凹部，
所述输入轴在该输入轴的所述轴向另一侧的端部插入到所述开口凹部内的状态下经由所述第一扭杆与所述中间轴连接，并且，由所述开口凹部内的设置在所述输入轴和所述中间轴之间的轴承旋转自如地支承。
这样，通过将支承输入轴的轴承配置在开口凹部内，不需要另行延长形成被支承部分，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(i)在技术方案2所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述第一旋转角传感器由第一传感器转子和第一传感器定子构成，所述第一传感器转子设置在所述输入轴的外周侧，所述第一传感器定子设置在该第一传感器转子的外周侧，检测所述第一传感器转子的旋转位置，
所述电机壳体具有：设置在所述电机定子的外周侧的筒状部、以及在该筒状部的所述轴向一侧朝向径向内侧延伸设置的第一部件保持部，
所述第一部件保持部具有：保持用于支承所述转向轴的第一轴承的第一轴承保持部、以及保持所述第一传感器定子的第一传感器定子保持部。
这样，通过使第一部件保持部保持第一轴承和第一传感器定子，可以谋求装置的简化以及小型化。
(j)在上述(i)所述的动力转向装置中，其特征在于，
在所述电机壳体的所述轴向一侧设置有以包围所述第一旋转角传感器的方式构成的罩部件，
在所述罩部件上设置有将所述第一传感器输出配线取出到外部的第一传感器输出配线取出口。
这样，通过在包围第一旋转角传感器的罩部件上设置第一传感器输出配线取出口，可以谋求缩短第一传感器输出配线。
(k)在上述(i)所述的动力转向装置中，其特征在于，
在所述第一轴承保持部上，在所述第一轴承的所述轴向一侧设置有限制该第一轴承的轴向位置的第一轴承限制部，
在所述第一部件保持部上，在所述轴向一侧开口形成有收容所述第一传感器定子的第一传感器定子收容凹部，
所述第一传感器定子收容凹部设置成在所述轴向上与所述第一轴承限制部重叠。
这样，通过使第一轴承限制部和第一传感器定子收容凹部在轴向上相互重叠，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(l)在上述(i)所述的动力转向装置中，其特征在于，
还具有：罩部件，所述罩部件设置在所述电机壳体的所述轴向一侧，以包围所述第一旋转角传感器的方式构成；以及密封部件，所述密封部件设置在该罩部件和所述输入轴之间，将该罩部件和所述输入轴之间液密地密封，
所述密封部件设置成在所述轴向上与所述第一旋转角传感器重叠。
这样，通过使密封部件和第一旋转角传感器在轴向上相互重叠，可以谋求装置的轴向尺寸的小型化。
(m)在技术方案2所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述第二旋转角传感器由第二传感器转子和第二传感器定子构成，所述第二传感器转子设置在所述中间轴的外周侧，所述第二传感器定子设置在该第二传感器转子的外周侧，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述电机壳体具有：设置在所述电机定子的外周侧的筒状部、以及在该筒状部的所述轴向另一侧朝向径向内侧延伸设置的第二部件保持部，
所述第二部件保持部具有：保持用于支承所述转向轴的第二轴承的第二轴承保持部、以及保持所述第二传感器定子的第二传感器定子保持部。
这样，通过使第二部件保持部保持第二轴承和第二传感器定子，可以谋求装置的简化以及小型化。
(n)在技术方案2所述的动力转向装置中，其特征在于，
所述第一旋转角传感器由第一传感器转子和第一传感器定子构成，所述第一传感器转子设置在所述输入轴的外周侧，所述第一传感器定子设置在该第一传感器转子的外周侧，检测所述第一传感器转子的旋转位置，
所述第二旋转角传感器由第二传感器转子和第二传感器定子构成，所述第二传感器转子设置在所述中间轴的外周侧，所述第二传感器定子设置在该第二传感器转子的外周侧，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述第一传感器转子和所述第二传感器转子构成为使外径彼此相同而仅内径不同。
这样，通过至少使第一、第二传感器转子的外径相同，第一传感器定子和第二传感器定子可以使用相同的部件，有助于装置的生产率提高和成本降低等。
(o)在技术方案2所述的动力转向装置中，其特征在于，
在所述转向轴上，在所述输入轴和所述中间轴之间设置有止动机构，不论所述第一扭杆的扭转量如何，所述止动机构都将所述输入轴相对于所述中间轴的相对旋转角的最大角限制在规定角，
所述第一旋转角传感器是由第一传感器转子和第一传感器定子构成的分解器，所述第一传感器转子设置在所述输入轴的外周侧，所述第一传感器定子设置在该第一传感器转子的外周侧，检测所述第一传感器转子的旋转位置，
所述第二旋转角传感器是由第二传感器转子和第二传感器定子构成的分解器，所述第二传感器转子设置在所述中间轴的外周侧，所述第二传感器定子设置在该第二传感器转子的外周侧，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述第一传感器定子和所述第二传感器定子输出第一传感器转子每转一圈的振幅数<360°/(规定角×2)那样的正弦波信号以及余弦波信号。
通过构成该结构，可以唯一地确定根据第一扭杆的扭转量运算的输入轴和中间轴的相对角，有助于抑制该相对角的误识别。
附图标记说明
10…转向轴
11…输入轴
12…第一扭杆
13…中间轴
14…第二扭杆
15…输出轴
16…活塞
17…扇形轴(传递机构)
19…旋转阀(控制阀)
24…滚珠丝杠机构(转换机构)
30…中空电机
31…电机转子
32…电机定子
32a…电机配线
40…电机壳体
51…第一分解器(第一旋转角传感器)
52…第二分解器(第二旋转角传感器)
54a…第一传感器输出配线
56a…第二传感器输出配线
P1…第一压力室
P2…第二压力室
TS…转矩传感器

Claims (17)

1.一种动力转向装置，其特征在于，具有：
转向轴，所述转向轴由随着方向盘的转向操作而旋转的输入轴、经由第一扭杆与该输入轴连结的中间轴、以及经由第二扭杆与该中间轴连结的输出轴构成；
壳体，所述壳体旋转自如地支承所述输出轴；
活塞，所述活塞滑动自如地收容在所述壳体的内部，将该壳体内部分隔为第一压力室和第二压力室；
控制阀，所述控制阀收容并配置在所述壳体内部，根据所述中间轴和所述输出轴的相对旋转，将从外部的液压源供给的工作液向所述第一压力室或第二压力室选择性地供给；
转换机构，所述转换机构将所述输出轴的旋转运动转换为所述活塞的轴向运动；
传递机构，所述传递机构将所述活塞的轴向运动传递到转向轮；
中空电机，所述中空电机由电机构件和收容该电机构件的电机壳体构成，所述电机构件包括能够与所述中间轴一体旋转地设置在该中间轴的外周的电机转子和设置在该电机转子的外周的电机定子，所述中空电机根据车辆的运转状况来控制所述输入轴的旋转；
转矩传感器，所述转矩传感器由检测所述输入轴的旋转角的第一旋转角传感器、检测所述中间轴的旋转角的第二旋转角传感器、以及将所述第一旋转角传感器以及第二旋转角传感器的各输出信号输出到外部的控制装置的第一传感器输出配线和第二传感器输出配线构成，将根据所述输入轴的旋转角和所述中间轴的旋转角的角度差产生于所述第一扭杆的转向转矩的运算用信号输出到所述控制装置；以及
电机配线，所述电机配线与所述电机定子连接，输入基于所述转向转矩以及车辆的各种信息运算出的所述控制装置的输出信号，
所述第一旋转角传感器以及第一传感器输出配线设置在比所述控制阀靠转向轴一端的所述输入轴的外周，
所述第二旋转角传感器以及第二传感器输出配线在所述控制阀的所述转向轴一端设置在所述中间轴的外周，
所述中间轴通过一体成型而形成有具有与所述第一扭杆连接的第一连接部和与所述第二扭杆连接的第二连接部的部件，
所述动力转向装置还具有结合部件，所述结合部件设置在所述中间轴和所述电机转子之间，将所述电机转子与所述中间轴结合，
所述第二旋转角传感器由第二传感器转子和第二传感器定子构成，所述第二传感器转子设置在所述结合部件的外周侧，所述第二传感器定子在所述第二传感器转子的外周侧设置于所述电机壳体，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述结合部件在所述轴向上与所述中间轴能够相对移动地组装，
其中，将所述转向轴的与所述方向盘连结的侧作为一端，与所述活塞连结的一侧作为另一端。
2.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述中空电机基于所述控制装置的控制信号进行驱动控制，所述控制装置的控制信号基于由所述转矩传感器中的一方的旋转传感器检测到的所述电机转子的旋转位置信息运算出。
3.如权利要求2所述的动力转向装置，其特征在于，
基于所述第二旋转角传感器的输出信号运算所述控制信号。
4.如权利要求3所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第一旋转角传感器的输出信号通过在所述控制装置中与所述第二旋转角传感器的输出信号进行比较而用于对异常的检测。
5.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第一旋转角传感器设置在比所述电机构件靠所述转向轴一端的位置，
所述第二旋转角传感器设置在比所述电机构件靠转向轴另一端的位置。
6.如权利要求5所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第二旋转角传感器和所述电机配线设置成在所述轴向上重叠。
7.如权利要求6所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第二传感器输出配线和所述电机配线设置成在所述轴向上重叠。
8.如权利要求7所述的动力转向装置，其特征在于，
所述电机定子和所述电机配线连接的连接部、以及所述第二旋转角传感器设置在所述电机壳体内，
所述电机壳体具有：将所述电机配线取出到外部的电机配线取出口、以及将所述第二传感器输出配线取出到外部的第二传感器输出配线取出口，
所述电机定子和所述电机配线连接的连接部、以及所述第二旋转角传感器在所述转向轴的周向上设置在相互分离的位置，
所述第二传感器输出配线取出口在所述周向上设置在比所述第二旋转角传感器接近所述电机配线取出口的位置。
9.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述中间轴具有朝向所述转向轴一端开口的开口凹部，
所述输入轴在该输入轴的所述转向轴另一端的端部插入到所述开口凹部内的状态下经由所述第一扭杆与所述中间轴连接，并且，由所述开口凹部内的设置在所述输入轴和所述中间轴之间的轴承旋转自如地支承。
10.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第一旋转角传感器由第一传感器转子和第一传感器定子构成，所述第一传感器转子设置在所述输入轴的外周侧，所述第一传感器定子设置在该第一传感器转子的外周侧，检测所述第一传感器转子的旋转位置，
所述电机壳体具有：设置在所述电机定子的外周侧的筒状部、以及在该筒状部的所述转向轴一端朝向径向内侧延伸设置的第一部件保持部，
所述第一部件保持部具有：保持用于支承所述转向轴的第一轴承的第一轴承保持部、以及保持所述第一传感器定子的第一传感器定子保持部。
11.如权利要求10所述的动力转向装置，其特征在于，
在所述电机壳体的所述转向轴一端设置有以包围所述第一旋转角传感器的方式构成的罩部件，
在所述罩部件上设置有将所述第一传感器输出配线取出到外部的第一传感器输出配线取出口。
12.如权利要求10所述的动力转向装置，其特征在于，
在所述第一轴承保持部上，在所述第一轴承的所述转向轴一端设置有限制该第一轴承的轴向位置的第一轴承限制部，
在所述第一部件保持部上，在所述转向轴一端开口形成有收容所述第一传感器定子的第一传感器定子收容凹部，
所述第一传感器定子收容凹部设置成在所述轴向上与所述第一轴承限制部重叠。
13.如权利要求10所述的动力转向装置，其特征在于，
还具有：罩部件，所述罩部件设置在所述电机壳体的所述转向轴一端，以包围所述第一旋转角传感器的方式构成；以及密封部件，所述密封部件设置在该罩部件和所述输入轴之间，将该罩部件和所述输入轴之间液密地密封，
所述密封部件设置成在所述轴向上与所述第一旋转角传感器重叠。
14.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第二旋转角传感器由第二传感器转子和第二传感器定子构成，所述第二传感器转子设置在所述中间轴的外周侧，所述第二传感器定子设置在该第二传感器转子的外周侧，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述电机壳体具有：设置在所述电机定子的外周侧的筒状部、以及在该筒状部的所述转向轴另一端朝向径向内侧延伸设置的第二部件保持部，
所述第二部件保持部具有：保持用于支承所述转向轴的第二轴承的第二轴承保持部、以及保持所述第二传感器定子的第二传感器定子保持部。
15.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述第一旋转角传感器由第一传感器转子和第一传感器定子构成，所述第一传感器转子设置在所述输入轴的外周侧，所述第一传感器定子设置在该第一传感器转子的外周侧，检测所述第一传感器转子的旋转位置，
所述第二旋转角传感器由第二传感器转子和第二传感器定子构成，所述第二传感器转子设置在所述中间轴的外周侧，所述第二传感器定子设置在该第二传感器转子的外周侧，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述第一传感器转子和所述第二传感器转子构成为使外径彼此相同而仅内径不同。
16.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
在所述转向轴上，在所述输入轴和所述中间轴之间设置有止动机构，不论所述第一扭杆的扭转量如何，所述止动机构都将所述输入轴相对于所述中间轴的相对旋转角的最大角限制在规定角，
所述第一旋转角传感器是由第一传感器转子和第一传感器定子构成的分解器，所述第一传感器转子设置在所述输入轴的外周侧，所述第一传感器定子设置在该第一传感器转子的外周侧，检测所述第一传感器转子的旋转位置，
所述第二旋转角传感器是由第二传感器转子和第二传感器定子构成的分解器，所述第二传感器转子设置在所述中间轴的外周侧，所述第二传感器定子设置在该第二传感器转子的外周侧，检测所述第二传感器转子的旋转位置，
所述第一传感器定子和所述第二传感器定子输出第一传感器转子每转一圈的振幅数<360°/(规定角×2)那样的正弦波信号以及余弦波信号。
17.如权利要求1所述的动力转向装置，其特征在于，
所述转换机构由滚珠丝杠机构构成，所述滚珠丝杠机构具有：设置于所述输出轴的螺纹轴、设置在该螺纹轴的外周并在内周侧形成有螺旋状槽的螺母、以及设置在该螺母和所述螺纹轴之间的多个滚珠。
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