JP2002220063A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵車輪からステアリングホイールに振動を
伝え易くすることにより、ステアリングホイールを通じ
て路面状況を確実に把握できるようにする。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０は、ス
テアリングホイール２１に加えた操舵トルクをラックア
ンドピニオン機構２５を介してラック軸２６に伝達する
とともに、操舵トルクに応じて電動機５０が発生した補
助トルクを電動機５０からボールねじ７０を介してラッ
ク軸２６に付加し、このラック軸２６によって操舵車輪
２９，２９を操舵するようにしたものである。電動機５
０の出力軸とボールねじ７０との間に弾性体８３を介在
させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ステアリングホイールの操舵力を
軽減して快適な操舵感を与えるために、電動パワーステ
アリング装置が多用されてきた。この種の電動パワース
テアリング装置は、電動機で操舵トルクに応じた補助ト
ルクを発生し、この補助トルクをステアリング系のラッ
ク軸に伝達するものであって、例えば特開平７−１６５
０８９号「ステアリング装置」（以下、「従来の技術」
と言う。）が知られている。

【０００３】上記従来の技術は同公報の図１、図２及び
図４に示される通り、ステアリングホイール３（番号は
公報に記載されたものを引用した。以下同じ。）に加え
た操舵トルクをステアリングシャフト４、トーションバ
ー、出力軸５、ラック・ピニオン機構の経路でラック軸
２に伝達するとともに、操舵トルクに応じて電動機２０
が発生した補助トルクをボールナット機構３３を介して
ラック軸２に伝達し、ラック軸２によって図示せぬ操舵
車輪を操舵するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
て、車両を走行させると路面の状況、例えば路面の凹凸
に応じて操舵車輪が車幅方向へ微小に変位する。この車
幅方向の微小変位はラック軸２の軸方向への微小な変位
に変換される。このラック軸２の軸方向への微小変位
は、ラック・ピニオン機構→出力軸５→ステアリングシ
ャフト４の経路でステアリングホイール３に伝わるとと
もに、ラック軸２→ボールナット機構３３の経路で電動
機２０のロータ２２にも伝わる。ボールナット機構３３
がロータ２２に直接連結されているからである。

【０００５】ところで運転者は、操舵車輪からラック軸
２を通じてステアリングホイール３へ伝わる、微小な変
位量の変化を手で感じとることにより、ステアリングホ
イール３を通じて路面状況（路面情報）をある程度知る
ことができる。このように、ある程度路面状況を知るこ
とは操舵上に好ましい場合が多い。しかし上記従来の技
術においては、ラック軸２の軸方向への微小変位が、質
量体であるロータ２２の慣性によって減衰されてしま
う。このため、微小変位がラック軸２からステアリング
ホイール３へ伝わり難い。

【０００６】そこで本発明の目的は、簡単な構成によっ
て、操舵車輪からステアリングホイールへ微小変位を伝
え易くすることにより、ステアリングホイールを通じて
路面状況を確実に把握することができる技術を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、ステアリングホイールに加えた操舵トル
クをラックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝達
するとともに、操舵トルクに応じて電動機が発生した補
助トルクを電動機の出力軸からボールねじを介してラッ
ク軸に付加し、このラック軸によって操舵車輪を操舵す
るようにした電動パワーステアリング装置において、電
動機の出力軸とボールねじとの間に弾性体を介在させた
ことを特徴とする。

【０００８】弾性体は、ラック軸が軸方向へ微小変位す
ることを許容する。従って、操舵車輪からラック軸へ伝
わった微小変位は、電動機で減衰されることなく、ほと
んどがステアリングホイールに伝わる。運転者は、操舵
車輪からステアリングホイールへ伝わる微小な変位量の
変化を手で感じとることにより、ステアリングホイール
を通じて路面状況（路面情報）を確実に把握することが
できる。

【０００９】請求項２は、電動機の出力軸とボールねじ
との間にトルクリミッタを付加し、一定以上のトルクが
伝わらぬようにしたことを特徴とする。電動機に過大な
トルクが作用することはない。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１は本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の模式図である。電動パワーステアリング装置
１０は、車両のステアリングホイール２１から操舵車輪
２９，２９に至るステアリング系２０と、このステアリ
ング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４０と
からなる。この電動パワーステアリング装置１０は、ラ
ック軸２６の両端から操舵トルクを取り出すようにした
エンドテイクオフ型操舵装置である。

【００１１】ステアリング系２０は、ステアリングホイ
ール２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２
３，２３を介してピニオン軸２４を連結し、ピニオン軸
２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸
２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド
２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵
車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピ
ニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成したピニオン
３１に、ラック軸２６に形成したラック３２を噛み合わ
せたものである。運転者がステアリングホイール２１を
操舵することで、この操舵トルクによりラックアンドピ
ニオン機構２５及び左右のタイロッド２７，２７を介し
て、左右の操舵車輪２９，２９を操舵することができ
る。

【００１２】補助トルク機構４０は、ステアリングホイ
ール２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを操
舵トルクセンサ４１で検出し、この検出信号に基づき制
御手段４７で制御信号を発生し、この制御信号に基づき
操舵トルクに応じた補助トルクを電動機５０で発生し、
補助トルクをトルク伝達部材としてのボールねじ７０を
介してラック軸２６に伝達するようにしたものである。

【００１３】以上を要約すれば、電動パワーステアリン
グ装置１０は、車両のステアリングホイール２１に加え
た操舵トルクをラックアンドピニオン機構２５を介して
ラック軸２６に伝達するとともに、操舵トルクに応じて
電動機５０が発生した補助トルクを電動機５０の出力軸
からボールねじ７０を介してラック軸２６に付加し、こ
のラック軸２６によって操舵車輪２９，２９を操舵する
ようにしたものである。従って、ステアリング系２０の
操舵トルクに電動機５０の補助トルクを付加した複合ト
ルクによって、操舵車輪２９，２９を操舵することがで
きる。

【００１４】図２は本発明に係る操舵トルクセンサの原
理図である。操舵トルクセンサ４１は、鉄鋼材のように
磁歪特性を有するピニオン軸２４にトルクが作用したと
きに、このトルクに応じて生じる磁歪効果を電気コイル
にて電気磁気的に検出する、磁歪式トルクセンサであ
る。このような磁歪式トルクセンサは、特開平６−２２
１９４０号公報「磁歪式トルクセンサ」に示されるよう
に、公知のセンサである。以下、操舵トルクセンサ４１
の概要について説明する。

【００１５】操舵トルクセンサ４１は、概ね８の字状に
形成した励磁コイル４２と、励磁コイル４２とほぼ同様
の大きさで概ね８の字状に形成した検出コイル４３と
を、ほぼ同心上に互いに略直交させて重ね、これらの励
磁・検出コイル４２，４３を１組の磁気ヘッド４４とし
て、ピニオン軸２４の外周面の近傍に配置したものであ
る。すなわち、ピニオン軸２４の外周面に対向して、概
ね８の字状の励磁コイル４２を配置し、この励磁コイル
４２に概ね８の字状の検出コイル４３を９０゜位相を変
えた状態で重ね合わせた。この場合、励磁コイル４２を
なす８の字状の直線部分を、ピニオン軸２４の外周にほ
ぼ平行又は軸長手方向にほぼ平行にして配置する。

【００１６】励磁電圧供給源４５から励磁コイル４２に
２０〜１００ｋＨｚ程度の高周波数の交流電圧（励磁電
圧）を供給すれば、トルクに基づくピニオン軸２４の磁
歪効果に対応して、検出コイル４３で励磁電圧と同じ周
波数の交流電圧（出力電圧）を得ることができる。出力
電圧は、ピニオン軸２４に作用するトルクの方向によっ
て、励磁電圧と同相又は逆相になる。このときの出力電
圧の振幅は、トルクの大きさに比例する。従って、励磁
電圧の位相を基準として、出力電圧を同期整流すれば、
トルクの大きさと方向を検出することができる。出力電
圧は出力電圧増幅器４６にて増幅され、操舵トルクセン
サ４１の検出信号として、制御手段４７に発することに
なる。

【００１７】図３は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の全体構成図であり、要部を断面して表したもの
である。電動パワーステアリング装置１０は、ラックア
ンドピニオン機構２５（図１参照）、電動機５０及びボ
ールねじ７０を車幅方向（図左右方向）へ延びるハウジ
ング１０１に収納したものである。ハウジング１０１
は、概ね管状の第１ハウジング１０２並びに第２ハウジ
ング１０３の一端面同士をボルト結合することで、１つ
の細長いギヤボックスに組立てたものである。第１ハウ
ジング１０２は、図示せぬ車体に取付けるためのブラケ
ット１０４を備える。第２ハウジング１０３は、電動機
５０における電動機ケースの役割を兼ねる。

【００１８】車幅方向に延びたラック軸２６は、車幅方
向へスライドするようにハウジング１０１を貫通した軸
である。このようなラック軸２６は、図右の一端側をラ
ックアンドピニオン機構２５に連結し、ほぼ長手中央位
置をボールねじ７０に連結し、図左の他端側（ボールね
じ７０よりも端寄り位置）に電動機５０を配置したもの
である。図中、１０５，１０５はボールジョイント、１
０６，１０６はダストシール用ブーツである。

【００１９】図４は図３の４−４線断面図であり、電動
パワーステアリング装置１０の縦断面構造を示す。電動
パワーステアリング装置１０は、ラックアンドピニオン
機構２５、操舵トルクセンサ４１を第１ハウジング１０
２に収納し、この第１ハウジング１０２の上部開口をリ
ッド１０７で塞いだものである。操舵トルクセンサ４１
は、第１ハウジング１０２又はリッド１０７に取付けた
ものである。

【００２０】第１ハウジング１０２は、ピニオン軸２４
の下端部及び長手中央部を、上下２個の軸受１０８，１
０９を介して回転可能に支承することで、縦置きにセッ
トしたものであり、ラックガイド１２０を備える。

【００２１】ピニオン軸２４は下部にピニオン３１を一
体に形成し、さらに下端部にねじ部１１１を形成すると
ともに、上端部をリッド１０７から外方へ突出したもの
である。ねじ部１１１にナット１１２をねじ込むこと
で、ピニオン軸２４の軸長手方向（軸方向）の移動を規
制することができる。１１３は袋ナット、１１４はスペ
ーサ、１１５は止め輪、１１６はオイルシール、１１７
はＯリングである。

【００２２】ラックガイド１２０は、ラック３２と反対
側からラック軸２６に当てるガイド部１２１と、このガ
イド部１２１を圧縮ばね１２２を介して押す調整ボルト
１２３とからなる。このようなラックガイド１２０によ
れば、第１ハウジング１０２にねじ込んだ調整ボルト１
２３にて、圧縮ばね１２２を介してガイド部１２１を適
切な押圧力で押すことで、ガイド部１２１でラック３２
に予圧を与えて、ラック３２をピニオン３１に押し付け
ることができる。１２４はラック軸２６の背面を滑らせ
る当て部材、１２５はロックナットである。

【００２３】図５は本発明に係るラック軸、電動機、ボ
ールねじ回りの要部断面図である。電動機５０は、第２
ハウジング１０３内に嵌合した筒状の強磁性材製ヨーク
５１と、ヨーク５１内に配置した複数個の永久磁石製ス
テータ５２・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）
と、これらのステータ５２・・・を整列した状態で第２
ハウジング１０３内に取付ける外部ステータホルダ５３
並びに内部ステータホルダ５４と、ステータ５２・・・
の内部（すなわち内部ステータホルダ５４の内部）に配
置したロータ５５と、からなる。

【００２４】ロータ５５は、ラック軸２６に相対的に回
転可能に嵌合した管状の出力軸５６と、出力軸５６の外
周面に嵌合にて取付けたコア５７と、コア５７の外周面
に巻いたコイル５８と、コイル５８に接続した整流子５
９と、からなる。整流子５９は、コイル５８の側部で出
力軸５６の外周部分に取付けたものであり、ラック軸２
６の左端側（図左側）に向く平坦な面がブラシ接触面で
ある。整流子５９のブラシ接触面に接触するブラシ６１
は、ブラシホルダ６２を介して第２ハウジング１０３内
に収納されたものである。６３はブラシ弾発用の圧縮ば
ね、６４はブラシ用コードである。

【００２５】出力軸５６は、出力端５６ａをボールねじ
７０のナット７３に臨ませたものである。第１ハウジン
グ１０２は、ボールねじ７０のナット７３及び第１軸受
１３１を介して出力軸５６の出力端５６ａ側を回転可能
に支持したものである。第２ハウジング１０３は、第２
軸受１３２及びブッシュ１３３を介して出力軸５６の反
出力端側を回転可能に支持したものである。第１・第２
軸受１３１，１３２はころがり軸受である。

【００２６】ボールねじ７０は、ラック軸２６に形成し
たねじ部（ねじ溝）７１と、多数のボール７２・・・
（・・・は複数を示す。以下同じ。）と、ねじ部７１に
ボール７２・・・を介して取付けた外筒部分のナット７
３と、からなるボールナット機構である。このボールね
じ７０は、電動機５０の補助トルクを、ナット７３から
ボール７２・・・を介してねじ部７１へ伝達するもので
あって、ナット７３のねじ溝の端部に到達したボール７
２・・・が図示せぬチューブ内を通って循環する、いわ
ゆる内部循環形式又は外部循環形式の一般的な構成であ
る。

【００２７】第１軸受１３１は、第１ハウジング１０２
に対する軸方向移動がロックスクリュー１３４によって
規制されるとともに、ナット７３の中心又はその近傍位
置を回転可能に支持した、軸受である。ナット７３は、
第１軸受１３１に嵌合する支承部７４と支承部７４の一
端に連なり支承部７４よりも大径の大径部７５とからな
る。支承部７４に嵌合した第１軸受１３１を、大径部７
５とロックスクリュー１３５とによって挟み込むこと
で、第１ハウジング１０２に対するナット７３の軸方向
移動を規制することができる。この結果、ナット７３は
回転可能であり且つ軸方向移動不能である。ブッシュ１
３３は、第２ハウジング１０３の内周面と、第２軸受１
３２における外輪の外周面との間に介在した部材であ
る。

【００２８】この図は、第１ハウジング１０２の一端の
フランジ１０２ａに、第２ハウジング１０３の一端のフ
ランジ１０３ａを、ボルト１３６にて結合したことを示
す。図中、１３７はスペーサ、１３８はＯリングであ
る。

【００２９】図６は本発明に係る電動機とボールねじと
の連結構造を示す断面図である。本発明は、電動機５０
の出力軸５６とボールねじ７０との間に弾性体８３を介
在させることで、ラック軸２６がその軸方向へ微小変位
しようとしたときに、弾性体８３が弾性変形することに
よって、ラック軸２６の微小変位を許容するようにした
ことを特徴とする。具体的に説明すると、連結構造は、
出力軸５６における出力端５６ａの外周面に筒状の弾性
連結部材８０を回転可能に嵌合し、また、弾性連結部材
８０の外周面にナット７３における大径部７５の内周面
を回転不能に取付けたたものである。

【００３０】弾性連結部材８０は、金属製の内輪８１と
金属製の外輪８２との間に筒状の弾性体８３を一体的に
組込んだものである。より詳しくは弾性連結部材８０
は、内輪８１や外輪８２に弾性体８３を、焼き付け処理
や接着処理等の一体化処理を施して互いを固定すること
によって、一体化したものである。

【００３１】弾性体８３は、外力を加えて変形させた後
に外力を取り去ったときに直ちに原形に戻る性質、すな
わち弾性変形可能な性質を有する部材である。弾性体８
３については、特に次の（１）及び（２）について十分
に考慮し、ばね定数や耐久性を検討した上で、材質、形
状、寸法を決定することになる。弾性体８３の材質とし
ては例えばゴムや軟質樹脂である。（１）弾性体８３に
よる補助トルクの伝達性能。（２）ラック軸２６がその
軸方向へ微小変位することを許容する性能。上記
（１），（２）について十分な配慮をすることにより、
ステアリングホイール２１（図１参照）を切り始めたと
きの応答遅れに影響を及ぼすことはない。

【００３２】さらに本発明は、電動機５０の出力軸５６
とボールねじ７０との間にトルクリミッタ９０を付加
し、一定以上のトルクが伝わらぬようにしたことを特徴
とする。具体的に説明すると、出力軸５６における出力
端５６ａの外周面に一定幅の溝５６ｂを全周にわたって
形成し、溝５６ｂにトルクリミッタ９０を嵌め込むこと
で、電動機５０の出力軸５６と弾性連結部材８０の内輪
８１との間にトルクリミッタ９０を介在させたものであ
る。

【００３３】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る電動
機、ボールねじ及びトルクリミッタの連結構造を示す分
解図である。（ａ）は電動機５０の出力軸５６、ボール
ねじ７０のナット７３、弾性連結部材８０及びトルクリ
ミッタ９０を分解した状態を示す。（ｂ）は上記（ａ）
のｂ部を拡大して示す。トルクリミッタ９０は、幅が一
定で板厚が極めて小さい（例えば板厚０．３ｍｍ）環状
の金属製バンド９１をベースとし、このバンド９１の周
囲１箇所だけ切断したものである。バンド９１は外周面
に全周にわたり、円周方向に一定ピッチ（例えばピッチ
６〜７ｍｍ）で、軸方向に細長い複数の係合凸条９２・
・・を一体に形成したものである。これらの係合凸条９
２・・・は、例えばバンド９１をプレス加工すること
で、バンド９１から径外方へ突出させた高さ並びに長さ
が一定の突起部（例えば高さ０．７ｍｍ、長さ９ｍｍ）
であり、その突起先端を円弧状断面としたものである。

【００３４】このようなトルクリミッタ９０は、一定以
上のトルクの伝達を遮断する部材であり、一般にトレラ
ンス・リング（tolerance ring）とも言われている。出
力軸５６における溝５６ｂの底面にバンド９１の内面を
嵌合させるとともに、複数の係合凸条９２・・・の各突
起先端面に弾性連結部材８０における内輪８１の内面を
嵌合させることで、これらの各部材間の摩擦力によって
トルクを伝達することができる。さらに複数の係合凸条
９２・・・は、一定以上のトルクに応じて、バンド９１
の径内方への弾性変形が可能である。係合凸条９２・・
・が変形することで、上記各部材５６，８１，９０間の
摩擦力は低下することになる。

【００３５】ところで、トルクリミッタ９０として、上
記トレランス・リングのように表面に凹凸を有する部材
を採用する場合には、弾性体８３とトルクリミッタ９０
との間で一様な面圧を確保することが好ましい。一様な
面圧を確保するために本発明は、弾性体８３とトルクリ
ミッタ９０との間に内輪８１（高剛性の金属製リング）
を介在させたものである。

【００３６】ここで一旦図６に戻って、出力軸５６、ナ
ット７３、弾性連結部材８０及びトルクリミッタ９０の
作用を説明する。電動機５０が発生した補助トルクは、
出力軸５６→トルクリミッタ９０→弾性連結部材８０の
内輪８１→弾性体８３→外輪８２→ボールねじ７０のナ
ット７３→ボール７２・・・→ねじ部７１の経路でラッ
ク軸２６に伝わる。この結果、補助トルクをスラスト
（ラック軸２６への軸力）に変換してラック軸２６に付
加することができる。

【００３７】一方、トルクリミッタ９０に一定以上のト
ルクが作用すると、係合凸条９２・・・がバンド９１の
径内方へ若干弾性変形することにより、上記各部材５
６，８１，９０間の摩擦力は低下する。この結果、出力
軸５６とナット７３との間には、一定以上のトルクが伝
わらない。従って、電動機５０に過大なトルクが作用す
ることはない。

【００３８】次に、上記構成の電動パワーステアリング
装置１０の作用を図８に基づき説明する。図８（ａ）〜
（ｃ）は電動パワーステアリング装置の作用説明図であ
る。（ａ）及び（ｂ）は本発明の電動パワーステアリン
グ装置１０を示し、（ｃ）は比較例の電動パワーステア
リング装置２００を示す。

【００３９】（ｃ）に示す比較例の電動パワーステアリ
ング装置２００は、電動機５０の出力軸５６にボールね
じ７０のナット７３を直接連結したものである。車両を
走行させると路面の状況、例えば路面の凹凸に応じて操
舵車輪が車幅方向へ微小に変位する。この車幅方向の微
小変位はラック軸２６の軸方向への微小な変位に変換さ
れる。このラック軸２６の軸方向への微小変位は、ラッ
ク・ピニオン機構２５を介してピニオン軸２４に伝わる
ほかに、ボールねじ７０にも伝わる。ボールねじ７０に
伝わった微小変位は、ナット７３から電動機５０の出力
軸５６にも伝わる。この結果、ラック軸２６に伝わった
微小変位が電動機５０で減衰され得る。

【００４０】詳しくは、ボールねじ７０に伝わった微小
変位は、ナット７３を回転させることで電動機５０のロ
ータ５５を回そうとする。これに対して、質量体である
ロータ２２は、慣性により常に現状維持し続けようとす
る。この結果、ラック軸２６の軸方向への微小変位を電
動機５０が打ち消して減衰させることになる。このよう
にして、ラック軸２６に伝わった微小変位が電動機５０
で減衰される。従って、ラック軸２６に伝わった微小変
位は、電動機５０で減衰される分だけ、ステアリングホ
イール２１に伝わりにくくなる。

【００４１】これに対して、（ａ）に示すように本発明
の電動パワーステアリング装置１０は、電動機５０の出
力軸５６とボールねじ７０との間の補助トルク伝達経路
Ｌｉに、弾性体８３を介在させたものである。このた
め、ステアリングホイール２１からラック軸２６に加
えた操舵トルクＴ１と、電動機５０から補助トルク伝
達経路Ｌｉ並びに弾性体８３を介してラック軸２６に加
えた補助トルクＴ２とによって、操舵車輪を操舵するこ
とができる。

【００４２】このような電動パワーステアリング装置１
０であるから、（ｂ）に示すように、ラック軸２６がそ
の軸方向へ微小変位しようとしたときに、弾性体８３は
弾性変形することによって、ラック軸２６が微小変位す
ることを許容する。ここで「微小変位」とは、ラック軸
２６の軸方向への変位のうち、弾性体８３が弾性変形可
能な範囲内の微小な変位のことである。従って、操舵車
輪からラック軸２６へ伝わった微小変位は、電動機５０
で減衰されることなく、ほとんどがピニオン軸２４を介
してステアリングホイール２１に伝わる。このため、運
転者は操舵車輪からステアリングホイール２１に伝わる
微小な変位量の変化を手で感じとることによって、ステ
アリングホイール２１を通じて路面状況（路面情報）を
常に確実に把握することができる。

【００４３】ここで、説明を図１に示す本発明の電動パ
ワーステアリング装置１０に戻す。本発明は、操舵トル
クセンサ４１として磁歪式トルクセンサを採用したもの
である。磁歪式トルクセンサは、磁歪特性を有するピニ
オン軸２４に作用した操舵トルクに応じて生じる磁歪効
果を電気コイルにて電気磁気的に検出するものである。
従って、従来のように、操舵トルクを検出するためにピ
ニオン軸２４を長手方向に二分割して、これら分割軸間
をトーションバーにて連結する必要がない。さらには、
弾性体８３を用いた場合に、磁歪式トルクセンサはトー
ションバー形式の操舵トルクセンサと比較して、より正
確な微小変位をステアリングホイール２１に伝えること
ができる。

【００４４】なお、トーションバー形式の操舵トルクセ
ンサを用いた場合であっても、弾性体８３の変形による
微小変位量と比較して、トーションバーにおける相対変
位量はごく僅かであるので、十分に微小変位をステアリ
ングホイール２１に伝えることができる。従って、本発
明の操舵トルクセンサ４１として、トーションバー形式
の操舵トルクセンサを採用することができる。トーショ
ンバー形式の操舵トルクセンサを用いた電動パワーステ
アリング装置１０としては、例えば次の図９に示すよう
な構成がある。

【００４５】図９は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の変形例図であり、上記図４に対応した断面図で
ある。変形例の電動パワーステアリング装置１０は、ピ
ニオン軸２４を上部軸２４Ａと下部軸２４Ｂとに長手方
向に二分割し、これら上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂ間を
トーションバー１４１にて連結することで、上部・下部
軸２４Ａ，２４Ｂの相対ねじれ角を操舵トルクセンサ１
４０で検出するようにしたものである。すなわち、上部
・下部軸２４Ａ，２４Ｂの相対変位量に応じた操舵トル
クを、操舵トルクセンサ１４０で検出するようにした。

【００４６】詳しくは、トーションバー形式の操舵トル
クセンサ１４０は、トーションバー１４１とスライダ１
４２と可変インダクタンス式センサ部１４７とからな
る。より具体的には、上部・下部軸２４Ａ，２４Ｂに円
筒状のスライダ１４２をスライド可能に嵌合し、スライ
ダ１４２に備えた傾斜溝１４３並びに縦長のストレート
溝１４４を、上部軸２４Ａのピン１４５と下部軸２４Ｂ
のピン１４６との間に掛け渡したものである。

【００４７】スライダ１４２は、上部・下部軸２４Ａ，
２４Ｂの相対ねじり変位に応じて上下にスライド可能で
ある。このときのスライダ１４２のスライド量はトルク
に比例する。可変インダクタンス式センサ部１４７はス
ライド量を電気信号に変換することで、操舵トルク検出
信号として上記制御手段４７（図１参照）に発する。図
中、１５１はリッド、１５２，１５３は軸受、１５４は
オイルシールである。

【００４８】図１０は本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の変形例図であり、上記図５に対応した要部断
面図である。変形例の電動パワーステアリング装置１０
は、電動機５０の出力軸５６に弾性連結部材８０を直接
に連結し、弾性連結部材８０とボールねじ７０のナット
７３との間にトルクリミッタ９０を介在させたことを特
徴とする。その他の構成・作用については、上記図１〜
図９に示すものと同じなので同一符号を付し、その説明
を省略する。

【００４９】なお、上記本発明の実施の形態において、
出力軸５６に弾性体８３を介してナット７３を連結する
構造は、少なくとも出力軸５６と弾性体８３とナット７
３との間でトルク伝達が可能な連結構造であればよい。
従って弾性連結部材８０は、内輪８１や外輪８２を設け
ることなく、弾性体８３だけの構成であってもよい。ま
た、弾性体８３の固定構造は焼き付けや接着に限定され
ず、例えば、セレーション結合であってもよい。また、
トルクリミッタ９０は、一定以上のトルクの伝達を遮断
する部材であればよい。請求項１の発明においては、ト
ルクリミッタ９０の有無は任意である。

【００５０】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、電動機の出力軸とボールねじとの間
に弾性体を介在させたので、ラック軸が軸方向へ微小変
位することを、弾性体によって許容することができる。
従って、操舵車輪からラック軸へ伝わった微小変位は、
電動機で減衰されることなく、ほとんどがステアリング
ホイールに伝わる。このため運転者は、操舵車輪からス
テアリングホイールへ伝わる微小な変位量の変化を手で
感じとることにより、ステアリングホイールを通じて路
面状況（路面情報）を確実に把握することができる。さ
らには、電動機の出力軸とボールねじとの間に弾性体を
介在させただけなので、１つの弾性体ですむ。少ない部
品でしかも安価で簡単な構成によって、ラック軸が軸方
向へ微小変位することを許容することができる。

【００５１】請求項２は、電動機の出力軸とボールねじ
との間にトルクリミッタを付加し、一定以上のトルクが
伝わらぬようにしたので、電動機に過大なトルクが作用
することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の模
式図

【図２】本発明に係る操舵トルクセンサの原理図

【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図

【図４】図３の４−４線断面図

【図５】本発明に係るラック軸、電動機、ボールねじ回
りの要部断面図

【図６】本発明に係る電動機とボールねじとの連結構造
を示す断面図

【図７】本発明に係る電動機、ボールねじ及びトルクリ
ミッタの連結構造を示す分解図

【図８】電動パワーステアリング装置の作用説明図

【図９】本発明に係る電動パワーステアリング装置の変
形例図

【図１０】本発明に係る電動パワーステアリング装置の
変形例図

【符号の説明】

１０…電動パワーステアリング装置、２１…ステアリン
グホイール、２４…ピニオン軸、２５…ラックアンドピ
ニオン機構、２６…ラック軸、２９…操舵車輪、４１…
操舵トルクセンサ、５０…電動機、５６…電動機の出力
軸、７０…ボールねじ、８３…弾性体、９０…トルクリ
ミッタ、Ｌｉ…補助トルク伝達経路、Ｔ１…操舵トル
ク、Ｔ２…補助トルク。

フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼田 隆幸 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D032 CC08 CC32 DA15 DA82 EB12 3D033 CA16 CA28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに加えた操舵トル
   クをラックアンドピニオン機構を介してラック軸に伝達
   するとともに、前記操舵トルクに応じて電動機が発生し
   た補助トルクを電動機の出力軸からボールねじを介して
   前記ラック軸に付加し、このラック軸によって操舵車輪
   を操舵するようにした電動パワーステアリング装置にお
   いて、前記電動機の出力軸と前記ボールねじとの間に弾
   性体を介在させたことを特徴とする電動パワーステアリ
   ング装置。
2. 【請求項２】 前記電動機の出力軸と前記ボールねじと
   の間にトルクリミッタを付加し、一定以上のトルクが伝
   わらぬようにしたことを特徴とする請求項１記載の電動
   パワーステアリング装置。