JP2003165452A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小な相対角変位を検出することなく、高角
度分解能を得ることにより、操舵応答性が向上する電動
パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 操舵力を検出する操舵トルク検出部
（２）と、操舵補助力を決定する制御部（３）と、操舵
補助力を出力するモータ部（４）と、転舵輪側に操舵補
助力を伝達する動力伝達部（５）とをステアリングコラ
ム（１）に一体に配設した電動パワーステアリング装置
において、ステアリング（７）からの操舵力を伝達する
入力軸（５１）、及びモータ部からの回転を減速して転
舵輪側に動力を伝達する出力軸（５２）は、トーション
バー（５５）で結合されており、操舵トルク検出部は、
センターシャフト（９）とアーマチャシャフト（１０）
との相対角度の変化により操舵トルクを検出する。これ
により、マグネットの極数を増加させることなく高角度
分解能を得ることができるため、操舵応答性は向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はステアリング操作に
要する力を補助する電動パワーステアリング装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】自動車に装備される電動パワーステアリン
グ装置は、自動車の操舵に要する操舵力を電動機を用い
て補助するものである。これは、転舵輪が軸を介して連
動連結された操舵機構に、ステアリングに加えられる回
転力を検出する操舵トルク検出部と、その操舵トルク検
出部で検出されたトルクに応じて電動機の駆動を制御す
る制御部と、その制御部からの信号に応じて駆動する電
動機を設けている。その電動機の駆動力を操舵機構に伝
達することにより、ステアリングの操舵力を軽減するよ
うに構成されている。

【０００３】操舵トルク検出部のトルク検出方法に関し
ては、特開平５−１８５９３８号公報に記載されている
ものがある。これは、ステアリングに連結された入力軸
は、操舵機構に連結された出力軸に、トーションバーを
介して同軸的に連結されている。また、入力軸と出力軸
との連結部には、操舵トルク検出部が配設されている。
その操舵トルク検出部は、トーションバーの捩じれに相
応して磁気結合が変化する磁気結合部を設けており、そ
の磁気結合状態の変化を検出する。そして、その検出結
果に対して所定の信号処理を行って、トーションバーに
作用した操舵トルクを検出するものである。

【０００４】また、操舵トルク検出部に関しては、特開
平５−１４９８０５号公報に記載されているものがあ
る。これは、歯部の対向面積の変化に基づき操舵トルク
を検出するものである。その構造は、第１トルク検出リ
ングの右端縁と第２トルク検出リングの左端縁が平行に
対向しており、第１トルク検出リングの右端縁、及び第
２トルク検出リングの左端縁には、短形状の多数の歯部
を等間隔で周方向に形成されている。また、第１トルク
検出リングと第２トルク検出リングの外周には、トルク
検出コイルが設けられている。そして、トーションバー
が捩じれると、第１トルク検出リングの歯部と第２トル
ク検出リングの歯部との対向面積が変化する。そのこと
により、トルク検出コイルのインピーダンスが変化す
る。その変化に応じて出力される電圧により、トーショ
ンバーに作用した操舵トルクを検出するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的なト
ーションバーの捩じれ剛性の設定は、２Ｎｍ／ｄｅｇ程
度である。これは、ステアリングを１ｄｅｇ回転させる
のに、２Ｎｍの力が必要であるという意味である。ま
た、人間がステアリングを回転させる操舵力は、約６Ｎ
ｍである。

【０００６】特開平５−１８５９３８号公報に記載され
ているものでは、ステアリングは左右に回転することか
ら、±６Ｎｍの操舵力を検出するとなると、±３ｄｅｇ
という微小な相対角変位を検出しなくてはならないとい
う問題がある。そのため、操舵トルク検出部は、高精度
な組付け技術と高角度分解能が要求される。

【０００７】また、特開平５−１４９８０５号公報に記
載されているものでは、磁気変化の高角度分解能を得る
ために、トルク検出リングに形成されている歯部の数を
増加させることが必要になる。そのため、大型なトルク
検出リングの配設、もしくは、磁気変化を電気信号に変
換した後に、その信号を増幅することによるＳ／Ｎ比の
低下という問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、微小な相対角変位を検出することなく、高角度分
解能を得ることにより、操舵応答性が向上する電動パワ
ーステアリング装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１では、ステアリング（７）からの操舵力を
検出する操舵トルク検出部（２）と、操舵トルク検出部
で検出された検出値に基づいて、操舵補助力を決定する
制御部（３）と、制御部で決定された操舵補助力を出力
するモータ部（４）と、モータ部の回転を減速し、転舵
輪側に操舵補助力を伝達する動力伝達部（５）とをステ
アリングコラム（１）に一体に配設した電動パワーステ
アリング装置において、ステアリングに直結していて、
ステアリングからの操舵力を伝達する入力軸（５１）、
及びモータ部からの回転を減速して転舵輪側に操舵補助
力を伝達する出力軸（５２）は、トーションバー（５
５）で結合されており、操舵トルク検出部は、入力軸の
回転を増速した軸、及び出力軸の回転を入力軸の回転と
同比で増速した軸との相対角度の変化により操舵トルク
を検出することを特徴としている。

【００１０】この構成により、入力軸の回転を増速した
軸、及び出力軸の回転を増速した軸との相対角度の変化
により、操舵トルクを検出する。そのため、検出する相
対角度が増加するので、マグネットの極数を増加させる
ことなく高角度分解能を得ることができる。よって、操
舵応答性は、向上する。

【００１１】また、請求項２では、ステアリング（７）
からの操舵力を検出する操舵トルク検出部（２）と、操
舵トルク検出部で検出された検出値に基づいて、操舵補
助力を決定する制御部（３）と、制御部で決定された操
舵補助力を出力するモータ部（４）と、モータ部の回転
を減速し、転舵輪側に操舵補助力を伝達する動力伝達部
（５）とをステアリングコラム（１）に一体に配設した
電動パワーステアリング装置において、ステアリングに
直結していて、ステアリングからの操舵力を伝達する入
力軸（５１）、及びモータ部からの回転を減速して転舵
輪側に操舵補助力を伝達する出力軸（５２）は、トーシ
ョンバー（５５）で結合されており、操舵トルク検出部
は、モータ部の回転の減速比分だけ入力軸の回転を増速
した軸、及びモータ部の回転と同一回転の軸との相対角
度の変化により操舵トルクを検出することを特徴として
いる。

【００１２】この構成により、入力軸の回転を増速した
軸は、モータ部の減速機構を併用しているため、減速機
構の共通化が図れる。そのため、部品点数の削減ができ
る。また、操舵トルク検出部は、モータ部の回転の減速
比分だけ入力軸の回転を増速した軸、及びモータ部の同
一回転の軸との相対角度の変化により、操舵トルクを検
出する。そのため、請求項１と同様の効果を得ることが
できる。

【００１３】また、請求項３では、操舵トルク検出部、
制御部、モータ部、及び動力伝達部は、ステアリングコ
ラムの軸上に同心で配設されていて、モータ部の駆動用
ロータ軸、及び入力軸の回転を増速した軸を中空として
おり、中空の軸内を入力軸、及び出力軸がトーションバ
ーで結合されていて、貫通していることを特徴としてい
る。

【００１４】この構成により、ステアリングコラムの軸
上に同心に配設されることから、重心バランスが良くな
り、ステアリングコラムを従来より小さくすることがで
きる。そのため、車両メーカは、ステアリングコラムを
車両に取付け易くなり、生産性が向上する。

【００１５】また、請求項４では、操舵トルク検出部
は、磁気センサであるホールＩＣ（２２）を用いて検出
することを特徴としている。

【００１６】この構成により、軟磁性体であるマグネッ
トから発生する磁束を直接、検出する必要がないので、
非接触式のホールＩＣを定位置に固定して使用すること
ができる。そのため、ホールＩＣに対し電気的な接触部
を設ける必要がないため、信頼性の高い操舵トルク検出
部を提供することができる。

【００１７】また、請求項５では、操舵トルク検出部で
操舵トルクを検出する手段として、軟磁性体であるマグ
ネット（１１）を用いており、マグネットは、ブラシレ
スモータの駆動用ロータ手段、又は操舵角を検出する操
舵角センサを構成する手段とを併用していることを特徴
としている。

【００１８】この構成により、同一のマグネットで、モ
ータのロータ手段、又は操舵角センサを構成する手段と
を併用しているため、マグネットに付加価値を付けるこ
とができる。また、マグネットの個数が増加することが
ないため、部品点数の増加を招くことがなくなる。

【００１９】また、請求項６では、操舵トルク検出部、
制御部、モータ部、及び動力伝達部は、ケーシング（１
５）内に格納されており、ステアリング軸方向から入力
軸の回転を増速する手段、制御部、操舵トルク検出部、
モータ部、及びモータ部の回転を減速し、転舵輪側に操
舵補助力を伝達する手段の順番で配設されていることを
特徴としている。

【００２０】この構成により、操舵トルク検出部のホー
ルＩＣと制御部の基板Ｃとの距離を近づけることができ
る。そのため、これらを接続する接続線は、短く構成す
ることができるため、ノイズがのりにくくなり、電圧ド
ロップも小さくなる。また、全てのギア部をアルミで構
成することにより、ヒートシンクの役割を果たすことも
できる。

【００２１】また、請求項７では、制御部は、ドーナッ
ツ形状の円盤基板で構成されており、ステアリング軸方
向に基板面を向け、ケーシング内に格納されていること
を特徴としている。

【００２２】この構成により、基板をケーシング内の軸
上に搭載することができる。また、円盤基板であるとい
うことから、コネクタの位置を３６０度どこにでも配設
することができるため、設計がし易くなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、実施形態について図面に基
づき説明する。

【００２４】（第１実施形態）図１は、本実施形態にお
ける電動パワーステアリング装置の全体図である。図２
は、本実施形態におけるステアリングコラム１の内部構
造を示した断面図である。

【００２５】図１に示すように、本実施形態の電動パワ
ーステアリング装置は、ステアリングコラム１、ステア
リング７、入力軸５１、出力軸５２等から構成されてい
る。

【００２６】このように構成される電動パワーステアリ
ング装置は、ステアリング７からの操舵力を入力軸５１
を介してステアリングコラム１に伝達する。そして、ス
テアリングコラム１で決定、出力された操舵補助力は、
出力軸５２を介してユニバーサルジョイントに伝達す
る。

【００２７】次に、図２に基づいて、ステアリングコラ
ム１の内部構造について説明する。入力軸５１は、径方
向の外周部に大径部５１ａを有している。その大径部５
１ａは、複数のインプットキャリアギヤ６１を複数の軸
受１０８を介して回転自在に支持している。また、ギャ
ードモータケース１７に嵌合していて、一体に組付けら
れるギャードモータカバー１９により、軸受１０１を介
して回転自在に支持されている。更に、入力軸５１は、
中空のセンターシャフト９軸の内部を出力軸５２側に延
伸し、軸受１０２を介してセンターシャフト９に回転自
在に支持されている。

【００２８】インプットキャリヤギヤ６１の径方向の外
周部には、ギヤードモータケース１７内周に固定される
インプットインターナルギヤ６２が噛み合っており、内
周部には、センターシャフト９に固定されるインプット
サンギヤ６３が噛み合っている。

【００２９】この構成では、ステアリング７が回転する
と、入力軸５１を介して複数のインプットキャリアギヤ
６１も同様に回転する。このことにより、インプットサ
ンギヤ６３の回転は、入力軸５１の回転よりも約３倍に
増速して回転する。よって、センターシャフト９の回転
速度は、入力軸５１の回転速度よりも増速される構成に
なっている。なお、この構成は、遊星増速伝達機構と呼
ばれている。

【００３０】また、トーションバー５５の軸方向の一端
側は、ピン５３を介して入力軸５１と結合されており、
他端側は、ピン５４を介して出力軸５２と結合されてい
る。出力軸５２は、径方向の外周部に大径部５２ａを有
している。その大径部５２ａは、複数のアウトプットキ
ャリアギヤ６４を複数の軸受１０９を介して回転自在に
支持している。また、ギャードモータヨーク１８に嵌合
していて、一体に組付けられるカバー２０により、軸受
１０６を介して回転自在に支持されている。さらに、軸
受１０５を介してセンターシャフト９に回転自在に支持
されている。

【００３１】アウトプットキャリヤギヤ６４の径方向の
外周部には、ギヤードモータヨーク１８内周に固定され
るアウトプットインターナルギヤ６５が噛み合ってお
り、内周部には、アーマチャーシャフト１０に固定され
るアウトプットサンギヤ６６が噛み合っている。

【００３２】この構成では、ステアリング７が回転する
と、出力軸５２を介して複数のアウトプットキャリアギ
ヤ６４も同様に回転する。このことにより、アウトプッ
トサンギヤ６６の回転は、出力軸５２の回転よりも約３
倍に増速して回転する。よって、アーマチャシャフト１
０の回転速度は、出力軸５２の回転速度よりも増速され
る構成になっている。なお、この構成は、遊星増速伝達
機構と呼ばれている。

【００３３】センターシャフト９は、軸受１０３を介し
てギヤードモータケース１７に回転自在に支持されてい
る。さらに、ギヤードモータケース１７に嵌合してい
て、一体に組付けられるギャードモータヨーク１８によ
り、軸受１０４を介して回転自在に支持されている。ま
た、センターシャフト９の大径部先端には、Ｎ極とＳ極
とが交互に着磁されたマグネット１１の一端部の外周を
囲うように配設されており、マグネット１１の極数と同
数の爪が全周に等間隔に設けられていて、その爪と周方
向にずれた位置に同形状の爪が配設されている軟磁性体
の磁気ヨーク２１が固定されている。

【００３４】アーマチャシャフト１０は、出力軸５２の
外周上に同軸であり、軸受１０７、１１８を介して回転
自在に内周を支持されるように配設されている。また、
アーマチャーシャフト１３の外周には、マグネット１１
が固定されている。また、アーマチャシャフト１０の大
径部先端には、Ｎ極とＳ極とが交互に着磁されたマグネ
ット１２が固定されている。

【００３５】また、ギヤードモータヨーク１８の内周に
は、ホールＩＣ１３を固定するための樹脂製の円筒ブッ
シュ１４がマグネット１２の外周を囲う如く配設されて
いる。なお、マグネット１２とホールＩＣ１３は、本実
施形態のアーマチャーシャフト１０の回転位置を検出す
る位置センサを構成している。

【００３６】このような構成では、ステアリング７から
操舵力が入力されるとトーションバー５５が捩じれる。
このことにより、マグネット１２と磁気ヨーク２１との
間に相対角度の変化が発生する。そして、磁気ヨーク２
１の磁束密度が変化し、その磁束密度を集磁リング２３
に集める。このことにより、磁束密度の変化を検出する
ホールＩＣ２２が操舵トルク変化として検出できる。ま
た、集磁リング２３とホールＩＣ２２は、樹脂製の円筒
型の形状であるブッシュ２４にインサート成形されてお
り、ギヤードモータヨーク１８内周に固定されている。
なお、トーションバー５５、マグネット１１、磁気ヨー
ク２１、ホールＩＣ２２、集磁リング２３、及びブッシ
ュ２４で本実施形態の操舵トルク検出部２を構成してい
る。

【００３７】上記の構成をまとめると、ステアリング７
の回転は、入力軸５１を介してインプットインターナル
ギヤ６２等から構成される遊星増速伝達機構で増速され
てセンターシャフト９に伝達される。また、ステアリン
グ７の回転はトーションバー５５を介して出力軸５２に
も伝達され、その出力軸５２からアーマチャシャフト１
０には、アウトプットインターナルギヤ６５等から構成
される遊星増速伝達機構で増速されて伝達される。

【００３８】このことから、センターシャフト９とアー
マチャシャフト１０は、増速部（減速部６）の増速比
（減速比）が同一であれば、同じ回転数で回転すること
になる。また、トーションバー５５が捩じれた場合の相
対角度は、増速部で増速比分だけ増大する。

【００３９】次に、操舵トルク検出部２からの検出値を
制御する制御部３について説明する。制御部３は、ギヤ
ードモータヨーク１８の内部空間に配設されている。ま
た、ドーナッツ状円板である基板Ａ３１、基板Ｂ３２、
及び基板Ｃ３３の３枚から構成されている。また、これ
ら全ての基板面は、軸方向に向けられて組付けられてい
る。

【００４０】基板Ａ３１は、熱伝導性の良いギヤードモ
ータケース１７に基板面の裏面が接するように組付けら
れている。このギヤードモータケース１７の反対の基板
面には、モータ電流を制御駆動する発熱駆動素子である
ＭＯＳＦＥＴ３４、及び制御部安定化電源等発熱素子
（図示しない）が配設されている。これら発熱素子で発
生した熱は、ギヤードモータケース１７がヒートシンク
の役割を果たし、熱を逃がす。また、ＭＯＳＦＥＴ３４
のターミナル４８は、軸方向に曲げられ延伸されてお
り、基板Ｂ３２に設けられた接続穴を挿通してはんだ付
け等で電気接続される。

【００４１】基板Ｂ３２は、電源供給を受けたり、車速
等の信号を入力するコネクタ３５と電源接続されている
と共に、ギヤードモータヨーク１８側面に設けられてい
る貫通口からコネクタ３５の先端を外周側に延伸して配
設されている。また、基板Ｂ３２には、電源電圧の変動
を抑制する図示しない電解コンデンサ、ノイズ防止用コ
イル、及び信号のインターフェース回路素子（抵抗、コ
ンデンサ等）が配設されている。

【００４２】基板Ｃ３３は、操舵トルクを検出するホー
ルＩＣ２２、位置センサであるホールＩＣ１３、及びブ
ラシレスモータのコイル４１と電気的に接続されてい
る。また、制御演算を実行するマイコン３６、図示しな
い抵抗、及びコンデンサ等が配置されている。

【００４３】これらの基板間の電気接続は、複数の金属
製の板状ターミナル（図示しない）とはんだ付け等によ
り、結線接続される。

【００４４】本実施形態のモータ部４は、ブラシレスモ
ータで構成されている。モータ部４は、マグネット１１
の外周にギヤードモータヨーク１８に固定されている積
層のコア４２とこのコア４２に巻線されたコイル４１が
配設されている。そして、このコイル４１に電流が通電
することにより、回転磁界が発生され、その磁界により
マグネット１１に固定されているアーマチャシャフト１
０が回転する。

【００４５】本実施形態のマグネット１１は、操舵トル
クを検出するために用いられると共に、ブラシレスモー
タのアーマチャロータにも用いられる。このことによ
り、マグネット１１の数が増えることないため、部品点
数、及び組立工数の削減ができる。

【００４６】また、操舵トルク検出部の高角度分解能を
満足するために、従来のホールＩＣ式の磁気検出装置の
場合では、マグネットの極数を増加させ、磁気ヨークに
発生する磁束密度の変化量を大きくして検出している。
なお、マグネットの極数は、通常２４極程度を持たせて
いた。

【００４７】しかしながら、本実施形態では、トーショ
ンバー５５の捩じれにより生じる相対角度は、センター
シャフト９、及びアーマチャシャフト１０を増速する増
速部で増速比分だけ増大される。例えば、増速比が１０
倍の場合の相対角度は、最大で±３０ｄｅｇの変化にな
るため、マグネットの極数を減らしても十分な磁束密度
の変化量を得ることが可能である。よって、通常５〜１
０極程度のブラシレスモータのロータの磁石でも高角度
分解能を出すことができる。また、操舵トルク検出部２
とモータ部４とを同一のマグネット１１で併用している
ため、部品点数の増加を招くことがなくなる。また、基
板Ｂ３２は、ドーナッツ状の円盤基板であることから、
コネクタ３５を３６０度どこにでも配設することができ
る。そのため、設計がし易くなり、車両にも搭載し易く
なる。

【００４８】（第２実施形態）次に、第２実施形態につ
いて図３、図４、及び図５を用いて説明する。

【００４９】図３は、第２実施形態における電動パワー
ステアリング装置の全体図である。図４は、図３のＡ−
Ａ失視断面図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ失視断面図
である。ここでは、第１実施形態と同様な箇所は省略
し、相違する箇所についてのみ説明する。

【００５０】図３に示すように、第２実施形態の電動パ
ワーステアリング装置は、ステアリング７、出力軸５
２、コラムチューブ８、制御部３、減速部６、及びモー
タ部４等から構成されている。

【００５１】第２実施形態における電動パワーステアリ
ング装置は、ステアリング７とコラムチューブ８に内包
されている入力軸５１（図１参照）が係合されている。
また、ユニバーサルジョイント（図示しない）と出力軸
５２が係合されている。そして、制御部３、モータ部
４、及び減速部６で決定、出力、及び減速された操舵補
助力は、ユニーバーサルジョイントを介して転舵輪側に
伝達される。また、制御部３は、減速部６を内包するケ
ーシング１５に格納されており、操舵補助力を発生させ
るモータ部４も同じケーシング１５内に取付けられてい
る。つまり、制御部３、減速部６、モータ部４は、ケー
シング１５内に一体に配設されている。

【００５２】ここで、第１実施形態との相違する箇所
は、図１と比較してもわかるように、モータ部４が軸方
向に垂直に取付けられており、制御部３の位置も軸上に
同心でなく配設されている所である。

【００５３】図５に示されるように、第２実施形態のモ
ータは、ブラシ付きモータである。ロータの一部である
アーマチャシャフト１０は、積層されたコア４２、コン
ミュテータ４４、及びコア４２内に巻線されているコイ
ル４１から構成されている。また、軸受１１０を介して
減速部６を内包するケーシング１５に回転自在に支持さ
れている。さらに、アーマチャシャフト１０の反コンミ
ュテータ４４側の軸受（図示しない）を介してケーシン
グ１５に締結等で一体に組付けられているヨーク４３に
回転自在に支持されている。また、アーマチャシャフト
１０先端には、ブッシュ１６が一体になるように圧入固
定されており、ブッシュ１６の反アーマチャシャフト１
０側の内径には、内歯が形成されている。また、そのブ
ッシュ１６の内歯に外歯で噛合していて、アーマチャシ
ャフト１０の回転を伝達する駆動用ウォームギヤ６８が
軸受１１１を介してケーシング１５に回転自在に支持さ
れている。

【００５４】ヨーク４３内周には、マグネット１１が周
方向に複数個のＮ極とＳ極が交互になるように固定され
ている。また、ブラシ４６は、樹脂製のブラシホルダ４
９内にスプリング４５を介して配設されており、径方向
にスプリング４５により押圧されてコンミュテータ４４
に接している。また、ブラシホルダ４９は、内部に金属
製のターミナル４８をインサート成形により内包してい
る。

【００５５】ターミナル４８は、ブラシ４６に取付けら
れ、電気軟銅線であるピッグテール４７と電気的に溶着
等で結線されている。また、ブラシホルダ４９に内包さ
れいる状態でケーシング１５に設けられた貫通穴を挿通
して制御基板３７まで延伸し、制御基板３７ので制御基
板３７面に直角になるように曲げられている。そして、
制御基板３７をケーシング１５に取付ける際には、制御
基板３７に設けられた穴からターミナル４８が貫通する
ように組付ける。このことにより、モータ部４と制御基
板３７が電気接続することができる。

【００５６】駆動用ウォームギヤ６８は、軸受１１２を
介してカバー２０に回転自在に支持されている。また、
出力軸５２に固定されている駆動用ウォームホイール５
７（図４参照）に噛合い、アーマチャシャフト１０の回
転を出力軸５２に回転を減速して伝達する。さらに、駆
動用ウォームギヤ６８先端の大径部には、平歯車Ａ６９
が形成されており、従動用ウォームギヤ６７に同心に配
設される平歯車Ｂ７０に同一の歯車比で噛合っている。

【００５７】平歯車Ｂ７０は、従動用ウォームギヤ６７
に同心であり、相対的に回転可能に軸受１１７を介して
支持されている。また、平歯車Ｂ７０の先端には、マグ
ネット２５の外周を囲うように配設されており、マグネ
ット２５の極数と同数の爪が全周に等間隔に設けられて
いて、その爪と周方向にずれた位置に同形状の爪が配設
されている軟磁性体の磁気ヨーク２１が固定されてい
る。

【００５８】従動用ウォームギヤ６７は、入力軸５１に
固定されている従動用ウォームホイール５６（図４参
照）に噛合う。そして、従動用ウォームギヤ６７は、入
力軸５１の回転が増速されて従動用ウォームホイール５
６に伝達されるように駆動用ウォームギヤ６８に対して
平行な軸に配設されている。また、軸受１１３を介して
ケーシング１５に回転自在に支持されており、軸受１１
９を介してケーシング１５に締結、又は圧入等により、
一体に組付けられるカバー２０に回転自在に支持されて
いる。また、大径部には、複数のＮ極とＳ極とが交互に
着磁されているマグネット２５が固定されている。

【００５９】この構成では、駆動用ウォームギヤ６８と
駆動用ウォームホイール５７の減速比、及び従動用ウォ
ームギヤ６７と従動用ウォームホイール５６の減速比
は、同一である。また、駆動用ウォームギヤ６８と従動
用ウォームギヤ６７の噛合う歯は、回転方向が逆になる
ように形成されている。なお、駆動用ウォームホイール
５７と従動用ウォームホイール５６の歯も、逆に形成さ
れている。このことにより、平歯車Ｂ７０の回転方向
は、従動用ウォームギヤ６７の回転方向と同一になる。

【００６０】また、入力軸５１と出力軸５２は、トーシ
ョンバー５５（図４参照）により結合しており、ステア
リング７から操舵力が入力されると、トーションバー５
５が捩じれ、相対角度の変化が発生する。そして、入力
軸５１、及び出力軸５２の回転は、駆動用ウォームギヤ
６８、及び従動用ウォームギヤ６７により、増速され
る。そして、駆動用ウォームギヤ６８の回転は、平歯車
Ａ６９、及び平歯車Ｂ７０を介して磁気ヨーク２１に伝
達され、入力軸５１、及び出力軸５２間の相対角度の変
化は増大する。その相対角度の変化は、マグネット２
５、及び磁気ヨーク２１の間に生じる。このことによ
り、磁気ヨーク２１の磁束密度が変化し、その磁束密度
を集磁リング２３に集めて、磁束密度の変化を検出する
ホールＩＣ２２が電気的な信号として操舵トルクの変化
を検出することができる。

【００６１】また、集磁リング２３とホールＩＣ２２
は、樹脂製の円筒の形状のブッシュ（図示しない）イン
サート成形され、ケーシング１５内周に固定される。ま
た、ホールＩＣ２２は、ケーシング１５に設けられてい
る貫通穴を挿通して制御基板３７まで延伸している。そ
して、その制御基板３７の下部でホールＩＣ２２の電気
端子は、制御基板３７に面に直角になるように曲げられ
ている。制御基板３７をケーシング１５に取付ける際に
は、制御基板３７に設けられている穴からホールＩＣ２
２の電気端子が貫通するように組付け、はんだ付け等に
より操舵トルク検出部２と制御基板３７を電気接続す
る。

【００６２】次に、図４に示すように、入力軸５１は、
ピン５３を介してトーションバー５５と結合されてい
る。また、入力軸５１上には、従動用ウォームホイール
５６が固定されており、その従動用ウォームホイール５
６は、従動用ウォームギヤ６７と噛合っている。また、
従動用ウォームホイール５６の出力軸５２側の円筒延伸
部の内径には、軸受１１５が配設されており、その軸受
１１５を介して出力軸５２を支持している。このことに
より、入力軸５１と出力軸５２が相対的に回転可能とな
っている。

【００６３】出力軸５２は、ピン５４を介してトーショ
ンバー５５と結合されている。また、出力軸５２は、軸
受１１４を介してケーシング１５に回転自在に支持され
ている。軸受１１６を介してケーシング１５に係合され
ており、一体に締結等で組付けられているアウトプット
カバー２６に回転自在に支持されている。さらに、出力
軸５２上には、駆動用ウォームホイール５７が固定され
ており、その駆動用ウォームホイール５７は、駆動用ウ
ォームギヤ６８と噛合っている。

【００６４】制御基板３７は、ケーシング１５の内部に
格納されており、ケーシング１５に締結、及びかしめ等
で固定されている制御部カバー３８に覆われている。

【００６５】第２実施形態の操舵トルク検出部２は、第
１実施形態の操舵トルク検出部２と同様にステアリング
コラム１軸の回転を増速して操舵トルクを検出してい
る。そのため、第１実施形態と同様の効果を得ることが
できる。また、第１実施形態での出力軸５２側の減速機
構は、モータ部４の減速機構を併用している。そのた
め、減速機構を減少することができ、部品点数の削減に
つながる。

【００６６】（第３実施形態）次に、第３実施形態を図
６を用いて説明する。図６は、図５の操舵トルク検出部
２を改良した図である。ここでは、第２実施形態と同様
な箇所は省略し、相違する箇所についてのみ説明する。

【００６７】図６に示すように、マグネット２５を軸方
向に延伸している。そのマグネット２５の延伸部の外周
には、マグネット２５の極変化を検出するホールＩＣ１
３を樹脂製の円筒形状のブッシュ２４にインサート成形
されて、ケーシング１５の内周に固定されている。ま
た、集磁リング２３、及びホールＩＣ２２も、樹脂製の
円筒形状のブッシュ２４にインサート成形されて、ケー
シング１５の内周に固定されている。このことにより、
マグネット２５とホールＩＣ１３で回転角を検出する操
舵角センサを構成することができる。

【００６８】また、ホールＩＣ２２、及びホールＩＣ１
３は、ケーシング１５に設けられている貫通穴を挿通し
て、制御基板３７（図５参照）まで延伸しており、制御
基板３７の下部でホールＩＣ２２、及びホールＩＣ１３
の電気端子は、制御基板３７面に直角になるように曲げ
られて配設されている。そして、制御基板３７をケーシ
ング１５に取付ける際には、制御基板３７に設けられて
いる穴にホールＩＣ２２、及びホールＩＣ１３の電気端
子が貫通するように組付け、はんだ付け等により操舵ト
ルク検出部２と制御基板３７を電気接続する。

【００６９】この構成によれば、マグネット２５を軸方
向に延伸し、ホールＩＣ１３を追加するだけで操舵角セ
ンサを追加が可能である。そのため、操舵トルク検出部
２と操舵角センサとを同一のマグネット２５で構成がで
きるため、部品点数の増加を招くことがなくなる。

【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にお
けるステアリングコラムの内部構造を示した断面図であ
る。（第１実施形態）

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置にお
けるステアリングコラムの全体図である。（第１実施形
態）

【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置にお
けるステアリングコラムの全体図である。（第２実施形
態）

【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置にお
ける図３のＡ−Ａ失視断面図である。（第２実施形態）

【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置にお
ける図４のＢ−Ｂ失視断面図である。（第２実施形態）

【図６】本発明に係る電動パワーステアリング装置にお
ける第３実施形態を示した図である。

【符号の説明】

１…ステアリングコラム、 ２…操舵トルク検出部、 ３…制御部、 ４…モータ部、 ５…動力伝達部、 ６…減速部、 ７…ステアリング、 ９…センターシャフト、 １０…アーマチャシャフト、 １１、１２、２５…マグネット、 １３、２２…ホールＩＣ、 １５…ケーシング、 ３５…コネクタ、 ５１…入力軸、 ５２…出力軸、 ５５…トーションバー、 ５６…従動用ウォームホイール、 ５７…駆動用ウォームホイール、 ６７…従動用ウォームギヤ、 ６８…駆動用ウォームギヤ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング（７）からの操舵力を検出
   する操舵トルク検出部（２）と、 前記操舵トルク検出部で検出された検出値に基づいて、
   操舵補助力を決定する制御部（３）と、 前記制御部で決定された前記操舵補助力を出力するモー
   タ部（４）と、 前記モータ部の回転を減速し、転舵輪側に前記操舵補助
   力を伝達する動力伝達部（５）とをステアリングコラム
   （１）に一体に配設した電動パワーステアリング装置に
   おいて、 前記ステアリングに直結していて、前記ステアリングか
   らの前記操舵力を伝達する入力軸（５１）、及び前記モ
   ータ部からの回転を減速して前記転舵輪側に前記操舵補
   助力を伝達する出力軸（５２）は、トーションバー（５
   ５）で結合されており、 前記操舵トルク検出部は、前記入力軸の回転を増速した
   軸、及び前記出力軸の回転を前記入力軸の回転と同比で
   増速した軸との相対角度の変化により操舵トルクを検出
   する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】 ステアリング（７）からの操舵力を検出
   する操舵トルク検出部（２）と、 前記操舵トルク検出部で検出された検出値に基づいて、
   操舵補助力を決定する制御部（３）と、 前記制御部で決定された前記操舵補助力を出力するモー
   タ部（４）と、 前記モータ部の回転を減速し、転舵輪側に前記操舵補助
   力を伝達する動力伝達部（５）とをステアリングコラム
   （１）に一体に配設した電動パワーステアリング装置に
   おいて、 前記ステアリングに直結していて、前記ステアリングか
   らの前記操舵力を伝達する入力軸（５１）、及び前記モ
   ータ部からの回転を減速して前記転舵輪側に前記操舵補
   助力を伝達する出力軸（５２）は、トーションバー（５
   ５）で結合されており、 前記操舵トルク検出部は、前記モータ部の回転の減速比
   分だけ前記入力軸の回転を増速した軸、及び前記モータ
   部の回転と同一回転の軸との相対角度の変化により操舵
   トルクを検出することを特徴とする電動パワーステアリ
   ング装置。
3. 【請求項３】 前記操舵トルク検出部、前記制御部、前
   記モータ部、及び前記動力伝達部は、前記ステアリング
   コラムの軸上に同心で配設されていて、前記モータ部の
   駆動用ロータ軸、及び前記入力軸の回転を増速した軸を
   中空としており、前記中空の軸内を前記入力軸、及び前
   記出力軸が前記トーションバーで結合されていて、貫通
   していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動
   パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記操舵トルク検出部は、磁気センサで
   あるホールＩＣ（２２）を用いて検出することを特徴と
   する請求項１から３のいずれかに記載の電動パワーステ
   アリング装置。
5. 【請求項５】 前記操舵トルク検出部で前記操舵トルク
   を検出する手段として、軟磁性体であるマグネット（１
   １）を用いており、前記マグネットは、ブラシレスモー
   タの駆動用ロータ手段、又は操舵角を検出する操舵角セ
   ンサを構成する手段とを併用していることを特徴とする
   請求項１から４のいずれかに記載の電動パワーステアリ
   ング装置。
6. 【請求項６】 前記操舵トルク検出部、前記制御部、前
   記モータ部、及び前記動力伝達部は、ケーシング（１
   ５）内に格納されており、前記ステアリング軸方向から
   前記入力軸の回転を増速する手段、前記制御部、前記操
   舵トルク検出部、前記モータ部、及び前記モータ部の回
   転を減速し、前記転舵輪側に前記操舵補助力を伝達する
   手段の順番で配設されていることを特徴とする請求項１
   から５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装
   置。
7. 【請求項７】 前記制御部は、ドーナッツ形状の円盤基
   板で構成されており、前記ステアリング軸方向に基板面
   を向け、前記ケーシング内に格納されていることを特徴
   とする請求項１から６のいずれかに記載の電動パワース
   テアリング装置。