JPH02220969A - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車に装備される電動式の動力舵取装置に関
する。

〔従来技術］ 自動車に装備される電動式のパワーステアリング装置に
おいては、操舵輪に加えられる操舵に要するトルクを検
出し、この検出トルクに応じて操舵補助用のモータを動
作させ、舵取機構を駆動する構成になっている。

ところで、前記トルクは操舵輪が連動連結された操舵軸
に配設されるトルクセンサによって検出されるようにな
っており、操舵補助用のモータによる補助力は前記トル
クセンサよりも舵取機構側（車輪側）の位置で操舵軸に
減速機を介して伝達されるように構成されている。この
ような構成においては、車両のタイヤ側からの反力が減
速機及びモータのフリクション、又はモータの慣性モー
メントによって打ち消され、前記トルクセンサによって
十分検出されるまでには至らない結果、ヒステリシスが
生じ、運転車はハンドルを切り終わっても直ぐにハンド
ルが戻る感覚を得られず、操舵感覚が悪いという問題が
あった。

そこで、特開昭６３−３０１１７３号公報においては、
モータの動力伝達点から舵取機構側の操舵力の伝達経路
中にもトルクセンサを設けることによってモータによる
駆動トルクを検出し、この検出値と、前記動力伝達点か
ら操舵輪側に配設しであるトルクセンサの検出値とに応
じてモータの操舵補助力を制御するものが開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、上述の従来装置においては、新たに設ける舵
取機構側のトルクセンサによって、操舵力の伝達経路中
の構成が複雑化して組立が困難になったり、大型化して
操舵軸周辺の運転席のスペースが削減されたりする。ま
た、トルクセンサはエンジンルームに近い部分、又はエ
ンジンルーム内に配設されることもある為、メンテナン
スを行い難いという問題もある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ウオ
ーム及びウオームホイルを用いて操舵補助モータの駆動
力を操舵軸に伝達する構成において、省スペース性に優
れ、簡単な構成でメンテナンスも容易に行え、確実にモ
ータの操舵補助力を検出できるトルク検出手段を配設し
得る電動式動力舵取装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る舵取装置は、一端に操舵輪を、他端に舵取
機構を夫々連動連結してなる操舵軸に取付けたウオーム
ホイルに、操舵補助用のモータの駆動軸に連結したウオ
ームを噛合させて前記舵取機構を駆動するようにしてあ
り、前記ウオームホイルから前記操舵軸の操舵輪側の部
分に作用するトルクを検出する第１のトルク検出手段と
、前記ウオームホイルから前記操舵軸の舵取機構側の部
分に作用するトルクを検出する第２のトルク検出手段と
の各検出値に基づいて前記モータの駆動力を制御する電
動式動力舵取装置において、前記ウオームは、軸長方向
の所定位置に対する復元性を付与して軸長方向に移動可
能に前記モータの駆動軸に連結してあり、前記操舵軸の
前記ウオームホイルから舵取機構側の部分に作用するト
ルクを前記ウオームの軸長方向の変位として検出するよ
うに構成してあることを特徴とする。

〔作用〕

操舵軸におけるウオームホイルから舵取機構側の部分に
作用するトルクは、モータの駆動軸に所定位置に対する
軸長方向の復元性を付与して軸長方向に移動可能に連結
されたウオームの軸長方向の変位として検出され、この
検出値と第１のトルク検出手段による検出値とに基づい
てモータの駆動力が制御される。

〔実施例］ 以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る動力舵取装置（以下、
本発明装置という）の構成を示す一部破断正面図である
。図においてｌは操舵輪であり、該操舵輪ｌは入力軸２
の上端部に同軸上に連結しである。入力軸２の下端部は
ハウジング４内に配設されたトーションバー２０の上端
部に同じく同軸上に連結してあり、該トーションバー２
０の下端部には、舵取補助用のモータ５の駆動力が伝達
される出力軸３が同軸上に連結しである。操舵輪ｌの回
動操作に伴うトルクは、トーションバー２０が捻れるこ
とによる入力軸２及び出力軸３の回動量の差として、ハ
ウジング４内に配設された例えばポテンシオメータを用
いてなる前記第１のトルク検出手段たるトルクセン４月
５（第３図参照）によって検出されるようになっている
。

出力軸３は、その両端部に自在継手？ａ、７ｂを配設し
た中間軸７を介してラック・ピニオン式の運動変換機構
１３のピニオン軸８と連結しである。

図中９は、筒状をなし、その長手方向を左右方向として
車体に固設されたラック軸ケースであり、該ラック軸ケ
ース９には、これと同軸をなして円形断面を有するラッ
ク軸１０が内挿されている。

前記ピニオン軸８の下端部は前記ラック軸ケース９の一
側部近傍に位置して相互に内部を連通させて設けたピニ
オンケース１４の内部に挿入され、ピニオン軸８の周面
に形成されたビニオン歯をラック軸ｌＯの軸長方向に形
成されたラック歯（共に図示せず）に噛合させである。

ラック軸１０は、ピニオン軸８の回転に伴うビニオン歯
とラック歯との噛合位置の変化に応じてその軸長方向に
移動するようになっている。

ラック軸１０の左右両端部は、ラック軸ケース９の左右
両端部から夫々適長突出させてあり、各別に玉継手１１
ａ、　ｌｌｂ及びリンク部材１２ａ、１２ｂを介して図
示しない左右の車輪の舵取りがなされるようになってい
る。

第２図は、第１図の■−■線による断面図であり、ハウ
ジング４内に配設されたトーションバー２０は、これの
下端部が前記出力軸３の軸心位置に設けられた開口部内
に嵌入され、図示しないピンによって係止されており、
出力軸３にはキー２１を介してウオームホイル２３が外
嵌されている。

ウオームホイル２３の外周には、ウオーム軸２２がこれ
の軸心をウオームホイル２３の軸心と直交するように位
置させて噛合せしめるべく軸受２４及び２５によって両
端部を支承してハウジング４内のウオーム軸配設孔りａ
内に挿入させてあり、ウオーム軸２２の軸受２４側の端
部はセレーション２６によって電磁クラッチ２７と連結
され、該電磁クラッチ２７を介して前記モータ５の駆動
力の伝達が行われるようになっている。

ウオーム軸２２の他端部は、前記ウオーム軸配設孔４ａ
よりも大径をなして同心上に内部を連通させた変位検出
孔４ｂ内に挿入してあり、軸受２５と、これの内輪を挟
持するようにナツト２８にて固定しである。軸受２５の
軸長方向の外輪寄りの両側には夫々ウェーブワッシャ２
９ａ　、　２９ｈが装備してあり、ウェーブワッシャ２
９ａは変位検出孔４ｂ内のウオーム軸配設孔４ａ側の壁
面と、軸受２５との間に介装され、また、ウェーブワッ
シャ２９ｂは、軸受２５の外輪と、変位検出孔４ｂを封
止する蓋部材３２の周縁部との間に介装され、更にウェ
ーブワッシャ２９ｂと、軸受２５の外輪との間にはカッ
プ状の磁芯保持部材３０の開口部に設けたフランジ部を
介在させである。該フランジ部は軸受２５の外輪と略同
径をなしており、磁芯保持部材３０の内部には前記ナツ
ト２８及びウオーム軸２２の端部が位置するようになっ
ている。

磁芯保持部材３０の底部の外側にはコア３１ａがウオー
ム軸２２の軸長方向に突設してあり、該コア３１ａと、
これを囲繞するように蓋部材３２に設けられたコイル３
１ｂとによって差動トランス３１を構成しである。

つまり、コア３１ａは、磁芯保持部材３０のフランジ部
が軸受２５と共にウェーブワッシャ２９ａ、２９ｂ間に
挟持されている為、軸受２５の内輪が固定されたウオー
ム軸２２がモータ５によって回転駆動された場合に、ウ
オーム軸２２が電磁クラッチ２７とセレーション結合さ
れていることにより軸長方向に変位すると、磁芯保持部
材３０もウェーブワッシャ２９ａ。

２９ｂの弾力に抗して軸長方向に変位し、ウオーム軸２
２の変位量及び変位方向が差動トランス３１によって検
出されるのである。

第３図は制御系のブロック図であり、制御装置６には前
記トルクセンサ１５の検出信号、差動トランス３１の出
力信号、車速センサ１６の検出信号が夫々与えてあり、
差動トランス３１の出力信号は制？′ｌｌｌ装置６内で
出力軸３に作用するトルク値に換算されるようになって
いる。

制御装置６の出力側には前記モータ５及び電磁クラッチ
２７が夫々図示しない駆動回路を介して接続Ｑてあり、
制御袋Ｗ６からの出力信号に応じてクラッチの係合離脱
及びモータの正転、又は逆転駆動が行われるようになっ
ている。

制御装置６は、トルクセンサ１５からの出力信号により
入力軸２に作用する入力トルクの方向及び大きさを認識
し、所定値以上の入力トルクが入力軸２に作用した場合
に、入力トルクの方向に応じてモータ５にこれを正転、
又は逆転せしめるべく信号を発する。

この結果、モータ５が駆動され、出力軸３に作用するト
ルクはウオーム軸２２の軸長方向の変位として差動トラ
ンス３１にて検出され、本実施例においては、この検出
値に基づく出力トルク値が、前記入力トルク値と一致す
るようにモータ５の駆動力が制御される。

第４図は本発明装置における動作特性図の一例であり、
横軸は入力軸２に作用する人力トルク、縦軸は出力軸３
に作用する出力トルクである。このように入力トルクの
各値に対応した出力トルクが得られるようにモータの駆
動力を制御することにより、ウオーム軸２２．ウオーム
ホイル２３及びモータ５によるフリクション、またモー
タ５の慣性力等によるヒステリシスを殆ど生じさせるこ
とがなく、ハンドル戻り及び路面からの反力のハンドル
への伝達が悪化することがない。

従って、入力軸２に作用するトルクの方向及び大きさに
より決定されるモータ５の回転力がウオーム軸２２及び
ウオームホイル２３を介して出力軸３に伝達され、中間
軸７を通じて運動変換機構１３が動作されることにより
ラック軸１０が軸長方向に移動する結果、前述した如く
左右の車輪の舵取りがなされる。

なお、本実施例においては、ウオーム軸２２の軸長方向
の変位を検出する検出手段として差動トランスを用いる
構成としであるが、これに限定されるものではなく、変
位を検出できるものであれば良く、また、軸長方向に移
動するウオーム軸２２をモータの駆動力が発生されない
場合に所定位置に復元させる手段として軸受２５の両側
にウェーブワッシャを介装する構成としであるが、これ
もウェーブワッシャに限定されるものではなく、適宜の
弾性材等を使用することも可能である。

〔効果〕

以上の如（本発明に係る電動式動力舵取装置においては
、操舵補助用モータの駆動力は、軸長方向の所定位置に
復元するように移動可能にモータの駆動軸に連結したウ
オームを用いて操舵軸のウオームホイルに伝達される。

そして操舵軸のモータの動力伝達点、即ちウオームホイ
ルから舵取機構側の部分に作用するトルクは、ウオーム
の軸長方向の変位として検出するようにしである。

この結果、トルクの検出手段は操舵軸に介装する必要が
なく、ウオーム近傍に配設できる為、装置の大型化を防
止でき、周囲のスペースが狭められることがなく、メン
テナンス面の不都合も解消される。また、変位検出手段
として差動トランス等を用いることができるのでトーシ
ョンバー等を用いるトルク検出手段と比較して取付は及
び構成が簡単である等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動式動力舵取装置の構成を示す
一部破断正面図、第２図は第１図の■■線による断面図
、第３図は制御系のブロック図、第４図は動作特性図で
ある。 ２・・・入力軸　３・・・出力軸　５・・・モータ　６
・・・制御装Ｗ２２・・・ウオーム軸　２３・・・ウオ
ームホイル２４．２５・・・軸受　２９ａ　、　２９ｂ
・・・ウェーブワッシャ　３１・・・差動トランス 特　許　出願人　　光洋精工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 弔 図 弔 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端に操舵輪を、他端に舵取機構を夫々連動連結し
   てなる操舵軸に取付けたウォームホイルに、操舵補助用
   のモータの駆動軸に連結したウォームを噛合させて前記
   舵取機構を駆動するようにしてあり、前記ウォームホイ
   ルから前記操舵軸の操舵輪側の部分に作用するトルクを
   検出する第１のトルク検出手段と、前記ウォームホイル
   から前記操舵軸の舵取機構側の部分に作用するトルクを
   検出する第２のトルク検出手段との各検出値に基づいて
   前記モータの駆動力を制御する電動式動力舵取装置にお
   いて、 前記ウォームは、軸長方向の所定位置に対 する復元性を付与して軸長方向に移動可能に前記モータ
   の駆動軸に連結してあり、前記操舵軸の前記ウォームホ
   イルから舵取機構側の部分に作用するトルクを前記ウォ
   ームの軸長方向の変位として検出するように構成してあ
   ること を特徴とする電動式動力舵取装置。