JPH03159872A - 電動式パワーステアリング装置 - 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、ステアリング操舵を軽快に行なうための電動
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〕

従来より、電動式パワーステアリング装置として、操舵
力を伝達する操舵力伝達系と、操舵力を助勢するアシス
ト手段と、操舵力を検出する操舵力検出手段とを備え、
前記操舵力伝達系はステアリングホイールとステアリン
グシャフトとを有し、前記アシスト手段は、操舵力を助
勢する補助力の動力源となる電動モータと、この電動モ
ータの駆動軸に連動する小径ギヤ（駆動側歯車）と、こ
の小径ギヤが噛み合わされ前記ステアリングシャフトに
回転可能に支持された大径ギヤ（補助力伝達用歯車）と
を有し、この大径ギヤの軸心と前記小径ギヤの細心との
軸間距離を保持するハウジング（軸間距離保持部材）を
設け、前記操舵力検出手段の検出信号に基づいて前記電
動モータを制御するようにしたものが知られている（実
開昭５９７９４６７号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の電動式パワーステアリング装置は、操舵力検
出手段等かステアリングシャフトの根元部分に組み付け
られていたため、部品交換や部品修理等、メンテナンス
か行い難いという問題かあった。

そこで、ステアリングシャフトの先端部にステアリング
ホイール等で構成したステアリングホイルユニットを着
脱可能に支持し、このステアリングホイールユニットに
操舵力検出手段等を組み込むようにすることが考えられ
る。

ところで、このようにした場合は、ステアリングホイー
ルユニットに組み込んだ操舵力検出手段の検出信号をス
テアリングホイールユニット外に取り出すために信号取
出手段を設ける必要がある。

このため、この信号取出平段を設けるにあたって、部品
が極度に増加したり、メンテナンスの容易性が損われた
りしないように考慮する必要がある。

以上の事情に鑑みて、本発明は、メンテナンスを容易に
行うことができ、かつ、少ない部品で構或することがで
きる電動式パワーステアリング装置を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる電動式パワーステアリング装置は、操舵
力を伝達する操舵力伝達系と、操舵力を助勢するアシス
ト手段と、操舵力を検出する操舵力検出手段とを備え、
前記操舵力伝達系はステアリングホイールとステアリン
グシャフトとを有し、前記アシスト手段は、操舵力を助
勢する補助力の動力源となる電動モータと、この電動モ
ータの駆動軸に連動する駆動側歯車と、この駆動側歯車
が噛み合わされ前記ステアリングシャフトに回転可能に
支持された補助力伝達用歯車とを有し、この補助力伝達
用歯車の軸心と前記駆動側歯車の軸心との軸間距離を保
持する軸間距離保持部材が設けられ、前記操舵力検出手
段の検出信号に基づいて前記電動モータが制御される電
動式パワーステアリング装置において、前記ステアリン
グシャフトの先端部に前記ステアリングホイールを有す
るステアリングホイールユニットが着脱可能に支持され
、このステアリングホイールユニットに前記操舵力検出
手段が組み込まれているとともに、前記操舵力検出手段
の検出信号をステアリングホイルユニット外に取り出す
ための信号取出手段が設５ けられ、この信号取出手段が、スリップリングを保持し
た絶縁板と、このスリップリングに摺接する接触子を保
持したホルダとで構或され、前記絶縁板が前記ステアリ
ングホイールユニットの前記操舵力検出手段を設けた回
転体にこの回転体の回転中心とスリップリングの中心と
を一致させた状態で設けられているとともに、前記ホル
ダがその接触子を前記スリップリングに接触させた状態
で前記軸間距離保持部材に設けられたものである。

〔作用〕

上記構成によれば、ステアリングホイールユニットをス
テアリングシャフトに対して脱着すると、これに伴って
、ステアリングホイールユニットの回転体に設けた信号
取出手段の絶縁板とステアリングホイールユニット外の
軸間距離保持部材に設けた信号取出手段のホルダとが分
離および結合することとなり、信号取出手段が上記脱着
の際の障害となることがない。しかも、ホルダを軸間距
離保持部材に設けたため、ホルダの保持手段として別途
部品を設ける必要がない。

６ 〔実施例〕 第■図ないし第５図は、本発明にかかる電動式パワース
テアリング装置の一実施例を示している。

この電動式パワーステアリング装置は、操舵力を伝達す
る操舵力伝達系１ａと、操舵力を助勢するアシスト手段
１ｂと、スリップリング機構（信号取出手段）ｌｅとを
備えている。

アシスト千段｛ｂは、操舵力を助勢する補助力の動力源
となる電動モータ１９と回転軸１９ａとリング部材６と
を有している。

操舵力伝達系１ａは、ステアリングホイール２と、駆動
力中継部材４と、支持板５０と、図示省略されたステア
リングギャに連結されたステアリングシャフト３とで基
本構成されている。

そして、上記ステアリングホイール２に駆動力中継部材
４、支持板５０、リング部材６等がユニットとして一体
化されて、ステアリングホイールユニット１ｆが構成さ
れ、このステアリングホイルユニット１ｆには、操舵力
を検出する抵抗器（操舵力検出手段）１４と、電動モー
タ１９からステアリングシャフト３への補助力伝達を断
続するクラッチ機構１ｄとが設けられている。

上記駆動力中継部材４は、そのボス部４ａがステアリン
グシャフト３の先端部のセレーション３Ｃに外嵌されナ
ット２５の締結によってステアリングシャフト３に脱着
可能に支持されている。

ステアリングホイール２は、ノ＼ンドル２６と、これに
結合された環状の操作部材２２と、この操作部材２２の
中央部に取付けられた円板２１とから構成されている。

そして、このステアリングホイール２は、円板２１が駆
動力中継部材４のボス部４ａに外嵌されることによって
ステアリングシャフト３に対して相対回動可能に結合さ
れている。

このようにしてステアリングホイール２の操作部材２２
と駆動力中継部材４とは、同軸（ステアリングシャフト
３）上に相対回動可能に配置されている。

操作部材２２には後述のボルト７１用のねじ穴２２ａが
周方向に複数個形成され、また、この操作部材２２の裏
側には、第７図に示すように操作部材２２と一体に周方
向に６箇所の突起２４が断続的に形成されている。この
突起２４は操作部材２２に沿う円弧状に配置され、各突
起２４の側面２４ａは相対向している。また、操作部材
２２の周方向の一部には中心方向に突出する突起２３と
突起２８とが形成され、突起２３には後述のＵ字形トー
ションスプリング９の端部９２が嵌入される係止溝２９
が形成されている。

駆動力中継部材４の前面側には、第２図および第３図に
示すように、外周に６つのカム面５ａを有する多角カム
部５が突出して形成されている。

この多角カム部５の中央側には円弧面を形成する内周面
５ｂが形成され、この内周面５ｂには中心方向に突出す
る突起５２が多角カム部５と一体に形成されている。こ
の突起５２には、後述のＵ字形トーションスプリング９
の端部９１が嵌入される係止溝５９が形威されている。

多角カム部５の内周面５ｂの内側には、Ｕ字形のトーシ
ョンスプリング９がステアリングシャフト３を跨ぐよう
にして、ステアリングシャフト３の軸線方向と直交９ する平面内で弾性変形し得るように、かつこの弾性変形
が上記ボス部４ａによって干渉されないように配置され
ている。

Ｕ字形トーションスプリング９は、その一方の端部９１
が上記多角カム部５の突起５２に形成された係止溝５９
に嵌入され、他方の端部９２が操作部材２２の突起２３
に形威された係止溝２９に嵌入されている。各端部９１
，９２の先端にはそれぞれＣ形の鉤部が形成され、各Ｃ
形鉤部の孔内にそれぞれ固定スプリングピン９７，９８
が圧入されることにより、各端部９１．９２はガタツキ
が生じないように係止溝５９，２９に固定されている。

これにより、ステアリングホイール２の中立時（ステア
リングホイール２を転舵していない直進時）、Ｕ字形ト
ーションスプリング９のばね力によってステアリングホ
イール２の「ふらつき」が防止される。しかも、ステア
リングホイール２のハンドル２６を操作して操作部材２
２を駆動力中継部材４に対して相対回動させると、Ｕ字
形トションスプリング９が撓み、その撓み量に応じ１０ た抵抗力がハンドル２６に掛かるようになる。

駆動力中継部材４の外周部には鍔部５５が形威され、こ
の鍔部５５の内周部には、後述のボルト７１用の長穴５
５ａが周方向に複数個形成されている。

リング部材６は、上記多角カム部５よりも大径に形成さ
れ、その多角カム部５の外周側に配置されている。この
リング部材６には、内側に円形の内周面６０ａが形成さ
れているとともに、外周に外歯歯車（補助力伝達用歯車
）６０ｂが形成されている。そして、このリング部材６
の内周面６０ａが円形面に形或され、この内周面６０ａ
と対向する多角カム部５の各カム面５ａが平面に形威さ
れているため、上記内周面６０ａと各カム面５ａとの間
に形成される６つの隙間６４は、それぞれ中央部から周
方向両端部に向かうに従って楔状に狭くなっている。

操作部材２２の後面とリング部材６の前面との間にはボ
ールベアリング６２ａが介在され、またリング部材６の
後面と駆動力中継部材４の鍔部５１１ ５の外周部との間にはポールベアリング５２ａが介在さ
れ、これによってリング部材６は操作部材２２および駆
動力中継部材４に対して相対回動できるように保持され
ている。

支持リング５０は駆動力中継部材４の後面側に配置され
、この支持リング５０と駆動力中継部材４との間にはボ
ールベアリング５１が介在されている。この支持リング
５０には、第６図に示すように、ホルト７１が係合され
、このボルト７■は、駆動力中継部材４の長穴５５ａに
通されて操作部材２２のねじ穴２２ａに螺合されナット
７２により緩み止めされている。これにより、支持リン
グ５０と操作部材２２とがボルト７１，、ねし穴２２ａ
およびナット７２によって一体的に結合されているとと
もに、リング部材６がポールベアリング５２ａ，６２ａ
を介して駆動力中継部材４の鍔部５５と操作部材２２と
で挟み付けられている。しかも、ボルト７１が駆動力中
継部材４の長穴５５ａに通されていることにより、駆動
力中継部材４に対して操作部材２２が長穴５５ａの範囲
内でし１２ か相対回動ずることができず、その範囲を越えて相対回
動させようとすると、ボルト７１が長穴５５ａの端縁５
５ｂ，５５ｃに係合して駆動力中継部材４と操作部材２
２とが同体回動ずるようになっている。

クラッチ機構１ｄは、円柱状のカムフォロア７と、コイ
ルバネ８と、前述したリング部材６、駆動力中継部材４
の多角カム部５および操作部材２２の突起２４とで基本
構成されている。カムフォロア７は、リング部材６の内
周面６０ａと多角カム部５の各カム面５ａとの間の隙間
６４にそれぞれ２個ずつ、合計１２個配置されている。

コイルバネ８は、一対のカムフォロア７間にそれぞれ自
然長状態またはわずかな圧縮状態で介在されている。各
カムフォロア７における上記コイルバネ８と反対側の周
而は、操作部材２２の突起２４の側面２４ａに当接して
いる。これにより、ステアリングホイール２の中立時に
、各カムフォロア７とカム面５ａおよび内周面６０ａと
の間にそれぞれ微少な間隙か形或されて、カムフォロア
７がカム■３ 面５ａとリング部材６の内周面６０ａに挟み込まれない
ようにされている。

抵抗器ｔ４は、駆動力中継部材４の内周面５ｂの内側に
取付けられ、その上面には、抵抗線１４ａと導電線１４
ｂとが平行に配設されている。これら抵抗線１４ａと導
電線１４ｂとには導電材料からなるブラシ１３の二股に
分岐した先端部がそれぞれ接触し、このブラシ１３は上
記操作部材２２の突起２８に絶縁材を介して固着されて
いる。

このため、ハンドル２６の操作により操作部材２２か回
動すると、それに取付けられたブラシ１．３が移動して
、抵抗線１４ａと導電線１４ｂとを結ぶ上記ブラシ１３
の位置に対応する抵抗値が変化し、これにより操舵力が
検出されるようになっている。そして、抵抗器■４で操
舵力が検出されると、その検出値に応じた検出信号が抵
抗器１４から出力され、この検出信号が信号取出手段１
０等を介して図示省略された電動モータ制御手段に入力
されるようになっている。この電動モータ制御手段は、
上記検出信号に基いて電動モータ１９の１４ オン、オフ並びに出力の大小および回転方向等を制御す
るようになっている。

ステアリングシャフト３の側方には、このシャフト３に
平行にモータ支持部材２０が設けられている。このモー
タ支持部材２０は、中央部分に固着されたブラケット２
１によって、ステアリングシャフト３の外周側に設けら
れた外筒３０に保持されている。モータ支持部材２０の
後端には上記電動モータ１９が取り付けられ、モータ支
持部材２０の中空部内には回転軸↓９ａが挿通されてい
る。この回転軸１９ａの基端部は電動モータ１９の駆動
軸（図示省略）に連結され、回転軸１９ａ先端部にはピ
ニオン歯車（駆動側歯車）１８が設けられ、このピニオ
ン歯車１８は上記リング部材６の外歯歯車６０ｂと噛合
している。なお、外歯歯車６０ｂおよびピニオン歯車１
８の各歯は、噛み合いがスムーズになされ、騒音が小さ
くなるようにするために、それぞれ傾斜して形成されて
いる。

ステアリングホイールユニット１ｆの後方には、１５ ステアリングシャフト３と回転軸１９ａとに跨がって軸
間距離保持板（軸間距離保持部材）１６が設けられてい
る。そして、この軸間距離保持板１６は、一端部１６ｂ
が駆動力中継部材４のボス部４ａの基端部にベアリング
１６ｃを介して外嵌され、リング１６ｄで抜け止めされ
ているとともに、他端部１６ａがモータ支持部材２０の
先端部に結合されている。このため、この軸間距離保持
板１６によってステアリングシャフト３の軸心とピニオ
ン歯車１８の軸心との軸間距離が保たれるようになって
いる。

スリップリング機構１ｅは、円盤状の絶縁板３１と絶縁
材料からなるホルダ３２とを有している。

絶縁板３１の背面には直径がそれぞれ異なる複数本のス
リップリング３１ａが波紋状に固着され、この絶縁板３
１は、スリップリング３１ａの中心を駆動力中継部材４
の回転中心（ステアリングシャフト３の軸心）と一致さ
せた状態で駆動力中継部材４の背面に固着されている。

上記各スリップリング３１ａは、それぞれ導電材料から
なり、抵１６ 抗器１４の抵抗線１４ａおよび導電線１４ｂ等にリード
線１４ｄを介して接続されている。

ホルダ３２には、複数本のワイヤ状の接触子３３が保持
されている。各ワイヤ状接触子３３は、それぞれ導電材
料からなり、中間部がホルダ３２の前面に沿って配設さ
れている。そして、ホルダ３２は、軸間距離保持板１６
の中央部に形威された貫通穴１６ｅに前端部を挿通し、
後端の鍔部を軸間距離保持板１６の背面に押し当て、か
つ、ワイヤ状接触子３３をスリップリング３１ａに接触
させた状態で、軸間距離保持板１６にボルト３４によっ
て固着されている。また、上記ワイヤ状接触子３３は基
端部がリード線１４ｅに接続され、このリード線１４ｅ
はモータ支持部材２０内に通され図示省略された電動モ
ータ制御手段に接続されている。このようにして抵抗器
■４と電動モタ制御手段とは、リード線１４ｄ１スリッ
プリング３１ａ１ワイヤ状接触子３３およびリード線ｌ
４ｅを介して電気的に接続され、抵抗器１４で検出され
た信号を電動モータ制御手段に取り出すこ１７ とができるようになっている。

上記装置の構成において、ハンドル２６が操作されて操
作部材２２が回動すると、操作部材２２と駆動力中継部
材４との間で相対回動変位が生じ、Ｕ字形トーションス
プリング９が撓むとともにプラシ１３が抵抗器１４に対
して相対移動して、抵抗器１４で操舵力が検出される。

この信号は、リド線１４ｄ，スリップリング３１ａ１ワ
イヤ状接触子３３およびリード線１４ｅを介して電動モ
タ制御手段に導入される。これにより、電動モータ１９
が上記抵抗器１４の検出値に基いて制御されて駆動し、
ピニオン歯車１８が回転して、リング部材６に回転力（
補助力）が付与される。

しかも、操作部材２２が回動すると、操作部材２２の突
起２４の側面２４ａに当接しているカムフオロア７のう
ちのコイルバネ８の回動方向上流側のカムフォロア７が
まず側面２４ａによって押されて回動方向に移動し、こ
の移動によりコイルバネ８が圧縮され、その復元力によ
って回動方向下流側のカムフォロア７も回動方向に押さ
れる。

ｌ８ 上記動作と同時に、回動方向下流側のカムフォロア７に
当接していた突起２４の側面２４ａも回動方向に移動し
て、カムフォロア７から離れる（後退する）ようになる
ため、下流側のカムフォロア７がカム面５ａとリング部
材６の内周面６０ａとの間に噛み込み、楔作用によって
駆動力中継部材４とリング部材６とが同体回動するよう
に結合される。これにより、上記リング部材６に付与さ
れた回転力が駆動力中継部材４を経てステアリングシャ
フト３に伝達されて、操舵力が助勢されることとなる。

そして、リング部材６に付与された回転力が駆動力中継
部材４に伝達されて相対回動変位がなくなると、電動モ
ータ１９が回転を停止し、同時に、回動方向下流側のカ
ムフォロア７かカム面５ａと内周面６０ａとの間に押え
込まれなくなって噛み込みか解除され、リング部材６と
駆動力中継部材４との同体回動状態が解除されて、リン
グ部材６から駆動力中継部材４へ回転力が伝達されない
ようになる。このようにしてクラッチ機構１ｄによ１９ る電動モータ１９からステアリングシャフト３への補助
力伝達の断続動作が行なわれる。

以上に示したこの装置の構或においては、ステアリング
ホイールユニット｛ｆの構成部材であるステアリングホ
イール２とリング部材６と支持板５０とを同ユニット１
ｆの構威部材である駆動力中継部材４に結合し、この駆
動力中継部材４をナット２５の締結によってステアリン
グシャフト３の先端部に脱着可能に支持しているため、
ステアリングホイールユニット１ｆをステアリングシャ
フト３の先端部に対して脱着することができる。

そして、このようなステアリングホイールユニット１ｆ
に抵抗器１４等を組み込んでいるため、抵抗器１４等の
交換および修理を簡単に行うことができる。

しかも、信号取出手段１ｅを設けているため、ステアリ
ングホイールユニット１ｆに組み込んだ抵抗器１４から
ステアリングホイールユニット外の電動モータ制御手段
に検出信号を取り出すことができる。

２０ また、信号取出手段１ｅをスリップリング３１ａを保持
した絶縁板３１とスリップリング３１ａに摺接するワイ
ヤ状接触子３３を保持したホルダ３２とで構成し、上記
絶縁板３１をステアリングホイールユニット１ｆの抵抗
器１４を設けた駆動力中継部材４にこの部材４の回転中
心とスリップリング３１ａの中心とを一致させた状態で
設けるとともに、上記ホルダ３２をその接触子３３がス
リップリング３１ａに接触するようにして軸間距離保持
板■６に設けるようにしている。つまり、ステアリング
ホイールユニット１ｆの駆動力中継部材４に設けた信号
取出手段１ｅの絶縁板３１とステアリングホイールユニ
ットｌｆ外の軸間距離保持板１６に設けた信号取出手段
１ｅのホルダ３２とを分離および結合自在に構成してい
る。このため、ステアリングホイールユニット１ｆをス
テアリングシャフト３に対して脱着すると、これに伴っ
て、絶縁板３１とホルダ３２とが分離および結合するこ
ととなり、信号取出手段１ｅを設けても、信号取出手段
１ｅがステアリングホイールユ２１ ニット１ｆ脱着の際の障害となることがない。しかも、
ホルダ３２を外歯歯車６０ｂの軸心とピニオン歯車１８
の軸心との軸間を保つ軸間距離保持板１６に設けたため
、ホルダ３２の保持手段として別途部品を設ける必要が
なく、信号取出手段１ｅを設けたことによる部品の増加
を抑えることができる。

〔発明の効果〕

本発明にかかる電動式パワーステアリング装置は、ステ
アリングシャフトの先端部にステアリングホイールユニ
ットを着脱可能に支持し、このステアリングホイールユ
ニットに操舵力検出手段を組み込むようにしているため
、操舵力検出手段の交換および修理を簡単に行うことが
でき、メンテナンスを容易に行うことができる。しかも
、信号取出手段によってステアリングホイールユニット
に組み込んだ駆動力検出手段の検出信号をステアリング
ホイールユニット外に取り出すことができる。

また、本発明の構成では、上記信号取出手段を、２２ スリップリングを保持した絶縁板とこのスリップリング
に摺接する接触子を保持したホルダとで構成し、絶縁板
をステアリングホイールユニットの操舵力検出手段を設
けた回転体にこの回転体の回転中心とスリップリングの
中心とを一致させた状態で設けるとともに、ホルダをそ
の接触子がスリップリングに接触するようにして軸間距
離保持部材に設けるようにしている。このため、ステア
リングホイールユニットをステアリングシャフトに対し
て脱着する際、信号取出手段が障害となることがなく、
しかも、信号取出手段を設けたことによって極度に部品
が増加することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる電動式パワーステアリング装置
の一実施例を示す縦断面図、第２図はそのステアリング
ホイールを取り外した状態の正面図、第３図はその分解
斜視図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図
は第２図の■−Ｖ線断面図、第６図は操作部材と支持部
材との結合部の部分縦断面図、第７図は操作部材の正面
図である。 ２３ １ａ・・・操舵力伝達系、１ｂ・・・アシスト手段、１
ｅ・・・スリップリング機構（信号取出手段）、１ｆ・
・・ステアリングホイールユニット、２・・・ステアリ
ングホイール、３・・・ステアリングシャフト、４・・
・駆動力中継部材（ステアリングホイールユニットの回
転体）、１４・・・抵抗器（操舵力検出手段）、１６・
・・軸間距離保持板（軸間距離保持部材）、１８・・・
ピニオン歯車（駆動側歯車）、１９・・・電動モタ、３
１・・・絶縁板、３１ａ・・・スリップリング、３２・
・・ホルダ、３３・・・接触子、６０ｂ・・・外歯歯車
（補助力伝達用歯車）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、操舵力を伝達する操舵力伝達系と、操舵力を助勢す
   るアシスト手段と、操舵力を検出する操舵力検出手段と
   を備え、前記操舵力伝達系はステアリングホィールとス
   テアリングシャフトとを有し、前記アシスト手段は、操
   舵力を助勢する補助力の動力源となる電動モータと、こ
   の電動モータの駆動軸に連動する駆動側歯車と、この駆
   動側歯車が噛み合わされ前記ステアリングシャフトに回
   転可能に支持された補助力伝達用歯車とを有し、この補
   助力伝達用歯車の軸心と前記駆動側歯車の軸心との軸間
   距離を保持する軸間距離保持部材が設けられ、前記操舵
   力検出手段の検出信号に基づいて前記電動モータが制御
   される電動式パワーステアリング装置において、前記ス
   テアリングシャフトの先端部に前記ステアリングホィー
   ルを有するステアリングホィールユニットが着脱可能に
   支持され、このステアリングホィールユニットに前記操
   舵力検出手段が組み込まれているとともに、前記操舵力
   検出手段の検出信号をステアリングホィールユニット外
   に取り出すための信号取出手段が設けられ、この信号取
   出手段が、スリップリングを保持した絶縁板と、このス
   リップリングに摺接する接触子を保持したホルダとで構
   成され、前記絶縁板が前記ステアリングホィールユニッ
   トの前記操舵力検出手段を設けた回転体にこの回転体の
   回転中心とスリップリングの中心とを一致させた状態で
   設けられているとともに、前記ホルダがその接触子を前
   記スリップリングに接触させた状態で前記軸間距離保持
   部材に設けられていることを特徴とする電動式パワース
   テアリング装置。