JPH03178866A - 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、電動式動力舵取装置に関す る。より詳細には、電動モータの駆動力によりハンドル
操作力を軽快にする、主として荷役、運搬などに使用さ
れる車両用の電動式動力舵取装置に関し、更に詳細には
舵取機構に回転型のセンサを有するトルクセンサ組立体
を一体的に組み込んだ電動式動力舵取装置に関する。

（従来の技術） 電動式動力舵取装置は、一般にハンドルおよび舵取機構
を含むステアリング組立体、トルクセンサ組立体、車輪
転舵のリンク機構に連結されたアクチュエータおよびコ
ントローラなどから成っている。

通例、車体などに固定されているステアリング組立体の
舵取機構は、連結アームなどによりトルクセンサ組立体
と連結されており、タイヤ、すなわち車輪からの負荷を
検知するトルクセンサ組立体はアクチュエータに連結さ
れ、アクチュエータと連動した動きをする。このアクチ
ュエータには電動モータがアクチュエータを駆動自在に
接続されており、トルクセンサ組立体δよび電動モータ
は、コントローラとの間で信号の授受をするために、コ
ントローラに配線（ハーネス）で接続されでいる。この
種の例は５例えば実開昭６１．−１４５０７１号公報に
開示されている。

ポールナツトなどで構成された舵取機構は、ハンドル操
作によって作動し、トルクセンサ組立体を介して、アク
チュエータを駆動し、車輪の転舵をする。この時、車輪
からの負荷をトルクセンサ組立体で検知しているので、
その負荷が所定以上の大きさであると、電動モータが働
いてアクチュエータを駆動し車輪の転舵を助勢し７ステ
アリング操作、すなわちハンドル操作に必要な力を軽減
する。

（発明が解決しようとする課題） 以上の従来の装置においては５舵取機構とトルクセンサ
組立体とは、ピットマンアームなどで連結され、更にト
ルクセンサ組立体は、連結アームなどのリンク機構によ
りアクチュエータに連結されている。トルクセンサ組立
体は、その両端のリンク機構によって、宙に浮いた状態
で保持されている。従って、舵取装置が作動すると、ア
クチュエータの軸方向の移動に伴って、トルクセンサ組
立体も舵取機構に回動自在に支持されたピットマンアー
ムにより移動をすることになる。

既に説明したように、トルクセンサ組立体は、コントロ
ーラに配線により接続されている。コントローラは車体
の一部に固定状態にされているが、トルクセンサ組立体
は、前記のように宙に浮いた状態で、移動するために、
トルクセンサ組立体とコントローラとの間の配線も伸び
たり縮んだりして動くことになる。従って、トルクセン
サ組立体の移動量および配線の動きを予め想定して、例
えば車両の組立などの際の作業処理を考えなくてならな
いという問題点があった。

更に、トルクを検知する機能を有するトルクセンサ組立
体が移動するので、センサの検出機能に悪影響が出る恐
れもある。

前記の問題点を解決するために５本願出願人は、特願昭
６３−２７６０９２　　（昭和６３年１１月２日出願）
において、舵取機構とトルクセンサ組立体とを一体とし
て部品点数が減少した電動式動力舵取装置を提案−１配
線の処理に気を使う必要をなくした。

しかしながら、前掲の特願昭６３−２７６０９２におい
゛〔も、以下のように更なる問題点があることが解った
。

＋ｌ）直動型のセンサ（ポテンショメーター）を用いて
いるので、このセンサの検知用の伸縮ビンと係合して振
れるレバーの振り分けが不均等な場合、レバーの一端を
支持してレバーの動きに応じて軸方向に変位するスリー
ブ部材の位置を調節して、レバーの振り分けを均等にす
る必要があり、この作業に手間がかかる。

（２）直動型のポテンショメーター（電圧変位計）の電
気的センターを出すために、シム調整が必要となる。

（３）レバーが作動した際、レバーとポテンショメータ
ーのビンとの間に角度が生じる。このためポテンショメ
ーターのピン部にラジアル方向の力が発生して、ポテン
ショメーターの作動、耐久性等に悪影響を与える恐れが
ある。

従って、本発明の目的は、配線の処理に気を使う必要が
なく、舵取機構とトルクセンサ組立体とを一体として部
品点数を減少させると共に、センサ部の取り付は調整が
容易であり、センサ部の耐久性および作動の安定性をも
Ｖｆｉ保できる電動式動力舵取装置を提供することであ
る。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明の電動式動力舵取装
置は、 ステアリング操作によって動作する車体などに固定され
た舵取機構（２）と、該舵取機構の舵取量に応じて車輪
を転舵するリンク機１ｉｔ（２３，２４）と、転舵トル
クを検知するトルクセンサ組立体（５０）と、該トルク
センサ組立体からの検知情報に基づいて該リンク機構を
駆動して車輪の転舵を助勢する電動機（１４）と、該ト
ルクセンサ組立体からの検知情報に基づいて該電動機を
制御するコントローラ（１３）とから成り、該トルクセ
ンサ組立体が、該舵取機構と一体的に構成されていると
共に該トルクセンサ組立体が回転型のセンサを有するこ
とを特徴としている。

（作用） 以上のように構成されているので１本発明の電動式動力
舵取装置においては、トルクセンサ組立体とコントロー
ラとの間の配線の動きがな（なり、配線の配置などの処
理作業が容易になると共に、センサ部の取り付は調整が
容易であり、センサ部の耐久性および作動の安定性をも
確保できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付の図面に基ずいて詳細に
説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示し
である。

第１図は５本実施例の電動式動力舵取装置の全体システ
ム図を示している。ハンドルｌの舵取操作（回転操作）
によってステアリング軸３の回転は、ジヨイント５を介
して車体などに固定された舵取機ｌｌＩ２のウオーム軸
４に伝達される。軸４の回転は、第２図に基ずいて、後
述するようにピットマンアーム２３の揺動運動とし、て
取り出され、連結部２５を介して一端を接続されたドラ
ッグロッド２４のほぼ軸方向の運動として変換される。

舵取機構２内には、後述のトルクセンサ組立体５０が一
体に組み込まれている。トルクセンサ組立体５０により
検出された車輪の負荷などに関する情報は、トルクセン
サ組立体５０と車体などに固定されたコントローラ１３
とを接続している配線３４を介して、信号としてコント
ローラ１３に送られる。

ドラッグロッド２４の他端は、車輪を転舵させるために
軸方向に移動自在のアクチュエータ９に、連結部９ａに
おいて連結されている。従って、ドラッグロッド ２４の軸方向の移動に応じて、アクチュエータ９も軸方
向に移動する。アクチュエータ９は、シリンダ部材１１
内に軸方向移動自在に配置されており、このシリンダ部
材１１には電動機、すなわち電動モータ１４がアクチュ
エータ９を軸方向に駆動するように設けられている。電
動モータ １４は、配線３７を介してコントローラ１３に接続され
ている。

アクチュエータ９は、リンク１８によって伝達板１０に
接続されている。この伝達板１０は、車体などに固設さ
れた固定軸１５を中心に旋回自在となっている。伝達板
１０には、更にリンクアーム１６の一端が連結されてお
り、このリンクアーム １６の他端は車輪１９（タイヤは不図示）のナックルア
ーム１７に接続されている。

アクチュエータ９の軸方向の移動により上述のリンク機
構を介して車輪１９が転舵される。

第２図は、第１図に示した舵取機構２の縦断面図であり
、舵取機構２およびトルクセンサ組立体５０．の詳細を
示している。

ウオーム軸４は、いわゆるｒボールナツト型」の舵取機
構２内のハウジング２ａ内に配置されており、ガイド４
０、ボール４１およびナツト４２から成る公知のポール
ナツト部２１に係合している。ナット４２には、旋回軸
４３を中心として旋回自在のセクター２２が噛合してい
る。従って、ナツト４２の直線運動は、セクター２２の
旋回運動に変換され、ピットマンアーム２３の矢印Ａ方
向の揺動として取り出される。ピットマンアーム２３か
ら先の動きについては前述の通りである。

舵取機構２のハウジング２ａ内におい て、ウオーム軸４の他端には、カバー ４４および鞘部３５によって保護されたトルクセンサ組
立体５０が舵取機構２と一体的に設けられている。尚、
５１は、ウオーム軸４の外周に嵌合したオイルシールで
あり、オイルシール５１は、舵取機＋！２内の作動油が
トルクセンサ組立体５０内に侵入して後述の電圧変位計
等に影響を与えないように、両者間を封止している。

トルクセンサ組立体５０は、ウオーム軸４に固定嵌合し
所定の間隔で設けられた軌道輪２７および２８と、軌道
輪２７および２８の間に両者に接触してウオーム軸４に
嵌装された中間リング３０と、軌道輪 ２７および２８の間に中間リング３０と併設されている
バネ２９とから成り、中間リング３０の軸方向のほぼ中
間位置に所定の長さを有して延在する円周方向の溝 ３０ａが刻設されており、この満 ３０ａに、軸３２を中心として旋回自在に軸支されたレ
バー３１の一端部３１ａが軸方向にガタのないように嵌
合している。

第２図から明らかなように、レバー ３１の中間は円形部３１ｂとなっており。

この円形部３１ｂに軸３２が嵌合している。中間の円形
部３１ｂを挟んで端部 ３１ａと反対側のレバー３１の端部には、２つの突出部
３１ｄを有するコの字型の係合部３１ｃが設けられてい
る。

レバー３１の係合部３１ｃは、舵取機構２のハウジング
２ａから突出する鞘部 ３５内に収容されている。この鞘部３５の側壁から延在
するフランジ部３５ａにはポテンショメーターなどの回
転型の電圧変位計２６が固定されている。電圧変位計 ２６は、第４図に示すようにフランジ部２６ａを有して
おり、このフランジ部 ２６ａとフランジ３５ａとをボルト ３５ｂ等の取り付は手段により固定している。その際、
フランジ部２６ａには、長孔２６ｂが設けられているの
で、電圧変位計２６を鞘部３５に取り付ける際に、電圧
変位計２６を長孔２６ｂに沿って、すなわち矢印Ｂ方向
に回動させて位置決めすることで、電圧変位計のセンタ
ー出しが容易にできる。

第２．３および４図に示すように、電圧変位計２６の回
動自在の中心軸５２には、アーム片５３が固定されてお
り、このアーム片５３には軸５５が固設されている。軸
５５には、円筒部材５４が軸５５に対して回動自在に嵌
合している。

第２および３図から明らかなように、円筒部材５４は、
レバー３１の係合部 ３１ｃの２つの突出部３１ｄの間に挟まれるように係合
している０円筒部材５４の外径と突出部３１ｄの内面間
の距離は、はぼ等しく設定してあり、両者の係合部にガ
タの無いようにしである。以上の構成により、レバー３
１が、軸３２を中心として、矢印Ｃ方向に振れるとその
変位量は、円筒部材５４を介してアーム片５３の軸５２
を中心とする回動量として取り出される。

従って、この回動量が電圧変位計２６の出力となり、配
線３４を介してコントローラ１３に入力される。

このトルクセンサ組立体５０は、以下のような動作をす
る。車輪とのリンク機構。

アクチュエータ９、ドラッグロッド２４などを介して、
ピットマンアーム２３の先端にトルクセンサ組立体５０
内のバネ２９の設定荷重より大きい負荷が車輪（タイヤ
）からかかると、すなわち感知するとウオーム軸４はバ
ネ２９の付勢力に打ち勝って、軸方向に前進または後退
する。

ウオーム軸４が軸方向に移動すると、それに固定された
軌道輪２７および２８も移動し、バネ２９がたわむ、こ
の時中間リング３０も一体的に移動するので、レバー３
１の端部３１ａが、軸３２を中心に矢印Ｃ方向へ旋回す
る。従って、端部３１ａと反対側の係合部３１ｃは、軸
３２を中心として端部３１ａと反対方向に旋回する。

ウオーム軸４の移動量をレバー３１に よって増幅するために、係合部３１ｃと軸３２との間の
距離は、端部３１ａと軸 ３２との間の距離よりも相対的に長い。係合部３１ｅの
２つの突出部３１ｄは、円筒部材５４に係合しているの
で、レバー ３１の旋回方向および旋回量に応じて、アーム片５３を
介して軸５２が回転し、電圧変位計２６の出力となる。

アーム片 ５３の回転凰および方向は、電圧変位計２６内部で電気
信号に変換され配線３４を介してコントローラ１３に送
られて、電動モータ１４を制御する。

尚、設定荷重以上の負荷が加わらない場合は、トルクセ
ンサ組立体５０は、バネ２９によってセンタリングされ
ている。舵取機構２は、センタリングの設定荷重以上の
力（人力トルク）が加わると、ウオーム軸４が軸方向に
移動する形式となっている。

以上の説明から分かるように、舵取機構２およびトルク
センサ組立体５０の作動中には、配線３４は動かない、
これは、舵取機構２とコントローラ１３とが固定されて
おり、重にトルクセンサ組立体５０が固定された舵取機
構２に一体的に構成されているからである。また、従来
、舵取機構２とトルクセンサ組立体とは別体であったの
で、両者を連結する連結アームが必要であったが１本発
明によれば、この連結アームは必要がなくなる。従って
１部品点数を削減できる。また、従来に比べて取り付は
時に電圧変位計のセンター出しをする等のセンサ部の取
り付は調整が容易となり、センサ部の検知部分に余分な
力が加わらないので、センサ部の耐久性および作動の安
定性をも確保できる。

（発明の効果） 以上説明した、本発明の電動式動力舵取装置によれば、
次のような効果が得られる。

配線が移動することがないので、配線の処理に気を使う
必要がなくなり、作業処理が容易になる。

舵取機構とトルクセンサ組立体とを一体に形成したので
、従来必要であった連結アームが不要となり、部品点数
が減少する。

トルクセンサ組立体が、固定状態となるので、人力トル
クの検出精度が向上する。

また、回転型のセンサ（電圧変位計）を用いているので
、センサ部の取り付は調整が容易となり、センサ部の耐
久性および作動の安定性をも確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の舵取装置を示すシステム
図であり、 第２図は、第１図の舵取機構の縦断面図であり、 第３図は、第１図のＸ−Ｘ矢視方向の一部破断断面図で
あり、 第４図は、電圧変位計の詳細図である。 ［主要部分の符号の説明］ ｌ　・・・　・・・　・・・ハンドル ２　・・・　・・・　・・・舵取装置 ９　・・・　・・・　・・・アクチュエータ１３・・・
　・・・　・・・コントローラ１４・・・　・・・　・
・・電動モータ２６　・・・ ・・・電圧変位計 ５０　・・・ ・・・トルクセンサ組立体 ｌ　４　・・・ ・・・電動モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ステアリング操作によって動作する車体 などに固定された舵取機構と、該舵取機構 の舵取量に応じて車輪を転舵するリンク機 構と、操舵トルクを検知するトルクセンサ 組立体と、該トルクセンサ組立体からの検 知情報に基づいて該リンク機構を駆動して 車輪の転舵を助勢する電動機と、該トルク センサ組立体からの検知情報に基づいて該 電動機を制御するコントローラとから成 り、該トルクセンサ組立体が、該舵取機構 と一体的に構成されていると共に該トルク センサ組立体が回転型のセンサを有するこ とを特徴とする電動式動力舵取装置。