JPH0374257A - 電気式動力舵取装置 - 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） 本発明は車両の電気式動力舵取装置に係り、特に、イン
プットシャフトの初期回転動作を検出する検出手段の構
成を改良したものに関する。

（従来の技術） 第５図及び第６図を参照して従来例を説明する。

第５図は従来の電気式動力舵取装置の伝動装置の構成を
示す断面図であり、第６図は第５図の■■断面図である
。

ハウジング１０１内には入力軸１０３が挿入されており
、この人力＠１０３内には、トーションバー１０５が配
置されている。又、ハウジング１０ｆ内には出力軸１０
７が収容されており、この出力軸１０７は、上記トーシ
ョンバー１０５を介して入力軸１０３に連結されている
。

上記入力軸１０３の端部には２個の突起１゜４．１０４
が突設され、出力軸１０７の端部に形成された切欠部１
０８．１０８に隙間を存して嵌合し、これら突起１０４
．１０４と切欠部１゜８．１０８とが相まって、ストッ
パ部を形成している。

そして、このストー／パ部に設けた上記隙間の範囲内で
、人力軸１０３の初期回転動作が許容されるとともに、
それ以上の回転は、上記ストッパ部により規制される。

入力軸１０３の端部にはフランジ部１０９が形成される
一方、出力軸１０７の端部にもフランジ都１１１が形成
されている。上記フランジ都１０９には、２木のピン１
１３が固定されていて、これら２木のビン１１３には遊
星歯車１１５がそれぞれ回転可能に取付けられている。

これら遊星歯車１１５は、その内周側に配置されたサン
ギヤ１１７に噛合するとともに、外周側に配置されたリ
ングギヤ１１９にｎ＠ｉ合している。

力、７ラング部１１１にも、２木のピン】２１が固定さ
れていて、これら２木のビン１２１にも別の遊星歯車１
２３が回転可能に地利けられている。」−記遊星歯車１
２３は上記サンギヤ１１７に噛合するとともに、外周側
に配置された別のリングギヤ１２５に噛合している。

上記リングギヤ１１９には、第６図にも示すように、ピ
ン１２７が連結されていて、このビン１２７にはスプー
ル１２９が連結されている。このスプール１２９は、ケ
ース１０１に一体に形成された室１３１内を摺動可能に
配置されている。Ｌ配室１３１の両端には、蓋体１３３
．１３３が取付けられていて、これら蓋体１３３．１３
３と１−記スプール１２９との間には、スプリング１３
５．１３５が配置されている。そして、スプール１２９
は、スプリング１３５，１３５により中立位置に保持さ
れている。

一方の蓋体１３３には、検出手段としての直線摺動式ポ
テンショメータ１３７が取付けられている。この直線摺
動式ポテンショメータ１３７は、スプール１２９の動作
に追従して直線動作する可動ピン１３９を介して、操舵
方向及びトルクを検出するものであり、それによって、
図示しない電動機を制御する。

上記構成によると、まず、図示しない操舵用ハンドルを
操舵したい方向に回し、入力軸１０３を回転する。

この入力軸１０３の回転により、遊星歯車１１５を介し
てリングギヤ１１９が回転しようとする。このリングギ
ヤ１１９を回転させようとする力が、スプール１２９を
中立位置に保持するスプリング１３５のセット荷重以上
になると、リングギヤ１１９の回転が許容され、さらに
、スプール１２９も移動する。

直線摺動式ポテンショメータ１３７は、このスプール１
２９の移動を、可動ピン１３５を介して検出する。この
検出値に７（づいて電動機を制御する。

（本発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成によると次のような問題があった。

まず、入力軸１０３の初期回転動作を検出する部分の構
成が複雑で、広い設置スペースを必要としてしまうとい
う問題があった。特に、車両に搭載した場合の他の機器
との干渉を考えると、その構成の簡略化、小型化が要求
されていた。

また、スプール１２９、可動ビン１３９、スプリング１
３５等、部品数も多く、′加工に困難を要するという問
題もあった。

さらに、部品数が多いことに関連して、各部材のいわゆ
る「ガタ」に起因して、振動が生じたり、精度が損なわ
れるおそれがあった。

さらにまた、インプットシャフト１０３の初期回転動作
が検出される過程を考察すると、まずインプットシャツ
）１０３の回転によりリングギヤ１１９が回転し、この
リングギヤ１１９の回転がスプール１２９の直線復動に
返還される。このスプール１２９の直線復動によりＩｔ
ｆ動ピン１３９が直線運動して検出される。

つまり、直線摺動式ポテンショメータ１３７が直線変位
検出型のものであるので、リングギヤｌ１９の回転変位
を直線変位に変換しなければならない。しかも、このよ
うに直線変位に変換しても、その演算が必要となり、煩
雑であることはもとより、誤差による精度の低下という
問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目
的とするところは、構成が簡単で小型であり、高い精度
を雑持することが可能で、かつ、リングギヤの回転変位
を直線変位に返還することなくそのまま検出することが
可能な検出手段を備えた電気式動力舵取装置を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するべく本願発明による電気式動力舵取
装置は、ハウジングと、一端側を操舵用ハンドルに連結
され他端側を上記ハウジング内に挿入配置され回転可能
なインプットシャフトと上記ハウジング内に回転可能に
収容配僧され′ｉＥ動機により駆動されるラックに噛合
するとともに上記インプットシャフトにトーションバー
ヲ介して連結されたピニオンシャフトと、上記操舵用ハ
ンドルの回転操作による上記インプットシャフトの初期
回転動作を検出する検出手段とを備え、上記操舵用ハン
ドルを所定方向に操舵することによりインプットシャフ
トを所定方向に初期回転動作させ、このインプットシャ
フトの初期回転動作を検出手段により検出して電動機を
制御することによって上記ラックを所定方向に移動させ
、このラックの移動により所定の操舵をなすとともにピ
ニオンシャフト及びインプットシャフトを回転させるよ
うにした電気式動力舵取装置を前提にするものである。

そして、上記の電気式動力舵取装置を前提にしつつ、こ
の発明は、検出手段は、インプットシャフトの初期回転
動作に追従して回転するりングキャに形成された、作用
部と、この作用部によって駆動されるロータリ式ポテン
ショメータから構成されており、リングギヤの回転によ
り」−記ロータリ式ポテンションメータの可動部材が作
用部に付勢されて動作することにより、インプットシャ
フトの初期回転動作を検出するものであることを特徴と
するものである。

（未発１夛Ｊの作用） この発明は、インプットシャフトの初期回転動作に追従
して回転するリングギヤに作用部を形成し、この作用部
によってロータリ式ポテンショメータを駆動するように
したものである。

したがって、従来必要とされていた、スプール、スプリ
ング等が一切不要となり、その構成は大幅に簡略化され
るとともに小型化される。よって、製造・組立も簡単で
あり、設置スペースも縮小化され、車両に組込んだ場合
の他の機器との干渉問題も解消される。

また、部品数が多い場合に懸念される各部材の「ガタ」
に起因した振動の発生や精度の低下もなくなる。

さらに、ロータリ式ポテンショメータを使用して、リン
グギヤの回転変位を直線度付に返還するという煩雑な操
作を要することなく、そのまま検出するようにしている
ので、従来必要であった演算を不要とするとともに、誤
差に起因した精度の低下を防止することができる。

（本発明の実施例） 以下第１図及び第２図を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。

第１図は本実施例による電気式動力舵取装置の断面図で
あり、第２図は、第１図のＩＩ　−ＩＩ断面図である。

ハウジング１にはカバー３が取付けられており、このカ
バー３を貫通してインプントシャフト５が挿入配置され
ている。このインプットシャフト５には、図示しない操
舵用ハンドルが連結されている。

上記インプットシャフト５内には、トーション　Ｏ ７〜−７が挿嵌されている。また、ハウジング１内には
、ピニオンシャフト９が収容されていて、上記インブッ
Ｉ・シャフト５に１・−ジョンパー７を介して連結され
ている。すなわち、インプットシャフト５とトーション
バー７とは、ピン８を介して連結されており、一方、ピ
ニオンシャフト９とトーションバー７とは、ピンｌＯを
介して連結されている。

ピニオンシャフト９の端部にはピニオンギヤ１１が形成
されており、このピニオンギヤ１１にはラック１３が噛
合している。このラック１３は、図示しない電動機によ
り駆動される。

上記ピニオンシャフト９、インプットシャフト５は、軸
受１５．１７．１９により軸支されている。

上記インプットシャフト５とピニオンシャフト９の相対
する端部には、フランジ部２１．２３がそれぞれ形成さ
れている。フランジ部２１には、２箇所にわたって、切
欠部２５．２５（第２図参照）が形成されている。一方
、フランジ部２３には、２箇所にわたって係合突起２７
，２７か軸方向に突設されている。

上記係合突起２７は切欠部２５に周方向に両側に隙間２
９を存した状態で係合しており、それによってストッパ
部を構成している。

インプントシャフト５の初期回転動作は、上記隙間２９
の範囲内で許容される。また、それ以上の回転は係合突
起２７と切欠部２５が係合してストッパ機能が発揮され
ることにより思量される。

フランジ部２１には３個の遊星歯車３１がピン３３を介
して回転可能に取付けられている。これら３個の遊星歯
車３１は、その内周側に配置されたサンギヤ３５に噛合
しているとともに、その外周側に配置されたりフグギヤ
３フに噛合している。

＝一方、フランジ部２３側にも、図示しない３個の遊星
歯車がピンを介して回転可能に取イ１けられている。こ
れら３個の遊星歯車は、上記サンギヤ３５に噛合すると
ともに、外周側に配置された別１ ２ のリングギヤ３９に噛合している。

リングギヤ３７の円筒面の一部には、第２図に示すよう
に、ギヤ部４１が形成されている。上記ギヤ部４１の近
傍には、ロータリ式ポテンショメータ４３が設置されて
いる。このロータリ式ポテンショメータ４３は、ケース
１内に収容されるとともに、当該ポテンショメータ４３
の回転軸に設けた揺動レバー４５を備えている。

上記揺動レバー４５は、その先端にギヤ部４７を備えて
おり、このギヤ郁４７を上記リングギヤ３７のギヤ部４
１に噛合させている。つまり、リングギヤ３７が回転す
ると、ギヤ部４１．４７を介して、揺動レバー４５が揺
動し、ロータリ式ポテンショメータ４３は、この揺動レ
バー４５の揺動を介してインプットシャフト５の初期回
転動作すなわちインプットシャフトの回転方向とトルク
とを検出する。それによって、電動機を誤動して、ラッ
クを所定の方向に動作させる。

以上の構成を基にその作用を説明する。

まず、操舵用ハンドルを所望の方向に回すことによって
、インプットシャフト５が同力向に初期回転動作する。

なお、このときピニオンシャフト９側は１「！１転しな
いので、トーションバー７が捩じれることになる。

上記インプットシャフト５の初期回転動作により、遊星
歯車３１が自転しながら公転し、それによってリングギ
ヤ３７が少し回転する。

上記リングギヤ３７の回転により、ギヤ部４１．４７を
介して、揺動レバー４５が揺動する。上記揺動レバー４
５の動作により、ロータリ式ポテンショメータ４３が作
動し、インプットシャフト５の初期回転動作を検出し、
それによって操舵方向とトルクを検出する。

これによって、電動機を制御してラック１３を所定の方
向に動作させる。かかるラック１３の動作により所定の
操舵がなされるとともに、ピニオンシャフト９が回転す
るので、それにともなってインプットシャフト５ひいて
は操舵用ハンドルも回転する。

　３ ４ 以１ニ木実施例によると以下のような効果を奏すること
ができる。

まず、インプットシャフト５の初期回転動作を介して操
舵方向とトルクを検出する検出手段の構成が簡単である
。すなわち、リングギヤ３７のギヤ部４１に、ロータリ
式ポテンショメータ４３の揺動レバー４５のギヤ部４７
を噛合させているから、従来必要であったスプール、ス
プールを中立保持するスプリング等が−・切不要になっ
たからである。

したがって、検出手段そのものが小型化され、またそれ
に要するスペースが縮小される。

また、製造・組立も容易である。

さらに、検出手段の小型化を図ったことにより、車両に
組込んだ場合の他の機器との干渉問題も大幅に軽減され
る。

さらにまた、部品数が少なく、かつリングギヤ３７のギ
ヤ部４１にギヤ部４７をかみ合せているので、各部品の
「ガタ」に起因する振動の発生や精度の低下をなくすこ
とができる。

さらに、ポテンショメータとしてロータリ式ポテンショ
メータ４３を使用しているので、リングギヤ３７の回転
変位を直線変位に変換する必要はなく、そのまま検出す
ることができる。したがって、煩雑な演算が不要となる
とともに、誤差に起因した精度の低下を防止することが
できる。

次に、第３図を参照して第２の実施例を説明する。この
実施例の場合には、リングギヤ３７の円筒面に四部５１
を形成する。一方、ポテンショメータ４３の揺動レバー
５３の先端には球部５５が形成されており、この球部５
５が上記凹部５１に嵌合している。そして、リングギヤ
３７の回転により、揺動レバー５３が揺動し、ロータリ
式ポテンショメータ４３が作動する。

上記以外の構成は前記第１の実施例の場合と同様であり
、その説明は省略する。

したがって、この実施例の場合にも、前記第１の実施例
の場合と同様の効果を奏することができる。つまり、検
出手段そのものが小型化され、またそれに要するスペー
スが縮小されるとともに、　５ ６ 製造◆組飲も容易になる。

さらに、検出手段の小型化や、部品数の減少等による効
果も遠戚できる。

そして、第４図に示した第３の実施例は、ピニオンギヤ
とドリブンギヤとの噛み合いを介してピニオンシャフト
に連結した電気式動力舵取装置に、前記第１．２の実施
例におけるインプットシャフトの初期回転動作の検出手
段を実施したものである。

すなわち、ハウジング１の下端に結合したケース５６で
あって、その下端外側に形成したフランジ部５６ａに電
動機５７を固定している。また、上記ケース５６にはピ
ニオンシャフト９を回転自在に挿通し、その先端をケー
ス５６の外方に突出させるとともに、この突出させたピ
こオンシャフト９に、ドリブンギヤ５８を装着している
。

また、」二側電動機５７に設けた出力軸５７ａには、ビ
こオンギヤ５９を嵌着し、このピニオンギヤ５９を上記
ドリブンギヤ５８に噛み合わせる一方、電動機５７をロ
ータリ式ポテンショメータ４３に接続している。

その他の構成は、前記各実施例と同様でありその説明は
省略する。

しかして、インプットシャフト５が回転すると、その初
期回転動作が前記各実施例で説明した検出手段を介して
ロータリ式ポテンショメータ４３に伝達される。そして
、ロータリ式ポテンショメータ４３はインプットシャフ
ト５の初期回転動作を検出し、その検出植に基づいて、
電動ＪＩ！１５７を制御する。

そして、電動機５７は、上記検出値に応して回転し、そ
の回転方向と回転トルクがピニオンギヤ５９とドリブン
ギヤ５８との噛み合いを介して、ピニオンシャフト９に
伝達される。

上記のように電動機５７の回転がピニオンシャフト９に
伝達されると、ピニオンギヤ１１とラック１３との噛み
合いを介してラック１３が移動し、所定の操舵がなされ
るとともに、ピニオンシャフト９に連結したインプット
シャフト５を介して操作用ハンドルも回転する。

７ ８ Ｌ記の場合にも、インプットシャフト５の初期回転動作
の検出丁段は前記各実施例と同様なので、この第３の実
施例においても、前記各実施例の場合と同様の効果を奏
することができる。

なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、ロータリ式ポテンショメータの可動部材と、リングギ
ヤの作用部の構成については、種々のものが考えられる
。

（本発明の効果） 以上詳述したように本発明による電気式動力舵取装置に
よると、インプットシャフトの初期回転動作を検出する
検出手段の構成を簡略化させて小型化することができる
。

しかも、高い精度を長期にわたって維持することができ
るとともに、リングギヤの回転変位を直線変位に変換す
ることなくそのまま検出できるので、煩雑な演算操作を
不要として、誤差に起因した精度の低下を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例を示す図で、
第１図は電気式動力舵取装置の断面図第２図は第１図の
ＩＩ　−ＩＩ断面図、第３図は第２の実施例によるリン
グギヤと揺動レバーを示す間第４図は第３の実施例を示
す電気式動力舵取装置の断面図、第５図及び第６図は従
来例を示す図で、第５図は電気式動力舵取装置の断面図
、第６図は第５図のＶｌ−７１断面図である。 ｌ・・・ハウジング、５・・・インプットシャフト、７
・・・トーションバー、９・・・ピニオンシャフト、１
工・・・ピニオンギヤ、１３・・・ラック、３７・・・
リングギヤ、４１・・・ギヤ部、４３・・・ロータリ式
ポテンショメータ、４５・・・揺動レバー、４７・・・
キヤ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングと、一端側を操舵用ハンドルに連結され他端
   側を上記ハウジング内に挿入配置され回転可能なインプ
   ットシャフトと、上記ハウジング内に回転可能に収容配
   置されラックに噛合するとともに上記インプットシャフ
   トにトーションバーを介して連結されたピニオンシャフ
   トと、上記操舵用ハンドルの回転操作による上記インプ
   ットシャフトの初期回転動作を検出する検出手段とを備
   え、上記操舵用ハンドルを所定方向に操舵することによ
   りインプットシャフトを所定方向に初期回転動作させ、
   このインプットシャフトの初期回転動作を検出手段によ
   り検出してラック又はピニオンシャフトに設けたドリブ
   ンギヤいずれか一方に連結した電動機を制御することに
   よって上記ラックを所定方向に移動させ、このラックの
   移動により所定の操舵をなすとともにピニオンシャフト
   及びインプットシャフトを回転させるようにした電気式
   動力舵取装置において、上記検出手段は、インプットシ
   ャフトの初期回転動作に追従して回転するリングギヤに
   形成された作用部と、この作用部によって駆動されるロ
   ータリ式ポテンショメータから構成されており、リング
   ギヤの回転により上記ロータリ式ポテンショメータの可
   動部材が作用部に付勢されて動作することにより、イン
   プットシャフトの初期回転動作を検出する構成にしたこ
   とを特徴とする電気式動力舵取装置。