JPH0510159U - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステアリングシャフトに設けられる操舵トル
クセンサを、構成の簡素化、加工組立性、さらに信号取
出し系での信頼性、耐久性を保って構成する。 【構成】 舵取ハンドル側の入力軸２と操舵輪側の出力
軸３の一方に、他方軸側との間のカム機構５２にて軸線
方向に移動される直動部材５１を設ける。この直動部材
で変換された両軸での回転変位による直線変位を検出し
電動モータ１１の駆動制御を行なう操舵トルク検出手段
５３を設ける。該検出手段は、直動部材に連動して移動
するように装置ボディ６側に保持されかつ軸線方向で異
なる極性をもつ円柱状永久磁石６３を内設した変位取出
し部材６０を有する。また、該部材の外周部の一部に周
方向に沿って複数のホール素子７０を配置して永久磁石
に非接触状態で対向させるセンサ部材７１を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は舵取ハンドルの操作力（操舵力）を軽減するための操舵補助力発生手 段として電動モータを用いてなる電動式動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

パワーステアリングと呼ばれる動力舵取装置として従来は油圧式が主流を占め ていたが、近年電動モータ等を利用した電動式も、たとえば特開昭61−226362号 公報等を始め種々提案されている。すなわち、油圧式の動力舵取装置は、操舵補 助力を発生させる油圧シリンダを始め油圧ポンプ、流路切換バルブおよびこれら 各部を接続する油圧配管系等が必要で、構成部品点数が多くしかも各部の構成が 複雑で加工精度等が要求され、製造、組立作業が面倒であるばかりでなく、装置 全体が大型化し重量も増大し、コスト高を招く等の問題をもっている。

【０００３】 このため、最近では、簡単な電気配線により車載バッテリおよびコントローラ 等に結線して使用し得る電動モータを、操舵補助力発生手段とする電動式が注目 されており、上述した油圧式に比べ、装置構成の簡素化が図れ、小型かつコンパ クト化等も可能となるものであった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述したように電動モータを操舵補助力発生手段として動力舵取装 置に採用するにあたっては、運転者の操舵要求を適切かつ確実に検出してモータ を精度よく駆動制御し、適切な操舵補助力が得られるような構成を採用すること が必要とされている。すなわち、車輌において停車中での据切り時や低速走行中 の舵取操作時にはきわめて軽い舵取操作が行なえるとともに、高速走行中はある 程度の重さを有する剛性感をもつ舵取操作が望まれる。

【０００５】 このため、運転者の操舵要求である操舵力（操舵トルク）、操舵角速度等を、 車輌の走行速度と共に適切かつ確実に検出する検出機構が必要とされるが、この ような検出機構を、制約の大きい装置内スペースに効率よくしかも簡単かつ確実 に組込み、さらにその動作性能を適切に確保するとともにメンテナンス作業等も 容易に行なえる等という要請を全て満足し得るものは未だ提案されていない。

【０００６】 すなわち、この種の検出機構のうち、たとえば操舵力検出機構として、ステア リングシャフトを構成する入、出力軸間に、非接触型のトルクセンサおよびその 信号処理回路等からなるものを介在させてステアリングボディ内に内設してなる 構成のものが、従来から提案されている。

【０００７】 しかしながら、このような従来構造では、上述した非接触型センサとしてのホ ール素子や信号処理回路を構成する各種電気部品等を実装してなるプリント配線 回路基板を、可動部材である入、出力軸の一方に付設するとともに、これら両軸 間での相対的な回転変位による出力信号を、ブラシとスリップリング等からなる 出力信号配線手段により固定側に引出し、これをコントローラ等に送ってモータ の駆動制御を行なう構成としなければならない。

【０００８】 換言すれば、このような従来構造によれば、非接触型センサや磁石手段による 検出手段を、共に回転する入、出力軸に設けることが必要で、このためにその出 力信号の取出しをブラシとスリップリングとによる直接摺動接触タイプのものを 用いて行なうことが必要で、特にブラシ等での強度や耐久性の面で問題を生じる ばかりでなく、接触抵抗が使用時に増減したりし、センサ出力としての信頼性が 低下する等の不具合があり、このような入、出力軸間での相対的な回転変位を検 出して取出す際に実用面での問題を避けられないものであった。

【０００９】 さらに、このような従来構造では、そのセンサとしての部材の取付個所等が限 定されるため、その自由度が小さく、装置全体の小型化等を図るうえで制約とな るもので、このような問題点を一掃し得る何らかの対策を講じることが望まれて いる。

【００１０】 また、上述した操舵トルク等を検出するための非接触型のセンサとしては、永 久磁石とホール素子との組合わせによるものが最も一般的であるが、この場合に フェール対策として、通常二系統の検出手段を併用し、多重検出が可能となるよ うに構成することが必要とされる。しかし、このような永久磁石とホール素子と を二個づつ設けることは、センサ部での構成部品点数が多くなり、構造が複雑化 し、その各部の加工性や組立性等の面からも問題となるものであり、このような 点にも配慮することが望まれている。

【００１１】 さらに、他方において、この種の電動式動力舵取装置において望まれることは 、全体の構成が簡単で製造、組立作業等を簡単に行なえるとともに装置全体の小 型、軽量かつコンパクト化や低コスト化が可能で、しかも動作上での性能面や実 車搭載性の面で優れてなる構成とすることである。そして、このような要請は、 近年この種装置が特にスペース上での問題の大きい小型車等においても採用され るようになっていることから顕著なものであり、このような点を考慮し、上述し た問題点を解決し得る何らかの対策を講じることが必要とされている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

このような要請に応えるために本考案に係る電動式動力舵取装置は、舵取ハン ドル側の入力軸と操舵輪側の出力軸との一方に、軸線方向に沿って移動可能に設 けられ他方軸側との間のカム機構により回転変位を軸線方向への直線変位に変換 する直動部材による直線変位動作を検出するように設けられる操舵トルク検出手 段を、直動部材に連動して軸線方向に移動可能な状態で装置ボディ側に保持され かつ軸線方向において異なる極性を有する円柱状永久磁石が内設された変位取出 し部材と、その外周部の一部に周方向に沿って配置され該永久磁石に非接触状態 で対向する複数個のホール素子を有するセンサ部材とで構成したものである。

【００１３】

【作用】

本考案によれば、舵取操作が行われ、入、出力軸間に相対的に回転変位が生じ ると、カム手段により一方の軸上で直動部材が、付勢力によってまたは該付勢力 に抗して軸線方向に移動する。そして、この直動部材の動きが、固定側である装 置ボディに保持され円柱状永久磁石を有する変位取出し手段とその外周部の一部 で周方向に並設されている複数個のホール素子を有するセンサ部材とによる操舵 トルク検出手段により多重検出され、これにより得られる出力信号によって電動 モータを制御し得るとともに、該検出手段のフェール対策も充分である。

【００１４】

【実施例】

図１ないし図４は本考案に係る電動式動力舵取装置の一実施例を示しており、 これらの図において、まず、全体を符号１で示す電動式動力舵取装置の概略構成 を図４等を用いて簡単に説明すると、２は図示せぬ舵取ハンドル側に連結される 入力軸としてのスタブ軸、３は図示せぬ操舵輪側に連結されるピニオン３ａを有 する出力軸としてのピニオン軸、４はこれら両軸２，３を所定角度範囲内で相対 的に回動変位可能に連設するトーションバーで、これらの部材によってステアリ ングシャフトが構成される。

【００１５】 また、これらステアリングシャフトを構成する軸２，３は、前記ピニオン３ａ と噛合するラック歯５ａを有するラック５と共に、ステアリングギヤボディ６， ７内に貫通して配設されている。なお、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄはボディ６，７ 内で軸２，３を回転自在に支持する軸受で、さらに上述したラック５は、周知の 通り、図示せぬタイロッド等と共に操舵輪間を連結する舵取リンク機構を構成す る。また、図中９はピニオン軸３の軸端側に臨んで設けられ舵取り操作に応じて 操舵輪側に操舵補助力を与える操舵系での出力側部材であるピニオン軸３先端側 での回転変位にて操舵角度、その角速度を検出する操舵角速度センサである。

【００１６】 一方、上述したステアリングシャフト機構部において、舵取ハンドル側のスタ ブ軸２にトーションバー４を介して連結された操舵輪側のピニオン軸３上には、 ラック５側の側面が歯面１０ａとされたハイポイドギヤによる大ギヤ１０が軸支 して設けられるとともに、この大ギヤ１０を介してピニオン軸３側に操舵補助力 を与える電動モータ１１を、前記ピニオン軸３に略直交して配置させ、そのモー タ軸１１ａ先端側に、大ギヤ１０と共に操舵補助力伝達用の歯車機構１３となる 減速歯車機構を構成する小ギヤ１２ａを有するギヤ軸１２を設け、これによりモ ータ１１からの操舵補助力を前記ピニオン軸３側に伝達するように構成している 。

【００１７】 このような構成によれば、ステアリングシャフト（２，３，４）等を有するス テアリングギヤボディ６，７、ピニオン軸３に軸食違いギヤであるハイポイドギ ヤによる減速歯車機構（傘歯車等でもよい）を介して連結されるモータ１１など を効率よく連結し、結果として装置全体の小型、軽量かつコンパクト化が可能と なる。勿論、本実施例のようなハイポイドギヤによれば、軸の食違い分だけ軸線 方向での小型化が可能となる。

【００１８】 ここで、本実施例では、操舵輪側のステアリングシャフトであるピニオン軸３ (出力軸系)に操舵補助力を伝達する電動モータ１１からの小ギヤ１２ａおよび大 ギヤ１０による歯車機構１３の途中に介在されモータ軸１１ａ側とピニオン軸３ 側への伝達用の小ギヤ１２ａを有するギヤ軸１２側との間での回転伝達を選択的 に連結、遮断する電磁クラッチ２０を備えている。

【００１９】 この電磁クラッチ２０は、周知の通りの構造を有するものであって、そのクラ ッチロータ２１がモータ軸１１ａ上に設けられるとともに、フィールドコア２２ により該ロータ２１に磁気吸着されるアーマチュア２３を前記ギヤ軸１２側に設 けてなる構造をもち、選択的にモータ１１側の回転をギヤ軸１２に伝達するよう に構成されている。なお、図中２４ａ，２４ｂ，２４ｃはモータ軸１１ａとこれ とインロー結合されているギヤ軸１２をそれぞれ回転自在に軸支する軸受である 。また、これらの電磁クラッチ２０やモータ１１はそれぞれ周知の構造を有し、 さらに周知の動作を行なうものであり、その詳細な説明は省略する。

【００２０】 さらに、本実施例によれば、歯面１０ａを一側面側に有しピニオン軸３上に回 転方向において連結して軸支される被駆動側の大ギヤ１０と、この大ギヤ１０の ギヤ部１０ａの一部に側方から噛合い電動モータ１１からの回転駆動力を伝達す る小ギヤ１２ａからなるハイポイドギヤ等の軸違い歯車による回転動力伝達用の 歯車機構１３において、大ギヤ１０における小ギヤ１２ａのギヤ部への噛合い部 分に対応する他側面側に、この大ギヤ１０の一部を小ギヤ１２ａに対して常時噛 み合わせるように局部的に軸線方向に押圧する弾性支持用の付勢手段３０を付設 するとともに、大ギヤ１０を、ピニオン軸３上に回転方向において連結して軸支 させてなるフランジ部材４０に弾性筒体４１を介して弾性的に保持させた複数本 （たとえば３本）の止めねじ４２を介して連結して一体的に設けている。

【００２１】 ここで、上述した大ギヤ１０と小ギヤ１２ａとの噛合い部分に、直接押圧付勢 力を与える付勢手段３０として、ボディ６の一部に穿設したねじ孔に螺合して設 けられるプラグホルダ３２内に、ボール３３を受け部材３４にて保持した状態で 軸線方向に移動可能に支持させ、これをばね３５にて常時大ギヤ１０の小ギヤ１ ２ａへの噛合い部分を背面側から押圧して小ギヤ１２ａとの噛合い部分にバック ラッシュがほとんど零となるように付勢し得るようにしている。

【００２２】 このような構成によれば、大ギヤ１０の一側面側にギヤ部１０ａにおいて、電 動モータ１１側の小ギヤ１２ａに対しての噛合い部分のみを、付勢手段３０によ り常時適切な噛合い状態が得られるように直接押圧して付勢し、これにより両ギ ヤ１０，１２ａのギヤ部間でのバックラッシュを、非操舵時には実質的に零とな るようにし、左、右方向への操舵時においてがた付きによる歯打ち音等を防止す ることが可能である。しかも、これら左、右いずれの方向への操舵時にあっても 、大ギヤ１０が、付勢手段３０の弾性支持力にて小ギヤ１２ａから若干逃げてこ れら両ギヤ１０，１２ａの噛合い部において、上述した歯打ち音等が問題となら ず、所要の噛合い動作が可能となる程度のバックラッシュを確保することも可能 で、従来のような倒れ現象等を招くことなく、所要の回転伝達を適切に行なえる 。ここで、上述した大ギヤ１０の小ギヤ１２ａへの噛合いは、上述した付勢手段 ３０で一旦バックラッシュを零とした後、若干緩めてボール３３の調整逃げ分だ けのバックラッシュを確保することで所要の回転伝達を行なえる状態とし得るも のである。

【００２３】 また、本実施例によれば、上述したような僅かなバックラッシュによる両ギヤ １０，１２ａによる噛合い時の摺動音や打音によって生じる騒音問題を解決する ために、大ギヤ１０を、ピニオン軸３上に設けたフランジ部材４０を、ピニオン 軸３上にキー４３にて軸線方向には摺動可能な状態で設けるとともに、このフラ ンジ部材４０の周方向において等配した位置に孔部を形成し、この孔部に両側か ら一対をなす鍔付きの弾性筒体４１，４１を嵌め込んで全体が略つつみ形状を呈 するようにし、この部分に止めねじ４２を差し込んでその先端側を前記大ギヤ１ ０に連結し、ナット４５で固定することにより、該大ギヤ１０を、ピニオン軸３ に対して弾性的に支持するようにしている。なお、このような鍔付き弾性筒体４ １，４１としては、二つ割り形状に限らず、一体構造のものを用いてもよいこと は言うまでもない。また、上述したフランジ部材４０は、必ずしも軸線方向に摺 動可能に軸支させて設ける必要はなく、ピニオン軸３上に固定的に軸支してもよ いことは言うまでもない。

【００２４】 そして、このようにすれば、両ギヤ１０，１２ａの噛合い部において、所要の 噛合い動作が可能となる程度のバックラッシュを確保して所要の回転伝達を行な えるようにした場合に、この大ギヤ１０と小ギヤ１２ａとの噛合いによって生じ る摺動音、打音等のステアリングシャフト側（ピニオン軸３）への伝達を、前記 フランジ部材４０に大ギヤ１０を組付ける止めねじ４２を保持する弾性筒体４１ ，４１の存在によって、適切かつ確実に吸収して遮断し得るもので、従来に比べ て騒音問題を解消し得るという利点がある。ここで、このような弾性筒体４１， ４１の弾性支持状態は、止めねじ４２とナット４５との間でプリロードをかける ことによって得られる。

【００２５】 なお、上述した付勢手段３０による付勢力としては、大ギヤ１０の噛合い部分 のみを小ギヤ１２ａに対し直接軸線方向に押圧して付勢することで、両ギヤ部１ ０ａ，１２ａ間でのバックラッシュを実質的に零とするか、あるいは歯打ち音が 微少で外部に聞こえない範囲で接している程度の大きさであって、操舵時等では 大ギヤ１０を逃がして所要の噛合い状態を得られるような弾性支持力を有するよ うに設定するとよい。また、大ギヤ１０を保持するフランジ部材４０のピニオン 軸３への軸支部は、回転方向にのみ連結されておればよく、該ギヤ１０の軸線方 向および径方向への多少の動きを許容し得る程度のものでよい。

【００２６】 さて、本考案によれば、上述したスタブ軸２とピニオン軸３とのトーションバ ー４のねじれによる相対的な回動変位を検出しモータ１１を駆動するための操舵 トルク検出機構５０を、図１ないし図３からも明らかなような構成としたところ に特徴を有している。

【００２７】 これを詳述すると、舵取ハンドル側のスタブ軸２とこれにトーションバー４を 介して相対的に回転変位可能に連結される操舵輪側のピニオン軸３の一方（実施 例ではスタブ軸２）に、軸線方向に沿って移動可能な直動部材として一端にフラ ンジ部５１ａを有する筒状体５１を設け、該筒状体５１を常時他方軸側に係合す るように付勢した状態とするとともに、この直動型の筒状体５１と他方のピニオ ン軸３との間に、両軸間での相対的な回転変位を軸線方向での直線変位に変換す るカム機構５２を介在させて設け、かつこのカム機構５２による筒状体５１の付 勢力に伴うまたは付勢力に抗しての直線変位動作を、電気的に非接触な状態で検 出し電動モータ１１への駆動制御信号を送出する操舵トルク検出手段５３を設け るようにしている。

【００２８】 そして、この操舵トルク検出手段５３を、前記筒状体５１に連動して軸線方向 に移動可能な状態でボディ６側に保持されかつ軸線方向において異なる極性を有 するように着磁されている円柱状の永久磁石６３が内設された変位取出し部材６ ０と、この変位取出し部材６０の外周部の一部に周方向に沿って配置され永久磁 石６３に非接触状態で対向する複数個（本実施例では二個）のホール素子７０， ７０を有するセンサ部材としてのホルダ７１とで構成したところに特徴を有して いる。

【００２９】 すなわち、筒状体５１は、図１等から明らかなように、その内周部に設けた係 合溝５４にスタブ軸２に立設させた係合ピン５５の先端部をベアリングを介して 摺動可能に係入させることにより、該スタブ軸２上で軸線方向に移動可能に保持 され、かつコイルばね５６により常時ピニオン軸３側に付勢されてそのフランジ 部５１ａが、ピニオン軸３側に組み付けられているフランジ部材４０と対面し、 カム機構５２が係合状態となるように構成されている。

【００３０】 そして、このフランジ部材４０の外周部に立設して設けた係合ピン５８の先端 部とベアリング５８ａを介してカム係合するカム面５２ａが、図１および図３か ら明かなように、前記筒状体５１のフランジ部５１ａ側面に周方向に沿って形成 され、該カム面５２ａのカム形状によって、これら両軸２，３間での相対的な回 転変位を、軸線方向への直線変位に変換し得るようになっている。つまり、回転 変位が、カム面５２ａとこれに係合する係合ピン５８との間での係合状態によっ て、筒状体５１の軸線方向への動きに変換されるものである。そして、このよう な構成では、筒状体５１がばね５６にて相手側に常時接して位置付けられるので 、その変位の検出をがた等が生じない状態で行え、精度のよい変位検出が可能と なるものである。

【００３１】 また、図中６０はボディ６に軸線方向に向かって形成されている摺動孔６１に より軸線方向に直線変位動作可能に設けられている変位取出し部材で、その筒状 体５１のフランジ部５１ａへの接触端には、該フランジ部５１ａ側での回転変位 による摩耗等を転動によって防ぐボール６２が設けられるとともに、その後端側 筒部内には軸線方向において極性が異なるように着磁されている永久磁石６３が 埋設して設けられている。

【００３２】 そして、この変位取出し部材６０は、ばね６４により常時フランジ部５１ａに 接触するように付勢され、これにより筒状体５１の動きに連動して動作するよう になっている。ここで、このようにセンサとなる永久磁石６３を円柱形状とする ことにより、これらのセンサ部品の加工性を始め、組込み性等が容易となるとい う利点がある。

【００３３】 一方、ボディ６の外側には、該ボディ６に穿設されている孔部を介して前記摺 動孔６１内の変位取出し部材６０における永久磁石６３と対向し、その動きを電 圧変化によって検出するための非接触型センサとしてのホール素子７０，７０を 有する検出部ホルダ７１がねじ止めして取付け固定されている。

【００３４】 そして、このような構成では、上述したセンサ部分を、スタブ軸２やピニオン 軸３から独立して設置し得ることから、配設位置等の自由度が大きくなり、また 組立性等の面でも優れ、さらに信頼性や耐久性等の面で問題となるスリップリン グ等の信号取出し手段が不要となり、精度のよい変位検出が可能となる等の利点 がある。

【００３５】 ここで、上述した永久磁石６３に対向させて設けられるホール素子７０，７０ の付設位置は、ホルダ７１を、ボディ６外側で図１中破線矢印で示す方向に調整 して位置決めすることが可能であり、これにより中立位置合わせがきわめて簡単 にしかも確実に行えるという利点もある。

【００３６】 また、上述した永久磁石６３に対向するホール素子７０，７０として、図２か ら明らかなように、変位取出し部材６０つまり永久磁石６３の軸線方向の一部外 周部分でその周方向において二個並べて設けることで、ダブルチェック（フェー ル検出を含めた多重検出）を行えるもので、従来のように多重検出を行なうにあ たって、永久磁石とホール素子とを複数対並設して設けている従来の場合に比べ て、部品点数を削減して構成の簡素化を図り、しかも各部の加工性や組立性を向 上させ得るという利点を奏するものである。

【００３７】 さらに、このようなホール素子７０，７０のホルダ７１を、ボディ６外部から 付設している構造では、電気配線等も容易に行えるもので、またボディ６内部を 所要のシール状態で構成し得るという利点もある。

【００３８】 そして、以上の構成によれば、舵取操作が行われ、入、出力軸２，３間に相対 的に回転変位が生じると、カム機構５２により一方の軸上で筒状体５１が軸線方 向に直動移動し、この動きが、固定側であるボディ６等との間に付設されている 永久磁石６３とホール素子７０，７０等による操舵トルク検出手段５３によって 検出され、これにより得られる出力信号によって電動モータ１１を所要の状態で 駆動制御し得るものである。

【００３９】 図５および図６は本考案に係る電動式動力舵取装置１の別の実施例を示すもの であり、これらの図において前述した実施例と同一または相当する部分には同一 番号を付して詳細な説明は省略する。

【００４０】 すなわち、前述した実施例では、スタブ軸２に軸線方向に沿って移動可能に支 持されかつコイルばね５６によって常時ピニオン軸３側に付勢されている直動部 材としての筒状体５１におけるフランジ部５１ａの偏心している一部に、両軸２ ，３間での相対的な回転変位を軸線方向での直線変位に変換するカム機構５２を 構成するカム面５２ａを形成し、これをピニオン軸３側のフランジ部材４０に立 設した係合ピン５８先端部のベアリング５８ａに係合可能に構成するとともに、 これに対接してボディ６に軸線方向に向って直線変位動作可能に設けた永久磁石 ６３を有する変位取出し部材６０先端のボール６２を、ばね６４により付勢して 圧接していることから、コイルばね５６とばね６４による軸線方向への作用力と これに対向するカム機構５２での作用力との偏心位置での力によって、筒状体５ １のフランジ部５１ａに回転モーメントが働き、いわゆる倒れ現象を生じ、その 結果としてスタブ軸２と筒状体５１との間での摺動抵抗が大きくなるという問題 を招く虞れがある。

【００４１】 そして、このような摺動抵抗が大きくなると、筒状体５１の軸線方向での動き が円滑に行なえず、これによりトルク検出精度にヒステリシスが生じ、検出精度 が劣ってしまうことがある。

【００４２】 この実施例では、このような不具合を解消するために、筒状体５１のフランジ 部５１ａにおいてピニオン軸３側の側面の周方向において等配した三個所（二個 所以上であればよい）に、カム機構５２を構成するカム面５２ａを形成し、これ にピニオン軸３側のフランジ部材４０に設けた係合ピン５８をベアリング５８ａ を介して係合させるとともに、これに対向してフランジ部５１ａの偏心している 一部に、前記操舵トルク検出手段５３を構成する変位取出し部材６０を配設し、 ばね６４でボール６２を介して圧接力を作用させ、さらにこの変位取出し部材６ ０と軸対称な位置に、軸線方向に向う圧接力を作用させ得る押圧手段８０を付設 するようにしたものである。

【００４３】 この押圧手段８０は、前記変位取出し部材６０と略同等の構造を有し永久磁石 の代わりに中実部材８１ａを設けた摺動子８１とその先端のボール８２とこれを 付勢するばね８３等によって構成されている。なお、この押圧手段８０は、操舵 トルク検出手段５３を構成する変位取出し部材６０に加えて一個所または二個所 （周方向において等配した三位置のうちの二位置）に設けるとよい。 この場合、この実施例では、前記カム機構５２を三個所に、この押圧手段８０ を変位取出し部材６０と軸対称な一個所に設けた場合を示している。

【００４４】 そして、このような構成を採用すると、筒状体５１のフランジ部５１ａでのモ ーメントをなくし、倒れ現象を防いで、筒状体５１の軸線方向への移動時におい て摺動抵抗を略一定とし、これにより上述したようなヒステリシスをなくし、ト ルク検出精度を向上させ得るものである。

【００４５】 なお、この実施例では、スタブ軸２に対しての筒状体５１の係合手段である係 合ピン５５を、周方向において複数個所に設け、これらをベアリングを介して筒 状体５１の係合溝５４に係合させ得るようにしており、このような構成によって も、上述した押圧手段８０の付設と同様に、筒状体５１でのフランジ部５１ａの 倒れ現象を防ぎ、軸線方向での円滑な動きを確保し得るものである。

【００４６】 図７は本考案のさらに別の実施例を示すものであり、この実施例では、上述し た図５の実施例での押圧手段８０に代えて、操舵トルク検出手段５３となる変位 取出し部材６０、永久磁石６３、ボール６２、ばね６４等からなるものを、周方 向において二個所または三個所に設けた場合を示している。

【００４７】 そして、このような構造を採用しても、上述した図５と同様に、筒状体５１の フランジ部５１ａでの偏心した位置への圧接力によるモーメント、倒れ現象の発 生を防止し、トルク検出精度を向上させ得ることは容易に理解されよう。

【００４８】 ここで、上述した操舵トルク検出手段５３を軸対称な二個所に設けた場合には 、多重検出を行なえるものであり、フェール検出を含めたダブルチェックを行な える。なお、このように二個所に操舵トルク検出手段５３を設けた場合には、永 久磁石６３に対向してボディ６側に設けられるホール素子７０は、一個であって もよいことは言うまでもない。すなわち、これら二個所のセンサ部によって多重 検出が行なえるため、前述した図１に示した実施例のように一個所のセンサ部で 多重検出を行なえるように二個のホール素子を設ける必然性はなくなる。

【００４９】 そして、このようにすると、一個所のセンサ部においてばね６４や永久磁石６ ３が破損したり、ボール６２が摩耗したりした場合の異常検出を行なえるもので 、その実用上での利点は大きい。

【００５０】 また、上述したセンサ部をフランジ部５１ａの周方向において三個所に等配し て設けると、フランジ部５１ａに傾きが生じてしまった場合にも、各センサ部で の検出値を平均することで、トルク検出をより確実に行なえるという利点もある 。

【００５１】 この図７に示した実施例においても、カム機構５２側のカム面５２ａは、フラ ンジ部５１ａの周方向において等配した二個所、三個所あるいはそれ以上の複数 個所に設けるとよいものである。

【００５２】 なお、本考案は、上述した実施例構造に限定されず、電動式動力舵取装置１各 部の形状、構造等を必要に応じて適宜変形、変更することは自由で、種々の変形 例が考えられよう。たとえば、上述した実施例では、モータ１１からの操舵補助 力伝達用の歯車機構１３として、ハイポイドギヤを用いた場合を例示したが、本 考案はこれに限定されず、平歯車を始め、はすば歯車、遊星歯車、傘歯車等によ る軸違い歯車からなる歯車機構１３であってもよいもので、種々の変形例が考え られる。

【００５３】 また、上述した実施例では、大ギヤ１０を保持するフランジ部材４０のステア リングシャフトとしてのピニオン軸３上に、キー結合によって軸線方向に摺動可 能に軸支するようにした場合を示しているが、大ギヤ１０を回転方向において連 結した状態で支持し得る支持構造であればよいもので、従来から周知の支持構造 を採用し得るものである。

【００５４】 さらに、上述した実施例では、ステアリングギヤとしてラックピニオン型を例 示したが、これに限定されず、ボールねじ型などに適用してもよいことも勿論で ある。

【００５５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案に係る電動式動力舵取装置によれば、相対的に回転 変位可能に連結される入、出力軸の一方に、軸線方向に沿って移動可能に設けら れ他方軸側との間のカム機構により回転変位を軸線方向への直線変位に変換する 直動部材による直線変位動作を検出するように設けられる操舵トルク検出手段を 、直動部材に連動して軸線方向に移動可能な状態で装置ボディ側に保持されかつ 軸線方向において異なる極性を有する円柱状永久磁石が内設された変位取出し部 材と、その外周部の一部に周方向に沿って配置され該永久磁石に非接触状態で対 向する複数個のホール素子を有するセンサ部材とで構成するようにしたので、簡 単かつ安価な構成にもかかわらず、以下に列挙したような実用上種々優れた効果 を奏する。

【００５６】 すなわち、本考案によれば、舵取操作による入、出力軸間での相対的な回転変 位を、カム手段にて直動部材の軸線方向への直線変位に変換し、これを必要最小 限の部品点数によって得られる操舵トルク検出手段で検出することで、操舵トル クの検出を適切かつ確実に行なえる。

【００５７】 そして、このような本考案によれば、検出手段を、入、出力軸側からは独立さ せて設置することが可能で、また検出手段等を含めた各部の動作上での信頼性や 耐久性等を、従来の直接接触型の信号取出し手段等に比べて大幅に向上させ得る ものである。

【００５８】 さらに、本考案によれば、多重検出を行なう手段として、複数個のホール素子 に対し一個の永久磁石を設けてなる操舵トルク検出手段を用いるだけでよく、構 成が簡素化し加工性や組立性に優れた多重検出部を実現でき、フェール対策も充 分であるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電動式動力舵取装置の一実施例を
示す要部拡大断面図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】図１におけるIII−III線断面図である。

【図４】本考案装置全体の概略構成を示す概略断面図で
ある。

【図５】本考案に係る電動式動力舵取装置の別の実施例
を示し、要部のみを拡大した概略断面図である。

【図６】図５におけるVI−VI線断面図である。

【図７】本考案に係る電動式動力舵取装置のさらに別の
実施例を示す要部のみを拡大した概略断面図である。

【符号の説明】

１ 電動式動力舵取装置 ２ スタブ軸（入力軸） ３ ピニオン軸（出力軸） ４ トーションバー ６ ステアリングギヤボディ ７ ステアリングギヤボディ １０ ハイポイドギヤを構成する大ギヤ １０ａ 歯面 １１ 電動モータ １１ａ モータ軸 １２ ハイポイドギヤを構成する小ギヤのギヤ軸 １２ａ 小ギヤ ４０ フランジ部材 ５０ 操舵トルク検出機構 ５１ 筒状体（直動部材） ５１ａ フランジ部 ５２ カム機構 ５２ａ カム面 ５３ 操舵トルク検出手段 ５６ コイルばね ５８ 係合ピン ６０ 変位取出し部材 ６２ ボール ６３ 永久磁石 ６４ ばね ７０ ホール素子 ７１ ホルダ（センサ部材） ８０ 押圧手段 ８１ 摺動子 ８２ ボール ８３ ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山崎 敬子 埼玉県東松山市神明町二丁目11番６号 自 動車機器株式会社松山工場内

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 舵取ハンドル側の入力軸と操舵輪側の出
   力軸間での相対的な回転変位によって操舵トルクを検出
   することで、操舵輪に至る出力軸系に操舵補助力を与え
   る電動モータを駆動制御するように構成されている電動
   式動力舵取装置において、 前記入、出力軸の一方に軸線方向に沿って移動可能に設
   けられかつ他方軸側との間に設けられるカム機構により
   前記両軸間での相対的な回転変位を軸線方向への直線変
   位に変換する直動部材と、この直動部材の直線変位動作
   を検出するように設けられる操舵トルク検出手段を備え
   てなり、 この操舵トルク検出手段を、前記直動部材に連動して軸
   線方向に移動可能な状態で装置ボディ側に保持されかつ
   軸線方向において異なる極性を有するように着磁されて
   いる円柱状の永久磁石が内設された変位取出し部材と、
   この変位取出し部材の外周部の一部に周方向に沿って配
   置され永久磁石に非接触状態で対向する複数個のホール
   素子を有するセンサ部材とで構成したことを特徴とする
   電動式動力舵取装置。