JPH05162649A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成の簡略化、制御精度の向上、装置の小型
化を図ることが可能なパワーステアリング装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 スタブシャフト７の外周側に回転型ポテンシ
ョメータ１０１を同軸状に配置し、この回転型ポテンシ
ョメータ１０１によってギヤ群４９を介して初期回転動
作を検出するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のパワーステアリ
ング装置に係り、特に、初期回転動作を検出するポテン
ショメータの構成を改良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のパワーステアリング装置の構成
を、図６乃至図９を参照して説明する。まず、ハウジン
グ１があり、このハウジング１は、ケース３と、このケ
ース３に取付けられたケース５とから構成されている。
上記ハウジンク１には、スタブシャフト７が挿入されて
いて、このスタブシャフト７には、トーションバ９を介
して、ピニオンシャフト１１が連結されている。上記ス
タブシャフト７には、図７に示すように、操舵ハンドル
１３が連結されている。

【０００３】上記スタブシャフト７とケース５との間に
は、キャップ１５が取付けられていて、このキャップ１
５とスタブシャフト７との間には、シール１７とベアリ
ング１９とが装着されている。又、ピニオンシャフト１
１とケース３との間にも、ベアリング２１、２３が装着
されている。又、ケース３の図１中左端にはキャップ２
５が取付けられている。

【０００４】ピニオンシャフト１１にはピニオンギヤ２
７が形成されており、このピニオンギヤ２７には、ラッ
クシャフト２９に形成されたラックギヤ３１がかみ合っ
ている。上記ラックシャフト２９の両端には、図７に示
すように、リンク３３、３３′を介して、車輪３５、３
５′が連結されている。上記ラックシャフト２９は、図
６に示すように、アジャストキャップ３７、プレッシャ
スプリング３９、プレッシャパット４１によって、ピニ
オンシャフト１１側に付勢されており、それによって、
ラックギヤ３１とピニオンギヤ２７との間のバックラッ
シをなくすようにしている。

【０００５】スタブシャフト７の外周部には、図９に示
すように、３本のピン４３が突設されていて、これら３
本のピン４３にはプラネットギヤ４５が回転可能に取付
けられている。これら３個のプラネットギヤ４５は、そ
の内周側に回転可能に配置されたサンギヤ４７にかみ合
っている。又、上記３個のプラネットギヤ４５は、その
外周側に配置されたリングギヤ４９にもかみ合ってい
る。又、ピニオンシャフト１１側にも、３本のピン５１
が突設されていて、それら３本のピン５１には、プラネ
ットギヤ５３が回転可能に取付けられている。上記３個
のプラネットギヤ５３は、既に述べたサンギヤ４７にか
み合っているとともに、外周側に配置されたリングギヤ
５５にかみ合っている。これらの各ギヤによってギヤ群
を構成している。

【０００６】スタブシャフト７とピニオンシャフト１１
とは、図９に示すような関係で連結されている。まず、
スタブシャフト７のフランジ部５７には１８０°の位置
に一対の切欠部５９、５９′が形成されている。一方、
ピニオンシャフト１１のフランジ部６１には、１８０°
の位置に一対の突起部６３、６３′が突設されている。
そして、上記一対の突起部６３、６３′を、一対の切欠
部５９、５９′に係合させることにより、スタブシャフ
ト７とピニオンシャフト１１とが連結されている。又、
上記連結状態で、突起部６３、６３′と切欠部５９、５
９′との間には、周方向に隙間が形成されている。この
隙間の範囲内でスタブシャフト７の初期回転動作を許容
する。

【０００７】上記リングギヤ４９の外周側には、直動型
ポテンショメータ６５が設置されている。すなわち、図
８に示すように、リングギヤ４９には、レバーピン６７
を介して、プランジャ６９が連結されている。このプラ
ンジャ６９は、バルブケース７１内を、図中左右方向に
摺動するように配置されている。バルブケース７１内に
は、ポテンショメータ７３が設置されており、このポテ
シンョメータ７３によって、上記プランジャ６９の摺動
を介して、リングギヤ４９の回転量ひいてはスタブシャ
フト７の初期回転動作を検出する。

【０００８】ラックシャフト２９のラックギヤ３１に
は、図７に示すように、アシストピニオン７５がかみ合
っている。このアシストピニオン７５は、駆動モータ７
９に減速機７７を介して連結されている。上記駆動モー
タ７９は、コントローラ８１によって制御される。この
コントローラ８１は、前記直動型ポテンショメータ６５
からの信号及び車速センサ８３からの信号に基づいて、
上記駆動モータ７９を制御するものである。

【０００９】上記構成において、操舵ハンドル１３を車
両を操舵したい方向に若干量回転操作すると、スタブシ
ャフト７が若干量の初期回転動作をなす。その際、ピニ
オンシャフト１１側は、その回転を規制されているの
で、トーションバ９が所定量だけ捩じれることになる。
上記スタブシャフト７の回転によって、リングギヤ４９
が回転し、それによって、ピン４３を介して直動型ポテ
ンショメータ６５がスタブシャフト７の回転を検出す
る。

【００１０】直動型ポテンショメータ６５からの信号
は、コントローラ８１に入力される。コントローラ８１
は、その信号と車速センサ８３からの信号に基づいて、
駆動モータ７９に制御信号を出力する。それによって、
駆動モータ７９が回転して、減速機７７を介してアシス
トピニオン７５を回転させる。それによって、ラックギ
ヤ３１を介してラックシャフト１１にパワーアシスト力
が付与される。それによって、ラックシャフト１１が適
宜の方向に所定量だけ移動し、車輪３５、３５′を操舵
する。又、その動きは、ラックギヤ３１、ピニオンギヤ
２７、ピニオンシャフト１１、スタブシャフト７を介し
て、操舵ハンドル１３側にフィードバックされる。

【００１１】

【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、スタブシャフト７の
回転動作を伝達するリングギヤ４９は回転運動をするの
に対して、これを検出する直動型ポテンショメータ６５
は直線運動をするものであり、よって、コントローラ８
１において、直動型ポテンショメータ６５の直線運動を
示す信号を回転角に変換する変換回路が必要になり、コ
ントローラ８１の構成が複雑になってしまうという問題
があった。

【００１２】又、直動型ポテンショメータ６５における
プランジャ６９とバルブケース７１との摺動抵抗がヒス
テリシスとなって表れ、それに起因して制御精度が低下
してしまうという問題があった。さらに、直動型ポテン
ショメータ６５は、リングギヤ４９の外周側に突出した
状態で配置されているために、他の機器との間の干渉が
問題となり、他の機器のレイアウトの自由度が狭められ
てしまうという問題があった。

【００１３】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、構成の簡略化、制御精
度の向上、装置の小型化を図ることが可能なパワーステ
アリング装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明によるパワーステアリング装置は、操舵ハンド
ルを回転操作することにより操舵ハンドルに連結されて
いるスタブシャフトを任意の方向に任意量だけ回転さ
せ、それをスタブシャフトの外周側に配置されたギヤ群
を介してポテンショメータにより検出し、ポテンショメ
ータの検出信号に基づいて所定のパワーアシスト力を発
揮させるように構成されたパワーステアリング装置にお
いて、上記スタブシャフトの外周側に回転型ポテンショ
メータを同軸状に配置し、この回転型ポテンショメータ
によって上記ギヤ群を介してスタブシャフトの初期回転
動作を検出するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１５】

【作用】操舵ハンドルによるスタブシャフトの初期回転
動作は、ギヤ群を介して、回転型ポテンショメータによ
って検出される。回転型ポテンショメータは、その回転
部がギヤ群の回転に同期して回転するものであり、よっ
て、その検出信号は回転量を示すものであるので、スタ
ブシャフトの回転角を算出するために特に複雑な変換回
路を要することはない。又、直動型ポテンショメータの
ように大きな摺動抵抗が発生するような摺動部分をもた
ないので、摺動抵抗に起因したヒステリシスの発生もな
い。さらに、本発明のポテシンョメータはスタブシャフ
トの外周側に同軸状に配置されているので、従来のよう
に、ギヤ群の外周側に大きく突出するようなこともな
い。

【００１６】

【実施例】以下、図１乃至図４を参照して本発明の第１
実施例を説明する。尚、従来と同一部分については同一
符号を付して示すとともにその説明は省略する。まず、
ケース１５の外周側には、回転型ポテンショメータ１０
１が設置されている。この回転型ポテンショメータ１０
１は、図２に示すような構成になっている。まず、円筒
シャフト１０３があり、この円筒シャフト１０３の外周
側及び内周側には、アウターケース１０５とインナーケ
ース１０７がそれぞれ配置されている。

【００１７】上記アウターケース１０５と円筒シャフト
１０３との間には、ロータ１０９が設置されていて、こ
のロータ１０９にはブラシ１１１が取付けられている。
上記ブラシ１１１の図中右側には抵抗体１１３が配置さ
れており、この抵抗体１１３はカバー１１５によって保
持されている。上記上記カバー１１５とアウターケース
１０５及びインナーケース１０７との間には、シール剤
１１７が充填されている。又、アウターケース１０５と
円筒シャフト１０３との間、及びインナーケース１０７
と円筒シャフト１０３との間には、Ｏリング１１９、１
２１が装着されている。上記アウターケース１０５及び
インナーケース１０７との間の構成を、図４の分解斜視
図に示す。尚、図２中符号１４１、１４３はベアリング
である。

【００１８】上記円筒シャフト１０３の図中左側には、
レバー１２３がカシメによって固定されていて、このレ
バー１２３の反円筒シャフト１０３側にはピン１２５が
スポット溶接により固定されている。上記ピン１２５
は、リングギヤ４９に連結されている。その連結構造を
図３に示す。まず、ピン１２５には、環状溝１２７が形
成されている。又、ピン１２５は、アジャスタ１２９を
介して、リングギヤ４９に固定される。

【００１９】上記アジャスタ１２９は、板材をリング状
にしたものであり、その外周側には突起１３１が突設さ
れているとともに、その内周側には別の突起１３３が突
設されている。そして、アジャスタ１２９は、ピン１２
５の外周側に嵌合され、その際、突起１３３がピン１２
５の環状溝１２７に係合する。それによって、アジャス
タ１２９とピン１２５との間のガタをなくす。又、アジ
ャスタ１２９をピン１２５の外周側に嵌合させた状態
で、リングギヤ４９の嵌合凹部１３５に嵌合させる。上
記嵌合凹部１３５には溝１３７が形成されていて、アジ
ャスタ１２９の突起１３１がこの溝１３７に係合するこ
とになる。それによって、アジャスタ１２９とリングギ
ヤ４９との間のガタをなくすものである。尚、本実施例
における回転型ポテンショメータ１０１において、回転
部はピン１２５、レバー１２３、円筒シャフト１０３、
ロータ１０９、ブラシ１１１とからなる部分である。

【００２０】以上の構成を基にその作用を説明する。
尚、パワーステアリング装置としての基本的作用は従来
と同様であるので省略する。操舵ハンドル１３（図７に
示す）の初期回転操作によって、スタブシャフト７を介
してリングギヤ４９が任意の方向に任意量だけ回転す
る。上記リングギヤ４９の回転により、ピン１２５、レ
バー１２３、円筒シャフト１０３を介して、ロータ１０
９が回転する。ロータ１０９の回転によりブラシ１１１
も回転し、それによって、抵抗体１１３の抵抗値が変化
する。そして、抵抗値の変化を示す信号がコントローラ
８１（図７に示す）に出力される。コントローラ８１
は、その信号と車速センサ８３（図７に示す）からの信
号に基づいて、駆動モータ７９（図７に示す）を制御し
て所定のパワーアシスト力を発揮させることになる。

【００２１】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、コントローラ８１の構成が簡
略化されるとともに制御精度も向上した。これは、従来
の直動型ポテンショメータに代えて、回転型ポテンショ
メータ１０１を使用したからである。つまり、回転型ポ
テンショメータ１０１を使用したことにより、従来必要
であった直線運動を示す信号から回転角を算出するため
の変換回路が不要となるからである。又、従来のように
リングギヤ４９と回転型ポテンショメータ１０１との間
に摺動する部分がないので、摺動抵抗に起因したヒステ
リシスもなく、それによって、制御精度が向上するもの
である。

【００２２】又、回転型ポテンショメータ１０１の採用
により、従来のように、リングギヤ４９の外周側に大き
く突出する部分がなくなったので、他の機器との干渉も
少なくなり、周辺機器のレイアウトの自由度が大幅に拡
大された。

【００２３】次に、図５を参照して本発明の第２実施例
を説明する。この実施例の場合には、前記第１実施例に
おけるピン１２５、レバー１２３、円筒シャフト１０３
を樹脂による一体成形により形成して、シャフト部材２
０１としたものである。この場合には、前記第１実施例
と同様の効果を奏することはもとより、部品点数が減少
したことにより、製造・組立が容易になるという利点が
ある。

【００２４】尚、本発明は前記各実施例に限定されるも
のではない。例えば、回転型ポテンショメータとして
は、前記各実施例で示したような接触型のものに限定さ
れず、ＭＲ素子等を使用した非接触型のものであっても
よい。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によるパワー
ステアリング装置によると、操舵ハンドルによるスタブ
シャフトの回転をギヤ群を介して回転型ポテンショメー
タによって検出する構成であるので、スタブシャフトの
回転角を算出するために特に複雑な変換回路を要するこ
とがないので、構成の簡略化を図ることができる。又、
直動型ポテンショメータのように大きな摺動抵抗が発生
するような摺動部分をもたないので、摺動抵抗に起因し
たヒステリシスの発生もなく、制御精度の向上を図るこ
とができる。回転型ポテシンョメータはスタブシャフト
の外周側に同軸状に配置されているので、従来のよう
に、ギヤ群の外周側に大きく突出するようなことはな
く、他の機器との干渉も少ないものであり、他の機器の
レイアウトの自由度が拡大されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図でパワーステアリ
ング装置の一部の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す図で回転型ポテンシ
ョメータの構成を示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す図で回転型ポテンシ
ョメータの取り付けの構成を示す分解斜視図である。

【図４】本発明の第１実施例を示す図で回転型ポテンシ
ョメータの一部の構成を示す分解斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す図で回転型ポテンシ
ョメータの構成を示す断面図である。

【図６】従来例を示す図でパワーステアリング装置の一
部の構成を示す断面図である。

【図７】従来例を示す図でパワーステアリング装置の全
体の構成を示す図である。

【図８】従来例を示す図で直動型ポテンショメータの構
成を示す図である。

【図９】従来例を示す図でパワーステアリング装置の一
部の構成を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

７ スタブシャフト １３ 操舵ハンドル ４９ リングギヤ（ギヤ群の一部） １０１ 回転型ポテンショメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵ハンドルを回転操作することにより
   操舵ハンドルに連結されているスタブシャフトを任意の
   方向に任意量だけ回転させ、それをスタブシャフトの外
   周側に配置されたギヤ群を介してポテンショメータによ
   り検出し、ポテンショメータの検出信号に基づいて所定
   のパワーアシスト力を発揮させるように構成されたパワ
   ーステアリング装置において、上記スタブシャフトの外
   周側に回転型ポテンショメータを同軸状に配置し、この
   回転型ポテンショメータによって上記ギヤ群を介してス
   タブシャフトの初期回転動作を検出するようにしたこと
   を特徴とするパワーステアリング装置。