JPH0520624Y2 - - Google Patents

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JPH0520624Y2
JPH0520624Y2 JP11032986U JP11032986U JPH0520624Y2 JP H0520624 Y2 JPH0520624 Y2 JP H0520624Y2 JP 11032986 U JP11032986 U JP 11032986U JP 11032986 U JP11032986 U JP 11032986U JP H0520624 Y2 JPH0520624 Y2 JP H0520624Y2
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rack shaft
steering
shaft
rack
slider
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【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、電動式のパワーステアリング装置に
関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electric power steering device.

(従来技術) 低速走行時、或は停車中における操舵力を補助
する装置、すなわちパワーステアリング装置に
は、油圧を利用するものの他に、電動機の力を利
用するものがある。この電動式のものには、回転
モータを用いるものと、リニアモータを用いるも
のがある。特開昭55−44058号公報、或は、実開
昭57−69764号公報には前記リニアモータを利用
した電動式パワーステアリング装置が示されてい
る。これらはいずれもラツクピニオンステアリン
グ機構のラツク軸ハウジング内に、励磁コイルを
固定配置すると共に、それによる磁界をラツク軸
と一体のスライダに作用させて電磁力を励生さ
せ、それによりラツク軸を駆動する力を補助す
る。特開昭55−44058号公報に記載のものではス
イラダに多数の導体を配列し、それに流す電流を
制御することにより、操舵補助力を制御する。実
開昭57−69764号公報に記載のものは、ラツク軸
の外周部に永久磁石層を設け、固定子のコイルに
流す電流を制御することにより、永久磁石層に推
力を生じさせ、所望の操舵補助力を得ている。
(Prior Art) Devices that assist steering force when driving at low speeds or while the vehicle is stopped, that is, power steering devices, include those that utilize hydraulic pressure and those that utilize the power of an electric motor. These electric types include those that use a rotary motor and those that use a linear motor. Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-44058 or Japanese Utility Model Application No. 57-69764 discloses an electric power steering device using the linear motor. In both of these, an excitation coil is fixedly placed inside the rack shaft housing of the rack and pinion steering mechanism, and the resulting magnetic field is applied to a slider integrated with the rack shaft to generate electromagnetic force, thereby driving the rack shaft. assist in the ability to In the device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-44058, a large number of conductors are arranged in a slide rudder, and the steering assist force is controlled by controlling the current flowing therein. The device described in Japanese Utility Model Application Publication No. 57-69764 has a permanent magnet layer on the outer periphery of the rack shaft, and by controlling the current flowing through the coil of the stator, a thrust is generated in the permanent magnet layer and the desired amount is generated. Obtains steering assist power.

(考案が解決しようとする問題点) 前記、特開昭55−44058号公報に記載のものは、
ラツク軸とは別に構成したスライダをラツク軸に
取付けるものであり、該スライダは小型化するこ
とが困難であるため、ラツクピニオンステアリン
グ機構を、マニアル式のものと共用できない欠点
がある。前記実開昭57−69764号公報に記載のも
のは、この欠点を解消するものであるが、円柱状
のラツク軸の周面に永久磁石層を設けただけのも
のをスライダとするため、強力な着磁が行えず、
充分な推力を発生させることが困難である。
(Problems to be solved by the invention) What is described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-open No. 55-44058 is as follows:
A slider constructed separately from the rack shaft is attached to the rack shaft, and since it is difficult to miniaturize the slider, there is a drawback that the rack and pinion steering mechanism cannot be used in common with a manual type steering mechanism. The slider described in the above-mentioned Japanese Utility Model Application Publication No. 57-69764 solves this drawback, but since the slider is simply a permanent magnet layer provided on the circumferential surface of a cylindrical rack shaft, it is not strong enough. It is not possible to perform proper magnetization.
It is difficult to generate sufficient thrust.

(問題点を解決するための手段) 本考案は、前記の問題点を解決するために、ラ
ツク軸の周面に円周方向の溝を設け、それにより
構成される突条部を着磁して突極の磁石とすると
共に、該突極に対応したコイルをラツク軸ハウジ
ング側に設けてリニアモータを構成する。
(Means for solving the problem) In order to solve the above problem, the present invention provides a circumferential groove on the circumferential surface of the rack shaft and magnetizes the protrusion formed by the groove. A linear motor is constructed by forming a salient pole magnet and providing a coil corresponding to the salient pole on the rack shaft housing side.

(作用) 操舵ハンドルの軸から検知した操舵トルクに応
じて制御される電流をコイルに流すと、それによ
り生じる磁界とラツク軸周面に形成された突極の
磁石との間に、吸引、反撥力が発生し、該力はラ
ツク軸に推力を与え、操舵力を補助する。ラツク
軸側の磁石は突極で構成されているため、強力に
着磁することができ、前記推力は充分なものが得
られる。
(Function) When a current controlled according to the steering torque detected from the shaft of the steering wheel is passed through the coil, attraction and repulsion occur between the resulting magnetic field and the salient pole magnet formed on the circumference of the rack shaft. A force is generated which provides thrust to the rack shaft and assists in steering effort. Since the magnet on the rack shaft side is composed of salient poles, it can be strongly magnetized and a sufficient thrust can be obtained.

(実施例) 第1図は本考案の実施例を示すものである。1
はステアリングシヤフトであつて、その上端部に
は図示しないステアリングハンドルが取付けられ
ている。ステアリングシヤフト1の下端には、ラ
ツクピニオン式ステアリング機構の入力軸である
ところのピニオン軸2が連結されている。ピニオ
ン軸2はピニオンハウジング4内においてラツク
軸3に設けたラツクと噛合うピニオンを備えてい
る。ラツク軸3は車体に固定されたラツク軸ハウ
ジング9内で軸方向にエンドブツシユ11等で摺
動できるよう支持されており、その両端部は周知
の操舵機構に連結されている。
(Example) FIG. 1 shows an example of the present invention. 1
is a steering shaft, and a steering handle (not shown) is attached to the upper end of the steering shaft. A pinion shaft 2, which is an input shaft of a rack and pinion type steering mechanism, is connected to the lower end of the steering shaft 1. The pinion shaft 2 is provided with a pinion that meshes with a rack provided on the rack shaft 3 within the pinion housing 4. The rack shaft 3 is supported so as to be slidable in the axial direction within a rack shaft housing 9 fixed to the vehicle body by end bushes 11, etc., and both ends thereof are connected to a well-known steering mechanism.

ラツク軸3の一部は、リニアパルスモータのス
ライダを構成する。すなわち、ラツク軸3の周面
に円周方向の溝12が一定ピツチで多数設けら
れ、それらの間に形成される突条13が着磁さ
れ、突極の永久磁石になつている。ラツク軸ハウ
ジング9の内面には複数のコイル10が固定配置
され、それらと、前記永久磁石とでリニアパルス
モータが構成される。
A part of the rack shaft 3 constitutes a slider of a linear pulse motor. That is, a large number of circumferential grooves 12 are provided at a constant pitch on the circumferential surface of the rack shaft 3, and the protrusions 13 formed between them are magnetized to form salient permanent magnets. A plurality of coils 10 are fixedly arranged on the inner surface of the rack shaft housing 9, and a linear pulse motor is constituted by these coils and the permanent magnet.

第2図は、前記リニアパルスモータの一態様を
示すものである。ラツク軸3に設けた突条13a
は1条毎に異極に着磁されて突極の永久磁石とな
り、それらとピツチを一致させたリング状の磁極
14aを励磁するコイル10aはラツク軸3の軸
線を軸として巻回されている。
FIG. 2 shows one embodiment of the linear pulse motor. Projection 13a provided on rack shaft 3
are magnetized with different polarities for each strip to become salient permanent magnets, and a coil 10a that excites a ring-shaped magnetic pole 14a whose pitch coincides with these is wound around the axis of the rack shaft 3. .

ピニオン軸2或はステアリングシヤフト1に設
けたトルクセンサ5が、操舵トルクを検出すると
その出力信号は増巾回路6で増巾され、車速セン
サ、操舵角センサ等からの信号と共に特性演算回
路7に入力される。特性演算回路7はそれらの入
力信号から必要な操舵補助力を演算し、モータ駆
動回路8に制御信号を与える。モータ駆動回路8
は前記制御信号に応じた電力をコイル10aに供
給し、磁極14aを所定の位相で励磁する。その
結果、ラツク軸3の突条13aはリニアパルスモ
ータのスライダとして動作し、ラツク軸3に推力
を与える。
When the torque sensor 5 installed on the pinion shaft 2 or the steering shaft 1 detects steering torque, its output signal is amplified by the amplification circuit 6 and sent to the characteristic calculation circuit 7 along with signals from the vehicle speed sensor, steering angle sensor, etc. is input. The characteristic calculation circuit 7 calculates the necessary steering assist force from these input signals and provides a control signal to the motor drive circuit 8. Motor drive circuit 8
supplies electric power to the coil 10a according to the control signal, and excites the magnetic pole 14a with a predetermined phase. As a result, the protrusion 13a of the rack shaft 3 operates as a slider of a linear pulse motor, giving thrust to the rack shaft 3.

第3図はリニアパルスモータとしての別の態様
を示すものである。この例ではコイル10bはラ
ツク軸3の軸線と直交する軸X及びYを軸として
巻回されており、必要に応じて磁極14bを設け
る。なお、コイル10bは放射状に4個配置した
が、その数は適宜増減できる。
FIG. 3 shows another embodiment of the linear pulse motor. In this example, the coil 10b is wound around axes X and Y that are perpendicular to the axis of the rack shaft 3, and is provided with magnetic poles 14b as required. Although four coils 10b are arranged radially, the number can be increased or decreased as appropriate.

第4図に示す例では、コイル10b自体は第3
図のものと同じであるが、ラツク軸3に設ける突
条13bがスパイラル状になつており、コイル1
0bの配置もそれに応じてスパイラル状になつて
いることで相違している。また、その着磁状態も
図示のように円周方向で極性が変化し、コイル1
0bの励磁位相でも円周方向で相違する。その結
果、この例ではスライダとしての突条13bは回
転力と推力の双方を発生するので、操舵補助力と
しては不用の回転力を逃すため、スライダ15を
ラツク軸3と別体とし、それを筒状に形成してラ
ツク軸3に回転のみ可能なように嵌装する。
In the example shown in FIG. 4, the coil 10b itself is
Although it is the same as the one in the figure, the protrusion 13b provided on the rack shaft 3 has a spiral shape, and the coil 1
The arrangement of 0b is also different in that it is spirally arranged accordingly. In addition, the polarity of the magnetized state changes in the circumferential direction as shown in the figure, and the coil 1
The excitation phase of 0b also differs in the circumferential direction. As a result, in this example, the protrusion 13b as a slider generates both rotational force and thrust, so in order to release the rotational force that is unnecessary as a steering assist force, the slider 15 is made separate from the rack shaft 3. It is formed into a cylindrical shape and fitted onto the rack shaft 3 so that it can only rotate.

なお、前記トルクセンサ5としては、油圧式の
パワーステアリング装置に用いられているトーシ
ヨンバーを用いることができ、そのねじれ角をポ
テンシヨンメータで検出するものが考えられる
が、他に抵抗線歪計、差動変圧器型変位計、磁気
変位計も利用できる。また、ピニオンとしてねじ
歯車、或は斜歯歯車を用いれば、ピニオン軸2に
操舵力に応じた推力が発生するので、それを圧電
素子等で検出してもよい。また、特性演算回路は
アナログ回路を用いる他、マイコンによるデイジ
タル回路を用いてもよい。
As the torque sensor 5, a torsion bar used in a hydraulic power steering device can be used, and the torsion angle of the torsion bar can be detected with a potentiometer. However, other methods include a resistance wire strain meter, Differential transformer type displacement gauges and magnetic displacement gauges can also be used. Furthermore, if a screw gear or a helical gear is used as the pinion, a thrust corresponding to the steering force will be generated on the pinion shaft 2, and this may be detected by a piezoelectric element or the like. In addition to using an analog circuit as the characteristic calculation circuit, a digital circuit using a microcomputer may be used.

(効果) 本考案は、以上のようにラツク軸の一部をリニ
アモータのスライダとして構成するので、別体の
スライダを結合するもののように大型にならな
い。またラツク軸に突条を設けてそれを磁化し、
永久磁石とするので、強力に着磁でき、充分な推
力を発生できるので充分な操舵補助力が得られ
る。
(Effects) As described above, in the present invention, a part of the rack shaft is configured as a slider of a linear motor, so that it does not become large unlike the case where separate sliders are connected. In addition, a protrusion is provided on the rack shaft to magnetize it,
Since it is a permanent magnet, it can be strongly magnetized and generate sufficient thrust, thereby providing sufficient steering assist force.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の実施例を示す正面図、第2図
はリニアモータ部の一例を示すものであつて、A
は正面図、Bは側面図を示す。第3図と第4図は
リニアモータ部の第2,第3の例を示すものであ
つて、それぞれ、Aは正面図、Bは側面図であ
る。 3……ラツク軸、5……トルクセンサ、9……
ラツク軸ハウジング、10……コイル、13……
突条。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of a linear motor section.
B shows a front view and B shows a side view. FIGS. 3 and 4 show second and third examples of the linear motor section, with A being a front view and B being a side view, respectively. 3...Rack shaft, 5...Torque sensor, 9...
Rack shaft housing, 10... Coil, 13...
Projection.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 操舵トルクを検出するトルクセンサの出力に応
じて制御されるリニアモータと、該リニアモータ
の発生する推力を受けるラツク軸を備えたラツク
ピニオン式の電動式パワーステアリング装置にお
いて、前記ラツク軸の周面に円周方向の突条を設
けると共に、それを永久磁石としてリニアモータ
のスライダとし、該スライダに作用するコイルを
ラツク軸ハウジング内に固設してなる電動式パワ
ーステアリング装置。
In a rack and pinion type electric power steering device that includes a linear motor that is controlled according to the output of a torque sensor that detects steering torque, and a rack shaft that receives thrust generated by the linear motor, the circumferential surface of the rack shaft An electric power steering device in which a protrusion in the circumferential direction is provided on the shaft, the protrusion is used as a permanent magnet as a slider of a linear motor, and a coil that acts on the slider is fixed in a rack shaft housing.
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JP2002079947A (en) * 2000-09-08 2002-03-19 Toyoda Mach Works Ltd Electric power steering system
JP2010035287A (en) * 2008-07-25 2010-02-12 Hitachi Ltd Cylindrical linear motor, and electromagnetic suspension and motor-driven power steering device using the same

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JPS6363260U (en) 1988-04-26

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