JPH0699819A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 初期操舵トルクを検出するための構成を簡略
化させるとともに、レイアウト上の制約を軽減させるこ
とが可能な電動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】 入力軸３の外周側に入力軸３の回転により回
転しながら直線移動するスライダ３３を設置し、スライ
ダ３３の直線移動を初期操舵トルク検出器５７のプラン
ジャ６１の直線移動として検出し、それによって、初期
操舵トルク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、各種車両に使用される
電動パワーステアリング装置に係り、特に、初期操舵ト
ルクを検出する検出部の構成を改良したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置は、
例えば、図６乃至図９に示すような構成になっている。
まず、ケーシング１０１があり、このケーシング１０１
内には、入力軸１０３が挿入されている。この入力軸１
０３には、図９に示すように、操舵ハンドル１０５が連
結されることになる。上記入力軸１０３にはトーション
バー１０７を介して出力軸１０９が連結されている。入
力軸１０３とトーションバー１０７、トーションバー１
０７と出力軸１０９は、それぞれピン１１１、１１３に
より連結されている。又、入力軸１０３と出力軸１０９
は、軸受部材１１５、１１７、１１９により軸支されて
いる。

【０００３】上記出力軸１０９にはピニオンギヤ１２１
が設けられていて。このピニオンギヤ１２１はラックシ
ャフト１２３に設けられたラックギヤ１２５に噛合して
いる。上記ラックギヤ１２５はプレッシャー機構１２７
によってピニオンギヤ１２１に押し付けられている。上
記プレッシャー機構１２７は、プレッシヤーパット１２
９、プレッシャースプリング１３１、アジャストキャッ
プ１３３とから構成されている。

【０００４】入力軸１０３には、図８に示すように、鍔
部１３５が形成されていて、この鍔部１３５には３個の
ギヤピン１３７が突設されている。これら各ギヤピン１
３７にはプラネットギヤ１３９がそれぞれ回転可能に取
付けられている。上記プラネットギヤ１３９はその内周
側に回転可能に配置されたサンギヤ１４１に噛合してい
るとともに、外周側に配置されたリングギヤ１４３に噛
合している。上記リングギヤ１４３には初期操舵トルク
検出器１４５が連結されている。すなわち、リングギヤ
１４３には、レバーピン１４７を介してプランジャ１４
９が連結されており、このプランジャ１４９はバルブケ
ース１５１内を図中左右方向に移動可能に収容されてい
る。そして、プランジャ１４９に接触して配置された直
動型ポテンショメータ１５３によって、リングギヤ１４
３の回転量ひいては初期操舵トルクを検出する。

【０００５】尚、出力軸１０９側にも図８に示すよう
に、鍔部１５５が形成されていて、この鍔部１５５には
３個のギヤピン１５７が突設されている。これらギヤピ
ン１５７にはプラネットギヤ１５９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１５９は前記
サンギヤ１４１に噛合しているとともに、外周側に配置
されたリングギヤ１６３にも噛合している。又、入力軸
１０３側の鍔部１３５には切欠部１６５が形成されてお
り、一方、出力軸１０９側の鍔部１５５には、突起部１
６７が突設されている。そして、上記切欠部１６５に突
起部１６７が隙間をもって係合するような位置関係で、
入力軸１０３と出力軸１０９とが連結される。つまり、
上記隙間の範囲内でトーションバー１０７の捩じれを許
容して、初期操舵トルクを検出するものである。

【０００７】上記構造において、操舵ハンドル１０５を
適宜の方向に若干量回転させると、入力軸１０３が円方
向に回転する。その際、出力軸１０９側はその回転を規
制するような負荷がかかった状態にあるので、突起部１
６７と切欠部１６５の隙間の範囲内でトーションバー１
０７がねじれることになり、結局その分入力軸１０３す
なわち、鍔部１３５におけるピン１３７の回転が許容さ
れる。この時リングギヤ１６３は、ケーシング１０１に
固定されているため、サンギヤ１４１はケーシング１０
１と同様停止状態となっている。それに対しもう一方の
プラネットギヤ１３９は、上記理由によりトーションバ
ー１０７がねじれた分の回転が許容されているために、
そのプラネットギヤ１３９の公転によってリングギヤ１
４３も回転し、この回転が初期操舵トルク検出器１４５
によって検出される。

【０００８】上記初期操舵トルク検出器１４５からの検
出信号は、図９に示すように、コントローラ１７１に入
力される。コントローラ１７１には別に車速センサ１７
３からの信号も入力され、コントローラ１７１はそれら
信号に基づいて、駆動モータ１７５に制御信号を出力す
る。それによって、駆動モータ１７５が駆動され、減速
機１７７を介してラックシャフト１２３を移動させる。
それによって、パワーアシスト力が発揮され、ラックシ
ャフト１２３の両端に連結されている車輪１７９を操舵
する。又、それは、ラックギヤ１２５、ピニオンギヤ１
２１、出力軸１０９、入力軸１０３を介して、操舵ハン
ドル１０５側にフィードバックされる。

【０００９】

【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、初期操舵トルク検出
器１４５による初期操舵トルクの検出は、リングギヤ１
４３の回転量を検出することにより行なう構成になって
おり、その際、リングギヤ１４３は回転運動であるのに
対して、これを検出する初期操舵トルク検出器１４５側
のプランジャ１４９は直線運動である。そのため、直線
運動の信号を回転角に換算するための変換回路が必要と
なり、構成が複雑化してしまうという問題があった。
又、それとは別の問題としてレイアウト上の問題があっ
た。すなわち、初期操舵トルク検出器１４５は、ケーシ
ング１０１の外側であって直交する方向に大きく突出す
るように配置されており、車両に組み込まれた場合に、
周囲の他の機器との干渉が懸念されレイアウト上の制約
を受けてしまうという問題があった。

【００１０】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、初期操舵トルクを検出
するための構成を簡略化させるとともに、レイアウト上
の制約を軽減させることが可能な電動パワーステアリン
グ装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべく
本願発明による電動パワーステアリング装置は、入力軸
の回転を介して初期操舵トルク検出器により初期操舵ト
ルクを検出し、それに基づいて駆動モータを制御してラ
ックシャフトを移動させることによりパワーアシスト力
を発揮させる電動パワーステアリング装置において、入
力軸の外周側に入力軸の回転により回転しながら直線移
動するスライダを設置し、このスライダの直線移動を初
期操舵トルク検出器のプランジャの直線移動として検出
し、それによって、初期操舵トルクを検出するようにし
たことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】すなわち、本発明の場合には、入力軸の回転に
より回転しながら直線移動するスライダを設置し、この
スライダの直線移動を初期操舵トルク検出器のプランジ
ャの直線移動として検出し、それに基づいて初期操舵ト
ルクを検出する。

【００１３】

【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。まず、ケーシング１があり、このケ
ーシング１内には入力軸３が挿入されている。この入力
軸３には図示しない操舵ハンドルが連結されている。上
記ケーシング１内には出力軸５が収容されていて、上記
入力軸３はトーションバー７を介してこの出力軸５に連
結されている。尚、入力軸３とトーションバー７との連
結、トーションバー７と出力軸５との連結は、それぞれ
ピン９、１１によって行なわれている。又、入力軸３及
び出力軸５は、軸受部材１３、１５、１７によって軸支
されている。

【００１４】上記出力軸５には、ピニオンギヤ１９が形
成されていて、このピニオンギヤ１９にはラックシャフ
ト２１に形成されたラックギヤ２３に噛合している。上
記ラックギヤ２３は、プレッシャー機構２５によってピ
ニオンギヤ１９に押し付けられている。このプレッシャ
ー機構２５は、プレッシャーパット２７と、プレッシャ
ースプリング２９と、アジャスターキャップ３１とから
構成されている。上記ラックシャフト２１は紙面に直交
する方向に延長されていて、その両端には図示しない連
結具を介して車輪がそれぞれ連結されている。又、ラッ
クシャフト２１は、図示しない駆動モータによって減速
機を介して移動せられる構成になっており、それによっ
て、パワーアシスト力が発揮されることになる。

【００１５】入力軸３の外周側にはスライダ３３が配置
されていて、このスライダ３３は、図２に示すように、
入力軸３に対して、略隙間のない状態のスプライン連結
構造３５を介して連結されている。すなわち、図２に示
すように、入力軸３の外周部には軸方向に延長された突
起３７が周方向に等間隔で突設されており、一方、スラ
イダ３３側には上記突起３７に略隙間なく嵌合する凹部
３９が形成されている。上記突起３７と凹部３９との嵌
合により略隙間のない状態のスプライン連結構造３５を
構成している。よって、入力軸３が何れかの方向に回転
すれば、スライダ３３も同方向に一体的に回転すること
になる。

【００１６】上記スプライン連結構造３５の軸方向両側
には、ブツシュ４１、４３が設置されている。上記ブツ
シュ４３と入力軸３の鍔部３ａとの間にはコイルスプリ
ング４５が装着されている。入力軸３と出力軸５との連
結は、周方向に所定の隙間を存したスプライン連結構造
４７によって連結されている。上記隙間の範囲内でトー
ションバー７の捩じれを許容することになる。又、スラ
イダ３３と出力軸５との連結はヘリカルスプライン連結
構造４９によって行なわれている。すなわち、スライダ
３３は出力軸５に対して回転しながら図中左右方向に直
線移動することができるものである。

【００１７】スライダ３３の外周側には環状溝５１が形
成されていて、この環状溝５１には、滑車用ベアリング
５３を備えたピン５５が嵌合している。上記ピン５５は
初期操舵トルク検出器５７の一部をなすものである。す
なわち、ケース５９内にはプランジャ６１が移動可能に
収容されており、上記ピン５５はこのプランジャ６１に
連結されている。プランジャ６１はポテンショメータ６
３に接触するようになっていて、このポテンショメータ
６３によって、プランジャ６１及びスライダ３３の移動
量、ひいては初期操舵トルクを検出するものである。
尚、図中符号６５はコイルスプリングである。

【００１８】以上の構成を基にその作用を説明する。ま
ず、操舵ハンドルを何れかの方向に回転操作すると、そ
れに伴って、入力軸３が同方向に回転する。その際、出
力軸５側はその回転を規制された状態にあるので、トー
ションバー７が捩じれることになる。又、上記入力軸３
の回転により、スライダー３３も同方向に回転すると、
前記トーションバー７がねじれた分だけヘリカルスプラ
イン連結構造４９に沿って、軸方向に直線移動する。こ
のスライダ３３の直線移動に伴って、ピン５５も同方向
に移動し、それによって、初期操舵トルク検出器５７の
プランジャ６１も同方向に直線移動する。これをポテン
ショメータ６３が検知して、初期操舵トルクを検出する
ことになる。

【００１９】上記検出信号は図示しないコントローラに
入力される。コントローラには別に車速センサ（図示せ
ず）からの信号も入力され、コントローラはそれら信号
に基づいて、駆動モータに制御信号を出力する。それに
よって、駆動モータが駆動され、減速機を介してラック
シャフト２１を移動させる。それによって、パワーアシ
スト力が発揮され、ラックシャフト２１の両端に連結さ
れている車輪を操舵する。又、それは、ラックギヤ２
３、ピニオンギヤ１９、出力軸５、入力軸３を介して、
操舵ハンドル側にフィードバックされる。

【００２０】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、従来のように、直線運動と回
転運動との間で変換するための複雑な変換回路を要する
ことはなく、初期操舵トルク検出器５７の構成が簡略化
されることになる。これは、入力軸３の回転によりスラ
イダ３３を直線運動させ、この直線運動をそのままプラ
ンジャ６１の直線運動として検出するように構成したか
らである。又、例えば、車両に組み込んだ場合の周辺の
他の機器との干渉の点でも大幅に改善され、レイアウト
上の自由度が拡大されたものである。これは、初期操舵
トルク検出器５７の軸方向とケーシング１の軸方向とが
平行になったからであり、従来のように、初期操舵トル
ク検出器５７がケーシング１の軸方向に直交する方向に
大きく突出していないからである。これも、結局、入力
軸３の回転によりスライダ３３を直線運動させ、この直
線運動をそのままプランジャ６１の直線運動として検出
するように構成したことにより可能になったものであ
る。

【００２１】次に、図５を参照して第２実施例を説明す
る。この場合には、ピン５５をスライダ３３の移動方向
と平行に配置するとともに、その延長線上に初期操舵ト
ルク検出器５７を配置したものである。よって、前記第
１実施例の場合と同様の作用・効果を奏することができ
る。又、第１実施例の場合よりも、初期操舵トルク検出
器５７の突出がさらに少なくなったので、レイアウト上
の自由度がさらに向上したものである。また、部品点数
も第１実施例よりも少なくなっている。

【００２２】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、初期操舵トルク検出器５７の配置
としては、図示したもの以外にも種々考えられ、それは
適宜決定すればよい。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による電動パ
ワーステアリング装置によると、入力軸の回転により回
転しながら直線移動するスライダを設置し、このスライ
ダの直線移動を初期操舵トルク検出器のプランジャの直
線移動として検出し、それに基づいて初期操舵トルクを
検出するようにしているので、従来のように、回転運動
と直線運動との変換のために複雑な変換回路を要するよ
うなことはなく、初期操舵トルク検出器の構成を簡略化
することができる。又、上記構成としたことにより、初
期操舵トルク検出器が大きく突出配置されるようなこと
もなくなり、車両に組み込んだ場合のレイアウト上の自
由度を拡大することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図で電動パワーステ
アリング装置の断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す図で電動パワーステ
アリング装置のスプライン連結構造を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例を示す図で電動パワーステ
アリング装置におけるスライダ部分の作用を示す図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示す図で電動パワーステ
アリング装置におけるスライダ部分の作用を示す図であ
る。

【図５】本発明の第２実施例を示す図で電動パワーステ
アリング装置の断面図である。

【図６】従来例を示す図で電動パワーステアリング装置
の断面図である。

【図７】従来例を示す図で電動パワーステアリング装置
における初期操舵トルク検出器の一部の構成を示す断面
図である。

【図８】従来例を示す図で電動パワーステアリング装置
における初期操舵トルク検出器の一部の構成を示す斜視
図である。

【図９】従来例を示す図で電動パワーステアリング装置
の全体構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ３ 入力軸 ５ 出力軸 ７ トーションバー ３３ スライダー ５７ 初期操舵トルク検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸の回転を介して初期操舵トルク検
   出器により初期操舵トルクを検出し、それに基づいて駆
   動モータを制御してラックシャフトを移動させることに
   よりパワーアシスト力を発揮させる電動パワーステアリ
   ング装置において、入力軸の外周側に入力軸の回転によ
   り回転しながら直線移動するスライダを設置し、このス
   ライダの直線移動を初期操舵トルク検出器のプランジャ
   の直線移動として検出し、それによって、初期操舵トル
   クを検出するようにしたことを特徴とする電動パワース
   テアリング装置。