JPH0899646A - 電動式パワーステアリング装置のトルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ステアリングホイールの操舵による入力軸の
回転角と、電動機の動作による出力軸の回転角との相対
的舵角を電気的に検出するトルク検出装置を提供するこ
と。 【構成】 入力軸10にスリーブ24が相対的に回転自在で
かつ軸方向へ移動自在に嵌装され、スリーブ24の上部に
軸方向に対して傾斜した傾斜溝が直径方向に位置して形
成されるとともに、ドリブンギヤ20の下部に軸方向と平
行な軸方向溝26が形成され、スリーブ24の中央部外周に
ラック27が形成され、入力軸10に入力ピンが突設される
とともに出力軸11に出力ピン29が突設され、入力ピンお
よび出力ピン29はそれぞれ傾斜溝および軸方向溝26に係
合され、しかもステアリングギヤボックス６に設けられ
た回転型ポテンシオメータの回転軸31にピニオン32が嵌
着され、ピニオン32はスリーブ24のラック27に噛合して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステアリングホイール
に連結された入力軸と、電動機の回転軸および車輪のタ
イロッドに連結された出力軸とが、同一線上に配置され
るとともに、トーションバーを介して相対的に捩り可能
に連結された電動式パワーステアリング装置において、
ステアリングホイールの操舵による入力軸のトルクを電
気的に検出するトルク検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】電動式パワーステアリング装置において
は、ステアリングホイールの操舵トルクを電気的に検出
し、この検出信号によって電動機を適正に回転させて車
輪を操舵するために、特開昭６０−２４９０２７号公報
に示すように、ステアリングホイールに操舵トルクが生
じた場合に、一直線に配置された入力軸と出力軸とに軸
方向へ移動自在に嵌装されたスリーブの軸方向位置を、
その外周に配設された差動トランス型センサでもって検
出するようになっていた。

【０００３】

【解決しようとする課題】前記公開公報に記載された差
動トランス型センサは、無接点で高精度であり、かつ信
頼性が高いものの、温度補償コイル等を必要として高価
となり、しかも差動トランス型センサの設置に細心の注
意が必要となって生産性が低かった。

【０００４】

【課題を解決するための手段および作用効果】本発明
は、このような難点を克服した電動式パワーステアリン
グ装置のトルク検出装置の改良に係り、ステアリングホ
イールに連結された入力軸と、電動機の回転軸および車
輪のタイロッドに連結された出力軸とが、同一線上に配
置されるとともに、トーションバーを介して相対的に捩
り可能に連結された電動式パワーステアリング装置にお
いて、前記入力軸と出力軸とに相対的に回転自在にかつ
軸方向に移動自在にスリーブが嵌装され、該スリーブの
一方に軸方向と平行な母線に対して傾斜した傾斜溝が形
成されるとともに、該スリーブの他方に軸方向に指向し
た軸方向溝が形成され、前記入力軸と一体の入力ピンが
前記傾斜溝および軸方向溝のいずれか一方に係合される
とともに、前記出力軸と一体の出力ピンが前記傾斜溝お
よび軸方向の他方に係合され、前記スリーブの外周に形
成されたラックに、ポテンシオメータの回転軸と一体の
ピニオンが噛合されたことを特徴とするものである。

【０００５】本発明は、前記したように構成されている
ので、前記ステアリングホイールを操舵すると、前記出
力軸に対し前記トーションバーの捩り反力に打勝って前
記入力軸が回転し、該入力軸と出力軸との相対的の回転
差により、前記スリーブが軸方向に移動し、該スリーブ
の軸方向移動でもって、該スリーブの外周のラックに噛
合するピニオンが回転し、該ピニオンの回転によって回
転型ポテンシオメータの回転軸が回転し、この回転角に
対応した回転型ポテンシオメータの検出信号によって前
記ステアリングホイールの操舵トルクが検出される。そ
してこの検出信号に基いて前記電動機を回転させ、その
操舵トルクが０になって前記回転型ポテンシオメータの
出力信号が０になった状態で、前記電動機を停止させる
ことにより、ステアリングホイールの操舵角に対応した
舵角に前記車輪を操舵することができる。

【０００６】このように本発明においては、前記ステア
リングホイールの操舵トルクを回転型ポテンシオメータ
の回転でもって検出できるため、電気制御回路を簡略化
することができるとともに、高い設置精度を必要とせず
に容易に安価なポテンシオメータを設置でき、生産性を
増大させることができるとともに、大巾にコストダウン
を図ることができ、かつ構造を単純化して耐久性を向上
させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、図面に図示された本発明の一実施例に
ついて説明する。

【０００８】図１に図示された乗用車１の車体前部に配
設された電動式パワーステアリング装置２では、ステア
リングホイール３と一体のステアリングコラムシャフト
４が等速ジョイント５を介してステアリングギヤボック
ス６内の入力軸10（図２に図示されている）に連結さ
れ、ステアリングギヤボックス６と一体で車巾方向に指
向したギヤハウジング７内のラック16はタイロッド８を
介してフロントホイール９に連結されており、ステアリ
ングホイール３の操作で、入力軸10が左右に回転される
と、ギヤハウジング７内のラック16が左右に移動してフ
ロントホイール９が左右に旋回されるようになってい
る。

【０００９】またステアリングギヤボックス６内では、
入力軸10が軸受12を介して回転自在に枢支されるととも
に、該入力軸10と同一軸線上に位置し２個の軸受13を介
して出力軸11が回転自在に枢支され、該入力軸10および
出力軸11はトーションバー14を介して相対的に捩り可能
に連結されている。

【００１０】さらに出力軸11にはピニオン15が形成さ
れ、ギヤハウジング７内で左右に移動自在に遊嵌された
ラック16がピニオン15と噛合されており、出力軸11がい
ずれかの方向に回転すると、ラック16は左右に移動しう
るようになっている。

【００１１】さらにまた出力軸11の上部にウォームホイ
ール17が一体に嵌着され、出力軸11に対して直角方向に
指向してウォームホイール17と噛合うウォーム18が軸受
19を介してステアリングギヤボックス６に回転自在に枢
支され、該ウォーム18の一端にドリブンギヤ20が嵌着さ
れ、該ドリブンギヤ20に噛合うドライブギヤ21はクラッ
チ内蔵の電動機22の回転軸23に嵌着されており、クラッ
チが接続状態に設定されて、電動機22が回転すると、出
力軸11は減速されて回転駆動されるようになっている。

【００１２】またステアリングギヤボックス６内におい
て、入力軸10にスリーブ24が相対的に回転自在でかつ軸
方向へ移動自在に嵌装され、スリーブ24の上部に軸方向
と平行な母線に対して傾斜した傾斜溝25が直径方向に位
置して２条形成されるとともに、ドリブンギヤ20の下部
に軸方向と平行な軸方向溝26が同様に２条形成され、ス
リーブ24の中央部外周にラック27が形成され、前記入力
軸10に入力ピン28が突設されるとともに前記出力軸11に
出力ピン29が突設され、該入力ピン28および出力ピン29
はそれぞれ前記傾斜溝25および軸方向溝26に係合されて
おり、入力軸10と出力軸11とに相対的な回転差が生ずる
と、スリーブ24は昇降されるようになっている。

【００１３】さらにステアリングギヤボックス６に設け
られた回転型ポテンシオメータ30の回転軸31にピニオン
32が嵌着され、該ピニオン32はスリーブ24のラック27に
噛合しており、スリーブ24が昇降すると、ピニオン32お
よび回転軸31が回転してラック27の昇降量、ひいてはス
テアリングホイール３の操舵によりトーションバー14に
働く操舵トルクに対応した入力軸10と出力軸11の相対的
回転角度差が検出されるようになっている。

【００１４】さらにまた回転型ポテンシオメータ30の検
出信号は図示されない制御装置に送信され、回転軸31の
回転角度が大きい程、すなわちステアリングホイール３
の操舵によりトーションバー14に働く操舵トルクに対応
した入力軸10と出力軸11との相対的回転角度が大きい
程、該制御装置により電動機22に大電流が供給され、大
きな駆動トルクが出力軸11に伝達されるようになってい
る。

【００１５】図示の実施例は前記したように構成されて
いるので、ドライバーがステアリングホイール３を左右
いずれかの方向へ操舵すると、入力軸10は静止している
出力軸11に対し、トーションバー14の捩れ反力に打勝っ
て回転し、この入力軸10と出力軸11との相対的回転角度
に対応した高さだけスリーブ24が昇降し、このスリーブ
24の昇降量に対応して回転型ポテンシオメータ30の回転
軸31が回転し、入力軸10と出力軸11の相対的回転角度、
ひいてはステアリングホイール３の操舵によりステアリ
ングコラムシャフト４に働く操舵トルクが検出される。

【００１６】そして電動機22に操舵トルクに対応した電
流が流れて、回転軸23が回転し、この回転力がドライブ
ギヤ21，ドリブンギヤ20，ウォーム18およびウォームホ
イール17を介して出力軸11に伝達され、出力軸11は入力
軸10と同じ方向に回転駆動され、操舵トルクが減少し、
これが０となった時に電動機22は停止し、出力軸11は入
力軸10と同じ角度だけ回転し、フロントホイール９はス
テアリングホイール３の操舵量に対応して旋回する。

【００１７】このように図示の実施例では、操舵トル
ク、すなわち入力軸10と出力軸11の相対的回転角度を回
転型ポテンシオメータ30でもって電気的に検出し、電動
機22の動力でもって、出力軸11を回転させることができ
るので、フロントホイール９の操舵を楽に行うことがで
きる。

【００１８】また操作トルクを安価な回転型ポテンシオ
メータ30で検出できるので、電動式パワーステアリング
装置２全体のコストダウンを図ることができる。

【００１９】さらにピニオン32およびラック27を介して
スリーブ24の上下位置を回転型ポテンシオメータ30でも
って検出しているため、ラック27，ピニオン32および回
転型ポテンシオメータ30の組付にそれ程高い精度が要求
されず、電動式パワーステアリング装置２の組立作業を
短時間内に能率良く遂行することができる。

【００２０】さらにまた電動式パワーステアリング装置
２は、構造が単純で簡単であるので、故障を起しにくく
信頼性が高く、耐久性に富んでいる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
トルク検出装置を備えた乗用車の概略斜視図である。

【図２】本発明のトルク検出装置の一実施例を図示した
縦断側面図である。

【図３】図２のIII −III 線に沿って截断した縦断面図
である。

【図４】図２のIV−IV線に沿って截断した縦断面図であ
る。

【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿って截断した横断平面図で
ある。

【図６】前記実施例のスリーブの正面図である。

【図７】図６の縦断正面図である。

【図８】図６の縦断側面図である。

【符号の説明】

１…乗用車、２…電度式パワーステアリング装置、３…
ステアリングホイール、４…ステアリングコラムシャフ
ト、５…等速ジョイント、６…ステアリングギヤボック
ス、７…ギヤハウジング、８…タイロッド、９…フロン
トホイール、10…入力軸、11…出力軸、12，13…軸受、
14…トーションバー、15…ピニオン、16…ラック、17…
ウォームホイール、18…ウォーム、19…軸受、20…ドリ
ブンギヤ、21…ドライブギヤ、22…電動機、23…回転
軸、24…スリーブ、25…傾斜溝、26…軸方向溝、27…ラ
ック、28…入力ピン、29…出力ピン、30…回転型ポテン
シオメータ、31…回転軸、32…ピニオン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに連結された入力
   軸と、電動機の回転軸および車輪のタイロッドに連結さ
   れた出力軸とが、同一線上に配置されるとともに、トー
   ションバーを介して相対的に捩り可能に連結された電動
   式パワーステアリング装置において、 前記入力軸と出力軸とに相対的に回転自在にかつ軸方向
   に移動自在にスリーブが嵌装され、 該スリーブの一方に軸方向と平行な母線に対して傾斜し
   た傾斜溝が形成されるとともに、該スリーブの他方に軸
   方向に指向した軸方向溝が形成され、 前記入力軸と一体の入力ピンが前記傾斜溝および軸方向
   溝のいずれか一方に係合されるとともに、前記出力軸と
   一体の出力ピンが前記傾斜溝および軸方向の他方に係合
   され、 前記スリーブの外周に形成されたラックに、回転型ポテ
   ンシオメータの回転軸と一体のピニオンが噛合されたこ
   とを特徴とする電動式パワーステアリング装置のトルク
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記入力ピンが前記傾斜溝に嵌合される
   とともに前記出力ピンか前記軸方向溝に嵌合されたこと
   を特徴とする前記請求項１記載の電動式パワーステアリ
   ング装置のトルク検出装置。