JPH09224361A - Power steering device - Google Patents
Power steering deviceInfo
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- JPH09224361A JPH09224361A JP2946896A JP2946896A JPH09224361A JP H09224361 A JPH09224361 A JP H09224361A JP 2946896 A JP2946896 A JP 2946896A JP 2946896 A JP2946896 A JP 2946896A JP H09224361 A JPH09224361 A JP H09224361A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はモータによって操舵
入力軸からの入力トルクに基づいたパワーアシストを行
って(補助駆動力を発生して)所定の出力トルクを操舵
出力軸へ出力する動力舵取装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power steering system in which a motor performs power assist based on an input torque from a steering input shaft (generates an auxiliary driving force) and outputs a predetermined output torque to a steering output shaft. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】モータを用いた電気式の動力舵取装置で
は、モータが発生する出力を制御するために、電源周波
数や電源電圧を変化させる手段が用いられているが、複
雑な構成の電子回路等が不可欠でコスト高であった。そ
こで、このような欠点を解消することができる所謂アク
チャルエアギャップ型の電動機が提案されている(一例
として、特開昭53−47908号公報)。2. Description of the Related Art In an electric power steering apparatus using a motor, a means for changing a power supply frequency and a power supply voltage is used to control an output generated by the motor. Circuits are indispensable and costly. Therefore, a so-called actual air gap type electric motor capable of solving such a defect has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-47908).
【0003】この電動機では、交流電流が通電される巻
線を有する第1及び第2の固定子を備えると共に、これ
らの第1及び第2の固定子の間に回転子が配置されてお
り、さらに、第1及び第2の固定子の対向位置を手動調
整によって相対的に変更可能な構成となっている。この
電動機によれば、手動により第1及び第2の固定子の対
向位置を変更することで、第1の固定子と回転子による
発生トルクと第2の固定子と回転子による発生トルクの
位相が変化し(位相可変式)、これにより回転子(回転
軸)の出力トルクを調整して任意の出力を得ることがで
きる。したがって、トルク制御のための複雑な構成の電
子回路等が不要であり、簡単な構造で低コストになる。[0003] In this electric motor, there are provided first and second stators having windings through which an alternating current flows, and a rotor is arranged between the first and second stators. Further, the opposed positions of the first and second stators can be relatively changed by manual adjustment. According to this motor, the phase of the torque generated by the first stator and the rotor and the phase of the torque generated by the second stator and the rotor are changed by manually changing the facing positions of the first and second stators. Is changed (variable phase type), whereby the output torque of the rotor (rotating shaft) can be adjusted to obtain an arbitrary output. Therefore, an electronic circuit or the like having a complicated configuration for torque control is not required, and the cost is reduced with a simple structure.
【0004】ところで、車両の動力舵取装置(パワース
テアリング)においては、車速や操舵角等の車両走行状
態に応じてパワーアシスト力を変化させることが望まし
い。この点、前記公報に示された電動機は第1または第
2の固定子を手動により移動させて回転子(回転軸)の
出力トルクを調整する構成であるため、この電動機をそ
のまま用いた電気式の動力舵取装置では、パワーアシス
ト力を操舵入力軸からの入力トルクあるいは車速や操舵
角等に応じて変更することができない、すなわち車両走
行状態に応じたパワーアシストを行って所定の出力トル
クを操舵出力軸へ出力することができない欠点があっ
た。By the way, in a power steering apparatus (power steering) for a vehicle, it is desirable to change the power assist force according to the vehicle running state such as vehicle speed and steering angle. In this respect, the electric motor disclosed in the above publication has a structure in which the output torque of the rotor (rotating shaft) is adjusted by manually moving the first or second stator, and therefore, the electric motor using this electric motor as it is. In the power steering apparatus, the power assist force cannot be changed according to the input torque from the steering input shaft, the vehicle speed, the steering angle, etc., that is, the power assist according to the vehicle running state is performed to obtain a predetermined output torque. There was a drawback that it could not output to the steering output shaft.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、車両走行状態に応じた所定の出力トルクを操舵出
力軸へ出力して最適なパワーアシストを行うことができ
る動力舵取装置を得ることが目的である。SUMMARY OF THE INVENTION In consideration of the above facts, the present invention provides a power steering apparatus capable of outputting a predetermined output torque corresponding to a running state of a vehicle to a steering output shaft to perform optimum power assist. The purpose is to obtain.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の動
力舵取装置は、電機子と前記電機子の両側に対向して設
けられた第1及び第2の磁極子とから成るモータによっ
て、ステアリングホイールに連結される操舵入力軸から
の入力トルクに基づいたパワーアシストを行って所定の
出力トルクを、転舵輪を転舵するための操舵出力軸へ出
力する動力舵取装置において、前記操舵入力軸の左右の
回転方向に応じて前記モータの給電ブラシへの通電方向
を切り換える通電切換機構と、車両の走行状態に応じて
前記給電ブラシの前記電機子に対する接触状態を変更
し、前記モータのパワーアシスト力を制御する出力トル
ク制御手段と、を備えたことを特徴としている。A power steering apparatus according to a first aspect of the present invention is a motor comprising an armature and first and second magnetic pole pieces provided on opposite sides of the armature. In the power steering apparatus, which performs power assist based on an input torque from a steering input shaft connected to a steering wheel and outputs a predetermined output torque to a steering output shaft for steering a steered wheel, An energization switching mechanism that switches the energization direction of the motor to the power supply brush according to the left-right rotation direction of the input shaft, and the contact state of the power supply brush with the armature according to the running state of the vehicle, and the motor And output torque control means for controlling the power assist force.
【0007】請求項1記載の動力舵取装置では、モータ
にはステアリングホイールが取り付けられる操舵入力軸
が連結されると共に、転舵輪に連結された操舵出力軸が
連結されている。操舵入力軸が操舵されると、通電切換
機構が作動してモータへ通電され、モータが駆動され
る。これにより、操舵出力軸へモータの駆動力が作用
し、補助駆動力として操舵出力軸(転舵輪)へ付与され
る。したがって、操舵入力軸(ステアリングホイール)
の操舵力が軽減される。また、操舵入力軸が左右で切り
換えられた場合には、通電切換機構によってモータへの
通電方向が切り換えられ、操舵出力軸の回転方向が切り
換えられて、操舵入力軸の操舵方向に対応できる。In the power steering apparatus according to the first aspect, the motor is connected to a steering input shaft to which a steering wheel is attached and a steering output shaft connected to steered wheels. When the steering input shaft is steered, the energization switching mechanism operates to energize the motor and drive the motor. As a result, the driving force of the motor acts on the steering output shaft, and is applied to the steering output shaft (steered wheels) as an auxiliary driving force. Therefore, the steering input shaft (steering wheel)
Steering force is reduced. Further, when the steering input shaft is switched between left and right, the direction of energization to the motor is switched by the conduction switching mechanism, and the rotation direction of the steering output shaft is switched, so that it is possible to respond to the steering direction of the steering input shaft.
【0008】さらにここで、この動力舵取装置では、車
両の走行状態に応じて出力トルク制御手段が作動し、モ
ータの給電ブラシの電機子に対する接触状態が変更され
る。これにより、電機子への通電状態すなわち電機子コ
イルの実質的な有効長さが変更され、モータの駆動力が
増減する。すなわち、給電ブラシの電機子に対する接触
状態が車両の走行状態に応じて変更されることにより、
操舵出力軸へ出力されるパワーアシスト力(モータの駆
動力)が、車両の走行状態に対応して増減することにな
り、従来の油圧式の動力舵取装置と同様に、車両の走行
状態に基づいたパワーアシストを行って所定の出力トル
クを操舵出力軸へ出力することができる。さらに、動力
舵取装置では、従来の如きトルクセンサやモータコント
ローラ等を必要としない簡単な構造であり、大幅にコス
トの低減や小型軽量化を図ることができる。Further, in this power steering apparatus, the output torque control means operates in accordance with the running state of the vehicle to change the contact state of the motor power supply brush with the armature. As a result, the energized state of the armature, that is, the effective effective length of the armature coil is changed, and the driving force of the motor is increased or decreased. That is, by changing the contact state of the power feeding brush with the armature according to the running state of the vehicle,
The power assist force (motor driving force) output to the steering output shaft will increase or decrease in accordance with the running state of the vehicle, and as with the conventional hydraulic power steering device, Based on the power assist, a predetermined output torque can be output to the steering output shaft. Furthermore, the power steering apparatus has a simple structure that does not require a torque sensor, a motor controller, or the like as in the related art, and can significantly reduce the cost and reduce the size and weight.
【0009】このように、請求項1記載の動力舵取装置
では、車両走行状態に応じて出力トルク制御手段が作動
して、給電ブラシの電機子に対する接触状態が変更され
ることにより、車両走行状態に応じたモータの駆動制御
を行っており、操舵力の補助を良好に行うことができ
る。さらに、構造が簡単であり、大幅にコストの低減や
小型軽量化を図ることができる。As described above, in the power steering apparatus according to the first aspect of the present invention, the output torque control means operates in accordance with the traveling state of the vehicle to change the contact state of the power supply brush with the armature, whereby the vehicle travels. The drive control of the motor according to the state is performed, and the steering force can be favorably assisted. Further, the structure is simple, and the cost and the size and weight can be significantly reduced.
【0010】請求項2に係る発明の動力舵取装置は、請
求項1記載の動力舵取装置において、前記操舵入力軸か
らの入力トルクの大きさに応じて前記第1の磁極子と第
2の磁極子との対向位置を軸線周りに相対的に変更し、
前記モータのパワーアシスト力を制御する磁極制御手段
を備えたことを特徴としている。A power steering apparatus according to a second aspect of the present invention is the power steering apparatus according to the first aspect, wherein the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece are provided in accordance with the magnitude of the input torque from the steering input shaft. The relative position of the magnetic pole of the is relatively changed around the axis,
It is characterized by comprising magnetic pole control means for controlling the power assisting force of the motor.
【0011】請求項2記載の動力舵取装置では、操舵入
力軸が操舵されると、この操舵入力軸からの入力トルク
に応じて磁極制御手段が作動し、第1の磁極子と第2の
磁極子との対向位置が軸線周りに相対的に変更される。
この場合、磁極制御手段の作動は、操舵入力軸からの入
力トルクの大きさに対応しており、第1の磁極子と第2
の磁極子との対向位置は入力トルクの大きさに対応して
変更される。したがって、入力トルクに応じてモータ
(第1及び第2の磁極子と電機子)の磁束密度(磁界の
強さ)が変化する。このため、操舵出力軸へ出力される
パワーアシスト力(モータの駆動力)は、操舵入力軸か
らの入力トルクの大きさに比例して増減することにな
り、従来の油圧式のパワーアシスト装置と同様に、操舵
入力軸からの入力トルクに基づいたパワーアシストを行
って所定の出力トルクを操舵出力軸へ出力することがで
きる。In the power steering apparatus according to the second aspect, when the steering input shaft is steered, the magnetic pole control means operates according to the input torque from the steering input shaft, and the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece. The position facing the pole piece is relatively changed around the axis.
In this case, the operation of the magnetic pole control means corresponds to the magnitude of the input torque from the steering input shaft, and the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece are operated.
The position of the magnetic pole piece facing the magnetic pole piece is changed according to the magnitude of the input torque. Therefore, the magnetic flux density (magnetic field strength) of the motor (first and second magnetic pole pieces and armature) changes according to the input torque. For this reason, the power assist force (motor driving force) output to the steering output shaft increases or decreases in proportion to the magnitude of the input torque from the steering input shaft. Similarly, power assist based on the input torque from the steering input shaft can be performed to output a predetermined output torque to the steering output shaft.
【0012】請求項3に係る発明の動力舵取装置は、請
求項2記載の動力舵取装置において、前記磁極制御手段
は、前記第1及び第2の磁極子の何れかと前記操舵入力
軸とを連結し前記操舵入力軸の左右の回転に起因する揺
動を伝達して前記第1及び第2の磁極子の何れかを軸線
周りに移動させる連結部材を備え、前記通電切換機構
は、前記モータに一体に設けられると共に前記連結部材
に連結され連結部材によって作動されることを特徴とし
ている。A power steering apparatus according to a third aspect of the present invention is the power steering apparatus according to the second aspect, wherein the magnetic pole control means includes one of the first and second magnetic pole pieces and the steering input shaft. And a connecting member for transmitting the swing caused by the left and right rotations of the steering input shaft to move one of the first and second magnetic pole pieces around the axis, and the energization switching mechanism includes: It is characterized in that it is provided integrally with the motor, is connected to the connecting member, and is operated by the connecting member.
【0013】請求項3記載の動力舵取装置では、操舵入
力軸の左右の回転に起因する揺動が連結部材を介して伝
達されて、第1及び第2の磁極子の何れかが軸線周りに
移動される。さらに、モータに一体に設けられた通電切
換機構は、連結部材によって作動される。すなわち、第
1及び第2の磁極子の対向位置変更及び通電切換機構の
作動は、連結部材によって行なわれる。したがって、装
置の構造を簡素化することができる。In the power steering apparatus according to the third aspect of the invention, the swing caused by the left and right rotations of the steering input shaft is transmitted through the connecting member so that one of the first and second magnetic pole pieces rotates about the axis. Be moved to. Further, the energization switching mechanism provided integrally with the motor is operated by the connecting member. That is, the opposing positions of the first and second magnetic pole pieces are changed and the energization switching mechanism is operated by the connecting member. Therefore, the structure of the device can be simplified.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1乃至図3には本発明の実施の
形態に係る動力舵取装置10の全体構成が概略的に断面
図にて示されている。1 to 3 schematically show a power steering apparatus 10 according to an embodiment of the present invention in a schematic sectional view.
【0015】この動力舵取装置10は、例えば、車両の
電動パワーステアリング装置として用いられており、入
力軸(操舵軸)12を備えている。入力軸12は、操舵
出力軸としての転舵棒24に略直交する向きに配置され
軸受192によってハウジング194に支持されてお
り、図示しないステアリングホイールが取り付けられて
いる。入力軸12を支持する軸受192は自動調心形と
されており、入力軸12はこの軸受192を支点として
僅かに揺動可能である。入力軸12にはピニオン196
が設けられており、操舵出力軸としての転舵棒24のラ
ックギヤ198に噛み合っている。また、入力軸12の
先端部には、これに対応して左右に移動可能な保持筒2
00が設けられており、さらにこの保持筒200には、
連結部材としてのレバー202の一端が連結されてい
る。このため、入力軸12が軸受192を支点として僅
かに揺動した場合には、レバー202が長手方向に沿っ
て移動される構成である。The power steering apparatus 10 is used, for example, as an electric power steering apparatus for a vehicle and has an input shaft (steering shaft) 12. The input shaft 12 is arranged in a direction substantially orthogonal to the steered rod 24 as a steering output shaft, supported by a housing 194 by a bearing 192, and a steering wheel (not shown) is attached. The bearing 192 that supports the input shaft 12 is of a self-centering type, and the input shaft 12 can slightly swing about the bearing 192 as a fulcrum. The input shaft 12 has a pinion 196
Is provided and meshes with the rack gear 198 of the steered rod 24 serving as a steering output shaft. In addition, at the tip of the input shaft 12, a holding cylinder 2 that can move to the left and right corresponding to this is provided.
00 is provided, and the holding cylinder 200 further includes
One end of the lever 202 as a connecting member is connected. Therefore, when the input shaft 12 slightly swings around the bearing 192, the lever 202 is moved in the longitudinal direction.
【0016】さらに、動力舵取装置10は、モータ部3
4を備えている。モータ部34は所謂プリントモータと
されており、電機子36とこの電機子36の両側に対向
して設けられた第1の磁極子38及び第2の磁極子40
とから構成されている。電機子36の中心にはモータ回
転軸42が固着されており、このモータ回転軸42がハ
ウジング16に回転自在に支持されている。電機子36
のモータ回転軸42にはギヤ204が設けられており、
さらに、減速ギヤ206及びピニオン208を介して転
舵棒24のラックギヤ210に連結されている。Further, the power steering apparatus 10 includes a motor unit 3
4 is provided. The motor unit 34 is a so-called print motor, and includes an armature 36, and a first magnetic pole piece 38 and a second magnetic pole piece 40 that are provided on opposite sides of the armature 36.
It is composed of A motor rotation shaft 42 is fixed to the center of the armature 36, and the motor rotation shaft 42 is rotatably supported by the housing 16. Armature 36
The motor rotating shaft 42 is provided with a gear 204,
Further, it is connected to a rack gear 210 of the steered rod 24 via a reduction gear 206 and a pinion 208.
【0017】これに対し、第1の磁極子38は、電機子
36に対向してハウジング16に固定されている。一
方、第2の磁極子40には保持板176が取り付けられ
ており、この保持板176が回動可能にハウジング16
に支持されている。このため、第2の磁極子40は、保
持板176と共に回転することで、第1の磁極子38に
対する対向位置を軸線周りに相対的に変更可能となって
いる。また、保持板176にはギヤ212が設けられて
おり、さらにこのギヤ212には、前述したレバー20
2の他端に形成されたラック部203に噛み合ってい
る。このため、レバー202が長手方向に沿って移動さ
れることにより、第2の磁極子40が回転移動される構
成である。On the other hand, the first magnetic pole piece 38 is fixed to the housing 16 so as to face the armature 36. On the other hand, a holding plate 176 is attached to the second pole piece 40, and the holding plate 176 is rotatably mounted on the housing 16.
It is supported by. For this reason, by rotating the second magnetic pole 40 together with the holding plate 176, the position facing the first magnetic pole 38 can be relatively changed around the axis. The holding plate 176 is provided with a gear 212, and the gear 212 is further provided with the lever 20 described above.
2 is engaged with a rack portion 203 formed at the other end. Therefore, the second magnetic pole element 40 is configured to be rotationally moved by moving the lever 202 along the longitudinal direction.
【0018】なお、レバー202(すなわち、入力軸1
2)の中立状態において、第1の磁極子38と第2の磁
極子40の極性が同極状態(N極−N極状態、またはS
極−S極状態)となるように、レバー202の長さ寸法
等が設定されている。The lever 202 (that is, the input shaft 1
2) In the neutral state, the polarities of the first magnetic pole 38 and the second magnetic pole 40 are the same (N pole-N pole state, or S pole state).
(Pole-S pole state), the length and the like of the lever 202 are set.
【0019】また、モータ部34には、通電切換機構と
してのリミットスイッチ214が一体的に設けられてい
る。図4にも示す如く、リミットスイッチ214は、レ
バー202に連結された作動接点216が左右それぞれ
に移動して固定接点217、219に接触することによ
り、入力軸12の操舵状態(左右の切り換え状態)を検
出可能となっている。このリミットスイッチ214はモ
ータ部34のブラシ76、ブラシ78に接続されてお
り、入力軸12の操舵方向に対応してモータ部34(電
機子36)への通電方向を切り換えることができる。Further, the motor section 34 is integrally provided with a limit switch 214 as an energization switching mechanism. As shown in FIG. 4, in the limit switch 214, the operating contact 216 connected to the lever 202 moves to the left and right to come into contact with the fixed contacts 217 and 219, whereby the steering state of the input shaft 12 (the left and right switching state). ) Can be detected. The limit switch 214 is connected to the brush 76 and the brush 78 of the motor unit 34, and can switch the energization direction to the motor unit 34 (armature 36) according to the steering direction of the input shaft 12.
【0020】さらに、モータ部34のブラシ76、ブラ
シ78は、出力トルク制御手段としての移動機構部50
によって保持されている。ここで、図5にはこの移動機
構部50の概略的な構成が一部破断した正面図にて示さ
れている。また、図6には移動機構部50の一部破断し
た平面図が示されており、図7には移動機構部50の断
面図が示されている。Further, the brush 76 and the brush 78 of the motor section 34 are the moving mechanism section 50 as the output torque control means.
Is held by Here, in FIG. 5, a schematic configuration of the moving mechanism section 50 is shown in a partially cutaway front view. 6 shows a partially broken plan view of the moving mechanism section 50, and FIG. 7 shows a sectional view of the moving mechanism section 50.
【0021】移動機構部50では、ブラシ76、ブラシ
78がそれぞれホルダ52によって軸線方向に移動可能
に保持されている。ホルダ52内にはスプリング54が
設けられており、常にブラシ76、ブラシ78を突出方
向へ付勢している。さらに、ホルダ52は、軸受56に
よってハウジング16に回転可能に支持されている。こ
のため、ブラシ76、ブラシ78はホルダ52と共に軸
線周りに回転可能である。ホルダ52の一端部にはベル
ト58の一端部が巻装されており、さらにベルト58の
他端部は作動レバー60に連結されている。このため、
作動レバー60が軸線方向に移動することにより、ホル
ダ52すなわちブラシ76、ブラシ78が回転され、電
機子36に対する接触状態が変更される構成である。In the moving mechanism 50, the brush 76 and the brush 78 are held by the holder 52 so as to be movable in the axial direction. A spring 54 is provided in the holder 52 and constantly urges the brush 76 and the brush 78 in the protruding direction. Further, the holder 52 is rotatably supported by the housing 16 by the bearing 56. Therefore, the brush 76 and the brush 78 can rotate around the axis together with the holder 52. One end of the belt 58 is wound around one end of the holder 52, and the other end of the belt 58 is connected to the operating lever 60. For this reason,
By moving the operating lever 60 in the axial direction, the holder 52, that is, the brush 76 and the brush 78 are rotated, and the contact state with the armature 36 is changed.
【0022】作動レバー60の他端部はアクチュエータ
62に連結されている。アクチュエータ62は油圧式の
シリンダとされており、例えば車両の走行速度に応じて
作動し作動レバー60を移動させることができる。The other end of the operating lever 60 is connected to the actuator 62. The actuator 62 is a hydraulic cylinder and can be actuated according to the traveling speed of the vehicle to move the actuating lever 60.
【0023】次に本実施の形態の作用を説明する。上記
構成の動力舵取装置10では、ステアリングホイール
(入力軸12)の非操舵時(車両直進状態)には、図4
(B)に示す如く、リミットスイッチ214の作動接点
216は移動しておらず、リミットスイッチ214はO
FF状態てモータ部34へは通電されない。Next, the operation of the present embodiment will be described. In the power steering device 10 having the above-described configuration, when the steering wheel (the input shaft 12) is not steered (the vehicle is in a straight-ahead state), FIG.
As shown in (B), the operating contact 216 of the limit switch 214 has not moved, and the limit switch 214 is in the O position.
In the FF state, the motor section 34 is not energized.
【0024】ステアリングホイール(入力軸12)が操
舵されると、操舵トルクに応じてモータ部34が作動さ
れる。When the steering wheel (input shaft 12) is steered, the motor section 34 is operated according to the steering torque.
【0025】すなわち、入力軸12が左右何れかの方向
に操舵されると、例えば、図2矢印A方向にて示す如く
右切り時には、入力軸12の操舵力はピニオン196及
びラックギヤ198を介して転舵棒24へ伝達されて、
転舵棒24が軸線方向(矢印B方向)に駆動され転舵輪
が転舵される。That is, when the input shaft 12 is steered to the left or right, the steering force of the input shaft 12 is passed through the pinion 196 and the rack gear 198 when turning to the right as shown by arrow A in FIG. Transmitted to the steering rod 24,
The steered rod 24 is driven in the axial direction (arrow B direction) to steer the steered wheels.
【0026】この場合、入力軸12の操舵直後において
は、転舵棒24(すなわち、タイヤ側)の抵抗が大きい
ため転舵棒24は不動であり、このため入力軸12が軸
受192を支点として僅かに揺動する。このため、入力
軸12の揺動によりレバー202が長手方向に沿って移
動され、第2の磁極子40が回転移動される。これによ
り、第1の磁極子38と第2の磁極子40との対向位置
が軸線周りに相対的に変更され、各磁極子の極性が同極
状態(N極−N極状態、またはS極−S極状態)から異
極状態(N極−S極状態、またはS極−N極状態)へ次
第に変更される。In this case, immediately after the input shaft 12 is steered, the resistance of the steered rod 24 (that is, the tire side) is large, so that the steered rod 24 does not move. Therefore, the input shaft 12 uses the bearing 192 as a fulcrum. It rocks slightly. Therefore, the swing of the input shaft 12 causes the lever 202 to move in the longitudinal direction, and the second magnetic pole element 40 to rotate. As a result, the facing position of the first magnetic pole 38 and the second magnetic pole 40 is relatively changed around the axis, and the polarity of each magnetic pole is in the same polarity state (N pole-N pole state or S pole). (−S pole state) to a different pole state (N pole−S pole state or S pole−N pole state).
【0027】さらにこの際に、図4(A)に示す如く、
レバー202の移動に伴ってリミットスイッチ214の
作動接点216が移動し、リミットスイッチ214がO
Nしてモータ部34(電機子36)へ通電され、モータ
部34の電機子36が回転する。Further, at this time, as shown in FIG.
As the lever 202 moves, the operating contact 216 of the limit switch 214 moves, and the limit switch 214 is turned off.
Then, the motor portion 34 (armature 36) is energized and the armature 36 of the motor portion 34 rotates.
【0028】これにより、モータ回転軸42が連結され
た転舵棒24へモータ部34の駆動力が作用し、補助駆
動力として付与される。したがって、入力軸12(ステ
アリングホイール)の操舵力が軽減される。As a result, the driving force of the motor section 34 acts on the steered rod 24 to which the motor rotation shaft 42 is connected, and is applied as an auxiliary driving force. Therefore, the steering force of the input shaft 12 (steering wheel) is reduced.
【0029】一方、入力軸12が左方向(図2矢印C方
向)に操舵されると、入力軸12の操舵力はピニオン1
96及びラックギヤ198を介して転舵棒24へ伝達さ
れて、転舵棒24が軸線方向(矢印D方向)に駆動され
転舵輪が転舵される。On the other hand, when the input shaft 12 is steered to the left (direction of arrow C in FIG. 2), the steering force of the input shaft 12 is increased by the pinion 1.
It is transmitted to the steered rod 24 through the 96 and the rack gear 198, the steered rod 24 is driven in the axial direction (direction of arrow D), and the steered wheels are steered.
【0030】この場合にも、入力軸12の操舵直後にお
いては、転舵棒24(すなわち、タイヤ側)の抵抗が大
きいため転舵棒24は不動であり、このため入力軸12
が軸受192を支点として僅かに揺動する。このため、
入力軸12の先端部が揺動し、レバー202が長手方向
に沿って移動されて第2の磁極子40が回転移動され
る。これにより、第1の磁極子38と第2の磁極子40
との対向位置が軸線周りに相対的に変更され、各磁極子
の極性が同極状態から異極状態へ次第に変更される。さ
らにこの際に、図4(C)に示す如く、レバー202の
移動に伴ってリミットスイッチ214の作動接点216
が前述とは逆向きに移動してリミットスイッチ214が
ONし、モータ部34(電機子36)へ通電されてモー
タ部34の電機子36が前述とは逆向きに回転する。In this case as well, immediately after the steering of the input shaft 12, the steering rod 24 (ie, the tire side) has a large resistance, so the steering rod 24 is immovable.
Slightly swing about the bearing 192 as a fulcrum. For this reason,
The tip portion of the input shaft 12 swings, the lever 202 moves in the longitudinal direction, and the second magnetic pole piece 40 rotates. As a result, the first pole piece 38 and the second pole piece 40
The position facing each other is relatively changed around the axis, and the polarities of the magnetic poles are gradually changed from the same-polarity state to the different-polarity state. Further, at this time, as shown in FIG. 4C, as the lever 202 moves, the operating contact 216 of the limit switch 214 is moved.
However, the limit switch 214 is turned on in the opposite direction to that described above, the motor section 34 (armature 36) is energized, and the armature 36 of the motor section 34 rotates in the opposite direction.
【0031】これにより、モータ回転軸42が連結され
た転舵棒24へモータ部34の駆動力が作用し、補助駆
動力として付与される。したがって、入力軸12(ステ
アリングホイール)の操舵力が軽減される。As a result, the driving force of the motor section 34 acts on the steered rod 24 to which the motor rotation shaft 42 is connected, and is applied as an auxiliary driving force. Therefore, the steering force of the input shaft 12 (steering wheel) is reduced.
【0032】この場合、第2の磁極子40と入力軸12
とを連結するレバー202の移動は、入力軸12からの
入力トルクの大きさに対応しており、第1の磁極子38
と第2の磁極子40との対向位置は入力トルクの大きさ
に対応して変更される。したがって、モータ部34の駆
動力は入力トルクに応じて増減することになり、従来の
油圧式の動力舵取装置と同様に、入力軸12からの入力
トルクに基づいたパワーアシストを行って所定の出力ト
ルクを転舵棒24へ付与することができる。In this case, the second pole piece 40 and the input shaft 12
The movement of the lever 202 for connecting the first magnetic pole 38 corresponds to the magnitude of the input torque from the input shaft 12.
The opposing position of the second magnetic pole 40 is changed according to the magnitude of the input torque. Therefore, the driving force of the motor unit 34 increases or decreases according to the input torque, and similar to the conventional hydraulic power steering apparatus, power assist based on the input torque from the input shaft 12 is performed to perform a predetermined operation. Output torque can be applied to the steered rod 24.
【0033】また、ステアリングホイール(入力軸1
2)が左右で切り換えられた場合には、前述の如くレバ
ー202及びリミットスイッチ214の作動によりモー
タ部34の電機子36への通電方向が切り換えられ、モ
ータ回転軸42の回転方向が切り換えられて入力軸12
の操舵方向に対応できる。The steering wheel (input shaft 1
When 2) is switched between left and right, the energization direction of the motor section 34 to the armature 36 is switched by the operation of the lever 202 and the limit switch 214 as described above, and the rotation direction of the motor rotation shaft 42 is switched. Input shaft 12
It can handle the steering direction.
【0034】またさらに、動力舵取装置10では、車両
の走行状態に応じて移動機構部50が作動し、モータ部
34のブラシ76、ブラシ78の電機子36に対する接
触状態が変更される。すなわち、例えば据え切り時等の
車両低速走行状態においては、図8(A)に示す如く、
ブラシ76、ブラシ78はそれぞれ電機子36のコイル
線に略並行状態で接触している。したがって、モータ部
34は所定の駆動力を発生する。一方、車速が増加する
につれて、アクチュエータ62が作動して作動レバー6
0が軸線方向に移動される。これにより、ホルダ52す
なわちブラシ76、ブラシ78が回転されて、電機子3
6に対する接触状態が変更され、図8(B)に示す如く
それぞれ電機子36のコイル線に略直交する状態とな
る。これにより、電機子36のコイル線が部分的に短絡
され、結果的に電機子36のコイル線の実質的な有効長
さが短くなり、モータ部34の駆動力が減少する。Furthermore, in the power steering apparatus 10, the moving mechanism section 50 operates according to the running state of the vehicle, and the contact state of the brush 76 and the brush 78 of the motor section 34 with the armature 36 is changed. That is, for example, when the vehicle is running at a low speed such as stationary steering, as shown in FIG.
The brush 76 and the brush 78 are in contact with the coil wire of the armature 36 in a substantially parallel state. Therefore, the motor unit 34 generates a predetermined driving force. On the other hand, as the vehicle speed increases, the actuator 62 operates and the operating lever 6
0 is moved axially. As a result, the holder 52, that is, the brush 76 and the brush 78 are rotated, and the armature 3
The contact state with respect to 6 is changed to be in a state substantially orthogonal to the coil wire of the armature 36, as shown in FIG. 8 (B). As a result, the coil wire of the armature 36 is partially short-circuited, and as a result the effective length of the coil wire of the armature 36 is shortened, and the driving force of the motor unit 34 is reduced.
【0035】このように、ブラシ76、ブラシ78の電
機子36に対する接触状態が車両の走行状態(車速)に
応じて変更されることにより、転舵棒24へ付与される
パワーアシスト力(モータ部34の駆動力)が、車両の
走行状態に対応して増減することになる。したがって、
据え切り時等の車両低速走行状態と車両高速状態とでパ
ワーアシスト特性を変化させることができ、従来の油圧
式の動力舵取装置と同様に、車両の走行状態に基づいた
パワーアシストを行って所定の出力トルクを転舵棒24
へ出力することができる。As described above, the contact state of the brush 76 and the brush 78 with the armature 36 is changed according to the running state (vehicle speed) of the vehicle, so that the power assist force (motor portion) applied to the steered rod 24 is increased. The driving force of 34) increases or decreases according to the running state of the vehicle. Therefore,
The power assist characteristics can be changed depending on the low speed running state and the high speed state of the vehicle when the vehicle is stationary, etc., and power assist based on the running state of the vehicle is performed like the conventional hydraulic power steering device. Steering rod 24 with a predetermined output torque
Can be output to
【0036】このように、本実施の形態に係る動力舵取
装置10では、車両走行状態に応じて移動機構部50
(出力トルク制御手段)が作動して、ブラシ76、ブラ
シ78の電機子36に対する接触状態が変更されること
により、車両走行状態に応じたモータ部34の駆動制御
を行っており、操舵力の補助を良好に行うことができ
る。さらに、構造が簡単であり、大幅にコストの低減や
小型軽量化を図ることができる。また、従来の如きトル
クセンサやモータコントローラ等を必要としない簡単な
構造であり、大幅にコストの低減や小型軽量化を図るこ
とができる。As described above, in the power steering apparatus 10 according to the present embodiment, the moving mechanism section 50 is changed according to the running state of the vehicle.
The (output torque control means) operates to change the contact state of the brush 76 and the brush 78 with respect to the armature 36, thereby controlling the drive of the motor unit 34 according to the running state of the vehicle. The assistance can be done well. Further, the structure is simple, and the cost and the size and weight can be significantly reduced. In addition, since it has a simple structure that does not require a torque sensor, a motor controller, and the like as in the related art, it is possible to significantly reduce costs and reduce size and weight.
【0037】さらに、動力舵取装置10では、入力軸1
2と独立してモータ部34がラック部材としての転舵棒
24に直接連結されており、入力軸12の揺動はレバー
202によって伝達されて第2の磁極子40が軸線周り
に回転される。このように、モータ部34を入力軸12
と分離独立して配置することができるため、車両への搭
載性が向上する。またこのため、モータ部34を大型化
して高出力化することが容易に可能になる。さらに、モ
ータ部34(電機子36)への通電方向を切り換えるリ
ミットスイッチ214がモータ部34に一体的に設けら
れており、レバー202の移動によってリミットスイッ
チ214が作動するという簡単な構成であるため、装置
の構造を簡素化することができる。Further, in the power steering apparatus 10, the input shaft 1
Independently of 2, the motor portion 34 is directly connected to the steered rod 24 as a rack member, the swing of the input shaft 12 is transmitted by the lever 202, and the second pole piece 40 is rotated around the axis. . In this way, the motor unit 34 is connected to the input shaft 12
Since it can be separated and placed independently, the mountability on the vehicle is improved. Therefore, it is possible to easily increase the size of the motor unit 34 and increase the output. Further, since the limit switch 214 that switches the energization direction to the motor unit 34 (armature 36) is integrally provided in the motor unit 34, the limit switch 214 is operated by the movement of the lever 202, which is a simple configuration. The device structure can be simplified.
【0038】なお、本実施の形態においては、車両の走
行状態(車速)に応じて移動機構部50を作動させてブ
ラシ76、ブラシ78の電機子36に対する接触状態を
変更する構成としたが、これに限らず、操舵角(転舵棒
24のラックストローク)に応じて移動機構部50を作
動させる構成としてもよい。In this embodiment, the moving mechanism 50 is operated in accordance with the running state (vehicle speed) of the vehicle to change the contact state of the brush 76 and the brush 78 with the armature 36. The configuration is not limited to this, and the moving mechanism unit 50 may be configured to operate according to the steering angle (rack stroke of the steered rod 24).
【0039】すなわち、例えば、車両の直進状態(ニュ
ートラル状態)においては、ブラシ76、ブラシ78を
それぞれ図8(B)に示す如く電機子36のコイル線に
略直交する状態とすると共に、操舵に伴って次第に図8
(A)に示す如くブラシ76、ブラシ78がそれぞれ電
機子36のコイル線に略並行状態で接触するように変化
させる構成としてもよい。これによれば、車両の直進状
態においてはモータ部34の駆動力が小さくなるため、
転舵棒24へ付与されるパワーアシスト力も小さく、手
応え感が増加する。一方、操舵に伴ってモータ部34の
駆動力が増加するため、転舵棒24へ付与されるパワー
アシスト力も増加し、入力軸12(ステアリングホイー
ル)の操舵力が軽減される。That is, for example, when the vehicle is in a straight traveling state (neutral state), the brush 76 and the brush 78 are set substantially orthogonal to the coil wire of the armature 36 as shown in FIG. Figure 8
As shown in (A), the brush 76 and the brush 78 may be changed so as to contact the coil wire of the armature 36 in a substantially parallel state. According to this, since the driving force of the motor unit 34 becomes small when the vehicle is traveling straight,
The power assist force applied to the steered rod 24 is also small, and the feeling of response is increased. On the other hand, since the driving force of the motor unit 34 increases with the steering, the power assist force applied to the steered rod 24 also increases, and the steering force of the input shaft 12 (steering wheel) is reduced.
【0040】また、本実施の形態においては、移動機構
部50の作動レバー60を移動させるアクチュエータ6
2を油圧式のシリンダとする構成としたが、これに限ら
ず、例えばソレノイドコイル等の他の移動源によって作
動レバー60を移動させる構成としてもよい。またさら
に、本実施の形態においては、ブラシ76、ブラシ78
を保持するホルダ52がベルト58を介して作動レバー
60に連結された構成としたが、これに限らず、ホルダ
52とベルト58をギヤによって連結し作動レバー60
の直線移動をホルダ52の回転運動に変換する構成とし
てもよい。Further, in the present embodiment, the actuator 6 for moving the operating lever 60 of the moving mechanism section 50.
Although 2 is a hydraulic cylinder, the invention is not limited to this, and the operating lever 60 may be moved by another moving source such as a solenoid coil. Furthermore, in the present embodiment, the brush 76 and the brush 78 are used.
The holder 52 for holding the actuator is connected to the operating lever 60 via the belt 58. However, the present invention is not limited to this.
The linear movement of the above may be converted into the rotational movement of the holder 52.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る動力舵取
装置は、車両走行状態に応じた所定の出力トルクを操舵
出力軸へ出力して最適なパワーアシストを行うことがで
きるという優れた効果を有している。As described above, the power steering apparatus according to the present invention has an excellent effect that a predetermined output torque corresponding to the running state of the vehicle can be output to the steering output shaft to perform optimum power assist. have.
【図1】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の全体
構成を示す正面側から視た断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view, as viewed from the front, showing the entire configuration of a power steering device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の全体
構成を示す背面側から視た断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the entire configuration of the power steering device according to the embodiment of the present invention, as viewed from the rear side.
【図3】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置のモー
タ部の構成を示す図2の3−3線に沿った断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2 showing a configuration of a motor unit of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置のリミ
ットスイッチの作動状態を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an operating state of a limit switch of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の移動
機構部の構成を示す一部破断した概略的な正面図であ
る。FIG. 5 is a partially cutaway schematic front view showing the configuration of the moving mechanism section of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の移動
機構部の構成を示す一部破断した概略的な平面図であ
る。FIG. 6 is a partially cutaway schematic plan view showing a configuration of a moving mechanism portion of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置の移動
機構部の構成を示す図6に対応する概略的な断面図であ
る。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG. 6 showing a configuration of a moving mechanism portion of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の形態に係る動力舵取装置のブラ
シと電機子のコイル線との対応関係を示す概略構成図で
ある。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a correspondence relationship between a brush and a coil wire of an armature of the power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
【符号の説明】 10 動力舵取装置 12 入力軸(操舵入力軸) 24 転舵棒(操舵出力軸) 34 モータ部 36 電機子 38 第1の磁極子 40 第2の磁極子 42 モータ回転軸 50 移動機構部(出力トルク制御手段) 52 ホルダ 58 ベルト 60 作動レバー 62 アクチュエータ 76 ブラシ(給電ブラシ) 78 ブラシ(給電ブラシ) 176 保持板 202 レバー(連結部材) 214 リミットスイッチ(通電切換機構)[Explanation of Codes] 10 Power Steering Device 12 Input Shaft (Steering Input Shaft) 24 Steering Rod (Steering Output Shaft) 34 Motor Section 36 Armature 38 First Magnetic Pole 40 Second Magnetic Pole 42 Motor Rotation Shaft 50 Moving mechanism (output torque control means) 52 Holder 58 Belt 60 Actuating lever 62 Actuator 76 Brush (power feeding brush) 78 Brush (power feeding brush) 176 Holding plate 202 Lever (connecting member) 214 Limit switch (energization switching mechanism)
Claims (3)
けられた第1及び第2の磁極子とから成るモータによっ
て、ステアリングホイールに連結される操舵入力軸から
の入力トルクに基づいたパワーアシストを行って所定の
出力トルクを、転舵輪を転舵するための操舵出力軸へ出
力する動力舵取装置において、 前記操舵入力軸の左右の回転方向に応じて前記モータの
給電ブラシへの通電方向を切り換える通電切換機構と、 車両の走行状態に応じて前記給電ブラシの前記電機子に
対する接触状態を変更し、前記モータのパワーアシスト
力を制御する出力トルク制御手段と、 を備えたことを特徴とする動力舵取装置。1. A motor based on an input torque from a steering input shaft connected to a steering wheel by a motor including an armature and first and second magnetic poles provided on opposite sides of the armature. In a power steering apparatus that performs power assist to output a predetermined output torque to a steering output shaft for steering steered wheels, in a power supply brush of the motor according to a left-right rotation direction of the steering input shaft. An energization switching mechanism that switches the energization direction, and an output torque control unit that changes the contact state of the power feeding brush with the armature according to the running state of the vehicle and controls the power assist force of the motor. Characteristic power steering device.
さに応じて前記第1の磁極子と第2の磁極子との対向位
置を軸線周りに相対的に変更し、前記モータのパワーア
シスト力を制御する磁極制御手段を備えたことを特徴と
する請求項1記載の動力舵取装置。2. The power assist of the motor is configured such that the facing positions of the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece are relatively changed around the axis according to the magnitude of the input torque from the steering input shaft. The power steering apparatus according to claim 1, further comprising magnetic pole control means for controlling force.
の磁極子の何れかと前記操舵入力軸とを連結し前記操舵
入力軸の左右の回転に起因する揺動を伝達して前記第1
及び第2の磁極子の何れかを軸線周りに移動させる連結
部材を備え、前記通電切換機構は、前記モータに一体に
設けられると共に前記連結部材に連結され連結部材によ
って作動されることを特徴とする請求項2記載の動力舵
取装置。3. The magnetic pole control means includes the first and second magnetic pole control means.
Any one of the magnetic pole pieces of the steering wheel and the steering input shaft are coupled to each other to transmit the swing caused by the left and right rotation of the steering input shaft to transmit the first input.
And a connecting member for moving one of the second magnetic pole pieces around the axis, and the energization switching mechanism is integrally provided on the motor and is connected to the connecting member and is operated by the connecting member. The power steering apparatus according to claim 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2946896A JPH09224361A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2946896A JPH09224361A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Power steering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09224361A true JPH09224361A (en) | 1997-08-26 |
Family
ID=12276943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2946896A Pending JPH09224361A (en) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | Power steering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09224361A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006027494A (en) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Toyoda Mach Works Ltd | Steer-by-wire system |
WO2006122523A1 (en) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg | Planar motor for driving an adjuster device on a motor vehicle |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP2946896A patent/JPH09224361A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4506956B2 (en) * | 2004-07-20 | 2010-07-21 | 株式会社ジェイテクト | Steer-by-wire system |
WO2006122523A1 (en) * | 2005-05-18 | 2006-11-23 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg | Planar motor for driving an adjuster device on a motor vehicle |
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