JPS61119467A - 電磁型倍力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等の電動式パワーステアリング装置等
に適する電磁型倍力装置に関する。

（従来の技術） 従来、７ｒＬ磁型倍力装置内の電動機を制御する制御回
路は、別途に箱型のユニットケースを車体に取り付け、
その内部に配設していた。このため制御回路と゛取磁型
倍力？Ｃ置内に収納されたトルク検出部、電動機、電磁
クラッチ等との間はリード線を配し、電気的！続部材を
用いて両者を電気的に結合していた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成によれば、制御回路専用のケニスを車体に設け
なければならず２余計なスペースを必要とし、その組付
けも手間がかかる。また電磁型倍力装置の本体自体と制
御回路の間に配線をしなければならず、多数のリード線
及び接続部材を必要とし、組付けが面倒でコスト的にも
高くなるばかりか、システム全体の小型、軽量化を図る
ことができない、更にトルク検出部、電動機、電磁クラ
ッチ等の電気的特性を制御回路で補正する場合には制御
回路と、電気要素（電動機、電磁クラッチ、トルク検出
部等）とが一対となり、相互の互換性がなくなる。また
、電磁型倍力装置本体と制御回路との間のリード線の数
が多く、断線、短絡等の故障原因がふえ信頼性が低下す
る等の問題を有している。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、制御回路を、入出力軸、トルク検出部、電動
機、電磁クラッチ等が組込まれた電磁型倍力装置のケー
スの中に組み付けるように構成した。

（作用） 上記構成によれば、制御回路を電動機、トルク検出部等
と共に単一ケース内に収納させたため、専用のケースを
別途に設ける必要はなく電気的配線も容易に行うことが
できる。更に装置自体の機能が集約化され、取付性、互
換性が向上するばかりか信頼性も向上する。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

第１図において、入力軸（１）と出力軸（２）は同一軸
線上に位置し、当該軸線は、電磁型倍力装置の外観をな
す円筒形の主ケース（３）の中心軸を成す、主ケース（
３）の図中右側には円筒形で且つ小径の副ケース（０が
設けられ、この副ケース（４）はフランジ（４ａ）を備
え、この７ランジ（４ａ）と主ケース内部に配設される
内歯車部材（５）との間に複数本の長形ボルト（６）を
配することにより、主ケース（３）に取り付けられる。

入力軸（１）は軸受（７）で、出力軸（２）は軸受（８
）で回転自在に支持される。入力軸（１）の外端には例
えば車両ハンドルが取り付けられ、出力軸（２）の外端
にはスプライン（２ａ）を介して負荷側の他軸が接合さ
れる。対向する入力軸（１）と出力軸（２）の各端部は
、入力軸端部が小径となり且つ出力軸端部が拡径孔を形
成することによって嵌合関係にあり、軸受（９）を介し
て回転自在な関係にある。また入出力軸に切欠きを形成
することにより、入力軸（１）にはアーム（１ａ）を、
出力軸（２）には突片（２ｂ）　、（２ｂ）を設ける。

アーム（ｌａ）と突片（２ｂ）、（２ｂ）は第２図に示
す如く位相を９０°ずらして円周方向につき係コヒされ
る関係にある。入出力軸の互いに対向する側の部分には
その軸線部に有底孔（ｌｂ）、（２ｃ）を穿設し、この
スペースを利用してトーションバー（１０）を配し、入
力軸（１）と出力軸（２）を結合する。この構成によれ
ば入力軸（１）にトルクが加わると、出力軸（２）に加
わる負荷との関係でトーク１ンバー（１０）によって捩
れを生じつつ入出力軸間にトルク伝達が行われる。トー
ションバー（１０）の捩れに基づき入出力軸間に相対的
角度差が生じる。

（１１）はトルク検出器であり、差動変圧器によって構
成される。１次コイル（ｌｌａ）と両側の２次コイル（
ｌｌｂ）、（ｌｉｅ）から成るコイル部（ＩＩＡ）は、
軸受（７）、（８）の間の副ケース（０の内面に固設さ
れる。磁性体によって形成される環状の可動鉄心（ＩＩ
Ｂ）は、Ｊ：記アーム（ｌａ）と突片（２ｂ）、（２ｂ
）の係【卜する部分の周囲に嵌合され、軸方向に移動自
在である。そして可動鉄心（ＩＩＥＩ）は位相を９０°
ずらした対称位置に、軸線方向に対し平行な長溝（ＩＩ
Ｂ−１）、（ＩＩＢ−１）と、傾斜させた長孔（１１Ｂ
−２）。

（ＩＩＢ−２）とを形成している。長溝（ＩＩＢ−１）
　、（１１Ｂ−１）は入力軸（１）のアーム（ｌａ）に
固設されたビン（１２）、（１２）と係合し、長孔（１
１Ｂ−２）、（１１Ｂ−２）は出力軸（２）の突片（２
ｂ）　、　（２ｂ）に固設されたビン（１３）。

（１３）と係合する。また可動鉄心（１１Ｂ）の図中左
側にはコイルスプリング（１４）が配され、これにより
弾支される。

上記構成によれば、入出力軸間に相対的角度差がないと
き可動鉄心（１１Ｂ）はコイル部（１１Ａ）の中央位置
にあり、相対的角度差が生じると入力軸（１）の回転方
向に対応し且つ相対的角度差に比例して変位する。これ
により入力軸（１）に加わるトルクの大きさ、方向を検
出することができる。

（１４）は補助トルクを発生する電動機である。電動機
（１４）はケース（３）の内面に固設される少なくとも
２個の磁石（１５）、（１５）と出力軸（２）の回りに
軸受（１Ｂ）、（１７）、（１８）によって回転自在に
設けられた筒袖（１９）に備わる回転子（２ｏ）とから
成る。この回転子（２０）に対してはブラシ（２１）、
　整流子（２２）を介し給電が行われる。

（２３）は遊星歯車減速Ｓ置であり、２段の遊星歯車機
構（２３Ａ）　、（２３Ｂ）から成る。（５）は共通の
内歯車部材、　（２４）、（２５）は太陽歯車、（２６
）・・・、　（２７）・・・はが星歯車、（２８）　、
（２９）はキャリア部材である。

キャリア部材（２９）は軸受（３０）によって出力軸（
２）に対して回転自在である。

（３１）は電磁クラッチである。′ｒ４．磁クラツクラ
ッチ）は、出力軸（２）に固設されたキャリア部材（３
２）と、このキャリア部材（３２）と前記キャリア部材
（２９）との間に介設される４枚のクラッチ板（３３）
・・・と、クラッチ板（３３）・・・の結合１分離を制
御する励磁コイル（３０とから構成される。クラッチ板
（３３）・・・のうち２枚はキャリア部材（２ｓ）に係
止し、他の２枚はキャリア部材（３２）に係Ｉヒする。

従って励磁コイル（３４）が付勢されるとクラッチ板（
３３）・・・が吸着一体化され、トルク伝達が可能とな
る。

（３５）は制御回路ユニットで、基板（３Ｂ）上に抵抗
、トランジスタ等の回路素子を配設して成る。

基板（３６）はほぼ中央部に孔（３６ａ）を形成した環
状の部材であり、孔（３８ａ）の中には前記出力軸（２
）が挿通される。

上記制御回路ユニー）　（３５）は次の如く取り付ける
。すなわち、第３図に示す如くトランジスタ（３７）の
上側に設けられた放熱フィン（３日）に孔（３８ａ）を
あけ、これに雲母等から成る絶縁部材（３９）及び樹脂
等による絶縁部材（３９ｂ）を介し、孔（３８ａ）　、
　（３９ａ）を通してネジ（４０）を前記フランジ（４
ａ）に螺着することによって制御回路ユニット（３５）
を主ケース（３）の内部に配設する。斯かる取付部は複
数設けられる。また、基板（３Ｂ）上に回路素子の外に
専用の取付片を設け、これと上記ネジ（４Ｇ）とによっ
て制御回路二ニー２ト（３５）を固設することも可能で
ある。

上記制御回路ユニー、　ト（３５）にはリード線（４１
）が接続され、このリード線（４１）はケース外部に配
される。リード線（４１）は電源（バッテリ）に結線さ
れトルク検出器（ＩＩＡ）　、電動ｌ１（１４）、電磁
クラッチ（３１）のリード線は本体内で制御回路ユニッ
ト（３５）に夫々結線される。第１図中にては結線関係
の詳細は省略されている。

次に制御回路の構成、動作を第４図に基づき概説する。

可動鉄心（１１Ｂ）が入出力軸間の相対的角度差の発生
に応じて軸方向に変位すると、２つの２次コイル（ｆｌ
ｂ）、（ｌｌｃ）からは差動的に変化する検出信号（Ｖ
ａ）　、（Ｖｂ）が出力さレル、ナオ（ｖＯ）は１次コ
イル（ｌｌａ）に与えられる交流信号である。

一方、（４２）は回転磁石（４３）とリードスイッチ（
４４）から成る車速検出器である。

トルク検出器（１１）からの出力信号（Ｖａ）　、　（
Ｖｂ）はトルク検出回路（４５）に与えられ、ここで信
号処理が行われた結果、入力軸（１）に加わるトルクに
比例した信号（ＶＴ）及び入力軸（１）の回転方向を表
す信号（Ｖｇ）　、（ＶＬ）が出力される。また車速検
出器（４２）から出力される車速に係るパルス信号は車
速検出回路（４６）に与えられ、ここでＦ−Ｖコンバー
タで車速に比例する電圧信号（Ｖｆ）に変換し、出力さ
れる。更に信号（Ｖｇ）は信号（Ｖ「）が所定値以上に
なると“ｌ″レベルなるディジタル信号である。

上記４８　％　（ＶＴ）　、　（ＶＲ）　、　（ＶＬ）
は電動機駆動回路（４７）に与えられ、信号（ＶＴ）の
みが電磁クラフチ駆動回路（４日）に与えられる。一方
車速検出回路（４６）からの信号（Ｖｆ）はトルク検出
回路（４５）に与えられ、上記信号（ＶＴ）を信号（Ｖ
「）で制御する。すなわち、車速が大きくなるほど信号
（Ｖｆ）の値は大となるが、これにより反対に信号（Ｖ
Ｔ）の値は小さくなる如く制御する。−力信号（Ｖｇ）
は電磁クラッチ駆動回路（４Ｂ）に与えられる。

上記において、電動機駆動回路（４７）は信号（Ｖ費）
又は（ＶＬ）によって電動機（１４）の回転方向を定め
。

信号（ＶＴ）によって電機子電流を定めて出力トルクを
制御する。電磁クラッチ駆動回路（４８）は、信号（Ｖ
ｇ）が“０”レベルにあるとき、すなわち車速が所定値
以下のとき信号（ＶＴ）によって電磁クラッチ（３１）
の結合力を制御する。車速が所定値以上になって信号（
Ｖｇ）が“１ルベルになると信号（Ｖｙ）が入力された
としても電磁クラッチ（３１）をオフ状態に保持し、補
助トルクの伝達を禁【ヒする。

前記トルク検出回路（４５）、車速検出回路（４Ｂ）。

電動機駆動回路（４７）、電磁クラッチ駆動回路（４日
）が制御回路（４９）を構成する。

前述の如く制御回路ユニット（３５）を主ケース（３）
の内部に配設するようにしたため、専用のケース、配設
スペースを必要とせず、また配線も少なくすることがで
き、Ｐｉ続郡部材個数を少なくすることができる。また
ケース（３）、（４）が制御回路ユニッ）　（３５）に
対して電磁気シールド作用を有する。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように本発明によれば。

制御回路部を電磁型倍力装置のケース内に配設するよう
にしたため、専用の取付スペース、ケースを必要とせず
、且つ装置の全体構成を小型、軽量にすることができる
。また入力側のトルク検出器、出力側の電動機、電磁ク
ラッチと制御回路部とを同一ケース内に収納するように
しため、これらの間の配線を短くすることができると共
にカプラー等の接続部材の個数を少なくすることができ
、以って動作信頼性を高めることが可能である。更に上
記によれば部品点数が少なくなり、コスト低下を図るこ
とができる。加えて特別に電気的及び磁気的なシールド
を施す必要がなくなると共に、装置全体の機能が集約さ
れ、取付性、互換性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は軸線で９０°折曲して断面を形成した本発明に
係る電磁型倍力装置の断面図、第２図は第１図中のＩＩ
　−ＩＩ線断面図、：ｊ１１３図は取付部材の斜視図、
第４図は制御回路のブロック回路図である。 図面中、（１）は入力軸、（２）は出力軸、（３）は主
ケース、（４）は副ケース、（１０）はトーションバー
、　（１１）はトルク検出器、（１４）は電動機、　（
２＋）は遊星歯車減速装置、（３１）は電磁クラッチ、
（３５）は制御回路ユニット、（４９）は制御回路であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力軸及び出力軸と、該入力軸に加わるトルクを検出す
   るトルク検出部と、補助トルクを出力する電動機と、該
   トルク検出部の検出信号に基づき該電動機を制御する制
   御手段と、上記電動機の補助トルクを上記出力軸に伝達
   する伝達手段とを単一ケース内に収納し配設したことを
   特徴とする電磁型倍力装置。