JPS61169369A - 電動式パワ−ステアリング装置 - 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、電動機を用いた操舵力倍力装置により補助ト
ルクを発生する電動式パワーステアリング装置に関する
。

（従来の技術） 自動車のステアリング装置を成す電動式パワーステアリ
ング装置は、駆動源として電動機を備え、ステアリング
ホイールからの操舵力に応じて電動機を作動して補助ト
ルクを発生しステアリングホイールの操作を軽減する。

従来の電動式パワーステアリング装置では、電動機の回
転トルクが減速装置を介して又は減速装置及びクラッチ
を介して出力軸に伝達されるように構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の如きトルク伝達機構によれば、電動機のスロット
リップル、減速装置の歯車の加工誤差、バックラッシュ
等による噛み合い部の振動が出力軸に伝達され、延いて
はこの振動が入力軸を介してステアリングホイールに伝
達されることになる。このため、ステアリングホイール
には電動機の回転変動、減速装置の振動が加わり操舵フ
ィーリングが不良になる欠点を有していた。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、ステアリングホイールに連結される入力軸
を分割しこの分割部に、電動機のトルク変動、減速装置
等の振動を吸収する弾性手段を介設するように構成した
。

（作用） 上記の如く構成すれば、弾性手段が電動機におけるトル
ク変動、減速装置における振動を吸収し、これにより入
力軸への伝達を減衰させ、操舵フィーリングを良好にす
ることができる。

（実施例） 以下に本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

＠１図は本実施例の電動式パワーステアリング装置を構
成する操舵力倍力装置を９０°切断面で折曲させて示す
縦断面図である。第１図において、（１）はステアリン
グコラム、（２）はステータ、（３）はケースであり、
（４）と（７）は互いに同軸状に配設された入力軸およ
び出力軸である０本実施例では入力軸（４）の内端部が
出力軸（７）の内端部内に遊嵌される一方、これらの内
端がトーションバー（８）により連結され、入力軸（４
）が軸受（９）、（１０）により、出力軸（７）が軸受
（ｕ）、（１２）。

（１３）により、それぞれ回動自在に支承されている。

さらに入力軸（０の周囲に配設された操舵速度センサ（
２０）と、入出力軸（４）と（７）の嵌合部の周囲に配
設された操舵トルクセンサ（トルク検出手段＞　　（２
４）と、出力軸（７）の周囲に配設された電動機（３３
）、減速装置（５０）　、電磁クラッチ（６３）とを備
えた構成である。

更に詳述すると、上記入力軸（４）は第１軸（５）と筒
状の第２軸（６）に分割され、第１軸（５）の外端側（
図中右端側）にはハンドルであるステアリングホイール
が固着されている。また、第２軸（８）の内端側に設け
られた孔内には、第１軸（５）の内端側に形成された小
径部が遊嵌されており。

これらの嵌合部には振動伝達防止用のゴムブツシュ（弾
性手段）（１０が介装され、このゴムブツシュ（１４）
により第１軸（５）と第２軸（８）とが連結されている
。このゴムブツシュ（１４）は金属製の内筒（１４ａ）
および外筒（１４ｂ）と、これらの間に介装された弾性
部材（１４ｃ）とからなり、第２図に示すように内筒（
１４ａ）が第１軸（５）に、外筒（１４ｂ）が第２軸（
６）にそれぞれ固着されている。また、第１軸（５）に
は、放射方向に突設された突起（１５ａ）を有する環状
部材（１５）が環装され、突起（１５ａ）が第２軸（６
）の一端側（図中右端側）に形成された切欠溝に適切な
隙間を有して挿入されている。したがって、第１軸（５
）と第２軸（６）とはゴムブツシュ（１４）により弾性
的に連結されるとともに、前記隙間により所定角度板れ
た後に第１軸（５）と第２軸（６）が係合し、捩り方向
には弾性部材（＋４ｃ）に所定トルク以上の負荷が加わ
らない構造となっている。尚、　（ＩＢ）は抜は防止用
のサークリップである。

また、第２軸（６）の他端側（図中左端側）には、！［
１１方向に沿う溝が１８０′″間隔で形成され、拡径さ
れた出力軸（７）の内端側から前記溝に対応するよう軸
方向に突設された突片（７ａ）が各構内に所定間隔を有
して挿入されており、第２軸（６）の他端側に形成され
た小径部が軸受（］１）を介して出力軸（７）の拡径部
内に支承されている。さらに、第２軸（６）と出力軸（
７）の内端側に形成された孔内にはトーションバー（８
）が軸心に沿い配設され、このトーション／＜−（８）
の一端側（右端側）がビン（１８）により第２軸（８）
に固着される一方、トーションバー（む）の他端側かピ
ン（１３）により出力軸（７）に固着されている。出力
軸（７）の外端側はこれに形成されたスプラインにより
負荷側のステアリングギアボックスに連結される。この
ステアリングボックスは操舵輪に連結されている。した
がって、ハンドルにより入力軸（０に付与される回転ト
ルクは、トーションバー（８）の捩れを通じて出力軸（
７）および操舵輪へ伝達される。尚、入力軸（０は後述
する操舵トルクセンサ（２４）よりはハンドル側の位置
で第１軸（５）と第２軸（６）に分割され、ゴムブツシ
ュ（１４）により連結されている。また、上記ゴムブツ
シュ（１４）の剛性はトーション／＜−（８）に比べ高
く形成されている。

上記操舵速度センサ（２０）は、第２図に示すように、
第２軸（６）の外周に放射方向に向は等間隔に突設され
た複数の突起（２１）と、この突起（２１）を挟むよう
にステアリングコラム（１）に取付けられたフォトカプ
ラ（光電ピックアップ）　（２２）とにより構成されて
おり、突起（２１）により断続される透過光を受光し、
この受光をパルス状の電気信号に変換して出力する。

上記操舵トルクセンサ（２４）は、ゴムブッンユ（１４
）により連結される第１軸（５）と第２軸（６）の連結
部よりも出力軸側に位置する第２軸（６）と出力軸（７
）との嵌合部外周に、軸方向変位可能に設けられた筒状
の可動鉄心（２５）と、ステアリングコラム（１）内問
に固着されたコイル部（２８）とからなる差動変圧器に
より構成されている。可動鉄心（２５）は、出力軸（７
）の各突片（７ａ）に突設されたビン（２６）と、これ
らのビン（２６）に対し８０°ずらして第２軸（６）に
突設されたビン（２７）とにそれぞれ係合する長孔を備
えている。ビン（２６）と係合する一方の長孔は軸心方
向に沿い形成される一方、ビン（２７）と係合する長孔
（２５ｂ）は軸心方向に対し所要の角度に傾斜して形成
されている。したがって、第２軸（６）と出力軸（７）
との間で周方向に角度差が生ずると、これらの長孔とビ
ン（２Ｇ）　、（２７）との係合関係により、可動鉄心
（２５）が軸心方向に移動することとなり、第２軸（６
）に付与される回転トルクに対応して可動鉄心（２５）
が変位する。

また、可動鉄心（２５）の周囲に設けられるコイル部（
２８）は、パルス信号が入力される一次コイル（２９）
と、可動鉄心（２５）の変位に対応した出力信号を出力
する一次コイル（２９）の両側に同軸心状に配設された
一対の二次コイル（３０，３１）とからなる。

したがって、トーションバー（８）の捩れに伴なって第
２軸（６）と出力軸（７）との間に角度差が生ずると、
可動鉄心（２５）の軸方向変位が電気信号に変換され、
二次コイル（３０，３１）から操舵トルク検出信号とし
て制御回路（図示省略）に出力される。

次に、上記電動機（３３）は、ポル）　（３４）により
ステアリングコラム（１）およびケース（３）に一体重
に固着された筒状のステータ（２）と、このステータ（
２）の内面に固着された少なくとも一対の磁石（３６）
と、出力＠（７）の周囲に回転可能に配設された回転子
（３７）とからなる０回転子（３７）は、軸受（１２）
および（１３）を介して出力軸（７）に回動可能に環装
されるとともに軸受（ＩＩＡ）および（１３Ａ）を介し
てステータ（２）とケース（３）に支承される筒袖（３
８）を備え、この筒袖（３８）の外周にはスキュー構を
有する鉄心（３８）　、多重巻線（４１）が順次一体重
に環装され、前記磁石（３Ｂ）と多重巻線（４１）との
間には微小なエアギャップが設けられている。また、筒
袖（３８）には、多重巻＆９！（４１）に接続する整流
子（４３）を備え、整流子（４３）に圧接するブラシ（
４６）がケースに固着されたブラシホルダ（４７）に収
納され、ブラシ（４６）に接続されるリード線が非磁性
体のパイプを通じてステータ（２）の外部に取出されて
いる。なお、磁石（３６）、多重巻線（４１）、整流子
（４３）およびブラシ（４６）により補助トルクを発生
する電動機（３３）を構成している。

上記減速装置（５０）は、出力軸（７）の周囲に配設さ
れた２段の遊星歯車機構（５１）と（５２）とからなる
、前段の遊星歯車機構（５１）は、ケース（３）の内周
面に形成された共用の内歯車（５３）と、前記筒袖（３
日）の他端側（図中左端側）外周に形成された太陽歯車
（３８ａ）と、これらに噛合される３個の遊星歯車（５
４）と、遊星歯車（５０を枢支する第１キャリヤ部材（
５５）とからなる、後段の遊星歯車機構（５２）は、前
記共用の内歯車（５３）と、出力軸（７）の周囲に嵌装
され前記ｆｆ１ｌキャリヤ部材（５５）に一体重に連結
された筒体（５６）の外周に形成された太陽歯車（５８
ａ）と、これらに噛合する３個の遊星歯車（５７）と、
遊星歯車（５７）を枢支する第２キャリヤ部材（５日）
とからなる、また、この第２キャリヤ部材（５８）の内
縁側には軸受（５３）を介して出力軸（７）に支承され
べ５筒体（６０）が一体重に連結される一方。

その外縁部にはケース（３）内周に沿う筒体（Ｂ１）が
一体重に遊結され、この筒体（６１）の内周面には周方
向に内ｔｉ（Ｅｉｌａ）が形成されている。したがって
、電動１ｔ（３３）の回転子（３７）が回転すると、回
転子（３７）の可転が筒軸（３８）、遊星歯車（５０、
第１キャリヤ部材（５５）　、遊星歯車（５７）　、第
２キャリヤ部材（５８）を介して筒体（８１）に減速さ
れながら伝達される。

上記′Ｉ′ｒＬ磁クラッチクラッチは、そのロータ（６
０が出力軸（７）の外周にスプライン結合した環体（６
５）に軸受（６６）を介して回動可能に支承される一方
、捩り振動を吸収する環状の弾性部材（６７）を介して
出力軸（７）に固着されている。また、ロータ（６０は
筒状に形成され、前記第２キャリヤ部材（５８）を筒体
（６０）の周囲まで延在し、この延在部の内面から出力
軸（７）の外周に向は放射状に突出する一対の突起（８
４ａ）が突設されている。これらの突起（８４ａ）は、
前記環体（６５）に形成された切欠溝に円周方向で所要
の間隙を有して挿入されており１周方向において環体（
６５）と係合間係を有している。

したがって、ロータ（６０と出力軸（７）とは１、前記
間隙内、すなわち、ロータ（６４）の突起（θ４ａ）と
環体（６５）が係合するまでの間では弾性的に連結され
た状態となる。また、ロータ（６４）の延在部の外周に
は、外歯（ｅｔｂ）が形成されており、この延在部の前
記第２キャリヤ部材（５８）と反対側の位置には自板状
の支持板（８４Ｃ）が突設されている。この支持板（８
４ｃ）と第２キャリヤ部材（５８）との間には、前記筒
体（６１）の内歯（８１ａ）に噛合する溝を外周に有す
る円板状のプレー）　（Ｈ）と、ロータ（６４）の外歯
（６４ｂ）に噛合する溝を内周に有する円板状のプレー
ト（６９）とが、交互に配設され、多板クラ−、チ機構
を構成している。なお１図中（７０）はプレート（６８
）のストッパである。さらに、ケース（３）には縦断面
コ字状の枠体（７１）が固着され、この枠体（７１）内
に環状の励磁コイル（７２）が収納されており、励磁コ
イル（７２）がリード線を通じて制御装置（７５）に接
続されている。したがって、励磁コイル（７２）の通電
に伴ない発生する電磁力により、プレー）　（Ｈ）およ
び（６８）が励磁コイル（７２）側へ吸引されるため、
減速装置（５０）を介して伝達される電動機（３３）の
回転トルクが多板クラッチ機構およびロータ（６０の突
起（Ｉｌｉ４ａ）および出力軸（７）へ伝達される。

以上において、入力軸（４）に操舵トルクが加わり、入
力軸（４）からトーションバー（８）を介して出力軸（
７）にトルク伝達が行われると共に、操舵トルクセンナ
（２４）によって操舵トルクの方向と入力軸（０と出力
軸（７）の間のトルク量が検出されると、制御回路によ
って信号処理され、ブラシ（４Ｂ）を介して多重巻線（
４１）に電流が供給され、電動機（３３）が操舵トルク
と同方向に回転作動する。

電動機（３３）の回転子（３７）の回転トルクは、減速
装置（５０）によって減速され、第１キャリア部材（５
５）、第２キャリア部材（５８）および電磁クラッチ（
Ｂ３）を介して出力軸（７）に伝達される。

上記の如く入力軸（４）の第１軸（５）と第２輪（６）
との間に環状のゴムブツシュ（１４）を介設したため、
電動機（３３）の回転子（３７）において生じるトルク
変動、及び減速装置（５０）の歯車に起因して生じる振
動、電磁クラッチ（６３）の摺動に伴ない発生する振動
は、ゴムブツシュ（１４）の弾性部材（１４ｃ）によっ
てハンドルの手前で吸収されることになり、上記トルク
変動や振動がステアリングホイールに伝わらないことに
なる。従ってステアリングホイールにおける操舵フィー
リングは向上する。

また各軸受減速装置および電磁クラッチ等の転勤部や摺
動部のフリクシ１ンに伴なう重みをゴムブツシュの弾性
変形によって吸収できるため、操舵開始時の操舵フィー
リングを滑らかにすることができる。

上記実施例において、ゴムブツシュ（１４）としては樹
脂等の他の弾性部材を用いて形成することもできる。ま
た本発明はクラッチ装置を備えない電磁型倍力装置に対
して適用することができるのは勿論である。

（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、ステアリ
ングホイールが連結される入力軸を分割構造に形成し、
この分割部に弾性手段を介設するようにしたため、電動
機のトルク変動、減速装置、１！磁クラツチ等において
生じる振動が上記弾性手段によって吸収されてステアリ
ングホイールに伝わらず、そのため操舵フィーリングを
極めて向上することができる。また歯車や軸受等の摺動
部、転勤部による操舵フィーリングの悪影響を吸収でき
るため、操舵時の切り始めが滑らかになり、ステアリン
グホイールの操作を良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の電動式パワーステアリン
グ装置の一実施例に係り、第１図はその操舵力倍力装置
を９０°切断面で折曲させて示す縦断面図、第２図は第
１図中の■−■矢視断面図である。 図面中。 ４・・・・・・入力軸 ７・・・・・・出力軸 ８．２４・・・・・・トーションバーおよび操舵トルク
センサ（トルク検出手段） １４・・・・・・ゴムブツシュ（９１性手段）３３・・
・・・・電動機 ５０・・・・・・減速装置 である。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　
　弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　　弁理士　
　　　大　　橋　　邦　　部同　　　弁理士　　　小　
　山　　　　有４Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外端側がステアリングホイールに連結される入力軸と外
   端側が操舵輪に連結される出力軸とが回転自在に設けら
   れるとともにその間にトルク検出手段を介設して係合し
   、トルク検出手段がトルクを検出したときに電動機を駆
   動し、この電動機の回転トルクを前記出力軸に付与する
   電動式パワーステアリング装置において、前記入力軸を
   前記トルク検出手段よりもステアリングホイール側で分
   割し、この分割部に弾性手段を介設したことを特徴とす
   る電動式パワーステアリング装置。