JPS6146166A - 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】 （産巣上の利用分野） 本発明は．？Ｉｔｒａ型倍力装置に関する。

（従来の技術） 車両の電動機駆動型のパワーステアリング装置として利
用される電磁型倍力装置は，内部に補助トルクを発生す
る電動機を有している．そして、入力軸に操舵トルクが
加わると入力軸と出力軸との間に介設されたトルク検出
部ｆ両軸間のトルクを検出し、この検出トルクに応じた
電流を電動機の回転子巻線に供給する。こうして発生し
た電動機のトルクは減速装置及び電磁クラッチ停を介し
て出力軸（又は入力軸）に付与され、操舵トルクを倍増
する作用を生じさせる。

上記電磁型倍力装着において、電動機で発生するトルク
、回転速度は出力軸に加わる負荷、入力軸と出力軸の間
に生じる回転速度等の大小に対応して変化するように構
成されている。

（本発明が解決しようとする問題点） 前記の如き従来の構成によれば、ステアリングホイール
の回転速度が大きい場合には電動機の回転速度も大きく
なる。しかし、この場合回転速度が大きくなるに従って
回転子巻線に生じる誘導電圧が上昇し、反対に電機子電
流が減少することになって補助トルクが減少する。この
ように従来の電動式パワーステアリング装置ではステア
リングホイールの回転速度に応じて補助トルクも変化し
、しかも回転速度が速いほど補助トルクが小さくなると
いう不具合を有している。

本発明の目的は、電動機駆動型のパワーステアリング装
置において、入力軸と出力軸の間に生じる相対的角度差
に比例して電機子電流を供給し負荷に応じた電動機トル
クを生じさせると共に、電動機の回転数が高くなっても
常に所要な一定の電機子電流を供給するようにしたこと
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、第１軸と第２軸との間にゴム、トーションバ
ー等の弾性部材を介設して両軸をトルク伝達可能に連結
し、電動機を内蔵して出力軸に補助トルクが付与される
ように構成し、入力トルクが加わったときに、第１軸と
第２軸の間の回転トルクを前記弾性部材の変形量として
検出し、更にこの変形量を電機子電流を制御する抵抗の
抵抗値、又は差動変圧器を用いて電機子電流を制御する
ゲート素子の開閉度に変換し、これによって電機子電流
が所要値となるよう制御する如く構成したものである。

（実施例） 以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明
する。

先ず第１図乃至第５図を参考に第１実施例を説明する。

機械的構成について説明する。

（１）は第１軸、（２）は第２軸である。第１ｍ（１）
、第２ａ＆（２）は、同一軸線上に配置され、軸受（３
）、（４）、（５）、（８）、（７）によってケース（
８）に対し回転自在である。第１ｆｌｂ（＋）と第２軸
（２）の外端（ｌａ）　、　（２ａ）にはスプラインが
形成されそれぞれの他の軸と連結されると共に、対向す
る各内端の間にはトルク検出部（Ｔ）が設けられる。

トルク検出部（Ｔ）は次の如く構成される。先ず第２軸
（２）の右端部に、対称位置に形成されたアーム（９ａ
）　、　（９ａ）を有するアーム部材（３）を固設する
。−力筒１ｍ（＋）の内側に有底円筒部（１ｂ）を形成
する。この円筒部（１ｂ）には一定角度で開いた対称位
置にある切欠き（ｌｂ−１）　、（ｌｂ−１）と、この
切欠、！　（Ｉｂ−１）、（ｌｂ−１）に対して９０″
位相をずらし且つ互いに軸方向にずらせて形成したフラ
ンジ（ｌｂ−２）、（ｌｂ−３）とを形成する。そして
上記アーム（８ａ）、（９ａ）を切欠き（＋ｂ−ｔ）、
Ｈｂ−＋）のほぼ中央位置に挿入、配置し、その間に例
えばゴム（１０ａ）　。

（１０ｂ）　、　（１０ｃ）　、　（ｌｏｄ）を適当量
撓んだ状態テ圧入する（第２図）、而して、第１軸（１
）と第２軸（２）は相対的角度変位を生じつつトルク伝
達可能に連結される。

上記トルク検出部（Ｔ）によれば、例えば第１軸（１）
に操舵トルクの如き入力トルクが加わると、切欠き（Ｉ
ｂ−１）、ゴム（ｔＯａ）−、アーム（９ａ）　。

（９ａ）を介して第２軸（２）にトルクが伝達される。

この場合、ゴｂ、　（１０ａ）、（１０ｃ）（又は（ｌ
Ｑｂ）、（１０ｄ）　）が第２軸（２）に加わる負荷に
応じて撓み、その撓み量によってトルクを検出すること
ができる。またこの構成では、予じめ切欠き（ｌｂ−１
）とアーム（９ａ）ノ間の隙間にゴム（１０ａ）、（１
０ｂ）、（１０ｃ）、（１０ｄ）を撓んだ状態で挿入す
るようにしたため１例えば第２図中時計方向に第１軸（
１）を回転させた場合、第１＠（１）と第２軸（２）の
相対的角度変位がゴム（１０ｂ）　、　（ＩＱｄ）が切
欠き（１１＋−１）から離れない所定値以下のときには
ゴム（ＩＯａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ）、（ｌｏｄ）
がアーム（θａ）、（１３ａ）に作用するのでばね定数
が高くなる、更に上記相対的角度変位が大きくなるとゴ
ム（ｊｏｂ）　、（ｌｏｄ）が切欠き（ｌｂ−１）　、
（ｌｂ−１）から離れゴム（１０ａ）　、　（１０ｃ）
のみがアーム（’ｌａ）　、（！３ａ）に作用するので
ばね定数が低くなる。このようにトルク検出部（Ｔ）で
は第１軸（１）の切欠き（ｌｂ−１）　。

（ｌｂ−１）、ゴム（１０ａ）、（１０ｂ）、（１０ｃ
）、（１０ｄ）　、第２＠（２）のアーム（９ａ）　、
（９ａ）の保合関係によって、前述した所定値に至るま
での間第１軸（１）と第２軸（２）の間の捩れに対する
剛性を上げることが可１＠となる。

（１１）は直流電動機である。電動機（１１）は、ケー
ス（８）の中間部をなすヨーク（８ａ）とヨーク（８ａ
）の内面の対称位置に固設された磁石（１２）、（１２
）と第２軸（２）の周囲に回転自在に配設された回転子
（１３）とから成る０回転子（！３）の筒袖（１３ａ）
の第１図中右端部には整流子（１４）が設けられ、この
整流子（１４）にはケース（８）内部の中空円板（１５
）に絶縁体を介して固設されたブラシケース（１６）内
にコイルスプリング（１７）で摺設されたブラシ（！８
）が圧設される。このブラシ（１８）は対称位置にもう
一つ存在する。−力筒体の左端部には歯車（１９）が形
成されている。

上記歯車（１９）は、ケース（［１）の左側部内に配設
された正転減速装置（２０）をなす２段の遊星歯車機構
（２１）、（２２）において、遊星歯車機構（２１）の
太陽歯車となるもの１ある。

減速装置（２０）は、第１段の遊星歯車（２１ａ）にお
いて軸受（２３）で回転自在に設けた支軸（２０を次段
の太陽歯車（２５）のアーム（２５ａ）に結合する。そ
して更に第２段の遊星歯車（２２ａ）において軸受（２
８）で回転自在に設けた支軸（２７）をキャリア（２８
）に固定し、このキャリア（２８）の筒袖（２８ａ）を
第２軸（２）に固定する。

次に電動機（１１）へ電機子電流を供給する構成を説明
する。第１軸（１）のフランジ（ｌｂ−２）には、これ
に固設された上下両開きのブラシホルダ（２９）に中間
にコイルスプリング（３０）を介設してブラシ（３１）
、（３２）を取り付ける。また２ランジ（１ｂ−３）に
は、上記と同様な構成によってブラシホルダ（３３）　
、ブラシ（３４）、（３５）及びコイルスプリング（３
Ｂ）を取り付ける。上記においてブラシ（３１）と（３
２）　、ブラシ（３０と（３５）はそれぞれ電気的に導
通状態にある。

一方第２軸（２）には、これに固定される中空円板（３
７）において軸方向の位置をずらせて対称位置にブラシ
ホルダ（３９）　、（３１１）を取り付け、その内部に
はコイルステリング（４０）、（４１）で弾発されるブ
ラシ（４２）、（４３）を設ける。

そしてケース（８）の内周面には２つの環状のスリップ
リング（４４）、（４５）を固設し、第２軸（２）には
筒体状のスリップリング（４Ｂ）を固設する。スリップ
リング（４４）　、　（４５）はそれぞれ絶縁部材（４
４ａ）　、　（４５ａ）上に環状の銅板（４４ｂ）、（
４４ｃ）、（４５ｂ）。

（４５ｃ）がその内面に貼設されることにより形成され
る。またスリップリング（４８）上には、第２図に示す
如く絶ｉ部材（４８ａ）上に対称位置に断面円弧状の抵
抗板（４ｆｌｂ）、（４８ｃ）を設けている。

上記においてブラシ（３１）は銅板（４４ｃ）に、ブラ
シ（３０は銅板（４４ｂ）に圧接される一方、ブラシ（
３２）　、　（３５）はスリップリング（４８）に圧接
される。

この場合第１　ｅｌｌ（１）と第２軸（２）との間に捩
れが生じていない場合にはブラシ（３２）　、（３５）
はスリップリング（４６）の絶ｍ部材（４８ａ）に接触
している。

またブラシ（４２）は銅板（４５ｂ）に、ブラシ（４３
）は銅板（４５ｃ）にそれぞれ圧接されると共に、更に
はブラシ（４２）は抵抗板（４８ｂ）の円周方向中央点
に、ブラシ（４３）は抵抗板（４８ｃ）の円周方向中央
点にそれぞれ電気的に接続されている。

次いで前記電流供給部を含む電動機（１１）への供給電
流を制御する制御回路を第３図において説明する。

スリ、プリング（４Ｂ）の抵抗板（４８ｂ）の中央点（
ａ）に接続されるブラシ（４２）は銅板（４５ｂ）　、
スイー２チ（４７）を介して電ＩＮ（４Ｂ）の正極側に
接続され、抵抗板（４８ｃ）の中央点（ｂ）に接続され
るブラシＣ４３）はｆｌｉ＆：（４５ｃ）　　（アース
側）を介して電源（４８）の負極側に接続される。

また（Ａ）はブラシ（３１）、（３２）から成るブラシ
部、（Ｂ）はブラシ（３４）　、（３５）から成るブラ
シ部を表わすものとする。

ブラシ部（Ａ）、（Ｂ）と電動機（１１）のブラシ（＋
８）　。

（１８）との間にはＰＮＰ型トランジスタ（Ｑｌ）とＮ
ＰＮ型トランジスタ（Ｑ２）の並列回路、ＮＰＮ型トラ
ンジスタ（Ｑｚ）とＰＮＰ型トランジスタ（Ｑ４）の並
列回路が配設される。ブラシ部（Ａ）は、銅板（４４ｃ
）を介して、トランジスタ（Ｑｚ）　、　（Ｑ２）のエ
ミッタ及ヒＪＩＨＡ（４９）を通してトランジスタ（Ｑ
ｚ）のベースに接続される。一方ブラシ部（Ｂ）は、銅
ｉ　（４４ｂ）を介して、トランジスタ（Ｑｚ）　、　
（Ｑ４）のエミッタ及び抵抗（５０）を介してトランジ
スタ（Ｑ２）のベースに接続される。トランジスタ（Ｑ
＋）　、　（Ｑ２）のコレクタ、トランジスタ（Ｑ２）
　、　（Ｑ４）のコレクタはそれぞれ左右のブラシ（＋
８）、（＋８）に接続される。

前記スイッチ（４７）の一端子につながる節点（Ｃ）と
電源（４８）の負極との間には、ツェナーダイオード（
５１）と抵抗（５２）の直列回路を並設し、その中間点
（ｄ）をトランジスタ（Ｑ＋）　、　（Ｑ４）のベース
に接続している。

第１軸（１）と第２軸（２）において相対的に角度差が
生じ、抵抗板（４［ｉｂ）　、（４８ｃ）を介してブラ
シ（４２）からブラシ部（Ａ）又はブラシ部（Ｂ）、ブ
ラシ部（Ａ）又はブラシ部（Ｂ）からブラシ（４３）へ
電流が流れるときには、抵抗板（４４ｉｂ）　、　（４
８ｃ）における抵抗値は中央点（ａ）　、　（ｂ）にブ
ラシ部（Ａ）　、　（Ｂ）が近づくほど減少する。これ
を具体的に表わすと第４図に示す如くなる。右回転と左
回転の場合は同じであり、この場合抵抗板（４８ｂ）　
、　（４８ｃ）による抵抗値をＲ１第１軸（１）と第２
軸（２）の相対的回転角をθとすると、ＲはＲ＝に／θ
（Ｋは定数）で求められる。

また第３図の制御回路を簡略して示すと、第５図の如く
なる。第５図においてトランジスタ（Ｑ、）は前記トラ
ンジスタ（（ｈ）　、　（Ｑ４）に相当するものである
。トランジスタ（Ｑ５）は、前記スイッチ（４７）がオ
ンしてエミッターベース間に所要の電圧差が生じたとき
に活性状態となる。このとき電動４！（１１）に供給さ
れる電流は１ｃとなり、これはＺＶＩｍ Ｉｅ　＊　Ｉｔ＝□ （■はツェナー電圧）である、ここでＲは前記抵抗板（
４１３ｂ）又は（４８ｃ）による可変抵抗値である。そ
こで、Ｒ＝に１０を代入すると、となる−ＶＺ、ＶＧｌ
はほぼ一定であるから、　　ＩＣすなわち電動機（ｌり
に供給される電流は第１軸（１）と第２軸（２）の相対
的回転角θに比例することになる。

上記により、前記トランジスタ（Ｑｌ）　、　（Ｑ４）
はスイッチ（４７）がオンしたときには活性状態に保持
される。またトランジスタ（Ｑ２）　、　（Ｑｚ）は、
抵抗板（４ｆｌｂ）　、（４８ｃ）とブラシ部（Ａ）、
（１１）の接触関係に応じて電動ｆｉ（＋１）への通電
方向を切り替えるスイッチング素子として機能する。

次に作用について説明する。

先ず第１軸（１）を入力側、第２軸（２）を出力側とす
る。第２軸（２）に加わる負荷が小さいときにはθはＯ
くθくＱｌの範囲にあり、電動機（１１）は作動するこ
となく、前記トルク検出部を介してトルクが第１軸（１
）から第２軸（２）に伝達される。

第２軸（２）に加わる負荷が大きく、θが０１以上にな
ると１例えば第３図において第１軸（１）が右回転した
場合にはブラシ部（Ａ）と抵抗板（４８ｂ）、ブラシ部
（Ｂ）と抵抗板（４８ｃ）がそれぞれ接触する。そうす
るとトランジスタ（Ｑのがオンし、トランジスタ（Ｑ２
）はオフ状態に保持され、電機子電流がトランジスタ（
Ｑｌ）→電動ＩＩ（１１）→トランジスタ（Ｑｚ）と流
れることにより電動４ｍ（１１）は第１軸（１）の回転
方向と同方向の補助トルクを発生する。この補助トルク
は減速装置（２０）、キャリア（２８）を介して第２軸
（２）に付加される。第２軸（２）に加わる負荷が増大
すると、これに対応して第１軸（１）と第２軸（２）の
相対的回転角θが大きくなり、抵抗板（４［１ｂ）、（
４８ｃ）による抵抗値Ｒが小さくなる。

従って電動機（Ｉｆ）の電機子電流が増大するため。

θに比例した電動機トルクを発生させることができる。

第１軸（１）を左回転させたときにはブラシ部（Ａ）が
抵抗（４１１ｔｃ）にブラシ部（Ｂ）が抵抗（４８ｂ）
に接触する。そうするとトランジスタ（Ｑ２）がオンし
、トランジスタ（ｑ３）がオフ状態に保持され、前記と
は反対の電機子電流が電動！（１１）に流れる。

この場合にも第１軸（１）と第２軸（２）の相対的回転
角Ｏに比例した入力トルクと同方向の電動機トルクが第
２軸（２）に与えられる。

また電動機（１１）の回転数が高くなると、誘導される
逆起電力が上昇し、電機子電流が減少する。

しかし、第５図においてトランジスタ（Ｑ５）のエミッ
タ電流が減少すると、エミッタ電圧が上昇し、ベース電
流が増大する。ベース電流が増大すると反対にエミッタ
電流を増大させることになるため、これによって電動Ｉ
ｔ（１１）の電機子電流を一定の値に保つ作用が生じる
。

以上により電動４１（１１）の回転子（１３）に供給さ
れる電機子電流は、回転速度に関係なく一定値に保持さ
れると同時に第１軸（１）と第２軸（２）の相対的回転
角θに比例して流れる。

なお第１図中（５３）は内部に充填された潤滑剤の流出
を防止する蓋体である。

次に第６因乃至第８図に従い本発明の第２実施例を説明
する。

ケース（１０８）において、第１軸（ｌｏｔ）と第２軸
（１０２）は同一軸線に位置し、第１軸（１０１）は軸
受（１０３）によって回転自在に支承され、第２軸（＋
ｏ２）は軸受（＋０５）、（ｔｏｉり、（１０７）で回
転自在に設けられている。第１軸（＋０１）と第２輛（
１０２）とは対向する部分において、トーションバー（
１０４）　テ連結される。また第１軸（１ｏｔ）と第２
＠ｈ（＋０２）の各外端（１０１ａ）　、　（１０２ａ
）はスプラインが形成され。

それぞれ他の軸と連結可能となっている。

第２軸（２）の右端部には１８０’の対称位置にあるア
ーム（１０９ａ）、（１０９ａ）を有した全体略筒体状
のアーム部材（ｔｏｌｌ）が嵌合され、固定される。こ
のアーム部材（ｔｏｆｌ）の外周面には、対称位置に軸
方向にキー（ｔｏｓｂ）　、（ｔｏｓｂ）が形成されて
いる。

−力筒１軸（ｌｏｔ）の内端部には、有底円筒部（１０
１ｂ）が形成され、且つこの有底円筒部（ｌＱｌｂ）に
は第７図に示す如く対称位置に切欠き（１０１ｂ−１）
、（１０１ｂ−１）が形成されると共に、切欠き（ｌＯ
ｌｂ−１）　、　（ＩＱ　Ｉｂ−１）に対して９０°位
相をずらせた位置にケース内方に突出する突片（１０１
ｂ−２）、（１０１ｂ−２）が形成されている。そして
前記第２軸（１０２）に設けられるアーム（１０９ａ）
　、（１０９ａ）は第１輛（１０１）の上記切欠き（１
０１ｂ−１）　、（ｌｏｌｂ−１）内に配置されるよう
に第１　Ｍ（１０１）　、第２　ｆｄｉ　（１０２）が
配設される。

アーム（１０！３ａ）と切欠き（１０１ｂ−１）との間
には所要の間隙を形成しておく、アーム（＋０９＆）、
　ＶＪ欠き（ｌＱｌｂ−１）から成る上記機構はトーシ
璽ンへ−（＋０４）の捩れ角をＭｉ制すること及び７エ
イルセーフ（安全装置）の機能を有している。

トルク検出部（Ｔ）は、ケース部（１０ｇ）の内周面に
固設した差動変圧器（１１Ｇ）と、前記アーム部材（＋
ＯＳ）に嵌合し前記キー（１０９ｂ）に沿って摺動自在
な筒体状可動部（１１５）と、前記突片（ｌｏｌｂ−２
）。

（１０１ｂ−２）に固設されたピン（１１８）、（１１
［１）と上記可動部（＋１５）に形成された斜溝（１１
５ａ）、（１１５ａ）との保合関係とによって構成され
る。可動部（１１５）はガタ止めのためコイルスプリン
グ（１１７）によって弾発されると共に、差動変圧器（
１１０）の内部中央に位置する部分は拡径されている。

また、　（１１９）はコイルスプリング（１１７）を支
持し、且つ電波シールドの作用を有する環状板↑ある１
以上において第１輛（１０＋）にトルクが加わると、こ
のトルクはトーションバー（１０４）を介して第２軸に
伝達されるが、このときトーションバー（１０４）に第
１軸と第２ｆＩＩｌとの間のトルクに応じた捩れが生じ
る。

この捩れが、ピン（Ｉｌｊ）と斜１＋Ｗ（ＩＩ５ａ）と
の係合関係により、可動部（＋１５）の軸方向の変位に
変換され、差動変圧Ｂ（ｔｔｏ）の作用に基づ、−１ｆ
ｆＴｌ軸（１０１）と第２軸（１０２）の間のトルクを
検出することが可能となる。

直流電動４ｍ（Ｉｌｌ）は、ケース部（１０８）の内周
面の対称位置に取り付けられた磁石（＋１２）、（目２
）と、軸受（１０５）　、　（ｔｏｅ）で第２軸（１０
２）の周囲に回転自在に設けられた回転子（＋１３）と
から成る０回転子（１１３）の回転子巻線（ｌ１３ｂ）
にブラシ（＋１８）　。

整流子（１１４）を介して電源から電流を供給すると、
磁石（１１２）との電磁作用によって回転子（１１３）
が回転する０回転子筒体（１１３ｂ）の左端部には歯車
（１１９）が形成されている。

電動機（Ｉｌｌ）の出力側には、前記実施例と同様な構
造で２段の遊星歯車機構（１２１）　、（１２２）が設
けられている。そしてキャリア（＋２８）には、環状の
吸着板（１２０）が板状ばね（＋２３）で支持される。

（１２４）は板状ばね（１２３）のキャリア（１２８）
側への動きを規制する弾性支持部材である。吸着板（１
２０）に対向して、一定の間隙でｆｊＳＺ軸（１０２）
に固設される被動クラッチ板（１２５）が配設される。

（１２８）は電磁クラッチであり、被動クラッチ板（＋
２５）の背面スペースには蓋体（１２７）に固定された
電磁コイル（１２９）が配設される。

次に制御回路の電気的構成を第８図に基づき説明する。

差動変圧器（１１Ｇ）は−次コイル（ｔｔｏａ）と二次
コイル（１１０ｂ）、（１１０ｅ）を有し、−次コイル
（＋１０ａ）には発振器（１３０）から内部磁界を作る
所定の電圧レベル、周波数の信号が付与されると共に、
二次コイル（１１Ｑｂ）、（＋１０ｃ）の出力は差！Ｉ
ＩＩ増幅器（１３１）の各入力端子に入力される。差動
増幅器（１３１）の出力は整流器（１３２）に入力され
る。また、　（１３３）は位相比較器であり、この位相
比較器（１３３）には前記発振器（＋３０）の出力信号
と差ｅ増幅器（１３１）の出力信号がそれぞれ入力され
る。上記発振器（＋３０）　　、差動増幅器（Ｉｌｌ）
　、整流器（１３２）　　、位相比較器（＋３３）から
成る回路は、差動変圧器（１１０）の作用に基づいて整
流器（１３２）の出力でトルクの大きさ１位相比較器（
１３３）の出力で回転方向を検出する回路である。

次いで差動増幅器（１３０と回転方向切換回路（＋３５
）から成る回路は電動機駆動回路である。前記整流器（
１３２）の出力は、電機子電流によって生じた抵抗（１
３Ｂ）における電圧との差をとって増幅した後に回転方
向切換回路（１３５）の電源側に配設されたＮＰＮ型の
トランジスタ（１３７）のベースに入力される。一方前
記位相比較器（１３３）の出力電圧は直接に回転方向切
換回路（１３５）に入力される０回転方向切換回路（１
３５）の出力端子は、電動機（ｔＵ）に接続され、回転
子（２２）に電流を供給する如く構成される。この回転
方向切換回路（＋３５）はトランジスタ、リレー等のス
イッチング素子によりブリッジ回路を組み込まれ、ブリ
ッジ回路における通電方向の変更によって電動機（１１
１）に供給する電機子電流の通電方向を変え、その回転
方向をル制御する。

また（１３８）はクラッチ駆動回路であり、このり５　
、ｆ　ｗＡ５）Ｊ　ＣＭ路（＋３８）はｆｒｌ磁クチク
ラッチ２１１）　ニ直列的に接続される。そして前記位
相比較器（１Ｇりの出力を入力し、その信号に応じて電
磁クラッチ（１２６）　を作動させる。

（＋３９）は電源であり、この電源からの電流はメイン
スイッチ（＋４０）を介してトランジスタ（１３７）の
コレクタ及びクラッチ（１２Ｂ）に送給される如く構成
されている。

以上の構成において、−次コイル（＋１０ａ）に対して
可動部（＋１５）が、ビン（＋１８）と斜溝（１１５ａ
）の係合関係によって（Ｍ）の方向に移動すると、その
変位量に比例した直流電圧が整流器（１３２）から出力
されると同時に、位相比較器（１３３）において可動部
（１１５）の移動がコイル（＋ｔａｂ）側なのか又はコ
イル（ｌｌＱｃ）側なのかを判断し得る信号が出力され
る。そして回転方向切換回路（＋３５）から、整流器（
＋３２）の出力に比例した電機子電流が供給されると同
時に位相比較器（１３３）の出力（１３３ａ）又は（＋
３３ｂ）により前述の如く電動機（Ｉｌｌ）の回転方向
が決定される。また同時に位相比較器（１３３）の出力
によってクラッチ駆動回路（１３Ｂ）を作動させ。

電磁クラッチ（１２８）を作動する。

上記において電！！＆機（１１１）の電機子電流は第１
軸（ｌｏｔ）と第２輛（１０２）の間に介設されたトー
ク１ンバー（１０４）の捩れによる相対角度変位に比例
して供給される。

次に上記電磁型倍力装置の作用について説明する。

先ず制御回路には予め不感帯が設定される。２ｇｚ軸（
＋０２）に加わる負荷が小さい場合には、第１軸（ｌｏ
ｔ）と第２軸（１０２）の間のトーションバー（１００
における捩れ角は小さい、このため可動部（＋１５）は
わずかに変位するが上記不感帯により整流器（１３２）
及び位相比較器（＋３３）の出力（１３３ａ）　。

（１３３ｂ）はほぼゼロとなり、電動ｆｉ（Ｉｌｌ）及
びクラッチ（１２Ｂ）は作動しない、従って、第１軸（
＋０１）に与えられたトルクはトーショバ−（１０４）
を介して直接に第２軸（ｒｏ２）に伝達されることにな
る。

第２軸（＋０２）に不感帯を越える負荷が加わる場合に
おいて、例えば時計方向のトルクが第１軸（ｔｏｌ）に
与えられたとする。そうすると第１軸（＋ｏｌ）と第２
軸Ｈｏ２）の捩れ角は増大し、可動部（＋１５）は−次
コイル（１１０ａ）を中心として二次コイル（ｔｔａｂ
）側へ変位する。今二次コイル（１１０ｂ）の出力を　
−１１Ｅ２１　ｓｉｎ　ωｔ　、二次コイル（ｌｌｏｃ
）の出力を　ｅＨ４２ｔｇｉｎωｔとする。上記の場合
には、差動増幅器（１３１）の出力は、　　ａｍ　−ｆ
　−（ＥＩＩ−Ｅｘ　）ｓｉｎωＬとなり、！、）Ｅ、
となるため、差動増幅器（１３１）の出力は一次コイル
（１１０ａ）への入力ｅｗＩ寓Ｅ）　ｓｉｎωｔとは逆
相となる。従って整流器（１３２）にはｌＥ、−Ｅ、ｌ
が出力されると共に１位相比較器（＋３３）では出力（
＋３３ａ）が「Ｌ」、出力（１３３ｂ）がｒＨＪとなる
。而して電動機（１１１）はトランジスタ（１３７）の
作用により入力トルクと同方向でＩＥシカ−Ｅ、ｌ　　
に比例した電機子電流で駆動され、同時にクラッチ駆動
回路（１３８）が作動して電磁コイル（１２９）が励磁
され電磁クラッチ（１２Ｂ）が接続状ＩＥとなる。これ
により電動機（口１）で発生したトルクは第２軸（１０
２）に与えられ、トルク補助が行われる。

第１軸（＋０１）の入力トルクがなくなると、トーショ
ンバー（１０４）により第１軸（１０１）は捩り戻され
、捩り相対角度変位はなくなる。従って可動部（１１５
）は差動変圧器（＋１０）の中央位置に復帰し、その出
力はゼロ状態となり、電動機（１０）の作動は停止する
と共に、電磁コイル（１２９）への通電も停止し電磁ク
ラッチ（１２１１）の接続状態が解除される。

また反対に、反時計方向のトルクが第１軸（＋０４）に
与えられたとする。この場合に、第２軸Ｈｏ２）に加わ
る負荷が不感帯以上であるとき、可動部（１１５）は二
次コイル（ＩＩＯｃ）側に移動し、このため差動増幅器
（＋３１）の入力はｅｎ　−１！！＋　−（Ｅｅｌ−Ｅ
ｎ　）　ｓｉｎ　ωｔで、Ｅ２Ｉ＞Ｅｌｌとなるため、
−次コイル（＋＋Ｏａ）の入力と同相となる。従って、
位相　　　　　　　　　　１比Ｖ器（＋３３）　ノ出力
（１３３ａ）、（１３３ｂ）が夏転し前記と反対に第１
軸（１０１）と同様反時計方向に　ｌ　Ｅｎ−Ｅｅｌ　
＋　　に比例した電機子電流で！動機（１１１）が駆動
されると共に、電磁クラッチ（１２Ｂ）が接続状態とな
る。これにより前記同様に第２軸（１０２）に対して電
動機（１１１）によりトルク補助が行われる。

前記において、電ｅ機（１１１）のいずれの回転方向に
おいても電動＠（１１ｔ）の回転速度が高くなる−　　
と訪導電圧が増大し電機子電流が減少する。そうすると
電！ＩＩＪ機（Ｉｌｌ）の回転トルクが低下する。しか
し前記構成によれば、電機子電流の低減は、抵抗（＋３
［１）の端子電圧の低下となって表われるため、差動増
幅器（１３４）の出力の増加をもたらし、延いてはトラ
ンジスタ（１３７）のエミッタ電流を増加させ、電機子
電流を低減させることなく所要値に保とうとする。

なお前記各実施例において第２軸を入力軸、第１軸を出
力軸とすることもできる。

（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、電動機を
内蔵しこれによって補助トルクを発生させるようにした
電磁型倍力装置において、入力軸と出力軸の間に生じる
回転トルク差に比例した補助トルクを生じさせ、出力軸
等に付与することができると共に、電動機の回転数の高
低に依存することなく検出した前記回転トルク差に応じ
た所要の電機子電流を一定状態で電動機に供給すること
ができる。

また差動変圧器を利用したトルク検出器を使用するもの
にあっては、非接触型であるため、耐久性を有する。

更には制御回路は、ゴム又はトーションバー等の弾性部
材を利用して生じる入力軸と出力軸の相対捩れ角を基礎
に入出力軸間のトルクの大きさ、入力軸の回転方向を電
気的に検出し、この検出信号に基づき制御作動を行わせ
るようにしたため、回路全体が簡単となり、低コストで
製作することができる。

そして、第２袖を入力軸、第１軸を出力軸とすると、電
動機と入力軸とは減速装置による一定の関係で回転して
いる為に電動機は安定して回転し、応答性と安定性を両
立させることが可使となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の第１実施例な示し、第１図
は電磁型倍力装置の中心線で切断面を８０°折曲した断
面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図、第３図は電
機子電流の供給を制御する回路図、第４図は第１１１．
と第２軸の相対的回転角に対する抵抗板の抵抗値の特性
図、第５図は電機子電波が回転数の変化に対して一定と
なることを説明するための回路図、第６図乃至第８図は
本発明の第２実施例を示し、第６図は本発明の第２実施
例に係る第１図と同様な図、第７図は第６図中のＢ−Ｂ
線断面図、第８図は電機子電流の供給制御、電磁クラッ
チの動作制御を行う回路図である。 図面中、（１）、（ｌｏｊ）は第１軸、（ｌｂ−１）　
、（ｌｏｌｂ−１）は切欠き、（２）、（＋０２）は第
２軸、（８）　、（１０８）はケース、（９）、（＋０
９）はアーム部材、（ｌＱａ）　−（１０ｄ）はゴム、
（ｌｌ）、（１１１）は電動機、（１３）、（１１３）
は回転子、　（２１）、（２２）、（１２１）、（１２
２）は遊星歯車機構、Ｈｅ）、（吋）、（３２）、（３
４）、（３５）、（４２）、（４３）はブラシ、（４４
）　、（４５）、（４［１）はスリップリング、（４θ
ｂ）は抵抗板、（＋１０）は差動変圧器、（＋１５）は
可動部。 （１２［１）は電磁クラッチ、（１３０）は発振器、（
＋３２）は整流器、（１３３）は位相比較器、（１３５
）は回転方向切換回路、　（＋３８）はクラッチ駆動回
路である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１軸と第２軸をトルク検出部を介しトルク伝達
   可能に連結し、該トルク検出部で検出した第１軸と第２
   軸の間の回転トルクに基づいて電動機を作動させ補助ト
   ルクを発生させるようにした電磁型倍力装置において、 上記回転トルクに比例して電機子電流を供給する制御手
   段を設けるようにしたことを特徴とする電磁型倍力装置
   。
2. （２）前記トルク伝達手段として弾性部材を使用し、前
   記回転トルクを該弾性部材における前記第１軸及び第２
   軸の回転方向の変形量に変換し、この変形量に比例して
   電機子電流を供給する前記制御手段を設けるようにした
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の電磁
   型倍力装置。
3. （３）前記制御手段は、前記弾性部材に変形が生じたと
   き、その変形を電機子電流の給電路に設けた抵抗の抵抗
   値の増減に変換し、電機子電流を制御する如く構成され
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第２項記載の電
   磁型倍力装置。
4. （４）前記制御手段は、前記弾性部材に変形が生じたと
   き、該変形を差動変圧器の可動部における軸方向の位置
   変化に変換し、該差動変圧器で前記弾性部材の変形を検
   出し、この検出出力で電機子電流を制御する如く構成さ
   れたことを特徴とする前記特許請求の範囲第２項記載の
   電磁型倍力装置。