JPS619372A

JPS619372A - 電磁型倍力装置

Info

Publication number: JPS619372A
Application number: JP59129584A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu; 康夫清水
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-06-22
Filing date: 1984-06-22
Publication date: 1986-01-16

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】（技術分野）本発明は、車両の電動式パワーステアリング装置などに
利用される、入力トルクを電動機を用いて倍増し出力ト
ルクを発生する電磁型倍力装置に関する。

（従来技術）車両のパワーステアリング装置は，運転者の操舵力を軽
減し車両？連転性能の向上に大きく寄斐する。このパワ
ーステアリング装置に使用される従来の倍力装置は、主
に油圧を利用して構成されていた。すなわち、油圧ポン
プからの油圧を、ステアリングの作動状態に応じて油圧
シリンダ又は油圧モータ等のアクチュエータへ適宜に圧
送し、ステアリングの入力トルクを倍力して作動部に伝
達するように構成している。しかしながら、斯かる油圧
を利用した倍力装置は、油圧ポンプがステアリング入力
の有無に関係なく常時作動しているため動力損失が大き
いこと、またアクチュエータ、油圧ポンプ、コントロー
ルバルブ、オイルタンク等の如く構成要素が多いため車
両における占有スペースが大きくなり、小型・軽量化、
低コスト化等を図りがたいこと等の問題点を有していた
。

そこで、直流電動機を使用した電磁型の倍力装置が提案
される。しかしながら電磁型倍力装置において、低トル
ク型電動機を使用すると出力トルクを十分に大きくする
ことができず、斯かる電動機を使用することができない
という不具合を有していた。このため、高トルク電動機
を使用することになるが、そうすれば装置全体が大型化
する等の問題を提起する。

本発明は、に記問題を有効に解決すべく成されたもので
ある。

（発明の目的）本発明の目的は、新規な電磁型倍力装置を提供するもの
であり、小型化、軽量化を企図すると共に低コストで製
作し、且つ動力損失を小さくし、加えて作動の迅速化、
精密な制御を行い、納付性を向−１−し、低トルク型電
動機の使用を可能にすることを目的とする。

（発明の構成）本発明は、入力軸と出力軸をケースに回転自在に設け、
入力軸と出力軸をその間にトルク検出手段を介設して係
合し、且つ巻線を備えた回転子を出力軸に回転自在に設
けると共に、回転子の周囲に磁石を配設し、回転子と出
力軸とを遊星歯車機構を利用した減速手段を介してトル
ク伝達可能に接続し、前記トルク検出手段が所定のトル
クを検出したときに回転子の巻線に対して電流を供給す
る制御手段を設けるように構成したことを要旨とする。

（作用）一ヒ記構成において、外部トルクが加えられることによ
り入力軸がいずれかの方向に回転すると、トルク検出手
段で所定のトルクが検出され、このトルクがわずかに又
は−室以上のものとして検出されたときには、通電手段
を介して回転子の巻線に電流が供給され磁石との作用で
回転子が回転する０回転子が回転すると回転子の回転力
が減速されて出力軸に伝達され、これによって出力軸は
入力トルクよりも倍増したトルクで回転することになる
。

（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図は本発明に係る電磁型倍力装置の内部構造を示し
た断面図であり、この図では中心部で切断線を９０°新
曲させて断面を形成する。第２図は第１図中のＡ−Ａ線
断面図、第３図は電気回路図、第４図はスリップリング
周辺部の要部斜視図である。

第１図において、外形を成すほぼ円筒型のケース（１）
は、直流電動機（２）を内蔵するヨーク（３）及び入力
軸（４）と出力軸（５）の接続部（６）を収容する第１
ケース部（７）と、正転減速歯車装！（８）及び出力軸
（５）と直流電動機（２）の間のトルク伝達部（９）を
収容する第２ケース部（１０）とから成る。出力軸（５
）は図中左端部を外方を突出させ、ケース（１）内の中
心軸位置において、その軸方向に、蓋板（１１）に固設
された軸受（１２）と入力軸（４）内に配設された軸受
（１３）とによって回転自在に配設される。なお出力軸
左端部に図示しない他軸と結合するためスプラインを形
成している。−実入力軸（４）は、第５図に示す如く有
底円筒部（４ａ）を有し且つこの有底円筒部（４ａ）の
外側端に入力軸端部（４ｂ）を突設する。この入力軸端
部（４ｂ）は図示しないもうひとつの他軸を結合するた
めにスプラインを形成している。入力軸（０の有底円筒
部（４ａ）における入力軸端部に近い外周面と前記第１
ケース部（７）の右端開口内周面との間には軸受（１０
を介設し、入力軸（４）を回転自在に配設する。上記出
力軸（５）と入力軸（４）とは同一軸線上に配置される
。

前記直流電動機（２）は、ヨーク（３）の内周面の対称
位置に固設された磁石（１５）、（１５）と、出力軸（
５）の中央部周囲に軸受（ｔｅ）　、（ｔｏ）を介し回
転自在に配設された円筒体（１７）に固設される回転子
（１８）とから構成する０回転子（１８）は、第６図に
示す如く円筒体（１７）に固定され且つその周辺部に軸
方向の長溝（１９ａ）・・・を有する回転子鉄芯（１９
）と、長溝（１９ａ）・・・内に巻回された回転子巻線
（２ｏ）・・・とから成る。回転子巻線（２０）の一端
は整流子（２１）の２分割された一方の片に、他端は他
方の片にそれぞれ結線される。斯かる整流子（２１）に
対しては、ブラシホルダ（２２）内に摺設されたブラシ
（２３）をコイルバネ（２４）で圧接する。斯かるブラ
シホルダ（２２）は、前記第１ケース部（７）の左端面
位置に配設される環状板（２５）に絶縁板（２６）を介
して対称位置にて２個固設される。

なお前記磁石の対を増し極数を多くした場合には、整流
子の分割数も多くなり、回転子巻線（２０）の接続関係
はこれに対応してトルクが有効に生じるように変更され
る。

出力軸（５）の右端部近傍には、第２図に示す如く円周
方向の回動を規制され且つその中央部を嵌合したアーム
部材（２７）が取り付けられる。このアーム部材（２７
）は対称位置に扇形のアーム（２７ａ）　。

（２？ａ）を有する。

入力軸（０の有底円筒部（４ａ）の端部には、第５図に
示すように対称位置に切欠き（２Ｂ）、（２８）が形成
される。この切欠き（２Ｂ）　、（２８）は扇形を成す
。

この切欠き（２Ｂ）　、（２８）内には」二記両アーム
（２？ａ）。

（２７ａ）が挿入配置される。第２図に示す如くアーム
（２？ａ）　、（２？ａ）は切欠き（２８）　、　（２
８）の中央に位置する。アーム（２７ａ）　、　（２７
ａ）の両側面と切欠き（２８）、　（２８）の側面との
間に生じる間隙には例えばゴム（２９）が配設される。

これによって通常アーム（２７ａ）　、　（２？ａ）を
切欠き（２Ｂ）　、（２８）の中央位置に保持する。こ
の場合、ゴム（２９）に類似した弾性部材であれば他の
ものを使用することができる。ゴム（２９）の弾性の強
弱は適宜に選択することができる。

出力軸（５）の右側部において、軸受（１Ｂ）とアーム
部材（２７）との間には円筒状スリップリング（３０）
が固設される。スリップリング（３０）は、第４図に示
す如く、絶縁部材（３１）の周面にリング状の銅板（３
２）、（３３）と円弧状の抵抗板（３４）　、（３５）
が固設される。抵抗板（３２）　、　（３３）は間を開
けて平行に配設　　　　　　）され、更に抵抗板（３４
）　、（３５）は対称位置にて銅板（３３）の隣りに配
設される。従って抵抗板（３４）。

（３５）の間には絶縁部材（３１）が露出する間隙が形
成される。また、銅板（３２）と抵抗板（３０、銅板（
３３）と抵抗板（３５）はそれぞれ電気的に接続されて
いる。斯かるスリップリング（３０）において、銅板（
３２）にはブラシ（３６）が圧接され、銅板（３３）に
はブラシ（３７）が圧接される。ブラシ（３１３）　、
（３？）はそれぞれ前記環状板（２５）に絶縁板（３８
）を介して固設されたブラシホルダ（３９）内にコイル
バネ（４０）で弾発して摺設される。また抵抗板（３４
）　、　（３５）に対しては対称位置にあるブラシ（４
１）、（４２）が配置される。ブラシ（４１）、（４２
）は、有底円筒部（４ａ）の端面（４ａ−１）、（４ａ
−１）　ニ固設されたブラシホルダ（４３）に、コイル
バネ（４０で弾発されて摺設される。ブラシ（４１）、
（４２）は、通常、倍力装置が作動しない状態では抵抗
板（３４）　、（３５）の間の絶縁部材（３１）に圧接
される。

ブラシ（２３）　、（２３）、（３Ｂ）、（３７）、（
４１）、（４２）の電気的接続関係は第３図に示す如く
である。ブラシ（３Ｂ）はスイッチ（４５）を介して電
源（４Ｂ）の正極に接続され、一方ブラシ（３７）はア
ースを介して電源（４６）の負極に接続される。またブ
ラシ（４１）は回転子巻線（２０）の整流子（２１）に
接触する一方のブラシ（２３）に、同じくブラシ（４２
）は他方のブラシ（２３）にそれぞれ接続する。なおブ
ラシ（４１）、（４２）を電源（４Ｂ）及びアースの方
に接続し、且つブラシ（３１１１）　。

（３７）をブラシ（２３）　、　（２３）に接続するよ
うに構成することもできる。この方がブラシ（３Ｂ）　
、（３？）　。

（２３）、　（２３）の間の結線を簡易に行うことがで
き、組立上都合がよい。

第２ケース部（ｌＯ）内に設けられた正転減速装置（８
）は、前記円筒体（１７）の図中左端外周囲に太陽歯車
（４７）が形成され、第２ケース部（１０）の内周部に
形成された内歯歯車（４８）との間に例えば３個の遊星
歯車（４９）を噛合させる。遊星歯車（４Ｂ）は、軸受
（５０）を介して第２の太陽歯車（５１）のアーム（５
１ａ）に回転自在に連結される。更に第２の太陽歯車（
５りと第２の内歯歯車（５２）との間に例えば３個の第
２の遊星歯車（５３）を噛合する。これらの遊星歯車（
５３）・・・は、円板（５５）の図中右側面に形成され
た突起（５５ａ）に軸受（５０で回転自在に取り付けら
れる。斯かる構造によれば、回転子（１８）の高速回転
を減速して円板（５５）を所要の回転数にて回転させる
ことが可能となる。

−１−記円板（５５）は、その中心部に形成された筒部
（５５ｂ）を出力軸（５）に嵌合させており、且つこの
嵌合状態においてその円周方向の回転は出力軸（５）の
回転と一体化される。従って遊星歯車（５３）・・・が
公転すると円板（５５）も回転し、これに伴って出力軸
（５）に電動機（２）のトルクを伝達することになる。

前述の如きそれぞれの収容物を有するヨーク（３）、第
１ケース部（７）、第２ケース部（ｌＯ）は、ｊ−り（
３）を中間に介在させて長形のポル）　（５Ｂ）で結合
一体化される。ポル）　（５Ｂ）は第１ケース部（７）
の側部と第２ケース部（ｌＯ）の側部との間に架設され
る。ポル）　（５８）は第６図に示される如く左右に一
対配設される。

次に上記の如く構成される電磁型倍力装置の作用を説明
する。・先ず゛、最初にスイッチ（４５）を閉じた状態にする。

今、入力軸（４）に外部よりトルクを与えて例えば第２
図に示す如くに方向に回転させる。入力軸（４）かに方
向に回転すれば、有底円筒部（４ａ）の端面（４ａ−１
）、（４ａ−１）に配設したブラシ（４１）、（４２）
もに方向に回転する。また切欠き（２８）、（２８）内
に位置するアーム（２７ａ）　、　（２７ａ）にはゴム
（２９）を介して入力軸（０のトルクが刊与される。こ
の場合において、出力軸（５）に加わる負荷が小さいと
ゴム（２８）の撓み量が小さく、このためブラシ（４１
）。

（４２）が所定角度の範囲にあるときは、ブラシ（４１
）、（４２）が抵抗板（３４）　、（３５）に触れるこ
となく出力軸（５）は入力軸（４）とともにに方向に回
転する。すなわち回転子巻線（２０）に電流が流れない
ため直流電動機（２）は作動せず、入力軸（４）゛に加
わるトルクはゴム（２８）を介して出力軸（５）に直接
に伝達される。一方、出力軸（５）に加わる負荷が大き
く、このため入力軸と出力軸とのトルク差が大きくなっ
て一ヒ記ゴム（２８）の撓み量が大きくなる　　　　　
′と、相対的角度変位が犬きくなり、一定トルク差以上
でブラシ（４１）　、（４２）が抵抗板（３４）、（３
５）に接触する。このときには回転子巻線（２０）に、
ブラシ（２３）、（２３）、（３Ｂ）、（３７）、（４
１）、（４２）　、銅板（３２）　。

（３３）、抵抗板（３４）　、（３５）を介して電源（
４６）から電流が涼れ、回転子（１８）が入力軸（０と
同方向に回転する。斯くすれば、直流電動機（２）が作
動し、正転減速歯車装置（８）を経由して出力軸（５）
に入力軸（４）の回転方向と同方向の電動機によるトル
クを付加する。これによって出力軸（５）には入力軸（
４）に加わったトルクよりも大きなトルクで回転′が生
じることになる。上記電気的トルクが発生するのはブラ
シ（４１）、（４２）と抵抗板（３４）　、　（３５）
とが接触してい名聞だけである。出力軸（５）と入力軸
゛（４）の相対角度が変化して前記接触状態が解消する
と直流電動機（２）の作動は停止する。また入力軸（４
）に入力・トルクを加え・るのを停止すると、ゴム（２
９）とアーム細材（２７）の復元作用によって入力軸（
０は初期の位置に戻さ゛れ、前記通電状態が停止にし、
直流電動機（２）作動は停止する。

十゛記の如く、入′力軸（４）に外部トルクが加えられ
て回転し、出力軸（５）との間にわずかな又は所定以上
の相対角度変位が生じると、直流電動機（２）が作動し
、電動機によるトルクが生じアーム部材（２７）と切欠
き（２８）、　（２８）との保合関係により入力軸（４
）の回転に出力軸（５）を追従させる。これによって出
力軸（５）の回転トルクは倍増する。

また出力軸（５）に加わる負荷が増大して入力軸（４）
と出力軸（５）の相対角度変位が増すと、ブラシ（４１
）、（４２）と抵抗板（３４）　、　（３５）の接触面
積が増し、回転子巻線（２０）への通電量が増す、これ
によって出力軸（５）の負荷の大きさに応じて電動機に
よるトルクも大きくすることができる。

上述の如き作用は入力軸（０がＫと反対方向に回転して
も同様に生じる。

（発明の効果）本発明によれば次の効果を奏する。

出力軸に直流電動機を付設し、入力軸にトルクが加わっ
たときに、一定の条件の下で直流電動機を作動させ、そ
の回転トルクを減速装置を介して出力軸に付与するよう
にしたため、直流電動機を小型且つ軽量に構成すること
ができる共に、その作動電流も小さいもので済ませるこ
とができる。

特に低トルク型電動機を使用しても、減速してトルク伝
達するので、高トルクを出力軸に伺加することができる
。

また入力軸に加わるトルクは、出力軸に直接に与えられ
るような構造が採用されているため、フェイルセーフ構
造を簡単に採用することができ、更に取付箇所も任意に
選択することができる。

更に組イ１性を向上することができるという利点も有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は中心部で切断線を９０°折曲させて断面を形成
した本発明に係る電磁型倍力装置の内部構造を示した断
面図、第２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図、第３図は制
御部をなす電気回路図、第４図はスリップリング周辺部
の要部斜視図、第５図は入力軸の斜視図、第６図は第１
図中のＢ−Ｂｆｉ断面図である。図面中、（１）はケース、（２）は直流電動機、（０は
入力軸、（５）は出力軸、（８）は正転減速歯車装置、
（９）はトルク伝達部、（１５）は磁石、（１７）は円
筒体、（＋８）は回転子、（２０）は回転子巻線、（２
３）、（２３）　、（３Ｂ）　、（３７）　、（４１）
　、（４２）はブラシ、（２７）はアー１、部材、（２
８）・・・はゴムである。特許出願人　　木■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　　　産量　　弁理士　　小
　　山　　　　　有へ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１軸と第２軸を回転自在に設け、上記第１軸と
上記第２軸をその間にトルク検出手段を介設して係合し
、巻線を備えた回転子を上記第２軸に回転自在に設ける
と共に、該回転子の周囲に磁束発生手段を配設し、上記
回転子と上記第２軸とを減速手段を介してトルク伝達可
能に接続し、上記トルク検出手段がトルクを検出したと
きに上記回転子の巻線に電流を供給する制御手段を設け
たことを特徴とする電磁型倍力装置。
（２）前記第１軸を入力軸とし、前記第２軸を出力軸と
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）前記第１軸と前記第２軸の各対向端部を同一ケー
ス内に配設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。