JPS63212177A - 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〕 この発明は、自動車の電動式パワーステアリング装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

自動車のステアリングホイルの操舵力を補助する装置と
して、現在油圧式パワーステアリング装置が広く採用さ
れているが、制御性の向上や効率の改善を図るため、モ
ータを利用した電動式パワーステアリング装置の開発が
多くなってきており、たとえば、特開昭５９−１１９６
５公報や特開昭５９−２０９９６４公報等によって提案
されている。

電動式パワーステアリング装置の基本的な構造は、上記
のような各公報に示される如く、車のステアリングホイ
ルとステアリングギアボックスの間に位置し、ステアリ
ングホイルに接続されている入力軸及びステアリングギ
アボックスに接続されている出力軸と、前記入力軸と出
力軸間のトルクを検出するトルク検出器と、前記トルク
検出器の信号に応じてトルクを供給する電動モータと、
前記電動モータのトルクを増大させて出力軸に伝達する
減速機とを有し、ステアリングホイルの回転によって生
じた入力軸と出力軸間のトルクをトルク検出器で検出し
、この検出器の信号で電動モータを回転させ、出力軸を
変向方向に駆動するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の電動式パワーステアリング装置は
、電動モータと減速機が別々に配置されていたり、減速
機の構造が複雑であったり、トルク検出にトーションバ
ーなどのねじれを利用した部材を用いているため、部品
点数が多くなり、全体の形状が大型化するという問題が
あり、スペース的に余裕のない自動車への採用を困難に
している。

〔発明の目的〕

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、部品点数が少なく、コンパクトに構成
することができる電動式パワーステアリング装置を提供
することが目的である。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のような問題点を解決するため、この発明は、トル
ク検出器がばね要素のたわみを検出する構造を有して入
力軸及び出力軸と同軸心状に配置され、減速機が偏心差
動機構を用いて形成され、電動モータを回転子が出力軸
に外嵌する筒状とし、この回転子が減速機の入力軸と一
体となっている構造としたものである。

（作用〕 ステアリングホイルがニエートラルポジションにあると
き、入力軸と出力軸間にトルクの発生がなく、トルク検
出器が作用せず、電動モータによる出力軸の駆動はない
。

ステアリングホイルを左右何れかの方向に切ると、ステ
アリングホイルと一体に回転する入力軸と出力軸間にト
ルクが加えられ、トルク検出器はトルクの加わった側に
位置するばねが圧縮されて非接触変位センサがこの変位
量を検出し、この検出信号によって、モータを起動させ
、減速機を介して出力軸をステアリングホイルを切った
方向に回転駆動し、変向力を補助する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図ないし第３図に示す第１の例において、ステアリ
・ングホイルと接続されている入力軸１とステアリング
ボックスに接続されている出力軸２は同軸心状に配置さ
れ、この入力軸１と出力軸２はトルク検出器３を介して
接続され、出力軸２は筒状の固定ケーシング４内を軸心
に沿って貫通し、ケーシング４の両端において軸受５で
回動自在に支持されている。

上記ケーシング４内には、トルク検出器３の信号によっ
て出力軸２を駆動する低速高トルクの電動モータ６と、
このモータ６の回転を出力軸２に伝達する減速機７とが
組込まれている。

電動モータ６は、出力軸２と同軸心で回転するよう軸受
８を介してケーシング４で支持された回転子９と、この
回転子９の外側に位置するようケーシング４に固定した
コイル１０とで形成され、上記回転子９の一方端部に出
力軸２の軸心と偏心量ｅをもって回転する偏心リング１
１が一体に設けられ、この偏心リング１１が減速ｊａ７
の入力軸になっている。

上記減速機７は偏心差動機構を用いた構造であリ、偏心
リング１１で軸受１２を介して同軸心となるよう回動自
在に支持された差動リング１３の外歯歯車１４がケーシ
ング４に固定した内歯歯車１５と噛み合い、回転子９と
共に偏心リング１１が回転すると、差動リング１３は出
力軸２のまわりを自転しながら公転する運動を行なうよ
うになっている。

出力軸２には差動リング１３と対面する出力板１６が設
けられ、第１図と第３図のように、差動リング１３に突
設した複数の内ピン１７が出力板１６に設けた複数の円
形孔１８内に各々嵌合し、内ピン１７に取付けた軸受或
いはブツシュ１？ａを円形孔１８の一部に接触させ、差
動リング１３と出力板１６を回転方向に一体で半径方向
に移動自在となるよう接続し、外歯歯車１４と内歯歯車
１５の歯数差によって減速された差動リング１３の自転
運動を出力軸２に取出すものである。

第２図はトルク検出器３の具体的な構造を示しており、
出力軸２に四方へ突出するトルク検出板３Ｌ　３２．３
３．３４が固定され、入力軸１と一体に回転するよう固
定したヨーク３５の先端がヨーク片３６．３７．３８．
３９に四分割され、各ヨーク片３６．３７．３８．３９
間にトルク検出板３Ｌ　３２．３３．３４が嵌合してい
る。

軸心を挾んで相反する方向に突出する一組のトルク検出
板３Ｌ　３２において、このトルク検出機３Ｌ　３２と
ヨーク片３６．３７．３８．３９の各対向面嵌合に圧縮
ばね４０が縮設され、ヨーク３５に対してトルク検出板
３Ｌ３２を中立位置に保持するようにしている。

残る一組のトルク検出板３３と３４には、ヨーク片３６
．３７．３８．３９と対向する両面に各々非接触変位セ
ンサ４１が設けられ、各センサ４１は図示省略したが、
電力増幅回路を介して電動モータ６と接続されている。

上記トルク検出器３は、入力軸１よりトルクが加えられ
ると、その大きさに応じて圧縮ばねが変位し、接触変位
センサ４１がヨーク片３６．３７．３８．３９との間隔
の変化によって上記変位量を検知し、電力増幅回路に信
号を送り、この信号情報に応して電動モータ６に電力を
供給するものである。

この発明に係る電動式パワーステアリング装置の第１の
例は上記のような構成であり、ステアリングホイルがニ
ュートラルポジションにあるときトルク検出器３は第２
図のように、圧縮ばね４０によりヨーク片３６．３７．
３８．３９に対してトルク検出機３１．３２．３３．３
４が中立位置に保持され、非接触センサ４１は作動せず
、電動モータ６は回転しない。

次にステアリングホイルを左右方向何れかの方向に切る
と、同方向へ入力軸１とヨーク３５が一体に回動し、ト
ルク検出器３にトルクが加えられ、その大きさに応じた
情報が電力増幅回路に送られ、電動モータ６に電力を供
給する。

電動モータ６はその回転子９が回転して減速器７に人力
し、減速機７は差動リング１３の自転によって出力軸２
を変向方向に駆動し、変向に必要とするトルクを補助す
ることになり、出力軸２がステアリングホイルを切った
角度分だけ回転するとトルク検出器３は中立位置にし、
電動モータ６への通電が切れることになる。

次に、この発明の第２の例を第４図ないし第６図に基づ
いて説明する。なお、第１図ないし第３図に示した第１
の例と同一部分は同一符号を付すことによって説明を代
える。

この第２の例は、前記第１の例と比較して減速機７とト
ルク検出機３が変化している。

減速機７は、固定ケーシング４の差動リング１３と対向
する面に複数の内ピン１７を固定し、差動リング１３に
各内ピン１７の嵌合する円形孔１８を設け、内ピン１７
の軸受あるいはブツシュ１７ａを円形孔１８の内周面に
一部接触させると共に、差動リング１３に内歯歯車５１
を、出力軸２にはこれに噛合う外歯歯車５２を設け、回
転子９の回転比よって生じる差動リング１３の自転を出
力軸２に取り出すようにしたものである。

このような構造にすると、内ピン１７の固定が固定ケー
シング４側となるため、内ピン１７の取付孔の加工が容
易になると同時に、内ピン１７の支持剛性をあげること
ができる。

更に、出力軸２に対する加工も外歯歯車５２を切ればよ
いため、第１の例のように、出力板１６を出力軸２に取
付けて加工することに比較すると格段に容易となる。

また、トルク検出器３の構造は基本的には第１の例と同
じであるが、圧縮ばね４０の代わりに板ばね６１を用い
、モータ回転子９の内側に配置することができるように
して、電動モータ６の全長を容易に短かくできるように
している。

具体的にはコ字状に折曲げ形成した板ばね６１を出力軸
２の端部に固定したヨーク３５に取付ておき、入力軸２
の端部に固定したトルク検出板３１．３２．３３１，３
４を第６図のように、ヨーク片３６．３７．３８．３９
間に挿入し、トルク検出板３３．３４を板ばね６１の対
向片間で挾みトルク検出板３１．３２のヨーク片と対向
する面に非接触変位センサ４１を取付けて構成したもの
である。

このように、板ばね６１を用いると、前記第１の例の圧
縮ばね４０を用いた場合に比べて組立てが容易になり、
第４図のように、回転子９の内部に収納した構造が容易
に採用できる。

なお、入力軸１と出力軸２に対するヨーク３５とトルク
検出板３１．３２．３３．３４の取付けは、図示とは逆
になっても良いことは明らかである。

第７図に示す第３の例は、第２の例における減速機７の
構造を変化させたものであり、第１及び第２の例と同一
部分は同一符号を付すことによって説明に代える。

この第３の例における減速機７は、差動リング１３に外
歯歯車７１と内歯歯車７２の二つを設け、外歯歯車７１
を固定ケーシング４に固定した内歯歯車７３と、また内
歯歯車７２を出力軸２の外歯歯車５２と各々噛合させ、
差動リング１４の自転を出力軸２に取出すようにしたも
のであり、第２の例と比較したならば、内ピン１７の代
りに外歯歯車７１と内歯歯車７３を用いたものと言える
。

尚トルク検出器３については第２の例と同じものである
。

〔効果〕

以上のように、この発明によると、電動モータと出力軸
が一体となり、トルク検出器がばね要素のたわみを検出
する構造としたので、全体の構成部品数が少なくなり、
しかも全体を小型化することができ、自動車への組込み
がスペース的に有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電動式パワーステアリング装置
の縦断正面図、第２図は同上におけるトルク検出器部分
の拡大縦断面図、第３図は同上における減速機の部分を
示す縦断面、第４図はパワーステアリング装置の第２の
例を示す縦断正面図、第５図は同上におけるトルク検出
器の平面図、第６図はトルク検出器の縦断側面図、第７
図はパワーステアリング装置の第３の例を示す縦断正面
図である。 １・・・・・・入力軸、２・・・・・・出力軸、３・・
・・・・トルク検出器、６・・・・・・電動モータ、７
・・・・・・減速機、９・・・・・・回転子、１１・・
・・・・偏心リング、１３・・・・・・差動リング、１
４・・・・・・外歯歯車、１５・・・・・・内歯歯車、
１６・・・・・・出力板、１７・・・・・・内ピン、３
１．３２．３３．３４・・・・・・トルク検出板、３５
・・・・・・ヨーク、３６．３７．３８．３９・・・・
・・ヨーク片、４０・・・・・・圧縮ばね、４１・・・
・・・非接触変位センサ。 特許出願人　　エヌ・チー・エヌ 東洋ベアリング株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車のステアリングホイルとステアリングギアボッ
   クスの間に位置し、ステアリングホイルに接続されてい
   る入力軸及びステアリングギアボックスに接続されてい
   る出力軸と、前記入力軸と出力軸間のトルクを検出する
   トルク検出器と、前記トルク検出器の信号に応じてトル
   クを供給する電動モータと、前記電動モータのトルクを
   増大させて出力軸に伝達する減速機とを有する電動式パ
   ワーステアリング装置において、トルク検出器がばね要
   素のたわみを検出する構造を有して入力軸及び出力軸と
   同軸心状に配置され、減速機が偏心差動機構を用いて形
   成され、電動モータを回転子が出力軸に外嵌する筒状と
   し、この回転子が減速機の入力軸と一体となっているこ
   とを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. （２）トルク検出器が、出力軸或いは入力軸の何れか一
   方の軸に突設したトルク検出板と、各トルク検出板の両
   面と対向するよう他方の軸に固定したヨークと、少なく
   とも１組のトルク検出板とヨークの対向面間に介在させ
   たばねと、少なくとも他の１組のトルク検出板とヨーク
   の対向面における一方に設けた非接触変位センサとで構
   成されている特許請求の範囲第１項に記載の電動式パワ
   ーステアリング装置。
3. （３）偏心差動機構の入力軸が電動モータの回転子と一
   体に設けた偏心リングで形成され、この偏心リングで回
   転自在に支持された差動リングが出力軸及び固定ケーシ
   ングの双方と、歯車或いは内ピンを介して結合されてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の電動式パワーステアリ
   ング装置。