JP2590209Y2 - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は舵取ハンドルの操作力
（操舵力）を軽減するための操舵補助力発生手段として
電動モータを用いてなる電動式動力舵取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーステアリングと呼ばれる動力舵取
装置として従来は油圧式が主流を占めていたが、近年電
動モータ等を利用した電動式も、たとえば特開昭61−22
6362号公報等を始め種々提案されている。すなわち、油
圧式の動力舵取装置は、操舵補助力を発生させる油圧シ
リンダを始め油圧ポンプ、流路切換バルブおよびこれら
各部を接続する油圧配管系等が必要で、構成部品点数が
多くしかも各部の構成が複雑で加工精度等が要求され、
製造、組立作業が面倒であるばかりでなく、装置全体が
大型化し重量も増大し、コスト高を招く等の問題をもっ
ている。

【０００３】このため、最近では、簡単な電気配線によ
り車載バッテリおよびコントローラ等に結線して使用し
得る電動モータを、操舵補助力発生手段とする電動式が
注目されており、上述した油圧式に比べ、装置構成の簡
素化が図れ、小型かつコンパクト化等も可能となるもの
であった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに電動モータを操舵補助力発生手段として動力舵取装
置に採用するにあたっては、運転者の操舵要求を適切か
つ確実に検出してモータを精度よく駆動制御し、適切な
操舵補助力が得られるような構成を採用することが必要
とされている。すなわち、車輌において停車中での据切
り時や低速走行中の舵取操作時にはきわめて軽い舵取操
作が行なえるとともに、高速走行中はある程度の重さを
有する剛性感をもつ舵取操作が望まれる。

【０００５】このため、運転者の操舵要求である操舵力
（操舵トルク）、操舵角速度等を、車輌の走行速度と共
に適切かつ確実に検出する検出機構が必要とされるが、
このような検出機構を、制約の大きい装置内スペースに
効率よくしかも簡単かつ確実に組込み、さらにその動作
性能を適切に確保するとともにメンテナンス作業等も容
易に行なえる等という要請を全て満足し得るものは未だ
提案されていない。

【０００６】すなわち、この種の検出機構のうち、たと
えば操舵力検出機構として、ステアリングシャフトを構
成する入、出力軸間に、非接触型のトルクセンサおよび
その信号処理回路等からなるものを介在させてステアリ
ングボディ内に内設してなる構成のものが、従来から提
案されている。

【０００７】しかしながら、このような従来構造では、
上述した非接触型センサとしてのホール素子や信号処理
回路を構成する各種電気部品等を実装してなるプリント
配線回路基板を、可動部材である入、出力軸の一方に付
設するとともに、これら両軸間での相対的な回転変位に
よる出力信号を、ブラシとスリップリング等からなる出
力信号配線手段により固定側に引出し、これをコントロ
ーラ等に送ってモータの駆動制御を行なう構成としなけ
ればならない。

【０００８】換言すれば、このような従来構造によれ
ば、非接触型センサや磁石手段による検出手段を、共に
回転する入、出力軸に設けることが必要で、このために
その出力信号の取出しをブラシとスリップリングとによ
る直接摺動接触タイプのものを用いて行なうことが必要
で、特にブラシ等での強度や耐久性の面で問題を生じる
ばかりでなく、接触抵抗が使用時に増減したりし、セン
サ出力としての信頼性が低下する等の不具合があり、こ
のような入、出力軸間での相対的な回転変位を検出して
取出す際に実用面での問題を避けられないものであっ
た。

【０００９】さらに、このような従来構造では、そのセ
ンサとしての部材の取付個所等が限定されるため、その
自由度が小さく、装置全体の小型化等を図るうえで制約
となるもので、このような問題点を一掃し得る何らかの
対策を講じることが望まれている。

【００１０】また、上述した操舵トルク等を検出するた
めの非接触型のセンサとしては、永久磁石とホール素子
との組合わせによるものが最も一般的であるが、この場
合にフェール対策として、通常二系統の検出手段を併用
し、多重検出が可能となるように構成することが必要と
される。しかし、このような永久磁石とホール素子とを
二個づつ設けることは、センサ部での構成部品点数が多
くなり、構造が複雑化し、その各部の加工性や組立性等
の面からも問題となるものであり、このような点にも配
慮することが望まれている。

【００１１】さらに、他方において、この種の電動式動
力舵取装置において望まれることは、全体の構成が簡単
で製造、組立作業等を簡単に行なえるとともに装置全体
の小型、軽量かつコンパクト化や低コスト化が可能で、
しかも動作上での性能面や実車搭載性の面で優れてなる
構成とすることである。そして、このような要請は、近
年この種装置が特にスペース上での問題の大きい小型車
等においても採用されるようになっていることから顕著
なものであり、このような点を考慮し、上述した問題点
を解決し得る何らかの対策を講じることが必要とされて
いる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本考案に係る電動式動力舵取装置は、舵取ハンド
ル側の入力軸と操舵輪側の出力軸との一方に、軸線方向
に沿って移動可能に設けられ他方軸側との間のカム機構
により回転変位を軸線方向への直線変位に変換する直動
部材による直線変位を検出する操舵トルク検出手段を、
直動部材に連動して前記入、出力軸の軸線と平行な軸線
方向に摺動自在に保持されかつその摺動方向に着磁した
円柱状の永久磁石を内設した変位取出し部材と、この変
位取出し部材の外周部の一部に周方向に沿って配置され
前記永久磁石に非接触状態で対向する複数個のホール素
子を有するセンサ部材とで構成するとともに、前記変位
取出し部材を、装置ボディに前記入、出力軸の軸線に平
行な軸線方向に形成した摺動孔内に保持し、前記センサ
部材を、装置ボディの外周部の一部で前記摺動孔と直交
する孔部にホール素子が臨むように組付けたものであ
る。

【００１３】

【作用】本考案によれば、舵取操作が行われ、入、出力
軸間に相対的に回転変位が生じると、カム手段により一
方の軸上で直動部材が、付勢力によってまたはこの付勢
力に杭して軸線方向に移動する。そして、この直動部材
の動きが、固定側である装置ボディ側に前記入、出力軸
の軸線に平行な軸線方向に形成した摺動孔内にこれら両
軸の軸線に平行な軸線方向に摺動自在に保持した円柱状
の永久磁石を有する変位取出し部材とその外周部の一部
で周方向に並設されている複数個のホール素子を有する
センサ部材とからなる操舵トルク検出手段により多重検
出され、これにより得られる出力信号によって電動モー
タを制御し得るとともに、この検出手段のフェール対策
も充分である。

【００１４】

【実施例】図１ないし図４は本考案に係る電動式動力舵
取装置の一実施例を示しており、これらの図において、
まず、全体を符号１で示す電動式動力舵取装置の概略構
成を図４等を用いて簡単に説明すると、２は図示せぬ舵
取ハンドル側に連結される入力軸としてのスタブ軸、３
は図示せぬ操舵輪側に連結されるピニオン３ａを有する
出力軸としてのピニオン軸、４はこれら両軸２，３を所
定角度範囲内で相対的に回動変位可能に連設するトーシ
ョンバーで、これらの部材によってステアリングシャフ
トが構成される。

【００１５】また、これらステアリングシャフトを構成
する軸２，３は、前記ピニオン３ａと噛合するラック歯
５ａを有するラック５と共に、ステアリングギヤボディ
６，７内に貫通して配設されている。なお、８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄはボディ６，７内で軸２，３を回転自在
に支持する軸受で、さらに上述したラック５は、周知の
通り、図示せぬタイロッド等と共に操舵輪間を連結する
舵取リンク機構を構成する。また、図中９はピニオン軸
３の軸端側に臨んで設けられ舵取り操作に応じて操舵輪
側に操舵補助力を与える操舵系での出力側部材であるピ
ニオン軸３先端側での回転変位にて操舵角度、その角速
度を検出する操舵角速度センサである。

【００１６】一方、上述したステアリングシャフト機構
部において、舵取ハンドル側のスタブ軸２にトーション
バー４を介して連結された操舵輪側のピニオン軸３上に
は、ラック５側の側面が歯面１０ａとされたハイポイド
ギヤによる大ギヤ１０が軸支して設けられるとともに、
この大ギヤ１０を介してピニオン軸３側に操舵補助力を
与える電動モータ１１を、前記ピニオン軸３に略直交し
て配置させ、そのモータ軸１１ａ先端側に、大ギヤ１０
と共に操舵補助力伝達用の歯車機構１３となる減速歯車
機構を構成する小ギヤ１２ａを有するギヤ軸１２を設
け、これによりモータ１１からの操舵補助力を前記ピニ
オン軸３側に伝達するように構成している。

【００１７】このような構成によれば、ステアリングシ
ャフト（２，３，４）等を有するステアリングギヤボデ
ィ６，７、ピニオン軸３に軸食違いギヤであるハイポイ
ドギヤによる減速歯車機構（傘歯車等でもよい）を介し
て連結されるモータ１１などを効率よく連結し、結果と
して装置全体の小型、軽量かつコンパクト化が可能とな
る。勿論、本実施例のようなハイポイドギヤによれば、
軸の食違い分だけ軸線方向での小型化が可能となる。

【００１８】ここで、本実施例では、操舵輪側のステア
リングシャフトであるピニオン軸３(出力軸系)に操舵補
助力を伝達する電動モータ１１からの小ギヤ１２ａおよ
び大ギヤ１０による歯車機構１３の途中に介在されモー
タ軸１１ａ側とピニオン軸３側への伝達用の小ギヤ１２
ａを有するギヤ軸１２側との間での回転伝達を選択的に
連結、遮断する電磁クラッチ２０を備えている。

【００１９】この電磁クラッチ２０は、周知の通りの構
造を有するものであって、そのクラッチロータ２１がモ
ータ軸１１ａ上に設けられるとともに、フィールドコア
２２により該ロータ２１に磁気吸着されるアーマチュア
２３を前記ギヤ軸１２側に設けてなる構造をもち、選択
的にモータ１１側の回転をギヤ軸１２に伝達するように
構成されている。なお、図中２４ａ，２４ｂ，２４ｃは
モータ軸１１ａとこれとインロー結合されているギヤ軸
１２をそれぞれ回転自在に軸支する軸受である。また、
これらの電磁クラッチ２０やモータ１１はそれぞれ周知
の構造を有し、さらに周知の動作を行なうものであり、
その詳細な説明は省略する。

【００２０】さらに、本実施例によれば、歯面１０ａを
一側面側に有しピニオン軸３上に回転方向において連結
して軸支される被駆動側の大ギヤ１０と、この大ギヤ１
０のギヤ部１０ａの一部に側方から噛合い電動モータ１
１からの回転駆動力を伝達する小ギヤ１２ａからなるハ
イポイドギヤ等の軸違い歯車による回転動力伝達用の歯
車機構１３において、大ギヤ１０における小ギヤ１２ａ
のギヤ部への噛合い部分に対応する他側面側に、この大
ギヤ１０の一部を小ギヤ１２ａに対して常時噛み合わせ
るように局部的に軸線方向に押圧する弾性支持用の付勢
手段３０を付設するとともに、大ギヤ１０を、ピニオン
軸３上に回転方向において連結して軸支させてなるフラ
ンジ部材４０に弾性筒体４１を介して弾性的に保持させ
た複数本（たとえば３本）の止めねじ４２を介して連結
して一体的に設けている。

【００２１】ここで、上述した大ギヤ１０と小ギヤ１２
ａとの噛合い部分に、直接押圧付勢力を与える付勢手段
３０として、ボディ６の一部に穿設したねじ孔に螺合し
て設けられるプラグホルダ３２内に、ボール３３を受け
部材３４にて保持した状態で軸線方向に移動可能に支持
させ、これをばね３５にて常時大ギヤ１０の小ギヤ１２
ａへの噛合い部分を背面側から押圧して小ギヤ１２ａと
の噛合い部分にバックラッシュがほとんど零となるよう
に付勢し得るようにしている。

【００２２】このような構成によれば、大ギヤ１０の一
側面側にギヤ部１０ａにおいて、電動モータ１１側の小
ギヤ１２ａに対しての噛合い部分のみを、付勢手段３０
により常時適切な噛合い状態が得られるように直接押圧
して付勢し、これにより両ギヤ１０，１２ａのギヤ部間
でのバックラッシュを、非操舵時には実質的に零となる
ようにし、左、右方向への操舵時においてがた付きによ
る歯打ち音等を防止することが可能である。しかも、こ
れら左、右いずれの方向への操舵時にあっても、大ギヤ
１０が、付勢手段３０の弾性支持力にて小ギヤ１２ａか
ら若干逃げてこれら両ギヤ１０，１２ａの噛合い部にお
いて、上述した歯打ち音等が問題とならず、所要の噛合
い動作が可能となる程度のバックラッシュを確保するこ
とも可能で、従来のような倒れ現象等を招くことなく、
所要の回転伝達を適切に行なえる。ここで、上述した大
ギヤ１０の小ギヤ１２ａへの噛合いは、上述した付勢手
段３０で一旦バックラッシュを零とした後、若干緩めて
ボール３３の調整逃げ分だけのバックラッシュを確保す
ることで所要の回転伝達を行なえる状態とし得るもので
ある。

【００２３】また、本実施例によれば、上述したような
僅かなバックラッシュによる両ギヤ１０，１２ａによる
噛合い時の摺動音や打音によって生じる騒音問題を解決
するために、大ギヤ１０を、ピニオン軸３上に設けたフ
ランジ部材４０を、ピニオン軸３上にキー４３にて軸線
方向には摺動可能な状態で設けるとともに、このフラン
ジ部材４０の周方向において等配した位置に孔部を形成
し、この孔部に両側から一対をなす鍔付きの弾性筒体４
１，４１を嵌め込んで全体が略つつみ形状を呈するよう
にし、この部分に止めねじ４２を差し込んでその先端側
を前記大ギヤ１０に連結し、ナット４５で固定すること
により、該大ギヤ１０を、ピニオン軸３に対して弾性的
に支持するようにしている。なお、このような鍔付き弾
性筒体４１，４１としては、二つ割り形状に限らず、一
体構造のものを用いてもよいことは言うまでもない。ま
た、上述したフランジ部材４０は、必ずしも軸線方向に
摺動可能に軸支させて設ける必要はなく、ピニオン軸３
上に固定的に軸支してもよいことは言うまでもない。

【００２４】そして、このようにすれば、両ギヤ１０，
１２ａの噛合い部において、所要の噛合い動作が可能と
なる程度のバックラッシュを確保して所要の回転伝達を
行なえるようにした場合に、この大ギヤ１０と小ギヤ１
２ａとの噛合いによって生じる摺動音、打音等のステア
リングシャフト側（ピニオン軸３）への伝達を、前記フ
ランジ部材４０に大ギヤ１０を組付ける止めねじ４２を
保持する弾性筒体４１，４１の存在によって、適切かつ
確実に吸収して遮断し得るもので、従来に比べて騒音問
題を解消し得るという利点がある。ここで、このような
弾性筒体４１，４１の弾性支持状態は、止めねじ４２と
ナット４５との間でプリロードをかけることによって得
られる。

【００２５】なお、上述した付勢手段３０による付勢力
としては、大ギヤ１０の噛合い部分のみを小ギヤ１２ａ
に対し直接軸線方向に押圧して付勢することで、両ギヤ
部１０ａ，１２ａ間でのバックラッシュを実質的に零と
するか、あるいは歯打ち音が微少で外部に聞こえない範
囲で接している程度の大きさであって、操舵時等では大
ギヤ１０を逃がして所要の噛合い状態を得られるような
弾性支持力を有するように設定するとよい。また、大ギ
ヤ１０を保持するフランジ部材４０のピニオン軸３への
軸支部は、回転方向にのみ連結されておればよく、該ギ
ヤ１０の軸線方向および径方向への多少の動きを許容し
得る程度のものでよい。

【００２６】さて、本考案によれば、上述したスタブ軸
２とピニオン軸３とのトーションバー４のねじれによる
相対的な回動変位を検出しモータ１１を駆動するための
操舵トルク検出機構５０を、図１ないし図３からも明ら
かなような構成としたところに特徴を有している。

【００２７】これを詳述すると、舵取ハンドル側のスタ
ブ軸２とこれにトーションバー４を介して相対的に回転
変位可能に連結される操舵輪側のピニオン軸３の一方
（実施例ではスタブ軸２）に、軸線方向に沿って移動可
能な直動部材として一端にフランジ部５１ａを有する筒
状体５１を設け、該筒状体５１を常時他方軸側に係合す
るように付勢した状態とするとともに、この直動型の筒
状体５１と他方のピニオン軸３との間に、両軸間での相
対的な回転変位を軸線方向での直線変位に変換するカム
機構５２を介在させて設け、かつこのカム機構５２によ
る筒状体５１の付勢力に伴うまたは付勢力に抗しての直
線変位動作を、電気的に非接触な状態で検出し電動モー
タ１１への駆動制御信号を送出する操舵トルク検出手段
５３を設けるようにしている。

【００２８】そして、この操舵トルク検出手段５３を、
前記筒状体５１に連動して前記入、出力軸（２，３）の
軸線と平行な軸線方向に摺動自在に保持されかつその摺
動方向において異なる磁極を有するように着磁した円柱
状の永久磁石６３を内設した変位取出し部材６０と、こ
の変位取出し部材６０の外周部の一部に周方向に沿って
配置され前記永久磁石６３に非接触状態で対向する複数
個（本実施例では二個）のホール素子７０，７０を有す
るセンサ部材としてのホルダ７１とで構成する。さら
に、前記変位取出し部材６０を、装置ボディ６に前記
入、出力軸（２，３）の軸線に平行な軸線方向に形成し
た摺動孔６１内に保持し、また前記ホルダ７１を、装置
ボディ６の外周部の一部で前記摺動孔６１と直交する孔
部にホール素子７０，７０が臨むように組付けたところ
を特徴としている。

【００２９】すなわち、筒状体５１は、図１等から明ら
かなように、その内周部に設けた係合溝５４にスタブ軸
２に立設させた係合ピン５５の先端部をベアリングを介
して摺動可能に係入させることにより、該スタブ軸２上
で軸線方向に移動可能に保持され、かつコイルばね５６
により常時ピニオン軸３側に付勢されてそのフランジ部
５１ａが、ピニオン軸３側に組み付けられているフラン
ジ部材４０と対面し、カム機構５２が係合状態となるよ
うに構成されている。

【００３０】そして、このフランジ部材４０の外周部に
立設して設けた係合ピン５８の先端部とベアリング５８
ａを介してカム係合するカム面５２ａが、図１および図
３から明かなように、前記筒状体５１のフランジ部５１
ａ側面に周方向に沿って形成され、該カム面５２ａのカ
ム形状によって、これら両軸２，３間での相対的な回転
変位を、軸線方向への直線変位に変換し得るようになっ
ている。つまり、回転変位が、カム面５２ａとこれに係
合する係合ピン５８との間での係合状態によって、筒状
体５１の軸線方向への動きに変換されるものである。そ
して、このような構成では、筒状体５１がばね５６にて
相手側に常時接して位置付けられるので、その変位の検
出をがた等が生じない状態で行え、精度のよい変位検出
が可能となるものである。

【００３１】また、図中６０はボディ６に軸線方向に向
かって形成されている摺動孔６１により軸線方向に直線
変位動作可能に設けられている変位取出し部材で、その
筒状体５１のフランジ部５１ａへの接触端には、該フラ
ンジ部５１ａ側での回転変位による摩耗等を転動によっ
て防ぐボール６２が設けられるとともに、その後端側筒
部内には軸線方向において極性が異なるように着磁され
ている永久磁石６３が埋設して設けられている。

【００３２】そして、この変位取出し部材６０は、ばね
６４により常時フランジ部５１ａに接触するように付勢
され、これにより筒状体５１の動きに連動して動作する
ようになっている。ここで、このようにセンサとなる永
久磁石６３を円柱形状とすることにより、これらのセン
サ部品の加工性を始め、組込み性等が容易となるという
利点がある。

【００３３】一方、ボディ６の外側には、該ボディ６に
穿設されている孔部を介して前記摺動孔６１内の変位取
出し部材６０における永久磁石６３と対向し、その動き
を電圧変化によって検出するための非接触型センサとし
てのホール素子７０，７０を有する検出部ホルダ７１が
ねじ止めして取付け固定されている。

【００３４】そして、このような構成では、上述したセ
ンサ部分を、入、出力軸としてのスタブ軸２やピニオン
軸３から独立して装置ボディ６側に設置していることか
ら、配設位置等の自由度が大きくなり、また組立性等の
面でも優れ、さらに信頼性や耐久性等の面で問題となる
スリップリング等の信号取出し手段が不要となり、精度
のよい変位検出が可能となる等の利点がある。

【００３５】ここで、上述した永久磁石６３に対向させ
て設けられるホール素子７０，７０の付設位置は、ホル
ダ７１を、ボディ６外側で図１中破線矢印で示す方向に
調整して位置決めすることが可能であり、これにより中
立位置合わせがきわめて簡単にしかも確実に行えるとい
う利点もある。

【００３６】また、上述した永久磁石６３に対向するホ
ール素子７０，７０として、図２から明らかなように、
変位取出し部材６０つまり永久磁石６３の軸線方向の一
部外周部分でその周方向において二個並べて設けること
で、ダブルチェック（フェール検出を含めた多重検出）
を行えるもので、従来のように多重検出を行なうにあた
って、永久磁石とホール素子とを複数対並設して設けて
いる従来の場合に比べて、部品点数を削減して構成の簡
素化を図り、しかも各部の加工性や組立性を向上させ得
るという利点を奏するものである。

【００３７】さらに、このようなホール素子７０，７０
のホルダ７１を、ボディ６外部から付設している構造で
は、電気配線等も容易に行えるもので、またボディ６内
部を所要のシール状態で構成し得るという利点もある。

【００３８】そして、以上の構成によれば、舵取操作が
行われ、入、出力軸２，３間に相対的に回転変位が生じ
ると、カム機構５２により一方の軸上で筒状体５１が軸
線方向に直動移動し、この動きが、固定側であるボディ
６等との間に付設されている永久磁石６３とホール素子
７０，７０等による操舵トルク検出手段５３によって検
出され、これにより得られる出力信号によって電動モー
タ１１を所要の状態で駆動制御し得るものである。

【００３９】図５および図６は本考案に係る電動式動力
舵取装置１の別の実施例を示すものであり、これらの図
において前述した実施例と同一または相当する部分には
同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００４０】すなわち、前述した実施例では、スタブ軸
２に軸線方向に沿って移動可能に支持されかつコイルば
ね５６によって常時ピニオン軸３側に付勢されている直
動部材としての筒状体５１におけるフランジ部５１ａの
偏心している一部に、両軸２，３間での相対的な回転変
位を軸線方向での直線変位に変換するカム機構５２を構
成するカム面５２ａを形成し、これをピニオン軸３側の
フランジ部材４０に立設した係合ピン５８先端部のベア
リング５８ａに係合可能に構成するとともに、これに対
接してボディ６に軸線方向に向って直線変位動作可能に
設けた永久磁石６３を有する変位取出し部材６０先端の
ボール６２を、ばね６４により付勢して圧接しているこ
とから、コイルばね５６とばね６４による軸線方向への
作用力とこれに対向するカム機構５２での作用力との偏
心位置での力によって、筒状体５１のフランジ部５１ａ
に回転モーメントが働き、いわゆる倒れ現象を生じ、そ
の結果としてスタブ軸２と筒状体５１との間での摺動抵
抗が大きくなるという問題を招く虞れがある。

【００４１】そして、このような摺動抵抗が大きくなる
と、筒状体５１の軸線方向での動きが円滑に行なえず、
これによりトルク検出精度にヒステリシスが生じ、検出
精度が劣ってしまうことがある。

【００４２】この実施例では、このような不具合を解消
するために、筒状体５１のフランジ部５１ａにおいてピ
ニオン軸３側の側面の周方向において等配した三個所
（二個所以上であればよい）に、カム機構５２を構成す
るカム面５２ａを形成し、これにピニオン軸３側のフラ
ンジ部材４０に設けた係合ピン５８をベアリング５８ａ
を介して係合させるとともに、これに対向してフランジ
部５１ａの偏心している一部に、前記操舵トルク検出手
段５３を構成する変位取出し部材６０を配設し、ばね６
４でボール６２を介して圧接力を作用させ、さらにこの
変位取出し部材６０と軸対称な位置に、軸線方向に向う
圧接力を作用させ得る押圧手段８０を付設するようにし
たものである。

【００４３】この押圧手段８０は、前記変位取出し部材
６０と略同等の構造を有し永久磁石の代わりに中実部材
８１ａを設けた摺動子８１とその先端のボール８２とこ
れを付勢するばね８３等によって構成されている。な
お、この押圧手段８０は、操舵トルク検出手段５３を構
成する変位取出し部材６０に加えて一個所または二個所
（周方向において等配した三位置のうちの二位置）に設
けるとよい。この場合、この実施例では、前記カム機構
５２を三個所に、この押圧手段８０を変位取出し部材６
０と軸対称な一個所に設けた場合を示している。

【００４４】そして、このような構成を採用すると、筒
状体５１のフランジ部５１ａでのモーメントをなくし、
倒れ現象を防いで、筒状体５１の軸線方向への移動時に
おいて摺動抵抗を略一定とし、これにより上述したよう
なヒステリシスをなくし、トルク検出精度を向上させ得
るものである。

【００４５】なお、この実施例では、スタブ軸２に対し
ての筒状体５１の係合手段である係合ピン５５を、周方
向において複数個所に設け、これらをベアリングを介し
て筒状体５１の係合溝５４に係合させ得るようにしてお
り、このような構成によっても、上述した押圧手段８０
の付設と同様に、筒状体５１でのフランジ部５１ａの倒
れ現象を防ぎ、軸線方向での円滑な動きを確保し得るも
のである。

【００４６】図７は本考案のさらに別の実施例を示すも
のであり、この実施例では、上述した図５の実施例での
押圧手段８０に代えて、操舵トルク検出手段５３となる
変位取出し部材６０、永久磁石６３、ボール６２、ばね
６４等からなるものを、周方向において二個所または三
個所に設けた場合を示している。

【００４７】そして、このような構造を採用しても、上
述した図５と同様に、筒状体５１のフランジ部５１ａで
の偏心した位置への圧接力によるモーメント、倒れ現象
の発生を防止し、トルク検出精度を向上させ得ることは
容易に理解されよう。

【００４８】ここで、上述した操舵トルク検出手段５３
を軸対称な二個所に設けた場合には、多重検出を行なえ
るものであり、フェール検出を含めたダブルチェックを
行なえる。なお、このように二個所に操舵トルク検出手
段５３を設けた場合には、永久磁石６３に対向してボデ
ィ６側に設けられるホール素子７０は、一個であっても
よいことは言うまでもない。すなわち、これら二個所の
センサ部によって多重検出が行なえるため、前述した図
１に示した実施例のように一個所のセンサ部で多重検出
を行なえるように二個のホール素子を設ける必然性はな
くなる。

【００４９】そして、このようにすると、一個所のセン
サ部においてばね６４や永久磁石６３が破損したり、ボ
ール６２が摩耗したりした場合の異常検出を行なえるも
ので、その実用上での利点は大きい。

【００５０】また、上述したセンサ部をフランジ部５１
ａの周方向において三個所に等配して設けると、フラン
ジ部５１ａに傾きが生じてしまった場合にも、各センサ
部での検出値を平均することで、トルク検出をより確実
に行なえるという利点もある。

【００５１】この図７に示した実施例においても、カム
機構５２側のカム面５２ａは、フランジ部５１ａの周方
向において等配した二個所、三個所あるいはそれ以上の
複数個所に設けるとよいものである。

【００５２】なお、本考案は、上述した実施例構造に限
定されず、電動式動力舵取装置１各部の形状、構造等を
必要に応じて適宜変形、変更することは自由で、種々の
変形例が考えられよう。たとえば、上述した実施例で
は、モータ１１からの操舵補助力伝達用の歯車機構１３
として、ハイポイドギヤを用いた場合を例示したが、本
考案はこれに限定されず、平歯車を始め、はすば歯車、
遊星歯車、傘歯車等による軸違い歯車からなる歯車機構
１３であってもよいもので、種々の変形例が考えられ
る。

【００５３】また、上述した実施例では、大ギヤ１０を
保持するフランジ部材４０のステアリングシャフトとし
てのピニオン軸３上に、キー結合によって軸線方向に摺
動可能に軸支するようにした場合を示しているが、大ギ
ヤ１０を回転方向において連結した状態で支持し得る支
持構造であればよいもので、従来から周知の支持構造を
採用し得るものである。

【００５４】さらに、上述した実施例では、ステアリン
グギヤとしてラックピニオン型を例示したが、これに限
定されず、ボールねじ型などに適用してもよいことも勿
論である。

【００５５】

【考案の効果】以上説明したように本考案に係る電動式
動力舵取装置によれば、相対的に回転変位可能に連結さ
れる舵取ハンドル側の入力軸と操舵輪側の出力軸との一
方に、軸線方向に沿って移動可能に設けられ他方軸側と
の間のカム機構により回転変位を軸線方向への直線変位
に変換する直動部材による直線変位を検出する操舵トル
ク検出手段を、直動部材に連動して前記入、出力軸の軸
線と平行な軸線方向に摺動自在に保持されかつその摺動
方向に着磁した円柱状の永久磁石を内設した変位取出し
部材と、この変位取出し部材の外周部の一部に周方向に
沿って配置され前記永久磁石に非接触状態で対向する複
数個のホール素子を有するセンサ部材とで構成するとと
もに、変位り出し部材を、装置ボディに入、出力軸の軸
線に平行な軸線方向に形成した摺動孔内に保持し、セン
サ部材を、装置ボディの外周部の一部で前記摺動孔と直
交する孔部にホール素子が臨むように組付けているの
で、簡単かつ安価な構成にもかかわらず、以下に列挙し
たような実用上種々優れた効果を奏する。

【００５６】すなわち、本考案によれば、舵取操作によ
る入、出力軸間での相対的な回転変位を、カム手段にて
直動部材の軸線方向への直線変位に変換し、これを必要
最小限の部品点数によって得られる操舵トルク検出手段
で検出することで、操舵トルクの検出を適切かつ確実に
行なえる。

【００５７】特に、本考案によれば、操舵トルク検出手
段を構成する変位取出し部材を、入、出力軸側からは独
立させてこれら両軸の軸線に平行する軸線方向に形成し
た装置ボディ側の摺動孔に摺動自在に設置し、また操舵
トルク検出手段を構成するセンサ部材を装置ボディの外
周部側に組付けることが可能で、これら操舵トルク検出
手段等を含めた各部の動作上での信頼性や耐久性等を、
従来の直接接触型の信号取出し手段等に比べて大幅に向
上させ得るものである。

【００５８】さらに、本考案によれば、多重検出を行な
う手段として、複数個のホール素子に対し一個の永久磁
石を設けてなる操舵トルク検出手段を用いるだけでよ
く、構成が簡素化し加工性や組立性に優れた多重検出部
を実現でき、フェール対策も充分であるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電動式動力舵取装置の一実施例を
示す要部拡大断面図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】図１におけるIII−III線断面図である。

【図４】本考案装置全体の概略構成を示す概略断面図で
ある。

【図５】本考案に係る電動式動力舵取装置の別の実施例
を示し、要部のみを拡大した概略断面図である。

【図６】図５におけるVI−VI線断面図である。

【図７】本考案に係る電動式動力舵取装置のさらに別の
実施例を示す要部のみを拡大した概略断面図である。

【符号の説明】

１ 電動式動力舵取装置 ２ スタブ軸（入力軸） ３ ピニオン軸（出力軸） ４ トーションバー ６ ステアリングギヤボディ ７ ステアリングギヤボディ １０ ハイポイドギヤを構成する大ギヤ １０ａ 歯面 １１ 電動モータ １１ａ モータ軸 １２ ハイポイドギヤを構成する小ギヤのギヤ軸 １２ａ 小ギヤ ４０ フランジ部材 ５０ 操舵トルク検出機構 ５１ 筒状体（直動部材） ５１ａ フランジ部 ５２ カム機構 ５２ａ カム面 ５３ 操舵トルク検出手段 ５６ コイルばね ５８ 係合ピン ６０ 変位取出し部材 ６２ ボール ６３ 永久磁石 ６４ ばね ７０ ホール素子 ７１ ホルダ（センサ部材） ８０ 押圧手段 ８１ 摺動子 ８２ ボール ８３ ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 與田 敏郎 埼玉県東松山市神明町二丁目11番６号 自動車機器株式会社 松山工場内 (72)考案者 山崎 敬子 埼玉県東松山市神明町二丁目11番６号 自動車機器株式会社 松山工場内 (56)参考文献 特開 昭62−55264（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−150812（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−46282（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 舵取ハンドル側の入力軸と操舵輪側の出
   力軸間での相対的な回転変位によって操舵トルクを検出
   することで、操舵輪に至る出力軸系に操舵補助力を与え
   る電動モータを駆動制御するように構成された電動式動
   力舵取装置において、 前記入、出力軸の一方に軸線方向に沿って移動可能に設
   けられかつ他方の軸側との間に設けられたカム機構によ
   り前記両軸間での相対的な回転変位を軸線方向への直線
   変位に変換する直動部材と、この直動部材の直線変位を
   検出する操舵トルク検出手段を備え、 この操舵トルク検出手段を、前記直動部材に連動して前
   記入、出力軸の軸線と平行な軸線方向に摺動自在に保持
   されかつその摺動方向に着磁した円柱状の永久磁石を内
   設した変位取出し部材と、この変位取出し部材の外周部
   の一部に周方向に沿って配置され前記永久磁石に非接触
   状態で対向する複数個のホール素子を有するセンサ部材
   とで構成し、 前記変位取出し部材は、前記装置ボディに前記入、出力
   軸の軸線に平行な軸線方向に形成した摺動孔内に保持さ
   れ、 前記センサ部材は、前記装置ボディの外周部の一部で前
   記摺動孔と直交する孔部に前記ホール素子が臨むように
   組付けられている ことを特徴とする電動式動力舵取装
   置。