JPH09132153A - 電気式動力舵取装置 - Google Patents
電気式動力舵取装置Info
- Publication number
- JPH09132153A JPH09132153A JP7309707A JP30970795A JPH09132153A JP H09132153 A JPH09132153 A JP H09132153A JP 7309707 A JP7309707 A JP 7309707A JP 30970795 A JP30970795 A JP 30970795A JP H09132153 A JPH09132153 A JP H09132153A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output shaft
- torque
- input shaft
- drive motor
- rotation
- Prior art date
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Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
- B62D5/0412—Electric motor acting on the steering column the axes of motor and steering column being parallel
- B62D5/0415—Electric motor acting on the steering column the axes of motor and steering column being parallel the axes being coaxial
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電気式動力舵取装置を小型化すると共に、高感
度のトルク検出を保持するようにした。 【解決手段】ハンドルからの回転を伝達する入力軸1お
よびトーションバー3を介して相対回転可能に連結され
た出力軸2と同心で駆動モータ11を配置し、この駆動
モータ11の回転を前記出力軸2に減速機構15を備
え、入力軸1と出力軸2との相対回転変位量を検出し、
駆動モータ11を制御するトルクセンサ22を駆動モー
タ11のロータ部内側に同心的に配置した。
度のトルク検出を保持するようにした。 【解決手段】ハンドルからの回転を伝達する入力軸1お
よびトーションバー3を介して相対回転可能に連結され
た出力軸2と同心で駆動モータ11を配置し、この駆動
モータ11の回転を前記出力軸2に減速機構15を備
え、入力軸1と出力軸2との相対回転変位量を検出し、
駆動モータ11を制御するトルクセンサ22を駆動モー
タ11のロータ部内側に同心的に配置した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハンドルの操舵力
をアシストする電気式動力舵取装置に関するものであ
る。
をアシストする電気式動力舵取装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ハンドルに加えられたトルクを検出し、
このトルクに応じたアシスト力を電動モータにより得る
ようにした電気式動力舵取装置において、電動モータを
入力軸と出力軸と同心で配置したものが実開昭56−4
973号で開示されている。
このトルクに応じたアシスト力を電動モータにより得る
ようにした電気式動力舵取装置において、電動モータを
入力軸と出力軸と同心で配置したものが実開昭56−4
973号で開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電気式動力
舵取装置においては、入力軸と出力軸との相対回転変位
量を検出するトルクセンサ,電動モータ,減速機構が軸
方向に順次配置されているため、入力軸及び出力軸の軸
長を長くすることが必要となり、装置全体が大型化する
と共に、前記トルクセンサは外部に露出して配置されて
いるため、水や埃等が付着し易く、トルク検出精度に影
響を及ぼす問題があった。
舵取装置においては、入力軸と出力軸との相対回転変位
量を検出するトルクセンサ,電動モータ,減速機構が軸
方向に順次配置されているため、入力軸及び出力軸の軸
長を長くすることが必要となり、装置全体が大型化する
と共に、前記トルクセンサは外部に露出して配置されて
いるため、水や埃等が付着し易く、トルク検出精度に影
響を及ぼす問題があった。
【0004】本発明の目的は、上記従来の問題点を解決
するために、装置を小型化すると共に、高感度のトルク
検出を保持するようにした電気式動力舵取装置を提供す
ることである。
するために、装置を小型化すると共に、高感度のトルク
検出を保持するようにした電気式動力舵取装置を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の構成は、ハンドルからの回転を伝達する入
力軸と、トーションバーを介して相対回転可能に前記入
力軸に連結された出力軸と、前記入力軸および出力軸と
同心で配置された駆動モータと、この駆動モータの回転
を前記出力軸に伝達する減速機構と、前記駆動モータの
ロータ部内側に同心的に配置され、前記トーションバー
の回転トルクを前記入力軸と出力軸との相対回転変位量
として検出するトルクセンサとを備えたものである。
めの本発明の構成は、ハンドルからの回転を伝達する入
力軸と、トーションバーを介して相対回転可能に前記入
力軸に連結された出力軸と、前記入力軸および出力軸と
同心で配置された駆動モータと、この駆動モータの回転
を前記出力軸に伝達する減速機構と、前記駆動モータの
ロータ部内側に同心的に配置され、前記トーションバー
の回転トルクを前記入力軸と出力軸との相対回転変位量
として検出するトルクセンサとを備えたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。図1において、1は入力軸であり、図
の上端は図略のハンドルに連結され、ハンドルと一体回
転する。この入力軸1は中空軸で構成され、この中空軸
内を貫通するトーションバー3の一端が入力軸1とピン
により一体結合されている。
づいて説明する。図1において、1は入力軸であり、図
の上端は図略のハンドルに連結され、ハンドルと一体回
転する。この入力軸1は中空軸で構成され、この中空軸
内を貫通するトーションバー3の一端が入力軸1とピン
により一体結合されている。
【0007】2は出力軸ある。この出力軸2は前記入力
軸1とニードルベアリング40を介して相対回転可能に
連結され、前記トーションバー3の他端がピンにより一
体結合されている。すなわち、出力軸2はトーションバ
ー3が捩じれることにより入力軸1と相対的に回転可能
となっている。
軸1とニードルベアリング40を介して相対回転可能に
連結され、前記トーションバー3の他端がピンにより一
体結合されている。すなわち、出力軸2はトーションバ
ー3が捩じれることにより入力軸1と相対的に回転可能
となっている。
【0008】前記入力軸1は上ハウジング9にシール部
材とベアリング41とを介して軸承され、出力軸2は下
ハウジング8にベアリング42,44を介して軸承され
ている。前記上ハウジング9と下ハウジング8との間に
は筒部材10が結合され、上ハウジング9と筒部材10
及び下ハウジング8とによって形成される空間内には後
述する駆動モータ11,減速機構15,トルクセンサ2
2等が内設されている。このように、本実施形態ではハ
ウジングが、下ハウジング8、上ハウジング9および筒
部材10の3つの部材から構成されているため組付性に
優れるといった利点を有している。
材とベアリング41とを介して軸承され、出力軸2は下
ハウジング8にベアリング42,44を介して軸承され
ている。前記上ハウジング9と下ハウジング8との間に
は筒部材10が結合され、上ハウジング9と筒部材10
及び下ハウジング8とによって形成される空間内には後
述する駆動モータ11,減速機構15,トルクセンサ2
2等が内設されている。このように、本実施形態ではハ
ウジングが、下ハウジング8、上ハウジング9および筒
部材10の3つの部材から構成されているため組付性に
優れるといった利点を有している。
【0009】前記出力軸2の先端にはピニオン2aが形
成され、このピニオン2aに操向機構のラックシャフト
4が噛合されている。このラックシャフト4はスプリン
グ7によって押圧されているラックガイド5に設けられ
ている支持部材6により前記ピニオン2aに適度の押圧
力で噛合方向に押圧されている。
成され、このピニオン2aに操向機構のラックシャフト
4が噛合されている。このラックシャフト4はスプリン
グ7によって押圧されているラックガイド5に設けられ
ている支持部材6により前記ピニオン2aに適度の押圧
力で噛合方向に押圧されている。
【0010】前記駆動モータ11は前記入力軸1および
出力軸2と同心で配置されている。すなわち、図2にも
示すように、前記筒部材10の内側壁にコイル13を有
するステータ12が固設され、このステータ12と対向
するロータ14が出力軸2にベアリング43を介して回
転可能に軸承した構成である。14aはロータ14の外
周面に複数個設けられている永久磁石である。
出力軸2と同心で配置されている。すなわち、図2にも
示すように、前記筒部材10の内側壁にコイル13を有
するステータ12が固設され、このステータ12と対向
するロータ14が出力軸2にベアリング43を介して回
転可能に軸承した構成である。14aはロータ14の外
周面に複数個設けられている永久磁石である。
【0011】前記減速機構15は、ハンドルに加えられ
たトルクを後述するトルクセンサ22にて検出し、その
検出トルクに応じて前記駆動モータ11を回転させ、こ
の駆動モータ11の回転を減速して出力軸2に操舵力の
アシストとして伝達するものである。この減速機構15
は、例えば遊星歯車機構が採用される。
たトルクを後述するトルクセンサ22にて検出し、その
検出トルクに応じて前記駆動モータ11を回転させ、こ
の駆動モータ11の回転を減速して出力軸2に操舵力の
アシストとして伝達するものである。この減速機構15
は、例えば遊星歯車機構が採用される。
【0012】すなわち、前記駆動モータ11のロータ1
4に一体結合した第1サンギヤ16と、この第1サンギ
ヤ16及び前記筒部材10の内周に固定された第1リン
グギヤ17aのそれぞれに噛合し、第1サンギヤ16の
回転により自転しながら出力軸2の回りを恒転して後述
の第2サンギヤ18を回転する第1ピニオンギヤ17
と、出力軸2に対して回転可能に支持され、第1サンギ
ヤ16の回転により第1ピニオンギヤ17を介して第1
サンギヤ16とは逆方向に減速されて回転する第2サン
ギヤ18と、第2サンギヤ18及び第2リングギヤ17
bのそれぞれに噛合し、第2サンギヤ18の回転により
自転しながら出力軸2の回り恒転して後述の回転部材2
0を回転する第2ピニオンギヤ19と、出力軸2に圧入
固定され、第2サンギヤ18の回転により第2ピニオン
ギヤ19を介して第2サンギヤ18とは逆方向に減速さ
れて出力軸2に回転を伝達する回転部材20とから構成
されている。
4に一体結合した第1サンギヤ16と、この第1サンギ
ヤ16及び前記筒部材10の内周に固定された第1リン
グギヤ17aのそれぞれに噛合し、第1サンギヤ16の
回転により自転しながら出力軸2の回りを恒転して後述
の第2サンギヤ18を回転する第1ピニオンギヤ17
と、出力軸2に対して回転可能に支持され、第1サンギ
ヤ16の回転により第1ピニオンギヤ17を介して第1
サンギヤ16とは逆方向に減速されて回転する第2サン
ギヤ18と、第2サンギヤ18及び第2リングギヤ17
bのそれぞれに噛合し、第2サンギヤ18の回転により
自転しながら出力軸2の回り恒転して後述の回転部材2
0を回転する第2ピニオンギヤ19と、出力軸2に圧入
固定され、第2サンギヤ18の回転により第2ピニオン
ギヤ19を介して第2サンギヤ18とは逆方向に減速さ
れて出力軸2に回転を伝達する回転部材20とから構成
されている。
【0013】なお、第2ピニオンギヤ19は第1ピニオ
ンギヤ17に対して歯幅およびモジュールとも大きくな
っており、減速後の伝達トルクに対する応力バランスが
とれ、高トルク伝達が可能になっている。
ンギヤ17に対して歯幅およびモジュールとも大きくな
っており、減速後の伝達トルクに対する応力バランスが
とれ、高トルク伝達が可能になっている。
【0014】また、本実施形態においては、抑えプレー
ト46が第1リングギヤ17aに固定されており、組み
付け時に第1,第2ピニオンギヤ17,19が抜け出す
ことを防止するようになっている。また、この抑えプレ
ート46は駆動モータ11と減速機構15とを隔離する
ように作用するため、駆動モータ11への防塵性が向上
されるようになっている。
ト46が第1リングギヤ17aに固定されており、組み
付け時に第1,第2ピニオンギヤ17,19が抜け出す
ことを防止するようになっている。また、この抑えプレ
ート46は駆動モータ11と減速機構15とを隔離する
ように作用するため、駆動モータ11への防塵性が向上
されるようになっている。
【0015】前記トルクセンサ22は、前記ハンドルに
加えられたトルクを検出し、その検出トルクに応じて前
記駆動モータ11を回転制御するものである。このトル
クセンサ22は駆動モータ11のロータ14の内側に同
心的に配置されている。
加えられたトルクを検出し、その検出トルクに応じて前
記駆動モータ11を回転制御するものである。このトル
クセンサ22は駆動モータ11のロータ14の内側に同
心的に配置されている。
【0016】その構成について図2に基づき説明する。
上ハウジング9の内面中央部に入力軸1と出力軸2と同
心円の筒部9aが一体に形成されており、この筒部9a
内に、主に内側センサリング23と外側センサリング2
4及びトルク検出用コイル25とからなるトルクセンサ
22が包入されている。
上ハウジング9の内面中央部に入力軸1と出力軸2と同
心円の筒部9aが一体に形成されており、この筒部9a
内に、主に内側センサリング23と外側センサリング2
4及びトルク検出用コイル25とからなるトルクセンサ
22が包入されている。
【0017】内側センサリング23は、円筒状の磁性体
部材であり、一定のピッチで矩形の歯部23aが多数形
成されている。そして、この内側センサリング23は入
力軸1に非磁性体の磁気遮断スペーサ28を介して嵌装
固定され、入力軸1と一体回転するようになっている。
部材であり、一定のピッチで矩形の歯部23aが多数形
成されている。そして、この内側センサリング23は入
力軸1に非磁性体の磁気遮断スペーサ28を介して嵌装
固定され、入力軸1と一体回転するようになっている。
【0018】外側センサリング24は、円筒状の磁性体
部材であり、一定のピッチで矩形の歯部24aが多数形
成されている。この歯部24aは図示のように、その先
端が出力軸2の円周方向に対し傾斜して形成されてい
る。そして、外側センサリング24が出力軸2に非磁性
体の磁気遮断スペーサ30を介して嵌装固定され、出力
軸2と一体回転するようになっている。
部材であり、一定のピッチで矩形の歯部24aが多数形
成されている。この歯部24aは図示のように、その先
端が出力軸2の円周方向に対し傾斜して形成されてい
る。そして、外側センサリング24が出力軸2に非磁性
体の磁気遮断スペーサ30を介して嵌装固定され、出力
軸2と一体回転するようになっている。
【0019】前記内側センサリング23及び外側センサ
リング24は図3で示すように、歯部23a及び歯部2
4aを対向するように位置され、この歯部23a及び歯
部24aのラップ量Lの変化を前記トルク検出用コイル
25により検出する。
リング24は図3で示すように、歯部23a及び歯部2
4aを対向するように位置され、この歯部23a及び歯
部24aのラップ量Lの変化を前記トルク検出用コイル
25により検出する。
【0020】前記トルク検出用コイル25は磁性体のセ
ンサガイド29内に固定され、前記歯部23a及び歯部
24aに対向する位置に環状に巻装されている。そし
て、歯部23a及び歯部24aのラップ量Lの面積が変
化することによりトルク検出用コイル25のインダクタ
ンスが変化して誘起される電圧が増減される。すなわ
ち、このトルク検出用コイル25により、トーションバ
ー3に作用した回転トルクの変化を、それに応じた捩じ
れ量の変化として前記歯部23a及び歯部24aのラッ
プ量Lの面積の変化に基づき検出するものである。
ンサガイド29内に固定され、前記歯部23a及び歯部
24aに対向する位置に環状に巻装されている。そし
て、歯部23a及び歯部24aのラップ量Lの面積が変
化することによりトルク検出用コイル25のインダクタ
ンスが変化して誘起される電圧が増減される。すなわ
ち、このトルク検出用コイル25により、トーションバ
ー3に作用した回転トルクの変化を、それに応じた捩じ
れ量の変化として前記歯部23a及び歯部24aのラッ
プ量Lの面積の変化に基づき検出するものである。
【0021】また、入力軸1と出力軸2の間にはマニュ
アルストッパ部が設けられている。このマニュアルスト
ッパ部の構成は、出力軸2に一定のピッチで矩形の歯部
26が多数形成され、入力軸1には前記歯部26の谷間
にそれぞれ介挿される歯部31が設けられ、図4に示す
ように、円周方向に歯部26及び歯部31が一定の隙間
Gを有して対向しており、トーションバー3の捩じり反
力より大きなトルクが入力軸1及び出力軸2の間に作用
すると各歯部26,31の側面が当接するよう構成され
ている。そして、各歯部26,31の当接を前記トルク
センサ22と並列的に設けられているマニュアルストッ
プ検出用コイル27で検出するようになっている。
アルストッパ部が設けられている。このマニュアルスト
ッパ部の構成は、出力軸2に一定のピッチで矩形の歯部
26が多数形成され、入力軸1には前記歯部26の谷間
にそれぞれ介挿される歯部31が設けられ、図4に示す
ように、円周方向に歯部26及び歯部31が一定の隙間
Gを有して対向しており、トーションバー3の捩じり反
力より大きなトルクが入力軸1及び出力軸2の間に作用
すると各歯部26,31の側面が当接するよう構成され
ている。そして、各歯部26,31の当接を前記トルク
センサ22と並列的に設けられているマニュアルストッ
プ検出用コイル27で検出するようになっている。
【0022】本発明は上記の通りの構造であるから、ハ
ンドルが左又は右に切られると、入力軸1が左又は右に
回転され、これによりトーションバー3が右又は左に捩
じられ、入力軸1に固定された内側センサリング23は
出力軸2に固定された外側センサリング24に対して相
対回転するため、歯部23a及び歯部24aのラップ量
Lの面積が変化し、この変化をトルク検出用コイル25
が検出してその時の回転トルクが検出される。
ンドルが左又は右に切られると、入力軸1が左又は右に
回転され、これによりトーションバー3が右又は左に捩
じられ、入力軸1に固定された内側センサリング23は
出力軸2に固定された外側センサリング24に対して相
対回転するため、歯部23a及び歯部24aのラップ量
Lの面積が変化し、この変化をトルク検出用コイル25
が検出してその時の回転トルクが検出される。
【0023】上記トルク検出用コイル25による回転ト
ルクの検出によって、駆動モータ11をトルクに応じて
回転制御し、この駆動モータ11の回転を減速機構15
を介して出力軸2に伝達して操舵力のアシストを行うの
である。
ルクの検出によって、駆動モータ11をトルクに応じて
回転制御し、この駆動モータ11の回転を減速機構15
を介して出力軸2に伝達して操舵力のアシストを行うの
である。
【0024】そこで、本発明は、ハンドルに加えられる
トルクを検出するための、トルクセンサ22を駆動モー
タ11のロータ14の内側に同心的に配置した構成によ
って、入力軸1及び出力軸2の軸長を短くすることがで
き、電気式動力舵取装置を小型化することができる。
トルクを検出するための、トルクセンサ22を駆動モー
タ11のロータ14の内側に同心的に配置した構成によ
って、入力軸1及び出力軸2の軸長を短くすることがで
き、電気式動力舵取装置を小型化することができる。
【0025】また、駆動モータ11のロータ14の内側
に同心的に配置されるトルクセンサ22は、上ハウジン
グ9の内面中央部に入力軸1と出力軸2と同心円で一体
に形成されている筒部9a内に包入されているため、水
や埃等の付着が防止され、トルクセンサ22を保護し、
高感度のトルク検出を保持する。なお、本実施形態にお
いては、ロータ14の一端が上ハウジング9の筒部9a
にベアリング45を介して支持される構造のためロータ
14の軸方向の長さを短くでき、装置自身の軸長を一層
短くできる構成になっている。
に同心的に配置されるトルクセンサ22は、上ハウジン
グ9の内面中央部に入力軸1と出力軸2と同心円で一体
に形成されている筒部9a内に包入されているため、水
や埃等の付着が防止され、トルクセンサ22を保護し、
高感度のトルク検出を保持する。なお、本実施形態にお
いては、ロータ14の一端が上ハウジング9の筒部9a
にベアリング45を介して支持される構造のためロータ
14の軸方向の長さを短くでき、装置自身の軸長を一層
短くできる構成になっている。
【0026】また、上記の実施形態においては、トルク
センサ22は内側センサリング23と外側センサリング
24の歯部23aおよび歯部24aのラップ量Lの面積
の変化を検出してトルク測定をするものであるが、入力
軸に設けたセンサリングと出力軸に設けたセンサリング
の互いに噛み合う歯部の隙間(ギャップ量)を検出する
ものでも可能であり、上記実施形態のトルクセンサ22
に限定するものではない。
センサ22は内側センサリング23と外側センサリング
24の歯部23aおよび歯部24aのラップ量Lの面積
の変化を検出してトルク測定をするものであるが、入力
軸に設けたセンサリングと出力軸に設けたセンサリング
の互いに噛み合う歯部の隙間(ギャップ量)を検出する
ものでも可能であり、上記実施形態のトルクセンサ22
に限定するものではない。
【0027】さらに、減速機構15も上記実施形態の遊
星歯車機構に限定されるものではなく、例えば、ハーモ
ニックドライブ等を適用することも可能である。
星歯車機構に限定されるものではなく、例えば、ハーモ
ニックドライブ等を適用することも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、電気
式動力舵取装置の小型化が図られると共に、ハンドルに
加えられるトルクを検出し、トルクに応じた駆動モータ
を回転制御するためのトルクセンサに水や埃等の付着を
防止し、高感度のトルク検出を保持する。
式動力舵取装置の小型化が図られると共に、ハンドルに
加えられるトルクを検出し、トルクに応じた駆動モータ
を回転制御するためのトルクセンサに水や埃等の付着を
防止し、高感度のトルク検出を保持する。
【図1】本発明装置の断面図
【図2】本発明装置の要部拡大断面図
【図3】図2のA−A断面図
【図4】図2のB−B断面図
1 入力軸 2 出力軸 3 トーションバー 8 下ハウジング 9 上ハウジング 9a 筒部 10 筒部材 11 駆動モータ 12 ステータ(駆動モータの) 14 ロータ(駆動モータの) 15 減速機構 22 トルクセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 勤 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 染川 継博 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田工 機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 ハンドルからの回転を伝達する入力軸
と、トーションバーを介して相対回転可能に前記入力軸
に連結された出力軸と、前記入力軸および出力軸と同心
で配置された駆動モータと、この駆動モータの回転を前
記出力軸に伝達する減速機構と、前記駆動モータのロー
タ部内側に同心的に配置され、前記トーションバーの回
転トルクを前記入力軸と出力軸との相対回転変位量とし
て検出するトルクセンサとを備えたことを特徴とする電
気式動力舵取装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7309707A JPH09132153A (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 電気式動力舵取装置 |
US08/847,605 US5906250A (en) | 1995-11-06 | 1997-04-25 | Motor-driven power steering apparatus |
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