JP2009262848A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数の増大及び組み付け工数の増大を抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】車両のステアリング系の舵角を検出する舵角センサ44と、車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動モータとを有する電動パワーステアリング装置において、ステアリング出力軸11b側の減速ギアボックス30内に、該ステアリング出力軸11bのウォームホイール31に形成された内歯31bとこれに噛み合う外歯37a,38aを有するピニオンギヤ37,38とを設けて、舵角センサ44の駆動が、この内外歯車によりなされるように組み込まれている。
【選択図】図3
【解決手段】車両のステアリング系の舵角を検出する舵角センサ44と、車両のステアリング系に操舵補助トルクを与える電動モータとを有する電動パワーステアリング装置において、ステアリング出力軸11b側の減速ギアボックス30内に、該ステアリング出力軸11bのウォームホイール31に形成された内歯31bとこれに噛み合う外歯37a,38aを有するピニオンギヤ37,38とを設けて、舵角センサ44の駆動が、この内外歯車によりなされるように組み込まれている。
【選択図】図3
Description
本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。
電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に導入されたドライバの操舵トルクを電動モータの駆動トルクで補助して出力させるものである。このような電動パワーステアリング装置にはステアリングシャフトの回転角を検出するために舵角センサが設けられている。この舵角センサを設ける際に、ステアリングシャフトにその回転を取り出すための専用のギヤを取り付け、このギヤに噛み合うことでステアリングシャフトと同期回転するギヤ、あるいはこのギヤにさらに噛み合う部品の回転を、舵角センサで検出する構造のものがある(例えば、特許文献1,2参照)。
特表平8−511350号公報
特表平11−500828号公報
上記のように、ステアリングシャフトにその回転を取り出すための専用のギヤを取り付ける構造では、部品点数が増大してしまうばかりか、ステアリングシャフトにギヤを組み付けるという面倒な作業が必要となり、組み付けの工数が増大し製造コストが増大してしまう。
本発明は、部品点数の増大及び組み付け工数の増大を抑制することができる電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、車両のステアリング系の舵角を検出する舵角センサと、上記ステアリング系に操舵補助トルクを与える電動モータとを有する電動パワーステアリング装置において、上記ステアリング系に設けられた減速ギヤボックス内に上記舵角センサが組み込まれていることを特徴とする。
かかる構成とすることにより、減速ギヤボックス内で回転する部品を利用して舵角センサを構成することができるため、部品点数の増大及び組み付け工数の増大を抑制することができる。また、減速ギヤボックス内に舵角センサを組み込むことで、外乱からのダメージを抑制でき、信頼性を向上できる。
また、上記ステアリング系のステアリングシャフトがステアリングホイールと同期回転する入力軸と上記電動モータによって駆動される出力軸とを有している場合、上記出力軸側の減速ギヤボックス内に上記舵角センサが組み込まれていても良い。
かかる構成とすることにより、出力軸側の舵角を舵角センサで検出することができる。
かかる構成とすることにより、出力軸側の舵角を舵角センサで検出することができる。
また、上記ステアリング系のステアリングシャフトがステアリングホイールと同期回転する入力軸と上記電動モータによって駆動される出力軸とを有している場合、上記入力軸側の減速ギヤボックス内に上記舵角センサが組み込まれていても良い。
かかる構成とすることにより、入力軸側の舵角を舵角センサで検出することができる。
かかる構成とすることにより、入力軸側の舵角を舵角センサで検出することができる。
また、上記舵角センサの駆動が内外歯車によりなされるようにしても良い。
かかる構成とすることにより、減速ギヤボックス内のスペースを有効に利用して舵角センサを組み込むことができる。
かかる構成とすることにより、減速ギヤボックス内のスペースを有効に利用して舵角センサを組み込むことができる。
本発明によれば、部品点数の増大及び組み付け工数の増大を抑制することができるとともに、信頼性を向上することができる。
以下、本発明に係る電動パワーステアリング装置の各実施形態について説明する。
(第1実施形態)
まず、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第1実施形態について図1〜図3を参照して説明する。
まず、本発明に係る電動パワーステアリング装置の第1実施形態について図1〜図3を参照して説明する。
図1は、コラム式の電動パワーステアリング装置10を示したものであり、符号11はステアリングシャフト、12はステアリングシャフト11のハウジング、20はラック・ピニオン式運動変換機構、30は減速ギヤボックスであり、これらは車両のステアリング系を構成している。また、13はステアリング系に操舵補助トルクを与えるパワーアシスト用の電動モータである。
ステアリングシャフト11は、ステアリング入力軸(入力軸)11aとステアリング出力軸(出力軸)11bとを備えており、ハウジング12の内部に軸心回りに回転自在に支持されている。ハウジング12は車室内部の所定位置に下部を前方に向けて傾斜した状態に固定されている。ステアリング入力軸11aは、その上端にステアリングホイール(図示せず)が固定されることになり、ステアリングホイールと同期回転する。
さらに、ステアリング入力軸11aとステアリング出力軸11bとは図示略のトルクセンサのトーションバーを介して連結されており、ステアリングホイールからステアリング入力軸11aを経てステアリング出力軸11bに伝達される操舵トルクがトルクセンサにより検出され、検出された操舵トルクに基づいて電動モータ13の出力が制御される。
ラック・ピニオン式運動変換機構20は、長手方向を車両の左右方向として車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置され、軸方向に移動自在なラック軸21と、ラック軸21の軸心に対して斜めに支承されてラック軸21の歯部に噛合する歯部を有するピニオン軸22と、ラック軸21及びピニオン軸22を支承する筒状のケース23とを備えている。ラック・ピニオン式運動変換機構20のラック軸21の両端側に設けられた図示略のナックルに、前輪のホイールが取り付けられる。
ピニオン軸22とステアリング出力軸11bの下端とは、2個の自在継手15,16及び連結部材17で連結されている。また、ステアリング出力軸11bの軸方向の中間位置には減速ギヤボックス30が配置され、この減速ギヤボックス30を介して電動モータ13からステアリング出力軸11bに対して操舵補助力が付与される。
減速ギヤボックス30は、図2及び図3に示すように、ステアリング出力軸11bに固定されてステアリング出力軸11bと一体回転するウォームホイール(内歯車)31と、このウォームホイール31に噛み合うウォーム32と、ウォームホイール31及びウォーム32等を収納する金属のギヤケース33とを備えている。ウォーム32が電動モータ13の図示略の出力軸に結合されることになり、その結果、ウォーム32及びウォームホイール31は電動モータ13の回転を減速してステアリング出力軸11bに伝達する歯車減速機構34を構成する。
ウォーム32の外周面には外歯32aが、ウォームホイール31の外周面にはウォーム32の外歯32aに噛み合う外歯31aが形成されている。また、ウォームホイール31の軸線方向の一方側には軸線方向に沿って凹む凹部35が中央部に形成されており、この凹部35の内周面には、ステアリング出力軸11bの回転を取り出すための内歯31bが形成されている。
ギヤケース33は、ウォーム32及びウォームホイール31を収納する有底筒状のケース本体33Aと、ウォーム32及びウォームホイール31を覆うようにケース本体33Aの開口側を塞ぐカバー33Bとを有しており、カバー33Bの内面には、板状の実装機構36が取り付けられている。この実装機構36には、ウォームホイール31の内歯31bに外歯37a,38aで噛み合う二つのピニオンギヤ(外歯車)37,38が回転自在に支持されており、これらピニオンギヤ37,38に対向する所定の位置に複数のホール素子39が実装されている。これに対してピニオンギヤ37,38にはホール素子39と対向可能な所定の位置に磁石41,42が取り付けられている。
以上により、ステアリング出力軸11bと一体にウォームホイール31が回転すると、ウォームホイール31の内歯31bに噛み合う二つのピニオンギヤ37,38及びそれぞれに固定された磁石41,42がウォームホイール31と同期回転し、各磁石41,42を非回転の実装機構36に設けられた各ホール素子39で検出することでステアリング出力軸11bの回転角つまり舵角を検出する。
そして、ウォームホイール31の内歯31b、実装機構36、ピニオンギヤ37,38、磁石41,42及びホール素子39が、車両のステアリング系の舵角を検出する舵角センサ44を構成しており、この舵角センサ44が、ステアリング系に設けられた減速ギヤボックス30に組み込まれている。
以上に述べた第1実施形態によれば、減速ギヤボックス30内で回転するウォームホイール31を利用して舵角センサ44を構成することができるため、部品点数の増大及び組み付け工数の増大を抑制することができる。また、減速ギヤボックス30内に舵角センサ44を組み込むことで、外乱からのダメージを抑制でき、信頼性を向上できる。
また、電動モータ13によって駆動されるステアリング出力軸11b側の減速ギヤボックス30内に舵角センサ44が組み込まれているため、ステアリング出力軸11b側の舵角を舵角センサ44で検出することができる。
また、舵角センサ44の駆動が、ウォームホイール31に形成された内歯31bとこれに噛み合う外歯37a,38aを有するピニオンギヤ37,38との内外歯車によりなされるため、減速ギヤボックス30内のスペースを有効に利用して舵角センサ44を組み込むことができ、コンパクト化が図れる。
(第2実施形態)
本発明に係る電動パワーステアリング装置の第2実施形態について、主に図4を参照して第1実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
本発明に係る電動パワーステアリング装置の第2実施形態について、主に図4を参照して第1実施形態との相違部分を中心に以下に説明する。
第2実施形態では、ギヤケース33のカバー33Bの内面に直接、ピニオンギヤ37,38及びホール素子39を取り付けることで、実装機構36を廃止している。つまり、カバー33Bには、ウォームホイール31の内歯31bに外歯37a,38aで噛み合う二つのピニオンギヤ37,38が回転自在に支持されており、これらピニオンギヤ37,38に対向する所定の位置に複数のホール素子39が実装されている。これに対してピニオンギヤ37,38にはホール素子39と対向可能な所定の位置に磁石41,42が取り付けられている。
以上により、ステアリング出力軸11bと一体にウォームホイール31が回転すると、ウォームホイール31の内歯31bに噛み合う二つのピニオンギヤ37,38及びそれぞれに固定された磁石41,42がウォームホイール31と同期回転し、各磁石41,42を非回転のカバー33Bに直接設けられた各ホール素子39で検出することでステアリング出力軸11bの回転角つまり舵角を検出する。
そして、第2実施形態では、ウォームホイール31の内歯31b、カバー33B、ピニオンギヤ37,38、磁石41,42及びホール素子39が、車両のステアリング系の舵角を検出する舵角センサ44を構成しており、この舵角センサ44が、ステアリング系に設けられた減速ギヤボックス30に組み込まれている。
以上の第2実施形態によれば、第1実施形態に対して部品点数及び組み付け工数をさらに低減することができる。
図5は、上述した第2実施形態のより具体的な構成例を示している。同図において、図4と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
図5に示されるように、ギヤケース33のカバー33Bがケース本体33Aにボルトで固定される。カバー33Bの内面には、舵角センサ44が2つ設けられている。
図5に示されるように、ギヤケース33のカバー33Bがケース本体33Aにボルトで固定される。カバー33Bの内面には、舵角センサ44が2つ設けられている。
舵角センサ44は、図6に示すように、磁極が周方向において交互に形成された環状の磁石41を備えるピニオンギア37、ピニオンギア37を回転自在に保持する金属の回転軸61、回転軸61の固定部と嵌合し、回転軸61をカバー33Bの凹部に固定する樹脂製の軸固定部材62、磁石41に対向する位置に配置されたホールセンサ32、ホールセンサ39を載置する回路基板63、回路基板63をカバー33Bに取り付けるねじなどによって構成されている。ピニオンギア37外周の外歯37aは図示しないホイール31の内歯31bと噛合する。なお、図6においては、舵角センサ44は説明の便宜のために図5に示される舵角センサ44とは上下方向において逆向きに示されている。
図7は、舵角センサ44の組立を説明する組立説明図である。同図において図6と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
図7に示すように、舵角センサ44の組立は、コラムカバー33Bの円筒状部分にホールセンサを39を載置した、中央が円形に開口した回路基板63を通し、回路基板63をネジや接着剤などでコラムカバー33Bに固定する。次に、軸固定部材62をコラムカバー33Bの円筒部に挿入し、固定する。マグネット41が設けられたピニオンギア37を軸固定部材62の上に載せ、ギア37に回転軸61を通して軸固定部材62に圧入し、固定する。このようにして舵角センサ44は組み立てられる。
図7に示すように、舵角センサ44の組立は、コラムカバー33Bの円筒状部分にホールセンサを39を載置した、中央が円形に開口した回路基板63を通し、回路基板63をネジや接着剤などでコラムカバー33Bに固定する。次に、軸固定部材62をコラムカバー33Bの円筒部に挿入し、固定する。マグネット41が設けられたピニオンギア37を軸固定部材62の上に載せ、ギア37に回転軸61を通して軸固定部材62に圧入し、固定する。このようにして舵角センサ44は組み立てられる。
なお、以上の第1,第2実施形態においては、電動モータによって駆動されるステアリング出力軸11b側の減速ギヤボックス内に舵角センサ44を組み込む場合を例にとり説明したが、ステアリングホイールと同期回転するステアリング入力軸11a側に減速ギヤボックスが配設される場合には、この減速ギヤボックスに舵角センサ44を組み込むようにしても良い。このようにすれば、入力軸側の舵角を舵角センサ44で検出することができる。
10…電動パワーステアリング装置、11…ステアリングシャフト、11a…ステアリング入力軸(入力軸)、11b…ステアリング出力軸(出力軸)、13…電動モータ、30…減速ギヤボックス、31…ウォームホイール(内歯車)、32…ウォーム、33…ギアケース、33A…ケース本体、33B…カバー、37,38…ピニオンギヤ(外歯車)、39…ホール素子、41,42…磁石、44…舵角センサ、61…回転軸、62…軸固定部材
Claims (4)
- 車両のステアリング系の舵角を検出する舵角センサと、前記ステアリング系に操舵補助トルクを与える電動モータとを有する電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリング系に設けられた減速ギヤボックス内に前記舵角センサが組み込まれていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記ステアリング系のステアリングシャフトがステアリングホイールと同期回転する入力軸と前記電動モータによって駆動される出力軸とを有しており、
前記出力軸側の減速ギヤボックス内に前記舵角センサが組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記ステアリング系のステアリングシャフトがステアリングホイールと同期回転する入力軸と前記電動モータによって駆動される出力軸とを有しており、
前記入力軸側の減速ギヤボックス内に前記舵角センサが組み込まれていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記舵角センサの駆動が内外歯車によりなされる請求項2または3に記載の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008117033A JP2009262848A (ja) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008117033A JP2009262848A (ja) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009262848A true JP2009262848A (ja) | 2009-11-12 |
Family
ID=41389254
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JP2008117033A Pending JP2009262848A (ja) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | 電動パワーステアリング装置 |
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JP (1) | JP2009262848A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015071356A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
2008
- 2008-04-28 JP JP2008117033A patent/JP2009262848A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015071356A (ja) * | 2013-10-03 | 2015-04-16 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
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