JP2010137817A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動パワーステアリング装置1は、同軸上に相対回転可能に連結された第2および第3のシャフト12,13と、トルクセンサ44と、操舵補助用のモータと、モータの動力を第3のシャフト13に伝達する減速機構26とを備えている。減速機構26は、モータにより駆動されるウォーム軸27と、ウォーム軸27に噛み合い、第3のシャフト13の外周に同行回転可能に連結された環状のウォームホイール28とを含み、トルクセンサ44は、ウォームホイール28の径方向R内方に配置された内方配置部94を含み、内方配置部94は、ウォームホイール28の一部である筒状突起71の内径部71bに同行回転可能に連結された連結部を含む。
【選択図】図3
Description
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、軸長を短縮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ことを目的とする。
また、上記電動パワーステアリング装置は、上記第2の歯車を収容するハウジング(52,53)と、ハウジングによって保持され第2の歯車を回転可能に支持する軸受(82)とをさらに備え、上記トルクセンサの上記内方配置部は、上記軸受の径方向内方に配置された部分(95)を含む場合がある(請求項2)。この場合、内方配置部の一部が軸受の径方向内方に配置されているので、電動パワーステアリング装置の軸長をさらに短縮することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
図1は、本発明の一実施の形態に係る電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に付与された操舵トルクを、操舵軸としてのステアリングシャフト3等を介して左右の転舵輪4L,4Rのそれぞれに与えて転舵を行うものであり、操舵部材2の操舵角θ1に対する転舵輪の転舵角θ2の比としての伝達比θ2/θ1を変更することのできるVGR(Variable Gear Ratio)機能を有している。
第1のシャフト11の一端に操舵部材2が同行回転可能に連結されている。第1のシャフト11の他端部と第2のシャフト12の一端部とは、差動機構としての伝達比可変機構5を介して差動回転可能に連結されている。第2のシャフト12の他端と第3のシャフト13の一端とは、トーションバー14を介して所定の範囲内で弾性的に相対回転可能且つ動力伝達可能に連結されている。
転舵機構10は、自在継手9に連なるピニオン軸15と、ピニオン軸15の先端のピニオン15aに噛み合うラック16aを有し車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラック軸16とを有している。ラック軸16の一方の端部には、タイロッド17Lを介してナックルアーム18Lが連結されている。また、ラック軸16の他方の端部には、タイロッド17Rを介してナックルアーム18Rが連結されている。
内輪391は、入力部材20と出力部材22とを差動回転可能に連結するものであり、入力部材20と出力部材22のそれぞれと回転伝達可能に係合している。内輪391は、転動体393を介して外輪392に回転可能に支持されていることにより、第2の軸線Bの回りを回転可能であり、また、外輪392を駆動するためのアクチュエータとしての電動モータである伝達比可変機構用モータ23が駆動されることに伴い、第1の軸線Aの回りを回転可能である。内輪391および外輪392は、第1の軸線A回りにコリオリ運動(首振り運動)可能である。
また、この電動パワーステアリング装置1は、ステアリングシャフト3に操舵補助力を付与するための操舵補助力付与機構19を備えている。操舵補助力付与機構19は、伝達比可変機構5の出力部材22に連なる入力軸としての上記第2のシャフト12と、転舵機構10に連なる出力軸としての上記第3のシャフト13と、第2のシャフト12に伝達されるトルクを検出するトルクセンサ44と、操舵補助用のモータ25と、モータ25と第3のシャフト13との間に介在する減速機構26とを含んでいる。
減速機構26は、例えばウォームギヤ機構からなり、モータ25の出力軸25aに連結された駆動歯車としてのウォーム軸27と、ウォーム軸27と噛み合い且つ第3のシャフト13に同行回転可能に連結された従動歯車としてのウォームホイール28とを含んでいる。この実施形態では、ウォーム軸27およびウォームホイール28がそれぞれ第1の歯車および第2の歯車としての機能する。
制御部29には、操舵角センサ42、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の回転角を検出する回転角検出センサとしてのモータレゾルバ43、トルクセンサ44、転舵角センサ45、車速センサ46およびヨーレートセンサ47がそれぞれ接続されている。
モータレゾルバ43から制御部29には、伝達比可変機構用モータ23のロータ231の回転角θrについての信号が入力される。
トルクセンサ44から制御部29には、操舵部材2に作用する操舵トルクTに対応する値として、第2のシャフト12に作用するトルクについての信号が入力される。
車速センサ46から制御部29には、車速Vについての信号が入力される。
ヨーレートセンサ47から制御部29には、車両のヨーレートγについての信号が入力される。
上記の構成により、操舵部材2からのトルクおよび伝達比可変機構5からのトルクは、操舵補助力付与機構19を介して転舵機構10に伝達される。具体的には、操舵部材2に入力された操舵トルクは、第1のシャフト11を介して伝達比可変機構5の入力部材20に入力され、入力部材20から内輪391に入力される。内輪391には、操舵部材2からのトルクに加え、外輪392および転動体393を介して内輪391に伝わった伝達比可変機構用モータ5からのトルクが伝達され、これらのトルクが、出力部材22に伝達される。出力部材22に伝達されたトルクは、第2のシャフト12に伝達される。第2のシャフト12に伝達されたトルクは、トーションバー14および第3のシャフト13に伝わり、モータ25からの出力と合わさって、自在継手7、中間軸8、および自在継手9を介して、転舵機構10に伝達される。
図2は、図1の要部のより具体的な構成を示す一部断面図である。
第1のハウジング51は筒状をなしており、差動機構としての伝達比可変機構5を収容する差動機構ハウジングと、伝達比可変機構用モータ23を収容するモータハウジングと、モータレゾルバ43を収容するレゾルバハウジングを構成している。また、図示はしないが、第1のハウジング51は、伝達比可変機構用モータ23に電力を供給するためのバスバーと、伝達比可変機構用モータ23のロータ231をロックするためのロック機構とを収容している。
第3のハウジング53は、筒状をなしており、減速機構26を収容する減速機構ハウジングを構成している。第3のハウジング53の他端には端壁部61が設けられている。端壁部61は環状をなしており、第3のハウジング53の他端を覆っている。
ウォームホイール28は、外周に複数の歯72aが形成された円環状の合成樹脂部材72と、ウォームホイール28の本体を構成する芯金73と、芯金73の側面73a(図3では右側面)から側方に延びる円筒状の筒状突起71とを有している。ウォームホイール28は、第3のシャフト13に同軸的に連結されており、ウォームホイール28の径方向および軸方向は、それぞれ径方向Rおよび軸方向Sに一致されている。また、この実施形態では、芯金73と筒状突起71とが例えば単一の材料によって一体に形成されている。
多極磁石87は、円筒状の永久磁石であり、その周方向にN極とS極とが等間隔で交互に複数回入れ替わるように着磁されている。多極磁石87は、第2のシャフト12の中間部に同行回転可能に連結されている。したがって、第2のシャフト12および第3のシャフト13が相対回転すると、多極磁石87と第3のシャフト13とが相対回転するようになっている。
また、上述の実施形態では、内方配置部94がカラー96を介して筒状突起71の内径部71bに同行回転可能に連結されている場合について説明したが、カラー96を設けずに、内方配置部94を筒状突起71の内径部71bに直接同行回転可能に連結してもよい。
また、上述の実施形態では、減速機構26がウォームギヤ機構である場合について説明したが、減速機構26は、ウォームギヤ機構に限らず、平歯車やはすば歯車を用いた平行軸歯車機構等の他の歯車機構を用いてもよい。
Claims (4)
- 同軸上に相対回転可能に連結された第1および第2の軸と、
第1および第2の軸の相対回転量に基づいて第1の軸に入力されたトルクの大きさを検出するためのトルクセンサと、
操舵補助用のモータと、
上記モータの動力を第2の軸に伝達する伝達装置とを備え、
上記伝達装置は、上記モータにより駆動される第1の歯車と、第1の歯車に噛み合い、第2の軸の外周に同行回転可能に連結された環状の第2の歯車とを含み、
トルクセンサは、第2の歯車の径方向内方に配置された内方配置部を含み、
上記内方配置部は、第2の歯車の内径部に同行回転可能に連結された連結部を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1において、上記第2の歯車を収容するハウジングと、ハウジングによって保持され第2の歯車を回転可能に支持する軸受とをさらに備え、
上記トルクセンサの上記内方配置部は、上記軸受の径方向内方に配置された部分を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項2において、上記第2の歯車は、環状の本体と、この本体の側面から側方に突出する筒状突起とを含み、
筒状突起の外径部に、上記軸受の内輪が同行回転可能に連結され、
上記第2の歯車の上記内径部としての、筒状突起の内径部に、上記内方配置部の連結部が同行回転可能に連結さ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。 - 請求項1〜3の何れか1項において、上記第2の軸および第2の歯車は、スプライン嵌合により同行回転可能に連結さ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。
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