JPH0537899Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は車両用の電気式動力舵取装置に関し、
より詳細にはハンドルに連結し、ハンドルの回転
とともに回転する回転軸に動力を伝達して入力ト
ルクの低減を図つた安価でコンパクトな電気式動
力舵取装置に関する。

（従来の技術） 従来の電気式動力舵取装置では、電動機からの
補助動力をクラツチ、ギヤを介して転舵装置の回
転軸の出力軸或いは該出力軸にラツクアンドピニ
オン方式で連結するラツク軸に伝達している。電
動機は制御装置により入力トルクに応じた動力を
出力するよう制御されるが、ハンドルによつて加
えられる入力トルクの情報を得るため電動機、ク
ラツチ、ギヤ等とは別個に入力トルク検出装置は
回転軸上に設けられるのが通常であつた（特開昭
59−11965号、特開昭60−25853号）。

（考案が解決しようとする問題点） 以上に述べた従来の電気式動力舵取装置では、
電動機の動力伝達系と入力トルクの検出系とは別
個に配置されているため、部品点数が多く又取付
スペースも余分に必要である。最近の乗用車で
は、スペース、重量上の制約や原価低減の要求が
強く、部品点数やスペースを削減して安価でコン
パクトな電気式動力舵取装置が望まれている。

本考案はこの要求に答え、安価でコンパクトな
電気式動力舵取装置を提供することを目的として
いる。

（問題点を解決する手段） 本考案は上記の目的を達成するため以下の構成
を有している。即ち、ハウジング２と、 該ハウジングにより回転自在に保持され、前記
ハンドルにより回転される入力軸４と、 前記ハウジングにより回転自在に保持され、車
輪の負荷抵抗を受ける入力軸６と、 前記出力軸への補助動力を発生する電動機３２
と、 前記電動機と出力軸との間に配置され、電動機
の駆動力を出力軸に伝達する複数のギヤを含む動
力伝達手段５８，６０，６５，６６と、 前記入力軸と出力軸との間に配置され、入力軸
に加わる入力トルクと出力軸が受ける負荷抵抗と
によりねじれ変形する弾性部材５と、 前記入力軸又は出力軸上に嵌合されるサンギヤ
８２と、該サンギヤと同心的に配置され、その一
つが前記ハウジングに固定され、他の一つが前記
ハウジングに回転可能に内嵌される一対のリング
ギヤ８４，８６と、前記サンギヤと前記リングギ
ヤとの間において前記入力軸に形成されるフラン
ジ４ａに支承される複数の遊星ギヤ７８、及び前
記出力軸に嵌合される前記動力伝達手段の最終ギ
ヤ６６に支承される複数の遊星ギヤ７４から成る
一対の遊星ギヤ群と、から成る一対の遊星歯車
と、 前記他の一つのリングギヤ上に係合され、リン
グギヤの回転時にほぼ直線状に移動する変位部材
８８、及び該変位部材の変位量を測定する検出器
９２から成る検出手段と、 該検出手段からの信号に基ずき電動機の作動を
制御する制御手段と、 により電気式動力舵取装置を構成する。

しかして、入力軸に加わる入力トルクと出力軸
が受ける負荷抵抗により弾性部材がねじれ変形
し、入出力軸間に回転変位が生ずると、これに伴
つて遊星歯車の他の一つのリングギヤがわずかな
角度だけ回転する。その結果、変位部材がほぼ直
線状に移動し、その移動量が検出器によつて検出
される。

（実施例） 以下に本発明の一実施例につき第１図ないし第
３図を用いて説明する。本実施例はラツクピニオ
ン式舵取機構のハンドル入力軸に電動機の動力を
伝達する例である。

先ず舵取機構１について説明する。第１の回転
軸即ち入力軸４は図示なきハンドルを一端に有し
て回動されるハンドル軸と一体的に連結され、ハ
ンドルの回動に連動して回動される。入力軸４の
空孔内にはトーシヨンバー５が延び入り、その一
端は入力軸４にピン８により固定されている。ト
ーシヨンバー５の他端は入力軸４の延長上に延び
る第２の回転軸即ち出力軸となるピニオン軸６に
ピン１０により連結固定されている。ピン８，１
０により連結された入力軸４、トシヨンバー５、
ピニオン軸６はボルト２ｃにより一体的に固定さ
れる第１、第２ハウジング２ａ，２ｂより成るハ
ウジング２内で玉軸受１４，１６，１８により回
動自在に支持されている。玉軸受１４の外側には
ハウジング２と入力軸４間のグリス洩れを防ぐシ
ール２０が設けられている。ピニオン軸６の先端
にはナツト２２が螺合され、玉軸受１８によつて
ピニオン軸６の軸方向の移動を防止している。入
力軸４とピニオン軸６との互いに対向する端部は
所定範囲で相対ねじれ変位ができるよう第３図に
示す構成となつている。即ち、入力軸４には突起
部４ｂが設けられ、ピニオン軸６はこの突起部４
ｂの両側面に対面する壁部６ａを有しており入力
軸４がピニオン軸６に対して所定量以上相対回動
した時突起部４ｂと壁部６ａとが当接して入力軸
４及びピニオン軸６が一体回動するようになる。

ピニオン軸６の先端付近にはピニオンが設けら
れラツク軸１２のラツクと噛み合つている。ラツ
ク軸１２はプレツシヤパツド２６を介してコイル
ばね３０によりピニオンとの噛合い方向へ付勢さ
れている。コイルばね３０の付勢力はハウジング
２に螺入されたキヤツプ２８により調整され、キ
ヤツプ２８はナツト２９により位置固定されてい
る。ラツク軸１２の両端は図示なき車輪を転舵す
る機構に連結されている。ラツク軸１２の直線変
位は転舵機構を介して車輪へと伝達され車輪を転
舵する。

電動機３２は入力軸４と平行な電動機軸３８を
有してハウジング２にボルト３４により固定され
ている。電動機軸３８は電動機３２本体内に設け
られた図示なき軸受により支承されている。

電動機３２の動力は電動機軸３８に伝えられた
後、伝達装置３を介して出力軸であるピニオン軸
６へと伝達される。伝達装置３は、動力を減速し
てピニオン軸６へと伝達する歯車装置３ａと、歯
車装置３ａと電動機３２間で動力伝達をオン・オ
フするための電磁クラツチ３ｂとより成つてい
る。電磁クラツチ３ｂは、電動機軸３８上にキー
結合されて電動機軸３８とともに一体回動するロ
ータ４２、ロータ４２に対面して電動機軸３８上
に回動自在に遊嵌されたアーマチユア４６、アー
マチユア４６にビス４４により一体的に固定され
た板ばね４８、ロータ４２と電動機３２間にロー
タ４２に対向して配置されるコイル５４、コイル
５４を固定保持するためのコア５３より成つてい
る。ロータ４２とアーマチユア４６の互いに対向
する面は所定の間隔に設定され、それぞれ摩擦面
として形成されている。一体固定されたアーマチ
ユア４６と板ばね４８には更にプレート４９が固
定されており、その外側にはカツプ部材５０がボ
ルト５１により固定されている。

電磁クラツチ３ｂのコイル５４は図示なき制御
装置に電気的に接続されその制御を受ける。必要
に応じコイル５４が励磁されるとその電磁吸引力
によりアーマチユア４６が吸引される。板ばね４
８のばね力はコイル５４の吸引力より小さく設定
されているので、板ばね４８は変形してアーマチ
ユア４６がロータ４２と摩擦係合するようにな
る。ロータ４２とアーマチユア４６が摩擦係合す
ると、電動機軸３８の回動につれ、ロータ４２、
アーマチユア４６、プレート４９、カツプ部材５
０が一体に回動する。

玉軸受４０は電動機軸３８の先端に嵌着され電
磁クラツチ３ｂオフのとき、電動機３２と共に回
転するロータ４２とステアリングギヤ機構と共に
回転するアーマチユア４６の相対的回転を許容
し、かつ電磁クラツチ３ｂオンのとき、コイル５
４の吸引力によつて、板バネ４８の力に抗してア
ーマチユア４６をロータ４２に接触させるよう作
動させるための適正な空隙をアーマチユア４６と
ロータ４２の間に保つ役割を持つている。

カツプ部材５０は歯車装置３ａに係合して回転
トルクを歯車装置３ａに伝達する。カツプ部材５
０は、ハウジング２内で玉軸受５６により両端を
回動自在に支持された第１中間軸５２の一端にス
プライン結合され、回転トルクを伝達する。第１
中間軸５２には、入力ギヤ５８が固設され一体回
動する。第１中間軸５２と第１入力軸４の間に両
軸と平行して第２中間軸６２が玉軸受６４ａ及び
すべり軸受６４ｂを介して回動自在にハウジング
２内に支持されている。第２中間軸６２上には、
入力ギヤ５８に噛合する第１中間ギヤ６０と、第
１中間ギヤ６０に隣接して第２中間ギヤ６５がそ
れぞれ固設されている。

第１中間ギヤ６０は、第２中間軸６２にキー結
合される基板６０ａと、外周に歯を有し基板６０
ａにボルト６３により固定される第２体６０ｂと
より成つている。第１中間ギヤ６０の歯数は、十
分なる減速を達成するため入力ギヤ５８に対し十
分多くなるよう定められている。

第２中間ギヤ６５は、入力軸６にピン１０によ
り固定された最終ギヤ６６と噛合している。第２
中間ギヤ６５と最終ギヤ６６との歯数は第２段目
の減速が所定の減速となるよう定められている。

以上の歯車装置３ａに電磁クラツチ３ｂのカツ
プ部材５０を介して電動機３２の動力が第１中間
軸５２へと伝達されると、その動力は、第１中間
軸５２より、入力ギヤ５８第１中間ギヤ６０、第
２中間軸６２、第２中間ギヤ６５、最終ギヤ６６
を順に介してピニオン軸６へと伝達される。

ピニオン軸６に必要な伝達動力の情報を得るた
め検出装置１００が入力軸４と最終ギヤ６６の間
に設けられている。

入力軸４は円周方向外側に延び出す円形フラン
ジ４ａを有し、円形フランジ４ａ側面には第２図
に示す如く、一定間隔で３つの第１遊星ギヤ７
８，７８ａ，７８ｂ，７８ｃがフランジ４ａに植
設されたピン８０上に回動可能に配設されてい
る。第１遊星ギヤ７８は入力軸４上に回動自在に
遊嵌されたサンギヤ８２と噛合うとともに、半径
方向外側位置でハウジング２内に遊嵌された第１
リングギヤ８６とも噛合つている。

一方、最終ギヤ６６のフランジ４ａに対向する
側面上にはやはり３つの第２遊星ギヤ７４，７４
ａ，７４ｂ，７４ｃが、最終ギヤ６６の側面上に
植設されたピン７６に回動自在に配設されてい
る。３つの第２遊星ギヤ７４は、３つの第１遊星
ギヤ７８に対応する位置に、即ち、第１遊星ギヤ
７８と第２遊星ギヤ７４とは互いに鏡面対称位置
に配置されている。第２遊星ギヤ７４は半径方向
内側でサンギヤ８２と噛合うと同時に、半径方向
外側でハウジング２に固定した第２リングギヤ８
４と噛合つている。

この機構において、ハンドルを介して入力軸４
に回転が加えられると、回転は、トーシヨンバー
５を介してピニオン軸６に伝達される。このとき
第１と第２の遊星ギヤ７８，７４とサンギヤ８２
は第１と第２のリングギヤ８６，８４の内部でつ
れ廻されて回転する。

ピニオン軸６側の操舵抵抗に対応して入力軸４
を回転させるために、入力軸４にトルクを加える
とトーシヨンバー５はトルクに比例した捩れが生
じ、入力軸４とピニオン軸６の間に回転上の位相
差が生じる。

この機構では、入力軸４とピニオン軸６の間に
回転上の位相差が生じると、第２のリングギヤ８
４がハウジング２に固定され、第１のリングギヤ
８６はハウジング２内で回動自在に遊嵌されてい
るので、第１のリングギヤ８６が、前記回転上の
位相差に応じた回動変位する。回転上の位相差
は、前述のように入力軸トルクに比例しているの
で第１のリングギヤ８６の回動変位量も入力軸ト
ルクに比例する。

第１リングギヤ８６が回動変位すると、第２図
に図示するように第１リングギヤ８６の外周面上
に、外周面より突出するよう植設されたピン８８
が左右に変位する。ピン８８の直線変位はスプー
ル９０を介して変位検出器９２に伝えられ、変位
量は電気的信号に変換され、図示なき制御装置に
導線９４を介して送られる。変位検出器９２はポ
テンシヨメータ、差動トランス、パルスエンコー
ダ等の公知の検出器で良い。又、本実施例では、
変位検出器９２をスプール９０の両側にビスＳに
より固定する構成としたが、どちらか一方にだけ
配置しても良い。

以上の構成になる電気式動力舵取装置の作動に
つき説明する。

図示なきハンドル及びハンドル軸が回動される
と入力軸４も同時に回動する。入力軸４の回動は
トーシヨンバー５を介してピニオン軸６へと伝え
られ、更にラツクピニオンを経てラツク軸１２を
直線変位させる。ラツク軸１２は転舵機構を介し
て車輪へと伝えられるが、車輪に操舵抵抗が負荷
されていない場合は、単に車輪が転舵されるだけ
で電動機３２による動力補助は与えられない。

車輪に操舵抵抗が負荷されている場合には、ピ
ニオン軸６の回動が妨げられるので、入力軸４に
加えられたトルクによりトーシヨンバー５がねじ
られ入力軸４とピニオン軸６との間にねじれ変位
が生じる。このねじれ変位により、第１リングギ
ヤ８６が回動変位し、前述した如く、ピン８８が
変位し、この変位が変位検出器９２により電気的
信号に変換される。

入力軸４とピニオン軸６との相対ねじれ変位
量、即ち、操舵抵抗の大きさを表わす、電気的信
号は図示なき制御装置へと送られる。制御装置
は、操舵抵抗及び車速等の情報によつて、電動機
３２及び電磁クラツチ３ｂのコイル５４を制御し
ている。

電動機３２の動力補助が必要な場合、コイル５
４が励磁され、アーマチユア４６を吸引する。こ
の時、アーマチユア４６とロータ４２は摩擦係合
状態に至り入力ギヤ５８へと動力が伝えられる。
電動機３２の動力は、入力ギヤ５８から第１中間
ギア６０、第２中間ギヤ６５を介して最終ギヤ６
６からピニオン軸６へと伝えられる。電動機３２
の動力は歯車装置３ａによる減速を受けた後、ピ
ニオン軸６へと伝えられるので、適切な動力補助
を与える。

（考案の効果） 以上述べたように、本考案の電気式動力舵取装
置では電動機、その動力伝達用の伝達装置、入力
トルクに応じてねじれ変位する変位装置、及び変
位装置のねじれ変位を直線変位として取り出す遊
星歯車装置等を回転軸上で一つのハウジング内に
隣接配置し、かつ動力伝達手段の最終ギヤが一つ
の遊星ギヤのキヤリアとなつているので、コンパ
クトで安価なものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す電気式動力舵
取装置の主要部分の一部断面図、第２図は第１図
の−線に沿う断面図、第３図は第１図の−
線に沿う断面図である。 主要部分の符号の説明、１……舵取機構、３…
…伝達装置、３ａ……歯車装置、３ｂ……電磁ク
ラツチ、４……第１の回転軸（入力軸）、５……
トーシヨンバー、６……第２の回転軸（ピニオン
軸）、１２……ラツク軸、３２……電動機、５８
……入力ギヤ、６０，６５……中間ギヤ、６６…
…最終ギヤ、７８……第１遊星ギヤ、７４……第
２遊星ギヤ、８２……サンギヤ、８４……第２リ
ングギヤ、８６……第１リングギヤ、５８，６
０，６５，６６……動力伝達手段、８８，９２…
…検知手段、１００……トルク検出器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ハンドルの回動により車輪を転舵する舵取装置
   において、 ハウジングと、 該ハウジングにより回転自在に保持され、前記
   ハンドルにより回転される入力軸と、 前記ハウジングにより回転自在に保持され、前
   記車輪の負荷抵抗を受ける出力軸と、 前記出力軸への補助動力を発生する電動機と、 前記電動機と前記出力軸との間に配置され、前
   記電動機の駆動力を前記出力軸に伝達する複数の
   ギヤを含む動力伝達手段と、 前記入力軸と前記出力軸との間に配置され、前
   記入力軸に加わる入力トルク及び前記出力軸が受
   ける負荷抵抗によりねじれ変形する弾性部材と、 前記入力軸又は出力軸上に嵌合されるサンギヤ
   と、該サンギヤと同心的に配置され、その一つが
   前記ハウジングに固定され、他の一つが前記ハウ
   ジングに回転可能に内嵌される一対のリングギヤ
   と、前記サンギヤと前記リングギヤとの間におい
   て前記入力軸に形成されるフランジに支承される
   複数の遊星ギヤ、及び前記出力軸に嵌合される前
   記動力伝達手段の最終ギヤに支承される複数の遊
   星ギヤから成る一対の遊星ギヤ群と、から成る一
   対の遊星歯車と、 前記他の一つのリングギヤ上に係合され、前記
   リングギヤの回転時にほぼ直線状に移動する変位
   部材、及び該変位部材の変位量を測定する検出器
   から成る検出手段と、 該検出手段からの信号に基ずき前記電動機の作
   動を制御する制御手段と、 から成ることを特徴とする電気式動力舵取装置。