JPH0729611B2

JPH0729611B2 - 電磁型倍力装置

Info

Publication number: JPH0729611B2
Application number: JP24195884A
Authority: JP
Inventors: 康夫清水
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1984-11-16
Publication date: 1995-04-05
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPS61119467A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車等の電動式パワーステアリング装置等
に適する電磁型倍力装置に関する。

（従来の技術）従来、電磁型倍力装置内の電動機を制御する制御回路
は、別途に箱型のユニットケースを車体に取り付け、そ
の内部に配設していた。このため制御回路と電磁型倍力
装置内に収納されたトルク検出部、電動機、電磁クラッ
チ等との間はリード線を配し、電気的接続部材を用いて
両者を電気的に結合していた。

（発明が解決しようとする問題点）上記構成によれば、制御回路専用のケースを車体に設け
なければならず、余計なスペースを必要とし、その組付
けも手間がかかる。また電磁型倍力装置の本体自体と制
御回路の間に配線をしなければならず、多数のリード線
及び接続部材を必要とし、組付けが面倒でコスト的にも
高くなるばかりか、システム全体の小型、軽量化を図る
ことができない。更にトルク検出部、電動機、電磁クラ
ッチ等の電気的特性を制御回路で補正する場合には制御
回路と、電気要素（電動機、電磁クラッチ、トルク検出
部等）とが一対となり、相互の互換性がなくなる。ま
た、電磁型倍力装置本体と制御回路との間のリード線の
数が多く、断線、短絡等の故障原因がふえ信頼性が低下
する等の問題を有している。

（問題点を解決するための手段）本発明は、入力軸及び出力軸と、該入力軸に加わるトル
クを検出するトルク検出部と、補助トルクを出力する電
動機と、該トルク検出部の検出信号に基づき該電動機を
制御する制御手段と、上記電動機の補助トルクを上記出
力軸に伝達する伝達手段とをケース内に収納配設してな
る電磁型倍力装置において、前記出力軸を囲繞する回転
子と前記ケースに固定された磁石により前記電動機を構
成するとともに、前記制御手段を前記トルク検出部と前
記電動機の間に配置した。

（作用）上記構成によれば、本発明に係る電磁型倍力装置の電動
機は、出力軸を囲繞して小径の回転子を構成することが
でき、また、固定側をなす磁石を装置のケースに固定し
てこのケースを電動機のケースとして共用化することに
より、その径寸法を抑えたコンパクトに一体構成したユ
ニット化が可能となる。

また、このように構成された電動機とトルク検出部との
間に制御手段を配置したことから、トルク検出部から制
御手段に至る配線および、制御手段から電動機に至る配
線を最短に構成することができ、従来別体に構成されて
いた制御回路部と倍力装置本体との間の外部接続配線お
よび配線接続部材を削減することができる。

（実施例）以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

第１図において、入力軸（１）と出力軸（２）は同一軸
線上に位置し、当該軸線は、電磁型倍力装置の外観をな
す円筒形の主ケース（３）の中心軸を成す。主ケース
（３）の図中右側には円筒形で且つ小径の副ケース
（４）が設けられ、この副ケース（４）はフランジ（4
a）を備え、このフランジ（4a）と主ケース内部に配設
される内歯車部材（５）との間に複数本の長形ボルト
（６）を配することにより、主ケース（３）に取り付け
られる。

入力軸（１）は軸受（７）で、出力軸（２）は軸受
（８）で回転自在に支持される。入力軸（１）の外端に
は例えば車両ハンドルが取り付けられ、出力軸（２）の
外端にはスプライン（2a）を介して負荷側の他軸が接合
される。対向する入力軸（１）と出力軸（２）の各端部
は、入力軸端部が小径となり且つ出力軸端部が拡径孔を
形成することによって嵌合関係にあり、軸受（９）を介
して回転自在な関係にある。また入出力軸に切欠きを形
成することにより、入力軸（１）にはアーム（1a）を、
出力軸（２）には突片（2b），（2b）を設ける。アーム
（1a）と突片（2b），（2b）は第２図に示す如く位相を
90°ずらして円周方向につき係止される関係にある。入
出力軸の互いに対向する側の部分はその軸線部に有底孔
（1b），（2c）を穿設し、このスペースを利用してトー
ションバー（10）を配し、入力軸（１）と出力軸（２）
を結合する。この構成によれば入力軸（１）にトルクが
加わると、出力軸（２）に加わる負荷との関係でトーシ
ョンバー（10）によって捩れを生じつつ入出力軸間にト
ルク伝達が行われる。トーションバー（10）の捩れに基
づき入出力軸間に相対的角度差が生じる。

（11）はトルク検出器であり、差動変圧器によって構成
される。１次コイル（11a）と両側の２次コイル（11
b），（11c）から成るコイル部（11A）は、軸受
（７），（８）の間の副ケース（４）の内面に固設され
る。磁性体によって形成される環状の可動鉄心（11B）
は、上記アーム（1a）と突片（2b），（2b）の係止する
部分の周囲に嵌合され、軸方向に移動自在である。そし
て可動鉄心（11B）は位相を90°ずらした対称位置に、
軸線方向に対し平行な長溝（11B−１），（11B−１）
と、傾斜させた長孔（11B−２），（11B−２）とを形成
している。長溝（11B−１），（11B−１）は入力軸
（１）のアーム（1a）に固設されたピン（12），（12）
と係合し、長孔（11B−２），（11B−２）は出力軸
（２）の突片（2b），（2b）に固設されたピン（13），
（13）と係合する。また可動鉄心（11B）の図中左側に
はコイルスプリング（14）が配され、これにより弾支さ
れる。

上記構成によれば、入出力軸間に相対的角度差がないと
き可動鉄心（11B）はコイル部（11A）の中央位置にあ
り、相対的角度差が生じると入力軸（１）の回転方向に
対応し且つ相対的角度差に比例して変位する。これによ
り入力軸（１）に加わるトルクの大きさ、方向を検出す
ることができる。

（14）は補助トルクを発生する電動機である。電動機
（14）はケース（３）の内面に固設される少なくとも２
個の磁石（15），（15）と出力軸（２）の回りに軸受
（16），（17），（18）によって回転自在に設けられた
筒軸（19）に備わる回転子（20）とから成る。この回転
子（20）に対してはブラシ（21）、整流子（22）を介し
給電が行われる。

上記電動機は、出力軸を囲繞して全体として小径の回転
子を構成することができ、また、固定側をなす磁石を装
置のケースに固定してこのケースを電動機のケースとし
て共用化することにより、その径寸法を抑えてコンパク
トに一体構成したユニット化が可能となる。

（23）は遊星歯車減速装置であり、２段の遊星歯車機構
（23A），（23B）から成る。（５）は共通の内歯車部
材、（24），（25）は太陽歯車、（26）…，（27）…は
遊星歯車、（28），（29）はキャリア部材である。キャ
リア部材（29）は軸受（30）によって出力軸（２）に対
して回転自在である。

（31）は電磁クラッチである。電磁クラッチ（31）は、
出力軸（２）に固設されたキャリア部材（32）と、この
キャリア部材（32）と前記キャリア部材（29）との間に
介設される４枚のクラッチ板（33）…と、クラッチ板
（33）…の結合、分離を制御する励磁コイル（34）とか
ら構成される。クラッチ板（33）…のうち２枚はキャリ
ア部材（29）に係止し、他の２枚はキャリア部材（32）
に係止する。従って励磁コイル（34）が付勢されるとク
ラッチ板（33）…が吸着一体化され、トルク伝達が可能
となる。

（35）は制御回路ユニットで、基板（36）上に抵抗、ト
ランジスタ等の回路素子を配設して成る。基板（36）は
ほぼ中央部に孔（36a）を形成した環状の部材であり、
孔（36a）の中には前記出力軸（２）が挿通される。

上記制御回路ユニット（35）は次の如く取り付ける。す
なわち、第３図に示す如くトランジスタ（37）の上側に
設けられた放熱フィン（38）に孔（38a）をあけ、これ
に雲母等から成る絶縁部材（39）及び樹脂等による絶縁
部材（39b）を介し、孔（38a），（39a）を通してネジ
（40）を前記フランジ（4a）に螺着することによって制
御回路ユニット（35）を主ケース（３）の内部に配設す
る。斯かる取付部は複数設けられる。また、基板（36）
上に回路素子の外に専用の取付片を設け、これと上記ネ
ジ（40）とによって制御回路ユニット（35）を固設する
ことも可能である。

上記制御回路ユニット（35）にはリード線（41）が接続
され、このリード線（41）はケース外部に配される。リ
ード線（41）は電源（バッテリ）に結線されトルク検出
器（11A）、電動機（14）、電磁クラッチ（31）のリー
ド線は本体内で制御回路ユニット（35）に夫々結線され
る。第１図中にては結線関係の詳細は省略されている。

上記制御回路ユニットでなる制御手段を電動機とトルク
検出部との間に配置したことから、トルク検出部から制
御手段に至る配線および、制御手段から電動機に至る配
線を最短に構成することができ、従来別体に構成されて
いた制御回路部と倍力装置本体との間の外部接続配線お
よび配線接続部材を低減することができる。

次に制御回路の構成、動作を第４図に基づき概説する。
可動鉄心（11B）が入出力軸間の相対的角度差の発生に
応じて軸方向に変位すると、２つの２次コイル（11
b），（11c）からは差動的に変化する検出信号（Va），
（Vb）が出力される。なお（Vo）は１次コイル（11a）
に与えられる交流信号である。

一方、（42）は回転磁石（43）とリードスイッチ（44）
から成る車速検出器である。

トルク検出器（11）からの出力信号（Va），（Vb）はト
ルク検出回路（45）に与えられ、ここで信号処理が行わ
れた結果、入力軸（１）に加わるトルクに比例した信号
（V_T）及び入力軸（１）の回転方向を表す信号（V_R），
（V_L）が出力される。また車速検出器（42）から出力さ
れる車速に係るパルス信号は車速検出回路（46）に与え
られ、ここでＦ−Ｖコンバータで車速に比例する電圧信
号（Vf）に変換し、出力される。更に信号（Vg）は信号
（Vf）が所定値以上になると“1"レベルとなるディジタ
ル信号である。

上記信号（V_T），（V_R），（V_L）は電動機駆動回路（4
7）に与えられ、信号（V_T）のみが電磁クラッチ駆動回
路（48）に与えられる。一方車速検出回路（46）からの
信号（Vf）はトルク検出回路（45）に与えられ、上記信
号（V_T）を信号（Vf）で制御する。すなわち、車速が大
きくなるほど信号（Vf）の値は大となるが、これにより
反対に信号（V_T）の値は小さくなる如く制御する。一方
信号（Vg）は電磁クラッチ駆動回路（48）に与えられ
る。

上記において、電動機駆動回路（47）は信号（V_R）又は
（V_L）によって電動機（14）の回転方向を定め、信号
（V_T）によって電機子電流を定めて出力トルクを制御す
る。電磁クラッチ駆動回路（48）は、信号（Vg）が“0"
レベルにあるとき、すなわち車速が所定値以下のとき信
号（V_T）によって電磁クラッチ（31）の結合力を制御す
る。車速が所定値以上になって信号（Vg）が“1"レベル
になると信号（V_T）が入力されたとしても電磁クラッチ
（31）をオフ状態に保持し、補助トルクの伝達を禁止す
る。

前記トルク検出回路（45）、車速検出回路（46）、電動
機駆動回路（47）、電磁クラッチ駆動回路（48）が制御
回路（49）を構成する。

前述の如く制御回路ユニット（35）を主ケース（３）の
内部に配設するようにしたため、専用のケース、配設ス
ペースを必要とせず、また配線も少なくすることがで
き、接続部材の個数を少なくすることができる。またケ
ース（３），（４）が制御回路ユニット（35）に対して
電磁気シールド作用を有する。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように本発明によれば、制御回路
部を電磁型倍力装置のケース内に配設するようにしたた
め、専用の取付スペース、ケースを必要とせず、且つ装
置の全体構成を小型、軽量にすることができる。また入
力側のトルク検出器、出力側の電動機、電磁クラッチと
制御回路部とを同一ケース内に収納するようにしたた
め、これらの間の配線を短くすることができると共にカ
プラー等の接続部材の個数を少なくすることができ、以
って動作信頼性を高めることが可能である。更に上記に
よれば部品点数が少なくなり、コスト低下を図ることが
できる。加えて特別に電気的及び磁気的なシールドを施
す必要がなくなると共に、装置全体の機能が集約され、
取付性、互換性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】第１図は軸線で90°折曲して断面を形成した本発明に係
る電磁型倍力装置の断面図、第２図は第１図中のII−II
線断面図、第３図は取付部材の斜視図、第４図は制御回
路のブロック回路図である。図面中、（１）は入力軸、（２）は出力軸、（３）は主
ケース、（４）は副ケース、（10）はトーションバー、
（11）はトルク検出器、（14）は電動機、（23）は遊星
歯車減速装置、（31）は電磁クラッチ、（35）は制御回
路ユニット（制御手段）、（49）は制御回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸及び出力軸と、該入力軸に加わるト
ルクを検出するトルク検出部と、補助トルクを出力する
電動機と、該トルク検出部の検出信号に基づき該電動機
を制御する制御手段と、上記電動機の補助トルクを上記
出力軸に伝達する伝達手段とをケース内に収納配設して
なる電磁型倍力装置において、前記電動機を前記出力軸
を囲繞する回転子と前記ケースに固定された磁石により
構成するとともに、前記制御手段を前記トルク検出部と
前記電動機の間に配置したことを特徴とする電磁型倍力
装置。