JPH0796843A - Steering force detecting mechanism for power steering device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect steering force by an inexpensive mechanism without using a torsion bar by moving a slider vertically according to the rotational direction when a stub shaft is rotated by direction control operation, and turning on a motor switch by the movement of the slider. CONSTITUTION:When a stub shaft 1 is rotated by steering of a steering wheel 21, a slider 3 moves upward in the shaft direction against spring force of springs 14 and 18 along a helical spline 15 formed on an outer peripheral surface of the shaft, and a control part 50 is also moved in the same direction. A lever of a motor switch 10 is moved by the movement of this slider 3, and a motor 19 is turned on. The slider 3 presses a clutch plate of a clutch part 16, and connects inside and outside plates to each other. As a result, a pinion shaft 11 is rotated in a passage such as a pinion 4 a beval gear the clutch part 16 the slider 3 a pin 7 by rotation of the motor 19, and wheels are steered by the shaft directional movement of a rack 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電動式パワーステアリ
ング装置などにおける、操舵力検出機構に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering force detecting mechanism in an electric power steering device or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電動式パワーステアリング装置として
は、既に図４に示すような装置がある。これは、スタブ
シャフト１とピニオンシャフト１１を連結するトーショ
ンバー２６と、スタブシャフト１とピニオンシャフト１
１の外周にまたがって設けられストレートスプライン２
７によって軸方向のスライドが許されるスライダ３と、
前記ストレートスプライン２７のうちスタブシャフト１
またはピニオンシャフト１１側に設けられ、前記スタブ
シャフト１またはピニオンシャフト１１のいずれかをそ
の周方向へ回動可能とする若干の回動許容隙間と、スラ
イダ３に形成され軸方向に対し斜めに長いピン穴２５
と、このピン穴２５に挿入されるためスタブシャフト１
またはピニオンシャフト１１に固定されたピン２４と、
スライダ３に対し同軸状に配置され通常は非接触状態で
回転する一対の対向したベベルギア５と、スライダ３の
一方のスライド方向に近接する１つのベベルギア５とス
ライダ３との間に設けられた第１クラッチ部１６と、ス
ライダ３の他方のスライド方向に近接する他のベベルギ
ア６とスライダ３との間に設けられた第２クラッチ部
と、前記１対のベベルギア５、６に常時噛み合うベベル
ピニオン４と、ベベルピニオン４を回転させるモーター
１９と、を備えている。2. Description of the Related Art As an electric power steering device, there is a device as shown in FIG. This is a torsion bar 26 connecting the stub shaft 1 and the pinion shaft 11, and the stub shaft 1 and the pinion shaft 1
1 straight spline that extends over the outer circumference of 1
A slider 3, which is allowed to slide in the axial direction by 7,
Of the straight splines 27, the stub shaft 1
Alternatively, a slight rotation allowance gap which is provided on the pinion shaft 11 side and which allows either the stub shaft 1 or the pinion shaft 11 to rotate in the circumferential direction thereof, and the slider 3 is formed obliquely long with respect to the axial direction. Pin hole 25
And the stub shaft 1 to be inserted into this pin hole 25
Or a pin 24 fixed to the pinion shaft 11,
A pair of opposed bevel gears 5 that are arranged coaxially with the slider 3 and normally rotate in a non-contact state, and a bevel gear 5 that is provided between the one bevel gear 5 and the slider 3 that are close to each other in one sliding direction of the slider 3 A first clutch portion 16, a second clutch portion provided between the slider 3 and another bevel gear 6 that is adjacent to the other sliding direction of the slider 3, and a bevel pinion 4 that constantly meshes with the pair of bevel gears 5 and 6. And a motor 19 for rotating the bevel pinion 4.

【０００３】そして、ステアリング力として入力される
トルクによりトーションバー２６に捩れが生じ、スタブ
シャフト１またはピニオンシャフト１１がスライダ３に
対し若干量相対回動する。この相対回動により、ピン２
４が斜めのピン穴２５を押し、スライダ３は軸方向にス
ライドする。このスライド方向によって、第１または第
２のクラッチ部１６、１７が働く。モーター１９は、ベ
ベルピニオン４を回転させ、ベベルギア５及び、６を回
転駆動しているので、前記第１または第２のクラッチ部
１６、１７のいずれが働くかによって、スライダ３が回
転駆動される方向が異なる。これにより、入力されたス
テアリング力と同一方向の回転力が、スライダ３からス
トレートスプライン２７によりスタブシャフト１及びピ
ニオンシャフト１１に伝えられパワーアシストされる。Then, the torsion bar 26 is twisted by the torque input as the steering force, and the stub shaft 1 or the pinion shaft 11 is relatively rotated with respect to the slider 3. By this relative rotation, the pin 2
4 pushes the diagonal pin hole 25, and the slider 3 slides in the axial direction. The first or second clutch portions 16 and 17 work depending on the sliding direction. The motor 19 rotates the bevel pinion 4 and rotationally drives the bevel gears 5 and 6, so that the slider 3 is rotationally driven depending on which of the first and second clutch portions 16 and 17 operates. The directions are different. As a result, a rotational force in the same direction as the input steering force is transmitted from the slider 3 to the stub shaft 1 and the pinion shaft 11 by the straight spline 27 and power assist is performed.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような装置は、ト
ルク感応型とするため、トーションバー２６を用いて操
舵力の検出を行っているが、トーションバー２６はそれ
自体高価である上に関連部品の加工も複雑となり、コス
ト高である。そこで本発明の目的は、トーションバーを
使用しない操舵力検出装置を実現し、トルク感応型電動
パワーステアリング装置を安価なものとすることであ
る。Since such a device is of a torque-sensitive type, the steering force is detected by using the torsion bar 26. However, the torsion bar 26 is expensive in itself and is related to it. The processing of parts is complicated and the cost is high. Therefore, an object of the present invention is to realize a steering force detection device that does not use a torsion bar and to make a torque-sensitive electric power steering device inexpensive.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
ホイールの操舵によりスタブシャフトが回されると、操
舵力検出機構によって操舵力を検出し、その検出結果に
応じて、電動モーターを制御し、アシスト力を得るパワ
ーステアリング装置において、前記操舵力検出機構を軸
方向に移動不能に配置されたスタブシャフトと、その延
長上に同じく軸方向に移動不能に配置されたピニオンシ
ャフトと、上記スタブシャフトの外周上に形成したヘリ
カルスプラインと、スタブシャフト及びピニオンシャフ
トを囲むとともに、連結部材によってピニオンシャフト
に対して軸方向にのみ移動可能に連結される一方、スタ
ブシャフトに対して上記ヘリカルスプライン結合により
軸方向に移動可能に連結されたスライダと、前記スライ
ダに設けられこのスライダの移動によって電動モーター
への印加電流を制御する制御部と、このスライダの一部
に形成したスプリング受け部と、スタブシャフトまたは
ピニオンシャフトの外周に固定されたプレートと、この
プレートと上記スプリング受け部の間に設置されたスプ
リングとで構成したことを特徴とするパワーステアリン
グ装置の操舵力検出機構である。According to the present invention, when a stub shaft is turned by steering a steering wheel, a steering force detecting mechanism detects a steering force, and an electric motor is controlled according to the detection result. In a power steering device that obtains an assist force, a stub shaft in which the steering force detection mechanism is axially immovable is disposed, a pinion shaft that is similarly extended in the axial direction is immovably disposed, and the stub shaft The helical spline formed on the outer periphery is connected to the stub shaft and the pinion shaft so as to be movable only in the axial direction with respect to the pinion shaft by the connecting member, and the axial direction by the helical spline connection to the stub shaft. A slider movably connected to the slider, and A control part that controls the current applied to the electric motor by moving the rider, a spring receiving part formed on a part of this slider, a plate fixed to the outer circumference of the stub shaft or pinion shaft, this plate and the spring receiving part. A steering force detection mechanism of a power steering device, comprising a spring installed between parts.

【０００６】[0006]

【作用】ステアリングを操舵しスタブシャフトを回転さ
せると、その回転方向に応じてスライダが、上下いづれ
かの方向へ移動する。つまり、スタブシャフトが回転す
ると、スタブシャフトは軸方向には移動せず、スライダ
がヘリカルスプラインに沿って回転する。スライダはピ
ニオンシャフトに対して軸方向に移動可能なので、バネ
力に抗して軸方向に移動し、制御部も移動する。このよ
うに、スライダの移動によって、モーターのスイッチが
ＯＮされる。When the steering wheel is steered to rotate the stub shaft, the slider moves up or down depending on the direction of rotation. That is, when the stub shaft rotates, the stub shaft does not move in the axial direction, and the slider rotates along the helical spline. Since the slider can move in the axial direction with respect to the pinion shaft, it moves in the axial direction against the spring force, and the control unit also moves. In this way, the motor switch is turned on by the movement of the slider.

【０００７】[0007]

【実施例】図１、２に示す第１実施例は、モーター１９
の回転力を、べベルピニオン４からクラッチ部１６また
は１７を介して伝達し、パワーアシストを行なうパワー
ステアリング装置である。そして、この装置における操
舵力検出機構は、スタブシャフト１とその延長上に同じ
く軸方向に移動不能に配置されたピニオンシャフト１１
と、上記スタブシャフト１の外周上に形成したヘリカル
スプライン１５と、スタブシャフト１及びピニオンシャ
フト１１を囲むとともに、連結部材によってピニオンシ
ャフト１１に対して軸方向にのみに移動可能に連結され
る一方、スタブシャフト１に対して上記ヘリカルスプラ
イン結合により軸方向に移動可能に連結されたスライダ
３と、スライダに設けられスライダの移動によって電動
モーター１９への印加電流を制御する制御部５０と、こ
のスライダ３の一部に形成したスプリング受け部１２
と、スタブシャフトまたはピニオンシャフト１１の外周
に固定されたプレート８、９と、このプレート８、９と
上記スプリング受け部１２の間に設置されたスプリング
１４、１８とからなる。図２は、スタブシャフト１、ピ
ニオンシャフト１１、スライダ３の組み付け状態を示
す、部分断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment shown in FIGS.
Is a power steering device that transmits the rotational force from the bevel pinion 4 via the clutch portion 16 or 17 to perform power assist. The steering force detection mechanism in this device includes a stub shaft 1 and a pinion shaft 11 which is also provided on the extension of the stub shaft 1 so as to be immovable in the axial direction.
And a helical spline 15 formed on the outer periphery of the stub shaft 1 and surrounding the stub shaft 1 and the pinion shaft 11 and connected by a connecting member so as to be movable only in the axial direction with respect to the pinion shaft 11, A slider 3 movably connected to the stub shaft 1 by the above-mentioned helical spline coupling so as to be movable in the axial direction, a control unit 50 provided on the slider for controlling the current applied to the electric motor 19 by the movement of the slider, and the slider 3 Spring receiving part 12 formed in a part of
And plates 8 and 9 fixed to the outer circumference of the stub shaft or pinion shaft 11, and springs 14 and 18 installed between the plates 8 and 9 and the spring receiving portion 12. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an assembled state of the stub shaft 1, the pinion shaft 11, and the slider 3.

【０００８】次に、この装置の動作説明をする。まず、
ステアリングホイール２１の操舵によりスタブシャフト
１を図１のｃｗ方向に回転させた場合には、スタブシャ
フト１は軸方向には移動せず、スライダ３がヘリカルス
プラインに沿って回転する。スライダ３はピニオンシャ
フト１１に対して軸方向に移動可能なので、バネ力に抗
して軸方向に沿って上方向に移動し、制御部も移動す
る。スライダ３が移動すると、モータースイッチ１０の
レバーが動かされ、モーター１９がＯＮされる。また、
スライダ３は、第１クラッチ部１６のクラッチ板を押圧
し、内板と外板を連結する。クラッチ板の外板は、ベベ
ルギア５と連結されているので、モーター軸２３と直結
したベベルピニオン４よりベベルギア５へ伝達されたモ
ーター１９の回転力を第１クラッチ部１６→スライダ３
→ピン７に伝達して、ピニオンシャフト１１を回転さ
せ、ラック２０を移動させる。Next, the operation of this device will be described. First,
When the stub shaft 1 is rotated in the cw direction in FIG. 1 by steering the steering wheel 21, the stub shaft 1 does not move in the axial direction, and the slider 3 rotates along the helical spline. Since the slider 3 is movable in the axial direction with respect to the pinion shaft 11, it moves upward in the axial direction against the spring force, and the control unit also moves. When the slider 3 moves, the lever of the motor switch 10 is moved and the motor 19 is turned on. Also,
The slider 3 presses the clutch plate of the first clutch portion 16 to connect the inner plate and the outer plate. Since the outer plate of the clutch plate is connected to the bevel gear 5, the rotational force of the motor 19 transmitted from the bevel pinion 4 directly connected to the motor shaft 23 to the bevel gear 5 is transferred to the first clutch unit 16 → the slider 3
→ Transmitted to the pin 7, the pinion shaft 11 is rotated, and the rack 20 is moved.

【０００９】一方、ステアリングホイール２１の操舵方
向が図１においてｃｃｗとなれば、スライダ３は下方向
へ移動し、その後は上記と同様にモーター１９の回転力
をピニオンシャフト１１に伝達する。ただし、この場合
は、第２クラッチ部１７が連結され、ラック２１の移動
方向は、上記の場合とは逆になる。従来例では、第１、
第２クラッチ部１６、１７に押圧力を与える際、ベベル
ギア５、６をアースとしているため、ベベルギア５、６
とベベルピニオン４の噛み合いに悪影響を与え、駆動力
の伝達が不安定になることがあったが、本実施例では、
ベベルギア４、５をアースとしたクラッチ部１６、１７
の押圧がないため、ベベルギア５、６とベベルピニオン
４の安定した噛み合いが得られ、さらに、ベベルギア
５、６を支持しているベアリング２の寿命を延ばすこと
ができる。On the other hand, when the steering direction of the steering wheel 21 becomes ccw in FIG. 1, the slider 3 moves downward, and thereafter the rotational force of the motor 19 is transmitted to the pinion shaft 11 in the same manner as described above. However, in this case, the second clutch portion 17 is connected, and the moving direction of the rack 21 is opposite to the above case. In the conventional example, the first,
When the pressing force is applied to the second clutch portions 16 and 17, the bevel gears 5 and 6 are grounded.
There was a case where the meshing between the bevel pinion 4 and the bevel pinion was adversely affected and the transmission of the driving force became unstable.
Clutch parts 16 and 17 with the bevel gears 4 and 5 grounded
Since the bevel gears 5 and 6 and the bevel pinion 4 are stably engaged with each other, the life of the bearing 2 supporting the bevel gears 5 and 6 can be extended.

【００１０】図３に示す第２実施例は、第１、第２クラ
ッチ部１６、１７を用いずに、スライダ３の移動方向及
び移動量を検出するセンサー３０と、コントローラ３１
を用いて、モーター１９を制御するようにした点以外
は、第１実施例と同様である。センサ３０は、スライダ
３の移動量に応じて出力を変化するセンサである。そこ
で、スタブシャフト１が回転すると、操舵力の方向によ
りスライダ３が上または下に移動し、このときのスライ
ダ３の移動量に応じてセンサ３０から出力される信号を
利用して、コントローラ３１がモーター１９を制御し、
パワーアシストを行う。The second embodiment shown in FIG. 3 does not use the first and second clutch portions 16 and 17, but a sensor 30 for detecting the moving direction and the moving amount of the slider 3 and a controller 31.
Is the same as that of the first embodiment except that the motor 19 is controlled by using. The sensor 30 is a sensor whose output changes according to the amount of movement of the slider 3. Therefore, when the stub shaft 1 rotates, the slider 3 moves up or down depending on the direction of the steering force, and the controller 31 uses the signal output from the sensor 30 according to the moving amount of the slider 3 at this time. Control the motor 19,
Perform power assist.

【００１１】[0011]

【効果】本発明によれば、トーションバーを用いない安
価な機構で、操舵力の検出が行える。According to the present invention, the steering force can be detected by an inexpensive mechanism that does not use a torsion bar.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１実施例の主要部を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a main part of a first embodiment.

【図２】図１のII−II部分断面の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a partial cross section taken along line II-II of FIG.

【図３】第２実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment.

【図４】従来例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ スタブシャフト ３ スライダ ７ ピン ８、９ プレート １１ ピニオンシャフト １２ スプリング受け部 １５ ヘリカルスプライン １４、１８ スプリング １９ モーター ５０ 制御部 1 Stub shaft 3 Slider 7 Pins 8 and 9 Plate 11 Pinion shaft 12 Spring receiving part 15 Helical spline 14, 18 Spring 19 Motor 50 Control part

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ステアリングホイールの操舵によりスタ
ブシャフトが回されると、操舵力検出機構によって操舵
力を検出し、その検出結果に応じて、電動モーターを制
御し、アシスト力を得るパワーステアリング装置におい
て、前記操舵力検出機構を軸方向に移動不能に配置され
たスタブシャフトと、その延長上に同じく軸方向に移動
不能に配置されたピニオンシャフトと、上記スタブシャ
フトの外周上に形成したヘリカルスプラインと、スタブ
シャフト及びピニオンシャフトを囲むとともに、連結部
材によってピニオンシャフトに対して軸方向にのみ移動
可能に連結される一方、スタブシャフトに対して上記ヘ
リカルスプライン結合により軸方向に移動可能に連結さ
れたスライダと、前記スライダに設けられこのスライダ
の移動によって電動モーターへの印加電流を制御する制
御部と、このスライダの一部に形成したスプリング受け
部と、スタブシャフトまたはピニオンシャフトの外周に
固定されたプレートと、このプレートと上記スプリング
受け部の間に設置されたスプリングとで構成したことを
特徴とするパワーステアリング装置の操舵力検出機構。1. A power steering system in which when a stub shaft is turned by steering a steering wheel, a steering force is detected by a steering force detection mechanism and an electric motor is controlled according to the detection result to obtain an assist force. A stub shaft in which the steering force detection mechanism is arranged immovably in the axial direction, a pinion shaft similarly arranged in an axially immovable manner on its extension, and a helical spline formed on the outer circumference of the stub shaft. A slider that surrounds the stub shaft and the pinion shaft and is movably connected to the pinion shaft only in the axial direction by a connecting member, and is also movably connected to the stub shaft in the axial direction by the helical spline coupling. And the slider is mounted on the slider A controller that controls the current applied to the motor, a spring receiving part formed on a part of this slider, a plate fixed to the outer circumference of the stub shaft or pinion shaft, and installed between this plate and the spring receiving part. Force detection mechanism for a power steering device, characterized in that the steering force detection mechanism is configured with a spring.