JP2003291830A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータで発生した補助トルクをベルト式
伝動機構を介してステアリング系に付加するようにした
電動パワーステアリング装置において、操舵フィーリン
グをより高めること。 【解決手段】 電動パワーステアリング装置１０は、ス
テアリングハンドルで発生する操舵トルクに応じて電動
モータ４３で発生した補助トルクを、ベルト式伝動機構
４４を介してステアリング系のラック軸２６に付加する
ようにしたものである。電動モータのモータ軸９５にベ
ルト式伝動機構の駆動プーリ１０１を取付けた。モータ
軸のうち駆動プーリの軸方向両側の位置９５ｂ，９５ｄ
を回転可能に支持した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ステアリングハンドルの操舵力を
軽減して快適な操舵感を与えるために、電動パワーステ
アリング装置が多用されてきた。電動パワーステアリン
グ装置は、電動モータで操舵トルクに応じた補助トルク
を発生し、この補助トルクをステアリング系の出力軸や
ラック軸に付加し、ラック軸によって操舵車輪を操舵す
るものである。

【０００３】補助トルクを付加する構成としては、電動
モータで発生した補助トルクをベルト式伝動機構を介し
て出力軸やラック軸に伝達する型式のものがある。ベル
ト式伝動機構を採用するので、電動モータの配置の自由
度が高い。この種の電動パワーステアリング装置として
は、例えば特公平７−９４２２６号「電動式パワーステ
アリング装置」（以下、「従来の技術」と言う。）が知
られている。

【０００４】上記従来の技術は同公報の第２図に示され
る通り、入力軸７（番号は公報に記載されたものを引用
した。以下同じ。）に図示せぬトーションバーを介して
出力軸９を結合することにより、ステアリングホイール
６に加えた操舵トルクを入力軸７、トーションバー、出
力軸９、ナックルを介して操舵車輪に伝達することがで
きるというものである。トーションバーで連結された入
・出力軸７，９間の相対ねじれ角を操舵トルクセンサ１
０で電気的に検出することにより、操舵トルクを検出す
ることができる。電動機１１の軸に設けた小径プーリ１
９と、出力軸９に設けた大径プーリ２０とに、ベルト２
１を掛けることにより、操舵トルクに応じて電動機１１
が発した補助トルクを小径プーリ１９、ベルト２１、大
径プーリ２０の経路で出力軸９に付加することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、補助トルク
の変動に応じて、ベルト２１に作用する張力は変動す
る。この結果、小径プーリ１９から電動機１１の軸（モ
ータ軸）に作用する曲げ荷重も変動する。モータ軸はモ
ータケースから外方へ延びた軸であり、「片持ばり」又
は「張出しばり」と同等の曲げ剛性を有する。モータ軸
が大きい曲げ荷重を受けてたわむと、小径プーリ１９に
対してベルト２１が片当たりするので、トルク伝達効率
は低下する傾向にある。このため、補助トルクの変動が
大きいと、電動機１１から出力軸へ付加される補助トル
クにムラが生じる要因となり、操舵フィーリング（操舵
感覚）を高める上で好ましくない。

【０００６】さらに上記従来の技術は、操舵トルクに応
じてトーションバーがねじれた分、入・出力軸７，９間
に相対的な角度変位が発生する。従って、ステアリング
ホイール６の操舵タイミングに対して操舵車輪の動作タ
イミングが若干遅れる。しかも、トーションバーで連結
された入・出力軸７，９間の相対ねじれ角を、操舵トル
クセンサ１０で検出するのであるから、検出タイミング
も若干遅れる。この結果、電動機１１が補助トルクを発
生するタイミングが遅れる。

【０００７】一方、電動機１１のロータやモータ軸は固
有の慣性を有する。また、ベルト２１は可撓性が求めら
れるので、一般に鉄鋼製ギヤ等のような金属製伝動部材
に比べて剛性が小さく、固有のばね定数を有する。慣性
を有する電動機１１のモータ軸を、固有のばね定数を有
するベルト２１にて、比較的質量が大きい出力軸９に連
結することになる。従って、電動機１１が発した補助ト
ルクを出力軸９に伝達するまでに、伝達タイミングが若
干遅れ得る。このようにタイミングが遅れること、すな
わち時間遅れが生じることは、操舵フィーリングに微妙
な影響を及ぼす。

【０００８】そこで本発明の目的は、電動モータで発生
した補助トルクをベルト式伝動機構を介してステアリン
グ系に付加するようにした電動パワーステアリング装置
において、操舵フィーリングをより高めることができる
技術を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、ステアリングハンドルで発生する操舵ト
ルクに応じて電動モータで発生した補助トルクを、ベル
ト式伝動機構を介してステアリング系に付加するように
した電動パワーステアリング装置において、電動モータ
のモータ軸にベルト式伝動機構の駆動プーリを取付ける
とともに、モータ軸のうち駆動プーリの軸方向両側の位
置を回転可能に支持したことを特徴とする。

【００１０】電動モータのモータ軸のうち、駆動プーリ
の軸方向両側の位置を回転可能に支持することで、モー
タ軸に「両端支持ばり」と同等の曲げ剛性を付与するこ
とができる。両持ばり型式のモータ軸にすることで、従
来の片持ばり形式のモータ軸よりも、曲げ剛性を大幅に
高めることができる。この結果、モータ軸に大きい曲げ
荷重を受けた場合であっても、モータ軸のたわみ量を大
幅に低減することができる。たわみを抑制することで、
駆動プーリに対するベルトの片当たりを抑制することに
より、トルク伝達効率を高めることができる。このた
め、補助トルクの変動が大きい場合であっても、電動モ
ータからベルト式伝動機構を介してステアリング系に付
加される補助トルクにムラが生じにくい。従って、電動
パワーステアリング装置の操舵フィーリングをより高め
ることができる。

【００１１】請求項２は、ステアリングハンドルで発生
した操舵トルクをラックアンドピニオン機構のピニオン
軸に伝達することで、ラックアンドピニオン機構を介し
て操舵車輪を操舵するとともに、操舵トルクをトルク検
出装置で検出し、操舵トルクに応じて電動モータで発生
した補助トルクをベルト式伝動機構を介してラックアン
ドピニオン機構のラック軸に付加するようにした電動パ
ワーステアリング装置において、トルク検出装置が、操
舵トルクに応じて変化するピニオン軸のねじり量を検出
して操舵トルクに変換する装置であることを特徴とす
る。

【００１２】操舵トルクに応じて変化するピニオン軸の
ねじり量を、トルク検出装置で検出して操舵トルクに変
換するようにしたので、ピニオン軸を、トルク入力側と
トルク出力側とに分割しない一体の軸とすることができ
る。一体軸であるから、操舵トルクが作用したときの、
ねじれ量は極めて微少ですむ。このため、ステアリング
ハンドルの操舵タイミングに対する、操舵車輪の動作タ
イミングの遅れを大幅に抑制することができる。しか
も、極めて微少なねじれ量をトルク検出装置によって検
出するので、迅速に検出することができる。この結果、
電動モータから補助トルクを速やかに発生することがで
きる。このようなことから、ステアリングハンドルを操
舵してから操舵車輪が操舵動作をするまでの、電動パワ
ーステアリング装置全体の時間遅れとしては、電動モー
タで発生した補助トルクをベルト式伝動機構を介してラ
ック軸に付加する時間遅れだけを考慮すればよい。従っ
て、操舵トルクに応じた補助トルクを発生させて補助す
る電動パワーステアリング装置の応答性を、より高める
ことができる。このため、操舵フィーリングをより高め
ることができる。

【００１３】請求項３は、トルク検出装置が、ピニオン
軸のねじり量に応じて変化する磁歪効果を電気的に検出
する磁歪式検出装置であることを特徴とする。ピニオン
軸のねじれ量が小さくても、ねじり量に応じて変化する
磁歪効果を磁歪式検出装置によって迅速に且つ確実に検
出できる。従って、操舵トルクに応じた補助トルクを発
生させて補助する電動パワーステアリング装置の応答性
を、より一層高めることができる。このため、操舵フィ
ーリングをより一層高めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見
るものとする。図１は本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の模式図であり、この電動パワーステアリング
装置１０は、車両のステアリングハンドル２１から操舵
車輪２９，２９に至るステアリング系２０と、このステ
アリング系２０に補助トルクを加える補助トルク機構４
０とからなる。この電動パワーステアリング装置１０
は、ラック軸２６の両端から操舵トルクを取り出すよう
にしたエンドテイクオフ型操舵装置である。

【００１５】ステアリング系２０は、ステアリングハン
ドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２
３，２３を介してピニオン軸２４を連結し、ピニオン軸
２４にラックアンドピニオン機構２５を介してラック軸
２６を連結し、ラック軸２６の両端に左右のタイロッド
２７，２７及びナックル２８，２８を介して左右の操舵
車輪２９，２９を連結したものである。ラックアンドピ
ニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成したピニオン
３１と、ラック軸２６に形成したラック３２とからな
る。運転者がステアリングハンドル２１を操舵すること
で、この操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２
５及び左右のタイロッド２７，２７を介して、左右の操
舵車輪２９，２９を操舵することができる。

【００１６】補助トルク機構４０は、ステアリングハン
ドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクをト
ルク検出装置４１で検出し、この検出信号に基づき制御
部４２で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵
トルクに応じた補助トルクを電動モータ４３で発生し、
補助トルクをトルク伝達部材としてのベルト式伝動機構
４４並びにボールねじ４５を介してラック軸２６に伝達
するようにしたものである。

【００１７】以上を要約すれば、電動パワーステアリン
グ装置１０は、車両のステアリングハンドル２１に加え
た操舵トルクをラックアンドピニオン機構２５を介して
ラック軸２６に伝達するとともに、操舵トルクに応じて
電動モータ４３が発生した補助トルクをベルト式伝動機
構４４並びにボールねじ４５を介してラック軸２６に付
加し、このラック軸２６によって操舵車輪２９，２９を
操舵するようにしたものである。従って、ステアリング
系２０の操舵トルクに電動モータ４３の補助トルクを付
加した複合トルクによって、操舵車輪２９，２９を操舵
することができる。

【００１８】図２は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の全体構成図であり、要部を断面して表す。この
図は、ラックアンドピニオン機構２５（図１参照）及び
ボールねじ４５をハウジング５１に収納するとともに、
電動モータ４３をハウジング５１の外側面に沿わせて配
置したことを示す。ハウジング５１は、概ね管状の第１
ハウジング５２並びに第２ハウジング５３の一端面同士
をボルト結合して組立てた、細長いギヤボックスであ
り、車幅方向（図左右方向）に延びる。

【００１９】車幅方向に延びたラック軸２６は、車幅方
向へスライドするようにハウジング５１を貫通した軸で
あり、ほぼ長手中央位置にボールねじ４５を配置する。
図中、５４はラック軸支持用軸受、５５，５５はボール
ジョイント、５６，５６はダストシール用ブーツであ
る。

【００２０】図３は図２の３−３線断面図であり、第１
ハウジング５２にトルク検出装置４１、ピニオン軸２
４、ラックアンドピニオン機構２５を収納するととも
に、第１ハウジング５２の上部開口を上部カバー部５７
で塞いだことを示す。第１ハウジング５２は、上下に延
びるピニオン軸２４の上部、長手中央部及び下端を３個
の軸受６１〜６３を介して回転可能に支持するととも
に、ラックガイド６４を備える。ピニオン軸２４は、一
端部に自在軸継手２３（図１参照）に連結するスプライ
ン結合部２４ａ又はセレーション結合部２４ａを形成
し、他端部にピニオン３１を形成した中実軸である。

【００２１】ラックガイド６４は、ラック３２の反対側
からラック軸２６にガイド部６５を当て、更に圧縮ばね
６６を介して調整ボルト６７にて押すことでラック３２
に予圧を与えて、ラック３２をピニオン３１に押し付け
て支持する、滑りガイド機構である。図中、６８はオイ
ルシールである。

【００２２】ところで、トルク検出装置４１は、操舵ト
ルクに応じて変化するピニオン軸２４のねじり量を検出
して操舵トルクに変換する検出装置である。より具体的
には、トルク検出装置４１は、ピニオン軸２４のねじり
量に応じて変化する磁歪効果を電気的に検出する磁歪式
検出装置である。以下、トルク検出装置４１を詳しく説
明する。

【００２３】このようなトルク検出装置４１は、ピニオ
ン軸２４の表面に２つの磁歪膜（第１磁歪膜７１及び第
２磁歪膜７２）を軸長手方向に並べて設け、これら第１
・第２磁歪膜７１，７２の周囲に、第１・第２磁歪膜７
１，７２に生じた磁歪効果を電気的に検出する検出部７
３を設け、検出部７３の検出信号を出力回路部８０で処
理してトルク検出信号として出力するようにした、操舵
トルクセンサである。

【００２４】第１・第２磁歪膜７１，７２は、一定幅で
ピニオン軸２４の全周にわたって設けた一定厚みのメッ
キ層からなる。このメッキ層は、歪みの変化に対して磁
束密度の変化の大きい材料からなり、例えば、ピニオン
軸２４の外周面に気相メッキ法で形成したＮｉ−Ｆｅ系
の合金膜である。このようなメッキ層は、上記操舵トル
クに応じて磁歪特性が変化する薄膜であり、ピニオン軸
２４の周方向への永久歪みが付与される。

【００２５】第１・第２磁歪膜７１，７２に永久歪みを
付与するには、例えば次の方法がある。 （１）ピニオン軸２４に、軸長手方向に一定の距離を有
して点Ａ１、点Ａ２、点Ａ３をこの順に設定する。 （２）次に、点Ａ１及び点Ａ３を固定するとともに中央
の点Ａ２を捩ることで、ピニオン軸２４に過大なトルク
を加える。 （３）次に、この捩った状態でピニオン軸２４の外周面
のうち、点Ａ１・点Ａ２間及び点Ａ２・点Ａ３間にメッ
キ処理を施すことにより、メッキ層からなる第１・第２
磁歪膜７１，７２を形成する。 （４）次に、トルクを除いてピニオン軸２４の捩り状態
を元に戻し、作業を完了する。 このようにして、第１・第２磁歪膜７１，７２に互いに
逆方向の永久的な歪みを付与することができる。

【００２６】検出部７３は、第１・第２磁歪膜７１，７
２を包囲するように設けたものである。具体的には、検
出部７３は、ピニオン軸２４を通した筒状のコイルボビ
ン７４と、コイルボビン７４に巻いた第１多層ソレノイ
ド巻きコイル７５Ａ並びに第２多層ソレノイド巻きコイ
ル７５Ｂと、第１・第２多層ソレノイド巻きコイル７５
Ａ，７５Ｂの周囲を囲う磁気シールド用バックヨーク７
６とからなる。以下、第１多層ソレノイド巻きコイル７
５Ａのことを「第１コイル７５Ａ」と言い、第２多層ソ
レノイド巻きコイル７５Ｂのことを「第２コイル７５
Ｂ」と言う。

【００２７】第１コイル７５Ａは、ピニオン軸２４の外
周面から微小の空隙を有して、第１磁歪膜７１の磁気回
路内に配置することで、第１磁歪膜７１に操舵トルクが
作用したときの透磁率の変化に応じてインピーダンスが
変化する。第２コイル７５Ｂは、ピニオン軸２４の外周
面から微小の空隙を有して、第２磁歪膜７２の磁気回路
内に配置することで、第２磁歪膜７２に操舵トルクが作
用したときの透磁率の変化に応じてインピーダンスが変
化する。

【００２８】図４は本発明に係るトルク検出装置の回路
図であり、このトルク検出装置の出力回路部８０は、第
１回路部８０Ａ及び第２回路部８０Ｂと増幅器８６との
組合せ構造である。

【００２９】第１回路部８０Ａは、第１コイル７５Ａと
抵抗値一定の抵抗８１Ａとを直列接続した直列回路８２
Ａに、交流電圧供給源８３Ａから交流電圧を印加し、第
１コイル７５Ａのインピーダンスの変化を交流電圧に変
換し検出部７３の第１の検出信号として取出し、この交
流電圧の検出信号をダイオード８４Ａで整流した後に、
ローパスフィルタ８５Ａでノイズの少ない直流電圧の検
出信号に変換し、この直流電圧の検出信号を増幅器８６
に出力する回路である。

【００３０】第２回路部８０Ｂは、上記第１回路部８０
Ａと同様の回路構成であり、第２コイル７５Ｂと抵抗値
一定の抵抗８１Ｂとを直列接続した直列回路８２Ｂに、
交流電圧供給源８３Ｂから交流電圧を印加し、第２コイ
ル７５Ｂのインピーダンスの変化を交流電圧に変換し検
出部７３の第２の検出信号として取出し、この交流電圧
の検出信号をダイオード８４Ｂで整流した後に、ローパ
スフィルタ８５Ｂでノイズの少ない直流電圧の検出信号
に変換し、この直流電圧の検出信号を増幅器８６に出力
する回路である。

【００３１】増幅器８６は、第１回路部８０Ａ及び第２
回路部８０Ｂからの各検出信号の差を増幅し、トルク検
出信号として出力端子８７から出力する手段である。な
お、直列回路８２Ａ，８２Ｂにダイオード８４Ａ，８４
Ｂを接続した回路は整流回路である。ローパスフィルタ
８５Ａ，８５Ｂは、抵抗８８とコンデンサ８９とからな
る平滑回路である。

【００３２】上述のように永久歪みが付与された第１・
第２磁歪膜７１，７２を用いることにより、第１磁歪膜
７１に生じた磁歪効果を第１コイル７５Ａにて検出する
とともに、第２磁歪膜７２に生じた磁歪効果を第２コイ
ル７５Ｂにて検出することで、ピニオン軸２４に作用す
る操舵トルクの方向と大きさを検出することができる。
すなわち、ピニオン軸２４に作用する操舵トルクに応じ
て第１・第２磁歪膜７１，７２の透磁率が変化し、この
ときの第１・第２コイル７５Ａ，７５Ｂにおけるインピ
ーダンスの変化を出力回路部８０にて検出することで、
操舵トルクの方向とトルクの値とを検出することができ
る。

【００３３】図５は本発明に係るハウジング、ラック
軸、電動モータ、ベルト式伝動機構、ボールねじ回りの
要部断面図である。この図は、第１ハウジング５２の一
端のフランジ５２ａに第２ハウジング５３の一端のフラ
ンジ５３ａを、ボルト５８で結合したことを示す。

【００３４】電動モータ４３は、モータケース９１と、
モータケース９１の開口部を塞ぐリッド９２と、モータ
ケース９１内に嵌合した筒状のアウタステータ９３と、
アウタステータ９３の内部に配置したインナロータ９４
と、インナロータ９４と一体のモータ軸９５とからな
る、インナロータ型直流ブラシレスモータである。

【００３５】モータ軸９５は、ラック軸２６と平行に配
置した回転軸であって、反出力側の端部９５ａが第１軸
受９６を介してモータケース９１で回転自在に支持さ
れ、軸長手途中の中間部９５ｂが第２軸受９７を介して
リッド９２で回転自在に支持され、リッド９２から外方
（図の右方向）へ延びた延長部分を出力部９５ｃとし
た、出力軸である。このモータ軸９５は、第１軸受９６
並びに第２軸受９７によって軸方向への移動が規制され
ることになる。第１・第２軸受９６，９７は、ボールベ
アリング等の転がり軸受である。リッド９２は、モータ
ケース９１にボルト９８で止めたものである。

【００３６】ベルト式伝動機構４４は、モータ軸９５に
取付けた小径の駆動プーリ１０１と、ボールねじ４５の
ナット１１３に一体に形成又は取付けた大径の従動プー
リ１０２と、これら駆動・従動プーリ１０１，１０２間
に掛けたベルト１０３とからなる。このようなベルト式
伝動機構４４は、電動モータ４３の回転を減速すること
でトルクを増してボールねじ４５に伝達する減速機構、
すなわち倍力機構である。

【００３７】ボールねじ４５は、ラック軸２６に形成し
たねじ部（ねじ溝）１１１と、多数のボール１１２・・・
（・・・は複数を示す。以下同じ。）と、ねじ部１１１に
ボール１１２・・・を介して取付けた外筒部分のナット１
１３と、からなるボールナット機構である。このボール
ねじ４５は、電動モータ４３の補助トルクを、ナット１
１３からボール１１２・・・を介してねじ部１１１へ伝達
するものであって、ナット１１３のねじ溝の端部に到達
したボール１１２・・・が図示せぬチューブ内を通って循
環する、いわゆる内部循環形式又は外部循環形式の構成
である。

【００３８】第１ハウジング５２は一端部にボールねじ
収納部１１４を一体に形成し、このボールねじ収納部１
１４に軸受１１５を介してナット１１３を、第１ハウジ
ング５２に対する軸方向への移動を規制し且つ回転可能
に支持したものである。軸受１１５は転がり軸受であ
る。１１６，１１７はロックスクリューである。

【００３９】電動モータ４３が発生した補助トルクは、
モータ軸９５→駆動プーリ１０１→ベルト１０３→従動
プーリ１０２→ナット１１３→ボール１１２・・・→ねじ
部１１１の経路でラック軸２６に伝わる。このようにし
て、補助トルクをスラスト（ラック軸２６への軸力）に
変換してラック軸２６に付加することができる。

【００４０】本発明は、モータ軸９５のうち駆動プーリ
１０１の軸方向両側の位置を回転可能に支持したことを
特徴とする。具体的には、モータ軸９５のうち出力部９
５ｃに駆動プーリ１０１を取付けた。さらには、出力部
９５ｃの先端部分９５ｄを第３軸受１２１を介してブラ
ケット１２２で回転自在に支持し、このブラケット１２
２をリッド９２にボルト１２３にて取付けた。このよう
にして、モータ軸９５のうち駆動プーリ１０１の軸方向
両側の位置を、第２軸受９７及び第３軸受１２１で回転
可能に支持することができる。第３軸受１２１は、ボー
ルベアリング等の転がり軸受である。

【００４１】モータ軸９５のうち、駆動プーリ１０１の
軸方向両側の位置を支持することにより、モータ軸９５
に「両端支持ばり」と同等の曲げ剛性を付与することが
できる。両持ばり型式のモータ軸９５にすることで、従
来の片持ばり型式のモータ軸よりも、曲げ剛性を大幅に
高めることができる。この結果、モータ軸９５に大きい
曲げ荷重を受けた場合であっても、モータ軸９５のたわ
み量を大幅に低減することができる。モータ軸９５のた
わみを抑制することで、駆動プーリ１０１に対するベル
ト１０３の片当たりを抑制することにより、トルク伝達
効率を高めることができる。このため、補助トルクの変
動が大きい場合であっても、電動モータ４３からベルト
式伝動機構４４並びにボールねじ４５を介して、ステア
リング系のラック軸２６に付加される補助トルクに、ム
ラが生じにくい。従って、電動パワーステアリング装置
１０の操舵フィーリングを、より高めることができる。

【００４２】さらには、リッド９２を第２ハウジング５
３の一端のフランジ５３ａにボルト９９で取付けること
で、電動モータ４３をハウジング５１に一体的に取付け
ることができる。上述のように、ブラケット１２２は電
動モータ４３に一体的に取付けてある。ボルト９９を緩
めてハウジング５１に対して電動モータ４３を変位させ
てベルト１０３の張り具合を調整したときに、ブラケッ
ト１２２並びに第３軸受１２１をも同時に変位させるこ
とができるので、調整作業が容易である。

【００４３】図６は本発明に係るベルト式伝動機構周り
の要部斜視図であり、電動モータ４３から延びたブラケ
ット１２２が、ベルト１０３のループ内を通り、先端に
第３軸受１２１を設けたことを示す。

【００４４】上記構成の電動パワーステアリング装置１
０の作用について、上記図３に基づき説明する。操舵ト
ルクに応じて変化するピニオン軸２４のねじり量を、ト
ルク検出装置４１で検出して操舵トルクに変換するよう
にしたので、ピニオン軸２４を、トルク入力側とトルク
出力側とに分割しない一体の軸とすることができる。一
体軸であるから、操舵トルクが作用したときの、ねじれ
量は極めて微少ですむ。このため、ステアリングハンド
ルの操舵タイミングに対する、操舵車輪の動作タイミン
グの遅れを大幅に抑制することができる。しかも、極め
て微少なねじれ量をトルク検出装置４１によって検出す
るので、迅速に検出することができる。

【００４５】この結果、電動モータ４３（図１参照）か
ら補助トルクを速やかに発生することができる。従っ
て、操舵トルクに応じた補助トルクを発生させて補助す
る電動パワーステアリング装置１０の応答性を、より高
めることができる。このため、操舵フィーリングをより
高めることができる。

【００４６】さらには、トルク検出装置４１を、ピニオ
ン軸２４のねじり量に応じて変化する磁歪効果を電気的
に検出する磁歪式検出装置で構成したので、ピニオン軸
２４のねじれ量が小さくても、ねじり量に応じて変化す
る磁歪効果を磁歪式検出装置によって迅速に且つ確実に
検出できる。従って、操舵トルクに応じた補助トルクを
発生させて補助する電動パワーステアリング装置１０の
応答性を、より一層高めることができる。このため、操
舵フィーリングをより一層高めることができる。

【００４７】さらにまた、ピニオン軸２４の表面に所定
幅で全周にわたって磁歪膜７１，７２を設け、これらの
磁歪膜７１，７２の磁歪効果を検出部７３にて検出する
ようにした磁歪式検出装置を、操舵トルク装置４１とし
て用いるので、ピニオン軸２４の材質については限定さ
れない。このため、ピニオン軸２４として機械的強度が
大きい材料を用いることができる。

【００４８】なお、上記本発明の実施の形態において、
電動パワーステアリング装置１０は、補助トルクをベル
ト式伝動機構４４を介してステアリング系２０に付加す
る構成であればよく、ラック軸２６に付加する構成の他
に、ピニオン軸２４に付加する構成にすることもでき
る。また、電動モータ４３は減速機を備えた構成であっ
てもよい。その場合のモータ軸９５とは、減速機の出力
軸のに置き換えて考えればよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、電動モータのモータ軸のうち、駆動
プーリの軸方向両側の位置を回転可能に支持すること
で、モータ軸に「両端支持ばり」と同等の曲げ剛性を付
与することができる。両持ばり型式のモータ軸にするこ
とで、従来の片持ばり形式のモータ軸よりも、曲げ剛性
を大幅に高めることができる。この結果、モータ軸に大
きい曲げ荷重を受けた場合であっても、モータ軸のたわ
み量を大幅に低減することができる。たわみを抑制する
ことで、駆動プーリに対するベルトの片当たりを抑制す
ることにより、トルク伝達効率を高めることができる。
このため、補助トルクの変動が大きい場合であっても、
電動モータからベルト式伝動機構を介してステアリング
系に付加される補助トルクにムラが生じにくい。従っ
て、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングを
より高めることができる。

【００５０】請求項２は、操舵トルクに応じて変化する
ピニオン軸のねじり量を、トルク検出装置で検出して操
舵トルクに変換するようにしたので、ピニオン軸を、ト
ルク入力側とトルク出力側とに分割しない一体の軸とす
ることができる。一体軸であるから、操舵トルクが作用
したときの、ねじれ量は極めて微少ですむ。このため、
ステアリングハンドルの操舵タイミングに対する、操舵
車輪の動作タイミングの遅れを大幅に抑制することがで
きる。しかも、極めて微少なねじれ量をトルク検出装置
によって検出するので、迅速に検出することができる。
この結果、電動モータから補助トルクを速やかに発生す
ることができる。このようなことから、ステアリングハ
ンドルを操舵してから操舵車輪が操舵動作をするまで
の、電動パワーステアリング装置全体の時間遅れとして
は、電動モータで発生した補助トルクをベルト式伝動機
構を介してラック軸に付加する時間遅れだけを考慮すれ
ばよい。従って、操舵トルクに応じた補助トルクを発生
させて補助する電動パワーステアリング装置の応答性
を、より高めることができる。このため、操舵フィーリ
ングをより高めることができる。

【００５１】請求項３は、トルク検出装置を、ピニオン
軸のねじり量に応じて変化する磁歪効果を電気的に検出
する磁歪式検出装置で構成したので、ピニオン軸のねじ
れ量が小さくても、ねじり量に応じて変化する磁歪効果
を磁歪式検出装置によって迅速に且つ確実に検出でき
る。従って、操舵トルクに応じた補助トルクを発生させ
て補助する電動パワーステアリング装置の応答性を、よ
り一層高めることができる。このため、操舵フィーリン
グをより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の模
式図

【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図

【図３】図２の３−３線断面図

【図４】発明に係るトルク検出装置の回路図

【図５】本発明に係るハウジング、ラック軸、電動モー
タ、ベルト式伝動機構、ボールねじ回りの要部断面図

【図６】本発明に係るベルト式伝動機構周りの要部斜視
図

【符号の説明】

１０…電動パワーステアリング装置、２０…ステアリン
グ系、２１…ステアリングハンドル、２４…ピニオン
軸、２５…ラックアンドピニオン機構、２６…ラック
軸、２９…操舵車輪、４１…トルク検出装置（磁歪式検
出装置）、４３…電動モータ、４４…ベルト式伝動機
構、４５…ボールねじ、９５…モータ軸、９６…第１軸
受、９７…第２軸受、１０１…駆動プーリ、１０２…従
動プーリ、１０３…ベルト、１２１…第３軸受、１２２
…ブラケット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 篤彦 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3D033 CA04 CA16 CA28

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングハンドルで発生する操舵ト
   ルクに応じて電動モータで発生した補助トルクを、ベル
   ト式伝動機構を介してステアリング系に付加するように
   した電動パワーステアリング装置において、前記電動モ
   ータのモータ軸に前記ベルト式伝動機構の駆動プーリを
   取付けるとともに、モータ軸のうち駆動プーリの軸方向
   両側の位置を回転可能に支持したことを特徴とする電動
   パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 ステアリングハンドルで発生した操舵ト
   ルクをラックアンドピニオン機構のピニオン軸に伝達す
   ることで、ラックアンドピニオン機構を介して操舵車輪
   を操舵するとともに、前記操舵トルクをトルク検出装置
   で検出し、操舵トルクに応じて電動モータで発生した補
   助トルクをベルト式伝動機構を介して前記ラックアンド
   ピニオン機構のラック軸に付加するようにした電動パワ
   ーステアリング装置において、 前記トルク検出装置は、前記操舵トルクに応じて変化す
   る前記ピニオン軸のねじり量を検出して前記操舵トルク
   に変換する装置であることを特徴とした電動パワーステ
   アリング装置。
3. 【請求項３】 前記トルク検出装置は、前記ピニオン軸
   のねじり量に応じて変化する磁歪効果を電気的に検出す
   る磁歪式検出装置であることを特徴とした請求項２記載
   の電動パワーステアリング装置。