JPH0412863Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は車両の電動機駆動舵取装置に関するも
のである。

［従来の技術］ ハンドルの操作方向に応じて電動機を正・逆回
転させる舵取装置では、ハンドルの切り返し時、
操舵軸に作用するトルクの正・負に応じて電動機
が正・逆転されるために、電動機の動作速度がハ
ンドルの操作速度に追いつかず、操舵感が重くな
るという欠点がある。

そこで、ハンドルの切り返し時だけ電動機の回
転速度を速くし、その後はハンドルの操作速度に
応じて減速するチヨツパ回路を電動機の通電回路
に備えたものが、例えば実開昭58−188751号公報
に開示されている。

しかし、上述の電動機駆動舵取装置は、操舵軸
の回転方向を検出して電動機を正・逆回転させる
が、回路構成がかなり複雑である。特に、回転セ
ンサの検出信号を取り出す回路に電気的接触不良
や断線が生じると、電動機の回転速度が急に速く
なり、操向の安全性が損われるので、そのための
安全回路は不可欠である。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案の目的は電動機の駆動軸と操舵軸との間
に正・逆転歯車機構と１対の電磁クラツチを設
け、電動機は同一方向に回転したまま、トルクセ
ンサの信号に基づき電磁クラツチを選択的に接続
し、電動機の回転を操舵軸へ伝達する、電動機駆
動舵取装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成は電
動機の駆動軸と操舵軸との間に正転歯車機構と逆
転歯車機構とを接続し、電動機の回転を各歯車機
構を経て操舵軸へ伝達する１対の電磁クラツチを
備え、ハンドル軸と操舵軸との間に可撓軸を連結
し、可撓軸に備えたトルクセンサの信号により、
電磁クラツチの一方を接続するようにしたもので
ある。

［作用］ 電動機は常に同一方向へ回転される。トルクセ
ンサの検出トルクの正・負により１対の電磁クラ
ツチの一方を接続し、電動機の回転を歯車機構を
経て操舵軸へ伝達する。電動機の回転は電磁クラ
ツチにより瞬時に操舵軸へ伝達されるので、ハン
ドルの切り返しに対し追随性の優れた操舵特性が
得られる。

［考案の実施例］ 第１図に示すように、車体に固定されるハウジ
ング８に軸受７，１１により、操舵軸１６が回転
可能に支持され、操舵軸１６の下端部に形成した
ピニオン１６ａがラツク杆１０に噛み合され、ラ
ツク杆１０の左右移動により操向車輪の向きが変
更される。操舵軸１６の上端部はシール部材４
（第２図）を経てハウジング８の外部へ突出され
る。操舵軸１６の上端部に可撓軸（トーシヨンバ
ー）１７を介して、ハンドルを結合するハンドル
軸２が連結される。可撓軸１７の捩れを検出する
トルクセンサ３６の信号は制御装置２１へ入力さ
れる。

ハウジング８の内部に直流電動機１３が収容さ
れ、操舵軸１６と平行をなす電動機１３の駆動軸
の両端部に、電磁クラツチＡ，Ｂが備えられる。
駆動軸と操舵軸１６との間に正転歯車機構と逆転
歯車機構が接続される。すなわち、操舵軸１６に
歯車６と歯車９がそれぞれ結合される。電動機１
３により電磁クラツチＡを介して駆動される歯車
１４は、逆転歯車１５を経て歯車６と噛み合され
る。電動機１３により電磁クラツチＢを介して駆
動される歯車１２は、歯車９と噛み合される。各
電磁クラツチＡ，Ｂは制御装置２１の出力により
接続または遮断される。

第２図に示すように、可撓軸１７の下端部は操
舵軸１６にスプラインまたはピンにより結合さ
れ、可撓軸１７の上端部は同様にハンドルを軸２
に連結される。可撓軸１７に絶縁材を介して電極
板３が結合される。ハウジング８に絶縁板を介し
て電極板３に接触するブラシ３ａが支持される。
可撓軸１７に固定した歪みゲージ３６ａは、可撓
軸１７の捩れに伴う抵抗変化を電圧として、電極
板３とブラシ３ａを介して制御装置２１へ入力す
る。

第３図は電動機１３と電磁クラツチＡ，Ｂを駆
動する電気回路図である。電源バツテリ２３と歪
みゲージ３６ａを含むブリツジ回路によりトルク
センサ３６が構成され、トルクセンサ３６の出力
は、制御増幅器２８と各比較増幅器２６，２７へ
加えられる。制御増幅器２８の出力によりトラン
ジスタ２９が導通されると、電源バツテリ２０か
ら電動機１３へ通電される。各比較増幅器２６，
２７には抵抗からなる基準電圧発生器２４，２５
が接続される。各比較増幅器２６，２７の出力信
号により各トランジスタ１８，１９が導通される
と、電源バツテリ２０から電磁クラツチＡまたは
Ｂへ通電される。好ましくは、制御増幅器２８は
トルクセンサ３６の検出電圧に応じて、電動機１
３の電流を変化させ、電動機１３の回転速度を制
御するよう構成される。

次に、本考案による電動機駆動舵取装置の作動
について説明する。第４図に示すように、歪みゲ
ージ３６ａは可撓軸１７が左回転されると抵抗値
が減少し、右回転されると抵抗値が増加するよう
に構成される。

ハンドル軸２を左へ回転すると、操向車輪の抵
抗力を受ける可撓軸１７に捩れが生じる。可撓軸
１７の捩れはトルクセンサ３６としての歪みゲー
ジ３６ａにより電圧に変換され、電極板３、ブラ
シ３ａを経て制御増幅器２８へ加えられる。トル
クセンサ３６の出力電圧がV₁よりも低くなると、
比較増幅器２６の出力電圧によりトランジスタ１
８が導通され、電源バツテリ２０から電磁クラツ
チＡへ通電され、電磁クラツチＡが接続される。

トルクセンサ３６の出力電圧に基づく制御増幅
器２８の出力によりトランジスタ２９が導通さ
れ、電源バツテリ２０からトランジスタ２９を経
て電動機１３へ通電される。

第１図において電磁クラツチＡが接続される
と、電動機１３は歯車１４，１５，１６を経て操
舵軸１６を左回転させるので、ハンドル軸２に僅
かな操舵力を加えるだけで、電動機１３による舵
取操作が達せられる。

ハンドル軸２の回転を止めると、可撓軸１７の
捩れが解消するので、トルクセンサ３６の出力電
圧がV₁よりも高くなると、比較増幅器２６の出
力電圧が低くなり、トランジスタ１８が不導通に
なり、電磁クラツチＡが遮断され、操向車輪の向
きがその位置に保持される。

逆に、ハンドルを右へ回転すると、トルクセン
サ３６の出力電圧が高くなる。トルクセンサ３６
の出力電圧がV₂よりも高くなると、比較増幅器
２７の出力によりトランジスタ１９が導通され、
電源バツテリ２０から電磁クラツチＢへ通電さ
れ、電磁クラツチＢが接続される。この時、第１
図において電動機１３は歯車１２，９を経て、操
舵軸１６を右回転させる。

電動機１３は直流電動機であるから、回転速度
を一定とすれば電圧の増減はトルクの増減とな
る。ハンドルの操作速度が一定の場合は、路面の
抵抗に関連して可撓軸１７に加わるトルクが増大
するにつれて電動機１３のトルクも増大し、軽快
な舵取操作が維持される。

第５図に示す実施例では、操舵軸１６に電磁ク
ラツチＡ，Ｂを介して相対向する１対の傘歯車３
２，３３を支持し、両方の傘歯車３２，３３に噛
み合う傘歯車３１を電動機１３の駆動軸３４に結
合したものである。この実施例でも、電動機１３
は常に同一方向に回転するだけで、電磁クラツチ
Ａ，Ｂの一方を接続すると、傘歯車３１の回転は
傘歯車３２または傘歯車３３を経て操舵軸１６へ
伝達される。傘歯車３２と傘歯車３３は互いに反
対方向に回転するから、操舵軸１６も左または右
へ回転される。

［考案の効果］ 本考案は上述のように電動機の駆動軸と操舵軸
との間に正転歯車機構と逆転歯車機構とを接続
し、電動機の回転を各歯車機構を経て操舵軸へ伝
達する１対の電磁クラツチを備え、ハンドル軸と
操舵軸との間に可撓軸を連結し、可撓軸に備えた
トルクセンサの信号により、電磁クラツチの一方
を接続するようにしたから、各電磁クラツチの動
作は操舵軸とハンドル軸との間に連結した可撓軸
の捩れと捩れ方向を検出するトルクセンサの信号
に基づく制御装置の出力信号により制御される。

したがつて、ハンドルを急に切り返しても、可
撓軸の捩れと捩れ方向に対応して、一方の電磁ラ
ツチが迅速に追随して動作し、電動機の操舵力が
操舵軸へ伝達される。

電気制御装置の回路構成が非常に簡単であり、
トルクセンサが故障し、電動機による舵取機能が
損われても、従来のチヨツパ回路を備えた電動機
駆動舵取装置のように、操舵軸が急に高速回転す
ることはなく、安全性が高い。

電磁クラツチにより操舵軸の正・逆回転が切り
換えられるので、ハンドルの切り返し操作に対し
電動機の回転が迅速に操舵軸へ伝達され、円滑な
舵取操作が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る電動機駆動
舵取装置の概略構成を示す平面断面図、第２図は
同要部拡大図、第３図は同電動機駆動舵取装置の
電気回路図、第４図はトルクセンサの出力特性を
説明する線図、第５図は本考案の第２実施例に係
る電動機駆動舵取装置の原理的構成を示す側面断
面図である。 Ａ，Ｂ……電磁クラツチ、６，９，１２，１
４，１５……歯車、１３……電動機、１６……操
舵軸、１７……可撓軸、２０……電源バツテリ、
２１……制御装置、２６，２７……比較増幅器、
２８……制御増幅器、３６……トルクセンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電動機の駆動軸と操舵軸との間に正転歯車機構
   と逆転歯車機構とを接続し、電動機の回転を各歯
   車機構を経て操舵軸へ伝達する１対の電磁クラツ
   チを備え、ハンドル軸と操舵軸との間に可撓軸を
   連結し、可撓軸に備えたトルクセンサの信号によ
   り、電磁クラツチの一方を接続するようにしたこ
   とを特徴とする電動機駆動舵取装置。