JPH05133706A - 位相検知アクチユエータ - Google Patents
位相検知アクチユエータInfo
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- JPH05133706A JPH05133706A JP3214395A JP21439591A JPH05133706A JP H05133706 A JPH05133706 A JP H05133706A JP 3214395 A JP3214395 A JP 3214395A JP 21439591 A JP21439591 A JP 21439591A JP H05133706 A JPH05133706 A JP H05133706A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
- G01D5/2033—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
- B62D5/08—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
-
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- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高精度でかつ部品点数が少なく、信頼性の高
い位相検知アクチュエーターを提供する。 【構成】 ステアリングシャフト23がステアリングホ
イール24を介して操作されると回転トルクがピニオン
シャフト21に伝達されラック22bが作動され、その
際、ラック22aによる反力が前記ピニオンシャフト2
1に加わるために、ピニオンシャフト21に固着された
第1の磁石組立体27と、ステアリングシャフト23に
固着された第2の磁石組立体30との間に位相ずれが生
じ、励気コイル33に誘導電流が生じる。その誘導電流
に応答して制御装置36から励気コイル33に対し通電
され励気コイル33には磁気が生じ、その磁気と円筒状
永久磁石28との間の相互作用によって、ピニオンシャ
フト21に固着されたスリーブ9とステアリングシャフ
ト23に固着されたスプール8との位置決め力が発生さ
れる。
い位相検知アクチュエーターを提供する。 【構成】 ステアリングシャフト23がステアリングホ
イール24を介して操作されると回転トルクがピニオン
シャフト21に伝達されラック22bが作動され、その
際、ラック22aによる反力が前記ピニオンシャフト2
1に加わるために、ピニオンシャフト21に固着された
第1の磁石組立体27と、ステアリングシャフト23に
固着された第2の磁石組立体30との間に位相ずれが生
じ、励気コイル33に誘導電流が生じる。その誘導電流
に応答して制御装置36から励気コイル33に対し通電
され励気コイル33には磁気が生じ、その磁気と円筒状
永久磁石28との間の相互作用によって、ピニオンシャ
フト21に固着されたスリーブ9とステアリングシャフ
ト23に固着されたスプール8との位置決め力が発生さ
れる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、外部負荷に対する出
力系と、この出力系に伝達されるトルクを入力する操作
系とが位相ずれを許容するように接続され、操作系と出
力系との位相ずれに基づきコントロールバルブ等が位置
決めされて、それにより前記外部負荷に加えられる液圧
等が調節される位相検知アクチュエーターに関するもの
であり、特に前記操作系と出力系との位相ずれを検知す
ると共に前記コントロールバルブ等の位置決め機能をも
有する電磁機構を備えた位相検知アクチュエーターに関
するものである。
力系と、この出力系に伝達されるトルクを入力する操作
系とが位相ずれを許容するように接続され、操作系と出
力系との位相ずれに基づきコントロールバルブ等が位置
決めされて、それにより前記外部負荷に加えられる液圧
等が調節される位相検知アクチュエーターに関するもの
であり、特に前記操作系と出力系との位相ずれを検知す
ると共に前記コントロールバルブ等の位置決め機能をも
有する電磁機構を備えた位相検知アクチュエーターに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に油圧等を利用して人力による操作
の負荷を軽減し、かつ操作の確実性を向上して全体とし
て操作の安全性を高める倍力システムが各方面及び種々
の人力操作系において用いられている。例えば、トラク
タ−やコンバイン、船舶等の運行機械では人力による舵
取りを行う場合、人力を支援し、正確で安全な舵取りを
行うことを目的として倍力舵取り機構が適用される場合
がある。以上の従来の倍力舵取り装置は図8に示すよう
に人力による舵取り力が舵取り部1から例えばラックア
ンドピニオン機構2等を介して車輪3に加えられる際
に、油圧機構4により人力による舵取り力を支援する油
圧力が加えられる。
の負荷を軽減し、かつ操作の確実性を向上して全体とし
て操作の安全性を高める倍力システムが各方面及び種々
の人力操作系において用いられている。例えば、トラク
タ−やコンバイン、船舶等の運行機械では人力による舵
取りを行う場合、人力を支援し、正確で安全な舵取りを
行うことを目的として倍力舵取り機構が適用される場合
がある。以上の従来の倍力舵取り装置は図8に示すよう
に人力による舵取り力が舵取り部1から例えばラックア
ンドピニオン機構2等を介して車輪3に加えられる際
に、油圧機構4により人力による舵取り力を支援する油
圧力が加えられる。
【0003】その場合に、油圧を加える方向や油圧の大
きさを決定するために、図9に示すコントロールバルブ
5が用いられている。このコントロールバルブ5では、
図に示すように操作系を構成するトーションバー6と、
前記ラックアンドピニオン機構2に接続されて出力系を
構成するピニオンシャフト7との間がいわゆるロストモ
ーション結合によって位相ずれを許容するように接続さ
れており、外部負荷による抵抗に起因して生じるピニオ
ンシャフト7とトーションバー6との位相ずれの結果ス
プールバルブ8とスリーブバルブ9との間に相対回転が
生じ、それによる油路の切り換え、変更によって必要な
量の油量がパワーシリンダー4の必要な部分に供給さ
れ、逆側の液圧が下げられることによって、適切な大き
さの舵取り支援力が適切な方向に加えられる。言い換え
れば、前記コントロールバルブ5はトーションバー6の
ねじれ、すなわちピニオンシャフト7との間の位相ずれ
の程度に基づきスプールバルブ8とスリーブバルブ9と
の間に相対回転が生じ、油圧の調整が行われるものであ
り、位相を検知してそれに基づき一定の作動を行う位相
検知アクチュエーターとして機能する。なお、図9に示
す従来例において、コントロールバルブ5にはリザーバ
10とポンプ11及びソレノイドバルブ12が接続され
ることによって、全体としての油圧機構が構成される。
きさを決定するために、図9に示すコントロールバルブ
5が用いられている。このコントロールバルブ5では、
図に示すように操作系を構成するトーションバー6と、
前記ラックアンドピニオン機構2に接続されて出力系を
構成するピニオンシャフト7との間がいわゆるロストモ
ーション結合によって位相ずれを許容するように接続さ
れており、外部負荷による抵抗に起因して生じるピニオ
ンシャフト7とトーションバー6との位相ずれの結果ス
プールバルブ8とスリーブバルブ9との間に相対回転が
生じ、それによる油路の切り換え、変更によって必要な
量の油量がパワーシリンダー4の必要な部分に供給さ
れ、逆側の液圧が下げられることによって、適切な大き
さの舵取り支援力が適切な方向に加えられる。言い換え
れば、前記コントロールバルブ5はトーションバー6の
ねじれ、すなわちピニオンシャフト7との間の位相ずれ
の程度に基づきスプールバルブ8とスリーブバルブ9と
の間に相対回転が生じ、油圧の調整が行われるものであ
り、位相を検知してそれに基づき一定の作動を行う位相
検知アクチュエーターとして機能する。なお、図9に示
す従来例において、コントロールバルブ5にはリザーバ
10とポンプ11及びソレノイドバルブ12が接続され
ることによって、全体としての油圧機構が構成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の倍力舵
取り機構のコントロールバルブに代表される従来の位相
検知アクチュエーターにあっては、次のような問題があ
った。即ち従来の位相検知アクチュエーターにあって
は、前述したように操作系と出力系との位相ずれに基づ
き例えばコントロールバルブ5のスプール8とスリーブ
9との間に相対回転を発生させる手段として、操作系に
入力に応じたねじれを生じるトーションバー6を設ける
必要があり、係るトーションバー6はそれ自体として一
定のねじれを許容できるものでなくてはならず、また、
そのねじれに従ってコントロールバルブ5のスプール8
とスリーブ9との間の相対回転が調整されることから、
強度・靱性さらには耐疲労強度等に関する材質的な特性
の管理や全体の形状精度のみならず、組み付け時におけ
る機械的な組み付け精度等についても周到な管理を行う
必要があり、係る点で従来の上記システムにはコスト上
改善するべき問題があった。
取り機構のコントロールバルブに代表される従来の位相
検知アクチュエーターにあっては、次のような問題があ
った。即ち従来の位相検知アクチュエーターにあって
は、前述したように操作系と出力系との位相ずれに基づ
き例えばコントロールバルブ5のスプール8とスリーブ
9との間に相対回転を発生させる手段として、操作系に
入力に応じたねじれを生じるトーションバー6を設ける
必要があり、係るトーションバー6はそれ自体として一
定のねじれを許容できるものでなくてはならず、また、
そのねじれに従ってコントロールバルブ5のスプール8
とスリーブ9との間の相対回転が調整されることから、
強度・靱性さらには耐疲労強度等に関する材質的な特性
の管理や全体の形状精度のみならず、組み付け時におけ
る機械的な組み付け精度等についても周到な管理を行う
必要があり、係る点で従来の上記システムにはコスト上
改善するべき問題があった。
【0005】又トーションバー6それ自体のみならず、
トーションバー6を用いるということに伴い種々の部品
が派生的に必要となるという問題があった。すなわちト
−ションバーは荷重をかけても振動の減衰作用がないた
め、ショックアブソーバーによる補助が必要となる。従
ってこの発明は、以上の従来の位相検知アクチュエータ
ーにおける問題を解消し、高精度でかつ部品点数が少な
く、信頼性の高い位相検知アクチュエーターを提供する
ことを目的とする。
トーションバー6を用いるということに伴い種々の部品
が派生的に必要となるという問題があった。すなわちト
−ションバーは荷重をかけても振動の減衰作用がないた
め、ショックアブソーバーによる補助が必要となる。従
ってこの発明は、以上の従来の位相検知アクチュエータ
ーにおける問題を解消し、高精度でかつ部品点数が少な
く、信頼性の高い位相検知アクチュエーターを提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明によれ
ば、外部負荷に対する出力系と、この出力系に位相ずれ
を許容するように接続された操作系と、外部電源に接続
された電磁手段と、この電磁手段に対し磁気的作用空隙
を介して設けられる円筒状永久磁石と、前記外部電源か
ら前記電磁手段への通電量を制御する制御手段とを有
し、前記出力系又は操作系の何れか一方には前記電磁手
段が取り付けられると共に他方には前記円筒状永久磁石
が取り付けられ、前記電磁手段と前記円筒状永久磁石と
の間の位相ずれにより前記電磁手段に誘起される電流に
基づき前記操作系と前記出力系との位相ずれが検知され
ると共に、その検知された信号を含む入力信号に基づき
前記制御手段により前記電磁手段に通電されることによ
り、前記出力系と操作系とが位置決めされる位相検知ア
クチュエーターが提供される。
ば、外部負荷に対する出力系と、この出力系に位相ずれ
を許容するように接続された操作系と、外部電源に接続
された電磁手段と、この電磁手段に対し磁気的作用空隙
を介して設けられる円筒状永久磁石と、前記外部電源か
ら前記電磁手段への通電量を制御する制御手段とを有
し、前記出力系又は操作系の何れか一方には前記電磁手
段が取り付けられると共に他方には前記円筒状永久磁石
が取り付けられ、前記電磁手段と前記円筒状永久磁石と
の間の位相ずれにより前記電磁手段に誘起される電流に
基づき前記操作系と前記出力系との位相ずれが検知され
ると共に、その検知された信号を含む入力信号に基づき
前記制御手段により前記電磁手段に通電されることによ
り、前記出力系と操作系とが位置決めされる位相検知ア
クチュエーターが提供される。
【0007】またこの発明によれば、前記電磁手段が、
励磁コイルと、複数の磁極片が円環状に配設された円環
状磁極体とよりなり、前記円環状磁極体は前記励磁コイ
ルに磁気的に接続されると共に前記円筒状永久磁石に対
し磁気的作用空隙を介して設けられる位相検知アクチュ
エーターが提供される。
励磁コイルと、複数の磁極片が円環状に配設された円環
状磁極体とよりなり、前記円環状磁極体は前記励磁コイ
ルに磁気的に接続されると共に前記円筒状永久磁石に対
し磁気的作用空隙を介して設けられる位相検知アクチュ
エーターが提供される。
【0008】さらにこの発明によれば、前記電磁手段
が、励磁コイルと、複数の磁極片が円環状に配設された
一対の円環状磁極体とよりなり、前記一対の円環状磁極
体は前記励磁コイルに相互に逆極性となるように磁気的
に接続されるとともに一方が前記円筒状永久磁石の内周
側に、他方が外周側に磁気的作用空隙を介して設けられ
る位相検知アクチュエーターが提供される。
が、励磁コイルと、複数の磁極片が円環状に配設された
一対の円環状磁極体とよりなり、前記一対の円環状磁極
体は前記励磁コイルに相互に逆極性となるように磁気的
に接続されるとともに一方が前記円筒状永久磁石の内周
側に、他方が外周側に磁気的作用空隙を介して設けられ
る位相検知アクチュエーターが提供される。
【0009】加えてこの発明によれば、前記円筒状永久
磁石は前記出力系または操作系のトルク伝達軸に取り付
けられる止め部と円筒状永久磁石本体とよりなり、前記
円筒状永久磁石本体の端部はフランジ状に形成されて、
そのフランジ状部分を前記止め部中に埋設して前記円筒
状永久磁石本体と前記止め部とが一体化されて成る位相
検知アクチュエーターが提供される。
磁石は前記出力系または操作系のトルク伝達軸に取り付
けられる止め部と円筒状永久磁石本体とよりなり、前記
円筒状永久磁石本体の端部はフランジ状に形成されて、
そのフランジ状部分を前記止め部中に埋設して前記円筒
状永久磁石本体と前記止め部とが一体化されて成る位相
検知アクチュエーターが提供される。
【0010】またさらにこの発明によれば、前記円筒状
磁石本体が、サイジングによりフランジ状部を有する円
筒体に形成されて成る位相検知アクチュエーターが提供
される。
磁石本体が、サイジングによりフランジ状部を有する円
筒体に形成されて成る位相検知アクチュエーターが提供
される。
【0011】
【作用】したがってこの発明の位相検知アクチュエータ
ーによれば、前記操作系に操作力が加えられた場合に、
外部負荷に対する出力系が外部負荷による反力を受ける
結果、この出力系と、この出力系に位相ずれを許容する
ように接続された前記操作系との間に位相ずれが生じ、
そのため出力系と操作系との何れかに取り付けられ、か
つ相互に磁気的作用空隙を介して配設された前記電磁手
段又は前記円筒状永久磁石との間にも位相ずれが生じ
る。さらにこのような電磁手段と円筒状永久磁石との間
の位相ずれにより電磁手段に誘起される電流に基づき前
記操作系と前記出力系との位相ずれの程度や速さ等が検
知される。一方、外部電源から電磁手段への通電量を制
御する制御手段には、操作系と出力系との位相ずれに関
する検知信号及びその他の信号、例えば自動車の倍力舵
取り機構に適用する場合には車速信号等が入力され、そ
の検知信号を含む入力信号に基づき前記制御手段により
制御された制御電流が前記電磁手段に通電されることに
より、前記出力系と操作系とが磁気的に位置決めされ
る。その位置決めに基づき、例えば操作系と出力系とに
よって、油圧コントロールバルブが構成される場合に
は、そのコントロールバルブによって調整される油圧、
油路、油量等が決定される。
ーによれば、前記操作系に操作力が加えられた場合に、
外部負荷に対する出力系が外部負荷による反力を受ける
結果、この出力系と、この出力系に位相ずれを許容する
ように接続された前記操作系との間に位相ずれが生じ、
そのため出力系と操作系との何れかに取り付けられ、か
つ相互に磁気的作用空隙を介して配設された前記電磁手
段又は前記円筒状永久磁石との間にも位相ずれが生じ
る。さらにこのような電磁手段と円筒状永久磁石との間
の位相ずれにより電磁手段に誘起される電流に基づき前
記操作系と前記出力系との位相ずれの程度や速さ等が検
知される。一方、外部電源から電磁手段への通電量を制
御する制御手段には、操作系と出力系との位相ずれに関
する検知信号及びその他の信号、例えば自動車の倍力舵
取り機構に適用する場合には車速信号等が入力され、そ
の検知信号を含む入力信号に基づき前記制御手段により
制御された制御電流が前記電磁手段に通電されることに
より、前記出力系と操作系とが磁気的に位置決めされ
る。その位置決めに基づき、例えば操作系と出力系とに
よって、油圧コントロールバルブが構成される場合に
は、そのコントロールバルブによって調整される油圧、
油路、油量等が決定される。
【0012】
【実施例】以下にこの発明の位相検知アクチュエーター
の実施例について説明する。図1はこの発明を実施した
アクチュエーターを示す。図1に示されるように、この
発明の実施例の位相検知アクチュエーター20の出力系
であるピニオンシャフト21の一端部には、自動車等の
車輪の舵取り機構を構成するピニオンアンドラック機構
22のラック22aと噛み合うピニオン22bが形成さ
れ、一方操作系であるステアリングシャフト23の車体
内の端部にはステアリングホイール24が取り付けられ
ている。
の実施例について説明する。図1はこの発明を実施した
アクチュエーターを示す。図1に示されるように、この
発明の実施例の位相検知アクチュエーター20の出力系
であるピニオンシャフト21の一端部には、自動車等の
車輪の舵取り機構を構成するピニオンアンドラック機構
22のラック22aと噛み合うピニオン22bが形成さ
れ、一方操作系であるステアリングシャフト23の車体
内の端部にはステアリングホイール24が取り付けられ
ている。
【0013】前記ピニオンシャフト21とステアリング
シャフト23とは、ネジ部25及びスプライン結合部2
6を介して、いわゆるロストモーション結合により相互
の位相ずれを一定範囲で許容するように接続されてい
る。またピニオンシャフト21とステアリングシャフト
23とは、それぞれ前述した図9に示す周知の構成の油
圧コントロールバルブ5のスリーブ9とスプール8に対
して連結され、ピニオンシャフト21がスリーブ9と、
ステアリングシャフト23がスプール8と一体に回転す
ることによって、油圧コントロールバルブ5の油路が開
閉されて、前記パワーシリンダー4を作動させる。この
パワーシリンダー4は前記ラック22aに取り付けられ
て、ラック22aに対してステアリング操作支援力を作
用させる。すなわち油圧をパワーシリンダ4の右側又は
左側チャンバ4a、4bに導入することによって、ラッ
ク22aに対して右側又は左側方向のステアリング操作
支援力を作用させる。
シャフト23とは、ネジ部25及びスプライン結合部2
6を介して、いわゆるロストモーション結合により相互
の位相ずれを一定範囲で許容するように接続されてい
る。またピニオンシャフト21とステアリングシャフト
23とは、それぞれ前述した図9に示す周知の構成の油
圧コントロールバルブ5のスリーブ9とスプール8に対
して連結され、ピニオンシャフト21がスリーブ9と、
ステアリングシャフト23がスプール8と一体に回転す
ることによって、油圧コントロールバルブ5の油路が開
閉されて、前記パワーシリンダー4を作動させる。この
パワーシリンダー4は前記ラック22aに取り付けられ
て、ラック22aに対してステアリング操作支援力を作
用させる。すなわち油圧をパワーシリンダ4の右側又は
左側チャンバ4a、4bに導入することによって、ラッ
ク22aに対して右側又は左側方向のステアリング操作
支援力を作用させる。
【0014】前記ピニオンシャフト21には第1の磁石
組立体27が取り付けられ、この第1の磁石組立体27
は、ピニオンシャフト21、ピニオン22b及び前記ス
リーブ9と共に回転可能であるように支持された円筒状
永久磁石28を有している。この円筒状永久磁石28に
は円筒状に一体に形成されてラジアル異方性が与えられ
た円筒状ラジアル異方性永久磁石が適用される。係るラ
ジアル異方性永久磁石は半径方向外周に発散する磁束路
を形成するため、極めて高い磁気力を発生すると共にそ
の磁気力を効率よく働かせることができ、また円筒状に
一体に形成されるので、複数の磁極子を多数接合して円
筒状に配置してなる円筒状永久磁石を用いる場合と異な
り、円筒状に配置される多数の磁極子を保持するための
支持具が不要となる。この円筒状ラジアル異方性永久磁
石を適用した円筒状永久磁石18を要素として形成され
る前記第1の磁石組立体27は、円筒状永久磁石28の
一端部に樹脂製の止め具29を一体に取り付けてなる。
したがってこの第1の磁石組立体27は前記止め具29
を前記ピニオンシャフト21に固定して取り付けること
により、前記ピニオンシャフト21と共に一体に回転す
る。
組立体27が取り付けられ、この第1の磁石組立体27
は、ピニオンシャフト21、ピニオン22b及び前記ス
リーブ9と共に回転可能であるように支持された円筒状
永久磁石28を有している。この円筒状永久磁石28に
は円筒状に一体に形成されてラジアル異方性が与えられ
た円筒状ラジアル異方性永久磁石が適用される。係るラ
ジアル異方性永久磁石は半径方向外周に発散する磁束路
を形成するため、極めて高い磁気力を発生すると共にそ
の磁気力を効率よく働かせることができ、また円筒状に
一体に形成されるので、複数の磁極子を多数接合して円
筒状に配置してなる円筒状永久磁石を用いる場合と異な
り、円筒状に配置される多数の磁極子を保持するための
支持具が不要となる。この円筒状ラジアル異方性永久磁
石を適用した円筒状永久磁石18を要素として形成され
る前記第1の磁石組立体27は、円筒状永久磁石28の
一端部に樹脂製の止め具29を一体に取り付けてなる。
したがってこの第1の磁石組立体27は前記止め具29
を前記ピニオンシャフト21に固定して取り付けること
により、前記ピニオンシャフト21と共に一体に回転す
る。
【0015】前記円筒状永久磁石28の止め具29側の
一端部にはフランジ部28aが形成される。このフラン
ジ部28aによって止め具29に対する円筒状永久磁石
28の固定が確実に行われ、回り止めされる。このフラ
ンジ部28aは例えば研削・サイジング等により形成す
ることができる。この場合サイジングによって形成する
様にすれば、焼結後の円筒状磁石に研摩を施す等の手段
によってフランジ部28aを形成する場合等に比し加工
の手間を省くことができると共に、高価な磁石原料の歩
留を向上することができるという利点がある。また、こ
の発明における円筒状永久磁石としてはフェライト磁
石、Sm−Co系磁石、Nd−Fe−B磁石等を用いる
ことができるが、以上の各磁石の内Nd−Fe−B磁石
を用いる場合にはその優れた機械的強度、特にはその粘
り強さにより、サイジングを行うに好適である。
一端部にはフランジ部28aが形成される。このフラン
ジ部28aによって止め具29に対する円筒状永久磁石
28の固定が確実に行われ、回り止めされる。このフラ
ンジ部28aは例えば研削・サイジング等により形成す
ることができる。この場合サイジングによって形成する
様にすれば、焼結後の円筒状磁石に研摩を施す等の手段
によってフランジ部28aを形成する場合等に比し加工
の手間を省くことができると共に、高価な磁石原料の歩
留を向上することができるという利点がある。また、こ
の発明における円筒状永久磁石としてはフェライト磁
石、Sm−Co系磁石、Nd−Fe−B磁石等を用いる
ことができるが、以上の各磁石の内Nd−Fe−B磁石
を用いる場合にはその優れた機械的強度、特にはその粘
り強さにより、サイジングを行うに好適である。
【0016】前記ステアリングシャフト23には第2の
磁石組立体30が取り付けられている。この第2の磁石
組立体30はステアリングシャフト23と共に回転可能
であるように支持された一対のコア要素31、32と前
記ステアリングシャフト23に磁気的に結合されて非回
転で静止状態に保たれる励起コイル33を備えている。
前記第2の磁石組立体30のコア要素31、32は非磁
性リング34により機械的に結合されて一体に回転可能
に配置される。またコア要素31は前記ステアリングシ
ャフト23に固着され、その結果ステアリングシャフト
23とコア要素31及び32はステアリングシャフト2
3と共に一体に回転せしめられる。このコア要素32は
静止状態に保たれる極片34を介して前記励起コイル3
3に磁気的に結合される。この励起コイル33はボビン
35に巻回され、ハウジングに形成される開口部から引
き出されて制御手段としての制御装置36に接続する導
線端37a、37bを有している。前記制御装置36と
しては周知のコンピューターを利用することができるこ
とはいうまでもない。
磁石組立体30が取り付けられている。この第2の磁石
組立体30はステアリングシャフト23と共に回転可能
であるように支持された一対のコア要素31、32と前
記ステアリングシャフト23に磁気的に結合されて非回
転で静止状態に保たれる励起コイル33を備えている。
前記第2の磁石組立体30のコア要素31、32は非磁
性リング34により機械的に結合されて一体に回転可能
に配置される。またコア要素31は前記ステアリングシ
ャフト23に固着され、その結果ステアリングシャフト
23とコア要素31及び32はステアリングシャフト2
3と共に一体に回転せしめられる。このコア要素32は
静止状態に保たれる極片34を介して前記励起コイル3
3に磁気的に結合される。この励起コイル33はボビン
35に巻回され、ハウジングに形成される開口部から引
き出されて制御手段としての制御装置36に接続する導
線端37a、37bを有している。前記制御装置36と
しては周知のコンピューターを利用することができるこ
とはいうまでもない。
【0017】図2乃至4に示されるように前記各コア要
素31、32はそれぞれ電磁極を形成する極歯38、3
9を有し、それらの極歯38、39は図示されるように
相互に凹凸を組み合わせた態様で配置される。これらの
極歯38、39は円筒系永久磁石28の半径方向外周に
接近して配設され、その間に磁気的作用空隙を形成す
る。したがって以上のこの発明の実施例の位相検知アク
チュエーターによれば次のようにして油圧コントロール
バルブ5が操作される。
素31、32はそれぞれ電磁極を形成する極歯38、3
9を有し、それらの極歯38、39は図示されるように
相互に凹凸を組み合わせた態様で配置される。これらの
極歯38、39は円筒系永久磁石28の半径方向外周に
接近して配設され、その間に磁気的作用空隙を形成す
る。したがって以上のこの発明の実施例の位相検知アク
チュエーターによれば次のようにして油圧コントロール
バルブ5が操作される。
【0018】前記ステアリングシャフト23がステアリ
ングホイール24を介して操作されると、その操作によ
り生じた回転トルクがピニオンシャフト21に伝達さ
れ、それによりラック22bが作動されて、車両等の車
輪は周知の操舵機構を介して転舵される。その際、ラッ
ク22aによる反力が前記ピニオンシャフト21に加わ
るために、ピニオンシャフト21とステアリングシャフ
ト23との間には位相ずれが生じる。この位相ずれに伴
いピニオンシャフト21に固着された第1の磁石組立体
27と、ステアリングシャフト23に固着された第2の
磁石組立体30との間にも位相ずれが生じる。具体的に
は円筒状永久磁石28と前記極歯38、39との間の位
相がずれて、極歯38、39に磁気的に接続された励気
コイル33に誘導電流が生じる。この誘導電流は前記導
線端37a、37bを介して前記制御装置36に入力さ
れる。この制御装置36には車速をはじめとして車両の
走行状態に関する種々の検知信号が常時入力されてお
り、それらの信号と前述した誘導電流に基づき、制御装
置36から励気コイル33に対し所要の電流が流され
る。この通電により、前記励気コイル33には磁気が生
じ、その磁気と前記円筒状永久磁石28との間の相互作
用によって次のようにして、ピニオンシャフト21に固
着されたスリーブ9とステアリングシャフト23に固着
されたスプール8との位置決め力が発生される。
ングホイール24を介して操作されると、その操作によ
り生じた回転トルクがピニオンシャフト21に伝達さ
れ、それによりラック22bが作動されて、車両等の車
輪は周知の操舵機構を介して転舵される。その際、ラッ
ク22aによる反力が前記ピニオンシャフト21に加わ
るために、ピニオンシャフト21とステアリングシャフ
ト23との間には位相ずれが生じる。この位相ずれに伴
いピニオンシャフト21に固着された第1の磁石組立体
27と、ステアリングシャフト23に固着された第2の
磁石組立体30との間にも位相ずれが生じる。具体的に
は円筒状永久磁石28と前記極歯38、39との間の位
相がずれて、極歯38、39に磁気的に接続された励気
コイル33に誘導電流が生じる。この誘導電流は前記導
線端37a、37bを介して前記制御装置36に入力さ
れる。この制御装置36には車速をはじめとして車両の
走行状態に関する種々の検知信号が常時入力されてお
り、それらの信号と前述した誘導電流に基づき、制御装
置36から励気コイル33に対し所要の電流が流され
る。この通電により、前記励気コイル33には磁気が生
じ、その磁気と前記円筒状永久磁石28との間の相互作
用によって次のようにして、ピニオンシャフト21に固
着されたスリーブ9とステアリングシャフト23に固着
されたスプール8との位置決め力が発生される。
【0019】前記励起コイル33に通電されると、歯3
8、39は図2乃至図4に示すように、別の磁気極性を
有するようになり、磁束は円筒状永久磁石28と極歯3
8、39とコア要素31、32により形成される磁束路
内を流動する。この場合、半径方向に吸引する磁力が対
称状に発生することにより均衡状態となる。この場合に
おいて、極歯38、39は反対の極性を持つ。図2及び
図3に示すように、スリーブ9とスプール8とが初期位
置にある状態、すなわちステアリングホイール24が無
操作の状態で励起コイル33に所定の電流が通電される
と、各極歯38、39は反対極性の円筒状永久磁石28
の磁極に対面する。図3の断面図に示すように、この場
合磁束はN極性の極歯38及びS極性の円筒状永久磁石
28の磁極間の作用空隙を横断して円筒状永久磁石28
のラジアル方向に発散する。また、N極性の円筒状永久
磁石28の磁極からS極性の極歯39間の作用空隙を横
断して、これも円筒状永久磁石28のラジアル方向に発
散する。この状態は磁束に対して最も抵抗の低い磁束路
を提供するので、磁気的に安定した状態としてその状態
で保持される。
8、39は図2乃至図4に示すように、別の磁気極性を
有するようになり、磁束は円筒状永久磁石28と極歯3
8、39とコア要素31、32により形成される磁束路
内を流動する。この場合、半径方向に吸引する磁力が対
称状に発生することにより均衡状態となる。この場合に
おいて、極歯38、39は反対の極性を持つ。図2及び
図3に示すように、スリーブ9とスプール8とが初期位
置にある状態、すなわちステアリングホイール24が無
操作の状態で励起コイル33に所定の電流が通電される
と、各極歯38、39は反対極性の円筒状永久磁石28
の磁極に対面する。図3の断面図に示すように、この場
合磁束はN極性の極歯38及びS極性の円筒状永久磁石
28の磁極間の作用空隙を横断して円筒状永久磁石28
のラジアル方向に発散する。また、N極性の円筒状永久
磁石28の磁極からS極性の極歯39間の作用空隙を横
断して、これも円筒状永久磁石28のラジアル方向に発
散する。この状態は磁束に対して最も抵抗の低い磁束路
を提供するので、磁気的に安定した状態としてその状態
で保持される。
【0020】次に、前記ステアリングシャフト23がス
テアリングホイール24を介して操作されピニオンシャ
フト21によりラック22bが作動されて、ラック22
bによる反力が前記ピニオンシャフト21に加わり、ピ
ニオンシャフト21とステアリングシャフト23との間
に位相ずれが生じてスプール8及びスリーブ9が相対的
に回転するとき、反対の極性を備える極歯38及び39
と円筒状永久磁石28が図4に示すように、非整合の状
態となる。これにより、図5に示すように磁束線の、円
筒状永久磁石28のラジアル方向への発散に抵抗が生
じ、磁束路形成に対する抵抗が増大し、そのため、より
安定な磁束路を形成するために磁気的な位置決めトルク
が発生し、このトルクがステアリングシャフト23及び
ピニオンシャフト21に伝えられることにより、ステア
リングシャフト23に取り付けられたスプール8及びピ
ニオンシャフト21に取り付けられたスリーブ9は所定
に位置決めされる。
テアリングホイール24を介して操作されピニオンシャ
フト21によりラック22bが作動されて、ラック22
bによる反力が前記ピニオンシャフト21に加わり、ピ
ニオンシャフト21とステアリングシャフト23との間
に位相ずれが生じてスプール8及びスリーブ9が相対的
に回転するとき、反対の極性を備える極歯38及び39
と円筒状永久磁石28が図4に示すように、非整合の状
態となる。これにより、図5に示すように磁束線の、円
筒状永久磁石28のラジアル方向への発散に抵抗が生
じ、磁束路形成に対する抵抗が増大し、そのため、より
安定な磁束路を形成するために磁気的な位置決めトルク
が発生し、このトルクがステアリングシャフト23及び
ピニオンシャフト21に伝えられることにより、ステア
リングシャフト23に取り付けられたスプール8及びピ
ニオンシャフト21に取り付けられたスリーブ9は所定
に位置決めされる。
【0021】以上の結果、ステアリングホイール24に
よる操作の方向の支援力を軽減する様に前記コントロー
ルバルブ5における液圧回路が形成される。これにより
例えば自動車においてはその高速走行時にステアリング
ホイール24による転舵操作に安全上必要な程度の抵抗
が与えられる。これと同様にして、半径方向に整合させ
た極歯38、39及び円筒状永久磁石の磁極は励起コイ
ル33に上述する場合と反対方向の電流が通電されると
き、図2に示す状態で対向する極歯38、39と円筒状
永久磁石の磁極との間に反発力が発生し、この反発力に
より、上述する場合とは逆方向の磁気的位置決めトルク
が発生する。したがって、ステアリングホイール24を
左右どちらの方向に転舵した場合にも、車両の高速走行
時における転舵操作の安全が確保される。
よる操作の方向の支援力を軽減する様に前記コントロー
ルバルブ5における液圧回路が形成される。これにより
例えば自動車においてはその高速走行時にステアリング
ホイール24による転舵操作に安全上必要な程度の抵抗
が与えられる。これと同様にして、半径方向に整合させ
た極歯38、39及び円筒状永久磁石の磁極は励起コイ
ル33に上述する場合と反対方向の電流が通電されると
き、図2に示す状態で対向する極歯38、39と円筒状
永久磁石の磁極との間に反発力が発生し、この反発力に
より、上述する場合とは逆方向の磁気的位置決めトルク
が発生する。したがって、ステアリングホイール24を
左右どちらの方向に転舵した場合にも、車両の高速走行
時における転舵操作の安全が確保される。
【0022】以上の第1及び第2の磁石組立体の相互作
用により発生される正又は負の磁気的位置決めトルクの
大きさは、極歯38、39と円筒状永久磁石28との相
互位置の非整合の程度、言い換えればスプール8が取り
付けられたステアリングシャフト23とスリーブ9が取
り付けられたピニオンシャフト21との間の位相ずれの
程度や、車速その他の走行状況に関する検知信号及び励
起コイル33に誘起された電流に基づき前記制御装置3
6から供給される電流により適正に設定される。図6及
び図7はこの発明の位相検知アクチュエーターの他の実
施例を示す。すなわちこの実施例では、極歯38a、3
9aは円筒状永久磁石28の内側及び外側に配置され
る。このようにすることによって図示されるように磁束
の方向が一定方向に揃い、その結果として隣接する磁極
間の磁束の方向が逆方向である場合のロスが解消される
ので極歯38a、39aと円筒状永久磁石28との間の
相互作用により生じる磁気的位置決め力をさらに強力な
ものとすることができる。この図6及び図7に示す実施
例のように極歯38a、39aを円筒状永久磁石28の
内側及び外側に配置することができるのは、この円筒状
永久磁石28には円筒状に一体に形成されてラジアル異
方性が与えられた円筒状ラジアル異方性永久磁石が適用
される為である。すなわちかかる円筒状ラジアル異方性
永久磁石は円筒状に一体に形成されるので、複数の磁極
子を多数接合して円筒状に配置してなる円筒状永久磁石
を用いる場合と異なり、円筒状に配置される多数の磁極
子を保持するための支持具が不要となる。したがって、
係る支持具により磁束が遮蔽されるようなことはなく、
その結果、極歯38a、39aを円筒状永久磁石28の
内側及び外側に配置することができることとなる。
用により発生される正又は負の磁気的位置決めトルクの
大きさは、極歯38、39と円筒状永久磁石28との相
互位置の非整合の程度、言い換えればスプール8が取り
付けられたステアリングシャフト23とスリーブ9が取
り付けられたピニオンシャフト21との間の位相ずれの
程度や、車速その他の走行状況に関する検知信号及び励
起コイル33に誘起された電流に基づき前記制御装置3
6から供給される電流により適正に設定される。図6及
び図7はこの発明の位相検知アクチュエーターの他の実
施例を示す。すなわちこの実施例では、極歯38a、3
9aは円筒状永久磁石28の内側及び外側に配置され
る。このようにすることによって図示されるように磁束
の方向が一定方向に揃い、その結果として隣接する磁極
間の磁束の方向が逆方向である場合のロスが解消される
ので極歯38a、39aと円筒状永久磁石28との間の
相互作用により生じる磁気的位置決め力をさらに強力な
ものとすることができる。この図6及び図7に示す実施
例のように極歯38a、39aを円筒状永久磁石28の
内側及び外側に配置することができるのは、この円筒状
永久磁石28には円筒状に一体に形成されてラジアル異
方性が与えられた円筒状ラジアル異方性永久磁石が適用
される為である。すなわちかかる円筒状ラジアル異方性
永久磁石は円筒状に一体に形成されるので、複数の磁極
子を多数接合して円筒状に配置してなる円筒状永久磁石
を用いる場合と異なり、円筒状に配置される多数の磁極
子を保持するための支持具が不要となる。したがって、
係る支持具により磁束が遮蔽されるようなことはなく、
その結果、極歯38a、39aを円筒状永久磁石28の
内側及び外側に配置することができることとなる。
【0023】なおこの発明の実施例は以上に説明した実
施例に限られるものではなく例えばステアリングシャフ
ト23には図8に示すトーションバー6を組み合わせて
用いるようにすることもできる。その場合、トーション
バー6による位置決め力と磁気的位置決め力の組み合わ
せにより、極めて大きいステアリング操作支援力が得ら
れるようにすることもできる。また、円筒状永久磁石2
8を複数組み合わせて用い、極歯38、39と積層して
配置するようにして、さらに磁気的な位置決め力の増大
を図ることができる。また、制御手段からの出力を切り
換えることができるように設定し、運転者による選択に
よってステアリング操作支援力の大きさを増減すること
ができるようにすることもできる。なお、以上の実施例
においては、ステアリングシャフト23に電磁手段とし
ての励気コイル31が取り付けられ、ピニオンシャフト
21には円筒状永久磁石28が取り付けられたが、この
発明の位相検知アクチューエーター歯それに限られるも
のではなく、ピニオンシャフト21に電磁手段としての
励気コイル31を取り付け、ステアリングシャフト23
には円筒状永久磁石28を取り付ける様にしても良い。
施例に限られるものではなく例えばステアリングシャフ
ト23には図8に示すトーションバー6を組み合わせて
用いるようにすることもできる。その場合、トーション
バー6による位置決め力と磁気的位置決め力の組み合わ
せにより、極めて大きいステアリング操作支援力が得ら
れるようにすることもできる。また、円筒状永久磁石2
8を複数組み合わせて用い、極歯38、39と積層して
配置するようにして、さらに磁気的な位置決め力の増大
を図ることができる。また、制御手段からの出力を切り
換えることができるように設定し、運転者による選択に
よってステアリング操作支援力の大きさを増減すること
ができるようにすることもできる。なお、以上の実施例
においては、ステアリングシャフト23に電磁手段とし
ての励気コイル31が取り付けられ、ピニオンシャフト
21には円筒状永久磁石28が取り付けられたが、この
発明の位相検知アクチューエーター歯それに限られるも
のではなく、ピニオンシャフト21に電磁手段としての
励気コイル31を取り付け、ステアリングシャフト23
には円筒状永久磁石28を取り付ける様にしても良い。
【0024】
【発明の効果】以上のようにこの発明の位相検知アクチ
ュエーターによれば電磁手段と円筒状永久磁石との間の
位相ずれにより電磁手段に誘起される電流に基づき操作
系と出力系との位相ずれが検知されると共に、その検知
された信号を含む入力信号に基づき制御手段により前記
電磁手段に通電されることにより、前記出力系と操作系
とが磁気的に位置決めされる様にしたので、例えばトー
ションバー等の機械的な位置決め手段が不要となり、ト
ーションバーを用いる場合に必要となる強度・靱性さら
には耐疲労強度等に関する材質的な特性の管理や全体の
形状精度のみならず、組み付け時における機械的な組み
付け精度等についての周到な管理を行う等の工程が必要
がなくなるという優れた効果が奏される。トーションバ
ーを用いるということに伴い派生的に必要となる部品も
省略することができ、その点でも部品点数削減、生産コ
ストの低減という利点がある。
ュエーターによれば電磁手段と円筒状永久磁石との間の
位相ずれにより電磁手段に誘起される電流に基づき操作
系と出力系との位相ずれが検知されると共に、その検知
された信号を含む入力信号に基づき制御手段により前記
電磁手段に通電されることにより、前記出力系と操作系
とが磁気的に位置決めされる様にしたので、例えばトー
ションバー等の機械的な位置決め手段が不要となり、ト
ーションバーを用いる場合に必要となる強度・靱性さら
には耐疲労強度等に関する材質的な特性の管理や全体の
形状精度のみならず、組み付け時における機械的な組み
付け精度等についての周到な管理を行う等の工程が必要
がなくなるという優れた効果が奏される。トーションバ
ーを用いるということに伴い派生的に必要となる部品も
省略することができ、その点でも部品点数削減、生産コ
ストの低減という利点がある。
【図1】この発明の位相検知アクチュエーターの一実施
例を示す部分断面模式図である。
例を示す部分断面模式図である。
【図2】図1に示す実施例の位相検知アクチュエーター
の作動説明図である。
の作動説明図である。
【図3】同じく図1に示す実施例の位相検知アクチュエ
ーターの作動説明図である。
ーターの作動説明図である。
【図4】同じく図1に示す実施例の位相検知アクチュエ
ーターの作動説明図である。
ーターの作動説明図である。
【図5】同じく図1に示す実施例の位相検知アクチュエ
ーターの作動説明図である。
ーターの作動説明図である。
【図6】この発明の位相検知アクチュエーターの他の実
施例の作動説明図である。
施例の作動説明図である。
【図7】同じく図6に示す実施例の作動説明図である。
【図8】車両の倍力舵取り装置を示す説明図である。
【図9】倍力舵取り装置に用いられるコントロールバル
ブの断面図である。
ブの断面図である。
21 ピニオンシャフト(出力系) 23 ステアリングシャフト(入力系) 33 励起コイル(電磁手段) 28 円筒状永久磁石 36 制御装置(制御手段) 20 位相検知アクチュエーター
Claims (5)
- 【請求項1】 外部負荷に対する出力系と、この出力系
に位相ずれを許容するように接続された操作系と、外部
電源に接続された電磁手段と、この電磁手段に対し磁気
的作用空隙を介して設けられる円筒状永久磁石と、前記
外部電源から前記電磁手段への通電量を制御する制御手
段とを有し、前記出力系又は操作系の何れか一方には前
記電磁手段が取り付けられると共に他方には前記円筒状
永久磁石が取り付けられ、前記電磁手段と前記円筒状永
久磁石との間の位相ずれにより前記電磁手段に誘起され
る電流に基づき前記操作系と前記出力系との位相ずれが
検知されると共に、その検知された信号を含む入力信号
に基づき前記制御手段により前記電磁手段に通電され
て、前記出力系と操作系とが位置決めされることを特徴
とする位相検知アクチュエーター。 - 【請求項2】 前記電磁手段が、励磁コイルと、複数の
磁極片が円環状に配設された円環状磁極体とよりなり、
前記円環状磁極体は前記励磁コイルに磁気的に接続され
ると共に前記円筒状永久磁石に対し磁気的作用空隙を介
して設けられる請求項1に記載した位相検知アクチュエ
ーター。 - 【請求項3】 前記電磁手段が、励磁コイルと、複数の
磁極片が円環状に配設された一対の円環状磁極体とより
なり、前記一対の円環状磁極体は前記励磁コイルに相互
に逆極性となるように磁気的に接続されるとともに一方
が前記円筒状永久磁石の内周側に、他方が外周側に磁気
的作用空隙を介して設けられる請求項1に記載した位相
検知アクチュエーター。 - 【請求項4】 前記円筒状永久磁石は前記出力系または
操作系のトルク伝達軸に取り付けられた止め部と円筒状
永久磁石本体とよりなり、前記円筒状永久磁石本体の端
部はフランジ状に形成されて、そのフランジ状部分を前
記止め部中に埋設して前記円筒状永久磁石本体と前記止
め部とが一体化されて成る請求項1または2または3に
記載した位相検知アクチュエーター。 - 【請求項5】 前記円筒状磁石本体は、サイジングによ
りフランジ状部を有する円筒体に形成されて成る請求項
4に記載した位相検知アクチュエーター。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP3214395A JPH05133706A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 位相検知アクチユエータ |
| US07/920,333 US5412530A (en) | 1991-07-30 | 1992-07-29 | Phase detecting actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214395A JPH05133706A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 位相検知アクチユエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133706A true JPH05133706A (ja) | 1993-05-28 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214395A Pending JPH05133706A (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 位相検知アクチユエータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPH05133706A (ja) |
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-
1992
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