JPH07267111A - 操舵トルク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は、ステアリングセンサにお
いて、スライダに直接接触しないようにし入力軸と出力
軸との相対回転による変位量を検出させ、部品点数を低
減して構成を簡単とし、また、取付け時に中立点を出す
必要がなく、調整を容易とし、しかも、経年変化、摩耗
や故障を低減して信頼性を向上することにある。 【構成】 このため、この発明は、入力軸２８のセンシ
ング溝７８に移動可能に設けたボール７４の動作に連動
するスライダ６４とステアリングセンサ２４間には、非
接触型媒介手段６２を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、操舵トルク検出装置
に係り、特に構成が簡単で、また、取付け時の調整を容
易とし、しかも、信頼性を向上し得る操舵トルク検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両においては、ステアリングホイール
の操作力、つまり、ステアリングの操舵力を軽減するた
めに、電動パワーステアリング装置を備えたものがあ
る。

【０００３】図６、７に示す如く、この電動パワーステ
アリング装置１０２には、ステアリングホイール（図示
せず）に接続される入力軸１０４とステアリングギヤ
（図示せず）に接続される出力軸１０６とを弾性体（ト
ーションバー）１０８により連結し且つ相対回転可能に
設け、入力軸１０４と出力軸１０６との相対回転による
変位量を操舵トルクとして検知させるステアリングセン
サ１１０を設け、ステアリングセンサ１１０からの信号
に基づいて駆動される電動機（モータ）（図示せず）を
設け、この電動機のモータ軸１１２の駆動力を出力軸１
０６に伝達することによりステアリングホイールの操作
力をアシストするものがある。

【０００４】前記ステアリングセンサ１１０は、図７に
示す如く、ポテンショメータ等が内蔵されたセンサ本体
１１４と、このセンサ本体１１４から突出したセンサ軸
１１０と、このセンサ軸１１６の一端側に固設された板
部材（レバー）１１８と、この板部材１１８の他端側に
固設されたセンシング部１２０とを有している。

【０００５】また、このセンシング部１２０は、スライ
ダ１２２の周溝１２４に係合されている。このスライダ
１２２は、入力軸１０４に軸方向移動可能に外嵌されて
いる。

【０００６】このスライダ１２２は、入力軸１０４の溝
形成部１２６に形成したセンシング溝１２８で移動する
ボール１３０の動作に連動するものである。

【０００７】また、このような操舵トルク検出装置とし
ては、例えば、特開昭６３−１９２６５６号公報に開示
されている。この公報に記載のものは、操舵トルクが入
力軸に印加されると、ピンの一端に固定されたベアリン
グがスライダに形成したらせん溝に沿って転動し、ベア
リングとらせん溝とのカム作用によってスライダを出力
軸上を軸方向に円滑に上下動させ、その変位を電気式検
出装置により電気的に検出することにより、入力軸に加
えられたトルクの大きさ及びその方向のトルク検出信号
出力を得るものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の操舵
トルク検出装置においては、スライダとステアリングセ
ンサ間には機械的な媒介手段、つまり、板部材（レバ
ー）を利用したリンク機構や歪ゲージを利用した機構が
設けられているので、部品点数が増加して構成が複雑に
なり、また、取付け時に中立点を出すために調整が複雑
となり、しかも、経年変化、摩耗や故障が発生して信頼
性が低下するという不都合があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、車両のステアリングホイ
ールに接続される入力軸とステアリングギヤに接続され
る出力軸とを弾性体により連結し且つ相対回転可能に設
け、前記入力軸に形成したセンシング溝にボールを移動
可能に設け、このボールの動作に連動して前記入力軸の
軸方向に移動可能なスライダを前記入力軸に設け、この
スライダの動作によって前記入力軸と前記出力軸との相
対回転による変位量を検出するステアリングセンサを設
けた操舵トルク検出装置において、前記スライダと前記
ステアリングセンサ間には非接触型媒介手段を設けたこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明の構成によれば、ステアリングセンサ
が、スライダに直接接触しないで、入力軸と出力軸との
相対回転による変位量を検出するので、部品点数を低減
して構成を簡単とし、また、取付け時に中立点を出す必
要がなく、調整を容易とし、しかも、経年変化、摩耗や
故障を低減して信頼性を向上することができる。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
且つ具体的に説明する。図１〜図５は、この発明の実施
例を示すものである。図５において、２は車両、４は前
輪、６は後輪、８はステアリングホイール、１０はステ
アリングコラム、１２はステアリングギヤである。

【００１２】ステアリングコラム１０は、ステアリング
ホイール８に連結されたステアリング軸１４と、ステア
リングギヤ１２に連結されたジョイント軸１６とを有し
ている。

【００１３】ステアリングギヤ１２は、ジョイント軸１
６の回転運動を直線運動に変換して左右のタイロッド１
８、１８を往復動させ、ナックルアーム（図示せず）を
介して前輪４を操向するものである。

【００１４】前記車両２には、電動パワーステアリング
装置２０が設けられている。

【００１５】この電動パワーステアリング装置２０は、
ステアリングホイール８の操作力をアシストするもので
あり、直流の電動機（モータ）２２とステアリングセン
サ２４と制御手段２６とを有している。

【００１６】また、電動パワーステアリング装置２０に
おいては、図１に示す如く、ステアリングホイール８に
ステアリング軸１４を介して接続される入力軸２８と、
ステアリングギヤ１２にジョイント軸１６を介して接続
される出力軸３０と、入力軸２８と出力軸３０とを連絡
するトーションバー等の弾性部材からなる弾性体３２と
が設けられている。

【００１７】入力軸２８は、アッパハウジング３４によ
って被包されている。また、出力軸３０は、ロアハウジ
ング３６によって被包されている。このアッパハウジン
グ３４とロアハウジング３６とは、結合ボルト３８によ
って一体的に結合されている。

【００１８】入力軸２８は、出力軸３０側の端部位が出
力軸３０の入力軸２８側の端部位の大径部４０に少許離
間して設けられ、アッパハウジング３４の軸支部４２に
保持させたシール部４４に支持されている。

【００１９】出力軸３０は、ロアハウジング３６に保持
させた出力軸受４６、４６によって回転自在に支持され
ている。

【００２０】入力軸２８には、軸心上に入力側装着孔４
８が形成されている。また、出力軸３０の入力軸２８側
の端部位には、前記入力側装着孔４８に対応して軸心上
に出力側装着穴５０が形成されている。これら入力側装
着孔４８と出力側装着穴５０とには、前記弾性体３２が
内装される。この弾性体３２のステアリング軸１４側の
端部位は、固定具（図示せず）によって入力軸２８に固
定されている。

【００２１】前記出力軸３０の大径部４０の外周部位に
は、ウォームホイール５２が装着されている。このウォ
ームホイール５２には、前記電動機２２のモータ軸５４
に設けたウォームギヤ５６が噛合している。

【００２２】電動機２２の駆動力は、減速機構５８を構
成するウォームホイール５２とウォームギヤ５６とによ
って減速され、クラッチ機構（図示せず）を介して出力
軸３０に伝達され、ステアリングホイール８の操作力を
アシストするものである。

【００２３】前記ステアリングセンサ２４は、ステアリ
ングホイール８の操作力及びその方向を感知し、入力軸
２８と出力軸３０との相対回転による変位量を検知し、
この変位量を電圧信号に交換して制御手段２６に出力す
るものである。

【００２４】このステアリングセンサ２４は、図１、２
に示す如く、ポテンショメータ等が内蔵されたセンサ本
体６０と、非接触型媒介手段６２とを有している。

【００２５】また、ステアリングセンサ２４において
は、入力軸２８に軸方向移動可能に外嵌されたスライダ
６４が設けられている。このスライダ６４には、周溝６
６が形成されている。

【００２６】前記スライダ６４には、Ｃリング６８によ
ってクロスガイド７０が固設される。

【００２７】このクロスガイド７０には、ボール穴７２
が形成されている。このボール穴７２には、ボール７４
が収納されている。また、このボール７４は、入力軸２
８の溝形成部７６に形成した螺旋状のセンシング溝７８
に移動可能に係合して設けられている。

【００２８】クロスガイド７０には、ボール７４を覆う
ように皿ばね８０を介してカバー８０が装着されてい
る。皿ばね８０の端部位とウォームホイール５２間に
は、入力軸２８の軸心方向に指向するセンシングバネ
（図示せず）が設けられている。

【００２９】前記非接触型媒介手段６２は、前記周溝６
６に取付けられる磁石８４と、この磁石８４に対峙し且
つ所定距離だけ離間してセンサ本体６０に入力軸２８の
軸方向に並列して取付けられる第１、第２ホール素子８
６−１、８６−２（メインセンサ、サブセンサ）とから
なる。

【００３０】ステアリングセンサ２４においては、ステ
アリングホイール８が操作されていないと、入力軸２８
と出力軸３０間にねじれが発生せず、よって、変位が発
生せず、このため、ボール７４がセンシング溝７８に沿
って移動せず、よって、スライダ６４も入力軸２８の軸
方向に移動しないことにより、中立状態となり、センサ
本体６０が入力軸２８と出力軸３０との変位量を零とし
て検出する。

【００３１】一方、ステアリングセンサ２４において
は、ステアリングホイール８の操作によって入力軸２８
と出力軸３０間にねじれが発生すると、ボール７４がセ
ンシング溝７８に沿って移動し、このボール７４のに伴
ってスライダ６４が入力軸２８の軸方向に移動し、周溝
６６に取付けた磁石８４が移動すると、第１、第２ホー
ル素子８６−１、８６−２周辺のじ磁昇強度が変化し、
センサ本体６０がこの磁昇強度の本科を入力軸２８と出
力軸３０との変位量として検出する。

【００３２】このステアリングセンサ２４のセンサ本体
６０は、この変位量に応じた電圧を前記制御手段２６に
出力する。

【００３３】この制御手段２６には、図５に示す如く、
前記ステアリングセンサ２４と、エンジン回転数を検出
すべくイグニションコイル８８と、車速を検出すべく例
えばスピードメータ（図示せず）に設けた車速センサ９
０と、発電電圧を検出すべくジェネレータ９２と、バッ
テリ９４とが連絡している。

【００３４】前記制御手段２６は、ステアリングホイー
ル８が操作された際に、ステアリングセンサ２４からの
信号による入力軸２８と出力軸３０との変位量が設定値
を超えると、例えば、係合されたクラッチ機構（図示せ
ず）を介して電動機２２の駆動力を出力軸３０に伝達さ
せ、エンジン回転数や車速等の諸要因も考慮し、ステア
リングホイール８の操作力をアシストするように電動機
２２の駆動力を制御するものである。

【００３５】次に、この実施例の作用を説明する。

【００３６】ステアリングホイール８が所定に左右に操
作されると、弾性体３２に円周方向のねじれが発生す
る。この弾性体３２のねじれにより、ボール７４がセン
シング溝７８に沿って移動する。このボール７４の動作
に連動し、スライダ６４が入力軸２８の軸方向に移動す
る。

【００３７】このスライダ６４の移動に伴って磁石８４
が移動すると、図４に示す如く、第１、第２ホール素子
８６−１、８６−２周辺の磁界強度が変化し、センサ本
体６０の出力する電圧が変化する。

【００３８】即ち、第１ホール素子８６−１と第２ホー
ル素子８６−２とは、図４に示す如く、反転した特性を
有している。

【００３９】この図４に示した内容を入力トルクとセン
サ出力値のみに注目して表わすと、図３に示すようにな
る。この図３の特性は、従来のリンク機構を使用した場
合の特性と同等である。

【００４０】この結果、スライダ６４とセンサ本体６０
間に非接触型媒介手段６２を設けたことにより、従来の
リンク機構と同等の機能を得るとともに、部品点数を低
減して構成を簡単とし、また、取付け時に中立点を出す
必要がなく、調整を容易とし、しかも、経年変化、摩耗
や故障を低減して信頼性を向上することができる。

【００４１】また、非接触型媒介手段６２は、スライダ
６４に設けられた磁石８４と、この磁石８４に対峙して
センサ本体６０に設けられた２個の第１、第２素子８６
−１、８６−２とからなる。これにより、その取付けが
容易であり、また、一のホール素子が故障した場合で
も、他のホール素子によってその変位量を検出できるの
で、フェールセーフ対策も講ずることができる。

【００４２】なお、上述の実施例において、センサ本体
６０にホール素子８６を２個設けたが、センサ本体６０
には１個のホール素子８６を設けても、十分なセンサ機
能を発揮し得ることは、勿論である。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細な説明から明らかなようにこの
発明によれば、入力軸のセンシング溝に移動可能に設け
たボールの動作に連動するスライダとステアリングセン
サ間には非接触型媒介手段を設けたことにより、ステア
リングセンサが、スライダに直接接触しないで、入力軸
と出力軸との相対回転による変位量を検出するので、部
品点数を低減して構成を簡単とし、また、取付け時に中
立点を出す必要がなく、調整を容易とし、しかも、経年
変化、摩耗や故障を低減して信頼性を向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動パワーステアリング装置の断面図である。

【図２】図１の〓−〓線による断面図である。

【図３】入力トルク−センサ値の特性図である。

【図４】２個のホール素子を用いた場合のステアリング
センサの特性図である。

【図５】電動パワーステアリング装置を備えた車両の概
略斜視図である。

【図６】従来の電動パワーステアリング装置の断面図で
ある。

【図７】図６の〓−〓線による断面図である。

【符号の説明】

２ 車両 ８ ステアリングホイール １０ ステアリングコラム １２ ステアリングギヤ １４ ステアリング軸 ２０ 電動パワーステアリング装置 ２２ 電動機 ２４ ステアリングセンサ ２６ 制御手段 ２８ 入力軸 ３０ 出力軸 ３２ 弾性体 ６０ センサ本体 ６２ 非接触媒介手段 ６４ スライダ ６６ 周溝 ７４ ボール ７８ センシング溝 ８４ 磁石 ８６ ホール素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のステアリングホイールに接続され
   る入力軸とステアリングギヤに接続される出力軸とを弾
   性体により連結し且つ相対回転可能に設け、前記入力軸
   に形成したセンシング溝にボールを移動可能に設け、こ
   のボールの動作に連動して前記入力軸の軸方向に移動可
   能なスライダを前記入力軸に設け、このスライダの動作
   によって前記入力軸と前記出力軸との相対回転による変
   位量を検出するステアリングセンサを設けた操舵トルク
   検出装置において、前記スライダと前記ステアリングセ
   ンサ間には非接触型媒介手段を設けたことを特徴とする
   操舵トルク検出装置。