JPS6192960A

JPS6192960A - 電動式パワ−ステアリング装置

Info

Publication number: JPS6192960A
Application number: JP59212911A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shimizu; 康夫清水
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1984-10-11
Filing date: 1984-10-11
Publication date: 1986-05-10
Also published as: GB2165505A; FR2571680A1; US4671372A; GB2165505B; DE3536357A1; DE3536357C2; FR2571680B1; GB8525151D0

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、センタアームを備える自動車に適する電動式
パフ−ステアリング装置に関する。

（従来の技術）電動式パワーステアリング装置では、従来一般にステア
リングホイールに近いステアリングシャフトの近くに補
助トルクを発生する電動機を配設する。従って電動機は
車室の近くに配設されるため作動時にその騒音が車室に
与えられることになって好ましくなく、また電動機の振
動がステアリングシャフトを介してステアリングホイー
ルに与えられ運転者にとって操作感覚が不良となる。

（発明が解決しようとする問題点）電動式パワーステアリング装置では、駆動力発生源たる
電動機が、作動時において振動や騒音を発するためこれ
らが車室やハンドル操作に悪影響を及ぼさないように配
慮しなければならない。

゛　更に、電動式パワーステアリング装置はマニュアル
式のステアリング装置を備えた従来の車両に対しても容
紡に配設し得ることが望ましい。

而して本発明は斯かる要請に応える電動式パワーステア
リング装置を提供するものである。

（問題点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回転運動を中間に配
された部材の軸方向に係る直線ＮＷｈに変換する手段と
、該部材の変位を左右のタイロッドの変位に変換するレ
バーを備えて成るステアリング装置において、ト記レバ
ーをＬ記中間部材の一端を枢着する第１レバーと一ヒ記
各タイロッドの内端を枢着する第２レバーに分け、この
第１レバーと第２レバーの間に、該レバーと直交する軸
線−ヒに配した第１軸と第２軸の間にトルク検出器を設
は且つ上記各軸のいずれかの周りに電動機を設けた補助
トルク発生手段を備え、上記第１レバーを上記各軸のい
ずれか一方に固着し、上記第２レバーを他方の軸に固着
するように構成したものである。

（作用）センタアーム式のステアリング装置を備える車両におい
て、センタアームの部分に補助トルクを発生する電動機
を含んだ機構を設けるようにしたため、電動機の振動や
騒音が車室やハンドルに悪い影響を及ぼすのを防１トす
ることができ、更に斯かる車両に対して容易に小型、軽
量の電動式パワーステアリング装置を配備することが可
能となる。

（実施例）以丁に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

第１図において、（１）はステアリングホイールであり
、ステアリングホイール（１）において生じる回転トル
クはステアリングコラム（２）内に挿設されるステアリ
ングシャツ）（３）、ユニバーサルジヨイント（０、第
１シヤフト（５）、ゴムジヨイント（１３）、　　ステ
アリングギヤボックス（７）まで伝達される。ステアリ
ングギヤボックス（７）内にはピニオン・ラック機構が
収納される。このビニオン・ラック機構によってステア
リングホイール（＋）から与えられる回転連動は、一端
にラックを形成する第２シヤフト（８）の軸方向の直線
運動に変換される。

（９）は補助トルクを発生するための駆動力発生装置で
あり、この内部には、下方に突出する端部を有する第１
軸と上方に突出する端部を有する第２軸を有し、且つト
ルク検出器と電動機を内蔵する。斯かる駆動力発生装置
（８）はそのケースを車両の車体に固設する。

上記第１軸にはクランク状の第１レバー（１０）が固設
され、レバー（ｌＯ）の−り片（ｔＯａ）には第２シヤ
フト（８）の一端が枢着される。また上記第２軸には外
端がＴ字状に分岐された第２レバー（１１）が固設され
る。そして第２レバー（１１）の外端には左右のタイロ
ッド（１２）　、（１２）の内端が枢着される。

（１３）は前輪であり、前輪（１３）はサスペンシゴン
（１０で支持され、ナックル（１５）のアーム（１５ａ
）　（７）端部にはポールジヨイント（１Ｂ）を介して
前記タイロッド（１２）の外端が連結される。

（１７）は制御回路である。制御回路（１７）は、コー
ド（１８）を介し前記トルク検出器からの信号を入力し
、信号処理した後電動機の作動を制御する信号を出力す
るように構成される。

第４図は前記駆動力発生装置（９）の外観を示した斜視
図である。　（１９）は扁平円柱体の形状を成すケース
であり、ケース（１８）の内部に後述する如き下方に突
出する第１軸、上方に突出する第２軸、同一軸線上に配
設された第１軸と第２軸の間に介設されるトルク検出器
、第２軸の周囲に配設される電動機、減速装置を内蔵し
ている。ケース（１８）には軸方向に３箇所の車体にケ
ースを固設するためのネジ孔（ｌｅａ）・・・が形成さ
れる。また、（１０）は第１軸に固設される前記第１レ
バーであり、（１１）はその基部（ｌｌａ）が第２軸に
スプライン嵌合しナラ）　（２０１で固着される前記第
２レバーである。

（１０ａ）は前記第２シヤフト（８）にその先部の孔部
（ｔｅａ−１）が枢着される上片、（ｌｌｂ）、（ｌｌ
ｂ）はタイロッド（１２）、（１２）の内端が枢着され
る孔部である。

次いで第２図に基づいて駆動力発生装置（８）の内部構
造を説明する。

この駆動力発生装置（９）の内部に設けられた電動機（
２１）は、軸方向に扁平な形状を有するフラットモータ
、ディスク形プリントモータ等が使用される。図示例で
はディスク形プリントモータを示している。

ケース（１８）は、減速装置（２２）、電機子板（２３
）を収納するフレーム（１９ｂ）の開口部に、ポル）　
（２４）で、ブラシ（２５）と磁石（２６）を備えた蓋
体（１９ｃ）を固設して成る。更に蓋体（１８ｃ）の外
面には、内部に差動変圧器（２７）から成るトルク検出
器を内蔵する筒状ケース（２８）をポル）　（２９）で
固設している。

第１軸（３０）は、下端外周面にスプライン（３０ａ）
が形成され、上記ケース（２８）の下部に固設された軸
受（３１）によって回転自在に支持される。第１軸（３
０）のスプライン（３０ａ）に前記第１レバー（１Ｇ）
の上片（１０ｂ）が固着される。また第２軸（３２）は
、蓋体（１９ｃ）の中心部の筒体に固設された軸受（３
３）及びフレーム（１９ｂ）の上面中心部に固設された
軸受（３４）によって回転自在に支持される。第２軸（
３２）のＬ部はフレーム（１９ｂ）の上面よりも上方に
突出し、この」二部にはスプライン（３２ａ）が形成さ
れると共に−Ｌ端に前記ナラ）　（２０）が螺合するネ
ジ（３２ｂ）が刻設され・る。スプライン（３２ａ）に
は前記第２レバー（１１）の基部（ｌｌａ）が嵌合する
。

−１−記において駆動力発生装置（８）では、第１軸（
３０）は人力軸として機能し、第２軸（３２）は出力軸
として機能する。

第１軸（３０）と第２軸（３２）の対向する端部は、第
２軸（３２）の軸芯部に孔（３２ｃ）が穿設され、この
孔（３２ｃ）にニードル状の軸受（３５）を介して第１
軸（３０）の端部が嵌入され、第１軸（３０）と第２軸
（３２）は回転自在な嵌合間係にある。また第３図に示
す如く第１軸（３０）の対称的位置に切欠き（３０ｂ）
　。

（３０ｂ）を形成し、この切欠きに第２軸（３２）の先
端に対称的位置に形成された突片（３２ｄ）、（３２ｄ
）が嵌入し、円周方向の回転を一定範囲内に規制し、第
１軸（３０）から第２軸（３２）にトルクが伝達される
如く構成される。そして同一軸線上に配された第１軸（
３０）と第２軸（３２）の間には、その軸線上にトーシ
ョンバー（３６）が配されて、これによって第１ｉｄｌ
（３０）と第２軸（３２）は結合されている。

また前記差動変圧器（２７）は、ケース（２８）の内面
に固設されたコイル部（２？ａ）と、コイル部（２７ａ
）内の空間であって第１軸（３０）と第２軸（３２）の
接続部の周囲に軸方向に移動自在に設けられた可動鉄芯
（２７ｂ）とから構成される。可動鉄芯（２７ｂ）は、
筒体状の形状を成し、第１軸（３０）に固設されたビン
（３？）　、　（３７）と軸方向に平行に形成された長
孔（２？ｂ−１）、（２７ｂ−１）で係合し、且つ第２
軸（３２）に固設されたピン（３８）　、（３Ｂ）と軸
方向に対してねじれの位置になる如く形成された長孔（
２？ｂ−２）　、（２７ｂ−２）で係合する。斯かる係
合間係によって、仮に第１軸（３０）と第２軸（３２）
の間に相対的角度差が生じると、第１軸（３０）の回転
方向及び該相対的角度差に対応して可動鉄芯（２？ｂ）
は所定の方向へ変位する。なお可動鉄芯（２７ｂ）はガ
タの発生を防１］−するためコイルバネ（３９）で弾支
されている。斯かる差動変圧器（２７）によれば後述す
る電気回路の作用と併せて駆動力発生装置（９）の入力
側に加わるトルクの方向及び大きさを検出することが可
能となる。

前記磁石（２Ｂ）に対しては前記電機子板（２３）が近
接して配設され、この電機子板（２３）は軸受（４０）
を介して第２軸（３２）の周囲に回転自在に設けられる
。電機子板（２３）の中心部には筒袖（４１）が設けら
れ、この筒袖（４１）には太陽歯車（４２）が形成され
る。

一方減速装置（２２）は、２段の遊星歯車機構（２２Ａ
）、（２２Ｂ）から成り、フレーム（ｔａｂ）の内面に
固設された内歯車部材（４３）を共通にして、第１遊星
歯車機構（２２＾）は太陽歯車（４２）、遊星歯車（４
４）・・・、遊星歯車（４０を軸（４５）で軸着する第
１キヤリア（４６）から成り、他方第２遊星歯車機構（
２２Ｂ）は第１キヤリアの筒袖に形成された太陽歯車（
４７）、遊星歯車（４８）・・・、遊星歯車’（４８）
を軸（４８）で軸着し１１つ第２軸（３２）に固設され
た第２キヤリア（５０）から構成される。

１−記構酸によれば、ステアリングホイール（１）で生
じた回転トルクは、ピニオン・ラック機構を介して第２
シヤフト（８）の軸方向の変位に変換される、これによ
って第１レバー（１０）が所定の方向に回転し、第１軸
（３０）が回転し、第１軸（３０）と第２軸（３２）の
間で相対的角度差が生じる。相対的角度差に基づき、ト
ルク検出器である差動変圧器（２７）によってトルクの
方向、大きさが検出される。斯かる検出情報に基づいて
制御回路（１７）よりブラシ（２５）を介し所要の通電
方向、通電量の電機子電流が電機子板（２３）に供給さ
れ、電動機は作動する。電動機（２１）が生じた回転ト
ルクは減速装置（２２）を介して第２軸（３２）に伝達
され、第２レバー（１１）、タイロッド（１２）、（１
２）を介して舵角を生じさせることになる。

上記の如くセンタアーム式のステアリング装置において
、センタアームの代わりに、第１レバー（１０）と第２
レバー（１１）を設け、第１レバー（１０）と第２レバ
ー（１１）の間に、操舵トルクの方向、大きさを検出し
これに対応する補助トルクを発生する駆動力発生装置を
介設するように構成した。

従って電動機の配設箇所は車室から離れた位置となり、
且つ電動機が発生する振動はトルク伝達シャフト、延い
てはステアリングシャフトに直接的に与えられない。故
に電動機が発する騒音は車室に与えられず、また電動機
の振動はステアリングホイール（１）に伝達されない。

尚本発明はセンタアームの代りにボールナツト式のピー
、トマンアームについても適用できる。

次いで第５図に基づいて制御回路（１７）の構成、動作
を説明する。

ステアリングホイール（１）の操作に伴って、ステアリ
ングホイールギヤボックス（７）内のビニオン・ラー、
り機構を介し、差動変圧器（２７）におけるコイル部（
２？ａ）内の可動鉄芯（２７ｂ）が所要の方向に変位す
る。図中、例えばステアリングホイール（１）が右方向
に回転したときは可動鉄芯（２？ｂ）は＋Ｘの方向へ変
位し、左方向に回転したときは−Ｘの方向へ変位する如
く対応づけられる。コイル部（２？ａ）は中央に１次フ
ィル（２？ａ−１）を備え、この１次コイル（２７ａ−
１）には発振器（５１）から所定周波数の交流信号が与
えられる。一方１次コイル（２７ａ−１）の両側には相
対的な位置に２次コイル（２７ａ−２）、（２７ａ−３
）が配設される。斯かる差動変圧器（２７）はトルク検
出器を成す。

上記２次コイル（２？ａ−２）　、　（２７ａ−３）の
各出力信号は整流器（５２）、ローパスフィルタ（５３
）によって整流され且つ平滑され、その後各出力信号（
Ｖα１）。

（Ｖｂ＋　）についてπいに反対となる差を求める如く
減算回路（５４）　、　（５５）に入力される。出力信
号（Ｖα１）、（Ｖｂｔ）は差動変圧器（２７）の作用
によって差動的に生じるものであり、減算回路（５０で
は■。２；ＶαＩＶｂｌなる出力信号（Ｖα２）を出力
し、一方減算回路（５５）ではＶｔ＋２＝Ｖｂｌ　　ｖ
α２なる出力信号（Ｖｌ）２）を出力する。この場合制
御回路（１７）の電力供給源としては車両に搭載された
正の単一電源が使用されるため、各減算回路（５４）　
、（５５）において出力が負になる場合にはゼロの状態
に保持される。この結果、減算回路（５４）の出力信号
としてはステアリングホイール（１）が右回りしたとき
の操舵トルクの大きさに比例した信号が出力され、減算
回路（５５）の出力信号としては反対にステアリングホ
イール（１）が左回りしたときの操舵トルクの大きさに
比例した信号が出力される。

信号（ＶＱ２）、（ＶＩ１２）　ｌ＊ｏ　Ｒ１１１１１
＆（５Ｂ）テ合成すｌｎだ後に電動機（２１）の電機子
電流量を制御する信号として電動機駆動回路（５７）に
入力される。また信号（Ｖ（１２）　、　（Ｖｂ２　）
　ハソレソｔＬ比１１１１路（５８）、（５９）　ニ入
力され、それぞれの比較回路（５８）　、（５１）によ
って両信号の大小関係が比較され、ステアリングホイー
ル（１）の操舵方向が検出され得る。すなわち、Ｖα２
　＞　Ｖ　ｂ２となって比較回路（５８）の出力状態が
高レベルとなれば右回りの操舵トルクが発生しているも
のとし、Ｖ　ｌ）２　＞　Ｖα２どなって比較回路（５
９）の出力状態が高レベルとなれば左回りの操舵トルク
が発生しているものとする。比較回路（５８）　、（５
９）の出力状態が共に低レベルとのきにはステアリング
ホイール（１）は操作されていないことになる。このよ
うな比較回路（５８）　、（５９）の出力信号は電動機
駆動回路（５７）に入力され前述の電機子電流の通電方
向を決定する信号として働く。

而してＯＲ回路（５Ｂ）、比較回路（５８）　、（５９
）の出力信号によって電動機（２１）の発生するトルク
の大きさ、方向が、ステアリングホイール（１）に加わ
る操舵トルクの方向、大きさに対応して制御されること
になる。

（発明の効果）以上の説明で明らかなように本発明によれば、センタア
ーム式等のステアリング装置の備える車両においてセン
タアームの代わりに操舵トルクな検出して補助トルクを
発生する電動機を内蔵し往つセンタアームと同一の作用
を有する手段を設けて電動式パワーステアリング装置を
構成するようにしたため、ステアリングホイールに伝わ
る電動機の回転振動は極めて少なく且つ車室に与えられ
る電動機の騒音も低下する。またセンタアームを前記手
段に交換し制御回路を付設するだけで電動式パワーステ
アリング装置を備えることができるため、センタアーム
式ステアリング装置等を有する車両に対して容易に且つ
低コストで電動式パワーステアリング装置を配備するこ
とができる。更に軸方向について扁平なディスク形プリ
ントモータ等を電動機として用いることから補助トルク
発主装置の小型化、軽量化を達成することができ、■一
つ補助トルクの発生において応答性を良好なものとする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るステアリング装置の斜視図、第２
図は駆動力発生装置の内部構造を示す縦断面図、第３図
は第２図中のＡ−Ａ線断面及び可動鉄芯の側面を示す図
、第４図は駆動力発生装置の外観を示す斜視図、第５図
は制御回路のブロック回路図である。なお図面中、（１）はステアリングホイール、（３）は
ステアリングシャフト、（７）はステアリングギヤボッ
クス、（８）は第２シヤフト、（８）は駆動力発生装置
、　（１０）は第１レバー、　（ｉｔ）は第２レバー、
（１２）はタイロッド、（１３）は前輪、（１５）はナ
ックル、（１７）は制御回路、（２１）は電動機、（２
２）は減速装置、（２７）は差動変圧器、（３０）は第
１軸、（３２）は第２軸である。

Claims

【特許請求の範囲】

ステアリングホイールの回転運動を中間部材の直線方向
の変位に変換する手段と、該中間部材の変位を左右のタ
イロッドの変位に変換するレバーを備えて成るステアリ
ング装置において、上記レバーを上記中間部材の一端を
枢着する第１レバーと上記各タイロッドの内端を枢着す
る第２レバーに分け、この第１レバーと第２レバーの間
に、該両レバーの軸線と略直交する軸線上に配した第１
軸と第２軸の間にトルク検出器を設け且つ上記各軸のい
ずれかの周りに電動機を設けた補助トルク発生手段を備
え、上記第１レバーを上記各軸のいずれか一方に固着し
、上記第２レバーを他方の軸に固着するようにしたこと
を特徴とする電動式パワーステアリング装置。