(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、操作子からの入力により生じる操舵トルクに応じて、電動機が補助トルクを発生し、該補助トルクを前輪のステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置において、
前記操作子と前記ステアリング系との間は、機械的に接続されており、
前記操舵トルクを検出するトルクセンサと前記操作子との間に、前記操作子の動作終端を形成する回転終端機構が設けられるとともに、
前記トルクセンサと前記前輪との間に、前記ステアリング系のラック軸を収納するハウジングに設けられたハウジングエンドと、前記ラック軸に設けられたラックエンドとからなるラックエンド機構を有し、
前記回転終端機構は、
その回転中心部に設けた孔に前記操作子の回転を前記トルクセンサに伝える入力軸が挿通されて固定される第１の円盤と、
その回転中心部に設けた孔に前記入力軸が相対的に回転可能に挿通され、且つ、前記電動パワーステアリングを収容するケースに固定される第２の円盤と、
前記第１の円盤と前記第２の円盤との間に配置され、その回転中心部に設けた孔に前記入力軸が相対的に回転可能に挿通され、且つ、前記ケースに対しても相対回転可能な第３の円盤と、
を備え、
前記第１、第２及び第３の円盤の内の隣接する２つの円盤同士の間の一方の面に、終端部を有する所定の周長の溝が形成され、他方の面に前記溝に嵌まり、前記溝内で周方向に摺動可能な突出部が設けられた嵌合構造を構成し、
該嵌合構造の組み合わせにより前記操作子の回動操作を中立点から左右に所定の回転角度範囲に規制し、前記回転終端機により規制された前記所定の回転角度範囲における前記操作子の左右の最大回転角度の状態では、それに対応する側の前記ラックエンドと前記ハウジングエンドとは当接しないことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記第３の円盤は、前記第１及び第２の円盤との間に２枚以上備えられ、
前記第３の円盤同士の間にも前記嵌合構造を構成することを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記第１、第２及び第３の円盤の内の少なくとも１つが、前記入力軸の軸方向の互いの間隙によるガタツキを抑制する付勢手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記嵌合構造の前記突出部は、略円柱状であり、縦方向にスリットを有し、前記溝に嵌った状態で、前記入力軸の径方向に前記溝の両壁を押圧し、前記嵌合構造のガタツキを抑制することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記第１、第２、第３の円盤は、略同一形状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や車両のステアリング系に電動機による操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置に関し、特にラックエンド（最大転舵角）付近でアシストを制限するとともに、ラックエンドに衝撃を作用させないようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、電動機が操舵トルクの大きさ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に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減するものである。
【０００３】
一般的な電動パワーステアリング装置では、一定以上のステアリング用車輪の転舵を阻止するため、ラック軸にラックエンドが、ラック軸を収容するラックハウジング部にはハウジングエンドが設けられ、このラックエンドとハウジングエンドで構成するラックエンド機構によって、操向ハンドル（本発明の操作子に対応）を中立位置から左右にそれぞれ所定の角度まで操舵して、ステアリング用車輪の転舵角が最大転舵角（以下、ラックエンド角と称する）、即ち、終端に達すると、左右一方側のラックエンド機構においてラックエンドとハウジングエンドが当接して、それ以上は同方向にステアリング用車輪が転舵できないようになっている。
【０００４】
このため、操向ハンドルがラックエンド角近傍まで操舵され、ラックエンド角に到達すると、ステアリング用車輪を転舵できないので、運転者は更に大きな操舵トルクを入力する。この操舵トルクに応答して、電動機からステアリング機構に大きな操舵補助力が与えられることにより、ラックアンドピニオン式ステアリング系に大きな衝撃が加わって、大きな衝撃音を発生したり、特に、ラックアンドピニオン機構の構成部品で歯部や軸受け等の破損や変形等を生じたりする。そして、更に、電動機の慣性モーメントによる回転運動エネルギにより、電動機の回転がオーバーシュートし、大きな衝撃をラックアンドピニオンギアや軸受け等の構成部品に作用させ、破損や変形等を生じる。
【０００５】
このような問題を回避する装置として、例えば〔特許文献１〕に開示されているものがある。〔特許文献１〕に記載の装置では、操向ハンドルの操舵角（操作量）がラックエンド角近傍の所定角度に達した後、目標電流値を転舵角の増加に伴って減少させて行き、転舵角がラックエンド角に達したときに目標電流値を零にすることにより、ラックエンド機構に大きな衝撃が加わることを防止するようにしている。
【０００６】
ところで、〔特許文献１〕に記載の装置では、操向ハンドルがラックエンド角近傍で反対方向へ切り返された場合に、転舵角が所定角度以下になるまでの間、目標電流値に制限が加えられるため、操舵トルクに応じた十分な操舵補助力をステアリング系に与えることができず、操向ハンドルが重くなり、運転者が操作できる実質的なラックエンド角が小さくなり、機械的に設けられたラックエンド角まで操向ハンドルが切れなくなってしまう問題がある。
【０００７】
その対策として、〔特許文献１〕に記載の装置では、ラックエンド角付近の転舵角θ１以上、且つモータ回転速度ωＭが設定値ω１以上の場合に、操舵トルク値Ｔのゲインを下げるようになっている。
また、ラックエンド角付近の操舵角（操作量）以上、且つ切増し時の場合に、電動機角速度フィードバックのゲインを上げるようにしている。
【特許文献１】特公平６−４４１７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８２５２号公報（段落［００３８］，［００４７］参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、〔特許文献２〕の技術では、左右の側の一方のラック軸のラックエンドとハウジングのハウジングエンドとが当接しているときに、運転者が操向ハンドルを更に切増し操作すると、この切増し分の大きな荷重がラックアンドピニオン機構に作用することと、トルクセンサが操舵トルクを検出して、モータに切増しの方向にアシストトルクを発生させることにより、既に当接しているラックエンドとハウジングエンドに更に強い力が加わることになる。また、モータ回転速度ωの絶対値が設定値｜ω１｜より小さいときや、モータ回転速度ωが速い状態でラックエンドに突き当てると、電動機の慣性モーメントによる運動エネルギにより、電動機の回転がオーバーシュートし、ラックアンドピニオンギアや減速機構等の構成部品に大きな衝撃を発生させるという問題は解消されない。そのため、ラックエンドとハウジングエンドが当接状態で更に切増し操作がされても、その負荷によりステアリング系の機械的な健全性に問題を生じないように、モータや、減速機構（ウォームギア、ウォームホイールギア）や、ラックギアや、ピニオンギアや軸受けや、ハウジング等の強度を増す必要がある。また、モータに過負荷が掛かって、コイルが焼き切れる可能性がある。
そこで、本発明は、前記問題を解決するため、ラックエンド付近でアシストを制限するとともに衝撃を作用させない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、少なくとも、操作子からの入力により生じる操舵トルクに応じて、電動機が補助トルクを発生し、補助トルクを前輪のステアリング系に伝達する電動パワーステアリング装置において、操作子とステアリング系との間は、機械的に接続されており、操舵トルクを検出するトルクセンサと操作子との間に、操作子の動作終端を形成する回転終端機構が設けられるとともに、トルクセンサと前輪との間に、ステアリング系のラック軸を収納するハウジングに設けられたハウジングエンドと、ラック軸に設けられたラックエンドとからなるラックエンド機構を有し、
回転終端機構は、その回転中心部に設けた孔に操作子の回転をトルクセンサに伝える入力軸が挿通されて固定される第１の円盤と、その回転中心部に設けた孔に入力軸が相対的に回転可能に挿通され、且つ、電動パワーステアリングを収容するケースに固定される第２の円盤と、第１の円盤と第２の円盤との間に配置され、その回転中心部に設けた孔に入力軸が相対的に回転可能に挿通され、且つ、ケースに対しても相対回転可能な第３の円盤と、を備え、
第１、第２及び第３の円盤の内の隣接する２つの円盤同士の間の一方の面に、終端部を有する所定の周長の溝が形成され、他方の面に前記溝に嵌まり、溝内で周方向に摺動可能な突出部が設けられた嵌合構造を構成し、
この嵌合構造の組み合わせにより操作子の回動操作を中立点から左右に所定の回転角度範囲に規制し、回転終端機により規制された所定の回転角度範囲における操作子の左右の最大回転角度の状態では、それに対応する側のラックエンドとハウジングエンドとは当接しないことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に係る電動パワーステアリング装置によれば、操作子が動作終端に達したときには、回転終端機構が動作終端において操作子によるそれ以上の操作を阻止するので、操作子からラックアンドピニオン機構にそれ以上の操舵トルクが伝達されないとともに、トルクセンサはそれ以上の電動機による補助トルクをその阻止された方向に発生するような信号を検出できない。更に、電動機の回転がオーバーシュートしても、トルクセンサの検出する検出トルクを減少させる方向に作用させ、補助トルクを減少させることができる。
特に、第３の円盤と、第１及び第２の円盤との間に所定の回転角度範囲の回転を許容する嵌合構造を構成するので、左右にそれぞれ、例えば、１８０°を超える操向ハンドル（操作子）の操作量を設定できる。
請求項１に係る発明によれば、この嵌合構造は、操作子の回転軸と同軸に配置できる単純な構成なのでバランスの良い回転終端機構の搭載ができ、回転終端機構を小型化できる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、第３の円盤は、第１及び第２の円盤との間に２枚以上備えられ、第３の円盤同士の間にも嵌合構造を構成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、第１及び第２の円盤との間に第３の円盤を複数枚配置できるので、回転終端機構は運転者に従来と同じ操向ハンドル（操作子）における左右の操舵角（操作量）範囲を与えることができる。
【００１３】
この回転終端機構では、第３の円盤の枚数と嵌合構造における所定の回転角度範囲の設定の２つの自由度があり、ラックエンド角に対応する操向ハンドル（操作子）の操作量を変更でき、さまざまな車種に対応できる。
【００１５】
更に、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、第１、第２及び第３の円盤の内の少なくとも１つが、入力軸の軸方向の互いの間隙によるガタツキを抑制する付勢手段を有することを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、第１、第２及び第３の円盤の入力軸の軸方向の互いのガタツキを抑制し、回転終端機構を構成する部品のガタツキを抑制することにより、部品の磨耗を抑制することができるとともに、部品が異音を発生して車室内の乗員に不快感を与えることもない。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置において、嵌合構造の突出部は、略円柱状であり、縦方向にスリットを有し、溝に嵌った状態で、入力軸の径方向に溝の両壁を押圧し、嵌合構造のガタツキを抑制することを特徴とする。
請求項４に係る発明によれば、嵌合構造のガタツキを抑制し、回転終端機構を構成する部品のガタツキを抑制することにより、部品の磨耗を抑制することができるとともに、部品が異音を発生して車室内の乗員に不快感を与えることもない。
【００１７】
請求項５に係る発明は、第１、第２、第３の円盤は、略同一形状であることを特徴とする。
請求項５に係る発明によれば、第１、第２、第３の円盤をそれぞれ別々に設計製作する必要がなくなり、設計工数の削減や１個当たりの製作コストを安くすることができる。更に前記第１、第２、第３の円盤組み付け時の角度の調整が不要になるばかりか、誤組立てを防止できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、操作子が動作終端に達したときには、回転終端機構が動作終端において操作子によるそれ以上の操作を阻止するので、操作子から例えば、ラックアンドピニオン機構にそれ以上の操舵トルクが伝達されないことと、トルクセンサはそれ以上の電動機による補助トルクをその阻止された方向に発生するような信号を検出できない。そして、電動機がオーバーシュートしてもトルクセンサの検出する検出トルクを減少させ補助トルクを減少させる方向に作用させることができる。
従って、前記した従来技術の場合のように、ラックエンドとハウジングエンドが当接した状態で、更に操作子により切増しされた場合や電動機の回転のオーバーシュートによる衝撃を考えて、ステアリング系の機械強度を不必要に増加させる必要は無くなり、軽量化できる。
更に、回転終端機構の角度設定の自由度が大きく、組立てが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
《第１の実施形態》
本発明の第１の実施形態を図１から図１３を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。
図２は、図１におけるステアリングギアボックスのトルクセンサ及びピニオンギア近傍の側面図である。
電動パワーステアリング装置１００Ａは、図１に示すように操向ハンドル（操作子）３が設けられたハンドル軸３ａと、シャフト３ｃと、入力軸３ｄとが、２つの自在継ぎ手３ｂによって連結され、入力軸３ｄは、トーションバー１１１を介してピニオン軸７と接続し、又、ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａは、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラックギア８ａに噛合ってラックアンドピニオン機構を構成し、ラック軸８の両端は、タイロッド９，９を介して左右の前輪１Ｌ，１Ｒが連結されている。
【００２０】
ラック軸８は、ラックガイド５１（図２参照）によってラックギア８ａの反対側からピニオンギア７ａ側に押すように、且つ左右に摺動可能に支持され、更に圧縮ばね５３（図２参照）を介して調整ボルト５２（図２参照）にて付勢されることでラックギア８ａをピニオンギア７ａに押し付けるものである。符号５４（図２参照）は調整ボルト５２の緩み止めのロックナットを示す。
【００２１】
なお、入力軸３ｄからトーションバー１１１を経たピニオン軸７はその上部、中間部、下部を軸受３ｅ，３ｆ，３ｇを介してステアリングギアボックス１０Ａに支持されている。
ラック軸８の両端にはラックエンド８ｂ，８ｂが設けられている。また、前記したステアリングギアボックス１０Ａのうち、ピニオンギア７ａ、ラック軸８、軸受３ｇを収容するラックハウジング部１１Ａの内部に、ラック軸８を軸方向に摺動自在に軸支する滑り軸受１４を設け、更に左右端部にはハウジングエンド１１ａ，１１ａが設けられている。
【００２２】
しかし、これらのラックエンド８ｂ，８ｂ及びハウジングエンド１１ａ，１１ａは、従来のように最大転舵角を規制するために設けるものでは無く、ステアリングギアボックス１０Ａを単品で組み立てる際のラック軸８の移動のセンタを出すための位置決めのために必要なだけである。
従って、本実施形態においては、後記する第１プレート３１、第２プレート３３、第３プレート３５を含む回転終端機構６Ａが設定する左右一杯の操向ハンドル３の操作量（操舵角）において、最大転舵角（ラックエンド角）を規制しており、組み立て時の位置決めのためのラックエンド８ｂとラックハウジング１１ａとは、最大転舵角において当接しないように、余裕を取って設けてある。
以下に説明する本実施形態、後記する本実施形態の回転終端機構の変形例６Ｂ、６Ｃ、及び第２、第３の実施形態の説明において、「ラックエンド角」とは、回転終端機構が規定する最大転舵角のことを言う。
この構成により、電動パワーステアリング装置１００Ａは、操向ハンドル３の操作時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラックギア８ａ、タイロッド９、９は転舵機構を構成する。
【００２３】
また、電動パワーステアリング装置１００Ａは、操向ハンドル３による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機４を備えており、この電動機４の出力軸に設けられたウォームギア５ａが、ピニオン軸７に設けられたウォームホイールギア５ｂに噛合している。
すなわち、ウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとで減速機構５Ａが構成されている。また、電動機４の回転子と電動機４に連結されているウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂとピニオン軸７とラック軸８とラックギア８ａとタイロッド９，９等により、ラックアンドピニオン式ステアリング系が構成されている。
【００２４】
電動機４は、複数の界磁コイルを備えた固定子（図示せず）とこの固定子の内部で回動する回転子（図示せず）からなる３相ブラシレスモータであり、電力を機械的動力（ＰＭ＝ωＭＴＭ）に変換するものである。
ここで、ωＭは電動機４の角速度であり、ＴＭは電動機４の発生トルクである。
【００２５】
ここで、操向ハンドル３に加えられる操舵トルクをＴｓ、減速機構５Ａを介して倍力された電動機４の発生トルクによりアシストするアシスト量ＡＨの係数を、例えば、車両の速度（以下、車速と称する）ＶＳの関数として変化するｋＡ（ＶＳ）とする。この場合、ＡＨ＝ｋＡ（ＶＳ）×Ｔｓであるから、ピニオン軸７に掛かるピニオントルクＴｐは、次式（１）のように表される。
Ｔｐ＝Ｔｓ＋ＡＨ 
＝Ｔｓ＋ｋＡ（ＶＳ）×Ｔｓ            ・・・・・・・（１）
これより、操舵トルクＴｓは、次式（２）のように表現される。
Ｔｓ＝Ｔｐ／（１＋ｋＡ（ＶＳ））          ・・・・・・・（２）
【００２６】
したがって、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐ（負荷）の１／｛１＋ｋＡ（ＶＳ）｝倍に軽減される。例えば、車速ＶＳ＝０のときにｋＡ（０）＝２ならば、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐの１／３の軽さに制御され、車速ＶＳ＝１００ｋｍ／ｈのときに、ｋＡ（１００）＝０ならば、操舵トルクＴｓは、ピニオントルクＴｐと等しくなり、マニュアルステアリングと同等のしっかりとした重さの操舵トルクの手応え感に制御される。すなわち、車速ＶＳに応じて操舵トルクＴｓを制御することにより、低速走行時には軽やかに、高速走行時にはしっかりとした安定な操舵トルクの手応え感が付与される。
【００２７】
また、電動パワーステアリング装置１００Ａは、電動機４を駆動する電動機駆動回路２３と、電動機４内のレゾルバ２５と、ピニオン軸７に加えられるピニオントルクＴｐを検出するトルクセンサ１１０と、トルクセンサ１１０の出力を増幅する差動増幅回路２１と、車速を検出する車速センサＳＶと、トルクセンサ１１０に入力される操向ハンドル３の動きをラックエンドにおいて規制する回転終端機構６Ａと、電動機４の駆動を制御する操舵制御ＥＣＵ（Electric Control Unit）２００とを備えている。
なお、トルクセンサ１１０はトーションバー１１１、スライダ１１５等を含んで構成されているが、詳細な説明は後記する。
【００２８】
電動機駆動回路２３は、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、操舵制御ＥＣＵ２００からのＤＵＴＹ（ＤＵＴＹ  Ｕ、ＤＵＴＹ  Ｖ、ＤＵＴＹ  Ｗ）信号（図１１参照）を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機４を駆動するものである。
また、電動機駆動回路２３は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉ（ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ）を検出する機能を備えている。
【００２９】
レゾルバ２５は、電動機４の電動機回転角θｍを検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。
車速センサＳＶは、車速を単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速ＶＳを示す車速信号を出力する。
【００３０】
（トルクセンサ）
次に図２から図４を参照しながらトルクセンサ１１０の構成について説明する。図３はトルクセンサの詳細な構成図であり、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。図４は操舵トルクが加わった状態におけるトルクセンサ１１０の上部遊動部１１２、下部遊動部１１３及びスライダ１１５の変位を説明する図であり、（ａ）はニュートラル状態を示し、（ｂ）は左操舵トルクを掛けてピニオン軸が約３０°左回転している状態を示し、（ｃ）は右操舵トルクを掛けてピニオン軸が約３０°右回転している状態を示す図である。
トルクセンサ１１０は、操向ハンドル３に加えられる操舵トルクＴｓの大きさと方向を検出するものであり、ラックハウジング部１１Ａ部の上にフランジ接続されたリッド部１３Ａの中に、入力軸３ｄ、ピニオン軸７と一体に組み立てられて、軸受３ｅ，３ｆとともに収容されている。
【００３１】
図２に示すようにトルクセンサ１１０は、軸受３ｅ，３ｆと、入力軸３ｄとピニオン軸７との間に同軸に設けられた図示されない軸受により相対回転可能に支承されるとともに、入力軸３ｄとピニオン軸７がトーションバー１１１により接続されている。そして、トルクセンサ１１０は、トーションバー１１１でピニオン軸７と接続された入力軸３ｄの下端側の上部遊動部１１２と、ピニオン軸７の上端側の下部遊動部１１３と、上部遊動部１１２及び下部遊動部１１３のそれぞれの外周面に固定されたピン１１７Ａ，１１７Ａ，１１７Ｂ，１１７Ｂ（図３参照）と、スライダ１１５、と第１検出コイル１１４Ａ及び第２検出コイル１１４Ｂとを含んで構成されている。
【００３２】
図３に示すように上部遊動部１１２は、対向する遊動片１１２ａ，１１２ａを有している。下部遊動部１１３（図２参照）は、中心部にトーションバー１１１が配置され、その外周面との間で間隙を設けた中空部１１３ａを有する厚肉の筒状体の形状であり、筒状体の側面が、対向する側面において薄肉となるように形成された薄肉周面部１１３ｂ，１１３ｂと、薄肉でない残りの側面部分の突出周面部１１３ｃ，１１３ｃとを有している。
【００３３】
図３に示すようにスライダ１５の内側は、薄肉周面部１１３ｂの径方向外側に遊動片１１２ａを重ねるように上部遊動部１１２（図２参照）と下部遊動部１１３（図２参照）が組み合わせられている。このとき上部遊動部１１２と下部遊動部１１３とは、薄肉周面部１１３ｂの外周面と遊動片１１２ａの内周面とで間隙を有し、所定の相対回転角度、例えば、−５°〜＋５°回動可能になっている。これ以上の相対回転に対しては、遊動片１１２ａの周方向端部と突出周面部１１３ｃの周方向端部とが当接してそれ以上トーションバー１１１が捩じれないようになっている。
【００３４】
なお、上部遊動部１１２の遊動片１１２ａの外周面の径と、下部遊動部１１３の突出周面部１１３ｃの外周面の径は同じである。上部遊動部１１２及び下部遊動部１１３の外周面に摺動可能に筒状体のスライダ１１５がかぶさる。スライダ１１５には、ピン１１７Ａ，１１７Ａが挿通する軸方向に縦長の長孔１１８Ａ，１１８Ａが対向して穿たれ、ピン１１７Ｂ，１１７Ｂが挿通する斜め長孔１１８Ｂ，１１８Ｂが対向して穿たれている。そして、ピン１１７Ａ，１１７Ａ，１１７Ｂ，１１７Ｂは、トーションバー１１１、上部遊動部１１２、下部遊動部１１３を組み合わせてから、長孔１１８Ａ，１１８Ａ及び斜め長孔１１８Ｂ，１１８Ｂそれぞれを通して、遊動片１１２ａ，１１２ａに設けられたピン孔及び突出周面部１１３ｃ，１１３ｃに設けられたピン孔に圧入して組み立てる。
【００３５】
スライダ１１５は、磁性コア材でできている。図２に示すようにスライダ１１５の外周面に対向するようにリッド部１３Ａの内周面に固定され、ヨーク材で囲まれた第１の検出コイル１１４Ａ、第２の検出コイル１１４Ｂが上下２段に配置されている。
ここで、ピン１１７Ａ，１１７Ａ，ピン１１７Ｂ，１１７Ｂ、長孔１１８Ａ，１１８Ａ、斜め長孔１１８Ｂ，１１８Ｂはカム機構を構成し、上部遊動部１１２と下部遊動部１１３とが捩じれると、図４に示すようにスライダ１１５は長孔１１８Ａと斜め長孔１１８Ｂに誘導されて軸方向上下に移動する。
【００３６】
このような磁性体コアでできたスライダ１１５の上下方向の変位が、第１検出コイル１１４Ａ、第２検出コイル１１４Ｂの周辺に磁束密度の変化を生じさせ、第１検出コイル１１４Ａと第２検出コイル１１４Ｂのインダクタンスは一方が大きくなり、他方が小さくなるようにそれぞれ変化し、第１検出コイル１１４Ａと第２検出コイル１１４Ｂは、それぞれ図５に示すようなトルク検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２を出力する。
第１検出コイル１１４Ａ、第２検出コイル１１４Ｂからのトルク検出電圧ＶＴ１，ＶＴ２は、差動増幅回路２１で増幅され、トルク検出電圧（トルク信号）ＶＴ３を操舵制御ＥＣＵ２００に出力する。
【００３７】
（回転終端機構）
次に図６から図１０を参照しながら適宜図１、図２を参照して、ステアリング用車輪の転舵角が最大転舵角に達するラックエンド角において操向ハンドル３の動きを規制する回転終端機構６Ａについて説明する。図６は本実施形態における回転終端機構の模式的な部品構成図であり、第１プレートから第３プレートの３枚の円盤と、それを挿通する入力軸との組み合わせ斜視図である。図７は、回転終端機構を構成する第１プレートから第３プレートの３枚の円盤を斜め下から見た斜視図である。図８の（ａ）は、第２プレートの下面側を示す平面図であり、（ｂ）は、第３プレートの下面側を示す平面図であり、図９は、図８の（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
図１０は本実施形態における回転終端機構の第１プレート、第２プレート及び第３プレートの回転位置を説明する上方から見た模式的な平面図であり、（ａ）は、目一杯の左操舵状態（「左ラックエンド」の状態）を示し、（ｂ）は操向ハンドルが左右に対してニュートラル位置に有る場合を示し、（ｃ）は、目一杯の右操舵状態（「右ラックエンド」の状態）を示している。
回転終端機構６Ａ(図２参照)は、第１プレート３１、第２プレート３３、第３プレート３５、入力軸３ｄのセレーション部１２９、及びリッド部１３Ａの内周面に設けられたセレーション部１２８（図２参照）から構成されている。
ここで、第１プレート３１は請求項に記載の「第１の円盤」を、第２プレート３３は請求項に記載の「第３の円盤」を、第３プレート３５は請求項に記載の「第２の円盤」を構成する。
【００３８】
図１に示すように回転終端機構６Ａは入力軸３ｄの軸方向位置において、トルクセンサ１１０の設けられている位置よりも操向ハンドル３側に配置され、図６に示すように入力軸３ｄがその上端から、３枚の円盤形状の第１プレート３１、第２プレート３３、第３プレート３５にその順に、それぞれの回転中心部に穿かれた孔３１ａ，３３ａ，３５ａを通して挿通される。第１プレート３１、第２プレート３３、第３プレート３５は、例えば、硬質のエンジニアリングプラスチックで構成されている。
【００３９】
第１プレート３１にはボス部３１ｃ（図６及び図７参照）が一体的に形成され、その孔３１ａの内周面にはセレーション３１ｂが刻まれ、図６に示す上部遊動部１１２の上方の入力軸３ｄの外周に設けられた位置決め突出部１３４のすぐ上に刻まれたセレーション部１２９に圧入されて固定される。第１プレート３１の上面には、図６に示すように縦方向のスリット１３１が形成された略円柱形状の突出部３１ｄが一体に設けられている。このスリット１３１は、略円柱形状の突出部３１ｄを第１プレート３１の外周方向に沿って半円柱に割り、突出部３１ｄの第１プレート３１径方向の外形を広げるように形成され、溝３３ｂに嵌合された際の隙間（ガタ）を除去している。
ちなみに、突出部３１ｄの上端は、図示省略してあるが、溝３３ｂにはめ込み易いようにチャンファを取ってある。
【００４０】
第１プレート３１の上には第２プレート３３が重ねられるが、孔３３ａの内径は入力軸３ｄの回転終端機構設置領域１２７のセレーション部１２９より上の外径よりやや大きく、第２プレート３３は入力軸３ｄのセレーション部１２９より上の外周面と摺接して相対的に回動可能となっている。第２プレート３３の下面には、図７に示すように溝終端部１３７，１３９を有する溝３３ｂが形成されており、この溝３３ｂに前記した突出部３１ｄが嵌り、突出部３１ｄと溝３３ｂとで請求項に記載の嵌合構造を構成している。
【００４１】
また、第２プレート３３の下面側には、図８の（ａ）に示すように前記溝終端部１３７，１３９の間の溝３３ｂが形成されていない部分に、略径方向外方側に伸びる切り欠き１３３，１３３で区切られた外周端側において、下方側に突出した凸部１３５を有した、平面形状が略四角形の片持ち梁状の切片（付勢手段）３３ｅを形成してある。
なお、切片３３ｅの背面側は図９に示すように空洞１３６になっており、凸部１３５が第１プレート３１の上面と当接して、切片３３ｅが空洞１３６側に弾性的に撓んで、入力軸３ｄの軸方向の押圧力を発生するようになっている。
更に、第２プレート３３の前記した切片３３ｅを設けた周方向位置の上面側に、突出部３１ｄ同様にスリット１３１が形成された略円柱形状の突出部３３ｃが一体に設けられている。突出部３３ｃの形状は前記した突出部３１ｄの形状と同じであり、このスリット１３１は、略円柱形状の突出部３３ｃを第２プレート３３の外周方向に沿って半円柱に割り、突出部３３ｃの第２プレート３３径方向の外形を広げるように形成され、溝３５ｃに嵌合された際の隙間（ガタ）を除去している。
ちなみに、突出部３３ｃの上端は、図示省略してあるが、溝３５ｃにはめ込み易いようにチャンファを取ってある。
【００４２】
第２プレート３３の上には第３プレート３５が重ねられるが、孔３５ａの内径は入力軸３ｄの回転終端機構設置領域１２７のセレーション部１２９より上の外径よりやや大きく、第３プレート３５は入力軸３ｄのセレーション部１２９より上の外周面と摺接して相対的に回動可能となっている。第３プレート３５の下面には、図７に示すように溝終端部１３７，１３９を有する溝３５ｃが形成されており、この溝３５ｃに前記した突出部３３ｃが嵌り、突出部３３ｃと溝３５ｃとで請求項に記載の嵌合構造を構成している。
第３プレート３５の外周には、セレーション３５ｂが刻まれ、図２に示すように電動パワーステアリング１００Ａのケースの一部であるトルクセンサ１１０を収容するケースのリッド部１３Ａの上部の軸受３ｅを保持するくびれ部直下の内周面に形成されたセレーション部１２８に圧入され、固定される（図２参照）。
ちなみに、突出部３１ｄ及び突出部３３ｃの形状、つまり、外径及び高さは互いの間で同一であり、又、溝３３ｂ及び溝３５ｃの形状、つまり、溝の幅、溝の深さ、溝の周方向長さは互いの間で同一である。
【００４３】
回転終端機構６Ａを組み立てるときには、先ず、第３プレート３５を所定の方向に合わせて、例えば、図１０に示すように溝３５ｃが設けられていない周方向部分を前方側に向けて、リッド部１３Ａのセレーション部１２８（図２参照）に圧入して固定しておき、第１プレート３１を所定の方向、例えば、図１０の（ｂ）に示すように突出部３１ｄが前方側に向くように合わせて、入力軸３ｄのセレーション部１２９に圧入し、更に、第２プレート３３を入力軸３ｄに挿通させ、且つ、突出部３１ｄが溝３３ｂに嵌った状態で、リッド部１３Ａ（図１参照）の下側開口から第２プレート３３、第１プレート３１を装着した入力軸３ｄを挿入して、突出部３３ｃを溝３５ｃに嵌めて、組み立てる。
そして、リッド部１３Ａの内部にある入力軸３ｄ、回転終端機構６Ａ、トルクセンサ１１０、ウォームホィールギア５ｂ、ピニオンギア７ａまでを一式組立てたサブ組立て品を、ラック軸８のセンタ位置にあわせて挿入し、ラックハウジング部１１Ａに固定する。その際に回転終端機構６Ａのセンタ位置とラック軸８のセンタ位置を合わせることが重要であり、回転終端機構の組立て時の角度誤差は気にする必要がない。
【００４４】
なお、第１検出コイル１１４Ａ、第２検出コイル１１４Ｂは、第１プレート３１及び第２プレート３３を入力軸３ｄに装着する前にスライダ１１５の外側にトルクセンサ１１０部分の図示しない軸受けとともに嵌め込み、第１プレート３１及び第２プレート３３とともにリッド部１３Ａの内部に挿入し、冶具を使って第１検出コイル１１４Ａ、第２検出コイル１１４Ｂは軸方向位置決めをして、例えば、リッド部１３Ａの壁を貫通する図示省略のシール付きのビスを外周側からねじ込んでリッド部１３Ａの内周面に固定する（図２参照）。
【００４５】
ちなみに、図６、図７及び図９に示すように、第１プレート３１の突出部３１ｄのスリット１３１を挟んだ半円柱形状の両片は、第１プレート３１の径方向外方側及び径方向内方側にやや開くように形成され、突出部３１ｄの外周面と、溝３３ｂの径方向外方側の壁及び径方向内方側の壁とは、弾性的に若干の押圧力が互いに発生するようになっている。
この結果、隣り合う第１プレート３１と第２プレート３３とは、突出部３１ｄが溝３３ｂ内で周方向に所定の角度範囲“ａ”（図８の（ａ）参照）、例えば、３００°の範囲で周方向に摺動して相対的に回動可能であり、且つ、車両の振動等のより第１プレート３１と第２プレート３３が前記嵌合構造の部分でがたついて異音を発したり、突出部３１ｄが振動接触により磨耗したりすることを防止できる。
【００４６】
第２プレート３３の突出部３３ｃのスリット１３１を挟んだ半円柱形状の両片も同様に、第２プレート３３の径方向外方側及び径方向内方側にやや開くように形成され、突出部３３ｃの外周面と、溝３５ｃの径方向外方側の壁及び径方向内方側の壁とは、弾性的に若干の押圧力が互いに発生し、与圧するようになっている。
この結果、隣り合う第２プレート３３と第３プレート３５とは、突出部３３ｃが溝３５ｃ内で周方向に所定の角度範囲“ｂ”（図８の（ｂ）参照）、例えば、３００°の範囲で周方向に摺動して相対的に回動可能であり、且つ、車両の振動等により第２プレート３３と第３プレート３５が前記嵌合構造の部分でがたついて異音を発したり、突出部３３ｃが振動接触により磨耗したりすることを防止できる。
【００４７】
また、第２プレート３３の凸部１３５が第１プレート３１の上面と当接し、切片３３ｅが空洞１３６側に弾性的に撓んで、入力軸３ｄの軸方向に第１プレート３１及び第３プレート３５を押す押圧力を発生するようになっているので、前記したようにリッド部１３Ａ内に回転終端機構６Ａを組み込んだ状態で、切片３３ｅが軸方向の付勢力を発生し、車両の振動等により第１プレート３１と第３プレート３５との間で第２プレート３３が、軸方向にがたついて異音を発したりすることを防止できる。
【００４８】
図１０の（ａ）に示すように、ラック軸８が目一杯の左操舵により、仮に従来の構成におけるようにラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接した「左ラックエンド」の状態においては、第１プレート３１の突出部３１ｄは、周方向に反時計回りに第２プレート３３の溝終端部１３７に当接し、第２プレート３３の突出部３３ｃは、周方向に反時計回りに第３プレート３５の溝終端部１３７に当接するまで、つまり、操向ハンドル３をニュートラルの位置から左３００°まで回転可能であり、これ以上左に回しても、それ以上の回転や操作力がトーションバー１１１に伝わらない。即ち、操向ハンドル３からラックアンドピニオン機構にそれ以上の操舵トルクが伝達されない。
【００４９】
更に、前輪１Ｌ，１Ｒからの負荷トルクをＴＬとすると、路面からの負荷トルクＴＬの反力が操向ハンドル３に掛かっている場合は、トルクセンサ１１０にはトルクは検出されるが、それ以上操向ハンドル３から操舵トルクを入力しても、それ以上のトルクは検出されない。また、氷上のように路面から負荷トルクＴＬが無いくらい小さい場合は、終端であってもトルクは検出されない。特に、本実施形態ではラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａがラック軸８の組み立て時の位置決めのために用意されているものであり、回転終端機構６Ａが規制する左右目一杯の操向ハンドル３の操舵角（操作量）において、ラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接しないように若干の余裕を持って設定してあるので、電動機４の回転がオーバーシュートしても、トルクセンサ１１０の検出する操舵トルクＴｓを減少させる方向に作用し、電動機４の操舵補助力を減少させる。
【００５０】
図１０の（ｂ）に示すように、操向ハンドル３がニュートラル位置の場合、第１プレート３１の突出部３１ｄは前方に向いているのに対し、第２プレート３３の突出部３３ｃは、後方を向いた状態を中心にして時計回り及び反時計回りに１５０°の範囲で任意の位置に位置できる。
【００５１】
図１０の（ｃ）に示すように、逆にラック軸８が目一杯の右操舵により、仮に従来の構成におけるようにラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接した「右ラックエンド」の状態においては、第１プレート３１の突出部３１ｄは、周方向に時計回りに第２プレート３３の溝終端部１３９に当接し、同時に第２プレート３３の突出部３３ｃは、周方向に時計回りに第３プレート３５の溝終端部１３９に当接するまで、つまり、操向ハンドル３をニュートラルの位置から右３００°まで回転可能であり、操向ハンドル３をこれ以上右に回しても、それ以上の回転や操作力がトーションバー１１１に伝わらない。前記目一杯の左操舵の場合と同様にラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接しないように若干の余裕を持って設定してあるので、電動機４の回転がオーバーシュートしても、トルクセンサ１１０の検出する操舵トルクＴｓを減少させる方向に作用する。
なお、図１０の（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、トーションバー１１１の捩じれ量が小さい場合を想定して説明している。
【００５２】
（操舵制御ＥＣＵ）
次に図１１、図１２を参照しながら適宜図１を参照して操舵制御ＥＣＵについて説明する。図１１は操舵制御ＥＣＵの機能ブロック図であり、図１２の（ａ）はベース信号演算部における入力であるトルク信号に対して出力するベース信号の関係を示すデータテーブルであり、（ｂ）はダンパ補償信号演算部における入力である電動機の回転速度に対して出力する補償信号の関係を示すデータテーブルである。
操舵制御ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータ及びプログラムからなり、図１１の機能ブロック図に記載される機能を実現する。
操舵制御ＥＣＵ２００は、ベース信号演算部２２０と、イナーシャ補償信号演算部２１０と、ダンパ補償信号演算部２２５と、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０と、Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５と、２軸３相変換部２６０と、ＰＷＭ変換部２７０と、３相２軸変換部２６５と、電動機速度算出部２８０と、励磁電流生成部２８５とを備える。
【００５３】
３相２軸変換部２６５は、電動機駆動回路２３（図１参照）が検出する、電動機４の３相電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを、電動機４の回転子の磁極軸であるＤ軸と、このＤ軸に対して電気的に９０度回転した軸であるＱ軸との２軸に変換するものであり、Ｑ軸電流ＩＱは電動機４の発生トルクＴＭに比例し、Ｄ軸電流ＩＤは励磁電流に比例する。電動機速度算出部２８０は、角度信号θを微分演算して角速度信号ωＭを生成する。励磁電流生成部２８５は、電動機４の励磁電流「０」の目標信号を生成するが、必要に応じＤ軸電流とＱ軸電流とを略等しくする等の制御を実施することにより、弱め界磁制御を行い、転舵追従性を向上させることができる。
【００５４】
ベース信号演算部２２０は、トルク信号ＶＴ３と車速ＶＳを示す車速信号とから出力トルクＴＭ’の目標信号ＩＭの基準となるベース信号ＤＴを生成する。この信号生成は、予め実験測定等によって設定されたべーステーブル２２０ａをトルク信号ＶＴ３と車速ＶＳを示す車速信号とで参照することによって行われ、図１２の（ａ）にべーステーブル２２０ａに格納されているベース信号ＤＴの特性を示す。ベース信号演算部２２０は、トルク信号ＶＴ３の値が小さいときはベース信号ＤＴがゼロに設定される不感帯Ｎ１が設けられ、トルク信号ＶＴ３の値がこの不感帯Ｎ１よりも大きくなるとゲインＧ１で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部２２０は、所定のトルク値で出力はゲインＧ２で増加し、さらにトルク値が増加すると出力が飽和する特性を備えている。
【００５５】
また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷（路面反力）が異なるため、車速ＶＳを示す車速信号によりゲインが調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部２２０は、車速ＶＳが大きく高速になるにしたがってゲイン（Ｇ１，Ｇ２）を低く、且つ、不感帯Ｎ１を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。すなわち、車速ＶＳの増大に応じてしっかりとした操舵トルクＴｓの手応え感が付与される。このとき、マニュアルステアリング領域においてもイナーシャ補償がなされることが必要である。
【００５６】
図１１に戻り、ダンパ補償信号演算部２２５は、車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補償するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、角速度信号ωＭがダンパテーブル２２５ａを参照することによって、ダンパ補償値Ｉが求められる。図１２の（ｂ）に、ダンパテーブル２２５ａの補償値Ｉを求めるための特性関数を示が、電動機４の回転速度ωＭが増加するほど補償値Ｉが直線的に増加し、所定速度で補償値が急激に増加する特性を備えている。
また、車速ＶＳの値が高いほど、ゲインを大きくして電動機４の回転速度、すなわち、操舵速度（操舵回転速度）に応じて電動機４の出力トルクＴＭ’を減衰させている。
言い換えれば、操向ハンドル３を切るときには、電動機４の電流を減じ、逆に戻すときには電動機４に大きな電流が供給される。例えば、操向ハンドル３を戻す際に電動機４の回転速度が速くなると、電動機４の慣性によって直ぐには回転速度が低下しないので、この現象を回避するために、ダンパ補償信号演算部２２５は、電動機４の電流を増大させて供給し、操向ハンドル３の戻り時の回転速度を抑制制御している。
【００５７】
分かり易く言うと、切り増し時には、操向ハンドル３の回転速度が高くなるに従って、電動機４への電流を小さくして操向ハンドル３の操舵感を重く切りづらくし、操向ハンドル３の戻し時には電動機４への電流を大きくして戻りづらくしている。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル３の収斂性を向上させ、車両の旋回運動特性を安定化させることができる。
【００５８】
再び図１１に戻り、加算器２５１は、操向ハンドル３を切っているときは、ベース信号演算部２２０の出力信号ＤＴからダンパ補償信号演算部２２５の出力信号を減算するものであり、逆に操向ハンドル３を戻すときにはダンパ補償信号演算部２２５の出力信号を加算する。加算器２５０は、加算器２５１の出力信号とイナーシャ補償信号演算部２１０の出力信号とを加算するものである。なお、ベース信号演算部２２０とダンパ補償信号演算部２２５と加算器２５１とで基本的なアシスト制御が行われる。
【００５９】
イナーシャ補償信号演算部２１０は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、トルク信号ＶＴ３がイナーシャテーブル２１０ａを参照することによって演算される。
また、イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機４の回転子の慣性による応答性の低下を補償している。言い換えれば、電動機４は正回転から逆回転に、又は、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部２１０は、電動機４の回転方向の切り替わりが操向ハンドル３の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部２１０は、ステアリング系の慣性（や粘性）による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵感を付与している。
また、ＦＦ（Front engine Front wheel drive）やＦＲ（Front engine Rear wheel drive）車、ＲＶ（Recreation Vehicle）やセダン等の車両特性や車速、路面等の車両状態によって異なる操舵特性に対して、実用上十分な特性が付与される。
【００６０】
加算器２５０の出力信号ＩＭは、電動機４のトルクを規定するＱ軸電流の目標信号であり、加算器２５２は出力信号ＩＭからＱ軸電流ＩＱを減算し、偏差信号ＩＥを生成する。Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０は、偏差信号ＩＥが減少するように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御を行う。加算器２５３は、励磁電流生成部２８５の出力信号からＤ軸電流ＩＤを減算するものである。Ｄ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５は、加算器２５３の出力信号が減少するようにＰＩ帰還制御を行う。
【００６１】
２軸３相変換部２６０は、Ｑ軸（トルク軸）ＰＩ制御部２４０の出力信号ＶＱとＤ軸（磁極軸）ＰＩ制御部２４５の出力信号ＶＤとの２軸信号を３相信号ＵＵ，ＵＶ，ＵＷに変換する。ＰＷＭ変換部２７０は、３相信号ＵＵ，ＵＶ，ＵＷの大きさに比例したパルス幅のＯＮ／ＯＦＦ信号［ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号］であるＤＵＴＹ信号（ＤＵＴＹ  Ｕ，ＤＵＴＹ  Ｖ，ＤＵＴＹ  Ｗ）を生成する。
なお、２軸３相変換部２６０、及び、ＰＷＭ変換部２７０は、電動機４の角度信号θが入力され、回転子の磁極位置に応じた信号が出力される。
【００６２】
（回転終端機構の作用、効果）
次に、図１、図１０及び図１３を参照しながら本実施形態における回転終端機構６Ａの作用、効果について説明する。
ラック軸８とラックハウジング部１１Ａとの位置関係が、図１において、仮に回転終端機構６Ａが無く、更にラックハウジング部１１Ａの右端のハウジングエンド１１ａとラック軸８のラックエンド８ｂとが係合接触、又は逆にラックハウジング部１１Ａの左端のハウジングエンド１１ａとラック軸８のラックエンド８ｂとが係合接触しているときに、更に右、又は左に操向ハンドル３を回動すると、従来の電動パワーステアリング装置では、前輪１Ｌ、１Ｒからの負荷よりも大きな負担がピニオン軸７からラック軸８に加えられる。
これには、次のような２つの理由がある。
【００６３】
ラック軸８とラックハウジング部１１Ａとの位置関係が終端、つまり、左右いずれかに目一杯前輪１Ｌ，１Ｒを切った状態でない場合には、前輪１Ｌ，１Ｒからの負荷トルクをＴＬとすると、操舵トルクＴｓとアシスト量ＡＨとピニオントルクＴｐとの間には、次式のような関係にある。
Ｔｓ＋ＡＨ＝Ｔｐ＝ＴＬ      ・・・・・（３）
【００６４】
しかし、左右いずれかに目一杯前輪１Ｌ，１Ｒを切った状態で、ラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接している状態で、更にその方向に運転者が操向ハンドル３に操作力を加えている（切り増ししている）場合は、前輪１Ｌ，１Ｒから加わる負荷トルクＴＬは、それ以上増加しないにも拘わらず、操向ハンドル３からラックアンドピニオン機構にそれ以上の操舵トルクが伝達される。同時にトーションバー１１１がより大きく捩じられ、トルクセンサ１１０において操舵トルクＴｓは大きく検出され、操舵制御ＥＣＵ２００では、電動機４に電流値を増大させる指令を電動機駆動回路２３に出力する。そして、アシスト量ＡＨが増大しても操舵トルクＴｓは減少しないので、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａを経て、ラック軸８に負荷トルクＴＬよりも大きいトルクが加えられる。
Ｔｓ＋ＡＨ＝Ｔｐ＞ＴＬ      ・・・・・（４）
【００６５】
そのような場合、電動機４、ウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ラックハウジング部１１Ａに、ラックエンド角に至っていない通常時の負荷の約１．３倍の負荷が掛かる。
【００６６】
また、ラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接した瞬間を考える。ここで電動機４の回転角速度をωＭ、回転慣性モーメントをＩＭとすると、電動機４には次式のように運動エネルギＥＭが蓄えられている。
ＥＭ＝（１／２）・ＩＭ・ωＭ２      ・・・・・（５）
この運動エネルギがウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ハウジングエンド１１ａ等の弾性変形により吸収され、そのときの衝撃負荷は、ラックエンド角に至っていない通常負荷の１．５倍程度に高くなる。
【００６７】
これら、アシスト量ＡＨと操舵トルクＴｓや衝撃負荷により、電動機４、ウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ラックハウジング部１１Ａに通常の負荷の約２倍の負荷が掛かり、これらの構成部品の耐久性を確保するには、従来、軸受のサイズを大きくしたり、ギアのモジュールを大きくしてサイズを大きくしたり、ラックハウジング部１１Ａの肉厚を厚くしたり、補強リブを設ける等、構成部品の重さが大きくなる問題があった。電気関係では、電動機駆動回路２３や電動機４が過負荷になって焼き切れる可能性があった。
【００６８】
しかし、本実施形態によれば、位置決め用のラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接する前に、回転終端機構６Ａにおいて既に入力軸３ｄがそれ以上切り増しできないように、突出部３１ｄ，３３ｃがそれぞれ摺動可能に嵌まっている溝３３ｂ，３５ｃの溝終端部１３７又は溝終端部１３９に当接しており、それ以上の操向ハンドル３からの切り増しの操作力はトーションバー１１１には伝わらないので操向ハンドル３からラックアンドピニオン機構にそれ以上の操舵トルクが伝達されない。そして、同時にトーションバー１１１も負荷トルクＴＬによる捩じれ以上の捩じれを生じないので、操舵トルクＴｓとアシスト量ＡＨとピニオントルクＴｐと負荷トルクをＴＬとの間には、式（３）の関係が保たれ、切り増しによる電動機４からの更なるアシスト量ＡＨは発生しない。そればかりか、位置決め用のラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａとは、最大転舵角（ラックエンド角）よりも余裕をとって設けてあるので、電動機４の回転がオーバーシュートすれば、トルクセンサ１１０の検出する操舵トルクＴｓを減少させ、アシスト量ＡＨを減少させる。その結果次式（６）のようになる。
Ｔｓ＋ＡＨ＝Ｔｐ＜ＴＬ          ・・・・・（６）
となる
【００６９】
次に、操向ハンドル３をラックエンド角まで大きく切る操作の場合の転舵角及びトルク信号ＶＴ３の挙動を、図１３を参照しながら説明する。
図１３の（ａ）は操向ハンドルの操作量の時間推移を示す図であり、（ｂ）はトルクセンサから出力されるトルク信号ＶＴ３の時間推移を示す図であり、（ｃ）は実際の前輪の転舵角の変化の時間推移を示す図である。
【００７０】
図１３の（ａ）に示すように大きく操向ハンドル３を切って、ラックエンド角近くまで操作すると、本実施形態の場合の曲線ｘ１に示すように、ラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接する前にトーションバー１１１は捩じれており、時間ｔ１において回転終端機構６Ａにより操向ハンドル３の操作量増加が阻止される。  そして（ｂ）の曲線ｙ１に示すように、時間ｔ１までは操向ハンドル３の操作量の大きな変化によりトルク信号は時間ｔ１まで増加を続けるが、時間ｔ１において操向ハンドル３の操作量の増加がゼロとなるので、トルク信号の増加は止まり、操向ハンドル３からラックアンドピニオン機構にそれ以上の操舵トルクが伝達されない。そして（ｃ）の曲線ｚ１に示すように前輪ｌＬ，１Ｒの転舵角は、ラックエンド角より若干オーバーシュートする。このオーバーシュートにより（ｂ）の曲線ｙ１に示すようにトルク信号ＶＴ３は減少する。このオーバーシュートは電動機４の慣性モーメントによる運動エネルギの結果発生するものである。
【００７１】
これに対し、従来技術では、図１３の（ｃ）に曲線ｚ２で示すように、ラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａが当接するので、転舵角の変化（増大）が阻止される。しかし（ａ）の曲線ｘ２のように操向ハンドル３の操作量は運転者の操向ハンドル３の操作によるハンドル慣性モーメントの影響で増大し、そして収斂する。
このとき、（ｂ）の曲線ｙ２に示すようにラックエンド角においてトルク信号ＶＴ３は一時的に急上昇するとともに、電動機４の慣性モーメントによる運動エネルギが衝撃力をギア類（ウォームギア５ａ，ウォームホイールギア５ｂ、ラックギア８ａ、ピニオンギア７ａ等）に発生させる。
従って、従来は（ｃ）の曲線ｚ２に示すようにラックエンド角においてラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａとの衝突が生じるとともに、(ｂ)に示すようにトルク信号ＶＴ３が更に増大し、しかも電動機４の運動エネルギによる衝撃が作用している。
【００７２】
本実施形態によれば前記したように、操向ハンドル３のラックエンド角近傍における切り増し操作の際や、ラックエンド角までの大きな切り回し操作において、ラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａとの衝突が回避できるので、ピニオントルクＴｐはラックエンド角に至っていない通常時の際のピニオントルクＴｐと同程度以下に低減できる。
従って、電動機４、ウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ラックハウジング部１１Ａの設計上想定すべき負荷を低減でき、従来これらの構成部品の耐久性を確保するために、軸受のサイズを大きくしたり、ギアのモジュールを大きくしてサイズを大きくしたり、ラックハウジング部１１Ａの肉厚を厚くしたり、補強リブを設ける等、構成部品の重さが大きくなる問題が解消され、構成部品を小型、軽量化でき、車両への搭載性、特に小型車両への搭載性が向上する。
また、ラックエンドの状態での更なる切り増し操作をしても電動機駆動回路２３や電動機４が焼き切れないように、電流容量に余裕を持たせる必要があったが、それが緩和され、電動機４を軽量化できる。
【００７３】
また、それぞれエンジニアリングプラスチックで一体的に成型された第１プレート３１、第２プレート３３を、入力軸３ｄに重ねて装着し、リッド部１３Ａのセレーション部１２８に固定された第３プレート３５に組み合わせるという簡単な構成であり、回転終端機構６Ａを組み立て易い。
【００７４】
《回転終端機構の変形例》
本発明における回転終端機構は前記実施形態におけるものに限定されるものではなく、例えば、以下のような種々の変形が可能である。
（第１の変形例）
次に回転終端機構の第１の変形例について図１４を参照しながら、適宜図１を参照して説明する。
図１４は、本変形例の回転終端機構の第１プレートから第３プレートとの軸方向配置を説明する図であり、斜め下方から見た斜視図である。本変形例の回転終端機構６Ｂは、第１の実施形態における回転終端機構６Ａと異なり、第１プレート３１と第３プレート３５との間に配置される第２プレート３３が２枚になっている。他の構成は第１の実施形態と同じ構成であり、同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７５】
本変形例では、図１４における下側の第２プレート３３の突出部３３ｃは、その上に位置する第２プレート３３の下面側の溝３３ｂに摺動可能に嵌合し、下側の第２プレート３３の突出部３３ｃと上側の第２プレート３３の溝３３ｂも請求項に記載の嵌合構造を形成している。
【００７６】
本変形例の回転終端機構６Ｂによれば、第１プレート３１と下側の第２プレート３３との間に構成された嵌合構造における許容回転角度範囲３００°、下側の第２プレート３３と上側の第２プレート３３との間に構成された嵌合構造における許容回転角度範囲３００°、上側の第２プレート３３と第３プレート３５との間に構成された嵌合構造における許容回転角度範囲３００°を合わせて、左ラックエンド状態から右ラックエンド状態までの操向ハンドル３の許容回転角度範囲は９００°とすることができ、ニュートラル状態から左右のラックエンドの状態まで、それぞれ許容回転角度範囲を４５０°に設定できる。つまり、ラックエンド角に対応する操向ハンドル３の操作量を回転終端機構６Ａよりも拡大変更できる。また、操向ハンドル３の操作量を回転終端機構６Ａよりも拡大変更するときに、単に第２プレート３３の枚数を増やすだけで容易にでき、ギア等の減速手段を用いた操作量拡大方法よりも簡単な構成であり、組み立て易い。
【００７７】
本変形例においても、第１の実施形態と同様に、既にラック軸８がラックエンド状態から運転者が更に操向ハンドル３を切り増し操作しても、回転終端機構６Ｂに回転操作が阻止され、切り増しの操作力はトーションバー１１１には伝わらない。そして、操舵トルクＴｓとアシスト量ＡＨとピニオントルクＴｐと負荷トルクをＴＬとの間には、式（３）や式（６）の関係が保たれ、切り増しによる電動機４からの更なるアシスト量ＡＨや操舵トルクＴｓは発生しない。
また、ラックエンド状態に到るような大きな切り回し操作においても、従来のようにラックエンド角を規制するラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａとを有しないので衝突は回避される。
【００７８】
従って、電動機４、ウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ラックハウジング部１１Ａの設計上想定すべき負荷を低減でき、従来これらの構成部品の耐久性を確保するために、軸受のサイズを大きくしたり、ギアのモジュールを大きくしてサイズを大きくしたり、ラックハウジング部１１Ａの肉厚を厚くしたり、補強リブを設ける等、構成部品の重さが大きくなる問題が解消され、構成部品を小型、軽量化でき、車両への搭載性、特に小型車両への搭載性が向上する。また、電流容量に余裕ができ電動機４を軽量化できる。
【００７９】
なお、第１の変形例における第２プレート３３の枚数は２枚に限定されるものではなく、それ以上の枚数としても良い。
例えば、第２プレート３３の枚数を３枚とし、第２プレート３３の溝３３ｂ及び第３プレート３５の溝３５ｃの周方向長さを調整して、隣接する第１プレート３１及び第２プレート３３との間の嵌合構造、隣接する第２プレート３３同士の間の嵌合構造嵌合、隣接する第２プレート３３及び第３プレート３５との間の嵌合構造における許容回転角度範囲を全て同じ２７０°とすると、左ラックエンドの状態から右ラックエンドの状態までで合計１０８０°の許容回転角度範囲を確保でき、つまり、ニュートラル状態から左右にそれぞれ２７０°の操向ハンドル３の操作量を確保できる。
【００８０】
（第２の変形例）
次に、図１５、図１６を参照しながら、適宜図６を参照して第２の変形例の回転終端機構について説明する。図１５は本変形例の回転終端機構を適用した図１におけるステアリングギアボックスのトルクセンサ及びピニオンギア近傍の側面図である。図１６は、本変形例の回転終端機構の第１プレートから第３プレートとの軸方向配置を説明する図であり、斜め下方から見た斜視図である。
【００８１】
本変形例の回転終端機構６Ｃは、第１の変形例の回転終端機構６Ｂと異なり、図１５に示すように４枚の円盤が下から第２プレート３３Ａ、２枚の第２プレート３３、第２プレート３３Ｂの順に配置されている。また、第１の変形例の回転終端機構６Ｂでは、最下段の第１プレート３１が入力軸３ｄの外周面に固定され、最上段の第３プレート３５がリッド部１３Ａの内周面に固定されていたが、本変形例では最下段の第２プレート３３Ａがリッド部１３Ａの内周面に固定され、最上段の第２プレート３３Ｂが入力軸３ｄの外内周面に固定されている。
また、第１の変形例における入力軸３ｄの外周に設けられたセレーション部１２９（図６参照）は、本変形例では位置決め突出部１３４の直上ではなく、回転終端機構設置領域１２７の上端に設けられる。
他の構成は、第１の変形例と同じであり、同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
ここで、第２プレート３３Ａは請求項に記載の「第２の円盤」を、第２プレート３３は請求項に記載の「第３の円盤」を、第２プレート３３Ｂは請求項に記載の「第１の円盤」を構成する。
【００８２】
更に詳しく、本変形例における第２プレート３３Ａと第２プレート３３Ｂの構成について説明する。
第２プレート３３Ａは、図１６に示すように第２プレート３３の外周面にセレーション３３ｄを刻んだだけであり、他は第２プレート３３と同じ形状である。
第２プレート３３Ａの上には、２枚の内の下側の第２プレート３３が、第２プレート３３Ａの突出部３３ｃが、第２プレート３３の溝３３ｂに嵌るよう、孔３３ａに入力軸３ｄを挿通させて重ねられる。この第２プレート３３Ａの突出部３３ｃと第２プレート３３の溝３３ｂとで請求項に記載の嵌合構造を構成している。
【００８３】
２枚の第２プレート３３の上には第２プレート３３Ｂが重ねて配置される。第２プレート３３Ｂは、図１６に示すように第２プレート３３の孔３３ａにセレーション３３ｆを刻んだだけであり、他は第２プレート３３と同じ形状である。
２枚の内の上側の第２プレート３３の上には、第２プレート３３Ｂが、第２プレート３３の突出部３３ｃが、第２プレート３３Ａの溝３３ｂに嵌るよう、孔３３ａに入力軸３ｄを挿通させて重ねられる。この第２プレート３３の突出部３３ｃと第２プレート３３Ｂの溝３３ｂとで請求項に記載の嵌合構造を構成している。
【００８４】
本変形例の回転終端機構６Ｃによれば、第２プレート３３Ａと下側の第２プレート３３との間に構成された嵌合構造における許容回転角度範囲３００°、下側の第２プレート３３と上側の第２プレート３３との間に構成された嵌合構造における許容回転角度範囲３００°、上側の第２プレート３３と第２プレート３３Ｂとの間に構成された嵌合構造における許容回転角度範囲３００°を合わせて、左ラックエンド状態から右ラックエンド状態までの操向ハンドル３の許容回転角度範囲は９００°とすることができ、左右にそれぞれ許容回転角度範囲を４５０°の範囲に設定できる。つまり、ラックエンド角に対応する操向ハンドル３の操作量を拡大変更できる。
【００８５】
なお、第２の変形例における第２プレート３３の枚数は２枚に限定されるものではなく、それ以上の枚数としても良い。
また、第１の実施形態の回転終端機構６Ａ及びその変形例である回転終端機構６Ｂ，６Ｃにおいて、第２プレート３３の下面と、第３プレート３５（又は第２プレート３３Ｂ）の下面に摺動可能な嵌合構造の溝３３ｂ，３５ｃ（３３ｂ）を形成し、それぞれの下側に隣接するプレートの上面に形成された突出部とで嵌合構造を構成するものとしたが、これに限定されるものではなく、隣接する２枚のプレートの内の下側のプレートの上面に溝を形成し、上側のプレートの下面に突出部を形成し、突出部を溝に嵌め込み、それらを摺動可能な嵌合構造としても良い。
【００８６】
本変形では、第１の円盤である第２プレート３３Ｂと、第２の円盤である第２プレート３３Ａと、第３の円盤である第２プレート３３とは、セレーション３３ｆ又はセレーション３３ｄの有無を除いて、同じ形状としているので、同一設計の金型をベースとした金型で３種の第２プレート３３，３３Ａ，３３Ｂを成型できるので、突出部３３ｃ、溝３３ｂの精度が良くでき、隣り合う２枚の第２プレート間に構成される嵌合構造の精度が良く、嵌合構造の許容回転角度のばらつきも小さくできる。
また、各第２プレート３３，３３Ａ，３３Ｂに切片３３ｅを設けるので、各第２プレート３３，３３Ａ，３３Ｂ間の軸方向のガタツキを少なくできる。
【００８７】
《第２の実施形態》
次に図１７を参照しながら本発明の第２の実施形態に係わる電動パワーステアリング装置について説明する。
図１７は本発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。本実施形態の電動パワーステアリング装置１００Ｂは、電動機４によりボールネジ５ｃを介してラック軸８をアシスト駆動するタイプである。
第１の実施形態とは、電動機４がピニオン軸７をウォームギア５ａ及びウォームホイールギア５ｂを介して駆動する代わりに、本実施形態においては、電動機４がウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂで構成された減速機構５Ｂ及びボールネジ５ｃを駆動し、ボールネジ５ｃの回転運動を直接ラック軸８の直線運動に変換して駆動するところが異なっている。
また、第１の実施形態におけるトルクセンサ１１０の代わりに、本実施形態では磁歪膜を使用したトルクセンサ１２０としているところが異なる。
第１の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、減速機構５Ｂの配置が第１の実施形態と異なるので、本実施形態のステアリングギアボックス１０Ｂのラックハウジング部１１Ｂ及びリッド部１３Ｂは、第１の実施形態と形状が異なるが機能は略同じである。
【００８８】
トルクセンサ１２０は、特開２００６−３２２９５２号公報の図１、図２に記載されたものと同じ構成であり、入力軸３ｄの外周面に、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系やＦｅ−Ｃｒ系等正の磁歪定数を示す磁歪材がメッキや蒸着等により、所定の膜厚、例えば、３０ミクロン以下で、周方向全周に亘って、所定の軸方向間隔を設けて軸方向に２ヶ所形成され、第１磁歪膜１２１Ａと第２磁歪膜１２１Ｂを構成している。しかも、それぞれ逆方向の磁気異方性が得られるように、入力軸３ｄに所定のトルクを印加した状態で高周波加熱により加熱し室温に戻し、トルクを取り去ることにより付与している。これにより、磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂに捩りトルクが印加されていない場合においても、常に引っ張り応力がかかっており、引っ張りの歪が加わっているため、逆磁歪特性でのヒステリシスが小さくなっている。また、前記第１の実施形態におけるトルクセンサ１１０と異なって、トーションバー１１１を有せずその捩じれが発生しないので、操向ハンドル３の操舵角と前輪１Ｌ，１Ｒの転舵角とが、捩じれ差が無く対応することになる。その結果、回転終端機構６の決める許容操作量範囲に対して対応する転舵角の範囲も実質的に広くなる。
【００８９】
そして、トルクセンサ１２０における図示しない励磁コイルが第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂに共通に微小の空隙を介して配置され、励磁コイルと周方向に９０°離れた周方向位置に微小の空隙を介して、第１磁歪膜１２１Ａに対しては第１検出コイル１２４Ａが、第２磁歪膜１２１Ｂに対しては第２検出コイル１２４Ｂが、配置されている。
トルクセンサ１２０において、入力軸３ｄにトルクが作用したとき、第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂにもトルクが作用し、このトルクに応じて第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂに逆磁歪効果が生じる。図示しない励磁電圧供給源から前記した励磁コイルに高周波の交流電圧（励磁電圧）を供給すると、第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂに掛かっているトルクにもとづく逆磁歪効果による磁界の変化を、第１及び第２検出コイル１２４Ａ，１２４Ｂによりインピーダンスあるいは誘導電圧の変化としてそれぞれ検出することができる。このとき、入力軸３ｄの捩りトルク以外にも常に引っ張り応力が第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂに印加された状態となっているため、ヒステリシスが小さい特性が得られ、このインピーダンスあるいは誘導電圧の変化から入力軸３ｄに加えられたトルクを検出することができる。
第１及び第２検出コイル１２４Ａ，１２４Ｂそれぞれから出力される信号電圧ＶＴ１，ＶＴ２は差動増幅回路２１に入力され増幅されてトルク信号ＶＴ３として操舵制御ＥＣＵ２００に入力される。
【００９０】
本実施形態においても、回転終端装置６が入力軸３ｄの軸方向位置において、トルクセンサ１２０の設けられている位置よりも操向ハンドル３側に配置される。
なお、図１７において回転終端機構６は、前記した回転終端機構６Ａ，６Ｂ，６Ｃを代表して表示したものであり、いずれの回転終端機構６Ａ，６Ｂ，６Ｃを組み合わせても良い。
【００９１】
本実施形態においても、第１の実施形態及びその変形例と同様に、既にラック軸８がラックエンドの状態から運転者が更に操向ハンドル３を切り増し操作しても、回転終端機構６に回転操作が阻止され、切り増しの操作力はトルクセンサ１２０の第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂには伝わらない。そして、操舵トルクＴｓとアシスト量ＡＨとピニオントルクＴｐと負荷トルクをＴＬとの間には、式（３）や式（６）の関係が保たれ、切り増しによる電動機４からの更なるアシスト量ＡＨや操舵トルクＴｓは発生しない。特に磁歪式のトルクセンサ１２０は、トーションバー１１１を用いないので捩り剛性が大きいが、回転終端機構により終端が規制されるので、電動機４の慣性モーメントによる衝撃をなくすことができる。
【００９２】
従って、電動機４、ウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ラックハウジング部１１Ａの設計上想定すべき負荷を低減でき、従来これらの構成部品の耐久性を確保するために、軸受のサイズを大きくしたり、ギアのモジュールを大きくしてサイズを大きくしたり、ラックハウジング部１１Ａの肉厚を厚くしたり、補強リブを設ける等、構成部品の重さが大きくなる問題が解消され、構成部品を小型、軽量化でき、車両への搭載性、特に小型車両への搭載性が向上する。また、電流容量に余裕ができ電動機４を軽量化できる。
【００９３】
なお、第２の実施形態において、図示省略するが第１の実施形態と同様に電動機４がピニオン軸７をウォームギア５ａ及びウォームホイールギア５ｂを介して駆動する構成に、磁歪膜を使用したトルクセンサ１２０を組み合わせても良い。
【００９４】
《第３の実施形態》
次に図１８を参照しながら本発明の第３の実施形態に係わる電動パワーステアリング装置について説明する。
図１８は本発明の第３の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。本実施形態の電動パワーステアリング装置１００Ｃは、電動機４によりウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂを介してハンドル軸３ａをアシスト駆動するタイプである。
第１の実施形態とは、電動機４がピニオン軸７をウォームギア５ａ及びウォームホイールギア５ｂを介して駆動する代わりに、本実施形態においては、電動機４がウォームギア５ａとウォームホイールギア５ｂで構成された減速機構５Ａを介して、ハンドル軸３ａを駆動するところが異なっている。
また、第１の実施形態におけるトルクセンサ１１０の代わりに、本実施形態では磁歪膜を使用したトルクセンサ１２０としているところが異なる。
【００９５】
電動パワーステアリング装置１００Ｃは、図１８に示すように操向ハンドル３のハンドル軸３ａを収容するコラムハウジング１５と、ステアリングギアボックス１０Ｃのリッド部１３Ｃの上部に突き出ているピニオン軸７との間を、シャフト３ｃと２つの自在継ぎ手３ｂによって連結した構成である。
【００９６】
コラムハウジング１５は、その上端に設けたシール３ｈの下に軸受３ｅを配置して収容し、その下方に回転終端機構６、トルクセンサ１２０、軸受３ｉ、ウォームホイールギア５ｂ、軸受３ｊの順に配置して収容し、コラムハウジング１５の下端から下方に延びるハンドル軸３ａの下端である出力軸３ｋが自在継ぎ手３ｂに連結している。ピニオン軸７の下端部に設けられたピニオンギア７ａは、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラックギア８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して左右の前輪１Ｌ，１Ｒが連結されている。
第１の実施形態及び第２の実施形態と同じ構成については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
なお、減速機構５Ａの配置が第１の実施形態と異なるので、本実施形態のステアリングギアボックス１０Ｃのラックハウジング部１１Ｃ及びリッド部１３Ｃは、第１の実施形態と形状が異なるが機能は略同じである。ただし、リッド部１３Ｃには回転終端機構６は配置されておらず、第１及び第２の実施形態におけるような回転終端機構６の保持機能は不要である。
【００９７】
また、本実施形態におけるトルクセンサ１２０はコラムハウジング１５内に収容され、ハンドル軸３ａの外周面上に第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂを形成し、その第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂに微小の空隙を介して図示しない励磁コイル、第１及び第２検出コイル１２４Ａ，１２４Ｂを配置した点が第２の実施形態と異なるだけであり、本質的に第２の実施形態におけるトルクセンサ１２０と同一の構成である。
【００９８】
本実施形態においても、回転終端装置６がハンドル軸３ａの軸方向位置において、トルクセンサ１２０の設けられている位置よりも操向ハンドル３側に配置される。
なお、図１８において回転終端機構６は、前記した回転終端機構６Ａ，６Ｂ，６Ｃを代表して表示したものであり、いずれの回転終端機構６Ａ，６Ｂ，６Ｃを組み合わせても良い。
【００９９】
本実施形態によれば、第１の実施形態及びその変形例と同様に、既にラック軸８がラックエンド状態から運転者が更に操向ハンドル３を切り増し操作しても、回転終端機構６Ｂに回転操作が阻止され、切り増しの操作力はトルクセンサ１２０の第１及び第２磁歪膜１２１Ａ，１２１Ｂには伝わらない。そして、操舵トルクＴｓとアシスト量ＡＨとピニオントルクＴｐと負荷トルクをＴＬとの間には、式（３）や式（６）の関係が保たれ、切り増しによる電動機４からの更なるアシスト量ＡＨや操舵トルクＴｓは発生しない。
また、ラックエンド状態に到るような大きな切り回し操作においても、従来のようにラックエンド角を規制するラックエンド８ｂとハウジングエンド１１ａとを有しないので衝突は回避される。
特に、操向ハンドル３の手元に回転終端機構６が設けられるので、操向ハンドル３のハンドル軸３ａのセンタとラック軸のセンタは、自在継ぎ手３ｂのところで調整すれば良いので、回転終端機構６を組付けるときのセンタ合わせの必要がない。
【０１００】
従って、電動機４、ウォームギア５ａ、ウォームホイールギア５ｂ、ピニオンギア７ａ、ラックギア８ａ、軸受３ｅ，３ｆ，３ｇやラックエンド８ｂ、ラックハウジング部１１Ａの設計上想定すべき負荷を低減でき、従来これらの構成部品の耐久性を確保するために、軸受のサイズを大きくしたり、ギアのモジュールを大きくしてサイズを大きくしたり、ラックハウジング部１１Ａの肉厚を厚くしたり、補強リブを設ける等、構成部品の重さが大きくなる問題が解消され、構成部品を小型、軽量化できる。また、組立て時のセンタ調整は不要であり、組立て性を向上できる。更に、電流容量に余裕ができ電動機４を軽量化できる。
【０１０１】
また、本実施形態に適用する回転終端機構として図１６に示した回転終端機構６Ｃを用いる場合に、第１、第２、第３の円盤である第２プレート３３Ｂ、第２プレート３３Ａ、第２プレート３３を、外径や孔３３ａの内径も同一形状とすることができる。その場合、第２プレート３３Ｂの孔３３ａの内周部に対応するハンドル軸３ａの外形の一部を大きくして、且つ、例えば、セレーションのような固定手段を設けて第２プレート３３Ｂを固定するとともに、の外周部に対応するコラムハウジング１５の一部の内径を小さくして、且つ、例えば、セレーションのような固定手段を設けて第２プレート３３Ａを固定する。
このような工夫により、第２プレート３３，３３Ａ，３３Ｂを別々に設計製作する必要がなくなり、設計工数の削減や１個当たりの製作コストを安くすることができる。
【０１０２】
更に、前記第１の円盤である第２プレート３３ｂ、第２の円盤である第２プレート３３Ｂ、第３の円盤である第２プレート３３を組み付けるときに、それぞれのプレートの製造に異なる金型を用いた場合に発生する製造誤差に対して必要な終端角度の調整が不要になるばかりか、誤組立てを防止できる。
【０１０３】
また、第１の実施形態及びその変形例、並びに第２の実施形態において、回転終端機構６Ａ，６Ｂ，６Ｃを電動パワーステアリング装置１００Ａ，１００Ｂの一部であるコラム、即ちハンドル軸３ａに設けても良い。そうすれば第３の実施形態と同様にステアリングギアボックス１０Ａ，１０Ｂでの終端角度の調整が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図２】図１におけるステアリングギアボックスのトルクセンサ及びピニオンギア近傍の側面図である。
【図３】トルクセンサの詳細な構成図であり、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】操舵トルクが加わった状態における上部遊動部、下部遊動部及びスライダの変位を説明する図であり、（ａ）はニュートラル状態を示し、（ｂ）は左操舵トルクが掛かっている状態を示し、（ｃ）は右操舵トルクが掛かっている状態を示す図である。
【図５】トルクセンサからの電圧出力信号ＶＴ１，ＶＴ２と、差動増幅回路で増幅されたトルク検出電圧（トルク信号）ＶＴ３を説明する図である。
【図６】第１の実施形態における回転終端機構の模式的な部品構成図であり、第１プレートから第３プレートの３枚の円盤とそれを挿通する入力軸との組み合わせ斜視図である。
【図７】回転終端機構を構成する第１プレートから第３プレートの３枚の円盤を斜め下から見た斜視図である。
【図８】（ａ）は、第２プレートの下面側を示す平面図であり、（ｂ）は、第３プレートの下面側を示す平面図である。
【図９】図８の（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１０】第１の実施形態における回転終端機構の第１プレート、第２プレート及び第３プレートの回転位置を説明する上方から見た模式的な平面図である。（ａ）は、目一杯の左操舵状態（「左ラックエンド」の状態）を示し、（ｂ）は操向ハンドルが左右に対してニュートラル位置に有る場合を示し、（ｃ）は、目一杯の右操舵状態（「右ラックエンド」の状態）を示している。
【図１１】操舵制御ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１２】（ａ）はベース信号演算部における入力であるトルク信号に対して出力するベース信号の関係を示すデータテーブルであり、（ｂ）はダンパ補償信号演算部における入力である電動機の回転速度に対して出力する補償信号の関係を示すデータテーブルである。
【図１３】（ａ）は操向ハンドルの操作量の時間推移を示す図であり、（ｂ）はトルクセンサから出力されるトルク信号ＶＴ３の時間推移を示す図であり、（ｃ）は実際の前輪の転舵角の変化の時間推移を示す図である。
【図１４】第１の変形例の回転終端機構の第１プレートから第３プレートとの軸方向配置を説明する図であり、斜め下方から見た斜視図である。
【図１５】第２の変形例の回転終端機構を適用した図１におけるステアリングギアボックスのトルクセンサ及びピニオンギア近傍の側面図である。
【図１６】第２の変形例の回転終端機構の第１プレートから第３プレートとの軸方向配置を説明する図であり、斜め下方から見た斜視図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１Ｌ，１Ｒ  前輪
３      操向ハンドル（操作子）
３ａ    ハンドル軸
３ｄ    入力軸
４      電動機
５Ａ，５Ｂ  減速機構
５ａ    ウォームギア
５ｂ    ウォームホイールギア
６Ａ，６Ｂ，６Ｂ’，６Ｃ  回転終端機構
７      ピニオン軸
７ａ    ピニオンギア
８      ラック軸
８ａ    ラックギア
８ｂ    ラックエンド
９  タイロッド
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  ステアリングギアボックス
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  ラックハウジング部
１１ａ    ハウジングエンド
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  リッド部
２１    差動増幅回路
２３    電動機駆動回路
３１    第１プレート（第１の円盤）
３１ａ，３３ａ，３５ａ  孔
３１ｂ，３３ｄ，３３ｆ，３５ｂ  セレーション
３１ｃ  ボス部
３１ｄ，３３ｃ  突出部（嵌合構造）
３３    第２プレート（第３の円盤）
３３Ａ  第２プレート（第２の円盤）
３３Ｂ  第２プレート（第１の円盤）
３３ｂ，３５ｃ  溝（嵌合構造）
３３ｅ  切片（付勢手段）
３５    第３プレート（第２の円盤）
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  電動パワーステアリング装置
１１０，１２０  トルクセンサ
１１１  トーションバー
１２７  回転終端機構設置領域
１２８，１２９  セレーション部
１３１  スリット
１３３  切り欠き
１３４  位置決め突出部
１３５  凸部
１３７，１３９  溝終端部
２００  操舵制御ＥＣＵ
【図１】
0005123738.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005123738.tif 000008
【図８】
0005123738.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005123738.tif 000011
【図１１】
0005123738.tif 000012
【図１２】
0005123738.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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