(57)【要約】      （修正有）【課題】ハンドルの操舵力を正確に検出して、被操舵系側に適切な操舵補助力を付与できるようにしたパワーステアリング装置を提供する。【解決手段】入力軸４にセレーション９で固定され、出力軸５にピン１１で固定されるスリーブ７と、ポテンショメータ８により構成され、入力軸４に入力される操舵力の強さに応じて移動するスリーブ７の軸方向への移動量をポテンショメータ８が検出する操舵力検出手段６において、スリーブ７と出力軸５との間の隙間にスペーサ１４を設ける。【選択図】図２
2007069656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドルから操舵力が入力される入力軸と、
入力軸に入力された操舵力の強さを検出する操舵力検出手段と、
該入力軸に入力された操舵力に応じた強さの回転駆動力を被操舵系に付与する出力軸とを備え、
前記操舵力検出手段は、スリーブと、ポテンショメータを備え、該スリーブは、筒状に形成されて前記入力軸の下部と前記出力軸の上部とに跨って嵌合されると共に、該スリーブは前記入力軸にセレーションで結合され、且つ、前記出力軸にはピンで結合されることにより、該スリーブは前記入力軸に入力された操舵力の強さに応じた量を軸方向へ移動し、
前記ポテンショメータは、該スリーブの軸方向への移動量を検出することにより前記入力軸に入力された操舵力を検出するようにしたパワーステアリング装置において、
前記スリーブと出力軸との間の隙間にスペーサを設けたことを特徴とするパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記スペーサは、摺動抵抗の小さな素材によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記スペーサは前記出力軸の周方向に沿って波形が連続する波形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の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、パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置の一般的な構成は特許文献１に開示されている。図１１及び図１２は従来技術の電動パワーステアリング装置を示す。図１１は該電動パワーステアリング装置の外観を示す。図１２は、図１１のＡ―Ａ線断面図である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１９６５２
【０００４】
図１２に示すように、電動パワーステアリング装置１００は、入力軸１０１と、出力軸１０２と、操舵力検出手段１０３と、電動モータＭを備えている。入力軸１０１と出力軸１０２とは同軸上に配置されている。
【０００５】
図１１に示すように、入力軸１０１の上端側には、ラバーカップリング１０４やステアリングコラム１０５等を介してハンドル１０６が連結され、該ハンドル１０６を操舵する運転者の操舵力に応じて、入力軸１０１が回転するようになっている。
【０００６】
図１２に示すように、入力軸１０１を回転させる操舵力は、前記操舵力検出手段１０３によって、検出されるようになっている。入力軸１０１は、中空状に形成されて、トーションバー１０７が挿通して設けられている。該トーションバー１０７は、上部が、ピン１０８によって入力軸１０１に連結され、下部は、セレーション１０９によって、出力軸１０２に連結されている。
【０００７】
前記出力軸１０２には、ウォームホイール１１０とピニオンギヤ１１１が設けられている。該ウォームホイール１１０は電動モータＭの駆動軸に設けられたウォーム１１２に噛合して、電動モータＭから出力軸１０２に駆動力が付与されるようになっている。該出力軸１０２のピニオンギヤ１１１には、ラック軸１１３のラック１１４が噛合している。該ラック軸１１３は、出力軸１０２から駆動力が付与されて軸方向へ往復移動可能になっている。図１１に示すように、該ラック軸１１３の両端部には被操舵系１１５が連結されて、該ラック軸１１３の軸方向への往復移動によって該被操舵系１１５に操舵補助力が付与されるようになっている。
【０００８】
図１２に示すように、前記操舵力検出手段１０３は、スリーブ１１５とポテンショメータ１１６を備えている。スリーブ１１５は筒状に形成されて、入力軸１０１と出力軸１０２とに跨って嵌合されている。該スリーブ１１５の上部は、セレーション１１７によって前記入力軸１０１に連結され、該スリーブ１１５の下部は、ピン１１８によって前記出力軸１０２に連結されている。該スリーブ１１５の外側面の上部には、環状の凹部１１９が形成されて、該凹部１１９内に、ポテンショメータ１１６の検知レバー１２０が差し込まれている。
【０００９】
このように構成された従来技術のパワーステアリング装置において、図１１に示すように、運転者がハンドル１０６を矢示方向へ操舵すると、該操舵力はラバーカップリング１０４やステアリングコラム１０５等を介して入力軸１０１に伝達されて、該入力軸１０１が回転すると共に、トーションバー１０７（図１２に示す）が捩れる。
【００１０】
この時、スリーブ１１５は、出力軸１０２に設けられたピン１１８によって回転が阻止されているために、セレーション１１７によって軸方向の上下方向へ移動する。該スリーブ１１５の上下方向への移動量は、ポテンショメータ１１６の検知レバー１２０によって検出され、電圧変換される。
【００１１】
そして、前記スリーブ１１５の上下方向への移動量、即ち、入力軸１０１の操舵力に応じて、電動モータＭの出力が制御されて、出力軸１０２の駆動力が制御されることにより、被操舵系に付与される操舵補助力が制御される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、前述した従来技術のパワーステアリング装置１００においては、スリーブ１１５と出力軸１０２との間にガタを残した状態で、スリーブ１１５は出力軸１０２に嵌合されることにより、スリーブ１１５が軸方向へ円滑に作動できるようにしている。
【００１３】
しかし、スリーブ１１５の下部は、前記ガタのために、出力軸１０２の径方向（図１２中、矢示方向）へ振れ易く、その結果、スリーブ１１５の軸芯は、出力軸１０２の軸芯に対して、傾き易いという現象があった。
【００１４】
そして、このように、スリーブ１１５の軸芯が入力軸１０１の軸芯に対して傾いた状態で、スリーブ１１５が軸方向へ移動する場合には、該スリーブ１１５の移動量をポテンショメータ１１６で正確に検出できず、即ち、トーションバー１０７の捩れを正確に検出できず、その結果、電動モータＭの出力を適切に制御することができないことになって、ハンドル１０６の操舵力に応じた適正な操舵補助力を被操舵系側に正確に付与できないという問題があった。
【００１５】
本発明は、前述の従来技術に鑑みてなされたもので、その目的は、ハンドルの操舵力を正確に検出して、被操舵系側に適切な操舵補助力を付与できるようにしたパワーステアリング装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係るパワーステアリング装置は、ハンドルから操舵力が入力される入力軸と、入力軸に入力された操舵力の強さを検出する操舵力検出手段と、該入力軸に入力された操舵力に応じた強さの回転駆動力を被操舵系に付与する出力軸とを備え、
前記操舵力検出手段は、スリーブと、ポテンショメータを備え、該スリーブは、筒状に形成されて前記入力軸の下部と前記出力軸の上部とに跨って嵌合されると共に、該スリーブは前記入力軸にセレーションで結合され、且つ、前記出力軸にはピンで結合されることにより、該スリーブは前記入力軸に入力された操舵力の強さに応じた量を軸方向へ移動し、
前記ポテンショメータは、該スリーブの軸方向への移動量を検出することにより前記入力軸に入力された操舵力を検出するようにしたパワーステアリング装置において、
前記スリーブと出力軸との間の隙間にスペーサを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るパワーステアリング装置によれば、スリーブはスペーサによって姿勢が矯正された状態で軸方向へ移動することができるため、ポテンショメータは該スリーブの移動量を正確に検出することができて、ハンドルの操舵力を正確に検出することができるため、被操舵系には、適正な操舵補助力が伝達される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１乃至図５は本発明の第一実施形態を示す。図１は電動パワーステアリング装置とその周辺の外観図である。図２は図１のＢ―Ｂ線矢示方向断面図である。図３は、図２の一部拡大図である。図４は、図２又は図３のＣ―Ｃ線矢示方向断面図である。図５はスペーサの斜視図である。
【００１９】
図２中、１はギヤケースで、２はギヤボックスを示す。図２に示すように、該電動パワーステアリング装置３は、入力軸４と、出力軸５と、操舵力検出手段６とを備えている。該操舵力検出手段６は、スリーブ７と、ポテンショメータ８とを備えている。
【００２０】
スリーブ７は、筒状に形成されている。該スリーブ７は、前記入力軸４と出力軸５とに跨って嵌合されている。該スリーブ７の上部内面は、セレーション９によって前記入力軸４に連結されている。又、該スリーブ７の下部には、軸方向に長孔のピン孔１０が形成されている。そして、該ピン孔１０には、前記出力軸５に設けられたピン１１が挿入されて、スリーブ７の回転が規制されている。従って、前記入力軸４が出力軸５に対して相対的に回転した場合、該入力軸４に対してセレーション９によって結合しているスリーブ７は入力軸４の側面に沿って、軸方向の上方又は下方へ移動することになる。
【００２１】
又、ポテンショメータ８は、検知レバー１２を備えている。該検知レバー１２は、前記スリーブ７の側面に設けられた環状の凹部１３に差し込まれて、スリーブ７と一緒に軸方向へ移動するようになっている。従って、スリーブ７が軸方向へ移動した場合、ポテンショメータ８は、スリーブ７の軸方向への移動量を検出することができる。該ポテンショメータ８によって検出されたスリーブ７の移動量に基づいて前記電動モータＭの出力が制御されるようになっている。
【００２２】
出力軸５の上部の外側面には、スペーサ１４が設けられている。該スペーサ１４は環状に形成されて、出力軸５の上部の外周に巻き付けられている。該スペーサ１４は、出力軸５とスリーブ７下部との間の隙間を埋める部材である。該スペーサ１４が、出力軸５とスリーブ７下部との間の隙間を埋めることにより、スリーブ７が径方向へ振れる余地を無くし、スリーブ７の姿勢を矯正することができて、スリーブ７の傾きを無くすことができる。これによって、スリーブ７は軸方向へ移動する際に、径方向へ振れることがないため、スリーブ７の軸方向への移動量をポテンショメータ８が正確に検出することができる。
【００２３】
図５は、前記スペーサ１４の側面図である。該スペーサ１４は、環状の帯状に形成されて前記出力軸５の外側面に巻かれた状態で取り付けられるようになっている。該スペーサ１４には、前記ピン１１が貫通するピン孔１５が形成されている。該スペーサ１４の厚さを適切に設定することにより、該スペーサ１４とスリーブ７との間の摺動抵抗を小さくすることができる。該スペーサ１４がテフロン（登録商標）や樹脂のような摺動抵抗の小さな素材によって形成された場合には、スリーブ７と該スペーサ１４との間の摩擦によるヒステリシスを小さくできて、スリーブ７は円滑に作動することができる。
【００２４】
前記スペーサ１４は、例えば、所定寸法の帯状の部材を環状に巻回し、その両端同士を接着等して固定することにより、環状に形成することができる。スペーサ１４は、出力軸５の外面に巻き付けたり、或いは、接着剤によって取り付けることができる。又、スペーサ１４は、磁気的に出力軸５の外面に取り付けることも可能である。
【００２５】
次に、前記入力軸４、出力軸５等の具体的な構成について説明する。先ず、入力軸４は、図１に示すように、ラバーカップリング１６やステアリングコラム１７等を介してハンドル１８に連結されて、該ハンドル１８から操舵力が入力されるようになっている。図２に示すように、該入力軸４は、軸受１９によってギヤケース１に回転自在に支持されることにより、図１に示すハンドル１８側から入力された操舵力によって回転可能になっている。
【００２６】
該入力軸４の外形は、軸方向の中途が拡径部２０となった形状に形成されている。該拡径部２０に前述のセレーション９が形成されている。又、該入力軸４は、中空状に形成されて、該入力軸４の内部をトーションバー２１が挿通するようになっている。トーションバー２１の上部は、ピン２２によって入力軸４に結合され、トーションバー２１の下部は入力軸４内から下方へ突出して、セレーション２２によって出力軸５に結合している。
【００２７】
前記出力軸５は、軸受２３、２４によって、ギヤボックス２に回転自在に支持されている。該出力軸５は、入力軸４と同軸状に設けられている。該出力軸５は、軸方向の上部にウォームホイール２５が設けられ、該ウォームホイール２５の下位にピニオンギヤ２６が設けられている。ウォームホイール２５は、電動モータＭの駆動軸であるウォーム２７に噛合することにより、電動モータＭから出力軸５に回転駆動力が付与されるようになっている。
【００２８】
前記ピニオンギヤ２６は、ラック軸２８のラック２９に噛合している。図１に示すように、該ラック軸２８の両端には、被操舵系１１５が連結されている。前記出力軸５が回転することにより、ラック軸２８が軸方向へ往復運動して、前記被操舵系１１５に対して、操舵補助力を付与するようになっている。
【００２９】
図２中、３０は、ラック軸２８のラック２９をバネ３１のバネ力によって出力軸５のピニオンギヤ２６に押し付ける押付け機構である。
【００３０】
次に、作用について説明する。運転者が、図１に示すハンドル１８を操舵すると、操舵力はラバーカップリング１６やステアリングコラム１７等を介して入力軸４に伝達されて、該入力軸４が回転すると共に、図２に示すトーションバー２１が捩れる。
【００３１】
この時、スリーブ７は、出力軸５に設けられたピン１１によって回転が阻止されているために、セレーション９によって軸方向の上下方向へ移動する。該スリーブ７の上下方向への移動量は、ポテンショメータ８の検知レバー１２がスリーブ７と一緒に上方へ移動することによって検出される。
【００３２】
そして、前記スリーブ１１５の上下方向への移動量、即ち、入力軸１０１の操舵力に応じて、電動モータＭの出力が制御されて、出力軸１０２の駆動力が制御されることにより、被操舵系に付与される操舵補助力が制御される。
【００３３】
ところで、出力軸５の外側面とスリーブ７内面との間に設けられているスペーサ１４が、スリーブ７の径方向への遊びを無くすため、該スリーブ７は径方向へ振れることがなく、スリーブ７は軸芯に対して傾きながら軸方向へ移動することがない。従って、ポテンショメータ８は、スリーブ７が軸方向へ移動した量を正確に検出することができて、被操舵系に付与される操舵補助力を正確に制御することができる。
【００３４】
図６及び図７は第二実施形態を示す。図６は、この第二実施形態のスペーサ４１の斜視図を示す。図７は、この第二実施形態のスペーサ４１を形成する帯状の部材４５の断面図を示す。この第二実施形態のスペーサ４１は、第一実施形態のスペーサ１４と同様に出力軸５の外側面に巻かれて用いられるものであって、図２又は図３に示すピン１１が挿通するピン孔４２が形成されている。この第二実施形態のスペーサ４１の特徴は、出力軸５の周方向に沿って凹部４３と凸部４４の波形が連続する波形状に形成されている点にある。該スペーサ４１は、図７に示すように、波形状の帯状の部材４５の両端を互いに接近させるように丸めた状態で、端部同士を接着剤等によって固定することにより、図６に示すように、環状に形成することができる。
【００３５】
この第二実施形態においては、波形状に形成されたスペーサ４１の凸部４４のみが、スリーブ７の内面に摺接するために、スリーブ７に作用するスペーサ４１による摺動抵抗を小さくすることができて、スリーブ７は円滑に作動することができる。
【００３６】
図８は第三実施形態を示す。この第三実施形態のスペーサ５１の特徴は、前述の第一又は第二実施形態のスペーサ１４、４１と比較して、図２に示すピン１１が挿通するピン孔が形成されていない反面、出力軸５の外面には、該スペーサ５１を取り付ける環状の取付溝５２を形成した点にある。この第三実施形態においても、出力軸５とスリーブ７との間の隙間が埋められるため、スリーブ７は径方向へ振れる余地が無くなって、軸芯Ｌに対して傾くことなく、軸方向へ移動することができる。
【００３７】
図９は第四実施形態を示す。この第四実施形態のスペーサ６１の特徴は、バンド部６２と該バンド部６２から突出した複数の突部６３から構成した点にある。バンド部６２は出力軸５の外側面に巻かれて取り付けられるもので、帯状に形成されている。該バンド部６２には、図２に示すピン１１が挿通するピン孔６４が形成されている。この第四実施形態においては、凸部６３のみがスリーブ７の内面に当接するだけのため、スリーブ７に対するスペーサ６１の摺動抵抗を小さくすることができる。
【００３８】
図１０は第五実施形態を示す。第一乃至第四実施形態においては、スペーサ１４、４１、５１、６１を環状の帯状に形成して出力軸５の外側面に巻き付けるようにした場合について説明したが、この第五実施形態の特徴は、スペーサ７１を小片状に形成し、小片状の複数個のスペーサ７１を出力軸５の外側面の周方向へ沿って間欠的に取り付けできるようにした点にある。図示のように、スペーサ７１にピン孔７２を設け、該ピン孔７２に図２に示すピン１１が挿通するようにすれば、該ピン孔７２を挿通するピン１１によってスペーサ７１を保持することができて、該スペーサ７１を出力軸５に取付けるための他の手段を省略することができる。
【００３９】
尚、以上の説明においては、スペーサ１４、４１、５１、６１、７１を出力軸５の外面に取り付けて設けた場合について説明したが、スペーサはスリーブ７の内面に設けて、スリーブ７の内面と出力軸５の外側面との間の隙間を埋めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】電動パワーステアリング装置の外観図である。（第一実施形態）
【図２】図１のＢ―Ｂ線矢示方向断面図である。（第一実施形態）
【図３】図２の一部拡大図である。（第一実施形態）
【図４】図２又は図３のＣ―Ｃ線矢示方向断面図である。（第一実施形態）
【図５】スペーサの斜視図である。（第一実施形態）
【図６】スペーサの斜視図である。（第二実施形態）
【図７】スペーサを形成する帯状の部材の断面図である。（第二実施形態）
【図８】出力軸、スリーブ及びスペーサの縦断面図である。（第三実施形態）
【図９】スペーサの斜視図である。（第四実施形態）
【図１０】スペーサの平面図である。（第五実施形態）
【図１１】電動パワーステアリング装置の外観図である。（従来技術）
【図１２】図１１のＡ―Ａ線矢示方向断面図である。（従来技術）
【符号の説明】
【００４１】
３  電動パワーステアリング装置
４  入力軸
５  出力軸
６  操舵力検出手段
７  スリーブ
８  ポテンショメータ
１４  スペーサ
【図１】
2007069656.tif 000003
【図２】
2007069656.tif 000004
【図３】
2007069656.tif 000005
【図４】
2007069656.tif 000006
【図５】
2007069656.tif 000007
【図６】
2007069656.tif 000008
【図７】
2007069656.tif 000009
【図８】
2007069656.tif 000010
【図９】
2007069656.tif 000011
【図１０】
2007069656.tif 000012
【図１１】
2007069656.tif 000013
【図１２】
2007069656.tif 000014