CN101909968A - 车辆用操舵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆用操舵装置。具有该传动比可变机构的车辆用操舵装置(1)具备:传动比可变机构(5),该传动比可变机构(5)在同轴上连结与操舵部件相连的第一轴(11)和与转向机构相连的第二轴(12);和传动比可变机构用电动机(23),为了驱动传动比可变机构(5),该传动比可变机构用电动机(23)与第一轴(11)和第二轴(12)同轴地配置。传动比可变机构用电动机(23)包括筒状的转子(231),在该转子(231)的转子铁芯(85)的径向内侧规定出有收纳空间(90)。扭矩传感器(44)的至少一部分配置在上述收纳空间(90)内。能够缩短车辆用操舵装置的全长。
Description
技术领域
本发明涉及车辆用操舵装置。
背景技术
已知有能够改变作为输出旋转角相对于输入旋转角的比的传动比的传动比可变机构(例如参照专利文献1~5)。
专利文献1:日本特开5-105103号公报
专利文献2:日本特开2004-256087号公报
专利文献3:日本特开2005-162124号公报
专利文献4:日本特开2005-67284号公报
专利文献5:日本特开2007-145067号公报
例如如上述专利文献5的段号[0015]的段中所记载的那样,传动比可变机构具备作为驱动源的电动机和作为差动机构的谐波齿轮机构(harmonic drive gear)。对伴随着转向操作的转向轴的旋转追加基于上述电动机的驱动的转向轴的旋转。由此,对输入齿条齿轮机构的转向轴的旋转进行增速或者减速,以使转向盘与操舵车轮之间的传动比可变。
发明内容
在具备这种传动比可变机构的车辆用操舵装置中,要求缩短装置的全长。本发明的目的在于解决该课题。
在下述的说明中,括号内的参考符号表示后述的发明的实施方式中的对应构成要素的参考符号,但并不是意图利用这些参考符号限定权利要求的范围。
本发明的车辆用操舵装置,该车辆用操舵装置具备:差动机构(5),该差动机构(5)在同轴上连结与操舵部件(2)相连的第一轴(11)和与转向机构(10)相连的第二轴(12);和传动比可变用电动机(23),为了驱动差动机构(5),该传动比可变用电动机(23)与第一轴和第二轴同轴地配置,该车辆用操作装置的特征在于,上述传动比可变用电动机(23)包括筒状的转子(231),在该转子(231)的径向内侧规定出有收纳空间(90),车辆用操舵装置所具备的预定的传感器(44、44A,43,45)中的至少一部分传感器配置在上述收纳空间(90)内。
根据本发明,能够在转子(231)的轴向重合地配置预定的传感器和转子(231),能够缩短转子(231)的轴向上的装置的全长。
并且,在本发明中,上述预定的传感器也可以包括用于检测操舵状态的操舵状态检测传感器(44、44A,43,45)。在该情况下,能够在转子(231)的轴向重叠地配置操舵状态检测传感器和转子(231),能够进一步缩短转子(231)的轴向上的装置的全长。
并且,在本发明中,上述操舵状态检测传感器(44、44A,43,45)也可以包括扭矩传感器(44、44A),该扭矩传感器(44、44A)具有信号检测用部(116、117、119、120、121、45),并利用上述信号检测用部检测作用于预定的轴部件(12、13)的扭矩,上述预定的轴部件(12、13)位于上述操舵部件(2)和上述转向机构(10)之间的动力传递路径(D)上。在该情况下,能够在转子(231)的轴向上重叠地配置扭矩传感器(44、44A)和转子(231),能够进一步缩短转子(231)的轴向上的装置的全长。
并且,在本发明中,优选在上述信号检测用部(116、117、119、120、121、45)和上述转子(231)之间配置有电磁屏蔽部件(122、122A)。在该情况下,能够防止传感器拾取来自外部的电磁噪声。
上述扭矩传感器也可以包括包围上述预定的轴部件的环状部,上述环状部包括对上述信号检测用部和上述电磁屏蔽部件进行模压的圆环状的第一合成树脂部。
在本发明中,优选车辆用操舵装置具备用于收纳上述转子(231)的外壳(24),该外壳包括:外筒(89),该外筒(89)包围上述转子(231)的外周;连结壁(94),该连结壁(94)从该外筒(89)向径向内侧延伸,且在转子(231)的轴向(S)上与转子(231)邻接;和内筒(93),该内筒(93)从连结壁(94)向转子(231)的收纳空间内延伸,上述扭矩传感器(44、44A)包括包围上述轴部件(12、13)的环状部(112、112A),上述内筒(93)具有用于保持环状部(112、112A)的保持孔(123),该保持孔(123)在转子(231)的轴向开放,且能够沿着预定的接受方向(F1)接受环状部(112、112A),上述预定的接受方向(F1)沿着转子(231)的轴向。
在该情况下,能够利用外壳的内筒(93)将扭矩传感器(44、44A)的环状部(112、112A)保持在收纳空间内。并且,由于能够沿着轴向将环状部(112、112A)插入保持孔(123),因此能够将扭矩传感器(44、44A)配置在转子(231)的更深侧,能够有效活用转子(231)的内部的死区。
并且,在本发明中,上述扭矩传感器(44、44A)也可以包括径向延设部(132),该径向延设部(132)从上述环状部(112、112A)向环状部(112、112A)的径向外侧延伸,且在转子(231)的轴向上与转子(231)邻接。在该情况下,能够使与环状部(112、112A)相连的部分延伸到转子(231)的径向外侧。
由此,例如能够使从上述信号检测用部传递扭矩检测信号的电线(126)通过环状部(112、112A)和径向延设部(321)内部延伸到转子(231)的外侧。结果,能够将扭矩检测信号传递给位于转子(231)的外侧的控制部等。
上述径向延设部也可以由第二合成树脂部形成。
并且,在本发明中,存在上述操舵状态检测传感器(44、44A,43,45)包括旋转角传感器(43、45)的情况,该旋转角传感器(43、45)用于检测操舵部件(2)和转向机构(10)之间的动力传递路径上的预定的轴部件或者转子(231)的旋转角。在该情况下,能够在转子(231)的轴向上重叠地配置旋转角检测传感器和转子(231),能够进一步缩短转子(231)的轴向上的装置的全长。
并且,在本发明中,能够在操舵状态检测传感器的信号检测用部(116、117、119、120、121、45)和上述转子(231)之间配置有电磁屏蔽部件。
通过参照附图在下面叙述的实施方式的说明能够更加清楚本发明中的上述的或者其他的优点、特征以及效果。
附图说明
图1是示出具备本发明的一个实施方式所涉及的传动比可变机构的车辆用操舵装置的概要结构的示意图。
图2是示出车辆用操舵装置的更具体的结构的局部剖视图。
图3是第一轴和第二轴的对置端部附近的放大图。
图4是传动比可变机构及其周边的放大图。
图5是沿着图4的V-V线的锁定机构的周边的局部剖视图。
图6是扭矩传感器的周边的放大图。
图7是沿着图6的VIIA-VIIA线的剖视图。
图8是扭矩传感器的主要部分的侧视图。
图9是用于对第一轴与输入部件之间的连结工序进行说明的局部剖视图。
图10示出将第一轴插通输入部件后的状态。
图11示出压入部被压入被压入部、且二者的结合完毕后的状态。
图12是用于对第二轴与输出部件之间的连结工序进行说明的局部剖视图。
图13示出将第二轴插通输出部件后的状态。
图14示出压入部被压入被压入部、且二者的结合完毕后的状态。
图15是本发明的其他的实施方式的主要部分的示意性的局部剖视图。
符号说明
1...车辆用操舵装置;2...操舵部件;5...传动比可变机构(差动机构);10...转向机构;11...第一轴(第一轴);12...第二轴(第二轴、预定的轴部件);13...第三轴(预定的轴部件);23...传动比可变机构用电动机(传动比可变用电动机);24...外壳;43...电动机解析器(motorresolver)(预定的传感器、操舵状态检测传感器、旋转角检测传感器);44、44A...扭矩传感器(预定的传感器、操舵状态检测传感器);45...转向角传感器(预定的传感器、操舵状态检测传感器、旋转角检测传感器);89...外筒;90...收纳空间;93...内筒;94...连结壁;101...解析器定子;112、112A...环状部;116、117...磁轭(信号检测用部);119、120...集磁环(信号检测用部);121...霍尔IC(信号检测用部);122、122A...电磁屏蔽部件;123...保持孔;132...第二合成树脂部(径向延设部);231...(传动比可变用电动机的)转子;452...(转向角传感器的)定子(信号检测用部);D...动力传递路径;F1...接受方向;S...轴向;θr...(转子的)旋转角。
具体实施方式
图1是示出具备本发明的一个实施方式所涉及的传动比可变机构的车辆用操舵装置1的概要结构的示意图。
车辆用操舵装置1,将赋予转向盘等操舵部件2的操舵扭矩经由转向轴3等分别传递给左右的转向轮4L、4R进行转向。车辆用操舵装置1具有能够改变转向轮的转向角θ2相对于操舵部件2的操舵角θ1的传动比θ2/θ1的VGR(Variable Gear Ratio:传动比可变)功能。
该车辆用操舵装置1具有操舵部件2和连结于操舵部件2的转向轴3。转向轴3包括彼此配置在同轴上的第一~第三轴11~13。作为第一~第三轴11~13的中心轴线的第一轴线A也是该第一~第三轴11~13的旋转轴线。
另外,以下,将转向轴3的轴向S简称为“轴向S”,将转向轴3的径向R简称为“径向R”,将转向轴3的周方向C简称为“周方向C”。
操舵部件2以能够与第一轴11一起旋转的方式连结于第一轴11的一端。第一轴11的另一端部和第二轴12的一端部经由作为差动机构的传动比可变机构5以能够进行差动旋转的方式连结。第二轴12的另一端和第三轴13的一端经由扭杆14弹性地以能够相对旋转且能够传递动力的方式连结。以下,“一端”是指接近操舵部件2的端部,“另一端”是指接近转向机构10的端部。
第三轴14的另一端经由万向联轴器7、中间轴8、万向联轴器9、转向机构10等与转向轮4L、4R相连。
转向机构10具有小齿轮轴15和作为转向轴的齿条轴16,小齿轮轴15连结于万向联轴器9,齿条轴16具有与小齿轮轴15的前端的小齿轮15a啮合的齿条16a、且沿车辆的左右方向延伸。在齿条轴16的一对端部分别经由转向拉杆17L、17R连结有转向节臂18L、18R。
根据以上的结构,操舵部件2的旋转经由转向轴3等传递给转向机构10。在转向机构10中,小齿轮15a的旋转被转换成齿条轴16的轴向的运动。齿条轴16的轴向的运动经由各个转向拉杆17L、17R传递给对应的转向节臂18L、18R,这些转向节臂18L、18R分别转动。由此,与各个转向节臂18L、18R连结的对应的转向轮4L、4R分别转向。
传动比可变机构5是用于改变转向轴3的第一轴11和第二轴12之间的旋转传动比(传动比θ2/θ1)的机构。该传动比可变机构5包括:输入部件20,该输入部件20设在第一轴11的另一端部;输出部件22,该输出部件22设在第二轴12的一端部;以及套圈单元39,该套圈单元39介于输入部件20和输出部件22之间。
输入部件20与第一轴11同轴地且能够一起旋转地连结,输出部件22与第二轴12同轴地且能够一起旋转地连结。第一轴线A也是输入部件20和输出部件22的中心轴线和旋转轴线。
输出部件22经由第二轴12和转向机构10等与转向轮4L、4R相连。
套圈单元39具有作为相对于第一轴线A倾斜的中心轴线的第二轴线B,且包括作为第一套圈的内圈391、作为第二套圈的外圈392、以及介于内圈391和外圈392之间的滚珠等滚动体393。
内圈391将输入部件20和输出部件22以能够差动旋转的方式连结在一起,该内圈391以能够传递旋转的方式与输入部件20卡合,且以能够传递旋转的方式与输出部件22卡合。内圈391经由滚动体393以能够旋转的方式支承于外圈392,由此,内圈391能够绕第二轴线B旋转。并且,还设有用于驱动外圈392的作为致动器的传动比可变机构用电动机23。随着传动比可变机构用电动机23被驱动,外圈392能够绕第一轴线A旋转。内圈391能够绕第一轴线A进行科里奥利(Corioli)运动(摆头运动)。
传动比可变机构用电动机23是与转向轴3同轴配置的无刷电动机,为了驱动传动比可变机构5而与第一轴11和第二轴12同轴地配置。第一轴线A也是第一轴11和第二轴12的中心轴线。传动比可变机构用电动机23通过改变外圈392绕第一轴线A旋转的转速来改变传动比θ2/θ1。
传动比可变机构用电动机23包括:筒状的转子231,该转子231保持套圈单元39;以及定子232,该定子232包围转子231且被固定于外壳24。
并且,该车辆用操舵装置1具备用于对转向轴3赋予操舵辅助力的操舵辅助力赋予机构19。操舵辅助力赋予机构19包括:作为输入轴的上述第二轴12,该第二轴12连结于传动比可变机构5的输出部件22;作为输出轴的上述第三轴13,该第三轴13连结于转向机构10;作为操舵状态检测传感器的扭矩传感器44,该扭矩传感器44检测在第二轴12和第三轴13之间传递的扭矩;操舵辅助用的作为致动器的操舵辅助用电动机25;以及减速机构26,该减速机构26介于操舵辅助用电动机25和第三轴13之间。
操舵辅助用电动机25由无刷电动机等电动机构成。该操舵辅助用电动机25的输出经由减速机构26传递给第三轴13。
减速机构26例如由蜗轮蜗杆机构构成。减速机构26包括:作为驱动齿轮的蜗杆轴27,该蜗杆轴27连结于操舵辅助用电动机25的输出轴25a;以及作为从动齿轮的蜗轮28,该蜗轮28与蜗杆轴27啮合,且以能够与第三轴13一起旋转的方式连结于第三轴13。
上述传动比可变机构5和操舵辅助力赋予机构19被收纳在外壳24内。外壳24配置在车辆的驾驶室(座舱(cabin))内。另外,外壳24可以以包围中间轴8的方式配置,也可以配置在车辆的发动机室内。
上述传动比可变机构用电动机23和操舵辅助用电动机25的驱动分别由包括CPU、RAM以及ROM的控制部29控制。控制部29经由驱动电路40与传动比可变机构用电动机23连接,并且,还经由驱动电路41与操舵辅助用电动机25连接。
在控制部29分别连接有操舵角传感器42、用于检测传动比可变机构用电动机23的转子231的旋转角的作为旋转角检测传感器的电动机解析器43、扭矩传感器44、转向角传感器45、车速传感器46以及偏航率传感器47。
作为与操舵部件2的从直向前进位置起的操作量即与操舵角θ1对应的值从操舵角传感器42对控制部29输入与第一轴11的旋转角有关的信号。
从电动机解析器43对控制部29输入与传动比可变机构用电动机23的转子231的旋转角θr有关的信号。
作为与作用于操舵部件2的操舵扭矩T对应的值从扭矩传感器44对控制部29输入与作用在第二轴12和第三轴13之间的扭矩有关的信号。
作为与转向角θ2对应的值从转向角传感器45对控制部29输入与第三轴13的旋转角有关的信号。
从车速传感器46对控制部29输入与车速V有关的信号。
从偏航率传感器47对控制部29输入与车辆的偏航率γ有关的信号。
控制部29根据各个上述传感器42~47的信号等对传动比可变机构用电动机23和操舵辅助用电动机25的驱动进行控制。
根据上述的结构,来自操舵部件2的扭矩以及来自传动比可变机构5的扭矩经由操舵辅助力赋予机构19传递给转向机构10。具体地说,输入操舵部件2的操舵扭矩经由第一轴11被输入传动比可变机构5的输入部件20,并从输入部件20被输入内圈391。除了来自操舵部件2的扭矩传递给内圈391之外,来自传动比可变机构用电动机5的扭矩也经由外圈392和滚动体393传递给内圈391,这些扭矩被传递给输出部件22。传递给输出部件22的扭矩被传递给第二轴12。传递给第二轴12的扭矩被传递给扭杆14和第三轴13,并与来自操舵辅助用电动机25的输出合并后经由万向联轴器7、中间轴8以及万向联轴器9传递给转向机构10。
这样,构成了将操舵部件2的扭矩传递给转向机构10的动力传递路径D。该动力传递路径D是通过第一轴11、输入部件20、内圈391、输出部件22、第二轴12、扭杆14、第三轴13、万向联轴器7、中间轴8以及万向联轴器9的路径。
图2是示出图1的主要部分的更具体的结构的局部剖视图。外壳24是例如使用铝合金等金属整体形成为筒状的部件,包括第一~第三外壳51~53。
第一外壳51形成为筒状。第一外壳51构成收纳作为差动机构的传动比可变机构5的差动机构外壳,并且与第二外壳52协作构成收纳传动比可变机构用电动机23的电动机外壳。第一外壳51的一端由端壁部件54覆盖。第一外壳51的一端和端壁部件54采用螺栓等紧固部件55彼此固定。第二外壳52的一端的环状凸部57与第一外壳51的另一端的内周面56嵌合。这些第一外壳51和第二外壳52采用螺栓等紧固部件(未图示)彼此固定。
第二外壳52形成为筒状。第二外壳52构成:收纳扭矩传感器44的传感器外壳、收纳电动机解析器43的解析器外壳、以及收纳传动比可变机构用电动机23的电动机外壳的一部分。并且,第二外壳52收纳后述的母线99和用于锁定传动比可变机构用电动机23的转子231的锁定机构58。第三外壳53的一端的内周面60与第二外壳52的另一端的外周面59嵌合。
第三外壳53形成为筒状,且构成收纳减速机构26的减速机构外壳。在第三外壳53的另一端设有端壁部61。端壁部61形成为环状,且覆盖第三外壳53的另一端。
图3是图2的第一轴11和第二轴12的对置端部11b、12a附近的放大图。参照图3,传动比可变机构5的输入部件20、输出部件22以及套圈单元39分别形成为环状。
输入部件20整体采用单一的部件形成为一体,该输入部件20包括输入部件主体201和配置在输入部件主体201的径向内侧的输入部件侧筒部202。
输入部件主体201经由第一轴承31以能够旋转的方式支承于第一外壳51的后述的环状凸部92。
第一轴11插通输入部件侧筒部202,因此,输入部件侧筒部202和第一轴11以能够一起旋转的方式连结。
具体地说,第一轴11的另一端部11b包括由圆筒面构成的压入部62和相对于压入部62配置在轴向S的一方S1侧的外花键部63。并且,输入部件侧筒部202的内周面包括:由圆筒面构成的被压入部64;相对于被压入部64配置在轴向S的一方S1侧的内花键部65;以及相对于内花键部65配置在轴向S的一方S1侧、且直径比第一轴11的外径大的大径部66。
第一轴11的外花键部63包括:引导部67,该引导部67与压入部62相连;以及外花键部主体68,该外花键部主体68相对于引导部67在轴向S的一方S1侧连续配置,且外径恒定。
第一轴11的引导部67是将外花键部63插入内花键部65时的导向件。引导部67的外径随着朝轴向S的一方S1侧前进而变大,引导部67的最小直径与压入部62的外径大致相等,最大直径与外花键部主体68的外径大致相等。
在轴向S上,外花键部63形成得相对长,压入部62形成得相对短。
输入部件20的被压入部64在轴向S的长度与压入部62在轴向S的长度大致相同。通过这些压入部62和被压入部64的彼此的压入固定,第一轴11和输入部件20以能够一起旋转的方式连结。这些压入部62和被压入部64之间的容许传递扭矩例如大约为20N·m,在通常的操舵状态下,在这些压入部62和被压入部64之间传递扭矩。
输入部件20的内花键部65在轴向S的长度与外花键部63在轴向S的长度大致相同,并与外花键部63嵌合。在这些花键部63、65的齿部之间沿周方向C设有预定的间隙,在通常的操舵状态下,不在这些花键部63、65之间传递扭矩。
例如当从各个转向轮4L、4R作用有极大的反向输入,该反向输入经由第三轴13等在输入部件20和第一轴11之间传递,从而在被压入部64和压入部62之间作用有超过上述容许传递扭矩的扭矩(例如200N·m~300N·m)时,通过在这些被压入部64和压入部62之间产生滑动,花键部63、65的齿部彼此啮合。此时,通过在各个花键部63、65之间传递扭矩而在输入部件20和第一轴11之间传递扭矩。
另外,也可以在通常的操舵状态下缩短花键部63、65的齿部之间的间隙,使彼此的齿部轻轻地压接(轻压接)。由此,当在第一轴11的压入部62和被压入部64之间产生滑动时,能够抑制花键部63、65的齿部彼此接触而产生的噪杂音。
输入部件22整体采用单一的部件形成为一体,该输入部件22包括输出部件主体221和配置在输入部件主体221的径向内侧的输出部件侧筒部222。
输出部件主体221经由第三轴承33以能够旋转的方式支承于第二外壳52的后述的内筒93的前端部。
第二轴12插通输出部件侧筒部222,这些输出部件侧筒部222和第二轴12以能够一起旋转的方式连结。
具体地说,第二轴12的中间部12b包括由圆筒面构成的压入部62和相对于压入部62配置在轴向S的另一方S2侧的外花键部63。并且,输出部件侧筒部222的内周面包括:由圆筒面构成的被压入部64;相对于被压入部64配置在轴向S的另一方S2侧的内花键部65;以及相对于内花键部65配置在轴向S的另一方S2侧、且直径比第二轴12的中间部12b的外径大的大径部66。
第二轴12的一端部12a的外径比输出部件22的内周面的最小直径小,能够将该一端部12a游嵌于输出部件侧筒部222。
第二轴12的外花键部63包括:引导部67,该引导部67与第二轴12的压入部62相连;以及外花键部主体68,该外花键部主体68相对于引导部67在轴向S的另一方S2侧连续配置,且外径恒定。
第二轴12的引导部67是将外花键部63插入内花键部65时的导向件。第二轴12的引导部67的外径随着朝轴向S的另一方S2侧前进而变大,引导部67的最小直径与压入部62的外径大致相等,最大直径与外花键部主体68的外径大致相等。
在轴向S上,外花键部63形成得相对长,压入部62形成得相对短。
输出部件22的被压入部64在轴向S的长度与压入部62在轴向S的长度大致相同。通过这些压入部62和被压入部64的彼此的压入固定,第二轴12和输出部件22以能够一起旋转的方式连结。这些压入部62和被压入部64之间的容许传递扭矩例如大约为20N·m,在通常的操舵状态下,在这些压入部62和被压入部64之间传递扭矩。
输出部件22的内花键部65在轴向S的长度与第二轴12的外花键部63在轴向S的长度大致相同,并与外花键部63嵌合。在这些花键部63、65的齿部之间沿周方向C设有预定的间隙,在通常的操舵状态下,不在这些花键部63、65之间传递扭矩。
例如当从各个转向轮4L、4R作用有极大的反向输入,该反向输入经由第三轴13等在输出部件22和第二轴12之间传递,在被压入部64和压入部62之间作用有超过上述容许传递扭矩的扭矩(例如200N·~300N·m)时,通过在这些被压入部64和压入部62之间产生滑动,花键部63、65的齿部彼此啮合。此时,通过在各个花键部63、65之间传递扭矩而在输出部件22和第二轴12之间传递扭矩。
另外,也可以在通常的操舵状态下缩短花键部63、65的齿部之间的间隙,使彼此的齿部轻轻地压接(轻压接)。由此,当在压入部62和被压入部64之间产生滑动时,能够抑制花键部63、65的齿部彼此接触而产生的噪杂音。
动力传递面73和第一端面75在转向轴3的轴向S上彼此对置。在输入部件主体201和内圈391上分别设有第一凹凸卡合部71。由此,输入部件20和内圈391能够传递动力。并且,在内圈391和输出部件22上分别设有第二凹凸卡合部72,由此,内圈391和输出部件22能够传递动力。
第一凹凸卡合部71包括:第一凸部74,该第一凸部74形成于作为输入部件主体201的一端面的动力传递面73;以及第一凹部76,该第一凹部76形成于作为内圈391的一端面的第一端面75,并与第一凸部74卡合。
第一凸部74遍及输入部件20的整周等间隔地形成。第一凹部76遍及内圈391的整周等间隔地形成。
内圈391的第二轴线B相对于输入部件20和输出部件22的第一轴线A倾斜预定角度E,由此,各个第一凸部74中的一部分的第一凸部74和各个第一凹部76中的一部分的第一凹部76彼此啮合。
第一凸部74的数量和第一凹部76的数量不同。根据第一凸部74的数量和第一凹部76的数量之间的差,能够在输入部件20和内圈391之间产生差动旋转。
另外,也可以代替第一凸部74而采用与输入部件主体201分开形成的“滚子”。在该情况下,“滚子”配置在动力传递面73上,且两端被保持器保持为能够旋转。
动力传递面77和第二端面79在转向轴3的轴向S上彼此对置。第二凹凸卡合部72包括:第二凸部78,该第二凸部78形成于作为输出部件22的一端面的动力传递面77;以及第二凹部80,该第二凹部80形成于作为内圈391的另一端面的第二端面79,并与第二凸部78卡合。
第二凹凸卡合部72的第二凸部78具有与第一凸部74同样的结构,第二凹部80具有与第一凹部76同样的结构。因此,省略对第二凹凸卡合部72的详细情况的说明。
第一轴11和第二轴12的彼此的对置端部11b、12a被支承机构81支承为同轴且能够相对旋转。支承机构81包括上述的输入部件侧筒部202和第八轴承38。
输入部件侧筒部202包围第一轴11和第二轴12的各自的对置端部11b、12a。输入部件侧筒部202的一端在径向R上与第一轴承31对置。输入部件侧筒部202的另一端在径向R上与第二轴12的对置端部12a对置。
在输入部件侧筒部202的另一端形成有轴承保持孔84,第二轴12的对置端部12a插通该轴承保持孔84。在第二轴12的对置端部12a和轴承保持孔84之间夹装有第八轴承38,从而允许输入部件侧筒部202和第二轴12的相对旋转。
另外,也可以使输出部件侧筒部222相对于第二轴12朝轴向S的一方S1侧突出并保持第八轴承38的外圈,并将第一轴11的对置端部11b保持于该第八轴承38的内圈。
图4是图2的传动比可变机构5及其周边的放大图。参照图4,传动比可变机构用电动机23的转子231包括沿轴向S延伸的圆筒状的转子铁芯85和固定在转子铁芯85的外周面的永磁铁86。轴向S也是转子231的轴向。
转子铁芯85的材质能够举例示出钢材、铝合金、复合钢材、树脂材料。在使用粘贴多种金属而成的复合材料即复合钢材的情况下,能够抑制共振。
转子铁芯85被收纳在由第一外壳51的外径部87和第二外壳52的外径部88协作形成的外筒89内。各个外径部87、88形成为大致圆筒状,且在轴向S上彼此邻接并连续地形成。转子铁芯85的外周由该外筒89包围。
转子铁芯85在其径向内侧规定圆筒状的收纳空间90。在转子铁芯85的内周面形成有以第二轴线B作为中心轴线、且相对于第一轴线A倾斜的倾斜孔91。套圈单元39的外圈392被压入固定于该倾斜孔91,由此,外圈392和转子铁芯85以能够绕第一轴线A一起旋转的方式连结。
转子铁芯85由第二轴承32和第四轴承34两端支承。具体地说,第二轴承32配置在转子铁芯85的一端部85a的内周面与形成于第一外壳51的一端的内径部的环状凸部92的外周面之间。
第四轴承34配置在转子铁芯85的中间部85c的内周面和第二外壳52的内筒93的前端部的外周面之间。
内筒93形成为圆筒状,朝轴向S的一方S1侧延伸,中间部和前端部配置在转子铁芯85的收纳空间90内,基端部相对于转子铁芯85朝轴向S的另一方S2侧突出。该内筒93的基端部从环状的连结壁94的内径部延伸设置。连结壁94从外筒89中的第二外壳52的外径部87侧的部分朝径向R的内侧延伸,且与转子铁芯85的另一端部85b在轴向S上邻接。第二外壳52的另一端由连结壁94覆盖。
转子231的永磁铁86在周方向C具有交替不同的磁极,在周方向C上,N极和S极彼此等间隔地配置。永磁铁86被固定在转子铁芯85的中间部85c的外周面。
传动比可变机构用电动机23的定子232具有层叠多个电磁钢板而成的环状的定子铁芯95和电磁线圈96。
定子铁芯95的外周面通过热压配合等固定于第一外壳51的外径部87的内周面。在定子铁芯95的各齿上卷绕有电磁线圈96。
母线99相对于传动比可变机构用电动机23的定子232配置在轴向S的另一方S2侧。母线99整体呈环状且被收纳在第二外壳52内,并与传动比可变机构用电动机23的各个电磁线圈96连接。该母线99对各个电磁线圈96供给来自驱动电路的电力。在该母线99安装有用于与外壳24的外侧进行信号的传递的线束(未图示)。
以轴向S的位置与母线99重合的方式配置有锁定机构58。锁定机构58是用于在例如车辆的电源被切断时或者故障时限制传动比可变机构用电动机23的转子231的旋转的部件。
图5是沿着图4的V-V线的锁定机构58的周边的局部剖视图。参照图4和图5,锁定机构58包括:作为被限制部的锁定从动件100,该锁定从动件100与转子铁芯85以能够一起旋转的方式连结;作为限制部的锁定杆101,该锁定杆101通过与锁定从动件100卡合来限制锁定从动件100的旋转;以及驱动锁定杆101的作为致动器的电磁铁(solenoid)102。
锁定从动件100通过对金属制的环状部件进行切削加工而形成。在锁定从动件100的外周面形成有凹部103。凹部103在锁定从动件100的周方向上形成有一处或者多处。
锁定杆101是从第二外壳52的外侧向内侧延伸的杆部件,基端部接近电磁铁102配置,前端部接近锁定从动件100配置。该锁定杆101插通沿径向R贯通第二外壳52的贯通孔104,且并不与第二外壳52接触。
电磁铁102的杆102a与锁定杆101的基端部连接。在锁定杆101的基端侧的中间部形成有支轴插通孔101a,由第二外壳52保持且沿轴向S延伸的支轴105插通该支轴插通孔101a。锁定杆101由该支轴105支承为能够绕支轴105转动。
锁定杆101的前端部采用弹性部件101b形成。弹性部件101b是用于降低锁定杆101与锁定从动件100卡合来限制该锁定从动件100的旋转时的卡合声音的部件,例如采用热塑性弹性材料等合成树脂形成。
弹性部件101b形成为能够嵌入锁定从动件100的凹部103的凸形形状,且具有比构成锁定杆101的基端部和中间部的金属制的主体部101c高的弹性。
弹性部件101b通过注塑成形形成于主体部101c的前端面101d。形成在弹性部件101b的基端部的卡合凸部101e嵌入形成在主体部101c的前端部的卡合凹部101f,由此确保弹性部件101b和主体部101c之间的足够的结合强度。另外,也可以在弹性部件101b的基端部形成卡合凹部、在主体部101c的前端部形成卡合凸部,并使二者嵌合。
电磁铁102具有固定于第二外壳52的电磁铁外壳102b,由该电磁铁外壳102b支承的杆102a能够相对于电磁铁外壳102b进退移动。锁定杆101的基端部连结于杆102a的前端。
在对收纳于电磁铁外壳102b内的电磁线圈(未图示)的通电被接通的期间内,杆102a成为被拉入电磁铁外壳102b内的状态。此时,锁定杆101的基端部被拉向电磁铁外壳102b侧,锁定杆101的前端部的弹性部件101b不与锁定从动件100卡合。因此,锁定从动件100的旋转未被限制。另一方面,当对电磁线圈(未图示)的通电被切断时,杆102a成为如双点划线所示那样从电磁铁外壳102b突出的状态。此时,杆102a如双点划线所示那样大部分被从电磁铁外壳102b推出,锁定杆101转动,弹性部件101b与锁定从动件100的凹部103卡合而限制锁定从动件100的旋转。
如图4所示,相对于锁定机构58在轴向S的另一方S2侧配置有电动机解析器43。电动机解析器43包括解析器转子107和解析器定子108。
解析器转子107固定于转子铁芯85的另一端部85b的外周面。解析器定子108包括电磁线圈110和被压入固定于第二外壳52的外径部88的内周面的环状的定子铁芯109。电磁线圈110卷绕于定子铁芯109的各个齿。
上述的母线99与解析器定子108的各个电磁线圈110连接。该母线99将来自各个电磁线圈110的信号输出至控制部。
锁定机构58和母线99以避免彼此的干涉、且在轴向S的位置重合的方式配置。
具体地说,锁定机构58的锁定从动件100和锁定杆101与母线99的一部分以在轴向S的位置彼此重叠的方式配置。在周方向C上,母线99配置在除去锁定杆101的可动区域111之外的区域。
图6是图2的扭矩传感器44的周边的放大图。参照图6,扭矩传感器44构成检测操舵状态的操舵状态检测传感器,检测作用于动力传递路径上的上述第二轴12和第三轴13之间的扭矩。
该扭矩传感器44,在传动比可变机构用电动机23的转子铁芯85的另一端部85b侧,一部分被收纳在收纳空间90内。
该扭矩传感器44包括:多极磁铁115,该多极磁铁115固定在第二轴12的中间部;以及一对作为的软磁性体的信号检测用部即磁轭116、117,该磁轭116、117被支承于第三轴13的一端,且配置在多极磁铁115所产生的磁场内而形成磁回路。
多极磁铁115是圆筒形状的永磁铁,多个磁极(N极、S极分别为相同的极数)沿周方向等间隔地被磁化。
磁轭116、117在径向R隔开预定的间隙与多极磁铁115对置,并包围多极磁铁115。各个磁轭116、117被模压(mold)于合成树脂部件118。合成树脂部件118以能够与第三轴13一起旋转的方式连结于第三轴13的一端。
扭矩传感器44还具备环状部112。环状部112包围多极磁铁115、各个磁轭116、117、第二轴12以及第三轴13。
环状部112整体形成为圆环状,该环状部112包括:作为信号检测用部的一对集磁环119、120,这一对集磁环119、120对来自磁轭116、117的磁通进行感应;作为信号检测用部的霍尔IC(Hall IC)121,该霍尔IC 121配置在各个集磁环119、120之间;电磁屏蔽部件122,该电磁屏蔽部件122包围一对集磁环119、120以及霍尔IC 121;以及圆环状的第一合成树脂部131,该第一合成树脂部131用于模压集磁环119、120、霍尔IC 121以及电磁屏蔽部件122。
一对集磁环119、120是采用软磁性体形成的环状的部件,这一对集磁环119、120包围磁轭116、117且分别与磁轭116、117磁性结合。一对集磁环119、120在轴向S上分离对置。
霍尔IC 121是用于检测被感应至集磁环119、120的磁通的元件。
电磁屏蔽部件122是配置在扭矩传感器44的磁轭116、117、集磁环119、120以及霍尔IC 121与转子231的转子铁芯85之间的圆环状的部件,阻止电气或者磁气的噪声通过电磁屏蔽部件122的内侧。
电磁屏蔽部件122优选由磁损耗大的材质、或者是导电率高的材质形成。作为磁损耗大的材质例如能够举出铁氧体,作为导电率高的材质例如能够举出铜或铝。
电磁屏蔽部件122的壁厚设定成能够有效地抑制电磁噪声的侵入的厚度。该电磁屏蔽部件122在径向R上相对于转子231的转子铁芯85和电动机解析器43的双方配置在内侧。并且,电磁屏蔽部件122在轴向S上与集磁环119、120和霍尔IC 121相比接近永磁铁86配置。由此,电磁屏蔽部件122被配置在磁轭116、117、集磁环119、120以及霍尔IC 121与永磁铁86之间。
根据上述的结构,能够防止来自转子231的永磁铁86和电动机解析器43的电磁波侵入电磁屏蔽部件122的内侧。
另外,也可以代替电磁屏蔽部件122,形成为抵消进入的电磁波的结构。
图7是沿着图6的VIIA-VIIA的剖视图,图8是扭矩传感器44的主要部分的侧视图。参照图6、图7以及图8,第一合成树脂部131与后述的第二合成树脂部132、第三合成树脂部133以及第四合成树脂部134一起构成具有电绝缘性的合成树脂的一体成形品即合成树脂部件130。
在第一合成树脂部131中,轴向S的一方S1侧的大部分和转子铁芯85的另一端部85b在轴向S的位置重合,轴向S的另一方S2侧的端部相对于转子铁芯85的另一端部85b朝轴向S的另一方S2侧突出。
第一合成树脂部131的外周面131a被压入固定于第二外壳52的内筒93的保持孔123并被保持。由此,环状部112被保持于保持孔123。该保持孔123在轴向S上开放。保持孔123能够沿着预定的接受方向F1从轴向S的另一方S2侧(较低侧)接受第一合成树脂部131,上述预定的接受方向F1是沿着轴向S的一方的接受方向。
第二合成树脂部132从第一合成树脂部131中的轴向S的另一方S2侧的端部沿着径向R的外侧延伸设置,构成径向延设部。第二合成树脂部132形成为从第一合成树脂部131的周方向C上的一部分朝径向R的外侧延伸的平板状,且在轴向S上与转子铁芯85邻接。
该第二合成树脂部132插通于第二外壳52的第一槽124。第一槽124形成于第二外壳52的连结壁94中的朝向与接受方向F1相反的方向F2的一端面94a,且在与接受方向F1相反的方向F2上开放,能够沿着接受方向F1接受第二合成树脂部132。第一槽124形成于一端面94a中的周方向C的一部分。
第一槽124包括在周方向C上彼此离开、且彼此平行地延伸的一对内侧面124a、124b,第二合成树脂部132配置在这一对内侧面124a、124b之间。第二合成树脂部132的基端部相对于转子铁芯85配置在径向R的内侧,前端部相对于转子铁芯85配置在径向R的外侧。
第三合成树脂部133构成为从第二合成树脂部132的前端朝轴向S的一方S1侧延伸设置的轴向延设部。第三合成树脂部133从第二合成树脂部132的前端部朝接受方向F1侧延伸,并被收纳在外筒89中的形成于第二外壳52的外径部88侧部分的第二槽125中。第二槽125与第一槽124连通,相对于该第一槽124朝轴向S的一方S1侧延伸,且在径向R的外侧开放。第二槽125和第三合成树脂部133与环状部112的至少一部分(在本实施方式中为大致全部)在轴向S的位置重叠。
第四合成树脂部134形成为从第一合成树脂部131沿着第二轴向S2突出的圆弧状。第四合成树脂部134的内周面134a与连结壁94的内周面94b连续地形成,并与该内周面94b协作遍及整周保持第五轴承35的外圈的外周面。
在合成树脂部件130中埋设有用于将来自霍尔IC 121的信号传递给控制部的电线126。电线126的一端与霍尔IC 121电连接,并从环状部112的第一合成树脂部131向第二合成树脂部132和第三合成树脂部133延伸。电线126在环状部112中从合成树脂部件130突出,并与控制部电连接。
合成树脂部件130还具备密封部127,该密封部127分别对合成树脂部件130与第二外壳52的第一槽124之间和与第二外壳52的第二槽125之间进行液密地密封。
密封部127形成为细长环状,且分别从第一合成树脂部131的另一端部的外周面131a、第二合成树脂部132的一对侧面132a、132b、第三合成树脂部133的一对侧面133a、133b以及第三合成树脂部133的前端面133c突出。该密封部127分别与第二外壳52的连结壁94的内周面94b、第一槽124的对应的内侧面124a、124b、以及第二槽125的对应的内侧面125a、125b、125c抵接。
根据上述的结构,根据第二轴12和第三轴13的相对旋转量在磁轭116、117中产生磁通,该磁通被集磁环119、120感应,并被霍尔IC 121检测出。霍尔IC 121的扭矩检测信号经由电线126被输入控制部。这样,能够检测与施加于第二轴12和第三轴13的扭矩对应的磁通密度。
此处,参照图2,第五轴承35相对于扭矩传感器44配置在轴向S的另一方S2侧。第五轴承35将第三轴13的一端支承为能够旋转。
第二轴12的外周部和第三轴13的内周部经由第六轴承36被支承为能够彼此相对旋转。减速机构26被收纳在由第三外壳53的外径部128、端壁部61以及第二外壳52的连结壁94形成的收纳室129中。第三外壳53的端壁部61经由第七轴承37将第三轴13支承为能够旋转。
在具有上述的概要结构的车辆用操舵装置1中,输入部件20与第一轴11之间的连结按照下述方式进行。即,首先,如图9所示,准备单独的输入部件20和第一轴11,以使第一轴11的压入部62朝向输入部件20侧的方式将二者同轴地对置。
其次,如图10所示,将第一轴11插通输入部件20的输入部件侧筒部202。由此,压入部62与输入部件侧筒部202的大径部66和内花键部65游隙嵌合。进而,外花键部63的引导部67与内花键部65卡合,由此,以使二者的齿部彼此在周方向上互不相同地配置的方式进行引导。
在外花键部63和内花键部65嵌合之后,如图11所示,压入部62被压入被压入部64,二者的结合完毕。
并且,输入部件22与第二轴12之间的连结按照下述方式进行。即,首先,如图12所示,准备单独的输出部件22和第二轴12,以使第二轴12的压入部62朝向输出部件22侧的方式将二者同轴地对置。
其次,如图13所示,将第二轴12插通输出部件22的输出部件侧筒部222。由此,第二轴12的一端部12a和压入部62与输出部件侧筒部222的大径部66和内花键部65游隙嵌合。进而,外花键部63的引导部67与内花键部65卡合,由此,以使二者的齿部彼此在周方向上互不相同地配置的方式进行引导。
在外花键部63和内花键部65嵌合之后,如图14所示,压入部62被压入被压入部64,二者的结合完毕。
参照图1,对于具有上述结构的车辆用操舵装置1,在车辆以比较低的速度行驶的情况下,通过驱动传动比可变机构用电动机23而将传动比可变机构5中的传动比θ2/θ1变更成更高的值,能够起到增大操舵角θ1来辅助驾驶者的操舵的功能。
并且,在车辆以比较高的速度行驶的情况下,通过驱动传动比可变机构用电动机23而将传动比可变机构5中的传动比θ2/θ1变更成更低的值,能够进行车辆的稳定控制(stability control)(姿势稳定控制)。
根据以上的情况,根据本实施方式,能够使扭矩传感器44的环状部112和传动比可变机构用电动机23的转子231的转子铁芯85在轴向S上重合配置,能够缩短车辆用操舵装置1的轴向S上的全长。
并且,能够利用外壳24的内筒93将扭矩传感器44的环状部112保持在收纳空间90内。进一步,由于能够沿着轴向S(接受方向F1)将该环状部112插入内筒93的保持孔123,因此能够将扭矩传感器44配置在转子铁芯85的更深侧,能够有效活用转子231的内部的死区。
并且,通过设置第二合成树脂部132和第三合成树脂部133,能够使与第一合成树脂部131相连的部分以从转子铁芯85的径向外侧、进而是外壳24露出的方式延伸。由此,能够使传递扭矩检测信号的电线126通过第一~第三合成树脂部131~133内部延伸到外壳24的外侧。结果,能够将扭矩检测信号传递给位于外壳24的外侧的控制部。
进一步,通过将电磁屏蔽部件122配置在扭矩传感器44的磁轭116、117、集磁环119、120以及霍尔IC 121与转子231之间,能够防止扭矩传感器44拾取来自外部的电磁噪声。
并且,利用压入固定将输入部件20和输出部件22与对应的第一轴11、第二轴12以能够传递扭矩的方式结合在一起,并且利用花键嵌合以能够传递扭矩的方式结合在一起。
通过将输入部件20和第一轴11压入固定在一起,能够高精度地实现第一轴11与输入部件20之间的彼此的定位。同样地,通过将输出部件22和第二轴12压入固定在一起,能够高精度地实现第二轴12与输出部件22之间的彼此的定位。
进一步,通过将输入部件20和第一轴11花键结合,即便作用有大扭矩,也能够在这些输入部件20和第一轴11之间可靠地承受,能够抑制二者的相对相位(周方向的位置)大幅偏离的情况。由此,能够抑制处于操舵中立状态的第一轴11和操舵部件2的相位偏离的情况,能够防止在操舵中产生不适感。
同样地,通过将输出部件22和第二轴12花键结合,即便作用有大扭矩,也能够在这些输出部件22和第二轴12之间可靠地承受,能够抑制二者的相对相位(周方向的位置)大幅偏离的情况。由此,能够抑制处于操舵中立状态的第二轴12和操舵部件2的相位偏离的情况,能够防止在操舵中产生不适感。
并且,在支承机构81中,通过采用第八轴承38支承输入部件20和输出部件22双方,能够共用支承上述各个部件20、22的轴承,能够减少轴承的数量,通过部件数量的降低,能够降低制造成本。
即,支承输入部件20和输出部件22的轴承只要有第一轴承31、第三轴承33以及第八轴承38这三个轴承即可。因此,与采用例如利用一对轴承支承输入部件的两端、并利用与上述一对轴承不同的另外一对轴承支承输出部件的两端的结构的情况不同,无需准备四个轴承。
并且,由于支承输入部件20和输出部件22的轴承只要有三个即可,因此能够在轴向S上缩短支承输入部件20和输出部件22的轴承所占的空间,能够进一步缩短车辆用操舵装置1的轴向S的长度。
并且,能够采用第八轴承38防止第一轴11和第二轴12的对置端部11b、12a之间的倾斜(倾倒),结果,能够高精度地维持由这些轴11、12支承的输入部件20和输出部件22的啮合状态。
进一步,通过在锁定机构58的锁定杆101的前端部设置弹性部件101b,能够可靠地降低锁定杆101与锁定从动件100卡合时的卡合音,并且,能够尽可能地减少锁定机构58中的设置弹性部件101b的区域,能够降低注塑成形所花费的成本。并且,由于无需在锁定从动件100上设置弹性部件,因此能够简化锁定从动件100的形状和制造工序。
并且,将锁定机构58的锁定杆101和锁定从动件100以及母线99配置在传动比可变机构用电动机23的定子232与解析器定子108之间,并且避开锁定杆101的可动区域111配置母线99。由此,能够在轴向S上重叠配置锁定杆101和锁定从动件100与母线99,能够进一步缩短车辆用操舵装置1的轴向S的长度。
并且,能够使定子232的导线、解析器定子108的导线以及电磁铁102的导线从彼此接近的部位延伸到外壳24的外壳,能够更容易地进行这些导线的处理。
进一步,通过在合成树脂部件130设置密封部127,能够防止填充到减速机构26的蜗杆轴27和蜗轮28的啮合区域的润滑脂等润滑剂从第二外壳52和合成树脂部件130之间泄漏。通过将密封部127一体地设于合成树脂部件130,无需另外设置密封构造,结果,能够在轴向S上进一步缩短车辆用操舵装置1。
如上所述,通过进一步缩短车辆用操舵装置1的轴向S的长度,能够充分地确保用于设置具备电动机的电动式的倾斜机构或倾斜伸缩机构的配置空间和用于吸收车辆的二次碰撞时的冲击的冲击吸收行程。进一步,能够提高车辆用操舵装置1的车厢内的布局自由度。
并且,第二外壳52收纳传动比可变机构用电动机23的转子231,具有作为传动比可变机构外壳的功能,并且保持操舵辅助机构19的扭矩传感器44的合成树脂部件130的环状部112,具有作为操舵辅助机构外壳的功能。这样,能够将第二外壳52兼用做传动比可变机构外壳和操舵辅助机构外壳,结果,能够降低制造成本。并且,能够将该第二外壳52的内筒93的的壁厚形成得薄,能够将支承转子铁芯85的第二轴承32和第四轴承34配置在转子铁芯85内。能够作成将这些轴承32、34配置在转子铁芯85内的简易的结构,从而能够进一步降低制造成本。
进一步,由于能够将转子铁芯85的外周面形成为大致平坦的面,因此能够减少转子铁芯85的加工所耗费的时间,通过降低转子铁芯85的制造成本能够进一步降低车辆用操舵装置1的制造成本。
进一步,扭矩传感器的环状部112为环状,而不形成为沿着径向R伸出的形状,因此能够将包围该环状部112的转子铁芯85的直径形成得较小。由此,能够使支承转子铁芯85的第二轴承32和第四轴承34小型化,能够格外地降低这些轴承32、34的成本。
本发明并不限定于上述实施方式的内容,能够在本发明的范围内进行各种变更。
例如,如图15所示,也可以为扭矩传感器44A的全部都配置在收纳空间90内。另外,以下对与图1~图9所示的实施方式不同的点进行说明,对同样的结构在图中标注同样的符号并省略说明。
图15所示的本实施方式与图1~图9所示的实施方式的不同点主要在于以下各点:(i)扭矩传感器44A的全部都配置在收纳空间90内;(ii)作为操舵状态检测传感器的旋转角检测传感器即转向角传感器45的全部都配置在收纳空间90内;以及(iii)作为操舵状态检测传感器的旋转角检测传感器即电动机解析器43的全部都配置在收纳空间90内。
扭矩传感器44A的环状部112A遍及轴向S的整个区域与转子铁芯85在径向R上对置。在环状部112A的第一合成树脂部131A中,电线126A从轴向S的另一方S2侧的端部突出,并朝外壳24的外部延伸。
转向角传感器45相对于一对集磁环119、120配置在轴向S的一方S1侧,该转向角传感器45包括:转子451,该转子451与动力传递路径上的作为预定的轴部件的第二轴12以能够一起旋转的方式连结;以及包围该转子451的作为信号检测用部的定子452,该转向角传感器45检测第二轴12的旋转角。定子452的至少一部分埋设于环状部112A的第一合成树脂部131A,由此,定子452被保持于该第一合成树脂部131A。利用定子452检测出的信号经由未图示的电线被输入控制部。
电动机解析器43相对于转向角传感器45配置在轴向S的另一方S2侧。电动机解析器43的解析器转子107以能够与转子铁芯85一起旋转的方式连结于转子铁芯85的内周面。电动机解析器43的解析器定子108构成信号检测用部,利用该解析器定子108检测出的信号经由未图示的电线被输出至控制部。
该解析器定子108的至少一部分埋设于第一合成树脂部131A,由此,该解析器定子108被保持于该第一合成树脂部131A。
传动比可变机构5的转子231的永磁铁86和定子232配置在转子铁芯85的中间部85c。
电磁屏蔽部件122A包括:第一筒状部141,该第一筒状部141包围扭矩传感器44的一对集磁环119、120以及霍尔IC 121的外周;第二筒状部142,该第二筒状部142与第一筒状部141相连,并包围转向角传感器45的定子452的外周;以及环状的凸缘部143,该环状的凸缘部143从第二筒状部142的一端朝径向R的外侧延伸,且配置在转子231的永磁铁86和电动机解析器43之间。
第一筒状部141和第二筒状部142相对于永磁铁86配置在径向R的内侧。凸缘部143在轴向S上配置在永磁铁86和电动机解析器43之间。
根据本实施方式,能够将转向角传感器45和电动机解析器43分别与转子231的转子铁芯85在轴向S上重叠配置,能够进一步缩短装置1在轴向S的全长。
另外,在本实施方式中,转向角传感器45和转子电动机解析器43分别仅一部分配置在收纳空间90内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种车辆用操舵装置,其具备:差动机构,该差动机构在同轴上连结与操舵部件相连的第一轴和与转向机构相连的第二轴;和传动比可变用电动机,为了驱动所述差动机构,该传动比可变用电动机与所述第一轴和所述第二轴同轴地配置,所述车辆用操舵装置的特征在于:
所述传动比可变用电动机包括筒状的转子,
在该转子的径向内侧规定出有收纳空间,
车辆用操舵装置所具备的预定的传感器中的至少一部分传感器和所述差动机构配置在所述收纳空间内,由此,从与包括所述彼此连结的所述第一轴和所述第二轴在内的轴向相正交的方向观察,所述差动机构、所述传动比可变用电动机和所述至少一部分传感器沿着所述轴向重叠地配置。
2.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述至少一部分传感器包括用于检测操舵状态的操舵状态检测传感器。
3.根据权利要求2所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述操舵状态检测传感器包括扭矩传感器,该扭矩传感器具有信号检测用部,并利用所述信号检测用部检测作用于预定的轴部件的扭矩,所述预定的轴部件位于所述操舵部件和所述转向机构之间的动力传递路径上。
4.根据权利要求3所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
在所述信号检测用部和所述转子之间配置有电磁屏蔽部件。
5.根据权利要求4所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述扭矩传感器包括包围所述预定的轴部件的环状部,
所述环状部包括对所述信号检测用部和所述电磁屏蔽部件进行模压的圆环状的第一合成树脂部。
6.根据权利要求3所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述车辆用操舵装置具备用于收纳所述转子的外壳,
该外壳包括:外筒,该外筒包围所述转子的外周;连结壁,该连结壁从该外筒向径向内侧延伸,且在所述转子的轴向上与所述转子邻接;和内筒,该内筒从所述连结壁向所述转子的收纳空间内延伸,
所述扭矩传感器包括包围所述预定的轴部件的环状部,
所述内筒具有用于保持所述环状部的保持孔,
该保持孔在所述转子的轴向开放,且能够沿着预定的接受方向接受所述环状部,所述预定的接受方向沿着所述转子的轴向。
7.根据权利要求6所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述车辆用操舵装置具有径向延设部,该径向延设部从所述环状部向所述环状部的径向外侧延伸,且在所述转子的轴向上与所述转子邻接。
8.根据权利要求7所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
在所述环状部和所述径向延设部的内部通有从所述信号检测用部传递扭矩检测信号的电线,该电线能够将扭矩检测信号传递给位于所述外壳的外侧的控制部。
9.根据权利要求7所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述径向延设部由第二合成树脂部形成。
10.根据权利要求2所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述操舵状态检测传感器包括旋转角传感器,该旋转角传感器用于检测所述操舵部件和所述转向机构之间的动力传递路径上的预定的轴部件或者转子的旋转角。
11.根据权利要求10所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
在所述旋转角检测传感器的信号检测用部和所述转子之间配置有电磁屏蔽部件。
Claims (11)
1.一种车辆用操舵装置,其具备:差动机构,该差动机构在同轴上连结与操舵部件相连的第一轴和与转向机构相连的第二轴;和传动比可变用电动机,为了驱动所述差动机构,该传动比可变用电动机与所述第一轴和所述第二轴同轴地配置,所述车辆用操舵装置的特征在于:
所述传动比可变用电动机包括筒状的转子,
在该转子的径向内侧规定出有收纳空间,
车辆用操舵装置所具备的预定的传感器中的至少一部分传感器配置在所述收纳空间内。
2.根据权利要求1所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述至少一部分传感器包括用于检测操舵状态的操舵状态检测传感器。
3.根据权利要求2所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述操舵状态检测传感器包括扭矩传感器,该扭矩传感器具有信号检测用部,并利用所述信号检测用部检测作用于预定的轴部件的扭矩,所述预定的轴部件位于所述操舵部件和所述转向机构之间的动力传递路径上。
4.根据权利要求3所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
在所述信号检测用部和所述转子之间配置有电磁屏蔽部件。
5.根据权利要求4所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述扭矩传感器包括包围所述预定的轴部件的环状部,
所述环状部包括对所述信号检测用部和所述电磁屏蔽部件进行模压的圆环状的第一合成树脂部。
6.根据权利要求3所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述车辆用操舵装置具备用于收纳所述转子的外壳,
该外壳包括:外筒,该外筒包围所述转子的外周;连结壁,该连结壁从该外筒向径向内侧延伸,且在所述转子的轴向上与所述转子邻接;和内筒,该内筒从所述连结壁向所述转子的收纳空间内延伸,
所述扭矩传感器包括包围所述预定的轴部件的环状部,
所述内筒具有用于保持所述环状部的保持孔,
该保持孔在所述转子的轴向开放,且能够沿着预定的接受方向接受所述环状部,所述预定的接受方向沿着所述转子的轴向。
7.根据权利要求6所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述车辆用操舵装置具有径向延设部,该径向延设部从所述环状部向所述环状部的径向外侧延伸,且在所述转子的轴向上与所述转子邻接。
8.根据权利要求7所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
在所述环状部和所述径向延设部的内部通有从所述信号检测用部传递扭矩检测信号的电线,该电线能够将扭矩检测信号传递给位于所述外壳的外侧的控制部。
9.根据权利要求7所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述径向延设部由第二合成树脂部形成。
10.根据权利要求2所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
所述操舵状态检测传感器包括旋转角传感器,该旋转角传感器用于检测所述操舵部件和所述转向机构之间的动力传递路径上的预定的轴部件或者转子的旋转角。
11.根据权利要求10所述的车辆用操舵装置,其特征在于:
在所述旋转角检测传感器的信号检测用部和所述转子之间配置有电磁屏蔽部件。
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