JPH03266772A

JPH03266772A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JPH03266772A
Application number: JP2062500A
Authority: JP
Inventors: Naoki Saito; 直樹斉藤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1991-11-27
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JP2952942B2

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】Ｃ産業上の利用分野〕二の発明は、電動モータの回転力によって車両操舵系に
操舵補助トルクを付与する電動パワーステアリング装置
に関し、特に、電動モータの回転力を、互いに噛合する
二つのベベルギヤを介して操舵系に伝達する電動パワー
ステアリング装置において、それらベベルギヤのバック
ラッシュを容易に調整できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

電動モータの回転力を、ヘベルギヤを介して操舵系に伝
達する電動パワーステアリング装置は、通常、電動モー
タの出力軸側に小径のベベルギヤを設け、且つ、操舵系
側に大径のベベルギヤを設けることにより、電動モータ
の回転力を減速しつつ操舵系に伝達して、操舵系に操舵
補助トルクを付与するようにしている（例えば、特開昭
６３−２５１３６７号公報、実開昭６３−１１２７５号
公報等参照。）。

そして、電動モータ側のベベルギヤと、操舵系側のベベ
ルギヤとのバックラッシュは、電動パワーステアリング
装置の応答性等に影響を与えるため、最適な値に調整す
る必要があり、従来は、電動モータのハウジングと、操
舵系のハウジングとの間に介在させるシムの厚さや枚数
を調整することにより、バックラッシュを最適な値に調
整するようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のようなバックラッシュの調整方法
では、バックラッシュを調整する際に、「電動モータの
取り付け」−「バックラッシュの測定」−「電動モータ
の取り外し」−「シムの調整」−「電動モータの取り付
け」というような作業を繰り返し行わなければならない
ので、多くの手間がかかり、組立作業者の大きな負担と
なっていた。

本発明は、このような従来の技術が有する未解決の課題
に着目してなされたものであり、バックラッシュの調整
を容昌に行える電動パワーステアリング装置を提供する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕上記目的を達成するために、本発明は、操舵系に発生す
る操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、この操
舵トルク検出手段の検出結果に応じた回転力を発生する
電動モータと、この電動モータの回転力を前記操舵系に
伝達する伝達機構と、を備えた電動パワーステアリング
装置において、前記伝達機構を、前記電動モータの出力
軸の先端に形成された駆動側ベベルギヤと、前記操舵系
に回転方向に一体に設けられ且つ前記駆動側ベベルギヤ
に噛合する従動側ベベルギヤとから構成するとともに、
前記電動モータの出力軸を、該出力軸を回転自在に支持
するハウジングに対して軸方向に移動可能にした。

〔作用〕

電動モータで発生した回転力は、電動モータの出力軸の
先端に形成された駆動側ベベルギヤと、操舵系に回転方
向に一体に設けられた従動側ベベルギヤとを介して、操
舵系に伝達する。

そして、電動モータの出力軸は、自身を回転自在に支持
する電動モータのハウジングに対して軸方向に移動可能
であるため、例えば、操舵系に電動モータを取り付けた
後であっても、電動モータの出力軸を軸方向に移動させ
れば、その出力軸の先端に形成された駆動側ベベルギヤ
と、従動側ベベルギヤとの相対位置が変化するから、そ
れらベベルギヤのバックラッシュが変わる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図であり、操舵補助ト
ルク発生用の電動モータが取り付けられた操舵系の一部
分の断面図である。

先ず、構成を説明する。

即ち、操舵系のハウジング１には、入力軸２及び出力軸
３が、軸受４及び５によって回転自在に支持されていて
、それら入力軸２及び出力軸３は、トーションバー６を
介して連結されている。ただし、入力軸２．出力軸３及
びトーションバー６は同軸に配設されている。

入力軸２の図示しない右方には、例えば自在継手やステ
アリングシャフト等を介して、ステアリングホイールが
回転方向に一体に取り付けられていて、また、出力軸３
の図示しない左方には、例えば公知のラックピニオン式
ステアリング装置を構成するビニオン軸が連結されてい
る。

従って、操縦者がステアリングホイールを操舵すること
によって発生した操舵力は、入力軸２゜トークジンバー
６．出力軸３及びラックピニオン式ステアリング装置を
介して、図示しない転舵輪に伝達する。

なお、入力軸２の左端部に形成された溝２ａに、出力軸
３の右端部に形成された突条３ａが回転方向に緩い状態
で嵌まり込んでいるので、入力軸２及び出力軸３間の所
定範囲（±５度程度）以上の相対回動は防止されている
。

そして、入力軸２及び出力軸３の結合部分には、操舵系
に発生する操舵トルクを検出する、操舵トルク検出手段
としてのトルクセンサ７が設けられている。

トルクセンサ７の形式は、特に限定しないが、本実施例
では、操舵トルクに応じて生じる入力軸２及び出力軸３
間の相対回転を、軸方向及び回転方向に相対変位可能に
入力軸２に外嵌したスリーブ８の軸方向変位に変換し、
そのスリーブ８の軸方向変位を、例えばスリーブ８に固
定された磁石（図示せず）と、ハウジング１に固定され
たホール素子等の磁気センサ（図示せず）とで検出する
トルクセンサを用いた。

即ち、出力軸３の右端部には、軸受９ａ、９ｂに支持さ
れて入力軸２に直交する軸を中心に回転、２自在なシャ
フト１０が設けてあり、このシャフト１０は、その中央
部が湾曲して入力軸２との衝突を避けるとともに、その
軸方向の所定位置には、入力軸２と平行に延びるピン１
１の一端が圧入されている。

そして、ビン１１の他端は、入力軸２に形成された縦溝
２ｂに挿入され、シャツ）１０の図示しない湾曲部には
シャフト１０に直交する方向に延びる軸が一体に設けら
れていて、さらに、その軸の先端部は、揺動可能な継手
を介して、スリーブ８に連結されている。

なお、スリーブ８には、その進退時にシャフト１０との
衝突を避けるために、縦溝８ａ、８ｂが形成されている
。

従って、入力軸２及び出力軸３間に相対回転が住しると
、シャフト１０は出力軸３と一体に旋回するため、入力
軸２とシャフト１０との間にも、入力軸２の回転方向に
相対回転が生じる。

すると、入力軸２の縦溝２ｂとシャフトＩＯとは、シャ
フト１０に圧入されたピン１１を介して連結されている
から、ビン１１は、シャフト１０の軸心を中心に旋回す
る。

その結果、シャフト１０が回転するから、シャフト１０
の図示しない湾曲部に一体に設けられた軸の先端が揺動
し、その軸に連結されたスリーブ８が軸方向に進退する
。

このように、スリーブ８は、操舵系の操舵トルクに応じ
て進退するから、そのスリーブ８の軸方向位置を、磁気
センサ等で測定すれば、操舵系の操舵トルクを検出する
ことができる。

そして、出力軸３には、出力軸３と同軸且つ一体に回動
する従動側ベベルギヤ１５が外嵌していて、この従動側
ベベルギヤ１５は、電動モータ１６の出力軸１７の先端
部に設けられた駆動側ベベルギヤ１８に噛合している。

なお、駆動側ベベルギヤ１８は、出力軸１７に同軸且つ
一体に形成されるとともに、出力軸１７の回転力が増幅
されて出力軸３に伝えられるように、従動側ベベルギヤ
１５よりも小径になっている。

また、電動モータ１６は、胴部１９ａ、カバー１９ｂ及
び底部１９ｃからなるハウジング１９を有し、ハウジン
グ１９のカバー１９ｂ側が、図示しないボルト・ナツト
等によって操舵系のハウジング１に結合されることによ
り、その位置決めがされている。

そして、電動モータ１６には、トルクセンサ７の検出結
果に応じて図示しないコントローラから電流が供給され
、その電流は、ハーネス２０．ブラシホルダ２１．ブラ
シ２２及び整流子２３を介して電機子２４に供給されて
、胴部１９ａの内面に固着された磁石２５が生成する磁
束と交錯するから、電機子２４と回転方向に一体である
出力軸１７には、操舵系に発生している操舵トルクに応
じた回転力が発生する。

出力軸１７は、カバー１９ａに固定された軸受２６と、
底部１９ｃに固定された軸受２７とに支持されて回転自
在となっていて、駆動側ベベルギヤ１８と反対側の端部
を支持する軸受２７は、底部１９ｃとは別部材の軸受ホ
ルダ２日を介して、底部１９ｃに取り付けられている。

軸受ホルダ２８は、外周面に雄ネジ２８ａ及び内周面に
雌ネジ２８ｂが形成されるとともに、雌ネジ２８ｂに螺
合するロックナツト３０によって内周面に軸受２７の外
輪を回転方向及び軸方向に一体に保持した円筒形の部材
であって、外周面の雄ネジ２８ａが、底部１９ｃに形成
された雌ネジ１９ｄに螺合している。

従って、軸受ホルダ２８を回転させれば、軸受２７の軸
方向位置が変わり、出力軸１７がハウジング１９に対し
て軸方向に進退する。

また、軸受ホルダ２８の底部１９ｃから突出した部分に
は、軸受ホルダ２８の軸方向位置を固定するためのロッ
クナツト２９が結合している。

次に、本実施例の動作を説明する。

今、操舵系が直進状態にあり、操舵トルクが零であるも
のとすると、入力軸２及び出力軸３間には相対回転は生
じないから、トルクセンサ７の検出結果に応じた回転力
を発生させる電動モータＩ６には、回転力は発生しない
。

従って、出力軸３には操舵補助トルクは発生しないから
、操舵系は直進状態を維持する。

そして、ステアリングホイールを操舵して入力軸２に回
転力が生じると、その回転力は、トーションバー６を介
して出力軸３に伝達する。

この時、出力軸３には、転舵輪及び路面間の摩擦力等に
応じた操舵抵抗が生じるため、入力軸２及び出力軸３間
には、トーションバー６が捩じれることによって、出力
軸３が遅れる相対回動が生じる。

すると、その相対回動の方向及び量に従ってスリーブ８
が軸方向に変位するから、トルクセンサ７の検出値に変
化が生じ、電動モータ１６に、操舵系に発生している操
舵トルクが減少する方向の回転力が発生する。

そして、電動モータ１６の回転力は、出力軸１１、Ｈ動
量ベベルギヤ１８及び従動側ベベルギヤ１５を介して出
力軸３に伝達するから、出力軸３に操舵補助トルクが付
与されたことになり、操舵トルクが減少し、操縦者の負
担が軽減される。

次に、駆動側ベベルギャエ８及び従動側ベベルギヤ１５
０バツクラツシユの調整方法について説明する。

即ち、本実施例では、上述したように、軸受ホルダ２８
を回動させることにより、出力軸１７を軸方向に変位さ
せることができ、出力軸１７の軸方向位置が変化すれば
、これと一体である駆動側ベベルギヤ１８の軸方向位置
も変化する。

その結果、駆動側ベベルギヤ１８及び従動側ベベルギヤ
１５間の相対位置が変わるから、それらのバックラッシ
ュが調整されることになる。

そして、軸受ホルダ２８を適宜回動させてバ・ンクラッ
シュを調整する作業と、バックラッシュを測定する作業
とを、ハックラッシュが最適な値に調整されるまで繰り
返し行い、バックラッシュの調整が終了したロックナツ
ト２９を締めつけて、軸受ホルダ２８の位置を固定すれ
ばよい。

つまり、本実施例の構成であれば、従来の電動パワース
テアリング装置のように、ハックラッシュを調整するた
めに電動モータ１６をハウジング１から取り外す必要が
なく、非常に簡単な作業でバックラッシュを調整するこ
とができるから、組立作業者の負担を大幅に軽減できる
。

なお、出力軸１７を、ハウジング１９に対して軸方向に
移動可能にする構成は、上記実施例に限定されるもので
はなく、他の構成であっても構わない。

また、操舵系の操舵トルクを測定するトルクセンサ７の
形式も、上記実施例に限定されるものではなく、他の形
式であってもよい。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明にあっては、電動モータの
出力軸を、自身を回転自在に支持するハウジングに対し
て軸方向に移動可能にしたため、非常に簡易な作業でバ
ックラッシュを調整することができるから、作業者の捉
担を大幅に低減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す断面図である。 ■・・・ハウジング、２・・・入力軸、３・・・出力軸
、６・・・トーションバー　７・・・トルクセンサ（操
舵トルク検出手段）、１５・・・従動側ベベルギヤ、１
６・・・電動モータ、１７・・・出力軸、１８・・・駆
動側ベベルギヤ、１９・・・ハウジング

Claims

【特許請求の範囲】

（１）操舵系に発生する操舵トルクを検出する操舵トル
ク検出手段と、この操舵トルク検出手段の検出結果に応
じた回転力を発生する電動モータと、この電動モータの
回転力を前記操舵系に伝達する伝達機構と、を備えた電
動パワーステアリング装置において、前記伝達機構を、前記電動モータの出力軸の先端に形成
された駆動側ベベルギヤと、前記操舵系に回転方向に一
体に設けられ且つ前記駆動側ベベルギヤに噛合する従動
側ベベルギヤとから構成するとともに、前記電動モータ
の出力軸を、該出力軸を回転自在に支持するハウジング
に対して軸方向に移動可能にしたことを特徴とする電動
パワーステアリング装置。