JPH05139323A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電動式パワーステアリング装置に関
し、一般的なモータを用いて操舵力を軽減するようにし
て低コストな電動式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。 【構成】第１ラック軸３および第２ラック軸８と同一軸
芯上になるように電気モータ５を配設するとともに、モ
ータケースをラック軸と一体的に構成し、電気モータ５
の出力軸５ａをボールスクリュー７に連結し、さらに、
このボールスクリュー７がギヤハウジング１に固定され
たボールナット10に螺合している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車輌の操舵機構に適用さ
れる電動式パワーステアリング装置に関し、詳しくは、
モータによって発生するトルクを操舵機構に伝達し、運
転者の操舵力を軽減させるための電動式パワーステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気モータを利用して運転者の
操舵力を軽減させるパワーステアリング装置にあって
は、ラック軸と電気モータを同一軸芯上に配設して車両
のレイアウト上のスペースを有効に利用するようにして
いる。従来、この種の電動式パワーステアリング装置と
しては、例えば、実開昭５９−１７２０７２号公報に記
載されたようなものが知られている。

【０００３】このものは、車幅方向に延在し、ラックの
形成されていない部分にウォームを有するラック軸と、
ウォームを内包するとともに、該ウォームに対して同一
軸芯上に回転可能に設けられ、軸方向に移動するのを禁
止されるように拘束されたナットと、該ナットに対して
同一軸芯上になるように該ナットに取付けられ、外周部
に無鉄芯の電気子巻線が固着された電動機回転子と、ラ
ック軸およびナット等を内包するハウジングに設けら
れ、電動機回転子の整流子に接触して電流を供給する摺
動子と、電動機回転子の周囲に対向するようにしてラッ
クハウジングの内周部に取付けられた磁石と、電動機回
転子およびラック軸の間でラック軸と同軸状に設けられ
たスリーブ型の鉄芯と、から構成されている。

【０００４】このような構成を有する電動式パワーステ
アリング装置では、電気子巻線に電流を供給すると、電
気子巻線に通常の直流電動機と同様の原理でトルクが発
生して電動機回転子が回転する。ところが、電動機回転
子に固定されているナットが軸方向に固定されているた
め、このナットに螺合するウォームを形成しているラッ
ク軸には軸方向の力が与えられる。この軸方向の力が運
転者がトルクを加えるピニオン歯車と該歯車が噛合する
ラックによって発生する軸力に付与され、操舵力が電気
式に倍力される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電動式パワーステアリング装置にあっては、
電気モータを構成する電動機回転子およびナット等がウ
ォームを内包するような中空軸構造になっていたため、
モータが特殊な構造になってしまい、そのコストが増大
してしまうという問題があった。

【０００６】そこで本発明は、一般的なモータを用いて
操舵力を軽減するようにして低コストな電動式パワース
テアリング装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、車幅方向に延在するととも
に、所定のラックを有するラック軸と、ギヤハウジング
に収納されるとともにラック軸のラックに噛合し、操舵
ハンドルの操舵量に応じてラック軸を車幅方向に移動さ
せるピニオンと、ギヤハウジングに収納されるとともに
ラック軸と同一軸芯上に配設された電気モータと、から
なる電動式パワーステアリング装置において、前記モー
タのケースがラック軸と一体的に結合され、モータの出
力軸に連結されたボールスクリューと、該ボールスクリ
ューに係合し、ギヤハウジングに固定されたボールナッ
トと、からなることを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記モータのケースをプラネットキャリヤとし
て構成するとともに、該ケースおよびボールスクリュー
の間に遊星歯車機構を設け、該遊星歯車機構が、モータ
の出力軸に連結されたサンギヤと、該サンギヤに噛合す
るとともに、サンギヤの周囲でプラネットキャリヤに保
持されたピニオンギヤと、該ピニオンギヤに噛合すると
ともに、ボールスクリューに連結されたリングギヤと、
から構成されることを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明では、ラック軸と同一軸芯
上になるように電気モータが配設されるとともに該モー
タの出力軸がボールスクリューに連結され、さらに、こ
のボールスクリューがギヤハウジングに固定されたボー
ルナットに螺合される。したがって、電気モータが回転
するのに伴ってボールスクリューが回転され、この回転
力がボールナットを介してギヤハウジングに伝達され
る。

【００１０】このボールナットはギヤハウジングに固定
されているので、運転車が操舵ハンドルを操舵すること
によりピニオンを介してラックを車幅方向に移動させる
と、電気モータおよびラックがギヤハウジングに対して
所定方向に移動して運転者の操舵力が倍力される。この
ため、一般的な中実軸のモータを用いて簡単に操舵力の
倍力が行われ、モータのコストが増大することがなく、
結果的に低コストな電動式パワーステアリング装置が得
られる。

【００１１】請求項２記載の発明では、モータのケース
がプラネットキャリヤとして構成されるとともに、該ケ
ースおよびボールスクリューの間に遊星歯車機構が設け
られる。したがって、電気モータの出力が遊星歯車機構
によって減速されてギヤハウジングに伝達され、電気モ
ータの出力容量を少なくなり、モータが小型になる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る電動式パワーステアリング装置の第
１実施例を示す図である。まず、構成を説明する。図１
において、１は車両に固定されたギヤハウジングであ
り、該ハウジング１の内部にはピニオン２が収納され、
このピニオン２は図示しないステアリング軸を介して操
舵ハンドルに連結されている。このピニオン２はラック
軸としての第１ラック軸３の所定箇所に設けられたラッ
ク３ａに噛合しており、操舵ハンドルの操舵量を第１ラ
ック軸３に伝達するようになっている。

【００１３】第１ラック軸３は車幅方向に延在してお
り、ピニオン２の回転に伴って車幅方向に移動するよう
になっている。この第１ラック軸３の左端部にはモータ
ケース４が該ラック軸３と同一軸芯上になるように固定
されており、このモータケース４はギヤハウジング１に
収納されている。また、このケース４は内部に中実軸の
電気モータ５を収納しており、この電気モータ５にはギ
ヤハウジング１に取付けられるとともに、図示しない電
源に接続された電気ターミナル６からモータケース４を
介して電流が供給されるようになっている。

【００１４】電気モータ５の出力軸５ａにはボールスク
リュー７の右端部が係合されており、このボールスクリ
ュー７は第１ラック軸３と同一軸芯上に配設され、電気
モータ５によって回転されるようになっている。ボール
スクリュー７はモータケース４に取付けられたラック軸
としての第２ラック軸８に収納されており、左端部が第
３ラック軸９に固定されている。また、ボールスクリュ
ー７の外周部はボール７ａを介してボールナット10に螺
合しており、このボールナット10は第２ラック軸８の開
口部８ａを通してギヤハウジング１に固定され、ボール
スクリュー７が回転するのに伴いラック軸３を車幅方向
に移動するようになっている。

【００１５】また、第３ラック軸９の左端部および第１
ラック軸３の右端部にはそれぞれ図示しないボールジョ
イントを介してタイロッドが取付けられており、このタ
イロッドにはそれぞれ前輪が取付けられている。このた
め、第１ラック軸３が車幅方向に移動するのに伴ってタ
イロッドを介して前輪が所定方向に転舵される。次に、
作用を説明する。

【００１６】運転者が操舵ハンドルを操舵すると、この
操舵力がピニオン２を介して第１ラック軸３に伝達され
る。このとき、電気ターミナル６からモータケース４を
介して電気モータ５に電力が供給され、電気モータ５が
所定方向、すなわち、第１ラック軸３の移動方向に対応
する方向に回転するため、ボールスクリュー７が回転す
る。

【００１７】このとき、ボールナット10が所定方向に移
動しようとするが、このボールナット10はギヤハウジン
グ１に固定されているため、第１ラック軸３、電気モー
タ４およびモータケース４等がギヤハウジング１に対し
て所定方向に移動する。そして、この所定方向に移動す
る際の力は運転者の操舵力が加えるピニオン２および第
１ラック軸３によって発生する軸方向の力に付加される
ため、運転者の操舵力が倍力される。

【００１８】このように本実施例では、第１ラック軸３
および第２ラック軸８と同一軸芯上になるように電気モ
ータ５を配設するとともにモータケース４と第１ラック
軸３を一体的に構成し、電気モータ５の出力軸５ａをボ
ールスクリュー７に連結し、さらに、このボールスクリ
ュー７をギヤハウジング１に固定されたボールナット10
に螺合しているので、一般的な中実軸の電気モータ５を
用いて簡単に操舵力の倍力を行なうことができ、モータ
５のコストが増大するのを防止することができる。この
結果、電動式パワーステアリング装置のコストを低減さ
せることができる。

【００１９】図２は本発明に係る電動式パワーステアリ
ング装置の第２実施例を示す図である。まず、構成を説
明する。図２において、ギヤハウジング21内にはケース
としての第１モータケース22が収納されており、このケ
ース22には図示しないピニオンが噛合されるラック軸23
が同一軸芯上に固定されている。第１モータケース22の
内部には電気モータ24が収納されており、この電気モー
タ24にはギヤハウジング21に取付けられた電気ターミナ
ル25から第１モータケース22を介して電流が供給される
ようになっている。

【００２０】第１モータケース22はその開口端がケース
としての第２モータケース26によって閉塞されており、
この第２モータケース26はラック軸23と同様に車幅方向
に延在し、左端部にタイロッド27が取付けられている。
また、この第２モータケース26の外周部にはボールスク
リュー28が回転自在に取付けられており、このボールス
クリュー28の外周部はボール28ａを介してボールナット
29に螺合されている。このボールナット29はギヤハウジ
ング21に固定されており、ボールスクリュー28が回転す
るのに伴ってラック軸23を車幅方向に移動するようにな
っている。

【００２１】一方、電気モータ24の出力軸24ａにはサン
ギヤ30が取付けられており、このサンギヤ30はピニオン
ギヤ31に噛合している。このピニオンギヤ31はピン32を
介して第２モータケース26のキャリヤ部26ａに回転自在
に保持されており、この第２モータケース26のキャリヤ
部26ａはプラネタリキャリヤを構成している。ピニオン
31はリングギヤ33に噛合しており、このリングギヤ33は
ボールスクリュー28に取付けられている。

【００２２】このため、電気モータ24が回転すると、こ
の回転力がサンギヤ30、ピニオンギヤ31およびリングギ
ヤ33を介してボールスクリュー28に伝達され、ボールス
クリュー28が回転する。そして、上述したサンギヤ30、
ピニオンギヤ31およびリングギヤ33は遊星歯車機構34を
構成している。本実施例では、運転者が操舵ハンドルを
操舵することによりこの操舵力がピニオンを介してラッ
ク軸23に伝達されると、電気ターミナル25から第１モー
タケース22を介して電気モータ24に電流が供給され、電
気モータ24が所定方向、すなわち、ラック軸23の移動方
向に対応する方向に回転する。

【００２３】このとき、電気モータ24の回転力がサンギ
ヤ30、ピニオンギヤ31およびリングギヤ33を介してボー
ルスクリュー28に伝達され、ボールスクリュー28が回転
する。このとき、ボールスクリュー28に噛合するボール
ナット29が所定方向に移動しようとするが、このボール
ナット29はギヤハウジング21に固定されているため、ラ
ック軸23、電気モータ24およびモータケース25等がギヤ
ハウジング21に対して所定方向に移動し、第１実施例と
同様に運転者の操舵力が倍力される。

【００２４】本実施例では、第１実施例と同様の効果に
加えて、電気モータ24の第２モータケース26をプラネッ
トキャリヤとして構成するとともに、第２モータケース
26およびボールスクリュー28の間に遊星歯車機構34を設
けているため、電気モータ24の出力を遊星歯車機構34に
よって減速してギヤハウジング21に伝達することがで
き、電気モータ24の出力容量を少なくして電気モータ24
を小型化することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ラック軸
と同一軸芯上になるように電気モータを配設するととも
に、モータケースをラック軸と一体的に構成し、電気モ
ータの出力軸をボールスクリューに連結し、さらに、こ
のボールスクリューをギヤハウジングに連結されたボー
ルナットに螺合しているので、一般的な中実軸のモータ
を用いて簡単に操舵力の倍力を行なうことができ、モー
タのコストが増大するのを防止することができる。この
結果、電動式パワーステアリング装置のコストを低減さ
せることができる。

【００２６】請求項２記載の発明によれば、電気モータ
のモータケースをプラネットキャリヤとして構成すると
ともに、モータケースおよびボールスクリューの間に遊
星歯車機構を設けているため、電気モータの出力を遊星
歯車機構によって減速してギヤハウジングに伝達するこ
とができ、電気モータの出力容量を少なくして電気モー
タを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
第１実施例を示すその断面図である。

【図２】本発明に係る電動式パワーステアリング装置の
第２実施例を示すその断面図である。

【符号の説明】

１、21 ギヤハウジング ２ ピニオン ３ 第１ラック軸 ４ モータケース ５、24 電気モータ ５ａ、24ａ 出力軸 ７、28 ボールスクリュー ８ 第２ラック軸 ９ 第３ラック軸 10、29 ボールナット 22 第１モータケース（ケース） 23 ラック軸 26 第２モータケース（ケース） 30 サンギヤ 31 ピニオンギヤ 33 リングギヤ 34 遊星歯車機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車幅方向に延在するとともに、所定のラッ
   クを有するラック軸と、ギヤハウジングに収納されると
   ともにラック軸のラックに噛合し、操舵ハンドルの操舵
   量に応じてラック軸を車幅方向に移動させるピニオン
   と、ギヤハウジングに収納されるとともにラック軸と同
   一軸芯上に配設された電気モータと、からなる電動式パ
   ワーステアリング装置において、前記モータのケースが
   ラック軸と一体的に結合され、モータの出力軸に連結さ
   れたボールスクリューと、該ボールスクリューに係合
   し、ギヤハウジングに固定されたボールナットと、から
   なることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】前記モータのケースをプラネットキャリヤ
   として構成するとともに、該ケースおよびボールスクリ
   ューの間に遊星歯車機構を設け、該遊星歯車機構が、モ
   ータの出力軸に連結されたサンギヤと、該サンギヤに噛
   合するとともに、サンギヤの周囲でプラネットキャリヤ
   に保持されたピニオンギヤと、該ピニオンギヤに噛合す
   るとともに、ボールスクリューに連結されたリングギヤ
   と、から構成されることを特徴とする請求項１記載の電
   動式パワーステアリング装置。