JPH0537743Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案はラツクアンドピニオン式の電動パワ
ーステアリング装置、詳しくは、操向ハンドルと
連結したピニオンに電動機を食違い歯車機構によ
つて動力伝達可能に連結した電動パワーステアリ
ング装置に関する。

（従来の技術） 電動パワーステアリング装置は、操向ハンドル
から操向車輪までの操舵力の伝達系に電動機を設
け、この電動機が出力する操舵補助力を操向ハン
ドルに加えられる手動操舵力とともに操向車輪へ
伝達して運転者の操舵負担を軽減する。従来、こ
の種の電動パワーステアリング装置として、例え
ば、特開昭59−50864号公報に記載されたような
ものが知られていた。この電動パワーステアリン
グ装置は、操向ハンドルと連結したピニオンを操
向車輪に連結したラツク軸に噛合させて操向ハン
ドルへ加えられる手動操舵力をラツク軸に伝達す
るとともに、また、ラツク軸にボールスクリユ機
構のボールねじ溝を形成し、このラツク軸のボー
ルねじ溝に電動機の出力軸に連結されたボールナ
ツトを多数のボールを介し螺合させ、電動機が出
力する操舵補助力をボールスクリユ機構を介しラ
ツク軸に伝達する。

（この考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の電動パワース
テアリング装置にあつては、ボールスクリユ機構
のボールねじ溝のラツク軸への加工に高精度が要
求され、特に、ラツク軸が長尺であるため熱処理
歪等の影響を受けて高精度の加工が困難であり、
製造コストが大きく、また、組立が困難であると
いう問題点があつた。

さらに、このような従来の電動パワーステアリ
ング装置にあつては、ラツク軸に形成されたボー
ルねじ溝にボールナツトが多数のボールを介し螺
合してボールスクリユ機構が構成されるため、操
舵時に操舵反力に起因する曲げモーメントがラツ
ク軸に作用してラツク軸が撓みを生じると、その
伝達効率も影響を受けるという問題点もあつた。

この考案は、上記各問題点を鑑みてなされたも
ので、製造コストが低く組立が容易で、かつ、ラ
ツク軸の撓み等の影響を受け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。

（問題点を解決するための手段） この考案は、操向ハンドルに連結したピニオン
軸にピニオンギアを固設し、該ピニオンギアを操
向車輪と連結したラツク軸に形成されたラツク歯
に噛合させるとともに、前記ラツク軸に電動機の
出力軸を連結し、該電動機が出力する操舵補助力
を前記操向ハンドルに加えられる手動操舵力とと
もに操向車輪へ伝達して該操向車輪を転舵する電
動パワーステアリング装置において、 前記電動機を前記ラツク軸と同軸状に配置し、
該電動機の出力軸に第１の食違い歯車を固設する
とともに、該第１の食違い歯車と噛合する第２の
食違い歯車を前記ピニオン軸に固設し、前記電動
機が出力する操舵補助力を前記第１の食違い歯車
と第２の食違い歯車とによつて伝達することが要
旨である。

（作用） この考案にかかる電動パワーステアリング装置
によれば、操向ハンドルに加えられる手動操舵力
はピニオン軸、ピニオンギア、ラツク歯を経てラ
ツク軸に伝達され、また、電動機が発生する操舵
補助力は電動機の出力軸に固設された第１の食違
い歯車およびピニオン軸に固設されて第１の食違
い歯車と噛合する第２の食違い歯車を経てピニオ
ン軸すなわちラツク軸に伝達される。したがつ
て、ラツク軸に高精度加工を施す必要も無く製造
コストが低減され、また、ラツク軸はラツク歯を
ピニオンギアと噛合させるのみで容易に組み付け
ることができ、さらに、ラツク軸の撓み等によつ
て伝達効率が大きな影響を受けることもなく高い
信頼性が得られる。

（実施例） 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

図面はこの考案にかかる電動パワーステアリン
グ装置の一実施例を表す要部断面図である。

図面中、１１は図示しない車体に支持されたギ
アケースであり、ギアケース１１は複数の部材を
シール部材を介して接合して構成されている。こ
のギアケース１１内には、図中右方に図外の操向
ハンドルにステアリングシヤフト等を介して連結
されたピニオン軸１２が軸受１３，１４，１５に
よつて回転自在に支持されている。ピニオン軸１
２は、上軸１２ａと下軸１２ｂとを図示しないト
ーシヨンバーにより弾性的な相対回動変位可能に
結合して成り、上軸１２ａが上記操向ハンドルに
連結され、また、下軸１２ｂにはピニオンギア１
６と第２の食違いかさ歯車１７とが固設されてい
る。後述するように、ピニオンギア１６はラツク
軸１８に形成されたラツク歯１８ａと噛合し、ま
た、第２の食違いかさ歯車１７は電動機１９の出
力軸２０に固設された第１の食違いかさ歯車２１
と噛合して食違い歯車機構２２を構成している。

ラツク軸１８は、ギアケース１１に図中左端部
との間でメタル軸受２８を介し軸方向摺動自在に
支持され、そのラツク歯１８ａが軸方向摺動範囲
にわたつて形成されている。このラツク軸１８
は、周知のように、ギアケース１１の左右両端か
ら突出した端部がステアリングリンケージ等を介
して操向車輪のナツクルアームに連結されてい
る。

電動機１９は、ギアケース１１の略中央部にラ
ツク軸１８と同軸上に配設されている。この電動
機１９は、ギアケース１１の内周壁に固着された
界磁石２９と、この界磁石２９とラツク軸１８と
の間に回転自在に配置されたロータ３０とを有し
ている。ロータ３０は、略円筒状の出力軸２０の
外周にスキユー溝を有する積層鉄芯３３と多重巻
きされた電機子巻線３４とを固着して成り、軸受
３１，３２によつて回転自在かつ微少の軸方向変
位を許容されてギアケース１１に支持されてい
る。このロータ３０の電機子巻線３４は出力軸２
０に固設された整流子３５および整流子３５に弾
接するブラシ３６を介し後述する制御駆動回路２
６に接続されている。

この電動機１９のロータ３０の出力軸２０には
図中右端に第１の食違いかさ歯車２１が一体に設
けられ、前述のように、この第１の食違いかさ歯
車２１がピニオン軸１２に固設された第２の食違
いかさ歯車１７と動力伝達可能に噛合して食違い
歯車機構２２を構成している。これら第１および
第２の食違いかさ歯車２１，１７は、周知のよう
に、回転双曲面（hyper boloid of revolution）
の一部をピツチ面として歯すじが母線の方向に形
成されている。この食違い歯車機構２２は、第１
の食違いかさ歯車２１が出力軸２０の図中左端に
形成されたフランジ部２０ａと軸受３１のインナ
レスとの間に縮装されたスプリング３７により付
勢されて第２の食違いかさ歯車１７に弾接し、こ
れら歯車１７，２１間のバツクラツシユが除去さ
れる。

ギアケース１１のピニオン軸１２の周囲には、
ピニオン軸１２と同軸状にトルクセンサ２３がピ
ニオン軸１２の上軸１２ａと下軸１２ｂとの結合
部近傍に配置されている。トルクセンサ２３は、
ピニオン軸１２が挿通した略円筒状の可動鉄芯２
４と、この可動鉄芯２４の周囲に配置された差動
変圧器２５とを備えている。可動鉄芯２４は、ピ
ニオン軸１２の上軸１２ａおよび下軸１２ｂにそ
れぞれカム機構を介して連結され、これら上軸１
２ａと下軸１２ｂとのトーシヨンバーによる相対
回動変位にともない軸方向に変位する。差動変圧
器２５は、制御駆動回路２６に接続され、制御駆
動回路２６からパルス信号を印加されて可動鉄芯
２４の変位すなわち操舵トルクの作用方向を大き
さを表す信号を制御駆動回路２６に出力する。制
御駆動回路２６は、マイクロコンピユータ等を有
し、バツテリ等の電源２７に接続されている。こ
の制御駆動回路２６は、上述のトルクセンサ２３
および車速センサ等の出力信号を演算処理し、こ
の処理結果に基づいて電源２７から電動機１９へ
通電される電流を制御する。

次に、この実施例の作用を説明する。

この電動パワーステアリング装置は、トルクセ
ンサ２７等の出力信号に基づいて制御駆動回路２
６が電源２７から電動機１９へ通電される電流を
制御し、電動機１９が通電される電流に応じた操
舵補助力を出力する。そして、この電動機１９が
出力する操舵補助力は第１の食違いかさ歯車２１
と第２の食違いかさ歯車１７とから成る食違い歯
車機構２２を介してピニオン軸１２に伝達され、
操向ハンドルからステアリングシヤフト等を経て
ピニオン軸に伝達される手動操舵力とともにピニ
オンギア１６からラツク歯１８ａを経てラツク軸
１８に作用し、ラツク軸１８が軸方向に移動して
操向車輪を転舵する。したがつて、運転者の操舵
負担は電動機１９が出力する操舵補助力により軽
減され、軽快な操舵が可能となる。

一方、この電動パワーステアリング装置は、ラ
ツク軸１８と同軸状に電動機１９が構成され、こ
の電動機１９の出力軸２０が操向ハンドルに連結
されたピニオン軸１２と比較的小型の食違いかさ
歯車機構２２を介し連結されてる。したがつて、
この電動パワーステアリング装置は、大型化特に
ラツク軸１８の径方向に大型化することも無く、
エンジンルームが狭い車両にも容易に装着するこ
とができ、また、ラツク軸１８の周囲に操舵補助
力を伝達するための別個のピニオン軸を設ける必
要がなく、部品点数の削減が可能である。そし
て、この電動パワーステアリング装置は、前述の
ように、電動機１９の出力軸２０をラツク軸１８
のラツク歯１８ａと噛合するピニオンギア１６が
固設されたピニオン軸に食違い歯車機構２２によ
つて連結するため、ラツク軸１８に前述のボール
ねじ溝のような高精度加工を施す必要が無く、そ
の製造コストも小さく、また、ラツク軸１８の撓
みによつて伝達効率が影響を受けることは無く、
操舵時にラツク軸１８に曲げモーメントが作用し
ても円滑な作動を維持でき高い信頼性が得られ
る。

なお、上述した実施例では、電動機１９の出力
軸２０とピニオン軸１２とを連結する食違い歯車
機構（hyper boloidal gear）としてスキユーか
さ歯車（skew bevel gear）を示すが、ハイポイ
ド歯車（hypoid gear）を用いることができるこ
とは言うまでも無い。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案にかかる電動パ
ワーステアリング装置によれば、操向ハンドルに
連結したピニオン軸を食違い歯車機構によつてラ
ツク軸と同軸状に構成された電動機の出力軸に連
結し、ピニオン軸に固設されたピニオンギアをラ
ツク軸のラツク歯に噛合させて手動操舵力と操舵
補助力とを伝達するため、小型化とともに部品点
数の削減が図れ、また、高精度加工が不要となり
製造コストが低減され、さらに、ラツク軸の撓み
等によつて伝達効率が低下することを防止でき高
い信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例にかかる電動パワー
ステアリング装置を示す弾性部材である。 １１……ギアケース、１２……ピニオン軸、１
６……ピニオンギア、１７……第２の食違いかさ
歯車、１８……ラツク軸、１８ａ……ラツク歯、
１９……電動機、２０……出力軸、２１……第１
の食違いかさ歯車、２２……食違い歯車機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 操向ハンドルに連結したピニオン軸にピニオン
   ギアを固設し、該ピニオンギアを操向車輪と連結
   したラツク軸に形成されたラツク歯に噛合させる
   とともに、前記ラツク軸に電動機の出力軸を連結
   し、該電動機が出力する操舵補助力を前記操向ハ
   ンドルに加えられる手動操舵力とともに操向車輪
   へ伝達して該操向車輪を転舵する電動パワーステ
   アリング装置において、前記電動機を前記ラツク
   軸と同軸状に配置し、該電動機の出力軸に第１の
   食違い歯車を固設するとともに、該第１の食違い
   歯車と噛合する第２の食違い歯車を前記ピニオン
   軸に固設し、前記電動機が出力する操舵補助力を
   前記第１の食違い歯車と第２の食違い歯車とによ
   つて伝達することを特徴とする電動パワーステア
   リング装置。