JPH05471Y2 - - 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に係り、詳しくは、ラツク軸
と電動機との間にギヤケースに支持された保護部
材を介設してラツク軸が電動機と干渉することを
防止する電動パワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 電動機が操舵補助力を発生するラツクアンドピ
ニオン式の電動パワーステアリング装置は、特開
昭59−50864号公報等で提案されているように、
ラツク軸と同軸的に設けられた電動機をボールね
じ機構等を介しラツク軸に連結し、電動機が発生
する操舵補助力を操向ハンドルに加えられる手動
操舵力とともにラツク軸から操向車輪へ伝達して
操舵負担を軽減する。

本出願人にあつても、この種の電動パワーステ
アリング装置を実開昭63−43875号公報において
提案している。この本出願人が提案する電動パワ
ーステアリング装置は、それぞれがラツク軸と同
軸的に構成された電動機とボールねじ機構とをラ
ツク軸の軸方向に配置し、より一層の小型化を図
るものである。

（この考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような先願にかかるラツク
アンドピニオン式のステアリング装置にあつて
は、電動機がラツク軸の略中央でラツク軸と同軸
的に配設されるため、路面反力等に起因してラツ
ク軸に曲げモーメントが作用すると、ラツク軸が
曲げ変形を生じてラツク軸が電動機と干渉するお
それがあり作動不良を起こすという問題点があつ
た。このため、電動機とラツク軸との間に相当の
空間を確保する等の対策が不可欠で、充分な小型
化を図ることができなかつた。

この考案は、上述した問題点を鑑みてなされた
もので、大型化すること無くラツク軸と電動機と
の干渉を防止して安定した作動を得ることができ
るラツクアンドピニオン式の電動パワーステアリ
ング装置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） この考案は、操向車輪に連結されたラツク軸を
ギヤケースに摺動自在に支持し、該ギヤケース内
でラツク軸に形成されたラツク歯を操向ハンドル
に連結したピニオンと噛合させるとともに、前記
ラツク軸の周囲に同軸的に操舵補助力を発生する
電動機を設け、該電動機が発生する操舵補助力を
操向ハンドルへ加えられる手動操舵力とともにラ
ツク軸から操向車輪へ伝達するラツクアンドピニ
オン式の電動パワーステアリング装置において、 前記ギヤケースに支持され前記ラツク軸が挿通
する補強管を、前記ラツク軸と前記電動機との間
に介設したことが要旨である。

（作用） この考案にかかる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によれば、ラツク軸は
補助管と当接して曲げ変形が規制され、過大な変
形を生じることは無い。したがつて、ラツク軸へ
の曲げモーメントの作用時に電動機とラツク軸と
が干渉することも無く、電動機を補強管に近接さ
せて設けることができ、小型化が図れる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図はこの考案の一実施例にかかるラツクア
ンドピニオン式の電動パワーステアリング装置を
表し、全体の縦断面図である。

同図において、２１は図示しない車体の取り付
けられたギヤケースであり、ギヤケース２１は、
円筒状のセンタケース２１ａ、該センタケース２
１ａの両端開口にそれぞれ嵌着されたサイドケー
ス２１Ｌ，２１Ｒおよび図中右方のサイドケース
２１Ｒに付設されたピニオンケース２１ｂから成
り、これらセンタケース２１ａ、サイドケース２
１Ｌ，２１Ｒおよびピニオンケース２１ｂの接合
部にそれぞれシール部材２２，２３，２４が介装
されて内部が密閉される。このギヤケース２１に
は、図示しない操向ハンドルに連結されたピニオ
ン軸２５が回転可能に支持され、また、タイロツ
ド等のステアリングリンケージを介して操向車輪
に連結されたラツク軸２６が軸方向摺動自在に支
持され、後述するようにギヤケース２１内部でピ
ニオン軸２５に固設されたピニオンギヤ２７とラ
ツク軸２６に形成されたラツク歯２６ａとが噛合
している。

ピニオン軸２５は、第１軸２５ａと第２軸２５
ｂとをトーシヨンバー２５ｃにより所定の相対回
動変位可能に結合して成り、ピニオンケース２１
ｂ内を挿通し該ピニオンケース２１ｂおよびサイ
ドケース２１Ｒにベアリング２８，２８ａ，２
９，３０を介して回転自在に支持されている。こ
のピニオン軸２５はその下端にピニオンギヤ２７
が形成され、このピニオンギヤ２７がラツク軸２
６の図中背面側に形成されたラツク歯２６ａと噛
合している。

ピニオン軸２５の周囲には、ピニオンケース２
１ｂ内部に操舵トルクセンサ３１が、また、ピニ
オンケース２１ｂ外壁に操舵回転センサ３２とし
て機能する発電機３２（操舵回転センサと同一符
号を示す）が設けられている。発電機３２は、回
転軸に固設された傘歯車３３ａがピニオン軸２５
に固設された傘歯車３３ｂと噛合してピニオン軸
２５と一体的に回転し、ピニオン軸２５の回転方
向に応じた極性で回転速度に応じた電位の操舵回
転信号を制御装置３４へ出力する。操舵トルクセ
ンサ３１は、ピニオン軸２５を軸２５ａ，２５ｂ
間の接合部の近傍で軸方向摺動可能に外挿した可
動鉄芯３５と、ピニオンケース２１ｂの内壁に固
着され可動鉄芯３５の軸方向変位を検知する差動
変圧器３６と、を備えている。可動鉄芯３５は、
軸２５ａ，２５ｂの相対回動運動を軸方向運動に
変換するカム溝を有し、ピニオン軸２５の軸２５
ａ，２５ｂ間の相対回動変位すなわち操舵トルク
に応じて軸方向に変位する。差動変圧器３６は、
制御装置３４に接続され、可動鉄芯３５の変位す
なわち操舵トルクの作用方向と大きさを表す操舵
トルク信号を出力する。なお、この操舵トルクセ
ンサ３１等の詳細は、本出願人が昭和61年４月23
日付で提出した特願昭61−93950号明細書（特開
昭62−251274号参照）等に詳細に記載されている
ため、以下の説明は省略する。

ラツク軸２６は、前述したラツク歯２６ａとと
もに螺旋溝２６ｂがそれぞれ軸方向に移動可能距
離ｌ（第２図参照）に亘つて形成され、センタケ
ース２１ａおよびサイドケース２１Ｌ，２１Ｒ内
に軸方向摺動可能に支持されている。このラツク
軸２６は、図中右方のサイドケース２１Ｒに片持
支持された中空の補強管３７を挿通し、また、図
中左方のサイドケース２１Ｌに摺動自在に支持さ
れた中空の保護管３８を挿通している。補強管３
７は、図示しないが、ピニオンギヤ２７とラツク
軸２６ａとの噛合部およびラツクガイドとの係合
部に窓が切り欠き形成されている。この補強管３
７には、サイドケース２１Ｒとの間にシール部材
７８とその内周面にラツク軸２６に設けられたシ
ール部材５９が摺動可能に係合し、補強管３７と
ラツク軸２６との間を封止している。保護管３８
は、ラツク軸２６の移動可能距離ｌの半分に略等
しい長さを有し、サイドケース２１Ｌからの出没
可能に配置され、その両端にそれぞれストツパ部
３８ａおよびストツパ部３８ｂが形成されてい
る。この保護管３８は、ストツパ部３８ａがサイ
ドケース２１Ｌの端部と当接して没入位置が決定
され、また、ストツパ部３８ｂがサイドケース２
１Ｌの内周縮径部と当接して突出位置が決定され
る。これらラツク軸２６と保護管３８との間には
保護管３８に設けられてラツク軸２６と摺接する
シール部材３９が介装され、また、保護管３８と
サイドケース２１Ｌとの間にはサイドケース２１
Ｌに設けられて保護管３８の外周面を摺接するシ
ール部材４０が介装されている。このラツク軸２
６と保護管３８との間のシール部材３９は、保護
管３８とサイドケース２１Ｌとの間のシール部材
４０よりも大きい摺動抵抗を有する。なお、４１
Ｌ，４１Ｒはラツク軸２６の各端部のダストブー
ツである。

上記ラツク軸２６の周囲には、センタケース２
１ａ内に補強管３７の外周上に電動機４２が、ま
た、図中左方のサイドケース２１Ｌ内に動力伝達
機構としてボールねじ機構４３が配設され、ラツ
ク軸２６はボールねじ機構４３を介して電動機４
２に動力伝達可能に連結されている。電動機４２
はセンタケース２１ａ内にラツク軸２６と補強管
３７により隔てられて同軸状に配置され、センタ
ケース２１ａ内壁に固定された界磁石４４および
界磁石４４と補強管３７との間に回転自在に配置
されたロータ４５を備えている。ロータ４５は、
出力軸として機能する筒軸４８を有し、この筒軸
４８が補強管３７によりラツク軸２６から隔てら
れて補強管３７の径方向外方に軸受４６，４７に
より回転自在に支承されている。この筒軸４８の
外周部には、スキユー溝を有する積層鉄芯４９お
よび多重巻きされた電機子巻線５０が同軸かつ一
体的に固定されている。電機子巻線５０は、筒軸
４０に固設された整流子５１およびホルダ５２内
に収納されて整流子５１に弾接するブラシ５３を
介して制御装置３４に結線され、該制御装置３４
から通電されて回転する。

ボールねじ機構４３は、サイドケース２１Ｌに
１対のベアリング５４，５５を介し回転自在に支
持されたナツト部材５６が電動機４２の筒軸４８
と一体回転可能に連結されている。ナツト部材５
６は、内周面に螺旋溝５６ａが形成され、ラツク
軸２６に形成された螺旋溝２６ｂと多数のボール
５７を介して螺合している。このボールねじ機構
４３は、ナツト部材５６が電動機４２により駆動
されて回転し、電動機４２が発生する動力をラツ
ク軸２６に伝達する。

次に、本実施例の作用を説明する。

このラツクアンドピニオン式パワーステアリン
グ装置は、電動機４２が操舵トルクセンサ３１お
よび操舵回転センサ３２の出力信号に基づき制御
装置３４から通電され、この電動機４２の発生す
る操舵補助力が動力伝達機構を構成するボールね
じ機構４３を経てラツク軸２６へ伝達される。そ
して、ラツク軸２６は、電動機４２が発生する操
舵補助力とともにラツク歯２６ａを経て操向ハン
ドルに加えられた手動操舵力が作用し、図示する
中立位置から左右の軸方向に移動して操向車輪を
転舵する。

この時、ラツク軸２６に設けられたシール部材
５９は補強管３７の内周面を摺接してボールねじ
機構４３が配置されたギヤケース２１内の空間を
封止する。このため、ダストブーツ４１Ｒが損傷
してもボールねじ機構４３に塵等が付着すること
は無く、高い信頼性とともに耐久性の向上を図る
ことができる。そして、ラツク軸２６は補強管３
７に対して軸方向運動を行うのみであるため、こ
のシール部材５９は軸方向に摺接するのみで他方
向の力で作用することは無く耐久性が向上する。

一方、この電動パワーステアリング装置は、操
向車輪に加わる路面反力等に起因してラツク軸２
６に曲げモーメントが作用し、ラツク軸２６が曲
げ変形を生じる。しかしながら、ラツク軸２６
は、補強管３７に当接することで曲げ変形が規制
され、電動機４２のロータ４５例えば筒軸４８等
に影響を及ぼすことは無い。したがつて、ラツク
軸２６と電動機４２との間を隙間を小さくしても
電動機４２が損傷することも無く、小型化ととも
に、高い信頼性が得られる。

第２図から第６図には、この考案の他の実施例
にかかるラツクアンドピニオン式の電動パワース
テアリング装置を表し、第２図が全体断面図、第
３図が第２図の−矢視断面図、第４図が第２
図の−矢視断面図、第５図が第２図の−
矢視断面図、第６図が一部拡大斜視図である。な
お、前述した実施例と同一部分については、同一
の符号で表して以下の説明を省略する。

同図に示すように、ピニオン軸２５は、ギヤケ
ース２１に軸受６１，６２によつて回転自在に支
持されたピニオンホルダ６３内に軸受６４，６５
を介し課員自在に挿通している。このピニオンホ
ルダ６３は、その回転中心がピニオン軸２５の回
転中心と偏心し、操舵反力にともなうピニオン軸
２５の揺動で回動する。このピニオン軸２５の周
囲には、第３図に詳示するように、歯車機構６６
を介しピニオン軸２５と連結され操舵回転センサ
として機能する発電機３２が設けられ、また、ピ
ニオンホルダ６３の回動変位から操舵トルクを検
出する操舵トルクセンサ３１が設けられている。
これら発電機３２および操舵トルクセンサ３１
は、第６図に示すようにギヤケース２１内に配置
された制御回路６７にそれぞれプリント配線６
８，６９によつて結線され、また、この制御回路
６７がピニオン軸２５の下方に配置された駆動回
路７０にプリント配線７１によつて接続されてい
る。駆動回路７０は、電動機４２に接続され、制
御回路６７から入力する信号に基づいた電流を電
動機４２へ通電する。これらは第１図の制御装置
３４に相当する。

操舵トルクセンサ３１は、ピニオンホルダ６３
の上面に突設された可動鉄芯３５と、制御回路６
７に結線された差動変圧器３６と、を有してい
る。差動変圧器３６は、前述のように、制御回路
６７から交流パルス信号が入力し、ピニオンホル
ダ６３の回動変位すなわち操舵トルクの検出信号
を制御回路６７に出力する。なお、第３図におい
て、７３はラツク軸２６のガイド機構、７４はピ
ニオンホルダ６３の中立位置付勢機構、７５はシ
ール部材、７６はキヤツプである。

ラツク軸２６はギヤケース２１に略中央で支持
された補強管７７を軸方向摺動自在に挿通し、こ
の補強管７７の外周部にラツク軸２６と同軸的に
電動機４２が設けられている。補強管７７は、ピ
ニオン軸２５側の図中右端が外周面との間にシー
ル部材７８を介してギヤケース２１に嵌着され、
また、図中左端がギヤケース２１と一体のＧ壁７
９にラツク軸２６と摺接するシール部材８０との
間で挾着されている。この補強管７７の外周には
前述したように電動機４２が同軸的に配設され、
この電動機４２のロータ４５の筒軸４８が歯車減
速装置８１を介してボールねじ機構４３のねじ軸
８２に連結している。ねじ軸８２はラツク軸２６
と平行かつ軸受８３，８４により回転自在に支持
され、ラツク軸２６の移動可能距離に対応した範
囲にわたつて螺旋溝８２ａが形成されている。こ
のねじ軸８２には、第５図に示すように、螺旋溝
８２ａにナツト部材８５が多数のボール（図示せ
ず）を介して螺合している。ナツト部材８５は、
ボルト８６によりラツク軸２６と締結されたラツ
クホルダ８７に一対のボルト８８を介して固定さ
れ、ラツク軸２６と一体の軸方向運動のみが許容
されている。このボールねじ機構４３は、電動機
４２とラツク軸２６とを動力伝達可能に連結して
いる。

なお、８９はギヤケース２１の図中左端にラツ
ク軸２６との摺接可能に設けられたシール部材で
あり、このシール部材８９はギヤケース２１内の
ボールねじ機構４３が配設された空間を封止して
いる。

この実施例にかかる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にあつても、ラツク
軸２６の曲げモーメントによる曲げ変形は、ラツ
ク軸２６が補強管７７と当接することで規制さ
れ、電動機４２をラツク軸２６に近接して設けて
もラツク軸２６が電動機４２のロータ４５等と干
渉することがなく小型化が図れる。

（考案の効果） 以上説明してきたように、この考案にかかるラ
ツクアンドピニオン式の電動パワーステアリング
装置によれば、路面反力等に起因するラツク軸の
曲げ変形が補強管によつて規制されるため、ラツ
ク軸と電動機との隙間を小さくして電動機をラツ
ク軸と同軸的に配置することができ、その小型化
が及び電動機の作動の信頼性を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例にかかるラツクア
ンドピニオン式の電動パワーステアリング装置の
縦断面図である。第２図から第６図はこの考案の
他の実施例にかかる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を示し、第２図が全体
縦断面図、第３図が第２図の−矢視断面図、
第４図が第２図の−矢視断面図、第５図が第
２図の−矢視断面図、第６図が一部の拡大斜
視図である。 ２１……ギヤケース、２５……ピニオン軸、２
６……ラツク軸、２６ａ……ラツク軸、２７……
ピニオンギヤ、３７，７７……補強管、４２……
電動機、４３……動力伝達機構を構成するボール
ねじ機構、４５……ロータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 操向車輪に連結されたラツク軸をギヤケース
   に摺動自在に支持し、該ギヤケース内でラツク
   軸に形成されたラツク歯を操向ハンドルに連結
   したピニオンと噛合させるとともに、前記ラツ
   ク軸の周囲に同軸的に操舵補助力を発生する電
   動機を設け、該電動機が発生する操舵補助力を
   操向ハンドルへ加えられる手動操舵力とともに
   ラツク軸から操向車輪へ伝達するラツクアンド
   ピニオン式の電動パワーステアリング装置にお
   いて、 前記ギヤケースに支持され前記ラツク軸が挿
   通する補強管を、前記ラツク軸と前記電動機と
   の間に介設したことを特徴とするラツクアンド
   ピニオン式の電動パワーステアリング装置。 (2) 前記ギヤケース内に動力伝達機構を前記電動
   機に対し前記ラツク軸の軸方向に配置し、前記
   電動機を前記ラツク軸に前記動力伝達機構を介
   し動力伝達可能に連結するとともに、前記ラツ
   ク軸と前記補強管との間にシール部材を設け、
   該シール部材によつて前記動力伝達機構の配設
   空間を封止することを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第(1)項記載の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。