JPH0637062U - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱処理等によって歯車に生じる変形の悪影響を
小さくし、歯車の小型化が図られるようにする。 【構成】操舵系に回転方向に一体に固定される受動側ベ
ベルギア１０と、電動モータ２０の出力軸２１の先端部
に固定される駆動側ベベルギア１１とを、操舵系が直進
状態にある時にそれらの間のバックラッシュが最も小さ
くなるように組み合わす。具体的には、受動側ベベルギ
ア１０の周面の内、最も盛り上がっている位置が駆動側
ベベルギア１１との噛合位置にあるようにして、かかる
受動側ベベルギア１０を直進状態にある出力軸３に固定
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、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の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電動モータの回転力を歯車列等を介して操舵系に伝達する電動パワーステアリ ング装置にあっては、その歯車列等において電動モータの回転力を倍力して操舵 系に伝達して操舵補助トルクとして使用している。 そして、より大きな操舵補助トルクを得るには、歯車列を構成する各歯車の強 度を高めることが必要になるが、強度を高めるのに大きな歯車を使用するにはス ペース上の制約から困難な場合が多いため、一般には、歯車を熱処理することに よりその硬度を上げて対処している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、歯車を熱処理すると確かにその強度を上げることはできるが、 歯車に変形が生じてしまうという不具合がある。かかる歯車の変形は、熱処理を 施せば多少なりとも必ず生じるものであるが、従来はこの変形に対して特に対策 を講じてはいなかった。

【０００４】 このため、熱処理だけによって充分な強度を得ることはできず、従って、充分 な強度を得るために歯車をある程度大型にする必要があり、スペース上の制約の 大きい車両にとっては問題となっていた。 本考案は、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 のであって、歯車の変形による悪影響を小さくすることができる電動パワーステ アリング装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【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考案は、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、互いに噛合する複数の歯車を含んで構成され且つ前記電動 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、前記伝達機構に含まれる複数の歯車を、前記操舵系が直進 状態にある時に噛み合う歯面間の遊びが最も小さくなるように組み合わせた。

【０００６】

【作用】

電動モータで発生した回転力は伝達機構を介して操舵系に伝達され、操舵補助 トルクとして作用する。 そして、その回転力を伝達する伝達機構に含まれる歯車は、操舵系が直進状態 にある時に歯面間の遊び（バックラッシュ）が最も小さいため、路面からの反力 による歯車の打音が防止できる一方、直進状態から遠くなると歯車の歯面間の遊 びが大きくなるので、大転舵が必要な状況即ち歯車のスムーズな噛み合いが望ま れる状況においては、スムーズな回転力の伝達が確保される。

【０００７】

【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１は本考案の一実施例を示す図であって、操舵補助トルク発生用の電動モー タを有する操舵系の一部分の断面図である。 先ず、構成を説明すると、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。

【０００８】 入力軸２の図示しない上方には、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の下端部は、ラックピニオン式ステアリング装置を構成するピニオン軸 ３ａが構成され、さらに、ピニオン軸３ａがラック軸７に噛合している。 かかるラック軸７の図示しない両端部は、ハウジング１の外側において、タイ ロッドやナックルアーム等で構成される公知の転舵機構を介して転舵輪に接続さ れている。従って、ラック軸７が進退すると、転舵機構が作動して転舵輪に転舵 角が生じる。

【０００９】 ここで、本実施例では、図示しないステアリングホイール，ステアリングシャ フト，自在継手，入力軸２，トーションバー６，出力軸３，ピニオン軸３ａ，ラ ック軸７及び図示しない転舵機構によって操舵系が構成される。 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８が設けられている。トル クセンサ８の形式は特に限定されるものではないが、本実施例では、操舵トルク の方向及び大きさに応じてトーションバー６の捩じれを伴って生じる入力軸２及 び出力軸３間の相対回転を、入力軸２に外嵌し且つ軸方向に変位可能なスリーブ ８ａの軸方向変位に変換し、そのスリーブ８ａの軸方向変位をポテンショメータ ８ｂで測定する形式のトルクセンサ８を用いている。

【００１０】 一方、出力軸３の上端部には、大径の受動側ベベルギア１０が回転方向に一体 に同軸に固定されている。そして、この受動側ベベルギア１０は、電動モータ２ ０の出力軸２１の先端部に固定された小径の駆動側ベベルギア１１と噛合してい る。なお、出力軸２１は、軸受２２及び２３によってハウジング１に回転自在に 支持されている。

【００１１】 ここで、本実施例では、受動側ベベルギア１０及び駆動側ベベルギア１１によ って伝達機構が構成される。 電動モータ２０に発生する回転力は、トルクセンサ８の検出結果に応じて方向 及び大きさにする必要がある。具体的には、ポテンショメータ８ｂの測定結果に 応じて、図示しないコントローラが操舵系の操舵トルクが減少するように電動モ ータ２０に制御電流を供給する。

【００１２】 さらに、本実施例にあっては、受動側ベベルギア１０及び駆動側ベベルギア１ １は、操舵系が直進状態にある時にそれらの間のバックラッシュが最も小さくな るように組み合わされている。 具体的には、受動側ベベルギア１０及び駆動側ベベルギア１１間のバックラッ シュは大径の受動側ベベルギア１０の変形量によって略決まってしまうことから 、受動側ベベルギア１０の周面の内、最も盛り上がっている位置が駆動側ベベル ギア１１との噛合位置にあるようにして、かかる受動側ベベルギア１０を直進状 態にある出力軸３に固定すればよい。

【００１３】 次に、本実施例の作用効果を説明する。 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間には相対回転が生じないから、電動モータ２０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。

【００１４】 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に伝達される。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 相対回転が生じる。

【００１５】 すると、その相対回転の方向及び大きさに従ってスリーブ８ａが軸方向に変位 し、その変位がポテンショメータ８ｂによって測定され図示しないコントローラ に供給されるから、電動モータ２０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。 この電動モータ２０の回転力は、出力軸２１，駆動側ベベルギア１１及び受動 側ベベルギア１０を介して出力軸３に伝達される。つまり、電動モータ２０の出 力軸２１の回転は、これら歯車によって、減速しつつ且つ位相が変えられて出力 軸３に伝達されることになるから、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。

【００１６】 さらに、本実施例にあっては、駆動側ベベルギア１１及び受動側ベベルギア１ ０の組み合わせを上述の如く設定しているため、それらギア同士の歯面間の遊び と転舵角との関係は、図２に示すように、直進位置において最も小さくなる。 この結果、転舵角の小さい直進状態及びその近傍において、路面からの反力に よる歯車の打音が防止できる一方、直進状態から遠くなるとギアの歯面間の遊び が大きくなるので、大転舵が必要な状況においては、スムーズな回転力の伝達が 確保される。

【００１７】 つまり、本実施例の構成であれば、熱処理等によって生じてしまう受動側ベベ ルギア１０の変形による悪影響を最も小さくすることができるのである。従って 、受動側ベベルギア１０等の強度を変形の恐れの高い熱処理によってある程度の レベルまで上げることができるから、この受動側ベベルギア１０は従来に比較し て小径でもので済むようになり、スペース上の制約の大きい車両にとって非常に 有利である。

【００１８】 なお、上記実施例では、伝達機構に含まれる複数の歯車として受動側ベベルギ ア１０及び駆動側ベベルギア１１を用いているが、伝達機構の構成はこれに限定 されるものではなく、ベベルギア以外の歯車を用いてもよい。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、電動モータの回転力を操舵系に伝達す る伝達機構に含まれる複数の歯車を、操舵系が直進状態にある時に噛み合う歯面 間の遊びが最も小さくなるように組み合わせたため、熱処理等によって生じてし まう歯車の変形による悪影響を最も小さくすることができ、結果として歯車の小 型化が図られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す断面図である。

【図２】遊び量と転舵角との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 入力軸 ３ 出力軸 ３ａ ピニオン軸 ６ トーションバー ７ ラック軸 ８ トルクセンサ（操舵トルク検出手段） １０ 受動側ベベルギア １１ 駆動側ベベルギア ２０ 電動モータ ２１ 出力軸

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項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、互いに噛
   合する複数の歯車を含んで構成され且つ前記電動モータ
   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、前記伝達機構に
   含まれる複数の歯車を、前記操舵系が直進状態にある時
   に噛み合う歯面間の遊びが最も小さくなるように組み合
   わせたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。