JPH0911921A - 電動パワーステアリングギヤボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動式のパワーステアリングギヤボックスを
提供すること。 【構成】 図は、電動式のパワーステアリングギヤボッ
クス２１の主要構成部品の分解図である。ボールナット
２２には、ラックギヤ２２ａを形成し、これにピットマ
ンアーム２３の軸部２３ａに設けているセクタギヤ２３
ｂと噛合する。ボールナット２２のねじ孔２２ｂには、
メインウオームシャフト２４が挿通され、ねじ孔２２ｃ
には、アシストウオームシャフト２５が挿通される。メ
インウオームシャフト２４の入力部２４ｂは、ステアリ
ングシャフト側からの回動力を受け、アシストウオーム
シャフト２５は電動モータ２６の駆動により回動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステアリングホイール
の回動力をタイヤの転舵に変換するステアリングギヤボ
ックスの操作力を軽減する電動パワーステアリングギヤ
ボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５および図６は、ステアリングシステ
ム１を示す図である。このステアリングシステム１はボ
ールスクリュウ式のものであり、ステアリングシャフト
２の先端には、中間シャフト３を介在して、ステアリン
グギヤボックス４を設けている。

【０００３】図７は、そのステアリングギヤボックス４
の内部を示す図である。ステアリングギヤボックス４の
ギヤケース５内には、その内部を挿通してウオームシャ
フト６を配設している。ウオームシャフト６は、ボール
ベアリング７，８を介在して、ギヤケース５の壁部に回
動自在に支持されている。ウオームシャフト６のウオー
ムねじ６ａは、半円形のねじ溝を形成し、このウオーム
部６ａがボールナット１０に形成された孔に、多数のボ
ール１０ａを介在して挿通される。

【０００４】図８の分解図に示すように、ボールナット
１０の側部には、ラックギヤ１０ｂを形成している。ラ
ックギヤ１０ｂには、ピットマンアーム１１の軸部に設
けているセクタギヤ１１ａが噛合している。

【０００５】ステアリングギヤボックス４は、ウオーム
シャフト６の入力軸６ｂに、ステアリングシャフト２の
回動力が伝達されると、ウオームシャフト６が回動し、
ボールナット１０がウオームねじ６ａ上を直線運動す
る。ボールナット１０には、ラックギヤ１０ｂが設けら
れているので、これに噛合しているセクタギヤ１１ａが
揺動し、さらにピットマンアーム１１が揺動する。そし
て、ピットマンアーム１１により所定の変位を受けた各
ロッドが、車輪の向きを変える。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ステアリングホイール
の操作力を軽減するために、パワーステアリングがあ
る。パワーステアリングには、油圧式と電動式がある。
前者は、油圧を発生するための油圧ポンプを設置しなけ
ればならず、部品点数が多くなり、コストもかかる。ま
た、油圧ポンプを駆動するため、エンジンの出力が低下
し、燃費も悪くなるという欠点がある。そこで、それら
の欠点を是正すべく、電動式のパワーステアリングが考
えられる。

【０００７】電動式のパワーステアリングには、ステア
リングコラムに電動モータを取付けているものがある。
しかし、この種のものはステアリングシャフト２の中間
シャフト３の構成部品であるラバーフランジ３ａ部に過
大なトルクがかかり、材質を強化する必要がある。そこ
で、電動モータを動力伝達経路の後側のステアリングギ
ヤボックスに設けることを考え、以下のような電動式の
ものを考えてみた。

【０００８】図９は、電動式のパワーステアリングの構
造を示す図である。図に示す電動モータ１３の軸１３ａ
の先端には、ウオームギヤ１３ｂが設けられている。ウ
オームギヤ１３ｂは、ウオームシャフト１４に嵌着して
いるはすば歯車１５と噛合している。なお、ボールナッ
ト１０、ピットマンアーム１１などは、上述のものと同
じなので、同一の符号を付している。

【０００９】電動式のパワーステアリングは、ステアリ
ングシャフト２の回動力と共に、電動モータ１３の回動
力を使用することで、ウオームシャフト１４を回動さ
せ、ステアリングホイール２ａの操作を軽減している。

【００１０】しかしながら、図９に示すものでは電動モ
ータ１３の向きを、ウオームシャフト１４に９０度交差
させて配置しなければならず、装置のスペースを広くす
る必要がある。また、はすば歯車１５の径も大きく、歯
車１５のバックラッシュを直接ピットマンアーム１１に
伝えてしまうということがある。

【００１１】本発明は上記課題に鑑みてなされ、電動式
のパワーステアリングを動力伝達後側に設けるととも
に、できるだけ別部品を増やさず、スペースをとらない
電動パワーステアリングギヤボックスを提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の目的は、ステアリ
ングホイールの操舵力を入力するメインウオームシャフ
トと、このメインウオームシャフトのウオーム部に螺合
するボールナットと、このボールナットに形成したラッ
クギヤに噛合してピットマンアームを揺動するセクター
ギヤとを備えたステアリングギヤボックスであって、上
記ボールナットに、アシストウオームシャフトをメイン
ウオームシャフトに平行して並設し、アシストウオーム
シャフトに車両の走行状態に応じて駆動する電動モータ
を取付けたことを特徴とする電動パワーステアリングギ
ヤボックスによって達成される。

【００１３】

【作用】ボールナットに、電動モータで回動するアシス
トウオームシャフトを設け、メインウオームシャフトと
共に回動させるので、ステアリングホイールの操作が軽
くなる。また、電動モータの軸を、ウオームシャフトの
軸と平行に配設したので装置の大型化を防止でき装置の
スペースをさほどとらなくなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例による電動パワーステ
アリングギヤボックスについて、図面を参照しながら説
明する。なお、従来技術の欄で説明したステアリングシ
ステムと同じ部分については、同一の符号を付し詳細な
説明を省略する。

【００１５】図１は、本発明に係る電動パワーステアリ
ングギヤボックス２１の主要構成部品の分解図である。
図に示すように、ボールナット２２はその側部に直線上
に歯を整列させたラックギヤ２２ａを形成している。こ
のラックギヤ２２ａは、ピットマンアーム２３の軸部２
３ａに設けているセクタギヤ２３ｂと噛合している。

【００１６】また、ボールナット２２には、その本体を
貫通するメインウオームシャフト２４用のねじ孔２２ｂ
と、アシストウオームシャフト２５用のねじ孔２２ｃが
形成されている。これらのねじ孔２２ｂ，２２ｃは、ラ
ックギヤ２２ａの整列された歯と平行に配設している。

【００１７】ウオームシャフト２４のウオーム部である
ウオームねじ２４ａは、半円形の溝を形成し、ボールナ
ット２２のねじ孔２２ｂに多数のボールを介在して組込
まれる（図７参照）。ウオームシャフト２４の先端部の
入力部２４ｂは、ステアリングシャフト２側に接続さ
れ、その回動力を受ける。

【００１８】図２は、アシストウオームシャフト２５が
ギヤケース３０に組込まれている状態を示す断面図であ
る。図に示すように、アシストウオームシャフト２５は
電動モータ２６の軸部と一体にされ、ウオームねじ２５
ａ部に半円形の溝を形成している。このウオームねじ２
５ａは、多数のボール２７を介在させてボールナット２
２のねじ孔２２ｃに挿通している。ウオームねじ２５ａ
の両端部は、ボールベアリング２８，２９を介在してギ
ヤケース３０の壁部に回動自在に支持されている。

【００１９】図３に示すように、ステアリングシステム
３１には、車側センサー３２やステアリングセンサー３
３の信号を受けて、電動モータ２６の回動数等を制御す
る制御装置３４が接続されている。

【００２０】本発明の実施例による電動パワーステアリ
ングギヤボックス２１は、上述したような構成をしてい
るが、次にその作用について説明する。

【００２１】ステアリングホイール２ａを回動すると、
中間シャフト３を介在して、メインウオームシャフト２
４がその回動力を受ける。他方、ステアリングホイール
２ａの回動と同時に、図示されていない制御装置がステ
アリングセンサー３３や車速センサー３２等の信号を受
け、電動モータ２６を駆動する。電動モータ２６が駆動
すると、アシストウオームシャフト２５を回動する。

【００２２】すなわち、メインウオームシャフト２４の
回動と共に、アシストウオームシャフト２５も回動し、
ボールナット２２はウオームシャフト２４，２５上を直
線往復運動する。ラックギヤ２２ａとセクタギヤ２３ｂ
は噛合しているので、ラックギヤ２２ａの往復運動でピ
ットマンアーム２３は揺動をする。このように、アシス
トウオームシャフト２５は、ボールナット２２の往復運
動をアシストしているので、これによりステアリングホ
イール２ａの負担が軽くなる。

【００２３】以上のように、本実施例によれば、油圧式
のパワーステアリングのように、エンジンの出力の低下
や、燃費のかからないパワーステアリングを提供するこ
とができる。また、油圧式のパワーステアリングと比
べ、ポンプや配管類など多くの部品を必要としないの
で、コストの低下やスペースを広くとれる。

【００２４】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００２５】例えば、以上の実施例では、アシストウオ
ームシャフト２５をウオームシャフト２４の下方に配設
したが、その配置については、図４に示すように、アシ
ストウオームシャフト３６をウオームシャフト３７の上
部に配設してもよいし、側部に配設してもよい。また、
アシストウオームシャフト３６に摩擦式のクラッチ板３
６ａ，３６ｂを介在させて、電動モータ３８を駆動させ
るようにしてもよい。クラッチ板３６ｂ，３６ａは、電
動モータ３８の駆動力がアシストウオームシャフト３６
に過大にかからないようにし、ステアリングシステムを
保護する。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、パ
ワーステアリングのための電動モータを、動力伝達後側
の電動パワーステアリングギヤに設けたので、ステアリ
ングシャフトに過大なトルクがかかることなく、ステア
リングシャフトを必要最小限の太さにすることができ
る。また、ステアリングコラムに電動モータつける必要
がなく、衝撃吸収性能の高いステアリングコラムを使用
することが可能になる。さらに、アシスト用ウオームシ
ャフトをウオームシャフトに平行に配設したので、電動
パワーステアリングギヤボックスも小型にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による電動パワーステアリング
ギヤボックスの主要部品の分解斜視図である。

【図２】同電動パワーステアリングギヤボックスのアシ
ストウオームシャフト部分の部分破断断面図である。

【図３】本発明の実施例による電動パワーステアリング
システムの正面図である。

【図４】本発明の変形例による電動パワーステアリング
ギヤボックスの主要部品の分解斜視図である。

【図５】従来技術によるステアリングシステムの正面図
である。

【図６】同側面図である。

【図７】同ステアリングギヤボックスのウオームシャフ
ト部分の断面図である。

【図８】同ステアリングギヤボックスの主要部品の分解
斜視図である。

【図９】本発明の実施例と同様に、電動モータを取付け
ている電動パワーステアリングギヤボックスの主要部品
の分解斜視図である。

【符号の説明】 ２ａ ステアリングホイール ２１ ステアリングギヤボックス ２２ ボールナット ２２ａ ラックギヤ ２３ ピットマンアーム ２３ｂ セクタギヤ ２４ ウオームシャフト ２４ａ ウオームねじ ２５ アシストウオームシャフト ２６ 電動モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールの操舵力を入力す
   るメインウオームシャフトと、このメインウオームシャ
   フトのウオーム部に螺合するボールナットと、このボー
   ルナットに形成したラックギヤに噛合してピットマンア
   ームを揺動するセクターギヤとを備えたステアリングギ
   ヤボックスであって、上記ボールナットに、アシストウ
   オームシャフトをメインウオームシャフトに平行して並
   設し、アシストウオームシャフトに車両の走行状態に応
   じて駆動する電動モータを取付けたことを特徴とする電
   動パワーステアリングギヤボックス。