JP2000118420A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2000118420A
JP2000118420A JP30324998A JP30324998A JP2000118420A JP 2000118420 A JP2000118420 A JP 2000118420A JP 30324998 A JP30324998 A JP 30324998A JP 30324998 A JP30324998 A JP 30324998A JP 2000118420 A JP2000118420 A JP 2000118420A
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JP
Japan
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shaft
motor
gear
eccentric
output shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP30324998A
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English (en)
Inventor
Koji Ando
浩二 安藤
Koji Oba
浩司 大羽
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KYB Corp
Original Assignee
Kayaba Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 1つのピニオンで足りるようにすることはも
ちろん、装置全体をさらにコンパクト化し、搭載性を向
上した電動パワーステアリング装置を提供すること。 【解決手段】 電動モータMの回転力をアウトプットシ
ャフト3から伝達機構を介して減速機構11に伝達し、
減速機構11の出力を操舵ロッド5へ伝達する電動パワ
ーステアリング装置において、アウトプットシャフト3
を中空のモータシャフト15内に貫通させ、回転自在に
支持するとともに、減速機構11が、モータシャフト1
5の外周に固定したオフセットシャフト24と、モータ
シャフト15から偏心した偏心部24bと、偏心部24
bの外周にベアリングを介して設けた偏心ギヤ26と、
偏心ギヤ26の外周に形成したギヤ部27と、ギヤケー
ス内周に設け、ギヤ部27と円周上の1点で接触するリ
ングギヤ29とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータによ
って、操舵力をアシストする電動パワーステアリング装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4に示す従来の電動パワーステアリン
グ装置では、ステアリングHに連係したインプットシャ
フト1にトルクセンサ2を介してアウトプットシャフト
3を結合し、このアウトプットシャフト3の先端にピニ
オン4を設けている。また、操舵ロッド5の両端には図
示しない前輪を連係させている。そして、この操舵ロッ
ド5にラック6を設け、上記インプットシャフト1のピ
ニオン4をこのラック6にかみ合わせている。さらに、
上記インプットシャフト1に設けたトルクセンサ2を、
車速センサ7とともにコントローラCに接続している。
【0003】さらにまた、このコントローラCで制御さ
れる電動モータmを設け、その出力軸を減速機8に連係
させている。そして、この減速機8の出力軸8aの先端
にピニオン9を設け、このピニオン9を操舵ロッド5の
ラック10にかみ合わせている。このようにした電動パ
ワーステアリング装置では、ステアリングHを切ると、
コントローラCは、操舵トルクや車速に基づいてドライ
バDから出力される電圧を制御する。なお、図中符号B
は、コントローラCおよびドライバDに接続したバッテ
リである。そして、上記のようにドライバDから出力さ
れた電圧で電動モータmを駆動すると、電動モータmの
出力が減速機8を介して操舵ロッド5に伝達され、アシ
スト力を付与することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにした従来
の装置では、ステアリングHに連係するピニオン4と電
動モータmに連係するピニオン9との、2つのピニオン
を必要とする。このようにピニオンを2つ必要とするた
めに、連係機構も2系統必要になり、それだけ構成が複
雑になる。そのため、狭いエンジンルームや車室内での
スペースの確保が困難であるという問題があった。そこ
で、近年、電動モータmおよび減速機8をトルクセンサ
2と一体化させ、アウトプットシャフト3部分に配置し
たものが提案されている(特開平8−34355号、特
開平8−175403号)。これらは、2つのピニオン
を必要としないので、装置全体をコンパクト化できるメ
リットがあるが、アウトプットシャフト3部分から電動
モータmが外方へ大きく突出した構造となっているの
で、この部分のさらなるコンパクト化が望まれている。
したがって、この発明の目的は、1つのピニオンで足り
るようにすることはもちろん、装置全体をさらにコンパ
クト化し、搭載性を向上した電動パワーステアリング装
置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、ステアリ
ングを連係したインプットシャフトと、このインプット
シャフトとトルクセンサを介して連結したアウトプット
シャフトと、このアウトプットシャフトに形成したピニ
オンと、両端に車輪を連係させた操舵ロッドと、操舵ロ
ッドに形成し、上記ピニオンにかみ合うラックと、中空
のモータシャフトを備えた電動モータと、この電動モー
タの出力を減速する減速機構と、減速機構の出力を上記
アウトプットシャフトに伝達する伝達機構と、車両の走
行状態に応じて上記電動モータを制御するコントローラ
とを備え、上記アウトプットシャフトを上記モータシャ
フト内に貫通させ、回転自在に支持するとともに、上記
減速機構が、電動モータのハウジングに接続したギヤケ
ース内に設けられ、上記モータシャフトの外周に固定し
たオフセットシャフトと、このオフセットシャフトに形
成し、モータシャフトの軸心から偏心した偏心部と、こ
の偏心部の外周にベアリングを介して設けた偏心ギヤ
と、この偏心ギヤの外周に形成したギヤ部と、上記ギヤ
ケース内周に設け、上記ギヤ部と円周上の1点で接触す
るリングギヤとからなる点に特徴を有する。第2の発明
は、オフセットシャフトの偏心方向と反対方向外周に、
カウンターウエイトを設けた点に特徴を有する。
【0006】
【発明の実施の形態】この発明の第1実施例を図1、図
2に基づいて説明するが、図1は回路図、図2は電動モ
ータMと減速機構11の部分を具体的に示した断面図で
ある。この実施例の電動パワーステアリング装置は、ス
テアリングHに連係したインプットシャフト1と、アウ
トプットシャフト3との間の同軸上に、電動モータMと
減速機構11とを設けている。そして、ステアリングH
を操舵することによって発生したトルクを、トルクセン
サ2が検出し、そのトルク検出信号や車速センサ7から
の信号に基づいて、コントローラCがドライバDを介し
て電動モータMを制御する。そして、この電動モータM
の出力は、減速機構11で減速され、アウトプットシャ
フト3から操舵ロッド5にアシスト力として伝達される
ことになる。
【0007】次に、図2を用いて電動モータMおよび減
速機構11の具体的な構成を説明する。インプットシャ
フト1に連係したトルクセンサ2のケース2aに、ギヤ
ケース12を固定し、さらに、このギヤケース12に、
電動モータMのハウジングであるモータフランジ13お
よびヨーク14を固定している。そして、上記ギヤケー
ス12内に、減速機構11を収納している。なお、上記
トルクセンサ2は、インプットシャフト1とアウトプッ
トシャフト3を連結するトーションバーを備えている。
このトーションバーの捻じれによって検出したトルク値
を、コントローラCに出力するようにしているが、もち
ろん、トーションバーを用いないタイプのトルクセンサ
を用いてもよい。
【0008】上記電動モータMは、中空のモータシャフ
ト15を備えている。このモータシャフト15は、ベア
リング16、17によって支持され、外周にコイル18
を巻き付けている。そして、ヨーク14であって、コイ
ル18と対向する位置に永久磁石19を備えている。ま
た、図中の符号20はブラシ、符号21は整流子であ
る。そして、上記モータシャフト15内には、上記アウ
トプットシャフト3を貫通させ、このアウトプットシャ
フト3を、ベアリング22と23とによって、回転自在
に支持している。なお、この第1実施例では、ブラシタ
イプの電動モータMを用いたが、ブラシレスタイプのモ
ータを用いてもよい。
【0009】また、上記モータシャフト15は、一方の
端部をモータフランジ13から突出させている。この突
出部15aにはオフセットシャフト24を接続してい
る。オフセットシャフト24は、固定部24aをモータ
シャフト15の突出部15aに固定するとともに、この
固定部24aの反対側にはモータシャフト15の軸心か
ら偏心した偏心部24bを形成している。この偏心部2
4bの外周に、ベアリング25を介して、偏心ギア26
を取り付けている。そして、この偏心ギヤ26の外周に
は、歯数の異なる2つの第1ギヤ部27と第2ギヤ部2
8を形成している。
【0010】一方、ギヤケース12の内周には、上記偏
心ギヤ26の第1ギヤ部27と円周上の1点で接するリ
ングギヤ29を設けている。したがって、上記偏心ギヤ
26に回転力が伝わると、第1ギヤ部27は、上記リン
グギヤ29内周に沿って、自転しながら公転することに
なる。さらに、上記第2ギヤ部28の外側には、この第
2ギヤ部28と1点で接するリングギヤ30を設け、こ
のリングギヤ30を固定部30aによって、アウトプッ
トシャフト3の外周に固定している。なお、ギヤケース
12には、車体取り付けブラケット31を設けている。
このブラケット31によって、上記電動モータMなどを
車体に取り付けるようにしている。
【0011】次に、第1実施例のパワーステアリング装
置の作用を説明する。まず、ステアリングHが操舵さ
れ、トルクが検出されると、コントローラCが、トルク
や車速に基づいて、上記ドライバDを介して電動モータ
Mを駆動制御する。モータMが回転すると、モータシャ
フト15が回転し、突出部15aに固定したオフセット
シャフト24が、モータシャフト15と一体に回転す
る。オフセットシャフト24の回転力は、ベアリング2
5を介して、偏心ギヤ26に伝えられる。偏心ギヤ26
の第1ギヤ部27はギヤケース12に固定されたリング
ギヤ29に沿って回転する。このとき、上記第1ギヤ部
27とリングギヤ29との関係は、ハイポサイクロイド
機構となる。
【0012】このようなハイポサイクロイド機構を用い
れば、1段で高い減速比を得ることができる。したがっ
て、モータシャフト15の回転は、十分に減速されて偏
心ギヤ26に伝わる。すなわち、上記第1ギヤ部27が
この発明のギヤ部であり、上記オフセットシャフト24
と、偏心部24bと、偏心ギヤ26と、第1ギヤ部27
と、リングギヤ29とによって、減速機構11を構成し
ている。
【0013】上記減速機構11によって減速された回転
は、偏心ギヤ26の第2ギヤ部28からリングギヤ30
に伝達される。リングギヤ30は、アウトプットシャフ
ト3に固定されているので、アウトプットシャフト3が
回転する。そして、この回転力が、アウトプットシャフ
ト3の先端に形成したピニオン4からラック6を介し
て、操舵ロッド5に伝達される。すなわち、偏心ギヤ2
6に形成した第2ギヤ部28と、アウトプットシャフト
3に固定されたリングギヤ30が、上記減速機構11の
出力をアウトプットシャフト3へ伝達する伝達機構とな
る。そして、上記第2ギヤ部28と上記リングギヤ30
間でも、遊星ギヤの関係により、多少、減速される。た
だし、上記伝達機構は、上記第2ギヤ部28と上記リン
グギヤ30とによる構成に限らず、例えば、アウトプッ
トシャフト3に固定した部材と偏心ギヤ26の端部とを
オルダム継手によって連結するようにしてもかまわな
い。
【0014】上記のようにしたパワーステアリング装置
では、インプットシャフト1と電動モータMと減速機構
11とを同軸上で、連係しているため、従来例のよう
に、電動モータMがアウトプットシャフト3から外方へ
大きく突出することがない。したがって、装置全体がコ
ンパクト化される。そのため、例えば、狭いエンジンル
ーム内や車室内への搭載性が向上した。なお、この第1
実施例では、アウトプットシャフト3の軸方向位置にお
いて、トルクセンサ2側に減速機構11を設け、ピニオ
ン4側に電動モータMを設けているが、電動モータMと
減速機構11の位置が反対でもかまわない。
【0015】図3に示す第2実施例は、オフセットシャ
フト24の固定部24aの外周にカウンターウエイト3
2を設けた点が第1実施例と異なるが、その他の構成お
よび作用効果は、第1実施例と同じである。そして、第
1実施例と同じ構成要素には同じ符号を付けている。上
記カウンターウエイト32は、オフセットシャフト24
の固定部24aの外周であって、図3で下方に設けてい
る。このような、カウンターウエイト32を設けたの
は、以下の理由による。上記偏心部24bの中心は、モ
ータシャフト15の軸心からずれている。そのため、こ
の偏心部24bがモータシャフト15と一体に回転する
と、偏心している方向に向かう遠心力の方が、その反対
方向に向かう遠心力より大きくなり、全体としては不均
一な遠心力が発生する。このように、回転軸を中心とす
る円周に対して、不均一な遠心力が発生すると、上記モ
ータシャフト15およびオフセットシャフト24が、が
たつく原因になる。そのため、偏心部24bの偏心方向
とは反対方向に、カウンターウエイト32を設けてバラ
ンスを保ち、上記シャフト15、24ががたつかないよ
うにしている。なお、上記第2実施例では、カウンター
ウエイト32を固定部24aの外周に設けてバランスを
取っているが、偏心部24bの肉抜きをして、バランス
取りをしてもよい。
【0016】
【発明の効果】第1、第2の発明によれば、電動モータ
がアウトプットシャフトから大きく外方へ突出すること
がなくなるので、全体の構成がコンパクトになる。その
ため、例えば、狭いエンジンルーム内や車室内への搭載
性が向上する。特に、第2の発明によれば、カウンター
ウエイトを設けることにより、オフセットシャフトの偏
心部の回転による不均一な遠心力をキャンセルして、安
定な回転を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の電動パワーステアリング装置のブ
ロック図である。
【図2】第1実施例の電動パワーステアリング装置の主
要部分の断面図である。
【図3】第2実施例の電動パワーステアリング装置の主
要部分の断面図である。
【図4】従来例の電動パワーステアリング装置のブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 インプットシャフト 2 トルクセンサ 3 アウトプットシャフト 4 ピニオン 5 操舵ロッド 6 ラック 7 車速センサ 11 減速機構 12 ギヤケース 13 モータフランジ 14 ヨーク 15 モータシャフト 22、23 ベアリング 24 オフセットシャフト 24a 固定部 24b 偏心部 25 ベアリング 26 偏心ギヤ 27 第1ギヤ部 28 第2ギヤ部 29、30 リングギヤ 30a 固定部 32 カウンターウエイト H ステアリング C コントローラ M 電動モータ
フロントページの続き Fターム(参考) 3D032 CC48 DA15 DA23 EA01 EB11 EC24 GG01 3D033 CA02 CA04 CA05 CA13 CA16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングを連係したインプットシャ
    フトと、このインプットシャフトとトルクセンサを介し
    て連結したアウトプットシャフトと、このアウトプット
    シャフトに形成したピニオンと、両端に車輪を連係させ
    た操舵ロッドと、この操舵ロッドに形成し、上記ピニオ
    ンにかみ合うラックと、中空のモータシャフトを備えた
    電動モータと、この電動モータの出力を減速する減速機
    構と、減速機構の出力を上記アウトプットシャフトに伝
    達する伝達機構と、車両の走行状態に応じて上記電動モ
    ータを制御するコントローラとを備え、上記アウトプッ
    トシャフトを上記モータシャフト内に貫通させ、回転自
    在に支持するとともに、上記減速機構が、電動モータの
    ハウジングに接続したギヤケース内に設けられ、上記モ
    ータシャフトの端部に固定したオフセットシャフトと、
    このオフセットシャフトに形成し、モータシャフトの軸
    心から偏心した偏心部と、この偏心部の外周にベアリン
    グを介して設けた偏心ギヤと、この偏心ギヤの外周に形
    成したギヤ部と、上記ギヤケース内周に設け、上記ギヤ
    部と円周上の1点で接触するリングギヤとからなること
    を特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 オフセットシャフトの偏心方向と反対方
    向外周に、カウンターウエイトを設けたことを特徴とす
    る請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
JP30324998A 1998-10-08 1998-10-08 電動パワーステアリング装置 Pending JP2000118420A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002107110A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Tadatoshi Goto 相対的回転位置検出装置
EP1693597A2 (en) 2005-02-22 2006-08-23 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Motor-incorporated hypocycloid-type speed reducer

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