JP3359666B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、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】従来から、ステアリングホイールを回転
させて操舵を行なった時に、ステアリングシャフトに加
わるトルクに応じた回転力をモータから操舵機構に与
え、操舵力をアシストするようにした電動パワーステア
リング装置が用いられている。図３に、従来の電動パワ
ーステアリング装置の外観を示し、図４にモータのステ
アリングシャフトへの取付け状態を示す。

【０００３】図３および図４を参照して、ステアリング
シャフト１０を保持するステアリングコラム２０には、
モータ３０が取付けられており、このモータ３０のトル
クは、ウォーム３０ａおよびウォームホイール３０ｂを
介してステアリングシャフト１０に伝達される。ステア
リングシャフト１０の途中部には、トーションバーが介
装されており、ステアリングホイール４０を操作する
と、トーションバーが僅かに捩じれて、トーションバー
により連結された入力軸と出力軸との間に相対変位が生
じる。この相対変位がトルクセンサ６０ａにより検出さ
れ、その検出結果に基づいてコントローラ６０によりモ
ータ３０への入力電流が制御される。これにより、ステ
アリングシャフト１０に加わるトルクに対応して、モー
タ３０により操舵力をアシストすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の場合には、ラッ
ク軸５０に大荷重が加わった場合、例えば、車輪が縁石
に乗り上げたりした場合には、ラック軸５０に衝撃的に
大トルクが加わり、このトルクは、ウォーム３０ａおよ
びウォームホイール３０ｂの歯部分やモータ３０に直接
加わる。この時、モータ３０とステアリングシャフト１
０とは滑りのない状態でトルク伝達されているので、ウ
ォーム３０ａまたはウォームホイール３０ｂの歯等が破
損してしまうことがあり、場合によっては、ラック軸５
０がロックしてしまい操舵不能となることも考えられ
る。

【０００５】上記問題点を解決するために、モータ３０
の駆動軸とラック軸５０との間にクラッチを介装させる
ことも考えられる。しかし、装置が大掛かりとなり、重
量増加が避けられず、何よりもコストが高くなってしま
う。そこで、この発明の目的は、ラック軸側から衝撃力
が加わった場合に、モータやトルク伝達系を破損させる
ことのない安価な電動パワーステアリング装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る電動パワー
ステアリング装置は、軸方向に移動して車輪を操舵する
ラック軸の周囲に形成されたねじ，当該ねじの周囲に同
軸に配されたナット部材および上記ねじとナット部材と
の間に介装されたボールとからなるボールねじと、上記
ボールねじのナット部材に回転力を与えるモータとを備
えた電動パワーステアリング装置において、モータの出
力軸に固定されたローラ部材と、ナット部材の外周面に
形成されたローラ面と、上記ローラ部材の外周面とナッ
ト部材のローラ面との間に介装され、両者間にトルクを
伝達するトルク制限部材と、上記トルク制限部材を回転
自在に支持する中心軸と、 上記中心軸をスライド自在に
支持する長孔とを備え、 ばね又はロッドによって上記中
心軸を押すか又は引っ張ることによって、トルク制限部
材をローラ部材の外周面およびナット部材のローラ面に
対して径方向に押し付けることにより、トルク制限部材
を介する所定以上のトルクの伝達を規制するようにして
あることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明に係る電動パワーステアリング装置によ
れば、モータの出力軸に固定されたローラ部材と、当該
モータの軸トルクを受けるナット部材に形成されたロー
ラ面との間に介装されたトルク制限部材により、上記モ
ータ軸とナット部材との間で、トルクが伝達される一
方、所定以上のトルクの伝達が制限される。

【０００８】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１はこの発明の一実施例に係る電動パワース
テアリング装置のモータからラック軸に至るトルク伝達
系を示す概略図である。上記トルク伝達系は、モータ３
の出力軸３１の回転トルクをラック軸２に伝達するもの
であり、上記出力軸３１に取付けられたローラ部材４
と、ラック軸２とボールねじ部Ａを介して回転するナッ
ト部材５と、ローラ部材４とナット部材５との間に介装
される、後述するトルク制限部材としてのローラ８とか
らなる。ローラ部材４の外周面４１と、上記ナット部材
５に一体に形成されたローラ面５１およびローラ８の外
周面８１は、互いに摺接してころがり接触によりトルク
を伝達している。モータ３は、ケーシング１に対し出力
軸３１がラック軸２に平行な状態となるように固定され
ている。

【０００９】ラック軸２は、外周面にねじ溝２１が形成
された中実丸棒部材であり、上記ナット部材５が回転す
ることによりボールねじ部Ａを介してその軸方向に移動
可能な状態でケーシング１に収容されている。ボールね
じ部Ａは、ラック軸２に形成されたねじ溝２１と、ねじ
溝５２が形成されたナット部材５と、上記ねじ溝２１お
よびねじ溝５２との間に介在するボール６とにより構成
されている。尚、上記ボール６は、ボール循環部６ａに
よりエンドレスに循環する。

【００１０】出力軸３１に取付けられたローラ部材４
は、当該出力軸３１と一体に回転する金属製の円盤状部
材である。ナット部材５は、金属製の円筒状部材であっ
て、一端部５ａの内面には、上記ボールねじ部Ａを構成
するねじ溝５２が形成されている。また、ナット部材５
の他端部５ｂは、ボール１１を介して上記ケーシング１
に取付けられた外輪１２により支持され、ケーシング１
に対して回転自在に取付けられている。更に、ナット部
材５の中間部には、当該ナット部材５と同心の円環部が
一体に形成され、この円環部の外周面によりローラ面５
１が形成されている。ナット部材５が回転すれば、ボー
ルねじ部Ａによってナット部材５の回転運動がラック軸
２の直線運動に変換されて、ラック軸２が左右に移動し
車輪を操舵する。

【００１１】８は、トルク制限部材としてのローラであ
って、金属製の円盤状部材である。このローラ８は上述
のように、出力軸３１に取付けられたローラ部材４と、
上記ナット部材５に形成されたローラ面５１との間に介
在され、両者間における伝達トルクを制限するものであ
る。図２を参照しながら、このローラ８は、中心軸８２
を有し、当該中心軸８２に対し回転自在に支持されてい
る。この中心軸８２は、図示しないブラケットに設けた
長孔８４に沿ってスライド移動可能な状態で支持されて
おり、当該長孔８４に沿って移動することにより、ロー
ラ８の外周面８１が上記モータ３側のローラ部材４の外
周面４１および上記ラック軸２側のナット部材５に形成
されたローラ面５１に当接させられる。当該ローラ８
の、上記ローラ部材４の外周面４１およびナット部材５
に形成されたローラ面５１への押し付けは、上記ケーシ
ング１に取付けられたバネ固定部材８３に取付けられた
バネ８５によって、ローラ８の中心軸８２を押し付ける
ことによって行なう。このバネ固定部材８３は、ケーシ
ング１に取付けられるものの他に、バネ固定部としてケ
ーシング１に一体に形成しても良い。ローラ部材４の外
周面４１，ローラ８の外周面８１およびナット部材５に
形成されたローラ面５１は、各外周面のころがり接触状
態で連結され、出力軸３１の回転トルクが、トルク制限
部材としてのローラ８を介してナット部材５に伝達さ
れ、ボールねじ部Ａを介してラック軸２を左右に移動さ
せる。

【００１２】ローラ８を介する伝達トルクが所定（例え
ば、約３０kg-cm ）以上になった時にローラ部材４とロ
ーラ８との、またはローラ面５１とローラ８との間にす
べりが発生するように上記バネ８５による押付力Ｆ１，
Ｆ２を設定してある。この実施例によれば、所定以上の
トルクが加われば、ローラ部材４の外周面４１とローラ
８の外周面８１との間、またはローラ８の外周面８１と
ナット部材５のローラ面５１との間ですべりが発生し、
このすべりによって所定以上のトルクの伝達が規制され
る。従って、万一、ラック軸２に大荷重が加わり、ナッ
ト部材５に衝撃的に大トルクが加わった場合でも、この
大トルクが直接モータ３の出力軸３１にまで伝わること
はなく、モータ３や、トルク伝達系を破損させることが
ない。しかも、ローラ同士を滑らせてトルク伝達量を規
制するので、ギア伝達およびクラッチ機構を用いる場合
と比較して構造を簡素化でき、製造コストを安価なもの
にできる。

【００１３】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、ローラ８をローラ部材４およびナット部
材５のローラ面４１，５１に押し付ける方法として、バ
ネ８５を用いる他に、一端にねじが形成されたプルロッ
ドまたはプッシュロッド等の他端を直接ローラ８の中心
軸８２に取付け、このプルロッドまたはプッシュロッド
等の一端をケーシング１に取付けたブラケット等に挿通
してナット等を用いてプルロッドまたはプッシュロッド
等を引っ張るまたは押すことによりローラ８をローラ部
材４およびナット部材５のローラ面４１，５１に押し付
けるようにしても良い。

【００１４】また、遊星ローラ機構を構成するごとく、
ナット部材５のローラ面５１をサンローラとし、一対の
ローラ８をプラネタリローラとしてナット部材５のロー
ラ面５１の外周面に摺接するように配置し、更にローラ
８を内接させるリングローラを設け、出力軸３１に取付
けられたローラ部材４を上記リングローラの外周面に摺
接させてトルク伝達系を構成しても良い。

【００１５】その他、この発明の要旨を変更しない範囲
で種々の設計変更を施すことができる。

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、車輪が縁石等に衝突
してラック軸側から衝撃的な大トルクが伝達されようと
しても、トルク制限部材により所定以上のトルクの伝達
を規制することができるので、モータやトルク伝達系を
破損させることがなく安全である。

【００１７】また、ローラ同士を滑らせてトルク伝達を
制限するので、クラッチ機構を採用する場合と比較して
構造が簡単で製造コストを安くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電動パワーステアリン
グ装置のモータからラック軸までのトルク伝達系を示す
概略図である。

【図２】本発明の一実施例におけるトルク伝達系の要部
を示す概略図である。

【図３】従来の電動パワーステアリング装置を示す概略
図である。

【図４】従来の電動パワーステアリング装置におけるモ
ータとラック軸間の連結を示す詳細図である。

【符号の説明】

Ａ ボールねじ部 ２ ラック軸 ３ モータ ３１ 出力軸 ４ ローラ部材 ５ ナット部材 ５１ ローラ面 ８ ローラ（トルク制限部材）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に移動して車輪を操舵するラック軸
   の周囲に形成されたねじ，当該ねじの周囲に同軸に配さ
   れたナット部材および上記ねじとナット部材との間に介
   装されたボールとからなるボールねじと、 上記ボールねじのナット部材に回転力を与えるモータと
   を備えた電動パワーステアリング装置において、 モータの出力軸に固定されたローラ部材と、 ナット部材の外周面に形成されたローラ面と、 上記ローラ部材の外周面とナット部材のローラ面との間
   に介装され、両者間にトルクを伝達するトルク制限部材
   と、上記トルク制限部材を回転自在に支持する中心軸と、 上記中心軸をスライド自在に支持する長孔とを備え、 ばね又はロッドによって上記中心軸を押すか又は引っ張
   ることによって、トルク制限部材をローラ部材の外周面
   およびナット部材のローラ面に対して径方向に押し付け
   ることにより、トルク制限部材を介する所定以上のトル
   クの伝達を規制するようにしてある ことを特徴とする電
   動パワーステアリング装置。