JPH01106776A - 動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車の舵輪操作に要する力を電動モータの
回転力により補助する電動式の動力舵取装置（パワース
テアリング）に関する。

〔従来技術〕

舵輪に加えられた操舵トルクの検出結果に基づいて操舵
補助用のモータを駆動し、舵輪操作に要する力を該モー
タの回転力により補助せしめ、運転者に快適な操舵感覚
を提供する電動式の動力舵取装置が開発されている。

一端部に舵輪を設けてなる舵輪軸（ステアリングコラム
）と、該舵輪軸の他端部にユニバーサルジヨイントを介
して連結されたピニオン軸と、該ピニオン軸に噛合され
車体の左右方向に延設されたランク軸とを備え、舵輪の
回動操作に伴うピニオン軸の回動をラック軸の軸長方向
への移動に変換して舵取りを行わせる構成としたラック
・ビニオン式の舵取機構を備えた自動車においては、前
記動力舵取装置は、前記ピニオン軸を、舵輪軸に連なる
入力軸とランク軸に連なる出力軸とに分割すると共に、
両輪間にトーションバーを介装してこれらを同軸上に連
結した構成とし、例えば、この連結部に両輪の周方向の
相対位置に対応する電位を出力するポテンシオメータを
構成し、舵輪に加えられる操舵トルクを、該トルクに応
じて前記トーションバーに生じる捩れに伴う入力軸と出
力軸との間の相対変位として、前記ポテンシオメータの
出力電位の変化により検出する一方、前記ピニオン軸の
出力軸側、又は該ピニオン軸と異なる軸長方向位置にて
前記ランク軸に噛合せしめである他のピニオン軸に、適
宜の減速装置を介してその回転力を伝達するように前記
操舵補助用のモータを配設して構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような構成の従来の動力舵取装置においては、前記
ポテンシオメータを用いてなるトルクセンサ及び操舵補
助用のモータが、いずれもピニオン軸及びラック軸の近
傍に配設されており、ピニオン軸及びラック軸は、余剰
空間の少ないエンジンルーム内部の下方に位置するため
、トルクセンサ又はモータに不具合が生じた場合、これ
らを修理又は調整するに際し、限られた空間内における
困難な作業を強いられるという難点がある上、前記モー
タ及び減速装置は相応の大きさを存しており、特に小型
車において、これらの配設位置を確保することが困難と
なる虞があった。

また自動車の操舵に要する力は、その時の走行速度に応
じて異なり、低速走行時及び停止時においては、舵輪操
作に比較的大きい操作力が必要である一方、高速走行時
には、わずかな操作力が必要なだけである。従って、前
述の動力舵取装置において、低速走行時及び停止時にお
ける操作力の十分な軽減を実現する操舵補助用のモータ
を用いた場合、該モータが大型となり、この配設が更に
困難となる上、高速走行時に過度の操舵補助力が生じる
ため、わずかな力により舵輪がふらつき、直進安定性が
悪くなる虞がある。これらの難点は、前記モータの駆動
電流を制御し、該モータが発生する回転力を走行速度又
は舵輪の回動角度に応じて変更せしめる構成と讐るか、
又は高速走行時に舵輪に適度な剛性を付与することを考
慮して、小容量のモータを用いることにより解消可能で
あるが、前者の場合、制御部の構成が複雑となり、故障
の発生頻度が増加する虞があり、また後者の場合、停止
時及び低速走行時に十分な操舵補助力が得られず、舵輪
操作に多大な力を要〒るという難点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵
補助用のモータの配設位置に制約を受けることがなく、
また該モータ及びトルクセンサのメンテナンス作業が容
易に行えると共に、低速走行時又は停止時の十分な操舵
補助力と、高速走行時の舵輪への適度な剛性の付与とが
、小容量のモータを用いて実現可能な動力舵取装置を捉
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る動力舵取装置は、舵輪に連設され車室内部
に配設された舵輪軸を車室、外部に配設されたピニオン
軸に連結し、舵輪の回動操作に伴う該ピニオン軸の回動
をこれに噛合するラック軸の左右方向の移動に変換して
舵取りを行わせるラック・ビニオン式の舵取機構を備え
、該機構中に配された操舵補助用のモータを、前記舵輪
に加えられた操舵トルクの検出結果に基づいて駆動する
動力舵取装置において、前記舵輪軸の中途に配設され、
前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、該トルクセ
ンサの配設位置よりも前記ピニオン軸との連結端部寄り
に配設され、前記舵輪軸に前記モータの回転を伝達する
伝動装置と、該伝動装置及び前記トルクセンサをその内
部に収納すると共に、前記モータをその外側に装着して
ある前記舵輪軸のハウジングとを具備し、前記ラック軸
の軸長方向に適長に亘って形成してあるラック歯は、そ
の一部又は全部に亘って、形成範囲の中央部から端部に
至るに従って減少する圧力角を、前記ピニオン軸の外周
に形成してあるピニオン歯との噛合部において有してい
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、操舵トルクを検出するトルクセンサ
、操舵補助用のモータ及び該モータの回転力を伝達する
伝動装置が、いずれも車室内に位置する舵輪軸の周辺に
配設され、またピニオン軸に形成されたピニオン歯との
噛合部において、その形成範囲の端部に至るに従って圧
力角が減少する態様にてランク軸に形成されたラック歯
の作用により、ピニオン軸の単位回転数当たりのラック
軸の移動量は、とニオン軸とランク軸との噛合位置がラ
ック歯形成範囲の端部に至るに従って減少し、該ラック
軸に付与される移動力が前記噛合位置の変化に従って増
大する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係る動力舵取装置の全体構成を示す
一部破断正面図である。

図において１は舵輪軸であり、車室内部の適宜位置に下
部を前方に向けて傾斜した状態に固定され筒状をなすハ
ウジング２内に、これと同軸をなし、軸心回りに回動自
在に支承されており、ハウジング２の上部から適長突出
せしめである舵輪軸ｌの上端部には、これと同軸をなし
て舵輪１ａが固着されている。また舵輪軸ｌ下部の外側
には、後述する如くトルクセンサ４（第５図参照）が構
成されており、該トルクセンサ４もハウジング２内に収
納されている。更にハウ・ソング２下部の外側には、軸
心をこれに略直交させた態様にて操舵補助用のモータ５
が装着してあり、該モータ５の回転力は、後述する如く
、ハウジング２の内部において舵輪軸１に伝達される構
成としてある。

第１図中の６は、長手方向を車体の左右方向とし、車体
前部のエンジンルーム内に略水平に装設された筒状をな
すラック軸ケース６０、該ケース６０にこれと軸心を略
一致させ軸長方向に移動自在に内挿されたラック軸６１
、及び前記ラック軸ケース６０内部にラック軸６１と軸
心を斜交させた状態に支承され、該ラック軸６１と後述
の如く係合せしめたピニオン軸６２等にて構成されたラ
ック・ビニオン式の運動変換機構である。

第２図はラック軸６１とピニオン軸６２との保合状態を
示す第１図の■−■線による拡大断面図である。ラック
軸６１には、その一端部近傍に、軸長方向に適長に亘る
偏平部が形成されており、該偏平部の略全長に亘ってラ
ック歯６１ａが形成されている。また前記ピニオン軸６
２は、その中途部の外周面にピニオン歯６２ａを形成し
てなる軸であり、該ピニオン歯６２ａ形成位置の両側を
各別の玉軸受６３゜６３にて夫々支持させ、ラック軸ケ
°−ス６０に前述した態様に支承せしめてあり、該ケー
ス６０内部において、前記ラック歯６１ａにピニオン歯
６２ａを噛合させてラック軸６１と係合せしめである。

ラック軸ケース６０の上方に適長突出されたピニオン軸
６２の上端部は、前記ハウジング２の下部から適長突出
せしめである舵輪軸１の下端部に、両４部に一対のユニ
バーサルジヨイント１３．１３を備えた中面軸１４を介
して連結してあり、ピニオン軸６２は、舵輪軸１の回動
に伴って回動し、この回動は、ピニオン歯６２ａとラッ
ク歯６１ａとの噛合によりラック軸６１の軸長方向への
移動に変換されゐようになっている。また、ラック軸ケ
ース６０の両側に夫々突出されたラック軸６１の両端部
は、各別の玉継手６４．６４及びタイロッド６５．６５
を介して、左右の前輪を夫々軸支し、水平面内で回動す
る図示しないナックルアームに夫々連結されており、ラ
ック軸６１の軸長方向の移動、即ち車体の左右方向の移
動に応じて前輪が左右に舵取りされるようになっている
。

第３図はラック歯６１ａとピニオン歯６２ａとの噛合状
態を示す拡大断面図であり、本図に示す如くラック歯６
１ａは、その形成範囲の中心点Ｃを中央とし、軸長方向
に所定の長さを有する領域ａ内においては、これが前記
ピニオン歯６２ａと噛合する部分においてα、なる圧力
角を有し、また形成範囲の両端から夫々所定の軸長方向
長さを有する領域す内においては、同じくピニオン歯６
２ａとの噛合部において、前記圧力角α１よりも小さい
圧力角α２を有して形成されており、更に前記領域ａと
領域すとの間の領域ｄにおいては、同じくピニオン歯６
２ａとの噛合部において、前記領域ａから領域すに向か
うに従って前記圧力角α、からα２に至るまで順次減少
する圧力角を有する態様にて形成されている。このよう
なランク歯６１ａは、米国特許３，２６７．７６３号に
より開示されている。またラック軸６１は、これに前述
の如く連結された左右の前輪が直進状態にある場合に前
記中心点Ｃにおいてピニオン軸６２と噛合するように、
移動方向の初期位置を設定してある。

第４図はピニオン軸６２の回動角度に対するランク軸６
１の移動量の関係を示すグラフであり、横軸は、ピニオ
ン軸６２の回動角度θ（″）を、前輪が直進状態にある
場合をＯとし、前輪の舵取り方向が左である場合を正、
右である場合を負として示しており、また縦軸は、ピニ
オン軸６２の一回転当たりのラック軸６１の移動量Ｒ（
ｍｍ／Ｒｅｖ　）を示している。ラック歯６１ａが前述
の如き態様をなして形成されているから、ピニオン歯６
２ａが前記領域ａ内においてラック歯６１ａに噛合する
ピニオン軸６２の回動範囲（−６０’〜＋６０°）にお
いては、本図に示す如く、ピニオン軸６２の一回転当た
りのラック軸６１の移動量Ｒは大なる所定値Ｒ１に保た
れており、またピニオン歯６２ａが前記領域す内におい
てラック歯６１ａに噛合するピニオン軸６２の回動範囲
（５００°〜７２０　’及び−５００’〜−７２０　”
）においては、前記移動ＩＲは小なる所定値Ｒ２に保た
れている。そして、ピニオン軸６２ａの回動角度が前記
両回動範囲の間にある場合、ピニオン歯６２ａは、前記
領域ｄ内においてラック歯６１ａと噛合するから、前記
移動ｉ１Ｒは、前記Ｒ，からＲ２に至る範囲において、
ピニオン軸６２の回動量の絶対値の増加に従って減少す
る。第４図中に破線にて示す一定値Ｒ０は、通常のマニ
ュアルステアリングにおいて採用されるピニオン軸６２
の一回転当たりのラック軸６１の移動量であり、前記Ｒ
６がこのＲｏよりも大となり、また前記Ｒ□がこのＲｏ
よりも小となるように、ラック！６１ａの圧力角α１及
びα、が夫々設定されている。

第５図は前記ハウジング２の内部構造を示す第１図のＶ
−Ｖ線による拡大断面図である０本図に示す舵輪軸１及
びハウジング２からなる軸系は、舵輪軸ｌに軸長方向の
過大な衝撃力が作用した場合にこの力を吸収し、衝突事
故の際に運転者を保護する、所謂安全ハンドル構造を有
するものであり、舵輪軸１は、その上端部に舵輪１ａを
固着してある上部軸１０、その下端部を前記運動変換機
構６に連結された下部軸１２及び下部軸１２の上端部と
上部軸ｌＯの下端部とにその両端部を夫々外嵌させ、両
軸を同軸上に連結する円筒状の連結部材１１からなる０
、上部軸１０の下部は矩形断面をなしており、この周面
に、は、軸長方向に適長離隔させて２本の環状溝１０ａ
、１０ａが形成゛されている。また、前記連結部材１１
の上部は上部軸ｌＯの下部断面に整合するように矩形断
面部が形成されており、この矩形断面部には前記環状溝
１０ａ、　１０ａ間の離隔距離と略等しい距離だけ軸長
方向に離隔した２個所に、これを半径方向に貫通する各
複数個の円孔１１ａ、１１ａ・・・が形成してある。そ
して連結部材１１は、前記円孔１１ａ、　ｌｌａの形成
位置が環状溝１０ａ、１０ａの外側に整合するまで上部
軸１０に外嵌された後、円孔１１ａ、　１１ａ・・・の
夫々から環状溝１０ａ、１０ａ内に注入、固化される樹
脂を介して上部軸ｌＯと連結されている。従ってこの連
結部分は１．互いに嵌合された上部軸ｌＯ及び連結部材
１１の夫々の矩形部の係合により、通常の舵輪操作に伴
い該連結部分に作用する周方向の力に対しては十分な強
度を有している一方、該連結部分に作用する軸長方向の
力に対しては、前記樹脂の剪断強度に相当する強度を有
しているのみであり、上部軸１０に軸長方向の過大な衝
撃力が作用し、前記樹脂が剪断破壊した場合、上部軸１
０は連結部材１１の内部をその軸長方向に移動できるよ
うになっている。

また前記ハウジング２は、前記上部軸１０をその内部に
支承する薄肉円筒状をなす上部軸ハウジング２０、前記
下部軸１２をその内部に支承する下部軸ハウジング２３
及び前記連結部材１１を囲繞し前記両ハウジングを同軸
上に連結する連結部材ハウジング２１とからなる。上部
軸ハウジング２０と連結部材ハウジング２１とは、軸長
方向に適長離隔した２個所に各複数個の小球２２ａ　、
　２２ａ・・・を保持し薄肉円筒状をなす球保持部材２
２を両者間に介在させ、前記小球２２ａ　、　２２ａ・
・・を前者の下部内周面と後者の上部外周面とに夫々係
合させて連結してあり、前記樹脂が剪断破壊し上部軸Ｉ
Ｏが移動する際に、前記小球２２ａ　、　２２ａ・・・
の夫々と上部軸ハウジング２０及び連結部材ハウジング
２１との間に生じる摺動抵抗により、前記破壊を引起し
た衝撃力を吸収する構成としてある。

さて前記下部軸１２は、軸心位置に夫々中空部を有する
入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂからなり、入力軸１２ａ
は、その上端部近傍を、前記下部軸ノ１ウジング２３内
に玉軸受２４にて支承されており、また出力軸１２ｂは
、軸長方向に適長離隔する２個所を同じく下部軸ハウジ
ング２３内に玉軸受２５及び玉軸受２６にて夫々支承さ
せ、前記入力軸１２ａの下側に位置させである。入力軸
１２ａ及び出力軸１２ｂの夫々の中空部には、両者の長
さの和に略相当する長さを有し、中央部分が細径の−様
な円形断面を有するトーションバー３が内挿されており
、８８　トーションバー３の両端部は、入力軸１２ａの
上端部近傍位置及び出力軸１２ｂの下端部近傍位置に、
これらを半径方向に貫通するノックピン３ｑ、３ｂにて
夫々係止されている。入力軸１２ａの上部には、前記連
結部材１１の下部が外嵌され、前記ノックピン３ａによ
りトーションバー３と共に係止されており、入力軸１２
ａは、連結部材１１を介して前記上部軸１０の回動、換
言すれば前記舵輪１ａの回動に伴って回動するようにな
っている。また、下部軸ハウジング２３の下部から適長
突出させである出力軸１２ｂの下端部は、前述した如く
、ユニバーサルジヨイント１３及び中間軸１４を介して
前記ピニオン軸６２に連結させてあり、前記運動変換機
構６の動作により、該出力軸１２ｂの回動方向及び回動
量に応じた舵取りがなされるようになっている。

舵輪１ａの回動操作により、これに連なる上部軸１０に
操舵トルクが作用した場合、上部軸ｌＯに連動する入力
軸１２ａはこれに応じて回動しようとする一方、前輪に
作用する路面からの抵抗により前記運動変換機構６中の
ラック軸６１の移動は拘束されており、これに係合する
ピニオン軸６２に連結された出力軸１２ｂの回動は拘束
されているから、両軸を連結するトーションバー３には
、前記操舵トルクの方向及び大きさに対応する捩れが生
じ、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとは、この捩れに応じ
て周方向に相対的に変位する。前記操舵トルクを検出す
るトルクセンサ４は、この変位に応じて出力電位が変化
するポテンシオメータを、人力軸１２ａの下部に遊嵌さ
れたスリーブ４０上に構成してなるものであり、前記ス
リーブ４０の外側に圧入固定され、ピン４１ａとの保合
により、スリーブ４０と共にその回動を入力軸１２ａに
拘束された抵抗体保持部材４１と、上半部を前記スリー
ブ４０の下部に回動自在に外嵌されると共に、下半部を
出力軸１２ｂの上部に遊嵌され、ピン４２ａとの係合に
よりその回動を出力軸１２ｂに拘束された検出子保持部
材４２とからなる。抵抗体保持部材４１の下端面と検出
子保持部材４２の上端面とは、夫々下部軸１２の軸心に
直交しており、軸長方向に所定の間隙を隔てて互いに対
向させである。そして、前者には、その軸心を中心とし
、適宜の半径方向幅を有する円環の一部をなして抵抗体
４３が形成してあり、また後者には、検出子４４が突設
され前記抵抗体４３に摺接せしめである。第５図中には
２つの検出子４４が図示されているが、一方は他方が故
障した場合のバックアップ用である。前記抵抗体保持部
材４１の上部は、図示の如く厚肉円筒状をなし、その外
周面には、複数本のスリップリング４５．４５・・・が
形成されており、各スリップリング４５．４５・・・に
は、下部軸ハウジング２３に固設した端子箱４７から該
ハウジング２３内部に向けて突設されたブラシ４６．４
６・・・が各別に摺接せしめである。前記抵抗体４３の
両端部は、これらに夫々接続してあるスリップリング４
５．４５、これらに夫々摺接するブラシ４６．４６及び
端子箱４７を介して図示しない外部電源及びアースに夫
々接続されており、該抵抗体４３には所定の入力電位が
印加されている。また、抵抗体４３への検出子４４の摺
接位置に対応する電位として得られるトルクセンサ４の
出力電位は、抵抗体保持部材４１に内蔵された図示しな
いプリアンプを介して検出子４４に接続してあるスリッ
プリング４５、これに摺接するブラシ４６及び端子箱４
７を介して外部に取出され、制御部７の入力端に与えら
れている。

出力軸１２ｂの軸長方向の中間部には、これに操舵補助
用のモータ５の回転力を伝達するウオームホイール５０
が同軸上に嵌合されている。このウオームホイール５０
は、出力軸１２ｂの上部を支承する前記玉軸受２５と、
出力軸１２ｂの下部を支承する前記玉軸受２６とにより
両側を挾持されて軸長方向に位置決めされており、また
ウオームホイール５０の回転は、これと出力軸１２ｂと
の間冨嵌装された半月キー５０ａにより出力軸１２ｂに
拘束されている。

ウオームホイール５０の外周には、これに軸心を直交さ
せた態様をなし、操舵補助用のモータ５に連動連結され
たウオーム軸５１が噛合せしめである。

第６図はモータ５の伝動機構の構造を示す第５図のｖｔ
−ｖｔ線による拡大断面図である。本図に示す如く前記
下部軸ハウジング２３の外側には、−側に大径の開口部
を備え内部が縮径された有底円筒状のウオーム軸ハウジ
ング５４が、下部軸ハウジング２３に略直交する態様に
て連設されている。そして前記ウオーム軸５１は、その
軸長方向中間部に形成されたウオーム歯を下部軸ハウジ
ング２３内に前述の如く装着されたウオームホイール５
０の外周に噛合させ、この噛合位置の両側を玉軸受５２
．５３により夫々支承されてウオーム軸ハウジング５４
内ニ回動自在に軸支されており、またモータ５は、その
回転軸に同軸的に装着した電磁クラッチ５５を内側とし
、その一部を前記開口部に内嵌せしめてウオーム軸ハウ
ジング５４に固定されている。前記ウオーム軸５１の玉
軸受５３による支承位置から外向きに突出する部分の外
周面には、スプライン５１ａが形成してあり、該ウオー
ム軸５１とモータ５とは、電磁クラッチ５５の軸心位置
に内向きに突出する出力軸５５ａに前記スプライン５１
ａを係合せしめて連結されている。モータ５は図示しな
い駆動回路を介して前記制御部７の出力側に接続されて
おり、制御部７からの駆動信号に応じて正転又は逆転駆
動される。

このように本発明に係る動力舵取装置においては、舵輪
軸１を囲繞するハウジング２の内部にトルクセンサ４並
びに伝動装置であるウオームホイール５０及びウオーム
軸５１が収納されており、また該ハウジング２の外側に
モータ５が装着されているから、トルクセンサ４及びモ
ータ５を、車室の内部に位置する舵輪軸１の周辺にコン
パクトに配設することが可能である。

以上の如く構成された本発明に係る動力舵取装置におい
ては、運転者が左又は右に操向せしめるべく舵輪１ａを
回動操作した場合、この操作力により上部軸ｌＯに生じ
る操舵トルクが連結部材１１を介して入力軸１２ａに伝
達され、該入力軸１２ａと運動変換機構６から拘束力を
受ける出力軸１２ｂとの間のトーションバー３に、前記
操舵トルクに応じた涙れが生じる。入力軸１２ａと出力
軸１２ｂとの間に前述の如く構成されたトルクセンサ４
は、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとの周方向の相対位置
に対応する電位を制御部７に出力しており、制御部７は
、トルクセンサ４からの入力電位の変化により、入力軸
１２ａと出力軸１２ｂとの間にトーションバー３の捩れ
に伴って生じる相対変位の方向、換言すれば舵輪１ａに
加えられた操作力の方向を認識し、この認識が行われた
場合、認識した方向に応じてモータ５に駆動信号を発し
、該モータ５を正転又は逆転させる。このように正転又
は逆転駆動されるモータ５の回転力は、電磁クラッチ５
５．ウオーム軸５１及びウオームホイール５０を介して
出力軸１２ｂに伝達され、更に中間軸１４を介してピニ
オン軸６２に伝達される。そしてピニオン軸６２の回転
は、ピニオン歯６２ａとラック歯６１ａとの噛合により
ランク軸６１の軸長方向への移動に変換され、該ラック
軸６１の移動によりこれの両端に連結された前輪が左又
は右に舵取りされる。

この舵取りの際、ラック軸６１に作用する拘束力は前輪
の舵取角度の増大に伴って増大するが、本発明に係る動
力舵取装置においては、前記ラック歯６１ａが前述した
如き態様をなして形成されており、ピニオン軸６２の一
回転当たりのラック軸６１の゛移動量Ｒは、前記第４図
に示す如き変化状態を示すから、ラック軸６２の単位移
動量に対応するモータ５の回転数は、ピニオン歯６２ａ
とラック歯６１ａとの噛合位置がランク歯６１ａの形成
範囲の両端部に至るに従って増大することになり、モー
タ５が発生する回転力が一定である場合、ランク軸６１
の。

移動力、即ち操舵補助力は、ラック軸６１の前記初期設
定位置からの移動量が増大するに従って、換言すれば前
輪の舵取角度が増大するに従って増大する。即ち、比較
的大きい角度の舵輪操作が行われる低速走行時又は停止
時に、高速走行時における小さい角度の舵輪操作が行わ
れた場合と比較して大きい操舵補助力が生じることにな
り、モータ５に低速走行時又は停、正時において要求さ
れる大きい操舵補助力に対応する大きい容量のものを用
いる必要がなく、モータ５の小型化が図れ、また高速走
行時に舵輪１ａに適度の剛性を付与せしめることができ
、走行安定性を高めることができる。

第７図は本発明に係る動力舵取装置と、これと同容量の
モータ５を備え、ラック歯６１ａの圧力角がその形成範
囲の全域に亘って一定である従来の動力舵取装置とにお
いて、停止時における操舵の際に、舵輪１ａの操作に要
する力を比較したグラフであり、本発明に係る動力舵取
装置の場合を図中に実線により、また従来の動力舵取装
置の場合を図中に破線により夫々示している。本図に示
す如く、本発明に係る動力舵取装置においては、特に舵
輪１ａの操作角度が大きい場合に、舵輪操作に要する力
の軽減効果が、従来の動力舵取装置に比較して明らかに
優れており、舵輪１ａの操作可能範囲の略全域に亘り略
一定の操作力にて舵輪１ａを回動操作することができる
。

なお本実施例においては、ラック歯６１ａの形成範囲の
中央付近及び両端部付近に圧力角が一定である部分を設
けたが、中央付近の一定圧力角の部分は、略直進状態に
おける舵輪１ａの操作角度と前輪の舵取角度との間の比
例的な対応関係を実現するために、また両端部付近の一
定圧力角の部分は、舵輪１ａの回動可能範囲の限界に近
いことを舵輪１ａを若干重くすることにより運転者に知
らせるために夫々設けたものであり、これらの一定圧力
角部分を設けることなく、第３図の０点から左右両端部
に向けて直ちに圧力角を減少せしめる態様にてラック歯
６１ａを形成してもよいことは言うまでもない。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係る動力舵取装置においては
、舵輪軸を囲繞するハウジング内部にトルクセンサ及び
伝動装置が収納されており、また該ハウジングの外側に
操舵補助用のモータが装着されているから、前記トルク
センサ及びモータを、車室の内部に位置する舵輪軸の周
辺にコンパクトに配設することが可能であり、広い車室
内部において、また必要であれば、舵輪軸をハウジング
と共に取りはずすことにより車室の外部において、前記
トルクセンサ及びモータの修理又は調整作業が行え、従
来困難であったこれらの作業を容易に行うことができる
。また実施例中に示すように伝動装置を、舵輪軸に装着
したウオームホイールと、これの外周に係合するウオー
ム軸とにより構成した場合、係合位置がウオームホイー
ルの周上おいて適宜に設定できるから、前記モータは、
ハウジングの周方向の適宜の位置に装着でき、車室内部
の余剰空間に該モータを配設位置を設定することが可能
である。また本発明に係る動力舵取装置は、舵輪軸の下
部にコンパクトに構成できるから、実施例中に示すよう
な安全ハンドル構造を有する軸系にも適用可能である。

更にランク軸に形成されているラック歯が、その形成範
囲の端部に至るに従って減少する圧力角を、ピニオン軸
に形成されたピニオン歯との噛合位置において有するか
ら、該ラック歯の作用により、ランク軸に付与される移
動力、即ち操舵補助力が、直進状態からの舵輪の操作量
の増大に伴って増大し、舵輪の回動範囲の略全域に亘っ
て一定の操作力により操舵を行うことが可能であり、低
速走行時又は停止時においては十分な操舵補助力が得ら
れると共に、高速走行時に舵輪に適度の剛性を付与せし
め、走行安定性を高めることが可能であり、しかもこれ
らの特性が小容量のモータにより、該モータへの駆動電
流の制御を行うことなく実現可能である等価れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係る動力舵取装置の全体構成を示す模式的正面図
、第２図は第１図の■−■線による拡大断面図、第３図
はラック歯とピニオン歯との噛合状態を示す模式的断面
図、第４図はピニオン軸の回動角度に対するラック軸の
移動量の変化状態を示すグラフ、第５図はハウジングの
内部構造を示す第１図のＶ−Ｖ線による拡大断面図、第
６図はモータの伝動機構の構成を示す第５図の■−■線
による拡大断面図、第７図は本発明に係る動力舵取装置
の操舵力軽減効果を示すグラフである。 １・・・舵輪軸　　２・・・ハウジング　　３・・・ト
ーシッンバ−４・・・トルクセンサ　　５・・・モータ
６・・・運動変換機構　　７・・・制御部　　ｌＯ・・
・上部軸１２・・・下部軸　　４３・・・抵抗体　　４
４・・・検出子５０・・・ウオームホイール　　５１・
・・ウオーム軸６１・・・ラック軸　　６１ａ・・・ラ
ック歯　　６２・・・ピニオン軸　　６２ａ・・・ピニ
オン歯 特　許　出願人　　光洋精工株式会社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 −７２０°　−５００°　　　−６０°０６０°　　　
　　５００°７２０゜第４図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、舵輪に連設され、車室内部に配設された舵輪軸を車
   室外部に配設されたピニオン軸に連結し、舵輪の回動操
   作に伴う該ピニオン軸の回動をこれに噛合するラック軸
   の左右方向の移動に変換して舵取りを行わせるラック・
   ピニオン式の舵取機構を備え、該機構中に配された操舵
   補助用のモータを、前記舵輪に加えられた操舵トルクの
   検出結果に基づいて駆動する動力舵取装置において、 前記舵輪軸の中途に配設され、前記操舵ト ルクを検出するトルクセンサと、 該トルクセンサの配設位置よりも前記ピニ オン軸との連結端部寄りに配設され、前記舵輪軸に前記
   モータの回転を伝達する伝動装置と、 該伝動装置及び前記トルクセンサをその内 部に収納すると共に、前記モータをその外側に装着して
   ある前記舵輪軸のハウジングとを具備し、 前記ラック軸の軸長方向に適長に亘って形 成してあるラック歯は、その一部又は全部に亘って、形
   成範囲の中央部から端部に至るに従って減少する圧力角
   を、前記ピニオン軸の外周に形成してあるピニオン歯と
   の噛合部において有していることを特徴とする動力舵取
   装置。