JPH0428583B2 - - Google Patents
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- JPH0428583B2 JPH0428583B2 JP14235985A JP14235985A JPH0428583B2 JP H0428583 B2 JPH0428583 B2 JP H0428583B2 JP 14235985 A JP14235985 A JP 14235985A JP 14235985 A JP14235985 A JP 14235985A JP H0428583 B2 JPH0428583 B2 JP H0428583B2
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電動機を用いた操舵力倍力装置によ
り補助トルクを発生する電動式パワーステアリン
グ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electric power steering device that generates auxiliary torque by a steering force booster using an electric motor.
（従来の技術）
従来、電動機により補助トルクを発生する電動
式パワーステアリング装置としては、例えば特開
昭59−206259号公報に示されたものがある。この
電動式パワーステアリング装置は、ステアリング
ホイールの回転を軸方向に変位して操舵輪に伝達
するラツク軸（軸状部材）を備え、このラツク軸
の一端側外周に形成された螺旋溝とこの螺旋溝の
外周に環装され内周に螺旋溝を有するナツト部材
とこれら螺旋溝間に介装されたボールとからなる
ボールねじを、ラツク軸の一端側に備えている。
さらに、ボールねじの周囲にはラツクケースに固
定された補助トルク発生用の電動機が配設され、
この電動機の回転子が前記ナツト部材と一体的に
形成されている。したがつて、電動機の回転トル
クは、ボールねじを介してラツク軸に伝達され、
摩擦損失の少ないボールねじにより、高伝達効率
で伝達される構造となつている。(Prior Art) Conventionally, as an electric power steering device that generates auxiliary torque using an electric motor, there is one disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-206259. This electric power steering device includes a rack shaft (shaft-shaped member) that axially displaces the rotation of the steering wheel and transmits it to the steered wheels. A ball screw is provided at one end of the rack shaft, and includes a nut member encircled around the outer periphery of the groove and having a spiral groove on the inner periphery, and a ball interposed between the spiral grooves.
Furthermore, an electric motor for generating auxiliary torque is installed around the ball screw and is fixed to the rack case.
A rotor of this electric motor is integrally formed with the nut member. Therefore, the rotational torque of the electric motor is transmitted to the rack shaft via the ball screw,
The structure uses a ball screw with low friction loss to transmit data with high transmission efficiency.
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、上記従来の電動式パワーステアリン
グ装置においては、電動機の固定子がラツクケー
スに固定される一方、電動機の回転子がボールね
じのナツト部材に一体に形成された構造となつて
いたため、車両の走行中に車輪が路面から受ける
衝撃荷重や振動がラツク軸およびボールねじを介
して電動機に伝達されることとなり、電動機の界
磁部、例えば永久磁石や界磁巻線等の損傷や回転
子巻線の断線等を生じるおそれがあり、耐久性や
信頼性を低下させる不具合があつた。また、電動
機がボールねじを内蔵した構造であるため、電動
機全体が大形化する欠点を有するものであつた。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional electric power steering device described above, the stator of the electric motor is fixed to the rack case, while the rotor of the electric motor is integrally formed with the nut member of the ball screw. Because of this structure, the shock loads and vibrations that the wheels receive from the road surface while the vehicle is running are transmitted to the electric motor via the rack shaft and ball screw, and the field parts of the electric motor, such as permanent magnets and field There was a risk of damage to the windings, breakage of the rotor windings, etc., and there were problems that reduced durability and reliability. Furthermore, since the electric motor has a built-in ball screw structure, it has the disadvantage that the entire electric motor becomes large in size.
そこで本発明は、ボールねじの高伝達効率の維
持を図るとともに、耐久性および信頼性を向上さ
せた電動式パワーステアリング装置を提供するこ
とを目的する。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that maintains high transmission efficiency of a ball screw and has improved durability and reliability.
（問題点の解決手段）
本発明の電動式パワーステアリング装置におい
ては、ステアリングホイールの回転を軸方向に変
位して操舵輪に伝達する軸状部材と、この軸状部
材の一端側に設けられたボールねじと、ステアリ
ング系の操舵トルクに対応した補助トルクを発生
する電動機とを備え、この電動機と前記ボールね
じのナツト部材をベルトにより連結したことをそ
の構成とするものであり、前記軸状部材に伝達さ
れる衝撃荷重や振動がベルトに吸収されることと
なり、電動機に伝達されることがない。(Means for Solving Problems) The electric power steering device of the present invention includes a shaft-like member that displaces the rotation of the steering wheel in the axial direction and transmits it to the steered wheels, and a shaft-like member provided at one end of the shaft-like member. The apparatus includes a ball screw and an electric motor that generates an auxiliary torque corresponding to the steering torque of the steering system, and has a structure in which the electric motor and the nut member of the ball screw are connected by a belt, and the shaft-shaped member Shock loads and vibrations transmitted to the belt are absorbed by the belt and are not transmitted to the electric motor.
（実施例）
以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。(Embodiment) A preferred embodiment of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.
第１図は本実施例の電動式パワーステアリング
装置である。 FIG. 1 shows the electric power steering device of this embodiment.
第１図において、１は入力軸、２は操舵速度検
出部、３は操舵トルク検出部、４はラツク軸（軸
状部材）、５はボールリサキユレーテイングナツ
ト（ボールねじ）、７は電動機、８は制御装置で
ある。 In FIG. 1, 1 is an input shaft, 2 is a steering speed detection section, 3 is a steering torque detection section, 4 is a rack shaft (shaft-like member), 5 is a ball recirculating nut (ball screw), 7 is an electric motor, 8 is a control device.
上記入力軸１の一端は図示しないユニバーサル
ジヨイントを介してステアリングホイールに連結
され、その他端にはピニオンギヤ１ｂが一体に取
付けられている。また、入力軸１の上記ピニオン
ギヤ１ｂの両側には軸受１０ａと１１ａを介して
ピニオンホルダ１２が取付けられている。このピ
ニオンホルダ１２は、円筒板１０と１１、および
これらを一体に連結した支柱１３とからなり、円
筒板１０と１１はその中心から偏心した位置で上
記軸受１０ａ，１１ａに設けられている。また、
ピニオンホルダ１２はニードル軸受１４により図
外のラツクケースに回転自在に支承される一方、
円筒板１１の回転中心にはトーシヨンバー１５の
一端が固着されており、このトーシヨンバー１５
の他端がラツクケースに固着されている。 One end of the input shaft 1 is connected to a steering wheel via a universal joint (not shown), and a pinion gear 1b is integrally attached to the other end. Furthermore, pinion holders 12 are attached to both sides of the pinion gear 1b of the input shaft 1 via bearings 10a and 11a. This pinion holder 12 consists of cylindrical plates 10 and 11 and a support 13 that integrally connects these plates, and the cylindrical plates 10 and 11 are provided on the bearings 10a and 11a at positions eccentric from the center thereof. Also,
The pinion holder 12 is rotatably supported by a rack case (not shown) by a needle bearing 14, while
One end of a torsion bar 15 is fixed to the center of rotation of the cylindrical plate 11.
The other end is fixed to the rack case.
さらに、円筒板１１の回転中心から偏心した位
置にはピン１１ｂが突設され、このピン１１ｂの
先端には端部に円筒形状の磁性体１６ａを有する
非磁性体の可動鉄心１６が嵌合されている。この
可動鉄心１６は、ラツクケースに一体に固着され
た円筒状のコイル部１７に軸方向移動可能に遊挿
されており、コイル部１７とともに差動変圧器を
構成している。したがつて、ピニオンホルダ１２
の回転に伴つて、その変位が可動鉄心１６の軸方
向変位に変換され、この軸方向変位が電気信号と
して差動変圧器から出力される。 Furthermore, a pin 11b is protruded from a position eccentric from the center of rotation of the cylindrical plate 11, and a movable iron core 16 made of a non-magnetic material and having a cylindrical magnetic material 16a at the end is fitted to the tip of this pin 11b. ing. The movable iron core 16 is loosely inserted into a cylindrical coil portion 17 that is integrally fixed to the rack case so as to be movable in the axial direction, and together with the coil portion 17 constitutes a differential transformer. Therefore, the pinion holder 12
As the movable iron core 16 rotates, the displacement is converted into an axial displacement of the movable iron core 16, and this axial displacement is outputted from the differential transformer as an electric signal.
ラツク軸４は第２図に示すように、ピニオン１
ｂに噛合し、入力軸１の回転変位をラツク軸４の
軸方向変位に変換している。ラツク軸４の両端
は、夫々図示されないボールジヨイント、タイロ
ツド、ナツクルに連結され、車輪の操向を変化さ
せる。ここで、ラツク軸４に負荷が作用し、その
負荷が大きい場合には、ピニオン１ｂがラツク軸
４との噛み合い部を中心に回転する。例えば、入
力軸１を矢印Ｘの方向にトルクを作用させ回転さ
せると、そのトルクの大きさに応じてトーシヨン
バー１５が捩られ、ピニオンホルダ１２を矢印Ｙ
の方向に回転させる。このときの回転変位は、入
力軸１に与えたトルク、即ち操舵トルクに比例す
る。したがつて、ピン１１ｂにより可動鉄心１６
を軸方向の変位Ｚに変換する。即ち、操舵トルク
は可動鉄心１６の軸方向変位に比例し、この軸方
向変位はコイル部１７により検出される。このよ
うに、トルク検出部３は、ピニオン１ｂ、ラツク
軸４、ピニオンホルダー１２、ピン１１ｂ、可動
部１６、差動変圧器１７より構成され、操舵トル
クの大きさと、その方向が検出される。 The rack shaft 4 is connected to the pinion 1 as shown in FIG.
b, and converts the rotational displacement of the input shaft 1 into the axial displacement of the rack shaft 4. Both ends of the rack shaft 4 are connected to ball joints, tie rods, and knuckles (not shown), respectively, to change the steering of the wheels. Here, a load is applied to the rack shaft 4, and when the load is large, the pinion 1b rotates around the meshing portion with the rack shaft 4. For example, when the input shaft 1 is rotated by applying torque in the direction of arrow X, the torsion bar 15 is twisted in accordance with the magnitude of the torque, and the pinion holder 12 is
Rotate in the direction of The rotational displacement at this time is proportional to the torque applied to the input shaft 1, that is, the steering torque. Therefore, the movable iron core 16 is
is converted into an axial displacement Z. That is, the steering torque is proportional to the axial displacement of the movable iron core 16, and this axial displacement is detected by the coil portion 17. In this way, the torque detection section 3 is composed of the pinion 1b, the rack shaft 4, the pinion holder 12, the pin 11b, the movable section 16, and the differential transformer 17, and detects the magnitude and direction of the steering torque.
入力軸１には、多数のスリツト１８ａを周方向
に有する遮光板１８が一体的に設けられており、
この遮光板１８を挟む位置にフオト・カプラ１
９，２０がピニオン・ホルダーに一体的に固着さ
れている。このフオト・カプラー１９，２０によ
り遮光板１８のスリツト１８ａを通過する光を検
出し、パルス状の電気信号が出力される。また、
フオトカプラー１９と２０の取付位置は、パルス
の位相が約90゜異なるよう設けられる。このよう
に、操舵速度検出部２は遮光板１８とフオト・カ
プラー１９，２０により構成され、操舵速度の大
きさと、その回転方向が検出される。ラツク軸４
の一端側外周には断面半円形の螺旋溝４ａが形成
され、この螺旋溝４ａの外周には内周に断面半円
形の螺旋溝が形成されたナツト部材２１が環装さ
れており、これらの螺旋溝の間にはボールが介装
され、これらの螺旋溝４ａ、ナツト部材２１およ
びボールによりボールねじ５を構成している。 A light shielding plate 18 having a large number of slits 18a in the circumferential direction is integrally provided on the input shaft 1.
A photo coupler 1 is installed at a position sandwiching this light shielding plate 18.
9 and 20 are integrally fixed to the pinion holder. The photo couplers 19 and 20 detect the light passing through the slit 18a of the light shielding plate 18, and output a pulsed electrical signal. Also,
The photocouplers 19 and 20 are installed at positions such that the pulse phases differ by approximately 90°. In this way, the steering speed detection section 2 is constituted by the light shielding plate 18 and the photo couplers 19, 20, and detects the magnitude of the steering speed and its rotation direction. Rack shaft 4
A helical groove 4a with a semicircular cross section is formed on the outer periphery of one end, and a nut member 21 having a helical groove with a semicircular cross section on the inner periphery is fitted around the outer periphery of the helical groove 4a. Balls are interposed between the spiral grooves, and the ball screw 5 is constituted by the spiral grooves 4a, the nut member 21, and the balls.
また、ナツト部材２１の一端側にはラツクケー
スに固着されるスラスト軸受２２が設けられ、ナ
ツト部材２１の他端には断面Ｖ溝のプーリ２３が
一体に設けられている。さらに、プーリ２３の端
面にはラツクケースに固着されるスラスト軸受
（図示省略）が設けられており、ナツト部材２１
が軸方向に不動で回転自在に支承されている。ま
た、上記プーリ２３に沿つて電動機７の回転軸に
取付けられた断面Ｖ溝のプーリ２４が配設されて
おり、これらのプーリ２３と２４の間には、Ｖベ
ルト２５が懸け渡されている。電動機７は弾性部
材を介して不図示の車体に支持されている。した
がつて、電動機７の回転は、ボールねじ５の回転
を通じてラツク軸４を軸方向に変位させることと
なる。 Further, a thrust bearing 22 fixed to the rack case is provided at one end of the nut member 21, and a pulley 23 having a V-groove cross section is integrally provided at the other end of the nut member 21. Furthermore, a thrust bearing (not shown) is provided on the end surface of the pulley 23 and is fixed to the rack case.
is axially fixed and rotatably supported. Further, a pulley 24 having a V-groove cross section is installed along the pulley 23 and is attached to the rotating shaft of the electric motor 7, and a V-belt 25 is stretched between the pulleys 23 and 24. . The electric motor 7 is supported by a vehicle body (not shown) via an elastic member. Therefore, the rotation of the electric motor 7 displaces the rack shaft 4 in the axial direction through the rotation of the ball screw 5.
一方、制御装置８は、電源回路、マイクロコン
ピユータユニツトおよび電動機駆動回路等からな
り、上記フオトカプラ１９，２０および差動変圧
器１７からの検出信号に基づいて、操舵トルクに
対応した制御電力を電動機７に供給する。これに
伴なつて電動機７が駆動され、電動機７の回転ト
ルクは、Ｖベルト２５およびボールねじ５を介し
てラツク軸４を軸方向に変位させ、これにより操
舵力の軽減が図られる。 On the other hand, the control device 8 includes a power supply circuit, a microcomputer unit, a motor drive circuit, etc., and supplies control power to the motor 7 based on the detection signals from the photocouplers 19 and 20 and the differential transformer 17. supply to. In conjunction with this, the electric motor 7 is driven, and the rotational torque of the electric motor 7 displaces the rack shaft 4 in the axial direction via the V-belt 25 and the ball screw 5, thereby reducing the steering force.
したがつて、電動機により発生する回転トルク
がボールねじを介してラツク軸に伝達されるの
で、従来と同様にトルクの高伝達効率を維持でき
るとともに、車輪が路面から受ける衝撃荷重や振
動がＶベルトにより吸収されるため、電動機にま
で伝達されることがなく、電動機の界磁部の損傷
や回転巻線の断線等の不具合を生ずることを確実
に防止できる。さらに、電動機にボールねじが内
蔵されないので電動機自体の小形化を図ることが
できる。 Therefore, since the rotational torque generated by the electric motor is transmitted to the rack shaft via the ball screw, the same high torque transmission efficiency as before can be maintained, and the V-belt absorbs the impact load and vibration that the wheels receive from the road surface. Since the energy is absorbed by the magnet, it is not transmitted to the electric motor, and it is possible to reliably prevent problems such as damage to the field part of the electric motor and disconnection of the rotating winding. Furthermore, since a ball screw is not built into the electric motor, the electric motor itself can be made smaller.
（発明の効果）
以上の説明で明らかな如く本発明によれば、電
動機の回転トルクがボールねじを介して軸状部材
（ラツク軸）に伝達されるので伝達効率を高く維
持することができ、またボールねじと電動機とを
ベルト連結したことにより、電動機の界磁部の損
傷や回転子巻線の断線等を防止できるので、耐久
性および信頼性を向上することができる。さら
に、ボールねじが電動機に内蔵しないので電動機
を小形化することができる利点を有する。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the rotational torque of the electric motor is transmitted to the shaft member (rack shaft) via the ball screw, so that the transmission efficiency can be maintained at a high level. Furthermore, by connecting the ball screw and the electric motor with a belt, it is possible to prevent damage to the field part of the electric motor and breakage of the rotor winding, thereby improving durability and reliability. Furthermore, since the ball screw is not built into the electric motor, there is an advantage that the electric motor can be made smaller.
第１図および第２図は本発明の電動式パワース
テアリング装置の一実施例に係り、第１図はその
概略斜視図、第２図は第１図中の−矢視断面
図である。
図面中、１……入力軸、４……ラツク軸、７…
…電動機、５，２１……ボールねじおよびそのナ
ツト部材、２５……ベルトである。
1 and 2 relate to an embodiment of the electric power steering device of the present invention, FIG. 1 is a schematic perspective view thereof, and FIG. 2 is a sectional view taken along the - arrow in FIG. 1. In the drawing, 1... input shaft, 4... easy shaft, 7...
...Electric motor, 5, 21...Ball screw and its nut member, 25...Belt.
Claims (1)
する軸状部材を介して操舵輪に伝達するステアリ
ング系と、このステアリング系の操舵トルクに対
応した補助トルクを発生する電動機とを備えた電
動式パワーステアリング装置において、前記軸状
部材の一端側の外周に形成された螺旋溝と、この
螺旋溝の外周に環装され内周に螺旋溝を有するナ
ツト部材と、これら螺旋溝間に介装されたボール
とからなるボールねじを設ける一方、前記ボール
ねじのナツト部材と電動機とをベルトにより連結
したことを特徴とする電動式パワーステアリング
装置。1. An electric power steering device that includes a steering system that transmits the rotation of the steering wheel to the steered wheels via a shaft-shaped member that is displaced in the axial direction, and an electric motor that generates an auxiliary torque corresponding to the steering torque of the steering system. A spiral groove formed on the outer periphery of one end of the shaft member, a nut member ringed around the outer periphery of the spiral groove and having a spiral groove on the inner periphery, and a ball interposed between these spiral grooves. What is claimed is: 1. An electric power steering device characterized in that a ball screw is provided, and a nut member of the ball screw and an electric motor are connected by a belt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142359A JPS624673A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Motor-driven power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142359A JPS624673A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Motor-driven power steering apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS624673A JPS624673A (en) | 1987-01-10 |
| JPH0428583B2 true JPH0428583B2 (en) | 1992-05-14 |
Family
ID=15313544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142359A Granted JPS624673A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Motor-driven power steering apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
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