JPS6137580A - 電動式動力舵取り装置 - Google Patents

電動式動力舵取り装置

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JPS6137580A
JPS6137580A JP15999984A JP15999984A JPS6137580A JP S6137580 A JPS6137580 A JP S6137580A JP 15999984 A JP15999984 A JP 15999984A JP 15999984 A JP15999984 A JP 15999984A JP S6137580 A JPS6137580 A JP S6137580A
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worm
steering
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矢内 節佳
Masafumi Nakayama
雅文 中山
Yutaka Aoyama
豊 青山
Moritsune Nakada
中田 守恒
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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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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〕 この発明は、自動車等の車両の操舵力を電動機で補助す
る電動式動力舵取り装置に関する。
〔従来技術〕
従来の電動式動力舵取り装置としては、例えば特開昭5
9−77966号公報に記載されているようなものがあ
る。その装置は、ラック軸と噛合するピニオンシャフト
に平歯車が固定されていて、この平歯車を含む4枚の平
歯車からなる歯車減速装置を介して、電動機とビニオン
シャフトとが連結されている。ビニオンシャフトはステ
アリングシャフトに変位可能に連結されており、ステア
リングシャフトの上端に固定されたステアリングホイ・
−ルの回転により、ピニオンシャフトの回動を−介して
ラック軸が軸方向に移動し、その結果操舵方向に対応し
た方向に操舵輪が転舵される。
これと同時に、舵取り機構の作動に応動する電動機が、
操舵トルクや転舵角等に応じて回転駆動され、この電動
機の回転力により舵取り機構を駆動して、操舵力を補助
するようにしている。
また、従来の電動式動力舵取り装置の他の例としては、
特開昭58−141963号公報に記載されているよう
なものもある。その装置は、筒状をなす回転子及び鉄心
等を有する電動機と、前記回転子と一体に回転するサン
ギヤ及びステアリングシャフトと一体に回転するリング
ギヤ等を有する遊星歯車減速装置とを備え、これら電動
機及び遊星歯車減速装置がステアリングシャフトに外嵌
されていて、舵取り機構の作動に応動する上記電動機の
回転力を、遊星歯車減速装置の作動を介してステアリン
グシャフトに伝達するようにしている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の電動式動力舵取り装置
にあっては、前者の場合には、4枚の平歯車を用いた歯
車減速装置を介して、電動機の回転軸と舵取り機構の一
部を構成するビニオンシャフトとをトルク伝達可能に連
結する構造となっていたため、減速比を大きく取る必要
がある歯車減速装置が大きなものとなり、装置が大型化
されるという問題点があり、また、後者の場合には、遊
星歯車機構で減速装置が構成されているため、減速装置
の構成が複雑なものとなるばかりでなく、減速比を大き
くとれないという問題点があった。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たものであり、舵取り機構の作動に応動する電動機を備
え、舵取り操作時に前記電動機が発生する操舵補助力を
前記舵取り機構に供給する電動式動力舵取り装置におい
て、前記電動機の回転軸と同軸にウオームを設け、この
ウオームに噛合するウオームホイールを前記舵取り機構
に設けると共に、ウオームホイールの回転力でウオーム
を回転できるようウオームの進み角及びウオームとウオ
ームホイールの歯面間の摩擦角を各設定して電動式動力
舵取り装置を構成することにより、−上記問題を解決す
ることを目的としている。
〔作用〕
而して、この発明は、1組のウオームとウオームホイー
ルからなるウオームギヤ装置を介して電動機と舵取り機
構とを連結し、電動機の回転数を減速比の大きなウオー
ムギヤ装置で大きく減速させて装置の小型化を図ると共
に、ウオームホイールの回転力でウオームを回転できる
ようウオームの進み角及びウオームとウオームホイール
との歯面間の摩擦角を適宜に設定して、電動機の焼付き
等の故障が発生したときにも手動で舵取り操作が行える
ようにする。
〔実施例〕
以下、この発明を図示実施例に基づいて説明する。
第1図及び第2図は、この発明の一実施例を示す図であ
る。
まず、構成を説明すると、第1図に示す1がステアリン
グホイール、2は、ステアリングホイールlが上端に固
定されたステアリングシャフトであり、ステアリングシ
ャフト2の下端には、ピニオンシャフト3が変位可能に
連結されている。
ビニオンシャフト3は、軸方向の中途部に設けたウオー
ムホイール4と、このウオームホイール4より下端側に
設けたピニオンギヤ5とを有し、ウオームホイール4を
挾むようその両側の軸部には2個の軸受7a、7bを、
またピニオンギヤ5側先端の軸部には軸受7Cをそれぞ
れ外嵌している。かかるピニオンシャフト3が、ギヤボ
ックス6に設けた穴6a内にピニオンギヤ5側から挿入
されて、2個の軸受7b、7cによりギヤボックス6に
、また軸受7aにより環状の蓋体8に、それぞれ回転自
在に支持している。
蓋体8は前記軸受7aが内嵌されるボス部を有し、且つ
、ギヤボックス6の前記穴6aの開口端を塞ぐよう該穴
6a内に挿入されていて、ギヤボックス6に係合された
スナップリング9によって蓋体8の脱落を防止している
。lOは、軸受7a−に予圧を与えるカラー、1)は、
カラー10の緩みを防止するロックナツト、12は、カ
ラー10の大向に装着されてピニオンシャフト3に摺接
するシール部材である。
また、ギヤボックス6は、ビニオンシャフト3の軸心線
と直角でない交差する方向で互いに交わらないように貫
通ずる六〇bを有し、この穴6b内をラック軸14が貫
通しており、このランク軸14のラック14aが、ギヤ
ボックス6内で前記ピニオンギヤ5に噛合している。
さらに、ランク軸14の、ピニオンギヤ5とは反対側に
はランクリテーナ15を臨ませ、このラックリテーナ1
5を、これに一端が着座するスプリング16でランク軸
14側に付勢すると共に、スプリング16の他端を、ギ
ヤボックス6に螺合されたりテーナカハ−17で支持す
る。リテーナカバー17には、これを貫通して先端がラ
ックリテーナ15に当接するアジャストボルト18を螺
合して設け、このアジャストボルト18でラック軸14
に作用する曲げ力を受ける。そして、ナツト19によっ
てアジャストボルト18の緩みを防止する。
前記ウオームホイール4には、ギヤボックス6に設けた
第3の六6c内に挿入され且つ2個の軸受13a、13
bによって該ギヤボックス6に回転自在に支持されたウ
オーム軸20のウオーム21が噛合している。このウオ
ーム21の進み角α及びウオーム21とウオームホイー
ル4の歯面間の摩擦角βは、α〉βとなるように設定し
、ウオームホイール4の回転力によってウオーム21を
回転駆動できるようにする。
かかるウオーム軸20の一端には、ギヤボックス6にボ
ルト22で固定された、パルスモータ等の電動機230
回転軸24を連結し、この回転軸24と一体的にウオー
ム軸20が回転できるようにする。また、ウオーム軸2
0の他端にはナツト25を螺合し、これによりウオーム
軸20の脱落を防止すると共に、その外側を、穴6cの
一方の開口を塞ぐキャップ26によって閉塞する。
前記電動[23の駆動制御は、コントローラ30から出
力される制御信号によって行われ、その制御信号が、例
えば、図示しないモータ出力制御回路及びモータ回転方
向切換回路を介して、電動n、23に供給される。すな
わち、コントローラ30は、モータ出力制御回路には電
動機23を所定位置まで回転させるためのモータ駆動信
号DSを送出し、またモータ回転方向切換回路には電動
機23の回転方向を操舵方向に対応した方向に切換える
ための回転方向信号csを送出する。これにより、モー
タ出力制御回路及びモータ回転方向切換回路の作動を介
して、電動機23が操舵方向に対応した方向に所定位置
まで回転される。
かかるコントローラ30は、例えばアナログ入出力イン
タフェースと演算処理装置と記憶装置とを有するマイク
ロコンピュータ等の処理装置によって構成され、その記
憶装置に予め記憶されている所定の処理プログラムに従
い、且っ車速検出器31及び操舵状態検出器32がらの
各検出信号に基づいて、前記制御信号を出力する。
車速検出器31は、例えば変速機の出力軸の回転速度に
基づいて車速を検出し、且つ車速に応じてパルス数が変
化する車速検出信号VSをコントローラ30に供給する
。また、操舵状態検出器32は、例えばステアリングシ
ャフト2に関連して設けられ、操舵トルクに応じてパル
ス幅が変化する操舵トルク検出信号TS及び操舵角に応
じた数のパルス信号である操舵角検出信号θS等の操舵
状態検出信号をコントローラ3oに供給する。
なお、第2図において、27は、ギヤボックス6を車体
側に弾性的に支持するためのマウンティングラバー、2
8はラバークランプである。  −次に、作用について
説明する。
今、車両が直進状態にあるときには、ステアリングホイ
ール1及びステアリングシャフト2が中立位置にあり、
操舵状態検出器32から操舵状態検出信号TS及びθS
が出力されないため、コントローラ30が制御信号(モ
ータ駆動信号DS及び回転方向信号C3)を電動機23
に出力せず、従って電動機23は停止した状態にある。
この状態から、ステアリングホイール1を微少角度回転
させると、その回転力がステアリングシャフト2を経て
ピニオンシャフト3に伝達される。
すると、ウオームホイール4の摩(察角βがウオーム2
1の歯筋の傾き角αより小さく形成されていて、ウメ・
−ムホイール4でウオーム21を回転させることができ
るため、該ウオーム21に噛合するウオームホイール4
と一体のビニオンシャフト3が回転不能となることがな
い。そのため、ビニオンシャフト3に伝達された操舵ト
ルクが、ピニオンギヤ5を介してランク軸14に伝達さ
れ、このランク軸14が操舵方向に対応した方向に微少
距離移動する。
この場合のように、操舵角が微少のときには操舵補助力
は必要とせず、また、このとき操舵状態検出器32から
出力される操舵状態検出信号の値は極めて小さいためこ
れによってはコントローラ30が制御信号を出力しない
。そのため、電動機23は回転駆動されないが、前述し
たようにウオームホイール4からの回転力がウオーム2
1に作用してこのウオーム21を増速させるように回転
駆動するため、手動操作による操舵量だけ操舵輪が転舵
される。
次に、ステアリングホイール1を大きく回転させると、
その回転力がステアリングシャフト2を介してピニオン
シャフト3に伝達され、これと同時に、操舵状態検出器
32から出力される操舵トルク検出信号TS、操舵角検
出信号θS及び車速検出器31から出力される車速検出
信号VSとに基づいて、コントローラ30が、車速、操
舵トルク及び操舵角に応じたモータ駆動信号DS及びモ
ータ回転方向信号O3を電動機23に供給する。
これにより、電動a23が操舵方向に対応した方向に回
転駆動され、その回転軸24の回転力がウオーム軸20
に伝達される。そして、ウオーム軸20に伝達された回
転力がウオーム21からウオームホイール4に伝達され
、これでピニオンシャフト3が回転駆動される。
従って、ピニオンシャフト3は、ステアリングホイール
1からステアリングシャフト2を経てピニオンシャフト
3に付与される手動での操舵による回転力に、電動機2
3の回転軸24からウオーム21を経てピニオンシャフ
トに付与される電動機23の回転力を加えた操舵力によ
って回転駆動される。その結果、ピニオンギヤ5にラッ
ク14aが噛合するランク軸14が操舵方向に対応した
方向に摺動し、このランク軸14の移動を介して、その
両端に連結された左右の操舵輪が操舵方向に転舵される
一方、電動機23が断線等の電気回路の故障で回転不能
状態になっても、ウオームホイール4の回転力によって
ウオーム21を回転駆動することができるため、このよ
うな場合にも本舵取り装置をマニュアルステアリングと
同様に作動させることができる。従って、電動機23が
故障した場合にも舵取り操作が不能となることがなく、
操縦安定性を向上させることができる。
また、実施例のように、ウオーム21とウオームホイー
ル4の軸を直角でない交差する方向で配置したことで、
ウオーム21の進み角を大きくし径を小さくするとか、
条数の多いウオームを用いるとか、ウオームの形状のみ
によらずウオーム21をウオームホイール4で駆動でき
るため、ウオームの強度、耐久性を確保する上で有利で
ある。
さらに、実施例のように、ラック軸14と平行に近くな
る方向にウオーム21を配置すれば、電動機をコンパク
トに搭載することができ、車両への搭載性が非常に向上
する。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明では、1組のウオー
ムとウオームホイールの組合せからなるウオームギヤ装
置を介して電動機と舵取り機構とを連結すると共に、ウ
オームホイールの回転力でウオームを回転できるようウ
オームの進み角及びウオームとウオームホイールとの歯
面間の摩擦角を設定する構成とした。そのため、電動機
の回転数を減速比の大きなウオームギヤ装置で大きく減
速させて装置の小型化を図ることができると共に、舵取
り機構側からの回転力によって電動機を回転駆動するこ
とができ、電動機に断線等の電気回路に故障が発生した
ときにも手動で舵取り操作が行えるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す一部を断面した説明
図、第2図は第1図のn−n線断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)舵取り機構の作動に応動する電動機を備え、舵取
    り操作時に前記電動機が発生する操舵補助力を前記舵取
    り機構に供給する電動式動力舵取り装置において、前記
    電動機の回転軸と同軸にウォームを設け、このウォーム
    に噛合するウォームホイールを前記舵取り機構に設ける
    と共に、ウォームホイールの回転力でウォームを回転で
    きるようウォームの進み角及びウォームとウォームホイ
    ールとの歯面間の摩擦角を各設定したことを特徴とする
    電動式動力舵取り装置。
  2. (2)ウォームとウォームホイールの軸を直角でない交
    差する方向で配置したことを特徴とする特許請求の範囲
    第(1)項記載の電動式動力舵取り装置。
JP15999984A 1984-07-30 1984-07-30 電動式動力舵取り装置 Granted JPS6137580A (ja)

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