JPS624673A - 電動式パワ−ステアリング装置 - 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、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
。

（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５９−２０８
２５９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ック軸（軸状部材）
を備え、このラッ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、ラッ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ッ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
たがって、電動機の回転トルクは、ボールねじを介して
ラック軸に伝達され、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っている。

（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ッ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っていたため、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ック軸およびボ
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った。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った。

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、＃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とする。

（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す
る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。

（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。

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。

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、（０はラック軸（軸
状部材）、　（５）はボールリサキュレーティングナッ
ト（ボールねじ）　、　（７）は電動機。

（８）は制御装置である。

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（１Ｏａ）と（ｌｌａ）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）、（ｌｌａ）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（１０
により図外のラッ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ョンバー（１５
）の一端が固着されており、このトーション、＜−（１
５）の他端がラックケースに固着されている。

さらに、円筒板（１１）の回転中心から偏心した位置に
はピン（ｌｌｂ）が突設され、このピン（ｌｌｂ）の先
端には端部に円筒形状の磁性体（１８ａ）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、ラッ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
。したがって、ピニオンホルダ（１２）の回転に伴って
、その変位が可動鉄心（１Ｂ）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。

ラック軸（４）は第２図に示すように、ピニオン（ｌｂ
）に噛合し、入力軸（１）の回転変位をラック軸（４）
の軸方向変位に変換している。ラック軸（０の両端は、
夫々図示されないボールジヨイント、タイロッド、ナタ
クルに連結され、車輪の操向′を変化させる。ここで、
ラック軸（０に負荷が作用し、その負荷が大きい場合に
は、ビニオン（ｌｂ）がラック軸（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ョ
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。

したがって、ピン（ｌｌｂ）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（１Ｂ）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）、ラック軸（４）、
ピニオンホルダー（１２）、ピン（ｆｌｂ）　、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。

入力軸（１）には、多数のスリット（１８ａ）を周方向
に有する遮光板（１８）が一体重に設けられており、こ
の遮光板（１８）を挾む位置にフォト・カプラ（１９）
、（２０）がピニオン・ホルダーに一体的に固着されて
いる。このフォト・カプラー（１９）　、（２０）によ
り遮光板（１８）のスリット（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、フォ
トカプラー（１８）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）とフォト・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。

ラック軸（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。

また、ナツト部材（２１）の一端側にはラックケースに
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
ラッ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）
に沿って電動機（７）の回転軸に取付けられた断面Ｖ溝
のプーリ（２０が配設されており、これらのプーリ（２
３）と（２４）の間には、■ベル）　（２５）が懸は渡
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。

したがって、電動１１（７）の回転は、ボールねじ（５
）の回転を通じてラック軸（０を軸方向に変位させるこ
ととなる。

一方、制御装置（８）は、電源回路、マイクロコンピュ
ータユニットおよび電動機駆動回路等からなり、上記フ
ォトカプラ（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。これに伴なって電動機（
７）が駆動され、電動機（７）の回転トルクは、■ベル
）　（２５）およびボールねじ（５）を介してラック軸
（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。

したがって、電動機により発生する回転トルクがボール
ねじを介してラッ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。

（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（ラック軸）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。

【図面の簡単な説明】

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・・・・・・ラック軸、 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステアリングホィールの回転を軸方向に変位する軸状部
   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
   るナット部材と、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
   ッ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。