JP2603569B2 - Power steering device - Google Patents

Power steering device

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JP2603569B2
JP2603569B2 JP3149887A JP14988791A JP2603569B2 JP 2603569 B2 JP2603569 B2 JP 2603569B2 JP 3149887 A JP3149887 A JP 3149887A JP 14988791 A JP14988791 A JP 14988791A JP 2603569 B2 JP2603569 B2 JP 2603569B2
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steering
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motor
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正幸 渡辺
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に装備され、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering device (power steering) mounted on a motor vehicle and assisting a force required for steering operation by a rotating force of an electric motor.

【0002】[0002]

【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、自動車の操舵に
要する力を該モータの回転力により補助することによ
り、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。
2. Description of the Related Art A steering assist motor is driven based on a detection result of a steering torque applied to a steering wheel, and a force required for steering an automobile is assisted by a rotational force of the motor, so that a driver can enjoy a comfortable steering. Electric powered steering devices have been developed that provide the sensation.

【0003】この動力舵取装置は、自動車の舵取機構の
形式により若干の相違はあるが、例えば、舵輪軸(ステ
アリングコラム)にユニバーサルジョイントを介して連
結されたピニオンと、これに噛合されたラック軸とから
なり、舵輪の回動操作に伴うピニオンの回動をラック軸
の軸長方向への移動に変換して舵取りを行わせるラック
・ピニオン式の舵取機構を備えた自動車においては、前
記ピニオンの軸を舵輪軸に連なる入力軸と、ラック軸に
連なる出力軸とに分割すると共に、これらをトーション
バーを介して同軸上に連結し、該トーションバーに生じ
る捩れに伴って前記入力軸と出力軸との間に生じる相対
変位として前記操舵トルクを検出する、例えばポテンシ
オメータを用いてなるトルクセンサを構成すると共に、
前記ピニオン又は該ピニオンと異なる軸長方向位置にお
いて前記ラック軸に噛合する他のピニオンに、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た構成となっている。
Although this power steering apparatus has a slight difference depending on the type of a steering mechanism of an automobile, for example, a pinion connected to a steering wheel shaft (steering column) via a universal joint and meshed with the pinion. In a vehicle comprising a rack shaft and a rack and pinion type steering mechanism for performing steering by converting the rotation of the pinion accompanying the rotation operation of the steering wheel into the movement in the axial direction of the rack shaft, The shaft of the pinion is divided into an input shaft connected to a steering wheel shaft and an output shaft connected to a rack shaft, and these are connected coaxially via a torsion bar, and the input shaft is connected with a torsion generated in the torsion bar. Detecting the steering torque as a relative displacement generated between the output shaft and, for example, while configuring a torque sensor using a potentiometer,
A configuration in which the steering assist motor is arranged to transmit the rotational force of the pinion or another pinion meshing with the rack shaft at a different axial length direction position from the pinion via an appropriate speed reduction device. Has become.

【0004】このように従来の動力舵取装置において
は、トルクセンサ及び操舵補助用のモータが、いずれも
車体前部のエンジンルームの下部に位置する舵取機構の
周辺に配設されており、余剰空間の少ないエンジンルー
ム内において前記モータの配置に制約を受けると共に、
トルクセンサ又はモータに不都合が生じた場合、これら
の修理又は調整を狭い空間内において行わざるを得ず、
困難なメンテナンス作業を強いられるという難点があっ
た。
As described above, in the conventional power steering apparatus, the torque sensor and the steering assisting motor are both disposed around the steering mechanism located below the engine room at the front of the vehicle body. Along with being restricted in the arrangement of the motor in an engine room with less surplus space,
In the event of any inconvenience in the torque sensor or the motor, these must be repaired or adjusted in a small space,
There was a drawback in that a difficult maintenance work was forced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで舵輪軸をモータ
によって回転させる構成とし、またトルクセンサも舵輪
軸側に設けることとして上記難点の解消を図れるように
したものが提案されている(例えば特開昭60−67264
号) が、組立性,保守性に難があり、実用化されるには
至っていない。
Therefore, there has been proposed an arrangement in which the steering shaft is rotated by a motor and a torque sensor is provided on the steering shaft side to solve the above-mentioned difficulties (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163,873). Showa 60-67264
No.) is difficult to assemble and maintain, and has not yet been put to practical use.

【0006】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、操舵補助用モータの配置に制約を受けることが
なく、また、組立性,保守性に優れた動力舵取装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a power steering apparatus which is not restricted by the arrangement of a steering assist motor and is excellent in assemblability and maintainability. With the goal.

【0007】[0007]

【課題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舵取機構に連結部材を介して連結し
てあり、前記舵輪に加えられる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する動力舵取装置に
おいて、前記舵輪軸は舵輪側の入力軸と、舵取機構側の
出力軸と、入力軸及び出力軸間を連結するトーションバ
ーとを備え、該トーションバーのねじれ変位を電気変位
に変換出力して前記操舵トルクを検出するトルクセンサ
と、前記出力軸に嵌着されたウォームホイールと、該ウ
ォームホイールの軸心と直交して噛合され、前記モータ
の回転軸に連結されるウォーム軸とからなる伝動装置
と、該伝動装置及び前記トルクセンサを収納してある前
記舵輪軸のハウジングとを具備し、前記ハウジングは舵
輪側及び舵取機構側の2分割構成されており、舵取機構
側の部分の外側に前記モータを装着してあり、前記部分
の舵輪側の開口部の内径は前記ウォームホイールの直径
より大径であり、前記入力軸は軸方向1箇所で前記ハウ
ジングに支承されており、前記出力軸は軸方向2箇所で
2つの軸受で前記ハウジングの舵取機構側の部分に支承
されており、前記ウォームホイールは前記軸受のうちの
少なくとも1つによって軸方向位置を拘束されている
とを特徴とする。
In a power steering apparatus according to the present invention, a connecting member is connected to a steering mechanism which is connected to a steering wheel and which is provided inside a vehicle interior and which is provided outside the vehicle interior. A power steering device that drives a steering assist motor based on a detection result of a steering torque applied to the steering wheel, wherein the steering wheel shaft includes a steering wheel-side input shaft and a steering mechanism side. An output shaft, a torsion bar connecting the input shaft and the output shaft, a torque sensor that converts the torsional displacement of the torsion bar into an electrical displacement and outputs the electric torque to detect the steering torque, and is fitted to the output shaft. A worm wheel, a transmission device comprising a worm shaft meshed orthogonally to the axis of the worm wheel and connected to the rotation shaft of the motor, and the steering wheel housing the transmission device and the torque sensor. Shaft housing Comprising the door, the housing is divided into two pieces of steering wheel side and the steering mechanism side, steering mechanism
The motor is mounted outside the side part, and the part
The inner diameter of the opening on the steering wheel side is the diameter of the worm wheel
The input shaft is supported by the housing at one location in the axial direction, and the output shaft is supported at two locations in the axial direction.
Two bearings are supported on a portion of the housing on the steering mechanism side, and the worm wheel is provided in the bearing.
The axial position is restricted by at least one .

【0008】[0008]

【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の
伝動装置が、いずれも車室内に位置する舵輪軸の周辺に
配設される。そしてハウジングが2分割構成となってい
るので、これに各部品を収納するに際しての組立性に優
れ、また保守性にも優れている。舵取機構側の部分の外
側にモータを装着してあり、その回転の伝動装置である
ウォームホイールが収納され(従って当然にウォーム軸
も収納され)、また出力軸を2つの軸受で支承してあ
り、この軸受の少なくとも1つによってウォームホイー
ルの軸方向位置を拘束してあるから、このハウジング部
分を一つの組立部品として製作することができ、作業
性、輸送・保存性の上で便宜性が高い。
According to the present invention, a torque sensor for detecting a steering torque, a motor for assisting steering and a transmission device for transmitting the rotational force of the motor are all disposed around a steering wheel shaft located in the vehicle interior. Since the housing has a two-part structure, it is excellent in assemblability when storing each part in the housing and also in maintainability. Outside the steering mechanism side
A motor is mounted on the side, and it is a transmission for that rotation
The worm wheel is housed (so naturally the worm shaft
The output shaft is supported by two bearings.
The worm wheel by at least one of these bearings
Since the axial position of the
Can be manufactured as one assembly part
High convenience in terms of transportability and storage / storability.

【0009】[0009]

【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。図1は本発明に係る動力舵取装置における
舵輪に連なる軸系の側断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a side sectional view of a shaft system connected to a steering wheel in a power steering apparatus according to the present invention.

【0010】図示の軸系は、これに軸長方向の過大な力
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、図において1は、その上端部(図1の右側端部)に
図示しない舵輪をこれと同軸をなした状態に固定してな
る上部軸10と、この下端部に薄肉円筒形をなす連結部材
11を介して同軸上に連結されてなる下部軸12とからな
り、舵輪の回動に伴ってその軸心廻りに回動する舵輪軸
(ステアリングコラム)である。上部軸10の下部には、
軸長方向に適長離隔させて2本の環状溝 10a,10aが形成
してあり、また連結部材11の上部には、前記環状溝 10
a,10a間の離隔距離と略等しい距離だけ軸長方向に離隔
した位置に、これを半径方向に貫通する各複数個の円孔
11a,11aが周方向に略等配をなして形成してある。そし
て、上部軸10と連結部材11とは、環状溝 10a,10aが円孔
11a,11aの形成位置の内側に位置するまで上部軸10を連
結部材11に内嵌せしめた後、各円孔 11a,11a…から環状
溝 10a,10aに樹脂を注入し、該樹脂を固化せしめて連結
されている。該樹脂は、通常の舵輪操作に伴い上部軸10
に作用する力に対しては十分な強度を有し、上部軸10と
連結部材11とを強固に連結するが、上部軸10の軸長方向
に過大な力が作用した場合には剪断破壊するから、上部
軸10は連結部材11の内部をその軸長方向に移動できる。
The illustrated shaft system has a so-called safety handle structure that absorbs an excessive force in the axial direction when applied to the shaft system and protects the driver in the event of a collision. In the drawing, reference numeral 1 denotes an upper shaft 10 having a steering wheel (not shown) fixed to the upper end (the right end in FIG. 1) coaxial therewith, and a connecting member having a thin cylindrical shape at the lower end.
A lower shaft 12, which is coaxially connected via 11 and is a steering shaft (steering column) that rotates around its axis with the rotation of the steering wheel. In the lower part of the upper shaft 10,
Two annular grooves 10a, 10a are formed at an appropriate distance from each other in the axial direction.
a, a plurality of circular holes penetrating in the radial direction at positions separated in the axial direction by a distance substantially equal to the separation distance between 10a
11a, 11a are formed so as to be substantially equally arranged in the circumferential direction. The upper shaft 10 and the connecting member 11 have circular grooves 10a, 10a formed as circular holes.
After the upper shaft 10 is fitted inside the connecting member 11 until the upper shaft 10 is located inside the formation position of 11a, 11a, resin is injected into the annular grooves 10a, 10a from the respective circular holes 11a, 11a, and the resin is solidified. Connected. The resin is attached to the upper shaft 10 during normal steering operation.
It has sufficient strength against the force acting on the upper shaft 10 and firmly connects the upper shaft 10 and the connecting member 11, but when an excessive force acts on the upper shaft 10 in the axial length direction, it is sheared and broken. Therefore, the upper shaft 10 can move inside the connecting member 11 in the axial direction.

【0011】また上部軸10をその内部に支承する円筒状
をなす上部軸ハウジング20は、連結部材11を囲繞する円
筒状の連結部材ハウジング21の外側に、薄肉円筒状の球
保持部材22の軸長方向の2個所に保持させた各複数個の
小球 22a,22aを介して係合させてあり、前述した如く上
部軸10と連結部材11とを連結する樹脂が破断して上部軸
10が移動する際に、前記小球 22a,22a…の夫々が、上部
軸ハウジング20の内周面上又は連結部材ハウジング21の
外周面上を摺動し、その摺動抵抗により上部軸10に作用
する衝撃力が吸収されるようになっている。
A cylindrical upper shaft housing 20 for supporting the upper shaft 10 therein has a cylindrical connecting member housing 21 surrounding the connecting member 11, and a thin cylindrical sphere holding member 22 provided outside the cylindrical connecting member housing 21. The plurality of small balls 22a, 22a held at two locations in the longitudinal direction are engaged with each other, and as described above, the resin connecting the upper shaft 10 and the connecting member 11 is broken and the upper shaft is broken.
When the 10 moves, each of the small balls 22a, 22a,... Slides on the inner peripheral surface of the upper shaft housing 20 or on the outer peripheral surface of the connecting member housing 21, and the small balls 22a, 22a. The acting impact force is absorbed.

【0012】さて前記下部軸12は、夫々が中空の断面形
状をなす上,下2本の入力軸 12a及び出力軸 12bからな
り、入力軸 12aは筒状をなし前記連結部材ハウジング21
の下側に連設された下部軸ハウジング23の内部に玉軸受
24にて支承され、また出力軸12bは下部軸ハウジング23
の内部に玉軸受25及び26にて支承されている。入力軸12
a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、その中央部分を細径の一様な
円形断面に加工してなるトーションバー3が内挿してあ
る。該トーションバー3は、そのやや大径に加工された
両端部を、入力軸 12aの上端部及び出力軸 12bの下端部
に半径方向にこれらを貫通するノックピン 3a,3bにより
夫々係止され、入力軸 12aと出力軸 12bとを同軸上に連
結している。入力軸12a の上端部には、前記連結部材11
の下端部が外嵌され、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 12aは連結部材
11を介して前記上部軸10の回動、換言すれば舵輪の回動
に伴って回動するようになしてある。また前記出力軸 1
2bの下端部は、車体前部のエンジンルーム内に配設され
た図示しない舵取機構に、ユニバーサルジョイント13を
介して連結してあり、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。
The lower shaft 12 has an upper and lower two input shafts 12a and an output shaft 12b, each of which has a hollow cross-sectional shape. The input shaft 12a has a cylindrical shape and has a cylindrical shape.
Ball bearing inside the lower shaft housing 23 connected to the lower side of
24, and the output shaft 12b is connected to the lower shaft housing 23.
Are supported by ball bearings 25 and 26 inside. Input shaft 12
Each of the hollow portions of the output shaft 12a and the output shaft 12b has a length substantially equivalent to the sum of the lengths thereof, and a torsion bar 3 formed by processing the central portion into a uniform circular section having a small diameter. Interpolated. The torsion bar 3 has its slightly large-diameter ends locked at the upper end of the input shaft 12a and the lower end of the output shaft 12b by knock pins 3a and 3b penetrating therethrough in the radial direction. The shaft 12a and the output shaft 12b are connected coaxially. The connecting member 11 is provided at the upper end of the input shaft 12a.
The lower end of the input shaft 12a is engaged with the torsion bar 3 by the knock pin 3a.
The rotation of the upper shaft 10, in other words, the rotation of the steering wheel, is performed via 11. The output shaft 1
The lower end of 2b is connected via a universal joint 13 to a steering mechanism (not shown) provided in the engine room at the front of the vehicle body, and the lower end of the output shaft 12b corresponds to the turning direction and the turning amount of the output shaft 12b. Steering is done.

【0013】以上の如く入力軸 12aと出力軸 12bとはト
ーションバー3を介して連結されているから、舵輪に操
舵トルクが加えられた場合、舵輪と共に回動する入力軸
12aと、舵取機構中において拘束された状態にあるピニ
オン軸に連結された出力軸 12bとの間には、該操舵トル
クによりトーションバー3に生じる捩れに応じた相対変
位が生じる。入力軸 12aと出力軸 12bとの間に装着され
たトルクセンサ4は、操舵トルクを前記相対変位として
検出するポテンシオメータを用いてなるものであり、入
力軸 12aに遊嵌されたスリーブ40に外嵌され、該スリー
ブ40と共にピン41aによりその回動を入力軸 12aに拘束
された抵抗体保持部材41と、その上半部を前記スリーブ
40に外嵌されていると共に、その下半部を出力軸 12bの
上端部に遊嵌され、ピン 42aによりその回動を出力軸 1
2b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、軸長方向に適長離隔した状
態で互いに対向されており、前者にはその軸心を中心と
する適宜の円環状にポテンシオメータの抵抗体43が形成
してあり、後者には抵抗体43に摺接する検出子44が装着
されている。抵抗体43への所定の電位の印加及び検出子
44の摺接位置に応じた値となるポテンシオメータの出力
電位の取出しは、抵抗体保持部材41の外周面に設けた複
数本のスリップリング 45,45…に各別に摺接するスリッ
プリングワイヤ 46,46…及び下部軸ハウジング23に固着
した端子箱47を介して行われる。図2はトルクセンサ4
の部分の拡大断面図であり、各スリップリングワイヤ 4
6,46…と、これらに各別に接続したリード線 48,48…と
の間には、本図に示す如く、一側をボディーアースに接
続してなる貫通コンデンサー 49,49…が介装されてお
り、ポテンシオメータへの印加電位、又はポテンシオメ
ータの出力電位に外部からの電波障害に起因する外乱電
位が付加されることを防止している。なお一層の防止効
果を得ようとする場合には、リード線 48,48…にシール
ド線を用いればよい。更に、前述の如く介装した貫通コ
ンデンサー 49,49…は、スリップリングワイヤ 46,46…
が貫通する部分から、下部軸ハウジング23の内部に水,
ほこり等が浸入することをも防止しており、これらに起
因するトルクセンサ4の誤作動の虞がない。
As described above, since the input shaft 12a and the output shaft 12b are connected via the torsion bar 3, when the steering torque is applied to the steering wheel, the input shaft that rotates together with the steering wheel.
A relative displacement is generated between the output shaft 12a and the output shaft 12b connected to the pinion shaft in a restrained state in the steering mechanism, according to the torsion generated in the torsion bar 3 by the steering torque. The torque sensor 4 mounted between the input shaft 12a and the output shaft 12b uses a potentiometer that detects a steering torque as the relative displacement, and is attached to a sleeve 40 loosely fitted to the input shaft 12a. A resistor holding member 41 fitted with the sleeve 40 and the rotation thereof being restricted by the input shaft 12a by a pin 41a together with the sleeve 40, and the upper half thereof is
40, the lower half thereof is loosely fitted to the upper end of the output shaft 12b, and its rotation is performed by the pin 42a.
And a detector holding member 42 constrained by 2b. The lower end surface of the resistor holding member 41 and the upper end surface of the detector holding member 42 are respectively orthogonal to the axis of the lower shaft 12 and are opposed to each other with an appropriate distance in the axial direction. A resistor 43 of a potentiometer is formed in an appropriate ring around the axis thereof, and a detector 44 which is in sliding contact with the resistor 43 is mounted on the latter. Application of predetermined potential to resistor 43 and detector
Extraction of the output potential of the potentiometer having a value corresponding to the sliding contact position of 44 is performed by slip ring wires 46, 45 sliding separately on a plurality of slip rings 45, 45 provided on the outer peripheral surface of the resistor holding member 41. 46 and a terminal box 47 fixed to the lower shaft housing 23. FIG. 2 shows the torque sensor 4
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion of FIG.
As shown in the figure, through capacitors 49, 49, each having one side connected to the body ground, are interposed between the 6, 46 ... and the lead wires 48, 48 ... respectively connected to these. This prevents a disturbance potential due to an external radio wave interference from being added to the potential applied to the potentiometer or the output potential of the potentiometer. In order to obtain a further prevention effect, a shield wire may be used for the lead wires 48, 48. Further, the feedthrough condensers 49, 49, which are interposed as described above, are provided with slip ring wires 46, 46,.
Through the lower shaft housing 23
Dust and the like are also prevented from entering, and there is no risk of malfunction of the torque sensor 4 due to these.

【0014】トルクセンサ4の出力信号は、制御部7の
入力側に与えられており、制御部7はこの信号により舵
輪に加えられた操舵トルクの方向及びその大きさを認識
し、該制御部7の出力側に図示しない駆動回路を介して
接続された操舵補助用のモータ5(図3参照)を、舵輪
の操作方向に対応する方向に回転させる。
The output signal of the torque sensor 4 is given to the input side of the control unit 7, and the control unit 7 recognizes the direction and magnitude of the steering torque applied to the steering wheel based on this signal, and The steering assist motor 5 (see FIG. 3) connected to the output side of the motor 7 via a drive circuit (not shown) is rotated in a direction corresponding to the operation direction of the steering wheel.

【0015】さて前記出力軸 12bの軸長方向の中間部に
は、該出力軸 12bに操舵補助用のモータ5の回転力を伝
達するウォームホイール50が、これと同軸をなした状態
に嵌合されている。下部軸ハウジング23は図1に示すよ
うに舵輪側と、舵取機構側との2分割構造、つまり上下
2分割構造を有している。ウォームホイール50は、
側、つまり舵取機構側部分に収納されている。これを可
能とするために同部分の開口部内径はウォームホイール
50の直径より大である。ウォームホイール50は出力軸 1
2bの上部を支承する前記玉軸受25と、出力軸12bの下部
外周面に圧入固定され出力軸 12bの下部を支承する前記
玉軸受26とによりその両側面を挾持されて軸長方向に位
置決めされており、半月キー 50aにより周方向に位置決
めされている。これらの玉軸受25,26 の外輪はいずれも
下部軸ハウジング23の下部側部分に内嵌されており、玉
軸受25の外輪は下部軸ハウジング23の組立時に下部軸ハ
ウジング23の上部側部分に衝き当てられる。ウォームホ
イール50の外周面には、これと軸心を直交させて、操舵
補助用のモータ5に連動連結されたウォーム軸51が噛合
せしめてあり、ハウジング23の舵取機構側の部分に収納
され、同部分の外側に装着してあるモータ5によって回
転される
A worm wheel 50 for transmitting the rotational force of the steering assist motor 5 to the output shaft 12b is fitted coaxially with the output shaft 12b at an intermediate portion in the axial direction of the output shaft 12b. Have been. As shown in FIG. 1, the lower shaft housing 23 has a two-part structure of a steering wheel side and a steering mechanism side, that is, an upper and lower two-part structure. The worm wheel 50, under
Side, that is, in the steering mechanism side portion. Allow this
The inner diameter of the opening is the same as the worm wheel
Greater than 50 diameters. Worm wheel 50 is the output shaft 1
The ball bearing 25 supporting the upper portion of the output shaft 12b and the ball bearing 26 press-fitted and fixed to the lower outer peripheral surface of the output shaft 12b and supporting the lower portion of the output shaft 12b are sandwiched on both side surfaces and positioned in the axial direction. It is positioned in the circumferential direction by the half moon key 50a. The outer rings of these ball bearings 25 and 26 are all fitted inside the lower portion of the lower shaft housing 23, and the outer ring of the ball bearing 25 strikes the upper portion of the lower shaft housing 23 when the lower shaft housing 23 is assembled. Hit. The outer peripheral surface of the worm wheel 50, by orthogonally this the axis, Ri Oh worm shaft 51 which is operatively connected to a motor 5 for steering assistance is brought engaged, housed in the steering mechanism side portion of the housing 23
And is rotated by a motor 5 mounted outside the same portion.
Turned .

【0016】図3はモータ5の伝動機構の構造を示す図
1のIII −III 線による断面図である。本図に示す如く
ウォーム軸51は、その軸長方向の中間部にウォーム歯を
形成してあり、該ウォーム歯の谷径と同径か又はこれよ
りも小径に加工された先端部を下部軸ハウジング23に圧
入固定された玉軸受52に内嵌せしめてこれに支承させ、
また基部側の中途部をウォーム歯形成部をはさんで前記
玉軸受52と逆側に位置する玉軸受53に支承させて、前述
した如く、ウォームホイール50と軸心を直交させた状態
で下部軸ハウジング23の内部に軸支してある。前記玉軸
受53は、ウォーム軸51に外嵌せしめた状態でその内輪の
両側をウォーム軸51の中途部に設けた大径部と該軸51の
外周面に係合させた止め輪51a とにて挾持させた後、ウ
ォーム歯形成部を内側としてウォーム軸51と共にその外
輪を下部軸ハウジング23に形成した軸受装着孔に内嵌せ
しめ、その外輪の両側を、該装着孔の内周面に係合させ
た止め輪 51bと該装着孔の底面とにて挾持せしめて軸長
方向に位置決めしてあり、ウォーム軸51をラジアル方向
及びスラスト方向に支持するようになしてある。操舵補
助用のモータ5は、これと同軸上に連動連結された電磁
クラッチ6を内側として下部軸ハウジング23に形成した
モータ装着孔に嵌合せしめ、取付ボルトにて固定してウ
ォーム軸51と同軸をなすように下部軸ハウジング23の外
側に装着してある。前記ウォーム軸51は、その玉軸受53
側の端部に形成したスプライン51c により電磁クラッチ
6の出力軸に係合してあり、前記モータ5の回転力は電
磁クラッチ6を介してウォーム軸51に伝達され、更に該
軸51と噛合するウォームホイール50を介して前記出力軸
12bに伝達されるようになっている。
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 1 showing the structure of the transmission mechanism of the motor 5. As shown in FIG. As shown in the figure, the worm shaft 51 has a worm tooth formed at an intermediate portion in the axial direction thereof, and a lower end of the worm shaft 51 having a diameter equal to or smaller than the root diameter of the worm tooth is a lower shaft. The ball bearing 52, which is press-fitted and fixed to the housing 23, is internally fitted and supported by this,
Also, the base part side middle part is supported by a ball bearing 53 located on the opposite side to the ball bearing 52 with the worm tooth forming part sandwiched therebetween, and as described above, the lower part with the worm wheel 50 and the shaft center orthogonal to each other. The shaft is supported inside the shaft housing 23. The ball bearing 53 includes a large-diameter portion provided on both sides of an inner ring of the worm shaft 51 at an intermediate portion of the worm shaft 51 in a state of being fitted to the worm shaft 51 and a retaining ring 51a engaged with an outer peripheral surface of the shaft 51. After that, the outer ring of the worm shaft 51 and the worm shaft 51 are fitted in bearing mounting holes formed in the lower shaft housing 23, and both sides of the outer ring are engaged with the inner peripheral surface of the mounting hole. The retaining ring 51b and the bottom surface of the mounting hole are sandwiched and positioned in the axial direction to support the worm shaft 51 in the radial and thrust directions. The motor 5 for assisting steering is fitted into a motor mounting hole formed in the lower shaft housing 23 with the electromagnetic clutch 6 coaxially and cooperatively connected to the inside thereof, fixed with mounting bolts and coaxial with the worm shaft 51. Is mounted on the outside of the lower shaft housing 23. The worm shaft 51 has a ball bearing 53
The output shaft of the electromagnetic clutch 6 is engaged with the output shaft of the electromagnetic clutch 6 by a spline 51c formed at the end on the side, and the rotational force of the motor 5 is transmitted to the worm shaft 51 via the electromagnetic clutch 6 and further meshes with the shaft 51. The output shaft via the worm wheel 50
It is transmitted to 12b.

【0017】モータ5の伝動機構はこのような構成にな
っており、電磁クラッチ6とウォーム軸51とがスプライ
ン結合されているから、モータ5はその取付ボルトを外
すだけで、電磁クラッチ6と共に容易に取り外すことが
でき、また、ウォーム軸51の先端部がウォーム歯の谷径
よりも小径であるから、止め輪 51bを取り外した後、ウ
ォーム軸53を手前に引くことにより、ウォーム軸51を玉
軸受53と共に容易に外部に取出すことができる。従っ
て、伝動機構の点検若しくは修理作業が容易に行え、ま
た初期組立ての際のウォームホイール50とウォーム軸51
との間の整合性が悪い場合、ウォーム軸51を前述の如く
取出し、これを他のウォーム軸51に取換えることによ
り、両者の整合性を容易に改善することができる。
Since the transmission mechanism of the motor 5 has such a structure and the electromagnetic clutch 6 and the worm shaft 51 are spline-coupled, the motor 5 can be easily moved together with the electromagnetic clutch 6 simply by removing its mounting bolt. Also, since the tip of the worm shaft 51 is smaller in diameter than the root diameter of the worm teeth, the worm shaft 53 is pulled forward by removing the retaining ring 51b and pulling the worm shaft 53 forward. It can be easily taken out together with the bearing 53. Therefore, the transmission mechanism can be easily inspected or repaired, and the worm wheel 50 and the worm shaft 51 can be used during initial assembly.
If the consistency between the two is poor, the worm shaft 51 is taken out as described above and replaced with another worm shaft 51, whereby the consistency between the two can be easily improved.

【0018】モータ5への駆動電流の給断は、前記制御
部7の動作により、トルクセンサ4により検出される操
舵トルクの大きさ及び方向に応じて行われる。そしてこ
の駆動電流により回転するモータ5の回転力は、前述し
た如く電磁クラッチ6,ウォーム軸51及びウォームホイ
ール50を介して出力軸 12bに伝達され、更にユニバーサ
ルジョイント13を経て舵取機構中のピニオン軸に伝達さ
れ、該ピニオン軸の回転に伴う前記ラック軸の左又は右
方向への移動により、左又は右への舵取りがなされる。
The supply and disconnection of the drive current to the motor 5 is performed by the operation of the control unit 7 in accordance with the magnitude and direction of the steering torque detected by the torque sensor 4. The torque of the motor 5 rotated by the drive current is transmitted to the output shaft 12b via the electromagnetic clutch 6, the worm shaft 51 and the worm wheel 50 as described above, and further transmitted through the universal joint 13 to the pinion in the steering mechanism. The rack shaft is transmitted to the shaft, and the rack shaft is moved leftward or rightward as the pinion shaft rotates, thereby steering leftward or rightward.

【0019】図4はモータ5内部のブラシ取付構造を示
す模式的断面図である。ブラシ54は、その先端部をモー
タ5の整流子56の外周面に半径方向に摺接させた状態で
基部を箱形をなすブラシ取付台55の内部に収納し、モー
タ5の内部の適宜位置に係止した渦巻きばね57により整
流子56に向かう方向に付勢された状態に取付けられてい
る。渦巻きばね57は、その一端部を適宜位置に設けた係
止部材58に係止すると共に他端部をブラシ54の基部に形
成した孔 54aに挿入せしめて装着され、ブラシ54に前記
方向への付勢力を加え、ブラシ54の磨耗が進行した場合
においても該ブラシ54を整流子56に確実に摺接せしめる
ものであるが、ブラシ54の磨耗が所定量に達した後にお
いて以後の前記付勢力の付加を防止するストッパ59が、
渦巻きばね57の前記他端部側の中途部に当接するように
設けてある。このストッパ59は、ブラシ54の磨耗が前記
孔 54aの位置に達するまで進行し、該孔 54a中に挿入さ
れた渦巻きばね57の端部が整流子56に接触してモータ5
の回転子が拘束されることを防止するために設けたもの
である。モータ5の回転子が拘束された場合、該モータ
5に連結したウォーム軸51及びこれに噛合するウォーム
ホイール50を介して出力軸 12bの回転が拘束される結
果、舵取りが不能になる虞があるが、前述した如きスト
ッパ59を設けた場合、渦巻きばね57がストッパ59に当接
した後には、ブラシ54と整流子56との接触状態は良好に
保たれなくなる結果、モータ5への駆動電流の供給はな
されなくなるが、モータ5の回転子は拘束されないた
め、出力軸12bの回転が拘束されることはなく、舵取り
不能の危険性は回避される。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a brush mounting structure inside the motor 5. As shown in FIG. The brush 54 is housed inside a box-shaped brush mount 55 in a state where its tip is slidably contacted with the outer peripheral surface of the commutator 56 of the motor 5 in the radial direction. It is attached in a state where it is urged in a direction toward the commutator 56 by a spiral spring 57 that is locked by the spring. The spiral spring 57 has one end locked by a locking member 58 provided at an appropriate position, and the other end inserted into a hole 54a formed at the base of the brush 54, and is attached to the brush 54 in the above-described direction. An urging force is applied to surely bring the brush 54 into sliding contact with the commutator 56 even when the abrasion of the brush 54 progresses, but after the abrasion of the brush 54 reaches a predetermined amount, the urging force Stopper 59 to prevent the addition of
The spiral spring 57 is provided so as to be in contact with the middle part on the other end side. The stopper 59 advances until the wear of the brush 54 reaches the position of the hole 54a, and the end of the spiral spring 57 inserted into the hole 54a contacts the commutator 56 to
Are provided to prevent the rotor from being restrained. When the rotor of the motor 5 is restrained, the rotation of the output shaft 12b is restrained via the worm shaft 51 connected to the motor 5 and the worm wheel 50 meshing with the worm shaft 51. As a result, steering may not be possible. However, when the stopper 59 is provided as described above, the contact state between the brush 54 and the commutator 56 is not maintained well after the spiral spring 57 comes into contact with the stopper 59, and as a result, the drive current to the motor 5 is reduced. Although the supply is not performed, the rotation of the output shaft 12b is not restricted because the rotor of the motor 5 is not restricted, and the danger of being unable to steer is avoided.

【0020】[0020]

【発明の効果】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、トルクセンサ及び操舵補助用のモータ
が車室の内部の舵輪軸の周辺に配設されているから、広
い車室の内部においてトルクセンサ及びモータのメンテ
ナンス作業が行え、また必要であれば、舵輪軸をそのハ
ウジングと共に取りはずすことにより、トルクセンサ及
びモータの修理又は調節作業を外部において行うことが
可能であり、メンテナンス作業の困難さの解消が図れ
る。
As described above in detail, in the power steering apparatus according to the present invention, since the torque sensor and the steering assist motor are disposed around the steering wheel shaft inside the cabin, a large cabin is provided. The maintenance work of the torque sensor and the motor can be performed inside the motor, and if necessary, the repair or adjustment work of the torque sensor and the motor can be performed outside by removing the steering shaft together with its housing. Can be eliminated.

【0021】またハウジングは舵輪側及び舵取機構側の
2分割構成されており、しかも入力軸は軸方向1箇所
で、また出力軸は軸方向2箇所でハウジングに支承され
ているから、トーションバーの適正なねじれ変位を得る
ことが出来、また入力軸, 出力軸がハウジングによって
相互の位置関係を正確に芯ずれなく設定出来、トルク検
出精度が向上する。またハウジングの舵取機構側部分に
出力軸、ウォームホイール等を収納し、出力軸の軸受の
少なくとも1つでウォームホイールの軸方向位置を拘束
しており、しかもこの部分の外側にモータも装着するか
ら、これらが組立部品として製作することができ、作業
性、輸送・保存性に優れる。更に、ウォーム軸とウォー
ムホイールとの噛合位置はウォームホイールの周上にお
いて適宜に設定することができるから、前記モータは、
ハウジングの外側において、これの周方向のいかなる位
置に装着することもでき、車室の内部の余剰空間にこれ
を配置することが可能である。更に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、実施例中に示したように安全ハンドル構造を有する
自動車にも適用することが可能であり、また舵輪軸をそ
のハウジングと共に取換えるだけで後付けできるから、
手動操舵式の自動車を動力舵取装置を備えた自動車に容
易に改造することが可能となる。
[0021] The housing is divided into two pieces of steering wheel side and the steering mechanism side, yet the input shaft in the axial direction one place, and since the output shaft is supported in the housing in the axial direction two places, torsion bars And the input shaft and the output shaft can be accurately set in a mutual positional relationship by the housing without misalignment, thereby improving the torque detection accuracy. Also on the steering mechanism side of the housing
Housing the output shaft, worm wheel, etc.
Constrain the axial position of the worm wheel with at least one
And whether a motor is mounted outside this part
These can be manufactured as assembled parts and work
Excellent transportability and storage stability. Further, the meshing position between the worm shaft and the worm wheel can be appropriately set on the circumference of the worm wheel.
It can be mounted on the outside of the housing at any position in the circumferential direction thereof, and it is possible to arrange it in a surplus space inside the passenger compartment. Furthermore, since the power steering device according to the present invention can be configured compactly below the steering wheel shaft, it can be applied to an automobile having a safety handle structure as shown in the embodiment. It can be retrofitted simply by replacing it with the housing,
It is possible to easily convert a manually-steered vehicle into a vehicle equipped with a power steering device .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る動力舵取装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a power steering device according to the present invention.

【図2】トルクセンサ部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a torque sensor unit.

【図3】モータの伝動機構の構成を示す図1のIII −II
I 線による拡大断面図である。
FIG. 3 shows a configuration of a transmission mechanism of the motor.
It is an expanded sectional view by the I line.

【図4】モータ内部のブラシ取付構造を示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a brush mounting structure inside a motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 舵輪軸 3 トーションバー 4 トルクセンサ 5 モータ 10 上部軸 11 連結部材 12 下部軸 12a 入力軸 12b 出力軸 23 下部軸ハウジング 50 ウォームホイール 51 ウォーム軸 Reference Signs List 1 steering wheel shaft 3 torsion bar 4 torque sensor 5 motor 10 upper shaft 11 connecting member 12 lower shaft 12a input shaft 12b output shaft 23 lower shaft housing 50 worm wheel 51 worm shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 英雄 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8 号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 池木 美一 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8 号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 渡辺 正幸 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8 号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 上桝谷 哲雄 大阪府大阪市中央区南船場三丁目5番8 号 光洋精工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−234069(JP,A) 特開 昭59−63264(JP,A) 特開 昭61−37581(JP,A) 特開 昭61−241270(JP,A) 実開 昭61−58169(JP,U) 実開 昭61−122542(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Hideo Matsubara 3-5-8 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside of Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Miichi Ikegi 3-chome, Minamisenba, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 5-8 Koyo Seiko Co., Ltd. (72) Inventor Masayuki Watanabe 3-58 Minamisenba, Chuo-ku, Osaka City, Osaka Prefecture JP-A-60-234069 (JP, A) JP-A-59-63264 (JP, A) JP-A-61-37581 (JP, A) Sho 61-241270 (JP, A) Sho 61-58169 (JP, U) Sho 61-122542 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項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舵取機構に連結部材を介し
て連結してあり、前記舵輪に加えられる操舵トルクの検
出結果に基づいて操舵補助用のモータを駆動する動力舵
取装置において、 前記舵輪軸は舵輪側の入力軸と、舵取機構側の出力軸
と、入力軸及び出力軸間を連結するトーションバーとを
備え、 該トーションバーのねじれ変位を電気変位に変換出力し
て前記操舵トルクを検出するトルクセンサと、 前記出力軸に嵌着されたウォームホイールと、該ウォー
ムホイールの軸心と直交して噛合され、前記モータの回
転軸に連結されるウォーム軸とからなる伝動装置と、 該伝動装置及び前記トルクセンサを収納してある前記舵
輪軸のハウジングと を具備し、 前記ハウジングは舵輪側及び舵取機構側の2分割構成
れており、舵取機構側の部分の外側に前記モータを装着
してあり、前記部分の舵輪側の開口部の内径は前記ウォームホイー
ルの直径より大径であり、 前記入力軸は軸方向1箇所で前記ハウジングに支承され
ており、 前記出力軸は軸方向2箇所で2つの軸受で前記ハウジン
の舵取機構側の部分に支承されており、 前記ウォームホイールは前記軸受のうちの少なくとも1
つによって軸方向位置を拘束されている ことを特徴とす
る動力舵取装置。
A steering shaft connected to the steering wheel and disposed inside the vehicle interior via a connecting member to a steering mechanism disposed outside the vehicle interior, and a steering torque applied to the steering wheel; In the power steering apparatus for driving a steering assist motor based on the detection result, the steering shaft is a torsion that connects an input shaft on a steering wheel side, an output shaft on a steering mechanism side, and an input shaft and an output shaft. A torque sensor that converts the torsional displacement of the torsion bar into an electrical displacement and detects the steering torque, a worm wheel fitted to the output shaft, and a shaft orthogonal to the axis of the worm wheel. And a worm shaft connected to the rotating shaft of the motor, and a housing of the steering wheel shaft housing the transmission device and the torque sensor. Divided into two pieces of the steering mechanism side
The motor is mounted outside the portion on the steering mechanism side, and the inner diameter of the opening on the steering wheel side of the portion is the worm wheel.
The input shaft is supported by the housing at one location in the axial direction, and the output shaft is supported by two bearings at two locations in the axial direction on a portion of the housing on the steering mechanism side. are, the worm wheel at least one of the bearing
A power steering device characterized in that the position in the axial direction is restrained by one .
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