JP3074339B2 - 舵取装置および減速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの舵取装
置および減速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラックピニオン型電動式動力舵取装置に
おいては、電動機の回転を減速してラック軸（移動部
材）に伝達する必要があり、従来の直流電動機を使用し
た動力舵取装置では、たとえば、電動機の回転をウォー
ムなどの歯車減速機構で減速したのちにさらにピニオン
とラックによってラック軸に伝達していた。

【０００３】また、ラック軸を支持するハウジング内に
電動機により回転させられる筒状回転軸とボールナット
が回転支持されて、これらの内側にラック軸が通され、
回転軸の回転が遊星歯車減速機構を介してボールナット
に伝達され、ボールナットの回転がボールねじ機構を介
してラック軸に伝達されるようになった動力舵取装置も
提案されている（特開昭６０−１５４９５５号公報参
照）。

【０００４】一方、ボールねじ型油圧式動力舵取装置に
おいて、ハウジングに形成されたシリンダ部内に、ハン
ドルの回転により回転させられる回転軸（出力軸）と、
シリンダ部内を前後の油室に区画するピストン部材（移
動部材）とが設けられ、回転軸の回転がボールねじ機構
を介してピストン部材に伝達されて、ピストン部材が前
後に移動し、これによりピットマンシャフトが回転させ
られるようになったものが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のラックピニオン型電動式動力舵取装置では、直
流電動機の電動機特性が高速回転、低トルクであるた
め、減速比を大きくとる必要があり、このために減速機
構が上記のように複雑になる。そして、電動機の回転が
ウォームや遊星歯車などの減速機構によって減速される
ため、伝達ロスが非常に大きく、したがって、電動機の
容量を大きくする必要がある。また、減速機構にボール
ねじ機構を使用する場合、ボールねじのリードによって
減速比が決まるが、構造上、ボールねじのリードを大き
く変えることができないので、減速比を大きく変えるこ
とが困難であり、設計の自由度が低い。

【０００６】上記のようなボールねじ型油圧式動力舵取
装置では、減速機構に１つのボールねじ機構を使用して
いるので、上記同様、設計の自由度が低いという問題が
ある。

【０００７】動力舵取装置でない舵取装置や他の減速装
置においても、同様の問題がある。

【０００８】この発明の目的は、上記の問題を全て解決
し、伝達ロスが小さくて設計の自由度が非常に高い舵取
装置および減速装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明による舵取装置
および減速装置は、ハウジングに支持されて外力により
回転させられる第１回転軸、第１回転軸に軸方向に移動
しうるが相互に回転しないようにはめ合わされた第２回
転軸、ハウジングに軸方向に移動しうるが回転しないよ
うに取付けられかつ第２回転軸に軸方向の相対移動およ
び相対回転ができるようにはめ合わされた移動部材、ハ
ウジングと第２回転軸とを連結する第１ボールねじ、お
よび第２回転軸と移動部材とを連結する第２ボールねじ
を備えており、これにより第１回転軸の回転を移動部材
の軸方向移動に減速して伝えるものである。

【００１０】なお、外力には、人力と機械力の両方が含
まれる。

【００１１】好ましくは、第１ボールねじおよび第２ボ
ールねじのねじの方向を同じにして２つのボールねじの
リード差で移動部材を軸方向に移動させる。

【００１２】筒状の第１回転軸の内側に筒状の第２回転
軸がはめ合わされ、第２回転軸の内側に移動部材がはめ
合わされていることがある。そして、舵取装置の減速装
置の場合、第１回転軸が電動機により回転させられ、移
動部材がラック軸であることがある。さらに、第１回転
軸に電動機のロータが取付けられ、ハウジングに電動機
のステータが取付けられていることがある。

【００１３】第１回転軸と同一軸線上に並ぶように固定
軸がハウジングに固定され、第１回転軸と固定軸とにま
たがるようにこれらの外側に筒状の第２回転軸がはめ合
わされ、固定軸と第２回転軸の間に第１ボールねじが設
けられ、第２回転軸の外側に移動部材がはめ合わされて
いることがある。舵取装置の減速装置の場合、第１回転
軸がハンドルの回転により回転させられる出力軸であ
り、移動部材がピットマンシャフトに連結されているこ
とがある。さらに、ハンドルに連結された入力軸と入力
軸にトーションバーを介して連結された第１回転軸との
間に油圧制御弁が設けられ、移動部材がハウジングに形
成されたシリンダ部内を摺動するピストン部を備え、シ
リンダ部内のピストン部の両側にそれぞれ油圧制御弁に
接続された油室が形成されていることがある。舵取装置
の場合、ハウジングに軸方向に移動しうるが回転しない
ように取付けられかつハンドルの回転によりピニオンを
介して軸方向に移動するラック軸、ラック軸の外側に配
されるとともにハウジングに回転自在に支持されかつ外
力により回転させられる円筒状の第１回転軸、ラック軸
と第１回転軸の間に第１回転軸に対して軸方向に移動す
るとともに回転しないようにはめ合わされた円筒状の第
２回転軸、ハウジングと第２回転軸とを連結する第１ボ
ールねじ、第２回転軸とラック軸とを連結する第２ボー
ルねじ、および第１回転軸を回転させる電動機を備えて
おり、第１ボールねじが、ハウジングに固定状に設けら
れたボールナットと、第２回転軸の外周面に形成された
ねじ部と、ボールナットとねじ部との間に介在させられ
た複数の循環ボールとにより構成され、第２ボールねじ
が、第２回転軸に固定状に設けられたボールナットと、
ラック軸の外周面に形成されたねじ部と、ボールナット
とねじ部との間に介在させられた複数の循環ボールとに
より構成されていることがある。

【００１４】

【作用】この発明の舵取装置および減速装置によれば、
第１回転軸の回転が第２回転軸に伝達され、第２回転軸
が第１回転軸とともに回転すると同時に、第１ボールね
じにより第２回転軸が軸方向に移動させられる。そし
て、第２回転軸の回転と軸方向の移動が、第２ボールね
じにより、移動部材の軸方向の移動に変換される。その
結果、第１回転軸の回転が減速されて移動部材に伝達さ
れる。

【００１５】第１回転軸の回転がボールねじにより減速
されるので、伝達ロスは非常に小さくなる。

【００１６】第１回転軸に電動機のロータが取付けら
れ、ハウジングに電動機のステータが取付けられて、電
動機により第１回転軸を直接回転させるようにすると、
伝達ロスは第１および第２ボールねじの部分だけで発生
するようになり、ボールねじの伝達ロスは小さいので、
全体の伝達ロスも非常に小さくなる。しかしながら、電
動機の回転を１段の歯車減速機構により減速して第１回
転軸に伝達するようにしても、ほとんどこの部分だけで
伝達ロスが生じるので、全体の伝達ロスは小さい。

【００１７】第１および第２回転軸の単位回転量当たり
の移動部材の移動量すなわち減速比（伝達比）は、２つ
のボールねじのねじの方向およびねじのリードによって
任意に設定することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。

【００１９】図１および図２は、第１実施例を示してい
る。この実施例は自動車の前輪用のラックピニオン型電
動式動力舵取装置に適用されたものであり、図１は動力
舵取装置の主要部、図２はその減速装置の部分の詳細を
示している。なお、第１実施例の説明において、図１お
よび図２の左右を左右とする。

【００２０】自動車の車体に左右方向に長いハウジング
(1) が固定されており、このハウジング(1) 内に左右方
向にのびるラック軸（移動部材）(2) が回転はしないが
左右方向（軸方向）に移動しうるように支持されてい
る。ハウジング(1) の左端寄りの部分に形成されたギヤ
ボックス(3) 内に、トーションバー（図示略）によって
連結された入力軸(4) と出力軸(5) が回転自在に支持さ
れている。出力軸(5) にはラック軸(2) のラック（図示
略）とかみ合うピニオン(6) が一体に形成され、入力軸
(4) は図示しないハンドル（ステアリングホイール）に
連結されている。ギヤボックス(3) には、入力軸(4) と
出力軸(5) の間のトーションバーのねじれを検出するこ
とによってハンドルからの操舵トルクを検出するトルク
センサ(7)が設けられている。ハウジング(1) から突出
したラック軸(2) の左右両端部に、ボール継手(8)(9)を
介してタイロッド(10)(11)が連結されている。

【００２１】ハウジング(1) の中間部内に、直流電動機
(12)により回転させられる筒状の外側回転軸（第１回転
軸）(13)が軸受(14)(15)を介して軸方向には移動しない
ように回転支持されている。電動機(12)は、ハウジング
(1) 内に固定されたステータ(16)と外側回転軸(13)の外
周部に直接設けられたロータ(17)とから構成されてい
る。

【００２２】外側回転軸(13)の内側に、筒状の内側回転
軸（第２回転軸）(18)がスプライン(19)などを介して軸
方向に移動しうるが相互に回転はしないように取付けら
れ、内側回転軸(18)の内側に、ラック軸(2) がブシュ(2
0)を介して相互に回転および軸方向の移動ができるよう
に通されている。

【００２３】内側回転軸(18)の一部は、これが外側回転
軸(13)に対して移動しても常に外側回転軸(13)より左側
に突出しているようになっており、この部分が、次のよ
うに、第１ボールねじ(21)を介してハウジング(1)に連
結されている。すなわち、内側回転軸(18)の外周面にね
じ部(22)が形成され、このねじ部(22)が、ハウジング
(1)に固定されたボールナット(23)に多数の循環ボール
(24)を介してねじはめられている。

【００２４】ラック軸(2)が、次のように、第２ボール
ねじ(25)を介して内側回転軸(18)の左端部に連結されて
いる。すなわち、ラック軸(2)の外周面にねじ部(26)が
形成され、このねじ部(26)が、内側回転軸(18)の左端部
に固定されたボールナット(27)に多数の循環ボール(28)
を介してねじはめられている。

【００２５】この実施例では、第１ボールねじ(21)は右
ねじ、第２ボールねじ(25)は左ねじになっている。すな
わち、２つのボールねじ(21)(25)のねじの向きは逆であ
り、また、第２ボールねじ(25)のねじのリードが第１ボ
ールねじ(21)のそれより大きくなっている。

【００２６】運転者がハンドルを回転させると、その回
転が入力軸(4) 、トーションバーおよび出力軸(5) を介
してピニオン(6) に伝えられ、ピニオン(6) の回転によ
りラック軸(2) が左右に移動させられて、車輪が操舵さ
れる。このとき、トルクセンサ(7) により検出された操
舵トルクの方向および大きさに基づいて電動機(12)が駆
動され、これによってラック軸(2) がピニオン(6) によ
るのと同じ方向に移動させられる。

【００２７】たとえば、ハンドル操作によりラック軸
(2) を左側に移動させる場合、電動機(12)のロータ(17)
は右側から見て右方向（時計方向）に回転させられる。
これにより、外側回転軸(13)と内側回転軸(18)も同じ方
向に同じ量だけ回転させられる。内側回転軸(18)が上記
の方向に回転すると、第１ボールねじ(21)の作用により
内側回転軸(18)がハウジング(1) に対して左側に移動す
るとともに、第２ボールねじ(25)の作用によりラック軸
(2) が内側回転軸(18)に対して左側に移動する。その結
果、ラック軸(2) がハウジング(1) に対して左側に移動
し、その移動量は、ハウジング(1) に対する内側回転軸
(18)の移動量と内側回転軸(18)に対するラック軸(2) の
移動量の和に等しい。ハウジング(1) に対する内側回転
軸(18)の移動量は、内側回転軸(18)の回転量および第１
ボールねじ(21)のねじのリードに比例し、内側回転軸(1
8)に対するラック軸(2) の移動量は、内側回転軸(18)の
回転量および第２ボールねじ(25)のねじのリードに比例
する。したがって、ハウジング(1) に対するラック軸
(2) の移動量は、２つのボールねじ(21)(25)のねじのリ
ードの和および内側回転軸(18)の回転量に比例する。

【００２８】ハンドル操作によりラック軸(2) を右側に
移動させる場合も、同様に、ラック軸(2) は、２つのボ
ールねじ(21)(25)のねじのリードの和および内側回転軸
(18)の回転量に比例する量だけ右側に移動する。

【００２９】２つのボールねじ(21)(25)のねじの向きを
同じにすると、ハウジング(1) に対する内側回転軸(18)
の移動方向と内側回転軸(18)に対するラック軸(2) の移
動方向が逆になり、したがって、ハウジング(1) に対す
るラック軸(2) の移動方向は内側回転軸(18)の回転方向
と２つのボールねじ(21)(25)のねじのリードの大小関係
によって決まり、移動量はこれらのねじのリードの差お
よび内側回転軸(18)の回転量に比例する。

【００３０】たとえば、２つのボールねじ(21)(25)を右
ねじにした場合、外側回転軸(13)と内側回転軸(18)が右
側から見て右方向に回転させられると、第１ボールねじ
(21)の作用により内側回転軸(18)が外側回転軸(13)に対
して左側に移動するとともに、第２ボールねじ(25)の作
用によりラック軸(2) が内側回転軸(18)に対して右側に
移動する。そして、第１ボールねじ(21)のねじのリード
を第２ボールねじ(25)のそれより大きくすると、ラック
軸(2) は、第１ボールねじ(21)と第２ボールねじ(25)の
ねじのリードの差に比例する量だけ左側に移動する。外
側回転軸(13)が右側から見て左方向に回転させられる場
合も、同様に、ラック軸(2) は、上記差に比例する量だ
け右側に移動する。

【００３１】２つのボールねじ(21)(25)を左ねじにした
場合、外側回転軸(13)と内側回転軸(18)が右側から見て
右方向に回転させられると、第１ボールねじ(21)の作用
により内側回転軸(18)が外側回転軸(13)に対して右側に
移動するとともに、第２ボールねじ(25)の作用によりラ
ック軸(2) が内側回転軸(18)に対して左側に移動する。
そして、第１ボールねじ(21)のねじのリードを第２ボー
ルねじ(25)のそれより小さくすると、ラック軸(2) は、
第２ボールねじ(25)と第１ボールねじ(21)のねじのリー
ドの差に比例する量だけ左側に移動する。外側回転軸(1
3)が右側から見て左方向に回転させられる場合も、同様
に、ラック軸(2) は、上記差に比例する量だけ右側に移
動する。

【００３２】このように、電動機(12)による内側回転軸
(18)の単位回転量当たりのラック軸(2) のハウジング
(1) に対する移動量すなわち減速比は２つのボールねじ
(21)(25)のねじのリードによって決まるので、これらを
適当に決めることによって減速比を任意に設定すること
ができる。

【００３３】電動機(12)による内側回転軸(18)の回転が
伝達ロスの非常に小さいボールねじ(21)(25)によってラ
ック軸(2) に伝達されるので、全体の伝達ロスが非常に
小さく、したがって、電動機(12)の容量を小さくするこ
とが可能である。

【００３４】たとえば、従来のようにウォームとラック
・ピニオンで電動機の回転をラック軸に伝達する場合、
全体の伝達効率は約０．６であり、上記実施例のように
２つのボールねじで電動機の回転をラック軸に伝達する
場合、全体の伝達効率は約０．９である。したがって、
上記実施例のようにすれば、従来の約２／３の容量の電
動機で同じ駆動力が得られることになる。

【００３５】図３は、第２実施例を示している。この実
施例も、前輪用のラックピニオン型電動式動力舵取装置
に適用されたものである。図３は第１実施例の図２に相
当するものであり、第１実施例と同じ部分には同一の符
号を付している。

【００３６】第２実施例の場合、ハウジング(1) の外側
に直流電動機(30)が設けられ、その電動機軸(31)と外側
回転軸(13)とが歯車(32)(33)で連結されている。他は、
第１実施例の場合と同様である。

【００３７】第２実施例のように電動機(12)の回転を１
段の歯車減速機構により減速して外側回転軸(13)に伝達
するようにしても、前述のように２つのボールねじ(21)
(25)の部分の伝達ロスが非常に小さく、ほとんどこの歯
車減速機構の部分だけで伝達ロスが生じるので、全体の
伝達ロスは小さい。

【００３８】図４は、第３実施例を示している。この実
施例は自動車の前輪用のボールねじ型油圧式動力舵取装
置に適用されたものであり、図４は動力舵取装置の主要
部を示している。なお、第３実施例の説明において、図
４の左側を前、右側を後とし、同図の紙面表側を左、紙
面裏側を右とする。

【００３９】動力舵取装置のハウジング(40)の上部に前
後方向にのびるシリンダ部(41)が形成され、シリンダ部
(41)の後側下部に左右方向にのびるピットマンシャフト
支持筒部(42)が一体に形成されている。ハウジング(40)
の前端寄りの部分に端壁(43)が形成されて、これより後
側がシリンダ部(41)となっており、シリンダ部(41)より
前のハウジング(40)の前端部の開口が前部蓋(44)で塞が
れている。ハウジング(40)後端部の開口に軸支持部材(4
5)が取付けられ、これより前側がシリンダ部(41)となっ
ている。支持部材(45)には、シリンダ部(41)と同軸の前
後方向の貫通穴(46)が形成されている。図示は省略した
が、ハウジング(40)のシリンダ部(41)の左側下部を含む
筒部(42)の左端部の開口が側部蓋で塞がれている。

【００４０】前後方向にのびる固定軸(47)と出力軸（第
１回転軸）(48)が、シリンダ部(41)内の中心に同軸状に
配置されている。固定軸(47)の前端部は、端壁(43)を貫
通し、ナット(49)によって固定されている。固定軸(47)
は、シリンダ部(41)内の後部までのびており、その後端
面に穴(50)が形成されている。出力軸(48)の前端部には
中間部(48a) より外径の小さい小径部(48b) が、後端部
には中間部(48a) より外径の大きい大径部(48c) が形成
されている。また、出力軸(48)の中心には、大径部(48
c) の後端面から中間部(48a) の前部までのび前にいく
にしたがって内径が小さくなった段状の穴(51)が形成さ
れている。出力軸(48)の大径部(48c) が、支持部材(45)
の穴(46)の前端部に取付けられた軸受(52)により回転支
持されている。出力軸(48)の小径部(48b) が固定軸(47)
の穴(50)にブシュ(53)を介して回転自在にはめられ、固
定軸(47)と出力軸(48)の中間部(48a) の互いに対向する
環状端面間にスラスト軸受(54)が設けられている。前後
方向にのびる入力軸(55)が、出力軸(48)と同軸になり、
かつ出力軸(48)の穴(51)の前部に臨むように、支持部材
(45)の穴(46)内の中心に配置されている。入力軸(55)に
は前端面から後部までのびる穴(56)が形成されている。
そして、出力軸(48)の穴(51)と入力軸(55)の穴(56)に通
されて、出力軸(48)の穴(51)の前端部と入力軸(55)の穴
(56)の後端部に前後両端部が固定されたトーションバー
(57)により、これら２つの軸(48)(55)が一直線状に連結
されている。また、入力軸(55)の後部が、支持部材(45)
の穴(46)の後部に取付けられた軸受(58)により回転支持
されている。支持部材(45)の穴(46)の後端部に入力軸(5
5)との間を密封するシール部材(59)が取付けられてお
り、支持部材(45)の後端部の開口が後部蓋(60)で塞がれ
ている。入力軸(55)の後部は蓋(60)を貫通して後方に突
出し、図示しないハンドルに連結されている。

【００４１】ハウジング(40)のシリンダ部(41)内に、ピ
ストン部材（移動部材）(61)が前後方向に移動しうるが
回転しないように設けられている。ピストン部材(61)は
中空状をなし、固定軸(47)と出力軸(48)がピストン部材
(61)を前後に貫通している。ピストン部材(61)の後部に
ボールナット部(62)が形成され、ナット部(62)の下面に
ラック(63)が形成されている。ピストン部材(61)の前部
にピストン部(64)が形成され、ピストン部(64)の外周面
にピストンリング(65)が取付けられている。ピストン部
材(61)の内径は固定軸(47)および出力軸(48)の外径より
大きく、ピストン部材(61)の前部内周面に固定軸(47)の
前部の円柱部(47a) との間を密封するシール部材(66)が
取付けられている。そして、ピストン部(64)とシール部
材(66)によって、シリンダ部(41)内が前部油室(67)と後
部油室(68)に区画されている。固定軸(47)および出力軸
(48)とピストン部材(61)との間の環状空間に、円筒状の
中間回転軸（第２回転軸）(69)が配置されている。中間
回転軸(69)の後部が、スプライン(70)などを介して軸方
向に移動しうるが相互に回転しないように、出力軸(48)
の外側に取付けられている。また、中間回転軸(69)は、
固定軸(47)およびピストン部材(61)に対しては回転およ
び軸方向の移動ができるようになっている。

【００４２】中間回転軸(69)が、次のように、第１ボー
ルねじ(71)を介して固定軸(47)に連結されている。すな
わち、固定軸(47)の後部外周面にねじ部(72)が形成さ
れ、このねじ部(72)が、中間回転軸(69)の内周面に形成
されたねじ部(73)に多数の循環ボール(74)を介してねじ
はめられている。

【００４３】ピストン部材(61)のナット部(62)が、次の
ように、第２ボールねじ(75)を介して中間回転軸(69)に
連結されている。すなわち、中間回転軸(69)の外周面に
ねじ部(76)が形成され、このねじ部(76)が、ナット部(6
2)に多数の循環ボール(77)を介してねじはめられてい
る。

【００４４】左右方向にのびるピットマンシャフト(78)
がハウジング(40)の筒部(42)内に配置され、図示しない
軸受により回転支持されている。ピットマンシャフト(7
8)の中間部にセクタギヤ(79)が固定状に設けられ、この
セクタギヤ(79)の歯がピストン部材(61)のラック(63)の
歯とかみ合っている。図示は省略したが、ピットマンシ
ャフト(78)は筒部(42)より右側に突出しており、この部
分にピットマンアームが固定され、ピットマンアームが
リンケージ、ナックルアームを介して前輪に連結されて
いる。

【００４５】支持部材(45)の穴(46)の内側に位置する入
力軸(55)の部分は、インナバルブ(80)を構成している。
また、出力軸(48)の後端部に、インナバルブ(80)と支持
部材(45)の間に位置するアウタバルブ(81)が固定されて
いる。そして、これらにより、公知のロータリ形油圧制
御弁(82)が構成されている。支持部材(45)に、油入口ポ
ート(83)と油出口ポート(84)が形成されている。これら
のポート(83)(84)は、図示しない油圧源に接続されると
ともに、油圧制御弁(82)を介してシリンダ部(41)の２つ
の油室(67)(68)に接続されている。

【００４６】上記の動力舵取装置において、ハンドルの
回転は、入力軸(55)およびトーションバー(57)を介して
出力軸(48)に伝えられ、出力軸(48)の回転が２つのボー
ルねじ(71)(75)により減速されてピストン部材(61)に伝
えられ、その結果、ピストン部材(61)が前後方向に移動
する。ピストン部材(61)が前後方向に移動すると、ラッ
ク(63)とセクタギヤ(79)のかみ合いによってピットマン
シャフト(78)が回転し、その結果、リンケージなどを介
して車輪が操舵される。また、ハンドルを回転させる
と、トーションバー(57)がねじれ、入力軸(55)と出力軸
(48)との間、すなわち、インナバルブ(80)とアウタバル
ブ(81)との間に回転差が生じる。このため、入口ポート
(83)から油圧制御弁(82)を通してシリンダ部(41)の油室
(67)(68)の一方に圧油が供給され、出力軸(48)の回転に
よるピストン部材(61)の移動方向にピストン部(64)を付
勢して、油圧操舵力を発生する。

【００４７】ハンドルを左に回転させると、ピストン部
材(61)は前に移動し、車輪は左に操舵される。このと
き、インナバルブ(80)はアウタバルブ(81)に対して左に
回転し、入口ポート(83)から油圧制御弁(82)を通してシ
リンダ部(41)の後部油室(68)に圧油が供給され、ピスト
ン部(64)が前向きに付勢される。

【００４８】ハンドルを右に回転させると、ピストン部
材(61)は後に移動し、車輪は右に操舵される。このと
き、インナバルブ(80)はアウタバルブ(81)に対して右に
回転し、入口ポート(83)から油圧制御弁(82)を通してシ
リンダ部(41)の前部油室(67)に圧油が供給され、ピスト
ン部(64)が後向きに付勢される。

【００４９】この場合も、２つのボールねじ(71)(75)の
ねじの方向およびねじのリードの大小関係を適当に設定
することにより、減速比を任意に設定することができ
る。

【００５０】たとえば、第１ボールねじ(71)を左ねじ、
第２ボールねじ(75)を右ねじにした場合、ハンドルが左
に回転して出力軸(48)が後側から見て左に回転すると、
中間回転軸(69)も左に回転し、第１ボールねじ(71)の作
用により中間回転軸(69)が出力軸(48)に対して前に移動
するとともに、第２ボールねじ(75)の作用によりピスト
ン部材(61)が中間回転軸(69)に対して前に移動する。そ
の結果、ピストン部材(61)がハウジング(40)に対して前
に移動し、その移動量は、出力軸(48)に対する中間回転
軸(69)の移動量と中間回転軸(69)に対するピストン部材
(61)の移動量の和に等しい。したがって、ピストン部材
(61)は、２つのボールねじ(71)(75)のねじのリードの和
に比例する量だけ前に移動する。ハンドルが右に回転し
て出力軸(48)が後側から見て右に回転する場合も、同様
に、ピストン部材(61)は、２つのボールねじ(71)(75)の
ねじのリードの和に比例する量だけ後に移動する。

【００５１】２つのボールねじ(71)(75)を左ねじにした
場合、ハンドルが左に回転して出力軸(48)が後側から見
て左に回転すると、第１ボールねじ(71)の作用により中
間回転軸(69)が出力軸(48)に対して前に移動するととも
に、第２ボールねじ(75)の作用によりピストン部材(61)
が中間回転軸(69)に対して後に移動する。そして、第１
ボールねじ(71)のねじのリードを第２ボールねじ(75)の
それより大きくすると、ピストン部材(61)は、第１ボー
ルねじ(71)と第２ボールねじ(75)のねじのリードの差に
比例する量だけ前に移動する。ハンドルが右に回転して
出力軸(48)が後側から見て右に回転する場合も、同様
に、ピストン部材(61)は、上記差に比例する量だけ後に
移動する。

【００５２】２つのボールねじ(71)(75)を右ねじにした
場合、ハンドルが左に回転して出力軸(48)が後側から見
て左に回転すると、第１ボールねじ(71)の作用により中
間回転軸(69)が出力軸(48)に対して後に移動するととも
に、第２ボールねじ(75)の作用によりピストン部材(61)
が中間回転軸(69)に対して前に移動する。そして、第１
ボールねじ(71)のねじのリードを第２ボールねじ(75)の
それより小さくすると、ピストン部材(61)は、第２ボー
ルねじ(75)と第１ボールねじ(71)のねじのリードの差に
比例する量だけ前に移動する。ハンドルが右に回転して
出力軸(48)が後側から見て右に回転する場合も、同様
に、ピストン部材(61)は、上記差に比例する量だけ後に
移動する。

【００５３】上記実施例には前輪用の舵取装置を示した
が、この発明は後輪用の舵取装置にも適用できる。ま
た、この発明は、舵取装置以外の減速装置にも適用でき
る。

【００５４】以上の実施例において作動する減速装置に
おいては、減速機構を簡単にして、全体の伝達ロスを小
さくすることができる。また、増速機構として作動させ
ることもできる。

【００５５】この発明による舵取装置および減速装置の
構成は、上記の実施例のものに限定されることはなく、
特許請求の範囲の記載の範囲内において適宜変更可能で
ある。

【００５６】

【発明の効果】この発明の舵取装置および減速装置によ
れば、上述のように、減速機構を簡単にして、全体の伝
達ロスを小さくすることができ、したがって、電動機を
使用する場合はその容量を小さくすることができる。

【００５７】また、２つのボールねじのねじの向きとリ
ードによって第１および第２回転軸の単位回転量当たり
の移動部材の移動量すなわち減速比を任意に設定するこ
とができ、設計の自由度が非常に高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すラックピニオン型
電動式動力舵取装置の主要部の部分切欠き背面図であ
る。

【図２】図１の動力舵取装置の減速装置の部分を拡大し
て示す部分切欠き背面図である。

【図３】この発明の第２実施例を示すラックピニオン型
電動式動力舵取装置の減速装置の部分の部分切欠き背面
図である。

【図４】この発明の第３実施例を示すボールねじ型油圧
式動力舵取装置の主要部の縦断面図である。

【符号の説明】

(1) ハウジング (2) ラック軸（移動部材） (12) 直流電動機 (13) 外側回転軸（第１回転軸） (16) ステータ (17) ロータ (18) 内側回転軸（第２回転軸） (21) 第１ボールねじ (25) 第２ボールねじ (40) ハウジング (41) シリンダ部 (47) 固定軸 (48) 出力軸（第１回転軸） (55) 入力軸 (57) トーションバー (61) ピストン部材（移動部材） (67) 前部油室 (68) 後部油室 (69) 中間回転軸（第２回転軸） (71) 第１ボールねじ (75) 第２ボールねじ (82) 油圧制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/04 - 5/24 F16H 25/20

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに支持されて外力により回転さ
   せられる第１回転軸、第１回転軸に軸方向に移動しうる
   が相互に回転しないようにはめ合わされた第２回転軸、
   ハウジングに軸方向に移動しうるが回転しないように取
   付けられかつ第２回転軸に軸方向の相対移動および相対
   回転ができるようにはめ合わされた移動部材、ハウジン
   グと第２回転軸とを連結する第１ボールねじ、および第
   ２回転軸と移動部材とを連結する第２ボールねじを備え
   ており、第１回転軸の回転を第２回転軸の回転と軸方向
   の移動に変換するとともに、第２回転軸の回転と軸方向
   の移動を移動部材の軸方向の移動に変換し、これにより
   第１回転軸の回転を移動部材の軸方向移動に減速して伝
   える舵取装置の減速装置。
2. 【請求項２】第１ボールねじおよび第２ボールねじのね
   じの方向を同じにして２つのボールねじのリード差で移
   動部材を軸方向に移動させる請求項１の舵取装置の減速
   装置。
3. 【請求項３】筒状の第１回転軸の内側に筒状の第２回転
   軸がはめ合わされ、第２回転軸の内側に移動部材がはめ
   合わされている請求項１の舵取装置の減速装置。
4. 【請求項４】第１回転軸が電動機により回転させられ、
   移動部材がラック軸である請求項３の舵取装置の減速装
   置。
5. 【請求項５】第１回転軸と同軸に電動機のロータが取付
   けられ、ハウジングに電動機のステータが取付けられて
   いる請求項４の舵取装置の減速装置。
6. 【請求項６】第１回転軸と同一軸線上に並ぶように固定
   軸がハウジングに固定され、第１回転軸と固定軸とにま
   たがるようにこれらの外側に筒状の第２回転軸がはめ合
   わされ、固定軸と第２回転軸の間に第１ボールねじが設
   けられ、第２回転軸の外側に移動部材がはめ合わされて
   いる請求項１の舵取装置の減速装置。
7. 【請求項７】第１回転軸がハンドルの回転により回転さ
   せられる出力軸であり、移動部材がピットマンシャフト
   に連結されている請求項６の舵取装置の減速装置。
8. 【請求項８】ハンドルに連結された入力軸と入力軸にト
   ーションバーを介して連結された第１回転軸との間に油
   圧制御弁が設けられ、移動部材がハウジングに形成され
   たシリンダ部内を摺動するピストン部を備え、シリンダ
   部内のピストン部の両側にそれぞれ油圧制御弁に接続さ
   れた油室が形成されている請求項７の舵取装置の減速装
   置。
9. 【請求項９】ハウジングに軸方向に移動しうるが回転し
   ないように取付けられかつハンドルの回転によりピニオ
   ンを介して軸方向に移動するラック軸、ラック軸の外側
   に配されるとともにハウジングに回転自在に支持されか
   つ外力により回転させられる円筒状の第１回転軸、ラッ
   ク軸と第１回転軸の間に第１回転軸に対して軸方向に移
   動するとともに回転しないようにはめ合わされた円筒状
   の第２回転軸、ハウジングと第２回転軸とを連結する第
   １ボールねじ、第２回転軸とラック軸とを連結する第２
   ボールねじ、および第１回転軸を回転させる電動機を備
   えており、第１ボールねじが、ハウジングに固定状に設
   けられたボールナットと、第２回転軸の外周面に形成さ
   れたねじ部と、ボールナットとねじ部との間に介在させ
   られた複数の循環ボールとにより構成され、第２ボール
   ねじが、第２回転軸に固定状に設けられたボールナット
   と、ラック軸の外周面に形成されたねじ部と、ボールナ
   ットとねじ部との間に介在させられた複数の循環ボール
   とにより構成されている舵取装置。
10. 【請求項１０】ハウジングに支持されて外力により回転
    させられる第１回転軸、第１回転軸に軸方向に移動しう
    るが相互に回転しないようにはめ合わされた第２回転
    軸、ハウジングに軸方向に移動しうるが回転しないよう
    に取付けられかつ第２回転軸に軸方向の相対移動および
    相対回転ができるようにはめ合わされた移動部材、ハウ
    ジングと第２回転軸とを連結する第１ボールねじ、およ
    び第２回転軸と移動部材とを連結する第２ボールねじを
    備えている減速装置。
11. 【請求項１１】第１ボールねじおよび第２ボールねじの
    ねじの方向を同じにして２つのボールねじのリード差で
    移動部材を軸方向に移動させる請求項１０の減速装置。
12. 【請求項１２】筒状の第１回転軸の内側に筒状の第２回
    転軸がはめ合わされ、第２回転軸の内側に移動部材がは
    め合わされている請求項１０の減速装置。
13. 【請求項１３】第１回転軸と同軸になるように固定軸が
    ハウジングに固定され、第１回転軸と固定軸の外側に筒
    状の第２回転軸がはめ合わされ、固定軸と第２回転軸の
    間に第１ボールねじが設けられ、第２回転軸の外側に移
    動部材がはめ合わされている請求項１０の減速装置。