JP3209158B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

電動式パワーステアリング装置

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JP3209158B2
JP3209158B2 JP24581297A JP24581297A JP3209158B2 JP 3209158 B2 JP3209158 B2 JP 3209158B2 JP 24581297 A JP24581297 A JP 24581297A JP 24581297 A JP24581297 A JP 24581297A JP 3209158 B2 JP3209158 B2 JP 3209158B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等車両にお
いて採用されている電動式パワーステアリング装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】電動式パワーステアリング装置の一つと
して、ステアリングホイールに連結されて回転可能な入
力軸から転舵輪に連結されて軸方向へ移動可能な出力軸
に操舵力が伝達されるとともに、前記出力軸の外周に形
成されたボールねじ溝と前記出力軸の外周に回転自在か
つ軸方向へ移動不能に組付けられたボールナットとこの
ボールナットと前記ボールねじ溝間に介装したボールに
よって構成されるボールねじを介して電動モータから前
記出力軸に軸方向のアシスト力が付与されるように構成
したものがあり、例えば特開平1−114572号公報
に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した公報に示され
ているパワーステアリング装置においては、入力軸と出
力軸が、ボールねじのボール及びボールナットと、この
ボールナットに同軸的に連結されて出力軸の外周に回転
自在に組付けた回転部材と、この回転部材の端部に一体
的に形成した出力側ベベルギヤと、入力軸の端部に一体
的に形成されて出力側ベベルギヤに噛合する入力側ベベ
ルギヤを介して、操舵力伝達可能に連結されていて、装
置の小型化が難しい。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべくなされたものであり、上記した形式の電動
式パワーステアリング装置において、前記ボールねじに
おける前記ボールねじ溝に操舵力伝達可能に係合する駆
動部材を前記入力軸に、軸方向の所定位置に向けてばね
付勢され、かつ軸方向移動可能な状態で設けて、この駆
動部材を介して前記入力軸と前記出力軸が操舵力伝達可
能に連結されるように構成したことに特徴がある。前記
駆動部材は、前記入力軸に形成されて前記ボールねじ溝
に操舵力伝達可能に係合するギヤであってもよく、また
前記入力軸に組付けられて前記ボールねじ溝に操舵力伝
達可能に係合するピン組立体であってもよい。また、ギ
ヤを形成した入力軸は、軸方向へ移動可能でばね付勢手
段により所定位置に付勢される構成であってもよい。
【0005】
【発明の作用・効果】本発明によるパワーステアリング
装置においては、操舵力が入力軸に設けた駆動部材から
出力軸のボールねじ溝形成部位に直接伝達されるととも
に、電動モータの出力がボールナット及びボール等によ
って構成されるボールねじを介して出力軸のボールねじ
溝形成部位に伝達され、この電動モータの出力によって
操舵力が的確に助勢される。
【0006】ところで、本発明によるパワーステアリン
グ装置においては、出力軸の外周に形成したボールねじ
溝を、電動モータの出力を出力軸に伝達する伝達部とし
て機能させるとともに、入力軸に入る操舵力を出力軸に
伝達する伝達部としても機能させていて、共用している
ため、装置の小型・軽量化を図るとともに、入力軸と電
動モータを出力軸の軸方向において近接配置させること
ができて、出力軸の軸方向において装置のコンパクト化
を図ることができる。
【0007】また、本発明によれば、駆動部材が入力軸
の軸方向にて移動可能で所定位置に向けてばね付勢され
る構成であるため、出力軸を駆動部材に向けて押圧する
機構は不要となり、パワーステアリング装置の小型化を
図ることができる。
【0008】また、本発明の実施に際して、駆動部材を
入力軸に形成されて出力軸のボールねじ溝に操舵力伝達
可能に係合するギヤとし、また入力軸を軸方向へ移動可
能でばね付勢手段により所定位置に付勢される構成とし
た場合には、入力軸に入る操舵力(トルク)に応じて入
力軸を軸方向へ移動させることができて、この入力軸の
移動量によって操舵トルクを検出することができて、操
舵トルクセンサをコンパクトに構成することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の各実施形態を図
面に基づいて説明する。図1〜図3は本発明によるパワ
ーステアリング装置の第1実施形態を概略的に示したも
のであり、このパワーステアリング装置においては、転
舵輪11,12に対して車両の後方に変位してハウジン
グ21が配置されている。ハウジング21は、車両の左
右方向に延在していて、入力軸22、出力軸23、電動
モータ30等が組付けられている。
【0010】入力軸22は、図3に示したように、すべ
り軸受41とボール軸受42を介してハウジング21に
回転可能かつ軸方向へ移動可能に組付けられていて、ハ
ウジング21から突出した端部にて自在継手,中間シャ
フト,自在継手,ステアリングメインシャフト等(図示
省略)を介してステアリングホイールA(図1参照)に
トルク伝達可能に連結されるようになっており、軸支部
間に一体的に形成したギヤ22aにて出力軸23の外周
に形成したボールねじ溝23aと操舵力伝達可能に係合
していて、回転によって出力軸23を車両の左右方向
(出力軸の軸方向)へ移動させるようになっている。ま
た、入力軸22は、ボール軸受42のインナーレースと
の間に介装したスプリング24によって所定位置(ギヤ
22aがボールねじ溝23aと的確に係合する位置)に
向けて図3の左方へ軸方向に付勢されていて、入力軸2
2に入る操舵力(トルク)に応じて図3の右方へ軸方向
に移動するように構成されている。この際の軸方向移動
は、継手部分の微少ガタ、或いは中間シャフト等にゴム
カップリングを設けることで十分吸収可能である。な
お、入力軸22とギヤ22aとの間に軸方向移動可能か
つ相対回転不能とする機構、例えばスプライン結合を設
けて実施することも可能であり、この場合にはギヤ22
aにスプリング24を係合させてギヤ22aを所定位置
に向けて軸方向にばね付勢する。
【0011】出力軸23は、図1及び図2に示したよう
に、ハウジング21に両端にてすべり軸受43,44を
介して車両の左右方向(出力軸の軸方向)へ移動可能に
組付けられていて、ハウジング21を貫通しており、両
端にてタイロッド13,14とナックルアーム15,1
6を介して転舵輪11,12に連結されている。また、
出力軸23は、図3に示したように、軸方向に延びるガ
イド溝23bを有していて、このガイド溝23bにアウ
ターレースにて嵌合するボール軸受45によって軸心回
りの回動を規制されている。なお、ボール軸受45はピ
ン46を介してハウジング21に組付けられている。
【0012】電動モータ30は、ハウジング21に組付
けたステータ31と、ハウジング21にボール軸受4
7,48を介してボールナット25とともに回転可能か
つ軸方向へ移動不能に組付けたロータ32を備えてい
て、その出力を制御装置(図示省略)によって制御され
るようになっている。この電動モータ30の出力は、ロ
ータ32と一体的に回転するボールナット25と、筒状
のケージ26によって保持されて出力軸23のボールね
じ溝23aとボールナット25のボールねじ溝25a間
に介装されボールねじ溝23a及びボールナット25等
とによって非循環式のボールねじBを構成する多数のボ
ール27を介して、出力軸23に伝達されるようになっ
ていて、これによって電動モータ30から出力軸23の
軸方向にアシスト力が付与される。
【0013】上記のように構成した第1実施形態のパワ
ーステアリング装置においては、操舵力が入力軸22の
ギヤ22aから出力軸23のボールねじ溝23a形成部
位に直接伝達されるとともに、電動モータ30の出力が
制御装置(図示省略)の制御下にてボールナット25及
びボール27等によって構成されるボールねじBを介し
て出力軸23のボールねじ溝23a形成部位に伝達さ
れ、この電動モータ30の出力(アシスト力)によって
操舵力が的確に助勢される。
【0014】ところで、上記のように構成した第1実施
形態のパワーステアリング装置においては、出力軸23
の外周に形成したボールねじ溝23aを、電動モータ3
0の出力を出力軸23に伝達する伝達部として機能させ
るとともに、入力軸22に入る操舵力を出力軸23に伝
達する伝達部としても機能させていて、共用しているた
め、装置の小型・軽量化を図るとともに、入力軸22と
電動モータ30を出力軸23の軸方向において近接配置
させることができて、出力軸23の軸方向において装置
のコンパクト化を図ることができる。
【0015】また、この第1実施形態においては、入力
軸22に形成したギヤ22aが入力軸22とともに軸方
向にて移動可能で所定位置に向けてスプリング24によ
り付勢される構成であるため、出力軸23をギヤ22a
に向けて押圧する機構は不要となり、パワーステアリン
グ装置の小型化を図ることができる。
【0016】更に、この第1実施形態においては、入力
軸22に形成したギヤ22aを出力軸23のボールねじ
溝23aに操舵力伝達可能に係合させ、また入力軸22
を軸方向へ移動可能でスプリング24により所定位置に
付勢される構成としたため、入力軸22に入る操舵力
(トルク)に応じて入力軸22を軸方向へ移動させるこ
とができ、この入力軸22の軸方向移動量によって操舵
トルクを検出することができて、制御装置(図示省略)
に接続される操舵トルクセンサ(図示省略)をコンパク
トに構成することができる。
【0017】図4及び図5は本発明によるパワーステア
リング装置の第2実施形態を概略的に示していて、この
パワーステアリング装置においては、入力軸22が一対
のボール軸受42を介してハウジング21に回転可能か
つ軸方向へ移動可能に組付けられ、入力軸22に形成し
たギヤ22aが鼓形に形成され、入力軸22が一対のス
プリング24によって所定位置(ギヤ22aがボールね
じ溝23aと的確に係合する中立位置)に向けて軸方向
に付勢されている。また、入力軸22の先端小径部とハ
ウジング21間には、入力軸22の軸方向移動量によっ
て操舵力を検出する操舵トルクセンサSがコンパクトに
組付けられている。その他の構成は、上記した第1実施
形態のパワーステアリング装置と同じであるため、同一
符号を付して説明は省略する。また、この第2実施形態
の作用効果は上記第1実施形態の作用効果と同じである
ため説明は省略する。
【0018】図6及び図7は本発明によるパワーステア
リング装置の第3実施形態を概略的に示していて、この
パワーステアリング装置においては、出力軸23のボー
ルねじ溝23aに操舵力伝達可能に係合する駆動部材と
してギヤ22aに代えてピン組立体Cが採用されていて
入力軸22に組付けられている。ピン組立体Cは、入力
軸22に軸方向へ移動可能に組付けられて入力軸22の
回転に伴って出力軸23のボールねじ溝23aに順次係
合する5本のピン51と、これら各ピン51を出力軸2
3に向けて付勢するスプリング52によって構成されて
いる。なお、入力軸22はボール軸受42によって回転
可能かつ軸方向へ移動不能に組付けられている。その他
の構成は、上記した第1実施形態のパワーステアリング
装置と同じであるため、同一符号を付して説明は省略す
る。また、この第3実施形態の作用効果は、操舵トルク
センサに関する作用効果を除いて上記第1実施形態の作
用効果と同じであるため説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるパワーステアリング装置の第1
実施形態を概略的に示す全体図である。
【図2】 図1に示したパワーステアリング装置の要部
拡大図である。
【図3】 図2の3−3線に沿った断面図である。
【図4】 本発明によるパワーステアリング装置の第2
実施形態を概略的に示す要部拡大図である。
【図5】 図4の5−5線に沿った断面図である。
【図6】 本発明によるパワーステアリング装置の第3
実施形態を概略的に示す要部拡大図である。
【図7】 図6の7−7線に沿った断面図である。
【符号の説明】 11,12…転舵輪、13,14…タイロッド、15,
16…ナックルアーム、21…ハウジング、22…入力
軸、22a…ギヤ(駆動部材)、23…出力軸、23a
…ボールねじ溝、23b…ガイド溝、24…入力軸を所
定位置に向けて付勢するスプリング(ばね付勢手段)、
25…ボールナット、26…ケージ、27…ボール、3
0…電動モータ、31…ステータ、32…ロータ、A…
ステアリングホイール、B…ボールねじ、C…ピン組立
体(駆動部材)、S…操舵トルクセンサ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 B62D 3/02 - 3/12 B62D 6/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングホイールに連結されて回転
    可能な入力軸から転舵輪に連結されて軸方向へ移動可能
    な出力軸に操舵力が伝達されるとともに、前記出力軸の
    外周に形成されたボールねじ溝と前記出力軸の外周に回
    転自在かつ軸方向へ移動不能に組付けられたボールナッ
    トとこのボールナットと前記ボールねじ溝間に介装した
    ボールによって構成されるボールねじを介して電動モー
    タから前記出力軸に軸方向のアシスト力が付与されるよ
    うに構成した電動式パワーステアリング装置において、
    前記ボールねじにおける前記ボールねじ溝に操舵力伝達
    可能に係合する駆動部材を前記入力軸に、軸方向の所定
    位置に向けてばね付勢され、かつ軸方向移動可能な状態
    で設けて、この駆動部材を介して前記入力軸と前記出力
    軸が操舵力伝達可能に連結されるように構成したことを
    特徴とする電動式パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動部材が、前記入力軸に形成され
    て前記ボールねじ溝に操舵力伝達可能に係合するギヤで
    あることを特徴とする請求項1記載の電動式パワーステ
    アリング装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動部材が、前記入力軸に組付けら
    れて前記ボールねじ溝に操舵力伝達可能に係合するピン
    組立体であることを特徴とする請求項1記載の電動式パ
    ワーステアリング装置。
  4. 【請求項4】 前記入力軸として軸方向へ移動可能でば
    ね付勢手段により所定位置に付勢される入力軸を採用し
    たことを特徴とする請求項2記載の電動式パワーステア
    リング装置。
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