JPH01114572A - 電動式パワーステアリング装置 - 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、アシスト力を電動モータによって発生させる
電動式パワーステアリング装置に関するものである。

先行技術 ハンドル操作を、大きな力を要することなく、おこない
得るようにするパワーステアリング装置には、エンジン
によってポンプをまわし、油圧により、ハンドル操作の
アシスト力を得るものと、電動モータでアシスト力を発
生させるものとが知られている。後者は、十分な大きさ
のアシスト力を発生させることが困難であるという難点
はあるが、運転状態に応じて、アシスト力の発生、不発
生を容易に制御することができるという利点がある。す
なわち、一般に、高速走行時には、安全性の観点から、
ハンドル操作に比較的大きな力を必要にする方が好まし
く、低速走行運転時にのみ、小さな力でハンドル操作が
可能になるように、パワーステアリング装置により、ア
シスト力を発生させることが望ましいが、電動式のパワ
ーステアリング装置においては、運転状態に応じたアシ
スト力の発生を、容易に制御することができ、望ましい
。特開昭５９−５０８６４号公報は、このように運転状
態に応じて、アシスト力を発生し得る電動式パワーステ
アリング装置で、操舵力伝達部のまわりに電動モータを
設け、電動モータの回転により、回転することにより操
舵力を車輪に伝える操舵力伝達部のボール・ナツトを、
直接に回転させる構成のものを開示している。　　　” 発明の解決しようとする問題点 しかしながら、この電動式パワーステアリング装置にお
いて、主として低速走行時にのみ、アシスト力を発生さ
せるように制御するときは、アシスト力を必要としない
運転領域にふいて、モータがハンドル操作によって車輪
を駆動する際の抵抗となり、ハンドルが必要以上に重く
なるという問題があった。

発明の目的 本発明は、・簡単な機構で、アシスト力が不要な運転状
態におけるハンドル操作の抵抗を低減することのできる
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
するものである。

発明の構成 本発明のかかる目的は、電動モータのロータおよびステ
ークを円錐形状とし、前記モータの通電時に、ロータを
軸方向に移動させ、被駆動部にモータ駆動力を伝達させ
るようにすることによって達成される。

実施例 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例につき、詳
細に説明を加える。

第１図は、本発明の実施例にかかる電動式パワーステア
リング装置の略断面図である。

第１図において、ハンドル操作による駆動力はステアリ
ングシャフト１に伝えられる。また、左右両端にタイロ
ッドを介してナックルアームが連結されて、軸方向の移
動により車輪を操舵する操舵力伝達軸２のまわりには、
円筒状の回転部材３が回転自在に設けられ、ステアリン
グシャフト１の下端に設けられたベベルギア４と円筒状
の回転部材３に設けられたベベルギア５との噛み合いに
より、駆動力は、回転部材３に伝えられる。回転部材３
の端部近傍には、その外面に接して円筒部材６が一体的
に設けられ、円筒部材６には、さらに、ボール・ナツト
７が摺動自在に嵌合されている。第２図は、回転部材３
、円筒部材６およびボール・ナツト７の接合部分の詳細
を示すＡ−Ａ断面図であり、第３図は、ボール・ナツト
７の接合部分近傍の略斜視図である。第２図に示される
ように、接合部分において、ボール・ナツト７は、回転
部材３の内面に、摺動自在に接しており、その外面の一
部に、回転部材３とボール・ナツト７との相対的回転を
規制する２つの規制部材８が設けられている。規制部材
８は、回転部材３に設けられた切り欠き部９内に納まる
ように設けられており、その、外面は、円筒部材６の内
面と摺動自在に接している。また、規制部材８と回転部
材３の切り欠き部９の寸法は、規制部材８と切り欠き部
９の壁との間に、ボール・ナツト７と回転部材３との相
対的回転の許容量に相当する間隙が存在するように決定
されている。さらに、第３図に示されるように、ボール
・ナツト７の端部の小径部には、その軸に対して対称の
位置に２つの凹部１０が設けられ、同様に、回転部材３
の端部近傍にも、ボール・ナット７０凹部ｌＯのそれぞ
れに対応する位置に、凹部１１が設けられて、これらの
凹部１０．１１により形成された２つの空間内に、それ
ぞれ、スプリング１２が設けられ、その両端には、回転
部材３とボール・ナツト７０回転差をスプリング１２に
伝達するねじれ伝達部材１３が設けられている。

また、ポテンシオメータ２２が設けられ、ボールナツト
７と回転部材３との相対的回転の変位量を検出し、図示
しないコントロールユニットに検出信号を出力している
。コントロールユニットは、ポテンシオメータ２２から
の人力信号に基づき、ハンドル操作のアシストが必要か
否かを判定するともに、低速運転領域にあるか否かを判
定し、アシストが必要で、かつ、低速運転領域にある場
合には、電動モータ１４を通電させる。

さらに、低速運転領域において、ハンドル操作をアシス
トするアシスト力を発生する電動モータ１４が設けられ
ており、そのロータ１５は円錐状に形成され、また、ス
テータ１６の内面も円錐状に形成されている。ロータ１
５の軸の１端には、複数の歯車１７が、軸方向に、はぼ
一定の間隔で設けられ、他方、ロータ１５の回転力をボ
ール・ナツト７に伝達する伝達部材１８の１端にも、歯
車１７の数と等しい数の歯車１９が、歯車１７のそれぞ
れと噛合可能なように設けられている。このように、そ
れぞれに歯車群を設けて、ロータ１５の回転力を伝達部
材１８に伝えるようにすると、ロータ１５をわずかに軸
方向へ移動させるだけで、十分大きな噛み合い面積を得
ることができ、望ましい。伝達部材１８には、歯車が設
けられており、ボール・ナツト７に設けられた歯車２３
との噛み合いにより、ロータ１５０回転力がボール・ナ
ツト７に伝達可能なように構成されている。ボール・ナ
ツト７に対向する操舵力伝達軸２の外面には、公知のよ
うに、ねじ部分２０が設けられるとともに、ねじ部分２
０には多数のボール２１が収容されており、ボール・ナ
ツト７が回転すると、操舵力伝達軸２が軸方向に移動す
るように構成されている。

ハンドル操作によって生ずる駆動力が、ステアリングシ
ャフト１１ベベルギア４およびベベルギア５を介して、
回転部材３に伝えられると、その駆動力に応じて、回転
部材３は、操舵力伝達部材２のまわりに回転する。この
とき、ボール・ナツト７が同じ量だけ回転をすれば、電
動モータ１４により、ハンドル操作をアシストする必要
はない。

したがって、スプリング１２は変位せず、ポテンシオメ
ータはコントロールユニットになんの出力もしないから
、コントロールユニットは電動モータ１４に通電しない
。これに対して、ボール・ナツト７の回転量が、回転部
材３の回転量より小さいときは、すなわち、回転部材３
とボール・ナツト７０間に回転差があるときは、電動モ
ータ１４によって、ハンドル操作をアシストすることが
必要である。この場合には、回転部材３とボール・ナツ
ト７との間の回転差に応じて、ねじれ伝達部材１３がス
プリング１２を圧縮し、スプリング１２を変位させるか
ら、ポテンシオメータ２２はコントロールユニットに操
舵トルク検出信号を出力する。コントロールユニットは
、この操舵トルク検出信号を受け、かつ、低速運転領域
にあると判定したときは、スプリングの変位量に応じた
電流を電動モータ１４に与える。電動モータ１４が通電
すると、ロータ１５およびステータ１６の内面は、それ
ぞれ、円錐形状をしているので、電動モータ１４の通電
により発生した磁気の働きで、ロータ１５は、第１図に
おいて、右側に引かれ、その結果、ロータ１５の軸に設
けられた複数の歯車１７は、伝達部材１８に設けられた
歯車１９と、それぞれ、噛み合って、ロータ１５の回転
力が、伝達部材１８に伝えられる。伝達部材１８には、
ボール・ナツト７の歯車２３と噛合可能な歯車が設けら
れているので、伝達部材１８に伝えられたロータ１５の
回転力は、さらに、ボール・ナツト７に伝達され、ボー
ル・ナツト７を回転させて、ハンドル操作による操舵力
伝達部材２の軸方向の移動を助けるから、軽いハンドル
操作で、車輪を所望のように操舵することが可能となる
。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく特許請求
の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能で
あり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである
ことはいうまでもない。

たとえば、回転部材３とボール・ナツト７との回転差を
検出する手段は、前述のものに限られないし、また、ロ
ータ１５の回転を伝達部材１８に伝える方法も、前記実
施例のごとく、それぞれに複数の歯車を設け、それらを
噛み合わせる代わりに、それぞれにベベルギアを設ける
ことによって、伝達するようにしてもよい。

発明の効果 本発明によれば、クラッチなどを別個に設けることなく
、簡単な機構で、アシスト力が不要な運転状態における
ハンドル操作の抵抗を低減することのできる電動式パワ
ーステアリング装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる電動式パワ−ステア
リング装置の略断面図である。第２図は、回転部材３、
円筒部材６およびボール・ナツト７の接合部分の詳細を
示すＡ−Ａ断面図であり、第３図は、ボール・ナツト７
の接合部分近傍の略斜視図である。 ｌ・・・ステアリングシャフト、 ２・・・操舵力伝達軸、　３・・・回転部材、４．５・
・・ベベルギア、　６・・・円筒部材、７・・・ボール
・ナツト、 ８・・・規制部材、 ９・・・回転部材の切り欠き部、 １０・・・ボール・ナツトの凹部、 １１・・・回転部材の凹部、 １２・・・スプリング、 １３・・・ねじれ伝達部材、 １４・・・電動モータ、 １５・・・ロータ、１６・・・ステータ、１７．１９・
・・歯車、　１８・・・伝達部材、２０・・・ねじ部分
、　２１・・・ボール、２２・・・ポテンシオメータ、
　２３・・・歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの運転状態に応じて、電動モータによりハンド
   ル操作のアシスト力を発生する電動式パワーステアリン
   グ装置において、前記電動モータのロータおよびステー
   タを円錐形状とし、前記モータの通電時に、ロータを軸
   方向に移動させ、被駆動部にモータ駆動力を伝達させる
   ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。