JPH02120178A

JPH02120178A - 電動式動力舵取装置

Info

Publication number: JPH02120178A
Application number: JP63272910A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oe; 武大江; Yutaka Nishigori; 錦織　裕
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-08

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〕本発明は舵取ハンドルの操作力（操舵力）を軽減するた
めに用いられる動力舵取装置に関し、特にその操舵補助
力発生手段として電動モータを用いてなる電動式動力舵
取装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

パワーステアリングと呼ばれる動力舵取装置として近年
、電動モータを操舵補助力発生手段とする電動式のもの
が、たとえば特開昭８１−２２８３８２号公報等を始め
として種々提案されるようになってきている。そして、
この種の電動式のものは、従来一般的な油圧式に比べ装
置構成が簡素化され、装置全体の小型、軽量かつコンパ
クト化などが図れ、しかも運転者の舵取操作や車輌の各
種走行条件等に応じて適切かつ確実な操舵補助力を操舵
輪側に伝達制御でき、またエネルギ効率の面からも有利
である等の利点をもつものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、電動モータを操舵補助力発生手段として動力
舵取装置に採用するにあたって問題とされることに、電
動モータをステアリングシャフト系に対して操舵補助力
伝達用の歯車機構を介して連結する連結構造がある。す
なわち、ステアリングシャフト系にあっては、車輌走行
時において、悲路走行、縁石乗り上げ、脱輪あるいは衝
突等を生じた場合に操舵輪が接地面側から作用力で転舵
されることにより、いわゆるキックバックと呼ばれる衝
撃回転力が加わることを避けられないもので、このよう
な操舵輪側からの影響を無視することはできない、そし
て、このような問題は、７！２動モータを、ステアリン
グシャフト系に歯車機構により単純に連結した構造であ
る場合には、電動モータのモータ軸側にまで影響する虞
れがある。

特に、このモータ軸は、上述した衝撃力による回転方向
への慣性力が大きいため、上述した衝撃力等がステアリ
ングシャフト系に設けた被伝達歯車から歯車機構を介し
てモータ軸側に伝わる際に、この被伝達歯車やこれに噛
合する歯車、ざらにモータ軸側に破損等を生じる虞れが
あり、このような問題を生じることのない何らかの対策
を講じることが必要とされている。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本発明に係る電動式動力
舵取装ａは、操舵輪側のステアリングシャフトである出
力軸系に電動モータからの操舵補助力を伝達する歯車機
構を構成する歯車の一つを、その軸支部材側に回動可能
な状態で軸支させるとともに、これら歯車および軸支部
材間に、これらを摩擦結合によって選択的に連結するト
ルクリミッタを介在させて設けたものである。

〔作用〕

本発明によれば、舵取り操作に応じて回転駆動される電
動モータからの操舵補助力は、トルクリミッタが介在し
て設けられている伝達歯車機構を介して操舵輪側のステ
アリングシャフトである出力軸系に伝達され、適切に操
舵補助された舵取り操作が行なえる一方、操舵輪側での
キックパック等による大きな衝撃回転力が前記出力軸系
に加わったときには、ドルクリミー２夕の働きで出力軸
系からモータ軸までの伝達系が切離され、これにより歯
車機構やモータ軸等での破損問題を確実に防止し得るも
のである。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図ないし第３図は本発明に係る電動式動力舵取装置
の一実施例を示すものであり、これらの図において、ま
ず、全体を符号ｌで示す電動式動力舵取装置の概略構成
を第１図を用いて簡単に説明すると、２は図示せぬ舵取
ハンドル側に連結される入力軸としてのスタブ軸、３は
図示せぬ操舵輪側に連結されるビニオン３ａを有する出
力軸としてのピニオン軸、４はこれら両軸２．３を所定
角度範囲内で相対的に回動変位回部に連設するトーショ
ンバーで、これらの部材によってステアリングシャフト
が構成されている。そして、これらステアリングシャフ
トを構成する軸２，３等は、前記ピニオン３ａと噛合す
るラック尚５ａを有するラック５と共に、ステアリング
ギヤボディ６．７内に貫通して配設され、舵取操作によ
って適宜回転駆動されるように構成されている。なお、
上述したラック５は、図示せぬピットマンアーム、タイ
ロッド等と共に操舵輪間を連結する舵取リンク機構を構
成する。

また、上述したステアリングシャフト機構部において１
本実施例では、舵取ハンドル側のスタブ軸２にトーショ
ンバー４を介して連結された操舵輪側のピニオン軸３上
に、ラック５側の側面が歯面１０ａとされたハイポイド
ギヤ等による大ギヤ１０を設けるとともに、この大ギヤ
１０を介してピニオン軸３側に操舵補助力を与える電動
モータ１１およびそのモータ軸１１ａを、前記ピニオン
軸３に略々直交して同軸上に配置させ、このモータ軸１
１ａ先端に、前記大ギヤｌＯと共に操舵補助力伝達用の
歯車機構１３となる減速歯車機構を構成する小ギヤ１２
を設け、これによりモータ１１からの操舵補助力を前記
ピニオン軸３側に伝達し得るような構成としている。こ
のような構成によれば、ステアリングシャツ）（２，３
，４）等を有するギヤボディ６．７、前記ピニオン軸３
にハイポイドギヤ、傘歯車等による減速歯車機構１３を
介して直接的に連結される電動モータ１１などを効率よ
く連結し、結果として装置全体の小型、軽量かつコンパ
クト化が可能となる。特に、本実施例のようなハイポイ
ドギヤによれば、軸の食違い分だけ軸線方向での小型化
が可能で、その利点は大きい。

一方、前記スタブ軸２とピニオン軸３とのトーションバ
ー４のねじりによる相対的な回動変位を検出しモータ１
１を駆動するための検出機構１４は、非接触型のトルク
センサとしてピニオン軸３側に設けられるホール素子１
５およびこれに対向してスタブ軸２側に設けられるマグ
ネッ）１Ｂと、前記ホール素子１５が付設されかつその
検出回路としてのセンサ信号処理回路を有するプリント
配線基板１７等によって構成され、その検出信号は、基
板１７に一体的に設けた出力信号取出し用スリップリン
グとこれに摺接するブラシ（摺動子）を有し信号取出部
となるブラシホルダ１８からボディ６．７外部に引出さ
れたリード等により送出されるように構成されている。

さて１本発明によれば、操舵輪側のステアリングシャフ
トであるピ÷オン軸３（出力軸系）に電動モータ１１か
らの操舵補助力を伝達する歯車機構１３を構成する歯車
の一つ（本実施例ではピニオン軸３上に軸支されるハイ
ポイドギヤ等の大ギヤ１０）を、第１図ないし第３図か
ら明らかなように、その軸支部材（ピニオン軸３）側に
回動可能な状態で軸支させるとともに、これら大ギヤ１
０およびビニオン軸３間に、これらを摩擦結合によって
選択的に連結する複数枚の摩擦板２１゜２２を積層して
ユニット化してなるトルクリミッタ２０を介在させて設
けたところに特徴を有している。なお、図中１０ｂはピ
ニオン軸３上に嵌装して回転可能に軸支される大ギヤｌ
Ｏを、係止するセットリングである。

ここで、本実施例では、大ギヤ１０のスタブ軸２側の側
面に凹陥部２３を凹設し、その開口端側内壁にねじ部２
３ａを形成することにより、ねじ部２４ａを外周部に有
する環状の閉塞板２４をねじ込み固定するように構成し
ている。なお、２４ｂはねじ込み用の凹部である。

２５は前記対をなす摩擦板のうち、一方側の摩擦板２１
を、前記大ギヤｌＯに対して回転方向において連結する
四本の連結ピンで、前記凹陥部２３の底部から突設され
、これに摩擦板ｚｌ側の切欠き２１ａを係合させるよう
に構成されている。なお、この摩擦板２１の内側にはピ
ニオン軸３が遊嵌状態で貫通する開口２１ｂが形成され
る。

一方、もう一方の摩擦板２２は、その内側開口部２２ａ
が前記ピニオン軸３の外周部に形成したスプライン部２
６に係合する内歯形状で形成され、これによりピニオン
軸３側に回転方向において連結して設けられる。

そして、このような摩擦板２１．２２を、第２図および
第３図から明らかなように、交互に端層して前記凹陥部
２３内に収容配置することで、摩擦結合により大ギヤ１
０とピニオン軸３とを選択的に連結するトルクリミッタ
２０が構成されるもので、この場合にこれら摩擦板２１
．２２の圧接力を、閉塞板２４の螺合調整により適宜設
定することで、このトルクリミッタ２０１”−よる連結
、切離しにあたってのトルクが設定されるものである。

すなわち、一定の値以下のトルクでは、摩擦板２１．２
２間士の摩擦結合によりこれら両部材は一体的に回転さ
れる一方、所定以上のトルクが加わると摩擦板２１．２
２間にスリップ現象が生じ、伝達系が切離される結果と
なる。

そして、このような構成によれば、舵取り操作に応じて
回転駆動される電動モータ１１からの操舵補助力は、ト
ルクリミッタ２０が介在して設けられている伝達歯車機
構１３を介して操舵輪側のステアリングシャフトである
出力軸系（ピニオン軸３）に伝達され、適切に操舵補助
された正常な舵取り操作が行なえる一方、操舵輪側での
キックパック等による大きな衝撃回転力が出力軸系に加
わったときには、トルクリミッタ２０の働きで出力軸系
からモータ軸１１ａまでの伝達系が切離され、これによ
り歯車機構１３やモータ軸１１ａ等での破損問題を確実
に防止し得るものである。

特に、上述したようにトルクリミッタ２０として複数枚
の摩擦板２１．２２の積層タイプのものを、大ギヤ１０
の一例部に凹設した凹陥部２３部分への組込みにより該
大ギヤ１０とピニオン軸３との間に介在させて設けるこ
とで、従来構造には何ら影響を与えず、小型、軽量かつ
コンパクトな装置構造を確保し得るという利点がある。

なお、本発明は、上述した実施例構造に限定されず、電
動式動力舵取装置ｌ各部の形状、構造等を必要に応じて
適宜変形、変更することは自由で２種々の変形例が考え
られよう。たとえば、上述した実施例では、モータ１１
からの操舵補助力伝達用の歯車機構１３として、ハイポ
イドギヤを用いた場合を例示したが、本発明はこれに限
定されず、平歯車を始め、はすば歯車、遊星歯車、傘歯
車等による歯車機構１３であってもよいもので、種々の
変形例が考えられるものである。そして、このような各
種の歯車機構においてトルクリミッタ２０の組込み個所
としても、前述した実施例のような大ギヤｌＯとピニオ
ン軸３間に限定されず、モータ軸１１ａ側に組込むよう
にしてもよいことは勿論である。また、トルクリミッタ
２０の構造としても、適宜の変形例が考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る電動式動力舵取装置に
よれば、操舵輪側のステアリングシャフトである出力軸
系に電動モータからの操舵補助力を伝達する歯車機構を
構成する一つを、その軸支部材側に回動可能な状態で軸
支させるとともに、これら歯車および軸支部材間に、こ
れらを摩擦結合によって選択的に連結するトルクリミッ
タを介在させて設けるようにしたので、簡単かつ安価な
構成にもかかわらず、正常な舵取り操作による操舵補助
力の伝達は適切に行ない、操舵補助された軽快な舵取り
操作を確保する一方、操舵輪側でキックパック等による
大きな衝撃回転力が加わったときには、トルクリミッタ
の働きにより。

出力軸系からモータ軸に至る歯車機構による伝達系が滑
り等により切離され、歯車機構やモータ軸等での破損問
題を確実に防止することができる等の種々優れた効果が
ある。特に、本発明によれば、トルクリミッタとして複
数枚の摩擦板の積層タイプのものを、歯車の一側部に凹
設した部分への組込みにより該歯車と軸との間に介在さ
せて設けることで、従来構造には何ら影響を与えず、小
型、軽量かつコンパクトな装置構造を確保し得るという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

８１図は本発明に係る電動式動力舵取装置の一実施例を
示す概略側断面図、第２図および第３図は本発明の要部
とするトルクリミッタおよびその組込み部を示す要部拡
大図およびその概略分解斜視図である。ｌ・・・・電動式動力舵取装置、２−・・・スタブ軸（
入力軸）、３・・・・ピニオン軸（出力軸）、４・・・
・トーションバー、５・・・・ラック、６．７・・・・
ステアリングギヤボディ、１０・・・・大ギヤ（ハイポ
イドギヤ）、１１・・・・電動モータ、１１ａ・・・・
モータ軸、１２・・・・小ギヤ、１３・・・・操舵補助
力伝達用の歯車機構、２０・・・・トルクリミッタ。２１．２２・・・・摩擦板、２３・・・・凹陥部、２４
・・・・閉塞板、２５・・・・連結ピン、２６・・・・
スプライン部。特許出願人　自動車機器株式会社代　　理　　人　　山川政綱（ほか２名）第２図

Claims

【特許請求の範囲】

舵取ハンドル側の入力軸にトーションバーを介して連結
される操舵輪側の出力軸系に、操舵必要時に回転駆動さ
れる電動モータを連結する操舵補助力伝達用の歯車機構
を備えてなり、この歯車機構を構成する歯車の一つを、
その軸支部材側に回動可能な状態で軸支させるとともに
、これら歯車および軸支部材間に、これらを摩擦結合に
より選択的に連結するトルクリミッタを介在させて設け
たことを特徴とする電動式動力舵取装置。