JPH03159871A - 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、ステアリング操舵を軽快に行なうための電動
式パワーステアリング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、パワーステアリング装置として、油圧式のも
のと電動式のものとが知られている。電動式パワーステ
アリング装置は、例えば実開昭５９−７９４６７号公報
等に示されるように、操舵力を伝達する操舵力伝達系と
アシスト手段とを備え、このアシスト手段は、電動モー
タと、電動モータの駆動軸に連結されたピニオン歯車と
、このピニオン歯車に噛み合う補助力伝達歯車が設けら
れ前記操舵力伝達系の伝達軸回りに回転可能に保持され
たリング部材とで基本構威され、上記電動モータの駆動
力をピニオン歯車およびリング部材を介して前記伝達軸
に伝達して、操舵力をアシストするようにしたもので、
油圧式のものと比較して構造が簡素である等の利点を有
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この種の装置において、リング部材を軽快に
回転させるため、リング部材の両側にボールベアリング
および保持部材をそれぞれ設け、その保持部材でポール
ベアリングを介してリング部材の周部を挟み付けて、リ
ング部材を保持部材で回転可能に保持するようにするこ
とが考えられる。

ところが、このようにした場合、ボールベアリングの各
滑動ボールの軸方向寸法かばらついていると、保持部材
とリング部材の周部との間にガタツキが生じて、リング
部材が滑かに回転しないという問題が起こる。

以上の事情に鑑みて、本発明は、ベアリングの各滑動ボ
ールの軸方向寸法がばらついていても、リング部材を円
滑に回転させることが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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる電動式パワーステアリング装置は、操舵
力を伝達する操舵力伝達系と、操舵力を助勢するアシス
ト手段とを備え、このアシスト手段は、電動モータと、
この電動モータの駆動軸に連結されたピニオン歯車と、
このピニオン歯車に噛み合う補助力伝達歯車が設けられ
て前記操舵力伝達系の伝達軸に前記電動モータの動力を
伝達するためのリング部材とを有する電動式パワーステ
アリング装置において、前記リング部材の両側に、リン
グ部材の周部をベアリングを介して挟み付けてリング部
材を前記伝達軸回りに回転可能に保持する保持部材がそ
れぞれ設けられているとともに、前記リング部材の周部
の周而に、その周部を軸方向に二股に分岐して各分岐部
を軸方向に弾性変形可能とする環状溝が形成されたもの
である。

〔作用〕

上記構成によれば、ベアリングの各滑動ボールの軸方向
寸法がばらついていても、各滑動ボールの軸方向寸法に
応じてリング部材の周部の各分岐部が軸方向に弾性変形
して、上記寸法のばらつきが吸収されることとなる。こ
の結果、ベアリングの滑動ボールに掛かる力が常に各滑
動ボールに均等に分担されて掛かるようになって、リン
グ部材が滑かに回転するようになる。

〔実施例〕

第■図ないし第４図は、本発明にかかる電動式パワース
テアリング装置の一実施例を示している。

この電動式パワーステアリング装置は、操舵力を伝達す
る操舵力伝達系１ａと、操舵力を助勢するアシスト手段
１ｂとを備えている。

アシスト手段１ｂは、電動モーター９と、この電動モー
ター９の駆動力による補助力を操舵力伝達系１ａに伝達
する補助力伝達系１ｃと、補助力伝達系｛Ｃから操舵力
伝達系１ａへの補助力伝達を断続するクラッチ機構１ｄ
とを有している。

操舵力伝達系１ａは、ステアリングホイール２で主構或
されたステアリングホイール側伝達系と、図示省略した
ステアリングギャに連結されたステアリングシャフト（
伝達軸）３および後述のようにリング部材６の保持部材
ともなる駆動力中継部材４で主構成されたステアリング
ギャ側伝達系とに分割されている。

５ 上記駆動力中継部材４は、そのボス部４ａがステアリン
グシャフト３の先端部に外嵌されナット２５の締結によ
ってステアリングシャフト３に固定されている。

ステアリングホイール２は、ハンドル２６と、これに結
合され後述のようにリング部材６の保持部材ともなる環
状の操作部材２２と、この操作部材２２の中央部に取付
けられた円板２１とから構威されている。そして、この
ステアリングホイル２は、円板２１が上記駆動力中継部
材４のボス部４ａに外嵌されることによってステアリン
グシャフト３に対して相対回動可能に結合されている。

操作部材２２には後述のボルト７１用のねじ穴２　２−
ａが周方向に複数個形成され、また、この操作部材２２
の裏側には、第５図に示すように操作部材２２と一体に
周方向に６箇所の突起２４が断続的に形成されている。

この突起２４は操作部材２２に沿う円弧状に配置され、
各突起２４の側面２４ａは相対向している。また、操作
部材２２の周方向の一部には中心方向に突出する突起２
３と６ 突起２８とが形威され、突起２３には後述のＵ字形トー
ションスプリング９の端部９２が嵌人される係止溝２９
が形威されている。

駆動力中継部材４の前面側には、第２図および第３図に
示すように、外周に６つのカム面５ａを有する多角カム
部５が突出して形威されている。

この多角カム部５の中央側には円弧面を形或する内周而
５ｂが形威され、この内周面５ｂには中心方向に突出す
る突起５２が多角カム部５と一体に形威されている。こ
の突起５２には、後述のＵ字形トーションスプリング９
の端部９１が嵌人される係止溝５９が形成されている。

多角カム部５の内周面５ｂの内側には、弾性体としての
Ｕ字形トーションスプリング９がステアリングシャフト
３の軸方向と直交する平面内で弾性変形し得るように、
かつこの弾性変形が上記ボス部４ａによって干渉されな
いように配置されている。

Ｕ字形トーションスプリング９は、その一方の端部９１
が上記多角カム部５の突起５２に形威された係止溝５９
に嵌入され、他方の端部９２が操作部材２２の突起２３
に形成された係止溝２９に嵌入されている。そして、各
端部９’ｌ，９２は、それぞれ固定ピン９７．９８が凹
部９ａ，’５９ａ，９ｂ，２９ｂに圧入されることによ
り、ガタツキが生じないように係止溝５９．２９に固定
されている。これにより、ステアリングホイール２の中
立時（ステアリングホイール２を操作していない時）、
Ｕ字形トーションスプリング９のばね力によってステア
リングホイール２の「ふらつき」が防止される。しかも
、ステアリングホイール２のハンドル２６を操作して操
作部材２２を駆動力中継部材４に対して相対回動させる
と、Ｕ字形トションスプリング９が撓み、その撓み量に
応じた抵抗力がハンドル２６に掛かるようになる。

駆動力中継部材４の外周部には鍔部５５が形成され、こ
の鍔部５５の内周部には、後述のボルト７１用の長穴５
５ａが周方向に複数個形威されている。

駆動力中継部材４のボス部４ａの基端部には軸間距離保
持板１６が軸受け１６ｃを介して外嵌され、リング１６
ｄで抜け止めされている。この軸間距離保持板１６は外
方に延びた保持部１６ａを有し、この保持部１６ａはモ
ータ支持部材２０の先端部に結合され、このモータ支持
部２０はプラケット２１を介してステアリングシャフト
３の外周側に設けられた外筒３０に固着され、このモー
タ支持部材２０の後端部に電動モーター９が取付けられ
ている。

補助力伝達系１ｃは、回転軸１　９　ａと上記多角カム
部５よりも大径のリング部材６とを有している。回転軸
１９ａは、モータ支持部材２０の中空部内に挿通され、
基端部が電動モーター９の駆動軸１９１に連結されてい
るとともに、先端部にピ二オン歯車１８が設けられてい
る。

リング部材６は、多角カム部５の外周側に配置された周
部６０と、この周部６０の後方に形成された円筒形の延
長部６１とからなっている。周部６０の内側には円形の
内周面６０ａが形成され、延長部６１の内周面には内歯
歯車（補助力伝達歯車）６１ａが形威され、この内歯歯
車６１ａは上９ 記ピニオン歯車１８と噛合している。なお、内歯歯車６
１ａおよびピニオン歯車１８の各歯は、噛み合いがスム
ーズになされ、騒音が小さくなるようにするために、そ
れぞれ傾斜して形或されている。

また、リング部材６の周部６０の内周面６０ａが円弧面
に形威され、この内周面６０ａと対向する多角カム部５
の各カム面５ａが平面に形成されているため、上記内周
面６０ａと各カム面５ａとの間に形或される６つの隙間
６４は、それぞれ中央部から周方向両端部に向かうに従
って楔状に狭くなっている。

操作部材２２の後面とリング部材６の周部６０の前面と
の間には、複数個の滑動ボールをリテナで支持したボー
ルベアリング６２ａが介在されている。また、リング部
材６の周部６０の後面と駆動力中継部材４の鍔部５５の
外周部との間には上記ボールベアリング６２ａと同構威
のポールベアリング５２ａが介在され、これによってリ
ング部材６は操作部材２２および駆動力中継部材４に１
０ 対して相対回動てきるように保持されている。

また、駆動力中継部材４の後面側には支持リング５０か
配置され、この支持リング５０と駆動力中継部材４との
間には、上記ポールヘアリング５２ａ，６２ａと同構或
のボールベアリング５１が介在されている。この支持リ
ング５０には、第６図に示すように、ポルト７１か係合
され、このポルト７１は、駆動力中継部材４の長穴５５
ａに通されて操作部材２２のねじ穴２２ａに螺合されナ
ット７２により緩み止めされている。これにより、リン
グ部材６の周部６０かホールベアリング５２ａ，６２ａ
を介して駆動力中継部材４の鍔部５５と操作部材２２と
で挟み付けられている。

リング部材６の周部６０の内周面６０ａには、周部６０
を軸方向（第６図の矢印Ａ，Ｂ方向）に二股に分岐する
環状溝６５が形威され、これにより、周部ＧＯの各分岐
部６０ｂ，６０ｃが軸方向に弾性変形可能となっており
、操作部材２２と駆動力中継部材４との間にボールベア
リング５２ａ６２ａを介してリング部材６を弾力的に挟
持する１１ ようにしている。

クラッチ機構１ｄは、円柱状のカムフオロア７と、コイ
ルバネ８と、前述したリング部材６、駆動力中継部材４
の多角カム部５および操作部材２２の突起２４とで基本
構或されている。カムフオロア７は、リング部材６の周
部６０の内周面６０ａと多角カム部５の各カム面５ａと
の間の隙間６４にそれぞれ２個ずつ、合計１２個配置さ
れている。コイルバネ８は、一対のカムフオロア７間に
それぞれ自然長状態またはわずかな圧縮状態で介在され
ている。各カムフォロア７における」二記コイルバネ８
と反対側の周面ば、操作部材２２の突起２４の側面２４
ａに当接している。これにより、ステアリングホイール
２の中立時に、各カムフォロア７とカム面５ａおよび内
周面６０ａとの間にそれぞれ微少な間隙が形成されて、
カムフォロア７がカム面５ａとリング部材６の内周面６
０ａに挟み込まれないようにされている。

上記駆動力中継部材４には、内周面５ｂの内側に操舵ト
ルク検出器を構成する抵抗器１４が取付１２ けられ、その抵抗部１４ａと導電部１４ｂとを跨ぐよう
に導電材料からなるＵ字状のブラシ１３の先端部が接触
し、このブラシ１３は上記操作部材２２の突起２８に固
着されている。このため、ハンドル２６の操作により操
作部材２２が回動すると、それに取付けられたブラシ１
３が移動して、抵抗部１４ａと導電部１４ｂとを結ぶ上
記ブラシ１３の位置に対応する抵抗値が変化し、これに
より操舵トルクが検出されるようになっている。

また、上記電動モータ１９は、上記抵抗器１４からの検
出値に基いてオン、オフ並びに出力の大小および回転方
向等が制御されるようになっている。

上記構威において、ハンドル２６が操作されて操作部材
２２が回動すると、操作部材２２と駆動力中継部材４と
の間で相対回動変位が生じ、Ｕ字形トーションスプリン
グ９が撓むとともにブラシ１３が抵抗器１４に対して相
対移動して、抵抗器１４で操舵トルクが検出される。こ
れにより、電動モータ１９が上記抵抗器１４の検出値に
基いて１３ 制御されて駆動し、ピニオン歯車１８が回転して、リン
グ部材６に回転力が付与される。

一方、操作部材２２が回動すると、操作部材２２の突起
２４の側面２４ａに当接しているカムフォロア７のうち
のコイルバネ８の回動方向上流側のカムフォロア７かま
ず側面２４ａによって押されて回動方向に移動し、この
移動によりコイルバネ８が圧縮され、その復元力によっ
て回動方向下流側のカムフォロア７も回動方向に押され
る。上記動作と同時に、回動方向下流側のカムフォロア
７に当接していた突起２４の側面２４ａも回動方向に移
動して、カムフォロア７から離れる（後退する）ように
なるため、下流側のカムフォロア７がカム面５ａとリン
グ部材６の内周面６０ａとの間に噛み込み、楔作用によ
って駆動力中継部材４とリング部材６とが同体回動する
ように結合される。これにより、上記リング部材６に付
与された回転力が駆動力中継部材４を経てステアリング
シャフト３に伝達されて、ハンドル操作のアシストが行
なわれることになる。

１４ また、ハンドル操作のアシストが行なわれて相対回動変
位がなくなると、回動方向下流側のカムフォロア７がカ
ム面５ａと内周面６０ａとの間に押え込まれなくなるた
めに噛み込みが解除され、リング部材６と駆動力中継部
材４との同体回動状態が解除される。このようにしてク
ラッチ機構ｌｄによる補助力伝達系ＩＣから操舵力伝達
系↓ａへの補助力伝達の断続動作が行なわれる。

以上に示したこの装置の構成においては、リング部材６
の周部６０をボールベアリング５２ａ，６２ａを介して
駆動力中継部材４の鍔部５５と操作部材２２とで挟み付
け、リング部材６を駆動力中継部材４と操作部材２２と
に回転可能に保持している。そして、上記リング部材６
の周部６０の内周面６０ａに、周部６０を軸方向に二股
に分岐して各分岐部６０ｂ，６０ｃを軸方向に弾性変形
可能とする環状溝６５を形成している。

上記構成によれば、ボールベアリング５２ａ，６２ａの
各滑動ボールの軸方向寸法がばらついていても、各滑動
ボールの軸方向寸法に応じてリン１５ グ部材６の周部６０の各分岐部６０ｂ，６０Ｃが軸方向
に弾性変形して、上記寸法のばらつきが吸収される。こ
のため、上記寸法のばらつきがあっても、ボールベアリ
ング５２ａ，６２ａの滑動ボルに掛かる力が各滑動ボー
ルに均等に分担されて掛かるようになって、リング部材
６を滑かに回転させることができるようになる。

上記実施例において、第７図に示すように、環状溝６５
をリング部材６の周部６０の外周面６０ｄに設けるよう
にしても−よい。

ただし、環状溝６５は、ピニオン歯車１８と内歯歯車（
補助力伝達歯車）６１ａとの噛み合いに悪影響を与えな
いようにするため、補助力伝達歯車６１ａを避けて形戒
する必要がある。例えば、第８図に示すように、リング
部材６ａの周部の外周面に補助力伝達歯車として外歯歯
車６ｌｂを設けた場合は、その外歯歯車６ｌｂを避けて
周部の内周面に環状溝６５を設けるようにする。ベアリ
ング５２ａ，６２ａは、ローラベアリングであってもよ
いし、また、四フッ化エチレン樹脂等を材１６ 料とした低摩擦リング部材であってもよい。

〔発明の効果〕

本発明にかかる電動式パワーステアリング装置は、リン
グ部材の両側に、リング部材の周部をベアリングを介し
て挟み付けてリング部材を操舵力伝達系の伝達軸回りに
回転可能に保持する保持部材をそれぞれ設けるとともに
、リング部材の周部の周面に、その周部を軸方向に二股
に分岐して各分岐部を軸方向に弾性変形可能とする環状
溝を形或するようにしている。このため、ベアリングの
各滑動ボールの軸方向寸法がばらついていても、リング
部材の周部の各分岐部の弾性変形で上記寸法のばらつき
を吸収することができる。この結果、たとえ各滑動ボー
ルの軸方向寸法のばらつきがあっても、ベアリングの滑
動ボールに掛かる力を各滑動ボールで均等に負担するこ
とができ、リング部材を常に滑かに回転させることがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる電動式パワーステアリ１７ ング装置の一実施例を示す縦断面図、第２図はそのステ
アリングホイールを取外した状態の正面図、第３図はそ
の分解斜視図、第４図は第２図の■■線断面図、第５図
はステアリングホイールの操作部材の正面図、第６図は
操作部材と支持部材との結合部の部分縦断面図、第７図
および第８図はそれぞれ別の実施例の部分縦断面である
。 １ａ・・・操舵力伝達系、１ｂ・・・アシスト手段、３
・・・ステアリングシャフト（操舵力伝達系の伝達軸）
４，２２・・・保持部材、６．６ａ・・・リング部材、
１８・・・ピニオン歯車、１９・・・電動モータ、５２
ａ，６２ａ・・・ベアリング、６０・・・リング部材の
周部、６０ａ，６０ｄ・・・リング部材の周部の周面、
６０ｂ，６０ｃ・・・リング部材の周部の分岐部、６１
ａ，６ｌｂ・・・補助力伝達歯車、６５・・・環状溝、
１９１・・・電動モータの駆動軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、操舵力を伝達する操舵力伝達系と、操舵力を助勢す
   るアシスト手段とを備え、このアシスト手段は、電動モ
   ータと、この電動モータの駆動軸に連結されたピニオン
   歯車と、このピニオン歯車に噛み合う補助力伝達歯車が
   設けられて前記操舵力伝達系の伝達軸に前記電動モータ
   の動力を伝達するためのリング部材とを有する電動式パ
   ワーステアリング装置において、前記リング部材の両側
   に、リング部材の周部をベアリングを介して挟み付けて
   リング部材を前記伝達軸回りに回転可能に保持する保持
   部材がそれぞれ設けられているとともに、前記リング部
   材の周部の周面に、その周部を軸方向に二股に分岐して
   各分岐部を軸方向に弾性変形可能とする環状溝が形成さ
   れていることを特徴とする電動式パワーステアリング装
   置。