JPH03176270A - 電動式動力舵取装置およびその組立方法 - Google Patents

電動式動力舵取装置およびその組立方法

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JPH03176270A
JPH03176270A JP1313466A JP31346689A JPH03176270A JP H03176270 A JPH03176270 A JP H03176270A JP 1313466 A JP1313466 A JP 1313466A JP 31346689 A JP31346689 A JP 31346689A JP H03176270 A JPH03176270 A JP H03176270A
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JP
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gear
shaft
steering
clutch
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JP1313466A
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Yutaka Nishigori
錦織 裕
Yoshiaki Taniguchi
義章 谷口
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Jidosha Kiki Co Ltd
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Jidosha Kiki Co Ltd
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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、電動モータを操舵補助力発生手段として用い
てなる電動式動力舵取装置およびその組ケ方法の改良に
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
、油圧式に代えて電動モータ等を利用した゛電動式のも
のが、特開昭81−228382号公報、特開昭84−
4574号公報等を始めとして種々提案されている。こ
のような電動式によれば、油圧式に比べて部品点数の増
加を招く結果となり種々の油圧系部品が不要であり、車
載バッテリ、コントローラ等と電動モータとを簡単な電
気配線で結線するだけでよく、しかも各部の構成も簡単
で、製造、組立性等に優れ、また装置全体の小型、コン
パクト化、低コスト化等を達成し得るものである。
そして、このような電動式の動力舵取装置において操舵
系に対して電動モータを減速歯車機構を介I2て連結す
る部分に、パワーアシスト不要時の切離し、電気制御系
の故障、誤作動等に対してのフェールセーフ、さらに悪
路走行、縁石乗すヒげ、衝突等といった場合の操舵輪側
からの衝撃力等によるモータ側への悪影響を防ぐことを
目的として、電磁クラッチを介在させてなる構成による
ものが、たとえば特開平1−115771号公報などに
より従来から提案されている。
〔発明が解決しようとする3題〕 ところで、上述した電磁クラッチを用いてなる従来装置
では、操舵系の主軸であるステアリングシャフトに対し
、電動モータのモータ軸を、電磁クラッチ、操舵補助力
伝達用の減速歯車機構を介して連結するにあたって、こ
れらモータ軸、″St磁クチクラッチび減速歯車機構を
構成する小ギヤ等が一体的に連結して構成されていた。
したがって、このような従来構造では、モータ側に付設
される電磁クラッチでの間隙調整作業や、このクラッチ
と減速歯車機構の小ギヤとの連結位置調整作用等が面倒
かつ煩雑となり、さらに減速歯車機構を構成する小ギヤ
とステアリングシャフト側の大ギヤとのバックラッシュ
調整作業などが面倒かつ煩雑となる等の問題を生じてい
た。#に。
上述したクラッチの間隙調整や減速歯車機構での噛合い
部でのバックラッシュ調整は、モータからの操舵補助力
の伝達を適切かつ確実に行なううえで太きく影響すると
ころであり、これらの調整作業を簡単かつ適切に行なえ
るように、各部の構成や組立性等に配慮することが必要
で、何らかの対策を講じることが望まれている。
〔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!a:置は、操舵出力軸系に操舵補助力伝達用の歯
車機構を介して連結され操舵必要時に回転駆動力を伝達
する電動モータと、このモータから出力軸系への歯車機
構途中に介在してモータ軸側と出力軸側への伝達歯車を
有する歯車軸側との間での回転伝達を選択的に連結、遮
断する電磁クラッチを備えてなり、この電磁クラッチの
フィールドコアを含む固定側部材を、モータ本体側に固
定するとともに、モータ軸側にフィールドコアによって
磁化されるクラッチロータを設け。
このクラッチロータに選択的に吸着されるアーマチュア
を、歯車軸側に可動可鋤に設け、かつその尚市軸を回動
可能に軸支するステアリングボディに、モータ本体側を
嵌合させて直結固定するようにしたものである。
〔作用〕
本発明によれば、モータ本体側に電磁クラッチのフィー
ルドコアを含む固定側部材を設けるとともに、モータ軸
側にクラッチロータを設ける一方、アーマチュアを歯車
軸側に設け、かつ出力軸側の被伝達歯車に対しての伝達
歯車の歯当りを調整しながら、歯車軸をステアリングボ
ディ側に回動可渣に軸支し、さらに歯車軸を回動させて
伝達歯車の被伝達歯車へのバックラッシュ調整を行なっ
た後、アーマチュアとクラッチロータとの間隙調整を行
ないながら、ステアリングボディにモータ人体を嵌合さ
せて連結固定することで、各部の組立、jJJ幣を簡単
に行なえる。
〔1施例〕 図は本発明に係る電動式動力舵取装置の一実施例を示し
、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ピニオン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転変位可溌に連設するトーシ
ョンバーで、これらによってステアリンクシャフトが構
成されている。このステアリングシャフトを構成する軸
2.3等は、ピニオン3aと噛合するラック歯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、舵取操作に伴なって回転駆動され
る。なお、8a、8b、8c;9a、9bはボディ6.
7内で軸3,2を回転自在に支持するポールベアリング
、ニードルベアリング、ブツシュ等による軸受である。
また、ラック5は、図示せぬピー2トマンアーム、タイ
ロフト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、ステアリンクシャフト機構部において、本実施例
では、舵取ハンドル側のスタブ軸2に1・−シ3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とされた被伝達歯車となる
大ギヤlOを設けるとともに、この大ギヤlO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から回転伝達を受けるギヤ軸1
2を、前記ピニオン軸3に略直交して同軸上に配置させ
、そのギヤ軸12先端に、大ギヤ10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伝
達歯車である小ギヤ12aを設け、モータllからの操
舵補助力をピニオン軸3上に伝達可ず駈に構成している
。このような構成によれば、ステアリングシャフト(2
゜3.4)9に有するギヤボディ6.7、ピニオン軸3
にハイポイドギヤ、傘歯重等による減速歯車機構を介し
て直接的に連結される電動モータ11などを効率よく連
結でき、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1本実施例のハイポイドギヤでは、軸の食
違い分だけ軸線方向での小型化が可能となる。
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転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
センナとしてピニオン軸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偏に設けられるマグ
ネット16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からリード線18 aによって
引出されかつその先端コネクタ部が接続されるジヨイン
ト部19aを有するコネクタ部材19によりボディ6外
部に引出されるように構成されている。なお、このコネ
クタ部材19は、ボディ6に穿設される開口部6aをシ
ール材で水密構造をもって閉塞した状態で着脱自在にね
じIトめされるように構成され、その内部には前記ジヨ
イント部19aに11を気前に接続されるとともに外部
に導出されるリードfi19bが付設されている。なお
、上述したホール素子15とマグネット16とによるト
ルクセンサ等を含む検出機構14は、たとえば特開平1
−115771号公報等に示されるものと略同等の構成
を有するもので、その詳細な説明は省略する。
また、20は舵取操作に応じて操舵補助力を操舵輪側に
与える操舵系での出力側部材であるピニオン軸3の先端
側での回転変位を検出することで操舵角度およびその角
速度を検出する操舵角速度センサ、21はこのセンサ2
0の入力軸側に減速歯車機構22を介して設けられ操舵
系での中立位置や操舵回転限界ロック位は等を検出しハ
ンドルの戻り制御や左、右方向でのロー2り時のモータ
への過負荷を防ぐための通電電流制御などに利用される
絶対角センサである。
さて、本発明によれば、操舵輪側のステアリングシャフ
トであるピニオン軸3(出力軸系)に操舵補助力を伝達
する″f#、動モータ11からの小ギヤ12aおよび友
ギヤ10による歯車機構13の途中に介在ごれモータ軸
11a側とピニオン軸3側への伝達用の小ギヤ12aを
有するギヤ軸12側との間での回転伝達を選択的に連結
、遮断する電磁クラ−、チ30を備えてなり、この電磁
クラッチ30のフィールドコア31を含む固定側部材で
あるクラ−、チハウジング32を、モータ11の本体部
11b側に固定するとともに、モータ軸11a側にフィ
ールドコア31によって磁化されるクラッチロータ33
を設け、このクラッチロータ33に選択的に吸着される
アーマチュア34を、ギヤ軸12側に設けられるフラン
ジ状部材35に板ばね36を介して可動可能に設け2か
つそのギヤ軸12をポールベアリング37.38を介し
て回動可能に軸支するステアリングボディ60mの段付
き軸受孔39かに、モータ本体部ttb側のクラッチハ
ウジング32の筒状部32aを嵌合させてインロー結合
により連結固定するようにしたところに特徴を有してい
る。
ここで、前記一方のポールベアリング37は、スラスト
およびラジアル方向においてギヤ軸12を軸支する四点
接触タイプのものが用いられている。また、図中11c
はモータ軸11aをクラッチハウジング32側に軸支す
るポールベアリング、40はギヤ軸12を軸支するポー
ルベアリング37を段付き軸受孔39内に係止保持させ
るためのリング状板材で、ねじ40aによりステアリン
グボディ6側に固定されている。さらに、41はインロ
ー結合によりステアリングボディ6側に連設されるクラ
ッチハウジング32の止めねじ、42はその結合面間に
介装されるガスグー2トで。
また43は前記段付き軸受孔39の大径部による段部と
これに嵌合して保持されるポールベアリング37との間
に介装される小ギヤ12aの大ギヤ10の歯部10aへ
の歯当り調整を行なうためのシム、12bはギヤ軸12
のクラッチ側端面に凹設され装置組立時において適宜の
治具でギヤ軸12を回動調整することにより小ギヤ12
aと大ギヤlO側とのバックラッシュ調整を行なうため
の調整用ねじ穴である。
なお、上述した構成において、クラッチロータ33はモ
ータ軸11aに、アーマチュア34を弾性的に支持する
フランジ状部材35はギヤ軸12に、それぞれ図示は省
略したが、キー結合または圧入等で一体的に固定される
ものであり、またこれら電磁クラッチ30やモータ11
はそれぞれ周知の構造を有し、さらに周知の動作を行な
うものであり、その詳細な説明は省略する。ここで、モ
ータ11からの回転をステアリングシャフト側に選択的
に伝達するi!磁ツクラッチ30しては、操舵必要時に
のみモータ11側と操舵系側とを連結し、モータ11か
らの操舵補助力をステアリングシャフト(3)側に伝達
することで、′市気系故障詩などにおけるフェールセー
フとして、モータの慣性による操舵特性の劣化防止、操
舵輪側からの衝撃などによる各部の損傷防1F等といっ
た機走を発揮させ得るものである・ 一方1本実施例において、1t1記ヌテアリングンヤフ
トとなるピニオン軸3のラック5側に;−合する軸端部
は、ステアリングボディ6に形成される大径孔50の段
部50aに当接した状18で嵌合保持される四点接触タ
イプのポールベアリング8Cで回転自在に軸支されるよ
うに構成yれ、内輪側がピニオン軸3に螺合されるチー
2ト部材51により、外輪側がボディ6例のねじ部に螺
合される筒状ナツト部材52により係止されている。そ
して、上述したピニオン軸3上でピニオンi3aを形成
した大径部分と内輪との間には、ピニオン@3に対して
軸線方向への変位睦を与える前記小ギヤ12aと大ギヤ
10との間でのバックラッシュ調整用のスペーサ53が
介装され、前述したギヤ軸12の調整用穴12bでの回
動調整量に応じてその厚さを適宜調整することで、バッ
クラッシュ調整を行なうようになっている。ここで、上
述したポールベアリング8Cが嵌合保持される大径孔5
0の開口端側には環状溝54が形成されてベアリング抜
き出し方向に開口しており、さらにベアリング外輪には
図示を省略した抜き出し治具を引掛けるための環状溝5
5が形成されている。
そして、このようにすると、このベアリング8Cの着脱
が容易に行なえ、ts−)クラッシュ調整時の作業性を
向上させ得るものである。
このような構成によれば、モータ本体部ttb側に゛I
t磁クチクラッチ30ィールドコア31を含むクラッチ
ハウジング32を設けるとともに、モータ軸11a側に
クラッチロータ33を設けることで、モータ11側のア
ッセンブリを予め組立てておく、一方、予めピニオン軸
3等を組込んでなるステアリングボディ6に対し、アー
マチュア34をフランジ状部材35を介して設けてなる
ギヤ軸12を、その小ギヤ12aの大ギヤ10の歯部1
0aに対しての歯当りを調整しながら、ステアリングボ
ディ6側にポールベアリング37゜38で回動可能に軸
支する。このとき、南当り調整は、シム43の厚さを調
整することで行なうことは容易に理解されよう、さらに
、このステアリングボディ6側のサブアッセンブリ状態
で、ギヤ軸12を=gl整用ねじ穴12bにより適宜回
動させて小ギヤ12aの大ギヤ10側へのバックラッシ
ュ調整を行ない、前記ピニオン軸3の軸線方向での位置
を調整するスペーサ53等で交換することで、適正な位
置合わせを行ない、しかる後、サブアッセンブリ状態を
組合わせて、ガスケット42等の厚さでアーマチュア3
4とクラッチロータ33との間隙調整を行ないながら、
ステアリングボディ6にモータ本体部11b側の筒状部
32aを嵌合させてインロー結合により連結固定するこ
とで、各部の組立、7J4整を一連の装置組立工程にお
いてきわめて簡単かつ適切に行なえるという利点がある
そして、このような構成では、各部の構成が簡単である
にもかかわらず、ピニオン軸3への操舵補助力伝達用の
歯車機構13.電磁クラッチ30、電動モータ11の組
立作業や歯車機構13での歯当りおよびバックラッシュ
調整、さらに電磁クラッチ30の間隙調整などの調整作
業を、きわめて簡単に行なえ、またモータ軸11a側と
ギヤ軸12側との間での芯出しも容易に行なえる。
なお、本発明は、上述した実施例構造に限定されず、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、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1
3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。
〔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、操舵出力軸系に操舵補助力伝達用の歯車機構を
介して連結され操舵必要昨に回転駆動力を伝達する電動
モータと、このモータから出力軸系への歯車機構途中に
介在してモータ軸側と出力軸側への伝達歯車を有するI
k車軸側との間での回転伝達な選択的に連結、遮断する
電磁クラーノチを備えてなり、この電磁クラッチのフィ
ールドコアを含む固定側部材を、モータ本体側に固定す
るとともに、モータ軸側にフィールドコアによって磁化
されるクラッチロータを設け、このクラ−7チロータに
選択的に吸春されるアーマチュアを、歯車軸側に可動可
能に設け、かつその南東軸を回動可能に軸支するステア
リングボディにモータ本体側を嵌合させて連結固定する
ようにしたので、簡単な構成にもかバわらず、操舵出力
軸系への操舵補助力伝達用の歯車機構、電磁クラッチ、
電動モータの組立作業や歯車機構での歯当りおよびバッ
クラッシュ調整、さらに電磁クラッチの間隙調整などの
調整作業を、きわめて簡単に行なえ、またモータ軸側と
歯車軸側との間での芯出しも容易に行なえる等の種々優
れた効果がある。
特に、本発明によれば、モータ本体側に電磁クラッチの
フィールドコアを含む固定側部材を設けるとともに、モ
ータ軸側にクラッチロータを設ける一方、アーマチュア
を爾iV軸側に設け、かつ出力軸側の被伝達NR東に対
しての伝達歯車の歯当りを調整しながら、歯車軸をステ
アリングボディ側に可動可能に軸支し、さらに歯車軸を
回動させて伝達歯車の被伝達歯車へのバックラッシュ調
整を行なった後、アーマチュアとクラッチロータとの間
隙調整を行ないながら、ステアリングボディにモータ本
体を嵌合させて連結固定することで各部の組t、調整を
一律の装置組立工程においてきわめて簡単かつ適切に行
なえるという利へがある。
【図面の簡単な説明】
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
概略側断面図である。 1・・・・電動式動力舵取装置、2・・・・スタブ軸(
入力軸)、3・・・・ビニオン軸(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(被伝達
歯車)、loa・・・・南部、11・・・・″電動モー
タ、lla・・・・モータ軸、12・・・・ギヤ軸1車
軸)、12a・・・・小ギヤ(伝達歯車)、12b・・
・・バックラッシュ調整用ねじ穴、13・・・・操舵補
助力伝達用の歯車機構、30・・・・電磁クラッチ、3
1・・・・フィールドコア、32・・・・クラッチハウ
ジング(固定側部材)、33・・・・クラッチロータ、
34・・・・アーマチュア、35・・・・フランジ状部
材、37.38・・・・ポールベアリング、39・・・
・段付き軸受孔、42−・・・ガスケット、43・・・
・歯当り調整用シム、53・・・・バックラッシュ調整
用スペーサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)舵取ハンドル側の入力軸にトーションバーを介し
    て連結された操舵輪側の出力軸系に操舵補助力伝達用の
    歯車機構を介して連結され操舵必要時に回転駆動力を伝
    達する電動モータと、このモータから前記出力軸系への
    歯車機構途中に介在して設けられモータ軸側の部材と出
    力軸側への伝達歯車を有する歯車軸側の部材との間での
    回転伝達を選択的に連結、遮断する電磁クラッチを備え
    てなり、この電磁クラッチにおけるフィールドコアを含
    む固定側部材を、前記モータの本体側に固定するととも
    に、前記モータ軸側の部材に前記フィールドコアによっ
    て磁化されるクラッチロータを設け、このクラッチロー
    タに選択的に吸着されるアーマチュアを、前記歯車軸側
    の部材に可動可能に設け、かつその歯車軸を回動可能に
    軸支するステアリングボディに、前記モータ本体側を嵌
    合させて連結固定したことを特徴とする電動式動力舵取
    装置。
  2. (2)請求項1記載の電動式動力舵取装置において、モ
    ータの本体側に電磁クラッチのフィールドコアを含む固
    定側部材を設けるとともに、モータ軸側の側材にクラッ
    チロータを設ける一方、アーマチュアを歯車軸側の部材
    に設け、かつ出力軸側の被伝達歯車に対しての伝達歯車
    の歯当りを調整しながら、歯車軸をステアリングボディ
    側に回動可能に軸支し、さらに歯車軸を回動させて前記
    伝達歯車の被伝達歯車へのバックラッシュ調整を行なっ
    た後、前記アーマチュアとクラッチロータとの間隙調整
    を行ないながら、ステアリングボディにモータ本体を嵌
    合させて連結固定することを特徴とする電動式動力舵取
    装置の組立方法。
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