JPH0522464Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は電動機を用いた操舵力倍力装置により
補助トルクを発生する電動式パワーステアリング
装置に関する。

（従来の技術） 従来において、電動機により補助トルクを発生
する電動式パワーステアリング装置としては、例
えば実開昭60−25853号公報に示されたものがあ
る。この種の電動式パワーステアリング装置は、
ケースに軸方向変位可能に支持された軸状部材
（ラツク軸）の一端側にラツク部を形成し、この
ラツク部には継手等を介してステアリングシヤフ
トに連結されるピニオン部が噛合し、軸状部材の
一端側がピニオン部及びラツク部により支持され
ており、この軸状部材を介してステアリングホイ
ールの回転を軸方向の変位として操舵輪に伝達す
る構造である。

また、軸状部材の他端側にはボールねじを設け
ており、このボールねじは螺旋溝を外周に形成し
た軸状部材と、該軸状部材の外周に環装され内周
面に螺旋溝を有するナツト部材と、双方の螺旋溝
間に介装されるボールとからなり、軸状部材の他
端側がボールねじにより支持されている。このボ
ールのねじのナツト部材外周面には減速ギヤが一
体に設けられており、この減速ギヤにはピニオン
ギヤ、クラツチを介してケースに固定した補助ト
ルク発生用の電動機が連結されている。そして、
電動機の回転トルクが、減速ギヤにおいてトルク
倍力されボールねじにおいて軸状部材の軸方向変
位に変換して伝達される構成であり、摩擦損失が
小さく高伝達効率で、滑らかな作動が期待されて
いる。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、上記従来の電動式パワーステアリン
グ装置においては、軸状部材を支持するボールね
じが軸状部材に直接的に設けられていたので、ス
テアリングホイールが操舵されて軸状部材が中立
の位置から軸方向に変位すると、操舵輪からナツ
クルアームやタイロツド等を介し軸状部材に軸方
向の荷重や剪断方向（半径方向）の荷重が伝達さ
れ、剪断方向の荷重により軸状部材が曲げモーメ
ントを受け、ボールねじに悪影響を及ぼす。

一般的に、ボールねじは剪断方向の荷重に対し
ては許容能力が極めて低くなる精度で形成されて
いるため、軸状部材に曲げモーメントが作用して
軸状部材が変形して撓むとボールねじのナツト部
材の螺旋溝のピツチが変化する。加えて、軸状部
材の一端がボールねじ機構に、他端がラツクとピ
ニオンとの噛み合いにより支持されているため
に、ラツクとピニオンとの精度不良により軸状部
材がピニオンの回転に応じて半径方向に振動す
る。そして、これらに伴つて螺旋溝間に介装され
たボールに不要な荷重が加わりボールが円滑に回
転できないことになり、その結果電動機の回転ト
ルクの伝達効率が低下しまた耐久性を著しく低下
させ、操舵フイーリングを低下せしめる要因の一
つとなつていた。

さらに、前述の如く上記従来構造ではボールね
じ機構を軸状部材側に形成しているので軸状部材
をボールねじ機構の一要素となる形状、詳しくは
螺旋溝を刻設した形状としなければならず、パワ
ーステアリング装置に係る機構の取り外しが面倒
でメンテナンス性に欠け、既存のマニユアルステ
アリングの軸状部材との互換性がなく、コスト的
に問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本考案の電動式パワーステアリング装置では、
ステアリングホイールの回転を軸方向の変位とし
て変換して伝達する軸状部材がハウジングに軸方
向移動可能に支持されており、前記軸状部材への
補助トルクを発生する電動機が前記ハウジングに
取り付けられ、回転軸と動力伝達可能に連結され
ている。回転軸は軸状部材と平行かつ離隔してハ
ウジングに支持され、該回転軸の外周には内周面
に螺旋溝を刻設したナツト部材を環装し、前記回
転軸とナツト部材との螺旋溝間にボールを介装し
て、該回転軸とナツト部材とボールとでボールね
じを構成すると共に、軸状部材に接続アームを取
付け、この接続アームの先端を前記ナツト部材に
ピンを介して連結する。

（作用） 前記電動機が回転し、回転軸にボールを介して
螺合したナツト部材が螺進すると、その変位が補
助トルクとして前記軸状部材に伝達される。この
場合、軸状部材に曲げモーメントが作用する。軸
状部材が撓むと接続アームも傾くが、接続アーム
はナツト部材に対してピンの箇所で僅かに回転す
る。即ち、軸状部材が撓んでもその影響がナツト
部材に及ばないので、ボールねじに不要な荷重が
加わることを防止し、該ボールねじの高伝達効率
を維持する。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

添付図面は本考案の一実施例による電動式パワ
ーステアリング装置の要部截断正面図である。こ
れによれば、ステアリングホイール（図示せず）
に連なるステアリングシヤフト１の下端にはピニ
オン１ａを形成しており、前記ステアリングシヤ
フト１に略直交する軸状部材２の対応する部分に
は前記ピニオン１ａと噛合するラツクが形成して
あり、ステアリングシヤフト１の回転により軸状
部材２が図中左右方向に進退する如くしてある。
尚、図中では前記ラツクは軸状部材２の裏面側に
形成してあるので図示を省略している。

前記軸状部材２の一端は周面に弾性部材３を捲
装してあり、軸状部材２の全体はハウジング４に
軸方向変位可能に支持されている。また、該ハウ
ジング４の途中からは取付アーム５を立設してあ
り、その先端で補助トルク発生用の電動機６の後
端部をピン５ｐを介して枢支しており、通常状態
で前記軸状部材２と電動機６の回転軸７とは略々
平行な位置関係にある。

前記回転軸７の外周面には螺旋溝７ａを刻設し
ており、該回転軸７の外周には内周面に螺旋溝８
ａを刻設した非回動のナツト部材８を環装し、前
記回転軸７とナツト部材８との螺旋溝７ａ，８ａ
間にボール９を介装し、該回転軸７とナツト部材
８とボール９とでボールねじ１０を構成すると共
に、該ボールねじ１０のナツト部材８に接続アー
ム１１の一端をピン１１ｐを介して枢着し、該接
続アーム１１の他端１１ａをリング状として前記
軸状部材２の弾性部材３に嵌着し、通常、接続ア
ーム１１が軸状部材２に対して略々直交する如く
連結して前記回転軸７の回転に伴うナツト部材８
の螺進動を軸状部材２に伝達するようにしてい
る。

また、前記ハウジング４の端部と弾性部材３の
端部との間、及び、前記電動機６の端部とナツト
部材８の端部との間はそれぞれベロー状のブーツ
１２，１３により覆われており、該ブーツ１３に
より前記ナツト部材８は回転軸７の軸方向に変位
可能な如く電動機６に支持されている。一方、前
記ナツト部材８の他端には、該ナツト部材８より
進出する回転軸７先端を覆うカバー１４を取り付
けて、これらの部分への塵埃の侵入を防止してい
る。

尚、上述の構造において、取付アーム５及び接
続アーム１１の枢支部分は実際には殆ど固着に近
い状態であり、前記電動機６及び接続アーム１１
は該取付アーム５及びナツト部材８に対してピン
５ｐ，１１ｐを中心に各々若干の回動を許容する
状態に連結されている。また、前記弾性部材３は
かなり硬質のものであり、その可撓性は低く設定
されている。なお、ピン５ｐ，１１ｐは狭義のピ
ンの他、ボルト、ナツト等の相対回転を可能にす
る枢支部材であればよい。

以上の如く構成される電動式パワーステアリン
グ装置においては、図示しないステアリングホイ
ールを操作するとステアリングシヤフト１が回転
し、例えば図面中のステアリングシヤフト１が平
面視右回り方向に回転すると、ラツク（図示せ
ず）及びピニオン１ａの噛合により軸状部材２が
図中左方向に変位する。一方、前記ステアリング
ホイール乃至ステアリングシヤフト１の回転速度
及び回転トルクに関する情報が図示しない制御装
置に送られて解析され、これに基づいて電動機６
の回転軸７が図中Ｘ矢視で右回り方向に回転し、
ボールねじ１０部の螺合によつてナツト部材８が
図中左方向に螺進し、該螺進による変化が接続ア
ーム１１を介して軸状部材２に補助トルクとして
伝達される。

この場合、ステアリングシヤフト１の回転によ
り軸状部材２が変位すると該軸状部材２に軸方向
（この場合は左方向）の荷重が加わり、これに伴
つて軸状部材２に曲げモーメントが生じ、該曲げ
モーメントにより軸状部材２と回転軸７との位置
関係が平行状態から、幾らか角度（ギヤツプ）を
持つた状態となる。

ここで生じたギヤツプは前記取付アーム５と接
続アーム１１との枢支部分で吸収、相殺され、あ
るいは、接続アーム１１のリング状端部１１ａを
嵌着する軸状部材２の弾性部材３の可撓性により
吸収、相殺されて、ボールねじ１０のボール９部
に不要な荷重が加わるのを防止する。

（考案の効果） 上述の如く本考案によれば、電動機の補助トル
クが伝達される回転軸の軸まわりにボールねじ部
を形成し、一方、操舵輪へ回転を伝達する為の軸
状部材に接続アームを取付け、この接続アームの
先端をボールねじ部のナツト部材にピンを介して
連結したので、軸状部材に曲げモーメントが作用
し、軸状部材が撓み、接続アームが傾いても、接
続アームはナツト部材に対してピンの箇所で僅か
に回転する。即ち、軸状部材が撓んでもその影響
がナツト部材に及ばないので、ボールねじに不要
な荷重が加わることはない。従つて、電動機の回
転トルクの伝達効率を高く維持できる。又、ボー
ルねじ部を構成するナツト部材とネジ部材（回転
軸）のうち、小径のネジ部材の方を回転するよう
にしたので、慣性モーメントを小さくできて操舵
フイーリングを良好にすることができると共に、
パワーステアリング装置に係る機構の取り外しを
容易ならしめてメンテナンス性を高くし、既存の
マニユアルステアリング車との互換性を高めてマ
ニユアルステアリング車のパワーステアリング化
を容易ならしめ、コストを低くすることができ
る。さらに回転軸は前述のように曲げモーメント
が発生しないので軸径を小さくでき、ボールねじ
機構のリード角を大きくとれるので電動機の回転
トルクの伝達効率を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例による電動式パワース
テアリング装置の要部截断正面図である。 尚、図中２は軸状部材、４はハウジング、６は
電動機、７は回転軸、８はナツト部材、７ａ，８
ａは螺旋溝、９はボール、１０はボールねじ、１
１は接続アーム、１１ｐはピンである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ハウジングに軸方向変位可能に支持された軸状
   部材を介してステアリングホイールの回転を操舵
   輪に伝達するステアリング系と、該ステアリング
   系への補助トルクを発生する電動機とを備えた電
   動式パワーステアリング装置において、 前記電動機からの補助トルクが伝達される回転
   軸を前記軸状部材と平行かつ離間して配設し、こ
   の回転軸の外周面に螺旋溝を刻設し、該回転軸の
   外周には内周面に螺旋溝を刻設したナツト部材を
   環装し、前記回転軸とナツト部材との螺旋溝間に
   ボールを介装して、該回転軸とナツト部材とボー
   ルとでボールねじを構成すると共に、 前記軸状部材に接続アームを取付け、この接続
   アームの先端を前記ナツト部材にピンを介して連
   結し、前記軸状部材が撓んだ際に前記軸状部材と
   共に傾いた前記接続アームが前記ピンの箇所で前
   記ナツト部材に対して回転可能なように構成した
   ことを特徴とする電動式パワーステアリング装
   置。