JPH0547735Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、製造が容易で信頼性の高い電動式の
動力かじ取装置に関する。

＜従来の技術＞ 車両の走行条件に応じたきめ細かな制御が可能
である電動式の動力かじ取装置は、一般に普及し
ている油圧式動力かじ取装置に代わるものとして
実用化が検討されている。

かかる電動式動力かじ取装置の一例を表す第５
図に示すように、上端部がスプライン１０１を介
して図示しないかじ取ハンドル軸に結合される筒
状の入力軸１０２の下部には、ピニオンケース１
０３に対して回転自在に支持されたかじ取歯車軸
１０４の筒状をなす上部筒部１０５が相対回転可
能に嵌合されている。この上部筒部１０５の下端
部と前記入力軸１０２の上端部とには、それぞれ
連結ピン１０６を介してねじり棒ばね１０７の上
下両端部が連結されており、当該上部筒部１０５
に対して一体的に嵌着された従動歯車１０８に
は、図示しない電動機に接続する減速歯車１０９
が噛み合つている。

第５図及びその−矢視断面形状を表す第６
図に示すように、入力軸１０２に対して回転自在
且つ上下（第５図中、上下）に摺動自在に嵌合さ
れた環状のスライダ１１０の内周面には、入力軸
１０２に形成された螺旋状のねじれ溝孔１１１に
対して摺動可能に緊密に保持された鋼球１１２が
転動可能に当接する環状のＶ溝１１３が形成され
ており、同様に上部筒部１０５の上端外周面にも
これら鋼球１１２が転動可能に当接する直線状の
Ｖ溝１１４が入力軸１０２の長手方向と平行に刻
設されている。つまり、鋼球１１２はそれぞれＶ
溝１１３，１１４に挟まれた状態でねじれ溝鋼１
１１内に保持され、入力軸１０２と上部筒部１０
５との間に相対回転が発生すると、Ｖ溝１１４に
より鋼球１１２がねじれ溝鋼１１１に沿つて第５
図中、上下方向に変位する結果、スライダ１１０
が入力軸１０２に対して上下に摺動する。

このスライダ１１０の外周面には、入力軸１０
２と直角な摺動軸１１５を介して摺動自在にハウ
ジング１１６に枢支された検出レバー１１７の一
端と摺動自在に緊密に係合する環状溝１１８が形
成されており、前記検出レバー１１７の他端には
ハウジング１１６に取付けられて前記スライダ１
１０の変位量を検出するトルクセンサとしての変
位検出器１１９の検出子１２０が押付けられてい
る。この変位検出器１１９は、検出レバー１１７
によつて拡大されるスライダ１１０の変位量に基
づき、前述した電動機の作動電流を増減させるた
めのものである。

従つて、かじ取ハンドル軸を操作してかじ取歯
車軸１０４と入力軸１０２との間にねじり棒ばね
１０７のねじれを伴う相対回転が発生すると、ス
ライダ１１０が入力軸１０２に沿つて摺動し、こ
の摺動が検出レバー１１７を介して変位検出器１
１９によつて検出される。そして、この検出信号
に基づいて電動機が作動してかじ取歯車軸１０４
を駆動する結果、運転者は常にねじり棒ばね１０
７の一定ねじりトルク以下で操舵することが可能
となる。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 第５図及び第６図に示す実開昭60−137339号公
報等に開示された従来の電動式動力かじ取装置で
は、鋼球１１２とＶ溝１１３，１１４との嵌め合
いでスライダ１１０に変位を発生させるようにし
ており、これらが常に隙間なく当接している必要
がある。

しかし、一対のＶ溝１１３，１１４によつて鋼
球１１２を抱きかかえるような構造では、一般に
Ｖ溝１１３，１１４の位置精度が非常に微妙なも
のとなり、これらをがた付きなく組付けるために
は、Ｖ溝１１３，１１４のうちの少なくとも一方
の位置調整手段を設けない限り、実際上は不可能
に近い。つまり、Ｖ溝１１３，１１４の深さが浅
すぎると鋼球１１２の円滑な転動が困難となり、
運転者に大きな操舵力を要求する結果となる。逆
に、Ｖ溝１１３，１１４の深さが深すぎると鋼球
１１２とＶ溝１１３，１１４との間に隙間が形成
されてスライダ１１０に遊びが発生し、運転者に
大きな操舵力を要求するばかりか、ねじり棒ばね
１０７が破損してしまう虞もある。

このように、従来のものでは上部筒部１０５の
外径寸法と入力軸１０２の内径寸法との他に入力
軸１０２とスライダ１１０との嵌め合い隙間の関
係もあり、実質的にスライダ１１０に比較的大き
な遊びが発生することを避けられず、トルクの検
出精度が悪くて信頼性に乏しいものであつた。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案による電動式動力かじ取装置は、かじ取
歯車軸の一端側をアンギユラ軸受を介して回転自
在に支持するハウジングと、前記かじ取歯車軸の
他端側をアンギユラ軸受を介して回転自在に支持
するピニオンケースと、このピニオンケースと前
記ハウジングとにそれぞれ形成されて二つの前記
アンギユラ軸受を同軸に位置決めし得る嵌合部及
び座部と、前記かじ取歯車軸の他端部にねじ込ま
れて前記アンギユラ軸受に対する予圧を調整し得
る予圧調整ナツトと、一端部にかじ取ハンドル軸
が連結されると共に他端部に前記かじ取歯車軸の
一端側が同軸状態で回転自在に嵌合される筒状の
入力軸と、この入力軸の中央部に同軸状態で設け
られ且つ一端部が当該入力軸に固定されると共に
他端部が前記かじ取歯車軸に固定されるねじり棒
ばねと、前記入力軸を囲むように前記かじ取歯車
軸と同軸一体に設けられた従動歯車と、この従動
歯車の筒部に相対回転可能且つこの筒部の長手方
向に沿つて摺動自在に嵌合された筒状のスライダ
と、このスライダの内周面に一体に突設され且つ
前記従動歯車の筒部に形成された螺旋状のねじれ
溝孔を摺動自在に貫通すると共に先端部が前記入
力軸の外周面に形成された係合溝に緊密に係止す
る駆動ピンと、前記スライダに連結され且つ前記
かじ取歯車軸に対する前記かじ取ハンドル軸の相
対回転により前記ねじれ溝孔に沿つて移動する前
記駆動ピンと一体の当該スライダの長手方向移動
を検知するトルクセンサと、前記従動歯車に接続
して前記かじ取歯車軸に駆動力を伝達し得る駆動
歯車を有すると共に前記トルクセンサからの検出
信号に基づいて作動する電動機とを具えたもので
ある。

＜作用＞ かじ取ハンドル軸を操作してかじ取歯車軸に対
するねじり棒ばねのねじれを伴つた入力軸の相対
回転を起こさせると、入力軸の係合溝に係止する
駆動ピンを介してスライダがこの入力軸と一体的
に回転する。この時、駆動ピンは従動歯車の筒部
に形成されたねじれ溝孔に沿つてスライダと共に
入力軸の軸心と平行な方向にも摺動するため、入
力軸とかじ取歯車軸との相対回転量に対応したス
ライダの摺動量がトルクセンサによつて検出さ
れ、この検出信号に基づいて電動機が作動する。
そして、電動機の駆動歯車と噛み合う従動歯車と
一体のかじ取歯車軸が駆動回転され、運転者の操
舵力は常に入力軸とかじ取歯車軸との一定以下の
相対回転を許容する程度に留まる。

なお、スライダの摺動に伴つて駆動ピンの先端
部は入力軸の係合溝に沿つて入力軸の軸心と平行
な方向に摺動する。又、ピニオンケースを分解し
たり新たなものと交換した場合には、ハウジング
及びピニオンケースの座部がこれらに装着される
二つのアンギユラ軸受の軸心を平行に保ち、これ
らの嵌合部が二つのアンギユラ軸受の軸心を同軸
に保つ。そして、予圧調整ナツトのねじ込み量を
調整することでかじ取歯車軸のスラスト方向がた
付きが解消される。

＜実施例＞ 本考案による電動式動力かじ取装置の一実施例
の内部構造を表す第１図に示すように、上端部が
上カバー１１から突出するように軸受１２を介し
てこの上カバー１１に回転自在に支持された筒状
の入力軸１３の下端部には、この入力軸１３と同
軸をなすかじ取歯車軸１４の上端部が軸受メタル
１５を介して相対回転可能に嵌合されている。こ
のかじ取歯車軸１４の上部はアンギユラ軸受１６
を介してハウジング１７に対し回転自在に支持さ
れ、当該かじ取歯車軸１４の下部はピニオンケー
ス１８に対しアンギユラ軸受１９を介して回転自
在に支持されている。前記上カバー１１は固定ボ
ルト２０によつてハウジング１７と一体に連結さ
れると共に貫通ボルト２１によつてノツクスリー
ブ２１ａを介しこれら上カバー１１とハウジング
１７とピニオンケース１８とが正確に位置決め状
態で一体化されている。

なお、一対のアンギユラ軸受１６，１９の同心
度は、ハウジング１７及びピニオンケース１８に
形成された嵌合部２２と座部２３とによつて所定
の公差内に収まるようにしており、これらアンギ
ユラ軸受１６，１９に対する予圧は、かじ取歯車
軸１４の下端部にロツクナツト２４と共にねじ込
まれる予圧調整ナツト２５の操作によつて変更可
能となつている。

上端部がスプライン２６を介してかじ取ハンド
ル軸２７に結合される入力軸１３の中央部には、
上端部がピン２８を介してこの入力軸１３と同軸
に連結されるねじり棒ばね２９が配置されてお
り、このねじり棒ばね２９の下端部はスプライン
３０を介してかじ取歯車軸１４の上部に結合され
ている。そして、入力軸１３の下部を囲むように
筒部３１ａがかじ取歯車軸１４の上端部に一体的
に嵌着された従動歯車３１には、上カバー１１に
取付ボルト３２を介して固定された電動機３３の
スピンドル３３ａに電磁クラツチ３４を介して接
続する駆動歯車３５が一対の減速歯車３６，３７
を介して噛み合つており、これら駆動歯車３５及
び減速歯車３６，３７は上カバー１１及びハウジ
ング１７に対し回転自在に支持されている。

一方、かじ取歯車軸１４のかじ取歯車３８に
は、タイロツド３９に連結されるラツク４０が噛
み合つており、このタイロツド３９には図示しな
い操舵輪に接続するかじ取受腕が連結される。な
お、本実施例ではラツクアンドピニオン型式のか
じ取りリンク機構を採用したが、ドラツグリンク
型式等の他の周知の構造を採用することも当然可
能である。

従つて、電動機３３の作動によりスピンドル３
３ａが回転すると同時に電磁クラツチ３４が通電
状態となり、スピンドルの回転力は駆動歯車３５
から減速歯車３６，３７を介して従動歯車３１と
一体のかじ取歯車軸１４に伝えられ、このかじ取
歯車軸１４のかじ取歯車３８からラツク４０を介
してタイロツド３９及び図示しないかじ取受腕に
より図示しない操舵輪の旋回運動に変換される。

前記従動歯車３１の筒部３１ａには、軸受メタ
ル４１を介して筒状をなすスライダ４２が回転自
在且つ筒部３１ａの長手方向に沿つて摺動自在に
嵌合されており、かじ取歯車軸１４と同軸状をな
すこのスライダ４２の上部には、従動歯車３１の
外観を表す第２図に示すように、筒部３１ａに形
成された螺旋状のねじれ溝孔３１ｂを摺動自在に
貫通して前記入力軸１３の下端部外周に刻設され
た係合溝１３ａに先端部が緊密に係合する駆動ピ
ン４３が一体的に突設されている。スライダ４２
の径方向内側に突出するこの駆動ピン４３は、前
記ねじれ溝孔３１ｂに対して緊密に係合してお
り、入力軸１３の長手方向に形成された係合溝１
３ａに沿つて摺動自在となつている。

従つて、入力軸１３とかじ取歯車軸１４との間
にねじり棒ばね２９のねじれを伴つた相対回転が
発生すると、入力軸１３の係合溝１３ａに係止す
る駆動ピン４３を介してスライダ４２も入力軸１
３と共に回転するが、従動歯車３１とスライダ４
２との相対回転により筒部３１ａに形成されたね
じれ溝孔３１ｂに沿つて駆動ピン４３が変位する
結果、スライダ４２は筒部３１ａの周面を螺旋状
に旋回することとなる。

第１図及びその−矢視断面構造を表す第３
図に示すように、スライダ４２の外周面の下部に
は入力軸１３の軸心と直角な揺動軸４４を介して
ハウジング１７に揺動自在に枢支された検出レバ
ー４５の一端と摺動自在に係合する環状溝４２ａ
が形成されており、前記検出レバー４５の他端は
入力軸１３と平行な方向に摺動自在にハウジング
１７に組付けられたスプール４６の環状溝４６ａ
に緊密に係合している。そして、このスプール４
６の下端には前記スライダ４２の回転に伴う上下
方向（第１図中、上下方向）変位を検出するトル
クセンサとしての変位検出器４７がピン４８を介
して連結されている。

なお、本実施例では駆動ピン４３とねじれ溝孔
３１ｂとの隙間のがた付きや、検出レバー４５と
環状溝４２ａ，４６ａとの隙間のがた付きによる
変位検出器４７の検出精度の低下を阻止するた
め、遊び除去用の圧縮コイルばね４９を従動歯車
３１とスライダ４２との間に介装しており、スラ
イダ４２の変位が検出レバー４５によつて拡大さ
れ、ハウジング１７に取付けられた変位検出器４
７によつてスプール４６を介し伝えられるように
なつている。

前記電動機３３はこの変位検出器４７からの検
出信号に基づいて電磁クラツチ３４と共に作動す
るようになつており、基本的には入力軸１３とか
じ取歯車軸１４との相対回転量が大きいほど、即
ちスライダ４２の上下方向変位量が大きいほど大
電流が流れて大きな駆動トルクをかじ取歯車軸１
４に伝達する。つまり、変位検出器４７がスライ
ダ４２の変位を検出しない中立位置にある時、電
磁クラツチ３４が非通電状態となつて駆動歯車３
５とスピンドル３３ａとの連結を断つと共にスピ
ンドル３３ａの回転が止められている。そして、
前記中立位置からスライダ４２の上昇を検出した
場合にスピンドル３３ａを正転させ、逆にスライ
ダ４２の下降を検出した場合にはスピンドル３３
ａを逆転させ、通電された電磁クラツチ３４を介
して駆動歯車３５にスピンドルａの正逆回転を伝
達するようになつている。

本実施例では検出レバー４５を介してスライダ
４２の上下方向変位を拡大し、これを変位検出器
４７に伝えるようにしたが、要するにスライダ４
２の上下方向変位量を高精度に検出できる機構で
ありさえすれば良く、他の構造を採用することも
当然可能である。又、本実施例では電動機３３が
何らかの理由で作動不能になつた場合でも、入力
軸１３からの回転をかじ取歯車軸１４に伝達でき
るよう、入力軸１３の下端部とかじ取歯車軸１４
の上端部とにこれらの相対回転量を一定角度（例
えば10度程度）以下に拘束する相対回転拘束部５
０を形成しており、通常はこれらが当接する前に
電動機３３が作動して入力軸１３とかじ取歯車軸
１４との相対回転量が上記一定角度未満に抑えら
れる。

なお、スプール４６の外観を表す第４図に示す
ように、スプール４６の外周面の長手方向中央部
及び上部には相互に直交する一対の切欠４６ｂ，
４６ｃが形成されており、一方の平面状をなす切
欠４６ｂと近接状態で対向するようにハウジング
１７に装着される回り止め用キヤツプ５１によつ
て、スプール４６の回転が拘束されるようになつ
ている。スプール４６の長手方向に沿つて延びる
他方の切欠４６ｃは、スプール４６をハウジング
１７内に装着する際に検出レバー４５との干渉を
避けるため、切欠４６ｃと検出レバー４５の他端
とが対向するようにスプール４６の向きを調整し
てハウジング１７内に差し込んだ後、これを90度
回動して第１図及び第３図に示す如く環状溝４６
ａに検出レバー４５の他端が嵌合した状態にす
る。

＜考案の効果＞ 本考案の電動式動力かじ取装置によると、加工
精度や組立等の点でがた付きの発生し易い鋼球と
Ｖ溝との組合せによる伝達機構を採用せず、スラ
イダの内周面からねじれ溝孔を貫通する駆動ピン
を突設し、この駆動ピンの先端部が摺動自在に係
合する係合溝を設けたので、係合溝の幅寸法を駆
動ピンの幅に対応して設定するだけでこれらのが
た付きを無くすことが可能である。この結果、部
品の寸法管理や組立精度を従来のように厳しくす
る必要がなくなる上、トルクの検出精度が高まつ
て信頼性の高い装置を得られる。

又、ピニオンケースを交換した場合でもピニオ
ンケースとハウジングとに二つのアンギユラ軸受
の同心度を保つ嵌合部と座部とを形成している
上、予圧調整ナツトによつてかじ取歯車軸のスラ
スト方向がた付きをも防止しており、スライダを
誤動作させる要因がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電動式動力かじ取装置の
一実施例の内部構造を表す断面図、第２図はその
従動歯車の外観を表す斜視図、第３図は第１図中
の−矢視断面図、第４図はそのスプールの外
観を表す斜視図、第５図は従来の電動式動力かじ
取装置の一例の構造を表す断面図、第６図はその
−矢視断面図である。 又、図中の符号で１１は上カバー、１３は入力
軸、１３ａは係合溝、１４はかじ取歯車軸、１
６，１９はアンギユラ軸受、１７はハウジング、
１８はピニオンケース、２２は嵌合部、２３は座
部、２５は予圧調整ナツト、２６，３０はスプラ
イン、２７はかじ取ハンドル軸、２８，４８はピ
ン、２９はねじり棒ばね、３１は従動歯車、３１
ａは筒部、３３は電動機、３４は電磁クラツチ、
３５は駆動歯車、３６，３７は減速歯車、３８は
かじ取歯車、３９はタイロツド、４０はラツク、
４２はスライダ、４２ａ，４６ａは環状溝、４３
は駆動ピン、４４は揺動軸、４５は検出レバー、
４６はスプール、４６ｂ，４６ｃは切欠、４７は
変位検出器、４９は圧縮コイルばね、５０は相対
回転拘束部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. かじ取歯車軸の一端側をアンギユラ軸受を介し
   て回転自在に支持するハウジングと、前記かじ取
   歯車軸の他端側をアンギユラ軸受を介して回転自
   在に支持するピニオンケースと、このピニオンケ
   ースと前記ハウジングとにそれぞれ形成されて二
   つの前記アンギユラ軸受を同軸に位置決めし得る
   嵌合部及び座部と、前記かじ取歯車軸の他端部に
   ねじ込まれて前記アンギユラ軸受に対する予圧を
   調整し得る予圧調整ナツトと、一端部にかじ取ハ
   ンドル軸が連結されると共に他端部に前記かじ取
   歯車軸の一端側が同軸状態で回転自在に嵌合され
   る筒状の入力軸と、この入力軸の中央部に同軸状
   態で設けられ且つ一端部が当該入力軸に固定され
   ると共に他端部が前記かじ取歯車軸に固定される
   ねじり棒ばねと、前記入力軸を囲むように前記か
   じ取歯車軸と同軸一体に設けられた従動歯車と、
   この従動歯車の筒部に相対回転可能且つこの筒部
   の長手方向に沿つて摺動自在に嵌合された筒状の
   スライダと、このスライダの内周面に一体に突設
   され且つ前記従動歯車の筒部に形成された螺旋状
   のねじれ溝孔を摺動自在に貫通すると共に先端部
   が前記入力軸の外周面に形成された係合溝に緊密
   に係止する駆動ピンと、前記スライダに連結され
   且つ前記かじ取歯車軸に対する前記かじ取ハンド
   ル軸の相対回転により前記ねじれ溝孔に沿つて移
   動する前記駆動ピンと一体の当該スライダの長手
   方向移動を検知するトルクセンサと、前記従動歯
   車に接続して前記かじ取歯車軸に駆動力を伝達し
   得る駆動歯車を有すると共に前記トルクセンサか
   らの検出信号に基づいて作動する電動機とを具え
   た電動式動力かじ取装置。