JPH0562112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両のハンドル操舵力を軽減するため
に、動力源として電気モータを用いる電気式動力
舵取装置に関するものである。特に、ハンドルホ
イールに連結するピニオン軸の回転力を前記動力
源で補助するいわゆるラツクアンドピニオン形電
気式動力舵取装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ピニオン軸の回転力を電気モータで補助する形
式の電気式動力舵取装置は古くから米国特許第
2754465号明細書で知られている。しかしながら、
このものはハンドル軸にコイルを巻いたロータと
ケーシングにコイルを固設したステータとを備え
た同軸形の電気モータであるため、一般にハンド
ルを回転させるような低速でハンドル軸に高トル
クを生ぜしめるものとなるため大形で特殊な電気
モータになる欠点がある。そこで、電気モータを
ハンドル軸とは切り離し、電気モータの回転をギ
ヤを用いて減速し、高トルクでハンドル軸に駆動
力を伝達する方式が例えば、特公昭43−3729号明
細書で開示されているが、このものにあつてもバ
ツクラツシユによるギヤ騒音や減速装置自体が大
形となる欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、前記従来の欠点を解決したも
ので、ギヤボツクス内にトラクシヨン伝動を応用
した減速機を内蔵し、小形の減速機でありなが
ら、高トルクを電気モータよりラツク軸に伝達し
得るようにしたラツクアンドピニオン形電気式動
力舵取装置を、提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明は、ピニオンギヤを
有するピニオン軸と、ギヤボツクス内で前記ピニ
オンギヤに噛み合うラツクギヤを有するラツク軸
とを備え、前記ピニオン軸の回転を電気モータの
駆動力により補助するラツクアンドピニオン形電
気式動力舵取装置において、前記ラツク軸と前記
モータとの間に配設されるトラツシヨン伝動によ
る減速機構と、前記減速機構に作用する予圧手段
と、前記減速機構と前記ギヤボツクスとの間に配
設されるローデングカム機構とを備えることを特
徴とするラツクアンドピニオン形電気式動力舵取
装置である。

〔作 用〕

本発明の動力舵取装置は、ハンドホイールから
のピニオン軸の回転力をピニオンギヤに噛み合う
ラツクギヤに伝達し、ラツク軸を移動させ、ラツ
ク軸に連結する車輪の方向を変換するもので、ハ
ンドル軸のトルク増大に伴い、舵取操作トルク検
出器がトルクを検出し、この検出信号にもとづい
て、電気的なコントローラを介して、トルクに応
じた駆動力を電気モータに発生させ、該駆動力が
ギヤボツクス内に収容されるトラクシヨン伝動に
よる前記減速機構により減速されてピニオン軸に
伝達され、ハンドル軸の回転力の補助が行われ
る。そして、前記予圧手段により前記減速機構の
内部を予圧状態に保ち、かつ、前記ローデングカ
ム機構により、前記減速機構の内部の回動をロツ
クし、更に、電気モータの出力に応じて内部の予
圧状態を変化させて、電気モータの駆動力がラツ
ク軸へと確実に伝達される。

〔実施例〕

次に図に示す本発明の実施例について説明す
る。

本発明の動力舵取装置は、図示しないハンドル
軸に連結されるピニオン軸１０と、ピニオン軸１
０に形成されるピニオンギヤ１２に噛み合うラツ
クギヤ６２２を備えるラツク軸６２０と、該ギヤ
１２、６２２を収容するギヤボツクス１００と、
ギヤボツクス１００に固設される電気モータ２０
０と、ピニオン軸１０と電気モータ２００との間
に配設されるトラツシヨン伝動による減速機構
と、前記減速機構に作用する予圧手段と、前記減
速機構とギヤボツクス１００との間に配設される
ローデイングカム機構とからなる。

ギヤボツクス１００の本体１０２は、ほぼ筒状
の形状をしていて、一方の開口端よりピニオン軸
１０が、他方の開口端より電気モータ２００のモ
ータプーリ２０２と入力軸プーリ２０４に掛けた
ベルト２０６により電気モータ２００の駆動力を
受けて回転する入力軸２０が挿入されている。

ギヤボツクスは１００は本体１０２と、本体１
０２の一方の開口端を覆うリアカバー１０４と、
他方の開口端を覆うフロントカバー１０６とから
なつている。

リアカバー１０４の内周にはダストシール２１
０が装着されていて、ダストシール２１０のリツ
プがピニオン軸１０の外径に接触している。同様
にリヤカバー１０６の内周にはダストシール２２
０が装着されていて、ダストシール２２０のリツ
プが入力軸２０の外径に接触している。この両ダ
ストシール２１０，２２０によりギヤボツクス１
００内が密封され、潤滑剤の漏えいあるいは外部
からの異物等の侵入を防止している。

ピニオン軸１０のほぼ長手方向中央の外周に軌
道溝１４が刻設されていて、軌道溝１４とギヤボ
ツクス本体１０２に遊嵌される外輪３０の内周に
形成される軌道溝３２との間に複数の玉３４が配
設され、これ等によつて玉軸受が構成されてギヤ
ボツクス本体１０２にピニオン軸１０が回転自在
に支承されている。

入力軸２０はフロントカバー１０６の内周に嵌
着するニードル軸受３６により回転自在にギヤボ
ツクス１００に支承されている。更に、入力軸２
０のギヤボツクス１００内の先端は軸径が拡大さ
れていて、その中心が中空部２２となつている。
この中空部２２内にピニオン軸１０の小径となつ
ている先端１６が補完する形に没入している。そ
して、中空軸２２の内径と先端１６との間にニー
ドル軸受３８が配設されていてピニオン軸１０を
中空軸２２内に回転自在に支承している。

ピニオン軸１０には先端１６とピニオンギヤ１
２との間の外径にほぼ断面Ｌ字状の出力リング４
０が嵌合していてキー４３で回り止めされてい
る。出力リング４０は一端内周に軌道曲面４２が
形成されている。

前記軌道曲面４２に対応した軌道曲面５２を備
えたアウターリング５０がギヤボツクス本体１０
２の内径に遊嵌されている。

入力軸２０の拡径された先端の外径には、前記
軌道曲面４２，５２に対応してゴチツクアーチ形
の２つの軌道曲面２４，２６が形成されている。

４つの軌道曲面２４，２６，４２，５２内に複
数の玉６０が挟持されている。そして、玉６０を
円周方向に等間隔に保持する保持器６２が前記曲
面２４，２６，４２，５２間に挿入されている。

第２図より詳細に理解できるように、各軌道曲
面２４，２６，４２，５２の曲率は玉６０の表面
の曲率よりも若干大きくなつていて、玉６０と軌
道曲面４２との接点MAは接触角α、玉６０と軌
道曲面５２との接点Ｂは接触角βの角度で接し、
角度αが角度βよりも大となつており、玉６０と
軌道曲面２４，２６との接点Ｃ，Ｄはともに接触
角γの角度で接している。従つて、αがβよりも
大となつていること及びアウターリング５０が後
述するローデングカム機構により非回転となつて
いることから、差動駆動の原理により入力軸２０
の回転が減速されて出力リング４０に伝達され
る。なお、接触角α，β，γの値は電気モータ２
００の出力や接点径の大小等により任意に選択す
るものである。よつて、本実施例の減速機構は入
力軸２０と、アウターリング５０と、出力リング
４０と、複数の玉６０と、保持器６２とからなつ
ていることになる。

前記トラクシヨン駆動による減速機構には各接
点が予圧状態でないと駆動力が伝達しない。そこ
で、本実施例は次に説明する予圧手段を備えてい
る。

すなわち、リアカバー１０４の内側端に段部１
１４が形成され、外輪３０の一端面に当接し、本
体１０４の内径に遊嵌されるばね受板１０８が配
設され、該ばね受板１０８の一端面に段部１１８
が形成され、段部１１４と段部１１８間に皿ばね
１２０が弾装されている。この皿ばね１２０の押
圧力により前記玉軸受を介してピニオン軸１０を
前記減速機構側に押圧することにより前記減速機
構内部を予圧状態にしている。

更に、本実施例ではアウターリング５０の回動
を防止し、かつ、アウターリング５０を軸方向に
変位させ、玉６０、出力リング４０及びピニオン
軸１０を介して、ばね受板１０８を軸方向に変位
させるためのローデイングカム機構を構成してい
る。

すなわち、第３図から理解できるように、リヤ
トカバー１０６の一端面及び該一端面に対応する
アウターリング５０の一端面にそれぞれカム面１
１６及びカム面５４が形成され、該両カム面１１
６，５４間に複数のローラ３００が配設されてい
る。ローラ３００は皿ばね１２０の押圧力でカム
面１１６，５４間に挟持され、かつ、保持器３０
２により円周方向に保持されている。

従つて、ピニオン軸１０の回転に伴い、ギヤボ
ツクス本体１０２に遊嵌されるアウターリング５
０は回転するが、前記ローリング機構によりわず
かな回転をしたところでアウターリング５０を軸
方向に変位させてロツクして停止する。

本実施例では、ハンドルと輪との間における操
舵抵抗に伴う操舵トルクを検知する一般的な舵取
操作トルク検出器（図示せず）とは別に、電気モ
ータ２００の出力トルクを検知するトルク検知機
構を備えて、出力トルク値をフイードバツクし、
より精密な制御が出来るようになつている。

すなわち、実施例では上記の変位を前記減速機
構、ピニオン軸１０、玉軸受３４，３０及びばね
受板１０８を介して、リアカバー１０４に固設さ
れるポテンシヨメータ４００の接触子４０２を作
動させる。ポテンシヨメータ４００の指示により
電気モータ２００の出力が制御される。すなわ
ち、前記ローデングカム機構とポテンシヨメータ
４００とでピニオン軸１０のトルクを検知し、電
気モータ２００の駆動力をベルト２０６、入力軸
２０を介し、前記減速機構で減速してピニオン軸
１０の回転を動力補助する。

第１図において、符号５１０，５２０，５４
０，５６０は入力軸２０をギヤボツクス１００に
対しスライド可能に支承する各々プレツシヤーパ
ツト、カバー、スプリング、ロツクナツトであ
る。又、符号５８０はフロントカバー１０６をギ
ヤボツクス本体１０２に固定するロツクナツトで
ある。

〔発明の効果〕

本発明は減速機構に歯車を用いていないので歯
車特有なバツクラツシユによる騒音がなく静か
で、かつ、減速機構をギヤボツクス内に内蔵し、
装置全体を小さくすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は第
１図のＡ部の拡大断面図、第３図は第１図におけ
る矢視Ｂからみたローデングカム機構の部分拡大
図である。 〔主要部分の符号の説明〕、１０……ピニオン
軸、１０４……リアカバー、２０……入力軸、１
０６……フロントカバー、３０，３２，３４……
玉軸受、１２０……皿ばね、４０……出力リン
グ、２００……電気モータ、５０……アウターリ
ング、３００……ローラ、６０……玉、４００…
…ポテンシヨメータ、１００……ギヤボツクス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピニオンギヤを有するピニオン軸と、ギヤボ
   ツクス内で前記ピニオンギヤに噛み合うラツクギ
   ヤを有するラツク軸とを備え、前記ピニオン軸の
   回転を電気モータの駆動力により補助するラツク
   アンドピニオン形電気式動力舵取装置において、
   前記ピニオン軸と前記モータとの間に配設される
   トラクシヨン伝動による減速機構と、前記減速機
   構に作用する予圧手段と、前記減速機構と前記ギ
   ヤボツクスとの間に配設されるローデングカム機
   構とを備えることを特徴とするラツクアンドピニ
   オン形電気式動力舵取装置。 ２ 前記減速機構がピニオン軸に固定される出力
   リングと、前記ギヤボツクスに遊嵌するアウター
   リングと、前記モータから駆動力を受けて回転す
   る入力軸と、前記出力リングと前記アウターリン
   グと前記入力軸との間に挟持される複数の玉とか
   らなる特許請求の範囲第１項記載のラツクアンド
   ピニオン形電気式動力舵取装置。 ３ 前記予圧手段は前記ギヤボツクスの本体に固
   定されるリアカバーと、前記ピニオン軸を前記ギ
   ヤボツクスに回転自在に支承する転がり軸受の外
   輪に一端面が当接し、前記ギヤボツクスに遊嵌す
   るばね受板と、該ばね受板と前記リアカバーの軸
   方向間に配設されるばねとからなり、前記転がり
   軸受を介して前記ピニオン軸を前記減速機構側に
   押圧することにより前記減速機構内部を予圧状態
   にする特許請求の範囲第２項記載のラツクアンド
   ピニオン形電気式動力舵取装置。 ４ 前記ローデングカム機構は前記ギヤボツクス
   の本体に固定されるフロントカバーと、前記アウ
   ターリングと、該フロントカバーと該アウターリ
   ングの軸方向間に配設される複数のローラとから
   なり、該ローラを挟持するガイド面がカム面に形
   成されている特許請求の範囲第２項記載のラツク
   アンドピニオン形電気式動力舵取装置。 ５ 前記減速機構は前記出力リングが一端内周に
   軌道曲面を有し、該軌道曲面に前記玉が接触角α
   をもつて接触し、前記出力リングが一端内周に軌
   道曲面を有し、該軌道曲面に前記玉が接触角βを
   もつて接し、入力軸の一端外周にゴチツクアーチ
   形の２つの軌道曲面を有し、該両軌道面に前記玉
   が接触角をもつて接し、接触角αが接触角βより
   も大であつて、前記入力軸の回転を減速して前記
   ピニオン軸に前記モータの駆動力を伝達するトラ
   クシヨン伝動による減速機構である特許請求の範
   囲第２項又は第３項記載のラツクアンドピニオン
   形電気式動力舵取装置。