JPH0820351A - 電動式動力舵取装置 - Google Patents

電動式動力舵取装置

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JPH0820351A
JPH0820351A JP15733694A JP15733694A JPH0820351A JP H0820351 A JPH0820351 A JP H0820351A JP 15733694 A JP15733694 A JP 15733694A JP 15733694 A JP15733694 A JP 15733694A JP H0820351 A JPH0820351 A JP H0820351A
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JP
Japan
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ball screw
ball
screw shaft
transmission member
power transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP15733694A
Other languages
English (en)
Inventor
Isamu Chikuma
勇 竹間
Hiroshi Eda
広 恵田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
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Publication of JPH0820351A publication Critical patent/JPH0820351A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 低コストで安定した駆動力の変換及び伝達を
行うことのできるボールねじ手段を含む電気式動力舵取
装置を提供する。 【構成】 電気式動力舵取装置は、ハウジング27と、
ラック・ピニオンギヤー手段を介してハンドルに連結さ
れ、軸方向への移動により車輪を転舵する動力伝達部材
30と、回転駆動力を発生させる電動モータと、らせん
状のボールねじみぞ32を形成して成るボールねじ軸3
5と、該ボールねじ軸のまわりに嵌合され内周面にボー
ルねじみぞを有するボールナット40と、該両ボールね
じみぞ間に介装された多数のボール46とを含むボール
ねじ手段50と、を含む。前記ボールねじ軸のボールね
じみぞのピッチ円直径は、ハンドルの中立位置に対応す
る中央範囲において通常の大きさよりも大きく、該中央
範囲から軸方向両側に離れるにつれて漸減して通常の大
きさとされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は手動操舵を電動モータの駆動力に
より手動操舵をボールねじ機構を用いて補助する電気式
動力舵取装置、特に電動モータにより回転されるボール
ナットと転舵装置を駆動するための動力伝達部材に形成
されたボールねじ軸との間のすきまを除去し、作動性を
向上させたものである。
【0002】
【従来技術及びその課題】電気式動力舵取装置におい
て、電動モータの回転駆動力を転舵装置に連続された動
力伝達部材の長手方向の移動に変換するのにボールねじ
機構を用いることがある。動力伝達部材の一部にらせん
状のボールねじみぞを形成し、その回りに嵌合したねじ
みぞ付きのボールナットをモータの出力軸に連結し、ボ
ールねじみぞとボールナットとの間に多数のボールを介
装する。電動モータによりボールナットが回転される
と、双方のねじみぞ間に介装されたボールによりボール
ナットの回転運動が動力伝達部材の直線運動に変換され
るのである。ボールねじ軸とボールナットとの間で円滑
に運動方向を変換して駆動力を伝達するためには、特に
ボールとボールねじ軸のボールねじみぞとの間のすきま
の大きさを微小に正しく管理する必要がある。そのため
の方法として、ボールねじ軸とボールナットとの間に予
圧をかけたり、ボールねじ軸のねじみぞの加工精度を向
上させることが行われている。
【0003】しかし、ボールねじ軸の全作動領域(ボー
ルナットが移動する軸方向の全長さ領域)にわたって予
圧をかけたり、すきまを微小にするためのみぞ加工を行
った場合には、平均みぞ直径(PCD)がボールねじ軸
の長さ方向においてある程度ばらつくことは避け得な
い。その結果、ボールねじ軸上の一部分において運動変
換作用が不良となったり、電動モータから動力伝達部材
に伝達される駆動トルクが変動し、運転者がハンドルを
通して感ずる操舵フィーリング上好ましくない。これを
防ぐためにはボールねじ軸のボールねじみぞの加工精度
を更に向上させることが必要となり、コストが上昇して
しまう。本発明は、上記従来技術における課題を解する
こと、即ち低コストで安定した駆動力の変換及び伝達を
行うことのできるボールねじ手段を含む電気式動力舵取
装置を提供することを目的としてなされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用】上記目的を達成す
るために、本発明では、ハウジング(27)と、該ハウ
ジング内に軸方向に移動可能に配置され、第1部分にお
いてラック・ピニオンギヤー手段(15)を介してハン
ドルに連結され、軸方向への移動により車輪を転舵する
動力伝達部材(30)と、前記動力伝達部材の第2部分
の回りに配置され、回転駆動力を発生させる電動モータ
(75)と、前記動力伝達部材の第3部分にらせん状の
ボールねじみぞ(32)を形成して成るボールねじ軸
(35)と、前記ハウジングに回転可能に保持され該ボ
ールねじ軸のまわりに嵌合され内周面にボールねじみぞ
を有するボールナット(40)と、該両ボールねじみぞ
間に介装された多数のボール(46)とを含むボールね
じ手段(50)とを含む電気式動力舵取装置において、
前記ボールねじ軸のボールねじみぞのピッチ円直径は、
ハンドルの中立位置に対応する中央範囲(B)において
通常の大きさよりも大きく、中央範囲から軸方向両側に
離れるにつれて漸減して通常の大きさとされていること
を特徴とする。しかして、クラッチが継で電動モータの
回転駆動力がボールナットに伝達されてボールナットが
回転すると、ボールねじ軸即ち動力伝達部材が軸方向に
移動する。その際、ボールナットがハンドルの中立位置
に対応するボールねじ軸上の中央範囲内で回転するとき
も、ボールとボールねじみぞとの間にすきまができてガ
タつくことはない。
【0005】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
詳説する。図1は、本発明に基づくボールねじ手段を備
えた電気式動力舵取装置を示しており、ハンドル軸12
にはハンドル10が固定されている。ハンドル軸12は
ユニバーサルジョイント14を介してピニオン軸16に
連結されている。ピニオン軸16はその先端にピニオン
ギア(不図示)を有し、該ピニオンギアは後述する舵取
装置の本体27内に移動可能に設けられた棒状の動力伝
達部材30(図2参照)に形成されたラック(不図示)
にかみ合っている。このラック・ピニオンギヤー手段1
5は公知の技術なのでこれ以上詳述しない。ハウジング
21、23及び25から成る舵取装置本体27内に動力
補助用の電動モータ75、ボールねじ手段50及びクラ
ッチ85が設けてあり、電動モータ75の回転出力はボ
ールねじ手段50を介して動力伝達部材30に伝達され
るが、これについては後述する。
【0006】ハンドル軸12にはハンドル10に加えら
れるトルクを検出するトルク検出器20が設けてあり、
その出力は制御回路22に接続されている。制御回路2
2には、さらに車速検出器24等が接続されている。制
御回路22は電動モータ75及びクラッチ85に接続さ
れており、ハンドル軸12に加えられるトルク及び/又
は車速等の情報に基づき電動モータ75及び/又はクラ
ッチ85を制御する。動力伝達部材30の両端にはボー
ルジョイント(図示せず)が取付けられ、ナックルアー
ム等を介して公知の方法で操向車輪に連結される。
【0007】次に、図2を参照してボールねじ手段及び
その周辺について詳細に説明する。動力伝達部材30上
のラックから離れた位置にはらせん状のボールねじみぞ
32が形成されてボールねじ軸35となっており、その
回りにボールナット40が嵌合されている。ボールねじ
軸35のピッチ円直径(PCD)(図3参照)はボール
ねじ手段50の作動範囲(ボールナット40の移動範
囲)全体にわたって均一とされるのではなく、図4に示
すように、ボールねじ手段50の作動範囲Aのうち直進
付近の中央範囲B(ハンドル10上で左方向及び右方向
に各々約90度回転相当範囲)ではPCD設定値Dxは
小径部EのPCDよりも径差δ(δ/2≧0.005mm)だ
け大きくされ、両者間は漸変部Cとなっている。なお、
小径部EのPCDが通常の大きさであり、23〜30mm
である。中央範囲Bは作動範囲Aの1/6〜1/3程度
である。
【0008】ボールナット40は内周面にらせん状のボ
ールねじみぞを有し、軸受42によってハウジング23
に対して回転可能に支持されている。ボールナット40
は2つのボール循環路44を備えており、ボールねじ軸
35、ボールナット40、ボール46等によってボール
ねじ手段50を構成している。なお、ボールねじ軸35
へのボールナット40の組立て時には、中央範囲BのP
CDを基準にして予圧設定又は微小すきま設定を行って
いる。ハウジング21の内周面には固定子(ステータ)
70が設けてある。動力伝達部材30の外側には円筒状
の回転軸72が軸受73により回転可能に支持されてお
り、回転軸72には固定子70に半径方向に向い合って
回転子74が固設されている。固定子70、回転子74
により電動モータ75が構成される。固定子70には電
磁コイル(不図示)が設けてあり、該電磁コイルに図1
の制御回路22から電力が供給される。
【0009】回転軸72の一端はハウジング23内に延
びており、この延長部に断面コ字形の筒状部材78が固
設され、該筒状部材の端部には摩擦ディスク82が一体
に形成されている。ハウジング23の一部には断面コ字
形の支持リング84が固設されており、その中に環状の
電磁コイル86が配設されている。電磁コイル86は制
御回路22(図1)に接続されている。
【0010】ボールナット40に固設されたフランジ部
材88には回転被伝達摩擦ディスク92が固設されてい
る。摩擦ディスク82、92及び電磁コイル86により
クラッチ85が構成される。この摩擦ディスク92は前
記摩擦ディスク82と対向しており、通常は摩擦ディス
ク82と非係合状態にある。一方、電磁コイル86が励
磁されると、摩擦被伝達ディスク92は電磁コイル86
側に吸引されて図2中右方向に移動し、その結果被伝達
部材92は摩擦ディスク82に摩擦係合する。こうして
電動モータ74の回転駆動力をボールナット40に伝達
可能となる。ハウジング27の両端はブーツ92で保護
されている。
【0011】次に上記実施例の作動を説明する。クラッ
チ85が断のときは電動モータ75の回転軸72とボー
ルナット40は分離している。この状態で、ハンドル1
0を操作するとその回転はラック・ピニオンギヤー手段
15によって、動力伝達部材30の軸方向の運動に変換
され、ボールジョイント、ナックルアーム(不図示)を
介して操向車輪の方向を決める。これに対して、クラッ
チ85が継のときは回転軸72とボールナット40は結
合される。この状態でハンドル10を操舵すると、動力
伝達部材30が外部から受ける負荷に応じたハンドルト
ルクがトルク検出器20により検出され、また車速検出
器24により車速が検出され、各々制御回路22に入力
される。これらの信号に基づいて所定の特性で電動モー
タ75の出力が制御され、この出力はボールねじ手段5
0を介して動力伝達部材30に伝達されてこれを軸方向
に移動させ、ハンドル10の操舵による手動操舵力を補
助(パワーアシスト)する。
【0012】ここで、ハンドル10の操舵頻度が高い中
立位置付近おいてボールねじ軸35のねじみぞ32のP
CDを大きくしてねじみぞ32とボールナット40のボ
ールねじみぞとの間の空間の大きさを通常よりも小さく
した。そのため、ハンドル10が繰返し操舵されてボー
ルナット40内をボールねじ軸35が往復動しても、双
方のボールねじみぞ間の空間の大きさが通常より大きく
なることはなく、長期間にわたって円滑な運動変換作用
が達成される。
【0013】なお、上述したのはあくまで本発明の一実
施例にすぎず、本発明はこれに限定することなくその趣
旨を損ねない範囲で変更、改良が可能である。例えば、
ボールねじ軸35の中央範囲Bと小径部Eとの径差δ
は、小径部Eの直径や、中央範囲Bの長さ等に応じて任
意に選定できる。
【0014】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、ボールねじ手段を利用した電気式動力舵取装置にお
いて、ハンドルの中立位置及びその付近に対応するボー
ルねじ軸の中央範囲の寸法精度を重視してボールとボー
ルねじ軸のボールねじみぞとのすきま管理を行えば良
く、中央範囲以外では寸法精度はそれ程高くなくて良
い。ボールねじ軸全体の長さのうち、高い寸法精度が要
求される中央範囲が占める割合は全体の数分の一程度に
すぎない。従って、寸法精度よりも加工性を優先して転
造等によりボールねじ軸を製造することも可能になり、
それによってボールねじ手段ひいては電動式動力舵取装
置の製造コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図2A】上記実施例の要部を拡大して示す左半分の断
面図である。
【図2B】図2B−1は、上記実施例の要部を拡大して
示す右半分の断面図であり、図2Aと図2B−1とは、
図2B−2の如き形態により接続されている。
【図3】図2におけるボールねじ軸のボールねじみぞの
詳細を示す説明図である。
【図4】図2におけるボールねじ軸のボールねじみぞの
詳細を示す説明図である。
【符号の説明】
10:ハンドル 15:ラック・ピニオンギヤー手段 27:ハウジング 30:動力伝達部材 32:ボールねじみぞ 35:ボールねじ軸 40:ボールナット 50:ボールねじ手段 75:電動モータ 85:クラッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジング(27)と、 該ハウジング内に軸方向に移動可能に配置され、第1部
    分においてラック・ピニオンギヤー手段(15)を介し
    てハンドルに連結され、軸方向への移動により車輪を転
    舵する動力伝達部材(30)と、 前記動力伝達部材の第2部分の回りに配置され、回転駆
    動力を発生させる電動モータ(75)と、 前記動力伝達部材の第3部分にらせん状のボールねじみ
    ぞ(32)を形成して成るボールねじ軸(35)と、前
    記ハウジングに回転可能に保持され該ボールねじ軸のま
    わりに嵌合され内周面にボールねじみぞを有するボール
    ナット(40)と、該両ボールねじみぞ間に介装された
    多数のボール(46)とを含むボールねじ手段(50)
    と、 前記ボールねじ軸のボールねじみぞのピッチ円直径は、
    ハンドルの中立位置に対応する中央範囲(B)において
    通常の大きさよりも大きく、該中央範囲から軸方向両側
    に離れるにつれて漸減して通常の大きさとされているこ
    とを特徴とする、電気式動力舵取装置。
JP15733694A 1994-03-17 1994-07-08 電動式動力舵取装置 Withdrawn JPH0820351A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15733694A JPH0820351A (ja) 1994-07-08 1994-07-08 電動式動力舵取装置
US08/401,894 US5685390A (en) 1994-03-17 1995-03-10 Electrically-operated power steering apparatus
EP95301651A EP0673827A1 (en) 1994-03-17 1995-03-14 Electrically-operated power steering apparatus

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15733694A JPH0820351A (ja) 1994-07-08 1994-07-08 電動式動力舵取装置

Publications (1)

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JPH0820351A true JPH0820351A (ja) 1996-01-23

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ID=15647470

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JP15733694A Withdrawn JPH0820351A (ja) 1994-03-17 1994-07-08 電動式動力舵取装置

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JP (1) JPH0820351A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038072A1 (fr) * 1997-02-28 1998-09-03 Koyo Seiko Co., Ltd. Dispositif de direction assistee

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038072A1 (fr) * 1997-02-28 1998-09-03 Koyo Seiko Co., Ltd. Dispositif de direction assistee
US6227064B1 (en) 1997-02-28 2001-05-08 Koyo Seiko Co., Ltd. Power steering apparatus

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20011002