JPH08207796A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
- Publication number
- JPH08207796A JPH08207796A JP1800795A JP1800795A JPH08207796A JP H08207796 A JPH08207796 A JP H08207796A JP 1800795 A JP1800795 A JP 1800795A JP 1800795 A JP1800795 A JP 1800795A JP H08207796 A JPH08207796 A JP H08207796A
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- Japan
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- electric motor
- rack shaft
- ball
- power steering
- ball nut
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 電動モータを大型化したり、電動モータとボ
ールネジ機構との減速比を増大したり、ボールネジ溝の
リードを小さくすることなくして、電動モータにより大
きな補助操舵力を得ることのできる電動パワーステアリ
ング装置を提供すること。 【構成】 転舵輪を転舵すべく軸方向に移動可能とされ
たラック軸２０と同軸的にボールネジ機構が配置され、
ラック軸に嵌合されたボールナット３０を電動モータ５
０で回転することによりラック軸を移動させて手動操舵
力を補助する車両用の電動パワーステアリング装置にお
いて、ラック軸及び電動モータを、ラック軸の軸線と電
動モータの軸線とが所定の鋭角をなすように配置した。
ールネジ機構との減速比を増大したり、ボールネジ溝の
リードを小さくすることなくして、電動モータにより大
きな補助操舵力を得ることのできる電動パワーステアリ
ング装置を提供すること。 【構成】 転舵輪を転舵すべく軸方向に移動可能とされ
たラック軸２０と同軸的にボールネジ機構が配置され、
ラック軸に嵌合されたボールナット３０を電動モータ５
０で回転することによりラック軸を移動させて手動操舵
力を補助する車両用の電動パワーステアリング装置にお
いて、ラック軸及び電動モータを、ラック軸の軸線と電
動モータの軸線とが所定の鋭角をなすように配置した。
Description
【０００１】本発明は、車両において手動操舵力を補助
する補助操舵力を発生する電動パワーステアリング装
置、特に電動モータの駆動力をラック軸に伝達する動力
伝達機構の改良に関する。
する補助操舵力を発生する電動パワーステアリング装
置、特に電動モータの駆動力をラック軸に伝達する動力
伝達機構の改良に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】自動車等の車両において、転
舵輪は運転者がステアリングホイール（ハンドル）を操
舵することにより転舵されるが、据切り時等には大きい
くなるハンドルの操舵力を軽減するために電動パワース
テアリング装置が付加される。電動パワーステアリング
装置でラック軸に補助操舵力を加えるためには、ラック
軸と電動モータとを動力伝達機構で連結しなければなら
ない。電動モータとラック軸との連結機構については、
車両の種類、大きさなどに応じてこれまでにも種々の発
明がなされている。例えば、特開昭６０−２５８５４号
ではボールネジ式の動力伝達機構を電動モータをラック
軸と同軸（共軸）的に配置しており、一方特開昭６０−
２５８５３号では電動モータをラック軸と平行に配置し
ている。何れの場合にも、電動パワーステアリング装置
に大きな操舵補助力が要求される場合には、より大きい
大型の電動モータを使用したり、電動モータとボールネ
ジ機構との間の減速比を大きくしたり、ボールネジ溝の
リードを小さくするなどの工夫が必要となる。
舵輪は運転者がステアリングホイール（ハンドル）を操
舵することにより転舵されるが、据切り時等には大きい
くなるハンドルの操舵力を軽減するために電動パワース
テアリング装置が付加される。電動パワーステアリング
装置でラック軸に補助操舵力を加えるためには、ラック
軸と電動モータとを動力伝達機構で連結しなければなら
ない。電動モータとラック軸との連結機構については、
車両の種類、大きさなどに応じてこれまでにも種々の発
明がなされている。例えば、特開昭６０−２５８５４号
ではボールネジ式の動力伝達機構を電動モータをラック
軸と同軸（共軸）的に配置しており、一方特開昭６０−
２５８５３号では電動モータをラック軸と平行に配置し
ている。何れの場合にも、電動パワーステアリング装置
に大きな操舵補助力が要求される場合には、より大きい
大型の電動モータを使用したり、電動モータとボールネ
ジ機構との間の減速比を大きくしたり、ボールネジ溝の
リードを小さくするなどの工夫が必要となる。
【０００３】しかし、電動モータを大型にするとステア
リング本体が大型化し、電動モータとボールネジ機構と
の減速比を大きくすれば減速機構が大きくなり、何れの
場合も製造コストが上昇する。また、ボールネジ機構と
電動モータとが平行になっている場合には、アイドルギ
ヤーやベルト等を両者間に配置することが必要となり、
構造が複雑になるとともに製造コストが上昇する。さら
にボールネジ溝のリードを小さくした場合には、必然的
にボールの直径も小さくなり、ボールにかかる大きな負
荷に耐えるためにはボールネジ溝の巻数を増やす必要が
生じ、結局ボールネジ機構の全長が長くなるとともに製
造コストが上昇する。
リング本体が大型化し、電動モータとボールネジ機構と
の減速比を大きくすれば減速機構が大きくなり、何れの
場合も製造コストが上昇する。また、ボールネジ機構と
電動モータとが平行になっている場合には、アイドルギ
ヤーやベルト等を両者間に配置することが必要となり、
構造が複雑になるとともに製造コストが上昇する。さら
にボールネジ溝のリードを小さくした場合には、必然的
にボールの直径も小さくなり、ボールにかかる大きな負
荷に耐えるためにはボールネジ溝の巻数を増やす必要が
生じ、結局ボールネジ機構の全長が長くなるとともに製
造コストが上昇する。
【０００４】本発明は、上記従来技術における課題を解
決すること、すなわち電動モータを大型化したり、電動
モータとボールネジ機構との減速比を増大したり、ボー
ルネジ溝のリードを小さくすることなくして、電動モー
タにより大きな補助操舵力を得ることのできる電動パワ
ーステアリング装置を提供することを目的としてなされ
たものである。
決すること、すなわち電動モータを大型化したり、電動
モータとボールネジ機構との減速比を増大したり、ボー
ルネジ溝のリードを小さくすることなくして、電動モー
タにより大きな補助操舵力を得ることのできる電動パワ
ーステアリング装置を提供することを目的としてなされ
たものである。
【０００５】
【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、本発明においては電動モータ50の出力軸54と
ボールネジ機構35のボールナット30とを、同軸でも平行
でもなく、所定の鋭角で交差させることとした。そのた
めに、電動モータの出力軸及びボールナットに傘歯車5
8、31 を固定して互いに噛合させた。しかして、ラック
軸に対して斜め方向に配置された電動モータの駆動力を
一対の傘歯車を介してボールナットに伝達して、ボール
ナットの回転によりラック軸を移動させることとした。
るために、本発明においては電動モータ50の出力軸54と
ボールネジ機構35のボールナット30とを、同軸でも平行
でもなく、所定の鋭角で交差させることとした。そのた
めに、電動モータの出力軸及びボールナットに傘歯車5
8、31 を固定して互いに噛合させた。しかして、ラック
軸に対して斜め方向に配置された電動モータの駆動力を
一対の傘歯車を介してボールナットに伝達して、ボール
ナットの回転によりラック軸を移動させることとした。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１に基づき説
明する。図１において、車両の左右方向に延びる円筒状
のハウジング１０内には長手形状のラック軸２０が移動
可能に収容され、その各端部はボールジョイント２２を
介して転舵輪（不図示）に連結されている。ジョイント
２２はブーツ２４で覆われている。ラック軸２０に対し
て斜め方向にステアリング軸１６が配置され、その上端
にはステアリングホイール（図示せず）が取り付けられ
ている。ステアリング軸２６の下端はラックピニオン機
構１８によりラック軸２０に連結されており、ステアリ
ングホイールを回転することによりラックピニオン機構
１８で運動方向が変換されてラック軸２０が左右方向に
移動する。上記ハウジング１０は左寄りの部分に円筒状
のボールネジ機構収容部１２と、これからピニオンラッ
ク機構１８側に所定の鋭角をなして斜め方向に突出した
受け皿状の電動モータ取付け部１４とを有し、収容部内
１２にはボールネジ機構３５が配置され、取付け部１４
には電動モータ５０が取付けられている。
明する。図１において、車両の左右方向に延びる円筒状
のハウジング１０内には長手形状のラック軸２０が移動
可能に収容され、その各端部はボールジョイント２２を
介して転舵輪（不図示）に連結されている。ジョイント
２２はブーツ２４で覆われている。ラック軸２０に対し
て斜め方向にステアリング軸１６が配置され、その上端
にはステアリングホイール（図示せず）が取り付けられ
ている。ステアリング軸２６の下端はラックピニオン機
構１８によりラック軸２０に連結されており、ステアリ
ングホイールを回転することによりラックピニオン機構
１８で運動方向が変換されてラック軸２０が左右方向に
移動する。上記ハウジング１０は左寄りの部分に円筒状
のボールネジ機構収容部１２と、これからピニオンラッ
ク機構１８側に所定の鋭角をなして斜め方向に突出した
受け皿状の電動モータ取付け部１４とを有し、収容部内
１２にはボールネジ機構３５が配置され、取付け部１４
には電動モータ５０が取付けられている。
【０００７】次に、ラック軸２２、ボールネジ機構３５
及び電動モータ５０の関係について説明する。ラック軸
２２の左半分の外周面にはボールネジ溝２６が螺旋状に
形成されており、その外側に遊嵌された円筒状のボール
ナット３０は一対の軸受３８によって収容部１２に対し
て回転可能に支持されている。ボールナット３０の内側
には、内周面にボールネジ溝３４が螺旋状に形成されて
いる。ラック軸２２のボールネジ溝２６とボールナット
３０のボールネジ溝３４とにより形成される螺旋状の環
状空間内には多数のボール４０が充填されている。ボー
ルナット３０の外側には回転につれて軸方向に進行した
ボール４０を後方に戻すためのボール戻し管４２が配置
されている。ボールネジ溝２６、ボールナット３０及び
ボール４０等によって上記ボールネジ機構３５が構成さ
れる。ボールナット３０は収容部１２内に挿入された蓋
部材４４及び締付部材４６により所定状態に保持されて
いる。
及び電動モータ５０の関係について説明する。ラック軸
２２の左半分の外周面にはボールネジ溝２６が螺旋状に
形成されており、その外側に遊嵌された円筒状のボール
ナット３０は一対の軸受３８によって収容部１２に対し
て回転可能に支持されている。ボールナット３０の内側
には、内周面にボールネジ溝３４が螺旋状に形成されて
いる。ラック軸２２のボールネジ溝２６とボールナット
３０のボールネジ溝３４とにより形成される螺旋状の環
状空間内には多数のボール４０が充填されている。ボー
ルナット３０の外側には回転につれて軸方向に進行した
ボール４０を後方に戻すためのボール戻し管４２が配置
されている。ボールネジ溝２６、ボールナット３０及び
ボール４０等によって上記ボールネジ機構３５が構成さ
れる。ボールナット３０は収容部１２内に挿入された蓋
部材４４及び締付部材４６により所定状態に保持されて
いる。
【０００８】電動モータ５０は取付部１４内にボルト５
２によって取り付けられ、ラックピニオン機構１８のす
ぐ近傍に位置している。電動モータ５０の出力軸５６は
一対の軸受５６によって回転可能に支持され、その先端
には半径の小さな傘歯車５８が固定されている。ボール
ナット３０の一端には半径の大きい傘歯車３１が取り付
けられ、傘歯車５８と噛み合っている。ラック軸２２即
ちボールナット３０の軸線と電動モータ５０の軸線とは
比較的小さな鋭角（例えば３０゜前後）をなしている。
２によって取り付けられ、ラックピニオン機構１８のす
ぐ近傍に位置している。電動モータ５０の出力軸５６は
一対の軸受５６によって回転可能に支持され、その先端
には半径の小さな傘歯車５８が固定されている。ボール
ナット３０の一端には半径の大きい傘歯車３１が取り付
けられ、傘歯車５８と噛み合っている。ラック軸２２即
ちボールナット３０の軸線と電動モータ５０の軸線とは
比較的小さな鋭角（例えば３０゜前後）をなしている。
【０００９】次に、本実施例の作動を説明する。前述し
た通り、手動操舵は運転者がステアリングホイールを回
転することによりステアリング軸２６が回転し、ラック
ピニオン機構１８によりこの回転がラック軸２０の軸方
向の移動に変換されることにより達成される。これに対
して、電動モータ５０による操舵力補助は以下の通り行
われる。電動モータ５０の出力軸５４の回転により一対
の傘歯車58、31 を介してボールナット３０がラック軸２
０のまわりに回転する。その結果、公知のボールナット
機構の作用によりラック軸２０が軸方向に移動され、転
舵輪（不図示）が転舵される。
た通り、手動操舵は運転者がステアリングホイールを回
転することによりステアリング軸２６が回転し、ラック
ピニオン機構１８によりこの回転がラック軸２０の軸方
向の移動に変換されることにより達成される。これに対
して、電動モータ５０による操舵力補助は以下の通り行
われる。電動モータ５０の出力軸５４の回転により一対
の傘歯車58、31 を介してボールナット３０がラック軸２
０のまわりに回転する。その結果、公知のボールナット
機構の作用によりラック軸２０が軸方向に移動され、転
舵輪（不図示）が転舵される。
【００１０】本実施例においては、ラック軸２０の軸線
と電動モータ５０の軸線とは３０度前後の比較的小さな
鋭角で、しかも電動モータ５０がラックピニオン機構２
８側に傾斜して配置されている。上記交角を小さくした
結果、電動モータ５０全体がよりラック軸２０及びラッ
クピニオン機構１８に近接することとなり、ステアリン
グ装置の寸法、特にラック軸２０の軸線と直交する方向
（図１において上下方向）の幅を極力小さくすることが
できた。また、ボールナット３０と電動モータ５０の出
力軸５４との間には半径の異なる一対の傘歯車58、31 が
配置されているのみであり、ベルトやアイドルギヤー等
の動力伝達部材は一切配置されていない。これにより、
極めて簡単な構造で比較的大きな減速比を得ることがで
きるとともに、動力伝達部周辺の構造を極めてコンパク
トにできる。また、ラック軸２０と電動モータ５０との
間に余計な動力伝達部材が不要であるため、ハウジング
１０の収容部１２と取付け部１４とを一体構造とするこ
とができる。
と電動モータ５０の軸線とは３０度前後の比較的小さな
鋭角で、しかも電動モータ５０がラックピニオン機構２
８側に傾斜して配置されている。上記交角を小さくした
結果、電動モータ５０全体がよりラック軸２０及びラッ
クピニオン機構１８に近接することとなり、ステアリン
グ装置の寸法、特にラック軸２０の軸線と直交する方向
（図１において上下方向）の幅を極力小さくすることが
できた。また、ボールナット３０と電動モータ５０の出
力軸５４との間には半径の異なる一対の傘歯車58、31 が
配置されているのみであり、ベルトやアイドルギヤー等
の動力伝達部材は一切配置されていない。これにより、
極めて簡単な構造で比較的大きな減速比を得ることがで
きるとともに、動力伝達部周辺の構造を極めてコンパク
トにできる。また、ラック軸２０と電動モータ５０との
間に余計な動力伝達部材が不要であるため、ハウジング
１０の収容部１２と取付け部１４とを一体構造とするこ
とができる。
【００１１】なお、ラック軸２２の軸線と電動モータ５
０の軸線とがなす交角は、傘歯車３１、５８の半径や円
錐角を変更することにより簡単に変更することができ
る。
０の軸線とがなす交角は、傘歯車３１、５８の半径や円
錐角を変更することにより簡単に変更することができ
る。
【００１２】次に、図２をもとに本発明の第２実施例を
説明する。この第２実施例が上記第１実施例と異なる点
は、電動モータ６０の軸線とラック軸２０の軸線との交
角の大きさ、及びラックピニオン機構１８に対する電動
モータ６０の配置位置、及びモータ出力軸の第２傘歯車
の支持方法である。すなわち、電動モータ６０の軸線は
ラック軸２０の軸線に対して比較的大きな鋭角（例えば
５０゜前後）をなしてラックピニオン機構１８とは反対
側に配置されている。これに関連して、ハウジング１０
には円筒状のボールネジ機構収容部１１及び受け皿状の
電動モータ取付け部１３が形成され、またボールナット
３０の軸方向長さは比較的長くされてその左端及び中間
部が軸受３８により支持されている。ボールナット３０
の右端部にはフランジ部１５ａと円錐部１５ｂとから成
る傘歯車１５が取り付けられている。また、モータ６０
の出力軸５４は傘歯車６４の両側の軸受61、63 により支
承されている。
説明する。この第２実施例が上記第１実施例と異なる点
は、電動モータ６０の軸線とラック軸２０の軸線との交
角の大きさ、及びラックピニオン機構１８に対する電動
モータ６０の配置位置、及びモータ出力軸の第２傘歯車
の支持方法である。すなわち、電動モータ６０の軸線は
ラック軸２０の軸線に対して比較的大きな鋭角（例えば
５０゜前後）をなしてラックピニオン機構１８とは反対
側に配置されている。これに関連して、ハウジング１０
には円筒状のボールネジ機構収容部１１及び受け皿状の
電動モータ取付け部１３が形成され、またボールナット
３０の軸方向長さは比較的長くされてその左端及び中間
部が軸受３８により支持されている。ボールナット３０
の右端部にはフランジ部１５ａと円錐部１５ｂとから成
る傘歯車１５が取り付けられている。また、モータ６０
の出力軸５４は傘歯車６４の両側の軸受61、63 により支
承されている。
【００１３】本実施例では、上記第１実施れにおける効
果に加えて、電動モータ６０は上記第１実施例よりも若
干上方に突出するものの、ボールナット３０の半径方向
外側の空間がより有効に利用される効果がある。
果に加えて、電動モータ６０は上記第１実施例よりも若
干上方に突出するものの、ボールナット３０の半径方向
外側の空間がより有効に利用される効果がある。
【００１４】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、ラック軸の軸線と電動モータの軸線とは所定の鋭角
をなすように配置されている。両者を同軸でも平行でも
なく鋭角で交差させたことにより、電動モータがラック
軸２０に近接した。その結果、ステアリング装置の寸法
（特にラック軸の軸線と直交する方向）の寸法を小さく
できた。また、ボールナットと電動モータの出力軸との
間にはベルトやアイドルギヤー等の動力伝達部材は一切
配置されていないので、極めて簡単な構造で比較的大き
な減速比を得ることができ、動力伝達部周辺の構造を極
めてコンパクトにできる。これに関連して、ハウジング
のボールナット機構収容部と電動モータ取付け部とを一
体構造とすることができる等の効果が得られる。
ば、ラック軸の軸線と電動モータの軸線とは所定の鋭角
をなすように配置されている。両者を同軸でも平行でも
なく鋭角で交差させたことにより、電動モータがラック
軸２０に近接した。その結果、ステアリング装置の寸法
（特にラック軸の軸線と直交する方向）の寸法を小さく
できた。また、ボールナットと電動モータの出力軸との
間にはベルトやアイドルギヤー等の動力伝達部材は一切
配置されていないので、極めて簡単な構造で比較的大き
な減速比を得ることができ、動力伝達部周辺の構造を極
めてコンパクトにできる。これに関連して、ハウジング
のボールナット機構収容部と電動モータ取付け部とを一
体構造とすることができる等の効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例を示す正面図（一部破断）
である。
である。
【図２】本発明の第２実施例を示す正面図（一部破断）
である。
である。
１０：ハウジング １２：収容部 １４：取付け部 １８：ラックピニオン機構 ２０：ラック軸 ２６、３４、３５：ボールネジ溝 ３０：ボールナット ３１、５８：傘歯車 ４０：ボール ５０：電動モータ ５４：出力軸
Claims (3)
- 【請求項１】車両において、転舵輪を転舵すべく軸方向
に移動可能とされたラック軸と同軸的にボールネジ機構
が配置され、前記ラック軸に嵌合されたボールナットを
電動モータで回転することによりラック軸を移動させて
手動操舵力を補助する電動パワーステアリング装置にお
いて、 前記ラック軸及び前記電動モータが、該ラック軸の軸線
と該電動モータの軸線とが所定の鋭角をなすように配置
されていることを特徴とする電動パワーステアリング装
置。 - 【請求項２】前記ボールナットと前記電動モータとは、
該ボールナットに固定された第１の傘歯車と、前記電動
モータの出力軸に固定された第２の傘歯車とを噛合させ
ることにより互いに連結されている請求項１の電動パワ
ーステアリング装置。 - 【請求項３】前記ラック軸、前記ボールナット及び電動
モータは共通のハウジング内に収容されている請求項１
の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1800795A JP3779743B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1800795A JP3779743B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08207796A true JPH08207796A (ja) | 1996-08-13 |
| JP3779743B2 JP3779743B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=11959631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1800795A Expired - Lifetime JP3779743B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3779743B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002076653A1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Bishop Innovation Limited | Method and apparatus for manufacture of a forged rack |
| WO2003006301A1 (fr) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Dispositif de direction assistee a commande electronique |
| JP2003127879A (ja) * | 2001-10-22 | 2003-05-08 | Toyoda Mach Works Ltd | 電動式パワーステアリング装置 |
| JP2003127881A (ja) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Koyo Seiko Co Ltd | 車両用操舵装置 |
| AU2002238299B2 (en) * | 2001-03-22 | 2004-06-03 | Bishop Steering Technology Pty Ltd | Method and apparatus for manufacture of a forged rack |
| KR100816418B1 (ko) * | 2002-03-14 | 2008-03-27 | 주식회사 만도 | 랙 구동식 전동 파워스티어링 시스템 |
| JP2010069987A (ja) * | 2008-09-17 | 2010-04-02 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| WO2022050037A1 (ja) * | 2020-09-07 | 2022-03-10 | 日立Astemo株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP1800795A patent/JP3779743B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3779743B2 (ja) | 2006-05-31 |
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