JPH08282508A - 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
JPH08282508A
JPH08282508A JP9363495A JP9363495A JPH08282508A JP H08282508 A JPH08282508 A JP H08282508A JP 9363495 A JP9363495 A JP 9363495A JP 9363495 A JP9363495 A JP 9363495A JP H08282508 A JPH08282508 A JP H08282508A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
gear
pinion gear
auxiliary
rack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9363495A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3591043B2 (ja
Inventor
Kenji Terauchi
健二 寺内
Yuichi Fukuyama
雄一 福山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP9363495A priority Critical patent/JP3591043B2/ja
Publication of JPH08282508A publication Critical patent/JPH08282508A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3591043B2 publication Critical patent/JP3591043B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動パワーステアリング装置の減速機等の小
型化を可能とする。 【構成】 操舵側ピニオンギヤ1とラック3と補助側ピ
ニオンギヤ5と電動モータ7とを備える電動パワーステ
アリング装置において、補助側ピニオンギヤ5の半径を
操舵側ピニオンギヤ1の半径よりも小さくした。従っ
て、同一の電動モータを使用する場合にラック軸力及び
ラック移動速度に影響を与えずに減速機等の小型化を図
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両等の操舵力を低
減するための電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置とし
ては、例えば図6,図7に示すものがある(特公昭63
−2830号公報、特開昭55−44013号公報参
照)。
【0003】まず、図6,図7のようにこの電動パワー
ステアリング装置は、操舵側ピニオンギヤ1とラック3
と補助側ピニオンギヤ5と電動モータ7とを備えてい
る。
【0004】前記操舵側ピニオンギヤ1、ラック3、及
び補助側ピニオンギヤ5は、車体側に支持されたギヤボ
ックス9内に収納支持されている。前記操舵側ピニオン
ギヤ1は、ステアリングシャフト11に連動連結されて
いる。従って、操舵側ピニオンギヤ1はステアリングホ
イール13の操舵に応じて回転駆動される構成となって
いる。
【0005】前記操舵側ピニオンギヤ1は、ラック3に
設けた操舵側ラック歯15に噛合している。前記補助側
ピニオンギヤ5は、前記ラック3の補助側ラック歯17
に噛合している。前記補助側ピニオンギヤ5は、連動シ
ャフト19、及び減速機21を介して前記電動モータ7
に連動連結されている。尚、前記ラック3の両端部には
サイドロッド23が連結され、このサイドロッド23
は、左右の車輪25のナックルアーム27に連結されて
いる。
【0006】従って、ステアリングホイール13を操作
すると、ステアリングシャフト11を介して操舵側ピニ
オンギヤ1が回転駆動される。又、ステアリングホイー
ル13の操舵角検出に応じて電動モータ7が回転し、減
速機21、連動シャフト19を介して補助側ピニオンギ
ヤ5が回転駆動される。そして、両ピニオンギヤ1,5
の回転に応じてラック3が移動し、サイドロッド23、
ナックルアーム27を介して車輪25が操舵方向へ転向
されることになる。こうして、電動モータ7による操舵
力補助を得ながらステアリングホイール13を操舵する
ことができ、操舵力軽減を図ることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記電動モ
ータ7や減速機21は、自動車のエンジンルーム内下部
に収納されるが、その周辺には多数の他部品が密集して
おり、減速機21自体はできるだけ小型化するのが肝要
である。しかしながら、従来の電動パワーステアリング
装置では、操舵側ピニオンギヤ1及び補助側ピニオンギ
ヤ5の歯車諸元及び歯車半径を同一としており、しかも
操舵側ピニオンギヤ1の半径はステアリングギヤ比など
の車両要件から決定されるため、減速機21の減速比は
電動モータ7の諸元によって決まるものとなっていた。
このため、減速機21を小型化するには、電動モータ7
を大型化しなければならず、電動モータ7の大きさを変
えずに減速機21のみを小型化することには限界があっ
た。
【0008】そこで、この発明は、電動モータ7を大型
化せずに減速機21をより小型化することのできる電動
パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、ステアリングシャフトに連動連
結され、ステアリングホイールの操舵に応じて回転駆動
される操舵側ピニオンギヤと、該操舵側ピニオンギヤが
噛合する操舵側ラック歯を有すると共に車体側のギヤボ
ックスに支持され、且つ車輪を転向させ得るラックと、
該ラックに設けた補助側ラック歯に噛合する補助側ピニ
オンギヤと、該補助側ピニオンギヤに減速機を介して連
動連結され、操舵力補助を行なうために正逆回転可能な
電動モータとを備え、前記補助側ピニオンギヤの半径を
操舵側ピニオンギヤの半径よりも小さくしたことを特徴
とする。
【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の電動パ
ワーステアリング装置であって、前記操舵側ラック歯と
補助側ラック歯との歯車諸元が異なることを特徴とす
る。
【0011】請求項3の発明は、請求項1記載の電動パ
ワーステアリング装置であって、前記操舵側ラック歯と
補助側ラック歯との歯車諸元が同一であることを特徴と
する。
【0012】
【作用】上記手段の請求項1の発明によれば、補助側ピ
ニオンギヤの半径を操舵側ピニオンギヤの半径よりも小
さくすることによって、減速機のギヤ比を小さくするこ
とができる。すなわち、ラック軸力は電動モータのモー
タトルクと減速機の減速比に比例し、補助側ピニオンギ
ヤのピニオン半径に反比例する。従って、補助側ピニオ
ンギヤのピニオン半径を小さくした分、減速機の減速比
を小さくすれば、ラック軸力に影響を与えることなく減
速機の減速比を小さくすることができる。又、ラック移
動速度は電動モータの回転速度と補助側ピニオンギヤの
半径とに比例し、減速機の減速比に反比例する。従っ
て、この場合も補助側ピニオンギヤのピニオンギヤ半径
を小さくした分、減速機の減速比を小さくすればラック
移動速度に影響を与えることなく減速機の減速比を小さ
くすることができる。
【0013】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
の作用に加え、操舵側ラック歯と補助側ラック歯との歯
車諸元が異なるため、操舵側ピニオンギヤと補助側ピニ
オンギヤとの歯数を同一にしながら、補助側ピニオンギ
ヤの半径を小さくすることができる。
【0014】請求項3の発明では、請求項1の発明の作
用に加え、操舵側ラック歯と補助側ラック歯との歯車諸
元が同一であるため、歯数を少なくして補助側ピニオン
ギヤの半径を小さくすることができる。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。尚、図
6,図7と同一構成部分には同符号を付して説明し、ま
た重複した説明は省略する。
【0016】(第1実施例)図1は、図7と同様な模式
図であり、この発明の第1実施例に係る電動パワーステ
アリング装置を示している。この第1実施例においても
電動パワーステアリング装置としての基本的な構成は図
7に示すものと略同一である。
【0017】一方、この発明の第1実施例では、操舵側
ラック歯15及び補助側ラック歯17の歯車諸元を同一
とし、特に補助側ピニオンギヤ5の半径を操舵側ピニオ
ンギヤ1の半径よりも小さく設定している。又、この実
施例では、前記減速機21として遊星ギヤを用いてい
る。前記減速機21を含めた拡大概略構成を図2に示し
ている。この図2のように減速機21はリングギヤ2
9、プラネタリーギヤ31、及びサンギヤ33から概ね
構成されている。
【0018】前記リングギヤ29は、減速機21のハウ
ジング35側に設けられている。ハウジング35は車体
側に固定されている。前記プラネタリーギヤ31は、リ
ングギヤ29及びサンギヤ33に絡み合っており、プラ
ネタリーキヤリヤ37によって支持されている。プラネ
タリーキャリヤ37は、前記補助側ピニオンギヤ5に連
結シャフト19を介して結合されている。前記サンギヤ
33は、前記電動モータ7の出力シャフト39に連結さ
れている。従って、電動モータ7が回転すると、出力シ
ャフト39を介してサンギヤ33が回転し、このサンギ
ヤ33の回転によって固定側のリングギヤ29に対しプ
ラネタリーギヤ31が自転しながら公転する。このた
め、プラネタリーキヤリヤ37を介して減速した回転が
連動シャフト19を介して補助側ピニオンギヤ5へ伝達
されることになる。
【0019】ところで、図2のような遊星ギヤを用いた
減速機21の減速比は、サンギヤ33とリングギヤ29
との歯数で決まり、減速比が小さい程リングギヤ29の
歯数は少なくて良い。サンギヤ33の歯数は電動モータ
7の出力トルク等強度的要因で決まり、電動モータ7の
大きさが変わらないという前提であれば図3の(a),
(b)においてサンギヤ33の直径はφd11=φd2
1で良い。なお、図3は、(a)が減速比大の場合、
(b)が減速比小の場合を示している。そして、(a)
に比べて(b)の減速比が小さいという条件では、φd
12>φd22となり、減速比が大の(a)に比較して
減速比が小の(b)の場合はより小型化を図ることがで
きる。
【0020】ここで、減速比を変えて歯車減速機21の
小型化を図るとしても、ラック軸力、及びラック移動速
度に影響があってはならない。電動モータ7の出力トル
クとラック3の軸力との関係は、 FR =TM ×n/rP2 となる。ここに、FR :ラック軸力(kgf)、TM
モータトルク(kgfm)、n:減速機の減速比、
P2:補助側ピニオンギヤ5のピニオン半径(m)。
【0021】上式より、モータを変更しない場合(TM
が同じ)で車両も同一(FR が同じ)である場合、ピニ
オン半径rP2が小さくなれば減速機の減速比nも小さく
し、n/rP2を一定にする。すなわち、電動モータ7を
変更しない場合、ラック軸力を変えずに減速比を小さく
することができる。
【0022】また、電動モータ7の回転速度とラック3
の移動速度との関係は、
【数1】 VR =(NM /n)×2πrP2=NM ×2π×n/rP2 となる。ここに、VR :ラック移動速度(m/s)、N
M :モータの回転速度(rps)となる。
【0023】上式より、rP2/nを同一、即ち補助側ピ
ニオンギヤ5のピニオン半径を小さくして減速機21の
減速比を小さくしても同一の電動モータ7を使う場合、
ラック移動速度に影響を与えることはない。
【0024】次に、具体的な数値を用いてラック軸力と
減速比等との関係について述べる。
【0025】まず、操舵側ピニオンギヤ1の半径rP1
7mm(歯数z=7)とする。ここで、据切りで必要に
なるラック軸力は445kgfである。又、運転者の操
舵力によるラック軸力は運転者が加え得る力を3.0k
gf、ステアリングホイール13のハンドル半径を19
0mm(0.19m)、操舵側ピニオンギヤ1のピニオ
ン半径7mm(0.007m)とすると、3.0kgf
×0.19/0.007≒80kgfとなる。従って、
電動モータ7が分担するラック軸力は445−80=3
65kgfとなる。
【0026】ここで、従来のように補助側ピニオンギヤ
5も操舵側ピニオンギヤ1と同一半径(0.007m)
とした場合、電動モータ7の最大トルクを0.15kg
fmとすると、減速機21の減速比は
【数2】365kgf×0.007m/0.15kgf
m=17.0 となる。
【0027】一方、この発明の第1実施例では、例え
ば、操舵側ピニオンギヤ1の半径rP1=7mmに対し
て、補助側ピニオンギヤ5の半径rP2=5mm(0.0
05m)、歯数z=5としている。従って、電動モータ
7を同一とすると、減速機21のギヤ比は
【数3】365kgf×0.005m/0.15kgf
m=12.2 となり、減速比を小さくすることができる。
【0028】次に、減速機21の減速比の違いによる寸
法への影響を検討してみる。
【0029】図3の(b)を参照すると、この図のよう
にプラネタリーギヤが1段の場合に減速比は、減速比=
1+φd22/φd21となる。従って、上記のように
両ピニオンギヤ1,5の半径が同一のとき減速比17.
0の場合は、サンギヤ33の直径φd21=8mmとす
ると 17.0=1+φd22/8 φd22=128mm となり、減速比12.2の場合は、 12.2=1+φd22/8 φd22=89.6mm となり、後者の場合リングギヤ29の直径を著しく小さ
くすることができ、減速機21の小型化を図ることがで
きるのである。
【0030】要するに、この発明の第1実施例では、操
舵側ラック歯15及び補助側ラック歯17の歯車諸元を
変えずに、補助側ピニオンギヤ5の半径を操舵側ピニオ
ンギヤ1の半径よりも小さくすることによって減速機2
1の小型化を図ることができる。また補助側ピニオンギ
ヤ5の半径を小さくすることができるので、ギヤボック
ス9の補助側ピニオンギヤ5を収納している周辺を小さ
くすることができる。スペース上、あるいは重量軽減に
際して極めて有利な構造にすることができる。
【0031】(第2実施例)図4,図5は、減速機21
としてウォームギヤを用いたものである。即ち、この減
速機21は、ウォームギヤ41及びウォームホイール4
3を備えている。ウォームギヤ41は、電動モータ7の
出力シャフト39に連結されている。ウォームホイール
43は、連動シャフト19を介して補助側ピニオンギヤ
5に連結されている。従って、電動モータ7の回転は出
力シャフト39、ウォームギヤ41、ウォームホイール
43、連動シャフト19を介して、補助側ピニオンギヤ
5へ減速して伝達されることになる。
【0032】そして、この実施例においても、減速機2
1の寸法への影響について検討すると、上記と同一の条
件の設定により減速比17.0と12.2の場合につい
て検討する。この場合、減速比16、ウォームホイール
の直径φd≒50mmのものをベースにして検討する
と、減速比17.0の場合は、
【数4】ウォームホイールの直径φd=50mm×17
/16=53.1mm となるのに対し、減速比12.2の場合は、 ウォームホイールの直径φd=50mm×12.2/1
6=38.1mm となり、この場合もウォームホイール43の直径を小さ
くすることによって減速機21の小型化を図ることがで
きる。従ってこの実施例でも、ウォームギヤを用いて上
記第1実施例と同様な作用効果を奏することができる。
【0033】尚、上記各実施例では、操舵側ラック歯1
5及び補助側ラック歯17の歯車諸元を同じにしてピニ
オンギヤ1,5の半径を変えたが、両ラック歯15,1
7の歯車諸元を変えて補助側ピニオンギヤ5の半径を操
舵側ピニオンギヤ1の半径よりも小さくすることができ
る。即ち、補助側ラック歯17のモジュールを操舵側ラ
ック歯15のモジュールよりも小さくして、両ピニオン
ギヤ1,5の歯数を変えずに補助側ピニオンギヤ5の半
径を小さくするのである。
【0034】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の発
明によれば、減速機及び補助側ピニオンギヤ周辺を小型
化することができ、スペース上、重量軽減上、極めて有
利な構造にすることができる。
【0035】請求項2の発明では、請求項1の発明の効
果に加え、操舵側ピニオンギヤと補助側ピニオンギヤと
の歯数を変えずに補助側ピニオンギヤの半径を小さくす
ることができる。
【0036】請求項3の発明では、請求項1の発明の効
果に加え、操舵側ラック歯と補助側ラック歯との諸元が
同一であるため、ラックについては従来と同様のものを
使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例に係る構成図である。
【図2】減速機周辺を示す拡大概略図である。
【図3】減速比を説明するもので、(a)は減速比が大
の場合、(b)は減速比が小の場合を示す概略図であ
る。
【図4】ウォームギヤを用いた減速機周辺の一部省略概
略平面図である。
【図5】ウォームギヤを用いた減速機周辺の一部省略概
略側面図である。
【図6】従来例に係る電動パワーステアリング装置の概
略斜視図である。
【図7】従来例に係る電動パワーステアリング装置の一
部省略概略平面図である。
【符号の説明】
1 操舵側ピニオンギヤ 3 ラック 5 補助側ピニオンギヤ 7 電動モータ 9 ギヤボックス 11 ステアリングシャフト 13 ステアリングホイール 15 操舵側ラック歯 17 補助側ラック歯 21 減速機

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステアリングシャフトに連動連結され、
    ステアリングホイールの操舵に応じて回転駆動される操
    舵側ピニオンギヤと、 該操舵側ピニオンギヤが噛合する操舵側ラック歯を有す
    ると共に車体側のギヤボックスに支持され、且つ車輪を
    転向させ得るラックと、 該ラックに設けた補助側ラック歯に噛合する補助側ピニ
    オンギヤと、 該補助側ピニオンギヤに減速機を介して連動連結され、
    操舵力補助を行なうために正逆回転可能な電動モータと
    を備え、 前記補助側ピニオンギヤの半径を操舵側ピニオンギヤの
    半径よりも小さくしたことを特徴とする電動パワーステ
    アリング装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電動パワーステアリング
    装置であって、 前記操舵側ラック歯と補助側ラック歯との歯車諸元が異
    なることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電動パワーステアリング
    装置であって、 前記操舵側ラック歯と補助側ラック歯との歯車諸元が同
    一であることを特徴とする電動パワーステアリング装
    置。
JP9363495A 1995-04-19 1995-04-19 電動パワーステアリング装置 Expired - Fee Related JP3591043B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9363495A JP3591043B2 (ja) 1995-04-19 1995-04-19 電動パワーステアリング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9363495A JP3591043B2 (ja) 1995-04-19 1995-04-19 電動パワーステアリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08282508A true JPH08282508A (ja) 1996-10-29
JP3591043B2 JP3591043B2 (ja) 2004-11-17

Family

ID=14087777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9363495A Expired - Fee Related JP3591043B2 (ja) 1995-04-19 1995-04-19 電動パワーステアリング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3591043B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001173756A (ja) * 1999-12-22 2001-06-26 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
WO2004035369A1 (ja) * 2002-10-18 2004-04-29 Nsk Ltd. 電動パワーステアリング装置
JP2014214810A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 高周波熱錬株式会社 ダブルピニオン式ラックバー

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001173756A (ja) * 1999-12-22 2001-06-26 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
WO2004035369A1 (ja) * 2002-10-18 2004-04-29 Nsk Ltd. 電動パワーステアリング装置
JP2014214810A (ja) * 2013-04-25 2014-11-17 高周波熱錬株式会社 ダブルピニオン式ラックバー

Also Published As

Publication number Publication date
JP3591043B2 (ja) 2004-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3531712B2 (ja) 車両用操舵装置
JPS61166772A (ja) 車両用操舵装置
JP2655684B2 (ja) 車両のステアリングシステム
JPH084383Y2 (ja) 車両用操蛇装置
US5161813A (en) Vehicle steering apparatus and a vehicle provided with the same
US5762162A (en) Electric power steering apparatus
JPH08282508A (ja) 電動パワーステアリング装置
JPH0221346Y2 (ja)
JPH0719318A (ja) 差動装置のトルク分配機構
JPH04310475A (ja) 電動式動力舵取装置
JP4734945B2 (ja) 車両用操舵装置
JPS5981272A (ja) 車両の4輪操舵装置
JP2006168625A (ja) 車両操舵システム
JPH08337173A (ja) 車両用操舵装置
JPH05139332A (ja) 車両の操舵装置
JP3725642B2 (ja) 後輪操舵装置
JP2598305Y2 (ja) 電動パワーステアリング装置の減速機
JPH0386683A (ja) 電動パワーステアリング装置の減速機構
JP2004217046A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2002002508A (ja) 舵角伝達比可変操舵装置
JP5157226B2 (ja) 車両用操舵装置
JP2556891B2 (ja) 車両の四輪操舵装置
JP3021141B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置
JPH0137619B2 (ja)
JP2000247246A (ja) ラックピニオン式電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040601

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040816

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080903

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090903

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100903

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110903

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees