JPH0880858A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 簡素な構成でありながら、電動モータや動力伝達系の損
傷を防止することのできる電動式パワーステアリング装
置を提供することを目的とする。リング部材２０１が、
大ハイポイドギヤ１２９と出力軸１２１との間に設けら
れているため、従来の構成に対して特に装置の大型化を
招かず、またトルク伝達に必要な摩擦力を発生する為に
出力軸１２１もしくは大ハイポイドギヤ１２９と別体の
リング部材２０１を用いるようにしたので、その締め代
等の調整を別途行えるため、製造コストが低くなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動式パワーステアリン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来技術】車両の電動式パワーステアリング装置とし
て、補助操舵トルクとなる電動モータの回転出力を歯車
装置により減速して操舵機構の出力軸に伝達し、ステア
リングホィールの手動力を補助して該出力軸を所定範囲
内で往復動作させることにより、車輪の操舵を行なうよ
うに構成したものが知られている。このような電動式パ
ワーステアリング装置の作動時に、車輪が路面から受け
る突発的な力が電動モータの出力に対向して、衝撃力を
発生することがある。このような衝撃力は、電動モータ
や動力伝達機構の損傷を招く恐れがある。

【０００３】

【解決すべき課題】この衝撃力を緩和もしくは解消する
ために、従来技術においては、例えば電動モータの回転
軸に電磁クラッチを配置する等の方策がとられていた。
しかしながら、このような電磁クラッチは一般的にコス
トが高く、また作動時に常に電力を供給する必要がある
ため省エネの観点からも好ましくないこと、及び電動モ
ータの定格出力が増大すれば、電磁クラッチのコイル等
をも相当大きくしなければならないという問題点があ
る。

【０００４】一方、減速ギヤ部に別体のトルクリミッタ
を設けることも考えられるが、同様にコスト高、取付ス
ペースの制限等の問題点がある。

【０００５】本願発明は、簡素な構成でありながら、電
動モータや動力伝達系の損傷を防止することのできる電
動式パワーステアリング装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決する手段】上記目的を達成すべく、本願発
明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、
該ハウジングに取り付けられ、回転軸を回転させるモー
タと、車輪を操舵する為に操舵力を伝達する出力軸と、
ステアリングホィールと該出力軸とを連結する入力軸
と、該回転軸に取り付けられた駆動手段と、該駆動手段
に動力伝達可能に係合する従動手段とからなる動力伝達
機構と、該従動手段と該出力軸との間に設けられ、所定
値以内のトルクの伝達はするが、該所定値を超えるトル
クの伝達はしないトルクリミット手段とからなり、該ト
ルクリミット手段は、前記従動手段及び前記出力軸の一
方に対して固定的に取り付けられ、組み付けられた際に
その他方に対して弾性力を付与するリング部材からなっ
ている。

【０００７】

【作用】本願発明の電動式パワーステアリング装置によ
れば、前記トルクリミット手段は、該従動手段と該出力
軸との間に設けられているため、該トルクリミット手段
を取り付けても従来の構成に対して特に装置の大型化を
招かず、またトルク伝達に必要な摩擦力を発生する為に
出力軸もしくは従動手段と別体のリング部材を用いるよ
うにしたので、その締め代等の調整を別途行えるため、
製造コストが低くなっている。

【０００８】

【実施例】以下、本願発明の実施例を図面を参照して以
下に詳細に説明する。図１は、本願発明の実施例である
電動式パワーステアリング装置１００の軸線方向一部断
面図である。

【０００９】図１において、電動式パワーステアリング
装置１００は、ハウジング本体１０１とそれから延在す
るラックコラム１１０を有する。ハウジング本体１０１
及びラックコラム１１０は、不図示のブラケットにより
不図示の車体に固定されており、それらによりハウジン
グを一体的に形成している。ハウジング本体１０１の内
側には、一端をステアリングシャフト及びステアリング
ホィール（図示せず）に連結するようになっている入力
軸１１１が上方から斜めに延在し、一方ハウジング本体
１０１及びラックコラム１１０内には出力軸であるラッ
ク軸１１２が延在している。入力軸１１１の下方端には
不図示のピニオンが形成され、ラック軸１１２のラック
に噛合しており、入力軸１１１の回転によりラック軸１
１２は左右に移動するようになっている。なお、ラック
軸１１２は、中空軸１１２ａと、外面にラックを形成し
た中実軸１１２ｂとを連結してなる。

【００１０】トルク検出装置１１３がハウジング本体１
０１内に設けられている。このトルク検出装置１１３
は、トーションバーを利用して入力軸１１１に加わった
トルクを検出し、それに対応する信号値を出力するもの
である。

【００１１】更に、ハウジング本体１０１内には、入力
軸１１１に連結された動力伝達機構（後述するハイポイ
ドギヤ列）が設けられ、ハウジング本体１０１に取り付
けられた電動モータ１１４の回転軸（図２）からの動力
を減速して入力軸１１１に伝達するようになっている。
なお、トルク検出装置１１３及び電動モータ１１４は、
不図示の制御装置に接続されている。

【００１２】ラック軸１１２の両端にはボールジョイン
ト１１５、１１６が取り付けられており、ボールジョイ
ント１１５、１１６にはそれぞれタイロッド１１７、１
１８の端部が枢動自在に取り付けられている。ボールジ
ョイント１１５、１１６の周囲には防塵用のブーツ１１
９、１２０が取り付けられている。

【００１３】図２は、図１の電動式パワーステアリング
装置のII部の拡大部分断面図である。図２において、ハ
ウジング１０１は、カバー１０１ａとベース１０１ｂと
からなる。カバー１０１ａ内を入力軸１１１が延在して
いる。中空の入力軸１１１は、軸受１２２によりカバー
１０１ａに対して回転自在に支持されている。入力軸１
１１内を、一端を入力軸１１１に他端を出力軸１２１に
連結したトーションバー１２３が延在している。

【００１４】入力軸１１１の中央部周囲において、受け
たトルクに比例してトーションバー１２３がねじれるこ
とに基づき、操舵トルクを検出する検出装置１１３が設
けられている。この検出装置１１３は、入力軸１１１に
対して相対回転及び軸線方向に移動可能に外嵌されたス
ライダ１２４と、内方端を出力軸１２１の上方端に形成
された孔に嵌合させかつ外方端をスライダ１２４の下方
端に形成した縦溝内に挿入したピン１２５と、入力軸１
１１の下方端外周に形成された螺旋溝とスライダ１２４
の凹部とにより形成された空間内を転動自在なボール１
２６と、スライダ１２４を上方へ付勢するスプリング１
２７と、スライダ１２４の外周と連結されスライダ１２
４の軸線方向移動量を測定するポテンショメータ１２８
とから、構成されている。なお、このような検出装置
は、例えば実開昭６０−１７９９４４号公報において代
表されるように公知であり、よってその構成については
以下に詳細を記載しない。

【００１５】出力軸１２１の上方端には、後述するよう
にして大ハイポイドギヤ１２９が取り付けられている。
出力軸１２１の上方端における大ハイポイドギヤ１２９
の近傍に上方軸受１３１が嵌合している。出力軸１２１
の下方端には下方軸受１３２が嵌合している。下方軸受
１３２の外周は、ベース１０１ｂに螺合された第１スリ
ーブ１３３を介してベース１０１ｂに支持されている。
上方軸受１３１と下方軸受１３２との外輪間には、第２
スリーブ１３４が設けられている。出力軸１２１の下端
の雄ねじにはナット１３５が螺合されている。

【００１６】従動手段である大ハイポイドギヤ１２９
は、電動モータ１１４に連結された回転軸に形成された
駆動手段である小ハイポイドギヤ１３６に噛合してい
る。第１スリーブ１３３はベース１０１ｂに対して回転
させることにより、ベース１０１ｂ内に出入り自在とな
っており、それにより大ハイポイドギヤ１２９と小ハイ
ポイドギヤ１３６との歯面間隔即ちバックラッシュの調
整をすることができる。

【００１７】ハウジング１０１のカバー１０１ａは、そ
の内側において、下端が大ハイポイドギヤ１２９の上面
近くまで延在した内側円筒部１０１ｃを設けている。大
ハイポイドギヤ１２９の上面は、環状の平面１２９ａと
なっており、平面１２９ａには、内側円筒部１０１ｃの
下端に取り付けられたシール１３７が密封的に当接して
いる。内側円筒部１０１ｃの側壁には、小ハイポイドギ
ヤ１３６と同軸の孔１０１ｄが形成されており、小ハイ
ポイドギヤ１３６の先端はニードル軸受１５０により、
孔１０１ｄに対して回転自在に支持されている。なお、
大小ハイポイドギヤの軸線は、直交状態からオフセット
している。

【００１８】図３は、図２の電動式パワーステアリング
装置のIII-III線に沿って切断して得られた部分断面図
である。図４は、リング部材２０１の拡大部分切断斜視
図である。図２において、出力軸１２１の上端部近傍に
は、２本の円周溝１２１ａが形成されている。リング部
材２０１は、内周に円周突起２０１ａ（図４）を有し、
この円周突起２０１ａを円周溝１２１ａに係合させるこ
とにより、リング部材２０１は出力軸１２１に固定的に
取り付けられている。一方大ハイポイドギヤ１２９は、
内周に円周溝１２９ｂを形成している。リング部材２０
１は、外周に軸線方向に延在する多数のアキシャル突起
２０１ｂ（図３、図４）を有する。このアキシャル突起
２０１ｂは、組付時に大ハイポイドギヤ１２９の円周溝
１２９ｂの底部に弾性的に当接して、適切な摩擦力を大
ハイポイドギヤに印加するものである。なお、円周溝１
２９ｂとリング部材２０１とでトルクリミット手段を構
成する。

【００１９】次に、本実施例である電動式パワーステア
リング装置の動作につき図１を参照して以下に説明す
る。運転者が図示しないステアリングホィールを回転さ
せると入力軸１１１が回転し、出力軸１２１を介してラ
ック軸１１２にトルクが伝達される。この場合におい
て、トルク検出装置１１３で検出されたトルクの値は、
図示しない制御回路に送られ、そこで所定値と比較され
る。該トルクが所定値を超えた場合には、補助操舵力を
必要とする場合であるので、電動モータ１１４を駆動す
べく駆動指令が出される。駆動指令により駆動された電
動モータ１１４は、ハイポイドギヤを介して出力軸１２
１を回転させ、ラック軸１１２を軸線方向に移動させ
る。トルク検出装置１１３で検出されたトルクの値が所
定値より低い場合には、補助操舵力は不要であるので、
電動モータ１１４は駆動されない。

【００２０】ところで、このような電動式パワーステア
リング装置において、高速でステアリングギヤが回転し
つつストロークエンドに到達した場合、大ハイポイドギ
ヤ１２９の回転の減速比倍の速さで回転している電動モ
ータ１１４が急に停止することとなり、電動モータの慣
性により生じる大きな衝撃力が減速機構に伝達され、動
力伝達系の破損や機能低下を将来する恐れがある。しか
し強度上問題となるような衝撃力は通常使用するトルク
よりはるかに大きいこと、及びこのような特に過大な衝
撃力の発生頻度は極めて低いことから、大ハイポイドギ
ヤ１２９と出力軸１２１の間で滑りを生じさせることに
よりこの衝撃力を吸収することができる。すなわち本実
施例においては、摩耗等の経時変化を考慮しつつ、リン
グ部材２０１のアキシャル突起２０１ｂから大ハイポイ
ドギヤ１２９の円周溝１２９ｂに印加される弾性力に基
づき発生する摩擦力が、通常使用時に伝達されるトルク
より大きく且つ上記衝撃力よりも低くなるよう、円周溝
１２９ｂの内径およびアキシャル突起２０１ｂの突出量
を設定してある。従って、通常作動時には、円周溝１２
９ｂとアキシャル突起２０１ｂとの間で滑りを生じない
ため、大ハイポイドギヤ１２９より出力軸１２１への動
力伝達が支障なく行えるようになっている。一方、上記
衝撃力が生じたときには、円周溝１２９ｂに対してアキ
シャル突起２０１ｂをすべらせて、それにより大ハイポ
イドギヤ１２９と出力軸１２１との間の動力伝達はしな
いようになっている。

【００２１】なお、リングギヤ部材２０１の円周突起２
０１ａは、組み込み容易性をねらったものである。すな
わち、リング部材２０１は大ハイポイドギヤ１２９と共
に組み込まれるが、出力軸１２１に対する上下方向の相
対位置が適切となったときに、円周突起２０１ａは出力
軸１２１の円周溝１２１ｂにパチンと係合し、それによ
り出力軸１２１と大ハイポイドギヤ１２９との相対位置
関係を一義的に決定することができるのである。更に、
多数のアキシャル突起２０１ｂを設けたことにより、リ
ング部材２０１から大ハイポイドギヤ１２９に印加され
る弾性力を、寸法公差のばらつきに対し鈍感にしてい
る。すなわち、アキシャル突起２０１ｂの突出量が多少
変化しても、印加される弾性力は大きく変化しないよう
になっている。

【００２２】以上、本発明を実施例を参照して説明して
きたが、本発明は上記実施例に限定して解釈されるべき
ではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろん
である。例えば、リング部材２０１のアキシャル突起は
外側でなく内側に設けられていても良い。またこの電動
式パワーステアリング装置においては、大ハイポイドギ
ヤ１２９の円周溝１２９ｂの底面は円筒面であるが、リ
ング部材２０１のアキシャル突起２０１ｂに対応する凹
凸を形成すれば、大ハイポイドギヤ１２９と出力軸１２
１の相対滑り時のトルクをあげることができる。更にハ
イポイドギヤはベベルギヤであってもよく、或いは摩擦
伝動要素であってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明の電動式パ
ワーステアリング装置によれば、トルクリミット手段
は、従動手段と出力軸との間に設けられているため、該
トルクリミット手段を取り付けても従来の構成に対して
特に装置の大型化を招かず、またトルク伝達に必要な摩
擦力を発生する為に出力軸もしくは従動手段と別体のリ
ング部材を用いるようにしたので、その締め代等の調整
を別途行えるため、製造コストが低くなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例である電動式パワーステアリ
ング装置１００の軸線方向一部断面図である。

【図２】図１の電動式パワーステアリング装置のII部の
拡大部分断面図である。

【図３】図２の電動式パワーステアリング装置のIII-II
I線に沿って切断して得られた部分断面図である。

【図４】リング部材２０１の拡大部分切断斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０１………ハウジング本体 １０１ｃ………内側円筒部 １１１………入力軸 １１２………ラック軸 １１４………電動モータ １２１………出力軸 １２１ａ………円周溝 １２９………大ハイポイドギヤ １２９ｂ………円周溝 １３６………小ハイポイドギヤ １２７………回転軸 ２０１………リング部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 該ハウジングに取り付けられ、回転軸を回転させるモー
   タと、 車輪を操舵する為に操舵力を伝達する出力軸と、 ステアリングホィールと該出力軸とを連結する入力軸
   と、 該回転軸に取り付けられた駆動手段と、該駆動手段に動
   力伝達可能に係合する従動手段とからなる動力伝達機構
   と、 該従動手段と該出力軸との間に設けられ、所定値以内の
   トルクの伝達はするが、該所定値を超えるトルクの伝達
   はしないトルクリミット手段とからなり、 該トルクリミット手段は、前記従動手段及び前記出力軸
   の一方に対して固定的に取り付けられ、組み付けられた
   際にその他方に対して弾性力を付与するリング部材から
   なる電動式パワーステアリング装置。