JPH0966844A - 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

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JPH0966844A
JPH0966844A JP22639795A JP22639795A JPH0966844A JP H0966844 A JPH0966844 A JP H0966844A JP 22639795 A JP22639795 A JP 22639795A JP 22639795 A JP22639795 A JP 22639795A JP H0966844 A JPH0966844 A JP H0966844A
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JP
Japan
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rack shaft
shaft
rack
ball screw
steering force
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Pending
Application number
JP22639795A
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English (en)
Inventor
Kenji Someya
賢司 染谷
Atsushi Tanaka
敦司 田中
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電動パワーステアリング装置において、手動操
舵力入力部及び電動補助操舵力入力部から加わる回転力
によるラック軸の回転を防止することにある。 【解決手段】電動式補助操舵力入力部のボールねじ軸20
a に対するボールねじ溝44の捩れ方向を手動操舵力入
力部の前記ラック軸18に対するラック歯22の捩れ方
向と同じにして、電動式補助操舵力入力部からラック軸
に加わる回転力と、手動操舵力入力部からラック軸に加
わる回転力とが互いに反対方向となるようにしたのであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に用いられる電動
パワーステアリング装置、特に手動操舵力入力部におい
て発生するラック軸の回転力と、電動式補助操舵力入力
部において発生するラック軸の回転力とが打ち消される
ものに関する。
【0002】
【従来技術及びその課題】自動車等の車両において、ハ
ンドルの操舵による手動操舵力を軽減するために電気的
に補助操舵力を加える電動パワーステアリング装置が付
加される。ラック軸に電動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。手動操舵力及び電動補助操舵力は、そ
の両端が左右の車輪に連結されて軸方向に移動するラッ
ク軸に軸方向において離れた部分において夫々加えられ
るが、電動パワーステアリング装置の一種に、手動操舵
力はラック・ピニオン機構により加え、電動補助操舵力
はボールねじ機構により加える形式のものがある。この
場合、ラック軸の軸線回りの回転力を如何に抑えるかが
問題になる。
【0003】即ち、補助操舵力入力部においてボールね
じナットの回転をラック軸の直線運動に変換する際、ボ
ールねじナットの回転の反力としてボールねじナットか
らラック軸に回転力が作用する。このラック軸の回転力
は特別の回止め手段がない場合はラック・ピニオン機構
で受け止められることになる。その結果、ピニオン軸の
ピニオン歯とラック軸のラック歯との噛合いが悪化し、
ピニオン軸の回転トルクが大きくなり、タイヤへの補助
操舵力が低減される。
【0004】一方、手動操舵力入力部においては、一般
にピニオン軸とラック軸とはレイアウト上ある軸交角を
持ち、またピニオン歯は噛合率の確保及び強度向上の理
由から捩れ角を持たせる。この軸交角とピニオン歯の捩
れ角から多くの場合、ラック軸のラック歯にも捩れ角を
もたせることとなり、その結果、ピニオン軸の回転トル
クに比例した回転力がラック軸に作用する。ボールねじ
機構においてラック軸に作用する回転力が大きければ大
きいほどピニオン軸の回転トルクも大きくなり、ラック
歯の捩れによるラック軸の回転力も大きくなる。
【0005】これに対して、従来はラック・ピニオン機
構においてラック軸に作用する回転力とボールねじ機構
においてラック軸に作用する回転力との間に特別の注意
が払われておらず、例えばボールねじ軸及びボールねじ
ナットのらせん状のボールねじ溝が軸線に対してなす角
度も適宜選定されていた。そのため、ラック軸の回転を
確実に防止することは困難であった。
【0006】本発明は、上記従来技術における課題を解
決すること、即ち電動パワーステアリング装置におい
て、手動操舵力入力部及び電動補助操舵力入力部から加
わる回転力によるラック軸の回転を防止することにあ
る。
【0007】
【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、ラック・ピニオン式の手
動操舵力入力部15と、電動モータの出力をボールねじ
ナットに伝達してその回転をラック軸の軸方向の運動に
変換するボールねじ機構40を含む電動式補助操舵力入
力部90とがラック軸上に軸方向に離れて配置されてい
る電動パワーステアリング装置において、電動式補助操
舵力入力部のボールねじ軸20a に対するボールねじ溝4
4の捩れ方向を、手動操舵力入力部の前記ラック軸18
に対するラック歯22の捩れ方向と同じにして、前記電
動式補助操舵力入力部から前記ラック軸に加わる回転力
と、前記手動操舵力入力部から前記ラック軸に加わる回
転力とが互いに反対方向となるようにしたのである。こ
のようにすれば、電動式補助操舵力入力部からは補助操
舵力入力部とは反対方向の回転力がラック軸に加えら
れ、補助操舵力入力部において発生するラック軸の回転
力が低減されることとなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1及び図2に基
づき説明する。初めに、図1及び図2を基に手動操舵力
入力部15を説明すると、上端にハンドル(不図示)が
固定されたハンドル軸(不図示)は自在継手等により入
力軸10に結合されている。入力軸10はトーションバ
ー12を介在させて出力軸(ピニオン軸)11に連結し
ている。入力軸10及び出力軸11は軸受14によりハ
ウジング16に回転可能に支持されている。ピニオン軸
11の下端にはピニオン歯18が形成され、これに後述
するラック軸20上の右半分20a に形成されたラック歯
22が噛合している。
【0009】ここで、ピニオン軸11の軸線とラック軸
20の軸線とは、ラック軸20の軸線から反時計方向に
計測して一定の軸交角α(比較的大きな鋭角)をなして
いる。図3に示すように、ピニオン軸11のピニオン歯
18及びラック軸20のラック歯22は右傾斜した捩れ
方向に捩れ角γをもって形成されている。手動操舵力入
力部15においては、ハンドルの転舵によりピニオン軸
10を回転することによりラック・ピニオン機構17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。
【0010】次に、図2を基に補助操舵力入力部を説明
する。車両の左右方向に延びる円筒状のハウジング30
内には前記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32を介して転舵輪
(不図示)に連結されている。ジョイント32はブーツ
34で覆われている。
【0011】ハウジング30は左寄りの部分に円筒状の
ボールねじ機構収容部36と、これから手動操舵力入力
部15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38とを有し、収容部内36
にはボールねじ機構40が配置され、取付け部38には
電動モータ42が取付けられている。ラック軸20上の
前記ラック歯22が形成された右半分20a とは反対側の
左半分(ボールねじ軸)20b の外周面にはボールねじ溝
44がらせん状に形成されており、その外側に遊嵌され
た円筒状のボールねじナット50は一対の軸受52によ
って収容部36に対して回転可能に支持されている。
【0012】図1に示したように、ラック軸20上にラ
ック・ピニオン機構17が右側に、ボールねじ機構50
が左側に配置された場合には、ボールねじ溝44の軸線
は、図1において右傾斜した捩れ方向をもっており、ボ
ールねじ軸20a の軸線に直交する直線から反時計方向に
計測して角度βをなしている。この捩れ方向は、前記ラ
ック軸20のラック歯22の捩れ方向と一致している。
ボールねじ溝44及びラック歯22の捩れ方向及び捩れ
角がそのように選定されているのである。
【0013】ボールネジナット50の内側には、内周面
にボールねじ溝54が螺旋状に形成されている。ラック
軸20のボールねじ溝44とボールねじナット50のボ
ールねじ溝54とにより形成されるらせん状の環状空間
内には多数のボール56が充填されている。ボールねじ
ナット50の外側には、回転につれて軸方向に進行した
ボール56を軸方向において後方に戻すためのボール戻
し管58が配置されている。ボールねじ溝44が形成さ
れたラック軸即ちボールねじ軸20、ボールねじナット
50及びボール56等によって上記ボールねじ機構40
が構成される。ボールねじナット50は収容部36内に
挿入された蓋部材60及び締付部材62により所定状態
に保持されている。
【0014】電動モータ50は取付部36内にボルト5
2によって取り付けられ、手動操舵力入力部15のすぐ
近傍に位置している。電動モータ42の出力軸66は一
対の軸受68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70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72が取り付け
られ、傘歯車70と噛み合っている。ラック軸22即ち
ボールナット50の軸線と電動モータ42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。
【0015】本実施例では、ボールねじ機構40を含む
電動補助操舵力入力部90からラック軸20に加わる回
転力をTB とし、ラック・ピニオン機構17から成る手
動操舵力入力部15からラック軸20に加わる回転力を
P とした時、ラック軸20に加わる回転力TR は1kg
f・m となるように、即ちTB −TP =TR ≦1kgf・mと
なるように諸元が選定されている。
【0016】次に、本実施例の作動を説明する。手動操
舵力はピニオン軸10が回転され、ラック・ピニオン機
構17によりこの回転がラック軸20の軸方向の移動に
変換されて入力される。一方、電動モータ42の出力軸
66の回転により一対の傘歯車70、72を介してボー
ルねじナット50がラック軸20のまわりに回転し、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
向に移動されることにより、動力補助が達成される。
【0017】このように手動操舵力及び補助操舵力をラ
ック軸20に加えてもラック軸20が回転する心配はな
い。ねじ溝44がボールねじ軸20a に対してなす捩れ角
の方向及び角度β並びにラック歯22がラック軸20に
対してなす捩れ角の方向及び角度γが所定の関係に選定
されているため、補助操舵力入力部90からラック軸2
0に加わる回転力が手動操舵力入力部15において低減
されるからである。
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、適宜変形が可能である。例えば、前記角度β
及びγは共に鈍角でも良く、一方が鋭角で他方が鈍角で
も良い。また、電動モータがラック・ピニオン機構側に
傾斜していることは不可欠ではなく、反対方向に傾斜し
ていても良いし、さらには電動モータとラック軸とが同
軸的に配置されていてもよい。
【0019】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、電動補助操舵力入力部からラック軸に加わる回転力
が、手動操舵力入力部において軽減されるので、ピニオ
ン軸のピニオン歯とラック軸のラック歯との噛合いが悪
化することはなく、ピニオン軸の回転トルクは小さく維
持でき、タイヤへの補助操舵力の低減が防止できる効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す正面図(一部破断)
である。
【図2】図1の要部断面図である。
【図3】図1の要部説明図である。
【符号の説明】
10・・・・・・・・入力軸 11・・・・・・・・出力軸(ピニオン軸) 15・・・・・・・・手動操舵力入力部 17・・・・・・・・ラック・ピニオン機構 20・・・・・・・・ラック軸 20a ・・・・・・・・ボールねじ軸 40・・・・・・・・ボールねじ機構 42・・・・・・・・電動モータ 44・・・・・・・・ボールねじ溝 50・・・・・・・・ボールねじ機構 90・・・・・・・・電動式補助操舵力入力部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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上に、ラック・ピニオン
    式の手動操舵力入力部と、電動モータの出力を前記ラッ
    ク軸上のボールねじナットに伝達してその回転を前記ラ
    ック軸の軸方向の運動に変換するボールねじ機構を含む
    電動式補助操舵力入力部と、が軸方向に離れて配置され
    ている電動パワーステアリング装置において、 前記電動式補助操舵力入力部のボールねじ軸に対するボ
    ールねじ溝の捩れ方向を、前記手動操舵力入力部の前記
    ラック軸に対するラック歯の捩れ方向と同じにして、前
    記電動式補助操舵力入力部から前記ラック軸に加わる回
    転力と、前記手動操舵力入力部から前記ラック軸に加わ
    る回転力とが互いに反対方向となるようにしたことを特
    徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 前記ボールねじ軸のボールねじ溝の捩れ
    角及び前記ラック軸のラック歯の捩れ角は、前記電動式
    補助操舵力入力部により前記ラック軸に加わる回転力か
    ら前記手動操舵力入力部により前記ラック軸に加わる回
    転力を減じた回転力が1kg・m 以下となるように決定され
    ている請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
JP22639795A 1995-09-04 1995-09-04 電動パワーステアリング装置 Pending JPH0966844A (ja)

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JP22639795A Pending JPH0966844A (ja) 1995-09-04 1995-09-04 電動パワーステアリング装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003006301A1 (fr) * 2001-07-10 2003-01-23 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Dispositif de direction assistee a commande electronique
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US7159690B2 (en) 2003-06-17 2007-01-09 Koyo Seiko Co., Ltd. Electric power steering apparatus

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040303