JPS5950864A - ステアリング装置 - Google Patents

ステアリング装置

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JPS5950864A
JPS5950864A JP58142659A JP14265983A JPS5950864A JP S5950864 A JPS5950864 A JP S5950864A JP 58142659 A JP58142659 A JP 58142659A JP 14265983 A JP14265983 A JP 14265983A JP S5950864 A JPS5950864 A JP S5950864A
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JP
Japan
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ball nut
steering
motor
motor rotor
steering device
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Pending
Application number
JP58142659A
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English (en)
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ギルバ−ト・ヘンリ−・ドラツチヤス
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Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Original Assignee
TRW Inc
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Publication date
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Application filed by TRW Inc filed Critical TRW Inc
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Pending legal-status Critical Current

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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両の操縦可能なホイールを回動させるステ
アリング装置に関し、さらに詳しく＾えば、動力支援タ
イプのラック・ピニオン式ステアリング装置に関する。
動力支援タイプのラック・ピニオン式ステアリング装置
の構成につ′いてはすでに多くのものが知られている。
公知のステアリング装置１ｔのあるものは油圧力を使用
し、別のステアリング装ｊＦＪは′電力を使用している
。電力を利用した動力支援タイプのステアリング装置は
、通常、モーターを備えている。その−例が米国特許第
３，９８３，９５３号に開示されている。米国特許第５
．９８３．９５３号によれば、モーターはステアリング
・ホイールの回動に応じて付勢される。ステアリング、
ホイールを回わずと、スイッチが動作してモーターを始
動さぜる。モーターはぎニオンに駆動力を伺加する。
したがって、モーターはピニオンに支援を与えることに
なる。
本発明の目的は、電力を利用したラック・ピニオン式ス
テアリング装置を提供しようとするものである。さらに
詳しく言えば、本発明に係るステアリング装置は、両方
向に車両の車輪を回動さぜるため両方向に直線状に移動
可能な操縦力伝達部材を備えている。この部材の第１の
部分はラックを備えている。手動操作により回転される
ビニオンがラックき噛み合い、ラックに力を付加する。
前記部４４の第２の部分に支援力を４り加するためモー
ターが設けられている。操作力伝達部材に直接力が付加
されるが、ビニオンを介して力が（＝ｊ加されることは
ない。
モーターは回転司能な回転子を（＋ｆ＋ｉえており、該
回転子は操縦力伝達部材をＪ、ｌｌ／り囲んでいる。モ
ーター回転子の回転に応じ所要の方向に部材を直線状に
移動させるため、モーター回転子を操縦力伝達部材と作
動的に接続する機招が用意される。
本発明の好適した実施態様によれは、作動的接続機梠゛
はモーター回転子と直線状に移動可能な部材との間に設
けられていて、ボール・ナラトラ備えている。ねじ部分
が操縦力伝達部材の第２の部分上に形成されている。モ
ーター回転子の回転は、ボール・ナツトとねじ山を介し
て操作力伝達部材この好適した実施態様に係るステアリ
ング装置、“グｌｉトーション・バーを備えており、該
トーション・バーはステアリング・ホイールきビ′ニオ
ンの１川に設けられたステアリング・コラムの中にＪＴ
２リイリｌすられている。トーション・バーは、ステア
リング・ホイールの回転により作られたトルクに応じて
ねじれる。電気信号を発生さぜるため、トーション・バ
ーねじれセンサーが設けられている。トルクが十分に太
きいとき、すなゎぢ、ビニオンの回ｊｆｉ７１　ｌζ　
。
抗する抵抗が生じる場合、ステアリング・ホイールの回
転に伴なって１・−ジョン・バーはネジレ、モーターを
付勢して操縦カ伝、ｉ−′／！１ｌｌｓ　４Ｊに支援を
与えるよ５　ｉｔ電気信号作られる。
モーターが故障すると、手ｎ１ｈｔ％作によりビニオン
が回転し、ラックを移動さぜる。したがって、手動操作
により車両を操縦すると吉が可能である。
すなわち、ステアリング装置を手シ）ｈ操作より安全に
作動させることができる。
本発明の他の実施態様によれば、モーターの回転子は直
線状に移動する操縦力伝達部材のねじ部分と同軸的に取
り付けられている。モーター回転子は操縦力伝達部材に
関しｆｆｑ１１方向に固定されている。モーター回転子
を通って電流が流れると、モ　“−ター回転子は回転す
る。モーター回転子はボール・ナツトに作動的に接続さ
れている。モーター回転子の回転に伴なってボール・ナ
ツトは回転する。ボール・ナツトならびに操作力伝達部
材のねじ部分と連係された多数のボールがボール・ナツ
トの回転に応じて操縦力伝達部材を直？′に状に移動さ
ぜる。
本発明の別の実施態様によれば、モーター回転子と移侃
１可能な（！Ｖ！縦力伝力伝達部材にクラッチが設けら
れている。さらに詳しく言えば、この実施態様において
はモーター回転子は多数の永久磁石により作られた磁場
の中で軸方向に変化した状態に取り伺けられている。モ
ーター回転子に？ｄ流が印加されると、モーター回転子
は磁場の中を軸方向に移動することにより永久磁石によ
り作られた磁場の中で自動的に調心しようとする。モー
ター回転子が軸方向に移動すると、クラッチが係合゛状
態となり、モーター回転子とボール・ナツトの間に作動
的な接続が生じる。したがって、モーター回転子の回転
によりボール・ナツトが回転するさ、操縦力伝達部材は
ねじ部分の中に設けられたボールの保合を介して軸方向
に移％ｈしＮ　ｍ述の’：ｊ’、　Ｍ＋：例の場合と同
様、東両の車輪を回１１ｉｂさせる。
本発明のその他の特徴と利点は、添イリ１ソ１面を匁照
してまとめられた以下の説明より容易にＪ’ｌ！　ｊ！
ＩＮ　シていただけよう。
上述のごきく、本発明は、車両の操縦ｉｊ（ｉ４ヒな小
輪を回動させるステアリング装Ｊｃ〕に田１する。さら
に詳しくぎえば、本発明は、反対の方向に１α線状に移
動して、垂直軸のまわりで車両の操縦ｈノ能な車輪１６
．１７を回動させる操縦力伝達部材１５を備えたステア
リング装置Ａ（第２１メ１＃照）に関する。本発明に係
るステアリング装置Ａは菌１１図に示されているブロッ
ク＃！図に概念的に［ヌ１解されている。第１図に示さ
れているステアリング・システムは、手動操作またはス
テアリング・ホイール１０の回転に応答するようになっ
ている。
運転手がステアリング・ホイール１０を回わすと、運転
手の入力トルクがステアリン死ホイール１０と【０５列
に設けられたステアリング・コラム１１の中に設けられ
ているトーション・バー１１に付加される。′電子式ト
ーション・バーねじれセンサー１２がトーション・バー
１１と連係されている。電子式トーション・バーねじれ
センサー１２は、′電子式制＠ｉｆユニット１３（第１
図参照）に信号を伝えるが、この信号はトーション・バ
ー１１のねじれの方向と量を衆わしている。トーション
・バー１１のねじれの方向と量は、ステアリング・ホイ
ールの回転の方向とステアリング・コラムに伺加された
トルクとしｊ連している。その他の入力を４ｆｔ子式制
御ユニット１３に入力させるようにしてもさしつかえな
い。その他の入力とは、たとえば、車両の走行速度であ
る。
′、Ｆ、子式制神式制御ユニット１３要の入力をすべて
受けとったあと、モーター１４に入力制御電流を印加し
、印加された′電流に関連Ｉ−た回転方向とるのち、モ
ーター１４は操縦支災力を操縦力伝、１全部材１５に付
加する。′覗気的な故障が生じることを考慮して、手桶
によりステアリング操作を行〆Ｘ５ことができるよう運
転手の入力側と操縦力伝達部材１５との間に手動駆動機
構が設りられている。
操縦力伝達部材１５（第２図参照）が移動すると、車両
の操縦可能な車輪１６．１７が回動する。
操縦力伝達部材１５は反対の方向に直ｉｊち）状に移動
する。操縦力伝達部材１５は、ステアリング・ホイール
の回転に伴なって該部材１５にイ；Ｊ加された手動操作
力または該手動操作力吉モーター１４により部材１５に
付加される力とを併せたものにより反対方向に直線状に
移動する。
操縦力伝達部材１５はねじ部分２０を備えており（第６
図参照）、該ねじ部分２０上にねしまたはウオーム２０
ａが形成されている。操４ｊＩ１１：力伝達部材１５は
また部分２１を備え′Ｃおり、該部分２１にラックの歯
２２が刻設されている。該ラックの歯２２は操縦力伝達
部材１５の移動方向に関し横開きに延在している。前記
部分２１はねじ部分２０と一列に並んで配置されていて
、両部分力（同時に移動するようねじ部分２８に接合さ
Ｊｔて（１）る０ ステアリング・ホイール１０を回わすと、ステアリング
・コラム部材４１が回転する（　第２１Ｘ＋　参照）。
該ステアリング・コラム部材４１（ま上音１１プ７ツゾ
リング７（Ｉｓ材４０に接続されて（ｚＮ−ｒ、該上部
カップリング部材４０もステアリング・コラム名１（材
４１といっしょに回転する。上部力゛ンプ１ｊング社ｉ
材４０はカルダン継手４２を介してステアリングゝ・コ
ラム部材４１にｉ幾械的に接続さｉｔてＧする。上ｔ’
ｉμカップリング部材４０の一部は下部力゛ノフＯＩＪ
ンク゛部材５０を取り囲んでいて（第６図参ＩＫ（）　
Ｎ　Ｈ亥−Ｆ部カップリング部材５０はカルダン＜１＄
’ｌ”５２をブ「してステアリング・ギヤ人カシ４フフ
ｌ−５３？こ３’ＪＡ結されている。該ステアリング・
ギヤ人力シャフト５３はビニオン・ギヤ５４を備えてｌ
／）て、該ビニオン・ギヤ５４はステアリング・ギヤ入
ノｊシャフト５３に作動的に接続されてｌ／）る（狽巻
６ン１参Ｉ１１．　）。
ビニオン・ギヤ５４はラックの歯２２とｌｌｊζみｒＦ
うようにされたヘリカル・ビニオンである０力ツプリン
グ部月４０と５０の間に１・−ジョン・バー１１が延設
されている。第６図に示されているように、カップ１）
ングｆ１ｔｓ月４０はチ：し一ブ状）慴１９分５１を備
えており、カップリング部材５０のチューブ状部分５２
が前記チューブ状部分５１内に挿入されている。カップ
リング部材５０の外表面はカップリング部材４０の内表
面に接面している。
トーション・バー１１の一方の端部は上部カップリング
部材４０にピン止めされており、一方、他方の端部は下
）小カップリング部材５０にピン止めされている。トー
ション・バー１１はカンフ０リング部材４０と５０と同
軸的に延設されている。
ステアリング・ホイール１０（第２図参照）を回しても
、車両のホイールが氷の上を７１行している場合にみら
れるように、ビニオン・ギヤ５４（第６図参照）の回転
に抗する抵抗が少ない場合、ステアリング・コラム部材
にはトルクは現われず、トーション・バー１１（第６図
参照）はねじれをひき起こすことなくピニオン・ギヤ５
４を駆動することができる。したがって、ステアリング
・ホイール１０よりトーション・バー１１をへてステア
リング・ギヤ人力シャフト５３（第２図参照）にトルク
が伝達され、ピニオン・ギヤ５４が回転し、これに伴な
って操縦力伝達部材１５が移１１ｂシ、車両のホイール
１６．１７を回動させる。
しかし、車輪１６．１７の回ｊ（１１に抗する抵抗が生
じた場合、カップリング部材４１１：５０の間に相対的
な回転が生じ、トーション・バー１１は変形する。すな
わぢ、トーション・バー１１はネジれる。トーション・
バー１１のねじね、の量と回転の方向はトーション・バ
ーねシレセン→Ｊ−−１２（第７図参照）により検知さ
れる。
第７図に示されているように、トーション・バーねじれ
センサー１２はホール効実装ｆｅｅ　６０と１対のマグ
ネット６１．６２を備えている。対をなすマグネット６
１．６２はカップリング部材５゜の部分６４上に担持さ
れている。該部分６４はカップリング部材４００反対位
１ｔにある脚部分実装置６０はカップリング部材４ｏに
固定さＪ＋たプレート６７上に担持されている。
マグネット６１ＯＮ極はポール効果ル’＝ｌｔ＋°６ｏ
に面している。一方、マグネット６２のＳ　４ＫＨはポ
ール効実装置６０に面している。ポール効実装１ｉ／Ｎ
６０に関しこれらのマグネットがオゎ１ｆｌｌすると、
信号が発生し、電子制御ユニット１３に送イ８される。
る回転移動量とトーション・バーの回転方向を表示して
いる。ここに開示されている′１に予成トーション・バ
ーねじれセンサー１２は本出願人の発明に属するもので
はないが、６５Ｕｓｃ１１２に規定されている”　ｂｅ
ｓｔ　ｍｏｄｅ　”に係るノ求条件に従がって説明した
のである。
モーター１４（第６図参照）は永久磁石式可逆モーター
である。モーター１４は操縦カ伝達部月１５のねじ部分
２ｏと同軸的に取り付けられている。さらに詳しく言え
ば、モーター１４は本体部材７０を（Ｉｉｉｆえていて
、該本体部材Ｔｏは車両のフレームと固定的に接合され
ていて、多数の永久磁石７１を担持している。該永久磁
石７１は回転可能なモーター回転子を取り囲んでいる。
モーター回転子７３は従来の要領に従がって構成されて
いる。モーター回転子７３は多数のプラスチック製ラミ
ネーションを備えており、該ラミネーションに巻線が巻
き付けられている。
モーター回転子７３はボール・ナツト７５を取り囲んで
いる。該ボール・ナツト７５は操縦力伝達部材１５のね
じ部分２０と同軸的に延在したチューブ状部材である。
第５図に参照数字７７により表示されているように、ボ
ール・ナツト７５の外周にローレット加工がほどこされ
ている。ローレット７７を設けることによりモーター回
転子７３の内径とボール・ナツト７５との間に摩擦駆動
的な結合を形成することができる。したがって、モータ
ー回転子７３が回転すると、が−ル・ナツト７５も回転
する。多数の７１？−ルア８（第４図参照）がボール・
ナツト７５と操縦力伝達部材１５のねじ部分２０と協働
するようになっているので、ボール・ナツト７５が回転
すると、ｈ″！細カ伝達１１１鷺材１５は軸方向にｍ動
される。
ボール７８は、ボール・ナツト７５のイノ＋’ｉ　Ｊ、
ｉ’Ｊ　；Ｉ−ｌ’ｌ　ｈＩ？ｉ７９と、操縦カ伝；＋
ｊＨｋｌｌ材１５土に形成されたねじ部分２０ａと、ボ
ール・ナツト′Ｉ５の内径」、二に形成された前記ねじ
部分２０ａに形成されているねじ部分との中に収容され
ている。ボール・ナラ；・７５が回転すると、操縦カ伝
＊Ａ　ｔ′ｔＢ　４Ａ’　１５は直線状に移’ｄＩｂす
る。公知のように、ボール・ナツト７５が回転するにし
たがって、循環悪路１９を）Ｉｊｉってボール７８は循
環する。ボール・ナツトとその動作の詳細については、
米国特許第５，５１２．４２６号を参照されたい。この
特８１・は、本発明に採用されているものに類似したボ
ール・ナツトとねじのアッセンブリを開示している吉と
もに、ボールがどのようにこのアッセンブリの中に収容
すしているかを詳しく説明している。これらの訂−庄用
早項は公知のものであるので、この明細書の中で改ため
て詳しく説明することは省略する。
ボール・ナツト７５は、反対の位置にある両端に取り付
けられたベアリング９０，９ｉにより回転可能に軸支さ
れている（第６図参照）。すなわち、ベアリング９０．
９１はボール・ナツトγ５かモーター１４の本体７ｏに
関し回転するようボール・ナツト７５を軸支している。
さらに詳しく言えば、ベアリング９ｏは、ボール・ナツ
ト７５の端部９２と第６図で見てモーター１４の左１／
ＩＭ面に固定された端部キャップ９３の間に取り句けら
れている。一方、ベアリング９１は、ボール・ナツトＴ
５の突出部１０１と第６図で見てモーター１４の右端面
に固定された端部キャップ１０３の間に取り伺けられて
いる。ベアリング９ｏと９１はＩｌ？−ル・ナツトを回
転可能に軸支するとともに、図面を見れば明らかなよう
に、ボール・ナツト７５がベアリングに関し軸方向に９
１ｂかないようボール・ナツト７５を保持している。
モーター１４のこれらの部材は端部キャップ１０３に差
し通して、端部キャップ９３にねじ込まれた適当な固定
手段１０５によりしっかりと固定されている。このねじ
固定手段がモータ−１４全体を９１１方向に動かないよ
う保持している。
参照数字１０７により表示されている適当な本体部材が
端部キャップ９３に収容されていて、ビこオン・ギヤ５
４を収容する小室を限定している。
第３図で見て本体部材１０７の左端部は適当な手段によ
りブーツ１０９に固定されている。ブーツ１０９は操縦
力伝達部材１５に沿って延在していて、その外端が操縦
力伝達部材１５に固定されている。ブーツ１０９はシー
ル１０９ａと協働して、本体７０の中に収容されている
ギヤ、ベアリング等に使用される潤滑剤を貯留するとと
もに、ごみやはこり、その他の異物が本体７０の中には
いって、ビニオン・ギヤ５４等の性能を損なうことを防
止している。端部キャップ１０３も突出部分１１０を備
えており、該突出部分１１０は端部キャップ１０３に溶
接されている。突出部分１１０は操縦力伝達部材１５に
沿って第６図で見て右方に突出していて、ブーツ１１２
を固定させている外端部で終っている。該ブーツ１１２
はシール１１２ａと協働して、ごみやほこり、その他の
異物がモーター１４と接触することを防止している。
上述の説＋１＋１より明らかなように、モーター回転子
７３が回転すると、操縦力伝達部材１５はモーター回転
子の回転方向に応じた方向に移動する。
また、モーター回転子７３は該モーター回転子７３の春
線を通って流れる電流の大きさと方向に応じた方向に回
転する。モーター回転子を通って流れる′電流の方向と
大きさは電子式制御ユニット１３により制御され、該電
子式制御ユニット１３は電子式トーション・パーねじれ
センサー１２により制御さ」する。したがって、モータ
ー回転子の回転速度とトルクと方向はトーション・パー
のねじりの量と方向に応じて変化する。モーター回転子
７３に流れる電流とモーター回転子７３がら流れる電流
は適当なブラシ装置１１５をｊｌｎって流れるようにな
っている。第３図にはブラシ装置は１組しか取り付けら
れていないが、実際にはブラシ装置は何組か取り付けら
れている。ブラシ装置１ｆ１１５はモーター回転子７３
と電気的に接続された整流子片１１７と接触しているブ
ラシ１１Ｇを備えている。該ブラシ１１６はプラスデッ
ク製シリンダ−１１８の中に収納されていて、該シリン
ダー１１８にプラスデック製ヘッド１１９が嵌着されて
いる。金属製スリーブ１２０がプラスチック製シリンダ
ー１１８を取り囲んでいて、モーターの本体７０の中に
ねじ込まれている。適当な要領で導線がブラシ１１６に
固着されている。
Ｃ）ろいろ異なった態様で本発明に係るステアリング装
置を使用することができることは上述の説明より容易に
理解していただけよう。たとえば、車両の車輪１６．１
７が氷の上を走行していて、非常に低い外力でも車輪１
６．１７を回動させることができろ場合、手動操縦によ
り車両を操縦し、モーター１４は付勢しないようにする
。このような条件のもとてステアリング・ホーイール１
０を回わすと、トーション・バー１１は十分なトルクを
ピニオン・ギヤ５４に伝達し、ねじりをひき起こすこと
なく操縦を行なうことができる。この場合、ピニオン・
ギヤ５４が回転し、ラック２２のｆｉｌがピニオン・ギ
ヤ５４の歯と噛み合っているので、手動操作力を操縦力
伝達部材１５に伝達することにより操縦が行なわれる。
このような使用状態のもとでもモーター回転チア３は回
転するが、このためモーターが損傷をうけるおそれはな
い。
車両の車輪が車輪の回動に抗する抵抗が現われるような
路面上を走行している場合、ステアリング・ホイール１
０を回わすと、トーション・バー１１はねじれる。トー
ション・バー１１のねじれは、下部カップリング部材５
０上に形成された面１３２または１３３と当接するよう
にされた上部カップリング部材上に形成された而１３０
または１３１により制限されている（第７図参照）。こ
れらの而のうち１対の面が接面したとき、１・−ジョン
・バー１１に生じるねじれのＩｎを制限することができ
る。トーション・バー１１が最大量ねじれたときでも、
直接ステアリング・ホイール１０からピニオン・ギヤ５
４へ操縦力を機械的に伝達することができる。
同時に、電子式トーション・バーねじれセンサー１２が
付勢され、最大の電気信号をｍ予成制御ユ＝　ｙ　）　
１３に送信する。したがって、モーター１４番ま最大ト
ルクに付勢される。モーター１４が付勢されると、ボー
ル・ナツト１５が回転し、メール７８を介して力が伺加
され、１゛に伝力伝達音１；材１５が移動しはじめる。
この力はビゝニオン・ギヤ５４と無関係に操縦力伝達部
４イ１５に直接付加される。すなわち、この力はピニオ
ン・ヤ４′５４をへで伝１’ｊ（されろものではない。
したがって、モーター１４と２ニオン・ギヤ５４が同時
むこ操縦力伝達部材１５に力を（ｑ加するから、操縦力
伝達部材１５は移動し、車両の１１ｔ、輪１６．１７を
回動さ・けろ。
トーション・バー１１に付加された力はトーション・バ
ー１１を最大はねじることができるもので（、↑ス【い
が、若干量ねじる程度のものであ／−）場合、表面１３
０，１３１は表面１３２．１３３のうちのどちらにも接
面しない。しかし、電子式トーク９ン・バーねじれセン
サー１２がトーション・ノ々−１１のねじれを検知する
のでモーター１４が細分される。その結果、モーター１
４が細分され、モーター１４から操縦力伝達ｆ１）５利
１５のねじ部分２０に力が付加される。したがって、手
動操作による力とモーター１４の補助力が１・“１・き
行・１力伝達部拐１５にイｑ加されることになる。
運転手が一定の制転市ステアリング・ホイール１０を回
わしたあと、ステアリング・ホイール１０を保ｔ）シた
ままでもよくあるいはステアリング・ホイール１０から
手をＡ［トシてもさしつかえないことは容易に３ｉ＋３
解していただけよう。どぢらの場合でも、ステアリング
・ギヤによる１ｌＴＩＩ％ｍ　１６　。
１７のＬすＪ　ｆｌｊ！Ｉは停止し、トーション・バー
ねじれセンサーは消勢される。公知の要領で；’Ｊｉ転
手がステアリング・ホイール１０から手４・離Ｉ−と、
路面から゛）ける車幅１６，１７０反力にＪ゛り車輪１
６゜１７は４５つすぐｒ１″向きになろうと−４−る。
トーション・ハ１１　ノ弾性が働らいて、トーシ臼ン・
バー１１はねじれのない伏込１に蝮９ｉ１１　シ、マグ
ネット６１６２Ｇ、１ホール効実装ｈ″Ｌ６０に１’、
’Ｊ　ｌ、ニュートラルな位１？）゛に戻る。
、　連「ルり手がステアリング・ホイールを適所に保持
している場合、すなわち、運転手力；ステアリング・ホ
イールを把持して、ステアリング・ホイールが回転しｔ
ｃいように才ろと、士−ター　１４は１％　伝力伝達部
イ１１５とラック２２を移動させるので、トーション・
パーはねじれのない状Ｊ浸とメＣす、マグネット６１．
６２はホール効１，１己装置６０に［ｔ“・１しニュー
トラルな位置に戻る。しかるのち、モーター１４は消勢
されろ。
車両が直線に沿って走行している状態で車輪１６．１７
が回、ｉ、ｅしているときは、賭溝１ｙ１部４ミイは第
ろ図に示されている位置を占めろ。ボール・ナツト７５
は、ボール７８が操縦力伝達部；ｒＩ　１５のねじ部分
２０の中央部分と連係している位１１・ｆを占める。さ
らＧ、−詳しくｖｉえば、（第６図でｉ！ｊｉ　Ｘによ
り表示されている）中心線はねじ部分２００両端から等
距離に位ＲＴぎめされている。ピニオン・ギヤ５４もラ
ック部分２１の真中に位１４ぎめされている。
本発明が電力を利用した非常Ｃ・＝コンパクトで低価格
のラック・ピニオン式ステアリング装置を提供するもの
であることは上述の説明より容易に理解していただけよ
う。本ステアリング装置は、所定の大きさ、すなわち、
トーション・バー１１のねじれをひき起こすに十分な大
きさを上回ったトルクをステアリング・ホイールに加え
たとき、モーター１４が付勢されるよう構成されている
ものである。上述の実施例においてはモーター１４を付
勢することにより車両の手動操作によるステアリング動
作を電気的に支援することができる。電気的な支援系が
故障したときでも、手動操作によりステアリング動作を
行なうことができるから安全である。
本発明の変更実施例が第８図に図解されている。
第８図に示されている実施例は上述の実施例に類似して
いるが、上述の実施例における構成に加えて、モーター
回転子１５１とボール・ナツト１５２０間にクラッチ機
構１５０を介在さぜたことを構成上の骨子とするもので
ある。このクラッチ機構１５０は、モーターが付勢され
ていないとき、モーター回転子１５１とボール・ナツト
１６３との係合が解除されるよう構成されている。
第８図に示されているように、部材１６０６′ｉ車両の
操縦を行なうよう両方向に移動する。６１（材１６０は
第２図に示されている実施例しこおむする操縦力伝速部
材１５に類似している。部材１６０（まねじ部分１６１
とラック部分１６２をｆｉｔ＆えてし）る。
ラック部分１６２はピニオン・ギヤ（図示せず）と協働
して、該ピニオン・ギヤの回転むこ応じ両方向に部材１
６０を移動させるようＧこなってし）る。
ねり、部分１６１はボール・ナツト１６３と協働する。
ボール・ナツト１６３の内径１番こ形成さ牙ｔたねじ山
と部材１６０のねじ部分の外径上Ｇこ形成されたねじ部
分がボール１６４を介して相補的に係合し、ボール・ナ
ツト１６３とボール１６４力（協働するようになってい
るから、ボール・ナツト１６３が回転すると部材１６０
は直線状番こ移動する。
第８図に示されている実施例におし）てＧま、モーター
回転子１５１はスリーブ部材１７０Ｇこ固定されている
。該スリーブ部側１７０はボール・ナツト１６３の外周
部１７１上に摺動可能力）つ回転可能に支承されている
。モーター回転子１５１は多数の永久磁石１７５に隣接
して配置されてしする。
該永久磁石１７５はモーター回転子１５１を取り囲んで
いる。モーター回転子１５１は永久磁石１７５により形
成された磁場の中で軸方向に変位した状態に取り付けら
れている。参照数字１７７と１７８により表示されてい
る複数のブラシを介してモーター回転子１５１に電流が
流れ、またモーター回転子１５１から電流が流れるよう
になっている。前記ブラシ１７７．１７８はモーター回
転子１５１と電気的に接続された整流子片１８０と接触
している。
クラッチ１５０は１対のフランジ１８１と１８２を備え
ている。７ランジ１８２はスリーブ１７０に固定されて
いる。一方、７ランジ１８１はボール・ナツト１６２に
固定されている。７ランジ１８２は摩擦材１８３を担持
している。
第８図に示されている機構の動作は上述の説明から容易
に理解していただけるはずである。すなわち、モーター
回転子１５１をへて電流が流れると、永久磁石１７５に
より形成された磁場の中で変位した状態に保持されてい
たモーター回転子１５１は、第８図で見て左の方に向か
って軸方向に移動する。さらに詳しく言えば、モーター
回転子１５１は永久磁石１７５により作られた磁場の中
で自動的に調心しようとする。第８図で見て左の方にモ
ーター回転子１５１が移動すると、スリーブ１７０はボ
ール・ナツト１６３の外周部１７１上を摺動する。この
摺動動作に伴なって整流子片１８０とブラシ１７７．１
７８は軸方向に移動する。ブラシ１７７．１７８は参照
数字１８５により表示されているスプリング型のブラシ
・ホルダー上に取り付けられている。該ブラシ・ホルダ
ー１８５はフレキシブルに取り伺けられているから、ブ
ラシ１７７．１７８は軸方向に移動することができる。
スリーブ１７０が軸方向に移動するに伴なって、摩擦材
料１８３は７ランジ１８１に接面する。これによりモー
ター回転子１５１の回転運動はボール・ナツト１６３に
伝達され、該ボール・ナツト１６３を回転させる。これ
らの諸構成部材−回転子１５１全体が永久磁石１７５の
間で完全に調心状態となる。したがって、モーター回転
子を通って電流が流れている間、連続的に片寄ｒ）せ力
が作用し、クラッチ面間に圧力係合が生じる。
第８図に示されている実施例においては、モーター回転
子１５１と部材１６０の間にクラッチが配置されていて
、手動操作によりステアリング動作を行なっている間、
モーター回転子１５１は回転する必要がないことを除け
ば、第８図に示されている実施例が第３図に示されてい
る実施例に類似していることは上述の説明より容易に理
解していただけよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を具住化した車両用ステアリング装置
を概念的に図解したブロック・ダイアグラム。第２図は
、第１図に示されているステアリング装置の一部を棚、
金的に図解した斜視図。第３図は、第２図の３−３線で
切断した断面１叉。第４図は、第３図に示されているス
テアリンダ４Ｍ構の一部を図解した部分拡大断面図。第
５図は、第４図の５−５線により示されている方向に第
４図に示されている構成を目視した視図。第６図は、第
１図の６−６線で切断した部分断面図。第７図は、第６
図の７−７線で切断した第６図に示さｈてし）る措造体
の横断面図。第８図は、本発明の第２の実施例に係るス
テアリング装置を図解した断面図。 １０・・・ステアリング−ホイール、１１・・・トーシ
ョン・パー、１２・・・電子式トーション・／々−ねじ
れセンサー、１３・・・電子式制御ユニット、１４・・
・モーター、１５・・・操縦力伝達部材、１６．１７・
・・操縦可能な車輪、２０・・・ねじ部分、２０ａ・・
・ねじ山、２１・・・ラック形成部分、２２・・・ラッ
クの歯、４０ａ、４０ｂ・・・脚部分、４０・・・上部
カップリング部材、４１・・・ステアリング・コラム、
４２・・・カルダン継手、５０・・・下部カップリング
部材、５１゜５２・・・チューブ状部分、５２′・・・
カルダン継手、５３・・・ステアリング・ギヤ入力シャ
フト、５４・・・ビニオン・ギヤ、６０・・・ホール効
実装置、６１゜６２・・・マグネット、６４・・・カッ
プリング部材の部分、６７・・・プレート、７０・・・
本体部相、７１・・・永久磁石、７３・・・モーター回
転子、７５・・・ボール・ナツト、７７・・・ローレッ
ト、７Ｂ・・・ボール、７９・・・循環通路、９０．９
１・・・ベアリング、９２・・・ボール・ナツトの左端
部、９３・・・端部キャップ、１０１・・・が−ル・ナ
ツトの突出ｔｉｌＳ、１０３・・・端部キャップ、１０
５・・・固定手段、１０７・・・本体部Ｉ。 １０９・・・ブーツ、１０９ａ・・・シール、１１０・
・・突出部分、１１２・・・ブーツ、１１２ａ・・・シ
ール、１１５・・・ブラシ装置、１１６・・・ブラシ、
１１７・・・整流子片、１１８・・・プラスチック製シ
リンダー、１１９・・・プラスチック製ヘッド、１２０
・・・金属製スリーブ、１３０，１３１，１３２．１３
３・・・当接面、１５０・・・クラッチ機構、１５１・
・・モーター回転子、１５２・・・ボール・ナツト、１
６０・・・操縦力伝達部材、１６１・・・ねじ部分、１
６２・・・ラック部分、１６３・・・ボール・ナツト、
１７０・・°スリーブ、１７１・・・スリーブの外周部
、１７５・・・永久磁石、１７７．１７８・・・ブラシ
、１８０・・・整流子片、１８１．１８２・・・フラン
ジ、１８３・・・摩擦材料、１８５・・・ブラシ・ホル
ダー。 代理人　浅　村　　　皓

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　　手動操作による入力に応じて車両の操縦可能
    なホイールを回１ｌＪＩｌさせるステアリング装置であ
    って、該ステアリング装置が、両方向に移動可能な部利
    と、該部材が第１の部分と第２の部分を備えていること
    と、前記第１の部分がラックを備えていることき、該ラ
    ックと係合して、前記部材を駆動する回転’ｉｉＪ能な
    ビニオン・ギヤと、手動操作による入力に応じて前記部
    材の前記部分に力を付加する回転モーターと、車両のス
    テアリング・コラムに伺加された所定の大きさのトルク
    に応じて前記モーターを作動させる手段とより成ること
    ・を特徴とするステアリング装置。
  2. （２）前記モーターが、前記部材の前記第２σ）部分と
    同軸的に取り伺けられていて、前記部材σ）前記第２の
    部分を取り囲んでいる回転可能なモーター回転子と、該
    モーター回転子の回転を前記部材σ）直線状の動作に変
    換するよう前記モーター回転子と前記部材の前記第２の
    部分との間を作ｊｌｉｌ、＋的に接続する機構とを備え
    ていることを特徴とする特許請求の範囲の第１項記載の
    ステアリング装置。
  3. （３）前記部材の前記第２め部分がねじ部分を（ｉｉｉ
    ｉえており、前記作動接続機構が前記ねじ部分を取り囲
    んでいて、前記モーター回転子に作動的に接続されたボ
    ール・ナツトを備えていることを１１ヲ徴吉する特許請
    求の範囲の第２項記載のステアリング装置。
  4. （４）本ステアリング装置がさらに、前記モーター回転
    子を収容する本体と該本体と前記ボール・ナツトの間に
    取り伺けられたベアリング手段とを（Ｉｆｉｉえていて
    、該ベアリング手段が前記本体にｒｌ、ｌ　Ｌ前記ボー
    ル・ナツトが回転するよう支承するとともに、前記本体
    に関し前記ボール・ナラＩ・が軸方向に移動しないよう
    前記ボール・ナツトを拘束していることを特徴とする特
    許請求の範囲の第３　＋＋＊記載のステアリング装置。
  5. （５）本ステアリング装置がさらに、前記モーター回転
    子と前記ボール・ナツトとの間に介在して配設されたク
    ラッチを備えていて、前記モーター回転子が付勢される
    と、前記クラッチが係合林態となるこきを特徴とする特
    許請求の範囲の第４項ｄｃ載りステアリング装置。
  6. （６）前記モーターが磁場を作る永久磁石を備えていて
    、前記磁場の中に前記モーター回転子が配設されており
    、前記モーター回転子が前記磁場の中心から変位して散
    り付けられていて、電流が印加されて、前記クラッチが
    保合状態となると、軸方向に移動することを特徴とする
    特許ｈ１°Ｉ求の範囲の第５項記載のステアリング装置
    。
  7. （７）車両を操縦するステアリング・ホイールの回！ｌ
    Ｉυに応じて車両の操縦可能なホイールを回動させるス
    テアリング装置であって、該ステアリング装置が、両方
    向に移動して、両方向に操縦を行なうようにされた部羽
    と、車両のステアリング・ホイールの手動操作による回
    動に応じて前記部材を移動させる手動操縦手段と、該手
    動操縦手段が前記部材上に刻設されたラックと噛み合う
    ピニオンと車両のステアリング・ホイールの回転に応じ
    てＭｉＪ記ピニオンを回転させる駆動カップリングをイ
    １１５えていることと、前記駆動カッシリングが第１の
    カップリング部材き第２のカップリング部材を（Ｉｉｉ
    ｉえていることと、一方のカップリング部材がステアリ
    ンク・ホイールに接続されていて、他方のカップリング
    部材がビニオンに接続されていることき、前記第１と第
    ２のカップリング郡月が伺加された所定の大きさのトル
    クに応じて相対的に回転ｎＪ能であることと、第１（！
    ：第２のカップリング部材の相対的な回転に応じて、電
    気信号を発生させる手段と、電気信号により伺勢されて
    、ビニオンに係わりなく前記部材に力を付加し、前記部
    材を移ｒｋｈさせる回転モーターとより成ることを」°
    ￥徴とするステアリング装置。
  8. （８）前記モーターが前記部材を取り囲んでいて、該部
    材が前記モーターに関し直載！状に移動するようにされ
    ており、前記モーターが回転可能なモーター回転子を備
    えており、該モーター回転子と前記部材の間を作動的に
    接続する機構が設けられていて、前記モーター回転子の
    回転動作に応じて前記部材を直線状に移動させることを
    特徴とする特許請求の範囲の第７項記載のステアリング
    装置。
  9. （９）前記作動的接続機構がボール・ナツトと該ボール
    ・ナツトと関連したボールを備えていて、前記部材が、
    前記ボール・ナツトの回転に応じて前記部材を直線状に
    移動させるよう前記ボール・ナツトとボールき協働する
    ねじ部分き、前記モーター回転子が回転したきき前記ボ
    ール・ナツトを回転させる手段と、前記モーター回転子
    を収容する本体と、該本体と前記ボール・ナツトの間に
    配設されていて、前記ボール・ナツトが前記本体に回し
    回転するよう前記ボール・ナツトを支承するとともに、
    前記ボール・ナツトが前記本体に関し移動しないよう前
    記ボール・ナツトを軸方向に拘束するベアリング手段と
    を備えていることを特徴とする特許請求の範囲の第８項
    記載のステアリング装置。
JP58142659A 1982-08-05 1983-08-05 ステアリング装置 Pending JPS5950864A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US405705 1982-08-05
US06/405,705 US4415054A (en) 1982-08-05 1982-08-05 Steering gear

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JPS5950864A true JPS5950864A (ja) 1984-03-24

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JP58142659A Pending JPS5950864A (ja) 1982-08-05 1983-08-05 ステアリング装置

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EP (1) EP0101579B1 (ja)
JP (1) JPS5950864A (ja)
KR (1) KR890000831B1 (ja)
AU (1) AU564833B2 (ja)
BR (1) BR8304176A (ja)
CA (1) CA1190864A (ja)
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