JPS61139560A - Electrical power steering device - Google Patents

Electrical power steering device

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Publication number
JPS61139560A
JPS61139560A JP59259308A JP25930884A JPS61139560A JP S61139560 A JPS61139560 A JP S61139560A JP 59259308 A JP59259308 A JP 59259308A JP 25930884 A JP25930884 A JP 25930884A JP S61139560 A JPS61139560 A JP S61139560A
Authority
JP
Japan
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housing
rack
electric motor
steering device
pinion
Prior art date
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Pending
Application number
JP59259308A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Saito
直樹 斉藤
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to faciliate the arrangement of an electrical power steering device onto a vehicle, by forming a rack-and-pinion section through which a steering input is transmitted and an auxiliary power section for transmitting auxiliary power, in unit bodies, respectively, and by coupling both sections through a coupling means. CONSTITUTION:Gear sections 16, 17 of a pinion shaft 5 rotated by turning a steering wheel and a rack shaft 7 extending orthogonal to the pinion shaft 5, are incorporated in a housing 2 together with a support device 18 for pressurizing the mesh between the gears 16, 17, thereby a rack-and-pinion section 20 is established. An auxiliary power section for giving auziliary power to the rack shaft 7is integraly incorporated in a housing 28 so that the power of an electrical motor 8 is transmitted to a ball screw section 30 provided on the rack shaft 7 through a power transmission device 10. Further, the housings 22, 28 are intengrally coupled with each other through the intermediary of a coupling member 32 covering the rack shaft 7 to protect the same.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車両等の舵取装置に関し、より詳細にはステア
リングハンドル操舵力軽減用電動式動力補助装置を有す
るラックピニオン式舵取装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a steering device for a vehicle, etc., and more specifically to an improvement of a rack and pinion steering device having an electric power assist device for reducing steering force on a steering wheel. Regarding.

(従来の技術) 従来ひろく用いられているラックピニオン式舵取装置は
、(「例えば特公昭49−39454号公報に示される
ように」)ハウジング内に往復動可能に支承されたラッ
ク軸と、ラック軸のラック部にハウジング内で交差して
噛合うピニオン部を有するビニオン軸とによって操舵力
を伝達していた。
(Prior Art) A conventionally widely used rack and pinion steering device (as shown in Japanese Patent Publication No. 49-39454, for example) includes a rack shaft supported in a reciprocating manner within a housing; Steering force was transmitted by a pinion shaft having a pinion part that intersects and meshes with the rack part of the rack shaft within the housing.

これに対し据切時など大きな操舵力を必要とする時には
油圧力又は電動モータの動力をラック軸上に伝達して動
力補助するラックピニオン式動力舵取装置が知られてい
る。
On the other hand, a rack and pinion type power steering device is known that provides power assistance by transmitting hydraulic pressure or power from an electric motor onto the rack shaft when a large steering force is required, such as when the vehicle is stationary.

このような油圧力を利用したものは例が多いが電気式動
力(補助)舵取装置の例としては、特願昭58−132
827や米国特許第4415054号に示される形式の
ものがある。
There are many examples of devices that utilize such hydraulic pressure, but an example of an electric power (auxiliary) steering device is disclosed in Japanese Patent Application No. 58-132.
827 and the type shown in US Pat. No. 4,415,054.

これらの電気式動力舵取装置は、ステアリングハンドル
からの操舵入力を受入れるビニオン軸のピニオン部と噛
合うラック部を有するラック軸上にボールスクリューを
配設して、このボールスクリューを介し電動モータの動
力をラック軸に伝達するようにしたものである。これら
の舵取装置では、ラックピニオン部とボールスクリュー
部とは一体のハウジング内に保持されており、ボールス
クリュー部に電動モータが同軸に(米国特許第4415
054号)又は軸を異にして(特願昭58−13282
7)設けられている。
These electric power steering devices have a ball screw disposed on a rack shaft that has a rack part that engages with a pinion part of a pinion shaft that receives steering input from a steering handle, and an electric motor is connected to the motor through this ball screw. It is designed to transmit power to the rack shaft. In these steering devices, the rack and pinion part and the ball screw part are held in an integrated housing, and the electric motor is coaxially attached to the ball screw part (US Pat. No. 4415).
No. 054) or with different shafts (Patent Application No. 13282-1982)
7) Provided.

(発明が解決しようとする問題点) 以上のごとき従来の電動モータによる動力補助を受ける
ラックピニオン式舵取装置においては、一体のハウジン
グ内にラックピニオン部、ボールスクリュー部などが配
設され、さらに電動モータ等が同軸又は非同軸的に設置
されるように成っているため、いくつかの問題が発生す
る。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional rack and pinion steering device that receives power assistance from an electric motor as described above, a rack and pinion part, a ball screw part, etc. are arranged in an integrated housing, and As electric motors and the like are arranged coaxially or non-coaxially, several problems arise.

第1に、動力補助用の電動モータをハウジング内に設け
るようにしたため、前述の特公昭49−39454号公
報に示されるような電動モータを持たない舵取装置では
問題とならなかったようなスペース上の問題が起きる。
First, because the electric motor for power assistance is installed inside the housing, space is not a problem with the steering device without an electric motor as shown in the aforementioned Japanese Patent Publication No. 49-39454. The above problem occurs.

  ゛即ち、舵取装置が取シ付けられる車両のエンジン
ルーム内には各種の装置が錯綜して配設されているので
、電動モータの設置位置が制限され複雑なハウジング形
状と成ってしまう。
That is, since various devices are arranged in a complicated manner in the engine room of the vehicle to which the steering device is attached, the installation position of the electric motor is restricted, resulting in a complicated housing shape.

又、仕様の違いによって車両の形状やエンジンルーム内
の装備が異なって、舵取装置の各部の設置位置がそれぞ
れに異なる場合に、各仕様に対応するハウジング、ラッ
ク軸等を用意しなければならない。
In addition, if the shape of the vehicle or the equipment in the engine room differs due to differences in specifications, and the installation positions of each part of the steering device are different, it is necessary to prepare housings, rack shafts, etc. that correspond to each specification. .

更に、車両の仕様が相違する場合に、必要とされる操舵
補助力も変わ、Sことがあるが、この時電動モータの容
量を変えて対応する。
Furthermore, if the specifications of the vehicle differ, the required steering assist force may also change, which can be handled by changing the capacity of the electric motor.

従って、電動モータの形状の大小によりハウジング等を
仕様の数だけ用意しなければならない。
Therefore, depending on the size of the electric motor, housings and the like must be prepared in the specified number.

更に又、一体のハウジングにラックピニオン部、ボール
スクリュー部及び電動モータ部が内設又は外設されてい
るため、これらの一つに設計変更があった場合に全装置
の変更と成ってし捷う欠点もある。
Furthermore, since the rack and pinion section, ball screw section, and electric motor section are installed internally or externally in the integrated housing, if there is a design change in one of these sections, the entire device will have to be changed. There are also some drawbacks.

以上に述べたように、従来の電気式動力補助ラックピニ
オン舵取装置では、一体ハウジング内に各構成部品を設
けるようにしているために、設計上、製造上の自由度が
小さく、少量多種生産になり原価高になりやすい問題点
をもっている。
As mentioned above, in the conventional electric power auxiliary rack and pinion steering system, each component is provided in an integrated housing, so there is little freedom in design and manufacturing, and it is possible to produce a large variety in small quantities. This has the problem that it tends to lead to high costs.

従って本発明の目的は、各構成要素の配置が容易に変更
可能であり、かつ仕様又は設計の変更に容易に対応し得
て共通ユニットとして大量生産が可能な電気式動力舵取
装置を提供することであり、本発明は上述の問題点を解
消し目的を達成するものである。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an electric power steering system in which the arrangement of each component can be easily changed, can easily accommodate changes in specifications or design, and can be mass-produced as a common unit. Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems and achieves the object.

(問題点を解決するだめの手段) 本発明は、上記目的を、ハンドルにより直接駆動される
回転軸手段と:第1ハウジングと、該ハウジング内に直
線的に往復動するよう設けられ操向車輪を操向するため
の長尺部材と、該長尺部材上に形成されたラックと、該
ラックに第1ハウジング内で係合しかつ前記回転軸手段
に固定されたピニオンギヤと、より成る第1ユニットと
;前記長尺部材の一部上に形成されたねじ手段と、該ね
じ手段の少なくとも一部を被うナツト手段と、ねじ手段
とナツト手段との間に配置されるボールとより成るボー
ルスクリュー手段と、該ボールスクリュー手段を内包す
る第2ハウジングと、電動モータと、前記ナツト手段と
電動モータとに係合して電動モータの回転出力をナツト
手段へと伝達する動力伝達手段と、よ構成る第2ユニッ
トと;第1ユニットと第2ユニットを連結する連結手段
と;回転軸手段に付与されたトルクを検知する手段と;
該検知手段に応答して電動モータを制御する手段と;と
によって構成し7、前記ユニットを組立る際にピニオン
部とボールスクリュウ部の軸方向の関係位置、および電
動モータの円周方向位置、左右の勝手違いなどを、簡易
な構成の連結手段のみを変更して組立の際に比較的容易
に対応可能にした電気式動力舵取装置によって達成する
ものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention achieves the above object by: a rotating shaft means directly driven by a handle; a first housing; and a steering wheel disposed within the housing to linearly reciprocate a rack formed on the elongated member; and a pinion gear that engages the rack within the first housing and is fixed to the rotating shaft means. a ball comprising: a screw means formed on a portion of the elongated member; a nut means covering at least a portion of the screw means; and a ball disposed between the screw means and the nut means. a screw means, a second housing containing the ball screw means, an electric motor, and a power transmission means that engages the nut means and the electric motor to transmit rotational output of the electric motor to the nut means; a second unit comprising; a connecting means for connecting the first unit and the second unit; a means for detecting torque applied to the rotating shaft means;
means for controlling the electric motor in response to the detection means; and 7, when assembling the unit, the relative position of the pinion part and the ball screw part in the axial direction, and the position of the electric motor in the circumferential direction; This is achieved by using an electric power steering device that can be relatively easily handled during assembly by changing only the connecting means of a simple configuration to handle the misalignment of the left and right sides.

(実施例) 以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する
(Example) Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による電気式動力舵取装置の全体を示し
ており、第2図及び第3図は第1及び第2実施例の主要
部分の部分断面図を示している。
FIG. 1 shows the entire electric power steering apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 show partial cross-sectional views of the main parts of the first and second embodiments.

第1図において、ハンドル1はハンドル軸2に回動自在
に固定されており、ハンドル軸2はユニバーサルジヨイ
ント6等を介してピニオン軸5に連結されている。ピニ
オン軸5はハウジング22内でピニオン軸5に交差して
延在するラック軸7と噛合係合してラックピニオン部2
0を形成している。ラック軸7上にはボールスクリュー
部3が設けられ、このボールスクリュー部3に動力伝達
装置10を介して電動モータ8が接続されている。ハウ
ジング22がブラケット14.15によって車体に固定
されて舵取装置全体が車体に懸架される。ラック軸7の
両端には(図示なき)ボールジヨイントが取付けられて
ナックルアーム等を介して操向車輪に連結される。電動
モータ8は車両の他の部位に設置された制御回路11に
接続されており、この制御回路11は電源12から動力
を得て例えばハンドル軸2に設置された入力トルク検出
器4から得られる入力トルクに関する情報と車速検出器
13からの情報とから電動モータ8の出力を制御する。
In FIG. 1, a handle 1 is rotatably fixed to a handle shaft 2, and the handle shaft 2 is connected to a pinion shaft 5 via a universal joint 6 and the like. The pinion shaft 5 meshes with a rack shaft 7 that extends across the pinion shaft 5 within the housing 22, and the rack and pinion portion 2
0 is formed. A ball screw section 3 is provided on the rack shaft 7, and an electric motor 8 is connected to the ball screw section 3 via a power transmission device 10. The housing 22 is fixed to the vehicle body by brackets 14, 15, and the entire steering device is suspended on the vehicle body. Ball joints (not shown) are attached to both ends of the rack shaft 7 and are connected to steering wheels via knuckle arms or the like. The electric motor 8 is connected to a control circuit 11 installed in another part of the vehicle, and this control circuit 11 receives power from a power source 12, for example, from an input torque detector 4 installed on the steering wheel shaft 2. The output of the electric motor 8 is controlled based on information regarding input torque and information from the vehicle speed detector 13.

第2図及び第3図は、第1図に示す舵取装置のラック軸
7に沿う断面であり、第3図の実施例は第2図に示す実
施例の電動モータ8を180°ラック軸7回りに旋回し
て配置したものである。従って、位置が異なる点を除き
、構成は全く同様である。
2 and 3 are cross sections taken along the rack axis 7 of the steering device shown in FIG. 1, and the embodiment shown in FIG. 3 shows the electric motor 8 of the embodiment shown in FIG. It is arranged with seven rotations. Therefore, the configurations are exactly the same except for the difference in position.

第2図及び第3図に従い、本考案による舵取装置をより
詳細に説明する。
The steering device according to the present invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

ピニオン軸6の先端部にはピニオンギヤ部16が設けら
れたウジレグ22内に回動自在に支承されている。一方
、ラック軸7はラックギヤ部17を有し、ハウジング2
2内でピニオンギヤ部16と噛合い係合し軸方向に往復
動可能に支承されてい暮。ラックギヤ部門とピニオンギ
ヤ部16とはラックピニオン部20を構成してハウジン
グ22に内設されているピニオンギヤ部16とラックギ
ヤ部17の噛合をラック軸7の背面より支持し梃に噛合
予圧を与えるだめの支持装置18がハウジング22に設
けられている。この支持装置18は、ラック軸7の背面
に当接しそのラジアル方向の荷重を受けるプレッシャ−
パッド18a1ピニオンギヤ部16とラックギヤ部17
の噛合部にプレッシャーパッド1B’aを介して噛合予
圧を与えるバネ19、□噛合予圧を調整可能とする蓋1
8b1及び、蓋18bを調節、固定するだめのロックナ
ツト21よす構成されている。ハウジング22のピニオ
ンギヤ部16及びラックギヤ部17の噛合い部に隣接し
て舵取装置を車両へ固定するためのブラケット15が取
付けられている。
A pinion gear portion 16 is rotatably supported at the tip of the pinion shaft 6 within a wedge leg 22 provided with the pinion gear portion 16 . On the other hand, the rack shaft 7 has a rack gear part 17, and the housing 2
2, the pinion gear part 16 meshes with the pinion gear part 16, and is supported so as to be able to reciprocate in the axial direction. The rack gear section and the pinion gear section 16 constitute a rack and pinion section 20, which supports the meshing of the pinion gear section 16 and the rack gear section 17 installed inside the housing 22 from the back side of the rack shaft 7, and applies meshing preload to the lever. A support device 18 is provided on the housing 22 . This support device 18 is a pressure device that comes into contact with the back surface of the rack shaft 7 and receives the load in the radial direction.
Pad 18a1 Pinion gear part 16 and rack gear part 17
A spring 19 that applies an engagement preload to the engagement portion of the □ via a pressure pad 1B'a, and a lid 1 that allows adjustment of the engagement preload.
8b1 and a lock nut 21 for adjusting and fixing the lid 18b. A bracket 15 for fixing the steering device to the vehicle is attached adjacent to the meshing portion of the pinion gear portion 16 and rack gear portion 17 of the housing 22.

ラック軸7の延在する軸上にはボールスクリュー部30
がハウジング28内に設けられ、このボールスクリュー
部30に前述した如く電動モータ8が動力伝達装置10
を介して接続されている。ボールスクリュー部30は、
ラック軸7上にらせん状に溝切りされたウオーム29と
、このウオーム29の一部を被ってラック軸7と同心に
ハウジング28内に軸受26及び27を介して回動自在
に配置されその内周面にやはりらせん状の溝を有するナ
ツト部材25と、ウオーム29とナツト部材25の両溝
間に配置される多数のボール33とより構成されている
。ボール33はナツト部材25中に設けられた循環用空
孔より上記のらせん状の溝を経て再び循環用空孔に戻る
ように構成されており、このボール33の転勤と循環に
よって電動モータ8からの動力の伝達とラック軸の滑ら
かな往復動が可能となる。
A ball screw portion 30 is provided on the axis on which the rack shaft 7 extends.
is provided in the housing 28, and the electric motor 8 is connected to the power transmission device 10 as described above to the ball screw portion 30.
connected via. The ball screw part 30 is
A worm 29 is provided with a spiral groove cut on the rack shaft 7, and a worm 29 is rotatably disposed within the housing 28 via bearings 26 and 27, covering a part of the worm 29 and concentrically with the rack shaft 7. It is composed of a nut member 25 which also has a spiral groove on its circumferential surface, and a number of balls 33 arranged between the worm 29 and the grooves of the nut member 25. The ball 33 is configured to return to the circulation hole from the circulation hole provided in the nut member 25 through the above-mentioned spiral groove, and by the transfer and circulation of the ball 33, the air is removed from the electric motor 8. transmission of power and smooth reciprocation of the rack shaft.

ハウジング28はラック軸7のウオーム29の一部を被
って配置され、その一端(第2図及び第3図上圧端)に
は軸受26,27に予圧を与える一部材30が螺合され
ロックナツト31によって固定されている。蓋部材30
にはブラケット14が取り付けられ、このブラケット1
4がハウジング2′2上のブラケット15と共に舵取装
置を車体に固定している。
The housing 28 is arranged to cover a part of the worm 29 of the rack shaft 7, and a member 30 that applies preload to the bearings 26 and 27 is screwed to one end (the upper pressure end in FIGS. 2 and 3) of the housing 28 and a lock nut. It is fixed by 31. Lid member 30
A bracket 14 is attached to the bracket 1.
4 fixes the steering device to the vehicle body together with a bracket 15 on the housing 2'2.

一方、ハウジング28の他端(第2図及び第3図上右端
)は連結部材32によりハウジング22に連結されてい
る。連結部材32はその両端を両ハウジング22及び2
8の端部に挿入され、適当な固定手段により固定されて
いる。連結部材32はスチールやアルミニウム等の金属
製パイプにより形成されその内部にラック軸7を被って
保護するとともに、□両ハウジング22及び28を一体
的に連結して強度を与える強度部材とも成っている。
On the other hand, the other end of the housing 28 (the upper right end in FIGS. 2 and 3) is connected to the housing 22 by a connecting member 32. The connecting member 32 has both ends connected to both housings 22 and 2.
8 and fixed by suitable fixing means. The connecting member 32 is formed of a metal pipe such as steel or aluminum, and covers and protects the rack shaft 7 therein, and also serves as a strength member that integrally connects both housings 22 and 28 to provide strength. .

連結部材32は両ハウジング22.28の開口内に圧入
後かしめることによって両ハウジングに固定されている
。連結部材32のハウジング22.28への取付は方法
にこれに限られ本ことなく、例えば、第4図及び第5図
に示す如く、機械的に連結しても良い。
The connecting member 32 is press-fitted into the openings of both housings 22, 28 and then fixed to both housings by caulking. The connection member 32 may be attached to the housing 22.28 by mechanical connection, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, but is not limited to this method.

第4図の例では、円筒形で一端の外周に雄ねじ形成され
又他端に半径方向外側に延び出すフランジを有する連結
部材32aを使用している。雄ねじ部がハウジング28
の開口内に形成された雌ねじ部28b内に螺入された後
、他端部のフランジがハウジング22のフランジ22a
に当接され互いに合致した孔を介しボルト41等の固着
具で固定保持される。
In the example shown in FIG. 4, a connecting member 32a is used which is cylindrical and has a male thread formed on the outer periphery of one end and a flange extending radially outward at the other end. The male thread part is the housing 28
After the flange at the other end is screwed into the female threaded part 28b formed in the opening of the housing 22,
It is fixed and held by a fixing device such as a bolt 41 through holes that are in contact with each other and coincide with each other.

その後連結部材32aとハウジング28とは溶接40で
確実に固定される。
Thereafter, the connecting member 32a and the housing 28 are securely fixed by welding 40.

更にまた、第5図に示す如く、連結部材32bの両端に
フランジを設け、゛これらフランジをハウジング28の
フランジ部28eとハウジング22のフランジ部22a
とに当接させてボルト41等の固着具によって固定する
ようにしても良い。
Furthermore, as shown in FIG.
It is also possible to make it contact with and fix it with a fixing device such as a bolt 41.

以上のごとき連結部材32.32a、3’2bの軸方向
の長さを適当に調整すれば両ハウジング22及び28の
間の距離を自在に調整出来る。更に、連結部材32.3
2 a、 32 bの断面を円形とすれば、軸回りの自
由度も与えられ両ハウジング22と28の軸回りの関係
も自在に調整可能である。
By appropriately adjusting the axial lengths of the connecting members 32, 32a, 3'2b as described above, the distance between the two housings 22 and 28 can be freely adjusted. Furthermore, the connecting member 32.3
If the cross sections of 2 a and 32 b are circular, a degree of freedom around the axis is provided, and the relationship between the housings 22 and 28 around the axis can be freely adjusted.

ナツト部材25にはハウジング28内で減速ギヤ24が
嵌着され、一体に回動するように成っている。減速ギヤ
24はその外周上に歯を有する歯車であり、この外周歯
はピニオンギヤ23の外周歯と噛合っている。ピニオン
ギ″1′723は、ラック軸7と平行するように軸を配
置した電動二E−夕8より出力を取り出すクラッチ9の
軸上に固定されて、電動モータ8の出力をナツト部材2
5へと伝達する。
A reduction gear 24 is fitted into the nut member 25 within a housing 28 so that the nut member 25 rotates together. The reduction gear 24 is a gear having teeth on its outer periphery, and these outer periphery teeth mesh with the outer periphery teeth of the pinion gear 23 . The pinion gear ``1'' 723 is fixed on the shaft of a clutch 9 that takes out the output from the electric motor 8 whose shaft is arranged parallel to the rack shaft 7.
5.

従って、電動モータ8の回転出力はクラッチ9を介して
ピニオンギヤ23から減速ギヤ24へと伝達された後ナ
ツト部材25へと伝達されナツト部材25を回転駆動さ
せる。ナツト部材25の回動はボール33を介してウオ
ーム29へと伝えられラック@7を軸方向に直線変位さ
せる。
Therefore, the rotational output of the electric motor 8 is transmitted from the pinion gear 23 to the reduction gear 24 via the clutch 9, and then to the nut member 25, thereby driving the nut member 25 to rotate. The rotation of the nut member 25 is transmitted to the worm 29 via the ball 33, thereby linearly displacing the rack @7 in the axial direction.

電動モータ8はハウジング28の外側の異なるハウジン
グに配置固定されその軸のみをハウジング28内に挿入
しクラッチ9と係合するように構成されているので、大
容量から小容量までの電動モータ8を設定することが出
来る。更に、第2図及び第3図の如く、電動モータ8は
ラック軸7回りのいずれの位置にも設定できる。又、電
動モータ8の軸はラック軸7と平行である必要は無く自
由にその軸を設定できる。
The electric motor 8 is arranged and fixed in a different housing outside the housing 28, and only its shaft is inserted into the housing 28 and engaged with the clutch 9. Therefore, the electric motor 8 from large capacity to small capacity can be used. Can be set. Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, the electric motor 8 can be set at any position around the rack shaft 7. Further, the axis of the electric motor 8 does not need to be parallel to the rack axis 7, and can be freely set.

本実施例においては、電動モータ8の動力はクラッチ9
を用いて適宜ボールスクリューへと伝達されているが、
クラッチ9を使用せずに減速ギヤのみを介して直接に電
動モータ8の動力をボールスクリューへ入出力するよう
にすることも可能である。
In this embodiment, the power of the electric motor 8 is supplied to the clutch 9.
It is transmitted to the ball screw appropriately using
It is also possible to directly input and output the power of the electric motor 8 to the ball screw via only the reduction gear without using the clutch 9.

制御回路11はクラッチ9を適宜切ったり入れたりして
手動操舵と動力操舵の切替えを行ったり、動力操舵時に
検出されたトルクや車速に応じて適当な出力が得られる
ように電動モータ8を制御する。
The control circuit 11 switches between manual steering and power steering by appropriately turning on and off the clutch 9, and controls the electric motor 8 so as to obtain an appropriate output according to the torque and vehicle speed detected during power steering. do.

例えば、操舵力が最も重い撫切時を含む低速走行時には
クラッチ9を入れて検出されたトルクに対応する出力が
得られる様に電動モータ8を制御し、これの出力分だけ
ハンドル1に加える操舵力が軽減されるようにしたり、
まだ高速走行時の様に操舵力が軽く、よりダイレクトな
操舵感覚を必要とする時にはクラッチ9を切って手動操
舵としたり、更には動力操舵時には車速、操舵角などを
も加味して電動モータ8の出力を制御することもできる
For example, when driving at low speeds, including when the steering force is heaviest, the electric motor 8 is controlled so as to engage the clutch 9 to obtain an output corresponding to the detected torque, and this output is applied to the steering wheel 1 for steering. so that the force is reduced,
When the steering force is still light and a more direct steering feeling is required, such as when driving at high speeds, the clutch 9 is disengaged for manual steering, or when power steering is required, the electric motor 8 is used, taking into account the vehicle speed, steering angle, etc. It is also possible to control the output of

また、フェイルセイフを確保するためには、異常発生時
には常に手動操舵となる様にクラッチ9を制御回路11
により切る必要がある。
In addition, in order to ensure failsafe, the clutch 9 is connected to the control circuit 11 so that manual steering is always performed when an abnormality occurs.
It is necessary to cut it.

以上の構成を有する電気式動力舵取装置の作動について
以下に説明する。
The operation of the electric power steering device having the above configuration will be explained below.

クラッチが作動状態にないとき、電動モーり8の出力軸
と減速機のピニオンギヤ23の軸は分離されている。こ
の状態でハンドル1を操作するとその回転はピニオンギ
ヤ部16とラックギヤ部17の噛合によって、ラック軸
7の軸方向の運動に変換され、不図示のボールジヨイン
ト、ナックルアームを介して操向車輪の方向を決める。
When the clutch is not in operation, the output shaft of the electric motor 8 and the shaft of the pinion gear 23 of the reduction gear are separated. When the handle 1 is operated in this state, the rotation is converted into an axial movement of the rack shaft 7 by the engagement of the pinion gear part 16 and the rack gear part 17, and the steering wheel is moved through a ball joint and a knuckle arm (not shown). Decide on the direction.

この作動は一般的な手動式のラックアンドピニオン式舵
取装置と。
This operation is a common manual rack-and-pinion steering system.

同じである。It's the same.

クラッチ9が作動状態にあるとき電動モータ8の出力軸
と減速機のピニオンギヤ23の軸は結合される。この状
態の時ハンドル1を操作すると、ラック軸7が外部から
受ける負荷に応じたハンドル軸トルクに関する情報が入
力トルク検出器により検出され、制御回路11に伝達さ
れる。また車速検出器13から得られた車速に関する情
報も制御回路11に伝達されこれらの情報に基ついて所
定の特性で電動モータ8の出力が制御され、この出力が
ピニオンギヤ23、減速ギヤ24、ボールスクリューを
構成するナツト部材25、ウオーム29、ボール33を
介してラック軸7に高効率且つ大減速比で伝達される。
When the clutch 9 is in an operating state, the output shaft of the electric motor 8 and the shaft of the pinion gear 23 of the reduction gear are coupled. When the handle 1 is operated in this state, information regarding the handle shaft torque corresponding to the external load applied to the rack shaft 7 is detected by the input torque detector and transmitted to the control circuit 11. Information regarding the vehicle speed obtained from the vehicle speed detector 13 is also transmitted to the control circuit 11, and based on this information, the output of the electric motor 8 is controlled according to predetermined characteristics, and this output is transmitted to the pinion gear 23, reduction gear 24, and ball screw. It is transmitted to the rack shaft 7 with high efficiency and a large reduction ratio through the nut member 25, worm 29, and ball 33 that constitute the.

以上のようにラック軸7は電動モータ8の動力補助を得
て直線変移する。
As described above, the rack shaft 7 is linearly displaced with the power assistance of the electric motor 8.

以上に本発明の好適実施例について詳述したが、その他
の応用、変形例も可能である。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, other applications and modifications are possible.

例えば、電動モータの動力をラック軸に伝達する機構と
してボールスクリューを使用した例を示したが、これに
代えてアクメネジ等の一般のネジ機構を構成する雄雌ネ
ジを介して電動モータの出力を伝達するようにしても良
い。
For example, although we have shown an example in which a ball screw is used as a mechanism for transmitting the power of an electric motor to a rack shaft, instead of this, the output of the electric motor can be transmitted via a male and female screw that constitutes a general screw mechanism such as an acme screw. It may also be communicated.

又、電動モータはラック軸と平行する軸上に設けるよう
にしたが、以下の第3実施例に示すように、ラック軸と
同軸に配することも可能である。
Further, although the electric motor is arranged on the axis parallel to the rack axis, it is also possible to arrange it coaxially with the rack axis as shown in the third embodiment below.

第6図は本発明の第3実施例を示しており、同一部品に
は同一符号を付し、説明を省略する。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, in which the same parts are given the same reference numerals and their explanation will be omitted.

第6図において、ラックピニオン部20はハウジング2
2に内設されており、同じラック軸7上に設けられたボ
ールスクリュー部30はハウジング28dに内設されて
いる。ラックピニオン部20とボールスクリュー部30
の間にはクラッチ9、電動モータ8、連結部材32dが
互いに連結されて配置されている。
In FIG. 6, the rack and pinion section 20 is connected to the housing 2.
A ball screw portion 30 provided on the same rack shaft 7 is provided inside the housing 28d. Rack and pinion part 20 and ball screw part 30
A clutch 9, an electric motor 8, and a connecting member 32d are arranged and connected to each other between them.

ボールスクリュー部30を内設するハウジング28dの
ラックギヤ17側にはクラッチ9が接続され、クラッチ
9には電動モータ8が連結されている。電動モータ8と
ハウジング22との間は連結部材32dにより連結され
、各ユニットを一体的に連結する構成と成っている。
A clutch 9 is connected to the rack gear 17 side of the housing 28d in which the ball screw portion 30 is installed, and the electric motor 8 is connected to the clutch 9. The electric motor 8 and the housing 22 are connected by a connecting member 32d, so that each unit is integrally connected.

ナツト25には板ばね34を介して、マサツ板37を持
つ部材が一体に取付けられ、電磁石コイル35がONの
ときはこのマサツ板37が板ばね34の力に抗して他方
のマサツ板36に係合し、とのマサツ板36を持つ部材
にスプライン結合した電動機出力軸38とナツト25と
がつながる。コイル35がOF”Fのときはマサツ板3
7が板ばね34によりナツト25の側に引きつけられて
両マサツ板36゜37が離れ、電動モータ8の出力はナ
ツト25に伝達されない。
A member having a massing plate 37 is integrally attached to the nut 25 via a leaf spring 34, and when the electromagnetic coil 35 is ON, this massing plate 37 resists the force of the leaf spring 34 and is attached to the other massing plate 36. The nut 25 is connected to a motor output shaft 38 which is spline-coupled to a member having a mass plate 36 and which is engaged with the nut 25. When the coil 35 is OF”F, the mass plate 3
7 is drawn toward the nut 25 by the leaf spring 34, the two mass plates 36 and 37 are separated, and the output of the electric motor 8 is not transmitted to the nut 25.

(発明の効果) 本発明の、電動式動力舵取装置は、ラックピニオン部と
補助動力を伝達する動力補助部とをそれぞれユニット化
して両部の間を連結手段によって連結する構成としたの
で各ユニットを個別に製造、配置することが可能となる
為車両への設置が容易でかつ車両の仕様の相違や変更並
びに′設計の変更等に容易に対応することができる。
(Effects of the Invention) The electric power steering device of the present invention has a structure in which the rack and pinion part and the power auxiliary part for transmitting auxiliary power are each unitized and the two parts are connected by a connecting means. Since the units can be manufactured and arranged individually, it is easy to install them in a vehicle, and it is also possible to easily accommodate differences and changes in vehicle specifications, as well as changes in design.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の1実施例の全体図、第2図は第1図に
示す第1実施例の部分断面図、第3図は本発明の第2実
□施例を示す部分断面図、第4図及び第5図は連結部材
′とハウジングの連結方法の第2及び第3例を示す断面
図、第6図は本発明の第3実施例の部分断面図である。 (主要部分の符号の説明) 6・・・・・・・・・・・・・・・ピニオン軸16・・
・・・・・・・・・・ピニオンギヤ部7・・・・・・・
・・・・・・・・ラック軸17・・・・・・・・・・・
・ラックギヤ部22.28・・・ハウジング
Fig. 1 is an overall view of one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a partial sectional view of the first embodiment shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a partial sectional view showing a second embodiment of the invention. , 4 and 5 are sectional views showing second and third examples of the method of connecting the connecting member' and the housing, and FIG. 6 is a partial sectional view of a third embodiment of the present invention. (Explanation of symbols of main parts) 6・・・・・・・・・・・・Pinion shaft 16...
......Pinion gear part 7...
......Rack axis 17...
・Rack gear part 22.28...Housing

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ハンドルにより直接駆動される回転軸手段と;第1
ハウジングと、該ハウジング内 に直線的に往復動するよう設けられ操向車 輪を操向するための長尺部材と、該長尺部 材上に形成されたラックと、該ラックに第 1ハウジング内で係合しかつ前記回転軸手 段に固定されたピニオンギヤと、より成る 第1ユニットと;前記長尺部材の一部上に 形成されたねじ手段と該ねじ手段の少なく とも一部を被うナット手段と、ねじ手段と ナット手段との間に配置されるボールとよ り成るボールスクリュー手段と、該ボール スクリュー手段を内包する第2ハウジング と、電動モータと、前記ナット手段と電動 モータとに係合して電動モータの回転出力 をナット手段へと伝達する動力伝達手段と、より成る第
2ユニットと;第1ユニットと 第2ユニットを連結する連結手段と;回転 軸手段に付与されたトルクを検知する手段 と;該検知手段に応答して電動モータを制 御する手段と;より成る電気式動力舵取装 置。 2、前記電動モータは第2ハウジングとは別体の第3ハ
ウジングに固定され第3ユニッ トを形成していることを特徴とする特許請 求の範囲第1項に記載の電気式動力舵取装 置。 3、前記電動モータは第2ハウジング内で長尺部材と同
軸に配されていることを特徴と する特許請求の範囲第1項に記載の電気式 動力舵取装置。 4、前記連結手段は金属製パイプであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項乃至第 3項のいずれか1項に記載の電気式動力舵 取装置。 5、前記金属製パイプは第1及び第2ハウジング内に圧
入後かしめ固定されていること を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載 の電気式動力舵取装置。 6、前記連結手段は、ラックを被う筒部と該筒部の一端
に設けられた雄ねじ部と他端に 設けられたフランジ部とより成り、該雄ね じ部は、第1又は第2ハウジングの一方に 設けられた雌ねじ部に螺合されるとともに 該フランジ部は第1又は第2ハウジングの 他方に設けられた対応フランジ上に当接し、固着具によ
つて機械的に固定されているこ とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至 第3項のいずれか1項に記載の電気式動力 舵取装置。
[Claims] 1. A rotating shaft means directly driven by a handle;
a housing, an elongated member provided to linearly reciprocate within the housing and for steering a steering wheel, a rack formed on the elongated member, and a rack formed on the elongated member within the first housing. a first unit comprising: a pinion gear engaged with and fixed to the rotating shaft means; a screw means formed on a portion of the elongated member; and a nut means covering at least a portion of the screw means; , a ball screw means comprising a ball disposed between the screw means and the nut means, a second housing enclosing the ball screw means, an electric motor, and a second housing that engages with the nut means and the electric motor. a second unit comprising a power transmission means for transmitting the rotational output of the electric motor to the nut means; a connecting means for connecting the first unit and the second unit; a means for detecting the torque applied to the rotating shaft means. An electric power steering device comprising; and means for controlling an electric motor in response to the detection means. 2. The electric power steering device according to claim 1, wherein the electric motor is fixed to a third housing separate from the second housing to form a third unit. 3. The electric power steering device according to claim 1, wherein the electric motor is disposed coaxially with the elongated member within the second housing. 4. The electric power steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the connecting means is a metal pipe. 5. The electric power steering device according to claim 4, wherein the metal pipe is press-fitted into the first and second housings and then fixed by caulking. 6. The connecting means includes a cylindrical portion that covers the rack, a male threaded portion provided at one end of the cylindrical portion, and a flange portion provided at the other end, and the male threaded portion is connected to the first or second housing. The flange portion is screwed into a female threaded portion provided on one side, and the flange portion abuts on a corresponding flange provided on the other side of the first or second housing, and is mechanically fixed by a fixing device. An electric power steering device according to any one of claims 1 to 3.
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