JPS62214054A - 電気式パワ−ステアリング装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は操舵力の補助を電動モータの駆動に委ぬる電気
式パワーステアリング装置に関するもので、特に電動モ
ータの始動時に運転者が感じる不快感を無くした電気式
／！！ワーステアリング装置に関するものである。

（従来の技術） 電気式ノミワーステアリング装置は、従来の油圧式ノミ
ワーステアリング装置に代って近年その開発が盛んに行
われるようになってきている。

これは、電気式ノミワーステアリング装置の方が部品点
数、制御性、メン′テナンス等の各点で油圧式のものに
較べて有利であることによるものである。

この電気式パワーステアリング装置の例として、例えば
特開昭５９−１３０７８１号公報に記載されているよう
なものがある。

その概要を第３図に基づいて説明すると、ステアリング
ホイール阻Ｗには３本のステアリングシャフトｓ　、ｓ
、、ｓ、ｓ２、ｓ、ｓ、が夫々ユニバーサルジョイン）
　Ｕ、Ｊを介して接続されており、先端に配されたステ
アリングシャツ）　８．８３は減速機Ｒ，Ｇを介して直
流サーボモータＤ、Ｍと連結されている。ｔた、同シャ
フトＳ、Ｓ３の自由端部にはピニオンギヤが形成され、
該ピニオンギヤは操舵用のラックと噛合している。第１
番目のステアリングシャフトＳ、Ｓ、にはトルクセンサ
としての歪ゲー：）ｓ、Ｇが固着される。

その作用について述べると、操舵時において前記ステア
リングシャツ）８．８［加わるトルクを歪ゲージＳ、Ｇ
が検出しその信号を制御装置に送ると、制御装置はトル
クの向き及び大きさに応じた電流を電動モータＤ、Ｍに
流すように指令を発し、電動モータＤ、Ｍはその値に応
じて回転する。この回転は歯車群からなる減速機Ｒ，Ｇ
を介して減速されてステアリングシャツ）　８．８３を
必要なだけ回転させる。

ところで、上記したとおりこの種電気式パワーステアリ
ング装置では、操舵力を助勢する電動モータの回転は減
速機を介してステアリングシャフトに伝えられるもので
あり、この減速機は通常数個のギヤの係合によって構成
されている。

ギヤの係合は、その加工精度の関係からある量のパツク
ラツシを有している。従って、操舵力を助勢すべく電動
モータが回転を開始すると、前記パツクラツシ詰められ
ことになり、ギヤとギヤが当接する瞬間に衝撃力が発生
し、それがステアリングシャフトを介して運転者にゞコ
ランという当りを感じさせ、フィーリングの上で不快な
ものであった。

そこで、このような瞬間的な衝撃を排除すべく、ギヤの
加工精度を高めてバックラッシを無くすことも考えられ
るが、そのためには超高精度の加工が要求され、技術的
にも経済的には実現が困難である。また、軸部に流体カ
ップリング等の緩衝装置を介装することも考えられるが
、この場合には装置が高価となり、かつ大型化するとい
う問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来からこの種電気式パワーステアリング
装置にあっては、操舵力を助勢するだめの電動モータの
回転は複数のギヤを経てステアリングシャフトに伝えら
れるように々っているため、回転始動時にパツクラツシ
による瞬間的な衝撃力の発生が避けられず、これを回避
しようとして各ギヤの精度を高めようとしても技術的・
経済的な理由で実現が不可能であシ、また流体カッシリ
ング等の緩衝装置を設けるのでは高価でかつ大型化せざ
るを得す、結局この点は現状のま＼で推移してきた。

本発明は、以上の点に鑑み開発されたもので、特にその
加工上の精度を従来以上に上げる必要がなく、かつ格別
に高価な装置を設置することなく、簡単な構造で電動モ
ータの始動時における瞬間的な衝撃を緩和できる電気式
パワーステアリング装置を提供しようとするものである
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するだめの手段） このため、本発明は操舵力を助勢す′るために電動モー
タを用いる電気式パワーステアリング装置において、前
記電動モータの回転力の一部を軸方向に変換する機構と
該軸方向の力を吸収する弾性部材とをその回転伝達系内
に配設することを構成とし、これを上記問題点の解決手
段とするものである。

（作　用） 電動モータの始動時、その回転と同時に軸方向に推力を
生じさせ、軸を軸方向に変位させるべく作用させる。そ
のとき、軸部には弾性部材が設けられており、この弾性
部材により前記軸部の変位を弾性的に吸収させる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明を適用した電気式パワーステアリング装
置の全体構成例を示すもので、必ずしもこの構成に限る
ものではないことは以下の説明から明らかになろう。

まず、その構成について説明すると、１は一端をステア
リングシャフトを介してステアリングホイール（図示せ
ず）に接続された入力軸で、トーションバー１３を介し
てピニオンシャフト６と一体化されている。即ち、入力
軸１とピニオンシャフト６は夫々ピン１４ａ及びピン１
４ｂによってトーションバー１３と結合している。

入力軸１はステアリングホイール側を上部ハウジングに
圧入された軸受３で支持され、他端はピニオンシャフト
６の一端円筒内面に圧入された軸受４により支持されて
いる。また、ピニオンシャフト６は下部ハウジング７に
装着された一対のアンギュラ玉軸受８．９によシ軸方向
に遊びがないように支持される。

尚該ピニオンシャフト６の先端側にはピニオンギヤが形
成され、車輪を操舵作動させるラック５と噛合しており
、入力軸１の課金側外周面は大径の平歯車６ａが形成さ
れて中間歯車１１ａ　、　ｌｌｂを介して電動モータ１
２の出力軸先端のギヤ１２ａと互に噛合連結して減速装
置を構成している。

一方、入力軸１の中央部付近には、らせん状の溝１ａが
刻設され、間溝１ａは入力軸１に遊嵌された一部にフラ
ンジを有する円筒状のスライダ１７に設けられた穴１７
ａ　ＶＣ嵌入するボール１５と係合している。

スライダ１７の前記フランジの外周面にはその周方向に
環状溝１７ｃが刻設され、また同スライダ１７の前記ピ
ニオンシャフト６と対向する端面には軸方向に向けて長
溝１７ｂが刻設され、該長溝１７ｂ内にはピニオンシャ
フト６の゛端面に圧入されたピン１９が係合されて、ス
ライダ１７を入力軸１の軸方向に移動可能とすると共に
ピニオンシャフト６の回転には随伴して回転しつるよう
にしている。なお、１６はスライダの円筒部外周面に嵌
合させた環状部材で、１８は前記環状部材の外れを防止
するだめの弾性リングである。

他方、前記上部ハウジング２の一部にはケース２３が設
けられ、該ケース２３内には一端にボール２１を保持し
た板バネ状のレバー２０の他端がボルト２４により固設
されている。レバー２０の一端に保持されたボール２１
はスライダ１７の前記環状溝１７ｃ内に嵌入される。同
レバー２ｏには歪ゲージ２２が固着されており、歪ゲー
ジ２２の電気的信号はコントローラ２５を介して電動モ
ータ１２に伝えられるようにされている。

第２図は本発明の特徴をよく表わしている。

即ち、第２図は第１図における電動モータ１２ノ回転を
ピニオンシャフト６に伝達する減速機の部分を示し、中
間歯車１１ａ　、　ｌｌｂは上部ハウジング２に嵌挿さ
れた軸受２６と下部ノ・ウジング７に嵌挿された軸受２
７により軸心を同じくして一体に支持されている。２８
．２９は夫々上・下部ハウジング２．７と各軸受２６．
２７間に介装された弾性部材であり、この弾性部材２８
．２９は合成樹脂、ゴム材等からなる緩衝材或はコイル
スプリング、皿バネ等のばね部材から構成される。そし
、て、上記各ギヤは全てはすげ歯車として構成され、例
えば電動モータ２のギヤの捩れ方向を右とすると、中間
歯車１１ａ　、　Ｉｌｂともに捩れ方向は左、ピニオン
シャフト６の平歯車６ａのギヤ捩れ方向は右に形成され
る。

図示例では、弾性部材２８．２９を中間歯車１１ａ　、
ｎｂの軸受２９．２８と上・下ノ１ウジング２゜３間に
介装するように１７でいるが、これを例えばピニオンシ
ャフト６と軸受８，９間及び同軸受８゜９と下部ハウジ
ング７間に夫々介装するようにしても良い。また、同じ
く図示例では回転伝達系をはすげ歯車としているが、こ
れも例えば特開昭６０−２５８５４の如くラック軸をボ
ールネジを介してモータと接続する方式を採用できるこ
とは勿論である。

以上の構成において、まず第１図によりその作用を説明
すると、図示せぬステアリングホイールが回転されると
、入力軸１が回転し車輪側とラックを介して連結してい
るピニオンシャツ）６に対してトーションバー１３が捩
られ、ピニオンシャフト６と入力軸１は相対的に回転す
ることになる。

この入力軸１の相対回転即ち、ピニオンシャフト６との
回転差分だけ、らせん状の溝１ａの回転を伴い、この回
転によシボール２１を介してスライダ１７に軸方向の推
力を与え、スライダ１７を入力軸の回転方向に応じて軸
方向に変位させる。

スライダ１７の軸方向の変位はスライダ１７の環状溝１
７ｃに係合するボール２１を介して、これを保持するレ
バ２０を撓ませ、歪ゲージ２２に入力軸１とピニオンシ
ャフト６の相対回転量に応じた電気信号を発生させる。

この歪ゲージ２２の電気的な信号はコントローラ２５で
処理されて、その信号量に応じた電流を電動機１２へ送
り、電動機１２を入力軸１の回転方向に応じた方向に回
転させる。

電動機１２の回転は出力軸のギヤ１２ａ、中間ギヤｌｌ
ｂ　、　ｌｌａ及びピニオンシャフト６のギヤ６ａを介
し減速させて、ピニオンシャフト６を回転させラック５
を移動して車輪を偏向させる。

このとき、電動モータ１２により回転させられるピニオ
ンシャフト６は、前記入力軸１とピニオンシャフト６間
の相対回転を零とする方向に回転し、その結果スライダ
１７はピニオンシャフト６の端面から突設されたピン１
９によってレバー２０の撓みが零となる位置に戻される
。

次に、本発明の目的であるパツクラックに基づく電動モ
ータ始動時の衝撃力緩和が如何にしてなされるかを、ス
テアリングホイールを右回転させる場合について第２図
を中心に説明する。

コントローラ２５（第１図）からの指令を受けて電動モ
ータ１２を右回転させるように電流が流れた時、まず各
ギヤのパツクラックを詰めながら電動モータ１２が回転
する。各ギヤのバツクラックが詰まった後で電動モータ
１２の回転力がピニオンシャフト６の平歯車６ａに伝達
されることになるが、この時中間歯車１１ａ　、　ｌｌ
ｂが回転トルクにより軸方向の推力を受は図の左方へと
弾性部材２９を撓捷せ乍ら変位する。そして、前記軸方
向への推力と弾性部材２９の反力が釣り合って平歯車６
ａ、即ちピニオンシャフト６の回転が始まる。

このようにして、パツクラックが詰オリギヤ同志が当接
した瞬間の衝撃は弾性部材２９によって吸収されるため
、運転者にその感触が伝わらない。

ステアリングホイールを上記とは逆に操作する場合にも
弾性部材２８が作用して、同様の効果を奏することにな
る。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した如く本発明によると、電動モータ
からピニオンシャフト（出力軸）への伝達系内に前記モ
ータの回転力の一部を伝達系内における軸方向の力に変
えると共に、同系内に前記力を弾性的に吸収する弾性部
材を配設したために、電動モータの始動時にギヤ間のパ
ツクラックによる瞬間的な衝撃を軸方向の変位に変換さ
せると同時に前記弾性部材により前記衝撃を緩和させる
ことができ、従って円滑な操舵が可能となって運転者に
対して前記衝撃による不快感を与えることをなく十こと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す電気式パワーステアリ
ング装置の全体断面図、第２図は本発明の特徴を示す回
転伝達系の要部断面図、第３図は従来の電気式パワース
テアリング装置の概略構成を示すブロック図である。 図の主要部分の説明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操舵力を助勢するために電動モータを用いる電気式パワ
   ーステアリング装置において、前記電動モータの回転力
   の一部を軸方向に変換する機構と該軸方向の力を吸収す
   る弾性部材とをその回転伝達系内に配設することを特徴
   とする電気式パワーステアリング装置。