JPS624673A - Motor-driven power steering apparatus - Google Patents
Motor-driven power steering apparatusInfo
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- JPS624673A JPS624673A JP60142359A JP14235985A JPS624673A JP S624673 A JPS624673 A JP S624673A JP 60142359 A JP60142359 A JP 60142359A JP 14235985 A JP14235985 A JP 14235985A JP S624673 A JPS624673 A JP S624673A
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- electric motor
- ball screw
- nut member
- shaft
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電動機を用いた操舵力倍力装置により補助ト
ルクを発生する電動式パワーステアリング装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electric power steering device that generates auxiliary torque by a steering force booster using an electric motor.
（従来の技術）
従来、電動機により補助トルクを発生する電動式パワー
ステアリング装置としては、例えば特開昭５９−２０８
２５９号公報に示されたものがある。この電動式パワー
ステアリング装置は、ステアリングホイールの回転を軸
方向に変位して操舵輪に伝達するラック軸（軸状部材）
を備え、このラック軸の一端側外周に形成された螺旋溝
とこの螺旋溝′の外周に環装され内周に螺旋溝を有する
ナツト部材とこれら螺旋溝間に介装されたボールとから
なるボールねじを、ラック軸の一端側に備えている。(Prior Art) Conventionally, as an electric power steering device that generates auxiliary torque by an electric motor, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-208
There is one shown in Publication No. 259. This electric power steering device uses a rack shaft (shaft-like member) that displaces the rotation of the steering wheel in the axial direction and transmits it to the steered wheels.
, a spiral groove formed on the outer periphery of one end of the rack shaft, a nut member ringed around the outer periphery of the spiral groove and having a spiral groove on the inner periphery, and a ball interposed between these spiral grooves. A ball screw is provided at one end of the rack shaft.
さらに、ボールねじの周囲にはラックケースに固定され
た補助トルク発生用の電動機が配設され、この電動機の
回転子が前記ナツト部材と一体的に形成されている。し
たがって、電動機の回転トルクは、ボールねじを介して
ラック軸に伝達され、摩擦損失の少ないボールねじによ
り、高伝達効率で伝達される構造となっている。Further, an auxiliary torque generating electric motor fixed to the rack case is disposed around the ball screw, and a rotor of this electric motor is integrally formed with the nut member. Therefore, the rotational torque of the electric motor is transmitted to the rack shaft via the ball screw, and the structure is such that the rotation torque is transmitted with high transmission efficiency by the ball screw with little friction loss.
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、上記従来の電動式パワーステアリング装置に
おいては、電動機の固定子がラックケースに固定される
一方、電動機の回転子がボールねじのナツト部材に一体
に形成された構造となっていたため、車両の走行中に車
輪が路面から受ける衝撃荷重や振動がラック軸およびボ
ールねじを介して電動機に伝達されることとなり、電動
機の界磁部、例えば永久磁石や界磁巻線等の損傷や回転
子巻線の断線等を生じるおそれがあり、耐久性や信頼性
を低下させる不具合があった。また、電動機がボールね
じを内蔵した構造であるため、電動機全体が大形化する
欠点を有するものであった。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above conventional electric power steering device, the stator of the electric motor is fixed to the rack case, while the rotor of the electric motor is integrally formed with the nut member of the ball screw. As a result, the shock loads and vibrations that the wheels receive from the road surface while the vehicle is running are transmitted to the electric motor via the rack shaft and ball screw, and the field parts of the electric motor, such as permanent magnets and field There is a risk of damage to the magnetic windings, breakage of the rotor windings, etc., resulting in problems that reduce durability and reliability. Furthermore, since the electric motor has a built-in ball screw structure, it has the disadvantage that the entire electric motor becomes large in size.
そこで本発明は、ボールねじの高伝達効率の維持を図る
とともに、＃久性および信頼性を向上させた電動式パワ
ーステアリング装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that maintains high transmission efficiency of a ball screw and has improved durability and reliability.
（問題点の解決手段）
本発明の電動式パワーステアリング装置においては、ス
テアリングホイールの回転を軸方向に変位して操舵輪に
伝達する軸状部材と、この軸状部材の一端側に設けられ
たボールねじと、ステアリング系の操舵トルクに対応す
る補助トルクを発生する電動機とを備え、この電動機と
前記ボールねじのナツト部材をベルトにより連結したこ
とをその構成とするものであり、前記軸状部材に伝達さ
れる衝撃荷重や振動がベルトに吸収されることとなり、
電動機に伝達されることがない。(Means for Solving Problems) The electric power steering device of the present invention includes a shaft-like member that displaces the rotation of the steering wheel in the axial direction and transmits it to the steered wheels, and a shaft-like member provided at one end of the shaft-like member. The apparatus includes a ball screw and an electric motor that generates an auxiliary torque corresponding to the steering torque of the steering system, and has a structure in which the electric motor and the nut member of the ball screw are connected by a belt, and the shaft-shaped member Shock loads and vibrations transmitted to the belt are absorbed by the belt,
It is not transmitted to the electric motor.
（実施例）
以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。(Embodiment) A preferred embodiment of the present invention will be described below based on the accompanying drawings.
第１図は本実施例の電動式パワーステアリング装置であ
る。FIG. 1 shows the electric power steering device of this embodiment.
第１図において、（１）は入力軸、（２）は操舵速度検
出部、（３）は操舵トルク検出部、（０はラック軸（軸
状部材）、 （５）はボールリサキュレーティングナッ
ト（ボールねじ） 、 （７）は電動機。In Fig. 1, (1) is the input shaft, (2) is the steering speed detection section, (3) is the steering torque detection section, (0 is the rack shaft (shaft-shaped member), (5) is the ball recirculating nut ( (ball screw), (7) is an electric motor.
（８）は制御装置である。(8) is a control device.
上記入力軸（１）の一端は図示しないユニバーサルジヨ
イントを介してステアリングホイールに連結され、その
他端にはピニオンギヤ（１ｂ）が一体に取付けられてい
る。また、入力軸（１）の上記ピニオンギヤ（１ｂ）の
両側には軸受（１Ｏａ）と（ｌｌａ）を介してピニオン
ホルダ（１２）が取付けられている。このピニオンホル
ダ（１２）は、円筒板（１０）と（１１）。One end of the input shaft (1) is connected to a steering wheel via a universal joint (not shown), and a pinion gear (1b) is integrally attached to the other end. Furthermore, pinion holders (12) are attached to both sides of the pinion gear (1b) of the input shaft (1) via bearings (1Oa) and (lla). This pinion holder (12) has cylindrical plates (10) and (11).
およびこれらを一体に連結した支柱（１３）とからなり
、円筒板（１０）と（１１）はその中心から偏心した位
置で上記軸受（１０ａ）、（ｌｌａ）に設けられている
。また、ピニオンホルダ（１２）はニードル軸受（１０
により図外のラックケースに回転自在に支承される一方
、円筒板（１１）の回転中心にはトーションバー（１５
）の一端が固着されており、このトーション、＜−（１
５）の他端がラックケースに固着されている。The cylindrical plates (10) and (11) are provided on the bearings (10a) and (lla) at positions eccentric from the center thereof. The pinion holder (12) also has a needle bearing (10
The cylindrical plate (11) is rotatably supported by a rack case (not shown), while a torsion bar (15
) is fixed at one end, and this torsion is <-(1
5) The other end is fixed to the rack case.
さらに、円筒板（１１）の回転中心から偏心した位置に
はピン（ｌｌｂ）が突設され、このピン（ｌｌｂ）の先
端には端部に円筒形状の磁性体（１８ａ）を有する非磁
性体の可動鉄心（１６）が嵌合されている。この可動鉄
心（１６）は、ラックケースに一体に固着された円筒状
のコイル部（１７）に軸方向移動可能に遊挿されており
、コイル部（１７）とともに差動変圧器を構成している
。したがって、ピニオンホルダ（１２）の回転に伴って
、その変位が可動鉄心（１Ｂ）の軸方向変位に変換され
、この軸方向変位が電気信号として差動変圧器から出力
される。Furthermore, a pin (llb) is protruded from a position eccentric from the center of rotation of the cylindrical plate (11), and a non-magnetic material having a cylindrical magnetic material (18a) at the end is attached to the tip of this pin (llb). A movable iron core (16) is fitted therein. This movable iron core (16) is loosely inserted into a cylindrical coil part (17) that is integrally fixed to the rack case so as to be movable in the axial direction, and together with the coil part (17) constitutes a differential transformer. There is. Therefore, as the pinion holder (12) rotates, its displacement is converted into an axial displacement of the movable iron core (1B), and this axial displacement is output from the differential transformer as an electric signal.
ラック軸（４）は第２図に示すように、ピニオン（ｌｂ
）に噛合し、入力軸（１）の回転変位をラック軸（４）
の軸方向変位に変換している。ラック軸（０の両端は、
夫々図示されないボールジヨイント、タイロッド、ナタ
クルに連結され、車輪の操向′を変化させる。ここで、
ラック軸（０に負荷が作用し、その負荷が大きい場合に
は、ビニオン（ｌｂ）がラック軸（４）との噛み合い部
を中心に回転する。As shown in Figure 2, the rack shaft (4) has a pinion (lb
), the rotational displacement of the input shaft (1) is transferred to the rack shaft (4).
is converted into axial displacement. Rack axis (both ends of 0 are
They are connected to ball joints, tie rods, and nutacles (not shown), respectively, to change the steering of the wheels. here,
When a load is applied to the rack shaft (0) and the load is large, the binion (lb) rotates around the meshing part with the rack shaft (4).
例えば、入力軸（１）を矢印Ｘの方向にトルクを作用さ
せ回転させると、そのトルクの大きさに応じてトーショ
ンバー（１５）が捩られ、ピニオンホルダ（１２）を矢
印Ｙの方向に回転させる。このときの回転変位は、入力
軸（１）に与えたトルク、即ち操舵トルクに比例する。For example, when the input shaft (1) is rotated by applying torque in the direction of arrow X, the torsion bar (15) is twisted according to the magnitude of the torque, and the pinion holder (12) is rotated in the direction of arrow Y. let The rotational displacement at this time is proportional to the torque applied to the input shaft (1), that is, the steering torque.
したがって、ピン（ｌｌｂ）により可動鉄心（１６）を
軸方向の変位Ｚに変換する。即ち、操舵トルクは可動鉄
心（１Ｂ）の軸方向変位に比例し、この軸方向変位はコ
イル部（１７）により検出される。このように、トルク
検出部（３）は、ピニオン（１ｂ）、ラック軸（４）、
ピニオンホルダー（１２）、ピン（ｆｌｂ） 、可動部
（１６）、差動変圧器（１７）より構成され、操舵トル
クの大きさと、その方向が検出される。Therefore, the pin (llb) converts the movable core (16) into an axial displacement Z. That is, the steering torque is proportional to the axial displacement of the movable iron core (1B), and this axial displacement is detected by the coil portion (17). In this way, the torque detection section (3) includes the pinion (1b), the rack shaft (4),
It is composed of a pinion holder (12), a pin (flb), a movable part (16), and a differential transformer (17), and detects the magnitude and direction of steering torque.
入力軸（１）には、多数のスリット（１８ａ）を周方向
に有する遮光板（１８）が一体重に設けられており、こ
の遮光板（１８）を挾む位置にフォト・カプラ（１９）
、（２０）がピニオン・ホルダーに一体的に固着されて
いる。このフォト・カプラー（１９） 、（２０）によ
り遮光板（１８）のスリット（１８ａ）を通過する光を
検出し、パルス状の電気信号が出力される。また、フォ
トカプラー（１８）と（２０）の取付位置は、パルスの
位相が約９０＠異なるよう設けられる。このように、操
舵速度検出部（２）は遮光板（１８）とフォト・カプラ
ー（１９） 、（２０）により構成され、操舵速度の大
きさと、その回転方向が検出される。A light shielding plate (18) having a large number of slits (18a) in the circumferential direction is provided in one piece on the input shaft (1), and a photo coupler (19) is installed at a position sandwiching the light shielding plate (18).
, (20) are integrally fixed to the pinion holder. The photocouplers (19) and (20) detect the light passing through the slit (18a) of the light shielding plate (18), and output a pulsed electrical signal. Further, the mounting positions of the photocouplers (18) and (20) are set so that the pulse phases differ by about 90@. In this way, the steering speed detection section (2) is composed of a light shielding plate (18) and photo couplers (19) and (20), and detects the magnitude of the steering speed and the direction of rotation thereof.
ラック軸（４）の一端側外周には断面半円形の螺旋溝（
４ａ）が形成され、この螺旋溝（４ａ）の外周には内周
に断面半円形の螺旋溝が形成されたナツト部材（２１）
が環装されており、これらの螺旋溝の間にはボールが介
装され、これらの螺旋溝（４ａ）、ナツト部材（２１）
およびボールによりボールねじ（５）を構成している。The outer periphery of one end of the rack shaft (4) has a spiral groove (
4a), and a nut member (21) having a semicircular cross-section spiral groove formed on the inner periphery of the spiral groove (4a).
A ball is interposed between these spiral grooves, and these spiral grooves (4a), a nut member (21)
A ball screw (5) is constituted by the ball and the ball.
また、ナツト部材（２１）の一端側にはラックケースに
固着されるスラスト軸受（２２）が設けられ、ナツト部
材（２１）の他端には断面Ｖ溝のプーリ（２３）が一体
に設けられている。さらに、プーリ（２３）の端面には
ラックケースに固着されるスラスト軸受（図示省略）が
設けられており、ナツト部材（２１）が軸方向に不動で
回転自在に支承されている。また、上記プーリ（２３）
に沿って電動機（７）の回転軸に取付けられた断面Ｖ溝
のプーリ（２０が配設されており、これらのプーリ（２
３）と（２４）の間には、■ベル） （２５）が懸は渡
されている。電動機（７）は弾性部材を介して不図示の
車体に支持されている。Further, a thrust bearing (22) fixed to the rack case is provided at one end of the nut member (21), and a pulley (23) having a V-groove cross section is integrally provided at the other end of the nut member (21). ing. Further, a thrust bearing (not shown) fixed to the rack case is provided on the end face of the pulley (23), and the nut member (21) is supported in an immovable and rotatable manner in the axial direction. In addition, the above pulley (23)
A pulley (20) with a V-groove cross section is installed along the rotating shaft of the electric motor (7), and these pulleys (20)
Between 3) and (24), ■Bell) (25) is passed. The electric motor (7) is supported by a vehicle body (not shown) via an elastic member.
したがって、電動１１（７）の回転は、ボールねじ（５
）の回転を通じてラック軸（０を軸方向に変位させるこ
ととなる。Therefore, the rotation of the electric motor 11 (7) is controlled by the ball screw (5).
), the rack shaft (0) is displaced in the axial direction.
一方、制御装置（８）は、電源回路、マイクロコンピュ
ータユニットおよび電動機駆動回路等からなり、上記フ
ォトカプラ（１９，２０）および差動変圧器（１７）か
らの検出信号に基づいて、操舵トルクに対応した制御電
力を電動機（７）に供給する。これに伴なって電動機（
７）が駆動され、電動機（７）の回転トルクは、■ベル
） （２５）およびボールねじ（５）を介してラック軸
（４）を軸方向に変位させ、これにより操舵力の軽減が
図られる。On the other hand, the control device (8) includes a power supply circuit, a microcomputer unit, a motor drive circuit, etc., and adjusts the steering torque based on the detection signals from the photocouplers (19, 20) and the differential transformer (17). The corresponding control power is supplied to the electric motor (7). Along with this, electric motors (
7) is driven, and the rotation torque of the electric motor (7) displaces the rack shaft (4) in the axial direction via the bell (25) and the ball screw (5), thereby reducing the steering force. It will be done.
したがって、電動機により発生する回転トルクがボール
ねじを介してラック軸に伝達されるので、従来と同様に
トルクの高伝達効率を維持できるとともに、車輪が路面
から受ける衝撃荷重や振動がＶベルトにより吸収される
ため、電動機にまで伝達されることがなく、電動機の界
磁部の損傷や回転巻線の断線等の不具合を生ずることを
確実に防止できる。さらに、電動機にボールねじが内蔵
されないので電動機自体の小形化を図ることができる。Therefore, since the rotational torque generated by the electric motor is transmitted to the rack shaft via the ball screw, the same high torque transmission efficiency as before can be maintained, and the V-belt absorbs the impact loads and vibrations that the wheels receive from the road surface. Therefore, it is not transmitted to the electric motor, and it is possible to reliably prevent problems such as damage to the field part of the electric motor and disconnection of the rotating winding. Furthermore, since a ball screw is not built into the electric motor, the electric motor itself can be made smaller.
（発明の効果）
以上の説明で明らかな如く本発明によれば、電動機の回
転トルクがボールねじを介して軸状部材（ラック軸）に
伝達されるので伝達効率を高く維持することができ、ま
たボールねじと電動機とをベルト連結したことにより、
電動機の界磁部の損傷や回転子巻線の断線等を防止でき
るので、耐久性および信頼性を向上することができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the rotational torque of the electric motor is transmitted to the shaft member (rack shaft) via the ball screw, so that the transmission efficiency can be maintained at a high level. In addition, by connecting the ball screw and electric motor with a belt,
Since damage to the field part of the motor, breakage of the rotor windings, etc. can be prevented, durability and reliability can be improved.
さらに、ボールねじが電動機に内蔵しないので電動機を
小形化することができる利点を有する。Furthermore, since the ball screw is not built into the electric motor, there is an advantage that the electric motor can be made smaller.
第１図および第２図は本発明の電動式パワーステアリン
グ装置の一実施例に係り、第１図はその概略斜視図、第
２図は第１図中の■−■矢視断面図である。
図面中。
１・・・・・・入力軸。
４・・・・・・ラック軸、
７・・・・・・電動機、
５．２１・・・・・・ボールねじおよびそのナツト部材
、２５・・・・・・ベルト
である。1 and 2 relate to an embodiment of the electric power steering device of the present invention, FIG. 1 is a schematic perspective view thereof, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1. . In the drawing. 1... Input shaft. 4...Rack shaft, 7...Electric motor, 5.21...Ball screw and its nut member, 25...Belt.
Claims (1)
材を介して操舵輪に伝達するステアリング系と、このス
テアリング系の操舵トルクに対応した補助トルクを発生
する電動機とを備えた電動式パワーステアリング装置に
おいて、前記軸状部材の一端側の外周に形成された螺旋
溝と、この螺旋溝の外周に環装され内周に螺旋溝を有す
るナット部材と、これら螺旋溝間に介装されたボールと
からなるボールねじを設ける一方、前記ボールねじのナ
ット部材と電動機とをベルトにより連結したことを特徴
とする電動式パワーステアリング装置。An electric power steering device comprising a steering system that transmits the rotation of the steering wheel to the steered wheels via a shaft-shaped member that is displaced in the axial direction, and an electric motor that generates an auxiliary torque corresponding to the steering torque of the steering system. , a helical groove formed on the outer periphery of one end of the shaft-like member, a nut member surrounding the outer periphery of the helical groove and having a helical groove on the inner periphery, and a ball interposed between these helical grooves. What is claimed is: 1. An electric power steering device characterized in that a ball screw is provided, and a nut member of the ball screw and an electric motor are connected by a belt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142359A JPS624673A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Motor-driven power steering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142359A JPS624673A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Motor-driven power steering apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS624673A true JPS624673A (en) | 1987-01-10 |
| JPH0428583B2 JPH0428583B2 (en) | 1992-05-14 |
Family
ID=15313544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142359A Granted JPS624673A (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Motor-driven power steering apparatus |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0428583B2 (en) | 1992-05-14 |
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