KR100426524B1 - 전동파워스티어링장치 - Google Patents

전동파워스티어링장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100426524B1
KR100426524B1 KR1019960014033A KR19960014033A KR100426524B1 KR 100426524 B1 KR100426524 B1 KR 100426524B1 KR 1019960014033 A KR1019960014033 A KR 1019960014033A KR 19960014033 A KR19960014033 A KR 19960014033A KR 100426524 B1 KR100426524 B1 KR 100426524B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
torque
steering shaft
gear
setting member
radial
Prior art date
Application number
KR1019960014033A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960040951A (ko
Inventor
타쯔히로 야마모토
마나부 타카오카
Original Assignee
고요 세이코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26467273&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100426524(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 고요 세이코 가부시키가이샤 filed Critical 고요 세이코 가부시키가이샤
Publication of KR960040951A publication Critical patent/KR960040951A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100426524B1 publication Critical patent/KR100426524B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/043Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0829Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial loading of both hub and shaft by an intermediate ring or sleeve
    • F16D1/0835Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial loading of both hub and shaft by an intermediate ring or sleeve due to the elasticity of the ring or sleeve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/021Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with radially applied torque-limiting friction surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/102Shaft arrangements; Shaft supports, e.g. bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/04Steering gears mechanical of worm type
    • B62D3/06Steering gears mechanical of worm type with screw and nut
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00Steering gears
    • B62D3/02Steering gears mechanical
    • B62D3/12Steering gears mechanical of rack-and-pinion type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(구성) 스티어링샤프트(3)의 외주에 감합된 기어(10)를 개재하여, 그 스티어링샤프트(3)에 조타보조용모우터(8)로부터 회전력을 전달한다. 그 스티어링샤프트(3)와 기어(10)와의 사이의 토크제한기구(11)는, 그 스티어링샤프트(3)의 외주와 기어(10)의 내주에 끼워짐으로서 지름방향으로 변형하고 있는 토크설정부재(51)를 보유한다. 그 토크설정부재(51)의 지름방향변형량에 대응하여 스티어링샤프트(3)와 기어(10)와에 지름방향력을 작용시킨다. 그 토크제한기구(11)의 제한토크는, 그 토크설정부재(51)의 지름방향변형량에 대응한다.
(효과) 모우터의 출력축의 회전이나 기어의 회전이 록된 경우에도 토크제한기구는 가능하고, 토크제한기구가 대형화 하는 것을 방지할 수 있으며, 제한토크를 정확하게 설정할 수 있고, 부품가지수가 가공공정수를 저감할 수 있다.

Description

전동 파워 스티어링 장치
본 발명은 스티어링 샤프트에 작용하는 과대토크에 대처하기 위한 토크 제한기구를 구비한 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
스티어링 샤프트와, 이 스티어링 샤프트의 외주에 끼워 맞춰진 기어와, 그 기어를 통해 스티어링 샤프트에 조타보조용 회전력을 전달하는 모터를 구비하는 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 차륜이 도로의 턱에 올라앉는 등에 의하여 스티어링 샤프트에 과대한 토크가 작용하면 모터 등의 파손이 생긴다. 또한, 기어에 의해 모터회전속도의 감속비를 크게 함으로써 출력을 크게 하는 경우, 스티어링 샤프트에 작용하는 토크에 근거하는 충격하중에 대처하기 위해서 기어의 직경을 크게 할 필요가 있다. 그 때문에 장치를 소형화하기 어렵다. 그래서, 모터와 스티어링 샤프트 사이에 토크 제한기구를 설치하는 것이 실시되고 있다.
종래에는 상기 토크 제한기구가 모터에 내장되어 있었다. 즉, 모터의 출력축에 작용하는 토크가 제한토크가 되면, 출력축을 공회전시키고 있었다.
그러나, 모터에 토크 제한기구를 내장한 경우, 모터의 출력축의 회전이 사고등에 의해 로크되면, 토크 제한기구는 기능하지 않는다. 그 경우, 스티어링 휠을 조타할 수 없게 된다. 또한, 모터의 회전력을 스티어링 샤프트에 전달하는 기어의 톱니부(齒部)를 소음을 줄이기 위해 합성 수지제로 하는 경우가 있다. 그 경우, 톱니부가 과대토크에 의해 파손되어 기어의 회전이 로크될 가능성이 있다. 이 경우에도, 모터에 내장된 토크 제한기구는 기능하지 않기 때문에 스티어링 휠을 조타할 수 없게 된다. 또한, 모터의 회전력을 기어를 통해 스티어링 샤프트에 전달하는 경우, 기어에 있어서의 전달효율은 제품에 따라 변하게 된다. 그 때문에 제한토크를 정확히 소정의 설정범위 내로 설정하는 것은 곤란하였다. 더욱이, 기어를 통한 회전력의 전달비는, 예컨대 웜 휠(worm wheel)과 웜을 사용하도록 한 경우에 커진다. 이 경우, 제한토크를 높은 정밀도로 설정할 필요가 있기 때문에, 정밀도가 높은 토크 제한기구가 필요하게 된다.
그래서, 그 기어와 스티어링 샤프트와의 사이에 토크 제한기구를 마련하는 것이 고려된다. 예컨대, 일본국 특개평 2-120178호공보에 있어서 개시된 전동 파워 스티어링 장치는 상기 기어와 동행회전하는 복수의 마찰판자, 상기 스티어링 샤프트와 동행회전하는 복수의 마찰판을 축방향에서 끼운다. 마찰판 상호간의 마찰저항에 대응해서, 제한토크가 설정된다. 더욱이, 마찰판을 끼우는 힘을 변화시킴으로써 상기 제한토크를 조절하는 기구를 구비하고 있다.
그러나, 축방향에서 복수의 마찰판을 끼우는 경우, 부품수나 가공공정수가 많아진다. 또한, 마찰판의 축방향 치수의 오차의 누적에 의해 제한토크가 변동한다. 이 때문에, 제한토크를 정확히 소정의 설정 범위 내로 설정하는 것이 곤란하다. 또한, 제한토크의 조절기구에 필요한 부품수가 많고 구성이 복잡하게 된다.
일본국 실개평 2-15576호공보에 있어서 개시된 전동 파워 스티어링 장치는 기어에 스티어링 샤프트를 압입하는 힘에 대응하여 제한토크가 설정된다.
그러나, 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에만 대응하여 제한토크를 설정할 경우, 그 압입력을 정확히 설정할 필요가 있다. 그 때문에, 스티어링 샤프트의 외주와 기어의 내주를 매우 정확한 치수정밀도로 가공할 필요가 있다. 그러나, 그와 같은 매우 정확한 치수정밀도의 가공은 곤란하기 때문에 제한토크를 정확히 소정의 설정 범위 내로 설정하는 것은 곤란하다.
상기 일본국 실개평 2-15576호 공보에서 개시된 별도의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는, 기어는 스티어링 샤프트에 축방향으로의 이동이 가능하게 끼워 맞춰진다. 상기 기어는 스프링의 축방향 변형량에 대응하는 축방향력에 의해 복수의 마찰판을 통해 스티어링 샤프트측 부재에 압착된다. 상기 축방향력에 대응하여 제한토크가 설정된다. 더욱이, 스프링의 축방향 변형량을 변화시킴으로써 상기 제한토크를 조절하는 기구를 구비하고 있다.
그러나, 스프링의 축방향 변형량에 대응하는 축방향력에 의해 기어를 복수의 마찰판을 통해 스티어링 샤프트측 부재에 압착하는 경우, 부품수나 가공공정수가 많아진다. 또한, 마찰판이나 기어의 축방향 치수의 오차의 누적에 의해 상기 제한 토크가 변동한다. 이때문에, 제한토크를 정확히 소정의 설정 범위 내로 설정하는 것은 곤란하다. 또한, 제한토크의 조절기구가 필요하기 때문에, 부품수가 많고 구성이 복잡하게 된다. 더욱이, 상기 기어가, 예컨대 웜 휠인 경우, 좌우 한방향으로의 회전력이 전달할 때 한방향으로의 축방향력을 받고, 좌우 타방향으로의 회전력이 전달할 때 타방향으로의 축방향력을 받는다. 그 때문에, 좌우 한방향으로의 회전력이 전달할 때 상기 기어는 스프링의 축방향 변형에 의해 이동하고, 좌우 타방향으로의 회전력이 전달할 때, 그 기어는 스티어링 샤프트측 부재에 접촉하기때문에 이동하지 않는다. 그러므로, 스티어링 샤프트의 우회전시의 제한토크와 좌회전시의 제한토크가 서로 다른 값이 되어 버린다.
본 발명은 상기 과제를 해결할 수 있는 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 스티어링 샤프트와, 상기 스티어링 샤프트의 외주에 끼워 맞춰진 기어와, 상기 기어를 통해 스티어링 샤프트에 회전력을 전달하는 조타보조용 모터와, 상기 스티어링 샤프트와 기어와의 사이의 토크 제한기구를 구비하는 전동 파워 스티어링 장치에 적용된다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 장치의 제1의 특징은 상기 토크 제한기구가 그 스티어링 샤프트의 외주와 기어의 내주에 끼워지는 것으로 직경방향으로 변형하고 있는 토크설정부재를 보유하고, 상기 토크설정부재는 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트와 기어에 작용시키고, 상기 토크 제한기구의 제한 토크는 그 토크 설정부재의 직경방향 변형량에 대응한다는 점이다.
이 제1의 특징에 의하면, 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향 력을 스티어링 샤프트와 기어에 작용시킴으로써 토크설정부재와 스티어링 샤프트의 사이의 마찰저항 및 토크설정부재와 기어 사이의 마찰저항을 발생시킨다. 양 마찰저항에 의해 스티어링 샤프트와 기어 사이에 토크를 전달할 수 있다. 또한, 어느 한쪽의 마찰저항에 대응해서 제한토크가 정해진다. 즉, 스티어링 샤프트와 기어 사이의 전달토크가 제한토크를 초과하는 경우, 토크설정부재와 기어와의 사이 또는 토크설정부재와 스티어링 샤프트 사이 중 마찰저항이 작은 사이에서 상대적인 미끄러짐이 생긴다. 상기 미끄러짐에 의해 스티어링 샤프트와 기어가 상대회전하기 때문에 토크제한기구로서 기능한다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 장치의 제2의 특징은 상기 토크제한기구가 상기 스티어링 샤프트의 외주와 기어의 내주에 끼워지는 것으로 직경방향으로 변형하고있는 토크설정부재를 보유하고, 상기 토크설정부재는 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트와 기어로 작용시키고, 상기 스티어링 샤프트는 기어에 압입되고, 상기 토크 제한기구의 제한토크는 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응하는 제1의 마찰저항과 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에 대응하는 제2의 마찰저항의 합에 대응한다는 점이다.
이 제2의 특징에 의하면, 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향 력을 스티어링 샤프트와 기어에 작용시킴으로써 토크설정부재와 스티어링 샤프트 사이의 마찰저항 및 토크설정부재와 기어 사이의 마찰저항을 발생시킨다. 양 마찰저항 중 작은 쪽이 제1의 마찰저항으로 된다. 또한, 상기 스티어링 샤프트를 기어에 압입함으로써 상기 스티어링 샤프트와 기어 사이에 제2의 마찰저항을 발생시킨다. 제1의 마찰저항은 토크설정부에의 직경방향변형량에 대응한다. 제2의 마찰저항은 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에 대응한다. 제1의 마찰저항과 제2의 마찰저항의 합에 의해 스티어링 샤프트와 기어 사이에 토크를 전달할 수가 있다. 상기 제1의 마찰저항과 제2의 마찰저항의 합에 대응해서 제한토크가 정해진다. 즉, 상기 스티어링 샤프트와 기어와의 사이의 전달토크가 제한토크를 초과한 경우, 토크설정부재와 기어와의 사이 또는 토크설정부재와 스티어링 샤프트 사이중 마찰저항이 작은 쪽에서 상대적인 미끄러짐이 생긴다. 이와 아울러, 스티어링 샤프트와 기어 사이에서 상대적인 미끄러짐이 발생한다. 양 미끄러짐에 의해 스티어링 샤프트와 기어가 상대 회전함으로써 토크제한기구로서 기능한다.
상기 제1 및 제2의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는 스티어링 샤프트와 기어 사이에 토크 제한기구가 설치된다. 따라서, 모터의 출력축의 회전이나 기어의 회전이 로크된 경우에도, 토크 제한기구를 기능시키는 것으로 스티어링 휠을 조타할 수 있다. 또한, 상기 기어에 있어서의 모터의 회전력의 전달비에 관계 없이 제한토크를 설정할 수 있다. 이것에 의해 상기 제한토크를 정확하게 소정의 설정범위 내로 설정할 수 있다. 더구나, 토크 제한기구를 모터에 내장하는 경우에 비하여 제한토크를 고정밀도로 설정할 필요가 없다. 또한, 복수의 차종에 있어서, 기어에서의 모터의 회전력의 감속비가 서로 다른 경우에도 각 제 한토크를 서로 다른 값으로 설정할 필요가 있다.
그 기어가, 예컨대 웜 휠이나 헬리컬 기어와 같이 회전력의 전달시에 축방향력을 받는 경우, 상기 제1의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응해서 제한토크를 설정할 수 있고, 상기 제 2의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 토크설정부재의 직경방향 변형량과 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에 대응해서 제한토크를 설정할 수 있다. 이것에 의해 스티어링 샤프트의 우회전시의 제한토크와 좌회전시의 제한토크가 서로 다른 값이 되는 것을 방지할 수 있다.
상기 토크제한기구의 구성부품은 스티어링 샤프트와 기어 이외에는 토크설정부재만으로도 가능하다. 따라서, 부품수나 가공공정수를 절감할 수 있다.
상기 제1의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 토크설정부재의 직경방향 변형량만에 대응하여 제한토크를 설정할 수 있다. 이것에 의해 상기 제한토크를 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력만에 대응하여 설정하는 것에 비교하여 상기 제한토크를 소정의 설정범위 내로 보다 용이하게 설정할 수 있다. 상기 제2의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는 제한토크를 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응하는 제1의 마찰저항과 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에 대응하는 제2의 마찰저항의 합에 대응하여 설정할 수 있다. 이것에 의해 제1의 마찰저항만에 대응하여 제한토크를 설정하는 경우에 비하여 토크설정부재를 소형화할 수 있기 때문에 장치전체를 소형화 할 수 있다. 또한, 그 압입력만에 대응하여 제한토크를 설정하는 경우에 비하여 그 압입력의 설정을 러프(rough)하게 할 수 있게 된다. 이것에 의해 압입부에서의 스티어링 샤프트의 외주와 기어의 내주의 치수정밀도를 그만큼 높게 할 필요가 없다. 따라서, 제한토크를 소정의 설정범위 내로 설정하는데 어려움은 없다.
제2의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 제1의 마찰저항을 제2의 마찰저항보다도 크게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 상기 압입력을 보다 러프하게 설정할 수 있기 때문에 제한토크를 소정의 설정범위 내로 설정하는 것이 보다 용이하게 된다.
상기 토크설정부재는 직경방향 변형량이 일정치 이하에서는 직경방향 변형량에 비례하여 직경방향력이 증가하는 것으로 되고, 또한, 직경방향 변형량이 상기 일정 치를 초과하는 경우, 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율이 상기 일정치 미만의 영역에서의 증가비율 보다도 작게 되는 영역을 보유하여, 상기 일정치를 초과하는 영역내의 값으로 토크설정부재의 직경방향 변형량이 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이것에 의해 상기 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율은 상기 직경방향 변형량에 대하여 직경방향력이 비례하여 증가하는 경우의 증가비율 보다도 작게 된다. 따라서. 스티어링 샤프트의 외경치수의 가공공차나 기어의 내경치수의 가공공차애 의해 토크설정부재의 직경방향 변형량이 변동한 경우에서도 상기 직경방향력의 변동을 작게 할 수 있다. 이것에 의해 제1의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 그 직경방향력에 대응해서 정해지는 제한토크를 정확히 소정의 설정범위 내로 설정할 수가 있다. 또한, 제2의 특징을 구비한 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치에서는, 상기 직경방향력과 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에 대응해서 정해지는 제한토크를 정확히 소정의 설정범위 내로 설정하는 것이 용이하게 된다. 따라서, 제한토크의 조절기구가 불필요하게 되어 제한토크를 조절하는 수고가 없어져, 보다 부품수를 적게 하여 구성을 간단하게 할 수 있다.
상기 기어는 회전력의 전달시에 축방향력을 받아 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대한 축방향 이동을 규제하는 스티어링 샤프트의 외주에 있어서의 규제부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의해 토크제한기구에 의해 부여되는 마찰저항에 저항한 그 기어의 축방향이동을 방지할 수 있으므로, 그 기어가 설정위치로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 그 기어와, 이 기어애 맞물리는 기어와의 맞물림율이나 백래시(backlash)가 변동하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 조타감(feel of steering)의 변동을 방지할 수 있다. 더욱이 상기 기어를 스티어링 샤프트에 토크설정부재를 개재하여 끼워 맞출 때, 상기 규재부재애 의해서 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대한 축방향위치를 설정할 수 있다. 이것에 의해 소정의 조립 정밀도를 용이하게 얻을 수 있다.
상기 토크설정부재의 축방향의 일단 외측과 타단 외측에 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대한 직경방향의 이동을 규제하는 스티어링 샤프트의 외주에 있어서의 규제부 또는 돌출부가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의해 상기 토크설정부재의 축방향 일단측과 타단측에서 기어가 스티어링 샤프트에 대하여 토크설정부재에 의한 직경방향력에 저항하여 직경방향으로 이동하는 것을 규제할 수 있다. 이것에 의해 기어의 축방향이 스티어링 샤프트의 축방향에 대하여 기울어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기어와 상기 기어에 맞물리는 기어와의 맞물림율이나 백래시의 변동을 방지할 수 있기 때문에 조타감의 변동을 방지할 수 있다.
이하, 제1도 내지 제6도를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
제1도에 도시된 전동 파워 스티어링 장치(1)는 스티어링 휠(2)의 조타에 의해 발생하는 조타토크를 스티어링 샤프트(3)에 의해 피니언(4)에 전달한다. 상기 조타 토크의 전달에 의해 상기 피니언(4)에 맞물리는 래크(5)를 이동시킨다. 이것에 의해 상기 래크(5)에 지지봉이나 너클아암(도면에 표시를 생략) 등을 개재하여 연결되는 차륜(6)의 조타각을 변화시킨다.
상기 스티어링 샤프트(3)애 의해 전달되는 조타토크에 대응한 조타보조력을 부여하기 위해서, 상기 조타토크를 검출하는 토크센서(7)와, 상기 검출된 조타토크에 대응해서 구동되는 조타보조용 모터(8)와, 상기 조타보조용 모터(8)의 회전력을 스티어링 샤프트(3)에 전달하기 위한 웜(9) 및 웜 휠(10)이 설치되어 있다.
상기 웜 휠(10)은 외주측의 합성수지제의 톱니부(10a)와 내주측의 금속제 슬리브(10b)를 일체화 하는 것으로 구성되어 있다. 또, 그 일체화 될 때, 톱니부(10a)의 피치 원중심과 슬리브(10b)의 중심이 어긋나는 것을 방지하기 위해서 상기 톱니부(10a)의 외주의 기어절삭가공은 슬리브(10b)와 일체화한 후에 실시하는 것이 바람직하다.
상기 토크센서(7)는 상기 스티어링 샤프트(3)를 덮는 하우징(21)를 갖는다. 상기 하우징(21)은 두 부재(21a,21b)를 연결함으로써 이루어진다. 상기 하우징(21) 내에는 스티어링 샤프트(3)가 스티어링 휠(2)에 연결되는 제1샤프트(3a)와, 제1샤프트(3a)에 핀(22)에 의해 연결되는 통형상의 제2샤프트(3b)와, 제2샤프트(3b)의 외주에 부시(25)를 통해 상대회전 가능하게 끼워 맞춰지는 통형상의 제3샤프트(3c)로 분할되어 있다. 각 샤프트(3a,3b,3c)의 중심을 따라서 탄성부재로서 토션바(23)가 삽입되어 있다. 상기 토션바(23)의 일단은 상기 핀(22)에 의해 제1샤프트(3a)와 제2샤프트(3b)에 연결되고, 타단은 핀(24)에 의해 제3샤프트(3c)에 연결된다. 이것에 의해 제2샤프트(3b)와 제3샤프트(3c)는 조타토크에 대응해서 탄성적으로 상대회전 가능하다.
제2도에 도시된 것과 같이, 제2샤프트(3b)의 외주의 일부와 제3샤프트(3c)의 내주의 일부는 서로 대향하는 비원형부(3b',3c')로 되어 있다. 제2샤프트(3b)의 비원형부(3b')와 제3샤프트(3c)의 비원형부(3c')가 접촉함으로써 양 샤프트(3b,3c)의 상대회전은 일정범위로 규제된다. 상기 규제에 의해 과대한 토크가 스티어링 샤프트(3)에 작용한 경우에 발생하는 토션바(23)의 파손이 방지된다.
제2샤프트(3b)는 그 하우징(21)에 압입된 스티어링 칼럼(30)에 부시(31)를 개재하여 지지된다. 제3샤프트(3c)는 하우징(21)에 축받이(26,27)를 통하여 지지된다. 상기 웜 휠(10)이 후술하는 토크 제한기구(11')를 통해 제3샤프트(3c)의 외주에 끼워 맞춰진다. 상기 웜 휠(10)에 맞물리는 상기 웜(9)은 상기 모터(8)의 출력축에 부착되고, 상기 모터(8)는 하우징(21)에 고정된다. 또, 상기 하우징(21)은 브래킷(28)을 통해 차체에 부착된다.
상기 토크센서(7)는 상기 하우징(21)에 의해 유지되는 제1, 제2검출코일(33,34)과, 제2샤프트(3b)의 외주에 끼워 맞춰짐과 아울러 핀(35)에 의해 고정되는 자성 재제의 제1검출링(36)과, 제3샤프트(3c)의 외주에 압입되는 자성재제의 제2검출링(37)을 보유한다. 제1검출링(36)의 일단면과 제2검출링(37)의 일단면은 서로 대향하도록 배치된다. 각 검출링(36,37)의 대향단면에 각각 이(36a,37a)가 원주방향을 따라서 복수 개가 설치된다. 제1검출링(36)의 타단측은 일단측보다도 외경이 작은 소경부(36b)로 되어있다. 제1검출코일(33)은 제1검출링(36)과 제2검출링(37)의 마주보는 사이를 덮도록 배치된다. 제2검출코일(34)은 제1검출링(36)을 덮도록 배치된다. 각 검출코일(33,34)은 하우징(21)에 부착되는 프린트 기판(41)에 배선에 의해서 접속된다.
상기 프린트 기판(41)에는 제3도에 도시된 신호처리회로가 형성되어 있다. 즉, 제1검출코일(33)은 저항(45)을 통해 발진기(46)애 접속된다. 제2검출코일(34)은 저항(47)을 통해 발진기(46)에 접속된다. 각 검출코일(33,34)은 차동증폭회로(48)에 접속된다. 이것에 의해 토크전달에 의해 토션바(23)가 비틀어지면, 제1검출링(36)과 제2검출링(37)이 상대적으로 회전한다. 이러한 상대회전에 의해 제1검출링(36)의 이(36a)와 제2검출링(37)의 이(37a)의 대향면적이 변화한다. 그 면적변화에 의해, 두 이(36a,37a)의 대향 사이에 있어서, 제1검출코일(33)의 발생자속에 대한 자기저항이 변화한다. 상기 자기저항의 변화에 따라서 제1검출코일(33)의 출력이 변화한다. 상기 출력에 따라서 전달토크가 검출된다. 또한, 제2검출코일(34)은 제1검출링(36)의 소경부(36b)에 대향한다. 조타저항이 작용하지 않는 상태에서 제2검출코일(34)의 발생자속에 대한 자기저항과 제1검출코일(33)의 발생자속에 대한 자기저항이 서로 같도록 그 소경부(36b)의 외경이 결정되고 있다. 이것에 의해 온도변동에 의한 제1검출코일(33)의 출력변화는 온도변화에 의한 제2검출코일(34)의 출력변동과 같게 되기 때문에 차동증폭회로(48)에 의해 서로 상쇄된다. 즉, 전달토크의 검출치의 온도변화는 보상된다. 상기 차동증폭회로(48)로부터 출력되는 전달토크에 대응한 신호에 따라서 상기 모터(8)가 구동된다. 상기 모터(8)의 출력이 상기 웜(9) 및 웜 휠(10)을 통해 스티어링 샤프트(3)에 조타보조력으로서 부여된다.
제4도에 도시된 바와 같이, 상기 토크 제한기구(11)는 토크설정부재(51)를 보유한다. 상기 토크설정부재(51)는 스티어링 샤프트(3)의 제3샤프트(3c)의 외주와 웜 휠(10)의 내주에 끼워짐으로써 직경방향으로 변형하고 있다. 제5도의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 토크설정부재(51)는 분할홈(51a)를 보유하는 금속제 링본체(51b)와 상기 링본체에 일체적으로 형성된 복수의 반원통상 돌출부(51c)를 구비한다. 각 돌출부(51c)는 링본체(51b)의 둘레방향을 따라서 일정간격으로 배치되어 링본체(51b)에서 직경방향 바깥쪽으로 돌출한다. 상기 토크설정부재(51)는 각 돌출부(51c)의 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트(3)와 웜 휠(10)에 작용시킨다. 상기 토크설정부재(51)로서, 예컨대 톨러런스 링(Rencol Tolerance Ring 사의 SV형)을 사용할 수 있다. 제6도는 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량과 직경방향력과의 관계를 표시한다. 상기 직경방향 변형량이 일정치(δa) 이하에서는 직경방향 변형량에 비례하여 직경방향력이 증가한다. 상기 일정치(δa)를 초과하는 경우, 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율이 일정치(δa)미만의 영역에서의 증가비율보다도 작게 되는 영역(A)을 갖는다. 상기 일정치(δa)를 초과하는 영역(A) 내의 값(δb)으로 상기 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량이 설정되어 있다.
상기 웜 휠(10)은 웜(9)의 회전을 스티어링 샤프트(3)에 전달할 때에 축방향력을 받는다. 상기 웜 휠(10)이 토크설정부재(51)와의 사이의 마찰저항에 저항하여 그 축방향력에 의해 스티어링 샤프트(3)에 대하여 축방향 이동하는 것을 규제하기 위해서 규제부가 제공된다. 그 규제부로서, 제4도에 도시된 것과 같이, 플랜지(3d)와 정지륜(52)이 설치된다. 상기 플랜지(3d)는 제3샤프트(3c)의 외주에 일체로 형성된다. 상기 정지륜(52)은 제3샤프트(3c)의 외주에 끼워 넣어진다. 상기 플랜지(3d)와 정지륜(52)은 축방향으로 간격을 두고 배치된다. 상기 웜 휠(10)의 축방향치수(L1)와 상기 플랜지(3d)와 정지륜(52) 사이의 치수(L2)와의 차는 웜 휠 (10)과 스티어링 샤프트(3)의 상대회전을 저해하지 않는 범위에서 가급적으로 작게 되는 것이 바람직하다. 그 차는, 예컨대 0∼ 수십 ㎛ 정도로 된다.
상기 웜 휠(10)이 스티어링 샤프트(3)에 대하여 토크설정부재(51)에 의한 직경방향력에 저항하여 직경방향 이동하는 것은 상기 토크설정부재(51)의 축방향 일단측과 타단측에 있어서의 규제부에 의해 규제된다. 규제부로서 링형상의 돌출부(3f,3g)가 설치된다. 각 돌출부(3f,3g)는 서로 축방향으로 간격을 두어 배치되도록 제3샤프트(3c)의 외주에 일체로 형성된다. 양 돌출부(3f,3g)의 사이에 토크설정부재(51)가 배치된다. 양 돌출부(3f,3g)의 외주직경(D1)과 웜 휠(10)의 내주직경(D2)과의 차는 웜 휠(10)과 스티어링 샤프트(3)의 상대회전을 저해하지 않는 범위에서 가급적으로 작게 되는 것이 바람직하다. 그 차는 예컨대 0~ 수십 ㎛ 정도로 된다. 또, 각 규제부를 웜 휠(10)측에 설치하여도 좋다.
상기 구성에 의하면, 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트(3)와 웜 휠(10)애 작용시키고 있다. 이것에 의해 토크설정부재(51)의 내주와 스티어링 샤프트(3)의 외주 사이의 마찰저항 및 토크설정부재(51)의 외주와 웜 휠(10)의 내주 사이의 마찰저항에 의해 스티어링 샤프트(3)와 웜 휠(10)과의 사이에 토크를 전달할 수가 있다. 또한, 상기 마찰저항에 따라 제한토크가 정해진다. 본 실시예에서는, 상기 토크설정부재(51)의 내주와 스티어링 샤프트(3)의 외주 사이의 마찰저항이 상기 토크설정부재(51)의 외주와 웜 휠(10)의 내주 사이의 마찰저항보다도 작게 되어 있다. 상기 토크설정부재(51)의 내주와 스티어링 샤프트(3)의 외주가 상대적으로 미끄러지기 시작할 때의 토크가 토크 제한기구(11)의 제한토크가 된다. 상기 제한토크는 실험에 의해 구할 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1)에 의하면, 예컨대 차륜(6)이 도로의 턱에 올라앉는 등에 의해 토크 제한기구(11)의 제한토크를 초과하는 토크가 스티어링 샤프트(3)에 작용한 경우, 토크설정부제(51)와 스티어링 샤프트(3)가 상대적으르 미끄러진다. 이 미끄러짐에 의해 스티어링 샤프트(3)와 웜 휠(10)이 상대 회전한다. 이것에 의해 모터(8)의 파손이 방지된다.
상기 파워 스티어링 장치(1)에 의하면, 상기 토크 제한기구(11)는 스티어링 샤프트(3)과 웜 휠(10) 사이에 설치되어 있다. 이것에 의해 모터(8)의 출력축의 회전이 로크된 경우에서도, 토크 제한기구(11)의 기능에 의해 스티어링 휠(2)을 조타할 수 있다. 또한, 웜 휠(10)의 회전이 톱니부(10a)의 파손에 의해 로크되었다고 해도, 토크 제한기구(11)는 계속하여 작동할 수 있다. 또한, 상기 웜 휠(10)과 웜(9) 사이의 모터(8)의 회전력의 감속비에 관계없이 제한토크를 설정할 수 있기 때문에, 제한토크를 정확하게 소정의 설정범위 내로 설정할 수 있다. 또한, 토크제한기를 모터에 내장하는 경우에 비하여 제한토크를 고정밀도로 설정할 필요는 없다. 또한, 복수의 차종에 있어서, 회전력의 감속비가 서로 다른 경우에서도 각 제한토크를 서로 다른 값으로 설정할 필요가 없다.
상기 파워 스티어링 장치(1)에 의하면, 상기 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량만 대응하여 제한토크를 설정할 수 있다. 이것에 의해 부품수나 가공공정수를 절감할 수 있다. 또한, 그 제한토크가 스티어링 샤프트로의 기어의 압입력에 따라서 설정되는데 비하여 상기 제한토크를 소정의 설정범위 내로 용이하게 설정될 수 있다. 또한, 모터(8)의 회전력의 전달시에 웜 휠(10)에 축방향력이 작용하더라도, 스티어링 샤프트의 우회전시의 제한토크과 좌회전시의 제한토크가 서로 다른 값이 되는 것을 방지할 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1)에 의하면, 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율이 그 직경방향 변형량에 비례하여 직경방향력이 증가하는 경우의 증가비율보다도 작게 되어 있다. 이것에 의해 스티어링 샤프트(3)의 외경치수의 가공공차나 웜 휠(10)의 내경치수의 가공공차에 의해 토크설정부재의 직경방향 변형량이 변동하더라도 그 직경방향력의 변동을 작게 할 수 있다. 따라서, 상기 직경방향력에 대응하여 설정되는 제한토크를 정확하게 소정의 설정범위내로 설정할 수가 있다. 이것에 의해 제한토크의 조절기구가 불필요하게 되어 제한토크를 조절하는 수고를 없애어, 보다 부품수를 적게 하여 구성을 간단하게 할수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1)에 의하면, 모터(8)의 회전력의 전달시에 웜 휠(10)이 축방향력을 받는 경우에도, 플랜지(3d)와 정지륜(52)에 의해 웜 휠(10)이 스티어링 샤프트(3)에 대하여 축방향 이동하는 것을 규제할 수 있다. 이것에 의해 웜 휠(10)이 소정위치로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있기 때문에, 웜 휠(10)과 웜(9)과의 맞물림율이나 백래시가 변동하는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 조타감의 변동을 방지할 수 있다. 더욱이, 웜 휠(10)을 토크설정부재(51)를 통해 스티어링 샤프트(3)에 끼워 맞출 때에, 상기 플랜지(3d)에 의해서 웜 휠(10)의 스티어링 샤프트(3)에 대한 축방향 위치를 정할 수 있다. 이것에 의해 소기의 조립 정밀도를 용이하게 얻을 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1)에 의하면, 웜 휠(10)의 직경방향 이동을 돌출부(3f,3g)에 의해 규제할 수 있다. 이것에 의해 그 웜 휠(10)의 축방향이 스티어링 샤프트(3)의 축방향에 대하여 기우는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 웜 휠(10)과 웜(9)의 맞물림율이나 백래시가 변동하는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 조타감의 변동을 방지할 수 있다.
상기 실시예에 있어서는, 제4도어 도시된 것과 같이, 웜 휠(10)의 슬리브(10b)의 끝면에 공구삽입용 오목부(10c)가 설치되어 있다. 상기 오목부(10c)에 삽입하는 공구에 의해 웜(9)의 회전을 웜 휠(10)에 전달하지 않고 슬리브(10b)를 회전시키는 것이 가능하다. 이 회전에 의해 슬리브(10b)와 톱니부(10a)를 일체화하기 전에 미리 제한토크를 확인할 수 있다. 상기 확인에 의해 슬리브(10b)의 불량품을 제거할 수 있다. 그 확인 후에, 슬리브(10b)와 톱니부(10a)를 일체화하고, 톱니부(10a)의 외주의 이(齒)를 가공할 수 있다. 이것에 의해 기어절삭가공이 헛되이 되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 제7도 및 제8도를 참조하여 본 발명의 제2실시예를 설명한다. 또, 상기 실시예와 동일부분은 동일부호로 표시하면서 상이점을 설명한다.
제7도에서 표시하는 전동 파워 스티어링 장치(1')는 스티어링 샤프트(3)에 의해 전달되는 조타토크에 대응한 조타보조력을 부여하기 위해서, 조타보조용 모터의 출력축(8a)에 연결된 구동 베벨기어(9')와, 이 구동 베벨기어(9')에 맞물리는 종동 베벨기어(10')를 보유한다. 양 베벨기어(9',10')를 통해 모터의 회전은 스티어링 샤프트(3)에 전달된다. 즉, 그 스티어링 샤프트(3)에 의해 전달되는 조타토크는 상기 제1실시예와 동일한 토크센서(7)에 의해 검지된다. 상기 토크센서(7)로부터 출력되는 전달토크에 대응한 신호에 따라 조타보조용 모터가 구동된다. 상기 모터의 회전이 구동 베벨기어(9')로부터 종동 베벨기어(10')를 통해 스티어링 샤프트(3)에 전달됨으로써 조타보조력이 부여된다. 상기 토크센서(7)의 하우징(21')은 래크(5)를 덮는 래크 하우징(5')으로 일체화 된다. 상기 래크 하우징(5')에 의해 상기 모터의 출력축(8a)이 축받이(17')를 통해 지지된다. 상기 스티어링 샤프트(3)의 제3샤프트(3c)는 토크센서(7)의 하우징(21')과 래크 하우징(5')에, 축받이(26',27'.19')를 통해 지지된다. 제3샤프트(3s)의 외주에 상기 피니언(4)이 일체적으로 설치되어 있다.
제3샤프트(3c)의 외주에 상기 종동 베벨기어(10')가 토크 제한기구(11')를 개재하여 끼워 맞춰진다. 제8도에 도시된 것과 같이, 상기 토크 제한기구(11')는 토크설정부재(51)를 보유한다. 상기 토크설정부재(51)는 제3샤프트(3c)의 외주와 종동 베벨기어(10')의 내주애 끼워짐으로써 직경방향으로 변형하고 있다. 상기 토크설정부재(51)로서, 상기 제1실시예와 동일하게, 제5도의 (a) 및 (b)에 도시된 링본체(51b)와 돌출부(51c)를 보유하는 톨러런스 링이 사용된다. 상기 토크설정부재(51)는 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10')에 작용시킨다. 본 제2실시예에 있어서는, 제3샤프트(3c)는 종동 베벨기어(10')에 압입된다. 상기 압입부는 토크 제한기구(11')를 구성한다.
상기 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10')에 작용시킴으로써 상기 토크설정부재(51)와 스티어링 샤프트(3) 사이의 마찰저항 및 토크설정부재(51)와 종동 베벨기어(10') 사이의 마찰저항을 발생시키고, 양 마찰저항 중의 작은 쪽이 제1의 마찰저항이 된다. 또한. 스티어링 샤프트(3)를 종동 베벨기어(10')에 압입함으로써 그 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10') 사이에 제2의 마찰저항을 발생시키고 있다. 제1의 마찰저항은 제2의 마찰저항 보다 크게 되어 있다.
상기 구동 베벨기어(9')와 종동 베벨기어(10')는 직선 베벨기어, 스파이럴 베벨기어 중 어느 것이어도 좋다. 스파이럴 베벨기어의 경우, 중동 베벨기어(10')는 구동 베벨기어(9')의 회전이 스티어링 샤프트(3)에 전달될 때에 축방향력을 받는다. 상기 종동 베벨기어(10')가 토크설정부재151)와의 사이의 마찰저항과 제3샤프트(3c)와의 사이의 마찰저항의 합에 저항하여, 그 축방향력에 의해 스티어링샤프트(3)에 대하여 축방향 이동하는 것을 규제하기 위해서 규제부가 설치된다. 상기 규제부는 제3샤프트(3c)를 토크센서(7)의 하우징(21')에 의해 지지하기 위한 상기 축받이(26')와 제3샤프트(3c)의 외주의 수 나사부(3c" )에 암 나사부(52" )을 통해 나사로 체결되는 너트(52')에 의해 구성된다. 상기 축받이(26')와 너트(52')는 서로 축방향에 간격을 두고 배치된다. 상기 축받이(26')와 (52')사이에 종동 베벨기어(16')가 배치된다. 상기 종동 베벨기어(10')의 축방향치수(L1)와 상기 축받이(26')와 너트(52') 사이의 측방향치수(L2)의 차는 종동 베벨기어(10')와 스티어링 샤프트(3)의 상대회전을 저해하지 않는 범위에서 가급적으로 작게 되는 것이 바람직하다. 그 차는, 예컨대 0~수십㎛ 정도로 된다. 상기 너트(52')는 조립한 후에 일단측의 박육부(薄肉部)(52a')가 코킹된다. 이것에 의해 상기 너트(52')는 스티어링 샤프트(3)에 대하여 로크된다.
상기 토크설정부재(51)는 제3샤프트(3c)의 외주에 형성된 둘레홈(3e) 내에 배치된다. 상기 둘레홈(3e)의 축방향치수(L3)는 종동 베벨기어(10')의 축방향치수(L1) 보다 작게 된다. 상기 둘레홈(3e)은 종동 베벨기어(10')의 축방향 양단 사이에 배치된다. 제3샤프트(3c)의 외주면은 그 토크설정부재(51)의 축방향 일단 외측과 축방향 타단 외측에서 중동 베벨기어(10')에 압입되어 있다. 이것에 의해 제3샤프트(3c)의 외주면의 종동 베벨기어(10')에 압입되어 있는 부분(3f',3g')은 규제부가 된다. 즉, 상기 규제부(3f',3g')는 종동 베벨기어(10')가 토크설정부재(51)에 의한 직경방향력에 저항하여, 스티어링 샤프트(3)에 대하여 직경방향으로 이동하는 것을 규제한다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량에 대응하는 제1의 마찰저항과 스티어링 샤프트(3)의 종동 베벨기어(10')로의 압입혁에 대응하는 제2의 마찰저항과의 합에 의해 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10')사이에 토크를 전달할 수가 있다. 제1의 마찰저항과 제2의 마찰저항의 합에 대응하여 제한토크가 정해진다. 본 제2실시예에서는, 상기 토크설정부재(51)와 스티어링 샤프트(3) 사이의 마찰저항은 상기 토크설정부재(51)와 종동 베벨기어(10') 사이의 마찰저항 보다 작게 된다. 상기 토크설정부재(51)와 스티어링 샤프트(3)가 상대적으로 미끄러지기 시작하고, 또한, 그 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10')가 상대적으로 미끄러지기 시작할 때의 토크가 토크 제한기구(11')의 제한토크가 된다. 상기 제한토크는 실험에 의해 구할 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 예컨대 차륜(6)이 도로의 턱에 올라앉는 등에 의해 토크 제한기구(11')의 제한토크를 초과하는 토크가 스티어링 샤프트(3)에 작용한 경우, 토크설정부재(51)와 스티어링 샤프트(3)가 상대적으로 미끄러지고, 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10')가 상대적으로 미끄러진다. 양 미끄러짐에 의해 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10')가 상대 회전한다. 이것에 의해 조타보조용 모터의 파손이 방지된다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 상기 토크 제한기구(11')를 스티어링 샤프트(3)와 종동 베벨기어(10') 사이에 설치하고 있다. 이것에 의해 모터의 출력축의 회전이 로크된 경우에도 토크 제한기구(11')의 기능에 의해 스티어링 휠을 조타할 수 있다. 또한, 종동 베벨기어(10')의 회전이 톱니부의 파손에 의해 로크되었다고 하더라도, 토크 제한기구(11')는 기능할 수가 있다. 또한, 상기 종동 베벨기버(10')와 구동 베벨기어(9') 사이의 회전력의 전달비에 관계없이 제한토크를 설정할 수 있기 때문에 정확하게 소정의 설정범위 내로 설정할 수 있다. 또한, 토크제한기구를 모터에 내장하는 경우에 비하여, 제한토크를 고정밀도로 설정할 필요는 없다. 또한, 복수의 차종에 있어서, 회전력의 감속비가 서로 다른 경우라도 각 제한토크를 서로 다른 값으로 설정할 필요가 없다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 토크 제한기구(11')의 구성부품으로서는, 스티어링 샤프트(3)과 종동 베벨기어(10') 이외에는 토크설정부재(51) 만으로 좋다. 이것에 의해 부품수나 가공공정수를 절감할 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 제한토크를 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량에 대응하는 제1의 마찰저항과 스티어링 샤프트(3)의 종동 베벨기어(10')로의 압입력에 대응하는 제2의 마찰저항과의 합에 대응하여 설정할 수 있다. 이것에 의해 제1의 마찰저항에만 대응하여 제한토크를 설정하는 경우에 비하여 토크설정부재(51)를 소형화할 수 있기 때문에 장치전체를 소형화할 수 있다. 또한, 압입력에만 대응하여 제한토크를 설정하는 경우에 비하여, 압입력의 설정을 러프하게 할 수 있게 된다. 이것에 의해 압입부에서의 스티어링 샤프트(3)의 외주와 종동 베벨기어(10')의 내주의 치수정밀도를 높게 할 필요가 없다. 따라서, 제한토크를 소정의 설정범위 내로 설정하는데 어려움은 없다. 또한, 제1의 마찰저항을 제2의 마찰저항 보다 크게 함으로써 상기 압입력을 보다 러프하게 설정할 수 있다. 이것에 의해 제한토크를 소정의 설정범위 내로 설정하는 것이 보다 용이하게 된다. 또한, 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량과 스티어링 샤프트(3)의 종동 베벨기어(10')로의 압입력애 대응하여 제한토크를 설정할 수 있다. 이것에 의해 종동 베벨기어(10')에 회전력의 전달시에 축방향력이 작용하더라도, 스티어링 샤프트(3)의 우회전시의 제한토크와, 좌회전시의 제한토크가 서로 다른 값이 되는 것을 방지할 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 그 토크설정부재(51)의 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율이 제1실시예와 같이, 그 직경방향 변형량에 비례하여 직경방향력이 증가하는 경우의 증가비율보다 작게 되어 있다. 이것에 의해 스티어링 샤프트(3)의 외경치수의 가공공차나 종동 베벨기어(10')의 내경치수의 가공공차에 의해 토크설정부재의 직경방향 변형량이 변동하더라도 그 직경방향력의 변동을 작게 할 수 있다. 따라서, 상기 직경방향력과 스티어링 샤프트(3)의 종동 베벨기어(10')로의 압입력에 대응하여 정해지는 제한토크를 정확하게 소정의 설정범위 내로 용이하계 설정할 수 있다. 이것에 의해 제한토크의 조절기구가 불필요하게 되어 제한토크를 조절하는 수고를 없애어 보다 부품수를 적게 함으로써 구성을 간단하게 할 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 종동 베벨기어(10')가 회전력의 전달시에 축방향력을 받더라도, 축받이(26')와 너트(52')에 의해 종동 베벨기어(10')가 스티어링 샤프트(3)에 대하여 축방향으로 이동하는 것을 규제하고 있다. 이것에 의해 종동 베벨기어(10')가 소정위치로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있기 때문에, 종동 베벨기어(10')와 구동 베벨기어(9')의 맞물림율이나 백래시가 변동하는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 조타감의 변동을 방지할 수 있다. 더욱이, 종동 베벨기어(10')를 토크설정부재(51)를 통해 스티어링 샤프트(3)에 끼워 맞출 때에, 그 축받이(26')에 의해서 종동 베벨기어(10')의 스티어링 샤프트(3)에 대한 축방향 위치를 정할 수 있다. 이것에 의해 소정의 조립 정밀도를 용이하게 얻을 수 있다.
상기 파워 스티어링 장치(1')에 의하면, 중동 베벨기어(10')의 직경방향 이동을 규제부(3f',3g')에 의해 규제하고 있다. 이것에 의해 상기 종동 베벨기어(10')의 축방향이 스티어링 샤프트(3)의 축방향에 대하여 기울어지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 종동 베벨기어(10')와 구동 베벨기어(9')의 맞물림율이 나 백래시가 변동하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 조타감의 변동을 방지할 수 있다.
또, 상기 각 실시예에 있어서는, 스티어링 샤프트(3)의 외주 토크설정부재(51)와의 접촉면은 토크설정부재(51) 보다도 경도가 커지도록 경화처리가 이루어져 있다. 이것에 의해 토크설정부재(51)와의 상대 미끄러짐시의 마모를 방지하고 있다. 더욱이, 상기 스티어링 샤프트(3)의 외주와 토크설정부재(51)의 내주 사이에 그리스가 채워진다. 이것에 의해 상대 미끄러짐시의 스티어링 샤프트(3)의 마모가 방지되어 있다. 상기 그리스에 의한 마찰저항의 변동의 영향은 토크설정부재(51)에 의한 직경방향력이 충분히 크기 때문에 무시할 수 있다.
본 발명은 상기 각 실시예에 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 실시예에서는 래크 피니언식의 전동 파워 스티어링 장치에 본 발명을 적용하였지만, 전동 파워 스티어링 장치의 형식은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 홀 스크류(hall crew)식 전동 파워 스티어링 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 스티어링 샤프트에 끼워 맞춰지는 기어는 웜 휠이나 베벨기어에 한정되지 않고, 기어면 된다. 또한, 토크설정부재는 톨러런스 링에 한정되지 않고, 직경방향 변형량에 대응하는 직경 방향력을 스티어링 샤프트와 기어에 작용시킬 수 있는 것이면 된다.
제1도는 본 발명의 제1 실시예의 전동 파워 스티어링 장치의 단면도이다.
제2도는 제1도의 II - II선을 따른 단면도이다.
제3도는 본 발명의 실시예의 전동 파워 스티어링 장치의 토크센서의 회로구성의 설명도이다.
제4도는 제1실시예의 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 단면도이다.
제5도의 (a)는 본 발명의 실시예의 토크 제한기구에 있어서의 토크설정부재의 단면도이고,
(b)는 그 토크설정부재의 정면도이다.
제6도는 그 토크 설정부재의 직경방향 변형량과 직경방향력의 관계를 표시한 도면이다.
제7도는 본 발명의 제2실시예의 전동 파워 스티어링 장치의 단면도이다.
제8도는 그 제2실시예의 전동 파워 스티어링 장치의 주요부의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
(1) ------------------------ 전동 파워 스티어링 장치,
(2) ----------------------------------- 스티어링 휠,
(3) ------------------------------- 스티어링 샤프트,
(4) ---------------------------------------- 피니언,
(5) ----------------------------------------- 래크,
(7) ------------------------------------- 토크센서,
(8) -------------------------------- 조타보조용 모터,
(9)--------------------------------------------- 웜,
(10) -----------------------------------------웜 휠,
(10a) --------------------------------------- 톱니부,
(10b) --------------------------------------- 슬리브,

Claims (8)

  1. 스티어링 샤프트와,
    상기 스티어링 샤프트의 외주에 끼워 맞춰진 기어와,
    상기 기어를 통해 스티어링 샤프트에 회전력을 전달하는 조타보조용 모터와,
    상기 스티어링 샤프트와 기어 사이의 토크 제한기구를 구비하고,
    상기 토크 제한기구는 상기 스티어링 샤프트의 외주와 기어의 내주에 끼워짐으로써 직경방향으로 변형하고 있는 토크설정부재를 보유하며,
    상기 토크설정부재는 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트와 기어에 작용시키고,
    상기 토크 제한기구의 제한토크는 상기 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응하며,
    상기 토크설정부재는 직경방향 변형량이 일정치 이하에서는 직경방향 변형량에 비례하여 직경방향력이 증가하는 것으로 되고, 또한 직경방향 변형량이 상기 일정치를 초과하는 경우, 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율이 상기 일정치 미만의 영역에서의 증가비율 보다 작게 되는 영역을 보유하며,
    상기 일정치를 초과하는 영역 내의 값에 토크설정부재의 직경방향 변형량이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  2. 스티어링 샤프트와,
    상기 스티어링 샤프트의 외주에 끼워 맞춰진 기어와,
    상기 기어를 통해 스티어링 샤프트에 회전력을 전달하는 조타보조용 모터와,
    상기 스티어링 샤프트와 기어 사이에 토크 제한기구를 구비하고,
    상기 토크 제한기구는 상기 스티어링 샤프트의 외주와 기어의 내주에 끼워짐으로써 직경방향으로 변형하고 있는 토크설정부재를 보유하며,
    상기 토크설정부재는 직경방향 변형량에 대응하는 직경방향력을 스티어링 샤프트와 기어에 작용시키고,
    상기 스티어링 샤프트는 상기 기어에 압입되고,
    상기 토크 제한기구의 제한토크는 상기 토크설정부재의 직경방향 변형량에 대응하는 제1의 마찰저항과, 상기 스티어링 샤프트의 기어로의 압입력에 대응하는 제2의 마찰저항의 합에 대응하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1의 마찰저항은 제2의 마찰저항보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 토크설정부재는 직경방향 변형량이 일정치 이하에서는 직경방향 변형량에 비례하여 직경방향력이 증가하는 것으로 되고, 또한 직경방향 변형량이 그 일정치를 초과하는 경우, 직경방향 변형량에 대한 직경방향력의 증가비율이 상기 일정치 미만의 영역에서의 증가비율 보다도 작게 되는 영역을 보유하며,
    상기 일정치를 초과하는 영역 내의 값에 토크설정부재의 직경방향 변형량이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기어는 회전력의 전달시에 축방향력을 받아, 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대응하는 축방향 이동을 규제하는 스티어링 샤프트의 외주에 있어서의 규제부(3d,52;26'52')가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 기어는 회전력의 전달시에 축방향력을 받아, 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대응하는 축방향 이동을 규제하는 스티어링 샤프트의 외주에 있어서의 규제부(3d,52;26'52')가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 토크설정부재의 축방향 일단 외측과 타단 외측에 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대한 직경방향 이동을 규제하는 스티어링 샤프트의 외주에 있어서의 돌출부(3f,3g) 및 규제부(3f',3g')가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 토크설정부재의 측방향 일단 외측과 타단 외측에 상기 기어의 스티어링 샤프트에 대한 직경방향 이동을 규제하는 스티어링 샤프트의 외주에 있어서의 돌출부(3f,3g) 및 규제부(3f',3g')가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
KR1019960014033A 1995-05-01 1996-04-30 전동파워스티어링장치 KR100426524B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP95-132781 1995-05-01
JP13278195 1995-05-01
JP95-188262 1995-06-30
JP18826295A JP3411726B2 (ja) 1995-05-01 1995-06-30 電動パワーステアリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960040951A KR960040951A (ko) 1996-12-17
KR100426524B1 true KR100426524B1 (ko) 2005-05-13

Family

ID=26467273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960014033A KR100426524B1 (ko) 1995-05-01 1996-04-30 전동파워스티어링장치

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6854556B1 (ko)
EP (1) EP0741067B2 (ko)
JP (1) JP3411726B2 (ko)
KR (1) KR100426524B1 (ko)
DE (1) DE69609120T3 (ko)

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4095124B2 (ja) * 1996-06-19 2008-06-04 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JPH11139326A (ja) 1997-11-10 1999-05-25 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
DE19915105A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-12 Fraunhofer Ges Forschung Lenkvorrichtung für Fahrzeuge
JP4565298B2 (ja) * 1999-11-30 2010-10-20 株式会社ジェイテクト 電動式動力舵取り装置
JP4634559B2 (ja) * 2000-01-07 2011-02-16 株式会社ショーワ 電動パワーステアリング装置
DE10192745B4 (de) * 2000-06-19 2007-03-29 Nsk Ltd. Elektrische Hilfskraftvorrichtung
DE10249120A1 (de) * 2002-10-22 2004-05-06 Zf Lenksysteme Gmbh Zahnstangen-Servolenkung für Fahrzeuge
DE10305901B4 (de) * 2003-02-13 2006-11-30 Jungheinrich Aktiengesellschaft Schubmaststapler
GB0308957D0 (en) * 2003-04-17 2003-05-28 Lillishall Plastics And Engine Tolerance ring assembly
KR100804648B1 (ko) * 2003-05-20 2008-02-20 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 장치
US8910718B2 (en) * 2003-10-01 2014-12-16 Schlumberger Technology Corporation System and method for a combined submersible motor and protector
DE10352495A1 (de) * 2003-11-11 2005-06-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ansteuern einer Kupplungseinheit
JP2006062535A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Showa Corp 電動舵取補助装置
US7412906B2 (en) * 2005-06-30 2008-08-19 Globe Motors, Inc. Steering system torque sensor
DE202006020107U1 (de) * 2006-01-11 2007-12-06 Gkn Driveline International Gmbh Antriebsanordnung mit Toleranzring
JP2007196751A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP2006182349A (ja) * 2006-03-30 2006-07-13 Nsk Ltd 電動式パワーステアリング装置
US7677114B2 (en) * 2006-03-31 2010-03-16 Sona Koyo Steering Systems Ltd. Torque sensor for electric power steering system
EP2012025A1 (en) 2006-04-27 2009-01-07 NSK Ltd. Fastening tool, and steering device
JP4940798B2 (ja) * 2006-07-11 2012-05-30 トヨタ自動車株式会社 衝撃吸収構造
EP1961979B1 (en) 2007-02-20 2013-07-03 Saint-Gobain Performance Plastics Rencol Limited Mounting assembly
US7789191B2 (en) * 2007-04-24 2010-09-07 Sona Koyo Steering Systems Ltd. Electric power assist module for steering system
DE102007032655A1 (de) * 2007-07-13 2009-01-15 Schaeffler Kg Mechanische Sicherung einer Axialscheibe
DE102007062156A1 (de) * 2007-12-21 2009-06-25 Schaeffler Kg Tretlager mit Drehmomentsensorik
DE102008000022A1 (de) * 2008-01-09 2009-07-16 Zf Lenksysteme Gmbh Elektrische Zahnstangenlenkung für Fahrzeuge
FR2932859B1 (fr) * 2008-06-19 2010-12-10 Skf Ab Dispositif de transmission de couple notamment pour compresseur de climatisation
US8944690B2 (en) * 2009-08-28 2015-02-03 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus Gmbh Corrosion resistant bushing
TWI487850B (zh) 2009-09-25 2015-06-11 Saint Gobain Performance Plast 用於滑移介面滑動力的公差環控制之系統、方法和裝置
JP5866160B2 (ja) 2011-03-04 2016-02-17 株式会社ジェイテクト トルクリミッタ及び伝達比可変装置
WO2013153586A1 (ja) * 2012-04-13 2013-10-17 日本精工株式会社 回転伝達機構及び電動パワーステアリング装置
US10125854B2 (en) 2013-09-20 2018-11-13 Bair-Ling Technologies, LLC Torque limiting system
JP6103164B2 (ja) * 2014-12-25 2017-04-05 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP6222164B2 (ja) * 2015-04-27 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 車両の動力伝達構造
DE102015113488A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Sami Haddadin Verbindungsanordnung eines Getriebes in einer Struktur
JP2017105371A (ja) 2015-12-10 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 車両の動力伝達装置
JP6468176B2 (ja) * 2015-12-10 2019-02-13 トヨタ自動車株式会社 車両の動力伝達装置
JP6380361B2 (ja) 2015-12-10 2018-08-29 トヨタ自動車株式会社 車両の動力伝達装置
EP3336384B1 (de) * 2016-12-13 2024-04-10 Ovalo GmbH Getriebevorrichtung
US11005334B2 (en) 2017-12-15 2021-05-11 Saint-Gobain Performance Plastics Rencol Limited Annular member, method, and assembly for component displacement control
DE102018215188A1 (de) * 2018-09-06 2020-03-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektromechanische Fahrzeuglenkung
DE102019212259A1 (de) * 2019-08-15 2021-02-18 Robert Bosch Gmbh Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug
JP2023505410A (ja) * 2019-12-13 2023-02-09 サン-ゴバン パフォーマンス プラスティックス レンコール リミティド 接触表面に所望の滑りトルクを有する、2つの構成要素間にトレランス・リングを有するアセンブリ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05262243A (ja) * 1992-03-18 1993-10-12 Koyo Seiko Co Ltd 電動式動力舵取装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE913370C (de) 1944-03-15 1954-06-10 Richard Thum Tropfoeler
DE916370C (de) 1951-08-08 1954-08-09 Star Kugelhalter Ges M B H Deu UEberlastungskupplung
DE2018367B1 (de) 1970-04-16 1971-07-29 Deutsche Star Kugelhalter Gmbh, 8720 Schweinfurt Verbindungselement fur eine Kupplung mit Klemmbuchse zum Befestigen einer Nabe auf einer Welle
DE2312009C2 (de) * 1973-03-10 1982-03-25 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Servolenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge
US4222246A (en) * 1978-12-11 1980-09-16 Roller Bearing Company Of America Slip clutch
FR2492759A1 (fr) * 1980-10-27 1982-04-30 Citroen Sa Perfectionnements apportes aux mecanismes d'assistance rotative, notamment pour direction de vehicule
JPS60149322A (ja) 1984-10-13 1985-08-06 日本カーバイド工業株式会社 果菜類植物の栽培方法
US4676331A (en) * 1984-12-20 1987-06-30 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Torque detecting apparatus for electrical power steering system
KR890000890A (ko) * 1987-06-22 1989-03-17 미타 가츠시게 토크검출장치
FR2621965B1 (fr) * 1987-10-09 1995-06-09 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Embrayage notamment pour direction assistee electriquement
JP2719352B2 (ja) 1988-06-07 1998-02-25 日本碍子株式会社 ナトリウム−硫黄電池用の固体電解質管の製造方法
JPH02120178A (ja) 1988-10-31 1990-05-08 Jidosha Kiki Co Ltd 電動式動力舵取装置
FR2706846B1 (ko) 1993-06-21 1995-10-13 Valeo Electronique
DE69400570T2 (de) * 1993-12-07 1997-03-27 Koyo Seiko Co Servolenkung
JP3458867B2 (ja) 1994-09-09 2003-10-20 日本精工株式会社 電動式パワーステアリング装置
JP3543041B2 (ja) * 1996-01-30 2004-07-14 光洋精工株式会社 電動パワーステアリング装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05262243A (ja) * 1992-03-18 1993-10-12 Koyo Seiko Co Ltd 電動式動力舵取装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6854556B1 (en) 2005-02-15
EP0741067A1 (en) 1996-11-06
KR960040951A (ko) 1996-12-17
DE69609120T2 (de) 2000-11-16
DE69609120D1 (de) 2000-08-10
JPH0920256A (ja) 1997-01-21
US7014009B2 (en) 2006-03-21
DE69609120T3 (de) 2005-09-08
JP3411726B2 (ja) 2003-06-03
EP0741067B2 (en) 2004-04-07
US20050077101A1 (en) 2005-04-14
EP0741067B1 (en) 2000-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100426524B1 (ko) 전동파워스티어링장치
EP0814012B2 (en) Electric power steering device
US5819871A (en) Electric power steering device
US6491131B1 (en) Electrical power assisted steering
EP2597014B1 (en) Electric power steering system
KR0137782B1 (ko) 동력타취장치
EP0748735A2 (en) Motor operated power steering device
WO2009138963A1 (en) Gearbox assembly for an electric power steering system
EP1887254B1 (en) Electric power steering apparatus
JP4517285B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP3587614B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP3645688B2 (ja) ラックピニオン式ステアリング装置
EP1304504B1 (en) Worm speed change apparatus and electric power steering apparatus
JP3328719B2 (ja) 動力舵取装置
JPH092297A (ja) トルクリミッタおよび電動パワーステアリング装置
JP3769136B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP3713346B2 (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130304

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140228

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee