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JPH10278813A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

Info

Publication number
JPH10278813A
JPH10278813A JP9110269A JP11026997A JPH10278813A JP H10278813 A JPH10278813 A JP H10278813A JP 9110269 A JP9110269 A JP 9110269A JP 11026997 A JP11026997 A JP 11026997A JP H10278813 A JPH10278813 A JP H10278813A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
steering
rack
gear
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP9110269A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Takaoka
学 高岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP9110269A priority Critical patent/JPH10278813A/ja
Priority to EP98105418A priority patent/EP0870669A3/en
Priority to US09/056,754 priority patent/US6129171A/en
Publication of JPH10278813A publication Critical patent/JPH10278813A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B62D5/0421Electric motor acting on or near steering gear
    • B62D5/0424Electric motor acting on or near steering gear the axes of motor and final driven element of steering gear, e.g. rack, being parallel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1956Adjustable
    • Y10T74/19565Relative movable axes
    • Y10T74/1957Parallel shafts

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数な制御を要することなく操舵フィーリング
の低下を防止できる電動パワーステアリング装置を提供
する。 【解決手段】操舵により回転するピニオンに噛み合うラ
ック4に、回転部材51がネジ機構70を介してねじ合
わされる。その回転部材51に操舵補助力発生用モータ
8の回転をギヤ機構50により伝達する。そのピニオン
の回転によるラック4の長手方向移動により車両の転舵
を行う。その回転部材51のモータ8による駆動によっ
てラック4の長手方向に沿う操舵補助力を付与する。そ
の回転部材51の回転速度が、そのモータ8の回転速度
以上になるように、前記ギヤ機構50による回転の伝達
比が設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、操舵により回転す
るピニオンに噛み合うラックにねじ合わされる回転部材
を、モータによって駆動することで、そのラックの長手
方向に沿う操舵補助力を付与する電動パワーステアリン
グ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、特公平3‐15591号公報に
開示された電動パワーステアリング装置においては、操
舵により回転するピニオンに噛み合うラックにネジ機構
を介してねじ合わされる回転部材に、ギヤ機構を介して
モータの回転が伝達されることで、そのラックの長手方
向に沿う操舵補助力が付与される。
【0003】従来、そのギヤ機構は減速機構として機能
し、モータの回転速度よりも回転部材の回転速度の方が
小さくされていた。その減速によりモータの出力を増幅
することで、可及的に小型のモータの使用が図られてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのギヤ機構によりモ
ータの回転速度を減速する構成とした場合、走行中にキ
ャスタ効果によりステアリングホイールが直進位置方向
に戻される時車輪側から回転部材が回転させられて、そ
の回転部材に作用するモータのイナーシャは減速比の2
乗で増幅される。そのように回転部材に作用するモータ
のイナーシャが大きくなると、ホイールアライメントの
作用だけでは車輪が直進位置へ円滑に戻らなくなり、操
舵フィーリングが低下する。そこで、そのモータの出力
をイナーシャを考慮した大きさにすることが考えられる
が、そのためには複雑な出力制御が必要になる。
【0005】また、そのようなモータの小型化の必要性
は、一つには配置スペースに基づくが、充分に配置スペ
ースがある場合は小型化の必要性は小さい。さらに、近
年のモータ性能の向上により、充分小型で増幅を必要と
しない出力のモータを得ることができる場合があり、そ
のような場合、操舵フィーリングを犠牲にしてまでモー
タを小型化する意味はない。
【0006】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ことのできる電動パワーステアリング装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本件発明は、操舵により
回転するピニオンと、このピニオンに噛み合うラック
と、このラックにネジ機構を介してねじ合わされる回転
部材と、操舵補助力発生用モータと、そのモータの回転
を回転部材に伝達するギヤ機構とを備え、そのピニオン
の回転によるラックの長手方向移動により車両の転舵を
行い、その回転部材のモータによる駆動によってラック
の長手方向に沿う操舵補助力を付与する電動パワーステ
アリング装置において、その回転部材の回転速度が、そ
のモータの回転速度以上になるように、前記ギヤ機構に
よる回転の伝達比が設定されていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、そのギヤ機構によりモータの回
転速度を減速して回転部材に伝達しないので、ステアリ
ングホイールの戻し時に回転部材に作用するモータのイ
ナーシャは増幅されない。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。
【0009】図1、図2に示すラックピニオン式電動パ
ワーステアリング装置1は、ステアリングホイール(図
示省略)の操舵により回転するステアリングシャフト3
と、このステアリングシャフト3の一端に形成されたピ
ニオン3aと、このピニオン3aに噛み合うラック4と
を備え、そのラック4の両端に車輪(図示省略)が連結
される。そのピニオン3aが回転することで、そのラッ
ク4が車両幅方向に沿う長手方向に移動する。このラッ
ク4の移動により車両が転舵される。
【0010】そのステアリングシャフト3により伝達さ
れる操舵トルクに応じた操舵補助力を付与するため、そ
の操舵トルクを検出するトルクセンサ7と、その検出さ
れた操舵トルクに応じて駆動される操舵補助力発生用モ
ータ8と、そのモータ8の回転力を軸方向力に変換して
ラック4に伝達するための機構が設けられている。
【0011】そのステアリングシャフト3は、ベアリン
グ26、27、28を介して、そのトルクセンサ7のハ
ウジング21と、上記ピニオン3aを覆うピニオンハウ
ジング30とにより支持される。両ハウジング21、3
0内において、そのステアリングシャフト3は、ステア
リングホイール側の第1シャフト3bと、この第1シャ
フト3bの外周にブッシュ25を介して相対回転可能に
嵌め合わされる第2シャフト3cとに分割され、その第
2シャフト3cに上記ピニオン3aが形成される。両シ
ャフト3b、3cにトーションバー23がピン22、2
4により連結され、これにより、両シャフト3b、3c
は操舵トルクに応じて弾性的に相対回転可能とされてい
る。
【0012】そのトルクセンサ7は、センサハウジング
21により保持される第1、第2検出コイル33、34
と、その第1シャフト3bに嵌め合わされる磁性材製の
第1検出リング36と、その第2シャフト3cに嵌め合
わされる磁性材製の第2検出リング37とを有する。そ
の第1検出リング36の一端面と、第2検出リング37
の一端面とは、互いに対向するように配置される。各検
出リング36、37の対向端面に、それぞれ歯36a、
37aが周方向に沿って複数設けられている。その第1
検出リング36の他端側は、一端側よりも外径の小さな
小径部36bとされている。その第1検出コイル33
は、第1検出リング36と第2検出リング37との対向
間を覆うように配置される。その第2検出コイル34
は、第1検出リング36を覆うように配置される。各検
出コイル33、34は、センサハウジング21に取り付
けられるプリント基板41に、配線によって接続され
る。
【0013】そのプリント基板41に、図3に示す信号
処理回路が形成されている。すなわち、第1検出コイル
33は抵抗45を介して発振器46に接続され、第2検
出コイル34は抵抗47を介して発振器46に接続さ
れ、各検出コイル33、34は差動増幅回路48に接続
される。これにより、操舵トルクの伝達によりトーショ
ンバー23が捩れると、第1検出リング36と第2検出
リング37とが相対的に回転する。この相対回転によ
り、第1検出リング36の歯36aと第2検出リング3
7の歯37aとの対向面積が変化する。その面積変化に
より、両歯36a、37aを通過する第1検出コイル3
3の発生磁束に対する磁気抵抗が変化する。その磁気抵
抗の変化に応じて、第1検出コイル33の出力が変化す
る。これにより、その出力に対応する操舵トルクが検出
される。また、第2検出コイル34は、第1検出リング
36の小径部36bに対向する。操舵抵抗の作用してい
ない状態で、第1検出コイル33の発生磁束に対する磁
気抵抗と、その小径部36bを通過する第2検出コイル
34の発生磁束に対する磁気抵抗とが相等しくなるよう
に、その小径部36bの外径が定められている。これに
より、温度変動による第1検出コイル33の出力変動
は、温度変動による第2検出コイル34の出力変動に等
しくなるので、差動増幅回路48により互いに打ち消さ
れる。すなわち、操舵トルクの検出値の温度変動は補償
される。
【0014】そのトルクセンサ7と、モータ8と、車速
センサ40とが、制御装置42に接続される。その制御
装置42による制御により、そのモータ8の出力は、ト
ルクセンサ7により検知される操舵トルクに対応するも
のとされる。また、そのモータ8の出力は、車速センサ
40により検知される車速が高速では小さくされて走行
安定性が向上され、低速では大きくされて旋回性が向上
される。
【0015】図4、図5に示すように、そのモータ8
は、上記ピニオンハウジング30から突出するラック4
を覆うラックハウジング43に取り付けられたギヤハウ
ジング44に、ボルト44cにより取り付けられる。そ
のギヤハウジング44は、2部材44a、44bをボル
ト49により接合することで構成され、内部にギヤ機構
50が内蔵されている。
【0016】そのギヤ機構50は、そのモータ8の回転
を、ラック4にボールネジ機構70を介してねじ合わさ
れる回転部材51に伝達するもので、第1ギヤ52と、
この第1ギヤ52に噛み合う第2ギヤ53と、この第2
ギヤ53に噛み合う第3ギヤ54とを有する。
【0017】その第1ギヤ52は、ギヤ本体52aと、
このギヤ本体52aから軸方向両方に突出するシャフト
部52bとを有し、そのシャフト部52bはベアリング
55、56を介してギヤハウジング44により支持され
る。一方のベアリング55は、そのシャフト部52bと
ギヤハウジング44の内端面とに挟まれる。他方のベア
リング56は、そのギヤハウジング44内の隔壁44′
に嵌め合わされると共に、その隔壁44′にねじ合わさ
れる押し付け部材57とシャフト部52bとに挟まれ
る。その押し付け部材57の外周にはロックナット58
がねじ合わされる。そのシャフト部52bの一端はモー
タ8の出力軸8aに、セレーションやスプライン等を介
して同行回転可能に嵌め合わされる。
【0018】その第2ギヤ53はアイドルギヤであっ
て、ギヤハウジング44に形成された長孔44″に挿通
された支持シャフト60にベアリング61を介して嵌め
合わされる。そのベアリング61は、支持シャフト60
の一端の大径部60aとギヤハウジング44の内端面に
接するスペーサ62とに挟まれる。その支持シャフト6
0の他端はギヤハウジング44の外部に突出し、その外
周にナット63がねじ合わされることでギヤハウジング
44に固定される。そのナット63を緩め、その支持シ
ャフト60を長孔44″の長手方向に変位させること
で、第1ギヤ52と第2ギヤ53との間のバックラッシ
と、第2ギヤ53と第3ギヤ54との間のバックラッシ
とが調整可能とされている。そのため、その長孔44″
の長手方向は、その支持シャフト60を変位させても、
第1ギヤ52と第2ギヤ53との中心間距離と第2ギヤ
53と第3ギヤ54との中心間距離が互いに等しくなる
ように定められる。なお、ギヤ機構50の設計におい
て、第1ギヤ52と第3ギヤ54との中心間距離を、両
ギヤ52、54の径を変更することなく、第2ギヤ53
の径を変更することで変化させることができる。これに
より、モータ8の大きさに応じて第1ギヤ52と第3ギ
ヤ54との中心間距離を変化させる必要があっても、第
1ギヤ52と第3ギヤ54として共通のものを用いるこ
とができる。
【0019】その第3ギヤ54は、上記回転部材51の
外周に一体的に形成されている。上記ボールネジ機構7
0は、その回転部材51により構成されるボールナット
と、、上記ラック4の外周に一体的に形成されたボール
ネジ71とを有し、そのボールネジ71に回転部材51
がボール72を介してねじ合わされる。その回転部材5
1の一端は、ボールベアリング73の内輪を構成し、こ
のボールベアリング73を介してラックハウジング43
により支持される。これにより、その回転部材51をギ
ヤ機構50を介してモータ8により回転駆動し、ラック
4の長手方向に沿う操舵補助力を付与することができ
る。この際、ボールネジ機構70によりモータ8の出力
が増幅される。なお、モータ8としては、必要な操舵補
助力を付与できる出力のものが選定される。
【0020】その回転部材51の回転速度が、そのモー
タ8の回転速度以上になるように、そのギヤ機構50に
よる回転の伝達比が設定されている。本実施形態では、
その第1ギヤ52の歯数と第3ギヤ54の歯数とが等し
くされることで、その回転伝達比は1とされ、回転部材
51の回転速度とモータ8の回転速度とは等しくされて
いる。
【0021】上記構成によれば、ギヤ機構50によりモ
ータ8の回転速度を減速して回転部材51に伝達しない
ので、ステアリングホイールの戻し時に回転部材51に
作用するモータ8のイナーシャは増幅されない。これに
より、複数な制御を要することなく操舵フィーリングの
低下を防止できる。
【0022】本発明は上記実施形態に限定されない。例
えば、上記実施形態では回転部材51の回転速度とモー
タ8の回転速度とは等しくされているが、回転部材51
の回転速度をモータ8の回転速度より大きくしてもよ
い。また、アイドルギヤをなくして2枚のギヤによりギ
ヤ機構を構成することで、回転の伝達効率を向上でき
る。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、複数な制御を要するこ
となく操舵フィーリングの低下を防止できる電動パワー
ステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の正面図
【図2】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の断面図
【図3】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置のトルクセンサの回路構成の説明図
【図4】本発明の実施形態の電動パワーステアリング装
置の要部の断面図
【図5】図4のV矢視図
【符号の説明】
3a ピニオン 4 ラック 8 モータ 50 ギヤ機構 51 回転部材 70 ネジ機構

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵により回転するピニオンと、このピ
    ニオンに噛み合うラックと、このラックにネジ機構を介
    してねじ合わされる回転部材と、操舵補助力発生用モー
    タと、そのモータの回転を回転部材に伝達するギヤ機構
    とを備え、そのピニオンの回転によるラックの長手方向
    移動により車両の転舵を行い、その回転部材のモータに
    よる駆動によってラックの長手方向に沿う操舵補助力を
    付与する電動パワーステアリング装置において、 その回転部材の回転速度が、そのモータの回転速度以上
    になるように、前記ギヤ機構による回転の伝達比が設定
    されていることを特徴とする電動パワーステアリング装
    置。
JP9110269A 1997-04-10 1997-04-10 電動パワーステアリング装置 Pending JPH10278813A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9110269A JPH10278813A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 電動パワーステアリング装置
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Applications Claiming Priority (1)

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JP9110269A JPH10278813A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 電動パワーステアリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10278813A true JPH10278813A (ja) 1998-10-20

Family

ID=14531410

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JP9110269A Pending JPH10278813A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 電動パワーステアリング装置

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EP (1) EP0870669A3 (ja)
JP (1) JPH10278813A (ja)

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