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JP2830992B2 - 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

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Publication number
JP2830992B2
JP2830992B2 JP24873495A JP24873495A JP2830992B2 JP 2830992 B2 JP2830992 B2 JP 2830992B2 JP 24873495 A JP24873495 A JP 24873495A JP 24873495 A JP24873495 A JP 24873495A JP 2830992 B2 JP2830992 B2 JP 2830992B2
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JP
Japan
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steering
electric power
worm gear
reduction mechanism
torque
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JP24873495A
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Inventor
康夫 清水
勝治 渡辺
茂 山脇
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリング系に
電動機トルクを供給するウォーム減速機構を備えた電動
パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動機によって操舵力を補う電動パワー
ステアリング装置が知られている。図6は従来技術に係
る電動パワーステアリング装置の全体構成図であり、こ
の電動パワーステアリング装置101は、ステアリング
ホイール102に加えられる操舵トルクを検出する操舵
センサ103を備え、その制御装置104は操舵トルク
に基づいて電動機105を制御し、その発生トルクは回
転力を断接する電磁クラッチ106と減速機構107を
介してステアリング系108をアシストする。
【0003】上記減速機構107がウォームギヤの場合
(例えば、特開平1−249575号公報)は、そのウ
ォームホィールを合成樹脂材によって構成し、一方、ウ
ォームホィールの基部は金属部材なので、金属部材の基
部に合成樹脂材のウォームホィールを一体成形する必要
があり、その複雑な製造工程によってコスト上の不利が
避けられず、また、トルク伝達容量が小さく、更に温度
上昇時の部材強度の低下が大きいことから、トルク伝達
容量の増加に伴ってギヤ機構の大型化を招くこととなる
ので、製造コストと強度の両面において改善が待たれて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ウ
ォームギヤ減速機構のウォームホィールを金属材料によ
って形成した場合は、金属製のウォームとの間に作用す
る摩擦抵抗によって、非アシスト時にステアリング系に
作用する負荷として操舵抵抗となり、さらに、ステアリ
ング系の騒音発生源として車室環境を悪化させることと
なる。
【0005】本発明の目的は、ウォームギヤ減速機構の
金属化に伴う摩擦抵抗と騒音の問題を解決することによ
り、製造コストの低減とコンパクト化を図ることができ
る電動パワーステアリング装置を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、操舵トルクに基づいて制御装置が電動機を駆動し、
この電動機の発生する補助トルクをウォームギヤ減速機
構を介してステアリング系の出力軸に伝達するようにし
た電動パワーステアリング装置において、前記ウォーム
ギヤ減速機構を金属製ギヤによって構成するとともに車
室の外に配置し、さらに、上記ウォームギヤ減速機構と
ステアリング系の出力軸との間に不感帯を有するクラッ
チ機構を介設することにより電動パワーステアリング装
置を構成した。
【0007】上記構成をなす電動パワーステアリング装
置は、ウォームギヤ減速機構を金属製ギヤによって構成
したことから、材料強度の向上による歯車の小型化と軸
部材との一体化による構成の簡易化が可能となるととも
に、車室の外に配置して騒音障害を解決したことから車
室環境を損なうことがなく、また、不感帯を有するクラ
ッチ機構をウォームギヤ減速機構とステアリング系の出
力軸との間に介設したことから、不感帯の範囲内では、
電動機7やウォームギヤ機構等のパワーアシスト系がス
テアリング系から遮断されるのでパワーアシスト系が操
舵抵抗となることなく、ステアリングホィールに作用す
る操舵トルクによる転舵が可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】発明の実施例を添付図面に基づい
て以下に説明する。図1は本発明に係る電動パワーステ
アリング装置の全体構成図であり、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2からステアリン
グシャフト3を介して転向車輪4,4に至るステアリン
グ系、このステアリング系に設けられてその操舵トルク
を検出する操舵トルクセンサ5、この操舵トルクセンサ
5の出力に基づいてアシストトルクを決定する制御装置
6、この制御装置6によって駆動される電動機7、この
電動機の出力を減速するウォームギヤ減速機構8、この
ウォームギヤ減速機構8から上記ステアリング系へのト
ルク伝達を断接するクラッチ機構9等からなる。
【0009】上記ウォームギヤ減速機構8を金属製のウ
ォームギヤ機構によって構成するとともに車室外配置と
し、車室を画成するダッシュボード10を遮音材として
構成することにより、減速機等から発生する騒音の車室
への侵入が抑えられ、車室環境を維持することが可能と
なる。
【0010】図2は本発明に係る電動パワーステアリン
グ装置の要部の断面図であり、電動パワーステアリング
装置1は、操舵輪側に連結する筒状の入力軸11と、ラ
ック軸4aと噛合する出力軸12と、これら入力軸1
1,出力軸12間の作用トルクによる相対角度変位を許
容するトルク変位部材をなすトーションバー13とから
なる回動軸と、この回動軸の入力軸11,出力軸12間
の相対角度差を軸方向変位に変換する動作変換部14、
その変位を電気信号に変換する出力変換部15、その
他、制御装置6、電動機7、ウォームギヤ減速機構8、
クラッチ機構9を一体的に構成する。上記動作変換部1
4と出力変換部15は、作用トルクに対応する差動軸の
相対角度差に応じて動作する操舵トルクセンサ5を構成
する。
【0011】図3は図2のA−A線断面図であり、ウォ
ームギヤ減速機構8は、電動機7の主軸21に一体形成
したウォーム22と、クラッチ機構9の外周部材23に
形成したウォームホィール24とからなり、両ギヤを炭
素鋼等の金属材料によって形成する。
【0012】金属製のウォームギヤ減速機構8により、
その材料強度に対応して歯車の小型化およびウォームホ
ィール24の構成の簡易化が可能となる。また、ウォー
ムホィール24側を青銅材によってリング状に形成し、
上記外周部材23に圧入して構成した場合は、ウォーム
22側とのフリクションを低減して騒音の発生を抑える
ことができる。
【0013】クラッチ機構9は、ウォームホィール24
側をなす外周部材23とおむすび形の略三角形断面をな
して出力軸12側をなす内周部材25と、両者に対して
係合可能な係合部材をなすローラー26…と、このロー
ラー26…を係合方向に付勢するスプリング27と、ロ
ーラー位置を規制するフォーク部材28とからなる。こ
のフォーク部材28は入力軸11と一体をなす。
【0014】上記外周部材23の内周面23aと上記内
周部材25の外周面25aを対向して楔状空間を形成
し、この楔状空間のコーナー部にローラー26が係合し
た時にワンウェイクラッチが構成される。また、内周部
材25の中心部は入力軸11が所定角度の遊びをもって
嵌合し、両者間の過大な相対回動を規制する回動規制部
29をなす。
【0015】図4は図3のクラッチ部の作用説明図であ
り、(a)のフォーク部材28の相対回動角が小なる範
囲では、このフォーク部材28によって楔状空間のコー
ナー部にローラー26が進入できず、このローラー26
は外周部材23と内周部材25の間に係合しないのでト
ルク伝達を行なわない。すなわち、ウォームギヤ減速機
構8側のパワーアシスト系と、出力軸12側のステアリ
ング系との間が遮断されるので、パワーアシスト系はス
テアリング系に作用を及ぼすことがなく、ステアリング
ホィールからの操舵トルクによる操舵が可能となる。
【0016】(b)のごとく、フォーク部材28が楔状
空間のコーナー部から退き、ローラー26が外周部材2
3と内周部材25の間に係合し得る位置(回動角θ)ま
で回動するとワンウェイクラッチ作用によって外周部材
23がフォーク部材28と同一方向に回動する時にのみ
内周部材25にトルクが伝達される。したがって、フォ
ーク部材28の回動により、入力軸11に加わる操舵ト
ルクの大きさとその回動方向に応じてクラッチ機構9の
トルク伝達が制御される。
【0017】このように、フォーク部材28が内周部材
25に対して上記回動角θをなす時の操舵トルクTcに
対して小なるトルク範囲はクラッチの不感帯をなし、電
動機、ウォームギヤ減速機構等のパワーアシスト系と無
関係にマニュアルステアリング操作が可能となり、一
方、操舵トルクがTcを超えた時は、その操舵トルク方
向にアシスト力が供給されている場合にのみ、クラッチ
機構を介してアシスト力が供給される。また、フォーク
部材28の過度の回動は回動規制部29によって規制さ
れる。
【0018】図5は制御装置の機能構成図であり、制御
装置6は、操舵トルクセンサ5、車速センサ31から得
られる操舵トルクおよび車速に応じて目標電流を決める
目標電流決定部32と、その出力と実際のアシスト力と
の偏差を算出する比較部33、その偏差に応じて速やか
に目標電流に収束させるように制御信号を出力する駆動
制御部34、その制御信号に応じて電動機を駆動する電
動機駆動部35、電動機がステアリング系に実際に付与
しているアシスト力を検出もしくは演算して上記比較部
33に送る実アシスト力検出部36とからなり、操舵ト
ルクおよび車速に応じて電動機7を制御し、フィードバ
ック制御によって目標トルクを発生させる。尚、実アシ
スト力検出部の具体的な構成については、本出願人が先
に出願した特願平5−279706号および特願平5−
282782号に開示しているので説明を省略する。
【0019】したがって、前記クラッチの不感帯を越え
て電動機が作動している時には、ウォームギヤ減速機構
8およびクラッチ機構19その他による動力伝達損失を
補償した所定のアシスト力が電動機7からステアリング
系に正確に供給される。
【0020】以上のように構成される上記電動パワース
テアリング装置は、ウォーム減速機構の金属化に伴う摩
擦抵抗と騒音の問題を解決することにより、製造コスト
の低減とコンパクト化を図ることができるという特有の
効果を奏する。
【0021】
【発明の効果】以上に説明したごとく、請求項1の電動
パワーステアリング装置は、ウォームギヤ減速機構を金
属製ギヤによって構成したことから、材料強度の向上に
よる歯車の小型化と軸部材との一体化による構成の簡易
化が可能となるとともに、車室の外に配置して騒音障害
を解決したことから車室環境を損なうことがなく、ま
た、不感帯を有するクラッチ機構をウォームギヤ減速機
構とステアリング系の出力軸との間に介設したことか
ら、不感帯の範囲内では、電動機7やウォームギヤ機構
等のパワーアシスト系がステアリング系から遮断される
のでパワーアシスト系が操舵抵抗となることなく、ステ
アリングホィールに作用する操舵トルクによる転舵が可
能となり、ウォームギヤ減速機構を金属製ギヤによって
構成したことによる摩擦抵抗の増大の影響がなくなり、
操舵フィーリングの低下が防止できる。
【0022】したがって、本発明の電動パワーステアリ
ング装置は、ウォーム減速機構の金属化に伴う摩擦抵抗
と騒音の問題を解決することにより、製造コストの低減
とコンパクト化を図ることができるという特有の効果を
奏する。また、減速機構の金属化による伝達容量の増大
に対応して減速比を大きくすることができ、これによっ
て電動機の小型化が可能となり、更に、温度上昇時の部
材強度の低下が小さいので、減速機構のエンジンルーム
内搭載が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成図
【図2】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要
部の断面図
【図3】図2のA−A線断面図
【図4】図3のクラッチ部の作用説明図
【図5】図1の制御装置の機能構成図
【図6】従来技術に係る電動パワーステアリング装置の
全体構成図
【符号の説明】
1…電動パワーステアリング装置、2…ステアリングホ
イール、3…ステアリングシャフト(ステアリング
系)、4…転向車輪、4a…ラック軸、5…操舵トルク
センサ、6…制御装置、7…電動機、8…ウォームギヤ
減速機構、9…クラッチ機構、10…ダッシュボード
(遮音材)、11…入力軸、12…出力軸、13…トル
ク変位部材(トーションバー)、14…動作変換部、1
5…出力変換部、21…主軸、22…ウォーム、23…
外周部材、23a…内周面、24…ウォームホィール、
25…内周部材、25a…外周面、26…ローラー、2
7…スプリング、28…フォーク部材、29…回動規制
部、31…車速センサ、32…目標電流決定部、33…
比較部、34…駆動制御部、35…電動機駆動部、36
…実アシスト力検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−32966(JP,A) 特開 平2−256561(JP,A) 特開 平1−233162(JP,A) 特開 平1−249575(JP,A) 特開 平7−132846(JP,A) 特開 平7−132839(JP,A) 実開 平6−39664(JP,U) 実開 平2−80070(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B62D 5/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 操舵トルクに基づいて制御装置が電動機
    を駆動し、この電動機の発生する補助トルクをウォーム
    ギヤ減速機構を介してステアリング系の出力軸に伝達す
    るようにした電動パワーステアリング装置において、前
    記ウォームギヤ減速機構を金属製ギヤによって構成する
    とともに車室の外に配置し、上記ウォームギヤ減速機構
    とステアリング系の出力軸との間に不感帯を有するクラ
    ッチ機構を介設したことを特徴とする電動パワーステア
    リング装置。
JP24873495A 1995-09-01 1995-09-01 電動パワーステアリング装置 Expired - Fee Related JP2830992B2 (ja)

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