JP3850180B2 - Rack and pinion type electric power steering system - Google Patents
Rack and pinion type electric power steering system Download PDFInfo
- Publication number
- JP3850180B2 JP3850180B2 JP23977399A JP23977399A JP3850180B2 JP 3850180 B2 JP3850180 B2 JP 3850180B2 JP 23977399 A JP23977399 A JP 23977399A JP 23977399 A JP23977399 A JP 23977399A JP 3850180 B2 JP3850180 B2 JP 3850180B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- motor
- pinion
- rack
- gear
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータにより操舵補助力を付与するラックピニオン式電動パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
操舵により回転する入力シャフトと、その入力シャフトに中間シャフトを介して連結されるピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、操舵補助力発生用のモータと、そのモータの出力軸回転速度を減速する減速機構とを備え、操舵による入力シャフトの回転が中間シャフトを介してピニオンに伝達され、ラックが移動することにより車両の舵角が変化する電動パワーステアリング装置が従来から用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
その操舵補助力発生用モータの出力軸の回転は中間シャフトに伝達されるため、大きな操舵補助力を得るためにモータの出力を大きくすると、ピニオンの強度が低下する。
【0004】
本発明は、上記問題を解決することのできるラックピニオン式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。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のラックピニオン式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入力シャフトと、その入力シャフトに増速機構を介して連結される中間シャフトと、その中間シャフトに連結されるピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックと、操舵補助力発生用のモータと、そのモータの出力軸回転速度を減速する減速機構とを備え、そのモータの出力軸回転は、その減速機構から前記増速機構を介して前記中間シャフトに伝達され、その中間シャフトの回転が前記ピニオンに伝達されてラックが移動することにより車両の舵角が変化する。
本発明の構成によれば、入力シャフトの回転速度は増速機構により増速されることから、そのような増速機構が存在しない場合に比べて、一定の操舵量で一定の舵角変化を得る上で必要なピニオンの歯数を少なくできる。これにより、ピニオンの強度が向上するように設計できるので、モータの出力を大きくして十分な操舵補助力を得ることが可能になる。また、モータの出力軸を増速機構の入力側に接続することで、中間シャフトに加わるトルクを軽減させることができる。
【0006】
本発明のラックピニオン式電動パワーステアリング装置においては、その増速機構は、その入力シャフトに弾性的に相対回転可能に連結される連結シャフトを有し、その入力シャフトと連結シャフトは同軸心とされ、その連結シャフトに前記モータの出力軸回転が前記減速機構を介して伝達され、その入力シャフトと連結シャフトの相対回転に応じて操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、前記中間シャフトは、その連結シャフトと同軸心に配置される第1シャフト部と、この第1シャフト部に自在継手を介して連結される第2シャフト部とを有し、その第2シャフト部は自在継手を介して前記ピニオンに連結され、そのトルクセンサによる検出トルクに応じて前記モータの発生操舵補助力が制御される。
これにより、入力シャフトと連結シャフトと中間シャフトの第1シャフト部とを同軸心に配置できるので、装置のコンパクト化を図ることができる。
【0007】
本発明のラックピニオン式電動パワーステアリング装置においては、前記減速機構は、その連結シャフトと同軸心に設けられる第1ギヤと、この第1ギヤに噛み合わされる第2ギヤとを有し、その第2ギヤが前記モータにより駆動され、前記増速機構は、その第1ギヤの径方向内方に配置される。
これにより、増速機構を第1ギヤの径方向内方領域に配置することで、装置をよりコンパクトにできる。
【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。
図1〜図3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2による操舵により回転する入力シャフト3と、この入力シャフト3に増速機構4を介して連結される中間シャフト5と、その中間シャフト5に連結されるピニオン6と、そのピニオン6に噛み合うラック7と、操舵補助力発生用の電動モータ8とを備える。そのラック7にタイロッドやナックルアーム等を介して車輪が連結される。これにより、操舵による入力シャフト3の回転が中間シャフト5に伝達され、その中間シャフト5の回転がピニオン6に伝達されてラック7が移動することにより車両の舵角が変化する。
【0009】
その増速機構4は、その入力シャフト3に弾性的に相対回転可能に連結される連結シャフト11を有する。その入力シャフト3と連結シャフト11とは同軸心に配置される。その入力シャフト3は、その連結シャフト11の一端に形成された凹部の内周により、ブッシュ25を介して相対回転可能に支持される。その入力シャフト3と連結シャフト11に弾性部材としてトーションバー23が挿入されている。そのトーションバー23の一端は入力シャフト3にピン22により連結され、他端はセレーション24により連結シャフト11に連結されている。これにより、その入力シャフト3と連結シャフト11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。
【0010】
その入力シャフト3と連結シャフト11の相対回転に応じて操舵トルクを検出するトルクセンサ20が設けられている。そのトルクセンサ20は、車体に取り付けられるハウジング21と、そのハウジング21により保持される第1、第2検出コイル33、34と、その入力シャフト3の外周に固定される磁性材製の第1検出リング36と、その連結シャフト11の外周に固定される磁性材製の第2検出リング37とを有する。そのハウジング21により入力シャフト3はベアリング26、27を介して支持される。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、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、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。
そのプリント基板41に、図4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、操舵トルクに応じてトーションバー23が捩れ、第1検出リング36と第2検出リング37とが相対回転すると、各検出リング36、37の歯36a、37aの対向面積が変化する。その面積変化により、その歯36a、37aの対向間における第1検出コイル33の発生磁束に対する磁気抵抗が変化する。その磁気抵抗変化に応じて第1検出コイル33の出力が変化し、その出力に対応した伝達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。その小径部36bの外径は、操舵抵抗の作用していない状態で、第2検出コイル34の発生磁束に対する磁気抵抗と第1検出コイル33の発生磁束に対する磁気抵抗とが等しくなるように設定されている。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により打ち消され、伝達トルクの検出値の温度による変動が補償される。
【0011】
その中間シャフト5は、その連結シャフト11と同軸心に配置される第1シャフト部5aと、この第1シャフト部5aに自在継手12を介して連結される第2シャフト部5bとを有する。その第1シャフト部5aは、その連結シャフト11の他端に形成された凹部の内周によりベアリング13、14を介して回転可能に支持される。その第2シャフト部5bは自在継手15を介してピニオン6に連結される。
【0012】
その増速機構4は、本実施形態ではトラクションドライブ機構により構成される。すなわち、その連結シャフト11の内周と中間シャフト5の第1シャフト部5aの外周との間に複数の遊星ローラ16が配置される。各遊星ローラ16は連結シャフト11により回転可能に支持される。これにより、連結シャフト11の回転により遊星ローラ16が中間シャフト5の第1シャフト部5aの回りを公転し、遊星ローラ16と連結シャフト11と第1シャフト部5aとの間の摩擦により遊星ローラ16と中間シャフト5とが回転するので、連結シャフト11の回転が増速されて中間シャフト5に伝達される。
【0013】
上記操舵補助力の発生用モータ8の出力軸回転は、そのモータ8の出力軸回転速度を減速する減速機構9から増速機構4を介して中間シャフト5に伝達される。すなわち、その減速機構9は、その連結シャフト11に同軸心に設けられるウォームホイール(第1ギヤ)9aと、このウォームホイール9aに噛み合わされるウォーム(第2ギヤ)9bとを有する。そのウォームホイール9aは連結シャフト11の外周に例えば圧入されることで固定され、このウォームホイール9aの径方向内方に増速機構4が配置される。そのウォーム9bはハウジング21によりベアリング28、29を介して支持され、モータ8の出力軸8aにカップリング30を介して連結される。これにより、そのウォーム9bがモータ8により回転駆動され、そのモータ8の出力軸回転は減速機構9を介して連結シャフト11に伝達され、そのモータ8が発生する操舵補助力は中間シャフト5を介してラック7に伝達される。
【0014】
そのモータ8の発生操舵補助力は、上記トルクセンサ20による検出トルクに応じて制御される。すなわち、上記差動増幅回路48から出力される操舵トルクに対応した信号が図外制御装置に送られ、その制御装置によりモータ8が制御される。
【0015】
上記構成によれば、入力シャフト3の回転速度は増速機構4により増速されることから、そのような増速機構4が存在しない場合に比べて、一定の操舵量で一定の舵角変化を得る上で必要なピニオン6の歯数を少なくできる。これにより、ピニオン6の強度が向上するように設計できるので、モータ8の出力を大きくして十分な操舵補助力を得ることが可能になる。また、モータ8の出力軸を増速機構4の入力側に接続することで、中間シャフト5に加わるトルクを軽減させることができる。また、入力シャフト3と連結シャフト11と中間シャフト5の第1シャフト部5aとを同軸心に配置できるので、装置1のコンパクト化を図ることができる。さらに、増速機構4を減速機構9のウォームホイール9aの径方向内方領域に配置することで、装置1をよりコンパクトにできる。
【0016】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、増速機構4は入力シャフト3の回転速度を増速して中間シャフト5に伝達できるものであればよく、トラクションドライブ機構に代えて遊星ギヤ機構等を採用してもよい。また、減速機構9としてウォームとウォームホイールに代えて、例えばベベルギアやハイポイドギア等の他のギアを採用してもよい。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵補助力発生用モータの高出力化をコンパクトな構造で図ることができるラックピニオン式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要部の断面図
【図2】図1のII‐II線断面図
【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部分構成説明図
【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トルクセンサの回路構成の説明図
【符号の説明】
1 ラックピニオン式電動パワーステアリング装置
3 入力シャフト
4 増速機構
5 中間シャフト
5a 第1シャフト部
5b 第2シャフト部
6 ピニオン
7 ラック
8 モータ
9a ウォームホイール(第1ギヤ)
9b ウォーム(第2ギヤ)
11 連結シャフト
12、15 自在継手
20 トルクセンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rack and pinion type electric power steering apparatus that applies a steering assist force by a motor.
[0002]
[Prior art]
An input shaft that rotates by steering, a pinion that is connected to the input shaft via an intermediate shaft, a rack that meshes with the pinion, a motor for generating a steering assist force, and a deceleration that decelerates the output shaft rotation speed of the motor 2. Description of the Related Art Conventionally, an electric power steering device that includes a mechanism, transmits rotation of an input shaft by steering to a pinion via an intermediate shaft, and changes a steering angle of a vehicle by moving a rack has been used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the rotation of the output shaft of the steering assist force generating motor is transmitted to the intermediate shaft, if the motor output is increased to obtain a large steering assist force, the strength of the pinion is reduced.
[0004]
An object of the present invention is to provide a rack and pinion type electric power steering apparatus that can solve the above-described problems.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the rack and pinion type electric power steering apparatus of the present invention, an input shaft that is rotated by steering, an intermediate shaft that is connected to the input shaft via a speed increasing mechanism, a pinion that is connected to the intermediate shaft, and the pinion , A motor for generating a steering assist force, and a speed reduction mechanism for reducing the output shaft rotation speed of the motor, and the output shaft rotation of the motor is transmitted from the speed reduction mechanism via the speed increase mechanism. is transmitted to the intermediate shaft, the intermediate shaft rotation is transmitted to the pinion steering angle of the vehicle by the rack to move you change.
According to the configuration of the present invention, since the rotational speed of the input shaft is increased by the speed increasing mechanism, a constant steering angle change is performed with a constant steering amount as compared with the case where such a speed increasing mechanism does not exist. The number of pinion teeth necessary for obtaining can be reduced. Thereby, since it can design so that the intensity | strength of a pinion can improve, it becomes possible to enlarge the output of a motor and to obtain sufficient steering assistance force. Further, the torque applied to the intermediate shaft can be reduced by connecting the output shaft of the motor to the input side of the speed increasing mechanism.
[0006]
In rack and pinion type electric power steering apparatus of the present invention, the speed increasing mechanism includes a coupling shaft that is elastically relatively rotatably coupled to the input shaft, the connecting shaft and the input shaft is a coaxial The rotation of the output shaft of the motor is transmitted to the connecting shaft via the speed reduction mechanism, and a torque sensor is provided for detecting a steering torque in accordance with the relative rotation of the input shaft and the connecting shaft. A first shaft portion disposed coaxially with the connecting shaft; and a second shaft portion connected to the first shaft portion via a universal joint, the second shaft portion being connected to the first shaft portion via a universal joint. coupled to the pinion, generating steering assist force of the motor in accordance with the detected torque by the torque sensor that are controlled.
Thereby, since the input shaft, the connecting shaft, and the first shaft portion of the intermediate shaft can be arranged coaxially, the apparatus can be made compact.
[0007]
In the rack and pinion type electric power steering apparatus according to the present invention, the speed reduction mechanism includes a first gear provided coaxially with the connecting shaft, and a second gear meshed with the first gear. second gear is driven by the motor, the speed increasing mechanism, Ru is disposed radially inward of the first gear.
Thereby, the device can be made more compact by disposing the speed increasing mechanism in the radially inward region of the first gear.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A rack and pinion type electric power steering apparatus 1 shown in FIGS. 1 to 3 includes an input shaft 3 that is rotated by steering by a steering wheel 2, an intermediate shaft 5 that is coupled to the input shaft 3 via a
[0009]
The
[0010]
A torque sensor 20 that detects a steering torque according to the relative rotation of the input shaft 3 and the connecting
A signal processing circuit shown in FIG. 4 is formed on the printed circuit board 41. That is, the
[0011]
The intermediate shaft 5 has a
[0012]
The
[0013]
The rotation of the output shaft of the
[0014]
The generated steering assist force of the
[0015]
According to the above configuration, the rotational speed of the input shaft 3 is increased by the
[0016]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a rack and pinion type electric power steering apparatus capable of achieving a high output of a steering assist force generating motor with a compact structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of a circuit configuration of a torque sensor of the electric power steering apparatus according to the embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rack and pinion type electric power steering device 3
9b Worm (second gear)
11
Claims (1)
その入力シャフトに増速機構を介して連結される中間シャフトと、
その中間シャフトに連結されるピニオンと、
そのピニオンに噛み合うラックと、
操舵補助力発生用のモータと、
そのモータの出力軸回転速度を減速する減速機構とを備え、
そのモータの出力軸回転は、その減速機構から前記増速機構を介して前記中間シャフトに伝達され、
その中間シャフトの回転が前記ピニオンに伝達されてラックが移動することにより車両の舵角が変化するラックピニオン式電動パワーステアリング装置であって、
その増速機構は、その入力シャフトに弾性的に相対回転可能に連結される連結シャフトを有し、
その入力シャフトと連結シャフトは同軸心とされ、
その連結シャフトに前記モータの出力軸回転が前記減速機構を介して伝達され、
その入力シャフトと連結シャフトの相対回転に応じて操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられ、
前記中間シャフトは、その連結シャフトと同軸心に配置される第1シャフト部と、この第1シャフト部に自在継手を介して連結される第2シャフト部とを有し、その第2シャフト部は自在継手を介して前記ピニオンに連結され、
そのトルクセンサによる検出トルクに応じて前記モータの発生操舵補助力が制御され、
前記減速機構は、その連結シャフトと同軸心に設けられる第1ギヤと、この第1ギヤに噛み合わされる第2ギヤとを有し、その第2ギヤが前記モータにより駆動され、
前記増速機構は、その第1ギヤの径方向内方に配置されることを特徴とするラックピニオン式電動パワーステアリング装置。An input shaft that rotates by steering;
An intermediate shaft coupled to the input shaft via a speed increasing mechanism;
A pinion connected to the intermediate shaft;
A rack meshing with the pinion,
A motor for generating steering assist force;
A reduction mechanism that decelerates the output shaft rotation speed of the motor,
The output shaft rotation of the motor is transmitted from the deceleration mechanism to the intermediate shaft via the speed increasing mechanism,
A rack and pinion type electric power steering device in which the rotation angle of the intermediate shaft is transmitted to the pinion and the rudder angle of the vehicle changes as the rack moves ,
The speed increasing mechanism has a connecting shaft that is elastically connected to the input shaft in a relatively rotatable manner,
The input shaft and the connecting shaft are coaxial.
The output shaft rotation of the motor is transmitted to the connecting shaft through the speed reduction mechanism,
A torque sensor for detecting a steering torque according to the relative rotation of the input shaft and the connecting shaft;
The intermediate shaft has a first shaft portion arranged coaxially with the connecting shaft, and a second shaft portion connected to the first shaft portion via a universal joint, and the second shaft portion is Connected to the pinion through a universal joint,
The generated steering assist force of the motor is controlled according to the torque detected by the torque sensor,
The speed reduction mechanism has a first gear provided coaxially with the connecting shaft, and a second gear meshed with the first gear, and the second gear is driven by the motor,
The rack and pinion type electric power steering apparatus is characterized in that the speed increasing mechanism is disposed radially inward of the first gear .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23977399A JP3850180B2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Rack and pinion type electric power steering system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23977399A JP3850180B2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Rack and pinion type electric power steering system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001063595A JP2001063595A (en) | 2001-03-13 |
| JP3850180B2 true JP3850180B2 (en) | 2006-11-29 |
Family
ID=17049697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23977399A Expired - Fee Related JP3850180B2 (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Rack and pinion type electric power steering system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3850180B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3774624B2 (en) * | 2000-10-18 | 2006-05-17 | 三菱電機株式会社 | Electric power steering device |
| DE102012107211B4 (en) * | 2012-01-10 | 2016-07-14 | Tedrive Steering Systems Gmbh | Power steering assembly with differential angle sensor |
| KR102558287B1 (en) * | 2021-07-14 | 2023-07-24 | (주)컨트롤웍스 | car steering apparatus |
-
1999
- 1999-08-26 JP JP23977399A patent/JP3850180B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001063595A (en) | 2001-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5906250A (en) | Motor-driven power steering apparatus | |
| JP4955737B2 (en) | Steering control device | |
| KR101400488B1 (en) | Reducer and electric power steering apparatus having the same | |
| JPH10278813A (en) | Electric power steering device | |
| JPH01106776A (en) | Power steering device | |
| CN106985898A (en) | Turn to apparatus for adjusting force and transfer | |
| WO2008059836A1 (en) | Vehicle steering device | |
| JP3850180B2 (en) | Rack and pinion type electric power steering system | |
| JP2003118597A (en) | Vehicle steering system | |
| US20050061576A1 (en) | Variable gear-ratio mechanism and steering control system using same | |
| JP2006275274A (en) | Rotating gear | |
| JP2003063421A (en) | Electric power steering device | |
| JP2008168679A (en) | Steering device | |
| JPH03176270A (en) | Motor-driven power steering device and its assembly method | |
| JP2001219856A (en) | Automotive steering system with linearly driven actuator shaft | |
| JP3769136B2 (en) | Electric power steering device | |
| JP5397672B2 (en) | Electric power steering device | |
| JP3285260B2 (en) | Torque sensor | |
| JPH05213209A (en) | Motor-operated power steering device | |
| JPH08337173A (en) | Vehicle steering system | |
| JP3713346B2 (en) | Electric power steering device | |
| JPH07156809A (en) | Rack-pinion type motor-driven power steering device | |
| JP3681866B2 (en) | Electric power steering device | |
| JP2005180553A (en) | Variable gear ratio mechanism and steering control device having variable gear ratio mechanism | |
| JP2982831B2 (en) | Steering angle correction device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060316 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060707 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060829 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |