JP2003127881A

JP2003127881A - 車両用操舵装置

Info

Publication number: JP2003127881A
Application number: JP2001331436A
Authority: JP
Inventors: Kenji Azuma; 賢司東; Katsutoshi Nishizaki; 勝利西崎; Takeo Iino; 武夫飯野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】舵取機構の操舵軸に軸長方向の移動力を加え
る複数の操舵モータの配設スペースを操舵軸への伝動手
段を含めて削減し、舵取機構周辺への配置を容易とす
る。【解決手段】操舵手段と操舵軸11とが機械的に分離さ
れた車両用操舵装置において、操舵軸11のハウジングＨ
₁に操舵モータＭ₁を、出力軸Ｓ₁が操舵軸11と斜交す
るように取り付ける。ハウジングＨ₁の内部に、操舵軸
11外周のねじ溝40に螺合するボールナット４を支持し、
このボールナット４の外周に設けた大傘歯車51を出力軸
Ｓ₁に嵌着された小傘歯車50に噛合させて、操舵モータ
Ｍ₁の回転を、小傘歯車50及び大傘歯車51により減速し
てボールナット４に伝え、このボールナット４の回転に
より操舵軸11に軸長方向の移動力を加える構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転者により行わ
れるステアリングホイール等の操舵手段の操作に応じて
車両を操舵せしめるための車両用操舵装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の操舵は、車室の内部において運転
者によりなされる操舵手段の操作（一般的にはステアリ
ングホイールの回転操作）を、舵取り用の車輪（一般的
には前輪）の操向のために車室の外部に配された舵取機
構に伝えて行われる。

【０００３】このような操舵を行わせるための操舵装置
として、近年、車室内部の操舵手段を車室外部の舵取機
構との機械的な連結なしに配すると共に、舵取機構の一
部に操舵用のアクチュエータを付設し、このアクチュエ
ータを、前記操舵手段の操作方向及び操作量の検出結果
に基づいて動作させ、舵取機構に操舵力を加えて、前記
操舵手段の操作に応じた操舵を行わせる構成とした分離
型の操舵装置が提案されている。

【０００４】この種の分離型の操舵装置は、操舵手段と
舵取機構とを機械的に連結してなる一般的な操舵装置と
比較して、次のような多くの利点を有しており、自動車
技術の発展のために有用なものとして注目されている。

【０００５】第１の利点は、操舵手段の操作量と操舵ア
クチュエータの動作量との対応関係が機械的な制約を受
けずに自在に設定でき、車速の高低、旋回速度、加減速
の有無等、走行状態に応じた操舵特性の変更制御に柔軟
に対応し得ることにある。なお、前記アクチュエータと
しては、操舵特性の変更制御の容易性を考慮して電動モ
ータ（操舵モータ）が用いられており、この操舵モータ
の回転を適宜の伝動手段を介して舵取機構中の操舵軸に
伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵を行わせる
ようにしている。また、舵取機構から分離された操舵手
段には、これに付設された反力付与手段の動作により適
度な反力を加え、一般的な操舵装置と同等の操舵感が得
られるようにしている。

【０００６】第２の利点は、操舵手段と舵取機構とを連
結する連結部材が不要であり、操舵手段の構成及び配置
の制限がなく、車室内部のレイアウトの自由度が増すこ
とにある。即ち、操舵手段として一般的に用いられてい
るステアリングホイールに代えて、レバー、ペダル、ハ
ンドグリップ等の適宜の操舵手段を採用することがで
き、またこれらを、車室内部の適宜位置に配設すること
ができる。

【０００７】第３の利点は、車両の前面衝突に伴うステ
アリングホイールの突き上げを防止することができ、衝
突安全性の向上を図り得ることにある。更に第４の利点
は、近年開発が進められている自動運転システム（ＩＴ
Ｓ，ＡＨＳ等）への対応が容易であることにある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて、以上の如く構成
された分離型の操舵装置においては、ステアリングホイ
ール等の操舵手段に加えられる操作力が操舵のために用
いられないことから、舵取機構に付設される操舵モータ
として大出力のモータが必要であり、また、大嵩となる
操舵モータの配設位置を、前記操舵軸への伝動手段を含
めて舵取機構周辺の限定されたスペース内に確保するこ
とが難しいという問題があった。

【０００９】また、前記操舵モータにモータロック等の
不具合が発生した場合、操舵不能に陥る虞れがあること
から、正規の操舵モータに加えて、不具合の発生時に駆
動する補助操舵用のモータを備える必要があり、この補
助操舵モータを含めた配設スペースの確保が一層難しく
なるという問題があった。

【００１０】このような問題を解消するため、本願出願
人による特開平10−218000号公報には、舵取機構に２つ
の操舵モータを付設し、通常時には、両方の操舵モータ
の出力の合力を操舵軸に加えて操舵を行わせ、夫々の操
舵モータを小型化すると共に、いずれか一方の操舵モー
タに不具合が発生した場合、他方の操舵モータを補助操
舵モータとして用い、操舵不能の発生を防ぐ構成とした
操舵装置が開示されている。

【００１１】しかしながらこの構成においても、前記操
舵モータの小型化に限界があり、操舵軸への伝動手段を
含めたこれらの操舵モータの配設スペースの確保の問題
を十分に解決し得ていないのが現状である。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、操舵手段から機械的に分離された舵取機構の操
舵軸に軸長方向の移動力を加えるための操舵モータの合
理的な配置により、前記操舵軸への伝動手段を含めた操
舵モータの配設スペースの確保を容易化することができ
る車両用操舵装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
車両用操舵装置は、操舵手段の操作に応じて操舵モータ
を駆動し、該操舵モータの回転を前記操舵手段から機械
的に分離された操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移
動させて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記
操舵モータを複数備え、これらの操舵モータの少なくと
も１つは、前記操舵軸と斜交する出力軸を有し、該出力
軸の回転を、前記操舵軸の中途のねじ溝に同軸的に螺合
するボールナットに伝達する構成としてあることを特徴
とする。

【００１４】本発明においては、複数の操舵モータの少
なくとも１つを、これの出力軸が操舵軸と斜交するよう
に配し、該出力軸の回転を、前記操舵軸の中途のねじ溝
に同軸的に螺合するボールナットに伝え、該ボールナッ
トの回転を前記操舵軸の軸長方向の移動に変換して操舵
を行わせ、ボールねじ機構によるコンパクトな伝動手段
と、該伝動手段への操舵モータの出力軸からの直接的な
伝動により、舵取機構周辺の操舵モータの配設スペース
を削減する。

【００１５】また本発明の第２発明に係る車両用操舵装
置は、操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆動し、該
操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に分離され
た操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵
を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを
２つ備え、一方の操舵モータは、前記操舵軸と斜交する
出力軸を有し、該出力軸の回転を、前記操舵軸の中途の
ねじ溝に同軸的に螺合するボールナットに伝達する構成
としてあり、他方のモータは、前記操舵軸の中途に形成
されたラック歯に噛合するピニオンに回転を伝達する構
成としてあることを特徴とする。

【００１６】この発明においては、２つの操舵モータの
一方を、出力軸が操舵軸と斜交するように配し、前記出
力軸から前記操舵軸への伝動をボールねじ機構によって
行わせて、この操舵モータの舵取機構周辺での配設スペ
ースを削減する。また、他方の操舵モータの回転を、操
舵軸中途に形成されたラック歯に噛合するピニオンに伝
達し、該ピニオン及びラック歯を備えるラックピニオン
式の舵取機構への無理のない配置を実現する。

【００１７】また本発明の第３発明に係る車両用操舵装
置は、操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆動し、該
操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に分離され
た操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵
を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを
２つ備え、一方の操舵モータは、前記操舵軸と斜交する
出力軸を有し、該出力軸の回転を、前記操舵軸の中途の
ねじ溝に同軸的に螺合するボールナットに伝達する構成
としてあり、他方のモータは、前記ボールナットの一側
に同軸的に連設された回転子と、該回転子を囲繞する固
定子とを備えることを特徴とする。

【００１８】この発明においては、２つの操舵モータの
一方を、出力軸が操舵軸と斜交するように配し、前記出
力軸から前記操舵軸への伝動をボールねじ機構によって
行わせて、舵取機構周辺における伝動手段を含めた操舵
モータの配設スペースを削減する。また、他方の操舵モ
ータを、前記ボールナットの一側に連設された回転子及
びこれの外側の固定子を備えて構成し、該操舵モータの
回転を共通のボールねじ機構により操舵軸の軸長方向の
移動に変換し、伝動手段の共用化により、舵取機構周辺
における操舵モータの配設スペースを削減する。

【００１９】また本発明の第４発明に係る車両用操舵装
置は、操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆動し、該
操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に分離され
た操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵
を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを
２つ備え、これらの操舵モータは、前記操舵軸と斜交す
る出力軸を有し、夫々の出力軸の回転を、前記操舵軸の
中途のねじ溝に同軸的に螺合する１つのボールナットに
周方向の異なる位置にて伝達する構成としてあることを
特徴とする。

【００２０】この発明においては、２つの操舵モータを
夫々の出力軸が操舵軸と斜交するように配し、両出力軸
の回転を、前記操舵軸の中途のねじ溝に同軸的に螺合す
るボールナットに周方向の異なる位置にて伝え、該ボー
ルナットの回転を前記操舵軸の軸長方向の移動に変換し
て操舵を行わせ、２つの操舵モータから単一のボールね
じ機構への直接的な伝動により、舵取機構周辺における
伝動手段を含めた操舵モータの配設スペースを削減す
る。

【００２１】また本発明の第５発明に係る車両用操舵装
置は、操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆動し、該
操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に分離され
た操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動させて操舵
を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを
２つ備え、これらの操舵モータは、前記操舵軸と斜交す
る出力軸を有し、夫々の出力軸の回転を、前記操舵軸の
中途に軸長方向の異なる位置にて同軸的に螺合する各別
のボールナットに伝達する構成としてあることを特徴と
する。

【００２２】この発明においては、２つの操舵モータを
夫々の出力軸が操舵軸と斜交するように配し、これらの
操舵モータの出力軸の回転を、前記操舵軸の中途のねじ
溝に同軸的に螺合する各別のボールナットに伝え、該ボ
ールナットの回転を前記操舵軸の軸長方向の移動に変換
して操舵を行わせ、２つの操舵モータから夫々のボール
ねじ機構への直接的な伝動により、舵取機構周辺におけ
る伝動手段を含めた操舵モータの配設スペースを削減す
る。

【００２３】更に本発明の第６発明に係る車両用操舵装
置は、第１〜第５発明における操舵モータの出力軸から
前記ボールナットへの回転伝達が、前記出力軸と一体回
転する小歯車と、前記ボールナットと一体回転し、前記
小歯車に噛合する大歯車とを備える歯車機構により行わ
せてあることを特徴とする。

【００２４】この発明においては、操舵軸に対して斜交
する操舵モータの出力軸からボールナットへの伝動を、
出力軸と一体回転する小歯車とボールナットと一体回転
する大歯車とを備える歯車機構により簡素に構成する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る車両
用操舵装置の第１の実施の形態の全体構成を示す模式図
である。

【００２６】この操舵装置は、左右の前輪10，10を操舵
させるための舵取機構１と、該舵取機構１から機械的に
分離して配された操舵手段たるステアリングホイール２
と、該ステアリングホイール２の操作に応じて前記舵取
機構１を動作させるべく所定の制御動作を行う操舵制御
部３とを備えてなる。

【００２７】舵取機構１は、公知のラックピニオン式の
舵取機構であり、車体の左右方向に延設されて軸長方向
に移動する操舵軸（ラック軸）11の両端を、前記前輪1
0，10のナックルアーム12，12に各別のタイロッド13，1
3により連結し、前記操舵軸11の両方向の移動によりタ
イロッド13，13を介してナックルアーム12，12を押し引
きし、前記前輪10，10を左右に操舵せしめる構成となっ
ている。

【００２８】図示の操舵装置は、以上の操舵を行わせる
ために２つの操舵モータＭ₁，Ｍ₂を備えている。一方
の操舵モータＭ₁は、前記操舵軸11を支承する筒形をな
すハウジングＨ₁の中途部外側に取り付けられ、他方の
操舵モータＭ₂は、前記ハウジングＨ₁の一部に交叉す
る態様に連設されたピニオンハウジングＨ₂の外側に取
り付けられており、前記前輪10，10の操舵は、前記操舵
モータＭ₁，Ｍ₂の回転を各別の伝動手段により操舵軸
11に伝え、該操舵軸11を軸長方向に移動させて行われ
る。

【００２９】図２は、操舵モータＭ₁の取り付け位置近
傍の構成を示す縦断面図である。図示の如く操舵モータ
Ｍ₁は、前記ハウジングＨ₁の中途部に斜めに交叉して
連設された筒形をなすモータブラケット14の開口端にフ
ランジ固定されている。操舵モータＭ₁の出力軸Ｓ
₁は、モータブラケット14の内部に同軸的に、即ち、ハ
ウジングＨ₁及び操舵軸11の軸心に対して斜交するよう
に延設され、該出力軸Ｓ₁の先端部には小傘歯車50が嵌
着固定されている。

【００３０】またハウジングＨ₁の内部には、筒形をな
すボールナット４が、前記モータブラケット14の連設部
の両側に嵌着された一対の玉軸受41，41により、前記操
舵軸11と同軸上での回転自在に支持されている。また操
舵軸11の外周面には、前記ボールナット４の内側を含む
適長に亘って半円形断面を有するねじ溝40が形成されて
おり、このねじ溝40と前記ボールナット４の内面に形成
された同様のねじ溝とを多数のボールを介して螺合させ
てボールねじ機構が構成されている。

【００３１】またボールナット４の外周面には、玉軸受
41，41間に位置して大傘歯車51が一体形成されており、
該大傘歯車51は、前記操舵モータＭ₁の出力軸Ｓ₁に嵌
着固定された小傘歯車50に噛合され、該小傘歯車50とに
より傘歯車機構を構成している。

【００３２】以上の構成により操舵モータＭ₁が回転駆
動された場合、この回転は、前記小傘歯車50及び大傘歯
車51の噛合部を介してボールナット４に伝達され、該ボ
ールナット４が軸回りに回転する。この回転は、ボール
ナット４に螺合する前記ねじ溝40が形成された操舵軸11
の軸長方向の移動に変換され、この移動に応じて前記前
輪10，10が操舵される。

【００３３】他方の操舵モータＭ₂が取り付けられたピ
ニオンハウジングＨ₂の内部には、ラックピニオン式舵
取機構の構成要素であるピニオン軸15が回動自在に支承
されている。図１中にピニオンハウジングＨ₂の上部へ
の突出端が示されたピニオン軸15は、公知の如く、ピニ
オンハウジングＨ₂とハウジングＨ₁との交叉部におい
て、該ハウジングＨ₁内部の前記ラック軸11の該当部位
に形成されたラック歯に噛合させてある。

【００３４】また、ピニオンハウジングＨ₂の内部に延
びる操舵モータＭ₂の出力端は、ウォームギヤ機構等の
適宜の伝動手段を介して前記ピニオン軸15に伝動構成さ
れている。この伝動構成は、ラックピニオン式の電動パ
ワーステアリング装置において、操舵補助用のモータか
らピニオン軸への伝動のために広く実用化されている構
成であり、各部の具体的な構成についての説明は省略す
る。

【００３５】以上の構成により操舵モータＭ₂が回転駆
動された場合、前記ウォームギヤ機構等の伝動手段によ
る減速下にてピニオン軸15が回動し、この回動が、ラッ
ク歯との噛合部において操舵軸11の軸長方向の移動に変
換され、この移動に応じて前記前輪10，10が操舵され
る。

【００３６】以上の如き操舵モータＭ₁，Ｍ₂は、操舵
制御部３からの動作指令に従って駆動制御される。この
駆動に応じた舵取機構１の動作量、即ち、左右の前輪1
0，10の実舵角は、例えば、ラック軸11と一側のタイロ
ッド13との連結部の変位を検出するタイロッド変位セン
サ16により検出され、操舵制御部３に与えられている。
また、ラック軸11の両側のタイロッド13，13には、これ
らの軸方向に作用する軸力を検出するタイロッド軸力セ
ンサ17，17が付設されており、これらの検出結果は、操
舵に伴って左右の前輪10，10に加わる路面反力を示す信
号として操舵制御部３に与えられている。

【００３７】また、舵取機構１から機械的に分離された
ステアリングホイール２は、図１中に模式的に示す如
く、コラムハウジングＨ₃に回転自在に支持されたコラ
ム軸20の上端に固定されている。コラムハウジングＨ₃
は、図示しない車体の一部に固定支持されており、該コ
ラムハウジングＨ₃には、反力モータＭ₃が付設されて
いる。反力モータＭ₃は、コラムハウジングＨ₃の内部
において前記コラム軸20に伝動構成されており、該コラ
ム軸20及びステアリングホイール２には、操舵制御部３
からの動作指令に従って駆動される前記反力モータＭ₃
の回転力が、操舵のためのステアリングホイール２の回
転操作の方向と逆向きの反力として加えられる。

【００３８】以上の如き反力に抗してステアリングホイ
ール２に加えられる操舵トルクは、コラムハウジングＨ
₃の中途部に付設されたトルクセンサ21により検出さ
れ、またステアリングホイール２の操作量は、トルクセ
ンサ21の一側に配した操舵角センサ22により検出されて
おり、これらの検出結果は、ステアリングホイール２の
操作状態を示す信号として操舵制御部３に与えられてい
る。更に、操舵制御部３の入力側には、車速、ヨーレー
ト、横加速度等、走行状態センサ23により検出される車
両の走行状態を示す種々の信号が与えられている。

【００３９】操舵制御部３による操舵モータＭ₁，Ｍ₂
の制御は、例えば、前記操舵角センサ22により検出され
るステアリングホイール２の操作量に比例ゲインを乗じ
て目標舵角を求め、この目標舵角と前記タイロッド変位
センサ16により検出される左右の前輪10，10の実舵角と
の偏差に基づくフィードバック制御により行われる。操
舵モータＭ₁，Ｍ₂は、通常操舵時に両方のモータを併
せて駆動するようにしてもよく、また通常操舵時に一方
のモータのみを駆動し、該モータの故障時に、操舵不能
の発生を防ぐべく他方のモータを駆動するようにしても
よい。

【００４０】なお、操舵不能の発生は、アクチュエータ
としての操舵モータＭ₁，Ｍ₂の故障以外に、操舵制御
部３の不具合、前記操舵角センサ22、タイロッド変位セ
ンサ16等の主要なセンサ類の故障、更には、これらのセ
ンサから操舵制御部３への、又は操舵制御部３から操舵
モータＭ₁，Ｍ₂への信号線の断線等によっても起こり
得る。従って前記操舵制御部３、センサ類及び信号線を
複数系統用意し、夫々のフェイル時に他系統への切換え
を行わせるように構成するのが望ましい。

【００４１】前記走行状態センサ23により検出される走
行状態は、前記目標舵角の算出に際し、前記ステアリン
グホイール２の操作量に乗じる比例ゲインの選定に用い
られる。この比例ゲインは、例えば、車速の増大に伴っ
て減少し、ヨーレート及び横加速度により定まる車両の
旋回程度の増大に伴って減少する値として設定されてい
る。この場合、前記目標舵角は、高速走行中に小、低速
走行中に大となり、また旋回走行中には、急旋回となる
に従って小さくなり、このような目標舵角に基づく操舵
モータＭ₁，Ｍ₂の制御により、走行状態に応じた操舵
特性が得られるようになる。

【００４２】操舵制御部３は、以上の如き操舵モータＭ
₁，Ｍ₂の制御に加えて、反力モータＭ₃の制御動作を
行う。この制御は、タイロッド軸力センサ17，17からの
入力に基づいて前輪10，10に実際に加わる路面反力を求
め、基本的には、求められた路面反力に所定の比例ゲイ
ンを乗じてステアリングホイール２に加える疑似反力を
算出し、また操舵角センサ22からの入力によりステアリ
ングホイール２の操作方向を求め、この操作方向と逆向
きに前記疑似反力を発生すべく反力モータＭ₃に動作指
令を発することにより行われる。

【００４３】このような反力モータＭ₃の制御におい
て、前記走行状態センサ23により検出される走行状態
は、前記疑似反力の算出に際し、路面反力の検出値に乗
じる比例ゲインの補正に用いられる。この補正は、例え
ば、車速及び旋回程度が大きくなるに従って前記比例ゲ
インを大とし、また、前後加速度の検出結果により求め
られる減速程度に応じて前記比例ゲインを大として、ス
テアリングホイール２を操作する運転者に走行状態に応
じた操舵感を体感させるべく行われる。

【００４４】なお、前記トルクセンサ21により検出され
る操舵トルクは、以上の制御により反力モータＭ₃が実
際に発生する反力のフィードバック信号として、該反力
モータＭ₃の故障判定に用いられている。

【００４５】以上の実施の形態において、操舵モータＭ
₁の出力軸Ｓ₁から操舵軸11への伝動は、前記小傘歯車
50及び大傘歯車51を備える傘歯車機構により減速され、
更に、前記ボールナット４及びねじ溝40を備えるボール
ねじ機構により十分に減速されてなされる。従って、前
記操舵モータＭ₁として、小出力の小型のモータを用い
ることができる。

【００４６】また操舵モータＭ₁の出力軸Ｓ₁が、ボー
ルナット４及び操舵軸11に対して斜交しており、これら
の間の伝動手段を、前記傘歯車機構及びボールねじ機構
によりコンパクトに構成することができる。従って、こ
のような伝動手段を含めた操舵モータＭ₁の配設のため
に、舵取機構１の周辺、より詳しくは、操舵軸11のハウ
ジングＨ₁の周辺に大なるスペースが不要となり、配設
スペースが限定される小型車両等、車種を選ばずに適用
が可能となる。

【００４７】なお、操舵モータＭ₁からボールナット４
への伝動手段は、前記傘歯車機構に限らず、ハイポイド
ギヤ等、斜交する軸間での伝動が可能な他の伝動手段を
用いてもよい。

【００４８】また、以上の実施の形態においては、操舵
モータＭ₂の回転をピニオン軸15に伝動する構成として
あり、舵取機構１及びピニオン軸15への伝動手段を含め
て、ラックピニオン式の電動パワーステアリング装置の
構成部材をそのまま用いることができ、低コストにて分
離型の操舵装置を提供することが可能となる。

【００４９】図３は、本発明に係る車両用操舵装置の第
２の実施の形態の要部の構成を示す縦断面図である。図
示の車両用操舵装置は、２つの操舵モータＭ₁，Ｍ₂を
備えている。

【００５０】一方の操舵モータＭ₁は、第１の実施の形
態におけると全く同様に、操舵軸11のハウジングＨ₁の
外側に、該ハウジングＨ₁に対して斜交するように連設
されたモータブラケット14にフランジ固定されている。
また、前記ハウジングＨ₁の内部には、操舵軸11の外周
に形成されたねじ溝40に螺合するボールナット４が、モ
ータブラケット14の連設部両側の玉軸受41，41により回
転自在に支持されており、該ボールナット４の外周に周
設された大傘歯車51が、前記操舵モータＭ₁の出力軸Ｓ
₁に嵌着された小傘歯車50に噛合させてある。

【００５１】以上の構成により操舵モータＭ₁の回転
は、前記小傘歯車50及び大傘歯車51の噛合部を介してボ
ールナット４に伝達され、該ボールナット４が軸回りに
回転する。この回転は、ボールナット４に螺合する前記
ねじ溝40が形成された操舵軸11の軸長方向の移動に変換
され、この移動に応じて前記前輪10，10が操舵される。

【００５２】他方の操舵モータＭ₂は、操舵軸11を支承
するハウジングＨ₁の中途部に介装された円筒形をなす
モータハウジング60の内部に、該モータハウジング60に
内嵌保持された固定子（ステータ）61と、該固定子61の
内側にわずかな間隙を隔て嵌合する回転子（ロータ）62
とを備える３相ブラシレスモータとして構成されてい
る。

【００５３】回転子62は、前記ボールナット４を同側に
延長して一体に構成された円筒形の回転筒の外周に、周
方向に等配をなして複数の磁石63，63…を固設して構成
されており、ボールナット４の側を前記玉軸受41によ
り、ボールナット４から離れた側を玉軸受64により夫々
支持されている。このような回転子62は、固定子61への
通電により操舵軸11と同軸上にて回転駆動され、回転子
62の一側に連設されたボールナット４に伝達され、該ボ
ールナット４が軸回りに回転する。この回転は、ボール
ナット４に螺合する前記ねじ溝40が形成された操舵軸11
の軸長方向の移動に変換され、この移動に応じて前記前
輪10，10が操舵される。

【００５４】回転子62の一側（玉軸受64による支持側）
外周には、検知ギヤ65が周設されており、該検知ギヤ65
は、モータハウジング60の対応部位に固設された回転角
センサ66の入力ギヤ67に噛合させてある。回転角センサ
66は、例えば、ロータリエンコーダを用いてなり、前記
検知ギヤ65及び入力ギヤ67を介して伝えられる前記回転
子62の回転角に対応する信号を出力する。この信号は、
前記操舵制御部３（図１参照）に与えられており、操舵
モータＭ₂の駆動電流の位相調整に用いられている。

【００５５】以上の如き第２の実施の形態においても、
操舵モータＭ₁の出力軸Ｓ₁が操舵軸11に対して斜交し
ており、操舵モータＭ₁から操舵軸11への伝動を、小傘
歯車50及び大傘歯車51を備える傘歯車機構と、ボールナ
ット４及びねじ溝40を備えるボールねじ機構とにより十
分に減速して行わせることができる。これにより、操舵
モータＭ₁として、小出力の小型のモータを用いること
ができ、また操舵モータＭ₁から操舵軸11への伝動系を
コンパクトに構成することができる。従って、伝動手段
を含めた操舵モータＭ₁の配設のために、舵取機構１の
周辺、より詳しくは、操舵軸11のハウジングＨ₁の周辺
に大なるスペースが不要となり、配設スペースが限定さ
れる小型車両等、車種を選ばずに適用が可能となる。

【００５６】また、他方の操舵モータＭ₂が、前記ボー
ルナット４の一側に連設された回転子62及びこれの外側
の固定子61を備え、操舵軸11への伝動手段を前記操舵モ
ータＭ₁と共用して構成されており、舵取機構１の周辺
における配設スペースを削減することができる。

【００５７】図４は、本発明に係る車両用操舵装置の第
３の実施の形態の要部の構成を示す縦断面図である。図
示の車両用操舵装置は、操舵軸11のハウジングＨ₁の中
途部外側に、該ハウジングＨ₁に対して斜交するように
連設された２つのモータブラケット14，18を、同一周上
の周方向に異なる位置に備えており、これらのモータブ
ラケット14，18の開口端に操舵モータＭ₁，Ｍ₂がフラ
ンジ固定されている。

【００５８】操舵モータＭ₁，Ｍ₂の出力軸Ｓ₁，Ｓ₂
は、各別のモータブラケット14，18の内部に同軸的に、
即ち、ハウジングＨ₁及び操舵軸11の軸心に対して斜交
するように延設されており、これらの出力軸Ｓ₁，Ｓ₂
の先端部には小傘歯車50，52が嵌着固定されている。

【００５９】またハウジングＨ₁の内部には、第１の実
施の形態におけると同様に、一対の玉軸受41，41により
ボールナット４が支持されており、該ボールナット４を
操舵軸11の外周に適長に亘って形成されたねじ溝40に多
数のボールを介して螺合させてボールねじ機構が構成さ
れている。

【００６０】このようなボールナット４の外周面には、
玉軸受41，41間に位置して大傘歯車51が一体形成されて
おり、該大傘歯車51には、前記操舵モータＭ₁，Ｍ₂の
出力軸Ｓ₁，Ｓ₂に嵌着固定された小傘歯車50，52が、
周方向の異なる位置にて噛合され、傘歯車機構を構成し
ている。

【００６１】以上の構成により操舵モータＭ₁又は操舵
モータＭ₂が回転駆動された場合、この回転は、前記小
傘歯車50又は小傘歯車52と前記大傘歯車51との噛合部を
介してボールナット４に伝達され、該ボールナット４が
軸回りに回転する。この回転は、ボールナット４に螺合
する前記ねじ溝40が形成された操舵軸11の軸長方向の移
動に変換され、この移動に応じて前記前輪10，10が操舵
される。

【００６２】この第３の実施の形態においては、操舵モ
ータＭ₁，Ｍ₂の夫々が、操舵軸11に対して斜交する出
力軸Ｓ₁，Ｓ₂を有しており、操舵モータＭ₁，Ｍ₂か
ら操舵軸11への伝動を、前記傘歯車機構及びボールねじ
機構を備える伝動手段により十分に減速して行わせるこ
とができる。従って、前記操舵モータＭ₁，Ｍ₂として
小出力の小型のモータを用いることができ、また操舵軸
11への伝動系をコンパクトに構成することが可能であ
り、伝動手段を含めた操舵モータＭ₁，Ｍ₂の配設のた
めに、舵取機構１周辺の配設スペースを削減することが
できる。

【００６３】更に、操舵モータＭ₁，Ｍ₂から操舵軸11
への伝動が、ボールナット４及びねじ溝40を備える共通
のボールねじ機構を介して実現されており、伝動手段の
更なる簡素化が図れ、この伝動手段を含めた操舵モータ
Ｍ₁，Ｍ₂の配設のために、舵取機構１の周辺に大なる
スペースが不要となり、配設スペースが限定される小型
車両等、車種を選ばずに適用が可能となる。

【００６４】図５は、本発明に係る車両用操舵装置の第
４の実施の形態の要部の構成を示す縦断面図である。図
示の車両用操舵装置は、操舵軸11のハウジングＨ₁の中
途部外側に、該ハウジングＨ₁に対して互いに逆向きに
斜交するように連設された２つのモータブラケット14，
19を、軸長方向の異なる位置に備えており、これらのモ
ータブラケット14，19の開口端に操舵モータＭ₁，Ｍ₂
がフランジ固定されている。

【００６５】操舵モータＭ₁，Ｍ₂の出力軸Ｓ₁，Ｓ₂
は、各別のモータブラケット14，19の内部に同軸的に、
即ち、ハウジングＨ₁及び操舵軸11の軸心に対して斜交
するように延設されており、これらの出力軸Ｓ₁，Ｓ₂
の先端部には小傘歯車50，53が嵌着固定されている。

【００６６】またハウジングＨ₁の内部には、モータブ
ラケット14の連設部の内側に、一対の玉軸受41，41によ
りボールナット４が支持されており、該ボールナット４
を操舵軸11の外周に適長に亘って形成されたねじ溝40に
多数のボールを介して螺合させてボールねじ機構が構成
されている。同様にモータブラケット19の連設部の内側
には、一対の玉軸受71，71によりボールナット７が支持
されており、該ボールナット７を操舵軸11の外周に適長
に亘って形成されたねじ溝70に多数のボールを介して螺
合させてボールねじ機構が構成されている。

【００６７】このようなボールナット４，７の外周面に
は、玉軸受41，41間又は玉軸受71，71間に位置して大傘
歯車51，54が一体形成されており、ボールナット４側の
大傘歯車51には、操舵モータＭ₁の出力軸Ｓ₁に嵌着固
定された小傘歯車50が、またボールナット７側の大傘歯
車54には、操舵モータＭ₂の出力軸Ｓ₂に嵌着固定され
た小傘歯車53が噛合され、夫々傘歯車機構を構成してい
る。

【００６８】以上の構成により操舵モータＭ₁又は操舵
モータＭ₂が回転駆動された場合、この回転は、小傘歯
車50及び大傘歯車51、又は前記小傘歯車53及び大傘歯車
54の噛合部を介してボールナット４又はボールナット７
に伝達され、該ボールナット４又はボールナット７が軸
回りに回転する。この回転は、ボールナット４に螺合す
るねじ溝40、又はボールナット７に螺合するねじ溝70が
形成された操舵軸11の軸長方向の移動に変換され、この
移動に応じて前記前輪10，10が操舵される。

【００６９】この第４の実施の形態においては、操舵モ
ータＭ₁，Ｍ₂の夫々が、操舵軸11に対して斜交する出
力軸Ｓ₁，Ｓ₂を有しており、操舵モータＭ₁，Ｍ₂か
ら操舵軸11への伝動が、各別の傘歯車機構及びボールね
じ機構を備える伝動手段により十分な減速下にてなされ
る。従って、前記操舵モータＭ₁，Ｍ₂として小出力の
小型のモータを用いることができ、また操舵軸11への各
別の伝動手段をコンパクトに構成することが可能であ
り、伝動手段を含めた操舵モータＭ₁，Ｍ₂の配設のた
めに、舵取機構１の周辺に大なるスペースが不要とな
り、配設スペースが限定される小型車両等、車種を選ば
ずに適用が可能となる。なお、２つの操舵モータＭ₁，
Ｍ₂の出力軸Ｓ₁，Ｓ₂のハウジングＨ₁に対する斜交
の向きは、図５に示す逆向きに限らず、互いに同向きと
してあってもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る車両用操
舵装置においては、舵取機構の操舵軸に移動力を加える
複数の操舵モータを、前記操舵軸への伝動手段を含めて
コンパクトに構成することができ、舵取機構の周辺にお
ける配設スペースの確保が容易となり、車種を選ばず適
用が可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用操舵装置の第１の実施の形
態の全体構成を示す模式図である。

【図２】第１の実施の形態における操舵モータの取り付
け位置近傍の構成を示す縦断面図である。

【図３】本発明に係る車両用操舵装置の第２の実施の形
態の要部の構成を示す縦断面図である。

【図４】本発明に係る車両用操舵装置の第３の実施の形
態の要部の構成を示す縦断面図である。

【図５】本発明に係る車両用操舵装置の第４の実施の形
態の要部の構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１舵取機構２ステアリングホイール（操舵手段）３操舵制御部４ボールナット７ボールナット 11 操舵軸 40，70 ねじ溝 50，52，53 小傘歯車 51，54 大傘歯車Ｍ₁，Ｍ₂ 操舵モータＳ₁，Ｓ₂ 出力軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 137:00 137:00 (72)発明者飯野武夫大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内Ｆターム(参考） 3D032 CC20 DA03 DA15 DA23 DA29 DA33 EC21 EC34 3D033 CA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆
動し、該操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に
分離された操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動さ
せて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを複数備え、これらの操舵モータの少な
くとも１つは、前記操舵軸と斜交する出力軸を有し、該
出力軸の回転を、前記操舵軸の中途のねじ溝に同軸的に
螺合するボールナットに伝達する構成としてあることを
特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆
動し、該操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に
分離された操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動さ
せて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを２つ備え、一方の操舵モータは、前記
操舵軸と斜交する出力軸を有し、該出力軸の回転を、前
記操舵軸の中途のねじ溝に同軸的に螺合するボールナッ
トに伝達する構成としてあり、他方のモータは、前記操
舵軸の中途に形成されたラック歯に噛合するピニオンに
回転を伝達する構成としてあることを特徴とする車両用
操舵装置。
【請求項３】操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆
動し、該操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に
分離された操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動さ
せて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを２つ備え、一方の操舵モータは、前記
操舵軸と斜交する出力軸を有し、該出力軸の回転を、前
記操舵軸の中途のねじ溝に同軸的に螺合するボールナッ
トに伝達する構成としてあり、他方のモータは、前記ボ
ールナットの一側に同軸的に連設された回転子と、該回
転子を囲繞する固定子とを備えることを特徴とする車両
用操舵装置。
【請求項４】操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆
動し、該操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に
分離された操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動さ
せて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを２つ備え、これらの操舵モータは、前
記操舵軸と斜交する出力軸を有し、夫々の出力軸の回転
を、前記操舵軸の中途のねじ溝に同軸的に螺合する１つ
のボールナットに周方向の異なる位置にて伝達する構成
としてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】操舵手段の操作に応じて操舵モータを駆
動し、該操舵モータの回転を前記操舵手段から機械的に
分離された操舵軸に伝え、該操舵軸を軸長方向に移動さ
せて操舵を行わせる車両用操舵装置において、前記操舵モータを２つ備え、これらの操舵モータは、前
記操舵軸と斜交する出力軸を有し、夫々の出力軸の回転
を、前記操舵軸の中途に軸長方向の異なる位置にて同軸
的に螺合する各別のボールナットに伝達する構成として
あることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項６】前記操舵モータの出力軸から前記ボール
ナットへの回転伝達は、前記出力軸と一体回転する小歯
車と、前記ボールナットと一体回転し、前記小歯車に噛
合する大歯車とを備える歯車機構により行わせてある請
求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車両用操舵装
置。