JP2000168580A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コラムアシスト方式であることを利用するこ
とにより、車体前部への所定の高荷重作用時におけるス
テアリングコラムの後退量を低減させる。 【解決手段】 ステアリングコラム１６の前端側に配置
されたモータ２８は、インパネリインフォース１８の前
方側に縦置き状態で配置されている。従って、車体前部
への所定の高荷重作用時にステアリングコラム１６が略
車両後方側へ変位すると、モータ２８がインパネリイン
フォース１８に干渉する。これにより、ステアリングコ
ラム１６の略車両後方側への変位が規制され、その後退
量が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コラムアシスト方
式の電動式パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーステアリング装置には、エンジン
動力の一部を油圧に変換することによりアシスト推力を
得る油圧式パワーステアリング装置と、電力を利用して
モータを駆動回転させることによりアシスト推力を得る
電動式パワーステアリング装置とがある。後者の電動式
パワーステアリング装置の開示例としては特開平６−４
０３４５号公報があり、以下に図４を用いて簡単に説明
する。

【０００３】この図に示されるように、前記公報に開示
された電動式パワーステアリング装置１００は、アシス
ト用のモータ１０２がステアリングコラム１０４側に配
置された所謂コラムアシスト方式と呼ばれているもので
ある。

【０００４】具体的には、コラムチューブに対して同軸
上に配置された第１ハウジング１０６内には、操舵入力
側となる入力軸と、操舵出力側となる出力軸１０８と、
これらの入力軸と出力軸１０８とを連結するトーション
バー１１０と、出力軸１０８の外周部に固定されたウォ
ームホイール１１２とが収容されている。また、第１ハ
ウジング１０６の軸直角方向に延出された第２ハウジン
グ１１４には、コントロールユニット１１６によってそ
の作動が制御されるモータ１０２及び電磁式のクラッチ
１１８と、このクラッチ１１８の軸芯部にスプライン嵌
合されたウォームシャフト１２０とが収容されている。

【０００５】上記構成によれば、ドライバがステアリン
グホイールを操舵すると、その際の操舵力はステアリン
グメインシャフトを介して入力軸に入力される。入力軸
はトーションバー１１０を介して出力軸１０８と連結さ
れているため、入力軸が回転すると出力軸１０８も回転
される。このとき、トーションバー１１０に捩じれが生
じ、この捩じれがトルクセンサによって検出されてコン
トロールユニット１１６に出力される。コントロールユ
ニット１１６では、トルクセンサからの検出信号及びス
ピードセンサからの検出信号等に基づいてアシストする
ための作動条件に適合するか否かを判断し、適合すると
判断した場合にはモータ１０２及びクラッチ１１８に所
定電流が通電される。このため、モータ１０２の駆動力
がクラッチ１１８を経てウォームシャフト１２０に伝達
され、更にウォームシャフト１２０からウォームホイー
ル１１２、出力軸１０８へと伝達される。この過程で減
速作用及びトルクアップ作用が得られ、ドライバの操舵
力がアシストされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電動式パワーステアリング装置１００による場合、
コラムアシスト方式であることに着目した安全対策が講
じられていないため、この点において改善の余地があ
る。

【０００７】すなわち、車体前部へ所定の高荷重が作用
した場合に、ステアリングコラムが略車両後方側へ後退
することがある。このときのステアリングコラムの後退
量を、コラムアシスト方式であることを利用して低減さ
せることができれば、付加価値の高いコラムアシスト方
式の電動式パワーステアリング装置が得られることにな
る。しかしながら、上記構成の電動式パワーステアリン
グ装置１００においては、モータ１０２のメンテナンス
性の向上等に力点があるため、かかる安全対策までは講
じられていない。

【０００８】本発明は上記事実を考慮し、コラムアシス
ト方式であることを利用することにより、車体前部への
所定の高荷重作用時におけるステアリングコラムの後退
量を低減させることができる電動式パワーステアリング
装置を得ることが目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、車体側構成部材に支持されたステアリングコラム
と、このステアリングコラム側に一体的に配置された操
舵力アシスト用のモータと、を含んで構成されたコラム
アシスト方式の電動式パワーステアリング装置であっ
て、モータは車体側構成部材に対して略車両前方側に離
間して配置されており、車体前部への所定の高荷重作用
時に、車体側構成部材又は当該車体側構成部材に設けら
れた車体側干渉部材とモータ又は当該モータに設けられ
たモータ側干渉部材とが相互に干渉することにより、ス
テアリングコラムの略車両後方側への変位が規制され
る、ことを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の本発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項１に記載の発明において、
前記車体側構成部材は、略車両幅方向を長手方向として
配置された高強度のインパネリインフォースである、こ
とを特徴としている。

【００１１】請求項３記載の本発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項１又は請求項２に記載の発
明において、前記モータは、ステアリングコラムに対し
て縦置き状態で配置されている、ことを特徴としてい
る。

【００１２】請求項１記載の本発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、車体側構成部材に支持されたステ
アリングコラム側に、操舵力アシスト用のモータが一体
的に配置されるコラムアシスト方式であることを前提と
し、当該前提の下で以下の作用が得られる。

【００１３】すなわち、車体前部に所定の高荷重が作用
すると、ステアリングコラムが略車両後方側へ変位しよ
うとする。なお、モータはステアリングコラム側に一体
的に設けられていると共に車体側構成部材に対して略車
両前方側に離間して配置されているため、ステアリング
コラムが略車両後方側へ変位すれば、モータも車体側構
成部材側へ変位することになる。

【００１４】このとき、本発明によれば、車体側構成部
材又は当該車体側構成部材に設けられた車体側干渉部材
とモータ又は当該モータに設けられたモータ側干渉部材
とが相互に干渉し、これによりステアリングコラムの略
車両後方側への変位が規制される。

【００１５】請求項２記載の本発明によれば、車体側構
成部材が略車両幅方向を長手方向として配置された高強
度のインパネリインフォースであるため、車体前部への
所定の高荷重作用時におけるステアリングコラムの略車
両後方側への変位が効果的に規制される。

【００１６】請求項３記載の本発明によれば、モータが
ステアリングコラムに対して縦置き状態で配置されてい
るため、モータを横置き状態で配置する場合に比べて、
ステアリングコラムの軸線からモータの重心までの車両
幅方向へのオフセット量が小さくなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３を用いて、本発
明の一実施形態に係る電動式パワーステアリング装置１
０について説明する。

【００１８】図１には電動式パワーステアリング装置１
０の組付状態の側面図が示されており、又図２には当該
電動式パワーステアリング装置１０の組付状態の平面図
が示されており、更に図３には当該電動式パワーステア
リング装置１０の組付状態の背面図が示されている。な
お、これらの図において、適宜示される矢印ＦＲは車両
前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示してお
り、矢印ＩＮは車両室内側を示している。

【００１９】これらの図に示されるように、電動式パワ
ーステアリング装置１０は、筒状のコラムチューブ１２
と、このコラムチューブ１２の軸芯部に図示しないベア
リングによって回転自在に支持されたステアリングメイ
ンシャフト１４と、を含んで構成されたステアリングコ
ラム１６を備えている。なお、ステアリングメインシャ
フト１４の後端部の外周面には雄ねじが形成されてお
り、この雄ねじにはドライバによって操舵される図示し
ないステアリングホイールがロックナットによって固定
されている。また、ステアリングメインシャフト１４の
前端部は、図示しないインターミディエイトシャフトを
介してステアリングギヤボックスと連結されている。こ
れにより、ステアリングホイールに付与された操舵力
は、ステアリングメインシャフト１４及びインターミデ
ィエイトシャフトを介して、ステアリングギヤボックス
に伝達されるようになっている。

【００２０】上述したステアリングコラム１６は、「車
体側構成部材」としてのインパネリインフォース１８に
固着されたステアリングサポート２０に支持されてい
る。インパネリインフォース１８は、図示しないインス
トルメントパネルの略車両前方側に略車両幅方向を長手
方向として配置された高強度のパイプ状部材である。ま
た、ステアリングサポート２０は、インパネリインフォ
ース１８の周面下部に前傾した状態で固着された高強度
の部材である。

【００２１】ステアリングコラム１６は、ステアリング
サポート２０の前端側と後端側の前後二箇所に配設され
たロアブラケット部２２及びアッパブラケット部２４を
介してチルト操作可能に取り付けられている。これらの
ロアブラケット部２２及びアッパブラケット部２４の詳
細構造の説明は省略するが、概略的にはサポート側のブ
ラケットにコラム側のブラケットを嵌合させてボルト締
結により相互に連結するようになっている。なお、図１
において、ロアブラケット部２２に記した記号Ａが図示
しないチルトヒンジボルトの軸中心を表しており、又ア
ッパブラケット部２４に記した記号Ｂが図示しないチル
トレバーの揺動中心となるチルトロックボルトの軸中心
を表している。

【００２２】上記の如くしてステアリングサポート２０
に支持されたステアリングコラム１６の前端側には、ス
テアリングメインシャフト１４に対して同軸上に配置さ
れたウォームホイール２６が配設されている。ウォーム
ホイール２６は、ステアリングメインシャフト１４と共
に回転する入力軸とトーションバーを介して連結された
出力軸の外周部に同心円上に配置されている。

【００２３】ステアリングコラム１６におけるウォーム
ホイール２６と隣接する位置には、操舵力アシスト用の
モータ２８が配設されている。モータ２８は図示しない
コントロールユニットによってその作動が制御されるモ
ータ本体３０及び電磁式のクラッチ３２を備えている。
さらに、クラッチ３２の軸芯部には、ウォームホイール
２６と噛み合うウォームシャフト３４が配設されてい
る。なお、コントロールユニットの入力側には、車速検
出用のスピードセンサ及びトーションバーの捩じれ検出
用のトルクセンサ等が接続されている。

【００２４】さらに、上述したモータ２８は、ステアリ
ングコラム１６に対して縦置き状態で配置されている。
すなわち、図３に示される如く、モータ２８の軸線Ｐは
ステアリングコラム１６の軸線Ｑに対して所定の角度θ
をなして配置されており、車両幅方向寄りではなく、車
両上下方向寄りに配置されている。

【００２５】なお、上記構成において、ウォームシャフ
ト３４及びウォームホイール２６は、広義には「減速手
段」として把握される要素である。

【００２６】次に、本実施形態の作用並びに効果につい
て説明する。

【００２７】まず、本実施形態に係る電動式パワーステ
アリング装置１０の概略作動について簡単に説明する。

【００２８】ドライバがステアリングホイールを操舵す
ると、その際の操舵力はステアリングメインシャフト１
４を介して入力軸に入力される。入力軸はトーションバ
ーを介して出力軸と連結されているため、入力軸が回転
すると出力軸も回転される。このとき、トーションバー
に捩じれが生じ、この捩じれがトルクセンサによって検
出されてコントロールユニットに出力される。コントロ
ールユニットでは、トルクセンサからの検出信号及びス
ピードセンサからの検出信号等に基づいてアシストする
ための作動条件に適合するか否かを判断し、適合すると
判断した場合にはモータ２８のモータ本体３０及び電磁
式のクラッチ３２に所定電流が通電される。これによ
り、クラッチ３２を介してモータ本体３０の駆動力がウ
ォームシャフト３４に伝達可能な状態となる。このた
め、モータ本体３０の駆動力がクラッチ３２を経てウォ
ームシャフト３４に伝達され、ウォームシャフト３４が
その軸線回りに回転される。ウォームシャフト３４が回
転されると、当該ウォームシャフト３４に噛み合ってい
るウォームホイール２６が回転され、更に当該ウォーム
ホイール２６と一体の出力軸が回転される。この過程で
減速作用及びトルクアップ作用が得られ、ドライバの操
舵力がアシストされる。

【００２９】以上が本実施形態に係る電動式パワーステ
アリング装置１０の概略作動であるが、上記説明から判
るように、本実施形態に係る電動式パワーステアリング
装置１０はステアリングコラム１６側に操舵力アシスト
用のモータ２８が一体的に配置されるコラムアシスト方
式であり、この点を前提として以下に説明する作用並び
に効果が得られる。

【００３０】すなわち、車体前部に所定の高荷重が作用
すると、ステアリングコラム１６が略車両後方側へ変位
しようとする。なお、モータ２８はステアリングコラム
１６側に一体的に設けられていると共にインパネリイン
フォース１８に対して略車両前方側に離間して配置され
ているため、ステアリングコラム１６が略車両後方側へ
変位すれば、モータ２８もインパネリインフォース１８
側へ変位することになる。

【００３１】ここで、本実施形態では、モータ２８をス
テアリングコラム１６に対して縦置き状態で配置したの
で、ステアリングコラム１６が略車両後方側へ変位する
と、当該モータ２８がインパネリインフォース１８に当
接する。このモータ２８とインパネリインフォース１８
との相互干渉により、ステアリングコラム１６の略車両
後方側への変位が規制される。その結果、本実施形態に
よれば、車体前部への所定の高荷重作用時におけるステ
アリングコラム１６の後退量を低減させることができ
る。

【００３２】また、本実施形態では、略車両幅方向を長
手方向として配置される高強度のインパネリインフォー
ス１８にモータ２８を当接させる構成としたので、車体
前部への所定の高荷重作用時におけるステアリングコラ
ム１６の略車両後方側への変位が効果的に規制される。
その結果、本実施形態によれば、車体前部への所定の高
荷重作用時におけるステアリングコラム１６の後退量を
より一層効果的に低減させることができる。

【００３３】さらに、インパネリインフォース１８は既
設の部材であるため、従来構造と比較しても部品点数の
増加を招かない。このため、車体構造等が複雑化するの
を避けることができるというメリットもある。

【００３４】また、本実施形態では、図２に示されるよ
うに、モータ２８をステアリングコラム１６に対して縦
置き状態で配置したので、モータをステアリングコラム
に対して横置き状態で配置する場合に比べて、ステアリ
ングコラム１６の軸線Ｑからモータ２８の重心Ｇまでの
車両幅方向へのオフセット量Ｗが小さくなる。つまり、
Ｍａｓｓ（モータ２８）がステアリングコラム１６に対
して付加される位置が、横方向のモーメント長が短くな
るような位置になる。このため、本実施形態によれば、
縦方向のステアリング振動に有利となる。

【００３５】補足すると、ステアリング振動としては、
主として車両上下方向への振動であるシェイク（シェイ
クとは、高速で走行したときに特定の車速でステアリン
グが上下にブルブルと振動する現象をいう。タイヤにラ
ンアウト、アンバランス等があると、走行中にタイヤの
振動が発生し、ボディーやエンジンに伝達される。この
振動でボディーやエンジンが共振すると当該振動は更に
大きくなり、ステアリングをブルブルと振動させシェイ
クに至る）が問題となり、本実施形態では当該シェイク
に対して有利となるという意味である。

【００３６】なお、本実施形態では、モータ２８をステ
アリングコラム１６に対して縦置き状態で配置して、車
体前部への所定の高荷重作用時に当該モータ２８をイン
パネリインフォース１８に当接させる構成を採ったが、
これに限らず、種々の構成を採用することができる。

【００３７】例えば、インパネリインフォース１８にお
ける所定位置にモータ２８側へ向けて延出されたブラケ
ット（当該ブラケットが請求項１記載の「車体側干渉部
材」に相当）を配設し、当該ブラケットにモータ２８を
当接させる構成を採ってもよい。

【００３８】逆に、モータ２８側からインパネリインフ
ォース１８側へ向けて延出されたブラケット（当該ブラ
ケットが請求項１記載の「モータ側干渉部材」に相当）
を配設し、当該ブラケットをインパネリインフォース１
８に当接させる構成を採ってもよい。

【００３９】さらに、インパネリインフォース１８及び
モータ２８の双方からブラケットを延出させ、当該ブラ
ケット同士を相互干渉させる構成を採ってもよい。

【００４０】上掲の例示から判るように、本実施形態で
は、車体前部への所定の高荷重作用時にモータ２８をイ
ンパネリインフォース１８に当接させるべく、モータ２
８をステアリングコラム１６に対して縦置き状態で配置
したが、請求項１及び請求項２記載の本発明との関係に
おいては、モータをステアリングコラムに対して横置き
状態で配置した構成も含まれる。このようにモータをス
テアリングコラムに対して横置き状態で配置したとして
も、当該横置き状態のモータと干渉可能なブラケットを
インパネリインフォース１８から延出させれば本実施形
態と同一の効果が得られる訳であるし、又インパネリイ
ンフォース１８と干渉可能なブラケットを横置き状態の
モータから延出させれば本実施形態と同一の効果が得ら
れることになる。

【００４１】また、上掲のブラケットにステアリングコ
ラム１６の後退量低減機能を求めるだけでなく、エネル
ギー吸収機能を付加してもよい。例えば、最初の例でい
えば、インパネリインフォース１８からモータ２８側へ
延出されたブラケットに複数の孔やスリット、ビードや
薄肉部等の脆弱部を設定し、モータ２８がブラケットに
当接した際に当該ブラケットが略車両前後方向に座屈さ
れるようにしてもよい。この場合、ステアリングコラム
１６を後退させる力（エネルギー）が吸収されるため、
ステアリングコラム１６の後退量低減を図ることができ
ると共に、インパネリインフォース１８への入力荷重を
低減させることもできる。

【００４２】さらに、本実施形態では、車体側構成部材
として既設のインパネリインフォース１８を利用した
が、請求項１記載の本発明との関係においては、車体前
部への所定の高荷重作用時にステアリングコラム１６と
共に略車両後方側へ変位するモータ２８と干渉可能であ
り、かつ当該ステアリングコラム１６の略車両後方側へ
の変位を規制することができる程度の強度を備えた車体
側構成部材であればすべて利用可能である。例えば、ス
テアリングサポートなどは利用可能な車体側構成部材で
ある。具体的には、ステアリングサポートにモータ２８
と干渉可能な張出部を一体的に設ける構成等が考えられ
る。なお、この場合には当該ステアリングサポートが、
本発明における「車体側構成部材」に相当することにな
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の本発
明に係る電動式パワーステアリング装置は、モータを車
体側構成部材に対して略車両前方側に離間して配置する
と共に、車体前部への所定の高荷重作用時に、車体側構
成部材又は当該車体側構成部材に設けられた車体側干渉
部材とモータ又は当該モータに設けられたモータ側干渉
部材とを相互に干渉させることにより、ステアリングコ
ラムの略車両後方側への変位を規制するように構成した
ので、車体前部への所定の高荷重作用時におけるステア
リングコラムの略車両後方側への変位が規制され、その
結果、車体前部への所定の高荷重作用時におけるステア
リングコラムの後退量を低減させることができるという
優れた効果を有する。

【００４４】請求項２記載の本発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項１に記載の発明において、
車体側構成部材が略車両幅方向を長手方向として配置さ
れた高強度のインパネリインフォースであるため、車体
前部への所定の高荷重作用時におけるステアリングコラ
ムの略車両後方側への変位が効果的に規制され、その結
果、車体前部への所定の高荷重作用時におけるステアリ
ングコラムの後退量をより一層効果的に低減させること
ができるという優れた効果を有する。

【００４５】請求項３記載の本発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項１又は請求項２に記載の発
明において、モータをステアリングコラムに対して縦置
き状態で配置したので、モータを横置き状態で配置する
場合に比べて、ステアリングコラムの軸線からモータの
重心までの車両幅方向へのオフセット量が小さくなり、
その結果、縦方向のステアリング振動に有利となるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る電動式パワーステアリング装
置の組付状態の側面図である。

【図２】図１に示される電動式パワーステアリング装置
の組付状態の平面図である。

【図３】図１に示される電動式パワーステアリング装置
の組付状態の背面図である。

【図４】従来例に係る電動式パワーステアリング装置の
モータを中心とした縦断面図である。

【符号の説明】 １０ 電動式パワーステアリング装置 １６ ステアリングコラム １８ インパネリインフォース（車体側構成部材） ２８ モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側構成部材に支持されたステアリン
   グコラムと、 このステアリングコラム側に一体的に配置された操舵力
   アシスト用のモータと、 を含んで構成されたコラムアシスト方式の電動式パワー
   ステアリング装置であって、 モータは車体側構成部材に対して略車両前方側に離間し
   て配置されており、 車体前部への所定の高荷重作用時に、車体側構成部材又
   は当該車体側構成部材に設けられた車体側干渉部材とモ
   ータ又は当該モータに設けられたモータ側干渉部材とが
   相互に干渉することにより、ステアリングコラムの略車
   両後方側への変位が規制される、 ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記車体側構成部材は、略車両幅方向を
   長手方向として配置された高強度のインパネリインフォ
   ースである、 ことを特徴とする請求項１に記載の電動式パワーステア
   リング装置。
3. 【請求項３】 前記モータは、ステアリングコラムに対
   して縦置き状態で配置されている、 ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動式
   パワーステアリング装置。