JP2003327135A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵に応じて駆動される操舵補助用のモータ
をコラム軸と同軸に備えるコラムアシスト形の電動パワ
ーステアリング装置において、二次衝突時の十分なエネ
ルギ吸収量を確保し得るようにする。 【解決手段】 コラムハウジング２の下部に連設された
モータハウジング22の内部にコラム軸１と同軸に操舵補
助用のモータ５を備える構成において、モータハウジン
グ22の外側に、軸長方向に延びる長孔26を備える下部ブ
ラケット25を突設し、長孔26に挿通された固定ボルト27
を車体に設けられた支持部28に締め付け固定して、二次
衝突エネルギを、長孔26に沿って固定ボルト27が摺動す
る際の摺動抵抗によって吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、操舵手段と舵取機
構とを連絡するコラム軸の中途に操舵補助用のモータの
回転を伝達して操舵補助を行わせる構成としたコラムア
シスト形の電動パワーステアリング装置に関し、更に詳
しくは、車両の衝突時にコラム軸に加えられる二次衝突
のエネルギを吸収する衝撃吸収構造を並設してなる電動
パワーステアリング装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】操舵のためにステアリングホイール（操
舵手段）に加えられる操舵トルクの検出結果に基づいて
操舵補助用の電動モータ（以下単にモータという）を駆
動し、該モータの回転力を舵取機構に伝えて舵取りを補
助する電動パワーステアリング装置の一形式として、ス
テアリングホイールと舵取機構とを連絡するコラム軸の
中途に前記モータの回転力を加え、該コラム軸の回転を
補助するようにしたコラムアシスト形の電動パワーステ
アリング装置がある。 【０００３】図３は、コラムアシスト形の電動パワース
テアリング装置の要部の構成を示す模式図である。コラ
ム軸１は、筒形をなすコラムハウジング２の内部に回転
自在に支持され、該コラムハウジング２の中途部及び下
端部に設けた固定ブラケット20，21により、ステアリン
グホイール３の取付け側を後上向きとした傾斜姿勢にて
車体の適宜部位に固定されている。コラムハウジング２
の下側に突出するコラム軸１の下端は、自在継手Ｕを介
して、ラック・ピニオン等の運動変換部を含む舵取機構
（図示せず）に連結されている。 【０００４】操舵補助用のモータ５は、コラムハウジン
グ２の外側に取付けられ、該コラムハウジング２内部の
該当位置に構成された減速機４を介してコラム軸１に伝
動構成されている。またコラムハウジング２の内部に
は、ステアリングホイール３に加えられる操舵トルクを
検出するトルクセンサ６が、モータ５の取付け部よりも
上位置に配してある。 【０００５】以上の如く構成されたコラムアシスト形の
電動パワーステアリング装置においては、操舵のために
ステアリングホイール３の回転操作がなされた場合、こ
の回転がコラム軸１及び自在継手Ｕを介して舵取機構に
伝えられ、該舵取機構の動作により操舵がなされる一
方、前記回転操作によりコラム軸１に加えられる操舵ト
ルクがトルクセンサ６によって検出され、この検出トル
クに応じて前記モータ５が駆動されて、該モータ５の回
転が、前記減速機４による減速を経てコラム軸１に伝え
られ、更に、自在継手Ｕを介して舵取機構に伝えられ
て、前述の如く行われる操舵が前記モータ５の回転力に
より補助される。 【０００６】また一方、前記コラム軸１及びコラムハウ
ジング２の中途部には、車両の衝突時に、前方への慣性
の作用によりステアリングホイール３に衝突（二次衝
突）する運転者のダメージを軽減するためのエネルギ吸
収機構が設けられている。このエネルギ吸収機構は、図
示の如く、コラム軸１及びコラムハウジング２の中途部
に、適宜の抵抗下にて軸長方向に伸縮可能な伸縮部10を
設けると共に、コラムハウジング２の上部を支持する固
定ブラケット20を、コラムハウジング２に加わる所定値
を超える下向きの作用力により固定解除するブレークア
ウトブラケットとして構成されている。 【０００７】この構成により、二次衝突が発生した場
合、コラム軸１及びコラムハウジング２に加わる下向き
力の作用により固定ブラケット20が外れると共に、前記
伸縮部10が、図中にＬとして示すストローク間にて縮短
し、この縮短に伴う摺動抵抗により二次衝突のエネルギ
が吸収されて、運転者のダメージを軽減することができ
る。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示す
如く構成されたコラムアシスト形の電動パワーステアリ
ング装置は、コラムハウジング２の外側に突出する態様
に取り付けられた操舵補助用のモータ５を備えているた
め、前述の如き二次衝突の吸収動作に際し、衝突により
変形した周辺部分に前記モータ５が干渉し、固定ブラケ
ット20の固定解除後における前記伸縮部10の縮短動作が
阻害され、所望のエネルギ吸収性能が得られなくなる虞
れがあった。 【０００９】また、特公平４-29582号公報、特公平４-5
0227号公報等には、コラムハウジングと同軸に連設され
たモータハウジングの内部に操舵補助用のモータを構成
してなるコラムアシスト形の電動パワーステアリング装
置が開示されている。 【００１０】図４は、この電動パワーステアリング装置
の要部の構成を示す模式図である。図示の如く操舵補助
用のモータ５は、コラム軸１を支持するコラムハウジン
グ２の下部に連設されたモータハウジング22の内部に、
コラム軸１と同軸をなして備えられ、一側に並設された
減速機４を介してコラム軸１に伝動構成されており、該
モータ５及び減速機４の構成部分よりも上のコラムハウ
ジング２の内部に操舵トルクを検出するトルクセンサ６
が設けられている。 【００１１】他の部分の構成は、コラム軸１及びコラム
ハウジング２の中途に設けた伸縮部10、並びにブレーク
アウトブラケットとして構成された固定ブラケット20を
含めて、図３に示す電動パワーステアリング装置と同様
であり、対応する部分に同一の参照符号を付して説明を
省略する。 【００１２】この構成においても、二次衝突が発生した
場合、コラム軸１及びコラムハウジング２に加わる下向
き力の作用により固定ブラケット20の固定が解除され、
また伸縮部10が縮短して、この縮短に伴う摺動抵抗によ
り二次衝突のエネルギが吸収される。ここで操舵補助用
のモータ５は、コラムハウジング２の一側に連設された
モータハウジング22の内部に構成されており、コラムハ
ウジング２の外側に突出部が存在しないことから、前記
伸縮部10の縮短動作を周辺部分との干渉なく行わせるこ
とができる。 【００１３】しかしながら、図４に示す構成において
は、コラムハウジング２の内部に並設されたモータ５、
減速機４及びトルクセンサ６の占有部分の軸方向長さが
大となり、これらの占有部分を避けて設けられる前記伸
縮部10の縮短ストロークが、図中にＬ′として示す如く
短くなり、このストローク内での摺動の間に十分なエネ
ルギ吸収量を確保することが難しいという問題があっ
た。 【００１４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、操舵に応じて駆動される操舵補助用のモータを
コラム軸と同軸に備える構成において、二次衝突時の十
分なエネルギ吸収量を確保し得るコラムアシスト形の電
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。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明に係る電動パワー
ステアリング装置は、操舵手段と舵取機構とを連絡し、
車体の一部に支持されたコラムハウジングの内部にて回
転するコラム軸に、操舵に応じて駆動されるモータの回
転を伝えて操舵を補助するコラムアシスト形の電動パワ
ーステアリング装置において、前記モータは前記コラム
ハウジングに連設されたモータハウジングの内部に前記
コラム軸と同軸をなして構成してあり、前記モータハウ
ジングの外側に突設され、該モータハウジング及び前記
コラムハウジングを車体の一部に軸長方向への移動可能
に支持する支持ブラケットを備えることを特徴とする。 【００１６】本発明においては、コラムハウジングに連
設されたモータハウジングの外側に支持ブラケットを設
け、該支持ブラケットを車体の一部に固定して、モータ
ハウジング及びコラムハウジングを支持する。前記支持
ブラケットは、例えば、軸長方向に延設された長孔を備
え、該長孔に挿通された固定ボルトを車体の一部に締め
付け固定し、該固定ボルトが前記長孔に沿って摺動する
ことにより軸長方向への移動が可能な構成とし、前記長
孔の長さ範囲内での摺動の間に発生する摺動抵抗により
二次衝突のエネルギを吸収する。 【００１７】 【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、本発明に係る電動
パワーステアリング装置の要部の構成を示す断面図であ
る。 【００１８】図中１は、コラム軸であり、円筒形をなす
コラムハウジング２の内部に回転自在に支持されてい
る。コラムハウジング２の一側には、これよりも大径の
減速機ハウジング23とモータハウジング22とが、この順
に連設されている。 【００１９】コラム軸１は、トーションバー11を介して
同軸的に連結された入力軸12及び出力軸13と、入力軸12
の他側に連結された中空の上部軸14とを備えている。上
部軸14の一端部は、コラムハウジング２の一側に突出さ
れており、この突出端には、図中の２点鎖線により示す
ステアリングホイール３が嵌着されている。また出力軸
13は、減速機ハウジング23及びモータハウジング22の内
部に延設され、該モータハウジング22の他側から外部に
突出させてある。 【００２０】モータハウジング22の内部には、円筒形を
なし、外周に複数のマグネットを備えるロータ51が、出
力軸12と同軸上での回転自在に支持されており、該ロー
タ51の外側に位置してモータハウジング22の内面に固設
されたステータ50とにより操舵補助用のモータ５が構成
されている。 【００２１】前記ロータ51は、モータハウジング22に連
設された減速機ハウジング23内に延設されており、この
延設端は、減速機ハウジング23内に構成された減速機４
を介して出力軸13に伝動構成されている。なお、図示の
減速機４は、本願出願人による特願2002-65951号に提案
された転動ボール形作動減速機としてあるが、遊星歯車
減速機、遊星ローラ減速機等、入力側と出力側とを同軸
となし得る適宜の減速機を用い得ることは言うまでもな
い。 【００２２】また入力軸12と出力軸13との連結部には、
前記ステアリングホイール３の操作に応じて上部軸14を
介して加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ６が構
成されている。このトルクセンサ６は、前記操舵トルク
の作用によりトーションバー11に生じる捩れを、入力軸
12と出力軸13との間の相対角変位によって検出する公知
の構成を有している。 【００２３】このように構成されたコラム軸１は、コラ
ムハウジング２の中途部に突設された上部ブラケット24
と、モータハウジング22の外面に突設された下部ブラケ
ット25とにより、後述の如く、ステアリングホイール３
の取付け側を後上向きとした傾斜姿勢にて車体の適宜部
位に固定支持されている。モータハウジング22の下側に
突出する出力軸13の端部は、自在継手Ｕ（図２参照）を
介してラック・ピニオン等の運動変換部を含む舵取機構
（図示せず）に連結されている。 【００２４】以上の如く構成された本発明に係る電動パ
ワーステアリング装置において、操舵のためにステアリ
ングホイール３が回転操作された場合、この回転が、上
部軸14、入力軸12及び出力軸13を備えるコラム軸１を介
して舵取機構に伝えられ、該舵取機構の動作により操舵
がなされる。このとき、ステアリングホイール３の回転
操作によりコラム軸１に加えられる操舵トルクが、入力
軸12及び出力軸13の連結部に構成されたトルクセンサ６
によって検出され、この検出トルクに基づいて駆動され
る前記モータ５の回転力が、減速機４による減速を経て
出力軸13に加えられ、更に、自在継手Ｕを介して舵取機
構に伝えられて操舵が補助される。 【００２５】図２は、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置における二次衝突のエネルギ吸収動作の説明図
である。コラムハウジング２及びこれに支持されたコラ
ム軸１は、図２（ａ）に示す如く、ステアリングホイー
ル３の取付け側を後上向きとした傾斜姿勢にて支持され
ている。ここでコラムハウジング２の中途部に突設され
た上部ブラケット24は、図３及び図４に示す固定ブラケ
ット20と同様、コラムハウジング２に加わる所定値を超
える下向きの作用力により固定解除するブレークアウト
ブラケットとして構成されている。 【００２６】一方、モータハウジング22に突設された下
部ブラケット25は、図示の如く、モータハウジング22の
外面に沿ってコラム軸１の軸長方向に延びる長孔26を備
えており、該長孔26の下端部に挿通された固定ボルト27
により、車体に設けられた支持部28に締め付け固定され
ている。これにより、コラムハウジング２の軸長方向に
下向きの作用力が加えられた場合、前記下部ブラケット
25においては、前記長孔26の長さ範囲内にて固定ボルト
27が摺動し、このとき発生する摺動抵抗下にてコラムハ
ウジング２の下向きの移動を許容することができる。 【００２７】前述した操舵を伴う車両の走行中に、該車
両が衝突し、これに伴う前方への慣性の作用によりステ
アリングホイール３に運転者が衝突する二次衝突が発生
した場合、コラム軸１及びコラムハウジング２に、図２
（ａ）中に白抜矢符にて示す如く下向き力が作用し、ま
ず、ブレークアウトブラケットとして構成された上部ブ
ラケット24の固定が解除される。 【００２８】この後、二次衝突に伴ってコラムハウジン
グ２に加わる作用力は、下部ブラケット25に集中し、該
下部ブラケット25に形成された長孔26に沿って固定ボル
ト27が摺動することにより、コラムハウジング２の下向
きの移動が許容される。これによりステアリングホイー
ル３に運転者が衝突する二次衝突のエネルギは、前記長
孔26の変形を伴う固定ボルト27の摺動抵抗により吸収さ
れて、運転者のダメージを軽減することができる。 【００２９】図２（ｂ）は、二次衝突の終了後の状態を
示しており、図示の如く、上部ブラケット24は車体から
離脱し、下部ブラケット25の固定位置が長孔26の上端部
近傍にまで移動した状態となっている。 【００３０】この間の二次衝突のエネルギ吸収量は、長
孔26に沿って生じる固定ボルト27の摺動に際しての摺動
抵抗と摺動ストロークとの積であり、この間に運転者に
加わる作用力は、前記摺動抵抗の大きさに対応する。従
って、所望のエネルギ吸収量を確保しながら運転者のダ
メージを軽減するには、摺動抵抗を小さくし、その分摺
動ストロークを大きくする必要がある。 【００３１】本発明に係る電動パワーステアリング装置
においては、前記摺動ストロークを決定する長孔26が、
モータハウジング22の外側に一体成形された下部ブラケ
ット25に設けてあり、前記長孔26の長さ、即ち、摺動ス
トロークの長さを、モータハウジング22の長さ範囲内に
て適宜に設定することができる。従って、十分なエネル
ギ吸収量を確保しながら運転者に与えるダメージを軽減
し得る望ましいエネルギ吸収動作を実現することができ
る。 【００３２】なお、長孔26内での固定ボルト27の摺動抵
抗は、例えば、長孔26への固定ボルト27の挿通部に樹脂
製のブッシュを介装し、また下部ブラケット25を備える
モータハウジング22を、変形抵抗が小さい、例えばアル
ミニウム製とすることにより安定化することができ、二
次衝突時に運転者に加わるダメージを適正レベルに抑え
ることが可能である。 【００３３】また、操舵補助用のモータ５が、コラムハ
ウジング２と同軸に連設されたモータハウジング22の内
部に構成されており、コラムハウジング２の外側に突出
部が存在しないことから、以上の如きエネルギ吸収動作
を周辺部分との干渉なく行わせることができる。 【００３４】 【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る電動パワ
ーステアリング装置においては、コラムハウジングに連
設されたモータハウジングの外側に、軸長方向への移動
が可能な支持ブラケットを設け、この支持ブラケットを
介してモータハウジング及びコラムハウジングを支持し
たから、二次衝突の発生時に移動域内にて生じる抵抗に
より十分なエネルギ吸収量を確保し、運転者に与えるダ
メージを軽減することが可能となる等、本発明は優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の要
部の構成を示す断面図である。 【図２】図１に示す電動パワーステアリング装置におけ
る二次衝突のエネルギ吸収動作の説明図である。 【図３】従来のコラムアシスト形の電動パワーステアリ
ング装置の要部の構成を示す模式図である。 【図４】従来の他のコラムアシスト形の電動パワーステ
アリング装置の要部の構成を示す模式図である。 【符号の説明】 １ コラム軸 ２ コラムハウジング ３ ステアリングホイール（操舵手段） ４ 減速機 ５ モータ ６ トルクセンサ 22 モータハウジング 25 下部ブラケット（支持ブラケット） 26 長孔 27 固定ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D030 DC16 DC27 DE05 DE13 DE25 DE37 DE45 3D033 CA02 CA04 CA16 CA21

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 操舵手段と舵取機構とを連絡し、車体の
   一部に支持されたコラムハウジングの内部にて回転する
   コラム軸に、操舵に応じて駆動されるモータの回転を伝
   えて操舵を補助するコラムアシスト形の電動パワーステ
   アリング装置において、 前記モータは前記コラムハウジングに連設されたモータ
   ハウジングの内部に前記コラム軸と同軸をなして構成し
   てあり、前記モータハウジングの外側に突設され、該モ
   ータハウジング及び前記コラムハウジングを車体の一部
   に軸長方向への移動可能に支持する支持ブラケットを備
   えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。