JP2005145436A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は操舵補助用の電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus that assists steering by rotation of an electric motor for assisting steering.
電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータが操舵軸と交差する位置に配置されており、該電動モータの回転力を増加して前記操舵軸に伝動する減速機構を備えた間接伝動タイプ(例えば、特許文献1参照)と、操舵補助用の電動モータが操舵軸と同軸的に配置されており、該電動モータの回転力を電動モータのロータから前記操舵軸に直接伝動するように構成された直接伝動タイプ(例えば、特許文献2参照)とが知られている。 The electric power steering apparatus is an indirect transmission type (including a speed reduction mechanism that increases the rotational force of the electric motor and transmits the torque to the steering shaft. For example, refer to Patent Document 1), and an electric motor for assisting steering is arranged coaxially with the steering shaft, and is configured to transmit the rotational force of the electric motor directly from the rotor of the electric motor to the steering shaft. The direct transmission type (see, for example, Patent Document 2) is known.
このように構成された電動パワーステアリング装置が搭載される車両は電動パワーステアリング装置のほぼ全体を車室内に配置するレイアウトになっているため、電動パワーステアリング装置の全長は必然的に決まることになる。 Since the vehicle equipped with the electric power steering apparatus configured as described above has a layout in which almost the entire electric power steering apparatus is arranged in the vehicle interior, the total length of the electric power steering apparatus is inevitably determined. .
ところで、間接伝動タイプの電動パワーステアリング装置は操舵軸の途中に減速機構の一部が設けられており、操舵軸に対して偏倚した位置に電動モータが配置された構成になっているため、操舵部材から操舵軸に加わる二次衝突の衝撃エネルギーを吸収することが可能な衝撃エネルギー吸収機構を操舵軸の途中に設けたり、操舵軸を支持する筒形のハウジングに設けたりすることができ、操舵軸及び/又はハウジングを軸線方向へ相対移動させつつ衝撃エネルギーを比較的容易に吸収することができる。
ところが、直接伝動タイプの電動パワーステアリング装置は操舵軸の途中に電動モータが同軸的に配置されているため、必然的に決まる電動パワーステアリング装置の全長内であり、前記電動モータ部分を除いた位置に前記衝撃エネルギー吸収機構を設けることが難しくなる。また、直接伝動タイプの電動モータは比較的大きなトルクを発生するため、電動モータの体格が比較的大きくなり、前記衝撃エネルギー吸収機構を設ける部分の長さが短縮されることになり、衝撃エネルギー吸収機構を設けることがより一層難しくなる。 However, in the direct power transmission type electric power steering device, the electric motor is coaxially arranged in the middle of the steering shaft, so that it is within the entire length of the electric power steering device that is inevitably determined, and the position excluding the electric motor portion. It is difficult to provide the impact energy absorbing mechanism. In addition, since the direct transmission type electric motor generates a relatively large torque, the size of the electric motor becomes relatively large, and the length of the portion where the impact energy absorbing mechanism is provided is shortened. It becomes even more difficult to provide a mechanism.
また、電動モータの体格が大きくなるため、テレスコピック機構を設けることが難しいという問題があり、さらに、テレスコピック機構を設けた場合において、テレスコピック調節を行うとき、操舵軸の下端に自在軸継手により連結される伝動軸の操舵軸に対する角度が変わり、操舵軸に加わる操舵トルクが変わることになり、運転者に不快感をもたらすという問題もあった。 In addition, since the size of the electric motor is large, there is a problem that it is difficult to provide a telescopic mechanism. Further, when a telescopic mechanism is provided, when performing telescopic adjustment, the lower end of the steering shaft is connected by a universal shaft joint. As a result, the angle of the transmission shaft to the steering shaft changes, and the steering torque applied to the steering shaft changes.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は操舵補助用の電動モータのロータ、フレームにより衝撃エネルギーを吸収することができ、また、テレスコピック調節を行ったときに操舵トルクが変わるのを防ぐことができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main purpose thereof is to absorb impact energy by a rotor and a frame of an electric motor for assisting steering, and when a telescopic adjustment is performed, a steering torque is reduced. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can prevent the change.
第1発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配置された操舵補助用の電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記電動モータは前記操舵軸が該操舵軸に加わる衝撃エネルギーにより移動可能に内嵌された衝撃エネルギー吸収用孔を有するロータを備えていることを特徴とする。 An electric power steering device according to a first aspect of the invention is an electric power steering device configured to assist steering by rotation of an electric motor for assisting steering disposed coaxially with a steering shaft that rotates in response to an operation of a steering member. The electric motor includes a rotor having a shock energy absorbing hole fitted therein so that the steering shaft can be moved by impact energy applied to the steering shaft.
第2発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配置された操舵補助用の電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記電動モータは前記操舵軸に繋がるロータと、該ロータの周りに配置されたステータと、該ステータを支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギーにより前記操舵軸の軸線方向へ変形することを可能としたフレームとを備えていることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a second aspect of the invention is an electric power steering apparatus configured to assist steering by rotation of an electric motor for assisting steering disposed coaxially with a steering shaft that rotates in response to an operation of a steering member. The electric motor supports a rotor connected to the steering shaft, a stator disposed around the rotor, and supports the stator, and can be deformed in an axial direction of the steering shaft by impact energy applied to the steering shaft. It is characterized by comprising a frame.
第3発明に係る電動パワーステアリング装置は、第1発明において、前記操舵軸は前記操舵部材に繋がる入力軸と、該入力軸の回転力が前記ロータを介して伝動される出力軸とを有しており、該入力軸及び出力軸の少なくとも一方が前記衝撃エネルギー吸収用孔に内嵌されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the first aspect, wherein the steering shaft includes an input shaft connected to the steering member, and an output shaft through which the rotational force of the input shaft is transmitted via the rotor. And at least one of the input shaft and the output shaft is fitted into the impact energy absorbing hole.
第4発明に係る電動パワーステアリング装置は、第3発明において、前記電動モータは前記ロータの周りに配置されたステータと、該ステータを支持し、前記入力軸及び出力軸の少なくとも一方に加わる衝撃エネルギーにより前記操舵軸の軸線方向へ変形することを可能としたフレームとを備えていることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a fourth invention is the electric power steering device according to the third invention, wherein the electric motor supports a stator disposed around the rotor, and impact energy applied to at least one of the input shaft and the output shaft. And a frame that can be deformed in the axial direction of the steering shaft.
第5発明に係る電動パワーステアリング装置は、第1発明において、前記操舵軸は前記操舵部材に繋がる入力軸と、該入力軸の回転力が前記ロータを介して伝動される出力軸とを有しており、前記入力軸は前記操舵部材に繋がる第1軸体と、該第1軸体にトーションバーにより連動連結され、前記衝撃エネルギー吸収用孔に内嵌される第2軸体とを有することを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the electric power steering apparatus according to the first aspect, wherein the steering shaft has an input shaft connected to the steering member, and an output shaft through which the rotational force of the input shaft is transmitted via the rotor. The input shaft has a first shaft connected to the steering member, and a second shaft connected to the first shaft by a torsion bar and fitted in the impact energy absorbing hole. It is characterized by.
第6発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配置されたロータを有する操舵補助用の電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置において、前記操舵軸は前記操舵部材に繋がる入力軸と、該入力軸の回転力が前記ロータを介して伝動される出力軸とを有しており、前記ロータは前記出力軸が嵌入され、該出力軸に対して軸線へ前記電動モータを移動可能とする嵌入孔を有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electric power steering apparatus that assists steering by rotation of an electric motor for assisting steering having a rotor arranged coaxially with a steering shaft that rotates in response to an operation of a steering member. In the apparatus, the steering shaft has an input shaft connected to the steering member, and an output shaft to which a rotational force of the input shaft is transmitted through the rotor, and the rotor is fitted with the output shaft, It has a fitting hole that allows the electric motor to move to the axis with respect to the output shaft.
第1発明によれば、電動モータのロータが衝撃エネルギー吸収用孔を有しており、該衝撃エネルギー吸収用孔に操舵軸が内嵌されているため、車両の衝突等により操舵軸に加わる衝撃エネルギーを、必然的に決まる電動パワーステアリング装置の全長内で吸収することができ、運転者に加わる負荷を低減できる。しかも、衝撃エネルギーを電動モータのロータにより吸収することができるため、操舵軸、該操舵軸を支持するハウジングに衝撃エネルギー吸収機構が設けられたものに比べて部品点数及び組立て工数を低減することができる。 According to the first invention, since the rotor of the electric motor has the impact energy absorbing hole, and the steering shaft is fitted in the impact energy absorbing hole, the impact applied to the steering shaft due to a vehicle collision or the like. Energy can be absorbed within the entire length of the electric power steering apparatus that is inevitably determined, and the load on the driver can be reduced. Moreover, since the impact energy can be absorbed by the rotor of the electric motor, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced as compared with the steering shaft and the housing supporting the steering shaft provided with the impact energy absorbing mechanism. it can.
第2発明によれば、電動モータのフレームが衝撃エネルギーを吸収するように構成されているため、必然的に決まる電動パワーステアリング装置の全長内で衝撃エネルギーを吸収することができ、運転者に加わる負荷を低減できる。しかも、衝撃エネルギーを電動モータのフレームにより吸収することができるため、操舵軸、該操舵軸を支持するハウジングに衝撃エネルギー吸収機構が設けられたものに比べて部品点数及び組立て工数を低減することができる。 According to the second invention, since the frame of the electric motor is configured to absorb the impact energy, the impact energy can be absorbed within the entire length of the electric power steering apparatus that is inevitably determined, and is added to the driver. The load can be reduced. In addition, since the impact energy can be absorbed by the frame of the electric motor, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced as compared with a steering shaft and a housing that supports the steering shaft provided with an impact energy absorption mechanism. it can.
第3発明によれば、入力軸及び出力軸が衝撃エネルギー吸収用孔に内嵌された構成とすることにより、操舵軸に加わる一次衝撃エネルギー及び二次衝撃エネルギーを必然的に決まる電動パワーステアリング装置の全長内で吸収することができ、運転者に加わる負荷をより一層低減できる。しかも、一次衝撃エネルギー及び二次衝撃エネルギーを電動モータのロータにより吸収することができるため、操舵軸、該操舵軸を支持するハウジングに衝撃エネルギー吸収機構が設けられたものに比べて部品点数及び組立て工数を低減することができる。 According to the third aspect of the present invention, the electric power steering apparatus inevitably determines the primary impact energy and the secondary impact energy applied to the steering shaft by adopting a configuration in which the input shaft and the output shaft are fitted in the impact energy absorbing hole. Can be absorbed within the entire length of the vehicle, and the load applied to the driver can be further reduced. In addition, since the primary impact energy and the secondary impact energy can be absorbed by the rotor of the electric motor, the number of parts and the assembly are compared with those in which the impact energy absorbing mechanism is provided on the steering shaft and the housing that supports the steering shaft. Man-hours can be reduced.
また、入力軸又は出力軸が衝撃エネルギー吸収用孔に内嵌された構成とすることにより、操舵軸に加わる一次衝撃エネルギー又は二次衝撃エネルギーを必然的に決まる電動パワーステアリング装置の全長内で吸収することができる。 In addition, by adopting a configuration in which the input shaft or the output shaft is fitted in the impact energy absorbing hole, the primary impact energy or the secondary impact energy applied to the steering shaft is absorbed within the entire length of the electric power steering apparatus. can do.
第4発明によれば、操舵軸に加わる衝撃エネルギーを電動モータのロータとフレームとの2個所で吸収することができるため、ロータ及びフレームでの衝撃エネルギー吸収荷重を低くすることができ、運転者に加わる負荷をさらに低減できる。 According to the fourth aspect of the present invention, the impact energy applied to the steering shaft can be absorbed at the two locations of the rotor and the frame of the electric motor, so the impact energy absorption load at the rotor and the frame can be reduced, and the driver The load applied to can be further reduced.
第5発明によれば、第1軸体と別個に形成される第2軸体が衝撃エネルギー吸収用孔に内嵌されるため、第2軸体及び衝撃エネルギー吸収用孔による衝撃エネルギー吸収力の変更を、第2軸体を変えることにより簡易にでき、しかも、トーションバーを介して第1軸体及び第2軸体を相対回転させることができるため、操舵軸に加わる操舵トルクを簡易に検出することが可能である。 According to the fifth invention, since the second shaft body formed separately from the first shaft body is fitted into the impact energy absorbing hole, the impact energy absorbing force of the second shaft body and the impact energy absorbing hole is reduced. The change can be simplified by changing the second shaft body, and the first shaft body and the second shaft body can be relatively rotated via the torsion bar, so that the steering torque applied to the steering shaft can be easily detected. Is possible.
第6発明によれば、電動モータのロータが嵌入孔を有しており、該嵌入孔に嵌入される出力軸に対して電動モータ及び入力軸を軸線方向へ移動させることができるため、操舵軸を軸線方向へ移動させてテレスコピック調節を行うことができる。しかも、テレスコピック調節を行う場合、出力軸の位置を維持することが可能であるため、出力軸に自在軸継手を介して連結される伝動軸の出力軸に対する角度を維持することができ、操舵トルクが変わるのを防ぐことができ、トルク変化による運転者の不快感をなくし得る。 According to the sixth invention, the rotor of the electric motor has the insertion hole, and the electric motor and the input shaft can be moved in the axial direction with respect to the output shaft inserted into the insertion hole. Can be moved in the axial direction to perform telescopic adjustment. In addition, when performing telescopic adjustment, the position of the output shaft can be maintained, so the angle of the transmission shaft connected to the output shaft via a universal shaft joint can be maintained and the steering torque can be maintained. Can be prevented and driver discomfort due to torque changes can be eliminated.
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。
実施の形態1
図1は本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態1の構成を示す拡大断面図である。
電動パワーステアリング装置は、上端が操舵部材としての操舵輪Aに繋がる入力軸1と、該入力軸1の下部が内嵌されるロータ21を有しており、入力軸1と同軸的に配置された操舵補助用の電動モータ2と、上部がロータ21に内嵌されており、入力軸1の回転力がロータ21を介して伝動される出力軸3と、入力軸1に加わるトルクを検出するセンサ4とを有しており、該センサ4が検出したトルク等に基づいて電動モータ2が駆動されるように構成されている。尚、入力軸1及び出力軸3が操舵輪Aの操作に応じて回転する操舵軸を構成している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of
The electric power steering apparatus includes an
入力軸1の下部及び出力軸3の上部にはスプライン、セレーションなどの凹凸条1a,3aが周設されている。また、入力軸1の途中には該入力軸1の移動を規制する第1の規制部材5が外嵌されており、出力軸3の途中には該出力軸3の移動を規制する第2の規制部材6が外嵌されている。
Concave and convex strips 1 a and 3 a such as splines and serrations are provided around the lower portion of the
規制部材5,6は電動モータ2のフレーム22よりも硬質であるE形止め輪、C形止め輪などの環体からなり、出力軸3に一次衝撃エネルギーが加わらない間は出力軸3のロータ21に対する移動を規制し、入力軸1に二次衝撃エネルギーが加わらない間は入力軸1のロータ21に対する移動を規制している。また、第1の規制部材5は入力軸1に二次衝撃エネルギーが加わり、フレーム22の第1壁部22aが後記するように塑性変形した後で破断し、第2の規制部材6は出力軸3に一次衝撃エネルギーが加わり、フレーム22の第2壁部22bが後記するように塑性変形した後で破断するようになっている。
The restricting
電動モータ2は両端の中心軸線部に第1凹所21a、第2凹所21bを有する円柱形のロータ21と、該ロータ21の周りに相対回転可能に配置された筒形のステータ23と、該ステータ23を支持するアルミニウム製の略円筒形のフレーム22とを備えたブラシレス形である。
The
ロータ21の外周部にはその磁極が交互に異なる複数個の永久磁石が周方向に離隔して設けられており、また、第1凹所21a及び第2凹所21bには凹凸条1a,3aに対応する凹凸条21c,21dが周設されており、出力軸3に加わる一次衝撃エネルギーを凹凸条3a,21d間の摩擦抵抗により吸収し、入力軸1に加わる二次衝撃エネルギーを凹凸条1a,21c間の摩擦抵抗により吸収することができるようになっている。また、入力軸1の下端と第1凹所21aの底面との間、及び出力軸3の上端と第2凹所21bの底面との間には入力軸1、出力軸3の相対移動を許容するための空間がある。尚、第1凹所21a及び第2凹所21bが衝撃エネルギー吸収用孔を構成している。
A plurality of permanent magnets whose magnetic poles are alternately different from each other are provided on the outer peripheral portion of the
フレーム22は、ロータ21の両側に配置され、入力軸1、出力軸3が夫々挿入される貫通孔を有する円板状の第1壁部22a及び第2壁部22bと、ステータ23をその内周に支持する円筒状周壁部22cとを備えており、入力軸1、出力軸3に加わる衝撃エネルギーにより塑性変形することが可能なアルミニウムにより形成されている。第1壁部22aの外周部に二次衝撃エネルギー吸収用の第1環状溝22dが設けられており、第2壁部22bの外周部に一次衝撃エネルギー吸収用の第2環状溝22eが設けられており、第1環状溝22dにより第1壁部22aが入力軸1の軸線方向へ塑性変形し、第2環状溝22eにより第2壁部22bが出力軸3の軸線方向へ塑性変形するようになっている。尚、フレーム22は前記衝撃エネルギーにより塑性変形することが可能な材料であればよく、その材料は特定されない。
The
フレーム22の両側には該フレーム22よりも硬質材料からなり、その中心部に第1及び第2の転がり軸受7,8の外輪が夫々内嵌固定された第1及び第2の押圧板9,10が配置されており、入力軸1に加わる二次衝撃エネルギーを第1の規制部材5、後記するケース11及び第1の押圧板9を経て第1壁部22aに伝動し、出力軸3に加わる一次衝撃エネルギーを第2の規制部材6及び第2の押圧板10を経て第2壁部22bに伝動するようになっている。また、第1の押圧板9と第1の規制部材5との間にセンサ4が収容された椀形のケース11が配置されており、入力軸1に加わる二次衝撃エネルギーを第1の規制部材5からケース11を経て第1の押圧板9に伝動するようになっている。尚、ケース11はフレーム22よりも硬質材料からなる。
First and second
センサ4は入力軸1の途中に外嵌固定された回転体12に設けられており、ケース11に接触する圧力センサからなり、この圧力センサが検出した圧力を、圧力センサに接続された制御部がトルクに換算するように構成されている。
The
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、ほぼ全体が車両の車室内に配置され、適宜の取着手段により車体に取着される。また、出力軸3の下部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して舵取機構に連動連結される。また、電動パワーステアリング装置は、入力軸1及び出力軸3がロータ21の第1凹所21a、第2凹所21bに夫々内嵌されており、電動モータ2の回転力はロータ21から出力軸3に直接伝動される。
The electric power steering apparatus configured as described above is almost entirely disposed in the vehicle interior of the vehicle, and is attached to the vehicle body by appropriate attachment means. Further, the lower part of the
図2は一次衝撃エネルギーを吸収する過程を示す説明図である。車両の前面衝突等により一次衝撃エネルギーが出力軸3に加わり、該出力軸3が軸線方向へ押圧された場合、一次衝撃エネルギーが第2の規制部材6、第2の転がり軸受8及び第2の押圧板10を経てフレーム22の第2壁部22bに伝動され、該第2壁部22bが第2環状溝22e部分から塑性変形し(図2の(a) 参照)、一次衝撃エネルギーの一部を吸収することができる。第2壁部22bの塑性変形量が減少し、塑性変形し難くなったとき、出力軸3に加わっている一次衝撃エネルギーにより第2の規制部材6が破断し、出力軸3の第2の押圧板10に対する移動規制が解除され、出力軸3が第2凹所21b内でロータ21に対して移動し(図2の(b) 参照)、一次衝撃エネルギーの一部を吸収することができる。このようにフレーム22とロータ21とにより一次衝撃エネルギーを段階的に吸収することができるため、ロータ21及びフレーム22での衝撃エネルギー吸収荷重を低くすることができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a process of absorbing primary impact energy. When the primary impact energy is applied to the
図3は二次衝撃エネルギーを吸収する過程を示す説明図である。運転者から操舵輪Aに二次衝撃エネルギーが加わり、操舵輪Aに繋がる入力軸1が軸線方向へ押圧された場合、二次衝撃エネルギーが第1の規制部材5、ケース11、第1の転がり軸受7及び第1の押圧板9を経てフレーム22の第1壁部22aに伝動され、該第1壁部22aが第1環状溝22d部分から塑性変形し(図3の(a) 参照)、二次衝撃エネルギーの一部を吸収することができる。第1壁部22aの塑性変形量が減少し、塑性変形し難くなったとき、入力軸1に加わっている二次衝撃エネルギーにより第1の規制部材5が破断し、入力軸1のケース11に対する移動規制が解除され、入力軸1が第1凹所21a内でロータ21に対して移動し(図3の(b) 参照)、二次衝撃エネルギーの一部を吸収することができる。このようにフレーム22とロータ21とにより二次衝撃エネルギーを段階的に吸収することができるため、ロータ21及びフレーム22での衝撃エネルギー吸収荷重を低くすることができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a process of absorbing secondary impact energy. When secondary impact energy is applied to the steered wheel A from the driver and the
また、以上のように構成された電動パワーステアリング装置は入力軸1及び出力軸3がロータ21の第1凹所21a、第2凹所21bに夫々内嵌されており、操舵トルク検出用のトーションバーを用いていないため、トーションバーを備える電動パワーステアリング装置に比べて電動パワーステアリング装置の全長を短縮することができ、この短縮分だけ衝撃エネルギー吸収ストロークを増加することができる。
In the electric power steering apparatus configured as described above, the
実施の形態2
図4は電動パワーステアリング装置の実施の形態2の構成を示す拡大断面図である。実施の形態2の電動パワーステアリング装置はフレーム22による衝撃エネルギーの吸収をなくし、入力軸1が移動可能に内嵌されたロータ21の第1凹所21aにより二次衝撃エネルギーを吸収することができるように構成したものであり、実施の形態1の第1及び第2の規制部材5,6と、第1及び第2の押圧板9,10と、第1環状溝22dと第2環状溝22eとをなくしてある。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the second embodiment of the electric power steering apparatus. The electric power steering apparatus of the second embodiment eliminates the absorption of impact energy by the
実施の形態2において、ロータ21の軸線部には凹凸条21cを有する第1凹所21a及び凹凸条21dを有する第2凹所21bが設けられており、入力軸1に加わる二次衝撃エネルギーを凹凸条1a,21c間の摩擦抵抗により吸収することができるようになっている。また、入力軸1の下端と第1凹所21aの底面との間には入力軸1の相対移動を許容するための空間がある。出力軸3は第2凹所21bに相対移動及び相対回転を不可能に内嵌されている。尚、第1凹所21aが衝撃エネルギー吸収用孔を構成している。
In the second embodiment, the axial portion of the
実施の形態2にあっては、入力軸1に二次衝撃エネルギーが加わった場合、入力軸1が第1凹所21a内でロータ21に対して移動し、二次衝撃エネルギーを吸収することができる。尚、出力軸3は該出力軸3に加わる一次衝撃エネルギーを凹凸条3a,21d間の摩擦抵抗により吸収することができるように第2凹所21bに内嵌した構成としてもよい。
その他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
In the second embodiment, when secondary impact energy is applied to the
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof and description of operations and effects are omitted.
実施の形態3
図5は電動パワーステアリング装置の実施の形態3の構成を示す拡大断面図である。実施の形態3の電動パワーステアリング装置は出力軸3及びフレーム22による衝撃エネルギーの吸収をなくし、入力軸1が移動可能に内嵌されたロータ21の第1凹所21aにより二次衝撃エネルギーを吸収することができるように構成したものであり、入力軸1を、その一端部が操舵輪Aに繋がる第1軸体1bと、第1軸体1bの他端部にトーションバー13によりその一端部が連動連結され、その他端部が衝撃エネルギー吸収用孔としての第1凹所21aに内嵌される第2軸体1cとを有する構成とし、第1軸体1bを支持する転がり軸受14と、第2軸体1cを支持する転がり軸受15と、第1軸体1bに加わる操舵トルクを検出するための検出器16とを設けたものである。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the third embodiment of the electric power steering apparatus. The electric power steering apparatus according to the third embodiment eliminates the absorption of impact energy by the
実施の形態3において、ロータ21は第1凹所21aに連なり、転がり軸受15より大径の第3凹所21eと、第2凹所21bとが設けられている。尚、第1凹所21a及び第2凹所21bには凹凸条が設けられていない。フレーム22は円筒状周壁部22fと、その中心部に貫通孔を有し、円筒状周壁部22fの両端を閉じる第1及び第2の蓋部22g,22hとを備える。
In the third embodiment, the
第1の蓋部22gは前記貫通孔が穿設された二つの板体22i,22jを有し、内側の板体22iの貫通孔に転がり軸受15が遊嵌されており、外側の板体22jの貫通孔に転がり軸受14が嵌合固定されており、両方の板体22i,22j間の空間に検出器16が配置されている。
The
第2の蓋部22hは前記貫通孔が穿設された板体22k及び椀形カバー22mを有し、板体22kの貫通孔に転がり軸受17が内嵌されており、椀形カバー22m内に出力軸3に加わる操舵トルク及びロータ21の位置を検出するための検出器18が配置されている。
The
第1軸体1bは第2軸体1cより大径に形成されており、第1軸体1bの他端部は第2軸体1cが遊嵌される筒部1d及び該筒部1dに連なり、トーションバー13の一端部が嵌入される嵌入孔1eが設けられている。第2軸体1cの一端部はトーションバー13の他端部が嵌入される嵌入孔1fが設けられており、トーションバー13の両端部が、該両端部を貫通するダウエルピン18,19により第1軸体1b及び第2軸体1cに結合されている。また、第1軸体1bの筒部1d近傍は転がり軸受14により外側の板体22jに支持されており、第2軸体1cの中央部は転がり軸受15により内側の板体22iに支持されている。
The first shaft body 1b is formed to have a larger diameter than the second shaft body 1c, and the other end portion of the first shaft body 1b is connected to the cylindrical portion 1d in which the second shaft body 1c is loosely fitted and the cylindrical portion 1d. A fitting hole 1e into which one end of the
検出器16は第1軸体1bの筒部1dに外嵌固定された検出回転子16aと、該検出回転子16aの周りに配置され、蓋部22g内の空間に保持された検出固定子16bとを有するレゾルバからなり、検出回転子16aの回転位置の変化をインピーダンスの変化として検出固定子16bで検出し、操舵トルクを検出するように構成されている。
The
検出器18は出力軸3に外嵌固定された検出回転子18aと、該検出回転子18aの周りに配置され、蓋部22h内の空間に保持された検出固定子18bとを有するレゾルバからなり、検出回転子18aの回転位置の変化をインピーダンスの変化として検出固定子18bで検出し、出力軸3に加わる操舵トルク及びロータ21の回転位置を検出するように構成されている。
The
実施の形態3にあっては、入力軸1に加わる操舵トルクによりトーションバー13が捩じれ、入力軸1に加わる操舵トルクが検出器16により検出され、該検出器16が検出したトルクに基づいて電動モータ2が駆動され、該電動モータ2の回転が出力軸3に伝動される。
In the third embodiment, the
図6は二次衝撃エネルギーを吸収した後の状態を示す説明図である。入力軸1に二次衝撃エネルギーが加わった場合、第1軸体1b、トーションバー13、第2軸体1c、検出回転子16a及び転がり軸受15がそれぞれ一体になって移動し、第2軸体1c及び第1凹所21a間の摩擦抵抗により二次衝撃エネルギーを吸収することができる。この場合、転がり軸受15は第3凹所21e内へ移動し、検出回転子16aは転がり軸受15が配置されていた個所へ移動する。このように転がり軸受15及び検出回転子16aが移動するため、第2軸体1c及び第1凹所21a間の摩擦抵抗の設定、ひいては衝撃エネルギー吸収力の設定を高精度に行い易い。また、二次衝撃エネルギーを吸収した後、第2軸体1cを交換することにより補修することができる。
その他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state after absorbing the secondary impact energy. When secondary impact energy is applied to the
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof and description of operations and effects are omitted.
実施の形態4
図7は電動パワーステアリング装置の実施の形態4の構成を示す拡大断面図である。実施の形態4の電動パワーステアリング装置は実施の形態1におけるロータ21の第1凹所21aに入力軸1を圧入し、ロータ21の第2凹所21bを、出力軸に対して電動モータを軸線方向へ移動可能とする嵌入孔とし、該第2凹所21bに出力軸3を遊嵌入し、電動モータ2を出力軸3に対して軸線方向へ移動可能とし、テレスコピック調節を行うことができるように構成したものである。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of
実施の形態4において、入力軸1はロータ21の第1凹所21aに圧入され、ロータ21と一体回転するように構成されている。
出力軸3は車体に支持されており、該出力軸3の外周部とロータ21の第2凹所21b(嵌入孔)とに凹凸条3a,21dが設けられ、相対移動可能にセレーション嵌合されており、出力軸3に対して電動モータ2が移動するように構成されている。出力軸3の下端には自在軸継手30により伝動軸31が連結されている。
In the fourth embodiment, the
The
図8は実施の形態4において、テレスコピック調節を行った後の状態を示す説明図である。実施の形態4にあっては、出力軸3に対して入力軸1及び電動モータ2を軸長方向へ移動させることにより、テレスコピック調節を行うことができる。この場合、出力軸3は静止しているため、出力軸3の下端に自在軸継手30により連結される伝動軸31の出力軸3(操舵軸)に対する角度が変わるのを回避でき、操舵軸に加わる操舵トルクが変わるのを防ぐことができ、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
その他の構成及び作用は実施の形態1と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state after telescopic adjustment in the fourth embodiment. In the fourth embodiment, telescopic adjustment can be performed by moving the
Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof and description of operations and effects are omitted.
尚、以上説明した実施の形態では、入力軸1及び出力軸3からなる操舵軸を備え、入力軸1及び出力軸3が内嵌される第1凹所21a及び第2凹所21bからなる衝撃エネルギー吸収用孔をロータ21が備えた構成としたが、その他、入力軸1及び出力軸3が一体に連結された1本の操舵軸を備え、該操舵軸が貫通する1つの衝撃エネルギー吸収用孔をロータ21が備えた構成とし、操舵軸に加わる一次衝撃エネルギー、又は操舵輪に加わる二次衝撃エネルギーを操舵軸及び衝撃エネルギー吸収用孔間の摩擦抵抗により吸収することができるようにしてもよい。また、入力軸1と第1凹所21aとの間、出力軸3と第2凹所21bとの間、操舵軸と衝撃エネルギー吸収用孔との間には衝撃エネルギー吸収環、又はコーティング等による衝撃エネルギー吸収層を設けた構成にしてもよい。また、入力軸1及び出力軸3の外周部と、第1凹所21a及び第2凹所21bとには凹凸条を設けたが、その他相対回転を不可能とする非円形の断面形状としてもよい。
In the embodiment described above, the impact is formed of the
また、以上説明した実施の形態1では、ロータ21に第1凹所21a及び第2凹所21bを設け、フレーム22に第1環状溝22d及び第2環状溝22eを設けて一次衝撃エネルギーと二次衝撃エネルギーとを吸収することができるように構成したが、その他、ロータ21に第1凹所21a又は第2凹所21bを設け、フレーム22に第1環状溝22d又は第2環状溝22eを設けて一次衝撃エネルギー又は二次衝撃エネルギーを吸収することができるように構成してもよい。
In the first embodiment described above, the
また、実施の形態1のようにロータ21及びフレーム22により衝撃エネルギーを吸収する構成とし、また、実施の形態2のようにロータ21により衝撃エネルギーを吸収する構成とする他、図2の(a) 、図3の(a) のようにフレーム22により衝撃エネルギーを吸収する構成としてもよい。また、フレーム22により二次衝撃エネルギーを吸収する場合、例えば、フレーム22よりも操舵輪A側の入力軸1(操舵軸)に円筒形のハウジングを遊嵌し、該ハウジングの下部をフレーム22の第1壁部22aに当接させ、ハウジングの上部と入力軸1との間に、入力軸1に加わる二次衝撃エネルギーをハウジングに伝動する止め輪、転がり軸受等の伝動手段を設け、二次衝撃エネルギーを入力軸1から伝動手段を介してハウジングに伝動し、該ハウジングを軸線方向に移動させてフレーム22の第1壁部22aを塑性変形させるように構成してもよい。また、第1壁部22a、第2壁部22bを塑性変形させる手段として第1環状溝22d、第2環状溝22eからなる塑性変形許容部を設けたが、その他この塑性変形させる手段は例えば第1壁部22a、第2壁部22bの側面に環状溝、複数の凹所等を有する塑性変形許容部を設けた構成としてもよいのであり、塑性変形させる手段は特に制限されない。
In addition to the configuration in which the impact energy is absorbed by the
1 入力軸(操舵軸)
1b 第1軸体
1c 第2軸体
2 電動モータ
3 出力軸(操舵軸)
13 トーションバー
21 ロータ
21a 第1凹所(衝撃エネルギー吸収用孔)
21b 第2凹所(衝撃エネルギー吸収用孔、嵌入孔)
22 フレーム
23 ステータ
A 操舵輪(操舵部材)
1 Input shaft (steering shaft)
1b 1st shaft body 1c
13
21b Second recess (impact energy absorption hole, insertion hole)
22
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