JP2007186211A - 電動式パワーステアリング装置用ステアリングコラム後退量低減方法 - Google Patents
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Abstract
【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。そして、両者の干渉にエネルギー吸収機能が付加され、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。
【選択図】図1
【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。そして、両者の干渉にエネルギー吸収機能が付加され、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。
【選択図】図1
Description
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適用されるステアリングコラム後退量低減方法に関する。
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6−40345号公報があり、以下に図4を用いて簡単に説明する。
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。
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。
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。
特開平6−40345号公報
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。
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。
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用ステアリングコラム後退量低減方法を得ることが目的である。
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かつ車体側構成部材に支持されることなく配置された操舵力アシスト用のモータと、を備え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に適用され、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の略車両後方側への変位を規制するステアリングコラム後退量低減方法であって、ステアリングコラムの略車両後方側への変位を、モータ側と車体側干渉部材側との相互干渉にエネルギー吸収機能を付加させて規制する、ことを特徴としている。
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用ステアリングコラム後退量低減方法は、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。
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かつ車体側構成部材に支持されることなく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。
このとき、本発明によれば、ステアリングコラムの略車両後方側への変位を、モータ側と車体側干渉部材側との相互干渉にエネルギー吸収機能が付加されて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。
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用ステアリングコラム後退量低減方法は、ステアリングコラムの略車両後方側への変位を、モータ側と車体側干渉部材側との相互干渉にエネルギー吸収機能を付加させて規制する、方法としたので、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。
加えて、本発明によれば、ステアリングコラムを後退させる力(エネルギー)が吸収されるため、ステアリングコラムの後退量低減を図ることができると共に、車体側構成部材への入力荷重を低減させることができるという優れた効果を有する。
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10について説明する。
図1には電動式パワーステアリング装置10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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
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。
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14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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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を配設し、当該ブラケットをインパネリインフォース18に当接させる構成を採ってもよい。
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。
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が、これに限らず、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てもよい。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。
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。
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、これに限らず、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。
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)
20 ステアリングサポート
28 モータ
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)
20 ステアリングサポート
28 モータ
Claims (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かつ車体側構成部材に支持されることなく配置された操舵力アシスト用のモータと、
を備え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に適用され、
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の略車両後方側への変位を規制するステアリングコラム後退量低減方法であって、
ステアリングコラムの略車両後方側への変位を、モータ側と車体側干渉部材側との相互干渉にエネルギー吸収機能を付加させて規制する、
ことを特徴とする電動式パワーステアリング装置用ステアリングコラム後退量低減方法。
Priority Applications (1)
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JP2007112949A JP2007186211A (ja) | 2007-04-23 | 2007-04-23 | 電動式パワーステアリング装置用ステアリングコラム後退量低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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