JP2007314122A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収ストローク量を十分に確保することができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】操舵補助用の電動モータ６は、操舵部材２に連結されたステアリングシャフト３と同軸に設けられ、電動モータ６は、車体１７に連結された支持部材１６に相対移動可能に支持されている。電動モータ６には、ステアリングシャフト３を回転可能に支持するジャケット１２が固定されており、ジャケット１２は、互いに相対移動可能に嵌合されたアッパージャケット１３とロアージャケット１４とを有する。アッパージャケット１３とロアージャケット１４との相対移動量Ｓ１に、電動モータ６と支持部材１６との相対移動量Ｓ２を加えた量が操舵部材２の衝撃吸収ストローク量Ｓ３となっている。
【選択図】図３

Description

この発明は、電動モータにより操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関するものである。

車両用の電動パワーステアリング装置として、操舵部材に連なるステアリングシャフトと同軸に設けられた電動モータを備えるものが提案されている。
特開２００６−１０３６４２号公報

電動パワーステアリング装置には、通常、ステアリングシャフトおよびこれを回転可能に支持する筒状のジャケットを軸方向に収縮させることにより車両の衝突のときに運転者から操舵部材に加えられた衝撃を吸収する衝撃吸収機構が備えられている。したがって、特許文献１記載の電動パワーステアリング装置に衝撃吸収機構を設けた場合、電動モータが、ステアリングシャフトおよびジャケットの軸方向スペースの一部を占有しているので、衝撃吸収機構の収縮ストローク（衝撃吸収ストローク）を十分に確保することができない。

この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、衝撃吸収ストローク量を十分に確保する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を目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、操舵部材（２）に連なるステアリングシャフト（３）と同軸に設けられた電動モータ（６）と、車体側部材（２４）に取り付けられ、電動モータのモータハウジング（９）を支持する支持部材（１６）とを備え、車両の衝突のときに操舵部材に加えられた衝撃が、モータハウジングと支持部材との相対移動により吸収されるようにしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置（１）である。

本発明によれば、車両の衝突のときに、車体側部材に取り付けられた支持部材と、モータハウジングとを相対移動させるので、衝撃を吸収するための操舵部材のストローク量を十分に確保することができる。ひいては、衝撃を確実に吸収することができる。
また、本発明において、上記ステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状のジャケット（１２）を備え、このジャケットは、互いに嵌合されたアッパージャケット（１３）およびロアージャケット（１４）を含み、車両の衝突のときに操舵部材に加えられた衝撃が、アッパージャケットおよびロアージャケットの相対移動により吸収されるようにしてある場合がある。この場合、車両の衝突のときに操舵部材に加えられた衝撃を吸収するためのストローク量は、上記支持部材とモータハウジングとの相対移動量に、アッパージャケットとロアージャケットとの相対移動量を加えたものとなる。したがって、十分な衝撃吸収ストロークを得ることができる。ひいては、操舵部材に加えられた衝撃をより確実に吸収することができる。

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置１の概略構成を示す模式図であり、その一部を断面で示している。また、図２は、図１におけるII−II線に沿う断面を示す模式図である。
図１を参照して、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２が一端に連結されたステアリングシャフト３と、中間軸４を介してステアリングシャフト３の他端に連結された例えばラックアンドピニオン機構等のステアリング機構５と、操舵補助用の電動モータ６とを備える。

ステアリングシャフト３は、操舵部材２側の端部が上方となるように鉛直方向に対して傾斜して配置されている。また、ステアリングシャフト３は、操舵部材２に連結されたアッパーシャフト７と、中間軸４を介してステアリング機構５に連結されたロアーシャフト８とに分割されている。アッパーシャフト７は筒状にされており、その内部にロアーシャフト８の一部が嵌合されている。アッパーシャフト７は、ロアーシャフト８に対してステアリングシャフト３の軸方向Ｘ１に移動可能且つ一体回転可能にされている。

本実施形態で用いられる電動モータ６は、いわゆるダイレクトドライブ用ブラシレスモータであり、ステアリングシャフト３に対して電動モータ６の出力をダイレクトに伝達できるようになっている。電動モータ６は、ステアリングシャフト３と同軸に連結されている。
電動モータ６は、概ね円筒状のモータハウジング９と、ロアーシャフト８に連結された筒状のロータ１０と、モータハウジング９の内周に連結された筒状のステータ１１とを有する。ロータ１０は、ロアーシャフト８と同軸に連結されている。ステータ１１は、ロータ１０を取り囲むとともに、所定の間隔を隔ててロータ１０に対向している。ロータ１０およびステータ１１は、モータハウジング９内に収容されている。

モータハウジング９の操舵部材２側の端部には、内部にステアリングシャフト３が挿通された筒状のジャケット１２が固定されている。ジャケット１２は、互いに嵌合された筒状のアッパージャケット１３および筒状のロアージャケット１４を含む。ロアージャケット１４の一方の端部は、モータハウジング９に固定されており、ロアージャケット１４の他方の端部を含む一部分は、アッパージャケット１３の内部に嵌合している。

アッパージャケット１３は、ロアージャケット１４に対して軸方向Ｘ１に移動可能にされている。具体的には、アッパージャケット１３の内周に複数のかしめ突起（図示せず）が形成されており、これらのかしめ突起がロアージャケット１４の外周にかしめ付けられている。これにより、後述する２次衝突のときに、両ジャケット１３，１４が軸方向Ｘ１に相対移動し、２次衝突の衝撃を吸収することができるようになっている。

ステアリングシャフト３は、図示しない複数の軸受を介してモータハウジング９、アッパージャケット１３およびロアージャケット１４に回転可能に支持されている。アッパーシャフト７は、軸方向Ｘ１に関して一体移動可能にアッパージャケット１３に支持されている。したがって、操舵部材２およびアッパーシャフト７は、アッパージャケット１３とともにロアージャケット１４に対して軸方向Ｘ１に移動可能にされている。

ジャケット１２およびモータハウジング９によって、ステアリングシャフト３を回転可能に支持するステアリングコラムが構成されている。
次に、車体１７に対する電動パワーステアリング装置１の固定状態について説明する。
電動パワーステアリング装置１は、アッパージャケット１３に取り付けられた取付ブラケット１５と、モータハウジング９を支持する支持部材１６とを介して車体１７に固定されている。

取付ブラケット１５は、例えば、ボルト１８および合成樹脂製の連結部材１９を介して車体１７に連結されている。連結部材１９は、一定値以上の荷重がかかると破断して、取付ブラケット１５と車体１７との連結を解除するようになっている。取付ブラケット１５と車体１７との連結が解除された状態で、アッパージャケット１３は、車体１７およびロアージャケット１４に対して軸方向Ｘ１に移動可能となっている。

図２を参照して、支持部材１６は筒状をなしており、支持部材１６の内周は、モータハウジング９の外周に概ね合致する形状を有している。支持部材１６の内周には、モータハウジング９の一部が例えば圧入により嵌合されている。モータハウジング９は、所定の強度で支持部材１６に固定されている。すなわち、軸方向Ｘ１に関して、モータハウジング９に一定値以上の荷重がかかると、支持部材１６に対してモータハウジング９が軸方向Ｘ１に移動するようにされている。

また、軸方向Ｘ１に関して、モータハウジング９の下方側の端部は、支持部材１６よりも下方側に突出しないようにされている。
支持部材１６の外周には、突出部２２と平坦部２３とが設けられている。突出部２２は、車体１７に固定された車体側部材２４に連結されており、平坦部２３は、対応する車体１７の平坦部と係合している。

具体的には、突出部２２は、二面幅を形成する一対の平坦面２５，２６を有している。また、車体側部材２４は、互いに平行に向かい合う一対の側板２７，２８と、一対の側板２７，２８を連結する連結板２９とを有している。一対の側板２７，２８は、対応する各平坦面２５，２６とそれぞれ対向している。突出部２２および車体側部材２４は、連結機構３０によって互いに連結されている。

本実施形態では、連結機構３０としてボルト３１およびナット３２が用いられている。突出部２２および一対の側板２７，２８を挿通するボルト３１とナット３２とを螺合させて、一対の側板２７，２８間に突出部２２を締め付けることにより、突出部２２および車体側部材２４が連結されている。
すなわち、本実施形態では、突出部２２と車体側部材２４とを連結させるとともに、平坦部２３と対応する車体１７の平坦部とを係合させることにより支持部材１６が車体１７に固定されている。

なお、支持部材１６と車体１７との固定方法は、上記に限らず、例えば溶接等の他の方法を採用してもよい。また、筒状の支持部材１６は、周方向に有端な形状であってもよい。具体的には、突出部２２の一対の平坦面２５，２６間に支持部材１６の軸方向に延びるスリットを設けてもよい。この場合、支持部材１６を例えば連結機構３０によって縮径または拡径させて、支持部材１６に対するモータハウジング９の圧入代を調整し、支持部材１６とモータハウジング９との固定強度を変更することができる。

図３は、衝撃を吸収するときの操舵部材２のストローク量について説明するための図であり、図３（ａ）は、操舵部材２がストロークする前の状態を示し、図３（ｂ）は、操舵部材２がストロークした後の状態を示している。
図３（ａ）を参照して、車両が衝突を起こしていない通常時では、操舵部材２は軸方向Ｘ１のほぼ定位置に保持され、そのストローク量はゼロとなっている。

この状態から、車両が衝突（１次衝突）して運転者が操舵部材２に衝突（２次衝突）すると、運転者から操舵部材２に衝撃が加えられる。そして、操舵部材２に加えられた衝撃は、ステアリングシャフト３やアッパージャケット１３等を介して取付ブラケット１５およびモータハウジング９に伝達される。
取付ブラケット１５に加えられた衝撃が、一定値を超えると、上述のようにアッパージャケット１３は、車体１７およびロアージャケット１４に対して移動可能となる。これにより、図３（ｂ）に示すように、アッパージャケット１３が、操舵部材２およびアッパーシャフト７とともに軸方向Ｘ１下方（図３では左方）に移動し、両ジャケット１３，１４の相対移動に伴って、操舵部材２に加えられた衝撃が吸収される。

ロアージャケット１４に対するアッパージャケット１３の軸方向Ｘ１下方への移動は、図３（ａ）に示すアッパージャケット１３の下方側の端部がモータハウジング９に当接するまでのストローク量Ｓ１で可能となっている。
また、モータハウジング９に加えられた衝撃が一定値を超えると、図３（ｂ）に示すように、モータハウジング９は、両ジャケット１３，１４、アッパーシャフト７および操舵部材２とともに支持部材１６に対して軸方向Ｘ１下方に移動する。モータハウジング９と支持部材１６との軸方向Ｘ１への相対移動により、操舵部材２に加えられた衝撃が吸収される。

支持部材１６に対するモータハウジング９の軸方向Ｘ１下方への移動は、モータハウジング９の下方側の端部が支持部材１６よりも下方側に突出しない範囲のストローク量Ｓ２で可能とされている。これにより、モータハウジング９が中間軸４や電動パワーステアリング装置１の近傍に配置された他の部材等に干渉することを防止できる。
以上のように本実施形態では、２次衝突のときの操舵部材２の衝撃吸収ストローク量Ｓ３（全ストローク量に相当）は、アッパージャケット１３およびロアージャケット１４の相対移動量（ストローク量Ｓ１）に、モータハウジング９および支持部材１６の相対移動量（ストローク量Ｓ２）を加えた量となっている。したがって、運転者への衝撃を吸収するための衝撃吸収ストローク量Ｓ３を十分に確保することができる。ひいては、操舵部材２に加えられた衝撃をより確実に吸収することができる。

なお、アッパージャケット１３およびロアージャケット１４の相対移動と、モータハウジング９および支持部材１６の相対移動とは、一方の相対移動が行われている間に他方の相対移動が始まるようにするか、両相対移動がほぼ同時に始まるようにすることが好ましい。この場合、２次衝突のときの操舵部材２のストロークにおいて、衝撃吸収荷重をほぼ一定にすることができる。

この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を概略的に示す模式図である。 図１におけるII−II線に沿う断面を示す模式図である。 衝撃を吸収するときの操舵部材のストローク量について説明するための図である。

符号の説明

１・・・電動パワーステアリング装置、２・・・操舵部材、３・・・ステアリングシャフト、６・・・電動モータ、９・・・モータハウジング、１２・・・ジャケット、１３・・・アッパージャケット、１４・・・ロアージャケット、１６・・・支持部材、２４・・・車体側部材

Claims (2)

1. 操舵部材に連なるステアリングシャフトと同軸に設けられた電動モータと、
   車体側部材に取り付けられ、電動モータのモータハウジングを支持する支持部材とを備え、
   車両の衝突のときに操舵部材に加えられた衝撃が、モータハウジングと支持部材との相対移動により吸収されるようにしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１において、上記ステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状のジャケットを備え、
   このジャケットは、互いに嵌合されたアッパージャケットおよびロアージャケットを含み、
   車両の衝突のときに操舵部材に加えられた衝撃が、アッパージャケットおよびロアージャケットの相対移動により吸収されるようにしてあることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
   

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