JP2009012555A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用等の転舵装置を構成するステアリング系に用いられる電動式パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering device used in a steering system that constitutes a steering device for an automobile or the like.
一般的な車両のステアリング系において、ステアリングホイールと操舵装置とを最適な位置に配置すると、その間に存在する種々の部品と干渉する場合が多くなり、従って両者をストレートなステアリングシャフトで連結することは通常は困難である。そこで、ステアリング系にユニバーサルジョイントを2つ設けることで、ステアリング系のレイアウトの自由度を向上させている。 In a general vehicle steering system, when the steering wheel and the steering device are arranged at the optimum positions, there are many cases where they interfere with various parts existing between them, and therefore it is not possible to connect them with a straight steering shaft. Usually difficult. Therefore, by providing two universal joints in the steering system, the degree of freedom in the layout of the steering system is improved.
一方、近年においては、省エネ等の観点から油圧式パワーステアリング装置から電動式パワーステアリング装置を採用する車両が増えているが、電動式パワーステアリング装置を大きく分けると、特許文献1に示すように、モータ及び減速ギヤがコラム部にあるコラムアシストタイプと,特許文献2に示すように、モータ及び減速ギヤがピニオンギヤ部にあるピニオンアシストタイプと,特許文献3に示すように、モータ及び減速ギヤがラックギヤ部にあるラックアシストタイプとに分類される。
ここで、コラムアシストタイプの場合,モータ及び減速ギヤを有したギヤボックスハウジングがコラム部にあるために,車両レイアウトによってはモータが運転者の膝と干渉したり,二次衝突時に運転者を保護するためのコラプスストロークが十分に確保できない恐れがある。これに対し、ラックアシストタイプやピニオンアシストタイプの場合,モータ,減速ギヤ,トルクセンサ等が車室外配置となるために,車室内に配置する場合に比べ有効な防塵・防水対策が必要となり,コストや重量が増加する傾向がある。 Here, in the case of the column assist type, since the gear box housing having the motor and the reduction gear is in the column portion, the motor interferes with the driver's knee or protects the driver at the time of the secondary collision depending on the vehicle layout. There is a risk that a sufficient collapse stroke cannot be secured. On the other hand, in the rack assist type and pinion assist type, since the motor, reduction gear, torque sensor, etc. are located outside the vehicle compartment, it is necessary to take effective dustproof and waterproof measures compared to the case where they are arranged in the vehicle interior. And tend to increase weight.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、運転者の保護を図りつつも、コストや重量増を回避できる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of avoiding an increase in cost and weight while protecting a driver.
本発明の電動式パワーステアリング装置は、ユニバーサルジョイントを少なくとも2つ有するステアリング系を備えた車両に用いる電動式パワーステアリング装置において、
モータに連結された減速ギヤを内蔵するギヤボックスハウジングを、前記2つのユニバーサルジョイントの間に配置したことを特徴とする。
An electric power steering apparatus according to the present invention is an electric power steering apparatus used in a vehicle including a steering system having at least two universal joints.
A gear box housing containing a reduction gear connected to a motor is disposed between the two universal joints.
本発明によれば、モータに連結された減速ギヤを内蔵するギヤボックスハウジングを、前記2つのユニバーサルジョイントの間に配置することにより、運転者の膝回りの空間を広く確保できるため,ドライビングポジションの自由度が高まると共に、コラプスストロークも長く確保でき、運転者の保護を図れる。又、余った空間を利用して、収納部やエアコンの排気口などを設けることも出来、乗員の快適性を向上することができる。一方、ラックアシストタイプやピニオンアシストタイプと異なり、ギヤボックスハウジングを車室内に設けることで、簡略化した防塵・防水対策を施せば足り、コストや重量軽減を図れる。 According to the present invention, since a gear box housing containing a reduction gear connected to a motor is disposed between the two universal joints, a wide space around the driver's knees can be secured. The degree of freedom increases and the collapse stroke can be secured for a long time, thus protecting the driver. In addition, a surplus space can be used to provide a storage unit, an air-conditioner exhaust port, and the like, and passenger comfort can be improved. On the other hand, unlike the rack assist type and pinion assist type, by providing the gear box housing in the vehicle interior, it is sufficient to provide simplified dustproof and waterproof measures, and cost and weight can be reduced.
前記ギヤボックスハウジングを、前記車両の車室内と車室外を区切るダッシュパネルに取り付けるようになっていると好ましい。本発明の電動式パワーステアリング装置を、従来から車両部品として存在するダッシュパネルに対し搭載することにより,専用の部品等を必要とせず,従来の車両構成部品で実施することが可能である。 The gear box housing is preferably attached to a dash panel that separates the interior of the vehicle from the exterior of the vehicle. By mounting the electric power steering device of the present invention on a dash panel that has conventionally existed as a vehicle component, it is possible to implement the conventional vehicle component without requiring a dedicated component or the like.
前記ギヤボックスハウジングに、ECUとモータとが一体的に組み付けられていると好ましい。 It is preferable that an ECU and a motor are integrally assembled with the gear box housing.
前記2つのユニバーサルジョイントのうち、アッパ側のユニバーサルジョイントをチルト回転中心とすると好ましい。 Of the two universal joints, the upper universal joint is preferably the tilt rotation center.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態である電動式パワーステアリング装置100を含むステアリング系のレイアウト図である。図1において、車体VBに対して、アッパブラケット14と軸受(不図示)とからなる軸受ユニットBUにより、ステアリングホイール(不図示)を上端に取り付けたアッパシャフト16が回転自在に支持されている。アッパブラケット14は、二次衝突時などに軸線方向に大きな荷重を受けたとき容易に変形し、いわゆるコラプシブル構造となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a layout diagram of a steering system including an electric
アッパシャフト16の下端は、ロワシャフト18の上端にスプライン結合しており、これにより一体的に回転するが軸線方向に相対的に変位可能となっている。ロワシャフト18は、ユニバーサルジョイント20を介して、車両のダッシュパネルDPに取り付けられた電動式パワーステアリング装置100の入力軸102に連結されている。
The lower end of the
一方、電動式パワーステアリング装置100の出力軸103は、ダッシュパネルDPの開口APを貫通し、ユニバーサルジョイント22を介してピニオンシャフト24の上端に連結されている。ピニオンシャフト24に形成されたピニオンは、不図示のラック軸のラック歯に噛合している。ラック軸の両端は、それぞれタイロッドを介して、不図示の車輪を操舵する操舵機構に連結されている。
On the other hand, the
図2は、本実施の形態に用いる電動式パワーステアリング装置100の断面図である。ECU(図1)とモータ109を一体的に組み込んでなるギヤボックスハウジング101は、本体101bと蓋部材101aとからなるアルミ又はアルミ合金、マグネシウム又はマグネシウム合金から形成されており、ダッシュパネルDPにボルト止めされている。ギヤボックスハウジング101内に、入力軸102および出力軸103が配置されている。入力軸102は、不図示の軸受によりギヤボックスハウジング101に対して回転自在に支持されている。中空の出力軸103は、軸受104,110によりギヤボックスハウジング101に対して回転自在に支持されている。図2で右端を入力軸102に圧入し、左端を出力軸103にピン結合させることで連結したトーションバー105が、出力軸103内を延在している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric
出力軸103の図2で右端近傍外周に対向する位置に、受けたトルクに比例してトーションバー105がねじれることに基づき、操舵トルクを検出する検出装置すなわちトルクセンサ106が設けられている。このトルクセンサ106は、ロータリー式非接触トルクセンサであって、トーションバー105のねじれに基づく入力軸102と出力軸103との相対角度変位を、所定の磁気回路におけるインピーダンスの変化としてコイルにより検出し、電気信号として、ギヤボックスハウジング101に組み付けられたECU(図1参照)へ出力するものである。
A detection device, that is, a
出力軸103の中央部において軸受104,110の間には、ウォームホイール107が配置されている。ウォームホイール107は、圧入などにより出力軸103に一体的に回転するように取り付けられた芯金107aと、その外周にインサート成形されてなる樹脂の歯部107bとからなる。ウォームホイール107の歯部107bは、ギヤボックスハウジング101に取り付けられたモータ109の回転軸に一体的に形成されたウォーム108と噛合している。ウォームホイール107とウォーム108とで減速ギヤを構成する。
A
次に、本実施の形態の動作について説明する。車両が直進状態にあり、不図示のステアリングホイールから入力軸102に操舵力が入力されていないとすると、トルクセンサ106は出力信号を発生せず、従ってモータ109は補助操舵力を発生しない。
Next, the operation of the present embodiment will be described. If the vehicle is in a straight traveling state and no steering force is input to the
これに対し、車両がカーブを曲がろうとするときに運転者がステアリングホイール(不図示)を操作すると、アッパシャフト16,ロワシャフト18,ユニバーサルジョイント20を介して回転力が入力軸102に伝達されるので、かかる回転力に応じてトーションバー105がねじれ、入力軸102と出力軸103との間で相対回動が発生する。トルクセンサ106は、この相対回動の方向および量に応じてトルク信号を出力する。このトルク信号と、不図示のセンサからの車速信号とから予め設定された制御マップ等に基づいて、ECUは、所定の三相モータ電流をモータ109に供給するので、モータ109は所望の補助操舵力を発生する。かかるモータ109の発生したトルクは、減速ギヤ(108、107)により減速されて出力軸103に伝達され、ユニバーサルジョイント22を介してピニオンシャフト24に伝達され、これに噛合するラック軸の移動を支援する。それによりタイロッドを介して操舵機構が動作し、不図示の車輪を操舵できるようになっている。
On the other hand, when the driver operates a steering wheel (not shown) when the vehicle is about to turn a curve, the rotational force is transmitted to the
二次衝突時には、不図示のステアリングホイールに運転者の体が衝突することで、板材をプレスして成形されたアッパブラケット14が容易に変形することにより、アッパシャフト16がロアシャフト18に向かって入れ子式に変位することが許容されるので、不図示のエネルギ吸収機構を利用して、衝撃エネルギを吸収することができる。
At the time of the secondary collision, the driver's body collides with a steering wheel (not shown), and the
本実施の形態によれば、モータ109に連結された減速ギヤ(108、107)を内蔵するギヤボックスハウジング101を、2つのユニバーサルジョイント20,22の間に配置することにより、運転者の膝回りの空間を広く確保できるため,ドライビングポジションの自由度が高まると共に、コラプスストロークも長く確保でき、運転者の保護を図れる。又、余った空間を利用して、収納部やエアコンの排気口などを設けることも出来、乗員の快適性を向上することができる。一方、ラックアシストタイプやピニオンアシストタイプと異なり、ギヤボックスハウジング101をダッシュパネルDPの内側即ち車室内に設けることで、簡略化した防塵・防水対策を施せば足り、コストや重量軽減を図れる。
According to the present embodiment, the
図3は、本実施の変形例にかかるステアリング系の斜視図である。アッパブラケット(不図示)を工夫することで、アッパシャフト16をチルト可能な構成とできる。この場合、アッパシャフト16とロワシャフト18とは、図3に示すように、アッパ側のユニバーサルジョイント20を中心として揺動させることができる。
FIG. 3 is a perspective view of a steering system according to a modification of the present embodiment. By devising the upper bracket (not shown), the
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
14 アッパブラケット
16 アッパシャフト
18 ロアシャフト
20 ユニバーサルジョイント
22 ユニバーサルジョイント
24 ピニオンシャフト
100 電動式パワーステアリング装置
101 ギヤボックスハウジング
101a 蓋部材
101b 本体
102 入力軸
103 出力軸
104,110 軸受
105 トーションバー
106 トルクセンサ
107 ウォームホイール
107a 芯金
107b 歯部
108 ウォーム
109 モータ
BU 軸受ユニット
DP ダッシュパネル
VB 車体
14
Claims (4)
モータに連結された減速ギヤを内蔵するギヤボックスハウジングを、前記2つのユニバーサルジョイントの間に配置したことを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 In an electric power steering apparatus used in a vehicle having a steering system having at least two universal joints,
An electric power steering apparatus characterized in that a gear box housing containing a reduction gear connected to a motor is disposed between the two universal joints.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007175023A JP2009012555A (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Electric power steering device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007175023A JP2009012555A (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Electric power steering device |
Publications (1)
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JP2009012555A true JP2009012555A (en) | 2009-01-22 |
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ID=40353991
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JP2007175023A Pending JP2009012555A (en) | 2007-07-03 | 2007-07-03 | Electric power steering device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2020213546A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | 日本精工株式会社 | Steering device |
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2007
- 2007-07-03 JP JP2007175023A patent/JP2009012555A/en active Pending
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WO2020213546A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | 日本精工株式会社 | Steering device |
CN113677586A (en) * | 2019-04-18 | 2021-11-19 | 日本精工株式会社 | Steering device |
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