JP2014084079A

JP2014084079A - 電動パワーステアリング装置のマウント構造

Info

Publication number: JP2014084079A
Application number: JP2012237112A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujita; 裕志藤田; Takayuki Kobayashi; 貴行小林
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】電動パワーステアリング装置において、操舵応答性を維持しながら、電動モータの振動音を低減すること。
【解決手段】電動パワーステアリング装置１のマウント構造において、操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1をモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高くし、モータ側マウント部の全長を操舵側マウント部の全長より長く設定してなるもの。
【選択図】図４

Description

本発明は電動パワーステアリング装置のマウント構造に関する。

電動パワーステアリング装置として、特許文献１に記載の如く、操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを備えたラック軸と、ラック軸に操舵アシスト力を付与する電動モータとをギヤハウジングに支持してなるものがある。

また、電動パワーステアリング装置では、ギヤハウジングのピニオン軸を支持する部分と、ギヤハウジングの電動モータを支持する部分とを、ラック軸の軸方向において離隔してなるものがある。このような電動パワーステアリング装置では、ギヤハウジングのピニオン軸を支持する部分の近傍に設けた操舵側マウント部と、ギヤハウジングの電動モータを支持する部分の近傍に設けたモータ側マウント部のそれぞれを車体フレームに結合している。

特開2004-217126

従来の電動パワーステアリング装置のマウント構造では、操舵側マウント部のバネ定数とモータ側マウント部のバネ定数を同一にしているため、以下の問題点がある。

(1)ステアリングホイールの操舵力はピニオン軸を介して主として操舵側マウント部に伝達するが、操舵側マウント部とモータ側マウント部のバネ定数を高く（硬く）することで操舵応答性（操舵感）を良くすることができる。しかしながら、左右転舵時の操舵応答性の実車フィーリングが違っても、その実車フィーリングをチューニングすることに困難がある。

(2)操舵側マウント部とモータ側マウント部のバネ定数を高く（硬く）することで、上述(1)の通りに操舵応答性を良くすることができるが、その場合には、電動モータの近くにあってバネ定数の高いモータ側マウント部が電動モータの振動を十分に減衰せず、電動モータの振動音を低減できない。操舵側マウント部とモータ側マウント部のバネ定数を低く（柔く）すると、電動モータの振動音を低減できるが、操舵応答性が悪化する。

本発明の課題は、電動パワーステアリング装置において、操舵応答性を安定化しながら、電動モータの振動音を低減することにある。

請求項１に係る発明は、操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを備えたラック軸と、ラック軸に操舵アシスト力を付与する電動モータとをギヤハウジングに支持し、ギヤハウジングのピニオン軸を支持する部分の近傍に設けた操舵側マウント部と、ギヤハウジングの電動モータを支持する部分の近傍に設けたモータ側マウント部のそれぞれを車体フレームに結合してなる電動パワーステアリング装置のマウント構造において、操舵側マウント部のバネ定数をモータ側マウント部のバネ定数より高くし、モータ側マウント部の全長を操舵側マウント部の全長より長く設定してなるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記操舵側マウント部がメタルブッシュを有し、このメタルブッシュに挿通したボルトを車体フレームに固定してなり、前記モータ側マウント部がゴムブッシュを有し、このゴムブッシュに挿通したボルトを車体フレームに固定してなるようにしたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記操舵側マウント部とモータ側マウント部のそれぞれがゴムブッシュを有し、これらのゴムブッシュに挿通したボルトを車体フレームに固定してなり、操舵側マウント部のゴムブッシュのゴム硬度をモータ側マウント部のゴムブッシュのゴム硬度より大きく設定してなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)操舵側マウント部のバネ定数をモータ側マウント部のバネ定数より高く設定する。これにより、ステアリングホイールの操舵力が入力されるピニオン軸の近くにあってバネ定数の高い操舵側マウント部の存在により、操舵安定性を安定化する。また、電動モータの近くにあってバネ定数の低いモータ側マウント部により、電動モータの振動を十分に減衰し、電動モータの振動音を低減できる。

また、モータ側マウント部の全長を操舵側マウント部の全長より長く設定することにより、モータ側マウント部のギヤハウジングに対する支持強度をその全長の長い分だけ高め、モータ側マウント部がバネ定数の低いことに起因して操舵安定性に及ぼす悪影響を回避する。

（請求項２）
(b)操舵側マウント部をメタルブッシュにより構成し、モータ側マウント部をゴムブッシュにより構成することで、上述(a)の如くに操舵側マウント部のバネ定数をモータ側マウント部のバネ定数より高く設定できる。

（請求項３）
(c)操舵側マウント部のゴムブッシュのゴム硬度をモータ側マウント部のゴムブッシュのゴム硬度より大きく設定することで、上述(a)の如くに操舵側マウント部のバネ定数をモータ側マウント部のバネ定数より高く設定できる。

図１は電動パワーステアリング装置の全体を示す断面図である。図２は図１のII−II線に沿う断面図である。図３は図１の要部拡大断面図である。図４は実施例１のマウント構造を示す断面図である。図５は実施例２のマウント構造を示す断面図である。

図１〜図３に示した電動パワーステアリング装置１は、車体フレームに固定されるギヤハウジング１０を有する。ギヤハウジング１０は第１〜第３のハウジング１１〜１３の組立体であり、第１ギヤハウジング１１に結合されるハウジングカバー１４を備える。

電動パワーステアリング装置１は、図２に示す如く、不図示のステアリングホイールに連結される入力軸２１にトーションバー２２を介して連結され、操舵力が入力されるピニオン軸２３を有する。また、電動パワーステアリング装置１は、ピニオン軸２３のピニオン２３Ａをラック軸２４のラック２４Ａに噛合いさせる。これにより、ステアリングホイールに加えた操舵力に従ってラック軸２４をギヤハウジング１０に対し左右直線動可能に移動させる。尚、入力軸２１とピニオン軸２３はトーションバー２２の周囲で互いに嵌合され、入力軸２１はギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に結合されるハウジングカバー１４に設けた軸受２１Ｊにより枢支され、ピニオン軸２３はギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に設けた軸受２３Ｊ、２３Ｋにより枢支される。

電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１内でラック軸２４を挟んでピニオン軸２３と相対する部分に設けたシリンダ部１５にラックガイド２５を挿填し、シリンダ部１５に螺着されるキャップ２５Ａにより背面支持されるばね２５Ｂによりラックガイド２５をラック軸２４の側に弾発する。ラックガイド２５はラック軸２４の軸方向の一端側のラック２４Ａをピニオン軸２３のピニオン２３Ａに押付けるとともに、ラック軸２４の軸方向の一端側におけるラック２４Ａの背面を摺動自在に支持する。尚、ラック軸２４は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１に設けた樹脂ブッシュ２４Ｊに摺動自在に支持されるとともに、ギヤハウジング１０の第３ハウジング１３に設けた軸受ケース５０のメタルブッシュ４１と樹脂ブッシュ４２により摺動自在に支持される。

電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第１ギヤハウジング１１と第３ギヤハウジング１３のそれぞれから突き出る両端部に設けたラックエンド２６のボール継手２７を介して左右のタイロッド２８を連結し、それらのタイロッド２８はナックルアームを介して被操舵部であるタイヤに連結されている。

電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第１ハウジング１１の内部に操舵トルク検出装置２９を設けている。操舵トルク検出装置２９は、運転者がステアリングホイールに加えた操舵トルクが入力軸２１に作用し、トーションバー２２の弾性ねじり変形により、入力軸２１とピニオン軸２３の間に生ずる回転方向の変位に基づき、上記操舵トルクを検出できる。

電動パワーステアリング装置１は、ギヤハウジング１０の第２ハウジング１２を電動モータ３０のモータハウジング３１としている。電動モータ３０は、ラック軸２４に操舵アシスト力を付与するブラシレスモータであり、モータハウジング３１の内周に固定配置される固定子３２と、ラック軸２４の周囲かつ固定子３２の内周側に回転自在に配置される回転子３３と、固定子３２に対する回転子３３の回転位置を検出するレゾルバ３４を有する。

電動パワーステアリング装置１は、ラック軸２４にボールねじ３５を設けてあり、ボールねじ３５に噛合うボールナット３６を回転子３３の一部である中空回転軸３３Ａの一端部に固定している。

以下、電動パワーステアリング装置１の動作について説明する。
(1)操舵トルク検出装置２９が検出した操舵トルクが所定値より低いとき、操舵アシスト力は不要であり、電動モータ３０は駆動されない。

(2)操舵トルク検出装置２９が検出した操舵トルクが所定値を越えるとき、操舵アシスト力を必要とするから、電動モータ３０が駆動される。電動モータ３０では、必要な操舵アシスト力を発生するように固定子３２のコイルに通電し、固定子３２に発生する磁界によって回転子３３が回転するように駆動される。電動モータ３０の発生トルクは回転子３３から回転軸３３Ａを介してボールナット３６に伝えられ、ボールナット３６の回転をボールねじ３５によりラック軸２４の直線運動とし、ラック軸２４に連動するタイヤに操舵アシスト力として付与される。

しかるに、電動パワーステアリング装置１にあっては、ギヤハウジング１０（第１ギヤハウジング１１）のトーションバー２３を支持する部分と、ギヤハウジング１０（第３ギヤハウジング１３）の電動モータ３０を支持する部分とを、ラック軸２４の軸方向において離隔している。そして、ギヤハウジング１０（第１ギヤハウジング１１）のピニオン軸２３を支持する部分の近傍に設けた操舵側マウント部６０と、ギヤハウジング１０（第３ギヤハウジング１３）の電動モータ３０を支持する部分の近傍に設けたモータ側マウント部７０のそれぞれを車体フレーム８０に結合している。電動パワーステアリング装置１では、左右転舵時の操舵応答性の実車フィーリングをチューニング可能にしたり、操舵安定性を維持しながら、電動モータ３０の振動音を低減するため、以下の構成を具備する。

（実施例１）（図４）
操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1とモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2を互いに異ならせる。特に、操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1をモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高く設定する。

また、モータ側マウント部７０の全長（ゴムブッシュ７１Ｇの軸方向に沿う全長）Ｌ2を、操舵側マウント部６０の全長（メタルブッシュ６１Ｍの軸方向に沿う全長）Ｌ1より所定値だけ長く設定している。

具体的には、図４（Ａ）に示す如く、操舵側マウント部６０がメタルブッシュ６１Ｍからなるものとされ、その操舵側マウント部６０のメタルブッシュ６１Ｍが第１ギヤハウジング１１に設けた取付孔１１Ａに挿填される。そして、操舵側マウント部６０の一端側に添設したワッシャ６２からメタルブッシュ６１Ｍに挿通したボルト６３が、車体フレーム８０の取付孔に挿通され、その挿通端にナット６４が締結される。これにより、第１ギヤハウジング１１が操舵側マウント部６０を介して車体フレーム８０に固定される。

また、図４（Ｂ）に示す如く、モータ側マウント部７０がゴムブッシュ７１Ｇを金属カラー７１Ａの外周に焼付けてなるものとされ、このモータ側マウント部７０のゴムブッシュ７１Ｇが第３ギヤハウジング１３に設けた取付孔１３Ａに挿填される。そして、モータ側マウント部７０の一端側に添設したワッシャ７２から金属カラー７１Ａに挿通したボルト７３が、車体フレーム８０の取付孔に挿通され、その挿通端にナット７４が締結される。これにより、第３ギヤハウジング１３がモータ側マウント部７０を介して車体フレーム８０に固定される。

従って、メタルブッシュ６１Ｍを有して構成される操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1は、ゴムブッシュ７１Ｇを有して構成されるモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高いものに設定される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1をモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高く設定する。これにより、ステアリングホイールの操舵力が入力されるピニオン軸２３の近くにあってバネ定数Ｋ1の高い操舵側マウント部６０の存在により、操舵応答性を安定化する。また、電動モータ３０の近くにあって、バネ定数Ｋ2の低いモータ側マウント部７０により、電動モータ３０の振動を十分に減衰し、電動モータ３０の振動音を低減できる。

また、モータ側マウント部７０の全長Ｌ2を操舵側マウント部６０の全長Ｌ1より長く設定することにより、モータ側マウント部７０のギヤハウジング１０に対する支持強度をその全長の長い分だけ高め、モータ側マウント部７０がバネ定数の低いことに起因して操舵安定性に及ぼす悪影響を回避する。

(b)操舵側マウント部６０をメタルブッシュ６１Ｍにより構成し、モータ側マウント部７０をゴムブッシュ７１Ｇにより構成することで、上述(a)の如くに操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1をモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高く設定できる。

（実施例２）（図５）
本実施例でも、操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1とモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2を互いに異ならせる。また、操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1をモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高く設定する。

また、モータ側マウント部７０の全長（ゴムブッシュ７１Ｇの軸方向に沿う全長）Ｌ2を、操舵側マウント部６０の全長（ゴムブッシュ６１Ｇの軸方向に沿う全長）Ｌ1より所定値だけ長く設定している。

本実施例では、図５（Ａ）に示す如く、操舵側マウント部６０がゴムブッシュ６１Ｇを金属カラー６１Ａの外周に焼付けてなるものとされ、この操舵側マウント部６０のゴムブッシュ６１Ｇが第３ギヤハウジング１３に設けた取付孔１３Ａに挿填される。そして、操舵側マウント部６０の一端側に添設したワッシャ６２から金属カラー６１Ａに挿通したボルト６３が、車体フレーム８０の取付孔に挿通され、その挿通端にナット６４が締結される。これにより、第１ギヤハウジング１１が操舵側マウント部６０を介して車体フレーム８０に固定される。

また、図５（Ｂ）に示す如く、モータ側マウント部７０がゴムブッシュ７１Ｇを金属カラー７１Ｌの外周に焼付けてなるものとされ、このモータ側マウント部７０のゴムブッシュ７１Ｇが第３ギヤハウジング１３に設けた取付孔１３Ａに挿填される。そして、モータ側マウント部７０の一端側に添設したワッシャ７２から金属カラー７１Ａに挿通したボルト７３が、車体フレーム８０の取付孔に挿通され、その挿通端にナット７４が締結される。これにより、第３ギヤハウジング１３がモータ側マウント部７０を介して車体フレーム８０に固定される。

このとき、操舵側マウント部６０を構成するゴムブッシュ６１Ｇのゴム硬度が、モータ側マウント部７０を構成するゴムブッシュ７１Ｇのゴム硬度より大きく設定される。結果として、実施例１におけると同様に、操舵側マウント部６０のバネ定数Ｋ1がモータ側マウント部７０のバネ定数Ｋ2より高く設定され、実施例１の前述(a)、(b)と同様の作用効果を奏するものになる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

本発明は、操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを備えたラック軸と、ラック軸に操舵アシスト力を付与する電動モータとをギヤハウジングに支持し、ギヤハウジングのピニオン軸を支持する部分の近傍に設けた操舵側マウント部と、ギヤハウジングの電動モータを支持する部分の近傍に設けたモータ側マウント部のそれぞれを車体フレームに結合してなる電動パワーステアリング装置のマウント構造において、操舵側マウント部のバネ定数をモータ側マウント部のバネ定数より高くし、モータ側マウント部の全長を操舵側マウント部の全長より長く設定した。これにより、電動パワーステアリング装置において、操舵応答性を安定化しながら、電動モータの振動音を低減することができる。

１電動パワーステアリング装置
１０、１１〜１３ギヤハウジング
２３ピニオン軸
２４ラック軸
３０電動モータ
６０操舵側マウント部
６１Ｇゴムブッシュ
６１Ｍメタルブッシュ
６３ボルト
７０モータ側マウント部
７１Ｇゴムブッシュ
７３ボルト
８０車体フレーム

Claims

操舵力が入力されるピニオン軸と、ピニオン軸のピニオンに噛合うラックを備えたラック軸と、ラック軸に操舵アシスト力を付与する電動モータとをギヤハウジングに支持し、
ギヤハウジングのピニオン軸を支持する部分の近傍に設けた操舵側マウント部と、ギヤハウジングの電動モータを支持する部分の近傍に設けたモータ側マウント部のそれぞれを車体フレームに結合してなる電動パワーステアリング装置のマウント構造において、
操舵側マウント部のバネ定数をモータ側マウント部のバネ定数より高くし、モータ側マウント部の全長を操舵側マウント部の全長より長く設定してなることを特徴とする電動パワーステアリング装置のマウント構造。
前記操舵側マウント部がメタルブッシュを有し、このメタルブッシュに挿通したボルトを車体フレームに固定してなり、
前記モータ側マウント部がゴムブッシュを有し、このゴムブッシュに挿通したボルトを車体フレームに固定してなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置のマウント構造。
前記操舵側マウント部とモータ側マウント部のそれぞれがゴムブッシュを有し、これらのゴムブッシュに挿通したボルトを車体フレームに固定してなり、
操舵側マウント部のゴムブッシュのゴム硬度をモータ側マウント部のゴムブッシュのゴム硬度より大きく設定してなる請求項１に記載の電動パワーステアリング装置のマウント構造。