JP3810221B2 - 電動式舵取装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動式舵取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用の電動式舵取装置としては、舵輪に繋がる操舵軸を回転可能に収納するハウジングに、前記舵輪に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ、及び該トルクセンサの検出結果に基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータを取付けて、前記舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【0003】
前記電動モータは、舵輪の操舵中立点から操舵角が大となるに従ってクイックに操舵することができるように操舵トルクに基づいてモータ電流を上げ、モータ回転数を上げて対応されているため、電動モータの回転反力も大きくなり、この回転反力が前記ハウジングに作用することになる。この回転反力に対しては、例えば前記ハウジングにロアーブラケットを取付け、該ロアーブラケットを車体に固定することによって前記電動モータの回転反力をロアーブラケットで受止めるようにした舵取装置が数多く提供されている。
【0004】
また、前記ハウジングの中間部には取付ブラケットを取付け、該取付ブラケットを車体に固定することによって、舵取装置の全体が車体に取付けられることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く電動モータの回転反力をロアーブラケットで受止めるようにした舵取装置にあっては、前記回転反力を受止めるためのロアーブラケットが特別に必要であるため、部品点数が多くなり、車体への組付け作業性が悪く、また、車体には取付ブラケット用の固定部及びロアーブラケット用の固定部が必要であるため、車種への適用範囲が限られるという不具合がある。
【0006】
また、ハウジングは、その電動モータ側がロアーブラケットによって車体に固定され、中間部が取付ブラケットによって車体に固定されるため、自動車の前面衝突等により運転者から舵輪に衝撃エネルギーが作用したとき、該衝撃エネルギーを良好に吸収することが困難であった。
【0007】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、舵軸を回転可能に収納するハウジングを、取付ブラケットによって車体に取付けられる第1部材及び電動モータが取付けられる第2部材に軸長方向へ2分割して、これらを軸長方向へは相対移動が可能であり、周方向へは相対回転が不可能に嵌合することにより、ロアーブラケットを設けることなく、電動モータの回転反力を取付ブラケットによって受止めることができ、また、舵軸を軸長方向へ2分割して軸長方向へ相対移動が可能に嵌合するとともに、ハウジングを前述の如く第1部材及び第2部材に2分割して、この第1部材を、運転者から舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を有する取付ブラケットによって車体に取付ける如く構成することにより、前記衝撃エネルギーを良好に吸収することができる電動式舵取装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1発明に係る電動式舵取装置は、舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第1部材と第2部材とに2分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第1部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第2部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第1部材は、前記第2部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の径方向一側及び他側に、軸長方向に所定の長さに亘って径方向外方へ膨出する凸条を設けてあり、前記第2部材は、前記凸条と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第1部材に嵌合してあることを特徴とする。
【0009】
第2発明に係る電動式舵取装置は、舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第1部材と第2部材とに2分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第1部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第2部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第1部材は、前記第2部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の断面形状を、角部を曲面とした四角形状としてあり、前記第2部材は、前記第1部材の四角形状の部分と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第1部材に嵌合してあることを特徴とする。
第3発明に係る電動式舵取装置は、前記電動モータは前記舵軸の軸心回りに配置される円形部を有し、該円形部に、前記車体に設けられる貫通孔に挿嵌支持される弾性環を嵌合保持してあることを特徴とする。
第4発明に係る電動式舵取装置は、前記第1部材及び第2部材は、第1部材と第2部材との間に所定の摩擦抵抗が作用するように嵌合してあることを特徴とする。
【0010】
第1発明にあっては、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力は、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第2部材及び第1部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
【0011】
また、第1発明にあっては、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第1部材及び第2部材は軸長方向へ相対移動が可能であるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーがハウジングに伝達されるとき、第1部材を第2部材に対して移動させて前記衝撃エネルギーを吸収することができる。
【0012】
第2発明にあっては、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力は、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第2部材及び第1部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
また、第2発明にあっては、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第1部材及び第2部材は軸長方向へ相対移動が可能であるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーがハウジングに伝達されるとき、第1部材を第2部材に対して移動させて前記衝撃エネルギーを吸収することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
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。図1は本発明に係る電動式舵取装置の側面図、図3は一部を横断した平面図である。
【0014】
電動式舵取装置は、図1,図3に示すように、舵取りのための舵輪1に繋がる舵軸2と、該舵軸2を回転可能に収納して支持する筒状のハウジング3と、前記舵輪1に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ4と、該トルクセンサ4の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ5と、前記ハウジング3の中間部を車体Sに取付ける取付ブラケット6とを備えている。
【0015】
ハウジング3は、前記取付ブラケット6によって車体Sに取付けられる円筒状の第1部材31及び該第1部材31の内径に対応する外径を有しており、前記電動モータ5が取付けられる円筒状の第2部材32に軸長方向へ2分割されており、これら第1部材31及び第2部材32の少なくとも分割側の断面形状を非円形に形成して、第1部材31及び第2部材32を軸長方向へは相対移動が可能であり、周方向へは相対回転が不可能に嵌合してある。
【0016】
図2はハウジングの一部を省略した斜視図、図6はハウジングの別の実施の形態を示す一部を省略した斜視図である。
図2のハウジング3は第1部材31及び第2部材32の少なくとも分割側の径方向一側及び他側を軸長方向に所定の長さに亘って外方へ膨出させて一対の凸条31a,31a、32a,32aを設けたものであり、また、図6のハウジング3は第1部材31及び第2部材32の少なくとも分割側の断面形状を角部を曲面とした四角形状に形成したものであり、何れも第1部材31と第2部材32との間に所定の摩擦抵抗が作用するように嵌合してある。尚、第1部材31及び第2部材32の断面形状は特に制限されるものでなく、軸長方向へは相対移動が可能であり、周方向へは相対回転が不可能に嵌合される形状であればよい。
【0017】
第2部材32の他端部、換言すると第1部材31と反対側端部には前記トルクセンサ4及び前記電動モータ5が取付けられている。
【0018】
この電動モータ5は、モータ本体51と、これに連結されるモータハウジング52とを備え、該モータハウジング52に前記トルクセンサ4のセンサハウジング41が連結され、該センサハウジング41が前記第2部材32の他端部に嵌合によって取付けられており、前記モータハウジング52内には、モータ本体51の回転を減速して後記する第4軸部に伝達するようにしてある。
【0019】
また、モータハウジング52のセンサハウジング41と反対側には円形部53を設けて、該円形部53にゴム製の弾性環7を嵌合し、該弾性環7を車体Sに設けられた貫通孔Kに弾性的に支持し、該支持部を支点として前記ハウジング3を所定角度回動させ得るようにしてある。
【0020】
図4は図1のIV−IV線の拡大断面図、図5は取付ブラケットの車体への取付側の拡大断面図である。
取付ブラケット6は、レバー台8を介して第1部材31に取付けられる。このレバー台8は略U字形に形成されており、その両端部が第1部材31の外周部下面に溶接により固定されている。このレバー台8の対向する側片には、第1部材31の軸長方向へ延びる長孔81を設けている。
【0021】
取付ブラケット6は、レバー台8の一対の側片と対向する一対の取付片61,61及び該取付片61,61の上部から直角状に屈曲して車体Sに固定される固定片62,62と、これら固定片62,62間を橋絡する略半円形の橋絡片63とを備えている。
【0022】
各取付片61,61には図4に示す如く第1部材31の軸長方向と交叉する方向へ延びるチルト調節用の長孔64,64を設け、また、固定片62,62には第1部材31の軸長方向へ延びる凹入溝65,65を設け、該凹入溝65,65にボルト孔66aを有するスペーサ66,66を保持し、該スペーサ66,66のボルト孔66aに挿通するボルト67,67により取付ブラケット6を車体Sに固定するようにしている。また、前記固定片62,62及びスペーサ66,66の間には、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を設けている。
【0023】
この衝撃エネルギー吸収機構は、前記固定片62,62及びスペーサ66,66に設ける複数個の充填孔62a,66bに溶融された合成樹脂を充填して硬化させることにより吸収体9を形成している。そして、この吸収体9が固定片62,62及びスペーサ66,66の間で破断することにより前記衝撃エネルギーを吸収する。
【0024】
レバー台8及び取付ブラケット6の各長孔81,64に、一端部に頭部を有する1本のレバー軸10を挿通し、該レバー軸10の他端部にナット体11が結合されたレバー体12を螺合して、該レバー体12を操作することにより、前記各取付片61,61をレバー台8に押圧し、第1部材31の取付ブラケット6に対する回転及び軸長方向への移動を拘束している。
【0025】
舵軸2は、図3に示す如く円筒状の第1軸部21と棒状の第2軸部22とに分割してあり、第1軸部21の一端部が軸受13を介して前記第1部材31の一端部内面に回転が自由に支持してあり、他端部が第2軸部22の一端部に相対回転が不能であり、軸長方向への移動が可能に嵌合してある。尚、この嵌合部には、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する合成樹脂製の吸収体20が設けられている。
【0026】
第2軸部22の他端部には、第1ダウエルピン14を介して筒状の第3軸部23及びこれの内側に挿入されるトーションバー15の一端部が連結され、該トーションバー15の他端部に第2ダウエルピン16を介して筒状の第4軸部24が連結されており、該第4軸部24の他端部がユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されている。
【0027】
第4軸部24の周りには前記減速機構を構成するウォームホイール17が設けられており、これに噛合するウォーム18が前記モータハウジング52内に支持されている。
【0028】
前記トルクセンサ4は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されており、前記第3及び第4軸部23,24に夫々固定される磁性体製リング42,42をトルク検出コイル43の内側に配置し、前記トーションバー15の捩じれに対応して第3軸部23側の磁性体製リング42と第4軸部24側の磁性体製リング42とが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイル43のインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【0029】
以上の如く構成された電動式舵取装置は、モータハウジング52に取付けられた弾性環7を車体Sの貫通孔Kに挿嵌して支持し、さらに、ボルト67,67を用いて取付ブラケット6を車体Sに固定し、該取付ブラケット6を介して第2部材32を車体Sに取付ける。この状態において、舵輪1の操舵力が舵軸2及びユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に伝達されるとともに、舵輪1の操舵に伴って生ずる操舵トルクに応じて電動モータ5が駆動制御され、該電動モータ5の回転が減速機構を介して舵軸2の第4軸部24に伝達され、舵取りのための運転者の労力負担を軽減することができる。
【0030】
この場合、電動モータ5の回転反力は、周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジング3の第1部材31及び第2部材32を介して取付ブラケット6で受止めることができる。従って、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
【0031】
また、ハウジング3の第1部材31は、衝撃エネルギー吸収機構を有する取付ブラケット6によって車体Sに取付けられるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーが舵軸2の第1軸部21及び軸受13を介してハウジング3の第1部材31に伝達されるとき、該衝撃エネルギーはレバー台8、取付ブラケット6を介して吸収体9に作用し、該吸収体9が固定片62,62及びスペーサ66,66の間で破断して、前記衝撃エネルギーを良好に吸収することができる。
【0032】
この場合、ハウジング3の第1部材31及び第2部材32は周方向への相対回転が不可能に嵌合されているだけでなく、軸長方向へ相対移動が可能であるから、前記吸収体9が破断したあと、第1部材31を第2部材32に対して軸長方向に移動させて前記衝撃エネルギーをさらに吸収することができる。このとき、舵軸2の軸長方向中間に設けた吸収体20が破断する。
【0033】
また、レバー体12を弛緩操作することにより、レバー台8の固定が解除され、該レバー台8とともにハウジング3の第1部材31を移動させることができる。従って、舵輪1を運転席に対し上下へ移動操作することにより、第1軸部21、軸受13、第1部材31及びレバー台8を介してレバー軸10がチルト調節用の長孔64,64に沿って移動し、弾性環7による車体Sへの支持部を支点として第1部材31を所定角度回動させることができ、チルト調節を行うことができる。
【0034】
尚、以上説明した実施の形態では、取付ブラケット6に衝撃エネルギー吸収機構を設け、ハウジング3の第1部材31及び第2部材32の軸長方向への相対移動に所定の摩擦抵抗を与えて、これら衝撃エネルギー吸収機構及び摩擦抵抗によって運転者から舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収するように構成したが、前記衝撃エネルギー吸収機構は必ずしも必要でない。
【0035】
【発明の効果】
以上詳述した如く第1発明によれば、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力を、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第2部材及び第1部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
【0036】
しかも、第1発明によれば、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第1部材及び第2部材は軸長方向へ相対移動が可能であるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーがハウジングに伝達されるとき、第1部材を第2部材に対して移動させて前記衝撃エネルギーを吸収することができる。
【0037】
第2発明によれば、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力を、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第2部材及び第1部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
また、第2発明によれば、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第1部材及び第2部材は軸長方向へ相対移動が可能であり、さらに、前記第1部材は、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を有する取付ブラケットによって車体に取付けられるから、前記衝撃エネルギーによって衝撃エネルギー吸収機構が動作するとき、第1部材を第2部材に対して移動させることができ、前記衝撃エネルギーをより一層良好に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電動式舵取装置の側面図である。
【図2】本発明に係る電動式舵取装置のハウジングの一部を省略した斜視図である。
【図3】本発明に係る電動式舵取装置の一部を横断した平面図である。
【図4】図1のIV−IV線の拡大断面図である。
【図5】本発明に係る電動式舵取装置の取付ブラケットの車体への取付側の拡大断面図である。
【図6】本発明に係る電動式舵取装置のハウジングの別の実施の形態を示す一部を省略した斜視図である。
【符号の説明】
2 舵軸
21 第1軸部
22 第2軸部
3 ハウジング
31 第1部材
32 第2部材
5 電動モータ
6 取付ブラケット
Claims (4)
- 舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第1部材と第2部材とに2分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第1部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第2部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第1部材は、前記第2部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の径方向一側及び他側に、軸長方向に所定の長さに亘って径方向外方へ膨出する凸条を設けてあり、前記第2部材は、前記凸条と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第1部材に嵌合してあることを特徴とする電動式舵取装置。
- 舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第1部材と第2部材とに2分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第1部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第2部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第1部材は、前記第2部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の断面形状を、角部を曲面とした四角形状としてあり、前記第2部材は、前記第1部材の四角形状の部分と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第1部材に嵌合してあることを特徴とする電動式舵取装置。
- 前記電動モータは前記舵軸の軸心回りに配置される円形部を有し、該円形部に、前記車体に設けられる貫通孔に挿嵌支持される弾性環を嵌合保持してある請求項1又は2記載の電動式舵取装置。
- 前記第1部材及び第2部材は、第1部材と第2部材との間に所定の摩擦抵抗が作用するように嵌合してある請求項1乃至3のいずれか一つに記載の電動式舵取装置。
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