JP3893507B2

JP3893507B2 - 電動式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3893507B2
Application number: JP33388799A
Authority: JP
Inventors: 信治成瀬
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP2001151122A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式パワーステアリング装置に関し、特に、フロントボディに衝撃が加わった場合に、その衝撃エネルギー（衝撃力）を有効に吸収することができる、例えば、キャビンが変形してしまうことを防止することができる電動式パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワーステアリング装置は、車輌（自動車）に搭載され、操舵力をアシストする装置であり、操舵者の操舵力の軽減を主たる目的としている。このパワーステアリング装置の中には、構成部品が少なくて済み、小型で軽量な電動式パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」と称する。）がある。
【０００３】
図５は、一従来例であるＥＰＳ９１の平面図である。図５に示すように、ＥＰＳ９１には、操舵力をアシストするアシスト力を発生する電動モータ９２と、その電動モータ９２により発生されるアシスト力を伝達するウォーム（図示せず）と、そのウォームを収容するケース体９３と、そのケース体９３と一体または別体に構成され且つケース体９３及び電動モータ９２を接続する接続ステー９４と、その接続ステー９４及びケース体９３に接合（溶接、ロー付け、及び接着の意味を包含する。以下、同じ。）されたリブ９５とが設けられている。
【０００４】
このＥＰＳ９１によれば、電動モータ９２により、アシスト力が発生されると、ウォームにより、アシスト力が伝達される。このウォームを介して伝達されたアシスト力は、更に、ラック軸９６に伝達されるのである。このウォームはケース体９３内に収容され、ケース体９３と一体または別体に構成された接続ステー９４により、ケース体９３と電動モータ９２とが接続される。ここで、接続ステー９４及びケース体９３にはリブ９５が接合されており、このリブ９５により、電動モータ９２がケース体９３に対して強固に固定される。このため、振動その他の付加が継続的に加わる場合においても、電動モータ９２がケース体９３より分裂されてしまうことを防止することが、即ち、かかるＥＰＳ９１の剛性を高めることができるのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、上記ＥＰＳ９１が車輌１００に搭載された状態を示した概略図である。図６（ａ）に示すように、ＥＰＳ９１が、エンジン（動力装置の一種）９７やラジエータ９８と共にフロントボディ１０１内に収容されているものがある。このようにフロントボディ１０１内にＥＰＳ９１が収容されている場合、フロントボディ１０１内の空間が制限されているために、通常、電動モータ９２は、エンジン９７とキャビン１０２との間であって、且つラック軸９６の上方に配設される。このため、例えば車輌１００が建造物に衝突するなどの理由により、車輌１００の前方側からフロントボディ１０１に衝撃が加わった場合には、図６（ｂ）に示すように、エンジン９７がキャビン１０２側に押され、エンジン９７が電動モータ９２と衝突するのである。このようにエンジン９７が電動モータ９２と衝突した場合、かかるＥＰＳ９１においては、その衝突エネルギーを吸収する構造を有していないので、衝撃エネルギーを吸収することができず、例えば、キャビン１０２が変形してしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで、案出されたのが本発明であって、車輌の前方側から衝撃が加わった場合に、その衝撃エネルギーを有効に吸収することができる、例えば、キャビンが変形してしまうことを防止することが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している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載の電動式パワーステアリング装置は、操舵力をアシストするアシスト力を発生する電動モータと、その電動モータにより発生されるアシスト力を伝達するウォームと、そのウォームを収容するケース体と、そのケース体と一体または別体に構成され且つ其のケース体及び電動モータを接続する接続ステーとを備えており、更に、前記電動モータに衝撃が加わった場合に、その電動モータを前記ケース体より分裂させるメカニカルヒューズを備えているものである。
【０００８】
この請求項１記載の電動式パワーステアリング装置によれば、電動モータにより、アシスト力が発生されると、ウォームにより、そのアシスト力が伝達される。このウォームはケース体内に収容され、一方、そのケース体と一体または別体に構成された接続ステーにより、ケース体と電動モータとが接続される。
【０００９】
ところで、本電動式パワーステアリング装置は、エンジンその他の動力装置と共に車輌のフロントボディ内に収容される場合がある。この場合、本電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータは、収納スペースを効率よく使用するために、通常、動力装置とフロントボディとの間であって、ラック軸の上方側に配設される。車輌の前方側からフロントボディに衝撃が加わると、動力装置がキャビン側に押され、動力装置が電動モータと衝突する。しかしながら、メカニカルヒューズにより、電動モータに衝撃が加わった場合には、電動モータがケース体より分裂されるので、その衝撃エネルギーが吸収される。例えば、電動モータと共にラック軸がキャビン側に押動（押すようにして動くこと。）され、キャビンが変形してしまうことが防止される。
【００１０】
請求項２記載の電動式パワーステアリング装置は、請求項１記載の電動式パワーステアリング装置において、接続ステー及びケース体に取着されたリブを備えており、更に、メカニカルヒューズが、そのリブに形成された穴部を備えているものである。
【００１１】
請求項３記載の電動式パワーステアリング装置は、請求項１記載の電動式パワーステアリング装置において、メカニカルヒューズが、ケース体に形成された切欠き部を備えているものである。
【００１２】
請求項４記載の電動式パワーステアリング装置は、請求項３記載の電動式パワーステアリング装置において、切欠き部が、接続ステー近傍に形成されているものである。
【００１３】
この請求項４記載の電動式パワーステアリング装置によれば、請求項３記載の電動式パワーステアリング装置と同様に作用する上、接続ステー近傍に形成される切欠き部により、電動モータに衝撃が加わった場合に、電動モータがケース体より分裂される。通常、ケース体の直径と接続ステーの直径とは異なるため、電動モータに衝撃が加わった場合、ケース体の破壊が、ケース体と接続ステーとの境界部近傍において起こることが多い。このため、切欠き部を接続ステー近傍に形成すれば、電動モータのケース体からの分裂が容易とされる。
【００１４】
請求項５記載の電動式パワーステアリング装置は、請求項３または４に記載の電動式パワーステアリング装置において、メカニカルヒューズが、リブに形成された穴部を備えているものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である電動式パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」と称する。）１の平面図であり、図２は、本ＥＰＳ１の側面図であり、図３は、本ＥＰＳ１に衝撃が加わった状態を示した図である。本ＥＰＳ１は、いわゆるラックピニオン式の電動パワーステアリング装置であり、電動モータ９２と、ウォーム（図示せず）と、ケース体９３と、ウォームホイール（図示せず）と、接続ステー９４と、リブ９５と、メカニカルヒューズ２とを備えている。
【００１６】
電動モータ９２は、操舵力をアシストするアシスト力を発生するものであり、この電動モータ９２に流れる電流は、操舵力の大きさに応じて変化するようにされている。ウォームは、電動モータ９２により発生されるアシスト力を伝達するものであり、略円柱状に形成されており、その外周面には歯車が形成されている。
【００１７】
ケース体９３は、ウォームを収容するものであり、略円柱状に形成されている。接続ステー９４は、ケース体９３と一体に構成されており、且つ其のケース体９３及び電動モータ９２を接続するものである。ウォームホイールは、歯車状に形成されており、ウォームに噛合されている。
【００１８】
リブ９５は、接続ステー９４及びケース体９３に接合されるものであり、接続ステー９４及びケース体９３に複数接合されている。このリブ９５により、接続ステー９４とケース体９３とを強固に固定することが、即ち、電動モータ９２とケース体９３とを強固に固定することができるのである。
【００１９】
メカニカルヒューズ２は、電動モータ９２に衝撃が加わった場合に、その電動モータ９２をケース体９３より分裂させるものである。このメカニカルヒューズ２は、穴部２ａと切欠き部２ｂとによって構成されている。穴部２ａは、リブ９５に形成（穿設（穴を空けること））されており、電動モータ９２とケース体９３とを強固に固定させるリブ９５の破壊に要するエネルギーを、低減するものである。従って、図３に示すように、本ＥＰＳ１に衝撃が加わった場合には、電動モータ９２をケース体９３より分裂させることができるのである。また、リブ９５そのものを無くした分けではないので、振動その他の付加が継続的に加わる場合においても、電動モータ９２がケース体９３より分裂してしまうことを防止することができるのである。なお、振動その他の付加としては、例えば、エンジン９７が駆動することにより発生する振動や、走行中にラック軸９６を介して伝達される外力などが挙げられる。
【００２０】
一方、切欠き部２ｂは、ケース体９３の外周であって、且つケース体９３と接続ステー９４との境界部近傍に形成されている。この切欠き部２ｂは、ケース体９３の破壊に要するエネルギーを低減するものである。従って、図３に示すように、本ＥＰＳ１に衝撃が加わった場合には、電動モータ９２をケース体９３より分裂させることができるのである。また、ケース体９３の直径と接続ステー９４の直径とは異なるため、ケース体９３の破壊に要するエネルギーは、ケース体９３と接続ステー９４との境界部近傍において低くなる。従って、切欠き部２ｂをケース体９３と接続ステー９４との境界部近傍に形成することにより、電動モータ９２のケース体９３からの分裂を容易とすることができるのである。
【００２１】
図４は、本ＥＰＳ１が車輌１００に搭載されている状態を示した概略図である。図４に示すように、本ＥＰＳ１は、エンジン９７や、ラジエータ９８、ラック軸９６等と共に、車輌１００のフロントボディ１０１内に収容されている。このようにフロントボディ１０１内に本ＥＰＳ１が収容されている場合、フロントボディ１０１内の空間が制限されているために、通常、電動モータ９２は、エンジンとキャビン１０２との間であって、且つラック軸９６の上方に配設されている。そして、例えば車輌１００が建造物に衝突するなどの理由により、車輌１００の前方側からフロントボディ１０１に衝撃が加わると、フロントボディ１０１の凹み度合いに応じて、ラジエータ９８及びエンジン９７がキャビン１０２側に押動されるのである。この押動されたエンジン９７は、ラック軸９６の上方に配設された電動モータ９２と衝突するのである（特に、ラックピニオン式の場合においては、フロントボディ１０１内の空間を有効に利用するために電動モータ９２がラック軸９６とエンジン９７との間に配設されているので、顕著である。）。このようにエンジン９７と電動モータ９２とが衝突した場合、リブ９５により電動モータ９２がケース体９３に対して強固に固定されていると、電動モータ９２がケース体９３より分裂されず、かかる衝撃エネルギーが吸収されないという問題点があった。例えば、電動モータ９２と共にラック軸９６がキャビン１０２側に押動され、キャビン１０２が変形してしまうという問題点があった。
【００２２】
しかしながら、穴部２ａにより、リブ９５の破壊に要するエネルギーが低減され、切欠き部２ｂにより、切欠き部２ｂの近傍におけるケース体９３の破壊に要するエネルギーが低減される。このため、電動モータ９２に衝撃が加わった場合には、電動モータ９２がケース体９３より分裂され、その衝撃エネルギーを吸収することができるのである。例えば、電動モータ９２と共にラック軸９６がキャビン１０２側に押動され、キャビン１０２が変形してしまうことを防止することができるのである。
【００２３】
次に、図３及び図４を参照して、上記のように構成されたＥＰＳ１の動作について説明する。具体的には、ＥＰＳ１を搭載する車輌１００の前方側からフロントボディ１０１に衝撃が加わった場合について説明する。
【００２４】
車輌１００の前方側からフロントボディ１０１に衝撃が加わると、まず、フロントボディ１０１が変形する。フロントボディ１０１が変形すると、そのフロントボディ１０１の凹み度合いに応じて、ラジエータ９８及びエンジン９７がキャビン１０２側へ押動される。ラジエータ９８及びエンジン９７がキャビン１０２側へ押動されると、エンジン９７が電動モータ９２に衝突される。ここで、電動モータ９２とケース体９３とを強固に固定するリブ９５の破壊に要するエネルギーは、穴部２ａによって低減されており、切欠き部２ｂの近傍におけるケース体９３の破壊に要するエネルギーは、切欠き部２ｂによって低減されている。このため、エンジン９７が電動モータ９２に衝突した場合には、即ち、電動モータ９２に衝撃が加わった場合には、電動モータ９２がケース体９３より分裂されるので、電動モータ９２と共にラック軸９６がキャビン１０２側に押動されてしまうことを防止することができ、ひいては、キャビン１０２が変形してしまうことを防止することができるのである。
【００２５】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察することができるものである。
【００２６】
なお、特許請求の範囲に記載の「取着」の意味には、▲１▼接合すること、▲２▼ネジ止めすること、▲３▼鋳造により一体に形成すること、及び、▲４▼材料を切削することにより一体に形成することの▲１▼から▲４▼までの全てを包含する。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の電動式パワーステアリング装置によれば、メカニカルヒューズにより、電動モータに衝撃が加わった場合には、電動モータがケース体より分裂されるので、その衝撃エネルギーを吸収することができるという効果がある。
【００２８】
請求項２記載の電動式パワーステアリング装置によれば、請求項１記載の電動式パワーステアリング装置の奏する効果に加え、更に、リブに形成された穴部により、リブの破壊に要するエネルギーを低減させることができる。従って、電動モータに衝撃が加わった場合には、その電動モータをケース体より分裂させることができるという効果がある。
【００２９】
請求項３記載の電動式パワーステアリング装置によれば、請求項１記載の電動式パワーステアリング装置の奏する効果に加え、更に、ケース体に形成された切欠き部により、切欠き部の近傍におけるケース体の破壊に要するエネルギーを、低減することができる。従って、電動モータに衝撃が加わった場合には、その電動モータをケース体より分裂させることができるという効果がある。
【００３０】
請求項４記載の電動式パワーステアリング装置によれば、請求項３記載の電動式パワーステアリング装置の奏する効果に加え、更に、ケース体に形成される切欠き部が接続ステー近傍に形成されているので、電動モータのケース体からの分裂を容易とすることができるという効果がある。
【００３１】
請求項５記載の電動式パワーステアリング装置によれば、請求項３または４に記載の電動式パワーステアリング装置の奏する効果に加え、更に、リブの破壊に要するエネルギーを低減させることができる。従って、電動モータに衝撃が加わった場合には、その電動モータをケース体より分裂させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の平面図である。
【図２】上記電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の側面図である。
【図３】上記電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に衝撃が加わった状態を示した図である。
【図４】上記電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が車輌に搭載された状態を示した概略図である。
【図５】一従来例である電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の平面図である。
【図６】上記一従来例である電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が車輌に搭載された状態を示した概略図である。
【符号の説明】
１電動式パワーステアリング装置（ＥＰＳ）
２メカニカルヒューズ
２ａ穴部
２ｂ切欠き部
９２電動モータ
９３ケース体
９４接続ステー
９５リブ

Claims

操舵力をアシストするアシスト力を発生する電動モータと、その電動モータにより発生されるアシスト力を伝達するウォームと、そのウォームを収容するケース体と、そのケース体と一体または別体に構成され且つ其のケース体及び電動モータを接続する接続ステーとを備えた電動式パワーステアリング装置において、
前記電動モータに衝撃が加わった場合に、その電動モータを前記ケース体より分裂させるメカニカルヒューズを備えていることを特徴とする電動式パワーステアリング装置。
接続ステー及びケース体に取着されたリブを備えており、更に、
メカニカルヒューズが、そのリブに形成された穴部を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動式パワーステアリング装置。
メカニカルヒューズが、ケース体に形成された切欠き部を備えていることを特徴とする請求項１記載の電動式パワーステアリング装置。
切欠き部が、接続ステー近傍に形成されていることを特徴とする請求項３記載の電動式パワーステアリング装置。
メカニカルヒューズが、リブに形成された穴部を備えていることを特徴とする請求項３または４に記載の電動式パワーステアリング装置。