JP4888284B2

JP4888284B2 - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP4888284B2
Application number: JP2007226123A
Authority: JP
Inventors: 武士山本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP2009056943A

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、詳しくはそのトルクセンサ部分の構造に関する。

従来の電動パワーステアリング装置のトルクセンサとして、例えば特許文献１及び特許文献２に記載のものがある。トルクセンサは、電動アシスト機構の入力軸や出力軸等の軸部材外周を取り巻くコイルや、コイルと導線で接続された基板等を有する。これらをセンサハウジングに収納したり、或いは合成樹脂により一体的にモールド成形したりすることで、トルクセンサ・アセンブリが構成されている。トルクセンサ・アセンブリは、ウォームギヤ対を収納するギヤハウジングに固定され、ハーネスにより制御装置に接続されている。
特開平９−３２９５０９号公報国際公開ＷＯ２００５／０９７５７７Ａ１号公報

従来、諸要素をセンサハウジングに収納してトルクセンサ・アセンブリを構成した多くの電動パワーステアリング装置においては、トルクセンサの前記ハーネスは、センサハウジングの外に引き出されてからすぐに、センサハウジングに設けられたクランプ部材によりクランプされ、それから制御装置に接続される構造となっている。

しかしながら、ハーネスをセンサハウジングにクランプする場合、レイアウトによってはセンサハウジングに形成されたハーネス引き出し用の孔より車両上部でしかクランプできない場合があり、運転者がステアリングホイールやダッシュボードの上で飲み物等をこぼした場合や、エアコンダクトが結露し水滴が垂れた場合に、ハーネスを伝ってセンサハウジング内部に水滴が浸入し、最悪の場合セルフステア等の危険な状況が生じる可能性がある。

また、従来品では電動パワーステアリング装置のコラム・アセンブリを直置きする際にハーネスを挟んで傷つけてしまい、最悪の場合断線して電動パワーステアリング装置が機能しなくなる可能性がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、トルクセンサの信頼性を向上させた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。

上記課題を解決するために、本発明は、ステアリングホイールの回動により発生した操舵トルクをトルクセンサにより検知し、検知した操舵トルクに応じて電動モータを駆動させ、ウォームギヤ対を介して操舵補助トルクを出力軸に伝達する電動アシスト機構を有し、前記トルクセンサはハーネスによって制御装置に接続されている電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサを収納するセンサハウジングには、ハーネス引き出し用の孔が形成されると共に該孔の近傍に板状の突出部が形成され、前記ウォームギヤ対を収納するギヤハウジングには、前記孔より車両下方にブラケットが形成され、前記孔から引き出された前記ハーネスは、前記孔から下方に延びて前記ブラケットでクランプされることを特徴とする電動パワーステアリング装置を提供する。

本発明によれば、トルクセンサの信頼性を向上させた電動パワーステアリング装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
まず、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の全体的な構成について図１を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の車室側部分を示す側面図である。

コラムアシスト型の電動パワーステアリング装置１は、後端部にステアリングホイール３を取り付けたアッパステアリングシャフト５を内側で回動自在に支持する中空のステアリングコラム７を有する。ステアリングコラム７の前端部には、電動アシスト機構９が連設されている。電動アシスト機構９内部の構造は図示を省略するが、電動アシスト機構９は、トーションバー等を介して互いに連結された入力軸及び出力軸、センサハウジングに収納されるトルクセンサ、ギヤハウジングに収納されるウォームギヤ対、電動モータ１１等から構成されている。ウォームギヤ対は、電動モータの回転軸に連結したウォームと、ウォームに噛合し出力軸に外嵌するウォームホイールからなる公知の減速機構である。

なお、ギヤハウジングに取り付けられた電動モータ１１やその軸に連結されたウォーム等の配置は、図１の配置に特に限定されず、本発明の特徴的構成が本質的に変わらない他の配置にしても良い。後の説明で参照する図２から図４においては、電動モータ及びウォームの配置が異なるものを示している。また、本明細書中の説明における各部材の前後方向は、車両の前後方向に対応するものとする。

鋼管製のステアリングコラム７は、アッパブラケット１３を介して車体側メンバ１５に固定されており、電動アシスト機構９は、ロアブラケット１７を介して車体側メンバ１５に固定されている。

車両走行時、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３の回動により発生した操舵トルクをトルクセンサにより検知し、検知した操舵トルクに応じて電動モータ１１を駆動させ、その回転力をウォームギヤ対を介して操舵補助トルクとして出力軸１９に伝達する。さらに、出力軸１９に伝達された回転力は、車両前方に向かって順に、出力軸１９の前端部にユニバーサルジョイント２１を介して連結されたロアステアリングシャフト２３、図示しないラックアンドピニオン式のステアリングギヤへと伝達される。このようにして、運転者は走行輪を転舵することができる。

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３のチルト位置を調整するチルト機構を有している。チルト機構は、ロアブラケット１７に固定された枢軸部材であるチルトピボットＴＰ、アッパブラケット１３に設けられた調整レバー２５等から構成される。チルトピボットＴＰは、ロアブラケット１７や車体側メンバ１５等からなる車体側部材に、電動アシスト機構９、ステアリングコラム７等を含むコラム側部材を上下方向に揺動自在に連結している。また、調整レバー２５は、ステアリングコラム７に係合し、チルト位置をロック・アンロックする図示しない公知の機構の一部をなすものである。

チルト位置調整の際には、調整レバー２５をアンロック操作してから、ステアリングホイール３を、ステアリングコラム７等と共にチルトピボットＴＰを支点として図１に矢印で示すように揺動させ、所望の位置で調整レバー２５をロック操作してステアリングホイール３のチルト位置を固定する。

次に、実施形態における電動アシスト機構、特にそのトルクセンサ部分の外部構造について図２から図４を参照して説明する。
図２は、実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電動アシスト機構の外観を示す図であり、電動アシスト機構を車両後方からステアリングコラム７の軸方向前方に見た図である。
図３は、図２に示される電動アシスト機構の斜視図である。
図４は、図２に示される電動アシスト機構の右側面図である。

トルクセンサは、ウォームギヤ対を収納するギヤハウジング２７の後面に連続して形成されたセンサハウジング２９に収納されている。ギヤハウジング２７は、ウォームホイールを収納するホイール収納部３１と、ウォームを収納するウォーム収納部３３とを有する。センサハウジング２９は、アッパステアリングシャフトである入力軸５や出力軸１９等の軸部材を取り巻くコイル等を収納するコイル収納部３５と、コイルと導線で接続された基板等を収納する基板収納部３７と、コイル収納部３５・基板収納部３７の後部を塞ぐカバー３９とからなる。コイルや基板等、センサハウジング２９内部の構造は図示を省略する。

ステアリングコラム７の前端は、ステアリングコラム７の径方向外方に延在する略三角形の板状のフランジ部４１中央に形成された円形孔に内嵌して固定されている。フランジ部４１は、ホイール収納部３１後面に形成されステアリングコラム７と同じ方向に延びる３つの柱状部４３ａ，４３ｂ，４３ｃに、３本のボルト４５ａ，４５ｂ，４５ｃにより固定されている。柱状部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの端面はフランジ部４１前面の三方の隅にそれぞれ接触し、フランジ部４１をセンサハウジング２９のカバー３９より後方で支持している。このような構成により、ステアリングコラム７はフランジ部４１を介してギヤハウジング２７に固定される。また、入力軸５や出力軸１９等の軸部材が、後方から順に、ステアリングコラム７、センサハウジング２９、ギヤハウジング２７内を延在している。

センサハウジング２９の基板収納部３７は、コイル収納部３５に連続してステアリングコラム７の径方向外方に延在している四角い箱型の部分である。コイル収納部３５は、ホイール収納部３１の後面に連続しており、基板収納部３７は、ホイール収納部３１及びウォーム収納部３３の後面に連続している。

基板収納部３７のステアリングコラム７径方向外方の端面には、内部の基板に接続されたハーネス４７をセンサハウジング２９外部に引き出すための長方形の孔４９が形成されている。また、センサハウジング２９後部を塞ぐ板状のカバー３９は、孔４９に隣り合う部分がステアリングコラム７径方向外方に突出し、孔４９に対して庇状に突き出た突出部５１を形成している。なお、孔４９近傍の構成を見やすくするため、突出部５１は図２においてのみ図示し、図３及び図４においては図示せず、断面をハッチングで示す。

円筒状のウォーム収納部３３の側面には、カバー３９の突出部５１と同方向、即ち図２において略右方向に突出する板状の第１ブラケット５３及び第２ブラケット５５が形成されている。第１ブラケット５３は、ウォーム収納部３３の下端部側面に連続して形成され、前記ハーネス引き出し用の孔４９より車両下方に位置しており、第２ブラケット５５は、ウォーム収納部３３の上部側面に連続して形成され、孔４９より上方に位置している。

トルクセンサの基板に接続されたハーネス４７は、孔４９から外部に引き出され、そこから下方に延び、ウォーム収納部３３下端付近で車両前方に折り返されて、第１ブラケット５３のトルクセンサ側の面上に第１留め金５７によりクランプされる。ハーネス４７は、第１留め金５７から上方へ延び、第２ブラケット５５のトルクセンサ側の面上に第２留め金５９によりクランプされる。さらに上方で、ハーネス４７は、モータ用ハーネス６１と共に、電動モータ１１に固定された制御装置６３のコネクタ６５に接続される。

以上のような構成により、種々の原因からセンサ用ハーネス４７に水滴が伝わってきても、ハーネス４７は孔４９から下降して第１ブラケット５３上でクランプされているため、水滴が孔４９に達することはない。したがって、センサハウジング２９内部に水が浸入することがなく、トルクセンサの信頼性を向上させることができる。また、第１及び第２ブラケット５３，５５がウォーム収納部３３に一体に形成されていることから、ハーネスクランプ用のブラケットを別途設ける必要が無く、コストダウンを図ることができる。

また、ハーネス４７は、カバー３９の突出部５１とウォーム収納部３３の第１及び第２ブラケット５３，５５との間に配置され、突出部５１と第１及び第２ブラケット５３，５５により内側で保護されている。したがって、電動パワーステアリング装置１のコラム・アセンブリを直置きしても、ハーネス４７を傷つける心配がない。

以上のように、本実施形態によれば、センサハウジング内部への水滴の浸入や、ハーネスの破損を防ぎ、トルクセンサの信頼性を向上させた電動パワーステアリング装置を提供することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではない。例えば、上述の実施形態においてはチルト機構を有する電動パワーステアリング装置を示したが、本発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの位置を軸方向に調整することができるテレスコピック機構を有するものでも良く、またチルト機構とテレスコピック機構を両方備えたものでも良い。また、トルクセンサ部分の構造についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る電動パワーステアリング装置の車室側部分を示す側面図である。実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電動アシスト機構の外観を示す図である。図２に示される電動アシスト機構の斜視図である。図２に示される電動アシスト機構の右側面図である。

符号の説明

１・・・・電動パワーステアリング装置
３・・・・ステアリングホイール
９・・・・電動アシスト機構
１１・・・・電動モータ
１９・・・・出力軸
２７・・・・ギヤハウジング
２９・・・・センサハウジング
４７・・・・ハーネス
４９・・・・孔
５１・・・・突出部
５３・・・・第１ブラケット
６３・・・・制御装置

Claims

ステアリングホイールの回動により発生した操舵トルクをトルクセンサにより検知し、検知した操舵トルクに応じて電動モータを駆動させ、ウォームギヤ対を介して操舵補助トルクを出力軸に伝達する電動アシスト機構を有し、前記トルクセンサはハーネスによって制御装置に接続されている電動パワーステアリング装置において、
前記トルクセンサを収納するセンサハウジングには、ハーネス引き出し用の孔が形成されると共に該孔の近傍に板状の突出部が形成され、
前記ウォームギヤ対を収納するギヤハウジングには、前記孔より車両下方にブラケットが形成され、
前記孔から引き出された前記ハーネスは、前記孔から下方に延びて前記ブラケットでクランプされることを特徴とする電動パワーステアリング装置。