JP6118611B2 - アームストッパ機構、及び、当該アームストッパ機構を用いる電動パワーステアリング装置 - Google Patents
アームストッパ機構、及び、当該アームストッパ機構を用いる電動パワーステアリング装置 Download PDFInfo
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Description
この構成のアームストッパ機構は、突当荷重ベクトルがかかる部位(すなわち、ピットマンアームの突当面とストッパの当接面とが当接する部位の中心位置)を入力荷重ベクトルがかかるタイロッド用孔の周囲に近づけることができる。そのため、この構成のアームストッパ機構は、効率よく、振動を抑制することができる。
この構成のアームストッパ機構は、この条件を満たすことにより、右周り方向及び左周り方向の合計の最大転舵角度として90°以上の角度を確保することができる。
以下、本第1実施形態に係るアームストッパ機構160の構成について説明する。
ここでは、本第1実施形態に係るアームストッパ機構160の特徴を分かり易く説明するために、まず、図10A及び図10B、並びに、図11〜図12を参照して、比較例に係るアームストッパ機構60の構成を説明し、次に、図13を参照して、比較例に係るアームストッパ機構60の主要部にかかる荷重ベクトルについて説明する。
その後に、図13及び図14を参照して、入力荷重ベクトル及び突当荷重ベクトルと曲げ荷重ベクトルとの関係について説明する。
さらに、その後に、図1A及び図1B、並びに、図2〜図4を参照して、本第1実施形態に係るアームストッパ機構160の構成について説明し、次に、図5を参照して、本第1実施形態に係るアームストッパ機構160の主要部にかかる荷重ベクトルについて説明する。
以下、図10A及び図10B、並びに、図11〜図12を参照して、比較例に係るアームストッパ機構60の構成を説明する。図10Aは、側面方向から見た、電動パワーステアリング装置1に設けられた比較例に係るアームストッパ機構60の概略構成図である。図10Bは、下面方向から見たアームストッパ機構60の概略構成図である。図11は、下面方向から見たアームストッパ機構60のピットマンアーム61の概略構成図である。図12は、下面方向から見たアームストッパ機構60のストッパ62の概略構成図である。
そして、図11に示すように、ピットマンアーム61は、1つの出力軸用孔71と2つのタイロッド用孔72a,72bとが設けられている。出力軸用孔71は、出力軸22が嵌め込まれる円形孔である。タイロッド用孔72a,72bは、タイロッド8が取り付けられる円形孔である。以下、タイロッド用孔72a,72bを総称する場合に「タイロッド用孔72」と称する。
以下、図13を参照して、アームストッパ機構60の主要部にかかる荷重ベクトルについて説明する。図13は、アームストッパ機構60の主要部にかかる荷重ベクトルの説明図である。
以下、図13及び図14を参照して、入力荷重ベクトルWh及び突当荷重ベクトルWbと曲げ荷重ベクトルWtとの関係について説明する。図14は、入力荷重ベクトルWh及び突当荷重ベクトルWbと曲げ荷重ベクトルWtとの関係を示す模式図である。ここでは、図13に示すように、ピットマンアーム61の左側の突当面76がストッパ62の左側の当接面86に突き当たっている場合を想定して説明する。
本第1実施形態に係るアームストッパ機構160(図1A及び図1B参照)は、このような観点から、出力軸22にかかる曲げ荷重ベクトルWtの値を抑制するために、入力荷重ベクトルWhの方向と突当荷重ベクトルWbの方向とのなす角度θhb(図5参照)が、比較例に係るアームストッパ機構60の角度θhb(図14(a)参照)よりも大きくなるように構成したものである。
以下、図5を参照して、アームストッパ機構160の主要部にかかる荷重ベクトルについて説明する。図5は、アームストッパ機構160の主要部にかかる荷重ベクトルの説明図である。
また、電動パワーステアリング装置101は、アームストッパ機構160がハウジング113の下面側に設けられることによって、振動がハンドルに発生するのを抑制することができるため、操縦性を向上させることができる。
第1実施形態に係るアームストッパ機構160は、突当面176がピットマンアーム161本体の側面部分に設けられた構成になっている。そのピットマンアーム161は、ハンドルの最大転舵角度を規定するために、突当面176が形成されている突当部174を外側(回動方向)に張り出させた構成になっている。
以下、図6〜図8を参照して、本第2実施形態に係るアームストッパ機構260の構成について説明する。図6は、下面方向から見たアームストッパ機構260の概略構成図である。図7は、下面方向から見たアームストッパ機構260のピットマンアーム261の概略構成図である。図7(a)は、ピットマンアーム261の各部位の構成を示しており、図7(b)は、側面方向から見たピットマンアーム261の構成を示しており、図7(c)は、ピットマンアーム261の各部位の配置位置を示している。図8は、下面方向から見たアームストッパ機構260のストッパ262の概略構成図である。図8は、ストッパ262の各部位の構成を示している。
以下、図9を参照して、アームストッパ機構260の主要部にかかる荷重ベクトルについて説明する。図9は、アームストッパ機構260の主要部にかかる荷重ベクトルの説明図である。
しかも、アームストッパ機構260によれば、ピットマンアーム261突当部274が外側(回動方向)に張り出さない構成になっているため、第1実施形態に係るアームストッパ機構160よりも小型に構成することができる。
また、電動パワーステアリング装置201は、アームストッパ機構260がハウジング213の下面側に設けられることによって、振動がハンドルに発生するのを抑制することができるため、操縦性を向上させることができる。
本発明に係るアームストッパ機構は、好ましくは、電動パワーステアリング装置のハウジングの下面側で出力軸を中心にして回動し、かつ、車輪にそれぞれ連結された2つのタイロッドが取り付けられるピットマンアームと、前記電動パワーステアリング装置のハウジングの下面側の前記出力軸の周囲に設けられ、前記ピットマンアームの回動角度を規制するストッパとを有し、前記ピットマンアームは、前記出力軸が嵌め込まれる出力軸用孔と、前記タイロッドがそれぞれ取り付けられる2つのタイロッド用孔と、前記ストッパに突き当てられる2つの突当面とを備え、前記ストッパは、前記ピットマンアームの前記2つの突当面にそれぞれ当接する2つの当接面を備え、前記ピットマンアームの前記2つの突当面は、それぞれ、いずれか一方の前記突当面が前記ストッパの前記当接面に突き当たる場合に、遠い側の前記タイロッド用孔から入力される入力荷重ベクトルと当該突当面にかかる突当荷重ベクトルとが互いを打ち消し合うように作用することによって、前記出力軸用孔に嵌め込まれた前記出力軸にかかる曲げ荷重ベクトルが、前記入力荷重ベクトルと前記突当荷重ベクトルとを直交させたときの、前記入力荷重ベクトルと前記突当荷重ベクトルとの合成ベクトルの値以下になるように、配置されている構成にするとよい。なお、入力荷重ベクトルの方向は、タイロッド用孔に取り付けられたタイロッドの取付方向によって定まる。また、突当荷重ベクトルの方向は、ピットマンアームの突当面に対して垂直な方向となる。
101,201 電動パワーステアリング装置
113,213 ハウジング
160,260 アームストッパ機構
161,261 ピットマンアーム
162,262 ストッパ
171,271 出力軸嵌合用孔
172(172a,172b),272(272a,272b) タイロッド連結用孔
174(174a,174b),274 突当部
176(176a,176b),276(276a,276b) 突当面
186(186a,186b),286(286a,286b) 当接面
Claims (8)
- 電動パワーステアリング装置のハウジングの下面側で出力軸を中心にして回動し、かつ、車輪が連結される2つのタイロッドが取り付けられるピットマンアームと、
前記ハウジングと一体に構成されており、かつ、前記出力軸の周囲を囲むように、前記電動パワーステアリング装置のハウジングの下面から下方向に突出して設けられ、前記ピットマンアームの回動角度を規制するストッパとを有し、
前記ピットマンアームは、車両の幅方向の中心点を通って車両の前後方向に延伸する仮想上の直線を中心線とし、前記中心線上に設けられ、前記出力軸が嵌め込まれる出力軸用孔と、前記中心線の左右の前記出力軸用孔よりも前方の位置に設けられ、前記タイロッドがそれぞれ取り付けられる2つのタイロッド用孔と、前記中心線の左右の前記出力軸用孔よりも前方でかつ前記タイロッド用孔よりも後方の位置に設けられ、前記ストッパに突き当てられる2つの突当面とを備えており、
前記ストッパは、前記中心線の左右の前記ピットマンアームの前記突当面の回動方向上の位置に設けられ、前記ピットマンアームの前記突当面にそれぞれ当接する2つの当接面を備えており、
前記ストッパの前記2つの当接面同士のなす角度は、前記ピットマンアームの前記2つの突当面同士のなす角度よりも大きく、かつ、90°以上である
ことを特徴とするアームストッパ機構。 - 前記ストッパの前記2つの当接面同士のなす角度が180°以上である
ことを特徴とする請求項1に記載のアームストッパ機構。 - 前記ストッパの前記2つの当接面同士のなす角度と前記ピットマンアームの前記2つの突当面同士のなす角度との合計値が270°以下である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアームストッパ機構。 - 前記ピットマンアームは、全体が板状に形成されており、かつ、下側から見た形状が、鋭角な角度で展開された扇に対し、当該扇の両翼を中途部分で外側に屈折させた形状となっており、さらに、前記出力軸用孔が当該扇の要の位置に配置されており、前記2つのタイロッド用孔が当該扇の自由端付近の任意の位置に配置されており、
前記ピットマンアームの前記2つの突当面は、それぞれ、当該ピットマンアーム本体の側面部分に設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のアームストッパ機構。 - 前記ストッパは、前記電動パワーステアリング装置のハウジングの下面側から下方向に突出するように設けられており、かつ、下側から見た形状が略台形状の台形部と略長方形状の長方形部とを接合させた形状となっており、
前記台形部及び前記長方形部は、当該台形部の下底の中央点と当該長方形部の長辺の中央点とが前記出力軸の中心点と一致するように配置されており、
前記長方形部は、短辺が、前記ピットマンアームの前記出力軸用孔の中心点上を通る前記突当面に平行な平行面と当該突当面との離間距離と同じ値の幅に構成されており、かつ、前記台形部と接合されていない側の長辺が前記当接面として機能する
ことを特徴とする請求項4に記載のアームストッパ機構。 - 前記ピットマンアームは、全体が板状に形成されており、かつ、下側から見た形状が鋭角な角度で展開された扇の形状となっており、さらに、前記出力軸用孔が当該扇の要の位置に配置されており、前記2つのタイロッド用孔が当該扇の自由端付近の両翼の近傍に配置されており、
前記ピットマンアームの前記2つの突当面は、それぞれ、当該ピットマンアーム本体の上面の中央付近で上方に突出する突出部の側面部分に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のアームストッパ機構。 - 前記ストッパは、前記電動パワーステアリング装置のハウジングの下面側から下方向に突出するように設けられており、かつ、下側から見た形状が前記出力軸の中心点とする円弧状に切り欠けられた略円形状に形成されたおり、切り欠けられた端面が前記当接面として機能する
ことを特徴とする請求項6に記載のアームストッパ機構。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のアームストッパ機構がハウジングの下面側に設けられている
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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