JP6369030B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

特許文献１に記載されるように、従来、いわゆるコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）が知られている。当該ＥＰＳではステアリングコラムに設けられたモータの回転力が減速機構を介してステアリングシャフトに伝達される。

特開２０１２−１０４６５号公報

自動車の製造工場などにおいて、ＥＰＳが床などの水平面に直置きされることがある。ＥＰＳの直置き姿勢はステアリングコラムを車体に搭載したときに車体上方を向く側が上となる。

車体に対するレイアウトなどの観点から、重量物であるモータはステアリングコラムに対して車体の幅方向に偏って設けられることも多い。この場合、ステアリングコラムの重量バランスが悪いのでＥＰＳを水平面に直置きしたとき、不安定である。

本発明の目的は、水平面に安定して置くことができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトが通される減速機ハウジングと、前記減速機ハウジングに設けられて前記ステアリングシャフトに対して車体の幅方向に偏って位置するモータと、前記減速機ハウジングに設けられて前記モータの回転力を減速し当該回転力を前記ステアリングシャフトに伝達する減速機と、を備えてなる電動パワーステアリング装置を前提としている。前記電動パワーステアリング装置を、車体に搭載された状態で車体上方を向く側が上となる姿勢で水平面に置いた場合、前記ステアリングシャフトの軸方向からみたとき、前記減速機ハウジングの下部には前記モータの偏り側へ向けて延びる前記水平面に対する接地部が設けられている。そして前記電動パワーステアリング装置を前記水平面に置いたとき、前記電動パワーステアリング装置は前記接地部と前記減速機ハウジングにおける前記接地部と異なる他の部分とを含む少なくとも２点で前記水平面に支持される。

重量物であるモータがステアリングシャフトに対して車体の幅方向に偏って設けられるとき、電動パワーステアリング装置の重量バランスはモータと同じ方向へ偏る。すなわち、電動パワーステアリング装置はモータの偏り側へ倒れやすい。この点、上記の構成によれば、電動パワーステアリング装置の倒れようとする力は、モータの偏り側へ向けて延びる接地部によって受け止められる。このため、電動パワーステアリング装置をその水平面に安定して置くことが可能となる。

上記の電動パワーステアリング装置において、前記減速機は前記ステアリングシャフトと一体回転するウォームホイールおよび前記モータの出力軸に対して同軸状に固定された状態で前記ウォームホイールに噛合うウォームを有していてもよい。このとき、前記減速機ハウジングは前記ウォームホイールが収容されるウォームホイールハウジングおよび前記ウォームが収容されるウォームハウジングを有することが好ましい。そして前記接地部は、前記モータを上に向けたときの前記ウォームハウジングの下部におけるウォームホイールハウジングと反対側の部位に設けられる突部であってもよい。

上記の構成によれば、電動パワーステアリング装置の倒れようとする力は、モータの偏り側へ向けて延びる突部によって受け止められる。
上記目的を達成し得る電動パワーステアリング装置は、ステアリングシャフトが通される減速機ハウジングと、前記減速機ハウジングに設けられて前記ステアリングシャフトに対して車体の幅方向に偏って位置するモータと、前記減速機ハウジングに設けられて前記モータの回転力を減速し当該回転力を前記ステアリングシャフトに伝達する減速機と、を備えてなる電動パワーステアリング装置を前提としている。前記電動パワーステアリング装置を、車体に搭載された状態で車体上方を向く側が上となる姿勢で水平面に置いた場合、前記ステアリングシャフトの軸方向からみたとき、前記減速機ハウジングの下部には前記水平面に対する２つの接地部が設けられている。そして、車体の幅方向における前記２つの接地部の間に前記電動パワーステアリング装置の重心が位置するように前記電動パワーステアリング装置の重量バランスが調整されてなる。

上記の構成によれば、車体の幅方向における２つの接地部の間に電動パワーステアリング装置の重心が位置するので、電動パワーステアリング装置は２つの接地部によって水平面に安定して支持される。

上記の電動パワーステアリング装置において、前記接地部には前記水平面に対して面接触する接地平面を設けることが好ましい。
上記の構成によれば、接地部はその接地平面を介して水平面に接触する。電動パワーステアリング装置が傾こうとする力は接地平面を介して好適に水平面に分散される。このため、電動パワーステアリング装置は、より安定して水平面に支持される。

本発明によれば、電動パワーステアリング装置を水平面に安定して置くことができる。

本実施の形態における電動パワーステアリング装置の平面図。 図１の２−２線断面図。 本実施の形態における直置き状態の電動パワーステアリング装置をステアリングホイールと反対側から見た側面図。 本実施の形態における突部をモータの軸線に沿う方向から見たときの下面図。 本実施の形態における突部をステアリングシャフトの軸線に沿う方向から見たときの拡大図。

以下、コラムアシスト型のＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）の一実施の形態を説明する。なお、以下の説明における各部材の前後方向は車体の前後方向に対応する。
図１に示すように、ＥＰＳ１０は中空円筒状のステアリングコラム１１を有している。ステアリングコラム１１にはステアリングシャフト（コラムシャフト）１２が回転可能に挿通されている。ステアリングシャフト１２の後端部（図中の右端部）にはステアリングホイール１３が、前端部（図中の左端部）には図示しないユニバーサルジョイントおよびインターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤが連結される。ステアリングギヤとしては、たとえばラックアンドピニオン機構が採用される。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１２の回転は、ステアリングギヤにより車体の左右方向に沿う直線運動に変換される。当該直線運動がタイロッドを介して転舵輪のナックルアームに伝達されることにより、転舵輪の舵角が変更される。

ステアリングコラム１１はその中間部に設けられたコラムブラケット１４および取付ブラケット１５を介して車体側の図示しないメンバ（フレーム）に支持される。コラムブラケット１４はステアリングコラム１１に固定される。またコラムブラケット１４は取付ブラケット１５に対して車体の上下方向へ傾動可能に連結される。取付ブラケット１５は車体側のメンバに固定される。

ステアリングコラム１１の前端部には減速機ハウジング１６が設けられている。減速機ハウジング１６はステアリングコラム１１の前端部に設けられた拡径部１１ａに対してその軸方向において嵌め合わされた状態でボルト１７により固定されている。減速機ハウジング１６の前部には２つの支持部１８，１８が設けられている。これら支持部１８，１８の間には軸部材１９が連結されている。軸部材１９は車体側の図示しないブラケットを介して車体側のメンバに対して回転可能に連結される。なお、拡径部１１ａの内部には図示しないトルクセンサが収容される。

ＥＰＳ１０はステアリングホイール１３のチルト位置を調整するチルト機構を有している。チルト機構は先の軸部材１９およびコラムブラケット１４に加え、コラムブラケット１４に設けられるレバー２０を有している。レバー２０は車体の左方（図中下方）に張り出すかたちで設けられている。レバー２０はコラムブラケット１４と取付ブラケット１５との間に設けられる図示しないロック機構の一部をなす。ロック機構はレバー２０の操作を通じてステアリングコラム１１の揺動、正確には取付ブラケット１５に対するコラムブラケット１４の揺動をロックまたはアンロックする。チルト位置を調節する際にはレバー２０をアンロック操作してからステアリングホイール１３をステアリングコラム１１と共に軸部材１９を支点として車体の上下方向へ揺動させ、所望の位置でレバー２０をロック操作してステアリングホイール１３のチルト位置を固定する。

図２に示すように、減速機ハウジング１６には電動アシスト機構３０を構成するモータ３１およびウォーム減速機３２が設けられている。
ウォーム減速機３２はウォームホイール３３およびウォーム３４を有している。これらウォームホイール３３およびウォーム３４はそれぞれ減速機ハウジング１６の内部に収容されている。詳述すると、減速機ハウジング１６はウォームホイールハウジング３５およびウォームハウジング３６が一体形成されてなる。ウォームホイールハウジング３５はステアリングシャフト１２の軸線に沿って延びる円筒状をなしている。ウォームハウジング３６はステアリングシャフト１２の軸線に対して交わる方向へ延びる円筒状をなしている。ウォームホイールハウジング３５の内部とウォームハウジング３６の内部とは互いに連通している。ウォームホイールハウジング３５にはウォームホイール３３が回転可能に収容されている。ウォームホイール３３にはステアリングシャフト１２が貫通した状態で固定されている。ウォームハウジング３６にはウォーム３４が収容されている。ウォームハウジング３６の内部において、ウォーム３４はその両端部にそれぞれ設けられた２つの軸受３７，３８を介して回転可能に支持されている。ウォームホイールハウジング３５とウォームハウジング３６との連通部分において、ウォームホイール３３とウォーム３４とは噛合っている。

モータ３１は減速機ハウジング１６におけるウォーム３４の軸線を延長した部分に設けられている。モータ３１はその出力軸３９がウォームハウジング３６の内部に挿入された状態で減速機ハウジング１６に固定されている。出力軸３９はウォーム３４に連結されている。出力軸３９の軸線とウォーム３４の軸線とは互いに一致している。

なお、モータ３１（正確には、そのケース）の内部には図示しないＥＣＵ（電子制御装置）が設けられ、ウォーム３４側からＥＣＵ、モータ３１が縦積みされた嵩高の様相を呈している。ＥＣＵはトルクセンサを通じてステアリングホイール１３の操作により発生する操舵トルクを検出し、当該検出される操舵トルクに応じてモータ３１の駆動を制御する。モータ３１の回転力はウォーム減速機３２を介して減速され、この減速された回転力が操舵を補助するアシスト力（アシストトルク）としてステアリングシャフト１２に伝達される。

＜ＥＰＳの直置き＞
ここで、自動車の製造工場などにおいて、ＥＰＳ１０が床などの水平面に直置きされることがある。ＥＰＳ１０の直置き姿勢はＥＰＳ１０を車体に搭載したときに車体上方を向く側が上となる。

図３に示すように、ＥＰＳ１０を図中に二点鎖線で示される床４０に直置きする場合、当該ＥＰＳ１０の直置き姿勢はつぎの通りである。すなわち、ＥＰＳ１０をステアリングホイール１３と反対側からみたとき、モータ３１ならびに２つの支持部１８，１８および軸部材１９をそれぞれ上へ向けてＥＰＳ１０は床４０に置かれる。ＥＰＳ１０を床４０に置いたとき、減速機ハウジング１６はその下部において床４０に支持される。

同図に示されるように、重量物であるモータ３１はステアリングシャフト１２に対して車体の幅方向（図中の右側）に偏って位置している。また、モータ３１はウォームハウジング３６の軸線に沿って図中の右斜め上へ向けて延びている。換言すれば、ＥＰＳ１０の直置き姿勢において、モータ３１は上方へ向かうにつれてステアリングシャフト１２から離れるように傾斜している。このため、ステアリングシャフト１２を基準としたとき、ＥＰＳ１０の車体の幅方向（図中の左右方向）における重量バランスは図中右側に偏っている。すなわち、ＥＰＳ１０は図中右側へ向けて傾きやすい状態である。したがって、ＥＰＳ１０を床４０に直置きしたとき、不安定となることが懸念される。

そこで本例ではつぎの構成を採用している。
図３に示すように、ウォームハウジング３６の下部において、ウォームホイールハウジング３５と反対側の側部（図中の右側部）には、床４０に接触する接地部としての突部４１が設けられている。突部４１はモータ３１の偏り側（図中の右側）へ向けて延びている。ウォームハウジング３６の周面に対する突部４１の突出高さはモータ３１の体格などの製品仕様に応じて適宜設定される。

また、ウォームホイールハウジング３５の周面には複数の締付部４２が設けられている。これら締付部４２は減速機ハウジング１６をステアリングコラム１１の拡径部１１ａに固定する際にボルト１７が締め付けられる部分である。ＥＰＳ１０の直置き姿勢において、これら締付部４２のうちの一はステアリングシャフト１２の直下に位置している。

ＥＰＳ１０が床４０に直置きされた状態において、ウォームホイールハウジング３５の下部に設けられた締付部４２とウォームハウジング３６に設けられた突部４１との二箇所で減速機ハウジング１６は床４０に支持される。すなわち、ＥＰＳ１０が床４０に直置きされた状態において、ウォームホイールハウジング３５の下部に設けられた締付部４２は床４０に接触する接地部としても機能する。

＜突部の作用＞
突部４１の作用はつぎの通りである。すなわち、ＥＰＳ１０が図３中の右側へ向けて倒れようとする力は突部４１によって受け止められる。ＥＰＳ１０の転倒が抑制されることにより、ＥＰＳ１０を安定して床４０に直置きすることが可能となる。また、突部４１を設けることによりＥＰＳ１０の重心Ｇは車体の幅方向（図３中の左右方向）における突部４１と下部の締付部４２との間（接地範囲）に位置する。このことも、ＥＰＳ１０の転倒を抑制するために寄与する。ちなみに、図３に示す重心Ｇはおおよその位置であるものの、当該重心Ｇがたとえば突部４１の先端（図３中の右端）よりも外側に位置する場合には、突部４１によるＥＰＳ１０の支持効果が十分に得られないおそれがある。したがって、重心Ｇは突部４１と下部の締付部４２との間である接地範囲内に位置することが好ましい。

このことから本例のＥＰＳ１０はつぎのように見ることもできる。すなわち、ＥＰＳ１０を床４０に置かれる姿勢でステアリングシャフト１２の軸方向からみたとき、減速機ハウジング１６の下部には床４０に対する２つの接地部として突部４１および締付部４２がそれぞれ設けられている。そして、車体の幅方向（図３中の左右方向）における突部４１と締付部４２との間（接地範囲）にＥＰＳ１０の重心Ｇが位置するようにＥＰＳ１０の重量バランスが調整されている。当該重量バランスの調整は、たとえばモータ３１の体格あるいは長さ、または減速機ハウジング１６に対するモータ３１の傾斜の度合いなどを適宜調整することによって行うことが可能である。

なお、図４に示すように、突部４１をウォームハウジング３６の軸線に沿った下方（モータ３１と反対側）からみたとき、突部４１は板状を呈するように設けてもよい。この場合、図４における上下方向が板の厚み方向となる。

また、図５に併せて示すように、突部４１の下面４１ａは基本的にはウォームハウジング３６の下面（モータ３１と反対側の端面）と平行をなすところ、突部４１の先端下面には床４０に対する接地平面として機能する傾斜面４１ｂを設けてもよい。傾斜面４１ｂは突部４１の下面４１ａに対して鈍角θをなすように設けることが好ましい。

ステアリングコラム１１が床４０に直置きされた状態において、傾斜面４１ｂがその全面で床４０に接触することにより、減速機ハウジング１６が図中右側へ向けて倒れようとする力は傾斜面４１ｂを介して床４０に好適に分散される。このため、より安定してＥＰＳ１０を床４０に直置きすることが可能となる。突部４１の床４０に対する接触面積、すなわち傾斜面４１ｂの面積が増大するほどＥＰＳ１０は安定して床４０に置くことが可能となる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＥＰＳ１０が倒れようとする力は突部４１によって受け止められる。このため、ＥＰＳ１０の転倒が抑制される。したがって、ＥＰＳ１０を安定して床４０に直置きすることが可能となる。

（２）また、ＥＰＳ１０を安定して床４０に直置きすることが可能となることにより、工場などにおいてＥＰＳ１０を取り扱いやすくなる。
（３）さらに、ＥＰＳ１０の転倒が抑制されることによりＥＰＳ１０に設けられる各種の電子部品あるいはハーネスなどが保護される。

（４）突部４１の先端下面に傾斜面４１ｂを設けた場合、ＥＰＳ１０が床４０に直置きされた状態において傾斜面４１ｂがその全面で床４０に接触する。このため、より安定してＥＰＳ１０を床４０に直置きすることが可能となる。本例のように、ＥＰＳ１０の直置き姿勢における上方へ向かうにつれてモータ３１がステアリングシャフト１２から離れるように傾斜する場合、あるいはモータ３１にＥＣＵが一体的に設けられる場合、あるいはチルト機構のレバー２０がモータ３１と同じ側に設けられる場合には特に重量バランスが偏りやすい。このような構成を有するＥＰＳ１０に傾斜面４１ｂを有する突部４１は特に好適である。

＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・ＥＰＳ１０のＥＣＵはモータ３１の内部ではなく外部に設けてもよい。

・ＥＰＳ１０の構成として、チルト機構を搭載しない構成を採用してもよい。
・複数の突部４１を設けてもよい。
・本例では、減速機ハウジング１６の下部に設けられた締付部４２を床４０に対する接地部の一として兼用したが、締付部としての機能を持たない専用の接地部を突部４１とは別に設けてもよい。

＜他の技術的思想＞
つぎに、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）前記電動パワーステアリング装置を車体に搭載された状態で車体上方を向く側が上となる姿勢で水平面に置いた場合、前記ステアリングシャフトの軸方向からみたとき、上方へ向かうにつれて前記モータがステアリングシャフトから離れるように傾斜すること。

１０…電動パワーステアリング装置、１２…ステアリングシャフト、１６…減速機ハウジング、３１…モータ、３２…ウォーム減速機、３３…ウォームホイール、３４…ウォーム、３５…ウォームホイールハウジング、３６…ウォームハウジング、４０…床（水平面）、４１…突部（接地部）、４１ｂ…傾斜面（平面）、４２…締付部（他の部分、接地部）。

Claims (3)

1. ステアリングコラムの内部に回転可能に支持されたステアリングシャフトが通される減速機ハウジングと、前記減速機ハウジングに設けられて前記ステアリングシャフトに対して車体の幅方向に偏って位置するモータと、前記減速機ハウジングに設けられて前記モータの回転力を減速し当該回転力を前記ステアリングシャフトに伝達する減速機と、を備えてなる電動パワーステアリング装置において、
   前記減速機は前記ステアリングシャフトと一体回転するウォームホイールおよび前記モータの出力軸に対して同軸状に固定された状態で前記ウォームホイールに噛合うウォームを有し、
   前記減速機ハウジングは前記ウォームホイールが収容されるウォームホイールハウジングおよび前記ウォームが収容されるウォームハウジングを有し、
   前記ウォームホイールハウジングはその周面に設けられて前記減速機ハウジングを前記ステアリングコラムに固定するためのボルトが締め付けられる複数の締付部を有し、
   前記電動パワーステアリング装置を、車体に搭載された状態で車体上方を向く側が上となる姿勢で水平面に置いた場合、前記ステアリングシャフトの軸方向からみたとき、前記ウォームハウジングの下部におけるウォームホイールハウジングと反対側の部位には前記モータの偏り側へ向けて延びる前記水平面に対する接地部としての突部が設けられている一方、前記ウォームホイールハウジングの下部に前記複数の締付部のいずれか一が位置するとともに、車体の幅方向における前記突部と前記ウォームホイールハウジングの下部に位置する前記締付部との間に前記電動パワーステアリング装置の重心が位置し、
   前記電動パワーステアリング装置を前記水平面に置いたとき、前記減速機ハウジングでは、前記突部と前記ウォームホイールハウジングの下部に位置する前記締付部との２箇所で前記水平面に支持される電動パワーステアリング装置。
   
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記電動パワーステアリング装置を車体に搭載された状態で車体上方を向く側が上となる姿勢で前記水平面に置いた場合、前記ステアリングシャフトの軸方向からみたとき、前記モータは上方へ向かうにつれてステアリングシャフトから離れるように傾斜して設けられている電動パワーステアリング装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記突部には前記水平面に対して面接触する接地平面が設けられている電動パワーステアリング装置。