JP6386078B2 - ステアリングモータの衝撃吸収機構 - Google Patents

Description

本発明は液圧衝撃吸収の技術分野に関し、特にステアリングモータの衝撃吸収機構に関する。

自動車工業が絶えず発展するにつれて、自動車のステアリングシステムも急速に進歩し、電動パワーステアリングシステムが自動車のステアリングシステムの発展方向になっている。このシステムは、ステアリングモータによりステアリングパワーを直接提供するため、従来の液圧動力ステアリングシステムにおけるある必要な部材が省略されており、エネルギーも節約され、環境にも優しい。このシステムは、更に、調整が簡単で、組立が自由で、また様々な状況でもステアリングパワーを提供できるという利点を有する。

運転手がハンドルを動かしてステアリングする場合、トルクセンサが、ステアリング・ホイールのステアリング及びトルクの大きさを検出し、電圧信号を電子制御ユニットに送る。電子制御ユニットはトルクセンサからのトルク電圧信号、回転方向及び車速信号等に基づいて、ステアリングモータコントローラに指令を出して、ステアリングモータに相応の大きさ及び方向のステアリングパワートルクを出力させて、これによって補助動力を発生させる。自動車がステアリングされない場合、電子制御ユニットは、電動モータコントローラに指令を出さず、電動モータは動作しない。

悪路によりステアリングモータが振動する影響を克服するために、ステアリングモータの内部に衝撃吸収システムが設けられる。従来の衝撃吸収システムにはカーボンブラシ及び集電環が採用されており、ステアリングモータが振動する場合、衝撃吸収システムが絶えず振動を緩衝し、カーボンブラシ及び集電環が絶えず摩擦されるので、カーボンブラシ及び集電環は摩擦により摩耗し破損しやすい。また、衝撃吸収システムは温度に敏感であるので、温度の変化により損傷しやすく、ステアリングモータの安定性及び寿命に深刻な影響を及ぼす。

本発明は、ステアリングモータの衝撃吸収機構を提供することを目的とし、従来のステアリングモータの衝撃吸収システムにおける、シリンダーアセンブリ内の部材同士の絶え間ない摩擦による構造の摩耗や破損及び温度の変化による構造の損傷により、ステアリングモータの安定性及び使用寿命が影響されるという欠陥、を解決することを旨とする。

本発明の提供する技術的解決手段は、
ステアリングモータの内に設けられた前記ステアリングモータの衝撃吸収機構であって、上蓋緩衝アセンブリ、及び前記上蓋緩衝アセンブリの下方に置かれた配油盤を備え、前記配油盤は、前記上蓋緩衝アセンブリと閉合して、密封された軸方向キャビティを形成し、前記配油盤の下方に、両端が開口したシリンダーと、前記シリンダーの中に設けられ且つ上端に開口を有する弾性油室とを含むシリンダーアセンブリが固設され、前記弾性油室の上端は前記シリンダーの内壁に固定して接続され、且つ前記軸方向キャビティに連通され、前記シリンダーの内に、更に、前記弾性油室の下端に接続され、前記シリンダーの軸方向に沿って摺動するピストンが設けられる。

好ましくは、前記上蓋緩衝アセンブリは、上蓋及び緩衝アセンブリを含み、前記緩衝アセンブリは、前記軸方向キャビティの内に順次積層されて設けられた弾性体、弾性隔離リング及び弾性隔離膜を含み、前記弾性隔離膜のエッジが前記上蓋の内側の下縁に嵌め込まれて、前記軸方向キャビティの内壁に締め付けられて密閉となる。

更に、前記配油盤の下端の中に、前記弾性油室の上端に対向して配置され、且つそれぞれ前記軸方向キャビティ及び前記弾性油室と連通するオリフィスが設けられる。

更に、前記オリフィスの孔径は前記弾性油室の上端の開口の口径より小さい。

好ましくは、前記弾性隔離膜は蝶形状であり、前記配油盤は締付部材によって前記上蓋緩衝アセンブリと閉合して密封される。

更に、前記配油盤の中に、前記軸方向キャビティと連通するように径方向に沿って配置された通油通路が設けられ、前記配油盤に給油口が設けられ、前記配油盤の中に、軸方向に沿って配置され且つ内部キャビティを有する中空柱がそれぞれ上及び下へ延伸し、前記中空柱の内壁に前記通油通路と連通する通油口が設けられる。

また更に、前記中空柱の内側に、弁コアを有する切替弁が設けられ、前記中空柱の内壁と前記切替弁の外壁により第１の径方向キャビティが形成され、前記第１の径方向キャビティの中にピンボルトが嵌め込まれており、前記第１の径方向キャビティは、前記ピンボルトにより互いに独立した前記給油口と連通する配油盤給油キャビティ及び前記軸方向キャビティと連通する配油盤排油キャビティに隔離される。

弁キャビティの側壁の上部に径方向に沿って貫通して配置された切替弁通油通路が設けられ、前記弁キャビティに、前記切替弁通油通路の軸方向の下方に径方向に沿って配置された通油孔が設けられる。

前記弁コアの上端の外壁に、前記配油盤給油キャビティ及び前記配油盤排油キャビティに連通され且つ断面が半円状となる通油環状溝が環設される。

前記弁コアの下端の外壁と前記弁キャビティの下部の側壁により第２の径方向キャビティが形成され、前記弁キャビティの下部に、前記第２の径方向キャビティと連通する排油口が設けられる。

更に、前記切替弁は、前記弁キャビティの外周に覆設されるように前記配油盤の下方に置かれたコイル巻線を更に含む。

好ましくは、前記衝撃吸収機構は、円周状になって前記ステアリングモータの内に配置されるように、前記配油盤の下方に置かれた複数の前記シリンダーアセンブリを含む。

本発明の提供するステアリングモータの衝撃吸収機構は、シリンダーアセンブリの中に弾性油室が採用され、弾性油室とキャビティとを密封連通させるため、従来の液圧衝撃吸収システムにおける摩擦による部材の破損という問題、及び温度に敏感である欠陥を克服し、衝撃吸収機構の使用寿命が長くなり、コストが節約される。

本発明の実施例による衝撃吸収機構を適用したステアリングモータの断面模式図である。 図１の部分拡大模式図である。 図１における配油盤の部分拡大模式図である。 図１における切替弁の部分拡大模式図である。 図１におけるＡ−Ａ方向に沿った切断模式図である。 図１におけるＢ−Ｂ方向に沿った切断模式図である。

本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより明らかにするために、以下、図面及び実施例を結合させて本発明をより詳細に説明する。ここで説明される具体的な実施例は本発明を解釈するためのものに過ぎず、本発明を限定するためのものではないことを理解すべきである。

以下、具体的な実施例に合わせて、本発明が達成されることを詳しく説明する。

図１〜６は、本発明の提供する好ましい実施例の一つを示す。

本実施例では、ステアリングモータの内部に設けられたステアリングモータの衝撃吸収機構であって、上蓋緩衝アセンブリ１、配油盤２、及びシリンダーアセンブリ５を備えるステアリングモータの衝撃吸収機構を提供する。配油盤２は、上蓋緩衝アセンブリ１の下方に設けられ、上蓋緩衝アセンブリ１と閉合して、密封された軸方向キャビティ４を形成する。この軸方向キャビティ４内に、油液と組み合わされて振動を緩衝させるための緩衝アセンブリ１１が設けられる。シリンダーアセンブリ５は、配油盤２の下方に固定して設置され、且つシリンダー５１、弾性油室５２及びピストン５３を含み、シリンダー５１の両端に開口を有し、弾性油室５２とピストン５３はこのシリンダー５１の中に設けられる。弾性油室５２は、上端が開口した嚢状の弾性隔離膜であり、且つその上端の開口のエッジがシリンダー５１の上端の開口の内壁に固定して接続されることによって、シリンダー５１の上端の開口を密封する。また、弾性油室５２の上端の開口が軸方向キャビティ４に連通される。また、ピストン５３は、弾性油室５２の下端に固定して接続され、且つシリンダー５１において、シリンダー５１の内部キャビティの軸方向に沿って摺動することができる。

ステアリングモータが振動する場合、ピストン５３は、ステアリングモータの振動と伴にシリンダー５１の内において上下に摺動し、その摺動によって弾性油室５２を引き伸ばし、又は圧縮するように引っ張る。弾性油室５２が圧縮されると、弾性油室５２内の油液は押されて軸方向キャビティ４内に流れ、緩衝アセンブリ１１を圧縮し弾性変形させ、振動の緩衝が実現される。弾性油室５２が引き伸ばされると、軸方向キャビティ４内の油液は、弾性油室５２の中に流れ戻り、緩衝アセンブリ１１の変形が回復する。

上記の衝撃吸収機構によってステアリングモータに対して緩衝や衝撃吸収を行う場合、下記の利点を有する。

上蓋緩衝アセンブリ１と配油盤２を閉合することによって、密封された軸方向キャビティ４が形成される。配油盤２の下側に、軸方向キャビティ４に接続されたシリンダーアセンブリ５が設けられる。シリンダーアセンブリ５における弾性油室５２が軸方向キャビティ４と密封連通することによって、弾性油室５２により、従来の液圧衝撃吸収機構のシリンダーアセンブリ５における、部材が破損しやすく且つ温度に敏感である欠陥が克服され、衝撃吸収機構の使用寿命が長くなり、コストも節約される。

本実施例において、上蓋緩衝アセンブリ１は、上蓋１２及び緩衝アセンブリ１１を含む。ここで、緩衝アセンブリ１１は、弾性変形により緩衝や衝撃吸収を実現するために設けられる。この緩衝アセンブリ１１は、軸方向キャビティ４内に上から下へと順次積層されて設けられた弾性体１１１、弾性隔離リング１１２及び弾性隔離膜１１３を含む。弾性隔離膜１１３のエッジが上蓋１２の内側の下縁に嵌め込まれて、軸方向キャビティ４の内壁に固定して接続されて密閉となる。このように、弾性体１１１及び弾性隔離リング１１２は、弾性隔離膜１１３により、軸方向キャビティ４の内壁と弾性隔離膜１１３とが構成したチャンバー内に密封される。ここで、弾性体１１１及び弾性隔離リング１１２はこのチャンバー内で移動可能である。もちろん、他の実施例において、実際の状況や要求に応じて、緩衝アセンブリ１１は、他の形態の緩衝構造であってもよい。

配油盤２の下端の底面にオリフィス２６が設けられる。このオリフィス２６は弾性油室５２の上端の開口に対向するように配置される。このように、弾性油室５２は、このオリフィス２６によって軸方向キャビティ４と連通することになる。もちろん、他の実施例において、弾性油室５２は、例えば、管路による連通、或は通路による連通等のような他の形態によって、軸方向キャビティ４と密封連通してもよい。

また、オリフィス２６の孔径は弾性油室５２の上端の開口の口径より小さい。弾性油室５２は、ピストン５３により圧縮される場合、その内の油液が押されてオリフィス２６を介して軸方向キャビティ４に入る。オリフィス２６は、これにより減衰緩衝の作用を果たす。もちろん、これは単に緩衝の形態の１つであり、他の実施例において、他の緩衝形態を採用してもよい。

本実施例において、弾性隔離膜１１３は蝶形状である。配油盤２の構造と上蓋緩衝アセンブリ１の構造とは対応して整合し、両者が閉合されて締付部材によって密封接続される。他の実施例において、具体的な状況や実際の要求に応じて、上蓋緩衝アセンブリ１と配油盤２は他の形態の構造であってもよい。

油液を衝撃吸収機構内に流入させるために、配油盤２の中に、中空柱２１、給油口２２及び軸方向キャビティ４と連通するように径方向に沿って配置された通油通路２３が設けられる。中空柱２１の内壁に通油口が設けられており、この通油口により中空柱２１の内部キャビティと通油通路２３とを連通させる。

中空柱２１の内側に、弁コア３１及び弁キャビティ３２を有する切替弁３が設けられる。中空柱２１の内壁と弁キャビティ３２の外壁により第１の径方向キャビティが形成され、この第１の径方向キャビティの中にピンボルト６が嵌め込まれる。第１の径方向キャビティは、ピンボルト６により互いに独立した２つの径方向キャビティに隔離される。その一方は、給油口２２と連通する配油盤給油キャビティ２４である。

油液の流入と遮断を制御するために、中空柱２１の内部キャビティの側壁と弁キャビティ３２の外壁により形成された第１の径方向キャビティの中に嵌め込まれたピンボルト６により隔離された、他方の径方向キャビティは、軸方向キャビティ４と連通する配油盤排油キャビティ２５となる。弁キャビティ３２の側壁の上部に、径方向に沿って貫通して配置された切替弁通油通路３３が設けられ、切替弁通油通路３３の軸方向の下方に、径方向に沿って配置された通油孔３４が設けられる。また、弁コア３１の外壁の上部に、配油盤給油キャビティ２４及び配油盤排油キャビティ２５のそれぞれに連通されかつ断面が半円状となる通油環状溝３５が環設される。弁コア３１の下端の外壁と弁キャビティ３２の下部の内壁との間に第２の径方向キャビティ３６が形成され、弁キャビティ３２の下部に、第２の径方向キャビティ３６と連通する排油口３７が設けられる。

油液の通路として、油液は、給油口２２から配油盤給油キャビティ２４に入り、切替弁通油通路３３と通油環状溝３５からなる油路を通って、配油盤排油キャビティ２５を流れて軸方向キャビティ４内に入り、オリフィス２６を通って弾性油室５２内に入る。

切替弁の弁コア３１の弁キャビティ３２の内壁での上下移動、及び通油環状溝３５及び複数のＯ形シールリング３８と弁キャビティ３２の内壁との配置によって、通油孔３４と第２の径方向キャビティ３６とが連通又は遮断され、更に、配油盤給油キャビティ２４と軸方向キャビティ４とが連通又は遮断される。もちろん、他の実施例において、実際の状況や要求に応じて、他の部材或は形態によって通油通路における油液の通過と遮断を制御してもよい。

本実施例において、切替弁３として、電磁切替弁が採用される。この切替弁３は、コイル巻線３９を更に含む。具体的には、弁キャビティ３２が中空柱２１の上部の内壁に設けられ、コイル巻線３９は、弁キャビティ３２の軸方向位置決めフランジが設けられる外壁に覆設されるように、中空柱２１の下方及び弁キャビティ３２の外壁の位置決めフランジの上方に位置する。もちろん、他の実施例において、実際の状況や要求に応じて、他のタイプの切替弁を採用してもよい。

初期状態では、通油環状溝３５と通油通路２３とがずらされて、切替弁通油通路３３が弁コア３１の外壁により塞がれており、この場合、第２の径方向キャビティ３６が通油孔３４を介して配油盤給油キャビティ２４と連通し、つまり配油盤給油キャビティ２４と第２の径方向キャビティ３６により形成された油路が通路となり、且つ配油盤給油キャビティ２４、軸方向キャビティ４と弾性油室５２により形成された油路が遮断されることになる。コイル巻線３９に給電されると、弁コア３１全体が下へ移動し、通油環状溝３５と通油通路３３とが位置を合わせて連通し、弁コア３１の下部の錐面のＯ型シールリング３８が弁キャビティ３２の下部の円錐面に押し込まれ、つまり第２の径方向キャビティ３６が塞がれる。このように、配油盤給油キャビティ２４、軸方向キャビティ４と弾性油室５２により形成された油路が通路となると同時に、配油盤給油キャビティ２４と第２の径方向キャビティ３６により形成された油路が遮断されることになる。切替弁３の方向切替作用により、互いに干渉することなく２つの油路の切替が達成される。

本実施例において、衝撃吸収機構内に、複数組のシリンダーアセンブリ５が設けられる。各組のシリンダーアセンブリ５は、上端がいずれも配油盤２の底面に当接するように全て配油盤２の下方に設けられる。当然に、各組のシリンダーアセンブリ５における弾性油室５２は、対応するオリフィス２６を介して軸方向キャビティ４と連通する。また、各組のシリンダーアセンブリ５は、円周状になってステアリングモータの内部に配置される。もちろん、他の実施例において、シリンダーアセンブリ５の数は具体的な状況に応じて決められてもよい。また、各シリンダーアセンブリ５は、他の形態で分布してもよい。

上記は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、本発明の精神及び原則の内においてなされたあらゆる変更、等価取替及び改良等は、本発明の保護範囲に含まれるはずである。

（付記）
（付記１）
ステアリングモータの内に設けられた前記ステアリングモータの衝撃吸収機構であって、上蓋緩衝アセンブリ、及び前記上蓋緩衝アセンブリの下方に置かれた配油盤を備え、前記配油盤は、前記上蓋緩衝アセンブリと閉合して、密封された軸方向キャビティを形成し、前記配油盤の下方に、両端が開口したシリンダーと、前記シリンダーの中に設けられ且つ上端に開口を有する弾性油室とを含むシリンダーアセンブリが固設され、前記弾性油室の上端は前記シリンダーの内壁に固定して接続され、且つ前記軸方向キャビティに連通され、前記シリンダーの内に、更に、前記弾性油室の下端に接続され、前記シリンダーの軸方向に沿って摺動するピストンが設けられることを特徴とするステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記２）
前記上蓋緩衝アセンブリは、上蓋及び緩衝アセンブリを含み、前記緩衝アセンブリは、前記軸方向キャビティの内に順次積層されて設けられた弾性体、弾性隔離リング及び弾性隔離膜を含み、前記弾性隔離膜のエッジが前記上蓋の内側の下縁に嵌め込まれて、前記軸方向キャビティの内壁に締め付けられて密閉となることを特徴とする付記１に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記３）
前記配油盤の下端の中に、前記弾性油室の上端に対向して配置され、且つそれぞれ前記軸方向キャビティ及び前記弾性油室と連通するオリフィスが設けられることを特徴とする付記１に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記４）
前記オリフィスの孔径は前記弾性油室の上端の開口の口径より小さいことを特徴とする付記３に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記５）
前記弾性隔離膜は蝶形状であり、前記配油盤は締付部材によって前記上蓋緩衝アセンブリと閉合して密封されることを特徴とする付記２に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記６）
前記配油盤の中に、前記軸方向キャビティと連通するように径方向に沿って配置された通油通路が設けられ、前記配油盤に給油口が設けられ、前記配油盤の中に、軸方向に沿って配置され且つ内部キャビティを有する中空柱がそれぞれ上及び下へ延伸し、前記中空柱の内壁に前記通油通路と連通する通油口が設けられることを特徴とする付記５に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記７）
前記中空柱の内側に、弁コアを有する切替弁が設けられ、前記中空柱の内壁と前記切替弁の外壁により第１の径方向キャビティが形成され、前記第１の径方向キャビティの中にピンボルトが嵌め込まれており、前記第１の径方向キャビティは、前記ピンボルトにより互いに独立した前記給油口と連通する配油盤給油キャビティ及び前記軸方向キャビティと連通する配油盤排油キャビティに隔離され、弁キャビティの側壁の上部に径方向に沿って貫通して配置された切替弁通油通路が設けられ、前記弁キャビティに、前記切替弁通油通路の軸方向の下方に径方向に沿って配置された通油孔が設けられ、前記弁コアの上端の外壁に、前記配油盤給油キャビティ及び前記配油盤排油キャビティに連通され且つ断面が半円状となる通油環状溝が環設され、前記弁コアの下端の外壁と前記弁キャビティの下部の側壁により第２の径方向キャビティが形成され、前記弁キャビティの下部に、前記第２の径方向キャビティと連通する排油口が設けられることを特徴とする付記６に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記８）
前記切替弁は、前記弁キャビティの外周に覆設されるように前記配油盤の下方に置かれたコイル巻線を更に含むことを特徴とする付記７に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

（付記９）
円周状になって前記ステアリングモータの内に配置されるように、前記配油盤の下方に置かれた複数の前記シリンダーアセンブリを含むことを特徴とする付記１乃至８の何れか１つに記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

Claims (9)

1. ステアリングモータの内に設けられた前記ステアリングモータの衝撃吸収機構であって、上蓋緩衝アセンブリ、及び前記上蓋緩衝アセンブリの下方に置かれた配油盤を備え、前記配油盤は、前記上蓋緩衝アセンブリと閉合して、密封された軸方向キャビティを形成し、前記配油盤の下方に、両端が開口したシリンダーと、前記シリンダーの中に設けられ且つ上端に開口を有する弾性油室とを含むシリンダーアセンブリが固設され、前記弾性油室の上端は前記シリンダーの内壁に固定して接続され、且つ前記軸方向キャビティに連通され、前記シリンダーの内に、更に、前記弾性油室の下端に接続され、前記シリンダーの軸方向に沿って摺動するピストンが設けられることを特徴とするステアリングモータの衝撃吸収機構。
2. 前記上蓋緩衝アセンブリは、上蓋及び緩衝アセンブリを含み、前記緩衝アセンブリは、前記軸方向キャビティの内に順次積層されて設けられた弾性体、弾性隔離リング及び弾性隔離膜を含み、前記弾性隔離膜のエッジが前記上蓋の内側の下縁に嵌め込まれて、前記軸方向キャビティの内壁に締め付けられて密閉となることを特徴とする請求項１に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
3. 前記配油盤の下端の中に、前記弾性油室の上端に対向して配置され、且つそれぞれ前記軸方向キャビティ及び前記弾性油室と連通するオリフィスが設けられることを特徴とする請求項１に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
4. 前記オリフィスの孔径は前記弾性油室の上端の開口の口径より小さいことを特徴とする請求項３に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
5. 前記弾性隔離膜は蝶形状であり、前記配油盤は締付部材によって前記上蓋緩衝アセンブリと閉合して密封されることを特徴とする請求項２に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
6. 前記配油盤の中に、前記軸方向キャビティと連通するように径方向に沿って配置された通油通路が設けられ、前記配油盤に給油口が設けられ、前記配油盤の中に、軸方向に沿って配置され且つ内部キャビティを有する中空柱がそれぞれ上及び下へ延伸し、前記中空柱の内壁に前記通油通路と連通する通油口が設けられることを特徴とする請求項５に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
7. 前記中空柱の内側に、弁コアを有する切替弁が設けられ、前記中空柱の内壁と前記切替弁の外壁により第１の径方向キャビティが形成され、前記第１の径方向キャビティの中にピンボルトが嵌め込まれており、前記第１の径方向キャビティは、前記ピンボルトにより互いに独立した前記給油口と連通する配油盤給油キャビティ及び前記軸方向キャビティと連通する配油盤排油キャビティに隔離され、弁キャビティの側壁の上部に径方向に沿って貫通して配置された切替弁通油通路が設けられ、前記弁キャビティに、前記切替弁通油通路の軸方向の下方に径方向に沿って配置された通油孔が設けられ、前記弁コアの上端の外壁に、前記配油盤給油キャビティ及び前記配油盤排油キャビティに連通され且つ断面が半円状となる通油環状溝が環設され、前記弁コアの下端の外壁と前記弁キャビティの下部の側壁により第２の径方向キャビティが形成され、前記弁キャビティの下部に、前記第２の径方向キャビティと連通する排油口が設けられることを特徴とする請求項６に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
8. 前記切替弁は、前記弁キャビティの外周に覆設されるように前記配油盤の下方に置かれたコイル巻線を更に含むことを特徴とする請求項７に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。
9. 円周状になって前記ステアリングモータの内に配置されるように、前記配油盤の下方に置かれた複数の前記シリンダーアセンブリを含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のステアリングモータの衝撃吸収機構。

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