JP3761709B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ギヤケースにポテンショメータを取り付けた電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４〜６に、従来例の電動パワーステアリング装置を示す。
図４に示すように、第１ケース１ａ及び第２ケース１ｂからなるギヤケース１には、回転自在に支持した出力軸２を組み込んでいる。そして、この出力軸２の先端のピニオン３を、両端に図示しない車輪を連係させたラックシャフト４にかみ合せている。なお、このラックシャフト４には、図示しない位置で、アシスト力を付与するための電動モータを連係させている。
【０００３】
さらに、ギヤケース１には、上記出力軸２と同軸上に、図示しないステアリングホイールに連係する入力軸５を組み込んでいる。そして、この入力軸５の中空部分６にトーションバー７を設け、このトーションバー７の一端を上記出力軸２の基端に、また、他端を入力軸５にそれぞれ固定している。
【０００４】
このようにした電動パワーステアリング装置では、図示しないステアリングホイールを切ると、その入力トルクに応じてトーションバー７が捩れ、入出力軸２、５が相対回転する。
そして、その相対回転量及び方向を、後述する筒体８及びポテンショメータ１４によって検出し、図示しないコントローラーが、その検出結果に基づいて、上記電動モータを制御している。したがって、電動モータは、入力トルクに応じたモータ駆動力を、アシスト力としてラックシャフト４に付与することになる。
【０００５】
以下では、両軸２、５の相対回転量及び方向を、どのようにして検出しているかについて説明する。
入力軸５及び出力軸２の外周面には、軸方向にスライド自在にした可動筒体８を設けている。
この可動筒体８には、図５に示すように、入力軸５側に螺旋スリット９を形成し、出力軸２側に軸方向スリット１０を形成している。そして、図４に示すように、螺旋スリット９に挿入したピン１１を入力軸５に固定し、かつ、軸方向スリット１０に挿入したピン１２を出力軸２に固定している。
さらに、この可動筒体８の中央付近には、図５に示すように、環状溝１３を形成している。この環状溝１３は、後述するが、ポテンショメータ１４の連係ピン１５を挿入するためのものである。
【０００６】
いま、図示しないステアリングホイールを切って、入力軸５が、トーションバー７を捩りながら出力軸２に対して回転すると、その回転が、ピン１１及び螺旋スリット９を介して可動筒体８に伝えられる。したがって、可動筒体８には、回転方向への分力と軸方向への分力とが作用することになる。ただし、ピン１２及び軸方向スリット１０によって可動筒体８の回転が規制されるので、この可動筒体８は、上記軸方向への分力によって、軸方向スリット１０に沿って軸方向にスライドすることになる。
このように、トーションバー７の捻れによって生じた両軸２、５の相対回転を、可動筒体８の軸方向へのスライドに変換している。
【０００７】
一方、ギヤケース１には、ポテンショメータ１４を取り付けている。
ポテンショメータ１４は、図６に示すように、挿入筒部１６ａを形成した樹脂製ケース１６を有するもので、その内部に、図示しない回転プレートを組み込んでいる。そして、この回転プレートに突設した連係ピン１５を、上記挿入筒部１６ａの開口から突出させている。
この連係ピン１５は、矢印ｋに示すように、樹脂製ケース１６の内周に沿って回転することができる。そして、この連係ピン１５を介して回転プレートが回転すると、具体的には図示しないが、樹脂製ケース１６内に収納された抵抗素子上をワイパが摺動して、コントローラーに信号を出力することになる。
【０００８】
また、樹脂製ケース１６には、その側面側から突出させた取り付けプレート部１７を一体に形成している。そして、この取り付けプレート部１７に、樹脂製ケースを挟んで配置した一対の長孔形状のボルト孔１８を形成している。
【０００９】
このようにした樹脂製ケース１６の挿入筒部１６ａを、図４に示すように、第１ケース１ａに形成した挿入孔１９に挿入する。そして、上記取り付けプレート部１７に形成したボルト孔１８にボルトを組み付けて、この樹脂製ケース１６を第１ケース１ａに固定している。
この状態で、上記連係ピン１５が、可動筒体８に形成した環状溝１３内にちょうど挿入されるようにしている。
【００１０】
両軸２、５が中立状態にあるとき、ポテンショメータ１４は、コントローラーに中立信号を出力している。
そして、図示しないステアリングホイールを切って、入力軸５が、トーションバー７を捩りながら出力軸２に対していずれかの方向に回転すると、前述したように、可動筒体８がいずれかの軸方向にスライドする。したがって、そのスライドによって連係ピン１５が動き、回転プレートを回転させるので、ポテンショメータ１４は、可動筒体８のスライドに応じた信号をコントローラーに伝えることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例の電動パワーステアリング装置では、第１ケース１ａの取り付け面に、直接に挿入孔１９を形成しているので、樹脂製ケース１６の挿入筒部１６ａの長さｌを、第１ケース１ａの肉厚分の寸法としなければならない。
一方で、ポテンショメータ１４の樹脂製ケース１６は、その内部に抵抗素子やワイパを組み込む必要があるので、全体として、どうしても軸方向長さＬが必要となる。
そのため、この樹脂製ケース１６をギヤケース１に取り付けると、挿入筒部１６ａの以外の大部分が、ギヤケース１の外側に突出したままとなってしまう。
【００１２】
しかし、樹脂製ケース１６のうち外部に突出した部分が多くなれば、飛び石等がぶつかる可能性が高くなる。そのため、その飛び石等によって樹脂製ケース１６が破損し、ポテンショメータ１４が故障して、ポテンショメータとしての信頼性が低くなることが考えられる。
特に、ポテンショメータ１４は、アシスト制御を行なう上で非常に重要な要素であり、もし異常が発生すると、快適な操舵フィーリングが得られなくなるおそれもある。
この発明の目的は、ポテンショメータを有効に保護することのできる電動パワーステアリング装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ギヤケースと、ステアリングホイール側に連係する入力軸と、車輪側に連係する出力軸と、ギヤケース内で入出力軸を連結するトーションバーと、これら入出力軸の相対回転によってギヤケース内を往復移動する可動体と、ギヤケースに取り付けたポテンショメータとを備え、ポテンショメータは、開口を有する挿入筒部を設けたケースと、このケースの開口から突出させた連係部材とを有し、この連係部材を上記可動体に連係させて、その移動量及び方向に応じて信号を出力する構成にした電動パワーステアリング装置を前提とする。
そして、第１の発明は、ギヤケースに設けた取り付け台部と、この取り付け台部に形成した挿入孔とを備え、ポテンショメータのケースの挿入筒部を上記挿入孔に挿入して、連係部材を可動体に連係させる構成にし、しかも、このケースを取り付け台部に固定した状態で、取り付け台部に、ケースを覆う保護カバーを組み付ける構成にした点に特徴を有する。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、ポテンショメータのケースをボルトを介して取り付け台部に固定するとともに、取り付け台部に保護カバーを組み付けた状態で、この保護カバーの内面の一部が、ボルト抜け規制面として、ボルトのボルト頭上に位置する構成にした点に特徴を有する。
第３の発明は、第１、２の発明において、保護カバーは、ポテンショメータのケースを覆う天井面と、この天井面の両側からほぼ垂直に連続させた一対の側面とを有し、これら一対の側面を、取り付け台部の側面にスライドさせて組み付ける構成にした点に特徴を有する。
第４の発明は、第３の発明において、取り付け台部の側面及び保護カバーの側面内側のいずれか一方に凸部を設け、かつ、いずれか他方に凹部を設け、保護カバーを取り付け台部にスライドさせて組み付けたとき、保護カバーの弾性によって、これら凹凸部がはまり合う構成にした点に特徴を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜３に、この発明の電動パワーステアリング装置の一実施例を示す。この実施例は、ポテンショメータ１４をギヤケース１に取り付ける機構を、上記従来例と変更したものである。したがって、以下では、上記従来例との相違点を中心に説明するとともに、従来例と同じ構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００１６】
図１(ａ)に示すように、第１ケース１ａの側面には、取り付け台部２０を一体的に形成している。そして、この取り付け台部２０の上面をフラットにして、そこを取り付け面２１としている。
この取り付け台部２０の取り付け面２１の中央には、第１ケース１ａの内周まで貫通させた挿入孔１９を形成している。さらに、この挿入孔１９の両側に、一対のボルト孔２２を形成している。
【００１７】
一方、図２に示すように、ポテンショメータ１４は、半筒形状の樹脂製ケース１６を有することは従来例のものと同じであるが、その挿入筒部１６ａの長さｌを、上記取り付け台部２０の肉厚分だけ長くしている。言い換えれば、樹脂製ケース１６の軸方向長さＬのうち、プレート部１７よりも上方にある長さを短くすることができる。
【００１８】
このようにした樹脂製ケース１６の挿入筒部１６ａを、第１ケース１に設けた取り付け台部２０の挿入孔１９に挿入すると、樹脂製ケース１６の軸方向長さＬの大部分が、挿入筒部１６ａとして挿入孔１９に挿入される。したがって、第１ケース１ａの外部には、樹脂製ケース１６のうちプレート部１７よりも上方にあるわずかな部分だけが突出することになる。
【００１９】
さらに、取り付けプレート部１７のボルト孔１８にボルト３１を挿入し、このボルト３１を取り付け台部２０のボルト孔２２に組み付けて、ポテンショメータ１４の樹脂製ケース１６を固定している。そして、取り付け台部２０に樹脂製ケース１６を固定した状態で、この取り付け台部２０に、保護カバー２３を組み付けている。
保護カバー２３は、図１(ｂ)に示すように、一枚の金属板を曲げ加工したもので、天井面２４と、この天井面２４の両側から垂直に曲げた一対の側面２５と、これら側面２５の下端から内側に曲げた一対の下面２６とを有する。
【００２０】
そして、図３にも示すように、下面２６から天井面２４までの高さＨを、取り付け台部２０の下面から樹脂製ケース１６の上面までの高さに合わせて決めている。また、一対の側面２５間の幅Ｗを、取り付け台部２０の幅に合わせて決めている。
なお、天井面２４には段部２７を形成して、その両側をやや低くしている。そして、この低くなった部分を、詳しくは後述するが、ボルト抜け規制面３０としている。
【００２１】
この保護カバー２３を取り付け台部２０に組み付けるときは、図１に示すように、保護カバー２３の側面２５を、取り付け台部２０の側面にスライドさせながら組み付ける。
なお、取り付け台部２０の側面には、この発明でいう凹部として、溝２８を形成している。一方、保護カバー２３の側面２５には、この発明でいう凸部として、側面２５の一部を外側から内側に突出させるように変形させた突出部２９を形成している。
したがって、保護カバー２３を取り付け台部２０にスライドさせるときは、保護カバー２３の両側面２５が弾性によってやや広がるとともに、これら突出部２９と溝２８との位置が一致すると、保護カバー２３の弾性によって、突出部２９が溝２８にはめ込まれることになる。
【００２２】
保護カバー２３を取り付け台部２０に組み付けた状態では、図３に示すように、保護カバー２３の天井面２４が、ちょうど樹脂製ケース１６の上面を覆うことになる。
同時に、天井面２４のうち低くなった部分が、ボルト抜け規制面３０として、ボルト３１のボルト頭上に位置する。したがって、もし、振動等によってボルト３１が緩もうとしても、ボルト頭がボルト抜け規制面３０に当接するので、ボルト３１はそれ以上動けず、その抜けが規制されることができる。
【００２３】
以上述べた実施例の電動パワーステアリング装置によれば、第１ケース１ａに取り付け台部２０を設けたので、樹脂製ケース１６の軸方向長さＬのうち、挿入筒部１６ａの長さｌを長くすることができる。言い換えれば、ギヤケース１の外部には、樹脂製ケース１６の上面側のわずかな部分だけを突出させればすむことになる。したがって、飛び石等によって樹脂製ケース１６が破損する可能性も低くなり、ポテンショメータとしての信頼性を向上させることができる。
しかも、保護カバー２３を樹脂製ケース１６に被せたので、外部に突出している部分さえも、飛び石等から十分に保護することが可能となる。
【００２４】
なお、この実施例では、ボルト抜け規制面３０を構成するのに、天井面２４の両側をやや低くしているが、これはボルト３１のボルト頭の位置に合わせるためであり、必ず低くしなければならないということではない。例えば、ボルト３１のボルト頭が、樹脂製ケース１６の上面とほぼ同じ高さにあるような場合は、天井面２４の両側を低くする必要もなく、フラットな天井面２４の内面が、そのままボルト抜け規制面３０として機能することとなる。
【００２５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ギヤケースに取り付け台部を設け、この取り付け台部に挿入孔を形成したので、ポテンショメータのケースの軸方向長さのうち、挿入筒部の長さを長くすることができる。言い換えれば、ギヤケースの外部には、ケースの上面側のわずかな部分だけを突出させればすむことになる。したがって、飛び石等によってケースが破損する可能性も低くなり、ポテンショメータとしての信頼性を向上させることができる。
しかも、保護カバーをケースに被せたので、外部に突出している部分さえも、飛び石等から十分に保護することが可能となる。
【００２６】
第２の発明によれば、第１の発明において、保護カバーの内面の一部を、ボルト抜け規制面としてボルトのボルト頭上に位置させたので、もし、振動等によってボルトが緩もうとしても、ボルト頭がそのボルト抜け規制面に当接して、その抜けを規制することになる。
第３の発明によれば、第１、２の発明において、保護カバーをスライドさせて取り付け台部に組み付けるようにしたので、その組み付け作業を簡単に行なうことができる。
第４の発明によれば、第３の発明において、凹凸部をはめ合わせるだけで、他の部品等を用いる必要もなく、簡単に保護カバーを取り付け台部に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の電動パワーステアリング装置の要部を示し、(ａ)が第１ギヤケース１ａの斜視図で、(ｂ)が保護カバー２３の斜視図である。
【図２】実施例のポテンショメータ１４の斜視図である。
【図３】取り付け台部２０に保護カバー２３を組み付けた状態を示す図である。
【図４】従来例の電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図５】可動筒体８の斜視図である。
【図６】従来例のポテンショメータ１４の斜視図である。
【符号の説明】
１ ギヤケース
１ａ 第１ケース
１ｂ 第２ケース
２ 出力軸
５ 入力軸
７ トーションバー
８ 可動筒体
１４ ポテンショメータ
１５ 連係ピン
１６ 樹脂製ケース
１６ａ 挿入筒部
１９ 挿入孔
２０ 取り付け台部
２３ 保護カバー
２４ 天井面
２５ 側面
２６ 下面
２８ 溝
２９ 突出部
３０ ボルト抜け規制面
３１ ボルト

Claims (4)

1. ギヤケースと、ステアリングホイール側に連係する入力軸と、車輪側に連係する出力軸と、ギヤケース内で入出力軸を連結するトーションバーと、これら入出力軸の相対回転によってギヤケース内を往復移動する可動体と、ギヤケースに取り付けたポテンショメータとを備え、ポテンショメータは、開口を有する挿入筒部を設けたケースと、このケースの開口から突出させた連係部材とを有し、この連係部材を上記可動体に連係させて、その移動量及び方向に応じて信号を出力する構成にした電動パワーステアリング装置において、ギヤケースに設けた取り付け台部と、この取り付け台部に形成した挿入孔とを備え、ポテンショメータのケースの挿入筒部を上記挿入孔に挿入して、連係部材を可動体に連係させる構成にし、しかも、このケースを取り付け台部に固定した状態で、取り付け台部に、ケースを覆う保護カバーを組み付ける構成にしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. ポテンショメータのケースをボルトを介して取り付け台部に固定するとともに、取り付け台部に保護カバーを組み付けた状態で、この保護カバーの内面の一部が、ボルト抜け規制面として、ボルトのボルト頭上に位置する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 保護カバーは、ポテンショメータのケースを覆う天井面と、この天井面の両側からほぼ垂直に連続させた一対の側面とを有し、これら一対の側面を、取り付け台部の側面にスライドさせて組み付ける構成にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の電動パワーステアリング装置。
4. 取り付け台部の側面及び保護カバーの側面内側のいずれか一方に凸部を設け、かつ、いずれか他方に凹部を設け、保護カバーを取り付け台部にスライドさせて組み付けたとき、保護カバーの弾性によって、これら凹凸部がはまり合う構成にしたことを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング装置。

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