JP3810221B2

JP3810221B2 - 電動式舵取装置

Info

Publication number: JP3810221B2
Application number: JP25435398A
Authority: JP
Inventors: 周三平櫛; 博憲小谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP2000085594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵補助力の発生源として電動モータを用いてなる電動式舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の電動式舵取装置としては、舵輪に繋がる操舵軸を回転可能に収納するハウジングに、前記舵輪に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ、及び該トルクセンサの検出結果に基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータを取付けて、前記舵輪の回転に応じた舵取機構の動作を前記電動モータの回転により補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減するように構成されている。
【０００３】
前記電動モータは、舵輪の操舵中立点から操舵角が大となるに従ってクイックに操舵することができるように操舵トルクに基づいてモータ電流を上げ、モータ回転数を上げて対応されているため、電動モータの回転反力も大きくなり、この回転反力が前記ハウジングに作用することになる。この回転反力に対しては、例えば前記ハウジングにロアーブラケットを取付け、該ロアーブラケットを車体に固定することによって前記電動モータの回転反力をロアーブラケットで受止めるようにした舵取装置が数多く提供されている。
【０００４】
また、前記ハウジングの中間部には取付ブラケットを取付け、該取付ブラケットを車体に固定することによって、舵取装置の全体が車体に取付けられることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如く電動モータの回転反力をロアーブラケットで受止めるようにした舵取装置にあっては、前記回転反力を受止めるためのロアーブラケットが特別に必要であるため、部品点数が多くなり、車体への組付け作業性が悪く、また、車体には取付ブラケット用の固定部及びロアーブラケット用の固定部が必要であるため、車種への適用範囲が限られるという不具合がある。
【０００６】
また、ハウジングは、その電動モータ側がロアーブラケットによって車体に固定され、中間部が取付ブラケットによって車体に固定されるため、自動車の前面衝突等により運転者から舵輪に衝撃エネルギーが作用したとき、該衝撃エネルギーを良好に吸収することが困難であった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、舵軸を回転可能に収納するハウジングを、取付ブラケットによって車体に取付けられる第１部材及び電動モータが取付けられる第２部材に軸長方向へ２分割して、これらを軸長方向へは相対移動が可能であり、周方向へは相対回転が不可能に嵌合することにより、ロアーブラケットを設けることなく、電動モータの回転反力を取付ブラケットによって受止めることができ、また、舵軸を軸長方向へ２分割して軸長方向へ相対移動が可能に嵌合するとともに、ハウジングを前述の如く第１部材及び第２部材に２分割して、この第１部材を、運転者から舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を有する取付ブラケットによって車体に取付ける如く構成することにより、前記衝撃エネルギーを良好に吸収することができる電動式舵取装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動式舵取装置は、舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第１部材と第２部材とに２分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第１部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第２部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第１部材は、前記第２部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の径方向一側及び他側に、軸長方向に所定の長さに亘って径方向外方へ膨出する凸条を設けてあり、前記第２部材は、前記凸条と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第１部材に嵌合してあることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る電動式舵取装置は、舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第１部材と第２部材とに２分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第１部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第２部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第１部材は、前記第２部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の断面形状を、角部を曲面とした四角形状としてあり、前記第２部材は、前記第１部材の四角形状の部分と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第１部材に嵌合してあることを特徴とする。
第３発明に係る電動式舵取装置は、前記電動モータは前記舵軸の軸心回りに配置される円形部を有し、該円形部に、前記車体に設けられる貫通孔に挿嵌支持される弾性環を嵌合保持してあることを特徴とする。
第４発明に係る電動式舵取装置は、前記第１部材及び第２部材は、第１部材と第２部材との間に所定の摩擦抵抗が作用するように嵌合してあることを特徴とする。
【００１０】
第１発明にあっては、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力は、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第２部材及び第１部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
【００１１】
また、第１発明にあっては、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第１部材及び第２部材は軸長方向へ相対移動が可能であるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーがハウジングに伝達されるとき、第１部材を第２部材に対して移動させて前記衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００１２】
第２発明にあっては、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力は、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第２部材及び第１部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
また、第２発明にあっては、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第１部材及び第２部材は軸長方向へ相対移動が可能であるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーがハウジングに伝達されるとき、第１部材を第２部材に対して移動させて前記衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る電動式舵取装置の側面図、図３は一部を横断した平面図である。
【００１４】
電動式舵取装置は、図１，図３に示すように、舵取りのための舵輪１に繋がる舵軸２と、該舵軸２を回転可能に収納して支持する筒状のハウジング３と、前記舵輪１に加わる操舵トルクを検出するトルクセンサ４と、該トルクセンサ４の検出結果に基づいて駆動される操舵補助用の電動モータ５と、前記ハウジング３の中間部を車体Ｓに取付ける取付ブラケット６とを備えている。
【００１５】
ハウジング３は、前記取付ブラケット６によって車体Ｓに取付けられる円筒状の第１部材３１及び該第１部材３１の内径に対応する外径を有しており、前記電動モータ５が取付けられる円筒状の第２部材３２に軸長方向へ２分割されており、これら第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも分割側の断面形状を非円形に形成して、第１部材３１及び第２部材３２を軸長方向へは相対移動が可能であり、周方向へは相対回転が不可能に嵌合してある。
【００１６】
図２はハウジングの一部を省略した斜視図、図６はハウジングの別の実施の形態を示す一部を省略した斜視図である。
図２のハウジング３は第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも分割側の径方向一側及び他側を軸長方向に所定の長さに亘って外方へ膨出させて一対の凸条３１ａ，３１ａ、３２ａ，３２ａを設けたものであり、また、図６のハウジング３は第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも分割側の断面形状を角部を曲面とした四角形状に形成したものであり、何れも第１部材３１と第２部材３２との間に所定の摩擦抵抗が作用するように嵌合してある。尚、第１部材３１及び第２部材３２の断面形状は特に制限されるものでなく、軸長方向へは相対移動が可能であり、周方向へは相対回転が不可能に嵌合される形状であればよい。
【００１７】
第２部材３２の他端部、換言すると第１部材３１と反対側端部には前記トルクセンサ４及び前記電動モータ５が取付けられている。
【００１８】
この電動モータ５は、モータ本体５１と、これに連結されるモータハウジング５２とを備え、該モータハウジング５２に前記トルクセンサ４のセンサハウジング４１が連結され、該センサハウジング４１が前記第２部材３２の他端部に嵌合によって取付けられており、前記モータハウジング５２内には、モータ本体５１の回転を減速して後記する第４軸部に伝達するようにしてある。
【００１９】
また、モータハウジング５２のセンサハウジング４１と反対側には円形部５３を設けて、該円形部５３にゴム製の弾性環７を嵌合し、該弾性環７を車体Ｓに設けられた貫通孔Ｋに弾性的に支持し、該支持部を支点として前記ハウジング３を所定角度回動させ得るようにしてある。
【００２０】
図４は図１のIV−IV線の拡大断面図、図５は取付ブラケットの車体への取付側の拡大断面図である。
取付ブラケット６は、レバー台８を介して第１部材３１に取付けられる。このレバー台８は略Ｕ字形に形成されており、その両端部が第１部材３１の外周部下面に溶接により固定されている。このレバー台８の対向する側片には、第１部材３１の軸長方向へ延びる長孔８１を設けている。
【００２１】
取付ブラケット６は、レバー台８の一対の側片と対向する一対の取付片６１，６１及び該取付片６１，６１の上部から直角状に屈曲して車体Ｓに固定される固定片６２，６２と、これら固定片６２，６２間を橋絡する略半円形の橋絡片６３とを備えている。
【００２２】
各取付片６１，６１には図４に示す如く第１部材３１の軸長方向と交叉する方向へ延びるチルト調節用の長孔６４，６４を設け、また、固定片６２，６２には第１部材３１の軸長方向へ延びる凹入溝６５，６５を設け、該凹入溝６５，６５にボルト孔６６ａを有するスペーサ６６，６６を保持し、該スペーサ６６，６６のボルト孔６６ａに挿通するボルト６７，６７により取付ブラケット６を車体Ｓに固定するようにしている。また、前記固定片６２，６２及びスペーサ６６，６６の間には、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を設けている。
【００２３】
この衝撃エネルギー吸収機構は、前記固定片６２，６２及びスペーサ６６，６６に設ける複数個の充填孔６２ａ，６６ｂに溶融された合成樹脂を充填して硬化させることにより吸収体９を形成している。そして、この吸収体９が固定片６２，６２及びスペーサ６６，６６の間で破断することにより前記衝撃エネルギーを吸収する。
【００２４】
レバー台８及び取付ブラケット６の各長孔８１，６４に、一端部に頭部を有する１本のレバー軸１０を挿通し、該レバー軸１０の他端部にナット体１１が結合されたレバー体１２を螺合して、該レバー体１２を操作することにより、前記各取付片６１，６１をレバー台８に押圧し、第１部材３１の取付ブラケット６に対する回転及び軸長方向への移動を拘束している。
【００２５】
舵軸２は、図３に示す如く円筒状の第１軸部２１と棒状の第２軸部２２とに分割してあり、第１軸部２１の一端部が軸受１３を介して前記第１部材３１の一端部内面に回転が自由に支持してあり、他端部が第２軸部２２の一端部に相対回転が不能であり、軸長方向への移動が可能に嵌合してある。尚、この嵌合部には、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する合成樹脂製の吸収体２０が設けられている。
【００２６】
第２軸部２２の他端部には、第１ダウエルピン１４を介して筒状の第３軸部２３及びこれの内側に挿入されるトーションバー１５の一端部が連結され、該トーションバー１５の他端部に第２ダウエルピン１６を介して筒状の第４軸部２４が連結されており、該第４軸部２４の他端部がユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結されている。
【００２７】
第４軸部２４の周りには前記減速機構を構成するウォームホイール１７が設けられており、これに噛合するウォーム１８が前記モータハウジング５２内に支持されている。
【００２８】
前記トルクセンサ４は、端面に矩形状の歯部が周方向に形成されており、前記第３及び第４軸部２３，２４に夫々固定される磁性体製リング４２，４２をトルク検出コイル４３の内側に配置し、前記トーションバー１５の捩じれに対応して第３軸部２３側の磁性体製リング４２と第４軸部２４側の磁性体製リング４２とが相対回転したときに前記歯部の対向面積が変化して、トルク検出コイル４３のインピーダンスが変化することにより前記操舵トルクを検出する非接触式センサが用いられている。
【００２９】
以上の如く構成された電動式舵取装置は、モータハウジング５２に取付けられた弾性環７を車体Ｓの貫通孔Ｋに挿嵌して支持し、さらに、ボルト６７，６７を用いて取付ブラケット６を車体Ｓに固定し、該取付ブラケット６を介して第２部材３２を車体Ｓに取付ける。この状態において、舵輪１の操舵力が舵軸２及びユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に伝達されるとともに、舵輪１の操舵に伴って生ずる操舵トルクに応じて電動モータ５が駆動制御され、該電動モータ５の回転が減速機構を介して舵軸２の第４軸部２４に伝達され、舵取りのための運転者の労力負担を軽減することができる。
【００３０】
この場合、電動モータ５の回転反力は、周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジング３の第１部材３１及び第２部材３２を介して取付ブラケット６で受止めることができる。従って、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
【００３１】
また、ハウジング３の第１部材３１は、衝撃エネルギー吸収機構を有する取付ブラケット６によって車体Ｓに取付けられるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーが舵軸２の第１軸部２１及び軸受１３を介してハウジング３の第１部材３１に伝達されるとき、該衝撃エネルギーはレバー台８、取付ブラケット６を介して吸収体９に作用し、該吸収体９が固定片６２，６２及びスペーサ６６，６６の間で破断して、前記衝撃エネルギーを良好に吸収することができる。
【００３２】
この場合、ハウジング３の第１部材３１及び第２部材３２は周方向への相対回転が不可能に嵌合されているだけでなく、軸長方向へ相対移動が可能であるから、前記吸収体９が破断したあと、第１部材３１を第２部材３２に対して軸長方向に移動させて前記衝撃エネルギーをさらに吸収することができる。このとき、舵軸２の軸長方向中間に設けた吸収体２０が破断する。
【００３３】
また、レバー体１２を弛緩操作することにより、レバー台８の固定が解除され、該レバー台８とともにハウジング３の第１部材３１を移動させることができる。従って、舵輪１を運転席に対し上下へ移動操作することにより、第１軸部２１、軸受１３、第１部材３１及びレバー台８を介してレバー軸１０がチルト調節用の長孔６４，６４に沿って移動し、弾性環７による車体Ｓへの支持部を支点として第１部材３１を所定角度回動させることができ、チルト調節を行うことができる。
【００３４】
尚、以上説明した実施の形態では、取付ブラケット６に衝撃エネルギー吸収機構を設け、ハウジング３の第１部材３１及び第２部材３２の軸長方向への相対移動に所定の摩擦抵抗を与えて、これら衝撃エネルギー吸収機構及び摩擦抵抗によって運転者から舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収するように構成したが、前記衝撃エネルギー吸収機構は必ずしも必要でない。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述した如く第１発明によれば、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力を、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第２部材及び第１部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
【００３６】
しかも、第１発明によれば、径方向外方へ膨出されている凸条により周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第１部材及び第２部材は軸長方向へ相対移動が可能であるから、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーがハウジングに伝達されるとき、第１部材を第２部材に対して移動させて前記衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００３７】
第２発明によれば、電動モータの駆動制御によって舵取りのための運転者の労力負担を軽減するとき、電動モータの回転反力を、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第２部材及び第１部材を介して取付ブラケットで受止めることができるから、従来におけるロアーブラケットをなくすることができ、部品点数を少なくできるとともに、車体への組付け作業性を高めることができ、コストを低減できる。
また、第２発明によれば、断面形状を四角形状とすることにより周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングの第１部材及び第２部材は軸長方向へ相対移動が可能であり、さらに、前記第１部材は、運転者から前記舵輪に作用する衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を有する取付ブラケットによって車体に取付けられるから、前記衝撃エネルギーによって衝撃エネルギー吸収機構が動作するとき、第１部材を第２部材に対して移動させることができ、前記衝撃エネルギーをより一層良好に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動式舵取装置の側面図である。
【図２】本発明に係る電動式舵取装置のハウジングの一部を省略した斜視図である。
【図３】本発明に係る電動式舵取装置の一部を横断した平面図である。
【図４】図１のIV−IV線の拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電動式舵取装置の取付ブラケットの車体への取付側の拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電動式舵取装置のハウジングの別の実施の形態を示す一部を省略した斜視図である。
【符号の説明】
２舵軸
２１第１軸部
２２第２軸部
３ハウジング
３１第１部材
３２第２部材
５電動モータ
６取付ブラケット

Claims

舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第１部材と第２部材とに２分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第１部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第２部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第１部材は、前記第２部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の径方向一側及び他側に、軸長方向に所定の長さに亘って径方向外方へ膨出する凸条を設けてあり、前記第２部材は、前記凸条と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第１部材に嵌合してあることを特徴とする電動式舵取装置。
舵輪に繋がる舵軸を回転可能に収納し、第１部材と第２部材とに２分割され軸長方向への相対移動が可能で、且つ周方向への相対回転が不可能に嵌合されているハウジングと、前記第１部材を車体に取付ける取付ブラケットと、前記第２部材に取付けられ、且つ舵輪に加わる操舵トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用の電動モータとを備える電動式舵取装置において、前記第１部材は、前記第２部材に加わる前記電動モータの回転反力を受止めるべく少なくとも分割されている側の断面形状を、角部を曲面とした四角形状としてあり、前記第２部材は、前記第１部材の四角形状の部分と係合して前記相対移動が可能で、且つ前記相対回転が不可能となるように前記第１部材に嵌合してあることを特徴とする電動式舵取装置。
前記電動モータは前記舵軸の軸心回りに配置される円形部を有し、該円形部に、前記車体に設けられる貫通孔に挿嵌支持される弾性環を嵌合保持してある請求項１又は２記載の電動式舵取装置。
前記第１部材及び第２部材は、第１部材と第２部材との間に所定の摩擦抵抗が作用するように嵌合してある請求項１乃至３のいずれか一つに記載の電動式舵取装置。