JP3822618B2 - 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おいて、ステアリング機構に操舵補助トルクを発生させる電動機に関するものである。

従来の車両のパワーステアリング装置において、ステアリング機構に運転車の操舵力を軽減する為の操舵補助トルクを発生する装置として電動機を使用したものが知られている。
図８は従来のパワーステアリング用電動機を示す断面図である。図において、１は電動機の出力発生部１２に連結された電磁クラッチ装置であり、２は電動機ブラケット２３に固定されたクラッチステータ、３はクラッチステータ２の内部に備えられたクラッチコイル、４は軸受５により電機子１４の出力軸１７に回転自在に取付けられたボス、６は電機子の出力軸１７に固定されたドライブロータ、７はスプリング部材８を介してボス４と固定されている円板、９、１０は被駆動軸である。

次に動作について説明する。クラッチコイル３に通電することにより、磁性材料であるクラッチステータ２、ドライブロータ６、円板７間に磁気回路が構成される。
この磁気回路の作用により、スプリング部材８をたわませて円板７がドライブロータ６に吸引固着することにより、ボス４とドライブロータ６及び電機子１４は一体となって回転駆動可能な状態となる。
クラッチコイル３に通電した時の状態を図９に示す。図９の状態で電機子コイル１６に通電すると、電機子１４は電流値に見合った回転トルクを発生しながら回転駆動しようとする。このトルクはドライブロータ６、円板７、スプリング部材８を介して、電機子１４と一体で回転駆動するボス４から操舵補助トルク伝達機構の一部である被駆動軸９、１０に伝達される。
又、操舵補助トルク伝達時にステアリング装置の車輪側から衝撃力が作用した場合には、円板７とドライブロータ６の間に滑りが発生し、ボス４は出力軸１７に対し相対的に回転駆動することにより衝撃トルクを吸収する。

実開平０６−０８７１４３号公報 実開昭５０−１１２８３４号公報 実開平０３−０４３１２２号公報 実開昭５４−００３５５９号公報

従来のパワーステアリング用電動機は以上のように構成されており、電動機の出力部に電磁クラッチ装置を使用している為に製品コストが高く、又、電磁クラッチ装置のコイルの巻線や接続が必要な為に組付作業性が悪いという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、通常の動作では適切な操舵補助トルクを発生できるとともに、操舵補助トルク発生時にステアリング装置の車輪側から衝撃力が作用した場合等には、その衝撃力を吸収、緩和し、操舵トルク伝達機構及び電動機の破損、変形を確実に防止し得る安価で組付作業性の良い電動機を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、電動機の出力軸と一体に回転駆動するように上記出力軸に固定されたケースと、このケースの外周を覆うとともにスプリング部材の押圧を支持し、かつトルクリミッターの構成部品をかしめによって保持しているカバーと、上記ケースの内側には該ケースに対して相対回転可能で、かしめ代を有したゴム材で該ケースとの間に配置され、上記被駆動軸に連結するボスと、上記ケースと一体に駆動するように上記カバーと上記ボスとの間に上記スプリング部材を介して配置され、かつ上記ボスと相対回転可能な摩擦板とを具備したトルクリミッターを設けたものである。

この発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、ボスとケースの間に摩擦板を設けたものである。

この発明の請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、ボスの軸方向に１枚以上の摩擦板を設けたものである。

以上のようにこの発明の請求項１から３に係る電動パワーステアリング装置によれば、電動機の出力軸と被駆動軸の間に介設されるトルクリミッターを設けた電動パワーステアリング装置であって、該トルクリミッターをケース、ボス、摩擦板、スプリング部材で構成し、上記ケースの外周を覆うとともにスプリング部材の押圧を支持し、かつトルクリミッターの構成部品をかしめによって保持するカバーを備えたトルクリミッターとしたので、カバーの組付けをかしめによって容易におこなえ、部品点数も少なくなって安価な装置とできるとともに、カバーでトルクリミッター部を一つの組立体として保持しているため、トルクリミッターの組付け作業性が良く安価な装置を得ることができる。
また、カバーでスプリング部材の押圧力を支持しているため、この押圧力が出力軸等を軸方向に押圧するように作用しないため軸受部等にロストルク等が発生せず、したがって、ハンドル戻りが良好で電動パワーステアリング装置に好適な装置を提供することができる。
また、ケースに対して相対回転可能に嵌合配置されたボスであるため、ケースとボスの間の同軸度が向上して、トルクリミッター設定値が安定するとともに、ボスと被駆動軸の連結が容易で組付け作業性が良い装置を得ることができる。
また、トルクリミッター部が出力軸に固定された構造であるために、トルクリミッター部の耐震性が良くトルクリミッター部からの騒音の発生も少ない。
また、ケースとボスの間にしめ代を有したゴム材が配置されているため、ケースとボスが該ゴム材を介して嵌合され、ケースとボスの間の同軸度が向上して、トルクリミッター設定値が安定するとともに、ボスと被駆動軸の連結が容易で組付け作業性が良い装置を得ることができる。特に、ゴム材であるので、例えばケースとボスの寸法精度を低下させた場合でも、ゴム材の弾性力によって寸法精度の低下を吸収してケースとボスを円滑に嵌合させることができて、その分ケースやボスが安価に製造できるとともに、トルクリミッター設定値も安定させることができる。
更に、ボスと被駆動軸の連結部には通常グリース等が塗布されるが、ケースとボスの間にしめ代を有したゴム材が配置されているため、グリースが摩擦板付近に至ることを防止できて摩擦が安定し、トルクリミッター設定値が安定した装置を得ることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図について説明する。図１は実施の形態１による電動パワーステアリング装置を示す断面図、図２はそのうちのトルクリミッター部を示す部分分解斜視図である。図において、１１は電動機、１２はその出力発生部であり、この出力部にトルクリミッター１３が設けられている。１４は電機子、１５はコア、１６は電機子コイル、１７は出力軸、１８は継鉄、１９は継鉄１８の内部に固定された磁石、２０は出力軸１７に固定された整流子、２１はブラシ、２２はスプリング、２３は電機子ブラケット、２４は継鉄１８と電機子ブラケット２３を結合するねじ、２５ａ、２５ｂは電機子１４を回転自在に軸支している軸受である。
２６は出力軸１７と一体に回転駆動するように出力軸１７上に固定されているトルクリミッター１３のケースであり、このケース２６の内側には該ケース２６に対して回転自在のボス２７が嵌合配置されている。またこのボス２７の外側には摩擦板２８が、ボス２７に対しては回転自在で、且つ、ケース２６とは回転規制部２６ａとの係合によって一体に駆動するように配置されている。又、摩擦板２８はスプリング部材２９の付勢力によってボス２７に押圧されている。３０はカバーであり、スプリング部材２９の押圧を支持すると共に、その内側周縁部をかしめてトルクリミッター１３の構成部品を保持している。３１、３２は被駆動軸である。

次に動作について説明する。通常の動作時では、電動機１１の出力発生部１２から生じる操舵補助トルクは、スプリング部材２９の押圧によって、摩擦板２８、ボス２７間及びケース２６、ボス２７間に摩擦力が発生する為に、ボス２７とケース２６が一体となって駆動するトルクリミッター１３により操舵補助トルク伝達機構の被駆動軸３１、３２に適切に伝達される。この時の操舵補助トルク伝達機構部における軸トルクの状態を図３に示す。
そして、電動機１１からの操舵補助トルク発生時にステアリング装置の車輪側から衝撃力が作用した場合には、トルクリミッター１３内の摩擦板２８、ボス２７間及びケース２６、ボス２７間に滑りが発生し、ボス２７はケース２６及び出力軸１７に対し、相対的に回転駆動することにより、衝撃トルクを吸収する。
図４は電動機の出力部にトルクリミッター１３を設けなかった場合に車輪側から衝撃力が作用した場合の操舵補助トルク伝達機構部における軸トルクの状態を示したものであり、図５はトルクリミッター１３を設けた場合の操舵補助トルク伝達機構部における軸トルクの状態を示したものである。
このようにして、操舵補助トルクを発生する電動機の出力部に過大なトルクが作用した場合に、このトルクの一部を吸収して操舵補助トルク伝達機構及び電動機の出力軸に過大なトルクが発生するのを防ぐことができる。

尚電動機の出力発生部は上述に示すような整流子付き直流電動機でなくてもよく、ブラシレスモータやステッピングモータ等他の電動機であってもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、摩擦板２８を１枚使用した場合のトルクリミッターについて説明したが、図６に示すようにボス２７の滑り面の両側にそれぞれ摩擦板２８ａ、２８ｂを使用してもよい。図６において、３３は小さいしめ代で配置されたゴム材である。

実施の形態３．
上記実施の形態においては、摩擦板を１枚ないし２枚設けた例について説明したが、３枚以上使用してもよい。図７は摩擦板を２８ａ、２８ｂ、２８ｃと３枚使用した場合を示している。

この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置のトルクリミッター部を示す部分分解斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態２によるトルクリミッター部を示す断面図である。 この発明の実施の形態３によるトルクリミッター部を示す断面図である。 従来の電動パワーステアリング装置を示す断面図である。 従来の電動パワーステアリング装置を示す部分断面図である。

符号の説明

１１ 電動機、１３ トルクリミッター、１７ 出力軸、２６ ケース、２７ ボス、
２８ 摩擦板、２９ スプリング部材、３０ カバー、３１，３２ 被駆動軸、
３３ ゴム材。

Claims (3)

1. 電動機の出力を被駆動軸に伝達する電動パワーステアリング装置において、
   上記電動機の出力軸と一体に回転駆動するように上記出力軸に固定されたケースと、
   上記ケースの外周を覆うとともにスプリング部材の押圧を支持し、かつトルクリミッターの構成部品をかしめによって保持しているカバーと、上記ケースの内側には該ケースに対して相対回転可能で、かしめ代を有したゴム材が該ケースとの間に配置され、上記被駆動軸に連結するボスと、
   上記ケースと一体に駆動するように上記カバーと上記ボスとの間に上記スプリング部材を介して配置され、かつ上記ボスと相対回転可能な摩擦板とを具備したトルクリミッターを設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. ボスとケースの間に摩擦板を設け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. ボス内部の軸方向に１枚以上の摩擦板を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
   

Images