JP4134436B2 - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電動式パワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用の電動式パワーステアリング装置として、例えば特開平8−207798号に示すように、車輪の操舵を行う際に操舵トルクを検出してステアリングホイールに付与された手動力を補助するように構成したものが知られている。かかる構成においては、ステアリングホイールから操舵力を受ける入力軸と、車輪に操舵力を伝達する出力軸との間をトーションバーで連結し、かかるトーションバーのネジレを検出することによって、制御に必要な操舵トルクを検出できるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば車輪が路肩に接触したような場合、あるいは急操舵時にラックエンドまでステアリングホイールを回したような場合には、入力軸と出力軸との間で大きな力が伝達されて、トーションバーに大きな力が付与される恐れがある。かかる場合、トーションバーがその弾性限界を超えて塑性変形を生じたら、操舵トルクゼロの基準点が変わってしまい、電動式パワーステアリング装置の制御機能を損なうこととなる。そこで、通常は出力軸と入力軸との相対回動を制限する制限手段が設けられ、大きな力が付与された場合でも、トーションバーに塑性変形が生じないようにしている。
【0004】
このような制限手段は、出力軸側に形成された断面が十字型の凸部と、入力軸側に形成された対応する形状の凹部とからなり、通常の動作時には凸部と凹部とは衝接させることなくトーションバーのネジレを許容する一方で、出力軸と入力軸との間の相対回動が所定値以上大きくなったときは、凸部が凹部に衝接するようにして、トーションバーの過大ネジレを防止するように機能するものである。
【0005】
ところが、かかる電動式パワーステアリング装置において、凸部と凹部とが衝接し合うことにより叩き音が生じることが判明した。このような叩き音は、電動式パワーステアリング装置が設けられた車両の車室内に侵入し、乗員に不快感を与える恐れがある。
【0006】
そこで本発明は、より効果的に騒音を抑制できる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明の電動式パワーステアリング装置は、ハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性変形するようになっている弾性部材と、前記弾性部材の弾性変形量を測定する測定装置と、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段とからなる電動式パワーステアリング装置において、前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも2組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも2組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接することを特徴とする。
【0008】
【作用】
本発明の電動式パワーステアリング装置によれば、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段からなり、前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも2組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも2組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接するので、前記凹部と前記凸部とが強く衝接し合うことを防止でき、それにより叩き音を減少させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して以下に詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置100の軸線方向一部断面図である。
【0010】
図1において、電動式パワーステアリング装置100は、ハウジング101とそれから延在するチューブ110とを有している。ハウジング101は、ブラケット114により、またチューブ110は、ブラケット115によリ車体(図示せず)に固定されている。チューブ110の内側には、上端をステアリングホイール(図示せず)に連結するようになっている入力軸111が延在し、チューブ110に対して回転自在に支持されている。入力軸111の他端は、検出手段であるトルク検出装置(測定装置)112に連結されている。
【0011】
トルク検出装置112はまた、ハウジング101内を延在し、回転白在に支持されている出力軸113に連結されている。出力軸113は、図示しない操舵装置に連結されたラック軸に係合し、車輪を操舵するトルクを伝達するようになっている。トルク検出装置112は、入力軸111と出力軸113との間に働く相対(操舵)トルクを検出するようになっている。
【0012】
トルク検出装置112の近傍において、出力軸113にウォームホイール104が同軸に取リ付けられている。ウォームホイール104は、図1において紙面に垂直方向に延在している減速器入力軸103のウォームギヤ103aと噛合している。減速器入力軸103は、モータ102の回転軸(不図示)に連結されている。ウォームホイール104とウォームギヤ10aとで動力伝達機構を形成する。
【0013】
図2は、図1のトルク検出器112の要部分解図である。図1、図2を参照すると、入力軸111の内方端に軸線方向に延在する3本のスリット111a(1本のみ図示)が形成されている。―方、出力軸113の内方端には3本の螺旋溝113aが形成されている。組み付けられた状態において、螺旋溝113aの周囲には略円管状のセンサリング116が取り付けられるようになつている。
【0014】
センサリング116は、その内周において円周方向に延在し互いに離隔する内周溝116a及び116bを形成しており、その外周には円周方向に延在する2列の壁116c、116dを形成している。2列の壁116cと116dとの間に、外周溝116eが形成されるようになっている。センサリング116と出力軸113上のウォームホイール104との間には、コイルばね117が設けられている。組み付けられた状態で、コイルばね117は、センサリング116の壁116cを図中右方向に付勢し、後述するボールを螺旋溝の一方の壁に押しつけて、いわゆる「ガタ取り」を行うものである.
【0015】
組み付けられた状態で、センサリング116の内周溝116a、116bは、第1のボール118、第2のボール119をそれぞれ3個ずつ内包するようになっている。第1、第2のボール118、119は全て螺旋溝113aにはめ込まれてその上を転動するが、同時に第2のボール119のみがスリット111aにはめ込まれるようになっている。
【0016】
なお、センサリング116の外周溝116eにはトルク検出器120(図1)の測定子がはめ込まれるようになっている。入力軸111と出力軸113とは弾性部材であるトーションバー121により連結されている。また、入力軸111と出力軸113との間には、後述する態様で緩衝部材150が配置されている。
【0017】
図3は、トルク検出器112を入力軸111と出力軸113との間に組み付けた状態で示す断面図である。図4は、図3の構成をIV−IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【0018】
図4に示すように、入力軸111には、十字型の凹部111aが形成されている。一方、出力軸113には、90度ずつ離れて突出することにより全体として十字形となっている各一対の凸部113a、113bが形成されている。図4においては横方向に延在する2つの凸部113aは、縦方向に延在する2つの凸部113bよりも幅広くなっている。凹部111aは十字型であるので、径方向に窪んだ4つの凹部111a1、111a2を有するともいえる。緩衝部材がある凹部を111a1とし、緩衝部材がない凹部を111a2とする。
【0019】
図5は、緩衝部材150の斜視図である、ウレタンゴム製である緩衝部材150は、リング状の本体150aと、本体150aの両脇から軸線方向に延在する、断面がコ字状の一対の緩衝部150bとから形成されている。緩衝部150bの外形状は、凹部111aの径方向に窪んだ2つの凹部111a1の内面形状に合致する形状となっている。
【0020】
緩衝部材150は、図4に示すように、緩衝部150b外面を凹部111aの径方向に窪んだ2つの凹部111a1の内面に密着させ、2つの凸部113bに対向するようにして、入力軸111と出力軸113との間に取り付けられている。尚、このようにして取り付けられた状態で、凸部113bと緩衝部150bとのスキマΔ1と、凸部113aと凹部111aの径方向に窪んだ凹部111a1の壁面とのスキマΔ2との間には、Δ1<Δ2なる関係が成立する。
【0021】
図1に示す電動式パワーステアリング装置100の作用について以下に説明する。図示しないステアリングホイールからの操舵トルクの入力により、入力軸111が回転し、トルク検出装置112のトーションバー121を介して出力軸113に回転トルクが伝達される。出力軸113は、上述したように操舵装置(図示せず)に連結されている。この場合において、トルク検出装置112で検出されたトルクの値は、図示しない判断回路に送られ、そこで所定値と比較される。該トルクが所定値を超えた場合には補助操舵力を必要とする場合であるので、モータ102を駆動すべく検出トルクに応じた駆動指令が出される。駆動指令により駆動されたモータ102は、所定の回転トルクで減速器入力軸103を回転させ、更にウォームホイール104を介して出力軸113にその回転トルクが伝達される。
【0022】
一方、トルク検出装置112で検出されたトルクの値が所定値より低い場合には、補助操舵力は不要であるので、モータ102は駆動されないこととなる。
【0023】
更に、トルク検出装置112の動作について説明する。入力軸111と出力軸113との問の働く操舵トルクに応じて、トーションバー121がねじれ、すなわち弾性変形し、入力軸111と出力軸113との問に相対角度変位が生じる。このように相対角度変位が生じると、螺旋溝にはめ込まれたボール118、119は出力軸113と一体的に回転しようとする。
【0024】
ところがボール119は、入力軸111のスリット111aにもはめ込まれているため、スリット111aに沿ってのみ移動可能となる。従って、ボール119は、螺旋溝113a及びスリット111aの双方から力を受けることとなり、螺旋溝113aに沿って転動し、センサリング116を軸線方向に移動させるよう力を加える。
【0025】
一方、ボール118はセンサリング116から力を受けて、同様に螺旋溝113a上を転動する。このセンサリング116の軸線方向移動量を、トルク検出器120の測定子により測定することにより、操舵トルクが検出されるようになっている。
【0026】
ところで、車輪から過大な入力を受けることによって、入力軸111と出力軸113との間には、大きなトルクが生じることがある。かかる場合に、トーションバー121の過大なネジレを防止すべく、出力軸113の凸部113a、113bは、入力軸111の凹部111aに衝接するようになっている。
【0027】
しかるに、出力軸113の凸部113aが、入力軸111の凹部111aに衝接すると叩き音がする恐れがある。そこで、本実施の形態においては、緩衝部材150を設けると共に、上述したスキマΔ1,Δ2を適宜定めることによって、出力軸113の凸部113aと、入力軸111の凹部111aのうち緩衝部材のない凹部111a2とが衝接し合う前に、出力軸113の凸部113bを、緩衝部材150の緩衝部150bに衝接させるようにしている。かかる場合、緩衝部材150はウレタンゴム製であるので、凸部113bが衝接しても叩き音を発生しないようになっている。又、緩衝部材150は、組み込みが容易であり、対称形であるため成型が容易であり、180度位相で組み込め、低コストとなっている。
【0028】
図6は、本実施の形態の変形例にかかる電動式パワーステアリング装置を示す図4と同様な断面図である。図7は、図6の構成をVII−VII線で切断して矢印方向に見た図である。
【0029】
図6,7の変形例が、上述した実施の形態と異なるのは、緩衝部材250が出力軸213の2つの凸部213bに設置されている点である。出力軸213の凸部213bの形状は、断面が略T字形状を有しており、一方、緩衝部材250は、凸部213bの外形状に対応した断面形状の溝部250aを有する。凹部111aは十字型であるので、径方向に窪んだ4つの凹部111a1、111a2を有するともいえる。緩衝部材がある方の凹部を111a1とし、緩衝部材がない方の凹部を111a2とする。
【0030】
緩衝部材250は、凸部213bの端部に溝部250aの内形状を合致させた後、出力軸213の軸線方向にスライドさせることにより、凸部213bに対して密着嵌合的に取り付けられるようになっている。このようにして取り付けた後には、緩衝部材250は凸部213bより不用意に脱落せず、組立性等を向上させることができる。尚、かかる変形例においても、上述した実施の態様と同様に、緩衝部材250を挟んで凹部111aの2つの凹部111a1と凸部213bとの間に衝接が生じても、緩衝部材250による叩き音の減少効果が奏される。
【0031】
以上、実施の形態を参照して本願発明を詳細に説明してきたが、本願発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。たとえば、緩衝部材は、ウレタンゴム製に限らず、緩衝機能を有する材料であれば良く、また出力軸あるいは入力軸と別部材でなく表面にコーティングする形態でも良い。更に、出力軸に凹部を設け、入力軸に凸部を設けるようにしても良い。
【0032】
【発明の効果】
以上述べたように、本願発明のパワーステアリング装置によれば、前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段からなり、前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも2組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも2組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接するので、前記凹部と前記凸部とが強く衝接し合うことを防止でき、それにより叩き音を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる電動式パワーステアリング装置100の軸線方向一部断面図である。
【図2】図1のトルク検出器112の要部分解図である。
【図3】トルク検出器112を入力軸111と出力軸113との間に組み付けた状態で示す断面図である。
【図4】図3の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【図5】緩衝部材150の斜視図である。
【図6】本実施の形態の変形例にかかる電動式パワーステアリング装置を示す図4と同様な断面図である。
【図7】図6の構成をVII-VII線で切断して矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
101 ハウジング
111 入力軸
111a 凹部
113,213 出力軸
113b、213b 凸部
150、250 緩衝部材
Claims (5)
- ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ回転軸を回転させるモータと、
車輪を操舵する為に操舵力を出力する出力軸と、
ステアリングホイールから前記出力軸へと操舵力を伝達する入力軸と、
前記モータの前記回転軸と前記出力軸とを動力伝達可能に連結する動力伝達機構と、
前記出力軸と前記入力軸とを連結し、前記入力軸に付与された操舵トルクに応じて弾性変形するようになっている弾性部材と、
前記弾性部材の弾性変形量を測定する測定装置と、
前記出力軸と前記入力軸のいずれか一方に複数の凸部が形成され、他方に複数の凹部が形成され、前記出力軸と前記入力軸との相対回動を、前記凸部と前記凹部が衝接することにより制限する制限手段とからなる電動式パワーステアリング装置において、
前記複数の凸部と前記複数の凹部のうち、少なくとも2組以上の特定の凸部と凹部との間に緩衝部材を配置し、少なくとも2組以上の凸部と凹部との間には緩衝部材が配置されておらず、
前記出力軸と前記入力軸とが相対回動したときに、前記緩衝部材が配置されていない凸部と凹部が衝接する前に、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置された緩衝部材と前記特定の凸部或いは凹部が衝接することを特徴とする電動式パワーステアリング装置。 - 前記緩衝部材は、前記特定の凸部と前記凹部との間に配置される複数の緩衝部を一体的に形成してなることを特徴とする請求項1に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記複数の緩衝部は、180度位相で配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記複数の緩衝部は、リング状の本体に連結されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電動式パワーステアリング装置。
- 前記緩衝部材は、前記特定の凸部の外形状に対応し密着嵌合する溝部を有していることを特徴とする請求項1に記載の電動式パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
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JP10200199A JP4134436B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 電動式パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP10200199A JP4134436B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 電動式パワーステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000289629A JP2000289629A (ja) | 2000-10-17 |
JP4134436B2 true JP4134436B2 (ja) | 2008-08-20 |
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ID=14315574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10200199A Expired - Lifetime JP4134436B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 電動式パワーステアリング装置 |
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JP (1) | JP4134436B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102730053A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-17 | 光阳工业股份有限公司 | 具限位功能的全地形车辆电子转向装置 |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10200199A patent/JP4134436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102730053A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-17 | 光阳工业股份有限公司 | 具限位功能的全地形车辆电子转向装置 |
CN102730053B (zh) * | 2011-03-29 | 2016-08-03 | 光阳工业股份有限公司 | 具限位功能的全地形车辆电子转向装置 |
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