JP4455445B2 - 車両のパワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のパワーステアリング装置に関する。

自動車の運転操作を軽減させる一手段として、電動モーターの駆動によって操舵力のパワーアシストを行わせる所謂電動パワーステアリング装置がある。
この電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸と接続した入力軸と、中途部にウォームホイールを取着した出力軸とを、起歪部であるトーションバーで連結し、ウォームギアを取り付けた電動モータを、そのトーションバーの捩れ歪に基づいて駆動し、そのウォームギアと噛合したウォームホイールに電動モーターの回転力を伝達することで、操舵力のアシストを行うように構成されている。

また、入力軸と出力軸との間に介装されたトーションバーは、捩り歪を発生させるために細径の軸になっており、そのためスラスト方向の荷重を受ける為には、別途、スラスト受けを設ける必要がある。
従来の電動パワーステアリング装置におけるステアリング軸のスラスト受けは、コラム上部に設けたスラスト軸受けで行っている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−１５９０４３号公報（第１頁、図１）

上記したスラスト受けを行うにあたり、部品点数を増加させず簡易な構成でスラスト荷重への対応が望まれるが、しかしながら、上記した従来の電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸とトルクセンサの入力軸とを自在継ぎ手を介して連結し、トルクセンサ上方に配設されたアッパーブラケットにコラムを支持し、その支持されたコラムの上部に設けたスラスト軸受けで行っていることから、部品点数が多く、小型化しにくい構成になっていた。

そこで本発明は、部品点数を削減した簡易な構成で小型化を容易にしつつ、トーションバーにかかるスラスト荷重を防止することができる車両のパワーステアリング装置を提供することを目的とする。

上記技術的課題を達成するために、本発明にかかる車両のパワーステアリング装置は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール（１１）近傍に配置されて前記ステアリングホイールに接続するステアリング軸に結合される入力軸と、前記ステアリング軸の回動に応じて操舵力を伝達する出力軸とがトルクセンサを介して接続され、自在継ぎ手を介して前記出力軸に連結したフロントタイヤ部に駆動力を伝達する、車体前方の短い小型車両のパワーステアリング装置において、前記ステアリング軸に固定されたストッパーと、前記ストッパー下部に一体に設けられて前記ステアリング軸と前記入力軸を接続する接続部材と、前記ステアリング軸が挿通されると共に前記トルクセンサを覆うセンサハウジングと、前記センサハウジングの上部内壁から突出して前記ストッパー上部に当接し、前記ステアリング軸の上方向の移動を阻止する壁状部材からなるストッパー受け部と、前記センサハウジングの上端に連設される筒状ハウジングと、前記筒状ハウジングの上端部に形成された段差状の孔内に内嵌されて、前記ステアリング軸が枢着されるベアリングと、前記ベアリングの外輪の外側に当接するように前記筒状ハウジングの上端部に嵌合された穴用止め輪と、前記ベアリングの内輪の外側に当接されるように前記ステアリング軸に嵌合されて配置され前記ステアリング軸の下方向の移動を抑止する軸用止め輪とを備え、前記ステアリング軸を前記ステアリングホイール近傍位置で前記ストッパー受け部及び前記軸用止め輪により二点支持したことを特徴とする。
請求項２にかかる車両のパワーステアリング装置は、請求項１において、前記ストッパーは、前記センサハウジングの内側において前記ステアリング軸の外周を保持する接続部材に設けられ、前記センサハウジングに、前記接続部材を操作する作業孔が設けられていることを特徴とする。
請求項３にかかる車両のパワーステアリング装置は、請求項１または２において、前記センサハウジングは、上部に向かって漸次縮径するよう形成されることを特徴とする。

請求項１によれば、ステアリング軸にストッパーを突設し、トルクセンサを覆うセンサハウジング内にストッパー受け部を設け、そのストッパー受け部にストッパーに当接しておくことで、ステアリング軸のスラスト方向の移動を抑止させるから、部品点数を削減して小型化を簡易な構成で、トーションバーにかかるスラスト荷重を防止することができると共に、ステアリング軸とトルクセンサとの結合が容易な車両のパワーステアリング装置を提供できる。

請求項２によれば、センサハウジングの内壁から突出させた壁状部材をストッパー受け部としたから、部品点数を増加させることなく、簡易な構造でステアリング軸のスラスト方向の移動を抑止することができる。

請求項３によれば、トルクセンサとセンサハウジングとが接続された状態でも、作業孔を介して、ステアリング軸と入力軸との微調整が行えるから、作業性を向上することができる。

次に、本発明にかかる車両のパワーステアリング装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明にかかる車両のパワーステアリング装置は、小型多目的車（ＭＵＶ）に組み込んだものを例示している。

本実施の形態にかかる車両のパワーステアリング装置Ａは、図１に示すように、ステアリング部１と、センサハウジング２と、支持金具３と、トルクセンサ４とを備えてなる。

ステアリング部１は、図２に示すように、運転者が操舵を行うためのステアリングホイール１１と、ピン１２４を介してそのステアリングホイール１１と接続され座ぐり孔１２１と連通された挿通孔１２２を中央部に設けたブラケット１２と、後部が挿通孔１２２に挿嵌されると共にブラケット１２底面に当接するように軸用止め輪１２３が嵌着され、座ぐり孔１２１内に突出したネジ部１３１をナット１４で螺合させて、ブラケット１２を軸用止め輪１２３とナット１４とで挟着させたステアリング軸１３とを備えてなる。

また、このステアリング軸１３の中途部にはストッパー１３２が突設して固定されている。ストッパー１３２の下部には、図４に示すように、すり割１３４が入った嵌合孔１３５が設けられると共に、そのすり割１３４と直交方向にボルト１３６を螺合させて嵌合孔１３５を縮径可能に形成されたブロック状の接続部材１３３が、ストッパー１３２と溶着等により一体的に形成されている。
なお、ステアリング軸１３と後述する入力軸４１は、接続部材１３３に設けられている嵌合孔１３５に挿嵌され、ボルト１３６を螺合させることにより結合される。

センサハウジング２は、トルクセンサ４を覆うセンサカバー部２１と、センサカバー部２１の下端部に張り出すように形成され後述する伝導ケース５に接続されるカバー固定部２２と、中途部に開口された作業孔２３と、上述したストッパー１３２を受けるストッパー受け部２４と、ステアリング軸１３を回動可能に支持する支持部２５と、後述する支持金具３に支持される突部２６により構成される。

即ち、センサハウジング２は、上部に向かって漸次縮径するように段付形成され、後述する伝導ケース５と一体的になるように、伝導ケース５とカバー固定部２２とをボルト２７で締結して取り付けられる略円筒状部材である。センサハウジング２の上端部には、ステアリング軸１３を枢着させる筒状ハウジング２５０を支持する支持部２５を備える。

センサハウジング２の上面（図３において中央）には、突部２６が一体的に形成される。また、突部２６には、車幅方向に延びるボス２８ａが形成されている。さらに、センサハウジング２の左右側面（図３において左右方向）には、ボス２８ｂ、２８ｃが側面視で前記したボス２８ａと重ならない位置に突設されている。
また、センサハウジング２の下面には、接続部材１３３に螺合されたボルト１３６を挿通し締め込み可能な作業孔２３が設けられている。

このセンサハウジング２内の上部内壁から、ステアリング軸１３が挿通可能に、かつ、ステアリング軸１３に対して垂直に突出された壁状部材からなるストッパー受け部２４が形成されている。センサハウジング２内において、ストッパー１３２がそのストッパー受け部２４に当接して配置されることで、ステアリング軸１３のスラスト方向、特に上方向の移動を抑止させている（ステアリング軸１３の一方向のスラストを受ける）。

また、センサハウジング２の上端部に連設される筒状ハウジング２５０の上端部に形成された段差状の孔内にベアリング２５１が内嵌されていると共に、穴用止め輪２５２が、ベアリング２５１外輪の外側に当接するように筒状ハウジング２５０の上端部に嵌合されて、ベアリング２５１が筒状ハウジング２５０の上端部に固定されている。なお、この筒状ハウジング２５０は、溶接や圧入あるいはボルト接合等によってセンサハウジング２の上端部と接続されているとしても良いし、又は、筒状ハウジング２５０の外壁とセンサハウジング２の内壁とに形成された螺子山の螺合により接続するとしても良い。

一方、ステアリング軸１３には、他方向のスラスト受けである軸用止め輪１３７が嵌合されており、この軸用止め輪１３７が、上記したベアリング２５１の内輪の外側に当接されるように配置される（ベアリング２５１より軸方向外方の筒状ハウジング２５０内に設けられている）ことで、ステアリング軸１３のスラスト方向、特に下方向の移動を抑止させている（ステアリング軸１３の他方向のスラストを受ける）。

このように、ステアリング軸１３のスラスト方向の移動を、ストッパー受け部２４と、ストッパー受け部２４とは別に設けた軸用止め輪１３７とで抑止することで、ステアリング軸１３を二点支持することとなり、ステアリング軸１３の支持を良好とすることができる。加えて、ステアリング軸１３を二点支持した位置が、ステアリングホイール１１近傍となることから、よりステアリング軸１３の支持が良好となる。

支持金具３は、下部が開口された略凸字状に折り曲げ形成され車両フレームの一つであるクロスメンバＢに溶着された帯板部材である。支持金具３は、センサハウジング２の突部２６に設けられたボス２８ａと、ボス２８ａの外側を覆う支持金具３の上部とが平行ピン３１で連結されている。また、センサハウジング２に突設された左右方向のボス２８ｂ，２８ｃと、ボス２８ｂ，２８ｃの外側を覆う支持金具３の下部とが螺合されており、この支持金具３を介して、センサハウジング２と一体的に取り付けられた後述する伝導ケース５、トルクセンサ４、電動モータ６が車両フレームに支持されている。

トルクセンサ４は、接続部材１３３の嵌合孔１３５に挿嵌されボルト１３６を閉め込むことでステアリング軸１３と接続された入力軸４１と、中途部にウォームホイール（図示せず）が取着された出力軸４２と、入力軸４１と出力軸４２との間に介装され起歪部であるトーションバー４３と、そのトーションバー４３の捩れ歪を検出するセンサー（図示せず）とを備えて構成され、伝導ケース５に内装されている。

このトルクセンサ４は、上述したように、センサハウジング２で覆われており、センサハウジング２は、図１に示すように、クロスメンバＢに溶着された支持金具３を介してステアリングホイール１１近傍の車体に支持されている。

伝導ケース５は、ボルト２７によってセンサハウジング２のカバー固定部２２と接続される壁面が中途部に形成され、ウォームホイールと噛合されたウォームギア（図示せず）が取り付けられた電動モータ６が、外面に螺着された所要形状に形設されている。
なお、この電動モータ６、ウォームギア、ウォームホイールとを備えてギア部が構成される。

以上のように構成された本実施の形態にかかる車両のパワーステアリング装置Ａは、トーションバー４３の捩れ歪等に基づいて電動モータ６を駆動させ、その駆動力をウォームギアと噛合したウォームホイールに伝達することで、自在継ぎ手７を介して出力軸４２に連結したフロントタイヤ部に駆動力を伝達し、操舵力のアシストが行われる。

さらに、本実施の形態にかかる車両のパワーステアリング装置Ａは、ステアリングホイール１１をスラスト方向（特に上方向）に付勢しても、このセンサハウジング２内の上部内壁から突出形成したストッパー受け部２４に、ステアリング軸１３に突設したストッパー１３２が当接していることで、トーションバー４３にかかるスラスト荷重を防止する。

また、車両のパワーステアリング装置Ａのセンサハウジング２を、ステアリングホイール１１近傍に設け、さらに、センサハウジング２の上端部に設けたベアリング２５１でステアリング軸１３を枢着し、ステアリングホイール１１から支持部２５の距離を極力短くしたことで、車両のパワーステアリング装置Ａの上方にベアリングを設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

以上、本実施の形態にかかる車両のパワーステアリング装置Ａを説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

なお、ストッパー１３２は、ステアリング軸１３の外周を連続して覆っても良いし、不連続でも良い。また、ストッパー受け部２４は、センサハウジング２の内側に連続して突出しても良い。ただし、ストッパー１３２と、ストッパー受け部２４とは、常に当接しているものとする。
本発明は、特に車体前方が短いＭＵＶなどの小型車両に有効である。

本実施の形態にかかる車両のパワーステアリング装置を小型多目的車（ＭＵＶ）に組み込んだ状態の一部切欠した側面図及び切欠部の拡大図である。 本実施の形態にかかる車両のパワーステアリング装置の一部切欠した側面図である。 図２におけるＺ方向の矢視図（正面図）である。 図３におけるＸ部分の縦断面図である。 図４におけるＸ１―Ｘ１線に沿える横断面図である。 図５におけるＸ２―Ｘ２線に沿える横断面図である。

符号の説明

Ａ…車両のパワーステアリング装置、１…ステアリング部、１１…ステアリングホイール、１２…ブラケット、１３…ステアリング軸、１３１…ネジ部、１３２…ストッパー、１３３…接続部材、１３４…すり割、１３５…嵌合孔、１３６…ボルト、１３７…軸用止め輪、１４…ナット、２…センサハウジング、２１…センサーカバー部、２２…カバー固定部、２３…作業孔、２４…ストッパー受け部、２５…支持部、２５０…筒状ハウジング、２５１…ベアリング、２５２…穴用止め輪、２６…突部、２７…ボルト、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ…ボス、３…支持金具、３１…平行ピン、４…トルクセンサ、４１…入力軸、４２…出力軸、４３…トーションバー、５…伝導ケース、６…電動モータ、７…自在継ぎ手、Ｂ…クロスメンバ

Claims (3)

1. ステアリングホイール近傍に配置されて前記ステアリングホイールに接続するステアリング軸に結合される入力軸と、前記ステアリング軸の回動に応じて操舵力を伝達する出力軸とがトルクセンサを介して接続され、
   自在継ぎ手を介して前記出力軸に連結したフロントタイヤ部に駆動力を伝達する、車体前方の短い小型車両のパワーステアリング装置において、
   前記ステアリング軸に固定されたストッパーと、
   前記ストッパー下部に一体に設けられて前記ステアリング軸と前記入力軸を接続する接続部材と、
   前記ステアリング軸が挿通されると共に前記トルクセンサを覆うセンサハウジングと、
   前記センサハウジングの上部内壁から突出して前記ストッパー上部に当接し、前記ステアリング軸の上方向の移動を阻止する壁状部材からなるストッパー受け部と、
   前記センサハウジングの上端に連設される筒状ハウジングと、
   前記筒状ハウジングの上端部に形成された段差状の孔内に内嵌されて、前記ステアリング軸が枢着されるベアリングと、
   前記ベアリングの外輪の外側に当接するように前記筒状ハウジングの上端部に嵌合された穴用止め輪と、
   前記ベアリングの内輪の外側に当接されるように前記ステアリング軸に嵌合されて配置され前記ステアリング軸の下方向の移動を抑止する軸用止め輪とを備え、
   前記ステアリング軸を前記ステアリングホイール近傍位置で前記ストッパー受け部及び前記軸用止め輪により二点支持したことを特徴とする車両のパワ−ステアリング装置。
2. 前記ストッパーは、前記センサハウジングの内側において前記ステアリング軸の外周を保持する接続部材に設けられ、
   前記センサハウジングに、前記接続部材を操作する作業孔が設けられている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. 前記センサハウジングは、上部に向かって漸次縮径するよう形成されることを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング装置。

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