(57)【要約】【課題】出力軸の舵取機構への出力部とステアリングホイール間にて、車両衝突時の一次ＥＡストロークと、二次ＥＡストロークを十分に確保すること。【解決手段】車両用電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイール２６に連結される入力軸２１と、舵取機構に連結されて入力軸２１にトーションバー２２を介して連結される出力軸２３と、この出力軸２３と入力軸２１の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ機構３０と、このトルクセンサ機構３０により検出された操舵トルクに基づいて駆動される電動モータ４１の回転力を出力軸２３に伝達する回転力伝達機構４０を備えている。回転力伝達機構４０は出力軸２３の舵取機構への出力部（ピニオン２３ｂ）より車両前方に配置され、この回転力伝達機構４０より車両前方にトルクセンサ機構３０は配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールに連結される入力軸と、舵取機構に連結されて前記入力軸にトーションバーを介して連結される出力軸と、この出力軸と前記入力軸の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ機構と、このトルクセンサ機構により検出された操舵トルクに基づいて駆動される電動モータの回転力を前記出力軸に伝達する回転力伝達機構を備えた車両用電動パワーステアリング装置において、
前記回転力伝達機構は前記出力軸の前記舵取機構への出力部より車両前方に配置され、この回転力伝達機構より車両前方に前記トルクセンサ機構は配置されていることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電動パワーステアリング装置において、前記出力軸と前記トーションバーは中空形状に形成されていて、中空形状の前記出力軸内に中空形状の前記トーションバーがその前端部が前記出力軸より前方に所定量突出するようにして嵌合され、このトーションバー内に前記入力軸が嵌合されており、前記トーションバーの前端部が前記入力軸に連結され、前記トーションバーの後端部が前記出力軸に連結されていることを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突時において、一次衝突時の衝撃荷重と二次衝突時の衝撃荷重を共に効果的に吸収し得るように構成し得る車両用電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用電動パワーステアリング装置の一つとして、ステアリングホイールに連結される入力軸と、舵取機構に連結されて前記入力軸にトーションバーを介して連結される出力軸と、この出力軸と前記入力軸の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ機構と、このトルクセンサ機構により検出された操舵トルクに基づいて駆動される電動モータの回転力を前記出力軸に伝達する回転力伝達機構を備えたものがあり、例えば、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−４３０６１号公報
【０００３】
上記した特許文献１の電動パワーステアリング装置では、前記トルクセンサ機構が前記回転力伝達機構より車両前方に配置されているため、前記トルクセンサ機構が前記回転力伝達機構より車両後方に配置されている場合に比して、回転力伝達機構とステアリングホイール間に二次ＥＡストローク（車両の衝突時における二次衝突時の衝撃荷重を吸収し得るストローク）を十分に確保することが可能である。
【０００４】
しかし、上記した特許文献１の電動パワーステアリング装置では、前記出力軸の前記舵取機構への出力部が前記トルクセンサ機構より車両前方に配置されているため、トルクセンサ機構を配置するためのスペースを出力軸の舵取機構への出力部（車両の衝突時には一次衝突時における衝撃荷重の入力部となる）とステアリングホイール間に確保する必要がある。このため、出力軸の舵取機構への出力部とステアリングホイール間にて確保し得る一次ＥＡストローク（車両の衝突時における一次衝突時の衝撃荷重を吸収し得るストローク）は、前記トルクセンサ機構が前記回転力伝達機構より車両後方に配置されている場合（この場合にも、トルクセンサ機構を配置するためのスペースを出力軸の舵取機構への出力部とステアリングホイール間に確保する必要がある）と同じである。したがって、一次ＥＡストロークを十分に確保することができないこともある。
【０００５】
また、上記した特許文献１の電動パワーステアリング装置では、回転力伝達機構より車両前方に配置されているトルクセンサ機構に入力軸の回転を伝達するために、回転力伝達機構の構成部材であって出力軸に一体回転可能に組付けられたウォームホイールに、厚さ方向に貫通する挿通孔を設けるとともに、この挿通孔に入力伝達体を挿通して入力軸の回転をトルクセンサ機構に伝達するように構成している。かかる構成では、ウォームホイールに設けた挿通孔と入力伝達体間に、これらの相対回転を可能とする回転方向の隙間を確保する必要があって、ウォームホイールの剛性を著しく低下させるおそれがある。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、上記した課題に対処すべくなされたものであり、ステアリングホイールに連結される入力軸と、舵取機構に連結されて前記入力軸にトーションバーを介して連結される出力軸と、この出力軸と前記入力軸の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ機構と、このトルクセンサ機構により検出された操舵トルクに基づいて駆動される電動モータの回転力を前記出力軸に伝達する回転力伝達機構を備えた車両用電動パワーステアリング装置において、前記回転力伝達機構は前記出力軸の前記舵取機構への出力部より車両前方に配置され、この回転力伝達機構より車両前方に前記トルクセンサ機構は配置されていることに特徴がある。
【０００７】
この車両用電動パワーステアリング装置では、回転力伝達機構とトルクセンサ機構が出力軸の舵取機構への出力部より車両前方に配置されるため、回転力伝達機構とトルクセンサ機構を配置するためのスペースを、出力軸の舵取機構への出力部とステアリングホイール間に確保する必要がない。したがって、出力軸の舵取機構への出力部とステアリングホイール間にて、車両の衝突時における一次衝突時の衝撃荷重を吸収し得る一次ＥＡストロークと、車両の衝突時における二次衝突時の衝撃荷重を吸収し得る二次ＥＡストロークを十分に確保することが可能である。
【０００８】
また、本発明に実施に際して、前記出力軸と前記トーションバーは中空形状に形成されていて、中空形状の前記出力軸内に中空形状の前記トーションバーがその前端部が前記出力軸より前方に所定量突出するようにして嵌合され、このトーションバー内に前記入力軸が嵌合されており、前記トーションバーの前端部が前記入力軸に連結され、前記トーションバーの後端部が前記出力軸に連結されていることも可能である。
【０００９】
この場合には、入力軸の前端部に連結される入力伝達体をトーションバーの前端部外周（すなわち、出力軸より前方に突出する部位）に設けることが可能であって、入力軸の回転を、入力伝達体を介して、回転力伝達機構より車両前方に配置されているトルクセンサ機構に伝達することが可能である。このため、回転力伝達機構の構成部材であって出力軸にトルク伝達可能に組付けられるウォームホイールに、入力伝達体を挿通するための挿通孔を設ける必要がなくて、ウォームホイールの剛性を確保することが可能であり、ウォームホイールの小型・軽量化を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による車両用電動パワーステアリング装置を概略的に示していて、この電動パワーステアリング装置においては、車体（図示省略）に組付けられるハウジング１０に、入力軸２１、トーションバー２２および出力軸２３が組付けられるとともに、トルクセンサ機構３０と回転力伝達機構４０が組付けられている。なお、ハウジング１０は、メインハウジング１１とサブハウジング１２によって構成されている。
【００１１】
入力軸２１は、ハウジング１０に軸受Ｂ１，Ｂ２を介して回転可能に組付けられた中実シャフトであって、ハウジング１０外に突出した後端部２１ａにてインターミディエイトシャフト２４とステアリングメインシャフト２５を介してステアリングホイール２６にトルク伝達可能に連結され、前端部２１ｂにてトーションバー２２の前端部２２ａに連結ピン２７を介してトルク伝達可能に連結されている。
【００１２】
トーションバー２２は、入力軸２１と出力軸２３をトルク伝達可能かつ操舵トルク（ステアリングホイール２６に加えられる回転操作力）に応じて相対回転変位可能に連結する中空バーであって、後端部外周に形成したセレーション部２２ｂにて出力軸２３の後端部内周に形成したセレーション部２３ａにトルク伝達可能に連結されている。このトーションバー２２は、その前端部２２ａが出力軸２３より前方に所定量突出するようにして出力軸２３内に嵌合されている。
【００１３】
出力軸２３は、ハウジング１０に軸受Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を介して回転可能に組付けられた中空シャフトであって、軸受Ｂ３とＢ４間の中間部外周にはピニオン２３ｂが形成されている。ピニオン２３ｂは、舵取機構への出力部であって、舵取機構の構成部材であるラックバー２８のラック歯２８ａに噛合している。なお、ラックバー２８は、車両の左右方向に延びていて、ハウジング１０に組付けたラックガイド１３によって支承されている。また、舵取機構は、左右のナックルアーム（図示省略）に連結された左右のタイロッド（図示省略）と、これらのタイロッドを連結するラックバー２８等からなる。
【００１４】
トルクセンサ機構３０は、入力軸２１と出力軸２３の相対回転変位量（トーションバー２２の捩れ量）により操舵トルクを検出するそれ自体公知のものであって、回転力伝達機構４０より車両前方に配置されている。このトルクセンサ機構３０は、出力軸２３の前端外周に嵌合固定された第１検出リング３１と、連結ピン２７を介して入力軸２１に連動する円筒状の入力伝達体３９の後端部外周に嵌合固定された第２検出リング３２と、入力伝達体３９の中間部外周に嵌合固定された第３検出リング３３と、これら第１〜第３検出リング３１〜３３の外側に配置され磁性材料からなる保持筒３４を介してサブハウジング１２に保持されるトルク検出コイル３５および温度補償コイル３６と、サブハウジング１２に保持されてトルク検出コイル３５および温度補償コイル３６が接続（結線）された基板３７を備えている。なお、保持筒３４は皿ばね３８によって位置決め保持されている。
【００１５】
第１〜第３検出リング３１〜３３は、何れも磁性材料からなり、第１および第２検出リング３１，３２の対向端面と、第３検出リング３３の第２検出リング３２との対向端面とには、矩形状で複数個の歯部が等ピッチで周方向に形成されている。トルク検出コイル３５と温度補償コイル３６は基板３７のトルク検出回路部に接続されている。そして、トルク検出コイル３５の発生磁束により保持筒３４、第１検出リング３１および第２検出リング３２で第１の磁気回路を構成し、温度補償コイル３６の発生磁束により保持筒３４、第２検出リング３２および第３検出リング３３で第２の磁気回路を構成する。
【００１６】
このため、ステアリングホイール２６に操舵トルクが加えられ、トーションバー２２が捩じられた場合、第１検出リング３１の歯部と第２検出リング３２の歯部との対向面積が変化してトルク検出コイル３５のインピーダンスが変化し、その変化に応じて出力される電圧によりトーションバー２２に作用したトルク（操舵トルク）を検出することができる。
【００１７】
回転力伝達機構４０は、トルクセンサ機構３０により検出された操舵トルクに基づいて駆動される電動モータ４１の回転力を出力軸２３に伝達するものであって、出力軸２３の舵取機構への出力部、すなわち、ピニオン２３ｂより車両前方に配置されている。この回転力伝達機構４０は、電動モータ４１の回転駆動軸に組付けたウォームギヤ４２と、出力軸２３上にトルク伝達可能に組付けられてウォームギヤ４２に噛合するウォームホイール４３を備えていて、電動モータ４１の回転力がウォームギヤ４２とウォームホイール４３を介して出力軸２３に伝達される。
【００１８】
上記のように構成したこの実施形態の電動パワーステアリング装置では、回転力伝達機構４０とトルクセンサ機構３０が出力軸２３の舵取機構への出力部、すなわち、ピニオン２３ｂより車両前方に配置されている。このため、回転力伝達機構４０とトルクセンサ機構３０を配置するためのスペースを、出力軸２３の舵取機構への出力部（車両の衝突時には一次衝突時における衝撃荷重の入力部となる）とステアリングホイール２６間に確保する必要がない。したがって、出力軸２３の舵取機構への出力部とステアリングホイール２６間にて、車両の衝突時における一次衝突時の衝撃荷重を吸収し得る一次ＥＡストロークと、車両の衝突時における二次衝突時の衝撃荷重を吸収し得る二次ＥＡストロークを十分に確保することが可能である。
【００１９】
また、この実施形態においては、出力軸２３とトーションバー２２が中空形状に形成されていて、中空形状の出力軸２３内に中空形状のトーションバー２２がその前端部２２ａが出力軸２３より前方に所定量突出するようにして嵌合され、このトーションバー２２内に入力軸２１が嵌合されている。また、トーションバー２２の前端部２２ａが入力軸２１の前端部２１ｂに連結され、トーションバー２２の後端部（セレーション部２２ｂ）が出力軸２３の後端部（セレーション部２３ａ）に連結されている。
【００２０】
これにより、入力軸２１の前端部２１ｂに連結ピン２７を介して連結される入力伝達体３９をトーションバー２２の前端部外周（すなわち、出力軸２３より前方に突出する部位）に設けることが可能であって、入力軸２１の回転を、入力伝達体３９を介して、回転力伝達機構４０より車両前方に配置されているトルクセンサ機構３０に伝達することが可能である。このため、回転力伝達機構４０の構成部材であって出力軸２３にトルク伝達可能に組付けられるウォームホイール４３に、入力伝達体３９を挿通するための挿通孔を設ける必要がなくて、ウォームホイール４３の剛性を確保することが可能であり、ウォームホイール４３の小型・軽量化を図ることが可能である。
【００２１】
上記実施形態においては、ラックバー２８を備えた舵取機構、トルクセンサ機構３０および回転力伝達機構４０を備えた車両用電動パワーステアリング装置に本発明を実施したが、車両用電動パワーステアリング装置が備える舵取機構、トルクセンサ機構および回転力伝達機構の各構成は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜変更して本発明を実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による車両用電動パワーステアリング装置の一実施形態を概略的に示した縦断側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０…ハウジング、１１…メインハウジング、１２…サブハウジング、２１…入力軸、２１ａ…入力軸の後端部、２１ｂ…入力軸に前端部、２２…トーションバー、２２ａ…トーションバーの前端部、２２ｂ…トーションバーのセレーション部（トーションバーの後端部）、２３…出力軸、２３ａ…出力軸のセレーション部（出力軸の後端部）、２３ｂ…ピニオン（出力軸の舵取機構への出力部）、２４…インターミディエイトシャフト、２５…ステアリングメインシャフト、２６…ステアリングホイール、２７…連結ピン、２８…ラックバー（舵取機構の構成部材）、３０…トルクセンサ機構、４０…回転力伝達機構、４１…電動モータ、４２…ウォームギヤ、４３…ウォームホイール
【図１】
2006231997.tif 000003