(57)【要約】  【課題】  操舵補助用の電動モータの体格が大きい場合であっても、効果的に衝撃エネルギを吸収することができる衝撃エネルギ吸収機構を設けることができる電動パワーステアリング装置を提供する。  【解決手段】  操舵部材Ａの操作に応じて回転する操舵軸１と同軸的に配設した操舵補助用の電動モータ２の回転により操舵補助する電動パワーステアリング装置において、電動モータ２は、操舵軸１と同軸的に配設したロータ２１及びステータ２３を備え、ロータ２１は、操舵軸方向にステータ２３に対して相対的に移動することが可能に設けてあり、ステータ２３の操舵軸方向の長さは、ロータ２１の移動範囲の長さより長い。【選択図】      図１
2006103638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配設した操舵補助用の電動モータの回転により操舵補助する電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータは、前記操舵軸と同軸的に固定連結したロータ及びステータを備え、
前記ロータは、前記操舵軸方向に前記ステータに対して相対的に移動することが可能に設けてあり、
前記ステータの前記操舵軸方向の長さは、前記ロータの移動範囲の長さより長いことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配設した操舵補助用の電動モータの回転により操舵補助する電動パワーステアリング装置において、
前記電動モータは、前記操舵軸と同軸的に固定連結したロータ及びステータを備え、
前記ロータは、前記操舵軸方向に前記ステータに対して相対的に移動することが可能に設けてあり、
前記ステータの前記操舵軸方向の長さは、最上位の移動位置に係るロータと最下位の移動位置に係るロータとが重なり合う部分の長さより短い、又は等しいことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記ロータの移動範囲にて、前記ロータと前記ステータとの空隙は略一定間隔であることを特徴とする請求項１又は２記載の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】
本発明は操舵補助用の電動モータの回転によって操舵補助するようにした電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータが操舵軸と交差する位置に配置されており、電動モータの回転を操舵軸に伝動する減速機構を備えた間接伝動タイプと、操舵補助用の電動モータが操舵軸と同軸的に配置されており、電動モータの回転を電動モータのロータから操舵軸に直接伝動するように構成された直接伝動タイプとが知られている。
【０００３】
上述のような構成の電動パワーステアリング装置は、ほぼ全体を車室内に配置するレイアウトになっており、したがって、電動パワーステアリング装置の全長は、その物理的スペースの制約により必然的に定まる。
【０００４】
ところで、間接伝動タイプの電動パワーステアリング装置は、操舵軸の途中に減速機構の一部が設けられており、操舵軸に対して偏倚した位置に電動モータが配置された構成になっている。したがって、操舵部材から操舵軸に加わる二次衝突の衝撃エネルギを吸収することが可能な衝撃エネルギ吸収機構を操舵軸の途中に設けたり、操舵軸を支持する筒形のハウジングに設けたりすることができ、操舵軸及び／又はハウジングを軸線方向へ相対移動させつつ衝撃エネルギを比較的容易に吸収することができる。
【０００５】
一方、直接伝動タイプの電動パワーステアリング装置は、例えば特許文献１に開示されているように、操舵軸の途中に電動モータが同軸的に配置されており、必然的に定まる電動パワーステアリング装置の全長内であり、電動モータ部分を除いた位置に衝撃エネルギ吸収機構を設けることは、設計上困難になっている。
【特許文献１】特開平８−２８２５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特に、直接伝動タイプの電動モータは比較的大きなトルクを発生するため、電動モータの体格が比較的大きくなる。したがって、衝撃エネルギ吸収機構を設ける部分の長さはより短くなり、衝撃エネルギ吸収機構を設けることがより一層困難になるという問題点があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用の電動モータの体格が大きい場合であっても、効果的に衝撃エネルギを吸収することができる衝撃エネルギ吸収機構を設けることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配設した操舵補助用の電動モータの回転により操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記電動モータは、前記操舵軸と同軸的に配設したロータ及びステータを備え、前記ロータは、前記操舵軸方向に前記ステータに対して相対的に移動することが可能に設けてあり、前記ステータの前記操舵軸方向の長さは、前記ロータの移動範囲の長さより長いことを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材の操作に応じて回転する操舵軸と同軸的に配設した操舵補助用の電動モータの回転により操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記電動モータは、前記操舵軸と同軸的に配設したロータ及びステータを備え、前記ロータは、前記操舵軸方向に前記ステータに対して相対的に移動することが可能に設けてあり、前記ステータの前記操舵軸方向の長さは、最上位の移動位置に係るロータと最下位の移動位置に係るロータとが重なり合う部分の長さより短い、又は等しいことを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、第１又は第２発明において、前記ロータの移動範囲にて、前記ロータと前記ステータとの空隙は略一定間隔であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明及び第２発明では、操舵軸に固定連結してあるロータは、操舵軸方向にステータに対して相対的に移動することが可能であり、操舵軸が衝撃により移動した場合、それに伴うロータの移動範囲よりもステータの操舵軸方向の長さが長いことから、電動モータの体格が等しい場合、ロータの操舵軸方向の長さとステータの操舵軸方向の長さとが略等しい電動モータを用いる場合よりも、衝撃吸収に係る操舵軸の移動範囲がより長くなるよう設計することができる。
【００１２】
これにより、衝撃エネルギを吸収するための操舵軸の移動範囲を長く取ることができ、操舵補助用の電動モータの体格が大きく、外部に衝撃エネルギ吸収機構を設けることが困難である場合であっても、衝撃エネルギを効果的に吸収することが可能となる。
【００１３】
第３発明では、ロータの移動範囲にて、ロータとステータとの空隙は略一定間隔である。これにより、操舵軸の移動範囲全長に亘って、衝撃吸収力が略均一となり、運転者に違和感を与えない電動パワーステアリング装置を提供することができるという格別の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す電動モータ近傍の操舵軸を含む面での拡大断面図である。本実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、上端が操舵部材としての操舵輪Ａに連結してある操舵軸１と、該操舵軸１に固定連結してあるロータ２１及びステータ２３を有し、操舵軸１と同軸的に配置された操舵補助用の電動モータ２と、操舵軸１に加わるトルクを検出するトルクセンサ４とを備え、トルクセンサ４が検出したトルクに基づいて電動モータ２の回転を制御するよう構成されている。
【００１６】
電動モータ２は、円筒形のロータ２１と、ロータ２１の周りに相対回転可能に配置された筒形のステータ２３と、ステータ２３を支持するアルミニウム製の略円筒形のフレーム２２とを備えたブラシレス形の電動モータである。
【００１７】
ロータ２１は、操舵軸１に固定連結されており、ロータ２１の外周部には、その磁極が交互に異なる複数個の永久磁石が周方向に離隔して設けられている。ロータ２１は、操舵軸１と一体化して、操舵軸１に加わる衝撃エネルギ応じて操舵軸方向に移動することができる。すなわち、ロータ２１の操舵軸方向に移動することが可能な空隙２４ａ、２４ｂを設け、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収することができるようになっている。
【００１８】
フレーム２２は、ロータ２１の両側に配置され、操舵軸１が挿入される貫通孔を有する円板状の壁部と、ステータ２３を内周に支持する円筒状の周壁部とを備えており、操舵軸１に加わる衝撃エネルギにより塑性変形することが可能なアルミニウムにより形成されている。
【００１９】
フレーム２２の両側には、フレーム２２よりも硬質材料からなり、その中心部に第１の転がり軸受７及び第２の転がり軸受８の外輪が夫々内嵌固定された第１の押圧板９及び第２の押圧板１０が配設してあり、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを後述するケース１１及び第１の押圧板９又は第２の押圧板１０を経てフレーム２２の壁部に伝動するようになっている。また、トルクセンサ４が収容された椀形のケース１１が電動モータ２の上部に配設してあり、操舵軸１に加わる衝撃エネルギをケース１１を経て第１の押圧板９に伝動するようになっている。なお、ケース１１はフレーム２２よりも硬質材料からなる。
【００２０】
トルクセンサ４は、操舵軸１の途中に外嵌固定された回転体１２に設けられており、ケース１１に接触する圧力センサである。すなわち、圧力センサが検出した圧力を、圧力センサに接続された制御部がトルクに換算するように構成されている。
【００２１】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、ほぼ全体が車両の車室内に配置され、適宜の取着手段により車体に取着される。また、操舵軸１の下部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して舵取機構に連結される。
【００２２】
本実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータ２のロータ２１の操舵軸方向の長さよりもステータ２３の操舵軸方向の長さの方が長くなるようステータ２３を配設してある。ステータ２３の操舵軸方向の最大長さは、第１の転がり軸受７と第２の転がり軸受８との離間長である。
【００２３】
図２は、従来の電動パワーステアリング装置の構成を示す電動モータ近傍の操舵軸を含む面での拡大断面図である。図１と比較することにより明らかなように、従来の電動パワーステアリング装置で操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収すべく、操舵軸１とロータ２１とを一体として操舵軸方向へ移動する場合、従来の構成ではロータ２１と対向するステータ２３の長さが、ステータ２３の全長よりも短くなる。したがって、電動モータ２の出力が減少してしまうことから、一定量以上の出力を維持するためには、電動モータ２の体格を大きくする必要が生じる。電動モータ２の体格が大きくなった場合、配置スペース等の物理的な制約により、外部に衝撃エネルギ吸収機構を設けることが困難になる。
【００２４】
それに対して、本実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータ２のロータ２１の操舵軸方向の長さよりもステータ２３の操舵軸方向の長さの方が長くなるようステータ２３を配設してあることから、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収すべく、操舵軸１とロータ２１とを一体として操舵軸方向へ移動する場合であっても、ステータ２３は全長にわたってロータ２１と対向することができ、電動モータ２の出力を維持することができる。したがって、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収するために操舵軸１とロータ２１とを一体として操舵軸方向へ移動する移動量が同一である場合、従来の電動パワーステアリング装置よりも電動モータ２を小型化することができる。
【００２５】
したがって、衝撃エネルギを吸収するための操舵軸１の移動範囲を長く取ることができ、操舵補助用の電動モータ２の体格が大きく、外部に衝撃エネルギ吸収機構を設けることが困難である場合であっても、衝撃エネルギを効果的に吸収することが可能となる。
【００２６】
なお、操舵軸１と一体化して移動するロータ２１の移動範囲において、ロータ２１とステータ２３との空隙は略一定の間隔を維持することが好ましい。これにより、ロータ２１の移動範囲全長に亘って、衝撃吸収力が略均一となり、運転者に違和感を与えない電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す電動モータ近傍の操舵軸を含む面での拡大断面図である。本実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置は、実施の形態１と同様、上端が操舵部材としての操舵輪Ａに連結してある操舵軸１と、該操舵軸１に固定連結してあるロータ２１及びステータ２３を有し、操舵軸１と同軸的に配置された操舵補助用の電動モータ２と、操舵軸１に加わるトルクを検出するトルクセンサ４とを備え、トルクセンサ４が検出したトルクに基づいて電動モータ２の回転を制御するよう構成されている。
【００２８】
電動モータ２は、円筒形のロータ２１と、ロータ２１の周りに相対回転可能に配置された筒形のステータ２３と、ステータ２３を支持するアルミニウム製の略円筒形のフレーム２２とを備えたブラシレス形の電動モータである。
【００２９】
ロータ２１は、操舵軸１に固定連結されており、ロータ２１の外周部には、その磁極が交互に異なる複数個の永久磁石が周方向に離隔して設けられている。ロータ２１は、操舵軸１と一体化して、操舵軸１に加わる衝撃エネルギ応じて操舵軸方向に移動することができる。すなわち、ロータ２１の操舵軸方向に移動することが可能な空隙２４ａ、２４ｂを設け、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収することができるようになっている。
【００３０】
フレーム２２は、ロータ２１の両側に配置され、操舵軸１が挿入される貫通孔を有する円板状の壁部と、ステータ２３を内周に支持する円筒状の周壁部とを備えており、操舵軸１に加わる衝撃エネルギにより塑性変形することが可能なアルミニウムにより形成されている。
【００３１】
フレーム２２の両側には、フレーム２２よりも硬質材料からなり、その中心部に第１の転がり軸受７及び第２の転がり軸受８の外輪が夫々内嵌固定された第１の押圧板９及び第２の押圧板１０が配設してあり、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを後述するケース１１及び第１の押圧板９又は第２の押圧板１０を経てフレーム２２の壁部に伝動するようになっている。また、トルクセンサ４が収容された椀形のケース１１が電動モータ２の上部に配設してあり、操舵軸１に加わる衝撃エネルギをケース１１を経て第１の押圧板９に伝動するようになっている。なお、ケース１１はフレーム２２よりも硬質材料からなる。
【００３２】
トルクセンサ４は、操舵軸１の途中に外嵌固定された回転体１２に設けられており、ケース１１に接触する圧力センサである。すなわち、圧力センサが検出した圧力を、圧力センサに接続された制御部がトルクに換算するように構成されている。
【００３３】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置は、ほぼ全体が車両の車室内に配置され、適宜の取着手段により車体に取着される。また、操舵軸１の下部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して舵取機構に連結される。
【００３４】
本実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータ２のロータ２１の操舵軸方向の長さよりもステータ２３の操舵軸方向の長さの方が短くなるようステータ２３を配設してある。ステータ２３の操舵軸方向の長さは、ロータ２１の最上位の移動位置と最下位の移動位置とでロータ２１が重なり合う部分の長さより短い。
【００３５】
図２に示す従来の電動パワーステアリング装置と図３とを比較することにより明らかなように、従来の電動パワーステアリング装置で操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収すべく、操舵軸１とロータ２１とを一体として操舵軸方向へ移動する場合、従来の構成ではロータ２１と対向するステータ２３の長さが、ロータ２１が中央近傍にある場合と、ロータ２１が移動する最上位又は最下位の位置にある場合とで、ステータ２３と対向している部分の長さが変動する。したがって、ロータ２１が移動する最上位又は最下位の位置にある場合には、ロータ２１とステータ２３とが対向している部分の長さが短くなり、電動モータ２の出力が変動してしまうことから、安定したモータ出力を維持するためには、電動モータ２の体格を相当大きくする必要が生じる。
【００３６】
それに対して、本実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置では、電動モータ２のロータ２１の操舵軸方向の長さよりもステータ２３の操舵軸方向の長さの方が短くなるようステータ２３を配設してあり、ステータ２３の操舵軸方向の長さは、ロータ２１の最上位の移動位置と最下位の移動位置とでロータ２１が重なり合う部分の長さより短いことから、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収すべく、操舵軸１とロータ２１とを一体として操舵軸方向へ移動する場合であっても、ステータ２３とロータ２１とが対向する部分の長さは一定であり、電動モータ２の出力を一定値に維持することができる。したがって、操舵軸１に加わる衝撃エネルギを吸収するために操舵軸１とロータ２１とを一体として操舵軸方向へ移動する移動量が同一である場合、従来の電動パワーステアリング装置よりも電動モータ２を小型化することができる。
【００３７】
したがって、衝撃エネルギを吸収するための操舵軸１の移動範囲を長く取ることができ、操舵補助用の電動モータ２の体格が大きく、外部に衝撃エネルギ吸収機構を設けることが困難である場合であっても、衝撃エネルギを効果的に吸収することが可能となる。
【００３８】
なお、操舵軸１と一体化して移動するロータ２１の移動範囲において、ロータ２１とステータ２３との空隙は略一定の間隔を維持することが好ましい。これにより、ロータ２１の移動範囲全長に亘って、衝撃吸収力が略均一となり、運転者に違和感を与えない電動パワーステアリング装置を提供することができる。なお、本発明は、運転者と操舵部材との前後方向位置を変更可能なテレスコピック式ステアリング装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す電動モータ近傍の操舵軸を含む面での拡大断面図である。
【図２】従来の電動パワーステアリング装置の構成を示す電動モータ近傍の操舵軸を含む面での拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す電動モータ近傍の操舵軸を含む面での拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  操舵軸
２  電動モータ
２１  ロータ
２３  ステータ
Ａ  操舵輪（操舵部材）
【図１】
2006103638.tif 000003
【図２】
2006103638.tif 000004
【図３】
2006103638.tif 000005