(57)【要約】【課題】２台のモータを利用し、そのパワーアシストを別々のピニオン軸からラック軸に伝えるようにして、ステアリングギアのラック＆ピニオンに加わる負荷を分散させることにより、低コストで、高出力化を可能にするとともに、車速状態に応じてモータを個別に制御することで、操舵性を向上させることにある。【解決手段】電動モータの駆動によって減速機を介してパワーアシストする電動パワーステアリング装置において、車両のステアリングホイールから駆動輪に至るステアリング系に、２台の電動モータを設け、該電動モータのうち一方の電動モータをステアリングコラムからステアリングギアに至る経路に設けるとともに、他方の電動モータをステアリングギアから駆動輪に至る経路上のラック軸に設けた。【選択図】　　図１
2004082798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータの駆動によって減速機を介してパワーアシストする電動パワーステアリング装置において、
車両のステアリングホイールから駆動輪に至るステアリング系に、２台の電動モータを設け、該電動モータのうち一方の電動モータをステアリングコラムからステアリングギアに至る経路に設けるとともに、他方の電動モータをステアリングギアから駆動輪に至る経路上のラック軸に設ける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】
前記一方の電動モータは、前記減速機を介してステアリングコラムに設けられ、該ステアリングコラム内で回転自在に支持されたステアリングシャフトからパワーアシストするようにした請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記一方の電動モータは、前記減速機を介してステアリングギアに設けられ、該ステアリングギア内のピニオン軸からパワーアシストするようにした請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラック＆ピニオン式の電動パワーステアリング装置には、主として、ステアリングコラムに対してモータにより電動の操舵力を付加するコラムタイプのものと、ピニオン軸に電動の操舵力を付加するピニオンタイプのものと、ラック軸と同軸的に配置したモータによりラック軸に電動の操舵力を付加するラック同軸タイプのものとがある。
【０００３】
しかし、コラムタイプおよびピニオンタイプの電動パワーステアリング装置は、ステアリングギアのラック＆ピニオンに負荷が集中するため、ラック歯及びピニオン歯の強度上、ラック軸を介して駆動輪に伝達する力が制限されてしまい、８０００Ｎ程度が出力の限界値になるという問題があった。
【０００４】
また、ラック同軸タイプの電動パワーステアリング装置では、ラック軸を介して駆動輪に伝達する力が、上記出力の限界値（８０００Ｎ程度）を超える高出力に耐えることができる反面、モータが特殊仕様になってしまい、高価になるという問題があった。
【０００５】
また、電動パワーステアリング装置では、ラック軸を介して駆動輪に伝達する力が大きくなるため、モータ容量がかなり大きくなる。そのため、車体への取付が難しいという問題もあった。
【０００６】
これらの問題を解決するために、特開２００１−３２８５４８号公報に係る発明が提案される。図５には、前記電動パワーステアリング装置の概略装置構成が示され、同図において、車両の幅方向に延びる円筒状のハウジング５１内には、ラック軸５２が軸方向に移動可能に保持されている。ラック軸５２には、ラック５２ａ，５２ｂが一体的に形成され、ラック軸５２の両端側には、ブーツ５４で覆われたボールジョイント５３を介して、サイドロッド５５が接続されている。サイドロッド５５の先には図示しない駆動輪が取り付けられ、車両幅方向における図５左側には、左ハンドルから手動操舵力により回転駆動される第１ピニオン軸５６が設けられている。第１ピニオン軸５６の下部には、図示しないピニオンが一体的に形成されている。この第１ピニオン軸５６は、当該ピニオンにおいてラック軸５２のラック歯５２ａと噛合して、ラック軸５２の直線運動に変換して駆動輪が操舵される。
【０００７】
一方、車両幅方向における図５右側には、モータ５７、減速機５８および第２ピニオン軸５９が設けられている。モータ５７は、減速機５８を介して第２ピニオン軸５９と接続され、第２ピニオン軸５９の下部には、図示しないピニオンが一体的に形成されている。第２ピニオン軸５９は、上記ピニオンにおいてラック軸５２ｂと噛合して、モータ５７の駆動力を第２ピニオン軸５９からラック軸５２の直線運動に変換して駆動輪に伝達するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものでは、ステアリングホイールに繋がる第１ピニオン軸５６からのステアリングギアを手動の操作力としているため、第１ピニオン軸５６側で負担することができる操作力に限界がある。そのため、前輪荷重が大きい車両の据え切り時（停止時や微低速時など）のように、ステアリングギアのラック＆ピニオンに高出力が作用する場合、負荷が第２ピニオン軸５９側に集中してしまう。その結果、第２ピニオン軸５９のラック＆ピニオンの強度上、出力に限界が生じ、高出力に耐えられないという問題があり、本質的な解決策ではなかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、２台のモータを利用し、そのパワーアシストを別々のピニオン軸からラック軸に伝えるようにして、ステアリングギアのラック＆ピニオンに加わる負荷を分散させることにより、低コストで、高出力化を可能にするとともに、車速状態に応じてモータを個別に制御することで、操舵性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、電動モータの駆動によって減速機を介してパワーアシストする電動パワーステアリング装置において、車両のステアリングホイールから駆動輪に至るステアリング系に、２台の電動モータを設け、該電動モータのうち一方の電動モータをステアリングコラムからステアリングギアに至る経路に設けるとともに、他方の電動モータをステアリングギアから駆動輪に至る経路上のラック軸に設けることにより、達成される。
【００１１】
また、上記目的は、前記一方の電動モータを、前記減速機を介してステアリングコラムに設け、該ステアリングコラム内で回転自在に支持されたステアリングシャフトからパワーアシストするようにしたことにより、効果的に達成される。
【００１２】
また、上記目的は、前記一方の電動モータを、前記減速機を介してステアリングギアに設け、該ステアリングギア内のピニオン軸からパワーアシストするようにした場合にも、効果的に達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施例に係るコラム型の電動パワーステアリング装置を示す概略構成図である。同図において、ステアリングシャフト１は、ステアリングコラム２内で回転自在に支持され、ステアリングホイール３の操舵力を、ユニバーサルジョイント４を介してインタミシャフト５に伝動するようになっている。
【００１５】
また、インタミシャフト５は、ユニバーサルジョイント６を介して第１ピニオン軸７に連結され、ステアリングギア部８によって車両幅方向に延びるラック軸９に連結されている。このステアリング部８では、第１ピニオン軸７のピニオン歯とラック軸９のラック歯との噛合によって、第１ピニオン軸７の回転運動をラック軸９の直線運動に変換するようになっている。
【００１６】
また、ステアリングコラム２には、電動モータ１０が設けられ、図２に示すように、後端側（図２左側）に、減速機１１が一対の玉軸受１２，１２によって回転自在に支持されている。この減速機１１は、ステアリングシャフト１に圧入固定されたウォームホイール１３と、該ウォームホイール１３に噛合するウォームギア１４とから構成される。これにより、電動モータ１０が駆動すると、その出力軸１５に連結されたウォームギア１４およびウォームホイール１３を介してステアリングシャフト１をアシストするようになっている。
【００１７】
そして、ラック軸９は、他の駆動輪側（図１右側）で、第２ピニオン軸１６に係合し、該第２ピニオン軸１６は、減速機１７を介して電動モータ１８に連結され、該電動モータ１８によってアシストされるようになっている。
【００１８】
これにより、ラック軸９には、ステアリングコラム２に設けられた電動モータ１０の駆動力を減速機１１を介して第１ピニオン軸７からアシストされるとともに、第２ピニオン軸１６に設けられた電動モータ１８の駆動力を減速機１７を介して第２ピニオン軸１６からアシストされる。すなわち、ラック軸９は、２台の電動モータ１０，１８により、別々に、第１，第２ピニオン軸７，１６から別々にアシストされることになる。
【００１９】
また、図３は、本発明の第２実施例に係るピニオン型の電動パワーステアリング装置を示す概略構成図であり、第１実施例と同一の部材は同一の符号を付して、その説明を省略する。同図において、第２実施例では、パワーアシスト用の電動モータ３１が、ステアリングギア部８の第１ピニオン軸３２に設けられる。すなわち、ステアリングギア部８には、図４に示すように、電動モータ３１が設けられ、先端側（図４左側）に、減速機３３が一対の玉軸受３４，３４によって回転自在に支持されている。この減速機３３は、ステアリングシャフト１に圧入固定されたウォームホイール３５と、該ウォームホイール３５に噛合するウォームギア３６とから構成される。これにより、電動モータ３１が駆動すると、その出力軸３７に連結されたウォームギア３６およびウォームホイール３５を介してステアリングシャフト１をアシストするようになっている。ここで、３８は、前記ラック軸９を所定圧で第１ピニオン軸３２に押し付ける押圧部材である。
【００２０】
従って、上記第１および第２実施例では、ステアリングホイール３から駆動輪に繋がるステアリング系に、２台の電動モータ１０（又は３１），１８を別々に設けた。すなわち、一方の電動モータ１０（又は３１）をステアリングホイール３に繋がる第１ピニオン軸７（又は３２）側に、他方の電動モータ１８を第２ピニオン軸１６側に設けたため、ステアリングギア部８に作用する負荷を分散させ、第１ピニオン軸７（又は３２）および第２ピニオン軸１６におけるラック＆ピニオン部に作用する負荷を均等化することができ、高出力化が可能になった。
【００２１】
また、ステアリング系に、２台の電動モータ１０（又は３１），１８を別々に設けたので、例えば２台の電動モータ１０（又は３１），１８のうち、いずれか一方の電動モータ１０（又は３１）の能力を一定として、他方の電動モータ１８によるアシスト力を連続的に変化させたり、また、高出力が作用する据え切り時（停止時や微低速時など）だけに、第２ピニオン軸１６側の電動モータ１８によるアシストを行って、通常の走行時には、第１ピニオン軸７（又は３２）側の電動モータ１０（又は３１）のみでアシストを行うことも可能である。その結果、車両の走行状態に応じてアシスト力を自在に制御することができるとともに、走行時のモータ慣性も小さくなり、簡単な制御で、操舵性を向上させることができる。
【００２２】
さらに、ステアリング系に２台の電動モータ１０（又は３１），１８を設けたので、いずれか一方の電動モータ１０（又は３１）が故障した場合でも、他方の電動モータ１８でパワーアシストを維持することができ、車両の安全性が向上する。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る電動パワーステアリング装置によると、ステアリングホイールから駆動輪に繋がるステアリング系に２台の電動モータを設け、該電動モータのうち一方の電動モータをステアリングコラムからステアリングギアに至る経路に設け、他方の電動モータをステアリングギアから駆動輪に至る経路上のラック軸に設けた。
【００２４】
これにより、ステアリングギア部に作用する負荷を分散させ、第１ピニオン軸および第２ピニオン軸におけるラック＆ピニオン部に作用する負荷を均等化することができ、高出力化が可能になった。また、ステアリング系に２台の電動モータを別々に設けたので、各電動モータの制御を個別に行うことができ、例えば一方の電動モータを固定にし、他方の電動モータを可変にしたり、また、通常時には一方の電動モータのみを駆動させ、据え切り時のように高出力が作用する場合のみ、２台の電動モータを駆動させたりすることができる。その結果、車両の走行状態に応じてアシスト力を簡単に制御することができるとともに、走行時のモータ慣性も小さくなり、操舵性を向上させることができる。また、ステアリング系に２台の電動モータを設けてパワーアシストするようにしたので、いずれか一方の電動モータの故障時など、急にステアリングホイールの操舵が重くなって、事故を誘発する危険性が減少して、車両の安全性が向上する。さらに、２台の電動モータを設けたことにより、エンジンや車体サイズの変更に際して、一方の電動モータを共通にして、他方の電動モータのサイズを変更するだけで対応することができるとともに、電動モータの小型化を図れ、取り付けが簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るコラムタイプの電動パワーステアリング装置において、２台のモータによりパワーアシストするようにした状態を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施例で、ステアリングシャフトに減速機を介してモータが配された状態を示す概略構成図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るピニオンタイプの電動パワーステアリング装置において、２台のモータによりパワーアシストするようにした状態を示す概略斜視図である。
【図４】第２実施例で、ステアリングギア部に減速機を介してモータが配された状態を示す概略構成図である。
【図５】従来の電動パワーステアリング装置において、手動操舵力および電動モータによってラック軸をアシストする状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１　　　　　ステアリングシャフト
２　　　　　ステアリングコラム
７　　　　　第１ピニオン軸
８　　　　　ステアリングギア部
９　　　　　ラック軸
１０　　　　　電動モータ
１１　　　　　減速機
１６　　　　　第２ピニオン軸
１７　　　　　減速機
１８　　　　　電動モータ
３１　　　　　電動モータ
３２　　　　　第１ピニオン軸
３３　　　　　減速機
【図１】
2004082798.tif 000003
【図２】
2004082798.tif 000004
【図３】
2004082798.tif 000005
【図４】
2004082798.tif 000006
【図５】
2004082798.tif 000007