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図面 (3)

課題

長い運転時間に亘って水分に起因する損傷や故障が回避されるような、電気サーボモータ装備された自動車ステアリングシステムを提案すること。

解決手段

補助サーボトルクを生成するための電気サーボモータ(7)を有し、当該電気サーボモータ(7)のモータ軸(9)がステアリングシステム(1)の運動伝達部材(10)と結合されている、自動車のステアリングシステムである。前記電気サーボモータ(7)のモータハウジング(11)と前記運動伝達部材(10)との間に、モータ軸(9)を取り囲む水保護シールド(13)が配置されている。

概要

背景

電気機械的に実現された自動車ステアリングシステムが知られている。そこでは、ステアリング運動支援するサーボトルクを生成するために、電気サーボモータ装備されている。サーボモータは、モータハウジング内に収容されている。そこには、通常、サーボモータの制御のためのパワーエレクトロニクスを有する制御装置も配置されている。サーボモータは、例えば、ステアリングシステムのステアリングハウジングフランジ状に取り付けられ得る。サーボモータのモータ軸運動は、変速機ベルトのような好適な伝達要素を介して、ハウジング内のギヤラックに伝達される。

走行運転中、そのようなステアリングシステムは、様々な負荷にさらされる。とりわけ、水や水分(湿気)がステアリングシステムの電気的構成要素を損傷ないし故障させる、という危険がある。

概要

長い運転時間に亘って水分に起因する損傷や故障が回避されるような、電気サーボモータが装備された自動車のステアリングシステムを提案すること。補助サーボトルクを生成するための電気サーボモータ(7)を有し、当該電気サーボモータ(7)のモータ軸(9)がステアリングシステム(1)の運動伝達部材(10)と結合されている、自動車のステアリングシステムである。前記電気サーボモータ(7)のモータハウジング(11)と前記運動伝達部材(10)との間に、モータ軸(9)を取り囲む水保護シールド(13)が配置されている。

目的

本発明の課題は、簡単な構造的対処によって、長い運転時間に亘って水分に起因する損傷や故障が回避されるような、電気的サーボモータが装備された自動車のステアリングシステムを提案することである

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

補助サーボトルクを生成するための電気サーボモータ(7)を有し、当該電気サーボモータ(7)のモータ軸(9)がステアリングシステム(1)の運動伝達部材(10)と結合されている、自動車のステアリングシステムであって、前記電気サーボモータ(7)のモータハウジング(11)と前記運動伝達部材(10)との間に、モータ軸(9)を取り囲む水保護シールド(13)が配置されていることを特徴とするステアリングシステム。

請求項2

前記水保護シールド(13)の少なくとも一つの構成部材(13b)は、前記モータ軸(9)上に回転しないように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のステアリングシステム。

請求項3

前記水保護シールド(13)の少なくとも一つの構成部材(13a)は、前記モータハウジング(11)に固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のステアリングシステム。

請求項4

前記水保護シールド(13)の前記構成部材(13a、13b)は、前記モータ軸(9)上で、または、前記モータハウジング(11)上で、ラビリンスシールの態様で協働することを特徴とする請求項2または3に記載のステアリングシステム。

請求項5

前記水保護シールド(13)は、前記モータハウジング(11)内の少なくとも一つの換気孔(14)を覆っていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のステアリングシステム。

請求項6

前記サーボモータ(7)の制御のための制御エレクトロニクス装置(12)が、前記モータハウジング(11)上に配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のステアリングシステム。

請求項7

前記制御エレクトロニクス装置(12)は、前記水保護シールド(13)と反対側の前記モータハウジング(11)上に配置されていることを特徴とする請求項6に記載のステアリングシステム。

請求項8

前記モータ軸(9)は、伝達ベルト(10)を介して、当該ステアリングシステム(1)の構成部材と結合されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のステアリングシステム。

請求項9

前記水保護シールド(13)の少なくとも一つの構成部材(13a、13b)は、プラスチック部として形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のステアリングシステム。

請求項10

前記水保護シールド(13)の少なくとも一つの構成部材(13a、13b)は、シート金属部として形成されていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のステアリングシステム。

技術分野

0001

本発明は、特許請求の範囲の請求項1の上位概念に従う自動車ステアリングシステムに関する。

背景技術

0002

電気機械的に実現された自動車のステアリングシステムが知られている。そこでは、ステアリング運動支援するサーボトルクを生成するために、電気サーボモータ装備されている。サーボモータは、モータハウジング内に収容されている。そこには、通常、サーボモータの制御のためのパワーエレクトロニクスを有する制御装置も配置されている。サーボモータは、例えば、ステアリングシステムのステアリングハウジングフランジ状に取り付けられ得る。サーボモータのモータ軸運動は、変速機ベルトのような好適な伝達要素を介して、ハウジング内のギヤラックに伝達される。

0003

走行運転中、そのようなステアリングシステムは、様々な負荷にさらされる。とりわけ、水や水分(湿気)がステアリングシステムの電気的構成要素を損傷ないし故障させる、という危険がある。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明の課題は、簡単な構造的対処によって、長い運転時間に亘って水分に起因する損傷や故障が回避されるような、電気的サーボモータが装備された自動車のステアリングシステムを提案することである。

課題を解決するための手段

0005

本発明の課題は、特許請求の範囲の請求項1に記載された特徴によって解決される。下位の請求項は、合目的的な実施形態を提供する。

0006

本発明による自動車のステアリングシステムは、ステアリング運動を補助するサーボトルクを生成するために、電気サーボモータが装備されている。電気サーボモータは、基本的に、ステアリングシステム内の様々な場所に配置され得て、ステアリングホイールハンドル)と操舵可能な車輪との間の動力伝達軌道内に存在する構成部材補助トルクを供給する。例えば、電気サーボモータは、ステアリングロッドステアリングコラム)上に配置され得て、当該ステアリングロッドと力学的に結合され得る。更に有利な実施の形態では、電気サーボモータがステアリングシステムのステアリングハウジングの領域に配置され、当該ステアリングハウジング内でステアリングロッドによって駆動されるギヤラックが案内される、ということが考慮される。電気サーボモータのモータ軸は、所望の態様で補助サーボトルクをステアリングシステム内に供給するために、ギヤラックと力学的に結合されている。

0007

電気サーボモータのモータハウジングの内部に水や水分(湿気)が到達することを回避するために、モータハウジングとステアリングシステム内のサーボトルクの供給のためにモータ軸が結合された動力伝達構成部材との間に、モータ軸を取り囲む水保護シールドが配置される。水保護シールドは、モータ軸の長手方向軸に関して、好適にはディスク形状に全ての径方向に広がっていて、モータハウジングの前面を水の侵入から保護している。特に、走行運転中におけるモータ軸ないしモータ軸が結合された動力伝達構成部材の運動のために、動力伝達構成部材からモータ軸の方向に搬送される水滴がモータ軸に沿って軸方向にモータハウジングの入口まで進んでしまう、ということが防止される。水保護シールドは、モータハウジングの前面を保護する。ここで、水保護シールドは、前面全体に亘って広がっていてもよいし、モータハウジング前面の部分領域のみに亘って広がっていてもよい。そこに案内される水は、水保護シールドの外面に到達して、そこで流れ出ることができる。

0008

基本的に、水保護シールドの様々な実施の形態が、考慮の対象となる。第1の実施の形態によれば、水保護シールドは単一部材で構成されて、モータ軸に対して回転しないように(モータ軸と一体に)配置されるか、あるいは、別の構成部材に対して、特にはモータハウジングに対して固定結合される。モータ軸上に配置することは、モータ軸外側に沿った軸方向の流体漏洩流がモータ軸上の水保護シールドの流体シール結合によって防止され得る、という利点を有する。水保護シールドをハウジング側に配置することは、水保護シールドの当該部分がモータ軸によって加速される必要がない、という利点を有する。

0009

第2の有利な実施の形態によれば、水保護シールドは多数部材、特には2ピースで構成されて、モータ軸に対して回転しないように(モータ軸と一体に)配置された構成部材と、モータハウジングに対して固定結合された別の構成部材と、を有する。水保護シールドの両構成部材は、ラビリンスシールの態様で協働する。例えば、構成部材の一方には、径方向に広がるカラー部(環状凸部)が形成されて、当該カラー部は、水保護シールドの第2の協働する構成部材の溝形状(凹形状)の周縁部によって覆われる。水保護シールドのハウジング側の構成部材の方向に軸方向に移動する水は、当該構成部材上において集められ、乾燥して気化するか、その外面に沿って流出する。

0010

モータ軸側の構成部材は、好適には、モータ軸上に着座する構成部材の回転のためのエネルギー追加コストをできる限り小さく留めるべく、比較的小さい質量ないし小さい慣性モーメントを有している。合目的的に、水保護シールドのモータ軸側の構成部材は、水保護シールドのモータハウジング側の構成部材よりも小さい径を有する。このことは、質量慣性モーメントの低減に貢献する。好適な材料選択により、質量及び慣性モーメントは小さく維持され得る。少なくとも一つの構成部材、場合によっては両方の構成部材を、プラスチック部として、ないし、シート金属部として形成することが合目的的である。場合によって、水保護シールドの第1構成部材をプラスチック部として水保護シールドの第2構成部材をシート金属部とする組合せも、考慮の対象である。この場合、モータ軸側がプラスチック部でモータハウジング側がシート金属部であってもよいし、その逆であってもよい。

0011

更に合目的的な実施の形態によれば、モータハウジングは、特にはその前面側に、換気孔を有する。当該換気孔を通って、モータ軸はモータハウジングから外側に突出する。この場合、当該換気孔を介して、サーボモータの取付工程中、空気がハウジング内部から排出され得る。特に、モータハウジング上にサーボモータを制御するための制御エレクトロニクス装置が配置される場合には、取付時、モータハウジングにフランジ状に取り付けされる。当該換気孔を通ってのモータハウジング前面側への水の侵入を防止するために、水保護シールドは好適には径方向に広がっていて、当該換気孔が水保護シールドによって覆われるようになっている。このことは、モータハウジングの前面側で換気孔を保持することを可能にする。これにより、取付上の利点が与えられる。同時に、換気孔を通って水分(湿気)がハウジングの内部や制御エレクトロニクス装置の方向に到達することが無い、ということが保証される。

0012

モータ軸は、例えば、動力伝達ベルトによって、ステアリングシステムの動力伝達構成部材と結合されている。動力伝達ベルトは、モータ軸の方向に水滴を搬送し得るが、当該水滴は水保護シールド上に滞留される。動力伝達ベルトは、例えば、モータ軸をステアリングロッドやステアリングハウジング内のギヤラックと結合している。

0013

モータ軸と変速機との結合も、考慮の対象である。当該変速機を介して、モータ軸の運動がステアリングシステムの構成部材に供給される。

0014

更なる利点、及び、合目的的な実施の形態が、下位の請求項、図面の説明、及び、図面から明らかである。

図面の簡単な説明

0015

ステアリング補助のために電気的サーボモータが装備された自動車のステアリングシステムの概略図である。
モータハウジングから出るモータ軸の領域における、フランジ取り付けされた制御エレクトロニクス装置を有する電気的サーボモータと、2ピースからなる水保護シールドと、を示す図である。

実施例

0016

両図面内において、同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。

0017

図1は、ステアリングホイール(ハンドル)2と、ステアリングロッド3と、ステアリング変速機が内部に収容されたステアリングハウジング4と、ステアリング運動の操舵可能な自動車車輪6への動力伝達のためのステアリングリンケージ5と、を備えた、自動車のための電気機械的なステアリングシステム1を示している。

0018

ステアリングホイール2を介して、運転者は、ステアリング角度δLを与えることができる。当該ステアリング角度δLは、ギヤラックを有するステアリングハウジング4内のステアリング変速機とステアリングリンケージ5とを介して、操舵可能な自動車車輪6の車輪ステアリング角度δVに変換される。

0019

ステアリング補助のために、電気サーボモータ7がステアリングシステム1内に配置されている。ステアリングシステム1は、ステアリングハウジング4内のギヤラックと結合されている。必要に応じて、ステアリングシステム1内に補助サーボトルクを供給するべく、電気サーボモータ7が作動される。当該補助サーボトルクは、運転者によってもたらされる手動トルクに対して補助的に作用する。

0020

図2には、電気サーボモータ7が図示されている。そのモータ軸9は、動力伝達ベルト10を介して、ギヤラック8に結合されている。ギヤラック8は、ステアリングハウジング内に回転可能に軸支されている。モータ軸9は、サーボモータの通常の電気構成部材と同様に、モータハウジング11内に収容されていて、そこに回転可能に軸支されている。モータ軸9のモータハウジング11から突出している部分と反対側で、モータハウジング11に制御エレクトロニクス装置12がフランジ取り付けされている。当該制御エレクトロニクス装置12によって、電気サーボモータが制御され得て、制御装置の一部であり得る。

0021

モータハウジング11と動力伝達ベルト10との間に、2ピースの水保護シールド13が設けられている。当該水保護シールド13は、第1構成部材13aを有している。当該第1構成部材13aは、モータハウジング11に結合されている。一方、第2構成部材13bが、モータハウジング11から突出する部分の領域において、モータ軸9上に回転しないように結合されている。水保護シールド13の両構成部材13a、13bは、ラビリンスシールの態様で協働して、水や水分(湿気)がモータ軸9の外側面に沿って軸方向にモータハウジング11の内側に流入することを防ぎ、ベルト10に向いたモータハウジング前面側の領域に水滴が到達することを防ぐ。水保護シールド13の両構成部材13a、13bは、それぞれディスク形状に形成されている。本実施の形態の場合、モータハウジング側の第1構成部材13aが、モータ軸側の第2構成部材13bより大きな直径を有している。

0022

ベルト10に向いたモータハウジング11の前面には、換気孔14が設けられている。当該換気孔14は、サーボモータの取り付けの際に、特には制御エレクトロニクス装置12の搭載(着座)の際に、モータハウジング11の内部の取付工程に起因する過圧状態緩和ないし除去することに役立つ。換気孔14を介して水滴がモータハウジングの内部に到達することを回避するために、水保護シールド13のハウジング側の構成部材13aは、換気孔14が覆われる程度の広がりでモータハウジング11の前面側に沿うように、−モータ軸の長手方向軸に関して−径方向に広がっている。

0023

両構成部材13a、13bは、協働して、ラビリンスシールを形成している。当該ラビリンスシールは、モータハウジング内部への水の不所望の侵入を確実に防止する。モータ軸側の構成部材13bは、モータハウジング11の前面側に対して、ハウジング側の構成部材13aよりも、より大きな軸方向距離を有している。ハウジング側の構成部材13aは、合目的的な態様で、モータハウジングの前面側に直接的に固定されている。ラビリンスシールは、モータハウジング側の第1構成部材13aが、モータ軸9に隣接して、環状の径方向外側に開口する水捕捉溝を有していて、当該水捕捉溝が、モータ軸側の第2構成部材13bに向いた側で径方向に延びる壁によって規定(制限)されており、当該壁が、モータ軸側の第2構成部材13bの対応部位によって(間隙を空けつつ)覆われている、ということによって実現されている。第2構成部材13bの当該対応部位は、例えば循環する動力伝達ベルト10を介してモータ軸の方向に送られてくる水滴がハウジング側の構成部材13a上の水捕捉溝内に到達する、ということを保証する。モータハウジング側の構成部材13aの前面の領域内に到達する水滴は、水捕捉溝内へと流れて、そこから重力によって下方に流出されるか、時間の経過と共に気化(蒸発)する。

0024

1ステアリングシステム
2ステアリングホイール
3ステアリングロッド
4ステアリングハウジング
5ステアリングリンケージ
前輪
7電気サーボモータ
8ギヤラック
9モータ軸
10動力伝達ベルト
11モータハウジング
12制御エレクトロニクス装置
13水保護シールド
13a構成部材
13b 構成部材
14 換気孔

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