JP2007276591A - Power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a power steering apparatus.
通例、車両等に備えられるパワーステアリング装置は、ステアリングコラムに回転自在に支持されるステアリングシャフトを備えている。運転者からステアリングホイールを介してステアリングシャフトに与えられた操舵トルクに応じて、操舵補助力を発生するようになっている。
ステアリングコラムには、トルクセンサを収容するセンサハウジングが備えられている。トルクセンサによって、ステアリングシャフトに付与される操舵トルクが検出される。また、センサハウジングには、筒状のコラムチューブが取り付けられており(例えば、特許文献1〜3参照)、このコラムチューブは、軸受を介してステアリングシャフトを回転自在に支持している。
The steering column is provided with a sensor housing that houses a torque sensor. A steering torque applied to the steering shaft is detected by the torque sensor. In addition, a cylindrical column tube is attached to the sensor housing (see, for example, Patent Documents 1 to 3), and this column tube rotatably supports the steering shaft via a bearing.
コラムチューブには、特許文献2,3のように、互いに相対摺動可能に圧入された筒状のアッパコラムチューブおよびロアコラムチューブを含み、ロアコラムチューブをセンサハウジングに固定したものがある。車両の衝突(1次衝突)に伴い運転者がステアリングホイールに衝突(2次衝突)した際、アッパコラムチューブがロアコラムチューブに対して車両前方側に摺動することにより、衝撃エネルギを緩和して、運転者への衝撃を緩和するようになっている。したがって、アッパコラムチューブとロアコラムチューブとの間のストローク長が長いほど、運転者への衝撃を緩和することができる。
As disclosed in
そこで、ストローク長さを長くするために、アッパコラムチューブおよびロアコラムチューブの双方を長くして、両者の相対摺動量をより多くすることが考えられる。しかしながら、この場合、ステアリングコラムが大型化してしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、コンパクトで且つ衝撃吸収効果に優れたパワーステアリング装置を提供することを目的とする。
Therefore, in order to increase the stroke length, it is conceivable that both the upper column tube and the lower column tube are lengthened to increase the relative sliding amount between them. However, in this case, the steering column becomes large.
The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide a power steering device that is compact and has an excellent impact absorbing effect.
上記目的を達成するため、本発明は、ステアリングシャフト(3)を回転自在に支持するステアリングコラム(24)を備え、上記ステアリングコラム(24)は、互いに嵌合し、車両の衝突時に軸方向に相対摺動可能な筒状のアッパジャケット(25)および筒状のロアジャケット(26)と、トルクセンサ(18)を収容しロアジャケット(26)が軸方向に摺動可能に嵌合した筒状のセンサハウジング(27)と、センサハウジング(27)およびロアジャケット(26)の軸方向の相対摺動を所定の規制力で規制する規制部材(56;56A;56K;56L;56M;56N)と、を含み、衝突時に規制部材(56;56A;56K;56L;56M;56N)の規制力に抗して、ロアジャケット(26)がセンサハウジング(27)に対して軸方向に所定のストローク(L2)で相対移動可能であることを特徴とするパワーステアリング装置(1)を提供するものである(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention includes a steering column (24) that rotatably supports a steering shaft (3), and the steering columns (24) are fitted to each other and are axially moved when a vehicle collides. A cylindrical upper jacket (25) and a cylindrical lower jacket (26) that can be slid relative to each other, and a cylindrical shape that accommodates the torque sensor (18) so that the lower jacket (26) is slidable in the axial direction. A sensor housing (27), and a regulating member (56; 56A; 56K; 56L; 56M; 56N) for regulating relative sliding in the axial direction of the sensor housing (27) and the lower jacket (26) with a predetermined regulating force; The lower jacket (26) is against the regulating force of the regulating member (56; 56A; 56K; 56L; 56M; 56N) in the event of a collision. There is provided a power steering device (1), characterized in that the axial direction which is a relative movable a predetermined stroke (L2) with respect to) (claim 1).
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、例えば、車両の衝突(1次衝突)に伴い運転者がステアリングホイールに衝突(2次衝突)し、アッパジャケットに衝撃エネルギが作用したとき、アッパジャケットとロアジャケットとの相対摺動、およびロアジャケットとセンサハウジングとの相対摺動の双方を行わせることができる。すなわち、アッパジャケットとロアジャケットとの間、およびロアジャケットとセンサハウジングとの間の計2箇所で相対摺動を行うことができ、衝撃エネルギを吸収するために相対摺動する部分の相対摺動量(ストローク量)の総和を多くできる。これにより衝撃エネルギを十分に吸収でき、優れた衝撃吸収効果を発揮することができる。また、ストローク量の総和を多くするためにアッパジャケットとロアジャケットとの相対摺動量を増す必要がないので、両ジャケットの長さを増す必要がなく、装置をコンパクトなものにできる。さらに、アッパジャケットがロアジャケットに相対摺動する際に、ロアジャケットがセンサハウジングに相対摺動することで、アッパジャケットとロアジャケットとの相対速度を小さくでき、両ジャケットが衝撃的に相対摺動することを防止できる。これにより、両ジャケットが相対摺動時に引っ掛かりを起こすことを防止して、スムーズな相対摺動を行わせることができる。両ジャケットの相対摺動(ストローク)を確実に行わせることができる。
In addition, the alphanumeric characters in parentheses represent corresponding components in the embodiments described later. The same applies hereinafter.
According to the present invention, for example, when a driver collides with a steering wheel (secondary collision) due to a vehicle collision (primary collision) and impact energy acts on the upper jacket, the relative relationship between the upper jacket and the lower jacket is increased. Both sliding and relative sliding between the lower jacket and the sensor housing can be performed. That is, relative sliding can be performed at a total of two locations between the upper jacket and the lower jacket, and between the lower jacket and the sensor housing, and the relative sliding amount of the portion sliding relative to absorb impact energy. The sum of (stroke amount) can be increased. Thereby, the impact energy can be sufficiently absorbed, and an excellent impact absorbing effect can be exhibited. Further, since it is not necessary to increase the relative sliding amount between the upper jacket and the lower jacket in order to increase the total stroke amount, it is not necessary to increase the length of both jackets, and the apparatus can be made compact. Furthermore, when the upper jacket slides relative to the lower jacket, the lower jacket can slide relative to the sensor housing, so that the relative speed between the upper jacket and the lower jacket can be reduced, and both jackets slide relative to each other in an impactful manner. Can be prevented. Thereby, it can prevent that both jackets raise | generate at the time of relative sliding, and can perform smooth relative sliding. The relative sliding (stroke) of both jackets can be performed reliably.
また、本発明において、上記規制部材(56;56A)は、センサハウジング(27)およびロアジャケット(26)の相対向する周面(53a,54a)間に介在した環状の弾性部材(56)を含む場合がある(請求項2)。この場合、センサハウジングおよびロアジャケットの相対向する周面間に環状の弾性部材を介在させるという簡易な構成で十分な衝撃吸収効果を発揮することができる。 In the present invention, the regulating member (56; 56A) includes an annular elastic member (56) interposed between the circumferential surfaces (53a, 54a) facing each other of the sensor housing (27) and the lower jacket (26). (Claim 2). In this case, a sufficient shock absorbing effect can be exhibited with a simple configuration in which the annular elastic member is interposed between the opposing peripheral surfaces of the sensor housing and the lower jacket.
また、本発明において、上記弾性部材(56)は、センサハウジング(27)およびロアジャケット(26)の相対向する周面(53a,54a)の少なくとも一方に形成された環状溝部(55;55A)に収容されている場合がある(請求項3)。この場合、環状部材を保持することにより、環状部材が不用意に動くことを防止できる。したがって、環状部材とセンサハウジングまたはロアジャケットとの間で規制力を確実に生じさせることができる。 In the present invention, the elastic member (56) includes an annular groove (55; 55A) formed on at least one of the circumferential surfaces (53a, 54a) facing each other of the sensor housing (27) and the lower jacket (26). (Claim 3). In this case, holding the annular member can prevent the annular member from inadvertently moving. Therefore, it is possible to reliably generate a regulating force between the annular member and the sensor housing or the lower jacket.
また、本発明において、上記規制部材(56A)は、センサハウジング(27)およびロアジャケット(26)を挿通し、衝突時に剪断可能なピン(58)を含む場合がある(請求項4)。この場合、センサハウジングとロアジャケットの双方にピンを挿通させるという簡易な構成により、確実に衝撃吸収効果を発揮することができる。
また、本発明において、上記センサハウジング(27)は、一部がロアジャケット(26)内に嵌合された相対的に小径の小径部(50)と、トルクセンサ(18)を収容するために拡径された相対的に大径の大径部(51)と、小径部(50)と大径部(51)との間に形成された環状の段部(52)とを含み、環状の段部(52)とロアジャケット(26)の端部(26a)間の間隔(L2)が、上記所定のストローク(L2)に相当する場合がある(請求項5)。この場合、環状の段部とロアジャケットの端部とを対向させるという簡易な構成により、センサハウジングとロアジャケットとの相対摺動のストローク量を容易に設定することができる。衝撃エネルギの吸収量を容易に設定することができる。
In the present invention, the restricting member (56A) may include a pin (58) that is inserted through the sensor housing (27) and the lower jacket (26) and can be sheared upon collision (claim 4). In this case, an impact absorbing effect can be reliably exhibited by a simple configuration in which the pin is inserted into both the sensor housing and the lower jacket.
Further, in the present invention, the sensor housing (27) accommodates the torque sensor (18) and a relatively small diameter small diameter portion (50) partially fitted in the lower jacket (26). A relatively large-diameter large-diameter portion (51) having an enlarged diameter, and an annular step portion (52) formed between the small-diameter portion (50) and the large-diameter portion (51), An interval (L2) between the stepped portion (52) and the end portion (26a) of the lower jacket (26) may correspond to the predetermined stroke (L2) (claim 5). In this case, the amount of relative sliding stroke between the sensor housing and the lower jacket can be easily set with a simple configuration in which the annular step and the end of the lower jacket are opposed to each other. The amount of shock energy absorbed can be set easily.
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式的な側面図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、車両(図示せず)に備えられており、電動モータを用いて操舵補助を行うようになっている。この電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2の位置を運転者に対して上下に調節するためのチルト調節機能、および操舵部材2の位置を運転者に対して前後に調整するテレスコ調節機能の双方を備えている。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic side view showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 is provided in a vehicle (not shown), and performs steering assistance using an electric motor. This electric power steering apparatus 1 includes a tilt adjustment function for adjusting the position of a
電動パワーステアリング装置1は、上記操舵部材2と、操舵部材2に連結されるステアリングシャフト3とを備えている。
操舵部材2は、ステアリングシャフト3の一端部に取り付けられている。ステアリングシャフト3は、操舵部材2が取り付けられている一端部が上側(アッパ側)となるように傾けて配置されている。ステアリングシャフト3の他端部は、自在継手4、中間軸5および自在継手6を介して舵取り機構7と連結されている。舵取り機構7は、自在継手6に連なるピニオン軸8と、ピニオン軸8のピニオン8aに噛み合うラック歯9aを有するラック軸9とを備えている。これにより、操舵部材2を回転操作してステアリングシャフト3を回転することで、舵取り機構7のピニオン8aを回転させ、この回転運動をラック軸9の長手方向への直線運動に変換する。これにより、ラック軸9に連結された図示しないタイロッドを介してナックルアームを回動させ、操舵輪を操向する。
The electric power steering apparatus 1 includes the
The
ステアリングシャフト3は、第1の軸10と、第2の軸11と、トーションバー12と、第3の軸13とを含んでいる。
第1の軸10は、アッパ側の端部に操舵部材2が取り付けられている筒状の雌軸としてのアッパシャフト14と、アッパシャフト14と一体回転可能且つ軸方向に相対摺動可能にスプライン嵌合する雄軸としての棒状のロアシャフト15とを有している。
The
The
ロアシャフト15のロア側の端部には、第2の軸11のアッパ側の端部がピン16を介して一体回転可能に連結されている。第2の軸11には、トーションバー12のアッパ側の端部がピン16を介して連結されている。トーションバー12のロア側の端部は、ピン17を介して第3の軸13に連結されている。第3の軸13のロア側の端部に、上述の自在継手4が設けられている。
An end portion on the upper side of the
上記の構成により、操舵部材2から第2および第3の軸11,13に操舵トルクが入力されると、トーションバー12が操舵トルクに応じて所定の範囲内で捩れる。
トーションバー12の径方向外方には、操舵部材2に付与された操舵トルクを検出するためのトルクセンサ18が配置されている。トルクセンサ18は、トーションバー12の捩れに伴う第2の軸11と第3の軸13との相対回転量を検出する。
With the above configuration, when a steering torque is input from the
A
トルクセンサ18の出力は、ECU19(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)に入力され、ECU19で操舵トルクが算出される。ECU19は、操舵トルク等に基づいて、電動モータ20の駆動を制御する。
電動モータ20の出力は、電動モータ20の出力軸(図示せず)に連結されたウォーム軸21、およびウォーム軸21に噛み合い第3の軸13に一体回転可能に連結されたウォームホイール22を含む減速機構23を介して、第3の軸13に伝達され、運転者の操舵が補助される。
The output of the
The output of the
ステアリングシャフト3は、ステアリングコラム24に回転自在に支持されている。ステアリングコラム24は、アッパシャフト14を取り囲む筒状の外筒としてのアッパジャケット25と、アッパジャケット25に圧入嵌合されてロアシャフト15を取り囲み、車両の衝突時に当該アッパジャケット25と軸方向に相対摺動可能な筒状の内筒としてのロアジャケット26と、ロアジャケット26のロア側の端部26aに嵌合する筒状のセンサハウジング27と、センサハウジング27に嵌め合わされる筒状のギヤハウジング28とを含んでいる。
The steering
アッパジャケット25は、軸受29を介してアッパシャフト14を回転自在に且つ軸方向に一体移動可能に支持している。アッパジャケット25とロアジャケット26との圧入荷重は、所定の値に設定されており、両ジャケット25,26は、テレスコ調節時には相対的に動かないようになっている。
センサハウジング27は、第2の軸11、トーションバー12および第3の軸13を取り囲むと共に、トルクセンサ18を収容している。センサハウジング27のアッパ側の端部に、ロアジャケット26のロア側の端部26aが嵌合されている。これらセンサハウジング27とロアジャケット26との間には、軸方向に所定の規制力が作用しており、両者は、テレスコ調節時には相対的に動かないようになっている。
The
The
センサハウジング27は、軸受30を介して第2の軸11を回転自在に支持している。また、センサハウジング27のロア側の端部は、軸受31を介して第3の軸13を回転自在に支持している。
ギヤハウジング28のアッパ側の端部は、センサハウジング27のロア側の端部に嵌め合わされている。このギヤハウジング28は、電動モータ20を保持するとともに、減速機構23を収容し、且つ第3の軸13を取り囲んでいる。ギヤハウジング28のロア側の端部は、軸受32を介して第3の軸13を回転自在に支持している。
The
The upper end portion of the
ステアリングコラム24は、アッパブラケット33およびロアブラケット34等を介して、対応する車体側部材35,36にそれぞれ支持されている。
アッパブラケット33は、アッパジャケット25に固定される一対の側板37(図1において、一方の側板37のみを図示)を含む可動ブラケット33aと、車体側部材35に支持される一対の側板38(図1において、一方の側板38のみを図示)を含む固定ブラケット33bとを備えている。
The
The
可動ブラケット33aの一対の側板37の外側面は、固定ブラケット33bの対応する側板38の内側面に沿わされている。可動ブラケット33aの各側板37には、ステアリングシャフト3の軸方向に長い長孔61が形成され、固定ブラケット33bの各側板38には、円弧状の孔39が形成されている。これら長孔61および円弧状の孔39のそれぞれには、支軸40が挿通されており、支軸40には、ロック機構のチルトレバー41が取り付けられている。チルトレバー41を支軸40の回りに回動操作することで、固定ブラケット33bの一対の側板38が可動ブラケット33aを相対的に動かないように挟持するロック状態と、この挟持が解除され可動ブラケット33aが相対的に移動可能なロック解除状態とを切り換えることができる。
The outer surfaces of the pair of
固定ブラケット33bは、一対の側板38の端部間を連結する天板部42を含んでいる。天板部42は、当該天板部42およびいわゆるカプセル43を挿通するボルト44を用いて車体側部材35に取り付けられている。
カプセル43は、2次衝突時に破断する樹脂ピン(図示せず)を含んでいる。このピンが破断することにより、車体側部材35に沿っての天板部42の移動が許容される。
The fixing
The
ロアブラケット34は、ギヤハウジング28に固定される一対の側板45(図1において、一方の側板45のみを図示)を含む可動ブラケット34aと、車体側部材36に固定される一対の側板46(図1において、一方の側板46のみを図示)を含む固定ブラケット34bとを備えている。
可動ブラケット34aの一対の側板45の外側面は、固定ブラケット34bの対応する側板46の内側面に沿わされている。可動ブラケット34aの各側板45には、ステアリングシャフト3の軸方向に長い長孔47が形成され、固定ブラケット34bの各側板46には、円孔48が形成されている。これら長孔47および円孔48のそれぞれには、支軸49が挿通されている。
The
The outer surfaces of the pair of
上記の構成により、ロック状態では、アッパブラケット33の固定ブラケット33bの一対の側板38が可動ブラケット33aを堅固に挟持して、ステアリングコラム24が車体側部材35,36に対して相対移動することを規制される。
一方、ロック解除状態では、アッパブラケット33の固定ブラケット33bの一対の側板38による挟持が解除され、ステアリングコラム24をチルト調節およびテレスコ調節することができる。チルト調節は、支軸49の回りにステアリングコラム24を回動させることにより行われる。また、テレスコ調節は、ステアリングコラム24を、支軸40,49に対して、ステアリングコラム24の軸方向に沿って移動することにより行われる。
With the above configuration, in the locked state, the pair of
On the other hand, in the unlocked state, the clamping of the fixing
図2は、ロアジャケット26とセンサハウジング27との嵌合部分周辺の断面図である。図2を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、ロアジャケット26をセンサハウジング27に軸方向に摺動可能に嵌合し、車両の衝突時に、ロアジャケット26をセンサハウジング27に対して摺動できるようにしている点にある。
センサハウジング27は、相対的に小径の小径部50と、相対的に大径の大径部51と、小径部50と大径部51との間に形成された環状の段部52とを含んでいる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the periphery of the fitting portion between the
The
小径部50は、センサハウジング27のアッパ側の端部に設けられており、略円筒状をなししている。小径部50の内周面に、前述の軸受30が配置されている。
大径部51は、小径部50に対してロア側に設けられて略円筒状をなしている。大径部51は、トルクセンサ18を収容するために、拡径されており、大径部51の外径は、小径部50の外径に比べて大きい。大径部51の径方向内方にトルクセンサ18が配置されている。
The
The
環状の段部52は、小径部50のロア側の端部と大径部51のアッパ側の端部との間で円環状に形成されており、ロアジャケット26の軸方向に直交している。環状の段部52と小径部50との境界部は、滑らかな曲面に形成されている。
ロアジャケット26の内周面54のうちロア側の端部を含む一部が、小径部50の外周面53のうちアッパ側の端部を含む一部に嵌合されている。これらロアジャケット26の内周面54と小径部50の外周面53との嵌合は、例えば、すきま嵌め(遊嵌)とされている。
The
A part of the inner
図3は、図2の要部の拡大図である。図3を参照して、ロアジャケット26の内周面54および小径部50の外周面53の互いの対向部53a,54aのうち、小径部50の対向部53aに、環状溝部55が形成されている。環状溝部55は、1または複数(本実施の形態において、2つ)設けられている。これら環状溝部55は、小径部50の軸方向に間隔をあけて並んでいる。各環状溝部55には、環状の規制部材56が収容されている。すなわち、各規制部材56は、センサハウジング27の小径部50およびロアジャケット26の相対向する対向部53a,54a間に介在している。
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. Referring to FIG. 3, an
規制部材56は、センサハウジング27とロアジャケット26との間の軸方向の相対摺動を所定の規制力で規制するためのものであり、合成ゴム等の、弾性を有する材料を用いて形成されている。規制部材56として、Oリングを例示することができる。規制部材56の断面形状は、自由状態(外力が付与されていない状態)において、例えば、円形形状をなしている。
The restricting
自由状態における規制部材56の直径は、環状溝部55の深さDに比べて大きくされている。規制部材56は、環状溝部55とロアジャケット26の対向部54aとによって圧縮されており、弾性反発力を生じている。環状溝部55に収容された規制部材56とこれに接触するロアジャケット26の対向部54aとの摩擦抵抗により、センサハウジング27およびロアジャケット26の軸方向の相対摺動を規制する規制力が生じている。ロアジャケット26の軸方向についての規制力は、例えば、100N〜200Nの間に設定されており、テレスコ調節時にロアジャケット26とセンサハウジング27とが相対摺動してしまわないようにされている。
The diameter of the restricting
ロアジャケット26のロア側の端部26aと、環状の段部52との間には、ロアジャケット26の軸方向に所定の間隔L2が設けられている。ロアジャケット26は、この間隔L2だけ、センサハウジング27に対してロア側に相対摺動することができる。
図4は、ステアリングシャフト3の軸方向に関する操舵部材2の移動量(ストロークS)と、当該操舵部材2に作用する荷重Fとの関係を模式的に示すグラフ図である。
A predetermined distance L <b> 2 is provided in the axial direction of the
FIG. 4 is a graph schematically showing the relationship between the movement amount (stroke S) of the steering
図1および図4を参照して、以上の概略構成を有する電動パワーステアリング装置1は、以下のように作用する。すなわち、車両が衝突を起こしていない通常時、操舵部材2は、ステアリングシャフト3の軸方向には動かず、ストロークSは零であり、荷重Fは、実質的に零である。
この状態から、車両が衝突(1次衝突)して運転者が操舵部材2に衝突(2次衝突)すると、運転者からの衝撃は、操舵部材2等を介して、アッパブラケット33の可動ブラケット33aおよび固定ブラケット33bの相対向する側板37,38間に伝達される。これにより、図4および図5に示すように、アッパブラケット33の可動ブラケット33aは、固定ブラケット33bの挟持力に抗してロア側に相対摺動(ストローク)し、上記相対向する側板37,38間に摩擦抵抗F1が生じる。この摩擦抵抗F1が、操舵部材2に作用する荷重F1(衝撃吸収荷重)となる。
With reference to FIG. 1 and FIG. 4, the electric power steering apparatus 1 having the above schematic configuration operates as follows. That is, at the normal time when the vehicle does not collide, the steering
From this state, when the vehicle collides (primary collision) and the driver collides with the steering member 2 (secondary collision), the impact from the driver is caused by the movable bracket of the
操舵部材2のストロークSが所定の値S1に達すると、可動ブラケット33aの側板37の長孔61の周縁のアッパ側端部が、支軸40に受けられる。これにより、可動ブラケット33a、ステアリングコラム24および操舵部材2等が一旦ほとんどストロークできなくなり、その結果、相対的に大きな荷重Fが生じる。このときの荷重Fは、アッパブラケット33の固定ブラケット33bを介してカプセル43に伝わる。ストロークSがS1からS2にわずかに増えて荷重Fがさらに増し、荷重Fが所定の値F2に達すると、すなわち、カプセル43に作用する荷重Fが所定の値F2に達すると、図4および図6に示すように、カプセル43の樹脂ピンが破断し、カプセル43によるアッパブラケット33の固定ブラケット33bの保持が解除される。
When the stroke S of the steering
このとき、ロアブラケット34の可動ブラケット34aは、支軸49に受けられており、センサハウジング27およびギヤハウジング28は、ロア側への移動が規制されている。
これにより、操舵部材2、アッパシャフト14、アッパジャケット25およびアッパブラケット33は、車体側部材35やセンサハウジング27に対する相対移動が可能となる。操舵部材2のストロークSがS2からS3に増す間に、荷重Fは相対的に大きく減少する。
At this time, the
As a result, the steering
その後、図4および図7に示すように、規制部材56の規制力に抗して、ロアジャケット26がセンサハウジング27に対してロアジャケット26の軸方向に相対摺動し、運転者からの衝撃を吸収する。このとき、ロアジャケット26は、図3の2点鎖線で示すように、センサハウジング27の小径部50に対して所定の間隔L2だけ相対摺動して、環状の段部52に受けられる。すなわち、上記所定の間隔L2は、2次衝突時におけるセンサハウジング27とロアジャケット26との相対摺動のストロークに相当する。
Thereafter, as shown in FIGS. 4 and 7, the
再び図4および図7を参照して、ロアジャケット26のロア側の端部26aが環状の段部52に受けられる前後において、アッパジャケット25は、ロアジャケット26に対して摩擦抵抗を生じつつ、軸方向に相対摺動し、運転者からの衝撃を吸収する。
上記センサハウジング27とロアジャケット26との相対摺動、およびアッパジャケット25とロアジャケット26との相対摺動の双方により、操舵部材2のストロークSは、S3からS4に増し、荷重Fは、緩やかに零に近づく。
Referring to FIGS. 4 and 7 again, before and after the
The stroke S of the steering
ここで、従来の構成、すなわち、センサハウジングとロアジャケットとが相対摺動しない構成を考えると、操舵部材のストロークは、センサハウジングとロアジャケットとが相対摺動しない分少ないものとなり、S4’までしかない。したがって、本実施の形態における衝撃エネルギの吸収量は、上記従来の構成における衝撃エネルギの吸収量と比較すると、図4のハッチングで示す量だけ多いこととなる。 Here, considering the conventional configuration, that is, the configuration in which the sensor housing and the lower jacket do not slide relative to each other, the stroke of the steering member is small because the sensor housing and the lower jacket do not slide relative to each other. There is only. Therefore, the amount of absorption of impact energy in the present embodiment is larger by the amount indicated by hatching in FIG. 4 than the amount of absorption of impact energy in the conventional configuration.
以上説明したように、本実施の形態によれば、車両の衝突(1次衝突)に伴い運転者が操舵部材2に衝突(2次衝突)し、アッパジャケット25に衝撃エネルギが作用したとき、アッパジャケット25とロアジャケット26との相対摺動、およびロアジャケット26とセンサハウジング27との相対摺動の双方を行わせることができる。
すなわち、アッパジャケット25とロアジャケット26との間、およびロアジャケット26とセンサハウジング27との間の計2箇所で相対摺動を行うことができ、衝撃エネルギを吸収するために相対摺動する部分の相対摺動量(ストローク量)の総和を多くできる。これにより衝撃エネルギを十分に吸収でき、優れた衝撃吸収効果を発揮することができる。
As described above, according to the present embodiment, when the driver collides with the steering member 2 (secondary collision) due to a vehicle collision (primary collision), and impact energy acts on the
That is, relative sliding can be performed at a total of two locations between the
また、ストローク量の総和を多くするためにアッパジャケット25とロアジャケット26との相対摺動量を増す必要がないので、両ジャケット25,26の長さを増す必要がなく、電動パワーステアリング装置1をコンパクトなものにできる。
さらに、アッパジャケット25がロアジャケット26に相対摺動する際に、ロアジャケット26がセンサハウジング27に相対摺動することで、アッパジャケット25とロアジャケット26との相対速度を小さくでき、両ジャケット25,26が衝撃的に相対摺動することを防止できる。これにより、両ジャケット25,26が相対摺動時に引っ掛かりを起こすことを防止して、スムーズな相対摺動を行わせることができる。両ジャケット25,26の相対摺動(ストローク)を確実に行わせることができる。
Further, since it is not necessary to increase the relative sliding amount between the
Further, when the
規制部材56をセンサハウジング27およびロアジャケット26の相対向する対向部53a,54a間に介在させるという簡易な構成で十分な衝撃吸収効果を発揮することができる。
また、規制部材56を、センサハウジング27の小径部50の外周面53に形成された環状溝部55に収容することにより、規制部材56が不用意に動くことを防止できる。したがって、規制部材56とロアジャケット26の内周面54との間で規制力を確実に生じさせることができる。
A sufficient impact absorbing effect can be achieved with a simple configuration in which the regulating
Further, by accommodating the regulating
さらに、センサハウジング27の環状の段部52とロアジャケット26のロア側の端部26aとの間の所定の間隔L2が、2次衝突時におけるロアジャケット26とセンサハウジング27との相対摺動のストロークに相当している。これにより、環状の段部52とロアジャケット26のロア側の端部26aとを対向させるという簡易な構成により、センサハウジング27とロアジャケット26との相対摺動のストローク量を容易に設定することができる。衝撃エネルギの吸収量を容易に設定することができる。
Further, the predetermined distance L2 between the
また、弾性体製の規制部材56をセンサハウジング27とロアジャケット26との間に介在させることで、ウォームギヤ機構33からの振動がロアジャケット26やアッパジャケット25に伝わることを抑制できる。筒状で共振し易いこれらのジャケット25,26に振動を伝えることを抑制できるので、操舵部材2等に生じる振動を少なくすることができる。
Further, by allowing the elastic restricting
さらに、両ジャケット25,26にウォームギヤ機構33からの音が伝わって共鳴することを抑制できる、また、ボルトを用いてセンサハウジング27とロアジャケット26とを組み付ける必要がないので、組み立て時の手間を少なくすることができる。
なお、本実施の形態において、図8に示すように、環状溝部55に加えて、ロアジャケット26の対向部54aに環状溝部55Aを形成してもよい。また、環状溝部55を廃止して、図9に示すように、ロアジャケット26の対向部54aにのみ環状溝部55Aを形成してもよい。この場合、規制部材56とセンサハウジング27とが摩擦接触して規制力を生じる。
Furthermore, it is possible to suppress the sound transmitted from the
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, an
図10は、本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。図11は、図10のXI−XI線に沿う断面図である。なお、以下では、図8に示す構成と異なる点について主に説明し、同様の構成については図に同様の符号を付してその説明を省略する。
図10を参照して、本実施の形態の特徴とするところは、規制部材56Aを用いることにより、センサハウジング27とロアジャケット26との軸方向の相対摺動を所定の規制力で規制している点にある。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of still another embodiment of the present invention. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. In the following, differences from the configuration shown in FIG. 8 will be mainly described, and the same configurations will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
Referring to FIG. 10, the feature of the present embodiment is that the relative sliding in the axial direction between
規制部材56Aは、例えば合成樹脂を用いて一体成形されており、円筒状の主体部57と、主体部57から突出しセンサハウジング27およびロアジャケット26を挿通するピン58とを含んでいる。
主体部57は、ロアジャケット26の内周面54の対向部54aとセンサハウジング27の小径部50の外周面53の対向部53aとの間に介在している。主体部57の外周面は、ロアジャケット26の対向部54aに面接触しており、主体部57の内周面は、センサハウジング27の対向部53aに面接触している。
The
The
ピン58は、主体部57の外周面の軸方向中間部に、1または複数(図10において、1つのピン58を図示)設けられている。本実施の形態では、ピン58は、主体部57の周方向に等配に2つ設けられている。このピン58は、主体部57の外周面から突出する第1の部分58aと、主体部57の内周面から突出する第2の部分58bとを含んでいる。
One or a plurality of pins 58 (one
図10および図11を参照して、第1の部分58aは、円柱状に形成されており、ロアジャケット26の対向部54aに形成された挿通孔59に挿通されている。第1の部分58aはロアジャケット26を径方向に貫通している。
図10を参照して、各第2の部分58bは、第1の部分58aと同様に円柱状に形成されており、対応する第1の部分58aと同軸上に並んでいる。各第2の部分58bは、センサハウジング27の小径部50の対向部53aに形成された挿通孔60に挿通されている。第2の部分58bは小径部50を径方向に貫通している。
Referring to FIGS. 10 and 11, the
Referring to FIG. 10, each
規制部材56Aは、例えば、センサハウジング27の小径部50とロアジャケット26とを遊嵌させた状態で、これらの対向部53a,54a間に溶融した樹脂を注入することにより、形成される。
2次衝突により、運転者から操舵部材等を介してロアジャケット26に衝撃エネルギーが作用すると、この衝撃荷重は、規制部材56Aを介してセンサハウジング27に伝わる。衝撃荷重が所定の値以上である場合、ピン58の第1および第2の部分58a,58bの少なくとも一方(例えば、第1の部分58a)が主体部57から剪断し、図12に示すように、ロアジャケット26が規制部材56Aの主体部57との間で摩擦抵抗を受けながら相対摺動する。
The restricting
When impact energy acts on the
本実施の形態によれば、センサハウジング27とロアジャケット26との間に主体部57を介在させるとともに、センサハウジング27とロアジャケット26にピン58を挿通させておき、2次衝突時にピン58を剪断させるという簡易な構成により、確実に衝撃吸収効果を発揮することができる。
なお、ピン58の第1の部分58aに代えて、図13(A)に示すように、ロアジャケット26の軸方向に長い楕円形形状の第1の部分58aAを用いてもよいし、図13(B)に示すように、ロアジャケット26の周方向に長い楕円形形状の第1の部分58aBを用いてもよいし、図13(C)に示すように、ロアジャケット26の軸方向に長い矩形形状の第1の部分58aCを用いてもよいし、図13(D)に示すように、ロアジャケット26の周方向に長い矩形形状の第1の部分58aDを用いてもよいし、図13(E)に示すように、正方形形状の第1の部分58aEを用いてもよいし、図13(F)に示すように、菱形形状の第1の部分58aFを用いてもよい。ピン58の第2の部分58bの形状についても同様である。
According to the present embodiment, the
Instead of the
また、センサハウジング27の挿通孔60に代えて、図14(A)に示すように、周方向にみて台形形状をなす挿通孔60Aを用いてもよいし、図14(B)に示すように、周方向にみて円弧状をなす挿通孔60Bを用いてもよいし、図14(C)に示すように、周方向にみてV字形形状をなす挿通孔60Cを用いてもよい。ロアジャケット26の挿通孔59についても同様である。これらセンサハウジング27およびロアジャケット26のそれぞれの挿通孔の少なくとも一方の断面形状を変更することで、ピン58が剪断するときの荷重を所望の値に設定することができる。
Further, instead of the
さらに、規制部材56Aを複数設けて、これらの規制部材56Aをロアジャケット26の軸方向に並べて配置してもよい。
また、図1〜図8に示す実施の形態の規制部材56に代えて、図15(A)、図15(B)、図15(C)および図15(D)に示す規制部材56Kを用いてもよい。規制部材56Kは、板金部材であり、円弧状の主体部61と、主体部61から延設された一対の舌片62,63とを有している。
Furthermore, a plurality of regulating
Moreover, it replaces with the
主体部61は、センサハウジング27の小径部50の環状溝部55に嵌め込まれている。一対の舌片62,63は、主体部61に対してロアジャケット26の軸方向の対応する一方S1および他方S2にそれぞれ延びており、主体部61に接続されている基端を支点にして、ロアジャケット26の径方向に弾性的に揺動可能である。小径部50には、ロアジャケット26の軸方向に延びて環状溝部55に連なる溝部64が形成されており、各舌片62,63が収容されている。
The
各舌片62,63の先端部62a,63aが、ロアジャケット26の内周面54に圧接されている。これにより、規制部材56Kとロアジャケット26との間に規制力が作用している。2つの舌片62,63が内周面54に圧接されていることで、高い規制力(高荷重)を発生できる。
図15(A)に示す自由状態(外力を受けていない状態)において、ロアジャケット26の軸線65から各舌片62,63の先端部62a,63aまでの距離K1,K2は、所定の値に設定されている。距離K1,K2は、必要な規制力に応じて設定されるものであり、一方の舌片62に関する距離K1と他方の舌片63に関する距離K2とは、等しくても相異なっていてもよい。車種に応じて適宜規制力を設定できる。距離K1,K2が相異なる場合は、二次衝突時における衝撃吸収荷重の発生を段階的なものにできる。
The
In the free state shown in FIG. 15A (in the state where no external force is received), the distances K1, K2 from the axis 65 of the
また、規制部材56Kに代えて、図16に示す規制部材56Lを用いてもよい。この規制部材56Lは、単一の舌片62を有しており、前述の規制部材56Kに比べて低い規制力(低荷重)を発生させることができる。
さらに、図17(A)および図17(B)に示すように、規制部材56Mを用いてもよい。規制部材56Mは、ロアジャケット26の軸方向に並ぶ一対の円弧状の主体部66,67と、これらの主体部66,67間を接続する一対の接続部68,69とを有している。
Further, instead of the regulating
Further, as shown in FIGS. 17A and 17B, a regulating
センサハウジング27の小径部50には、環状溝部55が軸方向に離隔して一対形成されている。各主体部66,67は、対応する環状溝部55にそれぞれ嵌め込まれている。各主体部66,67の周方向に関する一対の端部66a,66b,67a,67bが、それぞれ、環状溝部55から径方向外方に突出して、ロアジャケット26の内周面54に圧接されて規制力を生じるようになっている。
A pair of
各接続部68,69は、主体部66,67の周方向に離隔して並んでおり、ロアジャケット26の軸方向に長手に延びている。各接続部68,69は、長手方向に関する中間部68a,69aが、ロアジャケット26の径方向外方に突出しており、ロアジャケット26の内周面54に圧接される。これにより、規制部材56Mとロアジャケット26との間に規制力が作用する。2つの主体部66,67および2つの接続部68,69がロアジャケット26の内周面54にそれぞれ圧接されることにより、高い規制力(高荷重)を発生できる。
The
ロアジャケット26の内周面54は、小径部50の基端部における外周面53に軽圧入される。
図17(A)を参照して、自由状態において、ロアジャケット26の径方向に関して、ロアジャケット26の軸線70から接続部68,69の中間部68a,69aまでの位置は、それぞれ、必要な規制力に応じて適宜設定されるものであり、等しくてもよいし、相異なっていてもよい。
The inner
Referring to FIG. 17A, in the free state, with respect to the radial direction of the
なお、規制部材56Mは、図18(A)および図18(B)に示すように、複数(例えば、2つ)設けられていてもよい。この場合、各規制部材56M,56Mの主体部66,67は、対応する環状溝部55に嵌め込まれる。各規制部材56M,56Mは、周方向の位置が相異なるように(例えば、180度異なるように)配置されている。
この場合、規制部材56M,56Mの取り付けは、まず、図18(A)に示すように、各規制部材56M,56Mの主体部66,67を対応する環状溝部55に嵌合し、次に図18(B)に示すように、小径部50をロアジャケット26に内嵌して達成される。
In addition, as shown in FIG. 18 (A) and FIG. 18 (B), the
In this case, as shown in FIG. 18 (A), the restricting
なお、小径部50の先端側における外周面53は、ロアジャケット26の内周面54に摺接して摩擦抵抗(規制力)を生じてもよいし、当該内周面54と非接触の状態で隙間をあけて対向していてもよい。このときの外周面53および内周面54の接触力によっても、規制力を調整することが可能である。
また、規制部材56Mに代えて、図19に示す規制部材56Nを用いてもよい。規制部材56Nは、単一の接続部69を有しており、ロアジャケット26の内周面54との接触力が規制部材56Mと比べて低くされ、相対的に低い規制力(低荷重)を生じるようになっている。
The outer
Further, instead of the regulating
また、上記各実施の形態において、規制部材56、規制部材56A、規制部材56K,56L,56M,56Nの少なくとも2つを併用してもよい。さらに、センサハウジング27の小径部50の内周面にロアジャケット26の外周面を嵌合させるようにしてもよい。
さらに、本発明を、テレスコ調節機能のない電動パワーステアリング装置に適用してもよいし、チルト機能のない電動パワーステアリング装置に適用してもよい。また、本発明を、油圧シリンダを用いて操舵補助を行う油圧パワーステアリング装置に適用してもよい。その他、本発明は、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
In each of the above embodiments, at least two of the regulating
Furthermore, the present invention may be applied to an electric power steering device without a telescopic adjustment function or an electric power steering device without a tilt function. Further, the present invention may be applied to a hydraulic power steering apparatus that performs steering assistance using a hydraulic cylinder. In addition, the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
1…電動パワーステアリング装置、3…ステアリングシャフト、18…トルクセンサ、24…ステアリングコラム、25…アッパジャケット、26…ロアジャケット、26a…(ロアジャケットの)端部、27…センサハウジング、50…小径部、51…大径部、52…環状の段部、53a…(小径部の)対向部(センサハウジングの相対向する周面)、54a…(ロアジャケットの)対向部(ロアジャケットの相対向する周面)、55,55A…環状溝部、56…規制部材(環状の弾性部材)、56A,56K,56L,56M,56N…規制部材、58…ピン、L2…間隔(環状の段部とロアジャケットの端部間の間隔、ストローク)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 3 ... Steering shaft, 18 ... Torque sensor, 24 ... Steering column, 25 ... Upper jacket, 26 ... Lower jacket, 26a ... End of (lower jacket), 27 ... Sensor housing, 50 ... Small diameter , 51 ... large diameter part, 52 ... annular stepped part, 53a ... (small diameter part) facing part (opposite circumferential surfaces of the sensor housing), 54a ... (lower jacket) facing part (lower jacket facing each other) 56, 55K, 56L, 56M, 56N ... regulating member, 58 ... pin, L2 ... spacing (annular stepped portion and lower portion), 55, 55A ... annular groove, 56 ... regulating member (annular elastic member) Distance between the ends of the jacket, stroke).
Claims (5)
上記ステアリングコラムは、
互いに嵌合し、車両の衝突時に軸方向に相対摺動可能な筒状のアッパジャケットおよび筒状のロアジャケットと、
トルクセンサを収容しロアジャケットが軸方向に摺動可能に嵌合した筒状のセンサハウジングと、
センサハウジングおよびロアジャケットの軸方向の相対摺動を所定の規制力で規制する規制部材と、
を含み、
衝突時に規制部材の規制力に抗して、ロアジャケットがセンサハウジングに対して軸方向に所定のストロークで相対移動可能であることを特徴とするパワーステアリング装置。 A steering column that rotatably supports the steering shaft is provided.
The steering column is
A cylindrical upper jacket and a cylindrical lower jacket that fit together and can slide relative to each other in the axial direction in the event of a vehicle collision;
A cylindrical sensor housing that houses a torque sensor and in which a lower jacket is slidably fitted in the axial direction;
A regulating member that regulates relative sliding in the axial direction of the sensor housing and the lower jacket with a predetermined regulating force;
Including
A power steering device characterized in that a lower jacket can be moved relative to a sensor housing in a predetermined stroke in an axial direction against a regulating force of a regulating member at the time of a collision.
環状の段部とロアジャケットの端部間の間隔が、上記所定のストロークに相当することを特徴とするパワーステアリング装置。 5. The sensor housing according to claim 1, wherein the sensor housing is a relatively small-diameter portion that is partially fitted in the lower jacket, and a relative diameter that is expanded to accommodate the torque sensor. Including a large-diameter portion having a large diameter, and an annular step portion formed between the small-diameter portion and the large-diameter portion,
The power steering device according to claim 1, wherein an interval between the annular step portion and the end portion of the lower jacket corresponds to the predetermined stroke.
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