JP2013230769A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転舵シャフトの移動を短い距離で止めることが可能なステアリング装置を提供する。
【解決手段】エンドストッパ50は、規制側緩和装置60および移動側緩和装置70を有する。移動側緩和装置70は、移動側接触部分72、および移動側摩擦面72Aを有する。規制側緩和装置60は、規制側基礎部分61、規制側回転部品64、および規制側摩擦面64Aを有する。規制側回転部品64は、規制側基礎部分61に対する回転が可能な状態で規制側基礎部分61に取り付けられる。規制側回転部品64は、移動側摩擦面72Aが規制側摩擦面64Aに接触した状態においてシャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重未満のとき、相対回転位置が移動側摩擦面72Aおよび規制側摩擦面64Aの間に作用する摩擦力により初期回転位置に保持され、シャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重以上のとき、相対回転位置が初期回転位置から変化する。
【選択図】図2
【解決手段】エンドストッパ50は、規制側緩和装置60および移動側緩和装置70を有する。移動側緩和装置70は、移動側接触部分72、および移動側摩擦面72Aを有する。規制側緩和装置60は、規制側基礎部分61、規制側回転部品64、および規制側摩擦面64Aを有する。規制側回転部品64は、規制側基礎部分61に対する回転が可能な状態で規制側基礎部分61に取り付けられる。規制側回転部品64は、移動側摩擦面72Aが規制側摩擦面64Aに接触した状態においてシャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重未満のとき、相対回転位置が移動側摩擦面72Aおよび規制側摩擦面64Aの間に作用する摩擦力により初期回転位置に保持され、シャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重以上のとき、相対回転位置が初期回転位置から変化する。
【選択図】図2
Description
本発明は、エンドストッパを有するステアリング装置に関する。
図9を参照して、特許文献1のステアリング装置の構成について説明する。
ステアリング装置200は、ラックハウジング210、ラックシャフト220、ボールジョイント230、エンドストッパとしてのストロークダンパー240を有する。ストロークダンパー240は、ボールジョイント230の端面とラックハウジング210の端面との間に配置される。ストロークダンパー240は、環状の金属製部材241および弾性体242を有する。弾性体242は、金属製部材241の外周に取り付けられる。
ステアリング装置200は、ラックハウジング210、ラックシャフト220、ボールジョイント230、エンドストッパとしてのストロークダンパー240を有する。ストロークダンパー240は、ボールジョイント230の端面とラックハウジング210の端面との間に配置される。ストロークダンパー240は、環状の金属製部材241および弾性体242を有する。弾性体242は、金属製部材241の外周に取り付けられる。
ステアリング装置200においては、ラックシャフト220の移動にともない弾性体242がラックハウジング210に接触することにより、弾性体242が弾性変形する。そして、弾性体242の弾性変形にともないラックシャフト220の移動が停止する。
ステアリング装置200は、弾性体242によりラックシャフト220の運動エネルギーを吸収する。このため、ラックシャフト220の運動エネルギーが吸収される状態に移行してからラックシャフト220の並進が停止するまでの距離が長くなるおそれがある。
本発明は、以上の背景を踏まえて創作されたものであり、転舵シャフトの並進を短い距離で止めることが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。
(1)第1の手段は、請求項1に記載の発明すなわち、「軸方向に並進して転舵輪の転舵角を変化させる転舵シャフトと、前記転舵シャフトが挿通し、前記転舵シャフトを収容するラックハウジングと、前記転舵シャフトのストロークエンドにおいて前記転舵シャフトの並進を規制するエンドストッパとを備えたステアリング装置であって、前記エンドストッパは、前記転舵シャフトに形成される移動側接触部分、および前記移動側接触部分に形成される移動側摩擦面を有する移動側緩和装置と、前記ラックハウジングに対する回転が可能な状態で前記ラックハウジングに取り付けられる規制側回転部品、および前記規制側回転部品に形成される規制側摩擦面を有し、前記ストロークエンドにおいて前記移動側摩擦面が前記規制側摩擦面に接触した状態において前記転舵シャフトに作用する荷重であるシャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重未満のとき、前記ラックハウジングに対する前記規制側回転部品の回転位置である相対回転位置が前記移動側摩擦面および前記規制側摩擦面の間に作用する摩擦力により初期回転位置に保持され、前記シャフト接触荷重が前記所定シャフト接触荷重以上のとき、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記移動側接触部分との接触にともにない前記規制側回転部品に作用する回転力により前記初期回転位置から変化する規制側緩和装置とを有するステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、転舵シャフトのストロークエンドにおいて移動側摩擦面が規制側摩擦面に接触するとき、転舵シャフトの運動エネルギーが規制側回転部品を介してラックハウジングに伝達される。このため、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置に保持されているとき、転舵シャフトの運動エネルギーがラックハウジングにより吸収される。一方、規制側回転部品およびラックハウジングは、樹脂弾性部品等の衝撃吸収部品と比較して、転舵シャフトの運動エネルギーを吸収するときの変形量が小さい。このため、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置に保持されているとき、転舵シャフトの運動エネルギーが樹脂弾性部品等の衝撃吸収部品により吸収されるときと比較して、転舵シャフトの移動量が小さい。このため、転舵シャフトの並進を短い距離で止めることが可能になる。
(2)第2の手段は、請求項2に記載の発明すなわち、「前記エンドストッパは、前記移動側緩和装置および前記規制側緩和装置の少なくとも一方に衝撃吸収部品を有し、前記移動側緩和装置は、前記転舵シャフトに形成される移動側基礎部分を有し、前記規制側緩和装置は、前記ラックハウジングに形成される規制側基礎部分を有し、前記衝撃吸収部品は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から変化しているとき、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加する請求項1に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置から変化しているとき、衝撃吸収部品が移動側基礎部分および規制側基礎部分により圧縮されることにより衝撃吸収部品の圧縮変形量が増加する。すなわち、転舵シャフトの運動エネルギーが衝撃吸収部品により吸収される。
このため、上記ステアリング装置においては、規制側回転部品が転舵シャフトに対して回転している状態のとき、衝撃吸収部品よりも剛性が高い部品により転舵シャフトの運動エネルギーが吸収されると仮定した構成と比較して、転舵シャフトに作用する最大のシャフト接触荷重が小さくなる。
(3)第3の手段は、請求項3に記載の発明すなわち、「前記衝撃吸収部品は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置のとき、非圧縮の状態において前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分と接触する、または前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分の少なくとも一方と隙間を介して対向する請求項2に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置のとき、衝撃吸収部品が移動側基礎部分および規制側基礎部分により圧縮されない。このため、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置のときに衝撃吸収部品が圧縮されると仮定した構成と比較して、衝撃吸収部品が変形する頻度が少なくなる。
(4)第4の手段は、請求項4に記載の発明すなわち、「前記衝撃吸収部品は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から特定回転位置まで変化する過程において、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加し、前記移動側基礎部分は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記特定回転位置まで変化したとき、前記規制側基礎部分に接触する請求項2または3に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、移動側摩擦面および規制側摩擦面の間に作用する摩擦力により規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置に保持されているとき、ラックハウジングが転舵シャフトの運動エネルギーを吸収する。次に、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置から特定回転位置まで変化するとき、衝撃吸収部品が転舵シャフトの運動エネルギーを吸収する。そして、規制側回転部品の相対回転位置が特定回転位置まで変化したことにより、移動側基礎部分が規制側基礎部分に接触しているとき、ラックハウジングが転舵シャフトの運動エネルギーを吸収する。このため、規制側回転部品の相対回転位置が初期回転位置から変化した後において、転舵シャフトの運動エネルギーがラックハウジングにより吸収されないと仮定した構成と比較して、転舵シャフトの並進が停止するまでの距離が短くなる。
(5)第5の手段は、請求項5に記載の発明すなわち、「前記規制側緩和装置は、前記規制側回転部品を前記初期回転位置に向けて回転させる力を前記規制側回転部品に付与する回転復帰部品を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、移動側接触部分が規制側回転部品から離間しているとき、規制側回転部品が回転復帰部品から付与される力により初期回転位置に保持される。このため、移動側緩和装置が規制側緩和装置に接触する毎において、移動側接触部分が規制側回転部品に対して実質的に同じ位置に接触する。このため、エンドストッパにより転舵シャフトの並進を止める機能が安定して作用する。
(6)第6の手段は、請求項6に記載の発明すなわち、「軸方向に並進して転舵輪の転舵角を変化させる転舵シャフトと、前記転舵シャフトが挿通し、前記転舵シャフトを収容するラックハウジングと、前記転舵シャフトのストロークエンドにおいて前記転舵シャフトの並進を規制するエンドストッパとを備えたステアリング装置であって、前記エンドストッパは、前記ラックハウジングに形成される規制側接触部分、および前記規制側接触部分に形成される規制側摩擦面を有する規制側緩和装置と、前記転舵シャフトに対する回転が可能な状態で前記転舵シャフトに取り付けられる移動側回転部品、および前記移動側回転部品に形成される移動側摩擦面を有し、前記ストロークエンドにおいて前記移動側摩擦面が前記規制側摩擦面に接触した状態において前記転舵シャフトに作用する荷重であるシャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重未満のとき、前記転舵シャフトに対する前記移動側回転部品の回転位置である相対回転位置が前記移動側摩擦面および前記規制側摩擦面の間に作用する摩擦力により初期回転位置に保持され、前記シャフト接触荷重が前記所定シャフト接触荷重以上のとき、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記規制側接触部分との接触にともにない前記移動側回転部品に作用する回転力により前記初期回転位置から変化する移動側緩和装置とを有するステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、転舵シャフトのストロークエンドにおいて移動側摩擦面が規制側摩擦面に接触するとき、転舵シャフトの運動エネルギーが規制側接触部分を介してラックハウジングに伝達される。このため、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置に保持されているとき、転舵シャフトの運動エネルギーがラックハウジングにより吸収される。一方、ラックハウジングは、樹脂弾性部品等の衝撃吸収部品と比較して、転舵シャフトの運動エネルギーを吸収するときの変形量が小さい。このため、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置に保持されているとき、転舵シャフトの運動エネルギーが樹脂弾性部品等の衝撃吸収部品により吸収されるときと比較して、転舵シャフトの移動量が小さい。このため、転舵シャフトの並進を短い距離で止めることが可能になる。
(7)第7の手段は、請求項7に記載の発明すなわち、「前記エンドストッパは、前記移動側緩和装置および前記規制側緩和装置の少なくとも一方に衝撃吸収部品を有し、前記移動側緩和装置は、前記転舵シャフトに形成される移動側基礎部分を有し、前記規制側緩和装置は、前記ラックハウジングに形成される規制側基礎部分を有し、前記衝撃吸収部品は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から変化しているとき、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加する請求項6に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置から変化しているとき、衝撃吸収部品が移動側基礎部分および規制側基礎部分により圧縮されることにより衝撃吸収部品の圧縮変形量が増加する。すなわち、転舵シャフトの運動エネルギーが衝撃吸収部品により吸収される。
このため、上記ステアリング装置においては、移動側回転部品が転舵シャフトに対して回転している状態のとき、衝撃吸収部品よりも剛性が高い部品により転舵シャフトの運動エネルギーが吸収されると仮定した構成と比較して、転舵シャフトに作用する最大のシャフト接触荷重が小さくなる。
(8)第8の手段は、請求項8に記載の発明すなわち、「前記衝撃吸収部品は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置のとき、非圧縮の状態において前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分と接触する、または前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分の少なくとも一方と隙間を介して対向する請求項7に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置のとき、衝撃吸収部品が移動側基礎部分および規制側基礎部分により圧縮されない。このため、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置のときに衝撃吸収部品が圧縮されると仮定した構成と比較して、衝撃吸収部品が変形する頻度が少なくなる。
(9)第9の手段は、請求項9に記載の発明すなわち、「前記衝撃吸収部品は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から特定回転位置まで変化する過程において、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加し、前記移動側基礎部分は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記特定回転位置まで変化したとき、前記規制側基礎部分に接触する請求項7または8に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、移動側摩擦面および規制側摩擦面の間に作用する摩擦力により移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置に保持されているとき、ラックハウジングが転舵シャフトの運動エネルギーを吸収する。次に、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置から特定回転位置まで変化するとき、衝撃吸収部品が転舵シャフトの運動エネルギーを吸収する。そして、移動側回転部品の相対回転位置が特定回転位置まで変化したことにより、移動側基礎部分が規制側基礎部分に接触しているとき、ラックハウジングが転舵シャフトの運動エネルギーを吸収する。このため、移動側回転部品の相対回転位置が初期回転位置から変化した後において、転舵シャフトの運動エネルギーがラックハウジングにより吸収されないと仮定した構成と比較して、転舵シャフトの並進が停止するまでの距離が短くなる。
(10)第10の手段は、請求項10に記載の発明すなわち、「前記移動側緩和装置は、前記移動側回転部品を前記初期回転位置に向けて回転させる力を前記移動側回転部品に付与する回転復帰部品を有する請求項6〜9のいずれか一項に記載のステアリング装置」であることを要旨とする。
上記ステアリング装置においては、移動側回転部品が規制側接触部分から離間しているとき、移動側回転部品が回転復帰部品から付与される力により初期回転位置に保持される。このため、移動側緩和装置が規制側緩和装置に接触する毎において、規制側接触部分が移動側回転部品に対して実質的に同じ位置に接触する。このため、エンドストッパにより転舵シャフトの並進を止める機能が安定して作用する。
本発明は、転舵シャフトの並進を短い距離で止めることが可能なステアリング装置を提供する。
(第1実施形態)
図1を参照して、ステアリング装置1の構成について説明する。なお、ピニオンシャフト13の中心軸は、ピニオンシャフト13が自転するときの回転中心軸を示す。また、ラックシャフト21の中心軸は、ラックシャフト21の長手方向に平行する中心軸を示す。
図1を参照して、ステアリング装置1の構成について説明する。なお、ピニオンシャフト13の中心軸は、ピニオンシャフト13が自転するときの回転中心軸を示す。また、ラックシャフト21の中心軸は、ラックシャフト21の長手方向に平行する中心軸を示す。
ステアリング装置1は、ステアリング装置本体10、ラックハウジング30、アシスト装置40、およびエンドストッパ50を有する。ステアリング装置1は、ステアリングホイール2の操作をアシスト装置40によりアシストするラックパラレル型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
ステアリング装置本体10は、コラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、ピニオンシャフト13、ラックアンドピニオン機構14、転舵シャフト20、および2個のベローズ15を有する。ステアリング装置本体10は、ステアリングホイール2の回転にともないコラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、およびピニオンシャフト13を一体的に回転させる。ステアリング装置本体10は、ピニオンシャフト13の回転により転舵シャフト20を長手方向において並進させる。ステアリング装置本体10は、転舵シャフト20を並進させることにより、ナックル4を介して転舵輪3の転舵角を変化させる。
転舵シャフト20は、ラックシャフト21、2個のボールジョイント22、および2個のタイロッド23を有する。転舵シャフト20は、ラックシャフト21の一方の端部において一方のボールジョイント22を介して一方のタイロッド23を連結する。転舵シャフト20は、ラックシャフト21の他方の端部において他方のボールジョイント22を介して他方のタイロッド23を連結する。転舵シャフト20は、一方のタイロッド23を介して一方のナックル4に連結され、他方のタイロッド23を介して他方のナックル4に連結される。転舵シャフト20は、ピニオンシャフト13からラックシャフト21に伝達された回転により、ラックシャフト21、各ボールジョイント22、および各タイロッド23を一体的に並進させる。
ラックシャフト21は、ギア形成部分21Aおよびねじ形成部分21Bを有する。ラックシャフト21は、ギア形成部分21Aにおいて中心軸方向の所定範囲にわたり複数のラックギア21Cを有する。ラックシャフト21は、ねじ形成部分21Bにおいて中心軸方向の所定範囲にわたりラックねじ21Dとしての雄ねじを有する。
ラックアンドピニオン機構14は、ピニオンシャフト13のピニオンギア13A、およびラックシャフト21のラックギア21Cを有する。ラックアンドピニオン機構14は、ピニオンシャフト13の回転をラックシャフト21の並進に変換する。
ラックハウジング30は、金属材料により形成される。ラックハウジング30は、第1ハウジング31、第2ハウジング32、および収容空間33を有する。ラックハウジング30は、個別の部品として形成された第1ハウジング31および第2ハウジング32が互いに結合された構成を有する。ラックハウジング30は、収容空間33において、ピニオンシャフト13、ラックシャフト21、ボールジョイント22、アシスト装置40を構成する減速装置42、およびボールねじ装置43を収容する。
ベローズ15は、弾性樹脂材料により形成される。ベローズ15は、ラックハウジング30の端部およびタイロッド23に取り付けられる。ベローズ15は、ラックシャフト21におけるラックハウジング30からの突出部分、ボールジョイント22、タイロッド23、およびエンドストッパ50を覆う。ベローズ15は、ラックハウジング30の外部から収容空間33に異物が侵入することを抑制する。
アシスト装置40は、電気モーター41、減速装置42、およびボールねじ装置43を有する。アシスト装置40は、電気モーター41の回転を減速装置42によりボールねじ装置43に伝達してボールねじ装置43を回転させることにより、ラックシャフト21の中心軸方向に作用する力をラックシャフト21に付与する。
図2を参照して、本発明の特徴部分の構成について説明する。
エンドストッパ50は、規制側緩和装置60および移動側緩和装置70を有する。エンドストッパ50は、個別の部品として形成された規制側緩和装置60および移動側緩和装置70の集合体として構成される。エンドストッパ50は、転舵シャフト20のストロークエンドにおいて転舵シャフト20の並進を規制する。エンドストッパ50は、転舵シャフト20におけるラックシャフト21の運動エネルギーを吸収することにより、ラックシャフト21を含む転舵シャフト20の並進を止める。
エンドストッパ50は、規制側緩和装置60および移動側緩和装置70を有する。エンドストッパ50は、個別の部品として形成された規制側緩和装置60および移動側緩和装置70の集合体として構成される。エンドストッパ50は、転舵シャフト20のストロークエンドにおいて転舵シャフト20の並進を規制する。エンドストッパ50は、転舵シャフト20におけるラックシャフト21の運動エネルギーを吸収することにより、ラックシャフト21を含む転舵シャフト20の並進を止める。
規制側緩和装置60は、ラックハウジング30に取り付けられる。規制側緩和装置60は、ラックハウジング30の収容空間33に配置される。規制側緩和装置60は、規制側基礎部分61、回転支持部分62、基礎部分軸受63としてのすべり軸受、規制側回転部品64としてのカム部品、回転復帰部品65としてのトーションばね(図3参照)、および2個の衝撃吸収部品66を有する。規制側緩和装置60は、規制側回転部品64と移動側緩和装置70の移動側接触部分72との接触により、ラックシャフト21の運動エネルギーを吸収する。規制側緩和装置60は、衝撃吸収部品66と移動側緩和装置70の移動側基礎部分71との接触により、ラックシャフト21の運動エネルギーを吸収する。
規制側基礎部分61(図3参照)は、金属材料により形成される。規制側基礎部分61は、ラックハウジング30から独立した個別の部品として形成される。規制側基礎部分61は、収容空間33に配置された状態においてラックハウジング30に固定される。規制側基礎部分61は、基礎周壁部分61A、基礎底壁部分61B、基礎収容空間61C、および基礎開口部分61Dを有する。規制側基礎部分61は、基礎周壁部分61Aおよび基礎底壁部分61Bが同一の金属材料により一体的に形成された構成を有する。規制側基礎部分61は、基礎収容空間61Cにおいて、回転支持部分62、回転復帰部品65、および衝撃吸収部品66の一部分を収容する。
基礎周壁部分61A(図3参照)は、中空型の四角柱形状を有する。基礎周壁部分61Aは、移動側緩和装置70とは反対側の端部が基礎底壁部分61Bにより閉塞された構成を有する。基礎周壁部分61Aは、移動側緩和装置70側の端部に基礎開口部分61Dを有する。基礎周壁部分61Aは、内周面により基礎収容空間61Cを形成する。
回転支持部分62(図3参照)は、金属材料により形成される。回転支持部分62は、規制側基礎部分61から独立した個別の部品として形成される。回転支持部分62は、円柱形状を有する。回転支持部分62は、軸方向の中心軸がラックシャフト21の中心軸と交差し、かつ基礎収容空間61Cをまたぐ状態において、基礎周壁部分61Aに取り付けられる。回転支持部分62は、基礎部分軸受63に支持されることにより、規制側基礎部分61に対する回転が可能な状態を有する。
規制側回転部品64(図2参照)は、金属材料により形成される。規制側回転部品64は、規制側基礎部分61から独立した個別の部品として形成される。規制側回転部品64は、カム形状を有する。規制側回転部品64は、回転支持部分62と同軸上において回転支持部分62に固定される。規制側回転部品64は、側面において基礎周壁部分61Aの外面と接触する。規制側回転部品64は、規制側摩擦面64A、規制側基礎面64B、および回転部品先端64Cを有する。規制側回転部品64は、移動側接触部分72との接触により、ラックシャフト21の運動エネルギーを規制側基礎部分61およびラックハウジング30に伝達する。
規制側回転部品64は、回転支持部分62に固定されることにより、規制側基礎部分61およびラックハウジング30に対する回転が可能な状態を有する。規制側回転部品64は、回転部品先端64Cが移動側接触部分72から離間する方向(以下、「正転方向」)、および回転部品先端64Cが移動側接触部分72に接近する方向(以下、「反転方向」)に回転する。
規制側回転部品64は、移動側接触部分72との接触により、規制側基礎部分61およびラックハウジング30に対する回転位置(以下、「相対回転位置」)が変化する。規制側回転部品64の相対回転位置は、図4に示される初期回転位置から図5に示される特定回転位置までの範囲において変化する。規制側回転部品64の初期回転位置(図4参照)は、移動側摩擦面72Aに対する規制側摩擦面64Aの接触面積が最も大きくなる相対回転位置を示す。規制側回転部品64の特定回転位置(図5参照)は、規制側基礎部分61が移動側基礎部分71と接触しているときの相対回転位置を示す。
規制側摩擦面64Aは、周方向において正転方向に進行するにつれて規制側回転部品64の中心軸からの距離が増加する形状を有する。規制側摩擦面64Aは、回転部品先端64Cにおいて規制側回転部品64の中心軸からの距離が最も長くなる。
回転復帰部品65(図3参照)は、金属材料により形成される。回転復帰部品65は、回転支持部分62に取り付けられる。回転復帰部品65は、反転方向の力を回転支持部分62に付与する。回転復帰部品65は、規制側回転部品64が移動側接触部分72と接触していないとき、規制側回転部品64の相対回転位置を初期回転位置に保持する。
衝撃吸収部品66は、弾性樹脂材料により形成される。衝撃吸収部品66は、四角柱形状を有する。衝撃吸収部品66は、規制側基礎部分61に取り付けられる。衝撃吸収部品66は、収容吸収部分66Aおよび突出吸収部分66Bを有する。衝撃吸収部品66は、収容吸収部分66Aおよび突出吸収部分66Bが同一の弾性樹脂材料により一体的に形成された構成を有する。衝撃吸収部品66は、転舵シャフト20のストロークエンドにおいて移動側基礎部分71と接触することにより、ラックシャフト21の運動エネルギーを吸収する。
衝撃吸収部品66においては、収容吸収部分66Aが規制側基礎部分61の基礎収容空間61Cに配置される。衝撃吸収部品66においては、移動側接触部分72が規制側回転部品64から離間した状態のとき、突出吸収部分66Bが規制側基礎部分61から移動側接触部分72に向けて突出する。
移動側緩和装置70は、転舵シャフト20におけるラックシャフト21の端部に取り付けられる。移動側緩和装置70は、転舵シャフト20上において、ボールジョイント22と規制側緩和装置60との間に配置される。移動側緩和装置70は、移動側基礎部分71および移動側接触部分72を有する。移動側緩和装置70は、転舵シャフト20のストロークエンドにおいて移動側接触部分72を規制側回転部品64に接触させることにより、ラックシャフト21の運動エネルギーをラックハウジング30に伝達する。移動側緩和装置70は、転舵シャフト20のストロークエンドにおいて移動側基礎部分71を衝撃吸収部品66に接触させることにより、ラックシャフト21の運動エネルギーを衝撃吸収部品66に伝達する。
移動側基礎部分71は、金属材料により形成される。移動側基礎部分71は、ラックシャフト21から独立した個別の部品として形成される。移動側基礎部分71は、ラックシャフト21に固定される。移動側基礎部分71は、ラックシャフト21の中心軸方向において衝撃吸収部品66と対向する移動側基礎面71Aを有する。
移動側接触部分72は、金属材料により形成される。移動側接触部分72は、移動側基礎部分71から独立した個別の部品として形成される。移動側接触部分72は、移動側基礎部分71に固定される。移動側接触部分72は、移動側摩擦面72Aおよび接触部分先端72Bを有する。
移動側摩擦面72Aは、ラックシャフト21の中心軸方向において規制側回転部品64と対向する。移動側摩擦面72Aは、転舵シャフト20の中心軸方向に対して傾斜した形状を有する。移動側摩擦面72Aは、初期回転位置(図4参照)における規制側回転部品64の規制側摩擦面64Aの形状に沿う方向に傾斜する。移動側摩擦面72Aの一部分および接触部分先端72Bは、ラックシャフト21の中心軸方向において移動側基礎面71Aよりも規制側緩和装置60側に位置する。
図6を参照して、シャフト接触変位Lおよびシャフト接触荷重Fについて説明する。
シャフト接触変位Lは、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触している状態において、ラックハウジング30に対してラックシャフト21(転舵シャフト20)が並進方向に移動した量を示す。すなわちシャフト接触変位Lは、ラックシャフト21のストロークエンドにおいてラックシャフト21がラックハウジング30に対して並進方向に移動した量を示す。シャフト接触変位Lは、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触しはじめるラックシャフト21の位置を基準変位LZ(0[mm])とする。シャフト接触変位Lは、エンドストッパ50におけるラックシャフト21の運動エネルギーの吸収量が増加する方向を正方向とする。
シャフト接触変位Lは、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触している状態において、ラックハウジング30に対してラックシャフト21(転舵シャフト20)が並進方向に移動した量を示す。すなわちシャフト接触変位Lは、ラックシャフト21のストロークエンドにおいてラックシャフト21がラックハウジング30に対して並進方向に移動した量を示す。シャフト接触変位Lは、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触しはじめるラックシャフト21の位置を基準変位LZ(0[mm])とする。シャフト接触変位Lは、エンドストッパ50におけるラックシャフト21の運動エネルギーの吸収量が増加する方向を正方向とする。
基準変位LZは、エンドストッパ50がラックシャフト21の運動エネルギーを吸収しはじめるときのラックシャフト21の位置、または移動側接触部分72が規制側回転部品64に接触しはじめるときのラックシャフト21の位置と記述することができる。基準変位LZは、転舵シャフト20のストロークエンドに含まれる。
シャフト接触荷重Fは、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触している状態において、ラックシャフト21(転舵シャフト20)に作用する荷重を示す。シャフト接触荷重Fは、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触しはじめるときのラックシャフト21の荷重を基準荷重FZ(0[N])とする。シャフト接触荷重Fは、エンドストッパ50におけるラックシャフト21の運動エネルギーの吸収量が増加する方向を正方向とする。
基準荷重FZは、エンドストッパ50がラックシャフト21の運動エネルギーを吸収しはじめるときのラックシャフト21の荷重、または移動側接触部分72が規制側回転部品64に接触しはじめるときのラックシャフト21の荷重と記述することができる。
衝撃吸収特性曲線CA(図6実線)は、ステアリング装置1におけるシャフト接触変位Lとシャフト接触荷重Fとの関係を示す。衝撃吸収特性曲線CAは、シャフト接触変位Lに対するシャフト接触荷重Fの傾きに基づいて、第1曲線領域CA1、第2曲線領域CA2、および第3曲線領域CA3に分類される。
第1曲線領域CA1は、シャフト接触変位Lが基準変位LZよりも大きくかつ所定シャフト接触変位LA以下の領域を示す。第3曲線領域CA3は、シャフト接触変位Lが特定シャフト接触変位LBよりも大きい領域を示す。第1曲線領域CA1および第3曲線領域CA3の傾きは、ラックハウジング30の剛性が支配的な影響を及ぼす。第1曲線領域CA1および第3曲線領域CA3の傾きは、実質的に同じ変化を示す。
第2曲線領域CA2は、シャフト接触変位Lが所定シャフト接触変位LAよりも大きくかつ特定シャフト接触変位LB以下の領域を示す。第2曲線領域CA2の傾きは、衝撃吸収部品66の弾性が支配的な影響を及ぼす。
図1〜図6を参照して、エンドストッパ50の動作および作用について説明する。
エンドストッパ50の動作状態は、第1動作状態(図2参照)、第2動作状態(図4参照)、第3動作状態、および第4動作状態(図5参照)を有する。エンドストッパ50の動作状態は、ラックシャフト21の並進にともない第1動作状態〜第4動作状態の順に変化する。
エンドストッパ50の動作状態は、第1動作状態(図2参照)、第2動作状態(図4参照)、第3動作状態、および第4動作状態(図5参照)を有する。エンドストッパ50の動作状態は、ラックシャフト21の並進にともない第1動作状態〜第4動作状態の順に変化する。
ここでは、図1に示されるステアリング装置1において、ステアリングホイール2の操舵にともないラックシャフト21(転舵シャフト20)が左側から右側に並進する状況を想定する。なお、ステアリングホイール2の操舵にともないラックシャフト21が右側から左側に並進する場合においても、下記と同様の動作および作用が得られる。
第1動作状態(図2参照)は、移動側接触部分72が規制側回転部品64から離間した状態を示す。第1動作状態は、図6の衝撃吸収特性曲線CAにおける基準変位LZかつ基準荷重FZの動作状態に相当する。第1動作状態においては、移動側接触部分72がラックシャフト21の運動エネルギーを規制側回転部品64に伝達しない。このため、シャフト接触荷重Fが変化しない。
第2動作状態(図4参照)は、移動側接触部分72が規制側回転部品64に接触した状態において、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置の状態を示す。第2動作状態は、図6の衝撃吸収特性曲線CAにおける第1曲線領域CA1の動作状態に相当する。第2動作状態においては、移動側接触部分72がラックシャフト21の運動エネルギーを規制側回転部品64に伝達する。このため、ラックシャフト21の運動エネルギーがラックハウジング30により吸収される。また、移動側接触部分72と規制側回転部品64との接触により移動側接触部分72に反力が作用するため、シャフト接触荷重Fが増加する。
第2動作状態においては、衝撃吸収部品66の圧縮変形量が増加しない。第2動作状態においては、移動側接触部分72が規制側回転部品64にラックシャフト21の運動エネルギーを伝達する。このため、衝撃吸収部品66の圧縮変形量が増加するときと比較して、シャフト接触変位Lの単位増加量あたりにおけるシャフト接触荷重Fの増加量が大きい。なお、ステアリング装置1においては、ステアリング装置本体10、ラックハウジング30、およびアシスト装置40における各部品間のクリアランス、および各部品の変形により、第2動作状態においてもシャフト接触変位Lが増加する。
第2動作状態においては、移動側摩擦面72Aおよび規制側摩擦面64Aが互いに接触しているため、移動側接触部分72から規制側回転部品64に付与される力の分力により規制側回転部品64に回転力が作用する。ただし、規制側回転部品64に作用する回転力が、移動側摩擦面72Aおよび規制側摩擦面64Aの間に作用する摩擦力に基づく回転抵抗よりも小さいため、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置に保持される。
第2動作状態においては、シャフト接触荷重Fが増加するにつれて規制側回転部品64に作用する回転力が大きくなる。そして、衝撃吸収特性曲線CAにおいてシャフト接触荷重Fが所定シャフト接触荷重FA以上の大きさまで増加したとき、規制側回転部品64に作用する回転力が、移動側摩擦面72Aおよび規制側摩擦面64Aの間に作用する摩擦力に基づく回転抵抗よりも大きくなる。このため、規制側回転部品64がラックハウジング30に対して回転しはじめる。すなわち、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置から特定回転位置に向けて変化しはじめる。
以上のとおり、第2動作状態においては、シャフト接触荷重Fが所定シャフト接触荷重FA未満のとき、移動側摩擦面72Aおよび規制側摩擦面64Aの間に作用する摩擦力により規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置に保持される。そして、シャフト接触荷重Fが所定シャフト接触荷重FA以上のとき、移動側接触部分72との接触にともない規制側回転部品64に作用する回転力により規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置から特定回転位置に向けて変化する。なお、回転復帰部品65が回転支持部分62に付与する反転方向の回転力は、シャフト接触荷重Fが所定シャフト接触荷重FA以上のときにおいて規制側回転部品64に作用する正転方向の回転力と比較して十分に小さい。
第3動作状態(図2〜図4参照)は、移動側接触部分72が規制側回転部品64に接触した状態において、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置から特定回転位置に向けて変化する途中の状態を示す。第3動作状態は、図6の衝撃吸収特性曲線CAにおける第2曲線領域CA2の動作状態に相当する。第3動作状態においては、移動側基礎部分71の移動側基礎面71Aが衝撃吸収部品66に接触する。このため、シャフト接触変位Lの増加にともない衝撃吸収部品66の圧縮変形量が増加する。このため、衝撃吸収部品66によりラックシャフト21の運動エネルギーが吸収される。また、シャフト接触変位Lの増加にともない衝撃吸収部品66による運動エネルギーの吸収量が増加する。また、移動側基礎部分71と衝撃吸収部品66との接触により移動側基礎部分71に反力が作用するため、シャフト接触変位Lの増加にともないシャフト接触荷重Fが増加する。
第3動作状態においては、衝撃吸収部品66およびラックハウジング30による運動エネルギーの吸収状態が第2動作状態から変化する。このため、第2動作状態から第3動作状態に移行する所定シャフト接触変位LAおよび所定シャフト接触荷重FAの点において、衝撃吸収特性曲線CAの傾きが第1曲線領域CA1の傾きから第2曲線領域CA2の傾きに変化する。
第3動作状態においては、衝撃吸収部品66の圧縮変形量の増加にともない突出吸収部分66B(図4参照)の体積が次第に減少する。そして、移動側基礎部分71による圧縮にともない突出吸収部分66Bの全体が規制側基礎部分61の基礎収容空間61Cに押し込まれたとき、移動側基礎部分71が規制側基礎部分61に接触する。
第4動作状態(図5参照)は、移動側基礎部分71が規制側基礎部分61に接触した状態を示す。第4動作状態は、図6の衝撃吸収特性曲線CAにおける第3曲線領域CA3の動作状態に相当する。第4動作状態においては、移動側基礎部分71がラックシャフト21の運動エネルギーを規制側基礎部分61に伝達する。このため、ラックシャフト21の運動エネルギーがラックハウジング30により吸収される。また、移動側基礎部分71と規制側基礎部分61との接触により移動側基礎部分71に反力が作用するため、シャフト接触変位Lの増加にともないシャフト接触荷重Fが増加する。
第4動作状態においては、衝撃吸収部品66およびラックハウジング30による運動エネルギーの吸収状態が第3動作状態から変化する。このため、第3動作状態から第4動作状態に移行する特定シャフト接触変位LBおよび特定シャフト接触荷重FBの点において、衝撃吸収特性曲線CAの傾きが第2曲線領域CA2の傾きから第3曲線領域CA3の傾きに変化する。
第4動作状態においては、衝撃吸収部品66の圧縮変形量が一定の大きさに保持される。第4動作状態においては、移動側基礎部分71が規制側基礎部分61にラックシャフト21の運動エネルギーを伝達する。このため、衝撃吸収部品66の圧縮変形量が増加する第3動作状態と比較して、シャフト接触変位Lの単位増加量あたりにおけるシャフト接触荷重Fの増加量が大きい。なお、ステアリング装置1においては、ステアリング装置本体10、ラックハウジング30、およびアシスト装置40における各部品間のクリアランス、および各部品の変形により、第4動作状態においてもシャフト接触変位Lが増加する。
エンドストッパ50は、ラックシャフト21のストロークエンドにおいて、ラックシャフト21が持つ運動エネルギーの全部を吸収することにより、ラックハウジング30に対するラックシャフト21の並進を止める。ラックシャフト21の並進が停止するときのシャフト接触変位Lは、ラックシャフト21が持つ運動エネルギーの大きさにより異なる。エンドストッパ50の第2動作状態において、ラックシャフト21が持つ運動エネルギーの全部がエンドストッパ50により吸収されたとき、基準変位LZよりも大きくかつ所定シャフト接触変位LA以下の範囲においてラックシャフト21の並進が止められる。エンドストッパ50の第3動作状態において、ラックシャフト21が持つ運動エネルギーの全部がエンドストッパ50により吸収されたとき、所定シャフト接触変位LAよりも大きくかつ特定シャフト接触変位LB以下の範囲においてラックシャフト21の並進が止められる。エンドストッパ50の第4動作状態において、ラックシャフト21が持つ運動エネルギーの全部がエンドストッパ50により吸収されたとき、特定シャフト接触変位LBよりも大きい範囲においてラックシャフト21の並進が止められる。
本実施形態のステアリング装置1は、以下の効果を奏する。
(1)エンドストッパ50は、衝撃吸収特性曲線CAにおいて第1曲線領域CA1を有する。この構成によれば、シャフト接触変位Lの初期領域において、ラックハウジング30によりラックシャフト21の運動エネルギーが吸収される。このため、シャフト接触変位Lの初期領域において、衝撃吸収部品66によりラックシャフト21の運動エネルギーが吸収されると仮定した構成と比較して、シャフト接触変位Lの単位増加量あたりのシャフト接触荷重Fの増加量が大きくなる。このため、ラックシャフト21の並進を短い距離で止めることが可能になる。
(1)エンドストッパ50は、衝撃吸収特性曲線CAにおいて第1曲線領域CA1を有する。この構成によれば、シャフト接触変位Lの初期領域において、ラックハウジング30によりラックシャフト21の運動エネルギーが吸収される。このため、シャフト接触変位Lの初期領域において、衝撃吸収部品66によりラックシャフト21の運動エネルギーが吸収されると仮定した構成と比較して、シャフト接触変位Lの単位増加量あたりのシャフト接触荷重Fの増加量が大きくなる。このため、ラックシャフト21の並進を短い距離で止めることが可能になる。
(2)比較例としての仮想エンドストッパは、図6において一点鎖線で示される衝撃吸収特性曲線CBを有する。仮想エンドストッパは、移動側接触部分72、回転支持部分62、基礎部分軸受63、規制側回転部品64、および回転復帰部品65が省略された点においてエンドストッパ50と相違し、その他の点においてエンドストッパ50と同一の構成を有する。このため、仮想エンドストッパにおいて、エンドストッパ50と共通する構成要素については同一の符号を用いる。
衝撃吸収特性曲線CBは、シャフト接触変位Lに対するシャフト接触荷重Fの傾きに基づいて、曲線領域CB1および曲線領域CB2に分類される。曲線領域CB1は、シャフト接触変位Lが基準変位LZよりも大きくかつシャフト接触変位LC以下の領域を示す。曲線領域CB1の傾きは、衝撃吸収部品66の弾性が支配的な影響を及ぼす。曲線領域CB2は、シャフト接触変位Lがシャフト接触変位LDよりも大きい領域を示す。曲線領域CB2の傾きは、ラックハウジング30の剛性が支配的な影響を及ぼす。
エンドストッパ50は、衝撃吸収特性曲線CAを有するため、仮想エンドストッパと比較して、同一のシャフト接触変位Lにおける運動エネルギーの吸収量が大きい。例えば、特定シャフト接触変位LBにおけるエンドストッパ50の運動エネルギーの吸収量は、基準変位LZから特定シャフト接触変位LBまでの範囲における衝撃吸収特性曲線CAの積分値に相当する。一方、特定シャフト接触変位LBにおける仮想エンドストッパの運動エネルギーの吸収量は、基準変位LZから特定シャフト接触変位LBまでの範囲における衝撃吸収特性曲線CBの積分値に相当する。
以上のことから、ラックシャフト21が同一の運動エネルギーを持つ状況を前提とした場合、エンドストッパ50は仮想エンドストッパと比較して、ラックシャフト21の並進を短い距離で止めることができる。
(3)エンドストッパ50は、衝撃吸収特性曲線CAを有するため、仮想エンドストッパと比較して、ラックハウジング30による運動エネルギーの吸収量が多くなる。例えば、特定シャフト接触変位LBにおけるエンドストッパ50の運動エネルギーの吸収量と、シャフト接触変位LDにおける仮想エンドストッパの運動エネルギーの吸収量とが互いに同じ大きさの構成を想定する。
この場合、エンドストッパ50の運動エネルギーの吸収量は、基準変位LZから特定シャフト接触変位LBまでの範囲における衝撃吸収特性曲線CAの積分値に相当する。また、この運動エネルギーの吸収量のうちのラックハウジング30による吸収分は、衝撃吸収特性曲線CAの積分領域における所定シャフト接触荷重FA以下の領域の面積に相当する。一方、仮想エンドストッパの運動エネルギーの吸収量は、基準変位LZからシャフト接触変位LDまでの範囲における衝撃吸収特性曲線CBの積分値に相当する。また、この運動エネルギーの吸収量のうちのラックハウジング30による吸収分は、衝撃吸収特性曲線CBの積分領域におけるシャフト接触荷重FCよりも大きい領域の面積に相当する。
以上のことから、エンドストッパ50は仮想エンドストッパと比較して、同一の運動エネルギーの吸収量を持つために必要となる衝撃吸収部品66の体積が小さくなる。このため、エンドストッパ50を小型化することが可能になる。
(4)エンドストッパ50においては、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置のとき、衝撃吸収部品66が移動側基礎部分71および規制側基礎部分61により圧縮されない。このため、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置のときに衝撃吸収部品66が圧縮されると仮定した構成と比較して、衝撃吸収部品66が変形する頻度が少なくなる。
(5)エンドストッパ50は、衝撃吸収特性曲線CAにおいて第1曲線領域CA1、第2曲線領域CA2、および第3曲線領域CA3を有する。この構成によれば、第3曲線領域CA3を有していないと仮定した構成と比較して、ラックシャフト21の並進が停止するまでの距離が短くなる。
(6)エンドストッパ50は、回転復帰部品65を有する。この構成によれば、移動側接触部分72が規制側回転部品64から離間しているとき、規制側回転部品64が回転復帰部品65から付与される力により初期回転位置に保持される。このため、移動側緩和装置70が規制側緩和装置60に接触する毎において、移動側接触部分72が規制側回転部品64に対して実質的に同じ位置に接触する。このため、エンドストッパ50により転舵シャフト20の並進を止める機能が安定して作用する。
(第2実施形態)
第2実施形態のステアリング装置1は、第1実施形態のステアリング装置1と比較して次の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。なお、第1実施形態のステアリング装置1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。また、以下の説明において、符号が付されたステアリング装置1に関する各構成要素は、図1〜図5に記載される各構成要素を示している。
第2実施形態のステアリング装置1は、第1実施形態のステアリング装置1と比較して次の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。なお、第1実施形態のステアリング装置1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。また、以下の説明において、符号が付されたステアリング装置1に関する各構成要素は、図1〜図5に記載される各構成要素を示している。
第2実施形態のステアリング装置1は、図2に示されるエンドストッパ50に代えて、図7に示されるエンドストッパ100を有する。なお、以下の説明において、第1実施形態の構成要素に対応する旨の説明が付された第2実施形態の構成要素は、対応する第1実施形態の構成要素と同等または類似の機能を有する。
図7を参照して、エンドストッパ100の構成について説明する。
エンドストッパ100は、規制側緩和装置110および移動側緩和装置120を有する。エンドストッパ100は、個別の部品として形成された規制側緩和装置110および移動側緩和装置120の集合体として構成される。エンドストッパ100は、転舵シャフト20におけるラックシャフト21の運動エネルギーを吸収することにより、ラックシャフト21を含む転舵シャフト20の並進を止める。
エンドストッパ100は、規制側緩和装置110および移動側緩和装置120を有する。エンドストッパ100は、個別の部品として形成された規制側緩和装置110および移動側緩和装置120の集合体として構成される。エンドストッパ100は、転舵シャフト20におけるラックシャフト21の運動エネルギーを吸収することにより、ラックシャフト21を含む転舵シャフト20の並進を止める。
規制側緩和装置110は、第1実施形態の移動側緩和装置70に対応する。規制側緩和装置110は、規制側基礎部分111、規制側基礎面111A、規制側接触部分112、規制側摩擦面112A、および接触部分先端112Bを有する。
規制側基礎部分111は、第1実施形態の移動側基礎部分71に対応する。規制側基礎面111Aは、第1実施形態の移動側基礎面71Aに対応する。規制側接触部分112は、第1実施形態の移動側接触部分72に対応する。規制側摩擦面112Aは、第1実施形態の移動側摩擦面72Aに対応する。接触部分先端112Bは、第1実施形態の接触部分先端72Bに対応する。
移動側緩和装置120は、第1実施形態の規制側緩和装置60に対応する。移動側緩和装置120は、移動側基礎部分121、基礎周壁部分121A、基礎底壁部分121B、基礎収容空間121C、基礎開口部分121D、回転支持部分122、および基礎部分軸受123を有する。移動側緩和装置120は、移動側回転部品124、移動側摩擦面124A、移動側基礎面124B、回転部品先端124C、回転復帰部品125、衝撃吸収部品126、収容吸収部分126A、および突出吸収部分126Bを有する。
移動側基礎部分121は、第1実施形態の規制側基礎部分61に対応する。基礎周壁部分121Aは、第1実施形態の基礎周壁部分61Aに対応する。基礎底壁部分121Bは、第1実施形態の基礎底壁部分61Bに対応する。基礎収容空間121Cは、第1実施形態の基礎収容空間61Cに対応する。基礎開口部分121Dは、第1実施形態の基礎開口部分61Dに対応する。回転支持部分122は、第1実施形態の回転支持部分62に対応する。基礎部分軸受123は、第1実施形態の基礎部分軸受63に対応する。
移動側回転部品124は、第1実施形態の規制側回転部品64に対応する。移動側摩擦面124Aは、第1実施形態の規制側摩擦面64Aに対応する。移動側基礎面124Bは、第1実施形態の規制側基礎面64Bに対応する。回転部品先端124Cは、第1実施形態の回転部品先端64Cに対応する。回転復帰部品125は、第1実施形態の回転復帰部品65に対応する。衝撃吸収部品126は、第1実施形態の衝撃吸収部品66に対応する。収容吸収部分126Aは、第1実施形態の収容吸収部分66Aに対応する。突出吸収部分126Bは、第1実施形態の突出吸収部分66Bに対応する。
図7と図8を参照して、エンドストッパ100の動作および作用について説明する。
エンドストッパ100の動作状態は、第5動作状態、第6動作状態(図7参照)、第7動作状態、第8動作状態(図8参照)を有する。エンドストッパ100の動作状態は、ラックシャフト21の並進にともない第5動作状態〜第8動作状態の順に変化する。
エンドストッパ100の動作状態は、第5動作状態、第6動作状態(図7参照)、第7動作状態、第8動作状態(図8参照)を有する。エンドストッパ100の動作状態は、ラックシャフト21の並進にともない第5動作状態〜第8動作状態の順に変化する。
第5動作状態は、第1実施形態のエンドストッパ50の第1動作状態に対応する。第6動作状態は、第1実施形態のエンドストッパ50の第2動作状態に対応する。第7動作状態は、第1実施形態のエンドストッパ50の第3動作状態に対応する。第8動作状態は、第1実施形態のエンドストッパ50の第4動作状態に対応する。
第2実施形態のステアリング装置1は、第1実施形態のステアリング装置1により得られる(1)〜(6)と同様の効果を奏する。すなわち、ラックシャフト21の並進を短い距離で止める効果、およびその他の種々の効果を奏する。
(その他の実施形態)
本発明は、第1および第2実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての第1および第2実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
本発明は、第1および第2実施形態以外の実施形態を含む。以下、本発明のその他の実施形態としての第1および第2実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、転舵シャフト20のうちのラックシャフト21の端部に移動側緩和装置70が形成される構成を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、転舵シャフト20のうちのボールジョイント22またはタイロッド23に移動側緩和装置70が形成される構成を有する。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置のとき、衝撃吸収部品66が非圧縮の状態において移動側基礎部分71と接触する。一方、変形例のエンドストッパ50は、規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置のとき、衝撃吸収部品66が移動側基礎部分71と隙間を介して対向する。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、四角柱形状の衝撃吸収部品66を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、四角柱形状以外の柱体形状または中空形状の衝撃吸収部品66を有する。なお、第2実施形態の衝撃吸収部品126に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、2個の衝撃吸収部品66を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、1個の衝撃吸収部品66、または3個以上のいずれかの個数の衝撃吸収部品66を有する。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、収容吸収部分66Aおよび突出吸収部分66Bが同一の弾性樹脂材料により一体的に形成された衝撃吸収部品66を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、以下の(a)〜(c)のいずれか1つの構成を有する。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
(a)変形例のエンドストッパ50は、同一の樹脂弾性材料により個別の部品として形成された収容吸収部分66Aおよび突出吸収部分66Bを有し、これらの部品が互いに結合された構成の衝撃吸収部品66を有する。
(b)変形例のエンドストッパ50は、互いに異なる種類の弾性樹脂材料により個別の部品として形成された収容吸収部分66Aおよび突出吸収部分66Bを有し、これらの部品が互いに結合された構成の衝撃吸収部品66を有する。
(c)変形例のエンドストッパ50は、弾性樹脂材料により形成された突出吸収部分66B、および弾性樹脂材料とは別の材料により形成された収容吸収部分66Aを有し、これらの部品が互いに結合された構成の衝撃吸収部品66を有する。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、衝撃吸収部品66において収容吸収部分66Aおよび突出吸収部分66Bを有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、衝撃吸収部品66において収容吸収部分66Aが省略され、突出吸収部分66Bが規制側基礎部分61により支持される構成を有する。突出吸収部分66Bを支持する構成としては、例えば次の第1支持構成および第2支持構成が挙げられる。第1支持構成は、第1実施形態のエンドストッパ50において収容吸収部分66Aが配置される空間が、基礎周壁部分61Aにより埋められる構成を有する。第2支持構成は、第1実施形態のエンドストッパ50において収容吸収部分66Aが配置される空間が、基礎周壁部分61Aから独立した個別の部品により埋められる構成を有する。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、衝撃吸収部品66として樹脂弾性部品を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、衝撃吸収部品66として金属材料より形成された金属弾性部品を有する。この金属弾性部品としては、例えば圧縮ばねを用いることができる。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、規制側緩和装置60において衝撃吸収部品66を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、衝撃吸収部品66に代えてまたは衝撃吸収部品66に加えて、移動側緩和装置70に衝撃吸収部品を有する。この変形例のエンドストッパ50は、一例として、実施形態の衝撃吸収部品66が規制側基礎部分61から分離され、この衝撃吸収部品66における突出吸収部分66Bの端面が移動側基礎部分71に取り付けられた構成を有する。このエンドストッパ50においては、移動側接触部分72が規制側回転部品64から離間しているとき、衝撃吸収部品66の収容吸収部分66Aの端面と規制側基礎部分61の基礎底壁部分61Bとが空間を介して対向する。そして、移動側接触部分72が規制側回転部品64に接触し、かつ規制側回転部品64の相対回転位置が初期回転位置のとき(図4参照)、非圧縮の状態において収容吸収部分66Aの端面が基礎底壁部分61Bに接触する。なお、第2実施形態のエンドストッパ100に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、回転復帰部品65としてトーションばねを有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、回転復帰部品65としてトーションばねに代えてぜんまいばねを有する。なお、第2実施形態の回転復帰部品125に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、回転復帰部品65として回転方向の力を回転支持部分62に付与する部品を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、回転復帰部品65として、回転支持部分62に固定されるてこ、および並進方向の力をてこに付与する弾性部品を有する。なお、第2実施形態の回転復帰部品125に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、金属材料により形成された規制側基礎部分61を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、樹脂材料により形成された規制側基礎部分61を有する。なお、第2実施形態の規制側基礎部分111に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、金属材料により形成された規制側回転部品64を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、樹脂材料により形成された規制側回転部品64を有する。なお、第2実施形態の移動側回転部品124に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、規制側回転部品64の側面が基礎周壁部分61Aの外面に接触する構成を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、規制側回転部品64の側面と基礎周壁部分61Aの外面との間に隙間を有する。なお、第2実施形態の移動側回転部品124に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、個別の部品として形成された回転支持部分62および規制側回転部品64が互いに結合された構成を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、回転支持部分62および規制側回転部品64が同一の材料により一体的に形成された構成を有する。なお、第2実施形態の回転支持部分122および移動側回転部品124に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、回転支持部分62および規制側回転部品64が規制側基礎部分61およびラックハウジング30に対して一体的に回転する構成を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、回転支持部分62が規制側基礎部分61に固定され、規制側回転部品64が回転支持部分62に対して回転する構成を有する。この変形例のエンドストッパ50は、回転支持部分62と規制側回転部品64との間に基礎部分軸受63を有する。なお、この変形例のエンドストッパ50において、規制側基礎部分61および回転支持部分62を同一の材料により一体的に形成することもできる。また、第2実施形態の回転支持部分122および移動側回転部品124に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、基礎部分軸受63としてすべり軸受を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、基礎部分軸受63として転がり軸受を有する。要するに、回転支持部分62の回転を支持する軸受であれば、実施形態に例示される軸受以外の軸受を基礎部分軸受63として用いることもできる。なお、第2実施形態の基礎部分軸受123に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1実施形態のエンドストッパ50は、個別の部品として形成された移動側基礎部分71および移動側接触部分72が互いに結合された構成を有する。一方、変形例のエンドストッパ50は、移動側基礎部分71および移動側接触部分72が同一の材料により一体的に形成された構成を有する。なお、第2実施形態の規制側基礎部分111および規制側接触部分112に対しても同様の変更を加えることができる。
・第1および第2実施形態のステアリング装置1は、ラックパラレル型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。一方、変形例のステアリング装置は、コラムアシスト型、ピニオンアシスト型、デュアルピニオンアシスト型、またはラック同軸型の電動パワーステアリング装置としての構成を有する。
・第1および第2実施形態のステアリング装置1は、アシスト装置40を有する電動パワーステアリング装置としての構成を有する。一方、変形例のステアリング装置は、アシスト装置40が省略された機械式のステアリング装置としての構成を有する。
要するに、エンドストッパによりラックシャフトの運動エネルギーを吸収する構成のステアリング装置であれば、ラックパラレル型以外の電動パワーステアリング装置、および電動パワーステアリング装置以外のステアリング装置についても本発明を適用することができる。
1…ステアリング装置、2…ステアリングホイール、3…転舵輪、4…ナックル。
10…ステアリング装置本体、11…コラムシャフト、12…インターミディエイトシャフト、13…ピニオンシャフト、13A…ピニオンギア、14…ラックアンドピニオン機構、15…ベローズ。
10…ステアリング装置本体、11…コラムシャフト、12…インターミディエイトシャフト、13…ピニオンシャフト、13A…ピニオンギア、14…ラックアンドピニオン機構、15…ベローズ。
20…転舵シャフト、21…ラックシャフト、21A…ギア形成部分、21B…ねじ形成部分、21C…ラックギア、21D…ラックねじ、22…ボールジョイント、23…タイロッド。
30…ラックハウジング、31…第1ハウジング、32…第2ハウジング、33…収容空間。
40…アシスト装置、41…電気モーター、42…減速装置、43…ボールねじ装置。
40…アシスト装置、41…電気モーター、42…減速装置、43…ボールねじ装置。
50…エンドストッパ。
60…規制側緩和装置、61…規制側基礎部分、61A…基礎周壁部分、61B…基礎底壁部分、61C…基礎収容空間61C…基礎開口部分、62…回転支持部分、63…基礎部分軸受、64…規制側回転部品、64A…規制側摩擦面、64B…規制側基礎面、64C…回転部品先端、65…回転復帰部品、66…衝撃吸収部品、66A…収容吸収部分、66B…突出吸収部分。
60…規制側緩和装置、61…規制側基礎部分、61A…基礎周壁部分、61B…基礎底壁部分、61C…基礎収容空間61C…基礎開口部分、62…回転支持部分、63…基礎部分軸受、64…規制側回転部品、64A…規制側摩擦面、64B…規制側基礎面、64C…回転部品先端、65…回転復帰部品、66…衝撃吸収部品、66A…収容吸収部分、66B…突出吸収部分。
70…移動側緩和装置、71…移動側基礎部分、71A…移動側基礎面、72…移動側接触部分、72A…移動側摩擦面、72B…接触部分先端。
100…エンドストッパ。
100…エンドストッパ。
110…規制側緩和装置、111…規制側基礎部分、111A…規制側基礎面、112…規制側接触部分、112A…規制側摩擦面、112B…接触部分先端。
120…移動側緩和装置、121…移動側基礎部分、121A…基礎周壁部分、121B…基礎底壁部分、121C…基礎収容空間、121D…基礎開口部分、122…回転支持部分、123…基礎部分軸受、124…移動側回転部品、124A…移動側摩擦面、124B…移動側基礎面、124C…回転部品先端、125…回転復帰部品、126…衝撃吸収部品、126A…収容吸収部分、126B…突出吸収部分。
120…移動側緩和装置、121…移動側基礎部分、121A…基礎周壁部分、121B…基礎底壁部分、121C…基礎収容空間、121D…基礎開口部分、122…回転支持部分、123…基礎部分軸受、124…移動側回転部品、124A…移動側摩擦面、124B…移動側基礎面、124C…回転部品先端、125…回転復帰部品、126…衝撃吸収部品、126A…収容吸収部分、126B…突出吸収部分。
L…シャフト接触変位、LA…所定シャフト接触変位、LB…特定シャフト接触変位、LZ…基準変位、F…シャフト接触荷重、FA…所定シャフト接触荷重、FB…特定シャフト接触荷重、FZ…基準荷重、CA…衝撃吸収特性曲線、CA1…第1曲線領域、CA2…第2曲線領域、CA3…第3曲線領域、CB…衝撃吸収特性曲線、CB1…曲線領域、CB2…曲線領域。
200…ステアリング装置、210…ラックハウジング、220…ラックシャフト、230…ボールジョイント、240…ストロークダンパー、241…金属製部品、242…弾性体。
Claims (10)
- 軸方向に並進して転舵輪の転舵角を変化させる転舵シャフトと、
前記転舵シャフトが挿通し、前記転舵シャフトを収容するラックハウジングと、
前記転舵シャフトのストロークエンドにおいて前記転舵シャフトの並進を規制するエンドストッパと
を備えたステアリング装置であって、
前記エンドストッパは、
前記転舵シャフトに形成される移動側接触部分、および前記移動側接触部分に形成される移動側摩擦面を有する移動側緩和装置と、
前記ラックハウジングに対する回転が可能な状態で前記ラックハウジングに取り付けられる規制側回転部品、および前記規制側回転部品に形成される規制側摩擦面を有し、前記ストロークエンドにおいて前記移動側摩擦面が前記規制側摩擦面に接触した状態において前記転舵シャフトに作用する荷重であるシャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重未満のとき、前記ラックハウジングに対する前記規制側回転部品の回転位置である相対回転位置が前記移動側摩擦面および前記規制側摩擦面の間に作用する摩擦力により初期回転位置に保持され、前記シャフト接触荷重が前記所定シャフト接触荷重以上のとき、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記移動側接触部分との接触にともにない前記規制側回転部品に作用する回転力により前記初期回転位置から変化する規制側緩和装置と
を有する
ステアリング装置。 - 前記エンドストッパは、前記移動側緩和装置および前記規制側緩和装置の少なくとも一方に衝撃吸収部品を有し、
前記移動側緩和装置は、前記転舵シャフトに形成される移動側基礎部分を有し、
前記規制側緩和装置は、前記ラックハウジングに形成される規制側基礎部分を有し、
前記衝撃吸収部品は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から変化しているとき、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加する
請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記衝撃吸収部品は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置のとき、非圧縮の状態において前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分と接触する、または前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分の少なくとも一方と隙間を介して対向する
請求項2に記載のステアリング装置。 - 前記衝撃吸収部品は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から特定回転位置まで変化する過程において、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加し、
前記移動側基礎部分は、前記規制側回転部品の相対回転位置が前記特定回転位置まで変化したとき、前記規制側基礎部分に接触する
請求項2または3に記載のステアリング装置。 - 前記規制側緩和装置は、前記規制側回転部品を前記初期回転位置に向けて回転させる力を前記規制側回転部品に付与する回転復帰部品を有する
請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 軸方向に並進して転舵輪の転舵角を変化させる転舵シャフトと、
前記転舵シャフトが挿通し、前記転舵シャフトを収容するラックハウジングと、
前記転舵シャフトのストロークエンドにおいて前記転舵シャフトの並進を規制するエンドストッパと
を備えたステアリング装置であって、
前記エンドストッパは、
前記ラックハウジングに形成される規制側接触部分、および前記規制側接触部分に形成される規制側摩擦面を有する規制側緩和装置と、
前記転舵シャフトに対する回転が可能な状態で前記転舵シャフトに取り付けられる移動側回転部品、および前記移動側回転部品に形成される移動側摩擦面を有し、前記ストロークエンドにおいて前記移動側摩擦面が前記規制側摩擦面に接触した状態において前記転舵シャフトに作用する荷重であるシャフト接触荷重が所定シャフト接触荷重未満のとき、前記転舵シャフトに対する前記移動側回転部品の回転位置である相対回転位置が前記移動側摩擦面および前記規制側摩擦面の間に作用する摩擦力により初期回転位置に保持され、前記シャフト接触荷重が前記所定シャフト接触荷重以上のとき、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記規制側接触部分との接触にともにない前記移動側回転部品に作用する回転力により前記初期回転位置から変化する移動側緩和装置と
を有する
ステアリング装置。 - 前記エンドストッパは、前記移動側緩和装置および前記規制側緩和装置の少なくとも一方に衝撃吸収部品を有し、
前記移動側緩和装置は、前記転舵シャフトに形成される移動側基礎部分を有し、
前記規制側緩和装置は、前記ラックハウジングに形成される規制側基礎部分を有し、
前記衝撃吸収部品は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から変化しているとき、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加する
請求項6に記載のステアリング装置。 - 前記衝撃吸収部品は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置のとき、非圧縮の状態において前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分と接触する、または前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分の少なくとも一方と隙間を介して対向する
請求項7に記載のステアリング装置。 - 前記衝撃吸収部品は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記初期回転位置から特定回転位置まで変化する過程において、前記移動側基礎部分および前記規制側基礎部分により圧縮されることにより圧縮変形量が増加し、
前記移動側基礎部分は、前記移動側回転部品の相対回転位置が前記特定回転位置まで変化したとき、前記規制側基礎部分に接触する
請求項7または8に記載のステアリング装置。 - 前記移動側緩和装置は、前記移動側回転部品を前記初期回転位置に向けて回転させる力を前記移動側回転部品に付与する回転復帰部品を有する
請求項6〜9のいずれか一項に記載のステアリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012103980A JP2013230769A (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | ステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012103980A JP2013230769A (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | ステアリング装置 |
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JP2013230769A true JP2013230769A (ja) | 2013-11-14 |
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JP2012103980A Pending JP2013230769A (ja) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | ステアリング装置 |
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JP (1) | JP2013230769A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015189264A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 株式会社ショーワ | 操舵装置 |
JP2016145619A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | Nok株式会社 | 緩衝ストッパ |
-
2012
- 2012-04-27 JP JP2012103980A patent/JP2013230769A/ja active Pending
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