JP2015189264A - 操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車幅方向に移動する操舵軸6と、操舵軸6を収容するハウジング9と、操舵軸6の端部に設けられてハウジング9に突き当たるラックエンド7と、を備える操舵装置であって、ハウジング9には、ラックエンドと車幅方向で対向する面9bに衝突緩和部材20が設けられ、衝突緩和部材20は、操舵軸6の径方向外側に配置されて、ラックエンド7からの衝突荷重を吸収する弾性部材22と、弾性部材22の内周側に設けられ、ラックエンド7が突き当たることで座屈する衝撃吸収部材23と、を有することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
また、下記特許文献1の操舵装置では、ハウジングに弾性部材が設けられ、この弾性部材に対してラックエンドが突き当たるように構成されている。これによれば、衝突荷重が弾性部材に吸収され、ハウジングに入力される衝突荷重が低減する。
しかしながら、電源喪失状態やモータの出力を制御する制御回路が故障した場合など、ラックエンドの突き当て速度を低減させることができない。よって、モータの出力制御以外の方法で、ラックエンドの突き当て速度を低減できることが求められている。
一方で、ラックエンドが衝撃吸収部材に突き当たると、衝撃吸収部材が座屈し、ラックエンドの衝突荷重が吸収され、ラックエンドの突き当て速度が低減する。この結果、他部品の破損が抑制されるとともに、ハウジングに入力される衝突荷重が低減する。
このため、衝突荷重が小さい通常時(常用域)は、弾性部材により吸収され、衝突荷重が大きいフェール時(過大荷重時)には、弾性部材及び衝撃吸収部材より低減されるようになる。
一方で、ラックエンドに設けられた衝撃吸収部材にハウジングに突き当たると、衝撃吸収部材が座屈し、ラックエンドの衝突荷重が吸収され、ラックエンドの突き当て速度が低減する。この結果、他部品の破損が抑制されるとともに、ハウジングに入力される衝突荷重が低減する。
操舵装置1は、車両に搭載されて、車両の操舵輪を操舵する装置である。
図1に示すように、操舵装置1は、運転者が操作するステアリングホイール2と、ステアリングホイール2と一体で回転するステアリング軸3と、ステアリング軸3の下端に連結されたトーションバー4と、トーションバー4の下端に連結され、下端にピニオン(不図示)を有するピニオン軸5と、ピニオンに歯合するラック(不図示)を有するラック軸6と、ラック軸6の両端に固定されたラックエンド7、7と、そのラックエンド7、7に支持されたラックエンドスタッド8、8と、ハウジング9と、を備える。
そして、ラックエンドスタッド8、8のそれぞれに操舵輪(不図示)が連結され、運転手がステアリングホイール2を回転させると、ラック軸6が左方又は右方へ移動し、操舵輪を操舵することができる。
取り付け軸は、外周面にねじ山が形成された雄ねじであり、ラック軸6の両端面に形成された雌ねじ穴(不図示)に螺合して、ラックエンド7、7がラック軸6の両端に固定されている。
ラックエンドハウジング10は、ラックエンドスタッド8に設けられたボール8aを回転自在に内包しており、ラックエンドスタッド8がラック軸6に対し折れ曲がり自在となっている。
以下、ハウジング9に突き当たる底部11の車幅方向内側の面を突き当て面12と呼ぶ。
また、ハウジング9の貫通孔S1には、ラック軸6を支持する軸受(不図示)が設けられ、ラック軸6の中心軸O1が径方向外側にずれることなく、左右方向へ移動自在に支持されている。
なお、円筒状の空間S2を臨むハウジング9の壁面うち、ラック軸6の外周面に対向する帯状の壁面を内周壁面9aと呼び、車幅方向外側を臨み、ラックエンド7の突き当て面12に対向する円盤状の壁面を規制面9bと呼ぶ。
なお、規制面9bは、特許請求の範囲に記載された「ラックエンドと車幅方向で対向する面」に相当する構成である。
また、規制面9bに入力される衝突荷重を低減するため、規制面9bの車幅方向外側には、衝突緩和部材20が配置されている。
衝突緩和部材20は、内周壁面9aに沿って延在する円筒状の保持部21と、保持部21の内周側に設けられた円筒状の弾性部材22と、弾性部材22の内周側に設けられた円筒状の衝撃吸収部材23と、を備える。
弾性部材22は、たとえばウレタン樹脂や天然ゴムなどのエラストマーで形成され、ラックエンド7の突き当たりにより変形しても、復元力により元の形状に復帰する。
弾性部材22は、インサート成形等により形成され、保持部21を介してハウジング9に固定されている。
弾性部材22の先端部(車幅方向外側の端部)22aは、保持部21よりも車幅方向外側に延出するとともに、径方向外側に延出して保持部21を被覆している。このため、空間S2内に進入したラックエンド7が保持部21に接触しないようになっている。
このため、弾性部材22にラックエンド7が突き当たると、弾性部材22の容積の一部が弾性部材22の内周面側に押し出され、弾性部材22の車幅方向長さが縮まるように変形する。
なお、弾性部材22の外周面の車幅方向外側が面取りされ、ラックエンド7の底部11の角部との接触により削り取られないようになっている。
衝撃吸収部材23の車幅方向外側の端面は、弾性部材22よりも車幅方向内側にある。このため、ラックエンド7が弾性部材22に突き当たることでラック軸6が停止した場合には、ラックエンド7が衝撃吸収部材23に突き当たらないようになっている。
また、衝撃吸収部材23の外周側に弾性部材22が接し、衝撃吸収部材23の車幅方向内側の端面は、保持部21の端部21aに当接している。
なお、衝撃吸収部材23の中央部23aには、内周面から径方向外側に凹むに溝23bが形成され、車幅方向の両端部よりも薄肉になっている。このため、衝撃吸収部材が車幅方向内側に押圧された場合、衝撃吸収部材23の中央部23aが座屈し易くなっている。
図3(a)に示すように、ラックエンド7がハウジング9の空間S2内に進入すると、ラックエンド7の突き当て面12が弾性部材22の先端部22aに突き当たる(図3(a)の「F1」参照)。
そして、ラックエンド7の衝突荷重が入力された弾性部材22は、変形して衝突荷重を吸収するため、規制面9bには、低減した衝突荷重が入力される。
このようにして、衝突荷重が小さい通常時(常用域)には、ラックエンド7が弾性部材22に突き当たることで、ラック軸6が停止する。
なお、弾性部材22の変形により、衝撃吸収部材23が径方向内側に移動する。
そして、図3(c)に示すように、ラックエンド7の衝突荷重が入力された衝撃吸収部材23は座屈し、衝撃吸収部材23の中央部23aが径方向に向かって突出するようになる。この結果、衝撃吸収部材23の座屈により、ラックエンド7の衝突荷重が吸収され、ラックエンド7の突き当て速度が低減する。
なお、図3(c)でが、衝撃吸収部材23の中央部23aが径方向内側に突出するように座屈しているが、これは、衝撃吸収部材23の座屈の一例であり、衝撃吸収部材23の中央部23aが径方向外側に突出する場合や、蛇腹状に座屈する(径方向内側と外側とに交互に突出する)場合も想定される。
また、衝撃吸収部材23によりラックエンド7の突き当て速度が低減する。このため、ラックギヤ等の他部品の破損を抑制することができる。さらに、ラックエンド7の衝突荷重が低減するため、ハウジング9に入力される衝突荷重もさらに低減する。
本実施形態に係る操舵装置1は、運転者の操舵をアシストする電動式アシスト機構又は油圧式アシスト機構を備えていてもよい。
本実施形態の衝突緩和部材20では、保持部21を備えているが、本発明はこれを備えていなくても良い。
本実施形態の衝撃吸収部材23では、溝23bが形成されているが、本発明は溝23bが形成されていない衝撃吸収部材23であってもよい。
これによれば、板状の衝撃吸収部材23が座屈して、ラックエンド7の突き当て速度を低減させることができる。なお、衝撃吸収部材23が棒状の場合、ラック軸6周りに複数配置してもよい。
そして、衝突緩和部材20Aがラックエンド7に設けた場合、衝突緩和部材20Aは、ラック軸6の外周面に沿って延在する円筒状の保持部21Aと、保持部21Aの外周側に設けられた円筒状の弾性部材22Aと、弾性部材22Aの外周側に設けられた円筒状の衝撃吸収部材23Aと、を備える。
このような構成によれば、ラックエンド7がハウジング9の空間Sに進入し、弾性部材22Aが規制面9bに突き当たることで、弾性部材22Aが変形し、衝突荷重が吸収される。
また、衝撃吸収部材23Aが規制面9bに突き当たることで、衝撃吸収部材23Aが座屈し、ラックエンド7の突き当て速度が低減する。
以上から、このような変形例の操舵装置1Aであっても、ラックギヤ等の他部品の破損を抑制されるとともに、ハウジング9には低減された衝突荷重が入力される。
6 ラック軸
7 ラックエンド
8 ラックエンドスタッド
9 ハウジング
9a 内周壁面
9b 規制面
11 底部
12 突き当て面
20、20A 衝突緩和部材
21、21A 保持部
22、22A 弾性部材
23、23A 衝撃吸収部材
Claims (4)
- 車幅方向に移動する操舵軸と、
前記操舵軸を収容するハウジングと、
前記操舵軸の端部に設けられて前記ハウジングに突き当たるラックエンドと、
を備える操舵装置であって、
前記ハウジングには、前記ラックエンドと前記車幅方向で対向する面に衝突緩和部材が設けられ、
前記衝突緩和部材は、
前記操舵軸の径方向外側に配置されて、前記ラックエンドからの衝突荷重を吸収する弾性部材と、
前記弾性部材の内周側に設けられ、前記ラックエンドが突き当たることで座屈する衝撃吸収部材と、
を有することを特徴とする操舵装置。 - 前記衝撃吸収部材は、筒状であることを特徴とする請求項1に記載の操舵装置。
- 前記弾性部材は、前記衝撃吸収部材よりも前記車幅方向外側に延出していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の操舵装置。
- 車幅方向に移動する操舵軸と、
前記操舵軸を収容するハウジングと、
前記操舵軸の端部に設けられて前記ハウジングに突き当たるラックエンドと、
を備える操舵装置であって、
前記ラックエンドには、前記ハウジングと前記車幅方向で対向する面に衝突緩和部材が設けられ、
前記衝突緩和部材は、
前記操舵軸の径方向外側に配置されて、前記ハウジングに入力する衝突荷重を吸収する弾性部材と、
前記弾性部材の外周側に設けられ、前記ハウジングに突き当たることで座屈する衝撃吸収部材と、
を有することを特徴とする操舵装置。
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