JP4867417B2 - Electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、ステアリング軸と同軸をなして設けられた操舵補助用のモータに、前記ステアリング軸に抵抗を付加する手段を備える電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus including a steering assist motor provided coaxially with a steering shaft, and means for adding resistance to the steering shaft.

車両の操舵装置には、当該車両の前面衝突時に、進行方向に作用する慣性力により、運転者がステアリングホイールに衝突（以下、二次衝突という）する際の身体へのダメージを軽減するために、二次衝突の衝撃エネルギを吸収可能とした操舵装置がある（例えば、特許文献１参照）。   In order to reduce damage to the body when the driver collides with the steering wheel (hereinafter referred to as a secondary collision) due to inertial force acting in the traveling direction at the time of frontal collision of the vehicle. There is a steering device that can absorb impact energy of a secondary collision (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１の操舵装置は、ステアリング軸を回転自在に支持するコラムハウジングを、適長に亘って内外に嵌合され、二次衝突時の衝撃の作用により軸長方向の相対移動可能に組合わされた内筒と外筒とを備えて構成し、前記移動に伴って内筒と外筒との間に生じる摺動抵抗により衝撃エネルギを吸収するようにしてある。   In the steering device of Patent Document 1, a column housing that rotatably supports a steering shaft is fitted inside and outside for an appropriate length, and is combined so as to be relatively movable in the axial direction by the action of an impact at the time of a secondary collision. The inner cylinder and the outer cylinder are provided, and the impact energy is absorbed by the sliding resistance generated between the inner cylinder and the outer cylinder with the movement.

一方、車両の操舵装置には、ステアリングホイールと舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に、操舵補助用のモータを備え、該モータをステアリングホイールの回転操作に応じて駆動して操舵を補助する電動パワーステアリング装置がある。また前記モータをステアリング軸に同軸をなして設け、該モータの回転力をステアリング軸に直接的に伝動するよう構成された電動パワーステアリング装置、いわゆるダイレクトドライブ式の電動パワーステアリング装置もある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−２３０９５３号公報 特許２５３９６３１号公報 On the other hand, a vehicle steering device includes a steering assist motor in the middle of a steering shaft that connects the steering wheel and the steering mechanism, and assists steering by driving the motor in accordance with the rotation operation of the steering wheel. There is an electric power steering device. There is also a so-called direct drive type electric power steering device in which the motor is provided coaxially with the steering shaft and configured to transmit the rotational force of the motor directly to the steering shaft (for example, Patent Document 2).
JP 2004-230953 A Japanese Patent No. 2539631

ところで特許文献１に記載された操舵装置における衝撃エネルギの吸収量は、コラムハウジングの内筒と外筒との間に生じる摺動抵抗と、この摺動抵抗下にて内筒と外筒とが相対移動する際の移動ストロークとの積に等しい。前記摺動抵抗は、ステアリングホイールに衝突する運転者には反力として作用するので、運転者の身体へのダメージを抑制する観点から許容値以下に抑える必要があり、所望の衝撃エネルギの吸収量を得るには、ステアリングホイールと舵取機構との間において十分な移動ストロークを確保する必要がある。   By the way, the amount of shock energy absorbed in the steering device described in Patent Document 1 is that the sliding resistance generated between the inner cylinder and the outer cylinder of the column housing and the inner cylinder and the outer cylinder under this sliding resistance are reduced. It is equal to the product of the movement stroke when moving relative. Since the sliding resistance acts as a reaction force on the driver colliding with the steering wheel, it is necessary to suppress it to an allowable value or less from the viewpoint of suppressing damage to the driver's body. In order to obtain the above, it is necessary to ensure a sufficient movement stroke between the steering wheel and the steering mechanism.

しかしながら、電動パワーステアリング装置においては、ステアリングホイールと舵取機構との間にモータが設けてあるため、十分な移動ストロークを確保することが難しいという問題があった。特に前述したダイレクトドライブ式の電動パワーステアリング装置においては、モータにて高トルクを発生させる必要があるため、モータの大型化が避けられず、この大型化したモータが設けられているステアリングホイールと舵取機構との間に、十分な移動ストロークを確保することが困難であり、このため衝撃エネルギを十分に吸収することが難しいという問題があった。   However, the electric power steering apparatus has a problem that it is difficult to ensure a sufficient movement stroke because a motor is provided between the steering wheel and the steering mechanism. In particular, in the above-described direct drive type electric power steering apparatus, since it is necessary to generate a high torque with the motor, it is inevitable to increase the size of the motor, and the steering wheel and the rudder provided with this increased motor are unavoidable. There is a problem that it is difficult to secure a sufficient movement stroke with the take-off mechanism, and thus it is difficult to sufficiently absorb impact energy.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ダイレクトドライブ式の電動パワーステアリング装置において、二次衝突時にステアリング軸に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in an electric power steering device of a direct drive type, an electric power steering device capable of sufficiently absorbing impact energy applied to a steering shaft at the time of a secondary collision is provided. The purpose is to provide.

第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に、該ステアリング軸と同軸上にて一体回転する円筒形のロータを有するモータを備え、該モータを前記操舵部材の回転操作に応じて駆動して操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、前記ステアリング軸は、前記ロータの両端に夫々適長内嵌され、前記ロータの内側空洞を隔てて対向する２軸に分離構成してあり、前記内側空洞の内部に、所定限度を超える外力の作用により軸長方向へ移動する前記２軸の一方又は両方に内面を摺接させて抵抗を付加するゴム製の筒体を備えることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a motor having a cylindrical rotor that rotates integrally on the same axis as the steering shaft in the middle of a steering shaft that connects a steering member and a steering mechanism. In the electric power steering apparatus that assists steering by driving the steering member according to the rotation operation of the steering member, the steering shafts are fitted into both ends of the rotor at appropriate lengths, and face each other across the inner cavity of the rotor. Made of rubber that is configured to be separated into two shafts and adds resistance by sliding the inner surface to one or both of the two shafts that move in the axial length direction by the action of an external force exceeding a predetermined limit inside the inner cavity It is characterized by providing this cylindrical body .

第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、第１発明における筒体の内面が、前記２軸の一方又は両方の移動方向に連続的に縮径させてあることを特徴とする。 Electric power steering apparatus according to the second invention, the inner surface of the contact Keru cylindrical body to the first invention, characterized in that one or both the moving direction of the two-axis are successively reduced in diameter.

第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、第１発明における筒体が、内周面に径方向内向きに突設され、前記２軸の一方又は両方に摺接する複数の突起を備えることを特徴とする。
第４発明に係る電動パワーステアリング装置は、前記２軸の一方又は両方が、前記ロータの両端に樹脂製のシャーピンにより固定してあることを特徴とする。 An electric power steering apparatus according to a third aspect of the invention is characterized in that the cylindrical body according to the first aspect of the invention includes a plurality of protrusions that project radially inward from the inner peripheral surface and that are in sliding contact with one or both of the two shafts. And
In the electric power steering apparatus according to a fourth aspect of the present invention, one or both of the two shafts are fixed to both ends of the rotor by resin shear pins.

第１発明によれば、ステアリング軸を２軸に分離し、夫々をロータの両端に適長内嵌して内側空洞を隔てて対向させてあり、これら２軸の一方又は両方が所定限度を超える外力の作用に応じて軸長方向に移動するとき、前記内側空洞に配したゴム製の筒体の内面に摺接して抵抗を付加する構成としたから、前記２軸が相互に突き当たるまでに確保された移動ストロークと、この間にゴム製の筒体により付加される安定した摺動抵抗との積を衝撃エネルギの吸収のために利用することができ、二次衝突時にステアリング軸に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することができる。また筒体はゴム製であるため、製作が容易である。 According to the first aspect of the invention, the steering shaft is divided into two shafts, each of which is fitted into both ends of the rotor with a proper length so as to face each other with the inner cavity therebetween, and one or both of these two shafts exceed a predetermined limit. When moving in the axial length direction according to the action of external force, it is configured to add resistance by sliding against the inner surface of the rubber cylinder disposed in the inner cavity, so that the two axes are secured until they abut against each other. The product of the traveled stroke and the stable sliding resistance added by the rubber cylinder during this time can be used to absorb the impact energy, and the impact energy applied to the steering shaft during the secondary collision Can be sufficiently absorbed. Further, since the cylinder is made of rubber, it is easy to manufacture.

また第２発明によれば、ゴム製の筒体が２軸の一方又は両方の移動の方向に縮径する内面を有しており、該内面に摺接しつつ移動する軸に移動の進行に伴って増大する抵抗が加わるから、二次衝突時にステアリング軸に加えられる衝撃エネルギが大きい場合でも、該衝撃エネルギを、２軸が相互に突き当たるまでの移動ストローク間にて十分に吸収することができる。 According to the second invention, the rubber cylinder has an inner surface whose diameter decreases in the direction of movement of one or both of the two shafts, and the shaft moves while sliding on the inner surface as the movement proceeds. because resistance is exerted increasing Te, even if impact energy applied to the steering shaft during a secondary collision is large, the impact energy, two axes can be sufficiently absorbed at between mobile stroke until it hits another.

第３発明によれば、ステアリング軸を構成する２軸の一方又は両方に摺接する複数の突起を備える筒体を用いており、突起の数を変更するという簡単な設計変更により容易にステアリング軸に付加する抵抗を設定することができる。
第４発明によれば、２軸の一方又は両方の移動がシャーピンの切断を伴って開始されるから、筒体の抵抗付加によるエネルギ吸収が安定してなされ、二次衝突時にステアリング軸に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することができる。 According to the third aspect of the present invention, the cylindrical body having a plurality of protrusions slidably contacting one or both of the two shafts constituting the steering shaft is used, and the steering shaft can be easily changed by a simple design change of changing the number of protrusions. The resistance to be added can be set.
According to the fourth aspect of the invention, the movement of one or both of the two axes is started with the cutting of the shear pin, so that the energy absorption by the resistance addition of the cylinder is stably performed and added to the steering shaft at the time of the secondary collision. Impact energy can be absorbed sufficiently.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electric power steering apparatus according to the present invention.

図中１は、ステアリング軸であり、円筒形をなすコラムハウジング２の内部に同軸をなして支持されている。コラムハウジング２は、中途部に固設されたアッパブラケット３と一端部に固設されたロアブラケット４とにより、ロアブラケット４の側を前下方に向けた傾斜姿勢にて車室の内部に保持されている。   In the figure, reference numeral 1 denotes a steering shaft, which is coaxially supported inside a cylindrical column housing 2. The column housing 2 is held inside the passenger compartment in an inclined posture with the lower bracket 4 side facing forward and downward by an upper bracket 3 fixed in the middle and a lower bracket 4 fixed at one end. Has been.

コラムハウジング２の上部に突出するステアリング軸１の上端部には、車室内部の運転者に対面するようにステアリングホイール１０が嵌着固定され、下部に突出するステアリング軸１の下端部は、両端にユニバーサルジョイント５０，５０を備える中間軸５を介して舵取機構６の入力軸６０に回転伝達可能に連結されている。   A steering wheel 10 is fitted and fixed to the upper end portion of the steering shaft 1 protruding above the column housing 2 so as to face the driver in the vehicle interior, and the lower end portion of the steering shaft 1 protruding downward is at both ends. Are connected to an input shaft 60 of the steering mechanism 6 via an intermediate shaft 5 having universal joints 50 and 50 so as to be able to transmit rotation.

以上の構成により、操舵のために運転者がステアリングホイール１０に操舵トルクを加えた場合、この操舵トルクが、ステアリング軸１及び中間軸５を介して舵取機構６の入力軸６０に伝達され、該舵取機構６の動作により舵取りが実行される。   With the above configuration, when the driver applies a steering torque to the steering wheel 10 for steering, this steering torque is transmitted to the input shaft 60 of the steering mechanism 6 via the steering shaft 1 and the intermediate shaft 5, Steering is executed by the operation of the steering mechanism 6.

図１に示す電動パワーステアリング装置は、コラムハウジング２の下端部近傍に操舵補助用のモータ７を備え、このモータ７よりも上位置のコラムハウジング２の内部にトルクセンサ２１を備えている。ステアリングホイール１０に加えられる操舵トルクをトルクセンサ２１により検出し、この検出トルクに基づいて駆動制御される操舵補助用のモータ７の回転力をコラムハウジング２内部のステアリング軸１に伝え、前述の如く行われる舵取りを補助する構成となっている。   The electric power steering apparatus shown in FIG. 1 includes a steering assist motor 7 in the vicinity of the lower end portion of the column housing 2, and a torque sensor 21 in the column housing 2 located above the motor 7. The steering torque applied to the steering wheel 10 is detected by the torque sensor 21, and the rotational force of the steering assist motor 7 that is driven and controlled based on the detected torque is transmitted to the steering shaft 1 inside the column housing 2, and as described above. It is the structure which assists the steering performed.

以上のように構成された本発明に係る電動パワーステアリング装置は、二次衝突の衝撃エネルギを吸収するために、コラムハウジング２の中途に設けられた第１の衝撃吸収手段と、操舵補助用のモータ７に設けられた第２の衝撃吸収手段とを備えている。以下、第１の衝撃吸収手段の構成について説明する。   The electric power steering apparatus according to the present invention configured as described above includes a first impact absorbing means provided in the middle of the column housing 2 for absorbing impact energy of a secondary collision, and a steering assisting device. Second shock absorbing means provided in the motor 7. Hereinafter, the configuration of the first shock absorbing means will be described.

コラムハウジング２は、適長に亘って内外に嵌合された内筒２２及び外筒２３を備えている。これらの内筒２２及び外筒２３は、共に薄肉の円筒体であり、下側に位置する内筒２２には、外筒２３への嵌め込み側となる上端部近傍に、周方向に等配をなして複数の外向き突起２４，２４…が設けてあり、上側に位置する外筒２３には、内筒２２の嵌め込み側となる下端部近傍に、周方向に等配をなして複数の内向き突起２５，２５…が設けてある。外向き突起２４，２４…は、外側に対向する外筒２３の内周面に圧接させてあり、また内向き突起２５，２５…は、内側に対向する内筒２２の外周面に圧接させてある。   The column housing 2 includes an inner cylinder 22 and an outer cylinder 23 that are fitted inside and outside over an appropriate length. Both the inner cylinder 22 and the outer cylinder 23 are thin cylindrical bodies, and the inner cylinder 22 positioned on the lower side is equally distributed in the circumferential direction in the vicinity of the upper end portion that is to be fitted into the outer cylinder 23. A plurality of outward projections 24, 24... Are provided, and the outer cylinder 23 positioned on the upper side has a plurality of inner protrusions that are equally spaced in the circumferential direction in the vicinity of the lower end portion on the fitting side of the inner cylinder 22. Directional protrusions 25, 25... Are provided. The outward projections 24, 24... Are pressed against the inner peripheral surface of the outer cylinder 23 facing the outer side, and the inward projections 25, 25... Are pressed against the outer peripheral surface of the inner cylinder 22 facing the inner side. is there.

一方、ステアリング軸１は、適長に亘って内外に嵌合された中実の下軸と中空の上軸とを樹脂製のシャーピンにより連結してある。   On the other hand, in the steering shaft 1, a solid lower shaft and a hollow upper shaft that are fitted inside and outside over an appropriate length are connected by a resin shear pin.

以上の構成により、前記シャーピンのせん断許容値を超える軸長方向の力の作用により、シャーピンによる拘束が解除されたステアリング軸１の下軸及び上軸は相対移動することができ、これによりコラムハウジング２の内筒２２と外筒２３とは外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…の圧接部における摺動抵抗を伴って相対移動することができる。   With the above configuration, the lower shaft and the upper shaft of the steering shaft 1 released from the restraint by the shear pin can be moved relative to each other by the action of the axial length force exceeding the shearing allowable value of the shear pin. The two inner cylinders 22 and the outer cylinder 23 can move relative to each other with sliding resistance at the pressure contact portions of the outward projections 24, 24... And the inward projections 25, 25.

このように構成されたコラムハウジング２の外筒２３の中途部を支持するアッパブラケット３は、カプセル３０を介して車体に取付けられており、コラムハウジング２に下向きに加わる所定限度を超える力の作用により、車体にカプセル３０を残して下方に離脱する公知のブレークアウエイブラケットとして構成されている。   The upper bracket 3 that supports the middle part of the outer cylinder 23 of the column housing 2 configured as described above is attached to the vehicle body via the capsule 30, and an action of a force exceeding a predetermined limit that is applied downward to the column housing 2. Accordingly, the breakaway bracket is configured as a known breakaway bracket that leaves the capsule 30 on the vehicle body and leaves downward.

次に、操舵補助用のモータ７に設けられた第２の衝撃吸収手段の構成について説明する。図２は、操舵補助用のモータ７の構成を略示する縦断面図であり、図３は、衝撃吸収手段の一実施例を略示する断面図である。   Next, the configuration of the second impact absorbing means provided in the steering assist motor 7 will be described. FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the steering assist motor 7, and FIG. 3 is a sectional view schematically showing an embodiment of the impact absorbing means.

操舵補助用のモータ７は、コラムハウジング２の中途を大径化してなるモータハウジング７０と、このモータハウジング７０に内嵌されたステータ７１と、コラムハウジング２の内部のステアリング軸１に同軸をなして設けられ、ステータ７１の内側に整合するように位置決めされた円筒形のロータ７２とを備えている。   The steering assisting motor 7 is coaxial with the motor housing 70 having an enlarged diameter in the middle of the column housing 2, a stator 71 fitted in the motor housing 70, and the steering shaft 1 inside the column housing 2. And a cylindrical rotor 72 positioned so as to be aligned with the inside of the stator 71.

モータハウジング７０に内嵌されたステータ７１の内周には、互いに向かい合うように周方向に等配され、コイル７３，７３…が設けられた複数のコアを備えている。   On the inner periphery of the stator 71 fitted in the motor housing 70, a plurality of cores provided with coils 73, 73,...

ロータ７２の外周には、磁性が周方向に交互になるように複数の永久磁石７４，７４…が等配をなして固設されている。ロータ７２の軸心には、ステアリング軸１を２分割してなる上軸１１と下軸１２の夫々の一端が、適長嵌合され、セレーション結合されている。上軸１１と下軸１２とは、ロータ７２の内側空洞を隔てて互いに対向するように位置決めされ、樹脂製のシャーピン１３，１３…によりロータ７２に固定されている。このようなロータ７２は、両側に延びる上軸１１及び下軸１２の中途部を、ベアリング１４，１５を介してモータハウジング７０に回転自在に支持してある。   On the outer periphery of the rotor 72, a plurality of permanent magnets 74, 74,... Are equally arranged and fixed so that magnetism alternates in the circumferential direction. One end of each of the upper shaft 11 and the lower shaft 12 obtained by dividing the steering shaft 1 into two is fitted to the shaft center of the rotor 72 by an appropriate length and serrated. The upper shaft 11 and the lower shaft 12 are positioned so as to face each other across the inner cavity of the rotor 72 and are fixed to the rotor 72 by resin shear pins 13, 13. In such a rotor 72, intermediate portions of the upper shaft 11 and the lower shaft 12 extending on both sides are rotatably supported by the motor housing 70 via bearings 14 and 15.

以上のように構成されたモータ７においては、コイル７３，７３…への通電により生じた回転磁界の作用により永久磁石７４，７４…を備えるロータ７２が回転し、この回転力がセレーション嵌合されたステアリング軸１に直接的に加わる。   In the motor 7 configured as described above, the rotor 72 including the permanent magnets 74, 74... Is rotated by the action of the rotating magnetic field generated by energizing the coils 73, 73. The steering shaft 1 is directly added.

ロータ７２の内側空洞は、上軸１１と下軸１２との対向部間にて拡径されており、この拡径部には、抵抗付加手段であるゴム製の筒体８が内嵌されている。図３に示すように、筒体８の軸心部には、両端部から中央部に向けて、ステアリング軸１の外径と比較して大小となるように軸長方向に連続的に縮径された貫通穴８１が形成されている。   The inner cavity of the rotor 72 is expanded in diameter between the opposed portions of the upper shaft 11 and the lower shaft 12, and a rubber cylinder 8 serving as resistance adding means is fitted into the expanded diameter portion. Yes. As shown in FIG. 3, the diameter of the cylindrical body 8 is continuously reduced in the axial length direction from both ends toward the center so as to be larger than the outer diameter of the steering shaft 1. A through hole 81 is formed.

このような筒体８には、ステアリング軸１を構成する上軸１１と下軸１２とが、筒体８の端部から夫々適長入り込んでいる。そして上軸１１及び下軸１２は、シャーピン１３，１３…のせん断許容値を超える軸長方向の力の作用により、筒体８との摺動抵抗を伴って上軸１１と下軸１２との対向端面が相互に突き当たるまで相対移動することができる。   In such a cylindrical body 8, an upper shaft 11 and a lower shaft 12 constituting the steering shaft 1 are respectively inserted from the end of the cylindrical body 8 at appropriate lengths. The upper shaft 11 and the lower shaft 12 have a sliding resistance with the cylindrical body 8 due to the action of a force in the axial length direction exceeding the shear allowable value of the shear pins 13, 13. Relative movement is possible until the opposed end faces meet each other.

以上のような第１及び第２の衝撃吸収手段を備える電動パワーステアリング装置において、二次衝突時に、図１中に白抜矢符にて示すような軸長方向下向きに押圧する力がステアリング軸１に加わる。   In the electric power steering apparatus having the first and second shock absorbing means as described above, the force that presses downward in the axial direction as indicated by the white arrow in FIG. Join 1

このとき第１の衝撃吸収手段において、押圧力の作用により、前述の如くブレークアウエイブラケットとして構成されたアッパブラケット３が車体から離脱すると共に、ステアリング軸１のシャーピンが切断される。さらに押圧力の作用により、アッパブラケット３による拘束が解除された外筒２３は、内筒２２に対して摺動しつつ下方に相対移動して、これと同時に、ステアリング軸１の上軸が下軸に対して摺動しつつ下方に相対移動し、この結果、ステアリング軸１及びコラムハウジング２が軸長方向に短縮される。   At this time, in the first impact absorbing means, the upper bracket 3 configured as the breakaway bracket as described above is detached from the vehicle body and the shear pin of the steering shaft 1 is cut by the action of the pressing force. Further, due to the action of the pressing force, the outer cylinder 23 released from the restraint by the upper bracket 3 slides relative to the inner cylinder 22 and relatively moves downward. At the same time, the upper axis of the steering shaft 1 is lowered. The steering shaft 1 and the column housing 2 are shortened in the axial direction as a result of relative movement downward while sliding with respect to the shaft.

この短縮は、内筒２２の外向き突起２４，２４…及び外筒２３の内向き突起２５，２５…の圧接部における摺動抵抗を伴って、図１中にＳとして示すストローク間にて生じ、二次衝突に伴う衝撃エネルギの大半が吸収される。この間、ステアリングホイール１０に衝突した運転者には、前記摺動抵抗が反力として加わるのみである。なお、この摺動抵抗は、運転者の身体へのダメージを抑制する観点から許容値以下に抑えられている。   This shortening occurs between the strokes indicated by S in FIG. 1 with sliding resistance at the pressure contact portions of the outward projections 24, 24... Of the inner cylinder 22 and the inward projections 25, 25. Most of the impact energy associated with the secondary collision is absorbed. During this time, the sliding resistance is only applied as a reaction force to the driver who collides with the steering wheel 10. This sliding resistance is suppressed to an allowable value or less from the viewpoint of suppressing damage to the driver's body.

この第１の衝撃吸収手段にて衝撃エネルギが吸収しきれなかった場合には、残りの衝撃エネルギによる押圧力が第２の衝撃吸収手段に付加されることになる。この第２の衝撃吸収手段の動作説明図を図４に示す。押圧力の作用によりシャーピン１３，１３…が切断され、シャーピン１３，１３…による拘束が解除された上軸１１及び下軸１２は、図示のように、ロータ７２の内側に進入する。このとき上軸１１及び下軸１２は、図示のように、筒体８の軸心を貫通する貫通穴８１を拡径変形させつつ軸長方向に相互に接近する向きに移動し、この間に上軸１１及び下軸１２には、貫通穴８１の内面との摺接に伴う摺動抵抗が加わる。図３に示す筒体８は、中央部に向けて連続的に縮径する貫通穴８１を備えているから、上軸１１及び下軸１２に加わる摺動抵抗は、移動の進行に伴って増大する。なお本実施の形態では、上軸１１及び下軸１２の両方をシャーピン１３，１３…によりロータ７２に固定し、所定限度を超える外力の作用により軸長方向へ移動可能としているが、もちろん上軸１１又は下軸１２の一方のみを移動可能としてもよい。   If the impact energy cannot be absorbed by the first impact absorbing means, the pressing force due to the remaining impact energy is applied to the second impact absorbing means. An operation explanatory diagram of the second shock absorbing means is shown in FIG. The shear pins 13, 13... Are cut by the action of the pressing force, and the upper shaft 11 and the lower shaft 12 released from the restraint by the shear pins 13, 13 enter the inside of the rotor 72 as illustrated. At this time, as shown in the drawing, the upper shaft 11 and the lower shaft 12 move in a direction approaching each other in the axial length direction while expanding and deforming the through hole 81 penetrating the axial center of the cylindrical body 8. A sliding resistance accompanying sliding contact with the inner surface of the through hole 81 is applied to the shaft 11 and the lower shaft 12. Since the cylinder 8 shown in FIG. 3 includes a through hole 81 that continuously decreases in diameter toward the center, the sliding resistance applied to the upper shaft 11 and the lower shaft 12 increases as the movement proceeds. To do. In the present embodiment, both the upper shaft 11 and the lower shaft 12 are fixed to the rotor 72 by shear pins 13, 13,... Only one of 11 or the lower shaft 12 may be movable.

以上のような第２の衝撃吸収手段による衝撃エネルギの吸収量は、上軸１１及び下軸１２の端部が筒体８の貫通穴８１の内部で突き当たるまでの移動ストロークと、上軸１１及び下軸１２と筒体８の貫通穴８１内面との間に生じる摺動抵抗との積であり、この第２の衝撃吸収手段により、前述した第１の衝撃吸収手段において吸収しきれなかった二次衝突の衝撃エネルギの残りが吸収される。この間、ステアリングホイール１０に衝突した運転者には、前記摺動抵抗が反力として加わるのみであり、この摺動抵抗は、運転者の身体へのダメージを抑制する観点から許容値以下に抑えられている。   The amount of impact energy absorbed by the second impact absorbing means as described above is determined by the movement stroke until the ends of the upper shaft 11 and the lower shaft 12 abut on the inside of the through hole 81 of the cylindrical body 8, and the upper shaft 11 and This is the product of the sliding resistance generated between the lower shaft 12 and the inner surface of the through-hole 81 of the cylindrical body 8, and the second shock absorbing means cannot absorb the second shock absorbing means. The remainder of the impact energy of the next collision is absorbed. During this time, the sliding resistance is only applied as a reaction force to the driver who collides with the steering wheel 10, and this sliding resistance is suppressed to an allowable value or less from the viewpoint of suppressing damage to the driver's body. ing.

このような本発明に係る電動パワーステアリング装置においては、抵抗付加手段である筒体８をロータ７２の内側空洞の内部に備え、この筒体８により、軸長方向へ移動するステアリング軸１を構成する上軸１１及び下軸１２に抵抗を付加するように構成してあるから、この筒体８との摺動抵抗下において、上軸１１及び下軸１２の夫々の端部が筒体８の内部へ移動するため、ロータ７２の内側空洞を有効に利用して、所定の摺動抵抗下での移動ストロークを確保することができる。この結果、コラムハウジング２の短縮により吸収しきれなかった衝撃エネルギの残りを吸収でき、二次衝突時にステアリング軸１に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することができる。   In such an electric power steering apparatus according to the present invention, the cylinder 8 as the resistance adding means is provided inside the inner cavity of the rotor 72, and the steering shaft 1 that moves in the axial length direction is constituted by the cylinder 8. Since the resistance is applied to the upper shaft 11 and the lower shaft 12, the end portions of the upper shaft 11 and the lower shaft 12 are connected to the cylindrical body 8 under the sliding resistance with the cylindrical body 8. In order to move inward, the inner cavity of the rotor 72 can be used effectively to ensure a moving stroke under a predetermined sliding resistance. As a result, the remainder of the impact energy that could not be absorbed by shortening the column housing 2 can be absorbed, and the impact energy applied to the steering shaft 1 at the time of the secondary collision can be sufficiently absorbed.

またステアリング軸１を構成する上軸１１及び下軸１２に、ロータ７２の内側空洞に内嵌されたゴム製の筒体８の貫通穴８１内面を摺接させて抵抗を付加するように構成してあるから、筒体８の軸長方向全長を利用して、安定した所定の摺動抵抗下での移動ストロークを十分に確保することができ、二次衝突時にステアリング軸１に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することができる。また筒体８はゴム製であるため、製作が容易である。   Further, the upper shaft 11 and the lower shaft 12 constituting the steering shaft 1 are configured to be slidably contacted with the inner surface of the through-hole 81 of the rubber cylinder 8 fitted in the inner cavity of the rotor 72 to add resistance. Therefore, it is possible to sufficiently secure a moving stroke under a stable predetermined sliding resistance by using the entire length of the cylindrical body 8 in the axial direction, and the impact energy applied to the steering shaft 1 at the time of the secondary collision. Can be sufficiently absorbed. Further, since the cylindrical body 8 is made of rubber, it is easy to manufacture.

図５は、衝撃吸収手段の他の実施例を略示する断面図である。前述の実施の形態と同様に、ロータ７２は、軸心と同軸をなす円柱形の空洞を内側に有しており、この内側空洞には、抵抗付加手段であるゴム製の筒体８が内嵌されている。図５に示すように、この筒体８は、軸長方向に連続的に縮径、拡径を繰り返す貫通穴８１を備えている。この貫通穴８１は、ステアリング軸１の外径と比較して、両端部及び最大径においては若干大きく、最小径においては小さくなるように形成されている。   FIG. 5 is a sectional view schematically showing another embodiment of the impact absorbing means. As in the above-described embodiment, the rotor 72 has a cylindrical cavity on the inner side that is coaxial with the axis, and a rubber cylinder 8 that is a resistance adding means is provided in the inner cavity. It is fitted. As shown in FIG. 5, the cylindrical body 8 includes a through hole 81 that continuously repeats the diameter reduction and diameter expansion in the axial direction. The through hole 81 is formed to be slightly larger at both ends and the maximum diameter and smaller at the minimum diameter than the outer diameter of the steering shaft 1.

このような筒体８には、ステアリング軸１を構成する上軸１１と下軸１２とが、筒体８の端部から夫々適長入り込んでいる。そして上軸１１及び下軸１２は、シャーピン１３，１３…のせん断許容値を超える軸長方向の力の作用により、筒体８との摺動抵抗を伴って相対移動することができる。この摺動抵抗は、貫通穴８１の形状に応じて移動と共に段階的に増大する。なお筒体８が設けられたモータ７及び電動パワーステアリング装置の構成は、前述した実施の形態と同様であるので、説明は省略する。   In such a cylindrical body 8, an upper shaft 11 and a lower shaft 12 constituting the steering shaft 1 are respectively inserted from the end of the cylindrical body 8 at appropriate lengths. The upper shaft 11 and the lower shaft 12 can move relative to each other with a sliding resistance with the cylindrical body 8 by the action of a force in the axial length direction exceeding the shear tolerance of the shear pins 13, 13. This sliding resistance increases stepwise with movement according to the shape of the through hole 81. The configurations of the motor 7 and the electric power steering device provided with the cylinder 8 are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上のような衝撃吸収手段を用いた場合にも、前述した実施の形態と同様に、上軸１１及び下軸１２の夫々の端部が、ロータ７２の内側空洞に内嵌された筒体８の内部へ移動するため、ロータ７２の内側空洞を有効に利用して所定の摺動抵抗下での移動ストロークを確保することができる。この結果、第１の衝撃吸収手段により吸収しきれなかった衝撃エネルギの残りを吸収でき、二次衝突時にステアリング軸１に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することができる。   Even when the impact absorbing means as described above is used, the cylindrical body 8 in which the end portions of the upper shaft 11 and the lower shaft 12 are fitted in the inner cavity of the rotor 72 as in the above-described embodiment. Therefore, the inner stroke of the rotor 72 can be effectively used to secure a moving stroke under a predetermined sliding resistance. As a result, the remainder of the impact energy that could not be absorbed by the first impact absorbing means can be absorbed, and the impact energy applied to the steering shaft 1 during the secondary collision can be sufficiently absorbed.

図６は、衝撃吸収手段の他の実施例を略示する断面図であり、図７は、図６のＶII−ＶII線によるロータ７２の横断面図である。前述の実施の形態と同様に、ロータ７２は、軸心と同軸をなす円柱形の空洞を内側に有しており、この内側空洞には、抵抗付加手段であるゴム製の筒体８が内嵌されている。筒体８は、軸心と同軸をなす貫通穴８１を備えており、図に示すように、貫通穴８１の内周には、周方向に並設され径方向に突設された複数の突起８２，８２…が、軸長方向の全長に亘って形成されている。この貫通穴８１の穴径は、ステアリング軸１の外径よりも大きく、突起８２，８２…は、ステアリング軸１に圧接させてある。   FIG. 6 is a sectional view schematically showing another embodiment of the impact absorbing means, and FIG. 7 is a transverse sectional view of the rotor 72 taken along the line VII-VII in FIG. As in the above-described embodiment, the rotor 72 has a cylindrical cavity on the inner side that is coaxial with the axis, and a rubber cylinder 8 that is a resistance adding means is provided in the inner cavity. It is fitted. The cylindrical body 8 is provided with a through hole 81 that is coaxial with the axial center. As shown in the figure, the inner periphery of the through hole 81 has a plurality of protrusions juxtaposed in the circumferential direction and projecting in the radial direction. 82, 82... Are formed over the entire length in the axial direction. The diameter of the through hole 81 is larger than the outer diameter of the steering shaft 1, and the protrusions 82, 82.

このような筒体８には、ステアリング軸１を構成する上軸１１と下軸１２とが、筒体８の端部から夫々適長入り込んでいる。そして上軸１１及び下軸１２は、シャーピン１３，１３…のせん断許容値を超える軸長方向の力の作用により、移動と共に一定の摺動抵抗を伴って相対移動することができる。このとき加わる摺動抵抗は、上軸１１及び下軸１２と筒体８に設けられた複数の突起８２，８２…との間に生じる。従って突起８２，８２…の数を変更するという簡単な設計変更により容易にステアリング軸１に付加する抵抗を設定することができる。なお筒体８が設けられたモータ７及び電動パワーステアリング装置の構成は、前述した実施の形態と同様であるので、説明は省略する。なお突起８２，８２…は、この実施の形態の形状に限られず、周方向に等配して設ける必要も、軸長方向全長に亘って形成する必要もない。   In such a cylindrical body 8, an upper shaft 11 and a lower shaft 12 constituting the steering shaft 1 are respectively inserted from the end of the cylindrical body 8 at appropriate lengths. The upper shaft 11 and the lower shaft 12 can move relative to each other with a certain sliding resistance along with the movement due to the action of a force in the axial length direction exceeding the shear tolerance of the shear pins 13, 13. The sliding resistance applied at this time is generated between the upper shaft 11 and the lower shaft 12 and the plurality of protrusions 82 provided on the cylindrical body 8. Therefore, the resistance added to the steering shaft 1 can be easily set by a simple design change of changing the number of the protrusions 82, 82. The configurations of the motor 7 and the electric power steering device provided with the cylinder 8 are the same as those in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted. The protrusions 82, 82... Are not limited to the shape of this embodiment, and need not be provided with equal distribution in the circumferential direction or formed over the entire length in the axial direction.

以上のような衝撃吸収手段を用いた場合にも、前述した実施の形態と同様に、上軸１１及び下軸１２の夫々の端部が、ロータ７２の内側空洞に内嵌された筒体８の内部へ移動するため、ロータ７２の内側空洞を有効に利用して所定の摺動抵抗下での移動ストロークを確保することができる。この結果、第１の衝撃吸収手段により吸収しきれなかった衝撃エネルギの残りを吸収でき、二次衝突時にステアリング軸１に加えられる衝撃エネルギを十分に吸収することができる。   Even when the impact absorbing means as described above is used, the cylindrical body 8 in which the end portions of the upper shaft 11 and the lower shaft 12 are fitted in the inner cavity of the rotor 72 as in the above-described embodiment. Therefore, the inner stroke of the rotor 72 can be effectively used to secure a moving stroke under a predetermined sliding resistance. As a result, the remainder of the impact energy that could not be absorbed by the first impact absorbing means can be absorbed, and the impact energy applied to the steering shaft 1 during the secondary collision can be sufficiently absorbed.

なおゴム製の筒体８の形状は、上述した３つの実施の形態に限定されず、また筒体８の材質は、ゴムに限定されない。   The shape of the rubber cylinder 8 is not limited to the above-described three embodiments, and the material of the cylinder 8 is not limited to rubber.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the composition of the electric power steering device concerning the present invention. 操舵補助用のモータの構成を略示する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the motor for steering assistance schematically. 衝撃吸収手段の一実施例を略示する断面図である。It is sectional drawing which shows schematically one Example of an impact-absorbing means. 衝撃吸収手段の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of an impact-absorbing means. 衝撃吸収手段の他の実施例を略示する断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the other Example of an impact-absorbing means. 衝撃吸収手段の他の実施例を略示する断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the other Example of an impact-absorbing means. 図６のＶII−ＶII線によるロータの横断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the rotor taken along line VII-VII in FIG. 6.

符号の説明Explanation of symbols

１ ステアリング軸、２ コラムハウジング、６ 舵取機構、７ モータ、７２ ロータ、８ 筒体（抵抗付加手段）、８２ 突起、１０ ステアリングホイール（操舵部材） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering shaft, 2 Column housing, 6 Steering mechanism, 7 Motor, 72 Rotor, 8 Cylindrical body (resistance addition means), 82 Protrusion, 10 Steering wheel (steering member)

Claims (4)

操舵部材と舵取機構とを連結するステアリング軸の中途に、該ステアリング軸と同軸上にて一体回転する円筒形のロータを有するモータを備え、該モータを前記操舵部材の回転操作に応じて駆動して操舵を補助する電動パワーステアリング装置において、
前記ステアリング軸は、前記ロータの両端に夫々適長内嵌され、前記ロータの内側空洞を隔てて対向する２軸に分離構成してあり、前記内側空洞の内部に、所定限度を超える外力の作用により軸長方向へ移動する前記２軸の一方又は両方に内面を摺接させて抵抗を付加するゴム製の筒体を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 A motor having a cylindrical rotor that rotates integrally on the same axis as the steering shaft is provided in the middle of the steering shaft that connects the steering member and the steering mechanism, and the motor is driven according to the rotation operation of the steering member. In the electric power steering device that assists steering,
The steering shaft is fitted into each end of the rotor at an appropriate length, and is configured to be separated into two shafts facing each other across the inner cavity of the rotor, and an external force exceeding a predetermined limit is applied to the inner cavity. An electric power steering device comprising: a rubber cylinder that adds resistance by sliding the inner surface of one or both of the two shafts moving in the axial length direction. 前記筒体の内面は、前記２軸の一方又は両方の移動方向に連続的に縮径させてある請求項１記載の電動パワーステアリング装置。 2. The electric power steering apparatus according to claim 1 , wherein an inner surface of the cylindrical body is continuously reduced in diameter in one or both moving directions of the two axes . 前記筒体は、内周面に径方向内向きに突設され、前記２軸の一方又は両方に摺接する複数の突起を備える請求項１記載の電動パワーステアリング装置。 The tubular body, the inner circumferential surface projecting radially inwardly in the electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a plurality of projections in sliding contact with one or both of the two axes. 前記２軸の一方又は両方は、前記ロータの両端に樹脂製のシャーピンにより固定してある請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。4. The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein one or both of the two shafts are fixed to both ends of the rotor by resin shear pins. 5.
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