JP2006290181A - ステアリング軸の軸継手 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵力を補助するパワーアシスト装置に入力される操舵角データを検知する操舵角センサを備えたステアリング軸の操舵性能を向上させることができるステアリング軸の軸継手を提供する。
【解決手段】上部フランジ部２の回転羽根２ａと下部フランジ部３の回転羽根３ａとの間に介在する弾性体４が、ユニバーサルジョイント７側から伝わる路面からのキックバック等の微振動を遮断して減衰させて、不要な振動データを操舵角センサが検知することを防ぎ、通常の操舵の際には、両回転羽根２ａ、３ａによって挟まれて圧縮変形した弾性体４が剛体として機能し、さらに圧縮変形して半径方向外側に膨張する弾性体４の横ひずみを弾性体４の外側に配置された筒状の規制体５が規制してステアリング軸６の操舵力を伝達する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステアリング軸の軸継手に関し、さらに詳しくは、操舵力を補助するパワーアシスト装置に入力される操舵角データを検知する操舵角センサを備えたステアリング軸の操舵性能を向上させることができるステアリング軸の軸継手に関するものである。

自動車等のステアリング軸には、操舵角センサを備えたものがあり、操舵角センサが検知したステアリング軸の操舵角データに基づいてパワーアシスト装置が作動して操舵力を補助するステアリング機構が知られている。

このようなステアリング機構においては、タイヤやサスペンションを通じての路面からのキックバック等の微振動までも操舵角センサが検知して、このような微振動に対してもパワーアシスト装置が操舵力を補助してしまうという問題があった。

上記のような不要な微振動に基づいてステアリング軸に操舵力が補助されると、運転者の意図しない操舵挙動が発生して、操舵性能が低下することになるため改善が必要であった。

ところで、ステアリング軸の軸継手には、例えば、タイヤやサスペンションの共振によるハンドルの回転方向振動を防止（フラッター吸収）しつつ、操縦安定性を確保するために、ネジリばねを２段特性として、低ばね定数の第１ダンパと高ばね定数の第２ダンパとを備えたものが提案されている（特許文献１参照）。

この提案では、タイヤやサスペンションの共振によるハンドルの±１°程度の回転方向振動を防止するために、低ばね定数の第１ダンパが用いられている。しかしながら、通常の操舵の際に、弾性体のねじり剛性や、弾性体の単なる圧縮剛性等によってステアリング軸の操舵力を伝達する構造となっているので、運転者の操舵に応じたレスポンスの良い操舵性能を得ることが困難であり、また、構造が複雑であるという問題がある。
特開平９−７２３４７号公報

本発明の目的は、操舵力を補助するパワーアシスト装置に入力される操舵角データを検知する操舵角センサを備えたステアリング軸の操舵性能を容易に向上させることができるステアリング軸の軸継手を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のステアリング軸の軸継手は、操舵力を補助するパワーアシスト装置に入力される操舵角データを検知する操舵角センサを備えたステアリング軸の軸継手であって、前記ステアリング軸と前記パワーアシスト装置との間を弾性体を介して連結するとともに、前記ステアリング軸の操舵力を前記弾性体を圧縮変形させて伝達し、該圧縮変形する前記弾性体の横ひずみを規制する規制体を設けたことを特徴とするものである。

本発明のステアリング軸の軸継手によれば、操舵力を補助するパワーアシスト装置に入力される操舵角データを検知する操舵角センサを備えたステアリング軸の軸継手であって、ステアリング軸とパワーアシスト装置との間を弾性体を介して連結することによって、路面からのキックバック等の微振動を遮断して、操舵角センサによる不要な微振動データの検知を防止することができ、不要な微振動に基づいてステアリング軸に操舵力が補助されることがなくなり、容易に操舵性能を向上させることが可能となる。

通常の操舵の際には、ステアリング軸の操舵力を弾性体を圧縮変形させて伝達するので、圧縮変形した弾性体が剛体として機能して、運転者の操舵に応じた操舵力をレスポンス良く伝達して優れた操舵性能を容易に得ることができる。

さらに、圧縮変形する弾性体の横ひずみを規制体によって規制することによって、弾性体の剛性がより高くなり、通常の操舵時のレスポンスを一層向上させて、操舵性能を向上させることが可能となる。

以下、本発明のステアリング軸の軸継手およびステアリング軸を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１は、本発明のステアリング軸６の軸継手１を円筒状の規制体５を透視して内部構造を示した斜視図であり、図２はこの軸継手１によって連結されたステアリング軸６の使用例を示す説明図である。

図２に示すように、この軸継手１は自動車等のステアリング軸６に用いられるものであり、一端にハンドル（ステアリングホイール）８を取付けたステアリング軸６の他端部に設置されている。この軸継手１はステアリング軸６とパワーアシスト装置９との間に介在して両者を連結し、この実施形態では、軸継手１とパワーアシスト装置９との間にユニバーサルジョイント７が設けられている。

このパワーアシスト装置９は、ステアリング軸６に取付けられた操舵角センサ１０と制御装置１１を介して接続されている。操舵角センサ１０は運転者のハンドル操作によるステアリング軸６の操舵角を検知し、この操舵角データに基づいて制御装置１１がパワーアシスト装置９に所定の信号を発信して、ステアリング軸６の操舵力の補助動力を制御する構造となっている。

図１に例示するように、軸継手１はステアリング軸６の他端部に固定された上部フランジ部２とパワーアシスト装置９側となるユニバーサルジョイント７の端部に固定された下部フランジ部３との間にゴム等の弾性体４を介在させている。

具体的には、図３に図１のＡ−Ａ断面を示すように、剛体からなる上部フランジ部２および下部フランジ部３はそれぞれ、軸方向に平行な放射状に設けられた回転可能な回転羽根２ａ、３ａを有しており、それぞれの剛性のある回転羽根２ａ、３ａの間に弾性体４が介在して、回転羽根２ａ、３ａどうしが接触しない構造となっている。弾性体４と回転羽根２ａ、３ａとは、接着させてもよく、非接着の状態としてもよい。上部フランジ部２および下部フランジ部３の回転羽根２ａ、３ａおよび弾性体４の外周には、隙間をあけて円筒状の剛性のある規制体５が配置されている。

ここで、パワーアシスト装置９側からは、走行時にタイヤやサスペンションを介して路面のキックバック等の微振動が伝わってくるが、軸継手１の弾性体４が回転羽根２ａ、３ａどうしの接触を防止するとともに、微振動を減衰させるのでステアリング軸６に取付けられた操舵角センサ１０が、この微振動を検知することがない。したがって、本来不要である微振動にパワーアシスト装置９が反応して操舵力を補助することがなく、操舵性能を向上させることが可能となる。

尚、弾性体４に圧縮応力が作用しないステアリング軸６の中立状態において、規制体５を弾性体４とすき間をあけて非接触状態に配置することによって、不要な微振動をより確実に遮断することができる。このすき間は、弾性体４の圧縮変形量やポアソン比等に基づいて決定する。

一方で、運転者の通常のハンドル操作によるステアリング軸６の操舵の際には、図４に例示するように、上部フランジ部２の回転羽根２ａが回転して、下部フランジ部３の回転羽根３ａとの間の弾性体４を圧縮変形させる。ゴム等の弾性体４は、圧縮されると剛性が大幅に上昇するので、上部フランジ部２と下部フランジ部３とは剛接合されたようになり、運転者の操舵に応じて操舵力が伝達されてレスポンスの良い優れた操舵性能を得ることができる。

ここで、図４は中心線ＣＬから軸中心まわりに上部フランジ部２の回転羽根２ａが角度Ｒだけ回転した状態を示しており、圧縮変形する弾性体４には、図示するＴ部のように半径方向外側に膨張する横ひずみが生じるが、円筒状の規制体５を設けることによって、この横ひずみが規制されて圧縮変形する弾性体４の剛性をさらに向上させることができる。これによって、通常の操舵時のレスポンスがより向上し、操舵性能が一層優れたものとなる。尚、規制体５は、この形状に限定されることはない。

弾性体４としては、各種ゴム、樹脂等を用いることができ、硬度等の物性は適宜、決定する。

本発明のステアリング軸の軸継手を例示する一部透視斜視図である。 本発明のステアリング軸の軸継手によって連結されたステアリング軸の使用例を示す説明図である。 図１のＡ―Ａ断面図である。 図３においてステアリング軸（上部フランジ部の回転羽根）を回転させた状態を示す説明図である。

符号の説明

１ （本発明の）軸継手
２ 上部フランジ部 ２ａ 回転羽根
３ 下部フランジ部 ３ａ 回転羽根
４ 弾性体
５ 規制体
６ ステアリング軸
７ ユニバーサルジョイント
８ ハンドル（ステアリングホイール）
９ パワーアシスト装置
１０ 操舵角センサ
１１ 制御装置

Claims (2)

1. 操舵力を補助するパワーアシスト装置に入力される操舵角データを検知する操舵角センサを備えたステアリング軸の軸継手であって、前記ステアリング軸と前記パワーアシスト装置との間を弾性体を介して連結するとともに、前記ステアリング軸の操舵力を前記弾性体を圧縮変形させて伝達し、該圧縮変形する弾性体の横ひずみを規制する規制体を設けたことを特徴とするステアリング軸の軸継手。
2. 前記ステアリング軸が中立状態において、前記規制体が前記弾性体とすき間をあけて配置されている請求項１に記載のステアリング軸の軸継手。

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