JP2007050808A

JP2007050808A - 車両用ステアリング装置

Info

Publication number: JP2007050808A
Application number: JP2005238212A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Matsutani; 和彦松谷; Takeshi Yamamoto; 武士山本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】永久磁石相互の磁気反発力を利用して当接する２つの部材の移動端での衝撃の緩和や異音の発生を防止した車両用ステアリング装置である。
【解決手段】
車両用のステアリング装置のピニオン・ラック機構において、ラックハウジング１５にピニオン軸１１とラック軸１３が保持され噛合している。ラックハウジング１５の一方の端部に永久磁石２１が取付られ、ボールジョイント１６の端部にも永久磁石２２が取付られ、２つの永久磁石は対向する面の磁極が同一極性になるように配置される。ラックハウジングの他方の端部もこれと同様に構成される。ラック軸の移動によりラックハウジングの端部とボールジョイントの端部とが接近すると永久磁石の間に磁気反発力が作用し、ラックハウジングとボールジョイントとの激突を回避又は緩和することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用のステアリング装置に関するもので、特にその装置を構成する移動部材の移動端での衝撃の緩和や異音の発生を防止する構造に関する。

従来の車両用のステアリング装置、例えば電動パワーステアリング装置では、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出し、検出された操舵トルクに応じてモータを駆動してピニオンを回転し、ピニオンに噛合するラック軸を左右に移動して操舵機構を操作するピニオン・ラック機構を使用するものがある。

このピニオン・ラック機構では、モータによりラック軸が駆動されるから、ラック軸はモータの慣性等によりその移動端でラックハウジングに衝突し、衝撃力が車体に伝達されるほか、衝撃音が発生する。このような衝撃力を緩和し異音発生を防止するため、ラックハウジング或いはラック軸の端部に緩衝部材を設けることが一般的である。

図３は、従来のピニオン・ラック機構の構成を説明する断面図で、ラックハウジング１０５には回転自在にピニオン軸１０１が保持され、ピニオン軸１０１の先端にはピニオン１０２が形成されている。また、ラックハウジング１０５にはラック軸１０３が図３で左右に移動可能に保持されており、ピニオン１０２はラック軸１０３に形成されたラック歯１０４に噛合している。ラック軸１０３の左端はボールジョイント１１２を介してタイロッド１１１に結合しており、ラック軸１０３の右端はボールジョイント１１４を介してタイロッド１１３に結合している。

ピニオン１０２の回転によりラック軸１０３は、図３で左右に移動するが、例えばラック軸１０３が左方向に移動すると、その移動端でボールジョイント１１４がラックハウジング１０５の端部に衝突し、移動が停止する。図３で符号Ｓはラック軸１０３のストロークを示す。ラック軸１０３が右方向に移動した場合も同様に、その移動端でボールジョイント１１２がラックハウジング１０５の端部に衝突し、移動が停止する。

図４は、上記したラック軸の移動端での衝撃力の緩和と異音発生を防止する構造の一例を説明する断面図である。ラック軸１０３の端部に緩衝部材１０６を配置し、ラック軸１０３が移動端に達すると、緩衝部材１０６を介してラックハウジング１０５の端部１０５ａに衝突させるようにして衝撃を緩和している。緩衝部材１０６は、ゴム又は合成樹脂材からなる弾性部材で構成されている（特許文献１参照）。

図５は、チルト・テレスコ式ステアリング装置のステアリングコラムの傾動位置と軸方向位置を調整する構造の一例を説明する断面図であって、図５の（ａ）はステアリング装置の断面図、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）のＡ−Ａ線方向から見た断面図である。

ステアリングシャフト１２０を内側に保持するステアリングコラム１２１はディスタンスブラケット１２２に固定されている。

車体に固定された固定ブラケット１２３には、ステアリングコラム１２１の傾動位置を規定するチルト用長孔１２３ａが形成されており、ディスタンスブラケット１２２には、軸方向位置を規定するテレスコ用長孔１２２ａが形成されている。チルト用長孔１２３ａとテレスコ用長孔１２２ａとをボルト１２４が貫通し、固定ブラケット１２３に対してディスタンスブラケット１２２の傾動位置と軸方向位置が調整可能に構成されている。

ステアリングコラム１２１の傾動位置と軸方向位置を調整後、レバー１２５を固定位置に操作すると、レバー１２５により操作されるカム装置１２６を介して、ボルト１２４は図５の（ａ）及び図５の（ｂ）で左方向に牽引される。固定ブラケット１２３とディスタンスブラケット１２２とは圧接され、その接触面の摩擦力で固定される。レバー１２５が取付けられたボルト１２４はロックギア装置１２７により固定され、レバー１２５も固定される。

レバー１２５を解除位置に操作すると、レバー１２５により操作されるカム装置１２６を介してボルト１２４の牽引が解除される。固定ブラケット１２３とディスタンスブラケット１２２との圧接は解除され、ディスタンスブラケット１２２の傾動位置と軸方向位置は自在に調整することができる。ボルト１２４の牽引が解除されると、ボルト１２４はバネ１２８により図５の（ｂ）で右方向に移動し、ロックギア装置１２７による固定も解除される（特許文献２参照）。
特開２００３−３１２４９１号公報。ＵＳＰ５，７４３，１５０号公報。

上記した従来の車両用のステアリング装置では、まず、ピニオン・ラック機構においては、ラック軸の移動端での衝撃力を緩和し異音発生を防止する構造として、緩衝部材を衝突する２つの部材の間に介在させているが、緩衝部材がゴム又は合成樹脂材から構成されるため、経年変化により材質が劣化し、十分に機能しなくなるおそれがある。また、ピニオン・ラック機構の組立作業において、ラック軸に緩衝部材を装着する必要があり、部品点数の増加と、組立作業が繁雑になるという不都合がある。

また、ステアリングコラムのチルト機構及びテレスコ機構においては、固定ブラケット１２３とディスタンスブラケット１２２との圧接を解除して、ステアリングコラム１２１の傾動位置と軸方向位置を調整するとき、その傾動位置と軸方向位置は固定ブラケット１２３及びディスタンスブラケット１２２に設けられた長孔により規制されるが、ステアリングコラムの傾動位置と軸方向位置の調整の際、ボルト１２４による圧接を解除すると、ディスタンスブラケット１２２が、その長孔による規制限界まで落下（移動）し、両ブラケットの長孔を貫通するボルト１２４が長孔端部に衝突し、不快な騒音を発生するという不都合がある。

また、ディスタンスブラケット１２２が規制限界まで落下（移動）すると、ステアリングコラム１２１を最適位置に設定するためにステアリングコラム１２１を手で持ち上げた状態でレバー１２５を操作しなければならない。

さらに、固定ブラケット１２３とディスタンスブラケット１２２との圧接を解除するときはロックギア装置１２７の噛合を解除する必要があり、このためにロックギア装置１２７を構成する２枚のロックギア１２７ａと１２７ｂの間にバネ１２８が配置されているが、この構造も、部品点数の増加と、組立作業が繁雑になるという不都合がある。

この発明は、上記した課題を解決する車両用のステアリング装置の提供を目的とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、相対移動により当接する少なくとも２つの部材を備えた車両用ステアリング装置において、前記２つの部材が当接するそれぞれの当接部位に、同一極性部を対向させて永久磁石が配置され、前記２つの部材間に磁気反発力が付与されることを特徴とする車両用ステアリング装置である。

そして、前記永久磁石が配置される当接部位は、２つの部材の相対移動を規制する当接部位とする。

そして、前記２つの部材は、一方の部材がラックハウジングであり、他方の部材がラック軸の端部に結合された接続部材であってもよい。

また、前記２つの部材は、一方の部材がステアリングコラムを車体に固定する固定ブラケットであり、他方の部材が前記固定ブラケットを貫通するボルトであってもよい。

また、前記２つの部材は、一方の部材がステアリングコラムの傾動及び軸方向移動を許容するディスタンスブラケットであり、他方の部材が前記ディスタンスブラケットを貫通するボルトであってもよい。

また、前記２つの部材は、一方の部材がステアリングコラムの傾動及び軸方向移動を固定する第１のロックギアであり、他方の部材が前記第１のロックギアに噛合する第２のロックギアであってもよい。

さらに、前記２つの部材の当接部位に配置される永久磁石は、少なくとも一方の永久磁石の磁極面に弾性材料から構成される緩衝部材を配置してもよい。

この発明は、相対移動により当接する少なくとも２つの部材を備えた車両用ステアリング装置において、２つの部材が当接するそれぞれの当接部位に、同一極性部を対向させて永久磁石を配置し、２つの部材間に磁気反発力が作用するように構成したものである。

これにより、２つの部材間に作用する磁気反発力により、相対移動により当接する移動部材の移動端での衝撃の緩和や異音の発生を防止することができる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、この発明の第１の実施の形態である車両用のステアリング装置のピニオン・ラック機構の構成を説明する断面図である。ラックハウジング１５に回転自在にピニオン軸１１が保持され、ピニオン軸１１の先端にはピニオン１２が形成されている。ラックハウジング１５にはラック軸１３が図１で左右に移動可能に保持されており、ピニオン１２はラック軸１３に形成されたラック歯１４に噛合している。ラック軸１３の左にはボールジョイント１６を介してタイロッド１７が結合し、ラック軸１３の右にはボールジョイント１８を介してタイロッド１９が結合している。

ラック軸１３を保持しているラックハウジング１５の一方の端部（図１では左側）には、永久磁石２１が取付られており、ボールジョイント１６のラックハウジング端部に対向する端部にも、前記永久磁石２１に対向して永久磁石２２が取付られている。

ラック軸１３を保持しているラックハウジング１５の他方の端部（図１では右側）も同様に構成され、ラックハウジング１５の他方の端部には永久磁石２５が取付られており、ボールジョイント１８のラックハウジング端部に対向する端部にも、永久磁石２５に対向して永久磁石２６が取付られている。

なお、永久磁石２１と永久磁石２２との対向面、及び永久磁石２５と永久磁石２６との対向面には、それぞれいずれかの面にゴム又は合成樹脂材からなる緩衝部材２３、２７を配置するとよい。ここでは、永久磁石２２の対向面に緩衝部材２３を配置し、永久磁石２６の対向面に緩衝部材２７を配置した。

永久磁石２１と永久磁石２２、また永久磁石２５と永久磁石２６も、対向する面の磁極が同一極性になるように配置され、ラック軸１３の移動によりラックハウジング１５の端部とボールジョイント１６又は１８の端部とが接近すると、永久磁石２１と永久磁石２２の間、或いは永久磁石２５と永久磁石２６に磁気反発力が作用し、ラックハウジング１５とボールジョイント１６又は１８との激突を回避又は緩和することができる。

［第２の実施の形態］
図２は、この発明の第２の実施の形態であるチルト・テレスコ式ステアリング装置のステアリングコラムの傾動位置と軸方向位置を調整する構造部分の一例を示す図であって、図２の（ａ）はステアリング装置の断面図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＡ−Ａ線方向から見た断面図である。

ステアリングシャフト３１を内側に保持するステアリングコラム３２はディスタンスブラケット３３に固定されており、車体に固定された固定ブラケット３４には、傾動位置を規定するチルト用長孔３４ａが形成されており、ディスタンスブラケット３３には、軸方向位置を規定するテレスコ用長孔３３ａが形成されている。チルト用長孔３４ａとテレスコ用長孔３３ａとをボルト３５が貫通し、固定ブラケット３４に対してディスタンスブラケット３３が、その傾動位置と軸方向位置を調整可能に構成されている。

ディスタンスブラケット３３に形成されたテレスコ用長孔３３ａには、その長孔軸方向の両端部に永久磁石３３ｂと３３ｃが装着されている。また、固定ブラケット３４に形成されたチルト用長孔３４ａには、その長孔軸方向の両端部に永久磁石３４ｂと３４ｃが装着されている。

一方、ボルト３５には、テレスコ用長孔３３ａの両端部に装着された永久磁石３３ｂに対向する位置に永久磁石３５ｅが、永久磁石３３ｃに対向する位置に永久磁石３５ｆが装着され、永久磁石３３ｂと永久磁石３５ｅとは同一極性の磁極が対向するように配置され、永久磁石３３ｃと永久磁石３５ｆとは同一極性の磁極が対向するように配置される。

また、ボルト３５には、チルト用長孔３４ａの両端部に装着された永久磁石３４ｂに対向する位置に永久磁石３５ｇが、永久磁石３４ｃに対向する位置に永久磁石３５ｈが装着され、永久磁石３４ｂと永久磁石３５ｇとは同一極性の磁極が対向するように配置され、永久磁石３４ｃと永久磁石３５ｈとも同一極性の磁極が対向するように配置される。

この構成により、固定ブラケット３４に対するディスタンスブラケット３３の圧接が解除されているときは、テレスコ用長孔３３ａの端部の永久磁石３３ｂとボルト３５の永久磁石３５ｅとの磁気反発力と、テレスコ用長孔３３ａの端部の永久磁石３３ｃとボルト３５の永久磁石３５ｆとの磁気反発力とにより、ボルト３５はテレスコ用長孔３３ａの中央部分に保持される。

また、チルト用長孔３４ａの端部の永久磁石３４ｂとボルト３５の永久磁石３５ｇとの磁気反発力とチルト用長孔３４ａの端部の永久磁石３４ｃとボルト３５の永久磁石３５ｈとの磁気反発力とにより、ボルト３５はチルト用長孔３３ａの中央部分に保持される。

これにより、固定ブラケット３４に対するディスタンスブラケット３３の圧接が解除され、ディスタンスブラケット３３を傾動及び軸方向に移動しても、ボルト３５がチルト用長孔３４ａやテレスコ用長孔３３ａの端部に激突することはなく、ディスタンスブラケット３３の傾動及び軸方向移動を円滑に行なうことができる。

レバー３６を固定位置に操作すると、レバー３６により操作されるカム装置３７を介してボルト３５は図２の（ａ）及び（ｂ）で左側に牽引される。固定ブラケット３４とディスタンスブラケット３３とは圧接され、両者の接触面の摩擦力により固定される。レバー３６が取付けられたボルト３５は、ロックギア装置３８により固定され、レバー３６も固定される。

レバー３６を解除位置に操作すると、レバー３６により操作されるカム装置３７を介してボルト３５の牽引が解除される。固定ブラケット３４とディスタンスブラケット３３との圧接は解除され、ディスタンスブラケット３３の傾動位置と軸方向位置は自在に調整することができる。

このとき、ステアリングコラムの傾動位置と軸方向位置は固定ブラケット３４及びディスタンスブラケット３３に設けられたテレスコ用長孔３４ａとチルト用長孔３３ａとにより、その移動限界が規制されるが、永久磁石３３ｂ、３３ｃと永久磁石３５ｅ、３５ｆとの間の磁気反発力と、永久磁石３４ｂ、３４ｃと永久磁石３５ｇ、３５ｈとの間の磁気反発力により、ボルト３５はチルト用長孔３３ａの中央部分とテレスコ用長孔３４ａの中央部分とに保持され、長孔による規制限界まで落下（移動）することがなく、ステアリングコラム３２を容易に最適位置に設定することができる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、上記したチルト・テレスコ式ステアリング装置のステアリングコラムにおける、固定ブラケットとディスタンスブラケットとの圧接解除時のロックギア装置のロック解除構造で、以下、図２の（ａ）及び図２の（ｂ）を参照して説明する。

固定ブラケット３４とディスタンスブラケット３３との圧接を解除するときは、ボルト３５を図２の（ａ）及び図２の（ｂ）で右方向に移動させ、ロックギア装置３８による固定を解除する必要がある。従来は２枚のロックギアの間にバネを介装して、ボルトの左方向への牽引が解除されたとき、２枚のロックギアを離間してロックを解除していた。

この発明の実施の形態では、ロックギア装置３８を構成する２枚のロックギア３８ａと３８ｂに、それぞれ永久磁石３８ｃと永久磁石３８ｄを配置するもので、このとき、ロックギア３８ａに配置する永久磁石３８ｃと、ロックギア３８ｂに配置する永久磁石３８ｄは、同一極性として磁極が対向するように配置し、永久磁石３８ｃと３８ｄとの磁気反発力により２枚のロックギア３８ａと３８ｂを離間方向に付勢している。

これにより、ボルト３５の左方向への牽引が解除されたとき、２枚のロックギア３８ａと３８ｂが離間され、ロックを解除することができる。

車両用のステアリング装置において、装置を構成する移動部材の移動端での衝撃の緩和や異音の発生を防止するため、相対移動により当接する２つの部材の当接部位に永久磁石を、その同一極性が対向するように配置し、２つの部材間に磁気反発力を作用させて、移動部材の移動端での衝撃の緩和や異音の発生を防止したものである。

車両用のステアリング装置のピニオン・ラック機構の構成を説明する断面図。チルト・テレスコ式ステアリング装置のステアリングコラムの傾動位置と軸方向位置を調整する構造を説明する断面図。従来のピニオン・ラック機構の構成を説明する断面図ラック軸の移動端での衝撃力緩和と異音発生防止構造の一例を説明する断面図。チルト・テレスコ式ステアリング装置のステアリングコラムの傾動位置と軸方向位置を調整する構造の一例を説明する断面図。

符号の説明

１１ピニオン軸
１２ピニオン
１３ラック軸
１４ラック歯
１５ラックハウジング
１６、１８ボールジョイント
１７、１９タイロッド
２１、２２、２５、２６永久磁石
２３、２７緩衝部材
３１ステアリングシャフト
３２ステアリングコラム
３３ディスタンスブラケット
３３ａテレスコ用長孔
３３ｂ、３３ｃ永久磁石
３４固定ブラケット
３４ａチルト用長孔
３４ｂ、３４ｃ永久磁石
３５ボルト
３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈ永久磁石
３８ロックギア装置
３８ａ、３８ｂロックギア
３８ｃ、３８ｄ永久磁石

Claims

相対移動により当接する少なくとも２つの部材を備えた車両用ステアリング装置において、
前記２つの部材が当接するそれぞれの当接部位に、同一極性部を対向させて永久磁石が配置され、前記２つの部材間に磁気反発力が付与されること
を特徴とする車両用ステアリング装置。
前記永久磁石が配置される当接部位は、２つの部材の相対移動を規制する当接部位であること
を特徴とする請求項１記載の車両用ステアリング装置。
前記２つの部材は、一方の部材がラックハウジングであり、他方の部材がラック軸の端部に結合された接続部材であること
を特徴とする請求項２記載の車両用ステアリング装置。
前記２つの部材は、一方の部材がステアリングコラムを車体に固定する固定ブラケットであり、他方の部材が前記固定ブラケットを貫通するボルトであること
を特徴とする請求項２記載の車両用ステアリング装置。
前記２つの部材は、一方の部材がステアリングコラムの傾動及び軸方向移動を許容するディスタンスブラケットであり、他方の部材が前記ディスタンスブラケットを貫通するボルトであること
を特徴とする請求項２記載の車両用ステアリング装置。
前記２つの部材は、一方の部材がステアリングコラムの傾動及び軸方向移動を固定する第１のロックギアであり、他方の部材が前記第１のロックギアに噛合する第２のロックギアであること
を特徴とする請求項１記載の車両用ステアリング装置。
前記２つの部材の当接部位に配置される永久磁石は、少なくとも一方の永久磁石の磁極面に弾性材料から構成される緩衝部材が配置されること
を特徴とする請求項１記載の車両用ステアリング装置。