JP2008006953A - Impact absorbing device of steering device with electric position adjustment mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動モータを動力源としてステアリングホイールの前後位置を調節する、電動式位置調節機構付ステアリング装置に組み込み、衝突事故の際に運転者の身体からステアリングホイールに加わる衝撃エネルギを吸収しつつ、このステアリングホイールの前方への変位を許容する衝撃吸収装置の改良に関する。 The present invention is incorporated in a steering device with an electric position adjustment mechanism that adjusts the front and rear positions of a steering wheel using an electric motor as a power source, and absorbs impact energy applied to the steering wheel from the driver's body in the event of a collision. The present invention relates to an improvement in an impact absorbing device that allows the steering wheel to be displaced forward.
操舵輪に舵角を付与する為の操舵装置は、図15に示す様に、ステアリングホイール1の動きをステアリングシャフト2を介してステアリングギヤに伝達し、左右の操舵輪3に舵角を付与する様にしている。上記ステアリングホイール1と運転席との位置関係は、運転者の体格や運転姿勢により変化する為、良好な運転姿勢を実現する為には、運転席の前後位置調節装置に加えて、ステアリングホイール1の前後位置を調節する為の装置が必要になる。この様な調節装置として、テレスコピックステアリング装置と呼ばれる前後位置調節装置が広く使用されている。又、位置調節を、スイッチ操作に基づいて電動モータにより行なう、ステアリングホイールの電動式位置調節装置も、例えば特許文献1、2に記載される等により、従来から広く使用されている。
As shown in FIG. 15, the steering device for giving the steering angle to the steered wheels transmits the movement of the steering wheel 1 to the steering gear via the
例えば、図16は、特許文献2に記載されている、ステアリングホイールの電動式の前後位置調節装置を示している。この従来構造の場合、ステアリングコラム4として、アウターコラム5とインナーコラム6とをテレスコープ状に組み合わせて、伸縮可能としたものを使用している。このうちのアウターコラム5は、特許請求の範囲に記載した固定の部分に、インナーコラム6は同じくステアリングコラムに、それぞれ対応する。又、上記アウターコラム5はこのインナーコラム6の前側(図16の左側)に配置されている。ステアリングシャフト2は、このインナーコラム6を挿通した状態でこのインナーコラム6に対し回転自在に支持されており、上記ステアリングシャフト2の後端部でこのインナーコラム6の後端縁よりも後方に突出した部分に、ステアリングホイール1を支持固定している。このステアリングホイール1の前後位置を調節する際には、上記インナーコラム6を上記アウターコラム5に対し、前後方向に移動させる。
For example, FIG. 16 shows an electrically operated front / rear position adjustment device for a steering wheel described in
この前後方向の移動を電動式に行なわせる為に、図16に示した構造では、上記インナーコラム6の後端寄り部分に固定した支持板7に、調節ねじ杆8の後端部(図16の右端部)を支持固定している。又、この調節ねじ杆8の前端部(図16の左半部)に設けた雄ねじ部9と、上記アウターコラム5の外周面に固定されたハウジング10内に回転のみ自在に設けられて電動モータにより所望の方向に回転する調節ナットとを螺合させて、送りねじ機構を構成している。上記ステアリングホイール1の前後位置を調節する際には、この送りねじ機構により上記インナーコラム6を軸方向(図16の左右方向)に押し引きして、上記ステアリングコラム4を伸縮させる。ステアリングシャフト2は、上記インナーコラム6の内側に回転のみ自在に支持されており、且つ、スプライン係合部により伸縮自在とされている為、上記ステアリングコラム4を伸縮させる事に伴い、上記ステアリングホイール1の前後位置を調節できる。
In order to make this movement in the front-rear direction electric, in the structure shown in FIG. 16, the rear end portion of the adjusting screw rod 8 (FIG. 16) is attached to the support plate 7 fixed to the rear end portion of the inner column 6. The right end) is supported and fixed. Further, the electric screw 9 is provided for rotation only in the male screw portion 9 provided at the front end portion (the left half portion in FIG. 16) of the adjusting
電動式のステアリングホイールの前後位置調節装置の構成及び作用は上述の通りであるが、衝突事故の際に運転者の保護を図る面から、上記調節ねじ杆8の存在に拘らず、上記ステアリングホイール1を前方に変位させる為の構造が必要になる。即ち、衝突事故の際には、自動車が他の自動車等に衝突する、所謂一次衝突に続いて、運転者の身体(主として胸部若しくは頭部)が上記ステアリングホイール1にぶつかる、所謂二次衝突が発生する。この二次衝突の際、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する為には、この二次衝突に伴って上記ステアリングホイール1が前方に変位する構造とする必要がある。
The configuration and operation of the front / rear position adjustment device for the electric steering wheel are as described above. However, from the viewpoint of protecting the driver in the event of a collision, the steering wheel regardless of the presence of the
上記図16に示した構造の場合、ステアリングコラム4及びステアリングシャフト2は、何れも伸縮自在な構造であるから、そのままでも、上記二次衝突に伴って上記ステアリングホイール1が前方に変位する構造を容易に構成できる。これに対して、上記調節ねじ杆8は、そのままでは全長が縮まる事がなく、上記ステアリングコラム4を構成する前記アウターコラム5と前記インナーコラム6との間で突っ張る為、このステアリングコラム4が縮まらなくなる。勿論、上記アウターコラム5は、例えば特許文献3、4に記載されている様な構造により、上記二次衝突に伴って前方に脱落する様に、車体に対して支持されているので、上記調節ねじ杆8が存在するとしても、上記ステアリングホイール1の前方への変位が全く行なわれなくなる訳ではない。
In the case of the structure shown in FIG. 16, since the steering column 4 and the
但し、上記ステアリングコラム4が縮まらなくなる分だけ、二次衝突の初期段階で、衝撃荷重のピークが発生し易くなるだけでなく、上記ステアリングホイール1の前方への変位量が少なくなる為、運転者の保護充実の面からは不利である。又、ステアリングコラム4を、その全長を縮める事なくダッシュボード等の固定の部分から脱落させ、ステアリングホイールの前方への変位を許容する構造の場合、脱落後、ステアリングホイール及びステアリングコラム等の構成各部の姿勢が不安定になる。この結果、ステアリングホイールと運転者の身体との関係がずれる。この関係がずれる事は、エアバッグ装置の機能確保の面から、或いは運転者の足、腰等とステアリング装置の構成部品等との衝突を防止する面からは不利である。更には、二次衝突の発生時に、上記ステアリングコラム4を含むステアリング装置の構成部材全体を上記固定の部分から脱落させて前方に変位させ始める構造の場合、上記二次衝突の発生の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃荷重(ピーク荷重)が大きくなり、運転者保護の面から不利である。 However, the amount of forward displacement of the steering wheel 1 is reduced in the initial stage of the secondary collision, and the amount of forward displacement of the steering wheel 1 is reduced by the amount that the steering column 4 is not contracted. It is disadvantageous from the aspect of enhancing protection. Further, in the case of a structure in which the steering column 4 is dropped from a fixed part such as a dashboard without reducing the overall length and the steering wheel 4 is allowed to move forward, the components such as the steering wheel and the steering column are removed after dropping. The posture becomes unstable. As a result, the relationship between the steering wheel and the driver's body is shifted. This relationship is disadvantageous from the standpoint of ensuring the function of the airbag device or from the standpoint of preventing collision between the driver's feet, hips, and the like and the components of the steering device. Furthermore, when a secondary collision occurs, in the case of a structure in which the entire components of the steering device including the steering column 4 are dropped from the fixed portion and start to be displaced forward, the operation is performed at the moment when the secondary collision occurs. The impact load (peak load) applied to the person's body increases, which is disadvantageous from the viewpoint of driver protection.
この為、前記特許文献2には、例えば図17に示す様な構造により、二次衝突時に加わる衝撃荷重により全長を縮める、調節ねじ杆8aに関する発明が記載されている。この調節ねじ杆8aは、円管状の外筒12と内軸13とを、合成樹脂若しくは軟質金属製のピン39により結合して成る。この様な調節ねじ杆8aは、二次衝突時に加わる衝撃荷重によりこのピン39が裂断されるのに伴って、全長を縮める。この為、上記調節ねじ杆8aが上記アウターコラム5と上記インナーコラム6との間で突っ張る事はなく、二次衝突時に上記ステアリングコラム4が縮まる事を許容する。
For this reason,
但し、上記外筒12と上記内軸13とから成る上記調節ねじ杆8aは、全長に亙って同軸度を確保する事が難しい。言い換えれば、この調節ねじ杆8aの一端寄り部分と他端寄り部分とが互いに偏心し易い。そして、偏心した場合には、この調節ねじ杆8aの雄ねじ部9とナットとの螺合部に不均一な力が作用し、上記ステアリングホイール1の前後位置を調節すべく、上記調節ねじ杆8aを回転させる際に、耳障りなうなりや、不快な振動が発生し易くなる。
However, it is difficult to ensure the coaxiality of the adjusting screw rod 8a composed of the
又、調節ねじ杆と共に送りねじ機構を構成するナットを合成樹脂製とし、二次衝突時にこのナットの雌ねじ部を破断させる事により、このナットに対する上記調節ねじ杆の軸方向変位を可能とし、ステアリングコラムを収縮可能とする事も考えられる。但し、この様な構造を採用した場合には、通常状態での上記調節ねじ杆の雄ねじ部と上記ナットとの螺合部の信頼性(破損しにくさ)を確保し、しかも、二次衝突時に上記雌ねじ部を確実に破断させる為の設計が難しい。 Also, the nut that constitutes the feed screw mechanism together with the adjustment screw と し is made of synthetic resin, and the female screw part of this nut is broken at the time of a secondary collision, thereby enabling the axial displacement of the adjustment screw 変 位 with respect to this nut. It is also possible to make the column retractable. However, when such a structure is adopted, the reliability (hardness to breakage) of the threaded portion of the adjusting screw 雄 and the nut in the normal state is ensured, and the secondary collision At times, it is difficult to design the internal thread portion to ensure breakage.
更に、何れの構造でも、二次衝突時にステアリングホイールの前方への変位を許容する事はできるが、運転者の身体からこのステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収しつつ、このステアリングホイールを前方に変位させる、所謂衝撃吸収機能を持たせる事はできない。この衝撃吸収機能を持たせる為に、ダッシュボードとステアリングコラムとの間に、上記衝撃エネルギを吸収する事により塑性変形して、このステアリングコラムの前方への変位を許容する、エネルギ吸収部材を設ける事も考えられる。但し、この場合には、別途エネルギ吸収部材が必要になり、部品製作、部品管理、組立作業が何れも面倒になり、電動式位置調節機構付ステアリング装置の製作コストが嵩む原因になる。 Furthermore, in any structure, the steering wheel can be allowed to move forward in the event of a secondary collision, but the steering wheel is moved forward while absorbing impact energy applied to the steering wheel from the driver's body. It cannot be provided with a so-called shock absorbing function. In order to provide this shock absorbing function, an energy absorbing member is provided between the dashboard and the steering column, which is plastically deformed by absorbing the shock energy and allows the steering column to move forward. Things can also be considered. However, in this case, a separate energy absorbing member is required, and parts production, parts management, and assembly work are all troublesome, which increases the production cost of the steering device with an electric position adjustment mechanism.
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、位置調節時の静粛性を確保し、しかも衝突事故の際の運転者保護の充実を図れる、電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention provides an impact absorbing device for a steering device with an electric position adjustment mechanism that ensures quietness during position adjustment and can enhance driver protection in the event of a collision. It was invented to realize.
本発明の衝撃吸収装置を組み込む電動式位置調節機構付ステアリング装置は何れも、前述した従来から知られている電動式位置調節機構付ステアリング装置と同様に、ステアリングコラムと、ステアリングシャフトと、調節ねじ杆と、調節ナットとを備える。
このうちのステアリングコラムは、ダッシュボード、車体に支持されたアウターコラム等の固定の部分に対し、前後方向の移動を可能に支持されている。尚、本明細書及び特許請求の範囲に記載した固定の部分とは、通常状態で車体に対し変位する事が無い部分を言う。衝突事故に伴って前後方向に大きな力が加わった場合に支持構造が脱落し、上記車体に対し変位する部分であっても、通常状態で車体に対し変位しなければ、上記固定の部分になり得る。勿論、衝突事故に伴って前後方向に大きな力が加わった場合にも脱落せず、上記車体に対し変位しない部分(固定のままの部分)も、上記固定の部分である。
又、上記ステアリングシャフトは、上記ステアリングコラムに回転自在に支持された状態で設けられ、後端部にステアリングホイールを支持固定する。
又、上記調節ねじ杆は、上記ステアリングコラムの外側に、このステアリングコラムと平行に配設されている。
更に、上記調節ナットは、上記調節ねじ杆の雄ねじ部に螺合している。
そして、これら調節ねじ杆と調節ナットとのうちの一方の部材を上記ステアリングコラムに、他方の部材を上記固定の部分に、互いの相対回転を可能な状態でそれぞれ支持すると共に、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとのうちの何れかの部材を電動モータにより両方向に回転駆動自在として成る。
The steering device with an electric position adjustment mechanism incorporating the shock absorbing device of the present invention is similar to the steering device with an electric position adjustment mechanism that has been conventionally known, and a steering column, a steering shaft, and an adjustment screw. A jar and an adjusting nut are provided.
Among these, the steering column is supported so as to be movable in the front-rear direction with respect to fixed portions such as a dashboard and an outer column supported by the vehicle body. The fixed portion described in the present specification and claims refers to a portion that is not displaced with respect to the vehicle body in a normal state. If a large force is applied in the front-rear direction in the event of a collision accident, even if the support structure falls off and displaces relative to the vehicle body, it will become the fixed part if it does not displace relative to the vehicle body under normal conditions. obtain. Of course, a portion that does not fall off even when a large force is applied in the front-rear direction in the event of a collision and does not displace relative to the vehicle body (a portion that remains fixed) is also the fixed portion.
The steering shaft is rotatably supported by the steering column, and supports and fixes a steering wheel at the rear end.
The adjustment screw 杆 is disposed outside the steering column and in parallel with the steering column.
Further, the adjustment nut is screwed into a male screw portion of the adjustment screw rod.
One member of the adjustment screw 杆 and the adjustment nut is supported on the steering column, and the other member is supported on the fixed portion in a state where they can be rotated relative to each other. And any one of the adjusting nuts can be driven to rotate in both directions by an electric motor.
本発明の衝撃吸収装置は何れも、この様な電動式位置調節機構付ステアリング装置に組み込み、二次衝突時に上記ステアリングホイールに加わった衝撃を吸収しつつ、上記ステアリングコラムを前方に移動させるものである。
この様な本発明の電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置のうち、請求項1に記載した電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置に於いては、上記一方の部材の前方への変位を、この一方の部材と上記他方の部材との相対回転に変換させるべく、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとを逆作動可能に螺合させている。
そして、上記一方の部材が前方に変位する際にこれら調節ねじ杆と調節ナットとの螺合部で生じる抵抗により、上記衝撃を吸収しつつ上記ステアリングコラムの前方への変位を許容する。
All of the impact absorbing devices of the present invention are incorporated into such a steering device with an electric position adjusting mechanism, and move the steering column forward while absorbing the impact applied to the steering wheel during a secondary collision. is there.
Among such shock absorbers of the steering device with an electric position adjusting mechanism according to the present invention, in the shock absorber of the steering device with an electric position adjusting mechanism according to claim 1, the front of the one member is provided. The adjustment screw 杆 and the adjustment nut are threadably engaged with each other so as to convert the displacement to the relative rotation between the one member and the other member.
Then, when the one member is displaced forward, the resistance generated at the screwed portion between the adjusting screw rod and the adjusting nut allows the steering column to be displaced forward while absorbing the impact.
上述の様な請求項1に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項2に記載した様に、調節ねじ杆の後端部をステアリングコラムに対し、回転及び軸方向の相対変位を阻止された状態で支持固定する。一方、調節ナットを固定の部分に、回転のみ可能に支持する。又、この調節ナットを電動モータにより、逆作動可能な減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。
When carrying out the invention described in claim 1 as described above, for example, as described in
或いは、請求項1に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項3に記載した様に、上記調節ねじ杆の後端部をステアリングコラムに対し、大きなトルクの入力時に回転可能且つ軸方向の相対変位を阻止した状態で支持する。一方、調節ナットを固定の部分に、回転のみ可能に支持する。又、この調節ナットを電動モータにより、逆作動しない減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。
Alternatively, when the invention described in claim 1 is carried out, as described in
或いは、請求項1に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項4に記載した様に、調節ナットをステアリングコラムに対し、ねじ孔の中心軸とこのステアリングコラムの中心軸とを平行にし、且つ、回転を阻止した状態で支持固定する。一方、調節ねじ杆の前端部を固定の部分に、軸方向の変位を阻止した状態で回転可能に、この調節ねじ杆の中心軸と上記ステアリングコラムの中心軸とを平行にした状態で支持する。又、この調節ねじ杆を電動モータにより、逆作動可能な減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。 Alternatively, when the invention described in claim 1 is carried out, for example, as described in claim 4, the adjusting nut is made parallel to the steering column and the central axis of the screw hole is parallel to the central axis of the steering column. In addition, it is supported and fixed in a state where rotation is prevented. On the other hand, the front end portion of the adjusting screw rod is supported by a fixed portion so that the central axis of the adjusting screw rod and the central axis of the steering column are parallel to each other so as to be rotatable while preventing axial displacement. . The adjusting screw 杆 can be driven to rotate in both directions by an electric motor via a speed reducer that can be operated in reverse.
或いは、請求項1に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項5に記載した様に、支持ブラケットの基端部をステアリングコラムに固定する。そして、この支持ブラケットの先端部に調節ナットを、ねじ孔の中心軸とこのステアリングコラムの中心軸とを平行にし、且つ、大きなトルクが加わった場合に回転可能な状態で支持する。又、調節ねじ杆の前端部を固定の部分に、軸方向の変位を阻止した状態で回転可能に、この調節ねじ杆の中心軸と上記ステアリングコラムの中心軸とを平行にした状態で支持する。更に、この調節ねじ杆を電動モータにより、逆作動しない減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。 Alternatively, when the invention described in claim 1 is carried out, as described in claim 5, for example, the base end portion of the support bracket is fixed to the steering column. An adjustment nut is supported at the tip of the support bracket so that the central axis of the screw hole and the central axis of the steering column are parallel to each other and can be rotated when a large torque is applied. Further, the front end portion of the adjusting screw rod に is supported by a fixed portion so that the central axis of the adjusting screw rod and the central axis of the steering column are parallel to each other so as to be rotatable while preventing axial displacement. . Further, the adjustment screw 杆 can be driven to rotate in both directions by a reduction gear that does not operate reversely by an electric motor.
又、本発明の電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置のうち、請求項6に記載した電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置に於いては、前記一方の部材の前方への変位を、この一方の部材と前記他方の部材との相対回転に変換させるべく、前記調節ねじ杆と前記調節ナットとを逆作動可能に螺合させている。
そして、上記一方の部材が前方に変位する際にこれら調節ねじ杆と調節ナットとの螺合部で生じる抵抗と、これら調節ねじ杆と調節ナットとのうちで上記逆作動に基づいて回転する部材が回転する事に対する抵抗とにより、上記衝撃を吸収しつつ上記ステアリングコラムの前方への変位を許容する。
Of the shock absorbers for a steering device with an electric position adjusting mechanism according to the present invention, in the shock absorber for a steering device with an electric position adjusting mechanism according to claim 6, the one member is moved forward. In order to convert this displacement into relative rotation between the one member and the other member, the adjusting screw rod and the adjusting nut are screwed together so that they can be operated in reverse.
Then, when the one member is displaced forward, a resistance generated at a screwed portion between the adjusting screw rod and the adjusting nut, and a member that rotates based on the reverse operation of the adjusting screw rod and the adjusting nut. The steering column is allowed to move forward while absorbing the impact due to the resistance against rotation of the steering column.
上述の様な請求項6に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項7に記載した様に、調節ねじ杆の後端部をステアリングコラムに対し、回転及び軸方向の相対変位を阻止された状態で支持固定する。一方、調節ナットを固定の部分に、回転のみ可能に支持する。又、この調節ナットを電動モータにより、逆作動可能な減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。そして、この減速機が逆作動する際の抵抗を、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとの逆作動に基づいて回転する部材が回転する事に対する抵抗とする。 When carrying out the invention described in claim 6 as described above, for example, as described in claim 7, the rear end portion of the adjusting screw rod is prevented from rotating and being relatively displaced in the axial direction with respect to the steering column. Support and fix in the state. On the other hand, the adjustment nut is supported on the fixed portion so as to be rotatable only. Further, the adjusting nut can be driven to rotate in both directions by an electric motor via a speed reducer that can be operated in reverse. And the resistance at the time of reverse operation of this reduction gear is made into resistance with respect to rotation of the member rotated based on the reverse operation of the said adjustment screw rod and the said adjustment nut.
或いは、請求項6に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項8に記載した様に、上記調節ねじ杆の後端部をステアリングコラムに対し、大きなトルクの入力時に回転可能且つ軸方向の相対変位を阻止した状態で支持する。一方、調節ナットを固定の部分に、回転のみ可能に支持する。又、この調節ナットを電動モータにより、逆作動しない減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。そして、上記調節ねじ杆が回転する際の抵抗を、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとの逆作動に基づいて回転する部材が回転する事に対する抵抗とする。
Alternatively, when the invention described in claim 6 is carried out, as described in
そして、上述の様な請求項8に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、例えば請求項9に記載した様に、基端部をステアリングコラムに固定した支持ブラケットの先端部に、中心軸がこのステアリングコラムと平行な円孔を形成する。又、この円孔の内側に調節ねじ杆の後端部を、トルクリミッタを介して内嵌すると共に、この調節ねじ杆の外周面後端寄り部分に設けた鍔部の後側面と上記支持ブラケットの前側面との間にスラスト軸受を設ける。
When the invention described in
或いは、請求項6に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項10に記載した様に、調節ナットをステアリングコラムに対し、ねじ孔の中心軸とこのステアリングコラムの中心軸とを平行にし、且つ、回転を阻止した状態で支持固定する。一方、調節ねじ杆の前端部を固定の部分に、軸方向の変位を阻止した状態で回転可能に、この調節ねじ杆の中心軸と上記ステアリングコラムの中心軸とを平行にした状態で支持する。又、この調節ねじ杆を電動モータにより、逆作動可能な減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。そして、この減速機が逆作動する際の抵抗を、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとの逆作動に基づいて回転する部材が回転する事に対する抵抗とする。
Alternatively, when the invention described in claim 6 is carried out, for example, as described in
上述の様な請求項10に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項11に記載した様に、上記調節ナットを厚肉金属板製とし、この厚肉金属板の基端部をステアリングコラムに外嵌固定し、先端部にねじ孔を形成する。
或いは、請求項12に記載した様に、上記調節ナットを、円管状とする。そして、この調節ナットの内周面に雌ねじを形成すると共に、後端部をステアリングコラムに対し、支持ブラケットを介して支持固定する。
When carrying out the invention described in
Alternatively, as described in
或いは、請求項6に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項13に記載した様に、支持ブラケットの基端部をステアリングコラムに固定する。そして、この支持ブラケットの先端部に調節ナットを、ねじ孔の中心軸とこのステアリングコラムの中心軸とを平行にし、且つ、大きなトルクが加わった場合に回転可能な状態で支持する。又、調節ねじ杆の前端部を固定の部分に、軸方向の変位を阻止した状態で回転可能に、この調節ねじ杆の中心軸と上記ステアリングコラムの中心軸とを平行にした状態で支持する。更に、この調節ねじ杆を電動モータにより、逆作動しない減速機を介して、両方向に回転駆動可能とする。そして、上記調節ナットが回転する際の抵抗を、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとの逆作動に基づいて回転する部材が回転する事に対する抵抗とする。
Alternatively, when the invention described in claim 6 is carried out, as described in
上述の様な請求項13に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項14に記載した様に、上記支持ブラケットの先端部に、中心軸がこのステアリングコラムと平行な円孔を形成する。そして、この円孔の内側に調節ナットを、トルクリミッタを介して内嵌すると共に、この調節ナットの外周面に設けた鍔部の後側面と上記支持ブラケットの前側面との間にスラスト軸受を設ける。
又、好ましくは請求項15に記載した様に、上記調節ナットを、円管状とし、内周面に雌ねじを形成する。
When carrying out the invention described in
Preferably, as described in
上述の様に構成する本発明のステアリングホイールの電動式位置調節装置の場合には、調節ねじ杆を2分割構造としなくても(一体構造としても)、二次衝突時に加わる衝撃荷重によってステアリングコラムが変位する事を許容できる。この為、位置調節時の静粛性を確保し、しかも衝突事故の際の運転者保護の充実を図れる。
即ち、二次衝突に伴ってステアリングコラムに対し、前方に向かう力が加わると、このステアリングコラムに支持した、調節ねじ杆と調節ナットとのうちの一方の部材が、このステアリングコラムと共に前方に変位する傾向になる。そして、この一方の部材と、固定の部分に支持した、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとのうちの他方の部材との間に加わる、これら両部材同士を前後方向に相対変位させ様とする力に基づき、これら両部材により構成される送りねじ機構が逆作動する。この結果、上記一方の部材、及び、この一方の部材を支持した上記ステアリングコラムの前方への変位が許容される。
In the case of the electric position adjusting device for a steering wheel of the present invention configured as described above, the steering column is not affected by the impact load applied at the time of the secondary collision, even if the adjusting screw rod is not divided into two parts (even as an integral structure). Can be displaced. For this reason, it is possible to ensure quietness during position adjustment and to enhance driver protection in the event of a collision.
That is, when a forward force is applied to the steering column due to the secondary collision, one member of the adjusting screw rod and the adjusting nut supported by the steering column is displaced forward together with the steering column. Will tend to. Then, the two members, which are added between the one member and the other member of the adjustment nut supported by the fixed portion, are relatively displaced in the front-rear direction. Based on the force, the feed screw mechanism constituted by these two members operates in reverse. As a result, the forward displacement of the one member and the steering column supporting the one member is allowed.
この様にしてこのステアリングコラムが前方に変位する際に、次の(A)(B)に示した2種類の抵抗のうち、少なくとも(A) に示した抵抗が、このステアリングコラムが前方に変位するのを阻止する方向に加わる。又、必要に応じて(B) に示した抵抗が加わる。
(A) 上記両部材、即ち、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとの螺合部で生じる抵抗(送りねじ機構を逆作動させる為に要する力)。
(B) 上記他方の部材を回転駆動する為の減速機部分で生じる抵抗(減速機を逆作動させる為に要する力)、電動モータの回転抵抗、調節ねじ杆の端部に設けたトルクリミッタ等、上記調節ねじ杆と上記調節ナットとのうちで上記逆作動に基づいて回転する部材が回転する事に対する抵抗。
二次衝突時には、上記(A)(B)の2通りの抵抗に抗して、上記ステアリングコラムを前方に変位させる必要がある。そして、これら2通りの抵抗は、上記二次衝突時にステアリングホイール及びステアリングシャフトを介して上記ステアリングコラムに加わった衝撃エネルギを吸収する役目を果たす。しかも、上記(A)(B)の2通りの抵抗の大きさは、設計的に規制できるので、上記二次衝突時に吸収する、衝撃エネルギの大きさを任意に調節できる。
When the steering column is displaced forward in this way, at least the resistance shown in (A) of the following two types of resistances shown in (A) and (B) is displaced forward. Join in a direction to stop doing. If necessary, the resistance shown in (B) is added.
(A) Resistance (force required to reversely operate the feed screw mechanism) generated at the threaded portion between the two members, that is, the adjustment screw rod and the adjustment nut.
(B) Resistance generated in the speed reducer part for rotationally driving the other member (force required for reverse operation of the speed reducer), rotational resistance of the electric motor, torque limiter provided at the end of the adjusting screw rod, etc. Resistance to rotation of a member that rotates based on the reverse operation of the adjusting screw 杆 and the adjusting nut.
At the time of a secondary collision, it is necessary to displace the steering column forward against the two resistances (A) and (B). These two resistances serve to absorb impact energy applied to the steering column via the steering wheel and steering shaft during the secondary collision. In addition, since the two resistances (A) and (B) can be regulated in design, the magnitude of impact energy absorbed in the secondary collision can be arbitrarily adjusted.
[実施の形態の第1例]
図1〜2は、請求項1、2、6、7に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の構造を構成するステアリングコラム4aは、アウターコラム5aとインナーコラム6aとを、全長の伸縮を可能に、テレスコープ状に組み合わせて成る。このうち、前側(図1の左側)に配置されたアウターコラム5aは、特許請求の範囲に記載した固定の部分に対応し、車体に対し固定されて、通常時に上記車体に対し変位する事はない。但し、二次衝突の(時間的)後半では、前方に脱落して、車体に対し前方に変位する。又、上記インナーコラム6aは、後側(図1の右側)に配置されて、その前端部乃至前半部を上記アウターコラム5aの後端部乃至後半部に、軸方向の変位を可能に内嵌している。尚、本発明を実施する場合に、上記アウターコラム5aは、必ずしも二次衝突の後半で前方に脱落する構造とする必要はない(車体に固定のままでも良い)。
[First example of embodiment]
1 and 2 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
そして、上記インナーコラム6aの内側にステアリングシャフト2aを、回転自在に支持している。このステアリングシャフト2aは、後半部に配置した円管状のアウターシャフト14の前端部と、杆状のインナーシャフト15の後端部とをスプライン係合させて、回転力の伝達及び伸縮を自在に構成している。この様な上記ステアリングシャフト2aは、上記アウターシャフト14の中間部後端寄り部分を上記インナーコラム6aの後端部に、深溝型の玉軸受等の転がり軸受16により、回転のみ可能に支持している。更に、上記アウターシャフト14の後端部で上記インナーコラム6aの後端から後方に突出した部分に、ステアリングホイール1aを支持固定している。この様な構成により、上記アウターコラム5aに対し上記インナーコラム6aを、軸方向に摺動させて、上記ステアリングホイール1aの前後位置の調節を可能にしている。
A steering
そして、上記インナーコラム6aの軸方向移動を電動式に行なわせるべく、調節ねじ杆8bと、調節ナット11aと、ウォーム減速機17と、電動モータ18とを備える、電動駆動装置を設けている。このうちの調節ねじ杆8bの後端部は、支持ブラケット19を介して、上記インナーコラム6aの中間部に支持固定している。この状態で上記調節ねじ杆8bは、このインナーコラム6aと平行に配置され、回転する事なく、このインナーコラム6aと共に軸方向に変位する。又、上記調節ナット11aは、上記アウターコラム5aの外周面から突出する状態で設けられた減速機ハウジング20内に、それぞれが深溝型或いはアンギュラ型等の玉軸受である、1対の転がり軸受21a、21bにより、回転のみ自在に支持している。
An electric drive device including an
上記調節ナット11aは、ウォームホイール状に構成したもので、中心部にねじ孔22を、外周面にウォームホイール歯23を、それぞれ形成している。そして、このうちのねじ孔22と、上記調節ねじ杆8bの前半部に設けた雄ねじ部24とを螺合させている。この螺合に基づいて、上記調節ナット11aの回転に伴って上記調節ねじ杆8bを軸方向に変位させる、送りねじ機構を構成している。尚、上記ねじ孔22の内周面に形成した雌ねじのピッチ、並びに、雄ねじ部24を構成する雄ねじのピッチは、一般的な送りねじ装置を構成する雌ねじ及び雄ねじのピッチよりも大きく(リード角を大きく)して、上記ねじ孔22と上記雄ねじ部24とを、逆作動可能に螺合させている。
The adjusting
これらねじ孔22と雄ねじ部24とを逆作動可能に螺合させる為の条件は、送りねじ機構の技術分野で一般的に知られている計算式により求められる。例えば、
上記雄ねじの有効径 : 2d
この雄ねじのリード角 : β
この雄ねじと上記雌ねじとの螺合部の摩擦係数 : μ
この螺合部の圧力角 : α
この螺合部の摩擦角 : ρ0
この螺合部の見掛け上の摩擦角 : ρ1 {= tan-1(μ/cosα)}
二次衝突に伴って上記調節ねじ杆8bに入力されるアキシアル荷重 : FEA
上記調節ナット11aを回転させる為に要するトルク(ロストルク) : TN
とした場合に、
β>ρ0
を満たし、且つ、
TN <d・FEA・ tan(β−ρ1 )
を満たす様に、各部の形状(角度、高さ、幅等)、性状(表面粗さ等)等を規制する。
尚、上記ロストルクTN は、下記の様に構成する、前記ウォーム減速機17の逆効率、前記電動モータ18の回転抵抗等により定まるが、この様なロストルクTN に就いても、従来から知られている計算式(逆効率)、或いは測定値(回転抵抗)により、容易に求められる。
Conditions for screwing the
Effective diameter of male screw: 2d
Lead angle of this male screw: β
Friction coefficient of threaded part between this male screw and female screw: μ
Pressure angle of this screwing part: α
Friction angle of this threaded part: ρ 0
Apparent friction angle of this screwing part: ρ 1 {= tan −1 (μ / cos α)}
Axial load input to the adjusting screw 杆 8b due to the secondary collision: F EA
Torque required to rotate the adjusting
If
β> ρ 0
And
TN <d · F EA · tan (β-ρ 1 )
The shape (angle, height, width, etc.) and properties (surface roughness, etc.) of each part are regulated so as to satisfy the above.
Incidentally, the loss torque T N is constructed as follows, the negative efficiency of the
又、上記調節ナット11aを、前記電動モータ18により、両方向に回転駆動可能としている。この為に本例の場合には、図2に示す様に、ウォーム25と、上記ウォームホイール歯23とを噛合させている。このウォーム25は前記減速機ハウジング20内に、それぞれが深溝型或いはアンギュラ型等の玉軸受である、1対の転がり軸受26a、26bにより、回転のみ自在に支持している。更に、上記ウォーム25の基端部(図2の右端部)を、カップリング27を介して、前記電動モータ18の出力軸28に結合し、上記ウォーム25を両方向に回転駆動自在としている。
The adjusting
上述の様に構成する、本発明の衝撃吸収装置を組み込んだ電動式位置調節機構付ステアリング装置は、次の様な作用により、前記ステアリングホイール1aの前後位置を調節する。この前後位置を調節する際には、運転者のスイッチ操作に基づいて上記電動モータ18に通電し、この電動モータ18の出力軸28により上記ウォーム25を所定方向に回転させる。この結果、このウォーム25と噛合した前記調節ナット11aが所定方向に回転し、この調節ナット11aと螺合した前記調節ねじ杆8bが所定方向に軸方向移動する(押し引きされる)。そして、前記支持ブラケット19を介して、上記調節ねじ杆8bに結合された、前記インナーコラム6aが軸方向(前後方向)に移動し、前記ステアリングシャフト2aを構成する前記アウターシャフト14を介して、上記インナーコラム6aに支持された、上記ステアリングホイール1aの前後位置が調節される。上記電動モータ18への通電を停止すれば、このステアリングホイール1aの前後位置が調節後の位置に保持される。上記調節ナット11aと上記調節ねじ杆8bとの螺合部、並びに、上記ウォーム25とこの調節ナット11aとの噛合部の逆効率は低く、次述する二次衝突に伴う大きな衝撃荷重が加わらない限り、上記ステアリングホイール1aの前後位置が調節後の位置からずれる事はない。
The steering device with an electric position adjustment mechanism, which is configured as described above and incorporates the shock absorbing device of the present invention, adjusts the front-rear position of the
二次衝突に伴って上記ステアリングホイール1aに、前方に向いた大きな衝撃荷重が加わると、上記螺合部及び上記噛合部が逆方向に作動し、上記ステアリングホイール1aの前方への変位を許容する。先ず、運転者の身体からこのステアリングホイール1aに加わった衝撃荷重は、前記転がり軸受16、上記インナーコラム6a、上記支持ブラケット19を介して上記調節ねじ杆8bに伝わり、この調節ねじ杆8bが前方に向け強く押される。この調節ねじ杆8bの前半部に形成した雄ねじ部24と、上記調節ナット11aのねじ孔22との螺合部は、前述した通り、上記調節ねじ杆8bに大きなアキシアル荷重が作用した状態では逆作動する。この為、上記二次衝突時に上記調節ナット11aは、所定方向(上記ステアリングホイール1aを前方に移動させる方向)に回転する傾向になる。そして、上記調節ナット11aの外周面に設けたウォームホイール歯23と前記ウォーム25との噛合部に関しても、前述した通り逆作動可能に構成している。従って、二次衝突時に上記調節ねじ杆8bは、上記調節ナット11aを、前記電動モータ18の出力軸28と共に上記所定方向に回転させつつ、前方に変位する。
When a large impact load directed forward is applied to the
但し、上記螺合部及び上記噛合部を(調節ねじ杆8bを入力側として)逆方向に作動させる際の効率(逆効率)は、これら各部を(上記出力軸28を入力側として)正方向に作
動させる際の効率(正効率)よりも遥かに低い。この為、上記調節ねじ杆8bを押して上記出力軸28を回転させる際には、大きな抵抗が加わる。二次衝突時に上記ステアリングホイール1aを前方に変位させる為には、この抵抗に打ち勝つ必要があり、この為に、運転者の身体から上記ステアリングホイール1aに加わった衝撃エネルギが吸収される。この結果、このステアリングホイール1aは、上記螺合部及び上記噛合部により上記衝撃エネルギを吸収されつつ、前方に変位する。同時に、上記ステアリングホイール1aに衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この運転者の保護を図る。
However, the efficiency (reverse efficiency) when operating the screwing portion and the meshing portion in the reverse direction (with the adjusting
本例の電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置は、前述の様に構成し、上述の様に作用するので、前述の図17に示した従来構造の如く、調節ねじ杆8bを2分割構造としなくても(一体構造としても)、衝突時に加わる衝撃荷重によって前記インナーコラム6aが前方に変位する事を許容できる。この為、位置調節時の静粛性を確保し、しかも衝突事故の際の運転者保護の充実を図れる。又、この運転者保護の為に、必ずしも前記ステアリングコラム4aを車体から脱落させる必要がない為、脱落させる為の部品を省略する事が可能になるだけでなく、脱落したステアリングコラム4aや部品に運転者の膝等が衝突して負傷する事を防止する為の設計の自由度を向上させられる。但し、上記ステアリングホイール1aの前方への変位量をより十分に確保する為に、上記ステアリングコラム4aが車体から脱落する構造とする事もできる。
The shock absorbing device of the steering apparatus with an electric position adjusting mechanism of this example is configured as described above and operates as described above. Therefore, as in the conventional structure shown in FIG. Even if it is not a split structure (even as an integral structure), it is possible to allow the
尚、二次衝突時に、上記ステアリングホイール1aを上記インナーコラム6aと共に前方に変位させる事に対する抵抗は、主として上記調節ナット11aと上記調節ねじ杆8bのねじ孔22との螺合部、並びに、この調節ナット11aの外周面に形成したウォームホイール歯23と前記ウォーム25との噛合部で発生させる。そして、上記抵抗は、上記螺合部及び噛合部の逆効率が低い程大きくなる。又、これら螺合部及び噛合部の逆効率は、従来から知られている計算式により求められる他、精度を高くすべく、実験を併用して容易にチューニングできる。この為、上記二次衝突時に吸収する衝撃エネルギの大きさは、任意に調節できる。
It should be noted that the resistance against the forward displacement of the
上述の様に本例の構造では、螺合部及び噛合部の逆効率を低く抑える事で、上記衝撃エネルギを吸収しつつ、上記ステアリングホイール1aを前方に変位させる様にしている。これに対して、上記螺合部及び噛合部の逆効率を少し高めに設定する代わりに、二次衝突時に前記電動モータ18に、上記ステアリングホイール1aが前方に変位する事に対する抵抗力を発生させられる程度の微小電流を流す事もできる。尚、本例の構造で、二次衝突に伴って上記ステアリングホイール1aを、衝撃エネルギを吸収しつつ前方に変位させられるのは、上記調節ねじ杆8bのうちで雄ねじ部24の範囲に限られる。そこで、運転者の保護をより充実させる為には、この雄ねじ部24を図示の状態よりも後方に迄延長し、前記支持ブラケット19の直前部分迄、この雄ねじ部24とする事が好ましい。又、本例の構造に、ステアリングホイール1aの高さ位置を調節する為の、チルト式ステアリング機構を付加する事もできる。
尚、図示は省略するが、ステアリングコラム4aを構成するアウターコラム5aとインナーコラム6aとの前後方向の位置関係は、図示の例とは反対にしても良い。同様に、送りねじ機構を構成する調節ねじ杆8bと調節ナット11aとの前後方向の位置関係に就いても、図示の例とは反対にする事ができる。
As described above, in the structure of this example, the
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, you may make the positional relationship of the front-back direction of the
[実施の形態の第2例]
図3〜4は、請求項1、3、6、8、9に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合には、電動モータ18により調節ナット11aを回転する為のウォーム減速機17aとして、逆作動しないものを使用している。この為に、このウォーム減速機17aの噛合部を構成するウォームホイール歯23a及びウォーム25aのリード角を小さく設定している。従って本例の場合、このウォームホイール歯23aを外周面に固設した、上記調節ナット11aは、二次衝突時には回転せず、減速機ハウジング20内に保持固定されたままの状態となる。
[Second Example of Embodiment]
3 to 4 show a second example of an embodiment of the present invention corresponding to
この様に、二次衝突時に上記調節ナット11aが回転しない様に構成する代わりに、本例の場合には、この調節ナット11aと螺合している調節ねじ杆8bの後端部(図3〜4の右端部)をインナーコラム6aに対し、二次衝突時に回転可能に支持している。この為に本例の場合には、このインナーコラム6aの中間部外周面に、支持ブラケット19aの基端部を支持固定している。そして、この支持ブラケット19aの先端部に、中心軸が上記インナーコラム6aと平行な円孔29を形成し、この円孔29の内側に上記調節ねじ杆8bの後端部を、トルクリミッタ30を介して内嵌している。又、この調節ねじ杆8bの外周面後端寄り部分に外向フランジ状の鍔部31を設け、この鍔部31の後側面と上記支持ブラケット19aの前側面との間に、スラスト軸受32を設けている。本例の場合、このスラスト軸受32として、スラストニードル軸受を使用している。
In this way, instead of configuring the adjusting
この様に構成する本例の構造の場合、二次衝突時には、次の様に作動して、ステアリングホイール1aに衝突した運転者を保護する。二次衝突に伴って上記調節ねじ杆8bが前方に押されると、この調節ねじ杆8bの雄ねじ部24と上記調節ナット11aの中心部に設けたねじ孔22の内周面に形成した雌ねじとの螺合部でこの調節ねじ杆8bに、回転方向のトルクが加わる。このトルクが、上記トルクリミッタ30の設定トルク(滑り出しトルク)を上回ると、上記調節ねじ杆8bが回転し始めて、この調節ねじ杆8bが、上記ステアリングホイール1aと共に、上記調節ナット11aに対し前方に変位し始める。この様にしてこのステアリングホイール1aが前方に変位する為には、上記雄ねじ部24と上記ねじ孔22との螺合部での(逆効率が低い事に伴う)抵抗と、上記トルクリミッタ30の設定トルクに基づく抵抗とに打ち勝つ必要がある。上記螺合部での抵抗は、前述した実施の形態の第1例の部分で述べた通り、計算式により求められる他、精度を高くすべく、実験を併用して容易にチューニングできる。又、上記設定トルクに就いても、種々選択できる。従って、上記二次衝突時に吸収する、衝撃エネルギの大きさは、任意に調節できる。
In the case of the structure of this example configured as described above, at the time of the secondary collision, the following operation is performed to protect the driver who collided with the
例えば、
上記雄ねじの有効径 : 2d
この雄ねじのリード角 : β
この雄ねじと上記雌ねじとの螺合部の摩擦係数 : μ
この螺合部の圧力角 : α
この螺合部の摩擦角 : ρ0
この螺合部の見掛け上の摩擦角 : ρ1 {= tan-1(μ/cosα)}
二次衝突に伴って上記調節ねじ杆8bに入力されるアキシアル荷重 : FEA
上記調節ナット11aを回転させる為に要するトルク(ロストルク) : TN
上記トルクリミッタ30の設定トルク(滑り出しトルク) : TL
上記調節ねじ杆8bと前記支持ブラケット19aとの間のロストルク(前記スラスト軸受32の静止トルク) : TS
とした場合に、
β>ρ0
を満たし、且つ、
TL +TS <d・FEA・ tan(β−ρ1 )<TN
を満たす様に、各部の形状(角度等)、性状(表面粗さ等)等を規制する。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。
For example,
Effective diameter of male screw: 2d
Lead angle of this male screw: β
Friction coefficient of threaded part between this male screw and female screw: μ
Pressure angle of this screwing part: α
Friction angle of this threaded part: ρ 0
Apparent friction angle of this screwing part: ρ 1 {= tan −1 (μ / cos α)}
Axial load input to the adjusting screw 杆 8b due to the secondary collision: F EA
Torque required to rotate the adjusting
Setting torque (sliding start torque) of the torque limiter 30: T L
Loss torque between the adjusting
If
β> ρ 0
And
T L + T S <d · F EA · tan (β−ρ 1 ) <T N
The shape (angle etc.) and properties (surface roughness etc.) of each part are regulated so as to satisfy the above.
Since the configuration and operation of the other parts are the same as in the case of the first example of the above-described embodiment, the description regarding the equivalent parts is omitted.
[実施の形態の第3〜8例]
図5〜10は、上述した実施の形態の第2例と同様、請求項1、3、6、8、9に対応する、本発明の実施の形態の第3〜8例を示している。これら各例の場合には、調節ねじ杆8bの後端部と支持ブラケット19a、19bとの間に装着するスラスト軸受の構造が、上述した実施の形態の第2例と異なっている。
先ず、図5に示した第3例の場合には、スラスト軸受32aとして、滑り軸受を使用している。
又、図6に示した第4例の場合には、それぞれがスラストニードル軸受である1対のスラスト軸受32、32により、支持ブラケット19aを前後両側から挟持している。
又、図7に示した第5例の場合には、スラスト軸受32bとして、スラスト玉軸受を使用している。
又、図8に示した第6例の場合には、それぞれがスラスト玉軸受である1対のスラスト軸受32b、32bにより、支持ブラケット19aを前後両側から挟持している。
又、図9に示した第7例の場合には、スラスト軸受32cとして、単列深溝型の玉軸受を使用している。この玉軸受は、ラジアル荷重を支承する他、スラスト荷重も支承できる。そこで、本例の場合には、スラスト軸受として使用すべく、外輪33を支持ブラケット19bの前側面に設けた凹部34に内嵌し、この外輪33の軸方向後端面をこの凹部34の奥面に突き当てると共に、内輪35の軸方向前端面を鍔部31の後側面に突き当てている。
更に、図10に示した第8例の場合には、上記第7例の構造と類似した構造で、凹部34の内周面に係止した止め輪36により、外輪33がこの凹部34から抜け出る事を防止している。
各例とも、スラスト軸受の構造以外の部分の構造及び作用は、上述した実施の形態の第2例の場合と同様である。
[Examples 3 to 8 of the embodiment]
5 to 10 show third to eighth examples of the embodiment of the present invention corresponding to
First, in the case of the third example shown in FIG. 5, a sliding bearing is used as the
In the case of the fourth example shown in FIG. 6, the
In the case of the fifth example shown in FIG. 7, a thrust ball bearing is used as the
In the case of the sixth example shown in FIG. 8, the
In the case of the seventh example shown in FIG. 9, a single row deep groove ball bearing is used as the
Further, in the case of the eighth example shown in FIG. 10, the
In each example, the structure and operation of the portion other than the structure of the thrust bearing are the same as those in the second example of the above-described embodiment.
[実施の形態の第9例]
図11は、請求項1、4、6、10、11に対応する、本発明の実施の形態の第9例を示している。本例の場合には、インナーコラム6aに固定の支持ブラケット19cに、調節ナットとしての機能を持たせている。この為に、厚肉金属板製のこの支持ブラケット19cの基端部を上記インナーコラム6aに外嵌固定すると共に、この支持ブラケット19cの先端部にねじ孔22aを、前後方向に(上記インナーコラム6aと平行に)形成している。又、調節ねじ杆8cの前端部を減速機ハウジング20内に、軸方向の変位を阻止した状態で、回転可能に支持している。この状態で、上記調節ねじ杆8cの中心軸と上記インナーコラム6aの中心軸とを互いに平行にしている。そして、この調節ねじ杆8cに設けた雄ねじ部24aと上記ねじ孔22aとを、逆作動可能に螺合させている。又、この調節ねじ杆8cを電動モータ18により、逆作動可能なウォーム減速機17bを介して、両方向に回転駆動可能としている。
[Ninth Embodiment]
FIG. 11 shows a ninth example of the embodiment of the present invention corresponding to the first, fourth, sixth, tenth and eleventh aspects. In the case of this example, the
本例の構造は、ステアリングホイール1a(図1等参照)の前後位置調節時、及び、二次衝突時に回転する部材が逆になった以外、前述の図1〜2に示した第1例の構造とほぼ同様に作用する。即ち、前後位置調節時には、上記電動モータ18に通電し、上記ウォーム減速機17bを介して上記調節ねじ杆8cを所定方向に回転駆動する。この結果、上記支持ブラケット19cを固定した上記インナーコラム6aが前後方向に移動し、上記ステアリングホイール1aの前後位置が調節される。上記雄ねじ部24aと上記ねじ孔22aとの螺合部の逆効率、及び、上記ウォーム減速機17bを構成するウォームホイール37とウォーム25との噛合部の逆効率は低く、次述する二次衝突に伴う大きな衝撃荷重が加わらない限り、上記ステアリングホイール1aの前後位置が調節後の位置からずれる事はない。
The structure of this example is the same as that of the first example shown in FIGS. 1 and 2 except that the rotating member is reversed when adjusting the front / rear position of the
二次衝突に伴って、調節ナットとして機能する、上記支持ブラケット19cが前方に押されると、この支持ブラケット19cの先端部に設けたねじ孔22aと上記調節ねじ杆8cの雄ねじ部24aとの螺合部でこの調節ねじ杆8cに、回転方向のトルクが加わる。このトルクが、上記ウォームホイール37と上記ウォーム25との噛合部の逆効率及び上記電動モータ18の回転抵抗により定まる、上記調節ねじ杆8cを回転させる為に要するトルク(ロストルク)を上回ると、この調節ねじ杆8cが回転し始める。そして、上記支持ブラケット19cが、上記ステアリングホイール1aと共に、上記調節ねじ杆8cに対し前方に変位し始める。そして、二次衝突前に図11の(A)に示した位置にあった、上記ステアリングホイール1a及び上記インナーコラム6aが、二次衝突に伴って図11の(B)の位置に迄、前方に変位する。
When the
この様にしてこのステアリングホイールが前方に変位する為には、上記雄ねじ部24aと上記ねじ孔22aとの螺合部での(逆効率が低い事に伴う)抵抗と、上記ウォームホイール37と上記ウォーム25との噛合部での抵抗とに打ち勝つ必要がある。上記螺合部及び噛合部での抵抗は、前述した実施の形態の第1例の部分で述べた通り、計算式により求められる他、精度を高くすべく、実験を併用して容易にチューニングできる。従って、上記二次衝突時に吸収する、衝撃エネルギの大きさは、任意に調節できる。本例の場合、前述した様に、ステアリングホイール1aの前後位置調節時、及び、二次衝突時に回転する部材が逆になった以外、前述の図1〜2に示した第1例の構造とほぼ同様であるから、同等部分に関する説明は省略する。
In this way, in order for the steering wheel to be displaced forward, resistance at the threaded portion between the
[実施の形態の第10例]
図12は、請求項1、4、6、10、12に対応する、本発明の実施の形態の第10例を示している。本例の場合には、調節ナット11bを円管状として、内周面に雌ねじを形成すると共に、後端部をインナーコラム6aに対し、支持ブラケット19aを介して支持固定している。そして、上記調節ナット11bの内周面に形成した雌ねじと、調節ねじ杆8dの外周面に形成した雄ねじ部24aとを、上記支持ブラケット19aと減速機ハウジング20との間位置で螺合させている。尚、上記調節ナット11bの内周面に形成した雌ねじは、図示の様に、この調節ナット11bの前端部のみに設けても、或いは全長に亙り設けても良い。要は、二次衝突時に吸収すべき衝撃エネルギの大きさに応じて、設計的に規制する。
[Tenth example of embodiment]
FIG. 12 shows a tenth example of an embodiment of the present invention corresponding to
この様な本例の場合、上記調節ナット11bを円管状にして、上記支持ブラケット19aよりも前方に突出した状態で設けた分、上記調節ねじ杆8dの全長を短くできる。そして、図12の(B)に示した二次衝突後の状態でも、この調節ねじ杆8dの後端部が上記支持ブラケット19aよりも後方に大きく突出しない様にできる。この為、インナーコラム6aの後部周囲に、二次衝突時に上記調節ねじ杆8dとの干渉を防止する為の空間を設定しておく必要がなくなり、電動式位置調節機構付ステアリング装置の衝撃吸収装置の小型化、設計の自由度向上を図り易くなる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第9例と同様であるから、重複する説明は省略する。
In the case of this example, the total length of the adjusting
[実施の形態の第11例]
図13は、請求項1、5、6、13、14に対応する、本発明の実施の形態の第11例を示している。本例の場合には、電動モータ18により調節ねじ杆8cを回転する為のウォーム減速機17aとして、前述の図3〜10に示した本発明の実施の形態の第2〜8例の場合と同様に、逆作動しないものを使用している。従って本例の場合、上記調節ねじ杆8cは、二次衝突時には回転せず、その基端部(前端部)を、減速機ハウジング20内に保持固定されたままの状態となる。
[Eleventh example of embodiment]
FIG. 13 shows an eleventh example of the embodiment of the present invention corresponding to the first, fifth, sixth, thirteenth and fourteenth aspects. In the case of this example, as the
この様に、二次衝突時に上記調節ねじ杆8cが回転しない様に構成する代わりに、本例の場合には、この調節ねじ杆8cと螺合している調節ナット11cをインナーコラム6aに対し、二次衝突時に回転可能に支持している。この為に本例の場合には、支持ブラケット19aの先端部に形成した円孔29の内側に上記調節ナット11cを、トルクリミッタ30aを介して内嵌している。又、この調節ナット11cの外周面前端寄り部分に止め輪38を設け、この止め輪38の後側面と上記支持ブラケット19aの前側面との間に、スラスト軸受32を設けている。
In this way, instead of configuring the adjusting
この様に構成する本例の構造の場合、二次衝突時には、次の様に作動して、ステアリングホイール1aに衝突した運転者を保護する。二次衝突に伴って上記調節ナット11cが前方に押されると、上記調節ねじ杆8cと螺合しているこの調節ナット11cに、回転方向のトルクが加わる。このトルクが、上記トルクリミッタ30aの設定トルクを上回ると、上記調節ナット11cが回転し始めて、この調節ナット11cが、上記ステアリングホイール1aと共に、上記調節ねじ杆8cに対し前方に変位し始める。この様にしてこのステアリングホイール1aが前方に変位する為には、上記調節ねじ杆8cと上記調節ナット11cとの螺合部での(逆効率が低い事に伴う)抵抗と、上記トルクリミッタ30aの設定トルクに基づく抵抗とに打ち勝つ必要がある。これら各部の抵抗は、前述の実施の形態の第2例部分で説明した通り、設計的配慮により調節可能である。従って、上記二次衝突時に吸収する、衝撃エネルギの大きさは、任意に調節できる。
In the case of the structure of this example configured as described above, at the time of the secondary collision, the following operation is performed to protect the driver who collided with the
[実施の形態の第12例]
図14は、請求項1、5、6、13、15に対応する、本発明の実施の形態の第12例を示している。本例の場合には、前述の図12に示した本発明の実施の形態の第10例と同様に、調節ナット11dを円管状として、内周面に雌ねじを形成すると共に、後端部をインナーコラム6aに対し、支持ブラケット19aを介して支持している。そして、上記調節ナット11dの内周面に形成した雌ねじと、調節ねじ杆8dの外周面に形成した雄ねじ部24aとを、上記支持ブラケット19aと減速機ハウジング20との間位置で螺合させている。本例の基本的作用に就いては上述した第11例と同様であり、上記調節ナット11dを円管状とする事に伴う作用・効果は、上記第10例の場合と同様である。
[Twelfth example of embodiment]
FIG. 14 shows a twelfth example of the embodiment of the present invention corresponding to the first, fifth, sixth, thirteenth and fifteenth aspects. In the case of this example, like the tenth example of the embodiment of the present invention shown in FIG. 12 described above, the
1、1a ステアリングホイール
2、2a ステアリングシャフト
3 操舵輪
4、4a ステアリングコラム
5、5a アウターコラム
6、6a インナーコラム
7 支持板
8、8a、8b、8c、8d 調節ねじ杆
9 雄ねじ部
10 ハウジング
11a、11b、11c、11d 調節ナット
12 外筒
13 内軸
14 アウターシャフト
15 インナーシャフト
16 転がり軸受
17、17a、17b ウォーム減速機
18 電動モータ
19、19a、19b、19c、19d 支持ブラケット
20 減速機ハウジング
21a、21b 転がり軸受
22、22a ねじ孔
23、23a ウォームホイール歯
24、24a 雄ねじ部
25、25a ウォーム
26a、26b 転がり軸受
27 カップリング
28 出力軸
29 円孔
30、30a トルクリミッタ
31 鍔部
32、32a、32b、32c スラスト軸受
33 外輪
34 凹部
35 内輪
36 止め輪
37 ウォームホイール
38 止め輪
39 ピン
DESCRIPTION OF
Claims (15)
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