JP2008120213A - 車両用操舵装置 - Google Patents

車両用操舵装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2008120213A
JP2008120213A JP2006305529A JP2006305529A JP2008120213A JP 2008120213 A JP2008120213 A JP 2008120213A JP 2006305529 A JP2006305529 A JP 2006305529A JP 2006305529 A JP2006305529 A JP 2006305529A JP 2008120213 A JP2008120213 A JP 2008120213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
steering
inner shaft
resin member
outer shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006305529A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5152548B2 (ja
Inventor
Naohito Miyawaki
尚人 宮脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2006305529A priority Critical patent/JP5152548B2/ja
Priority to EP07831238.6A priority patent/EP2090493B1/en
Priority to PCT/JP2007/071506 priority patent/WO2008056636A1/ja
Priority to US12/312,296 priority patent/US8052535B2/en
Publication of JP2008120213A publication Critical patent/JP2008120213A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5152548B2 publication Critical patent/JP5152548B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/20Connecting steering column to steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/185Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable by axial displacement, e.g. telescopically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/10Couplings with means for varying the angular relationship of two coaxial shafts during motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/02Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
    • F16D3/12Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted for accumulation of energy to absorb shocks or vibration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/56Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic metal lamellae, elastic rods, or the like, e.g. arranged radially or parallel to the axis, the members being shear-loaded collectively by the total load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/56Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic metal lamellae, elastic rods, or the like, e.g. arranged radially or parallel to the axis, the members being shear-loaded collectively by the total load
    • F16D3/58Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic metal lamellae, elastic rods, or the like, e.g. arranged radially or parallel to the axis, the members being shear-loaded collectively by the total load the intermediate members being made of rubber or like material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/70Interfitted members
    • Y10T403/7026Longitudinally splined or fluted rod
    • Y10T403/7035Specific angle or shape of rib, key, groove, or shoulder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

【課題】軸方向に相対摺動可能な内軸と外軸とを含む操舵軸について、運転者に無用なトルク変動を伝えず、路面状態・車両挙動等の運転者が必要とする情報のみを伝えることができ、摺動抵抗を低減でき、且つコスト安価にすること。
【解決手段】操舵軸3は、軸方向に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸11および筒状の外軸10と、両軸10,11の相対位相が所定範囲を超えたときに、両軸10,11を周方向Cに剛的に連結するセレーション25と、上記相対位相が上記所定範囲内にあるときに、両軸10,11を周方向Cに弾性的に連結する樹脂部材36と、を含む。操舵軸3にトルクが負荷されていないときに、樹脂部材36を介して、両軸10,11が、上記所定範囲の中央位置で相互に弾性支持される。
【選択図】図5

Description

本発明は、車両用操舵装置に関する。
車両用操舵装置は、操舵部材に連結された操舵軸(例えば、特許文献1参照)や、操舵軸と舵取り機構とを連結する中間軸(例えば、特許文献2〜5参照)等、種々の部品を備えている。
米国特許第3757601号明細書 米国特許第6620050号明細書 国際公開第WO2003/031250号パンフレット 特開2003−63414号公報 特開2004−196261号公報
上記操舵軸には、互いに嵌め合わされた雄軸と雌軸とを含むものがある。このような操舵軸には、特許文献1に示されているように雄軸および雌軸が樹脂ピンを介して互いに固定されたものや、雄軸および雌軸が相対摺動可能に嵌め合わされてテレスコピック調整が可能にされたものがある。
このうち、テレスコピック調整可能なものは、雄軸および雌軸が例えばセレーション結合されている。しかしながら、セレーション結合の場合、雄軸の歯と雌軸の歯との間に隙間ができてしまい、その結果、操舵部材の回転角がゼロである操舵中立付近において、操舵部材を操舵したときに、運転者が与える操舵角に対応した入力トルクに等しい反作用としての反力トルクが生じない。これにより、運転者は反力トルクを感じているときの状態のまま操舵部材を操舵してしまうので、操舵部材を操舵しすぎてしまうという状態に陥り易い。
また、操舵角が所定の範囲を超えると、雄軸の歯と雌軸の歯とが噛合して前記反力トルクが急に大きくなり、反力トルクが増大する前の状態のまま運転者が操舵部材を所定の操舵角へ操舵しようとすると、運転者の操舵トルクが不足して必要な操舵角になり難いという状態に陥り易い。その結果、操舵時にふらつき感が生じてしまい、操舵の安定性が失われ運転者に余計な操舵動作の微調整を強制することになり易い。
その解決策として、上記隙間を詰めると、上記従来の技術においては雄軸と雌軸との間の摺動摩擦が大きくなり、特に金属接触の場合には運転者にとって無視できない摺動抵抗となるので、テレスコピック調整の際に操舵部材の位置をスムーズに変更し難い。
そこで、雄軸の歯または雌軸の歯にナイロンコーティングを施して樹脂膜を形成し、上記隙間を詰めつつ上記摺動抵抗を低減することが考えられる。しかしながら、樹脂膜は極めて薄い膜であるため、製造時、雄軸または雌軸の歯に塗布したナイロン樹脂を乾燥させる際に樹脂膜を所望の厚さに形成できない場合があり、歩留りが悪くて製造コストが高い。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、雄軸と雌軸との間で前述の問題点のような運転者に無用なトルク変動を伝えず、路面状態・車両挙動等の運転者が必要とする情報のみを伝えることができ、摺動抵抗を低減でき、且つコスト安価な車両用操舵装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、操舵部材(2)の操舵に応じて回転する操舵軸(3)を備え、上記操舵軸(3)は、軸方向(S)に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸(11)および筒状の外軸(10)と、内軸(11)および外軸(10)の相対位相が所定範囲を超えたときに、両軸(10,11)を周方向(C)に剛的に連結する剛性連結要素(25)と、内軸(11)および外軸(10)の相対位相が上記所定範囲内にあるときに、両軸(10,11)を周方向(C)に弾性的に連結する弾性連結要素(36)と、を含み、上記弾性連結要素(36)は、内軸(11)の外周面(28)に形成された軸方向溝(28a)および外軸(10)の内周面(26)に形成された軸方向溝(26a)に跨る樹脂部材(36)を含み、操舵軸(3)にトルク(T)が負荷されていないときに、上記樹脂部材(36)を介して、内軸(11)および外軸(10)が、上記所定範囲の中央位置で相互に弾性支持されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置(1)を提供するものである(請求項1)。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、相対位相が所定範囲内にあるときでも、樹脂部材によって内軸と外軸とを周方向に連結することにより、操舵部材を操舵したときに操舵角に応じた入力トルクに等しい反作用としての反力トルクを生じさせることができ、操舵不足または操舵過剰を防止でき、運転者の操舵のふらつきを防止できる。さらに、相対位相が所定範囲を超える前には、操舵反力がある程度生じているので、相対位相が所定範囲を超える前後における伝達トルクの急峻な変化を防止でき、滑らかに入力トルクに等しい反作用としての反力トルクを上昇できる。したがって、両軸間における操舵角に対する撓みを排斥できるので、前述のような運転者に無用なトルク変動を与えず、路面状態・車両挙動等の運転者が必要とする情報のみを伝えることができ、例えば、操舵角がゼロである操舵中立付近での操舵のふらつきがなくなり、操舵部材から得られる操舵装置の安定感を向上できる。また、樹脂部材によってフローティングすることにより剛性連結要素の接触を避けることで、両軸間の摺動抵抗を格段に少なくしていることにより、テレスコピック調整時等に両軸を少ない力でスムーズに相対摺動できる。さらに、樹脂部材を、形成の難しい薄膜状に形成する必要がないので、歩留まりをよくでき、コスト安価に製造できる。
上記剛性連結要素(25)は、スプラインまたはセレーション(25)を含むことが好ましい(請求項2)。この場合、内軸と外軸とを周方向に関して確実に連結することができる。
上記樹脂部材(36)は、内軸(11)の周方向(C)に等間隔を隔てて複数配置されていることが好ましい(請求項3)。この場合、各樹脂部材に作用する負荷を均等にでき、両軸を同一の軸線上に確実に保持できる。
上記樹脂部材(36)は、外軸(10)の軸方向溝(26a)に所定の接触角(α)で線接触する円筒面(39)を含むことが好ましい(請求項4)。この場合、樹脂部材と軸方向溝との摺動摩擦を可及的に少なくできるとともに、軸方向に関する樹脂部材と外軸の互いの接触長さを十分に確保でき、外軸を堅固に支持できる。
上記内軸(11)の軸方向溝(28a)は、断面形状において一対の固定面(40,41)を含み、上記樹脂部材(36)は、上記一対の固定面(40,41)に固定された一対の平坦面(37,38)を含み、平坦面(37,38)と固定面(40,41)とはともに内軸(11)の径方向(R)に対して所定の角度(G)を有することが好ましい(請求項5)。この場合、内軸によって樹脂部材を確実に保持でき、樹脂部材が軸方向溝から外れてしまうことを防止できる。
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施の形態にかかる車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、車両用操舵装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2の位置を運転者に対して上下に調節するためのチルト調節機能、および操舵部材2の位置を運転者に対して前後に調整するためのテレスコ調節機能の双方を備えている。
車両用操舵装置1は、上記操舵部材2と、操舵部材2に連結されて操舵部材2の操舵に応じて回転する操舵軸3とを備えている。
操舵部材2は、操舵軸3の一端部に取り付けられている。操舵軸3は、操舵部材2が取り付けられている一端部が上側(アッパ側)となるように傾けて配置されている。操舵軸3の他端部は、自在継手4、中間軸5および自在継手6を介して舵取り機構7に連結されている。舵取り機構7は、自在継手6に連なるピニオン軸8と、ピニオン軸8の一端のピニオン8aに噛み合うラック歯9aを有するラック軸9とを備えている。これにより、操舵部材2を回転操作して操舵軸3を回転することで、舵取り機構7のピニオン8aを回転させ、この回転運動をラック軸9の長手方向への直線運動に変換する。これにより、ラック軸9に連結された図示しないタイロッドを介してナックルアームを回動させ、転舵輪を操向する。
操舵軸3は、一端部に操舵部材2が取り付けられている筒状の外軸10と、外軸10の他端部とトルク伝達可能且つ軸方向に相対摺動可能に嵌合する一端部を有する棒状の内軸11とを有している。内軸11の他端部には、自在継手4が連結されている。
操舵軸3は、コラムチューブ12に回転自在に支持されている。コラムチューブ12は、外軸10を取り囲む外筒13と、外筒13と軸方向に相対摺動可能に嵌合されて内軸11を取り囲む内筒14とを含んでいる。外筒13は、軸受15を介して外軸10を回転自在に且つ軸方向に一体移動可能に支持している。内筒14は、軸受16を介して内軸11を回転自在に且つ軸方向移動不能に支持している。
内筒14には第1のブラケット17が固定されており、車体18に固定された第2のブラケット19に、支軸20を介して支持されている。内筒14は、支軸20回りに揺動可能である。
外筒13には第3のブラケット21が固定されており、車体18に固定された第4のブラケット22と対向している。第3のブラケット21は、ロック機構23によって第4のブラケット22にロックされる。
ロック機構23の操作レバー24を操作して、ロックを解除することにより、外筒13および外軸10を対応する内筒14および内軸11に対して軸方向に相対移動するテレスコ動作をすることができ、且つ、外軸10、内軸11、外筒13および内筒14を上記支軸20回りに揺動させるチルト動作をすることができる。
図2は、操舵軸3の要部の分解斜視図である。図3は、外軸10の他端部の断面図である。図4は、内軸11の一端部の断面図である。図2を参照して、操舵軸3の外軸10および内軸11には、内軸11および外軸10の相対位相(操舵軸3の周方向Cに関する相対位置)が所定範囲を超えたときに、両軸10,11を操舵軸3の周方向Cに剛的に連結する剛性連結要素としてのセレーション25が設けられている。
セレーション25は、外軸10の内周面26に設けられた雌セレーション部27と、内軸11の外周面28に設けられた雄セレーション部29とを含んでおり、これら雌セレーション部27と雄セレーション部29とが互いに嵌め合わされる。
図2および図3を参照して、外軸10の内周面26には、操舵軸3の軸方向Sに延びる軸方向溝26aが、周方向Cに等間隔に複数(本実施の形態において、例えば3つ)設けられている。
雌セレーション部27は、外軸10の内周面26のうち、軸方向溝26aが形成されていない部分に形成されており、軸方向Sに所定の長さを有している。内周面26のうち、軸方向溝26aで区画された第1、第2および第3の領域30,31,32のそれぞれにおいて、雌セレーション部27の歯27aは、複数(本実施の形態において、例えば5つ)設けられており、隣り合う歯27aの配置ピッチは一定とされている。
図2および図4を参照して、内軸11の外周面28には、軸方向Sに延びる軸方向溝28aが、周方向Cに等間隔に複数(本実施の形態において、例えば3つ)設けられており、外軸10の対応する軸方向溝26aと径方向に相対向している。
外周面28のうち、軸方向溝28aで区画された第1、第2および第3の領域33,34,35のそれぞれにおいて、雄セレーション部29の歯29aは、周方向Cに関して複数(本実施の形態において、例えば6つ)設けられており、周方向Cに隣り合う歯29aの配置ピッチは一定とされている。
図5は、操舵軸3の要部の断面図である。図2および図5を参照して、操舵部材の操舵角θがゼロである操舵中立状態において、雌セレーション部27の各歯27aと、雄セレーション部29の対応するセレーション歯29aとの間には、周方向Cに関して所定の隙間Aがそれぞれ設けられている。これにより、操舵部材の操舵角θがゼロから所定の操舵角|θ1|(例えば、数分程度)以下の間、雌セレーション部27の各歯27aと、雄セレーション部29の対応するセレーション歯29aとは、噛み合わない。なお、操舵角θは、周方向Cの一方に関して正であり、周方向Cの他方に関して負である。
操舵角θが所定の操舵角|θ1|以下のとき、内軸11および外軸10のセレーション間の隙間Aは、所定範囲(例えば、操舵角にして数分程度)内にあり、操舵角θが所定の操舵角|θ1|を超えると、内軸11および外軸10のセレーション間の隙間Aは、上記所定範囲を超える。
操舵角θが所定の操舵角|θ1|を超えると、雌セレーション部27の各歯27aと、雄セレーション部29の対応する歯29aがそれぞれ噛み合い互いにトルク伝達可能となる。
内軸11と外軸10との間には、弾性連結要素としての樹脂部材36が介装されている。この樹脂部材36は、内軸11および外軸10の相対位相が上記所定範囲内にあるときに、両軸10,11を周方向Cに弾性的に連結するものであり、操舵軸3にトルクが負荷されていないときに、樹脂部材36を介して、内軸11および外軸10が、上記所定範囲の中央位置に相当する操舵角θ=0°で相互に弾性支持されるようになっている。
樹脂部材36は、内軸11の周方向Cに等間隔を隔てて複数(本実施の形態において、3つ)配置されている。各樹脂部材36は、それぞれ、内軸11の対応する軸方向溝28aおよび外軸10の対応する軸方向溝26aに跨る棒状をなしている。
各樹脂部材36は、軸方向Sに関して、対応する軸方向溝26a,28aの略全域に亘って延びており、操舵軸3の径方向Rに関して相対的に内側に配置された一対の平坦面37,38と、径方向Rに関して相対的に外側に配置された円筒面39とを含んでいる。
一対の平坦面37,38は、断面テーパ状をなしており、径方向Rの内側に進むに従い互いの間隔が短くなっている。各一対の平坦面37,38は、内軸11の対応する軸方向溝28aに形成された、断面V字形形状をなす一対の固定面40,41にそれぞれ固定されている。一対の平坦面37,38と一対の固定面40,41との互いの固定は、例えば、接着剤を用いて行われる。なお、圧入により固定してもよい。各平坦面37,38と対応する固定面40,41とは、それぞれ、内軸11の径方向Rに対して所定の角度Gを有している。角度Gは、例えば、鋭角としての45°に設定される。
円筒面39は、径方向Rの外側に向けて凸湾曲する断面円弧状をなしており、外軸10の対応する軸方向溝26aと相対向している。
円筒面39の断面は、単一の曲率半径r1を有している。外軸10の軸方向溝26aの断面形状は、円筒面39と接触する部分がテーパ状をなす平坦面に形成されている。なお、外軸10の軸方向溝26aは、断面V字形形状に形成されていてもよい。
図6は、図5の一部を拡大した図である。図6を参照して、円筒面39は、外軸10の軸方向溝26aに対して所定の接触角αをなして線接触している。円筒面39と外軸10の軸方向溝26aとは、接触部Pで互いに線接触している。この接触部Pは、周方向Cに関して2箇所設けられている。各接触部Pは、外軸10の軸線Eを中心とし所定の曲率半径を有する円B上に並んでいる。
接触角αとは、接触部Pにおける円Bの接線と接触部Pにおける軸方向溝26aの接線Dとがなす角をいう。
換言すると、接触角αは、接触部Pにおいて、軸方向溝26aから樹脂部材36に与えられる力の作用線βと、外軸10の軸線Eを含み接触部Pを通る仮想の平面Fとのなす角に相当する。
上記接触角αの値は、30°〜60°の範囲に設定されることが好ましく、40°〜50°の範囲に設定されることがより好ましい。本実施の形態において、接触角αは、例えば、45°に設定されている。
図5および図6を参照して、以上の概略構成を有する車両用操舵装置において、操舵角θが所定の操舵角|θ1|以下であるとき、内軸11と外軸10とは、樹脂部材36のみを介して互いにトルク伝達可能である。換言すれば、樹脂部材36によって両軸10,11がフローティング支持されている。このとき、両軸10,11間に作用するトルクTは、接触部Pにおける円Bの接線方向に作用する。
一方、操舵角θが所定の操舵角|θ1|を超えると、周方向Cに関する樹脂部材36の弾性変形が所定量を超え、外軸10の雌セレーション部27と内軸11の雄セレーション部29とが互いに噛み合い、これら雌セレーション部27と内軸11の雄セレーション部29との間でトルク伝達可能となる。
本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。すなわち、操舵角θが所定の操舵角|θ1|以下のときに、樹脂部材36によって両軸10,11を周方向Cに弾性的に連結している。操舵角θが所定の操舵角|θ1|以下のときでも、樹脂部材36によって内軸11と外軸10とを周方向Cに連結することにより、操舵部材2を操舵したときに操舵角θに応じた入力トルクに等しい反作用としての反力トルクを生じさせることができ、操舵不足または操舵過剰を防止でき、運転者の操舵のふらつきを防止できる。
さらに、操舵角θが所定の操舵角|θ1|を超える前には、操舵反力がある程度生じているので、操舵角θが所定の操舵角|θ1|を超える前後における伝達トルクの急峻な変化を防止でき、滑らかに入力トルクに等しい反作用としての反力トルクを上昇できる。したがって、両軸10,11間における操舵角θに対する撓みを排斥できるので、前述のような運転者に無用なトルク変動を与えず、路面状態・車両挙動等の運転者が必要とする情報のみを伝えることができ、操舵角θがゼロである操舵中立付近での操舵のふらつきがなくなり、操舵部材2から得られる操舵装置1の安定感を向上できる。
また、樹脂部材36によってフローティングすることによりセレーション25における金属接触を避けることで、両軸10,11間の摺動抵抗を格段に少なくしていることにより、テレスコピック調整時に両軸10,11を少ない力でスムーズに相対摺動できる。さらに、樹脂部材36を、形成の難しい薄膜状に形成する必要がないので、歩留まりをよくでき、コスト安価に製造できる。
また、剛性連結要素としてセレーション25を用いていることにより、内軸11と外軸10とを周方向Cに関して確実に連結することができる。
さらに、樹脂部材36を、周方向Cに等間隔を隔てて複数配置していることにより、各樹脂部材36に作用する負荷を均等にでき、両軸10,11を同一の軸線上に確実に保持できる。
また、樹脂部材36の円筒面39を、外軸10の軸方向溝26aに所定の接触角αで線接触させていることにより、樹脂部材36と上記軸方向溝26aとの摺動摩擦を可及的に少なくできるとともに、軸方向Sに関する樹脂部材36と外軸10の互いの接触長さを十分に確保でき、外軸10を堅固に支持できる。
さらに、内軸11の軸方向溝28aの一対の固定面40,41に樹脂部材36の対応する平坦面37,38をそれぞれ固定していることにより、内軸11によって樹脂部材36を確実に保持でき、樹脂部材36が軸方向溝28aから外れてしまうことを防止できる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、セレーション25に代えて、スプラインを設けてもよい。この場合、スプラインの雌スプライン部は、外軸10の内周面26に形成され、雄スプライン部は、内軸11の外周面28に形成される。
また、樹脂部材36の円筒面39と一対の平坦面37,38の配置を入れ替えてもよい。この場合、樹脂部材36の一対の平坦面37,38を、径方向Rに関して相対的に外側に配置して外軸10の軸方向溝26aに固定するとともに、円筒面39を径方向Rに関して相対的に内側に配置し、この円筒面39を内軸11の軸方向溝28aに所定の接触角αで線接触させる。
さらに、電動モータで操舵軸に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置や、油圧シリンダでラック軸に操舵補助力を付与する油圧パワーステアリング装置等のパワーステアリング装置に本発明を適用することができる。
この場合、操舵補助力の付与が開始される操舵角は、上記所定の操舵角|θ1|に相当するように設定される。すなわち、操舵角θが所定の操舵角|θ1|以下の領域は、操舵部材の操舵にかかわらず操舵補助力が生じない、いわゆる不感帯領域とされる。操舵補助力が付与されない程度の微小な操舵角(不感帯領域)のとき、樹脂部材36のみを介して内軸11と外軸10との間でトルクが伝達される。
試験例:図5に示す操舵軸を試験例として用いた。
比較例:図7に示す操舵軸を比較例として用いた。試験例と異なるのは、樹脂部材に代えて軸方向に延びるころを用いるとともに、外軸の軸方向溝および内軸の軸方向溝の断面形状のそれぞれを、ころの外周面の形状に沿う円弧状に形成し、ころを各上記軸方向溝間に相対摺動可能に介装した点にある。
上記試験例および比較例のそれぞれについて、所定のねじれ角の範囲で内軸と外軸とを相対回転させて、ねじれ角と操舵軸に作用するトルクとの関係を調べた。結果を図8に示す。
図8に示すように、試験例では、ねじれ角に応じて略線形的にトルクが変動しているのに対して、比較例では、あるねじれ角まではトルクが略ゼロであり、あるねじれ角になるとトルクが突然立ち上がっている。
以上より、試験例が、操舵角(ねじれ角)がゼロである操舵中立付近で操舵のふらつきを生じることがなく、操舵部材から得られる安定感(特性)を理想特性に近づけることができるということが実証された。
本発明の一実施の形態にかかる車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 操舵軸の要部の分解斜視図である。 外軸の他端部の断面図である。 内軸の一端部の断面図である。 操舵軸の要部の断面図である。 図5の一部を拡大した図である。 比較例の要部の断面図である。 試験例および比較例のそれぞれにおける操舵角とトルクとの関係を示すグラフ図である。
符号の説明
1…車両用操舵装置、2…操舵部材、3…操舵軸、10…外軸、11…内軸、25…セレーション(剛性連結要素)、26…(外軸の)内周面、26a…軸方向溝、28…(内軸の)外周面、28a…軸方向溝、36…樹脂部材(弾性連結要素)、37,38…平坦面、39…円筒面、40,41…固定面、C…周方向、G…所定の角度、T…トルク、R…径方向、S…軸方向、α…接触角。

Claims (5)

  1. 操舵部材の操舵に応じて回転する操舵軸を備え、
    上記操舵軸は、
    軸方向に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸および筒状の外軸と、
    内軸および外軸の相対位相が所定範囲を超えたときに、両軸を周方向に剛的に連結する剛性連結要素と、
    内軸および外軸の相対位相が上記所定範囲内にあるときに、両軸を周方向に弾性的に連結する弾性連結要素と、を含み、
    上記弾性連結要素は、内軸の外周面に形成された軸方向溝および外軸の内周面に形成された軸方向溝に跨る樹脂部材を含み、
    操舵軸にトルクが負荷されていないときに、上記樹脂部材を介して、内軸および外軸が、上記所定範囲の中央位置で相互に弾性支持されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
  2. 請求項1において、上記剛性連結要素は、スプラインまたはセレーションを含む車両用操舵装置。
  3. 請求項1または2において、上記樹脂部材は、内軸の周方向に等間隔を隔てて複数配置されている車両用操舵装置。
  4. 請求項1〜3の何れか1項において、上記樹脂部材は、外軸の軸方向溝に所定の接触角で線接触する円筒面を含む車両用操舵装置。
  5. 請求項1〜4の何れか1項において、上記内軸の軸方向溝は、断面形状において一対の固定面を含み、上記樹脂部材は、上記一対の固定面に固定された一対の平坦面を含み、平坦面と固定面とはともに内軸の径方向に対して所定の角度を有する車両用操舵装置。
JP2006305529A 2006-11-10 2006-11-10 車両用操舵装置 Expired - Fee Related JP5152548B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006305529A JP5152548B2 (ja) 2006-11-10 2006-11-10 車両用操舵装置
EP07831238.6A EP2090493B1 (en) 2006-11-10 2007-11-05 Vehicle steering shaft and vehicle steering device
PCT/JP2007/071506 WO2008056636A1 (fr) 2006-11-10 2007-11-05 Arbre de direction de véhicule et dispositif de direction de véhicule
US12/312,296 US8052535B2 (en) 2006-11-10 2007-11-05 Motor vehicle steering shaft and motor vehicle steering system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006305529A JP5152548B2 (ja) 2006-11-10 2006-11-10 車両用操舵装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008120213A true JP2008120213A (ja) 2008-05-29
JP5152548B2 JP5152548B2 (ja) 2013-02-27

Family

ID=39364452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006305529A Expired - Fee Related JP5152548B2 (ja) 2006-11-10 2006-11-10 車両用操舵装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8052535B2 (ja)
EP (1) EP2090493B1 (ja)
JP (1) JP5152548B2 (ja)
WO (1) WO2008056636A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009166615A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Jtekt Corp 車両用伸縮軸およびこれを備える車両用操舵装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8286525B2 (en) * 2005-01-19 2012-10-16 Mitsuba Corporation Gear and rolling dies for forming gear
CN101649884B (zh) * 2008-08-15 2013-11-13 德昌电机(深圳)有限公司 传动结构及具有所述传动结构的马达组件
US20110088502A1 (en) * 2009-10-19 2011-04-21 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Steering column with integrated shaft bearing and tube-mounted slidable yoke
WO2013080714A1 (ja) * 2011-12-01 2013-06-06 日本精工株式会社 伸縮軸
US9206852B2 (en) * 2013-05-02 2015-12-08 GM Global Technology Operations LLC Shaft coupling assembly and method
DE102014105822B4 (de) 2014-04-25 2016-03-03 Thyssenkrupp Presta Ag Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug
WO2016084403A1 (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 日本精工株式会社 トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置
DE102015219644A1 (de) * 2015-10-09 2017-04-13 Ford Global Technologies, Llc Steckverbindung zwischen einem Lenkrad und einer Lenkstange sowie Lenkrad und Lenkstange zur Ausbildung einer Steckverbindung
DE102016218830A1 (de) * 2016-09-29 2018-03-29 Aktiebolaget Skf Baueinheit
US10641315B2 (en) * 2017-04-04 2020-05-05 Steering Solutions Ip Holding Corporation Steering shaft assembly having anti-pull apart feature
CN112537365A (zh) * 2019-09-20 2021-03-23 舍弗勒技术股份两合公司 用于检测机电式转向系统的方向盘的转向运动的方向盘单元
US11739795B2 (en) * 2020-07-07 2023-08-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Inner spline with top land drainage hole
WO2022225431A1 (en) * 2021-04-22 2022-10-27 Vandewiele Sweden Ab Steering coupling and arrangement related thereto
EP4186777A1 (en) * 2021-11-26 2023-05-31 Volvo Truck Corporation Serration connection for a steering assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001050293A (ja) * 1999-06-30 2001-02-23 Nacam France Sa 2つの滑動シャフトのボール結合装置
JP2003156063A (ja) * 2001-11-20 2003-05-30 Mando Corp ユニバーサルジョイント
JP2005180631A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Toyota Motor Corp スプライン部品装置およびその嵌合方法
JP2005324599A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Nsk Ltd 車両ステアリング用伸縮軸
JP2005344747A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Koyo Seiko Co Ltd 動力伝達シャフト
JP2006010048A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Koyo Seiko Co Ltd スプライン継手
JP2007147059A (ja) * 2005-10-31 2007-06-14 Nsk Ltd 回転軸用結合装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2446942A (en) * 1942-11-18 1948-08-10 Packard Motor Car Co Elastic rotational system
US3066503A (en) * 1961-05-23 1962-12-04 Gen Tire & Rubber Co Formed tube coupling
US3757601A (en) * 1972-06-22 1973-09-11 Gen Motors Corp Collapsible steering column assembly
US3805552A (en) * 1972-10-17 1974-04-23 Atomic Energy Commission Radial spline guide bearing assembly
JPS5850105Y2 (ja) * 1979-02-23 1983-11-15 トヨタ自動車株式会社 弾性軸継手
JPS5858096B2 (ja) 1979-03-15 1983-12-23 オムロン株式会社 血圧測定装置
FR2669693A1 (fr) * 1990-11-23 1992-05-29 Nacam Accouplement extensible perfectionne pour solidariser en rotation deux arbres avec systeme de securite integre et son application notamment aux directions d'automobiles.
US5460574A (en) * 1993-08-31 1995-10-24 Trw Inc. Variable length shaft assembly with a lash bushing
DE4340429C1 (de) * 1993-11-27 1995-04-06 Lemfoerder Metallwaren Ag Teleskopierbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge
US5709605A (en) * 1996-12-23 1998-01-20 General Motors Corporation Shaft coupling
DE19750005C1 (de) * 1997-11-12 1999-04-22 Supervis Ets Längenveränderbare Lenkspindel für Lenkvorrichtungen bei Kraftfahrzeugen
ES2161127B1 (es) * 1999-03-16 2002-09-01 Castellon Melchor Daumal Arbol telescopico para columnas de direccion en vehiculos de automoviles con sistema de deslizamiento con control de carga.
US6283867B1 (en) * 1999-12-07 2001-09-04 Koyo Seiko Co., Ltd. Elastic shaft joint
JP2003063414A (ja) 2001-08-27 2003-03-05 Nsk Ltd 車両ステアリング用伸縮軸
US7481130B2 (en) * 2001-10-01 2009-01-27 Nsk Ltd. Vehicle steering telescopic shaft
US6620050B2 (en) * 2001-10-30 2003-09-16 Mando Corporation Universal joint
JP2004196261A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Nsk Ltd 車両ステアリング用伸縮軸
JP4190905B2 (ja) * 2003-02-06 2008-12-03 日本精工株式会社 車両用ステアリング装置
FR2875279B1 (fr) * 2004-09-14 2006-11-24 Nacam France Sas Dispositif d'accouplement a billes a maintien articule de deux arbres coulissants
JP2006090480A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Jtekt Corp 伸縮自在シャフト
JP2005231625A (ja) * 2005-04-27 2005-09-02 Nsk Ltd 車両ステアリング用伸縮軸
JP2006305529A (ja) 2005-05-02 2006-11-09 Yoshio Yabe 簡易振動発生器具
JP5119707B2 (ja) * 2006-06-29 2013-01-16 日本精工株式会社 伸縮軸

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001050293A (ja) * 1999-06-30 2001-02-23 Nacam France Sa 2つの滑動シャフトのボール結合装置
JP2003156063A (ja) * 2001-11-20 2003-05-30 Mando Corp ユニバーサルジョイント
JP2005180631A (ja) * 2003-12-22 2005-07-07 Toyota Motor Corp スプライン部品装置およびその嵌合方法
JP2005324599A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Nsk Ltd 車両ステアリング用伸縮軸
JP2005344747A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Koyo Seiko Co Ltd 動力伝達シャフト
JP2006010048A (ja) * 2004-06-29 2006-01-12 Koyo Seiko Co Ltd スプライン継手
JP2007147059A (ja) * 2005-10-31 2007-06-14 Nsk Ltd 回転軸用結合装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009166615A (ja) * 2008-01-15 2009-07-30 Jtekt Corp 車両用伸縮軸およびこれを備える車両用操舵装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2090493A1 (en) 2009-08-19
EP2090493A4 (en) 2011-08-24
EP2090493B1 (en) 2013-07-24
JP5152548B2 (ja) 2013-02-27
US20090270185A1 (en) 2009-10-29
US8052535B2 (en) 2011-11-08
WO2008056636A1 (fr) 2008-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5152548B2 (ja) 車両用操舵装置
JP5811397B2 (ja) 車両用操舵装置
JP2004262266A (ja) 車両用ステアリング装置
WO2012157605A1 (ja) ラックアンドピニオン式ステアリングギヤユニット
JP2009001251A (ja) 車両操舵用伸縮軸およびこれを備える車両用操舵装置
JP6887498B2 (ja) ステアリング伝動機構およびステアリングシステム
US20090145257A1 (en) Extendable shaft for steering vehicle and motor vehicle steering system
JP2010083392A (ja) 電動式テレスコピックステアリング装置
JP2007099260A (ja) ステアリング装置
WO2004005110A1 (ja) ステアリング装置及びラック軸の製造方法
JP5614290B2 (ja) ステアリング装置
JP5262592B2 (ja) 車両用操舵力伝達装置
JP5613642B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2007203947A (ja) 電動式パワーステアリング装置用ウォーム減速機及びこれを組み込んだ電動式パワーステアリング装置
JP5316856B2 (ja) 車両操舵用伸縮軸およびこれを備える車両用操舵装置
JP2008126750A (ja) ステアリング装置
JP4883164B2 (ja) ジョイント構造並びにそれを用いた減速機構及び操舵補助装置
JP2008222049A (ja) ステアリング装置
KR20140135328A (ko) 자동차 조향축의 잠금장치
JP2005161894A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP5015751B2 (ja) シャフトの結合構造
JP2004161117A (ja) 操舵機構
JP5434250B2 (ja) 車両用ステアリングダンパ装置及びステアリング装置
JP7279581B2 (ja) カム装置及びステアリング装置
JP5035623B2 (ja) 車両用伸縮軸およびこれを備える車両用操舵装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120510

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151214

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees