JP2008195354A - Steering system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング装置に係り、特に、操舵ハンドルが少なくとも車両前方向に移動し得る機構を備えたステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering apparatus, and more particularly, to a steering apparatus including a mechanism in which a steering handle can move at least in a vehicle front direction.
ステアリング装置は、操舵ハンドルを機械的または電気的にラックシャフトなどの操向軸に連結し、操舵ハンドルの回動(操舵)操作量を上記操向軸に伝達する装置である。このステアリング装置は一般的に、操舵ハンドルに連結されて操舵ハンドルの回動操作により軸周り方向に回転するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを相対回転可能且つ軸方向移動不能に支持するコラムチューブを有している。そして、操舵ハンドルの回動操作により回転するステアリングシャフトの回転駆動力がステアリング装置を介して操向軸に直進駆動力として伝達されて、操向軸が駆動する。 The steering device is a device that mechanically or electrically connects a steering handle to a steering shaft such as a rack shaft, and transmits a rotation (steering) operation amount of the steering handle to the steering shaft. This steering apparatus generally has a steering shaft that is connected to a steering handle and rotates in the direction around the axis by a turning operation of the steering handle, and a column tube that supports the steering shaft so as to be relatively rotatable and non-movable in the axial direction. is doing. Then, the rotational driving force of the steering shaft that is rotated by the turning operation of the steering handle is transmitted as the straight driving force to the steering shaft via the steering device, and the steering shaft is driven.
ステアリング装置には、ステアリングシャフトが軸方向に移動して操舵ハンドルの車両前後方向位置を調整する機構であるテレスコピック機構や、ドライバー側から操舵ハンドルに車両前方側への衝撃が加えられたときにその衝撃力によってステアリングシャフトが移動して衝撃力を吸収しながら操舵ハンドルを車両前方側に押し込むための機構である衝撃移動機構が搭載されているものもある。このような機構を実際に機能し得るようにするためには、ステアリングシャフトが少なくとも軸方向に移動する構造であることが必要である。 The steering device includes a telescopic mechanism that adjusts the position of the steering handle in the longitudinal direction of the vehicle by moving the steering shaft in the axial direction, and when an impact is applied to the steering handle from the driver side to the front of the vehicle. Some of them are equipped with an impact moving mechanism that is a mechanism for pushing the steering handle toward the front of the vehicle while the steering shaft is moved by the impact force to absorb the impact force. In order that such a mechanism can actually function, it is necessary that the steering shaft has a structure that moves at least in the axial direction.
ステアリングシャフトを軸方向に移動可能とする構造として、ステアリングシャフトを2分割するとともに、分割された2つのシャフトをスプライン嵌合などにより一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に連結し、一方のシャフトを他方のシャフトに沿わして軸方向相対移動する構造が採用され得る。このような構造とすれば、操舵ハンドルに連結した側のステアリングシャフトをもう一方のステアリングシャフトに対して軸方向移動させることができる。また、この構造の採用に伴い、コラムチューブも2分割し、2つのコラムチューブがそれぞれのステアリングシャフトを相対回転可能且つ軸方向移動不能に支持する構造とされる場合がある。この場合、両コラムチューブは径方向に重なり合う積層領域が形成されるとともに、両コラムチューブが軸方向に相対移動可能となるようにされる。このような構造とすれば、操舵ハンドルに連結された側のステアリングシャフトが軸方向相対移動すると、それに伴ってそのステアリングシャフトを支持しているコラムチューブも相手側のコラムチューブに対して軸方向移動する。 As a structure that enables the steering shaft to move in the axial direction, the steering shaft is divided into two parts, and the two divided shafts are connected so as to be integrally rotatable and axially movable relative to each other by spline fitting or the like. A structure that relatively moves in the axial direction along the other shaft may be employed. With such a structure, the steering shaft connected to the steering handle can be moved in the axial direction with respect to the other steering shaft. In addition, with the adoption of this structure, the column tube may be divided into two parts, and the two column tubes may be configured to support the respective steering shafts so as to be relatively rotatable and axially immovable. In this case, both the column tubes are formed with a laminated region overlapping in the radial direction, and the two column tubes are configured to be relatively movable in the axial direction. With such a structure, when the steering shaft on the side connected to the steering handle moves in the axial direction, the column tube supporting the steering shaft also moves in the axial direction with respect to the counterpart column tube. To do.
また、ステアリング装置には、操向軸に操舵ハンドルの回転駆動力を伝達するまでの伝達経路中に、車両の操舵操作に関連する機能を有する機能部品である操舵関連部品が取り付けられる場合がある。このような操舵関連部品として、例えば、車速などの車両の運動状態や舵角に応じて操舵ハンドルの操舵量に対する転舵輪の転舵量の比を変化させる機構である伝達比可変機構や、操舵ハンドルを回動させるために必要な操舵トルクに応じて操舵ハンドルの回動操作をアシストするアシストトルクを発生する機構であるパワーステアリング機構が挙げられる。操舵関連部品は、操舵ハンドルの操舵操作に基づいて作動するものであるから、操舵ハンドルの操舵操作を受けて回転するステアリングシャフトに連結される場合がある。例えば、本出願時には未だ公開されていない特許文献1においては、ステアリング装置を構成するステアリングシャフトが操舵ハンドルに連結する第1シャフトとこの第1シャフトに軸方向相対移動可能に連結する第2シャフトの2つのシャフトに分割され、上記軸方向相対移動によりステアリングシャフト全体が伸縮可能とされているとともに、第2シャフトの端部に伝達比可変機構および電動パワーステアリング機構を連結したステアリング装置の構造が記載されている。
特許文献1に記載のステアリング装置は、第2シャフトの端部に伝達比可変機構を連結しているので、第1シャフトおよび第1チューブの移動ストロークや、第1チューブと第2チューブとが互いに重なり合っている領域(この領域を積層領域と呼ぶ)の長さ(この長さをチューブ嵌合長と呼ぶ)は上記伝達比可変機構との干渉を考慮して設計しなければならない。よって、限られた車両内のスペースにおいて伝達比可変機構を搭載しているステアリング装置を設計する場合、それを搭載していないステアリング装置に比べて移動ストロークやチューブ嵌合長が長く取れない。チューブ嵌合長はステアリング装置の剛性(強度)および防振効果に影響し、チューブ嵌合長が長いほど剛性および防振効果は高まる。よって、チューブの嵌合長が短くなれば、ステアリング装置の剛性および防振効果が低減するといった問題が発生してしまう。
In the steering device described in
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、伝達比可変機構などの操舵関連部品がステアリングシャフトに連結している場合であっても、ステアリングシャフトの移動ストロークを所定の長さだけ確保し、且つ、ステアリング装置の剛性および防振効果が維持され得るようにチューブ嵌合長の長さを十分に確保したステアリング装置を提供することを技術的課題とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and even when a steering-related component such as a transmission ratio variable mechanism is connected to the steering shaft, the moving stroke of the steering shaft is a predetermined length. It is a technical problem to provide a steering device that ensures a sufficient tube fitting length so that the rigidity and vibration isolation effect of the steering device can be maintained.
上記課題を達成するために、本発明の特徴は、長尺状に形成されるとともに、一方端側にて操作者により回動操作される操舵ハンドルに連結し、前記操舵ハンドルの回動操作により軸回り方向に回転するとともに、他方端側にて車両の操舵操作に関連する機能を有する操舵関連部品に連結したステアリングシャフトであって、前記操舵ハンドルとともに軸方向に移動可能なステアリングシャフトと、筒状に形成され、内周側に前記ステアリングシャフトを相対回転可能且つ軸方向相対移動不能に支持した第1チューブと、筒状に形成され、内周側に前記ステアリングシャフトおよび前記操舵関連部品の一部または全部を収容した第2チューブと、を備え、前記第1チューブは、前記第2チューブと同軸的に、且つ前記第2チューブの外周側に沿って軸方向移動可能に配置されているステアリング装置とすることにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that it is formed in an elongated shape and is connected to a steering handle that is rotated by an operator on one end side, and is operated by rotating the steering handle. A steering shaft that rotates in a direction around an axis and is connected to a steering-related component having a function related to a steering operation of a vehicle on the other end side, the steering shaft being movable in the axial direction together with the steering handle, and a cylinder A first tube which is formed in a cylindrical shape and supports the steering shaft on the inner peripheral side so as to be relatively rotatable and not movable in the axial direction, and is formed in a cylindrical shape, and one of the steering shaft and the steering related parts is formed on the inner peripheral side. A second tube containing part or all of the first tube, the first tube being coaxial with the second tube and on the outer peripheral side of the second tube It is to a steering system that is axially movably arranged me.
上記発明によれば、第1チューブは第2チューブと同軸的に、且つ第2チューブの外周側に沿って軸方向に移動できるように配置されている。つまり、本発明のステアリング装置は、第1チューブが外側であり、第2チューブが内側となるように積層領域が形成されている。このため、ステアリングシャフトおよびこのステアリングシャフトを支持している第1チューブが軸方向に移動するときに、第1チューブは第2チューブの外側を移動する。このとき、操舵関連部品はその全部または一部が第2チューブの内部に収容されているため、第1チューブはその軸方向移動により操舵関連部品に干渉することはない。よって、第1チューブの移動ストロークと操舵関連部品の軸方向に亘る配置区間とを大きく重複させることができる。したがって、操舵関連部品がステアリングシャフトに連結されている場合であっても操舵関連部品との干渉を考慮せずに移動ストロークやチューブ嵌合長を設計することができる。すなわち、本発明の構成により、第1チューブおよび軸方向移動部の移動ストロークおよびチューブ嵌合長を十分に確保したステアリング装置を提供することができる。 According to the said invention, the 1st tube is arrange | positioned so that it can move to an axial direction along the outer peripheral side of a 2nd tube coaxially with a 2nd tube. That is, in the steering device of the present invention, the laminated region is formed so that the first tube is on the outside and the second tube is on the inside. For this reason, when the steering shaft and the first tube supporting the steering shaft move in the axial direction, the first tube moves outside the second tube. At this time, all or a part of the steering-related parts are accommodated in the second tube, so that the first tube does not interfere with the steering-related parts due to the axial movement thereof. Therefore, the movement stroke of the first tube and the arrangement section extending in the axial direction of the steering-related parts can be largely overlapped. Therefore, even when the steering-related component is connected to the steering shaft, the moving stroke and the tube fitting length can be designed without considering interference with the steering-related component. That is, according to the configuration of the present invention, it is possible to provide a steering device that sufficiently secures the moving stroke and tube fitting length of the first tube and the axially moving portion.
また、前記ステアリングシャフトは、長尺状に形成され、一方端が操舵ハンドルに連結された第1シャフトと、長尺状に形成され、前記第1シャフトの回転を受けて軸周り方向に回転可能であり、且つ一方端側にて前記第1シャフトに軸方向相対移動可能に連結し、他方端側にて前記操舵関連部品に連結した第2シャフトと、を備えるようにしてもよい。これによれば、第1シャフトが第1チューブとともに軸方向移動し、それに伴って操舵ハンドルも移動する。なお、この場合は第2シャフトが固定され、第1シャフトが第2シャフトに対して移動することによりステアリングシャフトの全長が収縮する。このような場合も、ステアリングシャフトの一部が移動していることに変わりはない。つまり、移動しない部分があっても、一部分が移動して全体が収縮するようなステアリングシャフトであれば、軸方向に移動可能に構成されたステアリングシャフトであり、本発明の範囲内に包含される。 In addition, the steering shaft is formed in a long shape, and is formed in a long shape with a first shaft connected to a steering handle at one end, and can rotate in the direction around the axis in response to the rotation of the first shaft. And a second shaft connected to the first shaft so as to be axially movable relative to one end side, and connected to the steering-related component on the other end side. According to this, the first shaft moves in the axial direction together with the first tube, and the steering handle moves accordingly. In this case, the second shaft is fixed, and the entire length of the steering shaft contracts as the first shaft moves relative to the second shaft. Even in such a case, a part of the steering shaft is still moving. That is, even if there is a portion that does not move, the steering shaft is configured to be movable in the axial direction as long as the steering shaft is partially moved and contracts as a whole, and is included in the scope of the present invention. .
また、前記操舵関連部品は、前記ステアリングシャフトの回転を受けて回転し、且つ軸方向相対移動可能に前記ステアリングシャフトに連結した入力軸を備えるものとしてもよい。この場合は、ステアリングシャフトを操舵関連部品の入力軸に対して軸方向移動させることによりステアリングシャフトの全体が軸方向移動する。さらにこのように構成することによりステアリングシャフトを分割する必要がないので、その分ステアリングシャフトを短く設計することができ、ステアリング装置の全長を短くしてコンパクトなステアリング装置とすることができる。この場合、ステアリングシャフトは操舵関連部品の入力軸に対して軸方向移動することになるので、入力軸はステアリングシャフトの移動ストローク以上の軸方向長さを有する必要がある。 The steering-related component may include an input shaft that rotates in response to the rotation of the steering shaft and that is connected to the steering shaft so as to be relatively movable in the axial direction. In this case, the entire steering shaft moves in the axial direction by moving the steering shaft in the axial direction with respect to the input shaft of the steering-related component. Further, since it is not necessary to divide the steering shaft by such a configuration, the steering shaft can be designed to be shortened accordingly, and the overall length of the steering device can be shortened to provide a compact steering device. In this case, since the steering shaft moves in the axial direction with respect to the input shaft of the steering-related component, the input shaft needs to have an axial length longer than the moving stroke of the steering shaft.
また、前記ステアリングシャフトは、防振手段を介して前記操舵関連部品に連結していることが好ましい。これによれば、防振手段によって操舵関連部品側から発生する振動がステアリングシャフトを介して操舵ハンドルに伝達されることを防止あるいは抑制することができる。この場合、ステアリングシャフトが操舵関連部品の入力軸に対して軸方向移動する場合は、上述のように入力軸がステアリングシャフトの移動ストローク以上の軸方向長さを有するため、その移動ストローク分の長さを持つ防振手段を介して入力軸とステアリングシャフトを連結することによって防振効果がより一層向上する。 Further, it is preferable that the steering shaft is connected to the steering-related component via a vibration isolating means. According to this, it is possible to prevent or suppress the vibration generated from the steering-related component side by the vibration isolating means from being transmitted to the steering handle via the steering shaft. In this case, when the steering shaft moves in the axial direction with respect to the input shaft of the steering-related component, the input shaft has an axial length that is equal to or longer than the moving stroke of the steering shaft as described above. By connecting the input shaft and the steering shaft through the vibration isolating means having the thickness, the vibration isolating effect is further improved.
また、前記操舵関連部品は、操舵ハンドルの操舵操作量に対する車輪の転舵量の比を変更可能とする伝達比可変手段、および/または、操舵ハンドルの操舵力に応じて操舵操作を補助するための補助力を発生する操舵補助手段とすることができる。伝達比可変手段や操舵補助手段(例えば電動パワーステアリング機構)は、操舵性能を向上するための手段であって、ステアリングシャフトに連結することが可能であるし、近年特に開発が進んでいる機能部品であるので、これらを操舵関連部品としてステアリングシャフトに連結することにより、今後の実用に十分供し得るステアリング装置とすることができる。加えてこれらの機能部品をステアリングシャフトに直接(または防振手段を介して)連結した構造とすれば、伝達比可変機構一体型のコラムアシストEPS(電動パワーステアリング)装置として機能部品を集約でき、コンパクトで且つ車両搭載性が向上したステアリング装置とすることができる。 Further, the steering-related component is for transmitting ratio variable means for changing a ratio of a wheel turning amount to a steering operation amount of the steering handle and / or for assisting a steering operation in accordance with a steering force of the steering handle. The steering assisting means for generating the assisting force can be provided. The transmission ratio variable means and the steering assist means (for example, an electric power steering mechanism) are means for improving the steering performance, and can be connected to the steering shaft, and have been especially developed in recent years. Therefore, by connecting these to the steering shaft as steering-related parts, it is possible to provide a steering device that can be sufficiently used in the future. In addition, if these functional parts are connected directly to the steering shaft (or via vibration isolation means), the functional parts can be aggregated as a column assist EPS (electric power steering) device integrated with a variable transmission ratio mechanism. A steering device that is compact and has improved vehicle mountability can be obtained.
上記伝達比可変手段は、上述のように操舵ハンドルの操舵操作量に対する車輪の転舵量の比を変更するものであり、例えば車両の運転状態(例えば車速)に応じて、操舵ハンドルの回転量(回転角度)に対する車輪の転舵量(転舵角度)の比を変更する機能を有するものや、車両の操舵状態(操舵角度)に応じて、操舵ハンドルの回転量(回転角度)に対する車輪の転舵量(転舵角度)の比を変更する機能を有するものが挙げられる。より具体的な一例として、車速が小さい場合は、操舵ハンドルの回転量(回転角度)に対する車輪の転舵量(転舵角度)を大きくし、車速が大きい場合は、操舵ハンドルの回転量(回転角度)に対する車輪の転舵量(転舵角度)を小さくする機能を有する部品が挙げられる。このような伝達比可変手段の具体的構成としては、入力軸と、出力軸と、これら入力軸と出力軸との間に設けられて入力軸の回転数を変更して出力軸に伝達する伝達機構を有する構成を採り得る。伝達機構の構成としては、遊星歯車機構や波動歯車機構を用いることができる。 The transmission ratio variable means changes the ratio of the wheel turning amount with respect to the steering operation amount of the steering handle as described above. For example, the amount of rotation of the steering handle according to the driving state (for example, vehicle speed) of the vehicle. Depending on the steering function (steering angle) of the steering wheel, the wheel has a function of changing the ratio of the wheel steering amount (steering angle) to the (rotation angle) What has the function to change the ratio of turning amount (steering angle) is mentioned. As a more specific example, when the vehicle speed is low, the wheel turning amount (steering angle) with respect to the steering wheel rotation amount (rotation angle) is increased, and when the vehicle speed is high, the steering handle rotation amount (rotation). A part having a function of reducing the turning amount (steering angle) of the wheel with respect to (angle) is mentioned. As a specific configuration of such a transmission ratio variable means, there is an input shaft, an output shaft, and a transmission that is provided between the input shaft and the output shaft and changes the rotational speed of the input shaft and transmits it to the output shaft. The structure which has a mechanism can be taken. As a configuration of the transmission mechanism, a planetary gear mechanism or a wave gear mechanism can be used.
上記操舵補助手段は、ドライバーの操舵操作を補助するものであり、代表的には、操舵ハンドルの操舵トルクに応じてアシストトルクを発生して操舵ハンドルの回動操作をし易くするパワーステアリング装置が挙げられる。また逆に、ドライバーが操舵ハンドルを回動しようとする方向とは反対側に反力トルクを付与して操舵ハンドルを回動し難くし、走行時の車両安定性を図る機能を生じるものも、操舵操作を補助する操舵補助手段として用いることができる。 The steering assist means assists the driver's steering operation. Typically, there is a power steering device that generates assist torque in accordance with the steering torque of the steering handle to facilitate the turning operation of the steering handle. Can be mentioned. On the other hand, the driver gives a reaction torque on the opposite side of the direction in which the steering wheel is about to turn, making it difficult for the steering wheel to turn, resulting in a function for improving vehicle stability during driving. It can be used as a steering assist means for assisting the steering operation.
また、前記ステアリングシャフトを回転可能且つ軸方向移動不能に前記第1チューブに支持する第1軸受け手段と、前記ステアリングシャフトを回転可能に前記第2チューブに支持する第2軸受け手段と、をさらに備え、前記第2軸受け手段は、前記第2チューブに固定されるとともに、前記ステアリングシャフトに軸方向移動可能に連結されるように構成してもよい。これによれば、ステアリングシャフトが軸方向に離間した2つの軸受け手段によって回転可能に支持されているので、ステアリングシャフトは安定的に支持され、支持剛性を高めることができる。また、ステアリングシャフトが第2軸受け手段に軸方向移動可能に連結されているので、ステアリングシャフトが軸方向移動するときに第2軸受け手段がこの移動の障害になることはなく、スムーズにステアリングシャフトを移動させることができる。 Further, it further comprises first bearing means for supporting the steering shaft on the first tube so that the steering shaft can rotate but cannot move in the axial direction, and second bearing means for supporting the steering shaft on the second tube so as to be rotatable. The second bearing means may be fixed to the second tube and connected to the steering shaft so as to be axially movable. According to this, since the steering shaft is rotatably supported by the two bearing means spaced apart in the axial direction, the steering shaft is stably supported and the support rigidity can be increased. Further, since the steering shaft is connected to the second bearing means so as to be movable in the axial direction, the second bearing means does not become an obstacle to this movement when the steering shaft moves in the axial direction, and the steering shaft can be smoothly moved. Can be moved.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係り、ステアリング装置1の側面部分断面図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view of a
図1に示すように、本実施形態のステアリング装置1は、ステアリングシャフト110と、このステアリングシャフト110の外周を覆うように筒状に形成されたコラムチューブ120とを備えている。図に示すようにコラムチューブ120の一方端(図示右端)121aからはステアリングシャフト110の端部が突出しており、この端部はステアリングホイール(図示省略)に同軸的に連結されている。
As shown in FIG. 1, the
ステアリングシャフト110は第1シャフト111および第2シャフト112の2つに分割されている。第1シャフト111は長尺円筒状に形成されており、右端である一方端111a側には操舵ハンドル(図示省略)が一体回転可能に同軸連結される。したがって、第1シャフト111は、操舵ハンドルの回動操作によって軸回り方向に同軸回転する。第1シャフト111は、左端である他方端111bから右方に向かって所定の軸方向長さに亘って一定の内径をもった筒状に形成され、縮径点Sからは順次縮径されて先細り形状に形成されている。また、第1シャフト111の他方端111b側の内壁部分には内スプラインが、外壁部分には外スプラインがそれぞれ軸方向に形成されている。
The steering
第2シャフト112も第1シャフト111と同様に長尺状に形成され、第1シャフト111と軸方向位置が一部重複した状態で、同軸的に縦列配置している。ただし、第2シャフト112はロッド状とされている。長尺状の第2シャフト112の右端側である一方端112a側の外周には外スプラインが形成されている。この一方端112a側が筒状の第1シャフト111の他方端111b側から第1シャフト111の内側に挿通しており、第1シャフト111に形成された内スプラインと第2シャフト112に形成された外スプラインが嵌合している。このスプライン嵌合によって、第1シャフト111と第2シャフト112は一体回転可能、つまり第2シャフト112が第1シャフト111の回転を受けて軸回り方向に回転可能とされる。また、上記スプライン嵌合によって、第1シャフト111と第2シャフト112は軸方向相対移動可能に連結される。第2シャフト112の他方端112b側には、後述する伝達比可変手段130が連結されている。
The
コラムチューブ120もステアリングシャフト110と同様に第1チューブ121および第2チューブ122の2つに分割されている。第1チューブ121と第2チューブ122はともに筒状部材である。第1チューブ121はコラムチューブ120の図において右側に配置しており、両端が開口している。第1チューブ121は概して段付円筒状に形成されており、段部121cから右方の部分の径が、段部121cから左方の径よりも径が小さくされている。また、第1チューブ121の図示下部にはテレスコナット11が取り付けられている。このテレスコナット11は、後述するテレスコスクリュー12に螺合している。
The
第1チューブ121は、第1シャフト111の外周を覆うように同心状に配置している。第1チューブ121は、その内周側に第1ベアリング31を介して第1シャフト111を相対回転可能且つ軸方向移動不能に支持している。このため操舵ハンドルの回動操作により第1シャフト111が回転しても、第1チューブ121は回転しない。
The
筒状の第2チューブ122の内周側の空間内には、第2シャフト112および伝達比可変手段130の一部または全部が収容されている。また、図に示すように第2チューブ122は第1チューブ121の内周側に挿入された状態で配置している。具体的には、第2チューブ122の図示右方の開口端122aが、第1チューブ121の左方の開口端121b側から第1チューブ121の内周側に挿入されており、この挿入によって、第1チューブ121が第2チューブ122の外側に配置した配置状態で径方向に重なり合っている積層領域Aが軸方向に亘って形成されている。この積層領域Aにおいては、第1チューブ121の内壁と第2チューブ122の外壁とが当接し、両チューブが摺接する状態で同軸配置している。なお、積層領域Aを形成するにあたり、第1チューブ121と第2チューブ122との間にライナなどを介在させてもよい。このような構成であるため、第1チューブ121と第2チューブ122とは同軸的に配置され、第1チューブ121は第2チューブ122の外周側に沿って軸方向に相対移動が可能とされている。
Part or all of the
図に示すように、第2チューブ122の右方側の内周には第2ベアリング32が取り付けられている。第2ベアリング32は外輪側が第2チューブ122の内壁に固定されており、内輪側が第1シャフト111の外壁に軸方向移動可能且つ一体回転可能に固定されている。したがって、第1シャフト111は、第1ベアリング31によって第1チューブ121に支持されているとともに、第2ベアリング32によって第2チューブ122にも支持されており、図からわかるように軸方向に離れた2点で支持されている構成となっているので、第1シャフト111の支持が安定する(支持剛性が高まる)。なお、第2ベアリング32の具体的構造としては、後述する変形例にて説明する図15に示すような構造を採用することができる。すなわち、図15に示すように、第2ベアリング32は、円筒状の内輪321と、内輪321の外周側に所定間隔を隔てて同軸配置した円筒状の外輪322と、図示しない保持器などを介して内輪321の外周側と外輪322の内周側との間のリング状空間に配置した複数のボール323を備えて構成される。また内輪321の内周側には円筒状の固定リング部材324が圧入などの方法によって内輪322に固定して配置される。この固定リング部材324の内周には軸方向に内スプライン324aが形成されている。そして、外輪322側が第2チューブ122の内周壁に嵌めこまれて固定されるとともに、固定リング部材324の内周側に第1シャフト111が挿入され、固定リング部材324の内周に形成された内スプライン324aと第1シャフト111の外周壁に形成された外スプラインとがスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第2ベアリング32は第1シャフト111に対して軸方向移動可能とされる。
As shown in the drawing, a
第2チューブ122の左方側の下部にはテレスコ用ブラケット13が形成されており、このテレスコ用ブラケット13には、第2チューブ122の軸方向と平行な方向に延びたテレスコスクリュー12が回転可能に軸支されている。上述のようにこのテレスコスクリュー12には第1チューブ121に形成されたテレスコナット11が螺合している。また、テレスコスクリュー12は図示しない電動モータにより回転される。よって、電動モータの回転によりテレスコスクリュー12が回転すると、テレスコスクリュー12に螺合しているテレスコナット11がテレスコスクリュー12の軸方向に送り移動される。テレスコスクリュー12の軸方向は第2チューブ122の軸方向に一致しているので、テレスコナット11の送り移動に伴って第1チューブ121が第2チューブ122の外周に沿って軸方向に移動する。第1チューブ121の軸方向移動に伴い、第1ベアリング31を介して第1チューブ121に同軸的に且つ軸方向移動不能に支持された第1シャフト111も、第2シャフト112に沿って軸方向に移動する。これにより第1シャフト111の一方端111a側に取り付けられた操舵ハンドルも移動し、テレスコピック作動がなされる。
A
図1に示すように、第2チューブ122の開口端122b側にはハウジング41が連結している。ハウジング41は中空円筒状に形成されており、右側端面がフランジ状に形成されて、ネジ42で第2チューブ122の開口端122b側と締結結合されている。また、ハウジング41の左側端面の上部にはブラケット43が取り付けられている。ブラケット43には円孔が形成されていて、この円孔には車体側に固定されたピンなどが紙面に垂直な方向から差し込まれる。このピンはステアリング装置1をチルト作動させるときの回動中心となり得る。なお、チルト作動については本発明とは関係が薄いため、その詳細説明は省く。
As shown in FIG. 1, the
前述したように、第2シャフト112の他方端112b側には、伝達比可変手段130が連結している。伝達比可変手段130は、入力軸131と、伝達比可変部132と、出力軸133とを備えて構成され、入力軸131の回転を伝達比可変部132にて所望の回転数に変換し、変換した回転数で出力軸133を回転させるものである。出力軸133の回転は図示しないインターミディエイトシャフトに伝達され、インターミディエイトシャフトに伝達された回転はピニオンギヤなどによって直進動作に変換された後に操向軸(ラックシャフトなど)に伝達される。したがって、伝達比可変手段130は、ステアリングシャフト110を介して操舵ハンドルから入力された操舵力を操向軸に伝達する伝達経路中に介在され、操舵ハンドルの操舵量を所望の条件に応じて増減する機能を発揮し得るものである。このような伝達比可変手段130は、車両の操舵操作量を変化させる機能を有するものであるから、操舵操作に関連する機構を有する操舵関連部品といえる。
As described above, the transmission ratio variable means 130 is connected to the
伝達比可変部132は、上記機能を発揮し得る構成、すなわち操舵ハンドルの操舵操作量(回動操作量)を変化させることができる構成であればどのようなものでもよいが、例えば、遊星歯車装置、またはハーモニックドライブ(登録商標)機構に代表される波動歯車装置が適用できる。波動歯車装置は、図示しないが、例えば特開2005−162124号公報に示されるように、入力軸にそれと相対回転不能に設けられる第1リングギヤと、出力軸にそれと相対回転不能に設けられ第1リングギヤと歯数の異なる第2リングギヤと、第1リングギヤと第2リングギヤとの両者に噛合する可撓性のフレキシブルギヤと、楕円状のカムとして構成されフレキシブルギヤが自身の外周部に装着されるとともに電動モータのモータ軸と一体回転するように連結された波動発生器とを備える。こうした波動歯車装置においては、電動モータの回転速度を変更することにより、入力軸と出力軸との回転比を任意に変更する。
The transmission
なお、本実施形態では説明を簡単にするためにステアリングシャフト110に伝達比可変手段130のみが連結されている例を示しているが、伝達比可変手段130にその他の操舵関連部品、例えば電動パワーステアリング機構などを連結させてもよい。この場合、例えば、第2チューブ122内に伝達比可変手段130のほぼ全てを収納し、ハウジング41内に電動パワーステアリング機構を収納し、伝達比可変手段130の出力軸を電動パワーステアリング機構の入力側に連結することにより、これら複数の操舵関連部品の収納および連結を実現することができる。
In this embodiment, for the sake of simplicity of explanation, an example is shown in which only the transmission ratio variable means 130 is connected to the
図1に示すように、伝達比可変手段130の入力軸131は筒状に形成されており、その基端部付近が第3ベアリング33を介して回転可能且つ軸方向移動不能に第2チューブ122の内壁に支持されている。この入力軸131の内周側に第2シャフト112の他方端112b側が挿入されており、ダンパー150を介して両者が連結されている。ダンパー150は、伝達比可変手段130の作動時に電動モータおよびギヤ機構から発生する振動がステアリングシャフト110を介して操舵ハンドルに伝達されることを防止するための防振手段として働く。
As shown in FIG. 1, the
ダンパー150は、第2シャフト112の他方端112b側の外周面に嵌めこまれる金属製の内筒151と、伝達比可変手段130の筒状の入力軸131の内周面に嵌めこまれる金属製の外筒152と、それら内筒151と外筒152との間に介装される円筒状弾性体としての防振ゴム153とからなり、これらが同軸状に組み合わされた内外筒付ブシュ型の弾性カップリングとして構成される。外筒152の車両後方端(図示右方端)は、鍔状に形成され入力軸131の先端と当接する。
The
このような構成のステアリング装置1は、前述したテレスコピック作動時、または、操舵ハンドル側から衝撃力が加えられたときには、第1シャフト111および第1チューブ121が第2シャフト112および第2チューブ122に対して軸方向に移動し得る構成とされている。ここで、図1に示すように、第1チューブ121の左方の開口端121bが図1に示す状態(中立状態)の位置から第2チューブ122の外周に沿って軸方向に左方移動して第2チューブ122の外周の盛り上がった部分Rに干渉するまでの軸方向距離をL11、第1チューブ121の段部121cが図1に示す状態の位置から軸方向に左方移動して第2チューブ122の右方の開口端122aに干渉するまでの軸方向距離をL12、第1シャフト111の他方端111bが図1に示す状態の位置から軸方向に左方移動してダンパー150に干渉するまでの軸方向距離をL13、第1シャフト111の縮径点Sが図1に示す状態の位置から軸方向に左方移動して第2シャフト112の一方端112aに干渉するまでの軸方向距離をL14とすると、これらの軸方向距離L11,L12,L13,L14のうちの最も短い距離が、第1シャフト111および第1チューブ121の移動ストロークとなる。また、図1において、第1チューブ121と第2チューブ122が径方向に積層する積層領域Aの軸方向距離はL2で表されている。さらに、第1シャフト111と第2シャフト112とがスプライン嵌合により嵌めあわされている部分の軸方向距離はL3で表されている。本明細書において、L2をチューブ嵌合長、L3をシャフト嵌合長と呼ぶ。
In the
図2は、テレスコピック作動または操舵ハンドル側から加えられる衝撃力によって第1シャフト111および第1チューブ121が車両前方(図1において左方)に移動して、移動限界位置に達したときのステアリング装置1の状態を示す側面部分断面図である。ここで、本実施形態においては、軸方向距離L11,L13,L14が同じとされ、L12が他の3つの軸方向距離よりも長く設定されている。よって、移動ストロークはL11(L13,L14)となり、図2に示すステアリング装置1の状態は、図1に示すステアリング装置1の状態(中立状態)から移動ストロークL11だけ第1シャフト111および第1チューブ121が左方移動したときの状態である。
FIG. 2 shows a steering device when the
図3は、図1に示すステアリング装置1と、第1チューブ121が第2チューブ122の内側に入り込む構造のステアリング装置C1とを比較できるように示した側面部分断面図である。この図に示すステアリング装置C1において、ステアリング装置1と同一部分については同一符号で示してある。図3に示すように、ステアリング装置C1は、第1チューブ121と第2チューブ122との嵌め合い関係がステアリング装置1と逆になっている。つまり、ステアリング装置C1は、第1チューブ121が第2チューブ122の内周側に入り込んでおり、第1チューブ121が第2チューブ122の内側に配置した配置状態で径方向に重なり合う積層領域Aを形成している。
FIG. 3 is a side partial cross-sectional view showing that the
ここで、図3に示すステアリング装置1およびC1において、第1シャフト111の一方端111aから伝達比可変手段130の出力軸133の先端までの距離を全長L0とし、この全長L0および移動ストロークL11を同一とした状態で、積層領域Aの軸方向距離であるチューブ嵌合長L2を見てみると、ステアリング装置1のチューブ嵌合長L2の方が、ステアリング装置C1のチューブ嵌合長L2よりも長いことがわかる。このようになる理由は以下のとおりである。
Here, in the
ステアリング装置C1は第1チューブ121が第2チューブ122の内側に入り込んでいるために、第1チューブ121を左方に軸方向移動したときに、第1チューブ121の左方の開口端121bが伝達比可変手段130の伝達比可変部132と干渉するおそれがある。このため移動ストロークL11は伝達比可変部132よりも図において左方に設定することはできない。よって、ステアリング装置C1においては、軸方向に伝達比可変部132の配置区間D1、移動ストロークL11の区間、チューブ嵌合長L2の区間、および移動ストロークL12の区間が縦列に重なり合うことなく配置するように設計せざるを得ない。
Since the
これに対し、ステアリング装置1は、第1チューブ121が第2チューブ122の外側に配置されているため、第1チューブ121を左方に移動させていっても第2チューブ122内に収納されている伝達比可変部132とは干渉しない。このため第2チューブ122内に伝達比可変部132の全部または一部を収容してしまえば、第1チューブ121を伝達比可変部132が配置している軸方向位置まで移動させても両者が干渉することはない。つまり、ステアリング装置1においては、軸方向に移動ストロークL11の区間、チューブ嵌合長L2の区間および移動ストロークL12の区間は縦列に配置するように設計されるものの、伝達比可変部132の配置区間D1と移動ストロークL11の区間は軸方向に重複して設計することができる。
On the other hand, since the
したがって、ステアリング装置1においては、伝達比可変部132の配置区間D1と移動ストロークL11の区間が軸方向に重複している分だけ、移動ストロークL11やチューブ嵌合長L2を長く設計することができる。よって、ステアリング装置1およびステアリング装置C1における移動ストロークL11を同じ長さとすれば、ステアリング装置1のチューブ嵌合長L2をステアリング装置C1のチューブ嵌合長L2よりも長く設計することができるのである。
Therefore, in the
以上のように、本実施形態のステアリング装置1によれば、第2チューブ122内に第2シャフト112および操舵関連部品である伝達比可変手段130の一部または全部(本実施形態では少なくとも入力軸131および伝達比可変部132)を収容するとともに、第1チューブ121を第2チューブ122に同軸的に且つ第2チューブ122の外周側に沿って軸方向移動可能となるように配置している。よって、移動ストロークL11と伝達比可変部132の軸方向配置区間D1とを重複させることができ、移動ストロークL11およびチューブ嵌合長L2を十分に確保することができる。したがって、剛性および防振効果が維持され得るステアリング装置とすることができる。
As described above, according to the
また、第2シャフト112はダンパー150を介して伝達比可変手段130に連結しているので、伝達比可変手段130側から発生する振動がステアリングシャフト110を介して操舵ハンドルに伝達されることをより確実に防止し、あるいはより強く抑制することができる。
Further, since the
(変形例1)
図4は、上記第1実施形態のステアリング装置の変形例であるステアリング装置の側面部分断面図である。図4に示すステアリング装置101は、基本的には図1に示すステアリング装置1と同じであるので、同一部分については同一符号で示す。図5は、図4に示すステアリング装置101において、第1シャフト111および第1チューブ121が左方移動して移動限界位置に達したときの状態を示す側面部分断面図である。このステアリング装置101は、第2シャフト112と伝達比可変手段130の入力軸131とが直接同軸的に連結されており、図1のステアリング装置1のように両者の連結にダンパーを介在していない。このように、ダンパーを介在せずに第2シャフト112と伝達比可変手段130とを連結した場合であっても、本発明を実現することができる。
(Modification 1)
FIG. 4 is a side partial cross-sectional view of a steering device which is a modification of the steering device of the first embodiment. The
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、本実施形態に係るステアリング装置2の側面部分断面図である。このステアリング装置2は、図1に示すステアリング装置1と同一の構成を多く有する。したがって、図1に示すステアリング装置1と同一の構成部分については同一符号で示してその具体的な説明は省略し、以下には図1に示すステアリング装置1と異なった部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a side partial cross-sectional view of the
図6に示すように、本実施形態のステアリング装置2は、ステアリングシャフト210と、このステアリングシャフト210の外周を覆うように筒状に形成されたコラムチューブ120とを備えている。コラムチューブ120の一方端121a(図示右端)からはステアリングシャフト210の端部が突出している。
As shown in FIG. 6, the
ステアリングシャフト210は長尺円筒状に形成され、右端である一方端210aには操舵ハンドル(図示省略)が一体回転可能に同軸連結されている。したがって、ステアリングシャフト210は、操舵ハンドルの回動操作によって軸回り方向に回転する。ステアリングシャフト210は、左端である他方端210bから右方に向かって所定の軸方向長さに亘り一定の内径をもった筒状に形成され、途中から順次縮径された先細り形状に形成されている。また、ステアリングシャフト210の他方端210b側の外周壁部分には外スプラインが軸方向に沿って形成されている。本実施形態のステアリングシャフト210は筒状であるが、中実状部材で形成してもよい。なお、上記第1実施形態ではステアリングシャフト110は第1シャフト111と第2シャフト112との2つに分割されていたが、本実施形態におけるステアリングシャフト210は分割されておらず、一本の筒状シャフトによりステアリングシャフトが構成されている。
The steering
コラムチューブ120は、第1チューブ121および第2チューブ122の2つに分割されている。第1チューブ121および第2チューブ122は上記第1実施形態で説明したものと同一であるので、具体的説明は省略する。また、上記第1実施形態と同様に、第1チューブ121の図示下部にはテレスコナット11が取り付けられている。このテレスコナット11は、第2チューブ122に設けられたテレスコ用ブラケット13に回転可能に支持されたテレスコスクリュー12に螺合している。このテレスコスクリュー12が回転すると、テレスコナット11がテレスコスクリュー12の軸方向に送り移動され、テレスコナット11の送り移動によってステアリング装置2におけるテレスコピック作動がなされる。
The
第1チューブ121は、ステアリングシャフト210の外周を覆うように同心状に配置している。第1チューブ121は、その内周側に第1ベアリング31を介してステアリングシャフト210を相対回転可能且つ軸方向移動不能に支持している。このため操舵ハンドルの回動操作によりステアリングシャフト210が回転しても、第1チューブ121は回転しない。
The
筒状の第2チューブ122の内周側の空間内には、ステアリングシャフト210の一部および伝達比可変手段230の一部または全部が収容されている。また、図に示すように第2チューブ122は第1チューブ121の内周側に挿入された状態で配置している。具体的には、第2チューブ122の図示右方の開口端122aが、第1チューブ121の左方の開口端121b側から第1チューブ121の内周側に挿入されており、この挿入によって、第1チューブ121が第2チューブ122の外側に配置した配置状態で径方向に重なり合っている積層領域Aが軸方向に亘って形成されている。この積層領域Aにおいては、第1チューブ121の内壁と第2チューブ122の外壁とが当接し、両チューブが摺接する状態で同軸配置している。このような構成であるため、第1チューブ121と第2チューブ122とは同軸的に配置され、第1チューブ121は第2チューブ122の外周側に沿って軸方向に相対移動が可能とされている。
Part of the
図6に示すように、第2チューブ122の左方の開口端122b側にはハウジング41が連結している。ハウジング41の形状および取り付け態様は上記第1実施形態と同様であるので、その具体的説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the
前述したように、ステアリングシャフト210の他方端210b側には伝達比可変手段230が連結している。伝達比可変手段230は、入力軸231と、伝達比可変部232と、出力軸233とを備えて構成され、その機能は第1実施形態にて説明したものと同じである。
As described above, the transmission ratio variable means 230 is connected to the
伝達比可変手段230の入力軸231は筒状に形成され、その基端部付近が第3ベアリング33を介して回転可能且つ軸方向移動不能に第2チューブ122の内壁に支持されている。ここで、図6からわかるように、本実施形態における入力軸231は、第1実施形態における入力軸131と比較して軸方向に長く延びている。この入力軸231の内部にステアリングシャフト210の他方端210b側が同軸的に挿入されている。また、入力軸231の内周側には防振用のダンパー250が配置している。ダンパー250は、円筒状の防振ゴム253と、防振ゴム253の内周にはめ込まれた金属製の内筒251と、防振ゴム253の外周を覆うように防振ゴム253に結合された金属製の外筒252とからなり、これらが同軸状に組み合わされた内外筒付ブシュ型の弾性カップリングとして構成される。外筒252の車両後方端(図示右方端)は、鍔状に形成されて入力軸231の先端と当接する。そして、外筒252が入力軸231の内周壁に圧入されることにより入力軸231に固定されている。
The
ダンパー250の内筒251の内周壁には内スプラインが軸方向に沿って形成されている。この内スプラインがステアリングシャフト210の他方端210b側の外周に形成されている外スプラインと嵌合している。このようなスプライン嵌合によって、ステアリングシャフト210が一体回転可能且つ軸方向移動可能に入力軸231に連結することになる。その他の構成で説明していない部分については、上記第1実施形態における構成と同様である。
Inner splines are formed on the inner peripheral wall of the
本実施形態におけるステアリング装置2も、テレスコピック作動時、または、操舵ハンドル側から衝撃力が加えられたときに、ステアリングシャフト210および第1チューブ121が軸方向に移動し得る構成とされている。ここで、本実施形態の場合、第1チューブ121は第2チューブ122の外周に沿って軸方向移動するが、ステアリングシャフト210は伝達比可変手段230の入力軸231およびこの入力軸231に取り付けられたダンパー250の内筒251に沿って軸方向移動する。
The
図6に示すように、第1チューブ121の左方の開口端121bが図6に示す状態の位置から軸方向に左方移動して第2チューブ122の外周の盛り上がった部分Rに干渉するまでの軸方向距離をL11、第1チューブ121の段部121cが図6に示す状態の位置から軸方向に左方移動してダンパー250の内筒251の右方端部に干渉するまでの軸方向距離をL12、ステアリングシャフト210の他方端210bが図6に示す状態の位置から軸方向に左方移動して伝達比可変部232の右方端面に干渉するまでの軸方向距離をL13とすると、これらの軸方向距離L11,L12,L13のうちの最も短い距離が移動ストロークとなる。また、図6において、積層領域Aの軸方向距離であるチューブ嵌合長はL2、シャフト嵌合長はL3で表されている。
As shown in FIG. 6, until the left
図7は、テレスコピック作動または操舵ハンドル側から加えられる衝撃力によってステアリングシャフト210および第1チューブ121が車両前方(図1において左方)に移動して、移動限界位置に達したときのステアリング装置2の状態を示す図である。ここで、本実施形態においては、軸方向距離L11,L12,L13が全て同じとされているので、移動ストロークはL11(L12,L13)となり、図7に示すステアリング装置の状態は、図6に示すステアリング装置の状態(中立状態)から移動ストロークL11だけステアリングシャフト210および第1チューブ121が左方へ移動したときの状態である。
FIG. 7 shows the
図8は、図6に示すステアリング装置2と、第1チューブが第2チューブの内側に入り込む構造のステアリング装置C1とを比較できるように示した側面部分断面図である。この図に示すステアリング装置C1において、ステアリング装置2と同一部分については同一符号で示してある。なお、ステアリング装置C1は、図3で示したステアリング装置C1と同一構造である。
FIG. 8 is a side partial sectional view showing the
図8に示すように、ステアリング装置2においても、ステアリング装置C1との比較において、移動ストロークL11を同じ長さとした場合にチューブ嵌合長L2を長く設定することができる。その理由は上記第1実施形態にて説明したとおりである。つまり、本実施形態におけるステアリング装置2においても、伝達比可変部232の軸方向における配置区間D1と移動ストロークL11の区間を重複する設計が可能となるため、重複した分だけチューブ嵌合長L2を長く設定することができる。
As shown in FIG. 8, also in the
また、ステアリング装置C1とステアリング装置2とで各移動ストロークを同じとした場合、ステアリング装置2の全長L0は、ステアリング装置C1の全長L0よりも短くなる。これは、ステアリング装置2においてはステアリングシャフトが1本であり、ステアリングシャフト210が伝達比可変手段230の入力軸内で軸方向相対移動するように構成されているために、ステアリングシャフト210の移動ストロークL13と伝達比可変手段230の入力軸231の軸方向に配置する区間D2を重複して設計することができるからである。つまり、ステアリング装置C1においてはステアリングシャフトの移動ストロークL13は伝達比可変手段230の入力軸231との干渉を考慮して設計しなければならないが、ステアリング装置2においてはステアリングシャフト210が入力軸231内で軸方向移動をするため、両者の干渉を考慮する必要がなく、そのためステアリングシャフト210の移動ストロークL13と入力軸231が配置する軸方向区間D2とを重複させることができる。よって、重複する分だけステアリング装置2の全長L0を短くすることができるのである。また、全長L0を同じとした場合には、移動ストロークL11やチューブ嵌合長L2をより長く設計することができる。
Further, when the movement strokes of the steering device C1 and the
加えて、本実施形態のステアリング装置2は、上記第1実施形態のステアリング装置1における第2シャフト112に相当する構成が無いため、部品点数を低減してコストダウンを図ることができる。また、ステアリングシャフト210が伝達比可変手段230の入力軸231に対して軸方向移動するため、入力軸231はステアリングシャフト210の移動ストローク以上の軸方向長さを持つように設計される。よって、その移動ストローク分の長さを持つダンパー250を取り付けることができる。このように長いダンパー250を取り付けることで、防振効果がより一層向上する。
In addition, since the
(変形例2)
図9は、上記第2実施形態のステアリング装置の変形例であるステアリング装置201の側面部分断面図である。図9に示すステアリング装置201は、基本的には図6に示すステアリング装置2と同じであるので、同一部分については同一符号で示す。図10は、図9に示すステアリング装置201において、ステアリングシャフト210および第1チューブ121が左方移動して移動限界位置に達したときの状態を示す側面部分断面図である。このステアリング装置201は、ステアリングシャフト210と伝達比可変手段230の入力軸231とが直接同軸的に連結されており、ステアリングシャフト210と入力軸231との間にダンパー250を介在させていない。このように、ダンパー250を介在せずにステアリングシャフト210と伝達比可変手段230とを連結した場合であっても、本発明を実現することができる。なお、この場合には、入力軸231の内周に内スプラインを軸方向に形成し、この内スプラインをステアリングシャフト210に形成された外スプラインとで嵌合させる。このような連結構造により、ステアリングシャフト210は入力軸231と一体回転可能且つ軸方向相対移動可能に連結される。
(Modification 2)
FIG. 9 is a side partial cross-sectional view of a
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図11は、本実施形態に係るステアリング装置3の側面部分断面図、図12は、本実施形態に係るステアリング装置3がテレスコピック作動あるいは操舵ハンドル側から衝撃力が加えられて、ステアリングシャフト210および第1チューブ121が限界位置まで変位したときの側面部分断面図である。このステアリング装置3は、第2チューブ121と、伝達比可変手段230の入力軸231に取り付けられたダンパー250の内筒251との間に第2ベアリング32を取り付けて、ステアリングシャフト210を安定的に支持し得る構造としたことである。その他の部分は概ね上記第2実施形態にて説明したステアリング装置2と同一であるので、同一の構成部分については同一の符号で示し、その具体的説明については省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a side sectional view of the
図に示すように、ダンパー250の内筒251は外筒252よりも軸方向に長く形成されており、内筒251の右方端部側が外筒252の右方端より突出している。この突出部分の外周は、第2ベアリング32を介して回転可能に第2チューブ122の内周壁に支持されている。内筒251はスプライン嵌合によりステアリングシャフト210と嵌合しているので、第2ベアリング32は内筒251を介してステアリングシャフト210をも支持していることになる。その他の構成で説明していない部分については、上記第2実施形態における構成と同様である。
As shown in the figure, the
本実施形態のステアリング装置3においても、チューブ嵌合長L2を長く設定することができる。その理由は上記第1実施形態にて説明したとおりである。つまり、本実施形態におけるステアリング装置3においても、伝達比可変部232の軸方向における配置区間D1と移動ストロークL11の区間を重複する設計が可能となるため、重複した分だけチューブ嵌合長L2を長く設定することができる。
Also in the
また、本実施形態のステアリング装置3は、第2ベアリング32によって、ダンパー250の内筒251を介してステアリングシャフト210が第2チューブ122に支持されている構造となっている。またステアリングシャフト210は第1ベアリング31によっても第1チューブ121に支持されている。このように、ステアリングシャフト210は、軸方向の異なる2点において支持されている構造であるため、ステアリングシャフト210が安定的に支持され、支持剛性を高めることができる。
Further, the
この場合において、第2ベアリング32が取り付けられている内筒251と第2チューブ122とは、ステアリングシャフト210の移動中に相対移動しない。よって、第2ベアリング32をこれらに固定しても、ステアリングシャフト210の軸方向移動に支障を来たさない。また、本実施形態において、第2ベアリング32はシャフト嵌合長L3およびチューブ嵌合長L2の軸方向区間内の領域に形成されている。したがって、この第2ベアリング32を設けることにより移動ストロークL11,L12,L13が制限されることもなく、十分な移動ストロークを確保したまま、第2ベアリング32を設けることができる。
In this case, the
(変形例3−1)
図13は、上記第3実施形態のステアリング装置の変形例であるステアリング装置の部分断面図である。図13に示すステアリング装置301は、基本的には図11に示すステアリング装置3と同じであるので、同一部分については同一符号で示す。図14は、図13に示すステアリング装置301のステアリングシャフト210および第1チューブ121が左方移動して移動限界位置に達したときの状態を示す側面部分断面図である。このステアリング装置301は、第2ベアリング32が直接ステアリングシャフト210を支持している。つまり、第2ベアリング32はステアリングシャフト210の外周と第2チューブ122の内周との間に嵌めこまれており、この第2ベアリング32およびアッパベアリングとしての第1ベアリング31を介してステアリングシャフト210が回転可能に支持される。このようにステアリングシャフト210が軸方向の異なる2点で支持されることにより、ステアリングシャフト210を安定的に支持することができ、支持剛性が高まる。
(Modification 3-1)
FIG. 13 is a partial cross-sectional view of a steering device that is a modification of the steering device of the third embodiment. Since the
ここで、本例においては、第2ベアリング32がステアリングシャフト210と第2チューブ122との間に設けられているが、ステアリングシャフト210が軸方向移動するときにステアリングシャフト210は第2チューブ122に相対的に軸方向移動するため第2ベアリング32とステアリングシャフト210との接触位置と第2ベアリング32と第2チューブ122との接触位置とがステアリングシャフト210の軸方向移動に伴い相対変位する。第2ベアリング32はこの相対変位を許容するように構成されている。
Here, in this example, the
図15は、第2ベアリング32の正面図および側面図である。図に示すように、第2ベアリング32は、円筒状の内輪321と、内輪321の外周側に所定間隔を隔てて同軸配置した円筒状の外輪322と、図示しない保持器などを介して内輪321の外周側と外輪322の内周側との間のリング状空間に配置した複数のボール323を備えて構成されている。また、内輪321の内周側には、円筒状の固定リング部材324が圧入などの方法によって固定配置している。この固定リング部材324の内周には、軸方向に内スプライン324aが形成されている。
FIG. 15 is a front view and a side view of the
そして、外輪322側が第2チューブ122の内周壁に嵌めこまれて固定される。また、固定リング部材324の内周側にはステアリングシャフト210が挿入され、固定リング部材324の内周に形成された内スプライン324aとステアリングシャフト210の外周に形成された外スプラインとがスプライン嵌合している。このスプライン嵌合によって、第2ベアリング32はステアリングシャフト210の軸方向に移動可能とされつつも、ステアリングシャフト210を回転可能に支持する。このようにしてステアリングシャフト210が第2ベアリング32に支持されているため、ステアリングシャフト210が図13に示す状態から軸方向移動して図14に示す状態となる場合に、第2ベアリング32はステアリングシャフト210上をその軸方向に沿って移動する。これによりステアリングシャフト210が支障なく軸方向移動できるようにされている。
Then, the
本例におけるステアリング装置301においても、上記の実施形態や変形例と同じようにチューブ嵌合長L2を長く設計することができる。加えて、本例によれば、第2ベアリング32がステアリングシャフト210に直接取り付けられているためステアリングシャフト210の支持剛性をより高めた構成とすることができる。また、第2ベアリング32はチューブ嵌合長L2の軸方向区間内の領域に形成されている。したがって、この第2ベアリング32を設けることにより移動ストロークが制限されることもなく、十分な移動ストロークを確保したまま、第2ベアリング32を設けることができる。さらに、第2ベアリング32をステアリングシャフト210に直接取り付ける構成であるために、第3実施形態で示したステアリング装置3のようにダンパー250の内筒251を突出させてこの内筒251上に第2ベアリング32を取り付けるような構成にしなくてもよい。ダンパー250を構成する内外筒付ブッシュ型カップリングを製造するにあたって内筒と外筒の軸方向長さを変えて製造するには余分なコストがかかるため、本例を適用すれば、通常の内筒と外筒の長さが同じダンパーを用いればよく、ダンパーの製造コストをも低減することができる。
Also in the
(変形例3−2)
図16は、さらに別の例である。この例においては、第2ベアリング32がステアリングシャフト210と第1チューブ121との間に介在しているが、第2ベアリング32は上記変形例3−1のように内スプラインが形成されておらず、ステアリングシャフト210の外周の軸方向所定位置に圧入および/またはCリングなどによって固定されている。この場合、第2ベアリング32を固定する軸方向位置は、テレスコ専用の移動ストロークL121を所定量だけ確保できるように入力軸231の先端から所定距離だけ軸方向(図示右方向)に離間した位置とする。なお、この位置は、第1ベアリング31と第2ベアリング32とでステアリングシャフト210を確実に支持し得るように、第1ベアリング31からも所定距離(図においてL122)だけ軸方向(図示左方向)に離間した位置に設定する。
(Modification 3-2)
FIG. 16 shows still another example. In this example, the
このステアリング装置302においては、テレスコ専用の移動ストロークL121だけテレスコピック作動が可能とされる。また、操舵ハンドル側から衝撃力が加えられたときは、第2ベアリング32が入力軸231(ダンパー250)に衝突し、さらに衝撃力によって第2ベアリング32の固定が外れ、第2ベアリング32がステアリングシャフト210の外周をスライドするようになる。このためさらにストロークL122分だけステアリングシャフト210および第1チューブ121が移動可能となる。よって、このときの移動ストロークはL121+L122となる。なお、この場合は衝突エネルギーをステアリング装置301で吸収するために所定の抗力をもって第2ベアリング32がステアリングシャフト210上をスライドするように構成してもよい。
In this
本例におけるステアリング装置302においても、上記の実施形態や変形例と同じようにチューブ嵌合長L2を長く設計することができる。また、第2ベアリング32と第1ベアリング31とでステアリングシャフト210を安定的に支持することができる。なお、本例の場合、図16に示すように第2ベアリング32は移動ストロークの途中の軸方向位置に配設される。このため第2ベアリング32の軸方向長さ分だけ移動ストロークが短縮されるので、所定の移動ストロークを確保するためにはステアリング装置の全長を長くしなければならない場合も考えられる。しかし、このように第2ベアリング32をステアリングシャフト210に直接取り付けるように設置することにより、上記変形例3−1と同じように、防振用のダンパーとして内筒251と外筒252の軸方向長さを同じにした内外筒付ブッシュ型カップリングを用いることができるので、ダンパーの製造コストを低減することができるという効果を有する。
Also in the
1,2,3,101,201,301,302…ステアリング装置、31…第1ベアリング、32…第2ベアリング、321…内輪、322…外輪、323…ボール、324…固定リング部材、324a…内スプライン、110…ステアリングシャフト、111…第1シャフト(ステアリングシャフト)、111a…一方端、111b…他方端、112…第2シャフト(ステアリングシャフト)、112a…一方端、112b…他方端、210…ステアリングシャフト、210a…一方端、210b…他方端、120…コラムチューブ
121…第1チューブ、122…第2チューブ、130,230…伝達比可変手段(操舵関連部品)、131,231…入力軸、132,232…伝達比可変部、133,233…出力軸、150,250…ダンパー(防振手段)、151,251…内筒、152,252…外筒、153,253…防振ゴム
1, 2, 3, 101, 201, 301, 302 ... steering device, 31 ... first bearing, 32 ... second bearing, 321 ... inner ring, 322 ... outer ring, 323 ... ball, 324 ... fixed ring member, 324a ... inside Spline, 110 ... steering shaft, 111 ... first shaft (steering shaft), 111a ... one end, 111b ... other end, 112 ... second shaft (steering shaft), 112a ... one end, 112b ... other end, 210 ... steering Shaft, 210a ... one end, 210b ... the other end, 120 ...
Claims (6)
筒状に形成され、内周側に前記ステアリングシャフトを相対回転可能且つ軸方向相対移動不能に支持した第1チューブと、
筒状に形成され、内周側に前記ステアリングシャフトおよび前記操舵関連部品の一部または全部を収容した第2チューブと、を備え、
前記第1チューブは、前記第2チューブと同軸的に、且つ前記第2チューブの外周側に沿って軸方向移動可能に配置されていることを特徴とする、ステアリング装置。 It is formed in a long shape, and is connected to a steering handle that is rotated by an operator on one end side, and rotates in the direction around the axis by the turning operation of the steering handle, and the vehicle on the other end side. A steering shaft connected to a steering-related component having a function related to the steering operation of the steering shaft, which is movable in the axial direction together with the steering handle;
A first tube which is formed in a cylindrical shape and supports the steering shaft on the inner peripheral side so as to be relatively rotatable and not capable of axial relative movement;
A second tube that is formed in a cylindrical shape and that accommodates part or all of the steering shaft and the steering-related parts on the inner peripheral side,
The steering device according to claim 1, wherein the first tube is disposed coaxially with the second tube and axially movable along an outer peripheral side of the second tube.
前記ステアリングシャフトは、
長尺状に形成され、一方端が操舵ハンドルに連結された第1シャフトと、
長尺状に形成され、前記第1シャフトの回転を受けて軸周り方向に回転可能であり、且つ一方端側にて前記第1シャフトに軸方向相対移動可能に連結し、他方端側にて前記操舵関連部品に連結した第2シャフトと、を備えることを特徴とする、ステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
The steering shaft is
A first shaft formed in an elongated shape and connected at one end to a steering handle;
It is formed in a long shape, can be rotated around the axis in response to the rotation of the first shaft, and is connected to the first shaft so as to be relatively movable in the axial direction on one end side, and on the other end side And a second shaft connected to the steering-related component.
前記操舵関連部品は、前記ステアリングシャフトの回転を受けて回転し、且つ軸方向相対移動可能に前記ステアリングシャフトに連結した入力軸を備えることを特徴とする、ステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 1, wherein
The steering device includes an input shaft that rotates in response to the rotation of the steering shaft and that is connected to the steering shaft so as to be relatively movable in the axial direction.
前記ステアリングシャフトは、防振手段を介して前記操舵関連部品に連結していることを特徴とする、ステアリング装置。 The steering apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The steering apparatus, wherein the steering shaft is connected to the steering-related component through vibration isolation means.
前記操舵関連部品は、操舵ハンドルの操舵操作量に対する車輪の転舵量の比を変更可能とする伝達比可変手段、および/または、操舵ハンドルの操舵力に応じて操舵操作を補助するための補助力を発生する操舵補助手段であることを特徴とする、ステアリング装置。 The steering apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The steering-related component includes a transmission ratio variable means that can change a ratio of a wheel turning amount to a steering operation amount of the steering handle, and / or an auxiliary for assisting a steering operation in accordance with a steering force of the steering handle. A steering device, which is a steering assist means for generating force.
前記ステアリングシャフトを回転可能且つ軸方向移動不能に前記第1チューブに支持する第1軸受け手段と、前記ステアリングシャフトを回転可能に前記第2チューブに支持する第2軸受け手段と、をさらに備え、
前記第2軸受け手段は、前記第2チューブに固定されるとともに、前記ステアリングシャフトに軸方向移動可能に連結されていることを特徴とする、ステアリング装置。 The steering apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A first bearing means for supporting the steering shaft on the first tube so that the steering shaft is rotatable and non-movable in an axial direction; and a second bearing means for supporting the steering shaft on the second tube so as to be rotatable.
The second bearing means is fixed to the second tube and is coupled to the steering shaft so as to be axially movable.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018230587A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | 株式会社山田製作所 | Steering device |
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