JP2014213680A - Steering column device - Google Patents
Steering column device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014213680A JP2014213680A JP2013091489A JP2013091489A JP2014213680A JP 2014213680 A JP2014213680 A JP 2014213680A JP 2013091489 A JP2013091489 A JP 2013091489A JP 2013091489 A JP2013091489 A JP 2013091489A JP 2014213680 A JP2014213680 A JP 2014213680A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- locking pin
- input shaft
- insertion hole
- intermediate 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/20—Connecting steering column to steering gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
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)
Abstract
Description
この発明は、ステアリングコラム装置に関する。 The present invention relates to a steering column device.
下記特許文献1では、車両操舵装置用の動力伝達軸が提案されている。動力伝達軸は、棒状の内軸と、中空の外軸と、内軸と外軸との間に介在するトレランスリングとを含んでいる。動力伝達軸は、内軸と外軸とを軸方向に沿って摺動可能に且つトルク伝達可能に嵌合させている。内軸は、強度低減部を含んでいる。強度低減部は、動力伝達軸に予期できない大きなトルクが入力されたときに破断する。このとき、内軸は、トレランスリングによる摩擦トルクに抗して、外軸に対して、周方向に相対回転する。これにより、操舵部材を操舵中立位置に位置させても、車両は、直進走行しない。したがって、動力伝達軸に破断が生じて故障状態にあることを運転者に報知できる。
In the following
特許文献1の車両操舵装置用の動力伝達軸では、予期できないトルクが動力伝達軸に入力された場合、内軸がトレランスリングによる摩擦トルクに抗して回転する。つまり、トレランスリングは、内軸に対して相対摺動することによって、その機能を発揮する。一度機能を発揮したトレランスリングの性能は、不安定となる。そのため、トレランスリングによる内軸と外軸との間でのトルク伝達が維持できなくなる虞がある。
In the power transmission shaft for a vehicle steering device disclosed in
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、所定以上の回転トルクが入力された場合においてもトルク伝達を維持できるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and an object of the present invention is to provide a steering column device that can maintain torque transmission even when a rotational torque exceeding a predetermined value is input.
請求項1記載の発明は、第1シャフト(4)と、前記第1シャフトが挿通される中空の第2シャフト(3)とを含み、操舵部材(7)の回転を前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間で伝達するための伝達構造(17)とを含むステアリングコラム装置(1)であって、前記伝達構造は、前記第1シャフトの外周面(4C)から第1シャフトの径方向(R)外側へ突出した係止ピン(14)と、前記第2シャフトに貫通して形成され、前記係止ピンが挿通される挿通孔(15)と、前記第2シャフトに貫通して形成され、前記挿通孔から前記第2シャフトの周方向(C)における両側へ延び、前記係止ピンよりも細い溝幅を有する切り欠き溝(16)であって、前記第1シャフトおよび第2シャフトのどちらか一方に所定以上の回転トルクが作用したときに、前記係止ピンが圧入される切り欠き溝とを含むことを特徴とする、ステアリングコラム装置である。
The invention described in
請求項2記載の発明は、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に介在されて、これらのシャフトを連結するトレランスリング(13)を含み、前記第2シャフトにおける前記挿通孔の縁と、前記挿通孔内の前記係止ピンとの間には、隙間(S)が設けられていて、前記係止ピンは、前記挿通孔に対して遊びを持って挿通されていることを特徴とする、請求項1記載のステアリングコラム装置である。
The invention according to claim 2 includes a tolerance ring (13) interposed between the first shaft and the second shaft to connect the shafts, and an edge of the insertion hole in the second shaft; A clearance (S) is provided between the locking pin and the locking pin in the insertion hole, and the locking pin is inserted into the insertion hole with play. A steering column device according to
請求項3記載の発明は、前記係止ピンは、前記挿通孔に対して圧入されていることを特徴とする、請求項1記載のステアリングコラム装置である。
請求項4記載の発明は、前記係止ピンは、前記第1シャフトに形成された位置決め穴(4G)に対して圧入されることによって前記第1シャフトに固定されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のステアリングコラム装置である。
A third aspect of the present invention is the steering column device according to the first aspect, wherein the locking pin is press-fitted into the insertion hole.
The invention according to
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。 In addition, in the above, the numbers in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.
請求項1記載の発明によれば、ステアリングコラム装置において操舵部材の回転を第1シャフトと第2シャフトとの間で伝達するための伝達構造は、第1シャフトに設けられた係止ピンと、第2シャフトに形成された挿通孔および切り欠き溝とを含んでいる。係止ピンは、通常では挿通孔に挿通されている。しかし、第1シャフトおよび第2シャフトのどちらか一方に所定以上の回転トルクが作用したときに、係止ピンは、係止ピンより細い溝幅の切り欠き溝に圧入される。すると、第2シャフトでは、係止ピンが圧入された切り欠き溝の縁が変形し、これによって、回転トルクによる衝撃が緩和される。この後の状態でも、係止ピンは、引き続き切り欠き溝に嵌まり込んでいる。そのため、第1シャフトと第2シャフトが機械的に接続された状態(回転トルクを伝達可能な状態)が維持される。このように、このステアリングコラム装置では、所定以上の回転トルクが入力された場合においてもトルク伝達を維持できる。 According to the first aspect of the present invention, the transmission structure for transmitting the rotation of the steering member between the first shaft and the second shaft in the steering column device includes: a locking pin provided on the first shaft; An insertion hole formed in the two shafts and a notch groove are included. The locking pin is normally inserted through the insertion hole. However, when a predetermined rotational torque or more is applied to either the first shaft or the second shaft, the locking pin is press-fitted into a notch groove having a narrower groove width than the locking pin. Then, in the second shaft, the edge of the notch groove into which the locking pin is press-fitted is deformed, and thereby the impact due to the rotational torque is alleviated. Even in this state, the locking pin continues to fit into the notch groove. Therefore, a state where the first shaft and the second shaft are mechanically connected (a state in which rotational torque can be transmitted) is maintained. Thus, in this steering column device, torque transmission can be maintained even when a rotational torque exceeding a predetermined value is input.
請求項2記載の発明のように、ステアリングコラム装置は、第1シャフトと記第2シャフトとの間にトレランスリングを含む構成であってもよい。この場合、第2シャフトにおける挿通孔の縁と、挿通孔内の係止ピンとの間には、隙間が設けられている。そのため、所定以上の回転トルクが入力された場合、トレランスリングが第1シャフトまたは第2シャフトに対して滑った後に、係止ピンは、切り欠き溝に圧入される。これにより、ステアリングコラム装置は、所定以上の回転トルクによる衝撃を二段階で吸収することができる。 As in the second aspect of the invention, the steering column device may include a tolerance ring between the first shaft and the second shaft. In this case, a gap is provided between the edge of the insertion hole in the second shaft and the locking pin in the insertion hole. Therefore, when a rotational torque of a predetermined value or more is input, the locking pin is press-fitted into the notch groove after the tolerance ring slides with respect to the first shaft or the second shaft. Thereby, the steering column apparatus can absorb the impact by the rotational torque more than predetermined in two steps.
請求項3記載の発明によれば、係止ピンは、挿通孔に対して圧入されている。そのため、所定以上の回転トルクが入力された場合、係止ピンは直ちに切り欠き溝に圧入される。よって、所定以上の回転トルクによる衝撃を、トレランスリングを用いて吸収せずに済む。
請求項4記載の発明によれば、係止ピンは、第1シャフトに形成された位置決め穴に対して圧入されることによって第1シャフトに対して強固に固定されている。その結果、係止ピンを有する第1シャフトと、係止ピンが挿通される挿通孔および切り欠き溝が形成された第2シャフトとの機械的接続を強固に維持することができる。
According to the invention described in
According to the invention described in
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態のステアリングコラム装置1の概略平面図である。
図1を参照して、ステアリングコラム装置1は、ステアリングシャフト2と、第2シャフトとしての中間シャフト3と、第1シャフトとしてのインプットシャフト4と、ピニオン軸5と、ラック軸6とを含んでいる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view of a
Referring to FIG. 1,
ステアリングコラム装置1の機能を簡単に説明すると、ステアリングシャフト2の一端に連結されたステアリングホイール等の操舵部材7から伝達される回転トルク(操舵トルクともいう)により、ステアリングシャフト2が、その中心軸まわりに回転する。この回転に連動して、中間シャフト3とインプットシャフト4とピニオン軸5とが一体的に回転する。この回転によるトルク(回転トルク)は、ピニオン軸5からラック軸6へと伝達される際に、車体の幅方向へのスライド運動に変換される。そのため、タイヤなどの転舵輪8を転舵させることができる。
The function of the
なお、以下の説明では、中間シャフト3の中心軸が延びる方向(図1における左右方向)を軸方向Xとする。また、図1において軸方向Xと直交する方向を、左右方向Yおよび垂直方向Zとする。左右方向Yは、図1の紙面の上下方向であって、車体の幅方向と一致している。垂直方向Zは、ステアリングコラム装置1や車体の上下方向であって、図1では紙面に直交する方向である。また、図1において、紙面左側が車体の前側であり、紙面右側が車体の後側である。前後方向と軸方向Xとは、平面視で一致している。
In the following description, the direction in which the central axis of the
ステアリングシャフト2は、軸方向Xに延びる円筒状または円柱状である。軸方向Xにおけるステアリングシャフト2の一方の端部(後側の端部)には、操舵部材7が取り付けられている。そのため、操舵部材7を操舵して回転させると、ステアリングシャフト2は、操舵部材7と一体的に、軸方向Xに沿った回転中心回りに回転する。一方、ステアリングシャフト2の他方の端部(前側の端部)には、中間シャフト3が、同軸状で連結されている。そのため、ステアリングシャフト2は、操舵部材7の回転を中間シャフト3に伝達することができる。なお、ステアリングシャフト2と中間シャフト3とは一体形成されていてもよい。
The steering shaft 2 has a cylindrical shape or a columnar shape extending in the axial direction X. A
図2は、ステアリングコラム装置1に含まれるインプットシャフト4および中間シャフト3の分解斜視図である。
以下では、図1に加えて図2も参照して説明する。なお、図2では、紙面の左下側が、前述した前側であり、紙面の右上側が、前述した後側である。
図2を参照して、中間シャフト3は、軸方向Xに延びる円筒体である。図1も参照して、中間シャフト3の軸方向Xにおける両端面をそれぞれ端面3A、端面3Bとする。端面3Aは、操舵部材7側(車体の後側)における端面(後端面)である。一方、端面3Bは、転舵輪8側(車体の前側)における端面(前端面)である。また、中間シャフト3には、軸方向Xに延びる円柱状の内部空間3Cが同軸状に形成されている。内部空間3Cは、端面3Aから端面3Bに向かって前側へ延びている。内部空間3Cは、端面3Bから前方に露出されている。また、中間シャフト3の内周面(内部空間3Cを区画する面)には、符号「3D」を付することにする。また、中間シャフト3の外周面には、符号「3E」を付することにする。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
In the following, description will be made with reference to FIG. 2 in addition to FIG. In FIG. 2, the lower left side of the page is the front side described above, and the upper right side of the page is the rear side described above.
Referring to FIG. 2, the
図1を参照して、インプットシャフト4は、軸方向Xに延びる円柱体である。インプットシャフト4の軸方向Xにおける両端面をそれぞれ端面4A、端面4Bとする。端面4Aは、操舵部材7側(車体の後側)における端面(後端面)である。一方、端面4Bは、転舵輪8側(車体の前側)における端面(前端面)である。ここで、インプットシャフト4の外周面には、符号「4C」を付することにする。外周面4Cの軸方向Xにおける略中央には、段付き4Dが形成されている。インプットシャフト4は、段付き4Dを境として軸方向Xにおいて2分されている。インプットシャフト4は、共に円柱状の第1部分4Eおよび第2部分4Fを含んでいる。第1部分4Eと第2部分4Fとは、同軸状に配置されていて、第1部分4Eは、第2部分4Fよりも後側に位置している。第2部分4Fは、第1部分4Eよりも大径である。
With reference to FIG. 1, the
インプットシャフト4の第1部分4Eは、中間シャフト3の内部空間3Cよりも小径である(図2も参照)。そして、第1部分4Eは、中間シャフト3の内部空間3Cに対して車体の前側から挿通されている。つまり、中空の中間シャフト3には、インプットシャフト4の一部が挿通されている。この状態で、中間シャフト3の端面3Bは、インプットシャフト4の段付き4Dよりも後側に位置している。一方、インプットシャフト4の端面4B側には、自在継手9が設けられている。インプットシャフト4は、自在継手9を介してピニオン軸5と接続されている。そのため、インプットシャフト4は、自在継手9を介して、前述した回転トルクをピニオン軸5に伝達することができる。
The
ピニオン軸5は、前後方向に延びる円柱状である。ピニオン軸5の車体前側の端部5Aには、ピニオン5Bが設けられている。なお、図1では、ピニオン軸5の軸方向は、軸方向Xと一致しているが左右方向Yから見て、軸方向Xに対して傾斜していてもよい。
ラック軸6は、左右方向Yに沿って長手であり、左右方向Yにおいて所定範囲内でスライド可能である。ラック軸6の長手方向途中(ここでは、長手方向中央)には、ラック6Aが当該長手方向に亘って形成されている。ピニオン5Bとラック6Aとが噛み合っており、ラックアンドピニオン機構が構成されている。ラック軸6の長手方向両端には、タイロッド10が連結されている。タイロッド10は、ラック軸6とは逆側の端部において、リンクピン12を介してナックルアーム11の一方の端部と連結されている。ナックルアーム11の他方の端部には、転舵輪8に取り付けられている。
The
The rack shaft 6 is long along the left-right direction Y, and can slide within a predetermined range in the left-right direction Y. In the middle of the rack shaft 6 in the longitudinal direction (here, the center in the longitudinal direction), a
ここで、インプットシャフト4には、ステアリング補助機構が連結されている。ステアリング補助機構は、ウォームホイール40と、ウォーム41と、電動モータ42とを含んでいる。ウォームホイール40は、インプットシャフト4(ここでは、第2部分4F)に対して一体化されていて、インプットシャフト4と一体回転可能である。ウォーム41は、ウォームホイール40と噛み合っている。ウォーム41には、電動モータ42の出力軸43が連結されている。電動モータ42が駆動されると、ウォーム41が回転する。これに伴って、ウォームホイール40が回転する。ウォームホイール40は、回転することによって、インプットシャフト4を介して操舵部材7に補助トルクを与える。なお、電動モータ42とインプットシャフト4との間には、ウォームホイール40およびウォーム41以外の伝達機構が介在されていてもよい。電動モータ42は、図示しないECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)と電気的に接続されている。電動モータ42は、ECUによって駆動を制御される。
Here, a steering assist mechanism is connected to the
図1では、転舵輪8は、転舵しておらず、中立状態(転舵角が零の状態)にある。このときの左右方向Yにおけるラック軸6の位置と、操舵部材7の回転方向における位置とを、それぞれ中立位置という。ラック軸6が中立位置にあるとき、ピニオン5Bは、ラック6Aの長手方向中央部分と噛み合っている。この状態で、中立位置の操舵部材7をいずれかの方向へ回転させると、ステアリングシャフト2、中間シャフト3、インプットシャフト4、ピニオン軸5およびピニオン5Bが操舵部材7と共回りする。そして、ピニオン5Bの回転に伴ってラック軸6が左右方向Yにおけるいずれかへスライドする。ラック軸6のスライドに連動して、転舵輪8のナックルアーム11においてタイロッド10につながった部分がラック軸6のスライド方向へ変位する。これに伴って、転舵輪8は、転舵角αだけ転舵する。
In FIG. 1, the steered
この状態で、操舵部材7を、先程回転させたときと同じ量だけ逆向きに回転させると、ラック軸6および操舵部材7がそれぞれの中立位置に戻るとともに、転舵輪8が中立状態に戻る。
ここで、操舵部材7を回転させる際、前述したECUは、操舵部材7の操舵トルクおよび車速に基づいて、操舵部材7に必要な補助トルクの大きさを算出する。そして、ECUは、当該大きさの補助トルクがウォームホイール40からステアリングシャフト2(操舵部材7)に与えられるように、電動モータ42の駆動を制御する。このように、ステアリングコラム装置1は、いわゆる電動パワーステアリング装置を構成しているので、運転者は、軽い力で操舵部材7を回転させることによって、転舵輪8を転舵させることができる。
In this state, when the steering
Here, when rotating the steering
ここで、図2を参照して、ステアリングコラム装置1は、トレランスリング13をさらに含んでいる。トレランスリング13は、軸方向Xに延びる円環体(周上1箇所が切断された円環体も含む)である。トレランスリング13の外周面13Aおよび内周面13Bの少なくともいずれかの全域には、軸方向Xに延びる筋状の凹部13Cが周方向に並んで形成されていてもよい。なお、図2は、外周面13Aに筋状の凹部13Cが形成されている状態を示している。トレランスリング13は、インプットシャフト4の第1部分4Eに対して同軸状で外嵌されている。
Here, referring to FIG. 2, the
図1を参照して、インプットシャフト4の第1部分4Eに対して外嵌されたトレランスリング13は、径方向(後述する径方向R)におけるインプットシャフト4と中間シャフト3との間に対して、圧入状態で介在されており、インプットシャフト4と中間シャフト3とを連結している。
そのため、操舵部材7を操舵して回転させると、インプットシャフト4とトレランスリング13と中間シャフト3とが一体回転する。そのため、運転者が操舵部材7を操舵することで、前述した回転トルクは、中間シャフト3およびインプットシャフト4を介して、転舵輪8まで伝達される。
Referring to FIG. 1, the
Therefore, when the steering
しかし、インプットシャフト4および中間シャフト3のいずれか一方を静止状態(回転停止状態)として、他方に一定以上の回転トルクを作用させると、トレランスリング13が、インプットシャフト4の第1部分4Eまたは中間シャフト3に対して、周方向に摺動する。つまり、トレランスリング13の内周面13Bとインプットシャフト4の第1部分4Eにおける外周面4Cとの間、または、トレランスリング13の外周面13Aと中間シャフト3の内周面3Dとの間に滑りが生じる。ここでは、この滑り(トレランスリング13の摺動)のことを、「トレランスリング13の滑り」と呼ぶことにする。このトレランスリング13の滑りにより、インプットシャフト4と中間シャフト3とは、相対回転する。
However, when one of the
このように、インプットシャフト4と中間シャフト3とは、原則一体回転するのだが、インプットシャフト4および中間シャフト3のどちらかに前記一定以上の回転トルクが作用すると、相対回転できるようになっている。
ただし、このような一定以上の回転トルクによって、トレランスリング13の滑りが一度でも生じると、インプットシャフト4と中間シャフト3との間に対するトレランスリング13の圧入状態が弱くなり、トレランスリング13が滑りやすくなってしまう。この状態では、トレランスリング13は、中間シャフト3から伝達される回転トルクをインプットシャフト4に安定して伝達することができない。そのため、運転者が操舵部材7を操舵しても、回転トルクは、転舵輪8まで確実に伝達されにくくなる。
In this way, the
However, if slippage of the
ここで、インプットシャフト4に前記一定以上の回転トルクが作用する状況として、例えば、転舵輪8が縁石に乗り上げた場合が想定される。転舵輪8が縁石に乗り上げることで、転舵輪8は、衝撃を受ける。この衝撃によって、ラック軸6が急にスライド運動する。これにより、ピニオン軸5が急回転する。そして、ピニオン軸5の急回転によって生じた回転トルクがインプットシャフト4に伝達される。インプットシャフト4に伝達された回転トルクが前記一定以上であった場合、前述したように、トレランスリング13の滑りが生じ、その後は、運転者が操舵部材7を操舵しても、回転トルクは、転舵輪8まで伝達されにくくなる。この状態では、運転者は、操舵部材7を操舵させて車両を自走させることが困難となる。特に、図1に示すような操舵部材7に近い上流側位置(インプットシャフト4)に電動モータ42を連結するシステムの場合には、他のシステムと比較して、前記一定以上の回転トルクが、過大なトルクとしてステアリングコラム装置1に作用する。そのため、ステアリングコラム装置1では、このような過大なトルクを電動モータ42に悪影響を与えないように吸収しつつ、その後も、操舵部材7を操舵して自走できることが必要となっている。
Here, as a situation where a rotational torque of a certain level or more acts on the
そこで、このステアリングコラム装置1では、図2に示すように、インプットシャフト4に、係止ピン14が設けられており、中間シャフト3には、挿通孔15および切り欠き溝16が形成されている。前述したトレランスリング13と、係止ピン14と、挿通孔15と、切り欠き溝16とは、操舵部材7の回転をインプットシャフト4と中間シャフト3との間で伝達するための伝達構造17を構成している。
Therefore, in the
図3は、中間シャフト3の要部を中間シャフト3の径方向Rから見た側面図である。図4は、ステアリングコラム装置1を径方向Rと軸方向Xとに沿って切断したときの断面図である。
以下では、図1および図2に加えて図3および図4も参照して説明する。
まずは、図2を参照して、インプットシャフト4の第1部分4Eにおける外周面4Cにおいて、トレランスリング13よりもインプットシャフト4の端面4A側(後側)の位置には、位置決め穴4Gが形成されている。位置決め穴4Gは、インプットシャフト4の径方向(後述する径方向R)から見て円形状であり、インプットシャフト4の径方向の内側へ向かって延びている。
FIG. 3 is a side view of the main part of the
In the following, description will be made with reference to FIGS. 3 and 4 in addition to FIGS.
First, referring to FIG. 2, a
係止ピン14は、インプットシャフト4の径方向外側へ延びる細長い円柱体である。係止ピン14の長手方向(インプットシャフト4の径方向)において、係止ピン14の一端面(図2に表れている面)を端面14Aとし、他端面(図2で隠れている面)を端面14Bとする。また、係止ピン14の外周面を外周面14Cとする(図4も参照)。係止ピン14において端面14B側の一部は、位置決め穴4Gに対して径方向外側から挿入されている。言い換えると、係止ピン14は、インプットシャフト4の外周面4Cからインプットシャフト4の径方向外側へ突出した状態でインプットシャフト4に保持されている。
The locking
ここで、図3における上下方向を周方向Cといい、紙面に垂直な方向を径方向Rということにする。周方向Cは、中間シャフト3、インプットシャフト4およびトレランスリング13のそれぞれの周方向と一致し、径方向Rは、中間シャフト3、インプットシャフト4およびトレランスリング13のそれぞれの径方向と一致している。また、図3における左右方向は、軸方向Xと一致している。
Here, the vertical direction in FIG. 3 is referred to as a circumferential direction C, and a direction perpendicular to the paper surface is referred to as a radial direction R. The circumferential direction C coincides with the respective circumferential directions of the
図3を参照して、挿通孔15は、径方向Rから見て、円形状の孔である。挿通孔15は、中間シャフト3の外周面3E(詳しくは、端面3B側の端部)に形成されている(図2も参照)。挿通孔15は、径方向Rに沿って延び、中間シャフト3の周壁を貫通している。図4に示すように、中間シャフト3とインプットシャフト4とが組み付けられた状態では、挿通孔15には、インプットシャフト4側の係止ピン14が径方向Rにおける内側から挿通されている。このとき、係止ピン14においてインプットシャフト4の第1部分4Eにおける外周面4Cから最も外側へ離れた端面14Aは、中間シャフト3の外周面3Eとほぼ面一になっている。
Referring to FIG. 3,
図3に戻り、切り欠き溝16は、挿通孔15から中間シャフト3の周方向Cの両側へ延び、周方向Cに長手の溝である。切り欠き溝16は、中間シャフト3の外周面3Eに形成されている。切り欠き溝16は、中間シャフト3の径方向Rに沿って中間シャフト3の周壁を貫通している(図2も参照)。挿通孔15の両側の切り欠き溝16のそれぞれは、周方向Cにおいて同じ長さを有している。なお、各切り欠き溝16において挿通孔15側とは反対側の端縁は、丸められている。
Returning to FIG. 3, the
図5は、伝達構造17の要部において、係止ピン14が挿通孔15に挿通されている状態を径方向Rから見た図である。
以下では、図1〜4に加えて図5も参照して説明する。
図5を参照して、係止ピン14の直径を、直径Dとする。一方、挿通孔15は、径方向Rから見て、直径t1の円形状(切り欠き溝16と連通している部分を除く)である。また、切り欠き溝16の軸方向Xにおける溝幅寸法を幅t2とする。挿通孔15の直径t1は、係止ピン14の直径Dよりも大きい。つまり、中間シャフト3とインプットシャフト4とが組み付けられた状態では、中間シャフト3における挿通孔15の縁と、挿通孔15内の係止ピン14(係止ピン14の外周面14C)との間には、係止ピン14を取り囲む環状の隙間Sが設けられていて、係止ピン14は、挿通孔15に対して遊びを持って挿通されている。また、前述したように中間シャフト3とインプットシャフト4との間に圧入されたトレランスリング13によって、中間シャフト3とインプットシャフト4とが周方向Cにおいて固定されている。そのため、係止ピン14は、挿通孔15に対して遊びを持って収容された状態で定位置を保っている。このように、中間シャフト3とインプットシャフト4とは、互いに回転トルクを伝達することが可能な状態でステアリングコラム装置1に組み付けられている。
FIG. 5 is a view of a state where the locking
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. 5 in addition to FIGS.
With reference to FIG. 5, the diameter of the locking
図6は、伝達構造17の要部において、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入されている状態を径方向Rから見た図である。
以下では、図1〜5に加えて図6も参照して説明する。
まずは、図1を参照して、ここで、このステアリングコラム装置1を有する車両が縁石に乗り上げた場合には、前述したように転舵輪8が縁石に衝突することで衝撃を受けてラック軸6が急にスライド運動し、ピニオン軸5が急回転する。そして、ピニオン軸5の急回転によって生じた前記一定以上の回転トルクがインプットシャフト4に伝達されると、前述したトレランスリング13の滑りが生じる。すると、図5も参照して、今まで挿通孔15に対して遊びを持って挿通されていた係止ピン14は、インプットシャフト4に伴われて、周方向Cに沿って中間シャフト3に対して相対移動し、挿通孔15と一方の切り欠き溝16との境界まで移動する。つまり、係止ピン14が当該境界まで移動する間、トレランスリング13は、挿通孔15と係止ピン14との間の隙間Sに相当する距離(直径Dと直径t1との差分の半分の距離)を滑る。
FIG. 6 is a view of the main part of the
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. 6 in addition to FIGS.
First, referring to FIG. 1, here, when a vehicle having the
ここで、切り欠き溝16の幅t2は、係止ピン14の直径Dよりも小さく設定されている。つまり、切り欠き溝16は、係止ピン14よりも細い溝幅を有している。図6を参照して、そのため、挿通孔15と一方の切り欠き溝16との境界に到達した係止ピン14は、図6に示すように、中間シャフト3における当該切り欠き溝16の幅t2を直径Dまで押し広げるように切り欠き溝16の縁16Aを変形させながら、当該切り欠き溝16内に入り込んでいく。このように、中間シャフト3に所定以上の回転トルクが作用したときに、係止ピン14は、切り欠き溝16に圧入される。そのため、当該所定以上の回転トルクが入力された場合、トレランスリング13がインプットシャフト4と中間シャフト3との間で滑った後に、係止ピン14は、切り欠き溝16に圧入される。これにより、ステアリングコラム装置1は、二段階で衝撃(急に発生した過大な回転トルク)を吸収することができる。
Here, the width t 2 of the
切り欠き溝16内に入り込んだ係止ピン14は、切り欠き溝16に圧入された状態で、中間シャフト3に固定される。この状態では、係止ピン14は、中間シャフト3における当該切り欠き溝16の縁16Aに食い込んでいて、切り欠き溝16内で自由に移動することができないし、切り欠き溝16から離脱することができない。
このように、インプットシャフト4および中間シャフト3のどちらか一方(ここでは、インプットシャフト4)に所定以上の回転トルクが作用したときに、係止ピン14は、係止ピン14より細い溝幅の切り欠き溝16に圧入される。ここでの圧入に応じて、中間シャフト3では、係止ピン14が圧入された切り欠き溝16の縁16Aが変形し、これによって、回転トルクによる衝撃が緩和される。そして、この後の状態でも、係止ピン14は、引き続き切り欠き溝16に嵌まり込んでいる。そのため、インプットシャフト4と中間シャフト3とは、機械的に接続された状態(回転トルクを伝達可能な状態)で維持される。つまり、ステアリングコラム装置1は、所定以上の回転トルクが入力された場合においても伝達構造17によるトルク伝達を維持できる。
The locking
Thus, when a predetermined or higher rotational torque acts on either the
前述したように、レランスリング13の滑りが一度でも生じると、インプットシャフト4と中間シャフト3との間に対するトレランスリング13の圧入状態が弱くなってしまう。しかし、この状態でも、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入されていることによって、中間シャフト3とインプットシャフト4とは、機械的に接続された状態を維持している。そのため、トレランスリング13が中間シャフト3から伝達される回転トルクをインプットシャフト4に安定して伝達できない状態となっていても、中間シャフト3は、係止ピン14を介して、インプットシャフト4に回転トルクを伝達することが可能である。
As described above, if the
さらに、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入された状態では、周方向Cにおけるインプットシャフト4に対する中間シャフト3の相対位置は、元々の位置(前記一定以上の回転トルクが入力される前の位置)から、ずれている。ここでのずれ量は、切り欠き溝16において係止ピン14が停止している位置と、挿通孔15との間における周方向Cの距離A(図6参照)に相当する。このようなずれが発生しているため、操舵部材7を中立位置に戻しても、転舵輪8は、中立状態に戻らない。これにより、運転者は、ステアリングコラム装置1における故障に気付くことができる。
Further, in a state where the locking
そして、前述したように中間シャフト3とインプットシャフト4とが機械的に接続された状態が維持されているので、運転者は、このように故障に気付いた後であっても、操舵部材7を操舵して車両を自走させることができる。
比較例として挙げられるステアリングコラム装置では、中間シャフト3の一部に径が細いくびれ部分を形成しておいて、前記所定以上の回転トルクが伝達されたときには、当該くびれ部分を意図的にねじれさせることで、この回転トルクを吸収するようすることが想定される。ただし、この構成では、前記所定未満の通常の回転トルク(たとえば、ラック軸6を左右方向Yにおける一方向へ目一杯スライドさせて端当てさせたときに発生する回転トルク)であっても、当該くびれ部分がねじれてしまう虞がある。つまり、転舵輪8が縁石に乗り上げるといった特別な状況(故障モード)だけでなく、ラック軸6を単に端当てさせるといった通常の使用状況(通常疲労モード)でも、当該くびれ部分がねじれて破断してしまう虞がある。さらに、当該くびれ部分を設ける場合には、中間シャフト3の設計における自由度が低くなるという課題がある。
Since the state where the
In a steering column device given as a comparative example, a constricted portion with a small diameter is formed in a part of the
しかしこの実施形態のステアリングコラム装置1では、このようなくびれ部分を中間シャフト3に設けていないので、通常の使用状況であるにもかかわらず伝達構造17(ステアリングコラム装置1)が突然故障することはないことからリスクランクの低下を図れるし、中間シャフト3の設計における自由度が高い。その一方で、ステアリングコラム装置1では、縁石乗り上げ等によって、前記所定以上の回転トルクが伝達されると、主に係止ピン14が切り欠き溝16に圧入されることによって、この回転トルクを確実に吸収することができるし、その後も、運転者は、操舵部材7を操舵することができる。なお、係止ピン14は、原則として切り欠き溝16に圧入された状態で維持されるが、圧入によって切り欠き溝16の直径t1が係止ピン14の直径Dより大きくなってしまうと、係止ピン14の圧入状態が解除されることも考えられる。圧入状態が解除された場合、係止ピン14は、挿通孔15および当該切り欠き溝16の中で周方向Cに動くことができる。そのため、操舵部材7を操舵すると、中間シャフト3とインプットシャフト4とは、係止ピン14が挿通孔15および切り欠き溝16の中で移動した距離だけ、空転する。しかし、当該距離だけ空転した後に、操舵部材7をさらに操舵すると、係止ピン14の外周面14Cは、中間シャフト3における挿通孔15または切り欠き溝16の縁16Aに係合するので、空転状態はなくなり、中間シャフト3とインプットシャフト4との間でのトルク伝達が再開される。よって、この場合でも、運転者は、操舵部材7を操舵することで、中間シャフト3からインプットシャフト4に回転トルクを伝達すること(転舵輪8を転舵させること)が可能である。
However, in the
また、係止ピン14は、インプットシャフト4の径方向Rから見て、位置決め穴4Gとほぼ同じ大きさまたは位置決め穴4Gより大きい円形状である。そのため、係止ピン14は、位置決め穴4Gに対して圧入されていて、これによって、インプットシャフト4に強固に固定されている。そのため、係止ピン14におけるインプットシャフト4から突出した部分が衝撃を受けた場合においても、係止ピン14は、位置決め穴4Gに圧入された状態で維持される。これにより、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入された状態で維持される場合および圧入された状態が解除される場合のいずれの場合においても、インプットシャフト4に固定された係止ピン14は、挿通孔15または切り欠き溝16内に留まる。その結果、係止ピン14を有するインプットシャフト4と、係止ピン14が挿通される挿通孔15および切り欠き溝16が形成された中間シャフト3との機械的接続を強固に維持することができる。
The locking
また、係止ピン14は、位置決め穴4Gだけでなく、挿通孔15に対しても圧入されていてもよい。つまり、係止ピン14の直径Dは、挿通孔15の直径t1以上の大きさとなっていて、前述した隙間Sは存在しなくてもよい。そのため、所定以上の回転トルクが入力された場合、係止ピン14は直ちに切り欠き溝16に圧入される。その結果、所定以上の回転トルクによる衝撃を、トレランスリング13を用いて吸収せずに済む。
Further, the locking
図7は、本発明の第1変形例におけるステアリングコラム装置1を径方向Rと軸方向Xとに沿って切断した時の断面図である。
以下では、図1〜6に加えて図7も参照して説明する。
以下では、本発明第1変形例について説明する。図7を参照して、本発明の第1変形例における係止ピン14は、インプットシャフト4の第1領域4Eおよび中間シャフト3を貫通していてもよい。この場合、インプットシャフト4の位置決め穴4Gは、第1領域4Eを貫通している。また、中間シャフト3において前述した挿通孔15が形成されている位置から周方向に180°離れた位置には、別の挿通孔15(以下では、「別の挿通孔15」として挿通孔15と区別することがある。)が1つ形成されている。つまり、中間シャフト3において、中間シャフト3の中心軸を挟んで対称の位置には、1対の挿通孔15が形成されている。また、中間シャフト3において、前述した切り欠き溝16が形成されている位置から周方向に180°離れた位置には、別の切り欠き溝16(以下では、「別の切り欠き溝16」として切り欠き溝16と区別することがある。)が1つ形成されている。係止ピン14は、端面14Aを挿通孔15に向けた状態(端面14Bを別の挿通孔15に向けた状態)で、1対の挿通孔15と位置決め穴4Gとに挿通されている。この状態で、係止ピン14の端面14Aおよび端面14Bは、中間シャフト3の外周面3Eとほぼ面一となっている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. 7 in addition to FIGS.
Below, the 1st modification of this invention is demonstrated. With reference to FIG. 7, the locking
このように、係止ピン14は、径方向Rの両端部において(2箇所で)インプットシャフト4と中間シャフト3とを機械的に接続している。そのため、インプットシャフト4および中間シャフト3のどちらか一方(ここでは、インプットシャフト4)に所定以上の回転トルクが作用したときに、係止ピン14の径方向Rにおける両端部が1対の切り欠き溝16に圧入される。ここでの圧入に応じて、中間シャフト3では、係止ピン14が圧入された1対の切り欠き溝16の縁16Aが変形し、これによって、回転トルクによる衝撃が緩和される。そして、この後の状態でも、係止ピン14は、径方向Rにおける両端部において引き続き切り欠き溝16に嵌まり込んでいる。このように、本実施形態の伝達構造17では、中間シャフト3の2箇所において、衝撃を吸収することができる。そのため、係止ピン14の片端部のみ(1箇所)でインプットシャフト4と中間シャフト3とを接続しているときよりも、2倍のトルク荷重を吸収することができる。
Thus, the locking
この発明は、以上に説明した実施形態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、前述した実施形態では、縁石乗り上げを想定していて、インプットシャフト4に所定以上の回転トルクが作用したときに、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入されるようになっている。逆に、中間シャフト3に当該所定以上の回転トルクが作用することも想定され、この場合にも、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入される。つまり、このステアリングコラム装置1では、中間シャフト3およびインプットシャフト4のどちらか一方に所定以上の回転トルクが作用したときに、係止ピン14が切り欠き溝16に圧入されればよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope of the claims.
For example, in the above-described embodiment, it is assumed that the curb climbs up, and the locking
また、切り欠き溝16の幅t2または係止ピン14の直径Dを変更して幅t2と直径Dとの差を調整することで(図5参照)、切り欠き溝16の変形による前述した衝撃の吸収量(吸収できる衝撃の大きさ)を調節することができる。
また、図6では、係止ピン14は、一方(図6における上側)の切り欠き溝16に圧入されている。前述したように、切り欠き溝16は、周方向Cに沿って挿通孔15から両側へ延びている。このため、当然ながら、前述の説明とは反対方向(図5において係止ピン14が下側に移動する方向)に作用する前記所定以上の回転トルクがインプットシャフト4に伝達された場合でも、同様の効果が得られる。
Further, by changing the width t 2 of the
In FIG. 6, the locking
また、切り欠き溝16の幅t2は、挿通孔15と切り欠き溝16との境界付近において、係止ピン14の直径Dよりも大きく形成されていてもよい。つまり、切り欠き溝16の幅t2は、挿通孔15と切り欠き溝16との境界において局部的に大ききになっていて、切り欠き溝16内に向かうに従ってテーパー状に小さくなっていてもよい。その場合は、インプットシャフト4に所定以上の回転トルクが伝達された際、係止ピン14は、挿通孔15と切り欠き溝16との境界において引っ掛かることなく、挿通孔15から切り欠き溝16へ滑らかに移動することができる。
Further, the width t 2 of the
また、本発明の伝達構造17は、中間シャフト3とインプットシャフト4との間に適用するのに限られるものではなく、ステアリングコラム装置1の任意の位置(たとえば、中間シャフト3とステアリングシャフト2との間といった互いに嵌合している2つのシャフトの間)にも応用可能である。
Further, the
1…ステアリングコラム装置、3…中間シャフト、4…インプットシャフト、4C…外周面、4G…位置決め穴、7…操舵部材、13…トレランスリング、14…係止ピン、15…挿通孔、16…切り欠き溝、17…伝達構造、C…周方向、R…径方向、S…隙間
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記伝達構造は、
前記第1シャフトの外周面から第1シャフトの径方向外側へ突出した係止ピンと、
前記第2シャフトに貫通して形成され、前記係止ピンが挿通される挿通孔と、
前記第2シャフトに貫通して形成され、前記挿通孔から前記第2シャフトの周方向における両側へ延び、前記係止ピンよりも細い溝幅を有する切り欠き溝であって、前記第1シャフトおよび第2シャフトのどちらか一方に所定以上の回転トルクが作用したときに、前記係止ピンが圧入される切り欠き溝とを含むことを特徴とする、ステアリングコラム装置。 A steering including a first shaft and a hollow second shaft through which the first shaft is inserted, and including a transmission structure for transmitting rotation of a steering member between the first shaft and the second shaft A column device,
The transmission structure is
A locking pin protruding from the outer peripheral surface of the first shaft to the radially outer side of the first shaft;
An insertion hole formed through the second shaft and through which the locking pin is inserted;
A notch groove formed through the second shaft, extending from the insertion hole to both sides in the circumferential direction of the second shaft, and having a narrower groove width than the locking pin, the first shaft and A steering column device, comprising: a notch groove into which the locking pin is press-fitted when a predetermined rotational torque or more is applied to either one of the second shafts.
前記第2シャフトにおける前記挿通孔の縁と、前記挿通孔内の前記係止ピンとの間には、隙間が設けられていて、前記係止ピンは、前記挿通孔に対して遊びを持って挿通されていることを特徴とする、請求項1記載のステアリングコラム装置。 Including a tolerance ring interposed between the first shaft and the second shaft to connect the shafts;
A gap is provided between an edge of the insertion hole in the second shaft and the locking pin in the insertion hole, and the locking pin is inserted with play with respect to the insertion hole. The steering column device according to claim 1, wherein the steering column device is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013091489A JP2014213680A (en) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | Steering column device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013091489A JP2014213680A (en) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | Steering column device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014213680A true JP2014213680A (en) | 2014-11-17 |
Family
ID=51939879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013091489A Pending JP2014213680A (en) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | Steering column device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014213680A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3018370A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-11 | Steering Solutions IP Holding Corporation | Torque transmitting shaft |
CN113883179A (en) * | 2020-07-02 | 2022-01-04 | 阿自倍尔株式会社 | Shaft coupling device |
-
2013
- 2013-04-24 JP JP2013091489A patent/JP2014213680A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3018370A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-11 | Steering Solutions IP Holding Corporation | Torque transmitting shaft |
US9945415B2 (en) | 2014-11-05 | 2018-04-17 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Torque transmitting shaft |
US10948007B2 (en) | 2014-11-05 | 2021-03-16 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Torque transmitting shaft |
CN113883179A (en) * | 2020-07-02 | 2022-01-04 | 阿自倍尔株式会社 | Shaft coupling device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107031700B (en) | Steering device | |
KR100708876B1 (en) | Slip Joint for Use in Steering System | |
US9156493B1 (en) | Steering apparatus | |
US8636099B2 (en) | Rack-driven steering apparatus and rack-driven auxiliary power steering apparatus including the same | |
KR20180097327A (en) | Limiting apparatus of steering wheel rotation | |
EP3274241B1 (en) | A gearbox assembly for an electric power steering assembly | |
KR101204306B1 (en) | Electric power steering device | |
JP2016064790A (en) | Steering device | |
WO2014199959A1 (en) | Electrically assisted power steering device | |
JP2007069868A (en) | Shaft joint structure for steering device and steering device | |
JP2014213680A (en) | Steering column device | |
JP5941322B2 (en) | Vehicle steering device | |
JP6011858B2 (en) | Telescopic shaft and steering device | |
JP2007203947A (en) | Worm reduction gear for electric power steering device, and electric power steering device with the worm reduction gear built therein | |
JP2012112416A (en) | Telescopic shaft and vehicle steering device | |
KR101454506B1 (en) | Electric Power Steering Apparatus for Vehicle | |
JP5332723B2 (en) | Intermediate shaft | |
KR102222578B1 (en) | Electric Power Steering Apparatus | |
JP2010030397A (en) | Electric power steering system | |
JP2014091375A (en) | Transmission ratio variable device | |
JP5321565B2 (en) | Electric power steering device | |
CN220785886U (en) | Steering intermediate shaft shock absorption assembly structure | |
JP5434250B2 (en) | Vehicle steering damper device and steering device | |
JP7003836B2 (en) | Cushioning joint and steering device | |
KR20120139968A (en) | Torque sensor system and electric power steering apparatus having the same |