JP2019093862A - Steering device and intermediate shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステアリング装置及び中間シャフトに関する。 The present invention relates to a steering device and an intermediate shaft.
車両には、操作者(運転者)のステアリングホイールに対する操作を車輪に伝えるための装置としてステアリング装置が設けられている。車両の衝突が生じた時に衝撃をステアリングホイールに伝えにくくするステアリング装置が知られている。例えば特許文献1には、管状のベローズを備える中間シャフトが記載されている。特許文献1によれば、1次衝突時においてベローズが変形することで衝撃が吸収される。 The vehicle is provided with a steering device as a device for transmitting an operation of a steering wheel of an operator (driver) to the wheels. There is known a steering device that makes it difficult to transmit an impact to a steering wheel when a vehicle collision occurs. For example, Patent Document 1 describes an intermediate shaft having a tubular bellows. According to Patent Document 1, the impact is absorbed by the deformation of the bellows at the time of the primary collision.
しかしながら、管状のベローズの作製には専用且つ高額な設備が必要となる。さらに、個別に求められる衝撃吸収性能に応じてベローズの変形特性を変更するためには、金型の変更が必要となる。このため、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトが求められていた。 However, the production of tubular bellows requires dedicated and expensive equipment. Furthermore, in order to change the deformation characteristics of the bellows in accordance with the individually determined shock absorption performance, it is necessary to change the mold. For this reason, there has been a demand for an intermediate shaft which can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトにより衝撃を吸収するステアリング装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a steering device that absorbs an impact by an intermediate shaft that can be easily manufactured and can easily change deformation characteristics.
上記の目的を達成するため、本開示の一態様のステアリング装置は、第1ユニバーサルジョイントと、前記第1ユニバーサルジョイントより前方側に配置される第2ユニバーサルジョイントと、前記第1ユニバーサルジョイントと前記第2ユニバーサルジョイントとを連結する中間シャフトと、を備え、前記中間シャフトは、中実部材である第1シャフトを備え、前記第1シャフトは、外周面に溝を有する第1衝撃吸収部を備え、前記溝に面する前記第1衝撃吸収部の表面の両端は、前記第1衝撃吸収部の外周面に接する。 In order to achieve the above object, a steering apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a first universal joint, a second universal joint disposed on the front side of the first universal joint, the first universal joint, and the first universal joint. An intermediate shaft connecting the two universal joints, wherein the intermediate shaft comprises a first shaft which is a solid member, and the first shaft comprises a first impact absorbing portion having a groove in an outer circumferential surface, Both ends of the surface of the first impact absorbing portion facing the groove are in contact with the outer peripheral surface of the first impact absorbing portion.
これにより、第1衝撃吸収部の形成に際して金型が不要であるので、第1衝撃吸収部の形成が容易となる。また、第1衝撃吸収部の変形特性は、第1衝撃吸収部の溝の形状に応じて変化する。溝の形状を変更することは容易であるため、第1衝撃吸収部の変形特性の調整は容易である。したがって、ステアリング装置は、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトにより衝撃を吸収することができる。 Thereby, since a metal mold | die is unnecessary in the case of formation of a 1st impact-absorbing part, formation of a 1st impact-absorbing part becomes easy. Further, the deformation characteristics of the first impact absorbing portion change in accordance with the shape of the groove of the first impact absorbing portion. Since it is easy to change the shape of the groove, it is easy to adjust the deformation characteristics of the first shock absorber. Thus, the steering device can absorb the impact by means of the intermediate shaft which can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.
さらに、中間シャフトは特定の方向に曲がりやすい。中間シャフトは、車両のなかでの中間シャフトと他の部材との位置関係から中間シャフトを曲げる方向として望ましい方向が決まっている場合に有効である。また、溝が環状である場合と比較すると、伝達できるトルクが同じである場合、環状でない溝を備える中間シャフトの方が曲がりやすい。 Furthermore, the intermediate shaft is easy to bend in a specific direction. The intermediate shaft is effective when the desired direction for bending the intermediate shaft is determined from the positional relationship between the intermediate shaft and other members in the vehicle. Also, as compared to the case where the grooves are annular, the intermediate shaft with a non-annular groove is more likely to bend if the torque that can be transmitted is the same.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記第1衝撃吸収部は、前記第1シャフトの軸方向に並ぶ複数の前記溝を備え、前記軸方向で隣接する2つの前記溝の、前記第1シャフトの周方向における位置は同じである。 As a desirable mode of the steering apparatus, the first impact absorbing portion includes a plurality of the grooves aligned in the axial direction of the first shaft, and the circumferential direction of the first shaft of the two axially adjacent grooves in the axial direction The position in is the same.
これにより、中間シャフトに曲げ応力が作用すると、第1衝撃吸収部の溝が配置された側の複数の部分で応力集中が生じる。このため、第1衝撃吸収部の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフトの衝撃吸収能力が向上する。 Thus, when bending stress acts on the intermediate shaft, stress concentration occurs at a plurality of portions on the side where the groove of the first impact absorbing portion is disposed. For this reason, the range of the deformed portion of the first impact absorbing portion tends to be large, so that the impact absorbing capability of the intermediate shaft is improved.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記第1衝撃吸収部は、前記第1シャフトの軸方向に並ぶ複数の前記溝を備え、前記軸方向で隣接する2つの前記溝の、前記第1シャフトの周方向における位置は異なる。 As a desirable mode of the steering apparatus, the first impact absorbing portion includes a plurality of the grooves aligned in the axial direction of the first shaft, and the circumferential direction of the first shaft of the two axially adjacent grooves in the axial direction The position in the is different.
これにより、中間シャフトに曲げ応力が作用すると、衝撃吸収部の複数の部分で応力集中が生じる。このため、衝撃吸収部の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフトの衝撃吸収能力が向上する。さらに、溝が螺旋状なので、中間シャフトの曲がる方向が限定されにくくなる。 Thus, when bending stress acts on the intermediate shaft, stress concentration occurs at a plurality of portions of the impact absorbing portion. For this reason, the range of the deformed portion of the shock absorbing portion tends to be large, so that the shock absorbing ability of the intermediate shaft is improved. Furthermore, since the groove is spiral, it is difficult to limit the bending direction of the intermediate shaft.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記第1シャフトの軸方向における前記溝の最大幅は1mm以上3mm以下であり、前記径方向に対して垂直な平面で前記第1シャフトを切った断面において、前記溝に面する前記第1衝撃吸収部の表面の一部は、曲率半径が0.2mm以上1.0mm以下である円弧を描く。 As a desirable mode of the steering device, the maximum width of the groove in the axial direction of the first shaft is 1 mm or more and 3 mm or less, and the groove in a cross section obtained by cutting the first shaft in a plane perpendicular to the radial direction A portion of the surface of the first impact absorbing portion facing the surface draws an arc having a curvature radius of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less.
これにより、第1衝撃吸収部において極端な応力集中が生じなくなり、且つ第1衝撃吸収部が曲がり易くなる。 As a result, extreme stress concentration does not occur in the first impact absorbing portion, and the first impact absorbing portion is easily bent.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記第1シャフトの軸方向における前記溝の幅は、前記溝の底に向かって小さくなっている。 As a desirable mode of the steering device, the width of the groove in the axial direction of the first shaft decreases toward the bottom of the groove.
これにより、中間シャフトに曲げ応力が作用した時に、応力集中が生じやすくなる。 Thereby, when bending stress acts on the intermediate shaft, stress concentration is likely to occur.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記第1シャフトは、前記第1衝撃吸収部とは異なる位置に配置される第2衝撃吸収部を備え、前記第1シャフトの軸方向に対して垂直な平面で前記第2衝撃吸収部を切った場合の最小断面積は、前記軸方向に対して垂直な平面で前記第1衝撃吸収部を切った場合の最小断面積よりも小さい。 As a desirable mode of the steering apparatus, the first shaft includes a second shock absorbing portion disposed at a position different from the first shock absorbing portion, and the first shaft is a plane perpendicular to the axial direction of the first shaft. The minimum cross-sectional area when the second shock absorber is cut is smaller than the minimum cross-sectional area when the first shock absorber is cut in a plane perpendicular to the axial direction.
これにより、車両が縁石へ乗り上げた場合等において、第2衝撃吸収部が変形する(捩れる)。第2衝撃吸収部が変形することで、中間シャフトに入力されたエネルギーが吸収される。第2衝撃吸収部でエネルギーが吸収されるので、第1衝撃吸収部の変形が抑制される。このため、第1衝撃吸収部の設計された変形特性が保たれる。その結果、車両の衝突が生じた時に、中間シャフトは所定の衝撃吸収能力を発揮することができる。 As a result, the second shock absorber deforms (twists), for example, when the vehicle rides on a curb. The energy input to the intermediate shaft is absorbed by the deformation of the second shock absorber. Since energy is absorbed by the second impact absorbing portion, deformation of the first impact absorbing portion is suppressed. For this reason, the designed deformation characteristics of the first shock absorber are maintained. As a result, when a vehicle collision occurs, the intermediate shaft can exhibit a predetermined shock absorbing capability.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記中間シャフトは、前記第1シャフトに離脱可能に連結される筒状の第2シャフトを備える。 As a desirable mode of the steering device, the intermediate shaft includes a cylindrical second shaft which is releasably connected to the first shaft.
これにより、1次衝突時に第2シャフトが第1シャフトに対して相対的に移動する。ステアリング装置は、第1シャフトと第2シャフトとの間で生じる摩擦によって衝撃を吸収することができる。 Thereby, the second shaft moves relative to the first shaft at the time of the primary collision. The steering device can absorb an impact by the friction generated between the first shaft and the second shaft.
ステアリング装置の望ましい態様として、前記中間シャフトは、前記第1シャフト及び前記第2シャフトの相対的な移動量を規制するストッパーを備える。 As a desirable mode of the steering device, the intermediate shaft includes a stopper which regulates the relative movement amount of the first shaft and the second shaft.
これにより、第1シャフト及び第2シャフトの相対的な移動量を調節することが可能となるので、第2シャフトに過大な荷重が加わることが防止される。 This makes it possible to adjust the relative movement amount of the first shaft and the second shaft, thereby preventing an excessive load from being applied to the second shaft.
本開示の一態様の中間シャフトは、ステアリング装置に用いられる中実部材である中間シャフトであって、中実部材である第1シャフトを備え、前記第1シャフトは、外周面に溝を有する第1衝撃吸収部を備え、前記溝に面する前記第1衝撃吸収部の表面の両端は、前記第1衝撃吸収部の外周面に接する。 An intermediate shaft according to an aspect of the present disclosure is an intermediate shaft that is a solid member used in a steering apparatus, and includes a first shaft that is a solid member, and the first shaft has a groove on an outer circumferential surface thereof A shock absorbing unit is provided, and both ends of the surface of the first shock absorbing unit facing the groove are in contact with the outer peripheral surface of the first shock absorbing unit.
これにより、第1衝撃吸収部の形成に際して金型が不要であるので、第1衝撃吸収部の形成が容易となる。また、第1衝撃吸収部の変形特性は、第1衝撃吸収部の溝の形状に応じて変化する。溝の形状を変更することは容易であるため、第1衝撃吸収部の変形特性の調整は容易である。したがって、中間シャフトは、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる。 Thereby, since a metal mold | die is unnecessary in the case of formation of a 1st impact-absorbing part, formation of a 1st impact-absorbing part becomes easy. Further, the deformation characteristics of the first impact absorbing portion change in accordance with the shape of the groove of the first impact absorbing portion. Since it is easy to change the shape of the groove, it is easy to adjust the deformation characteristics of the first shock absorber. Thus, the intermediate shaft can be easily manufactured and can easily change its deformation characteristics.
本開示によれば、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトにより衝撃を吸収するステアリング装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a steering device that absorbs shock with an intermediate shaft that can be easily manufactured and can easily change deformation characteristics.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments (hereinafter referred to as embodiments). Further, constituent elements in the following embodiments include those which can be easily conceived by those skilled in the art, those substantially the same, and so-called equivalent ranges. Furthermore, the components disclosed in the following embodiments can be combined as appropriate.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態のステアリング装置の模式図である。図2は、第1実施形態のステアリング装置の斜視図である。図1に示すように、ステアリング装置80は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、操舵力アシスト機構83と、第1ユニバーサルジョイント84と、中間シャフト85と、第2ユニバーサルジョイント86と、を備えピニオンシャフト87に接合されている。以下の説明においては、ステアリング装置80が搭載された車両における前方は単に前方と記載され、車両における後方は単に後方と記載される。
First Embodiment
FIG. 1 is a schematic view of a steering apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the steering device of the first embodiment. As shown in FIG. 1, in the
図1に示すように、ステアリングシャフト82は、入力軸82aと、出力軸82bとを備える。入力軸82aの一方の端部がステアリングホイール81に連結され、入力軸82aの他方の端部が出力軸82bに連結される。また、出力軸82bの一方の端部が入力軸82aに連結され、出力軸82bの他方の端部が第1ユニバーサルジョイント84に連結される。
As shown in FIG. 1, the steering
図1に示すように、中間シャフト85は、第1ユニバーサルジョイント84と第2ユニバーサルジョイント86とを連結している。中間シャフト85の一方の端部が第1ユニバーサルジョイント84に連結され、他方の端部が第2ユニバーサルジョイント86に連結される。ピニオンシャフト87の一方の端部が第2ユニバーサルジョイント86に連結され、ピニオンシャフト87の他方の端部がステアリングギヤ88に連結される。第1ユニバーサルジョイント84及び第2ユニバーサルジョイント86は、例えばカルダンジョイントである。ステアリングシャフト82の回転が中間シャフト85を介してピニオンシャフト87に伝わる。すなわち、中間シャフト85はステアリングシャフト82に伴って回転する。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、ステアリングギヤ88は、ピニオン88aと、ラック88bとを備える。ピニオン88aは、ピニオンシャフト87に連結される。ラック88bは、ピニオン88aに噛み合う。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aに伝達された回転運動をラック88bで直進運動に変換する。ラック88bは、タイロッド89に連結される。ラック88bが移動することで車輪の角度が変化する。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、操舵力アシスト機構83は、減速装置92と、電動モータ93とを備える。減速装置92は、例えばウォーム減速装置である。電動モータ93で生じたトルクは、減速装置92の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置92は、ウォーム及びウォームホイールによって、電動モータ93で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置92は、出力軸82bに補助操舵トルクを与える。すなわち、ステアリング装置80はコラムアシスト方式である。
As shown in FIG. 1, the steering force assist
図1に示すように、ステアリング装置80は、ECU(Electronic Control Unit)90と、トルクセンサ94と、車速センサ95と、を備える。電動モータ93、トルクセンサ94及び車速センサ95は、ECU90と電気的に接続される。トルクセンサ94は、入力軸82aに伝達された操舵トルクをCAN(Controller Area Network)通信によりECU90に出力する。車速センサ95は、ステアリング装置80が搭載される車体の走行速度(車速)を検出する。車速センサ95は、車体に備えられ、車速をCAN通信によりECU90に出力する。
As shown in FIG. 1, the
ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。ECU90は、トルクセンサ94及び車速センサ95のそれぞれから信号を取得する。ECU90には、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ECU90は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ93へ供給する電力値を調節する。ECU90は、電動モータ93から誘起電圧の情報又は電動モータ93に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ECU90が電動モータ93を制御することで、ステアリングホイール81の操作に要する力が小さくなる。
The
図3は、第1実施形態の中間シャフトの側面図である。図4は、図3におけるA−A断面図である。図5は、図4におけるB−B断面図である。図6は、図5における溝の周辺部の拡大図である。 FIG. 3 is a side view of the intermediate shaft of the first embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the periphery of the groove in FIG.
中間シャフト85は、略円柱状の中実部材である。例えば、中間シャフト85は、機械構造用炭素鋼(SC材(Carbon Steel for Machine Structural Use))であるS35Cで形成される。図3に示すように、中間シャフト85は、基部11と、第1衝撃吸収部15と、基部19と、を備える。
The
基部11は、第1ユニバーサルジョイント84に接続される。基部11の直径は一定である。第1衝撃吸収部15は、基部11の前方に位置する。第1衝撃吸収部15は、中間シャフト85の軸方向において、中間シャフト85の中央に位置する。基部19は、第2ユニバーサルジョイント86に接続される。基部19の直径は一定であり、基部11の直径に等しい。
The
以下の説明において、中間シャフト85の軸方向は単に軸方向と記載され、軸方向に対して垂直な方向は径方向と記載される。図5及び図6は、径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面である。また、軸方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面が描く円の接線に沿う方向は、周方向と記載される。
In the following description, the axial direction of the
図5に示すように、第1衝撃吸収部15は、複数の溝3と、複数の凸部4と、を備える。溝3は、例えば第1衝撃吸収部15の外周面に対する接線の1つに沿う方向に切削することにより形成される。溝3は環状でない。溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面の両端は、第1衝撃吸収部15の外周面に接する。溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面と第1衝撃吸収部15の外周面とで形成される稜線は軸方向に沿っている。図4に示すように、軸方向に対して垂直な平面で第1衝撃吸収部15を溝3の位置で切った断面において、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面が描く線が第1衝撃吸収部15の外周面が描く線と交差している。図4に示す断面において、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面は直線状である。図4に示す断面において、第1衝撃吸収部15の外形は円弧と直線(弦)を含む。図4に示す断面において、第1衝撃吸収部15の外形が描く直線の数は1つである。すなわち、軸方向に対して垂直な平面で第1衝撃吸収部15を切った断面に含まれる溝3の数は多くとも1つである。複数の溝3は、軸方向で等間隔に配置されている。軸方向で隣接する2つの溝3の、周方向における位置は同じである。すなわち、複数の溝3は同じ向きに開口している。凸部4は、2つの溝3の間に位置する。凸部4に対応する位置における第1衝撃吸収部15の直径D1は、基部11及び基部19の直径に等しい。
As shown in FIG. 5, the first
図6に示すように、第1衝撃吸収部15は、溝3に面する表面として、第1側面31と、第2側面33と、底面35と、第1接続面36と、第2接続面37と、を含む。第1側面31及び第2側面33は、軸方向に対して垂直である。すなわち、第2側面33は、第1側面31と平行である。溝3の底に対応する底面35は、第1側面31と第2側面33との間に位置する。第1側面31が底面35に対して後方に位置し、第2側面33が底面35に対して前方に位置する。底面35は、径方向に対して垂直な平面である。1つの溝3に対応する底面35は、他の溝3に対応する底面35と平行である。第1接続面36は、第1側面31と底面35とを繋ぐ曲面である。第2接続面37は、第2側面33と底面35とを繋ぐ曲面である。
As shown in FIG. 6, the
軸方向における溝3の最大幅W(図6参照)は、1mm以上3mm以下であることが好ましい。図6に示す断面において、第1接続面36及び第2接続面37は同じ円弧を描く。第1接続面36及び第2接続面37が描く円弧の曲率半径C1は、0.2mm以上1.0mm以下であることが好ましい。例えば、第1実施形態における曲率半径C1は0.3mmである。第1衝撃吸収部15は、例えば300Nmのトルクを伝達できるように設計される。第1衝撃吸収部15が伝達できるトルクは、軸方向に対して垂直な平面で第1衝撃吸収部15を切った場合の最小断面積に依存する。以下の説明において、軸方向に対して垂直な平面で切った断面の面積を単に断面積と記載する。具体的には、第1衝撃吸収部15の最小断面積は、底面35の位置における断面積である。第1衝撃吸収部15の最小断面積は、図6に示す溝3の深さHにより決まる。
The maximum width W (see FIG. 6) of the
図7は、曲がった後の中間シャフトの斜視図である。車両の1次衝突時においてステアリングギヤ88に荷重が加わる。ステアリングギヤ88に加わった荷重により中間シャフト85には曲げ応力が生じる。この時、第1接続面36及び第2接続面37に応力集中が生じることで、第1接続面36及び第2接続面37を起点として第1衝撃吸収部15が曲がる。溝3の底面35とは反対側の部分が縮む。凸部4が隣接する凸部4に接する。曲がった中間シャフト85は、中間シャフト85の周辺部品の隙間に入り込む。第1衝撃吸収部15が曲がることにより、衝突による衝撃が吸収される。その結果、ステアリングホイール81に伝わる衝撃が低減する。
FIG. 7 is a perspective view of the intermediate shaft after bending. A load is applied to the
なお、第1衝撃吸収部15の溝3は、必ずしも上述した形状を有していなくてもよい。例えば、図4に示す断面において、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面は必ずしも直線状でなくてもよく、曲線状であってもよい。例えば、第1接続面36及び第2接続面37が底面35を介さずに繋がっていてもよい。すなわち、径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面において、溝3の底に対応する位置における第1衝撃吸収部15の表面が半円を描いていてもよい。また、第1接続面36及び第2接続面37がなくてもよい。すなわち、第1側面31及び第2側面33が底面35に直接繋がっていてもよい。
The
なお、第1衝撃吸収部15が備える溝3の数は、必ずしも図に示すような数でなくてもよい。第1衝撃吸収部15は少なくとも1つの溝3を有していればよい。
The number of
なお、凸部4に対応する位置における第1衝撃吸収部15の直径D1は、必ずしも基部11の直径に等しくなくてもよい。直径D1は、基部11の直径よりも小さくてもよいし、基部11の直径よりも大きくてもよい。
The diameter D1 of the first
なお、中間シャフト85は、複数の部材を備えていてもよい。例えば、中間シャフト85は、第1シャフトと、第1シャフトに連結される第2シャフトとを備えていてもよい。このような場合、第1シャフト及び第2シャフトの少なくとも一方が、上述した中間シャフト85の構成を備えていればよい。言い換えると、上述した第1実施形態においては中間シャフト85が第1シャフトである。
The
以上で説明したように、ステアリング装置80は、第1ユニバーサルジョイント84と、第1ユニバーサルジョイント84より前方側に配置される第2ユニバーサルジョイント86と、第1ユニバーサルジョイント84と第2ユニバーサルジョイント86とを連結する中間シャフト85と、を備える。中間シャフト85は、中実部材である。中間シャフト85は、外周面に溝3を有する第1衝撃吸収部15を備える。溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面の両端は、第1衝撃吸収部15の外周面に接する。
As described above, the
これにより、第1衝撃吸収部15の形成に際して金型が不要であるので、第1衝撃吸収部15の形成が容易となる。また、第1衝撃吸収部15の変形特性は、第1衝撃吸収部15の溝3の形状に応じて変化する。溝3の形状を変更することは容易であるため、第1衝撃吸収部15の変形特性の調整は容易である。したがって、ステアリング装置80は、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフト85により衝撃を吸収することができる。
As a result, no mold is required when forming the first
さらに、中間シャフト85は特定の方向に曲がりやすい。中間シャフト85は、車両のなかでの中間シャフト85と他の部材との位置関係から中間シャフト85を曲げる方向として望ましい方向が決まっている場合に有効である。また、溝3が環状である場合と比較すると、伝達できるトルクが同じである場合、環状でない溝3を備える中間シャフト85の方が曲がりやすい。
Furthermore, the
また、ステアリング装置80においては、第1衝撃吸収部15は、軸方向に並ぶ複数の溝3を備える。軸方向で隣接する2つの溝3の、周方向における位置は同じである。
Further, in the
これにより、中間シャフト85に曲げ応力が作用すると、第1衝撃吸収部15の溝3が配置された側の複数の部分で応力集中が生じる。このため、第1衝撃吸収部15の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフト85の衝撃吸収能力が向上する。
Thereby, when bending stress acts on the
また、ステアリング装置80においては、軸方向における溝3の最大幅Wは1mm以上3mm以下である。径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面において、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面の少なくとも一部は、曲率半径が0.2mm以上1.0mm以下である円弧を描く。
Further, in the
これにより、第1衝撃吸収部15において極端な応力集中が生じなくなり、且つ第1衝撃吸収部15が曲がり易くなる。
As a result, extreme stress concentration does not occur in the first
(第1変形例)
図8は、第1変形例の中間シャフトにおける第1衝撃吸収部の断面図である。なお、上述した第1実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(First modification)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a first impact absorbing portion in the intermediate shaft of the first modified example. The same components as those described in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
第1変形例の第1衝撃吸収部15Aは、複数の溝3Aを備える。図8に示すように、第1衝撃吸収部15Aは、溝3Aに面する表面として、第1側面31Aと、第2側面33Aと、底面35Aと、第1接続面36Aと、第2接続面37Aと、を含む。底面35Aは、第1側面31Aと第2側面33Aとの間に位置する。第1接続面36Aは、第1側面31Aと底面35Aとを繋ぐ曲面である。第2接続面37Aは、第2側面33Aと底面35Aとを繋ぐ曲面である。第1側面31Aと第2側面33Aとの間の距離は、底面35Aに向かって小さくなっている。すなわち、溝3Aの幅は、溝3Aの底に向かって小さくなっている。
The first
これにより、中間シャフト85Aに曲げ応力が作用した時に、応力集中が生じやすくなる。 Thus, when bending stress acts on the intermediate shaft 85A, stress concentration is likely to occur.
(第2変形例)
図9は、第2変形例の中間シャフトにおける衝撃吸収部の側面図である。図10は、図9におけるC−C断面図である。なお、上述した第1実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(2nd modification)
FIG. 9 is a side view of an impact absorbing portion in an intermediate shaft of the second modified example. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. The same components as those described in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
図9に示すように、第2変形例の中間シャフト85Bは、第1衝撃吸収部15と、基部16と、第2衝撃吸収部17と、を備える。
As shown in FIG. 9, an
基部16は、第1衝撃吸収部15の前方に位置する。第2衝撃吸収部17は、基部16の前方に位置する。第2衝撃吸収部17は、中間シャフト85Bの軸方向において、中間シャフト85Bの中央よりも前方側に位置する。
The
図10に示すように、第2衝撃吸収部17は、小径部175と、第1接続部171と、第2接続部179と、を含む。小径部175は、円柱状である。小径部175の軸方向の長さLは、溝3の最大幅W(図6参照)よりも大きい。第2衝撃吸収部17の断面積は、小径部175で最小となる。第2衝撃吸収部17の最小断面積(小径部175の断面積)は、第1衝撃吸収部15の最小断面積よりも小さい。第1接続部171は、基部16と小径部175とを接続する。第2接続部179は、基部19と小径部175とを接続する。図10に示す断面において、第1接続部171及び第2接続部179の表面は同じ円弧(以下、第2円弧という)を描く。第2円弧の曲率半径C2は、第1円弧の曲率半径C1よりも大きい。曲率半径C2は、5mm以上であることが好ましい。例えば、曲率半径C2は8mmである。
As shown in FIG. 10, the second
第2衝撃吸収部17は、例えば150Nm以上250Nm以下程度のトルクで変形するように設計される。中間シャフト85BがS35Cで形成される場合、小径部175の直径D3は、13mm以上15.5mm以下程度となる。例えば直径D3は、13mmである。
The second
中間シャフト85Bには、1次衝突による曲げ応力が生じることがあると共に、車両が縁石へ乗り上げた場合等において大きなトルク(捩り力)が入力されることがある。このため、中間シャフト85Bには、大きなトルクを受けた時の破損を抑制し且つ1次衝突時に衝撃を吸収することができることが求められる。
Bending stress due to the primary collision may occur in the
上述したように中間シャフト85Bは、第1衝撃吸収部15とは異なる位置に配置される第2衝撃吸収部17を備える。第2衝撃吸収部17の最小断面積が第1衝撃吸収部15の最小断面積よりも小さい。
As described above, the
これにより、車両が縁石へ乗り上げた場合等において、第2衝撃吸収部17が変形する(捩れる)。第2衝撃吸収部17が変形することで、中間シャフト85Bに入力されたエネルギーが吸収される。第2衝撃吸収部17でエネルギーが吸収されるので、第1衝撃吸収部15の変形が抑制される。このため、第1衝撃吸収部15の設計された変形特性が保たれる。その結果、車両の衝突が生じた時に、中間シャフト85Bは所定の衝撃吸収能力を発揮することができる。
As a result, the second
また、径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85Bを切った断面において、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面の少なくとも一部が第1円弧を描き、第2衝撃吸収部17の表面の少なくとも一部が第2円弧を描く。第2円弧の曲率半径C2は、第1円弧の曲率半径C1よりも大きい。
Further, in a cross section obtained by cutting the
これにより、中間シャフト85Bに曲げ応力が作用した時、第1衝撃吸収部15に応力集中が生じやすくなる。このため、中間シャフト85Bが、第2衝撃吸収部17ではなく第1衝撃吸収部15を起点として曲がる。したがって、車両の衝突が生じた時に、中間シャフト85は所定の衝撃吸収能力を発揮することができる。
As a result, when bending stress acts on the
(第3変形例)
図11は、第3変形例の中間シャフトの断面図である。図12は、第1シャフトの第1衝撃吸収部及び第1嵌合部を拡大した断面図である。図13は、図11におけるD−D断面図である。図14は、図11におけるE−E断面図である。なお、上述した第1実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Third modification)
FIG. 11 is a cross-sectional view of the intermediate shaft of the third modified example. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the first impact absorbing portion and the first fitting portion of the first shaft. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line D-D in FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line E-E in FIG. The same components as those described in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
図11に示すように、中間シャフト85Cは、第1シャフト1と、第2シャフト2と、を備える。
As shown in FIG. 11, the
第1シャフト1は、略円柱状の中実部材である。図11に示すように、第1シャフト1は、基部13と、第1嵌合部18と、を備える。
The first shaft 1 is a substantially cylindrical solid member. As shown in FIG. 11, the first shaft 1 includes a
第2衝撃吸収部17は、基部11の前方に位置する。第2衝撃吸収部17は、軸方向において、第1シャフト1の中央よりも後方側に位置する。基部13は、第2衝撃吸収部17の前方に位置する。基部13の直径は一定であり、基部11の直径に等しい。第1衝撃吸収部15は、基部13の前方に位置する。第1衝撃吸収部15は、第1シャフト1の軸方向において、第1シャフト1の中央に位置している。第1嵌合部18は、第1シャフト1の前方端部に位置する。第1嵌合部18は、外周面にセレーション18aを備える。図12に示すように直径D1は、第1嵌合部18の最小直径D4よりも小さい。最小直径D4は、セレーション18aの谷に対応する位置における第1嵌合部18の直径である。また、第1嵌合部18は、図11に示すように前方側の端面に凹部180を有する。
The
図11に示すように、第2シャフト2は筒状である。例えば、第2シャフト2は、機械構造用炭素鋼鋼管(STKM材(Carbon Steel Tubes for Machine Structural Purposes))で形成される。第2シャフト2は、第2嵌合部21と、大径部23と、基部25と、を備える。
As shown in FIG. 11, the
第2嵌合部21は、第2シャフト2の後方端部に配置される。第2嵌合部21には、第1嵌合部18が挿入されている。第2嵌合部21は、内周面にセレーション21aを備える。セレーション21aは、セレーション18aと噛み合う。
The second
図13に示すように、軸方向に対して垂直な断面において第1嵌合部18の外形が円を描く。図13に示す断面において、第2嵌合部21の外形は楕円を描く。図14に示すように、軸方向に対して垂直な断面のうち図13とは異なる断面において、第1嵌合部18の外形が楕円を描く。図14に示す断面において、第2嵌合部21の外形は円を描く。なお、図13の第2嵌合部21及び図14の第1嵌合部18の形状は、説明のために誇張して描かれており、実際の形状とは異なる。実際には、セレーション21aの全ての歯は、それぞれセレーション18aの2つの歯の間に位置する。すなわち、図13の左側及び右側に位置するセレーション21aの歯は、セレーション18aの歯に接していないが、セレーション18aの2つの歯の間に位置する。図14の上側及び下側に位置するセレーション21aの歯は、セレーション18aの歯に接していないが、セレーション18aの2つの歯の間に位置する。
As shown in FIG. 13, the outer shape of the first
中間シャフト85Cを組み立てる時、第1嵌合部18の一部が第2嵌合部21に挿入される。そして、第1嵌合部18及び第2嵌合部21が凹部180に対応する位置で2方向からプレスされる。その後、第1嵌合部18が第2嵌合部21の中にさらに押し込まれる。これにより、図13及び図14に示す断面形状が形成される。なお、第1嵌合部18及び第2嵌合部21のこのような連結方法は、楕円嵌合と呼ばれることがある。
When assembling the
第1嵌合部18の第2嵌合部21との接触部分に生じる摩擦により、第1嵌合部18に対する第2嵌合部21の移動が規制されている。すなわち、通常使用時(衝突が生じていない時)において、第2嵌合部21は第1嵌合部18に対して移動しない。一方、衝突時において第2シャフト2に軸方向の所定荷重が加わった場合、第2嵌合部21が第1嵌合部18に対して移動する。所定荷重は、例えば1kN以上3kN以下程度である。すなわち、第2シャフト2は、衝突時に第1シャフト1から離脱できるように第1シャフト1に連結されている。第2嵌合部21と第1嵌合部18との間の摩擦により衝撃が吸収される。
The movement of the second
大径部23は、第2嵌合部21の前方に配置される。大径部23の外径は一定である。大径部23の外径は、第2嵌合部21の外径よりも大きい。
The
基部25は、第2シャフト2の前方端部に配置される。基部25は、第2ユニバーサルジョイント86に固定されている。基部25の外径は一定である。基部25の外径は、第2嵌合部21の外径に等しい。
The
図15は、第2シャフトが第1シャフトの中に入った後の中間シャフトの斜視図である。車両が衝突するとステアリングギヤ88に荷重が加わる。ステアリングギヤ88に加わった荷重は、第2ユニバーサルジョイント86を介して第2シャフト2に伝わる。車両の前面の全てが衝突対象物に当たった場合(フルラップ衝突の場合)、第2シャフト2には軸方向の荷重が加わることが多い。フルラップ衝突の場合には、図15に示すように第2シャフト2が第1シャフト1に対して移動することで衝撃が吸収される。その結果、ステアリングホイール81に伝わる衝撃が低減する。
FIG. 15 is a perspective view of the intermediate shaft after the second shaft has entered the first shaft. When the vehicle collides, a load is applied to the
一方、車両の前面の一部が衝突対象物に当たった場合(オフセット衝突の場合)、第2シャフト2には軸方向でない荷重が加わることが多い。このため、第2シャフト2が第1シャフト1に対して真っ直ぐに移動できない。オフセット衝突の場合には、中間シャフト85Cには曲げ応力が生じる。この時、第1接続面36及び第2接続面37(図6参照)に応力集中が生じることで、第1接続面36及び第2接続面37を起点として第1衝撃吸収部15が曲がる。曲がった中間シャフト85Cは、中間シャフト85Cの周辺部品の隙間に入り込む。第1衝撃吸収部15が曲がることにより、衝突による衝撃が吸収される。その結果、ステアリングホイール81に伝わる衝撃が低減する。
On the other hand, when a part of the front of the vehicle hits the collision target (in the case of an offset collision), the
なお、第1嵌合部18及び第2嵌合部21の連結方法は、樹脂コートスライダーを用いた連結方法、又は転動体を用いた連結方法であってもよい。樹脂コートスライダーを用いた連結方法は、潤滑皮膜を有する第1嵌合部18を第2嵌合部21に嵌める方法である。潤滑皮膜は、例えば、第1嵌合部18の外周面に合成樹脂のコーティングを施した上にグリースが塗布されることで形成される。これにより、第1嵌合部18と第2嵌合部21との接触部分の磨耗が低減されると共に摩擦抵抗が低減される。なお、潤滑皮膜は、第2嵌合部21に設けられてもよいし、第1嵌合部18及び第2嵌合部21の両方に設けられてもよい。また、転動体を用いた連結方法は、第1嵌合部18と第2嵌合部21とを転動体を介して連結する方法である。転動体の例としては、ボール又はローラが挙げられる。転動体としてボールとローラが組み合わされていてもよい。これにより、第1嵌合部18と第2嵌合部21との接触部分の磨耗が低減されると共に摩擦抵抗が低減される。
In addition, the connection method of the 1st
上述したように、中間シャフト85Cは、第1シャフト1に離脱可能に連結される筒状の第2シャフト2を備える。
As described above, the
これにより、1次衝突時に第2シャフト2が第1シャフト1に対して相対的に移動する。ステアリング装置80は、第1シャフト1と第2シャフト2との間で生じる摩擦によって衝撃を吸収することができる。
Thereby, the
また、第1シャフト1は、外周面にセレーション18aを有する第1嵌合部18を備える。第2シャフト2は、内周面にセレーション21aを有する第2嵌合部21を備える。第1嵌合部18が第2嵌合部21に嵌まる。第1衝撃吸収部15の最大外径(直径D1)は、第1嵌合部18の最小直径D4よりも小さい。
Moreover, the 1st shaft 1 is provided with the
これにより、第2シャフト2が第1シャフト1に対して相対的に移動する時に、第1衝撃吸収部15と第2嵌合部21のセレーション21aとが干渉しにくくなる。このため、ステアリング装置80は、中間シャフト85Cの衝撃吸収能力のバラツキを抑制することができる。
As a result, when the
(第4変形例)
図16は、第4変形例の中間シャフトの断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(4th modification)
FIG. 16 is a cross-sectional view of the intermediate shaft of the fourth modified example. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図16に示すように、第4変形例においては、第1シャフト1が第2シャフト2の前方に位置する。第1シャフト1は、ストッパー14を備える。ストッパー14は、基部13の外周面から径方向に突出している。ストッパー14は、基部13と一体に形成されている。ストッパー14は、軸方向から見て第2嵌合部21の端面に重なる。ストッパー14は、第1衝撃吸収部15の後方に位置する。このため、第2嵌合部21の端面からストッパー14までの距離は、第2嵌合部21の端面から第1衝撃吸収部15までの距離よりも小さい。
As shown in FIG. 16, in the fourth modification, the first shaft 1 is located in front of the
第1シャフト1及び第2シャフト2が相対的に移動すると、ストッパー14は第2嵌合部21の端面に接する。ストッパー14は、第1シャフト1及び第2シャフト2の相対的な移動量を規制する。ストッパー14が第1衝撃吸収部15の後方に位置するので、第1衝撃吸収部15が第2シャフト2の中に入る前にストッパー14が第2嵌合部21に接する。このため、第1シャフト1は、第2シャフト2に対して相対的に移動した後に曲がることができる。
When the first shaft 1 and the
なお、ストッパー14は、第2シャフト2に設けられてもよい。例えば、ストッパー14は、第2シャフト2の内周面に設けられ、軸方向から見て第1嵌合部18に重なればよい。このような場合、第1嵌合部18の端面からストッパー14までの距離は、第2嵌合部21の端面から第1衝撃吸収部15までの距離よりも小さいことが好ましい。これにより、第1衝撃吸収部15が第2シャフト2の中に入る前に第1嵌合部18がストッパー14に接する。このため、第1シャフト1は、第2シャフト2に対して相対的に移動した後に曲がることができる。
The
なお、ストッパー14は、基部13に溶接等により接続されていてもよい。ストッパー14として、C型止め輪又はE型止め輪が用いられてもよい。
The
上述したように、中間シャフト85Dは、第1シャフト1及び第2シャフト2の相対的な移動量を規制するストッパー14を備える。
As described above, the
これにより、第1シャフト1及び第2シャフト2の相対的な移動量を調節することが可能となるので、第2シャフト2に過大な荷重が加わることが防止される。
As a result, it is possible to adjust the relative movement amount of the first shaft 1 and the
(第5変形例)
図17は、第5変形例における第1衝撃吸収部の溝の周辺部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(5th modification)
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the groove of the first impact absorbing portion in the fifth modification. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図17に示すように、第5変形例においては、第1衝撃吸収部15に被覆材5が設けられる。被覆材5は、第1衝撃吸収部15の溝3に面する表面(第1側面31、第2側面33、底面35、第1接続面36及び第2接続面37)を覆う。すなわち、被覆材5は溝3の内周面を覆う。また被覆材5は、第1衝撃吸収部15の溝3よりも外側の表面である主表面150を覆う。すなわち、第5変形例においては、被覆材5が第1衝撃吸収部15の表面の全体を覆う。被覆材5は、防錆皮膜である。被覆材5は、例えば亜鉛又はニッケル等を含む。言い換えると、第1衝撃吸収部15の表面には、亜鉛メッキ又はニッケルメッキ等が施されている。
As shown in FIG. 17, in the fifth modification, the covering
なお、被覆材5は、必ずしも第1衝撃吸収部15の表面の全体を覆わなくてもよい。被覆材5は、第1衝撃吸収部15の溝3に面する表面の少なくとも一部を覆っていればよい。被覆材5は、少なくとも底面35、第1接続面36及び第2接続面37を覆うことが好ましい。また、被覆材5は、例えばグリースであってもよい。この場合、グリースの粘度は高い方が好ましい。
In addition, the covering
上述したように、第5変形例のステアリング装置80は、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面の少なくとも一部を覆う被覆材5を備える。被覆材5は、防錆皮膜である。
As described above, the
第1衝撃吸収部15は、所定のトルク(例えば300Nm)を伝達できるように設計される。溝3を有する第1衝撃吸収部15においては、溝3に対応する部分のトルクに対する強度が低くなる。第1衝撃吸収部15は十分な安全率を考慮して設計されているものの、第1衝撃吸収部15に錆が生じると、第1衝撃吸収部15が所定のトルクに耐えられなくなる可能性がある。これに対して、第1衝撃吸収部15においては、被覆材5によって溝3に面する表面での錆の発生が抑制される。第1衝撃吸収部15の溝3に対応する部分の強度低下が抑制される。第5変形例は、特に雨等の水がかかる可能性のある場所に配置される場合に有効である。
The
なお、被覆材5を上述した第3変形例(又は第4変形例)に適用した場合、被覆材5は、第1衝撃吸収部15の溝3よりも外側の表面である主表面150を覆うことが好ましい。第3変形例で説明したように、中間シャフト85Cに軸方向の所定荷重が加わった場合、第1シャフト1及び第2シャフト2が相対的に移動する。中間シャフト85Cに曲げモーメントも加わっていると、第2シャフト2が第1衝撃吸収部15に引っ掛かる可能性がある。これに対して、主表面150が被覆材5で覆われていることにより、第2シャフト2と第1衝撃吸収部15との間の摩擦が低減される。このため、仮に第2シャフト2が第1衝撃吸収部15に接触した場合でも、第2シャフト2が第1衝撃吸収部15に引っ掛かりにくい。このため、第2シャフト2の移動が滑らかになる。
In addition, when the covering
(第6変形例)
図18は、第6変形例における第1衝撃吸収部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Sixth modification)
FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of a first impact absorbing portion in a sixth modification. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as what was demonstrated in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図18に示すように、第6変形例においては、充填材6が溝3に設けられる。例えば、充填材6は、複数の溝3の全てに配置されている。例えば、充填材6の深さは溝3の深さH(図6参照)に等しい。充填材6は、樹脂又はゴムであることが好ましい。さらに、充填材6は独立気泡体であるゴムであることが好ましい。充填材6のヤング率は、第1衝撃吸収部15のヤング率よりも小さい。第1衝撃吸収部15に曲げモーメントが加わった時、充填材6は容易に変形する。
As shown in FIG. 18, in the sixth modification, the
なお、充填材6の深さは溝3の深さH(図6参照)よりも小さくてもよい。すなわち、1つの溝3に埋められる充填材6の体積は、1つの溝3の体積よりも小さくてもよい。充填材6は、底面35、第1接続面36及び第2接続面37を覆うことが好ましい。また、溝3には充填材6及び第5変形例で説明した被覆材5の両方が設けられていてもよい。すなわち、被覆材5が第1衝撃吸収部15を覆い且つ充填材6が被覆材5を覆っていてもよい。また、充填材6は、例えばグリースであってもよい。この場合、グリースの粘度は高い方が好ましい。
The depth of the
上述したように、第6変形例のステアリング装置80は、溝3に配置される充填材6を備える。
As described above, the
第6変形例の第1衝撃吸収部15においては、充填材6により溝3に水が入りにくくなっている。このため、溝3に面する第1衝撃吸収部15の表面での錆の発生が抑制される。第1衝撃吸収部15の溝3に対応する部分の強度低下が抑制される。第6変形例は、特に雨等の水がかかる可能性のある場所に配置される場合に有効である。
In the first
また、充填材6は、樹脂である。これにより、充填材6が第1衝撃吸収部15の変形を阻害しにくくなる。
The
また、充填材6は、ゴムである。これにより、充填材6が第1衝撃吸収部15の変形を阻害しにくくなる。
The
また充填材6は、独立気泡体である。これにより、第1衝撃吸収部15の重量の増加が抑制される。
The
なお、充填材6を上述した第3変形例(又は第4変形例)に適用した場合、充填材6の体積は、溝3の体積と同じであることが好ましい。これにより、溝3が充填材6で埋められるので、第1衝撃吸収部15の外周面が滑らかになる。第2シャフト2と第1衝撃吸収部15との間の摩擦が低減される。このため、仮に第2シャフト2が第1衝撃吸収部15に接触した場合でも、第2シャフト2が第1衝撃吸収部15に引っ掛かりにくい。このため、第2シャフト2の移動が滑らかになる。
In addition, when the
(第7変形例)
図19は、軸方向に対して垂直な平面で第7変形例の第1衝撃吸収部を溝の位置で切った断面図である。図19は上述した図4に対応する図である。なお、上述した第1実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Seventh modified example)
FIG. 19 is a cross-sectional view in which the first impact absorbing portion of the seventh modified example is cut at the groove position in a plane perpendicular to the axial direction. FIG. 19 is a diagram corresponding to FIG. 4 described above. The same components as those described in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
図19に示すように、第7変形例の第1衝撃吸収部15Gは、溝3Gを備える。溝3Gは、例えば円盤状の切削工具によって第1衝撃吸収部15Gの中心に向かう方向に切削することにより形成される。溝3Gは環状でない。溝3Gに面する第1衝撃吸収部15Gの表面の両端は、第1衝撃吸収部15Gの外周面に接する。第7変形例においては、溝3Gの底面35Gは曲面である。図19に示す断面において、溝3Gに面する第1衝撃吸収部15Gの表面は曲線状である。図19に示す断面において、第1衝撃吸収部15Gの外形は、底面35Gが描く円弧と第1衝撃吸収部15Gの外周面が描く円弧とを含む。底面35Gが描く円弧は、第1衝撃吸収部15Gの外周面が描く円弧と同じ方向に凸である。
As shown in FIG. 19, the
(第8変形例)
図20は、径方向に対して垂直な平面で第8変形例の第1衝撃吸収部を切った断面図である。図20は上述した図6に対応する図である。なお、上述した第1実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
Eighth Modified Example
FIG. 20 is a cross-sectional view in which the first shock absorber of the eighth modified example is cut by a plane perpendicular to the radial direction. FIG. 20 is a diagram corresponding to FIG. 6 described above. The same components as those described in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
図20に示すように、第8変形例の第1衝撃吸収部15Hは、溝3Hを備える。第1衝撃吸収部15Hは、溝3Hに面する表面として、第1接続面36Hと、第2接続面37Hと、を含む。第1接続面36Hは、第2接続面37Hに直接繋がっている。すなわち第1接続面36Hが第2接続面37Hに接している。径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面において、第1接続面36H及び第2接続面37Hは同じ円弧を描く。溝3Hの最大幅Wが、第1接続面36H及び第2接続面37Hの曲率半径C1の2倍である。例えば第8変形例においては、最大幅Wが1.6mmであり、曲率半径C1が0.8mmである。
As shown in FIG. 20, the
(第2実施形態)
図21は、第2実施形態の中間シャフトの側面図である。図22は、曲がった後の第2実施形態の中間シャフトの斜視図である。
Second Embodiment
FIG. 21 is a side view of the intermediate shaft of the second embodiment. FIG. 22 is a perspective view of the intermediate shaft of the second embodiment after bending.
図21に示すように、第2実施形態の中間シャフト85Iは、第1衝撃吸収部15Iを備える。第1衝撃吸収部15Iは、複数の溝3を備える。複数の溝3は、軸方向で等間隔に配置されている。軸方向に隣接する2つの溝3の周方向の位置はずれている。すなわち、隣接する2つの溝3は異なる向きに開口している。例えば軸方向から見て、隣接する2つの溝3の底面35(図6参照)は、互いに直交している。
As shown in FIG. 21, the intermediate shaft 85I of the second embodiment includes a first impact absorbing portion 15I. The first impact absorbing portion 15I includes a plurality of
図21に示すように、複数の溝3は、溝301から溝309を含む。基部11側から基部19側に向かって溝301から溝309が軸方向に並んでいる。溝301は、第1衝撃吸収部15Iの外周面に対する接線の1つに沿う方向(図21において紙面奥行き方向)に延びている。溝302は、溝301の延びる方向に対して垂直な方向に延びている。溝303は、溝301の延びる方向と平行な方向に延びており、且つ溝301の反対側に位置する。溝304は、溝301の延びる方向に対して垂直な方向に延びており、且つ溝302の反対側に位置する。溝305及び溝309の延びる方向及び周方向の位置は、溝301と同じである。溝306、溝307、溝308の溝305に対する位置関係は、溝302、溝303、溝304の溝301に対する位置関係と同じである。
As shown in FIG. 21, the plurality of
車両の1次衝突時においてステアリングギヤ88に荷重が加わる。ステアリングギヤ88に加わった荷重により中間シャフト85Iには曲げ応力が生じる。この時、第1接続面36及び第2接続面37(図6参照)に応力集中が生じることで、第1接続面36及び第2接続面37を起点として第1衝撃吸収部15Iが曲がる。複数の溝3の一部が縮む。縮む溝3の反対側の溝3が拡がる。
A load is applied to the
なお、軸方向に隣接する溝3の延びる方向は、必ずしも互いに垂直でなくてもよい。例えば、溝302の延びる方向が溝301の延びる方向に対してなす角度は90°未満でもよい。溝3の数は上述した数に限らない。第2実施形態においては、少なくとも軸方向に隣接する2つの溝3の周方向の位置がずれていればよい。
The extending directions of the axially
上述したように、第2実施形態においては、第1衝撃吸収部15Iは、軸方向に並ぶ複数の溝3を備える。軸方向で隣接する2つの溝3の、周方向における位置は異なる。
As described above, in the second embodiment, the first impact absorbing portion 15I includes the plurality of
これにより、第1実施形態のように複数の溝3の周方向の位置が同じである場合と比較して、曲がる方向が限定されにくくなる。また、溝3が環状である場合と比較すると、伝達できるトルクが同じである場合、環状でない溝3を備える中間シャフト85Iの方が曲がりやすい。
This makes it difficult to limit the bending direction as compared with the case where the circumferential positions of the plurality of
1 第1シャフト
11、13、16、19 基部
15、15A、15G、15H 第1衝撃吸収部
17 第2衝撃吸収部
18 第1嵌合部
180 凹部
18a セレーション
2 第2シャフト
21 第2嵌合部
21a セレーション
23 大径部
25 基部
3、3A、3G、3H 溝
31、31A 第1側面
33、33A 第2側面
35、35A、35G 底面
36、36A、36H 第1接続面
37、37A、37H 第2接続面
4 凸部
5 被覆材
6 充填材
80 ステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
82a 入力軸
82b 出力軸
83 操舵力アシスト機構
84 第1ユニバーサルジョイント
85、85B、85C、85D、85I 中間シャフト
86 第2ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
88 ステアリングギヤ
88a ピニオン
88b ラック
89 タイロッド
90 ECU
92 減速装置
93 電動モータ
94 トルクセンサ
95 車速センサ
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
Reference Signs List 1
92
Claims (9)
前記第1ユニバーサルジョイントより前方側に配置される第2ユニバーサルジョイントと、
前記第1ユニバーサルジョイントと前記第2ユニバーサルジョイントとを連結する中間シャフトと、
を備え、
前記中間シャフトは、中実部材である第1シャフトを備え、
前記第1シャフトは、外周面に溝を有する第1衝撃吸収部を備え、
前記溝に面する前記第1衝撃吸収部の表面の両端は、前記第1衝撃吸収部の外周面に接する
ステアリング装置。 With the first universal joint,
A second universal joint disposed forward of the first universal joint;
An intermediate shaft connecting the first universal joint and the second universal joint;
Equipped with
The intermediate shaft comprises a first shaft which is a solid member,
The first shaft includes a first impact absorbing portion having a groove on an outer peripheral surface thereof,
A steering device, wherein both ends of the surface of the first impact absorbing portion facing the groove are in contact with the outer peripheral surface of the first impact absorbing portion.
前記軸方向で隣接する2つの前記溝の、前記第1シャフトの周方向における位置は同じである
請求項1に記載のステアリング装置。 The first impact absorbing portion includes a plurality of the grooves aligned in the axial direction of the first shaft,
The steering device according to claim 1, wherein positions of the two axially adjacent grooves in the circumferential direction of the first shaft are the same.
前記軸方向で隣接する2つの前記溝の、前記第1シャフトの周方向における位置は異なる
請求項1に記載のステアリング装置。 The first impact absorbing portion includes a plurality of the grooves aligned in the axial direction of the first shaft,
The steering apparatus according to claim 1, wherein positions of the two axially adjacent grooves in the circumferential direction of the first shaft are different.
前記第1シャフトの径方向に対して垂直な平面で前記第1シャフトを切った断面において、前記溝に面する前記第1衝撃吸収部の表面の一部は、曲率半径が0.2mm以上1.0mm以下である円弧を描く
請求項1から3のいずれか1項に記載のステアリング装置。 The maximum width of the groove in the axial direction of the first shaft is 1 mm or more and 3 mm or less,
In a cross section obtained by cutting the first shaft in a plane perpendicular to the radial direction of the first shaft, a part of the surface of the first shock absorber facing the groove has a curvature radius of 0.2 mm or more. 1 The steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an arc having a diameter of not more than 0 mm is drawn.
請求項1から4のいずれか1項に記載のステアリング装置。 The steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a width of the groove in an axial direction of the first shaft decreases toward a bottom of the groove.
前記第1シャフトの軸方向に対して垂直な平面で前記第2衝撃吸収部を切った場合の最小断面積は、前記軸方向に対して垂直な平面で前記第1衝撃吸収部を切った場合の最小断面積よりも小さい
請求項1から5のいずれか1項に記載のステアリング装置。 The first shaft includes a second shock absorber disposed at a position different from the first shock absorber.
The minimum cross-sectional area in the case of cutting the second impact absorbing portion in a plane perpendicular to the axial direction of the first shaft is the case in which the first impact absorbing portion is cut in a plane perpendicular to the axial direction The steering apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the steering apparatus is smaller than the minimum cross-sectional area of the vehicle.
請求項1から6のいずれか1項に記載のステアリング装置。 The steering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the intermediate shaft includes a cylindrical second shaft which is releasably connected to the first shaft.
請求項7に記載のステアリング装置。 The steering apparatus according to claim 7, wherein the intermediate shaft includes a stopper that regulates a relative movement amount of the first shaft and the second shaft.
中実部材である第1シャフトを備え、
前記第1シャフトは、外周面に溝を有する第1衝撃吸収部を備え、
前記溝に面する前記第1衝撃吸収部の表面の両端は、前記第1衝撃吸収部の外周面に接する
中間シャフト。 An intermediate shaft that is a solid member used in a steering device,
It has a first shaft which is a solid member,
The first shaft includes a first impact absorbing portion having a groove on an outer peripheral surface thereof,
An intermediate shaft in which both ends of the surface of the first impact absorbing portion facing the groove are in contact with the outer peripheral surface of the first impact absorbing portion.
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JP2017224027A JP2019093862A (en) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | Steering device and intermediate shaft |
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