JP2019151152A - Steering gear - Google Patents

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太之 手塚
Hiroyuki Tezuka
太之 手塚
洋俊 内堀
Hirotoshi Uchibori
洋俊 内堀
伸吾 石毛
Shingo Ishige
伸吾 石毛
友輔 安間
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友輔 安間
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Abstract

To provide a small-sized steering gear capable of recognizing that a driver reaches a steering limit.SOLUTION: A steering gear includes: a steering shaft 21 rotating together with a steering wheel 11 operated by a driver; a feed nut 31 arranged with the steering shaft 21 centered; a rotation-slide mechanism which rotates the steering shaft 21 and the feed nut 31 together in the peripheral direction and permits the feed nut 31 to slide in the axial direction relative to the steering shaft 21; a cylindrical member 41 arranged to surround the feed nut 31 and is under a non-rotation state; a feed mechanism for axially feeding the feed nut 31 to the steering shaft 21 by a rotational movement of the feed nut 31 relative to the cylindrical member 41; and an upper stopper 43A and a lower stopper 43B which are arranged on both sides of the feed nut 31, respectively and regulates an axial slide movement of the feed nut 31 by an abutment of the feed nut 31.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、操舵装置に関する。   The present invention relates to a steering apparatus.

SBW(Steer By Wire、ステアバイワイヤ)方式の操舵装置は、通常時、運転者が操作するステアリングホイールと操舵輪を操舵するラック軸とが機械的に連結されていない(特許文献1参照)。   In a steering device of SBW (Steer By Wire) method, a steering wheel operated by a driver and a rack shaft that steers a steering wheel are not mechanically connected to each other (see Patent Document 1).

特開2016−164017号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2006-164017

このように、SBW式の操舵装置は、ステアリングホイールとラック軸とが連結されていないため、運転者はラック軸と一体であるラックエンドがストッパに当接し操舵限界に達していることを認識できない虞がある。この場合、運転者は、さらにステアリングホイールを回転させてしまう虞がある。   Thus, since the steering wheel and the rack shaft are not connected to each other in the SBW type steering device, the driver cannot recognize that the rack end integral with the rack shaft is in contact with the stopper and reaches the steering limit. There is a fear. In this case, the driver may further rotate the steering wheel.

そこで、ステアリングホイールに反力を付与する反力モータ(反力アクチュエータ)の出力(トルク)を、操舵限界付近で大きくする構成が考えられる。しかしながら、このように構成すると、反力モータが大型化してしまい、車両に搭載し難くなる。   Therefore, a configuration is conceivable in which the output (torque) of the reaction force motor (reaction force actuator) that applies reaction force to the steering wheel is increased near the steering limit. However, if constituted in this way, the reaction force motor will become large and difficult to mount on the vehicle.

そこで、本発明は、運転者が操舵限界への到達を認識できる小型の操舵装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a small steering device that allows the driver to recognize the arrival of the steering limit.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、運転者が操作する操作部材と一体で回転するステアリング軸と、前記ステアリング軸を中心として配置された環状部材と、前記ステアリング軸及び前記環状部材を周方向において一体で回転させると共に、前記ステアリング軸に対して前記環状部材を軸方向にスライド可能とする回転−スライド機構と、前記環状部材を囲むように配置されると共に非回転状態である筒状部材と、前記筒状部材に対する前記環状部材の回転運動によって、前記ステアリング軸に対して前記環状部材を軸方向に送る送り機構と、軸方向において前記環状部材の両側にそれぞれ配置され、前記環状部材が当接することで、前記環状部材の軸方向のスライド移動を規制する規制部材と、を備えることを特徴とする操舵装置である。   As means for solving the above problems, the present invention provides a steering shaft that rotates integrally with an operating member operated by a driver, an annular member disposed around the steering shaft, the steering shaft, and the annular member. And a rotation-slide mechanism that allows the annular member to slide in the axial direction relative to the steering shaft, and a cylinder that is disposed so as to surround the annular member and is in a non-rotating state And a feed mechanism for feeding the annular member in the axial direction relative to the steering shaft by rotational movement of the annular member relative to the tubular member, and an annular member disposed on both sides of the annular member in the axial direction. And a regulating member that regulates the sliding movement of the annular member in the axial direction by contacting the member. It is a device.

このような構成によれば、運転者が操作する操作部材とステアリング軸とが一体で回転すると、回転−スライド機構は、ステアリング軸及び環状部材を周方向において一体で回転させる。なお、回転−スライド機構は、ステアリング軸に対して環状部材を軸方向にスライド可能としている。   According to such a configuration, when the operation member operated by the driver and the steering shaft rotate together, the rotation-slide mechanism rotates the steering shaft and the annular member integrally in the circumferential direction. Note that the rotation-slide mechanism allows the annular member to slide in the axial direction with respect to the steering shaft.

そして、環状部材が非回転状態である筒状部材に対して回転すると、送り機構は、ステアリング軸に対して環状部材を軸方向に送る。次いで、環状部材が規制部材に当接すると、環状部材の軸方向のスライド移動が規制される。このように、環状部材が軸方向のスライド移動を規制されると、環状部材は回転不能となり、環状部材と一体であるステアリング軸及び操作部材も回転不能となる。このように操作部材が回転不能となると、運転者は操舵限界に到達したことを認識できる。   When the annular member rotates with respect to the non-rotating cylindrical member, the feed mechanism sends the annular member in the axial direction with respect to the steering shaft. Next, when the annular member comes into contact with the restricting member, the sliding movement of the annular member in the axial direction is restricted. In this way, when the annular member is restricted from sliding in the axial direction, the annular member cannot rotate, and the steering shaft and the operation member integrated with the annular member also cannot rotate. When the operation member becomes non-rotatable in this way, the driver can recognize that the steering limit has been reached.

また、このような操舵装置は、環状部材、回転スライド機構、送り機構、規制部材を備えることで構成できるから小型である。   Such a steering device is small because it can be configured by including an annular member, a rotary slide mechanism, a feed mechanism, and a regulating member.

本発明によれば、運転者が操舵限界への到達を認識できる小型の操舵装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the small steering device which a driver | operator can recognize reaching | attaining to a steering limit can be provided.

本実施形態に係る操舵装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the steering device concerning this embodiment. 本実施形態に係る操舵装置の要部の縦断面図であり、中立時を示している。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of the steering apparatus which concerns on this embodiment, and has shown the neutral time. 本実施形態に係る操舵装置の要部の縦断面図であり、左回転時を示している。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of the steering device which concerns on this embodiment, and has shown the time of left rotation. 本実施形態に係る操舵装置の要部の縦断面図であり、右回転時を示している。It is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of the steering apparatus which concerns on this embodiment, and has shown the time of right rotation.

本発明の一実施形態について図1〜図4を参照して説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

≪操舵装置の構成≫
本実施形態に係る操舵装置 100は、運転者の操作に基づいて四輪車の左前輪302A及び右前輪302B(操舵輪)を操舵する装置である。また、操舵装置100は、SBW方式であり、通常時、ステアリングホイール11とラック軸131とは非連結状態である。
≪Configuration of steering device≫
The steering device 100 according to the present embodiment is a device that steers the left front wheel 302A and the right front wheel 302B (steering wheel) of the four-wheeled vehicle based on a driver's operation. Further, the steering device 100 is an SBW system, and the steering wheel 11 and the rack shaft 131 are in a disconnected state in a normal state.

操舵装置100は、ステアリングホイール11と、ステアリング軸21と、反力モータ24と、ストッパ機構30と、クラッチ110と、第1ピニオン軸121と、ラック軸131と、第2ピニオン軸141と、操舵モータ145と、角度センサ151等と、ECU200(Electronic Control Unit)と、を備えている。すなわち、操舵装置100は、第1ピニオン軸121及び第2ピニオン軸141を備えるデュアルピニオン方式であり、操舵モータ145の操舵力が第2ピニオン軸141を介してラック軸131に入力される構成である。ただし、その他に例えば、第2ピニオン軸141を備えず、操舵モータ145の操舵力が第1ピニオン軸121に入力されるシングルピニオン方式や、操舵モータ145の操舵力がラック軸131に入力されるラックアシスト方式でもよい。   The steering device 100 includes a steering wheel 11, a steering shaft 21, a reaction force motor 24, a stopper mechanism 30, a clutch 110, a first pinion shaft 121, a rack shaft 131, a second pinion shaft 141, and a steering. A motor 145, an angle sensor 151, and the like, and an ECU 200 (Electronic Control Unit) are provided. That is, the steering device 100 is a dual pinion system including a first pinion shaft 121 and a second pinion shaft 141, and the steering force of the steering motor 145 is input to the rack shaft 131 via the second pinion shaft 141. is there. However, other than this, for example, the second pinion shaft 141 is not provided, and the steering force of the steering motor 145 is input to the first pinion shaft 121, or the steering force of the steering motor 145 is input to the rack shaft 131. A rack assist method may be used.

ステアリングホイール11は、運転者が操作する操作部材である。   The steering wheel 11 is an operation member operated by the driver.

ステアリング軸21は、細長の円筒状部材であり、軸受(図示しない)を介して車体に回転自在に支持されている。ステアリング軸21の上端は、ステアリングホイール11に連結されており、ステアリング軸21とステアリングホイール11は一体で回転する。ステアリング軸21の下端は、クラッチ110に連結されている。ただし、ステアリング軸21は、複数の軸部材が自在継手等を介して連結された構成でもよい。   The steering shaft 21 is an elongated cylindrical member, and is rotatably supported on the vehicle body via a bearing (not shown). The upper end of the steering shaft 21 is connected to the steering wheel 11, and the steering shaft 21 and the steering wheel 11 rotate integrally. The lower end of the steering shaft 21 is connected to the clutch 110. However, the steering shaft 21 may have a configuration in which a plurality of shaft members are connected via a universal joint or the like.

反力モータ24は、ECU200からの指令に従って、ステアリング軸21に反力を付与するモータである。反力とは、運転者の操作により回転するステアリング軸21の回転力と反対向きの力である。具体的には、ステアリング軸21に固定されたウォームホイール22に、反力モータ24の出力軸に固定されたウォーム23が噛合している。そして、反力モータ24が駆動すると、ステアリング軸21に反力が入力され、運転者は操舵感を得るようになっている。なお、ここでは反力モータ24の回転力を減速してステアリング軸21に入力する減速機構としてウォームホイール22及びウォーム23等で構成されるウォームギヤ機構を使用したが、その他公知の減速機構を使用することもできる。例えば、減速機構として、大小の2つのプーリと両プーリに掛け渡されたベルト等で構成されるベルト機構を使用できる。   The reaction force motor 24 is a motor that applies a reaction force to the steering shaft 21 in accordance with a command from the ECU 200. The reaction force is a force in a direction opposite to the rotational force of the steering shaft 21 that is rotated by a driver's operation. Specifically, a worm 23 fixed to the output shaft of the reaction force motor 24 meshes with a worm wheel 22 fixed to the steering shaft 21. When the reaction force motor 24 is driven, a reaction force is input to the steering shaft 21 so that the driver can obtain a steering feeling. Here, a worm gear mechanism including a worm wheel 22 and a worm 23 is used as a speed reduction mechanism that decelerates the rotational force of the reaction force motor 24 and inputs it to the steering shaft 21, but other known speed reduction mechanisms are used. You can also. For example, a belt mechanism composed of two large and small pulleys and a belt suspended between both pulleys can be used as the speed reduction mechanism.

クラッチ110は、ECU200からの指令に従って、ステアリング軸21と第1ピニオン軸121との間において動力を切断/接続する断接装置である。クラッチ110は、例えば、特開2017−180615号公報または特開2017−180614号公報に記載されるクラッチ、特開2015−16827号公報に記載されるロック構造体、その他遊星歯車機構を使用できる。   Clutch 110 is a connection / disconnection device that disconnects / connects power between steering shaft 21 and first pinion shaft 121 in accordance with a command from ECU 200. As the clutch 110, for example, a clutch described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-180615 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-180614, a lock structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-16827, and other planetary gear mechanisms can be used.

具体的には、通常時、クラッチ110は、ECU200によって切断状態に制御される。これにより、通常時、ステアリング軸21と第1ピニオン軸121とは、相対回転自在となり、運転者の操作力は第1ピニオン軸121に入力されない。   Specifically, the clutch 110 is controlled to be disconnected by the ECU 200 during normal times. As a result, the steering shaft 21 and the first pinion shaft 121 are normally rotatable relative to each other, and the operating force of the driver is not input to the first pinion shaft 121.

一方、異常時やフェール時、クラッチ110は、ECU200によって接続状態に制御される。異常時は、例えば、運転者から過大操作トルクが入力される過大操作トルク入力時である。フェール時は、例えば、反力モータ24、操舵モータ145、角度センサ151の故障時や、反力モータ24等の電源の喪失時である。これにより、異常時やフェール時、ステアリング軸21と第1ピニオン軸121とは、相対回転不能となり、つまり、一体で回転し、運転者の操作力は第1ピニオン軸121に入力される。   On the other hand, the clutch 110 is controlled to be in a connected state by the ECU 200 at the time of abnormality or failure. The abnormal time is, for example, when an excessive operation torque is input when an excessive operation torque is input from the driver. The failure time is, for example, when the reaction force motor 24, the steering motor 145, or the angle sensor 151 fails, or when the power source of the reaction force motor 24 or the like is lost. As a result, the steering shaft 21 and the first pinion shaft 121 are unable to rotate relative to each other during an abnormality or failure, that is, rotate together, and the driver's operating force is input to the first pinion shaft 121.

第1ピニオン軸121は、細長の円筒状部材であり、軸受(図示しない)を介して車体に回転自在に支持されている。第1ピニオン軸121の下端には第1ピニオン122が形成されており、第1ピニオン122は後記する第1ラック132に噛合している。   The first pinion shaft 121 is an elongated cylindrical member, and is rotatably supported by the vehicle body via a bearing (not shown). A first pinion 122 is formed at the lower end of the first pinion shaft 121, and the first pinion 122 meshes with a first rack 132 described later.

ラック軸131は、車幅方向に延びる細長の棒状部材であり、ブッシュ(図示しない)を介して円筒状のハウジング134にスライド自在で収容されている。ラック軸131には、第1ラック132と、第2ラック133とが形成されている。   The rack shaft 131 is an elongated rod-like member extending in the vehicle width direction, and is slidably accommodated in a cylindrical housing 134 via a bush (not shown). A first rack 132 and a second rack 133 are formed on the rack shaft 131.

ラック軸131の左端には、左ラックエンド135Aが固定されている。左ラックエンド135Aは、左タイロッド301Aを介して、左前輪302Aに連結されている。ラック軸131の右端には、右ラックエンド135Bが固定されている。右ラックエンド135Bは、右タイロッド301Bを介して、右前輪302Bに連結されている。また、ハウジング134の左端にはリング状を呈するゴム製の左ストッパ136Aが固定されている。同様に、右端には右ストッパ136Bが固定されている。   A left rack end 135 </ b> A is fixed to the left end of the rack shaft 131. The left rack end 135A is connected to the left front wheel 302A via a left tie rod 301A. A right rack end 135 </ b> B is fixed to the right end of the rack shaft 131. The right rack end 135B is connected to the right front wheel 302B via the right tie rod 301B. A rubber left stopper 136A having a ring shape is fixed to the left end of the housing 134. Similarly, a right stopper 136B is fixed to the right end.

そして、左折時等において、運転者がステアリングホイール11を左回転すると、ラック軸131が右方にスライドし、左前輪302A及び右前輪302Bが操舵される。この場合おいて、左ラックエンド135Aが左ストッパ136Aに当接すると、左側の操舵限界に到達するようになっている。   When the driver turns the steering wheel 11 counterclockwise when turning left, the rack shaft 131 slides to the right, and the left front wheel 302A and the right front wheel 302B are steered. In this case, when the left rack end 135A comes into contact with the left stopper 136A, the left steering limit is reached.

一方、右折時等において、運転者がステアリングホイール11を右回転すると、ラック軸131が左方にスライドし、左前輪302A及び右前輪302Bが操舵される。この場合おいて、右ラックエンド135Bが右ストッパ136Bに当接すると、右側の操舵限界に到達するようになっている。   On the other hand, when the driver turns the steering wheel 11 to the right when turning right, the rack shaft 131 slides to the left, and the left front wheel 302A and the right front wheel 302B are steered. In this case, when the right rack end 135B contacts the right stopper 136B, the right steering limit is reached.

第2ピニオン軸141は、細長の円筒状部材であり、軸受(図示しない)を介してハウジング134に回転自在に支持されている。第2ピニオン軸141の下端には第2ピニオン142が形成されており、第2ピニオン142は第2ラック133に噛合している。   The second pinion shaft 141 is an elongated cylindrical member, and is rotatably supported by the housing 134 via a bearing (not shown). A second pinion 142 is formed at the lower end of the second pinion shaft 141, and the second pinion 142 meshes with the second rack 133.

操舵モータ145は、ECU200からの指令に従って、ラック軸131に操舵力を付与するモータである。操舵力とは、左前輪302A及び右前輪302Bを操舵する力である。具体的には、第2ピニオン軸141に固定されたウォームホイール143に、反力モータ24の出力軸に固定されたウォーム144が噛合している。そして、操舵モータ145が駆動すると、ラック軸131に操舵力が入力されるようになっている。   The steering motor 145 is a motor that applies a steering force to the rack shaft 131 in accordance with a command from the ECU 200. The steering force is a force for steering the left front wheel 302A and the right front wheel 302B. Specifically, a worm 144 fixed to the output shaft of the reaction force motor 24 meshes with a worm wheel 143 fixed to the second pinion shaft 141. When the steering motor 145 is driven, a steering force is input to the rack shaft 131.

角度センサ151は、ステアリング軸21の操作角度を検出し、ECU200に出力するようになっている。トルクセンサ152は、運転者からステアリング軸21に入力された操作トルクを検出し、ECU200に出力するようになっている。車速センサ153は、車速を検出し、ECU200に出力するようになっている。   The angle sensor 151 detects the operation angle of the steering shaft 21 and outputs it to the ECU 200. The torque sensor 152 detects an operation torque input from the driver to the steering shaft 21 and outputs the detected operation torque to the ECU 200. The vehicle speed sensor 153 detects the vehicle speed and outputs it to the ECU 200.

ECU200は、操舵装置100を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機器を制御し、各種処理を実行するようになっている。   The ECU 200 is a control device that electronically controls the steering device 100, and includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like, and controls various devices in accordance with programs stored therein. Various processes are executed.

具体的には、ECU200は、操作角度、操作トルク及び車速に基づいて、反力モータ24及び操舵モータ145を駆動させるようになっている。また、ECU200は、クラッチ110をON(接続)/OFF(切断)制御する機能も備えている。   Specifically, the ECU 200 drives the reaction force motor 24 and the steering motor 145 based on the operation angle, the operation torque, and the vehicle speed. The ECU 200 also has a function of controlling the clutch 110 to be ON (connected) / OFF (disconnected).

さらにまた、ECU200は、例えば、所定時間当たりの操作角度が所定操作角度以上である場合、過大操作トルク入力時であると判定し、クラッチ110をONするように設定されている。これにより、ステアリング軸21と第1ピニオン軸121とが接続状態となり、運転者の操作力に遅れずに左前輪302A及び右前輪302Bが操舵されるようになっている。   Furthermore, for example, when the operation angle per predetermined time is equal to or greater than the predetermined operation angle, the ECU 200 determines that the excessive operation torque is being input, and is set to turn on the clutch 110. As a result, the steering shaft 21 and the first pinion shaft 121 are connected, and the left front wheel 302A and the right front wheel 302B are steered without delay from the driver's operating force.

<ストッパ機構>
ストッパ機構30は、ステアリング軸21の過剰回転を規制する機構である。ストッパ機構30は、図1、図2に示すように、ステアリング軸21の一部と、送りナット31(環状部材)と、筒状部材41と、上ストッパ43Aと、下ストッパ43Bと、を備えている。
<Stopper mechanism>
The stopper mechanism 30 is a mechanism that restricts excessive rotation of the steering shaft 21. As shown in FIGS. 1 and 2, the stopper mechanism 30 includes a part of the steering shaft 21, a feed nut 31 (annular member), a cylindrical member 41, an upper stopper 43A, and a lower stopper 43B. ing.

ステアリング軸21の外周面には軸スプライン25が形成されている。送りナット31は、ステアリング軸21を中心として配置された環状部材であり、その内周面には孔スプライン32が形成されている。孔スプライン32は軸スプライン25と組み合わさっている。つまり、ステアリング軸21と送りナット31とはスプライン結合している。   A shaft spline 25 is formed on the outer peripheral surface of the steering shaft 21. The feed nut 31 is an annular member disposed around the steering shaft 21, and a hole spline 32 is formed on the inner peripheral surface thereof. The hole spline 32 is combined with the shaft spline 25. That is, the steering shaft 21 and the feed nut 31 are spline-coupled.

これにより、ステアリング軸21及び送りナット31は周方向おいて一体で回転すると共に、送りナット31はステアリング軸21に対して軸方向にスライド可能となっている。すなわち、ステアリング軸21及び送りナット31を周方向において一体で回転させると共に、ステアリング軸21に対して送りナット31をスライド可能とする回転−スライド機構は、ステアリング軸21及び送りナット31がスプライン結合することで構成されている。   As a result, the steering shaft 21 and the feed nut 31 rotate integrally in the circumferential direction, and the feed nut 31 can slide in the axial direction with respect to the steering shaft 21. That is, in the rotation-slide mechanism that allows the steering shaft 21 and the feed nut 31 to rotate integrally in the circumferential direction and that allows the feed nut 31 to slide relative to the steering shaft 21, the steering shaft 21 and the feed nut 31 are spline-coupled. It is composed of that.

このように、ステアリング軸21及び送りナット31がスプライン結合する構成であるから、ステアリング軸21に捩りトルクが作用しても、ステアリング軸21に対する送りナット31の摺動性が低下し難くなっている。これに対して、送りナット31がステアリング軸21にねじによって螺合した構成である場合、ステアリング軸21に捩りトルクが作用したとき、ねじのピッチずれが発生し、送りナット31の軸方向における摺動性(スライド性)が低下する虞がある。   Thus, since the steering shaft 21 and the feed nut 31 are spline-coupled, even if a torsional torque acts on the steering shaft 21, the slidability of the feed nut 31 with respect to the steering shaft 21 is difficult to decrease. . On the other hand, when the feed nut 31 is screwed onto the steering shaft 21 with a screw, when a twisting torque is applied to the steering shaft 21, a screw pitch shift occurs, and the feed nut 31 slides in the axial direction. There is a possibility that the mobility (sliding property) is lowered.

送りナット31の外周面には台形ねじである雄ねじ33が形成されている。ただし、雄ねじ33、後記する雌ねじ42は、その他に例えば、角ねじ、丸ねじであってもよい。   A male screw 33 that is a trapezoidal screw is formed on the outer peripheral surface of the feed nut 31. However, the male screw 33 and the female screw 42 to be described later may be, for example, a square screw or a round screw.

筒状部材41は、送りナット31を囲むように配置された円筒状の部材であって、ステー(図示しない)を介して車体に固定された非回転状態の部材である。筒状部材41の内周面には、台形ねじである雌ねじ42が形成されている。そして、雌ねじ42に雄ねじ33が組み合わさることで送りねじ機構を構成している。   The cylindrical member 41 is a cylindrical member disposed so as to surround the feed nut 31 and is a non-rotating member fixed to the vehicle body via a stay (not shown). A female screw 42 that is a trapezoidal screw is formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member 41. The feed screw mechanism is configured by combining the female screw 42 with the male screw 33.

すなわち、送りねじ機構によって、筒状部材41に対する送りナット31の回転運動によって、送りナット31を軸方向に送る送り機構が構成されている。本実施形態では、送りナット31が左回転すると、軸方向において上方に送られるようになっている(図3参照)。一方、送りナット31が右回転すると、軸方向において下方に送られるようになっている(図4参照)。   That is, the feed screw mechanism is configured to feed the feed nut 31 in the axial direction by the rotational movement of the feed nut 31 with respect to the tubular member 41. In the present embodiment, when the feed nut 31 rotates counterclockwise, the feed nut 31 is fed upward in the axial direction (see FIG. 3). On the other hand, when the feed nut 31 rotates to the right, it is sent downward in the axial direction (see FIG. 4).

上ストッパ43A、下ストッパ43Bは、軸方向において送りナット31の両側にそれぞれ配置され、送りナット31が当接することで、送りナット31の軸方向のスライド移動を規制する規制部材である。   The upper stopper 43 </ b> A and the lower stopper 43 </ b> B are arranged on both sides of the feed nut 31 in the axial direction, and are regulating members that regulate the sliding movement of the feed nut 31 in the axial direction when the feed nut 31 contacts.

具体的には、上ストッパ43Aは、リング状であり、筒状部材41の上端面にボルト等で固定されている。そして、送りナット31が上ストッパ43Aに当接すると、送りナット31の上方へのスライド移動が規制されるようになっている。これにより、ステアリング軸21の左回転も規制され、運転者は左回転側の操舵限界を認識するようになっている。ただし、上ストッパ43Aの形状はこれに限定されず、その他に例えば、筒状部材41の内周面から径方向内向きに突出する突起であってもよい。下ストッパ43Bについても同様である。   Specifically, the upper stopper 43 </ b> A has a ring shape and is fixed to the upper end surface of the tubular member 41 with a bolt or the like. When the feed nut 31 contacts the upper stopper 43A, the upward sliding movement of the feed nut 31 is restricted. Thereby, the left rotation of the steering shaft 21 is also restricted, and the driver recognizes the steering limit on the left rotation side. However, the shape of the upper stopper 43 </ b> A is not limited to this, and may be, for example, a protrusion that protrudes radially inward from the inner peripheral surface of the tubular member 41. The same applies to the lower stopper 43B.

送りナット31が上ストッパ43Aに当接するタイミングは、左ラックエンド135Aが左ストッパ136Aに当接するタイミングと略同時に設定されている。ただし、その他に例えば、左ラックエンド135Aが左ストッパ136Aに当接するよりも前に、送りナット31が上ストッパ43Aに当接する構成としてもよい。   The timing at which the feed nut 31 contacts the upper stopper 43A is set substantially simultaneously with the timing at which the left rack end 135A contacts the left stopper 136A. However, for example, the feed nut 31 may contact the upper stopper 43A before the left rack end 135A contacts the left stopper 136A.

同様に、下ストッパ43Bは、リング状であり、筒状部材41の下端面にボルト等で固定されている。そして、送りナット31が下ストッパ43Bに当接すると、送りナット31の下方へのスライド移動が規制されるようになっている。これにより、そして、ステアリング軸21の右回転も規制され、その結果、運転者は右回転側の操舵限界を認識するようになっている。   Similarly, the lower stopper 43B has a ring shape and is fixed to the lower end surface of the cylindrical member 41 with a bolt or the like. When the feed nut 31 comes into contact with the lower stopper 43B, the downward sliding movement of the feed nut 31 is restricted. Thereby, the right rotation of the steering shaft 21 is also restricted, and as a result, the driver recognizes the steering limit on the right rotation side.

送りナット31が下ストッパ43Bに当接するタイミングは、右ラックエンド135Bが右ストッパ136Bに当接するタイミングと略同時に設定されている。ただし、その他に例えば、右ラックエンド135Bが右ストッパ136Bに当接するよりも前に、送りナット31が下ストッパ43Bに当接する構成としてもよい。   The timing at which the feed nut 31 contacts the lower stopper 43B is set substantially simultaneously with the timing at which the right rack end 135B contacts the right stopper 136B. However, for example, the feed nut 31 may contact the lower stopper 43B before the right rack end 135B contacts the right stopper 136B.

≪操舵装置の作用効果≫
操舵装置100の作用効果を説明する。
運転者が大きく左折するためにステアリングホイール11を大きく左回転させると、ステアリング軸21及び送りナット31は左回転し、送りナット31は左回転しながらステアリング軸21に対して上方にスライド移動する。そして、図3に示すように、送りナット31が上ストッパ43Aに当接すると、運転者は左回転側の操舵限界を認識し、ステアリングホイール11の左回転を停止する。
≪Function and effect of steering device≫
The effects of the steering device 100 will be described.
When the driver turns the steering wheel 11 far left to make a large left turn, the steering shaft 21 and the feed nut 31 rotate left, and the feed nut 31 slides upward relative to the steering shaft 21 while rotating left. As shown in FIG. 3, when the feed nut 31 comes into contact with the upper stopper 43A, the driver recognizes the steering limit on the left rotation side and stops the left rotation of the steering wheel 11.

これにより、運転者はステアリングホイール11の左回転を停止するので、ステアリングホイール11及びステアリング軸21が過剰回転することはない。   As a result, the driver stops the left rotation of the steering wheel 11, so that the steering wheel 11 and the steering shaft 21 do not rotate excessively.

同様に、運転者が大きく右折するためにステアリングホイール11を大きく右回転させると、ステアリング軸21及び送りナット31は右回転し、送りナット31は右回転しながらステアリング軸21に対して下方にスライド移動する。そして、図4に示すように、送りナット31が下ストッパ43Bに当接すると、運転者は右回転側の操舵限界を認識し、ステアリングホイール11の左回転を停止する。   Similarly, when the driver turns the steering wheel 11 to the right to make a large right turn, the steering shaft 21 and the feed nut 31 rotate to the right, and the feed nut 31 slides downward with respect to the steering shaft 21 while rotating to the right. Moving. As shown in FIG. 4, when the feed nut 31 comes into contact with the lower stopper 43B, the driver recognizes the steering limit on the right rotation side and stops the left rotation of the steering wheel 11.

また、従来、例えば、左ラックエンド135Aが左ストッパ136Aに当接していると判断される場合や、過大な操作トルクが入力された場合(過大操作トルク入力時)、その後のステアリングホイール11等の過剰回転を防止するために、クラッチ110をON(接続)していたが、本実施形態によれば、クラッチ110をONする必要はないので、クラッチ110の制御処理が簡易となる。さらに、クラッチ110に過大な操作トルクが入力されないので、クラッチ110を小型化できる。   Conventionally, for example, when it is determined that the left rack end 135A is in contact with the left stopper 136A, or when excessive operation torque is input (when excessive operation torque is input), the steering wheel 11 and the like thereafter In order to prevent excessive rotation, the clutch 110 is turned on (connected). However, according to the present embodiment, it is not necessary to turn on the clutch 110, so that the control process of the clutch 110 is simplified. Furthermore, since an excessive operation torque is not input to the clutch 110, the clutch 110 can be reduced in size.

また、ストッパ機構30は、送りナット31、筒状部材41、上ストッパ43A、下ストッパ43Bによって構成できるから、操舵装置100は大型化しない。つまり、操舵限界を認識可能とするために、反力モータ24を大型化する必要もない。さらに、軸スプライン25は、テレスコピックを構成する軸スプラインを兼用し、簡易な構成とすることもできる。   Further, since the stopper mechanism 30 can be constituted by the feed nut 31, the cylindrical member 41, the upper stopper 43A, and the lower stopper 43B, the steering device 100 is not increased in size. That is, it is not necessary to increase the size of the reaction force motor 24 so that the steering limit can be recognized. Furthermore, the shaft spline 25 can also be used as a shaft spline constituting a telescopic structure, and can be configured simply.

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
≪Modification≫
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, you may change as follows.

前記した実施形態では、ストッパ機構30が、反力モータ24用のウォームホイール22とクラッチ110との間に配された構成を例示したが、その他のレイアウトでもよい。例えば、ストッパ機構30が、ステアリングホイール11とウォームホイール22(反力モータ24)と間に配置された構成でもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the stopper mechanism 30 is disposed between the worm wheel 22 for the reaction force motor 24 and the clutch 110 is illustrated, but other layouts may be used. For example, the stopper mechanism 30 may be arranged between the steering wheel 11 and the worm wheel 22 (reaction force motor 24).

前記した実施形態では、回転−スライド機構が、ステアリング軸21と送りナット31とがスプライン結合した構成を例示したが、次のように構成してもよい。例えば、断面視においてステアリング軸21の一部を切り欠いて切欠部を形成し、この切欠部に対応するように送りナット31の内周面を形成すればよい。また、ステアリング軸21の外周面に、軸方向の延びる1本又は複数のキーを突出形成し、このキーに対応するように、送りナット31の内周面にキー溝を形成してもよい。   In the above-described embodiment, the rotation-sliding mechanism is exemplified by the configuration in which the steering shaft 21 and the feed nut 31 are spline-coupled, but may be configured as follows. For example, a part of the steering shaft 21 may be cut out in a sectional view to form a notch, and the inner peripheral surface of the feed nut 31 may be formed so as to correspond to the notch. Alternatively, one or a plurality of keys extending in the axial direction may be protruded from the outer peripheral surface of the steering shaft 21, and a key groove may be formed in the inner peripheral surface of the feed nut 31 so as to correspond to the key.

前記した実施形態では、送り機構が、送りナット31の雄ねじ33が筒状部材41の雌ねじ42に組み合わさることで構成された送りねじ機構である構成を例示したが、次のように構成してもよい。例えば、送りナット31の外周面に短柱状である1つ又は複数のガイド部を突出形成し、筒状部材41の内周面にガイド部を案内する螺旋状のガイド溝を形成してもよい。   In the above-described embodiment, the feed mechanism is exemplified as a feed screw mechanism configured by combining the male screw 33 of the feed nut 31 with the female screw 42 of the tubular member 41. However, the feed mechanism is configured as follows. Also good. For example, one or a plurality of short columnar guide portions may protrude from the outer peripheral surface of the feed nut 31, and a spiral guide groove that guides the guide portion may be formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member 41. .

前記した実施形態では、操舵装置100が四輪車に搭載された構成を例示したが、その他に例えば、二輪車、三輪車、ATV(All Terrain Vehicle、全地形対応車)等の車両に搭載された構成でもよい。例えば、ATVに搭載される場合、ラック軸131を備えず、ステアリング軸21の下端にステアリング軸21を中心として回動する操舵プレートが固定され、操舵プレートがタイロッドを介して操舵輪に連結された構成でもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the steering device 100 is mounted on a four-wheeled vehicle has been exemplified. But you can. For example, when mounted on the ATV, the rack shaft 131 is not provided, a steering plate that rotates around the steering shaft 21 is fixed to the lower end of the steering shaft 21, and the steering plate is connected to the steering wheel via a tie rod. It may be configured.

前記した実施形態では、操舵装置100がSBW方式である構成を例示したが、その他に例えば、操舵装置100が通常のEPS(Electronic Power Steering)である構成でもよい。このように構成すれば、例えば、左ラックエンド135Aが左ストッパ136Aに衝突した際における衝撃を低減できる。   In the above-described embodiment, the configuration in which the steering device 100 is the SBW system has been exemplified. However, for example, the steering device 100 may be a normal EPS (Electronic Power Steering). If comprised in this way, the impact at the time of the left rack end 135A colliding with the left stopper 136A can be reduced, for example.

11 ステアリングホイール(操作部材)
21 ステアリング軸
25 軸スプライン(回転−スライド機構)
30 ストッパ機構
31 送りナット(環状部材)
32 孔スプライン(回転−スライド機構)
33 雄ねじ(送り機構)
41 筒状部材
42 雌ねじ(送り機構)
43A 上ストッパ(規制部材)
43B 下ストッパ(規制部材)
100 操舵装置
11 Steering wheel (operation member)
21 Steering shaft 25 Shaft spline (Rotation-slide mechanism)
30 Stopper mechanism 31 Feed nut (annular member)
32 hole spline (rotation-slide mechanism)
33 Male thread (feed mechanism)
41 Cylindrical member 42 Female thread (feed mechanism)
43A Upper stopper (Regulator)
43B Lower stopper (regulating member)
100 Steering device

Claims (3)

運転者が操作する操作部材と一体で回転するステアリング軸と、
前記ステアリング軸を中心として配置された環状部材と、
前記ステアリング軸及び前記環状部材を周方向において一体で回転させると共に、前記ステアリング軸に対して前記環状部材を軸方向にスライド可能とする回転−スライド機構と、
前記環状部材を囲むように配置されると共に非回転状態である筒状部材と、
前記筒状部材に対する前記環状部材の回転運動によって、前記ステアリング軸に対して前記環状部材を軸方向に送る送り機構と、
軸方向において前記環状部材の両側にそれぞれ配置され、前記環状部材が当接することで、前記環状部材の軸方向のスライド移動を規制する規制部材と、
を備える
ことを特徴とする操舵装置。
A steering shaft that rotates integrally with an operating member operated by the driver;
An annular member disposed around the steering shaft;
A rotation-sliding mechanism for rotating the steering shaft and the annular member integrally in the circumferential direction, and enabling the annular member to slide in the axial direction with respect to the steering shaft;
A cylindrical member that is disposed so as to surround the annular member and is in a non-rotating state;
A feed mechanism for feeding the annular member in the axial direction with respect to the steering shaft by the rotational movement of the annular member relative to the tubular member;
A regulating member that is arranged on both sides of the annular member in the axial direction, and that the annular member abuts to regulate sliding movement of the annular member in the axial direction;
A steering apparatus comprising:
前記回転−スライド機構は、前記ステアリング軸及び前記環状部材がスプライン結合することで構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の操舵装置。
The steering apparatus according to claim 1, wherein the rotation-slide mechanism is configured by spline coupling the steering shaft and the annular member.
前記送り機構は、前記環状部材の外周面に形成された雄ねじが、前記筒状部材の内周面に形成された雌ねじに組み合わさることで構成された送りねじ機構である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の操舵装置。
The feed mechanism is a feed screw mechanism configured by combining a male screw formed on an outer peripheral surface of the annular member with a female screw formed on an inner peripheral surface of the cylindrical member. The steering device according to claim 1 or 2.
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