JP2022164999A - Rotation restriction device and steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転部材の回転量を制限するための回転制限装置、および、ステアリング装置に関する。 The present invention relates to a rotation limiting device for limiting the amount of rotation of a rotating member, and a steering device.
回転部材を備えた各種機械装置において、回転部材の回転量を所定量以下に制限するために、回転制限装置を組み込む場合がある。 2. Description of the Related Art In various mechanical devices having a rotating member, a rotation limiting device may be incorporated in order to limit the amount of rotation of the rotating member to a predetermined amount or less.
たとえば、特開2007-106245号公報(特許文献1)および特開2014-210524号公報(特許文献2)には、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置に組み込まれて、操舵部材の回転操作量を所定量以下に制限する、回転制限装置が記載されている。特に、特開2014-210524号公報に記載された回転制限装置は、特開2007-106245号公報に記載された回転制限装置に比べて、少ない部品点数で構成でき、容易に組み立てられるという利点がある。 For example, in Japanese Patent Laying-Open Nos. 2007-106245 (Patent Document 1) and 2014-210524 (Patent Document 2), a steering device is incorporated in a steer-by-wire steering device, and a steering member is rotated by a predetermined amount. A rotation limiting device is described, limiting to: In particular, the rotation limiting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-210524 has the advantage that it can be configured with a smaller number of parts and can be easily assembled than the rotation limiting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-106245. be.
特開2014-210524号公報に記載された回転制限装置は、円板状の第1プレートと、円板状の第2プレートと、玉とを備える。第1プレートは、操舵部材に接続されて該操舵部材と一体に回転するステアリングシャフトに対し、同軸に固定されている。第2プレートは、ステアリングシャフトの軸方向に関して第1プレートと対向する位置に、第1プレートと同軸に配置され、使用時にも回転しない。第1プレートは、第2プレートに対向する側面に、径方向に伸長する直線状の第1転動路を有する。第2プレートは、第1プレートに対向する側面に、渦巻き状の第2転動路を有する。玉は、第1転動路と第2転動路との間に配置されている。なお、操舵部材が、中立回転位置、すなわち、自動車が直進走行している状態での回転位置にあるとき、玉は、第1転動路と第2転動路とのそれぞれの径方向中央部に位置している。 The rotation limiting device disclosed in Japanese Patent Laying-Open No. 2014-210524 includes a disk-shaped first plate, a disk-shaped second plate, and balls. The first plate is coaxially fixed to a steering shaft that is connected to the steering member and rotates integrally with the steering member. The second plate is arranged coaxially with the first plate at a position facing the first plate in the axial direction of the steering shaft, and does not rotate during use. The first plate has a radially extending linear first rolling path on a side surface facing the second plate. The second plate has a second spiral rolling path on the side facing the first plate. A ball is arranged between the first rolling path and the second rolling path. When the steering member is in the neutral rotational position, i.e., in the rotational position in which the vehicle is traveling straight ahead, the balls are positioned at the radial center portions of the first rolling path and the second rolling path. located in
このような構成を有する回転制限装置では、操舵部材を中立回転位置から一方側に回転させると、玉は、第1転動路と第2転動路とのそれぞれに沿って転動しながら径方向内側に移動する。そして、玉が渦巻き状の第2転動路の径方向内側の端部に接触した時点で、操舵部材がそれ以上一方側に回転することが制限される。これに対して、操舵部材を中立回転位置から他方側に回転させると、玉は、第1転動路と第2転動路とのそれぞれに沿って転動しながら径方向外側に移動する。そして、玉が渦巻き状の第2転動路の径方向外側の端部に接触した時点で、操舵部材がそれ以上他方側に回転することが制限される。 In the rotation limiting device having such a configuration, when the steering member is rotated from the neutral rotation position to one side, the balls roll along the first rolling path and the second rolling path, respectively. Move inward. When the ball contacts the radially inner end of the spiral second rolling path, further rotation of the steering member to one side is restricted. On the other hand, when the steering member is rotated from the neutral rotation position to the other side, the ball moves radially outward while rolling along the first rolling path and the second rolling path. Further, when the ball contacts the radially outer end of the spiral second rolling path, the steering member is restricted from further rotating to the other side.
特開2014-210524号公報に記載された回転制限装置は、第1プレートおよび第2プレートが、ステアリングシャフトと同軸に配置された円板状の部材であるため、径方向寸法が嵩みやすい。したがって、径方向の設置スペースが限られている場合には、採用しにくい。 In the rotation limiting device disclosed in JP-A-2014-210524, since the first plate and the second plate are disk-shaped members arranged coaxially with the steering shaft, the radial dimension tends to be bulky. Therefore, it is difficult to adopt when the installation space in the radial direction is limited.
また、特開2014-210524号公報に記載された回転制限装置では、操舵部材を一方側に回転させて玉を第2転動路の径方向内側の端部に接触させる場合に、操舵部材を他方側に回転させて玉を第2転動路の径方向外側の端部に接触させる場合よりも、ステアリングシャフトの回転中心から玉の中心までの径方向距離が短くなる。このため、操舵部材を一方側に回転させて玉を第2転動路の径方向内側の端部に接触させる際の接触荷重が、操舵部材を他方側に回転させて玉を第2転動路の径方向外側の端部に接触させる際の接触荷重よりも大きくなり、運転者に違和感を与えるなどの不都合を生じる可能性がある。 Further, in the rotation limiting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-210524, when the steering member is rotated to one side to bring the ball into contact with the radial inner end of the second rolling path, the steering member is rotated. The radial distance from the center of rotation of the steering shaft to the center of the ball is shorter than when the ball is brought into contact with the radially outer end of the second rolling path by rotating to the other side. Therefore, when the steering member is rotated in one direction to bring the ball into contact with the radially inner end of the second rolling path, the contact load rotates the steering member in the other direction to cause the ball to undergo the second rolling motion. The contact load becomes larger than the contact load when contacting the radially outer end of the road, and there is a possibility that the driver may feel uncomfortable.
本発明は、径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくすることができる回転制限装置、および、該回転制限装置を備えたステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a rotation restricting device capable of keeping the radial dimension small and making the load acting on a member that restricts the amount of rotation substantially equal regardless of the direction of rotation of a rotating shaft, and the rotation restricting device. An object of the present invention is to provide a steering device with
本発明の一態様の回転制限装置は、回転軸と、ガイド部材と、移動部材と、ケースとを備える。
前記回転軸は、外周面に螺旋溝を有する。
前記ガイド部材は、前記回転軸の外周面と対向する位置に、前記回転軸の軸方向に関して前記螺旋溝が存在する範囲の全長にわたり備えられたガイド溝を有する。
前記移動部材は、前記螺旋溝と前記ガイド溝との間に配置され、前記ガイド部材に対する前記回転軸の回転に伴い、前記螺旋溝に沿って移動しながら、前記ガイド溝に沿って前記回転軸の軸方向に移動することが可能であり、かつ、前記螺旋溝の両側の端部のそれぞれと接触することが可能である。
前記ケースは、前記回転軸の径方向に伸長する保持孔を有し、かつ、該保持孔の内側に前記ガイド部材を保持する。
前記ガイド部材の外周面と前記保持孔の内周面とが非円形嵌合している。
A rotation limiting device of one aspect of the present invention includes a rotating shaft, a guide member, a moving member, and a case.
The rotating shaft has a spiral groove on its outer peripheral surface.
The guide member has a guide groove provided over the entire length of the range where the spiral groove exists in the axial direction of the rotating shaft, at a position facing the outer peripheral surface of the rotating shaft.
The moving member is disposed between the helical groove and the guide groove, and moves along the helical groove as the rotating shaft rotates with respect to the guide member. and is capable of contacting each of the opposite ends of said helical groove.
The case has a holding hole extending in the radial direction of the rotating shaft, and holds the guide member inside the holding hole.
The outer peripheral surface of the guide member and the inner peripheral surface of the holding hole are non-circularly fitted.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド部材の外周面が、前記回転軸の径方向に関する内側部のみで、前記保持孔の内周面と非円形嵌合している。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the guide member is non-circularly fitted to the inner peripheral surface of the holding hole only at the inner portion in the radial direction of the rotating shaft.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記保持孔のうち、前記回転軸の径方向に関する内側部は、前記回転軸の軸方向に関する幅寸法よりも、前記回転軸の軸方向と前記保持孔の伸長方向とのそれぞれに直交する方向に関する幅寸法の方が小さい。 In the rotation restricting device according to one aspect of the present invention, the inner portion of the holding hole in the radial direction of the rotating shaft is larger than the width dimension in the axial direction of the rotating shaft in the axial direction of the rotating shaft and the holding hole. The width dimension in the direction orthogonal to the extension direction of the is smaller.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド部材は、前記回転軸の外周面に沿って湾曲し、かつ、前記回転軸の外周面と対向する凹面部を備え、前記ガイド溝は、前記凹面部から径方向外側に凹入するように備えられている。 In one aspect of the rotation restricting device of the present invention, the guide member includes a concave portion that curves along the outer peripheral surface of the rotating shaft and faces the outer peripheral surface of the rotating shaft, and the guide groove includes the It is provided so as to be recessed radially outward from the concave portion.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記ケースが、前記保持孔の内側に、前記回転軸の径方向に関する移動を可能に保持されており、前記ガイド部材を前記回転軸の径方向に関して内側に向けて付勢する、第1の弾性部材を備える。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, the case is held inside the holding hole so as to be movable in the radial direction of the rotating shaft, and the guide member is arranged radially inward of the rotating shaft. and a first resilient member biasing toward.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記螺旋溝の底部と前記ガイド溝の底部との間の径方向幅は、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている。 In the rotation limiting device of one aspect of the present invention, the radial width between the bottom portion of the spiral groove and the bottom portion of the guide groove decreases from the central portion toward both sides in the axial direction of the rotating shaft. .
本発明の一態様の回転制限装置では、前記螺旋溝の深さは、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, the depth of the spiral groove becomes shallower toward both sides from the central portion in the axial direction of the rotating shaft.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド溝の深さは、前記回転軸の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, the depth of the guide groove becomes shallower toward both sides from the central portion in the axial direction of the rotating shaft.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記第1の弾性部材の弾性係数よりも大きい弾性係数を有し、かつ、前記移動部材が前記螺旋溝の端部と接触する際に弾性変形する第2の弾性部材をさらに備える。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, the first elastic member has an elastic modulus larger than that of the first elastic member, and is elastically deformed when the moving member comes into contact with the end of the spiral groove. It further comprises two elastic members.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド部材のうち、前記移動部材と接触する部分が金属により構成されている。 In one aspect of the rotation restricting device of the present invention, a portion of the guide member that contacts the moving member is made of metal.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記ガイド部材のうち、前記移動部材と接触する部分を含む一部が金属により構成されており、かつ、残部が合成樹脂により構成されている。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, a portion of the guide member including a portion that contacts the moving member is made of metal, and the remaining portion is made of synthetic resin.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記螺旋溝および前記ガイド溝のそれぞれの断面形状が、ゴシックアーチ形状である。 In the rotation restricting device of one aspect of the present invention, the cross-sectional shape of each of the spiral groove and the guide groove is a Gothic arch shape.
本発明の一態様の回転制限装置では、前記移動部材が玉により構成されている。 In one aspect of the rotation restricting device of the present invention, the moving member is configured by a ball.
本発明の一態様のステアリング装置では、操舵部材の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置を備え、該回転制限装置が、本発明の回転制限装置である。 A steering device according to one aspect of the present invention includes a rotation limiting device that limits the amount of rotation of a steering member to a predetermined amount or less, and the rotation limiting device is the rotation limiting device of the present invention.
本発明によれば、径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくすることができる回転制限装置、および、該回転制限装置を備えたステアリング装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a rotation restricting device capable of suppressing the radial dimension and making the load acting on a member restricting the amount of rotation substantially equal regardless of the direction of rotation of the rotating shaft, and the rotation restricting device. A steering device with a limiting device can be provided.
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例の回転制限装置および該回転制限装置を適用したステアリング装置について、図1~図12を用いて説明する。なお、本例を含めて、以下、本発明の一態様の回転制限装置について、該回転制限装置をステアリング装置に適用した場合を例に説明するが、回転制限装置の用途はステアリング装置には制限されず、各種の機械装置に対して広く適用可能である。
[First example of embodiment]
A rotation limiting device according to a first embodiment of the present invention and a steering apparatus to which the rotation limiting device is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. Note that the rotation limiting device according to one aspect of the present invention, including this example, will be described below as an example in which the rotation limiting device is applied to a steering device, but the application of the rotation limiting device is limited to the steering device. It is widely applicable to various mechanical devices.
図1~図3は、本例のステアリング装置1を示している。ステアリング装置1は、操舵部材であるステアリングホイール2の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置10を備える。
1 to 3 show a
より具体的には、本例のステアリング装置1は、ステアリングホイール2と、ステアリングシャフト3と、ステアリングコラム4と、電動アシスト装置5と、1対の自在継手6a、6bと、中間シャフト7と、ステアリングギヤユニット8と、1対のタイロッド9と、回転制限装置10とを備える。
More specifically, the
なお、ステアリング装置1に関して、前後方向および幅方向は、ステアリング装置1が組み付けられた車両の前後方向および幅方向をいい、前側は、図1の左側であり、後側は、図1の右側である。
Regarding the
ステアリングシャフト3は、車体に支持されたステアリングコラム4の内側に、回転自在に支持されている。ステアリングシャフト3の後側の端部には、ステアリングホイール2が支持固定されている。ステアリングシャフト3の前側の端部は、電動アシスト装置5と、後側の自在継手6aと、中間シャフト7と、前側の自在継手6bとを介して、ステアリングギヤユニット8のピニオン軸11に接続されている。このため、運転者がステアリングホイール2を回転させると、ステアリングホイール2の回転が、ステアリングギヤユニット8のピニオン軸11に伝達される。ピニオン軸11の回転は、ピニオン軸11と噛合した図示しないラック軸の直線運動に変換され、1対のタイロッド9を押し引きする。この結果、1対の操舵輪にステアリングホイール2の回転操作量に応じた舵角が付与される。
The steering
本例のステアリング装置1は、ステアリングホイール2の前後位置を調節可能とするためのテレスコピック機構を備える。このために、ステアリングコラム4は、筒状のインナコラム12の後側の端部に、筒状のアウタコラム13の前側の端部を軸方向の相対変位を可能に外嵌することにより、全長を伸縮可能に構成されている。また、ステアリングシャフト3は、インナシャフト14の後側の端部の外周面に、筒状のアウタシャフト15の前側の端部の内周面をスプライン係合させることにより、インナシャフト14とアウタシャフト15との間でのトルク伝達を可能に、かつ、全長を伸縮可能に構成されている。アウタシャフト15は、後側の端部をアウタコラム13よりも後方に突出させた状態で、アウタコラム13の内側に図示しない転がり軸受により回転のみを可能に支持されている。したがって、アウタシャフト15の後側の端部に支持固定されたステアリングホイール2の前後位置を調節する際には、アウタシャフト15とともにアウタコラム13が、インナコラム12およびインナシャフト14に対して前後方向に変位することで、ステアリングシャフト3およびステアリングコラム4が伸縮する。
The
電動アシスト装置5は、ハウジング16と、電動モータ17と、トーションバー18と、出力軸19と、1対の玉軸受20a、20bと、ウォーム減速機21と、トルクセンサ22とを備える。
The
ハウジング16は、インナコラム12の前側の端部に結合固定されている。電動モータ17は、ハウジング16に支持固定されている。インナシャフト14の前側の端部は、ハウジング16の内側に挿入されている。インナシャフト14の前側の端部は、トーションバー18を介して、出力軸19に連結されている。出力軸19の前側の端部は、ハウジング16の前端面から前側に突出している。出力軸19の前側の端部には、後側の自在継手6aが結合される。出力軸19は、ハウジング16の内側に、1対の玉軸受20a、20bにより回転のみを可能に支持されている。出力軸19のうち、1対の玉軸受20a、20bにより支持された部分の間には、ウォーム減速機21を構成するウォームホイール23が外嵌固定されている。ウォームホイール23の外周面に備えられたホイール歯24には、ウォーム減速機21を構成するウォーム25の軸方向中間部外周面に備えられたウォーム歯26が噛合している。ウォーム25には、電動モータ17の出力軸27がトルク伝達可能に連結されている。
The
出力軸19の後側の端部の周囲には、トルクセンサ22が配置されている。トルクセンサ22は、ステアリングホイール2の回転操作に伴うトーションバー18の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール2からステアリングシャフト3に加えられたトルクの方向および大きさを検出する。電動アシスト装置5は、トルクセンサ22により検出したトルクに見合った電流で電動モータ17を駆動する。そして、電動モータ17により発生したアシストトルクを、ウォーム減速機21を介して出力軸19に付与することで、運転者がステアリングホイール2を回転操作するのに要する力を軽減する。
A
回転制限装置10は、ステアリングシャフト3の前側部が位置する場所に設置されている。なお、本発明を実施する場合、回転制限装置10は、ステアリングホイール2から1対の操舵輪までの間に存在する、いずれかの操舵力伝達軸上の任意の場所に設置することができる。すなわち、回転制限装置10は、本例のように、トーションバー18よりもステアリングホイール2に近い側に設置することもできるし、トーションバー18よりも1対の操舵輪に近い側に設置することもできる。なお、本例の構造では、ステアリングシャフト3、出力軸19、中間シャフト7、およびピニオン軸11のそれぞれが、操舵力伝達軸に相当する。
The
本例では、回転制限装置10は、図4~図7に示すように、回転軸28と、ガイド部材29と、移動部材である玉30と、ケース31と、第1の弾性部材であるコイルばね32とを備える。
In this example, as shown in FIGS. 4 to 7, the
なお、回転制限装置10に関する以下の説明中、軸方向、径方向、周方向は、特に断らない限り、回転軸28の軸方向、径方向、周方向をいう。
In the following description of the
回転軸28は、回転操作されるステアリングホイール2とともに回転する部材であり、外周面に螺旋溝36を有する。本例では、回転軸28は、インナシャフト14の前側部を構成しており、一般構造用圧延鋼材(SS材)、機械構造用炭素鋼鋼材(SC材)などの金属製である。ただし、本発明を実施する場合、回転軸28の材質は、回転軸28に必要な強度や剛性などの機械的特性を確保できる限り、特に限定されない。回転軸28の外径は、螺旋溝36から外れた部分で軸方向の全長にわたり一定である。
The
螺旋溝36は、玉30の径方向内側部を係合させるための部位である。螺旋溝36は、全体がひとつながりに形成された、1条ねじの溝のような形状、すなわち、3次元の曲線形状を有する。本例では、螺旋溝36の深さは、軸方向に関する全範囲で一定である。なお、螺旋溝の深さは、後述するように玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際に、玉30および螺旋溝36の端部37の強度を確保することができ、かつ、玉30が螺旋溝36から脱落しなければ、任意の深さとすることができる。
The
本例では、螺旋溝36の伸長方向である螺旋方向に直交する仮想平面で切断した場合の螺旋溝36の断面形状は、単一円弧形である。このような螺旋溝36の断面形状の曲率半径は、玉30の表面の曲率半径、すなわち玉30の半径よりも、少しだけ大きい。
In this example, the cross-sectional shape of the
螺旋溝36の端部37は、図9(a)に示すような凹曲面、すなわち、螺旋溝36の伸長方向に関して螺旋溝36の中央部から離れる方向に向かうにしたがって径方向外側に向かう方向に傾斜した凹曲面により構成されている。ただし、螺旋溝36の端部37は、後述するように玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際に、玉30および螺旋溝36の端部37の強度を確保することができ、かつ、玉30が螺旋溝36から脱落しなければ、任意の形状を有する面により構成することができる。たとえば、螺旋溝36の端部37は、切り上がり形状を有する面や、螺旋溝36の伸長方向に対して直交する平面により構成することもできる。また、玉と螺旋溝の端部との衝突音を小さくするために、螺旋溝の端部を、たとえばポリアセタール(POM)やMCナイロンなどの合成樹脂により構成することもできる。
The
回転軸28の外周面における螺旋溝36の巻数は、実質的に、回転制限装置10により制限されるステアリングホイール2の最大回転数に相当する数となる。ここで、ステアリングホイール2の最大回転数とは、ステアリングホイール2をいずれか一方の回転制限位置から他方の回転制限位置まで回転させたときの回転数である。図示の例(図4参照)では、螺旋溝36の巻数は、実質的に2である。ただし、本発明を実施する場合、螺旋溝の巻数は、所望とするステアリングホイール2の最大回転数に合わせて、任意の巻数とすることができる。
The number of turns of the
なお、螺旋溝36は、玉30をガイドする機能を有していればよいため、過度に精度よく形成する必要はない。このような螺旋溝36は、切削や転造などの適宜の加工方法で形成することができる。
In addition, since the
ガイド部材29は、回転軸28の外周面と対向する位置に、回転軸28の軸方向に関して螺旋溝36が存在する範囲の全長にわたり備えられたガイド溝38を有する。
The
本例では、ガイド部材29は、図4、図10、および図11(a)~図11(c)に示すように、全体が、回転軸28の径方向に伸長する略楕円柱状に構成されている。このようなガイド部材29は、回転軸28の径方向から見て、図11(c)に示すような、非円形である楕円形の輪郭形状を有する。本例では、回転制限装置10の組み立て状態で、この輪郭形状の長手方向である長軸方向(図11(c)における上下方向)を、回転軸28の軸方向に一致させている。本例では、ガイド部材29は、一般構造用圧延鋼材(SS材)、機械構造用炭素鋼鋼材(SC材)などの金属製である。ただし、本発明を実施する場合、ガイド部材29の材質は、ガイド部材29に必要とされる強度や剛性などの機械的特性を確保できる限り、特に限定されない。
In this example, as shown in FIGS. 4, 10, and 11(a) to 11(c), the
ガイド部材29は、回転軸28の外周面と対向する径方向内側面(図4~図6、図9(a)、図10、図11(a)、図11(b)における下側面)に、平面部39を有する。平面部39は、回転軸28の径方向に伸長するガイド部材29の中心軸に対して直交する平面により構成されている。
The
ガイド溝38は、平面部39から径方向外側に凹入するように形成されている。ガイド溝38は、径方向内側から見た場合に、図11(c)に示すように、平面部39を、短軸方向(図11(c)における左右方向)の中央部において長軸方向(図11(c)における上下方向)に横切るように形成されている。つまり、ガイド溝38は、長軸方向、すなわち回転軸28の軸方向に伸長しており、ガイド溝38の両側の端部のそれぞれは、ガイド部材29の外周面に開口している。
The
このようなガイド溝38は、径方向に関する玉30の外側部を係合させ、かつ、ステアリングホイール2および回転軸28が回転することに伴って玉30が軸方向に移動するようにガイドするための部位である。ガイド溝38は、回転軸28の軸方向に関して螺旋溝36が存在する範囲の全長にわたり備えられている。
Such a
本例では、ガイド溝38の深さは、ガイド溝38の伸長方向の全範囲で一定である。なお、ガイド溝38の深さは、後述するように玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際に、玉30およびガイド溝38の強度を確保することができ、かつ、玉30がガイド溝38から脱落しなければ、任意の深さとすることができる。
In this example, the depth of the
なお、本発明を実施する場合、ガイド溝の端部において、ガイド溝の底部の形状を、ガイド溝の端縁に向かうにしたがってガイド溝の深さが浅くなる方向に傾斜したテーパ形状または凹曲面形状とすることがきる。このような構成を採用すれば、玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際に、玉30が螺旋溝36の端縁に乗り上がりにくくすることができる。
When carrying out the present invention, at the end of the guide groove, the shape of the bottom of the guide groove is tapered or concavely curved in a direction in which the depth of the guide groove becomes shallower toward the edge of the guide groove. can be shaped. By adopting such a configuration, it is possible to make it difficult for the
本例では、ガイド溝38の伸長方向に対して直交する仮想平面で切断した場合のガイド溝38の断面形状は、単一円弧形である。このようなガイド溝38の断面形状の曲率半径は、玉30の表面の曲率半径よりも、少しだけ大きい。
In this example, the cross-sectional shape of the
本例では、ガイド部材29は、外周面に、1対の係止溝40を備える。1対の係止溝40は、回転軸28の径方向に関して互いに離隔配置されており、それぞれがガイド部材29の外周面の全周にわたり備えられている。
In this example, the
本例では、ガイド部材29は、回転軸28の外周面に対して反対側を向いた径方向外側面(図4~図6、図9(a)、図10、図11(a)、図11(b)における上側面)の中央部に、径方向内側に凹入する有底の凹孔41を有し、かつ、径方向外側面のうちで凹孔41の周囲部分に、ガイド部材29の中心軸に対して直交する円環状の平面により構成された座面部42を有する。
In this example, the
玉30は、螺旋溝36とガイド溝38との間に配置されている。より具体的には、玉30は、螺旋溝36に対して、螺旋溝36に沿う転動を可能に係合、すなわち転がり接触し、かつ、ガイド溝38に対して、ガイド溝38に沿う移動を可能に係合、すなわち、転がり接触している。このような玉30は、ガイド部材29に対する回転軸28の回転に伴い、螺旋溝36に沿って移動、すなわち転動しながら、ガイド溝38に沿って回転軸28の軸方向に移動することが可能であり、かつ、螺旋溝36の両側の端部37のそれぞれと接触することが可能である。また、玉30は、ステアリングホイール2が中立回転位置にあるとき、図5に示すように、螺旋溝36が存在する軸方向範囲の中央部に位置している。
なお、本例では、移動部材として玉を使用しているが、本発明を実施する場合には、移動部材として、玉以外の部材を用いることもできる。すなわち、移動部材は、ガイド部材に対する回転軸の回転に伴い、螺旋溝に沿って移動しながら、ガイド溝に沿って回転軸の軸方向に移動することが可能であり、かつ、前記螺旋溝の両側の端部のそれぞれと接触することが可能であればよい。 In this example, balls are used as moving members, but members other than balls can also be used as moving members when implementing the present invention. That is, the moving member can move in the axial direction of the rotating shaft along the guide groove while moving along the spiral groove as the rotating shaft rotates with respect to the guide member, and It suffices if it is possible to contact each of the ends on both sides.
本例では、玉30は、高炭素クロム軸受鋼鋼材(SUJ2)などの金属製又はセラミック製である。ただし、本発明を実施する場合、玉30の材質は、玉30に必要な強度や剛性などの機械的特性を確保できる限り、特に限定されない。なお、本例では、玉30の表面と、その相手面である螺旋溝36の表面およびガイド溝38の表面とに、潤滑用のグリースが塗布されている。ただし、該グリースは省略することもできる。
In this example, the
また、本例では、玉30が螺旋溝36の端部37に接触することに伴い、ガイド部材29が玉30に押されて径方向外側(図5および図6における上側)に変位する場合を含めて、常に、螺旋溝36の開口縁とガイド溝38の開口縁との間隔が、玉30の直径よりも小さくなるように規制されている。これにより、回転軸28の外周面のうち螺旋溝36から外れた部分とガイド部材29の平面部39との間に、玉30が侵入することを防止し、螺旋溝36とガイド溝38との間に玉30が配置された状態が維持されるようにしている。
Further, in this example, when the
ケース31は、回転軸28の径方向に伸長する保持孔43を有し、かつ、保持孔43の内側にガイド部材29を、回転軸28の径方向、すなわち保持孔43の伸長方向に関する移動を可能に保持している。
The
本例では、ケース31は、全体がT字管状に構成されており、第1の筒部44と、保持孔43を有する第2の筒部45とを備える。本例では、ケース31は、インナコラム12の前側部を構成している。
In this example, the
第1の筒部44は、円筒状に構成されており、径方向内側に回転軸28が挿通されている。
The first
第2の筒部45は、第1の筒部44の軸方向中間部の円周方向1箇所(図示の例では、上側部)から径方向外側に向けて伸長した略円筒状に構成されている。第2の筒部45の中心孔(内側空間)は、第1の筒部44の中心孔(内側空間)と連通している。第2の筒部45の中心孔は、径方向に関する内側部(図5および図6における下側部)が保持孔43により構成されており、径方向に関する外側部(図5および図6における上側部)が、保持孔43よりも大径の雌ねじ孔46により構成されている。なお、本例では、ケース31は、インナコラム12の前側部を構成している。このため、後述するように玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際に発生する荷重がガイド部材29などを介してケース31に負荷される際にも、ケース31は、インナコラム12の他の部分に対して回転したり変位したりすることはない。
The second
本例では、保持孔43は、楕円筒状の内周面を有する。このような保持孔43は、回転軸28の径方向から見て、図12に示すように、非円形である楕円形の輪郭形状を有する。本例では、この輪郭形状の長手方向である長軸方向を、回転軸28の軸方向(図5における左右方向、図8および図12における上下方向)に一致させている。このため、保持孔43は、回転軸28の軸方向に関する幅寸法Waよりも、回転軸28の軸方向と保持孔43の伸長方向とのそれぞれに直交する方向である幅方向(図6、図8、および図12における左右方向)に関する幅寸法Wbの方が小さい。
In this example, the holding
本例では、ガイド部材29は、図5および図6に示すように、1対の係止溝40のそれぞれにOリング33を係止した状態で、保持孔43の内側に、回転軸28の径方向に関する移動を可能に保持されている。このために、本例では、それぞれが楕円筒状に構成されたガイド部材29の外周面と保持孔43の内周面とが、隙間嵌めで、非円形嵌合である楕円嵌合している。また、この状態で、Oリング33は、係止溝40の底面と保持孔43の内周面との間で弾性的に圧縮されることにより、ガイド部材29の外周面と保持孔43の内周面との間をシールしている。これにより、ガイド部材29の外周面と保持孔43の内周面との間を通じて、玉30と螺旋溝36およびガイド溝38との接触部を潤滑するグリースが外部空間に流出したり、外部空間から玉30の設置部に塵芥などの異物が侵入したりすることを防止している。
In this example, as shown in FIGS. 5 and 6, the
なお、本発明を実施する場合、ガイド部材29の外周面と保持孔43の内周面との間をシールするOリング33の数を、1個または3個以上とすることもできる。ただし、Oリング33の数を2個以上とすれば、これらのOリング33により、保持孔43の内周面に対してガイド部材29を、径方向に離隔した複数箇所で全周にわたり支持することができる。このため、保持孔43の中心軸に対してガイド部材29の中心軸が傾くことを抑制できる。
When carrying out the present invention, the number of O-
本例では、第2の筒部45の中心孔の径方向外側の開口は、キャップ34により塞がれている。キャップ34は、全体が円板状に構成されている。キャップ34は、外周面に雄ねじ部47を有し、かつ、径方向内側面(図4における下側面)の中央部に、径方向内側に向けて突出した円柱状の凸部48を有する。凸部48の外径は、ガイド部材29の凹孔41の内径よりも大きく、かつ、ガイド部材29の座面部42の外径よりも小さい。このようなキャップ34は、雄ねじ部47を雌ねじ孔46に螺合することによりケース31に装着され、第2の筒部45の中心孔の径方向外側の開口を塞いでいる。
In this example, the radially outer opening of the center hole of the second
なお、本例では、キャップ34は、雄ねじ部47を雌ねじ孔46に螺合することによりケース31に装着されているため、ケース31に対して着脱可能である。したがって、たとえば、メンテナンス時に、キャップ34を取り外すことで、ケース31内に配置された部品を交換したり、前記グリースを補充したりすることができる。なお、本発明を実施する場合、ケースに対するキャップの取付方法は、本例とは異なる方法、たとえば、ダブルナットを用いた螺合、接着(螺合部の接着を含む)、かしめ付けなどの方法を採用することもできる。ただし、いずれの方法を採用する場合も、玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際に加わる荷重を、キャップにより支承できるようにすることが必要である。
In this example, the
第1弾性部材であるコイルばね32は、ガイド部材29を回転軸28の径方向に関して内側に向けて付勢する。すなわち、本例では、コイルばね32は、自身の中心軸を径方向(図4~図6における上下方向)に一致させた状態で、ガイド部材29の凹孔41の内側に配置されており、かつ、凹孔41の底面とキャップ34の凸部48の径方向内側面との間で径方向に圧縮されている。これにより、コイルばね32は、ガイド部材29を径方向内側に向けて弾性的に付勢し、玉30に予圧を付与している。なお、本発明を実施する場合には、第1弾性部材として、コイルばね以外の各種ばねやゴム部材などを使用することもできる。
A
本例の構造は、玉30が螺旋溝36の端部37と接触する際に弾性変形する、第2の弾性部材である皿ばね35をさらに備える。皿ばね35は、コイルばね32の弾性係数(ばね定数)k1よりも大きい弾性係数(ばね定数)k2を有する(k2>k1)。皿ばね35は、コイルばね32の周囲に、コイルばね32と同軸に配置されており、かつ、径方向(図4~図6における上下方向)に関して、ガイド部材29の座面部42とキャップ34の凸部48の径方向内側面との間に配置されている。
The structure of this example further comprises a second elastic member,
皿ばね35は、玉30が螺旋溝36の端部37に接触していない状態では、ガイド部材29の座面部42とキャップ34の凸部48の径方向内側面との間で径方向(図4~図6における上下方向)に圧縮されないが、玉30が螺旋溝36の端部37に接触することに伴い、ガイド部材29が玉30に押されて径方向外側(図4~図6における上側)に変位する際には、ガイド部材29の座面部42とキャップ34の凸部48の径方向内側面との間で径方向に圧縮されて弾性変形するように、皿ばね35自身の軸方向寸法が規制されている。なお、本発明を実施する場合には、第2弾性部材として、皿ばね以外の各種ばねやゴム部材などを使用することもできる。
When the
なお、本発明を実施する場合には、第2の弾性部材(本例では、皿ばね35)は、省略することもできる。 It should be noted that the second elastic member (in this example, the disk spring 35) can be omitted when implementing the present invention.
上述のような構成を有する本例のステアリング装置1では、ステアリングホイール2を中立回転位置から回転操作することにより、回転軸28をステアリングホイール2とともに回転させると、玉30は、螺旋溝36に沿って転動しながら、ガイド溝38に沿って軸方向に移動する。ここで、玉30がガイド溝38に沿って移動する向きは、ステアリングホイール2が一方側に回転する場合と他方側に回転する場合とで、互いに逆向きになる。
In the
そして、玉30がガイド溝38の端部まで移動して、図9(a)に仮想線(二点鎖線)で示すように、玉30が螺旋溝36の端部37に接触すると、それ以上、玉30が螺旋溝36に沿って移動できなくなる。このため、ステアリングホイール2が、それ以上一方側または他方側に回転することを制限される。なお、本例では、玉30は、ステアリングホイール2が中立回転位置にあるとき、図5に示すように、螺旋溝36が存在する軸方向範囲の中央部に位置している。このため、ステアリングホイール2が中立回転位置から一方側に回転する場合と他方側に回転する場合とで、ステアリングホイール2の回転制限量は互いに同じになり、具体的には、前記最大回転数の1/2となる。
Then, when the
以上のようなステアリング装置1に組み込まれた、本例の回転制限装置10によれば、径方向寸法を小さく抑えられ、かつ、回転軸28の回転方向にかかわらず、回転量を制限する部材に作用する荷重をほぼ等しくすることができる。
According to the
すなわち、本例の回転制限装置10では、玉30の係合箇所が、回転軸28の外周面に備えられた螺旋溝36、および、ガイド部材29のうちで回転軸28の外周面に対向する位置に備えられたガイド溝38であるため、回転制限装置10の径方向寸法を小さく抑えられる。したがって、径方向の設置スペースが限られている場合でも、回転制限装置10を設置しやすい。
That is, in the
また、ステアリングホイール2を一方側に回転操作して玉30を螺旋溝36の一方側の端部37に接触させた場合における、回転軸28の回転中心から玉30の中心までの径方向距離と、ステアリングホイール2を他方側に回転操作して玉30を螺旋溝36の他方側の端部37に接触させた場合における、回転軸28の回転中心から玉30の中心までの径方向距離とを、同じ大きさにすることができる。このため、玉30が螺旋溝36の一方側の端部37に接触する際の接触荷重と、玉30が螺旋溝36の他方側の端部37に接触する際の接触荷重とを、ほぼ等しくすることができる。したがって、ステアリングホイール2を回転操作する運転者に違和感を与えるなどの不都合が生じることを防止できる。
Also, the radial distance from the center of rotation of the
本例の構造では、ガイド部材29の外周面と保持孔43の内周面とが、非円形嵌合である楕円嵌合、すなわち、相対回転不能に嵌合している。このため、図9(a)および図9(b)に示すように、玉30が螺旋溝36の端部37に接触することに伴い、玉30からガイド溝38の端部に対して、回転軸28の軸方向に直交する方向、すなわち、ガイド部材29を自身の中心軸を中心に回転させる方向の荷重Fが作用する際にも、保持孔43の内側でガイド部材29が自身の中心軸を中心に回転することを防止できる。このため、このようにガイド部材29が回転して、ステアリングホイール2の回転制限量が大きくなるといった不都合が生じることを、有効に防止できる。
In the structure of this example, the outer peripheral surface of the
保持孔43は、回転軸28の軸方向に関する幅寸法Waよりも、幅方向に関する幅寸法Wbの方が小さい。このため、本例の回転制限装置10を組み立てる際に、保持孔43のうち、回転軸28の径方向に関する内側部において、螺旋溝36に係合させた玉30を幅方向の中央部に寄せながら組み立てるといった手間を軽減できる。したがって、回転制限装置10の組み立て性を確保しやすい。
The width dimension Wb of the holding
コイルばね32により、ガイド部材29を径方向内側に向けて弾性的に付勢することで、玉30に予圧を付与している。このため、ステアリングホイール2を回転操作する際に、玉30ががたつくことを抑えられる。したがって、玉30のがたつきに基づく振動が、ステアリングホイール2に伝わり、運転者に違和感を与えるといった不都合を防止できる。
A preload is applied to the
玉30に付与された予圧に基づいて、回転軸28、すなわち、ステアリングホイール2に、適度な回転抵抗を生じさせることができる。このため、運転者の操舵感を向上させることができる。
Based on the preload applied to the
玉30が螺旋溝36の端部37に接触することに伴い、ガイド部材29が玉30に押されて径方向外側(図4~図6における上側)に変位する際には、ガイド部材29の凹孔41の底面とキャップ34の凸部48の径方向内側面との間で、コイルばね32が径方向(図4~図6における上下方向)にさらに圧縮される。このため、玉30が螺旋溝36の端部37に衝突する際の衝撃および打音を、コイルばね32の弾力によって低減することができる。
As the
玉30が螺旋溝36の端部37に接触することに伴い、ガイド部材29が玉30に押されて径方向外側(図4~図6における上側)に変位する際には、ガイド部材29の座面部42とキャップ34の凸部48の径方向内側面との間で、皿ばね35が径方向(図4~図6における上下方向)に圧縮されて弾性変形する。このため、玉30が螺旋溝36の端部37に衝突する際の衝撃および打音を、コイルばね32の弾力だけでなく、皿ばね35の弾力によっても、低減することができる。すなわち、本例の構造では、玉30が螺旋溝36の端部37に衝突する際の衝撃および打音の低減効果を、皿ばね35によって向上させることができる。
As the
なお、コイルばね32の弾性係数k1を大きくしすぎると、玉30の動き、すなわち、ステアリングホイール2の回転操作が、過度に重くなったり、滑らかに行われなくなったりする。このため、本例の構造では、コイルばね32の弾性係数k1を、皿ばね35の弾性係数k2よりも小さくしている(k1<k2)。
Note that if the elastic modulus k1 of the
[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例について、図13~図15を用いて説明する。
[Second example of embodiment]
A second example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG.
本例の構造では、ガイド部材29aは、回転軸28の外周面と対向する径方向内側面に、回転軸28の外周面に沿って湾曲し、かつ、回転軸28の外周面と対向する凹面部49を有する。凹面部49は、回転軸28の外周面の曲率半径よりも少しだけ大きい曲率半径を有する部分円筒状の凹面により構成されており、回転軸28の外周面に近接して配置されている。ガイド溝38は、凹面部49から径方向外側に凹入するように備えられている。
In the structure of this example, the
本例の構造では、回転制限装置10を組み立てる際に、保持孔43のうち、回転軸28の径方向に関する内側部において、螺旋溝36に係合させた玉30を、ガイド部材29aの凹面部49により案内して幅方向中央に寄せながら組み立てられる。したがって、回転制限装置10の組み立て性を確保しやすい。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。
In the structure of this example, when assembling the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例について、図16~図19を用いて説明する。
[Third example of embodiment]
A third example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 16 to 19. FIG.
本例の構造では、ガイド部材29bは、全体が、回転軸28の径方向に伸長する略矩形柱状に構成されている。また、ケース31aの保持孔43aは、略矩形筒状の内周面を有する。そして、ガイド部材29bの外周面と保持孔43aの内周面とが、図16および図17に示すように、隙間嵌めで非円形嵌合している。このため、玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際にも、保持孔43aの内側でガイド部材29bが自身の中心軸を中心に回転することを防止できる。
In the structure of this example, the
また、本例の構造では、ガイド部材29bおよび保持孔43aのそれぞれは、回転軸28の径方向から見て、回転軸28の軸方向を長手方向とする略矩形の輪郭形状を有する。すなわち、本例の構造でも、保持孔43aは、回転軸28の軸方向に関する幅寸法Waよりも、幅方向に関する幅寸法Wbの方が小さい。このため、実施の形態の第1例の場合と同様の理由により、回転制限装置10の組み立て性を確保しやすい。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。
In addition, in the structure of this example, each of the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第4例]
本発明の実施の形態の第4例について、図20~図23を用いて説明する。
[Fourth example of embodiment]
A fourth example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 20 to 23. FIG.
本例の構造では、ガイド部材29cの外周面が、回転軸28の径方向に関する内側部のみで、ケース31bの保持孔43bの内周面と非円形嵌合している。
In the structure of this example, the outer peripheral surface of the
すなわち、本例の構造では、ガイド部材29cは、回転軸28の径方向に関する内側の端部に内側ガイド部50を有し、回転軸28の径方向に関する外側の端部および中間部に外側ガイド部51を有する。内側ガイド部50は、幅方向の中間部をガイド溝38が軸方向に貫通することによって、全体が二股に構成されている。内側ガイド部50は、略楕円筒状の外周面を有する。外側ガイド部51は、円筒状の外周面を有する。本例では、1対の係止溝40は、外側ガイド部51の外周面に備えられている。
That is, in the structure of this example, the
本例の構造では、保持孔43bは、回転軸28の径方向に関する内側の端部に、回転軸28の径方向に伸長する略楕円孔により構成された内側孔部52を有し、回転軸28の径方向に関する外側の端部および中間部に、回転軸28の径方向に伸長する円孔により構成された外側孔部53を有する。
In the structure of this example, the holding
そして、本例の構造では、内側ガイド部50の外周面と内側孔部52の内周面とを、図20および図21(b)に示すように、隙間嵌めで非円形嵌合させ、かつ、外側ガイド部51の外周面と外側孔部53の内周面とを、図20および図21(a)に示すように、隙間嵌めで円形嵌合させている。また、この状態で、係止溝40のそれぞれに係止されたOリング33を、該係止溝40の底面と外側孔部53の内周面との間で弾性的に圧縮している。
In the structure of this example, the outer peripheral surface of the
本例の構造では、内側ガイド部50の外周面と内側孔部52の内周面とを非円形嵌合させているため、玉30が螺旋溝36の端部37に接触する際にも、保持孔43aの内側でガイド部材29bが自身の中心軸を中心に回転することを防止できる。
In the structure of this example, since the outer peripheral surface of the
本例の構造は、保持孔43bのうち、回転軸28の径方向に関する内側部である内側孔部52は、回転軸28の軸方向に関する幅寸法Waよりも、幅方向に関する幅寸法Wbの方が小さい。このため、実施の形態の第1例の場合と同様の理由により、回転制限装置10の組み立て性を確保しやすい。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例および第2例と同様である。
In the structure of this example, the
Other configurations and effects are the same as those of the first and second examples of the embodiment.
[実施の形態の第5例]
本発明の実施の形態の第5例について、図24~図27を用いて説明する。
[Fifth example of embodiment]
A fifth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 24 to 27. FIG.
本例の構造では、互いに隙間嵌めで非円形嵌合する、ガイド部材29dの内側ガイド部50aの外周面と、ケース31cを構成する保持孔43cの内側孔部52aの内周面とを、図24および図25(b)に示すように、略矩形筒状に構成している。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第4例と同様である。
In the structure of this example, the outer peripheral surface of the
Other configurations and effects are the same as those of the fourth example of the embodiment.
[実施の形態の第6例]
本発明の実施の形態の第6例について、図28および図29を用いて説明する。
[Sixth example of embodiment]
A sixth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 28 and 29. FIG.
本例の構造では、ガイド部材29eのうち、少なくとも玉30と接触する部分が金属により構成されている。具体的には、ガイド部材29eのうち、玉30と接触する部分であるガイド溝38を含む一部が金属により構成されており、かつ、残部が合成樹脂により構成されている。より具体的には、ガイド部材29eは、前記一部に相当する、ガイド溝38の表層部が、金属製の金属部54により構成されており、残部が合成樹脂製の樹脂部55により構成されている。
In the structure of this example, at least the portion of the
金属部54は、鋼材などの金属により部分筒状に構成されており、径方向内側面に、ガイド溝38を有する。
The
樹脂部55は、径方向内側面に、保持凹部56を有する。保持凹部56の表面は、金属部54の径方向外側面と合致する形状を有する。金属部54と樹脂部55とは、金属部54の径方向外側面と樹脂部55の保持凹部56の表面とを、融着、接着、圧入嵌合などすることにより、互いに結合固定されている。
The
以上のような本例の構造では、ガイド部材29eのうち、ガイド溝38の表面を含む一部が金属により構成されており、残部が合成樹脂により構成されているため、ガイド溝38の強度および耐久性の確保と、ガイド部材29eの重量の軽減とを両立させることができる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。
In the structure of this example as described above, the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第7例]
本発明の実施の形態の第7例について、図30および図31を用いて説明する。
[Seventh example of embodiment]
A seventh example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 30 and 31. FIG.
本例の構造では、ガイド部材29fは、外周面が、係止溝を有さない円筒面により構成されている。本例の構造では、ガイド部材29fの外周面と保持孔43の内周面との間にOリングは組み付けられていない。その代わりに、本例の構造では、ガイド部材29fの外周面を、保持孔43の内周面に対し、保持孔43の径方向に関するがたつきがない隙間嵌め、または、保持孔43の内側でガイド部材29fが径方向(図30における上下方向)に移動することを阻害しない程度の軽圧入により内嵌している。これにより、ガイド部材29fの外周面と保持孔43の内周面との間のシール性を確保している。
In the structure of this example, the outer peripheral surface of the
以上のような本例の構造では、ガイド部材29fの外周面と保持孔43の内周面との間に組み付けるOリングを省略しているため、部品点数を削減できる。また、ガイド部材29dを構成する樹脂部55aの外周面にOリングを係止するための係止溝が備えられていないため、樹脂部55aの成形コストを抑えられる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第6例と同様である。
In the structure of this example as described above, since the O-ring to be assembled between the outer peripheral surface of the
Other configurations and effects are the same as those of the sixth example of the embodiment.
[実施の形態の第8例]
本発明の実施の形態の第8例について、図32を用いて説明する。
[Eighth example of embodiment]
An eighth example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
本例の構造では、回転軸28aの螺旋溝36aの底部とガイド部材29のガイド溝38の底部との間の径方向幅が、回転軸28aの軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている。このような構成を採用するために、本例では、螺旋溝36aの深さが、回転軸28aの軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。
In the structure of this example, the radial width between the bottom portion of the
以上のような構成を有する本例の構造では、ステアリングホイール2(図1参照)を中立回転位置から回転操作することにより、玉30をガイド溝38の中央部から端部に向けて移動させると、玉30には、コイルばね32の弾力に基づいて、螺旋溝36aの底部から、ガイド溝38の中央部に戻される方向の成分を持った押し付け力が作用する。このため、このような成分を持った押し付け力によって、ステアリングホイール2が中立回転位置に戻りやすくなる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。
In the structure of this example having the above configuration, when the steering wheel 2 (see FIG. 1) is rotated from the neutral rotation position, the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第9例]
本発明の実施の形態の第9例について、図33を用いて説明する。
[Ninth example of embodiment]
A ninth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本例の構造も、回転軸28の螺旋溝36の底部とガイド部材29gのガイド溝38aの底部との間の径方向幅が、回転軸28の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって小さくなっている。このような構成を採用するために、本例では、ガイド溝38aの深さが、回転軸28の軸方向に関して中央部から両側に向かうにしたがって浅くなっている。
In the structure of this example as well, the radial width between the bottom of the
以上のような構成を有する本例の構造では、ステアリングホイール2(図1参照)を中立回転位置から回転操作することにより、玉30をガイド溝38aの中央部から端部に向けて移動させると、玉30には、コイルばね32の弾力に基づいて、ガイド溝38aの端部から、ガイド溝38aの中央部に戻される方向の成分を持った押し付け力が作用する。このため、このような成分を持った押し付け力によって、ステアリングホイール2が中立回転位置に戻りやすくなる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同じである。
In the structure of the present example having the configuration described above, when the steering wheel 2 (see FIG. 1) is rotated from the neutral rotational position, the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第10例]
本発明の実施の形態の第10例について、図34を用いて説明する。
[Tenth example of embodiment]
A tenth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本例の構造では、螺旋溝36bの伸長方向である螺旋方向に直交する仮想平面で切断した場合の螺旋溝36bの断面形状、および、ガイド溝38bの伸長方向に直交する仮想平面で切断した場合のガイド溝38bの断面形状として、図示のようなV字形状の断面形状を採用している。このような螺旋溝36bおよびガイド溝38bでは、玉30は、溝表面に対して、溝幅方向に離隔した2箇所(2つのP部)で接触する。このため、それぞれの接触部での面圧を小さく抑えられ、その分、螺旋溝36b、ガイド溝38b、および玉30の耐久性を向上させることができる。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同じである。
In the structure of this example, the cross-sectional shape of the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第11例]
本発明の実施の形態の第11例について、図35を用いて説明する。
[Eleventh example of embodiment]
An eleventh example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
本例の構造では、螺旋溝36cの伸長方向である螺旋方向に直交する仮想平面で切断した場合の螺旋溝36cの断面形状、および、ガイド溝38cの伸長方向に直交する仮想平面で切断した場合のガイド溝38cの断面形状として、図示のようなゴシックアーチ形状の断面形状を採用している。すなわち、この断面形状は、曲率中心Oa、Obが異なる位置に存在する2つの円弧を略V字形に組み合わせてなる。これら2つの円弧のそれぞれの曲率半径rは、互いに等しく、かつ、玉30の表面の曲率半径よりも大きい。このような螺旋溝36cおよびガイド溝38cでも、玉30は、溝表面に対して、軸方向に離隔した2箇所(2つのQ部)で接触する。また、これらの2箇所(2つのQ部)のそれぞれの接触面積は、図34における2箇所(2つのP部)のそれぞれの接触面積よりも大きい。したがって、螺旋溝36c、ガイド溝38c、および玉30の耐久性を、さらに向上させることができる。本発明を実施する場合には、回転制限装置の耐久性を確保する観点から、螺旋溝およびガイド溝のそれぞれの断面形状を、ゴシックアーチ形状とすることが最も好ましい。
その他の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同じである。
In the structure of this example, the cross-sectional shape of the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第12例]
本発明の実施の形態の第12例について、図36を用いて説明する。
[Twelfth example of embodiment]
A twelfth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
本例は、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置1aに対して、ステアリングホイール2の回転量を所定量以下に制限する回転制限装置10(実施の形態の第1例に関する、図4~図12参照)を適用した例である。なお、本発明の回転制限装置は、ステアリングホイールと1対の操舵輪とが機械的に接続されたステアリング装置に比べて、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置に対して、より好適に適用することができる。
In this example, a rotation limiting device 10 (see FIGS. 4 to 12 relating to the first embodiment) for limiting the amount of rotation of the
本例のステアリング装置1aは、ステアリングホイール2を有する操舵装置57と、図示しない1対の操舵輪に舵角を付与するための転舵装置58とを備え、操舵装置57と転舵装置58とが電気的に接続されている。自動車の運転時には、ステアリングホイール2の回転操作量が、操舵装置57を構成する図示しないセンサにより検出され、該センサの出力信号に基づいて、転舵装置58を構成するアクチュエータが駆動されることにより、1対の操舵輪に舵角が付与される。
The steering device 1a of this example includes a
操舵装置57は、ステアリングホイール2および前記センサの他、ステアリングシャフト59と、ステアリングコラム60と、図示しないロック機構と、反力付与装置61と、回転制限装置10とを備える。
The
ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト59の後端部に支持固定されている。ステアリングシャフト59は、車体に支持されたステアリングコラム60の内側に回転可能に支持されている。
The
本例のステアリング装置1aは、ステアリングホイール2の高さ位置の調節を可能とするための、首振り式のチルト機構を備える。このために、ステアリングコラム60は、前側に配置された筒状の前側コラム62と、後側に配置された筒状の後側コラム63と、前側コラム62の後端部と後側コラム63の前端部とを揺動可能に連結する車幅方向の揺動軸64とを有する。すなわち、後側コラム63は、前側コラム62に対し、車幅方向の揺動軸64を中心とする揺動可能である。前側コラム62は、自身の軸方向を前後方向に一致させることにより水平に配置され、かつ、図示しない支持ブラケットなどを用いて車体に支持固定されている。本例のステアリング装置1aでは、このように前側コラム62が水平方向に配置されているため、運転席の足元空間を上下方向に関して広く確保することができる。ただし、前側コラム62は、前側に向かうほど下側に向かう方向に傾斜した状態で配置することもできる。
The steering device 1a of this example includes a swing-type tilt mechanism for enabling adjustment of the height position of the
ステアリングシャフト59は、前側に配置された前側シャフト65と、後側に配置された後側シャフト66と、前側シャフト65の後端部と後側シャフト66の前端部とを揺動可能にかつトルク伝達可能に連結した自在継手67とを有する。前側シャフト65は、前側コラム62の内側に、図示しない転がり軸受により回転可能に支持されている。後側シャフト66は、後側コラム63の内側に、図示しない転がり軸受により回転可能に支持されている。自在継手67の揺動中心は、揺動軸64の中心軸線上に位置している。このため、前側コラム62に対する後側コラム63の揺動と、前側シャフト65に対する後側シャフト66の揺動とを、互いに同期して円滑に行える。
The steering
ステアリングホイール2は、後側シャフト66の後端部に支持固定されている。ステアリングホイール2は、前側コラム62に対して後側コラム63が揺動変位できる範囲で、その高さ位置を調節可能である。また、前記ロック機構により、前側コラム62に対する後側コラム63の揺動変位を可能として、ステアリングホイール2の高さ位置の調節を可能とする状態と、前側コラム62に対する後側コラム63の揺動変位を不能として、ステアリングホイール2の高さ位置を調節後の位置に保持する状態とを、切り換え可能としている。
The
反力付与装置61は、前側コラム62の前端部に支持されている。反力付与装置61は、動力源となる電動モータと減速機とを有しており、運転者によるステアリングホイール2の回転操作に伴って、電動モータを駆動する。電動モータのトルクは、減速機により増大されてから、前側シャフト65に対し、ステアリングホイール2の回転操作方向と逆方向のトルクである、逆トルクとして伝達される。これにより、該逆トルクに基づく操作反力が、ステアリングホイール2に付与される。なお、ステアリングホイール2に付与される操作反力の大きさは、基本的には、前記センサにより取得した、ステアリングホイール2の回転操作量やステアリングホイール2からステアリングシャフト59に入力されるトルクなどに応じて決定される。
The reaction
本例では、回転制限装置10(図4~図12参照)が備える回転軸28は、前側シャフト65の軸方向中間部を構成している。回転制限装置10が備えるケース31は、前側コラム62の軸方向中間部を構成している。本例のステアリング装置1aにおいても、このような回転制限装置10により、ステアリングホイール2の回転量を所定量以下に制限することができる。
In this example, the rotating
本発明は、上述した各実施の形態の構成を、矛盾が生じない範囲で、適宜組み合わせて実施することができる。たとえば、実施の形態の第2例~第11例の回転制限装置も、ステアバイワイヤ方式のステアリング装置に対して適用することができる。 The present invention can be carried out by appropriately combining the configurations of the respective embodiments described above as long as there is no contradiction. For example, the rotation limiting devices of the second to eleventh embodiments can also be applied to a steer-by-wire steering system.
1、1a ステアリング装置
2 ステアリングホイール
3 ステアリングシャフト
4 ステアリングコラム
5 電動アシスト装置
6a、6b 自在継手
7 中間シャフト
8 ステアリングギヤユニット
9 タイロッド
10 回転制限装置
11 ピニオン軸
12 インナコラム
13 アウタコラム
14 インナシャフト
15 アウタシャフト
16 ハウジング
17 電動モータ
18 トーションバー
19 出力軸
20a、20b 玉軸受
21 ウォーム減速機
22 トルクセンサ
23 ウォームホイール
24 ホイール歯
25 ウォーム
26 ウォーム歯
27 出力軸
28、28a 回転軸
29、29a、29b、29c、29d、29e、29f、29g ガイド部材
30 玉
31、31a、31b、31c ケース
32 コイルばね
33 Oリング
34 キャップ
35 皿ばね
36、36a、36b、36c 螺旋溝
37 端部
38、38a、38b、38c ガイド溝
39 平面部
40 係止溝
41 凹孔
42 座面部
43、43a、43b、43c 保持孔
44 第1の筒部
45 第2の筒部
46 雌ねじ孔
47 雄ねじ部
48 凸部
49 凹面部
50、50a 内側ガイド部
51 外側ガイド部
52、52a 内側孔部
53 外側孔部
54 金属部
55、55a 樹脂部
56 保持凹部
57 操舵装置
58 転舵装置
59 ステアリングシャフト
60 ステアリングコラム
61 反力付与装置
62 前側コラム
63 後側コラム
64 揺動軸
65 前側シャフト
66 後側シャフト
67 自在継手
Reference Signs List 1, 1a steering device 2 steering wheel 3 steering shaft 4 steering column 5 electric assist device 6a, 6b universal joint 7 intermediate shaft 8 steering gear unit 9 tie rod 10 rotation limiting device 11 pinion shaft 12 inner column 13 outer column 14 inner shaft 15 outer Shaft 16 housing 17 electric motor 18 torsion bar 19 output shaft 20a, 20b ball bearing 21 worm reduction gear 22 torque sensor 23 worm wheel 24 wheel tooth 25 worm 26 worm tooth 27 output shaft 28, 28a rotating shaft 29, 29a, 29b, 29c , 29d, 29e, 29f, 29g Guide member 30 Ball 31, 31a, 31b, 31c Case 32 Coil spring 33 O-ring 34 Cap 35 Disc spring 36, 36a, 36b, 36c Spiral groove 37 End 38, 38a, 38b, 38c Guide groove 39 Plane portion 40 Locking groove 41 Concave hole 42 Seat surface portion 43, 43a, 43b, 43c Holding hole 44 First cylindrical portion 45 Second cylindrical portion 46 Female screw hole 47 Male screw portion 48 Convex portion 49 Concave portion 50, 50a inner guide portion 51 outer guide portion 52, 52a inner hole portion 53 outer hole portion 54 metal portion 55, 55a resin portion 56 holding recess 57 steering device 58 steering device 59 steering shaft 60 steering column 61 reaction force applying device 62 front column 63 rear column 64 rocking shaft 65 front shaft 66 rear shaft 67 universal joint
Claims (14)
前記回転軸の外周面と対向する位置に、前記回転軸の軸方向に関して前記螺旋溝が存在する範囲の全長にわたり備えられたガイド溝を有する、ガイド部材と、
前記螺旋溝と前記ガイド溝との間に配置され、前記ガイド部材に対する前記回転軸の回転に伴い、前記螺旋溝に沿って移動しながら、前記ガイド溝に沿って前記回転軸の軸方向に移動することが可能であり、かつ、前記螺旋溝の両側の端部のそれぞれと接触することが可能である、移動部材と、
前記回転軸の径方向に伸長する保持孔を有し、かつ、該保持孔の内側に前記ガイド部材を保持するケースと、を備え、
前記ガイド部材の外周面と前記保持孔の内周面とが非円形嵌合している、
回転制限装置。 a rotating shaft having a spiral groove on its outer peripheral surface;
a guide member having a guide groove provided at a position facing the outer peripheral surface of the rotating shaft over the entire length of the range in which the spiral groove exists in the axial direction of the rotating shaft;
It is disposed between the spiral groove and the guide groove, and moves along the guide groove in the axial direction of the rotation shaft while moving along the spiral groove as the rotation shaft rotates with respect to the guide member. and a moving member capable of contacting each of opposite ends of the spiral groove;
a case having a holding hole extending in the radial direction of the rotating shaft and holding the guide member inside the holding hole;
The outer peripheral surface of the guide member and the inner peripheral surface of the holding hole are non-circularly fitted.
rotation limiter.
請求項1に記載の回転制限装置。 The outer peripheral surface of the guide member is non-circularly fitted to the inner peripheral surface of the holding hole only at the inner portion in the radial direction of the rotating shaft.
The rotation limiting device according to claim 1.
請求項1または2に記載の回転制限装置。 In the holding hole, the inner portion in the radial direction of the rotating shaft is in the direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft and the extending direction of the holding hole, rather than the width dimension in the axial direction of the rotating shaft. width dimension is smaller,
The rotation limiting device according to claim 1 or 2.
前記ガイド溝は、前記凹面部から径方向外側に凹入するように備えられている、
請求項1~3のうちのいずれかに記載の回転制限装置。 The guide member has a concave portion that curves along the outer peripheral surface of the rotating shaft and faces the outer peripheral surface of the rotating shaft,
The guide groove is provided so as to be recessed radially outward from the concave portion.
A rotation limiting device according to any one of claims 1 to 3.
前記ガイド部材を前記回転軸の径方向に関して内側に向けて付勢する、第1の弾性部材を備える、
請求項1~4のうちのいずれかに記載の回転制限装置。 the case is held inside the holding hole so as to be movable in the radial direction of the rotating shaft;
A first elastic member that biases the guide member inward with respect to the radial direction of the rotating shaft,
A rotation limiting device according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の回転制限装置。 A radial width between the bottom portion of the spiral groove and the bottom portion of the guide groove decreases from the central portion toward both sides in the axial direction of the rotating shaft.
The rotation limiting device according to claim 5.
請求項6に記載の回転制限装置。 The depth of the spiral groove becomes shallower toward both sides from the center with respect to the axial direction of the rotating shaft.
A rotation limiting device according to claim 6.
請求項6または7に記載の回転制限装置。 The depth of the guide groove becomes shallower toward both sides from the central portion in the axial direction of the rotating shaft.
A rotation limiting device according to claim 6 or 7.
請求項5~8のうちのいずれかに記載の回転制限装置。 Further comprising a second elastic member that has an elastic modulus greater than that of the first elastic member and elastically deforms when the moving member contacts the end of the spiral groove,
The rotation limiting device according to any one of claims 5-8.
請求項1~9のうちのいずれかに記載の回転制限装置。 A portion of the guide member that contacts the moving member is made of metal,
A rotation limiting device according to any one of claims 1 to 9.
請求項10に記載の回転制限装置。 A portion of the guide member including a portion that contacts the moving member is made of metal, and the remaining portion is made of synthetic resin.
The rotation limiting device according to claim 10.
請求項1~11のうちのいずれかに記載の回転制限装置。 The cross-sectional shape of each of the spiral groove and the guide groove is a Gothic arch shape,
A rotation limiting device according to any one of claims 1 to 11.
請求項1~12のうちのいずれかに記載の回転制限装置。 wherein the moving member is composed of a ball;
A rotation limiting device according to any one of claims 1-12.
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