JP3883761B2

JP3883761B2 - 衝撃吸収式パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP3883761B2
Application number: JP31543699A
Authority: JP
Inventors: 悦郎喜多見
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: JP2001130421A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時にドライバーに作用する衝撃を吸収できるパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第１コラムに第２コラムが、車両のドライバーとステアリングホイールとの衝突による衝撃の作用時に軸方向相対移動するように同軸心に嵌め合わされ、両コラムが互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収され、両コラムに挿入されるハンドルシャフトにより伝達されるトルクがトルクセンサにより検出され、その検出トルクに応じて操舵補助力が付与される衝撃吸収式パワーステアリング装置がある。その第１コラムは車体に、衝撃作用時に軸方向相対移動することで連結解除されるように連結されている。その第２コラムは、トルクセンサのセンサハウジングに固定されている。そのセンサハウジングは車体に、その第１コラムと車体との連結解除時にコラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により屈曲可能な接続部材を介して連結されている（特開平８‐１４２８８５号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成において衝撃エネルギーを充分に吸収するため、衝撃作用時における第１コラムと第２コラムの軸方向相対移動量を増大させることが望まれる。しかし、車体寸法には制限があり、また、トルクセンサや操舵補助力発生用モータの回転をステアリングシャフトに伝達する減速ギヤ機構等を設ける必要があることから、その軸方向相対移動量を充分に確保するのは困難であった。
【０００４】
また、ドライバーがステアリングホイールに衝突することで第１コラムに作用する荷重の方向は、第１コラムの軸方向に対して傾く。車体に連結された第１コラムが第２コラムに対して軸方向移動する際、その軸方向に対して傾斜する方向から荷重が作用すると、両コラム間にこじれが生じ、円滑に衝撃を吸収することができない。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる衝撃吸収式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴は、第１コラムと、その第１コラムに、衝撃の作用時に軸方向相対移動するように同軸心に嵌め合わされる第２コラムと、両コラムに挿入されるハンドルシャフトと、そのハンドルシャフトにより伝達されるトルクを検出するトルクセンサとを備え、その検出トルクに応じて操舵補助力が付与され、両コラムが互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収される衝撃吸収式パワーステアリング装置において、その第２コラムは、そのトルクセンサのセンサハウジングに、衝撃作用時に軸方向相対移動するように嵌め合わされ、その第２コラムがセンサハウジングに対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収され、両コラムを互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動させるのに要する荷重が、その相対移動量の増加に伴って増加するように、両コラムの間の径方向から視て互いに重なる摩擦接触部の面積は、その相対移動量の増加に伴って前記摩擦接触部の軸方向寸法が増加することで増加するものとされ、その第２コラムをセンサハウジングに対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重は、前記センサハウジングへの前記第２コラムの圧入荷重が前記第１コラムへの前記第２コラムへの圧入荷重よりも大きくされることで、両コラムを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも大きくされ、衝撃作用時における両コラムの軸方向相対移動の途中で、第２コラムのセンサハウジングに対する軸方向相対移動が開始されるように、両コラムの相対移動の最大ストロークと第２コラムのセンサハウジングに対する相対移動の最大ストロークとが設定されている点にある。
この構成によれば、両コラムの相対移動だけでなく、第２コラムがセンサハウジングに対して軸方向相対移動することでも衝撃エネルギーを吸収できるので、両コラムの軸方向相対移動のみに基づき衝撃エネルギーを吸収するのに比べて、制限されたスペースでの衝撃エネルギーの吸収量を増大させることができる。
また、衝撃作用時の当初は第１コラムと第２コラムとの軸方向相対移動のみに基づき衝撃エネルギーを吸収する。しかる後に両コラムを軸方向相対移動させるのに要する荷重が大きくなると、その両コラムの軸方向相対移動の途中で、第２コラムのセンサハウジングに対する軸方向相対移動が開始される。これにより、両コラムの軸方向相対移動量と、第２コラムのセンサハウジングに対する軸方向相対移動量の合計あたりのドライバーに作用する荷重の増加割合が減少し、スペースが制限されている場合でもドライバーに過大な荷重を作用させることなく衝撃エネルギーを吸収できる。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、第１コラムと、その第１コラムに、衝撃の作用時に軸方向相対移動するように同軸心に嵌め合わされる第２コラムと、両コラムに挿入されるハンドルシャフトと、そのハンドルシャフトにより伝達されるトルクを検出するトルクセンサとを備え、その検出トルクに応じて操舵補助力が付与され、両コラムが互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収される衝撃吸収式パワーステアリング装置において、その第２コラムは、そのトルクセンサのセンサハウジングに、衝撃作用時に軸方向相対移動するように嵌め合わされ、その第２コラムがセンサハウジングに対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収され、その第２コラムをセンサハウジングに対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動させるのに要する荷重が、その相対移動量の増加に伴って増加するように、その第２コラムとセンサハウジングとの間の径方向から視て互いに重なる摩擦接触部の面積は、その相対移動量の増加に伴って前記摩擦接触部の軸方向寸法が増加することで増加するものとされ、その第２コラムをセンサハウジングに対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重は、前記センサハウジングへの前記第２コラムの圧入荷重が前記第１コラムへの前記第２コラムへの圧入荷重よりも小さくされることで、両コラムを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも小さくされ、その第１コラムは車体に、衝撃作用時に軸方向相対移動することで連結解除されるように連結され、そのセンサハウジングは車体に、その第１コラムと車体との連結解除時にコラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により屈曲可能な接続部材を介して連結され、衝撃作用時における前記センサハウジングに対する前記第２コラムの軸方向相対移動が前記第２コラムに対する前記第１コラムの軸方向相対移動に先行されるように、前記第２コラムを前記センサハウジングに対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重が両コラムを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも小さくされている点にある。
この構成によれば、両コラムの相対移動だけでなく、第２コラムがセンサハウジングに対して軸方向相対移動することでも衝撃エネルギーを吸収できるので、両コラムの軸方向相対移動のみに基づき衝撃エネルギーを吸収するのに比べて、制限されたスペースでの衝撃エネルギーの吸収量を増大させることができる。
また、第１コラムと第２コラムとが軸方向相対移動する前に、第１コラムは第２コラムと同行してセンサハウジングに対して軸方向相対移動する。すなわち、第１コラムと第２コラムとが軸方向相対移動する前に、第１コラムは車体に対して軸方向相対移動する。これにより、第１コラムと車体とが連結された状態での両コラムの軸方向相対移動量を低減し又は零にできる。第１コラムと車体との連結が解除されると、センサハウジングを車体に連結する接続部材が、コラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により屈曲するので、そのコラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により第１コラムと第２コラムとの間にこじれが生じるのを防止できる。すなわち、第１コラムと車体とが連結した状態では、衝撃作用時にコラム軸方向に交叉する方向から荷重が作用することで、両コラムは互いとの間にこじれを生じつつ軸方向相対移動するが、本構成によれば、そのこじれを生じつつ軸方向相対移動する距離を短くし、又はなくすことができるので、衝撃を円滑に吸収できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す衝撃吸収式電動パワーステアリング装置１は、筒状の第１コラム２ａと第２コラム２ｂとを備え、各コラム２ａ、２ｂの軸心は車体前方に向かうに従い下方に向かうよう車体に取り付けられる。
【００１０】
図２に示すように、その第２コラム２ｂの一端は、第１コラム２ａに筒状部材３を介して圧入されることで、その第１コラム２ａに車両のドライバーとステアリングホイールとの衝突による衝撃の作用時に軸方向相対移動するように同軸心に嵌め合わされている。これにより、両コラム２ａ、２ｂが互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収される。
本実施形態では、上記筒状部材３の外周にフランジ３ａが形成され、このフランジ３ａが第１コラム２ａの端面に接することで、筒状部材３は第１コラム２ａと同行して第２コラム２ｂに対して相対移動する。これにより、その筒状部材３の内周面と第２コラム２ｂの外周面とが両コラム２ａ、２ｂの間の摩擦接触部とされている。その筒状部材３の軸方向寸法Ａ１は、筒状部材３と第２コラム２ｂとの嵌め合わせ部の軸方向寸法Ａ２よりも、少なくともその相対移動の最大ストロークだけ長くされ、これにより、両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動量の増加に伴い、筒状部材３の内周面と第２コラム２ｂの外周面との接触面積、すなわち摩擦接触部の面積は増加するものとされている。よって、両コラム２ａ、２ｂを互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動させるのに要する荷重は、その相対移動量の増加に伴って増加する。その相対移動の最大ストロークは、第１コラム２ａの端面が筒状部材３のフランジ３ａを介して後述のセンサハウジング７１に接するまでの距離Ｌａ（図１参照）とされている。
【００１１】
両コラム２ａ、２ｂにハンドルシャフト５、７が挿入されている。その第１コラム２ａはベアリング（図示省略）を介して筒状の第１ハンドルシャフト５を回転可能に支持する。その第１ハンドルシャフト５と第１コラム２ａとは衝撃作用時に軸方向に同行移動可能なように図外位置で係合される。その第１ハンドルシャフト５の一端にステアリングホイール（図示省略）が連結され、他端に第２ハンドルシャフト７の一端が挿入される。その第２ハンドルシャフト７の外周に一対の周溝８が形成され、その周溝８に連通する通孔９が第１ハンドルシャフト５に形成され、その通孔９と周溝８とに樹脂６０が充填される。衝撃が作用すると、その樹脂６０が破断され、第１ハンドルシャフト５と第２ハンドルシャフト７とは軸方向相対移動する。また、その第１ハンドルシャフト５に同行して第１コラム２ａが軸方向相対移動する。図３に示すように、第１ハンドルシャフト５の内周形状と第２ハンドルシャフト７の外周形状とが非円形とされることで、第１ハンドルシャフト５と第２ハンドルシャフト７とは回転伝達可能に連結されている。
【００１２】
図１、図４に示すように、そのハンドルシャフト５、７により伝達されるトルクを検出するトルクセンサ７０が設けられている。
すなわち、その第２ハンドルシャフト７の他端にピン９１を介して第３ハンドルシャフト７３とトーションバー７８とが連結され、そのトーションバー７８にピン９２を介して第４ハンドルシャフト７４が連結され、これにより、その第３ハンドルシャフト７３と第４ハンドルシャフト７４とは操舵抵抗に応じて相対回転可能とされている。その第３ハンドルシャフト７３の外周は、その第２コラム２ｂの内周により軸受９４を介して支持される。その第４ハンドルシャフト７４の外周は、センサハウジング７１の内周により軸受８０ａ、８０ｂを介して支持される。その第４ハンドルシャフト７４は操舵用車輪（図示省略）に連結される。その第３ハンドルシャフト７３の外周に磁性材製の第１検出リング８１が嵌合され、第４ハンドルシャフト７４の外周に磁性材製の第２検出リング８２が嵌合され、そのセンサハウジング７１の内周に第１検出コイル８３を保持する磁性材製の第１コイルホルダー８８と第２検出コイル８４を保持する磁性材製の第２コイルホルダー８９とが取り付けられている。
その第１検出リング８１の一端と第２検出リング８２の一端とは相対向し、その相対向する端面それぞれに周方向等間隔に歯８１ａ、８２ａが形成される。その第２検出コイル８４は、両検出リング８１、８２の対向間を覆うように配置されると共に両検出リング８１、８２を通過する磁束を発生する。その歯８１ａ、８２ａの対向部分の面積は操舵抵抗によるトーションバー７８の捩れに基づく両検出リング８１、８２の相対回転に応じて変化する。この変化により、その歯８１ａ、８２ａの対向間の磁気抵抗が変化することから、その変化に応じ第２検出コイル８４の出力が変化し、その出力に対応して伝達トルクが検出される。
その第１検出コイル８３は、その第１検出リング８１の他端側の外周を覆うように配置されると共に第１検出リング８１を通過する磁束を発生する。その第１検出リング８１の他端側は、一端側よりも外径の小さな小径部８１ｂとされる。その第１コイルホルダー８８の側壁部８８ａは、第１検出リング８１の他端側の小径部８１ｂに対向するように配置され、その第１コイルホルダー８８の側壁部８８ｂは、第１検出リング８１の一端側に対向するように配置される。その第１検出リング８１及び第１コイルホルダー８８を含む磁気回路の磁気抵抗が、操舵トルクの作用していない状態での第１検出リング８１、第２検出リング８２、第２コイルホルダー８９を含む磁気回路の磁気抵抗と等しくなるように、その小径部８１ｂの外径は設定される。これにより、温度変動による第１検出コイル８３の出力変動は、温度変動による第２検出コイル８４の出力変動に等しくされる。図５に示すように、第１検出コイル８３は抵抗１２０を介して発振器１２１に接続され、第２検出コイル８４は抵抗１２３を介して発振器１２１に接続されている。また、各コイル８３、８４は差動増幅回路１２５に接続されている。これにより、温度変動による第２検出コイル８４の出力変動が補償されている。
【００１３】
図１に示すように、その第４ハンドルシャフト７４の外周にウォームホイール８５が嵌合され、このウォームホイール８５は、センサハウジング７１に取り付けられた操舵補助用モータ８６の出力軸に嵌合されたウォームギヤ８７に噛み合わされる。そのモータ８６がトルクセンサ７０により検出されたトルクに応じて駆動されることで、検出トルクに応じた操舵補助力が付与される。
【００１４】
図４に示すように、その第２コラム２ｂの他端は、トルクセンサ７０のセンサハウジング７１の内周孔７１ａに圧入されることで、そのセンサハウジング７１に、車両のドライバーとステアリングホイールとの衝突による衝撃の作用時に軸方向相対移動するように嵌め合わされている。これにより、その第２コラム２ｂがセンサハウジング７１に対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収される。本実施形態では、そのセンサハウジング７１の内周孔７１ａの内周面と第２コラム２ｂの外周面とが、その第２コラム２ｂとセンサハウジング７１との間の摩擦接触部とされている。これにより、その第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動量の増加に伴って、そのセンサハウジング７１の内周孔７１ａの内周面と第２コラム２ｂの外周面との接触面積、すなわち摩擦接触部の面積は増加するものとされている。よって、その第２コラム２ｂをセンサハウジング７１に対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動させるのに要する荷重は、その相対移動量の増加に伴って増加する。その相対移動の最大ストロークは、第２コラム２ｂの端面が上記第３ハンドルシャフト７３の外周突出部に接するまでの距離Ｌｂとされている。
【００１５】
その第２コラム２ｂのセンサハウジング７１への圧入荷重が第１コラム２ａへの第２コラム２ｂの圧入荷重よりも大きくされ、これにより、その第２コラム２ｂをセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重は、両コラム２ａ、２ｂを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも大きくされている。例えば図８に示すように、衝撃作用時の当初に第２コラム２ｂに対して図中Ｐ１位置に配置される筒状部材３と共に第１コラム２ａが、衝撃の作用により第２コラム２ｂに対する軸方向相対移動を開始する時、第２コラム２ｂはセンサハウジング７１に対して相対移動することはない。しかる後に、第１コラム２ａと共に筒状部材３が第２コラム２ｂに対して図中Ｐ２位置に達すると、両コラム２ａ、２ｂを軸方向相対移動させるのに要する荷重が第２コラム２ｂをセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重に等しくなる。これにより、衝撃作用時における両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動の途中で、第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動が開始される。
【００１６】
図９における横軸は、衝撃作用時における両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動量と第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動量との和を示し、縦軸は両コラム２ａ、２ｂの軸方向に沿い作用する荷重を示す。その軸方向相対移動量の和がＰ２−Ｐ１を超えると、すなわち両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動と、第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動とが同時に進行を開始すると、両者の軸方向相対移動量の合計あたりのドライバーに作用する荷重の増加割合が減少する。
【００１７】
図１〜図３、図６、図７に示すように、その第１コラム２ａはアッパーブラケット１１を介し車体側部材４５に取り付けられている。そのアッパーブラケット１１は、第１コラム２ａに溶接され、一対の側壁１１ａ、１１ｂと、各側壁１１ａ、１１ｂの一端を連結する連結壁１１ｃと、各側壁１１ａ、１１ｂの他端から第１コラム２ａの径方向外方に延出する支持部１１ｄ、１１ｅとを有する。
各支持部１１ｄ、１１ｅに、ステアリングホイール側において開口する切欠１１ｄ′、１１ｅ′が形成され、各切欠１１ｄ′、１１ｅ′に連結部材２０、２１が挿入されている。すなわち、各連結部材２０、２１に、コラム軸方向に沿う一対の溝２０ａ′、２０ｂ′、２１ａ′、２１ｂ′が形成され、各溝２０ａ′、２０ｂ′、２１ａ′、２１ｂ′に、支持部１１ｄ、１１ｅの切欠１１ｄ′、１１ｅ′の周縁に沿う部分がコラム２ａ、２ｂの軸方向に沿って相対移動可能に挿入されている。その支持部１１ｄ、１１ｅの切欠１１ｄ′、１１ｅ′の周縁に沿う部分に複数の通孔が形成され、この通孔に連通する通孔が連結部材２０、２１に形成され、両通孔に樹脂６１が充填されている。また、車体側部材４５に植え込まれたネジ軸４０が、連結部材２０、２１のボルト通孔３５に挿通され、そのネジ軸４０にねじ合わされるナット４１と車体側部材４５とで連結部材２０、２１が挟み込まれる。なお、ボルト通孔３５はコラム軸方向が長手方向の長孔とされ、製作誤差による各部材相互の位置ずれに対応可能とされている。
これにより、衝撃の作用時に樹脂６１が剪断されると、アッパーブラケット１１と一体の第１コラム２ａは、連結部材２０、２１が固定された車体に対して軸方向相対移動する。その相対移動距離が大きくなると、アッパーブラケット１１は連結部材２０、２１から抜け出し、アッパーブラケット１１を介する第１コラム２ａと車体側部材４５との連結は解除される。すなわち、その第１コラム２ａは車体に、衝撃作用時に軸方向相対移動することで連結解除されるように連結されている。
【００１８】
図１、図６に示すように、そのセンサハウジング７１はロアブラケット（接続部材）４６を介して車体側部材４５に取り付けられている。そのロアブラケット４６は一枚の鋼板から形成され、コラム軸方向に対し直角に配置される第１板状部４６ａと、コラム軸方向に対し傾斜して配置される第２板状部４６ｂと、コラム軸方向に対し平行に配置される第３板状部４６ｃおよび第４板状部４６ｄを有する。その第１板状部４６ａはセンサハウジング７１にボルトによって連結される。
その第３板状部４６ｃと第４板状部４６ｄとに反ステアリングホイール側が開放された切欠４７ｃ、４７ｄが形成され、各切欠４７ｃ、４７ｄに車体側部材４５に植え込まれたネジ軸５５が挿通される。このネジ軸５５にねじ合わされるナット５６と車体側部材４５とによって第３板状部４６ｃと第４板状部４６ｄとが挟み込まれる。
そのロアブラケット４６は、衝撃の作用により上記のように第１コラム２ａと車体との連結が解除されると、そのコラム２ａ、２ｂの軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により屈曲可能とされている。
【００１９】
上記構成において、車両と車両前方の障害物とが衝突（１次衝突）し、次に、車両のドライバーがステアリングホイールに衝突（２次衝突）すると、先ず、第１ハンドルシャフト５と第２ハンドルシャフト７とを連結する樹脂６０が剪断され、アッパーブラケット１１と連結部材２０、２１とを連結する樹脂６１が剪断され、その剪断により衝撃エネルギーが吸収される。次に、アッパーブラケット１１が連結部材２０、２１に対し相対移動し、第１コラム２ａが第２コラム２ｂに対し相対移動し、その相対移動部材間の摩擦に抗する相対移動により衝撃エネルギーが吸収される。その第１コラム２ａと第２コラム２ｂの相対移動途中に、第２コラム２ｂがセンサハウジング７１に対して摩擦に抗して相対移動を開始することで衝撃エネルギーが吸収される。また、アッパーブラケット１１と車体側部材４５との接続が解除され、ロアブラケット４６が屈曲し、その屈曲により衝撃エネルギーが吸収される。図１０は衝突後におけるステアリング装置１の状態を示す。なお本実施形態では、そのアッパーブラケット１１と車体側部材４５との接続の解除は、第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する相対移動の開始の前でも後でもよい。
【００２０】
上記構成によれば、両コラム２ａ、２ｂの相対移動だけでなく、第２コラム２ｂがセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動することでも衝撃エネルギーを吸収できるので、両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動のみに基づき衝撃エネルギーを吸収するのに比べて、制限されたスペースでの衝撃エネルギーの吸収量を増大させることができる。また、衝撃作用時の当初は両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動のみに基づき衝撃エネルギーを吸収する。しかる後に、両コラム２ａ、２ｂを軸方向相対移動させるのに要する荷重が大きくなると、その両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動の途中で、第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動が開始される。これにより、両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動量と、第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動量の合計あたりのドライバーに作用する荷重の増加割合が減少し、スペースが制限されている場合でもドライバーに過大な荷重を作用させることなく衝撃エネルギーを吸収できる。
【００２１】
上記実施形態では第２コラム２ｂをセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重は、両コラム２ａ、２ｂを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも大きくされたが、第２実施形態として、第２コラム２ｂのセンサハウジング７１への圧入荷重を第１コラム２ａへの第２コラム２ｂの圧入荷重よりも小さくし、これにより、その第２コラム２ｂをセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重を、両コラム２ａ、２ｂを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも小さくし、他の構成は上記実施形態と同様としてもよい。これにより、第１コラム２ａは、車両のドライバーとステアリングホイールとの衝突による衝撃の作用時にセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動する第２コラム２ｂと同行移動した後に、その第２コラム２ｂに対する軸方向相対移動を開始する。
【００２２】
図１１における横軸は、この第２実施形態における衝撃作用時の両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動量と第２コラム２ｂのセンサハウジング７１に対する軸方向相対移動量との和を示し、縦軸は両コラム２ａ、２ｂの軸方向に沿い作用する荷重を示す。この第２実施形態では、第２コラム２ｂがセンサハウジング７１に対して最大ストロークＬｂだけ軸方向相対移動した後に、両コラム２ａ、２ｂが相対移動を開始するものとされている。なお、第２コラム２ｂがセンサハウジング７１に対して最大ストロークＬｂだけ軸方向相対移動する前に、両コラム２ａ、２ｂを軸方向相対移動させるのに要する荷重が、第２コラム２ｂをセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重に等しくなるようにし、両コラム２ａ、２ｂが相対移動を開始するようにしてもよい。
【００２３】
この第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、両コラム２ａ、２ｂの相対移動だけでなく、第２コラム２ｂがセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動することでも衝撃エネルギーを吸収するので、両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動のみに基づき衝撃エネルギーを吸収するのに比べて、制限されたスペースでの衝撃エネルギーの吸収量を増大させることができる。
また、両コラム２ａ、２ｂが軸方向相対移動する前に、第１コラム２ａは第２コラム２ｂと同行してセンサハウジング７１に対して軸方向相対移動する。すなわち、両コラム２ａ、２ｂが軸方向相対移動する前に、第１コラム２ａは車体に対して軸方向相対移動する。これにより、第１コラム２ａと車体とが連結された状態での両コラム２ａ、２ｂの軸方向相対移動量を低減し又は零にできる。第１コラム２ａと車体との連結が解除されると、センサハウジング７１を車体に連結するロアブラケット（接続部材）４６が、コラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により屈曲するので、そのコラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により第１コラム２ａと第２コラム２ｂとの間にこじれが生じるのを防止できる。すなわち、第１コラム２ａと車体とが連結した状態では、衝撃作用時にコラム軸方向に交叉する方向から荷重が作用することで、両コラム２ａ、２ｂは互いとの間にこじれを生じつつ軸方向相対移動するが、本構成によれば、そのこじれを生じつつ軸方向相対移動する距離を短くし、又はなくすことができるので、衝撃を円滑に吸収できる。
【００２４】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、第１コラムと第２コラムとは直接に接触するように嵌め合わされてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、スペースの制限された車体内でも衝撃エネルギーを十分かつ円滑に吸収できる衝撃吸収式パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のステアリング装置の縦断面図
【図２】そのステアリング装置の両コラムの要部の縦断面図
【図３】そのステアリング装置の部分横断面図
【図４】そのステアリング装置の第２コラムとセンサハウジングの要部の縦断面図
【図５】そのステアリング装置のトルクセンサの回路図
【図６】そのステアリング装置の平面図
【図７】そのステアリング装置の部分断面図
【図８】そのステアリング装置の構成説明用部分断面図
【図９】そのステアリング装置の衝撃作用時における両コラムの相対移動量と第２コラムのセンサハウジングに対する相対移動量との和とコラム軸方向荷重との関係を示す図
【図１０】そのステアリング装置の衝突後の状態を示す側面図
【図１１】第２実施形態のステアリング装置の衝撃作用時における両コラムの相対移動量と第２コラムのセンサハウジングに対する相対移動量との和とコラム軸方向荷重との関係を示す図
【符号の説明】
２ａ第１コラム
２ｂ第２コラム
５、７ハンドルシャフト
４６ロアブラケット（接続部材）
７０トルクセンサ
７１センサハウジング

Claims

第１コラムと、
その第１コラムに、衝撃の作用時に軸方向相対移動するように同軸心に嵌め合わされる第２コラムと、
両コラムに挿入されるハンドルシャフトと、
そのハンドルシャフトにより伝達されるトルクを検出するトルクセンサとを備え、
その検出トルクに応じて操舵補助力が付与され、
両コラムが互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収される衝撃吸収式パワーステアリング装置において、
その第２コラムは、そのトルクセンサのセンサハウジングに、衝撃作用時に軸方向相対移動するように嵌め合わされ、
その第２コラムがセンサハウジングに対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収され、
両コラムを互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動させるのに要する荷重が、その相対移動量の増加に伴って増加するように、両コラムの間の径方向から視て互いに重なる摩擦接触部の面積は、その相対移動量の増加に伴って前記摩擦接触部の軸方向寸法が増加することで増加するものとされ、
その第２コラムをセンサハウジングに対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重は、前記センサハウジングへの前記第２コラムの圧入荷重が前記第１コラムへの前記第２コラムへの圧入荷重よりも大きくされることで、両コラムを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも大きくされ、
衝撃作用時における両コラムの軸方向相対移動の途中で、第２コラムのセンサハウジングに対する軸方向相対移動が開始されるように、両コラムの相対移動の最大ストロークと第２コラムのセンサハウジングに対する相対移動の最大ストロークとが設定されていることを特徴とする衝撃吸収式パワーステアリング装置。
第１コラムと、
その第１コラムに、衝撃の作用時に軸方向相対移動するように同軸心に嵌め合わされる第２コラムと、
両コラムに挿入されるハンドルシャフトと、
そのハンドルシャフトにより伝達されるトルクを検出するトルクセンサとを備え、
その検出トルクに応じて操舵補助力が付与され、
両コラムが互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収される衝撃吸収式パワーステアリング装置において、
その第２コラムは、そのトルクセンサのセンサハウジングに、衝撃作用時に軸方向相対移動するように嵌め合わされ、
その第２コラムがセンサハウジングに対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動することで衝撃エネルギーが吸収され、
その第２コラムをセンサハウジングに対して互いとの間の摩擦に抗して軸方向相対移動させるのに要する荷重が、その相対移動量の増加に伴って増加するように、その第２コラムとセンサハウジングとの間の径方向から視て互いに重なる摩擦接触部の面積は、その相対移動量の増加に伴って前記摩擦接触部の軸方向寸法が増加することで増加するものとされ、
その第２コラムをセンサハウジングに対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重は、前記センサハウジングへの前記第２コラムの圧入荷重が前記第１コラムへの前記第２コラムへの圧入荷重よりも小さくされることで、両コラムを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも小さくされ、
その第１コラムは車体に、衝撃作用時に軸方向相対移動することで連結解除されるように連結され、
そのセンサハウジングは車体に、その第１コラムと車体との連結解除時にコラム軸方向に交叉する方向からの荷重の作用により屈曲可能な接続部材を介して連結され、
衝撃作用時における前記センサハウジングに対する前記第２コラムの軸方向相対移動が前記第２コラムに対する前記第１コラムの軸方向相対移動に先行されるように、前記第２コラムを前記センサハウジングに対して軸方向相対移動させるのに要する当初荷重が両コラムを軸方向相対移動させるのに要する当初荷重よりも小さくされていることを特徴とする衝撃吸収式パワーステアリング装置。