JP5765439B2 - ステアリング装置 - Google Patents

ステアリング装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5765439B2
JP5765439B2 JP2013550083A JP2013550083A JP5765439B2 JP 5765439 B2 JP5765439 B2 JP 5765439B2 JP 2013550083 A JP2013550083 A JP 2013550083A JP 2013550083 A JP2013550083 A JP 2013550083A JP 5765439 B2 JP5765439 B2 JP 5765439B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clutch
shaft
steering
vehicle body
bracket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013550083A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2013094105A1 (ja
Inventor
徹也 小薗井
徹也 小薗井
拓也 ▲楢▼崎
拓也 ▲楢▼崎
範規 久保川
範規 久保川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2013550083A priority Critical patent/JP5765439B2/ja
Publication of JPWO2013094105A1 publication Critical patent/JPWO2013094105A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5765439B2 publication Critical patent/JP5765439B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/187Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with tilt adjustment; with tilt and axial adjustment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/195Yieldable supports for the steering column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/003Backup systems, e.g. for manual steering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

本発明は、ステアリング装置に関するものである。
特許文献1の従来技術では、ステアリング機構のアッパシャフトとロアシャフトとのジョイント位置が、アッパシャフトを支持するステアリングコラムのチルトピボット中心と一致するように配置している。
特開2000−016304号公報
ところで、システム構成やレイアウトによっては、ユニバーサルジョイントによるジョイント点を増やさなければならず、このような場合には、ジョイント間の距離を充分に確保することが難しくなる。したがって、ステアリング機構に対して車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときに、充分な衝撃吸収性能が得にくくなる。
本発明の課題は、ステアリング装置の衝撃吸収性能を向上させることである。
本発明の一態様に係るステアリング装置は、ステアリングホイールを、ステアリングシャフト、中間シャフト、クラッチ入力軸、クラッチ出力軸を介してステアリングギヤに連結する。そして、車体横方向から見て、中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角を大きく設定する。また、クラッチを車体側に固定し、クラッチ入力軸、及びクラッチ出力軸の配置角度を規制するブラケットを備え、このブラケットは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重がステアリングギヤに入力されたときに、車体側から脱落する。
本発明によれば、中間シャフトの傾斜角をクラッチ入力軸の傾斜角よりも大きくすることで、中間シャフトの長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフトによる衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
ステアバイワイヤ式のステアリング構造を示す図である。 ステアリングコラムのチルト動作について説明した図である。 中間シャフトの構成図である。 クラッチの組み付け状態を示す図である。 クラッチの取付け角度について説明した図である。 車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。 クラッチの組み付け状態を示す図である。図は、車室側からクラッチ15の組み付け状態を見た図である。 ダッシュパネル側連結端の断面図である。 車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第1実施形態》
《構成》
図1は、ステアバイワイヤ式のステアリング構造を示す図である。
ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト3の一端に連結してあり、ステアリングシャフト3は、ステアリングコラム5によって回転自在に保持されている。ステアリングシャフト3の他端は、ユニバーサルジョイント7を介して中間シャフト9の一端に連結している。ステアリングコラム5にはステアリングシャフト3連結された反力モータ33を設けている。反力モータ33は、転舵角に応じて転舵輪側からステアリングホイール方向へ伝達される路面反力に応じた反力トルクをステアリングシャフト3へ付与する。これによりクラッチ15が解放されているときであっても、ドライバーは転舵状態に応じた路面反力を把握できる。中間シャフト9の他端は、ユニバーサルジョイント11を介してクラッチ入力軸13の一端に連結してある。クラッチ入力軸13の他端は、クラッチ15を介してクラッチ出力軸17の一端に同軸で対向しており、クラッチ15は、クラッチ入力軸13とクラッチ出力軸17との断続(締結及び遮断)を行う。
クラッチ出力軸17の他端は、ユニバーサルジョイント19を介して中間シャフト21の一端に連結してある。中間シャフト21の他端は、ユニバーサルジョイント23を介してピニオンシャフト25の一端に連結してあり、ピニオンシャフト25の他端は、ラック&ピニオン式のステアリングギヤ27に連結してある。なお、図示は省略するが、ステアリングギヤ27の出力側となるラックの両端は、夫々、左右のタイロッドの一端に連結してあり、タイロッドの他端は、車輪に連結してある。
したがって、クラッチ15を締結した状態では、ステアリングホイール1を回転させると、ステアリングシャフト3、中間シャフト9、クラッチ入力軸13、クラッチ出力軸17、及び中間シャフト21を介して、ピニオンシャフト25が回転する。ピニオンシャフト25の回転運動は、ステアリングギヤ27によってラックの進退運動となり、ラックの進退に応じてタイロッドを押したり引いたりすることで、車輪が転舵される。
ピニオンシャフト25には、転舵モータ31(転舵機構)を連結してあり、クラッチ15を遮断した状態で、転舵モータ31を駆動すると、ピニオンシャフト25が回転することで、車輪が転舵される。したがって、ステアリングホイール1の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて転舵モータ31を駆動制御することで、車輪の転舵角が制御される。
ステアリングシャフト3には、反力モータ33を連結してあり、クラッチ15を遮断した状態で、反力モータ33を駆動すると、ステアリングシャフトに反力トルクが付与される。したがって、車輪を転舵したときに路面から受ける反力を検出又は推定し、検出又は推定した反力に応じて反力モータ33を駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して操作反力が付与される。
通常は、クラッチ15を遮断した状態で、転舵モータ31を駆動制御すると共に、反力モータ33を駆動制御することで、ステアバイワイヤを実行し、所望のステアリング特性や旋回挙動特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。一方、システムに異常が生じた場合には、ステアバイワイヤを中止し、フェールセーフとしてクラッチ15を締結状態に戻すことで、機械的なバックアップを確保する。
ステアリングコラム5は、チルトピボット41を介して揺動可能な状態で車体に支持してある。車体横方向から見て、ステアリングシャフト3及び中間シャフト9間のユニバーサルジョイント7の中心位置と、チルトピボット41の中心位置とは相違させたレイアウトとしている。
中間シャフト9、及び中間シャフト21は、夫々、軸方向に伸縮可能に構成してある。
クラッチ15は、ブラケット43を介してダッシュパネル45に固定してある。
図2は、ステアリングコラムのチルト動作について説明した図である。
ステアリングコラム5は、他端側をチルトピボット41を介して車体に支持した腰振りタイプであり、このチルトピボット41を中心にステアリングコラム5の一端側が車体上下方向に揺動することで、チルト位置(揺動位置)を調整できる。したがって、ステアリングシャフト3と中間シャフト9とを連結するユニバーサルジョイント7は、チルト動作によってステアリングコラム5のチルト位置が変化する度に、チルトピボット41を中心とする周方向に変位する。すなわち、ユニバーサルジョイント7は、ステアリングホイール1を最上位置まで上昇させたときの点7aからステアリングホイール1を最低位置まで下降させたときの点7bの範囲で変位する。
このとき、中間シャフト9の両端に位置するユニバーサルジョイント7とユニバーサルジョイント11との相対距離の変化は、中間シャフト9の伸縮によって許容する。すなわち、ステアリングホイール1を最高位置まで上昇させ、ユニバーサルジョイント7を点7aまで変位させると、ユニバーサルジョイント7及び11間の相対距離が離間方向に変化するが、その変化は、中間シャフト9の伸長によって許容する。また、ステアリングホイール1を最低位置まで下降させ、ユニバーサルジョイント7を点7bまで変位させると、ユニバーサルジョイント7及び11間の相対距離が接近方向に変化するが、その変化は、中間シャフト9の収縮によって許容する。
また、チルト動作によってステアリングコラム5のチルト位置が変化する度に、中間シャフト9の水平面に対する角度も変化する。すなわち、ステアリングホイール1を最高位置まで上昇させ、ユニバーサルジョイント7を点7aまで変位させると、中間シャフト9の水平面に対する角度は小さくなる。また、ステアリングホイール1を最低位置まで下降させ、ユニバーサルジョイント7を点7bまで変位させると、中間シャフト9の水平面に対する角度は大きくなる。
図3は、中間シャフトの構成図である。
中間シャフト9は、入力シャフト9aと、この入力シャフト9aに内嵌された出力シャフト9bとで構成してあり、これらをスプライン嵌合又はセレーション嵌合することによって、相対回転を阻止し、且つ軸方向の相対変位を許容している。
なお、中間シャフト21についても中間シャフト9と同様の構造である。
図4は、クラッチの組み付け状態を示す図である。図中の(a)は車体左方向からクラッチ15の組み付け状態を見た図であり、(b)は車室側からクラッチ15の組み付け状態を見た図である。
ブラケット43は、ダッシュパネル45に固定してあり、ダッシュパネル45に固定したブラケット本体47と、このブラケット47に固定した支持ブラケット49とで構成してある。
ブラケット本体47は、板状部材の中央をクラッチ15の外形に沿ってくり貫いた環状に形成してあり、その内側にクラッチ15を配置させる。ブラケット本体47は、ダッシュパネル45に対して車室側から固定してあり、クラッチ15の上面側に連結してある。
支持ブラケット49は、クラッチ15の外形に沿った半円筒状に形成してあり、その内側にクラッチ15を配置させる。支持ブラケット49は、一端側をブラケット本体47に車室側から固定し、他端側をクラッチ15の下面側に連結してある。
図5は、クラッチの取付け角度について説明した図である。
車体横方向から見て、クラッチ入力軸13の水平面に対する傾斜角をαとし、中間シャフト9の水平面に対する傾斜角をβとし、傾斜角βが傾斜角αよりも大きくなるようにクラッチ15の取付け角度を設定する。なお、チルト動作によってユニバーサルジョイント7が変位する際、中間シャフト9は、軸方向の長さが変化するだけでなく、水平面に対する傾斜角βも変化する。したがって、このチルト動作に伴って変化する何れの傾斜角βであっても、β>αの関係を維持するように、クラッチ15の取付け角度を設定する。
《作用》
ステアバイワイヤでは、機械的なバックアップを確保するために、ステアリングシャフト3からステアリングギヤ27までの経路にクラッチ15を設けてあり、このようなシステム構成では、ユニバーサルジョイントによるジョイント点を増やさなければならない。したがって、ユニバーサルジョイント間の距離を充分に確保することが難しくなり、ステアリング機構に対して車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときに、充分な衝撃吸収性能を得にくくなる。
そこで、本実施形態では、車体横方向から見て、クラッチ入力軸13の水平面に対する傾斜角αを、中間シャフト9の水平面に対する傾斜角βよりも小さく設定する。これにより、中間シャフト9の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト9による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
また、チルト動作によってステアリングコラム5のチルト位置が変化する度に、中間シャフト9の水平面に対する角度βが変化する。すなわち、ステアリングホイール1を最高位置まで上昇させ、ユニバーサルジョイント7を点7aまで変位させると、中間シャフト9の水平面に対する角度βは小さくなる。また、ステアリングホイール1を最低位置まで下降させ、ユニバーサルジョイント7を点7bまで変位させると、中間シャフト9の水平面に対する角度βは大きくなる。
すなわち、ステアリングホイール1を最低位置まで下降させたときに、中間シャフト9の角度βが最大となる。また、ステアリングホイール1を最高位置まで上昇させたときに、中間シャフト9の角度βが最小となり、このチルト位置の状態で、クラッチ入力軸13の傾斜角αが、中間シャフト9の傾斜角βよりも小さくなるように設定する。これにより、ステアリングコラム5が如何なるチルト位置にあっても、β>αの関係を維持することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
一方、車体横方向から見て、ピニオンシャフト25の水平面に対する傾斜角も、中間シャフト21の水平面に対する傾斜角よりも大きく設定する。これにより、中間シャフト21の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト21による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
図6は、クラッチが車室側に後退する程の車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。図中の(a)は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、中間シャフト21に一次コラプスが生じた状態を示しており、(b)は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、ブラケット43がダッシュパネル45から脱落した状態を示している。
先ず車体前部に車体後方への衝撃荷重が入力されると、ステアリングギヤ27やピニオンシャフト25が車体後方へと変位し、これに伴って中間シャフト21が収縮する。中間シャフト21による衝撃吸収量を確保することで、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
そして、衝撃荷重が中間シャフト21の衝撃吸収性能を超えていると、残りの衝撃荷重がブラケット43へと入力される。このときの衝撃荷重が予め設定した閾値を超えると、ブラケット43がダッシュパネル45から脱落する。
ダッシュパネルから脱落すると、クラッチ入力軸13と中間シャフト9とのユニバーサルジョイント11のポイントが図面上で右方向、つまり車両後方へ移動する。一方、ドライバーによる二次コラプスとして、ステアリングホイール1に車体前方への衝撃荷重が入力された場合、ユニバーサルジョイント7のポイントは図面上で左方向、つまり車両前方方向へ移動する。すなわち、クラッチ15が車両後方へ移動するような一次コラプスが入力され、クラッチ15の取付け位置が移動しても、この移動が二次コラプスによるステアリングシャフトの車両前方への移動を妨げることがなく、衝撃吸収量を確保することができる。
チルトピボット41の位置について説明する。
車体横方向から見て、ステアリングシャフト3及び中間シャフト9間のユニバーサルジョイント7の中心位置と、チルトピボット41の中心位置とは相違させている。このように、ユニバーサルジョイント7の中心位置に対して、チルトピボット41の中心位置をずらしているので、主にチルトピボット41の車幅方向への大型化を抑制することができる。すなわち、ユニバーサルジョイント7の中心位置とチルトピボット41の中心位置とを一致させると、ユニバーサルジョイント7を挟んでチルトピボット41の保持部を形成しなければならず、主にチルトピボット41が車幅方向に大型化してしまう。したがって、ユニバーサルジョイント7の中心位置と、チルトピボット41の中心位置と相違させたことで、上記のような問題を回避することができる。
なお、本実施形態では、ステアバイワイヤのシステムとして、ピニオンシャフト25に転舵モータ31を連結しているが、これに限定されるものではなく、例えばラックに転舵モータ31を連結してもよい。要は、クラッチ15を遮断した状態で、クラッチ出力軸17側の動力伝達系統に駆動力を付与して車輪を転舵することができれば、任意の構造を採用してもよい。
その他、本実施形態の主旨を逸脱しない範囲で、各構成部材の数量や形状、サイズなどは任意に設定することができる。
《効果》
次に、第1実施形態における主要部の効果を記す。
(1)ステアリングホイール1を、ステアリングシャフト3、中間シャフト9、クラッチ入力軸13、クラッチ出力軸17を介してステアリングギヤ27に連結する。そして、車体横方向から見て、クラッチ入力軸13の水平面に対する傾斜角αを、中間シャフト9の水平面に対する傾斜角βよりも小さく設定する。
このように、クラッチ入力軸13及びクラッチ出力軸17の傾斜角αを中間シャフト9の傾斜角βよりも小さくすることで、中間シャフト9の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト9による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
(2)ステアリングコラム5は、チルト位置を調整可能なチルトピボット41を介して車体側に支持され、ステアリングコラム5のチルト位置が予め設定された可動範囲にあるときに、車体横方向から見て、β>αの関係を維持するように設定する。
これにより、ステアリングコラム5が如何なるチルト位置にあっても、上記と同様の効果を得ることができる。
(3)車体横方向から見て、ステアリングシャフト3及び中間シャフト9間のユニバーサルジョイント7の中心位置と、チルトピボット41の中心位置とをずらして配置する。
このように、ユニバーサルジョイント7の中心位置に対して、チルトピボット41の中心位置をずらしているので、チルトピボット41の車幅方向への大型化を抑制することができる。
《第2実施形態》
《構成》
第2実施形態では、クラッチ組み付け構造の他の態様を示す。
クラッチ15は、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bを介してダッシュパネル45に固定してある。
図7は、クラッチの組み付け状態を示す図である。図は、車室側からクラッチ15の組み付け状態を見た図である。
ダッシュパネル45には、エンジンルーム側と車室側とを貫通させた開口部52を形成してあり、その開口部52にクラッチ15を配置させる。上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bは、夫々、ロッド状に形成してあり、開口部52にけるクラッチ15の上部側を、車室側から二本の上部ブラケット43aで支持し、開口部52におけるクラッチ15の下部側を、車室側から二本の下部ブラケット43bで支持している。
上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bは、夫々、クラッチ側連結端50をクラッチ15に連結し、他端のダッシュパネル側連結端51をダッシュパネル45に連結してある。各クラッチ側連結端50は、クラッチ15に締結してある。一方、各ダッシュパネル側連結端51は、車体フロント部に対して予め設定した衝撃荷重が車体後方に向けて入力されたときに脱落(離脱)する構造であり、下部ブラケット43bのダッシュパネル側連結端51よりも上部ブラケット43aのダッシュパネル側連結端51の方が、相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように設定してある。
図8は、ダッシュパネル側連結端の断面図である。図中の(a)は車体フロント部に衝撃荷重が入力される前の状態を示した図であり、(b)は車体フロント部に対して車体後方への衝撃荷重が入力されたときの状態を示した図である。
図中の(a)に示すように、ダッシュパネル45には、エンジンルーム側と車室側とを貫通させた断面が略円形の嵌合孔53を形成してあり、この嵌合孔53にメタルブッシュ55を圧入し嵌合してある。メタルブッシュ55には、軸方向に沿った貫通孔55aが形成してあり、ダッシュパネル側連結端51にも、貫通孔51aが形成してある。そして、メタルブッシュ55における車室側の一端にダッシュパネル側連結端51を合わせ、貫通孔55a及び貫通孔51aにスタッドボルト57を挿通し、両端側からナット59で締結してある。
図中の(b)に示すように、車体フロント部に対して衝撃荷重が車体後方に向けて入力されると、ダッシュパネル45の嵌合孔53からメタルブッシュ55が車室側へと変位することにより、ダッシュパネル側連結端51が脱落する。すなわち、嵌合孔53に対するメタルブッシュ55の嵌め合いによって、メタルブッシュ55が脱落する衝撃荷重を規定することができる。ここでは、下部ブラケット43bよりも上部ブラケット43aの方が、相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように、嵌合孔53に対するメタルブッシュ55の嵌め合いを設定する。
例えば、上部ブラケット側における嵌合孔53の内径を、下部ブラケット側における嵌合孔53の内径よりも相対的に大きくすることで、上部ブラケット側の嵌め合いを下部ブラケット側の嵌め合いよりも相対的に緩めることができる。また、上部ブラケット側におけるメタルブッシュ55の外径を、下部ブラケット側におけるメタルブッシュ55の外径よりも相対的に小さくすることで、上部ブラケット側の嵌め合いを下部ブラケット側の嵌め合いよりも相対的に緩めることができる。
《作用》
ステアバイワイヤでは、機械的なバックアップを確保するために、ステアリングシャフト3からステアリングギヤ27までの経路にクラッチ15を設けてあり、このようなシステム構成では、ユニバーサルジョイントによるジョイント点を増やさなければならない。このとき、クラッチ入力軸13やクラッチ出力軸17が規制されない状態だと、ジョイントの折れ角における偶力によってトルクの伝達ができないので、車体側に支持するなどしてクラッチ入力軸13やクラッチ出力軸17の屈折を規制しなければならない。しかしながら、ジョイント点が増加し、尚且つクラッチ15を規制した構成では、中間シャフト9の衝撃吸収代を確保しにくいため、ステアリング装置に車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときに、充分な衝撃吸収性能が得にくくなる。
そこで、本実施形態では、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bによって、ダッシュパネル45とクラッチ15とを連結し、ユニバーサルジョイント11、19での屈折を規制する。そして、これら上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bを、ステアリングギヤ27に入力される車体後方への衝撃荷重に応じて、ダッシュパネル45から脱落するように設定する。
これにより、車体前後方向の衝撃荷重に応じて上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bがダッシュパネル45から脱落するので、クラッチ入力軸13及びクラッチ出力軸17の規制が解除され、ユニバーサルジョイント11、19がフリーの状態となる。したがって、衝撃荷重に応じて中間シャフト9、クラッチ入力軸13及びクラッチ出力軸17、中間シャフト21が自由に屈曲するときに、主に中間シャフト9の衝撃吸収代が長くなり、衝撃吸収性能が向上する。
図9は、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。図中の(a)は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、中間シャフト21に一次コラプスが生じた状態を示しており、(b)は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bがダッシュパネル45から脱落した状態を示している。
先ず車体前部に車体後方への衝撃荷重が入力されると、ステアリングギヤ27やピニオンシャフト25が車体後方へと変位し、これに伴って中間シャフト21が収縮することにより、車体前後方向の衝撃荷重を吸収することができる。このように、中間シャフト21による衝撃吸収量を確保することで、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
そして、衝撃荷重が中間シャフト21の衝撃吸収性能を超えていると、残りの衝撃荷重が上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bへと入力される。このときの衝撃荷重が予め設定した閾値を超えると、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bがダッシュパネル45から脱落する。但し、上部ブラケット43aは、下部ブラケット43bよりも相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように設定してある。
したがって、衝撃荷重が上部ブラケット43aの脱落閾値よりも小さければ、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bの双方は脱落せず、ダッシュパネル45に支持された状態を維持する。また、衝撃荷重が上部ブラケット43aの脱落閾値よりも大きく、且つ下部ブラケット43bの脱落閾値よりも小さければ、上部ブラケット43aだけが脱落し、下部ブラケット43bはダッシュパネル45に支持された状態を維持する。また、衝撃荷重が下部ブラケット43bの脱落閾値よりも大きければ、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bの双方が脱落することになり、下部ブラケット43bよりも上部ブラケット43aの方が先に脱落する。
このように、衝撃荷重に応じて上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bがダッシュパネル45から脱落するときに、衝撃荷重を吸収する働きがある。
さらに、上部ブラケット43aだけが脱落する、又は上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bの双方が脱落すると、クラッチ入力軸13と中間シャフト9とのユニバーサルジョイント11のポイントが図面上で右方向、つまり車両後方へ移動する。一方、ドライバーによる二次コラプスとして、ステアリングホイール1に車体前方への衝撃荷重が入力された場合、ユニバーサルジョイント7のポイントは図面上で左方向、つまり車両前方方向へ移動する。すなわち、クラッチ15が車両後方へ移動するような一次コラプスが入力され、クラッチ15の取付け位置が移動しても、この移動が二次コラプスによるステアリングシャフトの車両前方への移動を妨げることがなく、衝撃吸収量を確保することができる。
なお、本実施形態の主旨を逸脱しない範囲で、各構成部材の数量や形状、サイズなどは任意に設定することができる。
《効果》
次に、第2実施形態における主要部の効果を記す。
(1)本実施形態のステアリング装置では、クラッチ15を車体側に固定し、クラッチ入力軸13及びクラッチ出力軸17の配置角度を規制する上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bを備える。そして、上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重がステアリングギヤ27に入力されたときに、車体側から脱落する。
これにより、車体前後方向の衝撃荷重に応じて上部ブラケット43a及び下部ブラケット43bがダッシュパネル45から脱落するので、クラッチ入力軸13及びクラッチ出力軸17の規制が解除され、ユニバーサルジョイント11、19がフリーの状態となる。したがって、衝撃荷重に応じて中間シャフト9、クラッチ入力軸13及びクラッチ出力軸17、中間シャフト21が自由に屈曲するときに、クラッチ入力軸13の水平面に対する傾斜角が小さくなり、中間シャフト9が伸長しやすくなる。したがって、中間シャフト9の収縮方向への余裕代が大きくなるので、二次コラプスとして、ステアリングホイール1に車体前方への衝撃荷重が入力されるときの、衝撃吸収量を長くすることができ、衝撃吸収性能が向上する。
(2)本実施形態のステアリング装置では、下部ブラケット43bよりも上部ブラケット43aの方が、相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように設定する。
これにより、クラッチ入力軸13の水平面に対する傾斜角が小さくなり、中間シャフト9が伸長しやすくなる。したがって、中間シャフト9の収縮方向への余裕代が大きくなるので、二次コラプスとして、ステアリングホイール1に車体前方への衝撃荷重が入力されるときの、衝撃吸収量を長くすることができ、衝撃吸収性能が向上する。
以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願P2011−280503(2011年12月21日出願)の全内容、及び日本国特許出願P2011−280504(2011年12月21日出願)の全内容は、ここに引用例として包含される。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明のことである。
1 ステアリングホイール
3 ステアリングシャフト
5 ステアリングコラム
7 ユニバーサルジョイント
9 中間シャフト
11 ユニバーサルジョイント
13 クラッチ入力軸
15 クラッチ
17 クラッチ出力軸
19 ユニバーサルジョイント
21 中間シャフト
23 ユニバーサルジョイント
25 ピニオンシャフト
27 ステアリングギヤ
31 転舵モータ
33 反力モータ
41 チルトピボット
43 ブラケット
45 ダッシュパネル
47 ブラケット本体
49 支持ブラケット
43a 上部ブラケット
43b 下部ブラケット
50 クラッチ側連結端
51 ダッシュパネル側連結端
51a 貫通孔
52 開口部
53 嵌合孔
55 メタルブッシュ
55a 貫通孔
57 スタッドボルト
59 ナット

Claims (4)

  1. 運転者によって操作されるステアリングホイールと、
    一端が前記ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと、
    車体側に支持され、前記ステアリングシャフトを回転自在に保持するステアリングコラムと、
    一端が前記ステアリングシャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結された中間シャフトと、
    一端が前記中間シャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結されたクラッチ入力軸と、
    一端が前記クラッチ入力軸の他端に対向して設けられたクラッチ出力軸と、
    車体側に固定され、前記クラッチ入力軸と前記クラッチ出力軸とを断続可能なクラッチと、
    前記クラッチ出力軸の回転運動を直線運動に変換して車輪を転舵するステアリングギヤと、
    前記クラッチを遮断した状態で、前記クラッチ出力軸側の動力伝達系統に駆動力を付与して前記車輪を転舵する駆動機構と、
    前記クラッチを車体側に固定し、前記クラッチ入力軸、及び前記クラッチ出力軸の配置角度を規制するブラケットと、を備え、
    車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、前記クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きく設定し、
    前記ブラケットは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重が前記ステアリングギヤに入力されたときに、車体側から脱落することを特徴とするステアリング装置。
  2. 前記ステアリングコラムは、チルト位置を調整可能なチルトピボットを介して車体側に支持され、
    前記ステアリングコラムのチルト位置が予め設定された可動範囲にあるときに、車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角が、前記クラッチ入力軸及び前記クラッチ出力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きくなるように設定することを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。
  3. 車体横方向から見て、前記ステアリングシャフト及び前記中間シャフト間の前記ユニバーサルジョイントの中心位置と、前記チルトピボットの中心位置とをずらして配置することを特徴とする請求項2に記載のステアリング装置。
  4. 前記ブラケットは、
    車体側と前記クラッチの上部とを連結する上部ブラケットと、
    車体側と前記クラッチの下部とを連結する下部ブラケットと、を備え、
    前記上部ブラケットは、前記下部ブラケットよりも小さな衝撃荷重で脱落することを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。
JP2013550083A 2011-12-21 2012-10-31 ステアリング装置 Active JP5765439B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013550083A JP5765439B2 (ja) 2011-12-21 2012-10-31 ステアリング装置

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011280503 2011-12-21
JP2011280504 2011-12-21
JP2011280504 2011-12-21
JP2011280503 2011-12-21
JP2013550083A JP5765439B2 (ja) 2011-12-21 2012-10-31 ステアリング装置
PCT/JP2012/006994 WO2013094105A1 (ja) 2011-12-21 2012-10-31 ステアリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013094105A1 JPWO2013094105A1 (ja) 2015-04-27
JP5765439B2 true JP5765439B2 (ja) 2015-08-19

Family

ID=48668025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013550083A Active JP5765439B2 (ja) 2011-12-21 2012-10-31 ステアリング装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9340226B2 (ja)
EP (1) EP2796343B1 (ja)
JP (1) JP5765439B2 (ja)
CN (1) CN104010920B (ja)
WO (1) WO2013094105A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5655983B2 (ja) * 2012-05-25 2015-01-21 日本精工株式会社 電動ステアリングホイールの位置調節装置
CN104952650B (zh) * 2014-03-31 2018-02-23 西门子公司 用于气体绝缘断路器中储能装置的离合机构及其气体绝缘断路器
DE102015007280A1 (de) * 2015-06-10 2016-12-15 Thyssenkrupp Ag Fahrzeuglenkung mit Steer-by-Wire-System und mechanischer Rückfallebene
KR20170125541A (ko) * 2016-05-04 2017-11-15 주식회사 만도 차량 토크 변화 감지를 통한 경사각 인식 시스템 및 방법
US20160304113A1 (en) * 2016-06-27 2016-10-20 Caterpillar Inc. Steering column for machine
JP6926835B2 (ja) * 2017-08-30 2021-08-25 いすゞ自動車株式会社 ステアリング装置
GB2566704A (en) * 2017-09-21 2019-03-27 Ford Global Tech Llc A steering assembly
US10654511B1 (en) * 2018-10-31 2020-05-19 GM Global Technology Operations LLC Methods for steering system impedance control
US11292504B2 (en) * 2019-03-20 2022-04-05 Volvo Car Corporation Vehicle having multiple driving positions
CN113677586B (zh) * 2019-04-18 2024-03-26 日本精工株式会社 转向装置
CN110758547B (zh) * 2019-11-04 2023-11-14 长安大学 一种基于负泊松比结构的溃缩式汽车转向装置
EP4121338B1 (en) * 2020-03-20 2024-03-27 Volvo Truck Corporation A vehicle steering assembly
EP4098516A1 (de) * 2021-05-31 2022-12-07 thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Steer-by-wire-lenksystem mit feedback-aktuator ausserhalb der lenksäule

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS542931A (en) 1977-06-10 1979-01-10 Hitachi Ltd Method and apparatus for continuous casting
JPS581080Y2 (ja) * 1977-06-10 1983-01-10 日産自動車株式会社 衝撃吸収式ステアリング装置
JPS5979464U (ja) * 1982-11-22 1984-05-29 トヨタ自動車株式会社 エネルギ−吸収式ステアリング装置
US5024118A (en) * 1990-01-22 1991-06-18 Chrysler Corporation Steering column guide structure
JP3094053B2 (ja) * 1994-02-25 2000-10-03 富士機工株式会社 車両用ステアリング装置
JP3052731B2 (ja) * 1994-05-10 2000-06-19 三菱自動車工業株式会社 自動車のステアリング装置
JP3601117B2 (ja) 1995-06-22 2004-12-15 日産自動車株式会社 ステアリングコラムシャフトのホールカバー構造
JPH10114271A (ja) * 1996-10-11 1998-05-06 Honda Motor Co Ltd チルト式ステアリング装置
JP3151605B2 (ja) * 1996-10-11 2001-04-03 本田技研工業株式会社 チルト式ステアリング装置
WO1999065757A1 (de) * 1998-06-13 1999-12-23 Krupp Presta Ag Lenksäulenanordnung
JP3608945B2 (ja) 1998-07-02 2005-01-12 本田技研工業株式会社 ステアリングコラムの取付構造
DE19834124A1 (de) * 1998-07-29 2000-02-03 Volkswagen Ag Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug
US20050151361A1 (en) * 2004-01-14 2005-07-14 Mazda Motor Corporation Steering support structure of vehicle
CN100335331C (zh) * 2004-02-18 2007-09-05 江苏大学 一种节能型电动助力转向器电磁离合器控制方法
JP4432617B2 (ja) * 2004-05-28 2010-03-17 日産自動車株式会社 ステアリング支持構造
JP4678254B2 (ja) * 2005-07-29 2011-04-27 株式会社ジェイテクト ステアバイワイヤシステム
EP1945492B1 (en) * 2005-10-12 2011-12-21 Renault Trucks Vehicle including a sterring column
CN1962339A (zh) * 2005-11-11 2007-05-16 许倍强 具有稳向功能的电动式助力转向系统及稳向方法
JP2007269280A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP5158475B2 (ja) * 2007-07-24 2013-03-06 日本精工株式会社 ステアリングコラム装置
JP5229551B2 (ja) * 2008-08-29 2013-07-03 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP2010143240A (ja) * 2008-12-16 2010-07-01 Hitachi Automotive Systems Ltd 操舵制御装置
US20110100148A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Mando Corporation Crash energy absorbing mounting bracket and steering column of vehicle having the same
JP5919978B2 (ja) * 2012-04-06 2016-05-18 日産自動車株式会社 ステアリング装置
JP6351007B2 (ja) * 2014-02-07 2018-07-04 株式会社ジェイテクト ステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2796343A4 (en) 2016-02-17
JPWO2013094105A1 (ja) 2015-04-27
US9340226B2 (en) 2016-05-17
EP2796343A1 (en) 2014-10-29
CN104010920A (zh) 2014-08-27
CN104010920B (zh) 2016-06-15
WO2013094105A1 (ja) 2013-06-27
EP2796343B1 (en) 2016-10-05
US20140360310A1 (en) 2014-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5765439B2 (ja) ステアリング装置
JP4716338B2 (ja) 車両用操向コラムのテレスコピック及びチルト装置
US8833799B2 (en) Steering column for vehicle
JP2008087582A (ja) 電動テレスコ調整式ステアリング装置
CN102438878A (zh) 冲击吸收式转向装置
JP5408367B1 (ja) 衝撃吸収式ステアリング装置
CN102574538A (zh) 冲击吸收式转向装置
US11001292B2 (en) Energy absorbing assembly of a telescoping steering column
CN102481947A (zh) 冲击吸收式转向装置
JP6493550B2 (ja) ブラケット付アウタコラム、ブラケット付ステアリングコラム、及びステアリング装置
JP4507974B2 (ja) ステアリング装置
JP4622690B2 (ja) ステアリングコラム装置
JP6376223B2 (ja) 舵角可変式ステアリング装置
JP6087119B2 (ja) 自動車のステアリング装置
JP2008074126A (ja) 電動テレスコ調整式ステアリング装置
JP2009062031A (ja) 電動テレスコ調整式ステアリング装置
JP2008173997A (ja) 車両用ステアリングコラムの支持構造
JP6394250B2 (ja) 衝撃吸収式ステアリングシャフト及び衝撃吸収式ステアリング装置
JP2016060391A (ja) 支持ブラケット及びステアリングコラム用支持装置
JP6263415B2 (ja) ステアリング装置
JP2009126500A (ja) 自動車用操舵装置
JP2015214320A (ja) テレスコピック式ステアリング装置
JP2010241326A (ja) パワーステアリング装置
JP2019089406A (ja) ステアリング装置及び中間シャフト
JP2009143390A (ja) 車両の操舵装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150519

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150601

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5765439

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151