JP6167634B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
従来の回転制限機構200は、回転可能要素210、回転不能要素220、第1中間要素231〜第5中間要素235、および複数の連結要素240を有する。回転可能要素210は、操舵部品と一体に回転する。第1中間要素231〜第5中間要素235は、回転可能要素210の回転により回転する。回転不能要素220は、操舵部品の回転に対して回転しない。回転不能要素220は、第5中間要素235の回転を所定の角度範囲内に制限する。複数の連結要素240は、回転可能要素210、複数の中間要素231〜235、および回転不能要素220にそれぞれ形成されている。各連結要素240は、突起241および突起241と係合する係合溝242により構成されている。複数の連結要素240のうちの1個は、回転可能要素210と第1中間要素231とを連結している。複数の連結要素240のうちの1個は、第5中間要素235と回転不能要素220とを連結している。他の連結要素240は、第2中間要素232〜第4中間要素234同士を連結している。なお、特許文献1は、従来の回転制限機構を有するステアリング装置の一例を示している。
図1を参照して、ステアリング装置1の構成について説明する。
ステアリング装置1は、操舵装置10、転舵装置50、および制御装置60を有する。ステアリング装置1は、操舵装置10および転舵装置50の機械的な連結が解除されたステアバイワイヤとしての構成を有する。ステアリング装置1は、操舵部品2の回転操作による操舵装置10の動作に基づいて制御装置60により転舵装置50を動作させる。
反力アクチュエータ12は、電動モータおよびウォームギヤ機構を有する。反力アクチュエータ12は、ステアリングシャフト11において操舵部品2側とは反対側の端部に接続されている。反力アクチュエータ12は、ウォームギヤ機構を介して電動モータの出力軸の回転トルクをステアリングシャフト11に付与する。反力アクチュエータ12は、路面等から転舵輪3に伝達される反力を操舵反力としてステアリングシャフト11を介して操舵部品2に付与する。
図2に示されるように、回転制限機構20は、回転可能要素としての第1プレート30、回転不能要素としての第2プレート40、および転動体としての1個のボール21を有する。回転制限機構20は、ステアリングシャフト11の軸方向において第1プレート30および第2プレート40が互いに対向した構成を有する。回転制限機構20は、ステアリングシャフト11の軸方向においてボール21が第1プレート30と第2プレート40との間に位置する構成を有する。回転制限機構20は、第1プレート30がステアリングシャフト11と一体に回転し、第2プレート40がステアリングシャフト11の回転に対して回転しない構成を有する。なお、ボール21は、球体として形成されている。
操舵部品2(図1参照)が回転操作されるとき、第1プレート30(図2参照)がステアリングシャフト11と一体に回転する。このため、第1プレート30は、第2プレート40に対して回転する。ボール21は、第1プレート30の回転にともない第1転動路33(図2参照)によりステアリングシャフト11の周方向に押される。このため、ボール21は、第2プレート40の第2転動路43に沿って移動する。また、ボール21は、第2プレート40の第2転動路43の位置に応じて第1プレート30の第1転動路33に対してステアリングシャフト11の径方向に移動する。
第2プレート40の第2転動路43は、1620°の回転角度を有する螺旋状の溝として形成されている。そして、第1プレート30の第1転動路33は、第2プレート40の第2転動路43の最も内周側の部分から最も外周側の部分にわたり対向している。これにより、第2プレート40は、第1プレート30が第2プレート40に対して360°以上回転したときにボール21が360°以上移動することが許容される。このため、回転制限機構20は、操舵部品2の360°以上の回転が許容される。これにより、回転制限機構20は、図15に示される従来の回転制限機構200のように操舵部品の360°以上の回転のために複数の中間要素231〜235を用いることが回避される。したがって、回転制限機構20の部品点数が従来の回転制限機構200よりも少なくなる。
(1)回転制限機構20は、螺旋状の第2転動路43が形成された第2プレート40を有する。この構成によれば、操舵部品2の回転操作によりボール21が第2プレート40の螺旋状の第2転動路43に沿って移動するため、操舵部品2の多数回転が許容される。このため、図15に示される従来の回転制限機構200のように操舵部品の360°以上の回転のために複数の中間要素231〜235を用いることを回避することができる。したがって、従来の回転制限機構200と比較して、回転制限機構20の部品点数が少なくなる。
図7〜図10は、第2実施形態のステアリング装置1を示す。以下では、第1実施形態のステアリング装置1と異なる点を詳細に説明し、第1実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。
図8(a)に示されるように、プレート本体71は、貫通孔74、第2転動路75、およびばね取付部79を有する。プレート本体71は、貫通孔74においてステアリングシャフト11(図7参照)に挿入されている。貫通孔74は、プレート本体71の中央部分に位置している。貫通孔74は、プレート本体71の板厚方向においてプレート本体71を貫通している。貫通孔74の内径は、ステアリングシャフト11の外径よりも僅かに大きい。第2転動路75は、プレート本体71の平面視において第1実施形態の第2プレート40の第2転動路43と同様の螺旋状を有する。第2転動路75は、内周側端部76、外周側端部77、および中間部78を有する。ばね取付部79は、プレート本体71において第2転動路75よりも外周側の部分かつ外周側端部77とステアリングシャフト11の径方向に重なる部分に形成されている。ばね取付部79は、プレート本体71において第2転動路75の外周側端部77に隣接した部分に形成されている。このため、コイルばね22(図7参照)は、プレート本体71において外周側端部77に隣接した部分に取り付けられている。なお、内周側端部76および外周側端部77は「第2転動路の端部」および「抵抗増加機構」に相当する。
図9(a)に示されるように、第2転動路75の外周側端部77は、傾斜部75Bにより外周側端部77と隣り合う中間部78と接続されている。外周側端部77の溝深さH3は、中間部78の溝深さH1よりも小さい。図8(a)のドット表示により示されるように、外周側端部77の長さは、操舵部品2(図1参照)の回転量の90°分に相当する。
(4)第2プレート70の第2転動路75の内周側端部76の溝深さH2が中間部78の溝深さH1よりも小さい。第2プレート70の第2転動路75の外周側端部77の溝深さH3が中間部78の溝深さH1よりも小さい。この構成によれば、第2転動路75の内周側端部76および外周側端部77のときのボール21の転がり抵抗が大きくなる。すなわち操舵部品2の回転角度範囲の終端付近のときにボール21の転がり抵抗が大きくなる。このため、ステアリング装置1は、操舵部品2の回転角度範囲の終端付近に操舵部品2が回転操作されていることを運転者に気付かせることができる。
本ステアリング装置は、上記各実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本ステアリング装置のその他の実施形態としての上記各実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、技術的に可能な範囲において互いに組み合わせることもできる。
ボール21が内周側端部76内を端面76Aに向けて移動するとき、ボール21が弾性体92を押す。これにより、弾性体92は、端面76Aに向けて移動する。これにともない、コイルばね91が圧縮される。このコイルばね91の復元力が弾性体92を介してボール21に作用する。これにより、ボール21の転がり抵抗が増加する。
・第2実施形態の回転制限機構20は、弾性部品としてコイルばね22を有する。ただし、弾性部品の構成は第2実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の回転制限機構20は、弾性部品として板ばねおよび弾性に富んだゴム体のいずれかを有する。要するに、弾性部品は、第2プレート70が第1プレート30から離間したときに圧縮され、その圧縮されたときの復元力により第2プレート70を押す部品であればよい。
次に、本実施形態から把握することのできる技術的思想をその効果とともに記載する。
(付記1)前記弾性部品は、前記第2転動路の前記端部のうち前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方の外周側に形成される外周側端部と前記ステアリングシャフトの径方向において隣接する位置に配置されている請求項4に記載のステアリング装置。
Claims (3)
- 操舵のために多回転操作される操舵部品の回転量を所定角度以下に制限する回転制限機構と、
前記操舵部品に接続されて前記操舵部品と一体に回転するステアリングシャフトとを備え、
前記回転制限機構は、前記ステアリングシャフトに取り付けられて前記ステアリングシャフトと一体に回転する回転可能要素と、前記ステアリングシャフトの軸方向において前記回転可能要素と対向する回転不能要素と、前記回転可能要素と前記回転不能要素との前記軸方向の間に位置し、前記回転可能要素の回転にともない転動する転動体とを有し、
前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方は、前記ステアリングシャフトの径方向に前記転動体が移動することが可能な溝形状の第1転動路が形成され、
前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方は、前記ステアリングシャフトの周方向において前記操舵部品の回転量が前記所定角度となる長さの螺旋状であり、かつ溝形状の第2転動路が形成され、
前記第1転動路および前記第2転動路は、前記軸方向に対向し、
前記転動体は、前記第1転動路および前記第2転動路により前記軸方向に挟み込まれ、
前記回転可能要素および前記回転不能要素の少なくとも一方は、前記第2転動路の端部における前記転動体の転がり抵抗が前記第2転動路の中間部における前記転動体の転がり抵抗よりも大きくする抵抗増加機構を有し、
前記第2転動路は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方に形成された溝であり、
前記抵抗増加機構は、前記第2転動路の前記端部の溝深さが前記第2転動路の前記中間部の溝深さよりも小さくなる構成を有する
ステアリング装置。 - 前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方には、前記抵抗増加機構の一部を構成する弾性部品が取り付けられ、
前記転動体が前記第2転動路の前記端部に位置するとき、前記回転可能要素および前記回転不能要素の一方は、前記回転可能要素および前記回転不能要素の他方から離間することにより前記弾性部品が圧縮される
請求項1に記載のステアリング装置。 - 当該ステアリング装置は、前記ステアリングシャフトを有する操舵装置と、車両の転舵輪を転舵させる転舵装置との機械的な連結が解除された構成を有し、
前記操舵装置は、前記ステアリングシャフトにおいて前記操舵部品が接続される端部とは反対側の端部に接続され、前記操舵部品の操舵の反力を前記ステアリングシャフトに付与する反力アクチュエータを有する
請求項1または2に記載のステアリング装置。
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