JP7697676B2 - Shaft connection structure, motor with speed reducer, electric power steering device, and steering unit for steer-by-wire - Google Patents
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Description
本発明は、1対のシャフト同士を接続するシャフト接続構造に関する。また、シャフト接続構造を有する、減速機付モータ、電動式パワーステアリング装置及びステアバイワイヤ用操舵ユニットに関する。 The present invention relates to a shaft connection structure that connects a pair of shafts. It also relates to a motor with a reduction gear, an electric power steering device, and a steering unit for steer-by-wire, each of which has a shaft connection structure.
運転者がステアリングホイールを操作する力を軽減するために、電動モータを補助動力源として使用する、電動式パワーステアリング装置が広く使用されている。また、電動式パワーステアリング装置では、電動モータの小型化を図るために、電動モータを、ウォーム減速機と組み合わせて使用することも行われている。 Electric power steering devices that use an electric motor as an auxiliary power source to reduce the force required by the driver to operate the steering wheel are widely used. In addition, electric power steering devices often use an electric motor in combination with a worm reduction gear to reduce the size of the electric motor.
電動モータとウォーム減速機とを組み合わせた減速機付モータにあっては、電動モータの出力トルクを増大するために、電動モータのモータ出力軸と、ウォーム減速機を構成するウォームとを、トルク伝達可能に接続することが行われる。 In a motor with a reducer that combines an electric motor and a worm reducer, the motor output shaft of the electric motor is connected to the worm that constitutes the worm reducer in a manner that allows torque transmission in order to increase the output torque of the electric motor.
モータ出力軸とウォームとは、たとえば特開2016-2926号公報(特許文献1)に記載されているように、継手部材(カップリング)を利用して接続する構造が広く知られている。 It is widely known that the motor output shaft and the worm are connected using a joint member (coupling), as described, for example, in JP 2016-2926 A (Patent Document 1).
特開2016-2926号公報に記載された構造によれば、モータ出力軸の中心軸とウォームの中心軸とが不一致になる、いわゆるアライメント誤差が生じた場合にも、該アライメント誤差を、継手部材が弾性変形することなどによって吸収できる。このため、アライメント誤差が生じた場合にも、モータ出力軸とウォームとの間でトルク伝達を行うことが可能になる。また、異音が発生するのを抑制することもできる。 According to the structure described in JP 2016-2926 A, even if a so-called alignment error occurs, in which the central axis of the motor output shaft and the central axis of the worm do not coincide, the alignment error can be absorbed by the coupling member undergoing elastic deformation, etc. Therefore, even if an alignment error occurs, torque can be transmitted between the motor output shaft and the worm. It is also possible to suppress the generation of abnormal noise.
特開2016-2926号公報に記載された構造では、モータ出力軸とウォームとを接続する継手部材を、モータ出力軸の端部に固定される第1回転要素と、ウォームの端部に固定される第2回転要素と、第1回転要素と第2回転要素との間に配置される中間要素との、3つの部品から構成している。このため、減速機付モータの部品点数が嵩み、コストが上昇する原因になる。また、モータ出力軸とウォームとの間に継手部材が介在するため、接続部の全長が長くなり、減速機付モータ、ひいては、電動式パワーステアリング装置が大型化しやすくなる。 In the structure described in JP 2016-2926 A, the coupling member connecting the motor output shaft and the worm is composed of three parts: a first rotating element fixed to the end of the motor output shaft, a second rotating element fixed to the end of the worm, and an intermediate element disposed between the first rotating element and the second rotating element. This increases the number of parts in the motor with a reduction gear, which causes the cost to rise. In addition, because the coupling member is interposed between the motor output shaft and the worm, the overall length of the connection is long, which makes it easier for the motor with a reduction gear, and therefore the electric power steering device, to become large.
以上のような問題は、モータ出力軸とウォームとの接続部に特有の問題ではなく、トルク伝達可能に接続される1対のシャフト同士の接続部で、同様に生じ得る問題である。 The above problems are not specific to the connection between the motor output shaft and the worm, but can occur in the same way at the connection between a pair of shafts that are connected so that torque can be transmitted.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、アライメント誤差を吸収できるとともに、1対のシャフト同士を部品点数を増加させることなく接続でき、かつ、接続部の全長を短くできる、シャフト接続構造と、このシャフト接続構造を備えた減速機付モータ、電動式パワーステアリング装置及びステアバイワイヤ用操舵ユニットとを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a shaft connection structure that can absorb alignment errors, connect a pair of shafts without increasing the number of parts, and shorten the overall length of the connection, as well as a motor with a reduction gear, an electric power steering device, and a steering unit for steer-by-wire that are equipped with this shaft connection structure.
本発明のシャフト接続構造は、第一シャフトの端部に備えられた雄スプライン接続部と、第二シャフトの端部に備えられた雌スプライン接続部とを備える。
前記雄スプライン接続部は、複数の雄スプライン歯を部分球状凸部の外面に形成してなる。
前記雌スプライン接続部は、複数の雌スプライン歯を部分球状凹部の内面に形成してなる。
前記部分球状凹部は、前記第二シャフトの一方側の端面にのみ開口している。
前記部分球状凹部は、開口部から奥部に向かうほど内径が曲線的に小さくなっており、かつ、その内面の軸方向全体に前記雌スプライン歯が形成されている。
前記部分球状凸部は、基端部から先端部に向かうほど外径が曲線的に小さくなっており、かつ、その外面の軸方向全体に前記雄スプライン歯が形成されている。
本発明のシャフト接続構造では、前記部分球状凹部の内側に前記部分球状凸部を挿入し、かつ、前記雄スプライン歯のそれぞれと前記雌スプライン歯のそれぞれとをスプライン係合させることで、前記第一シャフトと前記第二シャフトとをトルク伝達可能に接続している。
なお、部分球状凸部には、図29の(A)に示したように、球(楕円球を含む)を1つの平面で切断してなる球欠状の外面を有する凸部(球欠状凸部)だけでなく、図29の(B)に示した様に、球を2つの平行な平面で切断してなる球台状の外面を有する凸部(球台状凸部)を含む。球欠状凸部は、断面弓形状で、外面に先端部が丸まったドーム状の凸曲面を有している。これに対し、球台状凸部は、断面略等脚台形状で、外面に帯状の凸曲面を有している。また、球欠状の凸部のうち、球を中心付近で切断してなる半球状の外面を有するものを、特に半球状凸部という。また、部分球状凹部には、球(楕円球を含む)を1つの平面で切断してなる球欠状の内面を有する凹部(球欠状凹部)だけでなく、球を2つの平行な平面で切断してなる球台状の内面を有する凹部(球台状凹部)を含む。また、球欠状の凹部のうち、球を中心付近で切断してなる半球状の内面を有するものを、特に半球状凹部という。
The shaft connection structure of the present invention comprises a male spline connection portion provided at an end of a first shaft, and a female spline connection portion provided at an end of a second shaft.
The male spline connection portion is formed by forming a plurality of male spline teeth on the outer surface of a partial spherical convex portion.
The female spline connection portion has a plurality of female spline teeth formed on the inner surface of a partial spherical recess.
The partial spherical recess is open only to one end face of the second shaft.
The partial spherical recess has an inner diameter that curves downward from the opening toward the back, and the female spline teeth are formed on the entire inner surface of the partial spherical recess over the axial direction.
The partial spherical convex portion has an outer diameter that curvedly decreases from the base end to the tip end, and the male spline teeth are formed on the entire outer surface of the partial spherical convex portion in the axial direction.
In the shaft connection structure of the present invention, the partial spherical convex portion is inserted inside the partial spherical concave portion, and each of the male spline teeth and each of the female spline teeth are spline-engaged, thereby connecting the first shaft and the second shaft in a manner capable of transmitting torque.
In addition, the partial spherical convex portion includes not only a convex portion (spherical convex portion) having a spherical outer surface formed by cutting a sphere (including an elliptical sphere) with one plane as shown in FIG. 29A, but also a convex portion (spherical truncated convex portion) having a spherical truncated outer surface formed by cutting a sphere with two parallel planes as shown in FIG. 29B. The spherical convex portion has a bow-shaped cross section and a dome-shaped convex surface with a rounded tip on the outer surface. In contrast, the spherical truncated convex portion has a substantially isosceles trapezoidal cross section and a band-shaped convex surface on the outer surface. Among the spherical convex portions, those having a hemispherical outer surface formed by cutting a sphere near the center are particularly called hemispherical convex portions. In addition, the partial spherical concave portion includes not only a concave portion (spherical convex portion) having a spherical inner surface formed by cutting a sphere (including an elliptical sphere) with one plane as shown in FIG. 29B, but also a concave portion (spherical truncated concave portion) having a spherical truncated inner surface formed by cutting a sphere with two parallel planes as shown in FIG. Among the spherical recesses, those having a hemispherical inner surface formed by cutting a sphere near the center are particularly called hemispherical recesses.
本発明のシャフト接続構造の一態様では、前記雄スプライン接続部を、半球状凸部の外面に複数の前記雄スプライン歯を形成することにより構成し、前記雌スプライン接続部を、半球状凹部の内面に複数の前記雌スプライン歯を形成することにより構成することができる。
あるいは、本発明のシャフト接続構造の一態様では、前記雄スプライン接続部を、球台状凸部の外面に複数の前記雄スプライン歯を形成することにより構成し、前記雌スプライン接続部を、球台状凹部の内面に複数の前記雌スプライン歯を形成することにより構成することができる。
In one aspect of the shaft connection structure of the present invention, the male spline connection portion can be constructed by forming a plurality of the male spline teeth on an outer surface of a hemispherical convex portion, and the female spline connection portion can be constructed by forming a plurality of the female spline teeth on an inner surface of a hemispherical concave portion.
Alternatively, in one aspect of the shaft connection structure of the present invention, the male spline connection portion can be constructed by forming a plurality of the male spline teeth on an outer surface of a spherical frustum-shaped convex portion, and the female spline connection portion can be constructed by forming a plurality of the female spline teeth on an inner surface of a spherical frustum-shaped concave portion.
本発明のシャフト接続構造の一態様では、前記雄スプライン接続部と前記雌スプライン接続との少なくとも一方を、合成樹脂製のコーティング層により覆われたものとすることができる。
あるいは、前記雄スプライン接続部と前記雌スプライン接続部との間に、弾性材製の緩衝部材を配置することができる。
In one aspect of the shaft connection structure of the present invention, at least one of the male spline connection portion and the female spline connection can be covered with a coating layer made of synthetic resin.
Alternatively, a buffer member made of an elastic material can be disposed between the male spline connection portion and the female spline connection portion.
本発明のシャフト接続構造の一態様では、前記第一シャフトのうち、前記雄スプライン接続部に隣接した部分の外径を、前記雄スプライン接続部の外径よりも小さくすることができる。 In one embodiment of the shaft connection structure of the present invention, the outer diameter of the portion of the first shaft adjacent to the male spline connection portion can be made smaller than the outer diameter of the male spline connection portion.
本発明の減速機付モータは、ウォーム減速機と、電動モータとを備える。
前記ウォーム減速機は、ウォームと、ウォームホイールとを有する。
前記電動モータは、モータ出力軸を有する。
本発明の減速機付モータでは、前記ウォームの端部と前記モータ出力軸の端部とを、本発明のシャフト接続構造により接続することができる。
この場合には、前記モータ出力軸の端部に、前記雄スプライン接続部を備え、前記ウォームの端部に、前記雌スプライン接続部を備えることができる。
あるいは、前記モータ出力軸の端部に、前記雌スプライン接続部を備え、前記ウォームの端部に、前記雄スプライン接続部を備えることもできる。
The motor with a reducer of the present invention includes a worm reducer and an electric motor.
The worm reducer includes a worm and a worm wheel.
The electric motor has a motor output shaft.
In the motor with a reducer of the present invention, the end of the worm and the end of the motor output shaft can be connected by the shaft connection structure of the present invention.
In this case, the end of the motor output shaft may be provided with the male spline connection portion, and the end of the worm may be provided with the female spline connection portion.
Alternatively, the end of the motor output shaft may be provided with the female spline connection portion, and the end of the worm may be provided with the male spline connection portion.
本発明の電動式パワーステアリング装置は、本発明の減速機付モータを備える。 The electric power steering device of the present invention is equipped with a motor with a reduction gear of the present invention.
本発明のステアバイワイヤ用操舵ユニットは、たとえば位置調整装置を構成するステアリングシャフトと、反力出力シャフトを有し、ステアリングホイールに操舵反力を付与するための反力発生装置とを備える。
本発明のステアバイワイヤ用操舵ユニットでは、前記ステアリングシャフトの端部と、前記反力出力シャフトの端部とを、本発明のシャフト接続構造により、トルク伝達可能に接続することができる。
この場合には、前記ステアリングシャフトの端部に、前記雄スプライン接続部を備え、前記反力出力シャフトの端部に、前記雌スプライン接続部を備えることができる。
あるいは、前記ステアリングシャフトの端部に、前記雌スプライン接続部を備え、前記反力出力シャフトの端部に、前記雄スプライン接続部を備えることもできる。
The steer-by-wire steering unit of the present invention includes, for example, a steering shaft constituting a position adjustment device, and a reaction force generating device having a reaction force output shaft and for applying a steering reaction force to the steering wheel.
In the steer-by-wire steering unit of the present invention, the end of the steering shaft and the end of the reaction force output shaft can be connected so as to be capable of transmitting torque by the shaft connection structure of the present invention.
In this case, the end of the steering shaft may be provided with the male spline connection portion, and the end of the reaction force output shaft may be provided with the female spline connection portion.
Alternatively, the end of the steering shaft may be provided with the female spline connection portion, and the end of the reaction force output shaft may be provided with the male spline connection portion.
本発明のステアバイワイヤ用操舵ユニットは、たとえば位置調整装置を構成するステアリングシャフトと、モータ出力軸を有し、ステアリングホイールに操舵反力を付与するための反力付与モータとを備える。
本発明のステアバイワイヤ用操舵ユニットでは、前記ステアリングシャフトの端部と、前記モータ出力軸の端部とを、本発明のシャフト接続構造により、トルク伝達可能に接続することができる。
この場合には、前記ステアリングシャフトの端部に、前記雄スプライン接続部を備え、前記モータ出力軸の端部に、前記雌スプライン接続部を備えることができる。
あるいは、前記ステアリングシャフトの端部に、前記雌スプライン接続部を備え、前記モータ出力軸の端部に、前記雄スプライン接続部を備えることもできる。
The steer-by-wire steering unit of the present invention includes, for example, a steering shaft constituting a position adjustment device, and a reaction force applying motor having a motor output shaft and for applying a steering reaction force to the steering wheel.
In the steer-by-wire steering unit of the present invention, the end of the steering shaft and the end of the motor output shaft can be connected so as to be capable of transmitting torque by the shaft connection structure of the present invention.
In this case, the end of the steering shaft may be provided with the male spline connection portion, and the end of the motor output shaft may be provided with the female spline connection portion.
Alternatively, the end of the steering shaft may be provided with the female spline connection portion, and the end of the motor output shaft may be provided with the male spline connection portion.
本発明によれば、アライメント誤差を吸収できるとともに、1対のシャフト同士を部品点数を増加させることなく接続でき、かつ、接続部の全長を短くできる、シャフト接続構造と、このシャフト接続構造を備えた減速機付モータ、電動式パワーステアリング装置及びステアバイワイヤ用操舵ユニットとを実現できる。 The present invention provides a shaft connection structure that can absorb alignment errors, connect a pair of shafts without increasing the number of parts, and shorten the overall length of the connection, as well as a motor with a reduction gear, an electric power steering device, and a steering unit for steer-by-wire that are equipped with this shaft connection structure.
[実施の形態の第1例]
実施の形態の第1例について、図1~図14を用いて説明する。本例では、本発明のシャフト接続構造を、ステアバイワイヤ式のステアリング装置に適用している。なお、以下の説明において、前後方向は、車両の前後方向を意味し、上下方向は、車両の上下方向を意味し、幅方向は、車両の幅方向を意味する。
[First Example of the Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 14. In this embodiment, the shaft connection structure of the present invention is applied to a steer-by-wire steering device. In the following description, the front-rear direction means the front-rear direction of the vehicle, the up-down direction means the up-down direction of the vehicle, and the width direction means the width direction of the vehicle.
〔ステアリング装置の全体構成〕
本例のステアリング装置1は、ステアバイワイヤ式のステアリング装置である。ステアリング装置1は、図1に全体構成を示すように、ステアリングホイール2が取り付けられた操舵ユニット3と、1対の操舵輪4を転舵させる転舵ユニット5と、制御装置(ECU)6とを備える。ステアリング装置1は、操舵ユニット3と転舵ユニット5とが、機械的に接続されておらず、電気的に接続されたリンクレス構造を有する。
[Overall configuration of steering device]
The steering device 1 of this example is a steer-by-wire type steering device. As shown in the overall configuration in Fig. 1, the steering device 1 includes a
操舵ユニット3は、運転者によるステアリングホイール2の操作を、トルクセンサ75(図5参照)や図示しない舵角センサにより測定し、その測定結果を、制御装置6に出力する。制御装置6には、トルクセンサ75により測定された操舵トルク、舵角センサにより測定された操舵角、車速、ヨーレイト、加速度など、運転状況を示す各種信号が入力される。制御装置6は、運転状況を示す各種信号に基づいて、転舵ユニット5が備える転舵用アクチュエータ7を駆動する。これにより、ラック軸やねじ軸などの直動部材を幅方向に変位させ、1対のタイロッド8を押し引きして、1対の操舵輪4に舵角を付与する。
The
また、制御装置6は、たとえば、操舵トルク、操舵角、車速などの運転状況を示す各種信号に基づいて、操舵ユニット3が備える後述する反力発生装置10の反力付与モータ58(図3参照)の駆動を制御し、ステアリングホイール2に運転状況に応じた操舵反力を付与する。
The
〔操舵ユニット〕
次に、本例のステアリング装置1の特徴部分である操舵ユニット3について説明する。操舵ユニット3は、ステアリングホイール2の位置を調整するための位置調整装置9と、ステアリングホイール2に操舵反力を付与するための反力発生装置10とを備える。
[Steering unit]
Next, a description will be given of the
位置調整装置9及び反力発生装置10は、それぞれサブアッセンブリ化されており、2箇所の接続部により互いに接続されている。具体的には、位置調整装置9と、該位置調整装置9の前方に配置された反力発生装置10とは、図4及び図5に示すように、動力接続部11と筐体接続部12との2箇所のみで接続されている。したがって、本例の操舵ユニット3は、位置調整装置9と反力発生装置10とを、動力接続部11及び筐体接続部12の2箇所において接続することで組み立てられている。特に本例では、動力接続部11の接続構造に特徴を有する。動力接続部11の接続構造についての詳しい説明は、位置調整装置9及び反力発生装置10のそれぞれの説明の後に行う。
The
〈位置調整装置〉
位置調整装置9は、ステアリングホイール2の前後位置及び上下位置のそれぞれを調整する機能を備える。言い換えれば、位置調整装置9は、ステアリングホイール2の前後位置を調整するためのテレスコピック機構、及び、ステアリングホイール2の上下位置を調整するためのチルト機構をそれぞれ備える。
<Position adjustment device>
The
位置調整装置9は、ステアリングシャフト13と、ステアリングコラム14と、ロア側テレスコ用アクチュエータ15と、アッパ側テレスコ用アクチュエータ16と、チルト用アクチュエータ17とを備える。
The
《ステアリングシャフト》
ステアリングシャフト13は、全長を伸縮可能に構成されており、ステアリングコラム14の内側に、複数(図示の例では3つ)の転がり軸受18a~18cを利用して回転自在に支持されている。ステアリングシャフト13の後側の端部には、ステアリングホイール2が取り付けられる。ステアリングシャフト13は、前側に配置されたロアシャフト19と、後側に配置された中空筒状のアッパシャフト20とを、トルク伝達可能にかつ軸方向の相対変位を可能にスプライン係合させてなる。
<Steering shaft>
The steering
《雌スプライン接続部》
ロアシャフト19の前側の端部には、反力発生装置10との間でトルク伝達が可能な動力接続部11を構成する、雌スプライン接続部21を備えている。このため、本例では、ステアリングシャフト13(ロアシャフト19)が、特許請求の範囲に記載した、第二シャフトに相当する。
<Female spline connection>
The front end of the
雌スプライン接続部21は、図11に示すように、ロアシャフト19の前側の端面に開口した半球状凹部22の内面に、複数の雌スプライン歯23を形成してなる、半球状の雌スプライン構造を有する。半球状凹部22は、開口部から奥部(内面の中央部)に向かうほど内径が曲線的に小さくなっており、ロアシャフト19の中心軸上に奥部が位置している。複数の雌スプライン歯23は、円周方向に関して等間隔に配置されており、半球状凹部22の奥部から開口縁部に向けて放射方向に形成されている。
なお、半球状凹部22は、開口部から奥部に向かうほど内径が曲線的に小さくなる凹形状であれば良い。このため、半球状凹部22には、開口部から奥部まで深さ寸法が開口部の内径の1/2になった完全な半球状に限らず、完全な半球状ではない略半球状、半楕円球状、完全な半楕円球状ではない略半楕円球状を含む。
11, the female
The
《ステアリングコラム》
ステアリングコラム14は、全長を伸縮可能に構成されており、図示しない車体に支持されている。ステアリングコラム14は、ブラケット24と、コラム本体25とを備える。なお、本例のステアリングコラム14は、前後方向の伸縮量を大きく確保するために、2段式の伸縮構造を有している。
Steering column
The
ブラケット24は、コラム本体25を車体に支持するためのもので、車体に固定される固定ブラケット26と、該固定ブラケット26に対して前後方向の相対変位を可能に支持された変位ブラケット27とを備える。
The
固定ブラケット26は、略矩形平板状の固定板部28と、略U字形状の固定側支持フレーム29とを備える。固定板部28は、複数本の取付ボルト30を利用して車体に固定される。固定側支持フレーム29は、固定板部28の前側の端部に備えられており、固定板部28の幅方向両側の端部を連結している。
The fixed
変位ブラケット27は、固定板部28の下面に重ねられるように配置された変位板部31と、略U字形状の変位側支持フレーム32とを備える。変位板部31は、リニアガイド80(図3参照)を利用して、固定板部28に対し前後方向の相対変位を可能に支持されている。変位側支持フレーム32は、変位板部31の後側の端部に備えられており、変位板部31の幅方向両側の端部を連結している。変位側支持フレーム32を構成する左右1対の支持壁部33のうち、一方の支持壁部33の内側面には、チルト用アクチュエータ17を構成するチルト用送りねじ装置56の図示しないねじ軸が、軸方向を上下方向に向けて、回転自在に支持されている。
The
図4に示すように、コラム本体25は、全体が略円筒状に構成されており、軸方向を前後方向に向けて配置されている。コラム本体25は、前後方向中間部に配置されたアウタコラム34と、該アウタコラム34の前側部に内嵌されたロア側インナコラム35と、該アウタコラム34の後側部に内嵌されたアッパ側インナコラム36とを備える。
As shown in FIG. 4, the
アウタコラム34は、変位ブラケット27に対し上下方向の移動を可能に支持されている。アウタコラム34の後側部は、変位ブラケット27を構成する変位側支持フレーム32の内側を前後方向に挿通している。アウタコラム34の後側部の外周面には、チルト用アクチュエータ17を構成するチルト用送りねじ装置56の図示しないナットが枢支されている。アウタコラム34は、下面の前後方向中間部に、前後方向に伸長したスリット37(図4参照)を有する。アウタコラム34は、外周面の複数箇所に、ねじ孔38を有する。ねじ孔38のそれぞれには、先端部がポリアセタール(POM)などの摩擦係数が小さい材料から作られたスクリュープラグ39が螺合されている。
The
ロア側インナコラム35は、アウタコラム34の前側部に対し、前後方向の相対変位を可能に内嵌されている。ロア側インナコラム35の外周面には、アウタコラム34に備えられたねじ孔38に螺合したスクリュープラグ39の先端部が押し当てられている。これにより、アウタコラム34に対するロア側インナコラム35のがたつきが抑制されている。ロア側インナコラム35は、アウタコラム34の内側に配置された円筒部40と、該円筒部40の前側の端部に内嵌支持された第一ハウジング接続部41とを備える。
The lower-side
《第一ハウジング接続部》
第一ハウジング接続部41は、円筒部40の前側の端部に内嵌された円筒状の第一接続筒部42と、該第一接続筒部42の前側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった、外向フランジ状でかつ略矩形平板状の第一接続板部43とを有する。第一接続板部43の隅角部のそれぞれには、前後方向に貫通した第一通孔44が備えられている。第一ハウジング接続部41は、固定側支持フレーム29の内側に配置されている。なお、第一通孔44は、単なる貫通孔とすることもできるし、ねじ孔とすることもできる。第一ハウジング接続部41は、位置調整装置9と反力発生装置10とを接続する以前の状態で、コラム本体25の前側の端部に配置されるため、位置調整装置9を納入する際や組み立ての際に、カバーとして機能し、コラム本体25の内側に異物が混入するのを抑制することができる。
<<First housing connection part>>
The first
アッパ側インナコラム36は、アウタコラム34の後側部に対し、前後方向の相対変位を可能に内嵌されている。アッパ側インナコラム36の外周面には、アウタコラム34に備えられたねじ孔38に螺合したスクリュープラグ39の先端部が押し当てられている。これにより、アウタコラム34に対するアッパ側インナコラム36のがたつきが抑制されている。
The upper
〈ロア側テレスコ用アクチュエータ〉
ロア側テレスコ用アクチュエータ15は、ブラケット24を構成する固定ブラケット26と変位ブラケット27との間に掛け渡すように配置され、変位ブラケット27を固定ブラケット26に対し前後方向に変位させる。これにより、コラム本体25を構成するアウタコラム34とロア側インナコラム35とを前後方向に相対変位させ、コラム本体25を伸縮させる。
<Lower telescopic actuator>
The lower-side
ロア側テレスコ用アクチュエータ15は、ロア側テレスコ用モータ45と、ロア側送りねじ装置46とを備える。
The lower
ロア側テレスコ用モータ45は、図示しないモータ出力軸を上下方向に向けて、固定ブラケット26を構成する固定側支持フレーム29の幅方向の側面に支持固定されている。
The lower
ロア側送りねじ装置46は、図3に示すように、ロア側ねじ軸47と、ロア側ナット48とを備える。ロア側ねじ軸47は、軸方向を前後方向に向けて配置されており、図示しないウォーム減速機などの減速機構を介して、ロア側テレスコ用モータ45により回転駆動される。ロア側ねじ軸47は、固定ブラケット26に対し回転のみ可能に支持されている。ロア側ナット48は、ロア側ねじ軸47に螺合しており、変位ブラケット27の幅方向の側面に対して支持されている。すなわち、ロア側テレスコ用アクチュエータ15は、ロア側テレスコ用モータ45を回転駆動することにより、ロア側ナット48をロア側ねじ軸47の軸方向に変位させることで、アウタコラム34をロア側インナコラム35に対し前後方向に相対変位させる。
As shown in FIG. 3, the lower side
〈アッパ側テレスコ用アクチュエータ〉
アッパ側テレスコ用アクチュエータ16は、コラム本体25を構成するアウタコラム34とアッパ側インナコラム36との間に掛け渡すように配置され、アッパ側インナコラム36をアウタコラム34に対し前後方向に変位させる。これにより、コラム本体25を伸縮させる。
<Upper telescopic actuator>
The upper
アッパ側テレスコ用アクチュエータ16は、アッパ側テレスコ用モータ49と、アッパ側送りねじ装置50とを備える。
The upper
アッパ側テレスコ用モータ49は、図示しないモータ出力軸を幅方向に向けて、アウタコラム34の前側の端部の下方に支持されている。
The upper
アッパ側送りねじ装置50は、図3に示すように、アッパ側ねじ軸51と、アッパ側ナット52とを備える。アッパ側ねじ軸51は、軸方向を前後方向に向けて配置されており、図示しないウォーム減速機などの減速機構を介して、アッパ側テレスコ用モータ49により回転駆動される。アッパ側ねじ軸51は、アウタコラム34に対し回転のみ可能に支持されている。アッパ側ナット52は、アッパ側ねじ軸51に螺合しており、アッパ側インナコラム36の下面に対してコネクタ部材53を介して支持されている。コネクタ部材53は、アウタコラム34のスリット37の内側に配置され、アッパ側インナコラム36の下面に固定されている。すなわち、アッパ側テレスコ用アクチュエータ16は、アッパ側テレスコ用モータ49を回転駆動することにより、アッパ側ナット52をアッパ側ねじ軸51の軸方向に変位させることで、アッパ側インナコラム36をアウタコラム34に対し前後方向に相対変位させる。
As shown in FIG. 3, the upper side
〈チルト用アクチュエータ〉
チルト用アクチュエータ17は、変位ブラケット27を構成する変位側支持フレーム32とアウタコラム34との間に掛け渡すように配置され、アウタコラム34を変位ブラケット27に対し上下方向に変位させる。また、後述するように、位置調整装置9の前側に接続される反力発生装置10を、固定側支持フレーム29に対し、幅方向に配置された1対の枢支ボルト54により回動可能に支持している。これにより、コラム本体25をブラケット24に対し、枢支ボルト54を中心として上下方向に揺動させることが可能になる。
<Tilt actuator>
The
チルト用アクチュエータ17は、チルト用モータ55と、チルト用送りねじ装置56とを備える。
The
チルト用モータ55は、図示しないモータ出力軸を前後方向に向けて、変位側支持フレーム32を構成する一方の支持壁部33に固定されている。
The
チルト用送りねじ装置56は、図示しないチルト用ねじ軸と、チルト用ナットとを備える。チルト用ねじ軸は、軸方向を上下方向に向けて配置されており、図示しないウォーム減速機などの減速機構を介して、チルト用モータ55により回転駆動される。チルト用ねじ軸は、一方の支持壁部33に対し回転のみ可能に支持されている。チルト用ナットは、チルト用ねじ軸に螺合しており、アウタコラム34の幅方向の側面に枢支されている。すなわち、チルト用アクチュエータ17は、チルト用モータ55を回転駆動することにより、チルト用ナットをチルト用ねじ軸の軸方向に変位させることで、アウタコラム34を変位ブラケット27に対し上下方向に相対変位させる。
The tilt
《ステアリングホイールの位置調整方法》
本例の位置調整装置9により、ステアリングホイール2の前後位置を調整するには、ロア側テレスコ用アクチュエータ15を駆動して、変位ブラケット27を固定ブラケット26に対し前後方向に相対変位させ、アウタコラム34をロア側インナコラム35に対して前後方向に相対変位させる、又は/及び、アッパ側テレスコ用アクチュエータ16を駆動して、アッパ側インナコラム36をアウタコラム34に対して前後方向に相対変位させる。これにより、ステアリングコラム14の全長を伸縮させるとともに、ステアリングシャフト13の全長を伸縮させることで、ステアリングホイール2の前後位置を調整する。ステアリングホイール2の前後位置を所望の位置に調整した後は、ロア側テレスコ用アクチュエータ15又は/及びアッパ側テレスコ用アクチュエータ16の駆動を停止する。
How to adjust the steering wheel position
To adjust the longitudinal position of the
本例の位置調整装置9により、ステアリングホイール2の上下位置を調整するには、チルト用アクチュエータ17を駆動して、アウタコラム34の後側部分を変位ブラケット27に対し上下方向に変位させる。これにより、コラム本体25の内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト13を揺動させ、ステアリングホイール2の上下位置を調整する。ステアリングホイール2の上下位置を所望の位置に調整した後は、チルト用アクチュエータ17の駆動を停止する。
To adjust the vertical position of the
なお、ステアリングホイール2の前後位置の調整と上下位置の調整とは、同時に行うこともできるし、独立して(時間的に前後して)行うこともできる。
The adjustment of the fore-aft position and the up-down position of the
〈反力発生装置〉
反力発生装置10は、位置調整装置9の前方に配置されており、位置調整装置9に対し、動力接続部11及び筐体接続部12により接続されている。反力発生装置10は、制御装置6によって制御されており、ステアリングホイール2の舵角や車速などの運転状況に応じた大きさ及び方向の操舵反力を、ステアリングホイール2に付与する。
<Reaction force generating device>
The reaction
反力発生装置10は、ギヤハウジング57と、反力付与モータ58と、ウォーム減速機59と、反力出力シャフト60とを備える。
The reaction
ギヤハウジング57は、図9に示すように、ロア側ハウジング61と、アッパ側ハウジング62と、第二ハウジング接続部63とを備える。ロア側ハウジング61とアッパ側ハウジング62と第二ハウジング接続部63とは、反力発生装置10を位置調整装置9に接続する以前の状態で、ボルト81により前後方向に連結されている。ロア側ハウジング61は、カップ状のウォーム収容部65と、筒状のウォームホイール収容部66とを一体に備えている。アッパ側ハウジング62は、筒状に構成されており、ウォームホイール収容部66の後側に固定される。アッパ側ハウジング62の幅方向両側部は、1対の枢支ボルト54により、固定側支持フレーム29に対し回動可能に支持されている。
9, the
《第二ハウジング接続部》
第二ハウジング接続部63は、アッパ側ハウジング62の後側の開口部を塞いでおり、円筒状の第二接続筒部67と、該第二接続筒部67の前側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がった、外向フランジ状でかつ略矩形平板状の第二接続板部68とを有する。第二接続板部68の隅角部のそれぞれには、前後方向に貫通した第二通孔69が備えられている。本例では、ロア側ハウジング61及びアッパ側ハウジング62のうち、第二通孔69と整合する部分(のうち、図示の例では上側の2箇所位置)に、前後方向に貫通した図示しない補助通孔が備えられている。このため、ロア側ハウジング61とアッパ側ハウジング62と第二ハウジング接続部63とを、ボルト81により前後方向に連結してギヤハウジング57とした状態で、第二通孔69と補助通孔とは前後方向に連続し、一つの連続孔79となる。なお、第二通孔69は、単なる貫通孔とすることもできるし、ねじ孔とすることもできる。ロア側ハウジング61とアッパ側ハウジング62とは、前記補助通孔を、前側から後側に向けて挿通したボルト87により互いに連結されている。
<<Second housing connection part>>
The second
反力付与モータ58は、ギヤハウジング57を構成するウォーム収容部65に対して支持固定されている。反力付与モータ58の回転は、ウォーム減速機59、反力出力シャフト60及び動力接続部11を介して、ステアリングシャフト13に伝達される。
The reaction
ウォーム減速機59は、ウォーム70と、ウォームホイール71とを備える。ウォーム70は、ウォーム収容部65の内側に回転自在に支持されており、反力付与モータ58の図示しないモータ出力軸に接続されている。ウォームホイール71は、ロア側ハウジング61の内側に配置されており、反力出力シャフト60を構成する後述のロア側出力シャフト72に外嵌されている。
The
反力出力シャフト60は、軸方向を前後方向に向けて配置され、ギヤハウジング57の内側に、複数(図示の例では2つ)の転がり軸受82a、82bを介して回転自在に支持されている。反力出力シャフト60は、ロア側出力シャフト72と、アッパ側出力シャフト73と、トーションバー74とを備える。ロア側出力シャフト72と、アッパ側出力シャフト73とは、互いに同軸に配置されており、トーションバー74を介して互いに連結されている。アッパ側出力シャフト73の周囲には、運転者からステアリングホイール2に入力された操舵トルクを測定するためのトルクセンサ75が配置されている。アッパ側出力シャフト73の後側の端部は、第二ハウジング接続部63を構成する第二接続筒部67から後側に突出している。
The
《雄スプライン接続部》
アッパ側出力シャフト73の後側の端部には、位置調整装置9との間でトルク伝達が可能な動力接続部11を構成する、雄スプライン接続部76を備えている。このため、本例では、反力出力シャフト60(アッパ側出力シャフト73)が、特許請求の範囲に記載した、第一シャフトに相当する。
Male spline connection
The rear end of the
雄スプライン接続部76は、図10に示すように、アッパ側出力シャフト73の後側の端部に備えられた半球状凸部77の外面に、複数の雄スプライン歯78を形成してなる、半球状の雄スプライン構造を有する。半球状凸部77は、基端部(裾部)から先端部(頂部)に向かうほど外径が曲線的に小さくなっており、アッパ側出力シャフト73の中心軸上に先端部が位置している。複数の雄スプライン歯78は、円周方向に関して等間隔に配置されており、半球状凸部77の先端部から基端部に向けて放射方向に形成されている。本例では、雄スプライン接続部76は、ポリアミド樹脂などの摩擦係数の低い、合成樹脂製のコーティング層により覆われている。
なお、半球状凸部77は、基端部から先端部に向かうほど外径が曲線的に小さくなる凸形状であれば良い。このため、半球状凸部77には、基端部から先端部までの長さ寸法が基端部における外径の1/2になった完全な半球状に限らず、完全な半球状ではない略半球状、半楕円球状、完全な半楕円球状ではない略半楕円球状を含む。
As shown in Fig. 10, the male
The hemispherical
反力発生装置10により、ステアリングホイール2に操舵反力を付与するには、たとえば、操舵トルク、操舵角、車速などの運転状況を示す各種信号に基づいて、制御装置6により反力付与モータ58を駆動する。反力付与モータ58の回転は、ウォーム減速機59を介して反力出力シャフト60に伝達され、アッパ側出力シャフト73とロアシャフト19とを接続する動力接続部11を介して、ステアリングホイール2に操舵反力として付与される。
To apply a steering reaction force to the
本例では、上述のような位置調整装置9と反力発生装置10とを、動力接続部11と筐体接続部12との2箇所で接続している。
In this example, the
〈動力接続部〉
動力接続部11は、位置調整装置9を構成するロアシャフト19の前側の端部に備えられた雌スプライン接続部21と、反力発生装置10を構成するアッパ側出力シャフト73の後側の端部に備えられた雄スプライン接続部76とを、スプライン係合により直接接続してなる。このため、動力接続部11は、スプライン構造の接続構造を有する。
<Power connection part>
The
具体的には、図12の(B)に示すように、雌スプライン接続部21を構成する半球状凹部22に、雄スプライン接続部76を構成する半球状凸部77の先半部を挿入し、かつ、半球状凹部22の内面に備えられた複数の雌スプライン歯23のそれぞれと、半球状凸部77の外面に備えられた複数の雄スプライン歯78のそれぞれとを、円周方向に交互に配置して噛み合わせることにより、スプライン係合させる。本例では、雄スプライン接続部76を、合成樹脂製のコーティング層により覆っているため、雌スプライン歯23と雄スプライン歯78とを、コーティング層を介してスプライン係合させる。
Specifically, as shown in FIG. 12B, the tip half of the
また、本例では、雌スプライン接続部21を構成する半球状凹部22の内面に対し、雄スプライン接続部76を構成する半球状凸部77の外面を、前記コーティング層を介して、後方(軸方向)に向け押し付けている。
In addition, in this example, the outer surface of the hemispherical
動力接続部11は、雌スプライン歯23と雄スプライン歯78との噛み合い、及び、半球状凹部22の内面と半球状凸部77の外面との間に作用する摩擦力のそれぞれに基づいて、ステアリングシャフト13(ロアシャフト19)と反力出力シャフト60(アッパ側出力シャフト73)とをトルク伝達可能に接続する。
The
本例では、動力接続部11において、雌スプライン接続部21を構成する半球状凹部22の内面に対し、雄スプライン接続部76を構成する半球状凸部77の外面を後方に向けて押し付けている。このため、雌スプライン接続部21を備えたロアシャフト19が、後方に変位することを防止するために、変位防止構造を別途備えている。
In this example, in the
本例では、図13に示すように、ロアシャフト19をロア側インナコラム35に対し回転自在に支持するための転がり軸受18aを利用して、ロアシャフト19の後方への変位を防止している。具体的には、ロアシャフト19の外周面のうち、転がり軸受18aが外嵌された部分の前側に隣接した位置に係止溝83を形成し、該係止溝83に対しテーパ面を有するベベル型の止め輪84を係止している。さらに、ロア側インナコラム35の内周面に備えられた内向フランジ状の環状壁部85の内周面のうち、転がり軸受18aが内嵌された部分の後側に隣接した位置に、径方向内側に向けて張り出した環状突起部86を設けている。これにより、ロアシャフト19に作用する後方への押し付け力を、止め輪84及び転がり軸受18aを介して、ロア側インナコラム35により支承するようにしている。
In this example, as shown in Fig. 13, a rolling
〈筐体接続部〉
筐体接続部12は、位置調整装置9を構成するロア側インナコラム35の前側の端部に備えられた第一ハウジング接続部41と、反力発生装置10を構成するギヤハウジング57の後側部に備えられた第二ハウジング接続部63とを、複数本(図示の例では4本)の接続ボルト64(図5参照)により接続してなる。このため、筐体接続部12は、ボルト接続構造を有する。
<Housing connection>
The
具体的には、第一ハウジング接続部41を構成する第一接続板部43と、第二ハウジング接続部63を構成する第二接続板部68とを、前後方向に隙間なく重ね合わせ、第一接続板部43に備えられた第一通孔44、及び、第二接続板部68に備えられた第二通孔69(連続孔79)に、後側から前側に向けて挿通した接続ボルト64により、第一接続板部43と第二接続板部68とを結合する。さらに本例では、第一接続板部43と第二接続板部68とを前後方向に重ね合わせる際に、第二接続筒部67を第一接続筒部42に対しインロー嵌合させる。本例では、このような筐体接続部12により、位置調整装置9を構成するロア側インナコラム35と、反力発生装置10を構成するギヤハウジング57とを前後方向に接続する。また、本例では、このような筐体接続部12を、動力接続部11の近傍、すなわち、動力接続部11のわずかに前方に配置している。
Specifically, the first connecting
以上のような本例では、動力接続部11において、ロアシャフト19の中心軸とアッパ側出力シャフト73の中心軸とが不一致になる、いわゆるアライメント誤差が生じた場合にも、アライメント誤差を吸収(許容)することができる。
すなわち、本例では、動力接続部11を、雌スプライン接続部21を構成する半球状凹部22に、雄スプライン接続部76を構成する半球状凸部77を挿入し、半球状凹部22の内面に備えられた雌スプライン歯23と半球状凸部77の外面に備えられた雄スプライン歯78とをスプライン係合させることで構成している。このため、雌スプライン歯23と雄スプライン歯78とをスプライン係合させたまま、半球状凸部77を半球状凹部22の内側で変位させることによって、アライメント誤差を吸収することができる。また、動力接続部11は、ロアシャフト19とアッパ側出力シャフト73との接続作業時に生じたアライメント誤差だけでなく、ステアリング装置1の使用時(作動時)に生じるアライメント誤差を吸収することもできる。
In the present example as described above, even if a so-called alignment error occurs in which the central axis of the
That is, in this example, the
したがって、本例の動力接続部11の接続構造によれば、アライメント誤差が生じた場合にも、ステアリングシャフト13と反力出力シャフト60との間でトルク伝達を行うことができる。また、アライメント誤差に起因して、異音が発生したり、伝達効率が低下したりすることも防止できる。また、半球状凹部22と半球状凸部77とにこじれが生じた場合にも、ステアリングシャフト13と反力出力シャフト60との間で、トルク伝達を効率良く行うことができる。
Therefore, according to the connection structure of the
また、雄スプライン接続部76の表面を、合成樹脂製のコーティング層により覆っているため、雄スプライン歯78と雌スプライン歯23とのがたつきを抑制できる。また、雄スプライン接続部76と雌スプライン接続部21との金属接触に起因して異音が発生することを防止できる。なお、本発明を実施する場合には、雄スプライン接続部76に代えて、雌スプライン接続部21を合成樹脂製のコーティング層により覆うこともできるし、雄スプライン接続部76及び雌スプライン接続部21の両方を、合成樹脂製のコーティング層により覆うこともできる。さらに、合成樹脂製のコーティング層を設けずに、雌スプライン接続部と雄スプライン接続部との間に、ゴムやエラストマーなどの弾性材製の緩衝部材(ダンパ部材)を配置することもできる。
In addition, because the surface of the male
また、本例の動力接続部11は、雌スプライン接続部21と雄スプライン接続部76とを、継手部材やジョイント部材を介さずに、直接接続している。このため、部品点数を増加させることなく、ステアリングシャフト13と反力出力シャフト60とをトルク伝達可能に接続することができる。また、動力接続部11の全長(軸方向長さ)を短くできる。したがって、操舵ユニット3の前後方向に関する寸法が大型化するのを防止できる。
In addition, the
さらに、本例の動力接続部11は、雌スプライン接続部21を構成する半球状凹部22の内側に、雄スプライン接続部76を構成する半球状凸部77を挿入するだけで、雌スプライン接続部21と雄スプライン接続部76とを接続できる。このため、雌スプライン接続部21と雄スプライン接続部76との接続作業と、第一ハウジング接続部41と第二ハウジング接続部63との接続作業とを、同時に行うことができる。また、第一ハウジング接続部41と第二ハウジング接続部63とを接続する際に、第一接続筒部42に対し第二接続筒部67をインロー嵌合させるため、雌スプライン接続部21と雄スプライン接続部76との直径方向(ラジアル方向)の位置決めを容易に図ることもできる。
Furthermore, in the
図示の例では、ステアリングシャフト13を、ステアリングコラム14の内側に、3つの転がり軸受18a~18cにより回転自在に支持し、ステアリングシャフト13に対し動力接続部11によりトルク伝達可能に接続される反力出力シャフト60を、ギヤハウジング57の内側に、2つの転がり軸受82a、82bにより回転自在に支持している。ただし、ステアリングシャフト13を回転自在に支持する3つの転がり軸受18a~18cのうち、アッパシャフト20の前側の端部外周面と、アッパ側インナコラム36の前側の端部内周面との間に備えられた転がり軸受18bに関しては、変位防止機構として機能する転がり軸受18aを備えていれば省略することができる。このように、転がり軸受18bを省略すれば、操舵ユニット3のコスト低減を図れる。
In the illustrated example, the steering
また、本例では、アウタコラム34をロア側インナコラム35に対して前後方向の相対変位を可能に嵌合し、かつ、アッパ側インナコラム36をアウタコラム34に対して前後方向の相対変位を可能に嵌合することで、コラム本体25を2段伸縮構造としている。このため、ステアリングコラム14の全長の伸縮可能量を十分に確保しつつ、ロア側ねじ軸47及びアッパ側ねじ軸51の軸方向寸法が過大になることを防止できる。
In addition, in this example, the
また、本例の位置調整装置9は、ロア側テレスコ用アクチュエータ15とアッパ側テレスコ用アクチュエータ16とのいずれによっても、ステアリングホイール2の前後方向の位置調整を行うことができる。このため、ロア側テレスコ用アクチュエータ15とアッパ側テレスコ用アクチュエータ16とのいずれか一方のアクチュエータに故障などの不具合が生じた場合でも、他方のアクチュエータにより、ステアリングホイール2の前後位置の調整を行うことができる。
In addition, the
さらに、本例の位置調整装置9は、ロア側テレスコ用アクチュエータ15とアッパ側テレスコ用アクチュエータ16とを同時に駆動させることができるため、1つのアクチュエータのみを備えた位置調整装置に比べて、ステアリングホイール2の前後位置の調整速度を向上できる。
Furthermore, the
[実施の形態の第2例]
実施の形態の第2例について、図15~図18を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Second Example of the Embodiment]
The second embodiment will be described with reference to Figures 15 to 18. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本例では、ロアシャフト19aを、接続シャフト88とメインシャフト89とに分割し、これら接続シャフト88とメインシャフト89とを軸継手90により接続した、連結構造としている。
In this example, the
接続シャフト88は、前側の端部に、雌スプライン接続部21を備えている。雌スプライン接続部21は、実施の形態の第1例と同様に、反力発生装置10の反力出力シャフト60(アッパ側出力シャフト73)の後側の端部に備えられた雄スプライン接続部76に対し、トルク伝達可能にスプライン係合している。なお、図示の例では、アッパ側出力シャフト73は、雄スプライン接続部76の前側に隣接した位置に、雄スプライン接続部76の基端部の外径よりも小さな外径を有するくびれ部118を備えている。
The
接続シャフト88は、後側の端部に、円筒面状の外周面を有する第一軸状部91を備えている。メインシャフト89は、前側の端部に、円筒面状の外周面を有する第二軸状部92を備えている。第一軸状部91及び第二軸状部92のそれぞれには、外周面の円周方向の一部に、回り止めを図るための切り欠きやキー溝などを形成することもできる。
The connecting
軸継手90は、第一軸状部91に相対回転不能に接続される第一伝達部材93と、第二軸状部92に相対回転不能に接続される第二伝達部材94と、第一伝達部材93と第二伝達部材94との間に配置され、これら第一伝達部材93と第二伝達部材94との間でトルクを伝達する中間部材95とを備える。
The
第一伝達部材93は、中央部に軸方向に貫通した挿入孔96aを有しており、円周方向の2箇所位置に放射方向に伸長した切り欠き97aを有している。また、第一伝達部材93は、円周方向の複数個所に軸方向に突出した突起部98aを備えている。第一軸状部91に第一伝達部材93を接続するには、第一軸状部91を挿入孔96aに挿入し、第一伝達部材93の円周方向の一部に配置された図示しないねじ部材を、図示しない工具を用いて締め付ける。これにより、切り欠き97aの円周方向幅を小さくし、挿入孔96aの内径を縮めることで、第一軸状部91に第一伝達部材93を接続する。
The
第二伝達部材94は、中央部に軸方向に貫通した挿入孔96bを有しており、円周方向の2箇所位置に放射方向に伸長した切り欠き97bを有している。また、第二伝達部材94は、円周方向の複数個所に軸方向に突出した突起部98bを備えている。第二軸状部92に第二伝達部材94を接続するには、第二軸状部92を挿入孔96bに挿入し、第二伝達部材94の円周方向の一部に配置された図示しないねじ部材を、図示しない工具を用いて締め付ける。これにより、切り欠き97bの円周方向幅を小さくし、挿入孔96bの内径を縮めることで、第二軸状部92に第二伝達部材94を接続する。
The
中間部材95は、たとえば弾性材製で、円環状に構成されている。中間部材95は、軸方向の両側部のそれぞれに、円輪部99a、99bを備えている。円輪部99aは、円周方向の複数個所に、第一伝達部材93に備えられた突起部98aを挿入可能な図示しない第一係合孔を備えている。円輪部99bは、円周方向の複数個所に、第二伝達部材94に備えられた突起部98bを挿入可能な図示しない第二係合孔を備えている。
The
本例では、ロアシャフト19aを、ロア側の接続シャフト88とアッパ側のメインシャフト89とを、軸継手90を介して接続した連結構造としているため、ロアシャフト19aと反力出力シャフト60との間に生じるアライメント誤差を、動力接続部11だけでなく、軸継手90によっても吸収することができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
In this example, the
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第3例]
実施の形態の第3例について、図19を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Example of the Embodiment]
A third example of the embodiment will be described with reference to Fig. 19. In this example, components similar to those in the first example of the embodiment are given the same reference numerals as those in the first example of the embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本例の動力接続部11aは、ロアシャフト19bの前側の端部に備えられた雄スプライン接続部76aと、アッパ側出力シャフト73aの後側の端部に備えられた雌スプライン接続部21aとを、スプライン係合させることにより構成されている。つまり、本例の動力接続部11aは、雄スプライン接続部と雌スプライン接続部との前後位置が、実施の形態の第1例の動力接続部11とは反対である。
The
本例では、ロアシャフト19bの前側の端部に半球状凸部77aを設け、該半球状凸部77a外面に複数の雄スプライン歯78aを形成している。また、アッパ側出力シャフト73aの後側の端部に半球状凹部22aを設け、該半球状凹部22aの内面に複数の雌スプライン歯23aを形成している。そして、雌スプライン接続部21aを構成する半球状凹部22aに、雄スプライン接続部76aを構成する半球状凸部77aを挿入し、かつ、半球状凹部22aの内面に備えられた複数の雌スプライン歯23aのそれぞれと、半球状凸部77aの外面に備えられた複数の雄スプライン歯78aのそれぞれとをスプライン係合させている。本例では、このような動力接続部11aにより、ロアシャフト19bとアッパ側出力シャフト73aとをトルク伝達可能に接続している。
In this example, a
さらに本例では、ロアシャフト19bの前側の端部に備えられた、雄スプライン接続部76aを構成する雄スプライン歯78aと、ロアシャフト19bの外周面の後側の端部から中間部にわたる範囲に備えられたテレスコ調整用の雄スプライン歯100とを、前後方向に連続させている。別な言い方をすれば、テレスコ調整用の雄スプライン歯100を、ロアシャフト19bの前側の端部にまで延長して形成している。このため、ロアシャフト19bには、外周面の軸方向の全長にわたり、雄スプライン歯が備えられている。
Furthermore, in this example, the
以上のような本例では、テレスコ調整用の雄スプライン歯100と、雄スプライン接続部76aを構成する雄スプライン歯78aとを、同時に加工することができる。このため、加工工数の低減を図ることができ、操舵ユニット3のコスト低減を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
In the present embodiment as described above, the
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第4例]
実施の形態の第4例について、図20~図21を用いて説明する。本例では、本発明のシャフト接続構造を、電動式パワーステアリング装置に適用している。本例においても、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fourth Example of the Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to Figures 20 and 21. In this embodiment, the shaft connection structure of the present invention is applied to an electric power steering device. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
本例のステアリング装置1aは、コラムアシストタイプの電動式パワーステアリング装置である。ステアリング装置1aは、ステアリングホイール2と、ステアリングシャフト13aと、ステアリングコラム14aと、1対の自在継手101a、101bと、中間シャフト102と、ステアリングギヤユニット103と、1対のタイロッド8と、電動アシスト装置104とを備えている。
The
ステアリングホイール2は、ステアリングコラム14aの内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト13aの後側の端部に取り付けられている。ステアリングシャフト13aの前側の端部は、ステアリングコラム14aの前側の端部に固定されたハウジング105の内側に挿入されており、トーションバー117を介して、出力シャフト106に連結されている。
The
出力シャフト106の回転は、1対の自在継手101a、101b及び中間シャフト102を介して、ステアリングギヤユニット103のピニオンシャフト107に伝達される。そして、ピニオンシャフト107の回転を、図示しないラック軸の直線運動に変換することで、1対のタイロッド8を押し引きし、操舵輪に舵角を付与する。
The rotation of the
電動アシスト装置104は、運転者がステアリングホイール2を操作するのに要する力の軽減を図るもので、出力シャフト106の周囲に配置された図示しないトルクセンサと、図示しないECUと、減速機付モータ108とを備えている。
The
減速機付モータ108は、ウォーム減速機109と、電動モータ110とを備える。
The motor with
ウォーム減速機109は、ウォーム111と、ウォームホイール112とを備える。ウォーム111は、軸方向両側の端部を、1対の転がり軸受113(図21には一方のみ図示)によりハウジング105に対し回転自在に支持されている。ウォーム111は、軸方向中間部に、ウォーム歯114を有している。ウォームホイール112は、出力シャフト106に外嵌されており、図示しない転がり軸受によりハウジング105に対し回転自在に支持されている。ウォームホイール112は、外周面に、ウォーム歯114と噛合するウォームホイール歯115を有している。
The
電動モータ110は、ECUにより駆動制御されるもので、モータ出力軸116を有している。
The
本例では、モータ出力軸116とウォーム111との動力接続部11bの接続構造を工夫している。すなわち、モータ出力軸116の先端部に、複数の雌スプライン歯23bを半球状凹部22bの内面に形成してなる、雌スプライン接続部21bを設けている。また、ウォーム111の基端部に、複数の雄スプライン歯78bを半球状凸部77bの外面に形成してなる、雄スプライン接続部76bを設けている。そして、雌スプライン接続部21bを構成する半球状凹部22bに、雄スプライン接続部76bを構成する半球状凸部77bを挿入し、かつ、半球状凹部22bの内面に備えられた複数の雌スプライン歯23bのそれぞれと、半球状凸部77bの外面に備えられた複数の雄スプライン歯78bのそれぞれとをスプライン係合させている。これにより、モータ出力軸116とウォーム111とをトルク伝達可能に接続している。なお、本例では、ウォーム111が、特許請求の範囲に記載した、第一シャフトに相当し、モータ出力軸116が、特許請求の範囲に記載した、第二シャフトに相当する。
In this example, the connection structure of the
以上のような本例では、モータ出力軸116とウォーム111とを、部品点数を増加させることなくトルク伝達可能に接続することができる。また、動力接続部11bの全長を短くすることができ、減速機付モータ108、ひいては、ステアリング装置1aが大型化するのを防止できる。また、モータ出力軸116とウォーム111との間のアライメント誤差を吸収することができる。
In this example, the
なお、従来から、ウォームを揺動変位可能に支持するために、ウォームの基端側部分を回転自在に支持する転がり軸受の軸方向両側に、1対の軸方向ダンパを配置することが行われている。ただし、本例では、モータ出力軸116の先端部とウォーム111の基端部とを、上述したような動力接続部11bを介して接続しているため、電動モータ110側に配置される軸方向ダンパを省略することができ、ウォーム111の外周面の軸方向中間部に備えられた鍔部127と転がり軸受113との間にのみ、樹脂製の軸方向ダンパ128を配置すれば足りる。したがって、本例によれば、減速機付モータ108の小型化を図ることができる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
In addition, in the past, in order to support the worm so that it can oscillate and be displaced, a pair of axial dampers have been arranged on both axial sides of the rolling bearing that rotatably supports the base end portion of the worm. However, in this example, since the tip end of the
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第4例の変形例]
実施の形態の第4例の変形例について、図22を用いて説明する。本例においても、本発明のシャフト接続構造を、電動式パワーステアリング装置に適用し、モータ出力軸116aとウォーム111aとの動力接続部11cの接続構造を工夫している。
[Modification of the fourth example of the embodiment]
A modified example of the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 22. In this example, the shaft connection structure of the present invention is also applied to an electric power steering device, and the connection structure of the
すなわち、本例の動力接続部11cでは、モータ出力軸116aの先端部とウォーム111aの基端部とに設ける、雄スプライン接続部及び雌スプライン接続部の位置関係を、実施の形態の第4例とは逆にしている。
In other words, in the
本例では、モータ出力軸116aの先端部に、複数の雄スプライン歯78cを半球状凸部77cの外面に形成してなる、雄スプライン接続部76cを設けている。また、ウォーム111aの基端部に、複数の雌スプライン歯23cを半球状凹部22cの内面に形成してなる、雌スプライン接続部21cを設けている。そして、雌スプライン接続部21cを構成する半球状凹部22cに、雄スプライン接続部76cを構成する半球状凸部77cを挿入し、かつ、半球状凹部22cの内面に備えられた複数の雌スプライン歯23cのそれぞれと、半球状凸部77cの外面に備えられた複数の雄スプライン歯78cのそれぞれとをスプライン係合させている。これにより、モータ出力軸116aとウォーム111aとをトルク伝達可能に接続している。なお、本例では、ウォーム111aが、特許請求の範囲に記載した、第二シャフトに相当し、モータ出力軸116aが、特許請求の範囲に記載した、第一シャフトに相当する。
In this example, a male
また、ウォーム111aの先端側部分の周囲に付勢部材129を設けている。これにより、ウォーム111aの先端部をウォームホイール112に近づく方向に付勢している。
In addition, a biasing
以上のような本例では、ウォーム111aの基端部を回転自在に支持する転がり軸受113の中心Oと、雄スプライン歯78cと雌スプライン歯23cとのスプライン係合部の軸方向位置を一致させることができる。このため、ウォーム111aを、転がり軸受113の中心Oを支点として揺動させることができる。これにより、ウォーム111aの先端側に設けた付勢部材129を効率的に機能させることが可能になる。したがって、付勢部材129によって、ウォーム歯114をウォームホイール歯115に向けて付勢することができ、ウォーム歯114とウォームホイール歯115との噛合部のバックラッシを小さくできる。この結果、ウォーム歯114とウォームホイール歯115との噛合部で、歯打ち音が発生することを抑制できる。
In the above-described embodiment, the center O of the rolling
また、動力接続部11cを、半球状凹部22cの内側に半球状凸部77cを挿入することにより構成しているため、動力接続部11cの軸方向寸法が嵩むことを抑制でき、減速機付モータ108の小型化を図れる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例及び第4例と同じである。
In addition, since the
The other configurations and effects are the same as those of the first and fourth embodiments.
[実施の形態の第5例]
実施の形態の第5例について、図23を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Fifth Example of the Embodiment]
A fifth example of the embodiment will be described with reference to Fig. 23. In this example, components similar to those in the first example of the embodiment are given the same reference numerals as those in the first example of the embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本例では、アッパ側出力シャフト73aのうち、雄スプライン接続部76に隣接した(つながる)軸方向中間部の外径を、雄スプライン接続部76(半球状凸部77)の外径よりも小さくしている。言い換えれば、アッパ側出力シャフト73aは、雄スプライン接続部76の前側に隣接する部分に、雄スプライン接続部76よりも小径のくびれ部118を備えている。このため、本例では、アッパ側出力シャフト73aの後側部の形状を、略きのこ形状としている。
In this example, the outer diameter of the axially intermediate portion of the
以上のような本例では、図23の(C)に示すように、アッパ側出力シャフト73aの中心軸と、ロアシャフト19の中心軸とが不一致になるアライメント誤差が生じた場合にも、ロアシャフト19の前側の端面が、アッパ側出力シャフト73aの外周面に干渉しにくくできる。このため、アライメント誤差を十分に吸収することができる。また、本例では、アッパ側出力シャフト73aの中心軸とロアシャフト19の中心軸とが不一致になった場合にも、アッパ側出力シャフト73aの中心軸とロアシャフト19の中心軸との交差位置がずれることを防止できる。
In this example as described above, even if an alignment error occurs in which the central axis of the
また、本例では、図23の(B)に示すように、雄スプライン接続部76(半球状凸部77)の先端部と、雌スプライン接続部21(半球状凹部22)の底部とを当接させずに、雄スプライン接続部76の先端部と雌スプライン接続部21の底部との間に、空間130を設けている。このため、該空間130をグリース溜りとして利用することもできる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
23B, the tip of male spline connection portion 76 (semispherical convex portion 77) and the bottom of female spline connection portion 21 (semispherical concave portion 22) are not in contact with each other, and a
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第5例の変形例]
実施の形態の第5例の変形例について、図24を用いて説明する。
[Modification of the fifth example of the embodiment]
A modification of the fifth example of the embodiment will be described with reference to FIG.
実施の形態の第5例においては、前記図23の(B)に示したように、雌スプライン接続部21(半球状凹部22)の内側に、雄スプライン接続部76(半球状凸部77)を挿入した状態で、雄スプライン歯78の外径が一定になった雄スプライン接続部76の基端部131(図23の(A)中に二点鎖線で囲んだ範囲)は、その大部分が雌スプライン接続部21から軸方向に突出(露出)している。このため、実施の形態の第5例において、雄スプライン接続部76の基端部131は、トルク伝達に殆ど寄与しない。そこで本例では、図24に示すように、アッパ側出力シャフト73bの後側の端部に設けた雄スプライン接続部76dから、雄スプライン歯78の外径が一定になった部分を省略している。別の言い方をすれば、雄スプライン接続部76dを構成する雄スプライン歯78dは、軸方向の全長にわたり外径が曲線的に変化している。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 23B, when the male spline connection part 76 (semispherical convex part 77) is inserted inside the female spline connection part 21 (semispherical concave part 22), the base end part 131 (area surrounded by a two-dot chain line in FIG. 23A) of the male
以上のような本例では、実施の形態の第5例の構造に比べて、雄スプライン接続部76dの軸方向寸法を短くすることができる。なお、本例の構造は、ステアリングシャフトと反力出力シャフトとの接続部に適用できるだけでなく、たとえば、ウォームとモータ出力軸との接続部にも適用できる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例及び第5例と同じである。
In this example as described above, the axial dimension of the male
The other configurations and effects are the same as those of the first and fifth embodiments.
[実施の形態の第6例]
実施の形態の第6例について、図25を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Sixth Example of the Embodiment]
A sixth example of the embodiment will be described with reference to Fig. 25. In this example, components similar to those in the first example of the embodiment are given the same reference numerals as those in the first example of the embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本例では、操舵ユニット3aを構成する位置調整装置9aを、実施の形態の第1例の構造のような電動式の位置調整装置ではなく、手動式の位置調整装置としている。位置調整装置9aは、ステアリングホイール2(図1参照)の前後位置及び上下位置の調整が可能であり、ステアリングコラム119の内側に、ステアリングシャフト120を、1対の転がり軸受18d、18eを介して回転自在に支持している。
In this example, the
そして、ステアリングホイール2の前後位置の調整を可能とするために、ステアリングコラム119を、ロア側に配置されたアウタコラム121に、アッパ側に配置されたインナコラム122を前後方向の相対変位を可能に嵌合し、全長を伸縮可能に構成している。また、ステアリングシャフト120を、ロア側に配置されたインナシャフト123に、アッパ側に配置されたアウタシャフト124をトルク伝達可能にかつ前後方向の相対変位を可能に嵌合し、全長を伸縮可能に構成している。本例では、アウタコラム121とインナシャフト123との間に転がり軸受18dを配置し、インナコラム122とアウタシャフト124との間に転がり軸受18eを配置している。
To allow the adjustment of the fore-aft position of the
また、ステアリングホイール2の上下位置の調整を可能とするために、アウタコラム121の前側の端部などを、幅方向に配置された図示しないチルト軸により、車体に対して枢支するとともに、アウタコラム121の後側部を、車体に固定された支持ブラケット125に対して、上下方向の変位を可能に支持している。
なお、ステアリングホイール2の位置調整を行うには、図示しない調整レバーを操作し、支持ブラケット125によるアウタコラム121の締め付け力を低下させた状態で、ステアリングホイール2の位置を手動で調整することにより行う。
Furthermore, in order to enable adjustment of the vertical position of the
To adjust the position of the
本例では、上述のような構成を有する位置調整装置9aを構成するアウタコラム121の前側の端部に、反力発生装置10aを構成する反力付与モータ58aを直接固定している。そして、反力付与モータ58aのモータ出力軸126の先端部(後側の端部)に備えられた雄スプライン接続部76を、インナシャフト123の前側の端部に備えられた雌スプライン接続部21に、スプライン係合によりトルク伝達可能に直接接続している。具体的には、雌スプライン接続部21を構成する半球状凹部22に、雄スプライン接続部76を構成する半球状凸部77の先半部を挿入し、かつ、半球状凹部22の内面に備えられた複数の雌スプライン歯23のそれぞれと、半球状凸部77の外面に備えられた複数の雄スプライン歯78のそれぞれとを、円周方向に交互に配置して噛み合わせることにより、スプライン係合させている。このように本例では、操舵ユニット3aを、ダイレクトドライブ方式に構成している。なお、本例では、反力付与モータ58aのモータ出力軸126が、特許請求の範囲に記載した、第一シャフトに相当し、インナシャフト123が、特許請求の範囲に記載した、第二シャフトに相当する。
In this example, the reaction
以上のような本例の操舵ユニット3aによれば、実施の形態の第1例の構造に比べて、ウォーム減速機などの複数の部材を省略できる。このため、部品点数の低減によるコスト低減及び軽量化を図れる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
According to the steering unit 3a of this example as described above, it is possible to omit a number of components such as the worm reduction gear compared to the structure of the first example of the embodiment, which leads to a reduction in the number of parts, thereby achieving cost reduction and weight reduction.
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第7例]
実施の形態の第7例について、図26~図28を用いて説明する。本例では、実施の形態の第1例と同様の構成要素には、実施の形態の第1例と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Seventh Example of the Embodiment]
The seventh example of the embodiment will be described with reference to Figures 26 to 28. In this example, components similar to those in the first example of the embodiment are given the same reference numerals as in the first example of the embodiment, and detailed descriptions thereof will be omitted.
本例では、動力接続部11dの構造を、実施の形態の第1例~第6例までの構造から変更している。具体的には、アッパ側出力シャフト73cの後側の端部に設ける雄スプライン接続部76eの構造、及び、ロアシャフト19cの前側の端部に設ける雌スプライン接続部21dの構造を、実施の形態の第1例~第6例までの構造から変更している。
In this example, the structure of the
図26に示すように、雄スプライン接続部76eを、アッパ側出力シャフト73の後側の端部に備えられた球台状凸部132の外面に、複数の雄スプライン歯78eを形成してなる、球台状の雄スプライン構造としている。球台状凸部132は、半球状凸部の先端部を平坦面状とした如き形状を有しており、基端部から先端部に向かうほど外径が曲線的に小さくなっている。なお、球台状凸部とは、図29の(B)に示すように、球を2つの平行な平面で切断してなる球台状の外面を有する凸部をいう。なお、球台状の外面とは、換言すれば、帯状の凸曲面ということもできる。また、球台状凸部は、略等脚台形状の断面形状を有している。本例では、球台状凸部132の先端部に、部分球状の凸曲部133を設けているが、該凸曲部133は省略することもできる。複数の雄スプライン歯78eは、円周方向に関して等間隔に配置されており、球台状凸部132の外面に放射方向に形成されている。本例では、雄スプライン接続部76eは、ポリアミド樹脂などの摩擦係数の低い、合成樹脂製のコーティング層により覆われている。
As shown in FIG. 26, the male
また、図27に示すように、雌スプライン接続部21dを、ロアシャフト19cの前側の端面に開口した球台状凹部134の内面に、複数の雌スプライン歯23dを形成してなる、球台状の雌スプライン構造としている。球台状凹部134は、半球状凹部の底部を平坦面状とした如き形状を有しており、開口部から奥側に向かうほど内径が曲線的に小さくなっている。本例では、球台状凹部134の底部に、部分球状の凹曲部135を設けているが、該凹曲部135は省略することもできる。複数の雌スプライン歯23dは、円周方向に関して等間隔に配置されており、球台状凹部134の内面に放射方向に形成されている。
As shown in FIG. 27, the female
本例では、図28の(A)に示すように、雌スプライン接続部21dを構成する球台状凹部134に、雄スプライン接続部76eを構成する球台状凸部132の全体を挿入し、かつ、球台状凹部134の内面に備えられた複数の雌スプライン歯23dのそれぞれと、球台状凸部132の外面に備えられた複数の雄スプライン歯78eのそれぞれとをスプライン係合させる。本例では、雄スプライン接続部76eを、合成樹脂製のコーティング層により覆っているため、雌スプライン歯23dと雄スプライン歯78eとを、コーティング層を介してスプライン係合させる。さらに、球台状凹部134の底部に備えられた凹曲部135の内側に、球台状凸部132の先端部に備えられた凸曲部133を挿入する。
In this example, as shown in FIG. 28A, the entirety of the frustum-shaped
本例では、図28の(B)に示すように、ロアシャフト19cの中心軸とアッパ側出力シャフト73cの中心軸とが不一致になる、いわゆるアライメント誤差が生じた場合には、雌スプライン歯23dと雄スプライン歯78eとをスプライン係合させたまま、球台状凸部132を球台状凹部134の内側で変位させることによって、アライメント誤差を吸収することができる。
In this example, as shown in FIG. 28B, if an alignment error occurs in which the central axis of the
以上のような本例では、雄スプライン接続部76eと雌スプライン接続部21dとから構成される動力接続部11dの軸方向寸法を短くできる。したがって、装置全体の小型化を図れる。また、本例では、雄スプライン歯78eを球台状凸部132の外面に形成し、かつ、雌スプライン歯23dを球台状凹部134の内面に形成しているため、実施の形態の第1例の構造のように、雄スプライン歯を半球状凸部の外面に形成し、かつ、雌スプライン歯を半球状凹部の内面に形成した場合に比べて、スプライン係合部の噛み合い長さを短くすることができる。このため、噛み合い長さが長い場合に発生しやすい、うねり音の発生を効果的に防止できる。また、噛み合い長さを短くできるため、アライメントの吸収を大きくすることができる。つまり、アッパ側出力シャフト73cとロアシャフト19cとの傾きを大きくできる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
In the above-described embodiment, the axial dimension of the
The other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can be modified as appropriate without departing from the technical concept of the invention. Furthermore, the structures of each example of the embodiment can be combined as appropriate as long as no contradiction occurs.
本発明を実施する場合に、雌スプライン歯と雄スプライン歯とをスプライン係合させたまま、部分球状凹部の内側で部分球状凸部を変位させることができる限り、部分球状凸部及び部分球状凹部のそれぞれの形状、並びに、雄スプライン歯及び雌スプライン歯のそれぞれの数及び形状については、実施の形態の各例の構造に限定されない。また、本発明を実施する場合に、雄スプライン係合部と雌スプライン係合部とを、実施の形態の各例の構造とは反対にして実施することもできる。 When implementing the present invention, the respective shapes of the partial spherical convex portion and the partial spherical concave portion, and the respective numbers and shapes of the male spline teeth and female spline teeth are not limited to the structures of the examples of the embodiments, so long as the partial spherical convex portion can be displaced inside the partial spherical concave portion while keeping the female spline teeth and the male spline teeth in spline engagement. In addition, when implementing the present invention, the male spline engagement portion and the female spline engagement portion can also be reversed in structure to that of the examples of the embodiments.
また、本発明を実施する場合に、本発明のシャフト接続構造により接続可能な第一シャフト及び第二シャフトの種類は、実施の形態の各例で説明したシャフトに限定されない。また、本発明の減速機付モータについても、実施の形態の第4例及び変形例で説明した電動式パワーステアリング装置を構成する減速機付モータに限らず、ステアバイワイヤ式のステアリング装置を構成する反力発生装置などの減速機付モータに適用することもできるし、その他の装置に備えられた減速機付モータに適用することもできる。 In addition, when implementing the present invention, the types of the first shaft and second shaft that can be connected by the shaft connection structure of the present invention are not limited to the shafts described in each of the embodiments. In addition, the motor with a reducer of the present invention is not limited to the motor with a reducer that constitutes the electric power steering device described in the fourth embodiment and the modified example of the embodiment, but can also be applied to a motor with a reducer such as a reaction force generating device that constitutes a steer-by-wire type steering device, or a motor with a reducer provided in other devices.
また、本発明を実施する場合に、反力発生装置に組み合わせる位置調整装置には、実施の形態の第1例に示したような、電動式の位置調整装置に限らず、実施の形態の第6例に示したような、手動式の位置調整装置を採用することもできる。 In addition, when implementing the present invention, the position adjustment device to be combined with the reaction force generating device is not limited to an electrically operated position adjustment device as shown in the first embodiment, but a manual position adjustment device as shown in the sixth embodiment can also be used.
1、1a ステアリング装置
2 ステアリングホイール
3、3a 操舵ユニット
4 操舵輪
5 転舵ユニット
6 制御装置
7 転舵用アクチュエータ
8 タイロッド
9、9a 位置調整装置
10、10a 反力発生装置
11、11a、11b、11c、11d 動力接続部
12 筐体接続部
13、13a ステアリングシャフト
14、14a ステアリングコラム
15 ロア側テレスコ用アクチュエータ
16 アッパ側テレスコ用アクチュエータ
17 チルト用アクチュエータ
18a~18e 転がり軸受
19、19a、19b、19c ロアシャフト
20 アッパシャフト
21、21a、21b、21c、21d 雌スプライン接続部
22、22a、22b、22c 半球状凹部
23、23a、23b、23c、23d 雌スプライン歯
24 ブラケット
25 コラム本体
26 固定ブラケット
27 変位ブラケット
28 固定板部
29 固定側支持フレーム
30 取付ボルト
31 変位板部
32 変位側支持フレーム
33 支持壁部
34 アウタコラム
35 ロア側インナコラム
36 アッパ側インナコラム
37 スリット
38 ねじ孔
39 スクリュープラグ
40 円筒部
41 第一ハウジング接続部
42 第一接続筒部
43 第一接続板部
44 第一通孔
45 ロア側テレスコ用モータ
46 ロア側送りねじ装置
47 ロア側ねじ軸
48 ロア側ナット
49 アッパ側テレスコ用モータ
50 アッパ側送りねじ装置
51 アッパ側ねじ軸
52 アッパ側ナット
53 コネクタ部材
54 枢支ボルト
55 チルト用モータ
56 チルト用送りねじ装置
57 ギヤハウジング
58、58a 反力付与モータ
59 ウォーム減速機
60 反力出力シャフト
61 ロア側ハウジング
62 アッパ側ハウジング
63 第二ハウジング接続部
64 接続ボルト
65 ウォーム収容部
66 ウォームホイール収容部
67 第二接続筒部
68 第二接続板部
69 第二通孔
70 ウォーム
71 ウォームホイール
72 ロア側出力シャフト
73、73a、73b、73c アッパ側出力シャフト
74 トーションバー
75 トルクセンサ
76、76a、76b、76c、76d、76e 雄スプライン接続部
77、77a、77b、77c 半球状凸部
78、78a、78b、78c、78d、78e 雄スプライン歯
79 連続孔
80 リニアガイド
81 ボルト
82a、82b 転がり軸受
83 係止溝
84 止め輪
85 環状壁部
86 環状突起部
87 ボルト
88 接続シャフト
89 メインシャフト
90 軸継手
91 第一軸状部
92 第二軸状部
93 第一伝達部材
94 第二伝達部材
95 中間部材
96a、96b 挿入孔
97a、97b 切り欠き
98a、98b 突起部
99a、99b 円輪部
100 雄スプライン歯
101a、101b 自在継手
102 中間シャフト
103 ステアリングギヤユニット
104 電動アシスト装置
105 ハウジング
106 出力シャフト
107 ピニオンシャフト
108 減速機付モータ
109 ウォーム減速機
110 電動モータ
111、111a ウォーム
112 ウォームホイール
113 転がり軸受
114 ウォーム歯
115 ウォームホイール歯
116、116a モータ出力軸
117 トーションバー
118 くびれ部
119 ステアリングコラム
120 ステアリングシャフト
121 アウタコラム
122 インナコラム
123 インナシャフト
124 アウタシャフト
125 支持ブラケット
126 モータ出力軸
127 鍔部
128 軸方向ダンパ
129 付勢部材
130 空間
131 基端部
132 球台状凸部
133 凸曲部
134 球台状凹部
135 凹曲部
REFERENCE SIGNS LIST 1, 1a Steering device 2 Steering wheel 3, 3a Steering unit 4 Steering wheel 5 Steering unit 6 Control device 7 Steering actuator 8 Tie rod 9, 9a Position adjustment device 10, 10a Reaction force generating device 11, 11a, 11b, 11c, 11d Power connection portion 12 Housing connection portion 13, 13a Steering shaft 14, 14a Steering column 15 Lower telescopic actuator 16 Upper telescopic actuator 17 Tilt actuator 18a to 18e Rolling bearing 19, 19a, 19b, 19c Lower shaft 20 Upper shaft 21, 21a, 21b, 21c, 21d Female spline connection portion 22, 22a, 22b, 22c Hemispherical recess [0033] 23, 23a, 23b, 23c, 23d Female spline teeth 24 Bracket 25 Column body 26 Fixed bracket 27 Displacement bracket 28 Fixed plate portion 29 Fixed side support frame 30 Mounting bolt 31 Displacement plate portion 32 Displacement side support frame 33 Support wall portion 34 Outer column 35 Lower side inner column 36 Upper side inner column 37 Slit 38 Screw hole 39 Screw plug 40 Cylindrical portion 41 First housing connection portion 42 First connection cylinder portion 43 First connection plate portion 44 First through hole 45 Lower side telescopic motor 46 Lower side feed screw device 47 Lower side screw shaft 48 Lower side nut 49 Upper side telescopic motor 50 Upper side feed screw device 51 Upper side screw shaft 52 Upper side nut 53 Connector member 54 Pivot bolt 55 Tilt motor 56 Tilt feed screw device 57 Gear housing 58, 58a Reaction force applying motor 59 Worm reducer 60 Reaction force output shaft 61 Lower housing 62 Upper housing 63 Second housing connection portion 64 Connection bolt 65 Worm accommodating portion 66 Worm wheel accommodating portion 67 Second connection cylinder portion 68 Second connection plate portion 69 Second through hole 70 Worm 71 Worm wheel 72 Lower output shaft 73, 73a, 73b, 73c Upper output shaft 74 Torsion bar 75 Torque sensor 76, 76a, 76b, 76c, 76d, 76e Male spline connection portion 77, 77a, 77b, 77c Hemispherical convex portion [0033] 78, 78a, 78b, 78c, 78d, 78e Male spline teeth 79 Continuous hole 80 Linear guide 81 Bolt 82a, 82b Rolling bearing 83 Locking groove 84 Retaining ring 85 Annular wall portion 86 Annular protrusion portion 87 Bolt 88 Connection shaft 89 Main shaft 90 Shaft coupling 91 First shaft-shaped portion 92 Second shaft-shaped portion 93 First transmission member 94 Second transmission member 95 Intermediate member 96a, 96b Insertion hole 97a, 97b Notch 98a, 98b Protrusion portion 99a, 99b Circular ring portion 100 Male spline teeth 101a, 101b Universal joint 102 Intermediate shaft 103 Steering gear unit 104 Electrically-assisted device 105 Housing Reference Signs List 106 Output shaft 107 Pinion shaft 108 Motor with reducer 109 Worm reducer 110 Electric motor 111, 111a Worm 112 Worm wheel 113 Rolling bearing 114 Worm teeth 115 Worm wheel teeth 116, 116a Motor output shaft 117 Torsion bar 118 Narrowed portion 119 Steering column 120 Steering shaft 121 Outer column 122 Inner column 123 Inner shaft 124 Outer shaft 125 Support bracket 126 Motor output shaft 127 Flange portion 128 Axial damper 129 Pressing member 130 Space 131 Base end portion 132 Frustrated spherical convex portion 133 Convex curved portion 134 Frustrated spherical concave portion 135 Concave section
Claims (10)
複数の雌スプライン歯を部分球状凹部の内面に形成してなる、第二シャフトの端部に備えられた雌スプライン接続部と、を備え、
前記部分球状凹部は、前記第二シャフトの一方側の端面にのみ開口しており、
前記部分球状凹部は、開口部から奥部に向かうほど内径が曲線的に小さくなっており、かつ、その内面の軸方向全体に前記雌スプライン歯が形成されており、
前記部分球状凸部は、基端部から先端部に向かうほど外径が曲線的に小さくなっており、かつ、その外面の軸方向全体に前記雄スプライン歯が形成されており、
前記部分球状凹部の内側に前記部分球状凸部を挿入し、かつ、前記雄スプライン歯のそれぞれと前記雌スプライン歯のそれぞれとをスプライン係合させることで、前記第一シャフトと前記第二シャフトとをトルク伝達可能に接続した、
シャフト接続構造。
A male spline connection portion provided at an end of the first shaft, the male spline connection portion having a plurality of male spline teeth formed on an outer surface of a partial spherical convex portion;
a female spline connection portion provided at an end of the second shaft, the female spline connection portion having a plurality of female spline teeth formed on an inner surface of a partially spherical recess;
the partial spherical recess is open only to one end surface of the second shaft,
the partial spherical recess has an inner diameter that curves downward from the opening toward the innermost portion, and the female spline teeth are formed on the inner surface of the partial spherical recess over the entire axial length thereof,
the partial spherical convex portion has an outer diameter that curves downward from a base end to a tip end, and the male spline teeth are formed on the entire outer surface of the partial spherical convex portion in the axial direction,
the partial spherical protrusion is inserted into the inside of the partial spherical recess, and each of the male spline teeth is spline-engaged with each of the female spline teeth, thereby connecting the first shaft and the second shaft in a torque-transmittable manner.
Shaft connection structure.
前記雌スプライン接続部は、半球状凹部の内面に複数の前記雌スプライン歯を形成してなる、
請求項1に記載したシャフト接続構造。 the male spline connection portion has a plurality of male spline teeth formed on an outer surface of a semi-spherical convex portion,
The female spline connection portion has a plurality of female spline teeth formed on an inner surface of a semispherical recess.
2. A shaft connection structure according to claim 1.
前記雌スプライン接続部は、球台状凹部の内面に複数の前記雌スプライン歯を形成してなる、
請求項1に記載したシャフト接続構造。 the male spline connection portion has a plurality of male spline teeth formed on an outer surface of a spherical frustum-shaped convex portion,
The female spline connection portion has a plurality of female spline teeth formed on an inner surface of a spherical frustum-shaped recess.
2. A shaft connection structure according to claim 1.
モータ出力軸を有する、電動モータと、を備え、
前記ウォームの端部と前記モータ出力軸の端部とが、請求項1~5のうちのいずれか1項に記載したシャフト接続構造により、トルク伝達可能に接続されている、
減速機付モータ。 A worm reducer having a worm and a worm wheel;
an electric motor having a motor output shaft;
The end of the worm and the end of the motor output shaft are connected to each other so as to be capable of transmitting torque by the shaft connection structure according to any one of claims 1 to 5.
Motor with reduction gear.
前記ウォームの端部に、前記雌スプライン接続部が備えられている、
請求項6に記載した減速機付モータ。 The male spline connection portion is provided at an end of the motor output shaft,
The female spline connection is provided at an end of the worm.
A motor with a reducer according to claim 6.
反力出力シャフトを有する、ステアリングホイールに操舵反力を付与するための反力発生装置と、を備え、
前記ステアリングシャフトの端部と前記反力出力シャフトの端部とが、請求項1~5のうちのいずれか1項に記載したシャフト接続構造により、トルク伝達可能に接続されている、
ステアバイワイヤ用操舵ユニット。 A steering shaft;
a reaction force generating device having a reaction force output shaft for applying a steering reaction force to the steering wheel,
The end of the steering shaft and the end of the reaction force output shaft are connected to each other in a torque-transmitting manner by the shaft connection structure according to any one of claims 1 to 5.
Steer-by-wire steering unit.
モータ出力軸を有する、ステアリングホイールに操舵反力を付与するための反力付与モータと、を備え、
前記ステアリングシャフトの端部と前記モータ出力軸の端部とが、請求項1~5のうちのいずれか1項に記載したシャフト接続構造により、トルク伝達可能に接続されている、
ステアバイワイヤ用操舵ユニット。 A steering shaft;
a reaction force application motor having a motor output shaft for applying a steering reaction force to the steering wheel,
The end of the steering shaft and the end of the motor output shaft are connected to each other in a torque-transmitting manner by the shaft connection structure according to any one of claims 1 to 5.
Steer-by-wire steering unit.
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000161384A (en) | 1998-12-01 | 2000-06-13 | Nkk Plant Engineering Corp | Slippage absorbing clutch |
| JP2002266987A (en) | 2001-03-05 | 2002-09-18 | Toyoda Mach Works Ltd | Worm gear device and electric power steering device therewith |
| JP2005193764A (en) | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle steering system |
| US20070022751A1 (en) | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Vladimir Galba | Tandem axial piston pump unit |
| JP2012117560A (en) | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Jtekt Corp | Extensible shaft, method of manufacturing the same, and steering device for vehicle |
| CN202326770U (en) | 2011-12-07 | 2012-07-11 | 中国兵器装备集团摩托车检测技术研究所 | Rod type shaft coupling for engine test |
| JP2013216172A (en) | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Nissan Motor Co Ltd | Steering device |
| CN207161005U (en) | 2017-07-17 | 2018-03-30 | 河北中荣石油机械有限责任公司 | A kind of flex-stem |
| DE102018204253A1 (en) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | Robert Bosch Gmbh | Spindle drive and method for its production |
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|---|---|---|---|---|
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-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000161384A (en) | 1998-12-01 | 2000-06-13 | Nkk Plant Engineering Corp | Slippage absorbing clutch |
| JP2002266987A (en) | 2001-03-05 | 2002-09-18 | Toyoda Mach Works Ltd | Worm gear device and electric power steering device therewith |
| JP2005193764A (en) | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Honda Motor Co Ltd | Vehicle steering system |
| US20070022751A1 (en) | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Vladimir Galba | Tandem axial piston pump unit |
| JP2012117560A (en) | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Jtekt Corp | Extensible shaft, method of manufacturing the same, and steering device for vehicle |
| CN202326770U (en) | 2011-12-07 | 2012-07-11 | 中国兵器装备集团摩托车检测技术研究所 | Rod type shaft coupling for engine test |
| JP2013216172A (en) | 2012-04-06 | 2013-10-24 | Nissan Motor Co Ltd | Steering device |
| CN207161005U (en) | 2017-07-17 | 2018-03-30 | 河北中荣石油机械有限责任公司 | A kind of flex-stem |
| DE102018204253A1 (en) | 2018-03-20 | 2019-09-26 | Robert Bosch Gmbh | Spindle drive and method for its production |
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