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JP2005255092A - Steering device - Google Patents

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Publication number
JP2005255092A
JP2005255092A JP2004072613A JP2004072613A JP2005255092A JP 2005255092 A JP2005255092 A JP 2005255092A JP 2004072613 A JP2004072613 A JP 2004072613A JP 2004072613 A JP2004072613 A JP 2004072613A JP 2005255092 A JP2005255092 A JP 2005255092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
output shaft
input shaft
ball screw
screw mechanism
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.)
Pending
Application number
JP2004072613A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Tabata
宏 田畠
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda 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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2004072613A priority Critical patent/JP2005255092A/en
Publication of JP2005255092A publication Critical patent/JP2005255092A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize projection of the steering wheel into the cabin in a collision of a vehicle. <P>SOLUTION: The steering device turns left and right front wheels WL and WR by rocking left and right knuckles 27L and 27R by rotation operation of the steering wheel 15. The steering device comprises a hollow input shaft 14 connected to the steering wheel 15, a solid output shaft 17 connected to the right knuckle 27R, a ball screw mechanism 20 for converting the rotation of the input shaft 14 to the reciprocation in the axial direction of the output shaft 17 to rock the right knuckle 27R, and a tie rod 29 for interlocking and rocking the left and right knuckles 27L and 27R. Even if the output shaft 17 is pushed by an engine E and a transmission M moved back by collision impact of the vehicle and is moved back, the backward movement of the output shaft 17 is converted into the rotation of the input shaft 14 by the ball screw mechanism 20. Therefore, the projection of the steering wheel 15 into the cabin by the backward movement of the input shaft 14 can be minimized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステアリングハンドルの回転操作により左右の前輪を転舵するステアリング装置に関する。   The present invention relates to a steering device that steers left and right front wheels by rotating a steering handle.

ステアリングホイールに接続された中空のインプットシャフトと、インプットシャフトの内部に嵌合してステアリングギヤボックスに接続された中実のアウトプットシャフトと、アウトプットシャフトの外周に軸方向摺動自在に嵌合する円筒状のスライダと、アウトプットシャフトおよびスライダ間に配置されてスライダの直線運動をアウトプットシャフトの回転運動に変換するボールねじ機構とを備え、モータでスライダを軸方向に移動させることで、インプットシャフトの回転角に対するアウトプットシャフトの回転角の比、つまり舵角比を任意に変更するものが、下記特許文献1により公知である。
特開2003−291826号公報
A hollow input shaft connected to the steering wheel, a solid output shaft fitted inside the input shaft and connected to the steering gear box, and a cylinder fitted axially slidably on the outer periphery of the output shaft And a ball screw mechanism that is arranged between the output shaft and the slider and converts the linear motion of the slider to the rotational motion of the output shaft, and the input shaft rotates by moving the slider in the axial direction by a motor. The ratio of the rotation angle of the output shaft to the angle, that is, the one that arbitrarily changes the steering angle ratio is known from Patent Document 1 below.
JP 2003-291826 A

ところで、ステアリングハンドルの回転をステアリングシャフトからラック・アンド・ピニオン機構を収納したステアリングギヤボックスを介して左右の前輪に伝達する従来のステアリング装置では、車両の衝突時に後退するエンジンによってステアリングギヤボックスが後方に押されると、ステアリングギヤボックスに接続されたステアリングシャフトが後退してステアリングハンドルが車室内に突出する問題があった。   By the way, in the conventional steering device that transmits the rotation of the steering wheel from the steering shaft to the left and right front wheels via the steering gear box that houses the rack and pinion mechanism, the steering gear box is moved backward by the engine that moves backward when the vehicle collides. When pushed, the steering shaft connected to the steering gear box retreats and the steering handle protrudes into the vehicle compartment.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の衝突時にステアリングハンドルの車室内への突出を最小限に抑えることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to minimize the protrusion of the steering handle into the passenger compartment when the vehicle collides.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、ステアリングハンドルの回転操作により左右の前輪を転舵するステアリング装置において、ステアリングハンドルに接続された入力軸と、入力軸の回転運動を出力軸の軸方向の往復運動に変換する操舵力変換手段と、出力軸の軸方向の往復運動により左右の前輪を転舵する転舵手段とを備えたことを特徴とするステアリング装置が提案される。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a steering device that steers the left and right front wheels by rotating the steering handle, an input shaft connected to the steering handle, A steering apparatus comprising: steering force converting means for converting rotational movement into reciprocating movement in the axial direction of the output shaft; and steering means for turning left and right front wheels by reciprocating movement in the axial direction of the output shaft. Is proposed.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記操舵力変換手段がボールねじ機構であることを特徴とするステアリング装置が提案される。   According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, a steering device is proposed in which the steering force converting means is a ball screw mechanism.

尚、実施例のボールねじ機構20は本発明の操舵力変換手段に対応し、実施例のナックル27L,27Rおよびタイロッド29は本発明の転舵手段に対応する。   The ball screw mechanism 20 of the embodiment corresponds to the steering force conversion means of the present invention, and the knuckles 27L and 27R and the tie rod 29 of the embodiment correspond to the steering means of the present invention.

請求項1の構成によれば、ステアリングハンドルに接続された入力軸の回転を操舵力変換手段で出力軸の軸方向の往復運動に変換し、出力軸の軸方向の往復運動により転舵手段で左右の前輪を転舵するので、車両が衝突した衝撃で後退する出力軸の荷重を操舵力変換手段で入力軸の回転運動に変換することが可能になり、これにより入力軸の後退によるステアリングハンドルの車室内への突出を最小限に抑えることができる。   According to the configuration of the first aspect, the rotation of the input shaft connected to the steering handle is converted into the reciprocating motion in the axial direction of the output shaft by the steering force converting device, and the steering device is operated by the reciprocating motion in the axial direction of the output shaft. Since the left and right front wheels are steered, it is possible to convert the load on the output shaft, which moves backward due to the impact of the collision of the vehicle, to the rotational movement of the input shaft by the steering force conversion means. Projection into the passenger compartment can be minimized.

請求項2の構成によれば、操舵力変換手段をボールねじ機構で構成したので、入力軸の回転運動を出力軸の軸方向の往復運動に変換する際の摩擦力を低減して操舵フィーリングを高めることができ、しかもボールねじ機構は従来のステアリングギヤボックスに比べて小型なためにレイアウト性が向上する。   According to the second aspect of the present invention, since the steering force converting means is constituted by the ball screw mechanism, the steering force is reduced by reducing the frictional force when converting the rotational motion of the input shaft into the reciprocating motion of the output shaft in the axial direction. Moreover, since the ball screw mechanism is smaller than the conventional steering gear box, the layout is improved.

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.

先ず、図1に基づいて第1実施例に係るステアリング装置の構造を説明する。   First, the structure of the steering apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

車体に固定されたステアリングコラム11に一対のベアリング12,13を介して中空の入力軸14が回転自在に支持されており、入力軸14の後端に円形のステアリングハンドル15が設けられる。入力軸14の内部に設けたスライドガイド16に出力軸17が軸方向摺動自在に支持されており、入力軸14と出力軸17とが雌ねじ部18および雄ねじ部19よりなるボールねじ機構20で接続される。出力軸17に固定したピン21がステアリングコラム11に設けたガイド部材22のガイド溝に摺動自在に係合する。   A hollow input shaft 14 is rotatably supported by a steering column 11 fixed to the vehicle body via a pair of bearings 12 and 13, and a circular steering handle 15 is provided at the rear end of the input shaft 14. An output shaft 17 is supported by a slide guide 16 provided inside the input shaft 14 so as to be slidable in the axial direction. The input shaft 14 and the output shaft 17 are a ball screw mechanism 20 including a female screw portion 18 and a male screw portion 19. Connected. A pin 21 fixed to the output shaft 17 is slidably engaged with a guide groove of a guide member 22 provided in the steering column 11.

出力軸17の前端にユニバーサルジョイント23を介して後部ロッド24の後端が接続されており、後部ロッド24の前端が筒状の前部ロッド25の後端に摺動自在に嵌合してシヤピン26により結合される。左右の前輪WL,WRを転舵可能に支持する左右のナックル27L,27Rのうち、その一方(実施例では右側)のナックル27Rに前部ロッド25の前端がボールジョイント28を介して枢支される。そして左右のナックル27L,27Rに車幅方向に延びるタイロッド29の両端がボールジョイント30,30を介して枢支される。   The rear end of the rear rod 24 is connected to the front end of the output shaft 17 via the universal joint 23, and the front end of the rear rod 24 is slidably fitted to the rear end of the cylindrical front rod 25 so as to be a shear pin. 26. Of the left and right knuckles 27L and 27R that support the left and right front wheels WL and WR in a steerable manner, the front end of the front rod 25 is pivotally supported via a ball joint 28 on one (right side in the embodiment) knuckle 27R. The Then, both ends of the tie rod 29 extending in the vehicle width direction are pivotally supported by the left and right knuckles 27L and 27R via the ball joints 30 and 30, respectively.

ステアリングコラム11に支持したモータ31により回転するウオーム32が出力軸17に固定したウオームホイール33に噛合しており、モータ31が発生するアシストトルクを入力軸14に伝達してドライバーによるステアリング操作をアシストすることができる。ステアリングハンドル15に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ34が入力軸14に設けられており、電子制御ユニット35は操舵トルクセンサ34で検出した操舵トルクに基づいてモータ31が発生するアシストトルクの大きさを制御する。   A worm 32 rotated by a motor 31 supported on the steering column 11 meshes with a worm wheel 33 fixed to the output shaft 17, and assist torque generated by the motor 31 is transmitted to the input shaft 14 to assist the steering operation by the driver. can do. A steering torque sensor 34 for detecting the steering torque input to the steering handle 15 is provided on the input shaft 14, and the electronic control unit 35 is an assist torque generated by the motor 31 based on the steering torque detected by the steering torque sensor 34. Control the size of.

次に、上記構成を備えた第1実施例の作用を説明する。   Next, the operation of the first embodiment having the above configuration will be described.

ドライバーがステアリングハンドル15を操作して入力軸14を回転させると、その回転運動がボールねじ機構20で出力軸17の軸方向の往復運動に変換される。このとき、出力軸17に固定したピン21がステアリングコラム11に設けたガイド部材22のガイド溝に摺動自在に案内されることで、出力軸17の連れ回りが防止される。出力軸17の軸方向の往復運動はユニバーサルジョイント23、後部ロッド24および前部ロッド25を介して右側のナックル27Rを揺動させ、右側のナックル27Rにタイロッド29で接続された左側のナックル27Lが揺動することで、左右の前輪WL,WRが連動して転舵される。電子制御ユニット35は操舵トルクセンサ34で検出した操舵トルクの大きさに応じてモータ31にアシストトルクを発生させ、そのアシストトルクがウオーム32およびウオームホイール33を介して入力軸14に伝達されてドライバーのステアリング操作をアシストする。   When the driver operates the steering handle 15 to rotate the input shaft 14, the rotational motion is converted into a reciprocating motion in the axial direction of the output shaft 17 by the ball screw mechanism 20. At this time, the pin 21 fixed to the output shaft 17 is slidably guided in the guide groove of the guide member 22 provided in the steering column 11, so that the rotation of the output shaft 17 is prevented. The reciprocating motion of the output shaft 17 in the axial direction causes the right knuckle 27R to swing through the universal joint 23, the rear rod 24 and the front rod 25, and the left knuckle 27L connected to the right knuckle 27R by the tie rod 29. By swinging, the left and right front wheels WL and WR are steered in conjunction with each other. The electronic control unit 35 generates assist torque in the motor 31 in accordance with the magnitude of the steering torque detected by the steering torque sensor 34, and the assist torque is transmitted to the input shaft 14 via the worm 32 and the worm wheel 33 to be transmitted to the driver. Assist steering operation.

さて車両の衝突によりエンジンEおよびトランスミッションMが後退したとき、エンジンEおよびトランスミッションMに押されて前部ロッド25が後方に移動しても、シヤピン26が剪断して後部ロッド24に対して前部ロッド25が後方に摺動することで、後部ロッド24の後方への移動が阻止される。衝突の衝撃が大きいために後部ロッド24および出力軸17が後方に移動しても、入力軸14およびステアリングハンドル15はボールねじ機構20を介して回転するだけであり、ステアリングハンドル15の車室内への突出が最小限に抑えられる。   Now, when the engine E and the transmission M are moved backward due to the collision of the vehicle, even if the front rod 25 is moved rearward by being pushed by the engine E and the transmission M, the shear pin 26 is sheared and the front portion with respect to the rear rod 24 As the rod 25 slides backward, the rear rod 24 is prevented from moving backward. Even if the rear rod 24 and the output shaft 17 move backward due to the impact of the collision, the input shaft 14 and the steering handle 15 only rotate via the ball screw mechanism 20, and the steering handle 15 enters the vehicle interior. Protrusion is minimized.

また小型で摩擦力が小さいボールねじ機構20を用いたことにより、従来の大型で摩擦力が大きいラック・アンド・ピニオン式のステアリングギヤボックスを用いた場合に比べて、重量の軽減およびレイアウト性の向上が可能になるだけでなく、操舵トルクの伝達効率を高めてダイレクトな操舵フィーリングを得ることができる。   In addition, by using the ball screw mechanism 20 that is small and has a small frictional force, the weight is reduced and the layout is improved as compared with the case of using a conventional rack-and-pinion type steering gear box that has a large frictional force. In addition to being able to improve, it is possible to obtain a direct steering feeling by improving the transmission efficiency of the steering torque.

次に、図2に基づいて本発明の第2実施例を説明する。尚、第2実施例において、第1実施例の構成要素に対応する構成要素に第1実施例の符号と同じ符号を付すことで、重複する説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the same reference numerals as those of the first embodiment are assigned to the components corresponding to the components of the first embodiment, thereby omitting the overlapping description.

第1実施例では後部ロッド24および前部ロッド25をシヤピン26で結合して衝突の衝撃が出力軸17に伝わり難くしているが、第2実施例では出力軸17および右側のナックル27Rを接続するロッド36に設けたS字状の屈曲部を座屈させることで衝突の衝撃が出力軸17に伝わり難くしている。また第1実施例ではアシストトルクを発生するモータ31で入力軸14を駆動しているが、第2実施例ではタイロッド29を直接駆動している。即ち、車幅方向に配置されたタイロッド29の両端にボールジョイント37,37を介して一対のリンク38,38の内端が接続され、リンク38,38の外端がボールジョイント39,39を介して左右のナックル27L,27Rに接続される。そしてタイロッド29の中間部にボールねじ機構20を介してモータ31が接続される。   In the first embodiment, the rear rod 24 and the front rod 25 are coupled by the shear pin 26 to make it difficult for the impact of the collision to be transmitted to the output shaft 17, but in the second embodiment, the output shaft 17 and the right knuckle 27R are connected. By buckling the S-shaped bent portion provided on the rod 36, the impact of the collision is hardly transmitted to the output shaft 17. In the first embodiment, the input shaft 14 is driven by a motor 31 that generates assist torque. In the second embodiment, the tie rod 29 is directly driven. That is, the inner ends of a pair of links 38 and 38 are connected to both ends of a tie rod 29 arranged in the vehicle width direction via ball joints 37 and 37, and the outer ends of the links 38 and 38 are connected via ball joints 39 and 39. Are connected to the left and right knuckles 27L and 27R. A motor 31 is connected to the intermediate portion of the tie rod 29 via the ball screw mechanism 20.

しかして、この第2実施例によっても、前述した第1実施例と同じ作用効果を達成することができる。   Thus, the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment described above.

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、実施例では入力軸14を中空軸で構成して出力軸17を中実軸で構成しているが、その関係を逆にすることができる。   For example, in the embodiment, the input shaft 14 is constituted by a hollow shaft and the output shaft 17 is constituted by a solid shaft, but the relationship can be reversed.

また実施例のステアリング装置は転舵手段としてナックル27L,27Rおよびタイロッド29を備えているが、本発明は他の任意の形式の転舵手段を備えたステアリング装置に対しても適用することができる。   Further, the steering device of the embodiment includes the knuckles 27L and 27R and the tie rod 29 as the steering means, but the present invention can also be applied to a steering device provided with any other type of steering means. .

第1実施例に係るステアリング装置の構造を示す図The figure which shows the structure of the steering device which concerns on 1st Example. 第2実施例に係るステアリング装置の構造を示す図The figure which shows the structure of the steering device which concerns on 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

14 入力軸
15 ステアリングハンドル
17 出力軸
20 ボールねじ機構(操舵力変換手段)
27L ナックル(転舵手段)
27R ナックル(転舵手段)
29 タイロッド(転舵手段)
WL 前輪
WR 前輪
14 Input shaft 15 Steering handle 17 Output shaft 20 Ball screw mechanism (steering force conversion means)
27L knuckle (steering means)
27R knuckle (steering means)
29 Tie rod (steering means)
WL front wheel WR front wheel

Claims (2)

ステアリングハンドル(15)の回転操作により左右の前輪(WL,WR)を転舵するステアリング装置において、
ステアリングハンドル(15)に接続された入力軸(14)と、
入力軸(14)の回転運動を出力軸(17)の軸方向の往復運動に変換する操舵力変換手段(20)と、
出力軸(17)の軸方向の往復運動により左右の前輪(WL,WR)を転舵する転舵手段(27L,27R,29)と、
を備えたことを特徴とするステアリング装置。
In the steering device that steers the left and right front wheels (WL, WR) by rotating the steering handle (15),
An input shaft (14) connected to the steering handle (15);
Steering force conversion means (20) for converting the rotational movement of the input shaft (14) into the reciprocating movement of the output shaft (17) in the axial direction;
Turning means (27L, 27R, 29) for turning the left and right front wheels (WL, WR) by the reciprocating motion of the output shaft (17) in the axial direction;
A steering apparatus comprising:
前記操舵力変換手段(20)がボールねじ機構であ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。
The steering apparatus according to claim 1, wherein the steering force converting means (20) is a ball screw mechanism.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016043797A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 本田技研工業株式会社 Electric power steering device
CN113044112A (en) * 2019-12-26 2021-06-29 丰田自动车株式会社 Steering device

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