JP2009035104A - Steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はステアリングコラム(特に電動パワーステアリング)の改良に関するものであり、限られたスペースの中で衝突時のコラプスストロークを確保するとともに、衝突エネルギーをより適切に吸収できるステアリング装置に関する。 The present invention relates to an improvement in a steering column (especially an electric power steering), and relates to a steering apparatus that can secure a collapse stroke at the time of collision in a limited space and can absorb collision energy more appropriately.
車両のステアリングコラムの周辺には、コンビネーションスイッチ等が配置されており、特にステアリングコラムに電動式パワーステアリング装置を組み込んだ構成においては、それに加えてモータや減速機などが設けられるので、スペース的な制約が大きくなっている。一方で、安全への要求の高まりから、ステアリング装置におけるコラプスストロークをなるべく大きくしたいという要求もある。 Combination switches, etc. are arranged around the steering column of the vehicle. Especially in the configuration in which the electric power steering device is incorporated in the steering column, a motor, a speed reducer, etc. are additionally provided, so that space The constraints are getting bigger. On the other hand, there is also a demand to increase the collapse stroke in the steering device as much as possible due to the increasing demand for safety.
ここで、特許文献1に示すように、ステアリングロック装置を有するステアリング装置が知られている。かかるステアリング装置においては、イグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ロックキーがステアリングシャフトの軸心側に向かって突出し、ステアリングシャフトの外周に固定されたキーロックカラーのキーロック孔に、ロックキーの先端が係合して、ステアリングシャフトをアウターコラムに対して固定して、ステアリングシャフトの回転を阻止するようにしている。
ところで、ステアリング装置においては、ステアリングシャフトを、アッパシャフトと、それにスプライン結合するロアシャフトとからなる二分割構造としているものがある。かかるステアリング装置においては、二次衝突時にステアリングホイールに運転者から力が付与された場合、アッパシャフトとロアシャフトとが近接する方向に相対移動して、衝撃を緩和するようになっている。しかるに、キーロックカラーを二分割されたステアリングシャフトに設置する場合、上述したスペース的な制約から設置位置が制限され、それによりアッパシャフトとロアシャフトとの相対移動を妨げ、コラプスストロークを大きく確保できない恐れがある。 Incidentally, in some steering apparatuses, the steering shaft has a two-part structure composed of an upper shaft and a lower shaft that is splined to the upper shaft. In such a steering device, when a force is applied to the steering wheel from the driver at the time of a secondary collision, the upper shaft and the lower shaft are relatively moved in the approaching direction to alleviate the impact. However, when the key lock collar is installed on the steering shaft divided into two parts, the installation position is limited due to the above-mentioned space restrictions, thereby preventing relative movement between the upper shaft and the lower shaft, and a large collapse stroke cannot be secured. There is a fear.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、キーロックカラーを設けているにもかかわらず、コラプスストロークを確保できるステアリング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a steering device capable of ensuring a collapse stroke despite the provision of a key lock collar.
本発明のステアリング装置は、
車体に固定されるコラム部材と、
前記コラム部材に対して回転可能に支持された第1のシャフトと、
前記第1のシャフトに対して軸線方向に相対移動可能であって相対回転不能に連結された第2のシャフトと、
前記第1のシャフトと前記第2のシャフトのうち一方のシャフトの周囲に配置されたキーロックカラーとを有し、
前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとが軸線方向に相対移動したときに、他方のシャフトは、前記キーロックカラーの半径方向内方に侵入することを特徴とする。
The steering device of the present invention is
A column member fixed to the vehicle body;
A first shaft rotatably supported with respect to the column member;
A second shaft that is axially movable with respect to the first shaft and is connected so as not to rotate relative to the first shaft;
A key lock collar disposed around one of the first shaft and the second shaft;
When the first shaft and the second shaft move relative to each other in the axial direction, the other shaft penetrates radially inward of the key lock collar.
本発明によれば、前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとが軸線方向に相対移動したときに、他方のシャフトは、前記キーロックカラーの半径方向内方に侵入するので、前記キーロックカラーが、前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとの相対移動の妨げにはならず、コラプスストロークを確保することができる。 According to the present invention, when the first shaft and the second shaft move relative to each other in the axial direction, the other shaft enters inward in the radial direction of the key lock collar. The collar does not hinder the relative movement between the first shaft and the second shaft, and can ensure a collapse stroke.
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとはスプライン結合されていると好ましい。 The one shaft and the key lock collar are preferably splined.
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとの間にトレランスリングが配置されていると好ましい。トレランスリングとは、シャフトとキーロックカラーとの間に介在して、許容トルク以下で両者の相対回転を抑制する機能を有するものをいう。 It is preferable that a tolerance ring is disposed between the one shaft and the key lock collar. The tolerance ring refers to a ring that is interposed between the shaft and the key lock collar and has a function of suppressing the relative rotation of the two below the allowable torque.
前記一方のシャフトに対して前記他方のシャフトが相対移動したときに、前記トレランスリングに当接すると、シャフトの底付き時の衝撃力を緩和できるので好ましい。 When the other shaft moves relative to the one shaft, it is preferable to abut against the tolerance ring because the impact force when the shaft is attached to the bottom can be reduced.
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとの間に弾性体が配置されていると、シャフトの底付き時の衝撃力を緩和できるので好ましい。 It is preferable that an elastic body is disposed between the one shaft and the key lock collar because an impact force when the shaft is attached to the bottom can be reduced.
コラムタイプの電動式パワーステアリング装置に組み込まれていると好ましい。 It is preferably incorporated in a column type electric power steering apparatus.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施の形態であるコラムタイプの電動式パワーステアリング装置100の概略図である。図2は、電動式パワーステアリング装置100の側面一部断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a column type electric
図1,2において、ハウジング101は、筒状のアウタコラム102を連結している。ハウジング101は、ロワブラケット103により不図示の車体に取り付けられ、アウタコラム102は、アッパブラケット104により不図示の車体に取り付けられている。尚、ハウジング101及びアウタコラム102は、ロワブラケット103とハウジング101とを固定するボルト105の軸心(枢動点O)を中心としてチルト方向に枢動可能となっていて、操作レバーLを操作することで、任意のチルト位置でアウタコラム102がアッパブラケット104に対して固定されるようになっている。
1 and 2, the
アウタコラム102に嵌合するようにして、筒状のインナコラム106が取り付けられている。アウタコラム102の周孔102aから、インナコラム106の周孔106aに向かって嵌め込まれた樹脂製のピン107及びアウタコラム102とインナコラム106の嵌め合いにより、両コラムは連結されている。ピン107は、二次衝突時に破断し、アウタコラム102に対するインナコラム106の軸線方向の相対移動を許容するようになっている。
A cylindrical
図1,2で右端にステアリングホイール(不図示)を取り付けられるアッパシャフト108は中空状であって、インナコラム106及びアウタコラム102内に延在し、インナコラム106に対して、軸受109を介して軸線方向に位置決めされ且つ回転自在に支持されている。アッパシャフト108の内周には雌スプライン108a(図3参照)が形成され、アウタコラム102内に同軸に配置されたロワシャフト110の外周には、それに対向して雄スプライン110a(図3参照)が形成され、両者はスプライン結合によって衝突時に軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能に連結されている。アウタコラム102とインナコラム106とで、コラム部材を構成し、アッパシャフト108とロワシャフト110とで、ステアリングシャフトを構成する。本実施の形態のコラム部材とステアリングシャフトとは、二次衝突時などに軸線方向に大きな荷重を受けたときに縮長する。尚、アウタコラム102に対してインナコラム106が相対移動する際に抵抗を与えて衝突エネルギーを吸収するようになっているが、その機能を与えるエネルギー吸収機構は、ここでは図示を省略する。
1 and 2, the
図3は、ステアリングシャフトを分解した状態で示す図である。図3において、中実であるロワシャフト110の大径部110bの外周面と、キーロックカラー112の内周との間には、トレランスリング111が配置されるようになっている。従って、大径部110bにキーロックカラー112を嵌合させると、トレランスリング111が所定の摩擦力を付与することにより、ロワシャフト110に対してキーロックカラー112が相対回転不能に取り付けられることとなる。キーロックカラー112は円筒状であり、外周にキーが侵入する切欠112aが形成されており、アウタコラム102(図1,2)に設けられたキーロック装置より進退可能なロックシャフト(不図示)が切欠112aに係合することで、ステアリングシャフト及びステアリングホイールの回転を阻止し、これにより盗難防止を図るものである。尚、ロックシャフトがキーロックカラー112の切欠112aから退避することで、ステアリングシャフト及びステアリングホイールの回転が許容され、運転可能な状態になる。キーロックカラー112とハウジング101との間には、防塵用のシールSが配置されている。
FIG. 3 is a diagram showing the steering shaft in an exploded state. In FIG. 3, a
図4(a)は、本実施の形態にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図4(b)は、本実施の形態で用いるトレランスリングの側面図である。本変形例においては、ロワシャフト110の大径部110bは円筒面となっており、これとキーロックカラー112との間にトレランスリング111を配置している。トレランスリング111は、外周面に多数の凸部111aを形成しており、その接触面積を調整することで、許容トルク以下で大径部110bとキーロックカラー112との相対回転を不能としている。尚、電磁的なキーロック機構では、キーロックカラー112は200Nm程度のトルクが付与された場合、ロワシャフト110に対して相対回転することが要求される場合があるが、トレランスリング111を設けることで、両者の相対回転を許容できる。
FIG. 4A is a cross-sectional view showing the periphery of the steering shaft according to the present embodiment, and FIG. 4B is a side view of the tolerance ring used in the present embodiment. In this modification, the large-
図1,2において、トーションバー120を介してロワシャフト110に連結された出力軸113は、不図示のユニバーサルジョイント等を介して、車輪を操舵する操舵機構(不図示)に連結されている。尚、詳細は説明しないが、本実施の形態においては、不図示のステアリングホイールを介してステアリングシャフトに付与されたトルクをトルクセンサ114により検出し、更に車速などの信号に基づいて、ハウジング101内に収容されたECUがモータ115に適切な駆動信号を出力する。モータ115から出力された回転力は、ハウジング101内のウォームホイール機構等(図5,7にウォームホイール116を含む)によって減速され、操舵アシスト力として出力軸113に伝達されるようになっている。
1 and 2, the
次に、本実施の形態の動作について説明する。図5は、二次衝突時に不図示のステアリングホイールが運転者の体で押された直後の状態を示す電動式パワーステアリング装置100の側面一部断面図であり、図6は、アッパシャフト108がロワシャフト110に向かって相対移動し底付きした状態を示す電動式パワーステアリング装置100の側面一部断面図であり、図7は、図5に示す状態(a)と図6に示す状態(b)とで、ステアリングシャフトの周辺を比較して示す断面図である。
Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a partial cross-sectional side view of the electric
図7に示すように、キーロックカラー112の内径φ1は、アッパシャフト108の端部外径φ2より大きくなっている。従って、二次衝突時に、アッパシャフト108がロワシャフト110に向かって相対移動すると、アッパシャフト108はキーロックカラー112の内径側に潜り込むようになる。よって、キーロックカラー112をロワシャフト110に設けていても、図7(b)に示すように、大径部110bの肩部に突き当たるまでアッパシャフト108の相対移動量を稼ぐことができ、これによりコラプスストロークCSを長く確保できる。尚、運転時には、不図示のロックキーはアウタコラム102の半径方向外方に退避しているため、アッパシャフト108と干渉することはない。
As shown in FIG. 7, the inner diameter φ1 of the
図8(a)は、本実施の形態の変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図8(b)は、本変形例で用いるキーロックカラーの斜視図である。図8(b)に示すキーロックカラー112’は、電磁的にロックするキーロック機構に用いられると好適であり、外周に等間隔に溝112cを形成している。このような複数の溝112cは、冷間鍛造で形成することができる。尚、本実施の形態では、大径部110bの軸線方向全長よりもトレランスリング111の全長の方が短くなっており、従ってロワシャフト110に組み付けたとき、トレランスリング111の端部は、大径部110bからはみ出さない。
FIG. 8A is a cross-sectional view showing the periphery of a steering shaft according to a modified example of the present embodiment, and FIG. 8B is a perspective view of a key lock collar used in the modified example. The
更に本変形例においては、キーロックカラー112’とロワシャフト110との間の隙間において、大径部110bに隣接して弾性体としてのO−リング117を配置している。車両の仕様によっては、底付き時の衝撃力の立ち上がりを緩やかにすることが求められる。これは、例えばアッパシャフト108が突き当たる大径部110bの端部を、緩やかにテーパ状に加工形成することでも対応できるが、精度良く加工するとロワシャフト110のコスト増大を招く。これに対し本変形例によれば、アッパシャフト108がO−リング117を介して大径部110bの端部に突き当たるようになるため、コストを抑えながらも、アッパシャフト108がロワシャフト110に対して底付きする際の衝撃力の立ち上がりを緩やかにすることができる。又、O−リング117は密閉された空間内に配置されるので、脱落等が生じる恐れはない。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様である。
Further, in the present modification, an O-
尚、別な変形例として、大径部110bの軸線方向全長よりもトレランスリング111の全長の方を長くすることにより、ロワシャフト110に組み付けたとき、トレランスリング111の端部が、大径部110bから円筒状にはみ出して、キーロックカラー112とロワシャフト110との間の隙間内に突き出すような構成も考えられる。この突き出した部分がO−リングに代わる弾性体となる。かかる変形例によれば、アッパシャフト108が大径部110bの端部に突き当たる前に、トレランスリング111の突き出した端部を押しつぶすことで衝撃エネルギーが吸収され、アッパシャフト108がロワシャフト110に対して底付きする際の衝撃力の立ち上がりを緩やかにすることができる。従って、本来的に衝撃エネルギーを吸収する部材(不図示)に負担を軽減できるので、ステアリング装置のコンパクト化を図ることができる。さらには、組み付け時の手間も省くことができる。
As another modification, when the
図9(a)は、別な変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図9(b)は、本変形例で用いるトレランスリングの側面図であり、図9(c)は、本変形例で用いるトレランスリングの斜視図である。本変形例においては、上述の変形例に対して、トレランスリング111’の端部を半径方向内側に曲げたテーパ状としている。変形例によれば、アッパシャフト108が大径部110bの端部に突き当たる前に、トレランスリング111の突き出した端部が必ず内側に向かって押しつぶされるため、アッパシャフト108がロワシャフト110に対して底付きする際の衝撃力の立ち上がりを安定させつつ緩やかにすることができる。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing the periphery of a steering shaft according to another modification, FIG. 9B is a side view of the tolerance ring used in this modification, and FIG. FIG. 5 is a perspective view of a tolerance ring used in this modification. In the present modification, the end of the
図10は、機械的にロックするキーロック機構に用いられると好適であるキーロックカラーの例を示す図である。キーロックカラーは、図10(a)に示すように、切欠(又は内径側に底がある溝)112aを形成していても良いが、図10(b)に示すように、内径側に貫通した長孔112bを形成することもできる。特に、図10(b)に示すキーロックカラー112”の長孔112bは、プレスによる打ち抜きやフライス加工で安価に形成できる。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a key lock collar that is preferably used in a key lock mechanism that mechanically locks. The key lock collar may have a notch (or a groove with a bottom on the inner diameter side) 112a as shown in FIG. 10 (a). However, as shown in FIG. 10 (b), the key lock collar penetrates to the inner diameter side. The
図11は、変形例にかかるステアリングシャフトを分解した状態で示す図である。本変形例においては、中実であるロワシャフト110の大径部110bの外周には、雄スプライン110cが形成されており、キーロックカラー112の内周には対応する雌スプライン(不図示)が形成されている。従って、大径部110bにキーロックカラー112を嵌合させると、スプライン結合により、ロワシャフト110に対してキーロックカラー112が相対回転不能に取り付けられることとなる。
FIG. 11 is an exploded view of the steering shaft according to the modification. In this modification, a
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate.
100 電動式パワーステアリング装置
101 ハウジング
102 アウタコラム
102a 周孔
103 ロワブラケット
104 アッパブラケット
105 ボルト
106 インナコラム
106a 周孔
107 ピン
108 アッパシャフト
109 軸受
110 ロワシャフト
110b 大径部
111、111’ トレランスリング
112 キーロックカラー
112a 切欠
112b 長孔
112c 溝
113 出力軸
114 トルクセンサ
115 モータ
116 ウォームホイール
117 O−リング
L 操作レバー
S シール
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記コラム部材に対して回転可能に支持された第1のシャフトと、
前記第1のシャフトに対して軸線方向に相対移動可能であって相対回転不能に連結された第2のシャフトと、
前記第1のシャフトと前記第2のシャフトのうち一方のシャフトの周囲に配置されたキーロックカラーとを有し、
前記第1のシャフトと前記第2のシャフトとが軸線方向に相対移動したときに、他方のシャフトは、前記キーロックカラーの半径方向内方に侵入することを特徴とするステアリング装置。 A column member fixed to the vehicle body;
A first shaft rotatably supported with respect to the column member;
A second shaft that is axially movable with respect to the first shaft and is connected so as not to rotate relative to the first shaft;
A key lock collar disposed around one of the first shaft and the second shaft;
The steering apparatus according to claim 1, wherein when the first shaft and the second shaft are relatively moved in the axial direction, the other shaft enters inward in the radial direction of the key lock collar.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007200651A JP2009035104A (en) | 2007-08-01 | 2007-08-01 | Steering device |
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Country Status (1)
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2007
- 2007-08-01 JP JP2007200651A patent/JP2009035104A/en active Pending
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