JP2004175298A

JP2004175298A - 舵取装置

Info

Publication number: JP2004175298A
Application number: JP2002346318A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Kaname; 茂孝金目; Kenichi Aota; 健一青田; Taisuke Takeda; 泰典竹田; Satoshi Kinoshita; 里志木下
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Fuji Kiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; JTEKT Column Systems Corp
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-06-24
Also published as: US20040104567A1; EP1424260A2; CN1504371A; DE60304973T2; CN100497063C; EP1424260B1; DE60304973D1; EP1424260A3; US7168741B2

Abstract

【課題】通常の操舵時における衝撃エネルギ吸収環の負担を低減できるとともに、衝撃エネルギ吸収時のこじり荷重を低減することができるようにする。
【解決手段】一端部が操舵輪に繋がる操舵軸を回転自在に支持する第１ハウジング３、又は、該第１ハウジング３に軸長方向へ離隔する２つの衝撃エネルギ吸収環６，７を介して軸長方向へ相対移動可能に嵌合された第２ハウジング５に、衝撃エネルギ吸収環６，７の間に軸長方向へ離隔して突設され、第１ハウジング３及び第２ハウジング５の他方の周面と接触する第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９を設け、衝撃エネルギ吸収凸部８，９によって通常の操舵時における衝撃エネルギ吸収環６，７の負担を低減し、衝撃エネルギ吸収環６，７によって衝撃エネルギ吸収時のこじり荷重を低減するようにした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の衝突等により運転者から操舵輪等の操舵手段に加わる衝撃エネルギを吸収することを可能とした衝撃エネルギ吸収式の舵取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝撃エネルギ吸収式の舵取装置は、例えば上部が操舵輪に繋がる操舵軸を転がり軸受を介して回転自在に支持する上部ハウジングと、該上部ハウジングに軸長方向への相対移動を可能に挿入され車体に固定される下部ハウジングと、前記上部ハウジングの下部に軸長方向へ離隔して一体に突設され、下部ハウジングの内周面に接触する第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部とを備えている。
【０００３】
自動車の前面衝突等により操舵輪に加わる二次衝突の衝撃エネルギは前記転がり軸受から上部ハウジングに伝達され、該上部ハウジングが下部ハウジングに対して軸長方向へ移動する。この上部ハウジングが移動する際、衝撃エネルギ吸収凸部と下部ハウジングとの接触抵抗により前記衝撃エネルギを吸収する。
【０００４】
ところが、二次衝突の衝撃エネルギは操舵軸の軸心に対して傾斜する方向から操舵軸に加わるため、操舵軸を支持した上部ハウジングに曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントにより上部ハウジングが下部ハウジングに対して傾動し、上部ハウジングの下端が下部ハウジングの外周面に当接するとともに下部ハウジングの上端が上部ハウジングの内周面に当接し、この２つの当接箇所にこじり荷重が加わる。この結果、上部ハウジングの移動抵抗が増大し、運転者に加わる負荷が大きくなる。
【０００５】
この運転者に加わる負荷を低減するには、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部間の距離を長くし、前記した２つの当接箇所に加わるこじり荷重を低減することにより達成できる。しかしながら、上部ハウジングの移動量、換言すれば、エネルギー吸収ストロークは車両のレイアウトにより必然的に決まるため、衝撃エネルギ吸収凸部間の距離を長くすることはできない。
【０００６】
また、衝撃エネルギ吸収式の舵取装置として、上部が操舵輪に繋がる操舵軸を回転自在に支持する上部ハウジングに、軸長方向へ離隔する合成樹脂製の２つの衝撃エネルギ吸収環を介して下部ハウジングを軸長方向へ相対移動可能に嵌合してなる舵取装置も知られている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−７６９５８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１の舵取装置にあっては、衝撃エネルギ吸収環の周面と上部ハウジング及び下部ハウジングの周面とが接触した状態で衝撃エネルギを吸収することになるため、こじり荷重を低減でき、衝撃エネルギ吸収凸部を有する舵取装置に比べて上部ハウジングの移動抵抗を低減できる。しかしながら、上部ハウジングには衝撃エネルギ吸収時に曲げモーメントが加わるだけでなく、通常の操舵時においても操舵力に応じた曲げモーメントが加わるため、前記衝撃エネルギ吸収環の負担が大きく、該衝撃エネルギ吸収環の耐久性を改善することが要望されていた。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は通常の操舵時における衝撃エネルギ吸収環の負担を低減できるとともに、衝撃エネルギ吸収時のこじり荷重を低減することができる舵取装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る舵取装置は、一端部が操舵手段に繋がる操舵軸を回転自在に支持する第１ハウジングに、軸長方向へ離隔する２つの衝撃エネルギ吸収環を介して第２ハウジングを軸長方向へ相対移動可能に嵌合してなる舵取装置において、前記第１ハウジング及び第２ハウジングの一方は、前記衝撃エネルギ吸収環の間に軸長方向へ離隔して突設され、第１ハウジング及び第２ハウジングの他方の周面と接触する第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部を有することを特徴とする。
【００１１】
第１発明にあっては、二次衝突の衝撃エネルギを吸収するとき、衝撃エネルギ吸収環の周面と第１ハウジング及び第２ハウジングの周面とが接触し、さらに、衝撃エネルギ吸収凸部が第１ハウジング又は第２ハウジングの周面と接触した状態で衝撃エネルギを吸収することができるため、この衝撃エネルギ吸収時のこじり荷重を低減できる。また、通常の操舵時に第１ハウジングに加わる曲げモーメントは衝撃エネルギ吸収環及び衝撃エネルギ吸収凸部に分散して加えることができるため、通常の操舵時における衝撃エネルギ吸収環の負担を低減でき、衝撃エネルギ吸収環の耐久性を向上できる。
【００１２】
第２発明に係る舵取装置は、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部は周方向に離隔して複数個有しており、前記衝撃エネルギ吸収環の一つは第１ハウジング又は第２ハウジングの端面に対接する環部、及び衝撃エネルギ吸収凸部に対応する位置の間で前記環部に連なる複数個の板片を有することを特徴とする。
【００１３】
第２発明にあっては、衝撃エネルギ吸収環の板片間の空間部分を衝撃エネルギ吸収凸部に当接しない非当接路とすることができるため、２つの衝撃エネルギ吸収環を第１ハウジング又は第２ハウジングの周面に嵌合保持した状態で第１ハウジングを第２ハウジングに挿入するとき、衝撃エネルギ吸収環で阻止されることなく挿入することができ、組立て作業性を向上できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る舵取装置の構成を示す断面図である。
舵取装置は、一端部が舵取りのための操舵輪（操舵手段）Ａに繋がる第１舵軸１と、該第１舵軸１を取り囲み、玉軸受２を介して第１舵軸１を回転自在に支持する筒形の第１ハウジング３と、第１舵軸１の他端部に軸長方向への相対移動を可能に嵌合された第２舵軸４と、該第２舵軸４を取り囲み、その一端部が第１ハウジング３の他端部に嵌合される第２ハウジング５と、第１ハウジング３及び第２ハウジング５の嵌合部Ｂに軸長方向へ離隔して嵌合保持された合成樹脂製の第１及び第２の衝撃エネルギ吸収環６，７と、該衝撃エネルギ吸収環６，７の間で第１ハウジング３に一体に突設された第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９と、第２舵軸４及び第２ハウジング５の他端側に配置されたトルクセンサ１０と、該トルクセンサ１０を支持する支持部材１１とを備えている。尚、第１舵軸１及び第２舵軸４により操舵軸が構成されている。
【００１５】
第１舵軸１は円筒形に形成され、その一端部が玉軸受２を介して第１ハウジング３の一端部内周面に回転自在に支持されており、他端部が棒状の第２舵軸４の一端部に相対回転が不可能であり、軸長方向への移動が可能に嵌合してある。この嵌合部には二次衝突の衝撃エネルギによって破断し、該衝撃エネルギを衝撃エネルギ吸収環６，７及び衝撃エネルギ吸収凸部８，９とともに吸収する例えば合成樹脂製の吸収部材１２を設けている。
【００１６】
第２舵軸４は、その他端部にダウエルピン１３により結合されたセンサ支持筒１４及び該センサ支持筒１４に嵌合された軸受１５とを介して支持部材１１内に回転自在に支持されている。また、第２舵軸４の他端部にはセンサ支持筒１４内に挿入され操舵輪Ａに加わる操舵トルクの作用によって捩れるトーションバー１６の一端部がダウエルピン１３により結合されており、該トーションバー１６の他端部が伝動軸１７にダウエルピン１８により結合されている。
【００１７】
第１ハウジング３の内径寸法は、第２ハウジング５の外径寸法よりも大径に形成されており、該第１ハウジング３の他端部内周面３ａ（図２参照）及び第２ハウジング５の一端部外周面５ａ（図２参照）の間の嵌合部に衝撃エネルギ吸収環６，７を嵌合し、該衝撃エネルギ吸収環６，７を介して第１ハウジング３を第２ハウジング５に対し軸長方向へ移動を可能としてある。
【００１８】
トルクセンサ１０はトーションバー１６の捩れに応じた第２舵軸４及び伝動軸１７の相対回転変位量によって操舵輪Ａに加わる操舵トルクを検出するものであり、該トルクセンサ１０が検出したトルク等に基づいて操舵補助用のモータ１９が駆動制御されるように構成されている。尚、モータ１９は支持部材１１の外部に取付けられており、減速歯車機構２０を介してモータ１９の回転を伝動軸１７に伝えるように構成されている。また、この伝動軸１７はユニバーサルジョイントを介してラックピニオン式の舵取機構に連結される。
【００１９】
図２は第１ハウジング及び第２ハウジングの嵌合部の拡大断面図、図３は図２のＩＩＩ −ＩＩＩ線の断面図、図４は第１の衝撃エネルギ吸収環の構成を示す斜視図、図５は第２の衝撃エネルギ吸収環の構成を示す斜視図である。
第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９は、衝撃エネルギ吸収環６，７の近傍から周方向に離隔して一体に成形された例えば各々４個の凸起からなる。また、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９は軸長方向に離隔した位置で周方向の位置をほぼ等しくして配置されている。尚、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９の成形は、例えば油圧シリンダのピストンロツドに装着された成形工具によって第１ハウジング３の嵌合部を径方向内側へ押込むことにより加工する。また、衝撃エネルギ吸収凸部８，９の形状及び個数は特に制限されない。
【００２０】
第１の衝撃エネルギ吸収環６は第２ハウジング５の一端面に対接する環部６ａ、及び周方向に離隔した位置で環部６ａの外周部に連なる４個の板片６ｂ，６ｂ…を有する。この板片６ｂ，６ｂ…は第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９に対応して等配されている。また、環部６ａの板片６ｂ，６ｂ…間の外径寸法を第２ハウジング５の他端部の外径寸法以下とし、環部６ａの板片６ｂ，６ｂ…間の空間部分を第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９に当接しない非当接路６ｃ，６ｃ…としてある。尚、第１の衝撃エネルギ吸収環６の形状及び板片の個数は特に制限されない。
【００２１】
第２の衝撃エネルギ吸収環７は第１ハウジング３の他端部内周面３ａに嵌合保持される環部７ａと、該環部７ａの一端に連なり、第１ハウジング３の他端面に対接する外向きの鍔部７ｂとを有する。
【００２２】
尚、第１ハウジング３の他端部には車体に取付けられる取付ブラケット２１（図１参照）が着脱可能に取付けられている。この取付ブラケット２１は、前記衝撃エネルギによって第１ハウジング３が軸長方向へ押圧されたとき破断して前記衝撃エネルギ吸収環６，７、衝撃エネルギ吸収凸部８，９及び吸収部材１２とともに前記衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収部材（図示せず）を備えている。
【００２３】
以上のように構成された舵取装置は、第１ハウジング３及び第２ハウジング５が嵌合されるとき、例えば第１の衝撃エネルギ吸収環６の板片６ｂ，６ｂ…を第２ハウジング５の一端部外周面５ａに嵌合し、第２の衝撃エネルギ吸収環７を第１ハウジング３の他端部内周面３ａに嵌合した状態で第１ハウジング３を軸長方向へ押圧することにより、衝撃エネルギ吸収環６，７及び衝撃エネルギ吸収凸部８，９を介して第１ハウジング３及び第２ハウジング５を嵌合する。この嵌合により、第１の衝撃エネルギ吸収環６が第１ハウジング３の内周面と接触し、第２の衝撃エネルギ吸収環７が第２ハウジング５の外周面と接触し、衝撃エネルギ吸収凸部８，９が第２ハウジング５の外周面と接触し、夫々の接触部に摩擦力が発生する。
【００２４】
第１ハウジング３を第２ハウジング５に嵌合する際、第１の衝撃エネルギ吸収環６は非当接路６ｃ，６ｃ…を有するため、第２の衝撃エネルギ吸収凸部９が非当接路６ｃ，６ｃ…と対応するように位置合わせした状態で第１ハウジング３を軸長方向へ押圧することにより、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９が非当接路６ｃ，６ｃ…に挿入され、第１の衝撃エネルギ吸収環６で阻止されることなく挿入することができ、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収環６，７の間に第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９を配置させることができる。
【００２５】
自動車の前面衝突等により運転者が操舵輪Ａに当ったときの衝撃エネルギは、第１舵軸１、玉軸受２、第１ハウジング３を介して衝撃エネルギー吸収環６，７及び衝撃エネルギ吸収凸部８，９に作用し、該衝撃エネルギ吸収環６，７及び衝撃エネルギ吸収凸部８，９により衝撃エネルギを吸収しつつ第１ハウジング３が第２の衝撃エネルギ吸収環７とともに第２ハウジング５に対し軸長方向へ移動する。また、前記衝撃エネルギは、第１舵軸１から吸収部材１２に作用し、該吸収部材１２が破断し、第１舵軸１の移動が許容される。
【００２６】
この際、まず、第１ハウジング３が衝突時に軸長方向へ移動するにつれて衝撃エネルギ吸収環６，７間の軸長方向長さが長くなる。そして、軸長方向長さが長くなった衝撃エネルギ吸収環６，７の周面と第１ハウジング３及び第２ハウジング５の周面とが接触した状態で衝撃エネルギを吸収するため、嵌合部に加わるこじり荷重を充分に低減でき、第１ハウジング３の移動抵抗を低減できる。しかも、衝撃エネルギ吸収環６，７の間に第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部８，９を設けてあるため、通常の操舵時に第１ハウジング３に加わる曲げモーメントを衝撃エネルギ吸収環６，７及び衝撃エネルギ吸収凸部８，９に分散して加えることができ、通常の操舵時における衝撃エネルギ吸収環６，７の負担を低減でき、衝撃エネルギ吸収環６，７の耐久性を向上できる。
【００２７】
図６は第２の衝撃エネルギ吸収環の構成を示す斜視図である。
尚、以上説明した実施の形態において、嵌合部の長さ及び衝撃エネルギ吸収凸部８，９間の距離を変更することなく衝撃エネルギ吸収環６，７による衝撃エネルギ吸収荷重を高めるには、例えば第１の衝撃エネルギ吸収環６の板片６ｂ，６ｂ…を、第１の衝撃エネルギ吸収凸部８の位置よりも第２の衝撃エネルギ吸収環７側となる長さとし、さらに、第２の衝撃エネルギ吸収環７の環部７ａの鍔部７ｂと反対側端に、第２の衝撃エネルギ吸収凸部９に対応する間隔で周方向へ離隔する複数の板片７ｃを突設し、第１ハウジング３及び第２ハウジング５との接触面積を増加する。この場合、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収環６，７の一方だけを前記接触面積が増加する構成としてもよい。
【００２８】
また、以上説明した実施の形態では、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収環６，７を別部材としたが、その他、第１及び第２の衝撃エネルギ吸収環６，７を、第１ハウジング３を第２ハウジング５に嵌合する際の押圧力によって破断する連結片で連結した構成としてもよい。さらには、第１ハウジング３を第２ハウジング５に嵌合後も第１及び第２の衝撃エネルギ吸収環６，７が連結片により一体になっており、衝撃エネルギ吸収時に連結片が破断するようにしてもよい。
【００２９】
また、以上説明した実施の形態では、第１ハウジング３に衝撃エネルギ吸収凸部８，９を設けたが、その他、この衝撃エネルギ吸収凸部８，９は第２ハウジング５の嵌合部に設けてもよい。この場合、第２の衝撃エネルギ吸収環７は第１ハウジング３の他端面に対接する環部、及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部９に対応する位置の間で前記環部に連なる複数個の板片を有する構成とし、環部の板片間の空間部分を第２の衝撃エネルギ吸収凸部９に当接しない非当接路とする。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明によれば、衝撃エネルギ吸収時のこじり荷重を低減でき、しかも、通常の操舵時における衝撃エネルギ吸収環の負担を低減でき、衝撃エネルギ吸収環の耐久性を向上できる。
【００３１】
第２発明によれば、２つの衝撃エネルギ吸収環を第１ハウジング又は第２ハウジングの周面に嵌合保持した状態で第１ハウジングを第２ハウジングに挿入するとき、衝撃エネルギ吸収環で阻止されることなく挿入することができ、組立て作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る舵取装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係る舵取装置の第１ハウジング及び第２ハウジングの嵌合部の拡大断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ −ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】本発明に係る舵取装置の第１の衝撃エネルギ吸収環の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る舵取装置の第２の衝撃エネルギ吸収環の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る舵取装置の実施の形態３の第２の衝撃エネルギ吸収環の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１第１舵軸（操舵軸）
４第２舵軸（操舵軸）
３第１ハウジング
５第２ハウジング
６第１の衝撃エネルギ吸収環
６ａ環部
６ｂ板片
７第２の衝撃エネルギ吸収環
８第１の衝撃エネルギー吸収凸部
９第２の衝撃エネルギー吸収凸部
Ａ操舵輪（操舵手段）

Claims

一端部が操舵手段に繋がる操舵軸を回転自在に支持する第１ハウジングに、軸長方向へ離隔する２つの衝撃エネルギ吸収環を介して第２ハウジングを軸長方向へ相対移動可能に嵌合してなる舵取装置において、前記第１ハウジング及び第２ハウジングの一方は、前記衝撃エネルギ吸収環の間に軸長方向へ離隔して突設され、第１ハウジング及び第２ハウジングの他方の周面と接触する第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部を有することを特徴とする舵取装置。
前記第１及び第２の衝撃エネルギ吸収凸部は周方向に離隔して複数個有しており、前記衝撃エネルギ吸収環の一つは第１ハウジング又は第２ハウジングの端面に対接する環部、及び衝撃エネルギ吸収凸部に対応する位置の間で前記環部に連なる複数個の板片を有する請求項１記載の舵取装置。