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JP6939123B2 - Steering device and intermediate shaft - Google Patents

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JP6939123B2
JP6939123B2 JP2017120446A JP2017120446A JP6939123B2 JP 6939123 B2 JP6939123 B2 JP 6939123B2 JP 2017120446 A JP2017120446 A JP 2017120446A JP 2017120446 A JP2017120446 A JP 2017120446A JP 6939123 B2 JP6939123 B2 JP 6939123B2
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intermediate shaft
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誠一 森山
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圭佑 中尾
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Description

本発明は、ステアリング装置及び中間シャフトに関する。 The present invention relates to a steering device and an intermediate shaft.

車両には、操作者(運転者)のステアリングホイールに対する操作を車輪に伝えるための装置としてステアリング装置が設けられている。車両の衝突が生じた時に衝撃をステアリングホイールに伝えにくくするステアリング装置が知られている。例えば特許文献1には、管状のベローズを備える中間シャフトが記載されている。特許文献1によれば、1次衝突時においてベローズが変形することで衝撃が吸収される。 The vehicle is provided with a steering device as a device for transmitting the operation of the operator (driver) to the steering wheel to the wheels. A steering device is known that makes it difficult to transmit an impact to a steering wheel when a vehicle collision occurs. For example, Patent Document 1 describes an intermediate shaft provided with a tubular bellows. According to Patent Document 1, the impact is absorbed by the deformation of the bellows at the time of the first collision.

特開2005−145164号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-145164

しかしながら、管状のベローズの作製には専用且つ高額な設備が必要となる。さらに、個別に求められる衝撃吸収性能に応じてベローズの変形特性を変更するためには、金型の変更が必要となる。このため、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトが求められていた。 However, the production of tubular bellows requires dedicated and expensive equipment. Further, in order to change the deformation characteristics of the bellows according to the impact absorption performance individually required, it is necessary to change the mold. Therefore, there has been a demand for an intermediate shaft that can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトにより衝撃を吸収す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 that absorbs an impact by an intermediate shaft that can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.

上記の目的を達成するため、本発明の一態様のステアリング装置は、第1ユニバーサルジョイントと、前記第1ユニバーサルジョイントより前方側に配置される第2ユニバーサルジョイントと、前記第1ユニバーサルジョイントと前記第2ユニバーサルジョイントとを連結する中実部材である中間シャフトと、を備え、前記中間シャフトは、外周面に溝を有する衝撃吸収部を備える。 In order to achieve the above object, the steering device of one aspect of the present invention includes a first universal joint, a second universal joint arranged on the front side of the first universal joint, the first universal joint, and the first universal joint. 2. An intermediate shaft, which is a solid member for connecting the universal joint, is provided, and the intermediate shaft includes a shock absorbing portion having a groove on the outer peripheral surface.

これにより、衝撃吸収部の形成に際して金型が不要であるので、衝撃吸収部の形成が容易となる。また、衝撃吸収部の変形特性は、衝撃吸収部の溝の形状に応じて変化する。溝の形状を変更することは容易であるため、衝撃吸収部の変形特性の調整は容易である。したがって、ステアリング装置は、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトにより衝撃を吸収することができる。 As a result, a mold is not required to form the shock absorbing portion, so that the shock absorbing portion can be easily formed. Further, the deformation characteristics of the shock absorbing portion change according to the shape of the groove of the shock absorbing portion. Since it is easy to change the shape of the groove, it is easy to adjust the deformation characteristics of the shock absorbing portion. Therefore, the steering device can absorb the impact by the intermediate shaft which can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.

ステアリング装置の望ましい態様として、前記衝撃吸収部は、複数の前記溝を備え、前記溝は、環状であることが望ましい。 As a desirable aspect of the steering device, it is desirable that the shock absorbing portion includes a plurality of the grooves, and the grooves are annular.

これにより、中間シャフトに曲げ応力が作用すると、衝撃吸収部の複数の部分で応力集中が生じる。このため、衝撃吸収部の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフトの衝撃吸収能力が向上する。さらに、溝が環状なので、中間シャフトの曲がる方向が限定されにくくなる。 As a result, when bending stress acts on the intermediate shaft, stress concentration occurs in a plurality of parts of the impact absorbing portion. Therefore, the range of the deformed portion of the shock absorbing portion tends to be large, so that the shock absorbing capacity of the intermediate shaft is improved. Further, since the groove is annular, it is difficult to limit the bending direction of the intermediate shaft.

ステアリング装置の望ましい態様として、前記溝は、螺旋状であることが望ましい。 As a desirable aspect of the steering device, it is desirable that the groove is spiral.

これにより、中間シャフトに曲げ応力が作用すると、衝撃吸収部の複数の部分で応力集中が生じる。このため、衝撃吸収部の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフトの衝撃吸収能力が向上する。さらに、溝が螺旋状なので、中間シャフトの曲がる方向が限定されにくくなる。 As a result, when bending stress acts on the intermediate shaft, stress concentration occurs in a plurality of parts of the impact absorbing portion. Therefore, the range of the deformed portion of the shock absorbing portion tends to be large, so that the shock absorbing capacity of the intermediate shaft is improved. Further, since the groove is spiral, the bending direction of the intermediate shaft is less likely to be limited.

ステアリング装置の望ましい態様として、前記溝の最大幅は1mm以上3mm以下であり、径方向に対して垂直な平面で前記中間シャフトを切った断面において、前記溝に面する前記衝撃吸収部の表面の少なくとも一部は、曲率半径が0.2mm以上1.0mm以下である円弧を描くことが望ましい。 As a desirable aspect of the steering device, the maximum width of the groove is 1 mm or more and 3 mm or less, and the surface of the shock absorbing portion facing the groove in a cross section obtained by cutting the intermediate shaft in a plane perpendicular to the radial direction. It is desirable to draw an arc having a radius of curvature of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less at least in part.

これにより、衝撃吸収部において極端な応力集中が生じなくなり、且つ衝撃吸収部が曲がり易くなる。 As a result, extreme stress concentration does not occur in the shock absorbing portion, and the shock absorbing portion is easily bent.

ステアリング装置の望ましい態様として、前記溝の幅は、前記溝の底に向かって小さくなっていることが望ましい。 As a desirable aspect of the steering device, it is desirable that the width of the groove decreases toward the bottom of the groove.

これにより、中間シャフトに曲げ応力が作用した時に、応力集中が生じやすくなる。 As a result, stress concentration is likely to occur when bending stress is applied to the intermediate shaft.

本発明の一態様の中間シャフトは、ステアリング装置に用いられる中実部材である中間シャフトであって、外周面に溝を有する衝撃吸収部を備える。 The intermediate shaft according to one aspect of the present invention is an intermediate shaft that is a solid member used in a steering device, and includes a shock absorbing portion having a groove on the outer peripheral surface.

これにより、衝撃吸収部の形成に際して金型が不要であるので、衝撃吸収部の形成が容易となる。また、衝撃吸収部の変形特性は、衝撃吸収部の溝の形状に応じて変化する。溝の形状を変更することは容易であるため、衝撃吸収部の変形特性の調整は容易である。したがって、中間シャフトは、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる。 As a result, a mold is not required to form the shock absorbing portion, so that the shock absorbing portion can be easily formed. Further, the deformation characteristics of the shock absorbing portion change according to the shape of the groove of the shock absorbing portion. Since it is easy to change the shape of the groove, it is easy to adjust the deformation characteristics of the shock absorbing portion. Therefore, the intermediate shaft can be easily manufactured and its deformation characteristics can be easily changed.

本発明によれば、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフトにより衝撃を吸収するステアリング装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a steering device that absorbs an impact by an intermediate shaft that can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.

図1は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of the steering device of the present embodiment. 図2は、本実施形態のステアリング装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the steering device of the present embodiment. 図3は、本実施形態の中間シャフトの側面図である。FIG. 3 is a side view of the intermediate shaft of the present embodiment. 図4は、図3におけるA−A断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 図5は、図4における溝の周辺部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the peripheral portion of the groove in FIG. 図6は、曲がった後の中間シャフトの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the intermediate shaft after bending. 図7は、第1変形例の中間シャフトにおける衝撃吸収部の側面図である。FIG. 7 is a side view of the shock absorbing portion in the intermediate shaft of the first modification. 図8は、第2変形例の中間シャフトにおける溝の周辺部の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a peripheral portion of the groove in the intermediate shaft of the second modification.

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments for carrying out the following inventions (hereinafter referred to as embodiments). In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those in a so-called equal range. Further, the components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.

(実施形態)
図1は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。図2は、本実施形態のステアリング装置の斜視図である。図1に示すように、ステアリング装置80は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、操舵力アシスト機構83と、第1ユニバーサルジョイント84と、中間シャフト85と、第2ユニバーサルジョイント86と、を備えピニオンシャフト87に接合されている。以下の説明においては、ステアリング装置80が搭載された車両における前方は単に前方と記載され、車両における後方は単に後方と記載される。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of the steering device of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the steering device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, in the steering device 80, the steering wheel 81, the steering shaft 82, the steering force assist mechanism 83, the first universal joint 84, and the intermediate shaft 85 are transmitted in the order in which the force given by the operator is transmitted. And a second universal joint 86 are provided and joined to the pinion shaft 87. In the following description, the front of the vehicle equipped with the steering device 80 is simply referred to as the front, and the rear of the vehicle is simply referred to as the rear.

図1に示すように、ステアリングシャフト82は、入力軸82aと、出力軸82bとを備える。入力軸82aの一方の端部がステアリングホイール81に連結され、入力軸82aの他方の端部が出力軸82bに連結される。また、出力軸82bの一方の端部が入力軸82aに連結され、出力軸82bの他方の端部が第1ユニバーサルジョイント84に連結される。 As shown in FIG. 1, the steering shaft 82 includes an input shaft 82a and an output shaft 82b. One end of the input shaft 82a is connected to the steering wheel 81 and the other end of the input shaft 82a is connected to the output shaft 82b. Further, one end of the output shaft 82b is connected to the input shaft 82a, and the other end of the output shaft 82b is connected to the first universal joint 84.

図1に示すように、中間シャフト85は、第1ユニバーサルジョイント84と第2ユニバーサルジョイント86とを連結している。中間シャフト85の一方の端部が第1ユニバーサルジョイント84に連結され、他方の端部が第2ユニバーサルジョイント86に連結される。ピニオンシャフト87の一方の端部が第2ユニバーサルジョイント86に連結され、ピニオンシャフト87の他方の端部がステアリングギヤ88に連結される。第1ユニバーサルジョイント84及び第2ユニバーサルジョイント86は、例えばカルダンジョイントである。ステアリングシャフト82の回転が中間シャフト85を介してピニオンシャフト87に伝わる。すなわち、中間シャフト85はステアリングシャフト82に伴って回転する。 As shown in FIG. 1, the intermediate shaft 85 connects the first universal joint 84 and the second universal joint 86. One end of the intermediate shaft 85 is connected to the first universal joint 84 and the other end is connected to the second universal joint 86. One end of the pinion shaft 87 is connected to the second universal joint 86, and the other end of the pinion shaft 87 is connected to the steering gear 88. The first universal joint 84 and the second universal joint 86 are, for example, cardan joints. The rotation of the steering shaft 82 is transmitted to the pinion shaft 87 via the intermediate shaft 85. That is, the intermediate shaft 85 rotates with the steering shaft 82.

図1に示すように、ステアリングギヤ88は、ピニオン88aと、ラック88bとを備える。ピニオン88aは、ピニオンシャフト87に連結される。ラック88bは、ピニオン88aに噛み合う。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aに伝達された回転運動をラック88bで直進運動に変換する。ラック88bは、タイロッド89に連結される。ラック88bが移動することで車輪の角度が変化する。 As shown in FIG. 1, the steering gear 88 includes a pinion 88a and a rack 88b. The pinion 88a is connected to the pinion shaft 87. The rack 88b meshes with the pinion 88a. The steering gear 88 converts the rotational motion transmitted to the pinion 88a into a straight motion by the rack 88b. The rack 88b is connected to the tie rod 89. The angle of the wheel changes as the rack 88b moves.

図1に示すように、操舵力アシスト機構83は、減速装置92と、電動モータ93とを備える。減速装置92は、例えばウォーム減速装置である。電動モータ93で生じたトルクは、減速装置92の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置92は、ウォーム及びウォームホイールによって、電動モータ93で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置92は、出力軸82bに補助操舵トルクを与える。すなわち、ステアリング装置80はコラムアシスト方式である。 As shown in FIG. 1, the steering force assist mechanism 83 includes a speed reducing device 92 and an electric motor 93. The speed reducer 92 is, for example, a worm speed reducer. The torque generated by the electric motor 93 is transmitted to the worm wheel via the worm inside the speed reducer 92 to rotate the worm wheel. The speed reducer 92 increases the torque generated by the electric motor 93 by the worm and the worm wheel. Then, the reduction gear 92 applies an auxiliary steering torque to the output shaft 82b. That is, the steering device 80 is a column assist system.

図1に示すように、ステアリング装置80は、ECU(Electronic Control Unit)90と、トルクセンサ94と、車速センサ95と、を備える。電動モータ93、トルクセンサ94及び車速センサ95は、ECU90と電気的に接続される。トルクセンサ94は、入力軸82aに伝達された操舵トルクをCAN(Controller Area Network)通信によりECU90に出力する。車速センサ95は、ステアリング装置80が搭載される車体の走行速度(車速)を検出する。車速センサ95は、車体に備えられ、車速をCAN通信によりECU90に出力する。 As shown in FIG. 1, the steering device 80 includes an ECU (Electronic Control Unit) 90, a torque sensor 94, and a vehicle speed sensor 95. The electric motor 93, the torque sensor 94, and the vehicle speed sensor 95 are electrically connected to the ECU 90. The torque sensor 94 outputs the steering torque transmitted to the input shaft 82a to the ECU 90 by CAN (Controller Area Network) communication. The vehicle speed sensor 95 detects the traveling speed (vehicle speed) of the vehicle body on which the steering device 80 is mounted. The vehicle speed sensor 95 is provided on the vehicle body and outputs the vehicle speed to the ECU 90 by CAN communication.

ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。ECU90は、トルクセンサ94及び車速センサ95のそれぞれから信号を取得する。ECU90には、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ECU90は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ93へ供給する電力値を調節する。ECU90は、電動モータ93から誘起電圧の情報又は電動モータ93に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ECU90が電動モータ93を制御することで、ステアリングホイール81の操作に要する力が小さくなる。 The ECU 90 controls the operation of the electric motor 93. The ECU 90 acquires signals from each of the torque sensor 94 and the vehicle speed sensor 95. Electric power is supplied to the ECU 90 from the power supply device 99 (for example, an in-vehicle battery) with the ignition switch 98 turned on. The ECU 90 calculates the auxiliary steering command value based on the steering torque and the vehicle speed. The ECU 90 adjusts the electric power value supplied to the electric motor 93 based on the auxiliary steering command value. The ECU 90 acquires information on the induced voltage from the electric motor 93 or information output from a resolver or the like provided in the electric motor 93. By controlling the electric motor 93 by the ECU 90, the force required to operate the steering wheel 81 is reduced.

図3は、本実施形態の中間シャフトの側面図である。図4は、図3におけるA−A断面図である。図5は、図4における溝の周辺部の拡大図である。 FIG. 3 is a side view of the intermediate shaft of the present embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of the peripheral portion of the groove in FIG.

中間シャフト85は、略円柱状の中実部材である。例えば、中間シャフト85は、機械構造用炭素鋼(SC材(Carbon Steel for Machine Structural Use))であるS35Cで形成される。図3に示すように、中間シャフト85は、基部11と、衝撃吸収部15と、基部19と、を備える。 The intermediate shaft 85 is a substantially cylindrical solid member. For example, the intermediate shaft 85 is made of S35C, which is a carbon steel for machine structural use (SC material). As shown in FIG. 3, the intermediate shaft 85 includes a base portion 11, a shock absorbing portion 15, and a base portion 19.

基部11は、第1ユニバーサルジョイント84に接続される。基部11の直径は一定である。衝撃吸収部15は、基部11の前方に位置する。衝撃吸収部15は、中間シャフト85の軸方向において、中間シャフト85の中央に位置する。基部19は、第2ユニバーサルジョイント86に接続される。基部19の直径は一定であり、基部11の直径に等しい。 The base 11 is connected to the first universal joint 84. The diameter of the base 11 is constant. The shock absorbing portion 15 is located in front of the base portion 11. The shock absorbing portion 15 is located at the center of the intermediate shaft 85 in the axial direction of the intermediate shaft 85. The base 19 is connected to the second universal joint 86. The diameter of the base 19 is constant and equal to the diameter of the base 11.

以下の説明において、中間シャフト85の軸方向は単に軸方向と記載され、軸方向に対して直交する方向は径方向と記載される。図4及び図5は、径方向に対して直交する平面で中間シャフト85を切った断面である。 In the following description, the axial direction of the intermediate shaft 85 is simply described as the axial direction, and the direction orthogonal to the axial direction is described as the radial direction. 4 and 5 are cross sections of the intermediate shaft 85 cut in a plane orthogonal to the radial direction.

図4に示すように、衝撃吸収部15は、複数の溝3と、複数の凸部4と、を備える。溝3は環状である。溝3は、例えば切削により形成される。複数の溝3は、軸方向で等間隔に配置されている。凸部4は、2つの溝3の間に位置する。凸部4に対応する位置における衝撃吸収部15の直径D1は、基部11及び基部19の直径に等しい。 As shown in FIG. 4, the shock absorbing portion 15 includes a plurality of grooves 3 and a plurality of convex portions 4. The groove 3 is annular. The groove 3 is formed by cutting, for example. The plurality of grooves 3 are arranged at equal intervals in the axial direction. The convex portion 4 is located between the two grooves 3. The diameter D1 of the shock absorbing portion 15 at the position corresponding to the convex portion 4 is equal to the diameters of the base portion 11 and the base portion 19.

図5に示すように、衝撃吸収部15は、溝3に面する表面として、第1側面31と、第2側面33と、底面35と、第1接続面36と、第2接続面37と、を含む。第1側面31及び第2側面33は、軸方向に対して垂直である。すなわち、第2側面33は、第1側面31と平行である。底面35は、第1側面31と第2側面33との間に位置する。第1側面31が底面35に対して後方に位置し、第2側面33が底面35に対して前方に位置する。底面35は曲面である。第1接続面36は、第1側面31と底面35とを繋ぐ曲面である。第2接続面37は、第2側面33と底面35とを繋ぐ曲面である。 As shown in FIG. 5, the shock absorbing portion 15 has a first side surface 31, a second side surface 33, a bottom surface 35, a first connection surface 36, and a second connection surface 37 as surfaces facing the groove 3. ,including. The first side surface 31 and the second side surface 33 are perpendicular to the axial direction. That is, the second side surface 33 is parallel to the first side surface 31. The bottom surface 35 is located between the first side surface 31 and the second side surface 33. The first side surface 31 is located rearward with respect to the bottom surface 35, and the second side surface 33 is located forward with respect to the bottom surface 35. The bottom surface 35 is a curved surface. The first connecting surface 36 is a curved surface connecting the first side surface 31 and the bottom surface 35. The second connecting surface 37 is a curved surface connecting the second side surface 33 and the bottom surface 35.

溝3の最大幅Wは、1mm以上3mm以下であることが好ましい。図5に示す断面において、第1接続面36及び第2接続面37は同じ円弧を描く。第1接続面36及び第2接続面37が描く円弧の曲率半径C1は、0.2mm以上1.0mm以下であることが好ましい。例えば、本実施形態における曲率半径C1は0.3mmである。 The maximum width W of the groove 3 is preferably 1 mm or more and 3 mm or less. In the cross section shown in FIG. 5, the first connecting surface 36 and the second connecting surface 37 draw the same arc. The radius of curvature C1 of the arc drawn by the first connecting surface 36 and the second connecting surface 37 is preferably 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. For example, the radius of curvature C1 in this embodiment is 0.3 mm.

衝撃吸収部15は、例えば300(Nm)のトルクを伝達できるように設計される。中間シャフト85がS35Cで形成される場合、溝3の底に対応する位置における衝撃吸収部15の直径D2は、14mm以上16mm以下程度となる。直径D2は、図5に示す溝3の深さHにより決まる。 The shock absorbing unit 15 is designed to transmit a torque of, for example, 300 (Nm). When the intermediate shaft 85 is formed of S35C, the diameter D2 of the shock absorbing portion 15 at the position corresponding to the bottom of the groove 3 is about 14 mm or more and 16 mm or less. The diameter D2 is determined by the depth H of the groove 3 shown in FIG.

図6は、曲がった後の中間シャフトの斜視図である。車両の1次衝突時においてステアリングギヤ88に荷重が加わる。ステアリングギヤ88に加わった荷重により中間シャフト85には曲げ応力が生じる。この時、第1接続面36及び第2接続面37に応力集中が生じることで、第1接続面36及び第2接続面37を起点として衝撃吸収部15が曲がる。溝3の径方向における一方側が拡がり、溝3の径方向における他方側が縮む。溝3が縮む側においては、凸部4が隣接する凸部4に接する。曲がった中間シャフト85は、中間シャフト85の周辺部品の隙間に入り込む。衝撃吸収部15が曲がることにより、衝突による衝撃が吸収される。その結果、ステアリングホイール81に伝わる衝撃が低減する。 FIG. 6 is a perspective view of the intermediate shaft after bending. A load is applied to the steering gear 88 at the time of the first collision of the vehicle. Bending stress is generated in the intermediate shaft 85 due to the load applied to the steering gear 88. At this time, stress concentration occurs on the first connection surface 36 and the second connection surface 37, so that the shock absorbing portion 15 bends starting from the first connection surface 36 and the second connection surface 37. One side of the groove 3 in the radial direction expands, and the other side of the groove 3 in the radial direction contracts. On the side where the groove 3 contracts, the convex portion 4 comes into contact with the adjacent convex portion 4. The bent intermediate shaft 85 enters the gap between the peripheral parts of the intermediate shaft 85. By bending the shock absorbing portion 15, the shock caused by the collision is absorbed. As a result, the impact transmitted to the steering wheel 81 is reduced.

衝撃吸収部15は複数の溝3を備えるので、中間シャフト85に曲げ応力が作用すると、衝撃吸収部15の複数の部分で応力集中が生じる。このため、衝撃吸収部15の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフト85の衝撃吸収能力が向上する。 Since the shock absorbing portion 15 includes a plurality of grooves 3, when bending stress acts on the intermediate shaft 85, stress concentration occurs in the plurality of portions of the shock absorbing portion 15. Therefore, the range of the deformable portion of the shock absorbing portion 15 tends to be large, so that the shock absorbing capacity of the intermediate shaft 85 is improved.

なお、衝撃吸収部15の溝3は、必ずしも上述した形状を有していなくてもよい。例えば、第1接続面36及び第2接続面37が底面35を介さずに繋がっていてもよい。すなわち、径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面において、溝3の底に対応する位置における衝撃吸収部15の表面が半円を描いていてもよい。また、第1接続面36及び第2接続面37がなくてもよい。すなわち、第1側面31及び第2側面33が底面35に直接繋がっていてもよい。 The groove 3 of the shock absorbing portion 15 does not necessarily have the above-mentioned shape. For example, the first connecting surface 36 and the second connecting surface 37 may be connected without passing through the bottom surface 35. That is, in a cross section of the intermediate shaft 85 cut in a plane perpendicular to the radial direction, the surface of the shock absorbing portion 15 at a position corresponding to the bottom of the groove 3 may be a semicircle. Further, the first connection surface 36 and the second connection surface 37 may not be provided. That is, the first side surface 31 and the second side surface 33 may be directly connected to the bottom surface 35.

なお、衝撃吸収部15が備える溝3の数は、必ずしも図に示すような数でなくてもよい。衝撃吸収部15は少なくとも1つの溝3を有していればよい。 The number of grooves 3 provided in the shock absorbing unit 15 does not necessarily have to be the number shown in the figure. The shock absorbing portion 15 may have at least one groove 3.

なお、凸部4に対応する位置における衝撃吸収部15の直径D1は、必ずしも基部11の直径に等しくなくてもよい。直径D1は、少なくとも溝3の底に対応する位置における衝撃吸収部15の直径D2よりも大きければよい。直径D1は、基部11の直径よりも小さくてもよいし、基部11の直径よりも大きくてもよい。 The diameter D1 of the shock absorbing portion 15 at the position corresponding to the convex portion 4 does not necessarily have to be equal to the diameter of the base portion 11. The diameter D1 may be larger than the diameter D2 of the shock absorbing portion 15 at least at a position corresponding to the bottom of the groove 3. The diameter D1 may be smaller than the diameter of the base 11 or larger than the diameter of the base 11.

以上で説明したように、ステアリング装置80は、第1ユニバーサルジョイント84と、第1ユニバーサルジョイント84より前方側に配置される第2ユニバーサルジョイント86と、第1ユニバーサルジョイント84と第2ユニバーサルジョイント86とを連結する中実部材である中間シャフト85と、を備える。中間シャフト85は、外周面に溝3を有する衝撃吸収部15を備える。 As described above, the steering device 80 includes the first universal joint 84, the second universal joint 86 arranged on the front side of the first universal joint 84, the first universal joint 84, and the second universal joint 86. The intermediate shaft 85, which is a solid member for connecting the above, is provided. The intermediate shaft 85 includes a shock absorbing portion 15 having a groove 3 on the outer peripheral surface.

これにより、衝撃吸収部15の形成に際して金型が不要であるので、衝撃吸収部15の形成が容易となる。また、衝撃吸収部15の変形特性は、衝撃吸収部15の溝3の形状に応じて変化する。溝3の形状を変更することは容易であるため、衝撃吸収部15の変形特性の調整は容易である。したがって、ステアリング装置80は、容易に製造でき且つ容易に変形特性を変更することができる中間シャフト85により衝撃を吸収することができる。 As a result, a mold is not required to form the shock absorbing portion 15, so that the shock absorbing portion 15 can be easily formed. Further, the deformation characteristics of the shock absorbing portion 15 change according to the shape of the groove 3 of the shock absorbing portion 15. Since it is easy to change the shape of the groove 3, it is easy to adjust the deformation characteristics of the shock absorbing portion 15. Therefore, the steering device 80 can absorb the impact by the intermediate shaft 85 which can be easily manufactured and whose deformation characteristics can be easily changed.

また、ステアリング装置80においては、衝撃吸収部15は、複数の溝3を備える。溝3は、環状である。 Further, in the steering device 80, the shock absorbing unit 15 includes a plurality of grooves 3. The groove 3 is annular.

これにより、中間シャフト85に曲げ応力が作用すると、衝撃吸収部15の複数の部分で応力集中が生じる。このため、衝撃吸収部15の変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフト85の衝撃吸収能力が向上する。さらに、溝3が環状なので、中間シャフト85の曲がる方向が限定されにくくなる。 As a result, when bending stress acts on the intermediate shaft 85, stress concentration occurs in a plurality of portions of the impact absorbing portion 15. Therefore, the range of the deformable portion of the shock absorbing portion 15 tends to be large, so that the shock absorbing capacity of the intermediate shaft 85 is improved. Further, since the groove 3 is annular, the bending direction of the intermediate shaft 85 is less likely to be limited.

また、ステアリング装置80においては、溝3の最大幅Wは1mm以上3mm以下である。径方向に対して垂直な平面で中間シャフト85を切った断面において、溝3に面する衝撃吸収部15の表面の少なくとも一部は、曲率半径が0.2mm以上1.0mm以下である円弧を描く。 Further, in the steering device 80, the maximum width W of the groove 3 is 1 mm or more and 3 mm or less. In a cross section of the intermediate shaft 85 cut in a plane perpendicular to the radial direction, at least a part of the surface of the shock absorbing portion 15 facing the groove 3 has an arc having a radius of curvature of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. draw.

これにより、衝撃吸収部15において極端な応力集中が生じなくなり、且つ衝撃吸収部15が曲がり易くなる。 As a result, extreme stress concentration does not occur in the shock absorbing portion 15, and the shock absorbing portion 15 is easily bent.

(第1変形例)
図7は、第1変形例の中間シャフトにおける衝撃吸収部の側面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(First modification)
FIG. 7 is a side view of the shock absorbing portion in the intermediate shaft of the first modification. The same components as those described in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

図7に示すように、第1変形例の衝撃吸収部15Aは、溝3Aを備える。溝3Aは、螺旋状である。上述した溝3の最大幅W及び曲率半径C1の説明は、溝3Aに対しても適用できる。 As shown in FIG. 7, the shock absorbing portion 15A of the first modification includes a groove 3A. The groove 3A is spiral. The above description of the maximum width W and the radius of curvature C1 of the groove 3 can also be applied to the groove 3A.

これにより、中間シャフト85に曲げ応力が作用すると、衝撃吸収部15Aの複数の部分で応力集中が生じる。このため、衝撃吸収部15Aの変形する部分の範囲が大きくなりやすいので、中間シャフト85の衝撃吸収能力が向上する。さらに、溝3Aが螺旋状なので、中間シャフト85の曲がる方向が限定されにくくなる。 As a result, when bending stress acts on the intermediate shaft 85, stress concentration occurs in a plurality of portions of the impact absorbing portion 15A. Therefore, the range of the deformable portion of the shock absorbing portion 15A tends to be large, so that the shock absorbing capacity of the intermediate shaft 85 is improved. Further, since the groove 3A is spiral, the bending direction of the intermediate shaft 85 is less likely to be limited.

(第2変形例)
図8は、第2変形例の中間シャフトにおける溝の周辺部の拡大図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Second modification)
FIG. 8 is an enlarged view of a peripheral portion of the groove in the intermediate shaft of the second modification. The same components as those described in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

第2変形例の衝撃吸収部15Bは、複数の溝3Bを備える。図8に示すように、衝撃吸収部15Bは、溝3Bに面する表面として、第1側面31Bと、第2側面33Bと、底面35Bと、第1接続面36Bと、第2接続面37Bと、を含む。底面35Bは、第1側面31Bと第2側面33Bとの間に位置する。第1接続面36Bは、第1側面31Bと底面35Bとを繋ぐ曲面である。第2接続面37Bは、第2側面33Bと底面35Bとを繋ぐ曲面である。第1側面31Bと第2側面33Bとの間の距離は、底面35Bに向かって小さくなっている。すなわち、溝3Bの幅は、溝3Bの底に向かって小さくなっている。 The shock absorbing portion 15B of the second modification includes a plurality of grooves 3B. As shown in FIG. 8, the shock absorbing portion 15B has a first side surface 31B, a second side surface 33B, a bottom surface 35B, a first connection surface 36B, and a second connection surface 37B as surfaces facing the groove 3B. ,including. The bottom surface 35B is located between the first side surface 31B and the second side surface 33B. The first connecting surface 36B is a curved surface connecting the first side surface 31B and the bottom surface 35B. The second connecting surface 37B is a curved surface connecting the second side surface 33B and the bottom surface 35B. The distance between the first side surface 31B and the second side surface 33B decreases toward the bottom surface 35B. That is, the width of the groove 3B decreases toward the bottom of the groove 3B.

これにより、中間シャフト85に曲げ応力が作用した時に、応力集中が生じやすくなる。 As a result, stress concentration is likely to occur when bending stress is applied to the intermediate shaft 85.

11、19 基部
15、15A、15B 衝撃吸収部
3、3A、3B 溝
31、31B 第1側面
33、33B 第2側面
35、35B 底面
36、36B 第1接続面
37、37B 第2接続面
4 凸部
80 ステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
82a 入力軸
82b 出力軸
83 操舵力アシスト機構
84 第1ユニバーサルジョイント
85 中間シャフト
86 第2ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
88 ステアリングギヤ
88a ピニオン
88b ラック
89 タイロッド
90 ECU
92 減速装置
93 電動モータ
94 トルクセンサ
95 車速センサ
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
11,19 Bases 15, 15A, 15B Shock absorbers 3, 3A, 3B Grooves 31, 31B First side surface 33, 33B Second side surface 35, 35B Bottom surface 36, 36B First connection surface 37, 37B Second connection surface 4 Convex Part 80 Steering device 81 Steering wheel 82 Steering shaft 82a Input shaft 82b Output shaft 83 Steering force assist mechanism 84 1st universal joint 85 Intermediate shaft 86 2nd universal joint 87 Pinion shaft 88 Steering gear 88a Pinion 88b Rack 89 Tie rod 90 ECU
92 Speed reducer 93 Electric motor 94 Torque sensor 95 Vehicle speed sensor 98 Ignition switch 99 Power supply

Claims (4)

第1ユニバーサルジョイントと、
前記第1ユニバーサルジョイントより前方側に配置される第2ユニバーサルジョイントと、
前記第1ユニバーサルジョイントと前記第2ユニバーサルジョイントとを連結する中実部材である中間シャフトと、
を備え、
前記中間シャフトは、
前記第1ユニバーサルジョイント側に位置する第1の基部と、前記第2ユニバーサルジョイント側に位置する第2の基部と、前記第1の基部と前記第2の基部との間に位置し、且つ、複数の環状のが外周に設けられる衝撃吸収部と、を備え、
前記衝撃吸収部の前記溝は、外周面から径方向内側に凹んで形成され、
前記第1の基部の直径、前記第2の基部の直径および前記衝撃吸収部の前記外周面の直径は、同じであり、
前記複数の溝の全ては、径方向外側が開放され、且つ、
前記複数の溝のそれぞれは、
前記溝に面する表面は、前記外周面から径方向内側に延びる平面状の第1側面と、前記外周面から径方向内側に延び、且つ、前記第1側面に対向する平面状の第2側面と、前記第1側面の径方向内側端部と前記第2側面の径方向内側端部とを連結する平面状の底面と、を備え、
前記第1側面および前記第2側面は、径方向内側に向かうに従って互いに近づくことにより、前記溝の幅は、前記溝の底に向かって小さくなっている、
ステアリング装置。
With the first universal joint
A second universal joint arranged on the front side of the first universal joint,
An intermediate shaft, which is a solid member connecting the first universal joint and the second universal joint,
With
The intermediate shaft
A first base located on the first universal joint side, a second base located on the second universal joint side, and located between the first base and the second base, and e Bei a shock absorbing portion in which the groove of the plurality of annular is provided on the outer periphery, and
The groove of the shock absorbing portion is formed so as to be recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface.
The diameter of the first base, the diameter of the second base, and the diameter of the outer peripheral surface of the shock absorbing portion are the same.
All of the plurality of grooves are open radially outside and
Each of the plurality of grooves
The surfaces facing the grooves are a planar first side surface extending radially inward from the outer peripheral surface and a planar second side surface extending radially inward from the outer peripheral surface and facing the first side surface. And a flat bottom surface connecting the radial inner end of the first side surface and the radial inner end of the second side surface.
The width of the groove decreases toward the bottom of the groove because the first side surface and the second side surface approach each other toward the inside in the radial direction.
Steering device.
前記溝は、螺旋状である
請求項1に記載のステアリング装置。
The steering device according to claim 1, wherein the groove is spiral.
前記溝の最大幅は1mm以上3mm以下であり、
径方向に対して垂直な平面で前記中間シャフトを切った断面において、前記溝に面する前記衝撃吸収部の表面の少なくとも一部は、曲率半径が0.2mm以上1.0mm以下である円弧を描く
請求項1または2に記載のステアリング装置。
The maximum width of the groove is 1 mm or more and 3 mm or less.
In a cross section obtained by cutting the intermediate shaft in a plane perpendicular to the radial direction, at least a part of the surface of the shock absorbing portion facing the groove has an arc having a radius of curvature of 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. draw
The steering device according to claim 1 or 2.
ステアリング装置に用いられ、且つ、第1ユニバーサルジョイントと前記第1ユニバーサルジョイントより前方側に配置される第2ユニバーサルジョイントとを連結する中実部材である中間シャフトであって、
前記第1ユニバーサルジョイント側に位置する第1の基部と、前記第2ユニバーサルジョイント側に位置する第2の基部と、前記第1の基部と前記第2の基部との間に位置し、且つ、複数の環状のが外周に設けられる衝撃吸収部と、を備え、
前記衝撃吸収部の前記溝は、外周面から径方向内側に凹んで形成され、
前記第1の基部の直径、前記第2の基部の直径および前記衝撃吸収部の前記外周面の直径は、同じであり、
前記複数の溝の全ては、径方向外側が開放され、且つ、
前記複数の溝のそれぞれは、
前記溝に面する表面は、前記外周面から径方向内側に延びる平面状の第1側面と、前記外周面から径方向内側に延び、且つ、前記第1側面に対向する平面状の第2側面と、前記第1側面の径方向内側端部と前記第2側面の径方向内側端部とを連結する平面状の底面と、を備え、
前記第1側面および前記第2側面は、径方向内側に向かうに従って互いに近づくことにより、前記溝の幅は、前記溝の底に向かって小さくなっている、
中間シャフト。
An intermediate shaft that is used in a steering device and is a solid member that connects a first universal joint and a second universal joint arranged on the front side of the first universal joint.
A first base located on the first universal joint side, a second base located on the second universal joint side, and located between the first base and the second base, and e Bei a shock absorbing portion in which the groove of the plurality of annular is provided on the outer periphery, and
The groove of the shock absorbing portion is formed so as to be recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface.
The diameter of the first base, the diameter of the second base, and the diameter of the outer peripheral surface of the shock absorbing portion are the same.
All of the plurality of grooves are open radially outside and
Each of the plurality of grooves
The surfaces facing the grooves are a planar first side surface extending radially inward from the outer peripheral surface and a planar second side surface extending radially inward from the outer peripheral surface and facing the first side surface. And a flat bottom surface connecting the radial inner end of the first side surface and the radial inner end of the second side surface.
The width of the groove decreases toward the bottom of the groove because the first side surface and the second side surface approach each other toward the inside in the radial direction.
Intermediate shaft.
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