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JP3579474B2 - Shock absorbing power steering device - Google Patents
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JP3579474B2 - Shock absorbing power steering device - Google Patents

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JP3579474B2
JP3579474B2 JP30983294A JP30983294A JP3579474B2 JP 3579474 B2 JP3579474 B2 JP 3579474B2 JP 30983294 A JP30983294 A JP 30983294A JP 30983294 A JP30983294 A JP 30983294A JP 3579474 B2 JP3579474 B2 JP 3579474B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の衝突時に運転者に作用する衝撃を吸収できるパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図10に示す従来の衝撃吸収式パワーステアリング装置101は、第1コラム102と、その第1コラム102に衝撃作用時に軸方向相対移動するようにボール106を介し圧入される第2コラム103と、そのコラム102、103に挿入されるハンドルシャフト104と、そのハンドルシャフト104による伝達トルクを検出するトルクセンサ105とを備える。そのトルクセンサ105のハウジング105aの外周は第2コラム103の一端に圧入され、これにより、そのハウジング105aの外周により第2コラム103の内周が支持される。
【0003】
そのハンドルシャフト104は、ステアリングホイール(図示省略)に連結される第1ハンドルシャフト104aと、この第1ハンドルシャフト104aに回転伝達可能かつ衝撃作用時に軸方向相対移動するように樹脂107を介し連結される第2ハンドルシャフト104bと、その第2ハンドルシャフト104bにピン109を介し連結される第3ハンドルシャフト104cと、この第3ハンドルシャフト104cにトーションバー108を介し操舵抵抗に応じ相対回転可能に連結される第4ハンドルシャフト104dとを有する。その第4ハンドルシャフト104dは操舵用車輪(図示省略)に連結される。その第3ハンドルシャフト104cはトルクセンサ105のハウジング105aにベアリング110を介し支持され、その第4ハンドルシャフト104dはトルクセンサ105のハウジング105aにベアリング111、112を介し支持される。
【0004】
そのトルクセンサ105は、その第3ハンドルシャフト104cに嵌合される磁性材製の第1検出リング115と第4ハンドルシャフト104dに嵌合される磁性材製の第2検出リング116とを通過する磁束を発生する第1検出コイル117と、その第1検出リング115と第3ハンドルシャフト104cに嵌合する磁性材製の第3検出リング118とを通過する磁束を発生する第2検出コイル119とを有する。その第1、第2検出リング115、116は周方向等間隔に形成された歯を有し、その歯の対向部分の面積は操舵抵抗によるトーションバー108の捩れに基づく両検出リング115、116の相対回転に応じて変化する。この変化により、その歯の対向間の磁気抵抗が変化することから、その変化に応じ第1検出コイル117の出力が変化し、その出力に対応して伝達トルクが検出される。その検出されたトルクに応じ駆動されるモータ120の出力がギヤ131、132を介し第4ハンドルシャフト104dに伝達されることで操舵補助力が付与される。
【0005】
また、その第3検出リング118の第1検出リング115との対向端面には周方向等間隔に歯が形成されるが、第1検出リング115の第3検出リング118との対向端面には歯は形成されない。その第1検出リング115と第3検出リング118との対向間隔に対応する磁気抵抗は、操舵抵抗の作用していない状態での第1検出リング115と第2検出リング116との対向間隔に対応する磁気抵抗に等しくされている。これにより、温度変動による第1検出コイル117の出力変動は、温度変動による第2検出コイル119の出力変動に等しくされている。図11に示すように、第1検出コイル117は抵抗120を介して発振器121に接続され、第2検出コイル119は抵抗123を介して発振器121に接続されている。また、各コイル117、119は差動増幅回路125に接続されている。これにより、温度変動による第1検出コイル117の出力変動が補償されている。その第3検出リング118の第3ハンドルシャフト104cに対する軸方向位置を定めるため、その第3ハンドルシャフト104cの外周に突部104c′が形成され、その突部104c′に第3検出リング118が当接する。
【0006】
上記構成によれば、衝撃による両コラム102、103の軸方向相対移動時にボール106により各コラム102、103を塑性変形させることで衝撃エネルギーを吸収できる。その軸方向相対移動量は、第1コラム102がトルクセンサ105のハウジング105aに衝突するまでの距離Lにより定まる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
衝撃エネルギーを充分に吸収するために、第1コラム102と第2コラム103との軸方向相対移動量を多くすることが望まれる。しかし、車体の寸法は制限され、特に軽自動車の場合は寸法制限が厳しいため、従来の構造では両コラム102、103の軸方向相対移動量を充分に確保できなかった。そのため、第2コラム103の外周にテーパ部103aを形成して塑性変形量を多くしたり、コラム内部に衝撃吸収用のバネ130を設ける等していたが、加工や組み立てが面倒でコスト増大の原因となっていた。
【0008】
本発明は、上記課題を解決することのできる衝撃吸収式パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第1コラムと、その第1コラムに衝撃作用時に軸方向相対移動するように挿入される第2コラムと、コラムに挿入されるハンドルシャフトと、そのハンドルシャフトによる伝達トルクを検出するトルクセンサとを備え、その検出トルクに対応する操舵補助力を付与する衝撃吸収式パワーステアリング装置において、そのトルクセンサのハウジングの内周により、その第2コラムの外周が支持され、その第2コラムの内周により、そのハンドルシャフトの外周が支持部材を介し支持されることを特徴とする。
【0010】
前記トルクセンサは前記ハンドルシャフトに嵌合される検出リングを有し、前記支持部材は割り溝を有すると共に径方向に弾性的に拡大縮小可能なブッシュとされ、そのブッシュは前記ハンドルシャフトの外周に形成された周溝に嵌合され、そのブッシュの一端に軸方向に延びる突出部が形成され、その突出部が前記検出リングの内周に挿入されることで、そのブッシュは径方向に縮小された状態に保持され、その検出リングの軸方向一方への移動は、そのブッシュを介し前記周溝の一端面により阻止されるのが好ましい。
【0011】
【発明の作用および効果】
本件発明の構成によれば、トルクセンサのハウジングの内周により第2コラムの外周が支持され、その第2コラムの内周によりハンドルシャフトの外周が支持部材を介し支持されるので、その第2コラムは支持部材と重なる位置までハウジングに挿入できる。これにより、その第2コラムと支持部材とを個別にハウジングにより支持するのに比べ、そのハウジングの軸方向寸法を短くできるので、車体の寸法が制限されいてもハウジングに第1コラムが衝突するまでの距離を長くし、第1コラムと第2コラムとの軸方向相対移動量を充分に確保して衝撃エネルギーの吸収量を多くし、しかも組み立てや加工が簡単になりコストを低減できる。
【0012】
その支持部材が割り溝を有すると共に径方向に弾性的に拡大縮小可能なブッシュとされることで、そのブッシュをハンドルシャフトの外周に形成された周溝に容易に嵌合できる。そのブッシュの一端の突出部を検出リングの内周に挿入するだけで、そのブッシュを径方向に縮小した状態に保持できるので、組み立て作業が容易になる。その検出リングの軸方向一方への移動を、そのブッシュを介し前記周溝の一端面により阻止することで、その検出リングのハンドルシャフトに対する軸方向に関する位置決めを行なえ、これによっても組み立て作業が容易になる。さらに、そのハンドルシャフトをベアリングに代えてブッシュにより支持することで、コストを低減できる。
【0013】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【0014】
図1に示す衝撃吸収式電動パワーステアリング装置1は、筒状の第1コラム2aと第2コラム2bとを備え、各コラム2a、2bの軸心は車体前方に向かうに従い下方に向かうよう車体に取り付けられる。図5に示すように、その第1コラム2aは筒状部材3を介し第2コラム2bに圧入され、その圧入荷重は適正に衝撃エネルギーを吸収できるように設定される。
【0015】
その第1コラム2aはベアリング(図示省略)を介し筒状の第1ハンドルシャフト5を支持する。その第1ハンドルシャフト5と第1コラム2aとは衝撃作用時に軸方向に同行移動可能なように図外位置で係合される。その第1ハンドルシャフト5の一端にステアリングホイール(図示省略)が連結され、他端に第2ハンドルシャフト7の一端が挿入される。その第2ハンドルシャフト7の外周に一対の周溝8が形成され、その周溝8に連通する通孔9が第1ハンドルシャフト5に形成され、その通孔9と周溝8とに樹脂60が充填される。衝撃が作用すると、その樹脂60が破断され、第1ハンドルシャフト5と第2ハンドルシャフト7とは軸方向相対移動する。図7に示すように、第1ハンドルシャフト5の内周形状と第2ハンドルシャフト7の外周形状とが非円形とされることで、第1ハンドルシャフト5と第2ハンドルシャフト7とは回転伝達可能に連結されている。
【0016】
図1、図2に示すように、その第2コラム2bの一端はトルクセンサ70のセンサハウジング71の内周孔71aに圧入され、これにより、そのセンサハウジング71の内周により第2コラム2bの外周が支持されている。その第2コラム2bのセンサハウジング71に対する軸方向位置を定めるため、そのセンサハウジング71の内周に突部71bが形成され、その突部71bに第2コラム2bの端面が当接する。
【0017】
その第2ハンドルシャフト7の他端にピン91を介して第3ハンドルシャフト73とトーションバー78とが連結され、そのトーションバー78にピン92を介して第4ハンドルシャフト74が連結され、これにより、その第3ハンドルシャフト73と第4ハンドルシャフト74とは操舵抵抗に応じ相対回転可能とされている。その第3ハンドルシャフト73の外周は、その第2コラム2bの内周によりブッシュ(支持部材)94を介し支持される。その第4ハンドルシャフト74の外周は、センサハウジング71の内周により軸受80a、80bを介し支持される。その第4ハンドルシャフト74は操舵用車輪(図示省略)に連結される。
【0018】
そのトルクセンサ70は、第3ハンドルシャフト73から第4ハンドルシャフト74に伝達される操舵トルクを検知する。すなわち、その第3ハンドルシャフト73の外周に磁性材製の第1検出リング81が嵌合され、第4ハンドルシャフト74の外周に磁性材製の第2検出リング82が嵌合され、そのセンサハウジング71の内周に第1検出コイル83を保持する磁性材製の第1コイルホルダー88と第2検出コイル84を保持する磁性材製の第2コイルホルダー89とが取り付けられている。
図2に示すように、その第1検出リング81の一端と第2検出リング82の一端とは相対向し、その相対向する端面それぞれに周方向等間隔に歯81a、82aが形成される。その第2検出コイル84は、両検出リング81、82の対向間を覆うように配置されると共に両検出リング81、82を通過する磁束を発生する。
その第1検出コイル83は、その第1検出リング81の他端側の外周を覆うように配置されると共に第1検出リング81を通過する磁束を発生する。その歯81a、82aの対向部分の面積は操舵抵抗によるトーションバー78の捩れに基づく両検出リング81、82の相対回転に応じて変化する。この変化により、その歯81a、82aの対向間の磁気抵抗が変化することから、その変化に応じ第2検出コイル84の出力が変化し、その出力に対応して伝達トルクが検出される。その第1検出リング81の他端側は、一端側よりも外径の小さな小径部81bとされる。その第1コイルホルダー88の側壁部88aは、第1検出リング81の他端側の小径部81bに対向するように配置され、その第1コイルホルダー88の側壁部88bは、第1検出リング81の一端側に対向するように配置される。その第1検出リング81及び第1コイルホルダー88により構成される磁気回路の磁気抵抗は、操舵トルクの作用していない状態での第1検出リング81、第2検出リング82及び第2コイルホルダー89により構成される磁気回路の磁気抵抗と等しくなるようにその小径部81bの外径は設定される。これにより、温度変動による第1検出コイル83の出力変動は、温度変動による第2検出コイル84の出力変動に等しくされ、温度変動による第2検出コイル84の出力変動が補償可能とされている。その温度補償は、例えば図11に示す従来と同様の回路構成により行なうことができる。
【0019】
その第4ハンドルシャフト74の外周にウォームホイール85が嵌合され、このウォームホイール85は、センサハウジング71に取り付けられた操舵補助用モータ86の出力軸に嵌合されたウォームギヤ87に噛み合わされ、そのモータ86がトルクセンサ70により検出されたトルクに応じて駆動されることで、検出トルクに応じた操舵補助力が付与される。
【0020】
図4に示すように、前記ブッシュ94は割り溝94aを有すると共に径方向に弾性的に拡大縮小可能とされ、その一端に軸方向に延びる突出部94bを有し、例えば含油ポリアセタール等の樹脂により構成できる。図3に示すように、そのブッシュ94は第3ハンドルシャフト73の外周に形成された周溝73aに嵌合され、前記突出部94bが第1検出リング81の内周に挿入されることで、径方向に縮小された状態に保持される。その第1検出リング81の軸方向一方への移動は、そのブッシュ94を介し前記周溝周溝73aの一端面73a′により阻止される。これにより、第1検出リング81の軸方向の位置決めがなされる。
【0021】
図5〜図8に示すように、その第1コラム2aはアッパーブラケット11を介し車体側部材45に取り付けられている。そのアッパーブラケット11は、第1コラム2aに溶接され、一対の側壁11a、11bと、各側壁11a、11bの一端を連結する連結壁11cと、各側壁11a、11bの他端から第1コラム2aの径方向外方に延出する支持部11d、11eとを有する。
各支持部11d、11eに、ステアリングホイール側において開口する切欠11d′、11e′が形成され、各切欠11d′、11e′に連結部材20、21が挿入されている。すなわち、各連結部材20、21に、コラム軸方向に沿う一対の溝20a′、20b′、21a′、21b′が形成され、各溝20a′、20b′、21a′、21b′に、支持部11d、11eの切欠11d′、11e′の周縁に沿う部分がコラムの長手方向に沿って相対移動可能に挿入されている。
その支持部11d、11eの切欠11d′、11e′の周縁に沿う部分に複数の通孔が形成され、この通孔に連通する通孔が連結部材20、21に形成され、両通孔に樹脂61が充填されている。また、車体側部材45に植え込まれたネジ軸40が、連結部材20、21のボルト通孔35に挿通され、そのネジ軸40にねじ合わされるナット41と車体側部材45とで連結部材20、21が挟み込まれる。なお、ボルト通孔35はコラム軸方向が長手方向の長孔とされ、製作誤差による各部材相互の位置ずれに対応可能とされている。
これにより、衝撃の作用時に樹脂61が剪断されると、アッパーブラケット11と連結部材20、21とはコラムの長手方向に沿い相対移動する。また、その相対移動距離が大きくなるとアッパーブラケット11は連結部材20、21から抜け出し、アッパーブラケット11を介する第1コラム2aと車体側部材45との連結は解除される。
【0022】
図1、図6に示すように、その第2コラム2b側はロアブラケット46を介し車体側部材45に取り付けられている。そのロアブラケット46は一枚の鋼板から形成され、コラム軸方向に対し直角に配置される第1板状部46aと、コラム軸方向に対し傾斜して配置される第2板状部46bと、コラム軸方向に対し平行に配置される第3板状部46cおよび第4板状部46dを有する。その第1板状部46aはセンサハウジング71にボルトによって連結される。
その第3板状部46cと第4板状部46dとに反ステアリングホイール側が開放された切欠47c、47dが形成され、各切欠47c、47dに車体側部材45に植え込まれたネジ軸55が挿通される。このネジ軸55にねじ合わされるナット56と車体側部材45とによって第3板状部46cと第4板状部46dとが挟み込まれる。
【0023】
上記構成において、車両と車両前方の障害物とが衝突(1次衝突)し、次に、車両の運転者がステアリングホイールに衝突(2次衝突)した場合、衝撃エネルギーは以下のようにして吸収される。
まず、第1ハンドルシャフト5と第2ハンドルシャフト7とを連結する樹脂60が剪断され、アッパーブラケット11と連結部材20、21とを連結する樹脂61が剪断され、その剪断により衝撃エネルギーが吸収される。
次に、アッパーブラケット11が連結部材20、21に対し相対移動し、第1コラム2aが第2コラム2bに対し相対移動し、その相対移動部材間の摩擦により衝撃エネルギーが吸収される。
次に、図9に示すように、アッパーブラケット11と車体側部材45との接続が解除され、ロアブラケット46が塑性変形し、その塑性変形により衝撃エネルギーが吸収される。
【0024】
上記構成によれば、センサハウジング71の内周により第2コラム2bの外周が支持され、その第2コラム2bの内周により第3ハンドルシャフト73の外周がブッシュ94を介し支持されるので、その第2コラム2bはブッシュ94と重なる位置までセンサハウジング71内に挿入できる。これに対し、従来のように第2コラム103の内周がトルクセンサ105のハウジング105aの外周により支持されていると、その第2コラム103とハンドルシャフト104cを支持するベアリング110とは軸方向に離れて配置されることになる。すなわち、従来のように軸方向に離れた第2コラム103とベアリング110とを個別にハウジング105aにより支持するのに比べ、上記構成によれば第2コラム2bとブッシュ94とは重なるのでセンサハウジング71の軸方向寸法を短くできる。そのセンサハウジング71の軸方向寸法を短くできることにより、車体の寸法が制限されていてもセンサハウジング71に第1コラム2aが衝突するまでの距離L′を長くし、第1コラム2aと第2コラム2bとの軸方向相対移動量を大きくして衝撃エネルギーの吸収量を多くし、しかも組み立てや加工が簡単になりコストを低減できる。
【0025】
そのブッシュ94は割り溝94aを有すると共に径方向に弾性的に拡大縮小可能なので、第3ハンドルシャフト73の外周の周溝73aに容易に嵌合できる。そのブッシュ94の突出部94bを第1検出リング81の内周に挿入するだけで、そのブッシュ94を径方向に縮小した状態に保持できるので、組み立て作業が容易になる。その第1検出リング81の軸方向一方への移動を、そのブッシュ94を介し前記周溝73aの一端面73a′により阻止することで、その第1検出リング81の第3ハンドルシャフト73に対する軸方向に関する位置決めを行なえ、これによっても組み立て作業が容易になる。さらに、その第3ハンドルシャフト73を従来のようなベアリング110でなくブッシュ94により支持することで、コストを低減できる。
【0026】
なお、本発明は上記実施例に限定されない。例えば、上記実施例のトルクセンサに代えて従来例で示したトルクセンサ105を用い、その第3検出リング118の内周にブッシュの突出部を挿入するようにしてもよい。また、支持部材としてブッシュに代えてニードルベアリングを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のステアリング装置の断面図
【図2】そのステアリング装置の部分断面図
【図3】そのステアリング装置の主要部品の断面図
【図4】本発明の実施例のブッシュの(1)は正面図、(2)は断面図
【図5】そのステアリング装置の部分断面図
【図6】そのステアリング装置の平面図
【図7】図6のVII‐VII線断面図
【図8】図5のVIII‐VIII線断面図
【図9】そのステアリング装置の衝突後の側面図
【図10】従来のステアリング装置の断面図
【図11】従来のトルクセンサの回路図
【符号の説明】
2a 第1コラム
2b 第2コラム
70 トルクセンサ
71 センサハウジング
73 第3ハンドルシャフト
73a 周溝
81 第1検出リング
94 ブッシュ(支持部材)
94a 割り溝
94b 突出部
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a power steering device capable of absorbing a shock acting on a driver at the time of a vehicle collision.
[0002]
[Prior art]
A conventional shock-absorbing power steering device 101 shown in FIG. 10 includes a first column 102, a second column 103 which is press-fitted via a ball 106 to the first column 102 so as to relatively move in the axial direction at the time of impact. A handle shaft 104 inserted into the columns 102 and 103 and a torque sensor 105 for detecting a torque transmitted by the handle shaft 104 are provided. The outer periphery of the housing 105a of the torque sensor 105 is press-fitted into one end of the second column 103, whereby the inner periphery of the second column 103 is supported by the outer periphery of the housing 105a.
[0003]
The handle shaft 104 is connected to a first handle shaft 104a connected to a steering wheel (not shown) via a resin 107 so as to be able to transmit rotation to the first handle shaft 104a and to move relatively in the axial direction when an impact is applied. A second handle shaft 104b, a third handle shaft 104c connected to the second handle shaft 104b via a pin 109, and a relatively rotatable connection to the third handle shaft 104c via a torsion bar 108 in accordance with steering resistance. And a fourth handle shaft 104d. The fourth handle shaft 104d is connected to a steering wheel (not shown). The third handle shaft 104c is supported by a housing 105a of the torque sensor 105 via a bearing 110, and the fourth handle shaft 104d is supported by a housing 105a of the torque sensor 105 via bearings 111 and 112.
[0004]
The torque sensor 105 passes through a first detection ring 115 made of a magnetic material fitted to the third handle shaft 104c and a second detection ring 116 made of a magnetic material fitted to the fourth handle shaft 104d. A first detection coil 117 for generating a magnetic flux, a second detection coil 119 for generating a magnetic flux passing through the first detection ring 115 and a third detection ring 118 made of a magnetic material fitted to the third handle shaft 104c; Having. The first and second detection rings 115 and 116 have teeth formed at equal intervals in the circumferential direction, and the area of the opposing portions of the teeth is determined by the twist of the torsion bar 108 due to steering resistance. It changes according to the relative rotation. Since the magnetic resistance between the opposing teeth changes due to this change, the output of the first detection coil 117 changes according to the change, and the transmission torque is detected according to the output. The output of the motor 120 driven according to the detected torque is transmitted to the fourth handle shaft 104d via the gears 131 and 132, so that a steering assist force is applied.
[0005]
Further, teeth are formed on the end face of the third detection ring 118 facing the first detection ring 115 at equal intervals in the circumferential direction, and the teeth are formed on the end face of the first detection ring 115 facing the third detection ring 118. Is not formed. The magnetic resistance corresponding to the distance between the first detection ring 115 and the third detection ring 118 corresponds to the distance between the first detection ring 115 and the second detection ring 116 in a state where the steering resistance is not acting. To be equal to the magnetic resistance. Thus, the output fluctuation of the first detection coil 117 due to the temperature fluctuation is made equal to the output fluctuation of the second detection coil 119 due to the temperature fluctuation. As shown in FIG. 11, the first detection coil 117 is connected to the oscillator 121 via the resistor 120, and the second detection coil 119 is connected to the oscillator 121 via the resistor 123. Each of the coils 117 and 119 is connected to the differential amplifier circuit 125. Thereby, the output fluctuation of the first detection coil 117 due to the temperature fluctuation is compensated. In order to determine the axial position of the third detection ring 118 with respect to the third handle shaft 104c, a protrusion 104c 'is formed on the outer periphery of the third handle shaft 104c, and the third detection ring 118 contacts the protrusion 104c'. Touch
[0006]
According to the above configuration, the impact energy can be absorbed by plastically deforming each of the columns 102 and 103 by the ball 106 when the columns 102 and 103 are moved relative to each other in the axial direction due to the impact. The axial relative movement amount is determined by a distance L until the first column 102 collides with the housing 105a of the torque sensor 105.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to sufficiently absorb the impact energy, it is desirable to increase the axial relative movement between the first column 102 and the second column 103. However, the size of the vehicle body is limited, and particularly in the case of a mini vehicle, the size is severe. Therefore, the conventional structure cannot secure a sufficient amount of relative movement of the columns 102 and 103 in the axial direction. For this reason, a taper portion 103a is formed on the outer periphery of the second column 103 to increase the amount of plastic deformation, and a spring 130 for absorbing shock is provided inside the column. However, processing and assembly are troublesome and cost increases. Was the cause.
[0008]
An object of the present invention is to provide a shock absorbing power steering device that can solve the above problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention detects a first column, a second column inserted into the first column so as to move axially relative to each other when an impact is applied, a handle shaft inserted into both columns, and a transmission torque by the handle shaft. And a torque sensor that applies a steering assisting force corresponding to the detected torque. An outer periphery of the second column is supported by an inner periphery of a housing of the torque sensor. The outer periphery of the handle shaft is supported via the support member by the inner periphery of the column.
[0010]
The torque sensor has a detection ring fitted to the handle shaft, the support member has a split groove and is a bush that can be elastically expanded and reduced in the radial direction, and the bush is provided on the outer periphery of the handle shaft. The bush is reduced in the radial direction by being fitted into the formed circumferential groove and forming a protrusion extending in the axial direction at one end of the bush, and the protrusion being inserted into the inner periphery of the detection ring. It is preferable that the detection ring is held in the state of being moved, and the axial movement of the detection ring is prevented by one end surface of the circumferential groove through the bush.
[0011]
Function and Effect of the Invention
According to the configuration of the present invention, the outer periphery of the second column is supported by the inner periphery of the housing of the torque sensor, and the outer periphery of the handle shaft is supported by the inner periphery of the second column via the support member. The column can be inserted into the housing up to a position overlapping the support member. This makes it possible to reduce the axial dimension of the housing as compared with the case where the second column and the support member are individually supported by the housing. Therefore, even if the size of the vehicle body is limited, the first column does not collide with the housing. Is increased, the amount of impact energy absorption is increased by ensuring a sufficient amount of axial relative movement between the first column and the second column, and assembly and processing are simplified and costs can be reduced.
[0012]
Since the support member has a split groove and is a bush that can be elastically enlarged and reduced in the radial direction, the bush can be easily fitted into a circumferential groove formed on the outer periphery of the handle shaft. The bush can be held in a radially reduced state only by inserting the protruding portion at one end of the bush into the inner periphery of the detection ring, so that the assembling work is facilitated. The detection ring is prevented from moving in one axial direction by one end surface of the circumferential groove through the bush, whereby the detection ring can be positioned in the axial direction with respect to the handle shaft, thereby also facilitating the assembly work. Become. Further, by supporting the handle shaft with a bush instead of a bearing, the cost can be reduced.
[0013]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
The shock-absorbing electric power steering device 1 shown in FIG. 1 includes a cylindrical first column 2a and a second column 2b, and the axis of each of the columns 2a and 2b is arranged on the vehicle body so as to be downward toward the front of the vehicle body. It is attached. As shown in FIG. 5, the first column 2a is press-fitted into the second column 2b via the tubular member 3, and the press-fit load is set so as to properly absorb impact energy.
[0015]
The first column 2a supports a cylindrical first handle shaft 5 via a bearing (not shown). The first handle shaft 5 and the first column 2a are engaged at an unillustrated position so that the first handle shaft 5 and the first column 2a can move together in the axial direction when an impact is applied. A steering wheel (not shown) is connected to one end of the first handle shaft 5, and one end of the second handle shaft 7 is inserted into the other end. A pair of peripheral grooves 8 are formed on the outer periphery of the second handle shaft 7, a through hole 9 communicating with the peripheral groove 8 is formed in the first handle shaft 5, and a resin 60 is formed in the through hole 9 and the peripheral groove 8. Is filled. When an impact is applied, the resin 60 is broken, and the first handle shaft 5 and the second handle shaft 7 move relatively in the axial direction. As shown in FIG. 7, since the inner peripheral shape of the first handle shaft 5 and the outer peripheral shape of the second handle shaft 7 are non-circular, the rotation of the first handle shaft 5 and the second handle shaft 7 is transmitted. It is connected as possible.
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 2, one end of the second column 2 b is press-fitted into an inner peripheral hole 71 a of a sensor housing 71 of the torque sensor 70. The outer periphery is supported. In order to determine the axial position of the second column 2b with respect to the sensor housing 71, a protrusion 71b is formed on the inner periphery of the sensor housing 71, and the end surface of the second column 2b abuts on the protrusion 71b.
[0017]
The third handle shaft 73 and the torsion bar 78 are connected to the other end of the second handle shaft 7 via the pin 91, and the fourth handle shaft 74 is connected to the torsion bar 78 via the pin 92. The third handle shaft 73 and the fourth handle shaft 74 are relatively rotatable according to the steering resistance. The outer periphery of the third handle shaft 73 is supported by the inner periphery of the second column 2b via a bush (support member) 94. The outer periphery of the fourth handle shaft 74 is supported by the inner periphery of the sensor housing 71 via bearings 80a and 80b. The fourth handle shaft 74 is connected to a steering wheel (not shown).
[0018]
The torque sensor 70 detects a steering torque transmitted from the third handle shaft 73 to the fourth handle shaft 74. That is, a first detection ring 81 made of a magnetic material is fitted around the outer periphery of the third handle shaft 73, and a second detection ring 82 made of a magnetic material is fitted around the outer periphery of the fourth handle shaft 74. A first coil holder 88 made of a magnetic material that holds the first detection coil 83 and a second coil holder 89 made of a magnetic material that holds the second detection coil 84 are attached to the inner periphery of 71.
As shown in FIG. 2, one end of the first detection ring 81 and one end of the second detection ring 82 face each other, and teeth 81a and 82a are formed on each of the facing end faces at equal intervals in the circumferential direction. The second detection coil 84 is disposed so as to cover a space between the two detection rings 81 and 82 and generates a magnetic flux passing through the two detection rings 81 and 82.
The first detection coil 83 is arranged so as to cover the outer periphery on the other end side of the first detection ring 81 and generates a magnetic flux passing through the first detection ring 81. The area of the opposing portion of the teeth 81a, 82a changes according to the relative rotation of the two detection rings 81, 82 based on the torsion of the torsion bar 78 due to steering resistance. Due to this change, the magnetic resistance between the opposing teeth 81a and 82a changes, so that the output of the second detection coil 84 changes according to the change, and the transmission torque is detected corresponding to the output. The other end of the first detection ring 81 is a small-diameter portion 81b having a smaller outer diameter than the one end. The side wall portion 88a of the first coil holder 88 is disposed so as to face the small-diameter portion 81b on the other end side of the first detection ring 81, and the side wall portion 88b of the first coil holder 88 is connected to the first detection ring 81. Is arranged so as to face one end of the. The magnetic resistance of the magnetic circuit formed by the first detection ring 81 and the first coil holder 88 is equal to the first detection ring 81, the second detection ring 82, and the second coil holder 89 in a state where no steering torque is applied. The outer diameter of the small diameter portion 81b is set to be equal to the magnetic resistance of the magnetic circuit constituted by Thus, the output fluctuation of the first detection coil 83 due to the temperature fluctuation is made equal to the output fluctuation of the second detection coil 84 due to the temperature fluctuation, and the output fluctuation of the second detection coil 84 due to the temperature fluctuation can be compensated. The temperature compensation can be performed by, for example, a circuit configuration similar to the conventional one shown in FIG.
[0019]
A worm wheel 85 is fitted around the outer periphery of the fourth handle shaft 74, and the worm wheel 85 is meshed with a worm gear 87 fitted to an output shaft of a steering assist motor 86 attached to the sensor housing 71. When the motor 86 is driven according to the torque detected by the torque sensor 70, a steering assist force according to the detected torque is applied.
[0020]
As shown in FIG. 4, the bush 94 has a split groove 94a and is elastically expandable and contractible in the radial direction. The bush 94 has a protruding portion 94b extending in the axial direction at one end thereof, and is made of, for example, a resin such as oil-impregnated polyacetal. Can be configured. As shown in FIG. 3, the bush 94 is fitted into a circumferential groove 73 a formed on the outer circumference of the third handle shaft 73, and the protrusion 94 b is inserted into the inner circumference of the first detection ring 81, It is held in a state reduced in the radial direction. The movement of the first detection ring 81 in one axial direction is prevented by the one end face 73a 'of the circumferential groove 73a via the bush 94. Thus, the first detection ring 81 is positioned in the axial direction.
[0021]
As shown in FIGS. 5 to 8, the first column 2 a is attached to the vehicle body side member 45 via the upper bracket 11. The upper bracket 11 is welded to the first column 2a, and a pair of side walls 11a, 11b, a connecting wall 11c connecting one end of each side wall 11a, 11b, and a first column 2a from the other end of each side wall 11a, 11b. And supporting portions 11d and 11e extending radially outward.
Notches 11d ', 11e' opening on the steering wheel side are formed in the support portions 11d, 11e, and connecting members 20, 21 are inserted into the notches 11d ', 11e'. That is, a pair of grooves 20a ', 20b', 21a ', 21b' are formed in each connecting member 20, 21 along the column axis direction, and each groove 20a ', 20b', 21a ', 21b' has a supporting portion. Portions along the periphery of the notches 11d 'and 11e' of 11d and 11e are inserted so as to be relatively movable along the longitudinal direction of the column.
A plurality of through holes are formed in portions of the support portions 11d and 11e along the periphery of the notches 11d 'and 11e'. Through holes communicating with the through holes are formed in the connecting members 20 and 21, and resin holes are formed in both the through holes. 61 are filled. Further, the screw shaft 40 implanted in the vehicle body side member 45 is inserted into the bolt through hole 35 of the connecting members 20 and 21, and the nut 41 screwed to the screw shaft 40 and the vehicle body side member 45 connect the connecting member 20. , 21 are sandwiched. The bolt holes 35 are elongated in the column axis direction in the longitudinal direction, and can cope with positional deviation between members due to manufacturing errors.
As a result, when the resin 61 is sheared at the time of the impact, the upper bracket 11 and the connecting members 20 and 21 relatively move along the longitudinal direction of the column. When the relative movement distance increases, the upper bracket 11 comes out of the connecting members 20 and 21, and the connection between the first column 2a and the vehicle body side member 45 via the upper bracket 11 is released.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 6, the second column 2 b side is attached to a vehicle body side member 45 via a lower bracket 46. The lower bracket 46 is formed of a single steel plate, and includes a first plate-shaped portion 46a disposed at a right angle to the column axis direction, a second plate-shaped portion 46b disposed at an angle to the column axis direction, It has a third plate-like portion 46c and a fourth plate-like portion 46d arranged in parallel to the column axis direction. The first plate portion 46a is connected to the sensor housing 71 by bolts.
Notches 47c and 47d having the steering wheel side opened are formed in the third plate-like portion 46c and the fourth plate-like portion 46d, and the screw shaft 55 implanted in the vehicle body side member 45 is formed in each of the notches 47c and 47d. It is inserted. The third plate-like portion 46c and the fourth plate-like portion 46d are sandwiched between the nut 56 screwed to the screw shaft 55 and the vehicle body side member 45.
[0023]
In the above configuration, when the vehicle collides with an obstacle in front of the vehicle (primary collision) and then the driver of the vehicle collides with the steering wheel (secondary collision), the impact energy is absorbed as follows. Is done.
First, the resin 60 connecting the first handle shaft 5 and the second handle shaft 7 is sheared, and the resin 61 connecting the upper bracket 11 and the connecting members 20 and 21 is sheared. The shear energy absorbs impact energy. You.
Next, the upper bracket 11 moves relative to the connecting members 20 and 21, the first column 2a moves relative to the second column 2b, and the impact energy is absorbed by friction between the relative moving members.
Next, as shown in FIG. 9, the connection between the upper bracket 11 and the vehicle body-side member 45 is released, and the lower bracket 46 is plastically deformed, and the plastic deformation absorbs impact energy.
[0024]
According to the above configuration, the outer periphery of the second column 2b is supported by the inner periphery of the sensor housing 71, and the outer periphery of the third handle shaft 73 is supported by the inner periphery of the second column 2b via the bush 94. The second column 2b can be inserted into the sensor housing 71 up to a position where the second column 2b overlaps the bush 94. On the other hand, if the inner periphery of the second column 103 is supported by the outer periphery of the housing 105a of the torque sensor 105 as in the related art, the second column 103 and the bearing 110 supporting the handle shaft 104c are axially displaced. They will be placed apart. That is, the second column 2b and the bush 94 overlap according to the above-described configuration, compared to the case where the second column 103 and the bearing 110 that are separated in the axial direction are individually supported by the housing 105a as in the related art. Can be shortened in the axial direction. Since the axial dimension of the sensor housing 71 can be shortened, the distance L 'until the first column 2a collides with the sensor housing 71 is increased even if the size of the vehicle body is limited, and the first column 2a and the second column The amount of impact energy absorption is increased by increasing the amount of relative movement with respect to the axis 2b in the axial direction, and the assembly and processing are simplified, and the cost can be reduced.
[0025]
The bush 94 has a split groove 94a and can be elastically expanded and reduced in the radial direction, so that the bush 94 can be easily fitted into the peripheral groove 73a on the outer periphery of the third handle shaft 73. By simply inserting the protruding portion 94b of the bush 94 into the inner periphery of the first detection ring 81, the bush 94 can be held in a state of being reduced in the radial direction, so that the assembling work is facilitated. The movement of the first detection ring 81 in one axial direction is prevented by the one end surface 73a 'of the circumferential groove 73a via the bush 94, whereby the first detection ring 81 is moved in the axial direction with respect to the third handle shaft 73. Relative to each other, which also facilitates the assembly operation. Further, the third handle shaft 73 is supported by the bush 94 instead of the conventional bearing 110, so that the cost can be reduced.
[0026]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the torque sensor 105 shown in the conventional example may be used in place of the torque sensor of the above embodiment, and the protrusion of the bush may be inserted into the inner periphery of the third detection ring 118. Further, a needle bearing may be used instead of the bush as the support member.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a steering device according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the steering device; FIG. 3 is a cross-sectional view of main components of the steering device; (1) is a front view, (2) is a sectional view [FIG. 5] A partial sectional view of the steering device [FIG. 6] A plan view of the steering device [FIG. 7] A sectional view taken along line VII-VII of FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 5 FIG. 9 is a side view of the steering device after collision FIG. 10 is a sectional view of a conventional steering device FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional torque sensor Explanation of reference numerals ]
2a first column 2b second column 70 torque sensor 71 sensor housing 73 third handle shaft 73a circumferential groove 81 first detection ring 94 bush (support member)
94a Split groove 94b Projection

Claims (2)

第1コラムと、その第1コラムに衝撃作用時に軸方向相対移動するように挿入される第2コラムと、コラムに挿入されるハンドルシャフトと、そのハンドルシャフトによる伝達トルクを検出するトルクセンサとを備え、その検出トルクに対応する操舵補助力を付与する衝撃吸収式パワーステアリング装置において、そのトルクセンサのハウジングの内周により、その第2コラムの外周が支持され、その第2コラムの内周により、そのハンドルシャフトの外周が支持部材を介し支持されることを特徴とする衝撃吸収式パワーステアリング装置。A first column, a second column inserted into the first column so as to move axially relative to each other when an impact is applied, a handle shaft inserted into both columns, and a torque sensor for detecting a transmission torque by the handle shaft. In the shock-absorbing power steering apparatus for applying a steering assist force corresponding to the detected torque, the outer periphery of the second column is supported by the inner periphery of the housing of the torque sensor, and the inner periphery of the second column is provided. , The outer periphery of the handle shaft is supported via a support member. 前記トルクセンサは前記ハンドルシャフトに嵌合される検出リングを有し、前記支持部材は割り溝を有すると共に径方向に弾性的に拡大縮小可能なブッシュとされ、そのブッシュは前記ハンドルシャフトの外周に形成された周溝に嵌合され、そのブッシュの一端に軸方向に延びる突出部が形成され、その突出部が前記検出リングの内周に挿入されることで、そのブッシュは径方向に縮小された状態に保持され、その検出リングの軸方向一方への移動は、そのブッシュを介し前記周溝の一端面により阻止される請求項1に記載の衝撃吸収式パワーステアリング装置。The torque sensor has a detection ring fitted to the handle shaft, the support member has a split groove, and is a bush that can be elastically expanded and reduced in the radial direction, and the bush is provided on the outer periphery of the handle shaft. The bush is reduced in the radial direction by being fitted into the formed circumferential groove and forming a protrusion extending in the axial direction at one end of the bush, and the protrusion being inserted into the inner periphery of the detection ring. The shock-absorbing power steering apparatus according to claim 1, wherein the detection ring is held in a state of being moved, and movement of the detection ring in one axial direction is prevented by one end surface of the circumferential groove through the bush.
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