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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-03
(45)【発行日】2023-07-11
(54)【発明の名称】操舵装置
(51)【国際特許分類】
   B62D 1/19 20060101AFI20230704BHJP
【FI】
B62D1/19
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2019163800
(22)【出願日】2019-09-09
(65)【公開番号】P2021041760
(43)【公開日】2021-03-18
【審査請求日】2022-08-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000001247
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(72)【発明者】
【氏名】レオーネ・バレンティン
【審査官】菅 和幸
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第102011083190(DE,A1)
【文献】特開2016-175486(JP,A)
【文献】特開2019-127176(JP,A)
【文献】特開2009-107557(JP,A)
【文献】特開2016-210237(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 1/19
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
操舵部材を保持する出退部材と、
前記出退部材を軸方向に出退可能に保持する基礎部材と、
前記操舵部材の位置調節時において前記出退部材と共に前記軸方向に移動し、前記操舵部材の位置決定時において前記基礎部材に対し前記出退部材を固定する作動部材と、
前記軸方向に延在し前記出退部材に固定される帯状の第一板部と、前記第一板部に対向した状態で前記軸方向に延在し前記作動部材に固定される帯状の第二板部と、前記軸方向における前記第一板部の端縁と前記第二板部の端縁とを繋ぐ湾曲部と、を備え、二次衝突の際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、
前記第一板部と前記第二板部との間に配置され前記作動部材に固定される保持部材と、
前記出退部材に固定され、二次衝突前の通常時において前記保持部材と係合することにより前記出退部材から前記保持部材が離れる移動を規制し、二次衝突の際には前記軸方向において前記保持部材と摺動する規制部材と、
を備える操舵装置。
【請求項2】
前記規制部材は、
前記保持部材に対し、前記軸方向において少なくとも2点で係合する
請求項1に記載の操舵装置。
【請求項3】
前記軸方向において前記基礎部材に固定され、前記軸方向に沿う回転軸を中心に回転する回転軸体と、
前記回転軸体を回転駆動させる駆動手段と、を備え、
前記作動部材は、
前記回転軸体と螺合し、前記回転軸体の回転に基づいて前記軸方向に出退する
請求項1または2に記載の操舵装置。
【請求項4】
前記衝撃吸収部材は、
前記軸方向において、前記第一板部、および前記第二板部に対し前記湾曲部が前記操舵部材の反対側に位置するように配置される
請求項1から3のいずれか一項に記載の操舵装置。
【請求項5】
前記規制部材は、
前記出退部材から離れる方向、および近づく方向に前記保持部材の移動を規制する
請求項1から4のいずれか一項に記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両などの操舵を行う操舵装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、所望の位置に操舵部材を配置するための出退機構を備え、操舵部材が所望の位置に来たところで出退機構を固定することにより操舵部材のポジションを決定することのできる操舵装置が知られている。
【0003】
操舵部材は、運転者の前方に配置されているため、車両の衝突によって運転者が操舵部材に衝突する二次衝突が発生する。この二次衝突の衝撃を緩和するため、操舵装置には衝撃吸収機構が備えられている。
【0004】
例えば特許文献1、2に記載の操舵装置は、J字形状に曲げられた帯状部材の一方の端部を固定側に取り付け、他方の端部を操舵部材側に取り付けた衝撃吸収機構を備えている。この衝撃吸収機構は、二次衝突が発生すると帯状部材の両端部の相対的な位置関係が変化し、帯状部材における折り曲げられた部分の位置が変化する状態、つまりJ字形状の帯状部材をしごくことにより衝撃を吸収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】独国特許出願公開第102011083190号明細書
【文献】特開2016-175486号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来のJ字形状の帯状部材を備えた衝撃吸収機構は、設計されたプロファイルに従って二次衝突の際のエネルギーを吸収するように、帯状部材の動きを整えるためのレール、案内部材などを備えている。
【0007】
ところが、通常時において操舵部材のポジションを変更する場合、衝撃吸収機構にも力が加わるため、J字形状の帯状部材に予期せぬモーメントが発生し、ポジション変更が円滑に実行できない場合がある。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、衝撃吸収機構を備えているにもかかわらず通常時において操舵部材のポジションを決定する際に操舵部材を円滑に移動させることができる操舵装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の1つである操舵装置は、操舵部材を保持する出退部材と、前記出退部材を軸方向に出退可能に保持する基礎部材と、前記操舵部材の位置調節時において前記出退部材と共に前記軸方向に移動し、前記操舵部材の位置決定時において前記基礎部材に対し前記出退部材を固定する作動部材と、前記軸方向に延在し前記出退部材に固定される帯状の第一板部と、前記第一板部に対向した状態で前記軸方向に延在し前記作動部材に固定される帯状の第二板部と、前記軸方向における前記第一板部の端縁と前記第二板部の端縁とを繋ぐ湾曲部と、を備え、二次衝突の際の衝撃を吸収する衝撃吸収部材と、前記第一板部と前記第二板部との間に配置され前記作動部材に固定される保持部材と、前記出退部材に固定され、二次衝突前の通常時において前記保持部材と係合することにより前記出退部材から前記保持部材が離れる移動を規制し、二次衝突の際には前記軸方向において前記保持部材と摺動する規制部材と、を備える。
【発明の効果】
【0010】
この構成により、操舵部材の位置調節をする際において、衝撃吸収部材に対するモーメントの発生を抑えることができる。従って、操舵部材の位置を調節する際の意図しない摺動荷重の増大を抑制でき、円滑な位置調節を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】実施の形態に係る操舵装置を上方から示す斜視図である。
図2】実施の形態に係る操舵装置を下方から示す斜視図である。
図3】実施の形態に係る衝撃吸収部材、保持部材、および規制部材を下方から示す斜視図である。
図4】二次衝突の際の衝撃吸収部材、保持部材、および規制部材を下方から示す斜視図である。
図5】保持部材、および規制部材の別例1を下方から示す斜視図である。
図6】保持部材、および規制部材の別例2を下方から示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明に係る操舵装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の位置関係、および接続状態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下では複数の発明を一つの実施の形態として説明する場合があるが、請求項に記載されていない構成要素については、その請求項に係る発明に関しては任意の構成要素であるとして説明している。また、図面は、本発明を説明するために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【0013】
図1は、本発明の実施の形態に係る操舵装置の構成を示す斜視図である。図2は、実施の形態に係る操舵装置を下方から示す斜視図である。これらの図に示すように、操舵装置100は、車体に取り付けられ操舵者の操舵に連動して車両の転舵輪を転舵する装置であって、出退部材111と、基礎部材112と、出退機構120と、衝撃吸収部材130と、保持部材140と、規制部材150と、を備えている。本実施の形態の場合、操舵装置100は、コラムシャフト113を備えている。なお、操舵装置100は、コラムシャフト113に連結されるインターミディエイトシャフトなどのシャフト部材、ラックアンドピニオン機構などの転舵機構などを備える場合があるが、これらの図示および説明は省略する。
【0014】
コラムシャフト113は、操舵部材が先端部に取り付けられる部材であり、出退部材111に回転可能に保持され、操舵部材の操舵角を転舵機構に伝達する部材である。本実施の形態の場合、コラムシャフト113は、第一軸受114を介して出退部材111に保持されており、出退部材111に対し軸方向には固定され、周方向には回転可能となっている。コラムシャフト113は、出退部材111の出退に伴って移動し、かつ操舵角の伝達を維持できるように構成されている。具体的にコラムシャフト113は、軸方向にスプライン嵌合した2つの軸体からなり、テレスコピック構造を実現している。コラムシャフト113の一方は第一軸受114を介して出退部材111に保持され、他方は第二軸受(不図示)を介して基礎部材112に保持されている。これにより、基礎部材112に対する出退部材111の出退とともにコラムシャフト113も伸縮する。
【0015】
出退部材111は、車体に取り付けられた基礎部材112に保持されることによりコラムシャフト113を介して操舵部材を回転可能に保持する部材である。出退部材111の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、円筒形状(管状)であり、コラムジャケット、コラムチューブなどと称される場合がある。また、出退部材111は、軸方向に貫通孔を備えた基礎部材112に挿入状態で保持され、第一軸受114などの軸受を介して内方にコラムシャフト113を保持しており、保持したコラムシャフト113と共に基礎部材112に対して軸方向(図中Y軸方向)に移動するものとなっている。
【0016】
基礎部材112は、車体に対し出退部材111を軸方向(図中Y軸方向)に出退可能に保持するハウジングなどと称される部材である。本実施の形態の場合、基礎部材112は、円筒形状(管状)であり、抱持した出退部材111をテレスコピックに移動させることができるものとなっている。基礎部材112は、操舵部材側の一端面から軸方向に延在し径方向(図中Z軸方向)に貫通するスリット115を備えている。スリット115は、操舵部材側の一端部は開放されているが、反対側の他端部は閉ざされている。スリット115は、基礎部材112に対し出退部材111が出退する際において、出退部材111と共に移動する衝撃吸収部材130などの移動領域を確保するために設けられている。
【0017】
出退機構120は、基礎部材112に対し出退部材111を出退させる機構である。出退機構120は、通常の操舵部材の位置調節時においては出退部材111と共に軸方向(図中Y軸方向)に移動し、操舵部材の位置決定時において基礎部材112に対し出退部材111を固定し、二次衝突時には基礎部材112に固定され出退部材と軸方向において相対的に移動する作動部材121を備えていれば、具体的な構造は特に限定されるものではない。また、出退機構120が採用する作動方式は、手動式、電動式など特に限定されるものではない。
【0018】
本実施の形態の場合、出退機構120は、電動式が採用されており、作動部材121と、回転軸体122と、モータなどの駆動手段123と、減速機124と、を備えている。
【0019】
作動部材121は、回転軸体122に螺合する部材であり、回転軸体122との相対的な回転により回転軸体122の軸方向(図中Y軸方向)に沿って相対的に移動する。本実施の形態の場合、作動部材121は、衝撃吸収部材130を介して出退部材111に取り付けられている。つまり、通常状態においては、回転軸体122の回転によって作動部材121が軸方向に移動すると、出退部材111は、衝撃吸収部材130を介して作動部材121と共に軸方向に移動し、基礎部材112に対し出退する。車両の衝突などによって運転者が操舵部材に衝突する二次衝突の際に操舵部材に比較的大きな衝撃が加わった場合においては、作動部材121は、回転軸体122に対して軸方向に固定される。これにより、出退部材111は、回転軸体122を介して基礎部材112に対して少なくとも軸方向には固定された作動部材121に対し相対的に移動し、その衝撃を吸収するように衝撃吸収部材130が変形する。
【0020】
作動部材121の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、作動部材121は、直方体である。また、作動部材121には、回転軸体122の軸方向に貫通する雌ネジが設けられている。
【0021】
回転軸体122は、外周面に螺旋状のねじ山(ねじ溝)が設けられた軸体であり、出退部材111の軸方向(出退方向)に延在している。本実施の形態の場合、回転軸体122の操舵部材と反対側(図中Y軸方向正側)の端部は、減速機124を介して基礎部材112に取り付けられている。回転軸体122は、駆動手段123、および減速機124により回転軸体122の軸周りに回転する。回転軸体122は、出退部材111の操舵部材と反対側の端部から操舵部材側に向かって突出状に配置され、出退部材111の周面と所定の間隔で平行に配置されている。
【0022】
なお、回転軸体122、および作動部材121の構造は特に限定されるものではなく、滑りねじなどを例示することができる。
【0023】
駆動手段123、および減速機124は、回転軸体122と作動部材121とを相対的に回転駆動させ、回転軸体122と作動部材121とを相対的に直動させる。本実施の形態の場合、駆動手段123、および減速機124は、回転軸体122を軸周りに正回転、または逆回転させることにより、作動部材121を回転軸体122に沿って往復動させることができ、作動部材121と連結される出退部材111を電動で往復動させ操舵部材の位置を調節することができるものとなっている。
【0024】
図3は、衝撃吸収部材、保持部材、および規制部材を下方から示す斜視図である。衝撃吸収部材130は、作動部材121、および出退部材111にそれぞれ接続され、通常状態においては、塑性変形することなく作動部材121と出退部材111との間で力を伝達し、二次衝突が発生した際には、軸方向における作動部材121と出退部材111と相対的な移動によりしごくように塑性変形し二次衝突による衝撃を緩和する。衝撃吸収部材130は、全体として側面視J字状の部材であり、第一板部131と、第二板部132と湾曲部133とを備えている。
【0025】
第一板部131は、軸方向(図中Y軸方向)に延在する比較的長尺の帯状の部分であり、軸方向における操舵部材側の端部が出退部材111に固定されている。本実施の形態の場合、第一板部131と出退部材111との間には、二次衝突時の第一板部131の変形動作を抑制する抑制部材160が配置されており、第一板部131は、抑制部材160を介して出退部材111に固定されている。
【0026】
抑制部材160は、出退部材111の外周面の曲面形状に対し、平板状の第一板部131を固定するための中継部材であり、第一板部131と面接触する平面部161と、軸方向と直交する方向(図中X軸方向)における平面部161の両端部に出退部材111に向かってそれぞれ突出する脚部162を備えている。脚部162は、平行に配置され軸方向に延在し、出退部材111の外周面に線状に当接する。脚部162と出退部材111とを溶接などにより接合し、平面部161と第一板部131とを溶接などにより接合することにより、出退部材111と第一板部131は安定した状態で強固に固定される。また、軸方向において、平面部161は、脚部162よりも長く、第一板部131の長さより長い。軸方向と直交する方向において、抑制部材160は、平面部161の両端部にそれぞれ壁部163を備えている。壁部163は、出退部材111側から第一板部131を越え保持部材140に至るまで突出し、軸方向に延在している。抑制部材160は、二つの壁部163、および平面部161により第一板部131の三方を囲っており、これにより二次衝突に基づき第一板部131が予期せぬ方向に変形することを抑制している。
【0027】
第二板部132は、第一板部131に対向した状態で所定の間隔分だけ離れて配置される帯状の部材であり、第一板部131よりも短尺となっている。第二板部132は、軸方向に延在し作動部材121に固定されている。作動部材121と第二板部132との固定方法は特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、作動部材121と保持部材140との間に第二板部132を配置し、作動部材121と保持部材140とを締結して第二板部132を挟持することにより固定している。
【0028】
湾曲部133は、軸方向の操舵部材と反対側において、第一板部131の端縁と第二板部132の端縁とを一体に繋ぐ湾曲した部分である。本実施の形態の場合、湾曲部133は、軸方向において第一板部131、および第二板部132に対し操舵部材と反対側(図中Y軸方向正側)に配置されている。第一板部131、第二板部132、および湾曲部133は、一枚の帯状の部材をJ字状に折り曲げることにより一体に形成されている。また、二次衝突の際は、第一板部131の部分が順次湾曲部133となる。
【0029】
保持部材140は、衝撃吸収部材130の第一板部131と第二板部132との間に配置され作動部材121に固定される部材である。保持部材140の形状は、特に限定されるものではないが、規制部材150により規制された状態において、第一板部131の出退部材111と反対側の面、特に出退部材111と固定されていない部分と当接する部分を備えている。
【0030】
本実施の形態の場合、保持部材140は、第一板部131と第二板部132との間隔程度の厚さである板状の部材であり、軸方向の長さは、衝撃吸収部材130における湾曲部133から抑制部材160と固定されている部分に至る長さとなっている。また、軸方向と直交する方向(図中X軸方向)において保持部材140の長さは第一板部131と同等である。
【0031】
保持部材140は、軸方向の中央部分において軸方向と直交する方向に突出する突出部141を備えている。突出部141は、軸方向と直交する方向の両側に配置されている。突出部141は、規制部材150の係合部151(後述)と係合し、出退部材111の径方向において出退部材111から保持部材140が離れない様に動作が規制されている。また突出部141は、抑制部材160の壁部163の内面にそれぞれ当接しており、二次衝突の際には抑制部材160の壁部163により保持部材140は案内される。
【0032】
規制部材150は、出退部材111に固定され、通常時において保持部材140と係合して出退部材111から保持部材140が離れる動作を規制し、二次衝突の際には軸方向において保持部材140と摺動する部材である。規制部材150の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、規制部材150は、保持部材140の側方において、出退部材111から衝撃吸収部材130の第一板部131を越えて起立する起立部152と、保持部材140の側方から保持部材140の突出部141に至るまで突出する係合部151とを備えている。また、規制部材150は、抑制部材160と一体となっており、抑制部材160を軸方向に延長した位置に平面部161、および脚部162を備えている。規制部材150は、抑制部材160と共に脚部162において出退部材111と溶接により接合されている。
【0033】
上記実施の形態で説明したとおり、操舵装置100は、操舵部材の位置調節をする際において衝撃吸収部材130に幅方向(図中X軸方向)に延びる軸線を回転中心として発生するモーメントにより第一板部131等が弾性変形することを防止できる。従って、基礎部材112に取り付けられる回転軸体122に対し出退部材111に衝撃吸収部材130を介して取り付けられる作動部材121の姿勢を安定させることができ、回転軸体122の回転により作動部材121をスムーズに直動させることができる。従って、基礎部材112に対する出退部材111の出退がスムーズになり、違和感なく操舵部材の位置調節を行うことが可能となる。
【0034】
また、二次衝突が発生した場合、図4に示すとおり、作動部材121は、基礎部材112に対して固定状態であり、操舵者が操舵部材に衝突した衝撃は、出退部材111、および抑制部材160を介して衝撃吸収部材130の第一板部131を車両の前方(図中白抜き矢印)に押し出す。この際、衝撃吸収部材130は、しごかれるような状態で湾曲部133の位置が移動するように塑性変形するが、第一板部131は、保持部材140と平面部161に挟持された状態であるため、座屈など予期せぬ変形が抑制され、所望の衝撃吸収能力を発揮することができる。
【0035】
また、湾曲部133が車両前方側にあり、保持部材140が湾曲部133の近傍、または当接状態で配置されているため、二次衝突発生当初における衝撃吸収部材130の変形を適正に制御し易くなる。
【0036】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
【0037】
例えば、規制部材150は、図5に示すように、保持部材140に対し、軸方向において少なくとも2点で係合してもかまわない。突出部141は、複数の規制部材150に渡って延在してもかまわない。これにより、衝撃吸収部材130の第一板部131をより安定して保持することができ、操舵部材の位置を調節する際に衝撃吸収部材130に発生するモーメントを押さえ込み、スムーズに基礎部材112に対して出退部材111を出退させることが可能となる。
【0038】
また、規制部材150は、上記実施の形態のように出退部材111から離れる方向の保持部材140の移動を規制するばかりでなく、出退部材111に近づく方向(図中Z軸正の方向)にも保持部材140を規制してもかまわない。具体的に例えば、図6に示すように、保持部材140は、軸方向に延在する溝部142を両側面に備えている。規制部材150の係合部151は、溝部142にそれぞれ隙間無く、または圧入状態で挿入されている。これにより、保持部材140は、出退部材111に近づく方向にも移動が規制される。これにより、衝撃吸収部材130の第一板部131ばかりでなく、第二板部132も規制部材150により安定した状態で保持されるため、操舵部材の位置を調節する際によりスムーズに基礎部材112に対して出退部材111を出退させることが可能となる。また、二次衝突の際において衝撃吸収部材130に予期せぬ変形が発生することをより効果的に防止することが可能となる。
【0039】
さらに、係合部151を保持部材140に圧入するなど、規制部材150と保持部材140との間を二次衝突の際に強い摩擦が発生する状態にすることにより、衝撃吸収部材130の変形による衝撃の緩和に加え、規制部材150と保持部材140との摩擦による衝撃の緩和も実現することが可能となる。
【0040】
また、上記実施の形態では、回転軸体122を回転させ作動部材121を往復動させることにより出退部材111を出退させる場合を説明したが、作動部材121が、外周面に螺旋状のねじ山(ねじ溝)が設けられた軸体であり、作動部材121に螺合するナットを回転させることにより作動部材121を往復動させてもかまわない。
【0041】
また、作動部材121の軸方向の動作の基礎となる回転軸体122などの部材は、基礎部材112に固定されるばかりでなく、基礎部材112が固定される車体、車体に取り付けられたブラケットなどに取り付けられても構わない。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明は、基礎部材に対して出退部材を出退させ操舵部材の位置を調節できる操舵装置に利用可能である。
【符号の説明】
【0043】
100…操舵装置、111…出退部材、112…基礎部材、113…コラムシャフト、114…第一軸受、115…スリット、120…出退機構、121…作動部材、122…回転軸体、123…駆動手段、124…減速機、130…衝撃吸収部材、131…第一板部、132…第二板部、133…湾曲部、140…保持部材、141…突出部、142…溝部、150…規制部材、151…係合部、152…起立部、160…抑制部材、161…平面部、162…脚部、163…壁部
図1
図2
図3
図4
図5
図6