JP2002255044A

JP2002255044A - ステアリング装置

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Publication number: JP2002255044A
Application number: JP2001056419A
Authority: JP
Inventors: Noboru Minamoto; 昇源
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2001-03-01
Publication date: 2002-09-11
Anticipated expiration: 2021-03-01
Also published as: JP4000781B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ステアリング装置では、ステアリングコラムの
端部と、これが接続されるハウジングの圧入孔との結合
強度を高めることが望ましいが、これを実現するために
は、周囲の部材の設計変更や機能の減退を招いてしま
う。【解決手段】本ステアリング装置１では、筒状のステア
リングコラム４のロアコラム８の端部の圧入部２２が、
操舵補助用駆動機構のハウジング９の圧入孔２３に圧入
されている。ロアコラム８の圧入部２２に環状フランジ
２５からなる補強部２４が形成されている。補強部２４
は圧入部２２を含むステアリングコラム４の端部２１を
補強し、例えば、ステアリングコラム４に曲げ力がかか
るときの、ロアコラム８のハウジング９に対する結合強
度を高めることができる。補強部２４は、筒の端部を折
り返した折り返し部２６としてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のステアリ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】例え
ば、電動式パワーステアリング装置では、図６に示すよ
うに、ステアリングシャフト９０を回転自在に支持する
筒状のステアリングコラム９１と、ステアリングシャフ
ト９０に操舵補助力を付与するモータ等の駆動機構のハ
ウジング９２とが、互いに連結されている。具体的に
は、ステアリングコラム９１の端部の圧入部９３がハウ
ジング９２の圧入孔９４に嵌め込まれた嵌合構造となっ
ている。

【０００３】この嵌合構造がステアリングコラム９１に
負荷される曲げ力に対抗するべく、ハウジング９２に対
する圧入部９３の結合強度が高いことが望ましい。そこ
で、圧入部９３の圧入荷重を高めることが考えられる
が、圧入部９３にかかる応力が組立当初から高くなって
しまうので、曲げ力に対する強度を高めることは期待で
きない。また、圧入部９３を軸方向Ｓに長くして嵌合長
９５を長くすることが考えられる。しかし、軸方向に限
られたスペースの中で、嵌合長９５を長くした場合、例
えば、ステアリングコラム９１を構成する内筒９６およ
び外筒９７の相対的な衝撃吸収ストローク９８を確保で
きない等の不具合が生じるので、上述のように圧入部９
３を軸方向に長くすることは、実質的に不可能である。

【０００４】また、筒状のステアリングコラム９１全体
を厚肉の素材で形成することが考えられる。この場合、
ステアリングコラム９１の外径を増大させることはスペ
ース上困難であるため、ステアリングコラム９１の内径
が小さくなり、その結果、ステアリングシャフト９０の
上部を構成する外筒９９と、ステアリングコラム９１と
の間に、両者の干渉防止のために必要な隙間８９を確保
できない。従って、このような対策は実施が実質的に不
可能である。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、圧入部周辺の部材の設計変更や機能の減退
を伴うことなく、ハウジングに対するステアリングコラ
ムの結合強度を高めることができるステアリング装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に記載の発明は、筒状のステアリングコラムの端部の
圧入部がハウジングの圧入孔に圧入されているステアリ
ング装置において、上記ステアリングコラムの圧入部
に、少なくとも圧入部を含むステアリングコラムの端部
を補強する補強部が形成されていることを特徴とするス
テアリング装置を提供する。この発明によれば、圧入部
を含むステアリングコラムの端部を補強するので、ハウ
ジングに対するステアリングコラムの結合強度を高める
ことができる。

【０００７】圧入部の嵌合長さを軸方向に長くせずに済
むので、軸方向に限られたスペースの中から周辺部材の
機能のためのスペースを削減せずに済む。例えば、衝撃
吸収ストロークを確保でき、衝撃吸収機能を高く維持す
ることができる。ステアリングコラムの端部以外のステ
アリングコラムの残りの部分を変更せずに済むので、こ
れの周囲にある部材の設計変更は必要ない。請求項２に
記載の発明は、請求項１に記載のステアリング装置にお
いて、上記補強部は、ステアリングコラムの端部に形成
され、径方向の内方に向けて延びるフランジを含むこと
を特徴とするステアリング装置を提供する。

【０００８】この発明によれば、請求項１に関する作用
効果を、フランジという簡単な構成で得ることができ
る。しかも、フランジであれば、軸方向のスペースを取
らずにすむ。また、補強部はステアリングコラムの内側
に設けられているので、圧入孔を変更せずに済む。請求
項３に記載の発明は、請求項１に記載のステアリング装
置において、上記補強部は、ステアリングコラムの端部
で径方向の内側に折り返された折り返し部を含み、この
折り返し部の外周面は、径方向の外方に隣接する部分の
内周面に当接していることを特徴とするステアリング装
置を提供する。

【０００９】この発明によれば、請求項１に関する作用
効果を、折り返し部という簡単な構成で得ることができ
る。特に、高い結合強度を得ることができる。しかも、
端部内径を小さくせずに済むので、中を通る部材の設計
変更は不要である。また、補強部はステアリングコラム
の内側に設けられているので、圧入孔を変更せずに済
む。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態のステ
アリング装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、本
発明の第１実施形態のステアリング装置の一部断面正面
図である。ステアリング装置１は、車輪（図示せず）を
操向するためにステアリングホイール（図示せず）の動
きを伝達するステアリングシャフト３と、このステアリ
ングシャフト３を内部に通して回転自在に支持するステ
アリングコラム４とを有している。ステアリングシャフ
ト３の一方の端部３１（図１に簡略化して図示した。）
にステアリングホイールが連結されている。ステアリン
グホイールが回されると、その回転がステアリングシャ
フト３、ステアリングシャフト３の他方の端部３２に一
体回転可能に連結される出力軸３３、出力軸３３に連結
される図示しないユニバーサルジョイント、ピニオン、
ラック軸等を介して車輪に伝達され、これにより車輪を
操向することができる。

【００１１】ステアリングシャフト３は、ステアリング
ホイール側に配置されて上部を構成する筒状のアッパシ
ャフト５と、車輪側に設けられて下部を構成する筒状の
ロアシャフト６とを有している。アッパシャフト５とロ
アシャフト６とは、同心で直線状に配置されている。ア
ッパシャフト５の端部３４の内周とロアシャフト６の端
部３５の外周とは、セレーション構造等により、一体回
転可能に嵌合されている。また、アッパシャフト５とロ
アシャフト６とはステアリングシャフト３が延びる方向
（軸方向ともいう）に相対移動可能とされている。

【００１２】なお、各図には、軸方向を示す矢印Ｓを図
示している。また、軸方向については、ステアリングホ
イール側を上方ともいい、反ステアリングホイール側
（車輪側となる）を下方ともいう。ステアリングコラム
４は、ステアリングホイール側に配置される筒状のアッ
パコラム７と、車輪側に設けられる筒状のロアコラム８
とを有している。ロアコラム８の上端部が、アッパコラ
ム７の下端部の内部に嵌め入れられていて、軸方向に相
対移動可能とされている。また、アッパコラム７は、軸
受（図示せず）を介してアッパシャフト５を回動自在に
支持しつつ、アッパシャフト５とアッパコラム７との間
の軸方向の相対移動を規制している。

【００１３】また、ステアリング装置１は、パワーステ
アリング装置として構成され、操舵操作に伴い生じる操
舵抵抗に見合った操舵補助力を得られるようになってい
る。すなわち、出力軸３３には、操舵操作を検知するた
めのトルクセンサと、このトルクセンサからの出力信号
に基づいて操舵補助力を発生させるモータ等の駆動機構
（図示せず）とが設けられている。駆動機構は、例え
ば、モータの回転軸と一体回転可能に連結されたウォー
ム軸と、このウォーム軸と噛み合うウォームホイールと
により構成されている。トルクセンサ、ウォーム軸およ
びウォームホイールはハウジング９内部に収容されてい
る。このハウジング９は、ウォーム軸およびウォームホ
イールを回転自在に支持しつつ、モータを支持してい
る。また、ウォームホイールは出力軸３３と一体回転可
能に連結されている。ステアリングホイールの動きが、
トルクセンサにより検知され、駆動機構による操舵補助
力とともに、ステアリングシャフト３、出力軸３３を介
してラック軸に伝達され、車輪（図示せず）が操舵され
る。

【００１４】また、ステアリング装置１は、車体の所定
部（図示せず）に支持構造１０を介して取り付けられて
いる。この支持機構１０は、衝突時の衝撃を吸収する衝
撃吸収機構を内蔵している。支持構造１０は、アッパコ
ラム７の下端部に相対変位しないように取り付けられた
コラムブラケット１１と、車体の所定部に固定される固
定ブラケット１２と、コラムブラケット１１と固定ブラ
ケット１２とを係合する係合部１３とを有している。係
合部１３により、コラムブラケット１１と固定ブラケッ
ト１２とは通常時に所定の保持力で保持されている。ま
た、係合部１３は係合状態を解除可能に構成され、衝突
時等に保持力を超える力が作用すると、係合部１３の係
合が解除されて、コラムブラケット１１と固定ブラケッ
ト１２とが相対移動できるようにされている。衝突時、
係合部１３の係合が解除される際に、摩擦や塑性変形が
生じ、これにより衝撃が吸収される。これとともに、ア
ッパコラム７とロアコラム８とが軸方向に相対移動しつ
つ、アッパシャフト５とロアシャフト６とが軸方向に相
対移動する。例えば、アッパコラム７およびアッパシャ
フト５が図１で右から左へハウジング９に向かって相対
移動する。

【００１５】ハウジング９は、出力軸３３を回転自在に
支持する軸受１４を保持している。この軸受１４は、出
力軸３３を介してロアシャフト６をも支持している。ハ
ウジング９は、軸受１４に隣接して且つステアリングホ
イール側の端部に設けられた圧入嵌合構造１５により、
ステアリングコラム４のロアコラム８と結合されてい
る。すなわち、ロアコラム８の端部２１の圧入部２２が
ハウジング９の圧入孔２３に所定の嵌合長で嵌め込まれ
て、圧入されている。圧入部２２は、ロアコラム８の端
部２１に軸方向に所定長さの円筒形状に形成されてい
る。

【００１６】特に、本発明のステアリング装置１では、
ステアリングコラム４の圧入部２２に、端部２１を補強
する補強部２４が形成されている。補強部２４は、ロア
コラム８の端部２１の内周に、圧入部２２に一体に設け
られて、圧入部２２を含む端部２１の剛性を高め、この
圧入部２２を含む端部２１を補強する。ロアコラム８の
端部２１の径方向の内側空間であれば、軸方向の他の位
置に比べて比較的にスペースに余裕があるので、補強部
２４を設けることによる他の部品に与える影響を少なく
できる。

【００１７】特に第１実施形態の補強部２４は、図２に
示す様に、ステアリングコラム４の端部２１に形成さ
れ、径方向（矢印Ｒ参照）の内方に向けて延びる環状の
フランジ２５からなる。このフランジ２５は周方向の全
周に形成されている。フランジ２５の径方向の内側の端
部とロアシャフト６の外周面との間には所定の隙間が開
けられている。このように本発明によれば、補強部２４
が圧入部２２を含むステアリングコラム４の端部２１を
補強するので、ハウジング９に対するステアリングコラ
ム４の結合強度、例えば、曲げ力に対する結合強度を高
めることができる。例えば、ステアリングコラム４の上
端部に軸方向と直交する力が負荷される場合、ステアリ
ングコラム４が曲げ力を受ける。このような曲げ力が、
圧入された圧入部２２にかかるとしても、圧入部２２は
塑性変形せずに、ハウジング９との結合を維持すること
ができる。ここで、結合強度とは、圧入部２２が塑性変
形を生じない状態での、負荷できる力、例えば、曲げ力
の最大の大きさである。

【００１８】しかも、圧入部２２と圧入孔２３との圧入
荷重および嵌合長を変更せずに済み、例えば、従来と同
じにできるので、引っ張り力等に対する嵌合構造の結合
強度を維持できる。圧入部２２の嵌合長さ（Ｌ１）を軸
方向に長くせずに済むので、軸方向に限られたスペース
の中から周辺部材の機能のためのスペースを削減せずに
済む。例えば、衝撃吸収時には、アッパコラム７とロア
コラム８とが軸方向に相対移動し、このときの相対移動
距離である衝撃吸収ストロークの上限値が、アッパコラ
ム７の下端面３７とハウジング９の端面３８とが当接す
ることにより規制されている。アッパコラム７の下端面
３７からロアコラム８の下端部までの軸方向距離（Ｌ１
＋Ｌ２）が限られているなかで、圧入部２２の嵌合長さ
Ｌ１が長くならずに済むので、上述の上限値を規制する
ハウジング９の端面３８とアッパコラム７の端面３７と
の間の距離Ｌ２を長く確保できる。その結果、衝撃吸収
機能を高く維持することができる。

【００１９】ステアリングコラム４の端部２１以外のス
テアリングコラム４の残りの部分を変更せずに済むの
で、これの周囲にある部材の設計変更は必要ない。例え
ば、通常最少隙間となる、上述の残りの部分であるロア
コラム８の上部の内周と、これと対向するステアリング
シャフト３のアッパシャフト５の外周との間に、干渉防
止のために必要な隙間２７を広く確保することができ
る。従って、ステアリングシャフト３の形状変更をせず
に済む。なお、補強部２４の内周とロアシャフト６の外
周との間の隙間は、補強部２４がない構成の従来の構成
に比べて狭くなるが、通常、この部分の隙間は最少隙間
でないので、補強部２４を設けても、十分な隙間を確保
できる。しかも、補強部２４が対向するロアシャフト６
の部分は、ステアリングシャフト３を回転自在に支持す
る軸受１４に隣接した近傍位置の部分であるので、触れ
回りを生じる虞もない。

【００２０】また、ステアリングコラム４の内側に設け
られている補強部２４であれば、圧入孔２３を変更せず
に済む。特に、第１実施形態のフランジ２５からなる補
強部２４であれば、上述の作用効果を簡単な構成で得る
ことができる。さらに環状のフランジ２５であれば、周
方向の全周についての結合強度を均一に高めるのに好ま
しい。しかも、フランジ２５であれば、軸方向のスペー
スを取らずにすむ。

【００２１】また、第１実施形態の補強部２４に代え
て、図３に示すように、第２実施形態の補強部２４を設
けてもよい。なお、以下では、第１実施形態と異なる点
を主に説明し、同様の点については同じ符号を付して説
明を省略する。第２実施形態では、補強部２４は、ステ
アリングコラム４のロアコラム８の端部２１で径方向の
内側に折り返された折り返し部２６からなる。この折り
返し部２６は、円筒状で、軸方向にステアリングホイー
ル側に向けて延びている。折り返し部２６の外周面２８
は、径方向の外方に隣接する部分２９の内周面３０に当
接している。隣接する部分２９の外周面は、圧入孔２３
の内周面に嵌め込まれている。隣接する部分２９と折り
返し部２６とによりロアコラム８の端部２１は二重にな
っている。また、折り返し部２６の内周面と、ロアシャ
フト６の外周面との間には、所定の隙間が確保されてい
る。

【００２２】第２実施形態の折り返し部２６からなる補
強部２４であれば、簡単な構成で実現でき、特に、圧入
部２２を含む端部２１を、端から軸方向に沿って折り返
し長さで補強でき、高い結合強度を得ることができる。
しかも、ロアコラム８の端部２１の内径をほとんど小さ
くせずに済むので、中を通るステアリングシャフト３の
設計変更は不要である。また、図３に示す折り返し部２
６は、圧入孔２３に対応する位置に設けられ、その軸方
向の長さは、ロアコラム８の圧入部２２の嵌合長と等し
くされている。このような折り返し部２６であれば、圧
入部２２をその軸方向の全長にわたり効果的に補強する
ことができる。

【００２３】また、折り返し部２６を、図４に示すよう
に、圧入孔２３に対応する長さ（図３の折り返し部２６
の長さとなる。）より軸方向に短く形成してもよい。ま
た、折り返し部２６を、図５に示すように、圧入孔２３
に対応する長さよりも軸方向に長く形成してもよい。図
４および図５に示すような折り返し部２６であれば、曲
げの支点近傍の応力集中の発生を避けつつ、端部２１を
補強することができる。また、図５に示す折り返し部２
６であれば、圧入部２２に加えて、圧入部２２と軸方向
のステアリングホイール側に隣接する部分を補強できる
ので、より結合強度を高めることができる。折り返し部
２６の軸方向の端部は、衝撃吸収時にアッパシャフト５
がハウジング９に向かって移動する際にアッパシャフト
５の端面３９が達する位置よりも車輪側に配置され、衝
撃吸収ストロークが短くなることが防止されている。

【００２４】なお、第１実施形態の折り返し部２６と、
第２実施形態のフランジ２５とを共に設けることにより
補強部２４を構成してもよい。例えば、折り返し部２６
の端部にフランジ２５を形成してもよい。また、補強部
２４は、圧入部２２のみを補強するものに限定されず、
図５に示すように、圧入部２２とこれに軸方向に隣接す
る部分とを含む端部２１を補強するものでもよい。要
は、補強部２４は、少なくとも圧入部２２を含む端部２
１を補強するものであればよい。

【００２５】また、本発明をパワーステアリング装置の
他、操舵補助力を得られない手動操作タイプのステアリ
ング装置に適用してもよい。また舵取り機構の構成は、
上述のラックアンドピニオン式のものの他、公知の他の
構成を利用できる。その他、本発明の要旨を変更しない
範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のステアリング装置の一
部断面正面図である。

【図２】図１に示すステアリング装置のＡ部拡大図であ
る。

【図３】本発明の第２実施形態のステアリング装置の要
部拡大正面断面図であり、図１のＡ部を図示している。

【図４】図３に示す補強部の変形例の正面断面図であ
る。

【図５】図４と異なる補強部の変形例の正面断面図であ
る。

【図６】従来のステアリング装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ステアリング装置４ステアリングコラム９ハウジング２１ステアリングコラムの端部２２圧入部２３ハウジングの圧入孔２４補強部２５フランジ２６折り返し部２８折り返し部の外周面２９隣接する部分３０隣接する部分の内周面Ｒ径方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状のステアリングコラムの端部の圧入部
がハウジングの圧入孔に圧入されているステアリング装
置において、上記ステアリングコラムの圧入部に、少な
くとも圧入部を含むステアリングコラムの端部を補強す
る補強部が形成されていることを特徴とするステアリン
グ装置。
【請求項２】請求項１に記載のステアリング装置におい
て、上記補強部は、ステアリングコラムの端部に形成さ
れ、径方向の内方に向けて延びるフランジを含むことを
特徴とするステアリング装置。
【請求項３】請求項１に記載のステアリング装置におい
て、上記補強部は、ステアリングコラムの端部で径方向の内
側に折り返された折り返し部を含み、この折り返し部の
外周面は、径方向の外方に隣接する部分の内周面に当接
していることを特徴とするステアリング装置。