JP2005335532A5 - - Google Patents

Description

ステアリングコラム装置

本発明はステアリングコラム装置、特に、自動車の盗難防止のため、イグニションキーを鍵穴から抜いた状態で、ステアリングホイールの操作を不可能にするステアリングロック装置を有するステアリングコラム装置に関する。

ステアリングロック装置を有するステアリングコラム装置では、ステアリングロック状態でステアリングホイールに大きな回転トルクを与えると、ロックピンが係合して回り止めされたステアリングシャフトが曲げられるため、ステアリングシャフトをステアリングコラムに軸支する軸受に大きな荷重が作用する。特に、アッパー側軸受は、スペースが限られるため、負荷容量の小さい薄肉の軸受を使用しており、大きな荷重が作用すると、破損する場合がある。

近年特に、ステアリングコラムの短縮化が進んでいるため、アッパー側軸受とロアー側軸受との間の軸方向の間隔が小さくなり、ステアリングシャフトを軸支する軸受に大きな荷重が作用するようになってきた。ステアリングロック状態でステアリングホイールに大きな回転トルクが作用した際の、ステアリングシャフトの撓みを抑制するようにしたステアリングコラム装置として、特許文献１、特許文献２に示すステアリングコラム装置がある。

特許文献１のステアリングコラム装置は、ステアリングコラムの内周にステアリングシャフト側に向かって突出する凸部を設けたものである。特許文献２のステアリングコラム装置は、ステアリングシャフトの外周にステアリングコラム側に向かって突出する凸部を設けたものである。

図７は、従来のステアリングコラム装置を示し、（１）は、ステアリングコラムの内周にステアリングシャフト側に向かって突出する凸部を設けた、従来のステアリングコラム装置を下方から見た断面図であって、ステアリングコラムとステアリングシャフトのみを示す断面図である。（２）は（１）のＥ−Ｅ断面図である。

図７に示すように、円筒状のインナーコラム９１には、車体後方側（図７の右側）にステアリングホイール（図示せず）を装着したアッパー側ステアリングシャフト９２が、アッパー側軸受９３とロアー側軸受９４によって回転可能に軸支されている。アッパー側ステアリングシャフト９２の車体前方側（図７の左側）には、自在継手９５を介して、図示しないロアー側ステアリングシャフトが連結されている。

アッパー側ステアリングシャフト９２の外周には、ステアリングロック装置のロックピン９６が係合する係止凹部９７Ａ、９７Ｂが形成され、インナーコラム９１には、この係止凹部９７Ａ、９７Ｂに整合する軸方向位置に、ロックピン９６を通すための通孔９８が形成されている。

インナーコラム９１には、軸心に向かって半径方向内側に突出し、アッパー側ステアリングシャフト９２の外周に接近する凸部９９Ａ、９９Ｂが、二箇所形成されている。凸部９９Ａ、９９Ｂは、通孔９８と同じ軸方向位置で、通孔９８の中心位置から９０°＋α位相がずれた角度位置に形成されている。

ところが、このような従来の凸部９９Ａ、９９Ｂを有するステアリングコラム装置では、ステアリングロック状態でステアリングホイールに大きな回転トルクが作用した時、アッパー側軸受９３に加わる荷重が期待値まで軽減されず、また車種によって異なるステアリングコラムの仕様によって、凸部の効果が安定しないという問題があった。

特開平８−２９５２０２号公報 特開平１０−８６７９２号公報

本発明は、ステアリングシャフトを軸支する軸受、特にアッパー側軸受に作用する荷重を最も軽減する位置に凸部を配置したステアリングコラム装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体に取付け可能な車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットに支持され、ステアリングホイールを装着したステアリングシャフトを軸方向の両端二箇所で回動可能に軸支する中空円筒形状のステアリングコラム、上記ステアリングシャフトの外周に形成された係止凹部、上記ステアリングコラムに上記係止凹部に整合する軸方向位置に形成された通孔、上記通孔を通して上記係止凹部に係合可能なロックピン、上記二箇所の軸支部の間で上記ステアリングコラムの内周に形成され、上記ステアリングシャフトの外周に接近する方向に突出する凸部を備えたことを特徴とするステアリングコラム装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリングコラム装置において、上記凸部は、上記ステアリングコラムの外周を軸心に向かって押圧することによって形成されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。

第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリングコラム装置において、上記凸部は、上記通孔から略９０°円周方向にずれた角度位置に二箇所形成されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。

第４番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリングコラム装置において、上記凸部は、上記ステアリングコラムの内周に全周にわたって形成されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。

本発明のステアリングコラム装置では、ステアリングシャフトを軸支する両端の軸支部の間のステアリングコラムの内周に、ステアリングシャフトの外周に接近する方向に突出する凸部を形成したので、軸支部の軸受に作用する荷重が軽減され、軸受の破損を未然に防止することが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態のステアリングコラム装置の一部断面を含む側面図である。図２は図１の平面図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図４（１）は図１のＢ−Ｂ断面図であり、ステアリングコラムとステアリングシャフトのみを示す断面図である。図４（２）は図４（１）のＣ−Ｃ断面図である。

図１から図４は、チルト・テレスコピック式のステアリングコラム装置に本発明を適用した実施形態を示す。逆Ｕ字型の車体取付けブラケット２には、車体前方側（図１の左側）の両側に、ロアー側車体取付け部２１、２１が一体的に形成され、車体後方側（図１の右側）の両側には、アッパー側車体取付け部２２、２２が一体的に形成されている。車体取付けブラケット２は、ロアー側車体取付け部２１及びアッパー側車体取付け部２２によって、図示しない車体に取付けられている。

車体取付けブラケット２の左右の側板２３、２４の内側には、アウタージャケット３が挟み込まれており、アウタージャケット３の車体前方側は、車体取付けブラケット２にピボットピン２５、２５によってチルト位置調整可能に軸支されている。

車体取付けブラケット２の側板２３、２４には、チルト用長溝２３１、２４１が形成されている。チルト用長溝２３１、２４１は、上記したピボットピン２５を中心とする円弧状に形成されている。アウタージャケット３の左右のクランプ部３１、３２には、円形の貫通穴３１１、３２１が形成されている。

丸棒状の締付けロッド４が、上記チルト用長溝２３１、２４１及び貫通穴３１１、３２１を通して、図３の右側から挿入されている。締付けロッド４の右端には円筒状の頭部４１が形成され、頭部４１の左側外径部には、チルト用長溝２４１の溝幅よりも若干幅の狭い矩形断面の回り止め部４２が形成されている。回り止め部４２はチルト用長溝２４１に嵌入して、締付けロッド４を車体取付けブラケット２に対して回り止めするとともに、チルト位置調整時に、チルト用長溝２４１に沿って、締付けロッド４を摺動させる。

締付けロッド４の左端外周には、その左側から、固定カム５１、可動カム５２、スラスト軸受５３、調整ナット５４が、この順で外嵌され、調整ナット５４の内径部に形成された雌ねじ５４１が、締付けロッド４の左端に形成された雄ねじ４３にねじ込まれている。

可動カム５２の左端面には操作レバー５５が固定され、この操作レバー５５によって操作される可動カム５２と固定カム５１によって、カムロック機構が構成されている。固定カム５１は、チルト用長溝２３１に係合して車体取付けブラケット２に対して非回転であり、チルト位置調整時に、チルト用長溝２３１に沿って固定カム５１を摺動させる。

これによって、チルト・テレスコピック締付け時に、操作レバー５５が回動されると、固定カム５１の山に可動カム５２の山が乗り上げて、固定カム５１を図３の右側に押すと同時に、締付けロッド４を左側に引くことによって、側板２３、２４を締付け、アウタージャケット３のクランプ部３１、３２を締付ける。

チルト・テレスコピック解除時には、操作レバー５５を逆方向に回動し、固定カム５１の山に可動カム５２の谷が入り込み、固定カム５１を右側に押す力を解除すると同時に、締付けロッド４を左側に引く力を解除することによって、側板２３、２４を離間させ、アウタージャケット３のクランプ部３１、３２の締付けを解除する。

アウタージャケット３のクランプ部３１、３２には、その下側に、その軸方向全長にわたって、スリットＳが形成されている。アウタージャケット３の軸心に形成された内径孔３３には、円筒状のインナーコラム１の外周が包持され、インナーコラム１はアウタージャケット３の軸方向にテレスコ移動可能に支持されている。

インナーコラム１の内周１３には、車体後方側にステアリングホイール（図示せず）を装着したアッパー側ステアリングシャフト６が、アッパー側軸受１１及びロアー側軸受１２によって回転可能に軸支されている（図４）。アッパー側ステアリングシャフト６の車体前方側は、上自在継手７１を介して、ロアー側ステアリング筒７２に連結されている。

ロアー側ステアリング筒７２の車体前方側の内径部には雌スプラン７２１が形成され、ロアー側ステアリング軸７３の車体後方側に形成された雄スプライン７３１が、雌スプラン７２１にテレスコ摺動可能に嵌合している。ロアー側ステアリング軸７３の車体前方側には、下自在継手７４が連結されている。

従って、アウタージャケット３のクランプ部３１、３２の締付けを解除すると、ピボットピン２５を支点としてアウタージャケト３はチルト位置が調整可能である。また、インナーコラム１は、アッパー側ステアリングシャフト６と一緒に、アウタージャケット３に対してその軸方向にテレスコ移動し、このテレスコ移動時に、ロアー側ステアリング筒７２はロアー側ステアリング軸７３に対してテレスコ移動する。

図１、図２に示すように、インナーコラム１の車体後方側には、ステアリングロック装置のキーシリンダ８が装着されている、図４に示すように、イグニションキーをキーシリンダ８の鍵穴から抜くと、ロックピン８１が、アッパー側ステアリングシャフト６の軸心に向かって入り込む。

アッパー側ステアリングシャフト６の外周６２には、ロックピン８１が係合する係止凹部６１Ａ、６１Ｂが形成され、インナーコラム１には、この係止凹部６１Ａ、６１Ｂに整合する軸方向位置に、ロックピン８１を通すための通孔１４が形成されている。

インナーコラム１には、軸心に向かって半径方向内側に突出し、アッパー側ステアリングシャフト６の外周６２に接近する凸部１５Ａ、１５Ｂが、二箇所形成されている。凸部１５Ａ、１５Ｂは、アッパー側軸受１１とロアー側軸受１２との間の軸方向の間隔の略中間位置に形成されている。

従って、凸部１５Ａ、１５Ｂは、通孔１４よりもロアー側軸受１２側に寄った軸方向の位置に形成されている。また、凸部１５Ａ、１５Ｂの円周方向の位相は、通孔１４の中心位置から、時計方向及び反時計方向に各々９０°離れた角度位置に形成されている。

凸部１５Ａ、１５Ｂは、インナーコラム１の外周１６を、軸心に向かってポンチによって押圧することにより形成しているが、凸部１５Ａ、１５Ｂの寸法は、１０ｍｍ角以上の大きさにするのが好ましい。

次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図５は第２の実施形態を示すステアリングコラムとステアリングシャフトの断面図であって、図５（１）は図１のＢ−Ｂ断面図相当である。図５（２）は図５（１）のＤ−Ｄ断面図である。以下の説明では、第１の実施形態と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。

第２の実施形態の凸部は、インナーコラム１の内周１３を全周にわたって小径にして、アッパー側ステアリングシャフト６の外周６２との隙間を全周にわたって小さくしたものである。図５に示すように、インナーコラム１には、軸心に向かって半径方向内側に突出し、アッパー側ステアリングシャフト６の外周６２に接近する凸部１７が、全周にわたって形成されている。凸部１７は、アッパー側軸受１１とロアー側軸受１２との間の軸方向の間隔の略中間位置に形成され、凸部１７の軸方向の長さＬは、第１の実施形態よりも長く形成されている。

図６は、凸部の形状に応じて、ステアリングホイールに加わる回転トルクとアッパー側軸受に作用する荷重との関係を、ＦＥＭ（有限要素法）構造解析により算出した結果を示す線図である。図６で、横軸はステアリングホイールに加わる回転トルクを表し、縦軸はアッパー側軸受に作用する荷重を表す。

図６で、黒丸印の線が、図７の従来の凸部形状の場合を示し、黒四角印の線が、凸部無しの場合を示す。黒三角印で示す第２の実施形態の凸部形状の場合、従来の凸部形状と比較して、アッパー側軸受に作用する荷重が最も小さくなる（回転トルクが３３０Ｎ・ｍの時、荷重が約１０００Ｎ小さくなる）ため、好ましい。

図６にバツ印で示されている第１の実施形態の凸部形状の場合、第２の実施形態の凸部形状の場合よりも、アッパー側軸受に作用する加重の軽減効果が小さい（回転トルクが３３０Ｎ・ｍの時、従来の凸部形状と比較して、荷重が約８００Ｎ小さくなる）。しかし、第１の実施形態は、凸部を形成する箇所が円周の二箇所だけで済むため、限られたスペースの中で、インナーコラムを配置するための構成として最も好ましい。

上記実施形態では、チルト・テレスコ式のステアリングコラム装置に本発明を適用した実施例を説明したが、チルト式のステアリングコラム装置に本発明を適用してもよい。上記実施形態では、係止凹部６１Ａ、６１Ｂとして、中空のステアリングシャフトの中空部に達する貫通孔の例を示したが、中空のステアリングシャフトの外周を押圧して形成した凹溝、あるいは、中実のステアリングシャフトに形成した凹溝でも良い。

本発明の第１の実施形態のステアリングコラム装置の一部断面を含む側面図である。 図１の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （１）は図１のＢ−Ｂ断面図であり、ステアリングコラムとステアリングシャフトのみを示す断面図である。（２）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。 第２の実施形態を示すステアリングコラムとステアリングシャフトの断面図であって、図１のＢ−Ｂ断面図相当である。（２）は（１）のＤ−Ｄ断面図である。 凸部の形状に応じて、ステアリングホイールに加わる回転トルクとアッパー側軸受に作用する荷重との関係をＦＥＭ構造解析により算出した結果を示す線図である。 従来のステアリングコラム装置を示し、（１）は、従来のステアリングコラム装置を下方から見た断面図であって、ステアリングコラムとステアリングシャフトのみを示す断面図である。（２）は（１）のＥ−Ｅ断面図である。

符号の説明

１ インナーコラム
１１ アッパー側軸受
１２ ロアー側軸受
１３ 内周
１４ 通孔
１５Ａ、１５Ｂ 凸部
１６ 外周
１７ 凸部
２ 車体取付けブラケット
２１ ロアー側車体取付け部
２２ アッパー側車体取付け部
２３、２４ 側板
２３１、２４１ チルト用長溝
２５ ピボットピン
３ アウタージャケット
３１、３２ クランプ部
３１１、３２１ 貫通孔
３３ 内径孔
４ 締付けロッド
４１ 頭部
４２ 回り止め部
４３ 雄ねじ
５１ 固定カム
５２ 可動カム
５３ スラスト軸受
５４ 調整ナット
５４１ 雌ねじ
５５ 操作レバー
６ アッパー側ステアリングシャフト
６１Ａ、６１Ｂ 係止凹部
６２ 外周
７１ 上自在継手
７２ ロアー側ステアリング筒
７２１ 雌スプライン
７３ ロアー側ステアリング軸
７３１ 雄スプライン
７４ 下自在継手
８ キーシリンダ
８１ ロックピン
９１ インナーコラム
９２ アッパー側ステアリングシャフト
９３ アッパー側軸受
９４ ロアー側軸受
９５ 自在継手
９６ ロックピン
９７Ａ、９７Ｂ 係止凹部
９８ 通孔
９９Ａ、９９Ｂ 凸部

Claims (4)

1. 車体に取付け可能な車体取付けブラケット、
   上記車体取付けブラケットに支持され、ステアリングホイールを装着したステアリングシャフトを軸方向の両端二箇所で回動可能に軸支する中空円筒形状のステアリングコラム、
   上記ステアリングシャフトの外周に形成された係止凹部、
   上記ステアリングコラムに上記係止凹部に整合する軸方向位置に形成された通孔、
   上記通孔を通して上記係止凹部に係合可能なロックピン、
   上記二箇所の軸支部の間で上記ステアリングコラムの内周に形成され、上記ステアリングシャフトの外周に接近する方向に突出する凸部を備えたこと
   を特徴とするステアリングコラム装置。
2. 請求項１に記載されたステアリングコラム装置において、
   上記凸部は、上記ステアリングコラムの外周を軸心に向かって押圧することによって形成されていること
   を特徴とするステアリングコラム装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリングコラム装置において、
   上記凸部は、上記通孔から略９０°円周方向にずれた角度位置に二箇所形成されていること
   を特徴とするステアリングコラム装置。
4. 請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリングコラム装置において、
   上記凸部は、上記ステアリングコラムの内周に全周にわたって形成されていること
   を特徴とするステアリングコラム装置