JP2006036152A - ステアリングコラム装置の軸連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 アウターシャフトとインナーシャフトの相対的な摺動ストロークを、最大限確保することが可能なステアリングコラム装置の軸連結構造を提供する。
【解決手段】 連結部材４２とアウターシャフト４１との連結は、アウターシャフト４１の外周４１１を連結部材４２の円筒部４２１が包持しているため、アウターシャフト４１の右端４１５まで内周４１２が同一内径寸法で続いており、雄スプライン５３の摺動ストロークとして、アウターシャフト４１の全長を有効に活用できるため、雄スプライン５３の摺動ストロークＬを、与えられたスペース内で最大限まで延長することが可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は軸連結構造、特に、アウターコラムとインナーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合することによって、ステアリングホイールのテレスコ位置の調整を行ったり、二次衝突時にコラプス移動して衝撃荷重を吸収するようにしたステアリングコラム装置の軸連結構造に関する。

アウターコラムとインナーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合することによって、テレスコ位置の調整、または、二次衝突時の衝撃荷重を吸収するようにしたステアリングコラム装置がある（特許文献１）。このようなステアリングコラム装置においては、テレスコストロークやコラプスストロークを確保するために、中空のステアリングシャフトを介して、ステアリングホイールの回転をステアリングギヤに伝達している。

図８は従来のステアリングコラム装置の軸連結構造の一例の要部を示し、インナーコラム１とアウターコラム２を、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。図８に示すように、上部ステアリングシャフト４は、中空円筒状のアウターシャフト４１に軸状の連結部材４２を圧入して構成されている。すなわち、アウターシャフト４１の内周４１２の右端に、連結部材４２の軸部４２２の左端４２２Ｃを、圧入距離Ｂだけ圧入することで結合している。

連結部材４２の軸部４２２の右端には、図示しないステアリングホイールが取付けられ、連結部材４２の軸部４２２の外周は、軸受１１によって、インナーコラム１に回動可能に軸支されている。

アウターシャフト４１の内周４１２の左側には、雌スプライン４１３が形成されている。アウターコラム２に軸受２２によって回動可能に軸支された下部ステアリングシャフト（インナーシャフト）５には、その右側外周に雄スプライン５３が形成され、この雄スプライン５３がアウターシャフト４１の左端４１４から雌スプライン４１３内に挿入され、軸方向に摺動可能に、かつ、回転方向のトルクを伝達可能にスプライン係合している。

連結部材４２とアウターシャフト４１との結合は、アウターシャフト４１の内周４１２に連結部材４２の軸部４２２の左端４２２Ｃを圧入することで結合しているため、圧入距離Ｂだけ、アウターシャフト４１の全長を有効に活用できないため、雄スプライン５３の摺動ストロークＬ１が減少している。

図９は従来のステアリングコラム装置の軸連結構造の他の例の要部を示し、インナーコラム１とアウターコラム２を、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。図９は、中空円筒状のアウターシャフト４１を絞り加工することによって、軸部４２２を一体成形して、上部ステアリングシャフト４を成形したものである。すなわち、アウターシャフト４１の外周４１１の右端は、絞り加工によって縮径されて、連結部材４２の軸部４２２を形成しているため、縮径されたテーパー部４５で、アウターシャフト４１の内周４１２の内径寸法が縮小している。

従って、雄スプライン５３の外径よりも内径寸法が小さい縮径距離Ｃだけ、アウターシャフト４１の全長を有効に活用できないため、雄スプライン５３の摺動ストロークＬ２が減少している。

図８、図９に示した従来のステアリングコラム装置の軸連結構造では、上記したように、アウターシャフト４１の全長を雄スプライン５３の摺動ストロークとして利用できないため、テレスコストロークまたはコラプスストロークが制約される場合があった。

実公平８−５０９５号公報

本発明は、アウターシャフトとインナーシャフトの相対的な摺動ストロークを、最大限確保することが可能なステアリングコラム装置の軸連結構造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、インナーシャフト、上記インナーシャフトが軸方向に相対的に移動可能に、かつ、相対回転不能に内挿された中空筒状のアウターシャフト、上記インナーシャフト挿入側と反対側の上記アウターシャフトの軸方向端部外周を包持し、上記アウターシャフトに固定された連結部材を備え、上記インナーシャフトが上記アウターシャフトの軸方向全長にわたって相対的に移動可能なことを特徴とするステアリングコラム装置の軸連結構造である。

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の軸連結構造において、上記インナーシャフトは、相対的に摺動可能なアウターコラムまたはインナーコラムの一方の内周に回動可能に軸支され、上記連結部材は、上記アウターコラムまたはインナーコラムの他方の内周に回動可能に軸支されていることを特徴とするステアリングコラム装置の軸連結構造である。

第３番目の発明は、第２番目の発明のステアリングコラム装置の軸連結構造において、上記連結部材は、上記アウターコラムまたはインナーコラムの他方の内周と上記連結部材のアウターシャフト包持部の外周との間の隙間を小さく設定したことを特徴とするステアリングコラム装置の軸連結構造である。

本発明のステアリングコラム装置の軸連結構造では、アウターシャフトの外周を連結部材が包持するようにしたため、アウターシャフトの全長がインナーシャフトの摺動スペースとして活用できるため、アウターシャフトとインナーシャフトの相対的な摺動ストロークを、与えられたスペースの最大限まで延長することが可能となる。また、連結部材のアウターシャフト包持部の軸方向の長さを長くし、かつ、アウターコラムまたはインナーコラムの内周と連結部材のアウターシャフト包持部の外周との間の隙間を小さく設定することにより、ステアリングロック状態で、ステアリングホイールを無理に回しても、ステアリングロック状態が解除されることを防止できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の軸連結構造を有するステアリングコラム装置の全体正面図である。

図１に示すように、中空円筒状のインナーコラム１内には、車体後方側（図１の右側）にステアリングホイール６を取付けた上部ステアリングシャフト４が回動可能に軸支されている。インナーコラム１の車体前方側（図１の左側）には、アウターコラム２が軸方向に摺動可能に嵌合している。インナーコラム１は、アッパー側車体取付けブラケット３によって車体８に取付けられている。

アウターコラム２の車体前方側には、ロアー側車体取付けブラケット７が車体８に取付けられ、アウターコラム２の車体前方側に固定されたチルト中心軸２１が、ロアー側車体取付けブラケット７にチルト可能に軸支されている。

アウターコラム２には、下部ステアリングシャフト５が回転可能に軸支され、下部ステアリングシャフト５は上部ステアリングシャフト４とスプライン係合し、上部ステアリングシャフト４の回転が下部ステアリングシャフト５に伝達される。

下部ステアリングシャフト５の左端は、上部自在継手７１を介して中間シャフト７２に連結され、中間シャフト７２の左端は、下部自在継手７３を介してピニオンシャフト７４に連結されている。中間シャフト７２は、中間アウターシャフト７２Ａ、中間インナーシャフト７２Ｂで構成されており、中間アウターシャフト７２Ａと中間インナーシャフト７２Ｂは、軸方向に摺動可能に嵌合している。ピニオンシャフト７４の左端はステアリングギヤ７５に連結され、ステアリングホイール６の回転がステアリングギヤ７５に伝達されて、車輪の操舵角を変えることができる。

操作レバー３１を操作して、インナーコラム１をアッパー側車体取付けブラケット３に対してアンクランプした後、ステアリングホイール６を握ってインナーコラム１をアウターコラム２に対して軸方向に摺動して所望のテレスコ位置に調整すると同時に、チルト中心軸２１を中心として所望のチルト位置に調整した後、操作レバー３１を操作して、インナーコラム１を、アッパー側車体取付けブラケット３にクランプすることができる。

中間シャフト７２は、中間アウターシャフト７２Ａ、中間インナーシャフト７２Ｂで構成されており、中間アウターシャフト７２Ａと中間インナーシャフト７２Ｂは、スプライン嵌合等によって軸方向に摺動可能に嵌合している。従って、ステアリングホイール６のテレスコ位置を調整した時、下部ステアリングシャフト５の軸方向の移動を吸収することができる。

図２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軸連結構造の要部を示し、インナーコラム１とアウターコラム２を、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。図３は図２のインナーコラム１の右端の拡大縦断面図である。

上部ステアリングシャフト４は、中空円筒状のアウターシャフト４１と連結部材４２を結合して構成されている。連結部材４２は、右側の軸部４２２と、軸部４２２の左側の拡径した円筒部４２１で構成され、円筒部４２１の内周４２１Ａ（図３）が、アウターシャフト４１の外周４１１の右端に圧入されている。円筒部４２１とアウターシャフト４１の軸方向及び回転方向の固定は、上記圧入に加えて、円筒部４２１をアウターシャフト４１の外周４１１に溶接したり、円筒部４２１の外周４２１Ｂをかしめたりしてもよい。

連結部材４２の軸部４２２の右端には、上記したステアリングホイール６が取付けられ、連結部材４２の軸部４２２の外周４２２Ｂは、軸受１１によって、インナーコラム１に回動可能に軸支されている。軸受１１の左端面は、円筒部４２１の右端面に当接し、軸受１１の右端面は、軸部４２２の溝に挿入されたＣリングによって押さえられている。また、軸受１１の内輪は、軸部４２２の外周４２２Ｂに圧入してもよい。

アウターシャフト４１の内周４１２の左側は右側よりも小径に形成され、雌スプライン４１３が形成されている。内周４１２の右側には雌スプライン４１３は形成されていないが、内周４１２の軸方向全長にわたって雌スプライン４１３を形成してもよい。アウターコラム２には、軸受２２によって回動可能に下部ステアリングシャフト（インナーシャフト）５が軸支されている。アウターコラム２の左端側は縮径しているが、縮径しなくてもよい。

軸受２２の右端面は、下部ステアリングシャフト５に形成されたフランジに当接し、軸受２２の左端面は、下部ステアリングシャフト５の溝に挿入されたＣリングによって押さえられている。下部ステアリングシャフト５の右側は左側よりも大径に形成されて、その大径外周に雄スプライン５３が形成され、この雄スプライン５３がアウターシャフト４１の左端４１４から雌スプライン４１３内に挿入され、軸方向に摺動可能に、かつ、回転方向のトルクを伝達可能にスプライン係合している。下部ステアリングシャフト５の右側の軸方向全長にわたって雄スプライン５３を形成してもよい。

上記したように、連結部材４２とアウターシャフト４１との連結は、アウターシャフト４１の外周４１１を連結部材４２の円筒部４２１が包持する形態を採用しているため、アウターシャフト４１の右端４１５まで内周４１２が同一内径寸法で続いており、雄スプライン５３の摺動ストロークとして、アウターシャフト４１の全長を有効に活用できるため、雄スプライン５３の摺動ストロークＬを、与えられたスペース内で最大限まで延長することが可能となる。

上記した第１の実施形態で、円筒部４２１の左端面に雄スプライン５３が侵入可能な凹部を形成すれば、アウターシャフト４１の右端４１５を越えて雄スプライン５３を摺動させることが可能となるため、雄スプライン５３の摺動ストロークをさらに延長することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態のステアリングコラム装置を説明する。図４は、本発明の第２の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造の要部を示し、インナーコラム１とアウターコラム２を、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。図５は図４のアウターコラム２の左端の拡大縦断面図である。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の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造は、アウターコラム２側にアウターシャフトと連結部材を配置し、インナーコラム１側にインナーシャフトを配置して、第１の実施形態とは逆の配置にしたものである。

すなわち、下部ステアリングシャフト５は、中空円筒状のアウターシャフト５１と連結部材５２を結合して構成されている。連結部材５２は、左側の軸部５２２と、軸部５２２の右側の拡径した円筒部５２１で構成され、円筒部５２１の内周５２１Ａ（図５）が、アウターシャフト５１の外周５１１の左端に圧入されている。円筒部５２１とアウターシャフト５１の軸方向及び回転方向の固定は、上記圧入に加えて、円筒部５２１をアウターシャフト５１の外周５１１に溶接したり、円筒部５２１の外周５２１Ｂをかしめたりしてもよい。

連結部材５２の軸部５２２の左端には、上記した上部自在継手７１が取付けられ、連結部材５２の軸部５２２の外周５２２Ｂ（図５）は、軸受２２によって、アウターコラム２に回動可能に軸支されている。アウターコラム２の左端側は縮径しているが、縮径しなくてもよい。

アウターシャフト５１の内周５１２の右側には、雌スプライン５１３が形成されている。インナーコラム１に軸受１１によって回動可能に軸支された上部ステアリングシャフト（インナーシャフト）４は一個の部品で構成され、その左側外周に雄スプライン４３が形成され、この雄スプライン４３がアウターシャフト５１の右端５１４から雌スプライン５１３内に挿入され、軸方向に摺動可能に、かつ、回転方向のトルクを伝達可能にスプライン係合している。

上記したように、連結部材５２とアウターシャフト５１との連結は、アウターシャフト５１の外周５１１を連結部材５２の円筒部５２１が包持する形態を採用しているため、アウターシャフト５１の左端５１５まで内周５１２が同一内径寸法で続いており、雄スプライン４３の摺動ストロークとして、アウターシャフト５１の全長を有効に活用できるため、雄スプライン４３の摺動ストロークＬを、与えられたスペース内で最大限まで延長することが可能となる。

次に、本発明の第３の実施形態のステアリングコラム装置を説明する。図６は、本発明の第３の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造の要部を示し、インナーコラム１とアウターコラム２を、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。図７は図６のインナーコラム１の右端の拡大縦断面図である。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３の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造は、連結部材４２の円筒部４２１の軸方向の長さを延長し、かつ、円筒部４２１の外周４２１Ｂとインナーコラム１の内周との間の隙間を小さくすることによって、ステアリングロック時にステアリングホイール６を回した時に、ステアリングシャフトの曲がりを抑制して、ロック用ピンがステアリングシャフト４のロック用溝から抜け出さないようにしたものである。

すなわち、第１の実施形態と同様に、上部ステアリングシャフト４は、中空円筒状のアウターシャフト４１と連結部材４２を結合して構成されている。連結部材４２は、右側の軸部４２２と、軸部４２２の左側の拡径した円筒部４２１で構成され、円筒部４２１の内周４２１Ａ（図７）が、アウターシャフト４１の外周４１１の右端に圧入されている。

第３の実施形態では、円筒部４２１の軸方向の長さＳが、第１の実施形態よりも左方に長く形成され、かつ、円筒部４２１の外周４２１Ｂとインナーコラム１の内周１２との間の隙間ｄを、第１の実施形態よりも小さくしている。

自動車の駐停車時に、アウターシャフト４１のロック用溝４４にステアリングロック装置のロック用ピン（図示せず）を嵌入させ、上部ステアリングシャフト４がインナーコラム１に対して回転しないようにロックして、自動車の盗難を防止している。このようなステアリングロック状態で、ステアリングホイール６を無理に回すと、上部ステアリングシャフト４が曲げられて、ロック用溝４４からロック用ピンが外れて、ステアリングロック状態が解除される不具合が生じる。ロック用溝４４は、円筒部４２１の近傍、アウターシャフト４１の軸方向の長さの略中間位置、または、下部ステアリングシャフト５側に設けてもよい。

第３の実施形態では、円筒部４２１の軸方向の長さＳを長くし、かつ、円筒部４２１の外周４２１Ｂとインナーコラム１の内周１２との間の隙間ｄを小さくしているため、上部ステアリングシャフト４の曲がりが最小に抑えられ、ステアリングロック状態で、ステアリングホイール６を無理に回しても、ステアリングロック状態が解除されることを防止できる。円筒部４２１の軸方向の長さＳは５ｍｍ以上あるのが好ましく、隙間ｄは半径で０．５〜２ｍｍ程度が好ましい。

上記実施形態では、ステアリングシャフトのアウターシャフトとインナーシャフトに本発明を適用した実施形態を示したが、中間シャフトのアウターシャフトとインナーシャフトに適用しても良い。また、上記実施形態は、アウターシャフトとインナーシャフトの相対移動でテレスコ位置を調整するステアリングコラム装置に適用した実施形態を説明したが、二次衝突時に、アウターシャフトとインナーシャフトの相対移動でコラプス移動して、衝撃荷重を吸収するステアリングコラム装置に適用してもよい。

上記実施形態において、アウターコラム、インナーコラム、アウターシャフト、インナーシャフトをアッパー側に配置するか、ロアー側に配置するかに制限は無く、必要に応じて最も適した位置に配置することができる。また、上記実施形態では、アウターシャフトとインナーシャフトの回転方向のトルクの伝達をプライン係合で行っているが、セレーション係合や多角形断面による係合によって行ってもよい。

本発明の軸連結構造を有するステアリングコラム装置の全体正面図である。 本発明の第１の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造の要部を示し、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。 図２のインナーコラムの右端の拡大縦断面図である。 本発明の第２の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造の要部を示し、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。 図４のアウターコラムの左端の拡大縦断面図である。 本発明の第３の実施形態のステアリングコラム装置の軸連結構造の要部を示し、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。 図６のインナーコラムの右端の拡大縦断面図である。 従来のステアリングコラム装置の軸連結構造の一例の要部を示し、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。 従来のステアリングコラム装置の軸連結構造の他の例の要部を示し、中心軸線に沿って切断した縦断面図である。

符号の説明

１ インナーコラム
１１ 軸受
１２ 内周
２ アウターコラム
２１ チルト中心軸
２２ 軸受
３ アッパー側車体取付けブラケット
３１ 操作レバー
４ 上部ステアリングシャフト
４１ アウターシャフト
４１１ 外周
４１２ 内周
４１３ 雌スプライン
４１４ 左端
４１５ 右端
４２ 連結部材
４２１ 円筒部
４２１Ａ 内周
４２１Ｂ 外周
４２２ 軸部
４２２Ｂ 外周
４２２Ｃ 左端
４３ 雄スプライン
４４ ロック用溝
４５ テーパー部
５ 下部ステアリングシャフト
５１ アウターシャフト
５１１ 外周
５１２ 内周
５１３ 雌スプライン
５１４ 右端
５１５ 左端
５２ 連結部材
５２１ 円筒部
５２１Ａ 内周
５２１Ｂ 外周
５２２ 軸部
５２２Ｂ 外周
５３ 雄スプライン
６ ステアリングホイール
７ ロアー側車体取付けブラケット
７１ 上部自在継手
７２ 中間シャフト
７２Ａ 中間アウターシャフト
７２Ｂ 中間インナーシャフト
７３ 下部自在継手
７４ ピニオンシャフト
７５ ステアリングギヤ
８ 車体

Claims (3)

1. インナーシャフト、
   上記インナーシャフトが軸方向に相対的に移動可能に、かつ、相対回転不能に内挿された中空筒状のアウターシャフト、
   上記インナーシャフト挿入側と反対側の上記アウターシャフトの軸方向端部外周を包持し、上記アウターシャフトに固定された連結部材を備え、
   上記インナーシャフトが上記アウターシャフトの軸方向全長にわたって相対的に移動可能なこと
   を特徴とするステアリングコラム装置の軸連結構造。
2. 請求項１に記載されたステアリングコラム装置の軸連結構造において、
   上記インナーシャフトは、相対的に摺動可能なアウターコラムまたはインナーコラムの一方の内周に回動可能に軸支され、
   上記連結部材は、上記アウターコラムまたはインナーコラムの他方の内周に回動可能に軸支されていること
   を特徴とするステアリングコラム装置の軸連結構造。
3. 請求項２に記載されたステアリングコラム装置の軸連結構造において、
   上記連結部材は、上記アウターコラムまたはインナーコラムの他方の内周と上記連結部材のアウターシャフト包持部の外周との間の隙間を小さく設定したこと
   を特徴とするステアリングコラム装置の軸連結構造。

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