JP2008239049A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリットの閉鎖側の端部への応力の集中を回避して、アウターコラムの剛性及び強度の低下を防止するようにしたステアリング装置を提供する。
【解決手段】閉鎖端部７３近傍の周縁には、スリット７の他の部分の周縁よりも半径方向外側に突出して形成された突出周縁部７４が形成されると共に、突出周縁部７４には、他の部分のスリット幅Ｗ１よりもスリット幅Ｗ２が狭く形成された幅狭スリット部７５が形成されて、閉鎖端部７３近傍の周縁の肉厚を厚くし、剛性が大きく形成されている。従って、チルトクランプ及びテレスコピッククランプした時に、閉鎖端部７３に作用する応力が過度に大きくなることが避けられ、クランプ、アンクランプを繰り返しても、アウターコラム１１自体の剛性及び強度の低下が避けられ、アウターコラム１１をインナーコラム１０に対してクランプした時のクランプ力が低下せず、操舵感の低下も避けられる。
【選択図】図４

Description

本発明はステアリング装置、特に、アウターコラムとインナーコラムが軸方向に相対的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ピック位置の調整を行ったり、二次衝突時にステアリングホイールが車体前方側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装置に関する。

アウターコラムとインナーコラムが軸方向に相対的に摺動可能に嵌合することによって、テレスコピック位置の調整、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装置がある。

このようなステアリング装置においては、アウターコラムに軸方向のスリットを形成し、締付けロッドを締付けて、アウターコラムのクランプ部をスリット部分で弾性変形させ、通常の運転操作時には、アウターコラムをインナーコラムに対して摺動不能にクランプする構造のものが一般的である（特許文献１）。

アウターコラムにスリットを形成した特許文献１のステアリング装置は、スリット部分でアウターコラムが容易に弾性変形して、インナーコラムのクランプが確実に行える利点がある。しかし、スリットの閉鎖側の端部に応力が集中し、クランプ、アンクランプを繰り返すと、アウターコラム自体の剛性及び強度が徐々に低下するため、アウターコラムをインナーコラムに対してクランプした時のクランプ力が不足し、操舵感が低下する問題が生じている。

特開２００１−３４７９５３号公報

本発明は、スリットの閉鎖側の端部への応力の集中を回避して、アウターコラムの剛性及び強度の低下を防止するようにしたステアリング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、インナーコラム、上記インナーコラムの外周面に軸方向に相対的に摺動可能に外嵌され、軸方向の所定長に渡って形成されたスリットを有する中空のアウターコラム、上記アウターコラムに上記スリットを介して互いに接近離反可能に形成され、上記アウターコラムの内周面を拡径及び縮径させて、上記インナーコラムの外周面をクランプ／アンクランプする一対のクランプ部材、上記スリットの閉鎖端部近傍の周縁にスリットの他の部分の周縁よりも半径方向外側に突出して形成された突出周縁部、上記突出周縁部に形成され他の部分のスリットよりもスリット幅が狭い幅狭スリット部を備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記アウターコラムとクランプ部材はダイカストによって一体成型されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、アウターコラムにスリットを介して互いに接近離反可能に形成され、アウターコラムの内周面を拡径及び縮径させて、インナーコラムの外周面をクランプ／アンクランプする一対のクランプ部材と、スリットの閉鎖端部近傍の周縁にスリットの他の部分の周縁よりも半径方向外側に突出して形成された突出周縁部と、突出周縁部に形成され他の部分のスリットよりもスリット幅が狭い幅狭スリット部を備えている。

従って、閉鎖端部近傍の剛性が大きく形成されているため、チルトクランプ及びテレスコピッククランプした時に、閉鎖端部に作用する応力が過度に大きくなることが避けられる。その結果、クランプ、アンクランプを繰り返しても、アウターコラム自体の剛性及び強度の低下が避けられ、アウターコラムをインナーコラムに対してクランプした時のクランプ力が低下せず、操舵感の低下も避けられる。

以下の実施例では、ステアリングホイールの前後方向位置と傾斜角度の両方を調整できる、チルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、中空円筒状のコラム１が車体に取付けられ、このコラム１にはステアリングシャフト１２が回動可能に軸支されている。ステアリングシャフト１２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール１２１が装着され、ステアリングシャフト１２の左端（車体前方側）には、自在継手２１を介して中間シャフト２２が連結されている。

中間シャフト２２は、雄スプラインが形成された中実の中間インナーシャフト２２１と、雌スプラインが形成された中空円筒状の中間アウターシャフト２２２で構成され、中間インナーシャフト２２１の雄スプラインが、中間アウターシャフト２２２の雌スプラインに伸縮可能（摺動可能）に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌合している。

さらに、中間アウターシャフト２２２の車体後方側が上記自在継手２１に連結され、中間インナーシャフト２２１の車体前方側が自在継手２３に連結されている。自在継手２３には、ステアリングギヤ２４の図示しないラックに噛合うピニオンが連結されている。

運転者がステアリングホイール１２１を回転操作すると、ステアリングシャフト１２、自在継手２１、中間シャフト２２、自在継手２３を介して、その回転力がステアリングギヤ２４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド２５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。

図２は本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す一部を断面した側面図である。図３は図２のＰ矢視図である。図４は図３の要部拡大図である。図５は図２のＡ−Ａ断面図である。図６は図２のＢ−Ｂ断面図である。

図２から図６に示すように、コラム１は、中空円筒状のアウターコラム（アッパーコラム）１１と、このアウターコラム１１の左側（車体前方側）に軸方向に摺動可能に内嵌したインナーコラム（ロアーコラム）１０で構成されている。

アウターコラム１１には、上部ステアリングシャフト１２Ａが回転可能に軸支され、上部ステアリングシャフト１２Ａの右端（車体後方側）に、上記したステアリングホイール１２１（図１参照）が固定されている。

アウターコラム１１の左側（車体前方側）には、アウターコラム１１を左右両側から挟み込むようにして、アッパーブラケット（車体取付けブラケット）３が取付けられている。アッパーブラケット３は、車体４１に固定されたアルミ合金製等のカプセル４２を介して、車体前方側に離脱可能に取付けられている。

アウターコラム１１は、二次衝突時にステアリングホイール１２１に運転者が衝突して大きな衝撃力が作用すると、カプセル４２からアッパーブラケット３が車体前方側に離脱し、インナーコラム１０に案内されて車体前方側にコラプス移動し、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。

インナーコラム１０の車体前方端には、ロアーブラケット６が一体的に形成され、このロアーブラケット６が、チルト中心軸６１を介して車体４１に枢動可能に支承されている。また、インナーコラム１０には、下部ステアリングシャフト１２Ｂが回転可能に軸支され、下部ステアリングシャフト１２Ｂの車体後方端が上部ステアリングシャフト１２Ａの車体前方端にスプライン嵌合し、ステアリングホイール１２１の回転操作を、図１の自在継手２１を介して、ステアリングギヤ２４に伝達する。

アッパーブラケット３は、上板３２と、この上板３２から下方に延びる側板３３、３４を有している。上記アウターコラム１１には、アウターコラム１１の下方に突出して、一対のクランプ部材１３Ａ、１３Ｂが一体的に形成されている。クランプ部材１３Ａ、１３Ｂの外側面１４Ａ、１４Ｂは、アッパーブラケット３の側板３３、３４の内側面３３１、３４１に摺動可能に接している。

本発明の実施例では、アウターコラム１１は、アルミダイカスト製の一体成型品であるが、鋼管にクランプ部材１３Ａ、１３Ｂを溶接したものであってもよい。また、軽量化を目的として、マグネシウムダイカスト製であってもよい。

アッパーブラケット３の側板３３、３４には、チルト調整用長溝３５、３６が形成されている。クランプ部材１３Ａ、１３Ｂには、図２の左右方向に延びると共に、アウターコラム１１の軸心方向に長く延びるテレスコ調整用長溝１５Ａ、１５Ｂが形成されている。

丸棒状の締付けロッド５が、上記チルト調整用長溝３５、３６及びテレスコ調整用長溝１５Ａ、１５Ｂを通して、図５、図６の右側から挿入されている。締付けロッド５の右端には円筒状の頭部５１が形成されている。頭部５１の外径部には回り止め部５１１が形成され、この回り止め部５１１は、チルト調整用長溝３６の溝幅よりも若干幅の狭い矩形断面に形成されている。

回り止め部５１１はチルト調整用長溝３６に嵌入して、締付けロッド５をアッパーブラケット３に対して回り止めするとともに、アウターコラム１１のチルト位置調整時に、チルト調整用長溝３６に沿って、締付けロッド５を摺動させる。

締付けロッド５の左端外周には、固定カム５３、可動カム５４、操作レバー５５、スラスト軸受５６、ナット５７が、この順で外嵌され、ナット５７の内径部に形成された雌ねじが、締付けロッド５の左端に形成された雄ねじ５８にねじ込まれている。

固定カム５３の右端外周には、矩形断面の回り止め部（図示せず）が形成されている。この回り止め部がチルト調整用長溝３５に嵌入して、固定カム５３をアッパーブラケット３に対して回り止めするとともに、アウターコラム１１のチルト位置調整時に、チルト調整用長溝３５に沿って、固定カム５３を摺動させる。

固定カム５３と可動カム５４の対向する端面には、相補的な傾斜カム面が形成され、互いに噛み合っている。可動カム５４の左側面に連結された操作レバー５５を手で操作すると、可動カム５４が固定カム５３に対して回動する。

図２から図６に示すように、アウターコラム１１の下面には、アウターコラム１１の外周面１１Ａから内周面１１Ｂに貫通したスリット７が形成されている。スリット７は、アウターコラム１１の車体前方側端面１１１に開放され、車体前方側端面１１１の開放側から、開放端部（開放側の端部）７１、平行部７２、閉鎖端部（閉鎖側の端部）７３の順に形成されている。

この開放端部７１から一定の幅で平行部７２が車体後方側に延び、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂの車体後方側端面１３１Ａ、１３１Ｂを若干過ぎた位置に、円弧状の閉鎖端部７３が形成されている。

スリット７の閉鎖端部７３近傍の周縁には、スリット７の他の部分の周縁（開放端部７１の周縁、及び、平行部７２の周縁）よりも半径方向外側に突出して形成された突出周縁部７４が形成されている。

また、突出周縁部７４には、他の部分（開放端部７１、及び、平行部７２）のスリット幅Ｗ１よりもスリット幅Ｗ２が狭く形成された幅狭スリット部７５が形成されている。幅狭スリット部７５は、突出周縁部７４のスリットの両側内側面を、スリットの幅の中心部に向かって円弧状に突出させて形成されている。

上記した構成のステアリング装置で、操作レバー５５をクランプ方向に回動すると、固定カム５３の傾斜カム面の山に可動カム５４の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付けロッド５を図５の左側に引っ張ると同時に、固定カム５３を図５の右側に押す。

右側の側板３４は、締付けロッド５の頭部５１の左端面によって左側に押され、側板３４を内側に変形させる。すると、側板３４の内側面３４１がクランプ部材１３Ｂの外側面１４Ｂに強く押しつけられる。

同時に、左側の側板３３は、固定カム５３の右端面によって右側に押され、側板３３を内側に変形させる。すると、側板３３の内側面３３１が、クランプ部材１３Ａの外側面１４Ａに強く押しつけられる。

その結果、側板３３、３４の内側面３３１、３４１が、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂの外側面１４Ａ、１４Ｂに更に強く押しつけられ、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂをアッパーブラケット３にチルトクランプする。

また、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂは、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂの内側面１６Ａ、１６Ｂが互いに接近する方向に内側に弾性変形し、スリット７は、閉鎖端部７３を支点として、開放端部７１、平行部７２の幅が狭まる。従って、上記アウターコラム１１の内周面１１Ｂが縮径して、インナーコラム１０の外周面１０Ａをクランプ（テレスコピッククランプ）する。

このようにして、アッパーブラケット３に対してアウターコラム１１が固定され、アウターコラム１１のチルト方向の変位及びテレスコピック方向の変位が阻止される。上記した固定カム５３、可動カム５４、締付けロッド５、操作レバー５５等によって、本発明の実施例のクランプ装置が構成されている。

上記したように、閉鎖端部７３近傍の周縁には、スリット７の他の部分の周縁よりも半径方向外側に突出して形成された突出周縁部７４が形成されると共に、突出周縁部７４には、他の部分のスリット幅Ｗ１よりもスリット幅Ｗ２が狭く形成された幅狭スリット部７５が形成されて、閉鎖端部７３近傍の周縁の肉厚を厚くし、閉鎖端部７３の剛性が大きく形成されている。

従って、操作レバー５５を操作してチルトクランプ及びテレスコピッククランプした時に、閉鎖端部７３に作用する応力が過度に大きくなることが避けられる。その結果、クランプ、アンクランプを繰り返しても、アウターコラム１１自体の剛性及び強度の低下が避けられ、アウターコラム１１をインナーコラム１０に対してクランプした時のクランプ力が低下せず、操舵感の低下も避けられる。

操作レバー５５をアンクランプ方向に回動すると、固定カム５３の傾斜カム面の山が可動カム５４の傾斜カム面の谷に落ち込み、締付けロッド５と固定カム５３が側板３３、３４を締め付けていた力が解除される。従って、側板３３、３４、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂが外側に弾性復帰する。

このようにして、アウターコラム１１をアッパーブラケット３に対してアンクランプ（チルトアンクランプ）し、アウターコラム１１をインナーコラム１０に対してアンクランプ（テレスコピックアンクランプ）する。

ステアリングホイール１２１を握ってアウターコラム１１をインナーコラム１０に対して軸方向に摺動し、所望のテレスコピック位置に調整する。また、チルト中心軸６１を中心として、インナーコラム１０及びアウターコラム１１のチルト位置を調整した後、再び、アウターコラム１１をアッパーブラケット３にクランプする。

上記実施例では、インナーコラム１０がロアーコラム、アウターコラム１１がアッパーコラムで構成されているが、インナーコラム１０をアッパーコラム、アウターコラム１１をロアーコラムにしてもよい。

また、上記実施例では、チルト位置調整とテレスコピック位置調整の両方が可能なチルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、テレスコピック位置調整だけが可能なテレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用してもよい。

本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。 本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す一部を断面した側面図である。 図２のＰ矢視図である。 図３の要部拡大図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ コラム
１０ インナーコラム（ロアーコラム）
１０Ａ 外周面
１１ アウターコラム（アッパーコラム）
１１Ａ 外周面
１１Ｂ 内周面
１１１ 車体前方側端面
１２ ステアリングシャフト
１２Ａ 上部ステアリングシャフト
１２Ｂ 下部ステアリングシャフト
１２１ ステアリングホイール
１３Ａ、１３Ｂ クランプ部材
１３１Ａ、１３１Ｂ 車体後方側端面
１４Ａ、１４Ｂ 外側面
１５Ａ、１５Ｂ テレスコ調整用長溝
１６Ａ、１６Ｂ 内側面
２１ 自在継手
２２ 中間シャフト
２２１ 中間インナーシャフト
２２２ 中間アウターシャフト
２３ 自在継手
２４ ステアリングギヤ
２５ タイロッド
３ アッパーブラケット（車体取付けブラケット）
３２ 上板
３３、３４ 側板
３３１、３４１ 内側面
３５、３６ チルト調整用長溝
４１ 車体
４２ カプセル
５ 締付けロッド
５１ 頭部
５１１ 回り止め部
５３ 固定カム
５４ 可動カム
５５ 操作レバー
５６ スラスト軸受
５７ ナット
５８ 雄ねじ
６ ロアーブラケット
６１ チルト中心軸
７ スリット
７１ 開放端部
７２ 平行部
７３ 閉鎖端部
７４ 突出周縁部
７５ 幅狭スリット部

Claims (2)

1. インナーコラム、
   上記インナーコラムの外周面に軸方向に相対的に摺動可能に外嵌され、軸方向の所定長に渡って形成されたスリットを有する中空のアウターコラム、
   上記アウターコラムに上記スリットを介して互いに接近離反可能に形成され、上記アウターコラムの内周面を拡径及び縮径させて、上記インナーコラムの外周面をクランプ／アンクランプする一対のクランプ部材、
   上記スリットの閉鎖端部近傍の周縁にスリットの他の部分の周縁よりも半径方向外側に突出して形成された突出周縁部、
   上記突出周縁部に形成され他の部分のスリットよりもスリット幅が狭い幅狭スリット部を備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記アウターコラムとクランプ部材はダイカストによって一体成型されていること
   を特徴とするステアリング装置。

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