JP2017024557A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通常時及び衝撃発生時においてより適切に機能する。【解決手段】 車輌のステアリング装置において、第１のステアリングシャフトは、凹凸内歯部と、広幅凹内歯部と、を備え、第２のステアリングシャフトは、凹凸外歯部と、広幅凸外歯部と、を備え、第１のステアリングシャフトの外面より、広幅凹内歯部に向かって行ったカシメで、第１のステアリングシャフトの軸心に向かって、かつ広幅凹内歯部に膨出形成した突部を、広幅凸外歯部の樹脂層に到達可能とする。ステアリング装置の固定と、固定解除ができる。衝撃時の動作が確保できる。【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。

従来、自動車等のステアリング装置においては、複数のステアリングシャフトを接続した構成である。例えば、一方のステアリングシャフトは筒状部材であり、他方のステアリングシャフトは棒状部材であって、棒状部材のステアリングシャフトが筒状部材のステアリングシャフトに嵌合することにより、両者が接続される（例えば、特許文献１参照）。このような構成とすることにより、衝撃、具体的には、外部からの応力がステアリング装置の長手方向（軸方向）に生じた場合、接続箇所が破壊されてステアリング装置全体は応力方向に収縮する。これによって、衝撃緩和を図るとともに、ハンドルに衝突時に於いて人的被害を軽減する。

特開平１０−３５５１２号公報

上述した構成のステアリング装置では、通常時（外部からの応力のない時）は、接続箇所が破壊されないようにするが、一方、衝撃発生時（外部からの応力があった時）は、接続箇所が、確実、かつ瞬時に破壊されることが必要である。

上記に鑑み、本発明は、通常時及び衝撃発生時において、適切に機能するステアリング装置、即ち、接続箇所の持続と、その破壊が可能なステアリング装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、請求項１〜５に記載のステアリング装置を提供する。

請求項１の発明は、第１のステアリングシャフトと、この第１のステアリングシャフトとの嵌合部に設けた、樹脂層を外面に備えた第２のステアリングシャフトとにより構成されるステアリング装置であって、
第１のステアリングシャフトは、第１のステアリングシャフトの筒状部材内面の長手方向に延設した凹凸内歯部と、凹凸内歯部の間に設けた長手方向に延設した広幅凹内歯部と、を備え、
第２のステアリングシャフトは、第２のステアリングシャフトの棒状部材の外面に、長手方向に延設した凹凸外歯部と、凹凸外歯部の間に設けた長手方向に延設した広幅凸外歯部と、を備え、
第１のステアリングシャフトの内面より、広幅凹内歯部に向かって行ったカシメで、第１のステアリングシャフトの軸心に向かって、かつ広幅凹内歯部に膨出形成した突部を、広幅凸外歯部の樹脂層に到達可能とする構成としたステアリング装置である。

請求項１では、通常時及び衝撃発生時において、適切に機能するステアリング装置、即ち、接続箇所の持続と、その破壊が可能なステアリング装置を提供できる。

請求項２の発明は、広幅凹内歯部の幅は、凹内歯部、及び／又は、凸内歯部の幅より広くし、
また、広幅凸外歯部の幅は、凸外歯部、及び／又は、凹外歯部の幅より広くしたステアリング装置である。

請求項２では、通常時及び衝撃発生時において、適切に機能するステアリング装置、即ち、カシメ加工による接続箇所の持続と、その破壊が最適に働くステアリング装置を提供できる。

請求項３の発明は、
棒状部材の外面を覆う樹脂層を備え、突部を当接した際に、広幅凸外歯部に樹脂層が残存可能としたことを特徴とするステアリング装置である。

請求項３では、通常時及び衝撃発生時において、第２のステアリングシャフトが第１のステアリングシャフトに更に挿入し、ステアリング装置全体を収縮させることができる。

請求項４の発明は、広幅凹内歯部は、第１のステアリングシャフトの筒状部材の対向する位置に複数形成され、
広幅凸外歯部は、第２のステアリングシャフトの棒状部材の対向する位置に複数形成されるステアリング装置である。

請求項４では、通常時における第１のステアリングシャフトと第２のステアリングシャフトとの接続箇所を設ける位置を選択することで、強固にすることができる。

請求項５の発明は、広幅凹内歯部に向かって行ったカシメは、第１のステアリングシャフトの筒状部材の対向する位置に複数形成され、
突部は、第２のステアリングシャフトの広幅凸外歯部の対向する位置に複数到達可能とするステアリング装置である。

請求項５では、通常時に第１のステアリングシャフトと第２のステアリングシャフトとの接続箇所を、カシメ加工を介して強固にすることができる。

本発明のステアリング装置の構成を示す図である。 第１のステアリングシャフトを示した図であり、（Ａ）はカシメを行う前の拡大端面図、（Ａ−１）はその要部のさらに拡大した端面図であり、また（Ｂ）はカシメを行ったときの拡大端面図、（Ｂ−１）はその要部のさらに拡大した端面図である。 第２のステアリングシャフトを示した図であり、（Ａ）は拡大端面図、（Ｂ）はその要部のさらに拡大した端面図、（Ｃ）は広幅凸外歯部に樹脂層が残っている状態を示すさらに拡大した端面図である。 ステアリング装置を構成する第１のステアリングシャフト及び第２のステアリングシャフトとの関係と、接続箇所の固定（通常時の固定）とを説明する要部の図であり、（Ａ）は第１のステアリングシャフトに第２のステアリングシャフトを挿入した状態の一方側の平面図、（Ａ−１）はイ−イの断面図、及び（Ａ−２）は一部拡大断面図である。 ステアリング装置を構成する第１のステアリングシャフト及び第２のステアリングシャフトとの関係と、接続箇所の固定（通常時の固定）とを説明する要部の図であり、（Ｂ）は（Ａ）の第１のステアリングシャフトに第２のステアリングシャフトを挿入し、カシメ加工をした状態の一方側の平面図、（Ｂ−１）はイ−イの断面図、及び（Ｂ−２）は一部拡大断面図である。 ステアリング装置を構成する第１のステアリングシャフト及び第２のステアリングシャフトとの関係と、接続箇所の固定（通常時の固定）とを説明する要部の図であり、（Ｃ）は（Ａ）の第１のステアリングシャフトに第２のステアリングシャフトを挿入し、カシメ加工をした状態の他方側の平面図、（Ｃ−１）はイ−イの断面図、及び（Ｃ−２）は一部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態を示したステアリング装置の構成を示す図である。図１に示すステアリング装置１００は、自動車等の車輌に用いられる。ステアリング装置１００は、主として、ハンドル１０２、コラム１０４（ステアリングコラム）、支持部材１０６、支持部材１０８、アウタコラム１１０、連結部材１１２（操舵側シャフト）、第１のステアリングシャフト１２０、第２のステアリングシャフト１３０とで構成される。

ステアリング装置１００の各部品の構成を説明すると、ハンドル１０２は、コラム１０４の車体後方（図１のＡの方向）側に装着される。コラム１０４は、車体１５０に取り付けられた支持部材１０６及び支持部材１０８を貫通し、当該支持部材１０６及び支持部材１０８により回転自在に支持されている。アウタコラム１１０は、車体後方側にコラム１０４を被嵌するとともに、コラム１０４の車体前方側に連結部材１１２の車体後方側が取り付けられる。これにより、コラム１０４と連結部材１１２とは、接続状態で一方が他方に対して自在に動作可能である。

連結部材１１２の車体前方の方向側には、第１のステアリングシャフト１２０の車体後方側が接続される。接続には、いわゆるユニバーサルジョイントを採用する。ユニバーサルジョイントの構造とすることにより、連結部材１１２と第１のステアリングシャフト１２０とは、接続状態で一方が他方に対して自在に動作可能である。

第１のステアリングシャフト１２０の車体前方側には、第２のステアリングシャフト１３０の車体後方側が挿入される。

次に、ステアリング装置１００を構成する第１のステアリングシャフト１２０及び第２のステアリングシャフト１３０の詳細な構造を説明する。

図２は、第１のステアリングシャフト１２０を示した図であり、（Ａ）はカシメを行う前の拡大端面図、（Ａ−１）はその要部のさらに拡大した端面図であり、また（Ｂ）はカシメを行ったときの拡大端面図、（Ｂ−１）はその要部のさらに拡大した端面図である。

図２（Ａ）、（Ａ−１）に示すように、第１のステアリングシャフト１２０の内面１２０−１の軸方向に穴１２２を設けた筒状部材である。この穴１２２（第１のステアリングシャフト１２０の内面１２０−１）には、第１のステアリングシャフト１２０の長手方向に延在した凹凸内歯部１２１が形成されている。この凹凸内歯部１２１は、第１のピッチで繰り返される凹凸内歯部１２１ａ−１ａ・１２１ａ−１ｂと、凹内歯部１２１ａ−１ａに対して幅が広い対の広幅凹外歯部１２１ａ−２ａとを形成する。この一例では、広幅凹内歯部１２１ａ−２ａは、第１のステアリングシャフト１２０の内面１２０−１の上下の対峙面に形成されている。広幅凹内歯部１２１ａ−２ａを、軸心に対して上下に設ける例では、第１のステアリングシャフト１２０の動力伝達と、第２のステアリングシャフト１３０との嵌合関係の確保と、固定の安定性、並びに位置合わせ・カシメの容易化・安定性向上と、軸方向の延設と併せて、カシメ箇所の数の選択等による収縮荷重の選択、及び調整確保等においての有効性が考えられる。尚、図示しないが、凹凸内歯部１２１の歯部幅を異なる寸法とすることも可能である。この例では、凹内歯部１２１ａ−１ａ、及び／又は、凸内歯部１２１ａ−１ｂに対して、幅が広い対の広幅凹内歯部１２１ａ−２ａとする。

図３は、第２のステアリングシャフト１３０を示した図であり、（Ａ）は拡大端面図、（Ｂ）は、その要部のさらに拡大した端面図、（Ｃ）は後述する広幅凸外歯部に樹脂層が残っている状態を示すさらに拡大した端面図である。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２のステアリングシャフト１３０は、中心部の棒状部材１３２の外面に樹脂層１３３（樹脂膜）が形成されている。樹脂層１３３は、例えば、ナイロン、シリコーン等を素材としている。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第２のステアリングシャフト１３０の外面１３０−１の棒状部材１３２の長手方向に延在した凹凸外歯部１３１が形成されている。この凹凸外歯部１３１は、第２のピッチで繰り返される凹凸外歯部１３１ａ−１ａ・１３１ａ−１ｂと、凸外歯部１３１ａ−１ｂに対して幅が広い対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂとを形成する。この一例では、広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂは、第２のステアリングシャフト１３０の外面１３０−１の上下の対峙面に形成されている。広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂを、軸心に対して上下に設ける例では、第２のステアリングシャフト１３０の動力伝達と、第１のステアリングシャフト１２０との嵌合関係の確保と、固定の安定性、並びに位置合わせ・カシメの容易化・安定性向上と、軸方向の延設と併せて、カシメ箇所の数の選択等による収縮荷重の選択、及び調整確保等においての有効性が考えられる。尚、図示しないが、凹凸外歯部１３１の歯部幅を異なる寸法とすることも可能である。この例では、凹外歯部１３１ａ−１ａ、及び／又は、凸外歯部１３１ａ−１ｂに対して、幅が広い対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂとする。

図４−１ないし図４−３は、ステアリング装置を構成する第１のステアリングシャフト１２０及び第２のステアリングシャフト１３０との関係と、接続箇所Ｘの固定（通常時の固定）とを説明する要部の図であり、図４−１（Ａ）は第１のステアリングシャフト１２０に第２のステアリングシャフト１３０を挿入した状態の一方側の平面図、（Ａ−１）はイ−イの断面図、及び（Ａ−２）は一部拡大断面図、並びに図４−２（Ｂ）は（Ａ）の第１のステアリングシャフト１２０に第２のステアリングシャフト１３０を挿入し、カシメＲ（カシメ加工）をした状態の一方側の平面図、（Ｂ−１）はイ−イの断面図、及び（Ｂ−２）は一部拡大断面図、並びに図４−３（Ｃ）は（Ａ）の第１のステアリングシャフト１２０に第２のステアリングシャフト１３０を挿入し、カシメＲをした状態の他方側の平面図、（Ｃ−１）はイ−イの断面図、及び（Ｃ−２）は一部拡大断面図の各図を示している。

図４−１の（Ａ）は、第１のステアリングシャフト１２０の車体前方側に設けた穴１２２には、第２のステアリングシャフト１３０の車体後方側の棒状部材１３２が挿入されており、接続箇所Ｘを構成する。この状態では、第１のステアリングシャフト１２０の凹凸内歯部１２１ａ−１ａ・１２１ａ−１ｂと、第２のステアリングシャフト１３０における凹凸外歯部１３１ａ−１ａ・１３１ａ−１ｂとが嵌合するとともに、第１のステアリングシャフト１２０における対の広幅凹内歯部１２１ａ−２ａと、第２のステアリングシャフト１３０における対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂとが嵌合しており、第１のステアリングシャフト１２０と第２のステアリングシャフト１３０とが仮固定される。所謂、カシメＲを行う前である。

この第１のステアリングシャフト１２０に第２のステアリングシャフト１３０を挿入し仮固定することで、接続箇所Ｘを形成する。続いて、接続箇所Ｘが、通常時の固定を確保するために、カシメＲをする。図４−２の（Ｂ）は、一方側において、第１のステアリングシャフト１２０の外面１２０−２より一箇所か数箇所（実施例では三箇所）カシメＲを行い、内面１２０−１より軸心（軸心方向）側に膨出した突部１２３を形成する。この対の突部１２３は、第２のステアリングシャフト１３０の樹脂層１３３に、それぞれ陥没（入り込む）、又は貫設する等して、第１のステアリングシャフト１２０と第２のステアリングシャフト１３０との軸方向への動きを決定する（通常時の固定を確保する、固定する）。例えば、樹脂層１３３の一部を残すようにした到達（陥没）、或いは樹脂層１３３を貫設した到達（第２のステアリングシャフト１３０の表面に当接）、或いは陥没と貫設との組合せ等で、前記固定が確保されることと、この固定で、第１のステアリングシャフト１２０の回転が、第２のステアリングシャフト１３０に伝達される一翼を担う構造であり、換言すると、ハンドル１０２の動きが、第２のステアリングシャフト１３０に伝達される。尚、図４−３（Ｃ）は、（Ｂ）の対峙側で、他方側を示している。

好ましい図示の例で、通常時には、図４−２の（Ｂ−２）の拡大断面図の如く、突部１２３の先部、又は先端が、上下の樹脂層１３３に陥没されるが、この上下の樹脂層１３３には、薄膜１３３ａ−１（１３３ｂ−１）が残った状態で、第１のステアリングシャフト１２０に対して第２のステアリングシャフト１３０が、固定される。この薄膜１３３ａ−１を残すことで、金属同士による弊害（例えば、異音、摩耗）を無くし、又は衝撃時の収縮効果を図る構造である。

通常時には、この固定状態が維持されるので、車体の前後方向に対してステアリング装置１００の全体の一体化が図れる。

また、凹凸外歯部１３１ａ−１ａ・１３１ａ−１ｂと対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂは、柔軟な樹脂層１３３で被覆されているので、車体の前後方向の衝撃が発生した場合には、前後方向への移動を可能とする（破壊する）こと、又は振動音の防止、或いは緩み防止等に有効と考えられる。

また、第１のステアリングシャフト１２０における凹凸内歯部１２１−１ａ・１２１ａ−１ｂの凹部よりも広い幅の広幅凹内歯部１２１ａ−２ａが、例えば、対峙するように形成され、第２のステアリングシャフト１３０における凹凸外歯部１３１ａ−１ａ・１３１ａ−１ｂの凸部よりも広い幅の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂが、例えば、対峙するように形成されて、凹内歯部１２１ａ−１ａと凸外歯部１３１ａ−１ｂと、凸内歯部１２１ａ−１ｂと凹外歯部１３１ａ−１ａ、並びに対の広幅凹内歯部１２１ａ−２ａと対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂとが、それぞれ嵌合する構造であり、第２のステアリングシャフト１３０を第１のステアリングシャフト１２０に挿入する際の位置合わせが容易となる。

以上は、第１のステアリングシャフト１２０と第２のステアリングシャフト１３０との間の一方側の挿入、仮固定、及び固定とをそれぞれ説明したが、その他方側も同じであり、説明は割愛する。

また、第１のステアリングシャフト１２０の互いに対向する位置に、３つのカシメＲを行うこと、及び／又は、対峙する位置でカシメＲを行うこと、並びに対の広幅凹内歯部１２１ａ−２ａと、対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂとの嵌合を行うことで接続箇所Ｘを固定し、かつ第１のステアリングシャフト１２０に対する第２のステアリングシャフト１３０の固定状態を強固にできる。

そして、衝撃時で、例えば、ハンドル１０２に衝撃が掛かると、コラム１０４、連結部材１１２を介して、第１のステアリングシャフト１２０に伝わる。この際に、第１のステアリングシャフト１２０の突部１２３が、樹脂層１３３を破壊、又は切裂きながら、第２のステアリングシャフト１３０の基端方向（車体の床面方向）に移動する。この移動で、固定状態が開放されるとともに、第１のステアリングシャフト１２０が、第２のステアリングシャフト１３０に覆い被さることで、衝撃を吸収する。また、樹脂層１３３の表面を削りながら、更に、第２のステアリングシャフト１３０が第１のステアリングシャフト１２０に挿入されて、車体の前後方向に対してステアリング装置１００の全体を収縮できる。

本発明では、樹脂層１３３が、第２のステアリングシャフト１３０の棒状部材１３２の長手方向に延在し、かつ突部１２３が、広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂの樹脂層１３３、又は第２のステアリングシャフト１３０の表面に当接等する構造であり、固定確保と、前述の如く、通常時の動力の伝達の一翼を担い得ること、等が考えられる。また樹脂層１３３の一部を残して、陥没することで、前述と同じ効果が期待できること、等が考えられる。

また、対の広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂは、柔軟な樹脂層１３３で覆われていることで、例えば、車体の前後方向の衝撃が発生した場合には、前後方向への移動を可能とする（破壊する）ことで、例えば、衝撃時の吸収が図れること、又は迅速な移動が確保できること、或いは人的被害の軽減化に寄与できることが考えられる。

なお、第１のステアリングシャフト１２０に対する第２のステアリングシャフト１３０の固定状態を調整するためには、カシメＲの数、広幅凹内歯部１２１ａ−２ａ、広幅凸外歯部１３１ａ−２ｂの数、及び／又は、大きさ、或いは位置を適宜変更等をすればよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１００ ステアリング装置
１０２ ハンドル
１０４ コラム
１０６ 支持部材
１０８ 支持部材
１１０ アウタコラム
１１２ 連結部材
１２０ 第１のステアリングシャフト
１２０−１ 内面
１２０−２ 外面
１２１ 凹凸内歯部
１２１ａ−１ａ 凹内歯部
１２１ａ−１ｂ 凸内歯部
１２１ａ−２ａ 広幅凹内歯部
１２２ 穴
１２３ 突部
１３０ 第２のステアリングシャフト
１３０−１ 外面
１３１ 凹凸外歯部
１３１ａ−１ａ 凹外歯部
１３１ａ−１ｂ 凸外歯部
１３１ａ−２ｂ 広幅凸外歯部
１３２ 棒状部材
１３３ 樹脂層
１３３ａ−１ 薄膜
１３３ｂ−１ 薄膜
１５０ 車体
Ｒ カシメ
Ｘ 接続箇所

Claims (5)

1. 第１のステアリングシャフトと、この第１のステアリングシャフトとの嵌合部に設けた、樹脂層を外面に備えた第２のステアリングシャフトとにより構成されるステアリング装置であって、
   前記第１のステアリングシャフトは、この第１のステアリングシャフトの筒状部材内面の長手方向に延設した凹凸内歯部と、この凹凸内歯部の間に設けた前記長手方向に延設した広幅凹内歯部と、を備え、
   前記第２のステアリングシャフトは、この第２のステアリングシャフトの棒状部材の外面に、その長手方向に延設した凹凸外歯部と、この凹凸外歯部の間に設けた前記長手方向に延設した広幅凸外歯部と、を備え、
   前記第１のステアリングシャフトの外面より、前記広幅凹内歯部に向かって行ったカシメで、この第１のステアリングシャフトの軸心に向かって、かつこの広幅凹内歯部に膨出形成した突部を、前記広幅凸外歯部の前記樹脂層に到達可能とする構成としたことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記広幅凹内歯部の幅は、前記凹内歯部、及び／又は、前記凸内歯部の幅より広くし、
   また、前記広幅凸外歯部の幅は、前記凸外歯部、及び／又は、前記凹外歯部の幅より広くしたことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記棒状部材の外面を覆う樹脂層に、前記突部を当接した際に、前記広幅凸外歯部に樹脂層が残存可能としたことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
4. 前記広幅凹内歯部は、前記第１のステアリングシャフトの前記筒状部材の対向する位置に複数形成され、
   前記広幅凸外歯部は、前記第２のステアリングシャフトの前記棒状部材の対向する位置に複数形成されることを特徴とする請求項１−３の何れか一項に記載のステアリング装置。
5. 前記広幅凹内歯部に向かって行ったカシメは、前記第１のステアリングシャフトの筒状部材の対向する位置に複数形成され、
   前記突部は、前記第２のステアリングシャフトの前記広幅凸外歯部の対向する位置に複数到達可能とすることを特徴とする請求項１−３の何れか一項に記載のステアリング装置。