JP2017222241A - Steering device and assembly method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、改良されたステアリング装置に関する。 The present invention relates to an improved steering apparatus.
一般に、ステアリング装置には、自動車の盗難を防止するために、ステアリングホイールを回転不能とするステアリングロック装置が設けられている。このようなステアリング装置に関する従来技術として、特許文献1に開示される技術がある。
In general, the steering device is provided with a steering lock device that prevents the steering wheel from rotating in order to prevent the vehicle from being stolen. As a conventional technique related to such a steering apparatus, there is a technique disclosed in
図6を参照する。図6は、特許文献1の図7を再掲した図である。符号は、適宜振り直した。ステアリング装置100は、ステアリングホイールを支持するステアリングシャフト101と、このステアリングシャフト101の外周に設けられたトレランスリング102と、このトレランスリング102の外周に設けられ歯車形状を呈するロックカラー103と、このロックカラー103の歯部103aの間に向かって突出可能に設けられたロックバー104と、を有している。
Please refer to FIG. FIG. 6 is a diagram showing FIG. 7 of
トレランスリング102は、ステアリングシャフト101に接触したリング部102aと、このリング部102aからロックカラー103まで凹んだリング凹部102bと、を有している。リング凹部102bは、リング部102aの軸線方向を基準として、断続的に形成されている。
The
車両の停車時には、ロックバー104は、歯部103aの間に向かって突出する。ロックバー104は、歯部103aの間に接触しロックカラー103の回転を防止する。ロックカラー103とトレランスリング102との間の摩擦力、及び、トレランスリング102とステアリングシャフト101との間の摩擦力によって、ステアリングシャフト101の回転が抑制される。ステアリングシャフト101には、ステアリングホイールが取り付けられているため、ステアリングシャフト101の回転を抑制することにより、ステアリングホイールの転舵を抑制できる。
When the vehicle stops, the
一方、ロックバー104が突出した状態において、所定の力よりも大きな力でステアリングホイールを回転させることが考えられる。この場合には、ロックバー104の破損を防止するために、ステアリングシャフト101のみ回転させる。トレランスリング102のリング凹部102bは、ロックカラー103に食い込んでおり、トレランスリング102とロックカラー103とが固定されている。よって、トレランスリングとシャフト間でスリップしつつ回転する。すなわち、ステアリングシャフト101のみが回転し、トレランスリング102、及び、ロックカラー103は、回転しない。この場合も、ステアリングシャフト101とトレランスリング102との間の摩擦力によって、ステアリングシャフト101を回転させるためには、所定の力が必要である。これにより、防犯性を確保している。
On the other hand, in a state where the
ところで、近年、燃費性能の向上を目的として、様々な部品の軽量化が求められている。ステアリング装置についても同様である。 By the way, in recent years, for the purpose of improving the fuel efficiency, various parts are required to be reduced in weight. The same applies to the steering device.
本発明は、軽量化され且つ防犯性を確保したステアリング装置の提供を課題とする。 An object of the present invention is to provide a steering device that is light in weight and secures crime prevention.
上記課題を解決するべく、本発明者らは、従来、鉄系金属によって構成されていたステアリングシャフトを、軽量化のためアルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成することを考えた。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have considered that a steering shaft that has been conventionally made of an iron-based metal is made of aluminum or an aluminum alloy in order to reduce the weight.
しかし、アルミニウム、又は、アルミニウム合金は、鉄系金属に比べて軟らかく、トレランスリング102とステアリングシャフト101とが擦れるうちに、ステアリングシャフト101が削れることが考えられる。ステアリングシャフト101の削れを防止するため、硬度の高いアルミニウム材を選択したり表面処理を行うと、コストがかかる。さらに、トレランスリング102とステアリングシャフト101との締め代を小さくすることも考えられるが、この場合、トルク維持のために、トレランスリング102とロックカラー103の軸方向長さを長くする必要がある。軸方向長さが長くなると重量が増え、ステアリングシャフト101をアルミニウム、又は、アルミニウム合金製にする軽量化のメリットがなくなる。そこで、本発明者らは、以下のような構成を採用することにより、ステアリング装置を軽量化すると共に、防犯性を確保するに至った。
However, aluminum or an aluminum alloy is softer than an iron-based metal, and the
請求項1による発明によれば、ステアリングホイールを支持するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの外周に設けられた鉄系金属製のトレランスリングと、このトレランスリングの外周に設けられ歯車形状を呈する鉄系金属製のロックカラーと、このロックカラーの歯部の間に向かって突出可能に設けられたロックバーと、を有するステアリング装置において、
前記ステアリングシャフトは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成され、
前記トレランスリングは、中心軸に向かって凹んだリング凹部を有し、
該リング凹部の先端は、前記ステアリングシャフトに食い込み、
キーロック時に前記ステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、前記トレランスリングと前記ステアリングシャフトとが共に回転することを特徴とするステアリング装置が提供される。
According to the first aspect of the present invention, a steering shaft that supports the steering wheel, a ferrous metal tolerance ring provided on the outer periphery of the steering shaft, and an iron system that is provided on the outer periphery of the tolerance ring and has a gear shape. In a steering apparatus having a metal lock collar and a lock bar provided so as to protrude between the teeth of the lock collar,
The steering shaft is made of aluminum or an aluminum alloy,
The tolerance ring has a ring recess recessed toward the central axis;
The tip of the ring recess bites into the steering shaft,
A steering device is provided in which the tolerance ring and the steering shaft rotate together when the steering wheel is rotated with a force larger than a predetermined force at the time of key lock.
請求項2に記載のごとく、好ましくは、前記ロックカラーは、前記ステアリングシャフトの中心軸に沿った断面を基準として、前記中心軸に向かって略垂直に立ち上げられた突出壁を有し、
前記トレランスリングの一端は、前記突出壁に接触している。
As described in
One end of the tolerance ring is in contact with the protruding wall.
請求項3に記載のごとく、好ましくは、前記ステアリングシャフトは、前記トレランスリングの内径よりも小さい外径を有する小径軸部と、前記トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部と、から構成される。 Preferably, the steering shaft includes a small-diameter shaft portion having an outer diameter smaller than an inner diameter of the tolerance ring, and a large-diameter shaft portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the tolerance ring. Is composed of.
請求項4に記載のごとく、好ましくは、前記トレランスリングを前記ロックカラーの内周に配置する工程と、
前記ロックカラーに配置された前記トレランスリングの内周に、前記ステアリングシャフトの前記小径軸部を挿入する工程と、
前記大径軸部を圧入する工程と、を有する。
As described in claim 4, preferably, the step of disposing the tolerance ring on the inner periphery of the lock collar;
Inserting the small-diameter shaft portion of the steering shaft into the inner periphery of the tolerance ring disposed on the lock collar;
And press-fitting the large-diameter shaft portion.
請求項1に係る発明では、ステアリングシャフトは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されている。従来、ステアリングシャフトの素材には、鉄系金属が用いられていた。素材を鉄系金属よりも質量の小さいアルミニウム、又は、アルミニウム合金とすることにより、ステアリング装置の軽量化を図ることができる。
In the invention according to
加えて、トレランスリングは、中心軸に向かって凹んだリング凹部を有し、ロック時にステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、ステアリングシャフトと共に回転するよう、リング凹部の先端は、ステアリングシャフトに食い込んでいる。キーロック時にステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、トレランスリングはステアリングシャフトと共に回転する。これにより、繰り返しステアリングホイールを回転させた場合であっても、ステアリングシャフトが削れることなく、トレランスリングとロックカラーとの間の摩擦力によって、防犯性を確保することができる。 In addition, the tolerance ring has a ring recess recessed toward the central axis, and when the steering wheel is rotated with a force larger than a predetermined force when locked, the tip of the ring recess is rotated with the steering shaft. Bites into the steering shaft. When the steering wheel is rotated with a force larger than a predetermined force at the time of key lock, the tolerance ring rotates together with the steering shaft. Thereby, even when the steering wheel is repeatedly rotated, the crime prevention property can be ensured by the frictional force between the tolerance ring and the lock collar without scraping the steering shaft.
以上から、本発明のステアリング装置によれば、軽量化を図ると共に、防犯性を確保することができる。 As described above, according to the steering device of the present invention, it is possible to reduce the weight and to secure crime prevention.
請求項2に係る発明では、ロックカラーは、ステアリングシャフトの中心軸に沿った断面を基準として、中心軸に向かって略垂直に立ち上げられた突出壁を有し、トレランスリングの一端は、突出壁に接触している。これにより、トレランスリングの一端がロックカラーとステアリングシャフト間に噛みこむことを防止できる。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、ステアリングシャフトは、トレランスリングの内径よりも小さい外径を有する小径軸部と、トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部と、から構成される。これにより、必要な箇所のみに、トレランスリングをステアリングシャフトに食い込ませることができる。 In the invention which concerns on Claim 3, a steering shaft is comprised from the small diameter shaft part which has an outer diameter smaller than the internal diameter of a tolerance ring, and the large diameter shaft part which has an outer diameter larger than the internal diameter of a tolerance ring. Thereby, a tolerance ring can be made to bite into a steering shaft only in a required part.
請求項4に係る発明では、ロックカラーの内周に配置されたトレランスリングの内周に、ステアリングシャフトの小径軸部を挿入する工程と、前記大径軸部を圧入する工程と、を有する。これにより、トレランスリングは、大径軸部のみに食い込む。圧入工程を最小限の力によって行うことができ、効率よく組み付け作業を行うことができる。また、ステアリングシャフトにトレランスリングを取り付け、その後にロックカラーを取り付ける方法に比べ、圧入荷重を小さくすることができ、且つトレランスリングのステアリングシャフトへの食い込み量を大きくすることができる。 In the invention which concerns on Claim 4, it has the process of inserting the small diameter axial part of a steering shaft in the inner periphery of the tolerance ring arrange | positioned at the inner periphery of the lock collar, and the process of press-fitting the said large diameter axial part. As a result, the tolerance ring bites into only the large diameter shaft portion. The press-fitting process can be performed with a minimum force, and the assembling work can be performed efficiently. Further, the press-fit load can be reduced and the amount of biting of the tolerance ring into the steering shaft can be increased as compared with the method in which the tolerance ring is attached to the steering shaft and then the lock collar is attached.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Frは前、Rrは後、Leは乗員から見て左、Riは乗員から見て右、Upは上、Dnは下を示している。
<実施例>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description, left and right refer to the left and right based on the vehicle occupant, and front and rear refer to the front and rear based on the traveling direction of the vehicle. In the figure, Fr indicates the front, Rr indicates the rear, Le indicates the left when viewed from the occupant, Ri indicates the right when viewed from the occupant, Up indicates the upper side, and Dn indicates the lower side.
<Example>
図1及び図2を参照する。ステアリング装置10は、車両前後方向に延びると共に車体に支持されたコラムパイプ11と、このコラムパイプ11によって回転可能に支持され後端にステアリングホイール12が取り付けられているアッパシャフト13(ステアリングシャフト13)と、このアッパシャフト13の外周面に固定されたトレランスリング20と、これらのアッパシャフト13及びトレランスリング20の回転を抑制可能なロック装置30と、を有している。
Please refer to FIG. 1 and FIG. The
図1及び図2に示される状態において、ステアリング装置10は、ステアリングホイール12の回転が抑制されたロック状態にある。
1 and 2, the
アッパシャフト13は、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されている。アッパシャフト13は、軸受を介してコラムパイプ11の内部に支持されている。
The
図3及び図4を参照する。アッパシャフト13は、トレランスリング20の内径よりも小さい外径を有する小径軸部13aと、トレランスリング20の内径よりも大きい外径を有する大径軸部13bと、が連続した構成とされている。これらの小径軸部13aと大径軸部13bとの境界は、段差状に形成されている。なお、この境界は、テーパ状に構成されていても良い。
Please refer to FIG. 3 and FIG. The
トレランスリング20は、鋼材等の鉄を主要な構成要素とする鉄系金属によって構成されている。トレランスリング20は、略C字状を呈した鋼板製のリング本体21と、このリング本体21に複数形成され中心軸CLに向かって凹んだリング凹部22と、を含む。
The
小径軸部13aの外径は、リング凹部22の内径よりも小さく形成され、大径軸部13bの外径は、リング凹部22の内径よりも大きく形成されている。
The outer diameter of the small-
図2を参照する。リング凹部22の先端は、アッパシャフト13に食い込んでいる。詳述すると、リング凹部22の先端は、アッパシャフト13の大径軸部13bに食い込んでいる。
Please refer to FIG. The tip of the
ロック装置30は、コラムパイプ11の下方に固定されたロック装置本体部31と、このロック装置本体部31に支持され中心軸CLに向かって突出可能なロックバー32と、トレランスリング20の外周に設けられ歯車形状を呈する鉄系金属製のロックカラー33と、を有している。
The
ロックバー32は、イグニッションスイッチをオフにすることにより、中心軸CLに向かって突出する。イグニッションキーによって、イグニッションスイッチを回転操作するタイプの車両の場合には、イグニッションキーを抜くことにより、ロックバー32が中心軸CLに向かって突出する。即ち、ロックバー32の出没に関しては、周知の構成を採用することができる。
The
ロックカラー33は、鋼材等の鉄を主要な構成要素とする鉄系金属によって構成されている。ロックカラー33は、外周の一部が歯車状に形成された略筒状の部材である。歯車状に形成されたロックカラー33の外周面は、歯車の歯に相当する歯部41が複数形成されている。なお、ロックカラー33の外周面は、歯部41と歯部41との間が溝状に形成されているということもできる。
The
図3を併せて参照する。ロックカラー33の内周面には、中心軸CLに向かって略垂直に立ち上げられた突出壁42が形成されている。ロックカラー33の内周面は、突出壁42の内周側の端部から連続して軸線方向に延びる小径部43と、突出壁42の外周側の端部から連続して軸線方向に延びる大径部44と、からなる。
Please refer to FIG. A protruding
なお、中心軸CLとは、コラムパイプ11(図1参照)、ステアリングホイール12(図1参照)、アッパシャフト13、トレランスリング20、ロックカラー33の中心軸を言う。換言すれば、コラムパイプ11(図1参照)、ステアリングホイール12(図1参照)、アッパシャフト13、トレランスリング20、ロックカラー33のそれぞれの中心軸CLは、一致している。
The central axis CL refers to the central axis of the column pipe 11 (see FIG. 1), the steering wheel 12 (see FIG. 1), the
図3及び図4を参照する。ステアリング装置10を組み立てる際には、まず、トレランスリング20をロックカラー33の内周に挿入する。トレランスリング20は、略C字状を呈しており、両端を近付けるようにずらして縮径させた状態で挿入を行う。
Please refer to FIG. 3 and FIG. When assembling the
次に、トレランスリング20が挿入されたロックカラー33をアッパシャフト13の小径軸部13aに挿入する。リング凹部22の内径は、小径軸部13aの外径よりも大きいため、リング凹部22は小径軸部13aには食い込まない。次に、トレランスリング20が挿入されたロックカラー33をアッパシャフト13の大径軸部13bに圧入する。リング凹部22の内径は、大径軸部13bの外径よりも僅かに小さい。加えて、トレランスリング20は、鉄系材料が用いられており、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されたアッパシャフト13よりも硬い。このため、大径軸部13bを圧入することにより、リング凹部22の先端は、アッパシャフト13の大径軸部13bの外周に食い込む。これにより、トレランスリング20のリング凹部22は、必要な箇所のみ、即ちロック装置本体部31の位置で、アッパシャフト13に食い込むことができる。また、リング本体21の外周面の径は、ロックカラー33の大径部44の径に略一致している。
Next, the
ロックカラー33の内周面に略垂直に立ち上げられた突出壁42を形成したことで、突出壁42が圧入端となり、トレランスリング20の一端がロックカラー33とアッパシャフト13との間に噛みこむことを防止することができる。これにより、ロックカラー33とトレランスリング20間とで回転することができる。また、リング本体21を、ずれることなく適正位置にロックカラー33の内周面に沿って配置することができる。
By forming the protruding
図1を参照する。イグニッションスイッチがオンにされた場合には、ロックバー32がロック装置本体部31側に後退する。即ち、歯部41の間からロックバー32が後退する。このため、ステアリングホイール12を容易に転舵することができる。
Please refer to FIG. When the ignition switch is turned on, the
一方、ロック状態において、ロックバー32は、ロックカラー33の歯部41に臨んでいる。この状態のままステアリングホイール12を回転させようとすると、歯部41がロックバー32に接触し、ステアリングホイール12の転舵を抑制する。
On the other hand, in the locked state, the
図2を併せて参照する。ロック状態のまま所定の力よりも大きな力でステアリングホイール12を回転させることが考えられる。この場合には、アッパシャフト13の外周にリング凹部22の先端が食い込んだトレランスリング20が、アッパシャフト13と共に回転する。ロックカラー33は、回転しない。
Please refer to FIG. It can be considered that the
トレランスリング20の外周面とロックカラー33の内周面との間の摩擦力によって、ステアリングホイール12の回転を抑制しつつ、回転させることにより、ロックバー32に過大な外力が加わることを防止している。
The friction force between the outer peripheral surface of the
図5を参照する。図5には、変更例によるロックカラー33Aが示されている。実施例と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。
Please refer to FIG. FIG. 5 shows a
ロックカラー33Aは、突出壁42の外周側の端部から連続して外周側に向かって溝状に形成された逃げ溝部43Aを有する。逃げ溝部43Aは、ロックカラー33Aの内周面に周回状に連続して形成されている。
The
以上の構成による本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention configured as described above has the following effects.
図2を参照する。アッパシャフト13(ステアリングシャフト13)は、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されている。従来、アッパシャフト13の素材には、鉄系金属が用いられていた。素材を鉄系金属よりも質量の小さいアルミニウム、又は、アルミニウム合金とすることにより、ステアリング装置の軽量化を図ることができる。
Please refer to FIG. The upper shaft 13 (steering shaft 13) is made of aluminum or an aluminum alloy. Conventionally, iron-based metal has been used as the material of the
加えて、トレランスリング20は、中心軸に向かって凹んだリング凹部22を有し、ロック時にステアリングホイール12(図1参照)を所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、アッパシャフト13と共に回転するよう、リング凹部22の先端は、アッパシャフト13に食い込んでいる。トレランスリング20は、ロック時にステアリングホイール12を所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、アッパシャフト13と共に回転する。トレランスリング20、及び、ロックカラー33は、共に鉄系金属によって構成される。繰り返しステアリングホイール12を回転させた場合であっても、アッパシャフト13が削れることなく、トレランスリング20とロックカラー33との間の摩擦力によって、防犯性を確保することができる。
In addition, the
以上から、本発明のステアリング装置10によれば、軽量化を図ると共に、防犯性を確保することができる。
As described above, according to the
図3を参照する。ロックカラー33は、アッパシャフト13の中心軸CLに沿った断面を基準として、中心軸CLに向かって略垂直に立ち上げられた突出壁42を有し、トレランスリング20の一端は、突出壁42に接触している。アッパシャフト13の軸線方向を基準として、少なくとも一方向にトレランスリング20の位置決めを行うことができる。トレランスリング20のがたつきを抑制し、高い防犯性を確保することができる。
Please refer to FIG. The
図4を参照する。アッパシャフト13は、トレランスリング20の内径よりも小さい外径を有する小径軸部13aと、トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部13bと、から構成される。これにより、必要な箇所のみに、トレランスリング20をアッパシャフト13に食い込ませることができる。
Please refer to FIG. The
さらに、ロックカラー33の内周に配置されたトレランスリング20の内周に、アッパシャフト13の小径軸部13aを挿入する工程と、大径軸部13bを圧入する工程と、を有する。これにより、トレランスリング20は、大径軸部13bのみに食い込む。圧入工程を最小限の力によって行うことができ、効率よく組み付け作業を行うことができる。また、アッパシャフト13にトレランスリング20を取り付け、その後にロックカラー33を取り付ける方法に比べ、圧入荷重を小さくすることができ、且つトレランスリング20のアッパシャフト13への食い込み量を大きくすることができる。
Furthermore, it has the process of inserting the small
また、アッパシャフト13を圧入する工程で、トレランスリング20の一端と突出壁42とが接触することで、突出壁42が圧入端となり、正確な位置に容易にトレランスリング20を配置することができ、組み立てを容易にすることができる。また、トレランスリング20のずれを防止し、アッパシャフト13への過度な食い込みやばらつきを抑制し、高い防犯性を確保することができる。
Further, in the process of press-fitting the
尚、本発明によるステアリング装置は、車両のステアリング装置を例に説明したが、車両以外の乗り物であっても適用可能である。 The steering device according to the present invention has been described by taking a vehicle steering device as an example, but it can also be applied to a vehicle other than a vehicle.
即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。 That is, the present invention is not limited to the examples as long as the operations and effects of the present invention are exhibited.
本発明のステアリング装置は、車両に好適である。 The steering device of the present invention is suitable for a vehicle.
10…ステアリング装置
13…アッパシャフト(ステアリングシャフト)
13a…小径軸部
13b…大径軸部
20…トレランスリング
22…リング凹部
32…ロックバー
33,33A…ロックカラー
41…歯部
42…突出壁
CL…中心軸
10 ...
13a ... Small
Claims (4)
前記ステアリングシャフトは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成され、
前記トレランスリングは、中心軸に向かって凹んだリング凹部を有し、
該リング凹部の先端は、前記ステアリングシャフトに食い込み、
キーロック時に前記ステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、前記トレランスリングと前記ステアリングシャフトとが共に回転することを特徴とするステアリング装置。 Steering shaft that supports the steering wheel, an iron metal tolerance ring provided on the outer periphery of the steering shaft, an iron metal lock collar having a gear shape provided on the outer periphery of the tolerance ring, and the lock In a steering device having a lock bar that can project between the teeth of the collar,
The steering shaft is made of aluminum or an aluminum alloy,
The tolerance ring has a ring recess recessed toward the central axis;
The tip of the ring recess bites into the steering shaft,
A steering apparatus, wherein the tolerance ring and the steering shaft rotate together when the steering wheel is rotated with a force larger than a predetermined force during key lock.
前記トレランスリングの一端は、前記突出壁に接触していることを特徴とする請求項1記載のステアリング装置。 The lock collar has a protruding wall raised substantially vertically toward the central axis with reference to a cross section along the central axis of the steering shaft,
The steering apparatus according to claim 1, wherein one end of the tolerance ring is in contact with the protruding wall.
前記トレランスリングを前記ロックカラーの内周に配置する工程と、
前記ロックカラーに配置された前記トレランスリングの内周に、前記ステアリングシャフトの前記小径軸部を挿入する工程と、
前記大径軸部を圧入する工程と、を有することを特徴とするステアリング装置の組立方法。 A method for assembling a steering apparatus, wherein the steering apparatus according to claim 3 is assembled.
Disposing the tolerance ring on the inner periphery of the lock collar;
Inserting the small-diameter shaft portion of the steering shaft into the inner periphery of the tolerance ring disposed on the lock collar;
And a step of press-fitting the large-diameter shaft portion.
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