JP2018127062A - ステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項3に記載の発明は、前記第2相対摺動を停止させる第2ストッパ(8a)をさらに含み、前記第1抵抗力が、前記第2抵抗力よりも大きい、請求項1に記載のステアリング装置である。
請求項5に記載の発明は、前記第1抵抗力が、前記第2抵抗力と等しい、請求項1に記載のステアリング装置である。
請求項7に記載の発明は、前記第2抵抗力発生手段が、前記コラム軸方向に平行に延びており、前記第2抵抗力発生手段が、前記第1抵抗力発生手段に連結された幅広部(53)と、上下方向(Y)における幅が前記幅広部よりも狭い幅狭部(54)と、前記幅広部および前記幅狭部を連結し、前記幅広部側(XU)から前記幅狭部側(XL)に向かうにしたがって、前記上下方向における幅が狭くなるように構成された連結部(55)とを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のステアリング装置である。
請求項9に記載の発明は、前記アッパジャケットと前記第1抵抗力発生手段との相対位置の変化に応じて、前記第1抵抗力を変動させる第1変動手段(60;61;70;71)をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のステアリング装置である。
請求項11に記載の発明は、二次衝突時に前記ロアジャケットに対して前記アッパジャケットが移動する際には、前記アッパジャケットと第3相対摺動することによって第3抵抗力(G3)を発生させる第3抵抗力発生手段(80)をさらに含み、二次衝突時には、前記第3相対摺動が前記第1相対摺動と並行して発生する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のステアリング装置である。
二次衝突時には、第1抵抗力発生手段はアッパジャケットと第1相対摺動して抵抗力を発生させ、コラム軸方向に第1抵抗力発生手段と一体移動する第2抵抗力発生手段は支持部材およびロアジャケットのうちの少なくとも一方と第2相対摺動して抵抗力を発生させる。つまり、互いに一体移動する第1抵抗力発生手段および第2抵抗力発生手段が、二次衝突時に相対移動するアッパジャケットと支持部材(ロアジャケット)とにそれぞれ摩擦摺動可能である。そのため、二次衝突時には、ロアジャケットに対するアッパジャケットの移動の開始と同時に、第1相対摺動、または、第2相対摺動が起こる。したがって、二次衝突時の衝撃荷重は、ロアジャケットに対するアッパジャケットの摩擦摺動の際の抵抗力と、第1抵抗力または第2抵抗力とによって、二次衝突の発生の直後から充分に吸収され始める。よって、二次衝突時の衝撃の吸収量の総量を増大させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、第1抵抗力が、第2抵抗力よりも小さい。そのため、二次衝突の発生の直後には、第1相対摺動が開始される。そして、第1ストッパによって、第1相対摺動が停止される。その後もアッパジャケットがロアジャケットおよび支持部材に対してさらに移動するので、第1抵抗力発生手段および第2抵抗力発生手段は、アッパジャケット一体移動する。そのため、第1相対摺動の停止と同時に、第1抵抗力発生手段および第2抗力発生手段がアッパジャケットとともに支持部材およびロアジャケットに対して移動する。このように、第1相対摺動の停止と同時に第2相対摺動が開始される。二次衝突時の衝撃をスムーズに吸収することができる。
第1相対摺動の停止時には、第1抵抗力発生手段は、アッパジャケットに固定された対向部材に当接し対向部材によって受けられる。そのため、第1抵抗力発生手段は、アッパジャケットと一体移動する。ここで、予め設定された距離の第2相対摺動が完了する前に偶発的に第2相対摺動が停止され第1相対摺動が開始された場合を想定する。この場合であっても、第1相対摺動の停止後には、対向部材によって受けられた第1抵抗力発生手段がアッパジャケットと一体移動する。これにより、第1抵抗力発生手段と一体移動する第2抵抗力発生手段がロアジャケットおよび支持部材に対して移動し、第2相対摺動が再び起こる。そのため、偶発的に第2相対摺動が停止され第1相対摺動が開始された場合であっても、予め設定された距離の第2相対摺動が最終的に完了する。このように、二次衝突時の衝撃の吸収量の総量が安定する。
請求項6に記載の発明によれば、第2抵抗力発生手段は、締付部材とロアジャケットとの間に配置されている。そのため、ロアジャケットと締付部材とが対向する方向への第2抵抗力発生手段の移動が規制されている。第2抵抗力発生手段と一体移動する第1抵抗力発生手段が第1相対摺動時にがたつくことが抑制される。したがって、二次衝突時の衝撃荷重を安定させることができる。
請求項10に記載の発明によれば、第2変動手段によって、アッパジャケットと第2抵抗力発生手段と相対位置の変化に応じて、第2抵抗力が変動される。そのため、一層適切に衝撃荷重を設定することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るステアリング装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、ステアリング装置1は、ステアリングシャフト3と、コラムジャケット6と、インターミディエイトシャフト4と、転舵機構5とを備える。ステアリングシャフト3の一端(軸方向上端)には、ステアリングホイール等の操舵部材2が連結されている。ステアリング装置1は、操舵部材2の操舵に連動して、転舵輪(図示せず)を転舵する。転舵機構5は、例えばラックアンドピニオン機構であるが、これに限られない。
ステアリングシャフト3は、筒状のアッパシャフト3Uおよびロアシャフト3Lを有している。アッパシャフト3Uとロアシャフト3Lとは、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対移動可能に嵌合されている。操舵部材2は、アッパシャフト3Uの軸方向上方XUの一端に連結されている。
テレスコ調整は、所定のテレスコ調整範囲内でアッパジャケット7を摺動させることで行われる。テレスコ調整範囲とは、コラム軸方向Xにおけるアッパジャケット7の調整上限位置と、コラム軸方向Xにおけるアッパジャケット7の調整下限位置との間の範囲である。コラムジャケット6は、アッパジャケット7が調整上限位置にあるときに最も伸びた状態になり、アッパジャケット7が調整下限位置にあるときに最も縮んだ状態になる。
図2を参照して、ステアリング装置1は、車体13に固定され、ロアジャケット8を支持するブラケットなどの支持部材17と、チルト調整およびテレスコ調整後のアッパジャケット7の位置をロックする締付機構18とを含む。締付機構18は、ロアジャケット8のコラム軸方向Xの上部に一体に設けられた一対の被締付部19を、支持部材17を介して締め付ける。
ロアジャケット8の一対の被締付部19は、一対の側板22間に配置され、対応する側板22の内側面22aにそれぞれ沿う板状をなしている。各被締付部19には、円孔からなる軸挿通孔29が形成されている。
締付軸21は、例えば、ボルトである。締付軸21は、支持部材17の両側板22のチルト用長孔23とロアジャケット8の両被締付部19の軸挿通孔29とに挿通される。締付軸21およびロアジャケット8は、チルト調整時に、支持部材17に対し相対移動する。その際、締付軸21は、チルト用長孔23内でチルト方向Yに移動する。
力変換機構30は、操作レバー20と一体回転可能に連結され、締付軸21に対して中心軸線C1が延びる方向である締付軸方向Jの移動が規制された回転カム31と、回転カム31に対してカム係合し、一方の側板22を締め付ける一方の締付部材32とを含む。締付部材32は、回転が規制された非回転カムである。一方の締付部材32は、ロアジャケット8の一方の被締付部19(図2で左側の被締付部19)に締付軸方向Jから対向している。
操作レバー20のロック方向への回転に伴って、回転カム31が締付部材32に対して回転すると、締付部材32は、締付軸方向Jに沿って回転カム31から離れる方向に移動する。これにより、一対の締付部材32,33によって、支持部材17の一対の側板22がクランプされて締め付けられる。
一方、操作レバー20がロック解除方向へ回転すると、回転カム31の回転に伴い、締付部材32は、締付軸方向Jに沿って回転カム31に近づく方向に移動する。これにより、一対の締付部材32,33による一対の側板22の締め付けが解除され、チルト調整およびテレスコ調整が可能となる。
第1摺動部材40は、アッパジャケット7の外周面に外嵌された筒状の嵌合部41と、嵌合部41の一端からアッパジャケット7の径方向に張り出した円環状のフランジ部42と、嵌合部41の内周面からアッパジャケット7の外周面に向けて突出し、アッパジャケット7の外周面と接触する複数(本実施形態では8つ)の突部43とを含む。
第1摺動部材40は、第2摺動部材50を固定する一対の固定部44をさらに含む。一対の固定部44のぞれぞれは、径方向Rにおけるフランジ部42の外方端から径方向外方へ延びている。径方向Rとは、アッパジャケット7の中心軸線C2を中心とする半径方向である。径方向外方とは、径方向Rにおいて中心軸線C2から離れる方向のことである。一対の固定部44は、アッパジャケット7を挟むように周方向Cにおいて互いに180°離間した位置に配置されている。
締付機構18が各第2摺動部材50を対応する被締付部19に押し付ける押付方向Pは、締付軸方向Jと一致している。各押付方向Pにおいて対応する被締付部19に向かう方向を押付方向Pの下流側という。
締付機構18がロアジャケット8をアッパジャケット7に締め付けた状態における一対の第2摺動部材50と、一対の側板22および一対の被締付部19との摩擦摺動を第2相対摺動という。第2相対摺動によって発生する抵抗力を第2抵抗力G2という。第2摺動部材50と側板22および被締付部19との摩擦力を調整することによって第2抵抗力G2を調整することができる。第1実施形態では、第1相対摺動によって発生する第1抵抗力G1は、第2相対摺動によって発生する第2抵抗力G2よりも大きい(G1>G2)。
第2摺動部材50では、延設部52において一対の締付部材32,33に対向する部分(軸方向長孔56の周辺の部分)が側板22と被締付部19との間で特に強固に挟持される。そのため、第2相対摺動時には、延設部52において軸方向長孔56の周辺の部分と、側板22および被締付部19とが主に摩擦摺動する。延設部52において軸方向長孔56の周辺の部分によって、側板22および被締付部19と主に摩擦摺動する摺動部57が構成されている。
締付機構18による締付状態で二次衝突が発生すると、操舵部材2を介してアッパジャケット7に衝撃が伝達される。ロアジャケット8は、車体13に固定された支持部材17の一対の側板22によって支持されている。そのため、二次衝突時には、アッパジャケット7が支持部材17およびロアジャケット8に対して軸方向下方XLに移動する。これにより、ロアジャケット8に対してアッパジャケット7を摩擦摺動させながらコラムジャケット6が収縮する。締付機構18による締め付けが達成された状態でロアジャケット8に対してアッパジャケット7が摩擦摺動する際の抵抗力をコラム抵抗力Fとする。
図7(a)では、横軸がアッパジャケット7の軸方向変位を示しており、縦軸が衝撃荷重を示している(後述する図7(b)、図9、図11、図19、図21(a)および図21(b)でも同様)。横軸では、コラムジャケット6が最も伸びた状態(アッパジャケット7が調整上限位置に位置する状態)のアッパジャケット7のコラム軸方向Xにおける位置を原点としている(後述する図7(b)、図9、図11、図19、図21(a)および図21(b)でも同様)。
また、第1実施形態によれば、第1相対摺動によって発生する第1抵抗力G1が、第2相対摺動によって発生する第2抵抗力G2よりも大きい。そのため、二次衝突の発生の直後には、第2相対摺動が開始される。第2相対摺動は、ロアジャケット8の軸方向上端8a(第2ストッパ)によって停止される。
また、テレスコ調整時には、被案内突起28と案内溝27の軸方向上端とが接触することでロアジャケット8からのアッパジャケット7の抜け防止が達成されていた。しかし、二次衝突によって被案内突起28が破断された後は、被案内突起28および案内溝27は、抜け防止としては機能しない。しかし、締付軸21は、第1摺動部材40を介してアッパジャケット7に取り付けられた第2摺動部材50の軸方向長孔56に挿通されている。そのため、二次衝突によって被案内突起28が破断された後は、締付軸21と軸方向長孔56の下方区画部56bとが接触することによってアッパジャケット7の抜け防止が達成される。このように、第1摺動部材40および第2摺動部材50が、二次衝突後のアッパジャケット7の抜け防止を達成するための抜け防止部材を兼ねている。したがって、抜け防止部材を第1摺動部材40および第2摺動部材50とは別に設ける必要がないので、構成の簡素化および部品点数の削減を達成することができる。
図8は、第1実施形態の第1変形例に係るステアリング装置1のアッパジャケット7の周辺の模式的な側面図である。図9は、第1変形例に係るステアリング装置1において、二次衝突が発生したときのアッパジャケット7の軸方向変位と、衝撃荷重との関係を示したグラフ図である。図8および図9では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
第1変形例とは異なり、コーティング60は、アッパジャケット7の外周面における周方向Cの一部に施されていてもよい。また、第1変形例とは異なり、アッパジャケット7の外周面にコーティング60を施す代わりに、アッパジャケット7の外周面に粗面加工などの表面加工を、第1変形例のコーティング60と同様の位置に施すことによって、アッパジャケット7の外周面に微小な凹凸部を形成してもよい。この場合、この凹凸部が第1変動手段として機能する。
図10は、第2変形例に係るステアリング装置1におけるアッパジャケット7の周辺の模式的な側面図である。図11は、第2変形例に係るステアリング装置1において、二次衝突が発生したときのアッパジャケット7の軸方向変位と、衝撃荷重との関係を示したグラフ図である。図10および図11では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
第2変形例に係るコーティング61が、第1変形例に係るコーティング60と異なる点は、コラム軸方向Xにおける位置によって、アッパジャケット7の外周面においてコーティング61が施されている面積が異なる点である。第2変形例では、コーティング61が施されている面積は、軸方向上方XUに向かうにしたがって増大している。コーティング61は、たとえば、側面視で(締付軸方向Jから見て)軸方向下方XL側に頂点を有する三角形状である。アッパジャケット7においてコーティング61が施されている部分は、アッパジャケット7において対向部材101が取り付けられている部分に隣接している。
このように、アッパジャケット7の外周面に施されたコーティング61は、アッパジャケット7と第1摺動部材40との相対位置の変化に応じて、第1抵抗力G1を変動させる第1変動手段として機能する。そのため、一層適切に衝撃荷重を設定することができる。
次に、第1実施形態の第3変形例について説明する。
図12(a)を参照して、第3変形例に係るステアリング装置1のアッパジャケット7の外周面には、複数(この変形例では4つ)の突起70が形成されている。突起70は、円弧状面70aを有している。複数の突起70は、アッパジャケット7の外周面の周方向Cにおいて、等間隔に配置されている。突起70は、コラム軸方向Xに延びる筋状である。突起70は、第1摺動部材40の相対移動領域の全域に亘って延びている(図12(b)参照)。第1摺動部材40の相対移動領域とは、アッパジャケット7の外周面において第1摺動部材40がコラム軸方向Xに相対移動可能な領域のことである。
次に、第1実施形態の第4変形例について説明する。
図13(a)は、第4変形例に係るステアリング装置1における第1摺動部材40の周辺の模式的な断面図である。図13(b)は、図13(a)の矢印XIIIbからアッパジャケット7の外周面を見たときの模式図である。図13(a)および図13(b)では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
図13(b)を参照して、凹部71は、コラム軸方向Xに延びる筋状である。凹部71は、第1摺動部材40の相対移動領域の全域に設けられているのではなく、第1摺動部材40の相対移動領域の一部に設けられていている。この場合、第1摺動部材40の相対移動領域には、凹部71が設けられている領域A1、および、凹部71が設けられていない領域の両方の領域A2が存在する。そのため、凹部71の有無によって、二次衝突時には、第1相対摺動によって発生する第1抵抗力G1を変動させることができる。このように、アッパジャケット7の外周面に設けられた複数の凹部71は、アッパジャケット7と第1摺動部材40との相対位置の変化に応じて、第1抵抗力G1を変動させる第1変動手段として機能する。そのため、一層適切に衝撃荷重を設定することができる。
次に、第1実施形態の第5変形例について説明する。
図14に示すように、第5変形例のステアリング装置1では、第1摺動部材40が複数の突部43を含んでおらず、第1摺動部材40が、嵌合部41に形成された挿通孔42aに挿通されるボルト72を含んでいる。
図15は、第6変形例に係るステアリング装置1における第1摺動部材40の周辺の模式的な断面図である。図15では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
図15に示すように、第6変形例のステアリング装置1では、第1摺動部材40が、複数の突部43を含んでおらず、第1摺動部材40が、嵌合部41の代わりに、周方向Cに一対の端部45aを有する有端環状部45を含んでいてもよい。一対の端部45aは、アッパジャケット7の周方向Cに互いに対向する板状である。フランジ部42には、一対の端部45aの間のスリット45bと連通するスリット42bが設けられている。
次に、第1実施形態の第7変形例〜第9変形例について説明する。
図17(a)は、第10変形例に係るステアリング装置1に備えられた衝撃吸収機構SAの斜視図であり、図17(b)は、第11変形例に係るステアリング装置1に備えられた衝撃吸収機構SAの斜視図である。図17(a)および図17(b)では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
二次衝突時には、アッパジャケット7には、チルト方向Yの衝撃が伝達されることがある。アッパジャケット7に伝達された衝撃は、ロアジャケット8を介して締付軸21に伝達される。これにより、締付軸21がチルト方向Yに移動しようとする。第10変形例の構成によれば、延設部52がチルト方向Yのうちの上方のみから締付軸21に対向するので、締付軸21や締付部材32,33が延設部52に当接したとしても、延設部52は、弾性変形することによって上方に逃げることができる。そのため、チルト方向Yの衝撃が締付軸21に伝達されることに起因して、締付軸21や締付部材32,33と延設部52との間に意図しない過大な摩擦力が発生することを抑制することができる。
第10変形例や第11変形例とは異なり、図17(a)および図17(b)のそれぞれに二点鎖線で示すように、延設部52は、第1摺動部材40から離れるにしたがって、チルト方向Yにおける幅が小さくなるように先細り状に形成されていてもよい。これにより、延設部52と側板22および被締付部19とが接触する部分の面積を減らすことができる。これにより、コラム軸方向Xにおいて剛性や接触状態のばらつきを低減できる。
図18は、第12変形例に係るステアリング装置1におけるアッパジャケット7の周辺の模式的な側面図である。図19は、第12変形例に係るステアリング装置1において二次衝突が発生したときのアッパジャケット7の軸方向変位と、衝撃荷重との関係を示したグラフ図である。図18および図19では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
図19に示すように、衝撃荷重は、第1相対摺動の途中から増大し、第1相対摺動によって発生する第1抵抗力G1、第3抵抗力G3およびロアジャケット8に対してアッパジャケット7が摺動することによって発生するコラム抵抗力Fの和に等しくなる。第1相対摺動および第3相対摺動は、第3摺動部材80に対向部材101が軸方向上方XUから当接することによって停止する。
<第2実施形態>
図20は、第2実施形態に係るステアリング装置1Pにおいて、二次衝突が発生したときの第1摺動部材40および第2摺動部材50の周辺の様子を示す模式図である。図20(b)は、図20(a)に示す状態よりも後の状態を示している。図21(a)は、第2実施形態に係るステアリング装置1Pにおいて二次衝突が発生したときのアッパジャケット7の軸方向変位と、衝撃荷重との関係を示したグラフ図である。図20〜図21(b)では、今まで説明した部材と同じ部材には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
第2実施形態によれば、第1相対摺動によって発生する第1抵抗力G1が、第2相対摺動によって発生する第2抵抗力G2よりも小さい。そのため、二次衝突の発生の直後には、第1相対摺動が開始される。そして、第1相対摺動は、対向部材101(第1ストッパ)によって停止される。詳しくは、コラムジャケット6が収縮する際、対向部材101(第1ストッパ)が軸方向上方XUから第1摺動部材40に当接する。これにより、アッパジャケット7に対する第1摺動部材40および第2摺動部材50の相対移動が終了するので、第1相対摺動が停止する。その後もアッパジャケット7は、ロアジャケット8および支持部材17に対してさらに移動するので、第1摺動部材40および第2摺動部材50は、アッパジャケット7とともにロアジャケット8および支持部材17に対して移動する。これにより、第1相対摺動の停止と同時に第2相対摺動が開始される。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更が可能である。
また、各側板22に対応する第2摺動部材50が、複数設けられていてもよい。詳しくは、第2摺動部材50が、一方の側板22(図6で上側の側板22)と、一方の締付部材32との間に複数配置されており、他方の側板22(図6で下側の側板22)と、他方の締付部材33との間にも複数配置されていてもよい。各側板22に対応する複数の第2摺動部材50同士の間には、側板22に連結された摺動板が介在されていてもよい。
Claims (11)
- コラム軸方向の一端に操舵部材が接続されるアッパジャケットと、
前記コラム軸方向における前記アッパジャケットの他端に対して摺動可能に外嵌されたロアジャケットと、
車体に固定され、前記ロアジャケットを支持する支持部材と、
二次衝突時に前記ロアジャケットに対して前記アッパジャケットが移動する際には、前記アッパジャケットと第1相対摺動することによって第1抵抗力を発生させる第1抵抗力発生手段と、
前記コラム軸方向に前記第1抵抗力発生手段と一体移動し、二次衝突時に前記ロアジャケットに対して前記アッパジャケットが移動する際には、前記支持部材および前記ロアジャケットのうちの少なくとも一方と第2相対摺動することによって第2抵抗力を発生させる第2抵抗力発生手段とを含む、ステアリング装置。 - 前記第1相対摺動を停止させる第1ストッパをさらに含み、
前記第1抵抗力が、前記第2抵抗力よりも小さい、請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記第2相対摺動を停止させる第2ストッパをさらに含み、
前記第1抵抗力が、前記第2抵抗力よりも大きい、請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記アッパジャケットに固定され、前記コラム軸方向における前記操舵部材側から前記第1抵抗力発生手段に対向する対向部材をさらに含み、
前記第1相対摺動の停止時に前記対向部材が前記第1抵抗力発生手段に当接する、請求項3に記載のステアリング装置。 - 前記第1抵抗力が、前記第2抵抗力と等しい、請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記ロアジャケットに対向し前記ロアジャケットを締め付ける締付部材をさらに含み、
前記第2抵抗力発生手段は、前記締付部材と前記ロアジャケットとの間に配置されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 前記第2抵抗力発生手段が、前記コラム軸方向と平行に延びており、
前記第2抵抗力発生手段が、前記第1抵抗力発生手段に連結された幅広部と、上下方向における幅が前記幅広部よりも狭い幅狭部と、前記幅広部および前記幅狭部を連結し、前記幅広部側から前記幅狭部側に向かうにしたがって、前記上下方向における幅が狭くなるように構成された連結部とを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 前記支持部材および前記ロアジャケットに挿通された挿通軸をさらに含み、
前記第2抵抗力発生手段が、上方または下方のうちの一方から前記挿通軸に対向する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 前記アッパジャケットと前記第1抵抗力発生手段との相対位置の変化に応じて、前記第1抵抗力を変動させる第1変動手段をさらに含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 前記支持部材および前記ロアジャケットのうちの少なくとも一方と前記第2抵抗力発生手段との相対位置の変化に応じて、前記第2抵抗力を変動させる第2変動手段をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 二次衝突時に前記ロアジャケットに対して前記アッパジャケットが移動する際には、前記アッパジャケットと第3相対摺動することによって第3抵抗力を発生させる第3抵抗力発生手段と、
二次衝突時には、第3相対摺動が前記第1相対摺動と並行して発生する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のステアリング装置。
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