JP3233908U - ステアリングコラムおよびステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インナコラムとアウタコラムとの軸方向の摺動抵抗を適正範囲に収めることが容易なステアリングコラムを提供する。【解決手段】筒状のアウタコラム２４と、アウタコラム２４に内嵌支持された筒状のインナコラム２３とを備える。アウタコラム２４の内周面とインナコラム２３の外周面とが、周方向に離隔した複数箇所でのみ締め代を有する状態で接触している。インナコラム２３のうちで少なくともアウタコラム２４と嵌合する部分の径方向に関する剛性が、アウタコラム２４のうちで少なくともインナコラム２３と嵌合する部分の径方向に関する剛性よりも低い。【選択図】図２

Description

本発明は、二次衝突時の衝撃荷重の吸収機能を有するステアリングコラム、および、該ステアリングコラムを備えたステアリング装置に関する。

図２５は、自動車用のステアリング装置の１例を示している。運転者により操作されるステアリングホイール１は、ステアリングシャフト２の後側端部に取り付けられている。ステアリングシャフト２は、車体に支持された筒状のステアリングコラム３の内径側に回転自在に支持されている。ステアリングホイール１の回転運動は、ステアリングシャフト２、自在継手４ａ、中間シャフト５、および別の自在継手４ｂを介して、ステアリングギヤユニット６を構成するピニオン軸７に伝達される。ピニオン軸７の回転運動は、ステアリングギヤユニット６を構成する図示しないラック軸の直線運動に変換される。これにより、１対のタイロッド８が押し引きされ、左右１対の操舵輪に、ステアリングホイール１の操作量に応じた舵角が付与される。

なお、ステアリング装置に関して、前後方向、幅方向、および上下方向は、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向、幅方向、および上下方向である。

図２６〜図２８は、特開２０１３−１３６３８５号公報に記載された、ステアリング装置のより具体的な構造を示している。このステアリング装置は、自動車の衝突事故に伴う二次衝突時の衝撃荷重の吸収機能を有する。

ステアリングコラム３ａは、前側に配された筒状のインナコラム９と、後側に配された筒状のアウタコラム１０とを備える。インナコラム９の後側部は、アウタコラム１０の前側部に圧入により内嵌されている。インナコラム９は、後側部の外周面の周方向等間隔となる４箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する突条１１を有する。インナコラム９の外周面は、突条１１のそれぞれの頂部に対応する部分のみで、アウタコラム１０の内周面と締め代を有する状態で接触している。

インナコラム９は、通常時だけでなく、二次衝突時にも、車体に対して前方へ変位しないように支持されている。このために、インナコラム９の前側端部は、車体に支持された電動アシスト装置１２を構成するギヤハウジング１３の後側端部に結合固定されている。アウタコラム１０の軸方向中間部は、車体に取り付けられる車体側ブラケット１４などを介して、二次衝突時の衝撃により前方への変位が可能となるように支持されている。

衝突事故の際には、二次衝突時の衝撃荷重によって、ステアリングホイール１（図２５参照）と、ステアリングシャフト２ａの後側部を構成する後側シャフトと、アウタコラム１０とが、インナコラム９に対して前方へ変位する。そして、この際に、インナコラム９の外周面とアウタコラム１０の内周面とが軸方向に摺動することに基づいて、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。

特に、上述したステアリング装置では、アウタコラム１０の内周面に対するインナコラム９の外周面の接触箇所が、突条１１のそれぞれの頂部に対応する部分に限定されている。すなわち、二次衝突時には、インナコラム９の外周面のうち、突条１１のそれぞれの頂部に対応する部分のみが、アウタコラム１０の内周面と軸方向に摺動する。このため、二次衝突時にインナコラム９の外周面とアウタコラム１０の内周面とを軸方向に安定して摺動させることができ、衝撃荷重の吸収性能を安定したものとすることができる。

特開２０１３−１３６３８５号公報

図２６〜図２８に示した従来構造は、以下のような点で、改良の余地がある。

すなわち、図２６〜図２８に示した従来構造は、インナコラム９の外周面とアウタコラム１０の内周面とを軸方向に摺動させることに基づいて二次衝突時の衝撃荷重を吸収するものであるため、運転者の保護を十分に図る観点から、インナコラム９とアウタコラム１０との軸方向の摺動抵抗、すなわち、アウタコラム１０の内周面に対するインナコラム９の外周面の圧入荷重Ｆを適正範囲に収めることが重要となる。

ここで、図２６〜図２８に示した従来構造では、インナコラム９とアウタコラム１０とは、厚さ寸法が互いに等しくなっており、それぞれが十分に高い剛性を有する。このため、インナコラム９とアウタコラム１０との嵌合部の締め代λがわずかに変化しただけでも、アウタコラム１０の内周面に対するインナコラム９の外周面の圧入荷重Ｆが大きく変化しやすい。換言すれば、圧入荷重Ｆを適正範囲に収めるための、締め代λの許容範囲が狭くなりやすい。

したがって、図２６〜図２８に示した従来構造では、圧入荷重Ｆを適正範囲に収めるために、締め代λのばらつき幅を小さくすべく、インナコラム９およびアウタコラム１０を高精度な設備を用いて製造したり、インナコラム９とアウタコラム１０とを選択的に組み合わせたりするといった、製造コストが嵩む手段を採用しなければならない可能性がある。

本発明の目的は、インナコラムとアウタコラムとの軸方向の摺動抵抗を適正範囲に収めることが容易なステアリングコラムの構造を実現することにある。

本発明のステアリングコラムは、筒状のアウタコラムと、前記アウタコラムに内嵌支持された筒状のインナコラムとを備える。

前記アウタコラムの内周面と前記インナコラムの外周面とは、周方向に離隔した複数箇所でのみ直接または他の部材を介して締め代を有する状態で接触している。

前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性は、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性よりも低い。

本発明のステアリングコラムにおいては、前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の厚さ寸法が、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の厚さ寸法よりも小さい構成を採用することができる。

本発明のステアリングコラムにおいては、前記インナコラムが、外周面の周方向に離隔した複数箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する突条を有しており、前記インナコラムの外周面が、前記突条のそれぞれの頂部に対応する部分のみで前記アウタコラムの内周面と締め代を有する状態で接触する構成を採用することができる。

本発明のステアリングコラムにおいては、前記突条が、前記インナコラムのうち、二次衝突の進行に伴って前記アウタコラムと嵌合する部分にも存在する構成を採用することができる。また、前記突条が、前記インナコラムの全長にわたって形成されている構成を採用することもできる。

本発明のステアリングコラムにおいては、前記インナコラムが、周方向に離隔した複数箇所に、径方向内側に突出しかつ軸方向に伸長する補強リブをさらに備えた構成を採用することができる。

前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分は、該アウタコラムの中間素材となる素管の一部により構成されていることが好ましい。

本発明のステアリング装置は、ステアリングコラムと、該ステアリングコラムの内径側に回転自在に支持され、ステアリングホイールを取り付け可能な後側端部を有するステアリングシャフトと、および、前記ステアリングコラムを車体に対して支持するための車体側ブラケットと、を備える。

前記ステアリングコラムは、本発明のステアリングコラムにより構成されている。

また、前記インナコラムが、前記アウタコラムの前側に配され、かつ、前記車体に対して前方への変位を阻止された状態で支持されている。

本発明によれば、インナコラムとアウタコラムとの軸方向の摺動抵抗を適正範囲に収めることが容易となる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例に関する、ステアリング装置の側面図である。 図２は、一部を省略して示す、図１のＡ−Ａ断面図である。 図３は、図２からステアリングコラムのみを取り出して示す図である。 図４は、本発明の実施の形態の第１例に関する、ステアリングコラムを上方から見た斜視図である。 図５は、本発明の実施の形態の第１例に関する、ステアリングコラムの側面図である。 図６は、本発明の実施の形態の第１例に関して、ステアリングコラムのみを取り出して示す、図２のＢ−Ｂ断面図である。 図７は、本発明の実施の形態の第１例に関する、前側コラムを上方から見た斜視図である。 図８（ａ）は、本発明の実施の形態の第１例に関する、前側コラムおよび取付板を後側から見た図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣ部拡大図である。 図９は、本発明の実施の形態の第１例の構造、および、比較例の構造に関して、アウタコラムの内周面に対する突条の締め代と、アウタコラムに対するインナコラムの摺動抵抗（圧入荷重）との相関を示す線図である。 図１０は、本発明の実施の形態の第２例に関する、図６に相当する図である。 図１１は、本発明の実施の形態の第２例に関する、図７に相当する図である。 図１２は、本発明の実施の形態の第３例に関する、図６に相当する図である。 図１３は、本発明の実施の形態の第３例に関する、図７に相当する図である。 図１４（ａ）は、本発明の実施の形態の第３例に関する、前側コラムおよび取付板を後側から見た図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＤ部拡大図であり、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のＥ部拡大図である。 図１５は、本発明の実施の形態の第４例に関する、図６に相当する図である。 図１６は、本発明の実施の形態の第４例に関する、図７に相当する図である。 図１７は、本発明の実施の形態の第５例に関する、図６に相当する図である。 図１８は、本発明の実施の形態の第５例に関する、図７に相当する図である。 図１９は、本発明の実施の形態の第６例に関する、図６に相当する図である。 図２０は、本発明の実施の形態の第６例に関する、図７に相当する図である。 図２１は、本発明の実施の形態の第７例に関する、図６に相当する図である。 図２２は、本発明の実施の形態の第７例に関する、図７に相当する図である。 図２３は、本発明の実施の形態の第８例に関する、図６に相当する図である。 図２４は、本発明の実施の形態の第８例に関する、図７に相当する図である。 図２５は、ステアリング装置の従来構造の１例を示す斜視図である。 図２６は、ステアリング装置のより具体的な構造の１例を示す側面図である。 図２７は、一部を省略して示す、図２６のＦ−Ｆ断面図である。 図２８は、インナコラムおよびアウタコラムのみを取り出して示す、図２７と同様の断面図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１〜図９を用いて説明する。

本例のステアリング装置は、たとえば図１および図２に示すように、ステアリングシャフト１５と、ステアリングコラム１６と、車体側ブラケット１８とを備える。

ステアリングシャフト１５は、筒状のステアリングコラム１６の内径側に回転自在に支持されている。運転者により操作されるステアリングホイール１（図２５参照）は、ステアリングシャフト１５の後側端部に取り付けられる。車体側ブラケット１８は、ステアリングコラム１６を車体に対して支持するためのものである。

本例のステアリング装置は、ステアリングホイール１の高さ位置を調節可能とするチルト機構を備える。このため、本例のステアリング装置は、クランプ機構１９を備える。クランプ機構１９は、ステアリングホイール１の高さ位置を調節可能とするために、ステアリングコラム１６が車体側ブラケット１８に対して上下方向に変位することを許容するアンロック状態と、ステアリングコラム１６が車体側ブラケット１８に対して上下方向に変位することを阻止するロック状態とを切り換えるためのものである。ただし、本発明は、チルト機構を備えない構造（テレスコピック機能を備えるか否かは問われない）にも適用可能である。

このような本例のステアリング装置について、以下、より具体的に説明する。

ステアリングコラム１６は、たとえば図４〜図６に示すように、前側に配されたインナコラム２３と、後側に配されたアウタコラム２４と、アウタコラム２４に結合固定されたコラム側ブラケット１７とを備える。ただし、本発明は、かかる構造のステアリングコラム１６への適用に限定されず、インナコラムが後側に配され、アウタコラムが前側に配される構造を有するステアリングコラムにも適用可能である。かかる場合、下記の説明において、前後方向に関する記述に関して、原則として、その前後が逆となる。

インナコラム２３およびアウタコラム２４のそれぞれは、鋼、合金鋼、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属製の略円筒状部材である。本例では、インナコラム２３およびアウタコラム２４のそれぞれは、中間素材である引抜き管などの素管に対して、ハイドロフォーミングや絞り加工などの塑性加工を施すことにより、この素管の軸方向の一部分の内径寸法および外径寸法を変化させる工程を含む、所定の製造方法によって造られている。なお、本発明を実施する場合、インナコラム２３およびアウタコラム２４のそれぞれは、鋳造などの他の製造方法によって製造することもできる。本例では、インナコラム２３の厚さ寸法は、全体的にほぼ一定であり、アウタコラム２４の厚さ寸法は、後側端部（後述する軸受保持部３６）を除いた残りの部分でほぼ一定である。インナコラム２３の後側部は、アウタコラム２４の前側部に、圧入により内嵌されている。換言すれば、インナコラム２３の後側部は、アウタコラム２４の前側部に、締り嵌めにより内嵌されている。

インナコラム２３は、円筒状の大径筒部２５と、大径筒部２５よりも前側に位置する円筒状の小径筒部２６とを備える。小径筒部２６の外径寸法は、大径筒部２５の外径寸法よりも小さい。また、大径筒部２５の前側端部と小径筒部２６の後側端部とは、前側に向かうほど外径寸法が小さくなる円すい筒状の連結部２７により連結されている。

大径筒部２５は、外周面の周方向に離隔した複数箇所（３箇所以上）に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する突条２８を有する。本例では、突条２８は、大径筒部２５の外周面の周方向等間隔となる４箇所に配されている。また、突条２８のそれぞれは、大径筒部２５のうち、ステアリングコラム１６の組立状態でアウタコラム２４と嵌合する軸方向範囲、具体的には、大径筒部２５の軸方向の後側端部および中間部に対応する連続した軸方向範囲に存在している。

本例では、突条２８のそれぞれは、大径筒部２５の一部を径方向外側に向けて塑性変形させることで形成されている。このため、突条２８のそれぞれの背面側には、軸方向に伸長する凹溝が存在している。なお、突条２８を形成するための塑性加工としては、たとえばプレス加工などを採用することができる。

また、突条２８の径方向外側面は、凸円弧形の断面形状を有する。なお、本例では、突条２８の径方向高さ寸法Ｈ₂₈を、大径筒部２５の外周面の突条２８から外れた箇所の外径寸法Ｄ₂₅の０．５％以上７．０％以下としている（図３参照）。たとえば、大径筒部２５の外周面の突条２８から外れた箇所の外径寸法Ｄ₂₅が３８．５ｍｍである場合には、突条２８の径方向高さ寸法Ｈ₂₈を０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとすることができる。

インナコラム２３は、通常時だけでなく、二次衝突時にも、車体に対して前方へ変位しないように支持されている。このために、インナコラム２３の前側端部は、車体に支持された電動アシスト装置２０を構成するギヤハウジング２１の後側端部に結合固定されている。電動アシスト装置２０は、ステアリングホイール１から操舵輪につながる操舵力伝達経路に、電動モータ４０を動力源として発生した補助動力を付与することにより、運転者がステアリングホイール１を操作するのに要する力を低減するものである。本例では、ステアリングホイール１の高さ位置を調節可能とするために、ギヤハウジング２１は、車体に対し、チルト軸２２を中心とする揺動変位を可能に支持されている。

また、本例では、ステアリングコラム１６は、インナコラム２３の前側端部をギヤハウジング２１の後側端部に結合固定するための取付板２９をさらに備える。取付板２９は、環状の平板部材であり、インナコラム２３の小径筒部２６の前側端部に外嵌固定されている。取付板２９は、周方向に離隔した複数箇所（図示の例では３箇所）に、取付孔３０を有する。一方、ギヤハウジング２１は、後側端部のうち、取付板２９の取付孔３０のそれぞれと整合する箇所に、図示しないねじ孔を有する。インナコラム２３の前側端部は、取付板２９の取付孔３０のそれぞれに後側から挿通した図示しないボルトを、ギヤハウジング２１の前記ねじ孔に螺合することによって、ギヤハウジング２１の後側端部に結合固定されている。

本例では、インナコラム２３の前側端部がギヤハウジング２１の後側端部に結合固定された状態で、ギヤハウジング２１に対する複数の突条２８の周方向位置、すなわち、使用状態での複数の突条２８の周方向位置が一義的に決まるように、取付板２９が備える取付孔３０の周方向に関する配置の位相が規制されている。具体的には、取付孔３０が周方向に関して不等間隔に配されている。

本例では、使用状態での複数の突条２８の周方向位置を、図２および図３に示すように、上端部から周方向両側にそれぞれ４５゜ずれた２箇所位置と、下端部から周方向両側にそれぞれ４５゜ずれた２箇所位置との、合計４箇所位置としている。なお、使用状態での複数の突条２８の周方向位置は、図示の例と異ならせることもできる。たとえば、使用状態での複数の突条２８の周方向位置は、本例の周方向位置から４５゜回転した周方向位置、すなわち、上端部および下端部の２箇所位置と、幅方向両端部の２箇所位置との、合計４箇所位置とすることもできる。また、本例を実施する場合には、突条２８の数を、本例と異ならせることもできる。

アウタコラム２４は、円筒状の前側小径筒部３１と、前側小径筒部３１よりも後側に位置する円筒状の大径筒部３２と、大径筒部３２よりも後側に位置する後側小径筒部３３とを備える。大径筒部３２の内径寸法は、前側小径筒部３１および後側小径筒部３３のそれぞれの内径寸法よりも大きい。また、大径筒部３２の前側端部と前側小径筒部３１の後側端部とは、前側に向かうほど内径寸法が小さくなる円すい筒状の前側連結部３４により連結されている。また、大径筒部３２の後側端部と後側小径筒部３３の前側端部とは、後側に向かうほど内径寸法が小さくなる円すい筒状の後側連結部３５により連結されている。

後側小径筒部３３は、後側半部に、軸受保持部３６を有する。軸受保持部３６は、アウタコラム２４の内径側にステアリングシャフト１５（後述する後側シャフト３９）を回転自在に支持するための図示しない転がり軸受が内嵌保持される部位である。軸受保持部３６の内径寸法は、後側小径筒部３３の前側半部の内径寸法よりも大きい。したがって、軸受保持部３６の厚さ寸法は、後側小径筒部３３の前側半部の厚さ寸法よりも小さい。

大径筒部３２は、軸方向中間部の周方向１箇所に、ステアリングロック機構のロックピンを挿通するためのキーロック孔３７を有する。

前側小径筒部３１は、インナコラム２３の後側部が圧入により内嵌される部位である。すなわち、本例では、アウタコラム２４の前側部である前側小径筒部３１に、インナコラム２３の後側部である大径筒部２５の軸方向中間部および後側部が、圧入により内嵌されている。また、この状態で、大径筒部２５の外周面は、突条２８のそれぞれの頂部に対応する部分のみが、前側小径筒部３１の内周面に締め代を有する状態で接触している。本例では、前側小径筒部３１は、アウタコラム２４の中間素材となる前記素管の一部となっている。

また、本例では、たとえば図３に示すように、インナコラム２３の厚さ寸法Ｔ_inを、アウタコラム２４（軸受保持部３６を除く）の厚さ寸法Ｔ_outよりも小さくしている（Ｔ_in＜Ｔ_out）。本例では、インナコラム２３の大径筒部２５の厚さ寸法Ｔ_inは、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の厚さ寸法Ｔ_outの９０％以下５０％以上としている。たとえば、アウタコラム２４の厚さ寸法Ｔ_outが２．３ｍｍである場合には、インナコラム２３の厚さ寸法Ｔ_inを１．６ｍｍ〜１．８ｍｍとすることができる。

コラム側ブラケット１７は、鋼などの金属製で、Ｕ字形状を有する。すなわち、コラム側ブラケット１７は、幅方向に離隔して互いに平行に配された１対の側板部４１と、１対の側板部４１の下端部同士を連結した連結板部４２とを備える。側板部４１のそれぞれは、幅方向に関して互いに整合する箇所に、円形の通孔４３を有する。コラム側ブラケット１７は、１対の側板部４１のそれぞれの上端部を、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の幅方向両側部に溶接接合することにより、アウタコラム２４に結合固定されている。また、この状態で、１対の側板部４１のそれぞれの幅方向外側面は、前側小径筒部３１の外周面よりも幅方向外側に張り出している。

ステアリングシャフト１５は、図１に示すように、前側に配された前側シャフト３８と、後側に配された後側シャフト３９とを備える。前側シャフト３８と後側シャフト３９とは、トルク伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能にスプライン嵌合している。

後側シャフト３９は、アウタコラム２４に対し、軸受保持部３６に内嵌保持された図示しない転がり軸受により、回転のみを可能に支持されている。後側シャフト３９のうち、軸方向に関してアウタコラム２４のキーロック孔３７と整合する箇所には、ステアリングロック機構の図示しないキーロックカラーが外嵌固定されている。後側シャフト３９の後側端部は、アウタコラム２４の内径側から軸方向に突出している。ステアリングホイール１は、後側シャフト３９の後側端部に取り付けられる。

前側シャフト３８は、図示しない転がり軸受により、インナコラム２３およびギヤハウジング２１に対して、回転のみを可能に支持されている。前側シャフト３８の前側端部は、インナコラム２３の内径側から軸方向に突出するとともに、ギヤハウジング２１の内側に挿入されている。

車体側ブラケット１８は、鋼などの金属製で、取付板部４４と、１対の支持板部４５とを備える。取付板部４４は、車体側ブラケット１８の上側部を構成するもので、幅方向に配されている。取付板部４４は、車体に対し、二次衝突時の衝撃によって前方への離脱が可能となるように支持されている。１対の支持板部４５は、コラム側ブラケット１７を幅方向両側から挟む位置に、互いに略平行に配されている。支持板部４５のそれぞれは、上端部が取付板部４４の幅方向中間部に結合固定されている。支持板部４５のそれぞれは、幅方向に関して互いに整合し、かつ、コラム側ブラケット１７の通孔４３と整合する箇所に、上下方向に伸長するチルト調節用長孔４６を有する。チルト調節用長孔４６のそれぞれは、チルト軸２２を中心とする円弧形状を有する。

クランプ機構１９は、図２に示すように、調節ロッド４７と、調節ナット４８と、カム装置４９と、調節レバー５０と、スラスト軸受５１とを備える。

調節ロッド４７は、１対のチルト調節用長孔４６と１対の通孔４３とを幅方向に挿通している。調節ロッド４７は、基端部（図２の左端部）に頭部５２を有し、先端部（図２の右端部）に雄ねじ部５３を有する。調節ナット４８は、雄ねじ部５３に螺合している。カム装置４９は、頭部５２と一方（図２の左方）の支持板部４５との間に配されている。カム装置４９は、幅方向外側に位置する駆動側カム５４と、幅方向内側に位置する被駆動側カム５５とを有する。調節レバー５０は、その基端部が、駆動側カム５４に固定されている。被駆動側カム５５は、一方の支持板部４５のチルト調節用長孔４６に対し、相対回転不能に係合している。調節ロッド４７を中心として調節レバー５０を揺動させることにより、駆動側カム５４と被駆動側カム５５とを相対回転させると、駆動側カム５４と被駆動側カム５５との互いに対向する側面（カム面）同士の押し付け合いに基づいて、カム装置４９の軸方向寸法が拡縮する。本例では、調節レバー５０を所定方向に揺動させた場合にカム装置４９の軸方向寸法が増大し、調節レバー５０を所定方向と反対方向に揺動させた場合にカム装置４９の軸方向寸法が減少する。スラスト軸受５１は、調節ナット４８と他方（図２の右方）の支持板部４５との間に配されている。

ステアリングホイール１の高さ位置を調節する際には、調節レバー５０を所定方向に揺動させることにより、クランプ機構１９をアンロック状態とする。すなわち、調節レバー５０を所定方向（たとえば下方）に揺動させると、カム装置４９の軸方向寸法が減少し、被駆動側カム５５とスラスト軸受５１との間隔が拡がる。この結果、１対の支持板部４５の幅方向内側面と１対の側板部４１の幅方向外側面との間に作用する摩擦力が低下または喪失し、車体側ブラケット１８に対するコラム側ブラケット１７の変位が可能なアンロック状態となる。このアンロック状態では、ステアリングコラム１６ａをチルト軸２２を中心として揺動変位させることにより、調節ロッド４７が１対のチルト調節用長孔４６の内側で動ける範囲で、ステアリングホイール１の高さ位置が調節可能となる。

ステアリングホイール１の高さ位置の調節後は、調節レバー５０を所定方向と逆方向（たとえば上方）に揺動させることにより、クランプ機構１９をロック状態とする。すなわち、調節レバー５０を所定方向と反対方向に揺動させると、カム装置４９の軸方向寸法が増大し、被駆動側カム５５とスラスト軸受５１との間隔が縮まる。この結果、１対の支持板部４５の幅方向内側面と１対の側板部４１の幅方向外側面との間に作用する摩擦力が増大し、車体側ブラケット１８に対するコラム側ブラケット１７の変位が不能なロック状態となる。そして、このロック状態とすることで、ステアリングホイール１を、調節後の高さ位置に保持する。

自動車が衝突事故を起こし、運転者の身体がステアリングホイール１に衝突する二次衝突が発生すると、ステアリングホイール１から後側シャフト３９を介して、アウタコラム２４および車体側ブラケット１８に前方に向いた衝撃荷重が加わる。そして、この衝撃荷重により、車体側ブラケット１８が車体に対して前方へ離脱するとともに、アウタコラム２４、後側シャフト３９、およびステアリングホイール１が、インナコラム２３および前側シャフト３８に対して前方へ変位する。また、この際に、インナコラム２３の大径筒部２５の外周面と、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面とが軸方向に摺動することに基づいて、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。

特に、本例では、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面に対する、インナコラム２３の大径筒部２５の外周面の接触箇所が、突条２８のそれぞれの頂部に対応する部分に限定されている。すなわち、二次衝突時には、インナコラム２３の大径筒部２５の外周面のうち、突条２８のそれぞれの頂部に対応する部分のみが、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面と軸方向に摺動する。このため、二次衝突時にインナコラム２３の大径筒部２５の外周面とアウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面とを軸方向に安定して摺動させることができ、衝撃荷重の吸収性能を安定したものとすることができる。

上述したような本例のステアリング装置は、インナコラム２３の外周面とアウタコラム２４の内周面とを軸方向に摺動させることに基づいて二次衝突時の衝撃荷重を吸収するものであるため、運転者の保護を十分に図る観点から、インナコラム２３とアウタコラム２４との軸方向の摺動抵抗、すなわち、アウタコラム２４の内周面に対するインナコラム２３の外周面の圧入荷重Ｆを適正範囲に収めることが重要となる。この点に関して、本例のステアリング装置では、アウタコラム２４の内周面に対するインナコラム２３の外周面の圧入荷重Ｆを適正範囲に収めることが容易である。この理由について、以下に説明する。

本例では、アウタコラム２４の前側小径筒部３１は、アウタコラム２４の中間素材となる素管の一部である。素管の内周面は、形状精度が高く、内径寸法のばらつきが小さい円筒面である。このため、前側小径筒部３１の内周面も、形状精度が高く、内径寸法のばらつきが小さい円筒面となっている。したがって、その分、前側小径筒部３１の内周面と複数の突条２８との接触部の締め代である、インナコラム２３の大径筒部２５とアウタコラム２４の前側小径筒部３１との嵌合部の締め代λのばらつきを小さくすることができ、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面に対するインナコラム２３の大径筒部２５の外周面の圧入荷重Ｆを適正範囲に収めることが容易となる。

また、本例では、インナコラム２３の厚さ寸法Ｔ_inを、アウタコラム２４の厚さ寸法Ｔ_outよりも小さくしている（Ｔ_in＜Ｔ_out）。すなわち、本例では、互いに嵌合する、インナコラム２３の大径筒部２５とアウタコラム２４の前側小径筒部３１との間に、径方向に関する剛性（ばね定数）の差を意図的に生じさせている。具体的には、インナコラム２３の大径筒部２５の径方向に関する剛性を、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の径方向に関する剛性よりも、積極的に低くしている。このため、本例の構造では、インナコラムの厚さ寸法Ｔ_inとアウタコラムの厚さ寸法Ｔ_outとを互いに等しくした比較例の構造（Ｔ_in＝Ｔ_out）に比べて、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面にインナコラム２３の大径筒部２５の外周面を圧入する際に、インナコラム２３の大径筒部２５にたわみが生じやすくなっている。具体的には、インナコラム２３の大径筒部２５のうち、周方向に隣り合う突条２８同士の間部分に、たわみが生じやすくなっている。この結果、本例の構造では、インナコラム２３の大径筒部２５とアウタコラム２４の前側小径筒部３１との嵌合部の締め代λと、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面に対するインナコラム２３の大径筒部２５の外周面の圧入荷重Ｆとの相関に関して、比較例の構造よりも、締め代λのばらつきに対する、圧入荷重Ｆのばらつきを小さくすることができる。

図９は、この点を視覚化したイメージ図であり、具体的には、インナコラム２３の大径筒部２５とアウタコラム２４の前側小径筒部３１との嵌合部の締め代λと、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面に対するインナコラム２３の大径筒部２５の外周面の圧入荷重Ｆとの相関を表したグラフである。図９のグラフに示すように、本例の構造（実線α）では、比較例の構造（破線β）に比べて、締め代λの変化に対し、圧入荷重Ｆが緩やかに変化するようになっている。すなわち、本例の構造では、比較例の構造に比べて、圧入荷重Ｆを適正範囲に収めるための、締め代λの許容範囲が広くなっている。

したがって、本例の構造では、比較例の構造に比べて、圧入荷重Ｆを適正範囲に収めるために、インナコラム２３およびアウタコラム２４の精度を高くする必要がない。また、圧入荷重Ｆを適正範囲に収めるために、インナコラム２３とアウタコラム２４とを選択的に組み合わせる作業が不要になるか、あるいは、この作業が必要になる場合でも、その作業時間を短くすることができる。したがって、ステアリング装置の製造コストを低く抑えることができる。

また、本例では、インナコラム２３の厚さ寸法Ｔ_inをアウタコラム２４の厚さ寸法Ｔ_outよりも小さくしており、逆に言えば、アウタコラム２４の厚さ寸法Ｔ_outをインナコラム２３の厚さ寸法Ｔ_inよりも大きくしているため、アウタコラム２４の剛性を確保しやすい。したがって、たとえば、クランプ機構１９のロック状態で、コラム側ブラケット１７からアウタコラム２４の前側小径筒部３１に大きな力が作用した場合でも、前側小径筒部３１の変形量を十分に抑えて、前側小径筒部３１の内周面とインナコラム２３の複数の突条２８との接触状態を、所望の接触状態に維持することができる。また、ステアリングロック機構を作動させ、キーロック孔３７を挿通したロックピンの先端部をキーロックカラーの係合凹部に係合させた状態で、ステアリングホイール１を大きな力で回転させることにより、ロックピンからキーロック孔３７の内周縁部に回転方向の大きな力が加わった場合でも、アウタコラム２４に亀裂などの損傷が生じることを防止できる。

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図１０および図１１を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第１例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ａを構成するインナコラム２３ａが備える突条２８のそれぞれは、大径筒部２５ａの全長にわたって形成されている。換言すれば、突条２８のそれぞれは、大径筒部２５ａのうち、ステアリングコラム１６ａの組立状態（図１０）でアウタコラム２４と嵌合する軸方向範囲だけでなく、二次衝突の進行に伴ってアウタコラム２４と嵌合する軸方向範囲にまで延長して存在している。

このような本例の構造では、二次衝突の発生後、アウタコラム２４がインナコラム２３に対して前側に変位し始めてから、しばらくの間、具体的には、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の前側端部が、インナコラム２３の大径筒部２５ａの前側端部（突条２８のそれぞれの前側端部）と同じ前後方向位置に到達するまでの間、アウタコラム２４の前側小径筒部３１の内周面と突条２８のそれぞれとの接触面積が、減少することなく、一定に保たれる。したがって、高効率な衝撃吸収を行えるストロークを長くして、より高い衝撃吸収性能を発揮することができる。

また、本例では、突条２８のそれぞれが大径筒部２５ａの全長にわたって存在している。このため、アウタコラム２４（軸受保持部３６を除く）の厚さ寸法よりもインナコラム２３ａの厚さ寸法を小さくした構造でありながらも、インナコラム２３ａの大径筒部２５ａの全体の曲げ剛性を確保しやすい。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図１２〜図１４を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第１例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ｂを構成するインナコラム２３ｂの大径筒部２５ｂは、周方向に離隔した複数箇所に、径方向内側に突出しかつ軸方向に伸長する補強リブ５６を有する。本例では、補強リブ５６のそれぞれは、周方向に隣り合う１対の突条２８同士の間の周方向中央位置に配されている。また、補強リブ５６のそれぞれは、大径筒部２５ｂのうち、前側端部を除く軸方向範囲に存在している。より具体的には、補強リブ５６のそれぞれは、大径筒部２５ｂのうち、突条２８のそれぞれが存在する軸方向範囲を含み、かつ、該軸方向範囲よりも若干前側に延長された軸方向範囲に存在している。本例では、補強リブ５６のそれぞれは、大径筒部２５ｂの一部を径方向内側に向けて塑性変形させることで形成された塑性変形部であり、径方向内側に凸となる円弧形の断面形状を有する。なお、補強リブ５６を形成するための塑性加工としては、たとえばプレス加工などを採用することができる。

上述のような本例の構造では、アウタコラム２４（軸受保持部３６を除く）の厚さ寸法よりもインナコラム２３ｂの厚さ寸法を小さくした構造でありながらも、インナコラム２３ｂの大径筒部２５ｂのうち、補強リブ５６が存在する軸方向範囲で、曲げ剛性を確保しやすい。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第４例］
実施の形態の第４例について、図１５および図１６を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第３例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ｃを構成するインナコラム２３ｃが備える突条２８および補強リブ５６のそれぞれは、大径筒部２５ｃの全長にわたって形成されている。このため、大径筒部２５ｃの曲げ剛性を、より確保しやすくできる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第２例および第３例と同様である。

［実施の形態の第５例］
実施の形態の第５例について、図１７および図１８を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第１例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ｄを構成するインナコラム２３ｄは、突条２８が形成された箇所を除き、全長にわたり径寸法が変化しない円筒形状を有する。このような本例の構造では、インナコラム２３ｄを製造する際の工数を少なくできるため、製造コストを抑えられる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。

［実施の形態の第６例］
実施の形態の第６例について、図１９および図２０を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第５例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ｅを構成するインナコラム２３ｅが備える突条２８のそれぞれは、インナコラム２３ｅの全長にわたって形成されている。このような本例の構造では、インナコラム２３ｅの断面形状が軸方向の何れの箇所においても同一である。このため、インナコラム２３ｅは、たとえばインナコラム２３ｅと同一の断面形状を有する長尺な中間素材を造った後、この中間素材を所定の長さに切断することによって、低コストで造ることができる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第２例および第５例と同様である。

［実施の形態の第７例］
実施の形態の第７例について、図２１および図２２を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第５例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ｆを構成するインナコラム２３ｆは、軸方向の後側端部および中間部の周方向複数箇所に突条２８を有し、軸方向の前側端部および中間部の周方向複数箇所に補強リブ５６を有する。このような本例の構造では、突条２８が形成された軸方向範囲と、補強リブ５６が形成された軸方向範囲とが、インナコラム２３ｆの軸方向中間部でのみ重畳し、インナコラム２３ｆの前側部および後側部では重畳していない。このため、インナコラム２３ｆの前側部および後側部において、インナコラム２３ｆの形状精度を良好にしやすい。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第３例および第５例と同様である。

［実施の形態の第８例］
実施の形態の第８例について、図２３および図２４を用いて説明する。
本例は、実施の形態の第７例の変形例である。本例では、ステアリングコラム１６ｇを構成するインナコラム２３ｇが備える突条２８および補強リブ５６のそれぞれは、インナコラム２３ｇの全長にわたって形成されている。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第２例および第６例と同様である。

なお、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。

また、本発明を実施する場合には、アウタコラムの内周面とインナコラムの外周面とが、周方向に離隔した複数箇所でのみ、他の部材を介して締め代を有する状態で接触している構成を採用することもできる。この場合に、他の部材としては、たとえば、軸方向に配された金属製の線材などを用いることができる。

また、実施の形態の各例では、インナコラムの厚さ寸法Ｔ_inを、アウタコラム（軸受保持部を除く）の厚さ寸法Ｔ_outよりも小さくする（Ｔ_in＜Ｔ_out）ことにより、前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性を、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性よりも低くしている。代替的に、たとえば、アウタコラムとインナコラムの厚さ寸法は同一であるが、アウタコラムを鋼または合金鋼などにより構成し、インナコラムをアルミニウムあるいはアルミニウム合金などにより構成することにより、前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性を、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性よりも低くすることもできる。あるいは、たとえば、アウタコラムとインナコラムを同一の素材により構成し、かつ、アウタコラムとインナコラムの厚さ寸法を同一とするが、アウタコラムの内周面の形状精度を低下させない範囲で、アウタコラムの外周面に補強リングなどの補強部材を備えることによっても、前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性を、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性よりも低くすることができる。

１ ステアリングホイール
２、２ａ ステアリングシャフト
３、３ａ ステアリングコラム
４ａ、４ｂ 自在継手
５ 中間シャフト
６ ステアリングギヤユニット
７ ピニオン軸
８ タイロッド
９ インナコラム
１０ アウタコラム
１１ 突条
１２ 電動アシスト装置
１３ ギヤハウジング
１４ 車体側ブラケット
１５ ステアリングシャフト
１６、１６ａ〜１６ｇ ステアリングコラム
１７ コラム側ブラケット
１８ 車体側ブラケット
１９ クランプ機構
２０ 電動アシスト装置
２１ ギヤハウジング
２２ チルト軸
２３、２３ａ〜２３ｇ インナコラム
２４ アウタコラム
２５、２５ａ〜２５ｃ 大径筒部
２６ 小径筒部
２７ 連結部
２８ 突条
２９ 取付板
３０ 取付孔
３１ 前側小径筒部
３２ 大径筒部
３３ 後側小径筒部
３４ 前側連結部
３５ 後側連結部
３６ 軸受保持部
３７ キーロック孔
３８ 前側シャフト
３９ 後側シャフト
４０ 電動モータ
４１ 側板部
４２ 連結板部
４３ 通孔
４４ 取付板部
４５ 支持板部
４６ チルト調節用長孔
４７ 調節ロッド
４８ 調節ナット
４９ カム装置
５０ 調節レバー
５１ スラスト軸受
５２ 頭部
５３ 雄ねじ部
５４ 駆動側カム
５５ 被駆動側カム
５６ 補強リブ

Claims (7)

1. 筒状のアウタコラムと、
   前記アウタコラムに内嵌支持された筒状のインナコラムと、を備え、
   前記アウタコラムの内周面と前記インナコラムの外周面とが、周方向に離隔した複数箇所でのみ直接または他の部材を介して締め代を有する状態で接触しており、
   前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性が、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の径方向に関する剛性よりも低い、
   ステアリングコラム。
2. 前記インナコラムのうちで少なくとも前記アウタコラムと嵌合する部分の厚さ寸法が、前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分の厚さ寸法よりも小さい、
   請求項１に記載のステアリングコラム。
3. 前記インナコラムは、外周面の周方向に離隔した複数箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する突条を有しており、
   前記インナコラムの外周面は、前記突条のそれぞれの頂部に対応する部分のみで前記アウタコラムの内周面と締め代を有する状態で接触する、
   請求項１または２に記載のステアリングコラム。
4. 前記突条が、前記インナコラムのうち、二次衝突の進行に伴って前記アウタコラムと嵌合する部分にも存在する、請求項３に記載のステアリングコラム。
5. 前記インナコラムは、周方向に離隔した複数箇所に、径方向内側に突出しかつ軸方向に伸長する補強リブをさらに備える、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載のステアリングコラム。
6. 前記アウタコラムのうちで少なくとも前記インナコラムと嵌合する部分は、該アウタコラムの中間素材となる素管の一部により構成される、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載のステアリングコラム。
7. ステアリングコラムと、該ステアリングコラムの内径側に回転自在に支持され、ステアリングホイールを取り付け可能な後側端部を有するステアリングシャフトと、および、前記ステアリングコラムを車体に対して支持するための車体側ブラケットと、を備え、
   前記ステアリングコラムは、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載のステアリングコラムにより構成されており、および、
   前記インナコラムが、前記アウタコラムの前側に配され、かつ、前記車体に対して前方への変位を阻止された状態で支持されている、
   ステアリング装置。

Images