JP5076963B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に装備されるステアリング装置に係り、特に、ステアリングホイールが回らないようにロックするステアリングロック装置を備えたテレスコピック式ステアリング装置に関する。

ステアリングホイールのテレスコピック位置を変えるテレスコピック式ステアリング装置として、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。
この装置は、ステアリングホイールを車両後方端に装着しているステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムとを備え、ステアリングコラムを、インナコラムと、このインナコラムにコラム軸方向に摺動可能に外嵌している筒形状のアウタコラムとで構成している。そして、インナコラムの外周を包持している円筒形状のアウタコラムのクランプ部（特許文献１では変形容易部と称している）にコラム軸方向に延在するスリットを形成することで、縮径容易となるように剛性を低下させたクランプ部としている。また、このクランプ部の外側に、車体側部材に固定した車体側ブラケットを配置し、インナコラム及びアウタコラムをコラム軸方向に相対移動させてステアリングホイールのテレスコピック位置を変更してから、クランプ装置によりスリットの幅が小さくなるように車体側ブラケットを締付けてクランプ部を縮径することで、アウタコラムが軸方向に相対的に移動不能となるように、クランプ部をインナコラムにクランプするようにしている。

ここで、自動車の盗難防止のためにステアリングホイールが回らないようにロックするステアリングロック装置を備えたステアリング装置が広く採用されてきている。ステアリングロック装置は、イグニッションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ステアリングシャフトの軸心に向けて突出するロックキーが、ステアリングコラムに設けたキーロック穴を挿通し、そのキー先端がステアリングシャフトに係合し、ステアリングシャフトをステアリングコラムに固定して、ステアリングシャフトの回転を阻止するようにしている。

図８及び図９は、ステアリングロック装置を備えたテレスコピック式ステアリング装置の構成部材であるアウタコラム５１を示す図である。これら図８，図９では、アウタコラム５１の構成を明確にするために、上下方向を逆転して示している。
このアウタコラム５１のコラム軸Ｐ１の一端側には、車幅方向に離間してインナコラムの外周を包持する一対のクランプ部５２ａ，５２ｂが一体に形成されているとともに、これらクランプ部５２ａ，５２ｂの間にコラム軸Ｐ１方向に延在するスリット５３を形成することで、クランプ部５２ａ，５２ｂの剛性を低下させて縮径容易な構造としている。また、アウタコラム５１のコラム軸Ｐ１の他端側には、ロックキーを挿通するキーロック穴５４が形成されている。

上記構成のアウタコラム５１を備えて車両に搭載されるステアリング装置は、一対のクランプ部５２ａ，５２ｂを互いに近接させるクランプ装置がステアリングホイールに対して下方に位置し、イグニッションキーを差し込む鍵穴の位置もステアリングホイールに対して左右どちらかの下方に位置するように配置される。このため、アウタコラム５１の一対のクランプ部５２ａ，５２ｂは、互いに下方に延在しながらコラム軸Ｐ１を含む垂直平面に対して対称となる位置に配置されているとともに、スリット５３は、アウタコラム５１の下部に設けられ、スリット５３の軸線がコラム軸Ｐ１を含む垂直平面に一致するように延在している。また、イグニッションキーの位置に略一致するキーロック穴５４も、アウタコラム５１の下部の前記垂直平面に近接した位置に設けられている。
ＷＯ ２００３−０９５２８６号公報

ところで、近年、ステアリングシャフトに操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置を備えたステアリング装置も広く採用されてきているが、電動パワーステアリング装置を備えると、コンパクトな構造で省スペース化を図るために、ステアリングコラムの軸長を短縮しなければならない。
しかし、ステアリングコラムの軸長の短縮化のために、アウタコラム５１の軸長を短くすると、アウタコラム５１の下部に設けているスリット５３の端部及びキーロック穴５４とが近接してしまい、スリット５３及びキーロック穴５４の間の部位の機械的強度が低下しやすい。

ステアリングシャフトがキーロックされた状態で、ステアリングホイールを無理に回転させると、アウタコラム５１には、図８で示す方向のねじり力が作用することで、スリット５３の端部とキーロック穴５４との間の部位に大きなねじりトルクが発生し、アウタコラムのねじり破壊強度が低下するおそれがある。
そこで、スリット５３のキーロック穴５４側に近い端部の開口周縁に補強部５５を設けることで、前記部位の機械的強度を増大させる対策がなされている。しかしながら、スリット５３とキーロック穴５４との間にはキーロック部材の部品を配置しなければならないので、補強部５５の配置にも限界がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、キーロック状態でステアリングホイールを無理に回転させても、アウタコラムのねじり破壊強度を向上させることができるステアリング装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係るステアリング装置は、ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムを、円筒形状のインナコラムと、このインナコラムにコラム軸方向に相対的に摺動可能に外嵌されている円筒形状のアウタコラムとで構成するとともに、車体側部材に固定された車体側ブラケットと、この車体側ブラケットの内側に配置され、前記アウタコラムの下部に前記コラム軸方向に延在する１条のスリットを形成することで縮径可能に前記アウタコラムに一体に設けられ、前記インナコラムの外周を包持するクランプ部と、前記車体側ブラケットを締付けて前記クランプ部を縮径させることで前記コラム軸方向に相対移動不能に前記クランプ部を前記インナコラムにクランプするクランプ装置と、前記アウタコラムの下部に形成され、ステアリングロック装置のロックキーが挿通するキーロック穴とを備えたステアリング装置において、前記アウタコラムの下部に形成したスリットの軸線を、前記コラム軸を含む垂直平面に対して前記キーロック穴から離間する方向にオフセットさせたことを特徴とするステアリング装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記スリットの軸線を、コラム軸を含む垂直平面に対して平行に延在するようにした。
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記スリットの軸線を、コラム軸を含む垂直平面に対して交差した状態でオフセットし、前記キーロック穴側に位置するスリット端部がキーロック穴から離間するように延在させている。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のステアリング装置において、前記キーロック穴側に位置するスリット端部の開口周縁に補強部を設けた。

本発明に係るステアリング装置によれば、アウタコラムの下部に形成したスリットの軸線を、コラム軸を含む垂直平面に対してキーロック穴から離間する方向にオフセットさせたことで、キーロック穴にステアリングロック装置のロックキーを挿通してステアリングシャフトをキーロックした状態でステアリングホイールを無理に回転させ、アウタコラムにねじり力を作用しても、キーロック穴側に位置するスリットのスリット端部とキーロック穴との間の距離が長くなり機械的強度が増大するので、アウタコラムのねじり破壊強度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明によるステアリング装置を組付けた車両を示す全体構成図、図２は本発明によるステアリング装置の第１実施形態を示す側面図、図３は第１実施形態を下方から示した図、図４は図２のＡ−Ａ線矢視図、図５は第１実施形態のアウタコラムを下側から示した図である。

図１において、ステアリング装置１０は、車両の水平方向に対して車両後方上がりに所定角度だけ傾斜して配置されており、ステアリングシャフト１１を回動自在に支持するステアリングコラム１２を有する。ステアリングシャフト１１には、その後端にステアリングホイール１３が装着され、ステアリングシャフト１１の前端にはユニバーサルジョイント１４を介して中間シャフト１５が連結されている。中間シャフト１５にはその前端にユニバーサルジョイント１６を介してラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１７が連結されている。このステアリングギヤ１７の出力軸がタイロッド１８を介して転舵輪１９に連結されている。

そして、運転者がステアリングホイール１３を操舵すると、ステアリングシャフト１１、ユニバーサルジョイント１４、中間シャフト１５、ユニバーサルジョイント１６を介してその回転力がステアリングギヤ１７に伝達され、ラックアンドピニオン機構で回転運動が車両幅方向の直線運動に変換されてタイロッド１８を介して転舵輪１９を転舵する。
ステアリングシャフト１１は、図２に示すように、ステアリングホイール１３（不図示）を取付けたアウタシャフト１１ａと、このアウタシャフト１１ａにスプライン結合又はセレーション結合されて摺動自在に係合されたインナシャフト１１ｂとで構成されている。

ステアリングコラム１２は、アウタコラム１２ａと、このアウタコラム１２ａに摺動自在に保持されたインナコラム１２ｂとで構成され、インナコラム１２ｂの車両前方側端部の内周面に配設された転がり軸受（不図示）及びアウタコラム１２ａの車両前方側端部の内周面に配設された転がり軸受（不図示）によってステアリングシャフト１１が回転自在に支持されている。
インナコラム１２ｂの車両前方側（ユニバーサルジョイント１４側）は、図２に示すように、コラム側ブラケット２０が固定されており、このコラム側ブラケット２０を介してインナコラム１２ｂの車両前方側が車体側部材２２に支持されている。

図２から図４で示すように、アウタコラム１２ａの車両前方側には、インナコラム１２ｂの外周を包持する左右（本実施形態の場合、車幅方向を左右と称する）一対のクランプ部２５ａ，２５ｂが一体に形成されており、アウタコラム１２ａの車両後方側には、キーロック穴２９が形成されている。また、クランプ部２５ａ，２５ｂは、車体側部材２２に固定した車両後方側車体ブラケット２６により車幅方向から挟み込まれているとともに、車体後方側車体ブラケット２６に、クランプ部２５ａ，２５ｂが互いに近接する方向に弾性変形させてコラム軸Ｐ１方向に相対移動不能となるようにインナコラム１２ｂをクランプするクランプ装置２７が備えられている。

左右一対のクランプ部２５ａ，２５ｂは、図３から図５に示すように、コラム軸Ｐ１を含む垂直平面Ｌに対して略対称な部材として形成されている。すなわち、アウタコラム１２ａの車両前方側端部との間に切り欠き２８ａを設け、車両後方側でアウタコラム１２ａとの間に切り欠き２８ｂ１，２８ｂ２を設け、下部にコラム軸Ｐ１方向に沿って延在する１条のスリット３０を設けることで、上部のみがアウタコラム１２ａに一体化された左右一対のクランプ部２５ａ，２５ｂが形成されている。

左右一対のクランプ部２５ａ，２５ｂは、図４に示すように、インナコラム１２ｂの外周を包持する円弧状の内周面を設けた同一の肉厚の一対の包持部２５ａ１、２５ｂ１と、これら包持部２５ａ１、２５ｂ１の下部に連続して形成され、後述する締付けロッド２７ａが挿通するテレスコ用長孔２５ａ２，２５ｂ２を設けた一対のクランプ力付加部２５ａ３，２５ｂ３とを備えている。

車両後方側車体ブラケット２６は、図３及び図４に示すように、車体側部材２２に固定されるフランジ２６ａと、このフランジ２６ａから上下方向に延在して左右に離間配置されている側板２６ｂ，２６ｃとを備えており、側板２６ｂ，２６ｃの内側に、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂの包持部２５ａ１，２５ｂ１の外周が当接している。
クランプ装置２７は、側板２６ｂ，２６ｃの下部に形成した挿通穴２６ｂ１，２６ｃ１及び左右一対のクランプ部２５ａ，２５ｂのテレスコ用長孔２５ａ２，２５ｂ２に挿通している締付けロッド２７ａと、締め付けロッド２７ａのねじ部２７ａ１に螺合している締付け調整ナット２７ｂと、締付け調整ナット２７ｂと側板２６ｂとの間に端部が固定された操作レバー２７ｃとを備えている。

アウタコラム１２ａの車両後方側に形成したキーロック穴２９は、アウタコラム１２ａの下部位置で開口している。このキーロック穴２９には、イグニッションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜いた際に、ステアリングロック装置のロックキー（不図示）が挿通し、そのキー先端がアウタシャフト１１ａに係合してアウタシャフト１１ａをアウタコラム１２ａに固定し、ステアリングシャフト１１の回転を阻止するようにしている。

ここで、図３から図５に示すように、アウタコラム１２ａの下部に設けたスリット３０の軸線Ｐ２は、コラム軸Ｐ１を含む垂直平面（図４の垂直平面Ｌを参照）に対してキーロック穴２９から離間する方向にオフセットしながら平行に延在している。
また、スリット３０の車体後方側の開口周縁には、肉厚を増大させた補強部３１が形成されている。そして、前記補強部３１のキーロック穴２９に近接するスリット端部３０ａの開口周縁は、さらに肉厚が増大し、且つ面方向に広がった形状となっている。なお、スリット端部３０ａの開口周縁に形成した補強部を、スリット端部側補強部３１ａと称する。

次に、本実施形態のステアリング装置１０の動作及び作用効果について説明する。
テレスコ調整を行なうには、先ず、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂのクランプ力付加部２５ａ３，２５ｂ３が互いに離間する方向にクランプ装置２７の操作レバー２７ｃを回動する。これにより、車両後方側車体ブラケット２６の側板２６ｂ，２６ｃの締付けが解除され、包持部２５ａ１，２５ｂ１の内周面がインナコラム１２ｂの外周から離間し、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂによるインナコラム１２ｂのクランプが解除されるので、締付けロッド２７ａをテレスコ用長孔２５ａ，２５ｂ２の長軸方向にスライドさせながら、アウタコラム１２ａをコラム軸Ｐ１方向に移動させていき、ステアリングホイール１３を車両前後方向の所定位置まで移動する。

そして、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂのクランプ力付加部２５ａ３，２５ｂ３が互いに近接する方向にクランプ装置２７の操作レバー２７ｃを回動する。これにより、車両後方側車体ブラケット２６の側板２６ｂ，２６ｃが互いに近接する方向に締付けられ、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂの包持部２５ａ１，２５ｂ１の内周面で画成される円が縮径し、包持部２５ａ１，２５ｂ１の内周面がインナコラム１２ｂの外周面の略全域に当接するので、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂがコラム軸Ｐ１方向に移動不能とされながらインナコラム１２ｂにクランプし、テレスコ調整が完了する。

ここで、本実施形態のステアリング装置１０は、アウタコラム１２ａの下部に設けたスリット３０の軸線Ｐ２を、コラム軸Ｐ１を含む垂直平面（図４参照）に対してキーロック穴２９から離間する方向にオフセットさせながら平行に延在させているので、図９で示した従来のアウタコラム５１と比較して、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の距離が長く設定されている。しかも、このスリット３０のスリット端部３０ａの開口周縁には、肉厚が増大し、且つ面方向に広がった形状のスリット端部側補強部３１ａが形成されているので、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の部位の機械的強度が増大する。

したがって、キーロック穴２９にステアリングロック装置のロックキーを挿通させてステアリングシャフト１１をキーロックした状態でステアリングホイールを無理に回転させ、アウタコラム１２ａにねじり力が作用しても、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の機械的強度が増大した部位のねじり破壊強度が向上する。
また、本実施形態は、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の距離が長く設定されていることから、電動パワーステアリング装置を備えたステアリング装置とするためにアウタコラム１２ａの軸長を短縮しても、アウタコラム１２ａのねじり破壊強度を向上させることができ、さらには、スリット３０のスリット端部３０ａを補強するスリット端部側補強部３１ａを形成しながら、スリット３０ａとキーロック穴２９との間にキーロック部材の部品を容易に配置することができる。

次に、図６は、第２実施形態のアウタコラム１２ａを下側から示した図である。
本実施形態のアウタコラム１２ａは、第１実施形態のアウタコラム１２ａと同様に、アウタコラム１２ａの下部に設けたスリット３０の軸線Ｐ２が、コラム軸Ｐ１を含む垂直平面（図４を参照）に対してキーロック穴２９から離間する方向にオフセットしながら平行に延在しているとともに、スリット３０の車体後方側の開口周縁に補強部が設けられている。

そして、本実施形態が第１実施形態と異なる構成は、キーロック穴２９に近接する側でスリット３０の開口周縁に設けた補強部３３ａ，３３ｂが、キーロック穴２９に離間している側でスリット３０の開口周縁に設けた補強部３４ａ，３４ｂに対して面方向に広がった形状となっている。なお、補強部３３ｂ，３４ｂは、補強部３３ａ，３４ａに対して肉厚が増大した形状となっている。

キーロック穴２９にステアリングロック装置のロックキーを挿通させてステアリングシャフト１１をキーロックした状態でステアリングホイールを無理に回転させる場合に、図６のＦ２方向のねじり力がアウタコラム１２ａに作用する場合の方が、図６のＦ１方向のねじり力がアウタコラム１２ａに作用する場合と比較して、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の部位に大きなねじりトルクが加わる。

本実施形態では、アウタコラム１２ａにＦ２方向のねじり力が作用することで大きなねじりトルクが加わるスリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の部位に、面方向に広がった形状の補強部３３ａ，３３ｂを設けているので、効果的にねじり破壊強度の向上を図ることができる。

次に、図７は、第３実施形態のアウタコラム１２ａを下側から示した図である。
本実施形態が第１実施形態と異なる構成は、コラム軸Ｐ１を含む垂直平面に対して軸線Ｐ２が交差した状態でオフセットし、スリット端部ａがキーロック穴２９から離間するようにスリット３０が設けられている。
本実施形態のスリット３０も、図９で示した従来のアウタコラム５１と比較して、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の距離が長く設定されているので、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の部位の機械的強度が増大する。

したがって、キーロック穴２９にステアリングロック装置のロックキーを挿通させてステアリングシャフト１１をキーロックした状態でステアリングホイールを無理に回転させ、アウタコラム１２ａにねじり力が作用しても、スリット３０のスリット端部３０ａとキーロック穴２９との間の機械的強度が増大した部位のねじり破壊強度が向上する。

なお、上述した実施形態では、インナコラム１２ｂの車両前方側の端部が、コラム側ブラケット２０を介して車体側部材２２に固定され、アウタコラム１２ａの車両前方側が、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂ、クランプ装置２７及び車両後方側車体ブラケット２６を介して車体側部材２２に固定されている構造を示したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、例えば、アウタコラム１２ａを車両前方側に配置し、インナコラム１２ｂを車両後方側に配置し、アウタコラム１２ａの車両前方側の端部を、コラム側ブラケット２０を介して車体側部材２２に固定し、アウタコラム１２ａの車両後方側の端部を、一対のクランプ部２５ａ，２５ｂ、クランプ装置２７及び車両後方側車体ブラケット２６を介して車体側部材２２に固定してもよい。

なお、本実施形態は、テレスコピック式のステアリング装置１０について説明したが、チルト機構も兼ね備えた装置であっても、同様の作用効果を得ることができる。

本発明によるステアリング装置を組付けた車両を示す全体構成図である。 本発明によるステアリング装置の第１実施形態を示す側面図である。 本発明によるステアリング装置の第１実施形態を下側から示した図である 図２のＡ−Ａ線矢視図である。 第１実施形態のアウタコラムを下側から示した図である。 第２実施形態のアウタコラムを下側から示した図である。 第３実施形態のアウタコラムを下側から示した図である。 従来のアウタコラムを示す斜視図である。 従来のアウタコラムを下側から示した図である。

符号の説明

１０…ステアリング装置、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…アウタシャフト、１１ｂ…インナシャフト、１２…ステアリングコラム、１２ａ…アウタコラム、１２ｂ…インナコラム、１２ｃ…転がり軸受、１２ｄ…転がり軸受、１３…ステアリングホイール、１４…ユニバーサルジョイント、１５…中間シャフト、１６…ユニバーサルジョイント、１７…ステアリングギヤ、１８…タイロッド、１９…転舵輪、２０…コラム側ブラケット、２２…車体側部材、２５ａ，２５ｂ…クランプ部、２５ａ１、２５ｂ１…包持部、２５ａ２，２５ｂ２…テレスコ用長孔、２５ａ３，２５ｂ３…クランプ力付加部、２６…車両後方側車体ブラケット（車体側ブラケット）、２６ａ…フランジ、２６ｂ，２６ｃ…側板、２７…クランプ装置、２７ａ…締付けロッド、２７ｃ…操作レバー、２８ａ，２８ｂ１，２８ｂ２…切り欠き、３０…スリット、２９…キーロック穴、３１…補強部、３１ａ…スリット端部側補強部、３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ…補強部、Ｐ１…コラム軸、Ｐ２…スリットの軸線

Claims (4)

1. ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムを、円筒形状のインナコラムと、このインナコラムにコラム軸方向に相対的に摺動可能に外嵌されている円筒形状のアウタコラムとで構成するとともに、車体側部材に固定された車体側ブラケットと、この車体側ブラケットの内側に配置され、前記アウタコラムの下部に前記コラム軸方向に延在する１条のスリットを形成することで縮径可能に前記アウタコラムに一体に設けられ、前記インナコラムの外周を包持するクランプ部と、前記車体側ブラケットを締付けて前記クランプ部を縮径させることで前記コラム軸方向に相対移動不能に前記クランプ部を前記インナコラムにクランプするクランプ装置と、前記アウタコラムの下部に形成され、ステアリングロック装置のロックキーが挿通するキーロック穴とを備えたステアリング装置において、
   前記アウタコラムの下部に形成したスリットの軸線を、前記コラム軸を含む垂直平面に対して前記キーロック穴から離間する方向にオフセットさせたことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記スリットの軸線は、コラム軸を含む垂直平面に対して平行に延在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。
3. 前記スリットの軸線は、コラム軸を含む垂直平面に対して交差した状態でオフセットし、前記キーロック穴側に位置するスリット端部がキーロック穴から離間するように延在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。
4. 前記キーロック穴側に位置するスリット端部の開口周縁に補強部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のステアリング装置。

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