JP5212403B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明はステアリング装置、特に、アウターコラムとインナーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合することによって、ステアリングホイールのテレスコピック位置の調整を行うとともに、二次衝突時に、ステアリングホイールが車体前方側にコラプス移動して衝撃荷重を吸収するようにしたステアリング装置に関する。

アウターコラムとインナーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合することによって、ステアリングホイールのテレスコピック位置の調整を行うようにしたテレスコピック式のステアリング装置がある。また、ステアリングホイールのテレスコピック位置とチルト位置の両方の調整を行うようにしたチルト・テレスコピック式のステアリング装置がある（特許文献１、特許文献２）。

このようなステアリング装置においては、テレスコピック位置の調整が完了した後で、スリットを有するアウターコラムを縮径して、インナーコラムの外周をアウターコラムの内周で締め付け、アウターコラムに対して軸方向に相対的に移動不能にインナーコラムをクランプしている。また、車体後方側にステアリングホイールを装着したアッパーステアリングシャフトに、ロアーステアリングシャフトがスプライン係合等によってテレスコピック移動可能に係合して、ステアリングホイールの回転をステアリングギヤに伝達し、車輪の操舵角を変える。

このようなステアリング装置を車体に取り付ける前の状態で、操作レバーを誤って操作し、アウターコラムに対するインナーコラムのテレスコピッククランプを解除してしまうことがある。すると、アウターコラムからインナーコラムが抜け出して、ステアリングシャフトのスプライン係合も外れてしまう場合がある。

電動式パワーステアリング装置では、ステアリングホイール側の入力軸と車輪側の出力軸をトーションバーで連結し、このトーションバーの捩れをトルクセンサで検出し、この検出結果から、トーションバーに作用するトルクを検出し、電動モータを駆動して、所要の操舵補助力を出力軸に付与している。

そのため、ステアリングホイールの中立状態と車輪側の中立状態を精度良く一致させる必要があり、ステアリングホイールの回転が伝達されるアッパーステアリングシャフトのスプラインの位相と、車輪側に回転を伝達するロアーステアリングシャフトのスプラインの位相を精度良く一致させて組み付けている。従って、ステアリングシャフトのスプライン係合が一度外れてしまうと、アッパーステアリングシャフトとロアーステアリングシャフトのスプラインの位相を精度良く一致させて組み付け直す作業に時間がかかってしまう問題が生じる。

特許第３８５５６３４号公報 国際公開第ＷＯ２００６／０１１３７８号パンフレット

本発明は、アウターコラムに対してインナーコラムのテレスコピッククランプを解除しても、アウターコラムからインナーコラムが抜け出さないようにしたステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体前方側が車体に取付可能なインナーコラム、上記インナーコラムの車体後方側に配置され、インナーコラムに軸方向に相対的にテレスコピック移動可能に嵌合され、二次衝突時に車体前方側にコラプス移動可能なアウターコラム、車体に取付け可能な車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットの側板を締付け、上記アウターコラムをインナーコラムにテレスコピック移動不能にクランプする締付けロッド、車体前方端が上記インナーコラムに固定され、インナーコラムの軸心に平行に上記締付けロッド近傍まで延びる抜け止め板、上記抜け止め板にコラプス移動距離よりも長く形成され、上記締付けロッドが挿通される長溝を有し、上記車体取付けブラケットの側板に上記抜け止め板の車体後方端が締め付けられていることを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記抜け止め板が複数重ね合わされていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置は、車体前方端がインナーコラムに固定され、インナーコラムの軸心に平行に締付けロッド近傍まで延びる抜け止め板と、抜け止め板にコラプス移動距離よりも長く形成され、締付けロッドが挿通される長溝を有し、車体取付けブラケットの側板に抜け止め板の車体後方端が締め付けられている。

従って、アウターコラムに対するインナーコラムのテレスコピッククランプを解除しても、アウターコラムからインナーコラムが抜け出さず、ステアリングシャフトのスプライン係合も外れない。

本発明の実施例１のステアリング装置の全体斜視図である。 本発明の実施例１のステアリング装置の要部を示す斜視図である。 図２の下面図である。 図２の縦断面図である。 本発明の実施例２のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、実施例１の図２相当図である。

以下の実施例では、ステアリングホイールのチルト位置とテレスコピック位置の両方の調整を行うチルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は本発明の実施例１のステアリング装置の全体斜視図であり、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。図１に示すコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５に取付けた操舵補助部（電動アシスト機構）１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト１０６を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラックを往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。

図２は本発明の実施例１のステアリング装置の要部を示す斜視図、図３は図２の下面図、図４は図２の縦断面図である。図２から図４に示すように、インナーコラム１０の外周には、軸方向に摺動可能にアウターコラム１１が嵌合している。アウターコラム１１には、ステアリングシャフト１２が回転可能に軸支され、ステアリングシャフト１２の右端（車体後方側）には、図１のステアリングホイール１０１が固定されている。本発明の実施例では、アウターコラム１１は、アルミダイカスト製の一体成型品であるが、鋼管にディスタンスブラケットを溶接したものであってもよい。また、軽量化を目的として、マグネシウムダイカスト製であってもよい。

アウターコラム１１の左側（車体前方側）には、アウターコラム１１を左右両側から挟み込むようにして、車体取付けブラケット３が取付けられている。車体取付けブラケット３は、車体４１に固定されたアルミ合金製等のカプセル４２を介して、車体前方側に離脱可能に取付けられている。

アウターコラム１１は、二次衝突時にステアリングホイール１０１に運転者が衝突して大きな衝撃力が作用すると、カプセル４２から車体取付けブラケット３が車体前方側に離脱し、インナーコラム１０に案内されて車体前方側にコラプス移動する。このとき、図示しない衝撃エネルギー吸収機構が塑性変形等のエネルギー吸収手段により衝撃エネルギーを吸収する。この衝撃エネルギー吸収手段として、例えば、カプセル４２に配置したワイヤやプレートを用い、これを車体取付けブラケット３でしごいて塑性変形させることにより、衝突時の衝撃エネルギーを吸収させる方法等を採用することができる。

インナーコラム１０の車体前方側（左側）には、操舵補助部１０２（電動アシスト機構）のハウジング２１の右端が圧入によって固定される。操舵補助部１０２は、電動モータ２３、減速ギヤボックス部２４、出力軸２５等から構成されている。インナーコラム１０は、その下部で直接的に、あるいは、操舵補助部１０２を介して間接的に、下部車体取付けブラケット２２の枢動ピン２２１によって車体４１に対しチルト可能に支持されている。

操舵補助部１０２は、ステアリングシャフト１２に作用するトルクを検出し、電動モータ２３を駆動して、出力軸２５を所要の操舵補助力で回転させ、中間シャフト１０６を経由して、ステアリングギヤ１０３に連結され、車輪の操舵角を変えることができる。

図４に示すように、車体取付けブラケット３は、上板３２と、この上板３２から下方に延びる側板３３、３４を有している。上記アウターコラム１１には、アウターコラム１１の下方に突出して、ディスタンスブラケット１３が一体的に形成されている。ディスタンスブラケット１３の側面１４、１５は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４の内側面３３１、３４１に摺動可能に接している。

車体取付けブラケット３の側板３３、３４には、チルト調整用長溝３５、３６が形成されている。チルト調整用長溝３５、３６は、上記した下部車体取付けブラケット２２に設けられた枢動ピン２２１を中心とする円弧状に形成されている。ディスタンスブラケット１３には、図４の左右方向に延びると共に、アウターコラム１１の軸心方向に長く延びるテレスコ調整用長溝１６、１７が形成されている。

丸棒状の締付けロッド５が、上記チルト調整用長溝３５、３６及びテレスコ調整用長溝１６、１７を通して、図４の左側から挿入されている。締付けロッド５の左端には円筒状の頭部５１が形成されている。締付けロッド５には、頭部５１と側板３３の外側面３３２との間に、固定カム５２、可動カム５３、操作レバー５４が、この順で外嵌されている。また、締付けロッド５の右端に形成された雄ねじ５６にナット５５の内径部に形成された雌ねじ（図示せず）がねじ込まれ、ナット５５の左端面が側板３４の外側面３４２に当接している。

側板３３の外側面３３２と固定カム５２の右端面との間に挟まれて、１枚の抜け止め板６が、テレスコ方向（図４の紙面に直交する方向）に延在して配置されている。抜け止め板６は、インナーコラム１０、アウターコラム１１の軸心に平行で、その車体前方端がインナーコラム１０の車体前方側の端部近傍で、その車体後方端が締付けロッド５の近傍まで延びて配置されている。

抜け止め板６は、その車体前方端が、ボルト６２によって、ハウジング２１の側面に形成された取付座２６に固定されている。なお、インナーコラム１０の車体前方端に直接取付座を形成し、この取付座に抜け止め板６の車体前方端をボルト止めしてもよい。抜け止め板６には、締付けロッド５が挿通される長溝６１が形成され、長溝６１は、アウターコラム１１のコラプス移動距離Ｌ（図２参照）よりも若干長く形成されている。

固定カム５２と可動カム５３の対向する端面には、相補的な傾斜カム面が形成され、互いに噛み合っている。可動カム５３の左側面に連結された操作レバー５４を手で操作すると、可動カム５３が固定カム５２に対して回動する。

操作レバー５４をクランプ方向に回動すると、固定カム５２の傾斜カム面の山に可動カム５３の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付けロッド５を図４の左側に引っ張ると同時に、固定カム５２を図４の右側に押す。

抜け止め板６は、固定カム５２の右端面によって右側に押され、側板３３を内側に変形させ、側板３３の内側面３３１をディスタンスブラケット１３の側面１４に強く押しつける。同時に、右側のナット５５は、側板３４を内側に変形させ、側板３４の内側面３４１をディスタンスブラケット１３の側面１５に強く押しつける。

このようにして、抜け止め板６を介して、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３を、車体取付けブラケット３に強固に締付けることができる。従って、車体取付けブラケット３に対してアウターコラム１１が固定され、アウターコラム１１のチルト方向の変位及びテレスコ方向の変位が阻止される。

自動車が他の自動車等に衝突し、運転者が慣性でステアリングホイール１０１に二次衝突すると、アウターコラム１１に車体前方側への衝撃力が作用し、締め付けロッド５、チルト調整用長溝３５、３６を介して、車体取付けブラケット３に衝撃力が伝わる。

この衝撃力によって、車体取付けブラケット３がカプセル４２から車体前方側に抜け出し、車体前方側にコラプス移動する。車体取付けブラケット３、アウターコラム１１は、締付けロッド５が抜け止め板６の長溝６１に案内されて、円滑にコラプス移動する。コラプス移動中に、図示しない衝撃エネルギー吸収機構により衝撃エネルギーが吸収される。

なお、抜け止め板６と固定カム５２の右端面との間の摩擦力、及び、抜け止め板６と側板３３の外側面３３２との間の摩擦力も働くため、これによって、追加的に衝突時の衝撃エネルギーを吸収させるようにすることができる。この場合、抜け止め板６は上記摩擦力の耐え、座屈を起こさない充分に剛性をもったものを使用することが必要である。逆に、抜け止め板６によるエネルギー吸収が実質的に行われないように、抜け止め板６を薄い鋼板、非導電性、導電性のいずれでもよいがゴム板、樹脂板等で作り非常に座屈し易くして、上記衝撃エネルギー吸収機構の特性に実質的に影響を及ぼさないようにすることもできる。

次に、運転者が操作レバー５４を締付解除方向に回動すると、フリーな状態における間隔がディスタンスブラケット１３の側面１４、１５の外側の幅より広く設定された車体取付けブラケット３の側板３３、３４が、挟持方向と反対の方向へそれぞれ弾性復帰する。

そこで、前記アウターコラム１１は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４に対してフリーな状態となる。従って、前記締付けロッド５をチルト調整用長溝３５、３６に案内させつつチルト方向に変位させたり、前記締付けロッド５に沿って、ディスタンスブラケット１３のテレスコ調整用長溝１６、１７を案内させつつ、アウターコラム１１をテレスコ方向に変位させることで、ステアリングホイール１０１のチルト方向及びテレスコ方向の調整を任意に行うことができる。

車体取り付けに際し、予め組み立てられたステアリング装置を車体４１に取り付けるまでの間に、偶発的に誤って操作レバー５４を締付解除方向に回動することが起こりうる。もし、このとき、本願のような抜け止め板６が備えられていないとすると、アウターコラム１１は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４、及びインナーコラム１０に対してフリーな状態となるため、車体取り付け作業のためにこれを持ち上げようとしたとき、アウターコラム１１がインナーコラム１０から抜け落ちてしまう可能性がある。そのような場合、冒頭で述べたようにスプラインの位相を合わせるための作業が必要となるので、作業効率が大幅に低下することになる。ところが、本願発明によれば、インナーコラム１０からアウターコラム１１が抜け出そうとすると、締付けロッド５が抜け止め板６の長溝６１の車体後方端の閉鎖端部に引っ掛かるため、インナーコラム１０からアウターコラム１１が抜け出すことはないので、上のような作業効率の低下を招くことがない。

次に本発明の実施例２について説明する。図５は本発明の実施例２のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、実施例１の図２相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例２は、抜け止め板を複数取り付けて、抜け止め板等による衝突時の衝撃エネルギー吸収性能を向上させた例である。すなわち、図５に示すように、実施例１の抜け止め板６と全く同一形状の抜け止め板６Ａを用意し、抜け止め板６Ａの車体前方端を、抜け止め板６に重ね合わせ、ボルト６２によって、ハウジング２１の側面に形成された取付座２６に固定する。また、抜け止め板６Ａの長溝６１に、ワッシャ６３を介して締付けロッド５を挿通した後、頭部５１と側板３３の外側面３３２との間で、固定カム５２、可動カム５３、操作レバー５４で挟み込む。

このように構成すれば、コラプス移動中に、抜け止め板６と抜け止め板６Ａとの間の摩擦力がさらに加わるため、衝突時の衝撃エネルギーをより効果的に吸収することができる。抜け止め板の数をさらに増やせば、衝突時の衝撃エネルギー吸収性能がさらに向上するため好ましい。

上記実施例では、抜け止め板を車体取付けブラケットの側板の外側面に配置しているが、車体取付けブラケットの側板の内側面とディスタンスブラケットの側面との間に配置してもよい。また、上記実施例では、抜け止め板を車体取付けブラケットの片側の側板に配置しているが、車体取付けブラケットの両側の側板に配置すれば、衝突時の衝撃エネルギー吸収性能がさらに向上する。場合により、これまで図示しない衝撃エネルギー吸収機構があるとして説明されている元々あった衝撃エネルギー吸収機構を廃し、この抜け止め板によってのみ衝撃エネルギー吸収をさせるようにすることも考えられる。また、チルト／テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明したが、テレスコピック位置だけの調整が可能なテレスコピック式のステアリング装置に適用してもよい。

１０１ ステアリングホイール
１０２ 操舵補助部（電動アシスト機構）
１０３ ステアリングギヤ
１０４ タイロッド
１０５ コラム
１０６ 中間シャフト
１０ インナーコラム
１１ アウターコラム
１２ ステアリングシャフト
１３ ディスタンスブラケット
１４、１５ 側面
１６、１７ テレスコ調整用長溝
２１ ハウジング
２２ 下部車体取付けブラケット
２２１ 枢動ピン
２３ 電動モータ
２４ 減速ギヤボックス部
２５ 出力軸
２６ 取付座
３ 車体取付けブラケット
３２ 上板
３３、３４ 側板
３３１、３４１ 内側面
３３２、３４２ 外側面
３５、３６ チルト調整用長溝
４１ 車体
４２ カプセル
５ 締付けロッド
５１ 頭部
５２ 固定カム
５３ 可動カム
５４ 操作レバー
５５ ナット
５６ 雄ねじ
６ 抜け止め板
６Ａ 抜け止め板
６１ 長溝
６２ ボルト
６３ ワッシャ

Claims (2)

1. 車体前方側が車体に取付可能なインナーコラム、
   上記インナーコラムの車体後方側に配置され、インナーコラムに軸方向に相対的にテレスコピック移動可能に嵌合され、二次衝突時に車体前方側にコラプス移動可能なアウターコラム、
   車体に取付け可能な車体取付けブラケット、
   上記車体取付けブラケットの側板を締付け、上記アウターコラムをインナーコラムにテレスコピック移動不能にクランプする締付けロッド、
   車体前方端が上記インナーコラムに固定され、インナーコラムの軸心に平行に上記締付けロッド近傍まで延びる抜け止め板、
   上記抜け止め板にコラプス移動距離よりも長く形成され、上記締付けロッドが挿通される長溝を有し、
   上記車体取付けブラケットの側板に上記抜け止め板の車体後方端が締め付けられていること
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記抜け止め板が複数重ね合わされていること
   を特徴とするステアリング装置。

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