JP5551524B2 - ステアリング装置および連結ワイヤ - Google Patents

Description

本願は、ステアリング装置と、ステアリング装置に用いられる連結ワイヤに関する。

車両のステアリング装置として、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングコラムを伸縮させることで、ステアリングホイールの前後位置を調整可能な、テレスコピック式のステアリング装置が知られている。一般に、テレスコピック式のステアリング装置では、アッパチューブとロアチューブを組み合わせてステアリングコラムが構成されており、そのステアリングコラム内に伸縮可能なステアリングシャフトが収容されている。従来のテレスコピック式ステアリング装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２０１０−１１１２９９号公報

テレスコピック式のステアリング装置を車両に組み付ける際には、まずアッパチューブとロアチューブを組み付けてステアリングコラムとし、その後にステアリングコラムを車両に組み付ける。この際に、アッパチューブとロアチューブはステアリングシャフトの軸方向に沿って相対変位が可能であるから、組み付け作業中に両者の相対位置が大きくずれてしまう場合があり、作業性が悪い。近年、ステアリングコラムは重量化が進んでおり、車両への組付け作業の困難の度合いがますます増加している。ステアリングコラムの組付け作業性を改善する技術が期待されている。

上記の組み付け作業性を改善するために、例えば金属製のワイヤを用いてアッパチューブとロアチューブを連結しておいて、その状態でステアリングコラムを車両に組み付ける方式が考えられる。この方式によれば、アッパチューブとロアチューブの相対変位がワイヤによって規制されているので、ステアリングコラムの車両への組付け作業をより容易に行うことが可能となる。しかしながら、ステアリングコラムを車両に組付けた後もワイヤを取り外さずにそのままとした場合、ワイヤへ通電するおそれがある。例えば電動パワーステアリング型のステアリング装置の場合には、ロアチューブに電気モータや制御回路等が搭載されており、ロアチューブに供給されるバッテリからの電力がワイヤにも通電するおそれがある。ワイヤに通電してしまうと、ワイヤが高温となり、周囲の部材に悪影響を与えてしまう。

本発明は上記課題を解決する。本発明では、アッパチューブとロアチューブが相対変位可能なステアリング装置において、周囲の部材へ悪影響を与えることなく、アッパチューブとロアチューブの相対変位を規制することが可能な技術を提供する。

本発明はステアリング装置として具現化される。本発明のステアリング装置は、アッパチューブとロアチューブを備え、両者が相対変位可能なステアリング装置である。そのステアリング装置は、少なくとも一部が絶縁部材によって形成され、一方の端部と他方の端部が電気的に絶縁されている連結ワイヤを備えている。そのステアリング装置では、当該連結ワイヤによってアッパチューブとロアチューブが連結されている。そのステアリング装置では、当該連結ワイヤによって組み付け時のアッパチューブとロアチューブの相対変位が規制される。

上記のステアリング装置では、アッパチューブとロアチューブを連結している連結ワイヤが、その一方の端部と他方の端部が電気的に絶縁されているので、連結ワイヤに通電してしまうことがない。通電により連結ワイヤが高温となって周囲の部材に悪影響を及ぼす事態を未然に防止することができる。

上記のステアリング装置は、前記連結ワイヤが、金属ワイヤと、前記金属ワイヤの一端と一体的に形成された金属ブロックと、前記金属ブロックの外周を覆う樹脂カラーと、前記樹脂カラーを包むように前記樹脂カラーにカシメ接合された金属端子を備えることが好ましい。

上記のステアリング装置では、金属ブロックと金属端子の間に樹脂カラーが介在しており、金属端子は金属ブロックと直接接触することなく、金属ブロックを保持している。すなわち、金属ブロックは金属端子と電気的に絶縁されており、金属ブロックと一体的に形成されている金属ワイヤも、金属端子と電気的に絶縁されている。上記のステアリング装置によれば、製造しやすい簡単な構造の連結ワイヤを用いていながら、連結ワイヤへの通電を確実に防止することができる。

上記のステアリング装置は、前記金属ブロックの樹脂カラーで覆われていない部分にリブが形成されており、前記樹脂カラーの前記金属ブロックのリブと当接する部分にリブが形成されており、前記樹脂カラーのリブが、前記金属ブロックのリブと前記金属端子のカシメ部に密着して挟まれていることが好ましい。

上記の連結ワイヤにおいて、金属ワイヤに張力が作用すると、その張力は金属ブロックのリブ、樹脂カラーのリブ、金属端子のカシメ部を介して、金属端子に伝達する。この際に、樹脂カラーに作用する主な荷重は、リブに作用する圧縮荷重であり、樹脂カラーには引張荷重やせん断荷重はほとんど作用しない。従って、樹脂カラーの板厚を必要以上に厚くしなくとも、耐久性の高い連結ワイヤを実現することができる。

本発明は連結ワイヤとして具現化することもできる。本発明の連結ワイヤは、アッパチューブとロアチューブを備え、両者が相対変位可能なステアリング装置において、アッパチューブとロアチューブを連結し、組み付け時のアッパチューブとロアチューブの相対変位を規制するために用いられる。その連結ワイヤは、少なくとも一部が絶縁部材によって形成され、一方の端部と他方の端部が電気的に絶縁されている。

本発明のステアリング装置および連結ワイヤによれば、周囲の部材へ悪影響を与えることなく、アッパチューブとロアチューブの相対変位を規制することができる。

実施例１のステアリング装置１の構成を模式的に示す図。 実施例１の連結ワイヤ３０の全体的な構成を示す図。 実施例１の連結ワイヤ３０の下側端部３２の外観を示す斜視図。 実施例１の連結ワイヤ３０の下側端部３２の内部構造を示す縦断面図。 実施例１の連結ワイヤ３０がセンサハウジング１３に対して回転した場合の様子を模式的に示す図。 実施例１の連結ワイヤ３０の下側端部３２をセンサハウジング１３に上向きに取り付けた場合の様子を模式的に示す図。 実施例１の連結ワイヤ３０の下側端部３２をセンサハウジング１３に下向きに取り付けた場合の様子を模式的に示す図。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るステアリング装置１の側面図である。本実施例のステアリング装置１は、電動パワーステアリング装置として構成されている。ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を内部に収容して回動可能に支持する筒状のステアリングコラム３を備えている。

ステアリングシャフト２は、アッパシャフトとロアシャフトのスプライン嵌合により、軸方向に沿って伸縮可能に構成されている。ステアリングシャフト２の上端には、ステアリングホイール４が連結されており、ステアリングシャフト２の下端には、自在継手５を介して中間軸６が連動連結され、この中間軸６の下端に、自在継手７を介してピニオン軸８が連動連結されている。ピニオン軸８に形成されたピニオン８ａと、当該ピニオン８ａに噛み合うラック軸９とによって、ラックアンドピニオン機構からなる操舵機構１０が構成されている。なお、図示していないが、ラック軸９の左右方向（図１の紙面貫通方向）の各端部は、タイロッドおよびナックルアームを介して対応する操向輪に連結されている。

ステアリングコラム３は、アッパチューブ１１と、アッパチューブ１１の下端側に連結されたロアチューブ１２と、ロアチューブ１２の下端側に固定されたセンサハウジング１３と、センサハウジング１３の下端側に固定されたギヤハウジング１４とを備えている。ロアチューブ１２の上端はアッパチューブ１１の下端に、軸方向に沿って摺動可能に挿入されている。このため、ステアリングコラム３は、ステアリングシャフト２の伸縮に応じて、軸方向に伸縮可能である。これにより、ステアリングホイール４の前後方向位置を調整できるようになっている。センサハウジング１３の内部には、ステアリングシャフト２に近接して操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１５が収容されている。ギヤハウジング１４には、ステアリングシャフト２に操舵捕助力を付与するための電動モータ１６と、電動モータ１６の動作を制御する制御部２５が取り付けられている。

図示していないが、ギヤハウジング１４の内部には減速機構が収容されており、この減速機構は、電動モータ１６の出力軸に連結された駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合いかつステアリングシャフト２に同軸心状に連結された従動ギヤとを有している。ステアリングホイール４が運転者により操舵されると、車体側のＥＣＵ（Electronic Control Unit）と連動する制御部２５が、トルクセンサ１５の検出値と車速の検出値に基づいて、所定電圧で電動モータ１６を駆動する。そして、この電動モータ１６の駆動力がギヤハウジング１４内の減速機構を介してステアリングシャフト２に伝達されることにより、運転者のステアリング操作に対する操舵補助が行われる。

ステアリングコラム３の下端部は、ピボット軸１９を含むヒンジ機構２０により、上下方向に回動可能に支持されている。すなわち、ギヤハウジング１４に設けられた左右一対の突出部１７であるコラムブラケットにピボット軸１９が設けられており、ピボット軸１９は、サポートブラケット１８に支持されている。このため、ステアリングコラム３全体がステアリングホイール４とともに、ピボット軸１９の回りに揺動可能であり、これにより、ステアリングホイール４の高さ方向位置を調整できるようになっている。

ステアリングコラム３のアッパチューブ１１には、操作レバー２１に対する操作によって、ステアリングコラム３の伸縮および揺動のロック／アンロックを行うロック機構２４を収容したサポートハウジング２２が固定されている。運転者は、操作レバー２１をアンロック状態に切り替えてから、ステアリングホイール４を所望の位置に調整し、その後、操作レバー２１をロック状態に戻すことにより、ステアリングホイール４の前後方向位置および高さ方向位置の調節を行うことができる。

サポートブラケット１８とサポートハウジング２２は、何れも車体側のメインブラケット２３に対して固定されている。

ロアチューブ１２に固定されたセンサハウジング１３と、アッパチューブ１１に固定されたサポートハウジング２２は、連結ワイヤ３０によって連結されている。すなわち、連結ワイヤ３０によってアッパチューブ１１とロアチューブ１２が連結されている。連結ワイヤ３０の下側端部３２は、センサハウジング１３の外周面に形成されたワイヤ連結部２７にねじ２８によって連結されている。ワイヤ連結部２７の周囲には、連結ワイヤ３０のセンサハウジング１３に対する相対回転を規制する回り止め２６が形成されている。連結ワイヤ３０の上側端部３３は、サポートハウジング２２の上面に形成されたワイヤ連結部２９にねじによって連結されている。図１に示すように、連結ワイヤ３０の下側端部３２がセンサハウジング１３に取り付けられる位置と、連結ワイヤ３０の上側端部３３がサポートハウジング２２に取り付けられる位置は、ステアリングコラム３の軸周りに９０度異なる角度となるように配置されている。

図２は連結ワイヤ３０の全体構成を示している。連結ワイヤ３０は、硬鋼線材である金属ワイヤ３１と、センサハウジング１３に連結する下側端部３２と、サポートハウジング２２に連結する上側端部３３から構成されている。上側端部３３には、サポートハウジング２２にねじ止めされる座金部３３ａを有する金属製の端子３３ｂが形成されている。

図３および図４は連結ワイヤ３０の下側端部３２の詳細を示している。下側端部３２は、金属ブロック３４と、樹脂カラー３５と、金属端子３６を備えている。

金属ブロック３４は、略円柱状に形成された、亜鉛ダイカスト製のブロック状部材である。図４に示すように、金属ブロック３４は、インサート鋳造によって、金属ワイヤ３１の先端部３１ａと一体的に形成されている。金属ブロック３４の先端側（金属ワイヤ３１が伸びている側の反対側）には、上方に突出するリブ３４ｂが形成されている。

樹脂カラー３５は、金属ブロック３４の外周を覆う形状に形成されている。樹脂カラー３５は下面側に切れ込みを有する形状で形成されており、その切れ込みを開くように樹脂カラー３５を弾性変形させて金属ブロック３４を内部に収容することで、金属ブロック３４に組み付けられる。金属ブロック３４に樹脂カラー３５を組み付けると、図４に示すように、金属ブロック３４に形成された係合孔３４ａに樹脂カラー３５に形成された係合爪３５ａが係合して、樹脂カラー３５が金属ワイヤ３１側に抜け出てしまうことを防止する。また、樹脂カラー３５の先端側（金属ワイヤ３１が伸びている側の反対側）と後端側（金属ワイヤ３１が伸びている側）には、上方に突出する先端側リブ３５ｂと後端側リブ３５ｃがそれぞれ形成されている。なお、金属ブロック３４のリブ３４ｂは、金属ブロック３４に樹脂カラー３５を組み付けたときに、樹脂カラー３５で覆われない部分に形成されている。また、樹脂カラー３５の先端側リブ３５ｂは、金属ブロック３４に樹脂カラー３５を組み付けたときに、金属ブロック３４のリブ３４ｂと当接する部分に形成されている。

金属端子３６は、樹脂カラー３５にカシメ接合されるカシメ部３７と、センサハウジング１３にねじ止めされる座金部３８を備えている。カシメ部３７は、底板３７ａと、底板３７ａから左右に伸びる側板３７ｂから構成されており、底板３７ａ上に樹脂カラー３５を載置した状態で、樹脂カラー３５を両側から包むように側板３７ｂをカシメることで、金属端子３６は樹脂カラー３５に取り付けられる。金属端子３６を樹脂カラー３５に取り付けた状態では、樹脂カラー３５の先端側リブ３５ｂは、金属ブロック３４のリブ３４ｂとカシメ部３７の側板３７ｂに密着して挟まれており、樹脂カラー３５の後端側リブ３５ｃは、カシメ部３７の側板３７ｂに当接している。なお、金属端子３６には結露を抑制する表面処理が施されており、樹脂カラー３５の吸水による腐食や、金属端子３６の電食が防止されている。

金属ワイヤ３１に張力が作用すると、その張力は金属ブロック３４のリブ３４ｂ、樹脂カラー３５の先端側リブ３５ｂ、金属端子３６のカシメ部３７の側板３７ｂを介して、金属端子３６の座金部３８に伝達する。この際に、樹脂カラー３５に作用する主な荷重は、先端側リブ３５ｂに作用する圧縮荷重であり、樹脂カラー３５には引張荷重やせん断荷重はほとんど作用しない。従って、樹脂カラー３５の板厚を必要以上に厚くしなくとも、耐久性の高い下側端部３２を実現することができる。

連結ワイヤ３０の下側端部３２では、金属端子３６のカシメ部３７をカシメる方向が、金属ワイヤ３１に張力が作用する方向とは直交している。このような構成とすることにより、金属ワイヤ３１に大きな張力が作用した場合でも、金属端子３６のカシメ部３７が開いてしまうことがない。耐久性の高い下側端部３２を実現することができる。

図４に示すように、金属端子３６は、座金部３８の座面がカシメ部３７の底板３７ａに対してオフセットした形状に形成されており、金属ワイヤ３１の軸線が座金部３８の板厚の範囲内に位置している。従って、金属ワイヤ３１に張力が作用した場合でも、下側端部３２には大きな曲げモーメントが作用しない。また、下側端部３２をセンサハウジング１３に取り付ける際に、図６Ａに示すように上向きに取り付けた場合でも、図６Ｂに示すように下向きに取り付けた場合でも、下側端部３２がロアチューブ１２に干渉してしまうことがない。下側端部３２をセンサハウジング１３に取り付ける際の作業性を向上することができる。

連結ワイヤ３０の下側端部３２では、金属ブロック３４と金属端子３６の間に樹脂カラー３５が介在しており、金属端子３６は金属ブロック３４と直接接触することなく、金属ブロック３４を保持している。すなわち、金属ブロック３４は金属端子３６と電気的に絶縁されており、先端が金属ブロック３４にインサートされている金属ワイヤ３１も、金属端子３６と電気的に絶縁されている。従って、連結ワイヤ３０をセンサハウジング１３とサポートハウジング２２の間に連結した場合でも、センサハウジング１３と金属ワイヤ３１の間は電気的に絶縁されており、センサハウジング１３とサポートハウジング２２の間も電気的に絶縁されている。

図２や図３に示すように、樹脂カラー３５の先端側の端部には、複数の樹脂ストッパ３９が形成されている。図５に示すように、下側端部３２をワイヤ連結部２７に組み付けた状態で、連結ワイヤ３０がセンサハウジング１３に対して相対的に回転した場合であっても、金属ブロック３４や金属ワイヤ３１よりも先に、樹脂ストッパ３９が回り止め２６に接触する。従って、連結ワイヤ３０がセンサハウジング１３に対して相対的に回転し、回り止め２６によってその回転が規制される場合であっても、センサハウジング１３と金属ワイヤ３１の間の電気的な絶縁を確保することができる。また、この樹脂ストッパ３９は、樹脂カラー３５の先端側にのみ形成されており、後端側には形成されていないので、金属ブロック３４に樹脂カラー３５を組み付ける際に、作業者が組付け方向を間違えにくく、逆組付けを防止することができる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１ ステアリング装置
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ ステアリングホイール
５ 自在継手
６ 中間軸
７ 自在継手
８ ピニオン軸
８ａ ピニオン
９ ラック軸
１０ 操舵機構
１１ アッパチューブ
１２ ロアチューブ
１３ センサハウジング
１４ ギヤハウジング
１５ トルクセンサ
１６ 電動モータ
１７ 突出部
１８ サポートブラケット
１９ ピボット軸
２０ ヒンジ機構
２１ 操作レバー
２２ サポートハウジング
２３ メインブラケット
２４ ロック機構
２５ 制御部
２６ 回り止め
２７ ワイヤ連結部
２９ ワイヤ連結部
３０ 連結ワイヤ
３１ 金属ワイヤ
３１ａ 先端部
３２ 下側端部
３３ 上側端部
３３ａ 座金部
３３ｂ 端子
３４ 金属ブロック
３４ａ 係合孔
３４ｂ リブ
３５ 樹脂カラー
３５ａ 係合爪
３５ｂ 先端側リブ
３５ｃ 後端側リブ
３６ 金属端子
３７ カシメ部
３７ａ 底板
３７ｂ 側板
３８ 座金部
３９ 樹脂ストッパ

Claims (4)

1. アッパチューブとロアチューブを備え、両者が相対変位可能なステアリング装置であって、
   少なくとも一部が絶縁部材によって形成され、一方の端部と他方の端部が電気的に絶縁されている連結ワイヤを備えており、
   当該連結ワイヤによってアッパチューブとロアチューブが連結されており、
   当該連結ワイヤによって組み付け時のアッパチューブとロアチューブの相対変位が規制される、ステアリング装置。
2. 前記連結ワイヤが、
   金属ワイヤと、
   前記金属ワイヤの一端と一体的に形成された金属ブロックと、
   前記金属ブロックの外周を覆う樹脂カラーと、
   前記樹脂カラーを包むように前記樹脂カラーにカシメ接合された金属端子を備える請求項１のステアリング装置。
3. 前記金属ブロックの樹脂カラーで覆われていない部分にリブが形成されており、
   前記樹脂カラーの前記金属ブロックのリブと当接する部分にリブが形成されており、
   前記樹脂カラーのリブが、前記金属ブロックのリブと前記金属端子のカシメ部に密着して挟まれている請求項２のステアリング装置。
4. アッパチューブとロアチューブを備え、両者が相対変位可能なステアリング装置において、アッパチューブとロアチューブを連結し、組み付け時のアッパチューブとロアチューブの相対変位を規制するために用いられる連結ワイヤであって、
   少なくとも一部が絶縁部材によって形成され、一方の端部と他方の端部が電気的に絶縁されている連結ワイヤ。

Images