JP5850115B2

JP5850115B2 - 自動車用ステアリング装置

Info

Publication number: JP5850115B2
Application number: JP2014183515A
Authority: JP
Inventors: 恒山本; 典智成田; 洋平中里
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: EP2712771A4; JPWO2012157703A1; US20130199866A1; CN102933448A; JP5614449B2; US9073567B2; WO2012157703A1; EP2712771A1; JP2014223917A; CN102933448B; EP2712771B1

Description

本発明は、操舵輪に舵角を付与するために使用される自動車用ステアリング装置、特に、電動式パワーステアリング装置を備えた自動車用ステアリング装置における、ステアリングコラムの前端部と電動式パワーステアリング装置のハウジングとの結合部の構造に関する。

自動車用ステアリング装置は、図８および図９に示すように、ステアリングホイール１の回転をステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達し、この入力軸３の回転に伴って左右１対のタイロッド４を押し引きして、前車輪（操舵輪）に舵角を付与するように構成されている。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト５は、円筒状のステアリングコラム６を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム６に回転自在に支持されている。また、ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７を介して中間シャフト８の後端部に接続し、この中間シャフト８の前端部は、別の自在継手９を介して、前記入力軸３に接続している。

図示した自動車用ステアリング装置は、運転者の操舵をモータの回転により補助する電動式パワーステアリング装置１０を備えているほか、ステアリングホイール１の上下位置を調節するためのチルト機構と、ステアリングホイール１の前後位置を調節するためのテレスコピック機構とを備えている。このため、ステアリングコラム６の前端部を、電動式パワーステアリング装置１０の構成部品を収めたハウジング１１の後端部に結合固定するとともに、このハウジング１１を車体１２に対して、左右方向に配設された横軸１３を中心とする揺動変位を可能に支持している。なお、ハウジング１１の下部側面には、補助動力源である電動モータ１４を支持固定している。また、ステアリングシャフト５は、インナシャフト１５とアウタシャフト１６とを、回転力の伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わせることにより構成されている。一方、ステアリングコラム６は、インナコラム１７とアウタコラム１８とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせることにより構成されている。さらに、アウタコラム１８の後端寄り部分は、車体１２に支持した車体側ブラケット１９に対して、この車体側ブラケット１９に対する固定状態と非固定状態とを切り換え可能に支持されている。

このような支持構造を実現するために、車体側ブラケット１９を構成する１対の挟持板部２０は、アウタコラム１８の後端寄り部分、および、この後端寄り部分の下面に取り付け固定されたコラム側ブラケット２１を、左右両側から挟む位置に配置されている。また、挟持板部２０の互いに整合する位置には、横軸１３を中心とする円弧状の上下方向長孔２２が形成されている。また、コラム側ブラケット２１を構成する左右１対の側板部の互いに整合する位置に、アウタコラム１８の軸方向に長い前後方向長孔２３が形成されている。そして、前後方向長孔２３と上下方向長孔２２とに、杆状部材である調節杆２４が挿通されている。この調節杆２４の基端部には、押圧部である頭部２５が設けられている。そして、この調節杆２４の先端部で上下方向長孔２２から突出した部分には、押圧部である調節ナット２６が螺合し、さらに、この調節ナット２６が、調節レバー２７の基端部に結合固定している。図示の構造では、これら調節杆２４と調節ナット２６と調節レバー２７とが、車体側ブラケット１９とステアリングコラム６との間を固定状態と非固定状態とするための拡縮機構を構成する。

ステアリングホイール１の上下位置や前後位置を調節する場合には、調節レバー２７を操作して、調節ナット２６を弛めることにより、挟持板部２０の内側面同士の間隔を拡げる。これにより、挟持板部２０の内側面とコラム側ブラケット２１の側板部との間に作用する摩擦係合力が十分に低下し、車体側ブラケット１９に対するアウタコラム１８の固定状態が解除される。この状態で、前記ステアリングホイール１の上下位置を調節する場合、調節杆２４が上下方向長孔２２内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６およびステアリングシャフト５を、横軸１３を中心に揺動させる。これに対して、ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、調節杆２４が前後方向長孔２３内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６およびステアリングシャフト５の全長を伸縮させる。調節後、調節レバー２７を操作して、調節ナット２６を締め付ける。これにより、摩擦係合力が十分に上昇し、アウタコラム１８が車体側ブラケット１９に対して固定された状態となる。この結果、ステアリングホイール１が調節後の位置に保持される。

ところで、このようなステアリング装置を構成する、ステアリングコラム６の前端部と前記ハウジング１１の後端部との結合構造として、これら前端部と後端部とを軸方向に嵌め合わせた状態で結合固定する構造が、広く採用されている。このような結合構造の例として、特開２０１１−４６３０９号公報には、ハウジングの後端部に設けられた円筒部に、ステアリングコラムの円筒状の前端部を、締り嵌めで外嵌および圧入する構造が記載されている。また、特開２０００−８５５９６号公報には、ハウジングの後端部に設けられた円筒部に、ステアリングコラムの欠円筒状の前端部を外嵌するとともに、この前端部に緊締具を外嵌し、この緊締具によりこの前端部を弾性的に縮径させることで、この前端部の内周面を円筒部の外周面に強く摩擦係合させる構造が記載されている。また、特開２００８−８７５８３号公報には、ハウジングの後端部に設けられた円孔の内側に、ステアリングコラムの円筒状の前端部を内嵌するとともに、このステアリングコラムの前端寄り部分の外周面に設けられたフランジ部を、ハウジングの後端面に対して、複数本のボルトにより結合固定する構造が記載されている。

ステアリングコラム６の前端部と前記ハウジング１１の後端部との結合構造として、いずれの従来構造を採用する場合でも、この結合構造を組み立てる際の、ハウジング１１に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、このステアリングコラム６の軸方向となる。一方、このステアリングコラム６の後端寄り部分を、車体側ブラケット１９に組み付ける際には、このステアリングコラム６の後端寄り部分は、車体側ブラケット１９を構成する１対の挟持板部２０同士の間に、これらの挟持板部２０の下端縁側から挿入される。すなわち、車体側ブラケット１９に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、このステアリングコラム６の径方向となる。このように、従来構造の場合、ハウジング１１に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、車体側ブラケット１９に対するこのステアリングコラム６の組み付け方向と異なったものとなっている。

特開２０１１−４６３０９号公報特開２０００−８５５９６号公報特開２００８−８７５８３号公報

本発明の目的は、上述のような事情に鑑み、自動車用ステアリング装置において、電動式ステアリング装置のハウジングに対するステアリングコラムの組み付け方向と、車体側ブラケットに対するこのステアリングコラムの組み付け方向とを、互いに一致させられる構造を実現することにある。

本発明の自動車用ステアリング装置は、ステアリングコラムと、車体に支持される電動式パワーステアリング装置のハウジングと、車体に支持される車体側ブラケットと、拡縮機構とを有する。

前記ステアリングコラムは、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持するためのものであり、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とを備え、上端が開口したＵ字形に構成された前端部を有する。尚、前記ステアリングコラムは、例えば、前側に配置される前側コラムと、この前側コラムに対して軸方向の相対変位を可能に組み合わされ、後側に配置される後側コラムとにより構成する事ができる。この様な構成を採用した場合には、前記前側コラムに、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とを設けると共に、前記前側コラムの前端部を、上端が開口したＵ字形に構成する事ができる。

また、前記電動式パワーステアリングのハウジングは、前記ステアリングコラムの前端部に結合される後部を有し、この後部を、このステアリングコラムの前端部の上端開口を通じてこの前端部の内側に挿入可能であるとともに、この前端部の内側に挿入した状態で、その左右の外側面を前記１対の側板部の内側面に当接させるとともに、その下面を前記底板部の上面に当接させることが可能な態様で、前記前端部に対し非円形嵌合可能な結合固定部としている。

前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの中間部を左右両側から挟む位置に配置され、互いの下端縁同士の間部分を開放させた１対の挟持板部を有する。この様な車体ブラケットは、これら両挟持板部同士の間部分に、前記ステアリングコラムの中間部をこれら両挟持板部の下端縁側から挿入する事が可能である。

前記拡縮機構は、前記挟持板部の互いに整合する位置に形成した通孔を左右方向に挿通した杆状部材と、この杆状部材の両端部に設けられた１対の押圧部とを有する。この拡縮機構は、これらの押圧部を前記杆状部材の軸方向に遠近動させることによって、前記１対の挟持板部同士の間隔を変化させ、この間隔の収縮時に、これら両挟持板部に対して前記ステアリングコラムを固定するように構成されている。尚、前記ステアリングコラムを、前側コラムと後側コラムとにより構成する場合には、例えば、前記拡縮機構を、前記挟持板部の互いに整合する位置に形成した通孔、前記前側コラムの後部のうち前記挟持板部の通孔と整合する位置に設けられた通孔、並びに、前記後側コラムのうちこれら挟持板部の通孔および前側コラムの通孔と整合する位置に設けられた、この後側コラムの軸方向に長い前後方向長孔を、それぞれ左右方向に挿通した杆状部材と、この杆状部材の両端部に設けられた１対の押圧部とを有するものとする事ができる。

そして、前記結合固定部が、前記ステアリングコラムの前端部の内側にこの前端部の上端開口を通じて挿入された状態で非円形嵌合しており、前記結合固定部の左右の外側面が前記１対の側板部の内側面に当接しているとともに、この結合固定部の下面が前記底板部の上面に当接した状態で、前記１対の側板部と前記結合固定部との互いに整合する位置にそれぞれ左右方向に形成された通孔にボルトが挿通されるとともに、このボルトの先端部にナットが螺合されており、このボルトの基端部に存在する頭部と前記ナットとにより前記結合固定部と前記１対の側板部とが挟持された状態で、この結合固定部と前記ステアリングコラムの前端部とが結合固定されている。この様な構成を採用する場合には、追加的に、前記１対の側板部と前記結合固定部との前後方向２箇所位置で互いに整合する位置にそれぞれ左右方向に形成された通孔に１対のボルトが挿通されるとともに、これら両ボルトの先端部にナットが螺合されており、これら両ボルトの基端部に存在する頭部と前記ナットとにより前記結合固定部と前記１対の側板部とが挟持された状態で、この結合固定部と前記ステアリングコラムの前端部とが結合固定されている構成を採用できる。

尚、前記側板部と前記結合固定部に形成された通孔を複数設けて、それぞれの通孔に、前記ボルトを挿通するとともに、このボルトの先端部にナットを螺合する構成を採用する事もできる。

本発明は、前記ステアリングシャフトの後端部に固定するステアリングホイールの上下位置の調節を可能とするためのチルト機構を備えたステアリング装置に適用することができる。この場合、前記ハウジングを、車体に対し、左右方向に配設された横軸を中心とする揺動変位を可能に支持する。そして、前記挟持板部の通孔をそれぞれ、前記横軸を中心とする円弧状の上下方向長孔とする。この構成では、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部に対する前記ステアリングコラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記上下方向長孔内を変位できる範囲で、前記ステアリングコラムの上下位置が調節可能となる。

本発明を実施する場合に、具体的には、前記ステアリングコラムを、前側に配置される前側コラムと、この前側コラムに対して軸方向の相対変位を可能に組み合わされ、後側に配置される後側コラムとにより構成する。そして、前記前側コラムをアウタコラムとし、このアウタコラムの全体が、前記側板部と前記底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成されるようにする。また、前記後側コラムをインナコラムとし、このインナコラムの前部を前記アウタコラムの後部に内嵌させる。そして、前記拡縮機構が、前記挟持板部同士の間隔を変化させて、前記アウタコラムの後部の内寸を拡縮し、この内寸の収縮時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を抑え、この内寸の拡大時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を可能とする。
さらに、この場合には、例えば、前記アウタコラムを構成する１対の側板部の内側面の後端部の上端寄り部分に、１対の抑えブロックを固定する。これとともに、前記１対の側板部の内側面と、前記アウタコラムを構成する底板部の上面と、前記１対の抑えブロックの下面とにより周囲を囲まれた、前記アウタコラムの後部の内側部分を、幅方向中央部が上方に向けて開口した、正八角形状の保持空間とする。また、前記インナコラムの前部の外周面を、正八角形の形状とする。また、前記インナコラムの前部を、前記アウタコラムの後部に、軸方向の変位に基づいて前後位置の調節を可能に内嵌した状態で、前記インナコラムの前部の外周面を構成する８箇所の平坦面のうち、互いに平行な左右１対の平坦面を、前記１対の側板部の内側面に、下側の中央および左右の３つの平坦面を、前記底板部の上面に、上側の左右の２つの平坦面を、前記１対の抑えブロックの下面に、それぞれ当接または近接対向させる。

この構成でも、好ましくは、前記アウタコラムの前記側板部と前記ハウジングの結合固定部との互いに整合する位置にそれぞれ通孔が左右方向に形成されており、これらの側板部と結合固定部に形成された通孔に、前記ボルトを挿通するとともに、このボルトの先端部にナットを螺合する。この場合、前記ボルトが挿通した前記側板部の前記通孔と、前記側板部の後部に形成され、前記杆状部材が挿通する前記通孔とを、前記側板部の上端開口寄り部分に設けている。

本発明の自動車用ステアリング装置によれば、車体側ブラケットに対するステアリングコラムの組み付け方向と、電動式ステアリング装置のハウジングに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向とを、互いに一致させることができる。したがって、これらの組付け作業を１工程で行うなどにより、ステアリング装置の組立性を向上させることが可能となる。

すなわち、前記車体側ブラケットに前記ステアリングコラムを組み付ける際に、このステアリングコラムの中間部は、前記車体側ブラケットを構成する１対の挟持板部同士の間に、これら両挟持板部の下端縁側から挿入される。つまり、前記車体側ブラケットに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向は、このステアリングコラムの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。一方、前記ハウジングに前記ステアリングコラムを組み付ける際に、このステアリングコラムの前端部（前側コラムの前端部）に対し、前記ハウジングの後部に設けた結合固定部は、この前端部の上端開口を通じて挿入される。つまり、前記ハウジングに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向も、このステアリングコラムの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。

図１は、本発明の実施の形態の１例を、前上方から見た状態で示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態の１例を、後上方から見た状態で示す斜視図である。図３は、本発明の実施の形態の１例を示す側面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ断面図である。図４は、図４のＣ−Ｃ断面図である。図７は、インナコラムの前後位置および上下位置を調節するための機構部分を、後上方から見た状態で示す分解斜視図である。図８は、従来から知られているステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図である。図９は、一部を省略して示す、図８のＤ−Ｄ断面図である。

本発明の実施の形態の１例について、図１〜図７により説明する。本例の自動車用ステアリング装置は、ステアリングコラム６ａと、ステアリングシャフト５ａと、電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａと、車体側ブラケット１９ａと、被取付部材であるエネルギ吸収部材２８と、拡縮機構２９とを備える。

本例では、テレスコピック機構を実現するために、ステアリングコラム６ａは、前側コラムであるアウタコラム１８ａと、後側コラムであるインナコラム１７ａとを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成されている。このうちのアウタコラム１８ａは、炭素鋼板などの、十分な強度および剛性を有する金属板製の素材に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施して形成されるもので、互いの内側面同士を対向させた左右１対の側板部３０と、これらの側板部３０の下端縁同士を連結する底板部３１とにより、上端が開口したＵ字形に構成されている。また、この底板部３１の幅方向両端部は、幅方向中央部および前記側板部３０に対し、それぞれ４５度ずつ傾斜している。また、これらの側板部３０の上下方向寸法（底板部３１の両端縁部からの高さ寸法）を、後端部で比較的大きく、前端部で比較的小さくするとともに、これらの後端部と前端部との間部分で、前端側に向かうにしたがって小さくなる方向に変化させている。また、これらの側板部３０には、それぞれ後端部および中間部に複数の補強ビードが形成されるともに、前端部および中間部の上端に水平方向外側に向け９０度折れ曲がった鍔部が形成されることにより、これらの側板部３０の曲げ剛性が確保されている。また、これらの側板部３０の内側面の後端部の上端寄り部分には、抑えブロック３２が、ねじ止め、溶接などにより固定されている。これらの抑えブロック３２の下面も、側板部３０および底板部３１の幅方向中央部に対して、それぞれ４５度ずつ傾斜している。そして、側板部３０の内側面と、底板部３１の上面と、抑えブロック３２の下面とにより周囲を囲まれた部分は、幅方向中央部が上方に向けて開口した、ほぼ正八角形状の保持空間となっている。

また、インナコラム１７ａは、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金を含む金属材料を、押し出し成形、引き抜き加工などにより一体成形した中間素材の端部に、所望の塑性加工や削り加工を施すことにより形成されており、その外周面は正八角形の形状とされている。このインナコラム１７ａの前部を、アウタコラム１８ａの後部に、軸方向の変位に基づいて前後位置の調節を可能に内嵌している。すなわち、インナコラム１７ａの外周面を構成する８箇所の平坦面のうち、互いに平行な左右１対の平坦面を、側板部３０の内側面に、下側の中央および左右の３つの平坦面を、底板部３１の上面に、上側の左右の２つの平坦面を、抑えブロック３２の下面に、当接または近接対向させている。なお、テレスコピック機構を備えない構造においては、ステアリングコラム全体を任意の管状体で構成し、その前端部のみを、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成することができる。

また、テレスコピック機構を備えた構造では、ステアリングシャフト５ａは、前側のインナシャフト１５ａの後部と後側のアウタシャフト１６ａの前部とをスプライン係合させることにより、インナシャフト１５ａとアウタシャフト１６ａを回転力の伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。この構成により、ステアリングシャフト５ａは、全長を伸縮可能となっている。ステアリングシャフト５ａは、ステアリングコラム６ａの内側に挿通するとともに、アウタシャフト１６ａの後端寄り部分を、インナコラム１７ａの後端部に、単列深溝型の玉軸受のような、ラジアル荷重およびスラスト荷重の両方を支承可能な軸受３３により、回転自在に支持している。

また、電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａは、上部側面に補助駆動源である電動モータ１４ａを支持している。また、ハウジング１１ａは、電動モータ１４ａの回転駆動力をステアリングシャフト５ａに伝達するための減速機３４を含む複数の構成部品を内蔵している。さらに、ハウジング１１ａの前上端部に、支持管３５を左右方向に設けている。そして、このハウジング１１ａは、車体に対し、支持管３５を挿通したボルトなどの横軸を中心として、揺動変位を可能に支持されている。この構成により、ステアリングホイールを後端部に固定したステアリングシャフト５ａおよびこのステアリングシャフト５ａを支持するステアリングコラム６ａの上下方向の変位が可能となる。したがって、チルト機構を備えない構造では、ハウジング１１ａを車体に対してリジット構造により支持固定することができる。

また、ハウジング１１ａの後端部は、アウタコラム１８ａの前端部に結合固定される。本例では、ハウジング１１ａの後端面の略中央部には、結合固定部３６が、アウタコラム１８ａ側に突き出した状態で設けられている。この結合固定部３６は、外周面の断面形状を略矩形としたものであり、アウタコラム１８ａの前端部の内側に、この前端部の上端開口を通じて挿入可能であるとともに、この前端部の内側に挿入した状態で、図５に示すように、この前端部に対し非円形嵌合するものである。なお、結合固定部３６の形状は、アウタコラム１８ａの前端部の内側に挿入可能で、かつ、この前端部に非円形嵌合することが可能であれば、略矩形形状以外の任意の形状も採用することができる。

本例では、結合固定部３６は、アウタコラム１８ａの前端部の内側に挿入された状態で、結合固定部３６の左右の外側面が、アウタコラム１８ａを構成する１対の側板部３０の内側面に当接するとともに、結合固定部３６の下面の幅方向中央部が、アウタコラム１８ａを構成する底板部３１の幅方向中央部に当接する。また、結合固定部３６と側板部３０との上端寄り部分の前後方向２箇所位置で、互いに整合する部分に、それぞれ左右方向の通孔３７、３８が形成されている。そして、これらの前後方向の２箇所位置に形成された通孔３７、３８のそれぞれに、結合用ボルト３９が挿通されるとともに、これらの結合用ボルト３９の先端部に、結合用ナット４０が螺合され、さらに締め付けられている。そして、結合用ボルト３９の基端部に存在する頭部４１と、結合用ナット４０とにより、結合固定部３６と側板部３０とが強く挟持されることで、この結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部とが結合固定される。さらに、この状態で、インナシャフト１５ａの前端部が、結合固定部３６の中心孔を通じてハウジング１１ａ内に挿入されるとともに、このハウジング１１ａに内蔵された、電動式パワーステアリング装置１１ａの構成部品に接続されている。

車体側ブラケット１９ａは、天板部４２と、１対の挟持板部２０ａ、２０ｂとを備える。これらの天板部４２、挟持板部２０ａ、２０ｂは、鋼板などの十分な強度および剛性を有する金属板に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施して形成され、互いに溶接などにより結合固定されて一体に形成されている。また、このうちの天板部４２には、この天板部４２を車体に対し支持固定する、ボルトもしくはスタッドを挿通するための取付孔が形成されている。また、挟持板部２０ａ、２０ｂは、アウタコラム１８ａの後端部を左右方向両側から挟む位置に配置されている。また、挟持板部２０ａ、２０ｂの上部の互いに整合する位置に、上下方向長孔２２ａ、２２ｂが形成されている。これらの上下方向長孔２２ａ、２２ｂは、支持管３５の中心軸を中心とする、円弧状に形成されている。

本例では、インナコラム１７ａの前端部上面に、このインナコラム１７ａの構成部材であるエネルギ吸収部材２８が取付固定されている。エネルギ吸収部材２８は、軟鋼板などの塑性変形可能な金属板を曲げ成形することにより、全体を前後方向に長い長矩形枠状に形成されており、前端面の下端部から取付板部４３を、前方に突出させている。そして、この取付板部４３に形成した通孔に挿通したリベットまたはねじなどの取付部材４４により、エネルギ吸収部材２８が、インナコラム１７ａの前端部上面に取付固定されている。このエネルギ吸収部材２８は、衝突事故に伴う二次衝突時に、塑性変形に基づいて伸張しつつ、インナコラム１７ａがステアリングホイールとともに前方に変位することを許容する。これにより、二次衝突時に、運転者の身体からステアリングホイールを介してインナコラム１７ａに伝えられた衝撃エネルギが吸収され、運転者の保護を図ることができる。

また、拡縮機構２９は、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面同士の間隔を拡縮するためのもので、杆状部材である調節杆２４ａと、調節レバー２７ａと、カム装置４５とを備える。このうちの調節杆２４ａは、前記両上下方向長孔２２ａ、２２ｂと、アウタコラム１８ａを構成する側板部３０および抑えブロック３２に形成した通孔４６と、インナコラム１７ａに取り付けられたエネルギ吸収部材２８の内側に設けた、インナコラム１７ａの軸方向に長い前後方向長孔２３ａとを、左右方向に挿通している。また、調節杆２４ａは、基端部（図４、図７の右端部）に頭部２５ａを設けており、この頭部２５ａの内側面に形成した凸部を、挟持板部２０ａ、２０ｂのうちの一方（図４、図７の右方）の挟持板部２０ａに形成した一方の上下方向長孔２２ａに、この上下方向長孔２２ａに沿った変位（昇降）のみ可能に係合させている。また、調節レバー２７ａは、その基端部を調節杆２４ａの先端部（図４、図７の左端部）に、スラスト滑り軸受４７とナット４８とにより、この調節杆２４ａに対する回転を可能に、かつ、この調節杆２４ａの先端部から抜け出す方向の変位を阻止された状態で支持されている。なお、前後方向長孔２３ａは、エネルギ吸収部材ではなく、インナコラム１７ａ自体の構造に設ける、もしくは、インナコラム１７ａに取り付けられる別の構造体に設けることも可能である。

カム装置４５は、調節レバー２７ａの基端部内側面と、挟持板部２０ａ、２０ｂのうちの他方（図４、図７の左方）の挟持板部２０ｂの外側面との間に設けられている。カム装置４５は、調節レバー２７ａの基端部内側面に支持され、この調節レバー２７ａとともに回動する駆動側カム４９と、他方の挟持板部２０ｂに形成した他方の上下方向長孔２２ｂに、昇降のみ可能に係合した被駆動側カム５０とを備える。この被駆動側カム５０と前記駆動側カム４９との互いに対向する面には、それぞれカム面が形成されており、カム装置４５は、被駆動側カム５０と駆動側カム４９の相対回転に基づいて、カム装置４５の軸方向寸法を拡縮するように構成されている。本例の場合、頭部２５ａと被駆動側カム５０とが、１対の押圧部を構成する。なお、調節杆２４ａの中間部で、上下方向長孔２２ａ、２２ｂの内側に位置する部分には、合成樹脂などの滑りやすい材料により形成されたスペーサ５１ａ、５１ｂが外嵌され、調節杆２４ａが、上下方向長孔２２ａ、２２ｂに沿って円滑に変位できるようにしている。また、他方の上下方向長孔２２ｂに係合したスペーサ５１ｂは、被駆動側カム５０との係合により、この被駆動側カム５０の回動を阻止している。さらに、駆動側カム４９の内周面と調節杆２４ａの外周面との間には、滑りやすい材料により形成された、円筒状のラジアル滑り軸受５２が配置されている。

本例のステアリング装置では、ステアリングシャフト５ａの後端部に固定した図示しないステアリングホイールの上下位置や前後位置を調節する場合、調節レバー２７ａを下方に回動させることにより、カム装置４５の軸方向寸法を縮める。これにより、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面同士の間隔が拡がり、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面とアウタコラム１８ａを構成する側板部３０の外側面との当接部の面圧が十分に低下する。同時に、側板部３０および抑えブロック３２同士の間隔が拡がり、インナコラム１７ａの外周面とアウタコラム１８ａの内周面との当接部の面圧が十分に低下する。この結果、車体側ブラケット１９ａに対するアウタコラム１８ａおよびインナコラム１７ａの固定状態が解除される。この状態で、ステアリングホイールの上下位置を調節する場合、調節杆２４ａが上下方向長孔２２ａ、２２ｂ内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６ａおよびステアリングシャフト５ａを、支持管３５を中心に揺動させる。これに対して、ステアリングホイールの前後位置を調節する場合、調節杆２４ａが前後方向長孔２３ａ内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６ａおよびステアリングシャフト５ａの全長を伸縮させる。調節後、調節レバー２７ａを上方に回動させることにより、カム装置４５の軸方向寸法を拡げる。これにより、上記の固定状態の解除時と逆の動作に基づき、当接部の面圧が十分に上昇する。この結果、ステアリングホイールが調節後の位置に保持される。

また、本例の場合には、ステアリングホイールを調節後の上下位置に保持するための支持強度を大きくする構造が、組み込まれている。すなわち、調節杆２４ａの中間部先端寄り部分に、揺動腕５３の基部が揺動変位可能に外嵌されている。また、揺動腕５３の先端部に雄側ギヤ５４を、挟持板部２０ｂの外側面の一部に雌側ギヤ５５をそれぞれ設けて、揺動腕５３の揺動に伴って、これらの雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５について、係合状態とこの係合を解除した状態とすることを可能にしている。調節レバー２７ａが、ステアリングホイールの位置調節を行うための方向に回動することに伴い、この揺動腕５３が、雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５との係合を解除する方向に揺動する。雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５が係合状態にある場合、揺動腕５３を介して調節杆２４ａは挟持板部２０ｂに結合されるため、二次衝突に伴う大きな衝撃荷重に拘らず、ステアリングホイールの上下位置が大きくずれ動かないようになる。

被駆動側カム５０は、揺動腕５３の基部に、この揺動腕５３に対する相対回転を可能に、かつ、揺動腕５３に対する若干の上下方向の変位を可能に組み付けられている。なお、被駆動側カム５０は、上述のように、挟持板部２０ｂに対しては相対回転が阻止されている。また、被駆動側カム５０と揺動腕５３との間に復位ばね５６を設けることにより、この被駆動側カム５０が、この揺動腕５３に対して、中立位置を中心とする若干の昇降ができるように支持されている。このように若干の昇降を可能にする理由は、ステアリングホイールの上下位置が無段階で調節できるのに対して、雄側ギヤ５４および雌側ギヤ５５の噛合位置は有段であることに起因して生じる差を吸収するためである。

本例のステアリング装置によれば、車体側ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向と、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向とを、互いに一致させることができる。すなわち、車体側ブラケット１９ａに前記ステアリングコラム６ａを組み付ける際には、このステアリングコラム６ａの中間部（アウタコラム１８ａの後端部）を、車体側ブラケット１９ａを構成する１対の挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間に、挟持板部２０ａ、２０ｂの下端縁側から挿入する。つまり、車体側ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向は、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。一方、ハウジング１１ａにステアリングコラム６ａを組み付ける際には、このステアリングコラム６ａの前端部（アウタコラム１８ａの前端部）にハウジング１１ａの後端部に設けた結合固定部３６を、この前端部の上端開口を通じて挿入する。つまり、ハウジング１１ａに対する前記ステアリングコラム６ａの組み付け方向も、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）とすることができる。

したがって、本例のステアリング装置を組み立てる場合には、たとえば、ハウジング１１ａと車体側ブラケット１９ａとを、図６に示した位置関係で治具にセットした状態で、ハウジング１１ａを構成する結合固定部３６と、車体側ブラケット１９ａを構成する１対の挟持板部２０ａ、２０ｂとに対して、ステアリングコラム６ａの前端部と中間部とを、それぞれ図６の下方から、このステアリングコラム６ａの径方向に組み付けることが可能となる。このため、車体側ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付けと、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付けとを、１工程で行うことが可能となり、その分だけ、ステアリング装置の組立性が向上する。なお、実際の作業は、図７に示した位置関係とは天地逆向きの位置関係で行われる。

なお、結合固定部３６をステアリングコラム６ａの前端部の内側に挿入する作業と、挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間部分にステアリングコラム６ａの中間部を挿入する作業とは、次のような順番に行うこともできる。まず、ハウジング１１ａと車体側ブラケット１９ａとを、図６に示す位置関係で治具にセットした後、ハウジング１１ａのみを、支持管３５を中心として図６の下方に向け揺動変位させる。そして、この状態で、結合固定部３６を、ステアリングコラム６ａの前端部の内側に、この前端部の上端開口を通じて挿入する。その後、ハウジング１１ａおよびステアリングコラム６ａが、支持管３５を中心として図６の上方に向け揺動変位することに基づき、挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間部分にステアリングコラム６ａの中間部を挿入する。このような順番で２つの挿入作業を行う場合には、先の挿入作業を完了した状態、すなわち、結合固定部３６をステアリングコラム６ａの前端部の内側に非円形嵌合させた状態で、このステアリングコラム６ａの回転方向の位相が正規の位相になるとともに、この正規の位相が保持された状態となるため、後の挿入作業が容易となる。なお、この場合も、上述した２つの挿入作業を、ステアリング装置の組立ラインにおいて、１工程で行うことが可能である。

いずれにしても、本例の場合、結合固定部３６をステアリングコラム６ａの前端部の内側に、この前端部の上端開口を通じて挿入する作業は、ステアリングコラム６ａの内側にステアリングシャフト５ａを未配置の状態で行うか、あるいは、このステアリングコラム６ａの内側に配置したステアリングシャフト５ａの前端部を、後側に十分に退避させた状態で行う。これにより、このステアリングシャフト５ａの前端部によって、前記挿入作業が妨げられることが防止される。

また、本例のステアリング装置の場合には、結合固定部３６と側板部３０とを、側板部３０の上端開口寄り部分（底板部３１の反対側）で、結合用ボルト３９により固定するため、側板部３０がたわんで、結合固定部３６に対して強固に締め付けられる。同様に、拡縮機構２９も、側板部３０の上端寄り部分に設けられた通孔４６を挿通して構成されているため、固定状態において側板部３０がたわむので、この拡縮機構２９によるステアリングコラム６ａに対する締付力を強固にすることができる。さらに、上下方向長孔２２ａ、２２ｂ、前後方向長孔２３ａ、および、通孔４６への調節杆２４ａの挿通方向と、通孔３７、３８への結合用ボルト３９の挿通方向とが、それぞれ左右方向であり、互いに一致しているので、ステアリング装置の組立性を、より向上させることができる。加えて、本例の場合には、結合固定部３６とステアリングコラム６ａの前端部とを結合固定するために使用する、通孔３７、３８と、結合用ボルト３９と、結合用ナット４０との組み合わせが、前後方向に離隔した２箇所位置に設けられている。このため、結合固定部３６とステアリングコラム６ａの前端部との結合部の曲げ剛性を十分に確保することができる。

上述した本発明の実施の形態では、ステアリングホイールの上下位置の調節を可能とするためのチルト機構と、ステアリングホイールの前後位置の調節を可能とするためのテレスコピック機構との、両方の機構を備えた構造に、本発明を適用している。ただし、本発明は、これらの機構のうちのテレスコピック機構のみを備えた構造に適用することもできる。

１ステアリングホイール
２ステアリングギヤユニット
３入力軸
４タイロッド
５、５ａステアリングシャフト
６、６ａステアリングコラム
７自在継手
８中間シャフト
９自在継手
１０、１０ａ電動式パワーステアリング装置
１１、１１ａハウジング
１２車体
１３横軸
１４、１４ａ電動モータ
１５、１５ａインナシャフト
１６、１６ａアウタシャフト
１７、１７ａインナコラム
１８、１８ａアウタコラム
１９、１９ａ車体側ブラケット
２０、２０ａ、２０ｂ挟持板部
２１、２１ａコラム側ブラケット
２２、２２ａ、２２ｂ上下方向長孔
２３、２３ａ前後方向長孔
２４、２４ａ調節杆
２５、２５ａ頭部
２６調節ナット
２７、２７ａ調節レバー
２８エネルギ吸収部材
２９拡縮機構
３０側板部
３１底板部
３２抑えブロック
３３軸受
３４減速機
３５支持管
３６結合固定部
３７通孔
３８通孔
３９結合用ボルト
４０結合用ナット
４１頭部
４２天板部
４３取付板部
４４取付部材
４５カム装置
４６通孔
４７スラスト滑り軸受
４８ナット
４９駆動側カム
５０被駆動側カム
５１ａ、５１ｂスペーサ
５２ラジアル滑り軸受
５３揺動腕
５４雄側ギヤ
５５雌側ギヤ
５６復位ばね

Claims

互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とを備え、上端が開口したＵ字形に構成された前端部を有し、内側に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、
前記ステアリングコラムの前端部に結合される後部を有し、この後部を、このステアリングコラムの前端部の上端開口を通じてこの前端部の内側に挿入可能であるとともに、この前端部の内側に挿入した状態で、その左右の外側面を前記１対の側板部の内側面に当接させるとともに、その下面を前記底板部の上面に当接させることが可能な態様で、前記前端部に対し非円形嵌合可能な結合固定部とし、かつ、車体に支持される電動式パワーステアリング装置のハウジングと、
前記ステアリングコラムの中間部を左右両側から挟む位置に配置され、互いの下端縁同士の間部分を開放させた１対の挟持板部を有し、これら両挟持板部同士の間部分に、前記ステアリングコラムの中間部をこれら両挟持板部の下端縁側から挿入する事が可能であって、車体に支持される車体側ブラケットと、
前記挟持板部の互いに整合する位置に形成した通孔を、それぞれ左右方向に挿通した杆状部材と、この杆状部材の両端部に設けられた１対の押圧部とを有し、これらの押圧部を前記杆状部材の軸方向に遠近動させることにより、前記１対の挟持板部同士の間隔を変化させ、この間隔の収縮時に、これらの挟持板部に対して前記ステアリングコラムを固定する拡縮機構と、
を備え、
前記結合固定部が、前記ステアリングコラムの前端部の内側にこの前端部の上端開口を通じて挿入された状態で非円形嵌合しており、前記結合固定部の左右の外側面が前記１対の側板部の内側面に当接しているとともに、この結合固定部の下面が前記底板部の上面に当接した状態で、前記１対の側板部と前記結合固定部との前後方向２箇所位置で互いに整合する位置にそれぞれ左右方向に形成された通孔に１対のボルトが挿通されるとともに、これら両ボルトの先端部にナットが螺合されており、これら両ボルトの基端部に存在する頭部と前記ナットとにより前記結合固定部と前記１対の側板部とが挟持された状態で、この結合固定部と前記ステアリングコラムの前端部とが結合固定されている、自動車用ステアリング装置。
前記ハウジングは、車体に対し、左右方向に配設された横軸を中心とする揺動変位を可能に支持されるものであり、前記挟持板部の通孔はそれぞれ、前記横軸を中心とする円弧状の上下方向長孔であり、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部に対する前記ステアリングコラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記上下方向長孔内を変位できる範囲で、前記ステアリングコラムの上下位置を調節可能としている、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
前記ステアリングコラムが、前側に配置される前側コラムと、この前側コラムに対して軸方向の相対変位を可能に組み合わされ、後側に配置される後側コラムとにより構成されており、
前記前側コラムがアウタコラムであり、このアウタコラムの全体が、前記側板部と前記底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成されており、前記後側コラムがインナコラムであり、このインナコラムの前部が前記アウタコラムの後部に内嵌されており、前記拡縮機構は、前記挟持板部同士の間隔を変化させて、前記アウタコラムの後部の内寸を拡縮し、この内寸の収縮時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を抑え、この内寸の拡大時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を可能とするものである、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
前記アウタコラムを構成する１対の側板部の内側面の後端部の上端寄り部分に、１対の抑えブロックが固定されるとともに、前記１対の側板部の内側面と、前記アウタコラムを構成する底板部の上面と、前記１対の抑えブロックの下面とにより周囲を囲まれた、前記アウタコラムの後部の内側部分が、幅方向中央部が上方に向けて開口した、正八角形状の保持空間となっており、
前記インナコラムの前部の外周面が、正八角形の形状であり、
前記インナコラムの前部を、前記アウタコラムの後部に、軸方向の変位に基づいて前後位置の調節を可能に内嵌した状態で、前記インナコラムの前部の外周面を構成する８箇所の平坦面のうち、互いに平行な左右１対の平坦面を、前記１対の側板部の内側面に、下側の中央および左右の３つの平坦面を、前記底板部の上面に、上側の左右の２つの平坦面を、前記１対の抑えブロックの下面に、それぞれ当接または近接対向させている、
請求項３に記載した自動車用ステアリング装置。
前記アウタコラムの前記側板部と前記ハウジングの結合固定部との互いに整合する位置にそれぞれ通孔が左右方向に形成されており、これらの側板部と結合固定部に形成された通孔に、前記ボルトが挿通されるとともに、このボルトの先端部にナットが螺合されており、前記ボルトが挿通した前記側板部の前記通孔と、前記側板部の後部に形成され、前記杆状部材が挿通した前記通孔とはいずれも、前記側板部の上端開口寄り部分に設けられている、請求項３〜４のうちの何れか１項に記載した自動車用ステアリング装置。