JP6220608B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるステアリング装置に関する。

特許文献１には、ダイカストによって成形されるアウタコラムチューブとインナコラムチューブとが軸方向に摺動可能に嵌合するステアリング装置が開示されている。

ステアリング装置は、盗難防止用のステアリングロック機構を有する。ステアリングロック機構は、車両の駐停車時にイグニッションキーを抜いた状態でステアリングシャフトを回転させた場合に、ロックピンがステアリングシャフトの係合溝に係合することでステアリングシャフトの回転をロックする。

特許第４８７６９１７号公報

ステアリングロック機構によってステアリングシャフトがロックされている状態でステアリングシャフトの回転方向に過大な力が作用すると、アウタコラムチューブにも過大な力が作用する。

そこで、上記従来の技術では、十分な強度を確保するため、アウタコラムチューブの一部に補強部を備えている。しかし、補強部を備える分だけアウタコラムチューブの重量が増加する。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、アウタコラムチューブの重量の増加を抑制しながら十分な強度を確保することが可能なステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明は、ステアリング装置であって、ステアリングシャフトの回転を規制するステアリングロック機構を有し、ステアリングシャフトを回転自在に支持するアウタコラムチューブと、アウタコラムチューブの一方側の端部から挿入されアウタコラムチューブと軸方向に相対移動可能なインナコラムチューブと、を備え、アウタコラムチューブは、一方側から軸方向に延設されるスリットを有し、弾性変形することでインナコラムチューブとの相対移動を規制し、スリットの軸方向両端部は、アウタコラムチューブの一方側の端部及び他方側の端部に開口しない閉鎖端部であり、アウタコラムチューブは鍛造によって成形されてなる、ことを特徴とする。

本発明によれば、アウタコラムチューブが鍛造によって成形されるので、ダイカストによって成形されるアウタコラムチューブと比べて、重量の増加を抑制しながら十分な強度を確保することができる。

本発明の実施形態に係るステアリング装置の平面図である。 本発明の実施形態に係るステアリング装置のアウタコラムチューブを示す斜視図である。

図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態におけるステアリング装置１００の全体構成を示す平面図である。なお、図１は、車体に取り付けたステアリング装置１００を下方から見た場合の平面図を示している。

ステアリング装置１００は、ドライバーがステアリングホイール８に加える操舵力を電動モータ１３の回転トルクにて補助する装置である。

ステアリング装置１００は、ステアリングホイール８が連結されるステアリングシャフト１と、内部を挿通するステアリングシャフト１を回転自在に支持するステアリングコラム２と、トーションバー（図示せず）を介してステアリングシャフト１と連結される出力シャフト４と、を備える。

出力シャフト４は、ユニバーサルジョイント、ピニオン、ラック等を介して車輪に連結される。ドライバーがステアリングホイール８を操舵することによって、ラックが軸方向に移動して車輪の向きが変化する。なお、以下では、ステアリングホイール８側を上方、車輪側を下方として説明する。

電動モータ１３の回転トルクは、ギヤケース３２に収容される減速機を介して出力シャフト４に補助トルクとして付与される。電動モータ１３は、ステアリングホイール８に加わる操舵力を検出するトルクセンサの検出結果に基づいて制御される。トルクセンサはセンサケース３１に収容される。

ステアリングシャフト１は、上端部にステアリングホイール８が連結される略円筒状のアッパシャフト１１と、アッパシャフト１１と同軸的に接続され、下部側がトーションバーを介して出力シャフト４に連結される略円筒状のロアシャフト（図示せず）と、からなる。ロアシャフトの上部側はアッパシャフト１１の中空部に挿入され、両者はセレーション結合される。アッパシャフト１１とロアシャフトは、セレーション結合によって、一体回転可能でかつ軸方向に相対移動可能に接続される。

ステアリングコラム２は、アッパシャフト１１を回転自在に支持する略円筒状のアウタコラムチューブ２１と、アウタコラムチューブ２１と同軸的に配置され、下端部がセンサケース３１に固定される略円筒状のインナコラムチューブ２２と、からなる。アウタコラムチューブ２１の下部側にはインナコラムチューブ２２の上部側が挿入され、両者は軸方向に相対移動可能である。アッパシャフト１１とアウタコラムチューブ２１とは、回転方向に相対移動可能であり、軸方向の相対移動は規制される。インナコラムチューブ２２の下端部は、センサケース３１の上端部に設けられる小径部に圧入固定される。

出力シャフト４は、ロアシャフトの下端側に連結され、ギヤケース３２に回転自在に支持される。

ステアリング装置１００は、車体に固定されると共にステアリングコラム２を支持するアッパ固定ブラケット３３と、車体に固定されると共に一対のアーム３８ａ，３８ｂを介してギヤケース３２を揺動可能に支持するロア固定ブラケット（図示せず）と、を介して車体に取り付けられる。

図２は、アウタコラムチューブ２１を示す斜視図であり、図の右方がステアリング装置１００の上方に対応し、図の左方がステアリング装置１００の下方に対応する。

アウタコラムチューブ２１は、下方側の両側部から軸に垂直な方向に延出する一対の延出部２３と、一対の延出部２３間に軸方向に延設されるスリット２４と、を有する。スリット２４は、アウタコラムチューブ２１の外周面から内周面まで貫通しており、アウタコラムチューブ２１の中央から下端部付近まで延設される。すなわち、スリット２４は、アウタコラムチューブ２１の軸方向に沿った長さが延出部２３より長くなるように形成される。

アウタコラムチューブ２１の下端部付近では、スリット２４の周方向寸法であるスリット幅が他の部分より大きくなるようにスリット２４が形成される。さらに、スリット２４の下端部はアウタコラムチューブ２１の下端部に対して開口しない閉鎖端部である。これにより、スリット２４は略Ｔ字状に形成される。

さらに、アウタコラムチューブ２１の下端部であってスリット２４に近接する部分は、アウタコラムチューブ２１の肉厚が他の部分よりも薄くなるように形成される。

図１に戻って、ステアリング装置１００は、ステアリングホイール８がドライバーから見て上下方向に移動するようにステアリングコラム２を揺動可能とするチルト機構と、ステアリングホイール８がドライバーから見て前後方向（図１に示す矢印の方向）に移動するようにステアリングコラム２を伸縮可能とするテレスコピック機構と、ステアリングコラム２の揺動及び伸縮の規制とその規制の解除とを切り換え可能な解除機構と、を備える。

アウタコラムチューブ２１の各延出部２３は、アッパ固定ブラケット３３に固定された支持ブラケット５２に支持され、支持ブラケット５２に対して移動可能なようにガイドピン５３によって連結される。

支持ブラケット５２は、延出部２３の両側壁２３ａを挟むように延びる一対の側壁５２ａを有する。ガイドピン５３は、支持ブラケット５２の両側壁５２ａと延出部２３の両側壁２３ａとを貫通して設けられる。支持ブラケット５２の両側壁５２ａには、ガイドピン５３の移動をガイドするガイド穴（図示せず）が形成される。ガイド穴はステアリングコラム２の軸方向に対して略直交する方向に形成される。

ガイドピン５３がガイド穴に沿って移動することによって、延出部２３が支持ブラケット５２の両側壁５２ａの内周面に沿って移動する。これにより、ステアリングコラム２が一対のアーム３８ａ，３８ｂを中心に揺動し、ステアリングホイール８はドライバーから見て上下方向に移動する。

また、延出部２３の両側壁２３ａには、ガイドピン５３の移動をガイドするガイド穴２３ｂ（図２）がステアリングコラム２の軸方向に沿って形成される。ガイドピン５３がガイド穴２３ｂに沿って移動することによって、延出部２３が支持ブラケット５２の両側壁５２ａの内周面に沿って移動する。これにより、アウタコラムチューブ２１がアッパシャフト１１と共に軸方向へ移動し、ステアリングホイール８はドライバーから見て前後方向に移動する。

ガイドピン５３には、ドライバーが運転席にて操作可能な操作レバー３７が回転自在に取り付けられる。操作レバー３７を操作することによって、支持ブラケット５２の両側壁５２ａによる延出部２３の両側壁２３ａの締め付けとその解除が行われる。具体的には、操作レバー３７の操作に伴って回転するカム３４の作用によって締め付けとその解除が行われる。

操作レバー３７が締め付け位置にある場合には、延出部２３の両側壁２３ａが支持ブラケット５２の両側壁５２ａによって締め付けられた状態となり、一対の延出部２３間の距離が縮小してスリット幅が狭くなりアウタコラムチューブ２１が縮径する。このとき、アウタコラムチューブ２１は弾性変形する。

これにより、支持ブラケット５２に対する延出部２３の移動が規制される上に、アウタコラムチューブ２１がインナコラムチューブ２２に対して締め付けられるので、ステアリングコラム２の揺動及び伸縮が規制される。

一方、操作レバー３７が開放位置にある場合には、支持ブラケット５２の両側壁５２ａによる延出部２３の両側壁２３ａの締め付けが解除された状態となり、支持ブラケット５２に対する延出部２３の移動及びインナコラムチューブ２２に対するアウタコラムチューブ２１の移動が可能となるため、ステアリングコラム２の揺動及び伸縮の規制が解除される。

ステアリング装置１００はさらに、アウタコラムチューブ２１に設けられ、ステアリングシャフト１の回転を規制可能な車両盗難防止用のステアリングロック機構６を備える。ステアリングロック機構６は、ステアリングシャフト１の外周に放射状に複数設けられる係合溝（図示せず）と、アウタコラムチューブを貫通して内径方向に進出して係合溝に係合可能なロックピン（図示せず）と、を有する。

車両の駐車時、ドライバーがイグニッションキーをキーシリンダーから抜いた状態でステアリングホイール８を回転させると、ロックピンが近接する係合溝に係合してステアリングシャフト１の回転が規制され、ステアリングホイール８の回転が規制される。

ここで、ステアリングロック機構６によってステアリングシャフト１の回転が規制されている状態で、ステアリングホイール８に過大な力が作用した場合、つまりステアリングシャフト１を無理やり回転させた場合、ステアリングシャフト１からロックピンを介してアウタコラムチューブ２１にも過大な力が作用する。このような場合に、アウタコラムチューブ２１の破損を防止するため、アウタコラムチューブ２１には十分な強度を持たせる必要がある。

そこで、本実施形態では、アウタコラムチューブ２１を鍛造によって成形している。これにより、ダイカストによって成形される場合と比べて強度を向上させることができ、肉厚の増加や補強部の設置などによるアウタコラムチューブ２１の重量の増加を抑制することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

アウタコラムチューブ２１が鍛造によって成形されるので、ダイカストによって成形されるアウタコラムチューブ２１と比べて、肉厚の増加や補強部の設置などによる重量の増加を抑制しながら十分な強度を確保することができる。

さらに、アウタコラムチューブ２１にスリット２４が延設されるので、鍛造によって成形され強度が高いアウタコラムチューブ２１であっても、支持ブラケット５２によって締め付けることで弾性変形させることができる。よって、アウタコラムチューブ２１とインナコラムチューブ２２との相対移動をより確実に規制することができる。

さらに、スリット２４の下端部はアウタコラムチューブ２１の下端部に対して開口しない閉鎖端部であるので、成形時の残留応力によってアウタコラムチューブ２１の内径が縮むことを防止することができる。よって、成形後にインナコラムチューブ２２をアウタコラムチューブ２１に挿入することができなくなるといった不具合を防止することができる。

さらに、アウタコラムチューブ２１の下端部付近では、スリット２４の周方向寸法であるスリット幅が他の部分より大きくなるように形成されるので、スリット２４の下端部を閉鎖端部とした場合であっても、支持ブラケット５２によってアウタコラムチューブ２１を締め付けた際に容易に弾性変形させることができる。

さらに、アウタコラムチューブ２１の下端部であってスリット２４に近接する部分は、アウタコラムチューブ２１の肉厚が他の部分よりも薄くなるように形成されるので、アウタコラムチューブ２１の残留応力による縮径を防止しながら、支持ブラケット５２によって締め付けた際により容易にアウタコラムチューブ２１を弾性変形させることができる。

さらに、スリット２４は、アウタコラムチューブ２１の軸方向の長さが延出部２３より長くなるように形成されるので、スリット２４の軸方向長さはガイド穴２３ｂの軸方向長さより長くなる。よって、テレスコピック機構によってアウタコラムチューブ２１を軸方向に移動させることでガイドピン５３のガイド穴２３ｂ内での位置が変化しても、ガイド穴２３ｂ内の全域、すなわちテレスコピック機構による調整代の全域に亘ってアウタコラムチューブ２１を容易に弾性変形させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では電動パワーステアリング装置１００を例に挙げて説明したが、上記実施形態は油圧式のパワーステアリング装置にも適用することができ、また、ドライバーがステアリングホイール８に加える操舵力をアシストしないステアリング装置にも適用することができる。

さらに、上記実施形態では、アウタコラムチューブ２１がステアリング装置１００の上方側に配置され、インナコラムチューブ２２がステアリング装置１００の下方側に配置される場合を例示したが、アウタコラムチューブ２１とインナコラムチューブ２２とが上下逆に配置されるステアリング装置にも適用可能である。

１ ステアリングシャフト
６ ステアリングロック機構
２１ アウタコラムチューブ
２２ インナコラムチューブ
２４ スリット
５２ 支持ブラケット（ブラケット）
１００ ステアリング装置

Claims (4)

1. ステアリング装置であって、
   ステアリングシャフトの回転を規制するステアリングロック機構を有し、前記ステアリングシャフトを回転自在に支持するアウタコラムチューブと、
   前記アウタコラムチューブの一方側の端部から挿入され前記アウタコラムチューブと軸方向に相対移動可能なインナコラムチューブと、
   を備え、
   前記アウタコラムチューブは、一方側から軸方向に延設されるスリットを有し、弾性変形することで前記インナコラムチューブとの相対移動を規制し、
   前記スリットの軸方向両端部は、前記アウタコラムチューブの一方側の端部及び他方側の端部に開口しない閉鎖端部であり、
   前記アウタコラムチューブは鍛造によって成形されてなる、
   ことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記アウタコラムチューブの一方側を外周から締め付けて弾性変形させることで前記インナコラムチューブとの相対移動を規制可能なブラケットをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記アウタコラムチューブの一方側の端部に配置される前記スリットの端部は、スリット幅が他の部分より大きく形成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記アウタコラムチューブの一方側の端部であって前記スリットに近接する部分は、前記アウタコラムチューブの肉厚が他の部分より薄く形成される、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のステアリング装置。