JP6403333B2 - ステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明はステアリング装置に関する。
伸縮式のステアリングコラム装置において、インナーコラムに支持固定されたガイドブロックを、アウターコラムの軸方向に延びる長孔(ガイド孔)に挿通させて、アウターコラムとインナーコラムとの軸方向相対移動を許容しつつ相対回転を抑制する技術が提案されている(例えば特許文献1を参照)。
また、テレスコピック式ステアリング装置において、インナーチューブに固定したピンを、アウターチューブの軸方向に延びる長孔に嵌合させて、ステアリングコラムの伸縮限位置を特定するとともに、アウターチューブとインナーチューブとの相対回転を規制する技術が提案されている(例えば特許文献2)。
特開2009−107506号公報 実開昭63−43978号公報
二次衝突時の衝撃等によって、ストッパとして機能するピン等が抜けたり破損することで、インナーチューブの抜け防止機能が働かないおそれがある。
そこで、本発明の目的は、インナージャケットの抜け防止を確実に行えるステアリング装置を提供することである。
請求項1の発明は、操舵部材(2)が連結される伸縮可能なステアリングシャフト(3)と、テレスコ調整のために軸方向(X)に相対摺動可能に嵌合されたアウタージャケット(50)とインナージャケット(40)とを含み、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する伸縮可能なコラムジャケット(8)と、前記インナージャケットに固定された基端(61)を有する係合部材(60)と、を備え、前記アウタージャケットの内周は、軸方向に延び前記係合部材を嵌合させて前記係合部材を介して前記インナージャケットの回転を規制しつつ前記インナージャケットの軸方向移動を案内する案内溝(54)と、前記案内溝の端部に配置され前記係合部材と係合することによりインナージャケットの抜脱を規制するストッパ(55)とを含み、前記案内溝は、前記係合部材の先端(62)と対向する底部(54a)を含むステアリング装置(1)を提供する。
請求項2のように、前記アウタージャケットは、前記係合部材を挿通可能な開口部(56)を含み、テレスコ調整時の前記コラムジャケットの最短縮状態で、前記開口部が、前記係合部材より軸方向下方(XL)に配置されるように構成されていてもよい。
請求項3のように、二次衝突時の前記コラムジャケットの最短縮状態で、前記開口部が、前記係合部材より軸方向上方(XU)に配置されるように構成されていてもよい。
請求項4のように、前記係合部材(60P)は導電性部材からなり、前記係合部材と一体に設けられて、前記アウタージャケットに摺動接触する導電性弾性部材(80)を備え、前記アウタージャケットは、車体側部材(13P)と通電可能に接続されるように構成され、前記インナージャケットと前記アウタージャケットとは、前記係合部材および前記導電性弾性部材を介して通電可能に構成されていてもよい。
請求項1の発明によれば、アウタージャケットの内周の案内溝が底部を有しているので、インナージャケットからの係合部材の脱落が、案内溝の底部によって抑制される。したがって、係合部材を案内溝の端部のストッパと係合させて、インナージャケットの抜け防止を確実に行うことができる。また、アウタージャケットの剛性が向上することにより、剛性の高いステアリング装置を実現することができる。
請求項2の発明によれば、テレスコ調整時の前記コラムジャケットの最短縮状態で、アウタージャケットの開口部が、係合部材の軸方向下方に離れた位置に配置される。このため、開口部によるアウタージャケットの剛性低下を抑制することができる。
請求項3の発明によれば、アウタージャケットの開口部が、二次衝突時のジャケットの最短縮状態で、係合部材より軸方向上方に配置されている。このため、二次衝突時の開口部によるアウタージャケットの剛性低下を抑制することができる。
請求項4の発明によれば、インナージャケットと、車体側部材に通電可能に接続されたアウタージャケットとの間で、導電性の係合部材と導電性弾性部材とを介して、通電が確保される。このため、ラジオノイズの発生を抑制することができる。
本発明の第1実施形態のステアリング装置の概略構成を示す一部破断模式的側面図である。 第1実施形態のステアリング装置の概略斜視図である。 第1実施形態のステアリング装置の要部の断面図であり、図1のIII−III線に沿って切断された断面図に相当する。 第1実施形態のステアリング装置の要部の断面図であり、ツースロック機構のロック状態を示している。 第1実施形態のステアリング装置の要部の別角度からの断面図であり、テレスコ調整時において、インナージャケットがテレスコストローク範囲の伸び側端にある状態を示している。 第1実施形態のステアリング装置の要部の別角度からの断面図であり、テレスコ調整時において、インナージャケットがテレスコストローク範囲の縮み側端にある状態を示している。 第1実施形態において、係合部材を組み込む組立工程の概略断面図である。 第1実施形態において、二次衝突時にコラムジャケットが最短縮状態になるときのステアリング装置の要部の断面図である。 本発明の第2実施形態のステアリング装置の要部の断面図である。
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態のステアリング装置の概略構成を示す一部破断模式的側面図である。図1を参照して、ステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2が一端(軸方向上端)に連結されたステアリングシャフト3と、インターミディエイトシャフト4等を介してステアリングシャフト3と連結された転舵機構5と備えている。
転舵機構5は、操舵部材2の操舵に連動して転舵輪(図示せず)を転舵する例えばラックアンドピニオン機構である。操舵部材2の回転は、ステアリングシャフト3およびインターミディエイトシャフト4等を介して転舵機構5に伝達される。また、転舵機構5に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。
ステアリングシャフト3は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト6とロアーシャフト7とを有している。操舵部材2は、アッパーシャフト6の一端に連結されている。また、ステアリングシャフト3は、軸方向Xに伸縮可能である。
ステアリング装置1は、ステアリングシャフト3を回転可能に支持する中空のコラムジャケット8を備える。ステアリングシャフト3は、コラムジャケット8内に挿通されており、複数の軸受9,10を介してコラムジャケット8によって回転可能に支持されている。
コラムジャケット8は、相対摺動可能に嵌合された例えばアッパージャケットである筒状のインナージャケット40と、例えばロアージャケットである筒状のアウタージャケット50とを有している。コラムジャケット8は、軸方向Xに伸縮可能である。
アッパー側のインナージャケット40は、軸受9を介して軸方向Xに同行移動可能にアッパーシャフト6に連結されている。ロアー側のアウタージャケット50は、軸受10を介してロアーシャフト7を回転可能に支持している。
図1のIII−III線に沿う断面図である図3に示すように、インナージャケット40は、アウタージャケット50の内周50bに軸方向X(図3においては紙面と直交する方向)に摺動可能に嵌合された外周41を有している。インナージャケット40には、係合部材60が固定されている。係合部材60は、インナージャケット40の外周41を貫通する固定孔42に圧入固定された基端61と、先端62とを備えている。係合部材60は、樹脂製であってもよいし、金属製であってもよい。
係合部材60と案内溝54との嵌合により、アウタージャケット50に対するインナージャケット40の回転が規制されている。案内溝54は、係合部材60を介してインナージャケット40の軸方向Xの移動を案内する機能を果たす。案内溝54は、係合部材60の先端62と対向する底部54aを有している。これにより、アウタージャケット50外への、係合部材60の脱落が規制されている。
図5に示すように、アウタージャケット50の内周50bは、案内溝54の軸方向Xの上端に設けられた段部からなる伸び側ストッパ55と、案内溝54の軸方向Xの下端に設けられた段部からなるバンプストッパ57とを備えている。
伸び側ストッパ55は、テレスコ調整時に、インナージャケット40のテレスコストローク範囲の伸び側端で係合部材60と係合することにより、アウタージャケット50からのインナージャケット40の抜脱を規制する機能を果たす。伸び側ストッパ55が、インナージャケット40のテレスコ調整範囲の伸び側端を規制している。
バンプストッパ57は、二次衝突時に、図8に示すように、係合部材60と当接することにより、二次衝突時のインナージャケット40の縮み側ストローク端を規制する。
再び図1を参照して、ステアリング装置1は、車体13に固定される固定ブラケット14と、固定ブラケット14によって支持されたチルト中心軸15と、アウタージャケット50の外周に固定され、チルト中心軸15によって回転可能に支持されたコラムブラケット16とを備える。コラムジャケット8およびステアリングシャフト3は、チルト中心軸15の中心軸線であるチルト中心CCを支点にしてチルト方向Yに回動可能(チルト可能)となっている。
チルト中心CC回りにステアリングシャフト3およびコラムジャケット8を回動(チルト)させることで、操舵部材2の位置を調整できるようになっている(いわゆるチルト調整)。また、ステアリングシャフト3およびコラムジャケット8を軸方向Xに伸縮させることで、操舵部材2の位置を調整できるようになっている(いわゆるテレスコ調整)。
ステアリング装置1は、車体13に固定されるブラケット17と、アウタージャケット50の軸方向Xの上部に単一の材料で一体に設けられた一対の被締付部51(被クランプ側板に相当)をクランプすることにより、チルトロックおよびテレスコロックを達成する締付機構18とを備える。
図1および概略斜視図である図2に示すように、締付機構18は、運転者が回転操作する操作部材としての操作レバー20と、操作レバー20と一体回転可能な締付軸21とを備える。締付軸21の中心軸線C1が、操作レバー20の回転中心に相当する。
図5に示すように、アウタージャケット50は、軸方向Xの上端から下方に延びるスリット53を形成している。図2に示すように、一対の被締付部51は、スリット53の両側に配置されている。一対の被締付部51をクランプすることにより、アウタージャケット50は、弾性的に縮径可能である。
締付軸21は、ブラケット17の一対の側板22(図1では一方の側板22のみを示してある)にそれぞれ設けられチルト方向Yに延びるチルト用長孔23を挿通している。
図2を参照して、締付機構18は、締付軸21を介してブラケット17をアウタージャケット50の一対の被締付部51に締め付けることによりチルトロックを達成する。
また、締付機構18は、アウタージャケット50の一対の被締付部51をクランプすることにより、縮径させたアウタージャケット50によってインナージャケット40を軸方向Xに移動不能にクランプさせてテレスコロックを達成する。これにより、操舵部材2の位置が、車体13(図1参照)に対して固定される。
図3に示すように、ブラケット17は、車体13に取り付けられた取付板24と、取付板24の両端からチルト方向Yの下方に延びる一対の側板22とを備えている。
アウタージャケット50の一対の被締付部51は、一対の被締付部51は、一対の側板22間に配置され、対応する側板22の内側面22bにそれぞれ沿う板状をなしている。各側板22の内側面22bが、それぞれ対応する被締付部51の外側面51bに対向している。
アウタージャケット50の各被締付部51には、締付軸21が挿通される円孔からなる締付軸挿通孔52が形成されている。締付軸21と、アウタージャケット50と、インナージャケット40と、ステアリングシャフト3とは、チルト調整時に、チルト方向Yに一体に移動する。
締付軸21は、ブラケット17の両側板22のチルト用長孔23およびアウタージャケット50の両被締付部51の締付軸挿通孔52を挿通するボルトからなる。締付軸21の一端に設けられた大径の頭部21aは、操作レバー20と一体回転可能に固定されている。
締付機構18は、締付軸21の頭部21aと一方の側板22との間に介在し、操作レバー20の操作トルクを締付軸21の軸力(一対の側板22を締め付けるための締付力)に変換する力変換機構30をさらに備える。
力変換機構30は、操作レバー20と一体回転に連結され締付軸21に対して締付軸方向Jの移動が規制された回転カム31と、回転カム31に対してカム係合し、一方の側板22を締め付ける非回転カムである一方のクランプ部材32とを含む。
締付機構18は、締付軸21の他端のねじ部21bに螺合したナット33と、他方の側板22を締め付ける他方のクランプ部材34と、他方のクランプ部材34とナット33との間に介在する介在部材35とをさらに備える。
介在部材35は、ナット33と他方のクランプ部材34との間に介在するワッシャ36と、ワッシャ36と他方のクランプ部材34との間に介在する針状ころ軸受37とを備える。
ナット33とブラケット17の他方の側板22との間に、他方のクランプ部材34と、介在部材35とが介在している。回転カム31と、一方のクランプ部材32(非回転カム)と、他方のクランプ部材34と、介在部材35とは、締付軸21の外周によって支持されている。
一方のクランプ部材32(非回転カム)および他方のクランプ部材34は、それぞれ対応する側板22を締め付けるクランプ板部32a,34aと、それぞれ対応するチルト用長孔23に嵌合したボス部32b,34bとを有している。各ボス部32b,34bと対応するチルト用長孔23との嵌合によって、各クランプ部材32,34の回転が規制されている。
また、一方のクランプ部材32(非回転カム)および他方のクランプ部材34は、締付軸21によって締付軸21の中心軸方向である締付軸方向Jに移動可能に支持されている。
操作レバー20のロック方向への回転に伴って、回転カム31が一方のクランプ部材32(非回転カム)に対して回転することにより、一方のクランプ部材32が締付軸方向Jに移動されて、両クランプ部材32,34(のクランプ板部32a,34a)の間で、ブラケット17の一対の側板22がクランプされて締め付けられる。
これにより、ブラケット17の各側板22が、アウタージャケット50の対応する被締付部51を締め付ける。その結果、アウタージャケット50のチルト方向Yの移動が規制されて、チルトロックが達成される。また、両被締付部51が締め付られることで、アウタージャケット50が、弾性的に縮径してインナージャケット40を締め付ける。これにより、インナージャケット40の軸方向Xの移動が規制されて、テレスコロックが達成される。
図4に示すように、ステアリング装置1は、テレスコロックの保持力を向上するためのツースロック機構70を備えている。ツースロック機構70は、インナージャケット40の外周41に固定された被係合歯形成部材71と、一対の被締付部51によって支持軸72を介して回転可能に支持された係合歯形成部材73と、締付軸21の回転に係合歯形成部材73の回転を連動させる連動機構74とを備える。
図示していないが、支持軸72の軸方向の両端は、一対の被締付部51によって支持され、被係合歯形成部材71は、支持軸72の軸方向の中間部においてインナージャケット40に支持されている。
被係合歯形成部材71は、多数の被係合歯71aを軸方向Xに所定間隔毎に並べて形成している。被係合歯形成部材71の多数の被係合歯71aは、長尺板に多数の溝71bを所定間隔毎に例えば貫通形成することにより、隣接する溝71b間に形成するようにしてもよい。
係合歯形成部材73は、支持軸72の外周の回りを取り囲むボス部75と、ボス部75の外周から突出状に延び、先端に被係合歯71aに係合可能な係合歯76aを形成した係合歯形成腕76とを備えている。
被係合歯形成部材71は、軸方向Xの上端に、係合突起71cを設けている。インナージャケット40のテレスコストローク範囲の縮み側のストローク端で、係合突起71cが、係合歯形成部材73の係合歯76aと当接することにより、インナージャケット40のテレスコストローク範囲の縮み側のストローク端が規制されるように構成されている。すなわち、係合歯76aが、インナージャケット40のテレスコストローク範囲の縮み側のストローク端を規制する縮み側ストッパとして機能する。
支持軸72は、被係合歯71aと係合歯76aとが噛み合わされたロック状態で発生する二次衝突時の衝撃で破断する破断予定部(図示せず)を含む。これにより、二次衝突時に破断予定部の破断による衝撃吸収荷重が発生する。また、前記破断により、インナージャケット40の軸方向下方XLへの移動(衝撃吸収移動)が許容される。
連動機構74は、締付軸21に一体回転可能に連結されたカム部材77と、係合歯形成部材73と一体回転可能に設けられカム部材77に従動するカムフォロワ腕78と、カムフォロワ腕78を介して係合歯76aが被係合歯71aに噛み合う方向に係合歯形成部材73を回転付勢する付勢部材79とを備えている。
カム部材77は、締付軸21の外周に一体回転可能に嵌合されたボス部77aと、ボス部77aから径方向外方へ突出するカム突起77bとを含む。
付勢部材79は、例えばねじりばねからなる。すなわち、付勢部材79は、係合歯形成部材73のボス部75を取り囲むコイル部79aと、コイル部79aから延びカム部材77のボス部77aの外周に係合する第1係合部79bと、カムフォロワ腕78に係合する第2係合部79cとを備えている。
付勢部材79は、図4において反時計回り方向に(図4において白抜き矢符で示す)、係合歯形成部材73を回転付勢している。
図5に示すアンロック状態から、操作レバー20および締付軸21を締付軸21の中心軸線C1回りにロック方向(図5において時計回り方向)に回転させると、カム突起77bが、支持軸72の中心軸線C2を中心とする、カムフォロワ腕78の反時計回りの回転を許容する。このため、付勢部材79の働きで、係合歯形成部材73が反時計回りに回転し、図4に示すように、係合歯76aが被係合歯71aに噛み合うことによりツースロックが達成される。
図4に示すロック状態から、操作レバー20をアンロック方向に回転させると、図5に示すように、カム突起77bが、付勢部材79に抗して、カムフォロワ腕78を介して係合歯形成部材73を中心軸線C2を中心として時計回りに回転させる。このため、被係合歯71aに対する係合歯76aの噛み合いが外れ、ツースロックが解除される。
図7に示すように、アウタージャケット50は、組立時において、係合部材60を挿通可能な開口部56を備えている。開口部56は、アウタージャケット50の外周50aおよび内周50bを貫通している。組立時において、アウタージャケット50の開口部56とインナージャケット40の固定孔42との位置を合わせた状態で、係合部材60が、開口部56を通してインナージャケット40の固定孔42に圧入される。
図6に示されるようなテレスコ調整時のコラムジャケット8の最短縮状態で、開口部56が、係合部材60より軸方向下方XLに配置されるように構成されている。このため、テレスコ調整時において、開口部56によるアウタージャケット50の剛性低下を抑制することができる。
また、図8に示されるような二次衝突時のコラムジャケット8の最短縮状態(係合部材60が案内溝54の軸方向Xの下端に設けられたバンプストッパ57に当接する状態に相当)で、開口部56が、係合部材60より軸方向上方XUに配置されるように構成されている。このため、二次衝突時において、開口部56によるアウタージャケット50の剛性低下を抑制することができる。
開口部56は、アウタージャケット50においてチルト方向上方YU側の部分に配置されることが好ましい。二次衝突時に、インナージャケット40の軸方向上端が、チルト方向上方YUに持ち上げられるため、インナージャケット40の軸方向下端が、チルト方向下方YLに押し下げられる。これにより、係合部材60が開口部56に対して引っ掛かり等を生じ難くなり、インナージャケット40の衝撃吸収移動を円滑に行える。
第1実施形態によれば、アウタージャケット50の内周50bの案内溝54が、底部54aを有しているので、インナージャケット40からの係合部材60の脱落(具体的には固定孔42からの離脱)が、案内溝54の底部54aによって抑制される。したがって、係合部材60を案内溝54の端部の伸び側ストッパ55と係合させて、インナージャケット40の抜け防止を確実に行うことができる。
また、案内溝54が底部54aを有しているので、案内溝が貫通溝である場合と比較して、アウタージャケット50の剛性が向上することにより、剛性の高いステアリング装置1を実現することができる。
(第2実施形態)
図9は本発明の第2実施形態を示している。図9を参照して、第2実施形態が第1実施形態と主に異なるのは、下記である。係合部材60Pが、導電性金属部材等の導電性部材からなる。また、アウタージャケット50に摺動接触する導電性弾性部材80が、係合部材60Pと一体に設けられている。これにより、インナージャケット40とアウタージャケット50とは、係合部材60Pおよび導電性弾性部材80を介して通電可能である。
導電性弾性部材80は、係合部材60Pに通電可能に連結された連結部81と、案内溝54の底部54aに通電可能に摺動接触する接触部82とを含む。導電性弾性部材80は、図示のようなパンタグラフ状に伸縮可能な平行リンクを構成していてもよい。また、アウタージャケット50は、ブラケット17を介して車体側部材13Pと通電可能に接続されている。
図9の第2実施形態の構成要素において、図3の第1実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図1の第1実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
第2実施形態によれば、インナージャケット40と、車体側部材13Pに通電可能に接続されたアウタージャケット50との間で、導電性の係合部材60Pと導電性弾性部材80とを介して、通電が確保される。これにより、ラジオノイズの発生を抑制することができる。特に、インナージャケット40とアウタージャケット50との間にグリース等を介在させる場合に、本実施形態の構造がラジオノイズの発生の抑制に有利に働く。
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、ステアリング装置1は、マニュアルタイプに限らず、電動モータの動力をステアリングシャフト3に与えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置であってもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
1…ステアリング装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト、5…転舵機構、8…コラムジャケット、13…車体、13P…車体側部材、17…ブラケット、18…締付機構、20…操作レバー、21…締付軸、22…側板、23…チルト用長孔、30…力変換機構、32…一方のクランプ部材、34…他方のクランプ部材、40…インナージャケット、41…外周、42…固定孔、50…アウタージャケット、50a…外周、50b…内周、51…被締付部、51a…内側面、52…締付軸挿通孔、53…スリット、54…案内溝、54a…底部、55…伸び側ストッパ、56…開口部、60;60P…係合部材、61…基端、62…先端、70…ツースロック機構、71…被係合歯形成部材、71a…被係合歯、71c…係合突起、73…係合歯形成部材、76…係合歯形成腕、76a…係合歯(縮み側ストッパ)、77…カム部材、78…カムフォロワ腕、79…付勢部材、79a…コイル部、79b…第1係合部、79b…第2係合部、80…導電性弾性部材、X…軸方向、XU…軸方向上方、XL…軸方向下方

Claims (4)

  1. 操舵部材が連結される軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
    テレスコ調整のために軸方向に相対摺動可能に嵌合されたアウタージャケットとインナージャケットとを含み、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する軸方向に伸縮可能なコラムジャケットと、
    前記インナージャケットに固定された基端を有する係合部材と、を備え、
    前記アウタージャケットの内周は、軸方向に延び前記係合部材を嵌合させて前記係合部材を介して前記インナージャケットの回転を規制しつつ前記インナージャケットの軸方向移動を案内する案内溝と、前記案内溝の端部に配置され前記係合部材と係合することによりインナージャケットの抜脱を規制するストッパとを含み、
    前記案内溝は、前記係合部材の先端と対向する底部を含むステアリング装置。
  2. 請求項1において、前記アウタージャケットは、前記係合部材を挿通可能な開口部を含み、
    テレスコ調整時の前記コラムジャケットの最短縮状態で、前記開口部が、前記係合部材より軸方向下方に配置されるように構成されているステアリング装置。
  3. 請求項2において、二次衝突時の前記コラムジャケットの最短縮状態で、前記開口部が、前記係合部材より軸方向上方に配置されるように構成されているステアリング装置。
  4. 請求項1〜3の何れか一項において、前記係合部材は導電性部材からなり、
    前記係合部材と一体に設けられて、前記アウタージャケットに摺動接触する導電性弾性部材を備え、
    前記アウタージャケットは、車体側部材と通電可能に接続されるように構成され、
    前記インナージャケットと前記アウタージャケットとは、前記係合部材および前記導電性弾性部材を介して通電可能に構成されているステアリング装置。
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