JP6794222B2 - 自動車操舵装置用カラムハウジング - Google Patents

Description

本発明は、自動車操舵装置用カラムハウジングに関し、より詳細には、要求剛性を満足しながらも重量が低減される自動車操舵装置用カラムハウジングに関する。

自動車には、運転者の操作によって車両の進行方向を調整および変更する操舵装置（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）が装着される。

自動車の操舵装置は、運転者がステアリングホイールにより操舵操作を行う場合、その操作力を伝達してタイヤの方向を変更する装置で、ステアリングホイール、ステアリングシャフト、ステアリングカラム、ユニバーサルジョイント、ギヤボックスなどを含んで構成される。

操舵装置では、ステアリングシャフトを介して伝達される回転力がユニバーサルジョイントを介してピニオンギヤに伝達され、ピニオンギヤに伝達された回転力がラック（ｒａｃｋ）によってラックバー（ｒａｃｋ ｂａｒ）の直進力に変換される。

これによって、ラックバーが左右に直進運動をし、このようなラックバーの直進運動によって作用する力がタイロッドおよびボールジョイントを介してタイヤに伝達されてタイヤの方向を変更させる。

また、操舵装置には、便宜機能を実現するためのものであって、運転者がステアリングホイールの位置を自分の身体条件や体形、運転姿勢などに好適に調整できるようにするステアリングカラム調整装置が設けられている。

このようなステアリングカラム調整装置では、運転者が操作レバーを解除操作する場合、ステアリングカラムの傾斜角および前後位置を調整可能な状態となるようにする。

すなわち、ステアリングカラム調整装置は、ステアリングカラムのチルティング状態やテレスコピック状態を調整できるように構成されるもので、ステアリングカラムをチルト（ｔｉｌｔ）可能にするチルト機構と、ステアリングカラムを軸方向に前後位置調整可能にするテレスコピック（ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ）機構とを含む。

一方、従来は、ステアリングカラムのカラムハウジングが剛性確保のためにスチールで製作され、カラムハウジングがスチールで製作される場合、剛性は確保できるものの、重量の面で不利な点があった。

したがって、重量を減少させるために、剛性を満足できるアルミニウム合金でカラムハウジングを製作したりするが、十分な剛性を有するようにしながらも重量をより低減できる方策が必要になった。

したがって、本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、要求剛性を満足しながらも重量が低減される自動車操舵装置用カラムハウジングを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明によれば、操舵装置のステアリングカラムにおけるカラムチューブの外側に結合されるカラムハウジングにおいて、合成樹脂を材質として製作され、内側に位置した前記カラムチューブに圧着固定される時、内側方向への変形が行われるようにするためのスリットが定められた方向に沿って長く形成されており、前記スリットの端部の終端位置からスリットが形成されないスリット周辺の定められた部分には、外側に突出して他の部分に比べて厚さが厚くなった形状を有する第１補強部が形成されていることを特徴とする自動車操舵装置用カラムハウジングを提供する。

ここで、ステアリングロック装置が結合される部位には、外側面から側方に突出形成された第２補強部が形成され、前記ステアリングロック装置が結合される部位の補強が行われたことを特徴とする。

また、本発明に係るカラムハウジングは、合成樹脂を材質として製作されたことを特徴とする。

これにより、本発明のカラムハウジングは、合成樹脂で製作されるとともに、破断が発生し得る部位の剛性を増大させるための補強部を備えることにより、要求剛性を満足しながらも重量が低減されるという利点を有する。
特に、第２補強部が、補強の役割とともに、ステアリングロック装置を固定するための締結ブラケットの役割を果たすことができるため、ステアリングロック装置の固定のために別物として製作されていた締結ブラケットが削除可能であり、これは車両の重量低減および原価節減に寄与する。

一般的なステアリングカラムを示す斜視図である。 従来のカラムハウジングを示す斜視図である。 ステアリングカラムにステアリングロック装置が結合されることを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るカラムハウジングを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るカラムハウジングを示す平面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。

まず、本発明の理解のために、公知のステアリングカラムについて説明する。
図１は、公知のステアリングカラムを示す斜視図であり、図示のように、ステアリングカラム１の側面に操作レバー１０（チルトレバーともいう）が備えられる。

ステアリングカラム調整装置を備えた操舵装置では、前記操作レバー１０を解除した後、チルトアップ／ダウン（ｕｐ／ｄｏｗｎ）方向に力を加えることにより、ステアリングカラム１およびステアリングホイール（図示せず）をチルト移動させるようになっている。

また、操作レバー１０を解除した後、テレ（Ｔｅｌｅ）イン／アウト（ｉｎ／ｏｕｔ）方向に力を加えることにより、ステアリングカラム１およびステアリングホイールをテレスコピック移動させるようになっている。

そして、前記ステアリングカラム１は、円筒状のカラムチューブ（ロワーチューブ（ｌｏｗｅｒ ｔｕｂｅ））３０と、カラムチューブ３０の外側に前後移動可能に結合される円筒状のカラムハウジング２０と、ボルティングにより車体側に結合されて固定されるマウンティングブラケット５０とを含む。

この構成において、カラムチューブ３０がカラムハウジング２０の内側に結合され、カラムチューブ３０の内側にはステアリングシャフト４０が結合される。

また、マウンティングブラケット５０は、車体側に固定された状態でカラムハウジング２０を支持する。

前記カラムハウジング２０は、テレスコピック機構の構成要素の１つであって、カラムチューブ３０を囲んでいる状態でカラムチューブに対して前後スライド移動が可能となっており、これとともに、マウンティングブラケット５０に対しては軸方向の前後移動および上下方向の移動が可能となっている。

ただし、運転者がステアリングホイールを所望の位置に調整するために、ロック状態にある操作レバー１０を解除操作する場合にのみ、カラムハウジング２０の移動が可能であり、操作レバー１０のロック状態では、カラムハウジング２０が内側のカラムチューブ３０に圧着固定されるとともに、マウンティングブラケット５０に対しても位置固定される。

この時、操作レバー１０の操作に連動して作動するチルト機構およびテレスコピック機構によって、カラムチューブ３０に対するカラムハウジング２０の固定および解除が行われる。

しかし、従来は、ステアリングカラムのカラムハウジング２０が剛性確保のためにスチールで製作され、カラムハウジングがスチールで製作される場合、剛性は確保できるものの、重量の面で不利な点があった。

これによって、本発明は、要求剛性を満足しながらも重量が低減される自動車操舵装置用カラムハウジングを提供しようとするものである。

このために、合成樹脂を用いて製作され、不足した剛性を補強するための補強部を有するカラムハウジングが開示される。

このような本発明のカラムハウジングは、合成樹脂で製作されるため、重量が低減されながらも補強部によって法規剛性を満足させることができる。

本発明の実施形態に係るカラムハウジングとの比較のために、公知のカラムハウジングについて、図２を参照して説明する。

図２は、既存のアルミニウム合金材質のカラムハウジングを示す斜視図である。
図示のように、カラムハウジング２０は、その内側に、図示しないカラムチューブ（図１中の図面符号３０である）が挿入できるように円筒の形状に製作される。

前記カラムハウジング２０には、図示しないテレスコピック機構の固定部品が結合される結合部２１が両側に並ぶ形状に形成され、前記各結合部２１には、カラムハウジング２０の軸方向の前後移動時にガイドの役割を果たすスロットホール２１ａがカラムハウジング２０の長手方向（すなわち、軸方向）に沿って長く形成されている。

また、前記カラムハウジング２０には、内側のカラムチューブに圧着固定される時、内側方向への変形が行われるように一端部に円周方向に沿って形成された第１スリット２２ａと、前記第１スリット２２ａからカラムハウジングの長手方向に沿って形成された第２スリット２２ｂとが備えられる。

そこで、カラムハウジング２０がカラムチューブに固定される時、第２スリット２２ｂの幅（スリット間隙）が縮小しながら、結合部２１が形成されているカラムハウジング部分が内側方向に変形しながらカラムチューブを圧着して締められるようになる。

そして、前記カラムハウジング２０の一側には、図示しないステアリングロック装置のロックバー（ｌｏｃｋ ｂａｒ）が挿入可能なホール２３が形成されている。

前記ステアリングロック装置は、盗難防止などを目的として、運転者がキーシリンダに車両キーを挿入して操作する前には、ステアリングシャフト（図示せず）の回転を拘束してステアリングホイールの操作を不可能にする装置である。

前記ステアリングロック装置は、カラムハウジング２０の外側に固定装着され、ステアリングロック装置のロック（ｌｏｃｋ）作動が行われる時、前記カラムハウジング２０のホール２３を介して挿入されたロックバー（図示せず）が前進してステアリングシャフトをロッキングする。

このために、ステアリングシャフトには、半径方向に突起が形成されたロックリング（ｌｏｃｋ ｒｉｎｇ）（図示せず）が固定され、ロック作動時、前記ロックバーがロックリングの突起にかかっているようにすることにより、ステアリングシャフトの回転を制限する。

逆に、ロック解除（ｕｎｌｏｃｋ）作動時には、前記ロックバーが反対に後進してステアリングシャフトのロックリングから分離されることにより、ステアリングシャフトおよびステアリングホイールの回転拘束が解除される。

図３は、ステアリングカラムにステアリングロック装置が結合されることを示す斜視図であり、図３では、図２の状態と比較してカラムハウジング２０を上下反対に示し、したがって、ロックバーが挿入されるホール（図２中の図面符号２３である）は、図３においてカラムハウジング２０の下部に位置するので図示しないことを明らかにしておく。

図面符号２は、キーシリンダを含むキーロック装置であり、図面符号３は、キーシリンダに挿入された車両キーを運転者が操作することによって、ロックバー４が前後進作動しながらステアリングホイールおよびステアリングシャフトの回転を拘束または解除するステアリングロック装置を示す。

図示のように、ステアリングロック装置３は、上下両側の締結ブラケット５、６を介在させてカラムハウジング２０に装着されるが、上下両側の締結ブラケット５、６がカラムハウジング２０の外周面を圧着した状態でボルトなどの締結部材７によって相互締結されることにより、ステアリングロック装置３がカラムハウジング２０に固定されるようになっている。

一方、図４は、本発明の実施形態に係るカラムハウジングを示す斜視図であり、図５は、本発明の実施形態に係るカラムハウジングを示す平面図であって、これを参照して、実施形態に係るカラムハウジングについて詳細に説明する。

本発明の実施形態に係るカラムハウジング２０は、合成樹脂で成形して製作され、合成樹脂を材質としているため、公知のスチールまたはアルミニウム合金材質のカラムハウジングに比べて重量が低減できる。

しかし、合成樹脂を用いてカラムハウジング２０を成形製作するにあたり、図２に示された既存のアルミニウム合金材質のカラムハウジングや公知のスチール材質のカラムハウジングと同じ形状に製作するならば、強度の面で脆弱であるしかなく、法規剛性を満足させにくい。

特に、カラムハウジング２０において、ステアリングロック装置（図３中の図面符号３である）が装着される部位、すなわちロックバー（図３中の図面符号４である）が挿入されるホール２３の周辺部位は、ステアリングロック装置およびこれに結合されたキーロック装置（図３中の図面符号２である）を支持する部分であるので、十分な剛性が確保できない場合、クラックなどの破断現象が発生することがある。

さらに、公知のように、チルトやテレスコピック機能の作動時、カラムハウジング２０は、カラムチューブを圧着しながらカラムチューブに固定されるか、圧着が解除されながら前後スライド移動が可能な状態となるが、このような圧着または圧着解除のためのカラムハウジング２０の変形が繰り返されていれば、第２スリット２２ｂを基準としてその周辺にクラックなどの破断現象が発生することがある。

カラムハウジング２０がカラムチューブに固定される時には、結合部２１が形成されたカラムハウジング２０部分が内側に変形すると同時に、第２スリット２２ｂの幅（スリット間隙）が縮小しながら、カラムチューブの外側面を加圧する締め状態となる。

逆に、カラムハウジング２０とカラムチューブとの間の固定が解除される時には、カラムハウジング２０の第２スリット２２ｂが広がりながら、加圧および締め状態が解除される。

したがって、プラスチックカラムハウジング２０では、変形時に作用する力によって、第２スリット２２ｂの周辺部分でクラックなどの破断が発生することがある。

特に、強度不足時、第２スリット２２ｂの端部、すなわち第１スリット２２ａに連結された端部の反対側の端部からクラックが発生しやすくなる。

したがって、図４および図５に示しているように、カラムハウジング２０には、第２スリット２２ｂの終端からカラムハウジング２０の長手方向に沿って所定区間Ａに相当する部分、すなわちスリットが形成されない所定区間Ａだけの部分に第１補強部２４を形成する。

前記第１補強部２４は、当該部分に外側に突出した形状の突出部を形成することで実現できるが、突出部が形成されることにより、当該部分の厚さが厚くなるので、第２スリット２２ｂの端部側部分における強度が増大可能になる。

また、カラムハウジング２０において、ステアリングロック装置が固定および支持される部分の剛性を増大させるために、ステアリングロック装置との結合部位には第２補強部２５を形成する。

前記第２補強部２５は、カラムハウジング２０の外側面の当該部位から側方に突出した形状に形成され、好ましくは、第２補強部２５がカラムハウジング２０の外側面から左右両側に突出した形状に形成される。

また、第２補強部２５は、カラムハウジング２０の左右両側に突出した翼形状を有するように形成されるとよく、この時、左右両側の翼形状の第２補強部２５は、ステアリングロック装置（図３中の図面符号３である）に一体に備えられた締結ブラケット（図３中の図面符号６である）と接合可能な接合面を有するように形成されるとよい。

この時、第２補強部２５は、カラムハウジング２０の外側面から突出したプレート形状を有することができ、このような形状の第２補強部２５は、ステアリングロック装置が装着される部位を補強する役割とともに、ステアリングロック装置の装着のためのブラケットの用途にも使用できる。

すなわち、図３に示されたステアリングロック装置（図３中の図面符号３である）の締結ブラケット（図３中の図面符号６である）とカラムハウジング２０の第２補強部２５とが接合された状態で締結されることにより、ステアリングロック装置の固定が行われるようにするものである。

このために、左右両側の各第２補強部２５に締結ホール２６が形成される。
結局、第２補強部２５とステアリングロック装置３の締結ブラケット６とを相互接合した状態で、第２補強部２５の締結ホール２６と締結ブラケット６の締結ホール（図３中の図面符号６ａである）とを一致させた後、ボルトなどの締結部材（図３中の図面符号７である）を挿入して締結すれば、ステアリングロック装置がカラムハウジング２０に固定できるようになる。

このように、第２補強部２５は、ステアリングロック装置が装着されて支持されるカラムハウジング部位を補強する役割を果たすとともに、ステアリングロック装置の固定および支持構造の役割を果たす。

すなわち、前記第２補強部２５が、図３の図面符号６で指示された締結ブラケットの役割を代替できるものであり、したがって、別物として製作されていた図面符号５の締結ブラケットを削除することが可能になる。

図５を参照して第２補強部についてさらに説明すれば、図示のように、カラムハウジング２０の両側に長手方向に沿った所定区間の部位だけ翼形状の第２補強部２５をカラムハウジング２０に側方に突出して形成する。

このような第２補強部２５は、ステアリングロック装置から作用する力を効果的に分散させることができ、これによって、ステアリングロック装置が結合されるカラムハウジング部位が補強され、法規を満足するカラムハウジング２０の剛性が確保できるようになる。

図５を参照すれば、第１補強部２４は、第２スリット２２ｂの終端部位に位置するように形成され、第２補強部２５は、第１補強部２４に対してカラムハウジング２０の円周方向に直角をなす位置に形成されることが分かる。

図示のように、第１補強部２４は、第２スリット２２ｂの終端部位からカラムハウジング２０の長手方向に沿った定められた区間Ａだけの部分に形成され、第２補強部２５は、カラムハウジング２０の長手方向に沿ってステアリングロック装置が結合される区間を含む定められた区間Ｂだけの部分に形成される。

この時、第２補強部２５が形成された区間Ｂ（以下、「第２補強部区間」という）は、カラムハウジング２０の長手方向区間において、第１補強部２４が形成された区間Ａ（以下、「第１補強部区間」という）と重なるようにし、好ましくは、第２補強部２５を、第１補強部区間Ａを経て少なくとも第２スリット２２ｂが形成された区間Ｃ（以下、「第２スリット区間」という）の一部と重なるようにさらに延長させて形成する。

すなわち、第２補強部区間Ｂが第２スリット区間Ｃの一部と重なるように、図上の左側にさらに延長して、カラムハウジング２０の長手方向区間のうち、カラムハウジング２０の第２スリット区間Ｃと第２補強部区間Ｂの少なくとも一部とが互いに重なる（ｏｖｅｒｌａｐ）ようにするものである。

このように、第２補強部区間Ｂは、第１補強部区間Ａを含むことはもちろん、第２スリット区間Ｃの少なくとも一部とも重なるものであり、結局、第１補強部２４が形成されたカラムハウジング部分では、第１補強部２４と第２補強部２５が補強の役割を果たしながら、外部から作用する力を分散させる。

また、第２補強部区間Ｂと第２スリット区間Ｃの一部とが重なっているため、カラムハウジング２０の第２スリット２２ｂの終端周辺部分で第２補強部２５が適切に力を分散させながら、カラムハウジング２０の破断が防止できるようになる。

前記第１補強部２４が形成された時、図５における矢印Ｄ、Ｅ方向に沿ってクラックなどの破断が発生および進行し得るが、第２補強部区間Ｂを第２スリット区間Ｃの一部と重ねた補強構造によって、前記のような破断が効果的に防止できるようになる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に含まれる。

１：ステアリングカラム
２：キーロック装置
３：ステアリングロック装置
４：ロックバー
５、６：締結ブラケット
６ａ：締結ホール
７：締結部材
１０：操作レバー
２０：カラムハウジング
２１：結合部
２１ａ：スロットホール
２２ａ：第１スリット
２２ｂ：第２スリット
２３：ホール
２４：第１補強部
２５：第２補強部
２６：締結ホール
３０：カラムチューブ
４０：ステアリングシャフト
５０：マウンティングブラケット
Ａ：第１補強部区間
Ｂ：第２補強部区間
Ｃ：第２スリット区間

Claims (9)

1. 操舵装置のステアリングカラムにおけるカラムチューブの外側に結合されるカラムハウジングにおいて、
   内側に位置した前記カラムチューブに圧着固定される時、内側方向への変形が行われるようにするためのスリットが定められた方向に沿って長く形成されており、
   前記スリットの端部の終端位置から前記スリットが形成されない前記スリット周辺の定められた部分には、外側に突出して他の部分に比べて厚さが厚くなった形状を有する第１補強部が形成され、
   前記第１補強部は、前記スリットの終端部位からカラムハウジングの長手方向に沿った定められた区間にだけ形成されていることを特徴とする自動車操舵装置用カラムハウジング。
2. 円周方向に沿って形成された前記スリットとは異なる第１スリットを更に備え、
   前記スリットの両端部のうち、前記第１スリットに連結された端部の反対側に位置した端部の終端位置から前記スリットが形成されない前記スリット周辺の定められた部分に前記第１補強部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
3. ステアリングロック装置が結合される部位には、外側面から側方に突出形成された第２補強部が形成され、前記ステアリングロック装置が結合される部位の補強が行われたことを特徴とする請求項１に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
4. 前記第２補強部が外側面の左右両側からそれぞれ側方に突出した形状を有することを特徴とする請求項３に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
5. 前記外側面の左右両側からそれぞれ側方に突出した第２補強部は、ステアリングロック装置の装着のための締結ブラケットと接合可能な接合面を有し、前記締結ブラケットが第２補強部の接合面に接合された状態で締結されることにより、ステアリングロック装置が固定されることを特徴とする請求項４に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
6. 前記第２補強部には締結ホールが形成され、前記第２補強部の締結ホールとステアリングロック装置の締結ブラケットに形成された締結ホールに締結部材が挿入されて締結できるようになったことを特徴とする請求項５に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
7. 前記ステアリングロック装置が結合される部位の外側面にカラムハウジングの長手方向に沿った定められた区間だけ前記第２補強部が形成され、
   前記カラムハウジングの長手方向区間において、前記第２補強部が形成された区間が、第１補強部が形成された区間を含むようになったことを特徴とする請求項３に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
8. 前記ステアリングロック装置が結合される部位の外側面にカラムハウジングの長手方向に沿った定められた区間だけ前記第２補強部が形成され、
   前記カラムハウジングの長手方向区間において、前記第２補強部が形成された区間が、第１補強部が形成された区間を含みながら前記スリットが形成された区間の少なくとも一部とも重なっていることを特徴とする請求項３に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。
9. 合成樹脂を材質として製作されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車操舵装置用カラムハウジング。

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