JP6991658B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールの操舵トルクを車輪に伝達するステアリング装置に関する。

車両の乗員は、ステアリングホイールを操舵することにより、車両を操作する。ステアリングホイールの操舵力は、ステアリング装置を介して車輪に伝達される。車輪が左右に転舵されることにより、車両は、進行する方向が決められる。このようなステアリング装置として、特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示されるような、ステアリング装置は、車体に固定されたステアリングコラムと、このステアリングコラムに支持されていると共に上端にステアリングホイールが固定されたメインシャフトと、このメインシャフトの下端に軸継手を介して接続されたインタミディエイトシャフトと、このインタミディエイトシャフトの下端に軸継手を介して接続されたギヤボックスと、を備えている。

ステアリングホイールを操舵することにより、ギヤボックスを介してタイロッドが左右に変位し、これにより車輪が転舵される。

特開２００４－３２２６８８号公報

ところで、ステアリングホイールを操舵する際に乗員に伝わる感覚は、乗員によって好みが異なる。例えば、路面の凹凸等の感覚がより伝わるようなものを好む乗員もいるし、逆に、路面の凹凸等の感覚が伝わりにくいものを好む乗員もいる。ステアリングホイールを操舵した際に乗員に伝わる感覚を選択することができれば、より多くの乗員が快適に運転を行うことができ、好ましい。

本発明は、操舵フィーリングを選択することができるステアリング装置の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、軸線を中心に回転可能なインナシャフトと、このインナシャフトの一部を覆い前記インナシャフトと共に回転可能なアウタシャフトと、を有するステアリング装置において、
前記インナシャフト、及び、前記アウタシャフトは、前記軸線に沿って相対的に移動可能に設けられ、
前記インナシャフトは、前記軸線上に設けられた軸心部と、この軸心部の外周に設けられた第１当接部と、前記軸心部の外周に設けられると共に前記第１当接部とは硬さの異なる第２当接部と、を有し、
前記第２当接部は、前記軸線の延びる方向に沿って、前記第１当接部に隣接して設けられ、
前記軸心部のうち前記第１当接部及び前記第２当接部が設けられた当接部支持部は、前記軸線に垂直な断面を基準として、非円形状を呈し、
前記アウタシャフトは、前記第１当接部又は前記第２当接部のいずれかにのみ当接すると共に、当接している当接部との間でのみトルクを伝達可能なトルク伝達部を有している、ことを特徴とするステアリング装置が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記トルク伝達部は、前記インナシャフトに向かって突出することにより形成されている。

請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記トルク伝達部は、前記第１当接部及び前記第２当接部の外周形状に沿って配置され、
前記アウタシャフトの前記トルク伝達部に隣接する部位の内周面は、円形状を呈する。

請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記第１当接部は、素材にゴムが用いられ、
前記第２当接部は、素材に樹脂が用いられる。

請求項５に記載のごとく、好ましくは、前記当接部支持部は、前記軸線に垂直な断面を基準として、略Ｘ字状に形成され、
前記第１当接部及び前記第２当接部は、前記当接部支持部の外周に沿った形状を呈する。

請求項６に記載のごとく、好ましくは、前記アウタシャフトは、略筒状に形成された第１筒部と、この第１筒部の端部に連結された略筒状の第２筒部と、を有し、
前記第１筒部は、前記軸線方向を基準として、前記トルク伝達部を挟むように前記内周面が円形状の部位が２箇所に形成され、
前記第２筒部は、前記トルク伝達部を有し、
２つの前記トルク伝達部と、２箇所の前記内周面が円形状の部位と、が交互に並んでいる。

請求項１に係る発明では、第１当接部又は第２当接部のいずれかにのみ当接すると共に、当接している当接部との間でのみトルクを伝達可能なトルク伝達部を有している。アウタシャフト及びインナシャフトは、相対的に移動可能に設けられている。アウタシャフト又はインナシャフトを移動させることにより、トルク伝達部を第１当接部又は第２当接部のいずれかに当接させる。このとき、当接している方の当接部のみがトルク伝達部との間でトルクを伝達可能である。即ち、当接していない方の当接部は、トルク伝達部との間でトルクを伝達することができない。そして、第１当接部及び第２当接部は、それぞれ硬さが異なる。第１当接部を介してトルクを伝達させた場合と、第２当接部を介してトルクを伝達させた場合とにおいて、ステアリングホイールを操作した際に乗員に伝わる感覚が異なる。これらの感覚の選択は、アウタシャフトとインナシャフトとを相対的に移動させることによって行うことができる。操舵フィーリングを選択することができるステアリング装置を提供することができる。

特に、操舵フィーリングを機械的な簡便な構成によって選択可能とした。安価なステアリング装置でありながら、操舵フィーリングを適宜選択することができ、好ましい。

請求項２に係る発明では、トルク伝達部は、インナシャフトに向かって突出することにより形成されている。簡便な形状によって、各当接部に当接する部位と当接しない部位とを分けることができる。

請求項３に係る発明では、トルク伝達部は、第１当接部及び第２当接部の外周形状に沿って配置されている。トルク伝達部と、これに当接している当接部との間でより確実にトルクを伝達することができる。

加えて、アウタシャフトのトルク伝達部に隣接する部位の内周面は、円形状を呈する。簡便な形状によって、各当接部に当接する部位と当接しない部位とを分けることができる。

請求項４に係る発明では、第１当接部は、素材にゴムが用いられ、第２当接部は、素材に樹脂が用いられる。特に、操舵フィーリングを変化させることができる。

請求項５に係る発明では、当接部支持部は、軸線に垂直な断面を基準として、略Ｘ字状に形成され、第１当接部及び第２当接部は、当接部支持部の外周に沿った形状を呈する。これにより、第１当接部、及び、第２当接部は、軸線に垂直な断面を基準として略Ｘ字状に形成されている。これにより、軸線方向への移動を許容しつつ、トルクを確実に伝達することができる。

請求項６に係る発明では、第１筒部は、軸線方向を基準として、トルク伝達部を挟むように内周面が円形状の部位が２箇所に形成され、第２筒部は、トルク伝達部を有する。２つの筒部によって構成することにより、型抜きを可能にしつつ、トルク伝達部を複数有するアウタシャフトとすることができる。トルク伝達部が複数形成されることにより、トルクの伝達が確実に行われると共に、操舵フィーリングの違いが運転者により伝わるようになる。

本発明の実施例によるステアリング装置の斜視図である。 図１の２－２線断面図である。 図１に示されたステアリング装置の断面図である。 図１に示されたステアリング装置の分解斜視図である。 図３の５－５線断面図である。 図３の６－６線断面図である。 図２に示されたロック機構の作用について説明する図である。 図１に示されたステアリング装置の作用について説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
＜実施例＞

図１を参照する。ステアリング装置１０は、車両の前部に搭載される。ステアリング装置１０は、車体に固定された支持部材１１と、この支持部材１１によって支持されたロック機構１２と、このロック機構１２によって支持されたステアリングコラム１３と、このステアリングコラム１３に回転可能に支持されたアッパーシャフト１４と、このアッパーシャフト１４の後端且つ上端に固定されたステアリングホイール１５と、ステアリングコラム１３に連結されたインターミディエイトシャフト２０と、を有する。

なお、説明中、前後とは車両の進行方向を基準として前後、左右とは車両の乗員を基準として左右を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｕｐは上、Ｄｎは下、Ｌｅは乗員から見て左、Ｒｉは乗員から見て右を示している。

ロック機構１２は、ロック状態においてステアリングコラム１３の軸線方向（前後方向）への移動を規制し、アンロック状態においてステアリングコラム１３の軸線方向への移動を許容する。

ロック機構１２は、ステアリングホイール１５の前後位置を調整可能な、周知のテレスコピック機構を流用することができる。

図２を参照する。支持部材１１は、ステアリングコラム１３の側方に沿って下方に延びる左右の側壁部１１ａ、１１ａを有している。

図２のロック機構１２は、ロック状態にある。ロック機構１２は、左右の側壁部１１ａ、１１ａを貫通し左右の側壁部１１ａ、１１ａを締め付け可能な締め付けボルト１２ａと、この締め付けボルト１２ａの一端が締結され右の側壁部１１ａに固定されたナット１２ｂと、締め付けボルト１２ａの他端に設けられたカム部材１２ｃと、このカム部材１２ｃに固定され操作者が操作可能な操作レバー１２ｄと、を有する。

ステアリングコラム１３は、左右の側壁部１１ａ、１１ａに挟まれていると共にロック機構１２のアンロック時に前後方向に移動可能な可動ブラケット１３ａを有している。

可動ブラケット１３ａには、締め付けボルト１２ａが貫通し、前後に長い長円形状を呈するテレスコ調整用穴１３ｂ、１３ｂが空けられている。

図１を参照する。ステアリングホイール１５は、乗員が操作することにより、回転する。ステアリングホイール１５を回転させた際のトルクは、ステアリングコラム１３及びインターミディエイトシャフト２０を介して、車輪側へ伝達される。即ち、ステアリングホイール１５、ステアリングコラム１３、及び、インターミディエイトシャフト２０は、それぞれの軸線を中心に回転可能に設けられている。

図３を参照する。インターミディエイトシャフト２０は、アッパーシャフト１４（図１参照）に連結された軸継手２１と、この軸継手２１に連結され軸継手２１と共に回転可能なアウタシャフト３０と、このアウタシャフト３０の内部に設けられアウタシャフト３０と共に回転可能なインナシャフト４０と、を有する。

アウタシャフト３０は、軸継手２１が差し込まれた差し込み穴３１ａを有する固定板部３１と、この固定板部３１にボルト３２及びナット３３を介して固定された第１筒部３４と、この第１筒部３４にボルト３５及びナット３６を介して固定された第２筒部３７と、を有する。

第１筒部３４は、両端にフランジが形成されている筒状の部材である。第１筒部３４の略中央には、インナシャフト４０に向かって突出したトルク伝達部３４ａが形成されている。

トルク伝達部３４ａの形成されている部位に隣接する部位３４ｂ、３４ｃは、軸線ＣＬに垂直な断面を基準として円形状に形成されている。このトルク伝達部３４ａに隣接する部位３４ｂ、３４ｃは、トルク伝達部３４ａを挟むように２箇所に形成されている。

第２筒部３７は、内周の略全体に亘って、インナシャフト４０に向かって突出したトルク伝達部３７ａが形成されている。

以上から明らかなように、アウタシャフト３０の内面には、２つのトルク伝達部３４ａ、３７ａと、２箇所の円形状の部位３４ｂ、３４ｃと、が交互に並んでいる。換言すれば、トルク伝達が可能な部位と、トルク伝達しない部位とが交互に並んでいる。

図４を併せて参照する。インナシャフト４０は、軸線ＣＬ上に設けられた軸心部５０と、この軸心部５０の外周に２つ設けられた第１当接部４２と、この第１当接部４２に並べて軸心部５０の外周に２つ設けられると共に第１当接部４２とは硬さの異なる第２当接部４３と、この第２当接部４３の端部に接触し第２当接部４３が軸心部５０から外れることを防止するＯ字状のワッシャ４４と、このワッシャ４４を軸心部５０に固定するビス４５と、を有している。

軸心部５０は、軸線ＣＬに垂直な断面を基準として略Ｘ字状に形成され外周に第１当接部４２及び第２当接部４３が取り付けられた当接部支持部５１と、この当接部支持部５１の端部に一体的に形成され径方向に広がる当接部抜け止め部５２と、この当接部抜け止め部５２から軸線ＣＬに沿って延び車輪側の部材に接続されるインナシャフト接続部５３と、このインナシャフト接続部５３の端部に固定された軸継手５４（図１参照）と、を有する。

当接部抜け止め部５２は、第２当接部４３の端部に当接し、第２当接部４３が軸心部５０から抜けることを防止している。なお、径方向へ突出する当接部抜け止め部５２を用いない場合には、ワッシャを用いて抜け止めとしても良い。

第１当接部４２、及び、第２当接部４３は、少なくとも１つずつ配置される。第１当接部４２、及び、第２当接部４３は、それぞれ同じ形状に形成されている。第１当接部４２、及び、第２当接部４３は、第１当接部４２から配置することもできるし、第２当接部４３から配置することもできる。即ち、第１当接部４２と、第２当接部４３とは、図に示されるのと逆の順序で配置されてもよい。この場合、当接部抜け止め部５２には、第１当接部４２が当接する。

第１当接部４２は、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）によって構成されたスリーブであり、当接部支持部５１の外周に沿って略Ｘ字状に形成されている。

第２当接部４３は、例えば、ＰＯＭ樹脂（ポリアセタール）等の樹脂によって構成されたスリーブであり、当接部支持部５１の外周に沿って略Ｘ字状に形成されている。

図５及び図６を参照する。トルク伝達部３７ａは、第１当接部４２及び第２当接部４３の外周形状に沿って配置されている。即ち、軸線ＣＬに垂直な断面視において、略Ｘ字状を呈する第１当接部４２及び第２当接部４３に対して、トルク伝達部３７ａは、略Ｘ字の穴状に形成されている。第１筒部３４に形成されたトルク伝達部３４ａも同様である。

トルク伝達部３７ａは、第１当接部４２にのみ当接し、第２当接部４３には当接していない。図３を参照する。第１筒部３４に形成されたトルク伝達部３４ａも同様に、第１当接部４２にのみ当接し、第２当接部４３には当接していない。

以下に、ステアリング装置１０の作用について説明する。

ステアリングホイール１５（図１参照）を操舵した際に発生するトルクは、トルク伝達部３４ａ、３７ａから第１当接部４２のみに伝達される。逆に、路面の凹凸等から車輪に入力されたエネルギは、第１当接部４２を介してトルク伝達部３４ａ、３７ａに伝わり、ステアリングホイール１５を握る乗員に伝わる。第１当接部４２を介して伝わる操舵フィーリングは、振動が少なく、操作が軽く感じられる。

本発明によれば、ステアリングホイール１５に伝わる操舵フィーリングを変えることができる。図１及び図２を参照する。操舵フィーリングを変える際には、操作者は、ロック機構１２の操作レバー１２ｄを回す。

図２及び図７を参照する。操作レバー１２ｄを回すことにより、カム部材１２ｃの幅がＷ１からＷ２へ小さくなる。カム部材１２ｃ及びナット１２ｂによって締め付けられていた側壁部１１ａ、１１ａは、カム部材１２ｃの幅が狭まった分、広がる。側壁部１１ａ、１１ａによる挟み込む力が弱まる。テレスコ調整用穴１３ｂは、前後方向に長い長円形状であるため、テレスコ調整用穴１３ｂの長さ分だけ、可動ブラケット１３ａを前後方向に移動させることができる。つまり、図２に示された状態から操作レバー１２ｄを回すことにより、ロック機構１２がロック状態からアンロック状態に切り替えられる。

図１を参照する。アンロック状態では、ステアリングホイール１５を前後に動かすことにより、ステアリングコラム１３及びアウタシャフト３０が前後方向に変位する。インナシャフト４０は、変位しない。

図に示す状態から、後方にアウタシャフト３０を変位させることにより、操舵フィーリングを変更することができる。変位させる量は、第１当接部４２又は第２当接部４３の軸線方向の長さ分であり、例えば、０．５～３ｃｍである。アウタシャフト３０を変位させたら、操作レバー１２ｄを回し、ロック機構１２をロック状態に戻す。これにより、ステアリングコラム１３及びアウタシャフト３０は、前後方向に変位不能となる。

図８を参照する。アウタシャフト３０を後方に変位させることにより、トルク伝達部３４ａ、３７ａは、第２当接部４３に当接する。この場合、アウタシャフト３０のトルクは、第２当接部４３に伝達され、第１当接部４２には伝達されない。トルクの反力は、アウタシャフト３０を介してステアリングホイール１５（図１参照）に伝達される。第２当接部４３を介して伝わる操舵フィーリングは、路面振動を感じることができると共に、操舵に対する応答が速く感じられる。

第１当接部４２（例えば、ゴム）及び第２当接部４３（例えば、硬質樹脂）には、それぞれ異なる素材が採用されているため、トルク伝達部３４ａ、３７ａの当接している部位によって操舵フィーリングが変化する。

本発明によるステアリング装置１０の効果を以下に説明する。

図３を参照する。第１当接部４２又は第２当接部４３のいずれかにのみ当接すると共に、当接している当接部（図では、第１当接部４２）との間でのみトルクを伝達可能なトルク伝達部３４ａ、３７ａを有している。アウタシャフト３０及びインナシャフト４０は、相対的に移動可能に設けられている。

図８を併せて参照する。アウタシャフト３０を移動させることにより、トルク伝達部３４ａ、３７ａを第１当接部４２又は第２当接部４３のいずれかに当接させる。このとき、当接している方の当接部（図３では、第１当接部４２、図８では、第２当接部４３）のみがトルク伝達部３４ａ、３７ａとの間でトルクを伝達可能である。即ち、当接していない方の当接部（図３では、第２当接部４３、図８では、第１当接部４２）は、トルク伝達部３４ａ、３７ａとの間でトルクを伝達することができない。そして、第１当接部４２及び第２当接部４３は、それぞれ硬さが異なる。第１当接部４２を介してトルクを伝達させた場合と、第２当接部４３を介してトルクを伝達させた場合とにおいて、ステアリングホイール１５（図１参照）を操作した際に乗員に伝わる感覚が異なる。これらの感覚の選択は、アウタシャフト３０とインナシャフト４０とを相対的に移動させることによって行うことができる。操舵フィーリングを選択することができるステアリング装置１０を提供することができる。

特に、操舵フィーリングを機械的な簡便な構成によって選択可能とした。安価なステアリング装置１０でありながら、操舵フィーリングを適宜選択することができ、好ましい。

図５及び図６を参照する。トルク伝達部３４ａ、３７ａは、インナシャフト４０に向かって突出し、アウタシャフト３０のトルク伝達部３４ａに隣接する部位３４ｂ、３４ｃの内周面は、円形状を呈する。インナシャフト４０に向かって突出するトルク伝達部３４ａ、３７ａに対して、これに隣接する部位３４ｂ、３４ｃは、円形状を呈している。簡便な形状によって、各当接部４２、４３に当接する部位と当接しない部位とを分けることができる。

さらに、トルク伝達部３４ａ、３７ａは、第１当接部４２及び第２当接部４３の外周形状に沿って配置されている。トルク伝達部３４ａ、３７ａと、これに当接している当接部（第１当接部４２）との間でより確実にトルクを伝達することができる。

第１当接部４２は、素材にゴムが用いられ、第２当接部４３は、素材に樹脂が用いられる。特に、操舵フィーリングを変化させることができる。

当接部支持部５１は、軸線ＣＬに垂直な断面を基準として、略Ｘ字状に形成され、第１当接部４２及び第２当接部４３は、当接部支持部５１の外周に沿った形状を呈する。これにより、第１当接部４２、及び、第２当接部４３は、軸線ＣＬに垂直な断面を基準として略Ｘ字状に形成されている。これにより、軸線方向への移動を許容しつつ、トルクを確実に伝達することができる。

図３を参照する。第１筒部３４は、軸線方向を基準として、トルク伝達部３４ａを挟むように内周面が円形状の部位３４ｂ、３４ｃが２箇所に形成され、第２筒部３７は、トルク伝達部３７ａを有する。２つの筒部３４、３７によって構成することにより、型抜きを可能にしつつ、トルク伝達部３４ａ、３７ａを複数有するアウタシャフト３０とすることができる。トルク伝達部３４ａ、３７ａが複数形成されることにより、トルクの伝達が確実に行われると共に、操舵フィーリングの違いが運転者により伝わるようになる。

尚、本発明によるステアリング装置は、インターミディエイトシャフトを例に説明したが、ステアリングシャフト等であっても適用可能であり、これらの形式のものに限られるものではない。

さらに、インナシャフト及びアウタシャフトの位置は、実施例において説明したのとは逆であってもよい。つまり、インナシャフトがステアリングホイール側に設けられ、アウタシャフトが車輪側に設けられてもよい。

加えて、インナシャフト及びアウタシャフトの位置によっては、インナシャフトが前後方向に移動し、アウタシャフトは、移動しない、という構成や、インナシャフト及びアウタシャフトの両方が移動する、という構成を採用することもできる。即ち、インナシャフト及びアウタシャフトが軸線に沿って相対的に移動可能であれば良い。

第１当接部及び第２当接部の形状は、軸心部に沿った形状に限られない。軸線に垂直な断面を基準として方形状に形成された軸心部に対して、第１当接部及び第２当接部の外形は、軸線に垂直な断面を基準としてＸ字状であってもよい。

加えて、当接部支持部は、軸線に垂直な断面を基準として、略Ｘ字状である場合のみならず、矩形状や楕円状であっても良い。即ち、円形状を除いた、非円形状であれば良い。

本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明のステアリング装置は、乗用車両に好適である。

１０…ステアリング装置
３０…アウタシャフト
３４…第１筒部
３４ａ、３７ａ…トルク伝達部
３４ｂ、３４ｃ…隣接する部位
３７…第２筒部
４０…インナシャフト
４２…第１当接部
４３…第２当接部
５０…軸心部
５１…当接部支持部
ＣＬ…軸線

Claims (6)

1. 軸線を中心に回転可能なインナシャフトと、このインナシャフトの一部を覆い前記インナシャフトと共に回転可能なアウタシャフトと、を有するステアリング装置において、
   前記インナシャフト、及び、前記アウタシャフトは、前記軸線に沿って相対的に移動可能に設けられ、
   前記インナシャフトは、前記軸線上に設けられた軸心部と、この軸心部の外周に設けられた第１当接部と、前記軸心部の外周に設けられると共に前記第１当接部とは硬さの異なる第２当接部と、を有し、
   前記第２当接部は、前記軸線の延びる方向に沿って、前記第１当接部に隣接して設けられ、
   前記軸心部のうち前記第１当接部及び前記第２当接部が設けられた当接部支持部は、前記軸線に垂直な断面を基準として、非円形状を呈し、
   前記アウタシャフトは、前記第１当接部又は前記第２当接部のいずれかにのみ当接すると共に、当接している当接部との間でのみトルクを伝達可能なトルク伝達部を有している、ことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記トルク伝達部は、前記インナシャフトに向かって突出することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
3. 前記トルク伝達部は、前記第１当接部及び前記第２当接部の外周形状に沿って配置され、
   前記アウタシャフトの前記トルク伝達部に隣接する部位の内周面は、円形状を呈することを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
4. 前記第１当接部は、素材にゴムが用いられ、
   前記第２当接部は、素材に樹脂が用いられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。
5. 前記当接部支持部は、前記軸線に垂直な断面を基準として、略Ｘ字状に形成され、
   前記第１当接部及び前記第２当接部は、前記当接部支持部の外周に沿った形状を呈することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載のステアリング装置。
6. 前記アウタシャフトは、略筒状に形成された第１筒部と、この第１筒部の端部に連結された略筒状の第２筒部と、を有し、
   前記第１筒部は、前記軸線方向を基準として、前記トルク伝達部を挟むように前記内周面が円形状の部位が２箇所に形成され、
   前記第２筒部は、前記トルク伝達部を有し、
   ２つの前記トルク伝達部と、２箇所の前記内周面が円形状の部位と、が交互に並んでいることを特徴とする請求項２記載のステアリング装置。

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