JP7249836B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。

特許文献１に開示されているステアリング装置は、図７、図８、図９に示すようにその軸方向に伸縮自在に嵌合されているアッパージャケット２０２及びロアージャケット２０４を有するコラムジャケット２００を有している。また、アッパージャケット２０２には、軸方向に並ぶ複数の穴を有するロックプレート２０６が固定されている。ロアージャケット２０４には、ロック部材２０８と、カム２１０とが回動自在に軸支されている。

ロック部材２０８は、ロックプレート２０６の軸方向に並設された複数の穴２０７に対して、カム２１０の回動に連動して選択的に係合または退避する。ロック部材２０８のツース２０９がロックプレート２０６の選択された穴２０７に対して係合することで、アッパージャケット２０２の軸方向における移動が制限され、すなわち、ロックされるようにしている。また、ロック部材２０８が取り付けられた支軸２１１には図示しないが脆弱部を有していて、２次衝突があった場合に、該脆弱部が破断してツース２０９が穴２０７から離脱することにより、ロックが解除されるようにしている。

コラムジャケット２００内には、コラムシャフト２２０が配置されている。コラムシャフト２２０は、ロアージャケット２０４に対して軸心の回りで相対回動自在に支持されたロアーシャフト２２２と、アッパージャケット２０２に対して軸心の回りで相対回動自在に支持されたアッパーシャフト２２４とを有している。アッパーシャフト２２４は、図示しないハンドルの操作により、軸心の回りで回転される。

アッパーシャフト２２４とロアーシャフト２２２とは、スプライン嵌合やセレーション嵌合によって嵌合されていて、アッパーシャフト２２４はロアーシャフト２２２に対して、一体回転可能であるとともに、軸方向に沿って相対移動可能となっている。アッパーシャフト２２４が軸方向に移動する際、アッパージャケット２０２も同方向に一体に移動するように連結されている。このため、コラムシャフト２２０は、ロック部材２０８のロックが解除された状態では軸方向に伸縮可能となったテレスコピック機能を有している。

また、ロアージャケット２０４には、長孔２２６が軸方向に沿って形成されている。長孔２２６において、アッパージャケット２０２寄りの一部は、ロアージャケット２０４の内周面に凹設されているとともに、残りは、外周面において開口部２２７を有している。

アッパージャケット２０２において、ロアージャケット２０４内に摺動自在に挿入された基端部には、取付孔２２８が透設されていて、取付孔２２８にはストッパ２３０が嵌合されている。ストッパ２３０は、取付孔２２８に嵌入した基部２３２と、基部２３２に対して一体に形成されて、長孔２２６内に位置するとともに、四方へ張り出したフランジ２３３には当接部２３４を有している。ストッパ２３０は、アッパージャケット２０２がロアージャケット２０４に対して伸張する際に、長孔２２６の車体の後方側端部２２６Ａに当接部２３４が当接することにより、アッパージャケット２０２（アッパーシャフト２２４）の必要以上の車体側への相対移動を規制する。また、ストッパ２３０は、アッパージャケット２０２がロアージャケット２０４に対して収縮する際に、長孔２２６の車体前方側端部（図示しない）に当接部２３４が当接することにより、アッパージャケット２０２（アッパーシャフト２２４）の必要以上の車体前方側への相対移動を規制する。

図８に示すように、ストッパ２３０は当接部２３４と、アッパージャケット２０２との間には、緩衝材２４０が配置されている。緩衝材２４０は、ストッパ２３０及びアッパージャケット２０２よりも軟質の合成樹脂からなる。図１０(ｃ)に示すように、緩衝材２４０は、コラムシャフト２２０の軸方向に延出した一対のアーム２４２と両アーム２４２の基端間を連結する連結部２４４とによりコ字状に形成された枠体２４６と、各アーム２４２において、下方及び上方へそれぞれ延出された爪２４７、２４８とを有している。アーム２４２と連結部２４４の高さは同じとしている。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、爪２４７は基部２３２に形成された凹溝２４９に嵌合された状態で取付孔２２８に挿入されて該取付孔２２８の内周縁に係止されている。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、爪２４８はフランジ２３３に形成された凹部２３５を介して当接部２３４の上面に掛け止められている。緩衝材２４０は、爪２４７及び爪２４８が凹溝２４９及び凹部２３５にそれぞれ規制されて、前記軸方向において、車体及びへの移動が規制される。また、緩衝材２４０は、爪２４７が、凹溝２４９に規制されて、軸方向Ａにおいて、車体後方への移動が規制される。

上記ステアリング装置では、テレスコピック機能によりハンドル位置の調整が可能となっているとともに、衝突時の安全性を確保するためにステアリングコラムは回転トルクを伝える以外に、軸方向へ摺動する機能を有するようにしている。すなわち、車体衝突時にドライバーの膝がコラムジャケット２００に当たる２次衝突があると支軸２１１の脆弱部が破断してロックが解除されることにより、コラムジャケット２００及びコラムシャフト２２０が収縮する。

特開２０１８－１４４８１０号公報

ところで、２次衝突の試験をダミー人形で行った結果、２次衝突によるアッパージャケット２０２が車体前方向への移動以外に、短時間（すなわち、コラムジャケット２００及びコラムシャフト２２０が収縮する時間）でアッパージャケット２０２の軸心回りの回転方向の振動が生じていることが観測された。

すなわち、前記アッパージャケット２０２の車体前方への移動中に、この回転方向の振動により、ストッパ２３０が長孔２２６の内側面に当たる毎に長孔２２６の内側面に対する傾きと浮き上がり量が増加して、取付孔２２８からストッパ２３０が抜け出ることが観測された。

この振動の原因は、定かではないが、アッパージャケット２０２に対して、ダミー人形の膝により時計回り及び反時計回り方向へ回転力が複数回加わること、ストッパ２３０が長孔２２６の内側面に当たり、その時の反動が生じていることが絡み合っているのではないかと推測される。図９に示すように従来例では、長孔２２６において、ロアージャケット２０４の外周面に形成された開口部２２７において、ストッパ２３０が抜け出たことが観測されている。

このように、ストッパ２３０がアッパージャケット２０２から抜け出た状態では、１次衝突及び２次衝突後に当該車体を操舵する場合であって、ハンドルを車体の後方へ摺動させたとき、アッパーシャフトがロアーシャフトから抜けてしまい、操舵が不能になる虞がある。

本発明の目的は、２次衝突におけるアッパージャケットからのストッパの抜けを防止するステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本発明のステアリング装置は、軸方向に伸縮可能なコラムシャフトを内包した状態で回転自在に支持するコラムジャケットであって、車体に支持されるロアージャケットと、前記ロアージャケットに対して軸方向に移動可能に内嵌された筒状のアッパージャケットを有するコラムジャケットと、前記アッパージャケットの周面に設けられた取付孔に取り付けられたストッパであって、前記取付孔に嵌入された基部と、前記基部に一体に設けられたフランジとを有し、前記アッパージャケットが移動時に該ロアージャケットに軸方向に延びる長孔の両端部に前記フランジの当接部がそれぞれ当接するストッパと、前記フランジと前記アッパージャケットとの間に配置された介在物と、前記コラムシャフトの伸縮の位置調節が可能なロック解除状態とその位置を保持するロック状態の遷移を可能とし、かつ２次衝突時に前記ロック状態を解除するロック機構と、を有したステアリング装置において、Ｌ＜０としたものである。

ただし、Ｌ＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－Ｃ－ｔ）であり、Ｂは基部の高さ、Ｃは介在物の高さ、ｔは取付孔の深さ、ａは軸方向に直交する基部の長さ、ｂは軸方向に直交する取付孔の長さ、ｄはフランジとアッパージャケット間に存する介在物の幅、θは取付孔に対するストッパの傾斜角である。

上記の構成により、２次衝突時において、短時間でアッパージャケットの軸心回りの回転方向の振動が生じた場合において、ストッパの傾きを最小で維持でき、ストッパの抜けを防止できる。

また、前記ストッパは金属製であり、前記介在物は、前記金属製よりも軟質の緩衝材であることが好ましい。
上記の構成により、ストッパが金属製であって、介在物が軟質の緩衝材からなるため、アッパージャケットの移動時にストッパからの金属音の発生が抑制される。

また、本発明のステアリング装置は、軸方向に伸縮可能なコラムシャフトを内包した状態で回転自在に支持するコラムジャケットであって、車体に支持されるロアージャケットと、前記ロアージャケットに対して軸方向に移動可能に内嵌された筒状のアッパージャケットを有するコラムジャケットと、前記アッパージャケットの周面に設けられた取付孔に取り付けられたストッパであって、前記取付孔に嵌入された基部と、前記基部に一体に設けられたフランジとを有し、前記アッパージャケットが移動時に該ロアージャケットに軸方向に延びる長孔の両端部に前記フランジの当接部がそれぞれ当接するストッパと、前記コラムシャフトの伸縮の位置調節が可能なロック解除状態とその位置を保持するロック状態の遷移を可能とし、かつ２次衝突時に前記ロック状態を解除するロック機構と、を有したステアリング装置において、Ｌ＜０としたものである。

ただし、Ｌ＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－ｔ）であり、Ｂは基部の高さ、ｔは取付孔の深さ、ａは軸方向に直交する基部の長さ、ｂは軸方向に直交する取付孔の長さ、ｄはフランジの張出し長さ、θは取付孔に対するストッパの傾斜角である。

上記の構成により、２次衝突時において、短時間でアッパージャケットの軸心回りの回転方向の振動が生じた場合において、ストッパの傾きを最小で維持でき、ストッパの抜けを防止できる。

本発明によれば、２次衝突におけるアッパージャケットからのストッパの抜けを防止することができる効果を奏する。

ステアリング装置を電動パワーステアリング装置に具体化した一実施形態の概略構成を示した断面図。 図１の２－２線断面図。 図１の３－３線横断面図。 ステアリング装置の要部縦断面図。 （ａ）はストッパと緩衝材の組立斜視図、（ｂ）はストッパの斜視図、(ｃ)は緩衝材の斜視図。 （ａ）～（ｃ）はストッパとアッパージャケットに対する取付の状態の説明図、（ｄ）はストッパの傾斜角と、ストッパの基部の端部と取付孔との距離の関係を示す特性図。 従来例のステアリング装置の要部縦断面図。 従来例のステアリング装置の横断面図。 ステアリング装置の横断面図。 （ａ）は従来例のストッパと緩衝材の組立斜視図、（ｂ）は従来例のストッパの斜視図、(ｃ)は従来例の緩衝材の斜視図。

以下、ステアリング装置を電動パワーステアリング装置（以下「ＥＰＳ」という。）に具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１０は、運転者の操舵部材としてのステアリングホイール１２の操作により転舵輪１３、１３を転舵させる操舵機構１５、及び運転者のステアリングホイール１２の操作を補助するアシスト機構１６を有している。また、ＥＰＳ１０は、操舵機構１５の一部を車体１７に支持するステアリングコラム装置１８、及びステアリングホイール１２のテレスコピック機構及びチルト機構をロックするロック機構１９を備えている。

操舵機構１５は、ステアリングシャフト２０、及びラックシャフト２１を備えている。ラックシャフト２１は、その外周面にラック歯が設けられている。ステアリングシャフト２０は、コラムシャフト２２、インターミディエイトシャフト２３、及びピニオンシャフト２４を有している。コラムシャフト２２は、中空状のアッパーシャフト２５、及び軸状のロアーシャフト２６を有している。アッパーシャフト２５の上端部には、ステアリングホイール１２が連結されている。ロアーシャフト２６は、アッパーシャフト２５に対してスプライン嵌合されることによって、当該アッパーシャフト２５に対して軸方向Ａに沿った相対的な移動が可能であって、且つ当該アッパーシャフト２５と一体回転可能である。ロアーシャフト２６の下端部にはインターミディエイトシャフト２３を介してピニオンシャフト２４が連結されている。ピニオンシャフト２４の下端部には、ピニオン歯が設けられている。ピニオン歯は、ラックシャフト２１のラック歯と噛み合っている。

従って、ステアリングシャフト２０の回転運動は、ピニオンシャフト２４のピニオン歯が設けられた部分及びラックシャフト２１のラック歯が設けられた部分からなるラックアンドピニオン機構１４を介してラックシャフト２１の軸方向Ａの往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラックシャフト２１の両軸端部にそれぞれ連結されたタイロッド１１を介して、車体左右方向の転舵輪１３、１３にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１３、１３の転舵角が変化する。

アシスト機構１６は、ラックシャフト２１の周囲に設けられている。アシスト機構１６は、アシストトルクの発生源であるモータ、及びモータの回転力をラックシャフト２１の軸方向Ａに沿った方向の力に変換する減速機構を有している。このラックシャフト２１に付与される軸方向Ａの力がアシスト力となり、運転者のステアリングホイール１２の操作を補助する。なお、前記アシスト機構１６の構成は一例であり、アシスト機構１６の設置位置については適宜変更してもよい。

ステアリングコラム装置１８は、車体１７に対して、ステアリングシャフト２０を回転可能に支持する。ステアリングコラム装置１８は、コラムシャフト２２を回転可能に収容するコラムジャケット３０と、コラムジャケット３０を車体１７に固定するロアーブラケット３１及びアッパーブラケット３２と、を有している。ＥＰＳ１０が車体に搭載された状態において、ステアリングシャフト２０は、コラムシャフト２２が設けられた車体前方側の端部が、ステアリングホイール１２が設けられた車体後方側の端部よりも鉛直方向下側に位置するように傾斜した状態で、車体１７に支持されている。

図１に示すように、コラムジャケット３０は、円筒状のアッパージャケット３３と円筒状のロアージャケット３４とを有している。アッパージャケット３３は、ロアージャケット３４に内嵌されていて、ロアージャケット３４に対してその軸方向Ａに相対的に摺動可能である。このため、コラムジャケット３０は、アッパージャケット３３及びロアージャケット３４の軸方向Ａにおける相対的な摺動を通じて、その軸方向Ａにおいて伸縮可能である。アッパージャケット３３は、軸受３５を介してアッパーシャフト２５を回転可能に支持するとともに、アッパーシャフト２５と一体的に軸方向Ａへ移動する。ロアージャケット３４は、金属製であって、軸受３６を介してロアーシャフト２６を回転可能に、且つ軸方向Ａへの移動を規制した状態で収容している。

そのため、コラムジャケット３０の伸縮に伴い、コラムシャフト２２も伸縮する。ここで、コラムシャフト２２及びコラムジャケット３０を伸縮させるための二重筒構造をテレスコピック構造という。コラムシャフト２２及びコラムジャケット３０を伸縮させることにより、ステアリングホイール１２の軸方向Ａの位置の調整が可能となっている。

アッパージャケット３３において、ロアージャケット３４が外嵌されている部分の外周面の一部には、略直方体形状のストッパ４０が取り付けられている。
ロアージャケット３４のステアリングホイール１２と反対側（車体前方側）の端部（図１中の左端部）には、支持部４６が設けられている。支持部４６は、車体前方側へ向けて突出している。ロアージャケット３４は、支持部４６を介して車体１７に対して回転可能に支持されている。具体的には、車体１７には、ロアーブラケット３１が固定されている。ロアーブラケット３１には、ロアージャケット３４の軸方向Ａに対して直交して車体左右方向に延びるチルト支軸４７を介して支持部４６が連結されている。そのため、コラムジャケット３０は、コラムシャフト２２を伴って、チルト支軸４７を中心にその周方向に沿って回動する。コラムジャケット３０をコラムシャフト２２を伴って回動させることにより、ステアリングホイール１２の傾斜角度を調整可能となっている。このようにＥＰＳ１０は、コラムジャケット３０を回動可能に支持してステアリングホイール１２の傾斜角度を調整するチルト機構を備えている。

図２に示すように、ロアージャケット３４は、軸方向Ａに直交する面に沿って切断したときの断面が略Ｕ字形状をなしている。ロアージャケット３４は、一対の腕部３７及びこれらの腕部３７を連結する頂部３８を有している。ロアージャケット３４の頂部３８（Ｕ字頂点）の内面には、軸方向Ａに沿って延出された長孔３９が設けられている（図１参照）。

長孔３９において、軸受３６側には、外部に開放された開口部４１が形成されている。ストッパ４０は、ロアージャケット３４外部から開口部４１を通過させて、アッパージャケット３３に対して取り付けられている。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ストッパ４０は、金属製であって、略直方体状の基部４２と、基部４２の上部に一体に連結されて基部４２から軸方向Ａに含まれる２方向、及び軸方向Ａと直交する２方向に張出し形成されたフランジ４４を有する。また、フランジ４４において、軸方向Ａに向かう部位は当接部４３としている。基部４２の先端には、四方周囲が面取りされて基部４２の横断面積よりも横断面積が狭い面取り部４２ａが設けられている。基部４２の長手方向は、軸方向Ａと一致している。

アッパージャケット３３の基端外周には軸方向Ａに沿って延出して透設された長方形状の取付孔４５が形成されている。図６（ａ）に示す取付孔４５はその中心線Ｍがロアーシャフト２６の軸心と直交するように配置されている。ストッパ４０の基部４２は、図１、図２に示すように、取付孔４５に対して後述する凹溝５６及びガイド溝５４を除く外側面が摺接するように嵌合され、その先端部がアッパージャケット３３内に突出するように配置されている。

図２に示すように、ストッパ４０のフランジ４４と、アッパージャケット３３との間には、介在物としての緩衝材４８が配置されている。緩衝材４８は、ストッパ４０及びアッパージャケット３３よりも軟質の合成樹脂からなる。図５(ｃ)に示すように、緩衝材４８は、軸方向Ａに延出した一対のアーム４９と両アーム４９の基端間を連結する連結部５０とによりコ字状に形成された枠体５１と、各アーム４９において、下方及び上方へそれぞれ延出された爪５２、５３とを有している。アーム４９と連結部５０の高さは同じとしている。

図２、図３に示すように、爪５２は取付孔４５に挿入されて取付孔４５の内周縁に係止されている。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、爪５３はフランジ４４に形成されたガイド溝５４を介してストッパ４０の上面に掛け止められている。

また、両アーム４９において、相対する面には、四角柱状の規制片５５が爪５２と同方向へ延出されている。図５（ｂ）に示すように、基部４２の長手方向に延びる両側面には、ストッパ４０に対して枠体５１を取付けるときに爪５２をガイドするガイド溝５４と、凹溝５６が設けられている。緩衝材４８は、爪５２及び規制片５５が、ガイド溝５４及び凹溝５６にそれぞれ規制されて、軸方向Ａにおいて、車体前方への移動が規制される。また、緩衝材４８は、爪５２が、ガイド溝５４に規制されて、軸方向Ａにおいて、車体後方への移動が規制される。

ここで、ストッパ４０と、緩衝材４８と、取付孔４５のそれぞれの所定の部位の寸法及び傾斜角との関係について説明する。
図６（ｂ）に示すように、傾斜していない状態のストッパ４０において、基部４２の高さ（中心線Ｍに沿う方向の長さ）をＢとし、フランジ４４とアッパージャケット３３との間に存する緩衝材４８（アーム４９及び連結部５０）の高さをＣとし、アーム４９の幅（図６（ｂ）において、左右方向の長さ）をｄとする。

ここで、図６(ｃ)に示すように、ロアーシャフト２６の軸心と直交する仮想平面に含まれて取付孔４５の中心線Ｍと平行な軸をＹ軸とし、前記仮想平面に含まれてＹ軸に直交する軸をＸ軸とする座標軸を想定する。この座標軸において、取付孔４５のロアーシャフト２６側の縁部Ｑ（以下、ポイントＱという）と、基部４２の先端縁部Ｐ（以下、ポイントＰという）との距離において、Ｙ軸成分の距離をＬとする。

また、図６（ａ）に示すように、基部４２の車体左右方向の長さをａとし、取付孔４５の車体左右方向の長さをｂとする。
また、図６（ａ）に示すように取付孔４５に対するストッパ４０の傾斜角をθとする。なお、説明の便宜上、図６（ａ）では、取付孔４５の車体左右方向の内面は、取付孔４５の中心線Ｍと平行となるように形成されており、このため、この内面に含まれる直線Ｍ１と基部４２の相対する側面との角度をθで図示している。

正しくは、傾斜角θは、ストッパ４０が取付孔４５に対して取り付けられている状態で、取付孔４５の中心線Ｍがアッパージャケット３３の軸心に直交するように形成していることを前提として、その中心線Ｍに対するストッパ４０の中心線の傾き角度である。従って、両中心線が合致する場合は、ストッパ４０は取付孔４５に対して傾きがない場合であってθ＝０である。

上記Ｙ軸成分の距離Ｌと、基部４２の高さＢ、緩衝材４８の高さＣ、取付孔４５の深さｔ及び傾斜角θとの関係は、下式であらわすことができる。
θ＝arcsin((-at’+b√(t'^2－a^2＋b^2))/t'^2＋b^2)
ここで、t'はＬ≦０のとき、t'=ｔであり、Ｌ＞０のとき、t'=ｔ-Ｌである。なお、式中、「＾」はべき乗を示している。ここでＬ＞０のときは、ポイントＰがポイントＱより上になったことを意味している。そして、Ｌの変化量ΔＬが浮き上がり量となる。

また、距離Ｌは、下記式であらわすことができる。
Ｌ＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－Ｃ－ｔ）
本実施形態では、上記の距離ＬがＬ＜０となるように、基部４２の高さＢ、緩衝材４８の高さＣ、取付孔４５の深さｔ、基部４２の車体左右方向（すなわち、軸方向Ａに直交する方向）の長さａ、取付孔４５の車体左右方向（軸方向Ａに直交する方向）の長さｂ、及びアーム４９の幅ｄの寸法が設定されている。

図１に示すように、アッパージャケット３３は、ストッパ４０が軸方向Ａにおいて、長孔３９の車体前方側の端部に当接する位置と、長孔３９の車体後方側の端部に当接する位置との間の範囲でロアージャケット３４に対して相対移動が可能である。ここで、長孔３９の軸方向Ａにおける長さは、後述する車体衝突時の衝撃荷重を吸収するためのアッパージャケット３３の最大移動量を考慮して設定されている。

図２に示すように、ロアージャケット３４において、一対の腕部３７は、車体左右方向において互いに対向している。一対の腕部３７には、車体左右方向に貫通する貫通孔５７が形成されている。両貫通孔５７は、同一の軸線上に位置している。

図２に示すように、アッパーブラケット３２は、車体上方側からコラムジャケット３０の一部の外面を覆うように設けられている。アッパーブラケット３２は、コラムジャケット３０の軸方向Ａに直交する向きに沿って切断したときの断面が略Ｕ字形状をなしている。アッパーブラケット３２は、一対の側板５８と、一対の側板５８に対して直交して連結する連結板５９とを有している。一対の側板５８は、車体左右方向（図２中の左右方向）において、ロアージャケット３４の一対の腕部３７の外側面６０を挟んで互いに対向している。連結板５９は、車体上下方向（図２中の上下方向）において、ストッパ４０と対向している。連結板５９の車体左右方向における長さは、一対の側板５８の配置間隔よりも長く設定されている。連結板５９が車体１７に取り付けられることにより、アッパーブラケット３２は、車体１７に固定されている。

一対の側板５８には、側板５８の厚み方向（軸方向Ａに直交する方向）に貫通したチルト用長孔６１が形成されている。
図１に示すように、チルト用長孔６１は、チルト支軸４７を中心軸としたコラムジャケット３０の回転方向（図１中のＤ方向）に沿う円弧状に形成され、ロアージャケット３４の貫通孔５７に重畳されるように設けられている。

図４に示すように、ロック機構１９は、操作レバー６２、締付軸６３、カム部材６４、ロック部材６５、付勢部材６６、支持軸６７、及びロックプレート６８を有している。なお、ロック機構１９は、説明の便宜上、初期状態を「ロック状態」として説明する。

図２に示すように、ロックプレート６８は、アッパージャケット３３の外周面におけるロアージャケット３４の２つの腕部３７の間の部分に設けられている。ロックプレート６８は、軸方向Ａに延びる板状をなしており、アッパージャケット３３の外周面に沿って湾曲している。ロックプレート６８は、アッパージャケット３３に対して溶接等で固定されている。ロックプレート６８は、アッパージャケット３３とともにロアージャケット３４に対して軸方向Ａに相対移動可能である。

図４に示すように、ロックプレート６８には、アッパージャケット３３の周方向に沿って延びる複数の孔部６９が、その軸方向Ａに沿って等間隔に設けられている。各孔部６９は、ロックプレート６８の厚み方向に貫通している。ロックプレート６８において、軸方向Ａにおいて隣接する孔部６９の間には仕切部７０が形成されている。

図２に示すように、アッパーブラケット３２において、両側板５８のチルト用長孔６１及びロアージャケット３４において両腕部３７の貫通孔５７には、通しボルトからなる締付軸６３が挿通されている。そのため、コラムジャケット３０は、締付軸６３がチルト用長孔６１の上端に係合する位置と下端に係合する位置との間の範囲においてチルト支軸４７を中心に回動可能である。締付軸６３の先端には、ナット７１が締め付けられている。ナット７１と一方の側板５８との間には、スラストワッシャー等が介在されている。締付軸６３の頭部７２と他方の側板５８との間には、頭部７２側から順に操作レバー６２、第１カム７３、及び第２カム７４が介在されている。操作レバー６２及び第１カム７３は、締付軸６３に対して一体回転可能に取り付けられている。第２カム７４の第１カム７３と反対側の端部は、チルト用長孔６１を通過して腕部３７の外側面６０に当接している。

第２カム７４は、締付軸６３に対して相対回転可能に取り付けられている。第１カム７３及び第２カム７４は、それぞれ図示しないカム突起を有していて、操作レバー６２の回転操作を通じて、第１カム７３及び第２カム７４のそれぞれのカム突起が互いに乗り上げている状態と当該乗り上げが解除された状態との間で切り替わる。操作レバー６２がロック位置にあるとき、それぞれの突起は互いに乗り上げた状態となる。操作レバー６２がロック解除位置にあるとき、それぞれの突起の乗り上げた状態が解除される。

第１カム７３及び第２カム７４のカム突起が互いに乗り上げたロック状態においては、第２カム７４のフランジが締付軸６３の軸方向におけるナット７１側へ向けて押圧されて、一対の腕部３７が締付軸６３の頭部７２側とナット７１側とから締め付けられた状態に保たれている。これにより、一対の腕部３７は、それらの間隔が狭くなるかたちで弾性変形するように締め付けられる。これに伴い、ロアージャケット３４の内周部が縮径するかたちで弾性変形し、ロアージャケット３４の内周部は、アッパージャケット３３の外周部に圧接している。

一対の側板５８とロアージャケット３４との間の摩擦力により、コラムジャケット３０のチルト支軸４７を中心とする回動（チルト動作）が規制されている。また、アッパージャケット３３及びロアージャケット３４の間の摩擦力により、アッパージャケット３３のロアージャケット３４に対する軸方向Ａへの移動（テレスコ動作）が規制されている。ロック機構１９が、ロック状態に保たれることにより、ステアリングホイール１２の傾斜角度及び軸方向Ａにおける位置が固定されている。

図２及び図４に示すように、カム部材６４は、ロアージャケット３４の一対の腕部３７の間において、締付軸６３に嵌合されて一体回転可能とされている。図４に示すように、カム部材６４は、車体上下方向において、ロックプレート６８と対向している。カム部材６４の基端は、締付軸６３に対して嵌合されていて締付軸６３と一体回動可能となっている。カム部材６４は先端にカム部７５が形成されている。図４に示すようにカム部７５はカム部材６４の基端から外側へ向けて細くなる略三角形状をなし、三角形外端の頂点が位置している。

図１及び図４に示す支持軸６７は、合成樹脂からなり、締付軸６３よりも軸受３６側に寄って締付軸６３と平行に配置されて両腕部３７間に回動自在に架設されている。なお、支持軸６７には、２次衝突時に軸方向Ａに向かう力が印加された場合、破断する脆弱部（図示しない）が形成されている。

図４に示すように支持軸６７には、ロック部材６５が一体に支持されている。カム部材６４及びロック部材６５は、軸方向Ａにおいて、隣接している。ロック部材６５は、車体上下方向（図４中の下側）において、ロックプレート６８と対向している。ロック部材６５は、支持軸６７の軸方向からみて、カム部材６４側（図４中の右側）へ向けて開口する略Ｖ字形状をなしている。

すなわち、ロック部材６５は、カム部７５に向かって延出されたカムフォロワ部７６と、ロックプレート６８側に配置されるようにカムフォロワ部７６よりも上方に位置するように延出されたロック部７７を有している。図４に示すようにロック部７７の先端の一部分にはロックプレート６８側へ突出するツース７８が一体的に設けられている。カムフォロワ部７６は、軸方向Ａにおいて、カム部材６４のカム部７５に対向している。

図４に示すように、付勢部材６６は、本実施形態ではねじりコイルばねで形成されているが、ねじりコイルばねに限定するものではない。付勢部材６６は、ロック部材６５の基端の筒部外周面に装着されている。付勢部材６６の一端は、ロック部材６５のカムフォロワ部７６の外側面に係止されるように折り曲げられている。付勢部材６６の他端は、カム部材６４の基端の筒部の外周面にロックプレート６８側から係止されている。ロック部材６５は、付勢部材６６の弾性力により、ツース７８がロックプレート６８に近接する方向（図４中の反時計方向）へ常に回転付勢される。

ロック機構１９がロック状態であるとき、ロック部材６５のツース７８は、ロックプレート６８の複数の孔部６９内のいずれか１つに対して進出し、且つ係合された状態に維持されている。このとき、図４に示すようにカム部材６４とロック部材６５とは接触していないように配置されている。

このようにロック機構１９がロック状態の場合、ロアージャケット３４に対するアッパージャケット３３の軸方向Ａにおける相対移動が規制される。なお、テレスコ動作を規制するには、一対の腕部３７の締め付けに伴うロアージャケット３４とアッパージャケット３３との間の摩擦力で必要十分とされており、ロック部材６５のツース７８がロックプレート６８の孔部６９に係合することによる効果は、次に説明する車体衝突（１次衝突）時の衝突荷重を軽減する際に発揮される。

図１に示すように、車体衝突（１次衝突）時には、ステアリングシャフト２０及びコラムジャケット３０には、いわゆる２次衝突による衝突荷重が軸方向Ａにおける車体前方へ作用する。このとき、アッパージャケット３３及びアッパーシャフト２５が収縮しようとする。それに伴い、ロックプレート６８の孔部６９に係合しているロック部材６５には、ツース７８を介してステアリングホイール１２側からの衝突荷重が作用する。尚、アッパージャケット３３の位置によっては、ツース７８が孔部６９に係合せず、仕切部７０に当接している状態もあり得るが、衝突荷重によってアッパージャケット３３が軸方向Ａに移動することで、直ちにツース７８は孔部６９に係合する。

これにより、図３に示すように、支持軸６７が脆弱部（図示しない）において破断し、ロック部材６５が支持軸６７から脱落することにより、ロックプレート６８の孔部６９に係合していたツース７８が、孔部６９から離脱する。

図１に示すように、ロック部材６５のツース７８がロックプレート６８の孔部６９から離脱することによって、アッパージャケット３３がロアージャケット３４に対して、軸方向Ａに沿って収縮するように移動する。このとき、アッパージャケット３３は、ストッパ４０がロアージャケット３４の長孔３９の内部を移動し、ストッパ４０が長孔３９の車体前方側（図１の左側）の端部に当接するまで移動する。したがって、支持軸６７の破断と、アッパージャケット３３の軸方向Ａにおける移動とによって、２次衝突時の衝突荷重を軽減する。

図４に示すように、ロック機構１９がロック状態では、カム部材６４及びロック部材６５は互いに当接していない。このロック状態からロック解除状態へ切りかえる場合について説明する。

図４に示すロック位置にある操作レバー６２をロック解除位置へ向けて（図４の時計方向）回動させる。図２に示すように、操作レバー６２の回動に応じて、第１カム７３が第２カム７４に対して相対的に回転し、操作レバー６２がロック解除位置に至るタイミングで第１カム７３及び第２カム７４の図示しないカム突起が互いに乗り上げた状態が解除される。これにより、第２カム７４とナット７１との間における一対の側板５８に対する締め付けが解除される。そのため、一対の側板５８と一対の腕部３７との間に生じる摩擦力、及びロアージャケット３４とアッパージャケット３３との間に生じる摩擦力がロック状態のときよりも小さくなる。

また、操作レバー６２を回動させることに伴い、カム部材６４が図４のＥ矢印方向へ回動してカムフォロワ部７６に当接し、さらにカム部７５がロック部材６５に向けて回動すると、カム部７５の先端がカムフォロワ部７６を押し下げるようにしてこのカムフォロワ部７６の内側（Ｖ字の内角側）に乗り上げる。この乗り上げに伴い、ロック部材６５は、付勢部材６６の弾性力に抗して、カムフォロワ部７６がコラムジャケット３０から離間する方向（図４におけるＦ矢印方向）へ向けて回転する。このロック部材６５の回転に伴い、ロック部７７のツース７８がロックプレート６８の孔部６９から離脱する。

このように、ロック部材６５のツース７８がロックプレート６８の孔部６９から離脱と、同時に行われる一対の腕部３７の締め付けの解除とあいまって、ロアージャケット３４に対するアッパージャケット３３の軸方向Ａにおける相対移動の規制が解除される。そして、操作レバー６２のロック位置からロック解除位置への操作により、ロック機構１９は、アッパージャケット３３のロアージャケット３４に対する軸方向Ａへの移動、及びコラムジャケット３０のチルト支軸４７を中心とした回動が許容されるロック解除状態となる。

従って、ステアリングホイール１２を軸方向Ａに沿って移動させること、及びチルト支軸４７を中心として回転させることが可能となる。これにより、ステアリングホイール１２の軸方向Ａにおける位置及び傾斜角度の調整が可能となる。

（実施形態の作用）
次に、上記のように構成されたＥＰＳ１０の作用について説明する。
１次衝突後の２次衝突では、前述したように支持軸６７が破断されて、ロック部材６５のツース７８がロックプレート６８の孔部６９から離脱することによって、アッパージャケット３３がロアージャケット３４に対して、軸方向Ａに沿って車体前方へ収縮するように移動する。

このアッパージャケット３３が車体前方向への移動以外に、短時間でアッパージャケット３３の軸心回りの回転による振動（以下、回転振動という）が複数回あっても、取付孔４５のポイントＱとポイントＰとの距離ＬをＬ＜０未満としているため、ストッパ４０が取付孔４５から抜け出すことがない。

図６（ｄ）は、シミュレーションで行った計測結果を示していて、回転振動があったときのストッパ４０の傾斜角θと、ストッパ４０の基部４２の端部と取付孔４５との距離Ｌの関係を示す特性図である。同図に示すように、距離Ｌ＜０の場合は、回転振動があっても、傾斜角θは一定となっている。

すなわち、この距離Ｌ＜０の領域では回転振動があっても、同図において、往復矢印Ｇで示すように傾斜角θが変化せず、θを最小に維持でき、従って、ストッパ４０は取付孔４５から抜け出すことがないことを意味している。

一方、同図に示すように、距離Ｌ≧０は、回転振動により、傾斜角θは距離Ｌの増加に応じて増加する領域となっている。すなわち、この距離Ｌ≧０の領域では回転振動毎に同図において、往復矢印Ｈで示すように傾斜角θが増加し、それに応じて距離Ｌも増加（発散）する。すなわち、この距離Ｌ≧０の領域ではストッパ４０は取付孔４５から抜け出す方向に移動し、その結果、ストッパは、取付孔４５から抜け出てしまうことになる。

ここで、距離Ｌ≧０の領域では、一回目のストッパ４０の浮き上がり時の距離Ｌ１は、図６（ｄ）に示す特性図の関係では、
Ｌ１＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－Ｃ－ｔ）
(θ＝arcsin((-at’+b√(t'^2－a^2＋b^2))/t'^2＋b^2))
となる。

このため、Ｌ１＜０となるようにすれば、距離Ｌが発散することがなくなる。
前記実施形態では、距離ＬをＬ＜０としているため、ストッパ４０が取付孔４５から抜け出ることは決してないことになる。

したがって、本実施の形態にかかるＥＰＳ１０によれば次の作用及び効果が得られる。
（１）本実施形態のＥＰＳ１０は、軸方向Ａに伸縮可能なコラムシャフト２２を内包した状態で回転自在に支持するコラムジャケット３０を有している。該コラムジャケット３０は、車体１７に支持されるロアージャケット３４と、ロアージャケット３４に対して軸方向に移動可能に内嵌された筒状のアッパージャケット３３を有していて、コラムシャフト２２と共に伸縮可能としている。

また、ＥＰＳ１０は、アッパージャケット３３の周面に形成された取付孔４５に取り付けられたストッパ４０を有している。ストッパ４０は、取付孔４５に嵌入された基部４２と、ロアージャケット３４に軸方向に延出された長孔３９に係入されたフランジ４４とを一体に有している。ストッパ４０は、アッパージャケット３３が移動時にフランジ４４の当接部４３が長孔３９の両端部にそれぞれ当接して、アッパージャケット３３の移動範囲を規制する。また、ＥＰＳ１０は、ストッパ４０とアッパージャケット３３間には、当接部４３をアッパージャケット３３から離間させる緩衝材４８（介在物）と、コラムシャフト２２の伸縮の位置調節が可能なロック解除状態とその位置を保持するロック状態の遷移を可能とし、かつ２次衝突時に前記ロック状態を解除するロック機構１９と、を有している。そして、取付孔４５のポイントＱと、基部４２において、ポイントＰとのＹ軸成分の距離をＬとする。また、取付孔４５に対するストッパ４０の傾斜角をθとする。

そして、本実施形態では、距離Ｌが、Ｌ＜０となるように基部４２の高さＢ、緩衝材４８の高さＣ、取付孔４５の深さｔ、基部４２の車体左右方向（すなわち、軸方向Ａに直交する方向）の長さａ、取付孔４５の車体左右方向（軸方向Ａに直交する方向）の長さｂ、及びアーム４９の幅ｄの寸法が設定されている。

この結果、２次衝突におけるアッパージャケットからのストッパの抜けを防止できる効果を奏する。
（２）本実施形態では、ストッパ４０は金属製であり、緩衝材４８（介在物）は、前記金属製よりも軟質としている。この結果、ストッパが金属製であって、介在物が軟質の緩衝材からなるため、アッパージャケットの移動時にストッパからの金属音の発生が抑制される。

なお、本発明の実施形態は前記実施形態に限定されるものではなく、下記のように変更しても良い。
・前記実施形態において、緩衝材４８を省略してもよい。

この場合、Ｌ＜０とする。
ただし、Ｌ＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－ｔ）とする。この場合、Ｂは基部の高さ、ｔは取付孔の深さ、ａは軸方向に直交する基部４２の長さ、ｂは軸方向に直交する取付孔の長さ、ｄはフランジ４４の基部４２からの張出し長さ、θは取付孔に対するストッパの傾斜角とする。

このようにすることにより介在物がない場合においても、前記実施形態と同様に２次衝突におけるアッパージャケットからのストッパの抜けを防止できる効果を奏する。
・前記実施形態では、ステアリング装置は電動パワーステアリング装置に具体化したが、油圧式パワーステアリング装置に具体化してもよく、或いはアシスト機能を有していない手動のステアリング装置に具体化してもよい。

・前記実施形態では、ストッパ４０の基部４２は、略直方体状としたが、立方体状等の他の形状であってもよい。この場合、取付孔４５はその形状を嵌合する形状とすればよい。

１０…ＥＰＳ、１１…タイロッド、１２…ステアリングホイール、１３…転舵輪、
１４…ラックアンドピニオン機構、１５…操舵機構、１６…アシスト機構、
１７…車体、１８…ステアリングコラム装置、１９…ロック機構、
２０…ステアリングシャフト、２１…ラックシャフト、２２…コラムシャフト、
２３…インターミディエイトシャフト、２４…ピニオンシャフト、
２５…アッパーシャフト、２６…ロアーシャフト、３０…コラムジャケット、
３１…ロアーブラケット、３２…アッパーブラケット、
３３…アッパージャケット、３４…ロアージャケット、３５…軸受、
３６…軸受、３７…腕部、３８…頂部、３９…長孔、４０…ストッパ、
４１…開口部、４２…基部、４２ａ…面取り部、４３…当接部、
４４…フランジ、４５…取付孔、４６…支持部、４７…チルト支軸、
４８…緩衝材（介在物）、４９…アーム、５０…連結部、５１…枠体、
５２、５３…爪、５４…ガイド溝、５５…規制片、５６…凹溝、５７…貫通孔、
５８…側板、５９…連結板、６０…外側面、６１…チルト用長孔、
６２…操作レバー、６３…締付軸、６４…カム部材、６５…ロック部材、
６６…付勢部材、６７…支持軸、６８…ロックプレート、６９…孔部、
７０…仕切部、７１…ナット、７２…頭部、７３…第１カム、７４…第２カム、
７５…カム部、７６…カムフォロワ部、７７…ロック部、７８…ツース。

Claims (3)

1. 軸方向に伸縮可能なコラムシャフトを内包した状態で回転自在に支持するコラムジャケットであって、車体に支持されるロアージャケットと、前記ロアージャケットに対して軸方向に移動可能に内嵌された筒状のアッパージャケットを有するコラムジャケットと、前記アッパージャケットの周面に設けられた取付孔に取り付けられたストッパであって、前記取付孔に嵌入された基部と、前記基部に一体に設けられたフランジとを有し、前記アッパージャケットが移動時に該ロアージャケットに軸方向に延びる長孔の両端部に前記フランジの当接部がそれぞれ当接するストッパと、前記フランジと前記アッパージャケットとの間に配置された介在物と、前記コラムシャフトの伸縮の位置調節が可能なロック解除状態とその位置を保持するロック状態の遷移を可能とし、かつ２次衝突時に前記ロック状態を解除するロック機構と、を有し、
   前記ロック機構は、前記ロック解除状態と前記ロック状態とを切り替えるために操作される締付軸であって、軸方向に直交する方向に延び、前記ストッパを貫通しない位置にある締付軸を有し、
   軸方向に直交する方向の前記基部の長さが、軸方向に直交する方向の前記取付孔の長さよりも短いステアリング装置において、Ｌ＜０としたステアリング装置。（ただし、Ｌ＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－Ｃ－ｔ）、Ｂは基部の高さ、Ｃは介在物の高さ、ｔは取付孔の深さ、ａは軸方向に直交する基部の長さ、ｂは軸方向に直交する取付孔の長さ、ｄはフランジとアッパージャケット間に存する介在物の幅、θは取付孔に対するストッパの傾斜角である。）
2. 前記ストッパは金属製であり、前記介在物は、前記金属製よりも軟質の緩衝材からなる請求項１に記載のステアリング装置。
3. 軸方向に伸縮可能なコラムシャフトを内包した状態で回転自在に支持するコラムジャケットであって、車体に支持されるロアージャケットと、前記ロアージャケットに対して軸方向に移動可能に内嵌された筒状のアッパージャケットを有するコラムジャケットと、前記アッパージャケットの周面に設けられた取付孔に取り付けられたストッパであって、前記取付孔に嵌入された基部と、前記基部に一体に設けられたフランジとを有し、前記アッパージャケットが移動時に該ロアージャケットに軸方向に延びる長孔の両端部に前記フランジの当接部がそれぞれ当接するストッパと、前記コラムシャフトの伸縮の位置調節が可能なロック解除状態とその位置を保持するロック状態の遷移を可能とし、かつ２次衝突時に前記ロック状態を解除するロック機構と、を有し、
   前記ロック機構は、前記ロック解除状態と前記ロック状態とを切り替えるために操作される締付軸であって、軸方向に直交する方向に延び、前記ストッパを貫通しない位置にある締付軸を有し、
   軸方向に直交する方向の前記基部の長さが、軸方向に直交する方向の前記取付孔の長さよりも短いステアリング装置において、Ｌ＜０としたステアリング装置。（ただし、Ｌ＝（ａ＋ｄ）・sinθ＋Ｂ（１－cosθ）－（Ｂ－ｔ）、Ｂは基部の高さ、ｔは取付孔の深さ、ａは軸方向に直交する基部の長さ、ｂは軸方向に直交する取付孔の長さ、ｄはフランジの張出し長さ、θは取付孔に対するストッパの傾斜角である。）

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