JPWO2012157702A1 - 自動車用ステアリング装置 - Google Patents

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Abstract

電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａの後端部に、アウタコラム１８ａの前端部を、下方から組み付けられる構造を実現する。ハウジング１１ａの後端部に略矩形ブロック状の結合固定部３６を設ける。この結合固定部３６の左右両端寄り部分に１対のスリット３７を、この結合固定部３６の下端面と後端面とに開口する状態で設ける。アウタコラム１８ａの少なくとも前端部を、１対の側板部３０と底板部３１とにより、上端が開口したＵ字形に構成する。これらの側板部３０をスリット３７の内側に下方からそれぞれ挿入する。この状態で、ボルト３９により、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部とを結合固定する。【選択図】図５

Description

本発明は、操舵輪に舵角を付与するために使用される自動車用ステアリング装置、特に、電動式パワーステアリング装置を備えた自動車用ステアリング装置における、ステアリングコラムの前端部と電動式パワーステアリング装置のハウジングとの結合部の構造に関する。
自動車用ステアリング装置は、たとえば、図１１および図１２に示すように、ステアリングホイール１の回転をステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達し、この入力軸３の回転に伴って左右１対のタイロッド４を押し引きして、前車輪（操舵輪）に舵角を付与するように構成されている。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト５は、円筒状のステアリングコラム６を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム６に回転自在に支持される。また、ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７を介して中間シャフト８の後端部に接続し、この中間シャフト８の前端部を、別の自在継手９を介して、入力軸３に接続している。
図示した自動車用ステアリング装置は、運転者の操舵をモータの回転により補助する電動式パワーステアリング装置１０を備えるとともに、ステアリングホイール１の上下位置を調節するためのチルト機構と、ステアリングホイール１の前後位置を調節するためのテレスコピック機構とを備えている。このため、ステアリングコラム６の前端部を、電動式パワーステアリング装置１０の構成部品を収めたハウジング１１の後端部に結合固定するとともに、このハウジング１１を車体１２に対し、左右方向に配設された横軸１３を中心とする揺動変位を可能に支持している。なお、ハウジング１１の下部側面には、補助動力源である電動モータ１４を支持固定している。また、ステアリングシャフト５を、インナシャフト１５とアウタシャフト１６とを、回転力の伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成するとともに、ステアリングコラム６を、インナコラム１７とアウタコラム１８とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成している。さらに、アウタコラム１８の後端寄り部分を、車体１２に支持した車体側ブラケット１９に対し、この車体側ブラケット１９に対する固定状態と非固定状態とを切り換え可能に支持している。
このような支持構造を実現するために、車体側ブラケット１９を構成する１対の挟持板部２０を、アウタコラム１８の後端寄り部分、および、この後端寄り部分の下面に取り付け固定されたコラム側ブラケット２１を、左右方向の両側から挟む位置に配置している。この状態で、車体側ブラケット１９の挟持板部２０の内側面とコラム側ブラケット２１を構成する１対の側板部の外側面が当接する。また、これらの挟持板部２０の互いに整合する位置に、横軸１３を中心とする円弧状の上下方向長孔２２を形成している。一方、コラム側ブラケット２１の側板部の互いに整合する位置に、アウタコラム１８の軸方向に長い前後方向長孔２３を形成している。そして、前後方向長孔２３と上下方向長孔２２とに、杆状部材である調節杆２４を挿通している。この調節杆２４の基端部には、押圧部である頭部２５を設けている。そして、この調節杆２４の先端部で上下方向長孔２２から突出した部分に、押圧部である調節ナット２６を螺合させ、さらに、この調節ナット２６に調節レバー２７の基端部を結合固定している。これらの調節杆２４と調節ナット２６と調節レバー２７が、車体側ブラケット１９とステアリングコラム６との間を固定状態と非固定状態とするための拡縮機構を構成する。
ステアリングホイール１の上下位置や前後位置を調節する場合には、調節レバー２７を操作して、調節ナット２６を弛めることにより、挟持板部２０の内側面同士の間隔を拡げる。これにより、挟持板部２０とコラム側ブラケット２１の側板部との間に作用する摩擦係合力を十分に低下させて、車体側ブラケット１９に対するアウタコラム１８の固定状態を解除する。この状態で、ステアリングホイール１の上下位置を調節する場合には、調節杆２４が上下方向長孔２２内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６およびステアリングシャフト５を、横軸１３を中心に揺動させる。これに対して、ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合には、調節杆２４が前後方向長孔２３内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６およびステアリングシャフト５の全長を伸縮させる。調節後は、調節レバー２７を操作して、調節ナット２６を締め付けることにより、摩擦係合力を十分に上昇させて、コラム側ブラケット２１およびアウタコラム１８を車体側ブラケット１９に対して固定した状態とする。この結果、ステアリングホイール１が調節後の位置に保持される。
ところで、このようなステアリング装置を構成する、ステアリングコラム６の前端部とハウジング１１の後端部との結合構造として、これら前端部と後端部とを軸方向に嵌め合わせた状態で結合固定する構造が、広く採用されている。このような結合構造の例として、特開２０１１−４６３０９号公報には、ハウジングの後端部に設けた円筒部に、ステアリングコラムの円筒状の前端部を、締り嵌めで外嵌および圧入する構造が記載されている。また、特開２０００−８５５９６号公報には、ハウジングの後端部に設けた円筒部に、ステアリングコラムの欠円筒状の前端部を外嵌するとともに、この前端部に緊締具を外嵌し、この緊締具によりこの前端部を弾性的に縮径させることで、この前端部の内周面を円筒部の外周面に強く摩擦係合させる構造が記載されている。また、特開２００８−８７５８３号公報には、ハウジングの後端部に設けた円孔の内側に、ステアリングコラムの円筒状の前端部を内嵌するとともに、このステアリングコラムの前端寄り部分の外周面に設けたフランジ部を、ハウジングの後端面に対し、複数本のボルトにより結合固定する構造が記載されている。
ステアリングコラム６の前端部とハウジング１１の後端部との結合構造として、いずれの従来構造を採用する場合でも、この結合構造を組み立てる際の、ハウジング１１に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、このステアリングコラム６の軸方向となる。一方、このステアリングコラム６の後端寄り部分を、車体側ブラケット１９に組み付ける際には、このステアリングコラム６の後端寄り部分を、車体側ブラケット１９の挟持板部２０同士の間に、これら挟持板部２０の下端縁側から挿入する。すなわち、車体側ブラケット１９に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、このステアリングコラム６の径方向となる。このように、従来構造の場合、ハウジング１１に対するステアリングコラム６の組み付け方向と、車体側ブラケット１９に対するこのステアリングコラム６の組み付け方向とが、互いに一致しないため、この従来構造には、ステアリング装置の組立性の観点から問題があるといえる。
特開２０１１−４６３０９号公報 特開２０００−８５５９６号公報 特開２００８−８７５８３号公報
本発明は、上述のような事情に鑑み、自動車用ステアリング装置における、ステアリングコラムの前端部と電動式パワーステアリング装置のハウジングとの結合部について、電動式ステアリング装置のハウジングに対するステアリングコラムの組み付け方向と、車体側支持ブラケットに対するこのステアリングコラムの組み付け方向とを、互いに一致させられる構造を実現することを目的としている。
本発明の自動車用ステアリング装置は、ステアリングコラムと、車体に支持される電動式パワーステアリング装置のハウジングと、車体に支持される車体側ブラケットと、拡縮機構とを有する。
前記ステアリングコラムは、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持するためのものであり、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とを備え、上端が開口したＵ字形に構成された前端部を有する。
前記電動式パワーステアリング装置のハウジングは、下端面および後端面に開口を有し、前記ステアリングコラムの前端部の側板部をそれぞれ下方から受け入れる、左右１対のスリットが設けられている結合固定部を後部に有する。
前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの中間部を左右両側から挟む位置に配置され、互いの下端縁同士の間部分を開放させた１対の挟持板部を有する。
前記拡縮機構は、前記挟持板部の互いに整合する位置に形成した通孔を左右方向に挿通した杆状部材、および、この杆状部材の両端部に設けられた１対の押圧部を有する。この拡縮機構は、これらの押圧部を前記杆状部材の軸方向に遠近動させることにより、前記挟持板部同士の間隔を変化させ、この間隔の収縮時にこれらの挟持板部に対して前記ステアリングコラムを固定するように構成されている。
そして、前記結合固定部のスリットに、前記前端部の側板部を挿入した状態で、前記前端部と前記結合固定部とが、ボルトにより結合固定される。
なお、前記前端部の側板部は、前記結合固定部のスリットに、締め代を持たせた状態で圧入されることが好ましい。具体的には、前記結合固定部のスリットと、前記前端部の側板部のうちの、少なくとも一方の側面に突出部を設け、前記結合固定部のスリットに前記前端部の側板部を挿入した状態で、この突出部が前記一方の側面に対向する相手面に弾性的に接触させる。
また、好ましくは、前記結合固定部のうちで前記スリット同士の間に挟まれた部分に、前記下端面に開口するねじ孔を設け、前記前端部の底板部のうちで前記ねじ孔に整合する位置に通孔を設ける。そして、前記結合固定部の下端面に、前記前端部の底板部の上面を当接させ、かつ、前記ボルトが前記底板部の通孔に挿通した状態で、前記ボルトを前記ねじ孔に螺合させる。
代替的に、前記結合固定部の上端寄り部分に、前記スリットを介して左右方向に貫通するねじ孔を設け、前記前端部の側板部のうちで前記ねじ孔に整合する位置に通孔をそれぞれ設ける。そして、前記結合固定部の下端面に、前記前端部の底板部の上面を当接させ、かつ、前記ボルトが前記側板部の通孔に挿通した状態で、前記ボルトを前記ねじ孔に螺合させることもできる。
本発明は、前記ステアリングシャフトの後端部に固定するステアリングホイールの上下位置の調節を可能とするためのチルト機構を備えたステアリング装置に適用することができる。この場合、前記ハウジングを、車体に対し、左右方向に配設された横軸を中心とする揺動変位を可能に支持する。そして、前記挟持板部の通孔をそれぞれ、前記横軸を中心とする円弧状の上下方向長孔とし、前記ステアリングコラムの中間部には、前記上下方向長孔に整合する位置に通孔が設けられており、前記杆状部材を、前記上下方向長孔、および、前記ステアリングコラムの通孔に挿通させる。この構成では、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部に対する前記ステアリングコラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記上下方向長孔内を変位できる範囲で、前記ステアリングコラムの上下位置が調節可能となる。
また、本発明は、前記ステアリングホイールの前後位置の調節を可能とするための、テレスコピック機構を備えた構造に適用することができる。この場合、前記ステアリングコラムを、前側に配置される前側コラムと、この前側コラムに対して軸方向の相対変位を可能に組み合わされ、後側に配置される後側コラムとにより構成する。この前側コラムに前記前端部が設けられる。また、この前側コラムの後部には、前記挟持板部の通孔と整合する位置に通孔が設けられる。一方、前記後側コラムには、前記挟持板部の通孔および前記前側コラムの通孔に整合する位置に、この後側コラムの軸方向に長い前後方向長孔が設けられる。そして、前記杆状部材を、前記挟持板部の通孔、前記前側コラムの通孔、および、前記後側コラムの前後方向長孔に挿通させる。この構成では、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部および前記前側コラムに対する前記後側コラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記前後方向長孔内を変位できる範囲で、前記後側コラムの前後位置が調節可能となる。
好ましくは、前記前側コラムをアウタコラムとし、このアウタコラムの全体が、前記側板部と前記底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成されるようにする。また、前記後側コラムをインナコラムとし、このインナコラムの前部を前記アウタコラムの後部に内嵌させる。そして、前記拡縮機構が、前記挟持板部同士の間隔を変化させて、前記アウタコラムの後部の内寸を拡縮し、この内寸の収縮時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を抑え、この内寸の拡大時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を可能とする。
本発明の自動車用ステアリング装置によれば、車体側支持ブラケットに対するステアリングコラムの組み付け方向と、電動式ステアリング装置のハウジングに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向とを、互いに一致させることができる。したがって、これらの組付け作業を１工程で行うなどにより、ステアリング装置の組立性を向上させることが可能となる。
すなわち、前記車体側ブラケットに前記ステアリングコラムを組み付ける際には、このステアリングコラムの中間部を、前記車体側ブラケットを構成する１対の挟持板部同士の間に、これらの挟持板部の下端縁側から挿入する。つまり、前記車体側支持ブラケットに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向は、このステアリングコラムの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。一方、前記ハウジングに前記ステアリングコラムを組み付ける際には、このステアリングコラムを構成する１対の側板部のうちで、このステアリングコラムの前端部に対応する部分を、前記ハウジングの後部に設けた結合固定部に形成した１対のスリットに、これらのスリットの下端開口を通じて挿入する。つまり、前記ハウジングに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向も、このステアリングコラムの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。
図１は、本発明の実施の形態の第１例を、前上方から見た状態で示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態の第１例を、後上方から見た状態で示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態の第１例の側面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。 図５は、図３のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、図５のＣ部拡大図である。 図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。 図８は、インナコラムの前後位置および上下位置を調節するための機構部分を、後上方から見た状態で示す分解斜視図である。 図９は、スリットに対する側板部の圧入部の構成について、別の２例を示す、図６と同様の図である。 図１０は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図５と同様の図である。 図１１は、従来から知られているステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図である。 図１２は、一部を省略して示す、図１１のＥ−Ｅ断面図である。
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１〜図８により説明する。本例の自動車用ステアリング装置は、ステアリングコラム６ａと、ステアリングシャフト５ａと、電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａと、車体側ブラケット１９ａと、拡縮機構２９とを備える。
本例では、テレスコピック機構を実現するために、ステアリングコラム６ａは、前側コラムであるアウタコラム１８ａと、後側コラムであるインナコラム１７ａとを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成される。アウタコラム１８ａは、炭素鋼板などの、十分な強度および剛性を有する金属板製の素材に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施して形成され、互いの内側面同士を対向させた左右１対の側板部３０と、これらの側板部３０の下端縁同士を連結する底板部３１とにより、上端が開口したＵ字形に構成されている。また、この底板部３１の幅方向両端部は、底板部３１の幅方向中央部および側板部３０に対し、それぞれ４５度ずつ傾斜している。また、これらの側板部３０の上下方向寸法（底板部３１の両端縁部からの高さ寸法）を、後端部で比較的大きく、前端部で比較的小さくするとともに、これらの後端部と前端部との間部分で、前端側に向かうに従って小さくなる方向に変化させている。また、これらの側板部３０には、それぞれ後端部および中間部に複数の補強ビードを形成するとともに、中間部の上端に水平方向外側に向け９０度折れ曲がった鍔部を形成して、これらの側板部３０の曲げ剛性を確保している。また、これらの側板部３０の内側面の後端部の上端寄り部分に、抑えブロック３２を、ねじ止め、溶接などにより固定している。これらの抑えブロック３２の下面も、側板部３０および底板部３１の幅方向中央部に対し、それぞれ４５度ずつ傾斜している。そして、側板部３０の内側面と、底板部３１の上面と、抑えブロック３２の下面とにより周囲を囲まれた部分を、幅方向中央部が上方に向けて開口した、ほぼ正八角形状の保持空間としている。
また、インナコラム１７ａは、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金を含む金属材料を、押し出し成形、引き抜き加工などにより一体成形した中間素材の端部に、所望の塑性加工や削り加工を施すことにより形成される。インナコラム１７ａの外周面は、正八角形の形状とされている。このインナコラム１７ａの前部を、アウタコラム１８ａの後部に、軸方向の変位に基づいて前後位置の調節を可能に内嵌している。すなわち、インナコラム１７ａの外周面を構成する８箇所の平坦面のうち、互いに平行な左右１対の平坦面を、側板部３０の内側面に、下側の中央および左右の３つの平坦面を、底板部３１の上面に、上側の左右の２つの平坦面を、抑えブロック３２の下面に、当接または近接対向させている。なお、テレスコピック機構を備えない構造においては、ステアリングコラム全体を任意の管状体で構成し、その前端部のみを、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成することができる。
また、テレスコピック機構を備えた構造では、ステアリングシャフト５ａは、前側のインナシャフト１５ａの後部と後側のアウタシャフト１６ａの前部とをスプライン係合させることにより、インナシャフト１５ａとアウタシャフト１６ａを、回転力の伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。この構成により、ステアリングシャフト５ａは、全長を伸縮可能となっている。ステアリングシャフト５ａは、ステアリングコラム６ａの内側に挿通するとともに、アウタシャフト１６ａの後端寄り部分を、インナコラム１７ａの後端部に、単列深溝型の玉軸受のような、ラジアル荷重およびスラスト荷重の両方を支承可能な軸受３３により、回転自在に支持している。
また、電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａは、上部側面に補助駆動源である電動モータ１４ａを支持している。また、ハウジング１１ａは、電動モータ１４ａの回転駆動力をステアリングシャフト５ａに伝達するための減速機３４を含む複数の構成部品を内蔵している。さらに、ハウジング１１ａの前上端部に、支持管３５を左右方向に設けている。そして、このハウジング１１ａを、車体に対し、支持管３５を挿通したボルトなどの横軸を中心とする、揺動変位を可能に支持している。この構成により、ステアリングホイールを後端部に固定したステアリングシャフト５ａおよびこのステアリングシャフト５ａを支持するステアリングコラム６ａの上下方向の変位が可能となる。したがって、チルト機構を備えない構造では、ハウジング１１ａを車体に対してリジット構造により支持固定することができる。
また、ハウジング１１ａの後端部に、アウタコラム１８ａの前端部を結合固定している。本例では、ハウジング１１ａの後端面の略中央部に、略矩形ブロック状の結合固定部３６を突設している。この結合固定部３６の中央には、中心孔（図示せず）が設けられ、この結合固定部３６の左右両端寄り部分には、互いに平行な１対のスリット３７を、それぞれ結合固定部３６の下端面と後端面とに開口する状態で設けている。なお、結合固定部３６の形状は、左右両端寄り部分にスリット３７を設けることが可能であれば、略半円形状など他の形状とすることもできる。
本例では、これらのスリット３７の内側に、アウタコラム１８ａを構成する側板部３０の前端部を、これらのスリット３７の下端開口を通じて圧入可能な構造を採用している。言い換えれば、結合固定部３６のうちでスリット３７同士の間に挟まれた部分を、アウタコラム１８ａの前端部の内側に、この前端部の上端開口を通じて圧入できるようにしている。具体的には、スリット３７の内側に側板部３０の前端部を圧入可能とするため、図６に詳示するような構成を採用している。すなわち、スリット３７の幅Ｗを、側板部３０の板厚Ｔよりも大きく（Ｗ＞Ｔ）している。図示の例では、スリット３７の幅Ｗを側板部の３０の板厚Ｔの２倍（Ｗ≒２Ｔ）としている。これとともに、側板部３０の一方の側面、図示の例では、側板部３０同士が互いに対向する側の側面の複数箇所に、それぞれが突出部である、半球状の突起４１を形成している。そして、スリット３７の内側に側板部３０の前端部を挿入した状態で、突起４１の先端面が、相手面（対向面）である、スリット３７の内側面に弾性的に接触するように、各部の寸法を規制している。この構造により、側板部３０のうち突起４１を設けた部分は、スリット３７の幅Ｗよりも厚くなり、側板部３０がスリット３７内に、締め代を持たせてがたつきがない状態で挿入されるため、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部との結合部の剛性を高めることが可能となる。
なお、本発明を実施する場合、側板部３０の前端部の側面に設ける突出部として、図６に示した半球状の突起４１の代わりに、図９（ａ）に示すような曲げ起こし片５７を採用することもできる。曲げ起こし片５７は、それぞれ側板部３０の一部にＵ字形の切り込みを形成するとともに、この切り込みの内側部分を側板部３０の片側面から突出する方向に曲げ起こすことにより形成される。曲げ起こし片５７を、それぞれの先端縁を下方に向けて形成すれば、スリット３７の内側面に対する曲げ起こし片５７の先端縁の食い込みによって、側板部３０がスリット３７から下方に抜け出にくくなるため、組立作業の容易化を図ることができる。あるいは、突出部として、前後方向や上下方向に長い突条などを採用することもできる。また、突出部を、スリット３７の内側面に設けることもできる。図９（ｂ）は、スリット３７の内側面の上下方向に離隔した複数箇所に、前後方向（図９（ｂ）の表裏方向）に長い突条５８を設けた例を示している。さらに、突出部は、側板部３０の側面およびスリット３７の内側面の双方に設けることもできる。この場合には、それぞれに設けた突出部について前後方向の位相をずらせることにより、スリット３７の内側に側板部３０を挿入する際に、それぞれに設けた突出部同士が干渉することを防止する。さらに、側板部３０の形状を先端部が互いに近づく方向に湾曲させたり、側板部３０の側面に合成樹脂製の突起を固定したりすることによって、突出部を形成し、スリット３７の内側への側板部３０の前端部の圧入を可能とすることも可能である。
また、本発明を実施する場合、スリット３７に挿入した側板部３０のがたつき防止を図る構造としては、これらスリット３７にこれら側板部３０を圧入する構成を採用する代わりに、結合固定部３６の左右両端部（スリット３７よりも幅方向外側の部分）に形成したねじ孔に螺合したホーローセット（六角穴付止めねじ）などのねじ部材や、結合固定部３６の左右両端部に形成した通孔に圧入したピンによって、側板部３０をスリット３７の内側面に抑え付ける構成を採用することもできる。
スリット３７の内側に側板部３０の前端部を挿入した状態で、結合固定部３６のうちでスリット３７同士の間に挟まれた部分の下面の幅方向中央部に、アウタコラム１８ａを構成する底板部３１の前端部の上面の幅方向中央部を当接させる。そして、この状態で、この底板部３１の前端部の幅方向中央部に設けた通孔３８に挿通した結合用ボルト３９を、結合固定部３６の下面の幅方向中央部に設けた、下端面に開口するねじ孔４０に螺合し、さらに締め付けることにより、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部とを結合固定する。本例の場合、結合用ボルト３９の組み付け方向も、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向と同じく、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。このため、結合用ボルト３９を結合固定部３６のねじ孔４０に螺合するのと同時に、アウタコラム１８ａの側板部３０の前端部を、スリット３７の内側に圧入することができるなど、ステアリング装置の組立性を、より向上させることができる。
このように、結合固定部３６とアウタコラム１８ａとを結合固定することで、二次衝突時に運転者の身体がステアリングホイール１（図１１参照）に衝突して、ステアリング装置全体が、拡縮機構２９を中心として、前側が下方に、後側が上方に（図３における反時計方向に）回転した場合でも、アウタコラム１８ａの側板部３０の前端部が、スリット３７から抜け出ることが防止される。なお、結合固定部３６の中心孔（図示せず）を通じて、インナシャフト１５ａの前端部は、ハウジング１１ａ内に挿入し、このハウジング１１ａに内蔵された、電動式パワーステアリング装置１１ａの構成部品に接続している。
車体側ブラケット１９ａは、天板部４２と、１対の挟持板部２０ａ、２０ｂとを備える。これらの天板部４２、挟持板部２０ａ、２０ｂは、鋼板などの十分な強度および剛性を有する金属板に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施して形成され、互いに溶接などにより結合固定されて一体に構成されている。また、このうちの天板部４２には、この天板部４２を車体に対し支持固定する、ボルトもしくはスタッドを挿通するための取付孔が形成されている。また、挟持板部２０ａ、２０ｂは、アウタコラム１８ａの後端部を左右方向両側から挟む位置に配置されている。また、挟持板部２０ａ、２０ｂの上部の互いに整合する位置に、上下方向長孔２２ａ、２２ｂが形成されている。これらの上下方向長孔２２ａ、２２ｂは、支持管３５の中心軸を中心とする、円弧状である。
本例では、インナコラム１７ａの前端部上面に、このインナコラム１７ａを構成する部材であるエネルギ吸収部材２８が取付固定されている。エネルギ吸収部材２８は、軟鋼板などの塑性変形可能な金属板を曲げ成形することにより、全体を前後方向に長い長矩形枠状に形成されており、前端面の下端部から取付板部４３を、前方に突出させている。そして、この取付板部４３に形成した通孔に挿通したリベットあるいはねじなどの取付部材４４により、エネルギ吸収部材２８をインナコラム１７ａに固定している。このエネルギ吸収部材２８は、衝突事故に伴う二次衝突時に、塑性変形に基づいて伸張しつつ、インナコラム１７ａがステアリングホイールとともに前方に変位することを許容する。これにより、二次衝突時に、運転者の身体からステアリングホイールを介してインナコラム１７ａに伝えられた衝撃エネルギが吸収され、運転者の保護が図られる。
また、拡縮機構２９は、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面同士の間隔を拡縮するためのもので、杆状部材である調節杆２４ａと、調節レバー２７ａと、カム装置４５とを備える。このうちの調節杆２４ａは、上下方向長孔２２ａ、２２ｂと、アウタコラム１８ａを構成する側板部３０および抑えブロック３２に形成した通孔４６と、インナコラム１７ａに取り付けられたエネルギ吸収部材２８の内側に設けた、インナコラム１７ａの軸方向に長い前後方向長孔２３ａとを、左右方向に挿通している。また、調節杆２４ａは、基端部（図４、図８の右端部）に頭部２５ａを設けており、この頭部２５ａの内側面に形成した凸部を、挟持板部２０ａ、２０ｂのうちの一方（図４、図８の右方）の挟持板部２０ａに形成した一方の上下方向長孔２２ａに、この上下方向長孔２２ａに沿った変位（昇降）のみ可能に係合させている。また、調節レバー２７ａは、その基端部を、調節杆２４ａの先端部（図４、図８の左端部）に、スラスト滑り軸受４７とナット４８とにより、この調節杆２４ａに対する回転を可能に、かつ、この調節杆２４ａの先端部から抜け出す方向の変位を阻止された状態で支持されている。なお、前後方向長孔２３ａは、エネルギ吸収部材ではなく、インナコラム１７ａ自体の構造に設ける、もしくは、インナコラム１７ａに取り付けられる別の構造体に設けることも可能である。
カム装置４５は、調節レバー２７ａの基端部内側面と、挟持板部２０ａ、２０ｂのうちの他方（図４、図８の左方）の挟持板部２０ｂの外側面との間に設けられている。カム装置４５は、調節レバー２７ａの基端部内側面に支持され、この調節レバー２７ａとともに回動する駆動側カム４９と、他方の挟持板部２０ｂに形成した他方の上下方向長孔２２ｂに、昇降のみ可能に係合した被駆動側カム５０とを備える。この被駆動側カム５０と駆動側カム４９との互いに対向する面にはそれぞれカム面が形成されており、カム装置４５は、被駆動側カム５０と駆動側カム４９の相対回転に基づいて、カム装置４５の軸方向寸法を拡縮するように構成されている。本例の場合、頭部２５ａと被駆動側カム５０とが、１対の押圧部を構成する。なお、調節杆２４ａの中間部で、上下方向長孔２２ａ、２２ｂの内側に位置する部分には、合成樹脂などの滑りやすい材料により造られたスペーサ５１ａ、５１ｂを外嵌して、調節杆２４ａが上下方向長孔２２ａ、２２ｂに沿って円滑に変位できるようにしている。また、他方の上下方向長孔２２ｂに係合したスペーサ５１ｂは、被駆動側カム５０との係合により、この被駆動側カム５０の回動を阻止している。さらに、駆動側カム４９の内周面と調節杆２４ａの外周面との間には、やはり滑りやすい材料により造られた、円筒状のラジアル滑り軸受５２を介在させている。
本例のステアリング装置の場合、ステアリングシャフト５ａの後端部に固定した図示しないステアリングホイールの上下位置や前後位置を調節する場合には、調節レバー２７ａを下方に回動させることにより、カム装置４５の軸方向寸法を縮める。これにより、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面同士の間隔を拡げて、これらの挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面とアウタコラム１８ａを構成する側板部３０の外側面との当接部の面圧を十分に低下させる。これとともに、側板部３０および抑えブロック３２同士の間隔を拡げて、インナコラム１７ａの外周面とアウタコラム１８ａの内周面との当接部の面圧を十分に低下させる。この結果、車体側支持ブラケット１９ａに対するアウタコラム１８ａおよびインナコラム１７ａの固定状態が解除される。この状態で、ステアリングホイールの上下位置を調節する場合には、調節杆２４ａが上下方向長孔２２ａ、２２ｂ内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６ａおよびステアリングシャフト５ａを、支持管３５を中心に揺動させる。これに対して、ステアリングホイールの前後位置を調節する場合には、調節杆２４ａが前後方向長孔２３ａ内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６ａおよびステアリングシャフト５ａの全長を伸縮させる。調節後は、調節レバー２７ａを上方に回動させることにより、カム装置４５の軸方向寸法を拡げる。これにより、上記の固定状態の解除時と逆の動作に基づき、当接部の面圧を十分に上昇させる。この結果、ステアリングホイールが調節後の位置に保持される。
また、本例の場合には、ステアリングホイールを調節後の上下位置に保持するための支持強度を大きくする構造を組み込んでいる。すなわち、調節杆２４ａの中間部先端寄り部分に揺動腕５３の基部を揺動変位可能に外嵌している。また、揺動腕５３の先端部に雄側ギヤ５４を、挟持板部２０ｂの外側面の一部に雌側ギヤ５５をそれぞれ設けて、揺動腕５３の揺動に伴って、これらの雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５について、係合状態とこの係合を解除した状態とすることを可能にしている。調節レバー２７ａをステアリングホイールの位置調節を行うための方向に回動させることに伴って、この揺動腕５３は、雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５との係合を解除する方向に揺動する。雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５が係合状態にある場合、揺動腕５３を介して調節杆２４ａは挟持板部２０ｂに結合されるため、二次衝突に伴う大きな衝撃荷重に拘らず、ステアリングホイールの上下位置が大きくずれ動かないようになる。
被駆動側カム５０は、揺動腕５３の基部に、この揺動腕５３に対する相対回転を可能に、かつ、揺動腕５３に対する若干の上下方向の変位を可能に組み付けられている。なお、被駆動側カム５０は、上述のように、挟持板部２０ｂに対しては相対回転が阻止されている。また、被駆動側カム５０と揺動腕５３との間に復位ばね５６を設けて、この被駆動側カム５０をこの揺動腕５３に対し、中立位置を中心とする若干の昇降を可能に支持している。このように若干の昇降を可能にする理由は、ステアリングホイールの上下位置が無段階で調節できるのに対して、雄側ギヤ５４および雌側ギヤ５５の係合位置は有段であるため、この差を吸収するためである。
本例のステアリング装置によれば、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向と、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向とを、互いに一致させることができる。すなわち、車体側ブラケット１９ａにステアリングコラム６ａを組み付ける際には、このステアリングコラム６ａの中間部（アウタコラム１８ａの後端部）を、車体側ブラケット１９ａを構成する１対の挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間に、これら挟持板部２０ａ、２０ｂの下端縁側から挿入する。つまり、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向は、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。一方、ハウジング１１ａにステアリングコラム６ａを組み付ける際には、アウタコラム１８ａを構成する１対の側板部３０の前端部を、ハウジング１１ａの後端部に設けた結合固定部３６に形成した１対のスリット３７に、これらスリット３７の下端開口を通じて挿入する。つまり、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向も、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）とすることができる。
したがって、本例のステアリング装置を組み立てる場合には、たとえば、ハウジング１１ａと車体側支持ブラケット１９ａとを、図７に示した位置関係で治具にセットした状態で、ハウジング１１ａを構成する結合固定部３６と、車体側ブラケット１９ａを構成する１対の挟持板部２０ａ、２０ｂとに対し、ステアリングコラム６ａの前端部と中間部とを、それぞれ図７の下方から、このステアリングコラム６ａの径方向に、組み付けることが可能となる。このため、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付けと、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付けとを、１工程で行うことが可能となり、その分だけ、ステアリング装置の組立性を向上させることができる。なお、実際の作業は、図７に示した位置関係とは天地逆向きの位置関係で行われる。
なお、スリット３７にステアリングコラム６ａの前端部（側板部３０の前端部）を挿入する作業と、挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間部分にステアリングコラム６ａの中間部を挿入する作業とは、次のように、順番に行うこともできる。まず、ハウジング１１ａと車体側支持ブラケット１９ａとを、図７に示す位置関係で治具にセットした後、ハウジング１１ａのみを、支持管３５を中心として図７の下方に向け揺動変位させる。そして、この状態で、スリット３７にステアリングコラム６ａの前端部（側板部３０の前端部）を、これらのスリット３７の下端開口を通じて挿入する。その後、ハウジング１１ａおよびステアリングコラム６ａを、支持管３５を中心として図７の上方に向け揺動変位させることに基づき、挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間部分にステアリングコラム６ａの中間部を挿入する。このような順番で２つの挿入作業を行う場合には、先の挿入作業を完了した状態で、ステアリングコラム６ａの回転方向の位相が正規の位相になるとともに、この正規の位相が保持された状態となるため、後の挿入作業を容易に行うことができる。なお、この場合も、上述した２つの挿入作業を、ステアリング装置の組立ラインにおいて、１工程で行うことができる。
いずれにしても、本例の場合、スリット３７にステアリングコラム６ａの前端部（側板部３０の前端部）を、これらスリット３７の下端開口を通じて挿入する作業は、ステアリングコラム６ａの内側にステアリングシャフト５ａを未配置の状態で行うか、あるいは、このステアリングコラム６ａの内側に配置したステアリングシャフト５ａの前端部を、後側に十分に退避させた状態で行う。これにより、このステアリングシャフト５ａの前端部によって、挿入作業が妨げられることが防止される。
［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１０により説明する。本例のステアリング装置の場合、ハウジング１１ａの後端面の略中央部に突設した結合固定部３６ａの上端寄り部分に、幅方向（図１０の左右方向）に貫通した状態でねじ孔５９が形成されている。ねじ孔５９の内周面の幅方向一端寄り（図１０の右端寄り）部分にのみ雌ねじ部６０が形成され、他の部分は単なる通孔となっている。また、図１０に示す組み付け状態において、アウタコラム１８ａの１対の側板部３０のうち、結合固定部３６ａのねじ孔５９と整合するそれぞれの位置に、幅方向に貫通した通孔６１が形成されている。
本例の場合も、実施の形態の第１例と同様に、結合固定部３６ａの１対のスリット３７の内側に、アウタコラム１８ａの側板部３０の前端部を、これらのスリット３７の下端開口を通じて挿入している。また、この状態で、結合固定部３６ａのねじ孔５９と側板部３０の通孔６１とを、幅方向一方（図１０の左側）から他方（図１０の右側）に挿通したボルト６２の雄ねじ部６３を、結合固定部３６ａのねじ孔５９の雌ねじ部６０に螺合し、さらに締め付けている。このようにして、ボルト６２の頭部６４と雄ねじ部６３との間で、結合固定部３６ａのうち、スリット３７よりも幅方向外側部分を、幅方向内側に縮めるように締め付けている。
なお、本例の場合も、追加的に、アウタコラム１８ａの底板部３１の前端部の幅方向中央部に設けた通孔３８（図５参照）に挿通した結合用ボルト３９を、結合固定部３６の下面の幅方向中央部に設けたねじ孔４０に螺合し、さらに締め付けることにより、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部とを結合固定する構造を適用することもできる。また、スリット３７の内側に側板部３０の前端部を圧入可能とするため、実施の形態の第１例と同様に、図６に詳示するような構成を採用している。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例の場合と同様である
本例の場合、ボルト６２により、結合固定部材３６ａのスリット３７よりも幅方向外側部分を、幅方向内側（側板部３０側）に縮めるように締め付けている。このため、このスリット３７の内側面と、側板部３０の幅方向両側面との当接面の面圧が上昇して、アウタコラム１８ａと、結合固定部材３６との結合部の剛性を向上させることができる。また、ボルト６２により結合固定部１６とアウタコラム１８ａとを結合固定しているため、二次衝突時に運転者の身体がステアリングホイール１（図１１参照）に衝突して、ステアリング装置全体が、拡縮機構２９を中心として、前側が下方に、後側が上方に（図３における反時計方向に）回転した場合でも、アウタコラム１８ａの側板部３０が、スリット３７から抜け出ることが効果的に防止される。
上述した本発明の実施の形態では、ステアリングホイールの上下位置の調節を可能とするためのチルト機構と、ステアリングホイールの前後位置の調節を可能とするためのテレスコピック機構との、両方の機構を備えた構造に、本発明を適用している。ただし、本発明は、これらの機構のうちのいずれか一方の機構のみを備えた構造にも適用することが可能である。
１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ 入力軸
４ タイロッド
５、５ａ ステアリングシャフト
６、６ａ ステアリングコラム
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ 自在継手
１０、１０ａ 電動式パワーステアリング装置
１１、１１ａ ハウジング
１２ 車体
１３ 横軸
１４、１４ａ 電動モータ
１５、１５ａ インナシャフト
１６、１６ａ アウタシャフト
１７、１７ａ インナコラム
１８、１８ａ アウタコラム
１９、１９ａ 車体側ブラケット
２０、２０ａ、２０ｂ 挟持板部
２１、２１ａ コラム側ブラケット
２２、２２ａ、２２ｂ 上下方向長孔
２３、２３ａ 前後方向長孔
２４、２４ａ 調節杆
２５、２５ａ 頭部
２６ 調節ナット
２７、２７ａ 調節レバー
２８ エネルギ吸収部材
２９ 拡縮機構
３０ 側板部
３１ 底板部
３２ 抑えブロック
３３ 軸受
３４ 減速機
３５ 支持管
３６、３６ａ 結合固定部
３７ スリット
３８ 通孔
３９ 結合用ボルト
４０ ねじ孔
４１ 突起
４２ 天板部
４３ 取付板部
４４ 取付部材
４５ カム装置
４６ 通孔
４７ スラスト滑り軸受
４８ ナット
４９ 駆動側カム
５０ 被駆動側カム
５１ａ、５１ｂ スペーサ
５２ ラジアル滑り軸受
５３ 揺動腕
５４ 雄側ギヤ
５５ 雌側ギヤ
５６ 復位ばね
５７ 曲げ起こし部
５８ 突条
５９ ねじ孔
６０ 雌ねじ部
６１ 通孔
６２ ボルト
６３ 雄ねじ部
６４ 頭部
本発明は、操舵輪に舵角を付与するために使用される自動車用ステアリング装置、特に、電動式パワーステアリング装置を備えた自動車用ステアリング装置における、ステアリングコラムの前端部と電動式パワーステアリング装置のハウジングとの結合部の構造に関する。
自動車用ステアリング装置は、たとえば、図１１および図１２に示すように、ステアリングホイール１の回転をステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達し、この入力軸３の回転に伴って左右１対のタイロッド４を押し引きして、前車輪（操舵輪）に舵角を付与するように構成されている。ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト５は、円筒状のステアリングコラム６を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム６に回転自在に支持される。また、ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７を介して中間シャフト８の後端部に接続し、この中間シャフト８の前端部を、別の自在継手９を介して、入力軸３に接続している。
図示した自動車用ステアリング装置は、運転者の操舵をモータの回転により補助する電動式パワーステアリング装置１０を備えるとともに、ステアリングホイール１の上下位置を調節するためのチルト機構と、ステアリングホイール１の前後位置を調節するためのテレスコピック機構とを備えている。このため、ステアリングコラム６の前端部を、電動式パワーステアリング装置１０の構成部品を収めたハウジング１１の後端部に結合固定するとともに、このハウジング１１を車体１２に対し、左右方向に配設された横軸１３を中心とする揺動変位を可能に支持している。なお、ハウジング１１の下部側面には、補助動力源である電動モータ１４を支持固定している。また、ステアリングシャフト５を、インナシャフト１５とアウタシャフト１６とを、回転力の伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成するとともに、ステアリングコラム６を、インナコラム１７とアウタコラム１８とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成している。さらに、アウタコラム１８の後端寄り部分を、車体１２に支持した車体側ブラケット１９に対し、この車体側ブラケット１９に対する固定状態と非固定状態とを切り換え可能に支持している。
このような支持構造を実現するために、車体側ブラケット１９を構成する１対の挟持板部２０を、アウタコラム１８の後端寄り部分、および、この後端寄り部分の下面に取り付け固定されたコラム側ブラケット２１を、左右方向の両側から挟む位置に配置している。この状態で、車体側ブラケット１９の挟持板部２０の内側面とコラム側ブラケット２１を構成する１対の側板部の外側面が当接する。また、これらの挟持板部２０の互いに整合する位置に、横軸１３を中心とする円弧状の上下方向長孔２２を形成している。一方、コラム側ブラケット２１の側板部の互いに整合する位置に、アウタコラム１８の軸方向に長い前後方向長孔２３を形成している。そして、前後方向長孔２３と上下方向長孔２２とに、杆状部材である調節杆２４を挿通している。この調節杆２４の基端部には、押圧部である頭部２５を設けている。そして、この調節杆２４の先端部で上下方向長孔２２から突出した部分に、押圧部である調節ナット２６を螺合させ、さらに、この調節ナット２６に調節レバー２７の基端部を結合固定している。これらの調節杆２４と調節ナット２６と調節レバー２７が、車体側ブラケット１９とステアリングコラム６との間を固定状態と非固定状態とするための拡縮機構を構成する。
ステアリングホイール１の上下位置や前後位置を調節する場合には、調節レバー２７を操作して、調節ナット２６を弛めることにより、挟持板部２０の内側面同士の間隔を拡げる。これにより、挟持板部２０とコラム側ブラケット２１の側板部との間に作用する摩擦係合力を十分に低下させて、車体側ブラケット１９に対するアウタコラム１８の固定状態を解除する。この状態で、ステアリングホイール１の上下位置を調節する場合には、調節杆２４が上下方向長孔２２内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６およびステアリングシャフト５を、横軸１３を中心に揺動させる。これに対して、ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合には、調節杆２４が前後方向長孔２３内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６およびステアリングシャフト５の全長を伸縮させる。調節後は、調節レバー２７を操作して、調節ナット２６を締め付けることにより、摩擦係合力を十分に上昇させて、コラム側ブラケット２１およびアウタコラム１８を車体側ブラケット１９に対して固定した状態とする。この結果、ステアリングホイール１が調節後の位置に保持される。
ところで、このようなステアリング装置を構成する、ステアリングコラム６の前端部とハウジング１１の後端部との結合構造として、これら前端部と後端部とを軸方向に嵌め合わせた状態で結合固定する構造が、広く採用されている。このような結合構造の例として、特開２０１１−４６３０９号公報には、ハウジングの後端部に設けた円筒部に、ステアリングコラムの円筒状の前端部を、締り嵌めで外嵌および圧入する構造が記載されている。また、特開２０００−８５５９６号公報には、ハウジングの後端部に設けた円筒部に、ステアリングコラムの欠円筒状の前端部を外嵌するとともに、この前端部に緊締具を外嵌し、この緊締具によりこの前端部を弾性的に縮径させることで、この前端部の内周面を円筒部の外周面に強く摩擦係合させる構造が記載されている。また、特開２００８−８７５８３号公報には、ハウジングの後端部に設けた円孔の内側に、ステアリングコラムの円筒状の前端部を内嵌するとともに、このステアリングコラムの前端寄り部分の外周面に設けたフランジ部を、ハウジングの後端面に対し、複数本のボルトにより結合固定する構造が記載されている。
ステアリングコラム６の前端部とハウジング１１の後端部との結合構造として、いずれの従来構造を採用する場合でも、この結合構造を組み立てる際の、ハウジング１１に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、このステアリングコラム６の軸方向となる。一方、このステアリングコラム６の後端寄り部分を、車体側ブラケット１９に組み付ける際には、このステアリングコラム６の後端寄り部分を、車体側ブラケット１９の挟持板部２０同士の間に、これら挟持板部２０の下端縁側から挿入する。すなわち、車体側ブラケット１９に対するステアリングコラム６の組み付け方向は、このステアリングコラム６の径方向となる。このように、従来構造の場合、ハウジング１１に対するステアリングコラム６の組み付け方向と、車体側ブラケット１９に対するこのステアリングコラム６の組み付け方向とが、互いに一致しないため、この従来構造には、ステアリング装置の組立性の観点から問題があるといえる。
特開２０１１−４６３０９号公報 特開２０００−８５５９６号公報 特開２００８−８７５８３号公報
本発明は、上述のような事情に鑑み、自動車用ステアリング装置における、ステアリングコラムの前端部と電動式パワーステアリング装置のハウジングとの結合部について、電動式ステアリング装置のハウジングに対するステアリングコラムの組み付け方向と、車体 側ブラケットに対するこのステアリングコラムの組み付け方向とを、互いに一致させられる構造を実現することを目的としている。
本発明の自動車用ステアリング装置は、ステアリングコラムと、車体に支持される電動式パワーステアリング装置のハウジングと、車体に支持される車体側ブラケットと、拡縮機構とを有する。
前記ステアリングコラムは、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持するためのものであり、前側に配置され、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とを備え、上端が開口したＵ字形に構成された前端部を有する アウタコラムと、後側に配置され、その前部がこのアウタコラムの後部に内嵌された状態 で、このアウタコラムに対して軸方向の相対変位を可能に組み合わされたインナコラムと からなる。
前記電動式パワーステアリング装置のハウジングは、下端面および後端面に開口し、前記アウタコラムの前端部の側板部をそれぞれ下方から受け入れる、互いに平行な１対のスリットが左右両端寄り部分に設けられており、前記ステアリングシャフトが挿通される中 心孔が中央に設けられている結合固定部を後部に有する。
前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの中間部を左右両側から挟む位置に配置され、互いの下端縁同士の間部分を開放させた１対の挟持板部を有する。
前記拡縮機構は、前記挟持板部の互いに整合する位置に形成した通孔を左右方向に挿通した杆状部材、および、この杆状部材の両端部に設けられた１対の押圧部を有する。この拡縮機構は、これらの押圧部を前記杆状部材の軸方向に遠近動させることにより、前記挟持板部同士の間隔を変化させ、この間隔の収縮時にこれらの挟持板部に対して前記ステアリングコラムを固定するように構成されている。
又、前記結合固定部のスリットと、前記前端部の側板部とのうちの少なくとも一方に、 このスリットにこの側板部を圧入させるための構造を設けている。
そして、前記結合固定部のスリットに、前記前端部の側板部を挿入した状態で、前記前端部と前記結合固定部とが、ボルトにより結合固定される。
なお、前記前端部の側板部を、前記結合固定部のスリットに、締め代を持たせた状態で圧入する為の構造として、具体的には、前記結合固定部のスリットと、前記前端部の側板部のうちの、少なくとも一方の側面に突出部を設け、前記結合固定部のスリットに前記前端部の側板部を挿入した状態で、この突出部が前記一方の側面に対向する相手面に弾性的に接触させる。
また、好ましくは、前記結合固定部のうちで前記スリット同士の間に挟まれた部分に、前記下端面に開口するねじ孔を設け、前記前端部の底板部のうちで前記ねじ孔に整合する位置に通孔を設ける。そして、前記結合固定部の下端面に、前記前端部の底板部の上面を当接させ、かつ、前記ボルトが前記底板部の通孔に挿通した状態で、前記ボルトを前記ねじ孔に螺合させる。
代替的に、前記結合固定部の上端寄り部分に、前記スリットを介して左右方向に貫通するねじ孔を設け、前記前端部の側板部のうちで前記ねじ孔に整合する位置に通孔をそれぞれ設ける。そして、前記結合固定部の下端面に、前記前端部の底板部の上面を当接させ、かつ、前記ボルトが前記側板部の通孔に挿通した状態で、前記ボルトを前記ねじ孔に螺合させることもできる。
本発明は、前記ステアリングシャフトの後端部に固定するステアリングホイールの上下位置の調節を可能とするためのチルト機構を備えたステアリング装置に適用することができる。この場合、前記ハウジングを、車体に対し、左右方向に配設された横軸を中心とする揺動変位を可能に支持する。そして、前記挟持板部の通孔をそれぞれ、前記横軸を中心とする円弧状の上下方向長孔とし、前記アウタコラムの後部の前記上下方向長孔に整合する位置に通孔が設けられており、前記杆状部材を、前記上下方向長孔、および、前記アウ タコラムの通孔に挿通させる。この構成では、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部に対する前記ステアリングコラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記上下方向長孔内を変位できる範囲で、前記ステアリングコラムの上下位置が調節可能となる。
また、本発明は、前記ステアリングホイールの前後位置の調節を可能とするための、テレスコピック機構を備えた構造に適用することができる。この場合、前記アウタコラムの後部には、前記挟持板部の通孔と整合する位置に通孔が設けられる。一方、前記インナコラムには、前記挟持板部の通孔および前記アウタコラムの通孔に整合する位置に、このイ ンナコラムの軸方向に長い前後方向長孔が設けられる。そして、前記杆状部材を、前記挟持板部の通孔、前記アウタコラムの通孔、および、前記インナコラムの前後方向長孔に挿通させる。この構成では、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部および前記アウタコラムに対する前記インナコラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記前後方向長孔内を変位できる範囲で、前記インナコラムの前後位置が調節可能となる。
好ましくは、前記アウタコラムの全体が、金属板製の素材に打ち抜き加工および曲げ加 工を施すことにより形成され、前記側板部と前記底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成されるようにする。そして、前記拡縮機構が、前記挟持板部同士の間隔を変化させて、前記アウタコラムの後部の内寸を拡縮し、この内寸の収縮時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を抑え、この内寸の拡大時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を可能とする。
また、具体的には、前記アウタコラムを構成する１対の側板部の内側面の後端部の上端 寄り部分に、１対の抑えブロックを固定するとともに、前記１対の側板部の内側面と、前 記アウタコラムを構成する底板部の上面と、前記１対の抑えブロックの下面とにより周囲 を囲まれた、前記アウタコラムの後部の内側部分を、幅方向中央部が上方に向けて開口し た、正八角形状の保持空間とする。
また、前記インナコラムの前部の外周面を、正八角形状とする。
そして、このインナコラムの前部を、前記アウタコラムの後部に、軸方向の変位に基づ いて前後位置の調節を可能に内嵌した状態で、前記インナコラムの前部の外周面を構成す る８箇所の平坦面のうち、互いに平行な左右１対の平坦面を、前記１対の側板部の内側面 に、下側の中央および左右の３つの平坦面を、前記底板部の上面に、上側の左右の２つの 平坦面を、前記１対の抑えブロックの下面に、それぞれ当接または近接対向させる。
本発明の自動車用ステアリング装置によれば、車体側支持ブラケットに対するステアリングコラムの組み付け方向と、電動式ステアリング装置のハウジングに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向とを、互いに一致させることができる。したがって、これらの組付け作業を１工程で行うなどにより、ステアリング装置の組立性を向上させることが可能となる。
すなわち、前記車体側ブラケットに前記ステアリングコラムを組み付ける際には、このステアリングコラムの中間部を、前記車体側ブラケットを構成する１対の挟持板部同士の間に、これらの挟持板部の下端縁側から挿入する。つまり、前記車体側支持ブラケットに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向は、このステアリングコラムの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。一方、前記ハウジングに前記ステアリングコラムを組み付ける際には、このステアリングコラムを構成する１対の側板部のうちで、このステアリングコラムの前端部に対応する部分を、前記ハウジングの後部に設けた結合固定部に形成した１対のスリットに、これらのスリットの下端開口を通じて挿入する。つまり、前記ハウジングに対する前記ステアリングコラムの組み付け方向も、このステアリングコラムの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。
図１は、本発明の実施の形態の第１例を、前上方から見た状態で示す斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態の第１例を、後上方から見た状態で示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態の第１例の側面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。 図５は、図３のＢ−Ｂ断面図である。 図６は、図５のＣ部拡大図である。 図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。 図８は、インナコラムの前後位置および上下位置を調節するための機構部分を、後上方から見た状態で示す分解斜視図である。 図９は、スリットに対する側板部の圧入部の構成について、別の２例を示す、図６と同様の図である。 図１０は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図５と同様の図である。 図１１は、従来から知られているステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図である。 図１２は、一部を省略して示す、図１１のＥ−Ｅ断面図である。
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１〜図８により説明する。本例の自動車用ステアリング装置は、ステアリングコラム６ａと、ステアリングシャフト５ａと、電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａと、車体側ブラケット１９ａと、拡縮機構２９とを備える。
本例では、テレスコピック機構を実現するために、ステアリングコラム６ａは、アウタ コラム１８ａと、インナコラム１７ａとを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせて構成される。アウタコラム１８ａは、炭素鋼板などの、十分な強度および剛性を有する金属板製の素材に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施して形成され、互いの内側面同士を対向させた左右１対の側板部３０と、これらの側板部３０の下端縁同士を連結する底板部３１とにより、上端が開口したＵ字形に構成されている。また、この底板部３１の幅方向両端部は、底板部３１の幅方向中央部および側板部３０に対し、それぞれ４５度ずつ傾斜している。また、これらの側板部３０の上下方向寸法（底板部３１の両端縁部からの高さ寸法）を、後端部で比較的大きく、前端部で比較的小さくするとともに、これらの後端部と前端部との間部分で、前端側に向かうに従って小さくなる方向に変化させている。また、これらの側板部３０には、それぞれ後端部および中間部に複数の補強ビードを形成するとともに、中間部の上端に水平方向外側に向け９０度折れ曲がった鍔部を形成して、これらの側板部３０の曲げ剛性を確保している。また、これらの側板部３０の内側面の後端部の上端寄り部分に、抑えブロック３２を、ねじ止め、溶接などにより固定している。これらの抑えブロック３２の下面も、側板部３０および底板部３１の幅方向中央部に対し、それぞれ４５度ずつ傾斜している。そして、側板部３０の内側面と、底板部３１の上面と、抑えブロック３２の下面とにより周囲を囲まれた部分を、幅方向中央部が上方に向けて開口した、ほぼ正八角形状の保持空間としている。
また、インナコラム１７ａは、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金を含む金属材料を、押し出し成形、引き抜き加工などにより一体成形した中間素材の端部に、所望の塑性加工や削り加工を施すことにより形成される。インナコラム１７ａの外周面は、正八角形の形状とされている。このインナコラム１７ａの前部を、アウタコラム１８ａの後部に、軸方向の変位に基づいて前後位置の調節を可能に内嵌している。すなわち、インナコラム１７ａの外周面を構成する８箇所の平坦面のうち、互いに平行な左右１対の平坦面を、側板部３０の内側面に、下側の中央および左右の３つの平坦面を、底板部３１の上面に、上側の左右の２つの平坦面を、抑えブロック３２の下面に、当接または近接対向させている。なお、テレスコピック機構を備えない構造においては、ステアリングコラム全体を任意の管状体で構成し、その前端部のみを、互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成することができる。
また、テレスコピック機構を備えた構造では、ステアリングシャフト５ａは、前側のインナシャフト１５ａの後部と後側のアウタシャフト１６ａの前部とをスプライン係合させることにより、インナシャフト１５ａとアウタシャフト１６ａを、回転力の伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能に組み合わせている。この構成により、ステアリングシャフト５ａは、全長を伸縮可能となっている。ステアリングシャフト５ａは、ステアリングコラム６ａの内側に挿通するとともに、アウタシャフト１６ａの後端寄り部分を、インナコラム１７ａの後端部に、単列深溝型の玉軸受のような、ラジアル荷重およびスラスト荷重の両方を支承可能な軸受３３により、回転自在に支持している。
また、電動式パワーステアリング装置１０ａを構成するハウジング１１ａは、上部側面に補助駆動源である電動モータ１４ａを支持している。また、ハウジング１１ａは、電動モータ１４ａの回転駆動力をステアリングシャフト５ａに伝達するための減速機３４を含む複数の構成部品を内蔵している。さらに、ハウジング１１ａの前上端部に、支持管３５を左右方向に設けている。そして、このハウジング１１ａを、車体に対し、支持管３５を挿通したボルトなどの横軸を中心とする、揺動変位を可能に支持している。この構成により、ステアリングホイールを後端部に固定したステアリングシャフト５ａおよびこのステアリングシャフト５ａを支持するステアリングコラム６ａの上下方向の変位が可能となる。したがって、チルト機構を備えない構造では、ハウジング１１ａを車体に対してリジット構造により支持固定することができる。
また、ハウジング１１ａの後端部に、アウタコラム１８ａの前端部を結合固定している。本例では、ハウジング１１ａの後端面の略中央部に、略矩形ブロック状の結合固定部３６を突設している。この結合固定部３６の中央には、中心孔（図示せず）が設けられ、この結合固定部３６の左右両端寄り部分には、互いに平行な１対のスリット３７を、それぞれ結合固定部３６の下端面と後端面とに開口する状態で設けている。なお、結合固定部３６の形状は、左右両端寄り部分にスリット３７を設けることが可能であれば、略半円形状など他の形状とすることもできる。
本例では、これらのスリット３７の内側に、アウタコラム１８ａを構成する側板部３０の前端部を、これらのスリット３７の下端開口を通じて圧入可能な構造を採用している。言い換えれば、結合固定部３６のうちでスリット３７同士の間に挟まれた部分を、アウタコラム１８ａの前端部の内側に、この前端部の上端開口を通じて圧入できるようにしている。具体的には、スリット３７の内側に側板部３０の前端部を圧入可能とするため、図６に詳示するような構成を採用している。すなわち、スリット３７の幅Ｗを、側板部３０の板厚Ｔよりも大きく（Ｗ＞Ｔ）している。図示の例では、スリット３７の幅Ｗを側板部の３０の板厚Ｔの２倍（Ｗ≒２Ｔ）としている。これとともに、側板部３０の一方の側面、図示の例では、側板部３０同士が互いに対向する側の側面の複数箇所に、それぞれが突出部である、半球状の突起４１を形成している。そして、スリット３７の内側に側板部３０の前端部を挿入した状態で、突起４１の先端面が、相手面（対向面）である、スリット３７の内側面に弾性的に接触するように、各部の寸法を規制している。この構造により、側板部３０のうち突起４１を設けた部分は、スリット３７の幅Ｗよりも厚くなり、側板部３０がスリット３７内に、締め代を持たせてがたつきがない状態で挿入されるため、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部との結合部の剛性を高めることが可能となる。
なお、本発明を実施する場合、側板部３０の前端部の側面に設ける突出部として、図６に示した半球状の突起４１の代わりに、図９（ａ）に示すような曲げ起こし片５７を採用することもできる。曲げ起こし片５７は、それぞれ側板部３０の一部にＵ字形の切り込みを形成するとともに、この切り込みの内側部分を側板部３０の片側面から突出する方向に曲げ起こすことにより形成される。曲げ起こし片５７を、それぞれの先端縁を下方に向けて形成すれば、スリット３７の内側面に対する曲げ起こし片５７の先端縁の食い込みによって、側板部３０がスリット３７から下方に抜け出にくくなるため、組立作業の容易化を図ることができる。あるいは、突出部として、前後方向や上下方向に長い突条などを採用することもできる。また、突出部を、スリット３７の内側面に設けることもできる。図９（ｂ）は、スリット３７の内側面の上下方向に離隔した複数箇所に、前後方向（図９（ｂ）の表裏方向）に長い突条５８を設けた例を示している。さらに、突出部は、側板部３０の側面およびスリット３７の内側面の双方に設けることもできる。この場合には、それぞれに設けた突出部について前後方向の位相をずらせることにより、スリット３７の内側に側板部３０を挿入する際に、それぞれに設けた突出部同士が干渉することを防止する。さらに、側板部３０の形状を先端部が互いに近づく方向に湾曲させたり、側板部３０の側面に合成樹脂製の突起を固定したりすることによって、突出部を形成し、スリット３７の内側への側板部３０の前端部の圧入を可能とすることも可能である。
また、本発明の技術的範囲からは外れるが、スリット３７に挿入した側板部３０のがたつき防止を図る構造としては、これらスリット３７にこれら側板部３０を圧入する構成を採用する代わりに、結合固定部３６の左右両端部（スリット３７よりも幅方向外側の部分）に形成したねじ孔に螺合したホーローセット（六角穴付止めねじ）などのねじ部材や、結合固定部３６の左右両端部に形成した通孔に圧入したピンによって、側板部３０をスリット３７の内側面に抑え付ける構成を採用することもできる。
スリット３７の内側に側板部３０の前端部を挿入した状態で、結合固定部３６のうちでスリット３７同士の間に挟まれた部分の下面の幅方向中央部に、アウタコラム１８ａを構成する底板部３１の前端部の上面の幅方向中央部を当接させる。そして、この状態で、この底板部３１の前端部の幅方向中央部に設けた通孔３８に挿通した結合用ボルト３９を、結合固定部３６の下面の幅方向中央部に設けた、下端面に開口するねじ孔４０に螺合し、さらに締め付けることにより、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部とを結合固定する。本例の場合、結合用ボルト３９の組み付け方向も、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向と同じく、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。このため、結合用ボルト３９を結合固定部３６のねじ孔４０に螺合するのと同時に、アウタコラム１８ａの側板部３０の前端部を、スリット３７の内側に圧入することができるなど、ステアリング装置の組立性を、より向上させることができる。
このように、結合固定部３６とアウタコラム１８ａとを結合固定することで、二次衝突時に運転者の身体がステアリングホイール１（図１１参照）に衝突して、ステアリング装置全体が、拡縮機構２９を中心として、前側が下方に、後側が上方に（図３における反時計方向に）回転した場合でも、アウタコラム１８ａの側板部３０の前端部が、スリット３７から抜け出ることが防止される。なお、結合固定部３６の中心孔（図示せず）を通じて、インナシャフト１５ａの前端部は、ハウジング１１ａ内に挿入し、このハウジング１１ａに内蔵された、電動式パワーステアリング装置１１ａの構成部品に接続している。
車体側ブラケット１９ａは、天板部４２と、１対の挟持板部２０ａ、２０ｂとを備える。これらの天板部４２、挟持板部２０ａ、２０ｂは、鋼板などの十分な強度および剛性を有する金属板に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施して形成され、互いに溶接などにより結合固定されて一体に構成されている。また、このうちの天板部４２には、この天板部４２を車体に対し支持固定する、ボルトもしくはスタッドを挿通するための取付孔が形成されている。また、挟持板部２０ａ、２０ｂは、アウタコラム１８ａの後端部を左右方向両側から挟む位置に配置されている。また、挟持板部２０ａ、２０ｂの上部の互いに整合する位置に、上下方向長孔２２ａ、２２ｂが形成されている。これらの上下方向長孔２２ａ、２２ｂは、支持管３５の中心軸を中心とする、円弧状である。
本例では、インナコラム１７ａの前端部上面に、エネルギ吸収部材２８が取付固定されている。エネルギ吸収部材２８は、軟鋼板などの塑性変形可能な金属板を曲げ成形することにより、全体を前後方向に長い長矩形枠状に形成されており、前端面の下端部から取付板部４３を、前方に突出させている。そして、この取付板部４３に形成した通孔に挿通したリベットあるいはねじなどの取付部材４４により、エネルギ吸収部材２８をインナコラム１７ａに固定している。このエネルギ吸収部材２８は、衝突事故に伴う二次衝突時に、塑性変形に基づいて伸張しつつ、インナコラム１７ａがステアリングホイールとともに前方に変位することを許容する。これにより、二次衝突時に、運転者の身体からステアリングホイールを介してインナコラム１７ａに伝えられた衝撃エネルギが吸収され、運転者の保護が図られる。
また、拡縮機構２９は、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面同士の間隔を拡縮するためのもので、杆状部材である調節杆２４ａと、調節レバー２７ａと、カム装置４５とを備える。このうちの調節杆２４ａは、上下方向長孔２２ａ、２２ｂと、アウタコラム１８ａを構成する側板部３０および抑えブロック３２に形成した通孔４６と、インナコラム１７ａに取り付けられたエネルギ吸収部材２８の内側に設けた、インナコラム１７ａの軸方向に長い前後方向長孔２３ａとを、左右方向に挿通している。また、調節杆２４ａは、基端部（図４、図８の右端部）に頭部２５ａを設けており、この頭部２５ａの内側面に形成した凸部を、挟持板部２０ａ、２０ｂのうちの一方（図４、図８の右方）の挟持板部２０ａに形成した一方の上下方向長孔２２ａに、この上下方向長孔２２ａに沿った変位（昇降）のみ可能に係合させている。また、調節レバー２７ａは、その基端部を、調節杆２４ａの先端部（図４、図８の左端部）に、スラスト滑り軸受４７とナット４８とにより、この調節杆２４ａに対する回転を可能に、かつ、この調節杆２４ａの先端部から抜け出す方向の変位を阻止された状態で支持されている。なお、前後方向長孔２３ａは、エネルギ吸収部材ではなく、インナコラム１７ａ自体の構造に設ける、もしくは、インナコラム１７ａに取り付けられる別の構造体に設けることも可能である。
カム装置４５は、調節レバー２７ａの基端部内側面と、挟持板部２０ａ、２０ｂのうちの他方（図４、図８の左方）の挟持板部２０ｂの外側面との間に設けられている。カム装置４５は、調節レバー２７ａの基端部内側面に支持され、この調節レバー２７ａとともに回動する駆動側カム４９と、他方の挟持板部２０ｂに形成した他方の上下方向長孔２２ｂに、昇降のみ可能に係合した被駆動側カム５０とを備える。この被駆動側カム５０と駆動側カム４９との互いに対向する面にはそれぞれカム面が形成されており、カム装置４５は、被駆動側カム５０と駆動側カム４９の相対回転に基づいて、カム装置４５の軸方向寸法を拡縮するように構成されている。本例の場合、頭部２５ａと被駆動側カム５０とが、１対の押圧部を構成する。なお、調節杆２４ａの中間部で、上下方向長孔２２ａ、２２ｂの内側に位置する部分には、合成樹脂などの滑りやすい材料により造られたスペーサ５１ａ、５１ｂを外嵌して、調節杆２４ａが上下方向長孔２２ａ、２２ｂに沿って円滑に変位できるようにしている。また、他方の上下方向長孔２２ｂに係合したスペーサ５１ｂは、被駆動側カム５０との係合により、この被駆動側カム５０の回動を阻止している。さらに、駆動側カム４９の内周面と調節杆２４ａの外周面との間には、やはり滑りやすい材料により造られた、円筒状のラジアル滑り軸受５２を介在させている。
本例のステアリング装置の場合、ステアリングシャフト５ａの後端部に固定した図示しないステアリングホイールの上下位置や前後位置を調節する場合には、調節レバー２７ａを下方に回動させることにより、カム装置４５の軸方向寸法を縮める。これにより、挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面同士の間隔を拡げて、これらの挟持板部２０ａ、２０ｂの内側面とアウタコラム１８ａを構成する側板部３０の外側面との当接部の面圧を十分に低下させる。これとともに、側板部３０および抑えブロック３２同士の間隔を拡げて、インナコラム１７ａの外周面とアウタコラム１８ａの内周面との当接部の面圧を十分に低下させる。この結果、車体側支持ブラケット１９ａに対するアウタコラム１８ａおよびインナコラム１７ａの固定状態が解除される。この状態で、ステアリングホイールの上下位置を調節する場合には、調節杆２４ａが上下方向長孔２２ａ、２２ｂ内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６ａおよびステアリングシャフト５ａを、支持管３５を中心に揺動させる。これに対して、ステアリングホイールの前後位置を調節する場合には、調節杆２４ａが前後方向長孔２３ａ内で変位できる範囲で、ステアリングコラム６ａおよびステアリングシャフト５ａの全長を伸縮させる。調節後は、調節レバー２７ａを上方に回動させることにより、カム装置４５の軸方向寸法を拡げる。これにより、上記の固定状態の解除時と逆の動作に基づき、当接部の面圧を十分に上昇させる。この結果、ステアリングホイールが調節後の位置に保持される。
また、本例の場合には、ステアリングホイールを調節後の上下位置に保持するための支持強度を大きくする構造を組み込んでいる。すなわち、調節杆２４ａの中間部先端寄り部分に揺動腕５３の基部を揺動変位可能に外嵌している。また、揺動腕５３の先端部に雄側ギヤ５４を、挟持板部２０ｂの外側面の一部に雌側ギヤ５５をそれぞれ設けて、揺動腕５３の揺動に伴って、これらの雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５について、係合状態とこの係合を解除した状態とすることを可能にしている。調節レバー２７ａをステアリングホイールの位置調節を行うための方向に回動させることに伴って、この揺動腕５３は、雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５との係合を解除する方向に揺動する。雄側ギヤ５４と雌側ギヤ５５が係合状態にある場合、揺動腕５３を介して調節杆２４ａは挟持板部２０ｂに結合されるため、二次衝突に伴う大きな衝撃荷重に拘らず、ステアリングホイールの上下位置が大きくずれ動かないようになる。
被駆動側カム５０は、揺動腕５３の基部に、この揺動腕５３に対する相対回転を可能に、かつ、揺動腕５３に対する若干の上下方向の変位を可能に組み付けられている。なお、被駆動側カム５０は、上述のように、挟持板部２０ｂに対しては相対回転が阻止されている。また、被駆動側カム５０と揺動腕５３との間に復位ばね５６を設けて、この被駆動側カム５０をこの揺動腕５３に対し、中立位置を中心とする若干の昇降を可能に支持している。このように若干の昇降を可能にする理由は、ステアリングホイールの上下位置が無段階で調節できるのに対して、雄側ギヤ５４および雌側ギヤ５５の係合位置は有段であるため、この差を吸収するためである。
本例のステアリング装置によれば、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向と、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向とを、互いに一致させることができる。すなわち、車体側ブラケット１９ａにステアリングコラム６ａを組み付ける際には、このステアリングコラム６ａの中間部（アウタコラム１８ａの後端部）を、車体側ブラケット１９ａを構成する１対の挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間に、これら挟持板部２０ａ、２０ｂの下端縁側から挿入する。つまり、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向は、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）となる。一方、ハウジング１１ａにステアリングコラム６ａを組み付ける際には、アウタコラム１８ａを構成する１対の側板部３０の前端部を、ハウジング１１ａの後端部に設けた結合固定部３６に形成した１対のスリット３７に、これらスリット３７の下端開口を通じて挿入する。つまり、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付け方向も、このステアリングコラム６ａの径方向（下面から上面に向かう方向）とすることができる。
したがって、本例のステアリング装置を組み立てる場合には、たとえば、ハウジング１１ａと車体側支持ブラケット１９ａとを、図７に示した位置関係で治具にセットした状態で、ハウジング１１ａを構成する結合固定部３６と、車体側ブラケット１９ａを構成する１対の挟持板部２０ａ、２０ｂとに対し、ステアリングコラム６ａの前端部と中間部とを、それぞれ図７の下方から、このステアリングコラム６ａの径方向に、組み付けることが可能となる。このため、車体側支持ブラケット１９ａに対するステアリングコラム６ａの組み付けと、ハウジング１１ａに対するステアリングコラム６ａの組み付けとを、１工程で行うことが可能となり、その分だけ、ステアリング装置の組立性を向上させることができる。なお、実際の作業は、図７に示した位置関係とは天地逆向きの位置関係で行われる。
なお、スリット３７にステアリングコラム６ａの前端部（側板部３０の前端部）を挿入する作業と、挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間部分にステアリングコラム６ａの中間部を挿入する作業とは、次のように、順番に行うこともできる。まず、ハウジング１１ａと車体側支持ブラケット１９ａとを、図７に示す位置関係で治具にセットした後、ハウジング１１ａのみを、支持管３５を中心として図７の下方に向け揺動変位させる。そして、この状態で、スリット３７にステアリングコラム６ａの前端部（側板部３０の前端部）を、これらのスリット３７の下端開口を通じて挿入する。その後、ハウジング１１ａおよびステアリングコラム６ａを、支持管３５を中心として図７の上方に向け揺動変位させることに基づき、挟持板部２０ａ、２０ｂ同士の間部分にステアリングコラム６ａの中間部を挿入する。このような順番で２つの挿入作業を行う場合には、先の挿入作業を完了した状態で、ステアリングコラム６ａの回転方向の位相が正規の位相になるとともに、この正規の位相が保持された状態となるため、後の挿入作業を容易に行うことができる。なお、この場合も、上述した２つの挿入作業を、ステアリング装置の組立ラインにおいて、１工程で行うことができる。
いずれにしても、本例の場合、スリット３７にステアリングコラム６ａの前端部（側板部３０の前端部）を、これらスリット３７の下端開口を通じて挿入する作業は、ステアリングコラム６ａの内側にステアリングシャフト５ａを未配置の状態で行うか、あるいは、このステアリングコラム６ａの内側に配置したステアリングシャフト５ａの前端部を、後側に十分に退避させた状態で行う。これにより、このステアリングシャフト５ａの前端部によって、挿入作業が妨げられることが防止される。
［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図１０により説明する。本例のステアリング装置の場合、ハウジング１１ａの後端面の略中央部に突設した結合固定部３６ａの上端寄り部分に、幅方向（図１０の左右方向）に貫通した状態でねじ孔５９が形成されている。ねじ孔５９の内周面の幅方向一端寄り（図１０の右端寄り）部分にのみ雌ねじ部６０が形成され、他の部分は単なる通孔となっている。また、図１０に示す組み付け状態において、アウタコラム１８ａの１対の側板部３０のうち、結合固定部３６ａのねじ孔５９と整合するそれぞれの位置に、幅方向に貫通した通孔６１が形成されている。
本例の場合も、実施の形態の第１例と同様に、結合固定部３６ａの１対のスリット３７の内側に、アウタコラム１８ａの側板部３０の前端部を、これらのスリット３７の下端開口を通じて挿入している。また、この状態で、結合固定部３６ａのねじ孔５９と側板部３０の通孔６１とを、幅方向一方（図１０の左側）から他方（図１０の右側）に挿通したボルト６２の雄ねじ部６３を、結合固定部３６ａのねじ孔５９の雌ねじ部６０に螺合し、さらに締め付けている。このようにして、ボルト６２の頭部６４と雄ねじ部６３との間で、結合固定部３６ａのうち、スリット３７よりも幅方向外側部分を、幅方向内側に縮めるように締め付けている。
なお、本例の場合も、追加的に、アウタコラム１８ａの底板部３１の前端部の幅方向中央部に設けた通孔３８（図５参照）に挿通した結合用ボルト３９を、結合固定部３６の下面の幅方向中央部に設けたねじ孔４０に螺合し、さらに締め付けることにより、結合固定部３６とアウタコラム１８ａの前端部とを結合固定する構造を適用する。また、スリット３７の内側に側板部３０の前端部を圧入可能とするため、実施の形態の第１例と同様に、図６に詳示するような構成を採用している。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例の場合と同様である
本例の場合、ボルト６２により、結合固定部材３６ａのスリット３７よりも幅方向外側部分を、幅方向内側（側板部３０側）に縮めるように締め付けている。このため、このスリット３７の内側面と、側板部３０の幅方向両側面との当接面の面圧が上昇して、アウタコラム１８ａと、結合固定部材３６との結合部の剛性を向上させることができる。また、ボルト６２により結合固定部１６とアウタコラム１８ａとを結合固定しているため、二次衝突時に運転者の身体がステアリングホイール１（図１１参照）に衝突して、ステアリング装置全体が、拡縮機構２９を中心として、前側が下方に、後側が上方に（図３における反時計方向に）回転した場合でも、アウタコラム１８ａの側板部３０が、スリット３７から抜け出ることが効果的に防止される。
上述した本発明の実施の形態では、ステアリングホイールの上下位置の調節を可能とするためのチルト機構と、ステアリングホイールの前後位置の調節を可能とするためのテレスコピック機構との、両方の機構を備えた構造に、本発明を適用している。ただし、本発明は、これらの機構のうちのいずれか一方の機構のみを備えた構造にも適用することが可能である。
１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ 入力軸
４ タイロッド
５、５ａ ステアリングシャフト
６、６ａ ステアリングコラム
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ 自在継手
１０、１０ａ 電動式パワーステアリング装置
１１、１１ａ ハウジング
１２ 車体
１３ 横軸
１４、１４ａ 電動モータ
１５、１５ａ インナシャフト
１６、１６ａ アウタシャフト
１７、１７ａ インナコラム
１８、１８ａ アウタコラム
１９、１９ａ 車体側ブラケット
２０、２０ａ、２０ｂ 挟持板部
２１、２１ａ コラム側ブラケット
２２、２２ａ、２２ｂ 上下方向長孔
２３、２３ａ 前後方向長孔
２４、２４ａ 調節杆
２５、２５ａ 頭部
２６ 調節ナット
２７、２７ａ 調節レバー
２８ エネルギ吸収部材
２９ 拡縮機構
３０ 側板部
３１ 底板部
３２ 抑えブロック
３３ 軸受
３４ 減速機
３５ 支持管
３６、３６ａ 結合固定部
３７ スリット
３８ 通孔
３９ 結合用ボルト
４０ ねじ孔
４１ 突起
４２ 天板部
４３ 取付板部
４４ 取付部材
４５ カム装置
４６ 通孔
４７ スラスト滑り軸受
４８ ナット
４９ 駆動側カム
５０ 被駆動側カム
５１ａ、５１ｂ スペーサ
５２ ラジアル滑り軸受
５３ 揺動腕
５４ 雄側ギヤ
５５ 雌側ギヤ
５６ 復位ばね
５７ 曲げ起こし部
５８ 突条
５９ ねじ孔
６０ 雌ねじ部
６１ 通孔
６２ ボルト
６３ 雄ねじ部
６４ 頭部

Claims (7)

  1. 互いに対向する左右１対の側板部と、これらの側板部の下端縁同士を連結する底板部とを備え、上端が開口したＵ字形に構成された前端部を有するとともに、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムと、
    下端面および後端面に開口を有し、前記ステアリングコラムの前端部の側板部をそれぞれ下方から受け入れる、左右１対のスリットが設けられている結合固定部を後部に有するとともに、車体に支持される電動式パワーステアリング装置のハウジングと、
    前記ステアリングコラムの中間部を左右両側から挟む位置に配置され、互いの下端縁同士の間部分を開放させた１対の挟持板部を有するとともに、車体に支持される車体側ブラケットと、
    前記挟持板部の互いに整合する位置に形成した通孔を左右方向に挿通した杆状部材と、この杆状部材の両端部に設けられた１対の押圧部とを備え、これらの押圧部を前記杆状部材の軸方向に遠近動させることにより、前記挟持板部同士の間隔を変化させ、この間隔の収縮時に、これらの挟持板部に対して前記ステアリングコラムを固定する拡縮機構と、
    を備え、
    前記結合固定部のスリットに、前記前端部の側板部を挿入した状態で、前記前端部と前記結合固定部とが、ボルトにより結合固定されている、自動車用ステアリング装置。
  2. 前記結合固定部のスリットおよび前記前端部の側板部のうちの、少なくとも一方の側面に、突出部が設けられており、前記結合固定部のスリットに前記前端部の側板部を挿入した状態で、この突出部が、前記一方の側面に対向する相手面に弾性的に接触する、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
  3. 前記結合固定部のうちで前記スリット同士の間に挟まれた部分に、前記下端面に開口するねじ孔が設けられており、前記前端部の底板部のうちで前記ねじ孔に整合する位置に通孔が設けられており、前記結合固定部の下端面に、前記前端部の底板部の上面を当接させ、かつ、前記ボルトが前記底板部の通孔に挿通した状態で、前記ボルトが前記ねじ孔に螺合している、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
  4. 前記結合固定部の上端寄り部分に、前記スリットを介して左右方向に貫通するねじ孔が設けられており、前記前端部の側板部のうちで前記ねじ孔に整合する位置に通孔がそれぞれ設けられており、前記結合固定部の下端面に、前記前端部の底板部の上面を当接させ、かつ、前記ボルトが前記側板部の通孔に挿通した状態で、前記ボルトが前記ねじ孔に螺合している、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
  5. 前記ハウジングは、車体に対し、左右方向に配設された横軸を中心とする揺動変位を可能に支持されるものであり、前記挟持板部の通孔はそれぞれ、前記横軸を中心とする円弧状の上下方向長孔であり、前記ステアリングコラムの中間部には、前記上下方向長孔に整合する位置に通孔が設けられており、前記杆状部材は、前記ハウジングの上下方向長孔、および、前記ステアリングコラムの通孔を挿通しており、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部に対する前記ステアリングコラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記上下方向長孔内を変位できる範囲で、前記ステアリングコラムの上下位置を調節可能としている、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
  6. 前記ステアリングコラムは、前側に配置される前側コラムと、この前側コラムに対して軸方向の相対変位を可能に組み合わされ、後側に配置される後側コラムとにより構成されており、この前側コラムに前記前端部が設けられ、かつ、この前側コラムの後部には、前記挟持板部の通孔と整合する位置に通孔が設けられており、前記後側コラムには、前記挟持板部の通孔および前記前側コラムの通孔と整合する位置に、この後側コラムの軸方向に長い前後方向長孔が設けられており、前記杆状部材は、前記挟持板部の通孔、前記前側コラムの通孔、および、前記後側コラムの前後方向長孔を挿通しており、前記拡縮機構により前記挟持板部同士の間隔を拡大することによって、これらの挟持板部および前記前側コラムに対する前記後側コラムの固定状態を解除した場合に、前記杆状部材が前記前後方向長孔内を変位できる範囲で、前記後側コラムの前後位置を調節可能としている、請求項１に記載した自動車用ステアリング装置。
  7. 前記前側コラムがアウタコラムであり、このアウタコラムの全体が、前記側板部と前記底板部とにより、上端が開口したＵ字形に構成されており、前記後側コラムがインナコラムであり、このインナコラムの前部が前記アウタコラムの後部に内嵌されており、前記拡縮機構は、前記挟持板部同士の間隔を変化させて、前記アウタコラムの後部の内寸を拡縮し、この内寸の収縮時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を抑え、この内寸の拡大時にこのアウタコラムに対する前記インナコラムの軸方向変位を可能とするものである、請求項６に記載した自動車用ステアリング装置。
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