JP2008174105A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリットを有するアウターコラムの剛性と強度を確保すると共に、インナーコラムをアウターコラムに対してクランプした時の、ステアリング装置全体としての剛性や振動特性を向上させるようにしたステアリング装置を提供する。
【解決手段】閉鎖端部７３の幅Ｗ２は、平行部７２の幅Ｗ１よりも幅が広く形成されると共に、曲率半径の異なる複数の円弧で形成されている。すなわち、曲率半径の大きな円弧７３１と、曲率半径の大きな円弧７３１の両端に滑らかに接続する曲率半径の小さな円弧７３２、７３２で形成されている。最も応力が集中する閉鎖端部７３の幅を広くすることで、閉鎖端部７３への応力集中を軽減し、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させ、アウターコラム１１をインナーコラム１０に対してクランプした時の、ステアリング装置全体としての振動特性を向上させている。
【選択図】図５

Description

本発明はステアリング装置、特に、アウターコラムとインナーコラムが軸方向に相対的に摺動可能に嵌合することによって、ステアリングホイールのテレスコ位置の調整を行ったり、二次衝突時にステアリングホイールが車体前方側にコラプス移動して、衝撃荷重を吸収するようにしたステアリング装置に関する。

アウターコラムとインナーコラムが軸方向に相対的に摺動可能に嵌合することによって、テレスコ位置の調整、または、二次衝突時の衝撃荷重を吸収するようにしたステアリング装置がある。このようなステアリング装置においては、アウターコラムに軸方向のスリットを形成し、アウターコラムをその外周から締付けて、スリット部分でアウターコラムを弾性変形させ、通常の運転操作時には、アウターコラムをインナーコラムに対して摺動不能にクランプする構造のものが一般的である（特許文献１）。

アウターコラムにスリットを形成した特許文献１のステアリング装置は、スリット部分でアウターコラムが容易に弾性変形して、インナーコラムのクランプが確実に行える利点がある。しかし、スリットの閉鎖側の端部に応力が集中して、アウターコラム自体の剛性及び強度が低下するため、アウターコラムをインナーコラムに対してクランプした時の剛性が不足し、操舵感が低下する問題が生じている。

特開２００３−２２１１号公報

本発明は、スリットを有するアウターコラムの剛性と強度を確保すると共に、インナーコラムをアウターコラムに対してクランプした時の、ステアリング装置全体としての剛性や振動特性を向上させるようにしたステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、インナーコラム、上記インナーコラムに軸方向に相対的に移動可能に外嵌された中空円筒形状のアウターコラム、上記アウターコラムに軸方向の所定長に渡って形成されたスリット、上記アウターコラムを縮径させて、上記アウターコラムに対して軸方向に相対的に移動不能に上記インナーコラムをクランプ可能なクランプ装置を備えたステアリング装置において、上記スリットの閉鎖側の端部は、スリットの他の部分の幅よりも広く形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記スリットの閉鎖側の端部は、曲率半径の異なる複数の円弧で形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記アウターコラムにはディスタンスブラケットが一体的に成形されていることを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記スリットの閉鎖側の端部の肉厚がスリットの他の部分の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第５番目の発明は、第４番目の発明のステアリング装置において、上記アウターコラムにはディスタンスブラケットが一体的に成形されていることを特徴とするステアリング装置である。

第６番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記スリットの周縁全周の肉厚が上記アウターコラムの他の部分の肉厚よりも厚く形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第７番目の発明は、第６番目の発明のステアリング装置において、上記アウターコラムにはディスタンスブラケットが一体的に成形されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、アウターコラムに軸方向の所定長に渡って形成されたスリットの閉鎖側の端部を、スリットの他の部分の幅よりも広く形成している。従って、閉鎖側の端部への応力集中が軽減され、アウターコラムの剛性と強度、及び、インナーコラムをアウターコラムに対してクランプした時の、ステアリング装置全体としての振動特性が向上する。

以下の実施例では、ステアリングホイールの前後方向位置と傾斜角度の両方を調整できる、チルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、中空円筒状のコラム１が車体に取付けられ、このコラム１にはステアリングシャフト１２が回動可能に軸支されている。ステアリングシャフト１２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール１２１が装着され、ステアリングシャフト１２の左端（車体前方側）には、自在継手２１を介して中間シャフト２２が連結されている。

中間シャフト２２は、雄スプラインが形成された中実の中間インナーシャフト２２１と、雌スプラインが形成された中空円筒状の中間アウターシャフト２２２で構成され、中間インナーシャフト２２１の雄スプラインが、中間アウターシャフト２２２の雌スプラインに伸縮可能（摺動可能）に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌合している。

さらに、中間アウターシャフト２２２の車体後方側が上記自在継手２１に連結され、中間インナーシャフト２２１の車体前方側が自在継手２３に連結されている。自在継手２３には、ステアリングギヤ２４の図示しないラックに噛合うピニオンが連結されている。

運転者がステアリングホイール１２１を回転操作すると、ステアリングシャフト１２、自在継手２１、中間シャフト２２、自在継手２３を介して、その回転力がステアリングギヤ２４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド２５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。

図２は本発明の実施例１のステアリング装置の要部を示す側面図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図４は本発明の実施例１のアウターコラム単体を示す側面図である。図５は図４のＰ矢視図である。

図２から図５に示すように、コラム１は、中空円筒状のアウターコラム（アッパーコラム）１１と、このアウターコラム１１の左側（車体前方側）に軸方向に摺動可能に内嵌したインナーコラム（ロアーコラム）１０で構成されている。

アウターコラム１１には、上部ステアリングシャフト１２Ａが回転可能に軸支され、上部ステアリングシャフト１２Ａの右端（車体後方側）に、上記したステアリングホイール１２１（図１参照）が固定されている。

本発明の実施例では、アウターコラム１１は、アルミダイカスト製の一体成型品であるが、鋼管にディスタンスブラケットを溶接したものであってもよい。また、軽量化を目的として、マグネシウムダイカスト製であってもよい。

アウターコラム１１の左側（車体前方側）には、アウターコラム１１を左右両側から挟み込むようにして、アッパーブラケット３が取付けられている。アッパーブラケット３は、車体４１に固定されたアルミ合金製等のカプセル４２を介して、車体前方側に離脱可能に取付けられている。

アウターコラム１１は、二次衝突時にステアリングホイール１２１に運転者が衝突して大きな衝撃力が作用すると、カプセル４２からアッパーブラケット３が車体前方側に離脱し、インナーコラム１０に案内されて車体前方側にコラプス移動し、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。

インナーコラム１０の車体前方端には、ロアーブラケット６が一体的に形成され、このロアーブラケット６が、チルト中心軸６１を介して車体４１に枢動可能に支承されている。また、インナーコラム１０には、下部ステアリングシャフト１２Ｂが回転可能に軸支され、下部ステアリングシャフト１２Ｂの車体後方端が上部ステアリングシャフト１２Ａの車体前方端にスプライン嵌合し、ステアリングホイール１２１の回転操作を、自在継手２１を介して、ステアリングギヤ２４に伝達する。

アッパーブラケット３は、上板３２と、この上板３２から下方に延びる側板３３、３４を有している。上記アウターコラム１１には、アウターコラム１１の下方に突出して、ディスタンスブラケット１３が一体的に形成されている。ディスタンスブラケット１３の側面１４、１５は、アッパーブラケット３の側板３３、３４の内側面３３１、３４１に摺動可能に接している。

アッパーブラケット３の側板３３、３４には、チルト調整用長溝３５、３６が形成されている。ディスタンスブラケット１３には、図３の左右方向に延びると共に、アウターコラム１１の軸心方向に長く延びるテレスコ調整用長溝１６、１７が形成されている。

丸棒状の締付けロッド５が、上記チルト調整用長溝３５、３６及びテレスコ調整用長溝１６、１７を通して、図３の右側から挿入されている。締付けロッド５の右端には円筒状の頭部５１が形成されている。頭部５１の外径部には回り止め部５１１が形成され、この回り止め部５１１は、チルト調整用長溝３６の溝幅よりも若干幅の狭い矩形断面に形成されている。

回り止め部５１１はチルト調整用長溝３６に嵌入して、締付けロッド５をアッパーブラケット３に対して回り止めするとともに、アウターコラム１１のチルト位置調整時に、チルト調整用長溝３６に沿って、締付けロッド５を摺動させる。

締付けロッド５の左端外周には、固定カム５３、可動カム５４、操作レバー５５、スラスト軸受５６、ナット５７が、この順で外嵌され、ナット５７の内径部に形成された雌ねじが、締付けロッド５の左端に形成された雄ねじ５８にねじ込まれている。

固定カム５３の右端外周には、矩形断面の回り止め部（図示せず）が形成されている。この回り止め部がチルト調整用長溝３５に嵌入して、固定カム５３をアッパーブラケット３に対して回り止めするとともに、アウターコラム１１のチルト位置調整時に、チルト調整用長溝３５に沿って、固定カム５３を摺動させる。

固定カム５３と可動カム５４の対向する端面には、相補的な傾斜カム面が形成され、互いに噛み合っている。可動カム５４の左側面に連結された操作レバー５５を手で操作すると、可動カム５４が固定カム５３に対して回動する。

操作レバー５５をクランプ方向に回動すると、固定カム５３の傾斜カム面の山に可動カム５４の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付けロッド５を図３の左側に引っ張ると同時に、固定カム５３を図３の右側に押す。

右側の側板３４は、締付けロッド５の頭部５１の左端面によって左側に押され、側板３４を内側に変形させる。すると、側板３４の内側面３４１がディスタンスブラケット１３の側面１５に強く押しつけられる。

同時に、左側の側板３３は、固定カム５３の右端面によって右側に押され、側板３３を内側に変形させる。すると、側板３３の内側面３３１が、ディスタンスブラケット１３の側面１４に強く押しつけられる。

このようにして、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３を、アッパーブラケット３に、チルト締付け及びテレスコ締付けすることができる。上記した固定カム５３、可動カム５４、締付けロッド５、操作レバー５５等によって、本発明の実施例のクランプ装置が構成されている。従って、アッパーブラケット３に対してアウターコラム１１が固定され、アウターコラム１１のチルト方向の変位及びテレスコ方向の変位が阻止される。

アウターコラム１１をアッパーブラケット３に対してアンクランプした後、ステアリングホイール１２１を握ってアウターコラム１１をインナーコラム１０に対して軸方向に摺動し、所望のテレスコ位置に調整する。また、チルト中心軸６１を中心として、インナーコラム１０及びアウターコラム１１のチルト位置を調整した後、アウターコラム１１をアッパーブラケット３にクランプする。

図２から図５に示すように、アウターコラム１１には、アウターコラム１１の外周面１１Ａから内周面１１Ｂに貫通したスリット７が形成されている。スリット７は、アウターコラム１１の車体前方側端面１１１側から、切り込み部７１、平行部７２、閉鎖端部（閉鎖側の端部）７３の順に形成されている。

アウターコラム１１の車体前方側端面１１１側には、平行部７２に対して直角方向に切り込み部７１が形成され、この切り込み部７１が、アウターコラム１１の外径の略半分程度まで形成されている。

この切り込み部７１から、一定の幅Ｗ１で平行部７２が車体後方側に延び、アウターコラム１１の軸方向長さの略中間位置を過ぎ、ディスタンスブラケット１３の車体後方側端面１３１を過ぎた位置に、円弧状の閉鎖端部７３が形成されている。

閉鎖端部７３の幅Ｗ２は、平行部７２の幅Ｗ１よりも幅が広く形成されると共に、曲率半径の異なる複数の円弧で形成されている。すなわち、曲率半径の大きな円弧７３１と、曲率半径の大きな円弧７３１の両端に滑らかに接続する曲率半径の小さな円弧７３２、７３２で形成されている。最も応力が集中する閉鎖端部７３の幅を広くすることで、閉鎖端部７３への応力集中を軽減し、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させ、アウターコラム１１をインナーコラム１０に対してクランプした時の、ステアリング装置全体としての振動特性を向上させている。

また、閉鎖端部７３の周縁には、アウターコラム１１の外周面１１Ａから半径方向外側に突出した円弧状リブ７３３が形成されている。また、この円弧状リブ７３３の車体前方側から連続して、直線状リブ７３４、７３４が車体前方側に向かって、平行部７２の周縁に沿って直線状に延び、ディスタンスブラケット１３の車体後方側端面１３１近傍まで形成されている。直線状リブ７３４、７３４は、外周面１１Ａからの半径方向外側への突出量が、車体前方側に向かって徐々に減少して形成されている。

この、円弧状リブ７３３、直線状リブ７３４、７３４によって、閉鎖端部７３近傍の肉厚を他の部分の肉厚よりも厚く形成して、スリット７を形成したため剛性と強度が低下した閉鎖端部７３の周縁を補強し、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させている。円弧状リブ７３３、直線状リブ７３４、７３４は、アウターコラム１１の内周面１１Ｂから半径方向内側に突出させるようにしてもよい。

次に本発明の実施例２について説明する。図６は本発明の実施例２のアウターコラム単体を示す図５相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例２は、閉鎖端部の形状を矩形状にし、スリットの周縁全周にリブを形成した例である。図６に示すように、アウターコラム１１に形成されたスリット７は、アウターコラム１１の車体前方側端面１１１側から、切り込み部７１、平行部７２、閉鎖端部（閉鎖側の端部）７４の順に形成されている。

切り込み部７１と平行部７２の形状は、実施例１と同様であり、一定の幅Ｗ１で車体後方側に延びる平行部７２には、ディスタンスブラケット１３の車体後方側端面１３１を過ぎた位置に、平行部７２に対して直角方向に延びる矩形状の閉鎖端部７４が形成されている。矩形状の閉鎖端部７４は、平行部７２に対して直角以外の任意の角度で形成してもよい。

閉鎖端部７４の幅Ｗ３は、平行部７２の幅Ｗ１よりも幅が広く形成されているため、閉鎖端部７４への応力集中を軽減して、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させている。

また、閉鎖端部７４の周縁、平行部７２の周縁、及び、切り込み部７１の周縁にはリブ７４１が形成され、リブ７４１は、アウターコラム１１の外周面１１Ａから半径方向外側に突出している。リブ７４１は、外周面１１Ａからの半径方向外側への突出量が一定でもよいし、閉鎖端部７４の周縁の突出量を大きくし、平行部７２の周縁、及び、切り込み部７１の周縁の突出量を小さくしてもよい。

リブ７４１によって、スリット７を形成したため剛性と強度が低下したスリット７の周縁全周を補強し、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させている。リブ７４１は、アウターコラム１１の内周面１１Ｂから半径方向内側に突出させるようにしてもよい。

次に本発明の実施例３について説明する。図７は本発明の実施例３のアウターコラム単体を示す図５相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例３は、平行部の車体前方側端部を、アウターコラム１１の車体前方側端面１１１に開放し、車体後方側の閉鎖端部を単一の円弧で形成すると共に、スリットの周縁全周にリブを形成した例である。図７に示すように、アウターコラム１１に形成されたスリット７は、アウターコラム１１の車体前方側端面１１１側から、平行部７２、閉鎖端部（閉鎖側の端部）７５の順に形成されている。

車体前方側端面１１１から一定の幅Ｗ１で車体後方側に延びる平行部７２には、ディスタンスブラケット１３の車体後方側端面１３１を過ぎた位置に、円弧状の閉鎖端部７５が形成されている。

閉鎖端部７５の幅Ｗ４は、平行部７２の幅Ｗ１よりも幅が広く形成されると共に、単一の円弧７５１で形成されている。最も応力が集中する閉鎖端部７５の幅を広くすることで、閉鎖端部７５への応力集中を軽減して、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させている。

また、閉鎖端部７５の周縁及び平行部７２の周縁には、アウターコラム１１の外周面１１Ａから半径方向外側に突出したリブ７５２が形成されている。リブ７５２は、外周面１１Ａからの半径方向外側への突出量が一定でもよいし、閉鎖端部７５の周縁の突出量を大きくし、平行部７２の周縁の突出量を小さくしてもよい。

リブ７５２によって、スリット７を形成したため剛性と強度が低下したスリット７の周縁を補強し、アウターコラム１１の剛性と強度を向上させている。リブ７５２は、アウターコラム１１の内周面１１Ｂから半径方向内側に突出させるようにしてもよい。

上記実施例では、インナーコラム１０がロアーコラム、アウターコラム１１がアッパーコラムで構成されているが、インナーコラム１０をアッパーコラム、アウターコラム１１をロアーコラムにしてもよい。

また、上記実施例では、チルト位置調整とテレスコ位置調整の両方が可能なチルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、テレスコ位置調整だけが可能なテレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用してもよい。

本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。 本発明の実施例１のステアリング装置の要部を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例１のアウターコラム単体を示す側面図である。 図４のＰ矢視図である。 本発明の実施例２のアウターコラム単体を示す図５相当図である。 本発明の実施例３のアウターコラム単体を示す図５相当図である。

符号の説明

１ コラム
１０ インナーコラム（ロアーコラム）
１１ アウターコラム（アッパーコラム）
１１Ａ 外周面
１１Ｂ 内周面
１１１ 車体前方側端面
１２ ステアリングシャフト
１２Ａ 上部ステアリングシャフト
１２Ｂ 下部ステアリングシャフト
１２１ ステアリングホイール
１３ ディスタンスブラケット
１３１ 車体後方側端面
１４、１５ 側面
１６、１７ テレスコ調整用長溝
２１ 自在継手
２２ 中間シャフト
２２１ 中間インナーシャフト
２２２ 中間アウターシャフト
２３ 自在継手
２４ ステアリングギヤ
２５ タイロッド
３ アッパーブラケット
３２ 上板
３３、３４ 側板
３３１、３４１ 内側面
３５、３６ チルト調整用長溝
４１ 車体
４２ カプセル
５ 締付けロッド
５１ 頭部
５１１ 回り止め部
５３ 固定カム
５４ 可動カム
５５ 操作レバー
５６ スラスト軸受
５７ ナット
５８ 雄ねじ
６ ロアーブラケット
６１ チルト中心軸
７ スリット
７１ 切り込み部
７２ 平行部
７３ 閉鎖端部
７３１ 曲率半径の大きな円弧
７３２ 曲率半径の小さな円弧
７３３ 円弧状リブ
７３４ 直線状リブ
７４ 閉鎖端部
７４１ リブ
７５ 閉鎖端部
７５１ 単一の円弧
７５２ リブ

Claims (7)

1. インナーコラム、
   上記インナーコラムに軸方向に相対的に移動可能に外嵌された中空円筒形状のアウターコラム、
   上記アウターコラムに軸方向の所定長に渡って形成されたスリット、
   上記アウターコラムを縮径させて、上記アウターコラムに対して軸方向に相対的に移動不能に上記インナーコラムをクランプ可能なクランプ装置を備えたステアリング装置において、
   上記スリットの閉鎖側の端部は、スリットの他の部分の幅よりも広く形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記スリットの閉鎖側の端部は、曲率半径の異なる複数の円弧で形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記アウターコラムにはディスタンスブラケットが一体的に成形されていること
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記スリットの閉鎖側の端部の肉厚がスリットの他の部分の肉厚よりも厚く形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項４に記載されたステアリング装置において、
   上記アウターコラムにはディスタンスブラケットが一体的に成形されていること
   を特徴とするステアリング装置。
6. 請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記スリットの周縁全周の肉厚が上記アウターコラムの他の部分の肉厚よりも厚く形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
7. 請求項６に記載されたステアリング装置において、
   上記アウターコラムにはディスタンスブラケットが一体的に成形されていること
   を特徴とするステアリング装置。

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