JP2010089709A - ステアリング装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て性が良好なステアリング装置を安価に得られる構造を実現する。
【解決手段】ステアリングシャフト１０の一部で、ステアリングロック機構を構成する係合孔２６を形成する部分を、この係合孔２６とステアリングコラム９の一部に形成した通孔２５とを円周方向に整合させた状態でこの係合孔２６がこの通孔２５に近づく方向に変形させて、変形部２８とする。又、この変形部２８の外接円の直径ｄを、ハウジング２１内に固定された軸受２２、及び、トルクセンサ１２を構成するセンサコイル３１、３１の内径Ｄよりも小さくする。これにより、上記変形部２８がこれら軸受２２及びセンサコイル３１、３１内を通過できる為、組み立て性が良好になる。又、上記係合孔２６を形成する為に、キーロックカラーを設ける必要がなく、安価に得られる。
【選択図】図６

Description

この発明は、自動車の盗難防止の為、例えば、イグニッションキーを鍵孔から抜いた状態で、ステアリングホイールの回転を阻止する機能を備えたステアリング装置、及び、その製造方法に関する。特に本発明は、組み立て性が良好なステアリング装置を安価に得られる構造及び製造方法を実現するものである。

図１２〜１３は、自動車の盗難を防止する為に従来から使用されている、ステアリングロック機構の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。このステアリングロック機構は、イグニッションスイッチをＯＦＦにし、更にイグニッションキーを鍵孔（図示せず）から引き抜く為に、このイグニッションキーをロック位置にまで回し、このイグニッションキーを引き抜くと、図１３の（Ａ）に示す様に、ステアリングコラム１に固定したキーシリンダ（図示せず）からロックピン２が、このステアリングコラム１に形成した通孔３を通じて、このステアリングコラム１の径方向内側に、弾性的に突出する。そして、上記ロックピン２の先端部がそのまま、或いはステアリングホイール４により回転させられるステアリングシャフト５の回転に伴って、このステアリングシャフト５に固定したキーロックカラー６のキーロック孔７と係合する。そして、この係合により、上記ステアリングシャフト５の回転を阻止する。これに対し、イグニッションスイッチをＯＮにした状態では、図１３の（Ｂ）に示す様に、ロックピン２が引っ込み、このロックピン２とキーロック孔７との係合が外れ、キーロックカラー６を固定したステアリングシャフト５の回転を自在とする。

上述の様なステアリングロック機構を有する構造のうち、例えば、電動式パワーステアリング装置の様に、ステアリングシャフトの前端側に各種部品が存在する場合、上記ステアリングロック機構の存在により、ステアリング装置を組み立てにくくなる場合がある。例えば、電動式パワーステアリング装置の場合、電動モータを操舵トルクに応じて制御する為に、この操舵トルクを検出するトルクセンサが、上記ステアリングシャフトの前端寄り部分に設置されている場合がある。このトルクセンサは、例えば、特許文献２〜４に記載されている様に、それぞれがステアリングシャフトを構成するもので、トーションバーを介して結合される入力軸及び出力軸と、ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジング内に設置されたセンサコイルとを備える。そして、このセンサコイルで上記入力軸と出力軸との回転方向の相対変位を検出する事により、操舵トルクを検出する。

上述の様な構造を有する電動式パワーステアリング装置で、ステアリングシャフトを、次の様にステアリングコラム内に設置する場合がある。即ち、ステアリングコラムの前端部に、内部にセンサコイルを設置したハウジングを固定した状態で、このハウジングの前端側から上記ステアリングコラム内に、電動モータの出力を減速して伝達する減速機構を構成するウォームホイール等を固定したステアリングシャフトを挿入する場合がある。この場合、ステアリングロック機構を構成するキーロックカラーの肉厚分、上記ステアリングシャフトの一部の外径が大きくなっている為、挿入時に、この部分が上記センサコイル等に干渉する可能性がある。

上記特許文献２〜４に記載された発明の場合、組み立て時に、上記ステアリングシャフトが、上述の様なセンサコイルや、ステアリングシャフトを上記ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と干渉しない様に、次の様な構造或いは組立方法を採用している。即ち、特許文献２に記載された発明の場合、ウォームホイール等を組み付けたステアリングシャフトをセンサコイルや軸受内を挿通させた後、キーロックカラーをこのステアリングシャフトの所定位置に組み付けている。又、特許文献３に記載された発明の場合、キーロックカラーを組み付けたステアリングシャフトをセンサコイルや軸受内に挿通した後、ウォームホイールを所定位置に組み付けている。又、特許文献４に記載された発明の場合、ウォームホイール等を組み付けた出力軸をセンサコイルや軸受内を通過させた後、この出力軸とキーロックカラーを組み付けた入力軸とをトーションバーを介して結合している。

但し、上記特許文献２〜４に記載された何れの発明の場合も、ステアリング装置の組み付け性が良いとは言えない。即ち、キーロックカラーを後からステアリングシャフトに組み付ける場合には、このステアリングシャフトをステアリングコラム内に配置した状態でこの作業を行う必要があり、作業性が良くないと考えられる。ウォームホイールを後からステアリングシャフトに組み付ける場合も同様に、作業性が良くないと考えられる。又、出力軸をセンサコイル等を通過させた後、この出力軸とキーロックカラーを固定した入力軸とを結合する場合には、この結合作業を、ステアリングシャフトをハウジング及びステアリングコラムに組み付けた状態で行う必要があり、扱いにくく、やはり、作業性が良いとは言えない。又、何れの構造或いは組立方法の場合も、キーロックカラーを圧入により固定する為、ステアリングシャフトに圧入荷重を受ける部分を設ける必要があると共に、組み立てラインに圧入装置を導入しなくてはならない等、製造コストが高くなる事は避けられない。更に、キーロックカラーの組み付け不良等が生じた場合には、ハウジング、センサ装置、ステアリングコラム等を含めた装置全体を廃棄しなければならない可能性があり、組み付け不良時の損失が大きい。

一方、特許文献５には、キーロックカラーをステアリングシャフトに固定した状態で、このステアリングシャフトを支持する軸受等と干渉しない様に、このステアリングシャフトの組み付け作業が行える構造が記載されている。即ち、上記特許文献５には、キーロックカラーの外径を上記軸受等の内径よりも小さくして、このキーロックカラーを固定したステアリングシャフトがこの軸受等を通過可能としている。但し、この様な特許文献５に記載された発明の場合も、キーロックカラーをステアリングシャフトに圧入する必要があり、前記特許文献２〜４に記載された発明と同様に、製造コストが嵩む事が避けられない。
尚、特許文献６には、トルクセンサに関する発明が記載されている。

特開２０００−１６８５０１号公報 特開２００６−１４２３号公報 特開２００６−１４２４号公報 特開２００６−１４７５号公報 実開平３−２４９５９号公報 特開２００５−１９５６０８号公報

本発明は、上述した様な事情に鑑み、組み立て性が良好なステアリング装置を安価に得られる構造及び製造方法を実現すべく発明したものである。

本発明のステアリング装置及びその製造方法のうちのステアリング装置は、車体に支持される円筒状のステアリングコラムと、後端部にステアリングホイールを固定し、このステアリングコラム内に回転自在に支持されたステアリングシャフトと、例えば、イグニッションキーをロック位置とし、このイグニッションキーを引き抜いた状態等の、所定の状態で、上記ステアリングホイールの回転を阻止するステアリングロック機構とを備える。
このうちのステアリングシャフトは、前端寄り部分を、上記ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジング内に支持されている。
又、上記ステアリングロック機構は、上記ステアリングコラムと上記ステアリングシャフトとの軸方向に関し互いに整合する位置にそれぞれ形成した通孔及び係合孔と、この通孔内を径方向に変位するロックピンとを有する。そして、上記所定の状態で、このロックピンが径方向に変位して上記係合孔に係合する事により、上記ステアリングコラムに対する上記ステアリングシャフトの回転を阻止する。
又、上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置される。

特に、本発明のステアリング装置に於いては、上記ステアリングシャフトの一部で上記係合孔を形成する部分を、この係合孔と上記通孔とが円周方向に関し互いに整合した状態でこの係合孔がこの通孔に対し近づく方向に変形させた、変形部としている。
又、上記変形部の外接円の直径を、上記ステアリングコラム及びハウジングの内側で、上記ステアリングシャフトの挿入時にこのステアリングシャフトが通過する部分のうち、仮にこのステアリングシャフトの一部が当接した場合にこのステアリングシャフトの挿入が不能となる、最も内径が小さい部材の内径よりも、小さくしている。
尚、上記ステアリングシャフトの一部が当接した場合でも、このステアリングシャフトの挿入が可能となる部材は、例えば、シールリングを構成するゴム等の、ステアリングシャフトに比べて、ヤング率が十分に小さい（軟らかく変形し易い）部材である。従って、上述の「ステアリングシャフトの一部が当接した場合にこのステアリングシャフトの挿入が不能となる」部材とは、この様なヤング率が小さい部材を除く事を意味する。

上述した様な本発明の具体的な構造として、例えば、請求項２に記載した発明の構造がある。この請求項２に記載した発明の構造は、ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジングと、ステアリングシャフトの前端寄り部分との間に、操舵トルクを検出するトルクセンサを配置している。
又、上記ステアリングシャフトは、後側に配置された入力軸と前側に配置された出力軸とをトーションバーを介して結合して成り、前端寄り部分を上記ハウジング内に、軸受を介して回転自在に支持されている。
又、上記トルクセンサは、上記ステアリングシャフトの前端寄り部分の周囲に配置され、上記トーションバーの捩れを検出する為の円筒状のセンサコイルを有する。
又、上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定し、このハウジング内に上記軸受及びセンサコイルを配置した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置される。
又、変形部は、上記入力軸の一部に形成されている。
又、最も内径が小さい部材が、軸受若しくはセンサコイルである。
そして、上記変形部の外接円の直径を、これら軸受及びセンサコイルの内径よりも小さくしている。

又、上述の各発明を実施する場合に好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、ステアリングシャフトの少なくとも一部を中空状とし、この中空状部分の一部に変形部を形成する。
又、より好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、ステアリングシャフトを構成する入力軸として、中空状のアウターシャフトの前端部にインナーシャフトの後端部を、回転の伝達自在に、且つ、軸方向に相対変位可能に結合して成るものを使用する。そして、上記アウターシャフトの一部に変形部を形成する。

又、本発明のステアリング装置の製造方法は、上述の請求項３又は請求項４に記載したステアリング装置の製造方法であって、先ず、中空状の素材の一部をハイドロフォーム成形により、径方向外方に膨らませる方向に変形させる。その後、プレス加工により所定形状に形成し、所定位置に係合孔を形成する。そして、一部に変形部を有するステアリングシャフトとする。

上述の様に構成される本発明のステアリング装置の場合、ステアリングシャフトの係合孔を形成した変形部の外接円の直径を、ステアリングコラム及びハウジングの内側で、上記ステアリングシャフトの挿入時にこのステアリングシャフトが通過する部分のうち、最も内径が小さい部材の内径よりも小さくしている。この為、このステアリングシャフトの一部に上記係合孔を形成した状態で、このステアリングシャフトを上記ステアリングコラム及びハウジング内に、このハウジング側から挿入可能である。従って、ステアリングロック機構を有するステアリングシャフトの組み付けを容易に行える。
又、上記係合孔を形成した変形部は、上記ステアリングシャフトの一部を変形させる事により形成したものである為、キーロックカラー等の別の部材をこのステアリングシャフトに組み付ける必要がなく、製造コストの低減を図れる。

又、請求項４に記載した発明によれば、衝突等によりステアリングホイールに運転者が衝突する二次衝突時に、ステアリングシャフトを収縮させるコラプス構造や、運転者の体格に合わせて、ステアリングホイールの前後位置を調整可能なテレスコピック構造に適用可能となる。

又、請求項３、４に記載した発明の様に、ステアリングシャフトの一部、或は、アウターシャフトを中空状とした場合、請求項５に記載した製造方法を使用すれば、変形部を容易に形成できる。

図１〜６は、本発明の実施の形態の１例を示している。本発明のステアリング装置８は、ステアリングコラム９と、ステアリングシャフト１０と、ステアリングロック機構１１と、トルクセンサ１２と、減速機構１３とを備える。このうちのステアリングコラム９は、円筒状のアウターコラム１４の前端部（図１、４〜６の左端部）に、円筒状のインナーコラム１５の後端部（図１、４〜６の右端部）を、軸方向（図１、４〜６の左右方向）の相対変位可能に嵌合して成る。そして、上記アウターコラム１４の前端部を、ブラケット１６により、車体に支持可能としている。このブラケット１６は、前方に向いて所定以上の荷重が上記アウターコラム１４に作用した場合に車体から外れる様に、この車体に対して支持される。従って、例えば、二次衝突時等に生じる衝撃荷重により上記アウターコラム１４に前方に向かう力が作用した場合に、上記ブラケット１６が上記車体から外れ、このアウターコラム１４が上記インナーコラム１５に対し前方に変位する事を許容する。この結果、上記衝撃荷重を吸収できる。

上記ステアリングシャフト１０は、それぞれが鋼等の磁性材製の、後側に配置された入力軸１７と、前側に配置された出力軸１８とを、トーションバー１９を介して結合して成る。又、上記ステアリングシャフト１０は、上記入力軸１７の後端部にステアリングホイールを固定すると共に、この入力軸１７の後端寄り部分を上記ステアリングコラム９内に、転がり軸受２０により回転自在に支持している。又、上記出力軸１８の中間部分を、このステアリングコラム９の前端部に固定された、後述するトルクセンサ１２及び減速機構１３のハウジング２１内に、軸受２２により回転自在に支持している。又、本例の場合、上記入力軸１７は、略中空円筒状のアウターシャフト２３の前端部に、略円杆状のインナーシャフト２４の後端部を、セレーション係合等により、回転（トルク）の伝達自在に、且つ、軸方向の相対変位可能に嵌合して成る。従って、上述した様に、衝撃荷重が作用して、アウターコラム１４がインナーコラム１５に対して変位する際には、図４に示す様に、アウターシャフト２３もインナーシャフト２４に対して変位し、上記衝撃荷重を吸収する。尚、図４には、インナーシャフト２４がアウターシャフト２３に対し変位している様に記載してあるが、上記説明と実質的には同じである。

又、前記ステアリングロック機構１１は、上記ステアリングコラム９と上記ステアリングシャフト１０との軸方向に関し互いに整合する位置にそれぞれ形成した通孔２５及び係合孔２６と、この通孔２５内を径方向に変位するロックピン２７（図２）とを有する。そして、前述の図１２〜１３と同様に、例えば、図示しないイグニッションキーをロック位置とし、このイグニッションキーを引き抜いた状態等で、やはり図示しないキーシリンダーから径方向に突出した上記ロックピン２７が、上記通孔２５を通じて上記係合孔２６に係合する。これにより、上記ステアリングシャフト１０の上記ステアリングコラム９に対する回転が阻止される。これに対し、イグニッションスイッチをＯＮにした状態等では、上記ロックピン２７が上記係合孔２６から外れ、上記ステアリングシャフト１０の回転を自在とする。

本例の場合、上記通孔２５は上記アウターコラム１４の一部に、上記係合孔２６は上記アウターシャフト２３の一部に、それぞれ径方向に貫通する状態で、且つ、軸方向に関し互いに整合する位置に形成されている。特に、本例の場合、上記アウターシャフト２３の中間部で上記係合孔２６を形成する部分を、この係合孔２６と上記通孔２５とが円周方向に関し互いに整合した状態でこの係合孔２６がこの通孔２５に対し近づく方向に（図１〜３、６の下方に）変形させた、変形部２８としている。

又、前記トルクセンサ１２は、上記ステアリングシャフト１０の前端寄り部分に配置され、運転者が前記ステアリングホイールを操作した場合の操舵トルクを検出するものである。そして、この操舵トルクに応じて補助トルクを付与する為の図示しない電動モータを制御する。この為に、上記ステアリングシャフト１０を構成する出力軸１８の後端部外周面には、円周方向複数個所に凹溝２９、２９を形成している。又、同じく入力軸１７の後端部には、例えばアルミニウム等の導電性を有する非磁性材製のスリーブ３０の基端部を、相対変位不能に外嵌固定している。そして、上記入力軸１７と上記出力軸１８とを結合した状態で、上記スリーブ３０の中間部乃至先端部が、上記各凹溝２９、２９を形成した上記出力軸１８の後端部外周面を覆う。上記スリーブ３０のうちで、この出力軸１８の後端部外周面を覆う部分には、上記各凹溝２９、２９と同じピッチで、複数の透孔４０、４０を形成している。

又、前記ステアリングコラム９の前端部に固定された前記ハウジング２１内で、上記各凹溝２９、２９及びスリーブ３０の外径側には、円筒状のセンサコイル３１、３１を内嵌固定している。そして、これらセンサコイル３１、３１のインピーダンスの変化を検出する事により、上記入力軸１７と上記出力軸１８との回転方向の相対変位を検出する。

即ち、前述した様に、出力軸１８が磁性材製であるのに対して、上記スリーブ３０は非磁性材製である。従って、操舵トルクにより前記トーションバー１９が捩れ、上記入力軸１７と上記出力軸１８との間に回転方向の変位が生じると、この入力軸１７に固定された上記スリーブ３０の各透孔４０、４０と上記出力軸１８に形成された上記各凹溝２９、２９との位相がずれて、磁気特性が変化する。そして、この磁気特性の変化に伴い上記センサコイル３１、３１のインピーダンスが変化する為、この変化を検出する事により、両軸１７、１８の回転方向の相対変位、即ち、上記トーションバー１９の捩れを検出でき、上記操舵トルクを知る事ができる。尚、トルクセンサ１２の構造及び作用は、前述の特許文献６に記載された発明と同様である為、詳しい説明は省略する。

又、本例の場合、上記出力軸１８の後端縁部に係合溝３２、３２を形成し、上記入力軸１７の前端面に突出形成した係合突部３３、３３をこれら各係合溝３２、３２に円周方向に隙間をあけた状態で係合している。そして、上記両軸１７、１８が必要以上に回転方向に相対変位する事を防止している。

又、本例の場合、上記出力軸１８の中間部で上記各凹溝２９、２９を形成した部分よりも前側部分を、前記ハウジング２１に対し、転がり軸受等の前記軸受２２により回転自在に支持している。又、上記入力軸１７の前端寄り部分で、上記スリーブ３０を外嵌した部分よりも後側と上記ハウジング２１との間に、シールリング３４を設けている。このシールリング３４は、このハウジング２１内に内嵌固定され、径方向内方に向けて突出したゴム等の弾性材製のシールリップ３５を、上記入力軸１７の外周面に摺接させている。

又、本例の場合、上記出力軸１８の中間部外周面で、上記軸受２２の前側に隣接する部分に、前記減速機構１３を構成するウォームホイール３６を外嵌固定している。このウォームホイール３６は、前記電動モータの出力軸に接続されたウォームと噛合し、この電動モータの出力軸の回転を減速して上記出力軸１８に伝達する。又、上記出力軸１８の中間部外周面で、上記ウォームホイール３６の前側に隣接する部分は、上記ハウジング２１の前側の開口部を塞ぐ、略円輪状に形成された塞ぎ部材３７の内径側に、軸受３８により回転自在に支持している。この塞ぎ部材３７には、第二のブラケット３９を、ボルト４１、４１により固定している。そして、この第二のブラケット３９を介して、前記ステアリング装置８の前端寄り部分を車体に支持する。

特に、本例の場合、上記ステアリングシャフト１０の一部で、ステアリングロック機構１１を構成する係合孔２６を形成した変形部２８の外接円の直径ｄ（図３、６）を、前記軸受２２及びセンサコイル３１、３１の内径Ｄ（図５、６）よりも小さくしている（ｄ＜Ｄ）。本例の場合、これら軸受２２及びセンサコイル３１、３１が、前記シールリング３４のシールリップ３５を除いて、前記ステアリングコラム９及びハウジング２１の内側で、次述するステアリング装置８の組み付け時に、上記ステアリングシャフト１０の挿入に伴いこのステアリングシャフト１０が通過する部分のうち、最も内径が小さい部材である。尚、本例の場合、上記軸受２２と上記センサコイル３１、３１との内径は互いに同じとしているが、これら両部材２２、３１の内径が異なる場合には、上記変形部２８の外接円の直径ｄを、これら両部材２２、３１のうちの内径が小さい部材の内径よりも小さくする。又、後述するステアリングロック機構１１の機能を十分に確保できるならば、上記変形部２８の外接円の直径ｄを、上記シールリップ３５の内径よりも小さくしても良い。尚、図２に仮想線で示す直径ｅの円は、後述の図７に示す様に、ステアリングシャフトの一部を変形させずに円筒としたままで、係合孔２６とロックピン２７との係合代を十分に確保できる様にした場合の外周面位置を示している。

上述の様に構成される本例のステアリング装置８は、次の様に組み立てる。先ず、図５に示す様に、ステアリングコラム９の前端部にハウジング２１を固定する。このうちのステアリングコラム９の後端部内周面には、転がり軸受２０を内嵌固定している。又、上記ハウジング２１内には、軸受２２、センサコイル３１、３１、及び、シールリング３４を内嵌固定している。そして、これら各部材を組み付けた状態で、ステアリングコラム組立体４２としている。

次に、図６に示す様に、ステアリングシャフト１０の各所定位置に、それぞれ、塞ぎ部材３７、ウォームホイール３６、及び、スリーブ３０を配置したステアリングシャフト組立体４３を、上記ハウジング２１の開口側（前側、図６の左側）から後側（図６の右側）に向けて、上記ステアリングコラム組立体４２内に挿入する。本例の場合、前述した様に、上記変形部２８の外接円の直径ｄを、前記軸受２２及びセンサコイル３１、３１の内径Ｄよりも小さくしている為、上記変形部２８が、これら軸受２２及びセンサコイル３１、３１内を通過可能である。従って、上記ステアリングシャフト組立体４３を、前記ハウジング２１の開口側から、上記ステアリングコラム組立体４２内に組み付けられる。

尚、このステアリングコラム組立体４２内には、自由状態での内径が上記軸受２２及びセンサコイル３１、３１よりも小さいシールリング３４が内嵌固定されている。従って、上記ステアリングシャフト組立体４３の挿入時に、上記変形部２８がこのシールリング３４のシールリップ３５に接触する。但し、このシールリップ３５は弾性材製である為、上記変形部２８がこのシールリング３４の内側を通過する際には、このシールリップ３５が弾性変形しつつ、上記変形部２８の通過を許容する。

これに対して、図７に示す様に、ステアリングシャフト１０ａの係合孔２６を形成した部分を、何ら変形させず、単なる円筒とした場合で、この係合孔２６と、ステアリングコラム９に形成した通孔２５との径方向距離を短くすると、この係合孔２６を形成した部分の外径ｅが、軸受２２及びセンサコイル３１の内径Ｄ（図５、６、９参照）よりも大きく（ｅ＞Ｄ）なる。そして、上記ステアリングシャフト１０ａが上記軸受２２及びセンサコイル３１内を通過できなくなる。即ち、ステアリングロック機構１１を構成するロックピン２７の突出量との関係で、上記ステアリングシャフト１０ａの上記係合孔２６を形成した部分の外径をそれ程小さくはできない。

例えば、図８に示す様に、ステアリングシャフト１０ｂを構成するアウターシャフト２３ａの係合孔２６を形成した部分を単なる円筒とし、この部分の外径を、本例と同じｄとすれば、図９に示す様に、このステアリングシャフト１０ｂを、軸受２２及びセンサコイル３１内を通過可能にできる。但し、この場合、ロックピン２７のストロークを大きくしない限り、図８に示す様に、このロックピン２７と上記係合孔２６との係合代が小さくなる。この結果、上記ステアリングシャフト１０ｂを大きな力で操舵した場合に、上記ロックピン２７と係合孔２６との係合が外れてしまう可能性がある。従って、このロックピン２７のストロークを過大にする事なく、これらロックピン２７と係合孔２６との係合代を十分に確保する為には、図７に示した様に、ステアリングシャフト１０ａの係合孔２６を形成した部分の外径を大きくする必要がある。尚、上記ロックピン２７の突出量を大きくすれば、上記係合代を確保できるが、この場合、このロックピン２７の剛性を大きしなければならない等、装置全体が大型化する可能性がある。この為、この様な構造は採用しにくい。

本例の場合、ステアリングシャフト１０の係合孔２６を形成した部分を変形部２８とし、この変形部２８の外接円の直径ｄを軸受２２及びセンサコイル３１の内径Ｄよりも小さくすると共に、上記係合孔２６をステアリングコラム９の通孔２５に近づけている。この為、上記変形部２８が上記軸受２２及びセンサコイル３１内を通過できると共に、上記通孔２５を通じて突出するロックピン２７と上記係合孔２６との係合代を十分に確保できる。尚、上記変形部２８の外接円の直径ｄは、この係合代を確保できる範囲で小さくできる。又、本例の場合、図６に示す様に、上記係合孔２６と上記通孔２５とを円周方向に関し整合させた状態で、上記変形部２８を上記軸受２２及びセンサコイル３１内を通過させた場合、ステアリングシャフト組立体４３の中心軸が、ステアリングコラム組立体４２の中心軸に対し、上記通孔２５から離れる方向（図６の上方向）にずれる。そして、通過後には、上記両組立体４３、４２の中心軸同士が一致する。

上述の様な所定の形状及び大きさを有する変形部２８は、次の様に形成する。先ず、図１０（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、入力軸１７の素材となる、中空状素材４４の軸方向中間部をハイドロフォーム成形により径方向外方に膨らませる様に変形させ、中間素材４５とする。この際、中間素材４４の中心軸と、係合孔２６を形成すべき部分とを結ぶ方向（図１０の上下方向）の寸法が大きくなる様に変形させる。

その後、図１０（Ｃ）に示す様に、上記中間素材４５を金型４６内に設置し、プレス加工により所定形状に形成する。そして、上記変形部２８を有する第二の中間素材４７を得る。この第二の中間素材４７は、図１０の上下方向に関し、中間部乃至上端部を略円筒状に、下端部を下端に向かう程図１０の左右方向の幅が狭くなる様に、それぞれ形成している。更に、図１０（Ｄ）に示す様に、この第二の中間素材４７の一部に、プレスによる打ち抜き、切削加工、又は、レーザー加工等により、係合孔２６を形成する。そして、上記変形部２８を有する入力軸１７を得る。この様に製造した入力軸１７を、前述した様に、トーションバー１９を介して出力軸１８と結合し、前記ステアリングシャフト１０とする。又、このステアリングシャフト１０には、前述した様に、各種部材を組み付けてステアリングシャフト組立体４３とする。そして、このステアリングシャフト組立体４３を、前述した様に、ステアリングコラム組立体４２内に配置し、前記ステアリング装置８を得る。

上述の様に構成される本例のステアリング装置８の場合、ステアリングシャフト１０の係合孔２６を形成した変形部２８の外接円の直径ｄを、軸受２２及びセンサコイル３１、３１の内径Ｄよりも小さくしている為、この変形部２８がこれら軸受２２及びセンサコイル３１、３１内を通過可能である。従って、ステアリングシャフト組立体４３を、前述した様に、ハウジング２１の前端側からステアリングコラム組立体４２内に挿入可能である。この為、本例の場合、ステアリングロック機構１１を有するステアリングシャフト１０の組み付けを容易に行える。

又、上記変形部２８は、上記ステアリングシャフト１０を構成する入力軸１７（アウターシャフト２３）の一部を変形させる事により形成したものである為、例えば、前述の図１２〜１３に示した様な、キーロックカラー等の別の部材を、上記ステアリングシャフト１０に組み付ける必要がなく、製造コストの低減を図れる。又、本例の場合、上記変形部２８を、前述した様に、ハイドロフォーム成形等を利用して形成する為、この変形部２８の加工が容易である。

上述の構成に加えて、図１１に示す様に、変形部２８の係合孔２６と反対側に、ボルトや合成樹脂製のピン等の突出部材４８を設けても良い。即ち、上記変形部２８の外周面から上記係合孔２６と反対側にこの突出部材４８を所定量突出させた状態で設ける。これにより、ステアリングロック状態で、ステアリングホイールに大きなトルクが入力された場合でも、ステアリングシャフト１０の一部が、上記係合孔２６と通孔２５とが離れる方向に大きく変位する事がなくなる。そして、この係合孔２６とロックピン２７（図２参照）との係合を外れにくくできる。

即ち、上記ステアリングホイールに大きなトルクが入力された場合には、後端部にこのステアリングホイールを固定したステアリングシャフト１０に、上記係合孔２６とロックピン２７との係合部から離れる方向（図１１の上方向）に力が作用する。これに対して、上述の様に突出部材４８を設けていれば、この様な力が作用した場合に、この突出部材４８がステアリングコラム９の内周面と当接して、上記ステアリングシャフト１０がそれ以上変位する事を防止できる。この結果、上記係合孔２６とロックピン２７との係合を外れにくくできる。尚、上記突出部材４８は、上記係合孔２６を通じて、例えば、ドリル等により形成した小孔にドライバー等によりねじ込む事等により、上記変形部２８に取り付ける。

又、本発明は、ステアリングホイールの前後位置を調整可能なテレスコピック機構を有する構造にも適用可能である。
尚、本発明の技術的範囲からは外れるが、外接円の直径が軸受２２及びセンサコイル３１、３１の内径よりも小さいキーロックカラーをステアリングシャフトに圧入する構造も考えられる。但し、この様な構造とした場合、やはり、前述した様に、圧入に伴う製造コストの上昇と言う問題が生じる。

本発明の実施の形態の１例を示す断面図。 係合孔にロックピンを係合させた状態で示す、図１のイ−イ断面図。 ステアリングシャフトのみを拡大して示す、図１のイ−イ断面に相当する図。 二次衝突に伴う衝撃吸収時にステアリングシャフトが変位する状態を示す、図１と同様の図。 ステアリングコラム組立体の断面図。 ステアリング装置の組み立て途中を示す断面図。 本発明と比較する為の構造の第１例を示す、図２と同様の図。 同じく第２例を示す、図２と同様の図。 比較する為の構造の第２例のステアリング装置の組み立て途中を示す断面図。 変形部の製造工程を模式的に示す、図１のイ−イ断面に相当する図。 本発明の別例を示す、図２と同様の図。 ステアリング装置に組み付けるステアリングロック機構の従来構造の１例を示す要部断面図。 （Ａ）はキーロック時の状態を、（Ｂ）はキーロック解除時の状態を、それぞれ示す、図１２のロ−ロ断面図。

符号の説明

１ ステアリングコラム
２ ロックピン
３ 通孔
４ ステアリングホイール
５ ステアリングシャフト
６ キーロックカラー
７ キーロック孔
８ ステアリング装置
９ ステアリングコラム
１０、１０ａ、１０ｂ ステアリングシャフト
１１ ステアリングロック機構
１２ トルクセンサ
１３ 減速機構
１４ アウターコラム
１５ インナーコラム
１６ ブラケット
１７ 入力軸
１８ 出力軸
１９ トーションバー
２０ 転がり軸受
２１ ハウジング
２２ 軸受
２３、２３ａ アウターシャフト
２４ インナーシャフト
２５ 通孔
２６ 係合孔
２７ ロックピン
２８ 変形部
２９ 凹溝
３０ スリーブ
３１ センサコイル
３２ 係合溝
３３ 係合突部
３４ シールリング
３５ シールリップ
３６ ウォームホイール
３７ 塞ぎ部材
３８ 軸受
３９ 第二のブラケット
４０ 透孔
４１ ボルト
４２ ステアリングコラム組立体
４３ ステアリングシャフト組立体
４４ 中空状素材
４５ 中間素材
４６ 金型
４７ 第二の中間素材
４８ 突出部材

Claims (5)

1. 車体に支持される円筒状のステアリングコラムと、後端部にステアリングホイールを固定し、このステアリングコラム内に回転自在に支持されたステアリングシャフトと、所定の状態で、上記ステアリングホイールの回転を阻止するステアリングロック機構とを備え、
   上記ステアリングシャフトは、前端寄り部分を、上記ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジング内に支持されており、
   上記ステアリングロック機構は、上記ステアリングコラムと上記ステアリングシャフトとの軸方向に関し互いに整合する位置にそれぞれ形成した通孔及び係合孔と、この通孔内を径方向に変位するロックピンとを有し、上記所定の状態で、このロックピンが径方向に変位して上記係合孔に係合する事により、上記ステアリングコラムに対する上記ステアリングシャフトの回転を阻止するものであり、
   上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置される
   ステアリング装置に於いて、
   上記ステアリングシャフトの一部で上記係合孔を形成する部分を、この係合孔と上記通孔とが円周方向に関し互いに整合した状態でこの係合孔がこの通孔に対し近づく方向に変形させた、変形部としており、
   この変形部の外接円の直径が、上記ステアリングコラム及びハウジングの内側で、上記ステアリングシャフトの挿入時にこのステアリングシャフトが通過する部分のうち、仮にこのステアリングシャフトの一部が当接した場合にこのステアリングシャフトの挿入が不能となる、最も内径が小さい部材の内径よりも、小さい事を特徴とするステアリング装置。
2. ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジングと、ステアリングシャフトの前端寄り部分との間に、操舵トルクを検出するトルクセンサを配置しており、
   上記ステアリングシャフトは、後側に配置された入力軸と前側に配置された出力軸とをトーションバーを介して結合して成り、前端寄り部分を上記ハウジング内に軸受を介して回転自在に支持されており、
   上記トルクセンサは、上記ステアリングシャフトの前端寄り部分の周囲に配置され、上記トーションバーの捩れを検出する為の円筒状のセンサコイルを有しており、
   上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定し、このハウジング内に上記軸受及びセンサコイルを配置した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置されるものであり、
   変形部は、上記入力軸の一部に形成されており、
   最も内径が小さい部材が、軸受若しくはセンサコイルであり、
   上記変形部の外接円の直径が、これら軸受及びセンサコイルの内径よりも小さい、請求項１に記載したステアリング装置。
3. ステアリングシャフトの少なくとも一部が中空状であり、この中空状部分の一部に変形部を形成している、請求項１又は請求項２に記載したステアリング装置。
4. ステアリングシャフトを構成する入力軸は、中空状のアウターシャフトの前端部にインナーシャフトの後端部を、回転の伝達自在に、且つ、軸方向に相対変位可能に結合して成り、上記アウターシャフトの一部に変形部を形成している、請求項３に記載したステアリング装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載したステアリング装置の製造方法であって、中空状の素材の一部をハイドロフォーム成形により、径方向外方に膨らませる方向に変形させた後、プレス加工により所定形状に形成し、上記膨らませた部分のうちの所定位置に係合孔を形成する事により、一部に変形部を有するステアリングシャフトとするステアリング装置の製造方法。

Images