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JP2018131058A - ステアリング装置 - Google Patents

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JP2018131058A
JP2018131058A JP2017026117A JP2017026117A JP2018131058A JP 2018131058 A JP2018131058 A JP 2018131058A JP 2017026117 A JP2017026117 A JP 2017026117A JP 2017026117 A JP2017026117 A JP 2017026117A JP 2018131058 A JP2018131058 A JP 2018131058A
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傑 杉下
Suguru Sugishita
傑 杉下
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Abstract

【課題】2次衝突時にコラムカバーが車両の他の部品と干渉することを防止することができるステアリング装置を提供すること。【解決手段】ステアリング装置は、ステアリングホイールに連結される入力軸を回転可能に支持するアッパーコラムと、車体側部材に固定され少なくとも一部がアッパーコラムに重なるロアコラムと、ロアコラムに固定されるディスタンスブラケットと、アッパーコラムに支持され且つ連結部材を介してディスタンスブラケットに連結されるコラムカバーブラケットと、を備える。コラムカバーブラケットは、連結部材が貫通する長孔を有するスライドプレートを備える。長孔の長手方向は、アッパーコラムの軸方向に沿う。【選択図】図3

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。
車両には、操作者(運転者)のステアリングホイールに対する操作を車輪に伝えるための装置としてステアリング装置が設けられている。車両に衝突が生じたときには、車両内の各部に操作者が衝突する2次衝突が生じる可能性がある。操作者に加わる衝撃を緩和するために、2次衝突時にアウターコラム及びインナーコラムが相対的に移動するステアリング装置が知られている。特許文献1には、このようなステアリング装置の一例が記載されている。
特開2007−69800号公報
ところで、ステアリング装置にはアッパーコラム及びロアコラム等を覆うコラムカバーが取り付けられる。従来、アッパーコラムがコラムカバーを支持している。2次衝突が生じた時、ステアリングホイール及びアッパーコラムが前方に移動するので、コラムカバーも移動する。しかしながらコラムカバーが真っ直ぐに移動しないことがある。このため、コラムカバーが車両の他の部品と干渉する可能性がある。コラムカバーが車両の他の部品と干渉すると、設計された衝撃吸収能力が得られない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、2次衝突時にコラムカバーが車両の他の部品と干渉することを防止することができるステアリング装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るステアリング装置は、ステアリングホイールに連結される入力軸を回転可能に支持するアッパーコラムと、車体側部材に固定され、少なくとも一部が前記アッパーコラムに重なるロアコラムと、前記ロアコラムに固定されるディスタンスブラケットと、前記アッパーコラムに支持され、且つ連結部材を介して前記ディスタンスブラケットに連結されるコラムカバーブラケットと、を備え、前記コラムカバーブラケットは、前記連結部材が貫通する長孔を有するスライドプレートを備え、前記長孔の長手方向は、前記アッパーコラムの軸方向に沿う。
2次衝突が生じると、ステアリングホイールに前方に向かう荷重が加わる。ステアリングホイールに加わった荷重は、ステアリングシャフトを介してアッパーコラムに伝わる。一方、ロアコラム及びディスタンスブラケットは車体に固定されている。このため、ロアコラム及びディスタンスブラケットに対して、アッパーコラムが相対的に移動する。アッパーコラムに加わった荷重はコラムカバーブラケットに伝わる。長孔を貫通する連結部材によってコラムカバーブラケット及びディスタンスブラケットが連結されているので、コラムカバーブラケットはディスタンスブラケットに対して相対的に移動できる。コラムカバーブラケットは、連結部材に案内されるので長孔の長手方向に沿って移動する。コラムカバーブラケットが2箇所(アッパーコラム及び連結部材)で支持された状態で移動するので、コラムカバーブラケットの姿勢の変化が抑制される。このため、コラムカバーブラケットに支持されるコラムカバーが、長孔の長手方向に沿って真っ直ぐに移動する。その結果、ステアリング装置は、2次衝突時にコラムカバーが車両の他の部品と干渉することを防止することができる。
ステアリング装置の望ましい態様として、前記コラムカバーブラケットは、前記スライドプレートに交差する板状のフランジを備えることが好ましい。
2次衝突時には、アッパーコラムの軸方向に沿う力がスライドプレートに加わる。スライドプレートは長孔を有する板状部材であるため、スライドプレートに加わる力が大きいと、スライドプレートが座屈する可能性がある。これに対して、フランジがあることで、スライドプレートの座屈が抑制される。
ステアリング装置の望ましい態様として、前記フランジの幅は、後方に向かって小さくなっていることが好ましい。
コラムカバーブラケットが移動する時に、連結部材が長孔の内壁に接触する可能性がある。連結部材が長孔の内壁に引っ掛かると、アッパーコラムを移動させるための荷重が設計値よりも大きくなってしまう。本実施形態においては、フランジの幅が後方に向かって小さくなっているので、スライドプレートの剛性が後方に向かって小さくなる。このため、連結部材が長孔の内壁を押した時、スライドプレートが変形しやすい。したがって、連結部材が長孔の内壁に引っ掛かりにくくなるので、コラムカバーブラケットの移動が滑らかになる。
ステアリング装置の望ましい態様として、前記連結部材により前記ディスタンスブラケットに取り付けられ、且つ前記スライドプレートに接する滑り補助部材を備えることが好ましい。
これにより、コラムカバーブラケットが移動する時、スライドプレートとディスタンスブラケットとの間ではなく、スライドプレートと滑り補助部材との間で摩擦が生じる。滑り補助部材に対しては表面処理を施すことが容易である。このため、スライドプレートに生じる摩擦が所望の値になりやすい。
ステアリング装置の望ましい態様として、前記スライドプレート及び前記ディスタンスブラケットに跨るシェアピンを備え、前記シェアピンは、前記アッパーコラムが前記ロアコラムに対して相対的に移動した時に切断することが好ましい。
これにより、アッパーコラムが移動し始める時に、アッパーコラムを移動させるために必要な荷重が増加する。このようなステアリング装置は、2次衝突が生じた直後の衝撃吸収能力を高くする必要がある場合に有用である。
ステアリング装置の望ましい態様として、前記ディスタンスブラケットは、前記スライドプレートに沿う底板と、前記底板から前記スライドプレート側に突出する傾斜部と、を備えることが好ましい。
これにより、アッパーコラムが所定距離だけ移動した後に、アッパーコラムを移動させるために必要な荷重が増加する。このようなステアリング装置は、衝撃吸収能力を途中から高くする必要がある場合に有用である。
ステアリング装置の望ましい態様として、前記連結部材は、前記スライドプレートに接する頭部を備え、前記長孔は、前記連結部材が貫通するナロー部と、前記ナロー部より車体後方側に位置するワイド部と、を備え、前記頭部の外径は、前記ナロー部の幅より大きく、前記ワイド部の幅は、前記頭部の外径より大きいことが好ましい。
これにより、コラムカバーブラケットが移動し、ワイド部が連結部材の位置に達すると、頭部とスライドプレートとの間の摩擦がなくなる。このため、アッパーコラムが所定距離だけ移動した後に、アッパーコラムを移動させるために必要な荷重が減少する。このようなステアリング装置は、衝撃吸収能力を途中から低くする必要がある場合に有用である。
本発明によれば、2次衝突時にコラムカバーが車両の他の部品と干渉することを防止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。
図1は、本実施形態に係るステアリング装置の概略を示す模式図である。 図2は、本実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。 図3は、本実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。 図4は、本実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。 図5は、本実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。 図6は、本実施形態に係るステアリング装置の正面図である。 図7は、本実施形態に係るステアリング装置の背面図である。 図8は、本実施形態に係るステアリング装置の右側面図である。 図9は、本実施形態に係るステアリング装置の平面図である。 図10は、本実施形態に係るステアリング装置の底面図である。 図11は、図6におけるA−A断面図である。 図12は、図11におけるB部拡大図である。 図13は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの斜視図である。 図14は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの斜視図である。 図15は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの斜視図である。 図16は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの正面図である。 図17は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの背面図である。 図18は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの右側面図である。 図19は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの左側面図である。 図20は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの平面図である。 図21は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの底面図である。 図22は、本実施形態に係る滑り補助部材の斜視図である。 図23は、本実施形態に係る滑り補助部材の斜視図である。 図24は、本実施形態に係る滑り補助部材の正面図である。 図25は、本実施形態に係る滑り補助部材の右側面図である。 図26は、本実施形態に係る滑り補助部材の平面図である。 図27は、本実施形態に係る滑り補助部材の底面図である。 図28は、本実施形態に係るステアリング装置においてシェアピンがない場合の、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。 図29は、本実施形態に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。 図30は、第1変形例に係るステアリング装置における、図11のB部拡大図に相当する図である。 図31は、第2変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の断面図である。 図32は、第2変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。 図33は、第3変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の断面図である。 図34は、第3変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。 図35は、第4変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の断面図である。 図36は、第4変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。 図37は、第5変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の平面図である。 図38は、第5変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態(以下、実施形態という)により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
(実施形態1)
図1は、本実施形態に係るステアリング装置の概略を示す模式図である。図1に示すように、ステアリング装置80は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール81と、ステアリングシャフト82と、操舵力アシスト機構83と、ユニバーサルジョイント84と、ロアシャフト85と、ユニバーサルジョイント86と、を備えピニオンシャフト87に接合されている。また、ステアリング装置80は、ECU(Electronic Control Unit)90と、トルクセンサ94とを備える。車速センサ95は、車体に備えられ、CAN(Controller Area Network)通信により車速信号VをECU90に出力する。
図1に示すように、ステアリングシャフト82は、入力軸82aと、出力軸82bとを備える。入力軸82aの一方の端部がステアリングホイール81に連結され、入力軸82aの他方の端部が出力軸82bに連結される。また、出力軸82bの一方の端部が入力軸82aに連結され、出力軸82bの他方の端部がユニバーサルジョイント84に連結される。実施形態1では、入力軸82a及び出力軸82bは、機械構造用炭素鋼(SC材(Carbon Steel for Machine Structural Use))又は機械構造用炭素鋼鋼管(いわゆるSTKM材(Carbon Steel Tubes for Machine Structural Purposes))等の一般的な鋼材等から形成される。
図1に示すように、ロアシャフト85は、ユニバーサルジョイント84を介して出力軸82bに連結される。ロアシャフト85の一方の端部がユニバーサルジョイント84に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント86に連結される。ピニオンシャフト87の一方の端部がユニバーサルジョイント86に連結され、ピニオンシャフト87の他方の端部がステアリングギヤ88に連結される。
図1に示すように、ステアリングギヤ88は、ピニオン88aと、ラック88bとを備える。ピニオン88aは、ピニオンシャフト87に連結される。ラック88bは、ピニオン88aに噛み合う。ステアリングギヤ88は、ピニオン88aに伝達された回転運動をラック88bで直進運動に変換する。ラック88bは、タイロッド89に連結される。すなわち、ステアリング装置80は、ラックアンドピニオン式である。
図1に示すように、操舵力アシスト機構83は、減速装置92と、電動モータ93とを備える。電動モータ93は、例えばブラシレスモータであるが、ブラシ(摺動子)及びコンミテータ(整流子)を備えるモータであってもよい。減速装置92は、例えばウォーム減速装置である。電動モータ93で生じたトルクは、減速装置92の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置92は、ウォーム及びウォームホイールによって、電動モータ93で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置92は、出力軸82bに補助操舵トルクを与える。すなわち、ステアリング装置80は、コラムアシスト方式である。
トルクセンサ94は、ステアリングホイール81を介して入力軸82aに伝達された操作者(運転者)の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ95は、ステアリング装置80が搭載される車体の走行速度(車速)を検出する。電動モータ93、トルクセンサ94及び車速センサ95は、ECU90と電気的に接続される。
ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。また、ECU90は、トルクセンサ94及び車速センサ95のそれぞれから信号を取得する。すなわち、ECU90は、トルクセンサ94から操舵トルクTを取得し、且つ車速センサ95から車体の車速信号Vを取得する。ECU90は、イグニッションスイッチ98がオンの状態で、電源装置99(例えば車載のバッテリ)から電力が供給される。ECU90は、操舵トルクTと車速信号Vとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ECU90は、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動モータ93へ供給する電力値Xを調節する。ECU90は、電動モータ93から誘起電圧の情報又は電動モータ93に設けられたレゾルバ等から出力される情報を動作情報Yとして取得する。
ステアリングホイール81に入力された操作者の操舵力は、入力軸82aを介して操舵力アシスト機構83の減速装置92に伝わる。この時、ECU90は、入力軸82aに入力された操舵トルクTをトルクセンサ94から取得し、且つ車速信号Vを車速センサ95から取得する。そして、ECU90は、電動モータ93の動作を制御する。電動モータ93が作り出した補助操舵トルクは、減速装置92に伝えられる。
出力軸82bを介して出力された操舵トルク(補助操舵トルクを含む)は、ユニバーサルジョイント84を介してロアシャフト85に伝達され、さらにユニバーサルジョイント86を介してピニオンシャフト87に伝達される。ピニオンシャフト87に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ88を介してタイロッド89に伝達され、車輪を変位させる。
図2から図5は、本実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。図6は、本実施形態に係るステアリング装置の正面図である。図7は、本実施形態に係るステアリング装置の背面図である。図8は、本実施形態に係るステアリング装置の右側面図である。図9は、本実施形態に係るステアリング装置の平面図である。図10は、本実施形態に係るステアリング装置の底面図である。図11は、図6におけるA−A断面図である。図12は、図11におけるB部拡大図である。
図2に示すように、ステアリング装置80は、アッパーコラム51と、ロアコラム54と、コラムブラケット52と、スイッチブラケット53と、減速装置カバー59と、キーロックブラケット58と、シェアピン56と、ディスタンスブラケット3と、コラムカバーブラケット4と、を備える。
アッパーコラム51及びロアコラム54は、ステアリングシャフト82を回転軸Rを中心に回転できるように支持する。アッパーコラム51は、軸受を介して入力軸82aを支持する筒状部材である。図2に示すように、アッパーコラム51は、ロアコラム54よりも後方に配置されている。ロアコラム54は、軸受を介して出力軸82bを支持する筒状部材である。アッパーコラム51の少なくとも一部がロアコラム54の内側に挿入される。ロアコラム54は、車体側部材101(図2参照)に固定されたコラムブラケット52によって支持されている。アッパーコラム51及びロアコラム54は、例えば機械構造用炭素鋼鋼管(いわゆるSTKM材)等の一般的な鋼材等から形成される。
以下の説明においては、車両における前方は単に前方と記載され、車両における後方は単に後方と記載される。また、回転軸Rに沿うZ軸、車両における左右方向に沿うX軸、及びZ軸及びX軸の両方に対して直交するY軸からなるXYZ直交座標軸が用いられる。X軸に沿う方向はX方向と記載され、Y軸に沿う方向はY方向と記載され、Z軸に沿う方向はZ方向と記載される。
図6及び図7に示すように、アッパーコラム51は複数の突出部511を外周面に備える。突出部511は、例えばZ方向に沿った直線上の隆起である。突出部511は、ロアコラム54の内周面に接している。例えば、アッパーコラム51はロアコラム54に圧入されている。2次衝突が生じた際、アッパーコラム51が前方に移動する。アッパーコラム51が前方に移動すると、突出部511とロアコラム54との間で摩擦が生じると共に、突出部511の変形が生じる。これにより、衝撃が吸収される。アッパーコラム51の板厚及び突出部511の大きさ等を調整することで衝撃吸収能力を調整することができる。
コラムブラケット52は、ロアコラム54を支持する部材である。図2に示すように、コラムブラケット52は、取付板522と、取付板522に一体に形成された側板521と、を備える。コラムブラケット52の取付板522は、ボルト等の固定部材によって車体側部材101に固定される。車体側部材101は、車体に固定された部材である。側板521は、ロアコラム54の両側に配置され、ロアコラム54を締め付けている。また、側板521には、Y方向に長い長穴であるチルト調整孔521aが設けられている。
スイッチブラケット53は、ステアリングホイール81の周辺に配置されるスイッチを支持するための部材である。スイッチは、例えばウィンカーを操作するためのスイッチ、又はワイパーを操作するためのスイッチ等であり、車両に設けられた制御装置にワイヤーハーネスを介して電気的に接続されている。スイッチブラケット53は、図2に示すようにアッパーコラム51に固定される。例えば、スイッチブラケット53は、アッパーコラム51の外周面に溶接されている。
減速装置カバー59は、減速装置92を覆うための部材である。ロアコラム54の前方端部が減速装置カバー59に固定されている。減速装置カバー59の前方端部は、例えばピボットブラケットを介して車体に支持される。ピボットブラケットは、車体に固定されており、X方向に沿う回転軸を中心として回転できるように減速装置カバー59を支持する。これにより、ロアコラム54は、Y方向に揺動することができる。
キーロックブラケット58は、キーロック50(図2参照)を支持するための部材である。キーロック50は、盗難防止等のためにステアリングホイール81の回転を規制するための装置である。例えば、イグニッションスイッチ98がオフになった時に、キーロック50のロックピンが作動する。ロックピンは、ロアコラム54に設けられた穴を介してロアコラム54の内部に入り、ステアリングシャフト82に噛み合う。キーロックブラケット58は、例えばロアコラム54の外周面に固定される。キーロック50は、例えばボルト等によってキーロックブラケット58に固定される。
また、ロアコラム54は、外周面に固定された回り止め部材541を備える。回り止め部材541は、減速装置カバー59に嵌まる。キーロック装置50が作動している状態(ステアリングホイール81の回転が規制された状態)でステアリングホイール81に過大な荷重が加わると、ロアコラム54に荷重が伝達する。このため、ロアコラム54が回転軸Rを中心に回転してしまう可能性がある。回り止め部材541は、ロアコラム54の回転を抑制するための部材である。
シェアピン56は、2次衝突が生じた際の衝撃吸収能力を調整するための部材である。シェアピン56は、例えばアッパーコラム51の外周面に取り付けられている。2次衝突が生じると、アッパーコラム51がロアコラム54に対して相対的に移動するので、シェアピン56がロアコラム54の端部に衝突する。これにより、シェアピン56が切断される。シェアピン56がない場合に比較して、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が増加する。このため、シェアピン56は、2次衝突が生じた際の衝撃吸収能力を調整することができる。
図4に示すように、ディスタンスブラケット3は、ロアコラム54に固定されており、2つの側板521の間に配置されている。例えば、ディスタンスブラケット3は、ロアコラム54の下方に配置されている。ディスタンスブラケット3は、例えばSPCC(Steel Plate Cold Commercial)等の一般的な鋼材等で形成されている。図11に示すように、回転軸Rに対して垂直な平面でディスタンスブラケット3を切った断面形状は略U字状である。ディスタンスブラケット3は、2つの側板31と、底板32と、を備える。
側板31は、側板521に沿う板状の部材である。側板31は、溶接等によりロアコラム54に固定されており、図6及び図7に示すように丸孔31aを備える。底板32は、側板31に対して直交する板状の部材であって、2つの側板31を連結する。底板32は、図12に示すように丸孔32aを備える。丸孔32aの内周面には雌ネジが設けられている。
ステアリング装置80においては、ロアコラム54を締め付けるための締付機構が設けられる。締付機構は、チルト調整孔521a及び丸孔31aを貫通するロッドを備える。ロッドは、車室内まで延びる操作レバーに連結されている。操作レバーが操作されることで、ロッドに取り付けられたカムが回転し、側板521がディスタンスブラケット3を介してロアコラム54を締め付ける。締め付けが解除されると、ロアコラム54がY方向に揺動できるようになるので、ステアリングホイール81の上下位置の調整が可能となる。
コラムカバーブラケット4は、コラムカバー57(図6参照)を支持するための部材である。コラムカバー57は、アッパーコラム51及びロアコラム54等を覆うための部材である。また、コラムカバーブラケット4は、ステアリング装置80の周辺に配置されるワイヤーハーネスを支持するための部材でもある。ワイヤーハーネスは、例えばステアリングホイール81の周辺に配置される電子機器に接続された配線の束であり、ステアリング装置80に沿って前方に延びる。
図3に示すように、コラムカバーブラケット4は、アッパーコラム51に支持される。例えば本実施形態においては、コラムカバーブラケット4の一端がスイッチブラケット53に固定されている。すなわち、コラムカバーブラケット4は、スイッチブラケット53を介してアッパーコラム51に取り付けられている。例えば、コラムカバーブラケット4は、ボルトでスイッチブラケット53に固定されている。また、図11に示すように、コラムカバーブラケット4は、連結部材6を介してディスタンスブラケット3に連結されている。
図13から図15は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの斜視図である。図16は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの正面図である。図17は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの背面図である。図18は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの右側面図である。図19は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの左側面図である。図20は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの平面図である。図21は、本実施形態に係るコラムカバーブラケットの底面図である。
図14に示すように、コラムカバーブラケット4は、スライドプレート41と、クリップ支持プレート42と、コラムカバー支持プレート43と、アッパーコラム連結プレート44と、フランジ46と、を備える。例えば、スライドプレート41、クリップ支持プレート42、コラムカバー支持プレート43、アッパーコラム連結プレート44及びフランジ46は、一体に形成されている。
スライドプレート41は、Z方向に沿って延びる板状部材である。図12に示すように、スライドプレート41は、ディスタンスブラケット3の底板32に平行である。図14に示すように、スライドプレート41は長孔41aを備える。長孔41aの長手方向はZ方向に沿う。
図14に示すように、クリップ支持プレート42は、例えばスライドプレート41に対して直交する板状部材である。クリップ支持プレート42は、第1凸部421と、第1凸部421に設けられる第1クリップ固定孔421aと、第2凸部422と、第2凸部422に設けられる第2クリップ固定孔422aと、隆起部423と、を備える。第1凸部421、第2凸部422及び隆起部423は、例えばそれぞれ絞り加工(エンボス加工)で形成されており、同じ方向に突出している。第1凸部421及び第2凸部422においては、孔が開けられた後に段差がつくように絞り加工が施されてもよいし、エンボス加工後に孔が開けられてもよい。例えば、第1凸部421は円形である。第2凸部422は略矩形である。第2凸部422は、第1凸部421に対して前方に配置されている。隆起部423は線状である。隆起部423は、第1凸部421と第2凸部422との間に配置され、第1凸部421から第2凸部422に向かって延びている。Z方向から見た時の隆起部423の表面は円弧を描いている。
第1クリップ固定孔421aには、第1クリップが取り付けられる。第2クリップ固定孔422aには、第1クリップとは異なる形状の第2クリップが取り付けられる。ワイヤーハーネスが第1クリップ及び第2クリップに支持される。
図14に示すように、コラムカバー支持プレート43は、例えばクリップ支持プレート42に対して直交する板状部材である。すなわち、コラムカバー支持プレート43は、スライドプレート41に平行である。コラムカバー支持プレート43は、コラムカバー固定孔43aと、搬送時固定孔43bと、を備える。例えばコラムカバー固定孔43aに取り付けられる連結部材がコラムカバー支持プレート43及びコラムカバーを連結する。例えば、コラムカバー支持プレート43及びコラムカバー57を連結する連結部材はボルトである。コラムカバー固定孔43aにはバーリング加工が施されている。搬送時固定孔43bは、ステアリング装置80を搬送する際に用いられる。
図12に示すように、クリップ支持プレート42の上方端部にスライドプレート41が位置し、クリップ支持プレート42の下方端部にコラムカバー支持プレート43が位置する。クリップ支持プレート42に対して、スライドプレート41及びコラムカバー支持プレート43は、互いに反対方向に延びている。すなわち、コラムカバー支持プレート43は、スライドプレート41と対向しない。スライドプレート41、クリップ支持プレート42及びコラムカバー支持プレート43は略S字を描く。このため、スライドプレート41をディスタンスブラケット3に連結する際、コラムカバー支持プレート43が邪魔にならないので作業が容易である。
図14に示すように、アッパーコラム連結プレート44は、Z方向に対して直交する板状部材である。アッパーコラム連結プレート44は、スライドプレート41の後方端部に設けられており、スライドプレート41に対して直交している。アッパーコラム連結プレート44は、孔44aを備える。アッパーコラム連結プレート44は、孔44aに取り付けられる締結部材を介してアッパーコラム51に固定される。
図14に示すように、フランジ46は、クリップ支持プレート42に平行である板状部材である。フランジ46は、Z方向に沿って延びる。フランジ46は、スライドプレート41の下方であり且つクリップ支持プレート42の後方である位置にある。フランジ46の一辺がスライドプレート41に繋がり、当該一辺に対して直交する他辺がクリップ支持プレート42に繋がっている。図16に示すように、フランジ46のY方向の幅は、後方に向かうにしたがって小さくなっている。フランジ46の後方端部におけるY方向の幅D2は、フランジ46の前方端部におけるY方向の幅D1より小さい。
図12に示すように、ステアリング装置80は、滑り補助部材7を備える。滑り補助部材7は、2次衝突が生じた時にコラムカバーブラケット4の移動を滑らかにするための部材である。滑り補助部材7は、連結部材6を介してディスタンスブラケット3の底板32に取り付けられる。例えば、滑り補助部材7の表面には低摩擦コーティングが施されている。
図22は、本実施形態に係る滑り補助部材の斜視図である。図23は、本実施形態に係る滑り補助部材の斜視図である。図24は、本実施形態に係る滑り補助部材の正面図である。図25は、本実施形態に係る滑り補助部材の右側面図である。図26は、本実施形態に係る滑り補助部材の平面図である。図27は、本実施形態に係る滑り補助部材の底面図である。
図22に示すように、滑り補助部材7は、第1プレート71と、第2プレート72と、連結部73と、把持部74と、を備える。第1プレート71は、第1丸孔71aを有する。第2プレート72は、第1プレート71に平行であり、第2孔72aを有する。第2孔72aは、第1丸孔71aに対してY方向に重なっている。第2プレート72は、図12に示すようにスライドプレート41と底板32との間に配置される。第1プレート71及び第2プレート72は、スライドプレート41を挟む。連結部73は、第1プレート71及び第2プレート72を連結する。把持部74は、連結部73のZ方向の両端から突出する突起である。把持部74は、滑り補助部材7をスライドプレート41に取り付ける際の持ち手である。
連結部材6は、例えばボルトであって頭部61と、軸部62と、を備える。頭部61は、第1プレート71の表面に接する。軸部62は、図12に示すように、第1丸孔71a、長孔41a、第2丸孔72a、及び丸孔32aを貫通している。軸部62は、丸孔32aに設けられた雌ネジに噛み合う。軸部62の外径D62は、長孔41aのX方向の幅D41aより小さい。すなわち、軸部62と長孔41aの内周面との間には隙間が生じている。第1丸孔71aの直径D71a及び第2丸孔72aの直径D72aは、幅D41aに略等しい。頭部61の直径D61は、幅D41a、直径D71a及び直径D72aより大きい。このため、底板32と頭部61とによって、第1プレート71、スライドプレート41及び第2プレート72が挟まれる。連結部材6は所定の締付トルクで締め付けられている。このため、スライドプレート41と第1プレート71との間、及びスライドプレート41と第2プレート72との間には所定の摩擦が生じる。この摩擦により、2次衝突時の衝撃が吸収される。連結部材6の締付トルクを調整することで、衝撃吸収能力を調整することができる。
2次衝突が生じると、ステアリングホイール81に前方に向かう荷重が加わる。ステアリングホイール81に加わった荷重は、ステアリングシャフト82(図1参照)を介してアッパーコラム51に伝わる。一方、ロアコラム54及びディスタンスブラケット3は、コラムブラケット52を介して車体に固定されている。このため、ロアコラム54及びディスタンスブラケット3に対して、アッパーコラム51が相対的に移動する。アッパーコラム51に加わった荷重は、スイッチブラケット53を介してコラムカバーブラケット4に伝わる。長孔41aを貫通する連結部材6によってコラムカバーブラケット4及びディスタンスブラケット3が連結されているので、コラムカバーブラケット4はディスタンスブラケット3に対して相対的に移動できる。
コラムカバーブラケット4が移動する時、連結部材6は長孔41aを貫通したままである。このため、コラムカバーブラケット4は、連結部材6に案内されるのでZ方向に沿って移動する。コラムカバーブラケット4が2箇所(アッパーコラム51及び連結部材6)で支持された状態で移動するので、コラムカバーブラケット4の姿勢の変化が抑制される。このため、コラムカバーブラケット4に支持されるコラムカバー57がZ方向に沿って真っ直ぐに移動する。その結果、コラムカバー57が車両の他の部品と干渉することが防止される。また、滑り補助部材7により、コラムカバーブラケット4が移動する時に生じる摩擦が設計した値になりやすい。すなわち、仮に滑り補助部材7がない場合、底板32とスライドプレート41との間、及び頭部61とスライドプレート41との間に摩擦が生じるが、この摩擦を所望の大きさにすることは難しい。これに対して、滑り補助部材7が設けられることで、摩擦は、第1プレート71とスライドプレート41との間、及び第2プレート72とスライドプレート41との間で生じる。滑り補助部材7に対しては表面処理を施すことが容易である。このため、スライドプレート41に生じる摩擦が所望の値になりやすい。
図28は、本実施形態に係るステアリング装置においてシェアピンがない場合の、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。図29は、本実施形態に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。なお、図28及び図29のグラフは概念図である。後述する図32、図34、図36及び図38はシェアピン56がない場合のグラフであり、図29と同様に概念図である。
図28に示すように仮にシェアピン56がない場合、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重は一定である。図28に示す荷重F1は、突出部511(図6等参照)とロアコラム54との接触によって生じる荷重と、スライドプレート41と滑り補助部材7との接触によって生じる荷重との和である。
図29に示すように、本実施形態においてはシェアピン56が切断される時に、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が最大となる。シェアピン56が切断された後、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重は一定となる。
なお、必ずしもアッパーコラム51がロアコラム54の内側に挿入されていなくてもよい。すなわち、ロアコラム54がアッパーコラム51の内側に挿入されていてもよい。このような場合、コラムブラケット52は、例えばメカニカルヒューズを介して車体側部材101に固定され、アッパーコラム51を支持する。2次衝突時には、メカニカルヒューズが切断されることで、アッパーコラム51がロアコラム54に対して相対的に前方へ移動できる。
なお、コラムカバーブラケット4は、必ずしもスイッチブラケット53を介してアッパーコラム51に取り付けられていなくてもよく、アッパーコラム51に直接取り付けられていてもよい。また、コラムカバーブラケット4は、必ずしもボルトでアッパーコラム51に固定されていなくてもよく、溶接又は加締め等でアッパーコラム51に固定されていてもよい。
なお、スライドプレート41に設けられる長孔41aの数は2つ以上であってもよい。例えば、2つの長孔41aがX方向に並んでいてもよい。長孔41aの数を調整することで、スライドプレート41において摩擦が生じる部分の数が増減する。長孔41aの数、及び連結部材6の締付トルクを調整することで、衝撃吸収能力を所望の大きさにすることができる。
なお、滑り補助部材7は、必ずしも第1プレート71及び第2プレート72を備えていなくてもよく、例えばワッシャのような形状を有していてもよい。また、滑り補助部材7はなくてもよい。
以上で説明したように、ステアリング装置80は、アッパーコラム51と、ロアコラム54と、ディスタンスブラケット3と、コラムカバーブラケット4と、を備える。アッパーコラム51は、ステアリングホイール81に連結される入力軸82aを回転可能に支持する。ロアコラム54は、車体側部材101に固定され、少なくとも一部がアッパーコラム51に重なる。ディスタンスブラケット3は、ロアコラム54に固定される。コラムカバーブラケット4は、アッパーコラム51に支持され、且つ連結部材6を介してディスタンスブラケット3に連結される。コラムカバーブラケット4は、連結部材6が貫通する長孔41aを有するスライドプレート41を備える。長孔41aの長手方向は、アッパーコラム51の軸方向(Z方向)に沿う。
2次衝突が生じると、ステアリングホイール81に前方に向かう荷重が加わる。ステアリングホイール81に加わった荷重は、ステアリングシャフト82を介してアッパーコラム51に伝わる。一方、ロアコラム54及びディスタンスブラケット3は車体に固定されている。このため、ロアコラム54及びディスタンスブラケット3に対して、アッパーコラム51が相対的に移動する。アッパーコラム51に加わった荷重はコラムカバーブラケット4に伝わる。長孔41aを貫通する連結部材6によってコラムカバーブラケット4及びディスタンスブラケット3が連結されているので、コラムカバーブラケット4はディスタンスブラケット3に対して相対的に移動できる。コラムカバーブラケット4は、連結部材6に案内されるので長孔41aの長手方向(Z方向)に沿って移動する。コラムカバーブラケット4が2箇所(アッパーコラム51及び連結部材6)で支持された状態で移動するので、コラムカバーブラケット4の姿勢の変化が抑制される。このため、コラムカバーブラケット4に支持されるコラムカバー57が、長孔41aの長手方向(Z方向)に沿って真っ直ぐに移動する。その結果、ステアリング装置80は、2次衝突時にコラムカバー57及びワイヤーハーネスが車両の他の部品と干渉することを防止することができる。
また、上述したようにコラムカバーブラケット4がアッパーコラム51側及びロアコラム54側の2箇所で支持されている。このため、例えばコラムカバーブラケット4がアッパーコラム51にのみ支持される場合に比較して、コラムカバーブラケット4の支持点が多くなる。このため、コラムカバーブラケット4の変形が抑制されやすい。その結果、コラムカバー57のガタツキが抑制される。
また、コラムカバーブラケット4は、スライドプレート41に交差する板状のフランジ46を備える。
2次衝突時には、アッパーコラム51の軸方向(Z方向)に沿う力がスライドプレート41に加わる。スライドプレート41は長孔41aを有する板状部材であるため、スライドプレート41に加わる力が大きいと、スライドプレート41が座屈する可能性がある。これに対して、フランジ46があることで、スライドプレート41の座屈が抑制される。
また、フランジ46の幅は、後方に向かって小さくなっている。
コラムカバーブラケット4が移動する時に、連結部材6が長孔41aの内壁に接触する可能性がある。連結部材6が長孔41aの内壁に引っ掛かると、アッパーコラム51を移動させるための荷重が設計値よりも大きくなってしまう。本実施形態においては、フランジ46の幅が後方に向かって小さくなっているので、スライドプレート41の剛性が後方に向かって小さくなる。このため、連結部材6が長孔41aの内壁を押した時、スライドプレート41が変形しやすい。したがって、連結部材6が長孔41aの内壁に引っ掛かりにくくなるので、コラムカバーブラケット4の移動が滑らかになる。
また、ステアリング装置80は、連結部材6によりディスタンスブラケット3に取り付けられ、且つスライドプレート41に接する滑り補助部材7を備える。
これにより、コラムカバーブラケット4が移動する時、スライドプレート41とディスタンスブラケット3との間ではなく、スライドプレート41と滑り補助部材7との間で摩擦が生じる。滑り補助部材に対しては表面処理を施すことが容易である。このため、スライドプレート41に生じる摩擦が所望の値になりやすい。
(第1変形例)
図30は、第1変形例に係るステアリング装置における、図11のB部拡大図に相当する図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
第1変形例に係る連結部材6Aはリベットである。連結部材6Aは、図30に示すように、第1丸孔71a、長孔41a、第2丸孔72a、及び丸孔32aAを貫通している。丸孔32aAには雌ネジが設けられていない。連結部材6Aの先端は塑性変形させられているので、連結部材6Aは脱落しない。連結部材6Aは、上述した実施形態に係る連結部材6と同様に、コラムカバーブラケット4を案内することができる。
(第2変形例)
図31は、第2変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の断面図である。図32は、第2変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。図31は、底板32に対して直交し且つ連結部材6を通る平面による断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図31に示すように、第2変形例に係るディスタンスブラケット3Bの底板32Bは、丸孔32bを備える。丸孔32bは、丸孔32aの前方に配置されている。第2変形例に係るコラムカバーブラケット4Bのスライドプレート41Bは、丸孔41bを備える。丸孔41bは、長孔41aの前方に配置されている。
第2変形例においては、連結部材6に加えてシェアピン6Bが設けられる。シェアピン6Bは、例えば合成樹脂等で形成される。シェアピン6Bは、丸孔71b、丸孔41b、丸孔72b、及び丸孔32bを貫通している。コラムカバーブラケット4が移動すると、シェアピン6Bは切断面CPで切断される。このため、図32に示すように、シェアピン6Bが切断される時に、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が最大となる。シェアピン6Bが切断された後、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重は一定となる。
なお、シェアピン6Bの数は2つ以上であってもよい。シェアピン6Bの数及び大きさを調整することで、衝撃吸収能力を調整することができる。
以上で説明したように、第2変形例に係るステアリング装置80は、スライドプレート41及びディスタンスブラケット3に跨るシェアピン6Bを備える。シェアピン6Bは、アッパーコラム51がロアコラム54に対して相対的に移動した時に切断する。
これにより、アッパーコラム51が移動し始める時に、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が増加する。このようなステアリング装置80は、2次衝突が生じた直後の衝撃吸収能力を高くする必要がある場合に有用である。
(第3変形例)
図33は、第3変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の断面図である。図34は、第3変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。図33は、底板32に対して直交し且つ連結部材6を通る平面による断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図33に示すように、第3変形例に係るディスタンスブラケット3Cは、傾斜部35を備える。傾斜部35は、底板32の前方端部からスライドプレート41側に突出している。例えば、傾斜部35は、板状であって底板32に対して角度をなしている。傾斜部35がスライドプレート41とZ方向に重なる。より具体的には、スライドプレート41の底板32に近い表面を含む仮想平面41Pが傾斜部35を通る。これにより、コラムカバーブラケット4が移動すると、スライドプレート41が傾斜部35に当たる。このため、図34に示すように、スライドプレート41が傾斜部35に接した後、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が増加する。
なお、傾斜部35が底板32に対してなす角度は、図33に示す角度でなくてもよい。傾斜部35が底板32に対してなす角度、傾斜部35の板厚、及び傾斜部35のX方向幅を調整することで、衝撃吸収能力を調整することができる。
以上で説明したように、ディスタンスブラケット3Cは、スライドプレート41に沿う底板32Cと、底板32Cからスライドプレート41側に突出する傾斜部35と、を備える。
これにより、アッパーコラム51が所定距離だけ移動した後に、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が増加する。このようなステアリング装置80は、衝撃吸収能力を途中から高くする必要がある場合に有用である。
(第4変形例)
図35は、第4変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の断面図である。図36は、第4変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。図35は、底板32に対して直交し且つ連結部材6を通る平面による断面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図35に示すように、第4変形例に係るディスタンスブラケット3Dは、第2変形例の底板32Bと、第3変形例の傾斜部35と、を備える。このため、図36に示すように、シェアピン6Bが切断される時に、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が大きくなる。シェアピン6Bが切断された後、スライドプレート41が傾斜部35に当たるまで、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重は一定となる。スライドプレート41が傾斜部35に接した後、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が増加する。
(第5変形例)
図37は、第5変形例に係るステアリング装置における、連結部材の周辺の平面図である。図38は、第5変形例に係るステアリング装置において、アッパーコラムの変位量とアッパーコラムを移動させるために必要な荷重との関係を示すグラフである。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
第5変形例に係るコラムカバーブラケット4Eのスライドプレート41Eは、長孔41aEを備える。長孔41aEは、ナロー部411と、ワイド部413と、テーパー部412と、を含む。ワイド部413は、ナロー部411に対して後方に配置されている。ワイド部413のX方向の幅D413は、ナロー部411のX方向の幅D411より大きい。テーパー部412は、ナロー部411とワイド部413とを接続している。テーパー部412のX方向の幅は、ワイド部413に向かって大きくなっている。
例えば、幅D411は、図12で示す幅D41aに等しい。このため、幅D411は、頭部61の幅D61より小さい。一方、幅D413は、幅D61より大きい。また、第5変形例においては滑り補助部材7がない。このため、連結部材6の頭部61がスライドプレート41Eに接している。ワイド部413が連結部材6の位置に達すると、頭部61とスライドプレート41との間の摩擦がなくなる。このため、図38に示すようにアッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が減少する。その後、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重は一定となる。なお、第5変形例において滑り補助部材が設けられてもよい。この場合の滑り補助部材は、例えばディスタンスブラケット3とスライドプレート41Eとの間に配置される板状部材である。すなわち、第5変形例で設けられる滑り補助部材は、上述した第1プレート71に対応する部材を備えない。
以上で説明したように、連結部材6は、スライドプレート41Eに接する頭部61を備える。長孔41aEは、連結部材6が貫通するナロー部411と、ナロー部411より後方側に位置するワイド部413と、を備える。頭部61の外径D61は、ナロー部411の幅D411より大きい。ワイド部413の幅D413は、頭部61の外径D61より大きい。
これにより、コラムカバーブラケット4Eが移動し、ワイド部413が連結部材6の位置に達すると、頭部61とスライドプレート41Eとの間の摩擦がなくなる。このため、アッパーコラム51が所定距離だけ移動した後に、アッパーコラム51を移動させるために必要な荷重が減少する。このようなステアリング装置80は、衝撃吸収能力を途中から低くする必要がある場合に有用である。
101 車体側部材
3、3B、3C、3D ディスタンスブラケット
31 側板
32、32B 底板
32a 丸孔
35 傾斜部
4 コラムカバーブラケット
41、41B、41E スライドプレート
411 ナロー部
412 テーパー部
413 ワイド部
41a、41aE 長孔
42 クリップ支持プレート
43 コラムカバー支持プレート
44 アッパーコラム連結プレート
46 フランジ
51 アッパーコラム
52 コラムブラケット
521 側板
521a チルト調整孔
522 取付板
53 スイッチブラケット
54 ロアコラム
541 回り止め部材
56 シェアピン
57 コラムカバー
58 キーロックブラケット
59 減速装置カバー
6、6A、6B 連結部材
61 頭部
62 軸部
7 滑り補助部材
71 第1プレート
72 第2プレート
73 連結部
74 把持部
80 ステアリング装置
81 ステアリングホイール
82 ステアリングシャフト
82a 入力軸
82b 出力軸
83 操舵力アシスト機構
84 ユニバーサルジョイント
85 ロアシャフト
86 ユニバーサルジョイント
87 ピニオンシャフト
88 ステアリングギヤ
88a ピニオン
88b ラック
89 タイロッド
90 ECU
92 減速装置
93 電動モータ
94 トルクセンサ
95 車速センサ
98 イグニッションスイッチ
99 電源装置
R 回転軸

Claims (7)

  1. ステアリングホイールに連結される入力軸を回転可能に支持するアッパーコラムと、
    車体側部材に固定され、少なくとも一部が前記アッパーコラムに重なるロアコラムと、
    前記ロアコラムに固定されるディスタンスブラケットと、
    前記アッパーコラムに支持され、且つ連結部材を介して前記ディスタンスブラケットに連結されるコラムカバーブラケットと、
    を備え、
    前記コラムカバーブラケットは、前記連結部材が貫通する長孔を有するスライドプレートを備え、
    前記長孔の長手方向は、前記アッパーコラムの軸方向に沿う
    ステアリング装置。
  2. 前記コラムカバーブラケットは、前記スライドプレートに交差する板状のフランジを備える
    請求項1に記載のステアリング装置。
  3. 前記フランジの幅は、後方に向かって小さくなっている
    請求項2に記載のステアリング装置。
  4. 前記連結部材により前記ディスタンスブラケットに取り付けられ、且つ前記スライドプレートに接する滑り補助部材を備える
    請求項1から3のいずれか1項に記載のステアリング装置。
  5. 前記スライドプレート及び前記ディスタンスブラケットに跨るシェアピンを備え、
    前記シェアピンは、前記アッパーコラムが前記ロアコラムに対して相対的に移動した時に切断する
    請求項1から4のいずれか1項に記載のステアリング装置。
  6. 前記ディスタンスブラケットは、前記スライドプレートに沿う底板と、前記底板から前記スライドプレート側に突出する傾斜部と、を備える
    請求項1から5のいずれか1項に記載のステアリング装置。
  7. 前記連結部材は、前記スライドプレートに接する頭部を備え、
    前記長孔は、前記連結部材が貫通するナロー部と、前記ナロー部より車体後方側に位置するワイド部と、を備え、
    前記頭部の外径は、前記ナロー部の幅より大きく、
    前記ワイド部の幅は、前記頭部の外径より大きい
    請求項1から6のいずれか1項に記載のステアリング装置。
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