JP6075541B2 - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、ステアリングシャフトの回転を規制するロック機構を備えたステアリング装置に係る。

車両の盗難防止のため、ステアリング装置にはステアリングシャフトの回転を規制するロック機構が装着されているが、近時は、従前の機械式のものに加え、電動ロック機構も用いられている。これらのロック機構においては、ロックバー（あるいはロックキー）をロックホルダ（あるいはキーロックカラー）に係合させたロック状態で、過大な操舵入力が付与されたときには、ロックホルダに滑りトルクを発生させてステアリングシャフトの回転を許容し、ロック機構の破損を防止するように構成されている。例えば、下記の特許文献１には、「電動ステアリングロック装置に適用して好適で、ロックキーに係合する多数の溝または突条を形成可能なステアリングロック装置を有するステアリング装置を提供すること」を目的とし（特許文献１の段落〔００１０〕に記載）、「コラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、上記ステアリングシャフトの外周面に圧入され、直線の辺または曲線の辺で構成された多角形の内周面を有する中空筒状のキーロックカラー、上記多角形の内周面に対して軸方向位置が離間したキーロックカラーの円形の外周面に設けられ、この円形の外周面から半径方向外側に突出する突条、または、この円形の外周面から半径方向内側に陥没する有底溝、上記コラムに設けられ、イグニションキーの操作によって、その先端部が上記突条または有底溝に係合可能なロックキーを備えた」装置が提案され（特許文献１の段落〔００１１〕に記載）、三つの実施例が開示されている。

また、下記の特許文献２には、「簡素な構成にて、より安定した滑りトルクを発生させることのできるステアリング装置を提供すること」を目的とし（特許文献２の段落〔０００８〕に記載）、「操舵トルクを伝達するステアリングシャフトと、圧入により前記ステアリングシャフトに嵌合されるとともにその外周にはロックバー挿入部が形成されたキーリングとを備え、前記キーリングは、前記ロックバー挿入部に対するロックバーの挿入により、前記ステアリングシャフトとの間の嵌合部が発生する摩擦力に基づき該ステアリングシャフトの回転を規制するとともに、前記摩擦力を超える前記操舵トルクの入力により摺動して、該摺動する際に生ずる前記摩擦力に対応した滑りトルクでの前記ステアリングシャフトの回転を許容するステアリング装置であって、前記ステアリングシャフトは、複数の軸状部材を連結してなるとともに、前記キーリングは、前記各軸状部材が嵌合により連結された部位の径方向外側において前記圧入される」装置が提案され（特許文献２の段落〔０００９〕に記載）、環状のバネ部材を介してステアリングシャフトに嵌合されるキーリングが開示されている。

特開２００７−１５３０９３号公報 特開２０１０−１０５６５３号公報

上記特許文献１に開示された実施例に関し、実施例１に記載のキーロックカラー（ロックホルダ）は筒状部材で形成され、ステアリングシャフトへの圧入部とロックバー係合部が分割されているので、体格が大きくなる。また、実施例２及び３に記載のキーロックカラーは、内径と外径の形状が異なり、円周方向で肉厚が変化しているため、安定した滑りトルクを発生させることが困難である。

一方、上記特許文献２に記載のステアリング装置においては、ステアリングシャフトとキーリング（ロックホルダ）との間に環状のバネ部材が介装されており、部品点数が多く、過大な操舵入力に応じて発生させる滑りトルクを調整するためのパラメータが多いので、滑りトルクの調整が容易ではない。

そこで、本発明は、ロック機構を備えた車両のステアリング装置において、ロックホルダを簡単な構造の単一部材で構成し、少ない部品点数で、過大な操舵入力に応じて発生させる滑りトルクを容易に調整し得るロック機構を備えたステアリング装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車両のステアリングシャフトに装着されるロックホルダと、該ロックホルダに係合可能なロックバーとを有し、該ロックバーが前記ロックホルダに係合することにより前記ステアリングシャフトの回転を規制するロック機構を備えた車両のステアリング装置であって、前記ロックホルダが、前記ステアリングシャフトの軸に平行な複数の突条部が外周面に形成された単一の筒状部材から成り、該筒状部材には、当該筒状部材の一方の開口端から他方の開口端に亘って連続した間隙であって、少なくとも前記ステアリングシャフトの軸に平行な軸方向成分を有し当該筒状部材を径方向に拡開可能な間隙が形成されており、前記ロックバーが前記突条部に係合する構成としたものである。

前記筒状部材において前記間隙を介して対向する端部のうちの内周面側と前記ステアリングシャフトの外周面との間に空隙が形成されている構成とするとよい。

前記間隙は、前記ステアリングシャフトの軸を中心とする螺旋状に形成されたものとするとよい。

上記のステアリング装置において、前記筒状部材の内周面に、前記複数の突条部に対応する複数の条溝部が形成されている構成とするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のステアリング装置においては、ロック機構を構成するロックホルダが、ステアリングシャフトの軸に平行な複数の突条部が外周面に形成された単一の筒状部材から成り、その筒状部材には、当該筒状部材の一方の開口端から他方の開口端に亘って連続した間隙であって、少なくともステアリングシャフトの軸に平行な軸方向成分を有し当該筒状部材を径方向に拡開可能な間隙が形成されており、ロックバーがロックホルダの突条部に係合するように構成されているので、部品点数が少なく簡単な構造で、容易に滑りトルクを調整することができる。

特に、前記筒状部材において間隙を介して対向する端部のうちの内周面側とステアリングシャフトの外周面との間に空隙が形成された構成とすれば、過大な操舵入力に応じてステアリングシャフトに対しロックホルダが移動する際、当該端部がステアリングシャフトに咬みこむことを防止し、円滑且つ確実に滑りトルクを発生させることができる。

上記筒状部材の間隙を、ステアリングシャフトの軸を中心とする螺旋状に形成されたものとすれば、ロックホルダに対するロックバーの係合位置に拘らず、ロックバーと間隙との距離が略一定となるため、安定した滑りトルクを発生させることができる。

上記のステアリング装置において、筒状部材の内周面に、複数の突条部に対応する複数の条溝部を形成した筒状部材を用いるとよい。この筒状部材を形成するには、例えば、バネ鋼の板材を波型に屈曲形成した後に円筒形状にロール成形することとしてもよいし、鋼管材を塑性変形させて波型断面の円筒体を形成した後に、切削加工によって間隙を形成することとしてもよい。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部断面平面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置の側面図である。 本発明の一実施形態に供するロックホルダをステアリングシャフトに組み付けた状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に供するロックホルダとステアリングシャフトの寸法関係を示す正面図である。 図４におけるロックホルダの間隙を形成する端部の内周面とステアリングシャフトの外周面との当接部を拡大して示す正面図である。 本発明の他の実施形態に供するロックホルダの斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に供するロックホルダの側面図である。 本発明の別の実施形態に供するロックホルダの正面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係るステアリング装置を示すもので、車体ＢＤに対しステアリングホイールＳＷの操作位置を調整し得るステアリング支持機構２が配設されている。ステアリング支持機構２は機械的あるいは電気的に転舵機構（図示せず）に連結され、この転舵機構はステアリングホイールＳＷの操作に応じて駆動されて車輪操舵機構（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）を転舵するように構成されている。このステアリング支持機構２にはテレスコピック機構３及びチルト機構４が構成されており、電動式のロック機構５が配設されている。

本実施形態においては、ステアリングホイールＳＷを後端に支持する第１のコラム部材１０と、これと同軸に配置し、車体ＢＤに対する揺動中心Ｃを前方に配置すると共に、この揺動中心Ｃ回りに揺動可能に支持する第２のコラム部材２０が設けられ、第２のコラム部材２０は固定ブラケット３０に保持されている。ここで、第１のコラム部材１０は、ステアリングホイールＳＷに接続されるアッパシャフト１１と、これを囲繞するように同軸上に回転可能に連結されるアッパチューブ１２から成り、一体となって軸方向移動し得るように構成されている。一方、第２のコラム部材２０は、転舵機構（図示せず）に接続されるロアシャフト２１と、これを囲繞するように同軸上に配置されるメインチューブ２２から成り、メインチューブ２２内にテレスコピックチューブ２３を介してアッパチューブ１２が軸方向に摺動自在に収容されている。

アッパシャフト１１とロアシャフト２１はスプライン結合されて軸方向移動可能に連結されており、これらによってステアリングシャフト１が構成される。また、テレスコピックチューブ２３はメインチューブ２２内に摺動自在に保持され、軸方向移動可能に支持されている。而して、メインチューブ２２に対し、テレスコピックチューブ２３、アッパチューブ１２、アッパシャフト１１及びステアリングホイールＳＷが一体となって軸方向に移動可能とされてテレスコピック機構３が構成され、ステアリングホイールＳＷを所望の車体前後方向位置に調整することができる。更に、第２のコラム部材２０と固定ブラケット３０との間にチルト機構４が設けられており、第２のコラム部材２０を揺動中心Ｃ回りに揺動させることにより、ステアリングホイールＳＷを所望の車体上下方向位置に調整することができる。

尚、本実施形態のステアリング支持機構２は衝撃吸収機能も有し、ステアリングホイールＳＷに対して、後方から所定以上の荷重が入力されると、アッパシャフト１１と一体的に連結されたアッパチューブ１２がテレスコピックチューブ２３に対し軸方向に移動する。即ち、アッパチューブ１２は、アッパシャフト１１及びステアリングホイールＳＷと共に、通常状態の位置から前進し、所定の停止位置（図示せず）まで移動する。この間のアッパチューブ１２、アッパシャフト１１及びステアリングホイールＳＷの移動により、ステアリングホイールＳＷに対する衝撃が吸収される。

そして、ロック機構５は、ステアリングシャフト１を構成するロアシャフト２１に装着されるロックホルダ５０と、このロックホルダ５０に係合可能なロックバー５ｂとを有し、電気的に制御される駆動装置５ａによってロックバー５ｂが突出位置と退避位置に設定され、ロックバー５ｂがロックホルダ５０に係合する突出位置にあるとき（ステアリングロック時）には、ロアシャフト２１ひいてはステアリングシャフト１の回転を規制するように構成されている。例えば、イグニッションスイッチ（図示せず）がオフのときには、駆動装置５ａによってロックバー５ｂが突出位置とされてロックホルダ５０と係合しており、ロアシャフト２１（ステアリングシャフト１）の外周面とロックホルダ５０の内周面との摩擦力によりステアリングシャフト１の回転が規制され、ステアリングホイールＳＷはロック状態とされている。イグニッションスイッチ（図示せず）がオンとされると、駆動装置５ａによってロックバー５ｂが退避位置とされてロックホルダ５０との係合が解除されるので、ステアリングシャフト１は自由に回転することができる。ステアリングホイールＳＷに対し過大な操舵入力が付与され、上記の摩擦力を超えるトルクが付与されてロアシャフト２１が回転駆動された場合には、ロアシャフト２１ひいてはステアリングシャフト１の回転が許容されるので、ロック機構５等の損傷が防止される。

本実施形態のロックホルダ５０は、図３及び図４に示すように、ステアリングシャフト１の軸に平行な複数の突条部（代表して５１で表す）が外周面に形成された単一の筒状部材で構成されており、その筒状部材の一方の開口端から他方の開口端に亘って連続した間隙ＣＬ１が形成されている。この間隙ＣＬ１は、ステアリングシャフト１の軸に平行な軸方向成分を有し筒状部材を径方向に拡開可能である。本実施形態においては、バネ鋼の板材を波型に屈曲形成した後に、間隙ＣＬ１を保持しつつ円筒形状にロール成形することによって、ロックホルダ５０が形成される。従って、複数の突条部５１に対応する複数の条溝部（代表して５２で表す）が形成され、これらが円周方向に交互に形成されている。尚、鋼管材を塑性変形させて波型断面の円筒体を形成した後に、切削加工によって間隙ＣＬ１を形成することとしてもよい。

図４に示すように、ロックホルダ５０の自由状態時の内径Ｄ１と、ロアシャフト２１の外径Ｄ２との関係は、Ｄ１＜Ｄ２に設定されている。従って、ロアシャフト２１にロックホルダ５０を装着する場合には、ロックホルダ５０を径方向に拡開しながら組付けて嵌合させることになるので、装着後のロックホルダ５０には緊締力が生じ、その軸心方向成分であるロアシャフト２１への押圧力によってロックホルダ５０とロアシャフト２１との間に摩擦力が発生し、ロアシャフト２１の回転に対し滑りトルクが付与されてステアリングシャフト１の回転が規制される。而して、ロックホルダ５０を構成するバネ鋼の諸元、突条部５１の形状や数、上記の寸法関係等を適宜設定することにより、容易に滑りトルクを調整することができる。

更に、図５に拡大して示すように、ロックホルダ５０において間隙ＣＬ１を介して対向する端部５３，５４のうちの内周面側とロアシャフト２１（ステアリングシャフト１）の外周面との間には空隙Ｓ３，Ｓ４が形成されており、端部５３，５４がロアシャフト２１に対して浮いた状態とされている。これにより、過大な操舵入力が付与された場合において、ロアシャフト２１に緊締された状態のロックホルダ５０が回転駆動される際、端部５３，５４がロアシャフト２１に咬みこむことはなく、円滑且つ確実に滑りトルクを発生させることができる。

図６は他の実施形態に供するロックホルダ５０を示すもので、間隙ＣＬ２を介して対向するロックホルダ５０の端部５３，５４に段差５５が形成されている。即ち、間隙ＣＬ２は、ステアリングシャフト１の軸に平行な成分と当該軸に直交する成分を有している。より具体的には、ステアリングシャフト１の軸に平行な二つの軸方向成分と当該軸に直交する二つの周方向成分を有している。而して、本実施形態によれば、前述の実施形態と同様、過大な操舵入力に応じて適切な滑りトルクを発生させることができると共に、ロックホルダ５０をロアシャフト２１（ステアリングシャフト１）に組付ける際に、間隙ＣＬ２の一方の周方向成分が零となると、端部５３，５４の軸方向相対移動が段差５５部分で規制されるので、ロックホルダ５０の捩れを防止することができる。

図７は更に他の実施形態に供するロックホルダ５０を示すもので、ロックホルダ５０の間隙ＣＬ３は、ステアリングシャフト１の軸を中心とする螺旋状に形成されている。この間隙ＣＬ３も、筒状部材の一方の開口端から他方の開口端に亘って連続しており、ステアリングシャフト１の軸に平行な成分と当該軸に直交する成分を有し、これらの成分が合成された間隙となっているので、ロックホルダ５０は径方向に拡開可能である。これにより、ロアシャフト２１（ステアリングシャフト１）に装着後のロックホルダ５０には緊締力が生じ、ロアシャフト２１の回転に対して滑りトルクが付与される。而して、本実施形態によれば、前述の実施形態と同様、過大な操舵入力に応じて適切な滑りトルクを発生させることができると共に、ロックホルダ５０に対するロックバー５ｂの係合位置に拘らず、ロックバー５ｂと間隙ＣＬ３との距離が略一定となるため、安定した滑りトルクを発生させることができる。

図８は別の実施形態に供するロックホルダ５０を示すもので、ロックホルダ５０を構成する筒状部材の内周面Ｓ５が平面とされている。この場合には、鋼管材を塑性変形させて外周面に複数の突条部５１を形成した後に、切削加工によって間隙ＣＬ１を形成すればよい。

尚、上記のロックホルダ５０はロアシャフト２１に装着されているが、ロアシャフト２１と共にステアリングシャフト１を構成するアッパシャフト１１に装着することとしてもよい。また、上記の実施形態に係るステアリング装置は、テレスコピック機能、チルト機能、及び衝撃吸収機能を有する構成であるが、テレスコピック機能やチルト機能は必須ではなく、これらの機能を有さないステアリング装置にも上記の構成になるロック機構５を適用することができる。

１ ステアリングシャフト
２ ステアリング支持機構
３ テレスコピック機構
４ チルト機構
５ ロック機構
５ａ 駆動装置
５ｂ ロックバー
１０ 第１のコラム部材
１１ アッパシャフト
１２ アッパチューブ
２０ 第２のコラム部材
２１ ロアシャフト
２２ メインチューブ
２３ テレスコピックチューブ
３０ 固定ブラケット
５０ ロックホルダ
５１ 突条部
５２ 条溝部
５５ 段差
ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３ 間隙
ＳＷ ステアリングホイール

Claims (4)

1. 車両のステアリングシャフトに装着されるロックホルダと、該ロックホルダに係合可能なロックバーとを有し、該ロックバーが前記ロックホルダに係合することにより前記ステアリングシャフトの回転を規制するロック機構を備えた車両のステアリング装置であって、
   前記ロックホルダが、前記ステアリングシャフトの軸に平行な複数の突条部が外周面に形成された単一の筒状部材から成り、該筒状部材には、当該筒状部材の一方の開口端から他方の開口端に亘って連続した間隙であって、少なくとも前記ステアリングシャフトの軸に平行な軸方向成分を有し当該筒状部材を径方向に拡開可能な間隙が形成されており、前記ロックバーが前記突条部に係合することを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記筒状部材において前記間隙を介して対向する端部のうちの内周面側と前記ステアリングシャフトの外周面との間に空隙が形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
3. 前記間隙は、前記ステアリングシャフトの軸を中心とする螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のステアリング装置。
4. 前記筒状部材の内周面に、前記複数の突条部に対応する複数の条溝部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両のステアリング装置。

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