JP2022138946A - Steering column and steering unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次衝突時の衝撃荷重の吸収機能を有するステアリングコラム、および、該ステアリングコラムを備えたステアリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE
図29は、自動車用のステアリング装置の1例を示している。ステアリング装置100において、運転者により操作されるステアリングホイール101は、ステアリングシャフト102の後側端部に取り付けられている。ステアリングシャフト102は、車体に支持された筒状のステアリングコラム103の内側に回転自在に支持されている。ステアリングホイール101の回転運動は、ステアリングシャフト102、自在継手104a、中間シャフト105、および別の自在継手104bを介して、ステアリングギヤユニット106を構成するピニオン軸107に伝達される。ピニオン軸107の回転運動は、ステアリングギヤユニット106を構成する図示しないラック軸の直線運動に変換される。これにより、1対のタイロッド108が押し引きされ、左右1対の操舵輪に、ステアリングホイール101の操作量に応じた舵角が付与される。
FIG. 29 shows an example of a steering device for automobiles. In the
なお、ステアリング装置に関して、前後方向、幅方向、および上下方向は、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向、幅方向、および上下方向である。 Regarding the steering device, the front-rear direction, the width direction, and the vertical direction are the front-rear direction, the width direction, and the vertical direction of the vehicle body to which the steering device is assembled.
図30~図32は、特開2013-136385号公報に記載された、ステアリング装置のより具体的な構造を示している。ステアリング装置100aは、自動車の衝突事故に伴う二次衝突時の衝撃荷重の吸収機能を有する。
30 to 32 show a more specific structure of the steering device described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2013-136385. The
ステアリングコラム103aは、前側に配置された筒状のインナコラム109と、後側に配置された筒状のアウタコラム110とを備える。インナコラム109の後側部は、アウタコラム110の前側部に圧入、すなわち締り嵌めにより内嵌されている。インナコラム109は、後側部の外周面の周方向等間隔となる4箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する突条111を有する。インナコラム109の外周面は、突条111のそれぞれの頂部のみで、アウタコラム110の内周面と締め代を有する状態で接触している。インナコラム109とアウタコラム110とは、厚さ寸法が互いに等しくなっており、それぞれが十分に高い剛性を有する。
The
インナコラム109は、通常時だけでなく、二次衝突時にも、車体に対して前方へ変位しないように支持されている。このために、インナコラム109の前側端部は、車体に支持された電動アシスト装置112を構成するギヤハウジング113の後側端部に結合固定されている。アウタコラム110の軸方向中間部は、車体に取り付けられる車体側ブラケット114などを介して、二次衝突時の衝撃により前方への変位が可能となるように支持されている。
The
衝突事故の際には、二次衝突時の衝撃荷重によって、ステアリングホイール101(図29参照)と、ステアリングシャフト102aの後側部を構成する後側シャフトと、アウタコラム110とが、インナコラム109に対して前方へ変位する。そして、この際に、インナコラム109の外周面とアウタコラム110の内周面とが軸方向に摺動することに基づいて、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。
In the event of a collision accident, the steering wheel 101 (see FIG. 29), the rear shaft that constitutes the rear side portion of the
特に、上述したステアリング装置100aでは、アウタコラム110の内周面に対するインナコラム109の外周面の接触箇所が、突条111のそれぞれの頂部に限定されている。すなわち、二次衝突時には、インナコラム109の外周面のうち、突条111のそれぞれの頂部のみが、アウタコラム110の内周面と軸方向に摺動する。このため、二次衝突時にインナコラム109の外周面とアウタコラム110の内周面とを軸方向に安定して摺動させることができ、衝撃荷重の吸収性能を安定させることができる。
In particular, in the
図30~図32に示した従来構造は、以下のような点で、改良の余地がある。 The conventional structure shown in FIGS. 30 to 32 has room for improvement in the following points.
すなわち、二次衝突の発生時には、運転者Mからステアリングホイールに加わる衝撃荷重の方向が、ステアリングコラムの軸方向と一致しない場合がある(後述する図1参照)。このような場合には、上述した従来構造において、運転者Mからステアリングホイール101に衝撃荷重が加わる箇所と、車体に対するステアリング装置100aの固定箇所との位置関係に基づいて、インナコラム109に大きな曲げ荷重が作用しながら、アウタコラム110が軸方向前側に変位することになる。この際に、インナコラム109に曲げ変形が生じることは好ましくない。
That is, when a secondary collision occurs, the direction of the impact load applied to the steering wheel by the driver M may not coincide with the axial direction of the steering column (see FIG. 1, which will be described later). In such a case, in the above-described conventional structure, the
この点に関して、インナコラム109に備えられた突条111は、インナコラム109の曲げ剛性を向上させる補強リブとしても機能する。このため、アウタコラム110が軸方向前側に変位する際にインナコラム109が曲げ変形することを防止すべく、突条111の形成範囲や数を増やすことが考えられる。
In this regard, the
しかしながら、二次衝突が発生した際の衝撃吸収特性を所望の特性とする都合上、突条111の形成範囲や数を変更できない場合がある。
However, there are cases where the forming range and the number of the
本発明の目的は、二次衝突が発生した際の衝撃吸収特性に影響を及ぼすことなく、インナコラムの曲げ剛性を確保することが容易なステアリングコラムおよびステアリング装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a steering column and a steering device that can easily secure the flexural rigidity of the inner column without affecting the impact absorption characteristics when a secondary collision occurs.
本発明の一態様のステアリングコラムは、摺接筒部を有するアウタコラムと、前記摺接筒部の内側に軸方向一部が配置されるインナコラムとを備える。
前記インナコラムは、外周面の周方向に離隔した複数箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する第1の突条、および、外周面のうちで前記第1の突条から外れた箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する第2の突条を有する。
前記インナコラムの外周面は、前記第1の突条のそれぞれの頂部のみで、前記摺接筒部の内周面と締め代を有する状態で接触し、前記第2の突条は、前記摺接筒部の内周面と締め代を有する状態で接触しない。すなわち、前記第2の突条は、二次衝突の発生の前後を問わず、前記摺接筒部の内周面と接触しないか、あるいは、前記摺接筒部の内周面と接触するとしても、締め代を有しない状態で接触する。
A steering column according to one aspect of the present invention includes an outer column having a slidable tubular portion, and an inner column having a portion axially arranged inside the slidable tubular portion.
The inner column includes first ridges projecting radially outward and extending in the axial direction at a plurality of locations spaced apart in the circumferential direction of the outer peripheral surface, and on the outer peripheral surface, the first ridges are separated from the first ridges. At a point, it has a second ridge projecting radially outwardly and extending axially.
The outer peripheral surface of the inner column is in contact with the inner peripheral surface of the sliding contact cylindrical portion only at the apex of each of the first ridges with interference, and the second ridges are in contact with the sliding contact cylindrical portion. It does not come into contact with the inner peripheral surface of the contact tube part with interference. That is, regardless of whether the secondary collision occurs before or after the secondary collision, the second ridge does not come into contact with the inner peripheral surface of the sliding contact tubular portion, or is in contact with the inner peripheral surface of the sliding contact tubular portion. also contact without interference.
本発明の一態様のステアリングコラムでは、前記第2の突条が、前記アウタコラムの内側から軸方向に突出した位置に配置されている。 In one aspect of the steering column of the present invention, the second protrusion is arranged at a position protruding from the inner side of the outer column in the axial direction.
本発明の一態様のステアリングコラムでは、前記第1の突条から外れた箇所が、該第1の突条と同じ周方向箇所であって、かつ、該第1の突条から軸方向に外れた箇所である。 In the steering column of one aspect of the present invention, the portion deviated from the first protrusion is the same circumferential portion as the first protrusion and deviates from the first protrusion in the axial direction. This is the point.
本発明の一態様のステアリングコラムでは、前記第1の突条から外れた箇所が、該第1の突条から周方向に外れた箇所である。 In the steering column according to one aspect of the present invention, the portion deviated from the first ridge is a portion deviated from the first ridge in the circumferential direction.
本発明の一態様のステアリングコラムでは、前記摺接筒部の径方向に関する剛性が、前記インナコラムのうちで前記摺接筒部の内側に配置される部分の径方向に関する剛性よりも低い。 In the steering column according to one aspect of the present invention, the radial rigidity of the sliding contact tubular portion is lower than the radial rigidity of a portion of the inner column disposed inside the sliding contact tubular portion.
本発明の一態様のステアリングコラムでは、前記摺接筒部の厚さ寸法が、前記インナコラムのうちで前記摺接筒部の内側に配置される部分の厚さ寸法よりも小さい。 In the steering column according to one aspect of the present invention, the thickness dimension of the tubular sliding portion is smaller than the thickness dimension of a portion of the inner column that is arranged inside the tubular sliding portion.
本発明の一態様のステアリングコラムでは、前記摺接筒部が円筒状に構成されている。 In one aspect of the steering column of the present invention, the sliding contact tubular portion is configured in a cylindrical shape.
本発明の一態様のステアリング装置は、ステアリングコラムを備え、該ステアリングコラムが、本発明のステアリングコラムであり、前記インナコラムが、前記アウタコラムの前側に配置され、かつ、車体に対して前方への変位を阻止されている。 A steering device according to one aspect of the present invention includes a steering column, the steering column being the steering column of the present invention, and the inner column being disposed in front of the outer column and extending forward with respect to the vehicle body. displacement is blocked.
本発明のステアリングコラムおよびステアリング装置によれば、二次衝突が発生した際の衝撃吸収特性に影響を及ぼすことなく、インナコラムの曲げ剛性を確保することが容易となる。 According to the steering column and the steering device of the present invention, it becomes easy to secure the bending rigidity of the inner column without affecting the impact absorption characteristics when a secondary collision occurs.
[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13を用いて説明する。
[First example of embodiment]
A first example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13. FIG.
本例のステアリング装置1は、図1および図2に示すように、ステアリングシャフト2と、ステアリングコラム3と、車体側ブラケット4と、クランプ機構5とを備える。
The
なお、ステアリング装置1に関して、前後方向、幅方向、および上下方向は、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向、幅方向、および上下方向である。ステアリング装置1に関して、前側は、図1の左側であり、後側は、図1の右側である。
Regarding the
ステアリングシャフト2は、ステアリングコラム3の内側に回転自在に支持されている。運転者Mにより操作されるステアリングホイール44は、ステアリングシャフト2の後側端部に取り付けられる。車体側ブラケット4は、車体に取り付けられた状態で、ステアリングコラム3の軸方向中間部を車体に対して支持する。クランプ機構5は、ステアリングホイール44の高さ位置を調節可能とするために、ステアリングコラム3が車体側ブラケット4に対して上下方向に変位することを許容するアンロック状態と、ステアリングコラム3が車体側ブラケット4に対して上下方向に変位することを阻止するロック状態とを切り換え可能である。
The steering
ステアリングコラム3は、摺接筒部を有するアウタコラム6と、摺接筒部の内側に軸方向一部が配置されたインナコラム7とを備える。本例では、インナコラム7は、アウタコラム6の前側に配置され、かつ、車体に対して前方への変位を阻止されている。ただし、本発明を実施する場合には、アウタコラムがインナコラムの前側に配置され、かつ、アウタコラムが車体に対して前方への変位を阻止されている構成を採用することもできる。
The
本例では、アウタコラム6およびインナコラム7のそれぞれは、鋼、アルミニウム合金などの金属製の略円筒状部材である。本例では、アウタコラム6およびインナコラム7のそれぞれは、中間素材である引抜き管などの素管に対して、ハイドロフォーミングや絞り加工などの塑性加工を施すことにより、この素管の軸方向の一部分の内径および外径を変化させる工程を含む、所定の製造方法によって造られている。なお、本発明を実施する場合、アウタコラム6およびインナコラム7のそれぞれは、鋳造などの他の製造方法によって製造することもできる。本例では、アウタコラム6の厚さ寸法は、後側端部(軸受保持部13)を除いて全体的にほぼ一定であり、インナコラム7の厚さ寸法は、全体的にほぼ一定である。
In this example, each of the
アウタコラム6の摺接筒部は、その内側に、インナコラム7の軸方向一部を配置し、かつ、その内周面に、インナコラム7の軸方向一部に備えられた第1の突条15の頂部を締め代を有する状態で接触させる筒部である。本例では、アウタコラム6は、それぞれが同軸に配置された、摺接筒部である前側小径筒部8と、大径筒部9と、後側小径筒部10と、前側連結部11と、後側連結部12とを備える。前側小径筒部8は円筒状に構成されている。大径筒部9は、円筒状に構成されており、前側小径筒部8よりも後側に位置する。後側小径筒部10は、円筒状に構成されており、大径筒部9よりも後側に位置する。大径筒部9の内径は、前側小径筒部8および後側小径筒部10のそれぞれの内径よりも大きい。前側連結部11は、大径筒部9の前側端部と前側小径筒部8の後側端部とを連結しており、前側に向かうほど内径が小さくなる円すい筒状に構成されている。後側連結部12は、大径筒部9の後側端部と後側小径筒部10の前側端部とを連結しており、後側に向かうほど内径が小さくなる円すい筒状に構成されている。
A portion of the
後側小径筒部10は、後側半部に、軸受保持部13を有する。軸受保持部13の内径は、後側小径筒部10の前側半部の内径よりも大きい。したがって、軸受保持部13の厚さ寸法は、後側小径筒部10の前側半部の厚さ寸法よりも小さい。
The rear small-
大径筒部9は、軸方向中間部の周方向1箇所に、ステアリングロック機構のロックピンを挿通するためのキーロック孔14を有する。
The large-diameter
本例では、インナコラム7は、それぞれが同軸に配置された、大径筒部17と、小径筒部18と、連結部19とを備える。大径筒部17は、円筒状に構成されている。小径筒部18は、円筒状に構成されており、大径筒部17よりも前側に位置する。小径筒部18の外径は、大径筒部17の外径よりも小さい。連結部19は、大径筒部17の前側端部と小径筒部18の後側端部とを連結しており、前側に向かうほど外径が小さくなる円すい筒状に構成されている。
In this example, the
インナコラム7は、外周面の周方向に離隔した複数箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する第1の突条15を有する。ここで、周方向に離隔した複数箇所は、少なくとも周方向3箇所であって、周方向に等間隔でなくてもよい。軸方向に伸長する範囲は、二次衝突が発生する前のステアリングコラム3の組み立て状態において、インナコラム7のうちアウタコラム6の嵌合筒部(前側小径筒部8)の内側に配置される軸方向範囲のうちの少なくとも一部を含んでいればよい。
The
本例では、第1の突条15は、大径筒部17の外周面の周方向等間隔となる4箇所に配置されている。より具体的には、第1の突条15のそれぞれは、二次衝突が発生する前のステアリングコラム3の組立状態において、大径筒部17のうち、アウタコラム6の前側小径筒部8と嵌合する軸方向範囲の全長、具体的には、大径筒部17の軸方向の後側端部および中間部に対応する連続した軸方向範囲に存在している。
In this example, the
本例では、使用状態での複数の第1の突条15の周方向位置を、図2、図5、および図8に示すように、上端部から周方向両側にそれぞれ45゜ずれた2箇所位置と、下端部から周方向両側にそれぞれ45゜ずれた2箇所位置との、合計4箇所位置としている。なお、使用状態での複数の第1の突条15の周方向位置は、図示の例と異ならせることもできる。たとえば、使用状態での複数の第1の突条15の周方向位置は、本例の周方向位置から45゜回転した周方向位置、すなわち、上端部および下端部の2箇所位置と、幅方向両端部の2箇所位置との、合計4箇所位置とすることもできる。
In this example, as shown in FIGS. 2, 5 and 8, the plurality of
本例では、第1の突条15のそれぞれは、大径筒部17の一部を径方向外側に向けて塑性変形させることで形成されている。このため、第1の突条15のそれぞれの背面側には、軸方向に伸長する凹溝が存在している。第1の突条15の径方向外側面は、図8(a)および図8(b)に示すように、凸円弧形の断面形状を有する。自由状態において、大径筒部17の中心軸を中心とする第1の突条15の外接円の直径は、前側小径筒部8の内径よりも少しだけ大きい。
In this example, each of the
インナコラム7は、外周面のうちで第1の突条15から外れた箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する第2の突条16を有する。ここで、第1の突条15から外れた箇所は、第1の突条15から軸方向および/または周方向に外れた箇所である。軸方向に伸長する範囲は、二次衝突が発生する前のステアリングコラム3の組み立て状態において、インナコラム7のうち、アウタコラム6の嵌合筒部(前側小径筒部8)の内側に配置される軸方向範囲の少なくとも一部のみ、または、嵌合筒部の内側から軸方向に突出した軸方向範囲の少なくとも一部のみであってもよいし、これらの軸方向範囲に跨る軸方向範囲であってもよい。第2の突条16の数は、任意に決定することができ、1つであってもよいし、複数であってもよい。第2の突条16を周方向に離隔した複数箇所に備える構成を採用する場合、周方向に離隔した複数箇所は、周方向に等間隔でなくてもよい。
The
本例では、第2の突条16は、第1の突条15と同数、すなわち4つ備えられている。第2の突条16のそれぞれは、第1の突条15と同じ周方向箇所であって、かつ、第1の突条15から軸方向に外れた箇所に配置されている。具体的には、第2の突条16のそれぞれは、第1の突条15の前側に隣接する箇所に配置されている。第2の突条16のそれぞれは、二次衝突が発生する前のステアリングコラム3の組み立て状態において、大径筒部17のうち、前側小径筒部8よりも前側に突出した軸方向範囲、具体的には、大径筒部17の軸方向の前側端部に対応する軸方向範囲に存在している。
In this example, the
本例では、第2の突条16のそれぞれは、大径筒部17の一部を径方向外側に向けて塑性変形させることで形成されている。このため、第2の突条16のそれぞれの背面側には、軸方向に伸長する凹溝が存在している。第2の突条16の径方向外側面は、図9(a)および図9(b)に示すように、凸円弧形の断面形状を有する。自由状態において、第2の突条16の径方向高さは、第1の突条15の径方向高さよりも低い。自由状態において、大径筒部17の中心軸を中心とする第2の突条16の外接円の直径は、前側小径筒部8の内径よりも少しだけ小さい。
In this example, each of the
インナコラム7の外周面は、第1の突条15のそれぞれの頂部のみで、アウタコラム6の摺接筒部である前側小径筒部8の内周面と締め代を有する状態で接触する。
The outer peripheral surface of the
すなわち、本例では、図6、図10、および図11に示すように、アウタコラム6の前側部である前側小径筒部8の内側に、インナコラム7の後側部である大径筒部17の軸方向中間部および後側部が配置されており、具体的には、圧入により内嵌されている。この状態で、大径筒部17の外周面は、第1の突条15のそれぞれの頂部のみが、前側小径筒部8の内周面に締め代を有する状態で接触している。
That is, in this example, as shown in FIGS. 6, 10, and 11, a large-diameter tubular portion, which is the rear portion of the
また、この状態で、第2の突条16を有する大径筒部17の軸方向前側部は、図3、図4、図6、図10、および図11に示すように、前側小径筒部8よりも前側に突出している。二次衝突時に、アウタコラム6がインナコラム7に対して前側に変位し、図7に示すように、第2の突条16を有する大径筒部17の軸方向前側部が前側小径筒部8の内側に入り込んだ場合でも、図9(a)および図9(b)に示すように、第2の突条16のそれぞれの頂部は、前側小径筒部8の内周面に接触しない。
3, 4, 6, 10, and 11, the front small-diameter tubular portion It protrudes forward from 8. At the time of the secondary collision, the
本例では、摺接筒部である前側小径筒部8の径方向に関する剛性が、インナコラム7のうちで、前側小径筒部8の内側に配置される部分、すなわち、前側小径筒部8に内嵌される部分である大径筒部17の径方向に関する剛性よりも低い。
In this example, the rigidity in the radial direction of the front small-
このために、本例では、前側小径筒部8の厚さ寸法Toutを、大径筒部17の厚さ寸法Tinよりも小さくしている(Tout<Tin)。本発明を実施する場合、前側小径筒部8の厚さ寸法Toutは、大径筒部17の厚さ寸法Tinの90%以下50%以上とするのが好ましく、大径筒部17の厚さ寸法Tinの80%以下60%以上とするのがより好ましい。
For this reason, in this example, the thickness T out of the front small-
なお、本発明を実施する場合には、摺接筒部の径方向に関する剛性を、インナコラムのうちで摺接筒部の内側に配置される部分の径方向に関する剛性よりも低くするために、アウタコラムの材料として、インナコラムの材料よりも径方向に関する剛性が低くなる材料を用いたり、摺接筒部を四角筒状などの非円形筒状に構成したりすることもできる。ただし、本例の構造では、摺接筒部である前側小径筒部8を円筒状に構成しているため、摺接筒部を四角筒状などの非円形筒状に構成する場合に比べて、インナコラムを容易に製造することができる。
When carrying out the present invention, in order to make the rigidity in the radial direction of the tubular sliding portion lower than the rigidity in the radial direction of the portion of the inner column disposed inside the tubular sliding portion, As the material of the outer column, a material having lower rigidity in the radial direction than the material of the inner column can be used, or the sliding contact tubular portion can be configured in a non-circular tubular shape such as a square tubular shape. However, in the structure of this example, since the front small-
なお、本発明を実施する場合には、摺接筒部の径方向に関する剛性と、インナコラムのうちで摺接筒部の内側に配置される部分の径方向に関する剛性とを等しくしたり、あるいは、摺接筒部の径方向に関する剛性を、インナコラムのうちで摺接筒部の内側に配置される部分の径方向に関する剛性よりも高くしたりすることもできる。すなわち、本発明を実施する場合には、たとえば、厚さ寸法Toutと厚さ寸法Tinとが等しい構造(Tout=Tin)や、厚さ寸法Toutが厚さ寸法Tinよりも大きい構造(Tout>Tin)を採用することもできる。 When carrying out the present invention, the rigidity in the radial direction of the cylindrical sliding contact portion and the rigidity in the radial direction of the portion of the inner column disposed inside the cylindrical sliding contact portion may be made equal, or Alternatively, the rigidity in the radial direction of the cylindrical sliding portion can be made higher than the rigidity in the radial direction of a portion of the inner column disposed inside the cylindrical sliding portion. That is, when carrying out the present invention, for example, a structure in which the thickness dimension T out and the thickness dimension T in are equal (T out =T in ), or a structure in which the thickness dimension T out is larger than the thickness dimension T in Large structures (T out >T in ) can also be employed.
インナコラム7は、通常時だけでなく、二次衝突時にも、車体に対して前方へ変位しないように支持されている。このために、インナコラム7の前側端部は、車体に支持された電動アシスト装置20を構成するギヤハウジング21の後側端部に結合固定されている。電動アシスト装置20は、ステアリングホイール44から操舵輪につながる操舵力伝達経路に、電動モータ22を動力源として発生した補助動力を付与することにより、運転者Mがステアリングホイール44を操作するのに要する力を低減する。本例では、ステアリングホイール44の高さ位置を調節可能とするために、ギヤハウジング21は、車体に対し、チルト軸23を中心とする揺動変位を可能に支持されている。
The
本例では、ステアリングコラム3は、インナコラム7の前側端部をギヤハウジング21の後側端部に結合固定するための取付板24をさらに備える。取付板24は、環状の平板部材であり、インナコラム7の小径筒部18の前側端部に外嵌固定されている。取付板24は、周方向に離隔した複数箇所(図示の例では3箇所)に、取付孔25を有する。一方、ギヤハウジング21は、後側端部のうち、取付板24の取付孔25のそれぞれと整合する箇所に、図示しないねじ孔を有する。インナコラム7の前側端部は、取付板24の取付孔25のそれぞれに後側から挿通した図示しないボルトを、ギヤハウジング21の前記ねじ孔に螺合することによって、ギヤハウジング21の後側端部に結合固定されている。
In this example, the
本例では、インナコラム7の前側端部がギヤハウジング21の後側端部に結合固定された状態で、ギヤハウジング21に対する複数の第1の突条15の周方向位置、すなわち、使用状態での複数の第1の突条15の周方向位置が一義的に規制されるように、取付板24が備える取付孔25の周方向に関する配置の位相が規制されている。具体的には、取付孔25が周方向に関して不等間隔に配置されている。
In this example, in a state where the front end of the
本例では、ステアリングコラム3は、アウタコラム6に結合固定されたコラム側ブラケット26をさらに備える。コラム側ブラケット26は、鋼などの金属製で、U字形状を有する。すなわち、コラム側ブラケット26は、幅方向に離隔して互いに平行に配置された1対の側板部27と、1対の側板部27の下端部同士を連結した連結板部28とを備える。側板部27のそれぞれは、幅方向に関して互いに整合する箇所に、円形の通孔29を有する。コラム側ブラケット26は、1対の側板部27のそれぞれの上端部を、アウタコラム6の前側小径筒部8の幅方向両側部に溶接接合することにより、アウタコラム6に結合固定されている。この状態で、1対の側板部27のそれぞれの幅方向外側面は、前側小径筒部8の外周面よりも幅方向外側に張り出している。
In this example, the
ステアリングシャフト2は、図1に示すように、前側に配置された前側シャフト30と、後側に配置された後側シャフト31とを備える。前側シャフト30と後側シャフト31とは、トルク伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能にスプライン嵌合している。
The steering
後側シャフト31は、アウタコラム6に対し、軸受保持部13に内嵌保持された図示しない転がり軸受により、回転のみを可能に支持されている。後側シャフト31のうち、軸方向に関してアウタコラム6のキーロック孔14と整合する箇所には、ステアリングロック機構の図示しないキーロックカラーが外嵌固定されている。後側シャフト31の後側端部は、アウタコラム6の内側から軸方向に突出している。ステアリングホイール44は、後側シャフト31の後側端部に取り付けられる。
The
前側シャフト30は、図示しない転がり軸受により、インナコラム7およびギヤハウジング21に対して、回転のみを可能に支持されている。前側シャフト30の前側端部は、インナコラム7の内側から軸方向に突出し、かつ、ギヤハウジング21の内側に挿入されている。
The
車体側ブラケット4は、鋼などの金属製で、取付板部32と、1対の支持板部33とを備える。取付板部32は、車体側ブラケット4の上側部を構成しており、幅方向に配置されている。取付板部32は、車体に対し、二次衝突時の衝撃によって前方への離脱が可能となるように支持されている。1対の支持板部33は、コラム側ブラケット26を幅方向両側から挟む位置に、互いに略平行に配置されている。支持板部33のそれぞれは、上端部が取付板部32の幅方向中間部に結合固定されている。支持板部33のそれぞれは、幅方向に関して互いに整合し、かつ、コラム側ブラケット26の通孔29と整合する箇所に、上下方向に伸長するチルト長孔34を有する。チルト長孔34のそれぞれは、チルト軸23を中心とする円弧形状を有する。
The vehicle
クランプ機構5は、図2に示すように、調節ロッド35と、調節ナット36と、カム装置37と、調節レバー38と、スラスト軸受39とを備える。
The
調節ロッド35は、1対のチルト長孔34と1対の通孔29とを幅方向に挿通している。調節ロッド35は、基端部(図2の左端部)に頭部40を有し、先端部(図2の右端部)に雄ねじ部41を有する。調節ナット36は、雄ねじ部41に螺合している。カム装置37は、頭部40と一方(図2の左方)の支持板部33との間に配置されている。カム装置37は、幅方向外側に位置する駆動側カム42と、幅方向内側に位置する被駆動側カム43とを有する。調節レバー38は、基端部が駆動側カム42に固定されている。被駆動側カム43は、一方の支持板部33のチルト長孔34に対し、相対回転不能に係合している。調節ロッド35を中心として調節レバー38を揺動させることにより、駆動側カム42と被駆動側カム43とを相対回転させると、駆動側カム42と被駆動側カム43との互いに対向する側面(カム面)同士の押し付け合いに基づいて、カム装置37の軸方向寸法が拡縮する。本例では、調節レバー38を所定方向に揺動させた場合にカム装置37の軸方向寸法が減少し、調節レバー38を所定方向と反対方向に揺動させた場合にカム装置37の軸方向寸法が増大する。スラスト軸受39は、調節ナット36と他方(図2の右方)の支持板部33との間に配置されている。
The adjusting
ステアリングホイール44の高さ位置を調節する際には、調節レバー38を所定方向に揺動させることにより、クランプ機構5をアンロック状態とする。すなわち、調節レバー38を所定方向(たとえば下方)に揺動させると、カム装置37の軸方向寸法が減少し、被駆動側カム43とスラスト軸受39との間隔が拡がる。この結果、1対の支持板部33の幅方向内側面と1対の側板部27の幅方向外側面との間に作用する摩擦力が低下または喪失し、車体側ブラケット4に対するコラム側ブラケット26の変位が可能なアンロック状態となる。このアンロック状態では、ステアリングコラム3aをチルト軸23を中心として揺動変位させることにより、調節ロッド35が1対のチルト長孔34の内側で動ける範囲で、ステアリングホイール44の高さ位置が調節可能となる。
When adjusting the height position of the
ステアリングホイール44の高さ位置の調節後は、調節レバー38を所定方向と反対方向(たとえば上方)に揺動させることにより、クランプ機構5をロック状態とする。すなわち、調節レバー38を所定方向と反対方向に揺動させると、カム装置37の軸方向寸法が増大し、被駆動側カム43とスラスト軸受39との間隔が縮まる。この結果、1対の支持板部33の幅方向内側面と1対の側板部27の幅方向外側面との間に作用する摩擦力が増大し、車体側ブラケット4に対するコラム側ブラケット26の変位が不能なロック状態となる。そして、このロック状態とすることで、ステアリングホイール44を、調節後の高さ位置に保持する。
After adjusting the height position of the
自動車が衝突事故を起こし、運転者Mの身体がステアリングホイール44に衝突する二次衝突が発生すると、ステアリングホイール44から後側シャフト31を介して、アウタコラム6および車体側ブラケット4に前方に向いた衝撃荷重が加わる。そして、この衝撃荷重により、車体側ブラケット4が車体に対して前方へ離脱するとともに、アウタコラム6、後側シャフト31、およびステアリングホイール44が、インナコラム7および前側シャフト30に対して前方へ変位する。また、この際に、インナコラム7の大径筒部17の外周面と、アウタコラム6の前側小径筒部8の内周面とが軸方向に摺動することに基づいて、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。
When the automobile crashes and a secondary collision occurs in which the body of the driver M collides with the
特に、本例では、アウタコラム6の前側小径筒部8の内周面に対する、インナコラム7の大径筒部17の外周面の接触箇所が、第1の突条15のそれぞれの頂部に限定されている。すなわち、二次衝突時には、インナコラム7の大径筒部17の外周面のうち、第1の突条15のそれぞれの頂部のみが、アウタコラム6の前側小径筒部8の内周面と軸方向に摺動する。このため、二次衝突時にインナコラム7の大径筒部17の外周面とアウタコラム6の前側小径筒部8の内周面とを軸方向に安定して摺動させることができ、衝撃荷重の吸収性能を安定させることができる。
In particular, in this example, the contact points of the outer peripheral surface of the large-
二次衝突の発生時には、図1に示すように、運転者Mからステアリングホイール44に加わる衝撃荷重の方向は、ステアリングコラム3の軸方向と一致しない場合がある。そして、このような場合には、運転者Mからステアリングホイール44に衝撃荷重が加わる箇所と、車体に対するステアリング装置1の固定箇所との位置関係に基づいて、インナコラム7に大きな曲げ荷重が作用しながら、アウタコラム6が軸方向前側に変位することになる。
When a secondary collision occurs, the direction of the impact load applied from the driver M to the
この点に関して、本例の構造では、インナコラム7の大径筒部17に備えられた第1の突条15が、大径筒部17の補強リブとしても機能する。このため、大径筒部17のうちで第1の突条15が存在する軸方向範囲、すなわち、大径筒部17の軸方向の後側端部および中間部の曲げ剛性を確保しやすい。
Regarding this point, in the structure of this example, the
また、インナコラム7の大径筒部17は、第1の突条15とは別に、第2の突条16を備える。第2の突条16は、大径筒部17の補強リブとして機能する。このため、本例の構造では、第1の突条15および第2の突条16のうちの第1の突条15のみを備えた構造に比べて、大径筒部17のうちで第2の突条16が存在する軸方向範囲、すなわち、大径筒部17の軸方向の前側端部の曲げ剛性を確保しやすい。したがって、本例の構造によれば、インナコラム7の大径筒部17の曲げ変形を有効に防止して、アウタコラム6の軸方向前側への変位を正常に行わせることができる。
In addition, the large-diameter
なお、大径筒部17の軸方向の前側端部に、第2の突条16に代えて、第1の突条15を形成する構造も考えられる。このような構造では、大径筒部17の軸方向の前側端部の曲げ剛性を、第1の突条15によって確保しやすくなる。ただし、二次衝突が発生した際の衝撃吸収特性を所望の特性とする都合上、第1の突条15の形成範囲を変更できない場合がある。このような場合には、本例の構造のように、摺接筒部である前側小径筒部8の内周面と締め代を有する状態で接触しない突条、すなわち、第2の突条16を形成することによって、二次衝突が発生した際の衝撃吸収特性に影響を及ぼすことなく、インナコラム7の曲げ剛性を確保することが容易となる。
A structure in which the
さらに、本例の構造では、インナコラム7の大径筒部17の厚さ寸法Tinが、アウタコラム6の前側小径筒部8の厚さ寸法Toutよりも大きくなっているため(Tin>Tout)、大径筒部17の曲げ剛性を確保しやすい。したがって、この面からも、インナコラム7の大径筒部17の曲げ変形を有効に防止して、アウタコラム6の軸方向前側への変位を正常に行わせることができる。
Furthermore, in the structure of this example, the thickness T in of the large-diameter
本例のステアリング装置1は、インナコラム7の外周面とアウタコラム6の内周面とを軸方向に摺動させることに基づいて二次衝突時の衝撃荷重を吸収するものであるため、運転者Mの保護を十分に図る観点から、インナコラム7とアウタコラム6との軸方向の摺動抵抗、すなわち、アウタコラム6の内周面に対するインナコラム7の外周面の圧入荷重Fを適正範囲に収めることが重要となる。この点に関して、本例のステアリング装置1では、アウタコラム6の内周面に対するインナコラム7の外周面の圧入荷重Fを適正範囲に収めることが容易である。この理由について、以下に説明する。
Since the
本例では、アウタコラム6の前側小径筒部8の径方向に関する剛性を、インナコラム7の大径筒部17の径方向に関する剛性よりも、積極的に低くしている。このために、具体的には、前側小径筒部8の厚さ寸法Toutを、大径筒部17の厚さ寸法Tinよりも小さくしている(Tout<Tin)。これにより、互いに嵌合する前側小径筒部8と大径筒部17との間に、径方向に関する剛性(ばね定数)の差を意図的に生じさせることで、前側小径筒部8の径方向に関する剛性を、大径筒部17の径方向に関する剛性よりも、積極的に低くしている。
In this example, the radial rigidity of the front small-
したがって、本例の構造では、従来例と同様の構造、すなわち、前側小径筒部8の厚さ寸法Toutと大径筒部17の厚さ寸法Tinとを互いに等しくした比較例の構造(Tin=Tout)に比べて、前側小径筒部8の内周面に大径筒部17の外周面を圧入する際に、前側小径筒部8に径方向のたわみが生じやすくなっている。この結果、本例の構造では、大径筒部17と前側小径筒部8との嵌合部の締め代λと、前側小径筒部8の内周面に対する大径筒部17の外周面の圧入荷重Fとの相関に関して、比較例の構造よりも、締め代λのばらつきに対する、圧入荷重Fのばらつきを小さくすることができる。
Therefore, in the structure of this example, the structure of the conventional example, that is, the structure of the comparative example in which the thickness T out of the front small-diameter
図13は、この点を視覚化したイメージ図であり、具体的には、前側小径筒部8と大径筒部17との嵌合部の締め代λと、前側小径筒部8の内周面に対する大径筒部17の外周面の圧入荷重Fとの相関を表したグラフである。図13のグラフに示すように、本例の構造(実線α)では、比較例の構造(破線β)に比べて、締め代λの変化に対し、圧入荷重Fが緩やかに変化するようになっている。すなわち、本例の構造では、比較例の構造に比べて、圧入荷重Fを適正範囲に収めるための、締め代λの許容範囲が広くなっている。
FIG. 13 is an image diagram visualizing this point. 3 is a graph showing the correlation between the press-fit load F of the outer peripheral surface of the large-diameter
したがって、本例の構造では、比較例の構造に比べて、圧入荷重Fを適正範囲に収めるために、アウタコラム6およびインナコラム7の精度を高くする必要がない。また、圧入荷重Fを適正範囲に収めるために、インナコラム7とアウタコラム6とを選択的に組み合わせる作業が不要になるか、あるいは、この作業が必要になる場合でも、その作業時間を短くすることができる。つまり、本例の構造では、圧入荷重Fを適正範囲に収めることが容易である。したがって、ステアリング装置1の製造コストを低く抑えられる。
Therefore, in the structure of this example, it is not necessary to increase the accuracy of the
[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14~図16を用いて説明する。
[Second example of embodiment]
A second example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16. FIG.
本例は、実施の形態の第1例の変形例である。本例では、ステアリングコラム3aを構成するインナコラム7aは、第1の突条15および第2の突条16が形成された箇所を除き、全長にわたり径寸法が変化しない円筒形状を有する。これに伴い、本例では、第2の突条16のそれぞれが、実施の形態の第1例の場合よりも、インナコラム7aの前側の端縁に近い位置まで延長して形成されている。
This example is a modification of the first example of the embodiment. In this example, the
本例の構造では、インナコラム7aの軸方向の前側部の径寸法を、実施の形態の第1例の場合よりも大きくできるため、該前側部の曲げ剛性を向上させることができる。第2の突条16のそれぞれが、インナコラム7aの前側の端縁に近い位置まで延長して形成されているため、この面でも、インナコラム7aの軸方向の前側部の曲げ剛性を向上させることができる。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。
In the structure of this example, the radial dimension of the front side portion in the axial direction of the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例について、図17~図20を用いて説明する。
[Third example of embodiment]
A third example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 17 to 20. FIG.
本例は、実施の形態の第1例の変形例である。本例では、ステアリングコラム3bを構成するインナコラム7bに備えられた第2の突条16は、第1の突条15から周方向に外れた箇所に配置されている。本発明を実施する場合で、本例のように、第2の突条16を、第1の突条15から周方向に外れた箇所に配置する場合、第2の突条16の数、第1の突条15から周方向に外れた範囲における第2の突条16の周方向位置、および、第2の突条16が存在する軸方向範囲は、いずれも任意に決定することができる。たとえば、第2の突条16が存在する軸方向範囲は、第1の突条15が存在する軸方向範囲との関係で、異なる軸方向範囲にすることもできるし、少なくとも一部で同じ軸方向範囲にすることもできる。
This example is a modification of the first example of the embodiment. In this example, the
本例では、第2の突条16は、第1の突条15と同数、すなわち4つ備えられている。第1の突条15と第2の突条16とは、周方向に関して交互にかつ等ピッチに配置されている。第2の突条16のそれぞれは、大径筒部17の外周面のうち、軸方向の後側の端縁部から前側の端縁に近い位置までの連続した軸方向範囲に存在している。具体的には、第2の突条16のそれぞれは、軸方向の後側端部および中間部が第1の突条15と同じ軸方向範囲に存在し、軸方向の前側端部が第1の突条15よりも前側の軸方向範囲に存在している。二次衝突が発生する前のステアリングコラム3の組立状態において、第2の突条16のそれぞれの軸方向の前側端部は、アウタコラム6の前側小径筒部8の内側から前側に突出した部分に配置されている。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。
In this example, the
Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
[実施の形態の第4例]
本発明の実施の形態の第4例について、図21~図24を用いて説明する。
[Fourth example of embodiment]
A fourth example of the embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 21 to 24. FIG.
本例は、実施の形態の第2例の変形例である。本例では、ステアリングコラム3cを構成するインナコラム7cに備えられた第2の突条16は、第1の突条15から周方向に外れた箇所に配置されている。具体的には、第2の突条16は、第1の突条15と同数、すなわち4つ備えられている。第1の突条15と第2の突条16とは、周方向に関して交互にかつ等ピッチに配置されている。第2の突条16のそれぞれは、インナコラム7cの外周面のうち、軸方向の前側の端縁部から中間部までの連続した軸方向範囲に存在している。具体的には、第2の突条16のそれぞれは、軸方向の前側端部および中間部が第1の突条15よりも前側の軸方向範囲に存在し、軸方向の後側端部が第1の突条15の軸方向の前側端部と同じ軸方向範囲に存在している。二次衝突が発生する前のステアリングコラム3の組立状態において、第2の突条16のそれぞれの軸方向の前側端部および中間部は、アウタコラム6の前側小径筒部8の内側から前側に突出した部分に配置されている。
その他の構成および作用効果は、実施の形態の第1例および第2例と同様である。
This example is a modification of the second example of the embodiment. In this example, the
Other configurations and effects are the same as those of the first and second examples of the embodiment.
[参考例の第1例]
本発明に関連する参考例の第1例について、図25および図26を用いて説明する。本参考例は、実施の形態の第1例の変形例であり、ステアリングコラム3z1を構成するインナコラム7z1の大径筒部17の軸方向の前側端部に第2の突条を備えていない点のみが、第1例と異なる。本参考例の構造では、第2の突条を備えていない分、大径筒部17の軸方向の前側端部の剛性が低くなるが、その他の作用効果は、第1例と同様である。
[First example of reference example]
A first reference example related to the present invention will be described with reference to FIGS. 25 and 26. FIG. This reference example is a modification of the first example of the embodiment, and does not include a second ridge at the front end in the axial direction of the large-diameter
[参考例の第2例]
本発明に関連する参考例の第2例について、図27および図28を用いて説明する。本参考例は、実施の形態の第2例の変形例であり、ステアリングコラム3z2を構成するインナコラム7z2の軸方向の前側部に第2の突条を備えておらず、その代わりに、第1の突条15がインナコラム7z2の前側の端縁に近い位置まで延長して形成されている点のみが、第2例と異なる。その他の作用効果は、第2例と同様である。
[Second example of reference example]
A second reference example related to the present invention will be described with reference to FIGS. 27 and 28. FIG. This reference example is a modification of the second example of the embodiment, and does not include the second ridge on the front side portion in the axial direction of the inner column 7z2 that constitutes the steering column 3z2. The only difference from the second example is that one
なお、本発明を実施する場合には、上述した各実施の形態の構造を、矛盾を生じない範囲で適宜組み合わせて実施することができる。たとえば、実施の形態の第1例および第2例の構造において、第1の突条15から周方向に外れた箇所に第2の突条をさらに追加した構造を採用することもできる。
It should be noted that, when implementing the present invention, the structures of the above-described embodiments can be appropriately combined within a range that does not cause contradiction. For example, in the structures of the first and second examples of the embodiment, a structure in which a second ridge is further added at a location away from the
本発明のステアリング装置は、ステアリングホイールの高さ位置の調節機構を備えていないをステアリング装置に適用することもできる。 The steering device of the present invention can also be applied to a steering device that does not have a mechanism for adjusting the height position of the steering wheel.
1 ステアリング装置
2 ステアリングシャフト
3、3a、3b、3c、3z1、3z2 ステアリングコラム
4 車体側ブラケット
5 クランプ機構
6 アウタコラム
7、7a、7b、7c、7z1、7z2 インナコラム
8 前側小径筒部
9 大径筒部
10 後側小径筒部
11 前側連結部
12 後側連結部
13 軸受保持部
14 キーロック孔
15 第1の突条
16 第2の突条
17 大径筒部
18 小径筒部
19 連結部
20 電動アシスト装置
21 ギヤハウジング
22 電動モータ
23 チルト軸
24 取付板
25 取付孔
26 コラム側ブラケット
27 側板部
28 連結板部
29 通孔
30 前側シャフト
31 後側シャフト
32 取付板部
33 支持板部
34 チルト長孔
35 調節ロッド
36 調節ナット
37 カム装置
38 調節レバー
39 スラスト軸受
40 頭部
41 雄ねじ部
42 駆動側カム
43 被駆動側カム
44 ステアリングホイール
100 ステアリング装置
101 ステアリングホイール
102、102a ステアリングシャフト
103、103a ステアリングコラム
104a、104b 自在継手
105 中間シャフト
106 ステアリングギヤユニット
107 ピニオン軸
108 タイロッド
109 インナコラム
110 アウタコラム
111 突条
112 電動アシスト装置
113 ギヤハウジング
114 車体側ブラケット
Claims (8)
前記摺接筒部の内側に軸方向一部が配置されるインナコラムと、を備え、
前記インナコラムは、外周面の周方向に離隔した複数箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する第1の突条、および、外周面のうちで前記第1の突条から外れた箇所に、径方向外側に突出しかつ軸方向に伸長する第2の突条を有し、
前記インナコラムの外周面は、前記第1の突条のそれぞれの頂部のみで、前記摺接筒部の内周面と締め代を有する状態で接触し、前記第2の突条は、前記摺接筒部の内周面と締め代を有する状態で接触しない、
ステアリングコラム。 an outer column having a slidable cylindrical portion;
an inner column, a part of which is arranged in the axial direction inside the slidable cylindrical portion;
The inner column includes first ridges projecting radially outward and extending in the axial direction at a plurality of locations spaced apart in the circumferential direction of the outer peripheral surface, and on the outer peripheral surface, the first ridges are separated from the first ridges. having a second ridge projecting radially outward and extending in the axial direction at a location;
The outer peripheral surface of the inner column is in contact with the inner peripheral surface of the sliding contact cylindrical portion only at the apex of each of the first ridges with interference, and the second ridges are in contact with the sliding contact cylindrical portion. Do not contact the inner peripheral surface of the contact cylinder part with interference,
steering column.
請求項1に記載のステアリングコラム。 wherein the second ridge is arranged at a position protruding axially from the inner side of the outer column;
A steering column according to claim 1 .
請求項1または2に記載のステアリングコラム。 The location deviated from the first ridge is the same circumferential location as the first ridge, and is a location deviated from the first ridge in the axial direction.
The steering column according to claim 1 or 2.
請求項1~3のうちのいずれかに記載のステアリングコラム。 The location detached from the first ridge is the location deviated from the first ridge in the circumferential direction,
A steering column according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~4のうちのいずれかに記載のステアリングコラム。 the rigidity in the radial direction of the cylindrical sliding contact portion is lower than the rigidity in the radial direction of a portion of the inner column disposed inside the cylindrical sliding contact portion;
A steering column according to any one of claims 1 to 4.
請求項1~5のうちのいずれかに記載のステアリングコラム。 the thickness dimension of the cylindrical sliding contact portion is smaller than the thickness dimension of a portion of the inner column disposed inside the cylindrical sliding contact portion;
A steering column according to any one of claims 1 to 5.
請求項1~6のうちのいずれかに記載のステアリングコラム。 wherein the slidable cylindrical portion is configured in a cylindrical shape,
A steering column according to any one of claims 1 to 6.
前記ステアリングコラムが、請求項1~7のうちのいずれかに記載のステアリングコラムであり、
前記インナコラムが、前記アウタコラムの前側に配置され、かつ、車体に対して前方への変位を阻止されている、
ステアリング装置。 A steering device comprising a steering column,
The steering column is the steering column according to any one of claims 1 to 7,
The inner column is arranged on the front side of the outer column and prevented from moving forward with respect to the vehicle body.
steering device.
Priority Applications (1)
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JP2021039123A JP2022138946A (en) | 2021-03-11 | 2021-03-11 | Steering column and steering unit |
Applications Claiming Priority (1)
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