JP5212714B2 - 車両用衝撃吸収操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用衝撃吸収操舵装置に関する。

車両用操舵装置は、ステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムとを有している。ステアリングコラムは、互いに嵌合されたアウターチューブおよびインナーチューブとを有している。車両の衝突のときに、アウターチューブおよびインナーチューブを、互いに相対移動させて衝撃を吸収する車両用衝撃吸収操舵装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。

通例、車両用操舵装置は、防犯用のステアリングロック装置を有している。ステアリングロック装置は、ステアリングシャフトに固定された筒状のキーロックカラーと、ステアリングコラムに進退可能に保持されたロックピンとを有している。ロックピンとキーロックカラーとが互いに係合することにより、ステアリングシャフトの回転が規制される。
特開２００６−２６４４２４号公報 実開平６−７９６８９号公報

特許文献１では、衝撃吸収ストローク量を大きく確保するために、車両の衝突のときに、インナーチューブが、キーロックカラーの外周とアウターチューブの内周との間の隙間に入るようになっている。しかし、インナーチューブがキーロックカラーの外側を通るので、アウターチューブが大型化する。
一方で、ステアリングコラムの小型化が要請されている。小型化するために、アウターチューブの外径を小さくすると、キーロックカラーの外周とアウターチューブの内周との間の隙間が狭くなるので、この隙間をインナーチューブが通れなくなる。その結果、衝撃吸収ストローク量が小さくなる。

そこで、本発明の目的は、衝撃吸収ストローク量を大きくできて小型の車両用衝撃吸収操舵装置を提供することである。

本発明の車両用衝撃吸収操舵装置（１）は、操舵部材（２）に連結されたステアリングシャフト（３）と、上記ステアリングシャフトを軸受（３６，３７，３８，３９）を介して回転可能に支持するステアリングコラム（３５）と、上記ステアリングシャフトの外周（１１７）に固定され、ステアリングロック用のロックピン（４２）を係合させるためのキーロック孔（１１６）を有する円筒状のキーロックカラー（４４）と、を備え、上記ステアリングコラムは、上記ステアリングシャフトの軸方向（Ａ１）に相対移動可能に互いに嵌合されたアウタージャケット（５５）およびインナージャケット（５４）を含み、上記アウタージャケットは、上記キーロックカラーを取り囲むアウターチューブ（５６，５６Ａ）を含み、上記アウターチューブの断面は、互いに直交する第１および第２の方向（Ｃ１，Ｃ２）のうち上記第１の方向（Ｃ１）に相対的に長く、上記第２の方向（Ｃ２）に相対的に短い形状をなし、上記インナージャケットは、上記アウターチューブとは嵌合しないインナーチューブ（５８）と、上記インナーチューブの一端（１３３）から上記軸方向の上方へ延び、上記アウターチューブの内周（１１９）に嵌合した溝形または断面Ｕ字状の一対の嵌合板（５９，５９Ａ）とを含み、上記一対の嵌合板は、上記インナーチューブの中心軸線（１３２）を挟んで上記第１の方向に互いに対向し、車両の衝突のときに、上記軸方向に沿う上記アウタージャケットおよび上記インナージャケットの相対移動に伴って、上記一対の嵌合板が、上記アウターチューブの上記内周と上記キーロックカラーの外周（１１４）との間の挿入空間（１２０）に挿入されるようにしてあることを特徴とする（請求項１）。

本発明によれば、車両の衝突のときに、一対の嵌合板とアウターチューブとが軸方向に相対移動し、一対の嵌合板を挿入空間に挿入できるので、相対移動量を大きくできる。その結果、ステアリングコラムの収縮量を大きくできる。従って、衝撃吸収ストローク量を大きくできる。
しかも、インナージャケットの上部が、第１の方向に対向する一対の嵌合板により構成されるので、第２の方向に関して、アウタージャケットが、ひいてはステアリングコラムが小型化される。また、互いに対向する一対の嵌合板がアウターチューブに嵌合しており、且つ各嵌合板は溝形または断面Ｕ字状をなしている。その結果、ステアリングコラムの剛性（特に、曲げ剛性）を高くできる。

また、本発明において、上記アウターチューブ（５６）は、断面矩形をなし、上記一対の嵌合板（５９）のそれぞれは、ウェブ（１３６）および一対のフランジ（１３７）を含む溝形をなし、上記ウェブおよび一対の上記フランジのそれぞれが、上記アウターチューブの上記内周の対応する平坦な面要素（１２４，１２５）に嵌合している場合がある（請求項２）。この場合、アウターチューブおよび各嵌合板が互いに、少なくとも３つの面要素で嵌合でき、アウターチューブおよび各嵌合板の連結剛性および連結強度を向上できる。

また、本発明において、上記アウターチューブの断面の角部に、面取り部（１２６）が設けられており、上記ウェブと各上記フランジとの間に、上記アウターチューブの上記面取り部に嵌合する面取り部（１３８）が設けられている場合がある（請求項３）。この場合、アウターチューブおよび各嵌合板が互いに嵌合する面要素の数を増加させることができ、アウターチューブおよび各嵌合板の連結剛性および連結強度を向上することができる。また、アウターチューブの面取り部により、アウタージャケットをより一層小型化できる。

また、本発明において、上記軸受は、上記アウタージャケットに保持された軸受（３６）を含み、上記インナーチューブと上記キーロックカラーとが、上記軸方向に第１の所定距離（Ｌ１）離隔して対向しており、上記アウタージャケットに保持された上記軸受と上記各嵌合板とが、上記軸方向に第２の所定距離（Ｌ２）離隔して対向しており、上記第１の所定距離と上記第２の所定距離とは互いに等しくされており、車両の衝突のときのステアリングコラムの収縮量（Ｌ３）を規制する場合がある。この場合には、アウタージャケットとインナージャケットとの嵌合長さを確保しつつ、車両の衝突のときのステアリングコラムの収縮量を、ひいては衝撃吸収ストローク量を確保できる。

なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、車両用衝撃吸収操舵装置が電動パワーステアリング装置（EPS ：Electric Power Steering System）である場合に則して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の車両用衝撃吸収操舵装置の概略構成の模式図である。図１を参照して、車両用衝撃吸収操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に第１の自在継手４を介して連結された中間シャフト５と、中間シャフト５に第２の自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部近傍に設けられたピニオン歯８に噛み合うラック歯９を有して自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー１０とを有している。

ピニオンシャフト７およびラックバー１０によりラックアンドピニオン機構からなるステアリングギヤ１１が構成されている。ラックバー１０は、車体１２に固定されるラックハウジング１３内に図示しない複数の軸受を介して直線往復可能に支持されている。ラックバー１０には、一対のタイロッド１４が結合されている。各タイロッド１４は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１６に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯８およびラック歯９によって、自動車の左右方向（図１での紙面垂直方向に相当する。）に沿ってのラックバー１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。
ステアリングシャフト３は、後述するように、アッパーシャフト５１と、ロアーシャフト５２と、入力軸１７と、トーションバー１９と、出力軸１８とを有している。アッパーシャフト５１と、ロアーシャフト５２と、入力軸１７と、トーションバー１９と、出力軸１８とが、ステアリングシャフト３の軸方向Ａ１（以下、単に軸方向Ａ１ともいう。）に沿って、操舵部材２側から順に連結されている。

入力軸１７は、アッパーシャフト５１およびロアーシャフト５２を介して操舵部材２に連なっている。入力軸１７および出力軸１８はトーションバー１９を介して同一の軸線上で互いに連結されている。入力軸１７に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー１９が弾性ねじり変形し、これにより、入力軸１７および出力軸１８が相対回転するようになっている。

トーションバー１９を介する入力軸１７および出力軸１８の間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ２０が設けられている。また、車速を検出するための車速センサ２１が設けられている。また、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）２２が設けられている。また、操舵補助力を発生させるための電動モータ２３と、この電動モータ２３の出力回転を減速する減速機構２４とが設けられている。

トルクセンサ２０および車速センサ２１からの検出信号が、ＥＣＵ２２に入力されるようになっている。ＥＣＵ２２は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、操舵補助用の電動モータ２３を制御する。電動モータ２３の出力回転が減速機構２４を介して減速されてピニオンシャフト７に伝達され、ラックバー１０の直線運動に変換されて、操舵が補助されるようになっている。

減速機構２４は、駆動ギヤとしてのウォーム２６と、このウォーム２６に噛み合う従動ギヤとしてのウォームホイール２７とを備える。ウォーム２６は、電動モータ２３の出力軸（図示せず）と同心に配置されており、電動モータ２３により回転駆動される。ウォームホイール２７は、出力軸１８に同行回転し且つ軸方向移動不能に連結されている。
また、車両用衝撃吸収操舵装置１は、ステアリングシャフト３を回転可能に支持するステアリングコラム３５を有している。ステアリングコラム３５は、第１の軸受３６、第２の軸受３７、第３の軸受３８、および第４の軸受３９を介して、ステアリングシャフト３を支持している。

また、車両用衝撃吸収操舵装置１は、車両の盗難を防止するために、ステアリングシャフト３の回転を解除可能に規制するためのロックピン４２と、ロックピン４２を進退可能に保持しステアリングコラム３５に固定されたロック装置本体４３と、ロックピン４２と離脱可能に係合するキーロックカラー４４とを有している。
キーロックカラー４４は、ステアリングシャフト３の周方向にステアリングシャフト３に同行移動可能に取り付けられている。ロックピン４２がキーロックカラー４４に係合することにより、ロックピン４２がキーロックカラー４４を介してステアリングシャフト３の回転を規制することができる。ロックピン４２と、キーロックカラー４４とが、ステアリングロック装置の少なくとも一部を構成している。

また、ステアリングコラム３５は、上部支持構造４７および下部支持構造４８により、車体１２に支持されている。ステアリングコラム３５は、軸方向Ａ１に平行に延びており、また、車両の前後方向Ｘ１に対して傾斜する方向に延びている。例えば、操舵部材２が上側となるように、ステアリングシャフト３の中心軸線が、車両の前後方向Ｘ１に対して斜めに配置されている。なお、図１には、上下方向Ｚ１を図示してある。

また、車両用衝撃吸収操舵装置１は、車両の衝突時に運転者が操舵部材２に衝突するとき（二次衝突）の衝撃を吸収するための衝撃吸収機能を有している。
衝撃吸収機能は、上部支持構造４７と、下部支持構造４８と、後述するように収縮可能なステアリングシャフト３と、後述するように収縮可能なステアリングコラム３５とにより実現されている。

図２は、図１の要部の断面図であり、ステアリングコラム３５およびステアリングシャフト３の軸方向上部を主に示す。図１および図２を参照して、ステアリングシャフト３は、筒状をなす外軸としてのアッパーシャフト５１と、内軸としてのロアーシャフト５２と、上述の入力軸１７と、上述の出力軸１８と、上述のトーションバー１９とを有している。

アッパーシャフト５１の軸方向上端に操舵部材２が連結されている。アッパーシャフト５１の軸方向下端とロアーシャフト５２の軸方向上端とは、互いに嵌合されている。アッパーシャフト５１とロアーシャフト５２とは、軸方向Ａ１に沿って互いに相対移動可能に且つ同行回転するように、スプライン構造等の継手構造により互いに連結されている。
ロアーシャフト５２の軸方向下端部と、入力軸１７の軸方向上端部とは、同行回転できるように、互いに連結されている。

ステアリングコラム３５は、ステアリングシャフト３の一部を収容するコラムジャケット５３と、減速機構２４を収容するハウジング７８とを有している。また、ハウジング７８には、トルクセンサ２０および電動モータ２３が配置されている。
コラムジャケット５３は、軸方向Ａ１に関するステアリングコラム３５の上部および中間部を構成している。

コラムジャケット５３は、インナージャケット５４と、アウタージャケット５５とを有している。インナージャケット５４と、アウタージャケット５５とは、この順で軸方向下方から軸方向Ａ１に順に並んでいる。インナージャケット５４の軸方向上端の外周が、アウタージャケット５５の軸方向下端の内周に、軸方向Ａ１に相対移動可能に嵌合している。

アウタージャケット５５は、キーロックカラー４４を取り囲むアウターチューブ５６と、第１の軸受３６を保持する円筒状の軸受保持部５７とを含んでいる。アウターチューブ５６と軸受保持部５７とは、単一材料により一体に形成されている。
アウターチューブ５６は、軸受保持部５７よりも軸方向下方に配置されている。アウターチューブ５６は、軸方向Ａ１に延びている。アウターチューブ５６の軸方向下端部は、インナージャケット５４と嵌合している。また、アウターチューブ５６は、車両の衝突のときにインナージャケット５４と互いに相対摺動できる部分、例えば、軸方向Ａ１に関する全域を有している。

図３は、図２に示すコラムジャケット５３の分解斜視図であり、部分的に断面表示している。図２および図３を参照して、インナージャケット５４は、アウターチューブ５６とは嵌合しないインナーチューブ５８と、溝形の一対の嵌合板５９とを含んでいる。インナーチューブ５８と一対の嵌合板５９とは、互いに別体で形成されており、互いに固定されている。例えば、インナーチューブ５８と各嵌合板５９とは、互いに溶接されている。また、インナーチューブ５８と一対の嵌合板５９とは、単一材料により一体に形成されていてもよい。

図４は、図２の要部の断面図であり、アウタージャケット５５とアッパーシャフト５１の軸方向上部を主に示す。図４を参照して、アウタージャケット５５の軸受保持部５７は、第１の軸受３６を保持し、この第１の軸受３６を介して、アッパーシャフト５１を回転可能に支持している。また、アウタージャケット５５とアッパーシャフト５１との軸方向相対移動が規制されている。

具体的には、第１の軸受３６は、転がり軸受としての玉軸受である。第１の軸受３６は、内輪６１と、外輪６２と、内輪６１および外輪６２の間に転動可能に介在する転動体としての複数のボール６３とを有している。
アッパーシャフト５１には、内輪６１が嵌合する外周面からなる嵌合部６４と、段部６５と、周溝６６とが形成されている。段部６５と周溝６６とは、嵌合部６４を挟んで、軸方向Ａ１の互いに反対側に配置されている。周溝６６に、内輪６１を固定するための固定部材としての止め輪６７が係止されている。第１の軸受３６の内輪６１は、アッパーシャフト５１の段部６５と、止め輪６７との間に配置されている。これにより、第１の軸受３６の内輪６１の軸方向移動が規制されている。

アウタージャケット５５の軸受保持部５７は、第１の軸受３６の外輪６２が嵌合する内周面からなる嵌合部６８と、嵌合部６８の端縁から径方向内方に延びる環状の端壁６９とを有している。また、軸受保持部５７の外周には、円筒状のカバー７０が取り付けられている。カバー７０は、径方向内方に延びるフランジ部７１を有している。フランジ部７１と端壁６９とが、外輪６２を挟んで、軸方向Ａ１に対向している。第１の軸受３６の外輪６２は、軸受保持部５７の端壁６９と、カバー７０のフランジ部７１との間に配置されている。これにより、第１の軸受３６の外輪６２の軸方向移動が規制されている。

図１および図２を参照して、上部支持構造４７が、アウタージャケット５５の軸方向下端部を支持している。上部支持構造４７は、車体１２に連結部材７４を介して固定状態で支持された上部固定ブラケット７５を有している。上部固定ブラケット７５は、軸方向Ａ１に関するアウタージャケット５５の下側の端部を支持しており、また、軸方向Ａ１に関するアウタージャケット５５の相対移動を規制している。

連結部材７４は、上部固定ブラケット７５を所定の保持力で車体１２に保持している。これにより、通常時に上部固定ブラケット７５と車体１２との相対移動が規制されている。また、所定の保持力を上回る衝撃力が作用する車両の衝突時には、上部固定ブラケット７５と車体１２との相対移動が許容される。
図１を参照して、ハウジング７８は、インナージャケット５４のインナーチューブ５８の軸方向下端部に連結されている。ハウジング７８は、第２の軸受３７を保持している。第２の軸受３７は、転がり軸受としての玉軸受である。ハウジング７８は、第２の軸受３７を介して、入力軸１７を回転可能に支持している。

図５は、図１の要部の断面図であり、ハウジング７８とその内部を主に示す。図１および図５を参照して、ハウジング７８は、第３の軸受３８、および第４の軸受３９を保持している。第３の軸受３８は、転がり軸受としての玉軸受である。第４の軸受３９は、転がり軸受としての玉軸受である。ハウジング７８は、第３の軸受３８および第４の軸受３９を介して、出力軸１８を回転可能に支持している。

また、ハウジング７８は、第４の軸受３９を介して、出力軸１８の軸方向移動を規制しており、ひいては、入力軸１７およびロアーシャフト５２の軸方向移動を規制している。具体的には、第４の軸受３９は、内輪８５と、外輪８６と、内輪８５および外輪８６の間に転動可能に介在する転動体としての複数のボール８７とを有している。
出力軸１８は、第４の軸受３９の内輪８５が嵌合する外周面からなる嵌合部８８と、この嵌合部８８の縁部から径方向外方に延設された環状の段部８９と、雄ねじ部９０とを有している。雄ねじ部９０と段部８９とは、嵌合部８８を挟んで、軸方向Ａ１に関して互いに反対側に配置されている。雄ねじ部９０に、内輪８５を固定するための固定部材としての環状の雌ねじ部材９１が係止されている。第４の軸受３９の内輪８５は、段部８９と、雌ねじ部材９１との間に配置されている。これにより、第４の軸受３９の内輪８５の軸方向移動が規制されている。

ハウジング７８は、第４の軸受３９の外輪８６が嵌合する内周面からなる嵌合部９２と、嵌合部９２の端縁から径方向内方に延びる環状の端壁９３と、周溝９４とを有している。周溝９４と端壁９３とは、嵌合部９２を挟んで、軸方向Ａ１に関して互いに反対側に配置されている。周溝９４に、外輪８６を固定するための固定部材としての止め輪９５が係止されている。第４の軸受３９の外輪８６は、ハウジング７８の端壁９３と、止め輪９５との間に配置されている。これにより、第４の軸受３９の外輪８６の軸方向移動が規制されている。

また、ハウジング７８は、軸方向Ａ１に関するステアリングコラム３５の下部を構成している。ハウジング７８は、車体１２に下部支持構造４８により支持されている。
下部支持構造４８は、車体１２に固定状態で支持された下部固定ブラケット９８と、下部固定ブラケット９８に支持された被支持部材９９と、下部固定ブラケット９８および被支持部材９９の間に介在しこれらを互いに連結する支軸１００とを有している。被支持部材９９は、支軸１００を介して、下部固定ブラケット９８に支持されている。また、被支持部材９９は、ステアリングコラム３５の下部としてのハウジング７８に固定されている。具体的には、被支持部材９９とハウジング７８とは、単一材料により一体に形成されている。ハウジング７８は、被支持部材９９、支軸１００および下部固定ブラケット９８を介して、車体１２に支持されている。

図６は、図２に示すVI-VI 断面の断面図であり、部分的に断面表示している。図２および図６を参照して、ロック装置本体４３は、アウターチューブ５６の外周１２１に固定されている。ロック装置本体４３には、ロックピン４２をキーロックカラー４４に係脱させるためにロックピン４２を駆動するための機構部（図示せず）が設けられている。機構部は、例えば、手動操作に連動してカム機構によりロックピン４２を駆動できるようになっている。または、機構部は、アクチュエータの駆動によりカム機構を介してロックピン４２を駆動できるようになっていてもよい。

また、アウターチューブ５６は、通孔１１２を有している。ロックピン４２は、ロック装置本体４３から進出するときに、通孔１１２を通ることができ、これにより、キーロックカラー４４に係合することができる。
キーロックカラー４４は、断面円形の筒状をなしている。キーロックカラー４４は、外周１１４および内周１１５を有している。キーロックカラー４４の外周１１４には、周方向の複数か所にキーロック孔１１６が形成されている。

キーロック孔１１６は、軸方向Ａ１に平行に延びる溝からなる。なお、キーロック孔１１６は、少なくとも一つがあればよい。また、キーロック孔１１６は、キーロックカラー４４をその径方向に貫通するものでもよいし、貫通しないものでもよい。
キーロックカラー４４と、ロックピン４２とは、ステアリングシャフト３の径方向に互いに対向して配置されている。軸方向Ａ１に関して、キーロック孔１１６の中央位置と、ロックピン４２の中央位置とが、合わせられている。また、キーロックカラー４４は、ステアリングシャフト３のアッパーシャフト５１の外周１１７に、例えば、圧入状態で固定されている。

なお、キーロックカラー４４は、アッパーシャフト５１に相対移動不能に固定されていてもよいし、アッパーシャフト５１に所定の保持トルクを超えるトルクが作用したときに相対移動可能となるように、所定の保持力で固定されていてもよい。
ステアリングロック状態では、ロックピン４２の先端が、ロック装置本体４３からステアリングコラム３５内に進出し、キーロックカラー４４のキーロック孔１１６の縁部に係合する。その結果、ステアリングロックが達成される。また、ステアリングロックが解除された状態では、ロックピン４２は、ロック装置本体４３内に退く。これにより、ロックピン４２とキーロックカラー４４との係合は解除される。

図７は、図１の車両用衝撃吸収操舵装置１の要部の概略構成の模式図であり、衝撃吸収したときの状態を示す。また、衝撃吸収前の状態を、図１に示す。図１と図７を参照して、車両の衝突のときに、インナージャケット５４とアウタージャケット５５とは、軸方向Ａ１に相対移動できるようになっている。具体的には、アウタージャケット５５が車両の前方に向けてインナージャケット５４に対して相対移動する。

また、本実施形態では、アウターチューブ５６の内周１１９とキーロックカラー４４の外周１１４との間には、環状の挿入空間１２０が区画されている。挿入空間１２０には、車両の衝突のときに、インナージャケット５４の嵌合板５９が挿入されるようになっている。
図３および図６を参照して、アウターチューブ５６の軸直角断面は、互いに直交する第１の方向Ｃ１および第２の方向Ｃ２のうち第１の方向Ｃ１に相対的に長く、第２の方向Ｃ２に相対的に短い形状をなしている。ここで、アウターチューブ５６の軸直角断面は、ステアリングシャフト３の軸方向Ａ１に垂直な断面に相当する。また、本実施形態では、アウターチューブ５６の軸直角断面は、上下方向Ｚ１に長くなるようにされている。

アウターチューブ５６は、内周１１９と、外周１２１とを有している。アウターチューブ５６の肉厚は、周方向に一定である。
アウターチューブ５６の内周１１９は、平坦な複数の面要素１２４，１２５，１２６を有している。すなわち、内周１１９は、第１の方向Ｃ１に互いに対向する面要素としての一対の第１の平坦面１２４と、第２の方向Ｃ２に互いに対向する面要素としての一対の第２の平坦面１２５と、面要素としての４つの面取り部１２６とを有している。各面取り部１２６は、対応する第１の平坦面１２４と、対応する第２の平坦面１２５とを、互いに接続している。各面取り部１２６は、平坦面をなしている。

アウターチューブ５６の内周１１９は、断面矩形をなしている。すなわち、一対の第１の平坦面１２４と、一対の第２の平坦面１２５とが、矩形をなしている。矩形の角部に、面取り部１２６が設けられている。
アウターチューブ５６の外周１２１は、平坦な複数の面要素１２８，１２９，１３０を有している。すなわち、外周１２１は、第１の方向Ｃ１に互いに対向する面要素としての一対の第１の平坦面１２８と、第２の方向Ｃ２に互いに対向する面要素としての一対の第２の平坦面１２９と、面要素としての４つの面取り部１３０とを有している。各面取り部１３０は、対応する第１の平坦面１２８と、対応する第２の平坦面１２９とを、互いに接続している。各面取り部１３０は、平坦面をなしている。

アウターチューブ５６の外周１２１は、断面矩形をなしている。すなわち、一対の第１の平坦面１２８と、一対の第２の平坦面１２９とが、矩形をなしている。矩形の角部に、面取り部１３０が設けられている。
なお、内周１１９の面取り部１２６は、凹湾曲面をなしてもよい。また、外周１２１の面取り部１３０は、凸湾曲面をなしてもよい。本実施形態では、各面取り部１２６，１３０が平坦面の場合に則して説明する。

図２と図３を参照して、インナーチューブ５８は、断面円形をなしている。
一対の嵌合板５９は、インナーチューブ５８の中心軸線１３２を挟んで第１の方向Ｃ１に互いに対向している。
各嵌合板５９は、インナーチューブ５８の一端１３３から軸方向Ａ１の上方へ延びている。各嵌合板５９は、アウターチューブ５６の内周１１９に嵌合している。

各嵌合板５９は、溝形をなしている。各嵌合板５９は、ウェブ１３６および一対のフランジ１３７を有している。ウェブ１３６および一対のフランジ１３７のそれぞれの軸方向端部が、インナーチューブ５８に接続されている。
また、各嵌合板５９は、ウェブ１３６および各フランジ１３７の間に設けられた一対の面取り部１３８を有している。

一方の面取り部１３８は、ウェブ１３６のなす平坦面１４０と、一方のフランジ１３７のなす平坦面１４１とを、互いに接続している。他方の面取り部１３８は、ウェブ１３６のなす平坦面１４０と、他方のフランジ１３７のなす平坦面１４１とを、互いに接続している。各面取り部１３８は、平坦面をなしている。各面取り部１３８は、アウターチューブ５６の内周１１９の対応する面取り部１２６に嵌合している。

ウェブ１３６のなす平坦面１４０、一対のフランジ１３７のそれぞれの平坦面１４１、および一対の面取り部１３８のそれぞれが、アウターチューブ５６の内周１１９の対応する平坦な面要素１２４，１２５，１２６に嵌合している。
具体的には、ウェブ１３６のなす平坦面１４０と第１の平坦面１２４とが当接している。フランジ１３７のなす平坦面１４１と第２の平坦面１２５とが互いに当接している。嵌合板５９の面取り部１３８とアウターチューブ５６の内周１１９の面取り部１２６とが互いに当接している。

また、第１の方向Ｃ１に対する嵌合板５９の各面取り部１３８の角度と、第１の方向Ｃ１に対するアウターチューブ５６の内周１１９の各面取り部１２６に対する角度とは、互いに等しくされている。
また、第１の方向Ｃ１に関するアウターチューブ５６の内周１１９の第１の平坦面１２４同士の間隔と、第１の方向Ｃ１に関する一対の嵌合板５９のウェブ１３６のなす平坦面１４０間の距離とは、互いに等しくされている。

また、第２の方向Ｃ２に関するアウターチューブ５６の内周１１９の第２の平坦面１２５同士の間隔と、第２の方向Ｃ２に関する各嵌合板５９のフランジ１３７のなす平坦面１４１間の距離とは、互いに等しくされている。
図１を参照して、本実施形態では、衝突前の状態で、インナーチューブ５８とキーロックカラー４４とが、軸方向Ａ１に第１の所定距離Ｌ１で離隔している。これとともに、各嵌合板５９と第１の軸受３６とは、軸方向Ａ１に第２の所定距離Ｌ２で離隔している。なお、第１の所定距離Ｌ１および第２の所定距離Ｌ２は、互いに異っていてもよいし、互いに等しくてもよい。本実施形態では、第１の所定距離Ｌ１および第２の所定距離Ｌ２が互いに等しい場合に則して説明する。

図７を参照して、車両の衝突のときには、操舵部材２は、衝撃吸収ストローク量Ｌ３で軸方向下方に向けて移動できるようになっている。このとき、インナーチューブ５８の各嵌合板５９は、挿入空間１２０を通ってアウタージャケット５５の端部、例えば、第１の軸受３６に到達可能とされている。また、インナーチューブ５８の端面は、軸方向Ａ１に関するキーロックカラー４４の軸方向下側の端面に到達可能とされている。

図１および図７を参照して、本実施形態では、車両の衝突のときのステアリングコラム３５の収縮量と衝撃吸収ストローク量Ｌ３とが互いに等しい場合に則して説明する。
車両の衝突のときのステアリングコラム３５の収縮量、ひいては、衝撃吸収ストローク量Ｌ３は、第１の所定距離Ｌ１および第２の所定距離Ｌ２のうちの小さい方の値で決まる。従って、本実施形態では、衝撃吸収ストローク量Ｌ３は、第１の所定距離Ｌ１と等しく、また、第２の所定距離Ｌ２とも等しい。

第１の所定距離Ｌ１および第２の所定距離Ｌ２を互いに等しくすると、インナージャケット５４およびアウタージャケット５５の嵌合長さＬ４を長く確保して、ステアリングコラム３５の剛性を確保しつつ、衝撃吸収ストローク量Ｌ３を確保することもできる。ここで、上述の嵌合長さＬ４は、軸方向Ａ１に関するアウターチューブ５６の内周１１９と嵌合板５９との接触長さに相当する。

なお、車両の衝突のときには、インナーチューブ５８が、キーロックカラー４４までは到達しない場合もある。このとき、各嵌合板５９も、第１の軸受３６に到達しないことになる。
衝撃吸収前の通常時には、インナージャケット５４およびアウタージャケット５５は相対移動しないようになっている。

車両が衝突したときには、ドライバ（運転者）が操舵部材２にぶつかる。これに伴い、連結部材７４の所定の保持力を超える衝撃力が作用する。一方で、ロアーシャフト５２およびインナージャケット５４は、軸方向Ａ１に移動を規制されている。
その結果、ステアリングロック解除状態で衝撃吸収するときには、操舵部材２と、ステアリングシャフト３のアッパーシャフト５１と、第１の軸受３６と、アウタージャケット５５とが、車体前方に向けて軸方向Ａ１に同行移動する。また、これら各部材２、５１、３６、５６は、インナージャケット５４に対して相対移動する。これにより、ステアリングコラム３５およびステアリングシャフト３が収縮する。衝撃エネルギが吸収される。

ステアリングコラム３５が収縮するときに、各嵌合板５９は、キーロックカラー４４と接触しないようになっている。例えば、軸方向Ａ１に見たときに、各嵌合板５９とキーロックカラー４４の外周１１４との間には、隙間が開けられている。また、一対の嵌合板５９のフランジ１３７同士の間は、切り欠かれている。
また、本実施形態では、アウターチューブ５６の断面は、第１の方向Ｃ１に比べて、第２の方向Ｃ２に小さくできる。その結果、ステアリングコラム３５を第２の方向Ｃ２に小型化できる。

例えば、ステアリングコラム３５には、周辺装置が取り付けられるので、ステアリングコラム３５の周囲のスペースが制約を受け易い傾向にある。特に、スペースが、第２の方向Ｃ２（例えば、横方向）に制約を受けるが、第１の方向Ｃ１（例えば、上下方向）には制約を受けない場合がある。一方で、ステアリングロック用のキーロックカラー４４の外径は、一般的にあまり小さくできない。このような事情があっても、本実施形態では、衝撃吸収ストローク量を大きく確保できる。

なお、上述の周辺装置は、上述のステアリングロック装置の他、電装品（例えば、ウインカー、ワイパー等）を操作するためのコンビネーションスイッチを例示できる。
本実施形態では、周辺装置を取り付けるために要するステアリングコラム３５の外径寸法を所要の値で実現できて、しかも高い衝撃吸収機能を達成できる。従って、多種多様な車両に本車両用衝撃吸収操舵装置１を適用することが可能となる。

図１および図７を参照して、以上説明したように、本実施形態の車両用衝撃吸収操舵装置１は、操舵部材２に連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３を第１、第２、第３および第４の軸受３６、３７、３８、３９を介して回転可能に支持するステアリングコラム３５と、ステアリングシャフト３の外周１１７に固定され、ステアリングロック用のロックピン４２を係合させるためのキーロック孔１１６を有する円筒状のキーロックカラー４４と、を備えている。ステアリングコラム３５は、ステアリングシャフト３の軸方向Ａ１に相対移動可能に互いに嵌合されたアウタージャケット５５およびインナージャケット５４を含んでいる。アウタージャケット５５は、キーロックカラー４４を取り囲むアウターチューブ５６を含んでいる。アウターチューブ５６の断面は、互いに直交する第１および第２の方向Ｃ１，Ｃ２のうち第１の方向Ｃ１に相対的に長く、第２の方向Ｃ２に相対的に短い形状をなしている。インナージャケット５４は、アウターチューブ５６とは嵌合しないインナーチューブ５８と、インナーチューブ５８の一端１３３から軸方向Ａ１の上方へ延び、アウターチューブ５６の内周１１９に嵌合した溝形の一対の嵌合板５９とを含んでいる。一対の嵌合板５９は、インナーチューブ５８の中心軸線１３２を挟んで第１の方向Ｃ１に互いに対向している。車両の衝突のときに、軸方向Ａ１に沿うアウタージャケット５５およびインナージャケット５４の相対移動に伴って、一対の嵌合板５９が、アウターチューブ５６の内周１１９とキーロックカラー４４の外周１１４との間の挿入空間１２０に挿入されるようにしてある。

本実施形態によれば、車両の衝突のときに、一対の嵌合板５９とアウターチューブ５６とが軸方向Ａ１に相対移動し、一対の嵌合板５９を挿入空間１２０に挿入できるので、相対移動量を大きくできる。その結果、ステアリングコラム３５の収縮量を大きくできる。従って、衝撃吸収ストローク量を大きくできる。
しかも、インナージャケット５４の軸方向上部が、第１の方向Ｃ１に対向する一対の嵌合板５９により構成されるので、第２の方向Ｃ２に、アウタージャケット５５が、ひいてはステアリングコラム３５が小型化される。

また、互いに対向する一対の嵌合板５９がアウターチューブ５６に嵌合しており、且つ、各嵌合板５９は溝形をなしている。その結果、ステアリングコラム３５の剛性（特に、曲げ剛性）を高くできる。
アウターチューブ５６の断面が、第１の方向Ｃ１に相対的に長いので、第１の方向Ｃ１に平行な軸線に関するアウターチューブ５６の断面係数が大きくなる。その結果、アウターチューブ５６は、例えば、本実施形態では第１の方向Ｃ１に平行な上下方向に曲がり難くなる。

図６を参照して、本実施形態では、アウターチューブ５６は、断面矩形をなしている。一対の嵌合板５９のそれぞれは、ウェブ１３６および一対のフランジ１３７を含む溝形をなしている。ウェブ１３６および一対のフランジ１３７のそれぞれが、アウターチューブ５６の内周１１９の対応する平坦な面要素としての第１および第２の平坦面１２４，１２５に嵌合している。

この場合、アウターチューブ５６および各嵌合板５９が互いに、少なくとも３つの面要素で嵌合でき、アウターチューブ５６および各嵌合板５９の連結剛性および連結強度を向上することができる。これにより、例えば、インナージャケット５４とアウタージャケット５５との組立品の剛性および強度を高めることができる。
また、本実施形態では、アウターチューブ５６の断面の角部に、面取り部１２６が設けられている。ウェブ１３６と各フランジ１３７との間に、アウターチューブ５６の面取り部１２６に嵌合する面取り部１３８が設けられている。

この場合、アウターチューブ５６および各嵌合板５９が互いに嵌合する面要素の数を、面取り部がない場合と比較して、増加させることができる。その結果、アウターチューブ５６および各嵌合板５９の連結剛性および連結強度を向上することができる。また、アウターチューブ５６の面取り部１２６により、アウタージャケット５５をより一層小型化できる。

図１および図７を参照して、本実施形態では、インナーチューブ５８とキーロックカラー４４とが、軸方向Ａ１に第１の所定距離Ｌ１で離隔して対向している。アウタージャケット５５に保持された第１の軸受３６と各嵌合板５９とが、軸方向Ａ１に第２の所定距離Ｌ２で離隔して対向している。第１の所定距離Ｌ１と第２の所定距離Ｌ２とは互いに等しくされている。第１の所定距離Ｌ１と第２の所定距離Ｌ２とは、車両の衝突のときのステアリングコラム３５の収縮量を規制する。この場合、アウタージャケット５５とインナージャケット５４との嵌合長さを確保しつつ、車両の衝突のときのステアリングコラム３５の収縮量を、ひいては衝撃吸収ストローク量Ｌ３を長く確保できる。

また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に図示して、この点を主に説明する。他の構成については、説明を省略するが、上述の実施形態と同様であり、同一符号を付してある。
例えば、図８は、本発明の第２の実施形態の車両用衝撃吸収操舵装置１の要部の軸直角断面図であり、部分的に断面表示してあり、図６の断面の軸方向位置と同じ軸方向位置の断面に相当する。図８に示す第２の実施形態のインナージャケット５４の嵌合板５９Ａおよびアウタージャケット５５のアウターチューブ５６Ａは、図６に示す上述のインナージャケット５４の嵌合板５９およびアウタージャケット５５のアウターチューブ５６に代えて用いられる。

図８を参照して、本実施形態では、アウターチューブ５６Ａは、断面長円形をなしている。アウターチューブ５６Ａの内周１１９は、第１の方向Ｃ１に互いに対向する面要素としての一対の凹湾曲面１４４と、第２の方向Ｃ２に互いに対向する面要素としての一対の平坦面１４５とを有している。
各嵌合板５９Ａは、断面Ｕ字形をなしている。各嵌合板５９Ａは、ウェブ１３６Ａと、一対のフランジ１３７とを有している。ウェブ１３６Ａは、湾曲している。ウェブ１３６Ａのなす凸湾曲面１４６が、アウターチューブ５６Ａの内周１１９の対応する面要素としての凹湾曲面１４４に嵌合している。各フランジ１３７のなす平坦面１４１が、アウターチューブ５６Ａの内周１１９の対応する面要素としての平坦面１４５に嵌合している。

また、凹湾曲面１４４の曲率半径と凸湾曲面１４６との曲率半径は互いに等しくされている。
また、第１の方向Ｃ１に関するアウターチューブ５６Ａの内周１１９の寸法と、第１の方向Ｃ１に関する一対の嵌合板５９Ａのウェブ１３６Ａのなす凸湾曲面１４６間の距離とは、互いに等しくされている。

また、第２の方向Ｃ２に関するアウターチューブ５６Ａの内周１１９の寸法と、第２の方向Ｃ２に関する各嵌合板５９Ａのフランジ１３７のなす平坦面１４１間の距離とは、互いに等しくされている。
各嵌合板５９Ａが断面Ｕ字形形状をなす場合にも、上述した各嵌合板５９が溝形をなす第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、図示しないが、第１の実施形態において、アウタージャケット５５の面取り部１２６および各嵌合板５９の面取り部１３８を廃止することも考えられる。この場合には、アウターチューブ５６および各嵌合板５９は、互いに３つの面要素で嵌合できる。その結果、アウターチューブ５６および各嵌合板５９の連結剛性および連結強度を向上することができる。

また、図示しないが、第２の実施形態において、アウターチューブ５６Ａの内周１１９において、第２の方向Ｃ２に対向する平坦面１４５に代えて、第２の方向Ｃ２に対向する凹湾曲面を設けてもよい。この場合、アウターチューブ５６Ａの断面は、楕円形、または、楕円形に近似した形状になる。
また、上述の各実施形態においてステアリングコラム３５を、軸方向Ａ１に見たときに、９０度回転させて配置してもよい。この場合、例えば、アウターチューブ５６，５６Ａは、上下方向に相対的に短くなる。

また、上述の各実施形態においては、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に本発明が適用された例について説明したが、これに限らず、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置や、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置に、本発明を適用してもよい。
また、上述の実施形態では、本発明が、電動モータの出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータの出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用衝撃吸収操舵装置等に、本発明を適用してもよい。また、操舵補助力を生じないマニュアル操舵の車両用衝撃吸収操舵装置に本発明を適用してもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更を施すことができる。

本発明の第１の実施形態の車両用衝撃吸収操舵装置の概略構成の模式図であり、衝撃吸収する前の状態を示す。 図１の要部の断面図であり、コラムジャケットとステアリングシャフトの上部とを主に示す。 図２に示すコラムジャケットの分解斜視図であり、部分的に断面表示している。 図２の要部の断面図であり、アウタージャケットとアッパーシャフトを主に示す。 図１の要部の断面図であり、ハウジングとその内部を主に示す。 図２に示すVI-VI 断面の断面図であり、部分的に断面表示している。 図１の車両用衝撃吸収操舵装置の要部の概略構成の模式図であり、衝撃吸収したときの状態を示す。 本発明の第２の実施形態の車両用衝撃吸収操舵装置の要部の軸直角断面図であり、部分的に断面表示してある。

符号の説明

１…車両用衝撃吸収操舵装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト、３５…ステアリングコラム、３６…第１の軸受、３７…第２の軸受、３８…第３の軸受、３９…第４の軸受、４２…ロックピン、４４…キーロックカラー、５４…インナージャケット、５５…アウタージャケット、５６，５６Ａ…アウターチューブ、５８…インナーチューブ、５９，５９Ａ…嵌合板、１１４…キーロックカラーの外周、１１６…キーロック孔、１１７…外周（ステアリングシャフトの外周）、１１９…アウターチューブの内周、１２０…挿入空間、１２４…第１の平坦面（アウターチューブの内周の対応する平坦な面要素）、１２５…第２の平坦面（アウターチューブの内周の対応する平坦な面要素）、１２６…面取り部（アウターチューブの面取り部）、１３２…インナーチューブの中心軸線、１３３…インナーチューブの一端、１３６…ウェブ、１３７…フランジ、１３８…面取り部（嵌合板の面取り部）、Ａ１…ステアリングシャフトの軸方向、Ｃ１…第１の方向、Ｃ２…第２の方向、Ｌ１…第１の所定距離、Ｌ２…第２の所定距離、Ｌ３…衝撃吸収ストローク量（収縮量）。

Claims (4)

1. 操舵部材に連結されたステアリングシャフトと、
   上記ステアリングシャフトを軸受を介して回転可能に支持するステアリングコラムと、 上記ステアリングシャフトの外周に固定され、ステアリングロック用のロックピンを係合させるためのキーロック孔を有する円筒状のキーロックカラーと、を備え、
   上記ステアリングコラムは、上記ステアリングシャフトの軸方向に相対移動可能に互いに嵌合されたアウタージャケットおよびインナージャケットを含み、
   上記アウタージャケットは、上記キーロックカラーを取り囲むアウターチューブを含み、
   上記アウターチューブの断面は、互いに直交する第１および第２の方向のうち上記第１の方向に相対的に長く、上記第２の方向に相対的に短い形状をなし、
   上記インナージャケットは、上記アウターチューブとは嵌合しないインナーチューブと、上記インナーチューブの一端から上記軸方向の上方へ延び、上記アウターチューブの内周に嵌合した溝形または断面Ｕ字状の一対の嵌合板とを含み、
   上記一対の嵌合板は、上記インナーチューブの中心軸線を挟んで上記第１の方向に互いに対向し、
   車両の衝突のときに、上記軸方向に沿う上記アウタージャケットおよび上記インナージャケットの相対移動に伴って、上記一対の嵌合板が、上記アウターチューブの上記内周と上記キーロックカラーの外周との間の挿入空間に挿入されるようにしてあることを特徴とする車両用衝撃吸収操舵装置。
2. 請求項１において、
   上記アウターチューブは、断面矩形をなし、
   上記一対の嵌合板のそれぞれは、ウェブおよび一対のフランジを含む溝形をなし、上記ウェブおよび一対の上記フランジのそれぞれが、上記アウターチューブの上記内周の対応する平坦な面要素に嵌合していることを特徴とする車両用衝撃吸収操舵装置。
3. 請求項２において、
   上記アウターチューブの断面の角部に、面取り部が設けられており、
   上記ウェブと各上記フランジとの間に、上記アウターチューブの上記面取り部に嵌合する面取り部が設けられていることを特徴とする車両用衝撃吸収操舵装置。
4. 請求項１から３の何れか１項において、
   上記軸受は、上記アウタージャケットに保持された軸受を含み、
   上記インナーチューブと上記キーロックカラーとが、上記軸方向に第１の所定距離離隔して対向しており、
   上記アウタージャケットに保持された上記軸受と上記各嵌合板とが、上記軸方向に第２の所定距離離隔して対向しており、
   上記第１の所定距離と上記第２の所定距離とは、互いに等しくされており、車両の衝突のときのステアリングコラムの収縮量を規制することを特徴とする車両用衝撃吸収操舵装置。

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