JP6344606B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明はステアリング装置に関する。

ボルト軸を含む締付具によってアウターコラムの一対の締付片を締め付けることにより、アウターコラムの抱持本体部を縮径させて、アッパー側の収縮可能なインナーコラムをロックするステアリング装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

特開２０１２−１６２１５２号公報

通例、アッパー側のインナーコラムにはステアリングロックを達成するためのキーロック装置が取り付けられている。インナーコラムに過大なトルクが負荷され、キーロック装置の機能が阻害されて、車両が盗難にあうおそれがある。
このため、インナーコラムの回転を規制する機構が必要である。しかしながら、その回転規制機構が、二次衝突時にステアリングコラムの収縮に悪影響を与えるおそれがある。

本発明の目的は、回転規制機構が二次衝突時のステアリングコラムの収縮に悪影響を与えることのないステアリング装置を提供することである。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、一端に操舵部材（２）が連結されるステアリングシャフト（３）と、軸方向（Ｘ）に相対摺動可能に嵌合されたアウターチューブ（１２）およびインナーチューブ（１１）を含んで前記ステアリングシャフトを支持し、二次衝突時に前記ステアリングシャフトと共に収縮するステアリングコラム（８）と、前記インナーチューブの回転を規制する回転規制機構（６０）と、を備え、前記アウターチューブは、第１開口（５１）を含み、前記インナーチューブは、第２開口（５２）を含み、前記第２開口は、周方向（Ｐ）に対向する一対の回転被規制縁部（５３，５４）と、前記一対の回転被規制縁部と交差する駆動縁部（５５）と、を含み、前記回転規制機構は、二次衝突時に前記アウターチューブに対する位置が変化しない支軸（２４）と、前記支軸の外周に相対回転可能に支持され、前記第１開口を通して前記第２開口に挿入される挿入位置と前記第２開口から退避する退避位置とに変位する規制部材（７０）と、前記規制部材を前記挿入位置に付勢する付勢部材（８０）と、を含み、前記規制部材は、前記挿入位置で対応する回転被規制縁部と係合することにより両チューブの相対回転を規制する回転規制部（７３，７４）と、二次衝突時に前記駆動縁部と係合する被駆動部（７５）と、を含み、二次衝突時に、前記駆動縁部は、前記被駆動部を介して前記規制部材を前記退避位置に駆動するように構成されているステアリング装置（１）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記アウターチューブは、車体（１３）によって支持されるロアーチューブであり、前記インナーチューブは、アッパーチューブであり、前記支軸は、前記車体によって支持されるように構成されていてもよい。

請求項３のように、チルト用長溝（２１）を含み車体に支持される第１側板（２０）と、挿通溝（２３）を含み前記アウターチューブに固定された第２側板（２２）と、前記チルト用長溝および挿通溝を挿通する前記支軸としての締付軸（２４）と前記締付軸と一体回転する操作レバー（２５）とを含み、前記第１側板を前記第２側板に締め付けてチルトロックを達成するロック装置（１９）と、を備えていてもよい。

請求項４のように、前記被駆動部は、前記インナーチューブの軸方向（Ｘ）に対して傾斜する傾斜状カム面であってもよい。
請求項５のように、前記第２開口は、前記駆動縁部と対向する抜脱被規制縁部（５６）を含み、前記規制部材は、前記抜脱被規制縁部と係合することにより前記アウターチューブからの前記インナーチューブの抜脱を規制する抜脱規制部（７６）を含んでいてもよい。

請求項１の発明によれば、付勢部材によって付勢された規制部材が、アウターチューブの第１開口を通してインナーチューブの第２開口に挿入された挿入位置にある状態で、規制部材の回転規制部が第２開口の回転被規制縁部と係合することにより、インナーチューブの回転が規制される。これにより、トルク負荷に対してステアリングコラムの剛性を確保することができる。

また、二次衝突時に、ステアリングコラムが収縮するときに、第２開口の駆動縁部が、規制部材を第２開口から退避する退避位置に駆動する。したがって、回転規制機構が、二次衝突時のステアリングコラムの収縮に悪影響を与えることがない。
請求項２の発明によれば、二次衝突時に、車体によって支持されるアウターチューブとしてのロアーチューブおよび支軸に対して、インナーチューブとしてのアッパーチューブが可動する。

請求項３の発明によれば、チルトロックを達成するロック装置に含まれる締付軸が、規制部材を支持する支軸を兼用するので、構造を簡素化することができる。
請求項４の発明によれば、二次衝突時に、軸方向に移動するインナーチューブの第２開口の駆動縁部が、当該軸方向に対して傾斜する被駆動部としての傾斜状カム面を介して、規制部材を退避位置に駆動する。

請求項５の発明によれば、通常時ないし二次衝突後において、規制部材の抜脱規制部が第２開口の抜脱被規制縁部と係合することにより、アウターチューブからのインナーチューブの抜脱が規制される。

本発明の一実施形態のステアリング装置の模式的断面図であり、ステアリング装置の概略構成を示している。 ステアリング装置の要部の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図に相当する。 （ａ）はアウターチューブの概略図であり、（ｂ）はインナーチューブの概略図である。 ステアリング装置の要部の断面図であり、図２の一部を拡大した断面図に相当する。 ステアリングコラムおよび回転規制機構の概略断面図であり、通常時の状態を示している。 ステアリングコラムおよび回転規制機構の概略断面図であり、（ａ）は二次衝突時の初期状態を示し、（ｂ）は二次衝突時の途中の状態を示している。 回転規制機構の規制部材および付勢部材の概略斜視図である。

図１は本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成を示す一部破断模式的側面図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２が軸方向Ｘの一端に連結されたステアリングシャフト３と、インターミディエイトシャフト４等を介してステアリングシャフト３と連結されたステアリング機構５と備える。

ステアリング機構５は、操舵部材２の操舵に連動して転舵輪（図示せず）を転舵する例えばラックアンドピニオン機構である。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト３およびインターミディエイトシャフト４等を介してステアリング機構５に伝達される。また、ステアリング機構５に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。

ステアリングシャフト３は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト６とロアーシャフト７とを有している。操舵部材２は、アッパーシャフト６の一端に連結されている。また、ステアリングシャフト３は、軸方向Ｘに伸縮可能である。
ステアリング装置１は、ステアリングシャフト３を回転可能に支持する中空のステアリングコラム８を備える。ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム８内に挿通されており、複数の軸受９，１０を介してステアリングコラム８によって回転可能に支持されている。

ステアリングコラム８は、相対摺動可能に嵌合された例えばアッパーチューブであるインナーチューブ１１と例えばロアーチューブであるアウターチューブ１２とを有している。ステアリングコラム８は、軸方向Ｘに伸縮可能である。インナーチューブ１１は、軸受９を介してアッパーシャフト６を回転可能に支持している。また、インナーチューブ１１は、軸受９を介して、ステアリングシャフト３の軸方向Ｘに同行移動可能にアッパーシャフト６に連結されている。

ステアリング装置１は、車体１３に固定される固定ブラケット１４と、固定ブラケット１４によって支持されたチルト中心軸１５と、アウターチューブ１２の外周に固定され、チルト中心軸１５によって回転可能に支持されたコラムブラケット１６とを備える。ステアリングコラム８およびステアリングシャフト３は、チルト中心軸１５の中心軸線であるチルト中心ＣＣを支点にしてチルト方向Ｙに回動可能（チルト可能）となっている。

ステアリング装置１は、チルト中心ＣＣ回りにステアリングシャフト３およびステアリングコラム８を回動（チルト）させることで、操舵部材２の位置をチルト方向Ｙに調整するチルトステアリング装置として構成されている。
ステアリング装置１は、ステアリングシャフト３およびステアリングコラム８を軸方向Ｘに伸縮させて、操舵部材２の位置を調整するテレスコ調整の機能を備えていない。ステアリング装置１は、二次衝突時に、ステアリングシャフト３とともにステアリングコラム８を軸方向Ｘに収縮させて、衝撃を吸収する機能を備えている。

ステアリング装置１は、車体１３に固定される第１ブラケット１７と、ステアリングコラム８のインナーチューブ１１に固定された第２ブラケット１８（ディスタンスブラケットに相当）と、ロック装置１９とを備える。ロック装置１９によって、両ブラケット１７，１８がロックされることにより、ステアリングコラム８の位置が車体１３に対して固定されて、操舵部材２の位置が固定される。

第１ブラケット１７は、締付対象としての一対の第１側板２０（図１では一方の第１側板２０のみを示してある）を含む。各第１側板２０には、チルト方向Ｙに延びる第１挿通溝としてのチルト用長溝２１が形成されている。第２ブラケット１８は、締付対象としての一対の第２側板２２（図１では一方の第２側板２２のみを示してある）を含む。各第２側板２２には、第２挿通溝２３（図２参照）が形成されている。

図１に示すように、ロック装置１９は、締付対象としての第１側板２０および第２側板２２と、第１側板２０のチルト用長溝２１（第１挿通溝）および第２側板２２の第２挿通溝２３を挿通する締付軸２４と、締付軸２４と一体回転可能であり、運転者が回転操作する操作レバー２５とを備える。締付軸２４の中心軸線Ｃ１が、操作レバー２５の回転中心に相当する。操作レバー２５は、回転中心（締付軸２４の中心軸線Ｃ１）回りのロック方向Ｚ１およびその反対方向であるロック解除方向Ｚ２に操作される。

図２に示すように、第１ブラケット１７は、車体１３に支持された取付板２６と、取付板２６に沿って固定された天板２７と、天板２７の両端からチルト方向Ｙの下方に延びる前述の一対の第１側板２０とを備える。天板２７と第１側板２０とが、全体として溝形を形成している。
第２ブラケット１８は、第１ブラケット１７の一対の第２側板２２にそれぞれ対向する前述の一対の第２側板２２と、一対の第２側板２２のチルト方向Ｙの下端間を連結する連結板２８とを備える。第２ブラケット１８は、全体として溝形を形成している。

締付軸２４は、第１ブラケット１７の両第１側板２０のチルト用長溝２１およびコラムブラケット１７の両第２側板２２の第２挿通溝２３を貫通するボルトからなる。締付軸２４の軸部２４ａの一端に設けられた頭部２９は、操作レバー２５と一体回転可能に固定されている。締付軸２４の軸部２４ａの他端に設けられたねじ部２４ｂには、ナット３０がねじ係合されている。

また、ロック装置１９は、操作レバー２５の回転操作に伴って操作レバー２５の操作トルクを締付軸２４の軸力に変換する力変換機構３１を備えている。力変換機構３１は、操作レバー２５のロック方向Ｚ１への回転操作に伴って、各第１側板２０をそれぞれ対応する第２側板２２に締め付けて、チルトロックを達成する締付機構として機能する。
力変換機構３１は、締付軸２４の軸部２４ａの外周によって支持され、操作レバー２５と一体回転する第１カム３２と、締付軸２４の軸部２４ａによって支持され、チルト用長溝２１によって回転規制された第２カム３３とを含む。第２カム３３は、一方の第１側板２０を対応する第２側板２２に締め付ける一方の締付部材として機能する。

第１カム３２は、操作レバー２５と一体回転可能に連結され、締付軸２４に対する軸方向Ｋの移動が規制されている。操作レバー２５は締付軸２４の頭部２９に対する回転が規制されている。第１カム３２は、環状板３４と、環状板３４から軸方向に延び操作レバー２５の挿通孔に一体回転可能に挿通されたボス３５とを備える。
第２カム３３は、第１カム３２の環状板３４に対向する環状板３６と、環状板３６の中心孔の周囲から軸方向に延びるボス３７とを備える。ボス３７が、第１側板２０のチルト用長溝２１に挿通されて回転規制されることにより、中心軸線Ｃ１回りの第２カム３３の回転が規制されている。ボス３７は、締付軸２４の回転を許容する。

また、ロック装置１９は、他方の第１側板２０を対応する第２側板２２に締め付ける他方の締付部材３８と、前述のナット３０と、他方の締付部材３８とナット３０との間に介在した介在部材３９とを備える。
他方の締付部材３８は、他方の第１側板２０に対向する環状板４０と、環状板４０の中心孔の周囲から軸方向に延びるボス４１とを備える。ボス４１が、第１ブラケット１７の他方の第１側板２０のチルト用長溝２１に挿入されて回転規制されることにより、中心軸線Ｃ１回りの他方の締付部材３８の回転が規制されている。ボス４１は、締付軸２４の回転を許容する。

締付軸２４の頭部２９と一方の第１側板２０との間に、操作レバー２５と、第１カム３２と、一方の締付部材である第２カム３３とが介在している。ナット３０と第１ブラケット１７の他方の第１側板２０との間に、他方の締付部材３８と、介在部材３９とが介在している。第１カム３２、第２カム３３（一方の締付部材）、他方の締付部材３８および介在部材３９は、締付軸２４の外周によって支持されている。第２カム３３（一方の締付部材）および他方の締付部材３８は、締付軸２４の軸方向Ｋに移動可能に支持されている。

介在部材３９は、ナット３０と締付部材３８との間に介在するワッシャ４２と、ワッシャ４２と締付部材３８の環状板４０との間に介在する針状ころ軸受４３とを備える。
操作レバー２５の回転に伴って、第１カム３２が第２カム３３（一方の締付部材に対して回転することにより、第２カム３３が締付軸２４の軸方向Ｋに移動されて、第２カム３３（一方の締付部材）の環状板３６と他方の締付部材３８の環状板４０との間で、第１ブラケット１７の両第１側板２０が挟持されて締め付けられる。

これにより、第１ブラケット１７の各第１側板２０が、第２ブラケット１８の対応する第２側板２２に圧接されて、チルトロックが達成される。
図３（ａ）に示すように、アウターチューブ１２は、例えば矩形形状をなす第１開口５１を含む。図３（ｂ）に示すように、インナーチューブ１１は、例えば矩形形状をなす第２開口５２を含む。第２開口５２は、インナーチューブ１１の周方向Ｐに対向する一対の回転被規制縁部５３，５４と、一対の回転被規制縁部５３，５４と交差する駆動縁部５５と、駆動縁部５５と軸方向Ｘに対向する抜脱被規制縁部５６とを含む。

図５に示すように、インナーチューブ１１とアウターチューブ１２とは、樹脂ピン９０を介して所定の保持力で連結されている。樹脂ピン９０は、各チューブ１１，１２の径方向の挿通孔に跨がる態様で挿通孔内に配置されている。インナーチューブ１１が軸方向下方Ｘ２に移動する二次衝突時には、樹脂ピン９０は、剪断により２つの分割体９０ａ，９０ｂに分割される［図６（ａ）を参照］。

図２および図２の要部を拡大した図４に示すように、ステアリング装置１は、インナーチューブ１１の回転を規制する回転規制機構６０を備えている。
回転規制機構６０は、二次衝突時にアウターチューブ１２に対する位置が変化しない支持部材としての支軸を構成する締付軸２４と、締付軸２４によって相対回転可能に支持された規制部材７０と、規制部材７０を付勢する例えばねじりばねからなる付勢部材８０とを含む。

規制部材７０は、図５に示すように第１開口５１を通して第２開口５２に挿入される挿入位置と、図６（ｂ）に示すように第２開口５２から退避する退避位置とに変位する。付勢部材８０は、規制部材７０を図５に示す挿入位置に付勢する。
図４、図５および図７に示すように、規制部材７０は、基端部７１ａおよび先端部７１ｂを有するアーム７１と、アーム７１の基端部７１ａに一体に連結されたボス７２とを備える。ボス７２は、締付軸２４の外周（軸部２４ａの外周２４ｃ）に相対回転可能に嵌合する。

図５に示すように、規制部材７０が挿入位置にあるときに、アーム７１の先端部７１ｂは、第２開口５２内に挿入される。図４に示すように、規制部材７０は、挿入位置で対応する回転被規制縁部５３，５４と係合することにより、インナーチューブ１１の回転を規制する一対の回転規制部７３，７４を含む。図７に示すように、回転規制部７３，７４は、アーム７１の先端部７１ｂに配置されている。

規制部材７０は、二次衝突時に、図６（ａ）に示すように、第２開口５２の駆動縁部５５と係合する被駆動部７５を含む。被駆動部７５は、軸方向Ｘに対して傾斜した傾斜状カム面により構成されている。図７に示すように、被駆動部７５は、アーム７１の先端部７１ｂに配置されている。二次衝突時に、図６（ａ）に示すように、インナーチューブ１１の第２開口５２の駆動縁部５５は、被駆動部７５を介して規制部材７０を退避位置［図６（ｂ）を参照］に駆動するように構成されている。

図５に示すように、規制部材７０は、インナーチューブ１１の第２開口５２の抜脱被規制縁部５６と係合することにより、アウターチューブ１２からのインナーチューブ１１の抜脱を規制する抜脱規制部７６を含む。図７に示すように、抜脱規制部７６は、アーム７１の先端部７１ｂに配置されている。規制部材７０のボス７２は、アーム７１の基端部７１ａの両側に突出する一対の突出部７２ａ，７２ｂを含む。

図７に示すように、付勢部材８０は、ボス７２の一対の突出部７２ａ，７２ｂの外周にそれぞれ巻回されたコイル部８１，８２と、各コイル部８１，８２の一端８１ａ，８２ａ間を連結し、アーム７１の中間部７１ｃに係合された付勢部８３とを備える。
また、付勢部材８０は、各コイル部８１，８２の他端８１ｂ，８２ｂからそれぞれ延設されて、その延設端８６が図５に示すように第２ブラケット１８の連結板２８によって受けられる延設部８４，８５を備える。

付勢部材８０は、図５に示すように、付勢部８３によって規制部材７０を締付軸２４の中心軸線Ｃ１の回り（図５において時計回り）に回転付勢することにより、規制部材７０を挿入位置に付勢している。
本実施形態によれば、付勢部材８０によって付勢された規制部材７０が、図５に示すようにアウターチューブ１２の第１開口５１を通してインナーチューブ１１の第２開口５２に挿入された挿入位置にある状態で、図４に示すように、規制部材７０の回転規制部７３，７４が第２開口５２の回転被規制縁部５３，５４と係合することにより、インナーチューブ１１の回転が規制される。これにより、トルク負荷に対してステアリングコラム８の剛性を確保することができるので、図示しないステアリングロック用キーロック装置の機能阻害を伴う車両の盗難の発生を防止することができる。

また、二次衝突時に、図６（ｂ）に示すように、インナーチューブ１１が軸方向下方Ｘ２に移動してステアリングコラム８が収縮するときに、第２開口５２の駆動縁部５５が、付勢部材８０に抗して、規制部材７０を第２開口５２から退避する退避位置［図６（ｂ）を参照］に駆動する。したがって、回転規制機構６０が、二次衝突時のステアリングコラム８の収縮に悪影響を与えることがない。その結果、安定した衝撃吸収荷重を発生させることができる。

また、二次衝突時に、車体１３によって支持されるアウターチューブ１２としてのロアーチューブおよび支軸（締付軸２４）に対して、インナーチューブ１１としてのアッパーチューブが可動する。
また、チルトロックを達成するロック装置１９に含まれる締付軸２４が、規制部材７０を支持する支軸を兼用するので、構造を簡素化することができる。

また、二次衝突時に、軸方向下方Ｘ２に移動するインナーチューブ１１の第２開口５２の駆動縁部５５が、図６（ａ）に示すように軸方向Ｘに対して傾斜する被駆動部７５としての傾斜状カム面を介して、規制部材７０を退避位置［図６（ｂ）］に駆動する。
また、通常時ないし二次衝突後において、規制部材７０の抜脱規制部７６が第２開口５２の抜脱被規制縁部５６と係合することにより、アウターチューブ１２からのインナーチューブ１１の軸方向上方Ｘ１への抜脱が規制される。

本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、規制部材７０を支持する支軸（図示せず）を、締付軸２４とは別途に設けてもよい。
また、付勢部材８０として、ねじりばねに代えて、規制部材７０のアーム７１の中間部７１ｃと連結板２８との間に介在する圧縮コイルばね等の圧縮ばね（図示せず）を用いてもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト、５…ステアリング機構、６…アッパーシャフト、７…ロアーシャフト、８…ステアリングコラム、１１…インナーチューブ（アッパーチューブ）、１２…アウターチューブ（ロアーチューブ）、１３…車体、１７…第１ブラケット、１８…第２ブラケット、１９…ロック装置、２０…第１側板、２１…チルト用長溝（第１挿通溝）、２２…第２側板、２３…第２挿通溝、２４…締付軸（支軸）、２４ａ…軸部、２８…連結板、３１…力変換機構、５１…第１開口、５２…第２開口、５３，５４…回転被規制縁部、５５…駆動縁部、５６…抜脱被規制縁部、６０…回転規制機構、７０…規制部材、７１…アーム、７１ａ…基端部、７１ｂ…先端部、７１ｃ…中間部、７２…ボス、７２ａ，７２ｂ…突出部、７３，７４…回転規制部、７５…被駆動部、７６…抜脱規制部、８０…付勢部材、８１，８２…コイル部、８３…付勢部、８４，８５…延設部、８６…延設端、Ｐ…（インナーチューブの）周方向、Ｘ…（ステアリングシャフトの）軸方向、Ｘ１…軸方向上方、Ｘ２…軸方向下方、Ｙ…チルト方向

Claims (5)

1. 一端に操舵部材が連結されるステアリングシャフトと、
   相対摺動可能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を含んで前記ステアリングシャフトを支持し、二次衝突時に前記ステアリングシャフトと共に収縮するステアリングコラムと、
   前記インナーチューブの回転を規制する回転規制機構と、を備え、
   前記アウターチューブは、第１開口を含み、
   前記インナーチューブは、第２開口を含み、前記第２開口は、周方向に対向する一対の回転被規制縁部と、前記一対の回転被規制縁部と交差する駆動縁部と、を含み、
   前記回転規制機構は、二次衝突時に前記アウターチューブに対する位置が変化しない支軸と、前記支軸の外周に相対回転可能に支持され、前記第１開口を通して前記第２開口に挿入される挿入位置と前記第２開口から退避する退避位置とに変位する規制部材と、前記規制部材を前記挿入位置に付勢する付勢部材と、を含み、
   前記規制部材は、前記挿入位置で対応する回転被規制縁部と係合することにより両チューブの相対回転を規制する回転規制部と、二次衝突時に前記駆動縁部と係合する被駆動部と、を含み、
   二次衝突時に、前記駆動縁部は、前記被駆動部を介して前記規制部材を前記退避位置に駆動するように構成されているステアリング装置。
2. 請求項１において、前記アウターチューブは、車体によって支持されるロアーチューブであり、前記インナーチューブは、アッパーチューブであり、
   前記支軸は、前記車体によって支持されるように構成されているステアリング装置。
3. 請求項２において、チルト用長溝を含み車体に支持される第１側板と、
   挿通溝を含み前記アウターチューブに固定された第２側板と、
   前記第１側板の前記チルト用長溝および前記第２側板の前記挿通溝を挿通する前記支軸としての締付軸と前記締付軸と一体回転する操作レバーとを含み、前記第１側板を前記第２側板に締め付けてチルトロックを達成するロック装置と、を備えるステアリング装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、前記被駆動部は、前記インナーチューブの軸方向に対して傾斜する傾斜状カム面であるステアリング装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項において、前記第２開口は、前記駆動縁部と対向する抜脱被規制縁部を含み、
   前記規制部材は、前記抜脱被規制縁部と係合することにより前記アウターチューブからの前記インナーチューブの抜脱を規制する抜脱規制部を含むステアリング装置。

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