JP6764562B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、組立性の良いステアリング装置を提供することである。
請求項2のように、前記受け部材は、前記ロアージャケットに固定された被固定部(45)と、二次衝突時に前記アッパージャケットとともに前記コラム軸方向の下側に移動する移動部(44)とを含み、前記移動部の移動に伴って変形するエネルギ吸収部材(40)を含んでいてもよい。
請求項2の発明では、受け部材が、エネルギ吸収部材で兼用されるので、構造を簡素化することができる。
(第1実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置1の概略側面図である。図1において、紙面左側が、ステアリング装置1が取り付けられる車体2の前側であり、紙面右側が車体2の後側である。また、図1において、紙面上側が車体2の上側であり、紙面下側が車体2の下側である。図2は、ステアリング装置1の斜視図である。
ステアリングシャフト3の延びる方向が、コラム軸方向Xである。ステアリングシャフト3の一端3a(コラム軸方向Xの上端)に、ステアリングホイール等の操舵部材10が連結されている。ステアリングシャフト3の他端3b(コラム軸方向Xの下端)は、自在継手11、インターミディエイトシャフト12および自在継手13を順次に介して、転舵機構14と連結されている。転舵機構14は、操舵部材10の操舵回転が伝達されることに応じて転舵輪(図示せず)を転舵させる例えばラックアンドピニオン機構である。
ステアリングシャフト3は、コラムジャケット4内に挿通されており、複数の軸受17,18を介してコラムジャケット4によって回転可能に支持されている。具体的には、アッパージャケット15が、軸受17を介してアッパーシャフト3Uを回転可能に支持しており、ロアージャケット16が、軸受18を介してロアーシャフト3Lを回転可能に支持している。
ロアーブラケット5は、車体2に固定された固定ブラケット5Aと、ロアージャケット16のコラム軸方向Xの下部に固定された可動ブラケット5Bとを含む。可動ブラケット5Bは、コラム軸方向Xと直交する方向(車体2の左右方向。図1において紙面と直交する方向)に延びる中心軸5Cを介して、回転可能に支持されている。
一対の側板19は、コラムジャケット4を挟んで左右方向Zに対向する。連結板20は、一対の側板19の上端部どうしを連結している。アッパーブラケット6全体として、コラム軸方向Xから見て下向きに開放する溝形を形成している。連結板20は、一対の側板19の両側方へ延びる部分を有しており、該部分を挿通するボルト(図示せず)を用いて、連結板20は、車体2(図1を参照)に固定される。これにより、アッパーブラケット6が車体2に固定される。
ロアージャケット16は、コラム軸方向Xに延びるスリット22と、スリット22の両側に配置された一対の被締付部23とを含む。スリット22は、ロアージャケット16のコラム軸方向上側XUの部分に形成されている。一対の被締付部23は、ロアージャケット16のコラム軸方向上側XUの部分において、スリット22を挟んで左右方向Zに対向する板状の部分である。一対の被締付部23がクランプされて締め付けられることにより、弾性的に縮径されたロアージャケット16がアッパージャケット15を締め付ける。
一対の被締付部23のそれぞれには、左右方向Zに被締付部23を貫通する円孔からなる軸挿通孔24が、形成されている。板状をなす一対の被締付部23のそれぞれは、外側面23aと、内側面23bとを含む。各被締付部23の外側面23aは、アッパーブラケット6の対応する側板19の内側面19bと対向する。
次いで、締付機構7を説明する。締付機構7は、チルト調整およびテレスコ調整を終えた操舵部材10(図1参照)の位置をロックしたり、ロック解除したりするための機構である。
締付軸25は、アッパーブラケット6の両側板19のチルト溝21およびロアージャケット16の両被締付部23の軸挿通孔24に挿通するボルトからなる。締付軸25は、両側板19によって支持されている。締付軸25の一端に設けられた大径の頭部25aは、操作レバー26と一体回転可能に固定されている。
カム27は、操作レバー26と一体回転可能に連結され、締付軸25に対して締付軸25の中心軸方向である締付軸方向Jの移動が規制されている。カムフォロワ(一方の締付部材28)は、カム27に対してカム係合し、一方の側板19を締め付ける。
操作レバー26のロック側への回転に伴って、カム27が一方の締付部材28(カムフォロワ)に対して回転することにより、一方の締付部材28が締付軸方向Jに移動されて、両締付部材28,30(の締付板部28a,30a)の間で、アッパーブラケット6の一対の側板19がクランプされて締め付けられる。
また、両被締付部23が締め付けられることで、ロアージャケット16のコラム軸方向上側XUの部分が、アッパージャケット15を締め付ける。これにより、両ジャケット15,16間の摩擦係合力により、アッパージャケット15のコラム軸方向Xの移動が規制されて、テレスコロックが達成される。
ツースロック機構9は、アッパージャケット15に固定された第1ツース部材60と、第1ツース部材60と係合する第2ツース部材70と、第2ツース部材70を案内する案内機構80と、締付軸25の回転に第2ツース部材70の運動を連動させる連動機構90とを含む。
第1ツース部材60の一対の案内規制面51は、コラム軸方向Xと平行に延びている。一対の案内規制面51は、二次衝突時に、移動部44と一体移動する第2板部42を受けて、第1板部41に対する第2板部42のコラム軸方向下側XLへの平行移動を案内する。換言すると、一対の案内規制面51は、二次衝突時にコラム軸方向Xの長さが増大する第2板部42が第1板部41と平行になるように維持しつつ、移動部44のコラム軸方向下側XLへの移動を案内する。
図5は、ステアリング装置1の要部の側面図であり、エネルギ吸収機構8を支持する構造を主に示している。図4および図5に示すように、案内規制部材52の一対の案内規制板53は、それぞれ対応する案内規制面51と平行に配置される。一対の案内規制板53のそれぞれは、エネルギ吸収部材40の対応する第1板部41を外側から覆うように配置される。
一対の第1板部41は、コラム軸方向Xに平行に延びている。一対の第1板部41は、左右方向Zに離隔している。一対の第2板部42は、コラム軸方向Xに平行に延びている。一対の第2板部42は、左右方向Zに離隔している。各第1板部41と、対応する第2板部42とは、チルト方向Yに離隔している。
すなわち、各案内規制板53のコラム軸方向Xの下端53bの被固定部53eと、エネルギ吸収部材40の対応する第1板部41のコラム軸方向Xの下端41bの被固定部45とが、ロアージャケット16に対して、共締めにより固定されている。
幅狭部46aは、上端41aに隣接し一定幅を有している。幅広部46bは、下端41bに隣接し幅狭部46aよりも広い一定幅を有している。幅変化部46cは、幅狭部46aと幅広部46bとの間に介在し、幅広部46b側に向かうにしたがって幅が漸増している。
本実施形態では、二次衝突時のアッパージャケット15の衝撃吸収ストロークの終端付近で、幅変化部46cが折り返し変形され、衝撃吸収荷重が増大される。本実施形態では、二次衝突時において、幅狭部46aおよび幅変化部46cが、折り返し変形されるが、幅広部46bまでもが折り返し変形されるようにしてもよい。すなわち、コラム軸方向Xに関する幅狭部46a、幅広部46b、および幅変化部46cの各長さの設定により、二次衝突時のエネルギ吸収部材40のエネルギ吸収特性が変更可能である。
図7は、ツースロック機構9の周辺の構造の斜視図である。図10(a)および(b)は、ツースロック機構9の周辺の構造の一部破断側面図であり、図10(a)はロック状態を示し、図10(b)はロック解除状態を示している。
第1ツース部材60を説明する。図4に示すように、第1ツース部材60は、アッパージャケット15の外周面15aの平坦部15bに溶接等によって固定されている。第1ツース部材60は、コラム軸方向Xに長手に延びる矩形板状の板材を用いて形成されている。
図10(a)に示すように、第1ツース部材60は、表面60dおよび裏面60eを貫通し、コラム軸方向Xに延びる貫通溝61と、貫通溝61内に設けられた一対の第1ツース列62Lとを含む。アッパージャケット15は、貫通溝61と連通し、コラム軸方向Xに延びるスリット15cを有している。
図4に示すように、一対の第1ツース列62Lの第1ツース62の歯先同士が、締付軸方向Jに対向している。第1ツース62の歯筋方向D(歯幅方向に相当)は、コラム軸方向Xおよび締付軸方向Jの双方と直交するように貫通溝61の深さ方向に延びている。
第1ツース部材60は、図示しないボルト等によってアッパージャケット15の外周面に固定されていてもよい。また、第1ツース部材60は、アッパージャケット15と単一の材料で一体に形成されていてもよい。
図10(a)に示すように、本体部73は、側面視で(すなわち左右方向Zから見て)略四角形の板状をなす。本体部73は、チルト方向上側YUの面である上面73aと、チルト方向下側YLの面である下面73bと、左右方向Zに対向する一対の側面73c(図4では一方の側面73cのみを示す)とを含む。本体部73には、一対の側面73cを貫通する貫通孔からなる肉抜き孔78が形成されている。
図10(a)に示すように、第2ツース部材70は、受け面44a上において受け面44aと被受け部71との接触位置に形成される、コラム軸方向Xに移動可能な支点MSによって、回転可能に支持される。
図10(a)に示すように、第2ツース部材70は、ツース形成部75からアッパージャケット15のスリット15c内に挿入されるように延設された板状の延設部76を含む。テレスコ調整時に、延設部76とスリット15cの内面との当接により、第1ツース部材60と第2ツース部材70とが左右方向Zに位置合わせされる。これにより、第1ツース62が第2ツース74に対して噛合するときに、第1ツース62および第2ツース74が整合し易くなる。
側面視で(左右方向Zから見て)長孔82が延びる方向は、ツースロック状態で第1ツース62の歯筋方向Dに沿う方向であってもよいし、第1ツース62の歯筋方向Dに対してコラム軸方向上側XUまたはコラム軸方向下側XLに傾斜する方向であってもよい。
図9(a),(b),(c)に示すように、第2支持部材120は、本体部130と、一対の挿入凸部140と、第1係合部151と、一対の第2係合部152と、一対の支持部160とを含み、単一の材料(例えば合成樹脂)により一体に形成されている。
図9(a)〜(c)に示すように、本体部130は、左右方向Zに伸びる上枠131と、上枠131の両端からチルト方向下側YLに延びる一対の側枠132とを含み、全体が逆U字状をなしている。一対の挿入凸部140のそれぞれは、対応する側枠132の外側面132aから突出するように延設されている。
図5および図9(c)に示すように、本体部130のコラム軸方向下側XLの端面130aおよび一対の挿入凸部140のコラム軸方向下側XLの端面140aが、案内規制部材52のコラム軸方向上側XUの端面52bに当接する。これにより、第2支持部材120のコラム軸方向Xの移動が規制される。
図4に示すように、ロアージャケット16の一対の被締付部23のコラム軸方向Xの下端には、コラム軸方向下側XLに開放する支持溝23cが形成されている。支持溝23cは、被締付部23の外側面23aおよび内側面23bに開放している。また、支持溝23cは、壁部16cの上面16dよりもチルト方向Yの高位に配置されている。
各支持溝23cの内面23dは、対応する挿入凸部140を一対の被締付部23の締付方向およびその反対方向(図5において紙面と直交する方向。左右方向Z)に摺動可能に支持している。
図8に示すように、第2ツース部材70の本体部73は、第2支持部材120の一対の支持部160間および一対の側枠132間に配置される。
隙間S1の隙間量は、ロック時に締付られた一対の被締付部23どうしの距離が縮小されても、各被締付部23の内側面23bが、それぞれ対向する第2支持部材120の対向面(側枠132の外側面132aおよび支持部160の外側面162)と干渉しない量に設定されている。したがって、第2支持部材120やこれに支持された案内軸81が、締付機構7のロック時に被締付部23から負荷を受けることがない。
案内軸81は、樹脂製であり、二次衝突時に第1ツース62と第2ツース74との噛合状態で第2ツース部材70から受ける衝撃荷重により破断される。具体的には、案内軸81は、一対の摺動案内面161のそれぞれと第2ツース部材70の本体部73の対応する側面73cとの間の位置に配置された2つの破断予定部Hで破断される。
図10(a)に示すように、締付軸25の外周に、締付軸25の外周において互いの間に二面幅を形成する一対の平坦部25cが形成されている。嵌合孔181の内周面は、一対の平坦部25cに係合する一対の平坦部を有している。なお、締付軸25と嵌合孔181とは、スプライン嵌合されていてもよい。
一対のコイル部173は、駆動部材180の本体部182の軸方向の一対の端部で本体部182の外周183を包囲している。一対のコイル部173のそれぞれは、コラム軸方向上側XUの一端173aと、コラム軸方向下側XLの他端173bとを含む。
図7に示すように、第2係合部172は、一対のコイル部173の他端173bどうしを連結するように各他端173bから直交状に延びている。図10(a)に示すように、第2係合部172は、第2ツース部材70の本体部73の上面73aに係合している。
操作レバー26をロック方向[図10(b)において反時計回り]に回転操作すると、締付軸25とともに駆動部材180が、図10(b)に示す状態から図10(a)に示す状態へと、反時計回りに回転される。
これにより、駆動部材180の解除突起184が、第2ツース部材70の係合突起77を押し上げるため、第2ツース部材70は、支点MSを中心として反時計回りに回転駆動され、第2ツース74が、第1ツース62から歯筋方向Dに沿って離間し、噛合が解除される[図10(b)参照]。これにより、ツースロックによるテレスコロックが解除される。
第1規制機構210は、アッパージャケット15がロアージャケット16から最も伸びた最伸長位置にあるときに、アッパージャケット15のコラム軸方向Xの位置を規制する。第2規制機構220は、アッパージャケット15がロアージャケット16に対して最も縮んだ最短縮位置にあるときに、アッパージャケット15のコラム軸方向Xの位置を規制する。
第1係合部212は、第1ツース部材60の表面60dに一体に突出形成された直方体形状のブロックである。
図示していないが、第1ストッパ211は、少なくとも一部に通電部材を含み、側板19の内側面19bに対して通電可能に接触している。また、第1ストッパ211は、第1ツース部材60を介してアッパージャケット15と通電可能に接触している。これにより、アッパージャケット15およびロアージャケット16が、第1ストッパ211および第1ツース部材60を介して通電可能に接続される。
二次衝突時には、アッパージャケット15が、ロアージャケット16に対してコラム軸方向下側XLへ移動する。このとき、アッパージャケット15と一体移動する第1ツース部材60に対して噛合状態にある第2ツース部材70が、第2支持部材120により支持されている案内軸81に対して衝撃力を与える。
二次衝突時に、案内規制部材52の案内規制板53が、第1板部41の浮き上がりを規制しつつ第1板部41から折り返し部43への折り返し変形を案内する。また、二次衝突時に、第1ツース部材60の表面60dの案内規制面51が、折り返し部43と移動部44との間での第2板部42の膨出を規制しつつ第2板部42が第1板部41に対して略平行になるように折り返し部43から第2板部42への変形を案内する。換言すると、案内規制部材52の案内規制板53と第1ツース部材60の案内規制面51との間で、エネルギ吸収部材40の変形移動が案内される。
また、図8に示すように、二次衝突時に破断する案内軸81が、締付機構7により締め付けられて左右方向Zに変位する一対の被締付部23から離隔した状態で、第2支持部材120の一対の支持部160によって支持される。また、一対の支持部160は、図5に示すように一対の被締付部23よりもコラム軸方向下側XLの位置でロアージャケット16に固定された被固定部53eから、図7に示すように一対の被締付部23間まで延在された延在部EZに支持される第2支持部材120に設けられる。
また、一対の支持部160が、第2ツース部材70の本体部73の一対の側面73cを摺動案内する一対の摺動案内面161を含む。二次衝突時に、一対の支持部160の摺動案内面161によって、案内軸81の軸方向への、第2ツース部材70の移動が規制されるので、二次衝突時に、案内軸81が、より安定した破断荷重で破断される。これにより、二次衝突時に、安定したエネルギ吸収特性を得ることができる。
(第2実施形態)
図13は、本発明の第2実施形態に係る案内機構80Pの概略断面図であり、案内軸81Pの周辺の構造を示している。図13の第2実施形態の案内機構80Pが、図8の第1実施形態の案内機構80と主に異なるのは、下記である。
図13の第2実施形態の構成要素において、図8の第1実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図8の第1実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。本実施形態では、一対の被締付部23Pに遊嵌孔を設ける必要がないので、構造を簡素化することができる。
(第3実施形態)
図14は、本発明の第3実施形態のツースロック機構9Qの概略斜視図である。図14の第3実施形態が、図10(a)の第1実施形態と主に異なるのは下記である。すなわち、図10(a)の第1実施形態では、第2ツース部材70の本体部73の下面73bに設けられた被受け部71が、受け部材としてのエネルギ吸収部材40の(移動部44の)受け面44aによって受けられて受け面44a上に支点MSが形成される。
また、第2ツース部材70Qの本体部73の両側面73cから両側方(左右方向Z)へ突出する断面半円状の一対の支持腕79が設けられる(図14では、一方の支持腕79のみを示してある)。各支持腕79の周面に、対応する受け面60fによって受けられる凸湾曲状の被受け部79aが設けられる。受け面60f上において、受け面60fと被受け部79aとの接触位置に、コラム軸方向Xに移動可能な支点MSQが形成される。
(第4実施形態)
図15は、本発明の第5実施形態に係るツースロック機構9Rの概略断面図であり、第1ツース部材60Rと第2ツース部材70Rとの噛合状態を示している。
また、一方の第2ツース列74RLの第2ツース74Rの歯先と、他方の第2ツース列74RLの第2ツース74R歯先とを前記オフセット量e1でオフセットさせることで、第2ツース部材70Rの左右方向Zの厚みt1が、コラム軸方向Xの位置によって変化することを抑制することができる。このため、第2ツース部材70Rが焼結体で形成される場合に、第2ツース部材70Rの密度が安定する。焼結時(加圧成形時)の各部の圧縮率が略均一にされるからである。第2ツース部材70Rの密度が安定化により、第2ツース部材70Rの第2ツース74Rの強度を向上することができる。
また、本発明は、操舵部材10の操舵が補助されないマニュアルタイプのステアリング装置に限らず、電動モータの動力をステアリングシャフト3に与えて操舵部材10の操舵を補助する電動パワーステアリング装置に適用することができる。
Claims (4)
- コラム軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
ロアージャケットと前記ロアージャケットに嵌合されたアッパージャケットとを含み、前記ステアリングシャフトを回転可能に支持し、前記コラム軸方向に伸縮可能なコラムジャケットと、
第1ツースを前記コラム軸方向に複数並べて形成し前記アッパージャケットと一体移動する第1ツース部材と、
前記アッパージャケットまたは前記ロアージャケットの何れか一方に設けられ、受け面を有する受け部材と、
前記受け面によって受けられる被受け部と、前記被受け部から離隔し第1ツースに噛合することによりテレスコロックを達成する第2ツースとを含み、前記受け面において当該受け面と前記被受け部との接触位置に形成される、前記コラム軸方向に移動可能な支点によって回転可能に支持される第2ツース部材と、
前記ロアージャケットにより支持された支持部材と、
前記支持部材によって支持され前記コラム軸方向と直交する方向に延びる案内軸と、前記第2ツース部材に形成され前記案内軸が挿通された長孔とを含み、前記第2ツース部材を噛合および噛合解除する方向に案内する案内機構と、を備えるステアリング装置。 - 請求項1に記載のステアリング装置であって、前記受け部材は、前記ロアージャケットに固定された被固定部と、二次衝突時に前記アッパージャケットとともに前記コラム軸方向の下側に移動する移動部とを含み、前記移動部の移動に伴って変形するエネルギ吸収部材を含むステアリング装置。
- 請求項1または2に記載のステアリング装置であって、前記ロアージャケットは、前記コラム軸方向に延びるスリットと、前記スリットを挟んだ両側に配置された一対の被締付部とを含み、
前記一対の被締付部間の間隔を狭めることにより、前記ロアージャケットを前記アッパージャケットに締め付ける締付機構を備え、
前記支持部材は、前記一対の被締付部よりも前記コラム軸方向の下側位置で前記ロアージャケットに固定された被固定部と、前記被固定部から前記一対の被締付部間に配置される位置まで延在する延在部と、前記延在部または前記延在部に支持される部材に設けられ前記一対の被締付部から離隔した状態で前記第2ツースの両側で前記案内軸を支持する一対の支持部とを含み、
前記案内軸は、二次衝突時に前記第1ツースと前記第2ツースとの噛合状態で前記第2ツース部材から受ける衝撃荷重により破断されるように構成されているステアリング装置。 - 請求項3に記載のステアリング装置であって、前記一対の支持部は、前記案内軸の軸方向への前記第2ツース部材の移動を規制しつつ、前記第2ツース部材の対向する側面を噛合および噛合解除する方向に摺動案内する一対の摺動案内面を含むステアリング装置。
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