WO2017158720A1 - ステアリング装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a steering device mounted on an automobile or the like, and more particularly to a technique for securing a current-carrying path for electrical components mounted on a steering wheel.
- the outer column arranged on the lower side is attached to the vehicle body via a tilt bracket and a tilt pivot, and the inner column arranged on the upper side is tightened by a tightening mechanism. It is held by the outer column.
- the amount of the inner column that can enter the outer column is set to be larger than the amount that can be adjusted telescopically, and the inner column moves to the front side of the vehicle against the tightening frictional force of the tightening mechanism during a secondary collision.
- Such a steering device is required to smoothly absorb the secondary collision energy when a light weight driver collides with the steering wheel.
- the tightening force is decreased, the holding force of the inner column decreases, and the inner column and outer column fit together. It becomes easy to produce backlash in a part. Therefore, in Patent Document 1, a low friction material treatment such as coating is applied to the outer peripheral surface of the inner column or the inner peripheral surface of the outer column to reduce the tightening frictional force without reducing the tightening force.
- the steering shaft is generally composed of an inner shaft and an outer shaft that are spline-coupled in the steering column in order to achieve both transmission of steering torque and telescopic adjustment.
- a resin coating may be applied to one of the two splines in order to prevent the generation of a rattling sound caused by a minute gap between the male and female splines.
- the low friction material coating is applied to the inner circumferential surface of the outer column or the outer circumferential surface of the inner column as described above, it is difficult to energize the energization path via the contact surface between the inner column and the outer column. It becomes. Further, when the resin coating is applied to the spline fitting portion of the steering shaft, it becomes difficult to energize the energization path via the spline fitting portion due to the resin coating.
- an object of the present invention is to provide a steering device that secures a new energization path from the steering wheel to the vehicle body.
- the present invention provides: A steering shaft having electrical conductivity and transmitting steering force; An outer column having conductivity, forming a guide groove extending in the axial direction, and passing the steering shaft radially inward; An inner column that has electrical conductivity, is fitted into the outer column so as to be capable of relative movement in the axial direction, and rotatably supports the steering shaft radially inward; A guide member housed in the guide groove and attached to the inner column; A fixture for attaching the guide member to the inner column; A conductive cover having electrical conductivity and covering at least a part of the guide groove from a radially outer side of the outer column; A current-carrying plate having conductivity, fixed to the inner column in contact with at least one of the fixture and the inner column, and at least partially elastically deformed to contact the current-carrying cover with a predetermined contact pressure; There is provided a steering device characterized by comprising: As a result, a new energization path from the steering wheel to the vehicle body can be
- the energization cover is formed separately from the outer column.
- the telescopic adjustment range can be taken long.
- the energizing cover is formed integrally with the outer column,
- the outer column has an opening penetrating in the radial direction on the vehicle front side of the energizing cover.
- the portion of the energization plate that contacts the energization cover is a contact portion that is curved so as to protrude toward the energization cover.
- the energizing cover can be brought into contact with a predetermined contact pressure and can be slid without being caught with the energizing cover.
- the contact portion is disposed on the vehicle front side of the guide member.
- the position where the vehicle rear side portion of the guide member abuts on the outer column portion on the vehicle rear side of the guide groove at the time of telescopic adjustment can be set as the limit on the vehicle rear side of the telescopic adjustment.
- the contact portion is disposed on the vehicle rear side of the guide member. Therefore, the telescopic adjustment range can be taken long.
- the contact portion is disposed on the vehicle front side of the guide member
- the energization plate further includes a second contact portion disposed on the vehicle rear side of the guide member and in contact with the energization cover.
- an energization path can be made more reliable.
- the fixture includes a bolt
- the energizing plate includes an annular portion through which a screw shaft of the bolt passes.
- a low friction material is coated on the inner peripheral surface of the outer column or the outer peripheral surface of the inner column.
- the steering shaft is formed by fitting an upper steering shaft disposed on the rear side of the vehicle and a lower steering shaft disposed on the front side of the vehicle, and the upper steering shaft in the fitted portion.
- a resin coating is applied to the lower steering shaft.
- the steering apparatus of the present invention it is possible to provide a steering apparatus that secures a new energization path from the steering wheel to the vehicle body.
- FIG. 1 is a perspective view of a steering mechanism using the steering device according to the first embodiment as seen from the left front side.
- FIG. 2 is a perspective view of the steering device according to the first embodiment as viewed from the left front side.
- FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the steering device according to the first embodiment as viewed from the diagonally left front.
- FIG. 4 is a plan view of the steering apparatus according to the first embodiment.
- FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the steering device according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing the VI-VI cut surface shown in FIG.
- FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view around the upper stopper of the steering device according to the first embodiment.
- FIG. 1 is a perspective view of a steering mechanism using the steering device according to the first embodiment as seen from the left front side.
- FIG. 2 is a perspective view of the steering device according to the first embodiment as viewed from the left front side.
- FIG. 3 is a partially
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing a VIII-VIII section taken in FIG.
- FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the steering device according to the second embodiment.
- FIG. 10 is a partially enlarged view of the longitudinal section shown in FIG.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing the XI-XI cross section shown in FIG. 9 and
- FIG. 12 is a partially enlarged view of the cross section shown in FIG.
- FIG. 1 is a perspective view of a steering mechanism 1 using a steering device 2 according to a first embodiment of the present application as viewed obliquely from the front.
- the steering device 2 according to the first embodiment steers via a steering shaft 3 and an intermediate shaft 102 that are pivotally supported by a steering column in order to reduce the force required to operate the steering wheel 101.
- the steering force transmitted to the gear 103 is assisted by the electric assist mechanism 104 and the front wheels are steered via the left and right tie rods 105 connected to the rack by reciprocating a rack (not shown) to the left and right.
- FIG. 2 is a perspective view of the steering device 2 according to the first embodiment of the present application as viewed obliquely from the left front.
- the steering device 2 includes a steering shaft 3 that transmits a steering force, an aluminum alloy die-cast molded product that forms a front portion of the steering column, a cylindrical outer column 10, and a rear portion of the steering column.
- the steel column inner column 11 and the tilt bracket 12 that supports the outer column 10 on the vehicle body 100 are main components.
- the outer column 10 has an inner peripheral surface 13 (shown in FIG. 5) that is slightly larger than the outer diameter of the inner column 11, and the front portion of the inner column 11 is inserted radially inward from the vehicle rear side.
- the outer column 10 has a pivot boss 22 holding a collar 21 made of a steel pipe in a boss hole 22a penetrating in the left-right direction at an upper front end of the outer column 10 via a pivot bolt (not shown) inserted into the collar 21. It is attached to the vehicle body 100 so as to be rotatable.
- the outer column 10 is made of a conductive metal material, and a long energizing cover 15 is attached in the axial direction.
- FIG. 3 is a partially exploded perspective view of the steering device 2 according to the first embodiment of the present application as viewed obliquely from the left front.
- FIG. 3 shows a state in which the energizing cover 15, the energizing plate 40 described later, and the stepped low head bolt 35 described later are removed.
- the energizing cover 15 has a thin plate shape that is long in the axial direction, and front and rear ends are formed in an arc shape.
- a guide groove 25 that penetrates in the radial direction and is long in the axial direction is formed on the lower side of the energizing cover 15, that is, on the upper portion of the outer column 10.
- the guide groove 25 accommodates an upper stopper 30 described later for restricting the movement of the inner column 11.
- FIG. 3 shows a guide member 31 constituting the upper stopper 30, a current-carrying plate 40 removed from the upper stopper 30, and a stepped low head bolt 35 removed from the upper stopper 30.
- the energization cover 15 and the energization plate 40 constitute a part of an energization path from the inner column 11 to the outer column 10 as described later.
- FIG. 4 is a plan view of the steering device 2 according to the first embodiment of the present application.
- the energizing cover 15 is disposed so as to cover the guide groove 25 of the outer column 10.
- the energization cover 15 not only provides energization as will be described later, but also prevents foreign matter from entering the outer column 10 from the guide groove 25 and hindering the rotation of the steering shaft 3.
- FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the steering device 2 according to the first embodiment of the present application.
- the steering shaft 3 includes a columnar lower steering shaft 61 disposed on the vehicle front side, and a cylindrical upper steering shaft 62 disposed on the vehicle rear side and fitted on the lower steering shaft 61. It consists of.
- the lower steering shaft 61 can be formed by rolling or broaching using a steel round bar as a raw material, and has a male spline 61a on the outer periphery of the rear half.
- a serration 61b is formed around the front end of the lower steering shaft 61.
- a vehicle front side portion of the lower steering shaft 61 is rotatably supported by a ball bearing 27 fitted inside the front end portion of the outer column 10.
- the upper steering shaft 62 can be formed by drawing or broaching using a steel pipe as a raw material, and has a female spline 62a fitted to the male spline 61a of the lower steering shaft 61 on the inner periphery of the front half.
- a serration 62b is formed at the rear end of the upper steering shaft 62 to which a boss 101a (shown by a one-dot chain line in FIG. 5) of the steering wheel 101 is fitted.
- a vehicle rear side portion of the upper steering shaft 62 is rotatably supported by a ball bearing 29 fitted inside the rear end portion of the inner column 11.
- the lower steering shaft 61 and the upper steering shaft 62 are spline-coupled so that torque can be transmitted, while allowing relative movement in the axial direction.
- a resin coating is applied to the male spline 61a of the lower steering shaft 61 in order to prevent rattling with the female spline 62a of the upper steering shaft 62.
- the steering device 2 adjusts the position in the rotational direction around the pivot bolt inserted into the pivot boss 22 when attached to the vehicle body 100 in order to match the physique of the driver (hereinafter referred to as “tilt adjustment”), In addition, the axial position of the inner column 11 can be adjusted (hereinafter referred to as “telescopic adjustment”).
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing the VI-VI cut surface shown in FIG.
- the inner column 11 is fastened and fixed by a vehicle rear side portion of the outer column 10 in which a vehicle body front side portion extends in the vehicle front-rear direction and is formed with a slit 26 opened to the vehicle rear side.
- the fixed state is released by a driver's operation, and is configured to enable telescopic adjustment.
- the vehicle rear side portion of the outer column 10 is sandwiched and fixed from the left and right sides by the tilt bracket 12. As described above, when the driver releases the fixing of the inner column 11 by the outer column 10, the vertical fixing by the tilt bracket 12 is also released at the same time, so that the tilt adjustment can be performed.
- the tilt bracket 12 has an upper plate 71 extending in the left-right direction and a pair of left and right side plates 72, 73 that are welded to the lower surface of the upper plate 71 and extend downward.
- the upper plate 71 is fastened to the vehicle body 100 by bolts 74 that pass through bolt holes 71a.
- the distance between the side plates 72 and 73 is set to be slightly wider than the width in the left-right direction of the outer column 10 in the free state.
- the left and right plates 72 and 73 are formed with tilt adjusting long holes 72a and 73a through which tightening bolts 81 to be described later are passed.
- the tilt adjustment long holes 72a and 73a are formed in an arc shape centered on the pivot bolt described above, and the tightening bolt 81 is movable in the tilt adjustment.
- the tightening mechanism 80 includes a tightening bolt 81 inserted from the left side into the tilt adjusting long holes 72a and 73a and a through hole 28 penetrating in the left-right direction at the lower part of the outer column 10 on the rear side of the vehicle.
- the outer column 10 and the inner column 11 are tightened from the outside of the pair of left and right side plates 72 and 73 of the tilt bracket 12 using a cam mechanism.
- the tightening bolt 81 has an operation lever 82 (FIG. 2, FIG. 2) that is rotated between the head and the left side plate 72 of the tilt bracket 12 in order from the head. 3 and 4), a movable cam 83 that rotates integrally with the operation lever 82, and a fixed cam 84 whose right side portion is non-rotatably engaged with the tilt adjusting long hole 72a.
- An inclined cam surface having a complementary shape is formed on the opposing surfaces of the fixed cam 84 and the movable cam 83.
- the mountain of the inclined cam surface of the movable cam 83 rides on the mountain of the inclined cam surface of the fixed cam 84 and pulls the tightening bolt 81 to the left side while fixing the fixed cam 84. Press to the right.
- the pair of left and right side plates 72 and 73 tighten the lower portion of the outer column 10 from the left and right, restricting the movement of the steering column in the tilt direction, and at the same time, tightening friction force and friction that the outer column 10 tightens the inner column 11.
- the axial movement of the inner column 11 is limited by the frictional force generated in the plate 85.
- a pressing plate 87 and a thrust bearing 88 are fitted on the tip side portion of the tightening bolt 81 protruding from the right side plate 73.
- a male screw 81a is formed around the tip portion of the tightening bolt 81, and a nut 89 is screwed therein.
- a relief portion spaced from the side plates 72 and 73 is formed around the fastening bolt 81 in the outer column 10 portion of the tilt bracket 12 facing the pair of left and right side plates 72 and 73.
- the relief portion includes two left and right friction plates 85 fixed to the inner column 11 by a lower stopper 50, which will be described later, and an end portion of the intermediate friction plate 86, and is sandwiched between the left and right friction plates 85.
- Left and right end plate portions 86a and 86b are arranged.
- the friction plate 85 and the intermediate friction plate 86 hold the inner column 11 by increasing the friction surface that generates a frictional force that resists the force applied to move the inner column 11 when the inner column 11 is fixed. Is reinforced.
- the friction plate 85 is long in the front-rear direction, and a portion through which the fastening bolt 81 is passed is a long hole 85a that is long in the front-rear direction.
- the intermediate friction plate 86 has a shape in which a round hole through which the fastening bolt 81 passes is formed in the center of a square plate-like member, and the lower portions of a pair of left and right end plate portions 86a and 86b facing each other are connected by a connection plate portion 86c. Presents.
- hook portions 91 and 92 projecting left and right in the horizontal direction are provided at the axially intermediate portions of the left and right side surfaces of the outer column 10, respectively.
- locking holes 71b and 71c are formed in the left and right sides of the front side of the upper plate 71 of the tilt bracket 12, respectively.
- Coil springs 93 are stretched over the hook portions 91 and 92 and the locking holes 71b and 71c, respectively.
- the coil spring 93 bears the weight of the steering column, the steering wheel 101, and the like at the time of tilt adjustment, and lightens the tilt adjustment operation by the driver.
- a coil spring 95 is also stretched between the operation lever 82 and the tilt bracket 12.
- the coil spring 95 applies a preload so that the fixed cam 84 and the movable cam 83 do not rattle when the operation lever 82 is released.
- the lower stopper 50 that fixes the friction plate 85 to the inner column 11 is attached to the lower surface on the front end side of the inner column 11 and is accommodated in the slit 26.
- the friction plate 85 is engaged with a locking arm 54 protruding from the left and right side surfaces of the lower stopper 50 to the outside of the slit 26.
- the front end of the lower stopper 50 is formed with a buffer holding portion 52 having a substantially L-shaped cross section that protrudes downward, and a buffer block 53 is attached to the front side of the buffer holding portion 52.
- the buffer block 53 abuts against a portion of the outer column 10 on the front side of the slit 26 during telescopic adjustment, thereby defining a telescopic adjustment range (indicated by reference numeral TAf in FIG. 5) forward of the inner column 11.
- the buffer block 53 is made of rubber and alleviates the impact so that the resin pin 51 is not damaged even if it hits the vehicle front side portion of the outer column 10 that forms the slit 26 during telescopic adjustment.
- shock absorbing mechanism A resin coating having a low friction coefficient is applied to the outer peripheral surface of a portion of the inner column 11 that is inserted into the outer column 10. Thereby, even if the tightening force of the outer column 10 by the tightening mechanism 80 is set large, the tightening frictional force generated by the tightening of the inner column 11 by the outer column 10 is kept relatively low.
- the lower stopper 50 is attached to the inner column 11 by a pair of front and rear resin pins 51.
- the buffer block 53 attached to the lower stopper 50 collides with a portion of the outer column 10 in front of the slit 26.
- the resin pin 51 is sheared and broken, and the inner column 11 moves away from the lower stopper 50 and moves further forward without being restricted by the friction plate 85. Will be able to.
- the steering wheel 101 moves forward with the inner column 11 relatively easily.
- the shock of is reduced.
- the low friction material coating with a low coefficient of friction can maintain a low tightening frictional force even when the processing accuracy of the inner peripheral surface 13 of the outer column 10 is lowered, so that the processing cost can be reduced.
- FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view around the upper stopper 30 shown in FIG.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing a VIII-VIII section taken in FIG.
- a pair of left and right guide walls 23, 24 projecting upward and extending in the front-rear direction are formed on the upper portion of the outer column 10, and guide grooves extending in the radial direction therebetween and extending in the front-rear direction 25 is provided.
- the upper stopper 30 is fixed to the inner column 11, and the height thereof is lower than that of the guide walls 23 and 24 and is accommodated inside the guide groove 25.
- the upper stopper 30 engages with the guide groove 25 to prevent relative rotation between the outer column 10 and the inner column 11 and to define a relative movement range in the axial direction between the inner column 11 and the outer column 10. That is, the upper stopper 30 abuts on the vehicle rear side portion of the outer column 10 that forms the guide groove 25, thereby defining a telescopic adjustment range (indicated by reference sign TAr in FIG. 5) to the rear of the inner column 11.
- the movement range of the inner column 11 at the time of the secondary collision is defined by contacting the vehicle front side portion of the outer column 10 that forms the guide groove 25.
- the upper stopper 30 includes a guide member 31 of a resin injection molded product and a metal stopper base 32, a stepped low head bolt 35 with a hexagonal hole, and a nut plate 36 fixed to the inner column 11. It is comprised by attaching to the inner column 11 by.
- the guide member 31 has a substantially oval shape in plan view, and the left and right side surfaces of the guide member 31 face the inner surfaces 25a and 25b of the guide walls 23 and 24, respectively. As shown in FIGS. 7 and 8, a recess 31 c into which the stopper base 32 is fitted is formed in the lower portion of the guide member 31.
- the guide member 31 can be formed from synthetic resin, rubber, or the like.
- the stopper base 32 has a through hole 32a into which the screw shaft 35a of the stepped low head bolt 35 is inserted. Further, the stopper base 32 is formed in a curved surface having a lower surface whose curvature is substantially the same as the curvature of the outer peripheral surface of the inner column 11 and is in surface contact with the inner column 11 as shown in FIG.
- the nut plate 36 has a boss portion 36a fitted into a radial through hole 11a formed in the inner column 11 at the center of the upper surface 36b. From the upper end surface of the boss portion 36a, A screw hole 36c penetrating in the radial direction is formed at the lower end. Further, the nut plate 36 is formed in a curved surface having an upper surface 36b having substantially the same curvature as that of the inner column 11, and as shown in FIG. 8, the inner column 11 is not coated with a low friction material. It is in surface contact with the peripheral surface.
- the stopper base 32 is fixed to the inner column 11 by caulking with the boss portion 36a inserted into the through hole 11a, and then the screw groove of the screw hole 36c is formed by a tap.
- the upper stopper 30 may be fastened to the inner column 11 by blind rivets, or the stepped low head bolt 35 is tightened by threading the through hole 11a of the inner column 11. You can also
- the upper steering shaft 62, the ball bearing 29, and the inner column 11 are all made of a metal material having a predetermined electric conductivity, and are brought into contact with each other, so that the energization paths indicated by broken line arrows in FIG. Is secured.
- the outer column 10 and the tilt bracket 12 are also made of a material having a predetermined electric conductivity, and are configured to be energized by contacting each other. The energization path from the inner column 11 to the outer column 10 will be described below.
- the upper stopper 30 includes a current-carrying plate 40 made of a plate-like metal material having a predetermined electrical conductivity.
- the energizing plate 40 has an annular portion 40c.
- a stepped low head bolt 35 is passed through the annular portion 40c, and as shown in FIGS. It is sandwiched and fixed between the upper step portion 35b of the stepped low head bolt 35.
- the energizing plate 40 has a projecting portion that projects back and forth from the annular portion 40 c, and the projecting portions are formed on the four locking projections 31 a that project from the upper surface of the guide member 31. Positioning and detent are made by engaging.
- the energizing plate 40 can be a stamped press-molded product of a spring steel plate having elasticity, and the material of the energizing plate 40 can be a material such as a phosphor bronze plate in addition to the spring steel plate.
- a contact portion 40 a that is curved so as to rise obliquely upward and protrude upward is formed in the protruding portion on the front side of the energizing plate 40.
- the contact portion 40a is elastically deformed and is in contact with the energizing cover 15 with a predetermined pressure (contact pressure).
- an energization path that is continuous from the inner column 11 to the nut plate 36, the stepped low head bolt 35, the energization plate 40, and the energization cover 15 is configured from the inner column 11 as indicated by a broken line arrow in FIG.
- the energizing cover 15 can be fixed to the outer column 10 by caulking. Thereby, an energization path from the inner column 11 to the outer column 10 is secured.
- various fixing methods such as press-fitting, screw fixing, bolt fixing, brazing, soldering, rivet, adhesion, and the like can be used for fixing the energizing plate 40.
- the steering device according to the second embodiment is partially configured similarly to the steering device according to the first embodiment. Therefore, in the following description, the description overlapping with the first embodiment is omitted as appropriate.
- the reference numerals obtained by adding 200 to the reference numerals used in the first embodiment are assigned to the portions of the steering device corresponding to the first embodiment. For example, the reference numeral “203” is attached to the steering shaft of the second embodiment corresponding to the steering shaft 3 of the first embodiment.
- FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the steering device according to the second embodiment.
- the steering device 202 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the steering device 202 is an electric power steering device (EPS) including a steering assist mechanism 245 that assists the rotation of the steering shaft 203.
- EPS electric power steering device
- the vehicle front side end portion of the outer column 210 forms a diameter-expanded portion 210a that is diameter-expanded radially outward.
- a first housing 243 that has a substantially annular shape and accommodates the vehicle rear side portion of the steering assist mechanism 245 together with the enlarged diameter portion 210a is fixed to the front side of the enlarged diameter portion 210a.
- a second housing 244 that has a substantially annular shape and accommodates the vehicle front side portion of the steering assist mechanism 245 is fixed to the front side of the first housing 243 with respect to the vehicle. ing.
- a ball bearing 227 is fitted in the radially inner portion of the first housing 243.
- a ball bearing 241 is fitted into the radially inner portion of the second housing 244.
- the ball bearing 227 and the ball bearing 241 rotatably support an output shaft 248 connected to the vehicle front side of the lower shaft 261 via a torsion bar 247.
- the second housing 244 has a pivot boss 222 formed so as to protrude to the front side of the vehicle.
- the pivot boss 222 is used to attach the steering device 202 to the vehicle body so that the tilt adjustment is possible.
- a guide groove 225 extending in the axial direction is formed in the upper portion of the outer column 210. Unlike the guide groove 25 of the first embodiment, the guide groove 225 is partially covered by an energizing cover 215 formed integrally with the outer column 210. An energization plate 240 attached to the upper stopper 230 is in contact with the energization cover 215.
- FIG. 10 is a partially enlarged view of the longitudinal section shown in FIG. The cross section within the movable range of the upper stopper 230 in the axial direction is shown enlarged.
- An opening 242 penetrating in the radial direction is formed in a portion of the outer column 210 on the vehicle front side of the energizing cover 215.
- the opening 242 is used to attach the upper stopper 230 and the energizing plate 240 to the inner column 211 in a state where the inner column 211 is moved to the front side of the vehicle.
- the energizing plate 240 is in contact with the energizing cover 215 at two locations: a contact portion 240a formed on the vehicle front side and a contact portion (second contact portion) 240b formed on the vehicle rear side.
- the contact portions 240a and 240b are both curved to rise toward the energizing cover 215 and to protrude toward the energizing cover 215.
- the contact portions 240a and 240b are both elastically deformed and are in contact with the energizing cover 215 with a predetermined contact pressure.
- the energization plate 240 is in contact with the energization cover 215 at least at the second contact portion 240b even when the energization plate 240 moves to the adjustment end on the front side of the vehicle in the telescopic adjustment range TAf toward the front of the vehicle. Therefore, the opening 242 is disposed so as to be positioned further to the vehicle front side than the second contact portion 240b of the energization plate 240 when the steering device 202 is adjusted to the most vehicle front side in the telescopic adjustment range TAf. . As a result, a new energization path from the inner column 211 to the outer column 210 can be secured over the entire telescopic adjustment range TA.
- the energizing cover 215 formed integrally with the outer column 210 has at least an axial range (a range indicated by a symbol A in FIG. 10) of a tightening portion (a portion indicated by a symbol 300 in FIG. 10) of the outer column 210. ) Part.
- the presence of the energizing cover 215 within the above range can ensure the circumferential rigidity of the tightening portion 300 of the outer column 210 and the outer column 210 of the outer column 210 via the pair of left and right side plates 272 and 273 of the tilt bracket 212 by the tightening mechanism.
- torque when the steering shaft 203 is twisted with the key lock bar extended is transmitted to the outer column 210 via the inner column 211 and the upper stopper 230.
- the energizing cover 215 is formed integrally with the outer column 210 on the radially outer side within the range in which the upper stopper 230 moves within the telescopic adjustment range, the strength of the outer column 210 is increased and the torque is increased. The strength against is secured.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing the XI-XI cross section shown in FIGS. A cross section cut perpendicularly to the axial direction of the steering device 202 at the position of the upper stopper 230 is shown.
- the energizing cover 215 is formed integrally with left and right guide walls 223 and 224 extending in the rising axis direction from the upper part of the outer column 210.
- the lower surface of the energization cover 215, that is, the surface of the energization cover 215 on the inner column 211 side is formed in a flat shape.
- the upper surface of the energization cover 215, that is, the surface of the energization cover 215 opposite to the inner column 211 has a curved surface that is convex upward when viewed in the axial direction.
- FIG. 12 is a partially enlarged view of FIG. The members around the outer column 210 are omitted, and the outer column 210 and its radially inner members are shown enlarged.
- the energizing plate 240 is provided with a stepped low head bolt 235 passed through the annular portion 240c and fixed between the upper step 235b of the stepped low head bolt 235 and the guide member 231. Yes.
- a new energization path from the steering wheel to the vehicle body can be secured as in the first embodiment.
- the energization path of the first embodiment is the one in which the present invention is applied to a rack assist type electric power steering apparatus, but can naturally be applied to a column assist type electric power steering apparatus as in the second embodiment. It is. On the contrary, the energization path of the second embodiment can also be applied to a rack assist type electric power steering apparatus.
- the shape of the current-carrying plates 40 and 240 is not limited to that of the above embodiment, and any shape can be used as long as it contacts the current-carrying covers 15 and 215 with a predetermined pressure (contact pressure) by elastic deformation.
- the contact portions 40a, 240a, and 240b do not necessarily have to be one or two as in the above-described embodiment, and three or more contact portions 40a, 240a, and 240b may be formed. It is not restricted to what concerns a form, You may form the part protruded hemispherically toward the electricity supply covers 15 and 215 instead of the part curved so that it might become convex toward the electricity supply covers 15 and 215 side.
- a plurality of contact portions 40a, 240a, and 240b may be formed apart from each other in the circumferential direction to make the energization path more reliable. Moreover, you may arrange
- the energization plates 40 and 240 may be arranged so as to ensure an energization path from the inner columns 11 and 211 to the energization covers 15 and 215, for example, arranged so as to be in direct contact with the inner columns 11 and 211. You may do it. In that case, the fixture for attaching the guide members 31 and 231 to the inner columns 11 and 211 need not have conductivity.
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Abstract
本願発明のステアリング装置(2、202)は、インナコラム(11、211)に取り付けられ、アウタコラム(10、210)のガイド溝(25、225)内に収容された通電プレート(40、240)を有する。通電プレートはアウタコラムの通電カバー(15、215)に接し、インナコラムからアウタコラムへの通電経路の一部を構成する。本願発明によれば、ステアリングホイール(101)から車体(100)への新たな通電経路を確保することができる。
Description
本発明は、自動車などに搭載されるステアリング装置に係り、詳しくは、ステアリングホイールに装着される電装品の通電経路を確保する技術に関する。
近年の自動車では、事故時にステアリングホイールに二次衝突することで運転者が受ける衝撃を緩和すべく、インナコラムとアウタコラムとの2部品より成るステアリングコラムが縮まることによって二次衝突エネルギを吸収するステアリング装置が広く採用されている。この種のステアリング装置においては、インナコラムとアウタコラムとが軸方向に相対摺動することにより、ステアリングホイールが車両前方へ移動し、インナコラムとアウタコラムとの間に設けられたエネルギ吸収手段によって二次衝突エネルギが吸収される。
例えば、特許文献1に記載のステアリング装置においては、ロア側に配置されたアウタコラムがチルトブラケットやチルトピボットを介して車体に取り付けられ、アッパ側に配置されたインナコラムは締付機構による締め付けによってアウタコラムに保持されている。このステアリング装置は、アウタコラムに対するインナコラムの進入可能量がテレスコピック調整可能量よりも大きく設定されており、二次衝突時には締付機構の締付摩擦力に抗してインナコラムが車両前方側へ移動する。
このようなステアリング装置においては、体重の軽い運転者がステアリングホイールに衝突した際の二次衝突エネルギをスムーズに吸収することが求められている。これを実現するためには、締付機構による締付力を小さくすることが考えられるが、当該締付力を小さくした場合、インナコラムの保持力が低下し、インナコラムとアウタコラムの嵌合部にガタが生じやすくなる。そこで、特許文献1ではインナコラムの外周面あるいはアウタコラムの内周面にコーティングなどによる低摩擦材処理を施し、締付力を小さくすることなく締付摩擦力を減少させている。
また、テレスコピック式のステアリング装置において、ステアリングシャフトは、操舵トルクの伝達とテレスコピック調整とを両立すべく、一般に、ステアリングコラム内でスプライン結合されたインナシャフトとアウタシャフトとによって構成される。この場合、雄スプラインと雌スプライン間の微少隙間に起因するガタ音の発生を防止するため、両スプラインの一方には樹脂コーティングが施されることがある。
自動車のステアリングホイールにはホーンやエアバッグなどの電装部品が取り付けられており、これら電装部品の多くがボディアースであることから、ステアリングホイールから車体までの通電経路を確保する必要がある。
ところが、上述のようにアウタコラムの内周面又はインナコラムの外周面に低摩擦材コーティングが施されると、当該コーティングによってインナコラムとアウタコラムとの接触面を経由した通電経路による通電が困難となる。また、ステアリングシャフトのスプライン嵌合部に樹脂コーティングが施されると、当該樹脂コーティングによってスプライン嵌合部を経由した通電経路による通電が困難となる。
上記問題に鑑み、本発明は、ステアリングホイールから車体への新たな通電経路を確保したステアリング装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、
導電性を有し、操舵力を伝達するステアリングシャフトと、
導電性を有し、軸方向に延びるガイド溝を形成し、径方向内側に前記ステアリングシャフトを通すアウタコラムと、
導電性を有し、前記アウタコラムに軸方向の相対移動を可能に内嵌し、径方向内側で前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するインナコラムと、
前記ガイド溝内に収容され、前記インナコラムに取り付けられたガイド部材と、
前記ガイド部材を前記インナコラムに取り付ける取付具と、
導電性を有し、前記アウタコラムの径方向外側から前記ガイド溝の少なくとも一部を覆う通電カバーと、
導電性を有し、前記取付具と前記インナコラムとの少なくとも一方に接して前記インナコラムに対して固定され、少なくとも一部が弾性変形して前記通電カバーに所定の接触圧をもって接する通電プレートと、を有することを特徴とするステアリング装置を提供する。
これにより、ステアリングホイールから車体への新たな通電経路を確保することができる。
導電性を有し、操舵力を伝達するステアリングシャフトと、
導電性を有し、軸方向に延びるガイド溝を形成し、径方向内側に前記ステアリングシャフトを通すアウタコラムと、
導電性を有し、前記アウタコラムに軸方向の相対移動を可能に内嵌し、径方向内側で前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するインナコラムと、
前記ガイド溝内に収容され、前記インナコラムに取り付けられたガイド部材と、
前記ガイド部材を前記インナコラムに取り付ける取付具と、
導電性を有し、前記アウタコラムの径方向外側から前記ガイド溝の少なくとも一部を覆う通電カバーと、
導電性を有し、前記取付具と前記インナコラムとの少なくとも一方に接して前記インナコラムに対して固定され、少なくとも一部が弾性変形して前記通電カバーに所定の接触圧をもって接する通電プレートと、を有することを特徴とするステアリング装置を提供する。
これにより、ステアリングホイールから車体への新たな通電経路を確保することができる。
好ましくは、前記通電カバーは、前記アウタコラムと別体に形成されている。これにより、テレスコピック調整範囲を長く取ることができる。
好ましくは、前記通電カバーは、前記アウタコラムと一体に形成されており、
前記アウタコラムは、前記通電カバーの車両前方側に径方向に貫通した開口部を有する。これにより、通電カバーのような別体の部材をアウタコラムに取り付ける必要がなくなり、部品点数を減らし、取付け作業も不要とすることができる。
前記アウタコラムは、前記通電カバーの車両前方側に径方向に貫通した開口部を有する。これにより、通電カバーのような別体の部材をアウタコラムに取り付ける必要がなくなり、部品点数を減らし、取付け作業も不要とすることができる。
好ましくは、前記通電カバーに接する前記通電プレートの部分は、通電カバーに向かって凸になるように湾曲した接触部である。これにより、簡易な構成によって、前記通電カバーに所定の接触圧を持って接し、前記通電カバーとの引っ掛かりのない摺動を可能にすることができる。
また、好ましくは、前記接触部は、前記ガイド部材の車両前方側に配置されている。これにより、テレスコピック調整の際にガイド部材の車両後方側部分がガイド溝の車両後方側のアウタコラム部分に当接する位置をテレスコピック調整の車両後方側の限度とすることができる。
また、好ましくは、前記接触部は、前記ガイド部材の車両後方側に配置されている。これにより、テレスコピック調整範囲を長く取ることができる。
また、好ましくは、前記接触部は、前記ガイド部材の車両前方側に配置されており、
前記通電プレートは、さらに、前記ガイド部材の車両後方側に配置され、前記通電カバーに接する第2の接触部を有する。これにより、通電経路をより確実なものとすることができる。
前記通電プレートは、さらに、前記ガイド部材の車両後方側に配置され、前記通電カバーに接する第2の接触部を有する。これにより、通電経路をより確実なものとすることができる。
また、好ましくは、前記取付具はボルトを含み、前記通電プレートは、前記ボルトのねじ軸を通す円環部を備える。これにより、簡易な構成によって、通電プレートをインナコラムに対して固定することができる。
また、好ましくは、前記アウタコラムの内周面又は前記インナコラムの外周面に低摩擦材がコーティングされている。これにより、インナコラムとアウタコラムとの間で生じる摩擦を低減し、二次衝突時に比較的低い衝突荷重によってもインナコラムが車両前方側へ移動できるようにすることができる。
また、好ましくは、前記ステアリングシャフトは、車両後方側に配置されたアッパーステアリングシャフトと車両前方側に配置されたロアステアリングシャフトとが嵌合して成り、前記嵌合した部分において、前記アッパーステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフトに樹脂コーティングが施されている。これにより、アッパーステアリングシャフトとロアステアリングシャフトとの嵌合部においてガタ音が発生するのを防ぐことができる。
本発明のステアリング装置によれば、ステアリングホイールから車体への新たな通電経路を確保したステアリング装置を提供することができる。
以下、本発明をチルト・テレスコピック調整式のラックアシスト型電動パワーステアリング機構(以下、単にステアリング機構と記す)に用いるステアリング装置に適用した実施形態およびその一部変形例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ステアリング機構やステアリング装置の説明にあたっては、図面中に前後・左右・上下を矢印で示し、各部材の位置や方向をこれに沿って説明する。これらの方向は、ステアリング装置を車両に搭載した状態における車両の方向と一致している。
(第1実施形態)
図1は本願の第1実施形態に係るステアリング装置2を用いたステアリング機構1を斜め前方から見た斜視図である。図1に示すように、本第1実施形態のステアリング装置2は、ステアリングホイール101の操作に要する力を軽減するために、ステアリングコラムに軸支されたステアリングシャフト3および中間シャフト102を介してステアリングギヤ103に伝達された操舵力を電動アシスト機構104でアシストし、図示しないラックを左右に往復運動させることでラックに連結した左右のタイロッド105を介して前輪を転舵する。
図1は本願の第1実施形態に係るステアリング装置2を用いたステアリング機構1を斜め前方から見た斜視図である。図1に示すように、本第1実施形態のステアリング装置2は、ステアリングホイール101の操作に要する力を軽減するために、ステアリングコラムに軸支されたステアリングシャフト3および中間シャフト102を介してステアリングギヤ103に伝達された操舵力を電動アシスト機構104でアシストし、図示しないラックを左右に往復運動させることでラックに連結した左右のタイロッド105を介して前輪を転舵する。
図2は、本願の第1実施形態に係るステアリング装置2を左斜め前方から見た斜視図である。図2に示すように、ステアリング装置2は、操舵力を伝達するステアリングシャフト3と、ステアリングコラムの前方部分を構成するアルミ合金ダイキャスト成型品で筒状のアウタコラム10と、ステアリングコラムの後方部分を構成する鋼管製のインナコラム11と、アウタコラム10を車体100(図1参照)に支持するチルトブラケット12とを主要構成要素としている。
アウタコラム10は、インナコラム11の外径よりも僅かに大きい内周面13(図5に図示)を有し、径方向内側に車両後方側からインナコラム11の前方部分が挿入されている。
アウタコラム10は、その前端上部に左右方向に貫通するボス孔22aに鋼管製のカラー21を保持したピボットボス22を有しており、カラー21に挿入されるピボットボルト(図示なし)を介して車体100に回動可能に取り付けられる。
アウタコラム10は、その上部に、導電性を有する金属材料から成り、軸方向に長い通電カバー15が取り付けられている。
図3は、本願の第1実施形態に係るステアリング装置2を左斜め前方から見た一部分解斜視図である。図3は、通電カバー15、後述する通電プレート40、及び後述する段付低頭ボルト35を取り外した状態を示している。
図3に示すとおり、通電カバー15は、軸方向に長い薄板状をしており、前後の端部が円弧状に形成されている。
通電カバー15の下側、即ち、アウタコラム10の上部には径方向に貫通し、軸方向に長いガイド溝25が形成されている。ガイド溝25には、インナコラム11の移動を制限する後述のアッパストッパ30が収容されている。
図3においては、アッパストッパ30を構成するガイド部材31と、アッパストッパ30から取り外した通電プレート40と、アッパストッパ30から取り外した段付低頭ボルト35を示している。通電カバー15及び通電プレート40は、後述のようにインナコラム11からアウタコラム10への通電経路の一部を構成する。
図4は、本願の第1実施形態に係るステアリング装置2の平面図である。図4に示すとおり、通電カバー15は、アウタコラム10のガイド溝25を覆うように配置されている。これにより、通電カバー15は、後述のように通電に供するのみならず、異物がガイド溝25からアウタコラム10の内部に侵入し、ステアリングシャフト3の回転を阻害するのを防ぐ。
(ステアリングシャフト)
図5は、本願の第1実施形態に係るステアリング装置2の縦断面図である。図5に示すように、ステアリングシャフト3は、車両前方側に配置された円柱状のロアステアリングシャフト61と、車両後方側に配置されロアステアリングシャフト61に外嵌した円筒状のアッパーステアリングシャフト62と、からなる。
図5は、本願の第1実施形態に係るステアリング装置2の縦断面図である。図5に示すように、ステアリングシャフト3は、車両前方側に配置された円柱状のロアステアリングシャフト61と、車両後方側に配置されロアステアリングシャフト61に外嵌した円筒状のアッパーステアリングシャフト62と、からなる。
ロアステアリングシャフト61は、鋼丸棒を素材として転造やブローチ加工などによって成形することができ、後半部の外周に雄スプライン61aを有している。また、ロアステアリングシャフト61の先端部の周囲には不図示の自在接手が外嵌するセレーション61bが形成されている。ロアステアリングシャフト61の車両前方側部分は、アウタコラム10の前端部内側に内嵌したボールベアリング27によって回転自在に支持されている。
アッパーステアリングシャフト62は、鋼管を素材として絞り加工やブローチ加工などによって成形することができ、前半部の内周にロアステアリングシャフト61の雄スプライン61aに嵌合する雌スプライン62aを有している。アッパーステアリングシャフト62の後端にはステアリングホイール101のボス101a(図5にて一点鎖線で示す)が外嵌するセレーション62bが形成されている。アッパーステアリングシャフト62の車両後方側部分は、インナコラム11の後端部内側に内嵌したボールベアリング29によって回転自在に支持されている。
ロアステアリングシャフト61とアッパーステアリングシャフト62は、スプライン結合し、トルクを伝達可能としながら、軸方向の相対移動を可能としている。なお、ロアステアリングシャフト61の雄スプライン61aには、アッパーステアリングシャフト62の雌スプライン62aとのがた付きを防止すべく、樹脂コーティングが施されている。
(位置調整機構)
ステアリング装置2は、運転者の体格等に合わせるため、車体100への取付時にピボットボス22に挿入されるピボットボルトを中心とする回転方向の位置の調整(以下、「チルト調整」と呼ぶ)、及び、インナコラム11の軸方向の位置の調整(以下、「テレスコピック調整」と呼ぶ)を可能に構成されている。
ステアリング装置2は、運転者の体格等に合わせるため、車体100への取付時にピボットボス22に挿入されるピボットボルトを中心とする回転方向の位置の調整(以下、「チルト調整」と呼ぶ)、及び、インナコラム11の軸方向の位置の調整(以下、「テレスコピック調整」と呼ぶ)を可能に構成されている。
図6は、図5に記載のVI-VI切断面を示す断面図である。インナコラム11は、その車体前方側部分が、車両前後方向に延び車両後方側に開放したスリット26が形成されたアウタコラム10の車両後方側部分によって締め付けられ、固定されている。当該固定は、運転者の操作によって解除され、テレスコピック調整が可能になるように構成されている。アウタコラム10の車両後方側部分は、チルトブラケット12によって左右両側から挟まれ、固定されている。上述のように運転者がアウタコラム10によるインナコラム11の固定を解除すると、これと同時にチルトブラケット12による上下方向の固定も解除され、チルト調整が可能になるように構成されている。これらの構成については次に具体的に説明する。
チルトブラケット12は、左右方向に延びる上板71と、この上板71の下面に溶接され下方に延びる左右一対の側板72、73とを有している。上板71は、ボルト穴71aを通したボルト74によって車体100に締結される。側板72、73の間隔は、自由状態でアウタコラム10の左右方向の幅よりも若干広く設定されている。左右側板72、73には、後述する締付ボルト81を通すチルト調整用長孔72a、73aが形成されている。チルト調整用長孔72a、73aは、前述したピボットボルトを中心とする円弧状に形成されており、チルト調整に際し、締付ボルト81が移動可能に構成されている。
チルトブラケット12の下部周辺には、運転者の操作に応じてアウタコラム10及びインナコラム11の締付固定とその解除を行う締付機構80が設けられている。締付機構80は、上記チルト調整用長孔72a、73aとアウタコラム10の車両後方側の下部で左右方向に貫通した貫通孔28とに左方から挿入された締付ボルト81と、後述のカム機構と、を用いて、チルトブラケット12の左右一対の側板72、73の外側からアウタコラム10及びインナコラム11を締め付ける。
図6に示すように、締付ボルト81には、その頭部とチルトブラケット12の左側板72との間に、頭部側から順に、運転者によって回転操作される操作レバー82(図2、3及び4参照)と、操作レバー82と一体に回転する可動カム83と、右側部分がチルト調整用長孔72aに回転不能に係合した固定カム84とが外嵌している。固定カム84と可動カム83の対向する面には、相補的な形状をした傾斜カム面が形成されている。
運転者が操作レバー82を締め付け側に回動させると、固定カム84の傾斜カム面の山に可動カム83の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付ボルト81を左側に引っ張る一方で固定カム84を右側に押圧する。これにより、左右一対の側板72、73がアウタコラム10の下部を左右から締め付け、ステアリングコラムのチルト方向の移動を制限するのと同時に、アウタコラム10がインナコラム11を締め付ける締付摩擦力と摩擦板85に生じる摩擦力とによってインナコラム11の軸方向の移動が制限される。
一方、運転者が操作レバー82を解除方向に回動させると、上述のように自由状態における間隔がアウタコラム10の幅より広い左右一対の側板72、73がそれぞれ弾性復帰する。これにより、アウタコラム10のチルト方向の移動の制限とインナコラム11の軸方向の移動の制限がともに解除され、運転者がステアリングホイール101の位置の調整を行うことができるようになる。
右側の側板73から突出した締付ボルト81の先端側部分には、押圧板87とスラスト軸受88とが外嵌している。締付ボルト81の先端部分の周囲には、雄ねじ81aが形成され、ナット89がねじ込まれている。
チルトブラケット12の左右一対の側板72、73に対向するアウタコラム10の部分のうち締付ボルト81の周囲には、側板72、73から離隔した逃げ部が形成されている。該逃げ部には、後述するロアストッパ50によってインナコラム11に対して固定された左右各2枚の摩擦板85と、中間摩擦板86の端部を構成し、左右それぞれで摩擦板85に挟まれた左右端板部86a、86bが配置されている。摩擦板85及び中間摩擦板86は、インナコラム11の固定時にインナコラム11を移動させようとする力が加わった際に、それに抵抗する摩擦力が生じる摩擦面を増やすことでインナコラム11の保持を補強している。
摩擦板85は、図5に示すように前後方向に長く、締付ボルト81が通される部分は、前後方向に長い長孔部85aとしている。これにより、締付機構80による締付を解除したときに締付ボルト81と摩擦板85との相対移動を許し、テレスコピック調整を可能としている。
中間摩擦板86は、四角い板状の部材の中央に締付ボルト81が通る丸孔が形成され、互いに対向する左右一対の端板部86a、86bの下部を連結板部86cによって連結した形状を呈している。
図4に示すように、アウタコラム10の左右側面の軸方向中間部にはそれぞれ水平方向で左右に突出したフック部91、92が設けられている。また、チルトブラケット12の上板71の前側の左右両側には、それぞれ係止孔71b、71cが穿孔されている。フック部91、92と係止孔71b、71cには、それぞれコイルスプリング93が掛け渡されている。コイルスプリング93は、チルト調整時においてステアリングコラムやステアリングホイール101などの重量を負担し、運転者によるチルト調整の操作を軽くする。
図2及び図3に示すように、操作レバー82とチルトブラケット12との間にもコイルスプリング95が掛け渡されている。コイルスプリング95は、操作レバー82を解除した時に、固定カム84と可動カム83ががた付かない様に予圧を与えている。
摩擦板85をインナコラム11に固定するロアストッパ50は、図5に示すように、インナコラム11の先端側の下面に取り付けられ、スリット26内に収容されている。摩擦板85は、ロアストッパ50の左右両側面からスリット26の外側に突出した係止腕54に係合している。
ロアストッパ50の前端には断面略L字形状のバッファ保持部52が下方に向けて突出して形成されており、このバッファ保持部52の前側にバッファブロック53が取り付けられている。バッファブロック53は、テレスコピック調整の際に、スリット26の前側のアウタコラム10の部分に当接することにより、インナコラム11の前方へのテレスコピック調整範囲(図5中に符号TAfで示す)を規定する。バッファブロック53は、ゴムから成り、テレスコピック調整の際にスリット26を形成するアウタコラム10の車両前方側部分に当たっても樹脂ピン51が破損しないように衝撃を緩和する。
(衝撃吸収機構)
インナコラム11のうちアウタコラム10に挿入される部位の外周面には、摩擦係数の低い樹脂コーティングが施されている。これにより、締付機構80によるアウタコラム10の締付力を大きく設定しても、アウタコラム10によるインナコラム11の締め付けによって生じる締付摩擦力は比較的低く保たれる。
インナコラム11のうちアウタコラム10に挿入される部位の外周面には、摩擦係数の低い樹脂コーティングが施されている。これにより、締付機構80によるアウタコラム10の締付力を大きく設定しても、アウタコラム10によるインナコラム11の締め付けによって生じる締付摩擦力は比較的低く保たれる。
また、ロアストッパ50は、前後一対の樹脂ピン51によってインナコラム11に取り付けられている。二次衝突の衝撃によってインナコラム11が前方へ移動すると、ロアストッパ50に装着されたバッファブロック53は、スリット26の前方のアウタコラム10の部分に衝突する。この衝突による衝撃が所定の大きさよりも大きい場合、樹脂ピン51がせん断破壊し、インナコラム11は、ロアストッパ50から離脱して、摩擦板85による移動の制限を受けることなく、更に前方へ移動することができるようになる。
このような構成により、自動車の衝突によって体重の軽い運転者がステアリングホイール101に二次衝突した場合であっても、ステアリングホイール101はインナコラム11とともに比較的容易に前方へ移動し、二次衝突の衝撃が緩和される。また、摩擦係数の低い低摩擦材コーティングにより、アウタコラム10の内周面13の加工精度を低くしても低い締付摩擦力を保つことができるため、加工コストを低減させることも可能である。
(アッパストッパ)
図7は、図5に示すアッパストッパ30周辺の拡大断面図である。図8は、図5に記載のVIII-VIII切断面を示す断面図である。
図7は、図5に示すアッパストッパ30周辺の拡大断面図である。図8は、図5に記載のVIII-VIII切断面を示す断面図である。
図5、図8に示すように、アウタコラム10の上部には、上方に突出し前後方向に延びる左右一対のガイド壁23、24が形成され、その間に径方向に貫通し前後方向に延びるガイド溝25が設けられている。アッパストッパ30はインナコラム11に固定されており、その高さはガイド壁23、24よりも低く、ガイド溝25の内側に収容されている。
アッパストッパ30はガイド溝25と係合することにより、アウタコラム10とインナコラム11との相対回転を防止するとともに、インナコラム11とアウタコラム10との軸方向の相対移動範囲を規定する。即ち、アッパストッパ30は、ガイド溝25を形成するアウタコラム10の車両後方側部分に当接することでインナコラム11の後方へのテレスコピック調整範囲(図5中に符号TArで示す)を規定するとともに、ガイド溝25を形成するアウタコラム10の車両前方側部分に当接することで二次衝突時におけるインナコラム11の移動範囲(図5中に符号CPで示す)を規定する。
アッパストッパ30は、樹脂射出成型品のガイド部材31と金属製のストッパベース32とが、取付具である、六角穴付きの段付低頭ボルト35、及び、インナコラム11に固着されたナットプレート36によってインナコラム11に取り付けられることで構成されている。
ガイド部材31は、平面視で略長円形を呈しており、その側面部は、左右の側面がガイド壁23、24の内面25a、25bに対向する。ガイド部材31の下部には、図7及び図8に示すように、ストッパベース32が嵌り込む凹部31cが形成されている。ガイド部材31は、合成樹脂やゴムなどから形成することができる。
ストッパベース32は、図7及び図8に示すように、中央に段付低頭ボルト35のねじ軸35aが嵌挿される貫通孔32aが穿孔されている。また、ストッパベース32は、その下面がインナコラム11の外周面の曲率と略同じ曲率を有する曲面状に形成されており、図8に示すように、インナコラム11に面接触している。
ナットプレート36は、図7に示すように、上面36bの中央にインナコラム11に形成された径方向の貫通孔11aに嵌入するボス部36aを有しており、このボス部36aの上端面から下端に径方向に貫通するねじ孔36cを形成している。また、ナットプレート36は、その上面36bがインナコラム11の曲率と略同一の曲率を有する曲面状に形成されており、図8に示すように、インナコラム11の低摩擦材コーティングされていない内周面に面接触している。本第1実施形態では、ボス部36aを貫通孔11aに差し込んだ状態でかしめることでストッパベース32をインナコラム11に固着した後、タップによってねじ孔36cのねじ溝を形成している。なお、ナットプレート36に代えて、ブラインドリベットによってアッパストッパ30をインナコラム11に締結するようにしてもよいし、インナコラム11の貫通孔11aにねじ切りをして段付低頭ボルト35を締付ける構成とすることもできる。
(通電経路)
本第1実施形態においては、ステアリングホイール101から、アッパーステアリングシャフト62、ボールベアリング29、インナコラム11、ナットプレート36、段付低頭ボルト35、通電プレート40、通電カバー15、アウタコラム10、及び、チルトブラケット12を通して、車体100へ通じる通電経路を確保している。
本第1実施形態においては、ステアリングホイール101から、アッパーステアリングシャフト62、ボールベアリング29、インナコラム11、ナットプレート36、段付低頭ボルト35、通電プレート40、通電カバー15、アウタコラム10、及び、チルトブラケット12を通して、車体100へ通じる通電経路を確保している。
上記通電経路のうち、アッパーステアリングシャフト62、ボールベアリング29、及び、インナコラム11はいずれも所定の電気伝導率を有する金属材料からなり、互いに接触することで、図5に破線矢印で示す通電経路を確保している。また、アウタコラム10及びチルトブラケット12も所定の電気伝導率を有する材料からなり、互いに接触することで、通電可能に構成している。インナコラム11からアウタコラム10までの通電経路については、以下に説明する。
図7及び図8に示すように、アッパストッパ30は、所定の電気伝導率を有する板状の金属材料からなる通電プレート40を備えている。通電プレート40は、図3に示すように、円環部40cを有しており、円環部40cに段付低頭ボルト35が通され、図7及び図8に示すように、ガイド部材31と段付低頭ボルト35の上方段部35bとの間に挟まって固定されている。通電プレート40は、図3に示すように、円環部40cから前後に突出した突出部を有しており、該突出部がガイド部材31の上面に突設された4つの係止突起31aに係合することによって位置決めおよび回り止めがなされている。通電プレート40は、弾性を有するばね鋼板の打ち抜きプレス成型品とすることができ、通電プレート40の材料としては、ばね鋼板以外にリン青銅板などの材料を用いることもできる。
通電プレート40の前側の突出部には、図7に示すように、斜め上方に立ち上がり、上側に凸になるように湾曲した接触部40aが形成されている。接触部40aは、弾性変形して、通電カバー15に所定の圧力(接触圧)で接触している。このように構成することにより、テレスコピック調整によってインナコラム11が前後に移動する場合、通電カバー15の僅かな起伏やインナコラム11の僅かな回転に追従して常に通電カバー15に接触することができるようになる。また、通電カバー15に接する接触部40aの部分が湾曲していることにより、通電カバー15と接触部40aとの引っ掛かりを防ぐことができる。
以上の構成により、図8において破線矢印で示すように、インナコラム11から、ナットプレート36、段付低頭ボルト35、通電プレート40、通電カバー15の順に連続する通電経路が構成される。通電カバー15は、かしめによりアウタコラム10に固定することができる。これにより、インナコラム11からアウタコラム10までの通電経路が確保される。なお、通電プレート40の固定は、かしめの他、圧入、ねじ固定、ボルト固定、ろう付け、はんだ付け、リベット、接着等、種々の固定方法を採用することができる。
(第2実施形態)
次に、本願の第2実施形態について図9ないし図12を参照しながら説明する。本第2実施形態に係るステアリング装置は、上記第1実施形態に係るステアリング装置と部分的に同様に構成されている。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と重複する説明は適宜省略する。第1実施形態と対応するステアリング装置の部分には、第1実施形態で使用した参照符号に200を足した参照符号を付する。例えば、第1実施形態のステアリングシャフト3に対応する第2実施形態のステアリングシャフトには「203」という参照符号を付する。
次に、本願の第2実施形態について図9ないし図12を参照しながら説明する。本第2実施形態に係るステアリング装置は、上記第1実施形態に係るステアリング装置と部分的に同様に構成されている。したがって、以下の説明においては、第1実施形態と重複する説明は適宜省略する。第1実施形態と対応するステアリング装置の部分には、第1実施形態で使用した参照符号に200を足した参照符号を付する。例えば、第1実施形態のステアリングシャフト3に対応する第2実施形態のステアリングシャフトには「203」という参照符号を付する。
図9は第2実施形態に係るステアリング装置の縦断面図である。本第2実施形態に係るステアリング装置202は、ステアリングシャフト203の回転を補助する操舵補助機構245を備えた電動パワーステアリング装置(EPS)である点において、上記第1実施形態とは異なっている。
アウタコラム210の車両前方側端部は、径方向外側に拡径した拡径部210aを形成している。拡径部210aの車両前方側には、概略円環状をして、拡径部210aと共に操舵補助機構245の車両後方側部分を収容する第1のハウジング243が固定されている。また、第1のハウジング243の車両前方側には、概略円環状をして、第1のハウジング243との間に操舵補助機構245の車両前方側部分を収容する第2のハウジング244が固定されている。
第1のハウジング243の径方向内側部分にはボールベアリング227が内嵌している。また、第2のハウジング244の径方向内側部分にはボールベアリング241が内嵌している。ボールベアリング227とボールベアリング241は、ロアシャフト261の車両前方側にトーションバー247を介して連結された出力軸248を回転可能に支持している。
第2のハウジング244は、車両前方側に突出して形成されたピボットボス222を有する。ピボットボス222は、ステアリング装置202をチルト調整可能に車体に取り付けるために用いられる。
アウタコラム210の上側部分には、軸方向に延びるガイド溝225が形成されている。ガイド溝225は、第1実施形態のガイド溝25とは異なり、アウタコラム210と一体に形成された通電カバー215によって部分的に覆われている。通電カバー215には、アッパストッパ230に取り付けられた通電プレート240が接する。
図10は図9に示す縦断面の部分拡大図である。アッパストッパ230の軸方方向の可動範囲内の断面を拡大して示している。
通電カバー215の車両前方側のアウタコラム210の部分には径方向に貫通した開口部242が形成されている。開口部242は、インナコラム211を車両前方側へ移動させた状態で、アッパストッパ230と通電プレート240をインナコラム211に取り付けるのに用いる。
通電プレート240は、車両前方側に形成された接触部240aと車両後方側に形成された接触部(第2の接触部)240bの2箇所で通電カバー215に接している。接触部240a、240bは、いずれも通電カバー215側に立ち上がり、通電カバー215側に凸になるように湾曲している。また、接触部240a、240bは、いずれも弾性変形して所定の接触圧で通電カバー215に接している。
通電プレート240は、車両前方へのテレスコピック調整範囲TAfにおいて、車両前方側の調整端まで移動した場合であっても、少なくとも第2の接触部240bで通電カバー215に接する。したがって、開口部242は、ステアリング装置202がテレスコピック調整範囲TAfで最も車両前方側に調整されたときに、通電プレート240の第2の接触部240bよりも車両前方側に位置するように配置される。これにより、テレスコピック調整範囲TAの全範囲にわたってインナコラム211からアウタコラム210への新たな通電経路を確保することができる。
第2実施形態では、アウタコラム210と一体に形成された通電カバー215は、少なくともアウタコラム210の締め付け部(図10に符号300で示す部分)の軸方向範囲(図10に符号Aで示す範囲)の部分には存在する。上記範囲に通電カバー215が存在することで、アウタコラム210の締め付け部300の周方向剛性を確保でき、締付機構によりチルトブラケット212の左右一対の側板272、273などを介してアウタコラム210の締め付け部300を締め付けても、アウタコラム210の締め付け部300が撓みすぎることが無く、締め付けに対する反力を発生させる。したがって、アウタコラム210の締め付け部300と固定カムの間、およびアウタコラム210の締め付け部300とナット(図6のナット89を参照)の間に、締付力を発生させ、アウタコラム210の締め付け部300と固定カムの間、およびアウタコラム210の締め付け部300とナットの間に存在する側板272、273や摩擦板285や中間摩擦板(図6の中間摩擦板86を参照)とそれぞれの相手部材間に十分な摩擦力を生じさせることができる。このような構成により、ステアリング装置202のチルト保持力とテレスコ保持力を補強することができる。
また第2実施形態では、キーロックバーを出した状態で、ステアリングシャフト203を捩じった場合のトルクはインナコラム211、アッパストッパ230を介してアウタコラム210に伝わる。本実施形態では、テレスコピック調整範囲でアッパストッパ230が移動する範囲内の径方向外側には通電カバー215がアウタコラム210と一体に形成されているので、アウタコラム210の強度が高くなり、上記トルクに対する強度を確保している。
図11は、図9及び図10に示すXI-XI切断面を示す断面図である。アッパストッパ230の位置でステアリング装置202の軸方向に対して垂直に切断した断面を示している。
通電カバー215は、アウタコラム210の上部から立ち上がり軸方向に延びる左右のガイド壁223、224と一体に形成されている。通電カバー215の下面、つまり、インナコラム211側の通電カバー215の面は平面状に形成されている。通電カバー215の上面、つまり、インナコラム211とは反対側の通電カバー215の面は、軸方向に見たときに上側に凸の曲面状をしている。
図12は図11の部分拡大図である。アウタコラム210周辺の部材を省略し、アウタコラム210とその径方向内側の部材を拡大して示している。
第1実施形態と同様に、通電プレート240は、円環部240cに段付低頭ボルト235が通され、段付低頭ボルト235の上方段部235bとガイド部材231との間に挟まって固定されている。
以上に説明した第2実施形態によれば、第1実施形態と同様に、ステアリングホイールから車体への新たな通電経路を確保することができる。
なお、上記の具体的な実施形態は本発明の理解を容易にするために説明したものであり、本発明はこれらに限られるものではない。
例えば、上記第1実施形態の通電経路はラックアシスト型電動パワーステアリング装置に本発明を適用したものであるが、第2実施形態のようなコラムアシスト型電動パワーステアリング装置などにも当然に適用可能である。また、これとは反対に、第2実施形態の通電経路をラックアシスト型電動パワーステアリング装置に適用することもできる。
また、ステアリングコラムやチルト・テレスコピック調整機構、アッパストッパ30、230などの具体的構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、通電プレート40、240の形状は上記実施形態のものに限られず、弾性変形により所定の圧力(接触圧)をもって通電カバー15、215に接触するものであればどのような形状であってもよい。例えば、接触部40a、240a、240bは、必ずしも上記実施形態のように1つまたは2つとする必要はなく、3つ以上形成しても良いし、接触部40a、240a、240bの形状も上記実施形態に係るものに限られず、通電カバー15、215側に凸となるように湾曲した部分の代わりに、通電カバー15、215に向かって半球状に突出した部分を形成しても良い。また、接触部40a、240a、240bを周方向に離して複数形成し、通電経路をより確実なものとしても良い。また、接触部40a、240a、240bはガイド部材31、231の車両後方側にのみ配置しても良い。
また、通電プレート40、240は、インナコラム11、211から通電カバー15、215までの通電経路を確保できるように配置されていれば良く、例えば、インナコラム11、211に直に接するように配置しても良い。その場合、ガイド部材31、231をインナコラム11、211に取り付ける取付具が導電性を有する必要はない。
1 ステアリング機構
2、202 ステアリング装置
3、203 ステアリングシャフト
10、210 アウタコラム
210a 拡径部
11、211 インナコラム
11a 貫通孔
12、212 チルトブラケット
13、213 内周面
15、215 通電カバー
21 カラー
22、222 ピボットボス
22a、222a ボス孔
23、24、223、224 ガイド壁
25、225 ガイド溝
25a、25b 内面
26 スリット
27、227 ボールベアリング
28、228 貫通孔
29、229 ボールベアリング
30、230 アッパストッパ
31、231 ガイド部材
31a 係止突起
32、232 ストッパベース
32a 貫通孔
35、235 段付低頭ボルト
35a ねじ軸
35b、235b 上方段部
36、236 ナットプレート
36a ボス部
36b 上面
36c ねじ孔
40、240 通電プレート
40a、240a、240b 接触部
40c、240c 円環部
241 ボールベアリング
242 開口部
243 第1のハウジング
244 第2のハウジング
245 操舵補助機構
247 トーションバー
248 出力軸
50 ロアストッパ
51、251 樹脂ピン
52、252 バッファ保持部
53、253 バッファブロック
54 係止腕
61、261 ロアステアリングシャフト
61a 雄スプライン
61b セレーション
62、262 アッパーステアリングシャフト
62a、262a 雌スプライン
62b セレーション
71、271 上板
71a ボルト穴
71b、71c 係止穴
72、272 左側板
72a チルト調整用長孔
73、273 右側板
73a チルト調整用長孔
80 締付機構
81 締付ボルト
81a 雄ねじ
82 操作レバー
83 可動カム
84 固定カム
85、285 摩擦板
85a、285a 長孔部
86 中間摩擦板
86a、86b 端板部
86c 連結板部
87 押圧板
88 スラスト軸受
89 ナット
91、92 フック部
93 コイルスプリング
95 コイルスプリング
100 車体
101 ステアリングホイール
102 中間シャフト
103 ステアリングギヤ
104 電動アシスト機構
105 タイロッド
300 締め付け部
2、202 ステアリング装置
3、203 ステアリングシャフト
10、210 アウタコラム
210a 拡径部
11、211 インナコラム
11a 貫通孔
12、212 チルトブラケット
13、213 内周面
15、215 通電カバー
21 カラー
22、222 ピボットボス
22a、222a ボス孔
23、24、223、224 ガイド壁
25、225 ガイド溝
25a、25b 内面
26 スリット
27、227 ボールベアリング
28、228 貫通孔
29、229 ボールベアリング
30、230 アッパストッパ
31、231 ガイド部材
31a 係止突起
32、232 ストッパベース
32a 貫通孔
35、235 段付低頭ボルト
35a ねじ軸
35b、235b 上方段部
36、236 ナットプレート
36a ボス部
36b 上面
36c ねじ孔
40、240 通電プレート
40a、240a、240b 接触部
40c、240c 円環部
241 ボールベアリング
242 開口部
243 第1のハウジング
244 第2のハウジング
245 操舵補助機構
247 トーションバー
248 出力軸
50 ロアストッパ
51、251 樹脂ピン
52、252 バッファ保持部
53、253 バッファブロック
54 係止腕
61、261 ロアステアリングシャフト
61a 雄スプライン
61b セレーション
62、262 アッパーステアリングシャフト
62a、262a 雌スプライン
62b セレーション
71、271 上板
71a ボルト穴
71b、71c 係止穴
72、272 左側板
72a チルト調整用長孔
73、273 右側板
73a チルト調整用長孔
80 締付機構
81 締付ボルト
81a 雄ねじ
82 操作レバー
83 可動カム
84 固定カム
85、285 摩擦板
85a、285a 長孔部
86 中間摩擦板
86a、86b 端板部
86c 連結板部
87 押圧板
88 スラスト軸受
89 ナット
91、92 フック部
93 コイルスプリング
95 コイルスプリング
100 車体
101 ステアリングホイール
102 中間シャフト
103 ステアリングギヤ
104 電動アシスト機構
105 タイロッド
300 締め付け部
Claims (10)
- 導電性を有し、操舵力を伝達するステアリングシャフトと、
導電性を有し、軸方向に延びるガイド溝を形成し、径方向内側に前記ステアリングシャフトを通すアウタコラムと、
導電性を有し、前記アウタコラムに軸方向の相対移動を可能に内嵌し、径方向内側で前記ステアリングシャフトを回転可能に支持するインナコラムと、
前記ガイド溝内に収容され、前記インナコラムに取り付けられたガイド部材と、
前記ガイド部材を前記インナコラムに取り付ける取付具と、
導電性を有し、前記アウタコラムの径方向外側から前記ガイド溝の少なくとも一部を覆う通電カバーと、
導電性を有し、前記取付具と前記インナコラムとの少なくとも一方に接して前記インナコラムに対して固定され、少なくとも一部が弾性変形して前記通電カバーに所定の接触圧をもって接する通電プレートと、を有することを特徴とするステアリング装置。 - 前記通電カバーは、前記アウタコラムと別体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記通電カバーは、前記アウタコラムと一体に形成されており、
前記アウタコラムは、前記通電カバーの車両前方側に径方向に貫通した開口部を有することを特徴とする請求項1に記載のステアリング装置。 - 前記通電カバーに接する前記通電プレートの部分は、前記通電カバーに向かって凸になるように湾曲した接触部であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 前記接触部は、前記ガイド部材の車両前方側に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のステアリング装置。
- 前記接触部は、前記ガイド部材の車両後方側に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のステアリング装置。
- 前記接触部は、前記ガイド部材の車両前方側に配置されており、
前記通電プレートは、さらに、前記ガイド部材の車両後方側に配置され、前記通電カバーに接する第2の接触部を有することを特徴とする請求項4に記載のステアリング装置。 - 前記取付具はボルトを含み、
前記通電プレートは、前記ボルトのねじ軸を通す円環部を備えることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 前記アウタコラムの内周面又は前記インナコラムの外周面に低摩擦材がコーティングされていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 前記ステアリングシャフトは、車両後方側に配置されたアッパーステアリングシャフトと車両前方側に配置されたロアステアリングシャフトとが嵌合して成り、
前記嵌合した部分において、前記アッパーステアリングシャフト又は前記ロアステアリングシャフトに樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか一項に記載のステアリング装置。
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PCT/JP2016/058140 WO2017158720A1 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | ステアリング装置 |
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