JP5104707B2 - Steering device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この発明は、自動車の盗難防止の為、例えば、イグニッションキーを鍵孔から抜いた状態で、ステアリングホイールの回転を阻止する機能を備えたステアリング装置、及び、その製造方法に関する。特に本発明は、組み立て性が良好なステアリング装置を安価に得られる構造及び製造方法を実現するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering device having a function of preventing rotation of a steering wheel in a state where an ignition key is removed from a keyhole, and a method for manufacturing the same, for preventing theft of an automobile. In particular, the present invention realizes a structure and a manufacturing method that can obtain a steering device with good assemblage at low cost.
図12〜13は、自動車の盗難を防止する為に従来から使用されている、ステアリングロック機構の1例として、特許文献1に記載されたものを示している。このステアリングロック機構は、イグニッションスイッチをOFFにし、更にイグニッションキーを鍵孔(図示せず)から引き抜く為に、このイグニッションキーをロック位置にまで回し、このイグニッションキーを引き抜くと、図13の(A)に示す様に、ステアリングコラム1に固定したキーシリンダ(図示せず)からロックピン2が、このステアリングコラム1に形成した通孔3を通じて、このステアリングコラム1の径方向内側に、弾性的に突出する。そして、上記ロックピン2の先端部がそのまま、或いはステアリングホイール4により回転させられるステアリングシャフト5の回転に伴って、このステアリングシャフト5に固定したキーロックカラー6のキーロック孔7と係合する。そして、この係合により、上記ステアリングシャフト5の回転を阻止する。これに対し、イグニッションスイッチをONにした状態では、図13の(B)に示す様に、ロックピン2が引っ込み、このロックピン2とキーロック孔7との係合が外れ、キーロックカラー6を固定したステアリングシャフト5の回転を自在とする。
12 to 13 show what is described in Patent Document 1 as an example of a steering lock mechanism that has been conventionally used to prevent theft of automobiles. In this steering lock mechanism, when the ignition switch is turned off, and further, the ignition key is turned to the lock position in order to pull out the ignition key from the key hole (not shown), and when the ignition key is pulled out, (A ), A
上述の様なステアリングロック機構を有する構造のうち、例えば、電動式パワーステアリング装置の様に、ステアリングシャフトの前端側に各種部品が存在する場合、上記ステアリングロック機構の存在により、ステアリング装置を組み立てにくくなる場合がある。例えば、電動式パワーステアリング装置の場合、電動モータを操舵トルクに応じて制御する為に、この操舵トルクを検出するトルクセンサが、上記ステアリングシャフトの前端寄り部分に設置されている場合がある。このトルクセンサは、例えば、特許文献2〜4に記載されている様に、それぞれがステアリングシャフトを構成するもので、トーションバーを介して結合される入力軸及び出力軸と、ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジング内に設置されたセンサコイルとを備える。そして、このセンサコイルで上記入力軸と出力軸との回転方向の相対変位を検出する事により、操舵トルクを検出する。
Of the structures having the steering lock mechanism as described above, for example, when various parts are present on the front end side of the steering shaft, such as an electric power steering device, the steering device is difficult to assemble due to the presence of the steering lock mechanism. There is a case. For example, in the case of an electric power steering apparatus, a torque sensor that detects the steering torque may be installed near the front end of the steering shaft in order to control the electric motor according to the steering torque. For example, as described in
上述の様な構造を有する電動式パワーステアリング装置で、ステアリングシャフトを、次の様にステアリングコラム内に設置する場合がある。即ち、ステアリングコラムの前端部に、内部にセンサコイルを設置したハウジングを固定した状態で、このハウジングの前端側から上記ステアリングコラム内に、電動モータの出力を減速して伝達する減速機構を構成するウォームホイール等を固定したステアリングシャフトを挿入する場合がある。この場合、ステアリングロック機構を構成するキーロックカラーの肉厚分、上記ステアリングシャフトの一部の外径が大きくなっている為、挿入時に、この部分が上記センサコイル等に干渉する可能性がある。 In the electric power steering apparatus having the above-described structure, the steering shaft may be installed in the steering column as follows. That is, a speed reduction mechanism is configured to decelerate and transmit the output of the electric motor from the front end side of the housing to the steering column in a state where the housing having the sensor coil installed therein is fixed to the front end portion of the steering column. A steering shaft with a worm wheel or the like fixed may be inserted. In this case, since the outer diameter of a part of the steering shaft is increased by the thickness of the key lock collar constituting the steering lock mechanism, this part may interfere with the sensor coil or the like at the time of insertion. .
上記特許文献2〜4に記載された発明の場合、組み立て時に、上記ステアリングシャフトが、上述の様なセンサコイルや、ステアリングシャフトを上記ハウジングに対して回転自在に支持する軸受と干渉しない様に、次の様な構造或いは組立方法を採用している。即ち、特許文献2に記載された発明の場合、ウォームホイール等を組み付けたステアリングシャフトをセンサコイルや軸受内を挿通させた後、キーロックカラーをこのステアリングシャフトの所定位置に組み付けている。又、特許文献3に記載された発明の場合、キーロックカラーを組み付けたステアリングシャフトをセンサコイルや軸受内に挿通した後、ウォームホイールを所定位置に組み付けている。又、特許文献4に記載された発明の場合、ウォームホイール等を組み付けた出力軸をセンサコイルや軸受内を通過させた後、この出力軸とキーロックカラーを組み付けた入力軸とをトーションバーを介して結合している。
In the case of the inventions described in
但し、上記特許文献2〜4に記載された何れの発明の場合も、ステアリング装置の組み付け性が良いとは言えない。即ち、キーロックカラーを後からステアリングシャフトに組み付ける場合には、このステアリングシャフトをステアリングコラム内に配置した状態でこの作業を行う必要があり、作業性が良くないと考えられる。ウォームホイールを後からステアリングシャフトに組み付ける場合も同様に、作業性が良くないと考えられる。又、出力軸をセンサコイル等を通過させた後、この出力軸とキーロックカラーを固定した入力軸とを結合する場合には、この結合作業を、ステアリングシャフトをハウジング及びステアリングコラムに組み付けた状態で行う必要があり、扱いにくく、やはり、作業性が良いとは言えない。又、何れの構造或いは組立方法の場合も、キーロックカラーを圧入により固定する為、ステアリングシャフトに圧入荷重を受ける部分を設ける必要があると共に、組み立てラインに圧入装置を導入しなくてはならない等、製造コストが高くなる事は避けられない。更に、キーロックカラーの組み付け不良等が生じた場合には、ハウジング、センサ装置、ステアリングコラム等を含めた装置全体を廃棄しなければならない可能性があり、組み付け不良時の損失が大きい。
However, in any of the inventions described in
一方、特許文献5には、キーロックカラーをステアリングシャフトに固定した状態で、このステアリングシャフトを支持する軸受等と干渉しない様に、このステアリングシャフトの組み付け作業が行える構造が記載されている。即ち、上記特許文献5には、キーロックカラーの外径を上記軸受等の内径よりも小さくして、このキーロックカラーを固定したステアリングシャフトがこの軸受等を通過可能としている。但し、この様な特許文献5に記載された発明の場合も、キーロックカラーをステアリングシャフトに圧入する必要があり、前記特許文献2〜4に記載された発明と同様に、製造コストが嵩む事が避けられない。
尚、特許文献6には、トルクセンサに関する発明が記載されている。
On the other hand,
Patent Document 6 describes an invention related to a torque sensor.
本発明は、上述した様な事情に鑑み、組み立て性が良好なステアリング装置を安価に得られる構造及び製造方法を実現すべく発明したものである。 The present invention has been invented in order to realize a structure and a manufacturing method capable of obtaining a steering device with good assemblage at low cost in view of the circumstances as described above.
本発明のステアリング装置及びその製造方法のうちのステアリング装置は、車体に支持される円筒状のステアリングコラムと、後端部にステアリングホイールを固定し、このステアリングコラム内に回転自在に支持されたステアリングシャフトと、例えば、イグニッションキーをロック位置とし、このイグニッションキーを引き抜いた状態等の、所定の状態で、上記ステアリングホイールの回転を阻止するステアリングロック機構とを備える。
このうちのステアリングシャフトは、前端寄り部分を、上記ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジング内に支持されている。
又、上記ステアリングロック機構は、上記ステアリングコラムと上記ステアリングシャフトとの軸方向に関し互いに整合する位置にそれぞれ形成した通孔及び係合孔と、この通孔内を径方向に変位するロックピンとを有する。そして、上記所定の状態で、このロックピンが径方向に変位して上記係合孔に係合する事により、上記ステアリングコラムに対する上記ステアリングシャフトの回転を阻止する。
又、上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置される。
A steering device of the present invention and a steering device of its manufacturing method include a cylindrical steering column supported by a vehicle body, a steering wheel fixed to a rear end portion, and a steering rotatably supported in the steering column. A shaft and a steering lock mechanism that prevents rotation of the steering wheel in a predetermined state, such as a state where the ignition key is in a locked position and the ignition key is pulled out, for example.
Of these, the steering shaft is supported at its front end portion in a housing fixed to the front end portion of the steering column.
The steering lock mechanism includes a through hole and an engagement hole formed at positions that are aligned with each other in the axial direction of the steering column and the steering shaft, and a lock pin that is radially displaced in the through hole. . In the predetermined state, the lock pin is displaced in the radial direction and engaged with the engagement hole, thereby preventing the steering shaft from rotating with respect to the steering column.
The steering shaft is disposed in the steering column by being inserted from the front end side of the housing in a state where the housing is fixed to the front end portion of the steering column.
特に、本発明のステアリング装置に於いては、上記ステアリングシャフトの一部で上記係合孔を形成する部分を、この係合孔と上記通孔とが円周方向に関し互いに整合した状態でこの係合孔がこの通孔に対し近づく方向に変形させた、変形部としている。
又、上記変形部の外接円の直径を、上記ステアリングコラム及びハウジングの内側で、上記ステアリングシャフトの挿入時にこのステアリングシャフトが通過する部分のうち、仮にこのステアリングシャフトの一部が当接した場合にこのステアリングシャフトの挿入が不能となる、最も内径が小さい部材の内径よりも、小さくしている。
尚、上記ステアリングシャフトの一部が当接した場合でも、このステアリングシャフトの挿入が可能となる部材は、例えば、シールリングを構成するゴム等の、ステアリングシャフトに比べて、ヤング率が十分に小さい(軟らかく変形し易い)部材である。従って、上述の「ステアリングシャフトの一部が当接した場合にこのステアリングシャフトの挿入が不能となる」部材とは、この様なヤング率が小さい部材を除く事を意味する。
In particular, in the steering device of the present invention, the engagement hole and the through hole are aligned with each other in the circumferential direction at a portion of the steering shaft where the engagement hole is formed. The joint hole is a deformed portion that is deformed in a direction approaching the through hole.
In addition, when the diameter of the circumscribed circle of the deformed portion is inside the steering column and the housing and the steering shaft passes through the portion where the steering shaft passes when the steering shaft is inserted, It is smaller than the inner diameter of the member having the smallest inner diameter where the steering shaft cannot be inserted.
Note that, even when a part of the steering shaft comes into contact, a member that can be inserted into the steering shaft has a Young's modulus sufficiently smaller than that of the steering shaft such as rubber constituting a seal ring. It is a member (soft and easy to deform). Therefore, the above-mentioned member that “becomes impossible to insert the steering shaft when part of the steering shaft comes into contact” means that such a member having a small Young's modulus is excluded.
上述した様な本発明の具体的な構造として、例えば、請求項2に記載した発明の構造がある。この請求項2に記載した発明の構造は、ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジングと、ステアリングシャフトの前端寄り部分との間に、操舵トルクを検出するトルクセンサを配置している。
又、上記ステアリングシャフトは、後側に配置された入力軸と前側に配置された出力軸とをトーションバーを介して結合して成り、前端寄り部分を上記ハウジング内に、軸受を介して回転自在に支持されている。
又、上記トルクセンサは、上記ステアリングシャフトの前端寄り部分の周囲に配置され、上記トーションバーの捩れを検出する為の円筒状のセンサコイルを有する。
又、上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定し、このハウジング内に上記軸受及びセンサコイルを配置した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置される。
又、変形部は、上記入力軸の一部に形成されている。
又、最も内径が小さい部材が、軸受若しくはセンサコイルである。
そして、上記変形部の外接円の直径を、これら軸受及びセンサコイルの内径よりも小さくしている。
As a specific structure of the present invention as described above, for example, there is the structure of the invention described in
Further, the steering shaft is formed by connecting a rear input shaft and a front output shaft via a torsion bar, and a front end portion is rotatable in the housing via a bearing. It is supported by.
The torque sensor is disposed around a portion near the front end of the steering shaft and has a cylindrical sensor coil for detecting torsion of the torsion bar.
The steering column is inserted from the front end side of the housing in a state where the housing is fixed to the front end portion of the steering column and the bearing and the sensor coil are disposed in the housing. Placed inside.
Further, the deforming portion is formed on a part of the input shaft.
The member having the smallest inner diameter is a bearing or a sensor coil.
And the diameter of the circumscribed circle of the said deformation | transformation part is made smaller than the internal diameter of these bearings and a sensor coil.
又、上述の各発明を実施する場合に好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、ステアリングシャフトの少なくとも一部を中空状とし、この中空状部分の一部に変形部を形成する。
又、より好ましくは、請求項4に記載した発明の様に、ステアリングシャフトを構成する入力軸として、中空状のアウターシャフトの前端部にインナーシャフトの後端部を、回転の伝達自在に、且つ、軸方向に相対変位可能に結合して成るものを使用する。そして、上記アウターシャフトの一部に変形部を形成する。
Further, when implementing each of the above-described inventions, preferably, as in the invention described in
More preferably, as in the invention described in claim 4, as the input shaft constituting the steering shaft, the rear end portion of the inner shaft is connected to the front end portion of the hollow outer shaft so that rotation can be transmitted, and , Which are connected so as to be axially displaceable. And a deformation | transformation part is formed in a part of said outer shaft.
又、本発明のステアリング装置の製造方法は、上述の請求項3又は請求項4に記載したステアリング装置の製造方法であって、先ず、中空状の素材の一部をハイドロフォーム成形により、径方向外方に膨らませる方向に変形させる。その後、プレス加工により所定形状に形成し、所定位置に係合孔を形成する。そして、一部に変形部を有するステアリングシャフトとする。
A method for manufacturing a steering device according to the present invention is the method for manufacturing a steering device according to
上述の様に構成される本発明のステアリング装置の場合、ステアリングシャフトの係合孔を形成した変形部の外接円の直径を、ステアリングコラム及びハウジングの内側で、上記ステアリングシャフトの挿入時にこのステアリングシャフトが通過する部分のうち、最も内径が小さい部材の内径よりも小さくしている。この為、このステアリングシャフトの一部に上記係合孔を形成した状態で、このステアリングシャフトを上記ステアリングコラム及びハウジング内に、このハウジング側から挿入可能である。従って、ステアリングロック機構を有するステアリングシャフトの組み付けを容易に行える。
又、上記係合孔を形成した変形部は、上記ステアリングシャフトの一部を変形させる事により形成したものである為、キーロックカラー等の別の部材をこのステアリングシャフトに組み付ける必要がなく、製造コストの低減を図れる。
In the case of the steering device of the present invention configured as described above, the diameter of the circumscribed circle of the deformed portion formed with the engagement hole of the steering shaft is set inside the steering column and the housing when the steering shaft is inserted. Is smaller than the inner diameter of the member having the smallest inner diameter. Therefore, the steering shaft can be inserted into the steering column and the housing from the housing side in a state where the engagement hole is formed in a part of the steering shaft. Therefore, the steering shaft having the steering lock mechanism can be easily assembled.
In addition, since the deformed portion formed with the engagement hole is formed by deforming a part of the steering shaft, it is not necessary to assemble another member such as a key lock collar to the steering shaft. Cost can be reduced.
又、請求項4に記載した発明によれば、衝突等によりステアリングホイールに運転者が衝突する二次衝突時に、ステアリングシャフトを収縮させるコラプス構造や、運転者の体格に合わせて、ステアリングホイールの前後位置を調整可能なテレスコピック構造に適用可能となる。 Further, according to the invention described in claim 4, in a secondary structure in which the driver collides with the steering wheel due to a collision or the like, a collapsed structure that contracts the steering shaft or the front and The present invention can be applied to a telescopic structure whose position can be adjusted.
又、請求項3、4に記載した発明の様に、ステアリングシャフトの一部、或は、アウターシャフトを中空状とした場合、請求項5に記載した製造方法を使用すれば、変形部を容易に形成できる。
Further, when a part of the steering shaft or the outer shaft is hollow as in the inventions described in
図1〜6は、本発明の実施の形態の1例を示している。本発明のステアリング装置8は、ステアリングコラム9と、ステアリングシャフト10と、ステアリングロック機構11と、トルクセンサ12と、減速機構13とを備える。このうちのステアリングコラム9は、円筒状のアウターコラム14の前端部(図1、4〜6の左端部)に、円筒状のインナーコラム15の後端部(図1、4〜6の右端部)を、軸方向(図1、4〜6の左右方向)の相対変位可能に嵌合して成る。そして、上記アウターコラム14の前端部を、ブラケット16により、車体に支持可能としている。このブラケット16は、前方に向いて所定以上の荷重が上記アウターコラム14に作用した場合に車体から外れる様に、この車体に対して支持される。従って、例えば、二次衝突時等に生じる衝撃荷重により上記アウターコラム14に前方に向かう力が作用した場合に、上記ブラケット16が上記車体から外れ、このアウターコラム14が上記インナーコラム15に対し前方に変位する事を許容する。この結果、上記衝撃荷重を吸収できる。
1 to 6 show an example of an embodiment of the present invention. The
上記ステアリングシャフト10は、それぞれが鋼等の磁性材製の、後側に配置された入力軸17と、前側に配置された出力軸18とを、トーションバー19を介して結合して成る。又、上記ステアリングシャフト10は、上記入力軸17の後端部にステアリングホイールを固定すると共に、この入力軸17の後端寄り部分を上記ステアリングコラム9内に、転がり軸受20により回転自在に支持している。又、上記出力軸18の中間部分を、このステアリングコラム9の前端部に固定された、後述するトルクセンサ12及び減速機構13のハウジング21内に、軸受22により回転自在に支持している。又、本例の場合、上記入力軸17は、略中空円筒状のアウターシャフト23の前端部に、略円杆状のインナーシャフト24の後端部を、セレーション係合等により、回転(トルク)の伝達自在に、且つ、軸方向の相対変位可能に嵌合して成る。従って、上述した様に、衝撃荷重が作用して、アウターコラム14がインナーコラム15に対して変位する際には、図4に示す様に、アウターシャフト23もインナーシャフト24に対して変位し、上記衝撃荷重を吸収する。尚、図4には、インナーシャフト24がアウターシャフト23に対し変位している様に記載してあるが、上記説明と実質的には同じである。
The steering
又、前記ステアリングロック機構11は、上記ステアリングコラム9と上記ステアリングシャフト10との軸方向に関し互いに整合する位置にそれぞれ形成した通孔25及び係合孔26と、この通孔25内を径方向に変位するロックピン27(図2)とを有する。そして、前述の図12〜13と同様に、例えば、図示しないイグニッションキーをロック位置とし、このイグニッションキーを引き抜いた状態等で、やはり図示しないキーシリンダーから径方向に突出した上記ロックピン27が、上記通孔25を通じて上記係合孔26に係合する。これにより、上記ステアリングシャフト10の上記ステアリングコラム9に対する回転が阻止される。これに対し、イグニッションスイッチをONにした状態等では、上記ロックピン27が上記係合孔26から外れ、上記ステアリングシャフト10の回転を自在とする。
The
本例の場合、上記通孔25は上記アウターコラム14の一部に、上記係合孔26は上記アウターシャフト23の一部に、それぞれ径方向に貫通する状態で、且つ、軸方向に関し互いに整合する位置に形成されている。特に、本例の場合、上記アウターシャフト23の中間部で上記係合孔26を形成する部分を、この係合孔26と上記通孔25とが円周方向に関し互いに整合した状態でこの係合孔26がこの通孔25に対し近づく方向に(図1〜3、6の下方に)変形させた、変形部28としている。
In the case of this example, the through
又、前記トルクセンサ12は、上記ステアリングシャフト10の前端寄り部分に配置され、運転者が前記ステアリングホイールを操作した場合の操舵トルクを検出するものである。そして、この操舵トルクに応じて補助トルクを付与する為の図示しない電動モータを制御する。この為に、上記ステアリングシャフト10を構成する出力軸18の後端部外周面には、円周方向複数個所に凹溝29、29を形成している。又、同じく入力軸17の後端部には、例えばアルミニウム等の導電性を有する非磁性材製のスリーブ30の基端部を、相対変位不能に外嵌固定している。そして、上記入力軸17と上記出力軸18とを結合した状態で、上記スリーブ30の中間部乃至先端部が、上記各凹溝29、29を形成した上記出力軸18の後端部外周面を覆う。上記スリーブ30のうちで、この出力軸18の後端部外周面を覆う部分には、上記各凹溝29、29と同じピッチで、複数の透孔40、40を形成している。
The
又、前記ステアリングコラム9の前端部に固定された前記ハウジング21内で、上記各凹溝29、29及びスリーブ30の外径側には、円筒状のセンサコイル31、31を内嵌固定している。そして、これらセンサコイル31、31のインピーダンスの変化を検出する事により、上記入力軸17と上記出力軸18との回転方向の相対変位を検出する。
Further, in the
即ち、前述した様に、出力軸18が磁性材製であるのに対して、上記スリーブ30は非磁性材製である。従って、操舵トルクにより前記トーションバー19が捩れ、上記入力軸17と上記出力軸18との間に回転方向の変位が生じると、この入力軸17に固定された上記スリーブ30の各透孔40、40と上記出力軸18に形成された上記各凹溝29、29との位相がずれて、磁気特性が変化する。そして、この磁気特性の変化に伴い上記センサコイル31、31のインピーダンスが変化する為、この変化を検出する事により、両軸17、18の回転方向の相対変位、即ち、上記トーションバー19の捩れを検出でき、上記操舵トルクを知る事ができる。尚、トルクセンサ12の構造及び作用は、前述の特許文献6に記載された発明と同様である為、詳しい説明は省略する。
That is, as described above, the
又、本例の場合、上記出力軸18の後端縁部に係合溝32、32を形成し、上記入力軸17の前端面に突出形成した係合突部33、33をこれら各係合溝32、32に円周方向に隙間をあけた状態で係合している。そして、上記両軸17、18が必要以上に回転方向に相対変位する事を防止している。
In the case of this example,
又、本例の場合、上記出力軸18の中間部で上記各凹溝29、29を形成した部分よりも前側部分を、前記ハウジング21に対し、転がり軸受等の前記軸受22により回転自在に支持している。又、上記入力軸17の前端寄り部分で、上記スリーブ30を外嵌した部分よりも後側と上記ハウジング21との間に、シールリング34を設けている。このシールリング34は、このハウジング21内に内嵌固定され、径方向内方に向けて突出したゴム等の弾性材製のシールリップ35を、上記入力軸17の外周面に摺接させている。
In the case of this example, the front portion of the intermediate portion of the
又、本例の場合、上記出力軸18の中間部外周面で、上記軸受22の前側に隣接する部分に、前記減速機構13を構成するウォームホイール36を外嵌固定している。このウォームホイール36は、前記電動モータの出力軸に接続されたウォームと噛合し、この電動モータの出力軸の回転を減速して上記出力軸18に伝達する。又、上記出力軸18の中間部外周面で、上記ウォームホイール36の前側に隣接する部分は、上記ハウジング21の前側の開口部を塞ぐ、略円輪状に形成された塞ぎ部材37の内径側に、軸受38により回転自在に支持している。この塞ぎ部材37には、第二のブラケット39を、ボルト41、41により固定している。そして、この第二のブラケット39を介して、前記ステアリング装置8の前端寄り部分を車体に支持する。
In the case of this example, a
特に、本例の場合、上記ステアリングシャフト10の一部で、ステアリングロック機構11を構成する係合孔26を形成した変形部28の外接円の直径d(図3、6)を、前記軸受22及びセンサコイル31、31の内径D(図5、6)よりも小さくしている(d<D)。本例の場合、これら軸受22及びセンサコイル31、31が、前記シールリング34のシールリップ35を除いて、前記ステアリングコラム9及びハウジング21の内側で、次述するステアリング装置8の組み付け時に、上記ステアリングシャフト10の挿入に伴いこのステアリングシャフト10が通過する部分のうち、最も内径が小さい部材である。尚、本例の場合、上記軸受22と上記センサコイル31、31との内径は互いに同じとしているが、これら両部材22、31の内径が異なる場合には、上記変形部28の外接円の直径dを、これら両部材22、31のうちの内径が小さい部材の内径よりも小さくする。又、後述するステアリングロック機構11の機能を十分に確保できるならば、上記変形部28の外接円の直径dを、上記シールリップ35の内径よりも小さくしても良い。尚、図2に仮想線で示す直径eの円は、後述の図7に示す様に、ステアリングシャフトの一部を変形させずに円筒としたままで、係合孔26とロックピン27との係合代を十分に確保できる様にした場合の外周面位置を示している。
In particular, in the case of this example, the diameter d (FIGS. 3 and 6) of the circumscribed circle of the
上述の様に構成される本例のステアリング装置8は、次の様に組み立てる。先ず、図5に示す様に、ステアリングコラム9の前端部にハウジング21を固定する。このうちのステアリングコラム9の後端部内周面には、転がり軸受20を内嵌固定している。又、上記ハウジング21内には、軸受22、センサコイル31、31、及び、シールリング34を内嵌固定している。そして、これら各部材を組み付けた状態で、ステアリングコラム組立体42としている。
The
次に、図6に示す様に、ステアリングシャフト10の各所定位置に、それぞれ、塞ぎ部材37、ウォームホイール36、及び、スリーブ30を配置したステアリングシャフト組立体43を、上記ハウジング21の開口側(前側、図6の左側)から後側(図6の右側)に向けて、上記ステアリングコラム組立体42内に挿入する。本例の場合、前述した様に、上記変形部28の外接円の直径dを、前記軸受22及びセンサコイル31、31の内径Dよりも小さくしている為、上記変形部28が、これら軸受22及びセンサコイル31、31内を通過可能である。従って、上記ステアリングシャフト組立体43を、前記ハウジング21の開口側から、上記ステアリングコラム組立体42内に組み付けられる。
Next, as shown in FIG. 6, the steering shaft assembly 43 in which the closing
尚、このステアリングコラム組立体42内には、自由状態での内径が上記軸受22及びセンサコイル31、31よりも小さいシールリング34が内嵌固定されている。従って、上記ステアリングシャフト組立体43の挿入時に、上記変形部28がこのシールリング34のシールリップ35に接触する。但し、このシールリップ35は弾性材製である為、上記変形部28がこのシールリング34の内側を通過する際には、このシールリップ35が弾性変形しつつ、上記変形部28の通過を許容する。
In the
これに対して、図7に示す様に、ステアリングシャフト10aの係合孔26を形成した部分を、何ら変形させず、単なる円筒とした場合で、この係合孔26と、ステアリングコラム9に形成した通孔25との径方向距離を短くすると、この係合孔26を形成した部分の外径eが、軸受22及びセンサコイル31の内径D(図5、6、9参照)よりも大きく(e>D)なる。そして、上記ステアリングシャフト10aが上記軸受22及びセンサコイル31内を通過できなくなる。即ち、ステアリングロック機構11を構成するロックピン27の突出量との関係で、上記ステアリングシャフト10aの上記係合孔26を形成した部分の外径をそれ程小さくはできない。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the portion where the
例えば、図8に示す様に、ステアリングシャフト10bを構成するアウターシャフト23aの係合孔26を形成した部分を単なる円筒とし、この部分の外径を、本例と同じdとすれば、図9に示す様に、このステアリングシャフト10bを、軸受22及びセンサコイル31内を通過可能にできる。但し、この場合、ロックピン27のストロークを大きくしない限り、図8に示す様に、このロックピン27と上記係合孔26との係合代が小さくなる。この結果、上記ステアリングシャフト10bを大きな力で操舵した場合に、上記ロックピン27と係合孔26との係合が外れてしまう可能性がある。従って、このロックピン27のストロークを過大にする事なく、これらロックピン27と係合孔26との係合代を十分に確保する為には、図7に示した様に、ステアリングシャフト10aの係合孔26を形成した部分の外径を大きくする必要がある。尚、上記ロックピン27の突出量を大きくすれば、上記係合代を確保できるが、この場合、このロックピン27の剛性を大きくしなければならない等、装置全体が大型化する可能性がある。この為、この様な構造は採用しにくい。
For example, as shown in FIG. 8, if the portion where the
本例の場合、ステアリングシャフト10の係合孔26を形成した部分を変形部28とし、この変形部28の外接円の直径dを軸受22及びセンサコイル31の内径Dよりも小さくすると共に、上記係合孔26をステアリングコラム9の通孔25に近づけている。この為、上記変形部28が上記軸受22及びセンサコイル31内を通過できると共に、上記通孔25を通じて突出するロックピン27と上記係合孔26との係合代を十分に確保できる。尚、上記変形部28の外接円の直径dは、この係合代を確保できる範囲で小さくできる。又、本例の場合、図6に示す様に、上記係合孔26と上記通孔25とを円周方向に関し整合させた状態で、上記変形部28を上記軸受22及びセンサコイル31内を通過させた場合、ステアリングシャフト組立体43の中心軸が、ステアリングコラム組立体42の中心軸に対し、上記通孔25から離れる方向(図6の上方向)にずれる。そして、通過後には、上記両組立体43、42の中心軸同士が一致する。
In the case of this example, a portion where the
上述の様な所定の形状及び大きさを有する変形部28は、次の様に形成する。先ず、図10(A)→(B)に示す様に、入力軸17の素材となる、中空状素材44の軸方向中間部をハイドロフォーム成形により径方向外方に膨らませる様に変形させ、中間素材45とする。この際、中空状素材44の中心軸と、係合孔26を形成すべき部分とを結ぶ方向(図10の上下方向)の寸法が大きくなる様に変形させる。
The
その後、図10(C)に示す様に、上記中間素材45を金型46内に設置し、プレス加工により所定形状に形成する。そして、上記変形部28を有する第二の中間素材47を得る。この第二の中間素材47は、図10の上下方向に関し、中間部乃至上端部を略円筒状に、下端部を下端に向かう程図10の左右方向の幅が狭くなる様に、それぞれ形成している。更に、図10(D)に示す様に、この第二の中間素材47の一部に、プレスによる打ち抜き、切削加工、又は、レーザー加工等により、係合孔26を形成する。そして、上記変形部28を有する入力軸17を得る。この様に製造した入力軸17を、前述した様に、トーションバー19を介して出力軸18と結合し、前記ステアリングシャフト10とする。又、このステアリングシャフト10には、前述した様に、各種部材を組み付けてステアリングシャフト組立体43とする。そして、このステアリングシャフト組立体43を、前述した様に、ステアリングコラム組立体42内に配置し、前記ステアリング装置8を得る。
Thereafter, as shown in FIG. 10C, the
上述の様に構成される本例のステアリング装置8の場合、ステアリングシャフト10の係合孔26を形成した変形部28の外接円の直径dを、軸受22及びセンサコイル31、31の内径Dよりも小さくしている為、この変形部28がこれら軸受22及びセンサコイル31、31内を通過可能である。従って、ステアリングシャフト組立体43を、前述した様に、ハウジング21の前端側からステアリングコラム組立体42内に挿入可能である。この為、本例の場合、ステアリングロック機構11を有するステアリングシャフト10の組み付けを容易に行える。
In the case of the
又、上記変形部28は、上記ステアリングシャフト10を構成する入力軸17(アウターシャフト23)の一部を変形させる事により形成したものである為、例えば、前述の図12〜13に示した様な、キーロックカラー等の別の部材を、上記ステアリングシャフト10に組み付ける必要がなく、製造コストの低減を図れる。又、本例の場合、上記変形部28を、前述した様に、ハイドロフォーム成形等を利用して形成する為、この変形部28の加工が容易である。
Further, since the deforming
上述の構成に加えて、図11に示す様に、変形部28の係合孔26と反対側に、ボルトや合成樹脂製のピン等の突出部材48を設けても良い。即ち、上記変形部28の外周面から上記係合孔26と反対側にこの突出部材48を所定量突出させた状態で設ける。これにより、ステアリングロック状態で、ステアリングホイールに大きなトルクが入力された場合でも、ステアリングシャフト10の一部が、上記係合孔26と通孔25とが離れる方向に大きく変位する事がなくなる。そして、この係合孔26とロックピン27(図2参照)との係合を外れにくくできる。
In addition to the above-described configuration, as shown in FIG. 11, a protruding
即ち、上記ステアリングホイールに大きなトルクが入力された場合には、後端部にこのステアリングホイールを固定したステアリングシャフト10に、上記係合孔26とロックピン27との係合部から離れる方向(図11の上方向)に力が作用する。これに対して、上述の様に突出部材48を設けていれば、この様な力が作用した場合に、この突出部材48がステアリングコラム9の内周面と当接して、上記ステアリングシャフト10がそれ以上変位する事を防止できる。この結果、上記係合孔26とロックピン27との係合を外れにくくできる。尚、上記突出部材48は、上記係合孔26を通じて、例えば、ドリル等により形成した小孔にドライバー等によりねじ込む事等により、上記変形部28に取り付ける。
That is, when a large torque is input to the steering wheel, the steering
又、本発明は、ステアリングホイールの前後位置を調整可能なテレスコピック機構を有する構造にも適用可能である。
尚、本発明の技術的範囲からは外れるが、外接円の直径が軸受22及びセンサコイル31、31の内径よりも小さいキーロックカラーをステアリングシャフトに圧入する構造も考えられる。但し、この様な構造とした場合、やはり、前述した様に、圧入に伴う製造コストの上昇と言う問題が生じる。
The present invention can also be applied to a structure having a telescopic mechanism that can adjust the front-rear position of the steering wheel.
Although not included in the technical scope of the present invention, a structure in which a key lock collar having a circumscribed circle diameter smaller than the inner diameter of the
1 ステアリングコラム
2 ロックピン
3 通孔
4 ステアリングホイール
5 ステアリングシャフト
6 キーロックカラー
7 キーロック孔
8 ステアリング装置
9 ステアリングコラム
10、10a、10b ステアリングシャフト
11 ステアリングロック機構
12 トルクセンサ
13 減速機構
14 アウターコラム
15 インナーコラム
16 ブラケット
17 入力軸
18 出力軸
19 トーションバー
20 転がり軸受
21 ハウジング
22 軸受
23、23a アウターシャフト
24 インナーシャフト
25 通孔
26 係合孔
27 ロックピン
28 変形部
29 凹溝
30 スリーブ
31 センサコイル
32 係合溝
33 係合突部
34 シールリング
35 シールリップ
36 ウォームホイール
37 塞ぎ部材
38 軸受
39 第二のブラケット
40 透孔
41 ボルト
42 ステアリングコラム組立体
43 ステアリングシャフト組立体
44 中空状素材
45 中間素材
46 金型
47 第二の中間素材
48 突出部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
上記ステアリングシャフトは、前端寄り部分を、上記ステアリングコラムの前端部に固定されたハウジング内に支持されており、
上記ステアリングロック機構は、上記ステアリングコラムと上記ステアリングシャフトとの軸方向に関し互いに整合する位置にそれぞれ形成した通孔及び係合孔と、この通孔内を径方向に変位するロックピンとを有し、上記所定の状態で、このロックピンが径方向に変位して上記係合孔に係合する事により、上記ステアリングコラムに対する上記ステアリングシャフトの回転を阻止するものであり、
上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置される
ステアリング装置に於いて、
上記ステアリングシャフトの一部で上記係合孔を形成する部分を、この係合孔と上記通孔とが円周方向に関し互いに整合した状態でこの係合孔がこの通孔に対し近づく方向に変形させた、変形部としており、
この変形部の外接円の直径が、上記ステアリングコラム及びハウジングの内側で、上記ステアリングシャフトの挿入時にこのステアリングシャフトが通過する部分のうち、仮にこのステアリングシャフトの一部が当接した場合にこのステアリングシャフトの挿入が不能となる、最も内径が小さい部材の内径よりも、小さい事を特徴とするステアリング装置。 A cylindrical steering column supported by the vehicle body, a steering wheel fixed to the rear end, a steering shaft rotatably supported in the steering column, and rotation of the steering wheel in a predetermined state are prevented. A steering lock mechanism,
The steering shaft is supported at a front end portion in a housing fixed to the front end portion of the steering column,
The steering lock mechanism has a through hole and an engagement hole formed at positions aligned with each other in the axial direction of the steering column and the steering shaft, and a lock pin that is displaced radially in the through hole, In the predetermined state, the lock pin is displaced in the radial direction and engaged with the engagement hole, thereby preventing rotation of the steering shaft with respect to the steering column,
In the steering device disposed in the steering column, the steering shaft is inserted from the front end side of the housing in a state where the housing is fixed to the front end portion of the steering column.
A part of the steering shaft that forms the engagement hole is deformed in a direction in which the engagement hole approaches the through hole in a state where the engagement hole and the through hole are aligned with each other in the circumferential direction. The deformed part,
If the diameter of the circumscribed circle of the deformed portion is inside the steering column and the housing and the steering shaft passes through the portion where the steering shaft passes when the steering shaft is inserted, the steering shaft is temporarily in contact. A steering apparatus characterized by being smaller than an inner diameter of a member having the smallest inner diameter, in which a shaft cannot be inserted.
上記ステアリングシャフトは、後側に配置された入力軸と前側に配置された出力軸とをトーションバーを介して結合して成り、前端寄り部分を上記ハウジング内に軸受を介して回転自在に支持されており、
上記トルクセンサは、上記ステアリングシャフトの前端寄り部分の周囲に配置され、上記トーションバーの捩れを検出する為の円筒状のセンサコイルを有しており、
上記ステアリングシャフトが、上記ステアリングコラムの前端部に上記ハウジングを固定し、このハウジング内に上記軸受及びセンサコイルを配置した状態で、このハウジングの前端側から挿入される事により、上記ステアリングコラム内に配置されるものであり、
変形部は、上記入力軸の一部に形成されており、
最も内径が小さい部材が、軸受若しくはセンサコイルであり、
上記変形部の外接円の直径が、これら軸受及びセンサコイルの内径よりも小さい、請求項1に記載したステアリング装置。 A torque sensor for detecting steering torque is disposed between the housing fixed to the front end portion of the steering column and the portion near the front end of the steering shaft,
The steering shaft is composed of an input shaft disposed on the rear side and an output shaft disposed on the front side via a torsion bar, and a portion near the front end is rotatably supported in the housing via a bearing. And
The torque sensor is disposed around a portion near the front end of the steering shaft, and has a cylindrical sensor coil for detecting torsion of the torsion bar,
The steering shaft is inserted from the front end side of the housing in a state where the housing is fixed to the front end portion of the steering column, and the bearing and the sensor coil are arranged in the housing. Is to be placed,
The deformation part is formed in a part of the input shaft,
The member with the smallest inner diameter is a bearing or a sensor coil,
The steering apparatus according to claim 1, wherein a diameter of a circumscribed circle of the deformed portion is smaller than an inner diameter of the bearing and the sensor coil.
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