JP6528967B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
請求項3に記載の発明は、前記第2ツース部材は、焼結体を含む、請求項1または2に記載のステアリング装置である。
請求項4に記載の発明は、前記第2ツース部材は、前記第1ツース部材に前記直交方向から対向する対向面(60A)を有する本体部(60)と、前記対向面よりも前記第1ツース部材側(Y1,Y2)に突出し、前記対向面と直交する直交面(61A)を有する突出部(61,99)とを一体的に含み、前記複数の第2歯のそれぞれは、歯筋方向の一端である端部(63B)と、歯元部(63C)とを含み、前記端部は前記対向面に固定されるとともに、前記歯元部は前記直交面に固定されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置である。
なお、上記において、括弧内の数字などは、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
請求項2記載の発明によれば、第2ツース部材がブラケットよりも強度が高いので、第2歯の剪断強度の向上を図れる。
請求項4記載の発明によれば、第2歯列のそれぞれの第2歯では、歯元部が第2ツース部材の突出部の直交面に固定されているのに加えて、直交方向の一端部が第2ツース部材の本体部の対向面に固定されている。これにより、第2歯では、第2ツース部材に支持される部分の面積(剪断面積)を増大させることができる。したがって、第2歯の剪断強度の向上を一層図れる。
図1は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置1の概略構成を示す側面図である。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の後側であり、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。
ステアリングシャフト3では、後端である一端3Aに操舵部材11が連結されている。ステアリングシャフト3において前端である他端3Bが、自在継手12、インターミディエイトシャフト13および自在継手14を順に介して、転舵機構15のピニオン軸16に連結されている。
ステアリングシャフト3は、車体2の前後方向に延びている。以下では、ステアリングシャフト3が延びる方向を軸方向Xとする。軸方向Xは、他端3Bが一端3Aよりも低くなるように水平方向に対して傾斜している。軸方向Xにおける後側には、符号「X1」を付し、軸方向Xにおける前側には、符号「X2」を付す。
なお、図1以外の各図において図1の軸方向X、後側X1、前側X2、左右方向Y、右側Y1、左側Y2、上下方向Z、上側Z1および下側Z2に対応する方向には、図1と同じ符号を付している。
ロアーシャフト21の後端は、アッパーシャフト20の前端に対して前側X2から挿入されている。ロアーシャフト21は、スプライン嵌合やセレーション嵌合によってアッパーシャフト20に嵌合される。そのため、アッパーシャフト20とロアーシャフト21とは、一体回転可能であるとともに、軸方向Xに沿って相対移動可能である。ロアーシャフト21に対するアッパーシャフト20の軸方向Xへの移動によって、ステアリングシャフト3は、軸方向Xに伸縮可能である。
アッパージャケット22は、ロアージャケット23よりも後側X1に位置している。ロアージャケット23は、アッパージャケット22に対して後側X1から外嵌されている。この状態で、アッパージャケット22は、ロアージャケット23に対する軸方向Xへの移動が可能である。この移動によって、コラムジャケット4の全体は、軸方向Xに沿って伸縮可能である。
ここでのステアリングシャフト3およびコラムジャケット4の伸縮を「テレスコ」と呼び、この伸縮調整、つまり、テレスコによる操舵部材11の軸方向Xでの位置調整をテレスコ調整と呼ぶ。
ロアーブラケット5は、ロアージャケット23に固定された一対の可動ブラケット5A(後述する図2も参照)と、車体2に固定された固定ブラケット5Bと、左右方向Yに延びる中心軸5Cとを含んでいる。
ステアリング装置1の斜視図である図2を参照して、アッパーブラケット6は、下向きに開放する溝形であり、軸方向Xから見て上下が逆になった略U字状をなすように、コラムジャケット4を挟んで左右対称に形成されている。詳述すると、アッパーブラケット6は、左右方向Yに薄くコラムジャケット4を挟んで対向する一対の側板30と、一対の側板30のそれぞれの上端部に連結された上下方向Zに薄い連結板31とを一体的に備えている。
図3を参照して、一対の被締付部34のそれぞれには、左右方向Yに被締付部34を貫通する軸挿通孔35が形成されている。一対の被締付部34の軸挿通孔35は、左右方向Yから見て、アッパーブラケット6の一対の側板30のチルト溝32の一部と重なっている。
図4を参照して、ステアリング装置1は、左側Y2の側板30付近に配置された一対の離間部材40および第1ツース部材41を含む。
一対の離間部材40は、軸方向Xに互いに間隔を隔てて配置されている。離間部材40は、上下方向Zに延びる略矩形状の介在部40Aと、介在部40Aの右側面から右側Y1に突出する第1挿入部40Bと、介在部40Aの左側面から左側Y2に突出する第2挿入部40Cとを一体的に含む。なお、図3では、一方の離間部材40のみを図示している。
第1ツース部材41は、たとえば、左右方向Yに弾性変形可能な金属板である。第1ツース部材41の外形は、左右方向Yから見て、略四角形状である。第1ツース部材41は、左側Y2の側板30から左側Y2に離間して配置されている(図3参照)。
被支持部42は、上下方向Zに長手である。一対の被支持部42は、軸方向Xに互いに間隔を隔てて配置されている。各被支持部42には、上下方向Zに長手の第2支持孔42Aが1つずつ形成されている。第2支持孔42Aは、被支持部42を左右方向Yに貫通している。
第1歯列44Lの各第1歯44は、その先端として左右方向Yに延びる歯筋44Aを有する。第1歯44の歯元部44Bは、被支持部42に固定されている。第1ツース部材41は、前述したように左右方向Yに弾性変形可能であるが、第1ツース部材41では、少なくとも一対の第1歯列44Lが左右方向Yに弾性変形可能であればよい。
図5を参照して、アッパーブラケット6の左側Y2の側板30の各第1支持孔30Aには、離間部材40の第1挿入部40Bが1つずつ左側Y2から圧入状態で挿通されている。これにより、一対の離間部材40は、左側Y2の側板30によって支持されている。第1ツース部材41の各第2支持孔42Aには、離間部材40の第2挿入部40Cが1つずつ右側Y1から圧入状態で挿入されている。これにより、被支持部42は、離間部材40を介してアッパーブラケット6によって支持されている。この状態では、第1ツース部材41の被支持部42と左側Y2の側板30との間に一対の離間部材40の介在部40Aが介在されている。したがって、一対の離間部材40は、被支持部42に固定された第1歯列44Lを左側Y2の側板30から左側Y2に離間させるように第1ツース部材41を支持している。第1ツース部材41と左側Y2の側板30との間の空間には、符号「40D」を付す。第1ツース部材41が左側Y2の側板30に対して固定されている。
締付軸50は、金属製であり、左右方向Yに延びる中心軸線C1を有する棒状である。締付軸50は、左右方向Yから見て軸挿通孔35とチルト溝32とが重なる部分に挿通されている。締付軸50は、軸挿通孔35およびチルト溝32内で中心軸線C1回りに回転可能である。締付軸50は、コラムジャケット4に対する軸方向Xおよびチルト方向Cの移動が軸挿通孔35によって規制されており、コラムジャケット4のチルトに伴ってチルト方向Cに移動可能である。また、締付軸50は、第1ツース部材41の貫通孔45にも挿通されている。締付軸50は、ステアリングシャフト3よりも上側Z1に位置している。
締付軸50の左端部には、締付軸50の他の部分よりも大径な頭部50Aが設けられている。締付軸50の外周面の右端部には、ねじ溝50Bが設けられている。
カム52は、右側Y1から操作部材51の基端部51Aに隣接する環状の板部52Aと、板部52Aから左側Y2に延びるボス部52Bとを一体的に含む。板部52Aの右側面には、カム突起52Cが設けられている。
図3を参照して、第2ツース部材53の挿通孔53Aには、締付軸50が遊びを持って挿通されている。第2ツース部材53は、締付軸50によって支持されている。そのため、第2ツース部材53は、コラムジャケット4のチルトに伴って移動する締付軸50とともに、チルト方向Cに移動可能である。
右側Y1の一対の離間部材65、第1ツース部材66および弾性部材67のそれぞれは、左側Y2の一対の離間部材40、第1ツース部材41および弾性部材54のそれぞれを基準面3Dを挟んで反対側に移動させて左右の向きのみを反転させたものである。そのため、一対の離間部材65、第1ツース部材66および弾性部材67の各構成には、一対の離間部材40、第1ツース部材41および弾性部材54の対応する構成と同じ符号を付し、その説明を省略する。
同様に、右側Y1の側板30は、一対の離間部材65、第1ツース部材66、第2ツース部材68および弾性部材67は、右側Y1のチルトロック機構86を構成している。
以下では、特徴的なチルトロック機構85について説明し、テレスコロック機構78の説明は省略する。
運転者がチルト調整やテレスコ調整をした後に、操作部材51を回転させると、第2ツース部材53は、弾性部材54を圧縮させながら締付軸50の中心軸線C1に沿って右側Y1に移動し、図5に示すように、突出部61の押圧面61Bによって左側Y2の側板30のチルト溝32の周縁部32Aを押圧する。図3を参照して、これにより、第2ツース部材53と第2ツース部材68との左右方向Yにおける間隔が狭まり、一対の側板30は、第2ツース部材53と第2ツース部材68との間で左右方向Yの両側から締め付けられる。各側板30と被締付部34との間、および、ロアージャケット23とアッパージャケット22との間がそれぞれ摩擦保持されるので、コラムジャケット4の回動および伸縮が不能となり、操舵部材11(図1参照)がチルト方向Cおよび軸方向Xに移動不能となる。
ロック状態のステアリング装置1において、操作部材51を先程とは逆方向へ回転させると、第2ツース部材53は、弾性部材54によって付勢されて左側Y2に移動する。これにより、第2ツース部材53と第2ツース部材68との間隔が広がり、第2ツース部材53と第2ツース部材68との間における一対の側板30に対する締め付けが解除される。各側板30と被締付部34との間、および、ロアージャケット23とアッパージャケット22との間のそれぞれの摩擦保持が解除され、操舵部材11(図1参照)がチルト方向Cおよび軸方向Xに移動可能となる。
締付軸50、操作部材51、カム52、第2ツース部材53、第2ツース部材68、ナット69、針状ころ軸受70およびスラストワッシャ71は、締付機構80を構成している。締付機構80は、操舵部材11(図1参照)のチルト調整およびテレスコ調整を可能にしたり、チルト調整やテレスコ調整を終えた操舵部材11の位置をロックしたりするためのものである。
図6は、図3におけるVI−VI線に沿った断面図である。図6では、説明の便宜上、第2ツース部材53を二点鎖線で示し、第2ツース部材53よりも紙面の奥側にある部材を実線で示している。図3を参照して、右側Y1の側板30の周辺に配置された一対の離間部材65、第1ツース部材66、弾性部材67および第2ツース部材68の動作については、左側Y2の側板30の周辺に配置された一対の離間部材40、第1ツース部材41、弾性部材54および第2ツース部材53の動作と同じである。よって、以下では、左側Y2の側板30側の構成について詳しく説明し、右側Y1の側板30側の構成についての説明については省略する。
一方、図7に示すように、第2ツース部材53が右側Y1に移動する際、第1歯列44Lの第1歯44と、第2歯列63Lの第2歯63とが左側Y2から見て重なる位置関係にある場合、突出部61の押圧面61Bが左側Y2の側板30のチルト溝32の周縁部32Aを押圧する前に、第2歯列63Lが第1歯列44Lに乗り上げる。第2歯列63Lが第1歯列44Lに乗り上げて第1歯列44Lと第2歯列63Lとが互いに噛み合わない状態をツースオンツースの状態という。第1歯列44Lと第2歯列63Lとは、噛み合わない状態であっても互いに圧接している。
図8を参照して、前述したように、一対の離間部材40は、第1歯列44Lを左側Y2の側板30から左側Y2に離間させるように第1ツース部材41を支持している。そのため、第1歯列44Lの右側Y1には、空間44Dが存在する。よって、第1歯列44Lに第2歯列63Lが乗り上げたときには、第1歯列44Lの第1歯44を左側Y2の側板30側へ向けて撓ませることができる。この状態で、第1歯44の歯先44Cは、空間44D内に収容されている。
図9は、図5において解除状態を示した図である。
次に、ステアリング装置1の車両衝突時の動作について説明する。
チルト方向Cの分力により、操舵部材11が連結されたステアリングシャフト3を保持するコラムジャケット4がチルト方向Cに移動しようとする。このため、図3を参照して、第2ツース部材53は、コラムジャケット4とともにチルト方向Cに移動しようとする。一方、車体2(図1参照)に固定されたアッパーブラケット6によって支持された第1ツース部材41は、チルト方向Cへは移動しない。
一方、図8に示すように第1歯列44Lに第2歯列63Lが乗り上げた状態の場合、第1歯44は、前述したように左右方向Yに弾性変形して右側Y1に撓んでいる。この状態でチルト方向Cの分力が加わると、第2ツース部材53が移動を開始してから第2歯列63Lが第1歯列44Lに乗り上げない位置で、第1歯列44Lが弾性変形する前の状態に戻り、図5に示すように第1歯列44Lと第2歯列63Lとが噛み合う。
二次衝突による噛合時、第2歯列63Lは、第1歯列44Lと第2歯列63Lとの間で発生するチルト方向Cの力を受ける。よって、第2歯列63Lの第2歯63は、二次衝突時の衝撃に耐え得るために、所定以上の強度(厳密には剪断強度)を有する必要がある。
また、第2ツース部材53は、焼結体を含むので、第2歯63の剪断強度の向上を一層図れる。
また、第2歯列63Lでは、第2ツース部材53の突出部61に第2歯63の歯元部63Cが固定されているのに加えて、第2歯63おいて左右方向Yの一端部63Bが第2ツース部材53の本体部60に固定されている。そのため、歯元部63Cのみが突出部61に固定されていて左右方向Yの一端部63Bが本体部60に固定されていない構成と比較して、図4の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図にハッチングで示すように第2歯63の剪断面積を増大させることができる。したがって、第2歯63の剪断強度の向上を一層図れる。
また、第2歯63の剪断強度の向上を図れるので、歯元部63Cのみが突出部61に固定されていて左右方向Yの一端部63Bが本体部60に固定されていない構成と比較して、第2歯63の数を少なくすることができる。これにより、第2ツース部材53の小型化が図れる。
次に、本発明の第1変形例について説明する。
図10は、本発明の第1変形例を示した概略図である。図10において上記で説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する(後述する図11および図12も同様)。
第1変形例によれば、本実施形態と同様の効果を奏する。また、離間部材90を側板30と別部品として設ける必要がないので部品点数を削減できる。
本発明の第2変形例を示した概略図である図11を参照して、第2変形例のステアリング装置1は、本実施形態の離間部材40(図5参照)および第1変形例の離間部材90(図10参照)を含んでいない。第2変形例のステアリング装置1は、左側Y2の側板30が右側Y1からプレス成形されることによって形成された一対の凸部91と、左側Y2の側板30が左側Y2からプレス成形されることによって形成された凹部92とを含む。
凹部92は、第1ツース部材41と左側Y2の側板30との間に空間92Aを形成している。空間92Aは、第1歯列44Lとアッパーブラケット6の左側Y2の側板30との間に介在されている。このように、第1ツース部材41は、第1歯列44Lが左側Y2の側板30から左側Y2に離間して配置されるように左側Y2の側板30によって支持されている。ツースオンツースの状態で第1歯44が右側Y1へ撓んだ際に、歯先44Cが空間92A内に収容される(図11の二点鎖線参照)。
なお、第1変形例および第2変形例は、右側Y1のチルトロック機構86にも適用することができる。
図12は、本発明の第3変形例の第1ツース部材96および第2ツース部材97の分解斜視図である。
図12を参照して、第3変形例のステアリング装置1は、本実施形態の第1ツース部材41および第2ツース部材53に代えて、第1ツース部材96および第2ツース部材97を含む。
第2ツース部材97は、突出部61に代えて、第1突出部98および一対の第2突出部99を含む。第1突出部98の右側面は、押圧面61Bである。ボス部62は、第1突出部98から右側Y1へ向けて突出している。
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、本実施形態とは異なり、ステアリング装置1は、左側Y2のチルトロック機構85または右側Y1のチルトロック機構86のうちのいずれか一方を含んでいてもよい。
また、ステアリング装置1は、テレスコロック機構78に限らず、異なる構造のテレスコロック機構を備えてもよいし、本実施形態とは異なり、テレスコロック機構78を含んでいなくてもよい。
また、ロアージャケット23は、一対の側板30の挟持により縮径してアッパージャケット22を保持する構成であればよく、例えば、スリット33は前側X2が閉端となっていてもよい。また、ステアリング装置1は、ロアージャケット23に代えて、縮径せずにアッパージャケット22を保持する構成であってもよい。
Claims (5)
- 一端に操舵部材が連結されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを保持し、前記ステアリングシャフトの軸方向に対して上下に交差する方向であるチルト方向に移動可能なコラムジャケットと、
車体に固定され、前記コラムジャケットを支持するブラケットと、
前記ブラケットに対する前記コラムジャケットの移動を可能および不能とするために操作される操作部材と、
前記軸方向および前記チルト方向の両方に対する直交方向に延びる歯筋を有し前記チルト方向に沿って並ぶ複数の第1歯で構成されて前記直交方向に弾性変形可能な第1歯列が設けられ、前記第1歯列が前記ブラケットから前記直交方向に離間して配置されるように前記ブラケットによって支持された第1ツース部材と、
前記直交方向に延びる歯筋を有し、前記チルト方向に沿って並ぶ複数の第2歯で構成された第2歯列を含み、前記第1ツース部材に前記直交方向から対向し、前記コラムジャケットとともに前記チルト方向に移動可能であり、前記操作部材の操作に応じて前記直交方向に移動可能な第2ツース部材とを含む、ステアリング装置。 - 前記第2ツース部材は、前記ブラケットよりも強度が高い、請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記第2ツース部材は、焼結体を含む、請求項1または2に記載のステアリング装置。
- 前記第2ツース部材は、前記第1ツース部材に前記直交方向から対向する対向面を有する本体部と、前記対向面よりも前記第1ツース部材側に突出し、前記対向面と直交する直交面を有する突出部とを一体的に含み、
前記複数の第2歯のそれぞれは、歯筋方向の一端である端部と、歯元部とを含み、
前記端部は前記対向面に固定されるとともに、前記歯元部は前記直交面に固定されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置。 - 前記第1ツース部材と前記ブラケットとの間に介在され、前記第1歯列を前記ブラケットから前記直交方向に離間させる離間部材を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のステアリング装置。
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