(57)【要約】【課題】コラムシャフトの軸方向に関して、操舵角センサおよび自在継手ヨークの取付スペースを短縮することができるステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置１が、コラムチューブ３によって回転可能に支持されコラムシャフト７を備える。コラムシャフト７のロアーシャフト２２の軸方向Ｘ１の下端に雄セレーション３０を形成する。自在継手８が、ロアーシャフト２２とインターミディエイトシャフトとを連結する。操舵角センサ１３のロータ１４のセレーション孔１４ａに、雄セレーション３０の第１部分３１が嵌合し、自在継手８の第１ヨーク８１のセレーション孔８１ａに、雄セレーション３０の第２部分３２が嵌合する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コラムチューブによって回転可能に支持され、軸方向の下端に雄セレーションが形成されたコラムシャフトと、
前記雄セレーションの第１部分に嵌合したセレーション孔を有するロータと前記ロータを取り囲み前記コラムチューブに固定されたステータとを含む操舵角センサと、
前記雄セレーションの第２部分に嵌合したセレーション孔を有するヨークを含む自在継手と、を備えたステアリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記コラムチューブは、前記ステータが固定されたロアーチューブと、前記ロアーチューブに嵌合されたアッパーチューブと、を含んで、衝撃吸収時に軸方向に収縮可能であり、
前記コラムシャフトは、前記雄セレーションが形成されたロアーシャフトと、前記ロアーシャフトに嵌合されたアッパーシャフトと、を含んで、軸方向に収縮可能であり、
前記ロアーチューブの軸方向の下端に保持され、前記ロアーシャフトを回転可能に支持する軸受を備え、
前記軸受と前記アッパーチューブの軸方向の下端との間の、前記ロアーチューブの軸方向領域内に、前記アッパーチューブの軸方向移動による衝撃吸収ストロークが設定されているステアリング装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ロアーシャフトの軸方向の下端は、前記ロアーチューブの軸方向の下端から突出しており、
前記ロアーチューブは、軸方向の下端に環状の端壁を有し、
前記端壁は、前記ステータが固定された外端面と、前記軸受の外輪が軸方向に位置決めされた内端面と、を含むステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
操舵角を検出する操舵角センサをステアリングコラムの下端に取り付けたステアリング装置が提案されている（例えば特許文献１）。
ステアリングコラムの下端から突出するコラムシャフトの下端は、自在継手を介してインターミディエイトシャフトに連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００５／００５２３１Ａ１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通例、コラムシャフトは、操舵角センサのロータを取り付けるセンサ取付部としての二面幅形成部と、自在継手のヨークを取り付ける自在継手ヨーク取付部としての雄セレーション形成部とを設けている。
しかしながら、コラムシャフトにおいて、二面幅形成部と雄セレーション形成部とでは、外径や加工形態が異なるため、二面幅形成部と雄セレーション形成部との間には、両者間を接続するためのテーパ部や加工のための逃がし部が介在することになる。したがって、コラムシャフトの軸方向に関して、テーパ部や逃がし部を含めた加工部分全体としての長さが長くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は前記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、コラムシャフトの軸方向に関して、操舵角センサのロータおよび自在継手のヨークの取付長を短縮することができるステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、コラムチューブ（３）によって回転可能に支持され、軸方向（Ｘ１）の下端に雄セレーション（３０）が形成されたコラムシャフト（７）と、前記雄セレーションの第１部分（３１）に嵌合したセレーション孔（１４ａ）を有するロータ（１４）と前記ロータを取り囲み前記コラムチューブに固定されたステータ（１５）とを含む操舵角センサ（１３）と、前記雄セレーションの第２部分（３２）に嵌合したセレーション孔（８１ａ）を有するヨーク（８１）を含む自在継手（８）と、を備えたステアリング装置（１）を提供する。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記コラムチューブは、前記ステータが固定されたロアーチューブ（２０）と、前記ロアーチューブに嵌合されたアッパーチューブ（１９）と、を含んで、衝撃吸収時に軸方向に収縮可能であり、前記コラムシャフトは、前記雄セレーションが形成されたロアーシャフト（２２）と、前記ロアーシャフトに嵌合されたアッパーシャフト（２１）と、を含んで、軸方向に収縮可能であり、前記ロアーチューブの軸方向の下端（２０Ｌ）に保持され、前記ロアーシャフトを回転可能に支持する軸受（５）を備え、前記軸受と前記アッパーチューブの軸方向の下端（１９Ｌ）との間の、前記ロアーチューブの軸方向領域（ＡＡ）内に、前記アッパーチューブの軸方向移動による衝撃吸収ストローク（ＳＴ）が設定されていてもよい。
【０００８】
請求項３のように、前記ロアーシャフトの軸方向の下端（２２Ｌ）は、前記ロアーチューブの軸方向の下端から突出しており、前記ロアーチューブは、軸方向の下端に環状の端壁（３３）を有し、前記端壁は、前記ステータが固定された外端面（３３ａ）と、前記軸受の外輪（５１）が軸方向に位置決めされた内端面（３３ｂ）と、を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、操舵角センサのロータのセレーション孔および自在継手のヨークのセレーション孔に、コラムシャフトの同じ雄セレーション（具体的には第１部分および第２部分）が嵌合するので、コラムシャフトにおいて、その軸方向に関して、操舵角センサのロータおよび自在継手のヨークの取付長を短縮することができる。
請求項２の発明によれば、コラムシャフトにおいて、操舵角センサのロータおよび自在継手のヨークの取付長を短縮した分だけ、軸受を軸方向下方に配置することが可能となる。したがって、ロアーチューブに対するアッパーチューブの軸方向移動による衝撃吸収ストロークを長く確保することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、操舵角センサのステータが固定されたロアーチューブの端壁によって軸受を軸方向に位置決めしているので、軸受を実質的に軸方向下方に配置することが可能となり、衝撃吸収ストロークを実質的に長く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態のステアリング装置の概略側面図である。
【図２】ステアリングコラムの下部の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、車体側部材２に固定されたコラムチューブ３と、コラムチューブ３によって上下一対の軸受４，５を介して回転可能に支持され、上端にステアリングホイール等の操舵部材６が連結されたコラムシャフト７とを備えている。
【００１３】
また、ステアリング装置１は、コラムシャフト７の軸方向Ｘ１の下端に自在継手１０を介して連結されたインターミディエイトシャフト９と、インターミディエイトシャフト９の軸方向Ｘ１の下端に自在継手１０を介して連結されたピニオン軸１１と、ピニオン軸１１の端部近傍に設けられたピニオン１１ａに噛み合うラック１２ａを有する転舵軸としてのラック軸１２とを備えている。ステアリング装置１は、ピニオン軸１１またはラック軸１２に、電動モータ（図示せず）の操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置として構成されている。
【００１４】
コラムチューブ３の軸方向Ｘ１の下端（後述するロアーチューブ２０の軸方向Ｘ１の下端２０Ｌに相当）には、操舵部材６の操作角である操舵角を検出する操舵角センサ１３が配置されている。操舵角センサ１３は、コラムシャフト７と一体回転するロータ１４と、ロータ１４を同心に取り囲み、コラムチューブ３に固定されたステータ１５とを備えている。
【００１５】
ピニオン軸１１およびラック軸１２を含むラックアンドピニオン機構によって、転舵機構１６が構成されている。ラック軸１２は、車体側部材１７に固定されたハウジング１８によって、車両の左右方向に沿う軸方向（紙面とは直交する方向）に移動可能に支持されている。ラック軸１２の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。
【００１６】
コラムチューブ３は、軸方向Ｘ１に相対摺動可能に嵌め合わされたアッパーチューブ１９とロアーチューブ２０とを備えている。アッパーチューブ１９およびロアーチューブ２０の何れか一方が内筒を構成し、他方が外筒を構成している。本実施形態では、内筒としてのロアーチューブ２０の外周２０ａに、外筒としてのアッパーチューブ１９が嵌合した例に則して説明する。
【００１７】
コラムシャフト７は、例えばスプライン嵌合を用いて軸方向Ｘ１に相対摺動可能に嵌め合わされて一対回転可能なアッパーシャフト２１とロアーシャフト２２とを備えている。アッパーシャフト２１およびロアーシャフト２２の何れか一方が内軸を構成し、他方が筒状の外軸を構成している。本実施形態では、内軸としてのロアーシャフト２２の外周２２ａに、筒状の外軸としてのアッパーシャフト２１が嵌合した例に則して説明する。
【００１８】
アッパーチューブ１９は、アッパーブラケット２３を介して、例えばクロスメンバ等の車体側部材２に固定されている。ロアーチューブ２０は、ロアーチューブ２０の軸方向Ｘ１の下端２０Ｌに固定されたロアーブラケット２４を、例えばクロスメンバ等の車体側部材（図示せず）に固定ボルト２５を介して固定することにより、車体側部材に固定されている。
【００１９】
アッパーブラケット２３は、アッパーチューブ１９に固定されたコラムブラケット（図示せず）に固定されている。アッパーブラケット２３は、車体側部材２から下方に突出する固定ボルト（スタッドボルト）２６と、固定ボルト２６に螺合するナット２７と、アッパーブラケット２３に離脱可能に保持されたカプセル２８とを用いて、車体側部材２に固定されている。アッパブラケット２３は、車両の二次衝突時に、カプセル２８の破断を伴って車体側部材２から離脱し、アッパーチューブ１９と共に、軸方向Ｘ１の下方に移動する。
【００２０】
インターミディエイトシャフト９は、軸方向に相対摺動可能にスプライン嵌合された外軸９ａ（例えば上軸）と内軸９ｂ（例えば下軸）とを備えている。                      自在継手８は、コラムシャフト７の軸方向Ｘ１の下端（ロアーシャフト２２の軸方向Ｘ１の下端２２Ｌに相当）に固定された第１ヨーク８１と、インターミディエイトシャフト９の上端（外軸９ａの上端）に固定された第２ヨーク８２と、第１ヨーク８１と第２ヨーク８２とを連結した十字軸８３とを備えている。
【００２１】
図２に示すように、コラムシャフト７の軸方向Ｘ１の下端としての、ロアーシャフト２２の軸方向Ｘ１の下端２２Ｌは、ロアーチューブ２０の軸方向Ｘ１の下端２０Ｌから突出している。ロアーシャフト２２の下端２２Ｌの外周２２ａには、雄セレーション３０が形成されている。
雄セレーション３０は、操舵角センサ１３のロータ１４が取り付けられた軸方向上部からなるロータ取付部としての第１部分３１と、自在継手８（後述する第１ヨーク８１）が取り付けられた軸方向下部からなるヨーク取付部としての第２部分３２とを有している。操舵角センサ１３のロータ１４は、雄セレーション３０の第１部分３１に嵌合したセレーション孔１４ａを有している。セレーション１４ａの内周には、雄セレーション３０の第１部分３１に噛み合う雌セレーション（図示せず）が形成されている。
【００２２】
ロアーチューブ２０の軸方向Ｘ１の下端２０Ｌには、環状の端壁３３が設けられている。操舵角センサ１３のステータ１５は、端壁３３の外端面３３ａに、図示しない爪やボルト等の固定部材を用いて固定されている。
軸方向Ｘ１の下方の軸受５は、ロアーチューブ２０に保持され、ロアーシャフト２２を回転可能に支持している。軸受５は、ロアーチューブ２０の下端２０Ｌの内周２０ｂに嵌合固定された外輪５１と、ロアーシャフト２２の外周２２ａに一体回転可能に嵌合された内輪５２と、外輪５１と内輪５２との間に介在した複数の転動体５３とを備えている。軸受５の外輪５１の端面は、ロアーチューブ２０の端壁３３の内端面３３ｂに当接して軸方向Ｘ１に位置決めされている。
【００２３】
車両の二次衝突に伴う衝撃吸収時には、アッパーチューブ１９が軸方向Ｘ１の下方に移動する。そのアッパーチューブ１９の軸方向移動による衝撃吸収ストロークＳＴは、軸受５とアッパーチューブ１９の軸方向Ｘ１の下端１９Ｌとの間の、ロアーチューブ２０の軸方向領域ＡＡ内に設定されている。
具体的には、ロアーチューブ２０は、軸受５を保持するように拡径された軸受保持部３４と、軸受保持部３４の軸方向上側に接続されたテーパ部３５とを備えている。衝撃吸収時に、アッパチューブ１９は、テーパ部３５に近接するまで、下降可能となっている。したがって、衝撃吸収ストロークＳＴは、アッパーチューブ１９の軸方向Ｘ１の下端１９Ｌとテーパ部３５との間の距離に相当している。
【００２４】
自在継手８は、ロアーシャフト２２の雄セレーション３０の第２部分３２に嵌合したセレーション孔８１ａを有する第１ヨーク８１と、インターミディエイトシャフト９の上端（外軸９ａの上端）に固定された第２ヨーク８２と、第１ヨーク８１と第２ヨーク８２とを連結した十字軸８３とを備えている。セレーション孔８１ａの内周には、雄セレーション３０の第２部分３２に噛み合う雌セレーション（図示せず）が形成されている。
【００２５】
ロアーシャフト２２の雄セレーション３０において、ロータ１４取付用の第１部分３１の軸長Ｌ１と、第１ヨーク８１取付用の第２部分３２の軸長Ｌ２との合計が、ロアーシャフト２２において、操舵角センサ１３のロータ１４および自在継手８の第１ヨーク８１を取り付けるための、軸方向Ｘ１の取付長Ｌに相当する。
雄セレーション３０の第２部分３２の軸方向Ｘ１の途中部には、ロアーシャフト２２の下端２２Ｌを第１ヨーク８１に取り付けるときの締付ボルト３６が係合する周溝３７が設けられている。締付ボルト３６が周溝３７に係合することにより、セレーション孔８１ａからのロアーシャフト２２の抜け止めが達成されている。
【００２６】
本実施形態によれば、操舵角センサ１３のロータ１４のセレーション孔１４ａおよび自在継手８の第１ヨーク８１のセレーション孔８１ａに、コラムシャフト７（ロアーシャフト２２）の同じ雄セレーション３０（具体的には第１部分３１および第２部分３２）が嵌合するので、コラムシャフト７において、軸方向Ｘ１に関して、操舵角センサ１３（ロータ１４）および自在継手８（第１ヨーク８１）の取付長Ｌを短縮することができる。
【００２７】
また、コラムシャフト７の軸方向Ｘ１に関して、操舵角センサ１３（ロータ１４）および自在継手８（第１ヨーク８１）の取付長Ｌを短縮した分だけ、軸受５を軸方向Ｘ１の下方に配置することが可能となる。したがって、ロアーチューブ２０に対するアッパーチューブ１９の軸方向移動による衝撃吸収ストロークＳＴを長く確保することができる。
また、操舵角センサ１３のステータ１５が固定されたロアーチューブ２０の端壁３３によって、軸受５を軸方向Ｘ１に位置決めしているので、軸受５を、実質的に軸方向Ｘ１の下方に配置することが可能となり、衝撃吸収ストロークＳＴを実質的に長く確保することができる。
【００２８】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、アッパーチューブ１９を内筒とし、ロアーチューブ２０をアッパーチューブ１９の外周に嵌合する外筒としてもよい。また、アッパーシャフト２１を内軸とし、ロアーシャフト２２をアッパーシャフト２１の外周に嵌合する筒状の外軸としてもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１…ステアリング装置、３…コラムチューブ、５…軸受、６…操舵部材、７…コラムシャフト、８…自在継手、８１…第１ヨーク、８１ａ…セレーション孔、８２…第２ヨーク、８３…十字軸、９…インターミディエイトシャフト、１３…操舵角センサ、１４…ロータ、１４ａ…セレーション孔、１５…ステータ、１９…アッパーチューブ、１９Ｌ…（アッパーチューブの軸方向の）下端、２０…ロアーチューブ、２０Ｌ…（ロアーチューブの軸方向の）下端、２１…アッパーシャフト、２２…ロアーシャフト、２２Ｌ…（ロアーシャフトの軸方向の）下端、３０…雄セレーション、３１…第１部分、３２…第２部分、３３…端壁、３３ａ…外端面、３３ｂ…内端面、ＡＡ…軸方向領域、Ｌ…取付長、ＳＴ…衝撃吸収ストローク、Ｘ１…軸方向
【図１】
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【図２】
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