(57)【要約】【課題】二次衝突時におけるステアリングシャフトの移動量が長いステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリングシャフト１０と、アウターパイプ２０と、アウターパイプ２０に対してステアリングシャフト１０を回転自在とする第１軸受３０と、第１軸受３０の軸方向前方に配置された磁石６１と、を備え、二次衝突時、ステアリングシャフト１０、アウターパイプ２０及び第１軸受３０が、一体で前方に移動するステアリング装置１であって、磁石６１の径方向内側にステアリングシャフト１０の挿入可能な第１空間Ｓ１が形成され、磁石６１の径方向外側にアウターパイプ２０の挿入可能な第２空間Ｓ２が形成され、二次衝突時に第１軸受３０が磁石６１に衝突した場合、第１軸受３０と第１前端部１１及び第２前端部２１との軸方向における相対的な拘束を解放する解放機構を備える。【選択図】図２
2014193669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端側にステアリングホイールが固定されると共に前後方向に延びる筒状のステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトと同軸かつ外側に配置された筒状のアウターパイプと、
前記ステアリングシャフトの第１前端部に外嵌すると共に、前記アウターパイプの第２前端部に内嵌し、前記アウターパイプに対して前記ステアリングシャフトを回転自在とする軸受と、
前記軸受の軸方向前方に配置された前方体と、
を備え、
二次衝突時、前記ステアリングシャフト、前記アウターパイプ及び前記軸受が、一体で前方に移動するステアリング装置であって、
前記前方体の径方向内側に前記ステアリングシャフトの挿入可能な第１空間が形成され、
前記前方体の径方向外側に前記アウターパイプの挿入可能な第２空間が形成され、
二次衝突時に前記軸受が前記前方体に衝突した場合、前記軸受と前記第１前端部及び前記第２前端部との軸方向における相対的な拘束を解放する解放機構を備える
ことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記解放機構は、前記第１前端部に軸方向に延びると共に周方向に複数形成された第１スリットと、前記第２前端部に軸方向に延びると共に周方向に複数形成された第２スリットと、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記解放機構は、
通常時に前記軸受が外嵌すると共に圧接する前記ステアリングシャフトの第１圧接面と、前記第１圧接面の後側に前記第１圧接面よりも小径で形成された小径面との第１段違い面構造と、
通常時に前記軸受が内嵌すると共に圧接する前記アウターパイプの第２圧接面と、前記第２圧接面の後側に前記第２圧接面よりも大径で形成された大径面との第２段違い面構造と、
を備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。
【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】
車両が前方衝突（一次衝突）すると、その後に運転者がステアリングホイールに衝突する二次衝突が発生する。このような二次衝突時におけるステアリングホイールから運転者への衝撃荷重を低減するために、二次衝突時にステアリングホイール及びステアリングシャフトが前方に移動する構成が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ステアリングシャフトは、一般に、軸受を介して、その外側のアウターパイプに回転自在で支持されている。そして、二次衝突時、ステアリングシャフト、アウターパイプ及び軸受は、一体となって前方に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した軸受の前方には、例えば、トルクセンサ（前方体）が配置される。そうすると、二次衝突時、ステアリングシャフト、アウターパイプ及び軸受は、軸受がトルクセンサに衝突するまでしか移動できず、衝撃を吸収するための移動量（ストローク量）が短くなる虞がある。ここで、前方体は、トルクセンサ等の部品、並びに、ハウジング等と一体若しくは別体の部材を含む。
【０００６】
そこで、本発明は、二次衝突時におけるステアリングシャフトの移動量が長いステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、後端側にステアリングホイールが固定されると共に前後方向に延びる筒状のステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトと同軸かつ外側に配置された筒状のアウターパイプと、前記ステアリングシャフトの第１前端部に外嵌すると共に、前記アウターパイプの第２前端部に内嵌し、前記アウターパイプに対して前記ステアリングシャフトを回転自在とする軸受と、前記軸受の軸方向前方に配置された前方体と、を備え、二次衝突時、前記ステアリングシャフト、前記アウターパイプ及び前記軸受が、一体で前方に移動するステアリング装置であって、前記前方体の径方向内側に前記ステアリングシャフトの挿入可能な第１空間が形成され、前記前方体の径方向外側に前記アウターパイプの挿入可能な第２空間が形成され、二次衝突時に前記軸受が前記前方体に衝突した場合、前記軸受と前記第１前端部及び前記第２前端部との軸方向における相対的な拘束を解放する解放機構を備えることを特徴とするステアリング装置である。
【０００８】
このような構成によれば、二次衝突時に軸受が前方体に衝突した場合、解放機構が、軸受と第１前端部との軸方向における相対的な拘束、軸受と第２前端部との軸方向における相対的な拘束、を解放する。
【０００９】
そして、ステアリングシャフトの第１前端部が、前方体の径方向内側に形成された第１空間に挿入される。また、アウターパイプの第２前端部が、前方体の径方向外側に形成された第２空間に挿入される。
【００１０】
このようにして、解放機構によって軸受との軸方向における拘束が解放されたステアリングシャフト及びアウターパイプが、さらに前方に移動するので、ステアリングシャフトの移動量が長くなる。
【００１１】
また、ステアリング装置において、前記解放機構は、前記第１前端部に軸方向に延びると共に周方向に複数形成された第１スリットと、前記第２前端部に軸方向に延びると共に周方向に複数形成された第２スリットと、を備えることが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、第１前端部に軸方向に延びると共に周方向に複数形成された第１スリットと、第２前端部に軸方向に延びると共に周方向に複数形成された第２スリットと、によって、解放機構を容易に構成できる。
【００１３】
また、ステアリング装置において、前記解放機構は、通常時に前記軸受が外嵌すると共に圧接する前記ステアリングシャフトの第１圧接面と、前記第１圧接面の後側に前記第１圧接面よりも小径で形成された小径面との第１段違い面構造と、通常時に前記軸受が内嵌すると共に圧接する前記アウターパイプの第２圧接面と、前記第２圧接面の後側に前記第２圧接面よりも大径で形成された大径面との第２段違い面構造と、を備えることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、第１圧接面と小径面との第１段違い面構造と、第２圧接面と大径面との第２段違い面構造とによって、解放機構を容易に構成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、二次衝突時におけるステアリングシャフトの移動量が長いステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るステアリング装置の平断面図であり、通常時を示している。
【図２】本実施形態に係るステアリング装置の拡大平断面図であり、通常時を示している。
【図３】本実施形態に係るステアリング装置の拡大平断面図であり、二次衝突時（軸受との衝突時）を示している。
【図４】本実施形態に係るステアリング装置の拡大平断面図であり、二次衝突時（軸受との衝突後）を示している。
【図５】本実施形態に係るスリットの斜視図である。
【図６】本実施形態に係るスリットの斜視図である。
【図７】変形例に係るスリットの斜視図である。
【図８】（ａ）変形例に係るステアリング装置の平断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１線断面図である。
【図９】（ａ）変形例に係るステアリング装置の平断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１８】
≪ステアリング装置の構成≫
ステアリング装置１は、例えばコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。
【００１９】
ステアリング装置１は、ステアリングシャフト１０（アッパーシャフト）と、アウターパイプ２０と、第１軸受３０及び第２軸受４０と、入力軸５１と、トルクセンサ（前方体）と、ハウジング７１と、を備えている。
【００２０】
＜ステアリングシャフト＞
ステアリングシャフト１０は、前後方向に延びる円筒状のシャフトであって、その後端側にステアリングホイール（図示しない）が固定されている。ステアリングホイールは、運転者が操作するホイールである。ステアリングシャフト１０は、アウターパイプ２０よりも長く、その後端側はアウターパイプ２０から突出している。
【００２１】
＜ステアリングシャフト−第１前端部、第１スリット＞
ステアリングシャフト１０は、その前端側に、第１軸受３０が外嵌する第１前端部１１、言い換えると、第１軸受３０に内嵌する第１前端部１１を備えている（図２参照）。第１前端部１１には、図５に示すように、前側が開口すると共に軸方向に沿って後側に延びる３本の第１スリット１２が形成されており、第１前端部１１は、周方向において１／３円筒状である３つの分割片１３に不完全に分割されている。各第１スリット１２の長さは、第１軸受３０の軸方向長さ以上に設定されている。
【００２２】
３本の第１スリット１２は、周方向において、等間隔（１２０°間隔）で配置されている。ただし、第１スリット１２の本数は、１本でもよいし、４本以上でもよい。また、各第１スリット１２の最後側には、スリット幅よりも大径の貫通孔１４が形成されており、二次衝突時に各分割片１３が径方向内側に屈曲し易くなっている。ただし、貫通孔１４を備えない構成でもよい（図７参照）。
【００２３】
そして、後記するように、二次衝突時に第１軸受３０が磁石６１及びクリップ６２の両方又は一方に衝突した場合、その衝撃によって、３つの分割片１３が径方向内側に屈曲し、第１前端部１１と第１軸受３０との軸方向における相対的な拘束が解放されるようになっている。すなわち、３本の第１スリット１２によって、第１前端部１１と第１軸受３０との軸方向における相対的な拘束を解放する解放機構が構成されている。
【００２４】
＜アウターパイプ＞
アウターパイプ２０は、ステアリングシャフト１０と同軸かつ径方向外側に配置されたパイプであり、第１軸受３０及び第２軸受４０を介して、ステアリングシャフト１０を回転自在で支持するものである。
【００２５】
＜アウターパイプ−第２前端部、第２スリット＞
アウターパイプ２０は、ステアリングシャフト１０と同様に、その前端側に、第１軸受３０に外嵌する第２前端部２１、言い換えると、第１軸受３０が内嵌する第２前端部２１を備えている。第２前端部２１には、図６に示すように、前側が開口すると共に軸方向に沿って後側に延びる３本の第２スリット２２が形成されており、第２前端部２１は、周方向において１／３円筒状である３つの分割片２３に不完全に分割されている。各第２スリット２２の長さは、第１軸受３０の軸方向長さ以上に設定されている。
【００２６】
３本の第２スリット２２は、周方向において、等間隔（１２０°間隔）で配置されている。ただし、第２スリット２２の本数は、１本でもよいし、４本以上でもよい。また、各第２スリット２２の最後側には、スリット幅よりも大径の貫通孔２４が形成されており、二次衝突時に各分割片２３が径方向外側に屈曲し易くなっている。ただし、貫通孔２４を備えない構成でもよい。
【００２７】
そして、後記するように、二次衝突時に第１軸受３０が磁石６１及びクリップ６２の両方又は一方に衝突した場合、その衝撃によって、３つの分割片２３が径方向外側に屈曲し、第２前端部２１と第１軸受３０との軸方向における相対的な拘束が解放されるようになっている。すなわち、３本の第２スリット２２によって、第２前端部２１と第１軸受３０との軸方向における相対的な拘束を解放する解放機構が構成されている。
【００２８】
＜第１軸受、第２軸受＞
第１軸受３０、第２軸受４０は、例えばラジアルボールベアリングで構成され、ステアリングシャフト１０とアウターパイプ２０との間に設けられ、ラジアル方向においてステアリングシャフト１０を支持し、非回転のアウターパイプ２０に対して、ステアリングシャフト１０を回転自在とするものである。
【００２９】
具体的には、図２に示すように、第１軸受３０は、ステアリングシャフト１０の第１前端部１１に圧入され外嵌した内輪３１と、アウターパイプ２０の第２前端部２１に圧入され内嵌した外輪３２と、内輪３１及び外輪３２の間を転動するボール３３と、を備えている。内輪３１の前側には止め輪３４が取り付けられている。
なお、軸方向において、ステアリングシャフト１０の前端面と、アウターパイプ２０の前端面とは、略揃っている。
【００３０】
第２軸受４０は、ステアリングシャフト１０に中間やや後側に圧入され外嵌すると共に、アウターパイプ２０の後端部に圧入され内嵌している。
【００３１】
このようにして、第１軸受３０、第２軸受４０は、ステアリングシャフト１０の外周面に圧接すると共に、アウターパイプ２０の内周面に圧接しているので、二次衝突時に運転者がステアリングホイールに衝突すると、ステアリングシャフト１０、アウターパイプ２０、第１軸受３０及び第２軸受４０が、ステアリングシャフト１０及びアダプタ５２の後記するセレーション結合に抗して、一体となって前方に移動するようになっている。
【００３２】
＜入力軸＞
入力軸５１は、ステアリングシャフト１０と同軸線上で、ハウジング７１内に軸受（図示しない）を介して回転自在に支持された軸であって、運転者の操舵力が入力される軸である。
【００３３】
具体的には、入力軸５１の前端には、円筒状のアダプタ５２が固定されている。そして、アダプタ５２の後側部５２ａは、ステアリングシャフト１０内に差し込まれ、ステアリングシャフト１０とセレーション結合している。なお、ステアリング装置１は、チルトステアリング機構を備えており、チルトステアリング機構においてロックが解除されると、アダプタ５２に対して、ステアリングシャフト１０が前後に移動するようになっている。
【００３４】
入力軸５１の前端は、トーションバーを介して出力軸に連結されており、出力軸は自在継手を介してピニオン軸と連結されている。ピニオン軸のピニオンはラック軸のラックと噛合しており、ピニオン軸が回転するとラック軸が車幅方向において往復し、ラック軸にタイロッドを介して連結された左右の操舵輪の舵角が可変するようになっている。
【００３５】
また、出力軸にはウォームホイールが固定されており、ウォームホイールには電動モータによって回転するウォームが噛合している。そして、トーションバーで発生したトルクに対応して電動モータが駆動すると、その駆動力がウォーム、ウォームホイールを介して出力軸に入力されるようになっている。
【００３６】
＜磁石（トルクセンサ）＞
トルクセンサは、前記入力軸及び出力軸の間で捩られることによりトーションバーで発生するトルク（操舵トルク）を検出するセンサであり、入力軸と一体で回転する磁石６１と、出力軸に固定されると共にトーションバーの捩れによる磁石の磁束変化を検出する磁気検出素子（図示しない）と、を備えて構成されている。磁石６１は、円筒状のクリップ６２を介して入力軸５１に固定されている。
【００３７】
ここで、磁石６１及びクリップ６２は、図１に示すように、第１軸受３０の軸方向前方に配置された前方体である。したがって、二次衝突時、ステアリングシャフト１０、アウターパイプ２０、第１軸受３０、第２軸受４０が一体となって軸方向前方に移動すると、第１軸受３０が磁石６１及びクリップ６２の両方又は一方に衝突するようになっている。
【００３８】
＜磁石−第１空間＞
磁石６１の径方向内側であって、磁石６１と入力軸５１との間には、軸方向視においてリング状の第１空間Ｓ１が形成されている。第１空間Ｓ１は、ステアリングシャフト１０の前方に形成された空間であって、二次衝突時にステアリングシャフト１０が挿入可能な空間である（図３、図４参照）。
【００３９】
＜磁石−第２空間＞
磁石６１の径方向外側であって、クリップ６２とハウジング７１との間には、軸方向視においてリング状の第２空間Ｓ２が形成されている。第２空間Ｓ２は、アウターパイプ２０の前方に形成された空間であって、二次衝突時にアウターパイプ２０が挿入可能な空間である（図３、図４参照）。
【００４０】
＜ハウジング＞
ハウジング７１は、ステアリング装置１の筐体を構成する円筒状の部品である。
【００４１】
≪ステアリング装置の作用・効果≫
このようなステアリング装置１によれば、次の作用効果を得る。
【００４２】
＜二次衝突時＞
二次衝突時、つまり、車両の前方衝突（一次衝突）後、運転者がステアリングホイールに衝突（二次衝突）すると、ステアリングホイール、ステアリングシャフト１０、アウターパイプ２０、第１軸受３０及び第２軸受４０が一体となって、前方に移動する。
【００４３】
次いで、図３に示すように、第１軸受３０が磁石６１及びクリップ６２の両方又は一方に衝突すると、その衝撃によって、ステアリングシャフト１０の３本の分割片１３は径方向内側に屈曲し、アウターパイプ２０の３本の分割片２３は径方向外側に屈曲する。これにより、第１軸受３０とステアリングシャフト１０及びアウターパイプ２０との軸方向における相対的な拘束は解放される。
【００４４】
次いで、ステアリングシャフト１０は第１空間Ｓ１を前方に進み、アウターパイプ２０は第２空間Ｓ２を前方に進む（図４参照）。これにより、ステアリングシャフト１０、アウターパイプ２０の移動量（ストローク量）が長くなる。
【００４５】
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
【００４６】
図８に示すように、ステアリングシャフト１０の第１前端部１１の外周面に軸方向で延びると共に周方向に等間隔で複数の突条１１ａを形成し、通常時、複数の突条１１ａの外周面１１ｂ（第１圧接面）が内輪３１の内周面に圧接する構成としてもよい。つまり、通常時、第１軸受３０が突条１１ａの外周面１１ｂに外嵌する構成としてもよい。突条１１ａの軸方向長さは第１軸受３０の軸方向長さと略等しい。周方向において隣り合う突条１１ａの間には軸方向に延びる溝１１ｃが形成されている。突条１１ａの後側には、小径の外周面１５（小径面）が形成されている。すなわち、突条１１ａの外周面１１ｂと、外周面１５とで第１段違い面構造が構成されている。
【００４７】
また、アウターパイプ２０の第２前端部２１の内周面に軸方向で延びると共に周方向に等間隔で複数の突条２１ａを形成し、通常時、複数の突条２１ａの内周面２１ｂ（第２圧接面）が外輪３２の外周面に圧接する構成としてもよい。つまり、通常時、第１軸受３０が突条２１ａの内周面２１ｂに内嵌する構成としてもよい。突条２１ａの軸方向長さは第１軸受３０の軸方向長さと略等しい。周方向において隣り合う突条２１ａの間には軸方向に延びる溝２１ｃが形成されている。突条２１ａの後側には、大径の内周面２５（大径面）が形成されている。すなわち、突条２１ａの内周面２１ｂと、内周面２５とで第２段違い面構造が構成されている。
【００４８】
そして、二次衝突時、第１軸受３０が磁石６１及びクリップ６２の両方又は一方に衝突すると、その衝撃によって第１軸受３０は突条１１ａ及び突条２１ａの後方に移動し、第１軸受３０とステアリングシャフト１０及びアウターパイプ２０との軸方向における相対的な拘束は解放される。
【００４９】
また、図９に示すように、ステアリングシャフト１０の第１前端部１１の外周面に環状の凸部１１ｄを形成し、凸部１１ｄの外周面１１ｅ（第１圧接面）が内輪３１の内周面に圧接する構成としてもよい。一方、アウターパイプ２０の第２前端部２１の内周面に環状の凸部２１ｄを形成し、凸部２１ｄの内周面２１ｅ（第１圧接面）が外輪３２の外周面に圧接する構成としてもよい。
【００５０】
前記した実施形態では、ステアリング装置１がコラムアシスト型である構成を例示したが、その他に例えば、ピニオンアシスト型である構成でもよい。
【００５１】
前記した実施形態では、第１軸受３０の軸方向前方に配置された前方体がトルクセンサを構成する磁石６１である構成を例示したが、その他のセンサ（部品）でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１      ステアリング装置
１０    ステアリングシャフト
１１    第１前端部
１２    第１スリット
２０    アウターパイプ
２１    第２前端部
２２    第２スリット
３０    第１軸受
３１    内輪
３２    外輪
６１    磁石（前方体）
６２    クリップ（前方体）
Ｓ１    第１空間
Ｓ２    第２空間
【図１】
2014193669.tif 000003
【図２】
2014193669.tif 000004
【図３】
2014193669.tif 000005
【図４】
2014193669.tif 000006
【図５】
2014193669.tif 000007
【図６】
2014193669.tif 000008
【図７】
2014193669.tif 000009
【図８】
2014193669.tif 000010
【図９】
2014193669.tif 000011