(57)【要約】【課題】ステアリングシャフトに対する転舵機構側からの回転トルクが過大であるときには確実に運転者が認識し得る変化を生じさせるステアリング装置を提供する。【解決手段】アウタシャフト１の雌スプラインと係合する雄スプラインが外周面に形成されると共に内周面に複数の軸方向の溝３ｒが周方向に均等に形成された筒状のスリーブ３と、常時はスリーブの各溝間の内周面に当接するように押圧される複数の突条部４ｐを有する環状の弾性部材（板ばね４）を備え、インナシャフト１の弾性部材が嵌着され、その部分から軸方向に離隔した部分の外周面に凸部２ｅが形成されると共に、スリーブの内周面に凹部３ｓが形成される。インナシャフトに過大な回転トルクが付与されたときには凸部が凹部の側面に当接するまでインナシャフトが自由回転状態となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に雌スプラインが形成され後端部でステアリングホイールに連結される中空のアウタシャフトと、該アウタシャフトの雌スプラインと係合する雄スプラインが外周面に形成されると共に内周面に複数の軸方向の溝が周方向に均等に形成された筒状のスリーブであって、前記溝の周方向寸法が溝間の内周面の周方向寸法より小に設定されたスリーブと、該スリーブの各溝の周方向寸法より小で常時は各溝間の内周面に当接するように押圧される複数の突条部を有する環状の弾性部材と、該弾性部材が外周面に嵌着され前端部で転舵機構に連結されるインナシャフトとを備え、該インナシャフトの前記弾性部材が嵌着される部分から軸方向に離隔した部分の外周面に少なくとも一つの凸部が形成されると共に、該凸部に対向する位置の前記スリーブの内周面に前記凸部の周方向寸法より大で前記凸部の径方向寸法より大の凹部が形成され、常時は前記凹部の周方向中心に前記凸部が位置するように前記インナシャフトが配設されており、前記インナシャフトに所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには前記弾性部材の各突条部が前記スリーブの各溝内に収容され、前記凸部が前記凹部の側面に当接するまで前記インナシャフトが自由回転状態となるように構成されていることを特徴とする車両のステアリング装置。
【請求項２】
前記弾性部材は、環状波型の板ばねであることを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
【請求項３】
内周面に複数の軸方向の凹部が周方向に均等に形成され後端部でステアリングホイールに連結される中空のアウタシャフトと、該アウタシャフト内に収容され、前端部で転舵機構に連結されるインナシャフトであって、外周面に当該アウタシャフトの各凹部の周方向寸法より小で前記各凹部内に収容される軸方向の突条部が周方向に均等に形成されるインナシャフトと、常時は該インナシャフトの各突条部に係合し当該インナシャフトの前記アウタシャフトに対する軸方向移動を許容し相対回転を阻止する係合部材とを備え、常時は前記各凹部の周方向中心に前記各突条部が位置するように前記インナシャフトが配設されており、前記インナシャフトに所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには前記係合部材による前記突条部の係合が解除され、前記インナシャフトの各突条部が前記アウタシャフトの各凹部の側面に当接するまで前記インナシャフトが自由回転状態となるように構成されていることを特徴とする車両のステアリング装置。
【請求項４】
前記係合部材は、前記アウタシャフトの各凹部の周方向中心で各凹部内に突出するように前記アウタシャフトに支持される複数のピンであって、常時は前記インナシャフトの各突条部の頂部に各ピンの先端部が係合するように配置されていることを特徴とする請求項３記載の車両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、車両のステアリング装置に関し、特に、ステアリングシャフトに対する転舵機構側からの回転トルクが過大であるときには運転者が認識し得る変化を生じさせるステアリング装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングシャフトに対する転舵機構側からの回転トルクが過大であるときにはステアリングホイールの操作に変化を生じさせるステアリング装置に関し、例えば、下記の特許文献１には、「構成部材に衝撃的なトルクが加わった場合に、加わった事実を運転者が容易且つ確実に認識できる」ことを目的とし、「互いに同心に配置されてトルクの伝達方向に関して互いに直列に接続された、第一、第二両トルク伝達部材を備える。そして、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤユニットの入力軸に伝達するトルク伝達機構の途中に設けられて、前記ステアリングホイールとこの入力軸との間でのトルク伝達に供される」ステアリング装置用トルク伝達装置が提案されている（特許文献１の段落〔０００６〕及び〔０００７〕に記載）。この装置によれば、「衝撃的なトルクが加わると、第一、第二両トルク伝達部材同士が、外径側、内径側両摩擦面部同士を摺動させつつ、外径側、内径側両衝合面部同士が衝合するまでの間、回転方向（トルクの作用方向）に関して相対変位する。この結果、前記第一、第二両トルク伝達部材同士の相対位置が、前記衝撃的なトルクが加わる前の状態である初期状態の相対位置から、回転方向に所定量ずれる。これに伴い、車両を直進状態とする為の、ステアリングホイールの中立状態の姿勢が変化する。」（同段落〔００１１〕）旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３５４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された装置によれば、車両前方の転舵機構側からステアリングシャフトに対し過大な回転トルクが入力されたときには、ステアリングホイールのニュートラル位置が変化するので、運転者が認識する可能性はあるが、その構造上、変化量を大きくすることが困難であるので、運転者が認識し得ないおそれがある。しかも、操舵作動に然程影響を与えることはないので、車両の定期点検時までそのまま放置される蓋然性が高い。
【０００５】
そこで、本発明は、ステアリングシャフトに対する転舵機構側からの回転トルクが過大であるときには確実に運転者が認識し得る変化を生じさせる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】
【０００６】
上記の課題を達成するため、本発明は、内周面に雌スプラインが形成され後端部でステアリングホイールに連結される中空のアウタシャフトと、該アウタシャフトの雌スプラインと係合する雄スプラインが外周面に形成されると共に内周面に複数の軸方向の溝が周方向に均等に形成された筒状のスリーブであって、前記溝の周方向寸法が溝間の内周面の周方向寸法より小に設定されたスリーブと、該スリーブの各溝の周方向寸法より小で常時は各溝間の内周面に当接するように押圧される複数の突条部を有する環状の弾性部材と、該弾性部材が外周面に嵌着され前端部で転舵機構に連結されるインナシャフトとを備え、該インナシャフトの前記弾性部材が嵌着される部分から軸方向に離隔した部分の外周面に少なくとも一つの凸部が形成されると共に、該凸部に対向する位置の前記スリーブの内周面に前記凸部の周方向寸法より大で前記凸部の径方向寸法より大の凹部が形成され、常時は前記凹部の周方向中心に前記凸部が位置するように前記インナシャフトが配設されており、前記インナシャフトに所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには前記弾性部材の各突条部が前記スリーブの各溝内に収容され、前記凸部が前記凹部の側面に当接するまで前記インナシャフトが自由回転状態となるように構成したものである。尚、前記弾性部材は、環状波型の板ばねで構成するとよい。
【０００７】
あるいは、本発明は、内周面に複数の軸方向の凹部が周方向に均等に形成され後端部でステアリングホイールに連結される中空のアウタシャフトと、該アウタシャフト内に収容され、前端部で転舵機構に連結されるインナシャフトであって、外周面に当該アウタシャフトの各凹部の周方向寸法より小で前記各凹部内に収容される軸方向の突条部が周方向に均等に形成されるインナシャフトと、常時は該インナシャフトの各突条部に係合し当該インナシャフトの前記アウタシャフトに対する軸方向移動を許容し相対回転を阻止する係合部材とを備え、常時は前記各凹部の周方向中心に前記各突条部が位置するように前記インナシャフトが配設されており、前記インナシャフトに所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには前記係合部材による前記突条部の係合が解除され、前記インナシャフトの各突条部が前記アウタシャフトの各凹部の側面に当接するまで前記インナシャフトが自由回転状態となるように構成してもよい。
【０００８】
上記のステアリング装置において、前記係合部材は、前記アウタシャフトの各凹部の周方向中心で各凹部内に突出するように前記アウタシャフトに支持される複数のピンで構成し、常時は前記インナシャフトの各突条部の頂部に各ピンの先端部が係合するように配置されているものとするとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のステアリング装置においては、中空のアウタシャフトの雌スプラインと係合する雄スプラインが外周面に形成されると共に内周面に複数の軸方向の溝が周方向に均等に形成された筒状のスリーブであって、溝の周方向寸法が溝間の内周面の周方向寸法より小に設定されたスリーブと、スリーブの各溝の周方向寸法より小で常時は各溝間の内周面に当接するように押圧される複数の突条部を有する環状の弾性部材と、弾性部材が外周面に嵌着され前端部で転舵機構に連結されるインナシャフトとを備え、インナシャフトの弾性部材が嵌着される部分から軸方向に離隔した部分の外周面に少なくとも一つの凸部が形成されると共に、凸部に対向する位置のスリーブの内周面に凸部の周方向寸法より大で凸部の径方向寸法より大の凹部が形成され、常時は凹部の周方向中心に凸部が位置するようにインナシャフトが配設されており、インナシャフトに所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには弾性部材の各突条部がスリーブの各溝内に収容され、凸部が凹部の側面に当接するまでインナシャフトが自由回転状態となるように構成されているので、ステアリングシャフトに対する転舵機構側からの回転トルクが過大であるときには、インナシャフトが自由回転状態となってステアリングホイールの遊びが過剰となるという、確実に運転者が認識し得る変化を生じさせることができる。しかも、インナシャフトの凸部がスリーブの凹部の側面に当接した後は、インナシャフトはスリーブを介してアウタシャフトに連結され、運転者は操舵作動を継続することができるので、直ちに修理場に運び修理を行うことができる。尚、上記の弾性部材を、環状波型の板ばねで構成すれば、安価で組み付け容易な装置とすることできる。
【００１０】
本発明のステアリング装置として、内周面に複数の軸方向の凹部が周方向に均等に形成され後端部でステアリングホイールに連結される中空のアウタシャフトと、該アウタシャフト内に収容され、前端部で転舵機構に連結されるインナシャフトであって、外周面に当該アウタシャフトの各凹部の周方向寸法より小で各凹部内に収容される軸方向の突条部が周方向に均等に形成されるインナシャフトと、常時はインナシャフトの各突条部に係合しインナシャフトのアウタシャフトに対する軸方向移動を許容し相対回転を阻止する係合部材とを備え、常時は各凹部の周方向中心に各突条部が位置するようにインナシャフトが配設されており、インナシャフトに過大な回転トルクが付与されたときには係合部材による突条部の係合が解除され、インナシャフトの各突条部がアウタシャフトの各凹部の側面に当接するまでインナシャフトが自由回転状態となるように構成した場合にも、ステアリングシャフトに対する転舵機構側からの回転トルクが過大であるときには、インナシャフトが自由回転状態となってステアリングホイールの遊びが過剰となり、確実に運転者が認識し得る変化を生じさせることができる。しかも、インナシャフトの各突条部がアウタシャフトの各凹部の側面に当接した後は、運転者は操舵作動を継続することができるので、直ちに修理場に運び修理を行うことができる。
【００１１】
上記のステアリング装置において、係合部材を、アウタシャフトの各凹部の周方向中心で各凹部内に突出するようにアウタシャフトに支持される複数のピンで構成し、常時はインナシャフトの各突条部の頂部に各ピンの先端部が係合するように配置されている構成とすれば、簡単な構造で製造が容易な装置とすることできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るステアリング装置の全体構成の一部を示す横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における通常時のアウタシャフト及びインナシャフト部分を拡大して示す縦断面図で、図１のＡ−Ａ線断面を（Ａ）で示しＢ−Ｂ線断面を（Ｂ）で示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態において、インナシャフトに過大入力が印加されたときのアウタシャフト及びインナシャフト部分を拡大して示す縦断面図で、図１のＡ−Ａ線断面を（Ａ）で示しＢ−Ｂ線断面を（Ｂ）で示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に供されるステアリングシャフトの一部を示す側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態における通常時のアウタシャフト及びインナシャフト部分を拡大して示す縦断面図で、図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態において、インナシャフトに過大入力が印加されたときの各構成部材の変化を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部を示すもので、ステアリングシャフトを構成する金属製のアウタシャフト１とインナシャフト２は、両者間に介装されるスリーブ３及び板ばね４を介して相対的に軸方向移動可能で、両者間の回転トルク差に応じて相対的回転不能状態及び相対的回転可能状態が選択されるように連結されている。中空のアウタシャフト１はアッパシャフトとも呼ばれ、その後端部（図１の右側）にステアリングホイールＳＷが接続される。インナシャフト２はロアシャフトとも呼ばれ、その前端部（図１の左側）が操舵機構（図示せず）に接続される。アウタシャフト１とインナシャフト２との間には、筒状のスリーブ３及び環状弾性部材の板ばね４が介装されているが、これらについては図２及び図３を参照して後述する。
【００１４】
アウタシャフト１及びインナシャフト２は、金属製のインナチューブ１０内に収容され、このインナチューブ１０内に収容されたアウタシャフト１が、インナチューブ１０の後端部に軸受を介して回転可能に支持される。但し、アウタシャフト１とインナチューブ１０との間の軸方向相対移動は規制されており、アウタシャフト１とインナチューブ１０は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。更に、インナチューブ１０は金属製のアウタチューブ２０に収容され、アウタシャフト１に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、アウタチューブ２０に対するインナチューブ１０の軸方向相対移動（ひいてはアウタシャフト１の軸方向移動）を許容するように構成されており、インナチューブ１０及びアウタチューブ２０がエネルギー吸収手段として機能する。尚、アウタチューブ２０は軸受を介してコラムハウジング３０に支持されており、このコラムハウジング３０が車体（図示せず）に固定される。
【００１５】
図２及び図３に示すように、スリーブ３は、アウタシャフト１の雌スプラインと係合する雄スプラインが外周面に形成されている。従って、アウタシャフト１とスリーブ３は、スプライン結合によって軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結されている。また、スリーブ３の内周面には、複数の軸方向の溝３ｒが周方向に均等に形成されている。環状の弾性部材たる板ばね４は、複数の突条部４ｐを有する環状波型の板ばねで、インナシャフト２の外周面に嵌着されている。各突条部４ｐはスリーブ３の各溝３ｒの周方向寸法より小で、常時は各溝３ｒ間の内周面に当接するように押圧されている。而して、常時は、板ばね４の付勢力によってインナシャフト２とスリーブ３が一体となって移動し得るように配置されている。
【００１６】
更に、インナシャフト２には、板ばね４が嵌着される部分から軸方向に離隔した部分の外周面に少なくとも一つの凸部（本実施形態では三つの凸部を代表して２ｅで表す）が形成されており、これらの凸部２ｅに対向する位置のスリーブ３の内周面には、凸部２ｅの周方向寸法より大で凸部２ｅの径方向寸法より大の三つの凹部（代表して３ｓで表す）が形成されており、凸部２ｅの頂面が凹部３ｓの内面に当接しない状態で保持されている。而して、常時は、図２の（Ｂ）に示すように、スリーブ３の凹部３ｓの周方向中心に凸部２ｅが位置すると共に、図２の（Ａ）に示すように、板ばね４の各突条部４ｐがスリーブ３の各溝３ｒ間の内周面に当接し、板ばね４の付勢力によってインナシャフト２とスリーブ３が一体的に移動し得るように、インナシャフト２が配設されている。
【００１７】
そして、車両前方の操舵機構（図示せず）側からインナシャフト２に所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには、図３の（Ａ）に示すように、板ばね４の各突条部４ｐがスリーブ３の各溝３ｒ内に収容され、板ばね４の付勢力によるインナシャフト２とスリーブ３との間の摩擦力が激減するので、インナシャフト２は自由回転状態となり、ステアリングホイールＳＷの遊びが過剰となる。この場合において、図３の（Ｂ）に示すように、凸部２ｅが凹部３ｓの側面に当接するまでインナシャフト２が自由回転状態となるように設定されており、当接後は、インナシャフト２とスリーブ３とが直接係合するので、操舵作動は可能である。尚、操舵機構（図示せず）側からインナシャフト２に付与されてインナシャフト２が自由回転状態となる上記所定トルク（過大な回転トルク）は、ステアリングホイールＳＷの据え切り操作時にインナシャフト２に伝達される回転トルクに比し、数段大きな値に設定されており、ステアリングホイールＳＷの通常の操作によって板ばね４の各突条部４ｐがスリーブ３の各溝３ｒ内に収容されてインナシャフト２が自由回転状態となることはない。
【００１８】
上記の構成になるステアリング装置によれば、通常の操舵作動では、板ばね４の付勢力によってインナシャフト２とスリーブ３は相対的に回転することはなく一体となって移動する。これに対し、車両前方の操舵機構（図示せず）側からインナシャフト２に対し過大入力（所定トルク以上の過大な回転トルク）が付与されたときには、板ばね４の各突条部４ｐがスリーブ３の各溝３ｒ内に収容され、インナシャフト２が自由回転状態となり、インナシャフト２の凸部２ｅがスリーブ３の凹部３ｓの側面に当接するまで空転する。この結果、ステアリングホイールＳＷの遊びが過剰となるので、運転者は上記の過大入力を確実に認識することができる。そして、インナシャフト２の凸部２ｅがスリーブ３の凹部３ｓの側面に当接する状態となった後は、アウタシャフト１に付与される回転トルクはスリーブ３を介してインナシャフト２に伝達される。従って、運転者はステアリングホイールＳＷによる操舵作動を継続することができるので、直ちに修理場に運び修理を行うことができる。
【００１９】
図４乃至図６は本発明の他の実施形態に係るもので、本実施形態のアウタシャフト１は、内周面に複数の軸方向の凹部（代表して１ｓで表す）が周方向に均等に形成されている。また、本実施形態のインナシャフト２は、外周面にアウタシャフト１の各凹部１ｓの周方向寸法より小で各凹部１ｓ内に収容される軸方向の突条部（代表して２ｐで表す）が周方向に均等に形成されている。そして、インナシャフト２の各突条部２ｐに係合し、インナシャフト２のアウタシャフト１に対する軸方向移動を許容し相対回転を阻止する係合部材として、常時はアウタシャフト１の各凹部１ｓの周方向中心で各凹部１ｓ内に突出するように、複数のピン（代表して５で表す）がアウタシャフト１に（例えば圧入によって）支持されている。図５に示すように、各ピン５の先端部は、アウタシャフト１の軸に直交する断面がＶ字状の凹部となるように形成されており、各突条部２ｐの頂部は各ピン５の凹部に当接する山形の断面に形成されている。而して、常時は、インナシャフト２の各突条部２ｐの頂部に各ピン５の先端部が係合した状態、即ち図６の（１）に示す状態にあって、インナシャフト２とアウタシャフト１が一体となって軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結されている。
【００２０】
そして、インナシャフト２に所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには、図６に白抜矢印で示すように図６の（２）及び（３）を経て（４）の状態となり、ピン５（係合部材）と突条部２ｐの係合が解除され、インナシャフト２の各突条部２ｐがアウタシャフト１の各凹部１ｓの側面に当接するまでインナシャフト２が回転し得る（自由回転状態となる）ように設定されている。尚、ピン５はアウタシャフト１に圧入されて図６の（１）に示す状態となっており、突条部２ｐとの係合が解除された後は図６の（４）に示す状態が保持される（即ち、図６の（１）に示す状態に戻ることはない）。また、前述の実施形態と同様、操舵機構（図示せず）側からインナシャフト２に付与される上記所定トルク（過大な回転トルク）は、ステアリングホイールＳＷの据え切り操作時にインナシャフト２に伝達される回転トルクに比し、数段大きな値に設定されており、ステアリングホイールＳＷの通常の操作によってピン５と突条部２ｐの係合が解除されてインナシャフト２が自由回転状態となることはない。
【００２１】
上記の構成になる実施形態によれば、通常の操舵作動では、各ピン５の各突条部２ｐとの係合によってインナシャフト２とアウタシャフト１は相対的に回転することはなく一体となって移動する。これに対し、車両前方の操舵機構（図示せず）側からインナシャフト２に対し所定トルク以上の過大な回転トルクが付与されたときには、ピン５による突条部２ｐの係合が解除されてインナシャフト２の突条部２ｐがアウタシャフト１の各凹部１ｓの側面に当接するまで、インナシャフト２は自由回転状態となる。この結果、ステアリングホイールＳＷの遊びが過剰となるので、運転者はその状態を認識することができる。そして、インナシャフト２の突条部２ｐがアウタシャフト１の凹部１ｓの側面に当接する状態となった後は、アウタシャフト１に付与される回転トルクはインナシャフト２に直接伝達されるので、運転者はステアリングホイールＳＷによる操舵作動を継続することができるので、直ちに修理場に運び修理を行うことができる。
【００２２】
尚、上記のステアリング装置では、ステアリングホイールＳＷを所望の車体前後方向位置に調整するテレスコピック機構や所望の車体上下方向位置に調整するチルト機構を省略したが、これらの機構を備えたステアリング装置にも上記の実施形態の構成を適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  アウタシャフト
１ｓ  凹部
２  インナシャフト
２ｅ  凸部
２ｐ  突条部
３  スリーブ
３ｒ  溝
３ｓ  凹部
４  板ばね（弾性部材）
４ｐ  突条部
５  ピン（係合部材）
【図１】
2015077920.tif 000003
【図２】
2015077920.tif 000004
【図３】
2015077920.tif 000005
【図４】
2015077920.tif 000006
【図５】
2015077920.tif 000007
【図６】
2015077920.tif 000008