(57)【要約】【課題】コラム収縮タイプの衝撃吸収ステアリング装置において、通常時の一対のジャケットの微小な相対回動を原因として、衝撃吸収荷重がばらつく。【解決手段】本衝撃吸収ステアリング装置１では、ステアリングコラム４の互いに嵌合するアウタージャケット５とインナージャケット６とは、通常時に所定の保持力で保持され、衝撃吸収時に相対摺動する。インナージャケット６の外周３５の少なくとも当接部３７に浸炭窒化等の表面硬化処理を施す。これにより、嵌合部３１，３６の当接部３３，３７同士の間のビッカース硬さの差を少なくとも２００以上にできて、両ジャケット５，６間に微小な相対回転が生じる場合に、溶着や異常摩耗の発生を抑制できて、衝撃吸収荷重のばらつきを抑制できる。表面硬化処理を、インナージャケット６の外周３５に代えて、アウタージャケット５の内周３０に施しても良い。【選択図】　図２
2004009921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムが、筒状のアウタージャケットおよびインナージャケットを有し、両ジャケットは互いに嵌合されて、両ジャケットの当接部同士が互いに当接し、両ジャケットが衝突時に互いに摺動して衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収ステアリング装置において、
インナージャケットの外周およびアウタージャケットの内周の何れか一方の少なくとも当接部は、表面硬化処理を施されることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、上記表面硬化処理は、インナージャケットおよびアウタージャケットの当接部のビッカース硬さの差が、少なくとも２００以上となるようにされることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の衝突時の衝撃を緩和する衝撃吸収ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
例えば、衝撃吸収ステアリング装置には、ステアリングコラムを互いに相対移動可能に圧入嵌合される一対のチューブにより構成するものがある。この場合、通常時には、圧入荷重による所定の保持力で両チューブの相対移動を抑制しつつ両チューブを保持する一方、衝突時にはチューブ同士を相対摺動させて、ステアリングコラムを収縮させ、衝撃吸収する。
【０００３】
この場合、アウターチューブの内周にリブ状の突起を形成し、突起の先端をインナーチューブの外周に押圧させ、両チューブの当接部同士が互いに当接するタイプがある。
このタイプの衝撃吸収機構を、操舵補助用の電動モータがステアリングコラムに支持されるパワーステアリング装置に適用する場合、通常時に、チューブ同士がモータ反力により微小な相対回動を生じることがある。その結果、直接接触し合う両チューブの部位に異常摩耗や溶着が発生することがある。溶着が発生すると、衝突時の衝撃吸収荷重が大きな初期ピークを示すことがあり、また、異常摩耗が生じると、衝撃吸収荷重が小さくなることがある。その結果、個体ごとの衝撃吸収荷重がばらつく。
【０００４】
また、このような課題は、上述したような電動パワーステアリング装置に限らず存在する。
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、直接接触し合う両チューブの部位に異常摩耗や溶着が発生することを抑制できる衝撃吸収ステアリング装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムが、筒状のアウタージャケットおよびインナージャケットを有し、両ジャケットは互いに嵌合されて、両ジャケットの当接部同士が互いに当接し、両ジャケットが衝突時に互いに摺動して衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収ステアリング装置において、インナージャケットの外周およびアウタージャケットの内周の何れか一方の少なくとも当接部は、表面硬化処理を施されることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、表面硬化処理を施された当接部の組織が変化するので、両ジャケット間で当接部の組織が相異なる結果、溶着し難くなる。また、表面硬化処理を施された当接部は、殆ど摩耗しないので、異常摩耗の発生を抑制できる。従って、溶着や異常摩耗を原因とする衝撃吸収荷重のばらつきを抑制できる。
請求項２に記載の発明は、請求項１において、上記表面硬化処理は、インナージャケットおよびアウタージャケットの当接部のビッカース硬さの差が、少なくとも２００以上となるようにされることを特徴とする。この発明によれば、両当接部間での硬さの差を十分に確保できるので、衝撃吸収荷重のばらつきを確実に抑制できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の衝撃吸収ステアリング装置（以下、単にステアリング装置ともいう。）を説明する。
本ステアリング装置１は、図１に示すように、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール２の動きを伝達するステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム４とを有している。ステアリングシャフト３の一端にステアリングホイール２が連結される。ステアリングシャフト３の他端には、ピニオン、ラック軸等を含む舵取り機構（図示せず）が連結される。ステアリングホイール２が回されると、その回転がステアリングシャフト３等を介して舵取り機構に伝達され、これにより車輪を操向することができる。
【０００８】
また、ステアリング装置１は、コラムアシストタイプの電動パワーステアリング装置として構成され、ステアリングコラム４に設けられる操舵補助ユニットにより、操舵操作に伴い生じる操舵抵抗に見合った操舵補助力を得られるようになっている。すなわち、操舵補助ユニットは、ステアリングシャフト３に設けられて操舵トルクを検知するためのトルクセンサ１８と、このトルクセンサ１８からの出力信号、車速信号等に基づいて操舵補助力を発生させる電動モータ１９と、この電動モータ１９の回転軸の回転を減速してステアリングシャフト３に伝達するための減速機２０と、減速機２０、電動モータ１９、トルクセンサ１８等を支持しステアリングコラム４に固定されるハウジング１１とを有している。
【０００９】
ステアリングコラム４は、筒状のアウタージャケット５およびインナージャケット６を有する。両ジャケット５，６は同心でステアリングシャフト３の軸方向（以下単に軸方向ともいう。矢印Ｓ参照。）に並び、両ジャケット５，６の嵌合部３１，３６が互いに嵌合される。後述するように両ジャケット５，６の嵌合部３１，３６の当接部３３，３７同士（図２参照）が互いに当接し、両ジャケット５，６が衝突時に互いに相対摺動して衝撃エネルギを吸収するようにされる。
【００１０】
特に、本発明の実施形態では、インナージャケット６の外周３５の少なくとも当接部３７は、表面硬化処理を施されるようにされている。また、アウタージャケット５の当接部３３には、表面硬化処理を施していない。
表面硬化処理として、ガス軟窒化等の窒化、浸炭窒化、高周波焼入れ等の焼入れ処理、クロムメッキ等の金属皮膜処理等を例示できる。処理対象となる部材の材質によっては、浸炭焼入れを施すことも考えられる。
【００１１】
表面硬化処理を施された当接部３７の組織が変化するので、両ジャケット５，６間で当接部３７，３３の組織が相異なる結果、溶着し難くなる。また、表面硬化処理を施された当接部３７は、殆ど摩耗しないので、異常摩耗の発生を抑制できる。というのは、両当接部３３，３７に表面硬化処理を施さない場合、両当接部３３，３７が共に摩耗を生じ、そのときに生じる摩耗粉が当接部３３，３７同士の摩耗を促進させる結果、異常摩耗を生じる。これに対して、表面硬化処理が施されることにより、摩耗粉の生成が抑制され、摩耗は進行せず、異常摩耗が防止されると考えられる。従って、溶着や異常摩耗を原因とする衝撃吸収荷重のばらつきを抑制できる。
【００１２】
なお、この効果を得るためには、表面硬化処理を、インナージャケット６の全表面に施しても良いし、通常時での嵌合部３６の外周３５の当接部３７だけに施しても良く、当接部３７およびその隣接する近傍部分に施すことも考えられる。また、表面硬化処理を、インナージャケット６に代えてアウタージャケット５に施しても良く、同様にその全表面でも、通常時での嵌合部３１の内周３０の当接部３３だけや、当接部３３およびその隣接する近傍部分に施してもよい。要は、インナージャケット６の外周３５およびアウタージャケット５の内周３０の何れか一方の少なくとも当接部３７，３３が、表面硬化処理を施されるようにすればよい。
【００１３】
表面硬化処理を両ジャケット５，６の何れか一方だけに施せばよいので、処理するためのコストの上昇を抑制できる。特に、表面硬化処理をインナージャケット６の外周３５に施す場合には、通例、処理し易いので、処理コストの上昇をより一層抑制できる。
また、表面硬化処理は、両ジャケット５，６の当接部３３，３７のビッカース硬さの差が、少なくとも２００以上となるようにされるのが好ましい。これにより、両当接部３３，３７間での硬さの差を十分に確保できるので、衝撃吸収荷重のばらつきを確実に抑制できる。さらに、当接部３３，３７のビッカース硬さの差は、２５０以上とされるのがより好ましく、３００以上とされるのがより一層好ましい。なお、ビッカース硬さの差が２００未満となる場合、異常摩耗を抑制できない虞があるが、使用状況により本発明を実施することも考えられる。
【００１４】
さらに、表面硬化処理は、両ジャケット５，６の当接部３３，３７のビッカース硬さの差が、６００以下となるようにされることが好ましく、処理のためのコストを安価に抑制できる。また、当接部３３，３７のビッカース硬さの差は５００以下とされるのがより好ましい。なお、ビッカース硬さの差が６００を超える場合には、表面硬化処理のためのコストが高くなる場合がある。
特に、表面硬化処理として浸炭窒化を行う場合、当接部３３，３７のビッカース硬さの差は、４００以上且つ６００以下の範囲内とするのが好ましい。
【００１５】
また、表面硬化処理としてガス軟窒化を行う場合、当接部３３，３７のビッカース硬さの差は、２００以上且つ４５０以下の範囲内とするのが好ましい。
また、表面硬化処理として、例えば、硬質クロムメッキを行う場合、当接部３３，３７のビッカース硬さの差は、４５０以上且つ１０５０以下の範囲内となる。また、一般的なクロムメッキにおいて膜厚を適宜調節することにより、当接部３３，３７のビッカース硬さの差を、２００以上且つ１０５０以下の範囲内としたり、２００以上且つ６００以下の範囲内とすることもできる。
【００１６】
例えば、インナージャケット６を、機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１３Ｂ）にて形成し、その外周３５に浸炭窒化を施すと、外周３５の表面のビッカース硬さは最大で約７５０に達する。一方、アウタージャケット５を上述の機械構造用炭素鋼鋼管にて形成し、内周３０に表面硬化処理を施さないようにすると、内周３０の表面のビッカース硬さは通例約１５０〜２５０となる。その結果、当接部３３，３７のビッカース硬さの差は６００に達することもある。
【００１７】
また、上述の表面硬化処理を施したステアリングコラム４を、操舵補助用の電動モータ１９をステアリングコラム４に支持する電動パワーステアリング装置に適用するのが好ましい。この場合、電動モータ１９の反力により両ジャケット５，６が相対回転し易い傾向にある。しかし、表面硬化処理により、相対回転を原因とする異常摩耗や溶着を防止することができる。従って、例えば、溶着等を防止するために嵌合部３１，３６の保持力を大きくせずに済み、また、嵌合部３１，３６の嵌合長を長くせずに済む。その結果、所要の衝撃吸収ストローク量を確保するのに好ましい。
【００１８】
両ジャケット５，６を衝突時に摺動させるための構造としては、例えば、図１および図２に示すように、以下のようにされる。すなわち、アウタージャケット５の嵌合部３１の内周３０に、複数の突起３２がアウタージャケット５の径方向の内方に向けて突出して形成される。突起３２の先端が、インナージャケット６の嵌合部３６の外周３５に達して当接している。一対の当接部３３，３７は、突起３２の先端と、この先端と対向して当接する外周３５の部分とからなる。
【００１９】
なお、当接部３３，３７としては、突起３２の先端に限らず、例えば、突起３２を省略して嵌合部３１，３６の円柱面同士を嵌合する場合には、嵌合部３１の内周３０および嵌合部３６の外周３５となる。
当接部３３，３７同士は、押圧状態で当接して、嵌合部３１，３６同士の圧入状態を達成する。これにより、衝突前の通常時には、両ジャケット５，６は所定の保持力で保持されて、軸方向の相対移動を規制され、衝突時に、その衝撃力が所定の保持力を超えてステアリングコラム４にかかると、アウタージャケット５がインナージャケット６に対して圧入状態を維持しつつ軸方向の車体前方側へ摺動して、衝撃エネルギを吸収する。
【００２０】
また、アウタージャケット５はアッパブラケット８、いわゆるカプセル構造を有する連結部材９等により車体１０に対して衝突時に離脱可能に支持される。一方で、インナージャケット６はロワブラケット１２等により、常時、車体１０に対しての移動を規制された状態で車体１０に支持される。また、ステアリングシャフト３のアッパシャフト１３とロワシャフト１４とは、一体回転可能且つ軸方向に相対移動自在に連結される。
【００２１】
なお、通常時の両ジャケット５，６の保持力を、主に連結部材９等の他の衝撃吸収機構により達成してもよく、この場合には、嵌合部３１，３６の圧入の程度を緩くできる。また、通常時の保持力を、主に嵌合部３１，３６の圧入により得る場合には、カプセル構造等を省略することもできる。
当接部３３，３７の当接は、少なくとも通常時に達成されていればよい。また、通常時に両ジャケット５，６を相対摺動させてステアリングホイール２の位置をテレスコピック調節できるようにすることも考えられる。この他、両ジャケット５，６を衝突時に相対摺動可能な公知の構造を利用できる。要は、当接部３３，３７同士で当接し衝突時に相対摺動する互いに嵌合される一対のジャケット５，６の一方に、上述の表面硬化処理を施せばよい。
【００２２】
また、本実施形態のステアリングコラム４を、操舵補助力の得られないマニアルタイプの他、公知の各種のステアリング装置に適用してもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の衝撃吸収ステアリング装置の概略構成の側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示すステアリングコラムの断面図。
【符号の説明】
１　衝撃吸収ステアリング装置
３　ステアリングシャフト
４　ステアリングコラム
５　アウタージャケット
６　インナージャケット
３０　アウタージャケットの内周
３３　アウタージャケットの当接部
３５　インナージャケットの外周
３７　インナージャケットの当接部
【図１】
2004009921.tif 000003
【図２】
2004009921.tif 000004