(57)【要約】【課題】バルジ成形法でステアリングコラムの膨出部を成形する際にパンチ穿孔で反りが生じたとしても、ステアリングコラム締付け保持力が低下するのを防止する。【解決手段】ステアリングコラム１は液圧バルジ成形法で成形される膨出部１９を備える。膨出部１９は車体取付け用ブラケットの締付け用鉛直板部と対向する、背中合わせの一対の平面部２０を有する。一対の平面部２０は対向する鉛直板部に向かって外方向に突出して形成される凸部２１を備える。膨出部１９を液圧バルジ成形法で成形するとき、パンチ穿孔で平面部２０に反りが生じたとしても、ステアリングコラム締付け保持力が低下するのを防止できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の鉛直板部を有する、車体取付け用ブラケットと、前記ブラケットの一対の鉛直板部によって挟持される膨出部を有する、円筒状のステアリングコラムと、前記ステアリングコラム内に回転自在に設けられたステアリングシャフトと、前記ステアリングコラムの膨出部および前記ブラケットの一対の鉛直板部を挿通して設けられた軸杆部材と、前記軸杆部材に設けられ、対峙する前記一対の鉛直板部の間の距離を調整して前記ステアリングコラムを緊締する締付け機構とを備える位置調整式ステアリングコラム装置において、前記膨出部は前記ブラケットの一対の鉛直板部と対向して形成される一対の平面部、前記一対の平面部から対向する前記鉛直板部に向かって突出して形成される凸部および前記凸部内に穿たれた貫通孔を備えることを特徴とする位置調整式ステアリングコラム装置。
【請求項２】
前記凸部が前記平面部に対して規定値だけ外方向に突出することを特徴とする請求項１記載の位置調整式ステアリングコラム装置。
【請求項３】
前記膨出部の平面部スパンが前記ステアリングコラムの外径と同等か、またはそれよりも大きく構成されることを特徴とする請求項１または２記載の位置調整式ステアリングコラム装置。
【請求項４】
前記膨出部の貫通孔が丸孔であることを特徴とする請求項１ないし３記載の位置調整式ステアリングコラム装置。
【請求項５】
前記膨出部の貫通孔が長孔であることを特徴とする請求項１ないし３記載の位置調整式ステアリングコラム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はステアリングコラムに、たとえば、バルジ成形法で膨出部を成形する際にパンチ穿孔で膨出部の平面部に反りが生じたとしても、チルトあるいはテレスコピック調整操作でステアリングコラムの締付け保持力が低下するのを防ぐようにした位置調整式ステアリングコラム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車輌用ステアリングコラムには運転者が好ましいドライビングポジションを取ることができるようにステアリングホイールの上下方向の位置調整を可能にするチルト機構が備えられる。同じ目的でステアリングホイールの前後方向の位置調整を可能にするテレスコピック機構、上下方向および前後方向の双方の位置調整を可能にするチルト・テレスコピック機構が備えられる。
【０００３】
このチルト機構のチルトピボットを中心としたチルト揺動あるいはステアリングコラム軸方向に沿うテレスコピック摺動のためにステアリングコラムは車体側支持部材に対する相対変位をなし得るのと同時に、選定された位置ではステアリングコラムの拘束状態を保持するために車体側支持部材に固定できるように構成される。
【０００４】
このような車体側支持部材に対するステアリングコラムの相対変位と固定とを果たすのに円筒状のステアリングコラムに固着される、コラム側支持部材として、たとえば、平坦な側面を備えたディスタンスブラケットが使用される。通常、このディスタンスブラケットの側面には丸孔あるいは長孔が穿たれており、チルト機構では丸孔に、テレスコピック機構では長孔に軸杆部材を通し、チルトピボットを中心としたチルト揺動あるいはステアリングコラム軸方向に沿うテレスコピック摺動が可能なようになっている。ステアリングコラムとディスタンスブラケットとは別々に製作される部材であって、両者は多くの場合、溶接によって部材同士が固着される。
【０００５】
ところで、このような溶接で固着されるディスタンスブラケットを使用しない、新たなステアリングコラムが提案されている。これは管状の素材からその一部を膨出させた膨出部によって代用するもので、液圧バルジ成形法を用いて製作することができる。この種のステアリングコラムは、たとえば、図１１に示すように、ステアリングコラム５１の一部を膨出させて膨出部５２を形成するものが知られている。
【０００６】
この膨出部５２は車体側支持部材（図示せず）に当接させる、背中合わせの一対の平面部５３を備える。この平面部５３には軸杆部材を通すための丸孔５４が穿たれる。この膨出部５２を形成したステアリングコラム５１によれば、たとえば、チルト機構を構成する部品の幾つかを省略することが可能で、ステアリング装置の製造コストを削減できるなどのメリットがある。
【０００７】
本出願の発明と関連する先行技術文献には次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２７６８５２号公報、（第３頁、図３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液圧バルジ成形法を用いて製作する場合、特に丸孔５４の穿孔時に平面部５３にパンチ穿孔に伴う加圧力が作用することから、平面部５３の穿孔部を中心に幾分狂いが生じ、平面部５３が平坦な面に仕上がらないことがある。すなわち、液圧バルジ成形法ではプレス工程でのパンチ打ち抜き時のように、ダイによって打ち抜き荷重を受けるのではなく、図１２に示すように、パンチＰの加圧力と対向するワークＷと接する、非剛体である圧油Ｏで受け止めることを求められる。この場合、穿孔自体は支障がないものの、穿孔部を中心として平面部５３に反りが発生し、結果として、平面部５３は平坦な面に仕上がらない。
【００１０】
このような平面部５３に生じる反りは、たとえば、図１３に示すように、基準平面Ｉに対してΔＤだけ誤差を生じさせる。この平面部５３の反りが大きくなると、チルトあるいはテレスコピック調整操作において、接触面が不安定となり、本来生じるべき締付け力を得られず、ステアリングコラムを強固に保持できない。
【００１１】
本発明の目的はバルジ成形法でステアリングコラムの膨出部を成形する際にパンチ穿孔で反りが生じたとしても、ステアリングコラム締付け保持力が低下するのを防止できる、位置調整式ステアリングコラム装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は一対の鉛直板部を有する、車体取付け用ブラケットと、このブラケットの一対の鉛直板部によって挟持される膨出部を有する、円筒状のステアリングコラムと、ステアリングコラム内に回転自在に設けられたステアリングシャフトと、ステアリングコラムの膨出部およびブラケットの一対の鉛直板部を挿通して設けられた軸杆部材と、この軸杆部材に設けられ、対峙する一対の鉛直板部の間の距離を調整してステアリングコラムを緊締する締付け機構とを備える位置調整式ステアリングコラム装置において、膨出部はブラケットの一対の鉛直板部と対向して形成される一対の平面部、一対の平面部から対向する鉛直板部に向かって外方向に突出して形成される凸部および凸部内に穿たれた貫通孔を備えるものである。
【００１３】
本発明の膨出部に形成される凸部は平面部からステアリングコラムの外方向に突出している。これはパンチ穿孔で平面部に生じる加工誤差に応じて突出させるもので、このような凸部により穿孔時に平面部に反りが生じたとしても、それを相殺することができる。
【００１４】
この結果、たとえば、チルトあるいはテレスコピック調整操作で、たとえば、カム機構を用いて締め上げる場合に車体取付け用ブラケットの締付け用鉛直板部と平面部の凸部とが軸杆部材周囲全域で接触し、締付けに対して安定した反力が得られるので、ステアリングコラムを強固に保持することができる。
【００１５】
本発明において、凸部は平面部に対して規定値だけ外方向に突出するのが望ましい。
【００１６】
また、本発明において、膨出部の平面部スパンはステアリングコラムの外径と同等か、それよりも大きいことが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のステアリングコラム装置の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１において、本発明のステアリングコラム装置はステアリングコラム１と、このステアリングコラム１内に配置されるステアリングシャフト２とを備える。このステアリングコラム１は、たとえば、管状の軟鋼素材からなり、液圧バルジ成形法で膨出部を形成している。ステアリングシャフト２はステアリングコラム１の各端部に配置される軸受３、４によってステアリングコラム１内に回転自在に支承されている。ステアリングシャフト２にはその一端に操舵力を付与するステアリングホイール５が取付けられている。
【００１８】
一方、このステアリングコラム１はアッパ側車体取付け用ブラケット６によって中間部を保持されると共に、ステアリングホイール５から遠い一端がロア側車体取付け用ブラケット７によって支持される。
【００１９】
図２に示すように、ロア側車体取付け用ブラケット７は車体に締結部材よって取付けられる車体取付け板部８およびこの車体取付け板部８と一体に形成され、鉛直下方向に延在する左右一対の板部を有する鉛直板部９ａ、９ｂから構成される。一方、コラム側にはロア側コラム取付け用ブラケット１０がステアリングコラム１に溶接によって取付けられている。ロア側コラム取付け用ブラケット１０はロア側車体取付け用ブラケット７の左右一対の鉛直板部９ａ、９ｂの間に挟まれ、ロア側車体取付け用ブラケット７の鉛直板部９ａ、９ｂと対峙するように左右一対の板部１１ａ、１１ｂを有しており、断面コ字状に形成されている。
【００２０】
ロア側車体取付け用ブラケット７の左右一対の鉛直板部９ａ、９ｂには前方に向かって開放した貫通孔１２（図１参照）が形成され、ロア側コラム取付け用ブラケット１０の左右一対の板部１１ａ、１１ｂには円形の貫通孔１３が形成されており、この貫通孔１２、１３にチルトボルト１４が貫通して配置され、ナット１５と螺合することによって固定されている。このチルトボルト１４はステアリングホイール５側からの荷重が働いた場合、車体前方に向かって変位し、開放した貫通孔１２から離脱する。また、これはステアリングコラム１のチルトピボットとして機能し、ステアリングコラム１のチルト位置調整時にはチルトピンを中心に揺動自在となる。
【００２１】
アッパ側車体取付け用ブラケット６は、図３に示すように、車体に取付けられる車体取付け板部１６および左右一対の締付け用鉛直板部１７ａ、１７ｂを備える。この締付け用鉛直板部１７ａ、１７ｂは共に車体取付け板部１６に連結され、鉛直上下方向に延在しており、対峙する鉛直板部１７ａ、１７ｂの間でステアリングコラム１を挟持する。鉛直板部１７ａ、１７ｂにはそれぞれ円弧状溝１８が形成され、チルト調整操作によってステアリングコラム１の上下方向の揺動を自在にする。
【００２２】
このアッパ側車体取付け用ブラケット６の車体取付け部と車体との間には図示しない離脱部材（たとえば、カプセルコーティングプレート）が装着される。これにより、ステアリングホイール側から過大な荷重が働いた場合、上述したチルトボルト１４の離脱と共に車体取付け用ブラケット６が滑りながら、前方に変位し、車体から離脱する。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、アッパ側車体取付け用ブラケット６の鉛直板部１７ａ、１７ｂの間に挟持される、ステアリングコラム１の膨出部１９は長手方向のほぼ中間部に成形される。この膨出部１９は、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、背中合わせの一対の平面部２０を備える。この平面部２０はスパンＳがステアリングコラム直径ＤＳと同等か、またはそれも大きく構成される。この背中合わせの一対の平面部２０はいずれもステアリングコラム１の外方向（鉛直板部に向かう方向）に突出している、円形の凸部２１を備える。一対の凸部２１にはそれぞれ軸杆部材を通すための丸孔２２を穿っている。この丸孔２２は液圧バルジ成形工程でステアリングコラム１の外側から内側に向ってパンチによって穿孔したものである。平面部２０に形成される凸部２１は平面部２０からステアリングコラム１の外方向にΔＡだけ突出している。
【００２４】
図５に示すように、凸部２１は平面部２０に沿う基準平面Ｉに対してステアリングコラム１の外方向にΔＡだけ突出している。ΔＡについて試験した結果によれば、管状素材の肉厚ｔが１．６〜２．３ｍｍであるとき、望ましい値は０．５〜２．０ｍｍの範囲内である。より望ましくは、０．８〜１．６範囲内がよい。一方、試験によれば、凸部２１の大きさに関係する、次の望ましい値を得た。平面部２０の直径Ｄは１２〜３０ｍｍの範囲内がよく、また、試験結果から丸孔２２の直径ｄは６〜１０ｍｍの範囲内が望ましい。
【００２５】
チルト調整位置を固定するコラム締付け機構について図６を参照して説明する。頭部２３を有する軸杆部材２４はアッパ側車体取付け用ブラケット６の鉛直板部１７ａの円弧状溝１８、ステアリングコラム１の一対の平面部２０の丸孔２２および鉛直板部１７ｂの円弧状溝１８を貫通している。軸杆部材２４の頭部２３のうち、鉛直板部１７ｂと接する箇所は略長方形断面となって溝１８と係合し、回転不能となっている。
【００２６】
一方、鉛直板部１７ａから突出した軸杆部材２４の先端には固定カム部材２５および可動カム部材２６ならびにレバー２７、スラスト軸受２８が配置され、さらにその先端には軸杆部材２４に形成されたねじ部に螺合するナット部材２９によって締付け固定されている。固定カム部材２５の鉛直板部１７ａと接する面は略長方形断面となって溝１８と係合しており、回転不能となっている。可動カム部材２６とレバー２７とは相対回転不能に結合されており、レバー２７の操作と可動カム部材２６の回転とが連動するようになっている。
【００２７】
固定カム部材２５および可動カム部材２６には相手カム部材と対向する面にカム山が各々形成されており、カム同士が相対回転すると、固定カム部材２５と可動カム部材２６との軸間距離が変化する。ステアリングコラムの位置を調整しようとする場合、レバー２７を一方に回転させると、可動カム部材２６が回転することで、固定カム部材２５と可動カム部材２６との軸方向距離が縮まり、それに伴って鉛直板部１７ａ、１７ｂ間の距離が広がることによってステアリングコラム１の締付けが解除され、ステアリングコラム１が位置調整自在となる。
【００２８】
ステアリングコラム１の位置調整を完了し、ステアリングコラムの位置を固定しようとする場合、レバー２７を逆方向に回転させる。このとき、レバー２７の回転と連動して可動カム部材２６が回転し、それに伴って固定カム部材２５と可動カム部材２６との軸方向距離が広がる。それに伴い鉛直板部１７ａ、１７ｂ間の距離が縮まり、ステアリングコラム１の膨出部１９が締付けられることによってステアリングコラム１の位置が固定される。
【００２９】
本実施の形態においては、上記構成からチルト調整操作時には車体取付け用ブラケット６の鉛直板部１７ａ、１７ｂが最初に凸部２１と接し、鉛直板部１７ａ、１７ｂのステアリングコラム中心方向への変位と共に鉛直板部１７ａ、１７ｂと凸部２１とが軸杆部材２４の周りで効果的に密着することで、ステアリングコラム１を強固に保持することができる。
【００３０】
本発明の上記と異なる実施の形態を説明する。図７に示すように、本実施の形態では異なるコラム締付け機構によって構成される。このコラム締付け機構は以下の構成からなる。頭部２３を有する軸杆部材２４はアッパ側車体取付け用ブラケット６の鉛直板部１７ａの円弧状溝１８、ステアリングコラム１の一対の平面部２０の丸孔２２および鉛直板部１７ｂの円弧状溝１８を貫通している。軸杆部材２４の頭部２３のうち、鉛直板部１７ｂと接する箇所は略長方形断面となって溝１８と係合しており、回転不能となっている。
【００３１】
一方、鉛直板部１７ａから突出した軸杆部材２４の先端部には雄ねじが形成されている。雄ねじと螺合するナット部材３０は一方の面は鉛直部材１７ａと接しており、他方の面はテーパ面３１となっている。ナット部材３０のテーパ面３１と嵌合するようにレバー３２の先端にもテーパ面が形成されており、それらが嵌合している。ナット部材３０には雌ねじが貫通して形成されている。ナット部材３０の雌ねじの一方の側は上述の通り軸杆部材２４と螺合しており、雌ねじの他方の側には固定ボルト３３が螺合されている。この固定ボルト３３の締付けによってナット部材３０とレバー３２のテーパ面が相対回転不能に固定される。
【００３２】
ステアリングコラムの位置を調整しようとする場合、レバー３２を一方に回転させると、ナット部材３０が同じ方向に回転することによって鉛直板部１７ａ、１７ｂ間の距離が広がる。これにより、ステアリングコラム１の締付けが解除され、ステアリングコラム１が位置調整自在となる。
【００３３】
ステアリングコラム１の位置調整を完了し、ステアリングコラムの位置を固定しようとする場合、レバー３２を逆方向に回転させる。このとき、レバー３２の回転に従ってナット部材３０が回転することで、鉛直板部１７ａ、１７ｂ間の距離が縮まり、ステアリングコラム１の膨出部１９が締付けられることによってステアリングコラム１の位置が固定される。
【００３４】
本実施の形態においても、先に述べた実施の形態と同様に、チルト調整操作時にはブラケット６の鉛直板部１７ａ、１７ｂが最初に凸部２１と接し、鉛直板部１７ａ、１７ｂのステアリングコラム中心方向への変位と共に鉛直板部１７ａ、１７ｂと凸部２１とが軸杆部材２４の周りで効果的に密着することによりステアリングコラム１を強固に保持することができる。
【００３５】
なお、上記各実施の形態において、平面部２０に形成される円形の凸部２１に代えて、図８（ａ）（ｂ）に示す四角形、六角形などの多角形の凸部３４、または図８（ｃ）に示す楕円形の凸部３４、あるいは図８（ｄ）に示す長円形の凸部３４で構成してもよい。
【００３６】
本発明の上記と異なる実施の形態について説明する。構成は前述の第１の実施の形態とほぼ同じである。アウターチューブのロア側の構成も第１の実施の形態と同じである。テレスコピック式ステアリングコラム装置に適用する本実施の形態のステアリングコラム３５は、図９（ａ）に示すように、インナーチューブ３６とアウターチューブ３７とを備える。このインナーチューブ３６はアウターチューブ３７内に嵌入されており、ステアリングコラム軸方向に摺動自在に構成される。インナーチューブ３６およびアウターチューブ３７は共に管状の軟鋼素材から製作される。
【００３７】
このステアリングコラム３５はインナーチューブ３６にアッパ側車体取付け用ブラケットの一対の鉛直板部の間に挟持される膨出部３８を形成している。この膨出部３８は、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、背中合わせの一対の平面部３９を備える。この背中合わせの一対の平面部３９はスパンＳがステアリングコラム直径ＤＳと同等か、またはそれも大きく構成される。一対の平面部３９はいずれもステアリングコラム３５の外方向（鉛直板部に向かう方向）に突出している、長円形の凸部４０を備える。一対の凸部４０にはそれぞれ軸杆部材を通すための長孔４１を穿っている。この長孔４１は液圧バルジ成形工程でステアリングコラム３５の外側から内側に向ってパンチによって穿孔したものである。平面部３９に形成される凸部４０は平面部３９からステアリングコラム３５の外方向にΔＡだけ突出している。
【００３８】
図１０に示すように、凸部４０は平面部３９に沿う基準平面Ｉに対してステアリングコラム３５の外方向にΔＡだけ突出している。ΔＡについて試験した結果によれば、管状素材の肉厚ｔが１．６〜２．３ｍｍであるとき、望ましい値は０．５〜２．０ｍｍの範囲内である。より望ましくは、０．８〜１．６範囲内がよい。一方、試験によれば、凸部４０の大きさに関係する、次の望ましい値を得た。
平面部３９の幅Ｗは１２〜３０ｍｍの範囲内がよい。また、長孔４１の幅ｗは６〜１０ｍｍの範囲内が望ましい。
【００３９】
本実施の形態においては、テレスコピックまたはチルト・テレスコピック調整操作で、たとえば、カム機構で締め上げる場合にはブラケットの鉛直板部が最初に凸部４０と接し、鉛直板部のステアリングコラム中心方向への変位と共に鉛直板部と凸部４０とが軸杆部材の周りで効果的に密着することで、ステアリングコラム１を強固に保持することができる。
【００４０】
なお、２つのチューブの結合はアッパ側にインナーチューブ、ロア側にアウターチューブを配置するものに代えて、逆の配置によって構成してもよい。
【００４１】
また、上記したステアリングコラムの膨出部の成形は液圧バルジ成形法に限られず、爆発バルジ成形法、ゴムバルジ成形法を用いてもよい。バルジ成形法に限られず、プレス成形法によって成形してもよい。
【００４２】
さらに、ステアリングコラムは軟鋼素材に代えて、アルミニウム合金素材を使用することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明においてはステアリングコラムの膨出部に平面部から外方向に突出している凸部を備えるもので、穿孔時に平面部に反りが生じたとしても、それを相殺することができる。したがって、チルトあるいはテレスコピック調整操作においてカム機構で締め上げる場合には車体取付け用ブラケットの鉛直板部と平面部の凸部とが軸杆部材周囲全域で接触し、締付けに有効な反力を安定して得られることで、ステアリングコラムを強固に保持することができ、これにより、ステアリングコラム締付け保持力が低下するのを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるステアリングコラム装置の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１に示されるチルト調整ピボットの詳細を示す断面図である。
【図３】図１に示されるアッパ側車体取付け用ブラケットを示す断面図である。
【図４】図１に示されるステアリングコラムの要部を示す図であり、（ａ）はステアリングコラムの斜視図、（ｂ）はステアリングコラムの側面図、（ｃ）はステアリングコラムの断面図である。
【図５】図４に示されるステアリングコラムの部分断面図である。
【図６】本発明に係るステアリングコラム装置に使用されるコラム締付け機構の断面図である。
【図７】本発明に係るコラム締付け機構の他の実施の形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係るステアリングコラムの膨出部に形成される、凸部のそれぞれ異なる変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係るステアリングコラムの要部を示す図であり、（ａ）はステアリングコラムの斜視図、（ｂ）はステアリングコラムの断面図である。
【図１０】図９に示されるステアリングコラムの部分断面図である。
【図１１】従来の膨出部を有するステアリングコラムの斜視図である。
【図１２】一般的な液圧バルジ成形法によるパンチ穿孔法を示す模式図である。
【図１３】従来技術によるパンチ穿孔法で生じる平面部の反りを示す、ステアリングコラムの部分断面図である。
【符号の説明】
１、３５…  ステアリングコラム
２…  ステアリングシャフト
６…  アッパ側車体取付け用ブラケット
７…  ロア側車体取付け用ブラケット
１７ａ、１７ｂ…  締付け用鉛直板部
１９、３８…  膨出部
２０、３９…  平面部
２１、４０…  凸部
２４…  軸杆部材
２５…  固定カム部材
２６…  可動カム部材
３０…  ナット部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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