(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロアーコラム、
上記ロアーコラムに軸方向に相対的に摺動可能に嵌合されたアッパーコラム、
上記アッパーコラムのアッパー側に設けられた軸受によって上記アッパーコラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着したアッパーステアリングシャフト、
上記ロアーコラムのロアー側に設けられた転がり軸受によって上記ロアーコラムに回転可能に軸支され、上記アッパーステアリングシャフトに軸方向に相対的に移動可能に嵌合されて、上記ステアリングホイールの回転を車輪に伝達するロアーステアリングシャフト、
上記ロアーステアリングシャフトの外周面に形成された雄ねじ、
上記雄ねじにねじ込まれたロックナット、
上記ロックナットと上記転がり軸受の外輪との間に介挿された第１の間座を備え、
上記ロックナットを締め付けて、上記第１の間座を介して上記転がり軸受の外輪を押圧し、上記転がり軸受に予圧を付与すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記ロックナットと第１の間座との間に介挿された摩擦係数の小さい第２の間座を有すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたステアリング装置において、
上記ロックナットがダブルナットであること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたステアリング装置において、
上記ロックナットと第１の間座との間に介挿された皿ばねを有すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記転がり軸受がアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受のいずれかであること
を特徴とするステアリング装置。
【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、特に、アッパーコラムとロアーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合することによって、ステアリングホイールのテレスコピック位置の調整を行うようにしたテレスコピック式のステアリング装置、または、二次衝突時に車体前方側にコラプス移動して衝撃荷重を吸収するステアリング装置であって、ステアリングシャフトを回転可能に軸支する転がり軸受を備えたステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングシャフトを回転可能に軸支する転がり軸受は、摩擦抵抗が小さく、摩擦抵抗が安定しているため、極めて滑らかなハンドル操作を行うことができる。しかし、転がり軸受は振動吸収特性が小さいため、高速走行中の路面の起伏等による車軸の振動がステアリングホイールにそのまま伝達して、ステアリングホイールが回転方向に微振動し、操縦安定性が低下する問題がある。
【０００３】
特許文献１のステアリング装置は、すべり軸受をコラムの内周面とステアリングシャフトの外周面との間に弾性体を介して装着することによって、ステアリングシャフトに摩擦抵抗を付与し、ステアリングホイールの振動を吸収して、操縦安定性を向上させている。しかし、特許文献１のステアリング装置は、すべり軸受に適用したものであって、転がり軸受に適用したものではない。
【０００４】
特許文献２のステアリング装置は、転がり軸受で前端が回転可能に軸支されたステアリングシャフトの後端外周面を、円筒状の摩擦付加部材をＯリングを介して装着することによって、ステアリングシャフトに摩擦抵抗を付与し、ステアリングホイールの振動を吸収して、操縦安定性を向上させている。しかし、特許文献２のステアリング装置は、アッパーコラムとロアーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合するステアリング装置に適用するのが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０３３８７号公報
【特許文献２】特開２００５−５３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ステアリングシャフトを回転可能に軸支する転がり軸受を備え、アッパーコラムとロアーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合するステアリング装置に適し、高速走行中のステアリングホイールの操縦安定性を向上させた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】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、ロアーコラム、上記ロアーコラムに軸方向に相対的に摺動可能に嵌合されたアッパーコラム、上記アッパーコラムのアッパー側に設けられた軸受によって上記アッパーコラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着したアッパーステアリングシャフト、上記ロアーコラムのロアー側に設けられた転がり軸受によって上記ロアーコラムに回転可能に軸支され、上記アッパーステアリングシャフトに軸方向に相対的に移動可能に嵌合されて、上記ステアリングホイールの回転を車輪に伝達するロアーステアリングシャフト、上記ロアーステアリングシャフトの外周面に形成された雄ねじ、上記雄ねじにねじ込まれたロックナット、上記ロックナットと上記転がり軸受の外輪との間に介挿された第１の間座を備え、上記ロックナットを締め付けて、上記第１の間座を介して上記転がり軸受の外輪を押圧し、上記転がり軸受に予圧を付与することを特徴とするステアリング装置である。
【０００８】
第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記ロックナットと第１の間座との間に介挿された摩擦係数の小さい第２の間座を有することを特徴とするステアリング装置である。
【０００９】
第３番目の発明は、第２番目の発明のステアリング装置において、上記ロックナットがダブルナットであることを特徴とするステアリング装置である。
【００１０】
第４番目の発明は、第３番目の発明のステアリング装置において、上記ロックナットと第１の間座との間に介挿された皿ばねを有することを特徴とするステアリング装置である。
【００１１】
第５番目の発明は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記転がり軸受がアンギュラ玉軸受または深溝玉軸受のいずれかであることを特徴とするステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のステアリング装置は、ロアーコラムのロアー側に設けられた転がり軸受によってロアーコラムに回転可能に軸支され、アッパーステアリングシャフトに軸方向に相対的に移動可能に嵌合されて、ステアリングホイールの回転を車輪に伝達するロアーステアリングシャフトと、ロアーステアリングシャフトの外周面に形成された雄ねじと、雄ねじにねじ込まれたロックナットと、ロックナットと転がり軸受の外輪との間に介挿された第１の間座を備え、ロックナットを締め付けて、第１の間座を介して転がり軸受の外輪を押圧し、転がり軸受に予圧を付与している。
【００１３】
従って、ロックナットを締め付けて、第１の間座を介して転がり軸受に予圧を付与すると、ロアーステアリングシャフト、アッパーステアリングシャフトの回転トルクを所定の大きさに調節することができるため、高速走行中のステアリングホイールの操縦安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の実施例のステアリング装置を示す要部の正面図である。
【図３】本発明の実施例１の転がり軸受近傍の拡大断面図である。
【図４】本発明の実施例２の転がり軸受近傍の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施例３の転がり軸受近傍の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例３を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例のステアリング装置１０１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、中空円筒状のコラム１０２が車体に取付けられ、このコラム１０２にはステアリングシャフト１０４が回転可能に軸支されている。ステアリングシャフト１０４には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール１０３が装着され、ステアリングシャフト１０４の左端（車体前方側）には、自在継手１０５を介して中間シャフト１０６が連結されている。
【００１７】
中間シャフト１０６は、雄スプラインが形成された中実の中間インナーシャフト１０６ａと、雌スプラインが形成された中空円筒状の中間アウターシャフト１０６ｂで構成され、中間インナーシャフト１０６ａの雄スプラインが、中間アウターシャフト１０６ｂの雌スプラインに伸縮可能（摺動可能）に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌合している。
【００１８】
さらに、中間アウターシャフト１０６ｂの車体後方側が上記自在継手１０５に連結され、中間インナーシャフト１０６ａの車体前方側が自在継手１０７に連結されている。自在継手１０７には、ステアリングギヤ１０８の図示しないラックに噛合うピニオンが連結されている。
【００１９】
運転者がステアリングホイール１０３を回転操作すると、ステアリングシャフト１０４、自在継手１０５、中間シャフト１０６、自在継手１０７を介して、その回転力がステアリングギヤ１０８に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド１０９を移動し、操舵輪１１０の操舵角を変えることができる。
【００２０】
図２は本発明の実施例のステアリング装置を示す要部の正面図である。図２に示すように、アッパーコラム（アウターコラム）１は、アッパー車体取付けブラケット５２によって、図示しない車体に固定されている。中空円筒状のアッパーコラム１の車体前方側（図２の左側）には、アッパーコラム１の内周面に、中空円筒状の第１のロアーコラム（インナーコラム）２１の外周面が、軸方向にテレスコピック摺動可能に密に嵌合している。
【００２１】
第１のロアーコラム２１の車体前方側（図２の左側）には、第１のロアーコラム２１の内周面に、中空円筒状の第２のロアーコラム（インナーコラム）２２の外周面が、軸方向にコラプス移動可能に密に嵌合している。第２のロアーコラム２２の車体前方端は、ロアー車体取付けブラケット５１によって、図示しない車体に枢動可能に固定されている。第２のロアーコラム２２の外周面は第１のロアーコラム２１の内周面にかしめ加工によって締め付けられており、二次衝突時に車体前方側に衝撃力が加わると、かしめ部分が塑性変形して、第２のロアーコラム２２に対して第１のロアーコラム２１が車体前方側にコラプス移動する。
【００２２】
アッパーコラム１の軸心にはアッパーステアリングシャフト３１が挿入され、アッパーコラム１の内周面の右端（アッパー側）に圧入された軸受（図示せず）によって、アッパーステアリングシャフト３１の右端（アッパー側）が回転可能に軸支されている。アッパーステアリングシャフト３１の右端（車体後方側）には、図１のステアリングホイール１０３が装着されている。
【００２３】
第２のロアーコラム２２の内周面２２１には、ロアーステアリングシャフト３２が挿入され、第２のロアーコラム２２の内周面２２１の左端（ロアー側）に圧入されたアンギュラ玉軸受４１によって、ロアーステアリングシャフト３２の左端（ロアー側）が回転可能に軸支されている。ロアーステアリングシャフト３２の右側には、雄スプライン（図示せず）が形成され、アッパーステアリングシャフト３１の左側に形成された雌スプライン（図示せず）に移動可能にスプライン係合している。
【００２４】
図３は本発明の実施例１の転がり軸受近傍の拡大断面図である。図３に示すように、アンギュラ玉軸受４１の外輪４１１の右端面は、第２のロアーコラム２２の内周面２２１に形成された肩部２２２に当接している。また、アンギュラ玉軸受４１の内輪４１２の右端面は、ロアーステアリングシャフト３２に形成された肩部３２１に当接している。ロアーステアリングシャフト３２には、肩部３２１の左側の外周面に雄ねじ３２２が形成され、２個のロックナット６１Ａ、６１Ｂがねじ込まれている。
【００２５】
右側のロックナット６１Ａと外輪４１１の左端面との間には、第１の間座６２と第２の間座６３が介挿されている。第１の間座６２は、ロックナット６１Ａ、６１Ｂを締め付けた時に、曲げ変形しないだけの十分な剛性を備えている。第２の間座６３は、表面にフッ化エチレン樹脂が被覆された摩擦係数の小さい材料で形成されている。従って、右側のロックナット６１Ａを締め付けた時に、右側のロックナット６１Ａと第２の間座６３との間の摩擦力が小さくなる。そのため、ロックナット６１Ａ、６１Ｂを所定の締め付けトルクで締め付けることが容易となる。
【００２６】
ロックナット６１Ａを締め付けて、第２の間座６３、第１の間座６２を介してアンギュラ玉軸受４１の外輪４１１を押圧し、外輪４１１と内輪４１２との間に予圧を付与すると、アンギュラ玉軸受４１のガタが小さくなり、ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクが次第に大きくなる。ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクが所定の大きさになったところで、左側のロックナット６１Ｂを締め付けて右側のロックナット６１Ａに密着させる。
【００２７】
次に、左側のロックナット６１Ｂを固定した状態で右側のロックナット６１Ａを逆回転し、ロックナット６１Ａ、６１Ｂの緩み止めを行う。すなわち、ロックナット６１Ａ、６１Ｂはダブルナットを構成している。このようにして、ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクを所定の大きさに調節することができるため、高速走行中のステアリングホイール１０３の操縦安定性を向上させることができる。
【実施例２】
【００２８】
次に本発明の実施例２について説明する。図４は本発明の実施例２の転がり軸受近傍の拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。
【００２９】
実施例２は、実施例１のアンギュラ玉軸受を深溝玉軸受に変更した例である。すなわち、図４に示すように、実施例２においても、第２のロアーコラム２２の内周面２２１には、ロアーステアリングシャフト３２が挿入され、第２のロアーコラム２２の内周面２２１の左端（ロアー側）に圧入された深溝玉軸受４２によって、ロアーステアリングシャフト３２の左端（ロアー側）が回転可能に軸支されている。
【００３０】
図４に示すように、深溝玉軸受４２の外輪４２１の右端面は、第２のロアーコラム２２の内周面２２１に形成された肩部２２２に当接している。また、深溝玉軸受４２の内輪４２２の右端面は、ロアーステアリングシャフト３２に形成された肩部３２１に当接している。ロアーステアリングシャフト３２には、肩部３２１の左側の外周面に雄ねじ３２２が形成され、２個のロックナット６１Ａ、６１Ｂがねじ込まれている。
【００３１】
右側のロックナット６１Ａと外輪４２１の左端面との間には、第１の間座６２Ａと第２の間座６３が介挿されている。第１の間座６２Ａは、ロックナット６１Ａ、６１Ｂを締め付けた時に、曲げ変形しないだけの十分な剛性を備えている。また、第１の間座６２Ａの右端面は、内周側に凹面が形成されていて、深溝玉軸受４２の外輪４２１だけを押圧する構造になっている。第２の間座６３は、実施例１と同様に、表面にフッ化エチレン樹脂が被覆された摩擦係数の小さい材料で形成されている。従って、右側のロックナット６１Ａを締め付けた時に、右側のロックナット６１Ａと第２の間座６３との間の摩擦力が小さくなる。そのため、ロックナット６１Ａ、６１Ｂを所定の締め付けトルクで締め付けることが容易となる。
【００３２】
ロックナット６１Ａを締め付けて、第２の間座６３、第１の間座６２Ａを介して深溝玉軸受４２の外輪４２１を押圧し、外輪４２１と内輪４２２との間に予圧を付与すると、深溝玉軸受４２のガタが小さくなり、ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクが次第に大きくなる。ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクが所定の大きさになったところで、左側のロックナット６１Ｂを締め付けて右側のロックナット６１Ａに密着させる。
【００３３】
次に、左側のロックナット６１Ｂを固定した状態で右側のロックナット６１Ａを逆回転し、ロックナット６１Ａ、６１Ｂの緩み止めを行う。このようにして、ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクを所定の大きさに調節することができるため、高速走行中のステアリングホイール１０３の操縦安定性を向上させることができる。
【実施例３】
【００３４】
次に本発明の実施例３について説明する。図５は本発明の実施例３の転がり軸受近傍の拡大断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。
【００３５】
実施例３は、皿ばねを追加して予圧の調整を容易にした例である。すなわち、図５に示すように、実施例３においても、第２のロアーコラム２２の内周面２２１には、ロアーステアリングシャフト３２が挿入され、第２のロアーコラム２２の内周面２２１の左端（ロアー側）に圧入されたアンギュラ玉軸受４１によって、ロアーステアリングシャフト３２の左端（ロアー側）が回転可能に軸支されている。
【００３６】
図５に示すように、アンギュラ玉軸受４１の外輪４１１の右端面は、第２のロアーコラム２２の内周面２２１に形成された肩部２２２に当接している。また、アンギュラ玉軸受４１の内輪４１２の右端面は、ロアーステアリングシャフト３２に形成された肩部３２１に当接している。ロアーステアリングシャフト３２には、肩部３２１の左側の外周面に雄ねじ３２２が形成され、２個のロックナット６１Ａ、６１Ｂがねじ込まれている。
【００３７】
右側のロックナット６１Ａと外輪４１１の左端面との間には、第１の間座６２、皿ばね６４、第３の間座６５、第２の間座６３が介挿されている。第１の間座６２、第３の間座６５は、ロックナット６１Ａ、６１Ｂを締め付けた時に、曲げ変形しないだけの十分な剛性を備えている。第２の間座６３は、実施例１と同様に、表面にフッ化エチレン樹脂が被覆された摩擦係数の小さい材料で形成されている。従って、右側のロックナット６１Ａを締め付けた時に、右側のロックナット６１Ａと第２の間座６３との間の摩擦力が小さくなる。そのため、ロックナット６１Ａ、６１Ｂを所定の締め付けトルクで締め付けることが容易となる。
【００３８】
ロックナット６１Ａを締め付けて、第２の間座６３、第３の間座６５、皿ばね６４、第１の間座６２を介してアンギュラ玉軸受４１の外輪４１１を押圧し、外輪４１１と内輪４１２との間に予圧を付与すると、アンギュラ玉軸受４１のガタが小さくなり、ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクが次第に大きくなる。
【００３９】
皿ばね６４を圧縮した時の圧縮距離によって皿ばね６４の付勢力が決まり、皿ばね６４の付勢力によって、外輪４１１と内輪４１２との間に付与する予圧力が決まる。従って、右側のロックナット６１Ａと第２の間座６３との間の摩擦力の影響を受けないため、予圧力の調整が容易になる。
【００４０】
ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクが所定の大きさになったところで、左側のロックナット６１Ｂを締め付けて右側のロックナット６１Ａに密着させる。次に、左側のロックナット６１Ｂを固定した状態で右側のロックナット６１Ａを逆回転し、ロックナット６１Ａ、６１Ｂの緩み止めを行う。すなわち、ロックナット６１Ａ、６１Ｂはダブルナットを構成している。このようにして、ロアーステアリングシャフト３２、アッパーステアリングシャフト３１の回転トルクを所定の大きさに調節することができるため、高速走行中のステアリングホイール１０３の操縦安定性を向上させることができる。
【００４１】
実施例３は、アンギュラ玉軸受４１に適用しているが、深溝玉軸受４２に適用してもよい。また、実施例３の皿ばね６４は、第１の間座６２と第２の間座６３の間に配置してもよいし、第２の間座６３とロックナット６１Ａの間に配置してもよい。
【００４２】
上述した実施例は、アッパーコラムがアウターコラムで、ロアーコラムがインナーコラムのステアリング装置に適用しているが、アッパーコラムがインナーコラムで、ロアーコラムがアウターコラムのステアリング装置に適用してもよい。また、これらの実施例ではロックナットとしてダブルナットを用いているが、ナットのゆるみ防止機能を有していればこれに限られることはなく、例えば、ナットをカシメる、ナイロンナットを用いる、ねじ部に接着剤を塗布する、リテーナリングを用いる、等のどのような手段でも用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０１  ステアリング装置
１０２  コラム
１０３  ステアリングホイール
１０４  ステアリングシャフト
１０５  自在継手
１０６  中間シャフト
１０６ａ  中間インナーシャフト
１０６ｂ  中間アウターシャフト
１０７  自在継手
１０８  ステアリングギヤ
１０９  タイロッド
１１０  操舵輪
１  アッパーコラム（アウターコラム）
２１  第１のロアーコラム（インナーコラム）
２２  第２のロアーコラム（インナーコラム）
２２１  内周面
２２２  肩部
３１  アッパーステアリングシャフト
３２  ロアーステアリングシャフト
３２１  肩部
３２２  雄ねじ
４１  アンギュラ玉軸受
４１１  外輪
４１２  内輪
４２  深溝玉軸受
４２１  外輪
４２２  内輪
５１  ロアー車体取付けブラケット
５２  アッパー車体取付けブラケット
６１Ａ、６１Ｂ  ロックナット
６２  第１の間座
６２Ａ  第１の間座
６３  第２の間座
６４  皿ばね
６５  第３の間座
【図１】
0005278446.tif 000002
【図２】
0005278446.tif 000003
【図３】
0005278446.tif 000004
【図４】
0005278446.tif 000005
【図５】
0005278446.tif 000006