(57)【要約】【課題】軸線方向厚みが一定でないステアリングホイールの位置調節装置用のカム装置において、スプリングバックの影響を抑えることが可能なカム装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】可動側の駆動カムと駆動される側の被駆動カムとを有するカム装置を備えたステアリングホイールの位置調節装置に用いられるカム装置であって、前記駆動カム及び前記被駆動カムの少なくとも一方は、軸線方向における厚みが一定ではないが密度は均一とされている。【選択図】図２
2017137006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動側の駆動カムと駆動される側の被駆動カムとを有するカム装置を備えたステアリングホイールの位置調節装置に用いられるカム装置であって、
前記駆動カム及び前記被駆動カムの少なくとも一方は、軸線方向における厚みが一定ではないが密度は均一とされていることを特徴とするステアリングホイールの位置調節装置用カム装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングホイールの位置調節装置用カム装置の製造方法であって、
前記駆動カム及び前記被駆動カムの少なくとも一方は、
下パンチで下側が閉塞されたダイのキャビテイ内に粉体を充填するステップと、
上パンチをダイのキャビテイ内に入り込ませて前記粉体を予備加圧し、軸線方向において最終形態と相似形とされたプリフォーム体を形成するステップと、
該プリフォーム体を軸線方向に圧縮して成形体とするステップと、
を有するステアリングホイールの位置調節装置用カム装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車を操舵する為のステアリングホイールの高さ位置、前後位置等を調節可能とする、ステアリングホイールの位置調節装置に用いられるカム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の体格や運転姿勢等に応じてステアリングホイールの高さ位置を調節するチルト機構を備えたステアリングホイールの位置調節装置が、例えば特許文献１に記載されているように従来から知られている。図６〜９は、特許文献１に記載されたチルト式ステアリング装置の構造を示している。後端部（図６の右端部。本明細書において、後とは、自動車の進行方向に関し「後」を言い、逆に、前とは、自動車の進行方向に関し「前」を言う。）に固定されたステアリングホイール（不図示）の操作により回転するステアリングシャフト１０１が、ステアリングコラム１０２の内側に回転自在に挿通されている。
【０００３】
このステアリングコラム１０２の前端部（図６の左端部）は、車体（不図示）に固定された前側の車体側ブラケット１０３に支持されたチルト軸１０４に揺動自在に支持されている。一方、ステアリングコラム１０２の中間部は、車体に固定されている後側の車体側ブラケット１０５に対し、高さ位置の調節を可能に支持されている。
【０００４】
図７に示すように、後側の車体側ブラケット１０５は金属板を折り曲げ形成して成り、上方の取付板部１０６から下方に垂れ下った、互いに平行な１対の支持板部１０７ａ、１０７ｂを備える。そして、これら両支持板部１０７ａ、１０７ｂの互いに整合する位置に、チルト軸１０４を中心とする円弧状で上下方向に長いチルト用長孔１０８、１０８が形成されている。又、ステアリングコラム１０２の中間部は、両支持板部１０７ａ、１０７ｂ同士の間に挟まれた状態で保持されている。
【０００５】
このステアリングコラム１０２の中間部は、支持板部１０７ａ、１０７ｂと重なり合う、互いに平行な１対の被挟持部１１０、１１０を備え、これら両被挟持部１１０、１１０の一部で各チルト用長孔１０８、１０８と整合する部分に、それぞれ通孔１１１、１１１が形成されている。そして、これら各通孔１１１、１１１と各チルト用長孔１０８、１０８とに、杆状部材１１２が挿通されている。
【０００６】
杆状部材１１２の軸方向一端部（図７の右端部）にナット１１３、同じく軸方向他端部（図７の左端部）に調節レバー１１４、同じく軸方向中間部の他端部寄り部分にカム装置１１５がそれぞれ設けられ、調節レバー１１４の揺動に基づいて両支持板部１０７ａ、１０７ｂの内側面同士の間隔を拡縮するように変形させるチルトロック機構を構成している。尚、図示の例では、ナット１１３は、杆状部材１１２の一端部に螺着されている。
【０００７】
カム装置１１５は、駆動カム１１６と被駆動カム１１７とを組み合わせて成る。このうち調節レバー１１４と一体に回転する駆動カム１１６は、図９に示すように杆状部材１１２を挿通する為の中心孔１２９を有し、全体を円輪状としている。又、組み付け状態における幅方向（幅方向とは、車体の幅方向を言う。）内側面（図７の右側面、図９の手前側を向いた面）に、複数個の駆動側凹面１１８と、これら各駆動側凹面１１８よりも幅方向内方に突出した状態で設けられた複数個の駆動側凸面１１９とを円周方向に関して交互に配置した駆動側カム面１２０が設けられている。この様な駆動カム１１６は、調節レバー１１４の基端部に結合固定して、この調節レバー１１４の往復揺動に伴って、杆状部材１１２の周囲で往復回転する。
【０００８】
図８に示すように、被駆動カム１１７は、駆動カム１１６と同様に、杆状部材１１２を挿通する為の中心孔１２８を有し、全体を角形としている。又、組み付け状態に於ける幅方向外側面（図７の左側面、図８の紙面垂直方向手前側の面）に、円輪状のカム面が形成されている。カム面は、複数個の被駆動側凹面１２１と、これら各被駆動側凹面１２１よりも幅方向外方に突出した状態で設けられた複数個の被駆動側凸面１２２とを円周方向に関して交互に配置したもので、これらによって被駆動側カム面１２３が形成されている。又、被駆動カム１１７の幅方向内側面（カム面１２３が形成された面とは反対側の面）に、組み付け状態に於ける幅方向内側に突出した状態で形成された係合凸部１２４（図９参照）を設けている。この様な係合凸部１２４の前後方向（図９の左右方向）外側面は、左方（図７の左方）の支持板部７ａのチルト用長孔８の前後方向の内側面に沿う形状とされている。
【０００９】
この様な被駆動カム１１７は、杆状部材１１２に対する相対回転及びこの杆状部材１１２の軸方向に関する相対変位を可能に、この杆状部材１１２に外嵌されると共に、係合凸部１２４を、左方の支持板部７ａのチルト用長孔８に、このチルト用長孔８に沿った変位のみを可能に係合させている。従って、被駆動カム１１７は、このチルト用長孔８に沿って昇降はできるが、自身の軸を中心として回転する事はない。
【００１０】
ステアリングホイールの高さ位置を調節可能な状態にする際には、調節レバー１１４を所定方向（一般的には下方）に揺動させる。そして、図７に示す様に、駆動側カム面１２０と被駆動側カム面１２３とを、それぞれの駆動側凸面１１９と被駆動側凹面１２２、及び、駆動側凹面１１８と被駆動側凸面１２１とが互いに対向する状態とする事により、カム装置１１５の軸方向寸法を縮め非ロック状態とする。杆状部材１１２の頭部１１２ａとナット１１３との間の距離は一定であるため、カム装置１１５の軸方向寸法が縮まると、縮まった分だけ、両支持板部１０７ａ、１０７ｂの内側面と両被挟持部１１０、１１０の外側面との間隔は拡がる。この結果、両支持板部１０７ａ、１０７ｂの内側面と両被挟持部１１０、１１０の外側面との間の面圧が低下乃至は喪失する。この非ロック状態で、杆状部材１１２が両チルト用長孔１０８、１０８内で動ける範囲内で、ステアリングホイールの上下位置を調節できる。
【００１１】
ステアリングホイールを調節後の高さ位置に保持する際には、ステアリングホイールを所望の高さ位置に移動させた後、調節レバー１１４を逆方向（一般的には上方）に揺動させる。そして、駆動側カム面１２０と被駆動側カム面１２３とを、駆動側、被駆動側各凸面１１９、１２２同士が互いに当接した（突き当たった）ロック状態とする事により、カム装置１１５の軸方向寸法を拡げ、両支持板部１０７ａ、１０７ｂの内側面同士の間隔を縮めるように変形させる。このロック状態で、これら両支持板部１０７ａ、１０７ｂの内側面と両被挟持部１１０、１１０の外側面との間の面圧が上昇して、ステアリングホイールを調節後の高さ位置に保持できる。
【００１２】
上述した従来構造の場合、カム装置を構成している駆動カムおよび被駆動カムは、焼結カムとされているのが一般的である。かかる焼結カムは、例えば特許文献２に記載されているような方法で成形される。
【００１３】
図１０は特許文献２に記載されている粉末成形プレス方法を説明した図である。図１０Ａに示すように、ダイ２１２のキャビテイ内に粉体をフィーダ（不図示）を介して所定量掻き落とし、下パンチ２１４で下側が塞がれたダイ２１２のキャビテイ内に粉体２１３を充填する。次いで、図１０Ｂに示すように、粉体２１３のプレスを開始する。更に上パンチ２１１が下降し、図１０Ｃに示すように、上パンチ２１１がダイ２１２のキャビテイ内に入り込んで粉体２１３を圧縮して、成形を完了する。次いで、図３Ｄに示すようにホールドダウン装置によって成形体２１３を下パンチ２１４と上パンチ２１１間で挾持したままでダイ２１２が更に降下し、成形体２１３を抜き出して成形品を取り出す。
【００１４】
ところで、上記特許文献２に記載の方法は、成形体が柱状体である場合のように、加圧方向（軸線方向）の厚さが一定であれば、粉体の加圧による弾性変形量も同一であるため、加圧力が除去された後のスプリングバックも、加圧方向においてはほぼ一様となる。従って、スプリングバックによるクラックの発生や、反り等の発生を心配することはない。しかしながら、上述したステアリングホイールの位置調節装置用のカム装置のように、成形品の加圧方向（軸線方向）厚みが一定でない場合や、更には厚みの変化する段差部の角（例えば後述する図３の平行面Ｐの根元部）に溝が形成されているような場合には、厚みの変化の度合いによっては、スプリングバックによる影響が発生する場合も考えられなくもないので、かかる場合の対策を講じておくことがより好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１４−１１８０９５号公報
【特許文献２】特開平９−１６８８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、軸線方向厚みが一定でないステアリングホイールの位置調節装置用のカム装置において、スプリングバックの影響を抑えることが可能なカム装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）可動側の駆動カムと駆動される側の被駆動カムとを有するカム装置を備えたステアリングホイールの位置調節装置に用いられるカム装置であって、
前記駆動カム及び前記被駆動カムの少なくとも一方は、軸線方向における厚みが一定ではないが密度は均一とされているステアリングホイールの位置調節装置用カム装置。
（２）前記（１）に記載のステアリングホイールの位置調節装置用カム装置の製造方法であって、
前記駆動カム及び前記被駆動カムの少なくとも一方は、
下パンチで下側が閉塞されたダイのキャビテイ内に粉体を充填するステップと、
上パンチをダイのキャビテイ内に入り込ませて前記粉体を予備加圧し、軸線方向において最終形態と相似形とされたプリフォーム体を形成するステップと、
該プリフォーム体を軸線方向に圧縮して成形体とするステップと、
を有するステアリングホイールの位置調節装置用カム装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るステアリングホイールの位置調節装置用カム装置及びその製造方法によれば、駆動カム及び被駆動カムの少なくとも一方は、軸線方向における厚みが一定ではないが密度は一様とされているので、スプリングバックの影響による微細クラックのリスクを抑えることが可能なカム装置およびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明のカム装置が適用されるステアリングホイールの位置調節装置を示す側面図である。
【図２】本願発明のカム装置が適用されるステアリングホイールの位置調節装置を示すものであり、（ａ）はチルト位置固定装置をステアリングコラムの長さ方向と垂直な面で切断した断面図、（ｂ）は被駆動カム及び円弧状長孔の平面図である。
【図３】本願の実施形態に係る被駆動カムの詳細を示すものであり、（ａ）は当該被駆動カムの正面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ 断面図、（ｃ）は当該被駆動カムの背面図である。
【図４】本願の実施形態に係る駆動カムの詳細を示すものであり、（ａ）は当該駆動カムの正面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ 断面図、（ｃ）は当該駆動カムの背面図である。
【図５】本願の実施形態に係る駆動カム及び／又は被駆動カムの製造方法の説明図である。
【図６】従来のステアリングホイールの位置調節装置の１例を示す側面図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図８】図７のＹ方向から被駆動カムを見た図である。
【図９】図７の被駆動カムと駆動カムとを取り出して示す分解斜視図である。
【図１０】従来の圧縮成形法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。本実施形態に係るカム装置はステアリングホイールの位置調節装置の一部を構成する。そこで、まず初めに、本実施形態に係るカム装置を適用することが出来るステアリングホイールの位置調節装置の一例について、図１及び図２を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係るカム装置を適用することが出来るステアリングホイールの位置調節装置２０は、図１に示すように、ステアリングコラム２１とチルト調節機構を構成する固定装置２５及び傾動中心部５１とから成る。ステアリングコラム２１は略円筒状をしており、その内部を貫いてステアリングシャフト２２が配置されている。該ステアリングシャフト２２は、ステアリングコラム２１の両端部にそれぞれ止め輪２９、３０によって固定された軸受２３、２４によって回転自在に支持されている。図１において、ステアリングシャフト２２の右端部分にステアリングホイール（不図示）が取り付けられる。
【００２２】
チルト調節機構の一部を構成する固定装置２５は、車体に取り付けられ、ステアリングホイールの高さを所望の位置に固定するための装置であり、使用者はこの固定装置２５のチルト調節レバー３５を操作してチルト位置のロックとアンロックとを切り替える。傾動中心部５１は、後述するカム装置が非ロック状態のときに、ステアリングコラム２１の傾動の中心となる部分である。
【００２３】
図２（ａ）は、本実施形態に係る固定装置２５をステアリングコラム２１の長さ方向と垂直な面で切断した断面図である。固定装置２５は、図２（ａ）に示すように、チルトブラケット３１、チルト調節ボルト３２、ナット３３、ディスタンスブラケット３４、チルト調節レバー３５ならびに被駆動カム３６及び駆動カム３７を備える。被駆動カム３６及び駆動カム３７とによりカム装置が構成されている。
【００２４】
車体に固定されるチルトブラケット３１は、車体に固定される部分から互いに間隔をおいて突出した一対のブラケット５２ａ、５２ｂを備えており、該一対のブラケット５２ａ、５２ｂの間に、ステアリングコラム２１と連結されたディスタンスブラケット３４が配置されている。ステアリングコラム２１の中にはステアリングシャフト２２が収容されている。一対のブラケット５２ａ、５２ｂには、それぞれ対面する位置にステアリングコラムの傾動方向に延びる一対の円弧状長孔４２ａ、４２ｂが形成されており、また、該円弧状長孔４２ａ、４２ｂに対面するディスタンスブラケット３４の部分には一対のボルト孔部５３ａ、５３ｂが形成されている。
【００２５】
チルト調節ボルト３２は、一対の円弧状長孔４２ａ、４２ｂ、一対のボルト孔５３ａ、５３ｂ、並びに、スラストベアリング４０、チルト調節レバー３５、被駆動カム３６及び駆動カム３７に形成されたボルト孔に挿通され、チルト調節ボルト３２の先端の雄ねじ部にはナット３３が螺合している。
【００２６】
被駆動カム３６は、図２（ｂ）に示すように、略ドーナツ状をしており、円弧状長孔４２ａを横断方向に跨いで配置される。図３（ａ）は、円弧状長孔４２ａとは反対側の被駆動カム３６の面（以下、被駆動カムにおいてこの面を「正面」という。）を示している。被駆動カム６の正面には他の部分よりも突出したカム要素３８が形成されている。
【００２７】
図３（ａ）は、被駆動カム３６の正面の詳細な平面図である。カム要素３８は、同一円周上に一定の円周方向の間隔を保って並んでいる。カム要素３８は、それぞれ、チルト調節ボルト３２の軸線方向と垂直なカム要素頂上面６０と、該カム要素頂上面６０の円周方向の端部に隣接し、カム要素頂上面６０よりもさらに突出して被駆動カム３６の径方向に延びるストッパ突起３９と、円周方向においてカム要素頂上面６０のストッパ突起３９が形成された側とは反対側に位置し、カム要素頂上面６０とカム要素３８が形成されていない平面部１１９とを傾斜面でつなぐカム面６２とを有している。
【００２８】
ストッパ突起３９は、駆動カム３７の回転量を規制するストッパとして機能するものであり、チルト調節レバー３５の操作が過大に行われた場合にも破損しない強度を有している。カム要素３８のいずれにおいても、ストッパ突起３９は、カム要素頂上面６０に対して、時計回りの進行方向とは反対側に隣接しており、カム面６２は、カム要素頂上面６０に対して、時計回りの進行方向側に隣接している。
【００２９】
円弧状長孔４２ａに対面する側の被駆動カム３６の面（以下、被駆動カムにおいてこの面を「背面」という。）には、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、円弧状長孔４２ａの円弧状の内周面に対面する平行面Ｐを有する背面ボス４１が形成されている。該背面ボス４１が円弧状長孔４２ａ内に挿入されることにより、被駆動カム３６は、円弧状長孔４２ａの円弧方向に沿って移動することはできるが、チルト調節ボルト３２を中心として回転することはできない。
【００３０】
図４は駆動カム３７の詳細を示す図である。駆動カム３７は、被駆動カム３６と略同一の径寸法を有する略ドーナツ状をしている。図４（ａ）は被駆動カム３６と対面する側の駆動カム３７の面（以下、駆動カムにおいてこの面を「正面」という。）を示しており、この面には被駆動カム３６と同様に同一円周上に一定の間隔を保って並ぶ４つのカム突起４３が形成されている。
【００３１】
カム突起４３は、被駆動カム３６の正面と駆動カム３７の正面とが円周方向の一定の相対角度において対面した時に、被駆動カム３６に形成されたカム要素３８にそれぞれ対面する。カム突起４３は、それぞれ、チルト調節ボルト３２の軸線方向と垂直なカム突起頂上面７０と、駆動カム３７の正面に向かって時計回りの進行方向側でカム突起頂上面７０に隣接する端部Ｒ７１とを備えている。
【００３２】
カム突起頂上面７０と端部Ｒ７１をこのように配置することで、被駆動カム３６のカム要素３８と駆動カム３７のカム突起４３とが噛み合った状態（カム要素頂上面６０とカム突起頂上面７０が対面していない状態）において、被駆動カム３６のカム面６２と、駆動カム３７の端部Ｒ７１とが円周方向に対面する。
【００３３】
チルト調節レバー３５に対面する側の駆動カム３７の面（以下、駆動カムにおいてこの面を「背面」という。）には、図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、チルト調節レバー３５に形成された孔部（不図示）と係合するボス４５を備える。該ボス４５は、平行面Ｐを有し、チルト調節レバー３５に形成された角穴に圧入されており、駆動カム３７はチルト調節レバー３５の回動に応じてチルト調節ボルト３２を中心として回転する。
【００３４】
本実施形態の被駆動カム３６及び駆動カム３７は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）から明らかな通り、軸線方向（図３（ｂ）及び図４（ｂ）における左右方向）における厚みは一定ではない。例えば、図３（ｂ）において、背面ボス４１が形成されている中心に近い側の部分は周縁部よりも肉厚が厚くなっている。しかしながら、被駆動カム及び駆動カムは何れも密度が均一とされている。従って、圧縮成形においても、スプリングバックの違いによって生ずる微細クラックのリスクを抑えたカム装置を得ることができる。
【００３５】
引き続き、上述した密度が均一とされている駆動カム及び／又は被駆動カムの製造方法について説明する。
【００３６】
図５は、カム装置を構成しているかかる駆動カム及び／又は被駆動カムの製造方法の説明図である。成形に先立って、先ず鉄粉（例えば機械構造部品用焼結材料のＳＭＦ材（鉄と銅やニッケルとの合金鋼）の粉）と結合剤と潤滑剤（ワックスなど）を混合した粉体（以下「粉体」は、鉄粉に結合剤等が混入された場合と、後述する鉄粉のみの場合とがある）とする。結合剤は後述するプリフォーム体を形成するために混入するためのものであり、例えば熱硬化性樹脂（フェノール樹脂やアクリル樹脂）や、パラフィンが用いられる。
【００３７】
次いで、図５Ａに示すように、ダイ８２のキャビテイ８５内に粉体８３Ａをフィーダ（不図示）を介して所定量供給し、下パンチ８４で下側が塞がれたダイ８２のキャビテイ内に粉体８３Ａを充填する。なお、下パンチ８４の上面は、被駆動カム又は駆動カムの正面に対応した形状とされている。
【００３８】
次いで、図５Ｂに示すように、上パンチ８１が下降し、図５Ａに示した粉体８３Ａを予備加圧してプリフォーム体８３Ｂを形成する。なお、上パンチ８１の下面は、被駆動カム又は駆動カムの背面に対応した形状とされている。このプリフォーム体８３Ｂは、軸線方向において最終形態と相似形、すなわち軸線方向の厚みのみが最終形態に対し厚くなっている形状とされている。
【００３９】
次いで、図５Ｃに示すように上パンチ８１は一旦上昇し、プリフォーム体８３Ｂが形状を保持しているのを確認する。なお、プリフォーム体８３Ｂの形状維持を図れる場合は、鉄粉に結合剤を混入させる必要はないが、逆に硬化促進剤等を鉄粉に混入してもよい。
【００４０】
次いで、図５Ｄに示すように上パンチ８１が再び下降し、上パンチ８１がダイ８２のキャビテイ８５内に入り込んでプリフォーム体８３Ｂを圧縮して成形体８３とし、成形を完了する。
【００４１】
次いで、ホールドダウン装置によって成形体８３を下パンチ８４と上パンチ８１間で挾持したままでダイ８２が更に降下し、その後、図５Ｅに示すように、上パンチ８１が上昇し成形体８３を取り出す。かかるホールドダウンを行うことにより、スプリングバックによるクラックの発生や、反り等を生じない成形体８３を得ることが可能となる。
【００４２】
取り出された成形体８３は、焼成→浸炭焼入れ→バレル処理を施されて駆動カム及び／又は被駆動カムとして完成品となる。
【００４３】
以上、本発明を一実施形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その発明の範囲内で変更・改良が可能であることは勿論である。例えば、本発明は、カム装置を構成する駆動カム及び被駆動カムの双方に適用してもよいし、場合によっては一方のみに適用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  ステアリングシャフト
２  ステアリングコラム
３２  杆状部材
３６  被駆動カム
３７  駆動カム
８１  上パンチ
８２  ダイ
８３  成形体
８３Ａ  粉体
８３Ｂ  プリフォーム体
８４  下パンチ
８５  キャビテイ
【図１】
2017137006.tif 000003
【図２】
2017137006.tif 000004
【図３】
2017137006.tif 000005
【図４】
2017137006.tif 000006
【図５】
2017137006.tif 000007
【図６】
2017137006.tif 000008
【図７】
2017137006.tif 000009
【図８】
2017137006.tif 000010
【図９】
2017137006.tif 000011
【図１０】
2017137006.tif 000012