(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の第１コラムと、この第１コラムに挿入される筒状の第２コラムとを有し、
その第１コラムの周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、その第２コラムの外周に押し付けられるかしめ部が形成され、
ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく、前記かしめ部が前記第２コラムの外周に押し付けられることにより作用する摩擦力に抗した第１コラムと第２コラムとの軸方向相対移動により、その衝撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置において、
複数の前記かしめ部相互の周方向間の位置で、かつ同一平面上において、第１コラムの周壁から内方に突出して第２コラムの外周に押し付けられる内方突出部、および第２コラムの周壁から外方に突出して第１コラムの内周に押し付けられる外方突出部の中の少なくとも一方が形成され、各突出部による押し付け力は各かしめ部による押し付け力よりも小さくされていることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。
【請求項２】
前記内方突出部は第１コラムの周壁を外方からかしめることで形成されている請求項１に記載の衝撃吸収式ステアリング装置。
【請求項３】
筒状の第１コラムと、この第１コラムに挿入される筒状の第２コラムとを有し、
その第１コラムの周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、その第２コラムの外周に押し付けられるかしめ部が形成され、
ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく、前記かしめ部が前記第２コラムの外周に押し付けられることにより作用する摩擦力に抗した第１コラムと第２コラムとの軸方向相対移動により、その衝撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置において、
前記かしめ部は、第１コラムの周壁における軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて、周方向に間隔をおいた複数位置において形成され、
第２コラムの周壁から外方に突出して第１コラムの内周に押し付けられる外方突出部が、前記かしめ部が形成されている軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて複数の前記かしめ部相互の周方向間に配置されると共に、その軸方向の間隔をおいた２位置の間の全長に亘るように形成され、各外方突出部による押し付け力は各かしめ部による押し付け力よりも小さくされている衝撃吸収式ステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３の中の何れかの衝撃吸収式ステアリング装置を製造するに際して、
前記第２コラムの外周に周溝を形成し、
その第２コラムを前記第１コラムに挿入し、
その第１コラムの周壁を、周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで、その周溝内に入り込むかしめ部を形成し、
しかる後に、その第１コラムと第２コラムとを軸方向相対移動させて各かしめ部を周溝から離脱させることで、各かしめ部を第２コラムの外周に押し付けることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時においてドライバーに作用する衝撃を吸収するために用いられる衝撃吸収式ステアリング装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝撃吸収式ステアリング装置においては、ステアリングホイールが取り付けられるステアリングシャフトを支持するコラムを、筒状の第１コラムと、この第１コラムに挿入される筒状の第２コラムとから構成している。そのステアリングホイールとドライバーとの衝突時に、その第１コラムと第２コラムとを両コラム間の摩擦力に抗して軸方向相対移動させることで、その衝突時の衝撃を吸収している。
【０００３】
従来、その第１コラムと第２コラムとの間に摩擦力を作用させるため、第１コラムに第２コラムを筒状のリテーナを介して圧入することが行われている。あるいは、図８に示すように、第１コラム１０１の周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、第２コラム１０２の外周に押し付けられるかしめ部１０３を形成することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなリテーナを用いる場合、部品点数、コストが増大する。また、上記のように複数位置にかしめ部１０３を形成する場合、各かしめ部１０３相互の間においては第１コラム１０１の内周と第２コラム１０２の外周との間に隙間Ｓが生じるため、第１コラム１０１の軸心と第２コラム１０２の軸心との相対的な傾きを阻止する剛性が低下する。一方、その剛性を確保するためにかしめ部１０３の数を多くすると、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になってしまう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状の第１コラムと、この第１コラムに挿入される筒状の第２コラムとを有し、その第１コラムの周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、その第２コラムの外周に押し付けられるかしめ部が形成され、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく、前記かしめ部が前記第２コラムの外周に押し付けられることにより作用する摩擦力に抗した第１コラムと第２コラムとの軸方向相対移動により、その衝撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置に適用される。
本発明装置の特徴とするところは、複数の前記かしめ部相互の周方向間の位置で、かつ同一平面上において、第１コラムの周壁から内方に突出して第２コラムの外周に押し付けられる内方突出部、および第２コラムの周壁から外方に突出して第１コラムの内周に押し付けられる外方突出部の中の少なくとも一方が形成され、各突出部による押し付け力は各かしめ部による押し付け力よりも小さくされている点にある。
本発明の構成によれば、第１コラムの各かしめ部が第２コラムの外周に押し付けられることで、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく第１コラムと第２コラムとの軸方向相対移動時に、第１コラムと第２コラムとの間に摩擦力が作用し、その衝撃が吸収される。
それらかしめ部の周方向間の位置において、第２コラムの外周に押し付けられる第１コラムの内方突出部、および、第１コラムの内周に押し付けられる第２コラムの外方突出部の中の少なくとも一方が形成されているので、第１コラムの軸心と第２コラムの軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上することができる。しかも、その内方突出部による第２コラムの外周の押し付け力、および、その外方突出部による第１コラムの内周の押し付け力は、各かしめ部による第２コラムの外周の押し付け力よりも小さくされているので、第１コラムと第２コラムとの軸方向相対移動時に両コラム間に作用する摩擦力が過大になることはない。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になることもない。
【０００６】
前記内方突出部は第１コラムの周壁を外方からかしめることで形成されているのが好ましい。
これにより、かしめ部を形成する治具を用いて内方突出部を形成することができる。
【０００７】
前記かしめ部は、第１コラムの周壁における軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて、周方向に間隔をおいた複数位置において形成され、前記外方突出部は、前記かしめ部が形成されている軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて前記かしめ部の周方向間に配置されると共に、その軸方向の間隔をおいた２位置の間の全長に亘って配置されているのが好ましい。
これにより、第１コラムの軸心と第２コラムの軸心との相対的な傾きを、外方突出部によって、より効果的に阻止することができる。
【０００８】
本発明方法は、上記本発明の衝撃吸収式ステアリング装置を製造するに際して、前記第２コラムの外周に周溝を形成し、その第２コラムを前記第１コラムに挿入し、その第１コラムの周壁を、周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで、その周溝内に入り込むかしめ部を形成し、しかる後に、その第１コラムと第２コラムとを軸方向相対移動させて各かしめ部を周溝から離脱させることで、各かしめ部を第２コラムの外周に押し付けることを特徴とする。これにより、第１コラムの周壁を周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで形成されるかしめ部は、第２コラムに形成される周溝内に入り込むので、そのかしめは周溝の内面により制限される。これにより、そのかしめ量は周溝の深さに応じて定まるので、第１コラムと第２コラムとを軸方向相対移動させて各かしめ部を第２コラムの外周に押し付けることで、その押し付け力を周溝の深さに対応させることができる。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重を周溝の深さに応じて容易に制御できる。しかも、そのかしめ力を受ける治具を第２コラムの内部に配置する必要がない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示す衝撃吸収式ステアリング装置１は、車体２により支持される筒状のコラム３と、そのコラム３により支持されるステアリングシャフト４と、そのステアリングシャフト４に取り付けられるステアリングホイール５とを備えている。そのコラム３は、段付き円筒状の第１コラム７と、その第１コラム７の一端部に一端部が挿入される段付き円筒状の第２コラム８とから構成される。そのステアリングシャフト４は、その第１コラム７により第１ベアリング１０を介して支持される筒状の第１シャフト１１と、その第２コラム８により第２ベアリング１２を介して支持される第２シャフト１３とから構成されている。
【００１０】
その第１シャフト１１の一端にステアリングホイール５が取り付けられる。その第１シャフト１１の他端と第２シャフト１３の一端とが、例えば断面が非円形とされることで互いに回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に嵌め合わされている。その第２シャフト１３の他端に、ラックピニオン式ステアリングギヤ等のステアリングギヤを介して車輪が接続される。これにより、ステアリングホイール５の回転がステアリングシャフト４からステアリングギヤを介して車輪に伝達されることで舵角が変化する。
【００１１】
その第１シャフト１１の外周に嵌め合わされた止め輪１５が上記第１ベアリング１０の内輪に当接し、その第１ベアリング１０の外輪が第１コラム７の内周に形成された段差７ａに当接する。これにより、第１シャフト１１と第１コラム７とは車輪側に向かい軸方向に沿い同行移動可能とされている。
その第１コラム７は車体２に連結され、その連結はステアリングホイール５とドライバーとの衝突時の衝撃に基づき解除される。本実施形態では、その第１コラム７にアッパーブラケット２１が固定され、そのアッパーブラケット２１は車体２に固定された連結部材２２に合成樹脂製のピン２３により連結され、そのピン２３が衝撃の作用により破断されることで連結が解除される。その連結の解除により、第１コラム７は車体２に対して車輪側に向かい軸方向に沿い相対移動可能とされている。
その第２コラム８はロアブラケット９を介して車体２に固定されている。
これにより、ステアリングホイール５とドライバーとの衝突時の衝撃に基づき、第１シャフト１１と第１コラム７とは同行して車体２に対して車輪側に向かい軸方向相対移動し、また、第１シャフト１１は第２シャフト１３に対して車輪側に向かい軸方向相対移動し、第１コラム７は第２コラム８に対して車輪側に向かい軸方向相対移動する。
【００１２】
そのステアリングホイール５とドライバーとの衝突時の衝撃に基づく第１コラム７の第２コラム８に対する軸方向相対移動により、その衝撃を吸収する衝撃吸収機構３０が設けられている。すなわち、図２、図３の（１）に示すように、第１コラム７の周壁における軸方向の間隔Ｌをおいた複数位置、本実施形態では２位置それぞれにおいて、周方向の等間隔をおいた複数位置、本実施形態では４位置において、かしめ部４０が形成されている。その軸方向の間隔Ｌをおいた２位置の中の一方における第１コラム７に対する各かしめ部４０の周方向相対位置と、他方における第１コラム７に対する各かしめ部４０の周方向相対位置とは互いに等しくされている。各かしめ部４０は、図３の（２）に示すようなかしめ治具４１により、第１コラム７の周壁を外方からかしめることにより内方に突出させることで形成される。本実施形態では、各かしめ部４０の内方突出量は互いに等しくされている。そのかしめに先立って、第１コラム７に第２コラム８が挿入される。本実施形態では、そのかしめ前の第１コラム７の一端部の内径Ｄ１は第２コラム８の一端部の外径Ｄ２よりも大きくされている。その第２コラム８の内部にかしめ力をうける治具４２が第２コラム８の内周に添うように挿入される。これにより、そのかしめにより形成される各かしめ部４０は第２コラム８の外周に押し付けられる。よって、ステアリングホイール５とドライバーとの衝突時に、軸方向相対移動する第１コラム７と第２コラム８との間に摩擦力が作用するので、その摩擦力に抗して両コラム７、８を軸方向相対移動させることで、その衝突時の衝撃が吸収される。
【００１３】
なお、上記衝撃吸収機構３０以外に、第１シャフト１１の車体２に対する相対移動時に、上記のようなピン２３の破断により衝撃が吸収され、また、その相対移動を阻止する摩擦力をアッパーブラケット２１と連結部材２２との間に作用させることで衝撃を吸収してもよい。さらに、第１シャフト１１の第２シャフト１３に対する相対移動時に、その相対移動を阻止する摩擦力を両シャフト１１、１３の間に作用させることで衝撃を吸収したり、両シャフト１１、１３を衝撃作用時に破断される合成樹脂材で連結することで衝撃を吸収してもよい。
【００１４】
上記かしめ部４０の周方向間の位置、本実施形態では４位置において、第１コラム７の周壁から内方に突出して第２コラム８の外周に押し付けられる内方突出部５０が形成されている。各内方突出部５０は、相隣接するかしめ部４０の周方向間の中央に配置される。本実施形態では、各内方突出部５０は第１コラム７の周壁を外方からかしめることで形成され、上記かしめ部４０を形成するためのかしめ治具４１により形成することができる。本実施形態では、各内方突出部５０の内方突出量は互いに等しくされている。各内方突出部５０の内方突出量は各かしめ部４０の内方突出量よりも少なくされることで、各内方突出部５０による第２コラム８の押し付け力は、各かしめ部４０による第２コラム８の押し付け力よりも小さくされ、零に近い値であってもよい。
【００１５】
上記構成によれば、第１コラム７の各かしめ部４０が第２コラム８の外周に押し付けられることで、ステアリングホイール５とドライバーとの衝突時の衝撃に基づく第１コラム７と第２コラム８との軸方向相対移動時に、第１コラム７と第２コラム８との間に摩擦力が作用し、その衝撃が吸収される。それらかしめ部４０の周方向間の位置において、第２コラム８の外周に押し付けられる第１コラム７の内方突出部５０が形成されているので、第１コラム７の軸心と第２コラム８の軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上することができる。しかも、その内方突出部５０による第２コラム８の外周の押し付け力は、各かしめ部４０による第２コラム８の外周の押し付け力よりも小さくされているので、第１コラム７と第２コラム８との軸方向相対移動時に両コラム７、８間に作用する摩擦力が過大になることはない。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になることもない。また、その内方突出部５０をかしめ部４０を形成する治具を用いて容易に形成することができる。
【００１６】
図４、図５は上記実施形態の第１変形例を示す。上記実施形態との相違は、内方突出部５０に代えて、かしめ部４０の周方向間の位置、本変形例では４位置において、第２コラム８の周壁から外方に突出して第１コラム７の内周に押し付けられる外方突出部６０が形成されている点にある。各外方突出部６０は、相隣接するかしめ部４０の周方向間の中央に配置され、第２コラム８の周壁を例えばプレス加工により変形させることで形成される。本実施形態では、各外方突出部６０の外方突出量は互いに等しくされている。各外方突出部６０の外方突出量は各かしめ部４０の内方突出量よりも少なくされることで、各外方突出部６０による第１コラム７の押し付け力は、各かしめ部４０による第２コラム８の押し付け力よりも小さくされている。各外方突出部６０は、各かしめ部４０が形成されている軸方向の間隔Ｌをおいた複数位置、本実施形態では２位置それぞれにおいてかしめ部４０の周方向間に配置されると共に、その軸方向の間隔Ｌをおいた２位置の間の全長に亘って配置されている。他は上記実施形態と同様の構成とされ、同様部分は同一符号で示す。
この第１変形例によれば、かしめ部４０の周方向間の位置において、第１コラム７の内周に押し付けられる外方突出部６０が形成されているので、第１コラム７の軸心と第２コラム８の軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上することができる。しかも、その外方突出部６０による第１コラム７の内周の押し付け力は、各かしめ部４０による第２コラム８の外周の押し付け力よりも小さくされているので、第１コラム７と第２コラム８との軸方向相対移動時に両コラム７、８間に作用する摩擦力が過大になることはない。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になることもない。さらに、各外方突出部６０は、各かしめ部４０が形成されている軸方向の間隔Ｌをおいた２位置の間の全長に亘って配置されていることにより、両コラム７、８の軸心の相対的な傾きを、より効果的に阻止することができる。
【００１７】
図６の（１）〜（３）は上記実施形態の第２変形例を示す。本第２変形例では、上記実施形態のような第２コラム８の内部でかしめ力をうける治具４２を配置することなく、各かしめ部４０を形成している。すなわち、かしめ部４０の形成に先立ち、先ず第２コラム８の一端部外周に周溝７１を形成し、その第２コラム８の一端部を第１コラム７の一端部に挿入している。ここで、その第１コラム７の内周半径と第２コラム８の外周半径との差は、その周溝７１の深さよりも小さくなるように僅かなものとされ、第１コラム７の一端と第２コラム８の一端とはすきま嵌め状態とされている。次に、第１コラム７の周壁を、周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで、その周溝７１内に入り込むかしめ部４０を形成し、しかる後に、第１コラム７と第２コラム８とを軸方向相対移動させて各かしめ部４０を周溝７１から離脱させることで、各かしめ部４０を第２コラム８の外周に押し付けている。その後に、第１コラム７を外方からかしめること内方突出部５０を形成している。なお、本第２変形例においては、各かしめ部４０を第１コラム７の径方向から視て長円形状としている。また、内方突出部５０を第１コラム７の径方向から視て円形のディンプル状としている。他は上記実施形態と同様の構成とされ、同様部分は同一符号で示す。
この第２変形例によれば、第１コラム７の周壁を周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで形成されるかしめ部４０は、第２コラム８に形成される周溝７１内に入り込むので、そのかしめは周溝７１の内面により制限される。これにより、そのかしめ量は周溝７１の深さに応じて定まるので、第１コラム７と第２コラム８とを軸方向相対移動させて各かしめ部４０を第２コラム８の外周に押し付けることで、その押し付け力を周溝７１の深さに対応させることができる。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重を周溝７１の深さに応じて容易に制御できる。しかも、そのかしめ力を受ける治具を第２コラム８の内部に配置する必要がない。他は上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００１８】
図７の（１）、（２）は上記実施形態の第３変形例を示す。本第３変形例では、各かしめ部４０を、第１コラム７の径方向から視て円形のディンプル状としている。他は第２変形例と同様で、同様部分は同一符号で示す。
【００１９】
本発明は上記実施形態や各変形例に限定されない。例えば、上記実施形態の第１コラム７における４位置に形成される内方突出部５０の中の一部に代えて、第２コラム８に外方突出部を形成することで、第１コラムの内方突出部と、第２コラムの外方突出部の両方を備えるようにしてもよい。また、第２、第３変形例における第１コラム７の内方突出部５０に代えて、第２コラム８に外方突出部を形成してもよい。また、上記実施形態ではかしめ部を周方向の等間隔をおいて４位置において形成したが、３位置あるいは２位置において形成してもよいし、５位置以上において形成してもよく、また、各かしめ部４０相互の周方向の間隔を不等間隔としてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数、コストを増大させることなく、第１コラムの軸心と第２コラムの軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上し、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重を適正な値にできる衝撃吸収式ステアリング装置とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における衝撃吸収式ステアリング装置の側面図
【図２】本発明の実施形態における衝撃吸収式ステアリング装置の第１コラムと第２コラムの側面図
【図３】本発明の実施形態における衝撃吸収式ステアリング装置の（１）は第１コラムと第２コラムの横断面図、（２）はかしめ部の形成方法を示す図
【図４】本発明の実施形態の第１変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第１コラムと第２コラムの側面図
【図５】本発明の実施形態の第１変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第１コラムと第２コラムの横断面図
【図６】本発明の実施形態の第２変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第１コラムと第２コラムの（１）は部分縦断面図、（２）は部分側面図、（３）は横断面図
【図７】本発明の実施形態の第３変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第１コラムと第２コラムの（１）は部分破断側面図、（２）は横断面図
【図８】従来の衝撃吸収式ステアリング装置の第１コラムと第２コラムの横断面図
【符号の説明】
３  コラム
４  ステアリングシャフト
５  ステアリングホイール
７  第１コラム
８  第２コラム
４０  かしめ部
５０  内方突出部
６０  外方突出部
７１  周溝
【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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