(57)【要約】      （修正有）【課題】ステアリングコラムを構成するアウタコラムとインナコラムとの相対回転及び伸長方向への軸方向移動を確実に防止できる構造を、低コストで実現する。【解決手段】アウタコラム９ａの一端部に内周面側凸部１２、１２を、このアウタコラム９ａの内周面から径方向内方に突出する状態で形成する。インナコラム１０ａの片端部に外周面側凸部１１、１１を、このインナコラム１０ａの外周面から径方向外方に突出する状態で形成する。そして、上記各凸部１２、１１同士の係合に基づき、上記両コラム９ａ、１０ａ同士の相対回転と、これら両コラム９ａ、１０ａ同士が、上記ステアリングコラム３ａを伸長させる方向に相対変位する事とを阻止する衝撃吸収式ステアリングコラム。【選択図】図１
2009061852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタコラムと、このアウタコラムの一端部内側にその片端部を挿入したインナコラムとを備え、これらアウタコラムとインナコラムとの間に大きな軸方向荷重が加わった場合に、これらアウタコラムとインナコラムとの軸方向に関する相対変位により軸方向寸法を収縮可能とする為、上記アウタコラムの一端部と上記インナコラムの片端部とが径方向に重畳する重畳部の一部で円周方向複数個所に、それぞれが締め代を有する嵌合部を設けた衝撃吸収式ステアリングコラム装置に於いて、上記アウタコラムの一端部の円周方向複数個所に、このアウタコラムの内周面から径方向内方に突出する状態で形成された内周面側凸部と、上記インナコラムの片端部外周面の円周方向複数個所に、このインナコラムの外周面から径方向外方に突出する状態で形成された外周面側凸部とを備え、これら各外周面側凸部のうちの一部の外周面側凸部と、上記各内周面側凸部のうちの一部の内周面側凸部とが、上記アウタコラムと上記インナコラムとが所定方向に相対回転するのを阻止する状態で係合すると共に、上記各外周面側凸部のうちの残部の外周面側凸部と、上記各内周面側凸部のうちの残部の内周面側凸部とが、上記アウタコラムと上記インナコラムとが上記所定方向とは逆方向に相対回転するのを阻止する状態で係合しており、且つ、上記各外周面側凸部と上記各内周面側凸部とが上記アウタコラムの一端部内側から上記インナコラムの片端部が抜け出す方向に変位するのを阻止した状態で係合している事を特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
【請求項２】
各外周面側凸部が、インナコラムの一端部外周面の偶数個所に、円周方向に関して互いに間隔をあけた状態で形成されており、上記各外周面側凸部と同数の各内周面側凸部が、アウタコラムの片端開口部に、円周方向に関してこれら各外周面側凸部と異なる間隔で形成されており、円周方向に隣り合う１対の内周面側凸部の少なくとも一部が円周方向に隣り合う１対の外周面側凸部の少なくとも一部同士の間に挟持されると共に、円周方向に隣り合う１対の外周面側凸部の少なくとも一部が円周方向に隣り合う１対の内周面側凸部の少なくとも一部同士の間に挟持されている、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
【請求項３】
各外周面側凸部のうちで少なくともインナコラムの軸方向中央側端部が、端部に向かう程漸次幅が狭くなっており、各内周面側凸部のうちで少なくともアウタコラムの軸方向中央側端部が、端部に向かう程漸次幅が狭くなっており、上記各外周面側凸部と上記各内周面側凸部とが、それぞれの幅方向中央位置を円周方向に互いにずらせた状態で、且つ、これら両凸部の幅方向の一部同士を、軸方向に関して互いに重畳させた状態で係合している、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
【請求項４】
後端にステアリングホイールを固定するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを挿通自在なステアリングコラムと、通電に伴ってこのステアリングシャフトに回転方向の力を付与する電動モータとを備えた電動式パワーステアリング装置に於いて、上記ステアリングコラムが、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置である事を特徴とする、電動式パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衝突事故の際に全長を収縮して、ステアリングホイールに衝突した運転者の保護を図る衝撃吸収式ステアリングコラム装置と、これを使用した電動式パワーステアリング装置との改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールを回転させる事により操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、一般的には前輪）に舵角を付与する為の自動車用操舵装置として例えば図７に略示する様な構造が、特許文献１〜３に記載される等により、従来から知られている。自動車用操舵装置では、後端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２を、車体に支持したステアリングコラム３の内側に、回転自在に支持している。又、このステアリングシャフト２の前端部（図７の左端部）で上記ステアリングコラム３の前端開口から突出した部分は、１対の自在継手４ａ、４ｂ及び中間シャフト５を介して、ステアリングギヤユニットの入力軸６に連結している。操舵時に上記ステアリングホイール１の動きは、上記ステアリングシャフト２、自在継手４ａ、中間シャフト５、自在継手４ｂを介して、上記ステアリングギヤユニットの入力軸６に伝達される。そして、このステアリングギヤユニットが車輪に、上記ステアリングホイール１の動きに対応した舵角を付与する。
【０００３】
又、進路変更時にステアリングホイール１を回す為に要する力（操舵力）を軽減する為、パワーステアリング装置と呼ばれる操舵力補助装置が広く使用されている。更に、動力源として電動モータを利用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及している。この様な電動式パワーステアリング装置は、図８に示す様に、後端にステアリングホイール１を固定するステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を挿通自在なステアリングコラム３と、通電に伴ってこのステアリングシャフト２に回転方向の力を付与する電動モータ７とを備える。操舵時にはこの電動モータ７が、ウォーム減速機等の減速機８を介して、上記ステアリングシャフト２に補助的なトルクを付与し、上記ステアリングホイール１を回転させる為の操舵力の軽減を図る。
【０００４】
ところで、上述の様に構成される自動車用操舵装置に於いて、衝突時に運転者を保護する為、ステアリングコラム３、ステアリングシャフト２、中間シャフト５を、衝撃に伴って全長が縮まる衝撃吸収式のものとする事が、一般的に行なわれている。このうち、ステアリングコラム３の全長を、衝撃が加わった時に縮めてこの衝撃を吸収する衝撃吸収式ステアリングコラム装置として、種々の構造が、特許文献１〜４に記載される等により、従来から知られている。従来から知られている衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、基本的には、図７〜８に示す様に、上記ステアリングコラム３を、アウタコラム９とインナコラム１０とを、これら両コラム９、１０の端部同士を摩擦係合させた状態で組み合わせて成る。即ち、このアウタコラム９の一端部（図７の右上端部、図８の左下端部）とインナコラム１０の片端部（図７の左下端部、図８の右上端部）とを、テレスコープ状に嵌合させている。
【０００５】
衝突事故の際、上記ステアリングホイール１に運転者の身体がぶつかる、所謂二次衝突が発生すると、上記両コラム９、１０同士の間に、軸方向に関して圧縮する方向の衝撃荷重が加わる。この結果、これら両コラム９、１０同士が軸方向に関して相対変位し、上記ステアリングコラム３の軸方向寸法が収縮する。この収縮の過程で、上記ステアリングホイール１から加えられた衝撃エネルギを吸収し、運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この運転者の保護を図る。
【０００６】
上述の様な、衝撃吸収式のステアリングコラム３で、上記アウタコラム９の一端部とインナコラム１０の片端部との嵌合部は、例えば図９に示す様に構成している。即ち、このインナコラム１０の片端部外周面の円周方向複数個所（図示の例では４個所）に、それぞれが軸方向に長い土手状である外周面側凸部１１、１１を、上記インナコラム１０の外周面から径方向外方に突出する状態で形成している。上記両コラム９、１０が何れも自由状態で、上記各外周面側凸部１１、１１の外接円の直径は、このアウタコラム９の内径よりも大きくしている。このアウタコラム９と上記インナコラム１０とは、このアウタコラム９の一端部とインナコラム１０の片端部とを弾性変形させつつ、締り嵌めで嵌合させて、上記ステアリングコラム３としている。この状態で、上記各外周面側凸部１１、１１の先端部と上記アウタコラム９の内周面との当接部には大きな摩擦力が加わるので、上述した様な機能を発揮する、衝撃吸収式ステアリングコラム装置を得られる。
【０００７】
図９に示した構造は、二次衝突時に衝撃エネルギを吸収しつつ全長を縮める点からは、十分な機能を発揮するが、上記両コラム９、１０同士の相対回転、並びに、伸長方向の変位を防止する面からは、改良が望まれる。即ち、上記図９に示した構造の場合、上記両コラム９、１０同士の相対回転を防止する力は、上記各外周面側凸部１１、１１の先端部と上記アウタコラム９の内周面との当接部に加わる摩擦力のみで得ている。一方、方向支持器等、ステアリングホイール１（図７〜８参照）の近傍部分に設置する各種スイッチ類は、上記両コラム９、１０から成るステアリングコラム３の後端部に支持する。即ち、図７に示した構造の場合にはインナコラム１０の後端部に、図８に示した構造の場合にはアウタコラム９の後端部に、それぞれ上記スイッチ類を支持する。長期間に亙る使用の間には、上記各種スイッチ類を設けたユニットに運転者の身体等がぶつかる等により、上記ステアリングコラム３の後端部に、回転方向の大きな力が加わる可能性がある。この様な場合にも上記スイッチ類の姿勢が変化しない様にする為には、上記両コラム９、１０同士の相対回転を確実に防止する事が好ましい。又、これら両コラム９、１０が、ステアリングコラム３を伸長させる方向に相対変位するのを防止する構造を設ける事も、上記ステアリングコラム３の後端部に伸長方向の大きな力が加わった場合にも、このステアリングコラム３の後端位置がずれない様にする為には好ましい。
【０００８】
特許文献４には、アウタコラムとインナコラムとの間に、衝撃吸収の為の摩擦係合部とは独立した係合部を設ける事で、これら両コラム同士の相対回転を防止する構造が記載されている。この様な特許文献４に記載された構造の場合には、上記独立した係合部を設ける手間が余分に必要になるだけでなく、この独立した係合部が衝突事故の際の衝撃吸収機能を妨げない様にする為の配慮が必要になる。この為、上記両コラム同士の相対回転を防止する構造に起因して、ステアリングコラム全体の製造コストが嵩む事が避けられない。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−２５５１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４７８６号公報
【特許文献３】特開２００６−２３２１０３号公報
【特許文献４】特開２００４−９９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置と電動式パワーステアリング装置は、上述の様な事情に鑑み、ステアリングコラムを構成するアウタコラムとインナコラムとの相対回転及び伸長方向への軸方向移動を確実に防止できる構造を、低コストで実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置と電動式パワーステアリング装置のうちの衝吸収式ステアリングコラム装置は、前述した従来から知られている衝吸収式ステアリングコラム装置と同様に、アウタコラムと、このアウタコラムの一端部内側にその片端部を挿入したインナコラムとを備える。
そして、これらアウタコラムとインナコラムとの間に大きな軸方向荷重が加わった場合に、これらアウタコラムとインナコラムとの軸方向に関する相対変位により軸方向寸法を収縮可能とする為、上記アウタコラムの一端部と上記インナコラムの片端部とが径方向に重畳する重畳部の一部で円周方向複数個所（３個所以上）に、それぞれが締め代を有する嵌合部を設けている。
【００１２】
特に、本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置に於いては、それぞれ複数ずつの、内周面側凸部と外周面側凸部とを備える。このうちの各内周面側凸部は、上記アウタコラムの一端部の円周方向複数個所に、このアウタコラムの内周面から径方向内方に突出する状態で形成されている。又、上記各外周面側凸部は、上記インナコラムの片端部外周面の円周方向複数個所に、このインナコラムの外周面から径方向外方に突出する状態で形成されている。
そして、上記各外周面側凸部のうちの一部の外周面側凸部と、上記各内周面側凸部のうちの一部の内周面側凸部とを、上記アウタコラムと上記インナコラムとが所定方向に相対回転するのを阻止する状態で係合させている。又、上記各外周面側凸部のうちの残部の外周面側凸部と、上記各内周面側凸部のうちの残部の内周面側凸部とを、上記アウタコラムと上記インナコラムとを、上記所定方向とは逆方向に相対回転するのを阻止する状態で係合させている。更に、上記各外周面側凸部と上記各内周面側凸部とを、上記アウタコラムの一端部内側から上記インナコラムの片端部が抜け出す方向に変位するのを阻止する状態で係合させている。
【００１３】
上述の様な本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を実施する場合に、例えば請求項２に記載した発明の様に、上記各外周面側凸部を、上記インナコラムの一端部外周面の偶数個所に、円周方向に関して互いに間隔をあけた状態で形成する。又、上記各外周面側凸部と同数の各内周面側凸部を、上記アウタコラムの片端開口部に、円周方向に関してこれら各外周面側凸部と異なる間隔で形成する。そして、円周方向に隣り合う１対の内周面側凸部の少なくとも一部を、円周方向に隣り合う１対の外周面側凸部の少なくとも一部同士の間で挟持する。又、円周方向に隣り合う１対の外周面側凸部の少なくとも一部を、円周方向に隣り合う１対の内周面側凸部の少なくとも一部同士の間で挟持する。
【００１４】
或いは、請求項３に記載した発明の様に、上記各外周面側凸部のうちで少なくともインナコラムの軸方向中央側端部を、端部に向かう程漸次幅を狭くする。又、上記各内周面側凸部のうちで少なくともアウタコラムの軸方向中央側端部を、端部に向かう程漸次幅を狭くする。そして、上記各外周面側凸部と上記各内周面側凸部とを、それぞれの幅方向中央位置を円周方向に互いにずらせた状態で、且つ、これら両凸部の幅方向の一部同士を、軸方向に関して互いに重畳させた状態で係合させる。
【００１５】
又、請求項４に記載した電動式パワーステアリング装置は、後端にステアリングホイールを固定するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを挿通自在なステアリングコラムと、通電に伴ってこのステアリングシャフトに回転方向の力を付与する電動モータとを備える。
特に、請求項４に記載した電動式パワーステアリング装置に於いては、上記ステアリングコラムを、上述した衝撃吸収式ステアリングコラム装置としている。
【発明の効果】
【００１６】
上述の様に構成される本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場合、ステアリングコラムを構成するアウタコラムとインナコラムとの相対回転及び伸長方向への軸方向移動を確実に防止できる構造を、低コストで実現できる。
又、上述の様な効果を有する本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を、電動式パワーステアリング装置に組み込めば、長期間に亙り安定した（所望通りの）性能を発揮できる電動式パワーステアリング装置を、低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１〜６は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、ステアリングコラム３ａを構成するアウタコラム９ａの一端部とインナコラム１０ａの片端部との嵌合部の構造を工夫する事により、これらアウタコラム９ａとインナコラム１０ａとが相対回転したり、或いは上記ステアリングコラム３ａを伸長させる方向に軸方向移動する事を、摩擦係合だけでなくでなく、機械的係合（凸部同士が噛み合う係合）により、確実に防止する点にある。上記ステアリングコラム３ａの自動車用操舵装置への組み付け状態等、その他の部分の構造及び作用に就いては、従来から知られている各種構造と同様であるから、図示並びに説明を省略し、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１８】
それぞれが、軟鋼板の如き鉄系金属板、或いは、アルミニウム合金の如き軽金属板により円管状に造られた、上記アウタコラム９ａとインナコラム１０ａとのうち、アウタコラム９ａの一端部内周面偶数個所（図示の例では４個所）に内周面側凸部１２、１２を、インナコラム１０ａの片端部外周面偶数個所（図示の例では４個所）に外周面側凸部１１、１１を、それぞれ形成している。このうち、これら各外周面側凸部１１、１１は、軸方向に長い土手状で、上記インナコラム１０ａの片端部外周面の円周方向等間隔の偶数個所に、このインナコラム１０ａの外周面から径方向外方に突出する状態で形成されている。又、上記各外周面側凸部１１、１１の両端部のうち、上記インナコラム１０ａの軸方向中央部側の端部は、部分球面状の凸面としている。従って、上記各外周面側凸部１１、１１の軸方向中央部側の端部の幅寸法は、端縁に向かう程小さくなっている。
【００１９】
これに対して、上記各内周面側凸部１２、１２は、上記アウタコラム９ａの一端部の円周方向複数個所に、このアウタコラム９ａの内周面から径方向内方に突出する状態で形成している。本例の場合、上記各内周面側凸部１２、１２は、上記アウタコラム９ａの径方向に見た形状及び軸方向に見た形状が、何れも二等辺三角状であって、径方向に関する高さ寸法及び周方向に関する幅寸法が、上記アウタコラム９ａの一端開口縁部で最も大きく、この一端開口縁部から離れるに従って小さくなる。この様な上記各内周面側凸部１２、１２は、上記アウタコラム９ａの一端開口縁部の偶数個所に、不等間隔で形成している。即ち、円周方向に隣り合う各内周面側凸部１２、１２同士のピッチを、交互に大小に変化させている。尚、これら各内周面側凸部１２、１２の形状は、図示の様な二等辺三角形に限らず、他の三角形、Ｕ字形、半円形等、機能を果たせる形状である限り、各種形状を採用できる。
【００２０】
この様な各内周面側凸部１２、１２を形成した、上記アウタコラム９ａの一端部と、上述の様な各外周面側凸部１１、１１を形成した、上記インナコラム１０ａの片端部とは、図２に示した状態から図１、３〜６に示す状態に組み合わせて、衝撃吸収式の、前記ステアリングコラム３ａとする。即ち、上記インナコラム１０ａを、その他端部から上記アウタコラム９ａ内に、このアウタコラム９ａの他端開口側から、これら両コラム９ａ、１０ａを弾性変形させつつ挿入する。この挿入作業は、これら両コラム９ａ、１０ａの回転方向の位相を適切に規制しつつ、上記各外周面側凸部１１、１１の軸方向中央部側の端部（部分球面状の凸面部分）が、上記各内周面側凸部１２、１２に突き当たる迄行なう。
【００２１】
即ち、上記各外周面側凸部１１、１１の円周方向のピッチと、上記各内周面側凸部１２、１２の円周方向のピッチとは、互いに異なるが、その差を少し（各凸部１１、１２の円周方向に関する幅寸法の１／２未満）に抑えている。従って、上記両コラム９ａ、１０ａの円周方向に関する、上記各凸部１１、１２同士の位相を適切に規制しつつ、上記インナコラム１０ａを上記アウタコラム９ａ内に挿入すれば、図１、３、４に示す様に、上記各外周面側凸部１１、１１の軸方向中央部側の端部が上記各内周面側凸部１２、１２に突き当たる。即ち、これら各外周面側凸部１１、１１とこれら各内周面側凸部１２、１２とが、それぞれの幅方向中央位置を円周方向に互いにずらせた状態で、且つ、これら各凸部１１、１２の幅方向の一部同士を軸方向に関して互いに重畳させた状態で係合する。この結果、上記各外周面側凸部１１、１１と上記各内周面側凸部１２、１２とが、上記アウタコラム９ａの一端部内側から上記インナコラム１０ａの片端部が抜け出す方向に変位するのを阻止する。
【００２２】
又、この状態では、図５の左上部及び右下部に示す様に、円周方向に隣り合う１対の内周面側凸部１２、１２のうちの軸方向中央部側寄り部分を、円周方向に隣り合う１対の外周面側凸部１１、１１の軸方向中央部側の端部同士の間に挟持する。同時に、図５の右上部及び左下部に示す様に、円周方向に隣り合う１対の外周面側凸部１１、１１の軸方向中央部側の端部を、円周方向に隣り合う１対の内周面側凸部１２、１２のうちの軸方向中央部側寄り部分同士の間に挟持する。この結果、これら各凸部１１、１２同士の係合により、上記アウタコラム９ａと上記インナコラム１０ａとが、何れの方向にも相対回転するのを阻止する。
【００２３】
上述の様に構成される本例の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場合、前記ステアリングコラム３ａを構成する上記アウタコラム９ａと上記インナコラム１０ａとの相対回転及び伸長方向への軸方向移動を確実に防止できる構造を、低コストで実現できる。即ち、前述の図９に示した従来構造に対し、上記アウタコラム９ａの一端部の円周方向複数個所にそれぞれ内周面側凸部１２、１２を形成するのみで、上記アウタコラム９ａと上記インナコラム１０ａとの相対回転及び伸長方向への軸方向移動を、何れも確実に防止できる。又、衝突事故に伴って上記ステアリングコラム３ａが収縮する際には、上記各内周面側凸部１２、１２と上記各外周面側凸部１１、１１とが軸方向に離れるだけである。従って、これら各内周面側凸部１２、１２が、上記ステアリングコラム３ａを収縮させる為の荷重の大きさに影響を及ぼす事はない。従って、上記相対回転及び伸長方向への軸方向移動を防止する為に設けた、上記各内径側凸部１２、１２の形状精度及び寸法精度を特に厳密に規制しなくても、衝突事故に伴って上記ステアリングコラム３ａが収縮する際に吸収する衝撃エネルギの大きさを安定させられる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
上述の様な衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、一般的な自動車用操舵装置に組み込んだ状態で実施できる他、例えば前述の図８に示した様な、電動式パワーステアリング装置と組み合わせて実施する事もできる。
又、ステアリングコラムを構成するアウタコラムとインナコラムとの前後方向は問わない。前述の図７に示す様に、インナコラム１０が後側であっても、図８に示す様に、アウタコラム９が後側であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態の１例を、アウタコラムとインナコラムとを組み合わせた状態で示す部分斜視図。
【図２】同じくアウタコラムとインナコラムとを組み合わせる以前の状態で示す部分斜視図。
【図３】同じく組み合わせた状態で示す部分側面図。
【図４】図３の左方から見た図。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図。
【図６】同Ｂ−Ｂ断面図。
【図７】本発明の対象となる衝撃吸収式ステアリングコラムを組み込んだ操舵装置の第１例を示す側面図。
【図８】同第２例を示す側面図。
【図９】従来から知られている衝撃吸収式ステアリングコラムの１例を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００２６】
１    ステアリングホイール
２    ステアリングシャフト
３、３ａ  ステアリングコラム
４ａ、４ｂ  自在継手
５    中間シャフト
６    入力軸
７    電動モータ
８    減速機
９、９ａ  アウタコラム
１０、１０ａ  インナコラム
１１    外周面側凸部
１２    内周面側凸部
【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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