(57)【要約】【課題】キーロックカラーを設けているにもかかわらず、コラプスストロークを確保できるステアリング装置を提供する。【解決手段】キーロックカラー１１２の内径φ１は、アッパシャフト１０８の端部外径φ２より大きくなっている。従って、二次衝突時に、アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に向かって相対移動すると、アッパシャフト１０８はキーロックカラー１１２の内径側に潜り込むようになる。よって、キーロックカラー１１２をロワシャフト１１０に設けていても、大径部１１０ｂの端部に突き当たるまでアッパシャフト１０８の相対移動量を稼ぐことができ、これによりコラプスストロークを長く確保できる。【選択図】図７
2009035104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固定されるコラム部材と、
前記コラム部材に対して回転可能に支持された第１のシャフトと、
前記第１のシャフトに対して軸線方向に相対移動可能であって相対回転不能に連結された第２のシャフトと、
前記第１のシャフトと前記第２のシャフトのうち一方のシャフトの周囲に配置されたキーロックカラーとを有し、
前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとが軸線方向に相対移動したときに、他方のシャフトは、前記キーロックカラーの半径方向内方に侵入することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとはスプライン結合されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとの間にトレランスリングが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記一方のシャフトに対して前記他方のシャフトが相対移動したときに、前記トレランスリングに当接することを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとの間に弾性体が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のステアリング装置。
【請求項６】
コラムタイプの電動式パワーステアリング装置に組み込まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリングコラム（特に電動パワーステアリング）の改良に関するものであり、限られたスペースの中で衝突時のコラプスストロークを確保するとともに、衝突エネルギーをより適切に吸収できるステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリングコラムの周辺には、コンビネーションスイッチ等が配置されており、特にステアリングコラムに電動式パワーステアリング装置を組み込んだ構成においては、それに加えてモータや減速機などが設けられるので、スペース的な制約が大きくなっている。一方で、安全への要求の高まりから、ステアリング装置におけるコラプスストロークをなるべく大きくしたいという要求もある。
【０００３】
ここで、特許文献１に示すように、ステアリングロック装置を有するステアリング装置が知られている。かかるステアリング装置においては、イグニションキーをロック位置に回して鍵穴から引き抜くと、ロックキーがステアリングシャフトの軸心側に向かって突出し、ステアリングシャフトの外周に固定されたキーロックカラーのキーロック孔に、ロックキーの先端が係合して、ステアリングシャフトをアウターコラムに対して固定して、ステアリングシャフトの回転を阻止するようにしている。
【特許文献１】特開２００６−２６４４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ステアリング装置においては、ステアリングシャフトを、アッパシャフトと、それにスプライン結合するロアシャフトとからなる二分割構造としているものがある。かかるステアリング装置においては、二次衝突時にステアリングホイールに運転者から力が付与された場合、アッパシャフトとロアシャフトとが近接する方向に相対移動して、衝撃を緩和するようになっている。しかるに、キーロックカラーを二分割されたステアリングシャフトに設置する場合、上述したスペース的な制約から設置位置が制限され、それによりアッパシャフトとロアシャフトとの相対移動を妨げ、コラプスストロークを大きく確保できない恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、キーロックカラーを設けているにもかかわらず、コラプスストロークを確保できるステアリング装置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】
【０００６】
本発明のステアリング装置は、
車体に固定されるコラム部材と、
前記コラム部材に対して回転可能に支持された第１のシャフトと、
前記第１のシャフトに対して軸線方向に相対移動可能であって相対回転不能に連結された第２のシャフトと、
前記第１のシャフトと前記第２のシャフトのうち一方のシャフトの周囲に配置されたキーロックカラーとを有し、
前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとが軸線方向に相対移動したときに、他方のシャフトは、前記キーロックカラーの半径方向内方に侵入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとが軸線方向に相対移動したときに、他方のシャフトは、前記キーロックカラーの半径方向内方に侵入するので、前記キーロックカラーが、前記第１のシャフトと前記第２のシャフトとの相対移動の妨げにはならず、コラプスストロークを確保することができる。
【０００８】
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとはスプライン結合されていると好ましい。
【０００９】
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとの間にトレランスリングが配置されていると好ましい。トレランスリングとは、シャフトとキーロックカラーとの間に介在して、許容トルク以下で両者の相対回転を抑制する機能を有するものをいう。
【００１０】
前記一方のシャフトに対して前記他方のシャフトが相対移動したときに、前記トレランスリングに当接すると、シャフトの底付き時の衝撃力を緩和できるので好ましい。
【００１１】
前記一方のシャフトと前記キーロックカラーとの間に弾性体が配置されていると、シャフトの底付き時の衝撃力を緩和できるので好ましい。
【００１２】
コラムタイプの電動式パワーステアリング装置に組み込まれていると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態であるコラムタイプの電動式パワーステアリング装置１００の概略図である。図２は、電動式パワーステアリング装置１００の側面一部断面図である。
【００１４】
図１，２において、ハウジング１０１は、筒状のアウタコラム１０２を連結している。ハウジング１０１は、ロワブラケット１０３により不図示の車体に取り付けられ、アウタコラム１０２は、アッパブラケット１０４により不図示の車体に取り付けられている。尚、ハウジング１０１及びアウタコラム１０２は、ロワブラケット１０３とハウジング１０１とを固定するボルト１０５の軸心（枢動点Ｏ）を中心としてチルト方向に枢動可能となっていて、操作レバーＬを操作することで、任意のチルト位置でアウタコラム１０２がアッパブラケット１０４に対して固定されるようになっている。
【００１５】
アウタコラム１０２に嵌合するようにして、筒状のインナコラム１０６が取り付けられている。アウタコラム１０２の周孔１０２ａから、インナコラム１０６の周孔１０６ａに向かって嵌め込まれた樹脂製のピン１０７及びアウタコラム１０２とインナコラム１０６の嵌め合いにより、両コラムは連結されている。ピン１０７は、二次衝突時に破断し、アウタコラム１０２に対するインナコラム１０６の軸線方向の相対移動を許容するようになっている。
【００１６】
図１，２で右端にステアリングホイール（不図示）を取り付けられるアッパシャフト１０８は中空状であって、インナコラム１０６及びアウタコラム１０２内に延在し、インナコラム１０６に対して、軸受１０９を介して軸線方向に位置決めされ且つ回転自在に支持されている。アッパシャフト１０８の内周には雌スプライン１０８ａ（図３参照）が形成され、アウタコラム１０２内に同軸に配置されたロワシャフト１１０の外周には、それに対向して雄スプライン１１０ａ（図３参照）が形成され、両者はスプライン結合によって衝突時に軸線方向に相対移動可能だが、相対回転不能に連結されている。アウタコラム１０２とインナコラム１０６とで、コラム部材を構成し、アッパシャフト１０８とロワシャフト１１０とで、ステアリングシャフトを構成する。本実施の形態のコラム部材とステアリングシャフトとは、二次衝突時などに軸線方向に大きな荷重を受けたときに縮長する。尚、アウタコラム１０２に対してインナコラム１０６が相対移動する際に抵抗を与えて衝突エネルギーを吸収するようになっているが、その機能を与えるエネルギー吸収機構は、ここでは図示を省略する。
【００１７】
図３は、ステアリングシャフトを分解した状態で示す図である。図３において、中実であるロワシャフト１１０の大径部１１０ｂの外周面と、キーロックカラー１１２の内周との間には、トレランスリング１１１が配置されるようになっている。従って、大径部１１０ｂにキーロックカラー１１２を嵌合させると、トレランスリング１１１が所定の摩擦力を付与することにより、ロワシャフト１１０に対してキーロックカラー１１２が相対回転不能に取り付けられることとなる。キーロックカラー１１２は円筒状であり、外周にキーが侵入する切欠１１２ａが形成されており、アウタコラム１０２（図１，２）に設けられたキーロック装置より進退可能なロックシャフト（不図示）が切欠１１２ａに係合することで、ステアリングシャフト及びステアリングホイールの回転を阻止し、これにより盗難防止を図るものである。尚、ロックシャフトがキーロックカラー１１２の切欠１１２ａから退避することで、ステアリングシャフト及びステアリングホイールの回転が許容され、運転可能な状態になる。キーロックカラー１１２とハウジング１０１との間には、防塵用のシールＳが配置されている。
【００１８】
図４（ａ）は、本実施の形態にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図４（ｂ）は、本実施の形態で用いるトレランスリングの側面図である。本変形例においては、ロワシャフト１１０の大径部１１０ｂは円筒面となっており、これとキーロックカラー１１２との間にトレランスリング１１１を配置している。トレランスリング１１１は、外周面に多数の凸部１１１ａを形成しており、その接触面積を調整することで、許容トルク以下で大径部１１０ｂとキーロックカラー１１２との相対回転を不能としている。尚、電磁的なキーロック機構では、キーロックカラー１１２は２００Ｎｍ程度のトルクが付与された場合、ロワシャフト１１０に対して相対回転することが要求される場合があるが、トレランスリング１１１を設けることで、両者の相対回転を許容できる。
【００１９】
図１，２において、トーションバー１２０を介してロワシャフト１１０に連結された出力軸１１３は、不図示のユニバーサルジョイント等を介して、車輪を操舵する操舵機構（不図示）に連結されている。尚、詳細は説明しないが、本実施の形態においては、不図示のステアリングホイールを介してステアリングシャフトに付与されたトルクをトルクセンサ１１４により検出し、更に車速などの信号に基づいて、ハウジング１０１内に収容されたＥＣＵがモータ１１５に適切な駆動信号を出力する。モータ１１５から出力された回転力は、ハウジング１０１内のウォームホイール機構等（図５，７にウォームホイール１１６を含む）によって減速され、操舵アシスト力として出力軸１１３に伝達されるようになっている。
【００２０】
次に、本実施の形態の動作について説明する。図５は、二次衝突時に不図示のステアリングホイールが運転者の体で押された直後の状態を示す電動式パワーステアリング装置１００の側面一部断面図であり、図６は、アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に向かって相対移動し底付きした状態を示す電動式パワーステアリング装置１００の側面一部断面図であり、図７は、図５に示す状態（ａ）と図６に示す状態（ｂ）とで、ステアリングシャフトの周辺を比較して示す断面図である。
【００２１】
図７に示すように、キーロックカラー１１２の内径φ１は、アッパシャフト１０８の端部外径φ２より大きくなっている。従って、二次衝突時に、アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に向かって相対移動すると、アッパシャフト１０８はキーロックカラー１１２の内径側に潜り込むようになる。よって、キーロックカラー１１２をロワシャフト１１０に設けていても、図７（ｂ）に示すように、大径部１１０ｂの肩部に突き当たるまでアッパシャフト１０８の相対移動量を稼ぐことができ、これによりコラプスストロークＣＳを長く確保できる。尚、運転時には、不図示のロックキーはアウタコラム１０２の半径方向外方に退避しているため、アッパシャフト１０８と干渉することはない。
【００２２】
図８（ａ）は、本実施の形態の変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図８（ｂ）は、本変形例で用いるキーロックカラーの斜視図である。図８（ｂ）に示すキーロックカラー１１２’は、電磁的にロックするキーロック機構に用いられると好適であり、外周に等間隔に溝１１２ｃを形成している。このような複数の溝１１２ｃは、冷間鍛造で形成することができる。尚、本実施の形態では、大径部１１０ｂの軸線方向全長よりもトレランスリング１１１の全長の方が短くなっており、従ってロワシャフト１１０に組み付けたとき、トレランスリング１１１の端部は、大径部１１０ｂからはみ出さない。
【００２３】
更に本変形例においては、キーロックカラー１１２’とロワシャフト１１０との間の隙間において、大径部１１０ｂに隣接して弾性体としてのＯ−リング１１７を配置している。車両の仕様によっては、底付き時の衝撃力の立ち上がりを緩やかにすることが求められる。これは、例えばアッパシャフト１０８が突き当たる大径部１１０ｂの端部を、緩やかにテーパ状に加工形成することでも対応できるが、精度良く加工するとロワシャフト１１０のコスト増大を招く。これに対し本変形例によれば、アッパシャフト１０８がＯ−リング１１７を介して大径部１１０ｂの端部に突き当たるようになるため、コストを抑えながらも、アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に対して底付きする際の衝撃力の立ち上がりを緩やかにすることができる。又、Ｏ−リング１１７は密閉された空間内に配置されるので、脱落等が生じる恐れはない。それ以外の構成については、上述した実施の形態と同様である。
【００２４】
尚、別な変形例として、大径部１１０ｂの軸線方向全長よりもトレランスリング１１１の全長の方を長くすることにより、ロワシャフト１１０に組み付けたとき、トレランスリング１１１の端部が、大径部１１０ｂから円筒状にはみ出して、キーロックカラー１１２とロワシャフト１１０との間の隙間内に突き出すような構成も考えられる。この突き出した部分がＯ−リングに代わる弾性体となる。かかる変形例によれば、アッパシャフト１０８が大径部１１０ｂの端部に突き当たる前に、トレランスリング１１１の突き出した端部を押しつぶすことで衝撃エネルギーが吸収され、アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に対して底付きする際の衝撃力の立ち上がりを緩やかにすることができる。従って、本来的に衝撃エネルギーを吸収する部材（不図示）に負担を軽減できるので、ステアリング装置のコンパクト化を図ることができる。さらには、組み付け時の手間も省くことができる。
【００２５】
図９（ａ）は、別な変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図９（ｂ）は、本変形例で用いるトレランスリングの側面図であり、図９（ｃ）は、本変形例で用いるトレランスリングの斜視図である。本変形例においては、上述の変形例に対して、トレランスリング１１１’の端部を半径方向内側に曲げたテーパ状としている。変形例によれば、アッパシャフト１０８が大径部１１０ｂの端部に突き当たる前に、トレランスリング１１１の突き出した端部が必ず内側に向かって押しつぶされるため、アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に対して底付きする際の衝撃力の立ち上がりを安定させつつ緩やかにすることができる。
【００２６】
図１０は、機械的にロックするキーロック機構に用いられると好適であるキーロックカラーの例を示す図である。キーロックカラーは、図１０（ａ）に示すように、切欠（又は内径側に底がある溝）１１２ａを形成していても良いが、図１０（ｂ）に示すように、内径側に貫通した長孔１１２ｂを形成することもできる。特に、図１０（ｂ）に示すキーロックカラー１１２”の長孔１１２ｂは、プレスによる打ち抜きやフライス加工で安価に形成できる。
【００２７】
図１１は、変形例にかかるステアリングシャフトを分解した状態で示す図である。本変形例においては、中実であるロワシャフト１１０の大径部１１０ｂの外周には、雄スプライン１１０ｃが形成されており、キーロックカラー１１２の内周には対応する雌スプライン（不図示）が形成されている。従って、大径部１１０ｂにキーロックカラー１１２を嵌合させると、スプライン結合により、ロワシャフト１１０に対してキーロックカラー１１２が相対回転不能に取り付けられることとなる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施の形態であるコラムタイプの電動式パワーステアリング装置１００の概略図である。
【図２】電動式パワーステアリング装置１００の側面一部断面図である。
【図３】ステアリングシャフトを分解した状態で示す図である。
【図４】二次衝突時に不図示のステアリングホイールが運転者の体で押された直後の状態を示す電動式パワーステアリング装置１００の側面一部断面図である。
【図５】アッパシャフト１０８がロワシャフト１１０に向かって相対移動し底付きした状態を示す電動式パワーステアリング装置１００の側面一部断面図である。
【図６】図４に示す状態（ａ）と図５に示す状態（ｂ）とで、ステアリングシャフトの周辺を比較して示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本実施の形態の変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図７（ｂ）は、本変形例で用いるキーロックカラーの斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、別な変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図８（ｂ）は、本変形例で用いるトレランスリングの側面図である。
【図９】図９（ａ）は、別な変形例にかかるステアリングシャフトの周辺を示す断面図であり、図９（ｂ）は、本変形例で用いるトレランスリングの側面図であり、図９（ｃ）は、本変形例で用いるトレランスリングの斜視図である。
【図１０】キーロックカラーの変形例を示す図である。
【図１１】変形例にかかるステアリングシャフトを分解した状態で示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００ 電動式パワーステアリング装置
１０１ ハウジング
１０２ アウタコラム
１０２ａ 周孔
１０３ ロワブラケット
１０４ アッパブラケット
１０５ ボルト
１０６ インナコラム
１０６ａ 周孔
１０７ ピン
１０８ アッパシャフト
１０９ 軸受
１１０ ロワシャフト
１１０ｂ 大径部
１１１、１１１’ トレランスリング
１１２ キーロックカラー
１１２ａ 切欠
１１２ｂ 長孔
１１２ｃ 溝
１１３ 出力軸
１１４ トルクセンサ
１１５ モータ
１１６ ウォームホイール
１１７ Ｏ−リング
Ｌ 操作レバー
Ｓ  シール
【図１】
2009035104.tif 000003
【図２】
2009035104.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009035104.tif 000006
【図５】
2009035104.tif 000007
【図６】
2009035104.tif 000008
【図７】
2009035104.tif 000009
【図８】
2009035104.tif 000010
【図９】
2009035104.tif 000011
【図１０】
2009035104.tif 000012
【図１１】
2009035104.tif 000013