JP6213048B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載されるステアリング装置に関する。

従来、車両等の盗難を防ぐために、ステアリングホイールの回転を制限するステアリングロック機構を備えたステアリング装置がある。ステアリングロック機構は、ステアリングシャフトに外嵌されたキーロックカラーと、その外側のコラムに取り付けられたステアリングロック装置とからなり、ステアリングロック装置に設けられたロックバーがキーロックカラーに形成された溝等と嵌合することでステアリングシャフトの回転を制限し、車両盗難時などに操舵できないようにするものである。

従来のステアリングロック機構においては、ステアリングがロックされた状態において、ステアリングホイールが強い力で回転されると、ステアリングロック機構が破損し、ロック機能が損なわれることがあった。

そこで、所定以上の力でステアリングホイールを回転させる力が加わったときにキーロックカラーがステアリングシャフトに対して回転することで、破損を防ぎながら、操舵できない程度の適度なフリクションを与え、車両盗難を防ぐように構成されたものがある。

このようなステアリングロック機構においては、ステアリングシャフト外周面とキーロックカラー内周面との間のスリップ特性の安定と、ステアリングロック機構が破壊されない程度のスリップ荷重との両立が求められる。そこで、ステアリングシャフトの外周面とキーロックカラーの内周面が非接触の部分を形成することにより、安定した所定のすべりトルク（摩擦力）を得るものがある（特許文献１参照）。

また、ステアリングシャフトにグリース溝を加工し、当該グリース溝にグリースを保持させることで、キーロックカラーとステアリングシャフトの摩擦面にグリースが供給され、過度の摩擦抵抗が生じないようにしたものがある（特許文献２参照）。

さらに、ステアリングロック機構の保護を目的として、キーロックカラーとステアリングシャフトの対向部にスリップリングが装着されたものがある（特許文献３参照）。

特開２０１０−１６３１１５号公報 特開平７−２９１０９５号公報 特開２００５−３５１４５７号公報

上記のようにステアリングシャフトとキーロックカラーとの間に非接触部分を形成する構成やグリースを用いる構成の場合、寸法精度の管理負担は一部軽減されるものの、キーロックカラーをステアリングシャフトに圧入する必要があるため、その部分については寸法精度をある程度厳しく管理しなければならず、その分加工コストが高くなるという問題があった。

また、ステアリングシャフトとキーロックカラーの対向部にスリップリングを装着する場合、スリップリングのスリップトルク（スリップリングが滑り始めるトルク）はスリップリングのバネ力とステアリングシャフトとカラーの隙間によるシメシロによって決まるが、スリップリングは板バネであることからバネ定数が高く、シメシロ変化に対して敏感である。したがって、スリップリングを装着する部分の寸法精度を厳しく管理しなければならず、また、シメシロ変化に対して敏感であるとスリップリングの残留応力による影響が大きくなるため、スリップリングにセッチングや焼きなましを施さなければならない等、加工コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、キーロックカラーのスリップトルクをより安定させ、寸法許容範囲を拡大させたステアリング装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では、ステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトの軸方向部分に外嵌され、ステアリングロック時にステアリングロック機構によって回転が制限されるキーロックカラーと、
前記ステアリングシャフトと前記キーロックカラーの間に介在するスリップリングと、を備えたステアリング装置において、
前記スリップリングは、径方向の外方に向けて突出した突部を周方向に複数備え、
前記ステアリングシャフトは、軸方向に隣接する他の部分よりも外径寸法が小さく、前記スリップリングよりも軸方向に長く、前記スリップリングに径方向で対向する対向部を備え、
該対向部は、車両前方側に配置され、外周面が円柱面状をして、外径寸法が前記スリップリングの内径寸法よりも小さい逃げ部と、車両後方側に配置され、外周面が円柱面状をして、前記逃げ部よりも外径寸法が大きく、前記スリップリングに接する接触部とからなることを特徴とするステアリング装置を提供する。

これにより、ステアリングシャフトとキーロックカラーのスリップトルクをより安定させ、寸法許容範囲を拡大させることができる。また、ステアリングシャフトの車両後方側端部からスリップリングを容易に取り付けることができる。さらに、製造コストを抑えることができる。

ここで、「ステアリングシャフト」とは、操舵力を伝達するシャフトを言う。また、「軸方向」とは、特に記載がない限りステアリングシャフトの長手方向を言う。「ステアリングロック機構」とは、車両の盗難防止などのため、必要に応じてステアリングシャフトの回転を制限する機構を言う。「キーロックカラー」とは、ステアリングシャフトに外嵌し、ステアリングロック機構と係合することで、ステアリングシャフトを回転し難くする部材を言う。「逃げ部」とは、スリップリングの変形を許容すべく、スリップリングに非接触となっている部分をいう。

「スリップリング」とは、略円筒状をしており、ばね効果によって寸法誤差を吸収する部材を言う。例えば、「スリップリング」は、軸方向に延びる不連続部を有する略円筒状をしており、スリップリングの内径側に接触して配置された円柱状の部材（内側部材）の外周面と、スリップリングの外径側に接触して配置された円筒形状の部材（外側部材）の内周面の径方向の寸法誤差を弾性変形よって吸収し、内側部材と外側部材の相対回転におけるスリップトルクを安定させるものである。本願においては、上記キーロックカラーが外側部材に該当し、上記ステアリングシャフトが内側部材に該当する。

また、好ましくは、前記対向部の軸方向の両側に隣接して、前記スリップリングの内径寸法よりも大きい外径寸法を有する一対の大径部が形成されている。

これにより、ステアリングシャフトとスリップリングとが相対回転した際にスリップリングが軸方向に移動するのを防ぐことができる。

また、好ましくは、前記キーロックカラーは、前記ステアリングロック機構が回転を制限するためのロックバーが挿入される孔部を有しており、
該孔部は、前記スリップリングに対向する部分とは異なる位置に形成されている。

これにより、孔部を形成する過程でスリップリングを内嵌する部分が変形して真円度が低下するのを防ぎ、更に安定したスリップトルクを実現することができる。

本発明によれば、キーロックカラーのスリップトルクをより安定させ、寸法許容範囲を拡大させたステアリング装置を提供することができる。

本願の実施形態に係るステアリング装置を示す側面図である。 本願の実施形態に係るステアリング装置の拡大断面図である。 本願の実施形態に係るキーロックカラーを示す拡大図である。（ａ）は底面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ切断面を示す断面図である。 本願の実施形態に係るスリップリングを示す拡大図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ切断面を示す断面図である。 本願の実施形態に係るステアリング装置のキーロックカラーと嵌合するステアリングシャフトの部分を示す拡大図である。（ａ）はキーロックカラーとスリップリングを取り付ける前の状態を示し、（ｂ）はキーロックカラーとスリップリングを取り付けた状態を示している。 本願の実施形態に用いることができるスリップリングを示す拡大図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ切断面を示す断面図である。

本発明の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。図１は本願の実施形態に係るステアリング装置１を示す側面図である。

ステアリング装置１は、主として、車両後方側（図１に向かって右側）に取り付けられるステアリングホイール（不図示）の回転を車両前方側（図１に向かって左側）へ伝達するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を軸支するコラム３と、ステアリング装置１の車両後方側部分を車体に固定し、チルト位置調整及びテレスコピック位置調整を可能とする位置調整機構４とから構成されている。

図２は本願の実施形態に係るステアリング装置１の位置調整機構４付近の拡大断面図である。

位置調整機構４の車両後方側のステアリングシャフト２の部分には、ステアリングロック機構を構成するキーロックカラー５が外嵌されている。

図３は、本願の実施形態に係るキーロックカラー５を示す図である。（ａ）はキーロックカラー５の底面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ切断面を示す断面図である。

キーロックカラー５は略円筒状をしており、軸方向の中央部付近から車両後方側に向かって軸方向に延びる孔部６が形成されている。孔部６は、ステアリングホイールの回転をロックする際に、コラム３に取り付けられる不図示のステアリングロック装置から突出するロックバーが挿入され、係合する部分である。キーロックカラー５は、機械構造用炭素鋼などの材料から形成することができる。

キーロックカラー５の車両前方側の内周部は拡径しており、この拡径部内側に後述のスリップリング７が配置される。孔部６が形成される部分とスリップリング７が内嵌する部分とを軸方向の異なる位置とすることで、孔部６を形成する過程でスリップリング７を内嵌する部分が変形して真円度が低下するのを防ぎ、安定したスリップトルクを得ることが出来るようになる。

なお、本発明において、孔部６は、スリップリング７よりも車両後方側に配置することが好ましいが、車両前方側に孔部６を配置し、車両後方側にスリップリングを配置してもよい。

図４は、本願の実施形態に係るスリップリング７を示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示したＢ−Ｂ切断面を示す断面図である。

上述のようにスリップリング７はキーロックカラー５の内径側に配置され、ステアリングシャフト２とキーロックカラー５との間に介在する。スリップリング７は、断面が略Ｃ字型をしており、径方向外側に突出して軸方向に延びる突部８ａ、８ｂが、車両前方側と車両後方側の２箇所で周方向に複数配置されている。突部８ａ、８ｂを軸方向で２箇所に分けることで、スリップトルクを高めることができ、また、バネ力が軸方向に均等にかかるため、スリップした際にスリップリングが軸方向に動くのを抑制することができる。スリップリング７は、ばね鋼などから形成された市販のものを用いる事ができる。市販のものを用いる事で、製造コストの増大を防ぐことができる。

スリップリング７は、車両前方側の端部、車両後方側の端部、及び中間部分に、同一円周上に突部８ａ、８ｂを有さない平滑部９ａ、９ｂ、９ｃをそれぞれ備えている。

突部８ａ、８ｂは、図４（ｂ）に示すように、軸方向と垂直な方向で切断した断面が円弧状になっている。これにより、キーロックカラー５との接触面で引っ掛かりが生じるのを防ぎ、スムーズで安定した回転を得ることができる。

図５は、本願の実施形態に係るステアリング装置１のキーロックカラー５と嵌合するステアリングシャフト２の部分を示す拡大図である。（ａ）はキーロックカラー５とスリップリング７を取り付ける前の状態を示し、（ｂ）はキーロック５とスリップリング７を取り付けた状態を示している。

ステアリングシャフト２のうちスリップリング７が対向する対向部１０は、車両後方側に配置され軸方向の前後のステアリングシャフト２の他の部分（大径部１１ａ、１１ｂ）よりも外径寸法の小さい接触部１０ａと、接触部１０ａの車両前方側に配置され、接触部１０ａよりもさらに外径寸法の小さい逃げ部１０ｂとから構成されている。

接触部１０ａと逃げ部１０ｂは、それぞれ、対向部１０の軸方向長さの約半分の軸方向長さを有しており、外周面はステアリングシャフト２の回転軸線を中心線とする円柱面状をしており、軸方向の全域にわたって均一の外径寸法を有している。

図５（ｂ）に示すように、キーロックカラー５は、対向部１０と、大径部１１ｂの車両前方側の一部を覆うように配置される。キーロックカラー５の車両前方側の拡径した内周面の内側にはスリップリング７が配置され、当該内周面とスリップリング７の突部８ａ、８ｂとが接触する。キーロックカラー５の車両後方側部分と大径部１１ｂとは隙間嵌めとしている。

スリップリング７は、キーロックカラー５と対向部１０との径方向間に配置され、スリップリング７の軸方向中央よりも車両後方側でステアリングシャフト２の接触部１０ａと接触している。

スリップリング７は板材から成形される板バネである。したがって、比較的バネ定数が高く、変位（径方向の変形量）に対する荷重変化が大きい。対向部１０に逃げ部１０ｂを設け、ステアリングシャフト２とスリップリング７とが軸方向の一部で接触する構成とすることで、スリップリング７が撓むためのスペースができるため、スリップリング７の撓み特性を緩やかにすることができる。その結果、ステアリングシャフト２の外径公差やキーロックカラー５の内径公差を拡大しても適切なスリップ特性が得られる。

ステアリングシャフト２とスリップリング７が相対回転すると、スリップリング７を軸方向に移動させる力が生じる場合がある。しかし、本実施形態によれば、接触部１０ａの外径が大径部１１ａ、１１ｂの外径よりも小さく、スリップリング７の内径寸法よりも大径部１１ａ、１１ｂの外径寸法の方が大きいため、対向部１０に隣接する大径部１１ａ、１１ｂの端部がスリップリング７の移動を規制し、スリップリング７が対向部１０から抜け出るのを防ぐことができる。

また、本実施形態によれば、ステアリングシャフト２は、車両後方側から順に、大径部１１ｂ、接触部１０ａ、逃げ部１０ｂと配置され、徐々に細くなるように構成されていることから、スリップリング７をステアリングシャフト２の車両後方側端部から容易に取り付けることができる。特に、ステアリングシャフト２の対向部１０に先にスリップリング７を組み込み、その後キーロックカラー５をステアリングシャフト２の車両後方側の先端から挿入する場合に、キーロックカラー５のたわみを容易にするスペースを作る逃げ部１０ｂ側の大径部１１ａの端部に、スリップリング７の端部が当接する事で位置ずれを防止することができる。

さらに、本実施形態によれば、対向部１０の軸方向長さにおける接触部１０ａと逃げ部１０ｂの割合を変化させることで、容易にスリップトルクを調整することができる。対向部１０の軸方向長さにおける接触部１０ａの割合を小さくし、逃げ部１０ｂの割合を大きくすれば、スリップトルクは小さくなり、接触部１０ａの割合を大きくし、逃げ部１０ｂの割合を小さくすればスリップトルクは大きくなる。例えば、逃げ部１０ｂを切削によって形成する場合、大径部１１ａの車両後方側端部からの軸方向の切削長さを変化させることで、スリップトルクを容易に調整することができる。

加えて、上述のように、キーロックカラー５に形成されるロックバー挿入用の孔部６をスリップリング７に対向する部分とは異なる位置に配置することで、孔部６を形成する過程でスリップリング７を内嵌する部分が変形して真円度が低下するのを防ぎ、更に安定したスリップトルクを実現することができる。

次に、本願の実施形態に係るスリップリング７の代わりに用いることができるスリップリング２７を説明する。

図６は、本願の実施形態に用いることができるスリップリング２７を示す拡大図である。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ切断面を示す断面図である。

スリップリング２７は、断面が略Ｃ字型をしており、径方向外側に突出して、軸方向の一方の端部近傍から他方の端部近傍まで軸方向に連続した突部２８が周方向に複数配置されている。

スリップリング２７は、車両前方側の端部、及び車両後方側の端部に、同一円周上に突部２８を有さない平滑部２９ａ、及び２９ｂを備えている。

スリップリング２７は、上記実施形態に係るスリップリング７の代わりに用いることができ、スリップリング２７によれば、スリップトルクを小さくして、ステアリングシャフト及びキーロックカラーの寸法許容範囲を更に大きくすることができる。

以上、本発明の説明のため、実施形態として具体的な構成を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の実施においては種々の変更、改良を施すことが可能である。

例えば、スリップリングは上記のものに限られず、突部の数、形状、配置等が異なるものであってもよい。

キーロックカラーとスリップリングとの接触部、スリップリングとステアリングシャフトとの接触部には、グリースを塗布することで、スリップトルクを小さくして、スリップトルクをさらに安定させることもできる。

ロックバーが挿入されるキーロックカラーの部分は、上述の孔部の代わりに、キーロックカラーの外周部に軸方向に延びる有底の溝部を形成した構成としてもよく、当該溝部は周方向に複数形成されていてもよい。又は、径方向外方へ突出し軸方向に延びる突出部を周方向に複数配置した構成としてもよい。実施形態においてキーロックカラーの内周部のうちスリップリングに外嵌する部分は拡径しているが、拡径しないものとしてもよく、軸方向にストレートなものとしてもよい。

以上のように、本発明のステアリング装置によれば、キーロックカラーのスリップトルクをより安定させ、寸法許容範囲を拡大させたステアリング装置を提供することができる。

１ ステアリング装置
２ ステアリングシャフト
３ コラム
４ 位置調整機構
５ キーロックカラー
６ 孔部
７、２７ スリップリング
８ａ、８ｂ、２８ａ、２８ｂ 突部
９ａ、９ｂ、９ｃ、２９ａ、２９ｂ 平滑部
１０ 対向部
１０ａ 接触部
１０ｂ 逃げ部
１１ａ、１１ｂ 大径部

Claims (3)

1. ステアリングシャフトと、
   該ステアリングシャフトの軸方向部分に外嵌され、ステアリングロック時にステアリングロック機構によって回転が制限されるキーロックカラーと、
   前記ステアリングシャフトと前記キーロックカラーの間に介在するスリップリングと、を備えたステアリング装置において、
   前記スリップリングは、径方向の外方に向けて突出した突部を周方向に複数備え、
   前記ステアリングシャフトは、軸方向に隣接する他の部分よりも外径寸法が小さく、前記スリップリングよりも軸方向に長く、前記スリップリングに径方向で対向する対向部を備え、
   該対向部は、車両前方側に配置され、外周面が円柱面状をして、外径寸法が前記スリップリングの内径寸法よりも小さい逃げ部と、車両後方側に配置され、外周面が円柱面状をして、前記逃げ部よりも外径寸法が大きく、前記スリップリングに接する接触部とからなることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記対向部の軸方向の両側に隣接して、前記スリップリングの内径寸法よりも大きい外径寸法を有する一対の大径部が形成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。
3. 前記キーロックカラーは、前記ステアリングロック機構が回転を制限するためのロックバーが挿入される孔部を有しており、
   該孔部は、前記スリップリングに対向する部分とは異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリング装置。

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