JP6685848B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、改良されたステアリング装置に関する。

一般に、ステアリング装置には、自動車の盗難を防止するために、ステアリングホイールを回転不能とするステアリングロック装置が設けられている。このようなステアリング装置に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。

図６を参照する。図６は、特許文献１の図７を再掲した図である。符号は、適宜振り直した。ステアリング装置１００は、ステアリングホイールを支持するステアリングシャフト１０１と、このステアリングシャフト１０１の外周に設けられたトレランスリング１０２と、このトレランスリング１０２の外周に設けられ歯車形状を呈するロックカラー１０３と、このロックカラー１０３の歯部１０３ａの間に向かって突出可能に設けられたロックバー１０４と、を有している。

トレランスリング１０２は、ステアリングシャフト１０１に接触したリング部１０２ａと、このリング部１０２ａからロックカラー１０３まで凹んだリング凹部１０２ｂと、を有している。リング凹部１０２ｂは、リング部１０２ａの軸線方向を基準として、断続的に形成されている。

車両の停車時には、ロックバー１０４は、歯部１０３ａの間に向かって突出する。ロックバー１０４は、歯部１０３ａの間に接触しロックカラー１０３の回転を防止する。ロックカラー１０３とトレランスリング１０２との間の摩擦力、及び、トレランスリング１０２とステアリングシャフト１０１との間の摩擦力によって、ステアリングシャフト１０１の回転が抑制される。ステアリングシャフト１０１には、ステアリングホイールが取り付けられているため、ステアリングシャフト１０１の回転を抑制することにより、ステアリングホイールの転舵を抑制できる。

一方、ロックバー１０４が突出した状態において、所定の力よりも大きな力でステアリングホイールを回転させることが考えられる。この場合には、ロックバー１０４の破損を防止するために、ステアリングシャフト１０１のみ回転させる。トレランスリング１０２のリング凹部１０２ｂは、ロックカラー１０３に食い込んでおり、トレランスリング１０２とロックカラー１０３とが固定されている。よって、トレランスリングとシャフト間でスリップしつつ回転する。すなわち、ステアリングシャフト１０１のみが回転し、トレランスリング１０２、及び、ロックカラー１０３は、回転しない。この場合も、ステアリングシャフト１０１とトレランスリング１０２との間の摩擦力によって、ステアリングシャフト１０１を回転させるためには、所定の力が必要である。これにより、防犯性を確保している。

ところで、近年、燃費性能の向上を目的として、様々な部品の軽量化が求められている。ステアリング装置についても同様である。

特開２０１５−１２０４１４号公報

本発明は、軽量化され且つ防犯性を確保したステアリング装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するべく、本発明者らは、従来、鉄系金属によって構成されていたステアリングシャフトを、軽量化のためアルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成することを考えた。

しかし、アルミニウム、又は、アルミニウム合金は、鉄系金属に比べて軟らかく、トレランスリング１０２とステアリングシャフト１０１とが擦れるうちに、ステアリングシャフト１０１が削れることが考えられる。ステアリングシャフト１０１の削れを防止するため、硬度の高いアルミニウム材を選択したり表面処理を行うと、コストがかかる。さらに、トレランスリング１０２とステアリングシャフト１０１との締め代を小さくすることも考えられるが、この場合、トルク維持のために、トレランスリング１０２とロックカラー１０３の軸方向長さを長くする必要がある。軸方向長さが長くなると重量が増え、ステアリングシャフト１０１をアルミニウム、又は、アルミニウム合金製にする軽量化のメリットがなくなる。そこで、本発明者らは、以下のような構成を採用することにより、ステアリング装置を軽量化すると共に、防犯性を確保するに至った。

請求項１による発明によれば、ステアリングホイールを支持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の外周に設けられた鉄系金属製のトレランスリングと、こ
のトレランスリングの外周に設けられ歯車形状を呈する鉄系金属製のロックカラーと、このロックカラーの歯部の間に向かって突出可能に設けられたロックバーと、を有するステアリング装置において、
前記ロックカラーの内周面には、前記ステアリングシャフトの中心軸に向かって略垂直に立ち上がる突出壁が形成され、
前記トレランスリングの一端は、前記突出壁に接触し、
前記ステアリングシャフトは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成され、
前記トレランスリングは、前記中心軸に向かって突出した部位の先端が、前記ステアリングシャフトに食い込み、
キーロック時に前記ステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、前記トレランスリングと前記ステアリングシャフトとが共に回転することを特徴とするステアリング装置が提供される。

請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記ステアリングシャフトは、前記トレランスリングの内径よりも小さい外径を有する小径軸部と、前記トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部と、から構成される。
請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記突出した部位は、前記ロックカラーの内周面に沿って配置されているリング本体から前記中心軸に向かって凹んだリング凹部である。

請求項１に係る発明では、ステアリングシャフトは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されている。従来、ステアリングシャフトの素材には、鉄系金属が用いられていた。素材を鉄系金属よりも質量の小さいアルミニウム、又は、アルミニウム合金とすることにより、ステアリング装置の軽量化を図ることができる。

加えて、トレランスリングは、中心軸に向かって凹んだリング凹部を有し、ロック時にステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、ステアリングシャフトと共に回転するよう、リング凹部の先端は、ステアリングシャフトに食い込んでいる。キーロック時にステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、トレランスリングはステアリングシャフトと共に回転する。これにより、繰り返しステアリングホイールを回転させた場合であっても、ステアリングシャフトが削れることなく、トレランスリングとロックカラーとの間の摩擦力によって、防犯性を確保することができる。

以上から、本発明のステアリング装置によれば、軽量化を図ると共に、防犯性を確保することができる。

さらに、ロックカラーは、ステアリングシャフトの中心軸に向かって略垂直に立ち上がる突出壁を有し、トレランスリングの一端は、突出壁に接触している。これにより、トレランスリングの一端がロックカラーとステアリングシャフト間に噛みこむことを防止できる。

請求項２に係る発明では、ステアリングシャフトは、トレランスリングの内径よりも小
さい外径を有する小径軸部と、トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部と、から構成される。これにより、必要な箇所のみに、トレランスリングをステアリングシャフトに食い込ませることができる。

本発明の実施例によるステアリング装置の側面図である。 図１の２−２線断面図である。 図１に示されたステアリングシャフト、トレランスリング、及び、ロックカラーの分解斜視図である。 図１に示されたステアリング装置の組立方法について説明する図である。 図３に示されたトレランスリングに変更例について説明する図である。 従来の技術の基本構成を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｆｒは前、Ｒｒは後、Ｌｅは乗員から見て左、Ｒｉは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。
＜実施例＞

図１及び図２を参照する。ステアリング装置１０は、車両前後方向に延びると共に車体に支持されたコラムパイプ１１と、このコラムパイプ１１によって回転可能に支持され後端にステアリングホイール１２が取り付けられているアッパシャフト１３（ステアリングシャフト１３）と、このアッパシャフト１３の外周面に固定されたトレランスリング２０と、これらのアッパシャフト１３及びトレランスリング２０の回転を抑制可能なロック装置３０と、を有している。

図１及び図２に示される状態において、ステアリング装置１０は、ステアリングホイール１２の回転が抑制されたロック状態にある。

アッパシャフト１３は、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されている。アッパシャフト１３は、軸受を介してコラムパイプ１１の内部に支持されている。

図３及び図４を参照する。アッパシャフト１３は、トレランスリング２０の内径よりも小さい外径を有する小径軸部１３ａと、トレランスリング２０の内径よりも大きい外径を有する大径軸部１３ｂと、が連続した構成とされている。これらの小径軸部１３ａと大径軸部１３ｂとの境界は、段差状に形成されている。なお、この境界は、テーパ状に構成されていても良い。

トレランスリング２０は、鋼材等の鉄を主要な構成要素とする鉄系金属によって構成されている。トレランスリング２０は、略Ｃ字状を呈した鋼板製のリング本体２１と、このリング本体２１に複数形成され中心軸ＣＬに向かって凹んだリング凹部２２と、を含む。

小径軸部１３ａの外径は、リング凹部２２の内径よりも小さく形成され、大径軸部１３ｂの外径は、リング凹部２２の内径よりも大きく形成されている。

図２を参照する。リング凹部２２の先端は、アッパシャフト１３に食い込んでいる。詳述すると、リング凹部２２の先端は、アッパシャフト１３の大径軸部１３ｂに食い込んでいる。

ロック装置３０は、コラムパイプ１１の下方に固定されたロック装置本体部３１と、このロック装置本体部３１に支持され中心軸ＣＬに向かって突出可能なロックバー３２と、トレランスリング２０の外周に設けられ歯車形状を呈する鉄系金属製のロックカラー３３と、を有している。

ロックバー３２は、イグニッションスイッチをオフにすることにより、中心軸ＣＬに向かって突出する。イグニッションキーによって、イグニッションスイッチを回転操作するタイプの車両の場合には、イグニッションキーを抜くことにより、ロックバー３２が中心軸ＣＬに向かって突出する。即ち、ロックバー３２の出没に関しては、周知の構成を採用することができる。

ロックカラー３３は、鋼材等の鉄を主要な構成要素とする鉄系金属によって構成されている。ロックカラー３３は、外周の一部が歯車状に形成された略筒状の部材である。歯車状に形成されたロックカラー３３の外周面は、歯車の歯に相当する歯部４１が複数形成されている。なお、ロックカラー３３の外周面は、歯部４１と歯部４１との間が溝状に形成されているということもできる。

図３を併せて参照する。ロックカラー３３の内周面には、中心軸ＣＬに向かって略垂直に立ち上げられた突出壁４２が形成されている。ロックカラー３３の内周面は、突出壁４２の内周側の端部から連続して軸線方向に延びる小径部４３と、突出壁４２の外周側の端部から連続して軸線方向に延びる大径部４４と、からなる。

なお、中心軸ＣＬとは、コラムパイプ１１（図１参照）、ステアリングホイール１２（図１参照）、アッパシャフト１３、トレランスリング２０、ロックカラー３３の中心軸を言う。換言すれば、コラムパイプ１１（図１参照）、ステアリングホイール１２（図１参照）、アッパシャフト１３、トレランスリング２０、ロックカラー３３のそれぞれの中心軸ＣＬは、一致している。

図３及び図４を参照する。ステアリング装置１０を組み立てる際には、まず、トレランスリング２０をロックカラー３３の内周に挿入する。トレランスリング２０は、略Ｃ字状を呈しており、両端を近付けるようにずらして縮径させた状態で挿入を行う。

次に、トレランスリング２０が挿入されたロックカラー３３をアッパシャフト１３の小径軸部１３ａに挿入する。リング凹部２２の内径は、小径軸部１３ａの外径よりも大きいため、リング凹部２２は小径軸部１３ａには食い込まない。次に、トレランスリング２０が挿入されたロックカラー３３をアッパシャフト１３の大径軸部１３ｂに圧入する。リング凹部２２の内径は、大径軸部１３ｂの外径よりも僅かに小さい。加えて、トレランスリング２０は、鉄系材料が用いられており、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されたアッパシャフト１３よりも硬い。このため、大径軸部１３ｂを圧入することにより、リング凹部２２の先端は、アッパシャフト１３の大径軸部１３ｂの外周に食い込む。これにより、トレランスリング２０のリング凹部２２は、必要な箇所のみ、即ちロック装置本体部３１の位置で、アッパシャフト１３に食い込むことができる。また、リング本体２１の外周面の径は、ロックカラー３３の大径部４４の径に略一致している。

ロックカラー３３の内周面に略垂直に立ち上げられた突出壁４２を形成したことで、突出壁４２が圧入端となり、トレランスリング２０の一端がロックカラー３３とアッパシャフト１３との間に噛みこむことを防止することができる。これにより、ロックカラー３３とトレランスリング２０間とで回転することができる。また、リング本体２１を、ずれることなく適正位置にロックカラー３３の内周面に沿って配置することができる。

図１を参照する。イグニッションスイッチがオンにされた場合には、ロックバー３２がロック装置本体部３１側に後退する。即ち、歯部４１の間からロックバー３２が後退する。このため、ステアリングホイール１２を容易に転舵することができる。

一方、ロック状態において、ロックバー３２は、ロックカラー３３の歯部４１に臨んでいる。この状態のままステアリングホイール１２を回転させようとすると、歯部４１がロックバー３２に接触し、ステアリングホイール１２の転舵を抑制する。

図２を併せて参照する。ロック状態のまま所定の力よりも大きな力でステアリングホイール１２を回転させることが考えられる。この場合には、アッパシャフト１３の外周にリング凹部２２の先端が食い込んだトレランスリング２０が、アッパシャフト１３と共に回転する。ロックカラー３３は、回転しない。

トレランスリング２０の外周面とロックカラー３３の内周面との間の摩擦力によって、ステアリングホイール１２の回転を抑制しつつ、回転させることにより、ロックバー３２に過大な外力が加わることを防止している。

図５を参照する。図５には、変更例によるロックカラー３３Ａが示されている。実施例と共通する部分については、符号を流用すると共に、詳細な説明を省略する。

ロックカラー３３Ａは、突出壁４２の外周側の端部から連続して外周側に向かって溝状
に形成された逃げ溝部４５Ａを有する。逃げ溝部４５Ａは、ロックカラー３３Ａの内周面
に周回状に連続して形成されている。

以上の構成による本発明は、以下の効果を奏する。

図２を参照する。アッパシャフト１３（ステアリングシャフト１３）は、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成されている。従来、アッパシャフト１３の素材には、鉄系金属が用いられていた。素材を鉄系金属よりも質量の小さいアルミニウム、又は、アルミニウム合金とすることにより、ステアリング装置の軽量化を図ることができる。

加えて、トレランスリング２０は、中心軸に向かって凹んだリング凹部２２を有し、ロック時にステアリングホイール１２（図１参照）を所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、アッパシャフト１３と共に回転するよう、リング凹部２２の先端は、アッパシャフト１３に食い込んでいる。トレランスリング２０は、ロック時にステアリングホイール１２を所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、アッパシャフト１３と共に回転する。トレランスリング２０、及び、ロックカラー３３は、共に鉄系金属によって構成される。繰り返しステアリングホイール１２を回転させた場合であっても、アッパシャフト１３が削れることなく、トレランスリング２０とロックカラー３３との間の摩擦力によって、防犯性を確保することができる。

以上から、本発明のステアリング装置１０によれば、軽量化を図ると共に、防犯性を確保することができる。

図３を参照する。ロックカラー３３は、アッパシャフト１３の中心軸ＣＬに沿った断面を基準として、中心軸ＣＬに向かって略垂直に立ち上げられた突出壁４２を有し、トレランスリング２０の一端は、突出壁４２に接触している。アッパシャフト１３の軸線方向を基準として、少なくとも一方向にトレランスリング２０の位置決めを行うことができる。トレランスリング２０のがたつきを抑制し、高い防犯性を確保することができる。

図４を参照する。アッパシャフト１３は、トレランスリング２０の内径よりも小さい外径を有する小径軸部１３ａと、トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部１３ｂと、から構成される。これにより、必要な箇所のみに、トレランスリング２０をアッパシャフト１３に食い込ませることができる。

さらに、ロックカラー３３の内周に配置されたトレランスリング２０の内周に、アッパシャフト１３の小径軸部１３ａを挿入する工程と、大径軸部１３ｂを圧入する工程と、を有する。これにより、トレランスリング２０は、大径軸部１３ｂのみに食い込む。圧入工程を最小限の力によって行うことができ、効率よく組み付け作業を行うことができる。また、アッパシャフト１３にトレランスリング２０を取り付け、その後にロックカラー３３を取り付ける方法に比べ、圧入荷重を小さくすることができ、且つトレランスリング２０のアッパシャフト１３への食い込み量を大きくすることができる。

また、アッパシャフト１３を圧入する工程で、トレランスリング２０の一端と突出壁４２とが接触することで、突出壁４２が圧入端となり、正確な位置に容易にトレランスリング２０を配置することができ、組み立てを容易にすることができる。また、トレランスリング２０のずれを防止し、アッパシャフト１３への過度な食い込みやばらつきを抑制し、高い防犯性を確保することができる。

尚、本発明によるステアリング装置は、車両のステアリング装置を例に説明したが、車両以外の乗り物であっても適用可能である。

即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明のステアリング装置は、車両に好適である。

１０…ステアリング装置
１３…アッパシャフト（ステアリングシャフト）
１３ａ…小径軸部
１３ｂ…大径軸部
２０…トレランスリング
２２…リング凹部
３２…ロックバー
３３，３３Ａ…ロックカラー
４１…歯部
４２…突出壁
ＣＬ…中心軸

Claims (3)

1. ステアリングホイールを支持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の外周に設けられた鉄系金属製のトレランスリングと、このトレランスリングの外周に設けられ歯車形状を呈する鉄系金属製のロックカラーと、このロックカラーの歯部の間に向かって突出可能に設けられたロックバーと、を有するステアリング装置において、
   前記ロックカラーの内周面には、前記ステアリングシャフトの中心軸に向かって略垂直に立ち上がる突出壁が形成され、
   前記トレランスリングの一端は、前記突出壁に接触し、
   前記ステアリングシャフトは、アルミニウム、又は、アルミニウム合金によって構成され、
   前記トレランスリングは、前記中心軸に向かって突出した部位の先端が、前記ステアリングシャフトに食い込み、
   キーロック時に前記ステアリングホイールを所定の力よりも大きな力で回転させた場合に、前記トレランスリングと前記ステアリングシャフトとが共に回転することを特徴とするステアリング装置。
2. 前記ステアリングシャフトは、前記トレランスリングの内径よりも小さい外径を有する小径軸部と、前記トレランスリングの内径よりも大きい外径を有する大径軸部と、から構成されることを特徴とする請求項１記載のステアリング装置。
3. 前記突出した部位は、前記ロックカラーの内周面に沿って配置されているリング本体から前記中心軸に向かって凹んだリング凹部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステアリング装置。

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