JP2002178934A - ステアリング装置における中間シャフトの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １次衝突時に中間シャフトの固定を確実に解
除して屈曲変形を防止し、その後の２次衝突の際に中間
シャフトを確実に収縮させて、運転者へのダメージを軽
減できるステアリング装置における中間シャフトの支持
構造を提供する。 【解決手段】 １次衝突によりエンジンやトランスミッ
ション等がステアリングギアボックスに衝突したとき、
中間シャフト７の外筒１４の後方への移動を利用して、
外筒１４の段差部２１によりニードルベアリング２０を
ベアリングホルダ１９から離脱させ、この時点で外筒１
４を屈曲変形させることなくダッシュボード８に対する
固定を解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃吸収機能を有
するステアリング装置における中間シャフトの支持構造
に関するものである。

【０００２】

【関連する背景技術】この種のステアリング装置は、ダ
ッシュボードに中間シャフトを貫通配置してベアリング
により回転可能に支持し、中間シャフトの車室側にステ
アリングシャフトを介してステアリングホイールを連結
すると共に、中間シャフトのエンジンルーム側に伝達シ
ャフトを介してステアリングギアボックスを連結してい
る。車両の前突時の２次衝突対策として、例えば中間シ
ャフトは外筒と内筒とをセレーション結合して構成さ
れ、１次衝突によりダッシュボード等が変形した後に、
２次衝突により運転者がステアリングホイールに衝突す
ると、ステアリングコラムに設けられたコラプシブル機
構により衝撃を吸収しながら、中間シャフトがセレーシ
ョン部分で収縮して、運転者のダメージを軽減するよう
になっている。

【０００３】上記した２次衝突時に中間シャフトを確実
に収縮させるには、１次衝突の際に中間シャフトが屈曲
変形するのを防止する必要がある。そこで、例えば特登
３０５２７３１号に記載のステアリング装置では、１次
衝突によりダッシュボードが変形したときに中間シャフ
トの固定を解除して、ダッシュボードによる中間シャフ
トの屈曲を防止する対策が提案されている。具体的に
は、中間シャフトを支持するベアリングを一対の板金製
のブラケットで挟み込んでダッシュボードに固定し、予
めブラケット相互間を所定の係合強度に調整すること
で、ダッシュボードの変形時に伴う中間シャフトと直交
する荷重を利用してブラケットを分離させて、ベアリン
グと共に中間シャフトの固定を解除するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】周知のように、ダッシ
ュボードの変形は、１次衝突によりエンジンやトランス
ミッションが後方に移動して衝突することで引き起こさ
れるが、それ以前にエンジンやトランスミッションはス
テアリングギアボックスに衝突し、伝達シャフトを介し
て中間シャフトを後方に押す。そして、この時点では未
だ中間シャフトはブラケットによりダッシュボードに固
定された状態であり、しかも、このときの荷重は中間シ
ャフトの軸心と直交しないためブラケットによる固定は
解除されず、結果として荷重が中間シャフトの固定部分
に集中して、中間シャフトを屈曲変形させてしまう。よ
って、その後の２次衝突時には中間シャフトが正常に収
縮せずに、本来の機能を損なってしまう可能性があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、１次衝突時に中間シャフ
トの固定を確実に解除して屈曲変形を防止し、その後の
２次衝突の際に中間シャフトを確実に収縮させて、運転
者へのダメージを軽減することができるステアリング装
置における中間シャフトの支持構造を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、ダッシュボードに設けた軸受部材に中
間シャフトを回転可能に支持し、中間シャフトを介して
車室内のステアリングホイール側とエンジンルーム内の
ステアリングギアボックス側とを連結したステアリング
装置において、ダッシュボードに設けた保持孔内に軸受
部材を車室側に向けて離脱可能に嵌合させて、軸受部材
に中間シャフトを支持させると共に、中間シャフトの外
周の軸受部材よりエンジンルーム側に、中間シャフトの
車室内側への移動に伴って軸受部材に係合する係合部を
設けた。

【０００７】従って、１次衝突によりエンジンやトラン
スミッションが後方に移動してステアリングギアボック
スに衝突すると、中間シャフトが軸心に沿って後方に押
されて、その係合部が軸受部材に係合する。これにより
軸受部材はダッシュボードの保持孔内から離脱して、保
持孔の内周と中間シャフトの外周との間に間隙が形成さ
れる。よって、続いてダッシュボードが変形したときに
は、この間隙により、保持孔が中間シャフトに干渉して
屈曲変形させる事態が防止され、その後の２次衝突によ
り運転者がステアリングホイールに衝突したときには、
中間シャフトが確実にスライド部を機能させて収縮して
運転者のダメージを軽減可能となる。

【０００８】このように、エンジンやトランスミッショ
ンがステアリングギアボックスに衝突したときに、中間
シャフトの後方への移動を利用して軸受部材を保持孔か
ら離脱させるため、この時点で中間シャフトを屈曲変形
させることなくダッシュボードに対する固定を解除可能
となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したステア
リング装置における中間シャフトの支持構造の一実施形
態を説明する。図１は本実施形態のステアリング装置を
示す全体構成図である。車室内の図示しないダッシュボ
ードの下側にはコラムサポートメンバ１が配設され、コ
ラムサポートメンバ１にはアッパブラケット２ａ及びロ
ワブラケット２ｂを介してステアリングコラム３が支持
されている。ステアリングコラム３にはステアリングシ
ャフト４が配設され、このステアリングシャフト４の上
端にはステアリングホイール５が固定され、下端にはク
ロスジョイント６を介して中間シャフト７の上端が連結
されている。

【００１０】ステアリングコラム３にはコラプシブル機
構が設けられ、このコラプシブル機構は、車両の前突時
に２次衝突で運転者がステアリングホイール５に衝突し
たときに、衝撃吸収作用を奏するようになっている。即
ち、２次衝突による衝撃荷重がステアリングホイール５
に作用すると、ステアリングコラム３がコラムサポート
メンバ１から外れて前下方に移動し、その際にロアブラ
ケット２ｂに設けられた図示しない突部がステアリング
コラム３を変形させ、これにより衝撃が吸収される。

【００１１】中間シャフト７は車両のダッシュボード８
を貫通して車室Ｒ２側からエンジンルームＲ１内に延
び、中間シャフト７の下端にはクロスジョイント９を介
して伝達シャフト１０の上端が連結されている。伝達シ
ャフト１０の下端はクロスジョイント１１を介してステ
アリングギアボックス１２に連結され、ステアリングホ
イール５が運転者により回転操作されると、その回転が
ステアリングシャフト４、中間シャフト７、伝達シャフ
ト１０を介してステアリングギアボックス１２に伝達さ
れて、図示しない操舵機構を介して左右の操舵輪が操舵
される。

【００１２】図２は中間シャフトの支持構造の詳細を示
す拡大断面図であり、前記中間シャフト７はダッシュボ
ード８に形成された透孔８ａ内に挿通されている。中間
シャフト７は、車室Ｒ２側の内筒１３とエンジンルーム
Ｒ１側の外筒１４とから構成され、外筒１４の上端はエ
ンジンルームＲ１内から車室Ｒ２側に突出して内筒１３
の下端が挿入されている。この挿入部分において内筒１
３と外筒１４とはスライド部としてのセレーション１５
により結合されており、相対回転を規制された上で、図
２に実線で示す正常時に位置から仮想線で示す衝突時の
位置まで軸心方向に収縮可能となっている。

【００１３】一方、ダッシュボード８の透孔８ａ内に
は、車室Ｒ２側からブーツ１６及び板金製のリテーナブ
ラケット１７が配設され、これらのブーツ１６及びリテ
ーナブラケット１７の周囲は、ダッシュボード８の透孔
８ａの周囲に図示しないボルトで固定されている。ブー
ツ１６及びリテーナブラケット１７はそれぞれカップ状
をなしてエンジンルームＲ１側に突出し、ブーツ１６の
先端側の内周はリテーナブラケット１７の外周に嵌まり
込んでいる。

【００１４】リテーナブラケット１７の内周にはプレス
成形時にホルダ孔１８が形成され、ホルダ孔１８の内部
にはベアリングホルダ１９が嵌合固定されている。ベア
リングホルダ１９は２重配置した一対の筒体１９ａをゴ
ムブッシュ１９ｂにより加硫接着して構成され、ベアリ
ングホルダ１９の内周は機械加工されてニードルベアリ
ング２０が嵌め込まれている。つまり、本実施形態で
は、ベアリングホルダ１９の内周が保持孔として機能
し、ニードルベアリング２０が軸受部材として機能す
る。そして、ニードルベアリング２０内には前記中間シ
ャフト７の外筒１４が挿通保持され、ニードルベアリン
グ２０により中間シャフト７の回転が案内される。

【００１５】ベアリングホルダ１９は車室Ｒ２側に向け
て開口し、内部のニードルベアリング２０が車室Ｒ２側
に離脱し得るようになっている。ここで、ニードルベア
リング２０の内周側、つまり中間シャフト７の外筒１４
との間の嵌合は比較的緩く設定され、これに対してニー
ドルベアリング２０の外周側、つまりベアリングホルダ
１９との間の嵌合は比較的きつく設定されている。その
結果、ニードルベアリング２０は、主にベアリングホル
ダ１９との間に発生した摩擦力により中間シャフト７の
軸心方向に位置決めされて、ベアリングホルダ１９内か
らの離脱を防止されている。

【００１６】一方、リテーナブラケット１７内において
中間シャフト７の外筒１４には、ニードルベアリング２
０よりエンジンルームＲ１側に間隔Ｓをおいた位置に係
合部としての段差部２１が形成され、この段差部２１よ
りエンジンルームＳ１側は中間シャフト７の外径が拡大
されている。次に、以上のように構成されたステアリン
グ装置における中間シャフト７の支持構造が車両の前突
時に奏する作用を説明する。

【００１７】前突時の１次衝突により後方に移動したエ
ンジンやトランスミッションは、まず、ステアリングギ
アボックス１２に衝突し、その後にダッシュボード８に
衝突する。ステアリングギアボックス１２への衝突によ
り、伝達シャフト１０を介して中間シャフト７の外筒１
４は後方に押されて、車室Ｓ２側に移動し始める。上記
のようにニードルベアリング２０の外周側に対して内周
側の嵌合が緩いことから、このときの外筒１４はニード
ルベアリング２０の内周に対して摺動しながら間隔Ｓに
相当するストロークを移動した後に、外筒１４の段差部
２１がニードルベアリング２０の端部に当接して中間シ
ャフト７の軸心に沿って車室Ｓ２側への荷重を作用させ
る。これにより、図３に示すようにニードルベアリング
２０がベアリングホルダ１９から離脱し、ベアリングホ
ルダ１９の内周と中間シャフト７の外筒１４の外周との
間に、ニードルベアリング２０の厚みにほぼ相当する間
隙Ｔが形成される。つまり、この時点で中間シャフト７
はダッシュボード８に対する固定を解除され、このとき
の外筒１４には、ニードルベアリング２０の離脱に要す
る荷重が作用するだけであり、無理な荷重により屈曲変
形する虞はない。

【００１８】その後、エンジン及びトランスミッション
の衝突によりダッシュボード８が変形すると、その変形
に伴ってリテーナブラケット１７と共にベアリングホル
ダ１９の位置が変動する。このとき、上記のように形成
された間隙Ｔにより、ベアリングホルダ１９が外筒１４
に干渉する事態が回避され、結果として外筒１４の屈曲
変形が防止される。

【００１９】従って、続く２次衝突により運転者がステ
アリングホイール５に衝突したときには、ステアリング
コラム３に設けられたコラプシブル機構により衝撃を吸
収しながら、中間シャフト７は確実にセレーション１５
の部分により収縮し、これにより運転者のダメージが軽
減される。以上のように本実施形態のステアリング装置
における中間シャフト７の支持構造では、１次衝突時
に、ステアリングギアボックス１２の衝突による中間シ
ャフト７の後方への移動を利用して、ニードルベアリン
グ２０をベアリングホルダ１９から離脱させている。従
って、中間シャフトの軸心と直交する荷重でブラケット
を解除する特登３０５２７３１号に記載の従来技術とは
異なり、エンジンやトランスミッションがステアリング
ギアボックス１２に衝突した時点で確実に中間シャフト
７の固定を解除して屈曲変形を防止でき、結果として、
その後の２次衝突の際に中間シャフト７を確実に収縮さ
せて、運転者へのダメージを軽減することができる。

【００２０】又、ニードルベアリング２０は機械加工さ
れたベアリングホルダ１９内に嵌合されているため、板
金製のブラケットでベアリングを挟み込んで固定する上
記従来技術に比較して、ニードルベアリング２０をガタ
ツキなく固定でき、その結果、中間シャフト７の支持が
強固になってステアリング操舵感を向上できるという利
点もある。

【００２１】しかも、ベアリングホルダ１９の内周とニ
ードルベアリング２０の外周とを所定の公差に管理する
だけで、両部材１９，２０の間の摩擦力、換言すればベ
アリングホルダ１９からニードルベアリング２０が離脱
するときの荷重を正確に設定できる。これに対して上記
従来技術では、ブラケットの係合状態の僅かな相違によ
り、ブラケットが分離するときの荷重が大きく変動して
しまう。つまり、本実施形態の中間シャフト７の支持構
造では、衝突時の作動を確実化して信頼性を向上できる
という利点も得られる。

【００２２】以上で実施形態の説明を終えるが、本発明
の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例え
ば、上記実施形態では、中間シャフト７の収縮を許容す
るスライド部としてセレーション１５を設けたが、これ
に限ることはなく、例えばキーや２面幅を利用してもよ
い。又、上記実施形態では、軸受部材としてニードルベ
アリング２０を用い、そのニードルベアリング２０をベ
アリングホルダ１９から離脱させるために、外筒１４に
係合部として段差部２１を形成したが、例えばニードル
ベアリング２０に代えて滑り軸受を用いると共に、段差
部２１に代えて外筒１４に突部を形成し、衝突時に突部
を滑り軸受に係合させてベアリングホルダ１９から離脱
させるようにしてもよい。

【００２３】更に、上記実施形態では、中間シャフト７
の外筒１４の部分をニードルベアリング２０により回転
可能に支持したが、これに代えて内筒１３の部分をニー
ドルベアリング２０で支持してもよい。この場合には必
然的に外筒１４の上端部がニードルベアリング２０より
エンジンルームＳ１側に位置することになるため、衝突
時に外筒１４の上端部を利用してニードルベアリング２
０に離脱方向の荷重を加えることができ、結果として上
記実施形態と同様の作用効果が得られる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のステアリン
グ装置における中間シャフトの支持構造によれば、１次
衝突時に中間シャフトの固定を確実に解除して屈曲変形
を防止し、その後の２次衝突の際に中間シャフトを確実
に収縮させて、運転者へのダメージを軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のステアリング装置を示す全体構成図
である。

【図２】中間シャフトの支持構造の詳細を示す拡大断面
図である。

【図３】１次衝突時のベアリングの離脱状態を示す拡大
断面図である。

【符号の説明】

５ ステアリングホイール ７ 中間シャフト ８ ダッシュボード １２ ステアリングギアボックス １５ セレーション（スライド部） １９ ベアリングホルダ（保持孔） ２０ ニードルベアリング（軸受部材） ２１ 段差部（係合部） Ｒ１ エンジンルーム Ｒ２ 車室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 天野 剛志 神奈川県川崎市幸区堀川町580番地16 三 菱自動車エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA05 BB01 CA05 DA09 3D030 DC40 DE05 DE42

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダッシュボードに設けた軸受部材に中間
   シャフトを回転可能に支持し、該中間シャフトを介して
   車室内のステアリングホイール側とエンジンルーム内の
   ステアリングギアボックス側とを連結したステアリング
   装置において、上記ダッシュボードに設けた保持孔内に
   上記軸受部材を車室側に向けて離脱可能に嵌合させて、
   該軸受部材に上記中間シャフトを支持させると共に、該
   中間シャフトの外周の軸受部材よりエンジンルーム側
   に、該中間シャフトの車室内側への移動に伴って軸受部
   材に係合する係合部を設けたことを特徴とするステアリ
   ング装置における中間シャフトの支持構造。