JP2004230953A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コラムハウジングを構成する内筒と外筒との摺動を、二次衝突時における衝撃力の方向の如何に拘らず略一定の抵抗下にて行わせて、所望の衝撃吸収性能が確実に得られるようにする。
【解決手段】適長に亘って内外に嵌合された内筒２２及び外筒２３を備えるコラムハウジング２において、外筒２３の内周面に内向きに突設され、内筒２２の外周面に圧接する内向き突起２５，２５…を形成し、また内筒２２の外周面に外向きに突設され、内向き突起２５，２５…の突設位置よりも軸長方向の内奥側にて外筒２３の内周面に圧接する外向き突起２４，２４…を形成して、二次衝突に伴ってステアリングホイール１０に加わる衝撃の作用による内筒２２及び外筒２３の摺動が、内向き突起２５，２５…及び外向き突起２４，２４…の圧接部での抵抗下にて生じるように構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時にコラム軸に加えられる二次衝突の衝撃エネルギを、該コラム軸を支持する筒形のコラムハウジングが軸長方向に短縮することにより吸収する構成としてあるステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の操舵は、車室の内部に配されたステアリングホイールに加えられる回転トルクを、操舵用の車輪（一般的には前輪）の舵取りのために車室の外部に配された舵取機構に伝えて行われる。このような操舵を行わせるためのステアリング装置は、車室の内部に軸回りでの回転自在に支持されたコラム軸の上端部に、運転者に対面するようにステアリングホイールを取付け、また前記コラム軸の下端部を舵取機構に連結して構成されている。
【０００３】
このようなステアリング装置の多くは、近年、車両の前面衝突時に、車両の進行方向への慣性の作用によりステアリングホイールに衝突（二次衝突）する運転者に加わるダメージを軽減すべく、前記二次衝突の衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収手段を備える衝撃吸収式のステアリング装置として構成されている。
【０００４】
前記エネルギ吸収手段は、一般的に、前記コラム軸を回転自在に支持するコラムハウジングを利用して実現されており、該コラムハウジングを、適長に亘って内外に嵌め合わされ、二次衝突時の衝撃の作用によりテレスコピックに短縮する内筒及び外筒を備えて構成し、前記衝撃のエネルギを、前記内筒及び外筒の短縮時に両者の嵌合部に加わる摺動抵抗により吸収せしめるようになしてある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２９３２４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、以上の如く構成されたステアリング装置においては、ステアリングホイールに衝突する運転者には、内筒及び外筒間の摺動抵抗の反力が加わることから、運転者のダメージを軽減するという初期の目的を達成するには、内筒及び外筒を、摺動ストロークの全長に亘って略一定の摺動抵抗下にて摺動せしめることが重要である。
【０００７】
前記特許文献１に記載されたステアリング装置においては、外筒の周壁を、軸長方向に適長離れた２位置にてかしめ、夫々の位置の内周面に内向きに突出する突起を各複数（４つ）設け、これらの突起を、外筒の内側に嵌合する内筒の外周面に圧接させて、この圧接部にて摺動抵抗を付与するように構成されている。この構成によれば、前記突起の形成のためのかしめ荷重の管理により所望の摺動抵抗を付与することが可能であり、簡素な構成により目的を達成することができ、製品コストの低減を図ることもできる。
【０００８】
ところが以上の構成においては、二次衝突時にステアリングホイールに加わる衝撃力の方向がコラム軸の軸長方向に略一致している場合には、設定された摺動抵抗下にて内筒と外筒とが摺動して所望の衝撃吸収性能が得られる反面、前記衝撃力がコラム軸の軸長方向に対して角度を有して加えられた場合、内筒及び外筒の径方向に前記衝撃力の分力が加わるため、両筒の嵌合部にこじれが発生して前記突起の初期の圧接状態が保てなくなり、摺動の進行に伴って摺動抵抗が変化して所望の衝撃吸収性能が得られなくなる虞れがあった。
【０００９】
前記突起を、外筒の軸長方向に適長離れた２位置に並設してあるのは、以上の如きこじれの影響を軽減するためであり、前述した問題は、突起の並設間隔を大きくすることにより緩和し得るが、この場合、コラムハウジング全体の限られた長さ範囲内において大なる摺動ストロークを確保することが難しくなり、この摺動ストロークと摺動抵抗との積として与えられる衝撃エネルギの吸収量が減少するという不具合が発生する。
【００１０】
特に、コラムハウジングの中途に、コラム軸に加わる操舵トルクの検出結果に基づいて駆動されるモータを取付け、該モータの回転力をコラム軸に伝えて操舵を補助する構成としたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置においては、前記モータ、及び前記操舵トルクを検出するトルクセンサの配設位置を確保するために、二次衝突のエネルギ吸収のために利用し得る摺動ストロークの最大長さが制限されることから、前述の如く、突起の並設間隔を予め大きく設定することは、前記摺動ストロークを更に制限することとなるため望ましい対策ではない。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、コラムハウジングを構成する内筒と外筒との摺動を、二次衝突時における衝撃力の方向の如何に拘らず略一定の抵抗下にて行わせて、所望の衝撃吸収性能を確実に実現し得るステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係るステアリング装置は、ステアリングホイールの回転トルクを舵取機構に伝達するコラム軸を、適長に亘って内外に嵌合された内筒及び外筒を備えるコラムハウジングの内部に支持してなり、車両の衝突時に前記ステアリングホイールを介して前記コラム軸に加わる二次衝突の衝撃エネルギを、前記内筒及び外筒間に所定の抵抗下にて生じる軸長方向の摺動により吸収するステアリング装置において、前記外筒の内周面に内向きに突設され、前記内筒の外周面に圧接する内向き突起と、前記内筒の外周面に外向きに突設され、前記外筒の内周面に前記内向き突起の突設位置よりも軸長方向の内奥側にて圧接する外向き突起とを備え、前記内筒及び外筒の摺動が、前記内向き突起及び外向き突起の圧接部での抵抗下にて生じるようになしてあることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、二次衝突に伴う衝撃力の作用により、コラムハウジングを構成する内筒と外筒とが、外筒に設けた内向き突起の内筒外面への圧接部、及び内筒に設けた外向き突起の外筒内面への圧接部における抵抗下にて摺動し、二次衝突の衝撃エネルギを吸収する。前記外向き突起の圧接部は、内筒と外筒との嵌合部において、前記内向き突起の圧接部よりも軸長方向の内奥側に設定されているため、両突起の圧接部間の軸長方向の離隔長さが前述した摺動の進行に伴って大きくなり、前記衝撃力の作用による内筒及び外筒のこじれの影響が軽減され、内筒と外筒との摺動が、摺動ストロークの略全域に亘って初期設定された抵抗下にて生じるようになり、所望の衝撃吸収性能が確実に実現される。
【００１４】
また本発明の第２発明に係るステアリング装置は、第１発明における内向き突起が、前記外筒の周壁を外側からかしめて形成してあり、第１発明における外向き突起が、前記内筒の周壁を内側からかしめて形成してあることを特徴とする。
【００１５】
この発明においては、外筒の周壁のかしめにより内向き突起を、また内筒の周壁のかしめにより外向き突起を夫々形成して、簡素な構成により所望の衝撃吸収性能を実現する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係るステアリング装置の全体構成を示す模式図である。
【００１７】
図中１は、コラム軸であり、該コラム軸１は、円筒形をなすコラムハウジング２の内部に同軸的に支承され、該コラムハウジング２の中途部に固設されたアッパブラケット３とコラムハウジング２の一端部に固設されたロアブラケット４とにより、ロアブラケット４の側を前下方（図における左下方）に向けた傾斜姿勢にて車室の内部に支持されている。
【００１８】
コラムハウジング２の上部に突出するコラム軸１の上端部には、車室内部の運転者に対面するようにステアリングホイール１０が嵌着固定され、同じく下部に突出するコラム軸１の下端部は、両端にユニバーサルジョイント５０，５０を備える中間軸５を介して舵取機構６の入力軸６０に連結されている。以上の構成により、運転者によりなされる操舵のためにステアリングホイール１０に加えられる回転トルクは、コラム軸１及び中間軸５を介して舵取機構６の入力軸６０に伝達され、該舵取機構６の動作により操舵が実行される。
【００１９】
なお、図１に示すステアリング装置は、コラムハウジング２の下端部近傍に取付けられた操舵補助用のモータ２０を備え、また該モータ２０よりも上位置のコラムハウジング２の内部にトルクセンサ２１を備え、ステアリングホイール１０の回転トルクをトルクセンサ２１により検出し、この検出トルクに基づいて駆動されるモータ２０の回転力をコラムハウジング２内部のコラム軸１に伝えて、前述の如く行われる操舵を補助する電動パワーステアリング装置として構成されているが、本発明に係るステアリング装置は、運転者によりステアリングホイール１０に加えられる回転トルクのみによって操舵を行わせるマニュアル式のステアリング装置であってもよく、また舵取機構６に付設された油圧シリンダの発生力により操舵を補助する油圧パワーステアリング装置であってもよい。
【００２０】
本発明に係るステアリング装置において、トルクセンサ２１の内蔵部分の上位置に連続するコラムハウジング２の上半部は、適長に亘って内外に嵌合され、軸長方向への相対移動可能に組み合わされた内筒２２及び外筒２３を備えている。コラムハウジング２の上部を車体に支持するアッパブラケット３は、外筒２３の中途部に固設されており、コラムハウジング２に下向きに加わる所定限度を超える力の作用により、車体にカプセル３０を残して下方に離脱する公知のブレークアウエイブラケットとして構成されている。
【００２１】
図２は、内筒２２及び外筒２３の嵌合部分を一部破断して示す斜視図である。本図に示す如く内筒２２及び外筒２３は、共に薄肉の円筒体であり、下側に位置する内筒２２には、外筒２３に嵌め込まれた上端部近傍に、周方向に等配をなして複数の外向き突起２４，２４…が設けてあり、上側に位置する外筒２３には、内筒２２の嵌め込み口が開口する下端部近傍に、周方向に等配をなして複数の内向き突起２５，２５…が設けてある。
【００２２】
図２に示す如く、外向き突起２４，２４…は、内筒２２の上端近傍の周壁を、軸長方向に円弧状に湾曲する形態に外向きに突出させて形成され、外側に対向する外筒２３の内周面に圧接させてある。また内向き突起２５，２５…は、外筒２３の下端近傍の周壁を軸長方向に円弧状に湾曲する形態に内向きに突出させて形成され、内側に対向する内筒２２の外周面に圧接させてある。即ち、内筒２２及び外筒２３の嵌合部において、内筒２２に設けられた外向き突起２４，２４…の外筒２３への圧接位置は、外筒２３に設けた内向き突起２５，２５…の内筒２２への圧接位置よりも内奥側に設定されている。
【００２３】
以上の如き形態をなす外向き突起２４，２４…は、適宜の治具を用いた内筒２２の内側からのかしめにより、同じく内向き突起２５，２５…は、適宜の治具を用いた外筒２３の外側からのかしめにより、夫々一括して形成することができる。このように形成される外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…の圧接強さは、かしめ荷重の管理により正確に設定することが可能であり、内筒２２及び外筒２３は、これらの軸長方向に加わる力の作用により、外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…の圧接部における摺動抵抗を伴って相対移動することができる。
【００２４】
なお、図２には、各２つの外向き突起２４，２４及び内向き突起２５，２５が示されており、周方向に各４つの外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…が並設されていることとなるが、これらの並設数は、４つに限らず、適宜に選定することができる。但し、内筒２２と外筒２３との同心性を保つ作用をなすためには、各３つ以上の並設数が必要である。また特許文献１に開示されているように、同心性を保つための専用の突起又は突状を外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…とは別個に設けるようにしてもよい。
【００２５】
また、図２においては、外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…が、周方向位置を合わせて示してあるが、これらは、周方向に異なる位置に配設されていてもよく、更に、外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…の形状は、図２に示す形状に限らず、適宜の形状となし得ることは言うまでもない。
【００２６】
以上の如き内筒２２及び外筒２３を備えるコラムハウジング２には、車両の前面衝突時に、前方への慣性の作用によりステアリングホイール１０に運転者が衝突（二次衝突）したとき、軸長方向下向きに押圧する力が加わる。
【００２７】
このとき、前述の如くブレークアウエイブラケットとして構成されたアッパブラケット３が車体から離脱し、該アッパブラケット３による拘束が解除された外筒２３は、前記押圧力の作用により内筒２２に対して摺動しつつ下方に相対移動し、コラムハウジング２が短縮せしめられる。この短縮は、内筒２２の外向き突起２４，２４…及び外筒２３の内向き突起２５，２５…の圧接部における摺動抵抗を伴って、図１中にＳとして示す摺動ストローク間にて生じ、二次衝突に伴う衝撃のエネルギが吸収される。この間、ステアリングホイール１０に衝突した運転者には、前記摺動抵抗が反力として加わるのみであり、該運転者は、大なるダメージを受けることなく二次衝突よる衝撃から保護される。
【００２８】
図３は、内筒２２と外筒２３との摺動を伴って生じるコラムハウジング２の短縮動作の説明図であり、図３（ａ）は、短縮開始前の状態が、図３（ｂ）は、短縮動作中の状態が夫々示されている。
【００２９】
図１に示す如くコラム軸２は、ステアリングホイール１０の取付け側を上向きとした傾斜姿勢に支持されているため、二次衝突に伴ってステアリングホイール１０に加わる衝撃力の方向は、図１中に白抜矢符にて示す如く、軸長方向に対して適宜の角度を有する方向となることが多く、この場合コラム軸２には、図３（ｂ）に示す如く、前記衝撃力Ｆの軸方向分力Ｆ_１ と共に径方向分力Ｆ_２ が加わる。
【００３０】
このとき、衝撃力Ｆの軸方向分力Ｆ_１ は、内筒２２と外筒２３とを前述した摺動抵抗下にて相対移動させ、図３（ｂ）に示す如くコラム軸２を短縮させる作用をなすのに対し、径方向分力Ｆ_２ は、内筒２２と外筒２３との嵌合部にこじれを発生させて、内筒２２の外向き突起２４，２４…と外筒２３との圧接部、及び外筒２３の内向き突起２５，２５…と内筒２２との圧接部での抵抗を伴って生じる内筒２２と外筒２３との摺動を阻害する作用をなす。
【００３１】
この摺動阻害は、コラム軸２の短縮が進行するに従って顕著になるが、本発明に係るステアリング装置においては、図３（ａ）及び（ｂ）の比較により明らかな如く、前述の如く形成された外向き突起２４，２４…の圧接部と内向き突起２５，２５…の圧接部との間の軸長方向の離隔長さＬが、外筒２３の移動によるコラム軸２の短縮の進行に伴って増大し、このような離隔長さＬの増大が、前述したこじれに対する抵抗となる。
【００３２】
従って、前記こじれの影響による内筒２２と外筒２３との間の摺動阻害を軽微に抑えることが可能となり、コラム軸２の内筒２２と外筒２３とは、外向き突起２４，２４…及び内向き突起２５，２５…の圧接部に予め設定された抵抗を維持し、摺動ストロークＳの全長に亘って略一定の抵抗下にて摺動することとなり、摺動抵抗の急増による運転者のダメージの増加を未然に防止することができる。
【００３３】
また、組み付け時における離隔長さＬを短く設定し得ることから、コラムハウジング２の上半部の限定された長さ範囲内において、内筒２２と外筒２３との摺動ストロークＳを十分に長く設定することができ、この摺動ストロークＳと摺動抵抗との積として与えられる衝撃エネルギの吸収量を十分に大きく設定することが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係るステアリング装置においては、コラムハウジングの内筒及び外筒の摺動による二次衝突の衝撃吸収を、衝撃力の作用による内筒と外筒との間のこじれの影響を軽微に抑えて確実に行わせることができ、運転者の安全確保に有用である等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るステアリング装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】コラムハウジングを構成する内筒及び外筒の嵌合部分を一部破断して示す斜視図である。
【図３】コラムハウジングの短縮動作の説明図である。
【符号の説明】
１ コラム軸
２ コラムハウジング
６ 舵取機構
１０ ステアリングホイール
２２ 内筒
２３ 外筒
２４ 外向き突起
２５ 内向き突起

Claims (2)

1. ステアリングホイールの回転トルクを舵取機構に伝達するコラム軸を、適長に亘って内外に嵌合された内筒及び外筒を備えるコラムハウジングの内部に支持してなり、車両の衝突時に前記ステアリングホイールを介して前記コラム軸に加わる二次衝突の衝撃エネルギを、前記内筒及び外筒間に所定の抵抗下にて生じる軸長方向の摺動により吸収するステアリング装置において、
   前記外筒の内周面に内向きに突設され、前記内筒の外周面に圧接する内向き突起と、
   前記内筒の外周面に外向きに突設され、前記外筒の内周面に前記内向き突起の突設位置よりも軸長方向の内奥側にて圧接する外向き突起とを備え、
   前記内筒及び外筒の摺動が、前記内向き突起及び外向き突起の圧接部での抵抗下にて生じるようになしてあることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記内向き突起は、前記外筒の周壁を外側からかしめて形成してあり、前記外向き突起は、前記内筒の周壁を内側からかしめて形成してある請求項１記載のステアリング装置。

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