JP2005335537A - ステアリング支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 チルト調整角を従来よりも大きく設定し得るステアリング支持構造を提供する。
【解決手段】 ステアリングクロスメンバ１１を、車体の幅方向に沿って配置され車体フレームに固定的に支持される固定軸部１１ａと、該固定軸部に回転可能に嵌合される可動軸部１１ｂとに分割する。可動軸部１１ｂにステアリングコラム１２を結合することにより、該ステアリングコラムをステアリングクロスメンバ１１の軸線の回りに揺動可能とする。さらに、可動軸部１１ｂと固定軸部１１ａとの間に、可動軸部１１ｂを固定軸部１１ａに解除可能に係止する係止部２０を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の幅方向に配置されるステアリングクロスメンバでステアリングコラムを支持するステアリング支持構造に関し、特に、ステアリングホイールの高さ位置を調整可能とするチルト機構が組み込まれたステアリング支持構造に関する。

車両の操舵装置では、ステアリングホイールのようなハンドルが固定されるステアリングシャフトは、ステアリングコラムに回転可能に収容されている。ハンドルが操作されると、ハンドルの操作量に応じてステアリングシャフトがその軸線の回りに回転し、該ステアリングシャフトの回転量に応じて操舵輪の方向が変化する。

ステアリングシャフトを回転可能に収容するステアリングコラムは、車体フレームに固定された管状の単一部材から成るステアリングクロスメンバに支持されている。このステアリングコラムをステアリングクロスメンバで支持するステアリング支持構造に、ステアリングホイールの高さ位置を調整可能とするチルト機構を組み込んだものがある（例えば、特許文献１参照。）。

チルト機構が組み込まれた従来のステアリング支持構造１では、図７に示すように、ステアリングクロスメンバ２にロアブラケット３およびアッパブラケット４が固定されている。ロアブラケット３には、ステアリングコラム５を支持するための支持ブラケット６が取り付けられており、該支持ブラケットは、その撓み結合部６ａでステアリングコラム５の傾動を許すように、該ステアリングコラムに結合されている。また、アッパブラケット４には、チルト角を調整可能に位置決めるための位置決め機構７が設けられている。この位置決め機構７のレバー７ａを操作することにより、ステアリングコラム５の傾斜角すなわちチルト角をハンドル最下位置５ａおよびハンドル最上位置５ｂ間で変更することができる。

また、ステアリングコラムを支持するステアリングクロスメンバに、車両の衝突時に乗員の膝に加わる衝撃力を緩和するためのニープロテクタを設けることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２０００−１１７２号公報 特開２００３−２２０９１４号公報

しかしながら、従来の前記ステアリング支持構造１では、支持ブラケット６を支点として該支持ブラケットの撓み結合部６ａの撓み変形でステアリングコラム５の傾動が許されることから、撓み結合部６ａの強度上、チルト調整角に強い制限を受ける。また、ステアリングコラム５は、ステアリングクロスメンバ２を支点として揺動することなく、支持ブラケット６の撓み結合部６ａを支点として揺動することから、ステアリングコラム５の最下位置５ａでは、ステアリングコラム５がステアリングクロスメンバ２の下方空間に大きく張り出すこととなり、ステアリングクロスメンバ２下の運転操作に必要な有効空間高さが狭められることから、チルト調整角に強い制限を受ける。そのため、従来の前記ステアリング支持構造１は、チルト調整角を大きく設定することに困難があった。

そこで、本発明の目的は、チルト調整角を従来よりも大きく設定し得るステアリング支持構造を提供することにある。

本発明は、車体の幅方向に配置されたステアリングクロスメンバを用いてステアリングコラムを支持するステアリング支持構造であって、ステアリングクロスメンバを、車体の幅方向に沿って配置され車体フレームに固定的に支持される固定軸部と、該固定軸部に回転可能に嵌合される可動軸部とに分割し、該可動軸部にステアリングコラムを結合することにより、該ステアリングコラムを可動軸部の軸線の回りに揺動可能とし、前記可動軸部と前記固定軸部との間に前記可動軸部を前記固定軸部に解除可能に係止する係止部を設けたことを特徴とする。

本発明に係るステアリング支持構造では、ステアリングコラムはステアリングクロスメンバの固定軸部を支点としてその回りに揺動可能であり、該固定軸部とステアリングコラムが固定された可動軸部との間に設けられた係止部の操作によって、ステアリングコラムの傾斜角の変更が可能となる。

従って、本発明によれば、ステアリングコラムの揺動が従来のようなブラケットの撓み変形を伴うことがないので、この撓み変形に起因する強度上の制限を受けることなく、またステアリングコラムの揺動中心がステアリングクロスメンバの固定軸部となることから、該固定軸部の下方空間がステアリングコラムの揺動に応じて従来のように大きく変化することはなく、従来よりも大きなチルト角の設定が可能となる。

以下、本発明の特徴を図示の実施例に沿って詳細に説明する。

本発明に係るステアリング支持構造１０は、図１に示すように、円形横断面形状を有する管状のステアリングクロスメンバ１１を介してステアリングコラム１２を図示しない車体フレームに揺動可能に支持する。ステアリングコラム１２内には、従来よく知られるステアリングシャフト１３が同軸的に回転可能に支承されており、該ステアリングシャフトの突出端にはステアリングホイール１４（図６参照）が固定されている。また、ステアリングコラム１２の他端は、図示しないが従来よく知られたユニバーサルジョイントを介して、操舵装置の例えばステアリングタイロッドに連結されている。

ステアリングクロスメンバ１１は、図１および図２に示すように、それぞれが円形横断面形状を有し互いに端部を対向させて配置される一対の固定軸部１１ａ、１１ａと、該両固定軸の互い対向する端部を覆いかつ該固定軸部に回転可能に嵌合する円形横断面形状を有する可動軸部１１ｂとを有する。

両固定軸部１１ａは、それらの軸線を一致させかつ端部が互いに間隔をおくように、前記車体フレームに固定されており、各対向端部の近傍部分には、互いに共同して環状の凹溝１５を形成するための凹溝が形成されている。また、両固定軸部１１ａに嵌合される可動軸部１１ｂは、図示の例では、円筒部材を軸線方向に縦割りして得られる一対の半円部材１６を接合して形成されており、各半円部材１６の内周面には、図２に示すように、固定軸部１１ａの環状凹溝１５内に突出する弧状の突起１７が形成されている。この環状凹溝１５と突起１７との係合により、可動軸部１１ｂは固定軸部１１ａの軸線方向の移動を規制され、該固定軸部の軸線の回りに回転可能に保持されている。

可動軸部１１ｂには、図１および図２に示すように、ステアリングコラム１２が、可動軸部１１ｂに固定された固定ブラケット１８を介して、可動軸部１１ｂと一体的にステアリングクロスメンバ１１の軸線の回りに回動可能に結合されている。また、図１および図２に明確に示されているように、可動軸部１１ｂには、ステアリングコラム１２の両側で下方に伸長する一対のニープロテクト１９、１９が固定されている。図示の例では、ニープロテクト１９、１９は、従来よく知られているように、変形によって衝撃を吸収可能の板状金属部材を曲げ形成することにより形成されている。これら両ニープロテクト１９、１９も可動軸部１１ｂと一体的に回動する。

従って、可動軸部１１ｂに固定されたステアリングコラム１２およびニープロテクト１９、１９は、ステアリングクロスメンバ１１の軸線の回りに可動軸部１１ｂと一体的に回動可能であり、この回動によってステアリングコラム１２のチルト角が変更可能となる。

このチルト角の調整のために、一方の固定軸部１１ａと、可動軸部１１ｂとの間には、図１および図３に示すように、係止部２０が設けられている。係止部２０は、図３に示すように、可動軸部１１ｂおよび一方の固定軸部１１ａの重複領域で、この一方の固定軸部１１ａに上下方向に整合して形成された貫通孔２１、２１と、該貫通孔を貫通して配置される操作軸２２と、該操作軸の貫通を許しかつ可動軸部１１ｂの固定軸部１１ａの回りの回動を許すべく可動軸部１１ｂに形成される一対のスリット２３とを備える。両スリット２３は、可動軸部１１ｂの直径方向の互いに対向する位置で該可動軸部の周方向へ伸びるように、可動軸部１１ｂを構成する各半円部材１６に形成されている。

図１に示すように、一方の半円部材１６に形成された一方のスリット２３の両縁部には、該スリットの伸長方向すなわち可動軸部１１ｂの周方向へ互いに間隔をおいて配置される複数の係止溝２４が互いに対をなして形成されている。

再び図３を参照するに、操作軸２２の可動軸部１１ｂからの突出部には、該操作軸の軸線の回りの回動を許しかつステアリングクロスメンバ１１からの脱落を防止するための上方および下方の各係止フランジ２５ａ、２５ｂがそれぞれ形成されている。また、操作軸２２の最下端には、操作軸２２を回転操作するためのチルトレバー２６が操作軸２２と直角になるように固定されている。

上方の係止フランジ２５ａは円形フランジであり、係止部２０をその分解状態および組み立て状態で表す図４（ａ）および図４（ｂ）に示されているように、円形フランジ２５ａの周面には、その直径方向に対向する一対の傾斜カム部材２７（図には、その一方が示されている。）が形成されている。また、係止フランジ２５ａから突出する操作軸２２の先端には、操作軸２２の先端に形成されたねじ溝２８に螺合するばね座２９が固定されており、操作軸２２の係止フランジ２５ａとばね座２９との間には、操作軸２２に回転可能にかつ該操作軸の軸線方向へ移動可能の係止部材３０が嵌合されている。この係止部材３０には、係止溝２４に係合可能に一対の爪３１が形成されている。また、係止部材３０の周面の一対の爪３１の間には、傾斜カム部材２７に当接可能のカムフォロア３２が形成されている。ばね座２９と係止部材３０との間には、係止部材３０を係止フランジ２５ａに向けて押圧する圧縮コイルばね３３が配置されている。

コイルばね３３は、そのばね力によって係止部材３０を係止フランジ２５ａに向けて押圧することにより、該係止フランジの一対の爪３１を対応する係止溝２４に係合させる。また、係止フランジ２５ａに形成された傾斜カム部材２７は、チルトレバー２６の操作によって操作軸２２がその軸線の回りに一方向へ回転操作されたとき、操作軸２２と一体的に該操作軸の回りに回動することにより、係止部材３０のカムフォロア３２と共同して、係止部材３０の一対の爪３１が係止溝２４から退出するように、コイルばね３３のばね力に打ち勝って係止部材３０を係止フランジ２５ａから離れる方向へ移動させる。このチルトレバー２６の操作により、一対の爪３１と係止溝２４との係合を一時的に解除することができ、この解除状態でステアリングコラム１２を固定軸部１１ａの軸線のまわり、すなわちステアリングクロスメンバ１１の軸線の回りに揺動させた後、一対の爪３１と、対応する他の係止溝２４とを係合させることにより、この係合によって規定されるチルト角に変更することができる。

図３には、ステアリングの最下位置に対応する最小チルト角のステアリングコラム１２の姿勢（チルトダウン）が符号１２ａで示され、最上位に対応する最大チルト角のステアリングコラム１２の姿勢（チルトアップ）が符号１２ｃで示され、中間位置に対応する中間チルト角のステアリングコラム１２の姿勢（ニュートラル）が符号１２ｂで示されている。また、図３には、ステアリングコラム１２を覆うべく該ステアリングコラムに固定されたコラムカバーが符号３４で示されている。

図５には、ステアリングコラム１２が最小チルト角、中間チルト角および最大チルト角にあるときのニープロテクト１９の姿勢がそれそれ符号１９ａ、１９ｂおよび１９ｃで示されている。

本発明に係るステアリング支持構造１０では、前記したように、ステアリングクロスメンバ１１の軸線回りにステアリングコラム１２を揺動可能とすることができ、チルトレバー２６の回転操作により、コイルばね３３のばね力に打ち勝って、係止部材３０の一対の爪３１とスリット２３の係止溝２４との係合を一時的に解除することができ、この解除状態でステアリングコラム１２をステアリングクロスメンバ１１の軸線回りに揺動させた後、一対の爪３１と係止溝２４とを係合させることにより、チルト角を係止溝２４によって規定される所定のチルト角に変更することができる。

従って、本発明によれば、ステアリングコラム１２の揺動が従来のようなブラケットの撓み変形を伴うことがないので、この撓み変形に起因する強度上の制限を受けることなく、またステアリングコラム１２の揺動中心がステアリングクロスメンバ１１の固定軸部１１ａとなることから、ステアリングクロスメンバ１１の下方空間がステアリングコラム１２の揺動に応じて従来のように大きく変化することはなく、従来よりも大きなチルト角の設定が可能となる。

また、ニープロテクト１９をステアリングコラム１２と一体的に移動可能となるように可動軸部１１ｂに固定したことから、乗員のサイズに応じてチルト角を変更することにより、チルト角の変更と同時にニープロテクト１９の姿勢を乗員のサイズに応じて適正に変更することができ、これにより衝突時に乗員の大腿部に作用する荷重を乗員のサイズに応じて効率良く吸収することができる。

図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）は、それぞれ乗員３５のサイズが標準（ＪＭ５０サイズ）、小型（ＡＦ０５サイズ）および大型（ＡＭ９９サイズ）のとき、それぞれに適したチルト調整角を示す。図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）は、図３および図５にそれぞれ示した中間チルト角の姿勢（１２ｂ、１９ｂ）、最小チルト角姿勢（１２ａ、１９ａ）および最大チルト角姿勢（１２ｃ、１９ｃ）に対応する。

前記したところでは、係止部２０の係止機構としてカム機構の例を示したが、前記したカム機構に限らず種々の係止機構を採用することができる。

また、ステアリングクロスメンバを一対の固定軸部と該固定軸部の互いに対向する両端部に回転可能に支持された可動部とで構成した例を示したが、両固定軸部を一体に連続して形成し、この一体の固定軸部に可動軸部を回転可能に嵌合することができる。しかしながら、ステアリングクロスメンバの軽量化を図る上で、図示のとおり互いに間隔をおく一対の固定軸部を採用することが望ましい。

本発明に係るステアリング支持構造を概略的に示す斜視図である。 図１に線II−IIに沿って得られた断面図である。 図１に線III−IIIに沿って得られた断面図である。 図４（ａ）は図１に示した係止部を分解して示す斜視図であり、図４（ｂ）は係止部の組み付け状態を概略的に示す模式図である。 図１に示したチルト角変化に伴うニープロテクタの姿勢変化を示す図３と同様な図面である。 図６（ａ）、図６（ｂ）および図６（ｃ）はそれぞれ本発明に係るステアリング支持構造のニュートラル時、チルトダウン時およびチルトアップ時におけるそれぞれのステアリングおよびニープロテクタの姿勢を示す模式図である。 従来のステアリング支持構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ ステアリング支持構造
１１ ステアリングクロスメンバ
１１ａ ステアリングクロスメンバの固定軸部
１１ｂ ステアリングクロスメンバの可動軸部
１２ ステアリングコラム
１９ ニープロテクト
２０ 係止部

Claims (3)

1. 車体の幅方向に配置されたステアリングクロスメンバでステアリングコラムを支持するステアリング支持構造であって、前記ステアリングクロスメンバは、車体の幅方向に沿って配置され車体フレームに固定的に支持される固定軸部と、前記ステアリングコラムが固定されかつ前記固定軸部に回転可能に嵌合され、前記固定軸部の回りの回動により前記ステアリングコラムの揺動を許す可動軸部とを備え、前記可動軸部と前記固定軸部との間には前記可動軸部を前記固定軸部に解除可能に係止する係止部が設けられていることを特徴とするステアリング支持構造。
2. 前記可動軸部には、乗員の膝を保護するためのニープロテクタが固定されている請求項１記載のステアリング支持構造。
3. 前記係止部は、前記可動軸部および前記固定軸部の重複領域で前記固定軸部の直径方向へ整合して該固定軸部に形成された貫通孔と、該貫通孔を貫通する操作軸と、前記可動軸部に形成され、前記操作軸の軸線の周りおよび該軸線方向へ移動を許すべく前記操作軸の貫通を許しかつ前記可動軸部の前記固定軸部の回りの回動を許すべく前記可動軸部の周方向に伸びる一対のスリットであってその一方のスリットの縁部に該スリットの伸長方向へ互いに間隔をおいて配置され前記スリットの幅方向外方へ伸びる係止溝が形成されたスリットと、前記係止溝に係合可能の爪が設けられ、前記操作軸に該操作軸の軸線方向および該軸線の回りに回動可能に嵌合された係止部材と、該係止部材の前記爪を前記係止溝に係合させるべく前記係止部材を前記係止溝へ向けて押圧するためのばね部材と、前記係止部材と前記操作軸との間に設けられ、ステアリングのチルト角の変更のために前記操作軸がその軸線の回りに回転操作されたとき前記ばね部材の押圧力に打ち勝って前記係止部材の前記爪を前記係止溝との係合から解除させるべく前記係止部材を前記操作軸の軸線方向に沿って前記係止溝から離れる方向へ移動させるカム機構とを有する請求項１に記載のステアリング支持構造。
   

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