JP2005525958A - 車両の操縦組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】中空の下側案内部分７と、該案内部分内に少なくとも部分的に嵌まり且つ、該案内部分から離れるように伸びる中空の上側シュラウド部分１０と、少なくとも１つの上側部分２及び下側部分１を有し、該上側部分が下側部分と協働し、該２つの部分が案内部分及び上側シュラウド部分を貫通して伸びる、伸縮式の操縦軸１、２と、案内部分内の座部にて支持され且つ、下側操縦軸の部分に対する軸方向位置を提供する下側軸方向軸受１６と、上側シュラウドの座部にて支持され且つ、上側操縦軸部分に対する軸方向位置を提供する上側軸方向軸受１７とを備え、案内部分が、上側シュラウドの相補的な弧状の案内壁と協働する少なくとも１つの弧状案内壁を有して、接触面を画成し、事故時、該接触面に沿って上側シュラウド部分が、案内部分に対し摺動し得るようにされた、組立体である。

Description

本発明は、乗用車のような道路走行車両用の改良された操縦組立体に関する。本発明は、特に、電力支援型操縦（ＥＰＡＳ）型の操縦組立体に関する。

ＥＰＡＳ組立体は、歯車箱を通じて作用する電気モータと、選択的に、車両の操縦軸に支援トルクを付与するクラッチとを備えている。運転者は、操縦ハンドルにトルクを加えて、そのトルクが操縦軸に伝達されることで操縦軸を回転させる。モータによって加えられた支援トルクは、運転者が操縦ハンドルを回すのを助け、車両を操縦するのに必要な力を軽減する働きをする。

操縦軸及びモータは、車両の通常の運転の間、互いに対し一定の位置に正確に保持する必要がある。しかし、車両の急激な減速を伴う事故の場合、操縦組立体は、収縮して操縦ハンドルの運転者の体重の下、車両の前方に向けて動くのを許容することが望ましい。このことは、従来、多くの仕方にて実現されていた。１つの配置において、操縦軸は、その長さに沿って弱体部を有する単一の構成要素として製造され、力が操縦ハンドルに加えられたとき、該操縦軸が制御されて変形することにより軸方向に収縮するのを許容する。１つの代替例において、２つの部分から成る操縦軸を提供し、その一方の部分は、操縦ハンドルに力が加えられたとき、他方の部分の上を軸方向に摺動するようにすることが知られている。

操縦軸が収縮するのを許容すると共に、軸を包込み且つ支持するシュラウドが収縮するのを許容することが重要である。かかる配置の一例は、当該出願人の先の出願である英国特許出願第９７１６７４７．２号に教示されている。該出願に記載された組立体において、シュラウドは、２つの部分にて提供され、その一方の部分が他方の部分内に摺動する。操縦軸を配置するため、下側部分（操縦ハンドルから最も離れた部分）は、操縦軸を隔たった位置に支持する２つの環状軸受を有している。

幾つかの適用例、典型的に、高級仕様車において、操縦ハンドルは、その運転者に対する傾度（ｒａｋｅ）及び距離（ｒｅａｃｈ）の双方に対し調節可能であることも望ましい。距離を調節するためには、操縦ハンドルが運転者から離れ又は運転者に向けて軸方向に動くことが必要である。かかる範囲の調節は、運転者がより快適な運転姿勢をとることを許容する。このことは、操縦組立体の設計を更に複雑なものにする。

多くの場合、収縮可能な組立体が配置可能である空間は極めて制限されていることがしばしばである。この空間の少なくとも一部は、電気モータ及びそのハウジングが占め、十分な衝突の保護を講じることは、従来の非支援型操縦システムの場合よりもより厳しい条件を課すことになる。

本発明の第一の側面によれば、本発明は、車両用の操縦組立体であって、
中空の下側案内部分と、
該案内部分内に少なくとも部分的に嵌まり且つ、該案内部分から離れるように伸びる中空の上側シュラウド部分と、
少なくとも１つの上側部分及び下側部分を有し、該上側部分が下側部分と協働し、該２つの部分が案内部分及び上側シュラウド部分を貫通して伸びる、伸縮式の操縦軸と、
案内部分内の座部にて支持され且つ、下側操縦軸の部分に対する軸方向位置を提供する下側軸方向軸受と、
上側シュラウドの座部にて支持され且つ、上側操縦軸部分に対する軸方向位置を提供する上側軸方向軸受と、を備え、
更に、案内部分が、上側シュラウドの相補的な弧状の案内壁と協働する少なくとも１つの弧状案内壁を有して、接触面を画成し、事故時、該接触面に沿って上側シュラウド部分が、案内部分に対し摺動し得るようにされた、車両用の操縦組立体を提供する。

従って、本発明は、事故時、狭小な空間内にて操縦ハンドルが軸方向に動くことを許容し且つ、組立体の構成要素部品の正確な整合状態を保つことを可能にする操縦組立体を提供する。

案内部分の案内壁と直接協働する上側シュラウド部分の案内壁を提供することにより、上側シュラウドを案内部分に対し整合させる過程は簡略化される。
最も便宜な配置において、案内部分の案内壁は一定の半径の少なくとも１つの面を画成し（第一の筒体の一部分を画成する）一方、上側シュラウドの案内壁は一定の半径の少なくとも１つの面を画成し（第二の筒体の一部分を画成する）、双方の壁は、実質的に同一の半径を有する。案内壁の回転軸線は、上側及び下側軸受座部の軸方向中心と一致し且つ、操縦軸の軸線と整合されることが好ましい。このように、２つの壁が接触するとき、軸受の座部、従って操縦軸が正確に整合されることが保証される。

案内部分の壁は、上側シュラウド部分の壁と直接接触することができる。１つの代替例において、壁の間に取り込まれるシムを２つの部分の間に装着することができる。該シムはスチールシートを備えることができる。該シムを案内部分の弧状壁に接着し又はその他の方法で固定することができる。

弧状壁は２つの部分の間に接触円弧を提供し、該接触円弧は、該２つの部分が互いに対して動くとき、２つの部分を軸方向に整合した状態に保つ。事故時、１つの壁は他方の壁上を摺動し得るようにされ、これら壁は２つの部分の動きを制限する。

弧状壁は比較的簡単に高精度に製造できるから、該弧状壁を提供することは特に便宜である。上側シュラウドの壁と協働する弧状壁を案内部分に提供することにより、２つの部分が同心状であることを保証することは比較的簡単である。このことは、上側及び下側軸受を同心状に形成することも保証し、このことは、操縦軸がモータハウジングと正確に整合されることを更に保証することになる。

案内部分は、鋳造金属又はプラスチック或いは複合的構成要素を備えることができる。案内部分はアルミニウムにて鋳造されることが好ましい。弧状壁は、鋳造後、鋳造品を穿孔することにより形成することができる。

案内部分を貫通するように穿孔することにより弧状壁が形成されるならば、同一の工具を使用して下側軸受に対する座部を便宜に形成することができる。このことは、弧状壁及び軸受座部が同心状であり、また、この軸受により支持された操縦軸の下側部分も弧状壁と同心状であることを保証することになる。

このように、案内部分の壁及び下側軸受座部は、製造中、単一の工具を使用して機械加工することができる。明らかに、一定の半径の弧状壁を提供することは特に便宜である。しかし、本発明の整合の有利な効果を実現するために壁が一定の半径を有する必要はない。

下側軸受に対する軸受座部は、弧状壁よりも大きい直径を有し、案内部を通じて完全に穿孔し、その後に座部を形成することにより、壁を形成することを許容することができる。このことは、案内部材を製造するコストを著しく削減することになる。この場合、弧状壁は、軸受座部が形成される前、案内部材の全長に沿って伸びることになろう。

穴は、一側部にて開放し、案内部分がその長さに沿って全体としてＣ字形の断面を有する細長い部材を備えるようにすることができる。例えば、断面の開放した側部と反対側の案内部分の内壁に鋳造によりスロットを形成することができる。この場合、案内部分は共通の軸線を有する等しい半径の２つの弧状内面を画成し、１つの部分がスロットの各側部に設けられるようにする。双方の内面は共に案内部分の弧状壁を画成し、上側シュラウド部分を配置する。

また、Ｃ字形案内部の開放した一側部を他方の側部に接続する１つ以上の締付けボルトを設けることができ、１つ以上のボルトを締結して、案内部の両側部を共にボルトの周りに設けられた締付けボルトポストに締結することができる。このことは、案内部分の構造を強化することを助ける。

上側シュラウドは、円筒状部材又は管を備え、該管の外半径が案内部分の弧状壁の半径と同一（又は僅かにそれ以下）であるようにすることができる。管状部材の外壁は、案内部分に嵌まる、上側シュラウド部分の弧状壁を画成する。上側シュラウド部分は、案内部分の穴内に正確に滑り嵌めすることが最も好ましい。低級管が使用される場合、管の外面を機械加工することが望ましい。管の内壁は上側軸受ハウジングに対し要求される座部を提供する。

上側軸受は、管状上側シュラウド部分の穴内に座すことができる。上側軸受は、上側シュラウド部分の開放した上端に実際上、可能な限り近い位置に配置することができる。このことは、上側及び下側軸受が可能な限り隔てられることを保証する。

上側シュラウド部分の下端近くに更なる中間軸受を設けることができる。
事故時、上側シュラウドは、案内部分内に自由に動き得なければならない。このため、２つの部分は、事故時、動くことを許容する一方にて、通常、２つの部分が相対的に軸方向に動くのを阻止する整合手段により支持されなければならない。例えば、６５ｍｍのような、要求される動作量は、上側シュラウド部分及び案内部分の案内面の最小軸方向長さを決定する。

整合手段は、１つ以上の固定ボルトを備えることができ、該固定ボルトは、２つの案内壁を互いに付勢して、通常の使用時に存在する軸方向の最大力よりも大きいが、事故時に加えられる力よりも小さい、摩擦力をその両者の間に提供する。

また、上側シュラウドと操縦軸の上側部分との間には、軸受を介して作用し、操縦軸の上側部分を操縦軸の下側部分に対し支持するばねを設けることができる。
上側シュラウド部分を案内部分に接続し、事故時、上側シュラウドが案内部分内に更に移動するとき、変形するエネルギ吸収部材を設けることができる。この部材は、該締め付けボルト又は各々の締め付けボルトの周りを通り且つ、上側シュラウドの下端上に掛止する金属片を備えることが便宜である。シュラウドが案内部分内に移動するとき、該片は曲がってエネルギを吸収する。

該片の幅及び（又は）厚さは、組立体が収縮する間、エネルギの吸収率を制御し得るようにその長さに沿って変更可能である。
この構造は、伸縮式（傾度）にのみ調節可能である「単一調節」型の操縦ハンドルと共に使用するのに特に効果的である。

１つの改変例において、エネルギ吸収部材は、案内部分内に収容され、締め付けボルト又は固定ボルトに装着されたプーリーの周りに巻かれる非延伸性部材を備えることができる。

好ましくは、ループの固定端部を固定パネルの穴内に掛止し、ループの自由端は第二の掛止部内に形成され、該第二の掛止部は、衝突収縮する初期の段階の間、小さいアンカーポストから巻き戻される。

別の構造において、エネルギ吸収部材は、上側シュラウドが衝突時、強制的に縮退するとき、フランジ付きハブの周りに巻かれるワイヤーループを備えている。
この構造は、伸縮式（傾度）に調節可能であり且つ、傾き（距離）が調節可能である「二重調節」型の操縦組立体にて利用することができる。

かかる組立体において、「距離」（すなわち、コラムの長さ）の初期の調節位置に関係なく、衝突時、収縮力（ワイヤーをハブの周りに強制的に巻くことにより発生される力）と収縮距離との間に、同一の関係が存在することを保証することが理想的である。このことを実現するために、ハブは、細長い楕円形の形態に形成され、該楕円形の中心は、距離を調節する間、ハブが固定ボルトに対して長手方向に動くのを許容するスロットを有している。

衝突時、ハブは、コラムの案内部分に対し固定されたままであり、該コラムの案内部分は、固定ボルトの拡大内側フランジに形成された歯が係合する歯をその内縁部に沿って有するため、衝突時、静止している。

単一調節型の操縦組立体の場合と同様に、ワイヤーループの一端は、上側コラム管に溶接された通路部分と一体のポストに固定されている。選択的に、ループの他端は、同様に同一の通路と一体である第二のポストの周りに部分的に巻かれ、該他端は、衝突収縮する間、最初の数ｍｍまで、更なる収縮力を提供する。このことは、エアバッグが展開するときの爆発性反動に抵抗することになる。

選択的に、通常の運転中、必要とされる長手方向力の抵抗力をコラムに提供するため、フランジ付きハブと通路との間に小さいせん断ピンを配置することができる。この手段により、通路に対するワイヤー端部の取り付け箇所とハブとの間にラッシュ無しの嵌まり状態を有する必要性が回避される。

板ばね型ばねが固定ボルトのヘッド部と歯付きフランジハブとの間に作用して、固定機構が解放されたとき、距離−固定歯が完全に非係合状態となることを保証することができる。

小さいゴム成形品をフランジ付きハブのスロットの各端部に挿入し、距離調節の限界にて大きい衝撃騒音を防止する「軟らかい停止部」を提供することもできる。
操縦軸の下側部分は、操縦軸の上側部分の穴と摺動可能に係合することができる。下側部分（又は上側部分）の１つ以上のスプライン部が上側部分（又は下側部分）の１つ以上のスロットと協働して、その２つの部分の相対的回転を防止することができる。

非係止位置にあるとき、操縦軸の上側部分が上側シュラウドに対して回転するのを許容し、また、係止位置にあるとき、上側シュラウドと操縦軸の上側部分との相対的な回転を阻止する操縦係止機構を設けることができる。

係止部が提供される場合、整合手段は、上側シュラウド部分が案内部分に対して回転するのを阻止し得るようにすることができる。整合手段は、泥棒が操縦ハンドルに、てこ力を加えて上側シュラウドに加える全てのトルクに抵抗する。従って、この整合手段は、少なくとも２００Ｎｍ以上のトルクに抵抗し得なければならない。

このため、整合手段は、上側シュラウド部分に設けられた案内レールを備えることができ、該案内レールは、案内部分の開放した側部と反対側のＣ字形案内部の内壁に形成された相応する案内スロット内に嵌まる。固定ボルトはレールをスロット内に固定する。

組立体は、電力支援型操縦組立体の一部分を備えることが好ましい。従って、案内部分は、案内部分を電気モータのハウジングに固着する１つ以上の取り付け部分を含むことができる。案内部分をモータハウジングにしっかりと固着することができる。案内部分は、例えば、モータハウジングにボルト止めし又は溶接し或いはその他の方法で固着することができる。

モータの出力軸は、下側操縦軸の部分の下端と協働することができ、該下側操縦軸部分は案内部分からモータハウジング内に伸びている。ハウジングは、操縦軸により支承されたトルクを測定し且つ、モータにより軸に加えられたトルクの量を少なくとも部分的に決定すべく使用される、トルクを表示する出力信号を発生させるトルクセンサを受け入れることもできる。

上側及び下側軸受、案内壁及び合わさり面の整合は比較的高精度であるため、案内部分をモータハウジングにしっかりとボルト止めすることが可能である。
案内部は、モータハウジングにしっかりと固着されるため、案内部分を車両に対して支持し且つ、組立体の傾度を調節することを許容する簡単なブラケットを設けることができる。該ブラケットは、プレス加工したスチール構成要素とすることができる。

本発明の第二の側面によれば、本発明は、下側案内部分と、案内部分に設けられた相補的な面に沿って案内部分内に摺動する上側シュラウド部分とを備える操縦軸用の伸縮式ハウジングを有する、車両用の操縦組立体を製造する方法であって、
単一の工具を使用して、案内部分内への案内面と、操縦軸の下端を案内部分内に配置する、軸受座部とを機械加工するステップを備える方法を提供する。

単一の工具を使用して座部及び案内面を機械加工することは、壁及び座部を正確に整合させることを保証する。工具は、壁を形成し得るように案内部分に穴を機械加工し、その後、穴の壁に座部を機械加工するドリルを備えることができる。

この方法は、例えば、アルミニウムにて案内部分のブランクを鋳造するステップと、その後、案内面及び座部をブランクに機械加工するステップとを備えることができる。案内面及び軸受座部の双方は、一定の半径及び共通の回転軸線を有する弧状壁を備えることができる。軸受面は、完全な弧状壁を備えることができる一方、案内面は、筒体の１つの部分、又は少なくとも２つの角度を付けて隔てた部分を画成することができる。

この方法は、同一の工具を使用して、電気モータのハウジングと接触するように案内部分の一端面に１つ以上の位置決め領域を機械加工するステップを更に備えることができる。該端面は、単一の工具を使用して軸受座部の軸線に対し垂直に機械加工することができる。このことは、同様に、組立体の構成要素の正確な整合を保証することを助ける。

この方法は、本発明の第一の側面による操縦組立体を製造するために使用することができる。
次に、単に一例として、添付図面を参照して本発明の１つの実施の形態に関して説明する。

該組立体は、操縦ハンドル（図示せず）を電気モータ４（図３にのみ図示）と相互に接続する２つの部分から成る操縦軸１、２を備えている。モータ３は、出力軸を通じて操縦軸の第一の下方部分１の下端にトルクを出力する。操縦軸の第二の部分である上側部分２は、その上端が操縦ハンドルに固着されている。操縦軸の第二の部分２は、操縦軸の下側部分１の上端を摺動可能に受け入れる内側穴５を有している。２つの部分におけるスプライン部は、これら２つの部分が互いに対して回転するのを阻止する。

モータ３は鋳造金属ハウジング６内に配置されている。細長い案内部分７は、ボルト（図示せず）によりハウジングに固着される。案内部分は、アルミニウムにて鋳造され、また、ハウジング６の相補的な環状座部９と合わさる、環状合わさり面８を一端に有している。案内部分は、その内部で回転し得るように案内部分７の中心を貫通して伸びる、操縦軸に対する下側シュラウドを画成する。案内部分７は、モータハウジング６から操縦軸の２つの部分が相互に係合する箇所を経て伸びるが、操縦軸の上端の手前で終わっている。操縦軸の残りの部分は操縦軸１、２の周りで案内部分７内に摺動可能に係合する中空管状の上側シュラウド１０によって覆われている。

細長い案内部分７は、その長さの大部分に沿って全体としてＣ字形の断面を有し、案内部分７の内壁１１は、連続的な環状の貫通穴により少なくとも部分的に画成される。該穴は、上側操縦コラムシュラウドの外壁の相応する弧状壁部分と協働する２つの弧状壁部分１２、１３を画成する。案内部分７が上側シュラウド１０と係合する箇所たる弧状部分１２、１３は、上側シュラウドを配置し且つ案内する。このことは、添付図面の図４にて最も明確に理解できる。

１対の締付けボルト１４、１５は、案内部分７の開放側部の双方における開口部を貫通してＣ字形の案内部分７の開放側部を閉じ且つ強化する。ボルト１４、１５を締め付けると、Ｃ字形部分は僅かに閉じられて、案内部分７が上側シュラウド１０の周りで僅かに閉じられるようにする。

案内部分７は、操縦軸の下側部分１がモータハウジング６に入る箇所にて該下側部分１を支持する下側環状軸受１６に対する座部を画成する。上側シュラウド１０は、その穴内に配置された上側環状軸受１７を支持し、該環状軸受は操縦軸の上側部分２を支持する。また、上側シュラウドの下端の内部に中間軸受２２を設けることができる。このため、上側軸受１７、中間軸受及び下側軸受１６は操縦軸に対する完全な位置を提供する。案内部分の貫通穴の内径は下側軸受座部の直径よりも小径である。

案内部分７の内壁に溝１８が成形される。この溝はＣ字形断面の開放側部と反対側の案内部分７に沿って軸方向に伸び且つ、２つの弧状案内面１２、１３を分離させる。位置決めレール１９が上側シュラウド１０の一側部にレーザ溶接され且つ案内部分７の溝１８内に配置される。このレール１９が溝内１８に位置することは、上側シュラウド１０が該上側シュラウドに加えられる全ての捩れ力に抵抗することを保証する。これらの力は、典型的に、泥棒が操縦ハンドルに、てこ作用を加えることにより、シュラウド１０と操縦軸との間に設けられた操縦コラムの係止部を破ろうとする場合（図１及び図２にブロック２０として示すように）に生ずる。

通常の使用時、案内部分７は上側シュラウド１０を一定の軸方向位置に保持する。上側軸受１７及び下側軸受１６は２つの部分の操縦軸１、２に対する軸方向位置を提供し、ハウジング６はモータを操縦軸に対して支持する。上側シュラウド１０は、弧状案内部とシュラウドとの間の摩擦係合により軸方向の所要位置に固定される。コイルばね２１が上側シュラウド１０内に配置され、シュラウド１０の下端と２部分から成る操縦軸の上側部分２に溶接される（又は代替的に、上側シュラウド１０の内部に溶接される）カラー２２との間にて作用する。ばね２１は、操縦軸の上側部分２が操縦軸の下側部分１に収縮するのを防止する。

上側シュラウド１０は、その外壁と案内部分７の内部の弧状部分１２，１３との間の摩擦接触により所要位置に保持されるから、全ての部品は高精度にて同心状に整合される。このことは、同心性を保証し得るように単一の工具を使用して案内部分７の内側貫通穴及び下側軸受１６に対する座部を機械加工することにより（壁１２，１３を形成するため）更に保証される。上側シュラウド１０の外壁は、所望であるならば、別個の工程にて機械加工してもよい。

運転者が操縦ハンドルに大きい軸方向荷重を加えることになる衝突時、上側シュラウド１０は、弧状案内面１２、１３に沿って摺動することで案内部分７内へ軸方向に動くことができる。これと同時に、操縦軸１、２は軸方向に収縮して、操縦軸の下側部分１が上側部分２内に摺動する。

上側シュラウド１０と案内部分７との間の相対的な動きは、組立体が収縮するとき、制御された仕方にて変形するエネルギ吸収要素２３を提供することにより制御される。この変形は、エネルギを吸収して最適な収縮率を提供し且つ、操縦ハンドルを通じて加えられるエネルギを制御することを可能にする。

エネルギ吸収要素２３は、２つの締付けボルト１４、１５の周りに巻かれて且つ、上側シュラウド部分１０の下端の周りに掛止される金属片２３を備えている。上側シュラウド部分１０が下方に案内部分７内に動くと、金属片２３はポストの周りで巻き戻る。吸収されるエネルギの量は、金属片の寸法及びその幅を適正に選ぶことで調整することができる。その一方又は双方は、金属片２３の長さに沿って変更可能である。

レール１９及び案内部分７の軸方向スロット１８の底部の細長い開口部２５を通って伸びる摩擦ボルト２４を提供することによりエネルギ吸収作用が提供される。ボルト２４は、一端のナット２６を締め付けてレールをスロット内に引き込み、案内部分の弧状壁と上側シュラウドとの間の摩擦力を増す。上側シュラウド１０が案内部分７内に動き始めると、ボルト２４は、スロット２５に沿って軸方向に動き、弧状壁とシュラウド１０との間の摩擦力に打ち勝たなければならない。例えば、１６ｍｍのような所定の収縮距離の後、摩擦力調節ボルト２４は、厚さが減少したスロットの領域内に摺動し、ボルト２４は緩んだ状態となる。この時点から金属片により提供されるエネルギ吸収作用が優勢となる。勿論、細長いスロットは、シュラウド部分１０の十分な動きを許容するのに十分、長くなければならない。

この実施の形態において、第一のスロット２５ａが案内部分に設けられ、第二のスロット２５ｂが上側シュラウドに設けられる。このことは、第一及び第二のスロットを案内レール又は上側シュラウドに設けられた単一のスロットの長さの半分の長さ又は等しい長さとすることを許容する一方、同程度の軸方向への動きを許容する。

操縦コラム組立体の傾度を調節可能にすることを許容するため、案内部分７は、側方固定ボルト２７により２つのプレス加工したスチールブラケット２８、２９に固着され、該スチールブラケットは、互いに溶接され且つ車体に固着されている。双方のブラケットは、一致する細長いスロットを有し、固定ボルトがボルトスロットを通る。ボルトを緩めたとき、案内部分は動いて、組立体の位置を調節することを許容する。ボルトが締め付けられたとき、組立体は固定される。ボルト２７の一端は、スロットよりも大径であるカム３２を覆う。他端は移動するカム３１を操作するハンドル３０を覆う。

改良例において、案内部分７と上側シュラウド１０との間にシムスチールの薄いカバーシートを提供することができる。このカバーシートは、弧状壁の外形部に固定される。かかるシムが設けられるならば、案内部分の壁の半径は、シムの厚さに少なくとも等しい程度だけ管状の上側シュラウドの外半径よりも大きくなければならない。シムはスチールとすることができる一方、案内部分はアルミニウムで出来ている。かかるシムは、組立体の寿命の間、摩耗を減少させるスチール−スチールの接触を案内部分と上側シュラウドとの間にて許容する点にて有益である。このことは、使用時、操縦ハンドルの距離を調節することを許容し得るよう、上側シュラウドを動かすことができる場合に特に有用であると考えられる。

添付図面の図６から図８に示した実施の形態において、固定ボルト２７の内端は、ハウジング６に直接的ではなく（図９参照）、固定レール５０にレーザ溶接することを介して案内部分７に作用する。固定レール５０は、案内部分７の摺動面４９にて摺動可能に案内され、該案内部分は、モータ３に対して正確に整合させる。このことは、高さの調節を解除したとき、案内部分７とハウジング６との間に残る側方向予負荷の制御が主固定ボルト５内に導入され得るように提案するものである。従来、このためには、固定した回転軸に並んで別個の調節ナットの位置とすることが必要であった。この改変は全体的なコストを削減することを可能にする。添付図面の図９には、一方向に軸にて把持する内歯を有する「星」型座金５１を、該座金が案内部分７のボス５２と当接する迄、所定の力にて固定ボルト２７に押すことにより、予負荷の設定値が得られることが示してある。

組立体に曲げモーメントが加えられたとき、Ｃ字形断面の案内板７が開放するのにそれ以前に抵抗した２つの垂直「締付け」管１４、１５がコラム軸線の右側にある。これらは、４つのねじ５４により所要位置に保持された案内ポストの補強板５３にて置換されるものとして図７に図示されている。このことはコストを削減することになる。板５３はまた、傾動を調節する反作用の釣合いばね（図示せず）に対する下方の定着点を提供し、該釣合いばねは、その上端にて主ブラケットに取り付けられる。

先の実施の形態にて２つのプレス加工品２８、２９を互いに溶接することで組み立てられた主コラムブラケットは、ここでは、３つのプレス加工品６０、６１、６２から組み立てられるものとして図示されている。このことは、より簡単な形状のプレス加工品を使用し、これにより、全体的な加工コストを削減することを可能にする。ブラケット６０、６２は車両の歯車箱にて直接枢動する。

図１から図５の先の実施の形態にて、スチール片２３が上述した締付け管１４、１５の周りに強制的に巻かれるようにすることにより、衝突収縮する間にエネルギの吸収が行われる。図６から図９の実施の形態において、このことは、案内部分７内に収容された直径５ｍｍのループ６３を備える非延伸性の可撓性部材を付勢して固定ボルト２７に装着されたブッシュの形態にてプーリー６４の周りに巻かれるようにすることで実現される。ループの固定端部は下端、すなわち固定レール５０の操縦ハンドルから最も離れた端部付近にて穴７０内に掛止される。これにより、衝突時、上側コラム管／固定レール組立体がハウジング６に沿って下方に動くとき、ワイヤー６３は、プーリーブッシュ６４上を引張られる。固定端に隣接するループの自由端は、第二の掛止部に形成され、該掛止部は、衝突収縮の最初の段階の間においてのみ、固定通路５２に形成された小さいポスト７１から巻き戻される。これにより、車両の製造メーカが要求するように、コラムの操縦ハンドルの衝撃力は増大して収縮を開始させ、このため、操縦ハンドルのハブ内に配置されたエアバッグがその爆発展開に起因する最初の反動によりコラム軸線に沿って下方に顕著に動くことはない。

図６から図９に関して上述した当該構造は、その他の点にて図１から図５の構造と同一であり、従って、相応する部品には相応する参照番号が使用してある。
上述した２つの実施の形態は、自動車用の電力支援装置と共に使用される操縦コラム機構に関するものである。これらの装置は、「傾度」調節と称される場合がある操縦ハンドルの高さの調節のみを可能にする。しかし、より高価で且つ高給な車両は、今日、操縦ハンドルの「二重調節」すなわち、傾度及び傾き「距離」の双方を調節することを必要とし、この場合、傾き距離とは、コラム軸線に沿ったハンドルの動きを意味する。

「二重調節」機構は、添付図面の図１０から図１３に図示されている。
実施の形態が適用される特定の車両において、図１から図９の単一調節コラムは上側コラム管７の右側部に配置された従来の機械的盗難防止キーロック２０を使用する一方、図１０から図１３の実施の形態は、電気モータ駆動のキーロック２０ａを使用し、該キーロックは、膝の隙間の理由のため、ＥＰＳ歯車箱へのその接続点付近にて案内部分７に固定されている。

添付図面の図１０から図１３に示した二重調節機構において、全ての「距離」位置設定値の場合に、収縮力−対−収縮距離の同一の特性が得られることを保証するためには、衝突エネルギのより複雑な吸収方法が必要とされる。しかし、衝突時に利用可能な全体的な収縮移動距離は最初の「距離」位置に依存する。図示した実施の形態において、機構は、中間「距離」に設定されたとき、６５ｍｍの収縮移動距離を有する。このため、「距離」調節範囲が±２５ｍｍであるならば、利用可能な収縮移動距離は、最小の４０ｍｍから最大の９０ｍｍまで変更可能である。しかし、最初の４０ｍｍの移動距離の力−対−トレブル（ｔｒｅｂｌｅ）特性は、少なくとも、全ての「距離」設定値の場合に、同一のままでなければならない。４０ｍｍは、運転者の必要な保護を提供する最小の収縮移動距離であるとみなされる。

この実施の形態において、衝突エネルギを吸収することを可能にする１対の変形可能なスチールエネルギストラップ８０の幅及び全ての厚さ並びに（又は）荷重計画曲線を変化させることにより、力の特性を調整することができる。図１から図５、図６から図９の単一調節の形態と比較して、固定通路７の断面は拡大されており、該通路は、該通路内に摺動可能に密着嵌めする追加的な歯付き通路８１を受け入れることができる。この追加的な通路には、その２つのフランジ８３の縁部にギザギザ鋸歯状部分８２が設けられており、これらのギザギザ鋸歯状部分は、焼結歯付きブロック８５の相補的なギザギザ鋸歯状部分と係合し、該焼結歯付きブロック８５は、引っ張られて回転軸２３の内端と係合する。単一調節コラムの場合と比較して、これらのギザギザ鋸歯状部分８２、８４が、固定部を解放したとき、完全に係合することを保証する追加的な「距離」解放ばね８６がある。

歯付きレール８１のギザギザ鋸歯状部分の長さは、歯付きブロック８５が任意の「距離」調節位置（図１３）にて、該通路と係合可能なものである。歯付き通路８１の垂直壁のスロット８７は、固定回転軸２３に対して「距離」を調節するとき、該通路が動くことを許容する。２つのエネルギストラップ８０の固定端部は、２つの通路８１の下端すなわち操縦ハンドル８３から最も離れた端部にて幅広のフランジ８３の内面に溶接される。

固定通路７の２つのフランジ８３の下端は、アンビル８８を形成するよう内方に曲がり、衝突収縮する間（図１３）、エネルギストラップ８０がこのアンビルの周りに巻かれる。エネルギストラップ８０に加えて、歯付き通路８１の溶接した組立体を固定通路７に装着する前、エネルギストラップ８０は実質的に直線状となる。固定通路７に組み立てられたならば、エネルギストラップ８０の各々の端部は、１８０°曲がり且つ、特殊な工具によりそれぞれのアンビル８８上に緊密に形成され、該特殊な工具は溶接した組立体を固定通路７にしっかりと効果的に係止する。

このため、通常の「距離」調節の間、歯付き通路８１及び固定通路７は、衝突収縮する間、共に動き、歯付き通路８１が歯付きブロック８５により固定回転軸２３に係止されるから、該歯付き通路８１は動くことができない。従って、衝突収縮する間、エネルギストラップ８０は、固定通路７のアンビル８８の周りに巻かれ、勿論、該アンビルは、上側コラム管と共に動いて、該通路７、８１間の相対的な動きに対応することができる。収縮力の特徴は、エネルギストラップ８０と固定通路７との最初の相対的な位置の関数であり、この特徴は、全ての「距離」調節位置にて同一のままである。

１つの改変例（図示せず）において、エネルギストラップ８０の自由端すなわち操縦ハンドルに最も近い端部に小さい垂直方向掛止部が形成され、該垂直方向掛止部は、製造中の上述した「カーリング」工程の間、固定通路７のフランジに切込まれた相応する伝達スロットと係合する。これらの掛止部をスロットから引っ張り出す動作は、収縮開始時、追加的な衝突力を提供し、エアバッグが展開するときの反動に抵抗する。

図１０から図１３の実施の形態の二重調節コラムにて、固定具が解放されたとき、上側コラム管と案内ポストとの間に残る側方予負荷を調節する異なる方法がある。この配置において、自由遊び調節ナット９０は、接続ピン２３（図１１）と同軸状の中空の自由遊び調節ボルト９１と係合する。矩形の調節ボルト回転阻止板（図１２）がボルト２７のヘッド部に溶接され、該ボルトが回転するのを阻止する。ナット９０は、「パッチロック（Ｐａｔｃｈｌｏｋ）」にて処理されており、このため、その設定状態は使用中、変更し得ない。図６から図９の単一調節コラムにて使用される簡単な星型座金５１と比較して、この予負荷を加えた調節方法は、上側コラム管と案内ポストとの間の摩擦を滑らかにすることを一層良く制御する。このことは、顧客の仕様により画成された狭い限界値範囲内で制御しなければならない許容可能な「距離」調節力に達し、その力を維持するために必要とされる。

１つの選択的な特徴として、スチール可動片９３（図１１）が案内部分７の機械加工した円弧部分を覆う。これらの片は、鋳造スロット内にクリップ止めされ且つ、上側コラム管と案内ポストとの間に、スチール管がアルミニウム案内ポストに直接支承される場合よりも滑らかで且つ、低摩耗の摺動動作を提供する。可動片は、正確に薄く且つ可撓性のシムスチールで出来ており、このため、これらの片を加えることは、上側コラム管と案内ポストとの間における整合の正確さに関して僅かな影響のみを与える。摺動動作は何千回も行われ、また、静粛であり且つ、車両の寿命に亙って感触が著しく変化しなければならないから、これらの改変は、二重調節コラムにて行うことが必要とされる。

上側コラム管は完全に円形である。このことは、衝突時、該上側コラム管が電気鍵−ロックを通すことを許容する。
１つの改変例において、上側コラム管には、その下端に長手方向スロットを設けることができ、該長手方向スロットは、衝突時、ロックが係合する可能性がないとき、電気鍵−ロックの爪とぶつかるのを回避する。

別の構造において、コラムの傾度及び距離を調節すべく固定部が解放される間、上側コラム管と案内部分との間における側方向自由遊びの量を制御する外部からの方法が提供される。このことは、プラスチックの「スリッパ（ｓｌｉｐｐｅｒ）」成形品の形態をとることができ、該スリッパ成形品は、案内部分のより硬い板から取り付けられ、また、上側コラム管の右側部を支承し且つ、２つ以上のより硬いねじ付きねじを介して管からの通路隙間が得られるように正確に調節することができる。

本発明の第一の実施の形態による操縦組立体の分解図である。 図１の操縦組立体の断面平面図である。 図１の操縦組立体の断面立面図である。 図１の操縦組立体の断面端面図である。 図１の操縦組立体の完全な等方位図である。 本発明の第二の実施の形態の１平面における斜視図である。 図６の実施の形態の反対平面における斜視図である。 図６の線８−８に沿った縦断面図である。 図８の断面に対し実質的に直角な図７の線９−９に沿った縦断面図である。 本発明の第三の実施形態を示すの斜視図である。 図１０の組立体の横断面図である。 図１０の組立体の縦断面図である。 図１２と同様であるが、図１２から９０°だけ隔てられた縦断面図である。

Claims (46)

1. 車両用の操縦組立体であって、
   中空の下側案内部分と、
   該案内部分内に少なくとも部分的に嵌まり且つ、該案内部分から離れるように伸びる中空の上側シュラウド部分と、
   少なくとも１つの上側部分及び下側部分を有し、該上側部分が下側部分と協働し、該２つの部分が案内部分及び上側シュラウド部分を貫通して伸びる、伸縮式の操縦軸と、
   案内部分内の座部にて支持され且つ、下側操縦軸の部分に対する軸方向位置を提供する下側軸方向軸受と、
   上側シュラウドの座部にて支持され且つ、上側操縦軸部分に対する軸方向位置を提供する上側軸方向軸受と、を備え、
   更に、案内部分が、上側シュラウドの相補的な弧状の案内壁と協働する少なくとも１つの弧状案内壁を有して、接触面を画成し、事故時、該接触面に沿って上側シュラウド部分が、案内部分に対し摺動し得るようにされた、車両用の操縦組立体。
2. 案内部分の案内壁が、一定の半径の少なくとも１つの面を画成し、第一の筒体の一部分を画成する一方、上側シュラウドの案内壁が、一定の半径の少なくとも１つの面を画成し、第二の筒体の一部分を画成し、該双方の壁が、実質的に同一の半径を有する、請求項１の操縦組立体。
3. 案内壁の回転軸線が、上側及び下側軸受座部の軸方向中心と一致し且つ、操縦軸の軸線と整合される、請求項２の操縦組立体。
4. 案内部分の壁が、上側シュラウド部分の壁と直接接触する、請求項１から３の何れかの操縦組立体。
5. シムが、２つの部分の間に装着され且つ、壁の間に取り込まれる、請求項１から４の何れかの操縦組立体。
6. 案内部分が、鋳造金属又はプラスチック或いは複合的構成要素を備える、請求項１から５の何れかの操縦組立体。
7. 案内部分が、穿孔穴として形成される、請求項１から６の何れかの操縦組立体。
8. 下側軸受に対する軸受座部が、弧状壁よりも大きい直径を有する、請求項１から７の何れかの操縦組立体。
9. 穴が、一側部にて開放し、案内部分がその長さに沿って全体としてＣ字形の断面を有する細長い部材を備えるようにする、請求項１から８の何れかの操縦組立体。
10. 断面の開放した側部と反対側の案内部分の内壁にスロットが設けられる、請求項９の操縦組立体。
11. Ｃ字形案内部の開放した一側部を他方の側部に接続する１つ以上の締付けボルトが設けられ、１つ以上のボルトを締結することにより、案内部の両側部が共にボルトの周りに設けられた締付けボルトポストに締結されるようにした、請求項９又は１０の操縦組立体。
12. 上側シュラウドが、管状部材を備え、該管の外半径が案内部分の弧状壁の半径と同一（又は僅かにそれ以下）であるようにした、請求項１から１１の何れかの操縦組立体。
13. 管状部材の外壁が、案内部分に嵌まる、上側シュラウド部分の弧状壁を画成する、請求項１２の操縦組立体。
14. 上側シュラウド部分が、案内部分の穴内に正確に滑り嵌めする、請求項１２又は１３の操縦組立体。
15. 上側軸受が、管状の上側シュラウド部分の穴内に着座する、請求項１２から１４の何れかの操縦組立体。
16. 更なる中間の軸受を上側シュラウド部分の下端近くに設けた、請求項１から１５の何れかの操縦組立体。
17. 前記２つの部分が、事故時、動くことを許容する一方にて、通常、該２つの部分が相対的に軸方向に動くのを阻止する整合手段により支持される、請求項１から１６の何れかの操縦組立体。
18. 整合手段が、１つ以上の固定ボルトを備え、該固定ボルトが、２つの案内壁を互いに付勢して、通常の使用時に存在する軸方向の最大力よりも大きいが、事故時に加えられる力よりも小さい、摩擦力をその両者の間に提供する、請求項９に従属する，請求項１７の操縦組立体。
19. 上側シュラウドと操縦軸の上側部分との間には、軸受を介して作用し、操縦軸の上側部分を操縦軸の下側部分に対し支持するばねが設けられる、請求項１７又は１８の操縦組立体。
20. 上側シュラウド部分を案内部分に接続し、上側シュラウドが事故時、案内部分内に更に移動するとき、変形するするエネルギ吸収部材が設けられる、請求項１から１９の何れかの操縦組立体。
21. エネルギ吸収部材が、前記締め付けボルト又は各々の締め付けボルトの周りを通り且つ、上側シュラウドの下端の上に掛止めする金属片を備える、請求項１１に従属する、請求項２０の操縦組立体。
22. 該片の幅及び（又は）厚さが、組立体が収縮又は崩壊する（ｃｏｌｌａｐｓｅ）間、エネルギの吸収率を制御し得るようにその長さに沿って変化する、請求項２１の操縦組立体。
23. エネルギ吸収部材が、案内部分内に収容され、締め付け又は固定ボルトに装着されたプーリーの周りに巻かれる非延伸性部材を備える、請求項１１又は１８に従属する、請求項２０の操縦組立体。
24. ループの固定又はつなぎ端部（ｔｅｔｈｅｒｅｄ ｅｎｄ）が固定パネルの穴内に掛止され、
    ループの自由端が、第二の掛止部内に形成され、該第二の掛止部が、衝突収縮する初期の段階の間、小さいアンカーポストから離れて巻き戻される、請求項２３の操縦組立体。
25. エネルギ吸収部材が、上側シュラウドが衝突時、強制的に縮退するとき、フランジ付きハブの周りに巻かれるワイヤーループを備える、請求項２０の操縦組立体。
26. ハブが、細長い楕円形の形態に形成され、
    該楕円形の中心が、距離を調節する間、ハブが固定ボルトに対して長手方向に動くのを許容するスロットを有する、請求項２５の操縦組立体。
27. 衝突時、ハブが、コラムの案内部分に対し固定されたままであり、
    該コラムの案内部分が、固定ボルトの拡大内側フランジに形成された歯により係合される歯をその内縁部に沿って有するため、衝突時、静止している、請求項２６の操縦組立体。
28. ワイヤーループの一端が、上側シュラウド部分に固定された通路部分と一体であるポストに固定される、請求項２５から２７の何れか１つの操縦組立体。
29. ループの他端が、同様に前記通路と一体である第二のポストの周りに部分的に巻かれる、請求項２８の操縦組立体。
30. フランジ付きハブと通路との間にせん断ピンが配置される、請求項２７の操縦組立体。
31. 板ばね型のばねが固定ボルトのヘッド部と歯付きフランジハブとの間に作用して、１つ又は複数の固定ボルトが解放されたとき、歯が完全に非係合状態となることを保証する、前記板ばね型のばねが設けられる、請求項２７に従属する、請求項２７から３０の何れか１つの操縦組立体。
32. ゴム成形品が、フランジ付きハブのスロットの各端部に設けられ、距離調節の限界にて大きい衝撃騒音を防止する「軟らかい停止部」を提供するようにした、請求項２６、又は請求項２６に従属する請求項２７から３２の何れか１つの操縦組立体。
33. 操縦軸の下側部分が、操縦軸の上側部分の穴と摺動可能に係合する、請求項１から３２の何れかの操縦組立体。
34. 下側部分及び上側部分の１つ以上のスプライン部が、上側部分及び下側部分の他方における１つ以上のスロットと協働して、その２つの部分の相対的回転を防止するようにした、請求項３３の操縦組立体。
35. 非係止位置にあるとき、操縦軸の上側部分が上側シュラウドに対して回転するのを許容し、また、係止位置にあるとき、上側シュラウドと操縦軸の上側部分との相対的な回転を阻止する操縦係止機構が設けられる、請求項１から３４の何れかの操縦組立体。
36. 整合手段が、上側シュラウド部分が案内部分に対して回転するのを阻止し得るようにされる、請求項１７に従属する、請求項３６の操縦組立体。
37. 整合手段が、上側シュラウド部分に設けられた案内レールを備え、
    該案内レールが、案内部分の開放した側部と反対側のＣ字形案内部の内壁に形成された相応する案内スロット内に嵌まる、請求項１８に従属する、請求項３７の操縦組立体。
38. 固定ボルトが、レールをスロット内に固定する、請求項３８の操縦組立体。
39. 電力支援型操縦組立体の一部分を備えることが好ましい、請求項１から３９の何れかの操縦組立体。
40. 案内部分が、該案内部分を電気モータのハウジングに固着する１つ以上の取り付け部分を含み、該案内部分が、モータハウジングにしっかりと固着されるようにした、請求項４０の操縦組立体。
41. 案内部分を車両に対して支持し且つ、組立体の傾度を調節することを許容するブラケットが設けられる、請求項４１の操縦組立体。
42. 下側案内部分と、上側シュラウド部分とを備える操縦軸用の伸縮式ハウジングを有し、該上側シュラウド部分が、案内部分及びシュラウド部分に設けられた相補的な面に沿って案内部分内に摺動する、車両用の操縦組立体を製造する方法において、
    単一の工具を使用して、案内部分内への案内面と、操縦軸の下端を案内部分内に配置する、軸受座部とを機械加工するステップを備える、車両用の操縦組立体を製造する方法。
43. 工具が、壁を形成し得るように案内部分を貫通する穴を機械加工し、その後、穴の壁に座部を機械加工するドリルを備える、請求項４３の方法。
44. 案内部分のブランクを鋳造するステップと、その後、案内面及び座部をブランクに機械加工するステップとを備える、請求項４３又は請求項４４の方法。
45. 同一の工具を使用して、電気モータのハウジングと接触するように案内部分の一端面に１つ以上の位置決め領域を機械加工するステップを更に備える、請求項４３から４５の何れかの方法。
46. 本発明の第一の側面による操縦組立体を製造するために使用することができる、請求項４３から４６の何れかの方法。

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