JP2006151001A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が簡素で重量が軽く、製造コストを削減可能なエネルギー吸収部材のしごき構造を有するステアリング装置を提供する。
【解決手段】 車両が衝突して、運転者が図示しないステアリングホイールに衝突すると、この二次衝突時の衝撃力で、上部ブラケット５３が車体７から離脱して、コラム１が枢動ピン５２に案内されながら車体前方側に移動する。コラム１が車体前方側に移動して、枢動ピン５２と金属製ワイヤ８のＲ部８３との間の隙間Ｌが無くなると、それ以降のコラム１の車体前方側へのコラプス移動で、金属製ワイヤ８のＲ部８３は枢動ピン５２の外周に沿ってしごかれ、塑性変形するため、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収し、運転者に加わる衝撃力を緩和することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明はステアリング装置、特に、二次衝突時のコラプス移動で衝撃エネルギー吸収部材を塑性変形させて、運転者に対する衝撃を緩和するようにしたステアリング装置に関する。

このような衝撃エネルギー吸収部材を有するステアリング装置として特許文献１に示すステアリング装置がある。特許文献１のステアリング装置は、特許文献１の図４に示すように、金属製ワイヤで形成されたエネルギー吸収部材を塑性変形させるためのしごき構造として、金属製ワイヤをしごくためのしごきピン、しごきピンをコラム前端に保持するためのカプラ、金属製ワイヤをロアブラケットに係止するための係止片等の専用のしごき構造部材を必要としている。従って、構造が複雑で重量も重くなり、製造コストがアップする不具合があった。

特開平１１−１６５６４３号公報

本発明は、構造が簡素で重量が軽く、製造コストを削減可能なエネルギー吸収部材のしごき構造を有するステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側にステアリングホイールを装着したアッパーシャフトを回転可能に軸支するコラム、上記コラムのアッパー側をチルト位置調整可能に支承すると共に、二次衝突時に車体前方側に離脱可能に上記車体に取付け可能な上部ブラケット、上記コラムのロアー側を枢動可能に、かつ二次衝突時に車体前方側にコラプス移動可能に支持する枢動ピンを支持して、上記車体に固定可能な下部ブラケット、上記アッパーシャフトにコラプス移動可能に嵌合すると共に、アッパーシャフトの回転をステアリングギヤに伝達可能なロアーシャフト、上記ロアーシャフトを回転可能に支持すると共に、上記枢動ピンに枢動可能に支承された支持ブラケット、一端が上記コラムに係止され、上記枢動ピンの外周に巻き付けられた他端が、上記支持ブラケットによって上記枢動ピンの外周との間に保持されたエネルギー吸収部材を備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記コラムは、上記枢動ピンにテレスコ位置調整可能に支持されていることを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第２番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材の上記枢動ピンの外周への巻き付け部は、上記コラムのテレスコ位置調整距離分だけ上記枢動ピンの外周との間に隙間を有することを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材は金属製ワイヤで構成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第５番目の発明は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記コラムはハイドロフォーム工法によって成形されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、コラムをチルト位置調整するために枢動可能に支持する枢動ピンの外周でエネルギー吸収部材をしごいて塑性変形させ、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収するので、エネルギー吸収部材のしごき構造が簡素で軽量化され、製造コストを削減することが可能となる。

＊ 第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態のステアリング装置の全体を示す縦断面図である。図２は図１のステアリング装置の要部の正面図である。図３は図２のＰ矢視図である。図４は図２のＡ−Ａ断面図である。図５は二次衝突時の衝撃吸収動作を示す要部の縦断面図であり、（１）は二次衝突前の要部の縦断面図、（２）は二次衝突時の要部の縦断面図である。

図１から図４に示すように、第１の実施形態のステアリング装置は、ハイドロフォーム工法によって一体成形されたコラム１に、中空円筒状のアウターシャフト（アッパーシャフト）２が軸受１１によって回転可能に軸支され、アウターシャフト２の左端（車体前方側）には、中実のインナーシャフト（ロアーシャフト）３が内嵌されている。アウターシャフト２の左端内周には雌スプライン２１が形成され、インナーシャフト３の右端（車体後方側）外周の雄スプライン３１が雌スプライン２１に係合して、相対回転不能に、かつ、軸方向に相対的に摺動可能に嵌合している。

アウターシャフト２の右端には、図示しないステアリングホイールが装着され、ステアリングホイールの回転が、アウターシャフト２を介してインナーシャフト３に伝達される。インナーシャフト３の左端は、軸受４１によって支持ブラケット４に回転可能に軸支されている。支持ブラケット４は、車体７に固定された下部ブラケット５１に、枢動ピン５２、５２を中心として枢動可能に軸支されている。

車体後方側で車体７に固定された上部ブラケット５３の側板５３１、５３１には、上記枢動ピン５２を中心とする円弧状のチルト調整用溝５４、５４が形成されている。コラム１の側板１４、１４の車体後方側には、軸方向に長いテレスコ調整用溝１２、１２が形成され、チルト調整用溝５４、５４とテレスコ調整用溝１２、１２の両方にまたがって、紙面に直交する方向から締付けロッド５５が挿入されている。操作レバー５６を揺動操作すると、締付けロッド５５に装着された図示しないカム機構等が作動して、コラム１を上部ブラケット５３にクランプ／アンクランプすることができる。

上部ブラケット５３は、上部ブラケット５３の上板５３３、５３３が、摩擦係数の小さなコーティングプレート５３２、５３２を介して、図示しないボルトで車体７に固定されており、二次衝突時には、上部ブラケット５３の上板５３３、５３３がコーティングプレート５３２、５３２から離脱して、車体前方側にコラプス移動可能に構成されている。

コラム１の側板１４、１４の車体前方側には、軸方向に長いテレスコ調整用溝１３、１３が形成されている。このテレスコ調整用溝１３、１３には、上記枢動ピン５２、５２が挿入されて、コラム１の車体前方側は、枢動ピン５２、５２によって、枢動可能にかつテレスコ移動可能に支持されている。

車体前方側のテレスコ調整用溝１３、１３は、コラム１のコラプス移動距離分だけ、車体後方側のテレスコ調整用溝１２、１２よりも長く形成されている。枢動ピン５２、５２は、下部ブラケット５１の側板５１１、５１１に、軸受ブッシュ５７、５７によって回転可能に軸支され、枢動ピン５２、５２の内側端部にねじ込まれたナット５８、５８によって、支持ブラケット４の側板４２、４２が枢動ピン５２、５２に固定されている。

枢動ピン５２、５２には、下部ブラケット５１の側板５１１、５１１と、コラム１の側板１４、１４の車体前方側との間に、薄い円盤状のウェーブワッシャ５９１、５９１、鉄ワッシャ５９２、５９２、樹脂ワッシャ５９３、５９３、及び、長溝形状の樹脂スペーサ５９４、５９４が装着されている。これによって、コラム１の側板１４、１４の車体前方側を、下部ブラケット５１に対して適度の予圧を与えて支持している。

樹脂スペーサ５９４、５９４は、コラム１のテレスコ調整時、及び、コラム１の二次衝突時のコラプス移動時に、枢動ピン５２、５２の外周に沿って、コラム１が円滑に移動するように案内する機能を果たしている。

コラム１を上部ブラケット５３にアンクランプした状態で、ステアリングホイールを上下移動すると、枢動ピン５２を中心として支持ブラケット４及びコラム１が枢動するため、チルト調整用溝５４に沿ってコラム１をチルト調整することができる。また、ステアリングホイールを前後移動すると、テレスコ調整用溝１２及び１３に沿って、コラム１をテレスコ調整することができる。コラム１をテレスコ調整すると、アウターシャフト２はインナーシャフト３に対して、雌スプライン２１が雄スプライン３１に対して相対摺動することで、車体前後方向に摺動する。

インナーシャフト３の車体前方側には、上部自在継手６１を構成する一方のヨーク６１１がカシメ加工によって固定され、一方のヨーク６１１と十字軸６１３で連結された他方のヨーク６１２が、中間アウターシャフト６２の車体後方側に一体的に形成されている。

中間アウターシャフト６２の車体前方側には、中実の中間インナーシャフト６３が内嵌されている。中間アウターシャフト６２の左端内周には雌スプライン６４が形成され、中間インナーシャフト６３の右端（車体後方側）外周の雄スプライン６５が雌スプライン６４に係合して、相対回転不能に、かつ軸方向に相対的に摺動可能に嵌合している。

中間インナーシャフト６３の車体前方側には、下部自在継手６６を構成する一方のヨーク６６１がボルトによって固定され、一方のヨーク６６１と他方のヨーク６６２が十字軸６６３で連結されている。下部自在継手６６の他方のヨーク６６２は、図示しないステアリングギヤに連結されて、ステアリングホイールの回転で車輪を操舵することができる。

図１から図５に示すように、エネルギー吸収部材としての金属製ワイヤ８は、断面が円形の一本の鋼製のワイヤを使用している。すなわち、図５（１）に拡大して示すように、コラム１の上板１５の車体前方側端部上面に載せた金属製ワイヤ８を、その中央部でコの字状に一旦下方に折り曲げてコの字状部８１を形成した後、その両端を車体後方側に向けてＬ字状に折り曲げ、車体後方側に延ばして後方延長部８２を形成している。

後方延長部８２は枢動ピン５２の上部を越えてさらに車体後方側に延びた後、Ｒ状に折り曲げたＲ部８３によって枢動ピン５２の外周に巻き付けられ、枢動ピン５２の下部を越えて車体前方側に延ばした前方延長部８４を形成している。

図４、図５に示すように、金属製ワイヤ８は、支持ブラケット４の側板４２、４２とコラム１の側板１４、１４との間に側面を挟み込まれ、かつ、支持ブラケット４の側板４２、４２の下端には、コラム１の側板１４、１４に向かってＬ字状に外側に折り曲げられた受け部４３が形成されている。従って、この受け部４３で金属製ワイヤ８を下から支持し、枢動ピン５２との間で金属製ワイヤ８を挟み込むことで、コラム１のコラプス移動時に、金属製ワイヤ８が枢動ピン５２の外周から離間せずに、確実に塑性変形するようにしている。

図５（１）に示すように、枢動ピン５２の外周後端と金属製ワイヤ８のＲ部８３との間には、隙間Ｌが空けてあり、コラム１を車体前方側に押す方向にテレスコ調整する時、金属製ワイヤ８のＲ部８３が枢動ピン５２に干渉しないようにしている。

また、コラム１の上板１５の車体前方側端部は、上方に向かってＬ字状に折り曲げられた係止部１６を有し、コラム１を車体後方側に引張る方向にテレスコ調整する時、この係止部１６で金属製ワイヤ８を引っ掛けて、コラム１と一緒に金属製ワイヤ８が円滑にテレスコ移動するようにしている。

図５（２）に示すように、車両が衝突して、運転者が図示しないステアリングホイールに衝突する（二次衝突）と、この二次衝突時の衝撃力で、上部ブラケット５３が車体７から離脱して、コラム１が枢動ピン５２に案内されながら車体前方側に移動する。

コラム１が車体前方側に移動して、枢動ピン５２と金属製ワイヤ８のＲ部８３との間の隙間Ｌが無くなると、それ以降のコラム１の車体前方側へのコラプス移動で、金属製ワイヤ８のＲ部８３は枢動ピン５２の外周に沿ってしごかれ、塑性変形するため、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収し、運転者に加わる衝撃力を緩和することができる。

本発明の第１の実施形態のステアリング装置では、コラムをチルト位置調整するために枢動可能に支持する枢動ピンの外周でエネルギー吸収部材をしごいて塑性変形させ、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収するので、エネルギー吸収部材のしごき構造が簡素で軽量化され、製造コストを削減することが可能となる。

＊ 第２の実施形態
次に本発明の第２の実施形態について説明する。図６は本発明の第２の実施形態のステアリング装置の要部の正面図であり、第１の実施形態の図２相当である。以下の説明では、上記実施形態と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略し、上記実施形態と同一部品には同一番号を付して説明する。

第１の実施形態では、チルト調整とテレスコ調整の両方が可能なステアリング装置に適用した例を示したが、第２の実施形態はチルト調整だけが可能なステアリング装置に適用した例である。

図６に示すように、第２の実施形態のステアリング装置では、上部ブラケット５３の側板５３１、５３１には、円弧状のチルト調整用溝５４、５４が形成されているが、コラム１の側板１４、１４の車体後方側には、テレスコ調整用溝は無く、チルト調整用溝５４、５４に紙面に直交する方向から締付けロッド５５が挿入されている。操作レバー５６を揺動操作すると、締付けロッド５５に装着された図示しないカム機構等が作動して、コラム１を上部ブラケット５３にクランプ／アンクランプすることができる。

コラム１の側板１４、１４の車体前方側には、軸方向に長いコラプス用溝１７、１７が形成され、このコラプス用溝１７、１７には、枢動ピン５２、５２が挿入されて、コラム１の車体前方側は、枢動ピン５２、５２によって、枢動可能にかつコラプス移動可能に支持されている。第２の実施形態のコラプス用溝１７、１７は、テレスコ調整分の長さが不要なため、枢動ピン５２、５２を基点として車体後方側にのみ形成され、第１の実施形態のテレスコ調整用溝１３、１３よりも、テレスコ調整分の長さだけ短く形成されている。

長溝形状の樹脂スペーサ５９５、５９５も、コラプス用溝１７、１７の長さに適合した長さの樹脂スペーサ５９５、５９５が装着され、これによって樹脂スペーサ５９５、５９５は、コラム１の二次衝突時のコラプス移動時に、枢動ピン５２、５２の外周に沿って、コラム１が円滑に移動するように案内する機能を果たしている。

コラム１を上部ブラケット５３にアンクランプした状態で、ステアリングホイールを上下移動すると、枢動ピン５２を中心として支持ブラケット４及びコラム１が枢動するため、チルト調整用溝５４に沿ってコラム１をチルト調整することができる。

図６に示すように、第１の実施形態と同様に、金属製ワイヤ８は、断面が円形の一本の鋼製のワイヤを使用し、コラム１の上板１５の車体前方側端部上面に載せた金属製ワイヤ８を、その中央部でコの字状に一旦下方に折り曲げたコの字状部８１を形成した後、その両端を車体後方側に向けてＬ字状に折り曲げて、車体後方側に延ばした後方延長部８２を形成している。後方延長部８２は、枢動ピン５２を越えて車体後方側には延ばさず、枢動ピン５２の回りにＲ状に折り曲げたＲ部８３を形成し、枢動ピン５２の下部を越えて車体前方側に延ばして、前方延長部８４を形成している。

すなわち、コラム１のテレスコ調整が不要なため、枢動ピン５２と金属製ワイヤ８のＲ部８３との間には、隙間Ｌは空けていない。車両が衝突して、運転者が図示しないステアリングホイールに衝突する（二次衝突）と、この二次衝突時の衝撃力で、上部ブラケット５３が車体７から離脱して、コラム１が枢動ピン５２に案内されながら車体前方側に移動する。

コラム１が車体前方側に移動すると、金属製ワイヤ８のＲ部８３は枢動ピン５２の外周によってしごかれ、塑性変形するため、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収し、運転者に加わる衝撃力を緩和することができる。第２の実施形態で、枢動ピン５２と金属製ワイヤ８のＲ部８３との間に適当な隙間Ｌを空けて、衝撃エネルギーの吸収特性を任意に設定することも可能である。

本発明の第１の実施形態のステアリング装置の全体を示す縦断面図である。 図１のステアリング装置の要部の正面図である。 図２のＰ矢視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 二次衝突時の衝撃吸収動作を示す要部の縦断面図であり、（１）は二次衝突前の要部の縦断面図、（２）は二次衝突時の要部の縦断面図である。 本発明の第２の実施形態のステアリング装置の要部の正面図である。

符号の説明

１ コラム
１１ 軸受
１２ テレスコ調整用溝
１３ テレスコ調整用溝
１４ 側板
１５ 上板
１６ 係止部
１７ コラプス用溝
２ アウターシャフト
２１ 雌スプライン
３ インナーシャフト
３１ 雄スプライン
４ 支持ブラケット
４１ 軸受
４２ 側板
４３ 受け部
５１ 下部ブラケット
５１１ 側板
５２ 枢動ピン
５３ 上部ブラケット
５３１ 側板
５３２ コーティングプレート
５３３ 上板
５４ チルト調整用溝
５５ 締付けロッド
５６ 操作レバー
５７ 軸受ブッシュ
５８ ナット
５９１ ウェーブワッシャ
５９２ 鉄ワッシャ
５９３ 樹脂ワッシャ
５９４、５９５ 樹脂スペーサ
６１ 上部自在継手
６１１、６１２ ヨーク
６１３ 十字軸
６２ 中間アウターシャフト
６３ 中間インナーシャフト
６４ 雌スプライン
６５ 雄スプライン
６６ 下部自在継手
６６１、６６２ ヨーク
６６３ 十字軸
７ 車体
８ 金属製ワイヤ
８１ コの字状部
８２ 後方延長部
８３ Ｒ部
８４ 前方延長部

Claims (5)

1. 車体後方側にステアリングホイールを装着したアッパーシャフトを回転可能に軸支するコラム、
   上記コラムのアッパー側をチルト位置調整可能に支承すると共に、二次衝突時に車体前方側に離脱可能に上記車体に取付け可能な上部ブラケット、
   上記コラムのロアー側を枢動可能に、かつ二次衝突時に車体前方側にコラプス移動可能に支持する枢動ピンを支持して、上記車体に固定可能な下部ブラケット、
   上記アッパーシャフトにコラプス移動可能に嵌合すると共に、アッパーシャフトの回転をステアリングギヤに伝達可能なロアーシャフト、
   上記ロアーシャフトを回転可能に支持すると共に、上記枢動ピンに枢動可能に支承された支持ブラケット、
   一端が上記コラムに係止され、上記枢動ピンの外周に巻き付けられた他端が、上記支持ブラケットによって上記枢動ピンの外周との間に保持されたエネルギー吸収部材を備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記コラムは、上記枢動ピンにテレスコ位置調整可能に支持されていること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材の上記枢動ピンの外周への巻き付け部は、上記コラムのテレスコ位置調整距離分だけ上記枢動ピンの外周との間に隙間を有すること
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材は金属製ワイヤで構成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記コラムはハイドロフォーム工法によって成形されていること
   を特徴とするステアリング装置。

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