JP2007261582A

JP2007261582A - ステアリング装置

Info

Publication number: JP2007261582A
Application number: JP2007151099A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tomaru; 正規外丸; Shin Yoshimoto; 慎吉本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】ステアリング装置の既存の部材を使用し、別途部材を設けることなく、低価格に、ステアリング軸などの装置に生じる衝撃力を効率良く吸収することにある。
【解決手段】先端にステアリングホイールを有するステアリング軸と、該ステアリング軸を内部に嵌挿させて保持するハウジング筒とを備え、かつ該ハウジング筒内で、ステアリング軸を連結部材を介して軸方向にスライドさせる電動モータを備えたステアリング装置において、連結部材が、ハウジング筒の軸方向に沿って平行に延びる連結ロッドを備え、該連結ロッドが、外筒と、該外筒内をスライド自在に嵌挿する軸で構成し、該軸に外筒をカシメて固定することにより、カシメ部分で、衝突時などに生じる衝撃力で軸を外筒に対してスライド可能にし、衝突によって連結部材の軸方向に衝撃が作用した際に、連結部材が収縮するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、一端にステアリングホイールを取り付けたステアリング軸を軸方向にスライド自在に収容するハウジング筒であって、該ハウジング筒およびステアリング軸を連結する連結部材を駆動モータによって軸方向にスライドさせる位置調節器を備え、衝撃力などのエネルギを吸収する装置を付加的に設けたステアリング装置の改良に関する。

従来より、この種のステアリング装置では、ハウジング筒の固定ブラケットに吸収装置を組み込んだカプセルを取り付け、該カプセル部の吸収装置で、衝突時などに離脱して生じた衝撃力を回避して吸収するようになっている。

また、ハウジング筒などに固定ブラケットを設け、該固定ブラケットに、コーティングプレートを取り付け、該コーティングプレートが離脱したり、固定ブラケットが変形することによって、衝突時などに生じる衝撃力を部材の変形や破壊によって吸収するようになっている。

ところが、上記従来の装置では、衝突時などの衝撃力を緩和するために、別途、固定ブラケットやコーティングプレートなどを設けなければならず、また、カプセルやコーティングプレートなどを用いた離脱機構で衝撃力を吸収する場合、衝撃力の作用点が荷重方向からずれてしまい、衝撃力を使って変形や破壊を円滑に行うことができないという問題があった。

そのため、この種のステアリング装置として、例えばドイツ特許ＤＥ１９８１２１７９Ｃ１号公報に開示される。図７は、ステアリング装置の全体構成を示し、円筒状のハウジング筒１０１内に、ステアリング軸１０２が軸方向（同図左右方向）にスライド自在に同軸上で嵌挿されている。

また、上記ハウジング筒１０１の外周に、ステアリング軸１０２の位置決め用の調整装置１０３が取り付けられ、該調整装置１０３によって、ステアリング軸１０２を軸方向にスライドさせるようになっている。

また、上記調整装置１０３には、棒状の連結ロッド１０４が軸方向に伸びていて、該連結ロッド１０４は、図８に示すように、一端に螺子部１０５が形成されるとともに、他端に受口１０６に係合する螺子部１０７が形成されている。これにより、連結ロッド１０４は、螺子部１０７でナット結合によって固定され、ハウジング筒１０１の軸方向でかつ軸平行に連結ロッド１０４が延びていて、調整装置１０３によって、連結ロッド１０４を介してステアリング軸１０２を軸方向にスライドさせるようになっている。

そして、上記ハウジング筒１０１の外周には、塑性変形素材で形成された保持部材１０８が設けられ、該保持部材１０８は、上記連結ロッド１０４の中間位置に形成された変形部１０９が変形した時に保持するようになっている。これによって、例えばステアリング軸１０２に、衝突時のような大きな衝撃力が作用すると、上記変形部１０９が変形することによって、保持部材１０８を変形させ、衝撃力を吸収させるようになっている。

しかし、上記従来の装置では、エネルギ吸収効果を奏するためのみの部材、例えば保持部材１０８などの様々な別途部材を設けなければならず、高コストになるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、ステアリング装置の既存の部材を使用し、別途部材を設けることなく、低価格に、連結ロッド（テレスコロッド）を用いてステアリング軸などに生じる衝撃力で円滑にコラプスさせることにある。

本発明は、先端にステアリングホイールを有するステアリング軸と、該ステアリング軸を内部に嵌挿させて保持するハウジング筒とを備え、かつ該ハウジング筒内で、上記ステアリング軸を連結部材を介して軸方向にスライドさせる電動モータを備えたステアリング装置に関して、本発明の上記目的は、連結部材として、ステアリング軸を軸方向にスライドさせる連結ロッドから構成し、該連結ロッドとして、外筒と、該外筒をスライド自在に嵌挿する軸とから構成し、該外筒および軸を貫通するように、１又は２以上のピンを圧入し、該ピンを、衝突時などに生じる衝撃力で破断しコラプスさせるようにしたことにより、効果的に達成される。

また、上記目的は、上記ピンを、樹脂製若しくは金属製で形成することにより、一層効果的に達成される。

さらに、上記目的は、上記連結ロッドに、ベローズ形状を介在させ、該ベローズ形状によって、衝突時などに生じる衝撃力を吸収することにより、より一層効果的に達成される。

さらに、上記目的は、先端にステアリングホイールを有するステアリング軸と、該ステアリング軸を内部に嵌挿させて保持するハウジング筒とを備え、かつ該ハウジング筒内で、上記ステアリング軸を連結部材を介して軸方向にスライドさせる電動モータを備えたステアリング装置であって、上記連結部材は、上記ステアリング軸を軸方向にスライドさせる連結ロッドからなり、該連結ロッドは、外筒と、該外筒内をスライド自在に嵌挿する軸で構成し、該軸に上記外筒をカシメて固定することにより、カシメ部分で、衝突時などに生じる衝撃力で上記軸を上記外筒に対してスライド可能にしたことにより、効果的に達成される。

以上のように、本発明に係るステアリング装置によると、先端にステアリングホイールを有する、又は取り付けることのできるステアリング軸と、該ステアリング軸を内部に嵌挿させて保持するハウジング筒とを備え、かつ該ハウジング内をその内部にスライド自在に保持する外筒に、上記ステアリング軸を連結部材を介して軸方向にスライドさせる電動モータを備えたステアリング装置であって、上記連結部材は、上記ステアリング軸を軸方向にスライドさせる連結ロッドからなり、該連結ロッドは、外筒と、該外筒内をスライド自在に嵌挿する軸とからなり、該外筒および軸を貫通して、１又は２以上のピンを圧入し、該ピンによって衝突時などに生じる衝撃力を吸収するようになっている。これにより、ピンの強度設計を適切に行えば、ステアリングホイール４の位置調整の際のステアリング軸３の移動、すなわち通常のテレスコ運動に対して、ピンが破壊したり変形することがなく、問題が生じない。また、衝突時のように、ステアリング軸３に大きな衝撃力が作用した場合には、ピンが破壊したり変形することによって、衝撃力、すなわち衝撃エネルギを確実に吸収することができる。

しかも、連結ロッドは、この種の電動テレスコには必須の部材であり、連結ロッド自体を吸収部材としているので、部材の省略化が図れる。また、連結ロッドは、ステアリング軸に近接して軸に対して平行に配され、吸収部材を容易に設計することができる。

また、上記連結ロッドの外筒と、該外筒内をスライドする軸をカシメて固定することによって、カシメ部分で軸のスライド作用を利用することによっても、上記同様の作用，効果を奏することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係るステアリング装置の全体構成を示し、同図において、１は円筒状のハウジング筒であり、該ハウジング筒１内には、ハウジング内筒２が同図左右方向にスライド自在に収納されている。

また、上記ハウジング内筒２には、ステアリング軸３が先端側に延びていて、該ステアリング軸３の先端には、ステアリングホイール４が取り付けられている。

また、上記ハウジング筒１には、電動モータ駆動部５が取り付けられるとともに、上記ハウジング内筒２には、略円板状の取付プレート６が装着されている。また、電動モータ５と取付プレート６の間には、棒状の連結ロッド７が配され、該連結ロッド７の両端には、それぞれ、角ネジや三角ネジ（メートルネジ）などからなる送り用ネジ８と、普通メートルネジなどからなる固定用ネジ９が形成され、該連結ロッド７を介して、電動モータ５と取付プレート６を連結するようになっている。なお、連結ロッド７の取付プレート６への固定は、カシメなど、ネジ以外の固定方法でもよい。

また、図２は、図１を拡大して詳示したものであって、連結ロッド７は、外筒１０と、該外筒１０内に内軸１１がスライド自在に嵌挿されている。この外筒１０および内軸１１の対応する端部同士に、それぞれ樹脂製若しくは金属製のピン１２が貫通されている。これにより、外筒１０又は内軸１１に軸方向の荷重が作用すると、衝撃力によってピン１２を破壊して、衝撃力を吸収するようになっている。

また、図３（ａ）は、図２の変形例を示す図であり、先端側に内軸を配し、基端側に外筒を配したのに対して、先端側に外筒を配し、基端側に内軸を配した構成になっている。すなわち、上記連結ロッド７は、先端側に配された外筒１３と、該外筒１３に内軸１４がスライド自在に嵌挿されている。この外筒１３および内軸１４の互いに対応する端部同士には、それぞれ上記ピン１２と同じピン１５が挿通されている。これにより、内軸１４に軸方向の荷重が作用すると、衝撃力によってピン１５を破壊して変形させて、衝撃力を吸収するようになっている。また、図３（ｂ）は、上記取付プレート６との取付構造の変形例を示し、外筒１３の端部に雌螺子部１６を形成したものである。

また、図４は、図２の変形例を示す図であり、図２と同一の部材は、同一の符号を付して説明を省略する。図４では、外筒１０と、該外筒１０内にスライド自在に嵌挿された内軸１１とで、外筒１０および内軸１１の互いに対応する端部同士に、それぞれ２つのピン１６，１６を挿通したものを示す。これにより、内軸１１に軸方向の衝撃力が作用すると、上記一対のピン１６，１６が破壊され、衝撃力を吸収するようになっている。

なお、図４では、ピン１６は、一対設けたものを示すが、３つ以上のピンを設けてもよく、耐荷重性が大きくなって、大きな衝撃力に対応することができるとともに、外筒１０および内軸１１の連結性が向上し、衝撃力などに対するガタつきを少なくすることができる。

また、図５は、図２の変形例を示す図であり、外筒１０と、該外筒１０内にスライド自在に嵌挿された内軸１１とからなり、外筒１０に内軸１１が嵌挿された部分で、加圧部材／機構Ａにより外部から圧力を加えてカシメることにより、外筒１０の所定位置で内軸１１を固定するようになっている。この場合、内軸１１に軸方向の衝撃力が作用すると、カシメ部分がスライドして、衝撃力を吸収するようになっている。

さらに、図６は、連結ロッド７の一部に、蛇腹状のベローズ１７を介在させたものであり、該ベローズ１７の塑性変形により、連結ロッド７の軸方向に作用する衝撃力を吸収するようになっている。

したがって、上記実施例では、ステアリング軸３の軸方向移動、すなわちテレスコ作動用の部材に、衝突時などに生じる衝撃力を吸収させる機能を持たせた。この連結ロッド７は、一般的な電動テレスコステアリング装置に、通常備えられる必須の部材であって、新たな部材を設ける必要性がなく、部品の省略化を図ることができる。また、連結ロッド７は、ステアリング軸３の軸方向でかつ軸平行に配されるので、ステアリング軸３に作用する衝撃力を効率良く受けることができる。

その際、ステアリング軸３を軸方向にスライドさせるのに必要な軸力は、通常、１０．２Ｎ（１００ｋｇｆ）以下であるのに対して、衝撃力を吸収するのに必要な破壊力（コラプス力）若しくは変形力は、２０．４〜３０．６Ｎ（２００〜３００ｋｇｆ）以上であるので、ピンの耐衝撃荷重を２０．４Ｎ（２００ｋｇｆ）以上に設定すれば、テレスコ運動、すなわちステアリング軸３のスライド移動に対して十分な強度があって、問題は生じない。例えば、ステアリング軸３の軸方向移動によるピンに加わる荷重は、１０．２Ｎ（１００ｋｇｆ）以下であるので、ピンの耐衝撃荷重を２０．４Ｎ（２００ｋｇｆ）以上に設定すれば、ピンが破壊したり変形することがない。一方、衝突時のように、ピンに対して２０．４Ｎ（２００ｋｇｆ）以上の大きな衝撃荷重が加わると、ピンが破断し、ピンに作用する衝撃力、すなわち衝撃エネルギを吸収することができる。よって、ステアリング軸３は、通常のハンドル操作によって生じる荷重では破壊されることがなく、衝突時に、ステアリング軸３に大きな荷重が作用すると、ピンが破壊されて変形するため、衝撃力を緩和することができる。

本発明に係るステアリング装置の全体の概略構成を示す図である。ステアリング装置に使用される連結ロッドにピンを介設した状態を示す一部を切欠いた断面図である。図３（ａ）は、上記図２の変形例を示した一部を切欠いた断面図である。図３（ｂ）は、取付ブラケットへの結合部分の応用例の部分図である。図２に対応する図であり、ピンを２つ配した状態を示す断面図である。連結ロッドの上部軸と下部軸の端部同士を外部から加圧することによってカシメて連結した状態を示す図である。連結ロッドにベローズを介在させた状態を示す、一部を切欠いた断面図である。従来のステアリング装置の外観を示す側面図である。図７に示す従来のステアリング装置の衝撃力を吸収する部材を示す図である。

符号の説明

１ハウジング筒
２ハウジング内筒
３ステアリング軸
４ステアリングホイール
５電動モータ駆動部
６取付プレート
７連結ロッド
１０外筒
１１内軸
１２ピン
１５ピン
１７ベローズ

Claims

先端にステアリングホイールを有するステアリング軸と、該ステアリング軸を内部に嵌挿させて保持するハウジング筒とを備え、かつ該ハウジング筒内で、上記ステアリング軸を連結部材を介して軸方向にスライドさせる電動モータを備えたステアリング装置であって、
上記連結部材は、上記ハウジング筒の軸方向に沿って平行に延びる連結ロッドを備え、
該連結ロッドは、外筒と、該外筒内をスライド自在に嵌挿する軸で構成し、該軸に上記外筒をカシメて固定することにより、カシメ部分で、衝突時などに生じる衝撃力で上記軸を上記外筒に対してスライド可能にし、
衝突によって上記連結部材の軸方向に衝撃が作用した際に、上記連結部材が収縮するようにしたことを特徴とするステアリング装置。