JP2008018920A - 車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングコラムに加えられる衝撃を安定的に吸収できる車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを提供する。
【解決手段】マウンティングプレートホールと、カーリングプレートピンと、アウタチューブと結合するトランスブラケットと、トランスブラケットに形成されるトランスブラケットホールと、トランスブラケットホールとマウンティングプレートホールを通過してカーリングプレートピンを囲むカーリングプレートと、カーリングプレートを囲みトランスブラケットと結合するカーリングプレートガイドと、マウンティングプレートスロットと、カーリングプレートガイドとトランスブラケットを固定させ、衝突時にマウンティングプレートスロットに沿って移動するカーリングガイド結合部と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムに係り、より詳しくはカーリングプレート（ｃｕｒｌｉｎｇ ｐｌａｔｅ）と前記カーリングプレートを囲むカーリングプレートガイドを適用して、車両の衝突時に前記カーリングプレートが効果的に衝撃を吸収できるようにした車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムに関する。

一般に、ステアリングシステムは、運転者が発生させた回転力を車両の車輪に伝達できるように運転席に設けられるステアリングホイールと、このステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを支持できるようにその外部に設けられるチューブとを含む。このようなステアリングコラムは、カプセルのモールディング力、インナーチューブとアウタチューブとの間の摩擦力、及びホイールの変形を通じて衝突時の衝撃を吸収し、運転者の怪我を減らすように対策されている。

図８は、従来技術による車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。図９は、従来技術による電動モーターが装着された車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。従来技術によるステアリングコラムは、図８及び図９に示すように、矢印方向に外部衝撃が発生した場合に、マウンティングプレートに装着されたカプセル１０９、２０９のモールディング力で１次的な衝撃を吸収する。そして、インナーチューブ１０３、２０３とアウタチューブ１０１、２０１の摩擦力を通じて２次的な衝撃吸収が行われる。

しかし、前述した従来のステアリングコラムは、カプセルのモールディング力を調整するために、カプセルのモールディングされた個数及びカプセルの厚さを調節するので、カプセル設計に困難性があった。また、インナー／アウタチューブの摩擦力を調整するための設計変更が難しく、費用が多くかかるという問題点があった。また、マウンティングプレートが上部マウンティングプレート１０５、２０５と下部マウンティングプレート１０７、２０７に分離していて、車両の空回転及び高速走行時にホイールが振れる現象が発生し、下部マウンティングプレート１０７、２０７の構造が弱くて組立時に変形が生じる問題点があった。電動式ステアリングコラムは、電動モーター２１１の装着によって、ホイールが振れる現象が著しく、コラップス区間が縮小され衝撃吸収量の調節が困難であった。
特開２０００−２３８６４９号公報

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、カーリングプレートと前記カーリングプレートを囲むカーリングプレートガイドを適用して、ステアリングコラムに加えられる衝撃を安定的に吸収できるようにした車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを提供することである。

前記目的を達成するため、本発明による請求項１記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムは、マウンティングプレート、アウタチューブ、上部シャフト、下部シャフトを含むステアリングコラムの衝撃吸収システムにおいて、前記マウンティングプレートに形成されるマウンティングプレートホールと、前記ステアリングコラムの軸方向に対して垂直に設けられ、前記マウンティングプレートホール上に位置するカーリングプレートピンと、前記アウタチューブと結合するトランスブラケットと、前記トランスブラケットに形成されるトランスブラケットホールと、前記アウタチューブと前記トランスブラケットとの間に一端が固定され、前記トランスブラケットホールと前記マウンティングプレートホールを通過して前記カーリングプレートピンを囲み、前記マウンティングプレートホールを通過して前記ステアリングコラムの軸方向と平行に設けられ、前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間に位置するカーリングプレートと、前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間で前記カーリングプレートを囲み、前記トランスブラケットと結合するカーリングプレートガイドと、前記マウンティングプレートに前記ステアリングコラムの軸方向と平行に形成されるマウンティングプレートスロットと、前記カーリングプレートガイドと前記トランスブラケットを固定させ、衝突時に前記マウンティングプレートスロットに沿って移動するカーリングガイド結合部と、を含むことを特徴とする。

前記カーリングガイド結合部は、ボルトにすることが好ましい。

前記カーリングガイド結合部は、前記ボルトと前記マウンティングプレートとの間にワッシャーをさらに含むことが好ましい。

前記マウンティングプレートは、一体に形成されることが好ましい。

前記トランスブラケットと前記マウンティングプレートが相接する部分で、前記トランスブラケットの一部をＵ字形に切断して、前記マウンティングプレートと接触するように曲げたトランスブラケット結合部と、前記マウンティングプレートの一部を延長して、前記トランスブラケットの結合部を囲むように曲げたマウンティングプレート結合部と、をさらに含むことが好ましい。

前記上部シャフトと前記下部シャフトは、スプライン構造で結合されることが好ましい。

また、本発明による請求項７記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムは、マウンティングプレート、アウタチューブ、上部シャフト、下部シャフトを含むステアリングコラムの衝撃吸収システムにおいて、前記マウンティングプレートに形成されるマウンティングプレートホールと、前記ステアリングコラムの軸方向に対して垂直に設けられ、前記マウンティングプレートホール上に位置するカーリングプレートピンと、前記アウタチューブと結合するトランスブラケットと、前記トランスブラケットに形成されるトランスブラケットホールと、前記アウタチューブと前記トランスブラケットとの間に一端が固定され、前記トランスブラケットホールと前記マウンティングプレートホールを通過して前記カーリングプレートピンを囲み、前記マウンティングプレートホールを通過して前記ステアリングコラムの軸方向と平行に設けられ、前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間に位置するカーリングプレートと、前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間で前記カーリングプレートを囲み、前記トランスブラケットと結合するカーリングプレートガイドと、前記マウンティングプレートに前記ステアリングコラムの軸方向に沿って形成されるマウンティングプレートスロットと、前記カーリングプレートガイドと前記トランスブラケットを固定させ、衝突時に前記マウンティングプレートスロットに沿って移動するカーリングガイド結合部と、前記ステアリングコラムに結合される電動モーターと、を含むことを特徴とする。

前記カーリングガイド結合部は、ボルトにすることが好ましい。

前記カーリングガイド結合部は、前記ボルトと前記マウンティングプレートとの間にワッシャーをさらに含むことが好ましい。

前記マウンティングプレートは、一体に形成されることが好ましい。

前記トランスブラケットと前記マウンティングプレートが相接する部分で、前記トランスブラケットの一部をＵ字形に切断して、前記マウンティングプレートと接触するように曲げたトランスブラケット結合部と、前記マウンティングプレートの一部を延長して、前記トランスブラケットの結合部を囲むように曲げたマウンティングプレート結合部と、をさらに含むことが好ましい。

前記上部シャフトと前記下部シャフトは、スプライン構造で結合されることが好ましい。

本発明による車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムは、次のような効果を有する。カーリングプレートとカーリングプレートガイドを適用して、車両の衝突時にカーリングプレートが一定にコラップスされるので、安定した摩擦力が提供されて、運転者を保護することができる。ガイド結合部にボルトを適用したので、衝撃量を調節することが容易である。一体に形成されたマウンティングプレートを適用したので、ステアリングコラムの強性が向上され、車両の空回転及び高速走行時にステアリングホイールが振れることを防止できる。トランスブラケットとマウンティングプレートを結合する結合部を設けたので、衝突時の衝撃を分散させることができる。また、カーリングプレートとカーリングプレートガイドを適用して、上部シャフトと下部シャフトとの結合をスプライン構造としたので、スプライン結合によって設計変更が容易である。モーターが装着され、コラップスされる区間が短く、チューブの直径変更が難しい電動式ステアリングコラムにおいて、前記ステアリングコラムの衝撃吸収システムを適用する場合、その効果がさらに増大される。本発明は、車両の衝突時の衝撃吸収をモルディングピンやシャフトピン、チューブ間の摩擦力を使用せずカーリングプレートを使用するので、生産原価が節減され、車両の仕様によって設計変更が容易な車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを提供できる。

以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して詳しく説明する。

図１は本発明の実施形態による車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。図７は本発明の実施形態による電動モーターが装着された車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。図２は図１のカーリングプレートの結合部分のみを拡大して示した斜視図である。図３は図２のマウンティングプレートを取り除いた場合の図である。図４は図３のカーリングプレートガイドを取り除いた場合の図である。先ず、図２、図３、図４を参照して、カーリングプレートとカーリングプレートガイドが結合する部分を説明する。

図１〜図４に示すように、マウンティングプレート、アウタチューブ、上部シャフト、下部シャフトを含むステアリングコラムの衝撃吸収システムにおいて、マウンティングプレート３１１にはマウンティングプレートホール３１３（図２）が形成される。マウンティングプレートホール３１３の上には、ステアリングコラムの軸方向に対して垂直にカーリングプレートピン３２３が位置する。アウタチューブ３０１（図１）には、トランスブラケット３３１が結合され、衝突時にアウタチューブ３０１とトランスブラケット３３１は一体に動く。トランスブラケット３３１には、トランスブラケットホール３３３（図３）が形成される。アウタチューブ３０１とトランスブラケット３３１との間にカーリングプレート３５１の一端が固定される。ここで、カーリングプレート３５１は、トランスブラケットホール３３３とマウンティングプレートホール３１３を通過して、カーリングプレートピン３２３を囲むように設けられる。カーリングプレート３５１は、マウンティングプレートホール３１３を通過して、マウンティングプレート３１１とトランスブラケット３３１との間で、ステアリングコラムの軸方向と平行に位置する。

マウンティングプレート３１１とトランスブラケット３３１との間では、カーリングプレート３５１を囲むカーリングプレートガイド３５３がトランスブラケット３３１と結合する。ここで、車両が衝突してカーリングプレート３５１がコラップスする場合、カーリングプレートガイド３５３は、カーリングプレート３５１が均一な摩擦力を提供して安定的にコラップスを可能にする。

マウンティングプレート３１１にはステアリングコラムの軸方向と平行な方向にマウンティングプレートスロット３１５が形成される。カーリングプレートガイド３５３とトランスブラケット３３１は、カーリングガイド結合部によって固定され、衝突時にカーリングガイド結合部はマウンティングプレートスロット３１５に沿って移動する。カーリングガイド結合部はボルト３１９にできる。カーリングガイド結合部をボルト３１９にする場合、ボルト３１９の締め力を調節して衝撃吸収量を調節することができる。カーリングガイド結合部は、ボルト３１９とマウンティングプレート３１１との間にワッシャー３２１をさらに含むことができる。

以下、マウンティングプレートとトランスブラケットとの結合を説明する。図５は本発明の実施形態によるマウンティングプレート３１１とトランスブラケット３３１との結合部分のみを拡大して示した図である。図５を参照すれば、トランスブラケット３３１とマウンティングプレート３１１が相接する部分で、トランスブラケット３３１の一部をＵ字形に切断して、トランスブラケット結合部３３５を形成する。トランスブラケット結合部３３５は、マウンティングプレート３１１と接触するように曲げている。マウンティングプレート３１１の一部を延長して、トランスブラケット結合部３３５を囲むように曲げて、マウンティングプレート結合部３１７を形成する。マウンティングプレート結合部３１７とトランスブラケット結合部３３５は、車両衝突時に１次的な衝撃を吸収することができ、曲げる程度によって結合力が決定される。

図６は本発明の実施形態による上部シャフトと下部シャフトとの結合を示す図である。図６に示すように、上部シャフトと下部シャフトとの結合部５０１は、スプライン構造で結合することができる。従来は、上部シャフトと下部シャフトとの結合時にシャフトピンを適用して、衝突時にシャフトピンを破損させて衝撃を吸収したが、本発明は、カーリングプレートを適用して衝撃を吸収することによって、スプライン構造で結合することが可能になった。

上記は、本発明を一般的なステアリングコラムの衝撃吸収システムに適用したものであるが、電動式ステアリングシステムにも適用できる。図７に、電動式ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す。電動式ステアリングシステム（ＭＤＰＳ；Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｎ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、電動モーター４７１が装着されたことを除いては主要部材も、主要部材の機能も同じである。従って、アッパーチューブ４０１、マウンティングプレート４１１、マウンティングプレートスロット４１５、ボルト４１９、ワッシャー４２１、カーリングプレートピン４２３、トランスブラケット４３１等の部材が図示されており、これら部材の機能は前述した通りである。電動式ステアリングコラムの場合には、電動モーター４７１を装着するので、コラムがコラップスされる区間が短く、チューブの直径変更が難しいから、設計上に問題がある。このような電動式ステアリングシステムに、ステアリングコラムの衝撃吸収システムを適用すると、チューブの摩擦力を利用してシャフトピンを使用する場合に比べて、設計変更が容易で、経済的なシステムにすることができる。

以上で本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に含まれるすべての変更を含む。

本発明は、車両のステアリングコラムの衝撃吸収システムに好適である。

本発明による車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。（実施例１） 図１のカーリングプレートの結合部分を拡大した斜視図である。 図２のマウンティングプレートを取り除いた場合の図である。 図３のカーリングプレートガイドを取り除いた場合の図である。 図１の下方から見たマウンティングプレートとトランスブラケットとの結合部分を拡大した図である。 本発明による上部シャフトと下部シャフトとの結合を示す図である。（実施例１） 本発明による電動モーター付き車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。（実施例１） 従来技術による車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。 従来技術による電動モータ付き車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システムを示す斜視図である。

符号の説明

１０１、２０１、３０１ アウタチューブ
１０３、２０３ インナーチューブ
１０５、２０５ 上部マウンティングプレート
１０７、２０７ 下部マウンティングプレート
１０９、２０９ カプセル
２１１、４７１ 電動モーター
３１１ マウンティングプレート
３１３ マウンティングプレートホール
３１５ マウンティングプレートスロット
３１７ マウンティングプレート結合部
３１９、４１９ ボルト
３２１、４２１ ワッシャー
３２３、４２３ カーリングプレートピン
３３１、４３１ トランスブラケット
３３３ トランスブラケットホール
３３５ トランスブラケット結合部
３５１ カーリングプレート
３５３ カーリングプレートガイド
４０１ アッパーチューブ
４１１ マウンティングプレート
４１５ マウンティングプレートスロット
５０１ シャフト結合部

Claims (12)

1. マウンティングプレート、アウタチューブ、上部シャフト、下部シャフトを含むステアリングコラムの衝撃吸収システムにおいて、
   前記マウンティングプレートに形成されるマウンティングプレートホールと、
   前記ステアリングコラムの軸方向に対して垂直に設けられ、前記マウンティングプレートホール上に位置するカーリングプレートピンと、
   前記アウタチューブと結合するトランスブラケットと、
   前記トランスブラケットに形成されるトランスブラケットホールと、
   前記アウタチューブと前記トランスブラケットとの間に一端が固定され、前記トランスブラケットホールと前記マウンティングプレートホールを通過して前記カーリングプレートピンを囲み、前記マウンティングプレートホールを通過して前記ステアリングコラムの軸方向と平行に設けられ、前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間に位置するカーリングプレートと、
   前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間で前記カーリングプレートを囲み、前記トランスブラケットと結合するカーリングプレートガイドと、
   前記マウンティングプレートに前記ステアリングコラムの軸方向と平行に形成されるマウンティングプレートスロットと、
   前記カーリングプレートガイドと前記トランスブラケットを固定させ、衝突時に前記マウンティングプレートスロットに沿って移動するカーリングガイド結合部と、を含むことを特徴とする車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
2. 前記カーリングガイド結合部は、ボルトにすることを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
3. 前記カーリングガイド結合部は、前記ボルトと前記マウンティングプレートとの間にワッシャーをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
4. 前記マウンティングプレートは、一体に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
5. 前記トランスブラケットと前記マウンティングプレートが相接する部分で、前記トランスブラケットの一部をＵ字形に切断して、前記マウンティングプレートと接触するように曲げたトランスブラケット結合部と、
   前記マウンティングプレートの一部を延長して、前記トランスブラケットの結合部を囲むように曲げたマウンティングプレート結合部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
6. 前記上部シャフトと前記下部シャフトは、スプライン構造で結合されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
7. マウンティングプレート、アウタチューブ、上部シャフト、下部シャフトを含むステアリングコラムの衝撃吸収システムにおいて、
   前記マウンティングプレートに形成されるマウンティングプレートホールと、
   前記ステアリングコラムの軸方向に対して垂直に設けられ、前記マウンティングプレートホール上に位置するカーリングプレートピンと、
   前記アウタチューブと結合するトランスブラケットと、
   前記トランスブラケットに形成されるトランスブラケットホールと、
   前記アウタチューブと前記トランスブラケットとの間に一端が固定され、前記トランスブラケットホールと前記マウンティングプレートホールを通過して前記カーリングプレートピンを囲み、前記マウンティングプレートホールを通過して前記ステアリングコラムの軸方向と平行に設けられ、前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間に位置するカーリングプレートと、
   前記マウンティングプレートと前記トランスブラケットとの間で前記カーリングプレートを囲み、前記トランスブラケットと結合するカーリングプレートガイドと、
   前記マウンティングプレートに前記ステアリングコラムの軸方向に沿って形成されるマウンティングプレートスロットと、
   前記カーリングプレートガイドと前記トランスブラケットを固定させ、衝突時に前記マウンティングプレートスロットに沿って移動するカーリングガイド結合部と、
   前記ステアリングコラムに結合される電動モーターと、を含むことを特徴とする車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
8. 前記カーリングガイド結合部は、ボルトにすることを特徴とする請求項７に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
9. 前記カーリングガイド結合部は、前記ボルトと前記マウンティングプレートとの間にワッシャーをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
10. 前記マウンティングプレートは、一体に形成されることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
11. 前記トランスブラケットと前記マウンティングプレートが相接する部分で、前記トランスブラケットの一部をＵ字形に切断して、前記マウンティングプレートと接触するように曲げたトランスブラケット結合部と、
    前記マウンティングプレートの一部を延長して、前記トランスブラケットの結合部を囲むように曲げたマウンティングプレート結合部と、をさらに含むことを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
12. 前記上部シャフトと前記下部シャフトは、スプライン構造で結合されることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の車両用ステアリングコラムの衝撃吸収システム。
    
    

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