JP2010173552A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収荷重のばらつきを小さくし、要求される衝撃吸収荷重に設定することができる衝撃吸収構造を備えたステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】チルトガイド長孔１１内の所望する位置でクランプ用ボルト６を固定することで、チルト調整を行なうステアリングコラム装置に、チルトガイド長孔１１の車両前方側端部に延設され、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅を有し、チルトガイド長孔１１の円弧の曲率半径Ｒ１２、および中心Ｃ１２の位置の少なくともいずれか一方が異なる衝撃吸収ガイド長孔１２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転者の体型及び好みに合わせて最も運転し易いようにステアリングホイールの位置を調整できるチルト調整機能を備えたステアリングコラム装置に関する。

従来、トラックなどのキャブオーバー型車両に対応したステアリングコラム装置として、ステアリングシャフトをほぼ直立した状態で車両に支持するものがある。この種のステアリングコラム装置として、特許文献１には、運転者の体格や運転姿勢に合わせてステアリングホイールの前後位置の調整を可能とするチルト調整機能を備えたステアリングコラム装置が開示されている。

このステアリングコラム装置１０１には、図１１，図１２に示すように、ステアリングシャフト１０２を回動自在に内包するコラムチューブ１０３が、車体に車両前後方向に揺動可能に支持されている。また、ステアリングシャフト１０２の先端にステアリングホイール（図示せず）が配設される。コラムチューブ１０３の外周に設けられた変位ブラケット１０５に配設されたボルト１０６が、車体側に固定された支持ブラケット１０４に形成された長孔１１１内を移動することで揺動範囲、つまりチルト調整の範囲が規定されている。そして、運転者が、長孔１１１内の所望する位置でボルト１０６を固定することで、チルト調整を行なうことができる。

また、このステアリングコラム装置１０１には、衝撃吸収構造１３０が設けられている。衝撃吸収構造１３０は、長孔１１１の車両前方側端部に延設され、ボルト１０６の軸径よりも幅が狭く設定された幅狭部１３１と、前述のボルト１０６とから構成されている。幅狭部１３１はボルト１０６の外径寸法よりも幅が狭く設定されている。このため、通常のチルト調整操作では、ボルト１０６は幅狭部１３１内に入ることはできないが、車両が衝突するなどして、運転者が車両後方から前方に向かってステアリングホイールに衝突し、ステアリングコラム装置１０１に衝撃荷重が加わった際には、図１３に示すように、ボルト１０６が幅狭部１３１を両側に押広げながら前方に移動することで、衝撃を吸収する。

特開平１０−２０３３８０号公報

このような幅狭部１３１が延設された長孔１１１を形成する際には、板材を金型のパンチで打抜く方法が一般的に行なわれる。しかしながら、金型のパンチで打抜く方法では、長孔１１１に応力集中や、加工硬化が発生してしまうため、要求される衝撃吸収荷重をばらつき無く設定することが非常に困難である。

また、ボルト１０６が幅狭部１３１を両側に押広げる構成であるため、拡げられる部位双方の変化量を均一にしなければならず、この点においても要求される衝撃吸収荷重をばらつき無く設定することが非常に困難である。

そこで、本発明は、衝撃吸収荷重のばらつきを小さくし、要求される衝撃吸収荷重に設定することができる衝撃吸収構造を備えたステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、車体に車両前後方向に揺動可能に支持されたコラムチューブと、該コラムチューブの外周に設けられたディスタンスブラケットと、該車体に固定された車体取付ブラケットと、該車体取付ブラケットに形成されたチルトガイド長孔と、該ディスタンスブラケットに配設されたクランプ用ボルトとを備え、該チルトガイド長孔内の所望する位置で該クランプ用ボルトを固定することで、チルト調整を行なうステアリングコラム装置において、前記チルトガイド長孔の車両前方側端部に、該チルトガイド長孔と同様の孔幅で、略円弧形状に延設され、円弧の曲率半径、および中心の位置の少なくともいずれか一方が該チルトガイド長孔とは異なるように設定された衝撃吸収ガイド長孔を備えたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のステアリングコラム装置において、前記衝撃吸収ガイド長孔近傍に、機械的強度が低い脆弱部が配置されたことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１、または請求項２に記載のステアリングコラム装置において、前記チルトガイド長孔と前記衝撃吸収ガイド長孔との境界部分にストッパが配設され、該ストッパが、設定値以上の荷重が加わった際に、脱落するように設定されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、衝撃吸収ガイド長孔をチルトガイド長孔の車両前方側端部に、チルトガイド長孔と同様の孔幅で、略円弧形状に延設し、円弧の曲率半径、および中心の位置の少なくともいずれか一方が該チルトガイド長孔とは異なるように設定したことによって、通常のチルト調整操作では、クランプ用ボルトが衝撃吸収ガイド長孔の片方の孔縁に当接して衝撃吸収ガイド長孔に進入することはできず、クランプ用ボルトはチルトガイド長孔内のみを移動する。また、車両が衝突するなどして、運転者が車両後方から前方に向かってステアリングホイールに衝突し、ステアリングコラム装置に衝撃荷重が加わった際には、クランプ用ボルトが当接する衝撃吸収ガイド長孔の片方の孔縁を押広げつつ、衝撃吸収ガイド長孔内を車両前方へ移動することで、衝撃荷重を吸収する。

このような構成により、衝撃荷重を吸収する際に、クランプ用ボルトが当接する部位は、衝撃吸収ガイド長孔の孔縁の片方のみに設定されるので、衝撃吸収荷重のばらつきを抑え、要求される衝撃吸収荷重に設定することができる。

また、衝撃吸収ガイド長孔の孔幅をチルトガイド長孔の孔幅と同様に設定したことにより、チルトガイド長孔と衝撃吸収ガイド長孔とを金型のパンチによって形成した場合にも、応力集中や加工硬化の発生を防ぐことができるので、衝撃吸収荷重のばらつきを抑え、要求される衝撃吸収荷重に設定することができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、衝撃吸収ガイド長孔近傍に、機械的強度が低い脆弱部が配置されたことによって、要求される衝撃吸収荷重を設定することが容易にできる。

請求項３の発明によれば、請求項１、請求項２の発明の効果に加え、チルトガイド長孔と衝撃吸収ガイド長孔との境界部分に配設されたストッパが、設定値以上の荷重が加わった際に、脱落するように設定されたことによって、チルト調整操作時のチルトガイド長孔と衝撃吸収ガイド長孔との境界部分におけるクランプ用ボルトの噛み込みを防止できる。

本発明の第１実施形態にかかるステアリングコラム装置が車両に搭載された状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかるステアリングコラム装置が衝撃力を吸収した状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 本発明の第１実施形態にかかる衝撃吸収構造によって吸収される衝撃荷重を示す特性図である。 本発明の第２実施形態にかかる衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 本発明の第３実施形態にかかる衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 本発明の第３実施形態にかかる衝撃吸収構造によって吸収される衝撃荷重を示す特性図である。 本発明の第４実施形態にかかる衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 本発明の第５実施形態にかかる衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 本発明の第６実施形態にかかる衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 従来のステアリングコラム装置を示す側方断面図である。 従来の衝撃吸収構造を示す構成概要図である。 従来の衝撃吸収構造が衝撃力を吸収した状態を示す構成概要図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は本発明の第１実施形態を示している。

図１、図２に示すように、第１実施形態のステアリングコラム装置１は、図の上端にステアリングホイール（不図示）が固定されるステアリングシャフト２を内包するとともに、回動可能に支承するコラムチューブ３を備えている。

コラムチューブ３は、内部にステアリングシャフト２を回動自在に支承している。また、コラムチューブ３の軸方向下端側は、チルト軸７を介して車両前後方向（チルト方向）に回動可能に車体（図示せず）に支持されている。

また、このステアリングコラム装置１は、コラムチューブ３の軸方向上端側に配置されて車体に固定された下向開放の略コ字形状を有する車体取付ブラケット４と、コラムチューブ３の外周に溶接等にて固定されつつ、車体取付ブラケット４の内側に配置されたディスタンスブラケット５と、車体取付ブラケット４およびディスタンスブラケット５を貫通するクランプ用ボルト６と、そのクランプ用ボルト６の軸線回りに回動操作される操作レバー（図示せず）と、を備えている。

車体取付ブラケット４は、相対向する一対の側板８，９と、これらの側板８，９の上部を互いに連結する上板１０とを有する下向き開放の略コ字形状を備え、車体に固定されている。車体取付ブラケット４の両側板８，９には、コラムチューブ３の揺動方向（チルト方向）に沿った円弧形状を有するチルトガイド長孔１１が形成されている。チルトガイド長孔１１は、孔幅がクランプ用ボルト６の軸径よりも大きく設定され、チルトガイド長孔１１内をクランプ用ボルト６が移動可能に設定されている。

チルトガイド長孔１１の車両前方側端部には、衝撃吸収ガイド長孔１２が形成されている。衝撃吸収ガイド長孔１２は、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅に設定されるとともに、円弧の曲率半径Ｒ１２がチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１よりも小さく設定された略円弧形状に延設されている。また、衝撃吸収ガイド長孔１２の曲率半径Ｒ１２の中心Ｃ１２は、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２との境界部分と、チルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）とを結ぶ直線上、且つチルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２との境界部分と中心Ｃ１１の間に設定されている。

チルトガイド長孔１１の円弧延長線上に位置する衝撃吸収ガイド長孔１２の円弧の径方向外側には、スリット１３が形成されている。そして、要求される衝撃吸収荷重に応じて、衝撃吸収ガイド長孔１２とスリット１３とで形成される脆弱部としてのブリッジ部１４の幅寸法が設定される。なお、本実施形態の脆弱部の別態様として、スリット１３ではなく、車体取付ブラケット４を切欠いて、図３の破線で示すような外形形状でブリッジ部１４を形成する構成としても良い。

ディスタンスブラケット５は、下向き開放の略コ字形状をなし、一対の側板１６，１７と、側板１６，１７の上端同士を繋ぐ上板１８とを有している。ディスタンスブラケット５の側板１６，１７には、クランプ用ボルト６が貫通する貫通孔１９が形成されている。

運転者は、操作レバー（図示せず）を回動操作し、クランプ用ボルト６を緩めることで、チルト方向への移動を可能にし、運転者が自身の体格や運転姿勢に合わせてステアリングホイール移動させる。次に、操作レバーを逆転回動操作し、クランプ用ボルト６を締上げることで、車体取付ブラケット４の側板８，９とディスタンスブラケット５の側板１６，１７とを密接させる。そして、密接させた際の側板同士の摩擦力によって、運転者が所望するチルト位置に固定している。

追突事故等により、運転者がステアリングホイールに二次衝突した際には、ステアリングホイールを介して、車両前方に向かって衝撃荷重Ｐがコラムチューブ３に加わる。コラムチューブ３は、車体取付ブラケット４の側板８，９とディスタンスブラケット５の側板１６，１７との間の摩擦力に抗して、車両前方に揺動、変位し、クランプ用ボルト６がチルトガイド長孔１１の車両前方へ移動する。クランプ用ボルト６は、チルトガイド長孔１１の車両前方側端部へ移動したところで、衝撃吸収ガイド長孔１２の外側円弧縁部に位置する衝撃荷重吸収部１５に当接し、衝撃荷重吸収部１５を変形させながら、さらに車両前方へ移動する。そして、衝撃荷重吸収部１５を変形させながら移動することで、衝撃吸収ストロークに対して、図４に示すように、衝撃吸収荷重Ｆを吸収する。

以上の構成により本実施形態のステアリングコラム装置１によれば、衝撃荷重を吸収する際に、クランプ用ボルトが当接する部位は、衝撃吸収ガイド長孔の孔縁の片方のみに設定されるので、衝撃吸収荷重のばらつきを抑え、要求される衝撃吸収荷重に設定することができる。

また、衝撃吸収ガイド長孔の孔幅をチルトガイド長孔の孔幅と同様に設定したことにより、チルトガイド長孔と衝撃吸収ガイド長孔とを金型のパンチによって形成した場合にも、応力集中や加工硬化の発生を防ぐことができるので、衝撃吸収荷重のばらつきを抑え、要求される衝撃吸収荷重に設定することができる。

次に、第２実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図５は本発明の第２実施形態を示し、前述した図１〜図４に示す第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第２実施形態と前述の第１実施形態の構成について、大きく異なる点は、衝撃吸収構造を構成する車体取付ブラケット４に形成される衝撃吸収ガイド長孔１２ａの形状、および衝撃荷重吸収部１５ａの形状である。

衝撃吸収ガイド長孔１２ａは、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅に設定されるとともに、円弧の曲率半径Ｒ１２ａがチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１よりも大きく設定された略円弧形状に延設されている。また、衝撃吸収ガイド長孔１２ａの曲率半径Ｒ１２ａの中心Ｃ１２ａは、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ａとの境界部分と、チルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）とを結ぶ直線の延長線上に設定されている。

チルトガイド長孔１１の円弧延長線上に位置する衝撃吸収ガイド長孔１２ａの円弧の径方向内側、且つ車両前方側端部には、脆弱部としての切欠１４ａが形成されている。

衝撃荷重を吸収する際に、クランプ用ボルト６は、チルトガイド長孔１１の車両前方側端部へ移動したところで、衝撃吸収ガイド長孔１２ａの内側円弧縁部に位置する衝撃荷重吸収部１５ａに当接し、衝撃荷重吸収部１５ａを変形させながら、さらに車両前方へ移動し、切欠１４ａを押広げる。そして、衝撃荷重吸収部１５ａを変形させながら移動することで、設定された衝撃吸収荷重Ｆを吸収する。

以上の構成により本実施形態のステアリングコラム装置１によれば、前述の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本実施形態において、衝撃吸収ガイド長孔１２ａの円弧の曲率半径Ｒ１２ａを無限大として、衝撃吸収ガイド長孔を直線状に設定してもよい。

次に、第３実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図６、図７は本発明の第３実施形態を示し、前述した図１〜図４に示す第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第３実施形態と前述の第１実施形態の構成について、大きく異なる点は、第２実施形態と同様に、衝撃吸収構造を構成する車体取付ブラケット４に形成される衝撃吸収ガイド長孔１２ｂの形状、および衝撃荷重吸収部１５ｂの形状である。

衝撃吸収ガイド長孔１２ｂは、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅に設定されるとともに、円弧の曲率半径Ｒ１２ｂがチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１よりも小さく設定された略円弧形状に延設されている。また、衝撃吸収ガイド長孔１２ｂの円弧の中心Ｃ１２ｂは、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｂとの境界部分と、チルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）とを結ぶ直線よりもチルトガイド長孔１１側に位置している。さらにチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１は、第１実施形態と同様である。

チルトガイド長孔１１の円弧延長線上に位置する衝撃吸収ガイド長孔１２ｂの円弧の径方向外側には、スリット１３ｂが形成されている。そして、要求される衝撃吸収荷重に応じて、衝撃吸収ガイド長孔１２ｂとスリット１３ｂとで形成される脆弱部としてのブリッジ部１４ｂの幅寸法が設定される。

また、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｂとの境界部分にストッパ２０が配設され、ストッパ２０は、設定値以上の荷重が加わった際に、脱落するように設定されている。このストッパ２０は、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｂとの境界部分にある程度の角度が生じ、チルト調整操作時にこの部分にクランプ用ボルト６が噛み込んで、チルト調整がスムーズに行なわれないことを防止している。これにより、運転者が、自身の体格や運転姿勢に合わせてステアリングホイール移動させる際に、ストッパ２０によって、クランプ用ボルト６の車両前方側への移動が規制される。

衝撃荷重を吸収する際に、クランプ用ボルト６は、チルトガイド長孔１１の車両前方側端部へ移動したところで、ストッパ２０を脱落させて、衝撃吸収ガイド長孔１２ｂの外側円弧縁部に位置する衝撃荷重吸収部１５ｂに当接し、衝撃荷重吸収部１５ｂを変形させながら、さらに車両前方へ移動する。そして、衝撃荷重吸収部１５ｂを変形させながら移動することで、図７に示すように、衝撃吸収ストロークに対して、衝撃吸収荷重Ｆを吸収する。

以上の構成により本実施形態のステアリングコラム装置１によれば、前述の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｂとの境界部分に配設されたストッパ２０が、設定値以上の荷重が加わった際に、脱落するように設定されたことによって、衝撃荷重吸収性能を低下させることなく、チルト調整操作時のチルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｂとの境界部分におけるクランプ用ボルト６の噛み込みを防止できる。

次に、第４〜第６実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図８〜１０は本発明の第４〜第６実施形態を示し、前述した図１〜図４に示す第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

第４〜第６実施形態と前述の第１実施形態の構成について、大きく異なる点は、衝撃吸収構造を構成する車体取付ブラケット４に形成される衝撃吸収ガイド長孔の形状、および衝撃荷重吸収部の形状である。

第４実施形態では、図８に示すように、衝撃吸収ガイド長孔１２ｃは、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅に設定されるとともに、円弧の曲率半径Ｒ１２ｃがチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１と同様に設定された略円弧形状に延設されている。また、衝撃吸収ガイド長孔１２ｃの円弧の中心Ｃ１２ｃは、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｃとの境界部分と、チルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）とを結ぶ直線上、且つチルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｃとの境界部分と中心Ｃ１１の間の延長線上に設定されている。

第５実施形態では、図９に示すように、衝撃吸収ガイド長孔１２ｄは、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅に設定されるとともに、円弧の曲率半径Ｒ１２ｄがチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１と同様に設定された略円弧形状に延設されている。また、衝撃吸収ガイド長孔１２ｄの円弧の中心Ｃ１２ｄは、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｄとの境界部分と、チルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）とを結ぶ直線よりも衝撃吸収ガイド長孔１２ｄ側に設定されている。

第６実施形態では、図１０に示すように、衝撃吸収ガイド長孔１２ｅは、チルトガイド長孔１１と同様の孔幅に設定されるとともに、円弧の曲率半径Ｒ１２ｅがチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１よりも小さく設定された略円弧形状に延設されている。また、衝撃吸収ガイド長孔１２ｅの円弧の中心Ｃ１２ｅは、チルトガイド長孔１１と衝撃吸収ガイド長孔１２ｅとを挟んでチルトガイド長孔１１の曲率半径Ｒ１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）とは、反対側の位置に設定されている。

以上の構成により、第４〜第６実施形態のステアリングコラム装置１によれば、前述の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、第１〜第６実施形態において、設定によっては、スリット１３等の脆弱部が形成されない構成でも良い。

さらに、衝撃吸収ガイド長孔１２の中心Ｃ１２は、実施形態に限定されず、チルトガイド長孔１１の中心Ｃ１１（チルト軸７）に対して、中心Ｃ１１と重ならない任意の位置でも良い。

１…ステアリングコラム装置
３…コラムチューブ
４…車体取付ブラケット
５…ディスタンスブラケット
６…クランプ用ボルト
７…チルト軸
１１…チルトガイド長孔
１２…衝撃吸収ガイド長孔
１４…ブリッジ部（脆弱部）
１４ａ…切欠（脆弱部）
２０…ストッパ
Ｃ１１…チルトガイド長孔の円弧の中心
Ｒ１１…チルトガイド長孔の円弧の曲率半径
Ｃ１２、Ｃ１２ａ、Ｃ１２ｂ、Ｃ１２ｃ、Ｃ１２ｄ、Ｃ１２ｅ…衝撃吸収ガイド長孔の円弧の中心
Ｒ１２、Ｒ１２ａ、Ｒ１２ｂ、Ｒ１２ｃ、Ｒ１２ｄ、Ｒ１２ｅ…衝撃吸収ガイド長孔の円弧の曲率半径

Claims (3)

1. 車体に車両前後方向に揺動可能に支持されたコラムチューブと、該コラムチューブの外周に設けられたディスタンスブラケットと、該車体に固定された車体取付ブラケットと、該車体取付ブラケットに形成されたチルトガイド長孔と、該ディスタンスブラケットに配設されたクランプ用ボルトとを備え、
   該チルトガイド長孔内の所望する位置で該クランプ用ボルトを固定することで、チルト調整を行なうステアリングコラム装置において、
   前記チルトガイド長孔の車両前方側端部に、該チルトガイド長孔と同様の孔幅で、略円弧形状に延設され、円弧の曲率半径、および中心の位置の少なくともいずれか一方が該チルトガイド長孔とは異なるように設定された衝撃吸収ガイド長孔を備えたことを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 請求項１に記載のステアリングコラム装置において、
   前記衝撃吸収ガイド長孔近傍に、機械的強度が低い脆弱部が配置されたことを特徴とするステアリングコラム装置。
3. 請求項１、または請求項２に記載のステアリングコラム装置において、
   前記チルトガイド長孔と前記衝撃吸収ガイド長孔との境界部分にストッパが配設され、
   該ストッパが、設定値以上の荷重が加わった際に、脱落するように設定されたことを特徴とするステアリングコラム装置。

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