JP2020100277A

JP2020100277A - ステアリングコラム装置

Info

Publication number: JP2020100277A
Application number: JP2018239491A
Authority: JP
Inventors: 翔太鶴岡; Shota Tsuruoka
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: CN111348092A; JP7251133B2; EP3670296A1

Abstract

【課題】車両衝突時にブレーキペダルアームがステアリングコラムを支持する支持部材に衝突したとしても、支持部材が破断してしまうことを抑制することが可能なステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】ステアリングホイール１０が取り付けられるステアリングシャフト２を支持するステアリングコラム３と、ステアリングコラム３をステアリングメンバ１３に対して揺動可能に支持する支持部材７とを備えた車両用ステアリングコラム装置１において、支持部材７は、ステアリングメンバ１３側に取り付けられる第１の板部７１と、ステアリングコラム３側に取り付けられる第２の板部７２と、第１の板部７１と第２の板部７２との間に設けられてブレーキペダルアーム１２と車両前後方向に向かい合う受け部７３とを有し、受け部７３は、車両衝突時にブレーキペダルアーム１２と衝突することにより、第１及び第２の板部７１，７２への衝撃を緩和する。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリングホイールが取り付けられたステアリングシャフトを支持する車両用のステアリングコラム装置に関する。

従来、車両のステアリングコラム装置は、車体に連結されたステアリングサポートメンバに取り付けられてステアリングシャフトを回転自在に支持する。また、ステアリングコラム装置は、例えば特許文献１に示されるように、車両前後方向におけるブレーキペダルアームの後方に配置される場合がある。この場合、車両衝突時にブレーキペダルアームがステアリングコラムを支持するロアブラケット等の支持部材に衝突するおそれがある。

特許文献１に記載のものでは、車両衝突時においてブレーキペダルアームがロアブラケットに衝突する場合の衝突位置を車両後方側にずらすことにより、ブレーキペダルアームの後方移動可能距離を延ばし、ブレーキペダルアームとロアブラケットとの衝突が発生する確率を減らすように構成されている。

特開平９−２２１０４２号公報

しかし、ブレーキペダルアームの後方移動可能距離を延ばしたとしても、車両衝突時の衝撃の大きさによっては、ブレーキペダルアームがステアリングコラムを支持する支持部材に衝突してしまうおそれがある。また、車両レイアウト上の制約により、ブレーキペダルアームの後方移動可能距離を十分に確保できない場合もある。そして、ブレーキペダルアームの衝突によってステアリングコラムの支持部材が破断すると、ステアリングコラム装置が脱落してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、車両搭載時においてステアリングコラムの支持部材よりも車両前方側に配置された部材が車両衝突時に支持部材に衝突したとしても、支持部材が破断してしまうことを抑制することが可能なステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、ステアリングホイールが取り付けられるステアリングシャフトを支持するステアリングコラムと、前記ステアリングコラムを車体側の取付部材に対して揺動可能に支持する支持部材と、を備えた車両用ステアリングコラム装置であって、前記支持部材は、前記取付部材に取り付けられる第１の板部と、前記ステアリングコラム側に取り付けられる第２の板部と、前記第１の板部と前記第２の板部との間に設けられた受け部とを有し、前記受け部は、車両搭載時において前記支持部材よりも車両前方側に配置された部材が車両衝突時に当たる位置に設けられ、当該部材との衝突によって前記第１及び第２の板部への衝撃を緩和する、ステアリングコラム装置を提供する。

本発明に係るステアリングコラム装置によれば、車両搭載時においてステアリングコラムの支持部材よりも車両前方側に配置された部材との衝突によってステアリングコラムを支持する支持部材が破断してしまうことを抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置を示す構成図である。ステアリングコラム装置の構造を模式的に示す断面図である。ステアリングコラム装置の一部をブレーキペダル及びブレーキペダルアームと共に示す斜視図である。（ａ）は、支持部材を示す斜視図であり、（ｂ）は、支持部材を前方側から見た正面図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置を示す構成図である。図２は、車両に搭載されたステアリングコラム装置の構造を模式的に示す断面図である。図３は、ステアリングコラム装置の一部をブレーキペダル及びブレーキペダルアームと共に示す斜視図である。

このステアリングコラム装置１は、運転者による操舵操作をアシストするコラムアシスト式のパワーステアリング装置として構成されている。なお、以下の説明において、左右、上下、及び前後とは、ステアリングコラム装置１の車載状態における車両の左右、上下、及び前後をいうものとする。

ステアリングコラム装置１は、運転者が操舵操作する操舵部品としてのステアリングホイール１０（図２参照）に連結されるステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を支持するステアリングコラム３と、ステアリングコラム３に取り付けられたギヤハウジング４と、運転者によるステアリングホイール１０の操舵操作を補助する操舵補助機構５と、ギヤハウジング４を車体側の取付部材としてのステアリングメンバ１３のステーに対して揺動可能に支持する第１及び第２の支持部材６，７と、ステアリングコラム３をステアリングメンバ１３のコラム取付部１３２に対して固定可能なロック機構８とを備えている。ステアリングメンバ１３は、ギヤハウジング４を車幅方向に挟む一対のステーを有しており、図２では、このうち第２の支持部材７が取り付けられる一方のステー１３１を図示している。

ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１０と一体に回転する。ステアリングシャフト２が回転すると、図略のラックシャフトが車幅方向に移動し、ラックシャフトの両端部に連結されたタイロッドを介して車両の転舵輪（前輪）が転舵される。

ステアリングシャフト２は、一端部にステアリングホイール１０が固定された筒状のアッパシャフト２１と、スプライン嵌合部２０においてアッパシャフト２１に嵌め合わされたロアシャフト２２とを有している。ロアシャフト２２は、アッパシャフト２１側の第１軸部２２１と、第１軸部２２１と同軸配置された第２軸部２２２と、第１軸部２２１と第２軸部２２２とを連結するトーションバー２２３とを有している。トーションバー２２３は、ステアリングホイール１０に付与される操舵トルクによって捩れ、その捩じれ量が図略のトルクセンサによって検出される。第２軸部２２２には、自在継手２３（図１に示す）を介して中間シャフト（インタミディエイトシャフト）２４が連結されている。

ステアリングコラム３は、アウターチューブ３１と、一端部がアウターチューブ３１に収容されたインナーチューブ３２と有している。インナーチューブ３２には、ロアシャフト２２が挿通されている。アウターチューブ３１のステアリングホイール１０側の端部における内周面とアッパシャフト２１の外周面との間には、軸受３３が配置されている。

ギヤハウジング４は、後述する操舵補助機構５のウォームギヤ５２が収容される本体部４１と、インナーチューブ３２が外嵌される筒部４２と、第１の支持部材６が取り付けられる第１の腕部４３と、第２の支持部材７が取り付けられる第２の腕部４４とを有している。第１の腕部４３は本体部４１の右側に、第２の腕部４４は本体部４１の左側に、それぞれ設けられている。第１の支持部材６は、チルトボルト９１及びブッシュ９２によって第１の腕部４３に取り付けられている。同様に、第２の支持部材７は、チルトボルト９３及びブッシュ９４によって第２の腕部４４に取り付けられている。

チルトボルト９１，９３は、第１及び第２の腕部４３，４４にそれぞれ螺合している。チルトボルト９１，９３の中心軸は、ステアリングホイール１０の上下方向の位置を調節するチルト調節時のチルト中心軸Ｃとなる。チルト調節時には、チルト中心軸Ｃを中心としてギヤハウジング４及びステアリングコラム３が揺動する。ブッシュ９２，９４は、第１及び第２のチルトボルト９１，９３に外嵌されており、ギヤハウジング４及びステアリングコラム３の揺動を円滑にする。

第１の支持部材６は、ステアリングメンバ１３のステー（不図示）に取り付けられる平板部６１と、第１の腕部４３に取り付けられる側板部６２とを一体に有している。平板部６１には、ステーへの取り付けのためのボルトを挿通させる貫通孔６１０が形成されている。側板部６２には、チルトボルト９１及びブッシュ９２を挿通させる貫通孔が形成されている。なお、第２の支持部材７については後述する。

操舵補助機構５は、電動モータ５１と、電動モータ５１の出力回転を減速してロアシャフト２２の第２軸部２２２に操舵補助力として伝達するウォームギヤ５２とを有している。電動モータ５１には、図略のコントローラからトルクセンサによって検出された操舵トルクに応じたモータ電流が供給される。ウォームギヤ５２は、電動モータ５１の出力軸と一体に回転するウォームギヤシャフト５２１、及びウォームギヤシャフト５２１に噛み合うウォームホイール５２２によって構成されている。ウォームホイール５２２は、第２軸部２２２に固定されている。

ロック機構８は、ステアリングコラム３のアウターチューブ３１に例えば溶接によって固定されたコラムブラケット８１と、コラムブラケット８１を車幅方向に挟む一対の側壁８２１、及び一対の側壁８２１を連結する天板８２２を有する挟持ブラケット８２と、車幅方向に延在して挟持ブラケット８２の天板８２２に固定された取付ブラケット８３と、取付ブラケット８３の両端部に取り付けられた一対のカプセル８４と、運転者が操作する操作レバー８５と、操作レバー８５の操作に応じて挟持ブラケット８２の一対の側壁８２１をコラムブラケット８１側に締め付ける締付軸８６とを有している。締付軸８６は、コラムブラケット８１に設けられた長穴８１０に挿通されている。

挟持ブラケット８２の一対の側壁８２１が締付軸８６により締め付けられ、コラムブラケット８１を挟持すると、ステアリングコラム３がステアリングメンバ１３に対してロック（固定）される。また、このロックが解除されると、ステアリングコラム３及びギヤハウジング４がチルト中心軸Ｃを中心として揺動可能となる。

一対のカプセル８４は、ボルト挿通孔８４０に挿通される図略のボルトによってステアリングメンバ１３のコラム取付部１３２に固定される。取付ブラケット８３には、ステアリングホイール１０側に開口するＵ字状の係合部が形成されており、この係合部にカプセル８４が係合している。車両が前進走行中に障害物等に衝突し、運転者がステアリングホイール１０に衝突する二次衝突時には、取付ブラケット８３が一対のカプセル８４から離脱して、アウターチューブ３１と共に車両前方に移動する。この際、ロアシャフト２２は二次衝突の衝撃を吸収しながらアッパシャフト２１の内側に入り込む。これにより、二次衝突時に運転者が受ける衝撃が緩和される。

ところで、車両衝突時には、第２の支持部材７よりも車両前方側に配置されたブレーキペダルアーム１２が車両後方に移動し、第２の支持部材７に衝突する場合がある。この場合、上記のように取付ブラケット８３が一対のカプセル８４から離脱するので、第２の支持部材７がブレーキペダルアーム１２の衝突により損傷し、第１の支持部材６にも損傷が発生した場合には、ステアリングコラム３がギヤハウジング４及び操舵補助機構５と共に脱落してしまうおそれがある。

本実施の形態では、以下に述べる第２の支持部材７の構造により、車両衝突時にステアリングコラム３等が脱落してしまうことを抑止している。以下、この構造について詳述する。また、以下の説明において、第２の支持部材７を単に支持部材７という。なお、以下の説明では、車両衝突時において支持部材７にブレーキペダルアーム１２が当たる場合について説明するが、ブレーキペダルアーム１２は車両搭載時において支持部材７よりも車両前方側に配置された部材の一例であり、車両衝突時において支持部材７にブレーキペダルアーム１２以外の部材が当たることも想定し得る。

図４（ａ）は、支持部材７を示す斜視図である。図４（ｂ）は、支持部材７を前方側から見た正面図である。

支持部材７は、ステアリングメンバ１３のステー１３１に取り付けられる第１の板部７１と、ステアリングコラム３側に取り付けられる第２の板部７２と、第１の板部７１と第２の板部７２との間に設けられてブレーキペダルアーム１２と車両前後方向に向かい合う受け部７３とを有している。図４（ｂ）では、受け部７３を破線で囲って図示している。受け部７３は、車両衝突時にブレーキペダルアーム１２と衝突することにより、第１及び第２の板部７１，７２への衝撃を緩和する。

第２の板部７２は、車幅方向に面しており、第１の板部７１は、第２の板部７２の上端部から車幅方向に延在している。受け部７３は、車幅方向が長辺方向となる長方形状であり、車幅方向に沿った長辺方向の長さが第１の板部７１の同方向の長さよりも短い。また、受け部７３は、上下方向に沿った短辺方向の長さが第２の板部７２の同方向の長さよりも短い。受け部７３の長辺方向の長さが第１の板部７１の同方向の長さよりも短く、また受け部７３の短辺方向の長さが第２の板部７２の同方向の長さよりも短いことにより、ブレーキペダルアーム１２との衝突時に受け部７３が変形しやすくなっている。つまり、受け部７３の強度は支持部材７において比較的低く設定される。そして、受け部７３がブレーキペダルアーム１２に衝突することで、第１の板部７１及び第２の板部７２に伝わる衝撃が緩和される。

第１の板部７１は、平板状の平板部７１１と、平板部７１１の車両前方側の端部から下方に延出された前方湾曲部７１２と、平板部７１１の車両後方側の端部から下方に延出された後方湾曲部７１３とを有している。前方湾曲部７１２及び後方湾曲部７１３は、第１の板部７１を車幅方向から見た場合に、平板部７１１と共に略Ｕ字状をなすように湾曲している。平板部７１１には、ステー１３１への固定のためのボルト９５（図２参照）を挿通させる貫通孔７１０が形成されている。第１の板部７１において、平板部７１１は本発明の第１の平板部に相当し、前方湾曲部７１２は第１の湾曲部に相当する。

第２の板部７２は、平板状の平板部７２１と、平板部７２１の車両前方側の端部から車幅方向の第１の板部７１側（本実施の形態では車幅方向の左側）に延出された前方湾曲部７２２と、平板部７２１の車両後方側の端部から車幅方向の第１の板部７１側に延出された後方湾曲部７２３とを有している。前方湾曲部７２２及び後方湾曲部７２３は、第２の板部７２を下方から見た場合に、平板部７２１と共に略Ｕ字状をなすように湾曲している。平板部７２１には、ブッシュ９４が取り付けられると共にチルトボルト９３を挿通させる貫通孔７２０が形成されている。第２の板部７１において、平板部７２１は本発明の第２の平板部に相当し、前方湾曲部７２２は第２の湾曲部に相当する。

本実施の形態では、第１の板部７１の平板部７１１と第２の板部７２の平板部７２１とが直角をなしており、第１の板部７１の平板部７１１は水平に配置される。ただし、両平板部７１１，７２１がなす角は直角に限らず、鈍角あるいは鋭角であってもよい。また、本実施の形態では、前方湾曲部７２２の鉛直方向の長さが後方湾曲部７２３の鉛直方向の長さよりも短いが、前方湾曲部７２２及び後方湾曲部７２３の鉛直方向の長さが同じであってもよい。

受け部７３は、第１の板部７１の前方湾曲部７１２と第２の板部７２の前方湾曲部７２２との間に設けられている。本実施の形態では、受け部７３が平板状であり第１の板部７１の平板部７１１及び第２の板部７２の平板部７２１に対して直角に設けられている。受け部７３は、ステアリングコラム装置１が車両に搭載された車両搭載時において、車両前後方向に沿ってブレーキペダルアーム１２と向かい合っている。

第２の板部７２は、鋼板をプレス成形して形成されている。第１の板部７１、第２の板部７２、及び受け部７３の厚みは、例えば３．２ｍｍである。図４（ｂ）における各部の寸法は、一例として、Ｄ１１が３６ｍｍ、Ｄ１２が２８ｍｍ、Ｄ１３が１０ｍｍ、Ｄ２１が３０ｍｍ、Ｄ２２が２０ｍｍ、Ｄ２３が１０ｍｍである。受け部７３の水平方向の長さ（ＬＨ）は、第１の板部７１の水平方向の長さ（Ｄ１１）の３分の１から２分の１であることが望ましい。受け部７３の上下方向の長さ（ＬＶ）は、第２の板部７２の前方湾曲部７２２の上下方向の長さ（Ｄ２１）の４分の１から２分の１であることが望ましい。図４（ｂ）の図示例では、受け部７３の水平方向の長さ（ＬＨ）が第１の板部７１の水平方向の長さ（Ｄ１１）の２分の１であり、受け部７３の上下方向の長さ（ＬＶ）は、第２の板部７２の前方湾曲部７２２の上下方向の長さ（Ｄ２１）の３分の１である。

受け部７３の鉛直方向の下端部における直線部である下辺７３ａは、第１の板部７１の平板部７１１と平行に、水平方向に延在している。受け部７３の鉛直方向の下端部は、車両衝突時において支持部材７にブレーキペダルアーム１２が最初に当たる部分である。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、車両衝突時にブレーキペダルアーム１２がステアリングコラム３を支持する支持部材７に衝突したとしても、受け部７３がブレーキペダルアーム１２との衝突による衝撃を受け止めることによって第１及び第２の板部７１，７２への衝撃が緩和されるので、例えば第１の板部７１と第２の板部７２との間において支持部材７が破断してしまうことを抑制することが可能となる。また、本実施の形態では、上記の寸法関係によって受け部７３の強度が低くなっているため、ブレーキペダルアーム１２との衝突による衝撃が分散され、支持部材７の一部に応力が集中してしまうことが緩和される。より具体的には、第１の板部７１の前方湾曲部７１２や第２の板部７２の前方湾曲部７２２への応力集中が緩和される。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、受け部７３の形状は長方形状に限らず、例えば下辺７３ａが第１の板部７１に対して傾斜した台形状であってもよい。また、受け部７３を含む支持部材７の各部の寸法や厚さは、上記に例示したものに限らない。また、上記実施の形態では、操舵補助機構５を具備してパワーステアリング装置として構成されたステアリングコラム装置１に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、操舵補助機構５を具備しないステアリングコラム装置に本発明を適用することも可能である。

１…ステアリングコラム装置
１０…ステアリングホイール
１２…ブレーキペダルアーム
１３…ステアリングメンバ（車体側の取付部材）
２…ステアリングシャフト
３…ステアリングコラム
７…第２の支持部材（支持部材）
７１…第１の板部
７１１…平板部（第１の平板部）
７１２…前方湾曲部（第１の湾曲部）
７２…第２の板部
７２１…平板部（第２の平板部）
７２２…前方湾曲部（第２の湾曲部）
７３…受け部

Claims

ステアリングホイールが取り付けられるステアリングシャフトを支持するステアリングコラムと、
前記ステアリングコラムを車体側の取付部材に対して揺動可能に支持する支持部材と、
を備えた車両用ステアリングコラム装置であって、
前記支持部材は、前記取付部材側に取り付けられる第１の板部と、前記ステアリングコラム側に取り付けられる第２の板部と、前記第１の板部と前記第２の板部との間に設けられた受け部とを有し、
前記受け部は、車両搭載時において前記支持部材よりも車両前方側に配置された部材が車両衝突時に当たる位置に設けられ、当該部材との衝突によって前記第１及び第２の板部への衝撃を緩和する、
ステアリングコラム装置。
前記第２の板部は、車幅方向に面しており、
前記受け部は、車両上下方向の長さが前記第２の板部の同方向の長さよりも短い、
請求項１に記載のステアリングコラム装置。
前記第１の板部は、前記第２の板部の上端部から車幅方向に延在しており、
前記受け部は、車幅方向の長さが前記第１の板部の同方向の長さよりも短い、
請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
前記受け部は、車幅方向が長辺方向となる長方形状である、
請求項１乃至３の何れか１項に記載のステアリングコラム装置。
前記第１の板部は、平板状の第１の平板部と、前記第１の平板部の車両前方側の端部から下方に延出された第１の湾曲部とを有し、
前記第２の板部は、平板状の第２の平板部と、前記第２の平板部の車両前方側の端部から前記第１の板部側に延出された第２の湾曲部とを有し、
前記受け部は、前記第１の湾曲部と前記第２の湾曲部との間に設けられている、
請求項１乃至４の何れか１項に記載のステアリングコラム装置。