JP3634124B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時において運転者を衝撃から保護するために用いられるステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
衝撃吸収式ステアリング装置として、ステアリングホイール側から作用する衝撃の吸収機構を備えたものが一般に用いられている。その吸収機構により、車両と障害物との一次衝突後におけるステアリングホイールとドライバーとの２次衝突において、ドライバーに作用する衝撃が吸収される。
【０００３】
しかし、例えばワンボックスタイプ等の車両においては、ステアリングシャフトの軸方向と水平方向とがなす角度が大きいため、たとえ衝撃吸収機構を設けても、ドライバーとステアリングホイールとの衝突時に作用する衝撃を十分に吸収できない場合がある。
【０００４】
そこで、ステアリングコラムを車体の左右方向に沿う支軸中心に回転可能に支持し、車両の一次衝突時における車体の変形に基づきステアリングコラムの下部側に作用する荷重により、ステアリングコラムを上部側が車体の前方に向かうように回転させるステアリング装置が開示されている（特開平６‐２４７３２０号公報）。これにより、一次衝突によりドライバーとステアリングホイールとの間隔が大きくなるので、二次衝突を防止してシートベルトによる衝撃吸収効果を向上できる。
【０００５】
この従来技術においては、ステアリングコラムの上部側において、ステアリングコラムを支軸中心に回転可能に支持している。そのため、ステアリングコラムの下部側の軌跡は円に沿う。一方、一次衝突時にステアリングコラムの下部側に作用する荷重の作用方向は、衝突方向に応じて直線に沿う。そのため、この従来技術においては、一次衝突による車体の直線方向変位を、ステアリングコラムの下部の円周方向変位に変換するため、ステアリングコラムの下部側と車体とをリンク機構により連結している。そのリンク機構により、一次衝突時におけるステアリングコラムの円滑な回転を確保することができる。
しかし、そのようなリンク機構を設けると、部品点数、組立工数が増大するという問題がある。
【０００６】
また、ステアリングコラムを車体の左右方向に沿う支軸中心に回転可能に支持し、車両の一次衝突時における車体の変形に基づきステアリングコラムの下部側に作用する荷重により、ステアリングコラムを上部側が車体の後方に向かうように回転させるステアリング装置が開示されている（特開平７‐６１３５５号公報）。これにより、ステアリングホイール側から作用する衝撃の吸収機構を設けることで、ドライバーとステアリングホイールとの衝突時に作用する衝撃を効果的に吸収できる。
【０００７】
しかし、この従来技術においては、車両の一次衝突時に、ステアリングコラムの上部側を常に車体の後方に向かうように回転させるために、ステアリングコラムと車体との間に複雑な構成の連結機構を必要とする。
【０００８】
また、上記従来技術は、ステアリングコラムの上部側を、車体の前方と後方の何れか一方にのみ変位させるものである。そのため、一次衝突時における車体の変位方向如何では、ステアリングコラムを円滑に回転させることができない場合がある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決することのできるステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のステアリング装置は、ステアリングシャフトと、その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、そのステアリングコラムの上部側において、そのステアリングコラムを車体の左右方向に沿う支軸中心に回転可能に支持する支持部材と、そのステアリングコラムの下部側において、そのステアリングコラムを前記支軸中心の回転方向に案内するガイド部材とを備え、そのステアリングコラムの回転は、そのステアリングコラムに回転方向の一定以上の荷重が作用するまでは阻止されると共に、一定以上の荷重が作用することで許容され、前記ステアリングコラムの下部側は、前記ガイド部材に形成されたガイド孔に挿通されるピンを有し、前記支軸を中心とする前記ステアリングコラムの回転時に前記ピンが前記ガイド孔内を移動するように、前記ガイド孔は前記支軸を中心とする円上に形成され、前記ステアリングコラムが上部側において車体の前方と後方の何れにも向かうように回転可能なように、前記ピンは衝撃作用前には前記ガイド孔の両端間に配置され、ステアリングホイール側から作用する衝撃の吸収機構が設けられていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、ステアリングコラムの上部側が支軸中心に車体の前方に向かうように回転する場合は、一次衝突によりドライバーとステアリングホイールとの間隔を大きくし、二次衝突を防止してシートベルトによる衝撃吸収効果を大きくすることができる。また、一次衝突によりステアリングコラムの上部側が支軸中心に車体の後方に向かうように回転する場合は、ステアリングホイール側から作用する衝撃の吸収機構を設けることで、ドライバーとステアリングホイールとの二次衝突によりドライバーに作用する衝撃を効果的に吸収できる。
そのステアリングコラムを上部側において支軸中心に回転可能に支持しているため、ステアリングコラムの下部側の軌跡は円に沿う。そのステアリングコラムの下部側において、そのステアリングコラムを支軸中心の回転方向に案内するガイド部材を備えているので、一次衝突による車体の直線方向変位を、ステアリングコラムの下部の円周方向変位に変換できる。すなわち、一次衝突による車体の変位をステアリングコラムの下部に伝達するためのリンク機構を必要とすることなく、円滑にステアリングコラムを回転させることが可能になる。
本発明のステアリング装置のステアリングコラムは、上部側が車体の前方と後方の何れにも向かうことができるように回転可能とされ、ステアリングホイール側から作用する衝撃の吸収機構が設けられているので、一次衝突時における車体の変形方向の如何に拘らず、ステアリングコラムを円滑に回転させることができる。また、ステアリングコラムと車体との間に、ステアリングコラムを一方向にのみ回転させるための複雑な構成を必要としない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１、図２に示す衝撃吸収式ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２と、この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とを備えている。そのステアリングシャフト２の一端にステアリングホイールＨが連結される。そのステアリングシャフト２の他端に、自在継手６ａ、６ｂと連結シャフト７を介して、車体側部材４５に固定されるステアリングギヤ４が連結される。そのステアリングギヤ４は、そのステアリングシャフト２の回転に応じて車輪Ｗの舵角を変化させるもので、例えば公知のラックピニオン式ステアリングギヤやボールスクリュー式ステアリングギヤ等を採用できる。
【００１４】
図３に示すように、そのステアリングシャフト２は、上部側の筒状第１シャフト部２ａと、下部側の第２シャフト部２ｂとを有する。その第１シャフト部２ａに第２シャフト部２ｂが挿入される。その第２シャフト部２ｂの外周に一対の周溝８が形成され、その周溝８に連通する通孔９が第１シャフト部２ａに形成され、その通孔９と周溝８とに樹脂６０が充填される。これにより、第１シャフト部２ａと第２シャフト部２ｂとは、ステアリングホイールＨ側からの衝撃により一定以上の軸方向荷重が作用して樹脂６０が破断することで軸方向に相対移動する。その第１シャフト部２ａの内周形状と第２シャフト部２ｂの外周形状とは非円形とされることで、両シャフト部２ａ、２ｂは軸方向相対移動可能かつ回転伝達可能に連結される。
【００１５】
そのステアリングコラム３は、上部側の第１コラム３ａと、この第１コラム３ａに圧入される下部側の第２コラム３ｂとを有し、その第１コラム３ａと第２コラム３ｂは、その圧入荷重に応じた一定以上の荷重がステアリングホイールＨ側からの衝撃により作用することで軸方向に相対移動する。その第１コラム３ａは、ベアリング４を介して第１シャフト部２ａを支持する。そのベアリング４は、第１コラム３ａの内周に形成された段差３ａ′と第１シャフト部２ａの外周に取り付けられた止め輪１２とにより、第１コラム３ａと第１シャフト部２ａとに対する軸方向移動が阻止されている。
【００１６】
図２〜図６に示すように、その第１コラム３ａに、上部保持部材１０を介してアッパーブラケット１１（支持部材）が取り付けられている。
そのアッパーブラケット１１は、一対の支持壁１１ａ、１１ｂと、各支持壁１１ａ、１１ｂの一端を連結する連結壁１１ｃと、各支持壁１１ａ、１１ｂの他端から第１コラム３ａの径方向外方に延出する張り出し壁１１ｄ、１１ｅとを有する。
各張り出し壁１１ｄ、１１ｅに、ステアリングホイールＨ側において開口する切欠１１ｄ′、１１ｅ′が形成されている。各切欠１１ｄ′、１１ｅ′に連結部材２０、２１が挿入されている。すなわち、各連結部材２０、２１に、コラム軸方向に沿う一対の溝２０ａ′、２０ｂ′、２１ａ′、２１ｂ′が形成されている。各溝２０ａ′、２０ｂ′、２１ａ′、２１ｂ′に、張り出し壁１１ｄ、１１ｅの切欠１１ｄ′、１１ｅ′の周縁に沿う部分が、コラム軸方向に沿って相対移動可能に挿入されている。
その張り出し壁１１ｄ、１１ｅの切欠１１ｄ′、１１ｅ′の周縁に沿う部分に複数の通孔が形成され、この通孔に連通する通孔が連結部材２０、２１に形成され、両通孔に樹脂６１が充填されている。
これにより、アッパーブラケット１１と連結部材２０、２１とは、ステアリングホイールＨ側からの衝撃により一定以上の荷重が作用して樹脂６１が破断することで相対移動可能とされている。
図６に示すように、車体側部材４５に植え込まれた一対のネジ軸４０が、連結部材２０、２１のボルト通孔３５に挿通され、そのネジ軸４０にねじ合わされるナット４１と車体側部材４５とで連結部材２０、２１が挟み込まれることで、アッパーブラケット１１は車体に固定されている。なお、ボルト通孔３５はコラム軸方向が長手方向の長孔とされ、製作誤差による各部材相互の位置ずれに対応可能とされている。
【００１７】
図２、図４に示すように、その上部保持部材１０は、第１コラム３ａの外周に溶接により固定される周壁部１０ａと、この周壁部１０ａの両端から上記アッパーブラケット１１の支持壁１１ａ、１１ｂに沿って連結壁１１ｃに向かい延びる側壁１０ｂ、１０ｃとを有する。一方の側壁１０ｂと一方の支持壁１１ａとに、車体の左右方向に沿う支軸１３ａが相対回転可能に挿通され、適宜手段により抜け止めがなされている。他方の側壁１０ｃと他方の支持壁１１ｂとに、車体の左右方向に沿う支軸１３ｂが相対回転可能に挿通され、適宜手段により抜け止めがなされている。両支軸１３ａ、１３ｂは同心とされている。これにより、ステアリングコラム３は上部側においてアッパーブラケット１１により支軸１３ａ、１３ｂ中心に回転可能に支持されている。
【００１８】
図２、図７に示すように、その第２コラム３ｂに、下部保持部材５０を介してロアブラケット（ガイド部材）５１が取り付けられている。
そのロアブラケット５１は、一対のガイド壁５１ａ、５１ｂと、各ガイド壁５１ａ、５１ｂの一端を連結する連結壁５１ｃと、各ガイド壁５１ａ、５１ｂの他端から第２コラム３ｂの径方向外方に延出する張り出し壁５１ｄ、５１ｅとを有する。
各張り出し壁５１ｄ、５１ｅに形成されたボルト通孔５１ｄ′、５１ｅ′に、車体側部材４５に植え込まれた一対のネジ軸５２が挿通され、そのネジ軸５２にねじ合わされるナット５３と車体側部材４５とで張り出し壁５１ｄ、５１ｅが挟み込まれることで、ロアブラケット５１は車体に固定されている。
【００１９】
その下部保持部材５０は、第２コラム３ｂの外周に溶接により固定される周壁部５０ａと、この周壁部５０ａの両端から上記ロアブラケット５１のガイド壁５１ａ、５１ｂに沿って張り出し壁５１ｄ、５１ｅに向かい延びる側壁５０ｂ、５０ｃと、各側壁５０ｂ、５０ｃから第２コラム３ｂの外方に向かい突出する円柱形のピン５０ｄ、５０ｅとを有する。両ピン５０ｄ、５０ｅは、車体の左右方向に沿う同一軸心を有する。
一方のピン５０ｄは、上記ロアブラケット５１の一方のガイド壁５１ａに形成されたガイド孔５１ａ′に挿通され、他方のピン５０ｄは、上記ロアブラケット５１の他方のガイド壁５１ｂに形成されたガイド孔５１ｂ′に挿通される。前記支軸１３ａ、１３ｂを中心とするステアリングコラム３の回転時に両ピン５０ｄ、５０ｅがガイド孔５１ａ′、５１ｂ′内を移動するように、各ガイド孔５１ａ′、５１ｂ′はその支軸１３ａ、１３ｂを中心とする円上に形成される。これにより、その下部保持部材５０のピン５０ｄ、５０ｅの外周面が、そのガイド孔５１ａ′、５１ｂ′の内周面に案内されることで、ステアリングコラム３の下部側において、ステアリングコラム３は前記支軸１３ａ、１３ｂ中心の回転方向にロアブラケット５１により案内される。
【００２０】
本実施形態では、衝撃作用前の状態においては、そのピン５０ｄ、５０ｅはガイド孔５１ａ′、５１ｂ′の両端間の中央に配置される。これにより、そのステアリングコラム３は、支軸１３ａ、１３ｂを中心として、上部側が車体の前方と後方の何れにも向かうことができるように回転可能とされている。
【００２１】
図７に示すように、その両ガイド壁５１ａ、５１ｂを貫通するボルト７０にナット７１がねじ合わされる。そのボルト７０の頭部７０ａとナット７１により両ガイド壁５１ａ、５１ｂが下部保持部材５０に押し付けられる。これにより、両ガイド壁５１ａ、５１ｂと下部保持部材５０との間に作用する摩擦力により、ステアリングコラム３の支軸１３ａ、１３ｂ中心の回転は、そのステアリングコラム３に回転方向の一定以上の荷重が作用するまでは阻止されると共に、一定以上の荷重が作用することで許容され、ステアリングコラム３が不慮に回転するのを防止できる。
【００２２】
上記構成によれば、車両と障害物との一次衝突時における車体の変形が、図１において矢印Ａで示すように前方から後方に向かい生じた場合、ステアリングコラム３の下部側に作用する荷重により、ステアリングコラム３は、２点鎖線で示すように上部側が車体の前方に向かうように回転する。一方、一次衝突時における車体の変形が、図１において矢印Ｂで示すように下方から上方に向かい生じた場合、ステアリングコラム３の下部側に作用する荷重により、ステアリングコラム３は、１点鎖線で示すように上部側が車体の後方に向かうように回転する。これにより、一次衝突時に車体に作用する荷重の方向の如何に拘らず、ステアリングコラム３を円滑に回転させることができる。また、ステアリングコラム３と車体との間に、ステアリングコラム３を一方向にのみ回転させるための複雑な構成を必要としない。
【００２３】
その一次衝突によりステアリングコラム３の上部側が支軸１３ａ、１３ｂ中心に車体の前方に向かうように回転する場合は、ドライバーとステアリングホイールＨとの間隔を大きくし、二次衝突を防止してシートベルトによる衝撃吸収効果を大きくすることができる。
【００２４】
また、その一次衝突によりステアリングコラム３の上部側が支軸１３ａ、１３ｂ中心に車体の後方に向かうように回転する場合は、ステアリングホイールＨ側から作用する衝撃の吸収機構を設けているので、ドライバーとステアリングホイールＨとの二次衝突に際してドライバーに作用する衝撃を効果的に吸収できる。すなわち、その二次衝突に際してステアリングシャフト２の軸方向に作用する荷重により、樹脂６０、６１が剪断されて衝撃エネルギーが吸収され、また、第１コラム３ａと第２コラム３ｂが軸方向相対移動することによって両コラム３ａ、３ｂの圧入荷重に応じた衝撃エネルギーが吸収される。
【００２５】
また、そのステアリングコラム３を上部側において支軸１３ａ、１３ｂ中心に回転可能に支持しているため、ステアリングコラム３の下部側の軌跡は円に沿う。そのステアリングコラム３の下部側において、そのステアリングコラム３を支軸１３ａ、１３ｂ中心の回転方向に案内するロアブラケット５１を備えているので、一次衝突による車体の直線方向変位を、ステアリングコラム３の下部の円周方向変位に変換できる。すなわち、一次衝突による車体の変位をステアリングコラム３の下部に伝達するためのリンク機構を必要とすることなく、円滑にステアリングコラム３を回転させることが可能になる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成でステアリングコラムを円滑に回転させ、ドライバーを衝撃から保護できるステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のステアリング装置の構成説明図
【図２】本発明の実施形態のステアリング装置の斜視図
【図３】本発明の実施形態のステアリング装置の部分縦断面図
【図４】本発明の実施形態のステアリング装置のアッパーブラケットの構成を示す横断面図
【図５】本発明の実施形態のステアリング装置の部分平面図
【図６】本発明の実施形態のステアリング装置のアッパーブラケットの部分断面図
【図７】本発明の実施形態のステアリング装置のロアブラケットの構成を示す横断面図
【符号の説明】
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
１１ アッパーブラケット（支持部材）
１３ａ、１３ｂ 支軸
５１ ロアブラケット（ガイド部材）

Claims (1)

1. ステアリングシャフトと、
   その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、
   そのステアリングコラムの上部側において、そのステアリングコラムを車体の左右方向に沿う支軸中心に回転可能に支持する支持部材と、
   そのステアリングコラムの下部側において、そのステアリングコラムを前記支軸中心の回転方向に案内するガイド部材とを備え、
   そのステアリングコラムの回転は、そのステアリングコラムに回転方向の一定以上の荷重が作用するまでは阻止されると共に、一定以上の荷重が作用することで許容され、
   前記ステアリングコラムの下部側は、前記ガイド部材に形成されたガイド孔に挿通されるピンを有し、
   前記支軸を中心とする前記ステアリングコラムの回転時に前記ピンが前記ガイド孔内を移動するように、前記ガイド孔は前記支軸を中心とする円上に形成され、
   前記ステアリングコラムが上部側において車体の前方と後方の何れにも向かうように回転可能なように、前記ピンは衝撃作用前には前記ガイド孔の両端間に配置され、
   ステアリングホイール側から作用する衝撃の吸収機構が設けられていることを特徴とするステアリング装置。

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