JP3668623B2

JP3668623B2 - ステアリングコラムのロアーベアリング部におけるシャフト支持構造

Info

Publication number: JP3668623B2
Application number: JP33037698A
Authority: JP
Inventors: 晴英栗田
Original assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Current assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: JP2000153763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はステアリングコラムのロアーベアリング部におけるシャフト支持構造に関し、特にロアーシャフトをロアーベアリングへ軸方向不動に支持する構造を有するステアリングコラムにおける衝突時のシャフトの収縮を可能にした構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリングコラムは、車両衝突事故において乗員がステアリングホイールに衝突する際の衝撃をできる限り軽減するために、乗員がステアリングホイールに衝突した場合、ステアリングコラムがその車体取付部から離脱又は移動する構造が採用され、その場合、ステアリングシャフトを収納したコラムジャケットは軸方向へ収縮可能に構成するのが通例であった。すなわち、コラムジャケットをアッパージャケットとこれに内外で同心円状に嵌合するロアージャケットとの２体にて構成し、その嵌合部に所定以上の軸方向収縮力が生じた場合に収縮するように形成していた。勿論、この構造にあっては、ステアリングシャフトも軸方向収縮可能に構成される。
【０００３】
しかして、近時においては車載部品の軽量化やコスト低減のために、部品点数の低減化が促進されており、そのために、ステアリングコラムもロアージャケットを省略する傾向にある。
【０００４】
しかしながら、ロアージャケットを省略した構造の場合、ステアリングシャフトのロアーベアリング部における支持構造が問題となる。すなわち、従来では、アッパージャケットの上端部をアッパーブラケットで車体に離脱又は移動可能に固定するとともに、ロアージャケットの下端部を車体にロアーブラケットで固定していたから、アッパージャケットとロアージャケットが収縮した場合、両ジャケットの嵌合部で収縮することができる。
【０００５】
しかし、ロアージャケットを省略する構造では、コラムジャケットの上端部をアッパーブラケットで車体に離脱又は移動可能に固定すると共に、コラムジャケットの下端部を変形又は離脱可能なロアーブラケットにて車体に固定し、ステアリングシャフトはコラムジャケットの上端部及び下端部内に固定した軸受で回転可能に支持される構造とするため、その下端部内の軸受にステアリングシャフトが軸方向に固定され、また軸受がコラムジャケットに固定されていると、ステアリングシャフトが軸方向移動しようとしてもその軸受部によって移動不可能となる。
【０００６】
そこで、特開平５−１７８２２０号公報によれば、ステアリングシャフトとそれを軸支すべくコラムジャケットに固定したベアリングとの間につば付きの樹脂カラーを介在させ、衝突時の荷重入力でこのつば部が破壊してステアリングシャフトがコラムジャケット内へ収縮するという発明が提供されている。また、実公平５−２９１８６号公報によれば、ステアリングシャフトにＶ溝又は丸溝を切り込み、これにスナップリングを嵌め込んでベアリングを固定し、衝突時の荷重入力でＶ溝又は丸溝からスナップリングが外れてステアリングシャフトがコラムジャケット内へ収縮するという発明が提供されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平５−１７８２２０号公報記載の発明では、ベアリングと樹脂カラーとの間、特に軸方向のガタを抑えることは難しい。また、ベアリングと樹脂カラーはベアリングの巾のみで支えられているので、ステアリングシャフトをベアリングを中心に揺動させる入力（所謂コジリ入力）に対して弱い面がある。さらに、樹脂カラーとベアリングを圧入構造等にすることで径方向のガタの抑制を図ることが必要となる、などの不都合を有する。
【０００８】
また一方、実開平５−２９１８６号公報記載の発明では、Ｖ溝と丸溝の側面の斜面を利用してベアリングとステアリングシャフトの軸方向のガタを抑えることはできるが、径方向のガタを抑えることが難く、さらにＶ溝又は丸溝とスナップリングの工作精度によるステアリングシャフトの抜け荷重及び軸方向ガタへの影響が大きい、などの不都合がある。
【０００９】
そこで、この発明はコラムジャケットの下端部内に固定した軸受でガタがなく、軸方向不動かつ回転可能に支持されたステアリングシャフトがコラムジャケットに対して衝突時に軸方向移動可能に構成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるステアリングコラムのロアーベアリング部におけるシャフト支持構造は、請求項１に記載のように、コラムジャケットの上下端部が車体に離脱又は移動可能に支持されると共に、コラムジャケット内に軸方向収縮可能なステアリングシャフトが軸中心で回転可能に収納されたステアリングコラムにおいて、前記コラムジャケットの下端部内に嵌合固定した軸受と前記ステアリングシャフトとの間に介在されて、前記コラムジャケットへの荷重入力により剪断する樹脂を注入する射出口が設けられると共に、外周面の上部側から下部側に向かって前記軸受のインナーレースの一側を固定する径大部と径小部とねじ部とが連続して形成され、内周面には、スプライン又はセレーションを形成したステアリングシャフトに嵌合するためのスプライン又はセレーションが形成されたカラーと、
前記ステアリングシャフトに嵌合し樹脂を注入して前記軸受のインナーレースを挿入したカラーの前記ねじ部に前記コラムジャケットの下端部から螺合して前記軸受のインナーレースの他側を固定するナットと、
からなることを特徴とする。
【００１２】
したがって、車両衝突時に車両前部のつぶれによりシャフトが乗員側へ突き上げられた場合、又は、乗員がステアリングホイールに衝突してコラムジャケットの上端部側が車体から離脱又は移動して下方へ移動する場合に、下端部側の樹脂は破断してその移動を許容できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１はこの発明を実施したステアリングコラム１の要部を示し、このステアリングコラム１は、上端部側にノンチルト、チルトとテレスコピックの両方又は一方のコラムヘッド部２を付加して完成される中間体を示すもので、コラムジャケット３は一本のチューブからなり、その軸心部にはステアリングシャフト４が回転自在に収納されている。コラムジャケット３の下端部には軸方向の衝撃を受けて変形又は離脱可能なロアーブラケット５が結合し、このロアーブラケット５は車体に結合される。
【００１４】
ステアリングシャフト４は中実のアッパーシャフト４ａと中空のミドルシャフト４ｂとが軸方向収縮可能にスプライン６で嵌合し、ミドルシャフト４ｂには中実のロアーシャフト４ｃが同軸で溶接結合している。ロアーシャフトは図示しない中間シャフトと自在継手を介してギヤボックス側へ結合される。このロアーシャフト４ｃはコラムジャケット３の下端部に固定した軸受７にて回転自在に支承される。アッパーシャフト４ａの上端部は、前記コラムヘッド部２を形成するハウジング内でステアリングホイールを軸着したシャフトと結合してノンチルト構造が、また、前記コラムヘッド部２を形成するハウジング内で自在継手を介してステアリングホイールを有するシャフトと連結してチルト構造が、さらには、アッパーブラケットで車体に離脱可能に支持されたコラムヘッド部２がコラムジャケット３の軸方向へ伸縮可能に形成してテレスコピック構造が、それぞれ形成される。
【００１５】
コラムジャケット３とロアーシャフト４ｃとの軸受部構造は、図２に示すように、コラムジャケット３の下端部内周面に拡径部８を設けて軸受７のアウターレース７ａを嵌合し、コラムジャケット下端部を内側へ曲げ込んで固定し、軸受７のインナーレース７ｂへロアーシャフト４ｃに外挿して固定されたカラー９を挿入し、カラー９の上部側に形成した径大部９ｄとカラー９の下部側外周面に形成したねじ部９ｂに螺合するナット１０にてインナーレース７ｂを固定する。カラー９は金属製でかつある程度の嵌合長を持っている。また、内周面には軸方向のスプライン又はセレーション９ｃが形成され、このセレーション９ｃと係合するセレーション１１がロアーシャフト４ｃに形成されている。
【００１６】
カラー９にはロアーシャフト４ｃに向けて穿設した１又は複数の射出口９ａが設けられ、この射出口９ａからロアーシャフト４ｃに形成した小径部１２に樹脂１３を注入し固化させてある。したがって、ロアーシャフト４ｃはこの樹脂１３とセレーション９ｃ，１１でカラー９と一体化した状態で常時回転する。
【００１７】
上記の構成のステアリングコラムにおいては、軸受７はカラー９にナット１０で止めているので組付け性がよく、軸受７とカラー９間の径軸方向のガタが発生しない。またカラー９は金属製である程度の嵌合長を持っているので、こじり入力に対して強く、こじり入力によって樹脂のモールドが破壊されることはない。さらに、カラー９とステアリングシャフト４間には樹脂１３を注入し介在させたので、カラー９とステアリングシャフト４間の隙間は埋められてガタを抑えることができる。また、射出口９ａは任意の数で形成でき、射出条件、射出口径等の調整が可能であるから、荷重設定範囲を拡げることができ、工作精度に左右されにくいので破断荷重のバラツキが少ない。
【００１８】
かくして、車両衝突時にコラムヘッド部２に乗員等の荷重が入力されると、コラムヘッド部２を車体に支持するアッパークランプ（図示略）から離脱したコラムジャケット３は軸方向下方へ移動しようとする。このとき、ステアリングシャフト４はアッパーシャフト４ａがミドルシャフト４ｂ内に収縮できるものの、ロアーシャフト４ｃは中間シャフトによって下方への移動が阻止されているから動くことができない。しかし、コラムジャケット３への荷重入力により、小径部１２と射出口９ａ間の樹脂１３が剪断し、コラムジャケット３は軸受７、カラー９及びナット１０とともに、セレーション９ｃ，１１を介して軸方向へ移動できる。また、車両前部のつぶれによりステアリングシャフトが乗員側へ突き上げられる際にも同様にして、ステアリングシャフトがコラムジャケット内に収縮することができ、乗員の保護を図ることができる。このとき、カラーはジャケット内に設けられているので、ロアーシャフトの収縮ストロークへの影響が少なく、突き上げに対するストロークを長く取ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したこの発明によれば、ステアリングシャフトとカラーとの間に樹脂を注入し固化させて介在させるので、ステアリングシャフトがコラムジャケットに対して衝突時に軸方向移動可能に構成されていても、カラーとシャフト間の径方向及び軸方向のガタ（不整合）は生じない。カラーはある程度の嵌合長を持たせることができるので、所謂こじり入力により樹脂が破壊されることは無い。軸受はカラーにナット止めしたので、ステアリングシャフトとコラムジャケットの組み立て作業性が良好となり、また、カラーと軸受との間で径方向及び軸方向のガタは生じない。さらに、樹脂モールドの射出条件、射出口径等の調整が可能であるから、破断荷重の設定の範囲が広くなる、等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発を適用したステアリングコラムの要部を示す半分断面側面図である。
【図２】図１の要部を示す拡大図である。
【符号の説明】
１…ステアリングコラム
２…コラムヘッド部
３…コラムジャケット
４…ステアリングシャフト
５…ロアーベアリング
６…スプライン
７…軸受
９…カラー
９ｃ，１１…セレーション
１０…ナット
１２…小径部
１３…樹脂モールド

Claims

コラムジャケットの上下端部が車体に離脱又は移動可能に支持されると共に、コラムジャケット内に軸方向収縮可能なステアリングシャフトが軸中心で回転可能に収納されたステアリングコラムにおいて、
前記コラムジャケットの下端部内に嵌合固定した軸受と前記ステアリングシャフトとの間に介在されて、前記コラムジャケットへの荷重入力により剪断する樹脂を注入する射出口が設けられると共に、外周面の上部側から下部側に向かって前記軸受のインナーレースの一側を固定する径大部と径小部とねじ部とが連続して形成され、内周面には、スプライン又はセレーションを形成したステアリングシャフトに嵌合するためのスプライン又はセレーションが形成されたカラーと、
前記ステアリングシャフトに嵌合し樹脂を注入して前記軸受のインナーレースを挿入したカラーの前記ねじ部に前記コラムジャケットの下端部から螺合して前記軸受のインナーレースの他側を固定するナットと、
からなることを特徴とするステアリングコラムのロアーベアリング部におけるシャフト支持構造。