JP3670813B2 - 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と共に、車両の盗難防止を図るのに適したステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時に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、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時に、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（実開昭５３‐３３１３３号公報、特開平４‐３３４６５７号公報、特開昭４８‐５１２８号公報）。これにより、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、ドライバーとステアリングホイールとの過大な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】
また、車両の盗難防止のために、ステアリングシャフトを支持するステアリングコラムにより支持されるロック部材が、そのステアリングシャフトの回転阻止位置と回転許容位置との間で変位可能とされているステアリング装置が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、支軸中心に回転可能に支持されたステアリングコラムは、ねじり剛性が小さかった。そのため、ステアリングコラムにより支持されたロック部材によりステアリングシャフトの回転を阻止した状態でステアリングホイールを回転させた場合、ステアリングコラムが破損するおそれがあった。
【０００７】
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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により支持されるロック部材とを備え、そのロック部材は、そのステアリングシャフトの回転阻止位置と回転許容位置との間で変位可能とされているステアリング装置において、そのステアリングコラムを、上部側が車体の前方に向かうことができるように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、その回転阻止位置のロック部材を介してステアリングシャフトからステアリングコラムに伝達されるトルクを受けるトルク受け部材とが設けられ、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、前記トルク受け部材は、車体に固定され、一対の側壁と各側壁を連結する連結壁を有すると共に、各側壁の内側面により構成される相対向する一対のトルク受け面を有し、前記ステアリングコラムに上部保持部材が一体化され、前記上部保持部材は、一対の側壁と各側壁を連結する連結壁とを有し、前記トルク受け面により前記ステアリングコラムが前記支軸中心の回転方向に案内され、前記上部保持部材の一方の側壁の外側面が一方の前記トルク受け面に接し、前記上部保持部材の他方の側壁の外側面が他方の前記トルク受け面に接することによって、前記ロック部材を介して前記ステアリングシャフトから前記ステアリングコラムに伝達されるトルクが前記トルク受け部材により受けられ、前記上部保持部材に設けられたストッパーが前記トルク受け部材の連結壁に形成された切欠に隙間を介して挿入され、前記ストッパーが前記トルク受け部材の連結壁に接することによって、前記ロック部材を介して前記ステアリングシャフトから前記ステアリングコラムに伝達されるトルクが前記トルク受け部材により受けられることを特徴とする。
本件発明の構成によれば、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時に、ステアリングコラムの上部側が車体の前方に向かうように回転するので、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、ドライバーとステアリングホイールとの過大な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。
しかも、回転阻止位置のロック部材を介してステアリングシャフトからステアリングコラムに伝達されるトルクはトルク受け部材により受けられるので、そのトルクによりステアリングコラムが破損するのを防止できる。
【０００９】
そのトルク受け部材は相対向する一対のトルク受け面を有し、そのトルク受け面により、そのステアリングコラムは前記支軸中心の回転方向に案内されるので、トルク受け部材を利用してステアリングコラムの支軸中心の回転の円滑化を図ることができる。
【００１０】
その一対のトルク受け面がステアリングコラム側に押し付け可能とされ、そのトルク受け面とステアリングコラム側との間の摩擦力により、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るのが好ましい。
これにより、トルク受け部材を利用してステアリングコラムが不慮に回転するのを防止できる。
【００１１】
【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。
【００１２】
図１、図２、図３に示すステアリング装置１は、筒状の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。
【００１３】
図２、図３に示すように、そのステアリングコラム３に、下部保持部材５０を介してロアブラケット（支持部材）５１が取り付けられている。
そのロアブラケット５１は、一対の側壁５１ａ、５１ｂと、各側壁５１ａ、５１ｂの一端を連結する連結壁５１ｃと、各側壁５１ａ、５１ｂの他端からステアリングコラム３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は車体に固定される。
【００１４】
その下部保持部材５０は、ステアリングコラム３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の側壁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からステアリングコラム３の外方に向かい突出する円柱形の支軸５０ｄ、５０ｅとを有する。両支軸５０ｄ、５０ｅは、車体の左右方向に沿う同一軸心を有する。
一方の支軸５０ｄは、上記ロアブラケット５１の一方の側壁５１ａに形成された通孔５１ａ′に回転可能に挿通され、他方の支軸５０ｄは、上記ロアブラケット５１の他方の側壁５１ｂに形成された通孔５１ｂ′に回転可能に挿通される。これにより、その支軸５０ｄ、５０ｅを中心として、ステアリングコラム３は上部側が車体の前方に向かうように回転できる。
【００１５】
図２、図４の（２）に示すように、そのステアリングコラム３の外周に保持筒９０が溶接され、この保持筒９０にロック部材９１が保持される。そのロック部材９１は、図４の（２）において２点鎖線で示すように保持筒９０から突出する回転阻止位置と、その保持筒９０内に没入する回転許容位置との間で変位可能とされている。そのロック部材９１の変位は、車両のエンジンキーにより操作される公知の機構を用いて行なうことができる。その回転阻止位置においては、そのロック部材９１は、ステアリングコラム３に形成された通孔３ｍを介してステアリングシャフト２に形成されたロック孔２ａに挿通され、これにより、ステアリングシャフト２の回転を阻止する。
【００１６】
図２、図４の（１）、（２）に示すように、そのステアリングコラム３に、上部保持部材１０を介してアッパーブラケット１１（トルク受け部材）が取り付けられている。
そのアッパーブラケット１１は、一対の側壁１１ａ、１１ｂと、各側壁１１ａ、１１ｂの一端を連結する連結壁１１ｃと、各側壁１１ａ、１１ｂの他端からステアリングコラム３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に形成された通孔１１ｄ′、１１ｅ′に、車体側部材４５に植え込まれた一対のネジ軸４０が挿通され、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とで張り出し壁１１ｄ、１１ｅ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、通孔１１ｄ′、１１ｅ′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】
その上部保持部材１０は、一対の側壁１０ａ、１０ｂと、各側壁１０ａ、１０ｂの下端を連結する連結壁１０ｃとを有する。各側壁１０ａ、１０ｂの上端はステアリングコラム３の外周に溶接され、これにより上部保持部材１０はステアリングコラム３に一体化されている。図５に示すように、その上部保持部材１０の側壁１０ａ、１０ｂと連結壁１０ｃとに亘り、下向きに開口する切欠１０″が形成されている。
この上部保持部材１０の一方の側壁１０ａの外側面は、上記アッパーブラケット１１の一方の側壁１１ａの内側面（トルク受け面）１１ａ′に接し、上部保持部材１０の他方の側壁１０ｂの外側面は、アッパーブラケット１１の他方の側壁１１ｂの内側面（トルク受け面）１１ｂ′に接する。
これにより、ロック部材９１が回転阻止位置に位置する状態でステアリングホイールＨを回転させると、そのロック部材９１を介してステアリングシャフト２からステアリングコラム３に伝達されるトルクは、その相対向する内側面１１ａ′、１１ｂ′を介してアッパーブラケット１１により受けられる。なお、本実施形態では、上部保持部材１０の下端にストッパー１０ｄが設けられ、アッパーブラケット１１の連結壁１１ｃに形成された切欠１１ｃ′に僅かの隙間を介して挿入されている。そのストッパー１０ｄが連結壁１１ｃに接することによっても、ロック部材９１を介してステアリングシャフト２からステアリングコラム３に伝達されるトルクをアッパーブラケット１１により受けることが可能とされている。
また、ステアリングコラム３は、そのアッパーブラケット１１の側壁１１ａ、１１ｂの内側面１１ａ′、１１ｂ′により、その上部保持部材１０の側壁１０ａ、１０ｂの外側面を介して、前記支軸５０ｄ、５０ｅ中心の回転方向に案内される。
【００１８】
そのアッパーブラケット１１の側壁１１ａ、１１ｂに形成された通孔１１ａ″、１１ｂ″と、その上部保持部材１０に形成された上記切欠１０″とに挿通されるボルト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、アッパーブラケット１１の側壁１１ａ、１１ｂの内側面１１ａ′、１１ｂ′が、ステアリングコラム３側の上部保持部材１０に押し付けられる。これにより、アッパーブラケット１１の側壁１１ａ、１１ｂの内側面１１ａ′、１１ｂ′と上部保持部材１０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５０ｄ、５０ｅ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。
【００１９】
上記構成によれば、ステアリングホイールＨとドライバーとの衝突時に、図１において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ので、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、ドライバーとステアリングホイールＨとの過大な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。しかも、回転阻止位置のロック部材９１を介してステアリングシャフト２からステアリングコラム３に伝達されるトルクはアッパーブラケット１１により受けられるので、そのトルクによりステアリングコラム３が破損するのを防止できる。また、上記実施形態では、そのトルクは下部保持部材５０を介してロアブラケット５１によっても受けられるので、より確実にステアリングコラム３の破損を防止できる。さらに、万一ステアリングコラム３に僅かの捩じり変形が生じても、そのトルクをストッパー１０ｄを介してアッパーブラケット１１により受けることができ、それ以上のステアリングコラム３の変形を防止できる。そのトルクの受け面として機能するアッパーブラケット１１の側壁１１ａ、１１ｂの内側面１１ａ′、１１ｂ′を利用して、そのステアリングコラム３は支軸５０ｄ、５０ｅ中心の回転方向に案内できるので、そのステアリングコラム３の回転の円滑化を図ることができる。さらに、その側壁１１ａ、１１ｂの内側面１１ａ′、１１ｂ′とステアリングコラム３側との間の摩擦力により、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。
【００２０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、保持部材１０に設けるストッパー１０ｄは必須ではない。
【００２１】
【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、しかも、盗難防止のためにロックされたステアリングホイールを回転させようとしてもステアリングコラムが破損するのを防止できるステアリング装置を提供できる。
【００２２】
【他の技術の開示】
図６、図７に示す衝撃吸収式ステアリング装置１０１は、金属製のステアリングシャフト１０２と、このステアリングシャフト１０２を軸受１０５ａ、１０５ｂを介して支持する合成樹脂製のステアリングコラム１０３とを備えている。その一方の軸受１０５ａは、ステアリングコラム１０３の内周に形成された段差とステアリングシャフト１０２の外周に取り付けられた止め輪１１２とにより、ステアリングシャフト１０２とステアリングコラム１０３に対する軸方向移動が阻止されている。
【００２３】
そのステアリングシャフト１０２は、上部側の第１シャフト部１０２ａと、下部側の筒状第２シャフト部１０２ｂとを有する。その第１シャフト部１０２ａの一端にステアリングホイールが連結され、他端に第２シャフト部１０２ｂの一端が挿入される。その第２シャフト部１０２ｂの他端に、自在継手を構成するヨーク１０２ｃが一体化されている。その自在継手を介して上記実施形態と同様にステアリングシャフト１０２はステアリングギヤに連結される。
【００２４】
その第２シャフト部１０２ｂの内部に、板状のエネルギー吸収部材１０４が挿入されている。そのエネルギー吸収部材１０４は、側面視でサインカーブ状になり、平面視で長方形になるように湾曲され、一端が第１シャフト部１０２ａの端面に接し、他端がヨーク１０２ｃに接する。これにより、第１シャフト部１０２ａと第２シャフト部１０２ｂ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エネルギー吸収部材１０４が変形することで軸方向に相対移動する。そのエネルギー吸収部材１０４の変形により衝撃エネルギーを吸収できる。
【００２５】
その合成樹脂製のステアリングコラム１０３に、ロアブラケット１５１が一体的に形成されている。そのロアブラケット１５１は、そのステアリングコラム１０３から径方向外方に延出する一対の張り出し壁１５１ｄ、１５１ｅを有する。各張り出し壁１５１ｄ、１５１ｅに形成された切欠１５１ｄ′、１５１ｅ′に、上記実施形態と同様に挿通されるネジ軸を介してロアブラケット１５１は車体側部材に固定される。
【００２６】
そのステアリングコラム１０３の外周に、スチール等の金属製の筒体１１０が圧入されている。その筒体１１０に、金属製のアッパーブラケット１１１が溶接されている。そのアッパーブラケット１１１は、ステアリングコラム１０３の径方向外方に延出する一対の張り出し壁１１１ｄ、１１１ｅと、両張り出し壁１１１ｄ、１１１ｅを連結する連結壁１１１ｃとを有する。各張り出し壁１１１ｄ、１１１ｅに形成された通孔１１１ｄ′、１１１ｅ′に、上記実施形態と同様に挿通されるネジ軸を介して、アッパーブラケット１１１は車体側部材に固定される。
【００２７】
そのステアリングコラム１０３に筒体１１０が圧入されているので、ステアリングコラム１０３と筒体１１０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。その圧入荷重に応じた衝撃エネルギーを吸収できる。
【００２８】
その筒体１１０の外周に金属製の保持筒１９０が溶接され、この保持筒１９０に金属製のロック部材１９１が保持される。そのロック部材１９１は、図６において２点鎖線で示すように保持筒１９０から突出する回転阻止位置と、その保持筒１９０内に没入する回転許容位置との間で変位可能とされている。そのロック部材１９１の変位は、車両のエンジンキーにより操作される公知の機構を用いて行なうことができる。その回転阻止位置においては、そのロック部材１９１は、ステアリングコラム１０３に形成された通孔１０３ｍと、筒体１１０に形成された通孔１１０ｍを介してステアリングシャフト１０２に形成されたロック用凹部１０２ａ′に挿通され、これにより、ステアリングシャフト１０２の回転を阻止する。
【００２９】
上記構成によれば、ステアリングコラム１０３を合成樹脂製とすることで軽量化とコスト低減を図ることができる。また、回転阻止位置のロック部材１９１を介してステアリングシャフト１０２から伝達されるトルクを、金属製の筒体１１０による受けることができるので、ステアリングコラム１０３が破損するのを防止できる。また、その筒体１１０をステアリングコラム１０３の外周に圧入することで、ステアリングコラム１０３と筒体１１０の相対移動により衝撃エネルギーを吸収できる。なお、図８に示すように、そのステアリングコラム１０３の一部を蛇腹部１０３ａとし、その蛇腹部１０３ａを、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時にステアリングホイール側から作用する荷重により変形させることで、衝撃エネルギーを吸収するようにしてもよい。
【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横断面図
【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（１）は横断面図、（２）は底面図
【図５】本発明の実施形態のステアリング装置の部分側面図
【図６】他の技術に係るステアリング装置の平断面図
【図７】他の技術に係るステアリング装置の部分破断側面図
【図８】他の技術に係るステアリング装置のステアリングコラムの変形例を示す部分断面図
【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（トルク受け部材）
１１ａ′、１１ｂ′ 内側面（トルク受け面）
５０ｄ、５０ｅ 支軸
５１ ロアブラケット（支持部材）
９１ ロック部材

Claims (2)

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により支持されるロック部材とを備え、
   そのロック部材は、そのステアリングシャフトの回転阻止位置と回転許容位置との間で変位可能とされているステアリング装置において、
   そのステアリングコラムを、上部側が車体の前方に向かうことができるように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、
   その回転阻止位置のロック部材を介してステアリングシャフトからステアリングコラムに伝達されるトルクを受けるトルク受け部材とが設けられ、
   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、
   前記トルク受け部材は、車体に固定され、一対の側壁と各側壁を連結する連結壁を有すると共に、各側壁の内側面により構成される相対向する一対のトルク受け面を有し、
   前記ステアリングコラムに上部保持部材が一体化され、
   前記上部保持部材は、一対の側壁と各側壁を連結する連結壁とを有し、
   前記トルク受け面により前記ステアリングコラムが前記支軸中心の回転方向に案内され、前記上部保持部材の一方の側壁の外側面が一方の前記トルク受け面に接し、前記上部保持部材の他方の側壁の外側面が他方の前記トルク受け面に接することによって、前記ロック部材を介して前記ステアリングシャフトから前記ステアリングコラムに伝達されるトルクが前記トルク受け部材により受けられ、
   前記上部保持部材に設けられたストッパーが前記トルク受け部材の連結壁に形成された切欠に隙間を介して挿入され、
   前記ストッパーが前記トルク受け部材の連結壁に接することによって、前記ロック部材を介して前記ステアリングシャフトから前記ステアリングコラムに伝達されるトルクが前記トルク受け部材により受けられることを特徴とするステアリング装置。
2. その一対のトルク受け面がステアリングコラム側に押し付け可能とされ、
   そのトルク受け面とステアリングコラム側との間の摩擦力により、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る請求項１に記載のステアリング装置。

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