JP3843234B2 - 衝撃吸収ステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング装置に関する。特に、自動車の衝突時に、運転者がステアリングホイールにぶつかるときの衝撃を緩和する衝撃吸収ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
衝撃吸収ステアリング装置では、例えば、ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムを、衝撃吸収時に車体から離脱させるようにしている。このために、ステアリングコラムに固定されるブラケットに、左右両側に延びる一対の取付座を設け、この取付座を、その上下両側に配置される一対の固定片を含むカプセル構造により挟持して車体に取り付けるようにしている。
【０００３】
カプセル構造は、ブラケットと共にボルトにより車体に共締め固定される。また、カプセル構造には、一対の固定片を互いに別体で形成した分割タイプのものがある。この分割タイプでは、車体への組み付け時に下側の固定片が脱落しないようにブラケットの取付座に仮止めされている。この仮止めには、通例、一方の固定片に設けられてブラケットを貫通し衝撃吸収時に剪断される樹脂ピンが利用される。具体的には、一対の固定片が取付座を挟持する際に、樹脂ピンを他方の固定片の嵌合孔に圧入することにより仮止めを達成する。
【０００４】
しかしながら、樹脂ピンの諸元は、衝撃吸収時の破断荷重を所要値に設定するために決まっているので、自在に設定できず、その結果、十分な仮止め力が得られない。
従って、車体から下向きに延びるコラム固定用のスタッドボルトが、ブラケットの取付座およびこれに仮止めされたカプセル構造を貫通して、ステアリングコラムを車体に取り付ける場合、スタッドボルトと下側の固定片の挿通孔との位置がずれていると、スタッドボルトが下側の固定片を下方に押して仮止めが外れ、下側の固定片がブラケットから比較的容易に脱落してしまうことがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、車体への組み付け時にブラケットから脱落することを防止できる分割タイプのカプセル構造を有する衝撃吸収ステアリング装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、ステアリングコラムを車体に取り付けるために通り孔と切欠とが形成された取付座を有するブラケットと、互いに別体で樹脂材料により形成され、互いの間に取付座を挟んで上下方向に組付けられた上側および下側の固定片を有し、車体への固定用のボルトが挿通する挿通孔を形成するカプセル構造とを備え、上記下側の固定片は、嵌合孔が形成されブラケットの取付座の下側に配置されて取付座の下面と対向する主体部と、主体部から上方へ延びて取付座の切欠を貫通する立設部と、この立設部から側方に突出して取付座の上面と係合する係合突起とを有し、上記上側の固定片は、ブラケットの取付座の上面に対向する主体部と、この主体部から下方に延び、取付座の通り孔を貫通して下側の固定片の嵌合孔に挿入された樹脂ピンとを有し、この樹脂ピンは、車両の衝突時に剪断することにより、取付座の車体に対する移動を許容するようにしてあることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置を提供する。
【０００７】
この発明によれば、ステアリングコラムの車体への組み付け時に、例えば、車体のスタッドボルトを挿通孔に上方から挿通させる際に、スタッドボルトが下側の固定片を押すとしても、係合突起が下側の固定片を取付座に対して位置規制できるので、下側の固定片がブラケットから下方に脱落することを防止できる。その結果、ステアリングコラムを車体へ組み付け易い。また、樹脂ピンは、下側の固定片の脱落を確実に防止することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、上記樹脂ピンと嵌合孔とは、圧入されていることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置を提供する。この発明によれば、上側の固定片の取付座からの脱落を防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の衝撃吸収ステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、上述のステアリング装置の概略構成を示す側面図である。図２は、図１の正面断面図である。
ステアリング装置１は、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール２の動きを伝達するステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム４とを有している。ステアリングシャフト３の一方の端部５にステアリングホイール２が連結されている。ステアリングホイール２が回されると、その回転がステアリングシャフト３、ステアリングシャフト３の他方の端部６に一体回転可能に連結される中間軸（図示せず）等を介して、ピニオン、ラック軸等を含む舵取り機構（図示せず）に伝達され、これにより車輪を操向することができる。
【０００９】
ステアリング装置１は、例えば、ステアリングホイール２を上側となるようにして、ステアリングシャフト３の軸方向を、車両の前後方向に対して斜めにして、車体７（一点鎖線で一部を図示。）に取り付けられるが、以下では、ステアリングシャフト３の軸方向を前後方向に沿わせた状態を基に方向を説明する。また、各図には、前後方向および軸方向（矢印Ｘ参照）、左右方向（矢印Ｙ参照）、および上下方向（矢印Ｚ参照）を図示している。
【００１０】
ステアリングシャフト３は、これの後部を構成するアッパシャフト８と、前部を構成するロワシャフト９とを有している。アッパシャフト８とロワシャフト９とは、軸方向に沿う方向に互いに相対移動可能に且つ一体回転するように、スプライン構造等の継手構造により互いに連結されて、複数の軸受（図示せず）によりステアリングコラム４に支持されている。
ステアリングコラム４は、アッパシャフト８を収容しつつ軸方向に位置決めした状態で回転自在に支持する第１の筒状部材としてのアウターチューブ１０と、ロワシャフト９を収容しつつ軸方向に位置決めした状態で回転自在に支持する第２の筒状部材としてのインナーチューブ１１と、インナーチューブ１１の前端部に後部の外周が圧入されているハウジング１２とを有している。アウターチューブ１０の外周に設けられた所定部にアッパブラケット１３が固定される。また、インナーチューブ１１の前部にハウジング１２を介して、ロワブラケット１４が固定される。なお、ハウジング１２を省略した構成も考えられる。また、アッパブラケット１３が、アウターチューブ１０の外周に設けられた所定部を、位置調節可能に所定の保持力で保持する構成も考えられる。
【００１１】
アウターチューブ１０は、アッパブラケット１３、カプセル構造１５、固定用ボルト１６等を介して車体７の所定部に対して取り付けられる。また、インナーチューブ１１は、ハウジング１２、ロワブラケット１４、固定用ボルト１７等を介して車体７の所定部に取り付けられる。このように、ステアリング装置１は、車体７への取付構造として、上述のアッパブラケット１３と、カプセル構造１５とを有する。
【００１２】
アッパブラケット１３は、ステアリングコラム４を保持し、板金製部材からなる。アッパブラケット１３は、アウターチューブ１０の下側のほぼ半周を包囲して保持する略Ｕ字形形状の保持部３０と、この保持部３０の上端から左右の側方へ延びる平坦な一対の取付座３１とを有している。一対の取付座３１は、保持部３０から互いに遠ざかるように延びている。取付座３１には、衝突時にカプセル構造１５から離脱させるための切欠３２（図６参照）が形成されていて、この切欠３２は後方に向けて開放されている。図３〜図６を参照する。
【００１３】
カプセル構造１５は、互いに別体で形成される一対の固定片１８，１９を有する。一対の固定片１８，１９は、互いに対向して、アッパブラケット１３の取付座３１の上下両側に配置される。一対の固定片１８，１９は、取付座３１における切欠３２の周縁部と係合し、取付座３１を挟持した状態でこの取付座３１を車体７に取り付ける。
下側の固定片１９は、取付座３１の下面３４に沿う板状の主体部４０と、この主体部４０の中央部から上方へ延びる立設部４２とを有する。立設部４２を取り囲む主体部４０の上面は、取付座３１の下面３４と対向する対向面４１を有している。立設部４２は、取付座３１の切欠３２内に配置され、切欠３２を貫通して取付座３１の上面３３よりも上方に延び出している。下側の固定片１９には、固定用のボルト１６が挿通する挿通孔４４が形成されている。この挿通孔４４は、立設部４２および主体部４０を上下方向に沿って延びて貫通する。下側の固定片１９の対向面４１の前部と対向して、上側の固定片１８が配置される。
【００１４】
上側の固定片１８は、取付座３１の上面３３に沿う板状の主体部３５を有する。主体部３５の下面は、取付座３１の上面３３と対向する対向面３６を有している。主体部３５は、平面視で略Ｕ字形形状をなし、下側の固定片１９の立設部４２の前部を取り囲んで、下側の固定片１９に対して位置決めされている。主体部３５から下方に向けて延びる複数、例えば、３本の樹脂ピン３７，３８が突出して配置されている。上側の固定片１８は、固定用のボルト１６を回避して、ボルト１６の前方に配置されている。
【００１５】
ボルト１６は、取付座３１の切欠３２およびカプセル構造１５の固定片１９の挿通孔４４に挿通される。ボルト１６は、例えば、スタッドボルトからなり、上下方向に延びる軸部を有し、この軸部の上部の雄ねじにより車体７の所定部に固定され、軸部の下部の雄ねじにナット２０がねじ込まれる。これにより、車体７の所定部とナット２０との間にカプセル構造１５の固定片１９を挟持状態で固定し、カプセル構造１５を介してステアリングコラム４を固定する。
【００１６】
本ステアリング装置１は、衝突時に運転者がステアリングホイール２にぶつかるときの衝撃エネルギを吸収するための衝撃吸収機構を有している。
衝撃吸収機構は、互いに嵌め合わされる上述のアウターチューブ１０およびインナーチューブ１１と、互いに嵌め合わされるアッパシャフト８およびロワシャフト９と、カプセル構造１５とを有している。
衝突時に、ステアリングコラム４がステアリングホイール２から衝撃を受けると、カプセル構造１５の樹脂ピン３７，３８を剪断して、アッパブラケット１３の取付座３１をカプセル構造１５から離脱させ、車体７に対して前方に相対移動させる。これととともに、両チューブ１０，１１が軸方向に互いに相対摺動しつつ、両シャフト８，９が軸方向に互いに相対摺動する。このときの部材同士の間の摩擦抵抗、変形抵抗等により衝撃を吸収する。
【００１７】
特に本発明のステアリング装置１では、従来の分割タイプのカプセル構造では組み付け時に脱落の虞があり組み付けに手間がかかる車体７のスタッドボルトへも、カプセル構造１５が脱落することなく、組み付けやすくされている。
下側の固定片１９は、取付座３１の上面３３と係合して車体７への組み付け時の取付座３１からの脱落を防止する係合突起４５を有する。
係合突起４５は、複数箇所、例えば、４箇所に形成されている。４つの係合突起４５は、２つずつが立設部４２の左側部４３および右側部４３に、前後に離れて配置される。各係合突起４５は、対向面４１との間に、所定距離の間隔を隔てられていて、その間に取付座３１を配置できるようにされる。各係合突起４５は、立設部４２の側部４３の上端部に形成され、対向面４１との間にある取付座３１の上面３３よりも上方に位置して、対応する側部４３から側方に突出して、平面視で略円弧形状に形成される。各係合突起４５の下面が、切欠３２の周縁部となる上面３３に引っ掛かることにより上下方向に位置規制し、上面３３との摩擦により前後方向に位置規制する。
【００１８】
樹脂ピン３７，３８に対応して、取付座３１には、複数、例えば、３つの通り孔５０，５１が形成され、下側の固定片１９には、複数、例えば、２つの嵌合孔４６が形成されている。各樹脂ピン３７，３８は、取付座３１の通り孔５０，５１とがたつきのないように嵌合される。
２つの樹脂ピン３８は、通り孔５１を貫通し、下側の固定片１９の嵌合孔４６に挿入される。これにより、樹脂ピン３８は、下側の固定片１９を前後方向に沿って位置規制するストッパとして機能するので、下側の固定片１９がボルト１６から前後方向の荷重を受けるとしても、脱落を確実に防止することができる。
【００１９】
樹脂ピン３８を介して、一対の固定片１８，１９同士が仮止めされ、ひいてはカプセル構造１５とアッパブラケット１３とが仮止めされる。
また、上側の固定片１８を、樹脂ピン３８の圧入等により下側の固定片１９と連結する場合には、上側の固定片１８の取付座３１からの脱落を防止できる。なお、上側の固定片１８を取付座３１と連結してもよい。
本ステアリング装置１を車体７に組み付けるには、先ず、アッパブラケット１３に、カプセル構造１５を組み付ける。
【００２０】
図７（ａ）に示すように、下側の固定片１９を取付座３１に後方から取り付け、主体部４０と係合突起４５との間に、取付座３１の切欠３２の周縁部を嵌め入れる。このとき、切欠３２が後方で幅広に形成されているので、嵌合が容易である。そして、図７（ｂ）に示すように、上側の固定片１８を取付座３１に上方から取り付ける。そして、上側の固定片１８の樹脂ピン３７，３８を取付座３１の通り孔５０，５１に通し、下側の固定片１９と連結して仮止めする。
【００２１】
この仮止め状態で、カプセル構造１５の一対の固定片１８，１９と、アッパブラケット１３と、ステアリングコラム４とは一体的に扱えるユニットをなしている。このユニットを車体７に組み付けることとなる。このとき、一対の固定片１８，１９は全方向に位置規制されて、脱落の虞なく保持される。すなわち、下側の固定片１９は、係合突起４５と主体部４０により上下方向に位置規制され、樹脂ピン３７，３８により前後方向および左右方向に位置規制され、取付座３１の切欠３２により前方および左右方向に位置規制される。また、上側の固定片１８は、下方および前後左右方向に位置規制され、また、樹脂ピン３８と嵌合孔４６との圧入により、上方についても不用意に抜ける虞はない。従って、ユニットを車体７に組み付ける際に、一対の固定片１８，１９が脱落しないように、厳重な注意を払わずに済み、ユニットを扱い易く、組み付け作業をし易くできる。
【００２２】
ユニットの組み付けでは、ロワブラケット１４を車体７に取り付ける。次に、アッパブラケット１３をカプセル構造１５、ボルト１６、ナット２０、および座金２１により取り付ける（図７（ｃ）参照）。
このように、組み付け時、係合突起４５は取付座３１に対して下側の固定片１９を下方に位置規制する。さらに、ボルト１６を挿通する方向となる上下方向は係合突起４５の仮止めを解除する方向となる前後方向とほぼ直交する。これにより、車体への取付時に挿通孔４４にスタッドボルト１６を上方から挿通させる場合に、スタッドボルト１６が固定片１９を押すとしても、仮止めは維持され、下側の固定片１９が取付座３１から下方に脱落することを係合突起４５により防止できる。その結果、ステアリング装置１を車体へ組み付け易い。
【００２３】
しかも、一対の固定片１８，１９を互いに別体としているので、一対の固定片１８，１９で取付座３１を上下に挟むという容易な操作で、カプセル構造１５とアッパブラケット１３とを組み立てることができる。
また、係合突起４５は衝撃吸収時に剪断する必要がなく、衝撃吸収時の荷重に影響を与えることなく、十分な強度で仮止めできる。
また、複数の係合突起４５を挿通孔４４の周囲の前後左右となる複数箇所に分散配置しているので、安定した姿勢で仮止めできて、ボルト１６から下向きに荷重を受けるときであっても、脱落の可能性をより一層低減することができる。
【００２４】
下側の固定片１９は、樹脂材料により形成されるのが好ましい。すなわち、樹脂材料を用いた型成形法により、係合突起４５、立設部４２および主体部４０を、一括して一体に安価に形成できる。このためには、少なくとも下側の固定片１９が樹脂材料により形成されていればよい。
また、上側の固定片１８は、樹脂材料により形成されるのが好ましい。これにより、樹脂ピン３７，３８と主体部３５とを一体に安価に形成できる。
【００２５】
このように、本発明の実施形態では、二分割タイプのなかの下側の固定片１９にひさし状の係合突起４５を形成するという簡素な構成により、固定片１９の仮止めが車体への組み付け時の上方からの荷重に対して耐えることができるようになり、固定片１９のアッパブラケット１３からの脱落を防止できる結果、車両へのステアリングコラム４の組み付け性を高めることができる。
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の衝撃吸収ステアリング装置の概略構成の側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す衝撃吸収ステアリング装置の概略正面断面図。
【図３】図１に示す取付構造の側面断面図。
【図４】図５のＢ−Ｂ断面を示す取付構造の一部断面正面図。
【図５】図３の取付構造の平面図。
【図６】図３の取付構造の分解斜視図。
【図７】図３の取付構造の側方視での組立説明図であり、組立の順序に従って（ａ），（ｂ）および（ｃ）の順に図示している。
【符号の説明】
１ 衝撃吸収ステアリング装置
４ ステアリングコラム
７ 車体
１３ アッパブラケット
１５ カプセル構造
１６ 固定用のボルト
１８ 上側の固定片
１９ 下側の固定片
３１ 取付座
３２ 取付座の切欠
３３ 取付座の上面
３４ 取付座の下面
３５ 上側の固定片の主体部
３８ 樹脂ピン
４０ 下側の固定片の主体部
４２ 立設部
４４ 挿通孔
４５ 係合突起
４６ 嵌合孔
５１ 通り孔
Ｙ 左右方向（側方）
Ｚ 上下方向

Claims (2)

1. ステアリングコラムを車体に取り付けるために通り孔と切欠とが形成された取付座を有するブラケットと、
   互いに別体で樹脂材料により形成され、互いの間に取付座を挟んで上下方向に組付けられた上側および下側の固定片を有し、車体への固定用のボルトが挿通する挿通孔を形成するカプセル構造とを備え、
   上記下側の固定片は、嵌合孔が形成されブラケットの取付座の下側に配置されて取付座の下面と対向する主体部と、主体部から上方へ延びて取付座の切欠を貫通する立設部と、この立設部から側方に突出して取付座の上面と係合する係合突起とを有し、
   上記上側の固定片は、ブラケットの取付座の上面に対向する主体部と、この主体部から下方に延び、取付座の通り孔を貫通して下側の固定片の嵌合孔に挿入された樹脂ピンとを有し、この樹脂ピンは、車両の衝突時に剪断することにより、取付座の車体に対する移動を許容するようにしてあることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、上記樹脂ピンと嵌合孔とは、圧入されていることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。

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