JP3938314B2

JP3938314B2 - ステアリング装置

Info

Publication number: JP3938314B2
Application number: JP2002038519A
Authority: JP
Inventors: 芳和力武; 俊裕加藤
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003237592A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の衝突等により運転者から操舵輪に加わる衝撃エネルギーを吸収することが可能とした衝撃エネルギー吸収式のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝撃エネルギー吸収式のステアリング装置は、上端が操舵輪に繋がる操舵軸を転がり軸受を介して回転自在に支持する上部ハウジングと、該上部ハウジングに軸長方向への相対移動を可能に嵌合され車体に固定される下部ハウジングと、前記上部ハウジング及び下部ハウジングの嵌合部に有する衝撃エネルギー吸収体とを備えている。そして、自動車の前面衝突等により操舵輪に加わる二次衝突の衝撃エネルギーが前記転がり軸受及び上部ハウジングから衝撃エネルギー吸収体に伝達され、該衝撃エネルギー吸収体により衝撃エネルギーを吸収しつつ上部ハウジングが下部ハウジングに対し軸長方向へ移動するように構成されている。
【０００３】
ところで、前記衝撃エネルギーのエネルギー吸収ストロークは前記上部ハウジング及び下部ハウジングの相対移動量により設定されており、エネルギー吸収ストロークを超えた時点で底付きとなり、衝撃エネルギーを吸収することができなくなる。また、エネルギー吸収ストロークは車両のレイアウトにより必然的に決まるため、この決められたエネルギー吸収ストロークで衝撃エネルギーを効果的に吸収し、底付き時に運転者に加わる負荷を低減する必要がある。
【０００４】
そこで、従来は筒部材からなる衝撃エネルギー吸収体を前記嵌合部に嵌合したり、特開平１０−１６７９５号公報に記載されているように上部ハウジング又は下部ハウジングの嵌合部にラジアル方向へ突出する衝撃エネルギー吸収凸起を一体に成形したりすることにより底付き時の衝撃エネルギー吸収荷重の調整が行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のように筒部材からなる衝撃エネルギー吸収体を用いた構成にあっては、上部ハウジング及び下部ハウジングとは別個に衝撃エネルギー吸収体を加工する必要があり、しかも、この衝撃エネルギー吸収体を前記嵌合部に組付けるための組付け工数が増加することになり、改善策が要望されていた。
また、上部ハウジング及び下部ハウジングの嵌合部に衝撃エネルギー吸収凸起が成形された構成にあっては、上部ハウジング及び下部ハウジングが相対移動を始める時点から相対移動が終わる間に亘って一定の衝撃エネルギー吸収荷重になるため、この衝撃エネルギー吸収荷重を比較的高く設定した場合、上部ハウジング及び下部ハウジングの相対移動抵抗が増大し、運転者に加わる負荷が大きくなる。
【０００６】
この運転者に加わる負荷を低減するには、例えばエネルギー吸収ストローク内で上部ハウジングの前記嵌合部と軸長方向に離間した位置にテーパ部を介して前記嵌合部に連なり該嵌合部で相対移動した後の下部ハウジングの内周面と接触する拡径部を設け、前記嵌合部と拡径部との２箇所で衝撃エネルギーを吸収するように構成することが考えられる。しかしながら、拡径部を有する構成にあっては、上部ハウジングの全周を拡径するための加工が非常に難しく、加工コストが増加することになり、しかも、衝撃エネルギー吸収時にはテーパ部から拡径部の全周が縮径するように変形するため、底付き時の衝撃エネルギー吸収荷重の調整が行い難いと言う問題がある。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的はエネルギー吸収ストローク内の２段階で衝撃エネルギーを吸収することができる構成を簡易に実現することができるステアリング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るステアリング装置は、上端が操舵輪に繋がる上部操舵軸と、該上部操舵軸を取り囲み、該上部操舵軸を回転可能に支持する円筒形の上部ハウジングと、前記上部操舵軸の下端に軸長方向への相対移動を可能に嵌合された下部操舵軸と、該下部操舵軸を取り囲み、該下部操舵軸を回転可能に支持する円筒形であり、上部が前記上部ハウジングの下部に軸長方向への相対移動を可能に嵌合される下部ハウジングと、前記上部ハウジングの前記下部ハウジングへの嵌合部に一体にラジアル方向へ設けられ、軸長方向に離間した複数の位置で周方向に等配された複数の第１衝撃エネルギー吸収凸起とを備えたステアリング装置において、前記上部ハウジングは前記嵌合部から軸長方向に離間した相対移動前の位置に前記第１衝撃エネルギー吸収凸起と周方向の位置をほぼ等しくして、前記上部ハウジングと一体にラジアル方向へ成形され、相対移動した後の前記下部ハウジングの周面と接触する複数の第２衝撃エネルギー吸収凸起を有することを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、操舵輪に加わる二次衝突の衝撃エネルギーによって上部ハウジングと下部ハウジングとが相対移動を始めるとき嵌合部の第１衝撃エネルギー吸収凸起によって衝撃エネルギーの一部を吸収することができ、さらに、前記嵌合部で相対移動した後の下部ハウジングの周面が第２衝撃エネルギー吸収凸起と接触し、該第２衝撃エネルギー吸収凸起によって衝撃エネルギーの一部を吸収することができる。このように２段階で衝撃エネルギーを吸収することができるため、運転者に加わる負荷を低減できる。また、２段階目に衝撃エネルギーを吸収する第２衝撃エネルギー吸収凸起は上部ハウジングの一部をラジアル方向へ押込むことにより成形することができるため、第２衝撃エネルギー吸収凸起の加工コストを低減できる。
しかも、周方向に離間した複数の第１衝撃エネルギー吸収凸起が成形される成形工具に第２衝撃エネルギー吸収凸起用の成形部を設けることにより、第１衝撃エネルギー吸収凸起が上部ハウジング及び下部ハウジングの嵌合部に成形されるとき、第２衝撃エネルギー吸収凸起を成形することができるため、第１衝撃エネルギー吸収凸起と第２衝撃エネルギー吸収凸起とを一工程で加工することができ、加工コストをより一層低減できる。
【００１０】
第２発明に係るステアリング装置は、上端が操舵輪に繋がる上部操舵軸と、該上部操舵軸を取り囲み、該上部操舵軸を回転可能に支持する円筒形の上部ハウジングと、前記上部操舵軸の下端に軸長方向への相対移動を可能に嵌合された下部操舵軸と、該下部操舵軸を取り囲み、該下部操舵軸を回転可能に支持する円筒形であり、上部が前記上部ハウジングの下部に軸長方向への相対移動を可能に嵌合される下部ハウジングと、前記下部ハウジングの前記上部ハウジングへの嵌合部に一体に設けられ、軸長方向に離間した複数の位置で周方向に等配された複数の第１衝撃エネルギー吸収凸起とを備えたステアリング装置において、前記下部ハウジングは前記嵌合部から軸長方向に離間した相対移動前の位置に前記第１衝撃エネルギー吸収凸起と周方向の位置をほぼ等しくして、前記下部ハウジングと一体にラジアル方向へ成形され、相対移動した後の前記上部ハウジングの周面と接触する複数の第２衝撃エネルギー吸収凸起を有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、操舵輪に加わる二次衝突の衝撃エネルギーによって上部ハウジングと下部ハウジングとが相対移動を始めるとき嵌合部の第１衝撃エネルギー吸収凸起によって衝撃エネルギーの一部を吸収することができ、さらに、前記嵌合部で相対移動した後の上部ハウジングの周面が第２衝撃エネルギー吸収凸起と接触し、該第２衝撃エネルギー吸収凸起によって衝撃エネルギーの一部を吸収することができる。このように２段階で衝撃エネルギーを吸収することができるため、運転者に加わる負荷を低減できる。また、２段階に衝撃エネルギーを吸収する第２衝撃エネルギー吸収凸起は下部ハウジングの一部をラジアル方向へ押込むことにより成形することができるため、第２衝撃エネルギー吸収凸起の加工コストを低減できる。
しかも、周方向に離間した複数の第１衝撃エネルギー吸収凸起が成形される成形工具に第２衝撃エネルギー吸収凸起用の成形部を設けることにより、第１衝撃エネルギー吸収凸起が上部ハウジング及び下部ハウジングの嵌合部に成形されるとき、第２衝撃エネルギー吸収凸起を成形することができるため、第１衝撃エネルギー吸収凸起と第２衝撃エネルギー吸収凸起とを一工程で加工することができ、加工コストをより一層低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
実施の形態１
図１は本発明に係るステアリング装置の構成を示す断面図、図２は実施の形態１の衝撃エネルギー吸収部の構成を示す拡大断面図である。
ステアリング装置は、上端が舵取りのための操舵輪に繋がる上部操舵軸１と、該上部操舵軸１を取り囲み、転がり軸受を用いてなる軸受２を介して前記上部操舵軸１を回転可能に支持する筒形の上部ハウジング３と、前記上部操舵軸１の下端に軸長方向への相対移動を可能に嵌合された下部操舵軸４と、該下部操舵軸４を取り囲み、転がり軸受を用いてなる軸受５を介して前記下部操舵軸４を回転可能に支持する筒形であり、上部が前記上部ハウジング３の下部に嵌合される下部ハウジング６と、該上部ハウジング３の下部ハウジング６への嵌合部Ｂに一体に設けられた第１衝撃エネルギー吸収凸起（以下衝撃エネルギー吸収体という）７と、上部ハウジング３の前記嵌合部Ｂと軸長方向に離間した位置に一体に成形された第２衝撃エネルギー吸収凸起８と、前記上部ハウジング３を車体に取付ける上部取付体９と、前記下部ハウジング６を車体に取付ける下部取付体１０とを備えている。
【００１３】
上部操舵軸１の上部には前記軸受２の上端に当接して前記操舵輪Ａから上部操舵軸１に加わった衝撃エネルギーを軸受２を介して上部ハウジング３に伝達する止め輪１１が設けてあり、また、下部にはセレーション１ａ及びラジアル方向へ貫通する貫通孔１ｂが設けられている。
【００１４】
下部操舵軸４の上部には前記セレーション１ａに嵌合されるセレーション４ａ及び前記貫通孔１ｂが臨むように設けられた環状溝４ｂを有しており、前記セレーション１ａ，４ａ同志の嵌合によって上部操舵軸１及び下部操舵軸４の相対回転を阻止してある。これら上部操舵軸１及び下部操舵軸４の嵌合部Ｂ間には運転者から前記操舵輪Ａに加わる衝撃エネルギーを吸収する合成樹脂製の吸収部材１２が設けてある。
【００１５】
下部ハウジング６の内径は上部ハウジング３の外径よりも小径に形成されており、該上部ハウジング３の下部内側に下部ハウジング６の上部が嵌合されている。そして、上部ハウジング３の嵌合部Ｂに複数の凸起からなる前記衝撃エネルギー吸収体７が一体に成形されており、さらに、前記嵌合部Ｂよりも上側に複数の前記衝撃エネルギー吸収凸起８が一体に成形されている。
【００１６】
衝撃エネルギー吸収体７は軸長方向に離間した２つの位置で周方向に等配された例えば４個、合計で８個の凸起からなる。また、衝撃エネルギー吸収凸起８は前記衝撃エネルギー吸収体７と周方向の位置をほぼ等しくしてあり、例えば４個設けられている。そして、衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８は、衝撃エネルギー吸収体７用の２つの第１成形部と、衝撃エネルギー吸収凸起８用の１つの第２成形部とが１列に設けられた１つの成形工具を油圧シリンダのピストンロッドに装着し、成形工具の第１成形部及び第２成形部によって下部ハウジング６の嵌合部Ｂ及び該嵌合部Ｂよりも下側をラジアル方向内側へ押込むことにより、一工程で全ての衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８を加工する。
【００１７】
以上のように構成されたステアリング装置は、下部ハウジング６の上端を上部ハウジング３の下端に挿入した状態で下部ハウジング６を軸長方向へ押圧することにより該下部ハウジング６の上部を上部ハウジング３の下部に嵌合し、嵌合部Ｂの軸長方向長さを設定する。このとき、衝撃エネルギー吸収体７が下部ハウジング６の外周面と接触し摩擦力が発生する。
【００１８】
図３は上部ハウジング及び下部ハウジングが相対移動した状態を示す拡大断面図、図４は衝撃エネルギー吸収部の衝撃エネルギー吸収特性図である。
自動車の前面衝突等により運転者が操舵輪Ａに当ったときの衝撃エネルギーは、上部操舵軸１、軸受２及び上部ハウジング３を介して衝撃エネルギー吸収体７に加わり、該衝撃エネルギー吸収体７により衝撃エネルギーの一部が吸収され、衝撃エネルギー吸収荷重は図４の０からａに増加する。また、前記衝撃エネルギーは上部操舵軸１から吸収部材１２に加わり、該吸収部材１２が破断し、上部操舵軸１の軸長方向への移動が許容される。そして、衝撃エネルギー吸収荷重がａの状態で上部ハウジング３が下部ハウジング６に対し嵌合部Ｂの長さの接触状態で軸長方向（図２の矢印Ｘ方向）へ移動する。このように衝撃エネルギー吸収体７によって衝撃エネルギーの一部を吸収しつつ上部ハウジング３が嵌合部Ｂの長さの接触状態で移動した後、下部ハウジング６の上端が衝撃エネルギー吸収凸起８に接触するとともに、下部ハウジング６の外周面が衝撃エネルギー吸収凸起８の頂面と接触し、この接触量が増加するに従って、衝撃エネルギー吸収荷重は図４のｂからｃに増加し衝撃エネルギーの一部がさらに吸収される。下部ハウジング６の外周面が衝撃エネルギー吸収凸起８と全面接触したとき衝撃エネルギー吸収荷重は図４のｃとなり、このｃの衝撃エネルギー吸収荷重でエネルギー吸収ストロークがなくなる図４のｄまで軸長方向へ移動し、底付きとなる。
【００１９】
このように衝撃エネルギー吸収体７と衝撃エネルギー吸収凸起８とにより２段階で衝撃エネルギーを吸収することができるため、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００２０】
また、周方向位置がほぼ等しい衝撃エネルギー吸収体７と衝撃エネルギー吸収凸起８とは１つの成形工具を用い、一工程で加工することができるため、衝撃エネルギー吸収凸起８を設ける割に加工コストを低減できる。しかも、衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８による衝撃エネルギー吸収荷重は、成形工具が有する第１成形部及び第２成形部の大きさと、第１成形部及び第２成形部による上部ハウジング３の押込み深さとを決めることにより調整することができるため、底付き時の衝撃エネルギー吸収荷重の調整を簡易にできる。
【００２１】
実施の形態２
図５は実施の形態２の衝撃エネルギー吸収部の構成を示す拡大断面図である。
実施の形態２のステアリング装置は、上部ハウジング３の下部外側に嵌合された下部ハウジング６の嵌合部Ｂに複数の凸起からなる前記衝撃エネルギー吸収体７をラジアル方向内側が凸となるように一体に成形し、さらに、下部ハウジング６の前記嵌合部Ｂよりも下側に複数の衝撃エネルギー吸収凸起８をラジアル方向内側が凸となるように一体に成形し、嵌合部Ｂでは上部ハウジング３の外周面が衝撃エネルギー吸収体７と接触し、嵌合部Ｂで上部ハウジング３及び下部ハウジング６が相対移動した後、上部ハウジング３の外周面が衝撃エネルギー吸収凸起８と接触するようにしたものである。
【００２２】
実施の形態２においては、実施の形態１と同様、衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８の周方向位置をほぼ等しくしてある。
【００２３】
この実施の形態２にあっても実施の形態１のように衝撃エネルギー吸収体７と衝撃エネルギー吸収凸起８とにより２段階で衝撃エネルギーを吸収することができるため、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００２４】
また、周方向位置がほぼ等しい衝撃エネルギー吸収体７と衝撃エネルギー吸収凸起８とは１つの成形工具を用い、一工程で加工することができるため、衝撃エネルギー吸収凸起８を設ける割に加工コストを低減でき、また、衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８による衝撃エネルギー吸収荷重は、成形工具が有する第１成形部及び第２成形部の大きさと、第１成形部及び第２成形部による下部ハウジング６の押込み深さとを決めることにより調整することができるため、底付き時の衝撃エネルギー吸収荷重の調整を簡易にできる。
【００２５】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００２６】
実施の形態３
図６は実施の形態３の衝撃エネルギー吸収部の構成を示す拡大断面図である。
実施の形態３のステアリング装置は、上部ハウジング３の下部内側に嵌合された下部ハウジング６の嵌合部Ｂに複数の凸起からなる前記衝撃エネルギー吸収体７をラジアル方向外側が凸となるように一体に成形し、さらに、下部ハウジング６の前記嵌合部Ｂよりも下側に複数の衝撃エネルギー吸収凸起８をラジアル方向外側が凸となるように一体に成形し、嵌合部Ｂでは上部ハウジング３の内周面が衝撃エネルギー吸収体７と接触し、嵌合部Ｂで上部ハウジング３及び下部ハウジング６が相対移動した後、上部ハウジング３の内周面が衝撃エネルギー吸収凸起８と接触するようにしたものである。
【００２７】
実施の形態３においては、実施の形態１と同様、衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８の周方向位置をほぼ等しくしてある。
【００２８】
この実施の形態３にあっても実施の形態１のように衝撃エネルギー吸収体７と衝撃エネルギー吸収凸起８とにより２段階で衝撃エネルギーを吸収することができるため、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００２９】
また、周方向位置がほぼ等しい衝撃エネルギー吸収体７と衝撃エネルギー吸収凸起８とは１つの成形工具を用い、一工程で加工することができるため、衝撃エネルギー吸収凸起８を設ける割に加工コストを低減でき、また、衝撃エネルギー吸収体７及び衝撃エネルギー吸収凸起８による衝撃エネルギー吸収荷重は、成形工具が有する第１成形部及び第２成形部の大きさを決めることにより調整することができるため、底付き時の衝撃エネルギー吸収荷重の調整を簡易にできる。
【００３０】
その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるため、同様の部品については同じ符号を付し、その詳細な説明及び作用効果の説明を省略する。
【００３１】
尚、以上説明した実施の形態では嵌合部Ｂと軸長方向に離間した１つの位置に前記衝撃エネルギー吸収凸起８を一体に成形したが、その他、この衝撃エネルギー吸収凸起８は軸長方向に離間した複数の位置に設けてもよい。また、衝撃エネルギー吸収凸起８は周方向に離間して４個設けたが、該衝撃エネルギー吸収凸起８の個数は特に制限されない。
【００３２】
また、以上説明した実施の形態では、凸起からなる衝撃エネルギー吸収体７を上部ハウジング３、下部ハウジング６と一体に成形したが、この衝撃エネルギー吸収体７の凸起の個数は特に制限されない。また、衝撃エネルギー吸収体７は例えば筒部材からなる構成とし、この筒部材を前記嵌合部Ｂに嵌合してもよいのであり、衝撃エネルギー吸収体７の構成は特に制限されない。
【００３３】
【発明の効果】
第１発明によれば、エネルギー吸収ストローク内の２段階で衝撃エネルギーを吸収することができる構成を簡易に実現することができる。しかも、嵌合部に設ける第１衝撃エネルギー吸収凸起と、嵌合部と軸長方向へ離間した位置に設ける第２衝撃エネルギー吸収凸起とを一工程で加工することができ、加工コストをより一層低減できる。
【００３４】
第２発明によれば、エネルギー吸収ストローク内の２段階で衝撃エネルギーを吸収することができる構成を簡易に実現することができる。しかも、嵌合部に設ける第１衝撃エネルギー吸収凸起と、嵌合部と軸長方向へ離間した位置に設ける第２衝撃エネルギー吸収凸起とを一工程で加工することができ、加工コストをより一層低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るステアリング装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明に係るステアリング装置の実施の形態１の衝撃エネルギー吸収部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】上部ハウジング及び下部ハウジングが相対移動した状態を示す拡大断面図である。
【図４】衝撃エネルギー吸収部の衝撃エネルギー吸収特性図である。
【図５】本発明に係るステアリング装置の実施の形態２の衝撃エネルギー吸収部の構成を示す拡大断面図である。
【図６】本発明に係るステアリング装置の実施の形態３の衝撃エネルギー吸収部の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
３上部ハウジング
６下部ハウジング
７衝撃エネルギー吸収体
８衝撃エネルギー吸収凸起
Ｂ嵌合部

Claims

上端が操舵輪に繋がる上部操舵軸と、該上部操舵軸を取り囲み、該上部操舵軸を回転可能に支持する円筒形の上部ハウジングと、前記上部操舵軸の下端に軸長方向への相対移動を可能に嵌合された下部操舵軸と、該下部操舵軸を取り囲み、該下部操舵軸を回転可能に支持する円筒形であり、上部が前記上部ハウジングの下部に軸長方向への相対移動を可能に嵌合される下部ハウジングと、前記上部ハウジングの前記下部ハウジングへの嵌合部に一体にラジアル方向へ設けられ、軸長方向に離間した複数の位置で周方向に等配された複数の第１衝撃エネルギー吸収凸起とを備えたステアリング装置において、
前記上部ハウジングは前記嵌合部から軸長方向に離間した相対移動前の位置に前記第１衝撃エネルギー吸収凸起と周方向の位置をほぼ等しくして、前記上部ハウジングと一体にラジアル方向へ成形され、相対移動した後の前記下部ハウジングの周面と接触する複数の第２衝撃エネルギー吸収凸起を有することを特徴とするステアリング装置。
上端が操舵輪に繋がる上部操舵軸と、該上部操舵軸を取り囲み、該上部操舵軸を回転可能に支持する円筒形の上部ハウジングと、前記上部操舵軸の下端に軸長方向への相対移動を可能に嵌合された下部操舵軸と、該下部操舵軸を取り囲み、該下部操舵軸を回転可能に支持する円筒形であり、上部が前記上部ハウジングの下部に軸長方向への相対移動を可能に嵌合される下部ハウジングと、前記下部ハウジングの前記上部ハウジングへの嵌合部に一体に設けられ、軸長方向に離間した複数の位置で周方向に等配された複数の第１衝撃エネルギー吸収凸起とを備えたステアリング装置において、
前記下部ハウジングは前記嵌合部から軸長方向に離間した相対移動前の位置に前記第１衝撃エネルギー吸収凸起と周方向の位置をほぼ等しくして、前記下部ハウジングと一体にラジアル方向へ成形され、相対移動した後の前記上部ハウジングの周面と接触する複数の第２衝撃エネルギー吸収凸起を有することを特徴とするステアリング装置。