JP3987051B2 - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車室に設けたステアリングハンドルから下向きに延びてダッシュボードに取り付けたジョイントカバーの開口を貫通する上部ステアリングシャフトを、エンジンルームに設けたステアリングギヤボックスから上向きに延びる下部ステアリングシャフトに弾性ジョイントを介して接続した車両用ステアリング装置に関する。

自動車のステアリングハンドルをステアリングギヤボックスに接続するステアリングシャフトは、車室およびエンジンルームを仕切るダッシュボードに形成した開口を貫通している。エンジンルームの騒音がダッシュボードの開口を通過して車室側に侵入しないように、その開口にゴム製のシール部材が装着される。下記特許文献１には、ダッシュボードの開口に固定される固定環部と、その内周側に一体に形成された可撓性を有するベロー部と、その内周側に一体に形成されてステアリングシャフトの外周面に摺動自在に当接するシール部とを備えた密封装置を２個重ね合わせて用いることで、遮音性を高めるものが記載されている。
特開平９−２４２８８０号公報

ところで、上記従来のものは、密封装置の構造が複雑であるためにコストアップの要因になるだけでなく、ステアリングシャフトの外周面に摺接する密封装置のシール部から摺動音が発生したり、シール部とステアリングシャフトとの摺動抵抗によって操舵フィーリングが低下したりする可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ステアリングギヤボックスが配置されたエンジンルームからダッシュボードの開口を通して車室内に伝達される騒音を、簡単な構造で効果的に遮断することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車室に設けたステアリングハンドルと、前記ステアリングハンドルから下向きに延びる上部ステアリングシャフトと、前記上部ステアリングシャフトの下側端部に設けられた第１の連結バーと、エンジンルームに設けたステアリングギヤボックスと、前記ステアリングギヤボックスから上向きに延びる下部ステアリングシャフトと、前記下部ステアリングシャフトの上側端部に設けられた第２の連結バーと、前記第１の連結バーおよび前記第２の連結バーを接続する弾性ジョイントと、ダッシュボードに取り付けられ、前記上部ステアリングシャフトに対する非接触の開口を有し、前記弾性ジョイントを覆うように形成されたジョイントカバーとを備えた車両用ステアリング装置において、前記ジョイントカバーの開口よりも径が大きい吸音材を、前記第１の連結バーより上側に位置し、かつ前記開口の下側に対向するように、前記第１の連結バーに取り付けたことを特徴とする車両用ステアリング装置が提案される。

尚、実施例の上部ジョイントカバー１４は本発明のジョイントカバーに対応し、実施例の第２ステアリングシャフト２０は本発明の上部ステアリングシャフトに対応し、実施例の第３ステアリングシャフト２２は本発明の下部ステアリングシャフトに対応し、実施例の連結バー４１Ａは本発明の第２の連結バーに対応し、実施例の連結バー４１Ｂは本発明の第１の連結バーに対応する。

請求項１の構成によれば、ステアリングハンドルから下向きに延びる上部ステアリングシャフトの下側端部に設けた第１の連結バーおよびステアリングギヤボックスから上向きに延びる下部ステアリングシャフトの上側端部に設けた第２の連結バーをジョイントカバーで覆われた弾性ジョイントで接続し、ジョイントカバーの開口よりも大きい吸音材を第１の連結バーに取り付け、その吸音材を第１の連結バーより上側において前記開口の下側に対向させたので、ステアリングギヤボックスの振動を弾性ジョイントで遮断してステアリングハンドルへの伝達を防止できるだけでなく、ステアリングギヤボックスから発生した騒音がジョイントカバーの開口を通過してエンジンルーム側から車室側に侵入しようとしても、その騒音をジョイントカバーの内面で反射させて吸音材により吸収することで、ジョイントカバーの開口から車室側への騒音放射を阻止することができる。また吸音材は単純な形状で良いために低コストであるばかりか、吸音材を弾性ジョイントを利用して取り付けるので上部ステアリングシャフトに取り付ける場合に比べて取付が容易であり、しかも吸音材はステアリングシャフトおよび弾性ジョイントカバーに摺接しないので摺動音が発生することもない。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動車のステアリング装置の斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は図２の４−４線拡大矢視図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図５の６−６線矢視図、図７は図５の７−７線断面図、図８は弾性ジョイントの分解図である。

図１および図２に示すように、車室１１およびエンジンルーム１２を仕切るダッシュボード１３に形成した開口１３ａを覆うように、車室１１側の上部ジョイントカバー１４のフランジ１４ａおよびエンジンルーム１２側の下部ジョイントカバー１５のフランジ１５ａが重ね合わされて固定される。このとき、ダッシュボード１３に溶接した３本のスタッドボルト１６ａ…が下部ジョイントカバー１５のフランジ１５ａを貫通してナット１６ｂ…で締結され、更に上部ジョイントカバー１４のフランジ１４ａがスタッドボルト１６ａに固定される。車室１１内に配置したステアリングハンドル１７から下方に延びる第１ステアリングシャフト１８の下端に上部ユニバーサルジョイント１９を介して第２ステアリングシャフト２０が接続され、第２ステアリングシャフト２０の下端に弾性ジョイント２１を介して第３ステアリングシャフト２２が接続され、第３ステアリングシャフト２２の下端に下部ユニバーサルジョイント２３を介してピニオンシャフト２４が接続される。

ピニオンシャフト２４はエンジンルーム１２内に配置したステアリングギヤボックス２５の内部に延び、そこに収納された図示せぬラックおよびピニオンによりピニオンシャフト２４の回転がラックバーの往復動に変換される。ピニオンシャフト２４の外周に油圧制御バルブ２６が設けられており、ステアリングハンドル１７に入力される操舵トルクで油圧制御バルブ２６を作動させてステアリングギヤボックス２５に設けた油圧シリンダ２７の駆動方向を切り換えることで、ドライバーのステアリング操作を油圧でアシストする油圧式パワーステアリング装置が構成される。

ダッシュボード１３の開口１３ａを覆う上部ジョイントカバー１４および下部ジョイントカバー１５により区画された空間２８に弾性ジョイント２１および下部ユニバーサルジョイント２３が収納されており、弾性ジョイント２１から上方に延びる第２ステアリングシャフト２０が上部ジョイントカバー１４に形成した開口１４ｂを貫通するとともに、下部ユニバーサルジョイント２３から下方に延びるピニオンシャフト２４が下部ジョイントカバー１５に形成した開口１５ｂを貫通する。

ステアリングギヤボックス２５の油圧制御バルブ２６の上端にゴム製のグロメット２９が装着されており、その環状のリップ２９ａが開口１５ｂの周囲を囲むように下部ジョイントカバー１５に当接することで、エンジンルーム１２の騒音や塵が下部ジョイントカバー１５の開口１５ｂを通過して車室１１内に侵入するのを阻止している。

図３から明らかなように、第１ステアリングシャフト１８および第２ステアリングシャフト２０を屈曲可能に接続する上部ユニバーサルジョイント１９は、第１ステアリングシャフト１８に固定されたＵ字状のジョイント半体３１と、第２ステアリングシャフト２０に固定されたＵ字状のジョイント半体３２と、両ジョイント半体３１，３２を連結する十字状の連結ピン３３とで構成される。第２ステアリングシャフト２０は、ジョイント半体３２に固定された中空の上部シャフト３４と、この上部シャフト３４にスプライン嵌合する下部シャフト３５とで構成されており、上部シャフト３４および下部シャフト３５はシヤピン３６，３６で結合される。

従って、車両の衝突時にステアリングギヤボックス２５が後退し、ピニオンシャフト２４、下部ユニバーサルジョイント２３、第３ステアリングシャフト２２および弾性ジョイント２１を介して第２ステアリングシャフト２０に圧縮荷重が作用したとき、シヤピン３６，３６が剪断して上部シャフト３４に対して下部シャフト３５が上方に摺動することで、ステアリングハンドル１７の車室１１内への突き上げが抑制される。

図４〜図８から明らかなように、弾性ジョイント２１は、第２ステアリングシャフト２０の下部シャフト３５の下端および第３ステアリングシャフト２２の上端にそれぞれ固定された一対の連結バー４１Ａ，４１Ｂと、両連結バー４１Ａ，４１Ｂの対向する内面側に配置された一対の連結プレート４２Ａ，４２Ｂと、両連結プレート４２Ａ，４２Ｂ間に挟まれた緩衝ラバー４３とを備えており、それらが４本のリベット４４Ａ，４４Ａ；４４Ｂ，４４Ｂで一体に結合される。

一対の連結バー４１Ａ，４１Ｂは両端に２個のリベット孔４１ａ，４１ａが形成された概略矩形状の部材であって、その位相が９０°ずれて配置される。一対の連結プレート４２Ａ，４２Ｂは円板の両端に２個のリベット孔４２ａ，４２ａおよび２個の円弧状の切欠４２ｂ，４２ｂを９０°間隔で交互に形成した部材であって、その位相が９０°ずれて配置される。緩衝ラバー４３は４個のリベット孔４３ａ…を９０°間隔で形成した円板状の部材であって、リベット孔４３ａ…の周囲を囲むように糸状体４３ｂ…が埋設される。

第２ステアリングシャフト２０に近い上側の連結プレート４２Ａの２個のリベット孔４２ａ，４２ａから挿入された２本のリベット４４Ａ，４４Ａは、緩衝ラバー４３の２個のリベット孔４３ａ，４３ａと、下側の連結プレート４２Ａの２個の切欠４２ｂ，４２ｂ内に配置された２個のカラー４５Ａ，４５Ａと、第３ステアリングシャフト２２の上端に固定した連結バー４１Ａの２個のリベット孔４１ａ，４１ａとを貫通してカシメにより締結される。また第３ステアリングシャフト２２に近い下側の連結プレート４２Ｂの２個のリベット孔４２ａ，４２ａから挿入された２本のリベット４４Ｂ，４４Ｂは、緩衝ラバー４３の２個のリベット孔４３ａ，４３ａと、上側の連結プレート４２Ｂの２個の切欠４２ｂ，４２ｂ内に配置された２個のカラー４５Ｂ，４５Ｂと、第２ステアリングシャフト２０の下部シャフト３５の下端に固定した連結バー４１Ｂの２個のリベット孔４１ａ，４１ａとを貫通してカシメにより締結される。

合成樹脂で円板状に形成された吸音材ホルダ４６は、その一側面に４個の係止突起４６ｂ…が一体に形成され、かつ他側面にスポンジ製の吸音材４７が接着等で固定される。吸音材ホルダ４６は係止突起４６ｂ…を弾性ジョイント２１の上側の連結バー４１Ｂに係合させることで固定され、この状態で第２ステアリングシャフト２０の下部シャフト３５が吸音材ホルダ４６の中心の開口４６ａおよび吸音材４７の中心の開口４７ａを貫通するとともに、吸音材４７が上部ジョイントカバー１４の開口１４ｂに内面に僅かな間隙を介して対向する。吸音材４７の直径は上部ジョイントカバー１４の開口１４ｂの直径よりも大きく設定される。

このように、第２ステアリングシャフト２０および第３ステアリングシャフト２２の間に緩衝ラバー４３を有する弾性ジョイント２１を介在させたことにより、ステアリングギヤボックス２５において発生した振動、特に油圧制御バルブ２６において発生した振動が第３ステアリングシャフト２２から第２ステアリングシャフト２０側に伝達されるのを防止し、ステアリングハンドル１７に伝達される振動や車室１１の騒音を低減することができる。

また騒音源であるステアリングギヤボックス２５の油圧制御バルブ２６から上部ジョイントカバー１４および下部ジョイントカバー１５に囲まれた空間２８に放散された騒音は、上部ジョイントカバー１４の開口１４ｂを通過して車室１１内に広がろうとする。このとき、吸音材４７の直径が上部ジョイントカバー１４の開口１４ｂの直径よりも大きいために騒音は開口１４ｂから車室１１内に直接伝播することはなく、騒音は上部ジョイントカバー１４の開口１４ｂが形成された上壁１４ｃに一旦反射し、更に上壁１４ｃに対向する吸音材４７に反射した後に開口１４ｂから車室１１内に伝播するが、その際に騒音が吸音材４７に吸収されて弱められることで車室１１内に伝播する騒音を大幅に低減することができる。

また吸音材４７は単純な円板形状スポンジで構成されるので極めて低コストであるばかりか、吸音材４７を弾性ジョイント２１を利用して取り付けるので第２ステアリングシャフト２０に取り付ける場合に比べて取付が容易であり、しかも吸音材４７は第２ステアリングシャフト２０や上部ジョイントカバー１４に摺接しないので摺動音および摺動抵抗が発生することもない。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、吸音材４７の材質はスポンジに限定されず、音を吸収する任意の材質を選択することができる。

自動車のステアリング装置の斜視図 図１の２−２線拡大断面図 図２の３−３線拡大断面図 図２の４−４線拡大矢視図 図４の５−５線断面図 図５の６−６線矢視図 図５の７−７線断面図 弾性ジョイントの分解図

符号の説明

１１ 車室
１２ エンジンルーム
１３ ダッシュボード
１４ 上部ジョイントカバー（ジョイントカバー）
１４ｂ 開口
１７ ステアリングハンドル
２０ 第２ステアリングシャフト（上部ステアリングシャフト）
２１ 弾性ジョイント
２２ 第３ステアリングシャフト（下部ステアリングシャフト）
２５ ステアリングギヤボックス
４１Ａ 連結バー（第２の連結バー）
４１Ｂ 連結バー（第１の連結バー）
４７ 吸音材

Claims (1)

1. 車室（１１）に設けたステアリングハンドル（１７）と、
   前記ステアリングハンドル（１７）から下向きに延びる上部ステアリングシャフト（２０）と、
   前記上部ステアリングシャフト（２０）の下側端部に設けられた第１の連結バー（４１Ｂ）と、
   エンジンルーム（１２）に設けたステアリングギヤボックス（２５）と、
   前記ステアリングギヤボックス（２５）から上向きに延びる下部ステアリングシャフト（２２）と、
   前記下部ステアリングシャフト（２２）の上側端部に設けられた第２の連結バー（４１Ａ）と、
   前記第１の連結バー（４１Ｂ）および前記第２の連結バー（４１Ａ）を接続する弾性ジョイント（２１）と、
   ダッシュボード（１３）に取り付けられ、前記上部ステアリングシャフト（２０）に対する非接触の開口（１４ｂ）を有し、前記弾性ジョイント（２１）を覆うように形成されたジョイントカバー（１４）と、
   を備えた車両用ステアリング装置において、
   前記ジョイントカバー（１４）の開口（１４ｂ）よりも径が大きい吸音材（４７）を、前記第１の連結バー（４１Ｂ）より上側に位置し、かつ前記開口（１４ｂ）の下側に対向するように、前記第１の連結バー（４１Ｂ）に取り付けたことを特徴とする車両用ステアリング装置。

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