JP4158630B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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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を吸収することが可能とした衝撃エネルギ吸収式のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝撃エネルギ吸収式のステアリング装置は、例えば次のように構成されている。
(1) 上端が操舵輪に連結され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取着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吸収体とを備え、該衝撃エネルギ吸収体により衝撃エネルギ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（例えば、特許文献１参照。）。
(2) 前記上部ハウジングを車体に取着する上部ブラケットが衝撃エネルギ吸収機構を備え、該衝撃エネルギ吸収機構により衝撃エネルギを吸収しつつ上部ハウジングが上部ブラケットとともに車体に対して移動するように構成されている。
(3) 前記下部ハウジングを車体に取着する下部ブラケットが衝撃エネルギ吸収部を備え、該衝撃エネルギ吸収部により衝撃エネルギを吸収しつつ下部ハウジングが下部ブラケットに対して移動するように構成されている。
(4) 上端が操舵輪に連結される操舵軸を転がり軸受を介して回転自在に支持するハウジングを車体に取着するためのブラケットとハウジングとの間に、衝撃エネルギによりハウジングをブラケットから脱落させる脱落手段を備え、該脱落手段によりハウジングを脱落させつつ衝撃エネルギを吸収するように構成されている。
【０００３】
また、特許文献１のステアリング装置は衝撃エネルギ吸収荷重が高くなることを防止するため、ハウジングに内嵌される前記転がり軸受の内輪の上端に間座を介して当接する弾性環を操舵軸に取着し、前記衝撃エネルギによって前記弾性環を撓ませつつ操舵軸を移動させて衝撃エネルギの一部を吸収し、弾性環の撓みが完了した後、前記衝撃エネルギを弾性環及び転がり軸受から上部ハウジングに伝動し、該上部ハウジング及び下部ハウジングを相対移動させることにより、残りの衝撃エネルギを吸収するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１１４１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、操舵輪に加わる二次衝突の衝撃エネルギは前記(1) 〜(3) のように操舵軸を支持するハウジングを移動させつつ除々に吸収するのが好ましい。ところが、前記ハウジングの移動量、換言すれば衝撃エネルギ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、この決められた衝撃エネルギ吸収ストロークで衝撃エネルギを効果的に吸収し、運転者に加わる負荷をさらに低減することが要望されていた。
【０００６】
また、操舵軸に弾性環が取着された構成にあっては、非衝撃エネルギ吸収時の操舵軸のガタ付きを防ぐため転がり軸受の内輪を、衝撃エネルギ吸収時に相対移動させ得るように操舵軸に圧入する必要があり、圧入荷重の管理が要求されるとともに部品点数が増加し、組立作業性が悪くなり改善策が要望されていた。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は操舵軸をハウジング内に支持する転がり軸受と前記ハウジングとにより衝撃エネルギを吸収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、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギを前記ハウジングに伝動すべき転がり軸受を備えたステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受の外輪が内嵌される嵌合部と、周方向の一部がラジアル方向内側へ突出し、前記外輪に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ前記転がり軸受を軸長方向へ移動させる凸条と、該凸条及び前記嵌合部に連なる湾曲部とを有することを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、二次衝突の衝撃エネルギが操舵軸から転がり軸受を介してハウジングに伝動されるとき、該ハウジングの凸条が外輪により変形し、転がり軸受と一体に操舵軸をハウジングに対して移動させつつ衝撃エネルギの一部を吸収することができる。従って、ハウジングを移動又は脱落させて衝撃エネルギを吸収する既存の衝撃エネルギ吸収手段と組み合わせることにより、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。
また、転がり軸受を操舵軸と一体に移動させることができるため、転がり軸受の圧入荷重の管理が必要でなく、さらに部品点数を増加させる必要がなく、組立作業性を向上できる。
【００１０】
第２発明に係るステアリング装置は、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギを前記ハウジングに伝動すべき転がり軸受を備えたステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受の外輪が内嵌される嵌合部と、周方向の一部に切り込みにより形成される舌片が内側へ曲げられ、前記外輪に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ前記転がり軸受を軸長方向へ移動させる凸部とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、二次衝突の衝撃エネルギが操舵軸から転がり軸受を介してハウジングに伝動されるとき、該ハウジングの凸部が外輪により変形し、転がり軸受と一体に操舵軸をハウジングに対して移動させつつ衝撃エネルギの一部を吸収することができる。従って、ハウジングを移動又は脱落させて衝撃エネルギを吸収する既存の衝撃エネルギ吸収手段と組み合わせることにより、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００１２】
しかも、衝撃エネルギ吸収部での衝撃エネルギ吸収開始時間と、衝撃エネルギ吸収手段での衝撃エネルギ吸収開始時間とをずらせることが可能であるため、衝撃エネルギ吸収荷重を部品点数を増加させることなく低くすることができる。
また、転がり軸受を操舵軸と一体に移動させることができるため、転がり軸受の圧入荷重の管理が必要でなく、さらに部品点数を増加させる必要がなく、組立作業性を向上できる。
【００１５】
【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全体の構成を示す断面図、図２は実施の形態１の要部の構成を示す拡大断面図、図３は図２の III−III 線の断面図である。
【００１６】
ステアリング装置は、上部が舵取りのための操舵輪Ａに連結され、下部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して舵取機構に連動連結される操舵軸１と、該操舵軸１を取り囲み、２つの転がり軸受２，３を介して操舵軸１の上部及び下部を回転可能に支持する筒形のハウジング４と、該ハウジング４の略中央部を車体に取着する上部取着体５と、ハウジング４の下部を車体に取着する下部取着体６とを備えている。
【００１７】
操舵軸１の上部には転がり軸受２の内輪２１の上端に当接して操舵輪Ａから操舵軸１に加わった衝撃エネルギを転がり軸受２を介してハウジング４に伝動する止め輪７及び内輪２１の下端に当接する移動規制部１ａが設けられており、止め輪７と移動規制部１ａとの間に転がり軸受２が外嵌されている。
【００１８】
ハウジング４の上部には転がり軸受２の外輪２２が内嵌される環状の嵌合部４１と、該嵌合部４１に連なり外輪２２に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ転がり軸受２を軸長方向へ移動させる衝撃エネルギ吸収部４２と、外輪２２の外方への移動を規制する鍔部４３とが設けられており、また、ハウジング４の下部には転がり軸受３の外輪３１が内嵌される環状の嵌合部４４が設けられている。
【００１９】
衝撃エネルギ吸収部４２は複数の周方向位置（例えば３等配位置）にハウジング４の中心軸線と平行的となるように嵌合部４１よりもラジアル方向内側へ一体に成形された適宜長さの凸条４２ａからなり、この凸条４２ａが湾曲部４２ｂを介して嵌合部４１に連なっている。また、衝撃エネルギ吸収部４２は外輪２２の幅寸法よりも長くしてある。尚、衝撃エネルギ吸収部４２は油圧シリンダ等の押圧装置に装着された成形工具によってハウジング４の嵌合部４１よりも下側部分をラジアル方向内側へ押込むことにより加工される。
【００２０】
上部取着体５は、ハウジング４の上端側が開放された嵌合凹部を有しハウジング４の周面に取着された取着板５１と、前記嵌合凹部に相対移動可能に嵌合され、ボルト孔を有するスペーサ５２と、前記ボルト孔に挿通するボルトにより上部取着体５を車体に固定するように構成されている。また、取着板５１及びスペーサ５２の間にはハウジング４に加わる衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収部９が設けられている。
【００２１】
この衝撃エネルギ吸収部９は取着板５１及びスペーサ５２に設けられた複数個の充填孔に溶融された合成樹脂を充填して硬化させることにより構成されている。そして、この衝撃エネルギ吸収部９が取着板５１及びスペーサ５２の間で破断することにより前記衝撃エネルギを吸収する。
【００２２】
下部取着体６は、ハウジング４の中心軸線と平行的に穿設された長孔からなる衝撃エネルギー吸収部１０を有する取着板６１が溶接等の取着手段により取着されており、衝撃エネルギー吸収部１０に挿入される取着軸１１により車体に取着するようにしてある。衝撃エネルギー吸収部１０は取着軸１１の外形寸法よりも狭い幅寸法となる絞り部を途中に有しており、取着軸１１が衝撃エネルギー吸収部１０を変形させることにより衝撃エネルギを吸収することができるようにしてある。
【００２３】
以上のように構成されたステアリング装置は車室の内部に配置され、下部取着体６が取着軸１１を用いて車体に取着され、ボルト５３，５３を用いて上部取着体５が車体に取付けられ、該上部取着体５及び下部取着体６を介してハウジング４が車体に取着される。また車体に取着されたステアリング装置は操舵軸１の下端部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して車室の外部に配置された舵取機構に連結される。
【００２４】
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は、操舵軸１及び止め輪７を介して転がり軸受２の外輪２２に伝動される。この外輪２２に伝動された衝撃エネルギによりハウジング４の衝撃エネルギ吸収部４２が変形しつつ拡径し、転がり軸受２と一体に操舵軸１をハウジング４に対して移動させつつ衝撃エネルギの一部を吸収することができる。
【００２５】
そして、転がり軸受２の外輪２２に伝動されている衝撃エネルギがハウジング４に伝動されるとともにハウジング４から衝撃エネルギ吸収部９に伝動され、衝撃エネルギ吸収部９が破断し、前記衝撃エネルギの一部を吸収する。さらに、ハウジング４に対して操舵軸１が前記したように移動した後、操舵輪Ａがハウジングの鍔部４３、換言すればハウジングの上端に当接することにより取着軸１１に対してハウジング４が移動し、衝撃エネルギ吸収部１０が変形して前記衝撃エネルギを吸収する。
【００２６】
このように操舵軸１をハウジング４に支持するための転がり軸受２がハウジング４を変形させつつ衝撃エネルギを吸収するため、衝撃エネルギ吸収部９及び衝撃エネルギ吸収部１０での衝撃エネルギ吸収ストロークに、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収ストロークを加えた衝撃エネルギ吸収ストロークを得ることができる。従って、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００２７】
しかも、衝撃エネルギ吸収部９及び衝撃エネルギ吸収部１０での衝撃エネルギ吸収開始時間を、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収開始時間よりも遅らせることができるため、衝撃エネルギ吸収開始から衝撃エネルギ吸収完了までの衝撃エネルギ吸収荷重を低くすることができ、運転者に加わる負荷をさらに低減できる。
【００２８】
また、操舵軸１をハウジング４に対して移動させるため、衝撃エネルギ吸収ストロークを確保し易い。また、凸条４２ａの個数、凸条４２ａの幅寸法を適宜変更することにより、衝撃エネルギ吸収荷重を簡易に変えることができる。
【００２９】
実施の形態２（参考例）
図４は実施の形態２の要部の構成を示す拡大断面図、図５は図４のV −V 線の断面図である。
実施の形態２のステアリング装置は、衝撃エネルギ吸収部４２を複数の凸条４２ａを備えた構成とする代わりに、衝撃エネルギ吸収部４２を嵌合部４１よりも小径寸法の環状とし、衝撃エネルギ吸収時には転がり軸受２の外輪２２の全周面が衝撃エネルギ吸収部４２に接触するようにしたものである。
【００３０】
実施の形態２において、衝撃エネルギ吸収部４２はハウジング４の嵌合部４１の近傍部を縮径することにより形成されているが、その他、ハウジング４を縮径する代わりに、ハウジング４を拡径することにより嵌合部４１を形成し、この嵌合部４１の近傍部を衝撃エネルギ吸収部４２としてもよい。
【００３１】
実施の形態２にあっては、実施の形態１と同様、操舵軸１をハウジング４に支持するための転がり軸受２がハウジング４を変形させつつ衝撃エネルギを吸収するため、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができるとともに、衝撃エネルギ吸収荷重を低くすることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
実施の形態３
図６は実施の形態３の要部の構成を示す拡大断面図、図７は図６の VII−VII 線の断面図である。
実施の形態３のステアリング装置は、衝撃エネルギ吸収部４２を複数の凸条４２ａを備えた構成とする代わりに、衝撃エネルギ吸収部４２を複数の中心軸線方向位置及び複数の周方向位置に突設された凸部４２ｃを有する構成とし、衝撃エネルギ吸収時には中心軸線方向位置の凸部４２ｃを経時的に変形させるようにしたものである。
【００３４】
実施の形態３において、凸部４２ｃはハウジング４に穿設された複数の切り込み４５内の舌片からなり、該舌片を前記中心軸線と交差するように曲げることにより形成されている。また、舌片は外輪２２から衝撃エネルギが加わったとき板厚方向へ変形するように内側へ曲げられている。尚、前記中心軸線方向位置の凸部４２ｃの個数及び前記周方向位置の凸部４２ｃの個数は特に制限されるものでない。また、凸部４２ｃは周方向位置に等配されているが、その他非等配としてもよい。また、凸部４２ｃの前記中心軸線方向位置での間隔及び凸部４２ｃの前記周方向位置での間隔は特に制限されない。
【００３５】
実施の形態３にあっては、実施の形態１と同様、操舵軸１をハウジング４に支持するための転がり軸受２がハウジング４を変形させつつ衝撃エネルギを吸収するため、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができるとともに、衝撃エネルギ吸収荷重を低くすることができる。また、凸部４２ｃの個数、凸部４２ｃの前記中心軸線方向位置での間隔、凸部４２ｃの前記周方向位置での間隔、凸部４２ｃの幅寸法、凸部４２ｃの板厚を適宜変更することにより、衝撃エネルギ吸収荷重を簡易に変えることができる。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。
【００３６】
尚、以上説明した実施の形態では、衝撃エネルギ吸収部９及び衝撃エネルギ吸収部１０での衝撃エネルギ吸収開始時間を、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収開始時間よりも遅らせることにより、衝撃エネルギ吸収荷重を低くするように構成したが、その他、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収開始時間と、衝撃エネルギ吸収部９、衝撃エネルギ吸収部１０等の衝撃エネルギ吸収手段での衝撃エネルギ吸収開始時間とは適宜にずらせることができ、衝撃エネルギを吸収する順番は特に制限されない。
【００３７】
また、以上説明した実施の形態では、衝撃エネルギ吸収部９、衝撃エネルギ吸収部１０の衝撃エネルギ吸収手段を備えた構成としたが、その他、衝撃エネルギ吸収手段の個数及び衝撃エネルギ吸収手段の構成は特に制限されない。また、操舵輪Ａとハウジング４３との間にスイッチ類が介在していてもよい。
【００３８】
また、本発明のステアリング装置はマニュアル式である他、操舵補助用の電動モータを備えた電動式のパワーステアリング装置であってもよい。この場合、操舵軸１は操舵輪Ａに連結される上部操舵軸及び該上部操舵軸と同軸的に相対移動可能に連結される下部操舵軸とを備えた構成となり、また、ハウジング４は転がり軸受２を介して上部操舵軸を支持する上部ハウジングと、該上部ハウジングに相対移動を可能に嵌合され軸受を介して下部操舵軸を支持する下部ハウジングとを備えた構成となり、上部ハウジングが上部取着体を介して車体に取着される。また、上部ハウジングと下部ハウジングとの嵌合部に衝撃エネルギ吸収部材が設けられる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明、第２発明によれば、ハウジングを移動又は脱落させて衝撃エネルギを吸収する既存の衝撃エネルギ吸収手段と組み合わせることにより、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。しかも、転がり軸受の圧入荷重の管理が必要でなく、さらに部品点数を増加させる必要がなく、組立作業性を向上できる。
【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全体の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】図２の III−III 線の断面図である。
【図４】実施の形態２の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図５】図４の V−V 線の断面図である。
【図６】実施の形態３の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図７】図６の VII−VII 線の断面図である。
【符号の説明】
１ 操舵軸
２ 転がり軸受
４ ハウジング
４１ 嵌合部
４２ 衝撃エネルギ吸収部
９ 衝撃エネルギ吸収機構（衝撃エネルギ吸収手段）
１０ 衝撃エネルギ吸収部（衝撃エネルギ吸収手段）
【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を吸収することが可能とした衝撃エネルギ吸収式のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
衝撃エネルギ吸収式のステアリング装置は、例えば次のように構成されている。
(1) 上端が操舵輪に連結され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取着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吸収体とを備え、該衝撃エネルギ吸収体により衝撃エネルギ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（例えば、特許文献１参照。）。
(2) 前記上部ハウジングを車体に取着する上部ブラケットが衝撃エネルギ吸収機構を備え、該衝撃エネルギ吸収機構により衝撃エネルギを吸収しつつ上部ハウジングが上部ブラケットとともに車体に対して移動するように構成されている。
(3) 前記下部ハウジングを車体に取着する下部ブラケットが衝撃エネルギ吸収部を備え、該衝撃エネルギ吸収部により衝撃エネルギを吸収しつつ下部ハウジングが下部ブラケットに対して移動するように構成されている。
(4) 上端が操舵輪に連結される操舵軸を転がり軸受を介して回転自在に支持するハウジングを車体に取着するためのブラケットとハウジングとの間に、衝撃エネルギによりハウジングをブラケットから脱落させる脱落手段を備え、該脱落手段によりハウジングを脱落させつつ衝撃エネルギを吸収するように構成されている。
【０００３】
また、特許文献１のステアリング装置は衝撃エネルギ吸収荷重が高くなることを防止するため、ハウジングに内嵌される前記転がり軸受の内輪の上端に間座を介して当接する弾性環を操舵軸に取着し、前記衝撃エネルギによって前記弾性環を撓ませつつ操舵軸を移動させて衝撃エネルギの一部を吸収し、弾性環の撓みが完了した後、前記衝撃エネルギを弾性環及び転がり軸受から上部ハウジングに伝動し、該上部ハウジング及び下部ハウジングを相対移動させることにより、残りの衝撃エネルギを吸収するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１１４１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、操舵輪に加わる二次衝突の衝撃エネルギは前記(1) 〜(3) のように操舵軸を支持するハウジングを移動させつつ除々に吸収するのが好ましい。ところが、前記ハウジングの移動量、換言すれば衝撃エネルギ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、この決められた衝撃エネルギ吸収ストロークで衝撃エネルギを効果的に吸収し、運転者に加わる負荷をさらに低減することが要望されていた。
【０００６】
また、操舵軸に弾性環が取着された構成にあっては、非衝撃エネルギ吸収時の操舵軸のガタ付きを防ぐため転がり軸受の内輪を、衝撃エネルギ吸収時に相対移動させ得るように操舵軸に圧入する必要があり、圧入荷重の管理が要求されるとともに部品点数が増加し、組立作業性が悪くなり改善策が要望されていた。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は操舵軸をハウジング内に支持する転がり軸受と前記ハウジングとにより衝撃エネルギを吸収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、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギを前記ハウジングに伝動すべき転がり軸受を備えたステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受の外輪が内嵌される嵌合部と、周方向の一部がラジアル方向内側へ突出し、前記外輪に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ前記転がり軸受を軸長方向へ移動させる凸条と、該凸条及び前記嵌合部に連なる湾曲部とを有することを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、二次衝突の衝撃エネルギが操舵軸から転がり軸受を介してハウジングに伝動されるとき、該ハウジングの凸条が外輪により変形し、転がり軸受と一体に操舵軸をハウジングに対して移動させつつ衝撃エネルギの一部を吸収することができる。従って、ハウジングを移動又は脱落させて衝撃エネルギを吸収する既存の衝撃エネルギ吸収手段と組み合わせることにより、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。
また、転がり軸受を操舵軸と一体に移動させることができるため、転がり軸受の圧入荷重の管理が必要でなく、さらに部品点数を増加させる必要がなく、組立作業性を向上できる。
【００１０】
第２発明に係るステアリング装置は、操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギを前記ハウジングに伝動すべき転がり軸受を備えたステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受の外輪が内嵌される嵌合部と、周方向の一部に切り込みにより形成される舌片が内側へ曲げられ、前記外輪に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ前記転がり軸受を軸長方向へ移動させる凸部とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、二次衝突の衝撃エネルギが操舵軸から転がり軸受を介してハウジングに伝動されるとき、該ハウジングの凸部が外輪により変形し、転がり軸受と一体に操舵軸をハウジングに対して移動させつつ衝撃エネルギの一部を吸収することができる。従って、ハウジングを移動又は脱落させて衝撃エネルギを吸収する既存の衝撃エネルギ吸収手段と組み合わせることにより、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００１２】
しかも、衝撃エネルギ吸収部での衝撃エネルギ吸収開始時間と、衝撃エネルギ吸収手段での衝撃エネルギ吸収開始時間とをずらせることが可能であるため、衝撃エネルギ吸収荷重を部品点数を増加させることなく低くすることができる。
また、転がり軸受を操舵軸と一体に移動させることができるため、転がり軸受の圧入荷重の管理が必要でなく、さらに部品点数を増加させる必要がなく、組立作業性を向上できる。
【００１５】
【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全体の構成を示す断面図、図２は実施の形態１の要部の構成を示す拡大断面図、図３は図２の III−III 線の断面図である。
【００１６】
ステアリング装置は、上部が舵取りのための操舵輪Ａに連結され、下部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して舵取機構に連動連結される操舵軸１と、該操舵軸１を取り囲み、２つの転がり軸受２，３を介して操舵軸１の上部及び下部を回転可能に支持する筒形のハウジング４と、該ハウジング４の略中央部を車体に取着する上部取着体５と、ハウジング４の下部を車体に取着する下部取着体６とを備えている。
【００１７】
操舵軸１の上部には転がり軸受２の内輪２１の上端に当接して操舵輪Ａから操舵軸１に加わった衝撃エネルギを転がり軸受２を介してハウジング４に伝動する止め輪７及び内輪２１の下端に当接する移動規制部１ａが設けられており、止め輪７と移動規制部１ａとの間に転がり軸受２が外嵌されている。
【００１８】
ハウジング４の上部には転がり軸受２の外輪２２が内嵌される環状の嵌合部４１と、該嵌合部４１に連なり外輪２２に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ転がり軸受２を軸長方向へ移動させる衝撃エネルギ吸収部４２と、外輪２２の外方への移動を規制する鍔部４３とが設けられており、また、ハウジング４の下部には転がり軸受３の外輪３１が内嵌される環状の嵌合部４４が設けられている。
【００１９】
衝撃エネルギ吸収部４２は複数の周方向位置（例えば３等配位置）にハウジング４の中心軸線と平行的となるように嵌合部４１よりもラジアル方向内側へ一体に成形された適宜長さの凸条４２ａからなり、この凸条４２ａが湾曲部４２ｂを介して嵌合部４１に連なっている。また、衝撃エネルギ吸収部４２は外輪２２の幅寸法よりも長くしてある。尚、衝撃エネルギ吸収部４２は油圧シリンダ等の押圧装置に装着された成形工具によってハウジング４の嵌合部４１よりも下側部分をラジアル方向内側へ押込むことにより加工される。
【００２０】
上部取着体５は、ハウジング４の上端側が開放された嵌合凹部を有しハウジング４の周面に取着された取着板５１と、前記嵌合凹部に相対移動可能に嵌合され、ボルト孔を有するスペーサ５２と、前記ボルト孔に挿通するボルトにより上部取着体５を車体に固定するように構成されている。また、取着板５１及びスペーサ５２の間にはハウジング４に加わる衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収部９が設けられている。
【００２１】
この衝撃エネルギ吸収部９は取着板５１及びスペーサ５２に設けられた複数個の充填孔に溶融された合成樹脂を充填して硬化させることにより構成されている。そして、この衝撃エネルギ吸収部９が取着板５１及びスペーサ５２の間で破断することにより前記衝撃エネルギを吸収する。
【００２２】
下部取着体６は、ハウジング４の中心軸線と平行的に穿設された長孔からなる衝撃エネルギー吸収部１０を有する取着板６１が溶接等の取着手段により取着されており、衝撃エネルギー吸収部１０に挿入される取着軸１１により車体に取着するようにしてある。衝撃エネルギー吸収部１０は取着軸１１の外形寸法よりも狭い幅寸法となる絞り部を途中に有しており、取着軸１１が衝撃エネルギー吸収部１０を変形させることにより衝撃エネルギを吸収することができるようにしてある。
【００２３】
以上のように構成されたステアリング装置は車室の内部に配置され、下部取着体６が取着軸１１を用いて車体に取着され、ボルト５３，５３を用いて上部取着体５が車体に取付けられ、該上部取着体５及び下部取着体６を介してハウジング４が車体に取着される。また車体に取着されたステアリング装置は操舵軸１の下端部がユニバーサルジョイント等の伝動手段を介して車室の外部に配置された舵取機構に連結される。
【００２４】
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は、操舵軸１及び止め輪７を介して転がり軸受２の外輪２２に伝動される。この外輪２２に伝動された衝撃エネルギによりハウジング４の衝撃エネルギ吸収部４２が変形しつつ拡径し、転がり軸受２と一体に操舵軸１をハウジング４に対して移動させつつ衝撃エネルギの一部を吸収することができる。
【００２５】
そして、転がり軸受２の外輪２２に伝動されている衝撃エネルギがハウジング４に伝動されるとともにハウジング４から衝撃エネルギ吸収部９に伝動され、衝撃エネルギ吸収部９が破断し、前記衝撃エネルギの一部を吸収する。さらに、ハウジング４に対して操舵軸１が前記したように移動した後、操舵輪Ａがハウジングの鍔部４３、換言すればハウジングの上端に当接することにより取着軸１１に対してハウジング４が移動し、衝撃エネルギ吸収部１０が変形して前記衝撃エネルギを吸収する。
【００２６】
このように操舵軸１をハウジング４に支持するための転がり軸受２がハウジング４を変形させつつ衝撃エネルギを吸収するため、衝撃エネルギ吸収部９及び衝撃エネルギ吸収部１０での衝撃エネルギ吸収ストロークに、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収ストロークを加えた衝撃エネルギ吸収ストロークを得ることができる。従って、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。
【００２７】
しかも、衝撃エネルギ吸収部９及び衝撃エネルギ吸収部１０での衝撃エネルギ吸収開始時間を、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収開始時間よりも遅らせることができるため、衝撃エネルギ吸収開始から衝撃エネルギ吸収完了までの衝撃エネルギ吸収荷重を低くすることができ、運転者に加わる負荷をさらに低減できる。
【００２８】
また、操舵軸１をハウジング４に対して移動させるため、衝撃エネルギ吸収ストロークを確保し易い。また、凸条４２ａの個数、凸条４２ａの幅寸法を適宜変更することにより、衝撃エネルギ吸収荷重を簡易に変えることができる。
【００２９】
実施の形態２（参考例）
図４は実施の形態２の要部の構成を示す拡大断面図、図５は図４のV −V 線の断面図である。
実施の形態２のステアリング装置は、衝撃エネルギ吸収部４２を複数の凸条４２ａを備えた構成とする代わりに、衝撃エネルギ吸収部４２を嵌合部４１よりも小径寸法の環状とし、衝撃エネルギ吸収時には転がり軸受２の外輪２２の全周面が衝撃エネルギ吸収部４２に接触するようにしたものである。
【００３０】
実施の形態２において、衝撃エネルギ吸収部４２はハウジング４の嵌合部４１の近傍部を縮径することにより形成されているが、その他、ハウジング４を縮径する代わりに、ハウジング４を拡径することにより嵌合部４１を形成し、この嵌合部４１の近傍部を衝撃エネルギ吸収部４２としてもよい。
【００３１】
実施の形態２にあっては、実施の形態１と同様、操舵軸１をハウジング４に支持するための転がり軸受２がハウジング４を変形させつつ衝撃エネルギを吸収するため、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができるとともに、衝撃エネルギ吸収荷重を低くすることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
実施の形態３
図６は実施の形態３の要部の構成を示す拡大断面図、図７は図６の VII−VII 線の断面図である。
実施の形態３のステアリング装置は、衝撃エネルギ吸収部４２を複数の凸条４２ａを備えた構成とする代わりに、衝撃エネルギ吸収部４２を複数の中心軸線方向位置及び複数の周方向位置に突設された凸部４２ｃを有する構成とし、衝撃エネルギ吸収時には中心軸線方向位置の凸部４２ｃを経時的に変形させるようにしたものである。
【００３４】
実施の形態３において、凸部４２ｃはハウジング４に穿設された複数の切り込み４５内の舌片からなり、該舌片を前記中心軸線と交差するように曲げることにより形成されている。また、舌片は外輪２２から衝撃エネルギが加わったとき板厚方向へ変形するように内側へ曲げられている。尚、前記中心軸線方向位置の凸部４２ｃの個数及び前記周方向位置の凸部４２ｃの個数は特に制限されるものでない。また、凸部４２ｃは周方向位置に等配されているが、その他非等配としてもよい。また、凸部４２ｃの前記中心軸線方向位置での間隔及び凸部４２ｃの前記周方向位置での間隔は特に制限されない。
【００３５】
実施の形態３にあっては、実施の形態１と同様、操舵軸１をハウジング４に支持するための転がり軸受２がハウジング４を変形させつつ衝撃エネルギを吸収するため、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができるとともに、衝撃エネルギ吸収荷重を低くすることができる。また、凸部４２ｃの個数、凸部４２ｃの前記中心軸線方向位置での間隔、凸部４２ｃの前記周方向位置での間隔、凸部４２ｃの幅寸法、凸部４２ｃの板厚を適宜変更することにより、衝撃エネルギ吸収荷重を簡易に変えることができる。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。
【００３６】
尚、以上説明した実施の形態では、衝撃エネルギ吸収部９及び衝撃エネルギ吸収部１０での衝撃エネルギ吸収開始時間を、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収開始時間よりも遅らせることにより、衝撃エネルギ吸収荷重を低くするように構成したが、その他、衝撃エネルギ吸収部４２での衝撃エネルギ吸収開始時間と、衝撃エネルギ吸収部９、衝撃エネルギ吸収部１０等の衝撃エネルギ吸収手段での衝撃エネルギ吸収開始時間とは適宜にずらせることができ、衝撃エネルギを吸収する順番は特に制限されない。
【００３７】
また、以上説明した実施の形態では、衝撃エネルギ吸収部９、衝撃エネルギ吸収部１０の衝撃エネルギ吸収手段を備えた構成としたが、その他、衝撃エネルギ吸収手段の個数及び衝撃エネルギ吸収手段の構成は特に制限されない。また、操舵輪Ａとハウジング４３との間にスイッチ類が介在していてもよい。
【００３８】
また、本発明のステアリング装置はマニュアル式である他、操舵補助用の電動モータを備えた電動式のパワーステアリング装置であってもよい。この場合、操舵軸１は操舵輪Ａに連結される上部操舵軸及び該上部操舵軸と同軸的に相対移動可能に連結される下部操舵軸とを備えた構成となり、また、ハウジング４は転がり軸受２を介して上部操舵軸を支持する上部ハウジングと、該上部ハウジングに相対移動を可能に嵌合され軸受を介して下部操舵軸を支持する下部ハウジングとを備えた構成となり、上部ハウジングが上部取着体を介して車体に取着される。また、上部ハウジングと下部ハウジングとの嵌合部に衝撃エネルギ吸収部材が設けられる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明、第２発明によれば、ハウジングを移動又は脱落させて衝撃エネルギを吸収する既存の衝撃エネルギ吸収手段と組み合わせることにより、車両のレイアウト内での衝撃エネルギ吸収ストロークを既存の長さよりも長くすることができ、運転者に加わる負荷を低減できる。しかも、転がり軸受の圧入荷重の管理が必要でなく、さらに部品点数を増加させる必要がなく、組立作業性を向上できる。
【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全体の構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図３】図２の III−III 線の断面図である。
【図４】実施の形態２の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図５】図４の V−V 線の断面図である。
【図６】実施の形態３の要部の構成を示す拡大断面図である。
【図７】図６の VII−VII 線の断面図である。
【符号の説明】
１ 操舵軸
２ 転がり軸受
４ ハウジング
４１ 嵌合部
４２ 衝撃エネルギ吸収部
９ 衝撃エネルギ吸収機構（衝撃エネルギ吸収手段）
１０ 衝撃エネルギ吸収部（衝撃エネルギ吸収手段）
Claims (2)
- 操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギを前記ハウジングに伝動すべき転がり軸受を備えたステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受の外輪が内嵌される嵌合部と、周方向の一部がラジアル方向内側へ突出し、前記外輪に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ前記転がり軸受を軸長方向へ移動させる凸条と、該凸条及び前記嵌合部に連なる湾曲部とを有することを特徴とするステアリング装置。
- 操舵輪に連結される操舵軸をハウジング内に支持し、前記操舵軸に加わる衝撃エネルギを前記ハウジングに伝動すべき転がり軸受を備えたステアリング装置において、前記ハウジングは、前記転がり軸受の外輪が内嵌される嵌合部と、周方向の一部に切り込みにより形成される舌片が内側へ曲げられ、前記外輪に加わる衝撃エネルギにより変形しつつ前記転がり軸受を軸長方向へ移動させる凸部とを有することを特徴とするステアリング装置。
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