JP4257483B2 - 衝撃吸収式ステアリング装置とその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時においてドライバーに作用する衝撃を吸収するために用いられる衝撃吸収式ステアリング装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
衝撃吸収式ステアリング装置においては、ステアリングホイールが取り付けられるステアリングシャフトを支持するコラムを、筒状の第1コラムと、この第1コラムに挿入される筒状の第2コラムとから構成している。そのステアリングホイールとドライバーとの衝突時に、その第1コラムと第2コラムとを両コラム間の摩擦力に抗して軸方向相対移動させることで、その衝突時の衝撃を吸収している。
【0003】
従来、その第1コラムと第2コラムとの間に摩擦力を作用させるため、第1コラムに第2コラムを筒状のリテーナを介して圧入することが行われている。あるいは、図8に示すように、第1コラム101の周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、第2コラム102の外周に押し付けられるかしめ部103を形成することが行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなリテーナを用いる場合、部品点数、コストが増大する。また、上記のように複数位置にかしめ部103を形成する場合、各かしめ部103相互の間においては第1コラム101の内周と第2コラム102の外周との間に隙間Sが生じるため、第1コラム101の軸心と第2コラム102の軸心との相対的な傾きを阻止する剛性が低下する。一方、その剛性を確保するためにかしめ部103の数を多くすると、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になってしまう。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状の第1コラムと、この第1コラムに挿入される筒状の第2コラムとを有し、その第1コラムの周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、その第2コラムの外周に押し付けられるかしめ部が形成され、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく、前記かしめ部が前記第2コラムの外周に押し付けられることにより作用する摩擦力に抗した第1コラムと第2コラムとの軸方向相対移動により、その衝撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置に適用される。
本発明装置の特徴とするところは、複数の前記かしめ部相互の周方向間の位置で、かつ同一平面上において、第1コラムの周壁から内方に突出して第2コラムの外周に押し付けられる内方突出部、および第2コラムの周壁から外方に突出して第1コラムの内周に押し付けられる外方突出部の中の少なくとも一方が形成され、各突出部による押し付け力は各かしめ部による押し付け力よりも小さくされている点にある。
本発明の構成によれば、第1コラムの各かしめ部が第2コラムの外周に押し付けられることで、ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく第1コラムと第2コラムとの軸方向相対移動時に、第1コラムと第2コラムとの間に摩擦力が作用し、その衝撃が吸収される。
それらかしめ部の周方向間の位置において、第2コラムの外周に押し付けられる第1コラムの内方突出部、および、第1コラムの内周に押し付けられる第2コラムの外方突出部の中の少なくとも一方が形成されているので、第1コラムの軸心と第2コラムの軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上することができる。しかも、その内方突出部による第2コラムの外周の押し付け力、および、その外方突出部による第1コラムの内周の押し付け力は、各かしめ部による第2コラムの外周の押し付け力よりも小さくされているので、第1コラムと第2コラムとの軸方向相対移動時に両コラム間に作用する摩擦力が過大になることはない。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になることもない。
【0006】
前記内方突出部は第1コラムの周壁を外方からかしめることで形成されているのが好ましい。
これにより、かしめ部を形成する治具を用いて内方突出部を形成することができる。
【0007】
前記かしめ部は、第1コラムの周壁における軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて、周方向に間隔をおいた複数位置において形成され、前記外方突出部は、前記かしめ部が形成されている軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて前記かしめ部の周方向間に配置されると共に、その軸方向の間隔をおいた2位置の間の全長に亘って配置されているのが好ましい。
これにより、第1コラムの軸心と第2コラムの軸心との相対的な傾きを、外方突出部によって、より効果的に阻止することができる。
【0008】
本発明方法は、上記本発明の衝撃吸収式ステアリング装置を製造するに際して、前記第2コラムの外周に周溝を形成し、その第2コラムを前記第1コラムに挿入し、その第1コラムの周壁を、周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで、その周溝内に入り込むかしめ部を形成し、しかる後に、その第1コラムと第2コラムとを軸方向相対移動させて各かしめ部を周溝から離脱させることで、各かしめ部を第2コラムの外周に押し付けることを特徴とする。これにより、第1コラムの周壁を周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで形成されるかしめ部は、第2コラムに形成される周溝内に入り込むので、そのかしめは周溝の内面により制限される。これにより、そのかしめ量は周溝の深さに応じて定まるので、第1コラムと第2コラムとを軸方向相対移動させて各かしめ部を第2コラムの外周に押し付けることで、その押し付け力を周溝の深さに対応させることができる。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重を周溝の深さに応じて容易に制御できる。しかも、そのかしめ力を受ける治具を第2コラムの内部に配置する必要がない。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に示す衝撃吸収式ステアリング装置1は、車体2により支持される筒状のコラム3と、そのコラム3により支持されるステアリングシャフト4と、そのステアリングシャフト4に取り付けられるステアリングホイール5とを備えている。そのコラム3は、段付き円筒状の第1コラム7と、その第1コラム7の一端部に一端部が挿入される段付き円筒状の第2コラム8とから構成される。そのステアリングシャフト4は、その第1コラム7により第1ベアリング10を介して支持される筒状の第1シャフト11と、その第2コラム8により第2ベアリング12を介して支持される第2シャフト13とから構成されている。
【0010】
その第1シャフト11の一端にステアリングホイール5が取り付けられる。その第1シャフト11の他端と第2シャフト13の一端とが、例えば断面が非円形とされることで互いに回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に嵌め合わされている。その第2シャフト13の他端に、ラックピニオン式ステアリングギヤ等のステアリングギヤを介して車輪が接続される。これにより、ステアリングホイール5の回転がステアリングシャフト4からステアリングギヤを介して車輪に伝達されることで舵角が変化する。
【0011】
その第1シャフト11の外周に嵌め合わされた止め輪15が上記第1ベアリング10の内輪に当接し、その第1ベアリング10の外輪が第1コラム7の内周に形成された段差7aに当接する。これにより、第1シャフト11と第1コラム7とは車輪側に向かい軸方向に沿い同行移動可能とされている。
その第1コラム7は車体2に連結され、その連結はステアリングホイール5とドライバーとの衝突時の衝撃に基づき解除される。本実施形態では、その第1コラム7にアッパーブラケット21が固定され、そのアッパーブラケット21は車体2に固定された連結部材22に合成樹脂製のピン23により連結され、そのピン23が衝撃の作用により破断されることで連結が解除される。その連結の解除により、第1コラム7は車体2に対して車輪側に向かい軸方向に沿い相対移動可能とされている。
その第2コラム8はロアブラケット9を介して車体2に固定されている。
これにより、ステアリングホイール5とドライバーとの衝突時の衝撃に基づき、第1シャフト11と第1コラム7とは同行して車体2に対して車輪側に向かい軸方向相対移動し、また、第1シャフト11は第2シャフト13に対して車輪側に向かい軸方向相対移動し、第1コラム7は第2コラム8に対して車輪側に向かい軸方向相対移動する。
【0012】
そのステアリングホイール5とドライバーとの衝突時の衝撃に基づく第1コラム7の第2コラム8に対する軸方向相対移動により、その衝撃を吸収する衝撃吸収機構30が設けられている。すなわち、図2、図3の(1)に示すように、第1コラム7の周壁における軸方向の間隔Lをおいた複数位置、本実施形態では2位置それぞれにおいて、周方向の等間隔をおいた複数位置、本実施形態では4位置において、かしめ部40が形成されている。その軸方向の間隔Lをおいた2位置の中の一方における第1コラム7に対する各かしめ部40の周方向相対位置と、他方における第1コラム7に対する各かしめ部40の周方向相対位置とは互いに等しくされている。各かしめ部40は、図3の(2)に示すようなかしめ治具41により、第1コラム7の周壁を外方からかしめることにより内方に突出させることで形成される。本実施形態では、各かしめ部40の内方突出量は互いに等しくされている。そのかしめに先立って、第1コラム7に第2コラム8が挿入される。本実施形態では、そのかしめ前の第1コラム7の一端部の内径D1は第2コラム8の一端部の外径D2よりも大きくされている。その第2コラム8の内部にかしめ力をうける治具42が第2コラム8の内周に添うように挿入される。これにより、そのかしめにより形成される各かしめ部40は第2コラム8の外周に押し付けられる。よって、ステアリングホイール5とドライバーとの衝突時に、軸方向相対移動する第1コラム7と第2コラム8との間に摩擦力が作用するので、その摩擦力に抗して両コラム7、8を軸方向相対移動させることで、その衝突時の衝撃が吸収される。
【0013】
なお、上記衝撃吸収機構30以外に、第1シャフト11の車体2に対する相対移動時に、上記のようなピン23の破断により衝撃が吸収され、また、その相対移動を阻止する摩擦力をアッパーブラケット21と連結部材22との間に作用させることで衝撃を吸収してもよい。さらに、第1シャフト11の第2シャフト13に対する相対移動時に、その相対移動を阻止する摩擦力を両シャフト11、13の間に作用させることで衝撃を吸収したり、両シャフト11、13を衝撃作用時に破断される合成樹脂材で連結することで衝撃を吸収してもよい。
【0014】
上記かしめ部40の周方向間の位置、本実施形態では4位置において、第1コラム7の周壁から内方に突出して第2コラム8の外周に押し付けられる内方突出部50が形成されている。各内方突出部50は、相隣接するかしめ部40の周方向間の中央に配置される。本実施形態では、各内方突出部50は第1コラム7の周壁を外方からかしめることで形成され、上記かしめ部40を形成するためのかしめ治具41により形成することができる。本実施形態では、各内方突出部50の内方突出量は互いに等しくされている。各内方突出部50の内方突出量は各かしめ部40の内方突出量よりも少なくされることで、各内方突出部50による第2コラム8の押し付け力は、各かしめ部40による第2コラム8の押し付け力よりも小さくされ、零に近い値であってもよい。
【0015】
上記構成によれば、第1コラム7の各かしめ部40が第2コラム8の外周に押し付けられることで、ステアリングホイール5とドライバーとの衝突時の衝撃に基づく第1コラム7と第2コラム8との軸方向相対移動時に、第1コラム7と第2コラム8との間に摩擦力が作用し、その衝撃が吸収される。それらかしめ部40の周方向間の位置において、第2コラム8の外周に押し付けられる第1コラム7の内方突出部50が形成されているので、第1コラム7の軸心と第2コラム8の軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上することができる。しかも、その内方突出部50による第2コラム8の外周の押し付け力は、各かしめ部40による第2コラム8の外周の押し付け力よりも小さくされているので、第1コラム7と第2コラム8との軸方向相対移動時に両コラム7、8間に作用する摩擦力が過大になることはない。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になることもない。また、その内方突出部50をかしめ部40を形成する治具を用いて容易に形成することができる。
【0016】
図4、図5は上記実施形態の第1変形例を示す。上記実施形態との相違は、内方突出部50に代えて、かしめ部40の周方向間の位置、本変形例では4位置において、第2コラム8の周壁から外方に突出して第1コラム7の内周に押し付けられる外方突出部60が形成されている点にある。各外方突出部60は、相隣接するかしめ部40の周方向間の中央に配置され、第2コラム8の周壁を例えばプレス加工により変形させることで形成される。本実施形態では、各外方突出部60の外方突出量は互いに等しくされている。各外方突出部60の外方突出量は各かしめ部40の内方突出量よりも少なくされることで、各外方突出部60による第1コラム7の押し付け力は、各かしめ部40による第2コラム8の押し付け力よりも小さくされている。各外方突出部60は、各かしめ部40が形成されている軸方向の間隔Lをおいた複数位置、本実施形態では2位置それぞれにおいてかしめ部40の周方向間に配置されると共に、その軸方向の間隔Lをおいた2位置の間の全長に亘って配置されている。他は上記実施形態と同様の構成とされ、同様部分は同一符号で示す。
この第1変形例によれば、かしめ部40の周方向間の位置において、第1コラム7の内周に押し付けられる外方突出部60が形成されているので、第1コラム7の軸心と第2コラム8の軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上することができる。しかも、その外方突出部60による第1コラム7の内周の押し付け力は、各かしめ部40による第2コラム8の外周の押し付け力よりも小さくされているので、第1コラム7と第2コラム8との軸方向相対移動時に両コラム7、8間に作用する摩擦力が過大になることはない。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重が過大になることもない。さらに、各外方突出部60は、各かしめ部40が形成されている軸方向の間隔Lをおいた2位置の間の全長に亘って配置されていることにより、両コラム7、8の軸心の相対的な傾きを、より効果的に阻止することができる。
【0017】
図6の(1)〜(3)は上記実施形態の第2変形例を示す。本第2変形例では、上記実施形態のような第2コラム8の内部でかしめ力をうける治具42を配置することなく、各かしめ部40を形成している。すなわち、かしめ部40の形成に先立ち、先ず第2コラム8の一端部外周に周溝71を形成し、その第2コラム8の一端部を第1コラム7の一端部に挿入している。ここで、その第1コラム7の内周半径と第2コラム8の外周半径との差は、その周溝71の深さよりも小さくなるように僅かなものとされ、第1コラム7の一端と第2コラム8の一端とはすきま嵌め状態とされている。次に、第1コラム7の周壁を、周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで、その周溝71内に入り込むかしめ部40を形成し、しかる後に、第1コラム7と第2コラム8とを軸方向相対移動させて各かしめ部40を周溝71から離脱させることで、各かしめ部40を第2コラム8の外周に押し付けている。その後に、第1コラム7を外方からかしめること内方突出部50を形成している。なお、本第2変形例においては、各かしめ部40を第1コラム7の径方向から視て長円形状としている。また、内方突出部50を第1コラム7の径方向から視て円形のディンプル状としている。他は上記実施形態と同様の構成とされ、同様部分は同一符号で示す。
この第2変形例によれば、第1コラム7の周壁を周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで形成されるかしめ部40は、第2コラム8に形成される周溝71内に入り込むので、そのかしめは周溝71の内面により制限される。これにより、そのかしめ量は周溝71の深さに応じて定まるので、第1コラム7と第2コラム8とを軸方向相対移動させて各かしめ部40を第2コラム8の外周に押し付けることで、その押し付け力を周溝71の深さに対応させることができる。よって、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重を周溝71の深さに応じて容易に制御できる。しかも、そのかしめ力を受ける治具を第2コラム8の内部に配置する必要がない。他は上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【0018】
図7の(1)、(2)は上記実施形態の第3変形例を示す。本第3変形例では、各かしめ部40を、第1コラム7の径方向から視て円形のディンプル状としている。他は第2変形例と同様で、同様部分は同一符号で示す。
【0019】
本発明は上記実施形態や各変形例に限定されない。例えば、上記実施形態の第1コラム7における4位置に形成される内方突出部50の中の一部に代えて、第2コラム8に外方突出部を形成することで、第1コラムの内方突出部と、第2コラムの外方突出部の両方を備えるようにしてもよい。また、第2、第3変形例における第1コラム7の内方突出部50に代えて、第2コラム8に外方突出部を形成してもよい。また、上記実施形態ではかしめ部を周方向の等間隔をおいて4位置において形成したが、3位置あるいは2位置において形成してもよいし、5位置以上において形成してもよく、また、各かしめ部40相互の周方向の間隔を不等間隔としてもよい。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数、コストを増大させることなく、第1コラムの軸心と第2コラムの軸心との相対的な傾きを阻止する剛性を向上し、衝撃吸収時にドライバーに作用する荷重を適正な値にできる衝撃吸収式ステアリング装置とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における衝撃吸収式ステアリング装置の側面図
【図2】本発明の実施形態における衝撃吸収式ステアリング装置の第1コラムと第2コラムの側面図
【図3】本発明の実施形態における衝撃吸収式ステアリング装置の(1)は第1コラムと第2コラムの横断面図、(2)はかしめ部の形成方法を示す図
【図4】本発明の実施形態の第1変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第1コラムと第2コラムの側面図
【図5】本発明の実施形態の第1変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第1コラムと第2コラムの横断面図
【図6】本発明の実施形態の第2変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第1コラムと第2コラムの(1)は部分縦断面図、(2)は部分側面図、(3)は横断面図
【図7】本発明の実施形態の第3変形例における衝撃吸収式ステアリング装置の第1コラムと第2コラムの(1)は部分破断側面図、(2)は横断面図
【図8】従来の衝撃吸収式ステアリング装置の第1コラムと第2コラムの横断面図
【符号の説明】
3 コラム
4 ステアリングシャフト
5 ステアリングホイール
7 第1コラム
8 第2コラム
40 かしめ部
50 内方突出部
60 外方突出部
71 周溝
Claims (4)
- 筒状の第1コラムと、この第1コラムに挿入される筒状の第2コラムとを有し、
その第1コラムの周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、その第2コラムの外周に押し付けられるかしめ部が形成され、
ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく、前記かしめ部が前記第2コラムの外周に押し付けられることにより作用する摩擦力に抗した第1コラムと第2コラムとの軸方向相対移動により、その衝撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置において、
複数の前記かしめ部相互の周方向間の位置で、かつ同一平面上において、第1コラムの周壁から内方に突出して第2コラムの外周に押し付けられる内方突出部、および第2コラムの周壁から外方に突出して第1コラムの内周に押し付けられる外方突出部の中の少なくとも一方が形成され、各突出部による押し付け力は各かしめ部による押し付け力よりも小さくされていることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。 - 前記内方突出部は第1コラムの周壁を外方からかしめることで形成されている請求項1に記載の衝撃吸収式ステアリング装置。
- 筒状の第1コラムと、この第1コラムに挿入される筒状の第2コラムとを有し、
その第1コラムの周壁における周方向の間隔をおいた複数位置において、外方からのかしめにより内方に突出することで、その第2コラムの外周に押し付けられるかしめ部が形成され、
ステアリングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃に基づく、前記かしめ部が前記第2コラムの外周に押し付けられることにより作用する摩擦力に抗した第1コラムと第2コラムとの軸方向相対移動により、その衝撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置において、
前記かしめ部は、第1コラムの周壁における軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて、周方向に間隔をおいた複数位置において形成され、
第2コラムの周壁から外方に突出して第1コラムの内周に押し付けられる外方突出部が、前記かしめ部が形成されている軸方向の間隔をおいた複数位置それぞれにおいて複数の前記かしめ部相互の周方向間に配置されると共に、その軸方向の間隔をおいた2位置の間の全長に亘るように形成され、各外方突出部による押し付け力は各かしめ部による押し付け力よりも小さくされている衝撃吸収式ステアリング装置。 - 請求項1〜3の中の何れかの衝撃吸収式ステアリング装置を製造するに際して、
前記第2コラムの外周に周溝を形成し、
その第2コラムを前記第1コラムに挿入し、
その第1コラムの周壁を、周方向における間隔をおいた複数位置において同時にかしめることで、その周溝内に入り込むかしめ部を形成し、
しかる後に、その第1コラムと第2コラムとを軸方向相対移動させて各かしめ部を周溝から離脱させることで、各かしめ部を第2コラムの外周に押し付けることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置の製造方法。
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