JP4622690B2 - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレスコピック調整装置を備えたステアリングコラム装置に関する。

従来のステアリング装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、図１１のように、ねじ軸５０と該ねじ軸５０に螺合する螺合部材５１とからなるねじ送り機構によって、インナチューブ５２とアウタチューブ５３との相対変位量を調整可能とするテレスコピック調整装置５４をステアリングコラム装置に備える。さらに、テレスコピック調整装置５４とは別に、当該テレスコピック調整装置５４を設ける位置とは別の位置に、車両衝突時にステアリング軸方向に入力される衝突エネルギーでステアリング軸方向に変位するコラプスストローク部５５を備える。
実開平２-４４５６６号

しかし、上記従来技術では、ステアリング軸に沿って移動する部位である、テレスコピック調整装置５４による相対変位部分と、コラプスストローク部５５での相対変位部分とが、図１１のように、直列に配置された構造であることから、その分、ステアリングが長尺となり、車両搭載を考慮した際には、テレスコピック調整装置５４による相対変位量（テレスコストローク）と、コラプスストローク部５５における相対変位量（コラプスストローク）とを、ともに大きな変位量に設計することが難しい場合があるという問題がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、ステアリングコラムの長さを抑えつつ、テレスコピック調整装置によるストローク量と、衝突時のストローク可能量とを大きく設定可能とすることを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、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が、軸方向へ相対変位可能な状態で入れ子状に配置されたアウタチューブとインナチューブとを有し、そのアウタチューブとインナチューブの軸方向への相対変位を拘束した状態で連結すると共に当該相対変位の量を調整することでステアリングホイールの軸方向位置を調整するテレスコピック調整装置を備えた、ステアリングコラム装置において、
車両衝突によりステアリング軸方向へ衝突エネルギーが入力されると、上記テレスコピック調整装置による、上記アウタチューブとインナチューブの軸方向への相対変位の拘束を解除する解除手段を備えたことを特徴とするものである。
更に、上記テレスコピック調整装置は、アウタチューブ又はインナチューブの一方に連結してステアリング軸と平行に延びる案内用軸部と、アウタチューブ又はインナチューブの他方に連結し上記案内用軸部に案内されて移動可能な移動部とを備え、案内用軸部に対する移動部の位置を調整することで上記相対変位の量を調整し、上記案内用軸部は、軸方向の途中部で分離され、その分離部を連結する連結部材を備え、該連結部材による連結が、上記衝突エネルギーの入力で解除可能とすることで上記解除手段を構成、
若しくは、上記テレスコピック調整装置は、アウタチューブ又はインナチューブの一方に連結してステアリング軸と平行に延びる案内用軸部と、アウタチューブ又はインナチューブの他方に連結し上記案内用軸部に案内されて移動可能な移動部とを備えると共に、案内用軸部に対する移動部の位置を規制し、上記解除手段は、入力された衝突エネルギーによって上記規制を解除可能とすることでなる、ことを特徴とする。

本発明によれば、ステアリングコラムの長さを抑えつつ、テレスコピック調整装置によるストローク量と、衝突時のストローク可能量とを大きく設定することが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態のステアリングコラムを備えたステアリング装置を示す外観図であり、図２は、その内部構造を示す図である。
まず構成について説明すると、ステアリングコラムを構成するアウタチューブ１とインナチューブ２とが同軸かつ入れ子状に配置されることで、当該アウタチューブ１に対しインナチューブ２がステアリング軸方向にのみ相対変位可能、つまりコラムが伸縮可能となっている。また、上端部に不図示のステアリングホイールに連結する第１ステアリングシャフト３が、上記アウタチューブ１に軸回転自在に支持されている。その第１ステアリングシャフト３の下端部に対し、軸方向にのみ相対変位可能に第２ステアリングシャフト４の上端部がスプライン結合し、該第２ステアリングシャフト４は、上記インナチューブ２に軸回転自在な状態で支持されている。

上記インナチューブ２の外周面にはブラケット５が取り付けられ、該ブラケット５に樹脂製のカプセル６が組み付けられ、該カプセル６を介して車体に固定される。上記カプセル６は、衝突時の衝撃によって上記ブラケット５から分離するようになっている。
また、上記アウタチューブ１の下端部側の内周面は大径となり、その内周面とインナチューブ２外周面との間に吸収部材７が介挿されている。
また、上記インナチューブ２とアウタチューブ１とはテレスコピック調整装置１０を介して連結され、該テレスコピック調整装置１０によって軸方向の相対変位が規制されていると共に、当該相対変位量が、つまりステアリングホイールの軸方向位置が調整可能となっている。

次に、テレスコピック調整装置１０の構成について説明する。
上記インナチューブ２に固定される案内用軸部１４と、アウタチューブ１に固定されて上記案内用軸部１４の軸部本体１３に案内される移動部の移動部本体１５とを備える。
上記案内用軸部１４は、インナチューブ２の外周面に固定されて外径方向に張り出した張出部１１と、その張出部１１にねじ結合してステアリング軸と平行に軸を向けた外筒１２と、その外筒１２に対し同軸に取り付けられた軸部本体１３とから構成される。

上記張出部１１はステアリング軸と平行な軸のねじ穴を有し、そのねじ穴に対し、外筒１２の一端部（下端部）に形成された小径部からなる雄ねじ部が螺合し、さらにその雄ねじ部の先端部にナット１８が螺合することで、張出部１１に外筒１２が固定され、該外筒１２は、アウタチューブ１側に延びている。その外筒１２の他端部（上端部）には内向きフランジ１２ａが形成されている。

また、上記軸部本体１３は、ねじ棒（リードスクリュー）から構成され、その外筒側端部（下端部）は、上記外筒１２内に同軸に配置されると共に、外向きフランジ１３ａが形成され、その外向きフランジ１３ａが、上記外筒１２の内向きフランジ１２ａと連結することで、上記外筒１２と軸部本体１３とは一体的となっている。
この外向きフランジ１３ａと内向きフランジ１２ａとは、車両衝突時の衝突で分離するだけの結合力で連結している。上記外筒１２と軸部本体１３とで解除手段が構成される。

上記軸部本体１３に対し、内側に雌ねじが形成された移動体本体１５が螺合し、その移動体本体１５が回転することで、当該移動体本体１５は、軸部本体１３に案内され当該軸部本体１３に沿って移動可能となっている。
上記移動体本体１５は、軸受２０を介して軸回転自在な状態で取付けブラケット１６に支持され、該取付けブラケット１６はアウタチューブ１に固定されている。つまり、移動体本体１５及び取付けブラケット１６で移動部が形成されている。また、上記移動体本体１５の外径面にはヘリカルギア１５ａが形成され、移動体本体１５は該ヘリカルギア１５ａを介してアクチュエータ１７によって回転駆動される。

上記アクチュエータ１７は、上記取付けブラケット１６に支持されるモータ２２と、該モータ２２の駆動軸に取り付けられたウォームギア２３を備え、該ウォームギア２３が上記ヘリカルギア１５ａに噛み合うことで、モータ２２の回転駆動力を上記移動体本体１５に伝達可能となっている。
なお、上記軸受本体１３の上端部（自由端）にはストッパ部材１９が設けられ、軸受本体１３からの移動体本体１５の脱落を防止している。なお、ストッパ部材１９はインナチューブ２に連結していても良いが、その場合には、衝突時の衝撃でインナチューブ２から外れるように構成する必要がある。

次に、上記ステアリングコラムを備えたステアリング装置の動作や作用・効果について説明する。
上記テレスコピック調整装置１０は、モータ２２の駆動によって移動体本体１５が回転し、その回転によって、相対的に、移動体本体１５が軸部本体１３に案内されて軸方向（ステアリング軸と平行な方向）に移動する。このとき、軸部本体１３は、インナチューブ２に連結し、移動体本体１５はアウタチューブ１に連結されていることから、相対的に、上記移動体本体１５の相対移動と同じだけ、インナチューブ２とアウタチューブ１の重なり量が変更されてステアリングコラムの長さが調整される。また、そのインナチューブ２とアウタチューブ１の重なり量の変更に追従して第１及び第２ステアリングシャフト３，４の重なり量も変更されて、ステアリングシャフトも伸縮する。また、モータ２２の回転が停止している状態では、上記軸部本体１３に対する移動体本体１５の位置が規制されることで、上記アウタチューブ１とインナチューブ２の軸方向への相対変位の拘束が行われる。

そして、上記モータ２２が停止している状態で、車両衝突によってステアリングに対し軸方向に所定以上の衝撃エネルギーが入力され、それによりコラム軸にかかる圧力によって、外筒１２の内向きフランジ１２ａから軸部本体１３の外向きフランジ１３ａが分離し、この結果、図３のように、外筒１２内へ同軸に軸部本体１３が圧入される。このように、テレスコピック調整装置１０による拘束が解除されて、外筒１２内に軸部本体１３が押し込まれることで、インナチューブ２に対しアウタチューブ１が相対的に下方に移動、つまりステアリングコラムが縮小する方向にストロークして衝撃を吸収する。すなわち、縮小方向に急激にストロークする際に上記吸収部材７の動摩擦力によって衝突エネルギーが吸収される。なお、インナチューブ２が相対的にアウタチューブ１に圧入される際に塑性変形する部材を設け、該塑性変形する部材で衝突エネルギーを吸収しても良い。

以上のように、本実施形態では、機構として、テレスコピック調整装置１０のストロークをコラプス時のストロークとしても作用させることが可能となる結果、機構としてテレスコ機構とコラプス機構の両方を設けてもステアリングコラムを小型化できる、つまり小型化と安全機構の両立が可能となる。
なお、上記テレスコピック調整装置１０として電動式の場合を例示しているが、手動式その他であっても良い。

次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについて同一の符号を付して説明する。
図４は本第２実施形態の構造を示す断面図である。
本実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、上記外筒１２を中実として軸部本体１３と一体に形成すると共に、その外筒１２を支持する張出部１１に対し、上記外筒１２を取り付ける位置よりもインナチューブ２側の位置に樹脂部材３０を介在させて、衝突時の衝撃時に当該樹脂部材３０が破損するように設定したものである。

本実施形態では、車両衝突によってステアリングコラムに所定以上の衝撃エネルギーが入力されると、上記樹脂部材３０が破損してインナチューブ２とテレスコピック調整装置１０との連結が解除される結果、テレスコピック調整装置１０による拘束が解除されて、図６に示すように、インナチューブ２が相対的にアウタチューブ１内に圧入するように、ステアリングコラムが縮小する方向にストロークして衝撃を吸収する。

その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。
ここで、上記実施形態では、インナチューブ２とテレスコピック調整装置１０との連結を衝突時に解除する構成であるが、アウタチューブ１とテレスコピック調整装置１０との連結を衝突時に解除するように構成しても良い。すなわち、取付けブラケット１６に樹脂部材を介在させても良い。

また、上記実施形態では、樹脂部材３０の破断によって解除する例を示したが、他の機構によって、衝突時の衝撃で連結を解除するようにしても良い。
次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについて同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、図７に示すように、外筒を棒体３１から構成し、その棒体３１が衝突時に二つに分離することで、上記作用・効果を得るものである。すなわち、図７に示すように、上記棒体３１は、軸方向途中位置で３１ａと３１ｂに分離され、その分離を連結する樹脂製のキャップ３２を設けてなるものである。

図７では上記分離面は、軸に対して傾斜した斜面となっていて、その斜面に沿って滑ることができるようになっている。
この実施形態では、車両衝突によってステアリングコラムに所定以上の衝撃エネルギーが入力されると、上記キャップ３２が破損して棒体３１が二つに分離することで、テレスコピック調整装置１０による拘束が解除されて、図８に示すように、インナチューブ２が相対的にアウタチューブ１内に圧入するように、ステアリングコラムが縮小方向にストロークして衝撃を吸収する。
その他の構成や作用・効果は上記実施形態と同様である。

次に、第４実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについて同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、図９に示すように、テレスコピック調整装置１０の駆動部に拘束を解除する解除機構を設けたものである。すなわち、上記移動体本体１５を、上記軸部本体１３の雄ねじに螺合する雌ねじを内径面に形成されたブッシュ３３と、そのブッシュ３３の外径に且つ当該ブッシュ３３と同軸に配置されて該ブッシュ３３を圧入嵌合する嵌合部を内径面に有する外周側部材３４とから構成される。該外周側部材３４は、上記ブッシュ３３を圧入して嵌合すると共に、軸受２０を介して上記取付けブラケット１６に回転自在に連結され、さらに、外径面にヘリカルギア１５ａが形成されている。

ここで、上記ブッシュ３３の外径面と上記外周側部材３４の嵌合部とは例えばスプライン結合をして回転方向のトルクを確実に伝達可能としておく。
そして、車両衝突時の衝撃で外周側部材３４からブッシュ３３が軸方向に離脱可能としておく。
この実施形態では、車両衝突時の衝撃がステアリングコラムに入力されると、ブッシュ３３に対し外周側部材３４がインナチューブ２側（下方）に相対変位することで、ブッシュ３３と外周側部材３４とが分離する。これによって、インナチューブ２に連結する軸部本体１３と、アウタチューブ１に連結する外周側部材３４との連結が解除される結果、テレスコピック調整装置１０による拘束が解除されて、図１０に示すように、インナチューブ２が相対的にアウタチューブ１内に圧入するように、ステアリングコラムが縮小する方向にストロークして衝撃を吸収する。
その他の構成や作用・効果については上記各実施形態と同様である。

本発明に基づく実施形態に係るステアリング装置を示す図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るステアリングコラム装置を示す断面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る動作を説明する図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るアクチュエータを示す図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るステアリングコラム装置を示す断面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る動作を説明する図である。 本発明に基づく第３実施形態に係るステアリングコラム装置を示す断面図である。 本発明に基づく第３実施形態に係る動作を説明する図である。 本発明に基づく第４実施形態に係るステアリングコラム装置を示す断面図である。 本発明に基づく第４実施形態に係る動作を説明する図である。 従来の構成例を示す図である。

符号の説明

１ アウタチューブ
２ インナチューブ
３ 第１ステアリングシャフト
４ 第２ステアリングシャフト
７ 吸収部材
１１ 張出部
１２ 外筒
１３ 軸部本体
１４ 案内用軸部
１５ 移動体本体
１６ 取付けブラケット
１７ アクチュエータ
３０ 樹脂部材
３１ 棒体
３２ キャップ
３３ ブッシュ
３４ 外周側部材

Claims (4)

1. 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が、軸方向へ相対変位可能な状態で入れ子状に配置されたアウタチューブとインナチューブとを有し、そのアウタチューブとインナチューブとを軸方向への相対変位を拘束した状態で連結すると共に当該相対変位の量を調整することでステアリングホイールの軸方向位置を調整するテレスコピック調整装置を備えた、ステアリングコラム装置において、
   車両衝突によりステアリング軸方向へ衝突エネルギーが入力されると、上記テレスコピック調整装置による、上記アウタチューブとインナチューブの軸方向への相対変位の拘束を解除する解除手段を備え、
   上記テレスコピック調整装置は、アウタチューブ又はインナチューブの一方に連結してステアリング軸と平行に延びる案内用軸部と、アウタチューブ又はインナチューブの他方に連結し上記案内用軸部に案内されて移動可能な移動部とを備え、案内用軸部に対する移動部の位置を調整することで上記相対変位の量を調整し、
   上記案内用軸部は、軸方向の途中部で分離され、その分離部を連結する連結部材を備え、該連結部材による連結が、上記衝突エネルギーの入力で解除可能とすることで上記解除手段を構成することを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 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が、軸方向へ相対変位可能な状態で入れ子状に配置されたアウタチューブとインナチューブとを有し、そのアウタチューブとインナチューブとを軸方向への相対変位を拘束した状態で連結すると共に当該相対変位の量を調整することでステアリングホイールの軸方向位置を調整するテレスコピック調整装置を備えた、ステアリングコラム装置において、
   車両衝突によりステアリング軸方向へ衝突エネルギーが入力されると、上記テレスコピック調整装置による、上記アウタチューブとインナチューブの軸方向への相対変位の拘束を解除する解除手段を備え、
   上記テレスコピック調整装置は、アウタチューブ又はインナチューブの一方に連結してステアリング軸と平行に延びる案内用軸部と、アウタチューブ又はインナチューブの他方に連結し上記案内用軸部に案内されて移動可能な移動部とを備えると共に、案内用軸部に対する移動部の位置を規制し、
   上記解除手段は、入力された衝突エネルギーによって上記規制を解除可能とすることでなることを特徴とするステアリングコラム装置。
3. 上記解除手段は、更に、上記案内用軸部を、内部が中空の外筒と、その外筒と同一方向に延在し該外筒の中空部に挿入可能な軸部本体とから構成すると共に、当該外筒と軸部本体とを、上記衝突エネルギーが入力されたときに分離可能な状態で連結することで構成されることを特徴とする請求項１に記載したステアリングコラム装置。
4. 上記解除手段は、更に、アウタチューブ又はインナチューブとテレスコピック調整装置との連結部を、上記衝突エネルギーが入力されたときに分離可能な状態で連結することでなることを特徴とする請求項２に記載したステアリングコラム装置。

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