JP4740722B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明はチルト調整またはテレスコ調整、あるいはこれらの双方が可能なステアリング装置に関する。

下記特許文献１に見られるように、チルトレバーの操作範囲を大きくすることなく、その操作性を向上させるべく、チルトレバーの締め付け方向への回動に伴い、両ブラケットの側板同士を互いに押圧させてチルトロックを達成させるカム面を備え、かつ、該カム面は上記チルトレバーの回動ストローク位置に対応する複数の勾配を含むようにしたステアリング装置が提供されている。
特開２００２−５９８５１

しかしながら、特許文献１記載のステアリング装置のような構造によると、車両衝突時等に運転乗員の膝がチルトレバーに当たるおそれがあり、チルトレバーの剛性を下げて運転乗員の膝への傷害の程度をやわらげる等の工夫がなされているが、剛性を下げることにより操作性が損なわれるという不具合が生じる。

そこで、本発明はこのような不具合を生じることなく、車両衝突時等の過大入力に対して安全を確保できるステアリング装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の構成は、車体に固定され車体左右側に一対のアーム部を有する車体側ブラケットと、前記一対のアーム部の間に配置されたステアリングコラムに結合されたコラム側ブラケットと、該コラム側ブラケットと前記一対のアーム部とのいずれか一方に形成された長孔と他方に形成された孔とに挿通された支持手段と、該支持手段のいずれかの端部と該端部に隣接する前記アーム部との間に配置されると共に前記支持手段が挿通され回転が拘束された固定カム部材と、前記支持手段が挿通され回転可能に前記固定カム部材と係合して前記ステアリングコラムの移動をロックする可動カム部材と、該可動カム部材に結合された操作レバーとによって調整機構が構成され、ロック時における前記可動カム部材の回転を規制する規制部が、前記固定カム部材または前記可動カム部材に形成されたステアリング装置において、前記操作レバーに過大な回動力が作用した場合に、前記規制部が破断するように破断誘引部を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、車両衝突時等に運転乗員の膝が操作レバーに当り、該操作レバーが回動させられて可動カム部材に過大な入力が加わると、破断誘引部の存在により規制部が容易に破断する。つまり、操作レバーの回動が拘束されないので、運転乗員の膝への傷害が軽減される。

請求項２に係る発明の構成は、請求項１に記載のステアリング装置において、前記破断誘引部が、前記規制部の円周方向両側に形成された凹部であることを特徴とする。

この発明によれば、破断誘引部として凹部を形成するだけでよいので、破断誘引部を設けるのが容易である。

請求項３に係る発明の構成は、請求項１または２に記載のステアリング装置において、前記破断した規制部を前記固定カム部材と前記可動カム部材との間に保持するための保持手段を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、規制部が破断した場合に、該破断した規制部は保持手段により固定カム部材と可動カム部材との間に保持され、車内に落下することはない。

請求項４に係る発明の構成は、請求項３に記載のステアリング装置において、前記保持手段として、前記固定カム部材と前記可動カム部材とにより挟まれた空間を覆う筒部を、前記固定カム部材と前記可動カム部材とのいずれかと一体に設けたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、破断誘引部を設けたので、破断誘引部から規制部が容易に破断し、操作レバーの回動が拘束されないことから、車両衝突時等における運転乗員が受ける傷害の程度をやわらげることができる。また、操作レバーは従来と同じに強度の大きいものを採用できるため、操作レバーの操作性が損なわれることはない。更に、請求項２に係る発明によれば、破断誘引部として凹部を形成するので、規制部の強度管理が容易であり、その他の部品追加の構成も不要となり、経済性が高い。

また更に、請求項３，４に係る発明によれば、保持手段を設けたので、規制部が破断した場合でも規制部は保持手段に保持され、規制部が車内の床面に落下することはない。

以下、本発明に係るステアリング装置の実施の形態を、実施の形態１，２に分けて説明する。
（ａ）実施の形態１
まず、本発明の実施の形態１を説明する。図１はステアリング装置を軸方向から見た構成図であり、図２はステアリング装置を軸と直角な方向から見た構成図であり、図３は車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの関係を示す斜視図である。

図１、図２に示すように、筒形状のステアリングコラム１の内部に軸受１７等を介してステアリングシャフト２が回転自在に支持されている。図２の右端であるステアリングシャフト２の上端には図示しないステアリングホイールが設けられ、中央部にはステアリングシャフト２を伸縮させる図示しない伸縮手段が設けられ、左端である下端は図示しない自在継手を介してステアリングギヤボックスに連結されている。また、ステアリングコラム１にも図示しない伸縮手段が設けられている。そして、ステアリングホイールの高さ位置を調整するためのチルト機構と、ステアリングホイールの前後位置を調整するためのチルト機構とを有するチルト・テレスコ機構が設けられている。

チルト・テレスコ機構の構成を、以下に説明する。ステアリングコラム１の上部が、上下方向および車体前後方向へ移動可能な状態で支持されている。図１に示すように、ステアリングコラム１の上部には、車体に車体側ブラケット３が取り付けられている。車体側ブラケット３は、左右方向へ長い取付部３ａと、略逆Ｕ字形の支持部３ｂとを結合して構成されている。取付部３ａの両側には、車体側ブラケット３を車体に取り付けるための取付座４が設けられ、取付座４には取付孔４ａが形成されている。支持部３ｂは、車体左右側に一対のアーム部３ｃを有する。一方、ステアリングコラム１には、図３の斜視図を示すように、略Ｃ字形断面形状を有するコラム側ブラケット５の両端部が結合されている。コラム側ブラケット５は車体側ブラケット３の一対のアーム部３ｃの間に嵌め込まれ、略鉛直方向およびステアリングコラム１の軸方向へ移動自在に構成されている。

即ち、以下のようになっている。図３に示すように、一対のアーム部３ｃには、略鉛直方向である上下方向に沿って長孔６が形成される一方、コラム側ブラケット５の両側には略車体前後方向であるステアリングコラム１の軸方向に沿って長孔７が形成されている。長孔６及び長孔７には、支持手段としての締付ボルト８が挿通されている。図１に示すように、締付ボルト８の頭部８ａには、長孔６の内部で摺動しかつ締付ボルト８の回り止めとして作用するガイド部８ｂが形成されている。ガイド部８ｂの幅寸法は、長孔６の幅寸法よりも僅かに小さい値に設定されている。

一方、締付ボルト８の頭部８ａの反対側のねじ部には、ナット１２がねじ込まれており、ナット１２と一方のアーム部３ｃとの間には、ナット１２とアーム部３ｃとの間隔を広げることにより、車体側ブラケット３とコラム側ブラケット５との間の摩擦係数を大きくしてステアリングコラム１が上下方向および車体前後方向へ動かないようにロックするロック手段が設けられている。

ロック手段の構成を以下に説明する。ナット１２と一方のアーム部３ｃとの間に固定カム部材９と可動カム部材１０とが、締付ボルト８に挿通されて設けられている。固定カム部材９の軸心位置には挿通孔９ａが形成されており、固定カム部材９の端面には長孔６の内部で上下に摺動しかつ固定カム部材９の回り止めとして作用するガイド部９ｂが形成されている。一方、可動カム部材１０には操作レバー１１が取り付けられている。図４に示すように、可動カム部材１０の軸心近傍には図示しない四角形の突出部が形成され、該突出部が操作レバー１１の基端部に形成した図示しない四角形の嵌合孔に圧入され、可動カム部材１０は操作レバー１１と一体回転するようになっている。そして、可動カム部材１０の前記四角形の突出部に形成された挿通孔１０ａに、締付ボルト８が挿通されている。

締付ボルト８にねじ込んだナット１２が緩まないようにするために、レンチ１３が設けられている。図５に示すように、レンチ１３は金属板の両端を夫々反対方向へ折り曲げた形状であり、レンチ１３の一方側には正六角形のボルト１２の頭部の角を嵌め込むための隅部を円周方向の１２位置に形成したロック孔１３ａが形成され、他方側にはロック孔１３ａを中心とする円弧に沿って長孔１３ｂが形成されている。この長孔１３ｂにボルト１８が挿入され、該ボルト１８は操作レバー１１のタップ孔１１ａにねじ込まれている。これにより、操作レバー１１と一体にナット１２が回転し、操作レバー１１と一体に可動カム部材１０が回転することになり、操作レバー１１・可動カム部材１０・ボルト１８の３者は一体となって回転する。

ナット１２を所定のトルクで絞め込んだ際に、ナット１２の頭部の六角形の角部の位置がばらつくが、長孔１３ｂの長さ方向でのボルト１８の位置を変えることにより、円周方向でのナット１２に対する操作レバー１１の相対的な角度を変えることができ、操作レバー１１を一定の位置に配置することができる。

図６（ｂ）及び図７に示すように、可動カム部材１０のカム面２１には円周方向に沿って台状の４つの突起３１が形成されている。一方、図６（ａ），図７に示すように、可動カム部材１０のカム面２１と対向する固定カム部材９のカム面２８には、ロック解除時に前記突起３１が位置する低い第１平坦部２６と、ロック時に前記突起３１が当接する高い第２平坦部２７と、第１平坦部２６と第２平坦部２７とを繋ぐ勾配部２９とが固定カム部材９の中心、すなわち締付ボルト８のまわりに４箇所づつ形成されている。そして、ロック解除時に可動カム部材１０の突起３１の移動を規制して位置決めするための第１規制部２６ａと、ロック時に突起３１の移動を規制して位置決めするための第２規制部２７ａとが、第１平坦部２６，第２平坦部２７に夫々隣接して形成されている。

そして、図８に示すように、第２規制部２７ａに対して可動カム部材１０の円周方向両側には破断誘引部としての凹部３３が形成されており、運転乗員の膝が操作レバー１１に当たって可動カム部材１０の突起３１がロックする方向へ更に入力され過大な入力となった場合には、この第２規制部２７ａが破断して折損し、操作レバー１１がロックする方向へ更に回動するのを拘束しないようにし、膝への傷害を軽減するようになっている。

チルト・テレスコ機構付きのステアリングコラム１をロック解除すると、ステアリングホイール等が自重で長孔６に沿って下がるので、ステアリングホイール等を支持するため、ステアリングコラム１の下面には断面形状がコ字形の支持部材１４が設けられ、該支持部材１４に形成されたばね掛け部１４ａと、車体側ブラケット３に形成されたばね掛け孔１５との間に、吊り上げ用のばね１６が設けられている。

次に、上記ステアリング装置の作用を説明する。チルト・テレスコ機構のステアリングコラム１がロックされている状態から、図示しないステアリングホイールの高さを変えたい場合は、以下の手順で行う。まず、操作レバー１１を図２中の反時計方向へ回動させる。すると、操作レバー１１と一体的に回転する可動カム部材１０及びナット１２が反時計方向へ回転し、図７の突起３１の部分が破線矢印に沿って固定カム部材９の第２平坦部２７から勾配部２９を介して第１平坦部２６まで下がり、ナット１２とアーム部３ｃとの間の突っ張りが解除される。このため、ステアリングコラム１は上下動可能になる。

このあと、ステアリングホイールの高さを変更した状態、即ち締付ボルト８の位置を図３の長孔６の内部で移動させた状態で、操作レバー１１を時計方向へ回転させて締め付ける。この間、ばね１６がステアリングホイールの重さを支える。操作レバー１１を締め付けると、可動カム部材１０及びナット１２が時計方向へ一体的に回転し、図７の突起３１の部分が実線矢印に沿って固定カム部材９の第１平坦部２６から勾配部２９を介して第２平坦部２７まで上がり、ナット１２とアーム部３ｃとの間で突っ張りが生じる。このため、ステアリングコラム１はロックされて上下動不可能となる。

ステアリングホイールの車体前後方向の位置を変えたい場合は、ステアリングホイールの上下方向の位置を変えるための前記操作と同様に、ロック解除を行い、次に締付ボルト８の位置を図３の長孔６の内部で移動させることなく、長孔７の内部で移動させてステアリングホイールの車体前後方向の位置を変えた状態で、再びロックする。ステアリングコラム１およびステアリングシャフト２には図示しない伸縮手段が設けられているので、ステアリングコラム１およびステアリングシャフト２の前後移動が許容される。

車両が衝突した場合は、運転乗員の膝が操作レバー１１に当り、該操作レバー１１が更にロックする方向へ回動させられる。このとき、凹部３３の存在により第２規制部２７ａの強度が小さくなっていることから、第２規制部２７ａが容易に破断し、操作レバー１１の更にロックする方向への回動を拘束しないので、運転乗員の膝への傷害が軽減する。

この発明によれば、破断誘引部として凹部３３を形成するだけでよいので、破断誘引部を設けるのが容易である。

ステアリングコラム１をロックしたときの締め付け力や、ロック解除したときの開放状態を変更したい場合は、図２のボルト１８を緩めた後に、ナット１２と共にレンチ１３を回動させ、操作レバー１１に対するナット１２の相対的な回転角度を変え、その後にボルト１８を締めて調整すればよい。
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を説明する。なお、実施の形態２は、実施の形態１の一部を変更したものなので、実施の形態１と同一部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。この実施の形態は、実施の形態１において第２規制部が破断した場合に、その第２規制部が車内の床に落下しないように保持する保持手段を設けたものである。

実施の形態２の構成を図９に示す。操作レバー１１の部品図を図１０に示すように、操作レバー１１に設けた可動カム部材１０には、保持手段としての円筒部１０ｂが設けられている。該円筒部１０ｂは、第２規制部２７が破断した場合に、該第２規制部２７を固定カム部材９と可動カム部材１０との間に保持するために設けたものである。円筒部１０ｂは、固定カム部材９と可動カム部材１０との間に挟まれた空間を覆うように形成されている。円筒部１０ｂは本実施の形態では可動カム部材１０と一体に形成され、前記固定カム部材９を囲繞するように突出している。

次に、作用を説明する。図９に示すように、固定カム部材９と可動カム部材１０とにより挟まれた空間は円筒部１０ｂにより囲繞されているので、第２規制部２７ａが破断した場合は、破断した第２規制部２７ａは円筒部１０ｂの存在により、固定カム部材９と可動カム部材１０との間に保持される。従って、第２規制部２７ａが車内へ落下することはない。

なお、実施の形態１，２では、単一のロック手段にチルト機構およびテレスコ機構の双方を組み合わせてチルト・テレスコ機構を構成したが、ロック手段とチルト機構とを組み合わせたチルト機構のみ、あるいはロック手段とテレスコ機構とを組み合わせたテレスコ機構のみを構成するようにしても良い。

また、実施の形態１，２では、可動カム部材に突出部を形成する一方、固定カム部材に第２規制部を形成したが、固定カム部材に突出部を形成する一方、可動カム部材に第２規制部を形成する構成にすることもできる。更に、破断誘引部の構造については、図７及び図８に示すような可動カム部材の軸方向に形成した凹部に限定されるものではなく、図７中の第２規制部の基部に図中の左右方向である可動カム部材の円周方向の切り込み部を形成する構成としてもよい。

このほか、保持手段としての円筒部を可動カム部材と一体に形成したが、固定カム部材と一体に形成してもよく、あるいは個別の部材として製造していずれかに結合してもよい。

ステアリング装置を軸方向から見た構成図（実施の形態１）。 ステアリング装置を軸と直角な方向から見た構成図（実施の形態１）。 車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの関係を示す斜視図（実施の形態１）。 操作レバーに係り、(ａ)は正面図、（ｂ）は右側面図（実施の形態１）。 レンチに係り、（ａ）は正面図、(ｂ)は右側面図（実施の形態１）。 （ａ）はカム面を含む固定カムの正面図、（ｂ）は可動カムの正面図（実施の形態１）。 図６（ａ）の可動カムを円周方向に切断して示す断面図（実施の形態１）。 図７の部分拡大図（実施の形態１）。 ステアリング装置を軸方向から見た構成図（実施の形態２） 操作レバーに係り、(ａ)は正面図、（ｂ）は右側面図（実施の形態２）

符号の説明

１…ステアリングコラム
３…車体側ブラケット
３ｃ…アーム部
５…コラム側ブラケット
６，７…長孔
８…締付ボルト（支持手段）
９…固定カム部材
１０…可動カム部材
１０ｂ…円筒部（保持手段）
１１…操作レバー
２７ａ…第２規制部（規制部）
３３…凹部（破断誘引部）

Claims (4)

1. 車体に固定され車体左右側に一対のアーム部を有する車体側ブラケットと、前記一対のアーム部の間に配置されたステアリングコラムに結合されたコラム側ブラケットと、該コラム側ブラケットと前記一対のアーム部とのいずれか一方に形成された長孔と他方に形成された孔とに挿通された支持手段と、該支持手段のいずれかの端部と該端部に隣接する前記アーム部との間に配置されると共に前記支持手段が挿通され回転が拘束された固定カム部材と、前記支持手段が挿通され回転可能に前記固定カム部材と係合して前記ステアリングコラムの移動をロックする可動カム部材と、該可動カム部材に結合された操作レバーとによって調整機構が構成され、
   ロック時における前記可動カム部材の回転を規制する規制部が、前記固定カム部材または前記可動カム部材に形成されたステアリング装置において、
   前記操作レバーに過大な回動力が作用した場合に、前記規制部が破断するように破断誘引部を設けたことを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記破断誘引部が、前記規制部の円周方向両側に形成された凹部であることを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１または２に記載のステアリング装置において、
   前記破断した規制部を前記固定カム部材と前記可動カム部材との間に保持するための保持手段を設けたことを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項３に記載のステアリング装置において、
   前記保持手段として、前記固定カム部材と前記可動カム部材とにより挟まれた空間を覆う筒部を、前記固定カム部材と前記可動カム部材とのいずれかと一体に設けたことを特徴とするステアリング装置。
   

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