JP5120601B2 - 衝撃吸収ステアリング装置 - Google Patents
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Description
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、所望の態様で衝撃吸収を行うことのできる衝撃吸収ステアリング装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、第1および第2の衝撃吸収部のうち、相対的に衝撃吸収荷重が小さく設定された衝撃吸収部を、相対的に衝撃吸収荷重が大きく設定された衝撃吸収部よりも先に収縮することができる。これにより、衝撃吸収部の収縮を所望の箇所から開始することができ、その結果、所望の態様で衝撃吸収を行うことができる。
図1は、本発明の一実施の形態に係る衝撃吸収ステアリング装置としての電動パワーステアリング装置1の概略構成を示す模式的な断面図である。
図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結された操舵軸3と、この操舵軸3を回転自在に支持するステアリングコラム4と、操舵軸3に連結された操舵補助用の電動モータ5とを備えている。
第2の軸7は、ステアリングコラム4によって、操舵軸3の軸方向Sの一方S1側(ロア側)への移動が規制されている。第2の軸7と第3の軸9とは、相対回転量が所定の範囲以上になると、同行回転するようになっている。第4の軸10は、図示しない中間軸等を介して、ラックアンドピニオン機構等を含む舵取り機構11に連結されている。
ステアリングコラム4は、筒状をなしており、第1のコラムチューブ12と、第1のコラムチューブ12に連なる第2のコラムチューブ13と、第2のコラムチューブ13に連なる第3のコラムチューブ14とを含んでいる。
アッパコラムチューブ15は、相対的に肉厚が厚くされた高剛性部材であり、相対的に曲げ剛性が高くされている。アッパコラムチューブ15には、アッパブラケット17が取り付けられている。アッパブラケット17は、アッパコラムチューブ15を車体18に取り付けるためのものであり、車体18の支持部19に支持されている。アッパブラケット17は、車体18の支持部19に所定の支持力で支持されており、操舵軸3の軸方向Sの一方S1に沿って所定以上の衝撃荷重が作用したときに、支持部19から離脱するようになっている。
第3のコラムチューブ14の中間部が、軸受25を介して第3の軸9を回転自在に支持している。第3のコラムチューブ14の他端部が、軸受26を介して第4の軸10を回転自在に支持している。第4の軸10は、軸受27を介してロア可動ブラケット28に回転自在に支持されている。ロア可動ブラケット28は、ピボット軸29を介して、ロア固定ブラケット30に揺動可能に支持されている。ロア固定ブラケット30は、車体18の固定部31に固定されている。
トルクセンサ22や、図示しない車速センサの検出結果に基づいて、ECU(Electronic Control Unit)(図示せず)が、駆動回路を介して電動モータ5の駆動を制御するようになっている。電動モータ5のトルクは、操舵捕助力として操舵軸3の第4の軸10に付与されるようになっている。
具体的には、操舵軸3の第1の軸6は、金属等の弾性を有する部材を用いて形成されており、軸受21が嵌合される円筒状部43と、円筒状部43から軸方向Sの一方S1に延びる第1のコルゲートチューブ44と、第1のコルゲートチューブ44の一部を覆う第2のコルゲートチューブ45と、第1のコルゲートチューブ44から軸方向Sの一方S1に延び、第2の軸7に連結される連結部46と、を含んでいる。
第1のコルゲートチューブ44は、蛇腹状部47を有しており、この蛇腹状部47が軸方向Sに収縮可能である。第2のコルゲートチューブ45は、第1のコルゲートチューブ44に対応する形状に形成されており、蛇腹状部49を有している。
第2のコルゲートチューブ45の一端は、第2の軸7の一端に当接していることにより、軸方向Sの一方S1への移動が規制されている。
第1の衝撃吸収部41は、第2のコルゲートチューブ45に覆われていない第1のコルゲートチューブ44の非重合領域53で構成されている。また、第2の衝撃吸収部42は、第1および第2のコルゲートチューブ44,45の重合領域54で構成されている。
第1の衝撃吸収部41の衝撃吸収荷重は、相対的に低くなるように設定されており、第2の衝撃吸収部42の衝撃吸収荷重は、相対的に高くなるように設定されている。「衝撃吸収荷重」とは、例えば、軸方向Sに沿って収縮するように塑性変形するときに作用する荷重をいう。
図1を参照して、この電動パワーステアリング装置1が搭載された車両が衝突する一次衝突が生じ、これに伴い運転者が操舵部材2に衝突する二次衝突が生じたときに、操舵部材2から入力された衝撃荷重は、第1の軸6、軸受21およびアッパコラムチューブ15を介してアッパブラケット17に伝達される。
例えば、図1に示す、操舵軸3に衝撃荷重が入力される前の状態から、軸方向Sに対して傾いた方向から操舵部材2に衝撃荷重が入力されたとき、第1の軸6に曲げ荷重が入力されることとなる。このとき、図3に示すように、第1の軸6は、第1の衝撃吸収部41が、第2の衝撃吸収部42に対して境界部55を支点にして屈曲する。また、このとき、第1のコラムチューブ12にも曲げ荷重が入力される結果、ロアコラムチューブ16が、アッパコラムチューブ15によって塑性変形され、屈曲する。
さらに、操舵部材2に近い側に第1の衝撃吸収部41を配置している結果、ピボット軸29から遠い箇所を主に屈曲することができる。その結果、衝撃吸収部40が大きく屈曲することを防止でき、屈曲部分が運転者側に大きく突き出すことを防止できる。
さらに、軸受27を、ロア可動ブラケット28およびロア固定ブラケット30で堅固に保持している結果、電動モータ5が駆動しているときに、ロータ33の軸線が偏心することを防止できる。
例えば、図4に示すように、第1のコラムチューブ12Aに、第1および第2のコルゲートチューブ44A,45Aを設けることにより衝撃吸収部40Aを構成してもよい。なお、以下では、図1〜図3に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については図に同様の符号を付してその説明を省略する。
この構成において、二次衝突が生じ、運転者から、操舵軸3の軸方向Sに対して傾斜した方向に、所定値以上の衝撃エネルギが入力されたときには、図5に示すように、第1のコラムチューブ12Aの第1の衝撃吸収部41Aが屈曲するとともに、第1の軸6の第1の衝撃吸収部41が屈曲する。このとき、第1のコラムチューブ12Aの屈曲箇所としての境界部55Aと、第1の軸6の屈曲箇所としての境界部55とは、軸方向Sの位置が概ね一致している。
また、図4に示す構成において、第1および第2のコルゲートチューブ44,45に代えて、図6に示すように、第1および第2の筒状部56,57を設けてもよい。第1の筒状部56は、相対的に肉厚の厚い高剛性部材であり、相対的に曲げ剛性が高くされている。第2の筒状部57は、相対的に肉厚の薄い低剛性部材であり、相対的に曲げ剛性が低くされている。第1の筒状部56の一端の内周面に、第2の筒状部57の一端の外周面が、スプライン嵌合等により相対摺動可能に嵌合されている。
また、3つ以上のコルゲートチューブを重合させることにより、第2の衝撃吸収部42または42Aを形成してもよい。
薄肉コルゲートチューブ62は、非重合領域53(図2参照)と同様の形状をなしている。厚肉コルゲートチューブ63は、重合領域54(図2参照)と同様の形状をなしている。
第1の衝撃吸収部41Bと第2の衝撃吸収部42Bとは、境界部55Bで互いに連続している。
なお、第1のコラムチューブ12Aの第1および第2のコルゲートチューブ44A,45Aに代えて、上記複合コルゲートチューブ61と同様の複合コルゲートチューブを用いてもよい。
Claims (3)
- 操舵部材が連結された第1の軸と、上記第1の軸と同行回転可能に連結された第2の軸とを含む操舵軸と、
上記操舵軸を回転可能に支持するステアリングコラムと、
上記第1の軸から上記操舵軸の軸方向の一方に延びる第1の衝撃吸収部と、上記第1の衝撃吸収部と異なる衝撃吸収荷重が設定され、上記第2の軸に当接する第2の衝撃吸収部とを含み、上記操舵軸に設けられ、二次衝突のときに収縮する衝撃吸収部と、
上記衝撃吸収部から上記軸方向の一方に延び、上記第2の軸に連結される連結部と、
を含み、
上記第1の軸、第1の衝撃吸収部および連結部は、単一の部材で一体形成されており、
上記第1の衝撃吸収部および第2の衝撃吸収部は、境界部で互いに連続しており、上記第1の軸に曲げ荷重が入力されたときに上記第1の衝撃吸収部が上記境界部を支点にして屈曲することで衝撃を吸収することを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。 - 請求項1において、第1のコルゲートチューブと、第1のコルゲートチューブの一部を覆う第2のコルゲートチューブとを含み、
上記第1の衝撃吸収部は、第2のコルゲートチューブに覆われていない第1のコルゲートチューブの非重合領域で構成され、第2の衝撃吸収部は、第1および第2のコルゲートチューブの重合領域で構成される衝撃吸収ステアリング装置。 - 請求項1において、上記第1および第2の衝撃吸収部は、互いに連続し且つ互いに肉厚の異なるコルゲートチューブを含む衝撃吸収ステアリング装置。
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