JP5181668B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明はステアリング装置、特に、二次衝突時に、コラムがステアリングシャフトと共に、車体から車体前方側に離脱可能なステアリング装置に関する。

自動車が他の自動車等に衝突し、運転者が慣性でステアリングホイールに二次衝突した際の衝撃を緩和するために、運転者がステアリングホイールに二次衝突すると、コラムがステアリングシャフトと共に、車体から車体前方側に離脱するステアリング装置がある。

このようなステアリング装置では、コラムと一体の車体取付けブラケットのフランジ部が、導電材料製のアルミ合金等のカプセルを介して車体に固定されており、二次衝突時の衝撃荷重によって、カプセルから車体取付けブラケットが抜け出す構造が採用されている。

車体取付けブラケットのフランジ部には、車体後方側が開放された略Ｕ字形状の切欠き溝が形成され、この切欠き溝の左右両側縁部を、カプセルに形成された上側挟持板と下側挟持板で挟持している。さらに、カプセルと車体取付けブラケットとを射出成形した剪断ピンで結合し、二次衝突時にこの剪断ピンを剪断することにより、離脱荷重を発生させ、車体取付けブラケット（すなわちコラム）が、車体に固定されたカプセルから抜け出すようにしている。

また、ステアリング装置では、ステアリングホイールの近傍に設けられたホーンやその他の電気スイッチの接地を行う必要がある。従来のステアリング装置では、上記電気機器の接地線をステアリングシャフトに接続し、ステアリングシャフトからコラム、車体取付けブラケットのフランジ部、カプセル及びカプセル取付けボルトを経て、電気機器が車体に電気的に接続される。

しかし、従来のステアリング装置のカプセルと車体取付けブラケットとの連結構造では、射出成形された剪断ピンの合成樹脂が、車体取付けブラケットのフランジ部の上面とカプセルの上側挟持板との間の隙間、及び、車体取付けブラケットのフランジ部の下面とカプセルの下側挟持板との間の隙間にはみ出し、通電性が不安定になってしまう恐れがあった。

特許文献１に開示されたステアリング装置では、車体取付けブラケットのフランジ部に形成された切欠き溝の前端とカプセルの前端との間に、弾性変形可能な導電性材料で形成された通電部材を装着している。

これによって、射出成形された樹脂ピンの合成樹脂がはみ出して通電性が不安定になっても、車体取付けブラケットとカプセルとの間の通電性を確保している。しかし、特許文献１のステアリング装置では、通電部材及び通電部材を装着するための複雑な構造が必要となり、さらに、組付け工程が複雑になるため、コストが上昇する不具合があった。

また、従来のカプセルと車体取付けブラケットとの連結構造では、二次衝突時に剪断ピンが剪断した後、車体取付けブラケットを車体前方側にスムーズに移動させ、衝突時の衝撃エネルギーを吸収するために、車体取付けブラケットのフランジ部とカプセルの挟持板との間に若干の隙間を与えるようにしている。そのため、車体取付けブラケットの車体への取付け剛性が低下して、操舵感が低下してしまう恐れがあった。

特許文献２に開示されたステアリング装置では、車体取付けブラケットがカプセルから離脱した時に、車体前方側に車体取付けブラケットをスムーズに移動させるために、車体取付けブラケットのフランジ部を案内するスペーサを、カプセルの車体前方側に設けている。この特許文献２に開示されたスペーサは、車体前方側へ車体取付けブラケットをスムーズに案内することはできるが、車体取付けブラケットの車体への取付け剛性の低下を防ぐことはできなかった。

実用新案登録第２５２２２５０号公報 実開昭６４−３０７７９号公報

本発明は、車体取付けブラケットと車体との結合剛性が大きく、通電経路が確実に確保できると共に、車体取付けブラケットの車体への取付けが容易なカプセルを有するステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するコラムに取付けられた導電材料製の車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットのフランジ部に形成され車体後方側が開放された切欠き溝、上記切欠き溝の左右両側縁部を挟持する上下一対の上側挟持板と下側挟持板を有し、車体に固定可能な導電材料製のカプセル、車体前方側への所定の衝撃力で剪断可能に上記カプセルとフランジ部を連結する剪断ピン、上記上側挟持板に形成され、上記下側挟持板の車体前方側端面よりも車体前方側に延長された車体前方側延長部、上記車体前方側延長部の挟持面に突出して形成され、上記フランジ部上面に圧入されて係合する突起であって、この圧入によって上記フランジ部を撓ませる突起を備えており、更に、上記車体前方側延長部及び上記突起は、上記上側挟持板と一体的に形成されたものであることを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記突起は、高さ及び幅が一定で上記コラムに平行に形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目又は第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記突起は、上記下側挟持板の車体前方側端面よりも車体前方側に所定距離離間した位置から形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記突起は、上記上側挟持板の車幅方向の寸法の中央部に一個形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第５番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記突起は、上記上側挟持板の車幅方向の寸法の中央部から等距離離間して二個形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第６番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記カプセルの材質は軽合金であることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置によれば、カプセルの上側挟持板に、下側挟持板の車体前方側端面よりも車体前方側に延長した車体前方側延長部を形成し、この車体前方側延長部の挟持面に、フランジ部上面に圧入されて係合する突起を突出して形成した。

従って、車体取付けブラケットへのカプセルの組付けが簡単で、車体取付けブラケットの車体への取付け剛性が高く、車体取付けブラケットのフランジ部とカプセルとの間に樹脂がはみ出しても、車体取付けブラケットとカプセルとの間の通電性を確保することができる。

以下の実施例では、ステアリングホイールの傾斜角度のみを調整できる、チルト式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は本発明のステアリング装置を示す全体外観図である。図２は本発明の実施例１を示す図１のＰ矢視図であって、車体取付けブラケットとカプセルとの結合部近傍を示す。図３は図２のＱ矢視図である。図４は本発明の実施例１のカプセル単体を示す部品図であって、（１）は実施例１のカプセルの側面図、（２）は（１）のＲ矢視図、（３）は（２）のＳ矢視図である。図５（１）は図４（１）のＡ部拡大図、図５（２）は図５（１）のＢ−Ｂ拡大断面図である。

図１に示すように、車体後方側（図１の右側）にステアリングホイール４５が装着されたステアリングシャフト４１が、円筒状のアウターコラム４２に回転可能に軸支されている。アウターコラム４２は、上部車体取付けブラケット（車体取付けブラケット）２１のチルト調整用長溝２６に案内されてチルト調整可能である。

チルト操作レバー２６１の揺動操作で、上部車体取付けブラケット２１の側板２１ｂで、アウターコラム４２の側面を締付ける。この締付け操作によって、アウターコラム４２を上部車体取付けブラケット２１にクランプ／アンクランプし、アンクランプ時にアウターコラム４２のチルト位置の調整を行う。上部車体取付けブラケット２１は車体１１に固定される。

アウターコラム４２の車体前方側（図１の左側）には、インナーコラム４７が軸方向に移動可能に内嵌し、インナーコラム４７の車体前方側には、電動アシスト機構（電動パワーステアリング）４３が取付けられている。この電動アシスト機構４３は、車体１１に固定された下部車体取付けブラケット４４に、チルト中心軸４６を中心としてチルト可能に軸支されている。

電動アシスト機構４３の車体前方側の出力軸４３１は、図示しない自在継手、中間シャフト等を介して、ステアリングギヤのラック軸に噛み合うピニオンに連結されて、ステアリングホイール４５の回転操作を操舵装置に伝達している。

図２から図５に車体１１と上部車体取付けブラケット２１との取付け構造の詳細を示す。この取付け構造は、上部車体取付けブラケット２１、上部車体取付けブラケット２１の上部に形成されたフランジ部２１ａ、フランジ部２１ａに形成された二個の切欠き溝２３、２３、切欠き溝２３、２３の左右両側縁部に嵌め込まれたカプセル２４、２４から構成され、アウターコラム４２の軸心に対して、左右対称構造を有している。

上部車体取付けブラケット２１及びアウターコラム４２は、金属等の導電性材料で構成されており、切欠き溝２３、２３は、フランジ部２１ａの車体後方側に開口している。切欠き溝２３、２３には、金属（アルミニウム、亜鉛合金ダイカスト等の軽合金）等の導電性材料で構成されたカプセル２４、２４が嵌め込まれ、カプセル２４、２４は、各々４本の剪断ピン２４ｃによって、フランジ部２１ａに結合されている。また、カプセル２４、２４は、カプセル２４に形成された長溝状のボルト孔２８に挿通したボルト３０、及び、ナット３１によって、車体１１に固定されている。

カプセル２４には、上側挟持板２４ａと下側挟持板２４ｂが形成され、上側挟持板２４ａと下側挟持板２４ｂとの間にフランジ部２１ａが挿入されて、切欠き溝２３、２３の左右両側縁部を、上側挟持板２４ａと下側挟持板２４ｂが挟持する。

カプセル２４には、上側挟持板２４ａと下側挟持板２４ｂとを連結する連結部２４４が形成されており、連結部２４４の車幅方向の寸法は、車体前方側（図４（２）の左方）の幅が狭く、車体後方側（図４（２）の右方）の幅が広く形成されている。切欠き溝２３の車幅方向の幅は、連結部２４４の車幅方向の幅よりも若干幅が広く、かつ、車体前方側の幅が車体後方側の幅よりも狭く形成されて、切欠き溝２３の間に連結部２４４を挟み込んでいる。

カプセル２４の上側挟持板２４ａには４個の貫通孔２２が形成され、フランジ部２１ａには、この貫通孔２２に対向する同心上の位置に、図示しない４個の貫通孔が形成されている。

図２から図５に示すように、上側挟持板２４ａには、上側挟持板２４ａの車幅方向の幅と同一幅で、下側挟持板２４ｂの車体前方側端面２４２ｂよりも車体前方側に延長された（切欠き溝２３の車体前方側閉鎖端部２３１よりも車体前方側に延長された）車体前方側延長部２５が一体的に形成されている。

車体前方側延長部２５の下面（挟持面）２５１には、下面２５１からフランジ部２１ａの上面（挟持面）２１１側に向かって、円弧状に突出した突起２７が形成されている。実施例１では、突起２７は、車体前方側延長部２５及び上側挟持板２４ａの車幅方向の寸法の中央部に一個形成されている。突起２７は、図５（１）、（２）に示すように、上下方向の高さＨ、及び、左右方向の幅Ｗが一定で、アウターコラム４２の軸心に平行に、長さＬで形成されている。

また、突起２７は、突起２７の頂点と下側挟持板２４ｂの上面（挟持面）２４１ｂとの間の隙間Ｈ１が、フランジ部２１ａの上面２１１と下面２１２（挟持面）との間の高さＴ（フランジ部２１ａの厚さ）よりも若干小さくなるように形成されている。さらに、車体前方側延長部２５の下面（挟持面）２５１と下側挟持板２４ｂの上面（挟持面）２４１ｂとの間の隙間Ｈ２は、フランジ部２１ａの上面２１１と下面２１２（挟持面）との間の高さＴ（フランジ部２１ａの厚さ）と同一、または、若干大きくなるように形成されている。

このような突起２７が形成されたカプセル２４をフランジ部２１ａに挿入すると、フランジ部２１ａはカプセル２４に軽く圧入された状態で挟持される。すなわち、所定の圧入代（しめしろ）で圧入されたしまりばめの状態になる。よって、突起２７の頂点とフランジ部２１ａの上面２１１、及び、フランジ部２１ａの下面２１２と下側挟持板２４ｂの上面２４１ｂとが密着する。

実施例１では、突起２７は、下側挟持板２４ｂの車体前方側端面２４２ｂよりも車体前方側に形成されていて、突起２７の対面側には、下側挟持板２４ｂの上面２４１ｂは無い。従って、フランジ部２１ａの上面２１１に突起２７を圧入した時に、製造誤差によって、圧入代（しめしろ）が大きくなっても、フランジ部２１ａが図５の下方に撓んで逃げることができる。

そのため、フランジ部２１ａをカプセル２４に適度な圧入力で組み付けることができ、フランジ部２１ａがカプセル２４から車体前方側に離脱する時の離脱荷重が過大になることを防止できる。実施例１では、突起２７は円弧状に形成されているが、円弧状に限定されるものではなく、三角形や楕円形でもよい。

この状態で、カプセル２４の貫通孔２２に樹脂を射出成形して、剪断ピン２４ｃを形成し、この剪断ピン２４ｃにより、カプセル２４がフランジ部２１ａに連結される。従って、上部車体取付けブラケット２１は突起２７の圧入によって、カプセル２４にガタ無しで強固に取付けられるため、振動剛性が向上して、操舵感が向上する。

射出成形された剪断ピン２４ｃの樹脂が、フランジ部２１ａの上面２１１と上側挟持板２４ａの下面２４１ａとの間の隙間にはみ出しても、突起２７の頂点とフランジ部２１ａの上面２１１、及び、フランジ部２１ａの下面２１２と下側挟持板２４ｂの上面２４１ｂとが確実に密着するため、フランジ部２１ａから導電性のカプセル２４に通電させることができる。

よって、ステアリングホイール４５の周囲に配置されたホーン等の電気機器の接地線は、アウターコラム４２、上部車体取付けブラケット２１のフランジ部２１ａ、突起２７を介してカプセルに接続され、このカプセル２４と接触する車体１１に接続される。

二次衝突時の衝撃で運転者がステアリングホイール４５に衝突し、車体前方側に強い衝撃力が加わると、フランジ部２１ａの上面２１１は突起２７の頂点と線接触しているため、上部車体取付けブラケット２１は安定した離脱荷重で、円滑に車体前方側にコラプス移動して、剪断ピン２４ｃが剪断する。

剪断ピン２４ｃが剪断し、上部車体取付けブラケット２１が車体前方側にコラプス移動
すると、フランジ部２１ａの上面２１１は突起２７の頂点と線接触を続けながら、車体前方側にコラプス移動する。

そのため、二次衝突時にアウターコラム４２に時計方向回りの回転モーメントが作用しても、上部車体取付けブラケット２１が車体１１に衝突することがないため、上部車体取付けブラケット２１は、車体前方側に円滑にコラプス移動することができる。従って、図示しない衝撃エネルギー吸収部材が塑性変形して、衝突時の衝撃エネルギーを円滑に吸収し、運転者の安全を確保することができる。

次に本発明の実施例２について説明する。図６は本発明の実施例２のカプセル単体を示す部品図であって、図４（２）相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例２は、突起を二個形成した例である。図６に示すように、本発明の実施例２では、車体前方側延長部２５の下面（挟持面）２５１には、円弧状に突出した突起２７ａ、２７ｂが二個形成されている。突起２７ａ、２７ｂは、車体前方側延長部２５及び上側挟持板２４ａの車幅方向の寸法の中央部から等距離Ｃだけ離間して、各々形成されている。

従って、実施例２では、フランジ部２１ａの上面２１１に突起２７ａ、２７ｂを圧入した時に、フランジ部２１ａに圧入力がバランス良く伝わるため、フランジ部２１ａが均等に撓み、そのため、フランジ部２１ａをカプセル２４に組み付ける作業が容易になる。

次に本発明の実施例３について説明する。図７は本発明の実施例３のカプセル単体を示す部品図であって、図５（１）相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

図７に示すように、本発明の実施例３では、突起２７ｃは、下側挟持板２４ｂの車体前方側端面２４２ｂから車体前方側に所定距離Ｌ１だけ離間した位置から、長さＬで形成されている。

従って、実施例３では、フランジ部２１ａの上面２１１に突起２７ｃを圧入した時に、車体前方側延長部２５が上方に撓みやすくなるため、フランジ部２１ａをカプセル２４に組み付ける作業がさらに容易となる。

上記実施例では、ロアーコラムがインナーコラム４７、アッパーコラムがアウターコラム４２で構成されているが、ロアーコラムをアウターコラム、アッパーコラムをインナーコラムにしてもよい。

また、上記実施例では、チルト位置調整だけが可能なチルト式のステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、テレスコピック位置調整だけが可能なテレスコピック式のステアリング装置や、チルト位置調整とテレスコピック位置調整の両方が可能なチルト・テレスコピック式のステアリング装置、または、チルト位置調整もテレスコピック位置調整もできないステアリング装置に本発明を適用してもよい。

本発明のステアリング装置を示す全体外観図である。 本発明の実施例１を示す図１のＰ矢視図であって、車体取付けブラケットとカプセルとの結合部近傍を示す。 図２のＱ矢視図である。 本発明の実施例１のカプセル単体を示す部品図であって、（１）は実施例１のカプセルの側面図、（２）は（１）のＲ矢視図、（３）は（２）のＳ矢視図である。 （１）は図４（１）のＡ部拡大図、（２）は図５（１）のＢ−Ｂ拡大断面図である。 本発明の実施例２のカプセル単体を示す部品図であって、図４（２）相当図である。 本発明の実施例３のカプセル単体を示す部品図であって、図５（１）相当図である。

符号の説明

１１ 車体
２１ 上部車体取付けブラケット（車体取付けブラケット）
２１１ 上面（挟持面）
２１２ 下面（挟持面）
２１ａ フランジ部
２１ｂ 側板
２２ 貫通孔
２３ 切欠き溝
２３１ 車体前方側閉鎖端部
２４ カプセル
２４ａ 上側挟持板
２４ｂ 下側挟持板
２４ｃ 剪断ピン
２４１ａ 下面（挟持面）
２４１ｂ 上面（挟持面）
２４２ｂ 車体前方側端面
２４４ 連結部
２５ 車体前方側延長部
２５１ 下面（挟持面）
２６ チルト調整用長溝
２６１ チルト操作レバー
２７ 突起
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ 突起
２８ ボルト孔
３０ ボルト
３１ ナット
４１ ステアリングシャフト
４２ アウターコラム
４３ 電動アシスト機構
４３１ 出力軸
４４ 下部車体取付けブラケット
４５ ステアリングホイール
４６ チルト中心軸
４７ インナーコラム

Claims (6)

1. 車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、
   上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するコラムに取付けられた導電材料製の車体取付けブラケット、
   上記車体取付けブラケットのフランジ部に形成され車体後方側が開放された切欠き溝、
   上記切欠き溝の左右両側縁部を挟持する上下一対の上側挟持板と下側挟持板を有し、車体に固定可能な導電材料製のカプセル、
   車体前方側への所定の衝撃力で剪断可能に上記カプセルとフランジ部を連結する剪断ピン、
   上記上側挟持板に形成され、上記下側挟持板の車体前方側端面よりも車体前方側に延長された車体前方側延長部、
   上記車体前方側延長部の挟持面に突出して形成され、上記フランジ部上面に圧入されて係合する突起であって、この圧入によって上記フランジ部を撓ませる突起を備えており、更に、
   上記車体前方側延長部及び上記突起は、上記上側挟持板と一体的に形成されたものであること
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記突起は、高さ及び幅が一定で上記コラムに平行に形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記突起は、
   上記下側挟持板の車体前方側端面よりも車体前方側に所定距離離間した位置から形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記突起は、
   上記上側挟持板の車幅方向の寸法の中央部に一個形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記突起は、
   上記上側挟持板の車幅方向の寸法の中央部から等距離離間して二個形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
6. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記カプセルの材質は軽合金であること
   を特徴とするステアリング装置。

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