JP5378393B2 - 自動車用ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に提示された種類の、自動車、特に乗用車用のステアリングコラム装置に関する。

このようなステアリングコラム装置は、例えばすでに特許文献１から公知である。この装置は、ステアリングスピンドルを支えるステアリングコラムのコラムチューブを、クランプ装置を使用して取外し可能に固定することのできる車両側コンソールを含んでいる。このクランプ装置には、コンソール側又はステアリングスピンドル側で固定され、互いに挟み込んで協働する、多板セットがそれぞれ割り当てられている。事故に起因してステアリングコラムに力が加えられた際に特定の柔軟性を達成するため、ステアリングコラム上でその縦方向中心軸の方向に作用する限界荷重を超えると、１つの多板セットの少なくとも１つの多板を、ステアリングコラムの縦方向中心軸に対して横方向に傾けることができる。

独国特許第１０２００６００９３０４Ｂ３号明細書

本発明の課題は、事故に起因するコラムチューブの軸方向変位が、特に好都合に限定されるような、自動車、特に乗用車用のステアリングコラム装置を作りだすことである。

この課題は、本発明に従い、請求項１の特徴を備えたステアリングコラム装置によって解決される。有利な実施形態は、目的にかなった重要な発明の発展形態と共に、他の請求項に開示される。

事故に起因するコラムチューブの前方移動を特に好都合な方法で制限するステアリングコラム装置を作りだすために、本発明では、クランプ装置が、事故に起因してコラムチューブが軸方向に変位した際にクランプ装置の高められた保持力を生成する、少なくとも１つのクランピングウェッジ（ｃｌａｍｐｉｎｇ ｗｅｄｇｅ）構造を含むことが企図される。言い換えれば、本発明では、コラムチューブが軸方向に前方移動した場合、車両側コンソールと例えばステアリングコラムのコラムチューブとの間に高められた保持力を生成する、適切なクランピングウェッジ構造を備えることによって、クランプ装置の高められたクランプ力又は保持力を生成することが企図される。

コラムチューブが軸方向に変位した場合、クランプ装置の高められた保持力又はクランプ力は、相応に互いに対応しているクランピングウェッジ又はクランピングウェッジ構造のその他の手段が相応に互いに移動されることで、簡単で信頼性の高い方法により生成され、それは高められた保持力をもたらし、それはコラムチューブ軸方向変位又は前方移動に対してほぼ横向きに作用する。

本発明のさらに別の実施形態では、クランピングウェッジ構造が、事故に起因してコラムチューブの軸方向が変位した場合に、保持力の生成のためにコンソールの対応するコンソールウェッジの柄部と協働する、コラムチューブの側方に配置された２つのクランピングウェッジを含むと有利であることが示される。このようなクランピングウェッジは、特に簡単に安価に製造可能であり、コンソールの対応するコンソールウェッジの柄部を移動することで、特に簡単で好都合な方法でクランプ装置の高められた保持力又はクランプ力を生成することができる。もちろん、クランピングウェッジ構造の構造を単純化するために、ただ１つのクランピングウェッジをコラムチューブの側方に配置することも考えられる。

さらに、クランピングウェッジがコラムチューブとその軸方向で共に可動であるとさらに有利であることが示される。言い換えれば、事故に起因して力が加えられた際に、コラムチューブの初期の動きが直接又は介在なしにクランピングウェッジに伝達され、それによってクランピングウェッジが対応するコンソールウェッジの柄部に相対して移動され、このことによって高められた保持力又はクランプ力が生成されると特に有利であることが示される。

本発明のさらに別の実施形態では、クランピングウェッジとそれぞれ対応するコンソールウェッジの柄部との間の摩擦係数よりも、クランピングウェッジとコラムチューブの間の摩擦係数の方がより高くされている。このようにして、クランピングウェッジが事故に起因するコラムチューブの前方移動の際にコラムチューブと連動する一方で、前方移動に相対して横方向に作用する保持力を生成するために、対応するコンソールウェッジの柄部に相対して、所望の量に応じて移動されることが保証される。

本発明のさらに有利な実施形態では、クランピングウェッジがチューブの軸方向に伸びる長穴を備え、この長穴を通ってクランプ装置のクランプピンが伸びている。このようにして、軸方向の前方移動又はコラムチューブの移動、及びそれに伴うクランピングウェッジの移動の際に、特に好都合なクランピングウェッジの固定又は案内が与えられる。

本発明のさらに別の実施形態では、保持限界力を上回ると、クランプ装置の領域で塑性変形が行われると有利であることが示される。このことによって、後続する事故シナリオに望ましい、クランプシステム又はクランプ装置の形状接合的な封鎖が達成される。

コラムチューブはワンピース構造に形成されるとよい。本発明のさらなる実施形態ではしかし、これがマルチピース構造に形成され、この場合、第１のコラムチューブ部分には、事故に起因するコラムチューブの軸方向変位の際に、クランプ装置の高められた保持力が作用可能であり、他のコラムチューブは第１のコラムチューブに相対して、エネルギーを吸収しながら可動である。言い換えれば、事故に起因する力が加えられた際に、まず第１のコラムチューブ部分の軽度の動きが、第１のコラムチューブ部分が高められた保持力に応じて固定されるまで実施され、その後に第１のコラムチューブ部分の相対的な動きがエネルギーを吸収しながら行われることが可能であると好ましい。このことによって、特に好都合に、場合によっては力の進行が段階的に、衝突エネルギーを吸収しながら達成される。

さらに、各コンソールウェッジの柄部の外側に、それぞれ１つの、クランプ装置の別のクランプ要素が配置されていると有利である。その場合には、クランプ要素の形状がくさび形であると、衝突の際にコラムチューブの望ましくない高さ移動を回避するために特に優れた保持力が必要な場合に、特に好都合である。しかし一般的に、コンソールウェッジの柄部の外側又は／及びクランプ要素の内側に、コラムチューブに対して平行に実施することも考えられる。その場合、例えば適切なコーティングを形成することによって外側及び／又は内側の摩擦が高められると有利である。これによって特に、通常の走行時には設定された高さ調整位置に保たれることが保証される

最後に、コンソールウェッジの柄部がそれぞれ１つのストッパを備えており、それを使ってクランピングウェッジの軸方向変位を制限することができると有利であることが明らかになる。このことによって、コラムチューブの最大移動又は最大前方移動を、特に簡単な方法で調整することができる。この方法によって、最大でクランプシステムに伝達されるウェッジの力の制限を達成することができる。

本発明のさらなる利点、特徴及び細部は、後続の好ましい実施例の記述と、図を使用して示される。図には以下が示されている。

車両側コンソールを備えた乗用車用ステアリングコラム装置の部分平面図である。車両側コンソールには、縦方向スピンドルを支えるステアリングコラムのコラムチューブが、クランプ装置を使用して取外し可能に固定されており、クランプ装置は、事故に起因してコラムチューブの軸方向が変位した場合に、保持力の生成のためにコンソールの対応するコンソールウェッジの柄部と協働する、コラムチューブの側方に配置された２つのクランピングウェッジを備えている。 図１に従った、車両側コンソールを備えた乗用車用ステアリングコラム装置の部分平面図である。ここではコラムチューブの側方に配置された、クランピングウェッジ構造の２つのクランピングウェッジが、事故に起因するコラムチューブの軸方向変位の結果、コラムチューブと共に、コンソールのコンソールウェッジの柄部に対して前方に移動されており、このことによって、クランプ装置の高められた保持力が生成され、このことによって、コラムチューブの後部のコラムチューブ部分がコンソールに相対して固定される。 図１及び図２に従った、車両側コンソールを備えた乗用車用ステアリングコラム装置の部分平面図である。ここではコラムチューブに事前に条件付けされた力が加えられた際に、後部のコラムチューブ部分がクランプ装置の高められた保持力に相対して、車両側コンソールに相対して固定された前部のコラムチューブ部分が前方へずらされるか又は移動される。 図１から図３に従ったステアリングコラム装置のクランピングウェッジ構造を備えた、クランプ装置の拡大部分平面図である。ここでは特に、事故に起因するコラムチューブの軸方向変位の際に保持力を生成するために、コンソールの対応するコンソールウェッジの柄部と協働する、コラムチューブ側のクランピングウェッジが見て取れる。

図１から図３はそれぞれ、ここでは乗用車として形成された自動車用のステアリングコラム装置の部分平面図である。ステアリングコラム装置は、車両に固定された、又は車両側の、コンソール１０を備えている。このコンソールには、縦方向スピンドル１２を支えるステアリングコラム１６のコラムチューブ１４が、クランプ装置１８を使用して取外し可能に固定されている。

特に、ステアリングコラム装置のクランプ装置１８付近の拡大部分平面図である図４と共に見ると、クランプ装置１８が、それぞれコラムチューブ１４の側方に配置されている、コンソール１０のコンソールウェッジの柄部２２の間に伸びている１つのクランプピン２０を備えていることが見て取れる。さらには、クランプピン２０は、コラムチューブ１４の側方に配置されているクランピングウェッジ２４を、ステアリングコラム１６又はコラムチューブ１４の軸方向に伸びている図では確認できない長穴の領域で、貫通している。従って特に、側方の各コンソールウェッジの柄部２２及び割り当てられたクランピングウェッジ２４が、その機能が、特に図１から３に関連してさらに詳しく後述される、クランピングウェッジ構造２６を構成していることが図４で見て取れる。

コンソールウェッジの柄部２２の外側には、クランプ装置１８のそれぞれ１つの別のくさび形クランプ要素２８が配置されている。各クランプ要素２８も各コンソールウェッジの柄部２２も、それぞれ１つの開口部を備えており、この開口部を通ってクランプピン２０が内部へ突出している。

操作レバー３０がクランプピン２０によって形成されている回転軸の周りを旋回されることで、挟み込む又は緩めることのできるクランプ装置１８が設けられている。このことによって従来技術で公知の、ここでは操作レバー３０によって固定的に接続されたくさび形のクランピング部３２は、コラムチューブ１４のコンソール１０に相対する軸方向の挟み込み又は緩めが生じるように回転される。こうして、クランプ装置１８によってこの前後及び／又は高さ調整可能なステアリングコラム１６は調整可能であり、設定された位置に固定することが可能である。

図１には、ステアリングコラム装置がその基本位置で示されており、その位置で乗用車に取り付けられている。例えば、乗用車の衝突によって事故に起因する力が加えられた場合、又は軸方向の（矢印３４で示した）過負荷がステアリング側からかけられた場合は、コラムチューブ１４、より正確に言うとコラムチューブ部分３６は、相応の軸方向変位の後、ある距離ｓを介して固定される。前部の又は第１のコラムチューブ部分３６は、ここでは第２のコラムチューブ部分３８と接続されており、つまり、この第１の動作段階では相対的に互いに固定されている。

図１と図２を一緒に見た場合、軸方向の力が加えられた際に又は第１のコラムチューブ部分３６が事故に起因して軸方向変位した場合、コラムチューブ１４又は第１のコラムチューブ部分３６の側方に配置されたクランピングウェッジ２４が、コラムチューブ１４の軸方向前方に、つまり第１のコラムチューブ部分３４が進んだ距離ｓと同じだけ移動されることが見て取れる。

従って第１のコラムチューブ部分３６と一緒に動く２つのクランピングウェッジ２４は、対応するコンソールウェッジの柄部２２に対して相対運動を受ける。クランピングウェッジ２４とコンソールウェッジの柄部２２との間でステアリングコラム１６の中心軸に対して前方へ向けられた、それぞれ対応する摩擦面４０は、クランプ装置１８内で高められた保持力又はクランプ力が調整されるように、クランピングウェッジ２４の動きを強制的に導く。言い換えれば、クランピングウェッジ２４のコンソールウェッジの柄部２２に相対する移動のために、高められた保持力又はクランプ力がコラムチューブ１４の軸方向に対して横向きに、又はクランプピン２０の軸方向に生じるように導く。このことによって、達成される保持力又はクランプ力が著しく高まるように、及びコラムチューブ１４又は第１のコラムチューブ部分３６のさらなる動きが不可能になるように、クランプ装置１８がクランプピン２０に力をかける。コラムチューブ移動の第１の段階では、クランピングウェッジ２４と共に衝突力の衝撃頂点が回避される。なぜなら、この場合衝突エネルギーがコラムチューブとクランピングウェッジ２４の運動エネルギーに変換されるからである。その後の動作プロセスにおいて初めてクランプ力が上昇する。

本実施例では、その際に第１のコラムチューブ部分３６と対応するクランピングウェッジ２４との間の摩擦係数は、各クランピングウェッジ２４と対応するコンソールウェッジの柄部２２の間の摩擦係数よりも高い値が選択される。言い換えればこのことによって、クランピングウェッジ２４が事故に起因して第１のコラムチューブ部分３６が移動した場合、コラムチューブ１４が軸方向に一緒に、つまりコンソールウェッジの柄部２２に相対して動くことが達成される。その際に、場合によってはクランピングウェッジ２４が第１のコラムチューブ部分３６と固定的に接続されることも考えられる。

図２には、その結果として、クランピングウェッジ２４又はコラムチューブ１４の位置が第１のコラムチューブ部分３６と共に示されている。この位置では、クランピングウェッジ２４又は第１のコラムチューブ部分３６は、その時の距離Ｓの分だけ軸方向に前方へ移動されており、ここではこのことによってクランプ装置１８の保持力又はクランプ力が調整され、それによって第１のコラムチューブ部分３６がその後の事故シナリオ進行で、コンソール１０に相対してその場所と位置にとどまる結果となる。

その後の事故シナリオ進行は図３に示されている。第１のコラムチューブ部分３６が高められた保持力によってコンソールウェッジの柄部２２又はコンソール１０に静止したまま固定された後、第２のコラムチューブ部分３８が第１のコラムチューブ部分３６に相対して、しかもネルギーを吸収しながら移動したことが図３で確認できる。その際に、ここでは２つのコラムチューブ部分３６、３８の間にしかるべきエネルギー吸収要素が備えられている。

従って全体として図からは、コラムチューブ１４の又は第１のコラムチューブ部分３６の（及びその結果として伴われるクランピングウェッジ２４の）事故に起因する前方移動又は軸方向変位は、ステアリングコラム１６に及ぼされた過負荷に依存して、連続的に上昇する保持力又はクランプ力が生成され、その力で最終的に第１のコラムチューブ部分３６がコンソール１０に相対して静止したまま固定される結果をもたらすことが見て取れる。その際、クランプ面に作用する垂直力は上昇する。ここで、保持力が連続的に上昇する結果として、保持限界力を上回った場合にクランプ装置１８領域で塑性変形が行われることが可能になる。言い換えれば、この範囲における連続的に上昇する保持力は、コンポーネントが塑性変形するまで、及びそれによってクランプ装置１８に形状結合的な封鎖が生成するまで、進むことができる。

本実施例では、コンソールウェッジの柄部２２はそれぞれストッパ４２を有し、このストッパを使用してクランピングウェッジ２４の軸方向変位を制限することができる。このことによっても、クランプシステムに伝達された最大力を制限することができる。

Claims (8)

1. ステアリングスピンドル（１２）を支えるステアリングコラム（１６）のコラムチューブ（１４）を、クランプ装置（１８）を使用して取外し可能に固定することのできる車両側コンソール（１０）を備えた、自動車のステアリングコラム装置において、該クランプ装置（１８）が、事故に起因する該コラムチューブ（１４）の軸方向変位の際に、該クランプ装置（１８）の高められた保持力を生成することができる少なくとも１つのクランピングウェッジ構造（２６）を備え、前記クランピングウェッジ構造（２６）が、事故に起因する前記コラムチューブ（１４）の軸方向変位の際に、前記保持力の生成のために前記コンソール（１０）のコンソールウェッジの柄部（２２）と協働する、前記コラムチューブ（１４）の側方に配置された２つのクランピングウェッジ（２４）を備えることを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記クランピングウェッジ（２４）が、前記コラムチューブ（１４）とその軸方向で可動であることを特徴とする、請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記クランピングウェッジ（２４）とそれぞれ対応する前記コンソールウェッジの柄部（２２）との間の摩擦係数よりも、前記クランピングウェッジ（２４）と前記コラムチューブ（１４）の間の摩擦係数の方が高いことを特徴とする、請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記クランピングウェッジ（２４）が前記コラムチューブ（１４）の軸方向に伸びる長穴を備え、この長穴を通ってクランプ装置（１８）のクランプピン（２０）が伸びていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。
5. 保持限界力を上回ると、前記クランプ装置（１８）の領域で塑性変形が行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。
6. 前記コラムチューブ（１４）がマルチピース構造に形成され、第１のコラムチューブ部分（３６）には、事故に起因する前記コラムチューブ（１４）の軸方向変位の際に、前記クランプ装置（１８）の高められた保持力が作用可能であり、他のコラムチューブ部分（３８）が前記第１のコラムチューブ部分（３６）に相対してエネルギーを吸収しながら可動であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。
7. 前記コンソールウェッジの柄部（２２）の外側には、前記クランプ装置（１８）のそれぞれ１つの別のくさび形クランプ要素（２８）が配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。
8. 前記コンソールウェッジの柄部（２２）が、前記クランピングウェッジ（２４）の軸方向変位を制限することができる、それぞれ１つのストッパ（４２）を備えていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。
   

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