JP5589752B2

JP5589752B2 - 車両用ステアリング装置

Info

Publication number: JP5589752B2
Application number: JP2010234235A
Authority: JP
Inventors: 武司成田; 裕島田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: JP2012086650A

Description

本発明は、ステアリングチューブを旋回（チルト）させることにより、ハンドルの位置が変えられるようにした車両用ステアリング装置に関する。

前記車両用ステアリング装置は、図５（特許文献１）に示すように、車両に固定された支持ブラケット１００にチルト用長孔１０１を設け、ステアリングチューブ１０２に固定された変位ブラケット１０３にテレスコ用長孔１０４を設け、前記チルト用長孔１０１と前記テレスコ用長孔１０４にボルト１０５を挿通することにより、車両と前記ステアリングチューブ１０２を連結している。チルト時は前記チルト用長孔１０１内をボルト１０５が移動し、前記チルト用長孔１０１に設けられた突起１０６に前記ボルト１０５が当接することにより旋回（チルト）範囲を制限していた。

運転手の体格、姿勢に合わせて前記ステアリングチューブ１０２を任意の位置へチルトさせるときに、誤って前記突起１０６へ前記ボルト１０５を思い切りぶっけると、前記突起１０６に前記ボルト１０５が喰い込んでしまい、この喰い込み解除に大きな力が必要とする。

この問題を解決するために、図６に示すように、チルト用長孔１１０の途中に係止溝１１１を設け、この係止溝１１１にカプセル１１２を遊嵌させ、このカプセル１１２にストッパ部材１１３を圧入固定し、このストッパ部材１１３にディスタンスブラケット１１４を当接させることにより、ステアリングチューブ１１５の旋回（チルト）範囲を制限していた。

車両衝突時に大きな衝撃力が、前記ストッパ部材１１３に作用したときは、図７に示すように、前記カプセル１１２が切欠き１１６の部分で切断され、前記係止溝１１１に遊嵌された一部のカプセル１１２ａを残して、残りのカプセル１１２ｂが前記チルト用長孔１１０に沿って移動する。前記チルト用長孔１１０の上端に残りのカプセル１１２ｂが当接する位置まで、前記ステアリングチューブ１１５を旋回させることができる。

特許第３４０９５２８号

前記カプセル１１２のチルト用長孔１１０の長手方向の一端からストッパ部材１１３まで、長さｔを有する。この長さｔがあるため、ステアリングチューブ１１５の旋回範囲をロスしており、車両衝突時のステアリングチューブ１１５の旋回範囲を大きく取れない。本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ステアリンチューブの旋回ロスを無くし、車両衝突時のステアリングチューブの旋回範囲を大きく取れるようにする。

請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転可能に軸承したステアリングチューブと、このステアリングチューブの一端を車両に対し旋回可能に軸支する旋回支持機構と、この旋回支持機構により旋回可能に支持された前記ステアリングチューブを任意の旋回位置でロックするロック機構と、前記ステアリングチューブの旋回範囲を規制するストッパ機構とを備え、前記ロック機構は、前記車両に固定され前記ステアリングチューブ側へ延びる一対の第１の板部を有するアジャストブラケットと、前記ステアリングチューブに一端が連結され前記一対の第１の板部で挟持される一対の第２の板部を有するディスタンスブラケットと、前記アジャストブラケットの長穴と前記ディスタンスブラケットの挿通穴に挿通され、前記一対の第１の板部で前記一対の第２の板部を締付ける方向に軸力を発生させる締付けボルトと、この締付けボルトを回転させるレバーとを備え、前記ストッパ機構は、前記長穴の途中でこれの溝幅方向に大きく拡張した係止溝と、前記係止溝に嵌合されて前記長穴の長手方向に移動不能に係止され、被圧入穴を有するカプセルと、このカプセルの被圧入穴に圧入固定され前記ディスタンスブラケットに当接するストッパ部材とを備えた車両用ステアリング装置において、前記ストッパ部材に衝撃荷重が作用したときに、前記被圧入穴から前記長穴に沿って前記カプセルが破断されて２分される位置に切欠きを設け、前記カプセルが破断される前は、前記カプセルの前記溝幅方向の両側で前記係止溝には、前記破断されたカプセルが移動できる逃がし空間を有するものである。

この構成によれば、カプセルが係止溝に嵌合されて前記長穴の長手方向に移動不能に係止されているので、ストッパ部材にディスタンスブラケットが当接してストッパとしての機能を果たす。また、前記ストッパ部材に衝撃荷重が作用したときに、切欠きによって被圧入穴から前記長穴に沿って前記カプセルが破断されて２分され、２分されたカプセルが逃がし空間へ移動できるため、係止溝にカプセルを残して前記ストッパ部材が前記長穴に沿って移動することができる。この結果、カプセルによる旋回ロスが無くなり、車両衝突時のステアリングチューブの旋回範囲を大きく取れる。

請求項２に記載の発明は、前記切欠きを前記長穴の長手方向両側に設けたものである。

この構成によれば、前記カプセルを長穴の長手方向にきれいに破断させることができる。

請求項３に記載の発明は、前記カプセルを樹脂材料で構成したものである。

この構成によれば、カプセルの破断を考慮しながら前記カプセルに十分な肉厚を持たせることができるため、カプセルを長穴の所定の位置に容易に設けることができる。

本発明によれば、ストッパ部材に衝撃荷重が作用したときに、切欠きによって被圧入穴から長穴に沿ってカプセルが破断されて２分され、２分されたカプセルが逃がし空間へ移動できるため、係止溝にカプセルを残してストッパ部材が前記長穴に沿って移動することができる。この結果、前記カプセルによる旋回ロスが無くなり、車両衝突時のステアリングチューブの旋回範囲を大きく取れる。

本発明の実施形態における車両用ステアリング装置の側面図本発明の実施形態における図１のＡ−Ａ線拡大断面図本発明の実施形態における図１の要部拡大断面図本発明の実施形態における衝撃荷重が作用したときの作動図従来の車両用ステアリング装置の側面図従来の他の車両用ステアリング装置の側面図従来の他の車両用ステアリング装置の作動図

本発明の実施形態を、図１乃至図４にもとづいて説明する。図１は、車両用ステアリング装置の側面図、図２は、図１のＡ−Ａ線拡大断面図、図３は、図１の要部拡大断面図、図４は、衝撃荷重が作用したときの作動図である。

図１に示すように、車両用ステアリング装置１０はステアリングチューブ１１を有し、このステアリングチューブ１１にステアリングシャフト１２が回転可能に軸承されている。前記ステアリングシャフト１２の一端には図略のハンドルが連結され、前記ステアリングシャフト１２の他端にはインターミディエイトシャフト９０が連結されている。

前記ステアリングチューブ１１は、支持装置２０を介して車両に固定されるようになっている。前記支持装置２０は、図２にも示すように、前記ステアリングチューブ１１の外周に溶接等により固定された断面コの字形のディスタンスブラケット３０と、図略の取付けボルトを介して車両に固定されるアジャストブラケット４０と、このアジャストブラケット４０に対して前記ディスタンスブラケット３０をチルト並びにテレスコ可能に連結する旋回支持機構５０並びにロック機構６０とを有する。

前記アジャストブラケット４０は、一枚の板金から切り抜き、折り曲げ加工したもので、前記ステアリングチューブ１１側へ延びる一対の第１の板部４１、４２と、前記一対の第１の板部４１、４２のハンドル側で前記一対の第１の板部４１、４２を互いに連結する連結部４３と、前記一対の第１の板部４１、４２の前記インターミディエイトシャフト９０側で前記一対の第１の板部４１、４２に対して略直角に外側へ折り曲げられた取付け部４４、４５とを有する。前記連結部４３と前記取付け部４４、４５には、複数の取付け穴４６が形成され、複数の取付け穴４６に図略の取付けボルトを挿通され、これらの取付けボルトを車両に螺合することにより、前記アジャストブラケット４０が車両に固定されるようになっている。

前記ディスタンスブラケット３０は、連結部３１と、この連結部３１の両端でステアリングチューブ１１側へ折り曲げられた一対の第２の板部３２、３３を有し、前記一対の第２の板部３２、３３の一端に前記ステアリングチューブ１１が溶接等により固定されている。前記一対の第２の板部３２、３３には、第１のテレスコ溝３４と第２のテレスコ溝３５が互いに前記ステアリングチューブ１１の軸方向に離間した位置で前記ステアリングチューブ１１の軸方向に形成されている。

前記第２のテレスコ溝３５には軸支ボルト５１が挿通され、この軸支ボルト５１は前記一対の第１の板部４１、４２に取付けられている。前記第２のテレスコ溝３５、前記軸支ボルト５０とで前記ステアリングチューブ１１をチルト並びにテレスコ可能に支持する旋回支持機構５０が構成される。

前記一対の第１の板部４１、４２には、前記軸支ボルト５１の軸線ｍ回りに円弧状の長穴６１、６２が形成されている。前記長穴６１、６２及び前記第１のテレスコ溝３４に、締付けボルト６３が挿通され、この締付けボルト６３は、軸部６４、この軸部６４の一端に形成され半径方向外方へ突出した頭部６５、二面取り面６６ａを有する規制部６６、軸部６４の他端に形成されたネジ部６７とからなっている。前記軸部６４、頭部６５、規制部６６、ネジ部６７は、切削等により一体的に形成されている。

前記軸部６４には、カム機構７０が回転可能に嵌装され、前記カム機構７０は、規制カム７１と、可動カム７２を有する。前記可動カム７２は、半径方向外方へ突出した円盤状の本体部７２ａ、この本体部７２ａに対し軸方向に突出した被嵌合部７２ｂとからなり、この被嵌合部７２ｂにレバー７３が嵌合固定されている。前記規制カム７１は、半径方向外方へ突出した円盤状の本体部７１ａ、この本体部７１ａに対しディスタンスブラケット３０側へ軸方向に突出した規制部７１ｂとからなり、この規制部７１ｂの外周には規制部６６の二面取り面６６ａと同様な図略の二面取り面が形成されている。

本体部７２ａと本体部７１ａの互いに対向する面には図略のカム面が形成され、本体部７２ａと本体部７１ａを相対回転させると、カム作用により本体部７１ａに対して本体部７２ａが接近離間するようになっている。

前記規制部７１ｂの二面取り面が前記長穴６１に摺接し、前記規制カム７１の回転が規制され、前記ステアリングチューブ１１の旋回位置が変えられるようになっている。前記規制部６６の前記二面取り面６６ａが前記長穴６２に摺接することにより、前記締付けボルト６３の回転が規制され、前記ステアリングチューブ１１の旋回位置が変えられるようになっている。

前記ネジ部６７には六角ナット８０が螺合され、この六角ナット８０にはストッパプレート８１が回転不能にかつ軸方向に移動可能に嵌合されている。前記ストッパプレート８１は、前記六角ナット８０に嵌合される嵌合穴８１ａ、この嵌合穴８１ａに対し半径方向にずれた位置に円弧溝８１ｂを有する。前記嵌合穴８１ａは、円形の穴の外周に１２個の三角溝が入ったものであり、前記六角ナット１７に対し前記ストッパプレート８１を３０度毎にずらして挿入できるようになっている。前記円弧溝８１ｂには調整ボルト８２が挿通され、この調整ボルト８２は前記レバー７３に螺着されている。前記調整ボルト８２によって前記ストッパプレート８１は、前記レバー７３に固定される。この結果、前記レバー７３を回すと前記六角ナット８０も一体となって回り、前記ネジ部６７に対し前記六角ナット８０を緩めたり締めたりすることが可能となる。

前記第１のテレスコ溝３４、前記長穴６１、６２、前記締付けボルト６３、前記カム機構７０、前記六角ナット８０、前記レバー７３とで前記ステアリングチューブ１１を任意の旋回位置、任意のテレスコ位置でロックするロック機構６０が構成される。

前記長穴６１，６２の途中には、図３にも示すように、溝幅方向に大きく拡張した四角形状の係止溝６１ａ、６２ａと、係止溝６１ａ、６２ａに対し締付けボルト６３側で溝幅方向に小さく拡張した四角形状の逃がし溝６１ｂ、６２ｂが形成され、係止溝６１ａ、６２ａと逃がし溝６１ｂ、６２ｂにカプセル８６が遊嵌されている。

前記カプセル８６は、前記係止溝６１ａ、６２ａに位置する幅広の幅広部８６ａと、前記逃がし溝６１ｂ、６２ｂに位置する幅狭の幅狭部８６ｂと、前記幅広部８６ａと前記幅狭部８６ｂの一側面に設けられ前記一対の第１の板部４１、４２に当接可能な鍔部８６ｃと、前記長穴６１，６２の溝幅方向に延びる細棒状の一対のつっかえ棒部８７とからなっている。前記一対のつっかえ棒部８７の中間と根元に切欠き８７ａ、８７ｂが入っている。図３は、前記鍔部８６ｃよりも前記一対の第１の板部４１、４２側で断面した図であり、前記鍔部８６ｃは一点鎖線で明記した。

前記カプセル８６には被圧入穴８６ｄが形成され、この被圧入穴８６ｄにストッパ部材８８が圧入固定されている。前記ストッパ部材８８の両端にはセンタ穴８８ａが形成され、前記カプセル８６には前記被圧入穴８６ｄを半径方向に拡張できるように前記被圧入穴８６ｄに連通する割り溝８６ｅが形成されている。前記センタ穴８８ａを半径方向に拡張させる方向に前記ストッパ部材８８の両端を変形させることにより、前記ストッパ部材８８が前記被圧入穴８６ｄに圧入固定される。

前記カプセル８６には、前記長穴６１，６２の長手方向両側に一対の切欠き８６ｆが形成されている。前記切欠き８６ｆの大きさを変えて前記一対の切欠き８６ｆ間の前記カプセル８６の断面積を変えることにより、カプセル８６の破断荷重を変えることができる。前記一対の切欠き８６ｆは、被圧入穴８６ｄの中心線を含む長穴６１、６２の長手方向の延長線上に形成されている。

前記一対のつっかえ棒部８７が前記係止溝６１ａ、６２ａの壁面に当接することにより、前記カプセル８６の前記長穴６１，６２の溝幅方向の位置が決まり、前記幅広部８６ａが前記係止溝６１ａ、６２ａの壁面に当接することにより前記カプセル８６の前記長穴６１，６２の長手方向の位置が決まり、前記鍔部８６ｃが前記一対の第１の板部４１、４２に当接することにより、前記カプセル８６を含めた前記ストッパ部材８８の軸方向の位置が決まる。このように位置決めされたカプセル８６を含む前記ストッパ部材８８に、前記ディスタンスブラケット３０の連結部３１が当接することにより、ステアリングチューブ１１の旋回（チルト）範囲が規制される。前記カプセル８６、ストッパ部材８８とで、ステアリングチューブ１１の旋回範囲を規制するストッパ機構８５が構成される。

前記ストッパ部材８８に前記ディスタンスブラケット３０の連結部３１が勢い良く衝突すると、前記ストッパ部材８８によって前記カプセル８６が前記切欠き８６ｆで破断されるようになっている。このとき、前記一対のつっかえ棒部８７が前記切欠き８７ａ、８７ｂで折損し、前記係止溝６１ａ、６２ａによって前記幅広部８６ａの移動を許容し、前記逃がし溝６１ｂ、６２ｂは前記幅狭部８６ｂの移動を許容するようになっている。すなわち、カプセル８６が２分される前は、カプセル８６の溝幅方向の両側で係止溝６１ａ、６２ａには、破断されたカプセルが移動できる第１逃がし空間を有し、カプセル８６の溝幅方向の両側で逃がし溝６１ｂ、６２ｂには、破断されたカプセル８６が移動できる第２逃がし空間を有し、カプセル８６が２分されると、第１逃がし空間へ幅広部８６ａが移動し、第２逃がし空間へ幅狭部８６ｂが移動する。

次に上述した構成にもとづいて、動作を説明する。

まず、カプセル８６にストッパ部材８８を圧入固定する組付け動作を説明する。係止溝６１ａ、６２ａと逃がし溝６１ｂ、６２ｂにカプセル８６を遊嵌させ、カプセル８６の被圧入穴８６ｄにストッパ部材８８を挿入する。このストッパ部材８８のセンタ穴８８ａに図略のかしめ工具を挿入し、ストッパ部材８８のセンタ穴８８ａの外周部分を半径外方へ拡張させる。このようにして、一対のカプセル８６に前記ストッパ部材８８が固定される。一対のつっかえ棒部８７の両端が係止溝６１ａ、６２ａの壁面に当接することにより、前記カプセル８６の長穴６１，６２の溝幅方向の位置が決まり、幅広部８６ａが前記係止溝６１ａ、６２ａの壁面に当接することにより前記カプセル８６の前記長穴６１，６２の長手方向の位置が決まり、前記鍔部８６ｃが一対の第１の板部４１、４２に当接することにより、前記カプセル８６を含めた前記ストッパ部材８８の軸方向の位置が決まる。このようにして、カプセル８６は係止溝６１ａ、６２ａに長穴の長手方向に移動不能に係止され、前記カプセル８６と前記ストッパ部材８８は、前記長穴６１，６２の所定の位置に設けられる。

次に、運転手の体格、姿勢に合わせて、ステアリングチューブ１１をチルトあるいはテレスコさせる動作について説明する。レバー７３を緩む方向に回すと、調整ボルト８２、ストッパプレート８１を介して六角ナット８０も一体的に回り、ネジ部６７によってネジが緩む。また、レバー７３とともに可動カム７２も規制カム７１に対して回転し、カム作用によって規制カム７１と可動カム７２が互いに接近する。これにより、頭部６５と規制カム７１間の距離が長くなり、一対の第１の板部４１、４２で一対の第２の板部３２、３３を締付ける力が弱くなる。この状態で、ステアリングチューブ１１を動かすと、軸支ボルト５１が第２のテレスコ溝３５、締付けボルト６３が第１のテレスコ溝３４に沿って移動する。これにより、ステアリングチューブ１１のテレスコ動作がなされる。また、締付けボルト６３が長穴６１、６２に沿って移動すると、ステアリングチューブ１１の旋回（チルト）動作がなされる。

ステアリングチューブ１１を図１の下の方へ旋回させると、長穴６１，６２の下端に締付けボルト６３が当接してステアリングチューブ１１のチルトの下限動作が制限される。ステアリングチューブ１１を図１の上の方へ旋回させると、ディスタンスブラケット３０がストッパ部材８８に当接してステアリングチューブ１１のチルトの上限動作が制限される。運転手の体の一部がステアリングチューブ１１に当るなどして、ステアリングチューブ１１に大きな力が作用し、ディスタンスブラケット３０をストッパ部材８８に思い切りぶつけてもストッパ部材８８にディスタンスブラケット３０が喰い込むことがない。また、カプセル８６が破断することがない。

ステアリングチューブ１１を任意の位置へ移動させた後、レバー７３を締める方向に回すと、六角ナット８０も一体的に回り、ネジ部６７によってネジが締まる。また、レバー７３とともに可動カム７２も規制カム７１に対して回転し、カム作用によって規制カム７１と可動カム７２が互いに離間する。これにより、頭部６５と規制カム７１間の距離が短くなり、一対の第１の板部４１、４２で一対の第２の板部３２、３３を締付ける力が強くなる。こうして、ステアリングチューブ１１が任意の位置にロックされる。

車両衝突等により、大きな慣性力でもって運転手をハンドルに衝突させると、ロック機構６０によりロックしてあるにも関わらず、ステアリングチューブ１１が旋回する。この結果、ディスタンスブラケット３０をストッパ部材８８に思い切りぶつけることとなり、ストッパ部材８８を上方へ移動しようとする力がカプセル８６の切欠き８６ｆに集中する。この結果、図４に示すように、一対の切欠き８６ｆを結ぶ線上でカプセル８６が破断されて２分され、つっかえ棒部８７を切欠き８７ａ、８７ｂで折損させながら破断されたカプセル８６が係止溝６１ａ、６２ａに沿ってこの係止溝６１ａ、６２ａの両端へ移動する。すなわち、２分されたカプセル８６が、カプセル８６の溝幅方向の両側にある係止溝６１ａ、６２ａの第１逃がし空間へ移動する。ストッパ部材８８は長穴６１，６２に沿って移動し、長穴６１，６２の上端にストッパ部材８８が当接してステアリングチューブ１１の旋回が制限される。このとき、カプセル８６を係止溝６１ａ、６２ａに残してストッパ部材８８が移動するため、旋回ロスが無くなり、ステアリングチューブ１１の旋回範囲を大きくとれる。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、カプセル８６に幅広の幅広部８６ａと幅狭の幅狭部８６ｂを設けたが、幅狭部８６ｂを長穴６１，６２の溝幅方向において幅広部８６ａと同じ幅にしても良い。逃がし溝６１ｂ、６２ｂも係止溝６１ａ、６２ａと同じ幅にする。この場合、カプセル８６が幅広部８６ａ若しくは幅狭部８６ｂに案内される部分が長くなるため、幅広部８６ａの長穴６１、６２の溝幅方向の幅を図３よりも狭くすることができる。

１１：ステアリングチューブ、１２：ステアリングシャフト、３０：ディスタンスブラケット、３２：第２の板部、３３：第２の板部、４０：アジャストブラケット、４１：第１の板部、４２：第１の板部、５０：旋回支持機構、６０：ロック機構、６３：締付けボルト、７３：レバー、８５：ストッパ機構、８６：カプセル、８６ｄ：被圧入穴、８６ｆ：切欠き、８８：ストッパ部材

Claims

ステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転可能に軸承したステアリングチューブと、このステアリングチューブの一端を車両に対し旋回可能に軸支する旋回支持機構と、この旋回支持機構により旋回可能に支持された前記ステアリングチューブを任意の旋回位置でロックするロック機構と、前記ステアリングチューブの旋回範囲を規制するストッパ機構とを備え、前記ロック機構は、前記車両に固定され前記ステアリングチューブ側へ延びる一対の第１の板部を有するアジャストブラケットと、前記ステアリングチューブに一端が連結され前記一対の第１の板部で挟持される一対の第２の板部を有するディスタンスブラケットと、前記アジャストブラケットの長穴と前記ディスタンスブラケットの挿通穴に挿通され、前記一対の第１の板部で前記一対の第２の板部を締付ける方向に軸力を発生させる締付けボルトと、この締付けボルトを回転させるレバーとを備え、前記ストッパ機構は、前記長穴の途中でこれの溝幅方向に大きく拡張した係止溝と、前記係止溝に嵌合されて前記長穴の長手方向に移動不能に係止され、被圧入穴を有するカプセルと、このカプセルの被圧入穴に圧入固定され前記ディスタンスブラケットに当接するストッパ部材とを備えた車両用ステアリング装置において、
前記ストッパ部材に衝撃荷重が作用したときに、前記被圧入穴から前記長穴に沿って前記カプセルが破断されて２分される位置に切欠きを設け、前記カプセルが破断される前は、前記カプセルの前記溝幅方向の両側で前記係止溝には、前記破断されたカプセルが移動できる逃がし空間を有することを特徴とする車両用ステアリング装置。
前記切欠きは、前記長穴の長手方向両側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリング装置。
前記カプセルは、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ステアリング装置。