JP5693997B2 - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定荷重以上の車両前方への荷重が作用することにより、車両側固定部から固定ブラケットが車両前方側に離脱するように構成されている車両用ステアリング装置に関する。

従来より、車両用ステアリング装置には、例えば車両が前面衝突し、慣性の作用により運転者がステアリングホイールに衝突（二次衝突）した場合に、その衝撃緩和等を目的として、ステアリングコラムが車両から離脱するように構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図５に示すように、特許文献１のステアリング装置９０において、ステアリングシャフト（図示せず）を回転可能に支持するステアリングコラム９１には、車体取付ブラケット９２（固定ブラケット）が取り付けられている。この車体取付ブラケット９２の左右両側のフランジ部９３には、車体後方側が開放された切欠き溝（図示せず）が形成されている。また、各車体取付ブラケット９２には、カプセル９６が、切欠き溝の左右両側縁部を挟持するように車体取付ブラケット９２に一体化されている。このカプセル９６は、車両本体９４の取付面９４ａに固定されるとともに、車体取付ブラケット９２を車体前方側に離脱可能に保持している。

さらに、フランジ部９３において、カプセル９６よりも車体前方側には突起９５（こじり抑制部）が、車両本体９４の取付面９４ａ側に突出するように形成されている。この突起９５は、半球面状をなし、車両本体９４の取付面９４ａに軽く接触するようにフランジ部９３からの突出量が設定されている。

そして、例えば、運転者がステアリングホイールに衝突（二次衝突）したとき、車体取付ブラケット９２には、取付面９４ａへ向けた曲げモーメント（矢印Ｍ）が作用し、フランジ部９３に形成された突起９５が車両本体９４の取付面９４ａに当接する。すると、この突起９５の当接により、カプセル９６にこじりが発生することが抑制される。その結果、カプセル９６から車体取付ブラケット９２が円滑に離脱して、二次衝突時の衝撃が緩和される。

特開２００７−１５６７０号公報

ところで、カプセル９６にこじりが発生するのを抑制するための突起９５は、フランジ部９３からの突出量が多すぎると、突起９５が取付面９４ａに強接触になってしまい、衝突時に、車体取付ブラケット９２がカプセル９６から円滑に離脱できなくなってしまう。よって、突起９５のフランジ部９３からの突出量は精度良く設定されなければならないが、特許文献１の突起９５は、プレス成形によってフランジ部９３に形成されており、突起９５を精度良く形成するためにコストが嵩んでしまうという問題がある。

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って、その目的は、カプセルのこじりを抑制しつつ、固定ブラケットの円滑な離脱を安価な構成で可能にすることができる車両用ステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１及び請求項２に記載の発明は、ステアリングコラムを支持するとともに車両側固定部に固定される固定ブラケットを備え、該固定ブラケットが固定板部を備えるとともに、該固定板部には、所定荷重以上の車両前方への荷重が前記ステアリングコラムに作用したとき、前記固定ブラケットが車両前方側に離脱できるように前記固定板部を保持するカプセルが連結され、該カプセルを介して前記固定板部が前記車両側固定部の取付面に固定されており、前記固定板部における前記カプセルよりも車両前方側に、前記取付面に向けて突出する樹脂製のこじり抑制部が形成されていることを要旨とする。

上記発明によれば、こじり抑制部が樹脂材料によって形成されているため、固定板部に曲げモーメントが作用し、こじり抑制部が車両側固定部の取付面に押し付けられたとき、こじり抑制部は金属で形成される場合と比べて大きく塑性変形しながらも、固定板部と取付面との隙間を維持し、カプセルのこじりを抑制する。よって、こじり抑制部は、取付面に押し付けられた際の変形量を加味して若干突出量が多く形成されていてもよく、こじり抑制部は、その突出量が目標値となるように精度良く形成されていなくてもよい。したがって、プレス成形等でこじり抑制部の突出量が目標値となるように精度良く形成する場合と比べると、こじり抑制部、ひいては固定ブラケットの製造コストを抑えることができる。

また、請求項１に記載の車両用ステアリング装置においては、前記こじり抑制部は、車幅方向に延びる第１突条部と、該第１突条部に直交するように前記第１突条部から延設された第２突条部とからなる略Ｔ字状に形成されている。

上記発明によれば、例えば、こじり抑制部を円柱状に形成する場合と比べると、第１突条部によって取付面への接触面積を十分に確保することができ、カプセルのこじりを効果的に防止することができる。また、曲げモーメントが車幅方向に偏って作用しても、車幅方向へ延びる第１突条部によって固定板部と取付面との隙間を維持することができ、カプセルのこじりを防止することができる。加えて、過大な曲げモーメントによって第１突条部が過大に押し潰されそうになっても第２突条部により、固定板部と取付面との隙間を維持することができ、カプセルのこじりを防止することができる。

また、請求項２に記載の車両用ステアリング装置においては、前記カプセルと前記固定板部は、射出成形された樹脂ピンにより連結され、前記こじり抑制部は、前記樹脂ピンと同時に射出成形される。

上記発明によれば、樹脂ピンを射出成形した後に、固定板部にこじり抑制部をプレス成形する場合と比べると、製造工程を一つ減らすことができ、しかも、こじり抑制部を固定板部に簡単に形成することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用ステアリング装置において、前記こじり抑制部を形成する樹脂材料は、前記樹脂ピンを形成する樹脂材料と同じであることを要旨とする。

上記発明によれば、樹脂ピンとこじり抑制部とを別々の樹脂材料で形成する場合と比べると、射出成形の際の手間を減らすことができる。

本発明によれば、カプセルのこじりを抑制しつつ、固定ブラケットの円滑な離脱を安価な構成で可能にすることができる。

実施形態の車両用ステアリング装置を示す斜視図。 （ａ）は車両用ステアリング装置を示す平面図、（ｂ）は図２（ａ）の２ｂ−２ｂ線断面図。 （ａ）は固定板部及びこじり抑制部を示す部分斜視図、（ｂ）は固定板部及びカプセルを示す平面図。 車両用ステアリング装置を示す部分側面図。 背景技術を示す部分側面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、車両用ステアリング装置１１において、ステアリングシャフト１３は、ステアリングコラム１４に挿通されるとともに、このステアリングコラム１４によって回転可能に支持されている。そして、ステアリングコラム１４において、車両前後方向の後端（軸方向一端）からのステアリングシャフト１３の突出端（軸方向一端）にステアリングホイール１２が連結されている。

ステアリングシャフト１３は、車両前後方向の前端（軸方向他端）がインターミディエイトシャフト（図示せず）に連結されるとともに、ステアリング操作に基づく回転及び操舵トルクが、ステアリングギア（ラック＆ピニオン機構）等の図示しない操舵輪の舵角を変更する転舵機構へと伝達されるようになっている。また、ステアリングシャフト１３は、ステアリングホイール１２が固定される中空状のアッパシャフト１３ａと、このアッパシャフト１３ａに収容されるロアシャフト（図示せず）とを一体化して形成されている。アッパシャフト１３ａと、ロアシャフトとは、スプライン嵌合することにより互いに軸方向へ相対摺動可能、且つ一体回転可能に構成されている。

また、ステアリングコラム１４は、軸受（図示せず）を介してアッパシャフト１３ａを回転可能に収容支持するアウタチューブ１４ａと、ステアリングシャフト１３のロアシャフトを収容するインナチューブ１４ｂとを一体化して形成されている。アウタチューブ１４ａは、その内周にインナチューブ１４ｂが挿入されることにより、インナチューブ１４ｂに対して軸方向に相対摺動可能に設けられている。

また、ステアリングコラム１４（インナーチューブ１４ｂ）の前端（軸方向他端）には、減速機構Ｓのハウジング１７が一体に設けられとともに、このハウジング１７には、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するモータＭ（ＥＰＳアクチュエータ）が一体化されている。

ステアリングコラム１４の車両前方側は、車両に固定された支持ブラケット（図示せず）によって車両に支持されている。また、ステアリングコラム１４の車両後方側は固定ブラケット２５によって、車両の一部である車両側固定部としての取付ステー２０に固定されている。図１及び図２に示すように、固定ブラケット２５は、取付ステー２０への固定機能を担う第１ブラケット３１と、この第１ブラケット３１と一体化されるとともにチルト機能を担う第２ブラケット４１と、から構成されている。

第１ブラケット３１は、一枚の金属板（鉄板）を整形して形成されるとともに、ステアリングコラム１４を上方から車幅方向に跨ぐように配置されている。第１ブラケット３１は、ステアリングコラム１４の車幅方向両側に位置し、かつ取付ステー２０に対し固定される一対の固定板部３２と、両固定板部３２を繋ぐ連結板部３３とから形成されている。

また、図３に示すように、各固定板部３２には、切欠き溝３２ａが固定板部３２における車両後方側に開口するように形成されている。さらに、各固定板部３２において、切欠き溝３２ａに対する車幅方向両側には、ピン用孔３２ｂが固定板部３２を厚み方向に貫通して形成されている。そして、図１〜図３に示すように、各固定板部３２には、金属材料製のカプセル３５が連結されるとともに、このカプセル３５は車幅方向において切欠き溝３２ａを挟む部位を上下から挟持している。

カプセル３５と固定板部３２とは、複数本の樹脂ピン３６を、カプセル３５に形成された挿通孔３５ａ、及び固定板部３２のピン用孔３２ｂに樹脂材料を射出成形することにより一体化されている。そして、図４に示すように、各固定板部３２に連結されたカプセル３５に対し、取付ステー２０から突出するボルト２６が挿通されるとともに、このボルト２６にナット２７が締結されることで、固定板部３２が取付ステー２０に固定されている。すなわち、第１ブラケット３１を介して固定ブラケット２５が取付ステー２０の取付面２０ａに固定されるとともに、固定ブラケット２５と取付ステー２０との間には、カプセル３５、樹脂ピン３６、ボルト２６、及びナット２７からなる離脱機構が設けられている。

図１及び図２に示すように、固定ブラケット２５における第２ブラケット４１は、一枚の金属板（鉄板）をコ字状に整形して形成され、各固定板部３２の内側に配される一対の側板部４４と、両側板部４４を上端縁で繋ぐとともにステアリングコラム１４を上方から車幅方向に跨ぐ連結板部４６とから形成されている。そして、第２ブラケット４１は、連結板部４６がステアリングコラム１４を上方から覆うとともに、一対の側板部４４がステアリングコラム１４を車幅方向両側から覆うように配置されている。各側板部４４にはチルト長孔４４ａがステアリングコラム１４の上下方向（傾動方向）に沿って延びるように形成されている。そして、上記第２ブラケット４１は、その連結板部４６の上面が第１ブラケット３１における連結板部３３の下面に接合されている。

また、第２ブラケット４１の内側には、ステアリングコラム１４の下側に固着されたコラムブラケット５２が配置されている。このコラムブラケット５２は、一枚の金属板（鉄板）をコ字状に整形して形成され、各側板部４４の内側に配される一対の支持板部５３と、両支持板部５３の下端縁を繋ぐ接続板部５４とから形成されている。各支持板部５３には、ステアリングコラム１４の車両前後方向に延びるテレスコ長孔５３ａが形成されるとともに、両支持板部５３の内面にはステアリングコラム１４が接合されている。

そして、第２ブラケット４１の各側板部４４に形成されたチルト長孔４４ａ、及びコラムブラケット５２の各支持板部５３に形成されたテレスコ長孔５３ａに支軸５８が挿通されるとともに、支軸５８の側板部４４からの突出端にナット５５が螺着されている。この結果、コラムブラケット５２が第２ブラケット４１に連結されるとともに、ステアリングコラム１４がコラムブラケット５２を介して第２ブラケット４１に支持されている。

また、支軸５８には操作レバー５９が一体回転可能に連結されるとともに、この操作レバー５９と、第２ブラケット４１の側板部４４との間には、操作レバー５９の操作に応じてステアリングコラム１４の軸方向への移動及び揺動のロック又はアンロックを行うロック機構６０が設けられている。

そして、ロック機構６０をアンロック状態とし、固定ブラケット２５に対してコラムブラケット５２及びステアリングコラム１４を傾動させることにより、チルト長孔４４ａの範囲内で上下方向におけるステアリング位置を調整可能な構成となっている。また、固定ブラケット２５に対してコラムブラケット５２を軸方向に相対移動させることにより、テレスコ長孔５３ａの範囲内で軸線方向におけるステアリング位置を調整可能な構成となっている。

図３に示すように、各固定板部３２におけるカプセル３５よりも車両前方側には、樹脂製のこじり抑制部３７が一体成形されている。こじり抑制部３７は、樹脂ピン３６を固定板部３２とカプセル３５に射出成形する製造工程の際に、樹脂ピン３６と同時に射出成形される。また、こじり抑制部３７と樹脂ピン３６とは同じ樹脂材料によって形成されている。そして、こじり抑制部３７は、固定板部３２を形成する金属材料（鉄板）よりも強度の低い樹脂材料によって形成されている。

こじり抑制部３７は、車幅方向に延びる第１突条部３７ａと、この第１突条部３７ａに直交するように第１突条部３７ａから延設された第２突条部３７ｂとから平面視Ｔ字状に形成されている。第２突条部３７ｂは、第１突条部３７ａからカプセル３５に達するまで延び、第１突条部３７ａの上面、第２突条部３７ｂの上面、及びカプセル３５の上面は全て同一平面上に位置している。

こじり抑制部３７の固定板部３２からの突出量（上下方向への高さ）は、カプセル３５の固定板部３２からの突出量と同じであり、取付ステー２０の取付面２０ａに対しこじり抑制部３７の上面が軽く接触するような突出量（目標値）に設定されるのが好ましい。しかし、こじり抑制部３７は、その突出量が目標値になるように精度良く形成されなくてもよく、目標値より若干突出量が多くなるように形成されていてもよい。また、こじり抑制部３７は、樹脂材料によって形成されているため、取付ステー２０の取付面２０ａに対し、押し付けられた際、押し潰される方向へ若干の変形が許容されるようになっている。

なお、こじり抑制部３７は、各固定板部３２に設けた凹部（図示せず）に樹脂材料が流入した状態で、各固定板部３２に一体化され、位置決めされている。上記の凹部は、こじり抑制部３７を平面視した通りＴ字状（図３参照）に凹設したものや、ピン用孔３２ｂと同様の貫通孔として形成することができる。ただし、こじり抑制部３７と各固定板部３２との接合強度が十分であれば、凹部を設けなくてもよい。

次に、車両用ステアリング装置１１の作用について説明する。
例えば、車両が前面衝突し、慣性の作用により運転者がステアリングホイール１２に衝突（二次衝突）した場合、ステアリングコラム１４を介して固定ブラケット２５に対して所定荷重以上の車両前方への荷重が作用すると、樹脂ピン３６がせん断される。すると、カプセル３５を取付ステー２０に残した状態で、固定ブラケット２５が取付ステー２０から車両前方側に離脱する。

このとき、固定ブラケット２５は、ステアリングコラム１４の軸方向の中央ではなく、後方寄りを支持している。このため、図４に示すように、ステアリングコラム１４には、取付面２０ａへ向けた曲げモーメント（矢印Ｎ）が作用し、この曲げモーメントを受けて固定ブラケット２５は取付面２０ａに向けて回動しようとする。このとき、こじり抑制部３７が取付面２０ａに押し付けられるため、固定ブラケット２５の取付面２０ａに向けた回動が規制される。

そして、こじり抑制部３７の突出量は、取付ステー２０の取付面２０ａに対しこじり抑制部３７が軽く接触する量（目標値）、又は目標値より若干多くなっている。このため、曲げモーメントによってこじり抑制部３７が取付面２０ａに向けて押し付けられ、取付面２０ａと固定板部３２との間に一定の隙間が維持されるとともに、カプセル３５にこじりが発生することが抑制される。その結果、カプセル３５から固定ブラケット２５が円滑に離脱して、二次衝突時の衝撃が緩和される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）固定ブラケット２５に対して所定荷重以上の荷重が作用したときに、カプセル３５のこじりを抑制するために、固定ブラケット２５の固定板部３２にこじり抑制部３７を形成し、そのこじり抑制部３７を樹脂材料によって形成した。すなわち、こじり抑制部３７を、固定板部３２を形成する金属材料より強度の低い樹脂材料によって形成した。このため、固定板部３２に曲げモーメントが作用し、こじり抑制部３７が取付ステー２０の取付面２０ａに押し付けられたとき、こじり抑制部３７は金属で形成される場合と比べて大きく塑性変形しながらも、固定板部３２と取付面２０ａとの隙間を維持し、カプセル３５のこじりを抑制する。よって、こじり抑制部３７の突出量は、こじりを抑制するために精度良く設定されていなくてもよく、例えば、目標とする突出量よりも若干多くなっていてもよい。このため、プレス成形等でこじり抑制部３７の突出量が目標値となるように精度良く形成する場合と比べると、こじり抑制部３７、ひいては固定ブラケット２５の製造コストを抑えることができる。その結果として、カプセル３５のこじりを抑制しつつ、固定ブラケット２５の円滑な離脱を安価な構成で可能にすることができる。

（２）また、カプセル３５のこじりを抑制するためのこじり抑制部３７は、樹脂材料によって形成され、固定板部３２を形成する金属材料と比べると剛性が低くなっている。このため、こじり抑制部３７が取付面２０ａに押し付けられたとき、こじり抑制部３７が金属材料で形成された場合と比べると、取付面２０ａとの間に発生する摩擦抵抗を軽減することができ、固定ブラケット２５を円滑に離脱させることができる。

（３）こじり抑制部３７は固定板部３２に射出成形されており、カプセル３５を固定板部３２に連結する樹脂ピン３６を射出成形する製造工程で同時に形成される。このため、樹脂ピン３６を射出成形した後に、固定板部３２にこじり抑制部３７をプレス成形する場合と比べると、製造工程を一つ減らすことができ、しかも、こじり抑制部３７を固定板部３２に簡単に形成することができる。

（４）こじり抑制部３７を形成する樹脂材料は、樹脂ピン３６を形成する樹脂材料と同じである。このため、例えば、樹脂ピン３６とこじり抑制部３７とを別々の樹脂材料で形成する場合と比べると、射出成形の際の手間を減らすことができる。

（５）こじり抑制部３７は固定板部３２に射出成形されており、カプセル３５を固定板部３２に連結する樹脂ピン３６を射出成形するのと同時に形成される。すなわち、樹脂ピン３６を射出成形する際に用いた型に、こじり抑制部３７を成形するための加工を施すだけでこじり抑制部３７を固定板部３２に形成することができる。したがって、樹脂製のこじり抑制部３７は、固定板部３２に簡単に形成することができ、しかも、型形状によってこじり抑制部３７の形状を所望する形状にすることができる。

（６）こじり抑制部３７をプレス成形で固定板部３２に形成するには、プレス成形を見越して固定板部３２の板厚を厚くする必要があるが、こじり抑制部３７を樹脂材料で形成するため、固定板部３２の板厚を厚くする必要がなく、固定ブラケット２５（第１ブラケット３１）の軽量化を図ることができる。

（７）こじり抑制部３７は平面視Ｔ字状に形成され、車幅方向に延びる第１突条部３７ａと、この第１突条部３７ａに直交するように第１突条部３７ａから延設された第２突条部３７ｂとを一体に備える。このため、例えば、こじり抑制部３７を円柱状に形成する場合と比べると、第１突条部３７ａによって取付面２０ａへの接触面積を十分に確保することができ、カプセル３５のこじりを効果的に防止することができる。さらに、曲げモーメントが車幅方向に偏って作用しても、車幅方向へ延びる第１突条部３７ａによって固定板部３２と取付面２０ａとの隙間を維持することができ、カプセル３５のこじりを防止することができる。加えて、過大な曲げモーメントによって第１突条部３７ａが過大に押し潰されそうになっても第２突条部３７ｂにより、固定板部３２と取付面２０ａとの隙間を維持することができ、カプセル３５のこじりを防止することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態では、こじり抑制部３７を平面視Ｔ字状に形成したが、こじり抑制部３７は平面視円形の円柱状であってもよいし、車幅方向に延びる直方体状であってもよく、半球状であってもよい。すなわち、こじり抑制部３７の形状は任意に変更してもよい。

○ 実施形態では、こじり抑制部３７を形成する樹脂材料を、樹脂ピン３６を形成する樹脂材料と同じにしたが、こじり抑制部３７と樹脂ピン３６とで別々の樹脂材料としてもよい。

○ 実施形態では、樹脂ピン３６を射出成形する製造工程の際に、こじり抑制部３７を射出成形したが、別々に形成してもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記こじり抑制部を形成する樹脂材料は、前記固定板部を形成する金属材料より剛性が低い請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の車両用ステアリング装置。

１４…ステアリングコラム、２０…車両側固定部としての取付ステー、２０ａ…取付面、２５…固定ブラケット、３２…固定板部、３５…カプセル、３６…樹脂ピン、３７…こじり抑制部、３７ａ…第１突条部、３７ｂ…第２突条部。

Claims (3)

1. ステアリングコラムを支持するとともに車両側固定部に固定される固定ブラケットを備え、
   該固定ブラケットが固定板部を備えるとともに、該固定板部には、所定荷重以上の車両前方への荷重が前記ステアリングコラムに作用したとき、前記固定ブラケットが車両前方側に離脱できるように前記固定板部を保持するカプセルが連結され、
   該カプセルを介して前記固定板部が前記車両側固定部の取付面に固定されており、
   前記固定板部における前記カプセルよりも車両前方側に、前記取付面に向けて突出する樹脂製のこじり抑制部が形成され、
   前記こじり抑制部は、車幅方向に延びる第１突条部と、該第１突条部に直交するように前記第１突条部から延設された第２突条部とからなる略Ｔ字状に形成されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
2. ステアリングコラムを支持するとともに車両側固定部に固定される固定ブラケットを備え、
   該固定ブラケットが固定板部を備えるとともに、該固定板部には、所定荷重以上の車両前方への荷重が前記ステアリングコラムに作用したとき、前記固定ブラケットが車両前方側に離脱できるように前記固定板部を保持するカプセルが連結され、
   該カプセルを介して前記固定板部が前記車両側固定部の取付面に固定されており、
   前記固定板部における前記カプセルよりも車両前方側に、前記取付面に向けて突出する樹脂製のこじり抑制部が形成され、
   前記カプセルと前記固定板部は、射出成形された樹脂ピンにより連結され、前記こじり抑制部は、前記樹脂ピンと同時に射出成形されることを特徴とする車両用ステアリング装置。
3. 前記こじり抑制部を形成する樹脂材料は、前記樹脂ピンを形成する樹脂材料と同じである請求項２に記載の車両用ステアリング装置。

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