JP6900589B1 - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

ステアリング装置（１０；１０Ａ；１０Ｂ）は、ハウジング（２０；２０Ａ；２０Ｂ）にリブ（３０；４０；５０）が形成されている。リブ（３０；４０；５０）は、第１リブ（３１；４１；５１）と、この第１リブ（３１；４１；５１）に交差している第２リブ（３２；４２；５２）と、を含む。第１リブ（３１；４１；５１）の２つの端部のうち交差部（３３；４３；５３）に近い方の端部を一端部（３１ａ；４１ａ；５１ａ）とした場合に、第１リブ（３１；４１；５１）は、交差部（３３；４３；５３）と一端部（３１ａ；４１ａ；５１ａ）との間に、他の部位に比べて強度を低下させた脆弱部（３１ｃ，３１ｃ１〜３１ｃ４；４１ｃ；５１ｃ）を有している。

Description

本発明は、車両等のステアリング装置に関する。

例えば、車両には、走行輪を転舵するためにステアリング装置が搭載されている。従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１に示されるような、ステアリング装置は、ピニオンが形成されているピニオン軸と、ピニオンに噛み合うラックが形成され車幅方向に移動可能なラック軸と、ピニオン及びラックが収納されているハウジングと、を備えている。

運転者がステアリングハンドルを回転させることにより、ピニオン軸が回転し、ピニオン及びラックを介してラック軸が左右に変位する。ラック軸が変位することにより、走行輪が転舵され、車両を所定の方向へ走行させることができる。

特開２００８−２３８９７９号公報

ところで、車両は、走行中に他の車両や路上に設置された設置物に衝突することがある。このような場合に、車両が受けた衝撃から乗員を保護するために、ステアリング装置のハウジングを破壊する必要が生じることがある。

例えば、ステアリング装置のハウジングがサブフレームに取り付けられていることがある。サブフレームは、車体の一部を構成し、エンジンや変速機等を支持している。車両の衝突時等において、エンジンや変速機等の重量物が車室側に入ることを抑制するために、エンジンや変速機等を支持しているサブフレームを脱落させることがある。このとき、ステアリング装置のハウジングを破壊することにより、より確実にサブフレームを脱落させることができ、エンジンや変速機等が車室内へ入ることを抑制することができる。これにより、乗員の保護性能を高めることができる。

ステアリング装置のハウジングがサブフレームに取り付けられている場合に限らず、所定の荷重が入力された際にハウジングを確実に破壊できることが望まれる。

本発明は、所定の荷重が入力された際により確実にハウジングを破壊することのできるステアリング装置の提供を課題とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、少なくとも２つのリブを有し、ハウジングの外周面に第１リブと、この第１リブに交差している第２リブと、を形成し、第１リブの２つの端部のうち交差部に近い方の端部である一端部と交差部との間に、他の部位に比べて強度を低下させた少なくとも１つの脆弱部を形成することにより、所定の荷重が入力された際により確実にハウジングを破壊することができることを知見した。本発明は、当該知見に基づいて完成させた。

以下、本開示について説明する。

本開示の１つの態様によれば、回転可能に設けられている軸棒状の部材であって、一部にピニオンが形成されているピニオン軸と、前記ピニオンに噛み合うラックが形成され、車幅方向に移動可能なラック軸と、少なくとも前記ピニオン及び前記ラックが収納されていると共に、強度を高めるためのリブが外周面に複数形成されているハウジングと、を備え、前記リブは、第１リブと、この第１リブに交差している第２リブと、を含み、前記第１リブと前記第２リブとが交差している部位を交差部とし、前記第１リブの２つの端部のうち前記交差部に近い方の端部を一端部とした場合に、前記第１リブは、前記交差部と前記一端部との間に、他の部位に比べて強度を低下させた脆弱部を有している、ステアリング装置が提供される。

本開示の他の態様によれば、回転可能に設けられている軸棒状の部材であって、一部にピニオンが形成されているピニオン軸と、前記ピニオンに噛み合うラックが形成され、車幅方向に移動可能なラック軸と、少なくとも前記ピニオン及び前記ラックが収納されているハウジングと、を備え、前記ハウジングの外周面には、第１リブと、この第１リブに交差している第２リブと、を含む少なくとも２つの補強のためのリブが形成され、前記第１リブと前記第２リブとが交差している部位を交差部とし、前記第１リブの２つの端部のうち前記交差部に近い方の端部を一端部とした場合に、前記第１リブは、前記交差部と前記一端部との間、且つ、前記ピニオン軸収納部上に、他の部位に比べて強度を低下させるために略Ｖ字状に形成された脆弱部を有している、ステアリング装置が提供される。

本発明によれば、所定の荷重が入力された際により確実にハウジングを破壊することのできるステアリング装置を提供することができる。

本発明の実施例１によるステアリング装置の模式図である。 図１に示したハウジングの正面図である。 図２の３矢視図である。 図２に示したステアリング装置の作用について説明する図である。 図５Ａは、第１の変形例による第１リブの上面に段状に形成された脆弱部について説明する図、図５Ｂは、第２の変形例による第１リブの上面に略Ｖ字状に形成された脆弱部について説明する図、図５Ｃは、第３の変形例による第１リブの側面に段状に形成された脆弱部について説明する図、図５Ｄは、第４の変形例による第１リブの側面に略Ｖ字状に形成された脆弱部について説明する図である。 本発明の実施例２によるステアリング装置について説明する図である。 本発明の実施例３によるステアリング装置について説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、左右とは車両の乗員を基準として左右、前後とは車両の進行方向を基準として前後を指す。また、図中Ｌｅは乗員から見て左、Ｒｉは乗員から見て右、Ｕｐは上、Ｄｎは下を示している。添付図に示した形態は本発明の一例であり、本発明は当該形態に限定されない。

＜実施例１＞
図１を参照する。ステアリング装置１０は、乗員がステアリングハンドル１１を回転させることにより、前輪Ｆｗ、Ｆｗを任意の方向へ向け、車両の走行する方向を操作するためのものである。

ステアリング装置１０は、回転可能に設けられ乗員が操作するステアリングハンドル１１と、このステアリングハンドル１１に接続されステアリングハンドル１１が回転することにより回転するインターミディエイトシャフト１２と、このインターミディエイトシャフト１２に接続されインターミディエイトシャフト１２が回転することにより回転するピニオン軸１３と、このピニオン軸１３の先端に形成されているピニオン１３ｂに噛み合っているラック１４ｂを有し、ピニオン軸１３が回転することにより左右（車幅方向）に変位するラック軸１４と、これらのピニオン軸１３及びラック軸１４の一部が収納されているハウジング２０と、を有する。

なお、ステアリング装置１０には、ステアリングハンドル１１の操作に補助的な力を付加するためのモータ等を設けても良い。即ち、本発明は、パワーステアリング装置に適用することもできる。

また、適用されるパワーステアリング装置は、油圧式、電動式のどちらであっても良い。また、補助力を付加する方法も、デュアルピニオンアシスト式、ベルトラックアシスト式、ピニオンアシスト式、ラックアシスト式等任意の方式を選択することができる。

ピニオン軸１３は、軸棒状の部材であるピニオン軸部１３ａと、このピニオン軸部１３ａの先端に形成されているピニオン１３ｂと、を有する。

ラック軸１４は、軸棒状の部材であるラック軸部１４ａと、ラック軸部１４ａのピニオン１３ｂに対応する部位に形成されているラック１４ｂと、を有する。

ハウジング２０は、例えば、サブフレームＳｆに固定されている。サブフレームＳｆは、車体の一部を構成し、エンジンや変速機等も支持している。以下、サブフレームＳｆを、車体Ｓｆということもある。

図２を併せて参照する。ハウジング２０は、ピニオン軸１３に沿って延びピニオン軸１３の一部を収納しているピニオン軸収納部２３と、ラック軸１４に沿って延びラック軸１４の一部を収納しているラック軸収納部２４と、車体Ｓｆに向かって延びていると共に車体Ｓｆに固定されている車体取付部２５と、を有する。

ピニオン軸収納部２３には、ピニオン１３ｂの全体とピニオン軸部１３ａの一部が収納されている。ピニオン軸収納部２３の外周面には、ハウジング２０を補強するためのリブ３０が形成されている。

ラック軸収納部２４には、ラック１４ｂの全体とラック軸部１４ａの一部が収納されている。

リブ３０は、ピニオン軸収納部２３の軸長方向（ピニオン軸１３の軸線方向）に沿って形成されている第１リブ３１と、この第１リブ３１に先端が交差している第２リブ３２と、を有する。

図２及び図３を参照する。以下、第１リブ３１と第２リブ３２とが交差している部位を交差部３３という。また、第１リブ３１の２つの端部のうち交差部３３に近い方の端部を一端部３１ａといい、交差部３３から遠い方の端部を他端部３１ｂという。つまり、一端部３１ａから交差部３３までの長さをＬ１、他端部３１ｂから交差部３３までの長さをＬ２とした場合、Ｌ１＜Ｌ２である。

なお、第１リブ３１の中央に交差部３３が形成されている場合には、任意の端部を一端部３１ａとすることができる。

図３を参照する。第１リブ３１は、一端部３１ａから交差部に向かって徐々に高さが低くなるようテーパ状に形成されている。また、テーパ状に形成された部位の下端部分から連続して、略Ｖ字の欠肉状に脆弱部３１ｃが形成されている。換言すれば、脆弱部３１ｃの端から一端部３１ａまで連続してリブ高さが高くなっている、ということもできる。第１リブ３１は、交差部３３から他端部３１ｂまで略同じ高さに形成されている。

脆弱部３１ｃは、他の部位よりも強度の低い部位である。脆弱部３１ｃは、一端部３１ａと交差部３３との間に形成されている。第１リブ３１は、ピニオン軸収納部２３（図２参照）上に形成されているため、脆弱部３１ｃもピニオン軸収納部２３上に位置している。脆弱部３１ｃは、一端部３１ａよりも交差部３３に近い部位に形成されている。

図２を参照する。第２リブ３２は、一端が第１リブ３１に交差していると共に、他端が車体取付部２５の端部まで延びている。第２リブ３２の一部は、ラック軸収納部２４に位置している。

次に、ステアリング装置１０の作用について説明する。

図４を参照する。走行中に車両が他の車両や路上の設置物に衝突することがある。衝突することにより、白抜き矢印で示すようにハウジング２０に荷重が加わることがある。ハウジング２０に加わった荷重の一部は、第１リブ３１及び第２リブ３２に伝達される。第１リブ３１及び第２リブ３２に伝達された荷重は、黒色矢印で示すように、交差部３３を経て脆弱部３１ｃに達する。脆弱部３１ｃは、他の部位に比べて強度が弱く、所定の大きさ以上の荷重が加わることにより、ハウジング２０は脆弱部３１ｃから破壊される。

次に、ステアリング装置１０について纏める。

図１及び図３を参照する。ステアリング装置１０は、回転可能に設けられている軸棒状の部材であって、一部にピニオン１３ｂが形成されているピニオン軸１３と、ピニオン１３ｂに噛み合うラック１４ｂが形成され、車幅方向に移動可能なラック軸１４と、少なくともピニオン１３ｂ及びラック１４ｂが収納されているハウジング２０と、を備えている。ハウジング２０の外周面には、第１リブ３１と、この第１リブ３１に交差している第２リブ３２と、を含む少なくとも２つの補強のためのリブが形成されている。第１リブ３１と第２リブ３２とが交差している部位を交差部３３とし、第１リブ３１の２つの端部のうち交差部３３に近い方の端部を一端部３１ａとした場合に、第１リブ３１は、交差部３３と一端部３１ａとの間に、他の部位に比べて強度を低下させた脆弱部３１ｃを有している。

図４を参照する。ステアリング装置１０は、ハウジング２０の外周面に第１リブ３１と、この第１リブ３１に交差している第２リブ３２と、が形成され、第１リブ３１の２つの端部のうち交差部３３に近い方の端部である一端部３１ａと交差部３３との間に、他の部位に比べて強度を低下させた脆弱部３１ｃが形成されている。外部から衝撃荷重が加わった際には、交差部３３が形成されていることにより、交差部３３に応力が集中する。そして、応力の集中する交差部３３の近傍に脆弱部３１ｃを形成することにより、入力された荷重が所定の大きさを超えた場合には、脆弱部３１ｃからハウジング２０を破壊することができる。所定の荷重が入力された際に、より確実にハウジング２０を破壊することのできるステアリング装置１０を提供することができる。

図２を参照する。脆弱部３１ｃは、ピニオン軸収納部２３に位置している。ハウジング２０をピニオン軸収納部２３から破壊することができる。ピニオン軸収納部２３から破壊することにより、ラック軸１４からピニオン軸１３を離間させることができる。これにより、衝突時等において、ステアリングハンドル１１（図１参照）が乗員の意図とは別に回転することを抑制することができる。

また、ハウジング２０がサブフレームＳｆに連結されている場合には、衝突時等には、より確実にサブフレームを脱落させることができる。これにより、サブフレームＳｆに支持されているエンジンや変速機等が車室内へ入ることを抑制することができる。これにより、乗員の保護性能を高めることができる。

第１リブ３１は、ピニオン軸収納部２３の軸長方向に沿って形成されている。これにより、ピニオン軸収納部２３を周方向に亘って破壊することができる。ピニオン軸１３をラック軸１４からより確実に離間させることができる。

なお、脆弱部３１ｃは、任意の形状を選択することができる。脆弱部３１ｃの形状が異なる変形例について、説明する。

図５Ａを参照する。脆弱部３１ｃ１は、第１リブ３１のリブ高さが低くなるよう上方に開口する略Ｕ字の段状に形成されていても良い。

図５Ｂを参照する。第１リブ３１の上面は、脆弱部３１ｃ２が底となる略Ｖ字状に形成され、交差部３３から脆弱部３１ｃ２まで下り勾配に形成されていると共に、一端部３１ａから脆弱部３１ｃ２まで下り勾配に形成されている。

図５Ｃを参照する。第１リブ３１の幅は、脆弱部３１ｃ３において最も狭くなるよう両側面が略Ｕ字の段状に形成されている。なお、２つの側面のうち、少なくとも一方の側面が段状に形成されていれば良い。

図５Ｄを参照する。第１リブ３１の側面は、脆弱部３１ｃ４が底となる略Ｖ字状に形成され、交差部３３から脆弱部３１ｃ４まで連続的に幅が狭くなっていると共に、一端部３１ａから脆弱部３１ｃ４まで連続的に幅が狭くなっている。なお、２つの側面のうち、少なくとも一方の側面が略Ｖ字状に形成されていれば良い。

＜実施例２＞
次に、実施例２を図面に基づいて説明する。実施例２によるステアリング装置１０Ａも、基本的な構成は、実施例１によるステアリング装置１０（図１参照）と同様である。このため、共通する構成については、符号を流用すると共に、詳細な説明を適宜省略する。

図６を参照する。実施例２によるステアリング装置１０Ａは、ハウジング２０Ａのラック軸収納部２４Ａにリブ４０が形成されている。

リブ４０は、第１リブ４１と、この第１リブ４１に交差している第２リブ４２と、を有する。第１リブ４１と第２リブ４２とは、交差部４３において交差している。第１リブ４１の２つの端部のうち交差部４３に近い方の端部を一端部４１ａといい、交差部４３から遠い方の端部を他端部４１ｂという。

第１リブ４１の一端部４１ａと交差部４３との間には、他の部位よりも強度の低い脆弱部４１ｃが形成されている。

以上に説明したステアリング装置１０Ａも、本発明所定の効果を奏する。

また、脆弱部４１ｃは、ラック軸収納部２４Ａに位置している。これにより、ラック軸収納部２４Ａからハウジング２０Ａを破壊することができる。ラック軸収納部２４Ａは、一般的にピニオン軸収納部２３や車体取付部２５に比べて大きい。このような部位を破壊することにより、より多くの衝撃エネルギを吸収することができる。

＜実施例３＞
次に、実施例３を図面に基づいて説明する。実施例３によるステアリング装置１０Ｂも、基本的な構成は、実施例１によるステアリング装置１０（図１参照）と同様である。このため、共通する構成については、符号を流用すると共に、詳細な説明を適宜省略する。

図７を参照する。実施例３によるステアリング装置１０Ｂは、ハウジング２０Ｂの車体取付部２５Ｂにリブ５０が形成されている。

リブ５０は、第１リブ５１と、この第１リブ５１に交差している第２リブ５２と、を有する。第１リブ５１と第２リブ５２とは、交差部５３において交差している。第１リブ５１の２つの端部のうち交差部５３に近い方の端部を一端部５１ａといい、交差部５３から遠い方の端部を他端部５１ｂという。

第１リブ５１の一端部５１ａと交差部５３との間には、他の部位よりも強度の低い脆弱部５１ｃが形成されている。

以上に説明したステアリング装置１０Ｂも、本発明所定の効果を奏する。

また、脆弱部５１ｃは、車体取付部２５Ｂに位置している。これにより、ステアリング装置１０Ｂに所定の荷重が入力された場合に、車体取付部２５Ｂからハウジング２０Ｂを破壊することができる。車体Ｓｆ（図１参照）との接続部分を破壊することにより、ステアリング装置１０Ｂを車体Ｓｆからより確実に離間させることができる。

なお、各実施例及び変形例は、適宜組み合わせることができる。変形例において説明した脆弱部の形状を、ステアリング装置１０Ａ、１０Ｂの脆弱部に適用することも可能である。また、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。

本発明のステアリング装置は、乗用車両に好適である。

１０；１０Ａ；１０Ｂ…ステアリング装置
１３…ピニオン軸、１３ｂ…ピニオン
１４…ラック軸、１４ｂ…ラック
２０；２０Ａ；２０Ｂ…ハウジング
２３…ピニオン軸収納部
２４Ａ…ラック軸収納部
２５Ｂ…車体取付部
３０；４０；５０…リブ
３１；４１；５１…第１リブ、３１ａ；４１ａ：５１ａ…一端部、３１ｃ、３１ｃ１〜３１ｃ４；４１ｃ；５１ｃ…脆弱部
３２；４２；５２…第２リブ
３３；４３；５３…交差部
Ｓｆ…サブフレーム（車体）

Claims (10)

1. 回転可能に設けられている軸棒状の部材であって、一部にピニオンが形成されているピニオン軸と、
   前記ピニオンに噛み合うラックが形成され、車幅方向に移動可能なラック軸と、
   少なくとも前記ピニオン及び前記ラックが収納されているハウジングと、を備え、
   前記ハウジングの外周面には、第１リブと、この第１リブに交差している第２リブと、を含む少なくとも２つの補強のためのリブが形成され、
   前記第１リブと前記第２リブとが交差している部位を交差部とし、前記第１リブの２つの端部のうち前記交差部に近い方の端部を一端部とした場合に、前記第１リブは、前記交差部と前記一端部との間に、他の部位に比べて強度を低下させた脆弱部を有している、ステアリング装置。
2. 前記ハウジングは、前記ピニオン軸に沿って延び前記ピニオン軸の少なくとも一部を収納しているピニオン軸収納部を含み、
   前記脆弱部は、前記ピニオン軸収納部に位置している、請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記第１リブは、前記ピニオン軸収納部の軸長方向に沿って形成されている請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記ハウジングは、前記ラック軸に沿って延び前記ラック軸の少なくとも一部を収納しているラック軸収納部を含み、
   前記脆弱部は、前記ラック軸収納部に位置している、請求項１に記載のステアリング装置。
5. 前記ハウジングは、車体に向かって延びていると共に前記車体に固定されている車体取付部を含み、
   前記脆弱部は、前記車体取付部に位置している、請求項１に記載のステアリング装置。
6. 前記脆弱部は、前記第１リブのリブ高さが低くなるよう段状に形成されてなる、請求項１から５のいずれか１項に記載のステアリング装置。
7. 前記第１リブの上面は、前記脆弱部が底となる略Ｖ字状に形成され、前記交差部から前記脆弱部まで下り勾配に形成されていると共に、前記一端部から前記脆弱部まで下り勾配に形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のステアリング装置。
8. 前記第１リブの幅は、前記脆弱部において最も狭くなるよう側面が段状に形成されている、請求項１から４に記載のステアリング装置。
9. 前記第１リブの側面のうち、少なくとも一方の側面は、前記脆弱部が底となる略Ｖ字状に形成され、前記交差部から前記脆弱部まで連続的に幅が狭くなっていると共に、前記一端部から前記脆弱部まで連続的に幅が狭くなっている、請求項１から５のいずれか１項に記載のステアリング装置。
10. 回転可能に設けられている軸棒状の部材であって、一部にピニオンが形成されているピニオン軸と、
    前記ピニオンに噛み合うラックが形成され、車幅方向に移動可能なラック軸と、
    少なくとも前記ピニオン及び前記ラックが収納されていると共に、強度を高めるためのリブが外周面に複数形成されているハウジングと、を備え、
    前記ハウジングは、前記ピニオン軸に沿って延び前記ピニオン軸の少なくとも一部を収納しているピニオン軸収納部を含み、
    前記リブは、前記ピニオン軸収納部の軸長方向に沿って形成されている第１リブと、この第１リブに交差している第２リブと、を含み、
    前記第１リブと前記第２リブとが交差している部位を交差部とし、前記第１リブの２つの端部のうち前記交差部に近い方の端部を一端部とした場合に、前記第１リブは、前記交差部と前記一端部との間、且つ、前記ピニオン軸収納部上に、他の部位に比べて強度を低下させるために略Ｖ字状に形成された脆弱部を有している、ステアリング装置。

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