JP7314162B2 - 駆動装置によって作動される回転ブロック装置を備えるステアリングコラム - Google Patents

Description

本発明は、回転をブロックするための盗難防止システムを備える自動車のステアリングコラム、及びこのステアリングコラムを制御する方法に、関する。

一般に、自動車は、その前端でステアリングホイールを受け、車両の前側のステーアードホイールの旋回を行うステアリングボックスを駆動するロアシャフトに回転連結された、フロントアッパーシャフトを含む、ステアリングコラムを、備える。

２つのテレスコピックシャフトは、それらの間を軸方向にスライドして、その最も前方の位置からスタートして、ステアリングホイールの軸方向ストロークを形成する、第１の調整範囲内での、ステアリングホイールの位置の深さ調整を、確保することができる。

また、このスライドは、ドライバーによってステアリングホイールのエアバッグに与えられる力を制限する、エネルギーを吸収する減衰を行うために、車両の前部への衝撃時に、第１の範囲の後に来る第２の減衰範囲に亘って、アッパーシャフトが凹む可能性を、確保する。

ステアリングホイールの深さ位置の調整を補助的又は自動的な方法で行うために、フロントシャフトを受けるガイドチューブの長手方向のスライドを行って、それをガイドする電動駆動装置を、配置することが知られている。

さらに、ステアリングコラムは、イグニッションキーが外されるときに自動的に作動して、コラムのシャフトのブロックを行う、回転をロックするための盗難防止システムを、備える。これは、コラムのサポートに連結されたボルトを含み、回転におけるそのブロックを確保するために、コラムのシャフトの周りに固定されたブロックリング上に形成された開口に、入るようにスライドする。特に、ボルトは、イグニッションをスイッチオフすることより制御される電動駆動装置によって、作動させることができる。

特に、文献ＦＲ－Ａ１－２８６１６７３及びＥＰ－Ａ１－０９１８０００によって提示される公知のブロックシステムは、第１の文献において、ボルトのハウジングと、シャフトとの間に、又は第２の文献において、コラムサポートと、シャフトに配置された軸方向固定リブを受けるスライドスリーブとの間に、取り付けられた摩擦装置を含み、所定のトルクを越えてこのシャフトの周りを回転してスライドする可能性を与える。特に、所定のスライドトルクは、１００Ｎｍ～２００Ｎｍの間に含まれ、好ましくは１５０Ｎｍである。

このようにして、車両の盗難が試みられた場合、操縦者は、ステアリングホイールのブロックを破壊しようとするために、ステアリングホイールに高いトルクを加え、ブロックリングは、機械的要素の変形又はこれらの要素の破壊を得る前に、シャフト上で回転する結果となる。このようにして、力を制限することによって、盗難を可能にするロックの破壊が回避され、この破壊を得ることなく、運転を危険にして交換を必要とする要素の変形が生じる。

ブロックリングがスライドすることを可能にする高いトルクは、ブロックが維持されるときに車両を駆動不可能にするステアリングホイールに対して、過度に高い力を必要とすることに、留意されたい。

しかしながら、このブロックシステムのために電動駆動装置を使用することによって、このアセンブリは、直径及び軸長の両方がかさばり、高い質量及び高いコストを有する。さらに、モータの動作と同様に車両のオンボードネットワークによって与えられるこのモータによる係合制御は、車両を運転している間における不用意なブロックを回避するために、完全に確保すべきであり、このことは、このシステムを複雑にする。

本発明の目的は、特に、従来技術のこれらの欠点を回避することにある。

この目的のために、回転連結された２つのテレスコピックドライブシャフトを備え、ステアリングホイールを支持するフロントシャフトの軸方向のスライドを、最も前方位置からスタートして、このステアリングホイールの位置の第１の深さ調整範囲、次にドライバーの前記ステアリングホイールへの衝撃を減衰させるための、事故の場合に使用される第２の減衰範囲、に亘って連続的に可能にする、自動車用ステアリングコラムを、提案する。このコラムは、前記スライドを制御するための電動駆動装置と、一方の前記シャフトの回転をブロックする盗難防止回転ブロック装置と、を備える。前記回転ブロック装置は、前記第２の減衰範囲に位置する、前記駆動装置によって与えられる、前記フロントシャフトをブロックするための、軸方向位置に対して、自動的に係合される、という点で注目すべきである。

このステアリングコラムの利点は、イグニッションをスイッチオフした後、フロントシャフトを車両の運転のために使用される第１の調整範囲の外である軸方向ブロック位置に配置するために、既存の駆動装置を使用することによりフロントシャフトの軸方向スライドを行うことで、ロックシステムを作動させる第２の駆動装置の設置が回避され、これは、ステアリングコラムのサイズ、質量及びコストを低減することを可能にする、ことにある。

本発明に係るステアリングコラムは、互いに組み合わせることが可能な、以下の特徴のうちの１つ又は複数を、さらに含んでもよい。

有利には、フロントシャフトをブロックするための軸方向位置は、第２の減衰範囲のストロークの端の前に、配置される。このようにして、この第２の範囲の端に来るフロントシャフトの完全な押し下げ（depression）を引き起こした事故の場合には、ロックシステムは、その中に残ることなく軸方向ブロック位置を通過し、このことは、一定の規則が要求することに従って、必要に応じてステアリングが車両を操縦し続けるように、オペレーショナルステアリングを維持する。

有利には、回転ブロック装置は、その外側輪郭上に軸方向歯（axial teeth）を有するインナーリングを含み、軸方向歯は、アウターリング内に配置された歯の間に、係合される。このブロックシステムは、実施するのがシンプルである。

この場合、有利には、インナーリング及びアウターリングの軸方向歯は、軸方向において、他方のリングへの係合側に、チップ（tip）を有する。

さらに、有利には、インナーリング及びアウターリングは、軸方向において、他方のリングへの係合側に、他方のチップから軸方向に突出する、チップを有する。

有利には、回転ブロック装置は、この装置によって伝達されるトルクを制限する回転スライドシステムを、含む。

この場合、スライドシステムは、有利には、一方のリングとそれを支持するパーツとの間に配置された、スロットを形成した弾性環を、含む。

有利には、回転ブロック装置は、第２の減衰範囲におけるフロントシャフトの変位中に、回転ブロック装置の２つの部分に接触するときの、軸方向の力の影響下での事故の場合に破壊され得る、軸方向ヒューズシステムを、含む。

この場合、軸方向ヒューズシステムは、少なくとも一方のリングを軸方向に保持する、プラスチック材料で作られた弾性クリップを、含んでもよい。

特に、回転ブロック装置は、リアシャフトに固定されたインナーリングと、フロントシャフトのガイドを行うガイドチューブの内側に固定されたアウターリングと、を含んでもよい。

さらに、本発明は、上述の特徴のいずれか１つを備えるステアリングコラムを制御するための方法に関し、これは、車両のイグニッションをスイッチオフした後に、電動駆動装置を体系的に制御して、フロントシャフトを、回転をブロックするためのその軸方向位置に置く。

本発明は、添付の図面を参照して、例として与えられる以下の説明を読むことにより、より良く理解され、他の特徴及び利点がより明確に示されるであろう。

図１及び図２は、それぞれ、本発明に係るステアリングコラムを、部分的に切断した斜視図及び垂直面に沿う軸方向断面図で、示す。 図１及び図２は、それぞれ、本発明に係るステアリングコラムを、部分的に切断した斜視図及び垂直面に沿う軸方向断面図で、示す。 図３は、この軸方向断面図の部分拡大図である。 図４は、この斜視図の部分拡大図である。 図５は、インナーブロックリングを持つリアシャフトの分解図である。 図６は、インナーブロックリング及びアウターブロックリングを、詳示する。 図７の（ａ），（ｂ），（ｃ）及び（ｄ）は、軸方向断面図において、前方調整位置、後方調整位置、ロック位置、及び事故後に完全に押し下げられた位置に、連続的に配置された、このステアリングコラムを、示す。

図１及び図２は、車両ダッシュボードのクロスメンバの下に固定するために設けられた上部タブを装備した、ステアリングコラムの固定サポート４を、示す。固定サポート４は、横（短手）軸ピボット２６によって可動サポート２に連結されており、ステアリングホイールの高さ調整を可能にしている。可動サポート２は、矢印ＡＲによって示されるリア側（後方側）に、縦（長手）方向をなす主軸に沿って配置されたリアシャフト８をガイドするための、リアボールベアリング６を内部に含む、閉じたケーシングを、形成している。

リアボールベアリング６によって可動サポート２内に軸方向に楔どめされたリアシャフト８は、ステアリングコラムのシャフトに連結するためのダイヤル１０をその後方端に含み、それを車両のステアリングボックスに連結する。

軸方向にスライド可能に可動サポート２のボア内にガイドされたフロントスライドチューブ１２は、ステアリングコラムのフロントシャフト１６を受けるフロントガイドベアリング１４を、その前端に含む。フロントシャフト１６は、このフロントベアリングによって、スライドチューブに軸方向に楔どめされている。

このようにして、フロントシャフト１６は、スライドチューブ１２内で自由に回転する。しかし、フロントシャフト１６がその軸に沿ってスライドするときには、このチューブを駆動する。

フロントシャフト１６は、その前端に、ステアリングホイールを固定するためのアウタースプライン１８と、長手後方において、リアシャフト８の周りに形成されたアウタースプライン２２に係合して回転連結を確保するインナースプライン２０と、を含むチューブによって形成されている。

縦軸に垂直な軸を有する電動駆動装置３０は、アングルトランスミッションを形成する歯車減速機３２を、駆動する。次に、歯車減速機３２は、可動サポート２の下に配置されたねじ３４を、主軸に平行に駆動する。ねじ３４に係合されたナットを含むキャリッジ３６は、湾曲したメタルブレード２８によって、ねじ２４によりこのブレードに固定されたスライドチューブ１２を、駆動する。

縦軸に平行に配置された湾曲メタルブレード２８は、その２つの端部における一方が他方の下になるように、１８０°の曲率を含む。２つの端部は、一方がキャリッジ３６に、他方がスライドチューブ１２に、連結される。したがって、ステアリングホイールの深さ調整を行うために、キャリッジ３６とスライドチューブ１２との間に、剛性のある軸方向連結が、得られる。

特に、ねじ３４とキャリッジ３６のナットとの、ねじーナット接続は、不可逆的な運動機構（kinematic）を有し、このナット上の軸方向スラストは、ドライバーがその上に軸方向の力を加えた場合に、ステアリングホイールの深さ位置を誤調整することを回避するために、このねじの十分に小さなピッチのおかげで、ねじの回転を引き起こさない。これを行うために、ねじ３４の軸線に対して、ねじ山の傾斜が有利に行われ、これは、８度と２０度との間で、好ましくは１２度で、構成される。

しかしながら、ステアリングホイールエアバッグの膨張を引き起こす車両前方への衝撃の場合、ドライバーの胴体は、ステアリングホイールに大きな力を加える。この力は、メタルブレード２８により保持されたスライドチューブ１２に、フロントシャフト１８によって伝達される。十分に高い力の場合、メタルブレード２８の湾曲が、スライドチューブ１２をエネルギー吸収を伴って後方に移動させることによって、徐々に行われ、ストロークの端において、図７の（ｄ）に示すように、可動サポート２の底部に到達する。

リアシャフト８は、その輪郭に軸方向歯を備えたインナーブロックリング４０を、支持する。スライドチューブ１２は、対応する軸方向歯を内部に備えたアウターブロックリング５０を、支持する。これらは、図７の（ｃ）に示す、このチューブの所定の軸方向位置において、ステアリングの盗難防止回転ブロックを行うために、互いに係合される。

図３，４，５及び６は、スライドチューブ１２の後部で強固に（rigidly）固定されたアウターリング５０を、示す。アウターリングは、後方に向いたチップ４８においてそれぞれが終端する一連の軸方向歯を、内側に含む。

リアシャフト８にフレキシブルな方法で固定されたインナーリング４０は、軸方向のスライドによってアウターリング５０の歯に係合することができるように、前方に向いたチップ４８においてそれぞれが終端する一連の軸方向歯を、外側に含む。

エラストマーからなる弾性環４２は、一連のスロットを形成した輪郭を、有する。一連のスロットは、内側において、リアシャフト８の周りに形成された対応する軸方向歯６０を受け入れる凹部と、外側において、インナーリング４０に形成された対応する軸方向歯４６を受け入れる凹部と、を含む。アウターリング５０の歯の内径は、インナーリング４０の歯の外径よりも、大きい。

このようにして、シャフト８上におけるインナーリング４０の回転がブロックされ、このインナーリングに応力が加わったときに、ノイズを回避することを可能にする、少しのフレキシビリティを有する、アセンブリが得られる。

有利には、弾性リング４２は、－８０℃と＋３０℃との間に含まれ、好ましくは－４０℃に近い、ガラス転移温度を有する、エラストマーで作られる。このため、特に、熱可塑性エラストマータイプの材料、エチレン‐プロピレン‐ジエンモノマー「ＥＰＤＭ」、ブタジエン‐アクリロニトリル「ＮＢＲ」、水素化ブタジエン‐アクリロニトリル「ＨＢＮＲ」、又はシリコーンを、使用することが可能である。

アウターリング５０の軸方向歯における後方チップ４８及びインナーリング４０の前方チップは、フロントシャフト８が後方に移動するときに、このアウターリングの歯が、インナーリングのそれらの間に挿入されるのを、促進する。

さらに、有利には、より長い歯が各リング４０，５０上に作られ、約０．５～３ｍｍ、好ましくは１ｍｍの、他方のリングに面する延長部を有し、これは、わずかに角度的にオフセットされ、結果として、必要であれば、小さな角度回転によって、残りの歯の係合を準備する。この小さな回転は、弾性リング４２の変形可能な性質によって可能とされ、これは、２つのリング４０，５０の歯が、互いにブロックすることなく、一緒に協働することができるように、リアシャフト８の周りでのインナーリング４０の小さな回転を、可能にする。

開放された弾性クリップ４４は、インナーリング４０の各側におけるリアシャフト８の溝に固定され、このリング及び弾性環４２の軸方向位置を維持する。

図７の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、車両の通常運転のフレームワーク内で駆動装置３０によって行われる、ステアリングホイールの深さ調整のための、最大前方位置Ａ及び最大後方位置Ｂを、示しており、調整範囲ＰＲは、これら２つの最大値の間（一般に３０～５０ｍｍ）に、含まれる。

図７の（ｃ）は、駆動装置３０によって、車両が停止するたびに体系的に配置される、ロック位置Ｃを示しており、ドライバーがイグニッションをスイッチオフした後、ガイドチューブ１２を後方に移動させることによって、結果として、その歯を互いに係合させた後に、アウターリング５０をインナーリング４０に、一致させるようする。

ステアリングのロックは、ステアリングホイールの深さ調整のための、既存の駆動装置３０及びその制御回路を使用することによって、非常に少ない追加コンポーネントで、シンプル且つ費用対効果の高い方法で、実行される。

ステアリングホイールの深さ調整範囲ＰＲに対して明らかに後方に移動されたロック位置Ｃは、このステアリングホイールの前方の空間を解放しており、このことは、ドライバーが車両に出入りするのを容易にする、ことに留意されたい。

図７の（ｄ）は、調整範囲ＰＲ内の位置から得られた事故Ｄ後の位置を、示しており、ドライバーは、湾曲メタルブレード２８を完全に巻き出す（unwinding）ことによって変形する、ステアリングホイールに大きな力を加えて、この調整範囲の後に来る減衰範囲ＰＡを通過した後、ガイドチューブ１２をリアストップに配置する。

この場合、アウターリング５０は、インナーリング４０を超えて通され、このインナーリングによってブロックされることなく、後ろに進む。このことは、ステアリングホイールを用いたステアリングの可能な操縦をこの場合に課す、いくつかの規制要件を満たすことができるように、ステアリングを完全に自由にする。

あるいは、インナーリング４０のアセンブリは、軸方向力ヒューズを、含んでもよい。軸方向力ヒューズは、例えば、プラスチック材料からなる弾性クリップ４４で構成され、通路を自由にするための角度的な位置合わせができずに、２つのリング４０，５０の歯が互いに当接する場合に、事故の場合における衝撃の影響下での破壊によって、フロントシャフト１６の完全な後方移動を可能にする。

あるいは、リング４０，５０の任意の他の配置を、使用することができる。悪意のある人物がそのロックを破壊することを試みて、ステアリングホイールに高いトルクを加える場合に、ステアリングコラムのダメージを回避するために、十分に高いトルク閾値、好ましくは１５０Ｎｍの範囲に対して、ガイドチューブ１２に対してアウターリング５０を回転させてスライドさせるための、システムを提供することが、特に可能である。可動サポート２における他の箇所にも、リング４０，５０を軸方向に配置することが、また可能である。

Claims (8)

1. 回転連結された２つのテレスコピックドライブシャフト（８，１６）を備え、ステアリングホイールを支持するフロントシャフト（１６）の軸方向のスライドを、最も前方位置からスタートして、このステアリングホイールの位置の第１の深さ調整範囲（ＰＲ）、次にドライバーの前記ステアリングホイールへの衝撃を減衰させるための、事故の場合に使用される第２の減衰範囲（ＰＡ）、に亘って連続的に可能にする自動車用ステアリングコラムにおいて、前記スライドを制御するための電動駆動装置（３０）と、一方の前記シャフト（１６）の回転をブロックする盗難防止回転ブロック装置と、を備える、自動車用ステアリングコラムであって、
   前記ブロック装置は、前記第２の減衰範囲（ＰＡ）に位置する、前記駆動装置（３０）によって与えられる、前記フロントシャフト（１６）をブロックするための、軸方向位置に対して、自動的に係合され、
   前記ブロック装置は、軸方向歯をその外側輪郭上に有するインナーリング（４０）を含み、前記歯は、アウターリング（５０）内に配置された歯の間に係合され、
   前記インナーリング（４０）及び前記アウターリング（５０）の前記軸方向歯は、軸方向において、他方のリングへの係合側にチップ（４８）を有し、
   前記インナーリング（４０）及び前記アウターリング（５０）は、軸方向において、前記他方のリングへの係合側へ他方のチップを軸方向に越えて突出する、チップ（４８）を有する、ことを特徴とする自動車用ステアリングコラム。
2. 前記第２の減衰範囲（ＰＡ）のストロークの端の前方に、前記フロントシャフト（１６）をブロックするための前記軸方向位置が、配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用ステアリングコラム。
3. 前記ブロック装置は、この装置によって伝達されるトルクを制限する回転スライドシステムを、含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用ステアリングコラム。
4. 前記スライドシステムは、一方のリング（４０，５０）とそれを支持するパーツとの間に配置された、スロットを形成した弾性環（４２）を、含む、ことを特徴とする請求項３に記載の自動車用ステアリングコラム。
5. 前記ブロック装置は、前記第２の減衰範囲（ＰＡ）における前記フロントシャフト（１６）の変位中に、前記ブロック装置の２つの部分に接触したときの、軸方向の力の影響下での事故の場合に、破壊される得る、軸方向ヒューズシステムを、含むことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の自動車用ステアリングコラム。
6. 前記軸方向ヒューズシステムは、プラスチック材料からなる弾性クリップ（４４）を含み、前記リング（４０，５０）のうちの少なくとも一方を軸方向に保持する、ことを特徴とする請求項５に記載の自動車用ステアリングコラム。
7. 前記ブロック装置は、リアシャフト（８）に固定された前記インナーリング（４０）と、前記フロントシャフト（１６）のガイドを行うガイドチューブ（１２）の内側に固定された前記アウターリング（５０）と、を含む、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の自動車用ステアリングコラム。
8. 車両のイグニッションをスイッチオフした後に、前記電動駆動装置（３０）を体系的に制御して、前記フロントシャフト（１６）を、回転をブロックするためのその軸方向位置に保つ、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の自動車用ステアリングコラムの制御方法。