JPH09109903A - ステアリング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステアリング機構全体の構造が複雑化するなど
の不具合を極力防止しつつ、ステアリングシャフトの衝
撃吸収機能とステアリングロック機能との両機能をステ
アリング機構に適切に具備させる。 【解決手段】ハウジング３の回転を阻止するための回転
止め手段４を具備し、上記ハウジング３とステアリング
シャフト１とは中間部材２を介して相互に連結されてい
るとともに、上記ハウジング３と中間部材２とは、この
中間部材２にステアリングシャフト１の軸長方向に沿っ
た所定値以上の負荷が作用したときにこれら両者２，３
の位置決め固定状態が解除されて上記中間部材２がハウ
ジング３に相対してスライドするように設けられ、上記
ステアリングシャフト１と中間部材２とは、この中間部
材２に所定値以上の回転トルクが生じたときにこれら両
者１，２の連動回転状態が解除されてステアリングシャ
フト１が中間部材２に相対して回転するように設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本願発明は、自動車などの車両のステアリ
ング機構にステアリングシャフトの衝撃吸収機能とステ
アリングロック機能とを兼備させるための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のとおり、ステアリング機構のステ
アリングシャフトは、ステアリングホイール側から大き
な負荷入力を受けたときに、この負荷入力を吸収緩和す
るように動作することが好ましい。すなわち、ステアリ
ング機構には、ステアリングシャフトの衝撃吸収機構を
設けておくことが好ましい。そこで、従来では、たとえ
ば図６に示すように、ステアリングシャフト１ｅの一端
部をハウジング３ｅの孔部３０に嵌入し、これら両者を
樹脂製などのシャーピン８を用いて相互に連結する手段
がある。このような手段によれば、上記ステアリングシ
ャフト１ｅに所定値を超える大きな負荷Ｆ１が入力する
と、シャーピン８が剪断破壊し、上記ステアリングシャ
フト１ｅがハウジング３ｅとの摩擦力などを伴いながら
ハウジング３ｅの内部をスライド移動することとなる。
その結果、上記負荷Ｆ１のエネルギーを吸収緩和するこ
とができる。

【０００３】一方、自動車などの車両には、上述した衝
撃吸収機構の他に、ステアリングロック機構を設けてお
くことも望まれる。このステアリングロック機構の一例
としては、たとえば実開昭６０−５００６３号公報など
に所載のものがある。このような機構を採用すれば、車
両のイグニッションキーを抜いておくことにより、ステ
アリングシャフトならびにステアリングホイールの回転
を困難にすることができ、車両の盗難防止に役立つ。

【０００４】なお、ステアリングロック機構を構成する
場合においては、単にステアリングシャフトの回転を困
難にするだけではなく、ステアリングシャフトに一定値
を超える大きな回転トルクが入力したときにはそのステ
アリングロック状態が解除されるように構成することが
望まれる。これは、たとえばステアリングシャフトにロ
ックピンなどの部材を係止させてステアリングシャフト
の回転止めを図っただけでは、ステアリングシャフトに
過大な回転トルクが入力した場合に、上記ロックピンな
どのステアリングロック機構の構成部品が損壊する虞れ
があり、このような事態を防止する必要があるからであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】自動車などの車両に
は、上述した衝撃吸収機能やステアリングロック機能の
いずれかを単独で具備させるのではなく、これら双方の
機能を具備させる要請が大きい。しかしながら、従来で
は、衝撃吸収機構とステアリングロック機構とは、それ
ぞれ個別に構成されて、別々に設けられていたのが実情
であった。すなわち、従来では、衝撃吸収機構とステア
リングロック機構とを、ステアリングシャフトの長手方
向に沿って単に直列状態に並べたかたちで併設していた
に過ぎなかった。

【０００６】したがって、従来では、ステアリングシャ
フトやその周辺部の構造が非常に複雑となっており、ス
テアリング機構全体の製造コストが高価になるという不
具合があった。また、１本のステアリングシャフトに衝
撃吸収機構やステアリングロック機構をそれぞれ個別に
設けたのでは、ステアリングシャフトに継ぎ目を多く設
けた構造となってしまう。その結果、ステアリングシャ
フトの強度面などにおいても難点が生じ易い他、ステア
リングシャフトやこのステアリングシャフトに取付けら
れるステアリングホイールに振動が生じ易くなるといっ
た不具合もあった。

【０００７】本願発明は、このような事情のもとで考え
出されたものであって、ステアリング機構全体の構造が
複雑化するなどの不具合を極力防止しつつ、ステアリン
グシャフトの衝撃吸収機能とステアリングロック機能と
の両機能をステアリング機構に適切に具備させることを
その課題としている。

【０００８】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００９】すなわち、本願発明は、ステアリングシャ
フトとハウジングとが相互に連結されているとともに、
上記ハウジングの回転を阻止するための回転止め手段を
具備しているステアリング機構であって、上記ステアリ
ングシャフトとハウジングとは、これら両者の連動回転
と上記ハウジングに対するステアリングシャフトの軸長
方向の位置決め固定とが可能なように、これらステアリ
ングシャフトとハウジングとのそれぞれに嵌合した中間
部材を介して相互に連結されているとともに、上記ハウ
ジングと中間部材とは、この中間部材に上記ステアリン
グシャフトの軸長方向に沿った所定値以上の負荷が作用
したときにこの中間部材とハウジングとの位置決め固定
状態が解除されて上記中間部材が上記ハウジングに相対
してスライドするように設けられており、かつ、上記ス
テアリングシャフトと中間部材とは、この中間部材に所
定値以上の回転トルクが生じたときにこの中間部材とス
テアリングシャフトとの連動回転状態が解除されて上記
ステアリングシャフトが上記中間部材に相対して回転す
るように設けられていることを特徴としている。

【００１０】本願発明では、ステアリングシャフトとハ
ウジングとが中間部材を介して連結されており、通常時
においては、ハウジングに対するステアリングシャフト
の位置決め固定と、ステアリングシャフトからハウジン
グへの回転トルクの伝達とを適切に行わせることができ
る。そして、このような状態において、ステアリングシ
ャフトの軸長方向に沿った所定値以上の大きな負荷が上
記ステアリングシャフトに入力する事態が生じた場合に
は、上記中間部材とハウジングとの位置決め固定状態が
解除されて、上記中間部材がハウジングに相対してスラ
イドすることによって、上記中間部材に嵌合されている
ステアリングシャフトを上記負荷の入力の方向に移動さ
せることができる。したがって、上記ステアリングシャ
フトに入力した負荷の吸収緩和を図ることができる。

【００１１】一方、本願発明では、回転止め手段によっ
て上記ハウジングの回転止めを図れば、このハウジング
に中間部材を介して連結されているステアリングシャフ
トの回転動作を防止することができ、ステアリングロッ
クが図れる。そして、このステアリングロック状態にお
いて、上記ステアリングシャフトに所定値を超える大き
な回転トルクが作用すると、このステアリングシャフト
と中間部材との連動回転状態が解除されて、ステアリン
グシャフトが上記中間部材に相対して回転する。したが
って、このステアリングシャフトの回転動作によって上
記回転トルクを逃がすことが可能となる。その結果、ス
テアリングロックの状態においてステアリングシャフト
に大きな回転トルクが作用しても、これに原因してステ
アリングシャフトやその他の部材が不当に破損するとい
ったことも防止することができ、好ましいステアリング
ロック機能が得られる。

【００１２】このように、本願発明は、ハウジングの回
転を阻止するための回転止め手段を具備させた点を除け
ば、実質的には、ハウジングとステアリングシャフトと
を中間部材を介して相互に連結した構成に過ぎず、この
ような構成によって、ステアリングシャフトの衝撃吸収
機能と、各部の破損を防止可能な好ましいステアリング
ロック機能とが得られるものである。したがって、衝撃
吸収機構とステアリングロック機構とを個別に設けてい
た従来の手段と比較すると、ステアリング機構全体の構
成を著しく簡素なものにできて、全体の小型化ならびに
軽量化が図れ、しかもその製造コストも安価にできると
いう格別な効果が得られる。

【００１３】また、本願発明では、既述したとおり、衝
撃吸収機構とステアリングロック機構とを個別に設けた
構造ではないから、ステアリングシャフトに継ぎ目を多
く設ける必要もない。その結果、ステアリングシャフト
の強度の確保、ならびにステアリングシャフトやステア
リングホイールに発生する振動の抑制などを図ることが
できるという利点も得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００１５】図１は、本願発明が適用されたステアリン
グ機構の一例を示す要部断面図である。図２は、図１の
Ｘ１−Ｘ１線断面図である。図３は、図１のＸ２−Ｘ２
線断面図である。

【００１６】このステアリング機構は、ステアリングシ
ャフト１の一端部１ａが、カラー２を介してハウジング
３の一端部に連結された構造となっている。また、上記
ハウジング３の外周面と対面する位置には、ロックピン
４が設けられている。

【００１７】上記ステアリングシャフト１は、図示され
ていない他端部側にステアリングホイールが直接または
間接的に取付けられるものであり、ステアリングホイー
ルの回転操作によって矢印ａ方向に正逆回転可能であ
る。このステアリングシャフト１には、このステアリン
グシャフト１の一端部１ａを段付の軸部として形成する
段部１０が設けられている。

【００１８】上記カラー２は、金属製などの円筒状部材
であり、本願発明にいう中間部材の一例に相当するもの
である。このカラー２は、上記ステアリングシャフト１
の一端部１ａに外嵌されており、このカラー２の一端面
２０が上記ステアリングシャフト１の段部１０に当接し
ている。

【００１９】上記ステアリングシャフト１とカラー２と
は、基本的には、相互に嵌合固定されており、ステアリ
ングシャフト１の回転動作に連動してカラー２も回転す
るようになっている。ただし、これらステアリングシャ
フト１とカラー２との両者間に所定値を超える大きな回
転トルク（たとえば２０〜３０kg・ｍ程度の回転トル
ク）が作用した場合には、相互に接触するステアリング
シャフト１の外周面１１とカラー２の内周面２１との相
互間に滑りが生じ、上記ステアリングシャフト１とカラ
ー２とが互いに相対回転するように設定されている。こ
のような設定は、上記ステアリングシャフト１の一端部
１ａの外径Ｄとカラー２の内径ｄとを適度な嵌め合い寸
法に設定することにより行うことができる。

【００２０】上記ハウジング３は、図示されていない他
端部側がステアリングギヤボックスと直接または間接的
に連結されるものである。このハウジング３は、内部に
孔部３０を有するパイプ状の形態をなしており、このハ
ウジング３の円筒状の一端部３ａ内には上記カラー２が
嵌入されている。このハウジング３とカラー２について
も、基本的には、嵌合固定されている。すなわち、ステ
アリングシャフト１の回転に伴ってカラー２が回転する
と、このカラー２の回転力がハウジング３に伝達される
ようになっている。また、これらカラー２とハウジング
３との軸長方向の位置決めも図られるようになってい
る。

【００２１】ただし、上記カラー２とハウジング３と
は、これらの両者間に軸長方向に沿った所定値を超える
大きな負荷（たとえば２０００〜３０００Ｎ程度の負
荷））が作用した場合には、カラー２の外周面２２とハ
ウジング３の内周面３２との相互間に滑りが生じ、上記
両者が軸長方向に沿って相対的にスライドするように設
定されている。このような設定は、やはり上記ステアリ
ングシャフト１とカラー２との嵌合設定の場合と同様
に、カラー２の外径Ｄ１とハウジング３の内径ｄ１とを
適度な嵌め合い寸法に設定することにより行うことがで
きる。

【００２２】上記ハウジング３は、図２に示すように、
上記カラー２が嵌入している部分については円筒状であ
るものの、上記カラー２との嵌合部分よりもハウジング
３の奥部側に位置する一定領域Ａについては、たとえば
図３に示すような断面楕円状に形成されている。この楕
円部分の最小内径ｄ２は、上記カラー２の外径Ｄ１より
も小径である。この楕円部分の領域Ａは、上記カラー２
がハウジング３の奥部側へ移動するときに上記カラー２
によってその断面形状が押し拡げられることにより、こ
のハウジング３と上記カラー２との両者間に比較的大き
な抵抗力を生じさせるための部位である。

【００２３】上記ロックピン４は、本願発明にいう回転
止め手段の一例に相当するものである。このロックピン
４は、ハウジング３の外周面部に穿設された孔部３１に
対向して往復動自在に設けられており、この孔部３１内
に挿脱自在である。このロックピン４は、車両のイグニ
ッションキーを所定のキーシリンダ（いずれも図示略）
に差し込んでいるときには、上記孔部３１内には挿入し
ない位置に待機している。これに対し、イグニッション
キーをキーシリンダから抜き取ると、たとえば図５に示
すように、その先端部が上記孔部３１内に挿入し、係合
するようになっている。ハウジング３は、このロックピ
ン４との係合によって矢印ａ１方向の回転動作が阻止さ
れる。

【００２４】次に、上記構成のステアリング機構の作用
について説明する。

【００２５】まず、図１において説明したとおり、上記
ステアリング機構では、ステアリングシャフト１の一端
部１ａがカラー２を介してハウジング３に連結固定され
ている。したがって、ステアリングシャフト１の軸長方
向の位置決めを適切に図ることができることは勿論のこ
と、ステアリングシャフト１の回転動作をカラー２を介
してハウジング３に適切に伝達させることができる。

【００２６】次いで、図４に示すように、上記ステアリ
ングシャフト１に、その軸長方向に沿った負荷Ｆが作用
した場合には、ステアリングシャフト１の段部１０がカ
ラー２をその軸長方向に押圧する。したがって、上記負
荷Ｆの値が所定値を超える非常に大きな負荷である場合
には、上記押圧力によってハウジング３とカラー２との
位置決め固定状態が解除されることとなって、ハウジン
グ３の内周面３２とカラー２の外周面２２との相互間に
滑りが生じ、カラー２およびステアリングシャフト１は
上記負荷Ｆの入力方向と同方向に移動することとなる。
また、この移動時には、カラー２とハウジング３との両
者間に接触摩擦力が発生する他、上記図３において説明
したハウジング３の断面楕円状の領域Ａにカラー２が進
入するときには、上記ステアリングシャフト１の移動に
対して適度な抵抗力が発生する。その結果、上記負荷Ｆ
を、ステアリングシャフト１の移動動作によって適切に
吸収し、緩和することが可能となる。

【００２７】図５は、上記のような負荷入力が生じた場
合とは異なり、ステアリングロックを行った状態を示す
断面図である。このステアリングロック動作は、ロック
ピン４をハウジング３の孔部３１に挿入させて、ハウジ
ング３の回転止めを図ることにより行える。すなわち、
ステアリングシャフト１とハウジング３とは基本的には
互いに連動回転するように連結固定された関係であるか
ら、ハウジング３の回転止めがなされることによりステ
アリングシャフト１の回転も阻止されることとなり、ス
テアリングホイールの回転操作を困難とすることができ
る。

【００２８】このようなステアリングロック状態におい
て、たとえば車両の運転者がステアリングホイールを大
きな力で回転操作するなどの事態に原因し、ステアリン
グシャフト１に対して所定値を超える大きな回転トルク
Ｔが作用する場合がある。このような大きな回転トルク
Ｔがステアリングシャフト１に作用すると、このステア
リングシャフト１とカラー２との嵌合固定状態、すなわ
ち連動回転状態が解除され、ステアリングシャフト１の
一端部１ａの外周面１１とカラー２の内周面２１との相
互間に滑りが生じ、ステアリングシャフト１がカラー２
に相対して回転（空転）する。したがって、ステアリン
グシャフト１の大きな回転トルクＴが、カラー２を介し
てハウジング３に伝達されることが回避されることとな
り、ハウジング３に係合しているロックピン４が、上記
回転トルクＴに原因して破損してしまうといった不具合
を生じないようにすることができる。

【００２９】なお、上記実施形態では、ステアリングシ
ャフト１が所定値を超える回転トルクＴを受けたときに
カラー２とステアリングシャフト１との両者間にすべり
を生じさせる設定や、ステアリングシャフト１が所定値
を超える負荷Ｆを受けたときにカラー２とハウジング３
との両者間に滑りを生じさせる設定を、ステアリングシ
ャフト１とカラー２との嵌め合い寸法の設定、あるいは
カラー２とハウジング３との嵌め合い寸法の設定によっ
て行っているが、本願発明は必ずしもこのような寸法設
定によって行う必要はない。

【００３０】たとえば、カラー２とハウジング３との関
係では、これら両者を図６の従来例で説明したシャーピ
ンを用いて結合し、これらの軸長方向に所定値を超える
負荷Ｆが作用したときにこのシャーピンが破断すること
によりカラー２がハウジング３の軸長方向に沿ってスラ
イドするようにしてもよい。さらに、カラー２とステア
リングシャフト１との関係では、たとえばカラー２の内
周面とステアリングシャフト１の一端部１ａの外周面と
に、相互に係合する弾性変形可能な凹凸部を設けてお
き、所定値を超える大きな回転トルクＴがステアリング
シャフト１に作用した場合にのみ、上記凹凸部が弾性変
形することによってステアリングシャフト１がカラー２
に相対して回転するようにしてもよい。

【００３１】いずれにしても、ステアリングシャフト１
の軸長方向に沿う負荷Ｆの入力に対しては、カラー２と
ハウジング３との嵌合部分においてその許容負荷値を設
定すればよく、またステアリングシャフト１に対する回
転トルクＴに対しては、カラー２とステアリングシャフ
ト１との嵌合部分において許容トルクの設定を行えばよ
い。したがって、ステアリング機構が許容する負荷Ｆと
回転トルクＴとのそれぞれの値の設定は、中間部材の異
なる部分において個別に行うことができ、これらの値の
設定を容易に行うことが可能である。

【００３２】また、上記実施形態では、ハウジング３の
孔部３０にカラー２が嵌入され、かつこのカラー２にス
テアリングシャフト１の一端部１ａがさらに嵌入した構
造となっているために、ハウジング３とステアリングシ
ャフト１との連結部分の構成を非常に小型で、かつ簡素
なものにできるという利点が得られる。ただし、本願発
明は、必ずしも中間部材として上記構成のカラー２を用
いる必要はなく、ステアリングシャフト１とハウジング
３とを連結させるための中間部材として他の構成の部材
を用いてもかまわない。

【００３３】その他、本願発明は、ハウジング３の回転
止めを図る手段は、上記ロックピン４に限定されず、他
の手段を用いても構わず、本願発明に係るステアリング
機構の各部の具体的な構成は種々に設計変更自在であ
る。むろん、中間部材がハウジングに相対してスライド
を開始するときの負荷Ｆや、ステアリングシャフトが中
間部材に相対して回転を開始するときの回転トルクＴな
どの具体的な値は、種々の事情を考慮して適宜決定すれ
ばよい事項であり、その具体的な数値も限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明が適用されたステアリング機構の一例
を示す要部断面図。

【図２】図１のＸ１−Ｘ１線断面図。

【図３】図１のＸ２−Ｘ２線断面図。

【図４】ステアリングシャフトに過大な負荷が作用した
場合を示す要部断面図。

【図５】ステアリングロック時においてステアリングシ
ャフトに過大な回転トルクが作用した場合を示す要部断
面図。

【図６】従来のステアリング機構の一例を示す要部断面
図。

【符号の説明】

１ ステアリングシャフト ２ カラー（中間部材） ３ ハウジング ４ ロックピン（回転止め手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングシャフトとハウジングとが
   相互に連結されているとともに、上記ハウジングの回転
   を阻止するための回転止め手段を具備しているステアリ
   ング機構であって、 上記ステアリングシャフトとハウジングとは、これら両
   者の連動回転と上記ハウジングに対するステアリングシ
   ャフトの軸長方向の位置決め固定とが可能なように、こ
   れらステアリングシャフトとハウジングとのそれぞれに
   嵌合した中間部材を介して相互に連結されているととも
   に、 上記ハウジングと中間部材とは、この中間部材に上記ス
   テアリングシャフトの軸長方向に沿った所定値以上の負
   荷が作用したときにこの中間部材とハウジングとの位置
   決め固定状態が解除されて上記中間部材が上記ハウジン
   グに相対してスライドするように設けられており、か
   つ、 上記ステアリングシャフトと中間部材とは、この中間部
   材に所定値以上の回転トルクが生じたときにこの中間部
   材とステアリングシャフトとの連動回転状態が解除され
   て上記ステアリングシャフトが上記中間部材に相対して
   回転するように設けられていることを特徴とする、ステ
   アリング機構。