JP3791222B2

JP3791222B2 - チルト式ステアリング装置

Info

Publication number: JP3791222B2
Application number: JP01861299A
Authority: JP
Inventors: 清明東野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: JP2000211534A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チルト式ステアリング装置に係り、詳しくは、製造の容易化や部品点数の削減等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング装置は、不特定多数の運転者により使用（操舵）されるため、個人の体格や運転姿勢等に対応してステアリングホイールの位置を調整できることが望ましい。このような要望に答えるべく、乗用車に限らず貨物車等においても、チルト機構を有するチルトステアリング装置が多く採用されている。チルト機構は、ステアリングホイールの位置を上下方向に調整するための機構であり、ステアリングシャフトおよびステアリングコラムの揺動中心となるチルトピボットと、所望の位置（揺動角度）でステアリングコラムを固定するチルト調整機構等からなっている。
【０００３】
図９，図１０（図９中のＥ−Ｅ断面図）には、従来のステアリング装置におけるチルト調整機構の一例を示してある。このチルト調整機構は、車体側部材９に固定されるフランジ部８１が左右上端に形成された略Ｕ字断面形状のチルトブラケット４３と、このチルトブラケット４３の内側に所定の範囲で上下動自在に挟持されたディスタンスブラケット４５と、チルトボルト４７やチルトレバー４９等からなる締付手段とから構成されている。ディスタンスブラケット４５の上部にはステアリングコラム１が溶接される一方、チルトレバー４９にはチルトボルトに螺合するチルトナット５９がボルト６１により締結されている。運転者がステアリングホイールの上下調整を行った後にチルトレバーを締め込むと、チルトブラケット４３にディスタンスブラケットが挟圧されて、ステアリングコラム１がチルトブラケット４３を介して車体側部材９に固定される。図中の符号５７は、チルトブラケット４３の側面に形成された長孔であり、チルトボルト４７が嵌挿される。
【０００４】
一方、自動車が他の自動車や建造物等に衝突した場合、ドライバが慣性でステアリングホイールに二次衝突し、頭部や胸部に深刻な損傷を受けることがある。そこで、近年の乗用車等では、このような事態を未然に防ぐべく、脱落式ステアリングコラムが広く採用されている。脱落式ステアリングコラムは、ドライバが二次衝突した際にステアリングコラムがステアリングシャフトと共に脱落するものである。例えば、上述したステアリング装置では、図１１（図９中のＦ矢視図）に示したように、チルトブラケット４３の左右のフランジ部８１には、後端が解放された略Ｕ字形状の切欠き８３がそれぞれ形成され、これら切欠き８３にアルミニウム合金製等のカプセル８５が嵌挿されている。チルトブラケット４３とカプセル８５とは複数本（図示例では、各４本）の樹脂ピン８７を射出成形することにより結合され、チルトブラケット４３はカプセル８５を介して車体側部材９にボルト４１を用いて締結されている。したがって、二次衝突時にステアリングコラム１に所定値以上の前向荷重が作用すると、先ず樹脂ピン８７が破断した後、カプセル８５に対してチルトブラケット４３が前方に摺動・離脱することにより、ディスタンスブラケット４５（すなわち、ステアリングコラム１）が車体側部材９から脱落する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のチルト式ステアリング装置には、その構造から製造工程の複雑化や部品点数の増大が避けられない等の問題があった。
例えば、ステアリングコラム１は、ディスタンスブラケット４５の上部に隅肉溶接等により固着・一体化されるが、このことは、プレス成形工程と組立工程との間に溶接工程を介在させることになるため、製造ラインの流れが悪くなって量産性に少なからぬ影響を与える。また、周知のように、溶接加工には熱歪み等の不良が所定の率で発生するため、製品の歩留まりが大幅に低下する他、ステアリングコラム１やディスタンスブラケット４５に残留応力が生じる問題もあった。
【０００６】
一方、上述したステアリング装置では、ステアリングコラム１を脱落させるべく、カプセル８５や樹脂ピン８７を用いているため、部品点数が当然に増加する他に次のような問題もあった。すなわち、チルトブラケット４３のフランジ部８１とカプセル８５とには、複数の貫通孔を同位置に穿設した上で、これら貫通孔内に樹脂ピン８７を射出成形するため、孔加工（プレス成形やダイキャスト成形）に使用する金型が複雑になると同時に、組立ラインに高価な射出成型機を設置する必要も生じる。
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、製造の容易化や部品点数の削減等を図ったチルト式ステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、上記課題を解決するべく、ステアリングホイールの上下位置が調整可能なチルト式ステアリング装置であって、車体側部材に固定されたチルトブラケットと、このチルトブラケットに上下動自在に支持されたディスタンスブラケットと、このディスタンスブラケットに保持されると共に、所定値以上の前向荷重が作用した際に当該ディスタンスブラケットから前方に離脱するステアリングコラムとを備えたものを提案する。
本発明では、例えば、ステアリングコラムとディスタンスブラケットとをセレーションや加締め等により所定の結合力で結合することで、通常時にはステアリングコラムが確実に固定される一方、乗員のステアリングホイールへの二次衝突時にはステアリングコラムが前方に脱落するようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の関連形態および実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、第１関連形態に係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図であり、同図中の符号１はステアリングコラムを示す。ステアリングコラム１は、ピボットピン３とチルト調整機構５とを介して、車体側部材たるクロスメンバ７，９に固定されている。ステアリングコラム１には、その内部にステアリングアッパシャフト１１が回動自在に支持されると共に、下部に電動モータ１３やギヤハウジング１５，アウトプットシャフト１７等からなる電動アシスト機構１９が一体化されている。
【０００９】
ステアリングアッパシャフト１１の後端にはステアリングホイール２１が取り付けられており、運転者がステアリングホイール２１を回動させると、その回転力が電動アシスト機構１９により増大されてアウトプットシャフト１７に伝達される。図１中、符号２７は自在継手２５を介してアウトプットシャフト１７の前端に連結されたロアステアリングシャフトを示す。また、符号２９はステアリングコラム１を覆うコラムカバー、符号３１は車室とエンジンルームとを区画するダッシュボードをそれぞれ示す。
【００１０】
図２（図１中のＡ部拡大図）および図３（図２中のＢ−Ｂ断面図）に示したように、チルト調整機構５は、ボルト４１によりクロスメンバ９に締結された鋼板溶接構造品のチルトブラケット４３と、ステアリングコラム１を保持した鋼板プレス成形品のディスタンスブラケット４５と、締付手段を構成するチルトボルト４７やチルトレバー４９等からなっている。チルトブラケット４３は、Ｌ字断面形状の左右サイドピース５１，５３と、両サイドピース５１，５３の内側上端面に隅肉溶接されたアッパピース５５とから形成されている。両サイドピース５１，５３には、側面にピボットピン３を中心とする円弧状の長孔５７が形成されており、この長孔５７内をチルトボルト４７が移動する範囲で、ディスタンスブラケット４５（すなわち、ステアリングコラム１）が上下に揺動する。図３中で符号５９で示した部材はチルトボルト４７に螺合するチルトナットであり、ボルト６１によりチルトレバー４９に締結されている。
【００１１】
一方、ディスタンスブラケット４５は、ステアリングコラム１が嵌入する３／４円筒形状のホルダ部６３と、ホルダ部６３の下部に一体に形成された略矩形断面形状のカラー部６５とからなっている。第１関連形態の場合、ステアリングコラム１の外周面とホルダ部６３の内周面とにはそれぞれセレーション６７，６９が形成されており、組立状態においては、これらセレーション６７，６９が互いに噛み合うことで、ステアリングコラム１とディスタンスブラケット４５とが所定の結合力をもって結合されている。また、カラー部６５は、その両側面が左右サイドピース５１，５３の内側面に当接すると共に、下端面中央に所定の空隙ｔを有している。
【００１２】
以下、第１関連形態の作用を述べる。
運転者の交代等によってステアリングホイール２１の位置が不適切となった場合、第１関連形態のステアリング装置では、運転者が先ずチルトレバー４９をアンロック側に回動させて、チルトボルト４７に対してチルトナット５９を緩める。すると、チルトブラケット４３の左右サイドピース５１，５３による締め付け力が消滅し、ピボットピン３を揺動中心としてステアリングコラム１がディスタンスブラケット４５と共に上下揺動可能となる。これにより、運転者は、ステアリングコラム１をチルト操作させ、ステアリングホイール２１の上下位置を調整することができる。
【００１３】
ステアリングホイール２１の位置調整を終えると、運転者は、最前とは逆にチルトレバー４９をロック側に回動させ、チルトボルト４７に対してチルトナット５９を締め付ける。すると、チルトブラケット４３の左右サイドピース５１，５３がチルトボルト４７とチルトナット５９とに挟圧されて内側に弾性変形し、両サイドピース５１，５３間に介装されたディスタンスブラケット４５のカラー部６５が挟圧される。すると、カラー部６５が下端面中央の空隙ｔが消滅するまで弾性変形すると共にホルダ部６３も微小に縮径し、チルトブラケット４３に対してディスタンスブラケット４５が強固に固定され、同時にステアリングコラム１とホルダ部６３との結合力も増大する。
【００１４】
一方、車両の衝突に伴い運転者がステアリングホイール２１に二次衝突した場合、ステアリングアッパシャフト１１を介してステアリングコラム１には前向荷重が作用する。そして、第１関連形態では、その前向荷重が所定の値を超えた場合、図４に示したように、ステアリングコラム１がディスタンスブラケット４５のホルダ部６３内を前方に摺動し、その際の摺動抵抗により二次衝突に伴う運転者への衝撃力が緩和されるのである。
【００１５】
第１関連形態では、このような構成を採ったことで、ステアリングコラム１とディスタンスブラケット４５との溶接接合が不要になると共に、従来装置において用いられていたカプセルや樹脂ピンも不要となり、製造工程の簡略化と部品点数の大幅な削減を実現できた。
【００１６】
次に、本発明の実施形態を説明する。この実施形態は、第１関連形態に対してチルトブラケットの形状およびステアリングコラムとディスタンスブラケットとの結合方法が異なるため、説明はその相違点を中心に行い、共通する部分についての詳細な説明を省略する。本実施形態のステアリング装置では、図５および図６（図５中のＣ−Ｃ断面図）にその要部を示したように、チルトブラケット４３が前述した従来装置と略同一の形状となっている他、ステアリングコラム１とディスタンスブラケット４５のホルダ部６３とが左右各２箇所で加締められている。すなわち、ステアリングコラム１には左右側面に前後一対の貫通孔７１が穿設される一方、ディスタンスブラケット４５のホルダ部６３には加締めポンチ等により貫通孔７１に嵌入する突起７３が内側に突設され、これにより、ステアリングコラム１とディスタンスブラケット４５とが所定の結合力をもって結合されている。
【００１７】
本実施形態の作用は、第１関連形態と略同様であるが、ステアリングコラム１やディスタンスブラケット４５にセレーション加工を行わないため、チルトブラケット４３が単純なプレス成形品であることも相俟って製造コストの更なる低減が可能となった。尚、本実施形態では、ステアリングコラム１がディスタンスブラケット４５のホルダ部６３内を前方に摺動する際には、ディスタンスブラケット４５から突起７３が分離・脱落してもよいし、ステアリングコラム１が塑性変形してもよい。
【００１８】
次に、本発明の第２関連形態を説明する。この関連形態は、上記実施形態に対してステアリングコラムとディスタンスブラケットとの結合方法のみが異なるため、説明はその相違点を中心に行い、共通する部分についての詳細な説明を省略する。第２関連形態のステアリング装置では、図７および図８（図７中のＤ−Ｄ断面図）にその要部を示したように、ステアリングコラム１がディスタンスブラケット４５のホルダ部６３に圧入されている。すなわち、ディスタンスブラケット４５のホルダ部６３には内側に１２０゜の角度間隔で３本の凸条７５が形成されており、これら凸条７５がプレス装置等により圧入されたステアリングコラム１の外周面に圧接し、これにより、ステアリングコラム１とディスタンスブラケット４５とが所定の結合力をもって結合されている。
【００１９】
第２関連形態の作用は、上記実施形態と略同様であるが、ステアリングコラム１とディスタンスブラケット４５とを組み合わせた状態での加締め加工が不要となるため、ステアリング装置の製造が更に容易となった。尚、本関連形態では、ステアリングコラム１がディスタンスブラケット４５のホルダ部６３内を前方に摺動する際には、ディスタンスブラケット４５の凸条７５によりステアリングコラム１が塑性変形する。
【００２０】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態は電動アシスト機構を有するチルト式ステアリング装置に本発明を適用したものであるが、通常のチルト式ステアリング装置に適用してもよい。また、チルトブラケットやディスタンスブラケットの具体的形状を始め、ステアリングコラムとディスタンスブラケットとの結合方法等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ステアリングホイールの上下位置が調整可能なチルト式ステアリング装置であって、車体側部材に固定されたチルトブラケットと、このチルトブラケットに上下動自在に支持されたディスタンスブラケットと、このディスタンスブラケットに保持されると共に、所定値以上の前向荷重が作用した際に当該ディスタンスブラケットから前方に離脱するステアリングコラムとを備えるようにしたため、ステアリングコラムとディスタンスブラケットとの溶接が不要になると共に、カプセルや樹脂ピン等も削減でき、製造工程の簡略化や部品点数の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１関連形態に係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図である。
【図２】図１中のＡ部拡大図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】第１関連形態の作用を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るステアリング装置の要部を示す側面図である。
【図６】図５中のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本発明の第２関連形態に係るステアリング装置の要部を示す側面図である。
【図８】図７中のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】従来のステアリング装置の要部を示す側面図である。
【図１０】図９中のＥ−Ｅ断面図である。
【図１１】図９中のＦ矢視図である。
【符号の説明】
１‥‥ステアリングコラム
３‥‥ピボットピン
５‥‥チルト調整機構
７，９‥‥クロスメンバ
２１‥‥ステアリングホイール
２３‥‥チルトレバー
４３‥‥チルトブラケット
４５‥‥ディスタンスブラケット
４７‥‥チルトボルト
４９‥‥チルトレバー
５１，５３‥‥サイドピース
５９‥‥チルトナット
６３‥‥ホルダ部
６５‥‥カラー部
６７，６９‥‥セレーション
７１‥‥貫通孔
７３‥‥突起
７５‥‥凸条

Claims

車体側部材に固定されたチルトブラケットと、
このチルトブラケットに上下動自在に挟持されたディスタンスブラケットと、
一端にステアリングホイールを取り付けたステアリングシャフトを回転自在に支持し、
上記ディスタンスブラケットに保持されると共に、所定値以上の前向荷重が作用した際に当該ディスタンスブラケットから前方に離脱するステアリングコラムと、
チルトブラケットに取り付けられ、該チルトブラケットに作用して該チルトブラケットによる前記ディスタンスブラケットへの挟持を強めてディスタンスブラケットを固定保持するためのクランプ機構とを備え、ステアリングホイールの上下位置が調整可能なチルト式ステアリング装置において、
前記ディスタンスブラケットと前記ステアリングコラム外周部との間には凹凸嵌合部分が形成され、
該凹凸嵌合部分は前記ディスタンスブラケットと前記ステアリングコラム外周にそれぞれ形成された突起と貫通孔とから成り、
前記ディスタンスブラケットには所定の空隙が設けてあって、前記クランプ機構を介して前記ディスタンスブラケットを締付けて前記空隙を消滅させて前記凹凸嵌合部分を結合させて前記ステアリングコラムを前記ディスタンスブラケットに固定することを特徴とするチルト式ステアリング装置。