JP3849314B2 - 脱落式ステアリングコラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱落式ステアリングコラムに係り、詳しくは、製造コストや不良品発生率の低減等を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
近年の乗用車等では、このような事態を未然に防ぐべく、衝撃吸収式ステアリングシャフトや脱落式ステアリングコラムが広く採用されている。衝撃吸収式ステアリングシャフトは、ドライバが二次衝突した際にステアリングホイール側のステアリングシャフトがコラプス（短縮）するもので、ステアリングシャフトをアウタシャフトとインナシャフトとに分割すると共に、両シャフトをセレーション等により摺動可能に結合させている。アウタシャフトとインナシャフトとの間あるいはアウタコラムとインナコラムとの間には、ステアリングシャフトのコラプスに抗する衝撃エネルギ吸収機構が設けられており、所定値以上の軸方向荷重が作用したときにステアリングシャフトあるいはステアリングコラムがコラプスし、その際に衝撃エネルギ吸収機構により衝撃エネルギが吸収される。
【０００３】
一方、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。脱落式ステアリングコラムでは、ステアリングコラムと一体のコラムブラケットがアルミニウム合金製等のカプセルを介して車体側部材に固着されており、二次衝突時には衝撃荷重によってカプセルからコラムブラケットが抜け出す方式が採られている。通常、コラムブラケットには、特公昭４５−２７２４８号公報等に記載されたように、後方が解放された略Ｕ字形状の切欠きが左右に形成されており、これら切欠きの内側面にカプセルの外側端に形成された平行あるいはＶ字断面の凹溝が外嵌すると共に、コラムブラケットとカプセルとに形成された貫通孔や溝に樹脂ピン等が射出成形されている。したがって、二次衝突時においては、先ず樹脂ピン等が破断した後、カプセルの凹溝に対して切欠きが前方に摺動・離脱することにより、コラムブラケット（すなわち、ステアリングコラム）が車体側部材と一体のカプセルから脱落する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の脱落式ステアリングコラムには、その構造から製造コストが高い他、製造時における不良品の発生および通電性が悪い等の問題があった。
例えば、コラムブラケットに形成する切欠きは、カプセル外側端の凹溝が所定の嵌合代をもって嵌合する都合上、その幅を高い寸法精度で仕上げる必要があり、幅寸法が過大あるいは過小であった場合には不良品として廃棄せざるを得ない。また、コラムブラケットとカプセルとには、複数個（通常、各４個）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共に、組立ラインに高価な射出成型機を設置する必要がある。
尚、実公昭５４−４１４７５号公報には、不良品の発生率を低減させる試みとして、コラムブラケットの切欠きとカプセルの凹溝との間に間隙を形成し、この間隙に樹脂を充填するものが提案されている。ところが、この方法を採った場合にも、樹脂の射出成形に伴う上述した問題は解消されない他、長期間の使用によって充填された樹脂が劣化・収縮してコラムブラケットとカプセルとの間にがたが生じる等の虞がある。また、射出された樹脂がコラムブラケットとカプセルとの間の僅かな隙間に浸入した場合、コラムブラケットと車体側部材とが樹脂により絶縁されて通電性が損なわれることもある。
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、製造コストの削減や不良品発生率の低減等を図った脱落式ステアリングコラムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するべく、後方が解放された略Ｕ字形状の切欠きが形成され左右両側に延びる一対のフランジ部を有し、ステアリングコラムを固定するコラムブラケットと、前記フランジ部の前記切欠きに係合しボルトにより車体側部材に固定され、前記コラムブラケットの係止に供されるクリップとを備えた脱落式ステアリングコラムであって、
前記クリップは、金属板をその両端部が向い合うように曲げて該両端部に連続する側壁で略筒状に成形した嵌入部を有し、
該嵌入部は前記略Ｕ字形状の切欠きの両内側面間に該嵌入部の側壁の両側面部を当接させて嵌入されており、該嵌入部は、自由状態で、前記両端部が所定の間隙を有して対向しかつ該嵌入部の両側面部間の幅が前記切欠きの両内側面間の幅より大きくされていて、該切欠きの該両内側面により該嵌入部の該両側面部が内側に押し縮められて該切欠きに弾接圧入されており、
前記嵌入部の前記両側面部それぞれから、前記フランジ部を該フランジ部の厚さ方向に挟圧する一対の挟圧片から成る挟圧部が延設されており、該一対の挟圧片は共に該嵌入部両側面部の該フランジ部の厚さ方向の幅内にあり、
前記ボルトが前記嵌入部側壁に囲まれた中空部分に前記フランジ部の厚さ方向に挿通され、前記嵌入部は前記車体側部材と該ボルトの頭部とで挟まれて固定され、該ボルトの軸力は該嵌入部が受けているものを提案する。
本発明では、例えば、鋼板を打ち抜き・曲げ成形すること等により、略長円形状の本体とこの本体から延設された挟圧部とを備えたクリップを製作し、このクリップの挟圧部の内幅をコラムブラケットの厚みより小さくすることや、クリップの本体の自由幅を切欠きの幅より大きくすることで、クリップのフランジ部と切欠きとに対する弾接力を適宜設定する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、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は鋼管製のステアリングコラムである。ステアリングコラム１は、上下２箇所で車体側部材３に固定されており、図示しない軸受によりアッパステアリングシャフト５を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト５には、その上端にステアリングホイール７が取り付けられる一方、下端にはユニバーサルジョイント９を介してロアステアリングシャフト１１が連結されている。図中、１３はステアリングコラム１の上部を覆うコラムカバーであり、１５は車室とエンジンルームとを区画するダッシュボードである。
【０００７】
このステアリング装置では、ドライバがステアリングホイール７を回転させると、アッパステアリングシャフト５およびロアステアリングシャフト１１を介して、その回転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステアリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッド等を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。尚、ステアリング装置には、チルト式やテレスコピック式等があり、ステアリングギヤとしては、ラックアンドピニオン式の他、ボールスクリュー式やウォームローラ式等、種々の形式が公知である。
【０００８】
図２（図１中のＡ部拡大斜視図）および図３（図１中のＢ−Ｂ拡大断面図）に示したように、ステアリングコラム１には、その上部に鋼板プレス成型品のコラムブラケット２１が固着・一体化されている。コラムブラケット２１は、ステアリングコラム１の外周面に溶接された断面Ｕ字形状のベース部２３と、ベース部２３の上端から折り曲げられた左右一対のフランジ部２５とからなっている。本実施形態の場合、各フランジ部２５には、後方に開口を有する略Ｕ字形状の切欠き２７が形成されている。一方、車体側部材３の下面には、左右一対の鋼板プレス成形品のクリップ３１がボルト３３および平ワッシャ３４により締結されており、これらクリップ３１がコラムブラケット２１の切欠き２７に圧入されている。
【０００９】
第１実施形態のクリップ３１は、図４（斜視図），図５（平面図）および図６（側面図）に示したように、前端に合わせ端３５を有する長円形の嵌入部３７と、嵌入部３７の上端から左右に延設された挟圧片３９と、嵌入部３７の下端から左右に延設された受け片４１とからなっている。嵌入部３７は、クリップ３１が切欠き２７に係合される前の自由状態において、その幅ｗが切欠き２７の幅ｂより大きく、かつ、両合わせ端３５間が所定の寸法ｄ（本実施形態では、ｂ−ｗ）をもって開いている。また、挟圧片３９は、前方にオーバハングした押圧部４３を有しており、クリップ３１が切欠き２７に係合される前の自由状態において、この押圧部４３と受け片４１との間隔ｓがフランジ部２５の厚みｔより小さくなっている。
【００１０】
次に、コラムブラケット２１とクリップ３１との組立手順を述べる。
本実施形態では、組立作業者は、シリンダが一つの油圧装置等の簡単な装置を用いることにより、ステアリングコラム１の軸方向に沿ってスライドさせながら、クリップ３１をフランジ部２５の切欠き２７に圧入・嵌合させる。この際、嵌入部３７は、その幅ｗが切欠き２７の幅ｂより大きいため、図７に示したように、切欠き２７の内側面により左右から押し縮められながら嵌入する。これにより、嵌入部３７は、両合わせ端３５が当接する一方で、その側面が切欠きの内側面に強い力で弾接することになる。また同時に、フランジ部２５は、その厚みｔが押圧部４３と受け片４１との間隔ｓより大きいため、図８に示したように、押圧部４３を押し上げながら挟圧片３９と受け片４１との間に嵌入する。これにより、左右フランジ部２５は、挟圧片３９と受け片４１とにより挟圧されることになる。
【００１１】
このように、本実施形態のクリップ３１では、挟圧片３９と受け片４１とによりフランジ部２５を挟圧する構成を採ったため、一枚の鋼板材を曲げ成形することにより、上下方向にがたの無いクリップ３１を簡単に製作することができた。また一方で、嵌入部３７が切欠き２７の内周面に弾接する構成を採ったため、クリップ３１（すなわち、車体側部材３）とフランジ部２５（すなわち、ステアリングコラム１）との間での左右方向のがたを殆どなくすこともでき、これらにより、樹脂ピン用の射出成型機等を用いることなく、ステアリングコラム１の支持剛性を従来装置より高くすることができた。また、クリップ３１をフランジ部２５の切欠き２７に係合させる際の圧入力に基づき、衝突時におけるステアリングコラム１の離脱荷重を全数検査することができ、ステアリング装置の信頼性を向上させることもできた。
【００１２】
また、本実施形態のクリップ３１では、図５に※印で示した嵌入部３７の側面を外側に突出させることにより、上述した効果を得ることもできる。この方法を採ると、ソフトに左右方向への力を出すことができるため、離脱荷重を比較的低く設定する場合に好適である。一方、図６に示したように、嵌入部３７における前後端側の寸法（Ｃ，Ｄ）を中間部の寸法（Ｅ）より大きくすることにより、ボルト３３を締め付けた際の軸力が、平ワッシャ３４を介して、嵌入部３７の前後端側に作用することになる。そして、嵌入部３７は、側壁がボルト３３の軸心と平行となる前後端側において高い座屈剛性を有するため、ステアリングコラム１を保持する際にボルト３３の緩み等が発生し難くなり、ステアリング装置の高剛性化にも寄与する。また、ボルト３３を締め付けた際に、挟圧片３９と受け片４１とによる挟圧力に影響を与えないため、衝突時におけるステアリングコラム１の離脱荷重が安定する。尚、図示はしないが、受け片４１を挟圧片３９と同様の形状としてもよく、その場合にも同様の挟圧力を得ることができる。
【００１３】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してクリップの一部形状のみが異なるため、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実施形態のクリップ３１は、図９（斜視図），図１０（平面図）および図１１（側面図）に示したように、左右の挟圧片３９から前後一対の押圧部４３が延設される一方、嵌入部３７の前後端がＭ字形となるようにその中央部が内側に曲げられている。
【００１４】
第２実施形態のクリップ３１では、押圧部４３を４箇所としたことにより、フランジ部２５が挟圧片３９と受け片４１とによってより確実に挟持され、衝突時におけるステアリングコラム１の離脱荷重が更に安定する。また、嵌入部３７の前後端をＭ字形としたことにより、クリップ３１の前後長が短縮されてそのコンパクト化が図られると共に、ボルト３３の締付力が平ワッシャ３４を介してより確実にクリップ３１に伝達されやすくなり、ボルト３３の緩み防止効果やステアリング装置の高剛性化を更に向上させることができた。
【００１５】
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、上記実施形態では嵌入部を切欠きに嵌入させた際に両合わせ端の間隙が０となるようにしたが、自由状態において両合わせ端間の寸法（ｄ）を嵌入部の幅（ｗ）から切欠きの幅（ｂ）を除した値より小さくすることも可能であり、この場合には嵌入部と切欠きの内周面とがより大きい力で弾接する。更に、嵌入部を始め、挟圧片や受け片の具体的形状等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ステアリングコラムに固定され、後方が解放された略Ｕ字形状の切欠きが形成された左右一対のフランジ部を有するコラムブラケットと、車体側部材に固定され、前記コラムブラケットの係止に供されるクリップとを備えた脱落式ステアリングコラムであって、前記クリップは、金属板を曲げ成形することにより製作されると共に、前記切欠きに嵌入して当該切欠きの内側面に接する嵌入部と、この嵌入部から延設されて前記フランジを上下から挟圧する挟圧部とを有するものとしたため、射出成型機が不要となることも相俟って、製造コストや不良品発生率の大幅な低減が実現される他、衝突時におけるステアリングコラムの離脱荷重の全数検査の実現や、樹脂ピンを用いないことによる耐熱性および通電性の向上や、横方向の剛性の向上によるステアリング系におけるＮＶＨの低減等を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステアリング装置の車室側における構造を示す説明図である。
【図２】図１中のＡ部拡大斜視図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図４】第１実施形態に係るクリップの斜視図である。
【図５】第１実施形態に係るクリップの平面図である。
【図６】第１実施形態に係るクリップの側面図である。
【図７】第１実施形態の作用を示す説明図である。
【図８】第１実施形態の作用を示す説明図である。
【図９】第２実施形態に係るクリップの斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係るクリップの平面図である。
【図１１】第２実施形態に係るクリップの側面図である。
【符号の説明】
１‥‥ステアリングコラム
３‥‥車体側部材
２１‥‥コラムブラケット
２５‥‥フランジ部
３１‥‥クリップ
３３‥‥ボルト
３４‥‥平ワッシャ
３７‥‥嵌入部
３９‥‥挟圧片
４１‥‥受け片
４３‥‥押圧部

Claims (5)

1. 後方が解放された略Ｕ字形状の切欠きが形成され左右両側に延びる一対のフランジ部を有し、ステアリングコラムを固定するコラムブラケットと、
   前記フランジ部の前記切欠きに係合しボルトにより車体側部材に固定され、前記コラムブラケットの係止に供されるクリップとを備えた脱落式ステアリングコラムであって、
   前記クリップは、金属板をその両端部が向い合うように曲げて該両端部に連続する側壁で略筒状に成形した嵌入部を有し、
   該嵌入部は前記略Ｕ字形状の切欠きの両内側面間に該嵌入部の側壁の両側面部を当接させて嵌入されており、
   該嵌入部は、自由状態で、前記両端部が所定の間隙を有して対向しかつ該嵌入部の両側面部間の幅が前記切欠きの両内側面間の幅より大きくされていて、該切欠きの該両内側面により該嵌入部の該両側面部が内側に押し縮められて該切欠きに弾接圧入されており、
   前記嵌入部の前記両側面部それぞれから、前記フランジ部を該フランジ部の厚さ方向に挟圧する一対の挟圧片から成る挟圧部が延設されており、該一対の挟圧片は共に該嵌入部両側面部の該フランジ部の厚さ方向の幅内にあり、
   前記ボルトが前記嵌入部側壁に囲まれた中空部分に前記フランジ部の厚さ方向に挿通され、前記嵌入部は前記車体側部材と該ボルトの頭部とで挟まれて固定され、該ボルトの軸力は該嵌入部が受けていることを特徴とする脱落式ステアリングコラム。
2. 前記挟圧部は前記切欠きに嵌入された前記嵌入部両側面部の前後方向の中間部分に延設されており、
   前記嵌入部は該中間部分を除いた前端側および後端側で該中間部分より前記フランジ部の厚さ方向に大きい幅を有しており、該大きい幅部分で前記ボルトの軸力を受けていることを特徴とする請求項１に記載の脱落式ステアリングコラム。
3. 前記嵌入部両端部の自由状態における間隙は、該嵌入部前端にあることを特徴とする請求項１または２に記載の脱落式ステアリングコラム。
4. 前記嵌入部の前端および後端それぞれの中央部を内側に折り曲げてＭ字型にしていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の脱落式ステアリングコラム。
5. 後方が解放された略Ｕ字形状の切欠きが形成され左右両側に延びる一対のフランジ部を有しかつステアリングコラムを固定するコラムブラケットを、前記切欠きに係合されると共にボルトで車体側部材に固定されて係止する脱落式ステアリングコラム用のクリップであって、
   前記クリップは、金属板をその両端部が向い合うように曲げて該両端部に連続する側壁で略筒状に成形した嵌入部を有し、
   該嵌入部は前記略Ｕ字形状の切欠きの両内側面間に該嵌入部の側壁の両側面部を当接させて嵌入され、
   該嵌入部は、自由状態で、前記両端部が所定の間隙を有して対向しかつ該嵌入部の両側面部間の幅が前記切欠きの両内側面間の幅より大きくされていて、該切欠きの該両内側面により該嵌入部の該両側面部が内側に押し縮められて該切欠きに弾接圧入され、
   前記嵌入部の前記両側面部それぞれから、前記フランジ部を該フランジ部の厚さ方向に挟圧する一対の挟圧片から成る挟圧部が延設されており、該一対の挟圧片は共に該嵌入部両側面部の該フランジ部の厚さ方向の幅内にあり、
   前記ボルトが前記嵌入部側壁に囲まれた中空部分に前記フランジ部の厚さ方向に挿通され、前記嵌入部は前記車体側部材と該ボルトの頭部とで挟まれて固定され、該ボルトの軸力は該嵌入部が受けることを特徴とする脱落式ステアリングコラム用のクリップ。

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