JP3931949B2 - ステアリング装置における中間シャフトの支持構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃吸収機能を有するステアリング装置における中間シャフトの支持構造に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
この種のステアリング装置は、ダッシュボードに中間シャフトを貫通配置してベアリングにより回転可能に支持し、中間シャフトの車室側にステアリングシャフトを介してステアリングホイールを連結すると共に、中間シャフトのエンジンルーム側に伝達シャフトを介してステアリングギアボックスを連結している。車両の前突時の２次衝突対策として、例えば中間シャフトは外筒と内筒とをセレーション結合して構成され、１次衝突によりダッシュボード等が変形した後に、２次衝突により運転者がステアリングホイールに衝突すると、ステアリングコラムに設けられたコラプシブル機構により衝撃を吸収しながら、中間シャフトがセレーション部分で収縮して、運転者のダメージを軽減するようになっている。
【０００３】
上記した２次衝突時に中間シャフトを確実に収縮させるには、１次衝突の際に中間シャフトが屈曲変形するのを防止する必要がある。そこで、例えば特登３０５２７３１号に記載のステアリング装置では、１次衝突によりダッシュボードが変形したときに中間シャフトの固定を解除して、ダッシュボードによる中間シャフトの屈曲を防止する対策が提案されている。具体的には、中間シャフトを支持するベアリングを一対の板金製のブラケットで挟み込んでダッシュボードに固定し、予めブラケット相互間を所定の係合強度に調整することで、ダッシュボードの変形時に伴う中間シャフトと直交する荷重を利用してブラケットを分離させて、ベアリングと共に中間シャフトの固定を解除するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
周知のように、ダッシュボードの変形は、１次衝突によりエンジンやトランスミッションが後方に移動して衝突することで引き起こされるが、それ以前にエンジンやトランスミッションはステアリングギアボックスに衝突し、伝達シャフトを介して中間シャフトを後方に押す。そして、この時点では未だ中間シャフトはブラケットによりダッシュボードに固定された状態であり、しかも、このときの荷重は中間シャフトの軸心と直交しないためブラケットによる固定は解除されず、結果として荷重が中間シャフトの固定部分に集中して、中間シャフトを屈曲変形させてしまう。よって、その後の２次衝突時には中間シャフトが正常に収縮せずに、本来の機能を損なってしまう可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、１次衝突時に中間シャフトの固定を確実に解除して屈曲変形を防止し、その後の２次衝突の際に中間シャフトを確実に収縮させて、運転者へのダメージを軽減することができるステアリング装置における中間シャフトの支持構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、ダッシュボードに設けた軸受部材に中間シャフトを回転可能に支持し、中間シャフトを介して車室内のステアリングホイール側とエンジンルーム内のステアリングギアボックス側とを連結したステアリング装置において、ダッシュボードに設けた保持孔内に軸受部材を車室側に向けて離脱可能に嵌合させて、軸受部材に中間シャフトを支持させると共に、中間シャフトの外周の軸受部材よりエンジンルーム側に、中間シャフトの車室内側への移動に伴って軸受部材に係合し該軸受部材を車室側に向け保持孔から離脱させる係合部を設けた。
【０００７】
従って、１次衝突によりエンジンやトランスミッションが後方に移動してステアリングギアボックスに衝突すると、中間シャフトが軸心に沿って後方に押されて、その係合部が軸受部材に係合する。これにより軸受部材はダッシュボードの保持孔内から車室側に向け離脱して、保持孔の内周と中間シャフトの外周との間に間隙が形成される。よって、続いてダッシュボードが変形したときには、この間隙により、保持孔が中間シャフトに干渉して屈曲変形させる事態が防止され、その後の２次衝突により運転者がステアリングホイールに衝突したときには、中間シャフトが確実にスライド部を機能させて収縮して運転者のダメージを軽減可能となる。
【０００８】
このように、エンジンやトランスミッションがステアリングギアボックスに衝突したときに、中間シャフトの後方への移動を利用して軸受部材を保持孔から離脱させるため、この時点で中間シャフトを屈曲変形させることなくダッシュボードに対する固定を解除可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したステアリング装置における中間シャフトの支持構造の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のステアリング装置を示す全体構成図である。車室内の図示しないダッシュボードの下側にはコラムサポートメンバ１が配設され、コラムサポートメンバ１にはアッパブラケット２ａ及びロワブラケット２ｂを介してステアリングコラム３が支持されている。ステアリングコラム３にはステアリングシャフト４が配設され、このステアリングシャフト４の上端にはステアリングホイール５が固定され、下端にはクロスジョイント６を介して中間シャフト７の上端が連結されている。
【００１０】
ステアリングコラム３にはコラプシブル機構が設けられ、このコラプシブル機構は、車両の前突時に２次衝突で運転者がステアリングホイール５に衝突したときに、衝撃吸収作用を奏するようになっている。即ち、２次衝突による衝撃荷重がステアリングホイール５に作用すると、ステアリングコラム３がコラムサポートメンバ１から外れて前下方に移動し、その際にロアブラケット２ｂに設けられた図示しない突部がステアリングコラム３を変形させ、これにより衝撃が吸収される。
【００１１】
中間シャフト７は車両のダッシュボード８を貫通して車室Ｒ２側からエンジンルームＲ１内に延び、中間シャフト７の下端にはクロスジョイント９を介して伝達シャフト１０の上端が連結されている。伝達シャフト１０の下端はクロスジョイント１１を介してステアリングギアボックス１２に連結され、ステアリングホイール５が運転者により回転操作されると、その回転がステアリングシャフト４、中間シャフト７、伝達シャフト１０を介してステアリングギアボックス１２に伝達されて、図示しない操舵機構を介して左右の操舵輪が操舵される。
【００１２】
図２は中間シャフトの支持構造の詳細を示す拡大断面図であり、前記中間シャフト７はダッシュボード８に形成された透孔８ａ内に挿通されている。中間シャフト７は、車室Ｒ２側の内筒１３とエンジンルームＲ１側の外筒１４とから構成され、外筒１４の上端はエンジンルームＲ１内から車室Ｒ２側に突出して内筒１３の下端が挿入されている。この挿入部分において内筒１３と外筒１４とはスライド部としてのセレーション１５により結合されており、相対回転を規制された上で、図２に実線で示す正常時に位置から仮想線で示す衝突時の位置まで軸心方向に収縮可能となっている。
【００１３】
一方、ダッシュボード８の透孔８ａ内には、車室Ｒ２側からブーツ１６及び板金製のリテーナブラケット１７が配設され、これらのブーツ１６及びリテーナブラケット１７の周囲は、ダッシュボード８の透孔８ａの周囲に図示しないボルトで固定されている。ブーツ１６及びリテーナブラケット１７はそれぞれカップ状をなしてエンジンルームＲ１側に突出し、ブーツ１６の先端側の内周はリテーナブラケット１７の外周に嵌まり込んでいる。
【００１４】
リテーナブラケット１７の内周にはプレス成形時にホルダ孔１８が形成され、ホルダ孔１８の内部にはベアリングホルダ１９が嵌合固定されている。ベアリングホルダ１９は２重配置した一対の筒体１９ａをゴムブッシュ１９ｂにより加硫接着して構成され、ベアリングホルダ１９の内周は機械加工されてニードルベアリング２０が嵌め込まれている。つまり、本実施形態では、ベアリングホルダ１９の内周が保持孔として機能し、ニードルベアリング２０が軸受部材として機能する。そして、ニードルベアリング２０内には前記中間シャフト７の外筒１４が挿通保持され、ニードルベアリング２０により中間シャフト７の回転が案内される。
【００１５】
ベアリングホルダ１９は車室Ｒ２側に向けて開口し、内部のニードルベアリング２０が車室Ｒ２側に離脱し得るようになっている。ここで、ニードルベアリング２０の内周側、つまり中間シャフト７の外筒１４との間の嵌合は比較的緩く設定され、これに対してニードルベアリング２０の外周側、つまりベアリングホルダ１９との間の嵌合は比較的きつく設定されている。その結果、ニードルベアリング２０は、主にベアリングホルダ１９との間に発生した摩擦力により中間シャフト７の軸心方向に位置決めされて、ベアリングホルダ１９内からの離脱を防止されている。
【００１６】
一方、リテーナブラケット１７内において中間シャフト７の外筒１４には、ニードルベアリング２０よりエンジンルームＲ１側に間隔Ｓをおいた位置に係合部としての段差部２１が形成され、この段差部２１よりエンジンルームＳ１側は中間シャフト７の外径が拡大されている。
次に、以上のように構成されたステアリング装置における中間シャフト７の支持構造が車両の前突時に奏する作用を説明する。
【００１７】
前突時の１次衝突により後方に移動したエンジンやトランスミッションは、まず、ステアリングギアボックス１２に衝突し、その後にダッシュボード８に衝突する。ステアリングギアボックス１２への衝突により、伝達シャフト１０を介して中間シャフト７の外筒１４は後方に押されて、車室Ｓ２側に移動し始める。
上記のようにニードルベアリング２０の外周側に対して内周側の嵌合が緩いことから、このときの外筒１４はニードルベアリング２０の内周に対して摺動しながら間隔Ｓに相当するストロークを移動した後に、外筒１４の段差部２１がニードルベアリング２０の端部に当接して中間シャフト７の軸心に沿って車室Ｓ２側への荷重を作用させる。これにより、図３に示すようにニードルベアリング２０がベアリングホルダ１９から離脱し、ベアリングホルダ１９の内周と中間シャフト７の外筒１４の外周との間に、ニードルベアリング２０の厚みにほぼ相当する間隙Ｔが形成される。つまり、この時点で中間シャフト７はダッシュボード８に対する固定を解除され、このときの外筒１４には、ニードルベアリング２０の離脱に要する荷重が作用するだけであり、無理な荷重により屈曲変形する虞はない。
【００１８】
その後、エンジン及びトランスミッションの衝突によりダッシュボード８が変形すると、その変形に伴ってリテーナブラケット１７と共にベアリングホルダ１９の位置が変動する。このとき、上記のように形成された間隙Ｔにより、ベアリングホルダ１９が外筒１４に干渉する事態が回避され、結果として外筒１４の屈曲変形が防止される。
【００１９】
従って、続く２次衝突により運転者がステアリングホイール５に衝突したときには、ステアリングコラム３に設けられたコラプシブル機構により衝撃を吸収しながら、中間シャフト７は確実にセレーション１５の部分により収縮し、これにより運転者のダメージが軽減される。
以上のように本実施形態のステアリング装置における中間シャフト７の支持構造では、１次衝突時に、ステアリングギアボックス１２の衝突による中間シャフト７の後方への移動を利用して、ニードルベアリング２０をベアリングホルダ１９から離脱させている。従って、中間シャフトの軸心と直交する荷重でブラケットを解除する特登３０５２７３１号に記載の従来技術とは異なり、エンジンやトランスミッションがステアリングギアボックス１２に衝突した時点で確実に中間シャフト７の固定を解除して屈曲変形を防止でき、結果として、その後の２次衝突の際に中間シャフト７を確実に収縮させて、運転者へのダメージを軽減することができる。
【００２０】
又、ニードルベアリング２０は機械加工されたベアリングホルダ１９内に嵌合されているため、板金製のブラケットでベアリングを挟み込んで固定する上記従来技術に比較して、ニードルベアリング２０をガタツキなく固定でき、その結果、中間シャフト７の支持が強固になってステアリング操舵感を向上できるという利点もある。
【００２１】
しかも、ベアリングホルダ１９の内周とニードルベアリング２０の外周とを所定の公差に管理するだけで、両部材１９，２０の間の摩擦力、換言すればベアリングホルダ１９からニードルベアリング２０が離脱するときの荷重を正確に設定できる。これに対して上記従来技術では、ブラケットの係合状態の僅かな相違により、ブラケットが分離するときの荷重が大きく変動してしまう。つまり、本実施形態の中間シャフト７の支持構造では、衝突時の作動を確実化して信頼性を向上できるという利点も得られる。
【００２２】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、中間シャフト７の収縮を許容するスライド部としてセレーション１５を設けたが、これに限ることはなく、例えばキーや２面幅を利用してもよい。
又、上記実施形態では、軸受部材としてニードルベアリング２０を用い、そのニードルベアリング２０をベアリングホルダ１９から離脱させるために、外筒１４に係合部として段差部２１を形成したが、例えばニードルベアリング２０に代えて滑り軸受を用いると共に、段差部２１に代えて外筒１４に突部を形成し、衝突時に突部を滑り軸受に係合させてベアリングホルダ１９から離脱させるようにしてもよい。
【００２３】
更に、上記実施形態では、中間シャフト７の外筒１４の部分をニードルベアリング２０により回転可能に支持したが、これに代えて内筒１３の部分をニードルベアリング２０で支持してもよい。この場合には必然的に外筒１４の上端部がニードルベアリング２０よりエンジンルームＳ１側に位置することになるため、衝突時に外筒１４の上端部を利用してニードルベアリング２０に離脱方向の荷重を加えることができ、結果として上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のステアリング装置における中間シャフトの支持構造によれば、１次衝突時に中間シャフトの固定を確実に解除して屈曲変形を防止し、その後の２次衝突の際に中間シャフトを確実に収縮させて、運転者へのダメージを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のステアリング装置を示す全体構成図である。
【図２】中間シャフトの支持構造の詳細を示す拡大断面図である。
【図３】１次衝突時のベアリングの離脱状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
５ ステアリングホイール
７ 中間シャフト
８ ダッシュボード
１２ ステアリングギアボックス
１５ セレーション（スライド部）
１９ ベアリングホルダ（保持孔）
２０ ニードルベアリング（軸受部材）
２１ 段差部（係合部）
Ｒ１ エンジンルーム
Ｒ２ 車室

Claims (1)

1. ダッシュボードに設けた軸受部材に中間シャフトを回転可能に支持し、該中間シャフトを介して車室内のステアリングホイール側とエンジンルーム内のステアリングギアボックス側とを連結したステアリング装置において、
   上記ダッシュボードに設けた保持孔内に上記軸受部材を車室側に向けて離脱可能に嵌合させて、該軸受部材に上記中間シャフトを支持させると共に、該中間シャフトの外周の軸受部材よりエンジンルーム側に、該中間シャフトの車室内側への移動に伴って軸受部材に係合し該軸受部材を車室側に向け上記保持孔から離脱させる係合部を設けたことを特徴とするステアリング装置における中間シャフトの支持構造。

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