JP3988200B2 - 衝撃吸収式ステアリング装置 - Google Patents

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    • B62D1/195—Yieldable supports for the steering column

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突時に運転者に作用する衝撃を吸収するために用いられる衝撃吸収式ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平８‐１５０９４４号公報、特開平７‐１７４１１号公報に開示されている衝撃吸収式ステアリング装置は、ステアリングシャフトを支持するコラムと、そのコラムにガイド部を介して連結される一対の連結部材とを備え、各連結部材は車体に連結される。そのコラムは各連結部材に対して、そのコラムの軸方向に一定以上の力が作用することで、軸方向に沿って相対移動可能とされている。これにより、衝突事故によりコラムに軸方向力が作用した場合、そのコラムが各連結部材に対して相対移動することで、ドライバーに作用する衝撃が吸収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の衝撃吸収式ステアリング装置では、両連結部材はコラムの径方向外方に配置されていた。そのため、両連結部材の間がデッドスペースとなり、スペースの制限された車体内部において、他の機器のレイアウトが制限されるという問題があった。
【０００４】
また、上記従来の衝撃吸収式ステアリング装置では、衝突時にコラムに作用する力を両連結部材に均等に伝達するのが困難なため、両連結部材とコラムの円滑な相対移動が阻害される。
【０００５】
また、盗難防止のため、上記ステアリングシャフトの回転をロック可能なロック部材のハウジングを、そのコラムの外周に設けることが要望されている。従来の構成では、コラムが各連結部材に対して相対移動する時に、そのハウジングと各連結部材との干渉を防止するため、そのハウジングと各連結部材との距離を大きくする必要がある。しかし、スペースの制限された車体内においては、そのハウジングと各連結部材との距離を大きくすることは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記技術的課題を解決することのできる衝撃吸収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】
本発明は、ステアリングシャフトを支持するコラムと、そのコラムにガイド部を介して連結される一対の連結部材と、各連結部材が連結される支持部材とを備え、各連結部材は前記支持部材を介して車体側部材に連結され、そのコラムは各連結部材に対して、そのコラムの軸方向に一定以上の力が作用することで、軸方向に沿って相対移動可能とされている衝撃吸収式ステアリング装置において、そのコラムが両連結部材の間に配置され、前記ガイド部は、前記コラムと一体とされると共に各連結部材に前記コラムの軸方向に沿って圧入され、前記一定以上の力として前記ガイド部の各連結部材への圧入力を超える力が前記コラムの軸方向に作用することで、前記コラムは各連結部材に対して軸方向に沿って相対移動可能とされ、前記コラムの前記車体側部材に対する揺動により、前記ステアリングシャフトに連結されるステアリングホイールの傾き角度が調節可能とされ、前記ステアリングホイールの傾き角度を調節許容状態と固定状態とにできる傾き角調節機構が設けられ、前記支持部材が前記傾き角調節機構を介して前記車体側部材に連結されていることを特徴とする。
本発明の構成によれば、両連結部材の間にコラムを配置することで、両連結部材の間のスペースを有効利用できる。これにより、車体内部で他の機器のレイアウトが制限されるのを防止できる。
さらに、本発明において前記ガイド部に複数の通孔が形成され、前記通孔に連通する通孔が前記各連結部材に形成され、ガイド部に形成される前記通孔と前記各連結部材に形成される前記通孔とに樹脂が充填され、前記一定以上の力が前記コラムの軸方向に作用することで前記樹脂が破断されるのが好ましい。
【０００８】
本発明において、両連結部材は、そのコラムの軸線に直交する線上に配置され、その軸線から一方の連結部材までの距離と他方の連結部材までの距離とは相等しくされているのが好ましい。
これにより、衝突時にコラムに作用する力を両連結部材に均等に伝達でき、両連結部材とコラムを円滑に相対移動させることができる。
【０００９】
本発明において、前記コラムに一体化されるガイド部材を有し、前記ガイド部材が前記ガイド部を有し、前記支持部材は、前記両連結部材の中の一方に接合される第１支持部と、前記両連結部材の中の他方に接合される第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを結合する結合部とを有し、前記結合部が前記コラムの外周の径方向一方に位置するように、前記第１支持部と前記第２支持部は各連結部から前記コラムの径方向一方に向かって延びるものとされ、そのステアリングシャフトの回転をロック可能なロック部材のハウジングが、そのコラムの外周から径方向他方に向かって延びるように設けられているのが好ましい。
これにより、コラムが各連結部材に対して相対移動する時に、そのロック部材のハウジングが各連結部材に干渉することはないので、そのハウジングと各連結部材との距離を大きくする必要はない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図３〜図５に示す衝撃吸収式電動パワーステアリング装置１は、円筒状の第１コラム２ａと円筒状の第２コラム２ｂとを備える。その第２コラム２ｂの一端は第１コラム２ａに圧入され、これにより、その第１コラム２ａは第２コラム２ｂに対して、車両の衝突時に第１コラム２ａの軸方向にその圧入力を超える一定以上の力が作用することで、軸方向に相対移動可能とされている。
【００１２】
その第１コラム２ａは、ベアリング４を介して筒状の第１ステアリングシャフト５を支持する。その第１ステアリングシャフト５の一端にステアリングホイール６が連結され、他端に第２ステアリングシャフト７の一端が回転伝達可能に挿入される。例えば、その第１ステアリングシャフト５の内周と第２ステアリングシャフト７の外周とが非円形とされることで、第１ステアリングシャフト５から第２ステアリングシャフト７に回転伝達可能とされている。
【００１３】
そのベアリング４の外輪は第１コラム２ａの内周の段差に係合し、内輪は第１ステアリングシャフト５の外周に取り付けられた止め輪５ａに係合する。これにより、車両の衝突時にステアリングホイール６から第１ステアリングシャフト５、ベアリング４を介して第１コラム２ａに軸方向力を伝達することが可能とされている。その第２ステアリングシャフト７の外周に周溝８が形成され、その周溝８に通じる通孔９が第１ステアリングシャフト５に形成され、その通孔９と周溝８とに樹脂１０が充填される。これにより、車両の衝突時に第１ステアリングシャフト５の軸方向に一定以上の力が作用すると、その樹脂１０が破断されることで、その第１ステアリングシャフト５は第２ステアリングシャフト７に対して軸方向に相対移動可能とされている。
【００１４】
その第２コラム２ｂの他端は、操舵トルク検出用のトルクセンサ１５のセンサハウジング１５ａに一体化されている。その第２ステアリングシャフト７の回転は、そのトルクセンサ１５を介して第３ステアリングシャフト１２に伝達される。その第３ステアリングシャフト１２の回転は、例えばラックピニオン式やボールスクリュー式の公知のステアリングギヤを介して車輪に伝達される。そのセンサハウジング１５ａに取り付けられた操舵補助用モータ１３により、そのトルクセンサ１５により検知される操舵トルクに応じた操舵補助力が付与される。そのトルクセンサ１５および操舵補助機構は公知のものを用いることができる。
【００１５】
そのセンサハウジング１５ａにボルト１６により取り付けられた支持フレーム１７は、車体側部材１８にボルト（図示省略）により取り付けられた一対の下部支持ブラケット１９ａ、１９ｂに、車両の左右方向に沿う揺動軸２０中心に揺動可能に支持される。
【００１６】
図１、図２に示すように、その第１コラム２ａの外周に一対のガイド部材３０ａ、３０ｂが溶接により一体化されている。各ガイド部材３０ａ、３０ｂは、第１コラム２ａの外周から外方に突出する一対の脚部３０ａ′、３０ｂ′と、両脚部３０ａ′、３０ｂ′により第１コラム２ａの外周から離れた位置に保持されるガイド部３０ａ″、３０ｂ″とから構成される。各ガイド部３０ａ″、３０ｂ″に、その第１コラム２ａの軸方向に沿うガイド溝３１ａ、３１ｂが形成されている。各ガイド溝３１ａ、３１ｂは、ステアリングシャフト側が閉鎖され、車輪側が解放されている。
【００１７】
一対の連結部材３３ａ、３３ｂが上記ガイド部３０ａ″、３０ｂ″を介して第１コラム２ａに連結されている。すなわち、各連結部材３３ａ、３３ｂに、第１コラム２ａの軸方向に沿う一対の凹部３３ａ′、３３ｂ′が形成され、各凹部３３ａ′、３３ｂ′に上記ガイド部３０ａ″、３０ｂ″が第１コラム２ａの軸方向に沿って圧入されている。また、各ガイド部３０ａ″、３０ｂ″に複数の通孔が形成され、この通孔に連通する通孔が連結部材３３ａ、３３ｂに形成され、両通孔に樹脂３５が充填されている。これにより、車両の衝突時に、上記凹部３３ａ′、３３ｂ′へのガイド部３０ａ″、３０ｂ″の圧入力を超える一定以上の力が第１コラム２ａの軸方向に作用し、その樹脂３５が破断されることで、第１コラム２ａは各連結部材３３ａ、３３ｂに対して軸方向に相対移動可能とされている。
【００１８】
図１に示すように、両連結部材３３ａ、３３ｂの間に第１コラム２ａが配置されている。その一対の連結部材３３ａ、３３ｂは、その第１コラム２ａの軸線Ｏに直交する線Ｌ上に配置され、その軸線Ｏから一方の連結部材３３ａまでの距離と他方の連結部材３３ｂまでの距離とは相等しくされている。
【００１９】
各連結部材３３ａ、３３ｂは、その第１コラム２ａの外周から径方向一方（図１において矢印Ａ方向）に向かって延びる支持部材４０を介して車体側部材１８に連結される。すなわち、その支持部材４０は、一方の連結部材３３ａに接合される第１支持部４０ａと、他方の連結部材３３ｂに接合される第２支持部４０ｂと、両支持部４０ａ、４０ｂを結合する結合部４０ｃとを有し、各連結部材３３ａ、３３ｂは支持部材４０にボルト４１により連結されている。
【００２０】
その支持部材４０は、車体側部材１８に傾き角調節機構５０を介して連結されている。すなわち、その傾き角調節機構５０は、図１、図３、図４に示すように、車体側部材１８にボルト（図示省略）により連結される上部支持ブラケット５１と、操作レバー５２とを有する。その上部支持ブラケット５１に形成された長孔５１ａに、その支持部材４０に挿通される支持ボルト５３が挿通される。その支持ボルト５３の頭部は支持部材４０に溶接される。その支持ボルト５３に、レバー用ハブ５５に形成された雌ねじ５５ａがねじ合わされている。そのハブ５５の外周に同行回転可能に嵌め合わされる操作レバー５２が、そのハブ５５の外周に形成された雄ねじ５５ｂにねじ合わされるナット５６と、そのハブ５５の外周の段差部５５ｃとで挟み込まれる。その操作レバー５２を、図４において２点鎖線で示す位置まで揺動させると、その支持ボルト５３とハブ５５のねじ合わせが緩む。これにより、上記揺動軸２０を中心とする円弧に沿う支持ボルト５３の上記長孔５１ａ内での移動が許容され、ステアリングホイール６の傾き角度が調節可能になる。その操作レバー５２を元の位置まで揺動させると、その支持ボルト５３にねじ込まれるハブ５５がワッシャ５４を介して上部支持ブラケット５１に押し付けられ、支持ボルト５３は固定される。なお、その支持ボルト５３が過度にねじ込まれるのを防止するため、その操作レバー５２のストッパー５１ｂが上部支持ブラケット５１に形成されている。
【００２１】
図３に示すように、その第１コラム２ａの外周にロック装置６０のハウジング６１が設けられ、そのハウジング６１にロック部材６３が内蔵されている。そのハウジング６１は、その第１コラム２ａの外周から径方向他方（図１において矢印Ｂ方向）に向かって延びる。そのロック部材６３は、キーによるロック時にハウジング６１から突出し、ロック解除時にハウジング６１内に没入する。そのハウジング６１から突出するロック部材６３が、上記第１ステアリングシャフト５の外周に固定された筒部材６２に形成された凹部６２ａに挿入されることで、その第１ステアリングシャフト５の回転がロックされる。そのロック部材６３により第１ステアリングシャフト５の回転をロックした状態でステアリングホイールＨを回転させると、その回転トルクはガイド部材３０ａ、３０ｂを介して車体側部材１８により受けられる。
【００２２】
上記構成によれば、車両と車両前方の障害物との衝突により、第１ステアリングシャフト５と第２ステアリングシャフト７とを連結する樹脂１０が剪断され、各連結部材３３ａ、３３ｂとガイド部３０ａ″、３０ｂ″とを連結する樹脂３５が剪断され、各連結部材３３ａ、３３ｂがガイド部３０ａ″、３０ｂ″に対して相対移動することで、図６に示すように、第１コラム２ａは各連結部材３３ａ、３３ｂと第２コラム２ｂに対して軸方向に沿って相対移動する。その樹脂の剪断や相対移動部材間の摩擦により衝撃エネルギーを吸収できる。その相対移動時において、ガイド部３０ａ″、３０ｂ″と連結部材３３ａ、３３ｂとが係合された状態でその係合位置を変えながら第１コラム２ａは相対移動するので、第１コラム２ａが車体側部材１８から脱落することはなく、その衝撃エネルギーの吸収特性は安定したものになる。
【００２３】
上記構成によれば、両連結部材３３ａ、３３ｂの間に第１コラム２ａを配置することで、両連結部材３３ａ、３３ｂの間のスペースを有効利用できる。これにより、車体内部で他の機器のレイアウトが制限されるのを防止できる。また、両連結部材３３ａ、３３ｂは、その第１コラム２ａの軸線Ｏに直交する線Ｌ上に配置され、その軸線Ｏから一方の連結部材３３ａまでの距離と他方の連結部材３３ｂまでの距離とは相等しくされているので、衝突時に第１コラム２ａに作用する力を両連結部材３３ａ、３３ｂに均等に伝達でき、両連結部材３３ａ、３３ｂと第１コラム２ａを円滑に相対移動させることができる。これにより、その衝撃エネルギーの吸収特性は安定したものになる。また、その第１コラム２ａが各連結部材３３ａ、３３ｂに対して相対移動する時に、そのロック部材６３のハウジング６１が各連結部材３３ａ、３３ｂに干渉することはないので、そのハウジング６１と各連結部材３３ａ、３３ｂとの距離を大きくする必要はなく、装置１を小型化できる。
【００２４】
なお、本件発明は上記実施形態に限定されない。例えば、図２において２点鎖線で示すように、ガイド溝３１ａ、３１ｂの溝幅を第１コラム２ａの軸方向に沿って漸次変化させたり、ガイド部３０ａ″、３０ｂ″の厚さを第１コラム２ａの軸方向に沿って漸次変化させることで、衝撃吸収効果を調節してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の衝突時に安定して衝撃吸収効果を奏することができ、スペースの制限された車体に配置するのに適した衝撃吸収式ステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置の要部の断面図
【図２】本発明の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置の要部の平面図
【図３】本発明の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置の平面図
【図４】本発明の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置の側面図
【図５】本発明の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置の部分断面図
【図６】本発明の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置の作用説明図
【符号の説明】
２ａ 第１コラム
５ 第１ステアリングシャフト
１８ 車体側部材
３０ａ″、３０ｂ″ ガイド部
３３ａ、３３ｂ 連結部材
４０ 支持部材
６１ ハウジング
６３ ロック部材

Claims (4)

  1. ステアリングシャフトを支持するコラムと、
    そのコラムにガイド部を介して連結される一対の連結部材と、
    各連結部材が連結される支持部材とを備え、
    各連結部材は前記支持部材を介して車体側部材に連結され、
    そのコラムは各連結部材に対して、そのコラムの軸方向に一定以上の力が作用することで、軸方向に沿って相対移動可能とされている衝撃吸収式ステアリング装置において、
    そのコラムが両連結部材の間に配置され、
    前記ガイド部は、前記コラムと一体とされると共に各連結部材に前記コラムの軸方向に沿って圧入され、
    前記一定以上の力として前記ガイド部の各連結部材への圧入力を超える力が前記コラムの軸方向に作用することで、前記コラムは各連結部材に対して軸方向に沿って相対移動可能とされ、
    前記コラムの前記車体側部材に対する揺動により、前記ステアリングシャフトに連結されるステアリングホイールの傾き角度が調節可能とされ、
    前記ステアリングホイールの傾き角度を調節許容状態と固定状態とにできる傾き角調節機構が設けられ、
    前記支持部材が前記傾き角調節機構を介して前記車体側部材に連結されていることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。
  2. 両連結部材は、そのコラムの軸線に直交する線上に配置され、その軸線から一方の連結部材までの距離と他方の連結部材までの距離とは相等しくされていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃吸収式ステアリング装置。
  3. 前記コラムに一体化されるガイド部材を有し、
    前記ガイド部材が前記ガイド部を有し、
    前記支持部材は、前記両連結部材の中の一方に接合される第１支持部と、前記両連結部材の中の他方に接合される第２支持部と、前記第１支持部と前記第２支持部とを結合する結合部とを有し、
    前記結合部が前記コラムの外周の径方向一方に位置するように、前記第１支持部と前記第２支持部は各連結部から前記コラムの径方向一方に向かって延びるものとされ、
    前記ステアリングシャフトの回転をロック可能なロック部材のハウジングが、そのコラムの外周から径方向他方に向かって延びるように設けられている請求項１または２に記載の衝撃吸収式ステアリング装置。
  4. 前記ガイド部に複数の通孔が形成され、前記通孔に連通する通孔が前記各連結部材に形成され、ガイド部に形成される前記通孔と前記各連結部材に形成される前記通孔とに樹脂が充填され、前記一定以上の力が前記コラムの軸方向に作用することで前記樹脂が破断される請求項１〜３の中の何れかに記載の衝撃吸収式ステアリング装置。
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