JP6566243B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
請求項3に記載の発明は、前記規制部材の前記反対側の端部と、前記エネルギー吸収部材の前記固定部とを前記固定部材に共締めする締結部材(44)を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のステアリング装置である。
請求項4に記載の発明は、一端(3A)に操舵部材(10)が連結可能であり、軸方向(X)に伸縮可能なステアリングシャフト(3)と、前記軸方向における前記操舵部材側(X1)で前記ステアリングシャフトを保持するアッパージャケット(18)と、前記軸方向における前記操舵部材側とは反対側(X2)で前記ステアリングシャフトを保持するロアージャケット(19)とを有し、前記ロアージャケットに対する前記アッパージャケットの前記軸方向への移動によって前記ステアリングシャフトとともに前記軸方向に伸縮可能なコラムジャケット(4)と、前記ロアージャケットを支持し、車体(2)に固定されるブラケット(6)と、前記ロアージャケットに固定された固定部材(40)と、前記固定部材に固定された固定部(50)と、車両衝突時に前記アッパージャケットとともに前記反対側へ移動する移動部(51)と、を含み、車両衝突時に発生するエネルギーを吸収するために前記移動部の移動に伴って前記反対側へ変形可能なエネルギー吸収部材(42)と、前記エネルギー吸収部材を前記ステアリングシャフトの径方向(R)の外側(R1)から覆い、車両衝突時に前記径方向への前記エネルギー吸収部材の変形を前記径方向の外側から規制する規制部材(43)と、前記規制部材の前記反対側の端部と前記エネルギー吸収部材の前記固定部とを前記固定部材に共締めする締結部材(44)とを含むことを特徴とする、ステアリング装置(1)である。
コラムジャケットがステアリングシャフトとともに伸縮する際、アッパージャケットが、ロアージャケットに対して軸方向へ移動する。そのため、車両衝突の際には、ステアリングシャフトに連結された操舵部材に運転者が衝突する二次衝突が発生し、ステアリングシャフトが収縮すると同時に、アッパージャケットが、ロアージャケットに対して反対側へ移動する。
また、規制部材の反対側の端部は、固定部材に固定されているので、規制部材のがたつきを抑制することができる。
また、固定部材が一対の被締付部材よりも反対側に配置されている。そのため、固定部材への規制部材の反対側の端部の固定が、締付機構による一対の被締付部材の間隔を狭めることを邪魔することを抑制できる。したがって、締付機構は、一対の被締付部材の間隔を円滑に狭めることによって、アッパージャケットにロアージャケットを強固に締め付けることができる。
請求項3に記載の発明によれば、規制部材の反対側の端部と、エネルギー吸収部材の固定部とは、締結部材によって固定部材に共締めされているので、エネルギー吸収部材および規制部材をロアージャケットに組み付ける際の工数を削減することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置1の概略側面図である。図1において、紙面左側が、ステアリング装置1が取り付けられる車体2の前側であり、紙面右側が車体2の後側であり、紙面上側が車体2の上側であり、紙面下側が車体2の下側である。図2は、ステアリング装置1の斜視図である。
ステアリングシャフト3では、後端である一端3Aに操舵部材10が連結されている。ステアリングシャフト3において前端である他端3Bが、自在継手11、インターミディエイトシャフト12および自在継手13を順に介して、転舵機構14のピニオン軸15に連結されている。転舵機構14は、ラックアンドピニオン機構などで構成されている。転舵機構14は、ステアリングシャフト3の回転が伝達されたことに応じて、図示しないタイヤなどの転舵輪を転舵させる。
なお、図1以外の各図において図1の軸方向X、後側X1、前側X2、左右方向Y、右側Y1、左側Y2、上下方向Z、上側Z1および下側Z2に対応する方向には、図1と同じ符号を付している。
アッパーシャフト16における後端16Aが、ステアリングシャフト3の一端3Aであり、アッパーシャフト16の後端16Aに操舵部材10が連結されている。
アッパージャケット18は、ロアージャケット19よりも後側X1に位置している。アッパージャケット18は、ロアージャケット19に対して内嵌されている。詳しくは、アッパージャケット18の前端18Aがロアージャケット19の後端19Aに対して後側X1から挿入されている。この状態で、アッパージャケット18は、ロアージャケット19に対する軸方向Xへの移動が可能である。この移動によって、コラムジャケット4の全体は、軸方向Xに沿って伸縮可能である。
詳しくは、アッパージャケット18の後端は、軸受20によってアッパーシャフト16に連結されている。アッパージャケット18は、アッパーシャフト16を回転自在に支持し、アッパーシャフト16を後側X1で保持している。また、ロアージャケット19の前端は、軸受21によってロアーシャフト17に連結されている。ロアージャケット19は、ロアーシャフト17を回転自在に支持し、ロアーシャフト17を前側X2で保持している。そのため、アッパーシャフト16およびアッパージャケット18のまとまりは、ロアーシャフト17およびロアージャケット19のまとまりに対して、軸方向Xに移動可能である。これにより、コラムジャケット4は、ステアリングシャフト3とともに伸縮可能である。
ロアーブラケット5は、ロアージャケット19の前側X2の部分を支持し、ステアリング装置1を車体2に連結している。
可動ブラケット5Aは、固定ブラケット5Bによって、中心軸5Cを介して回動可能に支持されている。そのため、コラムジャケット4全体は、ステアリングシャフト3を伴って、中心軸5Cを中心に上下に回動することができる。ここでの回動を「チルト」と呼び、中心軸5Cを中心とした略上下方向をチルト方向と呼ぶ。また、チルトによる操舵部材10の向き調整をチルト調整と呼ぶ。
図2を参照して、アッパーブラケット6は、下向きに開放する溝形であり、軸方向Xから見て上下が逆になった略U字状をなすように、コラムジャケット4を挟んで左右対称に形成されている。詳述すると、アッパーブラケット6は、左右方向Yに薄くコラムジャケット4を挟んで対向する一対の側板22と、一対の側板22のそれぞれの上端部に連結された上下方向Zに薄い連結板23とを一体的に備えている。
ロアージャケット19の後端19Aには、左右方向Yにおいてスリット25の両側に配置された一対の被締付部材26が一体的に設けられている。被締付部材26は、上側Z1に延びており、軸方向Xおよび上下方向Zに広がる略直方体である。
図3を参照して、一対の被締付部材26のそれぞれには、左右方向Yに被締付部材26を貫通する軸挿通孔26Aが形成されている。一対の被締付部材26の軸挿通孔26Aは、左右方向Yから見て同じ位置にある。一対の被締付部材26の軸挿通孔26Aは、左右方向Yから見て、アッパーブラケット6の一対の側板22のチルト溝24の一部と重なっている。一対の被締付部材26のそれぞれは、左右方向Yに互いに対向する対向面26Bを有している。
締付機構7は、締付軸30と、操作部材31と、リング状のカム32およびカムフォロワ33と、ナット34と、リング状の介在部材35、針状ころ軸受36およびスラストワッシャ37とを含む。
締付軸30の一端である左端部は、アッパーブラケット6の左側Y2の側板22よりも左側Y2に位置している。締付軸30の他端である右端部は、アッパーブラケット6の右側Y1の側板22よりも右側Y1に位置している。
操作部材31は、たとえば把持可能なレバーである。操作部材31は、締付軸30の頭部30A付近に取り付けられている。締付軸30は、操作部材31の操作に応じて回転する。
カム32は、締付軸30に対して一体回転可能であるのに対して、カムフォロワ33は、締付軸30に対して相対回転可能かつ左右方向Yに移動可能である。ただし、カムフォロワ33において左側Y2の側板22のチルト溝24に挿通される部分には、二面幅が形成されているので、カムフォロワ33の空転がチルト溝24によって防止されている。
締付軸30は、アッパーブラケット6の各チルト溝24内で、前述したチルト方向に移動可能である。運転者がチルト調整のために操舵部材10(図1参照)をチルト方向に移動させると、コラムジャケット4全体が、アッパーブラケット6に対し相対的にチルトする。操舵部材10のチルト調整は、締付軸30がチルト溝24内で移動可能な範囲で行われる。
また、ロアージャケット19の一対の被締付部材26が側板22によって挟持されることによって、一対の被締付部材26の間隔が狭まる。これにより、ロアージャケット19の内周部が狭くなって、ロアージャケット19が、ロアージャケット19内のアッパージャケット18に締め付けられる。このように、締付機構7は、一対の被締付部材26の間隔を狭めることによりロアージャケット19をアッパージャケット18に締め付ける。
チルト方向および軸方向Xにおいて操舵部材10(図1参照)の位置が固定されているときのステアリング装置1の状態を「ロック状態」と呼ぶ。
以下では、ステアリングシャフト3の中心軸線3Cを中心とする径方向には、符号「R」を付す。径方向Rのうち、ステアリングシャフト3から離れる方向を径方向外側R1とし、ステアリングシャフト3の中心軸線3Cへ向かう方向を径方向内側R2とする。
エネルギー吸収機構8の周辺の概略斜視図である図4を参照して、エネルギー吸収機構8は、一対の固定部材40と、一対の押圧部材41と、エネルギー吸収部材42と、規制部材43と、一対の締結部材44とを含む。なお、図4では、説明の便宜上、規制部材43を二点鎖線で図示し、図4において規制部材43よりも紙面の奥側に位置する各部材を実線で図示している。
図5を参照して、各固定部材40は、ブロック状である。一対の固定部材40の下端部は、ロアージャケット19に固定されている。固定部材40は、ロアージャケット19と一体的に形成されていてもよいし、ロアージャケット19とは別体であって後からロアージャケット19に固定されてもよい。一対の固定部材40のそれぞれの上面40Aには、下側Z2に延びるねじ穴40Bが形成されている。
図4を参照して、一対の押圧部材41のそれぞれは、上下方向Zに薄い板状である。一対の押圧部材41のそれぞれは、各被締付部材26に設けられている。詳しくは、押圧部材41は、一対の被締付部材26のそれぞれの前側X2かつ上側Z1の部分に1つずつ固定されている。押圧部材41は、ロアージャケット19の外周面に上側Z1から対向している。上下方向Zに各押圧部材41と対向するロアージャケット19の外周面の部分のそれぞれには、符号「19B」を付す。
図5を参照して、エネルギー吸収部材42は、たとえば板状の金属をプレス加工したものである。エネルギー吸収部材42の全体は、均一な板厚T1を有している。エネルギー吸収部材42は、上下方向Zに薄い板状の一対の固定部50と、一対の固定部50よりも後側X1に配置され上下方向Zに薄い板状の移動部51と、一対の固定部50と移動部51との間に架設された変形部52とを一体的に含む。
一対の変形部52は、左右方向Yに互いに間隔を隔てて配置されている。一対の変形部52のそれぞれは、固定部50から軸方向Xの後側X1へ延びる第1板部55と、下側Z2から第1板部55の後端部に対向する第2板部56と、第1板部55の後端と第2板部56の後端とを連結し、後側X1に膨出する湾曲部57とを含む。
各変形部52の第1板部55および第2板部56によって上下方向Zから挟まれ、かつ、湾曲部57によって後側X1から区画された空間を支持孔58ということにする。支持孔58は、軸方向Xに長手の孔である。
図5を参照して、規制部材43は、たとえば板状の金属をプレス加工したものであり、軸方向Xに長手である。規制部材43全体は、均一な板厚T2を有している。
図5を参照して、規制部材43は、操舵部材10(図1参照)側の端部である後端部43Aと、操舵部材10側とは反対側の端部である前端部43Bとを有する。
各第1部分60は、上下方向Zに薄い板状である。各第1部分60は、左右方向Yに互いに間隔を隔てて配置されている。一対の第1部分60のそれぞれの下面は、エネルギー吸収部材42の一対の変形部52のそれぞれの第1板部55の上面と接している(図4参照)。
図4を参照して、一対の拘束部61の下面は、一対の固定部50の上面に接している。一対の拘束部61の第2貫通孔61Aは、上側Z1から見て、一対の固定部50の第1貫通孔50Aと1つずつ重なっている。
第2部分63は、上下方向Zに薄い板状である。第2部分63は、第1部分60よりも上側Z1に配置されている。第2部分63は、一対の傾斜部62の上端部を連結している。第2部分63は、上側Z1から見て、エネルギー吸収部材42の一対の変形部52の間に配置されている(図4参照)。
図6のVII−VII線に沿った断面図を模式的に示した図7に示すように、第1部分60の後端部の少なくとも一部は、押圧部材41と変形部52の第1板部55とによって上下方向Zに挟まれた隙間Sに圧入されている。これにより、隙間Sが上下方向Zに僅か拡げている。詳しくは、ロアージャケット19の外周面の部分19Bと規制部材43の第1部分60との間で、エネルギー吸収部材42の一対の変形部52が上下方向Zに僅かに弾性変形することによって隙間Sが拡げられている。なお、図7では、説明の便宜上、ツースロック機構9の図示を省略している。
図7を参照して、エネルギー吸収部材42の固定部50の第1貫通孔50Aと、規制部材43の拘束部61の第2貫通孔61Aとには、締結部材44の軸部65が挿通されている。ねじ部65Aが形成された軸部65の下端部は、固定部材40のねじ穴40Bに螺合されている。
また、固定部材40は、左右方向Yにおいてスリット25の両側(2箇所)に配置されているので、規制部材43のがたつきを一層抑制することができる。
また、固定部材40が一対の被締付部材26よりも前側X2に配置されている。そのため、固定部材40への規制部材43の前端部43Bの固定が、締付機構7による一対の被締付部材26の間隔を狭めることを邪魔することを抑制できる。したがって、締付機構7は、一対の被締付部材26の間隔を円滑に狭めることによって、アッパージャケット18にロアージャケット19を強固に締め付けることができる。
また、異音の発生を抑制するための別部材を設けることなく、規制部材43のがたつきによる異音の発生を効果的に抑制することができる。
また、押圧部材41によって後端部43Aが押圧されているため、規制部材43をロアージャケット19に組み付けるための部材としては、一対の締結部材44を用いれば済む。そのため、規制部材43をボルトなどによって3箇所以上固定する場合と比較して規制部材43をロアージャケット19に組み付けるための部材のコストを削減することができる。
ツースロック機構9の周辺の分解斜視図である図8を参照して、ツースロック機構9は、上下方向Zに歯筋が延びる第1歯71Aを有する第1歯形成部材71と、第1歯71Aと噛み合い可能な第2歯72Aを有する第2歯形成部材72とを含む。また、ツースロック機構9は、第2歯形成部材72を支持する支持機構73と、第2歯形成部材72の一部を上下方向Zに案内する案内機構74と、締付軸30の回転に第2歯形成部材72の運動を連動させる連動機構75とを含む。
図8および図9Aを参照して、第1歯形成部材71は、軸方向Xに長手に延びる板材を用いて形成されている。
被支持部80は、上側Z1から見て、一対の変形部52の間に配置されている。被支持部80は、エネルギー吸収部材42の移動部51の後端部に後側X1から対向する対向面80Aを有する。
支持機構73は、左右方向Yにおいて第2歯形成部材72の被支持部80の両外側へ突出する一対の支持軸82と、エネルギー吸収部材42の一対の変形部52の支持孔58とにより構成される。
一対の支持軸82は、第2歯形成部材72と別体で設けられていてもよい。この場合、一対の支持軸82は、第2歯形成部材72を左右方向Yに貫通する図示しない孔に挿通されることによって第2歯形成部材72を支持するように構成される。
案内機構74に関連して、一対の被締付部材26のそれぞれの対向面26Bには、左右方向Yに深い丸孔である支持穴83が形成されている。なお、図8では、説明の便宜上、右側Y1の被締付部材26の支持穴83のみを図示している。
連動機構75は、第2歯72Aが第1歯71Aに噛合するように第2歯形成部材72を支持軸82の中心軸線C2回りに付勢する付勢部材86と、付勢部材86に抗して、第2歯72Aと第1歯71Aとの噛合が解除するように第2歯形成部材72を駆動する解除部材87とを含む。
付勢部材86は、たとえば、ねじりばねである。付勢部材86は、右側Y1の被締付部材26に設けられた係止穴88に係止された第1端部91と、第2歯形成部材72の歯形成部81を下側Z2に付勢する第2端部92と、第1端部91と第2端部92との間で締付軸30に巻き付けられたコイル部93とを含む。
本体94の内周面には、図示しない雌スプラインが形成されている。締付軸30の外周に形成された図示しない雄スプラインとスプライン嵌合している。これにより、解除部材87は、締付軸30と一体回転可能である。
以下では、ツースロック機構9の動作について説明する。
図9Aを参照して、ステアリング装置1の状態がロック状態であるときは、第2歯形成部材72の歯形成部81が付勢部材86の第2端部92によって下側Z2に付勢されることによって、第2歯形成部材72の第2歯72Aと第1歯形成部材71の第1歯71Aとが噛み合っている。
操作部材31を先程と同じ方向にさらに回転させると、解除突起94Aが付勢部材86に抗して係合突起81Aを押し上げる。このとき、案内軸84が歯形成部81の案内孔85内で下側Z2に相対移動することによって、歯形成部81は、上側Z1に案内される。これにより、第2歯72Aが上側Z1へ移動し、第2歯72Aと第1歯71Aとの噛み合いが解除される(図9B参照)。
図9Bを参照して、逆に、解除状態からロック状態に変化するように操作部材31を回転させると、解除部材87が締付軸30と一体回転し、解除部材87の解除突起94Aが下側Z2へ移動する。係合突起81Aを有する第2歯形成部材72の歯形成部81は、付勢部材86によって付勢されているため、解除突起94Aの下側Z2への移動に伴って下側Z2へ移動する。このとき、案内軸84が歯形成部81の案内孔85内で上側Z1に相対移動することによって、歯形成部81は、下側Z2に案内される。これにより、第2歯72Aが下側Z2へ移動し、第2歯72Aと第1歯71Aとが噛み合う。
以下では、車両衝突時に運転者が操舵部材10(図1参照)に衝突することによって発生する二次衝突時のステアリング装置1の動作について説明する。
図10Aは、図6のX−X線に沿う断面図を模式的に示した図である。図10Bは、図10Aにおいて二次衝突直後の状態を示した図である。図10Cは、図10Bよりもさらに後の状態を示した図である。
一対の被締付部材26から離脱した第2歯形成部材72は、アッパージャケット18とともに前側X2へ移動する。このとき、第2歯形成部材72は、一対の変形部52の間を通り、図10Bに示すように、エネルギー吸収部材42の移動部51と当接する。詳しくは、第2歯形成部材72の被支持部80の対向面80Aが、移動部51の後端面と当接する。
被支持部80の対向面80Aと移動部51の後端面が当接した後、エネルギー吸収部材42が図10Bに示す状態から図10Cに示す状態に変化するように、エネルギー吸収部材42の移動部51は、前側X2に移動する。詳しくは、移動部51は、アッパージャケット18とともに移動する第2歯形成部材72によって押されて前側X2に移動する。
したがって、二次衝突時に、上側Z1(径方向外側R1でもある)へのエネルギー吸収部材42の一対の変形部52の第1板部55の浮き上がりが抑制されるので、エネルギー吸収部材42の一対の変形部52を安定して変形させることができる。ひいては、二次衝突時のエネルギーを吸収するために発生させる荷重(衝撃吸収荷重)を安定させることができるので、運転者の保護を図ることができる。規制部材43は、エネルギー吸収部材42の第1板部55が軸方向Xに長尺であるほど、第1板部55の浮き上がりを効果的に抑制することができる。
また、エネルギー吸収部材42は、規制部材43によって上側Z1から覆われているため、一対の変形部52は、変形するためのスペースが制限されている。そのため、衝撃吸収荷重が極端に低下したり極端に増加したりすることを防ぐことができる。
たとえば、規制部材43の後端部43Aは、一対の被締付部材26よりも後側X1に配置されていてもよい。規制部材43が一対の被締付部材26と左右方向Yに間隔を隔てて配置されていれば、この場合であっても、締付機構7は、一対の被締付部材26の間を狭めることが可能である。
また、規制部材43は、必ずしも板状の金属をプレス加工したものでなくてもよく、少なくとも一対の第1部分60の後端部において押圧部材41によって押圧される部分が板厚T2に相当する厚みを有していればよい。
また、エネルギー吸収部材42は、固定部材40とは別の部材を介してロアージャケット19に固定されていてもよい。
また、第2歯形成部材72の移動を阻害したり、変形部52の変形を不安定にさせたりすることがなければ、第1板部55間は適宜連結されていてもよい。
また、第1歯71Aおよび第2歯72Aは、上下方向Zに歯先を向け、左右方向Yに歯筋が延びる構成であってもよい。
また、ステアリング装置1は、操作部材31が固定された締付軸30がアッパージャケット18よりも上側Z1に配置された、いわゆるレバー上置きタイプのステアリング装置であるが、操作部材31がアッパージャケット18よりも下側Z2に配置された、いわゆるレバー下置きタイプのステアリング装置にも本発明を適用することができる。
Claims (4)
- 一端に操舵部材が連結可能であり、軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
前記軸方向における前記操舵部材側で前記ステアリングシャフトを保持するアッパージャケットと、前記軸方向における前記操舵部材側とは反対側で前記ステアリングシャフトを保持するロアージャケットとを有し、前記ロアージャケットに対する前記アッパージャケットの前記軸方向への移動によって前記ステアリングシャフトとともに前記軸方向に伸縮可能なコラムジャケットと、
前記ロアージャケットを支持し、車体に固定されるブラケットと、
前記ロアージャケットに固定された固定部材と、
前記固定部材に固定された固定部と、車両衝突時に前記アッパージャケットとともに前記反対側へ移動する移動部と、を含み、車両衝突時に発生するエネルギーを吸収するために前記移動部の移動に伴って前記反対側へ変形可能なエネルギー吸収部材と、
前記エネルギー吸収部材を前記ステアリングシャフトの径方向の外側から覆い、車両衝突時に前記径方向への前記エネルギー吸収部材の変形を前記径方向の外側から規制する規制部材と、
前記ロアージャケットに形成された前記軸方向に延びるスリットの両側に配置され、前記ロアージャケットと一体的に設けられた一対の被締付部材と、
前記一対の被締付部材の間隔を狭めることにより前記アッパージャケットに前記ロアージャケットを締め付ける締付機構とを含み、
前記規制部材の前記反対側の端部は、前記一対の被締付部材よりも前記反対側に配置された前記固定部材に固定されていることを特徴とする、ステアリング装置。 - 前記被締付部材に設けられ、前記エネルギー吸収部材に対して前記径方向の外側から前記規制部材の前記操舵部材側の端部を押圧する押圧部材を含む、請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記規制部材の前記反対側の端部と、前記エネルギー吸収部材の前記固定部とを前記固定部材に共締めする締結部材を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のステアリング装置。
- 一端に操舵部材が連結可能であり、軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
前記軸方向における前記操舵部材側で前記ステアリングシャフトを保持するアッパージャケットと、前記軸方向における前記操舵部材側とは反対側で前記ステアリングシャフトを保持するロアージャケットとを有し、前記ロアージャケットに対する前記アッパージャケットの前記軸方向への移動によって前記ステアリングシャフトとともに前記軸方向に伸縮可能なコラムジャケットと、
前記ロアージャケットを支持し、車体に固定されるブラケットと、
前記ロアージャケットに固定された固定部材と、
前記固定部材に固定された固定部と、車両衝突時に前記アッパージャケットとともに前記反対側へ移動する移動部と、を含み、車両衝突時に発生するエネルギーを吸収するために前記移動部の移動に伴って前記反対側へ変形可能なエネルギー吸収部材と、
前記エネルギー吸収部材を前記ステアリングシャフトの径方向の外側から覆い、車両衝突時に前記径方向への前記エネルギー吸収部材の変形を前記径方向の外側から規制する規制部材と、
前記規制部材の前記反対側の端部と前記エネルギー吸収部材の前記固定部とを前記固定部材に共締めする締結部材とを含むことを特徴とする、ステアリング装置。
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