JP5589768B2

JP5589768B2 - 車両用ステアリング装置

Info

Publication number: JP5589768B2
Application number: JP2010243308A
Authority: JP
Inventors: 裕島田; 武司成田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2012096563A

Description

本発明は、ステアリングチューブを旋回（チルト）させることにより、ハンドルの位置が変えられるようにした車両用ステアリング装置に関する。

前記車両用ステアリング装置は、図４（特許文献１）に示すように、車両に固定された支持ブラケット１００にチルト用長孔１０１を設け、ステアリングチューブ１０２に固定された変位ブラケット１０３にテレスコ用長孔１０４を設け、前記チルト用長孔１０１と前記テレスコ用長孔１０４にボルト１０５を挿通することにより、車両と前記ステアリングチューブ１０２を連結している。チルト時は前記チルト用長孔１０１内をボルト１０５が移動し、前記チルト用長孔１０１に設けられた突起１０６に前記ボルト１０５が当接することにより旋回（チルト）範囲を制限していた。

運転手の体格、姿勢に合わせて前記ステアリングチューブ１０２を任意の位置へチルトさせるときに、誤って前記突起１０６へ前記ボルト１０５を思い切りぶっけると、前記突起１０６に前記ボルト１０５が喰い込んでしまい、この喰い込み解除に大きな力が必要とする。

この問題を解決するために、図５に示すように、チルト用長孔１１０の途中に係止溝１１１を設け、この係止溝１１１にカプセル１１２を遊嵌させ、このカプセル１１２にストッパ部材１１３を圧入固定し、このストッパ部材１１３にディスタンスブラケット１１４を当接させることにより、ステアリングチューブ１１５の旋回（チルト）範囲を制限していた。

車両衝突時に大きな衝撃力が、前記ストッパ部材１１３に作用したときは、図６に示すように、前記カプセル１１２が切欠き１１６の部分で切断され、前記係止溝１１１に遊嵌された一部のカプセル１１２ａを残して、残りのカプセル１１２ｂが前記チルト用長孔１１０に沿って移動する。前記チルト用長孔１１０の上端に残りのカプセル１１２ｂが当接する位置まで、前記ステアリングチューブ１１５を旋回させることができる。

特許第３４０９５２８号

前記カプセル１１２のチルト用長孔１１０の長手方向の一端からストッパ部材１１３まで、長さｔを有する。この長さｔがあるため、ステアリングチューブ１１５の旋回範囲をロスしており、車両衝突時のステアリングチューブ１１５の旋回範囲を大きく取れない。本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ステアリンチューブの旋回ロスを無くし、車両衝突時のステアリングチューブの旋回範囲を大きく取れるようにする。

請求項１に記載の発明は、ステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転可能に軸承したステアリングチューブと、このステアリングチューブの一端を車両に対し旋回可能に軸支する旋回支持機構と、この旋回支持機構により旋回可能に支持された前記ステアリングチューブを任意の旋回位置でロックするロック機構と、前記ステアリングチューブの旋回範囲を規制するストッパ機構とを備え、前記ロック機構は、前記車両に固定され前記ステアリングチューブ側へ延びる一対の第１の板部を有するアジャストブラケットと、前記ステアリングチューブに一端が連結され前記一対の第１の板部で挟持されるディスタンスブラケットと、前記アジャストブラケットの長穴と前記ディスタンスブラケットの挿通穴に挿通され、前記一対の第１の板部で前記ディスタンスブラケットを締付ける方向に軸力を発生させる締付けボルトと、この締付けボルトを回転させるレバーとを備えた車両用ステアリング装置において、前記ストッパ機構は、前記第１の板部の一部を切欠いて前記ステアリングシャフトの回転軸線側へ折り曲げた折り曲げ片と、この折り曲げ片に当接可能な位置で前記ディスタンスブラケットに設けられたストッパ部材とからなり、前記ストッパ部材を介して前記折り曲げ片に衝撃荷重が作用したときは、前記ステアリングチューブの旋回を許容できるように、前記折り曲げ片にこれを折損させる切欠きを設け、前記ストッパ部材は、前記ディスタンスブラケットの圧入穴に、ストッパとして機能するときは前記ストッパが前記圧入穴に圧入されない程度に、衝撃荷重が作用したときは前記ストッパが前記圧入穴に圧入される程度の締め代で持って圧入し、衝撃荷重が作用して前記ストッパ部材が前記圧入穴に圧入されたときは、前記折り曲げ片の折り曲げ点から前記ストッパまでの距離よりも大きな距離のところで前記折り曲げ片に曲げ荷重が作用するよう、前記ディスタンスブラケットに前記折り曲げ片が当接する当接部を設けたものである。

この構成によれば、前記長穴とは別の位置で、前記折り曲げ片と前記ストッパ部材を当接させ、衝撃荷重が作用したときは、前記ステアリングチューブの旋回を妨げないように、前記折り曲げ片を折損させているので、旋回ロスが無くなり、車両衝突時の前記ステアリングチューブの旋回範囲を大きく取れる。衝撃荷重が作用して、前記ストッパ部材を前記圧入穴に圧入した後、前記折り曲げ片が前記ディスタンスブラケットの当接部に当接し、前記折り曲げ片に前記ストッパ部材に当接したときよりも大きな曲げモーメントが作用するので、前記折り曲げ片を確実に折損させることができる。

本発明によれば、長穴とは別の位置で、折り曲げ片とストッパ部材を当接させ、衝撃荷重が作用したときは、ステアリングチューブの旋回を妨げないように、折り曲げ片を折損させているので、旋回ロスが無くなり、車両衝突時の前記ステアリングチューブの旋回範囲を大きく取れる。衝撃荷重が作用して、ストッパ部材を圧入穴に圧入した後、折り曲げ片がディスタンスブラケットの当接部に当接し、折り曲げ片に前記ストッパ部材に当接したときよりも大きな曲げモーメントが作用するので、折り曲げ片を確実に折損させることができる。

本発明の実施形態における車両用ステアリング装置の側面図本発明の実施形態における図１のＡ矢視拡大図本発明の実施形態における図２のＢ−Ｂ線縮小断面図従来の車両用ステアリング装置の側面図従来の他の車両用ステアリング装置の側面図従来の他の車両用ステアリング装置の作動図

本発明の実施形態を、図１乃至図４にもとづいて説明する。図１は、車両用ステアリング装置の側面図、図２は、図１のＡ矢視拡大図、図３は、図２のＢ−Ｂ線縮小断面図である。

図１に示すように、車両用ステアリング装置１０はステアリングチューブ１１を有し、図３に示すように前記ステアリングチューブ１１にステアリングシャフト１２が回転可能に軸承されている。前記ステアリングシャフト１２の一端には図略のハンドルが連結され、前記ステアリングシャフト１２の他端にはインターミディエイトシャフト９０が連結されている。

前記ステアリングチューブ１１は、支持装置２０を介して車両に固定されるようになっている。前記支持装置２０は、前記ステアリングチューブ１１と一体的に作られたディスタンスブラケット３０と、図略の取付けボルトを介して車両に固定されるアジャストブラケット４０と、このアジャストブラケット４０に対して前記ディスタンスブラケット３０をチルト並びにテレスコ可能に連結する旋回支持機構５０並びにロック機構６０とを有する。

図２に示すように、前記アジャストブラケット４０は、鉄製の一枚の板金から切り抜き、折り曲げ加工し、折り曲げ加工した板金同士を溶接等により連結したもので、前記ステアリングチューブ１１側へ延びる一対の第１の板部４１、４２と、前記一対の第１の板部４１、４２のハンドル側で前記一対の第１の板部４１、４２を互いに連結する連結部４３と、この連結部４３に溶接等により連結され、前記一対の第１の板部４１、４２と直交する方向に延びる第１の取付け部４４と、この第１の取付け部４４と反対側の一端で前記一対の第１の板部４１、４２に溶接等により連結され、前記一対の第１の板部４１、４２と直交する方向に延びる第２の取付け部４５とを有する。前記第１の取付け部４４と前記第２の取付け部４５には、複数の図略の取付け穴が形成され、これらの取付け穴に図略の取付けボルトを挿通され、これらの取付けボルトを車両に螺合することにより、前記アジャストブラケット４０が車両に固定されるようになっている。

図３に示すように、前記ディスタンスブラケット３０は、前記ステアリングチューブ１１と一体的にアルミ製鋳物で作られており、前記ステアリングチューブ１１に対してインターミディエイトシャフト９０側へ延び、前記一対の第１の板部４１、４２によって挟持されるようになっている。前記ディスタンスブラケット３０には、第１のテレスコ溝３１と第２のテレスコ溝３２が互いに前記ステアリングチューブ１１の軸線方向に離間した位置で前記ステアリングチューブ１１の軸線方向に形成されている。

前記第２のテレスコ溝３２には軸支ボルト５１が挿通され、この軸支ボルト５１は前記一対の第１の板部４１、４２に取付けられている。前記第２のテレスコ溝３２、前記軸支ボルト５１とで前記ステアリングチューブ１１をチルト並びにテレスコ可能に支持する旋回支持機構５０が構成される。

前記一対の第１の板部４１、４２には、前記軸支ボルト５１の軸線ｍ回りに円弧状の長穴６１、６２が形成されている。前記長穴６１、６２及び前記第１のテレスコ溝３１に、締付けボルト６３が挿通され、この締付けボルト６３は、軸部６４、図２に示すように、この軸部６４の一端に形成され半径方向外方へ突出した頭部６５、図３に示すように、二面取り面を有する規制部６６、図２に示すように、軸部６４の他端に形成されたネジ部６７とからなっている。前記軸部６４、頭部６５、規制部６６、ネジ部６７は、切削等により一体的に形成されている。

前記軸部６４には、カム機構７０が回転可能に嵌装され、前記カム機構７０は、規制カム７１と、可動カム７２を有する。前記可動カム７２は、半径方向外方へ突出した円盤状の本体部７２ａ、この本体部７２ａに対し軸方向に突出した図略の被嵌合部とからなり、この被嵌合部にレバー７３が嵌合固定されている。前記規制カム７１は、半径方向外方へ突出した円盤状の本体部７１ａ、この本体部７１ａに対しディスタンスブラケット３０側へ軸方向に突出した図略の規制部とからなり、この規制部の外周には規制部６６の二面取り面と同様な図略の二面取り面が形成されている。

本体部７２ａと本体部７１ａの互いに対向する面には図略のカム面が形成され、本体部７２ａと本体部７１ａを相対回転させると、カム作用により本体部７１ａに対して本体部７２ａが接近離間するようになっている。

前記規制カム７１の規制部の二面取り面が前記長穴６１に摺接し、前記規制カム７１の回転が規制され、前記ステアリングチューブ１１の旋回位置が変えられるようになっている。前記規制部６６の二面取り面が前記長穴６２に摺接することにより、前記締付けボルト６３の回転が規制され、前記ステアリングチューブ１１の旋回位置が変えられるようになっている。

前記ネジ部６７には六角ナット８０が螺合され、この六角ナット８０にはストッパプレート８１が回転不能にかつ軸方向に移動可能に嵌合されている。図１に示すように、前記ストッパプレート８１は、前記六角ナット８０に嵌合される嵌合穴８１ａ、この嵌合穴８１ａに対し半径方向にずれた位置に円弧溝８１ｂを有する。前記嵌合穴８１ａは、円形の穴の外周に１２個の三角溝が入ったものであり、前記六角ナット１７に対し前記ストッパプレート８１を３０度毎にずらして挿入できるようになっている。前記円弧溝８１ｂには調整ボルト８２が挿通され、この調整ボルト８２は前記レバー７３に螺着されている。前記調整ボルト８２によって前記ストッパプレート８１は、前記レバー７３に固定される。この結果、前記レバー７３を回すと前記六角ナット８０も一体となって回り、前記ネジ部６７に対し前記六角ナット８０を緩めたり締めたりすることが可能となる。

前記第１のテレスコ溝３１、前記長穴６１、６２、前記締付けボルト６３、前記カム機構７０、前記六角ナット８０、前記レバー７３とで前記ステアリングチューブ１１を任意の旋回位置、任意のテレスコ位置でロックするロック機構６０が構成される。

図１及び図３に示すように、前記長穴６１，６２は、途中で溝幅が変わっており、溝幅の狭い方が、チルト動作で使われ、溝幅の広い方が、衝撃荷重吸収動作で使われる。

前記一対の第１の板部４１、４２には、前記長穴６１，６２と略平行にコの字状に切欠かれており、図２に示すように、切欠かれた部分を前記ステアリングシャフト１２の回転軸線側へ折り曲げることにより、折り曲げ片４１ａ、４２ａが構成される。各折り曲げ片４１ａ、４２ａは、第１の板部４１、４２に対し直角に折り曲げられ、各折り曲げ片４１ａ、４２ａの折り曲げ点には、連結部４３側に前記ステアリングチューブ１１の軸線方向と平行に切欠き４１ｂ、４２ｂが入っている。

前記ディスタンスブラケット３０の連結部４３側には、前記一対の第１の板部４１、４２間の中央に前記連結部４３側へ突出した当接部３３と、この当接部３３の両側にこれよりも低い低部３４が形成されている。

図３に示すように、前記低部３４には、前記ステアリングチューブ１１の軸線方向に等間隔に圧入穴３５が穿孔され、これらの圧入穴３５は、前記ステアリングチューブ１１の旋回方向と略同方向に穿孔された盲穴でもある。各圧入穴３５には、アルミ製で円柱状のストッパ部材３６が所定の締め代で持って圧入され、前記ストッパ部材３６がチルト範囲を規制するストッパとして機能するときは、前記ストッパ部材３６が前記圧入穴３５に圧入されない程度の締代を有し、前記ストッパ部材３６が衝撃荷重吸収として機能するときは、前記ストッパ部材３６が前記圧入穴３５に圧入される程度の締代を有する。前記ストッパ部材３６は、前記当接部３３よりも前記連結部４３側へ突出しており、前記圧入穴３５には、前記ストッパ３４が前記当接部３３と同程度の高さになるまで圧入される空間を有する。

前記ストッパ部材３６は、衝撃吸収時には、前記折り曲げ片４１ａ、４２ａで圧縮変形可能な大きさを有する。また、前記ストッパ部材３６は、チルト制限時には、前記折り曲げ片４１ａ、４２ａで圧縮変形されない程度の大きさを有する。即ち、前記ストッパ部材３６の外径を大きくすれば、圧縮変形されにくくなり、前記ストッパ部材３６の外径を小さくすれば、圧縮変形されやすくなる。衝撃吸収時に前記ストッパ部材３６にかかる力は、チルト制限時に比べて大きい。これら２つの力を考慮して前記ストッパ部材３６の外径が決定される。

前記折り曲げ片４１ａ、４２ａ、ストッパ部材３６とで、ステアリングチューブ１１の旋回範囲を規制するストッパ機構３７が構成される。

前記第１の取付け部４４と前記ディスタンスブラケット３０間には、引っ張りばね３８が掛けられており、この引っ張りばね３８により軸支ボルト５１の軸線ｍ回りに前記ステアリングチューブ１１を時計回りに旋回させようとする力が働くようになっている。

次に上述した構成にもとづいて、動作を説明する。

運転手の体格、姿勢に合わせて、ステアリングチューブ１１をチルトあるいはテレスコさせる動作について説明する。図１において、レバー７３を実線で示す位置から二点鎖線で示す位置、即ち、レバー７３を緩む方向に回すと、調整ボルト８２、ストッパプレート８１を介して六角ナット８０も一体的に回り、ネジ部６７によってネジが緩む。また、レバー７３とともに可動カム７２も規制カム７１に対して回転し、図２に示すように、カム作用によって規制カム７１と可動カム７２が互いに接近する。これにより、頭部６５と規制カム７１間の距離が長くなり、一対の第１の板部４１、４２でディスタンスブラケット３０を締付ける力が弱くなる。この状態で、ステアリングチューブ１１を動かすと、図３に示すように、軸支ボルト５１が第２のテレスコ溝３２、締付けボルト６３が第１のテレスコ溝３１に沿って移動する。これにより、ステアリングチューブ１１のテレスコ動作がなされる。また、締付けボルト６３が長穴６１、６２に沿って移動すると、ステアリングチューブ１１の旋回（チルト）動作がなされる。

ステアリングチューブ１１を図１の下の方へ旋回させると、長穴６１，６２の下端に締付けボルト６３が当接してステアリングチューブ１１のチルトの下限動作が制限される。ステアリングチューブ１１を図１の上の方へ旋回させると、ストッパ部材３６が折り曲げ片４１ａ、４２ａに当接してステアリングチューブ１１のチルトの上限動作が制限される。運転手の体の一部がステアリングチューブ１１に当るなどして、ステアリングチューブ１１に大きな力が作用し、ストッパ部材３６を折り曲げ片４１ａ、４２ａに思い切りぶつけても折り曲げ片４１ａ、４２ａにストッパ部材３６が喰い込むことがない。

ステアリングチューブ１１を任意の位置へ移動させた後、図１に示すように、レバー７３を二点鎖線で示す位置から実線で示す位置、即ち、レバー７３を締める方向に回すと、六角ナット８０も一体的に回り、ネジ部６７によってネジが締まる。また、レバー７３とともに可動カム７２も規制カム７１に対して回転し、図２に示すように、カム作用によって規制カム７１と可動カム７２が互いに離間する。これにより、頭部６５と規制カム７１間の距離が短くなり、一対の第１の板部４１、４２でディスタンスブラケット３０を締付ける力が強くなる。こうして、ステアリングチューブ１１が任意の位置にロックされる。

車両衝突等により、大きな慣性力でもって運転手をハンドルに衝突させると、ロック機構６０によりロックしてあるにも関わらず、ステアリングチューブ１１が旋回する。この結果、ストッパ部材３６を折り曲げ片４１ａ、４２ａに思い切りぶつけることとなり、ストッパ部材３６を上方へ移動しようとする力が折り曲げ片４１ａ、４２ａに作用する。折り曲げ片４１ａ、４２ａが鉄製で、ディスタンスブラケット３０とストッパ部材３６がアルミ製であるので、まず、ストッパ部材３６が圧入穴３５にさらに圧入され、続いて、折り曲げ片４１ａ、４２ａが当接部３３に当接する。

折り曲げ片４１ａ、４２ａの折り曲げ点（切欠き４１ｂ、４２ｂと略同位置）からストッパ部材３６までの距離よりも、折り曲げ片４１ａ、４２ａの折り曲げ点から当接部３３までの距離の方が大きいので、折り曲げ片４１ａ、４２ａの折り曲げが容易となり、折り曲げ片４１ａ、４２ａの切欠き４１ｂ、４２ｂに力が集中する。この結果、折り曲げ片４１ａ、４２ａが切欠き４１ｂ、４２ｂで折損して車両用ステアリング装置１０から脱落し、折り曲げ片４１ａ、４２ａがステアリングチューブ１１の旋回の支障とならないので、例えば、図３の一点鎖線に示す位置へステアリングチューブ１１を旋回させることができ、ステアリングチューブ１１の旋回範囲を大きくとれる。このように、上述した実施形態は、長穴６１、６２とは別の位置に折り曲げ片４１ａ、４２ａとストッパ部材３６を設けたので、折り曲げ片４１ａ、４２ａを折り曲げ折損させることができる。

折り曲げ片４１ａ、４２ａが折損する過程で、折り曲げ片４１ａ、４２ａがストッパ部材３６に当接しても、ストッパ部材３６が圧縮変形されるので、折り曲げ片４１ａ、４２ａを当接部３３に当接させるのに支障とならない。

ステアリングチューブ１１を運転手側へテレスコさせた場合、衝撃荷重がかかった時は、運転手側のストッパ部材３６が折り曲げ片４１ａ、４２ａに当接する。ステアリングチューブ１１をインターミディエイトシャフト９０側へテレスコさせた場合、衝撃荷重がかかった時は、インターミディエイトシャフト９０側のストッパ部材３６が折り曲げ片４１ａ、４２ａに当接する。ステアリングチューブ１１を第１のテレスコ溝３１の略中間へテレスコさせた場合、衝撃荷重がかかった時は、真中のストッパ部材３６が折り曲げ片４１ａ、４２ａに当接する。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、チルトとテレスコ可能な車両用ステアリング装置に、ストッパ部材３６と折り曲げ片４１ａ、４２ａを設けたが、他の実施形態として、チルトのみ可能な車両用ステアリング装置に、ストッパ部材３６と折り曲げ片４１ａ、４２ａを設けても良い。この場合、ストッパ部材３６をテレスコ方向に３つ設ける必要が無くなり、１つのみで対応可能となる。

１１：ステアリングチューブ、１２：ステアリングシャフト、３０：ディスタンスブラケット、３３：当接部、３５：圧入穴、３６：ストッパ部材、３７：ストッパ機構、４０：アジャストブラケット、４１：第１の板部、４１ａ：折り曲げ片、４１ｂ：切欠き、４２：第１の板部、４２ａ：折り曲げ片、４２ｂ：切欠き、５０：旋回支持機構、６０：ロック機構、６３：締付けボルト、７３：レバー

Claims

ステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転可能に軸承したステアリングチューブと、このステアリングチューブの一端を車両に対し旋回可能に軸支する旋回支持機構と、この旋回支持機構により旋回可能に支持された前記ステアリングチューブを任意の旋回位置でロックするロック機構と、前記ステアリングチューブの旋回範囲を規制するストッパ機構とを備え、前記ロック機構は、前記車両に固定され前記ステアリングチューブ側へ延びる一対の第１の板部を有するアジャストブラケットと、前記ステアリングチューブに一端が連結され前記一対の第１の板部で挟持されるディスタンスブラケットと、前記アジャストブラケットの長穴と前記ディスタンスブラケットの挿通穴に挿通され、前記一対の第１の板部で前記ディスタンスブラケットを締付ける方向に軸力を発生させる締付けボルトと、この締付けボルトを回転させるレバーとを備えた車両用ステアリング装置において、
前記ストッパ機構は、前記第１の板部の一部を切欠いて前記ステアリングシャフトの回転軸線側へ折り曲げた折り曲げ片と、この折り曲げ片に当接可能な位置で前記ディスタンスブラケットに設けられたストッパ部材とからなり、前記ストッパ部材を介して前記折り曲げ片に衝撃荷重が作用したときは、前記ステアリングチューブの旋回を許容できるように、前記折り曲げ片にこれを折損させる切欠きを設け、
前記ストッパ部材は、前記ディスタンスブラケットの圧入穴に、ストッパとして機能するときは前記ストッパが前記圧入穴に圧入されない程度に、衝撃荷重が作用したときは前記ストッパが前記圧入穴に圧入される程度の締め代で持って圧入し、衝撃荷重が作用して前記ストッパ部材が前記圧入穴に圧入されたときは、前記折り曲げ片の折り曲げ点から前記ストッパまでの距離よりも大きな距離のところで前記折り曲げ片に曲げ荷重が作用するよう、前記ディスタンスブラケットに前記折り曲げ片が当接する当接部を設けたことを特徴とする車両用ステアリング装置。