(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の好ましい実施形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の第1実施形態のステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、ステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結されたステアリングシャフト3と、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有する転舵軸としてのラック軸8とを備えている。
【0011】
ピニオン軸7およびラック軸8を含むラックアンドピニオン機構によって、操舵機構A1が構成されている。ラック軸8は、車体側部材9に固定されたハウジング10によって、車両の左右方向に沿う軸方向(紙面とは直交する方向)に移動可能に、支持されている。ラック軸8の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。
【0012】
ステアリングシャフト3は、例えばスプライン結合を用いて、同行回転可能に且つ軸方向に相対移動可能に連結されたアッパーシャフト11およびロアーシャフト12を有している。ステアリングシャフト3は、車体側部材13,14に固定されたステアリングコラム15によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。
ステアリングコラム15は、軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた筒状のアッパージャケット16(可動ジャケット)と、筒状のロアージャケット17と、ロアージャケット17の軸方向下端に連結されたハウジング18とを備えている。ハウジング18内には、操舵補助用の電動モータ19の動力を減速してロアーシャフト12に伝達する減速機構20が収容されている。減速機構20は、電動モータ19の回転軸(図示せず)と同行回転可能に連結された駆動ギヤ21と、駆動ギヤ21に噛み合いロアーシャフト12と同行回転する被動ギヤ22とを有している。
【0013】
本実施の形態では、ステアリング装置1が電動パワーステアリング装置に適用された例に則して説明するが、本発明をマニュアルステアリング装置に適用するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ステアリング装置1がチルト調節可能である場合に則して説明するが、本発明をチルト調整機能を持たないステアリング装置に適用するようにしてもよいし、チルト調整可能でテレスコピック調整可能なステアリング装置に適用してもよい。
【0014】
概略断面図である
図2に示すように、ステアリング装置1は、固定ブラケット23によって支持され、可動ブラケットとしてのチルトブラケット24を介してアッパージャケット16を吊り下げる一対の吊り下げ機構T1,T2を備えている。吊り下げ機構T1,T2は、二次衝突時に、チルトブラケット24およびアッパージャケット16と共に、コラム移動方向X1(
図1参照。
図2では紙面と直交する方向)に移動する。
【0015】
すなわち、
図1および
図2に示すように、車体側部材13に固定された固定ブラケット23に、可動ブラケットとしてのチルトブラケット24が、一対の吊り下げ機構T1,T2の吊り下げ軸としての吊り下げボルト25を介して吊り下げられている。一方、ステアリングコラム15のアッパージャケット16には、コラムブラケット26が固定されている。
【0016】
図1および
図2に示すように、ステアリング装置1は、操作レバー27の操作に応じて、締付軸28によってチルトブラケット24を介して、チルト調整後のコラムブラケット26の位置(ひいてはアッパージャケット16および操舵部材2の位置)をロックしたりロックを解除したりするロック機構29を備えている。
図2、
図3に示すように、チルトブラケット24は、一対の側板41を備えており、
図2に示すように、コラムブラケット26は、チルトブラケット24の一対の側板41にそれぞれ対向する一対の側板71と、一対の側板71の下端間を連結する連結板72とを備えた溝形をなしている。
【0017】
図2を参照して、締付軸28は、チルトブラケット24およびコラムブラケット26の側板41,71を貫通するボルトからなる。締付軸28に螺合するナット73を、操作レバー27の回転操作によって回転させることにより、締付軸28としてのボルトの頭部とナット73との間に、両側板41,71を締め付け、両側板41,71をロックする。これにより、チルト調整後の操舵部材2の位置をロックし、チルトロックを達成するようにしている。
【0018】
また、ステアリング装置1は、固定ブラケット23の第1板30とチルトブラケット24の第2板32とを連結し、二次衝突時に、第2板32を第1板30の所定位置[
図5(a)に示される位置]から
図5(b)および(c)に示すようにコラム移動方向X1へ離脱させる連結・離脱機構R1とを備えている。
図2および一部破断概略平面図である
図4に示すように、連結・離脱機構R1は、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に関して、一対の吊り下げ機構T1,T2の間(すなわち固定ブラケット23の第1板30の後述する一対の第1孔31の間)に配置されている。具体的には、連結・離脱機構R1は、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に関して、一対の第1孔31の間(すなわち一対の吊り下げボルト25の間)の中央位置に配置されている。
【0019】
図1を参照して、固定ブラケット23は、二次衝突時のコラム移動方向X1(ステアリングシャフト3の軸方向に相当)に平行な第1板30を備えている。第1板30には、コラム移動方向X1に平行に延びる長孔からなる、吊り下げ機構T1,T2用の第1孔31が形成されている。一方、チルトブラケット24(可動ブラケット)は、第1板30に対向する第2板32を備えている。第2板32には、第1孔31の一部と対向する、吊り下げ機構T1,T2用の第2孔33が形成されている。
【0020】
吊り下げボルト25は、第1板30の第1孔31および第2板32の第2孔33を挿通して、ナット34に螺合するボルトにより構成されている。ナット34と共同して第1板30と第2板32とを連結した吊り下げボルト25が、チルトブラケット24(可動ブラケット)およびコラムブラケット26を介してアッパージャケット16(可動ジャケット)を吊り下げている。また、吊り下げボルト25は、二次衝突時に、第1孔31に沿って、チルトブラケット24(可動ブラケット)、コラムブラケット26およびアッパージャケット16と共に、コラム移動方向X1に移動可能である。
【0021】
車体側部材14に固定されたロアーブラケット35が、ピボット軸であるチルト中心軸36を支持している。チルト中心軸36は、ステアリングコラム15のハウジング18を介して、ロアージャケット17を、当該チルト中心軸36の回りに揺動可能に支持している。
図2および
図3に示すように、各吊り下げ機構T1,T2は、吊り下げボルト25と、板ばねとしての皿ばね42と、ナット34等により構成されている。連結・離脱機構R1は、二次衝突時に剪断する樹脂ピン61と、樹脂ピン61の軸方向の一部に嵌合した円筒状の金属カラー62とで構成されている。金属カラー62に代えて、高硬度の樹脂やセラミック等のカラーを用いてもよい。
【0022】
一部に金属カラー62を嵌合した樹脂ピン61は、固定ブラケット23の第1板30に設けられた第1孔66と、チルトブラケット24(可動ブラケット)の第2板32に設けられた第2孔67とに挿通されている。
図3および
図4に示すように、第1孔66は、二次衝突時のコラム移動方向X1に延びる長孔に形成されている。具体的には、第1孔66において、樹脂ピン61のコラム移動方向X1側に、第1隙間S1が設けられている。一方、
図3に示すように、第2孔67は、円孔に形成されている。
【0023】
図3を参照して、固定ブラケット23は、第1板30の一対の側縁からそれぞれ下向きに延設された一対の側板37と、一対の側板37からそれぞれ外側方へ延設された一対の取付板38とを備えている。固定ブラケット23は、例えば板金により形成されている。各取付板38に設けられたねじ挿通孔39(
図3および
図4参照)を挿通した固定ボルト40(
図4参照)によって、各取付板38が、車体側部材13に固定されている。これにより、固定ブラケット23が車体側部材13に固定されている。
【0024】
図2〜
図4を参照して、固定ブラケット23の第1板30において、第1孔31は、一対の吊り下げボルト25に対応して一対設けられている。一対の第1孔31は、二次衝突時のコラム移動方向X1と平行に延び、また、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に離隔している。
図2、
図3に示すように、チルトブラケット24(可動ブラケット)は、例えば板金により形成されている。チルトブラケット24は、第2板32と、第2板32の一対の側縁から下向きに延設された一対の側板41とを備えており、溝形をなしている。第2板32と各側板41との連結部は、
図2、
図3に示すように湾曲状に形成されていてもよい。
【0025】
チルトブラケット24の第2板32において、第2孔33は、一対の吊り下げボルト25に対応して一対設けられている。各吊り下げボルト25は、板ばねとしての環状の皿ばね42と、介在板43の対応する挿通孔44と、第1板30の対応する第1孔31と、第2板32の対応する第2孔33とを順次に挿通して、ナット34にねじ込まれている。これにより、吊り下げボルト25がチルトブラケット24を吊り下げている。
【0026】
介在板43は、
図3および
図4に示すように、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に延びる長板からなり、
図2に示すように、両皿ばね42と第1板30の上面30aとの間に介在している。介在板43の少なくとも第1板30側の面が、例えばフッ素樹脂等の低摩擦材で構成されている。すなわち、介在板43全体が、低摩擦材で構成されていてもよいし、介在板43の第1板30側の面に、低摩擦材が被覆されていてもよい。
【0027】
図3および
図5(a)に示すように、第1板30と第2板32との間には、二次衝突時に第2板32が第1板30に対して、コラム移動方向X1に移動するときの摺動抵抗を低減させる働きをする第1介在板45と第2介在板46とが介在している。
第1介在板45は、第2板32のコラム移動方向X1側の端部である第1端部321に係止された溝形のユニット45Uを構成している。すなわち、ユニット45Uは、第2板32の上面32aおよび第1板30の下面30bに沿う第1介在板45と、第1介在板45と対向し且つ第2板32の下面32bに沿う対向板47と、第1介在板45と対向板47とを連結し且つ第2板32のコラム移動方向X1側の端縁に当接する連結板48とを備えている。
【0028】
第1介在板45の少なくとも第1板30側の面が、例えばフッ素樹脂等の低摩擦材で構成されている。すなわち、第1介在板45ないしユニット45Uが、低摩擦材で構成されていてもよいし、第1介在板45の第1板30側の面に、低摩擦材が被覆されていてもよい。
第2介在板46は、第1板30のコラム移動方向X1とは反対側の端部である第2端部302および第2板32のコラム移動方向X1とは反対側の端部である第2端部322に係止されたユニット46Uを構成している。すなわち、ユニット46Uは、第2板32の上面32aおよび第1板30の下面30bに沿う第2介在板46と、第2介在板46に対向し且つ第1板30の上面30aに沿う対向板49とを備えている。また、ユニット46Uは、第2介在板46と対向板49とを連結し且つ第1板30のコラム移動方向X1とは反対側の端縁に当接する連結板50と、第2板32の第2端部322に引っ掛け係止される例えば鉤形フック状の係止部51とを備えている。
【0029】
第2介在板46の少なくとも第2板32側の面が、例えばフッ素樹脂等の低摩擦材で構成されている。すなわち、第2介在板46ないしユニット46Uが、低摩擦材で構成されていてもよいし、第2介在板46の第2板32側の面に、低摩擦材が被覆されていてもよい。
図2および
図3に示すように、各吊り下げボルト25は、頭部52と、頭部52に連なり頭部52より小径の大径部53と、大径部53に連なり大径部53より小径の小径部54と、大径部53と小径部54との間に形成された段部55と、小径部54に設けられたねじ部56とを備えている。頭部52には、例えば六角孔形状の工具係合部57が設けられている。
【0030】
図2に示すように、大径部53が、環状の皿ばね42と、介在板43の挿通孔44と、第1板30の第1孔31とを挿通している。段部55は、第2板32の上面32aに当接し、上面32aによって受けられている。段部55とナット34との間で第2板32が挟持されて、吊り下げボルト25と第2板32とが固定されている。
頭部52と段部55との間隔H1(大径部53の軸長に相当)は、第1板30と第2板32との間に介在する第1介在板45の板厚(ないし第2介在板46の板厚)と、第1板30の板厚と、第1板30の上面30aに沿う介在板43の板厚と、最圧縮時の皿ばね42の板厚との合計よりも大きくされている。これにより、皿ばね42が、介在板43を介して第1板30を第2板32側へ弾性的に付勢している。
【0031】
図5(a)を参照して、連結・離脱機構R1の樹脂ピン61は、例えば断面円形の頭部63と、頭部63よりも小径の円柱状の軸部64とを備えている。円筒状の金属カラー62は、軸部64の外周に嵌合されている。金属カラー62の外径は、樹脂ピン61の頭部63の外径と等しくされている。金属カラー62の軸方向の第1端部621が、樹脂ピン61の頭部63に当接し、金属カラー62の軸方向の第2端部622が、第2板32の上面32aによって受けられている。これにより、樹脂ピン61および金属カラー62が、第2板32の下方へ脱落することが防止されている。
【0032】
一方、介在板43が、樹脂ピン61の頭部63の上方を覆うように配置されることで、樹脂ピン61の上方への脱落が防止されている。また、介在板43には、樹脂ピン61の頭部63に対向して、頭部63の外径よりも小さい覗き孔65が形成されている。連結・離脱機構R1の組立後に、介在板43の覗き孔65を通して樹脂ピン61の頭部63を視認することにより、樹脂ピン61の組み付け忘れ等の作業不良を容易に判断することができる。
【0033】
樹脂ピン61の頭部63と金属カラー62の大部分とは、固定ブラケット23の第1板30の、連結・離脱機構R1用の長孔からなる第1孔66に挿通されている。金属カラー62の一部は、第1孔66から突出している。樹脂ピン61の軸部64のうち、金属カラー62から突出した部分が、チルトブラケット24(可動ブラケット)の第2板32の、連結・離脱機構R1用の第2孔67に挿通されている。また、第2孔67は、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に延びる長孔により形成されている。但し、これに限らず、第2孔67は、樹脂ピン61の軸部64の外径と同じか又は若干大きい内径を持つ円孔により形成されていてもよい。
【0034】
第1板30の連結・離脱機構R1用の第1孔66は、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に関して、吊り下げ機構T1,T2用の第1孔31間の中央位置に配置されている。すなわち、樹脂ピン61は、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に関して、一対の吊り下げボルト25間の中央位置に配置されている。
二次衝突時には、金属カラー62の第2端部622と第2板32との合わせ面のずれによって、樹脂ピン61の軸部64が剪断される。金属カラー62の第2端部622の内周縁で構成される剪断刃は、例えば円弧状であり、第2板32の第2孔67の縁部で構成される剪断刃も、例えば円弧状である。
【0035】
次いで、
図5(a)〜(c)を参照して、二次衝突時の連結・離脱機構の動作を説明する。
図5(a)に示す二次衝突前の状態では、第1板30の第1孔66内において、樹脂ピン61のコラム移動方向X1に、所定量の
第1隙間S1が設けられている。
二次衝突が発生すると、固定ブラケット23の第1板30に対して、チルトブラケット24(可動ブラケット) の第2板32が、樹脂ピン61および金属カラー62(連結・離脱機構R1)と、介在板43と、第1介在板45を含むユニット45Uとともに、コラム移動方向X1への移動を開始する。
図5(a)では、図示していないが、二次衝突時には、
図2の吊り下げ機構T1,T2も第2板32と同行移動する。
【0036】
移動を開始した第2板32および樹脂ピン61が、
図5(b)に示すように、第1孔66内の隙間S1に相当するストローク量だけ、コラム移動方向X1に移動すると、第1孔66内において樹脂ピン61のコラム移動方向X1側に存在していた
第1隙間S1が消失して、樹脂ピン61(ないし金属カラー62)が、第1孔66のコラム移動方向X1側の縁部に当接し、この当接したタイミングで、樹脂ピン61が剪断する。
【0037】
第2板32が、さらにコラム移動方向X1に移動し、
図5(c)に示すように、樹脂ピン61の軸部64の一部641が残りの部分から分離するようにして、樹脂ピン61が完全に剪断する。
本実施形態によれば、固定ブラケット23の第1板30の第1孔66において樹脂ピン61に対してコラム移動方向X1側に第1隙間S1が設けられている。二次衝突時に、チルトブラケット24(可動ブラケット)の第2板32および樹脂ピン61が、移動を開始してから、第2板32および樹脂ピン61が第1隙間S1に相当するストローク量だけ移動するのに要する時間だけ遅れて、樹脂ピン61が剪断する。したがって、チルトブラケット24の移動開始荷重が発生した後、所定時間遅れて、樹脂ピン61の剪断荷重が発生するので、チルトブラケット24の移動開始荷重と樹脂ピン61の剪断荷重とが重畳されることがなく、全体としてのピーク荷重を低減することができる。
【0038】
なお、チルトブラケット24の移動開始荷重には、介在板43と第1板30の上面30aとの摩擦荷重や、第1介在板45と第1板30の下面30bとの摩擦荷重や、第2介在板46と第2板32の上面32aとの摩擦荷重等が含まれる。
次いで、
図6および
図7は、本発明の第2実施形態のステアリング装置1Pの分解斜視図である。
図6および
図7の本第2実施形態が
図2および
図5の第1実施形態と主に異なるのは、下記である。
【0039】
すなわち、第1実施形態では、
図2に示すように、固定ブラケット23の第1板30の第1孔66が、コラム移動方向X1に延びる長孔とされ、チルトブラケット24(可動ブラケット)の第2板32の第2孔67は、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に延びる長孔とされている。また、第1実施形態では、
図5(a)に示す二次衝突前の状態では、第1孔66内において、樹脂ピン61のコラム移動方向X1側に第1隙間S1が設けられている。
【0040】
これに対して、第2実施形態では、
図6に示すように、固定ブラケット23Pの第1板30Pの第1孔66Pが、コラム移動方向X1とは直交する方向Y1に延びる長孔とされている。但し、これに限らず、第1孔66Pは、
金属カラー62の外径と同じか又は若干大きい内径を持つ円孔により形成されていてもよい。また、チルトブラケット24P(可動ブラケット)の第2板32Pの第2孔67Pが、コラム移動方向X1に延びる長孔とされている。また、第2実施形態では、
図7(a)に示す二次衝突前の状態で、第2板32Pの第2孔67Pにおいて、樹脂ピン61(ないし金属カラー62)のコラム移動方向X1とは反対方向X2側に、第2隙間S2が設けられている。
【0041】
二次衝突が発生すると、固定ブラケット23Pの第1板30Pに対して、チルトブラケット24P(可動ブラケット) の第2板32Pが、介在板43と、第1介在板45を含むユニット45Uとともに、コラム移動方向X1への移動を開始する。
図7(a)では、図示していないが、二次衝突時には、
図6の吊り下げ機構T1,T2も第2板32Pと同行移動する。
【0042】
移動を開始した第2板32Pが、
図7(b)に示すように、第2孔67P内の第2隙間S2に相当するストローク量だけ、コラム移動方向X1に移動すると、第2孔67P内において樹脂ピン61のコラム移動方向X1とは反対方向X2側に存在していた第2隙間S2が消失して、樹脂ピン61(ないし金属カラー62)が、第2孔67Pのコラム移動方向X1とは反対方向X2側の縁部に当接し、この当接したタイミングで、樹脂ピン61が剪断する。
【0043】
第2板32Pが、さらにコラム移動方向X1に移動し、
図7(c)に示すように、樹脂ピン61の軸部64の一部641が残りの部分から分離するようにして、樹脂ピン61が完全に剪断する。
図6、
図7の第2実施形態の構成要素において、
図2、
図5の第1実施形態の構成要素と同じ構成要素には、第1実施形態の構成要素と同じ参照符号を付してある。
【0044】
本実施形態によれば、チルトブラケット24P(可動ブラケット)の第2板32Pの第2孔67Pにおいて樹脂ピン61に対してコラム移動方向X1とは反対方向X2側に第2隙間S2が設けられている。二次衝突時に、チルトブラケット24Pの第2板32Pが、移動を開始してから、第2板32Pが第2隙間S2に相当するストローク量だけ移動するのに要する時間だけ遅れて、樹脂ピン61が剪断する。したがって、チルトブラケット24Pの移動開始荷重が発生した後、所定時間遅れて、樹脂ピン61の剪断荷重が発生するので、チルトブラケット24Pの移動開始荷重と樹脂ピン61の剪断荷重とが重畳されることがなく、全体としてのピーク荷重を低減することができる。
【0045】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせて、第1隙間S1と第2隙間S2の双方を設けるようにしてもよい(図示せず)。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。