(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023084376
(43)【公開日】2023-06-19
(54)【発明の名称】ステアリングコラム装置
(51)【国際特許分類】
B62D 1/19 20060101AFI20230612BHJP
【FI】
B62D1/19
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021198530
(22)【出願日】2021-12-07
(71)【出願人】
【識別番号】000112082
【氏名又は名称】ヒルタ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003085
【氏名又は名称】弁理士法人森特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤岡 憲二
(72)【発明者】
【氏名】市成 浩典
(72)【発明者】
【氏名】樋口 哲也
【テーマコード(参考)】
3D030
【Fターム(参考)】
3D030DC16
3D030DD18
3D030DD19
3D030DD65
3D030DE05
3D030DE46
(57)【要約】
【課題】離脱荷重を自在に設定できるステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るステアリングコラム装置は、車体側フレームに対して固定されるカプセルと、カプセルに挟持されるステアリングコラムブラケットの取付板とを備えるステアリングコラム装置であって、カプセルは、凸部を有する第1の平板部と、第1の平板部と対向する第2の平板部とを有し、取付板は、凸部と嵌合する貫通孔又は凹部を有し、カプセルから取付板が離脱する際に、凸部が変形し、凸部と貫通孔又は凹部の嵌合が解除されるため、ステアリングコラムの離脱荷重を自在に設定することができる。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体側フレームに対して固定されるカプセルと、
前記カプセルに挟持されるステアリングコラムブラケットの取付板と、
を備えるステアリングコラム装置であって、
前記カプセルは、凸部を有する第1の平板部と、前記第1の平板部と対向する第2の平板部とを有し、
前記取付板は、前記凸部と嵌合する貫通孔又は凹部を有し、
前記カプセルから前記取付板が離脱する際に、前記凸部が変形し、前記凸部と前記貫通孔又は凹部の嵌合が解除されることを特徴とするステアリングコラム装置。
【請求項2】
前記カプセルが前記取付板を挟持した状態において、前記第1の平板部は、前記取付板の上面側に位置し、前記第2の平板部は、前記取付板の下面側に位置することを特徴とする請求項1記載のステアリングコラム装置。
【請求項3】
前記カプセルは、前記取付板と接する部分に低摩擦材からなるコーティング層を有することを特徴とする請求項1又は2記載のステアリングコラム装置。
【請求項4】
前記第1の平板部が有する平面部分と、前記凸部とが接する部分は、平面視で周を有する図形となることを特徴とする請求項1~3いずれか記載のステアリングコラム装置。
【請求項5】
前記凸部は、略半球形であることを特徴とする請求項1~4いずれか記載のステアリングコラム装置。
【請求項6】
前記凸部は、略円柱形であることを特徴とする請求項1~4いずれか記載のステアリングコラム装置。
【請求項7】
前記凸部は、スリットにより形成された押圧片であることを特徴とする請求項1~3いずれか記載のステアリングコラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステアリングコラム装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、自動車等において、運転者がステアリングホイールに衝突した際の衝撃を緩和するために、ステアリングシャフトと共に車体から離脱するステアリングコラムが広く用いられている。
【0003】
このようなステアリングコラムとして、特許文献1には、コラムブラケットと、コラムブラケットの取付座を離脱可能に挟持するカプセルとを備える衝撃吸収式ステアリング装置が提案されている。
【0004】
特許文献1が開示する衝撃吸収式ステアリング装置において、カプセルは、仮保持用突起を有し、コラムブラケットの取付座は、凹部又は貫通孔を有するため、これらを係合させることにより、コラムブラケットの取付座を車体に取り付ける前にコラムブラケットの取付座からカプセルが脱落することを防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1が開示する衝撃吸収式ステアリング装置において、仮保持用突起は、片持ち状に支持された弾性舌片に設けられるものであり、運転者がステアリングホイールに衝突した際には、すぐに弾性舌片が弾性曲げ変形し、仮保持用突起が貫通孔から離脱するため、これらの仮保持用突起及び貫通孔からなる構造は、ステアリングコラムの離脱荷重に大きく影響しないものであった。すなわち、このような従来のステアリングコラムは、カプセルの摺動で安定して発生させられる離脱荷重には限界があり、摺動部以外で容易に離脱荷重を増加させることはできないといった問題があった。
【0007】
本発明に係るステアリングコラム装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、ステアリングコラムの離脱荷重を自在に設定できるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明に係るステアリングコラム装置は、車体側フレームに対して固定されるカプセルと、カプセルに挟持されるステアリングコラムブラケットの取付板とを備えるステアリングコラム装置であって、カプセルは、凸部を有する第1の平板部と、第1の平板部と対向する第2の平板部とを有し、取付板は、凸部と嵌合する貫通孔又は凹部を有し、カプセルから取付板が離脱する際に、凸部が変形し、凸部と貫通孔又は凹部の嵌合が解除されることを特徴とする。
【0009】
カプセルが取付板を挟持した状態において、第1の平板部は、取付板の上面側に位置し、第2の平板部は、取付板の下面側に位置することが好ましい。
【0010】
カプセルは、取付板と接する部分に低摩擦材からなるコーティング層を有することが好ましい。
【0011】
第1の平板部が有する平面部分と、凸部とが接する部分は、平面視で周を有する図形となることが好ましい。
【0012】
凸部は、略半球形であることが好ましい。
【0013】
凸部は、略円柱形であることが好ましい。
【0014】
凸部は、スリットにより形成された押圧片であることが好ましい。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係るステアリングコラム装置は、車体側フレームに対して固定されるカプセルと、カプセルに挟持されるステアリングコラムブラケットの取付板とを備えるステアリングコラム装置であって、カプセルは、凸部を有する第1の平板部と、第1の平板部と対向する第2の平板部とを有し、取付板は、凸部と嵌合する貫通孔又は凹部を有し、カプセルから取付板が離脱する際に、凸部が変形し、凸部と貫通孔又は凹部の嵌合が解除されるため、ステアリングコラムの離脱荷重を自在に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】本発明のステアリングコラム装置の一例を示す斜視図である。
【
図2】本例のステアリングコラム装置を示す側面図である。
【
図3】本例のステアリングコラム装置を示す平面図である。
【
図4】本例のステアリングコラム装置におけるカプセルをステアリングコラムブラケットの取付板に取り付ける状態を示す図である。
【
図5】
図3のA-A線による本例のステアリングコラム装置の概略端面図である。
【
図6】本例のステアリングコラム装置における離脱開始時を示す図である。
【
図7】本例のステアリングコラム装置における離脱時を示す図である。
【
図8】本例のステアリングコラム装置における離脱終了時を示す図である。
【
図9】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図10】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図11】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図12】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図13】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図14】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図15】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【
図16】本発明のステアリングコラム装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。以下、
図2における図面上方向を上とし、
図2における図面下方向を下として説明する。
【0018】
図1~3に示すように、本例のステアリングコラム装置100は、車体側フレーム200と、車体側フレーム200に対してボルト300により固定されたカプセル400と、カプセル400に挟持されたステアリングコラムブラケットの取付板500とを備える。
【0019】
図1~3に示すように、本例のステアリングコラム装置100は、ステアリングシャフト600を回転可能に支持する。なお、
図2における図面右方向に位置するステアリングシャフト600の端部(図示しない)には、運転者が操作するためのステアリングホイール(図示しない)が取り付けられる。また、運転者は、操作レバー700を操作することにより、ステアリングホイールの傾きや位置を調整することができる。
【0020】
図1~3に示すように、車体側フレーム200は、車体(図示しない)に対して固定された部材であり、ステアリングコラム装置100の上方に位置する。車体側フレーム200は、ボルト300を通すための雌ねじ(図示しない)を下面に有する。
【0021】
本例のステアリングコラム装置100において、車体側フレーム200は、車体に対して固定された部材からなる。ただし、本発明のステアリングコラム装置において、車体側フレームは、車体の一部からなるものであってもよく、本例の構成に限定されない。
【0022】
本例のステアリングコラム装置100において、カプセル400は、一枚の金属製の平板を折り曲げることにより形成された部材である。
【0023】
図4及び5に示すように、カプセル400は、第1の平板部410と、第1の平板部410と対向する第2の平板部420と、第1の平板部410と第2の平板部420とを連結する連結部430を有する。第1の平板部410、第2の平板部420、及び連結部430は、それぞれ平板状である。
【0024】
図4及び5に示すように、第1の平板部410は、第2の平板部420と平行な位置関係にあり、連結部430は、第1の平板部410及び第2の平板部420と直交する位置関係にあり、カプセル400は、側面視で略U字状の形状となっている。
【0025】
図4に示すように、第1の平板部410は、中央に略楕円形の孔部411を有し、第2の平板部420は、中央に略楕円形の孔部421を有する。孔部411及び孔部421は、形状が同一であり、平面視で重なり合う位置関係にある。
【0026】
図4及び5に示すように、第1の平板部410は、凸部412を有する。凸部412は、第1の平板部410に対する塑性加工により形成された突起からなる。凸部412は、略半球形であり、下方へ向かって突出している。第1の平板部410において、凸部412は2箇所に設けられる。凸部412は、第1の平板部410の内、連結部430から離れた辺の両端付近に設けられる。
【0027】
図1~5に示すように、取付板500は、ステアリングコラムブラケットの内、カプセル400に挟持されるために形成された板状の部分からなる。取付板500の厚さは、カプセル400の連結部430の長さと同程度である。本例のステアリングコラム装置100においては、取付板500の有する平面の内、上方に位置する平面を上面とし、下方に位置する平面を下面として説明する。
【0028】
図4に示すように、取付板500は、切り欠き部510を有する。切り欠き部510は、ステアリングホイールが位置する方向へ開口した切り欠きからなる。カプセル400が取付板500を挟持した状態において、切り欠き部510により開口した部分は、孔部411及び孔部421により開口した部分と平面視で重なり合う位置関係となる。
【0029】
図4及び5に示すように、取付板500は、貫通孔520を有する。貫通孔520は、取付板500の上面から下面へ向かって貫通した孔からなる。貫通孔520は、平面視で円形である。貫通孔520の内径は、カプセル400の凸部412の外径と同一である。貫通孔520は、カプセル400の凸部412と対応する位置に設けられる。
【0030】
図4及び5に示すように、ステアリングホイールが位置する方向から取付板500へ向かってカプセル400を移動させ、第1の平板部410及び第2の平板部420によって取付板500の上面及び下面を挟み込み、凸部412と貫通孔520を嵌め合わせることで、カプセル400は、取付板500を挟持することができる。
【0031】
カプセル400によって取付板500を挟み込む際に、第1の平板部410から下方へ突出した凸部412は、取付板500の縁部に引っかかることとなるが、カプセル400を弾性変形させ、第1の平板部410と第2の平板部420とを離隔させる事により、カプセル400は、取付板500を挟持することができる。
【0032】
図1~3に示すように、ボルト300を、第2の平板部420の孔部421へ通し、取付板500の切り欠き部510へ通し、第1の平板部410の孔部411へ通し、さらに車体側フレーム200に設けられた雌ねじへ通し、締め付けることにより、カプセル400は、車体側フレーム200に対して固定される。また、カプセル400が車体側フレーム200に対して固定されることにより、カプセル400に挟持された取付板500は、車体側フレーム200に対して取り付けられることとなる。
【0033】
図1~5に示すように、カプセル400に挟持された取付板500が車体側フレーム200に対して取り付けられた状態において、第1の平板部410と取付板500の上面は、互いに隙間なく接触し、第2の平板部420と取付板500の下面は、互いに隙間なく接触し、カプセル400と取付板500は、ボルト300によって強く締め付けられる。
【0034】
本例のステアリングコラム装置100は、ボルト300による締付けの強さを調整することで、カプセル400と取付板500との間に生じる摩擦を調整し、カプセル400から取付板500が離脱するために必要な荷重(以下、「離脱荷重」という。)を設定することができる。例えば、本例のステアリングコラム装置100において、ボルト300による締付けを強めると、高い離脱荷重を設定することが可能であり、ボルト300による締付けを弱めると、低い離脱荷重を設定することが可能である。
【0035】
図1~5に示すように、カプセル400に挟持された取付板500が車体側フレーム200に対して取り付けられた状態において、凸部412と貫通孔520は、嵌合する。これにより、本例のステアリングコラム装置100は、離脱荷重以上の荷重を受けるまでは、カプセル400による取付板500の挟持が誤って解除されたり、カプセル400によって取付板500を挟持する位置がずれたりすることを防止することができる。
【0036】
図6~8に示すように、運転者がステアリングホイールに衝突すると、ステアリングホイールに対して働く荷重Fにより、ステアリングホイールと連結しているステアリングコラムブラケットの取付板500は、
図7及び8に示す矢印方向へ移動し、カプセル400から離脱する。なお、荷重Fは、本例のステアリングコラム装置100に設定した離脱荷重より高い荷重である。
【0037】
図7(a)~(c)は、
図5に示す状態から、取付板500が移動し、カプセル400から離脱していく状態を順に示したものである。
【0038】
図7(a)~(c)に示すように、運転者がステアリングホイールに衝突し、ステアリングホイールに対して離脱荷重以上の荷重が働いた場合、取付板500は、矢印方向へ移動する。このとき、取付板500は、第1の平板部410から下方へ突出した凸部412を、上方へ向かって押し潰すようにして塑性変形させる。
【0039】
図7(a)~(c)に示すように、凸部412が押し潰れるように塑性変形し、第1の平板部410から貫通孔520へ向かって突出した部分がなくなることにより、凸部412と貫通孔520の嵌合は解除される。
【0040】
図7(a)~(c)、及び
図8に示すように、凸部412と貫通孔520の嵌合が解除されることにより、取付板500は、カプセル400から離脱することができる。
【0041】
凸部412を押し潰すようにして塑性変形させ、凸部412と貫通孔520の嵌合を解除するためには荷重が必要であるため、本例のステアリングコラム装置100は、ボルト300による締付けの強さだけでなく、凸部412の塑性変形時に発生する荷重によって、離脱荷重を設定することができる。
【0042】
本例のステアリングコラム装置100は、ボルト300による締付けの強さ、及び、凸部412の塑性変形時に発生する荷重によって、離脱荷重を自在に設定することができる。これにより、本例のステアリングコラム装置100は、設定した離脱荷重より低い荷重を受けた場合においては、カプセル400から取付板500が離脱することを防止することができ、設定した離脱荷重以上の荷重を受けた場合においては、カプセル400から取付板500を離脱させ、運転者がステアリングホイールに衝突した際の衝撃を緩和することができる。
【0043】
本例のステアリングコラム装置100は、カプセル400から取付板500が離脱する際に、凸部412が変形し、凸部412と貫通孔520の嵌合が解除される構成となっている。こうした構成とすることで、本例のステアリングコラム装置100は、突起等が設けられた弾性舌片等において容易に変形するカプセルを用いた従来のステアリングコラムと比較すると、凸部412と貫通孔520の嵌合を解除するために必要な荷重をより高く設定することが可能となり、ステアリングコラムの離脱荷重として設定可能な荷重の範囲を広げることができる。
【0044】
図1~8に示すように、カプセル400が取付板500を挟持した状態において、第1の平板部410は、取付板500の上面側に位置し、第2の平板部420は、取付板500の下面側に位置する構成となっている。こうした構成とすることで、凸部412を有する第1の平板部410は、車体側フレーム200と取付板500の上面との間に挟まれ、変形することが困難となる。これにより、本例のステアリングコラム装置100は、ステアリングコラムブラケットの下面側に突起等を有するカプセルを用いた従来のステアリングコラムと比較すると、凸部412と貫通孔520の嵌合を解除するために必要な荷重をより高く設定することが可能となり、ステアリングコラムの離脱荷重として設定可能な荷重の範囲を広げることができる。
【0045】
本例のステアリングコラム装置100において、第1の平板部410は、取付板500の上面側に位置し、第2の平板部420は、取付板500の下面側に位置する構成となっている。ただし、本発明のステアリングコラム装置において、第1の平板部は、取付板の下面側に位置し、第2の平板部は、取付板の上面側に位置する構成としてもよく、本例の構成に限定されない。また、本発明のステアリングコラム装置において、凸部は、第1の平板部に加えて、第2の平板部に設けられてもよく、本例の構成に限定されない。
【0046】
本例のステアリングコラム装置100において、カプセル400は、取付板500と接する部分に低摩擦材からなるコーティング層を有する。具体的には、カプセル400は、第1の平板部410における第2の平板部420と対向する側、第2の平板部420における第1の平板部410と対向する側、連結部430における第1の平板部410及び第2の平板部420が位置する側(以下、これらをまとめて「カプセル400の内側」という。)において、低摩擦材からなるコーティング層を有する。
【0047】
本例のステアリングコラム装置100において、コーティング層は、カプセル400の内側に施された樹脂皮膜からなる。ただし、本発明のステアリングコラム装置において、コーティング層は、低摩擦材からなるものであれば、本例の構成に限定されない。
【0048】
本例のステアリングコラム装置100において、カプセル400は、取付板500と接する部分に低摩擦材からなるコーティング層を有するため、カプセル400から取付板500が離脱する際には、取付板500を滑らかに移動させることができる。
【0049】
本例のステアリングコラム装置100において、第1の平板部410が有する平面部分と、凸部412とが接する部分は、平面視で周を有する図形となる。具体的には、本例のステアリングコラム装置100において、凸部412は、半円球形であり、第1の平板部410が有する平面部分から下方へ向かって突出しているため、第1の平板部410が有する平面部分と、凸部412とが接する部分は、平面視で略円形となる。
【0050】
例えば、スリットにより形成された押圧片を凸部として採用したステアリングコラム装置においては、第1の平板部が有する平面部分と、凸部とが接する部分は、平面視で直線等の図形となる。このようなステアリングコラム装置において、凸部は、第1の平板部が有する平面部分と、凸部とが接する部分において容易に変形することとなり、ステアリングコラムの離脱荷重を高めることができない。
【0051】
一方、本例のステアリングコラム装置100において、第1の平板部410が有する平面部分と、凸部412とが接する部分は、平面視で周を有する図形となるため、本例のステアリングコラム装置100は、スリットにより形成された押圧片を凸部として採用したステアリングコラム装置等と比較すると、凸部412が容易に変形することを防ぐことができる。また、これにより、本例のステアリングコラム装置100は、凸部412と貫通孔520の嵌合を解除するために必要な荷重を高く設定することが可能となり、ステアリングコラムの離脱荷重として設定可能な荷重の範囲を広げることができる。
【0052】
本例のステアリングコラム装置100において、第1の平板部410が有する平面部分と、凸部412とが接する部分は、平面視で略円形となる。ただし、本発明のステアリングコラム装置において、第1の平板部が有する平面部分と、凸部とが接する部分は、平面視で多角形となってもよく、平面視で周を有するその他の図形となってもよく、本例の構成に限定されない。
【0053】
図9~16に示すように、本例のステアリングコラム装置100として、凸部412及び貫通孔520の数、位置、又は形状を変更したものを用いてもよい。
【0054】
図9に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、第1の平板部410の内、連結部430から離れた辺の付近に3箇所設けられる。また、貫通孔520は、凸部412と対応する位置に設けられる。
図9に示すステアリングコラム装置100の変形例は、
図1~8に示す一例と比較して、嵌合する凸部412及び貫通孔520の数が多いため、高い離脱荷重を設定することができる。
【0055】
図10に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、第1の平板部410の内、連結部430と接する部分の付近に2箇所設けられる。また、貫通孔520は、凸部412と対応する位置に設けられる。
図10に示すステアリングコラム装置100の変形例は、
図1~8に示す一例と比較して、嵌合する凸部412及び貫通孔520の位置が連結部430と近いため、カプセル400から取付板500が離脱する際に、凸部412と取付板500が接触する範囲を短く設定することができ、ステアリングコラムの離脱荷重を調整することができる。
【0056】
図11に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、
図1~8に示す一例と比較して、外径が大きく、貫通孔520は、
図1~8に示す一例と比較して、内径が大きい。
図11に示すステアリングコラム装置100の変形例は、
図1~8に示す一例と比較して、凸部412及び貫通孔520からなる嵌合部分が大きく、また、凸部412が深く嵌合するため、高い離脱荷重を設定することができる。
【0057】
図12に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412及び貫通孔520は、カプセル400から取付板500が離脱する方向へ延びた形状となっている。これにより、
図12に示すステアリングコラム装置100の変形例は、
図1~8に示す一例と比較して、カプセル400から取付板500が離脱する際に、凸部412と取付板500が接触する範囲を長く設定することができ、ステアリングコラムの離脱荷重を調整することができる。
【0058】
図13に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、略円柱形である。凸部412は、第1の平板部410に対するバーリング加工により形成された中空構造の突起からなる。
図13に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、略円柱形であり、第1の平板部410が有する平面部分から下方へ向かって突出しているため、第1の平板部410が有する平面部分と、凸部412とが接する部分は、平面視で略円形となる。
【0059】
図14に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、スリットにより形成された押圧片である。
図14に示すステアリングコラム装置100の変形例において、第1の平板部410は、カプセル400から取付板500が離脱する方向へ延びた一対のスリットを有しており、当該一対のスリットの間に位置する平面部分に対して塑性加工を行うことにより、下方へ向かって突出した1つの押圧片が形成される。第1の平板部410において、凸部412は2箇所に設けられる。貫通孔520は、略矩形であり、凸部412と対応する位置に設けられる。
【0060】
図15に示すステアリングコラム装置100の変形例において、凸部412は、スリットにより形成された押圧片である。
図15に示すステアリングコラム装置100の変形例において、第1の平板部410は、カプセル400から取付板500が離脱する方向へ延びた一対のスリットと、当該一対のスリットを連結するスリットとによって構成される平面視で略U字状のスリットを有しており、当該略U字状のスリットに囲まれた平面部分に対して塑性加工を行うことにより、下方へ向かって突出した1つの押圧片が形成される。第1の平板部410において、凸部412は2箇所に設けられる。貫通孔520は、略矩形であり、凸部412と対応する位置に設けられる。
【0061】
図16に示すステアリングコラム装置100の変形例において、取付板500は、貫通孔520に代えて、凹部530を有する。凹部530は、取付板500の上面に設けられた凹みからなる。凹部530は、凸部412の長さより深く凹んだ形状となっている。凹部530は、
図1~15に示す各例における貫通孔530と同様の機能を有する。
【0062】
本発明のステアリングコラム装置において、カプセル及び取付板は、上述した各例における凸部、貫通孔、及び凹部の特徴を組み合わせた構成としてもよく、各例の構成に限定されない。
【符号の説明】
【0063】
100 ステアリングコラム装置
200 車体側フレーム
300 ボルト
400 カプセル
410 第1の平板部
411 孔部
412 凸部
420 第2の平板部
421 孔部
430 連結部
500 取付板
510 切り欠き部
520 貫通孔
530 凹部
600 ステアリングシャフト
700 操作レバー