(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイール（５）の操作をステアリングギヤボックス（Ｇ）に伝達するステアリングシャフト（２，４，６）が、同一軸線（Ｌ）上に配置されて一体に接続された第１ロッド（７）及び第２ロッド（８）を備えてなる車両のステアリング装置において、
第１ロッド（７）に軸部（１７）と該軸部（１７）に連なる角断面部（１８）とを設けるとともに、第２ロッド（８）に前記角断面部（１８）が相対回転不能かつ前記軸線（Ｌ）に沿って摺動可能に嵌合するガイド部（１９）を設け、両ロッド（７，８）が相互に摺動したときに前記第１ロッド（７）を前記軸線（Ｌ）から外れる方向に移動させて前記第２ロッド（８）から分離させるべく、前記第２ロッド（８）のガイド部（１９）に前記角断面部（１８）を案内するカム面（１９3 ）と該ガイド部（１９）の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部（１９1 ，１９2 ）とを形成し、第１ロッド（７）に近い側に位置する第１開口部（１９1 ）は第１ロッド（７）の軸部（１７）が通過可能で角断面部（１８）が通過不能な幅を持ち、第１ロッド（７）から遠い側に位置する第２開口部（１９2 ）は第１ロッド（７）の軸部（１７）及び角断面部（１８）が共に通過可能な幅を持つことを特徴とする、車両のステアリング装置。
【請求項２】
ステアリングホイール（５）の操作をステアリングギヤボックス（Ｇ）に伝達するステアリングシャフト（２，４，６）が、同一軸線（Ｌ）上に配置されて一体に接続された第１ロッド（７）及び第２ロッド（８）を備えてなる車両のステアリング装置において、
第１ロッド（７）に軸部（１７）と該軸部（１７）に連なる角断面部（１８）とを設けるとともに、第２ロッド（８）に前記角断面部（１８）が相対回転不能かつ前記軸線（Ｌ）から傾斜した方向に沿って摺動可能に嵌合するガイド部（１９）を設け、両ロッド（７，８）が相互に摺動したときに前記第１ロッド（７）を前記第２ロッド（８）から分離させるべく、前記第２ロッド（８）のガイド部（１９）の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部（１９1 ，１９2 ）を形成し、第１ロッド（７）に近い側に位置する第１開口部（１９1 ）は第１ロッド（７）の軸部（１７）が通過可能で角断面部（１８）が通過不能な幅を持ち、第１ロッド（７）から遠い側に位置する第２開口部（１９2 ）は第１ロッド（７）の軸部（１７）及び角断面部（１８）が共に通過可能な幅を持つことを特徴とする、車両のステアリング装置。
【請求項３】
前記角断面部（１８）及びガイド部（１９）間に、両者間のガタを吸収すべくバネ板（２１）を介装したことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両のステアリング装置。
【請求項４】
前記角断面部（１８）及びガイド部（１９）間に、両者間のガタを吸収すべく合成樹脂（２２）を充填したことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ステアリングホイールの操作をステアリングギヤボックスに伝達するステアリングシャフトが、同一軸線上に配置されて一体に接続された一対のロッドを備えてなる車両のステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突によってステアリングギヤボックスが後退したとき、そのステアリングギヤボックスの動きがステアリングシャフトを介してステアリングホイールに伝達されるのを防止すべく、ステアリングシャフトに蛇腹状や波板状の座屈部を設けたものが従来より知られている。またステアリングシャフトが相互に摺動自在に嵌合する内外の２部材を備えており、ステアリングギヤボックスが後退したときに、前記２部材間の摺動によりステアリングシャフトを収縮させてステアリングギヤボックスの突き上げを回避するものも従来より知られている。
【０００３】
また、一般にステアリングシャフトは、ステアリングギヤボックスから後方に延びるピニオンシャフトと、ステアリングホイールから前方に延びるステアリングコラムシャフトと、前記ピニオンシャフト及びステアリングコラムシャフトを前後一対のユニバーサルジョイントを介して接続する中間シャフトとから構成される。車両の組立ラインにおいて中間シャフトの前後両端部をピニオンシャフト及びステアリングコラムシャフトに一対のユニバーサルジョイントを介して接続する作業を行う際に、中間シャフトの長さを微調整する必要があるため、従来は中間シャフトを前後に２分割して長さを調整できるようにし、それらをボルトで一体に結合していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものは、車両の衝突時にステアリングギヤボックスとステアリングホイールとを完全に切り離すことができないため、衝撃吸収のためにステアリングホイールを自由に二次ストロークさせるのが難しいという問題があった。また、中間シャフトの組み付け時にも、狭隘な車体内でのボルトの締め付け作業が必要であるため、作業性が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の衝突時にステアリングギヤボックスとステアリングホイールとを完全に切り離すことが可能であり、しかもステアリングシャフトの組付性に優れた車両のステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、ステアリングホイールの操作をステアリングギヤボックスに伝達するステアリングシャフトが、同一軸線上に配置されて一体に接続された第１ロッド及び第２ロッドを備えてなる車両のステアリング装置において、第１ロッドに軸部と該軸部に連なる角断面部とを設けるとともに、第２ロッドに前記角断面部が相対回転不能かつ前記軸線に沿って摺動可能に嵌合するガイド部を設け、両ロッドが相互に摺動したときに前記第１ロッドを前記軸線から外れる方向に移動させて前記第２ロッドから分離させるべく、前記第２ロッドのガイド部に前記角断面部を案内するカム面と該ガイド部の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部とを形成し、第１ロッドに近い側に位置する第１開口部は第１ロッドの軸部が通過可能で角断面部が通過不能な幅を持ち、第１ロッドから遠い側に位置する第２開口部は第１ロッドの軸部及び角断面部が共に通過可能な幅を持つことを特徴とする。
【０００７】
また請求項２に記載された発明は、ステアリングホイールの操作をステアリングギヤボックスに伝達するステアリングシャフトが、同一軸線上に配置されて一体に接続された第１ロッド及び第２ロッドを備えてなる車両のステアリング装置において、第１ロッドに軸部と該軸部に連なる角断面部とを設けるとともに、第２ロッドに前記角断面部が相対回転不能かつ前記軸線から傾斜した方向に沿って摺動可能に嵌合するガイド部を設け、両ロッドが相互に摺動したときに前記第１ロッドを前記第２ロッドから分離させるべく、前記第２ロッドのガイド部の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部を形成し、第１ロッドに近い側に位置する第１開口部は第１ロッドの軸部が通過可能で角断面部が通過不能な幅を持ち、第１ロッドから遠い側に位置する第２開口部は第１ロッドの軸部及び角断面部が共に通過可能な幅を持つことを特徴とする。
【０００８】
また請求項３に記載された発明は、請求項１又は２の構成に加えて、前記角断面部及びガイド部間に、両者間のガタを吸収すべくバネ板を介装したことを特徴とする。
【０００９】
また請求項４に記載された発明は、請求項１又は２の構成に加えて、前記角断面部及びガイド部間に、両者間のガタを吸収すべく合成樹脂を充填したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
請求項１の構成によれば、車両の衝突によりステアリングギヤボックスが後退して一対のロッド間に圧縮力が作用すると、第１ロッドの角断面部が第２ロッドのガイド部に沿って摺動することにより、角断面部がガイド部に形成したカム面に当接して側方に押圧され、第１ロッドの軸部及び角断面部がガイド部に形成した開口部を通過する。その結果、一対のロッドが分離し、ステアリングギヤボックスの移動がステアリングホイールに伝達されることが防止される。
【００１１】
このとき、第２ロッドのガイド部の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部のうち、第１ロッドに近い第１開口部は第１ロッドの軸部が通過可能で角断面部が通過不能な幅を持ち、第１ロッドから遠い第２開口部は第１ロッドの軸部及び角断面部が共に通過可能な幅を持つので、第１、第２ロッドを特別な部材で結合することなく、第１ロッドが摺動する前は第１ロッド及び第２ロッドを分離不能に結合し、第１ロッドが摺動した後は第１ロッドを第２ロッドから分離することができる。
【００１２】
また、ステアリングシャフトの組付時に、第１ロッド及び第２ロッドを相互に嵌合させるだけで中間シャフトの長さを微調整することができるので、組付性が向上する。
【００１３】
請求項２の構成によれば、車両の衝突によりステアリングギヤボックスが後退して一対のロッド間に圧縮力が作用すると、第１ロッドの角断面部が第２ロッドのガイド部に沿って側方に摺動することにより、第１ロッドの軸部及び角断面部がガイド部に形成した開口部を通過する。その結果、一対のロッドが分離し、ステアリングギヤボックスの移動がステアリングホイールに伝達されることが防止される。
【００１４】
このとき、第２ロッドのガイド部の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部のうち、第１ロッドに近い第１開口部は第１ロッドの軸部が通過可能で角断面部が通過不能な幅を持ち、第１ロッドから遠い第２開口部は第１ロッドの軸部及び角断面部が共に通過可能な幅を持つので、第１、第２ロッドを特別な部材で結合することなく、第１ロッドが摺動する前は第１ロッド及び第２ロッドを分離不能に結合し、第１ロッドが摺動した後は第１ロッドを第２ロッドから分離することができる。
【００１５】
また、ステアリングシャフトの組付時に、第１ロッド及び第２ロッドを相互に嵌合させるだけで中間シャフトの長さを微調整することができるので、組付性が向上する。
【００１６】
請求項３又は４の構成によれば、角断面部及びガイド部間のガタが、両者間に介装したバネ板、或いは両者間に充填した合成樹脂により防止される。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００１８】
図１〜図４は本発明の第１実施例を示すもので、図１は車両のステアリング装置の斜視図、図２は中間軸の分解斜視図、図３は図１の３−３線断面図、図４は作用の説明図である。
【００１９】
図１に示すように、車両のステアリング装置は、車体前部に搭載された図示せぬエンジンの後方に車体左右方向に配置された概略円筒状のステアリングギヤボックスＧを備える。ステアリングギヤボックスＧの内部においてラック及びピニオンが噛合しており、ラックに接続された一対のタイロッド１，１がステアリングギヤボックスＧの左右両端から外部に延出するとともに、ピニオンに接続されたピニオンシャフト２がステアリングギヤボックスＧの右端から斜め上方に延出する。
【００２０】
車体前下方から後上方に延びるコラムチューブ３の内部に回転自在に支持されたステアリングコラムシャフト４は、その後端にステアリングホイール５を備えるとともに、その前端が中間シャフト６を介して前記ピニオンシャフト２の後端に連結される。中間シャフト６は前側の第１ロッド７と後側の第２ロッド８とを一体に結合したもので、第１ロッド７の前端がピニオンシャフト２の後端にユニバーサルジョイントよりなるロアジョイント１０を介して接続されるとともに、第２ロッド８の後端がステアリングコラムシャフト４の前端にユニバーサルジョイントよりなるアッパージョイント１１を介して接続される。前記ピニオンシャフト２、ステアリングコラムシャフト４及び中間シャフト６は、本発明のステアリングシャフトを構成する。
【００２１】
コラムチューブ３は、図示せぬインストルメントパネルの内部で上下２個の衝撃吸収ブラケット１２，１３を介して支持される。衝撃吸収ブラケット１２，１３は、荷重がステアリングホイール５に作用したとき、ステアリングホイール５及びステアリングコラムシャフト４と共に前方に二次ストロークするコラムチューブ３に所定の摺動抵抗を与え、エネルギーを吸収する機能を有する。
【００２２】
次に、図２及び図３を併せて参照しながら前記中間シャフト６の構造を説明する。
【００２３】
中間シャフト６の前半部を構成する第１ロッド７は、前記ロアジョイント１０の一部をなす二股フォーク状のジョイント部１６と、このジョイント部１６の後側に連なる断面円形の軸部１７と、この軸部１７の後側に連なる断面矩形の角断面部１８とを備える。角断面部１８は軸部１７よりも大きな断面積を持ち、その後端には４面に亘って面取り１８1 …が施される。
【００２４】
一方、第２ロッド８は、第１ロッド７の角断面部１８が嵌合するガイド部１９と、このガイド部１９の後側に連なって前記アッパージョイント１１の一部をなす二股フォーク状のジョイント部２０とを備える。
【００２５】
ガイド部１９の一つの壁面に、軸線Ｌ（図３参照）の方向に延びて相互に連通する第１開口部１９1 及び第２開口部１９2 が形成される。第１開口部１９1 の位置においてガイド部１９は概略「Ｃ」字状の断面を有しており、そこに第１ロッド７の角断面部１８が軸方向摺動可能かつ相対回転不能に嵌合する。第１開口部１９1 の幅は、第１ロッド７の軸部１７は通過可能であり、角断面部１８は通過不能である幅に設定される。
【００２６】
第２開口部１９2 の位置においてガイド部１９は概略「コ」字状の断面を有しており、そこに進入した第１ロッド７の角断面部１８は前記第２開口部１９2 を通過して側方に離脱可能である。角断面部１８よりも細い軸部１７は、勿論前記第２開口部１９2 を通過して側方に離脱可能である。ガイド部１９には軸線Ｌに対して傾斜したカム面１９3 が形成されており、このカム面１９3 に第２開口部１９2 が連なっている。第１ロッド７の角断面部１８が第２ロッド８のガイド部１９に案内されて後方に摺動したとき、角断面部１８の面取り１８1 が前記カム面１９3 に当接する。
【００２７】
第１ロッド７の角断面部１８を第２ロッド８のガイド部１９に嵌合させるとき、ガタを防止するためのバネ板２１が両者間に介装される。バネ板２１は、第１開口部１９1 に臨むガイド部１９の二つの内壁に沿って配置される一対の板状部２１1 ，２１1 を備える。それぞれの板状部２１1 ，２１1 には角断面部１８に弾発的に当接する膨出部２１2 ，２１2 と、ガイド部１９の入口に当接してバネ板２１の移動を規制するとともに角断面部１８の挿入を案内する舌片２１3 ，２１3 とが形成される。更に、一方の板状部２１1 には、ガイド部１９の第１開口部１９1 及び第２開口部１９2 間の段部１９4 （図２参照）に当接してバネ板２１の抜けを規制する舌片２１4 が形成される。
【００２８】
次に、前述の構成を備えた本発明の第１実施例の作用について説明する。
【００２９】
ステアリングホイール５を操作すると、ステアリングホイール５の回転はステアリングコラムシャフト４、アッパージョイント１１、中間シャフト６、ロアジョイント１０及びピニオンシャフト２を介してステアリングギヤボックスＧに伝達される。このとき、ステアリングホイール５のトルクは中間シャフト６の第２ロッド８から第１ロッド７に伝達されるが、両ロッド７，８間に介装されたバネ板２１によりガタの発生が防止され、ステアリングホイール５の操作フィーリングの低下が回避される。
【００３０】
また、車両の組立ライン上で中間シャフト６を組み付ける際に、狭隘な車体内でのボルト締め作業が不要であり、予めバネ板２１を装着した第２ロッド８のガイド部１９に第１ロッド７の角断面部１８を挿入するだけで良いため、作業性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
更に、第１ロッド７及び第２ロッド８が相互に摺動自在に嵌合しているため、ステアリングホイール５をチルトさせるときに該ステアリングホイール５とステアリングギヤボックスＧとの距離が変化しても、或いは製作時の寸法誤差により前記距離が変化しても、その変化を第１ロッド７及び第２ロッド８間の摺動により容易に吸収することができる。
【００３２】
さて、車両の衝突時にエンジンに押圧されてステアリングギヤボックスＧが後退すると、ステアリングギヤボックスＧに連なるピニオンシャフト２、中間シャフト６及びステアリングコラムシャフト４よりなるステアリングシャフトに押圧されてステアリングホイール５が車室内に向けて後退しようとする。しかしながら、中間シャフト６に圧縮力が作用すると、第１ロッド７の角断面部１８が第２ロッド８のガイド部１９に案内されて図３の矢印ａ方向に摺動する。すると、角断面部１８の面取り１８1 …の一つが、第２ロッド８のガイド面１９3 に当接して図３の矢印ｂ方向に案内されるため、第１ロッド７の軸部１７及び角断面部１８が、それぞれ第２ロッド８の第１開口部１９1 及び第２開口部１９2 を通過し、第１ロッド７が第２ロッド８から分離される。
【００３３】
その結果、ステアリングギヤボックスＧとステアリングホイール５とが切り離され、後退するステアリングギヤボックスＧの動きがステアリングホイール５に伝達されなくなるばかりか、ステアリングコラムシャフト４と共にステアリングホイール５及びコラムチューブ３が前方に二次ストロークできるようになり、コラムチューブ３及び衝撃吸収ブラケット１２，１３間の摺動抵抗によってエネルギーの吸収を行うことができる。
【００３４】
図５〜図７は本発明の第２実施例を示すもので、図５は中間シャフトの分解斜視図、図６は中間シャフトの側面図、図７は作用の説明図である。尚、第２実施例において、第１実施例の部材に対応する部材には、第１実施例と同じ符号が付してある。
【００３５】
第２実施例は、前記第１ロッド７及び第２ロッド８に加えて第３ロッド２３を備えており、それら３本のロッド７，８，２３により中間シャフト６が構成される。第３ロッド２３前端にはロアジョイント１０の一部を構成するジョイント部１６が形成されており、また第３ロッド２３の後端と第１ロッド７の前端に、相互に摺動自在に嵌合するスプライン２４，２５が形成される。
【００３６】
第２実施例は前記バネ板２１を備えておらず、その代わりに第１ロッド７の角断面部１８の一側面に２本の溝１８2 ，１８2 が刻設され、その溝１８2 ，１８2 に対応する第２ロッド８のガイド部１９に２個の孔１９5 ，１９5 が穿設される。第１ロッド７の角断面部１８と第２ロッド８のガイド部１９との嵌合部には予め合成樹脂接着剤２２が注入されており、その接着剤２２により第１ロッド７及び第２ロッド８間のガタが防止されるとともに、前記溝１８2 ，１８2 及び孔１９5 ，１９5 に入り込んで硬化した接着剤２０により合成樹脂製のシアピンが構成される。
【００３７】
而して、車両の衝突時に中間シャフト６に圧縮力が作用すると、先ず第３ロッド２３のスプライン２４と第１ロッド７のスプライン２５とが相互に摺動して限界位置まで縮んだ後に、前記接着剤２２よりなるシアピンが破断して第１ロッド７の角断面部１８が第２ロッド８のガイド部１９に対して摺動し、両ロッド７，８を分離させることができる。
【００３８】
この第２実施例は、中間シャフト６の長さの調節を第１ロッド７及び第２ロッド８間の摺動で行う代わりに、第３ロッド２３及び第１ロッド７間の摺動で行う点で前記第１実施例と異なっているが、それ以外の機能は第１実施例と同じであり、第１実施例と同じ作用効果を奏することができる。勿論、第２実施例において、第１ロッド７と第３ロッド２３とを、従来の如くセレーション嵌合させてボルトで固定することも可能である。
【００３９】
図８〜図１０は本発明の第３実施例を示すもので、図８は中間シャフトの分解斜視図、図９は中間シャフトの側面図、図１０は作用の説明図である。尚、第３実施例において、第１実施例の部材に対応する部材には、第１実施例と同じ符号が付してある。
【００４０】
第３実施例は、第１ロッド７の角断面部１８及び第２ロッド８のガイド部１９の軸線Ｌ1 が中間ロッド６の軸線Ｌに対して所定角度傾斜している。そして、第２ロッド８のガイド部１９は第１開口部１９1 及び第２開口部１９2 を備えているが、ガイド面１９3 は備えていない。
【００４１】
而して、車両の衝突時に中間シャフト６に圧縮力が作用すると、第１ロッド７の角断面部１８が第２ロッド８のガイド部１９に対して軸線Ｌ1 方向に摺動することにより、軸部１７及び角断面部１８がそれぞれ第１開口部１９1 及び第２開口部１９2 を通過して両ロッド７，８が分離される。
【００４２】
この第３実施例によれば、前記第１実施例と同じ作用効果を奏することができる。尚、第３実施例は第１ロッド７及び第２ロッド８間のガタを防止する手段を備えていないが、第１実施例のバネ板２１或いは第２実施例の接着剤２２を第３実施例に適用することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４４】
例えば、実施例では第１ロッド７及び第２ロッド８を中間シャフト６に設けているが、それらを中間シャフト６以外のステアリングシャフトの任意の部分（ステアリングコラムシャフト４あるいはピニオンシャフト２に設けることも可能である。また、第１ロッド７及び第２ロッド８の位置関係を前後反転し、第２ロッド８を車体前方に、第１ロッド７を車体後方に配置することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１又は２に記載された発明によれば、第１ロッドの角断面部と第２ロッドのガイド部とが摺動可能に嵌合しているので、ステアリングギヤボックスとステアリングホイールとの距離が変化しても、その変化を第１ロッド及び第２ロッドの相対的な摺動によって吸収することができるばかりか、組立ライン上で中間シャフトを組み付ける際にボルト締めを行う必要がなくなって組付性が向上する。
【００４６】
また、車両の衝突によりステアリングギヤボックスが後退した場合に、第１ロッドの角断面部が第２ロッドのガイド部に沿って摺動することにより両ロッドが分離するため、ステアリングギヤボックスの移動がステアリングホイールに伝達されることが無いばかりか、ステアリングホイールを車体前方に自由に二次ストロークさせて衝撃の吸収を行うことができる。
【００４７】
このとき、第２ロッドのガイド部の壁面に相互に連通するように開口する第１、第２開口部のうち、第１ロッドに近い第１開口部は第１ロッドの軸部が通過可能で角断面部が通過不能な幅を持ち、第１ロッドから遠い第２開口部は第１ロッドの軸部及び角断面部が共に通過可能な幅を持つので、第１、第２ロッドを特別な部材で結合することなく、第１ロッドが摺動する前は第１ロッド及び第２ロッドを分離不能に結合し、第１ロッドが摺動した後は第１ロッドを第２ロッドから分離することができる。
【００４８】
また請求項３に記載された発明によれば、角断面部及びガイド部間に両者間のガタを吸収すべくバネ板を介装したので、ステアリングホイールを操作したときに第１ロッド及び第２ロッドにガタが発生するのを防止して操舵フィーリングの低下を回避することができる。
【００４９】
また請求項４に記載された発明によれば、角断面部及びガイド部間に両者間のガタを吸収すべく合成樹脂を充填したので、ステアリングホイールを操作したときに第１ロッド及び第２ロッドにガタが発生するのを防止して操舵フィーリングの低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のステアリング装置の斜視図
【図２】中間軸の分解斜視図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】作用の説明図
【図５】第２実施例に係る、中間シャフトの分解斜視図
【図６】中間シャフトの側面図
【図７】作用の説明図
【図８】第３実施例に係る、中間シャフトの分解斜視図
【図９】中間シャフトの側面図
【図１０】作用の説明図
【符号の説明】
Ｇ          ステアリングギヤボックス
２          ピニオンシャフト（ステアリングシャフト）
４          ステアリングコラムシャフト（ステアリングシャフト）
５          ステアリングホイール
６          中間シャフト（ステアリングシャフト）
７          第１ロッド
８          第２ロッド
１７        軸部
１８        角断面部
１９        ガイド部
１９1       第１開口部（開口部）
１９2       第２開口部（開口部）
１９3       カム面
２１        バネ板
２２        接着剤（合成樹脂）
【図１】
0003605438.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003605438.tif 000009
【図９】
0003605438.tif 000010
【図１０】
0003605438.tif 000011