(57)【要約】【課題】簡素なリブ構造で、車体衝突時の衝突エネルギー吸収構造と操舵反力の支持構造とを両立させたステアリング装置を提供する。【解決手段】車体が衝突して一定以上の衝突荷重が作用すると、ステアリングギヤボックス４の車体前方側に配置されている部品、例えばエンジン８が、実線で示す通常の位置から２点鎖線で示す車体後方側に移動する。エンジン８が車体後方側に移動すると、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１にエンジン８が衝突し、第１のリブ６１が最初に破壊する。第１のリブ６１が破壊するため、フランジ部７と中空円筒部４１との接続剛性が低下し、第２のリブ６２及び第３のリブ６３も破壊して、中空円筒部４１が車体後方側に移動し、衝突エネルギーを効果的に吸収する。従って、車体衝突時の衝突エネルギー吸収構造と操舵反力の支持構造とを両立させることが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの回転操作で車輪の操舵角を変えるタイロッドを往復移動する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なステアリングギヤボックス、
上記ステアリングギヤボックスの中空円筒部に形成され、ステアリングギヤボックスを車体フレームに取り付けるためのフランジ部、
上記フランジ部と中空円筒部とを接続する複数のリブであって、
上記複数のリブのうちの少なくとも一個のリブの車体前方側端面が、他方のリブの車体前方側端面よりも車体前方側に突出して形成されていること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記車体前方側端面が他方のリブよりも車体前方側に突出して形成されたリブは、他方のリブよりも車体左右方向の内側に形成されていること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記車体前方側端面が他方のリブよりも車体前方側に突出して形成されたリブの肉厚は、他方のリブの肉厚よりも薄く形成されていること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記車体前方側端面が他方のリブよりも車体前方側に突出して形成されたリブの車体前方側端面には切欠きが形成されていること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記複数のリブは車体前後方向に互いに平行に形成されていること
を特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置、特に、タイロッドを往復移動するラック軸を摺動可能に内嵌する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なステアリングギヤボックスを有するステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングギヤボックスは、操舵時に車輪から伝達される操舵反力を受けるので、この操舵反力を支持するために、ステアリングギヤボックスを車体フレームに取り付けるためのフランジ部と中空円筒部との間を複数のリブで接続している（特許文献１）。
【０００３】
近年、車体衝突時の運転者の安全性を確保するために、ステアリングギヤボックスにも、車体衝突時の衝突エネルギー吸収部材としての機能が求められている。その場合、車体衝突時の車体前方側からの一定以上の衝突荷重が作用した時に、ステアリングギヤボックスが破損して、衝突エネルギーを吸収しなければならない。
【０００４】
しかし、衝突荷重とは直角方向の操舵反力でステアリングギヤボックスが破損してしまっては、操縦不能になってしまうため、非常に危険であって、車体衝突時の衝突エネルギー吸収構造と操舵反力の支持剛性とを両立させることが難しかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１７１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、簡素なリブ構造で、車体衝突時の衝突エネルギー吸収構造と操舵反力の支持構造とを両立させたステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、ステアリングホイールの回転操作で車輪の操舵角を変えるタイロッドを往復移動する中空円筒部を有し、車体フレームに取り付け可能なステアリングギヤボックス、上記ステアリングギヤボックスの中空円筒部に形成され、ステアリングギヤボックスを車体フレームに取り付けるためのフランジ部、上記フランジ部と中空円筒部とを接続する複数のリブであって、上記複数のリブのうちの少なくとも一個のリブの車体前方側端面が、他方のリブの車体前方側端面よりも車体前方側に突出して形成されていることを特徴とするステアリング装置である。
【０００８】
第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記車体前方側端面が他方のリブよりも車体前方側に突出して形成されたリブは、他方のリブよりも車体左右方向の内側に形成されていることを特徴とするステアリング装置である。
【０００９】
第３番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記車体前方側端面が他方のリブよりも車体前方側に突出して形成されたリブの肉厚は、他方のリブの肉厚よりも薄く形成されていることを特徴とするステアリング装置である。
【００１０】
第４番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記車体前方側端面が他方のリブよりも車体前方側に突出して形成されたリブの車体前方側端面には切欠きが形成されていることを特徴とするステアリング装置である。
【００１１】
第５番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記複数のリブは車体前後方向に互いに平行に形成されていることを特徴とするステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のステアリング装置では、ステアリングギヤボックスを車体フレームに取り付けるためのフランジ部と中空円筒部とを接続する複数のリブであって、複数のリブのうちの少なくとも一個のリブの車体前方側端面が、他方のリブの車体前方側端面よりも車体前方側に突出して形成されている。
【００１３】
従って、車体が衝突すると、車体前方側に突出している方のリブの応力が高くなり、このリブが最初に破壊する。このリブが破壊するため、フランジ部と中空円筒部との接続剛性が低下し、他のリブも破壊して、中空円筒部が車体後方側に移動し、衝突エネルギーを効果的に吸収する。従って、簡単なリブ構造で、車体衝突時の衝突エネルギー吸収構造と操舵反力の支持構造とを両立させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明のステアリング装置１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、ステアリング装置１は、ステアリングシャフト２を回動自在に軸支している。ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着され、ステアリングシャフト２の左端（車体前方側）には、ユニバーサルジョイント１０１を介して中間シャフト１０２が連結されている。
【００１５】
中間シャフト１０２には、その左端にユニバーサルジョイント１０３が連結され、ユニバーサルジョイント１０３には、ラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１０４が連結されている。
【００１６】
運転者がステアリングホイール３を回転操作すると、ステアリングシャフト２、ユニバーサルジョイント１０１、中間シャフト１０２、ユニバーサルジョイント１０３を介して、その回転力がステアリングギヤ１０４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介してタイロッド１０５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。
【００１７】
次に、本発明の実施例１のステアリングギヤ１０４の詳細な構造について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２は本発明のステアリング装置の実施例１のステアリングギヤ１０４の要部を示す斜視図である。図３（１）は図２のＰ矢視図、図３（２）は図３（１）のＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
図２から図３に示すように、図１のステアリングギヤ１０４の主要部を構成するステアリングギヤボックス４は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属を鋳造して成形され、フロントサブフレーム等の車体フレーム５に取り付けられている。図２及び図３で、白矢印Ｘ１（上方向）が車体上方向、白矢印Ｘ２（下方向）が車体下方向、白矢印Ｚが車体左右方向、白矢印Ｙ１が車体後方向、白矢印Ｙ２が車体前方向である。
【００２０】
ステアリングギヤボックス４の中空円筒部４１の内周４１１には、図示しないラック軸が車体左右方向に摺動可能に内嵌している。ラック軸の左右両端には、図１のタイロッド１０５が連結され、タイロッド１０５は車輪に接続されている。図１のステアリングホイール３を回転操作すると、ラック軸が内周４１１内で摺動し、タイロッド１０５が移動して、車輪の操舵角を変えることができる。
【００２１】
中空円筒部４１の左右両端には、中空円筒部４１の外周４１２から車体下方向へ突出して、第１のリブ６１、６１、第２のリブ６２、６２、第３のリブ６３、６３が、中空円筒部４１と一体的に形成されている。
【００２２】
また、第１のリブ６１、第２のリブ６２、第３のリブ６３の車体下方端には、ステアリングギヤボックス４を車体フレーム５に取り付けるためのフランジ部７が一体的に接続されている。フランジ部７には、取り付け孔７１が車体上下方向に２個形成され、取り付け孔７１に挿入したボルト７２を車体フレーム５に締め付けることにより、フランジ部７をフレーム５に固定している。
【００２３】
第１のリブ６１及び第２のリブ６２は、断面形状が矩形板状で、車体前後方向に長く延び、第１のリブ６１が第２のリブ６２よりも車体左右方向の内側に形成されると共に、互いに平行に形成されている。第３のリブ６３は断面形状が矩形板状で、車体左右方向に延び、第１のリブ６１及び第２のリブ６２の間に配置されて、第１のリブ６１及び第２のリブ６２と一体的に接続されている。
【００２４】
図３（１）及び図３（２）に示すように、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１は、第２のリブ６２の車体前方側端面６２１よりも、車体前方側に長さＬ１だけ突出して形成されている。また、第１のリブ６１の肉厚Ｔ１は、第２のリブ６２の肉厚Ｔ２よりも薄く形成されている。この、第１のリブ６１、第２のリブ６２、第３のリブ６３、フランジ部７が、車体フレーム５へのステアリングギヤボックス４のマウント部を構成している。
【００２５】
実施例１のステアリングギヤ１０４は、通常の操舵時には、図２の黒矢印Ｆ１、Ｆ２に示すように、車輪から車体左右方向の操舵反力が中空円筒部４１に作用する。すると、第１のリブ６１、６１、第２のリブ６２、６２、第３のリブ６３、６３が、車体フレーム５に固定されたフランジ部７と中空円筒部４１とを接続しているため、この操舵反力を効果的に支持することができる。
【００２６】
車体が衝突して一定以上の衝突荷重が作用すると、ステアリングギヤボックス４の車体前方側に配置されている部品、例えばエンジン８が、実線で示す通常の位置から２点鎖線で示す車体後方側に移動する。エンジン８が車体後方側に移動すると、第１のリブ６１、６１の車体前方側端面６１１、６１１にエンジン８が衝突し、第１のリブ６１、６１が最初に破壊する。
【００２７】
第１のリブ６１、６１が破壊するため、フランジ部７と中空円筒部４１との接続剛性が低下し、第２のリブ６２、６２及び第３のリブ６３、６３も破壊して、中空円筒部４１が
車体後方側に移動し、衝突エネルギーを効果的に吸収する。従って、車体衝突時の衝突エネルギー吸収構造と操舵反力の支持構造とを両立させることが可能となる。
【実施例２】
【００２８】
次に本発明の実施例２を説明する。図４（１）は本発明の実施例２を示す図３（２）相当図である。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例１と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００２９】
図４（１）に示すように、本発明の実施例２では、第１のリブ６１の肉厚Ｔ１を第２のリブ６２の肉厚Ｔ２と同一寸法に形成している。これによって、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１にエンジン８が衝突して、第１のリブ６１が破壊する時の破壊荷重を変えて、衝突エネルギー吸収特性を調整する。
【実施例３】
【００３０】
次に本発明の実施例３を説明する。図４（２）は本発明の実施例３を示す図３（２）相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００３１】
図４（２）に示すように、本発明の実施例３では、第１のリブ６１の肉厚Ｔ１を第２のリブ６２の肉厚Ｔ２よりも厚く形成している。これによって、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１にエンジン８が衝突して、第１のリブ６１が破壊する時の破壊荷重を変えて、衝突エネルギー吸収特性を調整する。
【実施例４】
【００３２】
次に本発明の実施例４を説明する。図４（３）は本発明の実施例４を示す図３（２）相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００３３】
図４（３）に示すように、本発明の実施例４では、実施例１と同様に、第１のリブ６１の肉厚Ｔ１を第２のリブ６２の肉厚Ｔ２よりも薄く形成している。また、実施例１では、第３のリブ６３が第２のリブ６２の車体前後方向のほぼ中間位置に接続されて、第１のリブ６１、第２のリブ６２、第３のリブ６３がＨ状断面を形成している。
【００３４】
本発明の実施例４では、第３のリブ６３を、第１のリブ６１、第２のリブ６２の車体後方端に接続して、第１のリブ６１、第２のリブ６２、第３のリブ６３がコの字状断面を形成している。これによって、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１にエンジン８が衝突して、第１のリブ６１が破壊する時の破壊荷重を変えて、衝突エネルギー吸収特性を調整する。コの字状断面の場合もＨ状断面の場合と実質的に同様の効果が得られる。
【実施例５】
【００３５】
次に本発明の実施例５を説明する。図５は本発明の実施例５を示す図３（１）相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。
【００３６】
図５に示すように、本発明の実施例５では、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１に、切欠き６１２が形成されている。これによって、第１のリブ６１の車体前方側端面６１１にエンジン８が衝突して、第１のリブ６１が破壊する時の破壊荷重を小さくして、衝突エネルギー吸収特性を調整している。
【００３７】
上記実施例では、第１のリブ６１、第２のリブ６２、第３のリブ６３、フランジ部７で構成される車体フレーム５へのマウント部が、中空円筒部４１と一体的に形成されているが、別体で成形し、中空円筒部４１にマウント部を圧入してもよい。また、マウント部を樹脂で成形し、金属で成形された中空円筒部４１に樹脂製のマウント部を圧入してもよい。
【００３８】
上記実施例は、操舵補助力を使用しないステアリング装置に本発明を適用した例について説明したが、大きな操舵反力が働く電動パワーステアリング装置等の操舵補助力付きのステアリング装置に適用すれば、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明のステアリング装置の実施例１のステアリングギヤの要部を示す斜視図である。
【図３】（１）は図２のＰ矢視図、（２）は図３（１）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施例２から実施例４を示す図３（２）相当図である。
【図５】本発明の実施例５を示す図３（１）相当図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ステアリング装置
１０１  ユニバーサルジョイント
１０２  中間シャフト
１０３  ユニバーサルジョイント
１０４  ステアリングギヤ
１０５  タイロッド
２  ステアリングシャフト
３  ステアリングホイール
４  ステアリングギヤボックス
４１  中空円筒部
４１１  内周
４１２  外周
５  車体フレーム
６１  第１のリブ
６１１  車体前方側端面
６１２  切欠き
６２  第２のリブ
６２１  車体前方側端面
６３  第３のリブ
７  フランジ部
７１  取り付け孔
７２  ボルト
８  エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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