(57)【要約】【課題】簡単な構造により、必要なエネルギー吸収ストロークを確保でき、衝突荷重を吸収できる自動車のステアリング装置を提供する。【解決手段】アウタシャフト２０の、インナシャフト２１の挿入端部２１ｂに臨む部分には、該アウタシャフト２０の軸芯部から径方向外方に延びるガイド面２４ａを有するガイド部２４と、該ガイド部２４をアウタシャフト２０の外方に連通させる連通孔２０ｂとが設けられ、アウタシャフト２０とインナシャフト２１とが軸方向に相対的に収縮したとき、前記インナシャフト２１の少なくとも前記挿入端部２１ｂは、前記ガイド面２４ａに沿って曲げ変形しつつ前記連通孔２０ｂから外方に突出する。【選択図】図４
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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に接続されたステアリングメイン軸と、ステアリングギヤに接続されたギヤ軸と、該ギヤ軸と前記ステアリングメイン軸とを連結する中間軸とを備え、
該中間軸は、前記ステアリングメイン軸又は前記ギヤ軸の何れか一方に連結された中空状のアウタシャフトと、他方に連結され、該アウタシャフト内に軸方向への移動のみ許容するよう挿入されたインナシャフトとを有し、
所定値を超える衝突荷重が加わったときに、前記アウタシャフト，インナシャフトが軸方向に相対的に収縮することにより前記衝突荷重を吸収するようにした自動車のステアリング装置であって、
前記アウタシャフトの、前記インナシャフトの挿入端部に臨む部分には、該アウタシャフトの軸芯部から径方向外方に延びるガイド面を有するガイド部と、該ガイド面を前記アウタシャフトの外方に連通させる連通孔とが設けられ、
前記アウタシャフトとインナシャフトとが軸方向の相対的に収縮したとき、前記インナシャフトの少なくとも挿入端部は、前記ガイド面に沿って曲げ変形しつつ前記連通孔から外方に突出する
ことを特徴とする自動車のステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車のステアリング装置において、
前記アウタシャフトは、少なくとも前記連通孔が車室内に位置するように配設され、
該連通孔の近傍には、揺動軸により車両前後方向に回動自在に支持されたペダルが配設され、
前記連通孔は、車両側方視で、前記ペダルの揺動軸より下側の車両後側部位又は該ペダルの揺動軸より上側の車両前側部位に臨むように配置され、
前記アウタシャフトとインナシャフトとが軸方向の相対的に収縮したとき、前記インナシャフトの前記挿入端部は、前記連通孔から突出して前記ペダルの後側部位又は前側部位に当接することにより、該ペダルの車両後方への回動を阻止する
ことを特徴とする自動車のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングメイン軸とギヤ軸とを連結する中間軸を備えた自動車のステアリング装置に関し、詳細には車両衝突時の衝突荷重を中間軸が軸方向に収縮することにより吸収するようにした衝撃力吸収構造の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のステアリング装置では、車両衝突時の衝突荷重を吸収することにより、ステアリングホイールの車両後方への移動を回避するようにした構造が採用されている。例えば、特許文献１には、中間軸を中空円筒状のアウタシャフトと、該アウタシャフト内に軸方向移動可能にかつ共に回転するよう挿入されたインナシャフトとで構成し、該インナシャフトとアウタシャフトとをねじれ歯を介してセレーション結合させるようにした構造が開示されている。そして車両衝突時にアウタシャフトとインナシャフトとを軸方向に相対的に収縮させることにより衝突荷重を吸収するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６７７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記従来のステアリング装置のように、アウタシャフトとインナシャフトとを軸方向に収縮させる構造の場合、エネルギー吸収ストロークがアウタシャフトの中空部の略軸長さで決まることから、最大ストロークが中間軸の軸長さの１／２以下となる。このため車両によっては必要なエネルギー吸収ストロークを確保するために中間軸の軸長を長くする必要が生じ、レイアウト上の自由度が低いという問題がある。
【０００５】
また前記従来装置では、アウタシャフトとインナシャフトとをねじれ歯を介在させてセレーション結合するという複雑な構造となり、生産性，製造コストが悪化するという懸念がある。
【０００６】
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、簡単な構造で必要なエネルギー吸収ストロークを確保でき、衝突荷重を吸収できる自動車のステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ステアリングホイールに接続されたステアリングメイン軸と、ステアリングギヤに接続されたギヤ軸と、該ギヤ軸と前記ステアリングメイン軸とを連結する中間軸とを備え、該中間軸は、前記ステアリングメイン軸又は前記ギヤ軸の何れか一方に連結された中空状のアウタシャフトと、他方に連結され、該アウタシャフト内に軸方向への移動のみ許容するよう挿入されたインナシャフトとを有し、所定値を超える衝突荷重が加わったときに、前記アウタシャフト，インナシャフトが軸方向に相対的に収縮することにより前記衝突荷重を吸収するようにした自動車のステアリング装置であって、前記アウタシャフトの、前記インナシャフトの挿入端部に臨む部分には、該アウタシャフトの軸芯部から径方向外方に延びるガイド面を有するガイド部と、該ガイド面を前記アウタシャフトの外方に連通させる連通孔とが設けられ、前記アウタシャフトとインナシャフトとが軸方向の相対的に収縮したとき、前記インナシャフトの少なくとも挿入端部は、前記ガイド面に沿って曲げ変形しつつ前記連通孔から外方に突出することを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の自動車のステアリング装置において、前記アウタシャフトは、少なくとも前記連通孔が車室内に位置するように配設され、該連通孔の近傍には、揺動軸により車両前後方向に回動自在に支持されたペダルが配設され、前記連通孔は、車両側方視で、前記ペダルの揺動軸より下側の車両後側部位又は該ペダルの揺動軸より上側の車両前側部位に臨むように配置され、前記アウタシャフトとインナシャフトとが軸方向の相対的に収縮したとき、前記インナシャフトの前記挿入端部は、前記連通孔から突出して前記ペダルの後側部位又は前側部位に当接することにより、該ペダルの車両後方への回動を阻止する
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明に係るステアリング装置によれば、アウタシャフトのインナシャフトの挿入端部に臨む部分に、軸芯部から径方向外方に延びるガイド部を形成するとともに、該ガイド部を外方に連通させる連通孔を形成したので、車両衝突時にアウタシャフトとインナシャフトとが軸方向に相対的に収縮すると、インナシャフトの少なくとも挿入端部がガイド面に沿って曲げ変形しつつ連通孔から外方に突出することとなる。これにより、必要なエネルギー吸収ストロークを確保することができ、車両衝突時の衝突荷重を吸収できる。
【００１０】
即ち、中間軸の軸長さを変えることなく、アウタシャフトの軸長さに対するインナシャフトの軸長さを長くすることにより、該インナシャフトの軸長さの分だけエネルギー吸収ストロークを長くすることができる。具体的には、エネルギー吸収ストロークを中間軸の軸長さの１／２以上にすることができ、中間軸を長くするためにレイアウト上の自由度が低下する問題を回避できる。
【００１１】
本発明は、アウタシャフトに径方向外方に延びるガイド面とこれを外方に連通させる連通孔を形成するだけであるので、従来のセレーション歯間にねじれ歯を形成するという構造に比べて簡単な構造で済み、生産性，製造コストの悪化を抑制できる。
【００１２】
また、例えばガイド面の角度やインナシャフトの挿入端部の形状を適宜設定することにより、衝突荷重の吸収量を調整することが可能であり、衝突性能をより一層高めることができる。
【００１３】
請求項２の発明では、アウタシャフトを連通孔が車室内に位置するように配設し、該連通孔をペダルの揺動軸より下側の車両後側部位又は揺動軸より上側の車両前側部位の何れかに臨むように配置したので、インナシャフトが連通孔から突出することにより、ペダルに当接して該ペダルの車両後方への回動を阻止することとなり、車両衝突時にペダルが運転者の足に干渉するのを防止できる。
【００１４】
また、前記インナシャフトの車室内への突出を利用してペダルの後退を防止する構造であるので、ペダルの後退移動を防止するための防止機構を不要にでき、組み付け工数や車体重量を削減できるとともに、コスト低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１による自動車のステアリング装置の斜視図である。
【図２】前記ステアリング装置の側面図である。
【図３】前記ステアリング装置の概略平面図である
【図４】前記ステアリング装置の衝突時の概略平面図である。
【図５】前記ステアリング装置の中間軸の図である。
【図６】前記中間軸のインナシャフトの変形例を示す図である。
【図７】前記インナシャフトの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１ないし図５は、本発明の実施例１による自動車のステアリング装置を説明するための図である。なお、本実施例の説明のなかで前後，左右という場合は、特記なき限り、フロアに搭載されたシートに着座した状態で車両進行方向に見た場合の前後，左右を意味する。
【００１８】
図において、１は自動車のステアリング装置を示しており、これはステアリングホイール２が接続されたステアリングメイン軸３と、ステアリングギヤ（不図示）に接続されたギヤ軸５と、該ギヤ軸５と前記ステアリングメイン軸３とを連結する中間軸６とを備えている。
【００１９】
前記ステアリングギヤは、不図示のサスペンションメンバに固定された車幅方向に延びるギヤケース７内に収容されており、前記ギヤ軸５に接続されたピニオンと、該ピニオンが噛合するラックとを有する。このラックの左，右端部にはタイロッド８，８が連結され、該左，右のタイロッド８に前輪（不図示）が連結されている。これによりステアリングホイール２の回転をピニオンを介してラックの車幅方向移動に変換することにより、前輪の操舵角度を変化させる。なお、９，９はダストカバーである。
【００２０】
前記ステアリングメイン軸３は、ステアリングコラム１０内に挿入され、該ステアリングコラム１０により回転自在に支持されている。このステアリングコラム１０は左，右のフロントピラー（不図示）に架け渡して結合された車幅方向に延びるピラーメンバ１１にブラケット１１ａを介して取り付けられている。
【００２１】
前記ステアリングホイール２の前方には、エンジン室Ｅと車室Ｒとを画成するダッシュパネル１２が配設されている。該ダッシュパネル１２の下縁部にはフロアパネル１３が結合されている。
【００２２】
前記ダッシュパネル１２のエンジン室Ｅ側に前記ギヤケース７が配置されており、該ダッシュパネル１２に形成された挿通孔１２ａを介して前記中間軸６がエンジン室Ｅから車室Ｒ内に延びている。
【００２３】
前記車室Ｒ内の中間軸６の車幅方向右側には、ブレーキペダル１５が配設され、該ブレーキペダル１５の車幅方向右側方には、不図示のアクセルペダル（不図示）が配設されている。
【００２４】
前記ブレーキペダル１５は、上下方向に延びるペダルアーム１５ａの下端部に踏込み板１５ｂを接続形成した構造を有し、該ペダルアーム１５ａの上端部が前記ダッシュパネル１２の車室Ｒ側に取り付けられたコ字形状のブラケット１６を介して揺動軸１７により車両前後方向に回動自在に支持されている。
【００２５】
前記ペダルアーム１５ａの揺動軸１７より下側部分には、マスタシリンダ１８のプッシュロッド１８ａが連結されている。このプッシュロッド１８ａは、前記ダッシュパネル１２のエンジン室Ｅ側に固定されたブレーキブースタ１８ｂを介してシリンダ本体１８ｃ内に挿入されている。ブレーキペダル１５を踏み込むことで該踏み力とブレーキブースタ１８ｂの補助力でもって油圧を発生させ、この油圧が不図示の各車輪の制動装置に供給される。
【００２６】
前記中間軸６は、前記ステアリングメイン軸３の下端部に第１ユニバーサルジョイント１９を介して連結された中空円筒状のアウタシャフト２０と、前記ギヤ軸５の上端部に第２ユニバーサルジョイント２２を介して連結されたインナシャフト２１とを有する。
【００２７】
前記アウタシャフト２０は、車室Ｒ内に位置するよう配置されており、前記インナシャフト２１は、上部が車室Ｒ内に下部がエンジン室Ｅ内に位置するよう配置されている。
【００２８】
前記インナシャフト２１の上端部はアウタシャフト２０内に挿入され、該インナシャフト２１の挿入部分に形成されたセレーション外歯２１ａが前記アウタシャフト２０のセレーション内歯２０ｃに噛合している。これにより前記アウタシャフト２０とインナシャフト２１とは、軸方向に移動可能にかつ軸回りには共に回転するようセレーション結合されている。
【００２９】
前記ステアリングメイン軸３は、車両前後方向に直線状をなし、かつステアリングホイール２から斜め下向きに傾斜するよう配置されている。前記中間軸６は、前記ステアリングメイン軸３の下端から該ステアリングメイン軸３の軸線ａに対して交差するよう車幅方向左方に向けて、かつ斜め下向きに傾斜するよう配置されている（図３参照）。
【００３０】
そして前記アウタシャフト２０の、前記インナシャフト２１の挿入端部２１ｂに臨む上端部２０ａには、該アウタシャフト２０の軸芯部から径方向外方に延びるガイド面２４ａを有するガイド部２４が形成されている。
【００３１】
前記ガイド部２４のガイド面２４ａは、アウタシャフト２０の軸芯部から車幅方向右側壁面に向かってなだらかな曲面をなすよう円弧状に形成されている。前記ガイド部２４は、アウタシャフト２０とは別体に形成されたものであり、該アウタシャフト２０内に挿入固定されている。なお、機械加工によりアウタシャフトにガイド部を一体に形成してもよい。
【００３２】
また前記アウタシャフト２０の上端部２０ａには、前記ガイド部２４のガイド面２４ａを外方に連通させる連通孔２０ｂが形成されている。この連通孔２０ｂは、前記インナシャフト２１が挿通可能な大きさに設定されている。
【００３３】
前記連通孔２０ｂは、車両側方から見たとき、前記ブレーキペダル１５の揺動軸１７より下側のペダルアーム１５ａの車両後側部位に臨むように配置されている。
【００３４】
前記インナシャフト２１の挿入端部２１ｂには、前記ガイド面２４ａに略沿う形状の曲面２１ｃが形成されている。
【００３５】
ここで、図５（ａ）に示すように、本実施例におけるエネルギー吸収最大ストロークは、インナシャフト２１の軸長さと略同じとなる。即ち、第１，第２ユニバーサルジョイント１９，２２の連結中心を結ぶ中間軸長をＡとすると、エネルギー吸収最大ストロークＢは、中間軸長Ａから、アウタシャフト２０の軸長Ｂ′、及び第１，第２ユニバーサルジョイント１９，２２の長さＣ１，Ｃ２を差し引いた長さとなる。
【００３６】
このように同じ中間軸長Ａであっても、アウタシャフト２０の軸長Ｂ′に対するインナシャフト２１の軸長を長くすることにより、エネルギー吸収最大ストロークＢを中間軸長Ａの１／２以上にすることができる。従って、必要なエネルギ吸収ストロークを確保するために中間軸長を長くする必要がなく、レイアウト上の自由度を確保できる。
【００３７】
車両の前面衝突によって、所定値を超える衝突荷重Ｆが加わると、ギヤケース７の後方移動に伴ってインナシャフト２１がアウタシャフト２０内を軸方向に移動する。このインナシャフト２１の移動によって挿入端部２１ｂがガイド面２４ａに沿って変形しつつ屈曲し、連通孔２０ｂから車幅方向右方に突出する。この際に、前記挿入端部２１ｂの曲面２１ｃがガイド面２４ａに圧接することにより前記衝突荷重Ｆを吸収することとなる。この場合、インナシャフト２１の第２ユニバーサルジョイント２２の接続端２１′がアウタシャフト２０の下端面２０′に当接したときがエネルギー吸収最大ストロークＢとなる（図４，図５（ｂ）参照）。
【００３８】
本実施例では、前記インナシャフト２１が連通孔２０ｂからさらに突出すると、挿入端部２１ｂがブレーキペダル１５のペダルアーム１５ａの後側面に当接し、もってブレーキペダルの車両後方への回動を阻止する（図４参照）。
【００３９】
このようにして車両衝突時のステアリングホイール２の後方移動が回避されることから、該ステアリングホイール２に装着されたエアバック（不図示）の適切な展開位置が確保されることとなり、乗員保護性能を高めることができる。
【００４０】
またブレーキペダル１５の後方への回動が阻止されることから、ブレーキペダル１５が、運転者の足に衝撃を加えることを回避できる。
【００４１】
本実施例によれば、アウタシャフト２０の、インナシャフト２１の挿入端部２１ｂに臨む部分に、軸芯部から軸直交方向に延びるガイド面２４ａを有するガイド部２４を形成するとともに、該ガイド部２４に続いて外方に連通する連通孔２０ｂを形成したので、必要なエネルギー吸収ストロークを確保することができる。
【００４２】
また車両衝突時にインナシャフト２１がアウタシャフト２０内を軸方向に移動する際に、インナシャフト２１の挿入端部２１ｂをガイド面２４ａに沿って曲げ変形しつつ連通孔２０ｂから外方に突出させるようにしたので、車両衝突時の衝突荷重Ｆを吸収することができる。
【００４３】
このように、中間軸６の軸長さを変えることなく、アウタシャフト２０の軸長さに対するインナシャフト２１の軸長さを長くすることにより、エネルギー吸収最大ストロークを中間軸６の軸長さの１／２以上にすることができ、レイアウト上の自由度を高めることができる。またアウタシャフト２０の軸長さを短くできる分だけ中間軸６の軽量化が可能となる。
【００４４】
前記中間軸６は、前記ステアリングメイン軸３の軸線ａに対して交差するよう車幅方向左方に向けて配置されているので、インナシャフト２１の突出時の屈曲角度を大きくすることができ、インナシャフト２１の曲がりをスムーズに誘導することができる。
【００４５】
本実施例では、前記アウタシャフト２０に径方向外方に延びるガイド部２４を形成するとともに、連通孔２０ｂを形成するだけの構造を採用しているので、セレーション歯間にねじれ歯を形成する等の従来構造に比べて簡単な構造で済み、生産性の低下，製造コストの増加を抑制できる。
【００４６】
また前記ガイド面２４ａを円弧状とするとともに、インナシャフト２１の挿入端部２４ｂに前記ガイド面２４ａに沿う曲面２１ｃを形成し、該曲面２１ｃをガイド面２４ａに圧接させる構造としたので、これらの半径や接触面積を適宜調整することにより衝突荷重Ｆの吸収量を調整することが可能であり、衝突性能をより一層高めることができる。
【００４７】
本実施例では、前記アウタシャフト２０を車室Ｒ内に配設し、該アウタシャフト２０の連通孔２０ｂをブレーキペダル１５の揺動軸１７より下側の後側部位に臨むように配置したので、インナシャフト２１が連通孔２０ｂから突出することにより、ブレーキペダル１５に当接して該ブレーキペダル１５の車両後方への回動が阻止されることとなり、車両衝突時にブレーキペダル１５が運転者の足に衝撃を与えるのを回避できる。
【００４８】
また、前記インナシャフト２１の車室Ｒ内への突出を利用してブレーキペダル１５の後方移動を防止する構造であるので、ブレーキペダルの後退移動を防止するための特別の防止機構を不要にでき、組み付け工数や車体重量を削減でき、コストを低減できる。
【００４９】
なお、前記実施例では、アウタシャフト２０をステアリングメイン軸３に連結し、インナシャフト２１をギヤ軸５に連結したが、本発明はアウタシャフト，インナシャフトを逆に配置してもよい。この場合には、車室外にてインナシャフトを突出させることとなる。
【００５０】
また前記実施例では、アウタシャフト２０の連通孔２０ｂを、ブレーキペダル１５の揺動軸１７より下側の後側部位に配置したが、本発明では、連通孔をブレーキペダルの揺動軸より上側の前側部位に臨むよう配置してもよい。この場合には、インナシャフトの突出によりブレーキペダルを積極的に前方に回動させることができ、乗員の脚部への衝撃をより確実に回避できる。
【００５１】
前記実施例では、インナシャフトの挿入端部を単純な円弧状に形成したが、本発明の挿入端部には、各種の変形例が考えられる。
【００５２】
例えば、図６（ａ）に示すように、インナシャフト２１の挿入端部２１ｂを他の部分より柔らかい材質のものにより形成してもよい。また図６（ｂ）に示すように、挿入端部２１ｂに曲げ変形を誘発させる凹状の脆弱部２１ｅを形成してもよい。
【００５３】
また、図７（ａ）に示すように、挿入端部２１ｂ′を尖り形状してもよく、さらにまた図７（ｂ）に示すように、尖り形状の挿入端部２１ｂ′に複数の脆弱部２１ｅを形成してもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  ステアリング装置
２  ステアリングホイール
３  ステアリングメイン軸
５  ギヤ軸
６  中間軸
１５  ブレーキペダル
１７  揺動軸
２０  アウタシャフト
２０ｂ  連通孔
２１  インナシャフト
２１ｂ  挿入端部
２４  ガイド部
２４ａ  ガイド面
Ｆ  衝突荷重
【図１】
2012056467.tif 000003
【図２】
2012056467.tif 000004
【図３】
2012056467.tif 000005
【図４】
2012056467.tif 000006
【図５】
2012056467.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012056467.tif 000009