(57)【要約】【課題】衝突時に操向輪の転舵範囲をより大きく確保できるようにした車両用操舵装置を得る。【解決手段】操向輪としての前輪３の転舵範囲から外れた部位に、衝突時に押し込まれて操舵力伝達部材としてのステアリングラック部５を強制的に移動させて当該前輪３を転舵させる押込部材２０を設けた。したがって、衝突時にも、通常時に前輪３を転舵させるステアリングラック部５によって当該前輪３を転舵させることができ、転舵の障害となる事象が生じにくくなるため、転舵範囲をより大きく確保することができる。【選択図】図２
2009248607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力を、車体に対して移動する操舵力伝達部材を介して操向輪に伝達して、該操向輪を転舵する車両用操舵装置において、
操向輪の転舵範囲から外れた部位に、衝突時に押し込まれて前記操舵力伝達部材を強制的に移動させて操向輪を転舵させる押込部材を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記操舵力伝達部材は、左右のサイドメンバ間で車幅方向に略沿って延在して操舵時にその長手方向に移動する横移動部材を備え、
前記横移動部材と前記押込部材との間に、当該押込部材の押し込み移動を横移動部材の長手方向の移動に変換する移動方向変換機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記移動方向変換機構は、前記押込部材の押し込みを受ける入力突起と、前記横移動部材に設けた固定突起に係合する出力突起と、を設けた回動部材を有し、
前記押込部材の押し込みを前記入力突起が受けて前記回動部材が回動し、回動した当該回動部材の前記出力突起が前記固定突起を押圧して横移動部材を移動させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の車両用操舵装置。
【請求項４】
前記横移動部材を、横移動部材および車体側の左右方向部材のうち一方に固定する取付部と、他方を相対移動可能に取り付けるスリット形成部と、を設けた保持部材を介して、車体側の左右方向部材に移動可能に支持したことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の車両用操舵装置。
【請求項５】
前記押込部材を車体側の前後方向部材に相対移動可能に支持するガイド部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の車両用操舵装置。
【請求項６】
前記横移動部材に連結したステアリングシャフトを伸縮可能に形成したことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の車両用操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操向輪としての前輪を転舵する操舵装置のタイロッドよりも車両前方側となるフロントボディにタイロッド折曲部材を設け、衝突時に当該タイロッド折曲部材を後退させてタイロッドを折曲させ、これにより前輪を強制的に転舵させるようにした構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−８５４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来構造では、タイロッドはステアリングラック部の端部と前輪のナックルとを連結しており、前輪の近傍に配置されている。よって、衝突時にタイロッド折曲部材によってタイロッドを折曲するには、当該タイロッド折曲部材をタイロッドの長手方向（車幅方向）のほぼ中央部に対応させて配置することが必要となり、その結果、前輪の車内側近傍により近接して配置されることになる。
【０００４】
このため、前面衝突時にタイロッド折曲部材が車両後方に押し込まれてタイロッドを折曲する位置まで後退した際に、タイロッドの折曲によってトーイン側に転舵されようとする前輪とタイロッド折曲部材とが干渉し、効果が低減してしまう虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、衝突時に操向輪の転舵範囲をより大きく確保できるようにした車両用操舵装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両用操舵装置において、操向輪の転舵範囲から外れた部位に、衝突時に押し込まれて操舵力伝達部材を強制的に移動させて操向輪を転舵させる押込部材を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、衝突時にも、通常時に操向輪を転舵させる操舵力伝達部材によって操向輪を転舵させるようにしたため、上記従来構造に比べて転舵範囲をより大きく確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００９】
図１〜図８は、本発明の一実施形態にかかる車両用操舵装置を示している。このうち、図１は、車両用操舵装置を配置した車体前部の骨格構造を示す斜視図、図２は、車両用操舵装置を概略的に示す平面図、図３は、ステアリングシャフトからタイロッドに至る車両用操舵装置の斜視図、図４は、図１中IV部の拡大斜視図、図５は、押込部材の取付状態を示す拡大斜視図、図６は、回動部材の拡大斜視図、図７は、保持部材の拡大斜視図、図８は、図３中VIII部を分解した拡大斜視図、図９は、衝突時の車両用操舵装置の作動状態を概略的に示す平面図である。なお、各図中、ＦＲは車両前方、ＬＨは車幅方向左方、ＵＰＲは、車両上方を示す。
【００１０】
図１，図２に示すように、車両用操舵装置（以下単に操舵装置と称する）１は、図示省略したステアリングホイールの回動力やパワステのアシスト力などの操舵力を、車体Ｂに対して相対的に移動する操舵力伝達部材２を介して操向輪である前輪３に伝達するように構成されている。操舵力伝達部材２は、ステアリングラック部５およびタイロッド６を備えている。
【００１１】
また、操舵装置１は、図３に示すように、ラックピニオン式として構成してある。すなわち、図示省略したステアリングホイールの操作によるステアリングシャフト４の回動を、その下端部に設けた図示省略したピニオンを介してステアリングラック部５のラック軸の車幅方向移動に変換し、当該ラック軸の両端部に連結したタイロッド６を介して前輪３を転舵するものである。
【００１２】
ステアリングラック部５は、左右のサイドメンバ８間に存在して車幅方向に略沿って延在し、操舵時には、その長手方向（すなわち略車幅方向）に移動する横移動部材となっている。なお、ステアリングラック部５は、実質上、通常の操舵時に車幅方向に移動するラック軸を備えていれば機能するが、パワステなどの油圧アシスト力を付加する場合は、ラック軸の外側をハウジングで覆ってある。本実施形態では、ラック軸とハウジングとを含めて全体的にステアリングラック部５と表現することとする。
【００１３】
ラック軸の両端部には、ボールジョイントを介してタイロッド６を回動可能に連結してある。また、ラック軸を収納するハウジングの両端部は、ゴムブッシュを介して左右のサイドメンバ８の下側に支持してある。
【００１４】
タイロッド６の突出側（車外側）の先端部は、前輪３を回動可能に支持する図示省略したナックルのナックルアームに連結してある。そして、ステアリングラック部５が車幅方向に移動することによって、タイロッド６を介してナックルをキングピン軸を中心に回動させ、これにより前輪３を当該キングピン軸周りに転舵させる。
【００１５】
操舵装置１を搭載した車体Ｂは、図１，図２に示すように、車両前後方向に略沿って延在する車体側の前後方向部材としての左右一対のサイドメンバ８を備えている。そして、左右のサイドメンバ８の前端部間には、バンパーレインフォース９を連結してあるとともに、そのバンパーレインフォース９の車両後方に適宜間隔を設けて車体側の左右方向部材としてのファーストクロスメンバ１０を連結してある。また、左右のサイドメンバ８に跨って、図示省略したパワーユニットを搭載するサブフレーム１１を結合してある。
【００１６】
ステアリングラック部５はファーストクロスメンバ１０の車両後側に沿って配置してあり、その両側に連結したタイロッド６はサイドメンバ８から車外方向に突出して、その先端部が前輪３のナックルアームに連結してある。
【００１７】
また、左右のサイドメンバ８の前輪３にほぼ対応する部位にはストラットタワー１２を結合してあり、下端部を前記ナックルに取り付けたショックアブソーバ（またはストラット）の上端部をストラットタワー１２の頂面に取り付けてある。
【００１８】
ここで、本実施形態では、図４に示すように、前面衝突時に押し込まれて操舵力伝達部材２を強制的に移動させて前輪３を転舵させる押込部材２０を設け、この押込部材２０を前輪３の転舵範囲から外れた部位に配置してある。
【００１９】
つまり、本実施形態では、後述するように押込部材２０をサイドメンバ８よりも車体内方に配置し、タイヤハウス内に配置しないようにしてある。
【００２０】
押込部材２０は、図５に示すように、所定厚みを持った帯状に形成してある。そして、この押込部材２０を右舷側のサイドメンバ８の前端部内側に車両前後方向に略沿って配置し、複数のリング状のガイド部材２１によってサイドメンバ８に前後摺動可能に取り付けてある。
【００２１】
このとき、押込部材２０の前端部はサイドメンバ８の前端部に配置し、押込部材２０の後端部はファーストクロスメンバ１０の近傍に配置してある。
【００２２】
そして、図４に示すように、横移動部材としてのステアリングラック部５と押込部材２０との間に、その押込部材２０の押し込み移動をステアリングラック部５の長手方向（すなわち略車幅方向）の移動に変換する移動方向変換機構としての回動部材３０を設けてある。
【００２３】
回動部材３０は、図６に示すように、中心軸上に回動軸３１を設けたドラム３２を備える。ドラム３２の外周には、押込部材２０の押し込みを受ける入力突起３３と、ステアリングラック部５に設けた固定突起５ａ（図４参照）に係合する出力突起３４と、を設けてある。
【００２４】
本実施形態では、固定突起５ａをステアリングラック部５のハウジングに設けた場合を例示する。この場合、ハウジング両端部をサイドメンバ８に固定するゴムブッシュは、そのハウジングの車幅方向の移動に伴って離脱可能としてハウジングの移動を許容するようになっている。
【００２５】
回動部材３０は、ファーストクロスメンバ１０の右舷側のサイドメンバ８近傍に配置してあり、ファーストクロスメンバ１０と、これに対向してサイドメンバ８の上面に結合した取付板８ａと、の間に回動軸３１を介して回動可能に取り付けてある。そして、この回動部材３０を取り付けた状態で、入力突起３３を押込部材２０の後端に当接若しくは近接して配置し、出力突起３４をステアリングラック部５の固定突起５ａの車体外方側面に当接若しくは近接して配置してある。
【００２６】
前面衝突によってサイドメンバ８が軸方向に押し潰された際には、図９に示すように、バンパーレインフォース９の背面で押込部材２０を押し込む。すると、押込部材２０の押し込みを入力突起３３が受けて回動部材３０が回動し、その回動部材３０の回動で出力突起３４が固定突起５ａを押圧してステアリングラック部５を車幅方向に移動させる。
【００２７】
また、ステアリングラック部５は、保持部材４０を介してファーストクロスメンバ１０に支持してある。
【００２８】
保持部材４０は、図７に示すように、所定厚みを持った矩形状板材によって形成され、その一側部に取付穴４１ａを形成した取付部４１と、車幅方向に略沿って延びるスリット４２ａの形成されたスリット形成部４２と、を備えている。
【００２９】
そして、取付部４１をファーストクロスメンバ１０の上面に配置して、取付穴４１ａに挿通した図示省略したボルトによって固定してある。また、スリット形成部４２をステアリングラック部５の上面に配置して、スリット４２ａに挿通した図示省略したガイドボルトをそのステアリングラック部５に取り付け、保持部材４０とステアリングラック部５とを相対移動可能としている。
【００３０】
このとき、スリット４２ａは、前輪３の転舵限界に対応する長さに形成してある。なお、本実施形態では保持部材４０を車幅方向に所要間隔を設けて二つ配置してある。
【００３１】
ところで、前面衝突時に回動部材３０によってステアリングラック部５を強制的に車幅方向に略沿って移動させる際には、図３に示したステアリングシャフト４の下部４ａもそのステアリングラック部５と一体となって車幅方向に移動する。
【００３２】
このため、図８に示すように、ステアリングシャフト４の中間部分は、筒状のアッパシャフト４Ｕと棒状のロアシャフト４Ｌとに分割形成し、それらアッパシャフト４Ｕとロアシャフト４Ｌとをスプライン４Ｓを介して伸縮可能に嵌合（テレスコピック構造）してある。
【００３３】
したがって、回動部材３０によってステアリングラック部５が移動する際には、アッパシャフト４Ｕとロアシャフト４Ｌとの間が伸長して、ステアリングシャフト４の下部４ａの移動を吸収することができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、操向輪としての前輪３の転舵範囲から外れた部位に、衝突時に押し込まれて操舵力伝達部材としてのステアリングラック部５を強制的に移動させて当該前輪３を転舵させる押込部材２０を設けた。したがって、衝突時にも、通常時に前輪３を転舵させるステアリングラック部５によって当該前輪３を転舵させることができるため、上記従来構造のように転舵の障害となる事象が生じにくくなり、転舵範囲をより大きく確保することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、ステアリングラック部５と押込部材２０との間に移動方向変換機構となる回動部材３０を設け、押込部材２０の押し込み移動をステアリングラック部５の長手方向の移動に変換するようにした。よって、押込部材２０の押し込みを回動部材３０の回動によってステアリングラック部５の移動により円滑に変換することができる。したがって、前面衝突から前輪３を最大限転舵させるまでのタイムラグを短縮して、衝突荷重がキャビンに影響するのをより効率良く抑制することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態では、押込部材２０をリング状のガイド部材２１によってサイドメンバ８に前後摺動可能に取り付けた。このため、前面衝突時には押込部材２０をより円滑に押し込むことができる。また、かかる構成により、押込部材２０を取り付けたサイドメンバ８の強度に影響が及ぶのを抑制することができるので、前面衝突時等には、衝突荷重によるサイドメンバ８の軸方向の潰れ変形を生じさせ、当該サイドメンバ８による衝突エネルギーの吸収効果をより効果的に得ることができる。
【００３７】
さらにまた、本実施形態では、回動部材３０に、押込部材２０の押し込みを受ける入力突起３３と、ステアリングラック部５に設けた固定突起５ａに係合する出力突起３４と、を設け、押込部材２０の押し込みを入力突起３３が受けて回動部材３０が回動し、その回動部材３０の回動で出力突起３４が固定突起５ａを押圧してステアリングラック部５を移動させるようにした。これにより、回動部材３０の構成を比較的簡単にしつつ、押込部材２０の押し込み力をステアリングラック部５の移動により確実に変換し、前輪３をより円滑に転舵させることができる。
【００３８】
また、本実施形態では、保持部材４０に、ファーストクロスメンバ１０に固定する取付部４１と、ステアリングラック部５に相対移動可能に取り付けるスリット形成部４２とを設け、保持部材４０を介してステアリングラック部５をファーストクロスメンバ１０に支持してある。よって、前面衝突時にはステアリングラック部５を車幅方向に円滑に移動案内しつつ、ステアリングラック部５がファーストクロスメンバ１０から離脱するのを抑制することができる。なお、保持部材をステアリングラック部５に固定し、スリット形成部４２をファーストクロスメンバ１０に相対移動可能に取り付けた場合にも、同様に作用させることができる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、ステアリングラック部５に連結したステアリングシャフト４をテレスコピック構造として伸縮可能に構成した。このため、前面衝突時には、ステアリングラック部５の車幅方向移動をステアリングシャフト４によって吸収することができる。これにより、ステアリングシャフト４の上端部に取り付けたステアリングホイールが大きく移動するなどの影響を抑制できる。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では本発明をラックアンドピニオン式の操舵装置に適用した場合を例示したが、本発明は、ボールスクリュー式、ウオームピン式、リジッドアクスル式、インディペンダント式などの他の操舵装置にあっても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる操舵装置を配置した車体前部の骨格構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる操舵装置を概略的に示す平面図である。
【図３】ステアリングシャフトからタイロッドに至る一般的な操舵装置の斜視図である。
【図４】図１中IV部の拡大斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる操舵装置に用いる押込部材の取付状態を示す拡大斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる操舵装置に用いる回動部材の拡大斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる操舵装置に用いる保持部材の拡大斜視図である。
【図８】図３中VIII部を分解した拡大斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる前面衝突時の操舵装置の作動状態を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  車両用操舵装置
２  操舵力伝達部材
３  前輪（操向輪）
４  ステアリングシャフト
５  ステアリングラック部（横移動部材）
５ａ  固定突起
８  サイドメンバ（車体側の前後方向部材）
１０  ファーストクロスメンバ（車体側の左右方向部材）
２０  押込部材
２１  ガイド部材
３０  回動部材（移動方向変換機構）
３３  入力突起
３４  出力突起
４０  保持部材
４１  取付部
４２  スリット形成部
Ｂ  車体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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