(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクロスメンバーを左右一対のサイドメンバーに連結してなるシャシフレームと、該シャシフレーム上にマウントされたエンジンと、前輪を操舵するための操舵機構と、前記クロスメンバーに取り付けられ、該操舵機構に連結するステアリングギアを内蔵したステアリングギアボックスと、ステアリングホイールの操作力を伝達するステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトと前記ステアリングギアにその両端で連結する中間シャフトとを備えたシャシフレーム付き自動車のステアリング装置において、前記中間シャフトは２つの第１および第２ユニバーサルジョイントを持ち、第１ユニバーサルジョイントを、前記ステアリングシャフトの延長線上に配置し、かつ、第２ユニバーサルジョイントを、前記ステアリングギアの入力部延長線上に配置し、さらに、前記２つのユニバーサルジョイントの高さを前記シャシフレームのサイドメンバーにほぼ並ぶ高さにするとともに、前記中間シャフトの前記第２ユニバーサルジョイントを前記エンジンの前方に配置し、かつ前記第１ユニバーサルジョイントを前記第２ユニバーサルジョイントと比べて高くして前記エンジンの側方に配置し、前記中間シャフトを、前記ステアリングギアを介して前輪支持軸より車両前方のシャシフレームのクロスメンバーに支持するとともに、前記２つのユニバーサルジョイントも該前輪支持軸より車両前方に配置したことを特徴とする自動車のステアリング装置。
【請求項２】
前記中間シャフトは、前記第１ユニバーサルジョイントにより、中間シャフトロアと中間シャフトアッパーからなる２分割構造を有しており、該中間シャフトアッパーを前記ステアリングシャフトに連結し、かつ該中間シャフトロアを前記第２ユニバーサルジョイントを介して前記ステアリングギアに連結したことを特徴とする請求項１記載の自動車のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャシフレーム付き自動車のステアリング装置に関するものである。詳しくは、本発明は、複数のクロスメンバーを左右一対のサイドメンバーに連結してなるシャシフレーム上にマウントされたエンジンと、前輪を操舵する操舵機構と、前記クロスメンバーに取り付けられ該操舵機構に連結するステアリングギアを内蔵したステアリングギアボックス等を周辺部品とする自動車のステアリング装置に関するものである。そして本発明は、このような自動車のステアリング装置周辺構造に対して、ステアリングホイールの操作力をステアリングシャフトおよび中間シャフトを介して前記ステアリングギアに伝達するステアリングコラムを持つ自動車のステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング装置に関しては、一般的には、特開平２ー１７１３８３号公報に開示されているように、ステアリングコラムを、まずステアリングシャフトと、前輪を操舵する操舵機構に連結するステアリングギアを内蔵したステアリングギアボックス間とを中間シャフトにて連結している。そして、このステアリングシャフトと、中間シャフトおよびステアリングギア間に３つのユニバーサルジョイントを配置して折曲がり部をもたせて連結し、これらのユニバーサルジョイントを、フロントボンネット内と運転室内に分けて配置している。
【０００３】
さらに、この中間シャフト部にはスライド機構を内蔵した嵌合部を配置して、車両の正面に外部から過大な力が加わわった時に中間シャフト自身の全長が短くなるように、緩衝機能を持たせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に自動車のフロントボンネット内は、エンジンの他に、ラジエター等のエンジン補器類を、シャシフレーム上の狭いスペースに隙間を詰めた状態で配置して、フロントボンネット形状をコンパクトにすることが設計上要求される。そして、このようなフロントボンネット内に、さらに前輪を操舵する操舵機構へ運転者のステアリング操作力を伝達するステアリングコラムを配置する必要がある。
このため、このような隙間の少ない省スペースに適合した、ユニバーサルジョイントの数がなるべく少ないステアリングコラムとしたステアリング装置が要求されていた。
また、運転者のステアリング操作フィーリングを向上するためにも、ユニバーサルジョイントの数を減らして、ステアリングコラムの剛性を上げたステアリング装置が要求されていた。
【０００５】
さらにステアリング装置には、車両の正面に外部から過大な力が加わった時、ステアリングコラム上の中間シャフトに全長が短くなるように、緩衝機能が必要とされていた。しかし、ステアリング装置のステアリングコラムは、もともとユニバーサルジョイントにて屈曲して車両に配置されているので、この屈曲部での曲がりを緩衝機能として有効利用し、中間シャフトの緩衝機能部を省略して構造を簡略化するとともに、コストダウンを実施する必要にもせまられていた。
【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、本発明はステアリング装置中のユニバーサルジョイントの数は２つとし、この２つのユニバーサルジョイントの位置は中間シャフトとした。この中間シャフトの第１および第２ユニバーサルジョイントは、第１ユニバーサルジョイントを、ステアリングシャフトの延長線上に配置し、かつ、第２ユニバーサルジョイントを、前記ステアリングギアの入力部延長線上に配置した。さらに、この２つのユニバーサルジョイントの高さを、シャシフレームのサイドメンバーにほぼ並ぶ高さにするとともに、中間シャフトの第２ユニバーサルジョイントをエンジンの前方に配置した。そして第１ユニバーサルジョイントを第２ユニバーサルジョイントと比べて地上面からの高さを高くしてエンジンの側方に配置した。さらに、中間シャフトは、ステアリングギアを介して前輪支持軸より車両前方のシャシフレームのクロスメンバーに支持するとともに、２つのユニバーサルジョイントも前輪支持軸より車両前方とした。
【０００７】
また、中間シャフトは、第１ユニバーサルジョイントにより、中間シャフトロアと中間シャフトアッパーからなる２分割構造を有しており、中間シャフトアッパーをステアリングシャフトに連結し、かつ中間シャフトロアを第２ユニバーサルジョイントを介してステアリングギアに連結した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１から図７は本発明の実施例を示す。詳しくは、図１は、本発明のステアリング装置を搭載した自動車の全体側面図、図２は図１の自動車の前部構造平面図、図３は、図２におけるエンジン下方の構造平面図、図４は図１の自動車の前部構造の拡大図である。図５は中間シャフト全体図、図６は本発明のステアリング装置を搭載した自動車に、車両の正面に外部から過大な力が加わった時の主要部品を記載した状態図、図７は図６における中間シャフトの状態図である。
【００１０】
本発明のステアリング装置を搭載した自動車は、図１に示すように、車両の前部にエンジン７やラジエター２０等のエンジン補器類を配置し、運転室２２とをダッシュパネル１８で仕切っている。そして、このダッシュパネル１８にて仕切られた車両前部空間であるフロントボンネット１９内に、運転室２２からステアリングコラム１が延びている。
このステアリングコラム１は、運転者のステアリングホイール２８に対する操作力を、ステアリングシャフト９および中間シャフト１０を介してステアリングギア２３に伝達している。そして、このステアリングギア２３は、ステアリングギアボックス８に内蔵され、シャシフレームのサイドメンバー２、３を連結するクロスメンバー５にステアリングギアボックス８を介して取り付けられている。
クロスメンバーは少なくとも前輪１５より車両前側には、クロスメンバー４、５の２本がサイドメンバー２、３を連結し、前輪１５より車両後ろ側でエンジン７の下方にはクロスメンバー６が配置される。
【００１１】
フロントボンネット１９内の車両部品についてさらに詳しく説明すると、図２、図４、図５に示すように、エンジン７は、シャシフレームのサイドメンバー２、３の間であって、しかも前輪１５に挟まれた位置にある。エンジン７の前方には、ラジエター２０がクロスメンバー５に取り付けられている。
【００１２】
ステアリングシャフト９は、サイドメンバー３のシャシフレーム内側を車両前方に延びて一端を運転室２２内のステアリングホイール２８に、他端を中間シャフト１０に連結してある。また、中間シャフト１０とはジョイント２４にて連結している。
【００１３】
中間シャフト１０は、２つの第１と第２のユニバーサルジョイント１１、１２を持ち、この２つのユニバーサルジョイント１１、１２の位置は一方の第２ユニバーサルジョイント１２をステアリングギア２３の入力部延長線上に配置し、他方の第１ユニバーサルジョイント１１をサイドメンバー３のシャシフレーム内側を車両前方に延びるステアリングシャフト９の延長線上に配置したものである。
また、この２つのユニバーサルジョイント１１、１２のフロントボンネット内での高さ方向の位置関係は、シャシフレームのサイドメンバー２、３と高さを略同一にして、サイドメンバー２、３に並ぶような形にするとともに、一方の第２ユニバーサルジョイント１２をエンジンの前方にあるように配置し、かつ他方の第１ユニバーサルジョイント１１を第２ユニバーサルジョイント１２と比べて地上面からの高さを高くしてエンジン７の側方に配置してある。
【００１４】
この中間シャフト１０は、第１ユニバーサルジョイント１１を介して中間シャフトロア１４と中間シャフトアッパー１３の２分割構造になっており、中間シャフトアッパー１３をフロントボンネット１９内でステアリングシャフト９に連結している。そして、同じくフロントボンネット内で、中間シャフトロア１４を第２ユニバーサルジョイント１２を介してステアリングギア２３に連結している。
中間シャフトアッパー１３とステアリングシャフト９との連結詳細部は図７にも示してある。この連結部は、ジョイント２４で中間シャフトアッパー１３とステアリングシャフト９とを保持し、ボルト２５にて連結している。
なお、この中間シャフトロア１４には振動を吸収するダンパー２６を配置するのが好ましい。この中間シャフトロア１４は、ステアリングシャフト９を伝わりステアリングホイール２８を介して運転者に伝わる車両の振動を防止している。
【００１５】
さらに、この２つの第１と第２ユニバーサルジョイント１１、１２は、前輪支持軸１７より車両前方としている。そして、車両側面視、この２つのユニバーサルジョイント１１、１２をシャシフレームのサイドメンバー２、３と地上面からの高さを略同一とし、サイドメンバー２、３とこれらのユニバーサルジョイント１１、１２が横にほぼ並ぶ構成となっている。つまり、横から見ると、サイドメンバー２、３とユニバーサルジョイント１１、１２がほぼ重なるように見える。
【００１６】
エンジン７下方の車両部品については、図３に示すように、ステアリングギアボックス８は、前輪１５を操舵する操舵機構２１をステアリングギア２３に連結し、このステアリングギアボックス８はクロスメンバー５に取り付けられている。このクロスメンバー５はラジエター２０も同時に支持しており、その車両前方方向には、クロスメンバー４が配置されている。このラジエター２０は、クロスメンバー５の車両前側とし、ステアリングギアボックス８とは反対の位置にあり、ラジエター２０とは一定の間隔が確保されている。
ディファレンシャルギアケース１６は、ステアリングギアボックス８の車両後方側に配置されており、エンジン７のほぼ真下の位置となっている。
【００１７】
このような構造を持つ自動車の正面に、外部から過大な力が加わった時、自動車を側面方向から見ると、フロントボンネット１９内の主要車両部品は、図６のようになる。ステアリングシャフト９の位置はほとんど変化がない。シャシフレームの前部が変形してクロスメンバー４、５が車両後方に変位したとき、中間シャフトアッパー１３と中間シャフトロア１４の間にあるユニバーサルジョイント１１を支点として中間シャフト１０は車両後方に屈曲する。
この実施例では、中間シャフトロア１４とステアリングギア２３を介して連結するステアリングギアボックス８は、このステアリングギアボックス８が取り付けられるクロスメンバー５が車両後方に変位したとき、ディファレンシャルギアケース１６と接触し、その後は同時に変位する。
【００１８】
また、クロスメンバー５に取り付けられたラジエター２０もクロスメンバー５と同時に変位するわけであるが、ステアリングギアボックス８とは一定の間隔を確保してあり、ユニバーサルジョイント１１、１２と接触することはない。さらに、このユニバーサルジョイント１１、１２は、地上面からの高さをシャシフレームのサイドメンバー２、３と略同一としているので、シャシフレームが大きな変形をしない限りクロスメンバー５等とも接触しにくい。一方、エンジン７については、このように自動車の正面に、外部から過大な力が加わっても変位は微小であり、仮に変位したとしても車両後方への微小変位である。このため、ユニバーサルジョイント１１、１２と接触することはない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明では、隙間の少ないフロントボンネット１９内において、ステアリングホイール２８からステアリングギア８へのステアリング操作力の伝達を行う機構のユニバーサルジョイントの数を２つにするので、省スペースに適合したステアリングコラム１を有するステアリング装置を提供することができる。そして、ユニバーサルジョイントの数を従来の３つから２つに減らしてステアリングコラム１の剛性を上げることができるので、運転者のステアリング操作フィーリングを向上することができる。
また、本発明では、中間シャフト１０を、第１ユニバーサルジョイント１１により中間シャフトロア１４と中間シャフトアッパー１３の２分割構造にして、中間シャフトアッパー１３を、フロントボンネット１９内でステアリングシャフト９に連結する。このため、ステアリングコラム１の組立、着脱、メンテナンス等を一括してフロントボンネット内で可能となる。
【００２０】
さらに、本発明では２つのユニバーサルジョイント１１、１２は、前輪支持軸１７より車両前方に配置される。また、２つのユニバーサルジョイント１１、１２の位置は、フロントボンネット１９内のステアリングコラム１上であって、一方の第２ユニバーサルジョイント１２をステアリングギア２３の入力部延長線上に配置し、他方の第１ユニバーサルジョイント１１をサイドメンバー３のシャシフレーム内側を車両前方に延びるステアリングシャフト９の延長線上に配置する。そして、車両側面視、この２つのユニバーサルジョイント１１、１２をシャシフレームのサイドメンバー２、３と地上面からの高さを略同一にするとともに、車両平面視、中間シャフトのユニバーサルジョイント１２をエンジン７前方とし、かつユニバーサルジョイント１１をこのユニバーサルジョイント１２と比べて地上面からの高さを高くしてエンジン側方に配置する。そしてユニバーサルジョイント１１、１２とは一定の間隔を確保してラジエター２０をクロスメンバー５に配置することができる利点がある。さらに、中間シャフトは、ステアリングギア２３を介して前輪支持軸１７より車両前方のシャシフレームのクロスメンバー５に支持するとともに、２つのユニバーサルジョイント１１，１２も前輪支持軸１７より車両前方にする。
このため、車両の正面に外部から過大な力が加わった時、ユニバーサルジョイント１１、１２は、エンジン７やラジエター２０等が接触することなく屈曲できる。従って、この屈曲部での曲がりを緩衝機能として有効利用し、従来必要とされていたステアリングコラム１上の緩衝機能部を省略して、構造を簡略化するとともに、コストダウンを実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のステアリング装置を搭載した自動車の全体側面図である。
【図２】図１の自動車の前部構造平面図である。
【図３】図２におけるエンジン下方の構造平面図である。
【図４】図１の自動車の前部構造の拡大図である。
【図５】中間シャフト全体図である。
【図６】本発明のステアリング装置を搭載した自動車に、車両の正面に外部から過大な力が加わった時の主要部品を記載した状態図である。
【図７】図６における中間シャフトの状態図である。
【符号の説明】
１  ステアリングコラム
２  サイドメンバー
３  サイドメンバー
４  クロスメンバー
５  クロスメンバー
６  クロスメンバー
７  エンジン
８  ステアリングギアボックス
９  ステアリングシャフト
１０  中間シャフト
１１  第１ユニバーサルジョイント
１２  第２ユニバーサルジョイント
１３  中間シャフトアッパー
１４  中間シャフトロア
１５  前輪
１７  前輪支持軸
１９  フロントボンネット
２３  ステアリングギア
２８  ステアリングホイール
【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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