JP2015013601A - 操作レバーおよびステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常時の操作には十分な強度を確保でき、且つ車両の二次衝突時には確実に衝撃を吸収することができる操作レバーを提供する。
【解決手段】回転中心Ｃ１回りに操作される操作レバー２０が、多数の筒状の中空セル６０からなる中空セル構造体ＳＢを少なくとも一部に備える。中空セル６０は、当該中空セル６０の軸方向である第１方向Ｚ１に延びる。中空セル構造体ＳＢは、第１方向Ｚ１とは直交する第２方向Ｚ２にコラプスして衝撃吸収可能である。回転中心Ｃ１を中心とする円の接線方向である操作方向Ｋと第１方向Ｚ１とのなす第１角度θ１が、操作方向Ｋと第２方向Ｚ２とのなす第２角度θ２よりも小さくされている（θ１＜θ２）。
【選択図】図３

Description

本発明は操作レバーおよびステアリング装置に関する。

板金製のチルトレバー（操作レバー）と一体の可動カム部材の回転を規制する突起（規制部）が、車両の二次衝突時に運転乗員から操作レバーに付与される衝撃を受けて破断することによって、衝撃を和らげるステアリング装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
また、チルトレバーの途中部に設けられた折り曲げ部からチルトレバーの先端部までの部分が、車両の二次衝突時に、折り曲げ部を支点として折れ曲がることにより、衝撃を吸収するチルトレバー構造が提案されている（例えば特許文献２を参照）。

特開平２００７−５５５７５号公報 実開平７−２１４７９号公報

特許文献１では、突起（規制部）として、通常ロック時には可動カム部材の回転を規制し且つ二次衝突時には確実に破断するような強度を持たせることが困難である。また、特許文献２では、操作レバーに折り曲げ部を設けるため、通常操作時の操作レバーの強度が不足するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、通常時の操作には十分な強度を確保でき、且つ車両の二次衝突時には確実に衝撃を吸収することができる操作レバーおよびこれを含むステアリング装置を提供することである。

前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、位置調整可能なステアリング装置（１）に設けられ、回転中心（Ｃ１）回りに操作される操作レバー（２０）であって、多数の筒状の中空セル（６０）からなる中空セル構造体（ＳＢ）を少なくとも一部に含み、各前記中空セルは、当該中空セルの軸方向である第１方向（Ｚ１）に延びていて、前記中空セル構造体は、前記第１方向とは直交する第２方向（Ｚ２）に衝撃吸収可能であり、前記回転中心を中心とする円の接線方向である操作方向（Ｋ）と前記第１方向とのなす第１角度（θ１。ゼロを含む）が、前記操作方向と前記第２方向とのなす第２角度（θ２）よりも小さくされている操作レバー（２０）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記第１方向（Ｚ１）と前記操作方向とが一致していてもよい。
請求項３のように、前記中空セル構造体は、ハニカム構造体であってもよい。

請求項４の発明は、車体（１４）に支持された支持側板（２２）と、ステアリングシャフト（３）を回転可能に支持するコラムジャケット（１１）に固定されたコラム側板（２４）と、前記支持側板と前記コラム側板とを位置調整可能に所定位置で固定するロック軸（２１）と、前記ロック軸の中心軸線を回転中心（Ｃ１）とする請求項１から３の何れか１項に記載の操作レバー（２０）と、を備えるステアリング装置（１）を提供する。

請求項１の発明によれば、操作レバーは操作方向には強度が高く、第２方向には強度が弱くなる。したがって、通常時には、操作レバーの操作方向に十分な強度を確保することができ、しかも、車両の二次衝突時には、操作レバーを第２方向に容易にコラプスさせて確実に衝撃を吸収することができる。
請求項２の発明によれば、操作レバーにおける中空セル構造体のレイアウトとして、操作方向（第１方向）に対する高強度と第２方向への良好なコラプス性能とを両立できる最も効率的なレイアウトを実現することができる。

請求項３の発明によれば、ハニカム構造を用いて、操作レバーに関して第１方向と第２方向との強度異方性を十分に発揮させることができる。
請求項４の発明によれば、通常時には、操作レバーの操作方向に十分な強度を確保することができ、しかも、車両の二次衝突時には、操作レバーを第２方向に容易にコラプスさせて確実に衝撃を吸収することができるステアリングコラム装置を実現することができる。

本発明の一実施形態のステアリング装置の概略構成の模式的側面図である。 図１のステアリング装置の要部の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図に相当する。 操作レバーの一部破断概略斜視図である。 中空セルの軸方向から見た中空セル構造体の一部の模式的正面図である。

添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態の操作レバーを含むステアリング装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、操舵部材２の操舵に連動して転舵輪（図示せず）を転舵するステアリング機構３とを備えている。ステアリング機構３としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられている。

操舵部材２とステアリング機構３とは、ステアリングシャフト４およびインターミディエイトシャフト５等を介して機械的に連結されている。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４およびインターミディエイトシャフト５等を介してステアリング機構３に伝達されるようになっている。また、ステアリング機構３に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。

ステアリングシャフト４は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト６とロアーシャフト７とを有している。操舵部材２は、アッパーシャフト６の一端に連結されている。また、ステアリングシャフト４は、その軸方向Ｘに伸縮可能である。ステアリングシャフト４は、筒状のステアリングコラム８内に挿通されており、複数の軸受９，１０を介してステアリングコラム８によって回転可能に支持されている。

ステアリングコラム８は、相対摺動可能に嵌合されたアッパージャケットとしてのアウージャケット１１とロアージャケットとしてのインナージャケット１２とを有している。ステアリングコラム８は、軸方向Ｘに伸縮可能である。アウタージャケット１１は、軸受９を介してアッパーシャフト６を回転可能に支持している。また、アウタージャケット１１は、軸受９を介して、ステアリングシャフト４の軸方向Ｘに同行移動可能にアッパーシャフト６に連結されている。

インナージャケット１２の外周に一体移動可能に固定されたロアー側のコラムブラケット１３が、車体１４に固定されたロアー側の支持ブラケット１５に、チルト中心軸１６を介して回動可能に支持されている。これにより、ステアリングコラム８およびステアリングシャフト４は、チルト中心軸１６を支点にして回動可能（チルト可能）となっている。
チルト中心軸１６を支点にしてステアリングシャフト４およびステアリングコラム８を回動（チルト）させることで、操舵部材２の位置を調整できるようになっている（いわゆるチルト調整）。また、ステアリングシャフト４およびステアリングコラム８を軸方向Ｘに伸縮させることで、操舵部材２の位置を調整できるようになっている（いわゆるテレスコ調整）。

アウタージャケット１１には、アウタージャケット１１と一体移動可能なアッパー側のコラムブラケット１７（ディスタンスブラケットに相当）が固定されている。また、車体１４には、図示しない公知のカプセル機構を介して、二次衝突時に車体１４からコラム移動方向に離脱可能に支持されたアッパ側の支持ブラケット１８が固定されている。
コラムブラケット１７と支持ブラケット１８とが、ロック機構１９によってロックされることにより、ステアリングコラム８の位置が車体１４に対して固定されて、操舵部材２の位置が固定されるようになっている。ロック機構１９は、運転者が手動で回転中心Ｃ１回りに操作可能な操作レバー２０と、操作レバー２０と一体回転可能であって両ブラケット１７，１８を挿通するロック軸２１とを備えている。

具体的には、ロック軸２１は、支持ブラケット１８の支持側板２２に設けられチルト方向Ｙ１に延びるチルト用長孔２３と、コラムブラケット１７のコラム側板２４に設けられテレスコ方向（軸方向Ｘに相当）に延びるテレスコ用長孔２５とを挿通している。また、操作レバー２０の回転中心は、ロック軸２１の中心軸線と一致している。
図１はロック機構のロック状態を示している。本実施形態の特徴とするところは、操作レバー２０が、第１方向Ｚ１（例えば操作レバー２０の操作方向Ｋに対して角度θ１をなす方向）に関する第１強度と、第１方向Ｚ１とは直交する第２方向Ｚ２（二次衝突時の操作レバー２０の衝撃吸収方向に相当）に関する第２強度とを有しており、中空セル構造体ＳＢを用いて第１強度が第２強度よりも高くされている点にある。

具体的には、図２に示すように、操作レバー２０は、例えば板金を用いて形成された金属部材４０と、金属部材４０の一部を埋設した樹脂部材５０とを備えている。金属部材４０は、ロック軸２１の頭部２８に連結された第１部分４１と、少なくとも一部が樹脂部材５０に埋設された第２部分４２と、第１部分４１と第２部分４２とを連結した例えばクランク状の連結部４３とを備えている。樹脂部材５０の少なくとも一部は、中空セル構造体ＳＢを含んでいる。

操作レバー２０の一部破断斜視図である図３に示すように、中空セル構造体ＳＢは、多数の筒状の中空セル６０を組み合わせて構成されている。すなわち、中空セル６０は、当該中空セル６０の軸方向である第１方向Ｚ１に延びており、第１方向Ｚ１とは直交する第２方向Ｚ２（衝撃吸収方向）に並ぶとともに、第１方向Ｚ１および第２方向Ｚ２とは直交する第３方向Ｚ３（例えばロック軸２１の中心軸線に平行な方向）に並んでいる。中空セル構造体ＳＢは、車両の二次衝突時に、運転乗員（の例えば膝等）との接触により、第２方向Ｚ２にコラプスして衝撃吸収可能である。

操作レバー２０の回転中心Ｃ１を中心とする円の接線方向である操作方向Ｋと第１方向Ｚ１（中空セル６０の軸方向）とのなす第１角度θ１が、操作方向Ｋと第２方向Ｚ２とのなす第２角度θ２よりも小さくされている（θ１＜θ２）。
各中空セル６０の断面は、円形であってもよいし多角形であってもよい。本実施形態では、図４に示すように、中空セル６０の断面が六角形であって、中空セル構造体ＳＢがハニカム構造体である例に則して説明する。

再び、図２を参照して、アッパー側の支持ブラケット１６は、図示しないカプセル機構を介して車体１４に離脱可能に支持された天板２６と、天板２６の両端からチルト方向Ｙの下方に延びる一対の支持側板２２とを備えている。
コラムブラケット１７は、支持ブラケット１８の一対の支持側板２２にそれぞれ対向する一対のコラム側板２４と、一対のコラム側板２４のチルト方向Ｙの下端間を連結する連結板２７とを備えた溝形をなしている。

ロック軸２１は、支持ブラケット１８の両支持側板２２のチルト用長孔２３およびコラムブラケット１７の両コラム側板２４のテレスコ用長孔２５を貫通するボルトからなる。ロック軸２１の一端の頭部２８は、操作レバー２０と一体回転可能に固定されている。ロック軸２１の他端に設けられたねじ部にナット２９が螺合している。
操作レバー２０と支持ブラケット１８の一方の支持側板２２との間には、操作レバー２０の回転操作に伴って、チルトロックおよびテレスコロックを達成するカム機構３０が介在している。カム機構３０は、ロック軸２１の軸部により支持された環状の第１カム３１と環状の第２カム３２とを備えている。第１カム３１と第２カム３２との対向面には、互いに係合するカム突起（図示せず）が形成されている。

第１カム３１は、操作レバー２０と一体回転可能に連結され、ロック軸２１に対する軸方向移動が規制されている。第２カム３２は、支持ブラケット１８の他方の支持側板２２に対向する締付部としての環状板と、環状板から延びるボスとを備えている。第２カム３２のボスが、支持ブラケット１８の一方の支持側板２２のチルト用長孔２３に挿入されることにより、第２カム３２の回転が規制されている。第２カム３２は、ロック軸２１の軸方向であるロック軸方向Ｊに移動可能に支持されている。

ナット２９と支持ブラケット１８の他方の支持側板２２との間には、ロック軸２１により支持された環状の第１介在部材３３と環状の第２介在部材３４とが介在している。第１介在部材３３は、支持ブラケット１８の他方の支持側板２２に対向する環状板と、環状板から延びるボスとを備えている。第１介在部材３３のボスが、支持ブラケット１８の他方の支持側板２２のチルト用長孔２３に挿通されることより、第１介在部材３３の回転が規制されている。

第２介在部材３４は、ナット２９と第１介在部材３３との間に介在するワッシャ３５と、ワッシャ３５と第１介在部材３３との間に介在する針状ころ軸受３６とを備えている。
ロック軸２１の軸部の外周には、例えばセレーション嵌合によりロック軸２１と一体回転するスリーブ３７が嵌合している。スリーブ３７の外周には、押上カム３８が一体回転可能に設けられている。

操作レバー２０の回転に伴って、第１カム３１が第２カム３２に対して回転することにより、第２カム３２が締付軸方向Ｋに移動されて、第２カム３２および第１介在部材３３の環状板間で、支持ブラケット１８の両支持側板２２が挟持されて締め付けられる。これにより、支持ブラケット１８の各支持側板２２が、コラムブラケット１７の対応するコラム側板２４に圧接されて、チルトロックおよびテレスコロックが達成される。また、押上カム３８がロアージャケット１０を押し上げることにより、両ジャケット９，１０間のロックが達成される。

本実施形態によれば、操作レバー２０の操作方向Ｋと中空セル構造体ＳＢの中空セル６０の軸方向である第１方向Ｚ１とのなす第１角度θ１が、操作方向Ｋと第２方向Ｚ２（第１方向Ｚ１とは直交する衝撃吸収方向）とのなす第２角度θ２よりも小さくされている（θ１＜θ２）。したがって、操作レバー２０は操作方向Ｋには強度が高く、第２方向Ｚ２には強度が弱くなる。したがって、通常時には、操作レバー２０の操作方向Ｋに十分な強度を確保することができ、しかも、車両の二次衝突時には、操作レバー２０を第２方向Ｚ２に容易にコラプスさせて確実に衝撃を吸収することができる。

また、中空セル６０の断面積を小さくすることにより、コラプスし難くでき、中空セル６０の断面積を大きくすることにより、コラプスし易くすることができるので、衝撃吸収性能のチューニングが容易になる。
また、中空セル構造体ＳＢの中空セル６０の軸方向である第１方向Ｚ１と操作方向Ｋとを一致させる（すなわち第１角度θ１＝０とする）ことにより、操作レバー２０における中空セル構造体ＳＢのレイアウトとして、操作方向Ｋ（第１方向Ｚ１）に対する高強度と第２方向Ｚ２への良好なコラプス性能とを両立できる最も効率的なレイアウトを実現することができる。

また、中空セル構造体ＳＢとして、ハニカム構造を用いることにより、操作レバー２０に関して第１方向Ｚ１と第２方向Ｚ２との強度異方性を十分に発揮させることができる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、中空セル構造体ＳＢは、金属で形成されていてもよい。中空セル６０の断面は、六角形以外の多角形であってもよいし、円形その他の丸形であってもよい。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…ステアリング機構、４…ステアリングシャフト、８…ステアリングコラム、１１…アウタジャケット、１２…インナージャケット、１４…車体、１６…チルト中心軸、１７…コラムブラケット、１８…支持ブラケット、１９…ロック機構、２０…操作レバー、２１…ロック軸、２２…支持側板、２３…チルト用長孔、２４…コラム側板、２５…テレスコ用長孔、２９…ナット、３０…ロック機構、３１…第１カム、３２…第２カム、３８…押上カム、４０…金属部材、４１…第１部分、４２…第２部分、４３…第３部分、５０…樹脂部材、６０…中空セル、Ｋ…（操作レバーの）操作方向、ＳＢ…中空セル構造体、θ１…第１角度、θ２…第２角度、Ｘ…（ステアリングシャフトの）軸方向、Ｙ…チルト方向、Ｚ１…第１方向、Ｚ２…第２方向、Ｚ３…第３方向

Claims (4)

1. 位置調整可能なステアリング装置に設けられ、回転中心回りに操作される操作レバーであって、
   多数の筒状の中空セルからなる中空セル構造体を少なくとも一部に含み、
   各前記中空セルは、当該中空セルの軸方向である第１方向に延びていて、前記中空セル構造体は、前記第１方向とは直交する第２方向に衝撃吸収可能であり、
   前記回転中心を中心とする円の接線方向である操作方向と前記第１方向とのなす第１角度（ゼロを含む）が、前記操作方向と前記第２方向とのなす第２角度よりも小さくされている操作レバー。
2. 請求項１において、前記第１方向と前記操作方向とが一致している操作レバー。
3. 請求項１または２において、前記中空セル構造体は、ハニカム構造体である操作レバー。
4. 車体に支持された支持側板と、
   ステアリングシャフトを回転可能に支持するコラムジャケットに固定されたコラム側板と、
   前記支持側板と前記コラム側板とを位置調整可能に所定位置で固定するロック軸と、
   前記ロック軸の中心軸線を回転中心とする請求項１から３の何れか１項に記載の操作レバーと、を備えるステアリング装置。

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