JPH074253U - 衝撃吸収式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 筒状の第１シャフト２と、この第１シャフト
２に相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に挿入される
第１シャフト３とを介し操舵用ハンドルの回転を操舵用
車輪に伝達する。その第１シャフト２に設けられた通孔
２０から挿入されたボール２３が、その第２シャフト３
の外周に設けられた凹部２１に、その第２シャフト３の
外周面から突出するように保持される。その通孔２０の
位置と凹部２１の位置とをずらして第１シャフト２の内
周をボール２３によって塑性変形させることで溝２５が
形成されている。 【効果】 安定して衝撃エネルギーを適正に吸収するこ
とができ、また、そのボールが脱落するのを確実に防止
でき、さらに、操舵力をステアリングギヤに伝達するシ
ャフトによりホーン駆動回路を構成する場合は、その構
造を簡単化することが可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両の運転者とステアリングハンドルとの衝突時における衝撃を吸 収するために用いられる衝撃吸収式ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図１１に示す衝撃吸収式ステアリング装置は、車体に取り付けられるコラム１ ０１と、このコラム１０１に挿入された筒状の第１シャフト１０２と、この第１ シャフト１０２に相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に挿入される第２シャフ ト１０３とを備え、その第１シャフト１０２は、コラム１０１にベアリング１０ ４を介し支持された入力軸１０５を介し操舵用ハンドルに連結され、その第２シ ャフト１０３はステアリングギヤを介し操舵用車輪に連結される。その第２シャ フト１０３の外周には周溝１０８が形成され、その周溝１０８に連通する樹脂充 填孔１０９が第１シャフト１０２に形成され、その周溝１０８と樹脂充填孔１０ ９とに樹脂１１０が充填されている。また、その第２シャフト１０３の外周に形 成された凹部１０３ａに、第１シャフト１０２よりもステアリングギヤ側（図９ において下方側）において、第１シャフト１０２よりも硬度の大きなスチールボ ール１１１が、第２シャフト１０３の外周面から突出するように圧入されている 。

【０００３】 上記ステアリング装置において衝撃が作用した場合、まず、樹脂１１０の破断 により衝撃エネルギーが吸収され、次に、第１シャフト１０２が第２シャフト１ ０３に対し軸方向相対移動することでボール１１１により第１シャフト１０２の 内周が塑性変形されて溝が形成され、その第１シャフト１０２の塑性変形により 衝撃エネルギーが吸収される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の構成においては、ボール１１１は第２シャフト１０３の凹部１０３ａに 圧入されているため、ボール１１１の第２シャフト１０３の外周面からの突出寸 法が一定値になるよう管理するのが困難であった。そのため、第１シャフト１０ ２の塑性変形時に過大な衝撃が作用したり、充分に衝撃を吸収できないおそれが ある。

【０００５】 また、ボール１１１は第２シャフト１０３の凹部１０３ａに圧入されているが 、その圧入が不十分であると凹部１０３ａから脱落するおそれがある。

【０００６】 また、操舵用ハンドルに取り付けられるホーンスイッチは、一方の端子がホー ンからバッテリーを介し車体に接続され、他方の端子が入力軸１０５を介し車体 に接続される場合がある。この場合、その入力軸１０５はベアリング１０４に封 入された通電グリースや、入力軸１０５とコラム１０１との間のブラシを介しコ ラム１０１に接続され、そのコラム１０１を介し車体に接続され、その入力軸１ ０５によりホーン駆動回路の一部を構成していた。このように入力軸１０５によ ってホーン駆動回路の一部を構成する場合、ベアリング１０４への通電グリース の封入や入力軸１０５とコラム１０１との間のブラシが必要で、ホーン駆動回路 の構成を複雑化していた。

【０００７】 本考案は、上記従来技術の問題を解決することのできる衝撃吸収式ステアリン グ装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、筒状の第１シャフトと、この第１シャフトに相対回転不能かつ軸方 向相対移動可能に挿入される第２シャフトとを備え、両シャフトを介し操舵用ハ ンドルの回転を操舵用車輪に伝達するステアリング装置において、その第１シャ フトに通孔が設けられ、その第２シャフトの外周に凹部が設けられ、その通孔か ら挿入されたボールが第２シャフトの外周面から突出するようにその凹部に保持 され、その第１シャフトの通孔の位置と第２シャフトの凹部の位置とをずらして 第１シャフトの内周をボールによって塑性変形させることで溝が形成されている ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

本考案の構成によれば、ステアリング装置に衝撃が作用した場合、第１シャフ トが第２シャフトに対し軸方向相対移動し、第１シャフトの内周をボールにより 塑性変形させることで溝が形成され、その第１シャフトの塑性変形により衝撃エ ネルギーが吸収される。

【００１０】 その第１シャフトと第２シャフトとを連結するには、まず、第１シャフトの通 孔から挿入したボールを第２シャフトの外周の凹部により保持し、しかる後に、 第１シャフトの通孔の位置と第２シャフトの凹部の位置とをずらすことで第１シ ャフトの内周をボールによって塑性変形させて溝を形成する。これにより、その ボールは第２シャフトの外周と第１シャフトの内周とで挟まれるので、そのボー ルを凹部に圧入することなく脱落するのを確実に防止できる。よって、そのボー ルを凹部に圧入する場合に比べ、第２シャフトの外周面からのボールの突出寸法 を容易に一定値に管理することができる。また、そのボールを導電性とすること で、第１シャフトと第２シャフトとによりホーン駆動回路を構成することができ る。

【００１１】 その通孔の位置と凹部の位置とをずらすことで第１シャフトの内周をボールに よって塑性変形させて溝を形成する際に、その第１シャフトの塑性変形時の荷重 を測定することで、衝撃が作用した場合の第１シャフトの塑性変形時の荷重を予 め知ることができる。よって、過大な衝撃が作用したり、充分に衝撃を吸収でき ないといった事態を未然に防止できる。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１３】 図６に示す衝撃吸収式ステアリング装置は、車体にブラケット４を介し取り付 けられるコラム１と、このコラム１に挿入された筒状の第１シャフト２と、この 第１シャフト２に相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に挿入される第２シャフ ト３とを備える。その第１シャフト２は、コラム１にベアリング５を介し支持さ れた入力軸６に溶接され、その入力軸６を介し操舵用ハンドルに連結され、その 第２シャフト３はステアリングギヤを介し操舵用車輪に連結される。なお、その 第１シャフト２の外周にロックリング４０が溶接され、このロックリング４０に ロック溝４０ａが形成され、そのコラム１に溶接された筒状ホルダー４１にロッ ク装置が保持され、そのロック溝４０ａに自動車のキースイッチと連動して突出 するキー（図示省略）が挿入されることで操舵用ハンドルが回転不能になるよう ロックされる。

【００１４】 図２、図３に示すように、その第１シャフト２の内周は相対向する平坦面２ａ 、２ｂと、相対向する円柱面２ｃ、２ｄとで構成され、図４、図５に示すように 、その第２シャフト３の外周は相対向する平坦面３ａ、３ｂと、相対向する円柱 面３ｃ、３ｄとで構成され、これにより、第１シャフト２と第２シャフト３との 相対回転が規制され、両シャフト２、３を介し操舵用ハンドルの回転が操舵用車 輪に伝達される。

【００１５】 その第２シャフト３の外周に一対の周溝８が形成され、その周溝８に連通する 樹脂充填孔９が第１シャフト２に形成され、その周溝８と樹脂充填孔９とに樹脂 １０が充填され、この樹脂１０により両シャフト２、３の軸方向相対移動が規制 される。

【００１６】 その第１シャフト２に前記樹脂充填孔９の間に位置する通孔２０が設けられ、 その第２シャフト３の外周に前記周溝８の間に位置する径方向に沿う溝状の凹部 ２１が機械加工により形成され、その凹部２１に第１シャフト２よりも硬度の大 きなスチールボール２３が保持されている。その通孔２０の径と凹部２１の幅は そのボール２３の径より僅かに大きくされている。また、図７に示すように、そ の凹部２１の深さはそのボール２３の径より小さくされ、これにより、そのボー ル２３は第２シャフト３の外周面から突出するようにその凹部２１に保持される 。そして、その第１シャフト２の内周をそのボール２３によって塑性変形するこ とで溝２５が形成されている。

【００１７】 その第１シャフト２と第２シャフト３とを連結するには、まず図１の（１）に 示すように、第１シャフト２の通孔２０から挿入したボール２３を第２シャフト ３の外周の凹部２１により保持する。次に、図１の（２）に示すように、第１シ ャフト２を第２シャフト３に対し衝撃作用時の移動方向（図において左方）に移 動させ、その通孔２０の位置と凹部２１の位置とをずらすことで第１シャフト２ の内周をボール２３によって塑性変形させ溝２５を形成する。さらに本実施例で は、図１の（３）に示すように、第１シャフト２を第２シャフト３に対し衝撃作 用時の移動方向とは逆方向に移動させ、その溝２５の両端間にボール２３を位置 させ、その溝２５の一端（図１の（３）において右端）とボール２３との間は距 離Ｄだけ離される。しかる後に、前記周溝８と樹脂充填孔９とに樹脂１０を充填 して両シャフト２、３の軸方向相対移動を規制する。

【００１８】 なお、操舵用ハンドルに取り付けられるホーンスイッチは、一方の端子がホー ンからバッテリーを介し車体に接続され、他方の端子が前記入力軸６から第１シ ャフト２、ボール２３、第２シャフト３を介し車体に接続される。

【００１９】 上記ステアリング装置において衝撃が作用した場合、まず、樹脂１０の破断に より衝撃エネルギーが吸収され、次に、第１シャフト２が第２シャフト３に対し 軸方向相対移動してボール２３が第１シャフト２の内周の溝２５の一端に至り、 さらに第１シャフト２が第２シャフト３に対し軸方向相対移動することでボール ２３により第１シャフト２の内周が塑性変形され、図１の（３）、図７において 仮想線で示すように、前記溝２５に連なる溝３０が形成され、その第１シャフト ２の塑性変形により衝撃エネルギーが吸収される。この際、その予め形成された 溝２５の一端とボール２３との間は距離Ｄだけ離されているので、図８に示すよ うに、第１シャフト２と第２シャフト３の相対ストロークに対応する衝撃荷重の 値は、初期ピーク値が樹脂１０の破断に要する荷重により定まり、その後の衝撃 荷重の値は第１シャフト２の内周を塑性変形させて溝３０を形成する際の荷重に より定まる。

【００２０】 上記構成によれば、そのボール２３は第２シャフト３の外周と第１シャフト２ の内周とで挟まれるので、凹部２１に圧入することなく脱落するのを確実に防止 できる。よって、そのボール２３を凹部に圧入する場合に比べ、第２シャフト３ の外周面からのボール２３の突出寸法を容易に一定値に管理することができる。 また、その通孔２０の位置と凹部２１の位置とをずらすことで第１シャフト２の 内周をボール２３によって塑性変形させて溝２５を形成する際に、その第１シャ フト２の塑性変形時の荷重を測定することで、衝撃が作用して第１シャフト２が 塑性変形して溝３０が形成される際の荷重を予め知ることができる。よって、過 大な衝撃が作用したり、充分に衝撃を吸収できないといった事態を未然に防止で き、安定して衝撃エネルギーを適正に吸収することができる。

【００２１】 また、上記構成によれば、第１シャフト２と第２シャフト３とは導電性のボー ル２３を介し接続されることでホーン駆動回路を構成するので、入力軸６を支持 するベアリング５に通電グリースを封入したり、入力軸６とコラム１との間の間 にブラシを介在させる必要がないものとされ、ホーン駆動回路の構造が簡単化さ れている。

【００２２】 なお、本考案は上記実施例に限定されない。例えば、上記実施例ではボール２ ３を一対の周溝８の間に位置させたが、周溝の軸方向外方に位置させてもよい。 また、上記実施例では樹脂１０により初期衝撃エネルギーを吸収する機構を併せ て設けたが、異なる衝撃エネルギーの吸収機構と併せて設けたり、単独で衝撃エ ネルギーを吸収するようにしてもよい。また、上記実施例では第１シャフト２の 通孔２０の位置と第２シャフト３の凹部２１の位置とを軸方向にずらして第１シ ャフト２の内周に溝２５を形成したが、径方向にずらして溝を形成するようにし てもよい。また、凹部２１の形状は特に限定されず、例えば周溝状であってもよ い。

【００２３】 また、上記実施例では第１シャフト２と入力軸６とロックリング４０とを溶接 したが、図９の（１）に示すように第１シャフト２と入力軸６とを一体成形した り、図９の（２）に示すように第１シャフト２とロックリング４０とを一体成形 したり、図９の（３）に示すように第１シャフト２と入力軸６とロックリング４ ０とを一体成形してもよい。これにより、第１シャフト２と入力軸６の同芯精度 を向上して振れや歪みを小さくでき、ステアリングシャフトの捩れ角に基づき操 舵トルクを測定するトルクセンサを備える電動パワーステアリング装置（例えば 実願平２‐８０２９０号参照）においては、操舵トルクに基づく操舵補助力を適 正に付与することができ好ましい。なお、本考案とは異なり、衝撃吸収機構を備 えないステアリング装置の場合は、図９の（４）に示すように第１シャフト２と 第２シャフト３と入力軸６とロックリング４０とを一体成形してもよい。

【００２４】 図１０は比較例を示し、第１シャフト２の内周をボール２３により塑性変形さ せるのに換えて第１シャフト２の内周と樹脂との摩擦により衝撃を吸収するもの である。すなわち、第２シャフト３の外周に一対の周溝８が形成され、その周溝 ８に連通する樹脂充填孔９が第１シャフト２に形成され、その周溝８と樹脂充填 孔９とに樹脂１０が充填され、この樹脂１０により両シャフト２、３の軸方向相 対移動を規制する点は上記実施例と同様である。そして、上記実施例では、第２ シャフト３の外周の一対の周溝８と第２シャフト３の外周の相対向する平坦面３ ａ、３ｂとの間は遮断されているのに対し、この比較例ではその第２シャフト３ の外周の相対向する平坦面３ａ′、３ｂ′の径方向深さが上記実施例の平坦面３ ａ、３ｂよりも深くされ、その周溝８と連通され、その一対の周溝８に樹脂１０ が充填される際に、その周溝８の間にも樹脂１０′が充填される。これにより、 図１０の（３）に示すように、衝撃が作用した場合、まず、樹脂１０の破断によ り図中実線で示すように衝撃エネルギーが吸収され、次に、第１シャフト２が第 ２シャフト３に対し軸方向相対移動する際の第１シャフト２の内周と樹脂１０′ との摩擦により図中破線で示すように衝撃エネルギーが吸収される。この比較例 では、第１シャフト２の内周と樹脂１０′との摩擦による衝撃吸収の際の荷重を 予め知ることができず、また、第１シャフト２と第２シャフト３とを導電性部材 により導通させることもできない。

【００２５】

【考案の効果】

本考案の衝撃吸収式ステアリング装置によれば、安定して衝撃エネルギーを適 正に吸収することができ、また、そのボールが脱落するのを確実に防止でき、さ らに、操舵力をステアリングギヤに伝達するシャフトによりホーン駆動回路を構 成する場合は、その構造を簡単化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の実施例の衝撃吸収式ステアリング装
置の要部の組み立て工程を示す図

【図２】 本考案の実施例の第１シャフトの断面図

【図３】 図２のＩＩＩ‐ＩＩＩ線断面図

【図４】 本考案の実施例の第２シャフトの側面図

【図５】 図４のＶ‐Ｖ線断面図

【図６】 本考案の実施例の衝撃吸収式ステアリング装
置の断面図

【図７】 本考案の実施例の衝撃吸収式ステアリング装
置の要部の拡大断面図

【図８】 第１シャフトの第２シャフトに対する相対ス
トロークと衝撃荷重との関係を示す図

【図９】 （１）〜（３）はステアリングシャフトの変
形例を示す断面図、（４）は他の技術の説明用断面図

【図１０】 （１）は比較例に係る衝撃吸収式ステアリ
ング装置の要部の断面図、（２）は（１）の（２）‐
（２）線断面図、（３）は比較例における第１シャフト
の第２シャフトに対する相対ストロークと衝撃荷重との
関係を示す図

【図１１】 従来例の衝撃吸収式ステアリング装置の断
面図

【符号の説明】

２ 第１シャフト ３ 第２シャフト ２０ 通孔 ２１ 凹部 ２３ ボール ２５ 溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の第１シャフトと、この第１シャフ
   トに相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に挿入される
   第２シャフトとを備え、両シャフトを介し操舵用ハンド
   ルの回転を操舵用車輪に伝達するステアリング装置にお
   いて、その第１シャフトに通孔が設けられ、その第２シ
   ャフトの外周に凹部が設けられ、その通孔から挿入され
   たボールが第２シャフトの外周面から突出するようにそ
   の凹部に保持され、その第１シャフトの通孔の位置と第
   ２シャフトの凹部の位置とをずらして第１シャフトの内
   周をボールによって塑性変形させることで溝が形成され
   ていることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。