JP2000168576A - 自動車のステアリングコラムにおける衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車のステアリングコラムの衝撃エネルギ
吸収特性の変更選択を可能にする。 【解決手段】 自動車のステアリングコラムＡにおける
衝撃吸収装置は、ステアリングコラムを軸線方向に変位
可能に支持するように車体側に設けられたステアリング
コラムの変位方向を横切る軸状部材８及び帯板状弾性体
20が軸状部材を挟むようにして二つ折りに折り曲げら
れ、開放端部がステアリングコラムに固定されている衝
撃吸収体から構成され、二つ折りに折り曲げられた帯板
状弾性体の両脚部22，23間の間隔が長手方向に応じて予
め変化させてあったり、又は均一である。又、板状弾性
体の折曲げ部21が適宜設定されている曲率で彎曲して折
り曲げられている。自動車の運転中の二次衝突で、衝撃
力がハンドル軸に対し軸線方向に働き、ステアリングコ
ラムは車体に対して軸線方向に前向きに変位し、軸状部
材によって、帯板状弾性体の両脚部が押し拡げられ、そ
の弾性変形により衝撃エネルギは吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の衝突
（所謂一次衝突）時に、運転者が慣性で操舵ハンドルに
衝突する所謂二次衝突の衝撃を緩和する自動車のステア
リングコラムおける衝撃吸収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突（所謂一次衝突）時に操舵
ハンドルを握る運転者が慣性で操舵ハンドルに衝突する
所謂二次衝突の際、ハンドル軸、即ちステアリングコラ
ムに対して軸線方向前向きに働く衝撃力を緩和して運転
者を保護する為に、自動車のステアリングコラムに衝撃
吸収装置が設けられている。従来の技術における自動車
のステアリングコラムに設けられた衝撃吸収装置は、例
えば特表平７−５０１２９７号公報及び特開平９−１９
３８１２号公報に開示されている。

【０００３】特表平７−５０１２９７号公報に開示され
ているものは、ステアリングコラム（１）に固着された
ブラケット（７）が車体側に固定されたボルト（５）に
対してハンドル軸軸線方向位置決め可能に支持されてお
り、堅いが延性がある帯金（１２）は、基端縁がボルト
（５）の前側でブラケット（７）に固着され、一旦後方
に伸びた後、ボルト（５）の上側を通つて前方に伸びる
ように折り曲げられ、先端縁が自由端となっている。

【０００４】そして、二次衝突において、ハンドル軸、
即ちステアリングコラムが前方に変位すると、帯金は、
ボルトによりその折り曲げ部が押し拡げられるようにし
て、折り曲げ部を移動させながらボルトにより塑性変形
する。その変形により衝撃エネルギが吸収されようにな
っている。

【０００５】特開平９−１９３８１２号公報に開示され
ているものは、ステアリングコラム（１）が、車体側に
固定されたチルトボルト（８）で揺動自在に、且つハン
ドル軸軸線方向に変位可能に支持され、塑性変形自在の
金属線（１６）がチルトボルトを上下から挟んで二つ折
りなるように支持軸の後方側で折り曲げられ、その両先
端部はハンドル軸軸線方向に支持軸の前方に伸び、一端
（１７）がステアリングコラム側に固定され、他端が自
由端となっている。

【０００６】そして、二次衝突において、ハンドル軸、
即ちステアリングコラムが前方に変位すると、金属線
は、チルトボルトによりその折り返し部（１９）を移動
させながらチルトボルトにより伸されるように変形す
る。その変形により衝撃エネルギが吸収されようになっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術の特
表平７−５０１２９７号公報に開示されているものは、
塑性変形自在の帯金（１２）が折り曲げ部を移動させな
がらボルトにより伸されるように変形して、衝撃エネル
ギを吸収するのであり、又特開平９−１９３８１２号公
報に開示されているものは、塑性変形自在の金属線（１
６）が折り返し部（１９）を移動させながらチルトボル
トにより伸されるように変形して、衝撃エネルギを吸収
するものであるので、いずれも、二次衝突によるステア
リングコラムの変位行程全域において、衝撃エネルギの
吸収度合は略一定である。

【０００８】しかし、実際には、ステアリングコラムの
衝撃エネルギの吸収能力を変更したり、変位行程中に衝
撃エネルギの吸収度合を一定に維持したり、変化させた
りする必要、例えば、初期には衝撃エネルギの吸収度合
を大きく、徐々にその度合を減小させる必要があるの
に、上記の従来の技術は、その要求に簡単に対応し得な
い。この発明は、衝撃吸収体として簡単形状の帯状体を
用い、しかも上記の要求に簡単に対応し得る自動車のス
テアリングコラムにおける衝撃吸収装置を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の操舵ハンドル
のハンドル軸が回転自在に軸受されて挿通されている自
動車のステアリングコラムにおける衝撃吸収装置は、ス
テアリングコラムに取り付けられ、ステアリングコラム
の軸線方向の溝孔が形成されたコラム側ブラケット、コ
ラム側ブラケットの溝孔に係合するように車体側ブラケ
ットを介して車体側に設けられた軸状部材、及び軸状部
材を挟むようにして二つ折りに折り曲げられ、ステアリ
ングコラムの軸線方向に略沿って伸びる帯板状弾性体と
からなり、この帯板状弾性体がステアリングコラムに固
定されて構成されている。

【００１０】そして、二つ折りに折り曲げられた帯板状
弾性体の対向部間の間隔が長手方向に応じて予め変化さ
せてたり、均一であつたりし、軸状部材は、ステアリン
グコラムを回動自在に支持するチルト軸であり、ステア
リングコラムをチルト軸を中心にした適宜の回動位置に
固締し得ると共に、ステアリングコラムの軸線方向変位
を許容するようにステアリングコラムを解放する固締手
段を具備している。

【００１１】そして、自動車の運転中に、衝突・追突等
により急激な停車、所謂一次衝突が起ると、操舵ハンド
ルを握る運転者が慣性で操舵ハンドルに衝突し、運転者
に衝撃力が加わる。そのとき、その衝撃力は、ハンドル
軸に対し軸線方向に働き、ハンドル軸、即ちステアリン
グコラムは、車体に対して軸線方向に前向きに変位す
る。即ち、車体側ブラケットに対しコラム側ブラケット
が軸線方向に前向きに変位する。

【００１２】すると、車体側ブラケットと一体的なチル
ト軸に対してコラム側ブラケットと一体的な帯板状弾性
体が軸線方向に前向きに変位するので、チルト軸によっ
て、帯板状弾性体の対向部が伸されるようにして押し拡
げられ、チルト軸を挟み囲む箇所が弾性変形しながら、
帯板状弾性体は、折曲げ部がチルト軸に達するまでの範
囲内で変位する。そして、その帯板状弾性体の弾性変形
により衝撃エネルギは吸収される。

【００１３】そして、二つ折りに折り曲げられた帯板状
弾性体の対向部間の間隔を長手方向に応じて予め変化さ
せてあったり、帯板状弾性体の折曲げ部を適宜設定され
ている曲率で彎曲させてあることにより、ステアリング
コラムの軸線方向の変位行程中に衝撃エネルギの吸収度
合が多様に選択できる。他方、それに並行して、ステア
リングコラムの軸線方向の変位により、ステアリングコ
ラム、即ちハンドル軸は、チルト軸から解放される。

【００１４】かくして、上記のような帯板状弾性体の弾
性変形により、衝撃エネルギは吸収されるので、ステア
リングコラムと一体のハンドル軸の操舵ハンドルを握る
運転者には、衝突・追突等により急激な停車、所謂一次
衝突によるに操舵ハンドルに対する所謂二次衝突よる衝
撃エネルギが吸収され、運転者の安全が保たれる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態における自
動車のステアリングコラムの衝撃吸収装置を図面に従っ
て説明する。図１に示す自動車のステアリングコラムＡ
において、操舵ハンドル（図示しない）のハンドル軸１
が回転自在に軸受されて挿通されている中空筒状ハウジ
ングは、先端に形成され、電動パワーステアリング機構
のウオーム減速機を内蔵する大径の中空頭部２と後方に
延長した小径管状部３とから形成されている。

【００１６】中空頭部２には図１及び図２に示すような
コラム側ブラケットとしてのコラム側第１ブラケット４
が、小径管状部３の前端部には図１に示すようなコラム
側第２ブラケット５が、夫々取り付けられている。コラ
ム側第１ブラケット４は、中空頭部２の正面から見て
（図２参照）下方開放の略コ字形をなすように板状部材
が折り曲げられて成形されており、上側の平面状の基部
４１とその両側から曲げられて下方に伸びる両側の側壁
部４２，４２、側壁部４２，４２の前部から更に下方に
伸びる脚部４３，４３及び側壁部４２，４２の下側で中
空頭部２の正面から見て両側に突出した耳部４４，４４
から構成されている。

【００１７】そして、コラム側第１ブラケット４は、各
脚部４３の下端及び各耳部４４に穿設されたボルト孔に
挿通された取付けボルト６により、中空頭部２の先端面
及び側面に固着されている。コラム側第１ブラケット４
の各側壁部４２には、ステアリングコラムＡの軸線方向
に伸び、やや前下がり勾配の溝孔としての長溝孔４５が
形成されている。

【００１８】他方、車体部分に取り付けられている車体
側第１ブラケット７は、中空頭部２の正面から見て（図
２）下方開放の略コ字形をなすように板状部材が折り曲
げられて成形されており、上側の平面状の基部７１とそ
の両側から曲げられて下方に伸びる両側の側壁部７２，
７２とから構成されている。

【００１９】車体側第１ブラケット７は、コラム側第１
ブラケット４に対し上からかぶさるようになって、基部
７１は、車体部分に適宜固着され、側壁部７２，７２は
コラム側第１ブラケット４の側壁部４２，４２を外側か
ら挟んでいる。そして、車体側第１ブラケット７の側壁
部７２，７２に両端が支持された軸状部材としてのチル
ト軸８は、コラム側第１ブラケット４の長溝孔４５，４
５に挿通されている。従って、ステアリングコラムＡ
は、チルト軸８を中心に回動自在に車体部分に支持され
ていることになる。

【００２０】チルト軸８は、ボルト８１と円筒体である
カラー８２とからなり（図３参照）、このカラー８２
は、後述する衝撃吸収体２０とチルト軸８との相対変位
を円滑にするが、必ずしも必要ではない。

【００２１】コラム側第２ブラケット５は、断面Ｕ字形
に弾性板片材、例えば鋼板で形成されており、小径管状
部３の前端部に対し下側から抱えるようにして溶接等で
固着されている。コラム側第２ブラケット５の両側壁部
５１，５１の夫々の上部には、チルト軸８を中心とする
円弧状の溝孔５２が上下方向に形成されている。

【００２２】他方、車体部分に取り付けられている車体
側第２ブラケット９は、コラム側第２ブラケット５の両
側壁部５１，５１に挟まれた状態となり、その下面には
溝孔５２に対向する位置に前方開放の鉤状となった係合
部９１が形成されている。

【００２３】コラム側第２ブラケット５の一方の側壁部
５１の溝孔５２から車体側第２ブラケット９の係合部９
１を通し、更にコラム側第２ブラケット５の他方の側壁
部５１の溝孔５２を通してボルト１０が貫挿されてい
る。即ち、ボルト１０の中央部は車体側第２ブラケット
９の係合部９１により支持されており、コラム側第２ブ
ラケット５は、ボルト１０に対し溝孔５２の範囲内で上
下に変位し得る。

【００２４】ボルト１０の先端突出部には、摩擦座金を
介して締付けナットが螺着され、締付けナットには、操
作レバー１１の基端が固着されている。そして、これら
コラム側第２ブラケット５、車体側第２ブラケット９、
ボルト１０、締付けナット及び操作レバー１１で固締手
段を構成している。従って、操作レバー１１を操作し、
締付けナットを緩めると、ステアリングコラムＡ、即ち
操舵ハンドルのハンドル軸１は、チルト軸８を中心にし
てコラム側第２ブラケット５の変位範囲内で揺動可能と
なり、その傾斜が調節され得る。

【００２５】そして、所望の傾斜位置において、操作レ
バー１１を操作し、締付けナットを締めると、コラム側
第２ブラケット５は、摩擦座金を介して締付けナット・
ボルト１０と一体となり、且つコラム側第２ブラケット
５を挟んで固締される。かくして、操舵ハンドルのハン
ドル軸１は、所望の傾斜位置に固定されることになる。

【００２６】コラム側第１ブラケット４には、衝突・追
突等の急激な停車などにおいて操舵ハンドルのハンドル
軸１の軸線方向の衝撃を吸収する帯板状弾性体２０が設
けられている。帯板状弾性体２０は、コラム側第１ブラ
ケット４の側壁部４２，４２の間隔より幅狭の例えばば
ね鋼材のような強剛性材の帯板片が図３及び図４に示す
ように折り曲げられて形成され、チルト軸８の外周以下
の曲率で折り曲げられた折曲げ部２１から狭い間隔乃至
接触状態で相対して伸びる対向部としての両脚部２２，
２３がコラム側第１ブラケット４の長溝孔４５に略沿う
ように前方に伸びるように位置している。

【００２７】両脚部２２，２３の前方側には、チルト軸
８の外周面に略等しい曲率で彎曲されたチルト軸保持部
２４が形成され、常時は、このチルト軸保持部２４にチ
ルト軸８が位置する。折曲げ部２１の曲率を大小様々に
しておいたり、両脚部２２，２３の間隔を長手方向で順
次変化させておくことにより、衝撃が加わった時点より
時間経過における衝撃エネルギ吸収度合、即ち衝撃エネ
ルギ吸収特性を様々にすることができる。

【００２８】例えば、折曲げ部２１の曲率や両脚部２
２，２３の間隔を大小に選択したり、折曲げ部２１に向
う長さ方向で、両脚部２２，２３の間隔を大小又は小大
の二段階にしておいたりする。図４に示すものは、折曲
げ部２１の曲率を大きくした変形例である。そうするこ
とにより、図５に示すような衝撃エネルギ吸収特性が得
られる。

【００２９】図５（Ａ）は、折曲げ部２１の曲率の大小
による特性の相違を例示し、（ａ）は曲率の小の場合
を、（ｂ）は曲率の大の場合を夫々示す。図５（Ｂ）
は、両脚部２２，２３の間隔の変化による特性の相違を
例示している。（ｃ）は、折曲げ部２１に向う長さ方向
において間隔が大小の二段階となって減小する場合を示
し、（ｄ）は、折曲げ部２１に向う長さ方向において間
隔が小大の二段階となって増大する場合を示す。両脚部
２２，２３の間隔を折曲げ部２１に向う長さ方向で漸増
又は漸減にすることもできる。

【００３０】狭い間隔乃至接触状態で相対して伸びる両
脚部２２，２３は、長溝孔４５の先端部に位置するチル
ト軸８の外周面を強い弾力をもって上下から挟み囲み、
更に互に接触状態となって伸び、コラム側第１ブラケッ
ト４の側壁部４２の前端縁に略沿うように上向きに折り
曲げられている。

【００３１】両脚部２２，２３の先端には、幅方向に両
側に突出した張出し部２２ａ，２２ａ；２３ａ，２３ａ
が形成され、それら張出し部は、コラム側第１ブラケッ
ト４の側壁部４２，４２の前端縁に形成された切欠部４
２ａ，４２ａに嵌め込まれており、更に内側となった脚
部２２の先端縁は、コラム側第１ブラケット４の基部４
１の下面に溶接されている。

【００３２】なお、両脚部２２，２３の先端に張出し部
が形成されないで、両脚部２２，２３の先端縁がコラム
側第１ブラケット４の基部４１の下面に溶接されていて
もよいが、強度的には前者の方がよい。

【００３３】上記のステアリングコラムの衝撃吸収装置
の作用について説明する。ステアリングコラムの通常の
状態は、上記の説明（図１及び図３参照）の状態であ
る。そして、自動車の運転中に、衝突・追突等により急
激な停車、所謂一次衝突が起ると、操舵ハンドルを握る
運転者が慣性で操舵ハンドルに衝突し、即ち所謂二次衝
突が起ると、運転者に衝撃力が加わる。

【００３４】そのとき、その衝撃力は、ハンドル軸１に
対し軸線方向に働き、ハンドル軸１、即ちステアリング
コラムＡは、車体に対して軸線方向に前向きに変位す
る。即ち、車体側第１ブラケット７に対しコラム側第１
ブラケット４が、車体側第２ブラケット９に対してコラ
ム側第２ブラケット５が、夫々軸線方向に前向きに変位
する。

【００３５】すると、車体側第１ブラケット７と一体的
なチルト軸８に対してコラム側第１ブラケット４と一体
的な帯板状弾性体２０が軸線方向に前向きに変位するの
で、チルト軸８によって、帯板状弾性体２０の両脚部２
２，２３が伸されるようにして押し拡げられ、チルト軸
８を挟み囲む箇所が弾性変形しながら、帯板状弾性体２
０は、折曲げ部２１がチルト軸８に達するまでの範囲内
で変位する（図４参照）。

【００３６】その帯板状弾性体２０の弾性変形により衝
撃エネルギは吸収される。両脚部２２，２３の間隔や折
曲げ部２１の曲率を既述のように適宜の形式にすること
により、それに応じた衝撃エネルギ吸収特性で衝撃エネ
ルギは吸収される（図５参照）。

【００３７】他方、それに並行して、コラム側第２ブラ
ケット５の溝孔５２，５２に貫挿されているボルト１０
は、車体側第２ブラケット９の前方開放の係合部９１か
ら外れ、コラム側第２ブラケット５と一体のステアリン
グコラムＡが軸線方向に前向きに変位することを許容す
る。

【００３８】かくして、上記のような両脚部２２，２３
の弾性変形により、衝撃エネルギは吸収されるので、コ
ラム側第１ブラケット４と一体のステアリングコラム
Ａ、即ちハンドル軸１の操舵ハンドル（図示しない）を
握る運転者には、衝突・追突等により急激な停車、所謂
一次衝突によるに操舵ハンドルに対する所謂二次衝突よ
る衝撃エネルギが吸収され、運転者の安全が保たれる。

【００３９】

【発明の効果】この発明の自動車のステアリングコラム
における衝撃吸収装置は、衝撃吸収体として簡単形状の
帯状体を用い、しかもステアリングコラムの衝撃エネル
ギの吸収能力を変更したり、変位行程中に衝撃エネルギ
の吸収度合を一定に維持したり、変化させたりする、所
望の衝撃エネルギ吸収特性をもたせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態におけるステアリングコ
ラムの衝撃吸収装置の側面図である。

【図２】この発明の実施の形態におけるステアリングコ
ラムの衝撃吸収装置の正面図である。

【図３】この発明の実施の形態におけるステアリングコ
ラムの衝撃吸収装置の帯板状弾性体の側面図（初期）で
ある。

【図４】この発明の実施の形態におけるステアリングコ
ラムの衝撃吸収装置の帯板状弾性体の変形例の側面図
（初期）である。

【図５】この発明の実施の形態におけるステアリングコ
ラムの衝撃吸収装置の帯板状弾性体の衝撃エネルギ吸収
特性図である。

【符号の説明】

Ａ ステアリングコラム １ ハンドル軸 ２ 中空頭部 ３ 小径管状部 ４ コラム側第１ブラケット（コラム側ブラケット） ４１ 基部 ４２ 側壁部 ４２ａ 切欠部 ４３ 脚部 ４４ 耳部 ４５ 長溝孔（溝孔） ５ コラム側第２ブラケット ５１ 側壁部 ５２ 溝孔 ６ 取付けボルト ７ 車体側第１ブラケット（車体側ブラケット） ７１ 基部 ７２ 側壁部 ８ チルト軸 ８１ ボルト ８２ カラー ９ 車体側第２ブラケット ９１ 係合部 １０ ボルト １１ 操作レバー ２０ 帯板状弾性体 ２１ 折曲げ部 ２２，２３ 脚部（対向部） ２２ａ，２３ａ 張出し部 ２４ チルト軸保持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉沢 裕司 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 石川 卓司 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D030 DD05 DD17 DD25 DE06 DE25 DE45 3J066 AA04 AA23 BA04 BB01 BC03 BD07 BE01 BF02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵ハンドルのハンドル軸が回転自在に
   軸受されて挿通されている自動車のステアリングコラム
   における衝撃吸収装置であって、車体側に設けられたス
   テアリングコラムの軸線方向を横切る軸状部材と、この
   軸状部材を挟むようにして二つ折りに折り曲げられ、ス
   テアリングコラムの軸線方向に略沿って伸びる帯板状弾
   性体とからなり、この帯板状弾性体がステアリングコラ
   ムに固定されている衝撃吸収装置。
2. 【請求項２】 軸状部材を挟むようにして二つ折りに折
   り曲げられた帯板状弾性体の対向部間の間隔が長手方向
   に応じて予め変化させてある請求項１に記載の衝撃吸収
   装置。
3. 【請求項３】 軸状部材を挟むようにして二つ折りに折
   り曲げられた帯板状弾性体の対向部間の間隔が長手方向
   において均一である請求項１に記載の衝撃吸収装置。
4. 【請求項４】 軸状部材を挟むようにして二つ折りに折
   り曲げられた帯板状弾性体の折曲げ部が適宜設定されて
   いる曲率で彎曲して折り曲げられている請求項１乃至請
   求項３のいずれかに記載の衝撃吸収装置。
5. 【請求項５】 ステアリングコラムに取り付けられ、ス
   テアリングコラムの軸線方向の溝孔が形成されたコラム
   側ブラケット、コラム側ブラケットの溝孔に係合するよ
   うに車体側ブラケットを介して車体側に設けられた軸状
   部材、及び帯板状弾性体が軸状部材を挟むようにして二
   つ折りに折り曲げられ、少なくとも開放端部がステアリ
   ングコラム側に固定されている衝撃吸収体から構成され
   た請求項１乃至請求項４のいずれかに衝撃吸収装置。
6. 【請求項６】 軸状部材は、ステアリングコラムを回動
   自在に支持するチルト軸であり、ステアリングコラムを
   チルト軸を中心にした適宜の回動位置に固締し得ると共
   に、ステアリングコラムの軸線方向変位を許容するよう
   にステアリングコラムを解放する固締手段を具備した請
   求項１乃至請求項５のいずれかに記載の衝撃吸収装置。