JP2000302049A - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価に造れてしかも溶接作業を要する事なく
装着可能なエネルギ吸収部材１０を使用し、コスト低減
を図る構造で、ステアリングコラム１を前方に経にさせ
る為のコラプス荷重を次第に大きくする。 【構成】 エネルギ吸収部材１０は金属の線材を折り曲
げて造る。二次衝突時にこのエネルギ吸収部材１０の基
部１１は、昇降ブラケット３に形成した係止板部１４に
引っ張られて前方に変位する。この結果、各変形部１
２、１２の各折り返し部がチルトボルト８ａの非円筒扱
き部１７により扱かれて、衝撃エネルギを吸収する。同
時に、上記各折り返し部が、上記非円筒扱き部１７の小
径側に変位する為、コラプス荷重が次第に大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る衝撃吸収式ステア
リングコラム装置は、二次衝突時にステアリングホイー
ルを前方に変位させて、運転者の身体に大きな衝撃が加
わらない様にするものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突時には、自動車が他の自動
車等と衝突する、所謂一次衝突に続いて、運転者がステ
アリングホイールに衝突する、所謂二次衝突が発生す
る。この二次衝突の際に運転者が受ける衝撃を少なく抑
え、運転者の生命保護を図る事を目的として、一端にス
テアリングホイールを固定するステアリングシャフト
を、強い衝撃が加わった場合に全長が縮まる、所謂コラ
プシブルステアリングシャフトとすると共に、このステ
アリングシャフトを挿通したステアリングコラムを衝撃
吸収式のものとする事が、一般的に行なわれている。

【０００３】この様な目的で使用される衝撃吸収式のス
テアリングコラム装置として従来から、例えば特開平９
−１９３８１２号公報に記載されたものが知られてい
る。図４〜７は、この公報に記載されて従来から知られ
ている衝撃吸収式ステアリングコラム装置の１例を示し
ている。ステアリングコラム１は、二次衝突に伴ってス
テアリングホイール及びステアリングシャフト２を介し
て前方に向いた強い衝撃荷重が加わった場合には、前方
への変位を自在としている。この様なステアリングコラ
ム１の中間部には、被支持ブラケットである昇降ブラケ
ット３を、このステアリングコラム１の幅方向（図４の
表裏方向、図５の左右方向）に亙って、溶接により固定
している。一方、支持ブラケット４は図示しない車体に
対して、上記衝撃荷重に拘らずこの車体から脱落しない
様に、しっかりと支持固定する。上記支持ブラケット４
は、上記昇降ブラケット３を左右両側から挟持する、１
対の支持板部５、５を有する。

【０００４】上記昇降ブラケット３の一部で上記各支持
板部５、５に対向する部分には左右１対の切り欠き６、
６を、この昇降ブラケット３の後端縁側（図４の右端縁
側）に開口する状態で形成している。又、上記各支持板
部５、５には、通孔である上下方向に長い長孔７、７を
形成している。これら各切り欠き６、６及び長孔７、７
には、杆状の結合部材であるチルトボルト８を挿通する
と共に、このチルトボルト８の先端部（図５の左端部）
にチルトナット９を螺合させて、上記昇降ブラケット３
を上記支持ブラケット４に結合支持している。

【０００５】そして、上記支持ブラケット４と上記ステ
アリングコラム１との間に、エネルギ吸収部材１０を装
着している。図示の例の場合にこのエネルギ吸収部材１
０は、上記支持ブラケット４にその両端部を支持され
て、二次衝突時の衝撃荷重に拘らず前後方向（図４の左
右方向、図５の表裏方向）に動く事のないチルトボルト
８と、この衝撃荷重によってステアリングコラム１と共
に前方（図４の左方）に変位する、上記昇降ブラケット
３との間に設けている。

【０００６】上記エネルギ吸収部材１０は、塑性変形自
在な金属線（針金）を曲げ形成する事により、図６に示
す様な形状に造られている。このエネルギ吸収部材１０
は、中央に設けられた基部１１と、この基部１１と一体
に結合された左右１対の変形部１２、１２とを備える。
上記基部１１は、直線部の両端を後方に直角に折り曲げ
る事によりコ字形に形成されている。又、上記各変形部
１２、１２は、それぞれの中間部に半円弧形の折り返し
部１３、１３を設ける事により、全体をＪ字形に形成し
ている。

【０００７】この様なエネルギ吸収部材１０を装着する
為に、上記昇降ブラケット３は、図７に示す様に構成し
ている。即ち、この昇降ブラケット３の前端縁部（図
４、７の左端縁部）に形成した係止板部１４の上端部左
右両側縁に１対の係止切り欠き１５、１５を、これら各
係止切り欠き１５、１５の下側に左右１対の小円孔１
６、１６を、それぞれ形成している。この様な係止板部
１４に上記エネルギ吸収部材１０を、基部１１を上記両
係止切り欠き１５、１５に係止すると共に、左右１対の
変形部１２、１２の中間部で折り返し部１３よりも先端
寄り部分（図４、６の左端寄り部分）を上記両小円孔１
６、１６に挿通した状態で組み込む。

【０００８】上述の様に構成される衝撃吸収式ステアリ
ング装置は次の様に作用して、衝突事故の際に運転者の
保護を図る。二次衝突時にはステアリングホイールから
ステアリングシャフト２を介してステアリングコラム１
に、前方（図４の左方）に向いた荷重が衝撃的に加わ
る。そしてこの荷重により、ステアリングコラム１の全
部又は一部で、少なくとも昇降ブラケット３を固定した
部分が前方に変位する。これに対して、支持ブラケット
４及びチルトボルト８は、車体に支持されたまま変位し
ない。従って、ステアリングコラム１の変位開始に伴っ
て上記チルトボルト８が、ステアリングコラム１に対し
て後方に変位する（実際には、チルトボルト８が動かず
に、ステアリングコラム１が前方に変位する）。同時
に、エネルギ吸収部材１０の基部１１が、上記昇降ブラ
ケット３の前端部に形成した係止板部１４により前方に
引っ張られる。

【０００９】この様にエネルギ吸収部材１０の基部１１
が前方に引っ張られると、このエネルギ吸収部材１０の
変形部１２、１２に形成された折り返し部１３、１３が
上記チルトボルト８により扱かれる事で、このエネルギ
吸収部材１０が変形する。即ち、上記ステアリングコラ
ム１が前方に変位するのに伴って上記折り返し部１３、
１３が、元々形成されていた部分から上記各変形部１
２、１２の先端に向けて移動する。この様に、折り返し
部１３、１３をこれら各変形部１２、１２の先端に向け
て移動させるべく、上記エネルギ吸収部材１０を変形さ
せる事により、上記二次衝突に伴って運転者の身体から
ステアリングホイールに加えられた衝撃エネルギを吸収
する。この結果、運転者の身体に加わる衝撃が緩和さ
れ、運転者の保護が図られる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の図４〜７に示し
た様な、従来の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場
合、エネルギ吸収部材１０の低廉化、並びに組立作業の
能率化によりコスト低減を図れるが、二次衝突時に於け
る運転者の保護充実の為、次の様な点を改良する事が望
まれている。即ち、上述した従来構造の場合、二次衝突
時に上記エネルギ吸収部材１０が吸収する衝撃エネルギ
は、二次衝突の進行に伴って変化せず、一定である。こ
れに対して、二次衝突時にステアリングコラムを前方に
変位させられる量である、所謂コラプスストロークは限
られている。この様な限られたコラプスストロークで、
運転者の保護充実をより一層図る為には、エネルギ吸収
部材が吸収する衝撃エネルギが、二次衝突の初期段階で
は比較的小さく、二次衝突の進行に伴って（ステアリン
グコラムが前方に変位するのに伴って）大きくなる事が
好ましい。

【００１１】即ち、図４〜７に示した従来構造の場合に
は、上記コラプスストロークと上記ステアリングコラム
を前方に変位させる為に要する荷重（吸収できる衝撃エ
ネルギ）との関係が、図８の実線ａの様になる。二次衝
突の初期に運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、運転者
の保護を図る為には、上記コラプスストロークが小さい
状態での荷重を小さくしなければならない。反面、より
大きな衝突事故の際にも運転者の保護を図れる様にする
為には、全コラプスストローク範囲で吸収可能な荷重を
大きくする必要がある。これら相反する要求を満たす為
には、図８に破線ｂ及び鎖線ｃ、ｄに示す様に、上記荷
重がコラプスストロークの増大に伴って大きくなる様に
する必要がある。本発明は、この様な事情に鑑みて、二
次衝突に伴ってエネルギ吸収部材が吸収する衝撃エネル
ギを漸次大きくできる、衝撃吸収式ステアリングコラム
装置を実現すべく発明したものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の衝撃吸収式ステ
アリングコラム装置は、前述した従来の衝撃吸収式ステ
アリングコラム装置と同様に、被支持ブラケットと、支
持ブラケットと、切り欠きと、通孔と、結合部材と、エ
ネルギ吸収部材とから成る。このうちの被支持ブラケッ
トは、ステアリングコラムの中間部にこのステアリング
コラムの幅方向に亙って固定されている。又、上記支持
ブラケットは、上記被支持ブラケットを左右両側から挟
持する１対の支持板部を有し、車体に支持固定される。
又、上記切り欠きは、上記被支持ブラケットの一部で上
記各支持板部に対向する部分に、この被支持ブラケット
の後端縁側に開口する状態で形成されている。又、上記
通孔は、上記各支持板部に形成されている。又、上記結
合部材は、これら各切り欠き及び通孔を挿通した状態で
上記被支持ブラケットを上記支持ブラケットに結合支持
する杆状のものである。又、上記エネルギ吸収部材は、
上記支持ブラケットと上記ステアリングコラムとの間に
設けられている。又、上記エネルギ吸収部材は、金属線
を曲げ形成する事により造られたもので、基部及びこの
基部に対して一体に結合された変形部を備える。そし
て、このうちの基部は、上記被支持ブラケットの一部で
上記結合部材よりも前側部分に結合支持されている。
又、上記変形部は、その途中に形成した折り返し部を上
記結合部材の後面側周囲に配置して、この結合部材の後
側で折り返している。特に、本発明の衝撃吸収式ステア
リングコラム装置に於いては、上記結合部材の一部で上
記折り返し部の少なくとも一部に対向する部分は、軸方
向に亙り直径が漸次変化するものである。

【００１３】

【作用】上述の様に構成する本発明の衝撃吸収式ステア
リング装置の場合も、前述の図４〜７に示した、特開平
９−１９３８１２号公報に記載された従来構造の場合と
同様に、二次衝突時には、エネルギ吸収部材の変形部に
形成された折り返し部が結合部材により扱かれる事で、
このエネルギ吸収部材が変形する。即ち、ステアリング
コラムが前方に変位するのに伴って上記折り返し部が、
元々形成されていた部分から変形部の先端に向けて移動
する。この様に、この折り返し部を上記変形部の先端に
向けて移動させるべく、上記エネルギ吸収部材を変形さ
せる事で、上記二次衝突に伴って運転者の身体からステ
アリングホイールに加えられた衝撃エネルギが吸収され
る。この結果、運転者の身体に加わる衝撃が緩和され、
運転者の保護が図られる。

【００１４】特に、本発明のエネルギ吸収式ステアリン
グコラム装置の場合には、上記折り返し部が、元々形成
されていた部分から変形部の先端に向けて移動するのに
伴って、この折り返し部が上記結合部材のうちの直径が
小さい部分に向け、この結合部材の軸方向に亙って移動
する。折り返し部を扱いて上記変形部の先端に向け移動
させる為に要するエネルギは、この折り返し部の曲率が
大きくなる（曲率半径が小さくなる）程大きくなる。こ
の為、この折り返し部を扱いて上記変形部の先端に向け
て移動させる為に要する力が次第に大きくなり、前述の
図８に破線ｂ及び鎖線ｃ、ｄに示す様な特性を得られ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。尚、本発明の特徴は、二次衝突に伴
ってエネルギ吸収部材１０が吸収する衝撃エネルギを漸
次大きくすべく、このエネルギ吸収部材１０の変形部１
２、１２に設けた折り返し部１３、１３（前述の図４、
６参照）を扱く為の結合部材である、チルトボルト８ａ
の形状を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作
用は、前述の図４〜７に示した従来構造とほぼ同様であ
るから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若し
くは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明す
る。尚、図示の例では、上記エネルギ吸収部材１０の基
部１１を係止する為の係止切り欠き２２、２２を係止板
部１４の下端部左右両側縁部に形成している。又、変形
部１２、１２の中間部を、上記係止板部１４の上端部左
右両側縁部に形成した、それぞれの奥端部が上方に折れ
曲がったＬ字形の係止切り欠き１５ａ、１５ａに挿通し
ている。但し、本発明を実施する場合に、上記係止板部
１４に対するエネルギ吸収部材１０の装着状態は、図示
の例に限定されず、例えば前述した従来構造と同じでも
良い。

【００１６】特に、本例の場合には、上記チルトボルト
８ａの中間部で上記エネルギ吸収部材１０を構成する変
形部１２、１２の折り返し部１３、１３に対向する部分
を、鼓形の非円筒扱き部１７としている。この非円筒扱
き部１７は、１対のテーパ面部１８、１８を、それぞれ
の小径側端部同士を付き合わせた如き状態で互いに連続
させたもので、各部の断面形状は円形であるが、軸方向
中間部の外径が最も小さく、両端部に向う程大きい。本
発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を組み立てた
状態で、上記各折り返し部１２、１２は、上記各テーパ
面部１８、１８の大径側端部に対向する。

【００１７】上述の様に構成する本発明の衝撃吸収式ス
テアリングコラム装置の場合、二次衝突時には、上記エ
ネルギ吸収部材１０の変形部１２、１２に形成された折
り返し部１３、１３が、上記チルトボルト８ａの非円筒
扱き部１７により扱かれる事で、このエネルギ吸収部材
１０が変形する。特に、本発明のエネルギ吸収式ステア
リングコラム装置の場合には、上記各折り返し部１３、
１３が、上記非円筒扱き部１７のテーパ面部１８、１８
により扱かれるのに伴って、図１に矢印で示す様に、上
記各折り返し部１３、１３に、これら各テーパ面部１
８、１８の小径側に向く力が加わる。これら各折り返し
部１３、１３は、この力に基づいて、上記非円筒扱き部
１７のうちの直径が小さい部分に向け、上記チルトボル
ト８ａの軸方向に亙って移動する。

【００１８】この様な軸方向に亙る移動は、上記各折り
返し部１３、１３が元々形成されていた部分から上記各
変形部１２、１２の先端に向けて移動するのに伴って徐
々に行なわれる。そして、これら各折り返し部１３、１
３を扱いて上記各変形部１２、１２の先端に向け移動さ
せる為に要するエネルギは、上記各テーパ面部１８、１
８の外周面に沿って湾曲した、上記各折り返し部１３、
１３の曲率が大きくなる（曲率半径が小さくなる）程大
きくなる。この為、上記折り返し部１３、１３を扱いて
上記各変形部１２、１２の先端に向けて移動させる為に
要する力が次第に大きくなる。本例の場合には、図８に
破線ｂに示す様な特性を得られる。

【００１９】次に、図２は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、結合部材であるチル
トボルト８ｂの中間部でエネルギ吸収部材１０を構成す
る変形部１２、１２の折り返し部１３、１３（図４、６
参照）に対向する部分を、１個のテーパ面部１８と、段
部１９を介してこのテーパ面部１８と連続する円筒面部
２３とから成る、非円筒扱き部１７ａとしている。従っ
て、本例の場合には、二次衝突時に、一方（図２の左
方）の変形部１２を塑性変形させる為に要する荷重のみ
が、次第に大きくなる。他方（図２の右方）の変形部１
２を塑性変形させる為に要する荷重は、ステアリングコ
ラム１の前方への変位に拘らず、変化しない。この為、
本例の構造の場合、衝撃吸収式ステアリングコラム装置
全体としては、図８に一点鎖線ｃで示す様な特性を得ら
れる。

【００２０】次に、図３は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合には、結合部材であるチル
トボルト８の中間部でエネルギ吸収部材１０を構成する
変形部１２、１２の折り返し部１３、１３（図４、６参
照）に対向する部分に、スリーブ２０を回転自在に支持
している。そして、このスリーブ２０の外周面を、鼓形
の非円筒扱き部１７ｂとしている。この非円筒扱き部１
７ｂの外径は、軸方向中間部の外径が最も小さく、両端
部に向う程大きい。又、上記スリーブ２０の外周面両端
部には、外向フランジ状の鍔部２１、２１を設けて、上
記各変形部１２、１２が、上記スリーブ２０の外周面か
ら外れるのを防止している。この様なスリーブ２０を組
み込んだ本例の場合、二次衝突時には、上記スリーブ２
０が回転しつつ、上記各折り返し部１３、１３を扱く。
この為、上記各変形部１２、１２を塑性変形させる為に
要する荷重が、前述した第１例の場合よりも少し小さく
なり、衝撃吸収式ステアリングコラム装置全体として
は、図８に二点鎖線ｄで示す様な特性を得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム
装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、安価
で、しかも二次衝突時の衝撃を緩和して運転者の保護を
有効に図れる構造を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図４のＡ
−Ａ断面に相当する図。

【図２】同第２例を示す、図１と同様の図。

【図３】同３例を示す、図１と同様の図。

【図４】従来構造の１例を示す要部切断側面図。

【図５】図４のＡ−Ａ断面図。

【図６】図４〜５に示した構造例に使用するエネルギ吸
収部材の斜視図。

【図７】同じく昇降ブラケットの斜視図。

【図８】コラプスストロークとコラムを変位させる為に
要する荷重との関係の４例を示す線図。

【符号の説明】

１ ステアリングコラム ２ ステアリングシャフト ３ 昇降ブラケット ４ 支持ブラケット ５ 支持板部 ６ 切り欠き ７ 長孔 ８、８ａ、８ｂ チルトボルト ９ チルトナット １０ エネルギ吸収部材 １１ 基部 １２ 変形部 １３ 折り返し部 １４ 係止板部 １５、１５ａ 係止切り欠き １６ 小円孔 １７、１７ａ、１７ｂ 非円筒扱き部 １８ テーパ面部 １９ 段部 ２０ スリーブ ２１ 鍔部 ２２ 係止切り欠き ２３ 円筒面部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングコラムの中間部にこのステ
   アリングコラムの幅方向に亙って固定された被支持ブラ
   ケットと、この被支持ブラケットを左右両側から挟持す
   る１対の支持板部を有し、車体に支持固定される支持ブ
   ラケットと、上記被支持ブラケットの一部で上記各支持
   板部に対向する部分に、この被支持ブラケットの後端縁
   側に開口する状態で形成された切り欠きと、上記各支持
   板部に形成された通孔と、これら各切り欠き及び通孔を
   挿通した状態で上記被支持ブラケットを上記支持ブラケ
   ットに結合支持する杆状の結合部材と、上記支持ブラケ
   ットと上記ステアリングコラムとの間に設けられたエネ
   ルギ吸収部材とから成り、上記エネルギ吸収部材は金属
   線を曲げ形成する事により造られたもので、基部及びこ
   の基部に対して一体に結合された変形部とを備え、この
   うちの基部は、上記被支持ブラケットの一部で上記結合
   部材よりも前側部分に結合支持されており、上記変形部
   はその途中に形成した折り返し部を上記結合部材の後面
   側周囲に配置して、この結合部材の後側で折り返してい
   る衝撃吸収式ステアリングコラム装置に於いて、この結
   合部材の一部で上記折り返し部の少なくとも一部に対向
   する部分は、軸方向に亙り直径が漸次変化するものであ
   る事を特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。