JP2004168245A - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングコラムと一体のコラム側ブラケットがサポートブラケットに対して前方へ移動して離脱した後に、ステアリングコラムのコラム軸方向への移動をガイドする。
【解決手段】ステアリングコラム１２の前方へのコラム軸方向移動により二次衝突エネルギーを吸収する衝突エネルギー吸収手段を備えるとともに、車体の一部２１に固定されるサポートブラケット３１と、ステアリングコラム１２に一体的に固着されてサポートブラケット３１に対してチルト調整可能かつ前方へ移動離脱可能に連結されるコラム側ブラケット３２を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、ステアリングコラム１２の上部と対向するサポートブラケット３１の一部に、ステアリングコラム１２の上部と係合可能で係合時にはステアリングコラム１２のコラム軸方向移動をガイドするガイド部３１ｅを設けた。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時における乗員（運転者）の二次衝突エネルギーをステアリングコラムの前方へのコラム軸方向移動によって吸収する衝突エネルギー吸収手段を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のステアリングコラム装置の一つとして、車体の一部に固定されるサポートブラケットと、ステアリングコラムに一体的に固着されて前記サポートブラケットに対してチルト調整可能かつ前方へ移動離脱可能に連結されるコラム側ブラケットを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−６２６２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のステアリングコラム装置では、車両が斜め衝突する際、ステアリングコラムと一体のコラム側ブラケットがサポートブラケットに対して前方へ移動して離脱した後に、ステアリングコラムが上方に傾動して、ステアリングコラムの上部がサポートブラケットに係合する。ところで、ステアリングコラムの上部が係合する部位のサポートブラケット形状は平坦であって、二次衝突の際に乗員からステアリングコラム装置に作用する斜め前方への入力により、ステアリングコラムがコラム軸方向のみならず車両横方向にも移動するおそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題に対処すべくなされたものであり、車両の衝突時における乗員の二次衝突エネルギーをステアリングコラムの前方へのコラム軸方向移動によって吸収する衝突エネルギー吸収手段を備えるとともに、車体の一部に固定されるサポートブラケットと、前記ステアリングコラムに一体的に固着されて前記サポートブラケットに対してチルト調整可能かつ前方へ移動離脱可能に連結されるコラム側ブラケットを備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記ステアリングコラムの上部と対向する前記サポートブラケットの一部に、前記ステアリングコラムの上部と係合可能で係合時には前記ステアリングコラムのコラム軸方向移動をガイドするガイド部を設けたことに特徴がある。
【０００６】
この場合において、前記ガイド部は、前記ステアリングコラムの上部と二箇所で係合する断面逆Ｖ字形状のガイド部であることが好ましく、更に、前記ステアリングコラムの上部に向けて下方へ突出形成されていることが好ましい。
【０００７】
【発明の作用・効果】
本発明による衝撃吸収式ステアリングコラム装置においては、車両が正面衝突する場合は勿論のこと、車両が斜め衝突する際にも、二次衝突の際に乗員からステアリングコラム装置に作用する前方への入力により、ステアリングコラムと一体のコラム側ブラケットがサポートブラケットに対して前方へ移動して離脱した後に、ステアリングコラムが上方に傾動して、ステアリングコラムの上部がサポートブラケットに設けたガイド部に係合する。
【０００８】
ところで、サポートブラケットに設けたガイド部は、ステアリングコラムの上部との係合時にはステアリングコラムのコラム軸方向移動をガイドするものであるため、ステアリングコラムの車両横方向への移動がサポートブラケットのガイド部により規制されるとともに、ステアリングコラムのコラム軸方向への移動がサポートブラケットのガイド部によりガイドされて、衝突エネルギー吸収手段が的確に動作する。
【０００９】
また、本発明の実施に際して、上記したガイド部がステアリングコラムの上部と二箇所で係合する断面逆Ｖ字形状であれば、ステアリングコラムの上端部に加工基準孔が設けられている場合、この加工基準孔を避けてステアリングコラムの上部とガイド部を係合させることが可能であり、加工基準孔とガイド部との係合に伴う不具合を避けることが可能である。
【００１０】
また、本発明の実施に際して、上記したガイド部がステアリングコラムの上部に向けて下方に突出形成されておれば、ステアリングコラムと一体のコラム側ブラケットがサポートブラケットに対して前方へ移動して離脱した後の、ステアリングコラムの上方への傾動量を従来（ガイド部が設けられていないもの）に比して小さくすることが可能である。このため、二次衝突の際に乗員からステアリングコラム装置に作用する前方へのコラム軸方向の作用力を従来に比して大きくすることが可能であり、衝突エネルギー吸収手段を大きな作用力にて動作させることが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図９は本発明による衝撃吸収式ステアリングコラム装置の一実施形態を示していて、この実施形態においては、ステアリングシャフト１１を回転自在かつ軸方向移動不能に支持するステアリングコラム１２が上方支持機構Ａと下方支持機構Ｂによって所定の傾斜角θにて車体の一部であるステアリング取付部材２０にチルト可能および前方へ移動離脱可能に支持されている。
【００１２】
ステアリングシャフト１１は、その下方端（前端）にて自在継手を介して伸縮可能かつトルク伝達可能な中間軸（共に図示省略）に連結されるようになっていて、中間軸は自在継手を介してステアリングギヤボックス（共に図示省略）に連結されるようになっている。また、ステアリングシャフト１１の上方端（後端）にはエアバッグ装置を装着したステアリングホイール１３が一体回転可能に組付けられるようになっている。
【００１３】
上方支持機構Ａは、ステアリングコラム１２の上方部位を上下方向へ移動調整可能（チルト調整可能）かつ前方へ移動離脱可能に支持するものであり、
図１および図２に示したように、下方に延びる左右一対のアーム３１ａ，３１ｂを有してステアリング取付部材２０に左右一対の取付ボルト３９を用いて一体的に固定された鉄板製のサポートブラケット３１と、上方に延びる左右一対のアーム３２ａ，３２ｂを有してステアリングコラム１２に溶接によって一体的に固着された鉄板製のコラム側ブラケット３２と、このコラム側ブラケット３２の両アーム３２ａ，３２ｂをサポートブラケット３１の両アーム３１ａ，３１ｂに対して摩擦係合により固定または解除させる係脱手段４０と、この係脱手段４０を操作する操作レバー５０を備えている。
【００１４】
ステアリング取付部材２０は、図１〜図３に示したように、上方部位に上方支持機構Ａの取付部２１を有し下方部位に下方支持機構Ｂの取付部２２を有している。上方支持機構Ａの取付部２１は、図２に示したように、断面略Ｕ字状に形成されていて、下端に略Ｖ字状凸面Ｓ１を有している。また、この取付部２１には、各取付ボルト３９が挿通される左右一対のボルト挿通孔２１ｂ，２１ｃが形成されていて、これら各ボルト挿通孔２１ｂ，２１ｃに対応して各取付ボルト３９が螺着される左右一対のナット２３，２４が溶接によって一体的に固着されている。
【００１５】
サポートブラケット３１は、図２および図５〜図７に示したように、断面略Ｍ字状に形成されて頂部にステアリング取付部材２０の略Ｖ字状凸面Ｓ１に密に接合される略Ｖ字状凹面Ｓ２を有する基板３１Ａと、この基板３１Ａの下縁部に溶接によって固着されて基板３１Ａを補強する補強板３１Ｂによって構成されていて、基板３１Ａには下方に延びる左右一対のアーム３１ａ，３１ｂが形成されている。
【００１６】
また、基板３１Ａには、各取付ボルト３９が挿通される左右一対のボルト挿通孔３１ｃ，３１ｄ（図７参照）が設けられている。また、各アーム３１ａ，３１ｂには、図２および図６に示したように、前方に向けて開口する一対の支持孔３１ａ１，３１ｂ１が形成されている。一方、補強板３１Ｂには、図２、図５および図６にて示したように、断面逆Ｖ字形状のガイド部３１ｅが形成されている。
【００１７】
ガイド部３１ｅは、補強板３１Ｂの下端部を下方に向けて膨出することにより、ステアリングコラム１２の上部に向けて下方へ突出形成されている。このガイド部３１ｅは、二次衝突によってステアリングコラム１２が前方へ移動することにより、コラム側ブラケット３２がサポートブラケット３１から前方へ離脱したとき、ステアリングコラム１２の上部と二箇所で係合可能である。また、ガイド部３１ｅは、ステアリングコラム１２の上部が係合したとき、ステアリングコラム１２のコラム軸方向移動をガイドし車両横方向への移動を規制する。
【００１８】
コラム側ブラケット３２は、図１、図２および図４にて示したように、上方に延びてサポートブラケット３１の各アーム３１ａ，３１ｂに外側から摺動可能に係合する左右一対のアーム３２ａ，３２ｂを有していて、各アーム３２ａ，３２ｂには下方支持機構Ｂの支持中心Ｏ１を中心とする円弧状の長孔３２ａ１，３２ｂ１が形成されている。
【００１９】
係脱手段４０は、図１および図２に示したように、コラム側ブラケット３２の両アーム３２ａ，３２ｂに形成した円弧状長孔３２ａ１，３２ｂ１およびサポートブラケット３１の両アーム３１ａ，３１ｂに形成した支持孔３１ａ１，３１ｂ１をそれぞれ貫通する回転不能のロックボルト４１と、コラム側ブラケット３２の両アーム３２ａ，３２ｂ間にてロックボルト４１の外周に嵌合されて左右両端部にて支持孔３１ａ１，３１ｂ１に嵌合するカラー４２と、ロックボルト４１のねじ部４１ａに螺着されて操作レバー５０によって回転されるナット４３と、コラム側ブラケット３２の左方のアーム３２ａと操作レバー５０間にてロックボルト４１上に組付けられた左右一対のカムプレート４４によって構成されている。なお、左右一対のカムプレート４４の詳細な構成は、特開２０００−６２６２４号公報に記載されているカムプレートの構成と同じであるため、その説明は省略する。
【００２０】
この係脱手段４０においては、操作レバー５０が図１の反時計方向へ回動されることにより、ナット４３がロックボルト４１に締め付けられるとともに、両カムプレート４４によって操作レバー５０の回転がロックボルト４１の軸方向ストロークに変換されて、両ブラケット３１，３２の各アーム３１ａ，３２ａ間と各アーム３１ｂ，３２ｂ間にそれぞれ所定の摩擦係合が得られ、サポートブラケット３１に対してコラム側ブラケット３２が固定（ロック）されるように、また操作レバー５０が図１の時計方向へ回動されることにより、ナット４３が緩められるとともに、上記した各摩擦係合が解除され、サポートブラケット３１に対してコラム側ブラケット３２がチルト可能となるようになっている。
【００２１】
下方支持機構Ｂは、ステアリングコラム１２の下方部位を前方へ移動可能かつ傾動（回動）可能に支持するものであり、図１および図４に示したように、下方に延びる左右一対のアーム６１ａを有してステアリング取付部材２０に一体的に固定された鉄板製の車体側ブラケット６１と、山形コ字状に形成されてステアリングコラム１２の下方上部外周に溶接によって一体的に固着された鉄板製のコラム側ブラケット６２と、車体側ブラケット６１に対してコラム側ブラケット６２をコラム軸方向へ移動可能かつ傾動可能に連結する連結手段７０によって構成されている。
【００２２】
連結手段７０は、コラム側ブラケット６２に形成したコラム軸方向に長くて後方に向けて延びる左右一対の長孔６２ａに嵌合によって組付けられ所定の荷重で破損する左右一対の樹脂製ブッシュ７１，７２と、これら両樹脂製ブッシュ７１，７２に嵌合されて両端面にて車体側ブラケット６１の各アーム６１ａに係合するカラー７３と、このカラー７３および車体側ブラケット６１の各アーム６１ａに形成した取付丸孔（図示省略）を貫通して両樹脂製ブッシュ７１，７２およびカラー７３を車体側ブラケット６１に一体的に連結するボルト７４と、このボルト７４が螺着固定されるナット（車体側ブラケット６１の右方のアームに溶接によって予め固着してある）によって構成されている。
【００２３】
また、この実施形態においては、図１および図４にて示したように、コラム側ブラケット６２にエネルギー吸収部材８０が組付けられている。エネルギー吸収部材８０は、ステアリングコラム１２が前方へ移動する際にカラー７３と係合して塑性変形し二次衝突エネルギーを吸収する長板であり、コラム側ブラケット６２に一端部８０ａにて固着されていて、カラー７３を包囲した状態で前方に向けて延出している。
【００２４】
上記のように構成したこの実施形態においては、上方支持機構Ａにおいて操作レバー５０を図１の時計方向に回動操作して係脱手段４０による固定を解除すれば、両ブラケット３１，３２における各アーム３１ａ，３２ａ間と各アーム３１ｂ，３２ｂ間の摩擦係合が解除されて、ステアリングコラム１２がコラム側ブラケット３２の長孔３２ａ１，３２ｂ１に沿って所定量移動可能（チルト可能）となるため、また下方支持機構Ｂにおいてコラム側ブラケット６２が車体側ブラケット６１に対して常に傾動可能であるため、ステアリングコラム１２をチルト可能範囲にて上下方向に移動してステアリングホイール１３の位置を適宜にチルト調整することが可能である。
【００２５】
また、上方支持機構Ａにおいて操作レバー５０を図１の反時計方向に回動操作して係脱手段４０を固定状態とすれば、両ブラケット３１，３２の各アーム３１ａ，３２ａ間と各アーム３１ｂ，３２ｂ間にそれぞれ所定の摩擦係合が得られて、サポートブラケット３１に対してコラム側ブラケット３２が固定されるため、ステアリングコラム１２が上方支持機構Ａと下方支持機構Ｂによって所定の傾斜角にて車体の一部であるステアリング取付部材２０に固定されて支持される。
【００２６】
また、この実施形態においては、車両の衝突時、その二次衝突の際に乗員からステアリングホイール１３を介してステアリングシャフト１１に前方への入力Ｆが作用し、この入力Ｆのコラム軸方向分力Ｆ１（＝Ｆ・ｃｏｓθ）が上記した所定の摩擦係合と各ブッシュ７１，７２の破損荷重に打ち勝つことにより、ステアリングコラム１２がその軸線方向に沿って前方へ移動する。また、ステアリングコラム１２がその軸線方向に沿って前方へ移動する際には、下方支持機構Ｂにおいてカラー７３がエネルギー吸収部材８０を塑性変形させるため、二次衝突エネルギーがエネルギー吸収部材８０の塑性変形により吸収される。
【００２７】
また、この実施形態においては、車両が正面衝突する場合は勿論のこと、車両が斜め衝突する際にも、二次衝突の際に乗員からステアリングホイール１３を介してステアリングシャフト１１に作用する前方への入力Ｆにより、ステアリングコラム１２と一体のコラム側ブラケット３２がサポートブラケット３１に対して前方へ移動して離脱した後に、ステアリングコラム１２が上方に傾動して、図８および図９に示したように、ステアリングコラム１２の上部がサポートブラケット３１のガイド部３１ｅに係合する。
【００２８】
このように係合した状態では、図８に示したステアリングコラム１２の傾斜角θａが図１に示したステアリングコラム１２の傾斜角θより大きく、図８に示した状態にてステアリングコラム１２をコラム軸方向に移動させる作用力ＦｓはＦｓ＝Ｆ１ａ−Ｆ２ａ・μとなる。但し、Ｆ１ａは入力Ｆのコラム軸方向分力であってＦ・ｃｏｓθａであり、Ｆ２ａは入力Ｆのコラム径方向分力であってＦ・ｓｉｎθａであり、μはステアリングコラム１２の上部とサポートブラケット３１のガイド部３１ｅとの係合部（接触部）の摩擦係数である。
【００２９】
ところで、サポートブラケット３１に設けたガイド部３１ｅは、ステアリングコラム１２の上部との係合時にはステアリングコラム１２のコラム軸方向移動をガイドするものであるため、ステアリングコラム１２の車両横方向への移動がサポートブラケット３１のガイド部３１ｅにより規制されるとともに、ステアリングコラム１２のコラム軸方向への移動がサポートブラケット３１のガイド部３１ｅによりガイドされて、エネルギー吸収部材８０が上記した作用力Ｆｓにて的確に塑性変形する。
【００３０】
また、この実施形態においては、上記したガイド部３１ｅがステアリングコラム１２の上部と二箇所で係合する断面逆Ｖ字形状に形成されているため、ステアリングコラム１２の上端部に加工基準孔１２ａ（図８および図９参照）が設けられている場合、この加工基準孔１２ａを避けてステアリングコラム１２の上部とガイド部３１ｅを係合させることが可能であり、加工基準孔１２ａとガイド部３１ｅとの係合に伴う不具合を避けることが可能である。
【００３１】
また、この実施形態においては、上記したガイド部３１ｅがステアリングコラム１２の上部に向けて下方へ突出形成されているため、ステアリングコラム１２と一体のコラム側ブラケット３２がサポートブラケット３１に対して前方へ移動して離脱した後の、ステアリングコラム１２の上方への傾動量を従来（ガイド部が設けられていないもの）に比して小さくすることが可能である。このため、二次衝突の際に乗員からステアリングコラム１２に作用する前方へのコラム軸方向の作用力Ｆｓを従来に比して大きくすることが可能であり、エネルギー吸収部材８０を大きな作用力Ｆｓにて塑性変形させることが可能である。
【００３２】
上記実施形態においては、サポートブラケット３１における補強板３１Ｂの下端部を下方に向けて膨出することにより、ガイド部３１ｅをステアリングコラム１２の上部に向けて下方へ突出形成して実施したが、図１０に示したように、サポートブラケット３１における補強板３１Ｂの下端にガイド板３１Ｃを固着し、このガイド板３１Ｃにガイド部３１ｅを形成して実施することも可能である。
【００３３】
また、上記実施形態においては、車両の衝突時における乗員の二次衝突エネルギーをステアリングコラム１２の前方へのコラム軸方向移動によって吸収する衝突エネルギー吸収手段として、下方支持機構Ｂのコラム側ブラケット６２に組付けられてカラー７３によって塑性変形されるエネルギー吸収部材８０を採用して実施したが、乗員の二次衝突エネルギーを吸収する衝突エネルギー吸収手段は他の構成のもの（例えば、ステアリングコラム自体に設けた衝突エネルギー吸収手段）を採用して実施することも可能であり、上記実施形態に限定されず適宜変更可能である。
【００３４】
また、上記実施形態においては、車体側に組付けられるサポートブラケット３１に前方に向けて開口する一対の支持孔３１ａ１，３１ｂ１を設けるとともに、ステアリングコラム１２に一体的に固着されるコラム側ブラケット３２に下方支持機構Ｂの支持中心Ｏ１を中心とする一対の円弧状長孔３２ａ１，３２ｂ１を設けて、コラム側ブラケット３２がサポートブラケット３１に対してチルト調整可能かつ前方へ移動離脱可能に連結されるように構成したが、図１１に示したように、車体側に組付けられてガイド部１３１ｅを有するサポートブラケット１３１に下方支持機構の支持中心を中心とする一対の円弧状長孔１３１ａ１，１３１ｂ１を設けるとともに、ステアリングコラム１１２に一体的に固着されるコラム側ブラケット１３２に後方に向けて開口する一対の支持孔１３２ｂ１（左方の支持孔は図示されていない）を設けて、コラム側ブラケット１３２がサポートブラケット１３１に対してチルト調整可能かつ前方へ移動離脱可能に連結されるように構成して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による衝撃吸収式ステアリングコラム装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った拡大断面図である。
【図３】図１および図２に示したステアリング取付部材の拡大平面図である。
【図４】図１および図２に示したステアリングコラム、上方支持機構、下方支持機構等の一部を示す部分拡大側面図である。
【図５】図１および図２に示したサポートブラケットの正面図である。
【図６】図５に示したサポートブラケットの背面図である。
【図７】図５および図６に示したサポートブラケットの平面図である。
【図８】車両の衝突時にステアリングコラムが前方へ移動するときの要部作動説明図である。
【図９】図８の９−９線に沿った拡大断面図である。
【図１０】図５に示したサポートブラケットの変形実施形態を示す正面図である。
【図１１】サポートブラケットとコラムブラケットの変形実施形態を概略的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１１…ステアリングシャフト、１２…ステアリングコラム、１３…ステアリングホイール、２０…ステアリング取付部材（車体の一部）、Ａ…上方支持機構、３１…サポートブラケット、３１ａ１，３１ｂ１…支持孔、３１ｅ…ガイド部、３２…コラム側ブラケット、３２ａ１，３２ｂ１…円弧状長孔、４０…係脱手段、５０…操作レバー、Ｂ…下方支持機構、８０…エネルギー吸収部材。

Claims (3)

1. 車両の衝突時における乗員の二次衝突エネルギーをステアリングコラムの前方へのコラム軸方向移動によって吸収する衝突エネルギー吸収手段を備えるとともに、車体の一部に固定されるサポートブラケットと、前記ステアリングコラムに一体的に固着されて前記サポートブラケットに対してチルト調整可能かつ前方へ移動離脱可能に連結されるコラム側ブラケットを備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記ステアリングコラムの上部と対向する前記サポートブラケットの一部に、前記ステアリングコラムの上部と係合可能で係合時には前記ステアリングコラムのコラム軸方向移動をガイドするガイド部を設けたことを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
2. 請求項１に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記ガイド部は、前記ステアリングコラムの上部と二箇所で係合する断面逆Ｖ字形状のガイド部であることを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
3. 請求項１または２に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記ガイド部は、前記ステアリングコラムの上部に向けて下方へ突出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コラム装置。

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