JP2005280498A - 衝撃吸収式ステアリングコラム - Google Patents

Abstract

【課題】ブラケットに樹脂注入を行わずにカプセルを固定し、コラム支持部で良好な通電性を保持する衝撃吸収式ステアリングコラムを提供する。
【解決手段】衝撃吸収式ステアリングコラムはいずれも導電材料からなる、ステアリングコラム１、ステアリングシャフト４、ブラケット５および一対のカプセル９を備える。ステアリングホイール周りの電気機器からの漏れ電流はステアリングシャフト４、ステアリングコラム１、ブラケット５、カプセル９およびボルト１０を通して車体に流れる。ブラケット５の板部７は後端側に開口した取付け孔８を有し、この取付け孔開口域近傍に脆弱部１１を備える。ステアリングホイール側から高荷重が作用すると、脆弱部１１が変形し、ブラケット５がカプセル９から離脱する。
【選択図】図１

Description

本発明はステアリングコラムを支持するブラケットに樹脂注入を行わずカプセルを固定し、コラム支持部で良好な導電性を保持するようにした衝撃吸収式ステアリングコラムに関する。

高速交通時代の到来で自動車の安全性に対する要求も一段と技術レベルの高いものへと変わりつつある。乗員の運転操作で最も重要なステアリング装置は安全性に対する配慮も早い段階から多くの技術的課題を克服しながら、多大な成果を挙げて今日に及んでいる。この典型的な手段の一つは衝撃吸収式ステアリングコラムとして知られ、不測の事態に臨んで乗員の保護を図るのに大きく貢献している。

この衝撃吸収式ステアリングコラムでは安全性を保持するうえで衝撃エネルギ吸収手段、コラプシブル手段および離脱機構によるそれぞれ異なる働きが重要な鍵となる。典型的なエネルギ吸収のためのステアリングコラムはアウタコラム、インナコラムおよび複数の鋼製のボールから構成され、鋼製ボールがアウタコラムとインナコラムとの重合部に適当な締め代を与えて組み込まれる。ステアリングコラム軸方向に高荷重が作用すると、ボールがアウタコラム内面とインナコラム外面とを塑性変形させながら、転がり、このときの塑性変形抵抗によってエネルギを吸収するものである。

また、衝撃吸収式ステアリングコラムではコラプシブル・ステアリングシャフトと呼ばれる、軸方向に伸縮可能であるステアリンシャフトが用いられる。これは中実体のシャフトと中空構造のチューブとからなり、双方の部材は適当な長さにわたって重合される。この重合部は、たとえば、２平面を備えた概略小判形に成形されており、この部分のチューブにはピン孔が穿たれる一方、シャフトには円周溝が刻まれ、外側のピン孔から円周部に至るまで合成樹脂を注入し、トルク伝達で不都合のないように、部材同士が一体化される。軸方向に高荷重が作用すると、シャーピンとしての合成樹脂が破断し、このとき、チューブ内をシャフトが軸方向に変位して短縮動、すなわち、コラプスする。

一方、衝撃吸収式ステアリングコラムではステアリングコラムを車体に固定するのに一方向のみに変位が可能なブラケットが用いられる。図５（ａ）（ｂ）に示すように、このブラケット５１はコラム中心の両側に配置されるカプセル５２と組み合わせて使用される。このカプセル５２はブラケット５１の取付け板部５３に形成された切り欠き５４に合わせて設けられ、上下一対の挟持部５５によって取付け板部５３を挟み込むように装着される。取付け板部５３および挟持部５５の双方にはピン孔５６が穿たれ、このピン穴５６に合成樹脂５７を注入することによってカプセル５２がブラケット５１に固定される。ブラケット５１はカプセル５２の中心に穿たれた貫通孔５８に通す締付け用ねじ５９を用いて車体（図示せず）に固定される。

たとえば、図において、矢印方向に高荷重が作用すると、シャーピンとしての合成樹脂５７が破断することで、ブラケット５１がステアリングコラム軸方向に一致する矢印方向に変位する。この結果、カプセル５２からブラケット５１が離脱してステアリングコラムの支持を外すことができる。

ところで、一般に、ステアリングコラムにおいては幾つかの電気スイッチがステアリンホイールおよびその近傍に設けられるためにこれらの電気機器のアースをステアリングコラムを通して引くことを求められる。上述した、衝撃吸収式ステアリングコラムの場合、良好な通電状態を保持するために電気機器からのアースはステアリングシャフト６０、ステアリングコラム６１、ブラケット５１、カプセル５２および締付け用ねじ５９を通して車体と接続しなければならない。

しかしながら、ブラケット５１とカプセル５２とを結合するために合成樹脂５７を注入したとき、たとえば、不適切な樹脂注入操作によって樹脂の一部が取付け板部５３とカプセル５２の挟持部５５との間に入り込み、そこに隙間が生じて部材同士の接触を保てなくなり、結果として、良好な通電状態を保持できなくなる可能性がある。

このような不具合への対策としてこれまでブラケット５１とカプセル５２との間に弾性変形させた通電部材を介装して通電状態を保つものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

また、ブラケット５１とカプセル５２とにわたるように通電用弾性部材を装着して通電に支障がないようにしたものが知られている（たとえば、特許文献２参照）。
実用新案登録第２５２２２５０号公報、 （２頁、図１） 実開平６−７５９２２号公報、 （図１）

しかしながら、上述した対策は良好な通電性を保持するために通電部材あるいは通電用弾性部材を設置しなければならず、新たな部品の増加によってもともと高価な衝撃吸収式ステアリングコラムのさらなる価格上昇を招く難点がある。

そこで、本発明の目的はブラケットに樹脂注入を行わずにカプセルを固定し、コラム支持部で良好な通電性を保持することを可能にした衝撃吸収式ステアリングコラムを提供することにある。

本発明に係る衝撃吸収式ステアリングコラムは導電材料からなるステアリングコラムと、ステアリングコラム内に回転自在に設けられ、導電材料からなるステアリングシャフトと、ステアリングコラムから車体にかけての通電状態を保持するように、中央域でステアリングコラムと接すると共に、その中央域の両側で各々カプセルを介して車体と接して設けられ、導電材料からなるブラケットとを備え、ブラケットは車体と接する各板部に車輌前方に向かってみて後端側に開口した取付け孔を有し、板部は取付け孔開口域近傍に脆弱部を備え、カプセルを締め代を付与して取付け孔に装着したことを特徴する。

本発明においてはブラケットが中央域でステアリングコラムと接すると共に、その中央域の両側で各々カプセルを介して車体と接するので、ステアリングコラム供用中、ステアリングシャフト、ステアリングコラム、ブラケットおよびカプセルを通して車体までの良好な通電状態を保持することができる。このブラケットの各板部には車輌前方に向かってみて後端側に開口した取付け孔が形成され、この取付け孔開口域近傍に脆弱部が設けられる。ステアリングホイール側から高荷重が作用すると、ブラケットが車輌前方に変位する。このブラケット変位過程で各板部の後端側に形成した脆弱部が変形し、この結果、ブラケットがカプセルから離脱し、ステアリングコラムの支持を外すことができる。

また、カプセルの結合手段について樹脂注入によることなく、導電材料で作られたカプセルを締め代を付与してブラケットの取付け孔に固定するので、樹脂注入時、合成樹脂がブラケットの板部とカプセルとの間に進入し、この合成樹脂によって双方の部材間に隙間が生じてしまう、懸念を取り除くことが可能になる。この結果、ステアリングコラム供用中、ステアリンシャフトからステアリングコラム、ブラケットおよびカプセルを経て車体までの良好な通電状態を保持することが可能になり、ステアリングホイール周りの電気機器からの漏れ電流を確実に車体に流すことができる。

本発明による衝撃吸収式ステアリングコラムの一実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）において、本実施の形態のステアリングコラム１はアウタコラム２およびインナコラム３を有し、重合させた両コラム２、３の間に複数の鋼製ボール(図示せず)を組み込み、エネルギ吸収式ステアリングコラムとして構成されている。アウタコラム２およびインナコラム３は軟鋼などの導電材料を用いて製作される。また、ステアリングコラム１内にステアリングシャフト４が回転自在に支承されている。このステアリングシャフト４はコラプシブル・ステアリングシャフトである。このステアリングシャフト４は合金鋼などの導電材料で製作される。

このステアリングコラム１はステアリングホイール（図示せず）に近い一端をコラム支持用ブラケット５によって支持される。このブラケット５は軟鋼などの導電材料からなり、車輌前方に向かって一方向のみに変位することが可能である。また、ブラケット５は、図１（ｂ）に示すように、中央域にステアリングコラム１の円筒状の外周と接するように、その曲面に倣って形成されたコラム支持部６およびその両側に各々カプセル（後記）を介して車体と接する、平坦に形成された一対の板部７を有する。この一対の板部７の中心にはそれぞれ車輌前方に向かってみて後端側に開口した取付け孔８が穿たれており、そこにカプセル９が固定されている。ブラケット５およびカプセル９を貫いて締付け用ねじ、たとえば、ボルト１０が設けられ、ブラケット５が間接的に車体に固定される。

図２に示すように、ブラケット５の一対の板部７には取付け孔開口近傍にそれぞれ脆弱部１１が設けられる。この脆弱部１１には取付け孔８の中心にそれぞれ位置を合わせて溝１２が形成される。脆弱部１１は規定値を超える荷重が作用したとき、取付け孔８を拡大するように変形し、ブラケット５が離脱するのを助けるものである。

本実施の形態では、カプセル９はアルミニウム合金からなり、図３（ａ）（ｂ）に示すように、矩形に形成される本体１３およびブラケット５の取付け孔８とスプラインで嵌合する結合部１４を備える。スプライン軸として形成される結合部１４はブラケット５の溝１２と嵌合するキー１５を有する。この結合部外径寸法は取付け孔内径寸法よりも僅かに大きく、これにより、結合部１４は取付け孔８との間に締め代を保って結合される。締め代は部材同士の接触で常時良好な通電性を保持するために、図４に破線で示すように、スプライン軸全域にわたって付与する。このカプセル９は、組み立て時、圧入によってブラケット５と一体に組み立てられる。カプセル圧入方向は、望ましくは、コラム締付け方向と一致するように圧入する。カプセル９の中心には本体１３および結合部１４を貫いてボルト１０を通すための長孔１６が穿たれる。

本実施の形態は上記構成からなるもので、ステアリングコラム軸方向に高荷重が作用すると、ボールがアウタコラム２の内面とインナコラム３の外面とを塑性変形させながら転動する。このボールが転動する間、塑性変形抵抗によってエネルギを吸収することができる。また、ステアリングコラム軸方向に高荷重が作用すると、ステアリングシャフト４が短縮動する。

一方、２次衝突で図１（ａ）の矢印方向に高荷重が作用すると、ステアリングコラム１と結合したブラケット５が車輌前方（矢印方向）に移動する。このブラケット変位過程で各板部７の後端側に形成された脆弱部１１が変形し、この結果、取付け孔８がそれぞれ拡大することによりブラケット５がカプセル９から離脱し、ステアリングコラム１の支持を外すことができる。

さらに、本実施の形態ではブラケットとカプセルとの結合手段として非導電材料の合成樹脂を用いず、カプセルを締め代を付与してブラケットの取付け孔に固定するので、樹脂注入時、合成樹脂がブラケットの板部とカプセルとの間に進入し、この合成樹脂によって双方の部材間に隙間が生じてしまう、懸念を取り除くことができる。この結果、ステアリングコラム供用中、ステアリンシャフト４、ステアリングコラム１、ブラケット５の板部７、カプセル９およびボルト１０によって良好な通電状態を保持することが可能になり、ステアリングホイール周りの電気機器からの漏れ電流を確実に車体に流すことができる。

また、本実施の形態においては樹脂注入が不必要になることから、離脱機構を簡素化することが可能である。

さらに、スプライン軸としての結合部１４を形成しているので、取付け孔8の加工精度にバラツキが生じても、カプセル9の圧入力を安定に保つことができる。

なお、本実施の形態ではカプセル9にスプライン軸を成形するものを説明したが、ブラケット5の板部７にスプラインを設けるようにしてもよい。

産業上の利用の可能性

本発明は離脱機構と組み合わせて構成するコラム支持部の良好な通電性を保持する衝撃吸収式ステアリングコラムに有用である。

本発明による衝撃吸収式ステアリングコラムの一実施の形態を示すもので、（ａ）はステアリングコラムの要部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示されるブラケットの平面図である。 本発明に係るカプセルを示すもので、（ａ）はカプセルの平面図、（ｂ）はカプセルの側面図である。 図３に示されるカプセルに形成したスプライン軸の詳細を示す図である。 従来の衝撃吸収式ステアリングコラムの一例を示すもので、（ａ）はステアリングコラムの要部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

１… ステアリングコラム
２… アウタコラム
３… インナコラム
４… ステアリングシャフト
５… ブラケット
７… 板部
８… 取付け孔
９… カプセル
１０… ボルト
１１… 脆弱部

Claims (4)

1. 導電材料からなるステアリングコラムと、前記ステアリングコラム内に回転自在に設けられ、導電材料からなるステアリングシャフトと、前記ステアリングコラムから車体にかけての通電状態を保持するように、中央域で前記ステアリングコラムと接すると共に、その中央域の両側で各々カプセルを介して車体と接して設けられ、導電材料からなるブラケットとを備え、前記ブラケットは車体と接する各板部に車輌前方に向かってみて後端側に開口した取付け孔を有し、前記板部は前記取付け孔開口域近傍に脆弱部を備え、前記カプセルを締め代を付与して前記取付け孔に装着してなる衝撃吸収式ステアリングコラム。
2. 前記カプセルを前記ブラケットの取付け孔に圧入したことを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収式ステアリングコラム。
3. 前記カプセルの結合部にスプラインを加工して圧入したことを特徴とする請求項２記載の衝撃吸収式ステアリングコラム。
4. 前記カプセル圧入方向をコラム締付け方向と一致させたことを特徴とする請求項２記載の衝撃吸収式ステアリングコラム。
   
   

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