JP2008018820A - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二次衝突時においてステアリングのストローク初期から終期まで一定の衝撃吸収荷重を発生させることで、衝撃吸収性能の低下を防止する衝撃吸収式ステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】エネルギ吸収部材４８は、固定部材４２の車両前後方向の後方を向く曲面に沿うように所定の曲率で曲げ形成され、ステアリングコラムとともに移動部材３２が車両前後方向の前方にストロークする際に塑性変形により衝撃荷重を吸収する曲げ変形部５４を設けている。そして、曲げ変形部５４が塑性変形する際に曲率が増大するのを防止する曲率増大防止部５６を設けている。
【選択図】図８

Description

本発明は、二次衝突時に運転者に加わる衝撃荷重を緩和する衝撃吸収式ステアリングコラム装置に関する。

衝突事故の際には、自動車が他の自動車等と衝突する一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイールに衝突する二次衝突が発生する。この二次衝突の際に運転者の身体に加わる衝撃荷重を緩和し、運転者の身体に重大な損傷を与えることを防止するものとして、衝撃吸収式ステアリングコラム装置が知られている。
従来の衝撃吸収式ステアリングコラム装置として、例えば特許文献１に示すように、二次衝突時に、ステアリングコラムが車両前後方向の前方にストロークすると同時に、塑性変形によって衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収部材を備えた装置がある。

特許文献１の装置は、図１５に示すように、衝突事故の衝撃により車両前後方向の前方にストロークするステアリングコラムに固定されている移動部材１６０と、車体側部材に固定されて衝突事故の衝撃が入力しても車両前後方向に変位しない円筒形状の固定部材１６２と、金属線を曲げ形成したエネルギ吸収部材１６４とを備えている。エネルギ吸収部材１６４は、基部１６４ａと、この基部１６４ａに一体化された折り返し部１６４ｂとを備え、基部１６４ａが移動部材１６０の係止部１６０ａに掛け渡され、折り返し部１６４ｂが固定部材１６２の外周に掛け渡されている。そして、衝突事故に伴ってステアリングコラムが車両前後方向の前方にストロークすると、折り返し変形部１６４ｂが固定部材１６２の外周で扱かれて塑性変形することで衝撃吸収荷重が発生し、衝撃エネルギを吸収するようになっている。
特許第３３８９７６７号公報

ところで、上述した特許文献１の装置は、ステアリングコラムのストローク初期段階では、折り返し変形部１６４ｂが固定部材１６２の外周に沿った形状で塑性変形するので、一定の衝撃吸収荷重が発生する。しかし、ステアリングコラムのストローク中期以降の段階では、図１５に示すように、折り返し変形部１６４ｂの曲率半径が増大していき、折り返し変形部１６４ｂが固定部材１６２の外周の一部に接触した状態で扱かれるので、衝撃吸収荷重が低下するおそれがある。そのため、特許文献１の装置は、ステアリングコラムのストローク初期から終期まで一定の衝撃吸収荷重が発生せず、衝撃吸収性能が低下する。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、二次衝突時においてステアリングコラムのストローク初期から終期まで一定の衝撃吸収荷重を発生させることで、衝撃吸収性能低下を防止可能な衝撃吸収式ステアリングコラム装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持し、二次衝突時に車両前後方向の前方にストロークするステアリングコラムと、このステアリングコラムに固定されている移動部材と、車体側部材に固定されて二次衝突時の衝撃荷重が入力しても車両前後方向に変位しない固定部材と、前記移動部材及び前記固定部材の間に配置されたエネルギ吸収部材と、を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収部材は、前記固定部材の車両前後方向の前方又は後方を向く曲面に沿うように所定の曲率で曲げ形成され、前記ステアリングコラムとともに前記移動部材が車両前後方向の前方にストロークする際に塑性変形により前記衝撃荷重を吸収する曲げ変形部を設けているとともに、前記曲げ変形部が塑性変形する際に曲率が増大するのを防止する曲率増大防止部を設け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である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収部材は、金属線を折り曲げることで形成され、前記移動部材とともに車両前後方向の前方に変位するように係合する係合部と、この係合部から車両前後方向の後方に延在した位置で前記固定部材の前記後方を向く曲面に沿うように配置されている半円弧状の前記曲げ変形部と、この曲げ変形部から車両前後方向の前方に延在する直線部とを備え、前記曲率増大防止部は、前記曲げ変形部が塑性変形する際に、前記エネルギ吸収部材の前記係合部及び前記曲げ変形部の間の部位と、前記直線部及び前記曲げ変形部の間の部位とが互いに離間していかないように保持す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である。

さらに、請求項３記載の発明は、請求項１記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収部材は、金属線を折り曲げることで形成され、前記移動部材及び前記固定部材の一方と係合する係合部と、前記移動部材及び前記固定部材の他方に設けられた曲面に沿うように配置されている半円弧状の前記曲げ変形部と、この曲げ変形部から車両前後方向に延在する直線部とを備え、前記曲率増大防止部は、前記曲げ変形部が塑性変形する際に、前記エネルギ吸収部材の前記係合部及び前記曲げ変形部の間の部位と、前記直線部及び前記曲げ変形部の間の部位とが互いに離間していかないように保持する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装置である。

この発明によれば、二次衝突時に、ステアリングコラムが車両前後方向の前方にストロークする際には、曲率増大防止部が、エネルギ吸収部材の曲げ変形部が曲率半径を増大しながら塑性変形するのを防止することから、曲げ変形部は固定部材の車両前後方向の後方を向く曲面に沿いながら扱かれて塑性変形し、一定の衝撃吸収荷重を発生することができるので、衝撃吸収性能の低下を防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
先ず、図１から図９を参照して本発明に係る第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置について説明する。
図１は、第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を自動車のステアリング装置に適用して車幅方向から示した図である。図２は、図１のＡ−Ａ線矢視図である。図３は、本実施形態のチルト機構を示した図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線矢視図である。図５は、本実施形態のエネルギ吸収部材の形状を示す図である。図６は、本実施形態のチルト機構に配置されているエネルギ吸収部材及び曲率増大防止部材を示す図である。図７は、本実施形態の曲率増大防止部材の形状を示す図である。図８は、本実施形態のエネルギ吸収部材の折り返し変形部が曲率を増大して塑性変形しようとするのを曲率増大防止部材が防止している状態を示す図である。図９は、本実施形態の装置におけるアウタコラムのストローク量と衝撃吸収荷重との関係を示したグラフである。

図１のステアリング装置１は、円筒形状のステアリングコラム２と、このステアリングコラム２の内部を貫通するステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３の車両前後方向の後端に取り付けられて運転者から操舵力が作用されるステアリングホイール４と、ステアリングシャフト３の下端にユニバーサルジョイント５ａを介して連結され、他端がユニバーサルジョイント５ｂを介してラック・ピニオン式のステアリングギヤ（図示せず）に連結されている中間シャフト６とを備えている。なお、ステアリングギヤには、タイロッド等を介して操舵輪が連結されており、ステアリングホイール４を操舵することで転舵輪を転舵することができる。
ステアリングコラム２は、ステアリングシャフト３を軸受（図示せず）を介して回動自在に保持するインナコラム７と、インナコラム７が摺動自在に内嵌するアウタコラム８とで構成されている。そして、アウタコラム８は、ロアブラケット９及びチルト機構１０を介して車体側部材１１に支持されている。

図２は、図１のＡ−Ａ線矢視を示す図であり、ロアブラケット９は、アウタコラム８の上部に車両前後方向に延在して固定されたボックス形状の部材であり、車両前後方向に延在する一対の側板９ａに、長軸方向が車両前後方向に延在するように長孔９ｂが形成されている。また、車体側部材１１には連結ブラケット１２が固定されており、この連結ブラケット１２に装着した係合ボルト１３がロアブラケット９の長孔９ｂに挿通されることで、ロアブラケット９と連結ブラケット１２とが連結されている。

そして、二次衝突時にステアリングホイール４から車両前後方向の前方に向けて強い力が加わると、ステアリングコラム２のアウタコラム８が車両前後方向の前方にストロークする。その際、アウタコラム８に固定されたロアブラケット９も車両前後方向の前方にストロークすると、車体側部材１１に固定されている連結ブラケット１２の係合ボルト１３が、長孔９ｂの長軸方向にスライド移動することで、アウタコラム８の車両前後方向の前方のストロークをガイドする。

チルト機構１０は、図３に示すように、車体側部材１１に固定された支持ブラケット３０と、アウタコラム８に固定されて支持ブラケット３０に対して昇降自在に、係合ボルト１３を揺動中心として揺動自在に結合されている昇降ブラケット３２と、支持ブラケット３０及び昇降ブラケット３２の間に装着したエネルギ吸収部材４８とを備えているとともに、図４に示すように、支持ブラケット３０に対する昇降ブラケット３２の結合・解除動作を行なうチルト操作部３３とを備えている。
支持ブラケット３０は、図４に示すように、互いに車幅方向に離間しながら車体側部材１１に固定され、車両上下方向の下方に延在している１対の支持板部３４と、長軸が略車両上下方向に延在するように１対の支持板部３４に形成されている長孔３５とを備えている。

昇降ブラケット３２は、図３及び図４に示すように、互いに車幅方向に平行に離間してアウタコラム８の下側に固定されており、支持ブラケット３０の一対の支持板部３４がそれぞれ当接する一対の当接板部３６と、これら一対の当接板部３６に車両前後方向の後方で開口しながら形成されている切り欠き３７と、一対の当接板部３６の下端同士に一体化されている底板部３８から切り欠き３７に対して車両前後方向の前方側で立ち上がっている係止板部３９と、係止板部３９の上部で車幅方向の一方及び他方に延在して設けられている吸収部材係合部４０とを備えている。

また、チルト操作部３３は、図４に示すように、昇降ブラケット３２の切り欠き３７及び支持ブラケット３０の長孔３５に挿通した頭部を有する円柱形状のチルトボルト４２と、チルトボルト４２の車幅方向の他方側の端部に螺合されているチルトナット４４と、回転操作によりチルトナット４４をチルトボルト４２に締め付け、或いは緩めるチルトナット４４と一体的に結合した操作レバー４５とを備えている。そして、操作レバー４５の反時計回りの回転によりチルトナット４４を緩めると、チルトボルト４２を支持ブラケット３０の長孔３５に沿って車両上下方向にスライドさせてステアリングコラム２の車両上下方向の位置を変更することができ、操作レバー４５の時計回りの回転によりチルトナット４４をチルトボルト４２に締め付けることで、昇降ブラケット３２が支持ブラケット３０に結合されてステアリングコラム２の車両上下方向の位置が固定されるようになっている。

一方、支持ブラケット３０と昇降ブラケット３２との間に装着されているエネルギ吸収部材４８は、断面形状が真円、楕円、多角形状からなる塑性変形自在な金属線（針金）の曲げ成形により形成されている。
このエネルギ吸収部材４８は、図５に示すように、直線状の１本の金属線を直角に折り曲げてコ字状に形成した基部５０と、この基部５０から一方向に延在した部分を設け、この延在した部分から他方向へ折り曲げて直線状に延在している一対の直線部５２と、基部５０と一対の直線部５２との間で半円弧形状に形成されている一対の折り返し変形部５４とを備えている。

上記構成のエネルギ吸収部材４８は、図３及び図６に示すように、基部５０が昇降ブラケット３２の係止板部３９に掛け渡され、一対の折り返し変形部５４がチルトボルト４２の車両前後方向の後方側の外周に掛け渡され、昇降ブラケット３２の吸収部材係合部４０と基部５０との間にある一対の直線部５２が吸収部材係合部４０に接触した状態で装着されている。ここで、エネルギ吸収部材４８の一対の直線部５２の自由端は車両前後方向の前方を向いている。なお、図３及び図６では、基部５０は、係止板部３９の車両前後方向の前方を向く面に当接して車幅方向に延在し、係止板部３９の車幅方向の両端部から車両前後方向の後方に向けて折れ曲がって掛け渡されているが、係止板部３９に車幅方向に離間して２つの貫通孔を形成し、基部５０の車両前後方向の後方に向けて折れ曲がった部位を、前記２つの貫通孔に通過させて掛け渡してもよい。また、基部５０と昇降ブラケット３２の係止板部３９とを溶接などで固着してもよい。

ここで、本実施形態では、エネルギ吸収部材４８が塑性変形する際に折り返し変形部５４が曲率半径を増大するのを防止する曲率増大防止部材５６を備えている。
この曲率増大防止部材５６は、図７に示すように、チルトボルト４２と同一直径の貫通孔を形成した連結部５８と、この連結部５８から略Ｖ字状に突出して形成した一対のアーム部６０ａ，６０ｂと、一対のアーム部６０ａ，６０ｂの先端に形成され、連結部５８の貫通孔が開いている方向と同一方向に延在している一対の規制棒６２ａ，６２ｂとで構成されている。

そして、図６に示すように、連結部５８の貫通孔にチルトボルト４２を挿通して装着された曲率増大防止部材５６は、一方の規制棒６２ａが、エネルギ吸収部材４８の折り返し変形部５４と直線部５２との間の部位に上方から接触し、他方の規制棒６２ｂが、エネルギ吸収部材４８の折り返し変形部５４と基部５０との間の部位に下方から接触している。これにより、エネルギ吸収部材４８が塑性変形する際に、一対の規制棒６２ａ，６２ｂに接触する部位が上方及び下方に変位して折り返し変形部５４が曲率半径を増大しようとするのを、この一対の規制棒６２ａ，６２ｂで規制するようになっている。

ここで、請求項のステアリングコラムがアウタコラム８に対応し、請求項の移動部材が昇降ブラケット３２の吸収部材係合部４０に対応し、請求項の固定部材がチルトボルト４２に対応し、請求項のエネルギ吸収部材の係合部が基部５０に対応し、請求項の曲げ変形部が折り返し変形部５４に対応し、請求項の曲率膨大防止部が曲率膨大防止部材５６に対応する。

次に、本実施形態のステアリング装置１の動作について、図８及び図９を参照して説明する。
車両の衝突に伴って運転者がステアリングホイール４に二次衝突すると、ステアリングコラム２にはステアリングシャフト３を介して大きな衝撃荷重が加わる。
大きな衝撃荷重が加わったステアリングコラム２は、車両前後方向の前方にストロークして全長が縮まっていき、アウタコラム８は、車体側部材１１に固定された連結ブラケット１２にロアブラケット９がガイドされながら車両前後方向の前方にストロークし、昇降ブラケット３２も、切り欠き４７がチルトボルト４２から離間していきながら車両前後方向の前方にストロークしていく。これに対して、車体側部材１１に固定されている支持ブラケット３０は、車両前後方向にストロークせず、そのままの位置に残る。

チルトボルト４２は、支持ブラケット３０とともに車両前後方向にストロークしないので、昇降ブラケット３２の係合板部３９に基部５０が掛け渡され、チルトボルト４２の外周に折り返し変形部５４が掛け渡されているエネルギ吸収部材４８は、図８に示すように、基部５０側が車両前後方向の前方に引っ張られていく。
エネルギ吸収部材４８の基部５０側が車両前後方向の前方に引っ張られると、折り返し変形部５４がチルトボルト４２に扱かれ（つまり、折り返し変形部５４が直線部５２上を移動し）、エネルギ吸収部材４８が塑性変形していくので、二次衝突時の衝撃エネルギが吸収されていく。

ここで、チルトボルト４２に装着されている曲率増大防止部材５６は、一方の規制棒６２ａが、折り返し変形部５４と直線部５２との間の部位を車両上下方向の上方から規制し（つまり、チルトボルト４２から常に所定距離を保った状態で）、他方の規制棒６２ｂが、折り返し変形部５４と基部５０との間の部位を車両上下方向の下方から規制し（つまり、チルトボルト４２から常に所定距離を保った状態で）、チルトボルト４２に扱かれている折り返し変形部５４が曲率半径を増大しようとするのを防止する。

そして、アウタコラム８が車両前後方向の前方にストロークし続けても、折り返し変形部５４は、曲率増大防止部材５６により曲率半径の増大が防止されてチルトボルト４２に扱かれる領域が常に一定となる。すなわち、折り返し変形部５４の曲率が常に一定、詳細には、車幅方向から見て、エネルギ吸収部材４８及び一方の規制棒６２ａの接触点と、エネルギ吸収部材４８及びチルトボルト４２の接触点と、エネルギ吸収部材４８及び他方の規制棒６２ｂの接触点とのなす角が一定になる。このため、エネルギ吸収部材４８の塑性変形量が減少しない。

図９は、アウタコラム８のストローク量と衝撃吸収荷重との関係を示したグラフであり、アウタコラム８のストローク量が増大しても、エネルギ吸収部材４８の折り返し変形部５４の塑性変形量が減少しないので、一定の衝撃吸収荷重が発生する。
したがって、曲率増大防止部材５６により折り返し変形部５４の曲率半径の増大を防止することで、二次衝突時に、アウタコラム８が車両前後方向の前方にストロークする際に一定の衝撃吸収荷重を発生することができるので、衝撃吸収性能の低下を防止することができる。

なお、本実施形態では、基部５０を昇降ブラケット３２の係止板部３９に掛け渡し、一対の折り返し変形部５４を、チルトボルト４２の車両前後方向の後方側の外周に掛け渡し、直線部５２が車両前後方向の前方に延在するようにエネルギ吸収部材４８を装着したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、例えば、基部５０をチルトボルト４２に固定し、係止板部３９側に曲面形状の凸部を設け、この凸部に一対の折り返し変形部５４を車両前後方向の前方側で掛け渡し、直線部５２が車両前後方向の後方に延在するようにエネルギ吸収部材４８を装着するとともに、係止板部３９側に、折り返し変形部５４の曲率が増大するのを防止する曲率増大防止部材を設けた構造とすると、上述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、チルトボルト４２は、横断面が真円の部材に限らず、横断面が六角形などの多角形状や、楕円形状であってもよい。

（曲率増大防止部材の変形例）
ここで、図１０は、上述した曲率増大防止部材５６に対して異なる構成の曲率増大防止部材６４を示すものである。
この曲率増大防止部材６４は、２個の分割体６８，７０と、これら分割体６８，７０の間に連結したコイルバネからなる連結バネ７２とを備えた部材である。
一方の分割体６８は、チルトボルト４２と同一直径の貫通孔を形成した連結部６８ａと、この連結部６８ａから延在するアーム部６８ｂと、このアーム部６８ｂの先端に形成された規制棒６８ｃとで構成されている。他方の分割体７０も、チルトボルト４２と同一直径の貫通孔を形成した連結部７０ａと、この連結部７０ａから延在するアーム部７０ｂと、このアーム部７０ｂの先端に形成された規制棒７０ｃとで構成されている。なお、規制棒６８ｃ及び規制棒７０ｃは、軸が同一方向に延在している。

また、連結バネ７２は、分割体６８，７０のアーム部６８ｂ，７０ｂの先端側の間に連結されている。
そして、連結部６８ａ，７０ａの貫通孔にチルトボルト４２を挿通することで２個の分割体６８，７０が隣接して配置され、一方の規制棒６８ｃが、エネルギ吸収部材４８の折り返し変形部５４と直線部５２との間の部位に上方から接触し、他方の規制棒７０ｃが、エネルギ吸収部材４８の折り返し変形部５４と基部５０との間の部位に下方から接触している。そして、アーム部６８ｂ，７０ｂの先端側に連結した連結バネ７２が、一方及び他方の規制棒６８ｃ，７０ｃを互いに近接させる方向にバネ力（圧縮バネ力）を作用している。

ここで、請求項の曲率膨大防止部が、曲率膨大防止部材６４に対応する。
上記構成の曲率増大防止部材６４も、第１実施形態の曲率増大防止部材５６と同様に、一方の規制棒６８ａが、折り返し変形部５４と直線部５２との間の部位を車両上下方向の上方から規制し、他方の規制棒６８ｂが、折り返し変形部５４と基部５０との間の部位を車両上下方向の下方から規制し、アウタコラム８のストローク量が増大してもチルトボルト４２に扱かれている折り返し変形部５４が曲率半径を増大しようとするのを防止する。したがって、二次衝突時に、アウタコラム８が車両前後方向の前方にストロークする際に一定の衝撃吸収荷重を発生するので、衝撃吸収性能の低下を防止することができる。
また、機械的性質や形状が異なるエネルギ吸収部材４８を使用して二次衝突時に発生する衝撃吸収荷重を変更する場合、曲率増大防止部材６４は、バネ力の異なる連結バネ７２をバネ分割体６８，７０の先端側の間に連結するだけで衝撃吸収荷重の変更に対応することができるので、部品コストの低減化を図ることができる。

（第２実施形態）
図１１から図１４は、本発明に係る第２実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を自動車のステアリング装置に適用した場合を示す図である。図１１は、本実施形態のステアリング装置を車幅方向から示した図である。図１２は、図１１のＣ−Ｃ線矢視図である。図１３は、図１１のＤ−Ｄ線矢視図である。図１４は、本実施形態で使用されているエネルギ吸収部材を示す図である。なお、図１から図１０で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態のステアリングコラム装置１００は、車両前後方向に延在して配置したインナコラム１２０と、車体側部材１１に固定され、インナコラム１２０の車体前後方向の前端部を枢軸ピン１２４を介して連結しているコラム連結ブラケット１２６と、インナコラム１２０の車体前後方向の後方側に軸方向に摺動自在に外嵌されており、インナコラム１２０とでステアリングコラムを構成しているアウタコラム１２８と、車体側部材１１に固定されている支持ブラケット１３０と、アウタコラム１２８の上方及び側部を囲みながら支持ブラケット１３０に支持されて車両前後方向に移動自在とされている移動ブラケット１３２と、アウタコラム１２８の下側に膨出して形成したディスタンスブラケット１３４に形成したコラム側通孔１３６と、ディスタンスブラケット１３４に当接する移動ブラケット１３２の側板１３２ａに形成したブラケット側通孔１４０と、コラム側通孔１３６及びブラケット側通孔１４０に挿通しているチルトボルト４２と、操作レバー１４４の揺動操作によりチルトボルト４２を介して移動ブラケット１３２をアウタコラム１２８に結合、或いは結合解除するロック機構１４６と、支持ブラケット１３０と移動ブラケット１３２との間に装着したエネルギ吸収部材１４８とを備えている。ここで、前記コラム側通孔１３６は、ディスタンスブラケット１３４において長軸が車両前後方向に延在するように長孔形状として形成されている。また、ブラケット側通孔１４０は、ディスタンスブラケット１３４に当接する移動ブラケット１３２の側板１３２ａに、長軸が車両上下方向に延在するように長孔形状として形成されている。

そして、インナコラム１２０及びアウタコラム１２８からなるステアリングコラムにステアリングシャフト３が貫通し、このステアリングシャフト３の車両前後方向の後端にステアリングホイール４が装着されている。また、ステアリングシャフト３の車両前後方向の前端に、図示しないが、ユニバーサルジョイントを介して中間シャフトが連結され、この中間シャフトの車両前後方向の前端にラック・ピニオン式のステアリングギヤが連結されている。なお、ステアリングギヤには、タイロッド等を介して操舵輪が連結されており、ステアリングホイール４を操舵することで転舵輪を転舵することができる。

次に、移動ブラケット１３２、支持ブラケット１３０及びエネルギ吸収部材１４８の具体的な構成について、図１２から図１４を参照して詳細に説明する。
移動ブラケット１３２は、図１２に示すように、上板１３２ｂと、横断面コ字状となるように上板１３２ｂの幅方向両縁部から一体に形成されて互いに平行に延在している一対の側板１３２ａとを備えている。上板１３２ｂの両側部には、一対の案内レール１３２ｃが突出して形成されており、移動ブラケット１３２全体が車両前後方向に移動自在となるように支持ブラケット１３０に係合している。そして、支持ブラケット１３０及び一対の案内レール１３２ｃの係合によりアウタコラム１２８に対して車両上下方向の上方に配置した上板１３２ｂの上面に、第１凸部１３３が突出して形成されている。この第１凸部１３３は、図１３に示すように、車両前後方向の前方を向く面が、所定の曲率半径で湾曲する湾曲面１３３ａとして形成されているとともに、車幅方向を向き、アウタコラム１２８の軸線に沿う面１３３ｂ，１３３ｃ及び車両前後方向の後方を向く面１３３ｄがそれぞれ平面として形成されている。

支持ブラケット１３０は、図１２及び図１３に示すように、外観が矩形状のブラケット本体１３０ａと、このブラケット本体１３０ａに一体形成され、コラム連結ブラケット１２６の連結部１２６ａを介して固定ボルト１５０で車体側部材１１に連結される連結部１３０ｂと、前述した移動ブラケット１３２の一対の案内レール１３２ｃが嵌まり込むように矩形状のブラケット本体１３０ａの内周面に車両前後方向に延在して形成されている一対の案内溝１３０ｃとを備えている。

車体側部材１１に固定されたブラケット本体１３０ａには、車両上下方向に連通して開口する開口孔が形成されており、この開口孔は、車両前後方向の前方側に大きな領域で開口する第１開口孔１３０ｄと、この第１開口孔１３０ｄに連続して設けられ、第１開口孔１３０ｄより小さな領域で開口する第２開口孔１３０ｅとを有している。また、図１２に示すように、第２開口孔１３０ｅの周囲には、車体側部材１１に当接する当接面１３０ｆより低い段差面１３０ｇが形成されており、この段差面１３０ｇ上に、前記第２開口孔１３０ｅを間に挟んで車幅方向の一方及び他方に略等距離に離間した位置に一対の第２凸部１３０ｈが形成されている。

これら一対の第２凸部１３０ｈの車両前後方向の後方を向く面は、所定の曲率で車両前後方向の方向側に突出するＲ部１３０ｉとして形成されているとともに、車幅方向を向き、アウタコラム１２８の軸線に沿う面１３０ｊ，１３０ｋ及び車両前後方向の前方を向く面がそれぞれ平面として形成されている。
そして、ブラケット本体１３０ａの第２開口孔１３０ｅに、移動ブラケット１３２の上板１３２ｂに形成した第１凸部１３３が下方から進入し、段差面１３０ｇに対して車両上下方向の上方に位置するように突出している。

エネルギ吸収部材１４８は、断面形状が真円、楕円、多角形状からなる塑性変形自在な金属線（針金）の曲げ成形により形成されている。
このエネルギ吸収部材１４８は、図１４に示すように、中央変形部１４８ａと、この中央変形部１４８ａの両端部から一方向に延在する部分を介して一体形成された１対の端部変形部１４８ｂと、これら一対の端部変形部１４８ｂから他方向にそれぞれ直線状に延在している直線部１４８ｃとを備えている。つまり、このエネルギ吸収部材１４８は、中央変形部１４８ａが凸状に湾曲して曲げ成形されており、一対の端部変形部１４８ｂが、中央変形部１４８ａが凸状に湾曲する方向に対して同一平面内で逆方向に凸状に湾曲して曲げ成形され、直線部１４８ｃが、前記平面内において中央変形部１４８ａが凸状に湾曲する方向と同一方向に直線的に延在することで、Ｍ字形状に曲げ成形されている。

エネルギ吸収部材１４８の中央変形部１４８ａの曲率半径は、移動ブラケット１３２の上板１３２ｂに形成した第１凸部１３３の湾曲面１３３ａの曲率半径と略同一に設定されている。また、一対の端部変形部１４８ｂの曲率半径は、支持ブラケット１３０に形成した一対の第２凸部１３０ｈのＲ部１３０ｉの曲率半径と略同一に設定されている。
上記構成のエネルギ吸収部材１４８は、図１３に示すように、中央変形部１４８ａが、支持ブラケット１３０の第２開口孔１３０ｅから上方に突出している移動ブラケット１３２の第１凸部１３３の車両前後方向の前方を向く面（湾曲面１３３ａ）に掛け渡され、一対の端部変形部１４８ｂが、支持ブラケット１３０の一対の第２凸部１３０ｈの車両前後方向の後方を向く面（Ｒ部１３０ｉ）に掛け渡されることで、支持ブラケット１３０と移動ブラケット１３２との間に装着されている。

ここで、図１３に示すように、移動ブラケット１３２に形成した第１凸部１３３の車幅方向を向く面（平面）１３３ｂ，１３３ｃと、これらの面に対向している支持ブラケット１３０に形成した第２凸部１３０ｈの面（平面）１３０ｊとの間は、エネルギ吸収部材１４８の太さと略同一寸法の隙間Ｌを設けて平行に離間しており、これらの間に、エネルギ吸収部材１４８の中央変形部１４８ａ及び１対の端部変形部１４８ｂの間で延在する部分を配置している。また、第２凸部１３０ｈの面（平面）１３０ｋと、この面に対向している段差面１３０ｇから立ち上がる壁面１３０ｍとの間も、エネルギ吸収部材１４８の太さと略同一寸法の隙間Ｌを設けて平行に離間しており、これらの間に、エネルギ吸収部材１４８の直線部１４８ｃを配置している。これにより、直線部１４８ｃの自由端は、車両前後方向の前方を向いている。さらに、第１凸部１３３の面１３３ｂ，１３３ｃは、支持ブラケット１３０の面１３０ｊより車両前後方向の後方位置まで延在している。

本実施形態では、前記第１凸部１３３の面１３３ｂ，１３３ｃ及び第２凸部１３０ｈの面１３０ｊと、第２凸部１３０ｈの面１３０ｋと段差面１３０ｇから立ち上がる壁面１３０ｍとを、エネルギ吸収部材１４８が塑性変形する際に、端部変形部１４８ｂの曲率半径が増大するのを防止する曲率増大防止部１５６としている。
ここで、請求項のステアリングコラムがアウタコラム１２８に対応し、請求項の移動部材が移動ブラケット１３２の第１凸部１３３に対応し、請求項の固定部材が支持ブラケット１３０の第２凸部１３０ｈに対応し、請求項のエネルギ吸収部材の係合部が中央変形部１４８ａに対応し、請求項の曲げ変形部が端部変形部１４８ｂに対応し、請求項の曲率膨大防止部が曲率膨大防止部１５６に対応する。

次に、本実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置１００の動作について説明する。
二次衝突時には、移動ブラケット１３２がアウタコラム１２８とともに車両前後方向の前方に変位する。これに対して、車体側部材１１に固定されている支持ブラケット１３０は車両前後方向に変位せず、そのままの位置に残る。
これにより、移動ブラケット１３２の第１凸部１３３が車両前後方向の前方にストロークするので、エネルギ吸収部材１４８の中央変形部１４８ａが車両前後方向の前方に引っ張られていくことで、一対の端部変形部１４８ｂが、一対の第２凸部１３０ｈのＲ部１３０ｉに扱かれて塑性変形していく。このように、エネルギ吸収部材１４８の一対の端部変形部１４８ｂが塑性変形していくことで、二次衝突時の衝撃エネルギが吸収されていく。

ここで、曲率増大防止部１５６（第１凸部１３３の面１３３ｂ，１３３ｃ及び第２凸部１３０ｈの面１３０ｊと、第２凸部１３０ｈの面１３０ｋと段差面１３０ｇから立ち上がる壁面１３０ｍ）は、移動ブラケット１３２の第１凸部１３３が車両前後方向の前方にストロークしている間、第２凸部１３０ｈのＲ部１３０ｉに扱かれているエネルギ吸収部材１４８の一対の端部変形部１４８ｂが曲率半径を増大しようとするのを防止する。

このように、アウタコラム１２８が車両前後方向の前方にストロークし続けても、一対の端部変形部１４８ｂは曲率増大防止部１５６により曲率半径の増大が防止されて第２凸部１３０ｈのＲ部１３０ｉに扱かれる領域が常に一定となるので、エネルギ吸収部材１４８の塑性変形量が減少しない。
したがって、曲率増大防止部１５６によりエネルギ吸収部材１４８の一対の端部変形部１４８ｂの曲率半径の増大を防止することで、二次衝突時に、アウタコラム１２８が車両前後方向の前方にストロークする際に一定の衝撃吸収荷重を発生することができ、衝撃吸収性能の低下を防止することができる。

なお、本発明の要旨は、第２実施形態の構成に限るものではなく、例えば、前述した一対の第２凸部１３０ｈをアウタコラム１２８に一体に形成し、その第２凸部１３０ｈの車両前後方向の前方を向く面を湾曲面とするとともに、第１凸部１３３を支持ブラケット１３０に一体に形成し、その第１凸部１３３の車両前後方向の後方を向く面を湾曲面とし、エネルギ吸収部材１４８の中央変形部１４８ａを、第１凸部１３３の車両前後方向の後方を向く湾曲面に掛け渡し、一対の端部変形部１４８ｂを一対の第２凸部１３０ｈの車両前後方向の前方を向く湾曲面に掛け渡して配置し、一対の端部変形部１４８ｂの曲率半径が増大するのを防止する曲率増大防止部材を設けた構造としても、上述した第２実施形態と同様の効果を奏することができる。

本発明に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置の第１実施形態を車幅方向から示した図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。 第１実施形態のチルト機構を示した図である。 図３のＢ−Ｂ線矢視図である。 第１実施形態のエネルギ吸収部材の形状を示す図である。 第１実施形態のチルト機構に配置されているエネルギ吸収部材及び曲率増大防止部材を示す図である。 第１実施形態の曲率増大防止部材の形状を示す図である。 第１実施形態のエネルギ吸収部材の折り返し変形部が曲率を増大して塑性変形しようとするのを曲率増大防止部材が防止している状態を示す図である。 第１実施形態のアウタコラムのストローク量と衝撃吸収荷重との関係を示したグラフである。 第１実施形態で示した曲率増大防止部材と異なる形状の曲率増大防止部材の形状を示す図である。 本発明に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置の第２実施形態を車幅方向から示した図である。 図１１のＣ−Ｃ線矢視図である。 図１１のＤ−Ｄ線矢視図である。 第２実施形態で使用されているエネルギ吸収部材を示す図である。 従来の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の要部を示す図である。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ステアリングコラム、３…ステアリングシャフト、４…ステアリングホイール、５ａ…ユニバーサルジョイント、５ｂ…ユニバーサルジョイント、６…中間シャフト、７…インナコラム、８…アウタコラム、９…ロアブラケット、９ａ…側板、９ｂ…長孔、１０…チルト機構、１１…車体側部材、１２…連結ブラケット、１３…係合ボルト、３０…支持ブラケット、３２…昇降ブラケット、３３…チルト操作部、３４…支持板部、３５…長孔、３６…当接板部、３７…切り欠き、３８…底板部、３９…係止板部、４０…吸収部材係合部、４２…チルトボルト、４４…チルトナット、４５…操作レバー、４８…エネルギ吸収部材、５０…基部、５２…直線部、５４…折り返し変形部、５６…曲率増大防止部材、５８…連結部、６０ａ，６０ｂ…アーム部、６２ａ，６２ｂ…規制棒、６４…曲率増大防止部材、６８，７０…分割体、６８ａ，７０ａ…連結部、６８ｂ，７０ｂ…アーム部、６８ｃ，７０ｃ…規制棒、７２…連結バネ、１００…ステアリングコラム装置、１２０…インナコラム、１２４…枢軸ピン、１２６…コラム連結ブラケット、１２８…アウタコラム、１３０…支持ブラケット、１３０ａ…ブラケット本体、１３０ｂ…連結部、１３０ｃ…案内溝、１３０ｄ…第１開口孔、１３０ｅ…第２開口孔、１３０ｆ…当接面、１３０ｇ…段差面、１３０ｈ…第２凸部、１３０ｉ…第２凸部のＲ部、１３０ｊ，１３０ｋ…第２凸部の車幅方向を向く面、１３０ｍ…段差面から立ち上がる壁面、１３２…移動ブラケット、１３２ａ…側板、１３２ｂ…上板、１３２ｃ…案内レール、１３３…第１凸部、１３３ａ…第１凸部の湾曲面、１３３ｂ，１３３ｃ…第１凸部の車幅方向を向く面、１３３ｄ…第１凸部の車両前後方向の後方を向く面、１３４…ディスタンスブラケット、１３６…コラム側通孔、１４０…ブラケット側通孔、１４４…操作レバー、１４６…ロック機構、１４８…エネルギ吸収部材、１４８ａ…中央変形部、１４８ｂ…端部変形部、１４８ｃ…直線部、１５６…曲率増大防止部

Claims (3)

1. 内側にステアリングシャフトを回転自在に支持し、二次衝突時に車両前後方向の前方にストロークするステアリングコラムと、このステアリングコラムに固定されている移動部材と、車体側部材に固定されて二次衝突時の衝撃荷重が入力しても車両前後方向に変位しない固定部材と、前記移動部材及び前記固定部材の間に配置されたエネルギ吸収部材と、を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
   前記エネルギ吸収部材は、前記固定部材の車両前後方向の前方又は後方を向く曲面に沿うように所定の曲率で曲げ形成され、前記ステアリングコラムとともに前記移動部材が車両前後方向の前方にストロークする際に塑性変形により前記衝撃荷重を吸収する曲げ変形部を設けているとともに、
   前記曲げ変形部が塑性変形する際に曲率が増大するのを防止する曲率増大防止部を設け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。
2. 前記エネルギ吸収部材は、金属線を折り曲げることで形成され、前記移動部材とともに車両前後方向の前方に変位するように係合する係合部と、この係合部から車両前後方向の後方に延在した位置で前記固定部材の前記後方を向く曲面に沿うように配置されている半円弧状の前記曲げ変形部と、この曲げ変形部から車両前後方向の前方に延在する直線部とを備え、
   前記曲率増大防止部は、前記曲げ変形部が塑性変形する際に、前記エネルギ吸収部材の前記係合部及び前記曲げ変形部の間の部位と、前記直線部及び前記曲げ変形部の間の部位とが互いに離間していかないように保持する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装置。
3. 前記エネルギ吸収部材は、金属線を折り曲げることで形成され、前記移動部材及び前記固定部材の一方と係合する係合部と、前記移動部材及び前記固定部材の他方に設けられた曲面に沿うように配置されている半円弧状の前記曲げ変形部と、この曲げ変形部から車両前後方向に延在する直線部とを備え、
   前記曲率増大防止部は、前記曲げ変形部が塑性変形する際に、前記エネルギ吸収部材の前記係合部及び前記曲げ変形部の間の部位と、前記直線部及び前記曲げ変形部の間の部位とが互いに離間していかないように保持する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装置。

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