JP2008062876A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コラムに対する凹部加工が不要で、所望の衝撃エネルギー吸収特性が容易に得られ、コラプス移動ストロークの途中で衝撃エネルギー吸収特性を変化させることが容易なステアリング装置を提供する。
【解決手段】車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。エネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの小振幅波形押圧面６２は、周期と振幅が一定に形成されている。従って、エネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃに対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によって、アッパーコラム４のコラプスストロークの全ての領域で、一定のコラプス荷重Ｆ１が生じる。
【選択図】図３

Description

本発明はステアリング装置、特に、二次衝突時に運転者に加わる衝撃力を緩和するための衝撃エネルギー吸収機構を備えたステアリング装置に関する。

二次衝突時に運転者に加わる衝撃力を緩和するために、コラムが二次衝突時の衝撃力で車体前方側にコラプス移動する時に、塑性変形して二次衝突時の衝撃荷重を緩和する衝撃エネルギー吸収機構を備えたステアリング装置がある。

このような衝撃エネルギー吸収機構を有するステアリング装置として、特許文献１のステアリング装置がある。特許文献１のステアリング装置は、ロアーコラム（インナーコラム）にコラプス移動可能に外嵌するアッパーコラム（アウターコラム）を、外周側から内周側に向かって凹ませ、ロアーコラムの外周にアッパーコラムの内周を圧接している。そして、二次衝突時のコラプス移動で、この圧接部を塑性変形させて、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収している。

従って、特許文献１のステアリング装置では、ロアーコラムにアッパーコラムを外嵌した後、アッパーコラムに対して凹部を加工することが必要となるが、所望の衝撃エネルギー吸収特性を有する凹部を加工するのは難しく、また、凹部の加工にも時間がかかる。さらに、コラプス移動ストロークの途中で衝撃エネルギー吸収特性を変化させると、運転者に加わる衝撃荷重をより効果的に緩和させることができるが、凹部加工によって実現することは困難であった。

実開平１−１７２９６５号公報

本発明は、コラムに対する凹部加工が不要で、所望の衝撃エネルギー吸収特性が容易に得られるとともに、コラプス移動ストロークの途中で衝撃エネルギー吸収特性を変化させることが容易なステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側に配置され、所定値以上の衝撃荷重が作用した時に車体前方側に移動可能なアッパーコラム、上記アッパーコラムに回動可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、車体前方側に配置され、車体後方側が上記アッパーコラムにコラプス移動可能に嵌合するロアーコラム、上記アッパーコラム及びロアーコラムの相対的にコラプス移動可能な嵌合部に形成され、コラプス移動範囲の形状が各々一定に形成された外周面及び内周面、上記外周面と内周面との間の嵌合隙間に介挿され、外周面及び内周面に交互に押圧される波形押圧面を有するとともに、アッパーコラムまたはロアーコラムのうちのいずれか一方に相対的にコラプス移動不能に取り付けられ、アッパーコラムとロアーコラムとの間の相対的なコラプス移動に伴う摩擦抵抗、塑性変形、または、弾性変形のうちの少なくともいずれか一方によって衝撃荷重を吸収するエネルギー吸収部材を備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅は、上記ロアーコラムに対するアッパーコラムのコラプス移動ストロークの始端から終端まで一定であることを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅は、上記ロアーコラムに対するアッパーコラムのコラプス移動ストロークの始端側よりも終端側が大きいことを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅は、上記ロアーコラムに対するアッパーコラムのコラプス移動ストロークの始端側から終端側に向かって徐々に増大することを特徴とするステアリング装置である。

第５番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線と同心で、単一の中空円筒状に形成されていることを特徴とするステアリング装置である。

第６番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線と同心の中空円筒の一部を構成する円弧状に形成され、上記外周面と内周面との間の嵌合隙間に、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有して複数介挿されていることを特徴とするステアリング装置である。

第７番目の発明は、第６番目の発明のステアリング装置において、上記複数のエネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線方向の端部が円環状の連結部材によって結合されていることを特徴とするステアリング装置である。

第８番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線と同心の中空円筒の一部を構成する円弧状に形成され、上記外周面と内周面との間の嵌合隙間に等角度間隔に複数介挿されていることを特徴とするステアリング装置である。

第９番目の発明は、第８番目の発明のステアリング装置において、上記複数のエネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線方向の端部が円環状の連結部材によって結合されていることを特徴とするステアリング装置である。

第１０番目の発明は、第１番目から第９番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線に対して直交する平面上の振幅が一定であることを特徴とするステアリング装置である。

第１１番目の発明は、第１番目から第９番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線に対して直交する平面に対して所定角度傾斜した平面上の振幅が一定であることを特徴とするステアリング装置である。

第１２番目の発明は、第１番目から第９番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記エネルギー吸収部材、上記外周面、または、上記内周面のうちの少なくともいずれか一方には低摩擦材が被覆されていることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、アッパーコラム及びロアーコラムの相対的にコラプス移動可能な嵌合部には、コラプス移動範囲の形状が各々一定に形成された外周面及び内周面が形成されている。また、この外周面と内周面との間の嵌合隙間には、外周面及び内周面に交互に押圧される波形押圧面を有するとともに、アッパーコラムまたはロアーコラムのうちのいずれか一方に相対的にコラプス移動不能に取り付けられたエネルギー吸収部材を備えている。そして、このエネルギー吸収部材が、アッパーコラムとロアーコラムとの間の相対的なコラプス移動に伴う摩擦抵抗、塑性変形、または、弾性変形のうちの少なくともいずれか一方によって、衝撃荷重を吸収する。

従って、コラムの形状が簡単なため、コラムの加工コストが削減されるとともに、エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅の大きさを加減することで、所望の衝撃エネルギー吸収特性が得られる。また、コラプス移動ストロークの途中で波形押圧面の振幅を変えることで、コラプス移動ストロークの途中で衝撃エネルギー吸収特性を変化させて、運転者に加わる衝撃荷重をより効果的に緩和させることが可能となる。

以下の実施例では、ロアーコラムがアウターコラム、アッパーコラムがインナーコラムで構成され、アッパーコラムがロアーコラムに内嵌されて、所定値以上の衝撃荷重が作用した時に、アッパーコラムが車体前方側に移動可能なステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。もちろん、本発明は、ロアーコラムがインナーコラムコラム、アッパーコラムがアウターコラムのステアリング装置に適用してもよい。

図１は本発明のステアリング装置１０１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。ステアリング装置１０１は、ステアリングシャフト１０２を回動自在に軸支している。ステアリングシャフト１０２には、その上端（車体後方側）にステアリングホイール１０３が装着され、ステアリングシャフト１０２の下端（車体前方側）には、ユニバーサルジョイント１０４を介して中間シャフト１０５が連結されている。

中間シャフト１０５には、その下端にユニバーサルジョイント１０６が連結され、ユニバーサルジョイント１０６には、ラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１０７が連結されている。

運転者がステアリングホイール１０３を回転操作すると、ステアリングシャフト１０２、ユニバーサルジョイント１０４、中間シャフト１０５、ユニバーサルジョイント１０６を介して、その回転力がステアリングギヤ１０７に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド１０８を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。

次に、本発明の実施例１から実施例６のステアリング装置の詳細な構造について説明する。

図２は本発明の実施例１のステアリング装置の要部を示す一部を断面した正面図である。図３は図２のＰ部拡大断面図である。図４は図３の変形例である。図５は図３のエネルギー吸収部材単体を示す部品図である。図６は図５のエネルギー吸収部材単体の変形例を示す部品図である。

図２に示すように、本発明のステアリング装置１０１は、車体取付けブラケット２、ロアーコラム（アウターコラム）３、アッパーコラム（インナーコラム）４等から構成されている。

ロアーコラム３に取り付けられた車体取付けブラケット２は、その上板２１が車体１１に固定されている。中空円筒状のロアーコラム３の内周面３１には、中空円筒状のアッパーコラム４の外周面４１がコラプス移動可能（ロアーコラム３の中心軸線３２に平行に摺動）可能に嵌合している。ロアーコラム３を車体取付けブラケット２で、チルト位置調整可能に左右両側から挟持してもよい。アッパーコラム４の内周面４２には、軸受４３、４４を介して、上部ステアリングシャフト１０２Ａが回動可能に軸支され、上部ステアリングシャフト１０２Ａの車体後方側（図２の右側）端部には、ステアリングホイール１０３が固定されている。

ロアーコラム３には、下部ステアリングシャフト１０２Ｂが回動可能に軸支され、下部ステアリングシャフト１０２Ｂは上部ステアリングシャフト１０２Ａとスプライン嵌合している。従って、アッパーコラム４のコラプス位置（またはテレスコピック位置）に関わらず、上部ステアリングシャフト１０２Ａの回転が下部ステアリングシャフト１０２Ｂに伝達される。

下部ステアリングシャフト１０２Ｂの車体前方側（図２の左側）は、ユニバーサルジョイント１０４（図１参照）を介してステアリングギヤ１０７（図１参照）に連結され、ステアリングホイール１０３を運転者が手で回すと、上部ステアリングシャフト１０２Ａを介して下部ステアリングシャフト１０２Ｂが回動し、車輪の操舵角を変えることができる。

図２及び図３に示すように、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１は、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の円筒形に形成され、コラプス移動範囲の形状が一定に形成されている。内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１には、中空円筒状のエネルギー吸収部材６Ａが介挿されている。

図３は図２のＰ部拡大断面図、図５は図３のエネルギー吸収部材６Ａ単体を示す部品図であり、（１）は正面図、（２）は（１）の右側面図である。図３及び図５に示すように、エネルギー吸収部材６Ａは、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の中空円筒状に形成されている。

エネルギー吸収部材６Ａの車体後方側（図２、図３、図５の右側）端部には、ロアーコラム３の外周面３４の外径寸法よりも若干大径で、円環状の大径フランジ部６１が形成され、大径フランジ部６１がロアーコラム３の車体後方側端面３３に当接している。大径フランジ部６１の外周には、ロアーコラム３の外周面３４に沿って車体前方側に折り曲げた折り曲げ部６１１が形成されている。従って、エネルギー吸収部材６Ａは、車体前方側への移動が阻止されて、ロアーコラム３に取り付けられている。

エネルギー吸収部材６Ａには、周期と振幅が一定の小振幅波形押圧面６２が全周に形成されている。この小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１に交互に押圧されるような振幅に形成されて、内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１に圧入されている。すなわち、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の振幅（図３に二点鎖線で示す）の二倍の寸法β２が、嵌合隙間５１の半径方向の寸法β１よりも若干大きく形成されている。

図４は図３の変形例であって、上記のエネルギー吸収部材６Ａとは形状の異なるエネルギー吸収部材６Ｂを、車体後方側（ステアリングホイール１０３側）への移動を阻止して、アッパーコラム４に対して取り付けた例である。すなわち、エネルギー吸収部材６Ｂは、アッパーコラム４またはロアーコラム３のうちのいずれか一方に、相対的にコラプス移動不能に取り付ければよい。図４の変形例は、エネルギー吸収部材６Ｂの車体前方側（図４の左側）端部には、アッパーコラム４の内周面４２の車体前方端の内径寸法よりも若干小径で、円環状の小径フランジ部６３が形成され、小径フランジ部６３がアッパーコラム４の車体前方側端面４５に当接している。エネルギー吸収部材６Ｂには、エネルギー吸収部材６Ａと同様に、周期と振幅が一定の小振幅波形押圧面６２が形成されている。

小径フランジ部６３の内周には、アッパーコラム４の内周面４２の車体前方端に沿って車体後方側に折り曲げた折り曲げ部６３１が形成されている。従って、エネルギー吸収部材６Ｂは、車体後方側への移動が阻止されて、アッパーコラム４に取り付けられている。従って、図４の変形例は、エネルギー吸収部材６Ｂを取り付けるスペースを、ロアーコラム（アウターコラム）３側に確保するのが困難な場合に効果がある。

図３及び図５に示すエネルギー吸収部材６Ａの小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の中心軸線３２に対して直交する平面（任意の平面）３５上の振幅が、一定に形成されている。また、図６は図５のエネルギー吸収部材６Ａの変形例のエネルギー吸収部材６Ｃであり、（１）は正面図、（２）は（１）の右側面図である。

すなわち、図６のエネルギー吸収部材６Ｃの小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の中心軸線３２に対して直交する平面（任意の平面）３５に対して角度α傾斜した平面３６上の振幅が一定に形成されている。図６のエネルギー吸収部材６Ｃのさらなる変形例として、図示はしないが、小振幅波形押圧面６２を、雄ねじのように螺旋状に形成してもよい。

車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。図１０（１）の衝撃エネルギー吸収特性図は、本発明の実施例１のエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの場合の、コラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す。横軸がロアーコラム３に対するアッパーコラム４のコラプスストロークである。縦軸が、アッパーコラム４のコラプスストローク時に、エネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃに対するアッパーコラム４の相対移動で生じるコラプス荷重である。

本発明の実施例１のエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの小振幅波形押圧面６２は、周期と振幅が一定に形成されている。従って、エネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃに対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によって、アッパーコラム４のコラプスストロークの全ての領域で、一定のコラプス荷重Ｆ１が生じる。

また、本発明の実施例１のエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の中心軸線３２に平行な方向に、アッパーコラム４及びロアーコラム３に対して複数の接触点がある。従って、通常の運転操作時や二次衝突の衝撃吸収時に、アッパーコラム４及びロアーコラム３の曲げ剛性が高い。

さらに、本発明の実施例１のエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｂ、６Ｃの小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１に線接触している。従って、二次衝突の衝撃吸収時の、コラプス荷重のバラツキが少なくなる。

図７は本発明の実施例２のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、図３相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。実施例２は、コラプスストローク開始後、コラプス荷重を極めて短時間で増大させるようにした例である。

図７に示すように、実施例２のステアリング装置においても、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１は、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の円筒形に形成され、コラプス移動範囲の形状が一定に形成されている。内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１には、中空円筒状のエネルギー吸収部材６Ｄが介挿されている。エネルギー吸収部材６Ｄは、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の中空円筒状に形成されている。

また、上記したエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｃと同様に、エネルギー吸収部材６Ｄの車体後方側（図７の右側）端部には、円環状の大径フランジ部６１、折り曲げ部６１１が形成され、大径フランジ部６１がロアーコラム３の車体後方側端面３３に当接して、車体前方側への移動が阻止されて、ロアーコラム３に対して取り付けられている。

エネルギー吸収部材６Ｄには、周期と振幅が一定で、かつ振幅の小さな小振幅波形押圧面６２と、周期と振幅が一定で、かつ振幅の大きな大振幅波形押圧面６４の二種類の波形押圧面が、全周に形成されている。小振幅波形押圧面６２は、車体後方側端部の大径フランジ部６１から車体前方側に向かって長さＬ１だけ延び、アッパーコラム４の車体前方側端面４５近傍まで形成されている。大振幅波形押圧面６４は、小振幅波形押圧面６２の車体前方端から車体前方側に向かって、長さＬ２だけ延びて形成されている。

この小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１に交互に押圧されるような振幅に形成されて、内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１に圧入されている。すなわち、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の振幅（図７に二点鎖線で示す）の二倍の寸法β２が、嵌合隙間５１の半径方向の寸法β１よりも若干大きく形成されている。また、大振幅波形押圧面６４の自由状態の時の振幅の二倍の寸法β３が、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の二倍の寸法β２よりも大きく形成されている。

図１０（２）の衝撃エネルギー吸収特性図は、本発明の実施例２のエネルギー吸収部材６Ｄの、コラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す。車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、実施例１と同様に、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。

コラプスストロークの開始時のコラプス荷重は、小振幅波形押圧面６２に対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によるコラプス荷重Ｆ１である。コラプスストロークの開始後、アッパーコラム４の車体前方側端面４５が、大振幅波形押圧面６４の車体後方端にすぐに当接する。

従って、大振幅波形押圧面６４が、アッパーコラム４の車体前方側端面４５及び外周面４１によってしごかれて塑性変形する。その結果、この大振幅波形押圧面６４の塑性変形荷重が加算されたコラプス荷重Ｆ２まで極めて短時間で増大し、その後のコラプス荷重は、コラプス荷重Ｆ２で一定になる。

他の例として、弾性係数の大きな材質のエネルギー吸収部材６Ｄを採用することも可能である。その場合、大振幅波形押圧面６４が、アッパーコラム４の車体前方側端面４５及び外周面４１によってしごかれると、大振幅波形押圧面６４が弾性変形する。その結果、この大振幅波形押圧面６４の弾性変形荷重が加算されたコラプス荷重Ｆ２まで一気に増大し、その後のコラプス荷重は、コラプス荷重Ｆ２で一定になる。

図８は本発明の実施例３のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、図３相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。実施例３は、コラプスストロークの途中でコラプス荷重が変化するようにした例であって、コラプス荷重が二段階（または複数段階）に変化するようにした例である。

図８に示すように、実施例３のステアリング装置においても、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１は、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の円筒形に形成され、コラプス移動範囲の形状が一定に形成されている。内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１には、中空円筒状のエネルギー吸収部材６Ｅが介挿されている。エネルギー吸収部材６Ｅは、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の中空円筒状に形成されている。

また、上記したエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｃと同様に、エネルギー吸収部材６Ｅの車体後方側（図８の右側）端部には、円環状の大径フランジ部６１、折り曲げ部６１１が形成され、大径フランジ部６１がロアーコラム３の車体後方側端面３３に当接して、車体前方側への移動が阻止されて、ロアーコラム３に対して取り付けられている。

エネルギー吸収部材６Ｅには、周期と振幅が一定で、振幅の小さな小振幅波形押圧面６２と、周期と振幅が一定で、振幅の大きな大振幅波形押圧面６４の二種類の波形押圧面が形成されている。小振幅波形押圧面６２は、車体後方側端部の大径フランジ部６１から車体前方側に向かって長さＬ３だけ延び、アッパーコラム４の車体前方側端面４５を大きく越えて形成されている。

すなわち、実施例３の小振幅波形押圧面６２の長さＬ３は、実施例１から実施例２の小振幅波形押圧面６２の長さＬ２よりも長く形成されている。大振幅波形押圧面６４は、小振幅波形押圧面６２の車体前方端から車体前方側に向かって長さＬ４だけ延びている。嵌合隙間５１の半径方向の寸法β１、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の振幅の二倍の寸法β２、大振幅波形押圧面６４の自由状態の時の振幅の二倍の寸法β３は、実施例２と同一である。

図１０（３）の衝撃エネルギー吸収特性図は、本発明の実施例３のエネルギー吸収部材６Ｅの、コラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す。車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、上記実施例と同様に、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。

コラプスストロークの開始時のコラプス荷重は、小振幅波形押圧面６２に対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によるコラプス荷重Ｆ１である。アッパーコラム４の車体前方側端面４５が大振幅波形押圧面６４に当接するまでは、一定のコラプス荷重Ｆ１が生じる。

アッパーコラム４がストロークＳ１（図８、図１０（３）参照）だけ車体前方側にコラプス移動すると、アッパーコラム４の車体前方側端面４５が大振幅波形押圧面６４の車体後方端に当接する。従って、大振幅波形押圧面６４が、アッパーコラム４の車体前方側端面４５及び外周面４１によってしごかれて塑性変形し、この大振幅波形押圧面６４の塑性変形荷重が加算されたコラプス荷重Ｆ２まで、短時間で増加し、その後のコラプス荷重は、コラプス荷重Ｆ２で一定になる。

本発明の実施例３のエネルギー吸収部材６Eの大振幅波形押圧面６４は、周期と振幅が一定に形成されている。変形例として、大振幅波形押圧面６４の振幅を一定に形成し、周期を変更（例えば短く）しても良い。周期を短くすれば、コラプスストロークの後半で、コラプス荷重を増加させることができる。

図９は本発明の実施例４のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、図３相当図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。実施例４は、コラプスストローク開始後、コラプス荷重を徐々に増大させるようにした例である。

図９に示すように、実施例４のステアリング装置においても、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１は、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の円筒形に形成され、コラプス移動範囲の形状が一定に形成されている。内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１には、中空円筒状のエネルギー吸収部材６Ｆが介挿されている。エネルギー吸収部材６Ｆは、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の中空円筒状に形成されている。

また、上記したエネルギー吸収部材６Ａ、６Ｃと同様に、エネルギー吸収部材６Ｆの車体後方側（図９の右側）端部には、円環状の大径フランジ部６１、折り曲げ部６１１が形成され、大径フランジ部６１がロアーコラム３の車体後方側端面３３に当接して、車体前方側への移動が阻止されて、ロアーコラム３に対して取り付けられている。

エネルギー吸収部材６Ｆには、周期と振幅が一定で振幅の小さな小振幅波形押圧面６２と、車体前方側に向かって、角度θで振幅が徐々に増大する振幅漸増波形押圧面６５の二種類の波形押圧面が形成されている。小振幅波形押圧面６２は、車体後方側端部の大径フランジ部６１から車体前方側に向かって長さＬ１だけ延び、アッパーコラム４の車体前方側端面４５近傍まで形成されている。

振幅漸増波形押圧面６５は、小振幅波形押圧面６２の車体前方端から車体前方側に向かって長さＬ２だけ、かつ、ロアーコラム３の中心軸線３２に向かって互いに接近するように、角度θで延びている。角度θは一定角度に限定されるものではない。例えば、振幅漸増波形押圧面６５が車体前方側に向かうに従って、角度θが、複数の角度（θ１〜θｎ）で変化するようにすれば、さらに理想的なコラプス荷重を得ることができる。

嵌合隙間５１の半径方向の寸法β１、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の振幅の二倍の寸法β２は、上記実施例と同一である。振幅漸増波形押圧面６５の自由状態の時の最大振幅（車体前方端の振幅）の二倍の寸法β４は、実施例２から実施例３よりも大きく設定している。

図１０（４）の衝撃エネルギー吸収特性図は、本発明の実施例４のエネルギー吸収部材６Ｆの、コラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す。車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、上記実施例と同様に、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。

コラプスストロークの開始時のコラプス荷重は、小振幅波形押圧面６２に対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によるコラプス荷重Ｆ１である。コラプスストロークの開始後、アッパーコラム４の車体前方側端面４５が振幅漸増波形押圧面６５に極めて短時間で当接するため、振幅漸増波形押圧面６５が、アッパーコラム４の車体前方側端面４５及び外周面４１によってしごかれて塑性変形する。

アッパーコラム４のコラプストロークが増加すると、振幅漸増波形押圧面６５の振幅が徐々に増大するため、振幅漸増波形押圧面６５の塑性変形量も増加する。その結果、この塑性変形荷重が加算されたコラプス荷重Ｆ３まで徐々に増大し、その後のコラプス荷重は、コラプス荷重Ｆ３で一定になる。

本発明の実施例４のエネルギー吸収部材６Fの振幅漸増波形押圧面６５の振幅は、車体前方側に向かって徐々に増大している。変形例として、振幅漸増波形押圧面６５の振幅を一定に形成し、周期を変更（例えば短く）しても良い。周期を短くすれば、コラプスストロークの後半で、コラプス荷重を増加させることができる。

図１１は本発明の実施例５のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、（１）は図３相当図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例５は、中空円筒の一部を構成する円弧状のエネルギー吸収部材を、内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１に、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有して、複数介挿した例である。

図１１及び図１２に示すように、実施例５のエネルギー吸収部材は、４個の同一形状のエネルギー吸収部材６Ｇ０１、６Ｇ０２、６Ｇ０３、６Ｇ０４で構成している。すなわち、個々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、ロアーコラム３の中心軸線３２と同心の中空円筒の一部を構成する円弧状に形成されている。そして、個々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１に介挿され、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有して、等角度間隔に介挿されている。

すなわち、実施例５のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、実施例１の中空円筒状のエネルギー吸収部材６Ａを、図１１（２）で見て、ロアーコラム３の中心軸線３２に対して平行で、中心軸線３２を挟んで対称位置に配置され、間隔がＷの、各々二個で一組の対称平面３７１、３７２、及び、３８１、３８２に沿って切り取った形状を有している。

従って、各々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の車体後方側（図１１（１）の右側）端部には、円環を幅Ｗで切り取った形状の部分フランジ部６６が形成され、部分フランジ部６６は、ロアーコラム３の外周面３４よりも半径方向外側に若干突出している。また、部分フランジ部６６はロアーコラム３の車体後方側端面３３に当接している。

部分フランジ部６６の半径方向外側には、ロアーコラム３の外周面３４に沿って車体前方側に折り曲げた折り曲げ部６６１が形成されている。従って、各々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、車体前方側への移動が阻止されて、ロアーコラム３に取り付けられている。

各々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４には、周期と振幅が一定の小振幅波形押圧面６２が全周に形成されている。この小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１に交互に押圧されるような振幅に形成されて、内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１に圧入されている。すなわち、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の振幅（図１１（１）に二点鎖線で示す）の二倍の寸法β２が、嵌合隙間５１の半径方向の寸法β１よりも若干大きく形成されている。

図１１（２）で見て、１２時の位置に介挿されたエネルギー吸収部材６Ｇ０１とその周辺は、側面視で表し、それ以外のエネルギー吸収部材６Ｇ０２から６Ｇ０４とその周辺は、小振幅波形押圧面６２の位置で切断した状態で表している。図１２は、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の詳細な形状を示し、エネルギー吸収部材６Ｇ０１を代表として示した部品図である。すなわち、図１２（１）は平面図、（２）は（１）の正面図、（３）は（２）の右側面図、（４）は（１）のＢ−Ｂ断面図、（５）は（４）のＣ−Ｃ断面図である。

図１１及び図１２に示すように、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の中心軸線３２に対して直交する平面上の振幅が一定に形成されている。変形例として、図示はしないが、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の小振幅波形押圧面６２は、ロアーコラム３の中心軸線３２に対して直交する平面に対して、所定の角度だけ傾斜した平面上の振幅が一定になるように形成してもよい。

車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。本発明の実施例５のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の小振幅波形押圧面６２は、周期と振幅が一定に形成されているため、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４に対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によって、実施例１のエネルギー吸収部材６Ａの場合と同様に、一定のコラプス荷重が生じる。

実施例５のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有している。従って、図１１（２）に示すように、ロックキー７等の突起物がロアーコラム３等にあっても、突起物を回避してエネルギー吸収部材を配置することが可能となるため、エネルギー吸収部材の配置の自由度が向上し、好ましい。また、実施例５では、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、等角度間隔に介挿されているが、不等角度間隔でもよい。さらに、エネルギー吸収部材の数も任意の複数個あればよい。

実施例５のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の小振幅波形押圧面６２は、周期と振幅が一定に形成されている。変形例として、実施例３及び実施例４の大振幅波形押圧面６４及び振幅漸増波形押圧面６５と同様に、小振幅波形押圧面６２のコラプスストロークの後半の周期を変更（例えば短く）しても良い。周期を短くすれば、コラプスストロークの後半で、コラプス荷重を増加させることができる。

図１３は本発明の実施例６のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、（１）は図３相当図、（２）は（１）のＤ−Ｄ断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、上記実施例と同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例６は、実施例５の変形例であって、４個のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の端部を、連結部材で連結した例である。図１３に示すように、実施例６のエネルギー吸収部材は、実施例５と同様に、４個の円弧状の同一形状のエネルギー吸収部材６Ｇ０１、６Ｇ０２、６Ｇ０３、６Ｇ０４で構成され、内周面３１と外周面４１との間の円筒状の嵌合隙間５１に介挿され、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有して、等角度間隔に介挿されている。

各々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の車体後方側（図１３（１）の右側）端部は、実施例１と同一形状の大径フランジ部（円環状の連結部材）６１によって一体的に連結されている。この大径フランジ部６１は、ロアーコラム３の外周面３４の外径寸法よりも若干大径で、ロアーコラム３の車体後方側端面３３に当接している。

大径フランジ部６１の外周には、ロアーコラム３の外周面３４に沿って車体前方側に折り曲げた折り曲げ部６１１が形成されている。従って、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、車体前方側への移動が阻止されて、ロアーコラム３に対して取り付けられている。

各々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４に形成された、周期と振幅が一定の小振幅波形押圧面６２、小振幅波形押圧面６２が自由状態の時の振幅（図１３（１）に二点鎖線で示す）の二倍の寸法β２、嵌合隙間５１の半径方向の寸法β１は、実施例５と同一である。

図１３（２）で見て、１２時の位置に介挿されたエネルギー吸収部材６Ｇ０１とその周辺は、側面視で表し、それ以外のエネルギー吸収部材６Ｇ０２から６Ｇ０４とその周辺は、小振幅波形押圧面６２の位置で切断した状態で表している。

車両が衝突して、運転者がステアリングホイール１０３に二次衝突すると、アッパーコラム４がロアーコラム３に対して、車体前方側にコラプス移動する。本発明の実施例６のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の小振幅波形押圧面６２は、周期と振幅が一定に形成されている。従って、エネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４に対するアッパーコラム４の外周面４１の摩擦抵抗によって、実施例５のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の場合と同様に、一定のコラプス荷重が生じる。

実施例６のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４は、車体後方側端部が、大径フランジ部（円環状の連結部材）６１によって一体的に連結されている。従って、各々のエネルギー吸収部材６Ｇ０１から６Ｇ０４の間の間隔が正確に維持されると共に、部品個数が削減されるため、組み付け作業が容易になる。また、実施例５と同様に、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有している。従って、図１３（２）に示すように、ロアーコラム３にロックキー７等の突起物があっても、突起物を回避してエネルギー吸収部材を配置することが可能となるため、エネルギー吸収部材の配置の自由度が向上し、好ましい。

本発明の上記実施例のステアリング装置では、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１は、コラプス移動範囲の形状が一定でよい。従って、ロアーコラム３及びアッパーコラム４の加工が容易となり、さらには、鋼管素材の内周面及び外周面を加工無しで使用することも可能となるため、製造コストを削減することが可能となる。

また、嵌合隙間５１に介挿するエネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅を変えることで、コラプス移動ストロークの途中で、コラプス荷重を変化させることが可能となる。従って、所望のコラプス荷重特性を備えたステアリング装置を得ることが容易となる。

上記実施例では、ロアーコラム３の内周面３１及びアッパーコラム４の外周面４１は、円筒形に形成されているが、円筒形に限定されるものではなく、正方形や矩形等、任意の断面の筒形状であればよい。

また、上記実施例のエネルギー吸収部材６Ａから６Ｆ、６Ｇ０１から６Ｇ０４、上記ロアーコラム３の内周面３１、上記アッパーコラム４の外周面４１のうちの少なくともいずれか一方に低摩擦材を被覆すれば、摩擦係数が大きくなり、より大きな衝撃エネルギー吸収特性が得られるので好ましい。

さらに、上記実施例では、ロアーコラム３がアウターコラム、アッパーコラム４がインナーコラムで構成されているが、ロアーコラム３をインナ−コラム、アッパーコラム４をアウターコラムにしてもよい。

本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。 本発明の実施例１のステアリング装置の要部を示す一部を断面した正面図である。 図２のＰ部拡大断面図である。 図３の変形例である。 図３のエネルギー吸収部材単体を示す部品図である。 図５のエネルギー吸収部材単体の変形例を示す部品図である。 本発明の実施例２のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、図３相当図である。 本発明の実施例３のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、図３相当図である。 本発明の実施例４のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、図３相当図である。 本発明の実施例１から実施例４のエネルギー吸収部材の、コラプスストロークとコラプス荷重との関係を示す、衝撃エネルギー吸収特性図である。 本発明の実施例５のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、（１）は図３相当図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図である。 図１１のエネルギー吸収部材単体を示す部品図であって、（１）は平面図、（２）は（１）の正面図、（３）は（２）の右側面図、（４）は（１）のＢ−Ｂ断面図、（５）は（４）のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の実施例６のステアリング装置の要部を示す拡大断面図であって、（１）は図３相当図、（２）は（１）のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

１０１ ステアリング装置
１０２ ステアリングシャフト
１０２Ａ 上部ステアリングシャフト
１０２Ｂ 下部ステアリングシャフト
１０３ ステアリングホイール
１０４ ユニバーサルジョイント
１０５ 中間シャフト
１０６ ユニバーサルジョイント
１０７ ステアリングギヤ
１０８ タイロッド
１１ 車体
２ 車体取付けブラケット
２１ 上板
３ ロアーコラム
３１ 内周面
３２ 中心軸線
３３ 車体後方側端面
３４ 外周面
３５ 中心軸線に対して直交する平面（中心軸線に対して直交する任意の平面）
３６ 傾斜した平面
３７１、３７２、３８１、３８２ 対称平面
４ アッパーコラム
４１ 外周面
４２ 内周面
４３、４４ 軸受
４５ 車体前方側端面
５１ 嵌合隙間
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ エネルギー吸収部材
６Ｇ０１、６Ｇ０２、６Ｇ０３、６Ｇ０４ エネルギー吸収部材
６１ 大径フランジ部（円環状の連結部材）
６１１ 折り曲げ部
６２ 小振幅波形押圧面
６３ 小径フランジ部
６３１ 折り曲げ部
６４ 大振幅波形押圧面
６５ 振幅漸増波形押圧面
６６ 部分フランジ部
６６１ 折り曲げ部
７ ロックキー

Claims (12)

1. 車体後方側に配置され、所定値以上の衝撃荷重が作用した時に車体前方側に移動可能なアッパーコラム、
   上記アッパーコラムに回動可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なステアリングシャフト、
   車体前方側に配置され、車体後方側が上記アッパーコラムにコラプス移動可能に嵌合するロアーコラム、
   上記アッパーコラム及びロアーコラムの相対的にコラプス移動可能な嵌合部に形成され、コラプス移動範囲の形状が各々一定に形成された外周面及び内周面、
   上記外周面と内周面との間の嵌合隙間に介挿され、外周面及び内周面に交互に押圧される波形押圧面を有するとともに、アッパーコラムまたはロアーコラムのうちのいずれか一方に相対的にコラプス移動不能に取り付けられ、アッパーコラムとロアーコラムとの間の相対的なコラプス移動に伴う摩擦抵抗、塑性変形、または、弾性変形のうちの少なくともいずれか一方によって衝撃荷重を吸収するエネルギー吸収部材を備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅は、上記ロアーコラムに対するアッパーコラムのコラプス移動ストロークの始端から終端まで一定であること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅は、上記ロアーコラムに対するアッパーコラムのコラプス移動ストロークの始端側よりも終端側が大きいこと
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材の波形押圧面の振幅は、上記ロアーコラムに対するアッパーコラムのコラプス移動ストロークの始端側から終端側に向かって徐々に増大すること
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線と同心で、単一の中空円筒状に形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
6. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線と同心の中空円筒の一部を構成する円弧状に形成され、上記外周面と内周面との間の嵌合隙間に、隣接するエネルギー吸収部材に対して円周方向に所定の隙間を有して複数介挿されていること
   を特徴とするステアリング装置。
7. 請求項６に記載されたステアリング装置において、
   上記複数のエネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線方向の端部が円環状の連結部材によって結合されていること
   を特徴とするステアリング装置。
8. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線と同心の中空円筒の一部を構成する円弧状に形成され、上記外周面と内周面との間の嵌合隙間に等角度間隔に複数介挿されていること
   を特徴とするステアリング装置。
9. 請求項８に記載されたステアリング装置において、
   上記複数のエネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線方向の端部が円環状の連結部材によって結合されていること
   を特徴とするステアリング装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
    上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線に対して直交する平面上の振幅が一定であること
    を特徴とするステアリング装置。
11. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
    上記エネルギー吸収部材は、上記ロアーコラム及びアッパーコラムの中心軸線に対して直交する平面に対して所定角度傾斜した平面上の振幅が一定であること
    を特徴とするステアリング装置。
12. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
    上記エネルギー吸収部材、上記外周面、または、上記内周面のうちの少なくともいずれか一方には低摩擦材が被覆されていること
    を特徴とするステアリング装置。

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