JP2009120133A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータによってテレスコピック位置を調整するステアリング装置において、二次衝突時の衝撃エネルギー吸収特性を安定させる。
【解決手段】二次衝突時に運転者がステアリングホイール１０３に衝突すると、剪断ピン７３が剪断し、駆動ロッド５３と結合フランジ７との結合が解除される。その結果、駆動ロッド５３を残して、アッパーコラム４が結合フランジ７と共に車体前方側に移動する。結合フランジ７の車体前方側端面７５がロアーコラム３の車体後方側端面３４に当接して、結合フランジ７の車体前方側への移動が阻止される。そのため、アッパーコラム４は締め付けリング７４の摩擦力に抗して車体前方側にコラプス移動し、アッパーコラム４と締め付けリング７４との間の摩擦力によって、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収して、運転者の安全を確保する。
【選択図】図６

Description

本発明はステアリング装置、特に、運転者の体格や運転姿勢に応じて、電動アクチュエータ等を動力源として、ステアリングホイールのテレスコピック位置を調整することができるテレスコピック位置調整式のステアリング装置であって、二次衝突時に運転者に加わる衝撃を緩和するようにしたステアリング装置に関する。

運転者の体格や運転姿勢に応じてステアリングホイールの前後方向位置を調整する為の装置として、テレスコピック式ステアリング装置と呼ばれるステアリング装置がある。また、ステアリングホイールの前後方向位置と上下方向位置の両方の位置を調整する為の装置として、チルト・テレスコピック式ステアリング装置と呼ばれるステアリング装置がある。

また、ステアリングホイールの位置調整を、スイッチ操作に基づいて電動アクチュエータにより行なう、ステアリングホイールの電動式位置調整装置も、従来から広く使用されている。

従来構造のテレスコピック位置を調整するステアリングホイールの電動式位置調整装置は、車体前方側に配置されたロアーコラムに、車体後方側に配置されたアッパーコラムの車体前方側を嵌合する事により、全長を伸縮自在とした伸縮式ステアリング装置である。このうちのアッパーコラムの車体後方側寄り部分に固定した結合フランジに、駆動ロッドの車体後方側端部を結合している。

また、この駆動ロッドの車体前方側に設けた雄ねじ部と、上記ロアーコラムの外周面に固定されたギヤボックス内に回転のみ自在に設けられて、電動アクチュエータにより所望の方向に回転するナットとを螺合させて、送りねじ機構を構成している。

ステアリングホイールの前後方向位置を調整する際には、この送りねじ機構により上記アッパーコラムを軸方向に押し引きして、アッパーコラムを伸縮させ、ステアリングホイールの前後位置を調整している。

電動式のステアリングホイールの前後位置調整装置の構成及び作用は上述の通りであるが、衝突事故の際に運転者の保護を図る面から、上記駆動ロッドの存在に拘らず、上記ステアリングホイールを車体前方側に変位させる為の構造が必要になる。

即ち、衝突事故の際には、自動車が他の自動車等に衝突する、いわゆる一次衝突に続いて、運転者の身体（主として胸部若しくは頭部）がステアリングホイールにぶつかる、いわゆる二次衝突が発生する。この二次衝突の際、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する為には、駆動ロッドがロアーコラムとアッパーコラムとの間で突っ張ることなく、二次衝突に伴って、ステアリングホイールが車体前方側に円滑に変位する構造が必要である。

特許文献１のステアリング装置は、アッパーコラムと結合フランジとの間、または、駆動ロッドと結合フランジとの間を、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収部材によって相対移動可能に連結している。これによって、駆動ロッドがロアーコラムとアッパーコラムとの間で突っ張ることなく、二次衝突に伴って、ステアリングホイールが車体前方側に変位するようにしたものである。

すなわち、図１１に示す特許文献１のステアリング装置は、駆動ロッドと結合フランジとの間を、エネルギー吸収部材によって相対移動可能に連結したものである。図１１に示すように、ロアーコラム３の内周にアッパーコラム４がテレスコピック位置調整（ロアーコラム３の中心軸線に平行に摺動）可能に嵌合している。

アッパーコラム４には、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１１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、車輪の操舵角を変えることができる。

ロアーコラム３の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構５が取付けられている。また、ロアーコラム３の下面には、ロアーコラム３及びアッパーコラム４の中心軸線に平行に円柱状の駆動ロッド５３が配置され、この駆動ロッド５３の車体前方側に、円柱状の送りねじ軸５３Ａが形成されている。

ロアーコラム３下面のギヤボックス３３に取り付けられた図示しないテレスコ用モータでウォーム５２を回転し、ウォームホイール５４を介して、送りねじ軸５３Ａに螺合する送りナット５５を回転させ、駆動ロッド５３を往復移動して、アッパーコラム４をテレスコピック位置調整する。

この駆動ロッド５３の往復移動をアッパーコラム４に伝達するために、駆動ロッド５３とアッパーコラム４は、結合フランジ７によって連結されている。すなわち、アッパーコラム４に結合フランジ７の車体上方側が固定されている。

結合フランジ７の車体下方側に形成された小径円筒状の貫通孔７２には、駆動ロッド５３の車体後方端が適度の嵌合で内嵌し、駆動ロッド５３の車体後方端の外周と結合フランジ７の貫通孔７２との間には、環状の締め付けリング７４が介挿されている。

締め付けリング７４は、ばね鋼の薄板を環状に形成し、環状部に等角度間隔に波形形状の凹凸部を形成したものである。この締め付けリング７４を、駆動ロッド５３の車体後方端の外周と結合フランジ７の貫通孔７２との間に圧入して介挿すると、締め付けリング７４の凸部が、駆動ロッド５３の車体後方端の外周と結合フランジ７の貫通孔７２に当接して弾性変形する。

その結果、駆動ロッド５３の車体後方端の外周を、締め付けリング７４の内周側の凸部で、所定の締め付け力で締め付ける。すなわち、締め付けリング７４は、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収して、運転者の安全を確保するエネルギー吸収部材を構成している。

従って、二次衝突時に運転者がステアリングホイール１０３に衝突し、ステアリングホイール１０３に車体前方側に大きな衝撃荷重が加わると、その衝撃力が、アッパーコラム４から結合フランジ７に伝達される。

結合フランジ７はアッパーコラム４とともに、締め付けリング７４の摩擦力に抗して車体前方側にコラプス移動し、駆動ロッド５３と締め付けリング７４との間の摩擦力によって、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収して、運転者の安全を確保している。

しかし、特許文献１のステアリング装置は、図１１に示すように、アッパーコラム４の軸心と駆動ロッド５３の軸心が距離Ｌだけ離れている。従って、駆動ロッド５３と締め付けリング７４との間の摩擦力Ｆ１によって、結合フランジ７には、結合フランジ７を傾ける方向の曲げモーメントＭ１が作用するため、衝撃エネルギー吸収特性が安定しない場合がある。

また、運転者がステアリングホイール１０３に衝突した時の衝撃力Ｆ２によって、アッパーコラム４には、アッパーコラム４の軸心に直交する車体上方側への分力ＦＹが作用する。そのため、アッパーコラム４を車体上方側に傾ける方向の曲げモーメントＭ２が作用し、結合フランジ７が傾けられて、衝撃エネルギー吸収特性が安定しない場合がある。

特開２００７−３０５２７号公報

本発明は、アクチュエータによってテレスコピック位置を調整するステアリング装置において、二次衝突時の衝撃エネルギー吸収特性が安定するようにした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、車体に固定可能なロアーコラム、上記ロアーコラムにテレスコピック移動可能に嵌合されたアッパーコラム、上記アッパーコラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、上記ロアーコラムに取り付けられたアクチュエータ、上記アクチュエータによって駆動され、上記アッパーコラムの中心から離れた位置で、上記テレスコピック移動方向と平行な方向に移動可能な駆動ロッド、上記アッパーコラムに外嵌合した結合フランジ、上記駆動ロッドと結合フランジとを連結するとともに、二次衝突時の衝撃荷重によって両者を離脱可能とする連結部材、及び、上記アッパーコラムと結合フランジとの間に介在し、結合フランジが上記ロアーコラムの端部に阻まれることにより相対的にアッパーコラムに対して移動する間に、エネルギーの吸収が行われ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は、上記アッパーコラムと結合フランジの貫通孔との間に挿入されるリングであって、環状の薄板に波形形状の凸部を有し、この凸部の半径方向の弾性変形によって、上記アッパーコラムと結合フランジの貫通孔との間に所定の締め付け力を付与する締め付けリング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２番目の発明のステアリング装置において、上記連結部材は、剪断ピンである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３番目の発明のステアリング装置において、上記結合フランジとロアーコラムとの間には緩衝ストッパが介装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５番目の発明は、第２番目の発明のステアリング装置において、上記駆動ロッドと結合フランジを連結する連結部材は、車体前方側に開口した切り欠き溝とこの切り欠き溝に挿入して締め付けられたボルトとを有しており、二次衝突時の衝撃荷重で、上記ボルトが上記切り欠き溝から車体前方側に抜け出すことにより離脱するものであ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は、ロアーコラムに取り付けられたアクチュエータによって駆動され、アッパーコラムの中心から離れた位置で、テレスコピック移動方向と平行な方向に移動可能な駆動ロッドと、アッパーコラムに外嵌合した結合フランジと、駆動ロッドと結合フランジとを連結するとともに、二次衝突時の衝撃荷重によって両者を離脱可能とする連結部材と、アッパーコラムと結合フランジとの間に介在し、結合フランジがロアーコラムの端部に阻まれることにより相対的にアッパーコラムに対して移動する間に、エネルギーの吸収が行われるエネルギー吸収部材で構成している。

従って、二次衝突時に、結合フランジは駆動ロッドから離脱して、結合フランジと駆動ロッドとの間には曲げモーメントが作用しないため、結合フランジはアッパーコラムの軸線に対してこじられない。従って、アッパーコラムの車体前方側へのコラプス移動が円滑に行われ、アッパーコラムとエネルギー吸収部材との間での衝撃エネルギー吸収特性が安定する。

以下の実施例では、ステアリングホイールの上下方向位置と前後方向位置の両方の位置を調整する、チルト・テレスコピック式の電動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。

図１は本発明の実施例１の電動ステアリング装置１０１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。電動ステアリング装置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。

図２は本発明の実施例１の電動ステアリング装置１０１の要部を示す側面図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図であって、チルト駆動機構の要部を示す。図４は本発明の実施例１の電動ステアリング装置の要部を示し、（１）は縦断面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ断面図である。

図５は、二次衝突時に結合フランジがロアーコラムに当接した状態を示す本発明の実施例１の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。図６は、二次衝突時にアッパーコラムが結合フランジから離脱して車体前方側に移動した状態を示す本発明の実施例１の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。

図２から図６に示すように、本発明の電動ステアリング装置１０１は、車体取付けアッパーブラケット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。

車体後方側の車体取付けアッパーブラケット２は、その上板２１が車体１１に固定されている。ロアーコラム３の車体前方側端部にはブラケット３１が一体的に形成され、このブラケット３１と車体取付けロアーブラケット１２とがチルト中心軸３２によって連結されている。

車体取付けロアーブラケット１２は車体１１に固定されている。このチルト中心軸３２を支点として、中空円筒状のロアーコラム３の車体前方側端部が、車体１１に、チルト位置調整（図２の紙面に平行な平面内で揺動）可能に軸支されている。

図４に示すように、アッパーコラム４は、車体前方側の大径部４１と車体後方側の小径部４２で構成され、大径部４１と小径部４２の軸方向の長さ（車体前後方向の長さ）は、ほぼ同一長さに形成されている。ロアーコラム３の内周には、アッパーコラム４の大径部４１がテレスコピック位置調整（ロアーコラム３の中心軸線に平行に摺動）可能に嵌合している。

アッパーコラム４には、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から図３に示すように、車体取付けアッパーブラケット２の上板２１には、上板２１から下方に平行に延びる左側板２２と右側板２３が形成されている。左側板２２、右側板２３の内側面に、ロアーコラム３の左右の側面がチルト摺動可能に挟持されている。

また、左側板２２、右側板２３の下端は下板２４によって連結され、上板２１、左側板２２、右側板２３、下板２４によって閉じた矩形形状を形成し、車体取付けアッパーブラケット２の剛性を向上させている。

ロアーコラム３の下面外周には、テレスコ位置調整を行うテレスコ駆動機構５（図２、図４参照）が取付けられている。また、車体取付けアッパーブラケット２の右側板２３の下方には、チルト位置調整を行うチルト駆動機構６（図２、図３参照）が取付けられている。

図２、図３に示すように、チルト駆動機構６用のチルト用モータ６１の図示しない出力軸に連結されたウォーム６２が、送りねじ軸６３（図３参照）の下方に取付けられたウォームホイール６４に噛み合って、チルト用モータ６１の回転を送りねじ軸６３に伝達している。

送りねじ軸６３は、チルト用モータ６１の中心軸線に対して垂直（図２、図３の上下方向）に延び、その上端と下端が、軸受６３１、６３２によって車体取付けアッパーブラケット２に回転可能に軸支されている。送りねじ軸６３の外周に形成された雄ねじには、送りナット６５が螺合している。

送りナット６５には、チルト駆動力伝達突起６５１が一体的に形成されている。このチルト駆動力伝達突起６５１は、ロアーコラム３の中心軸線に向かって突出し、ロアーコラム３に形成された係合孔６６に、チルト駆動力伝達突起６５１の先端が嵌入している。

送りねじ軸６３が回転すると、送りナット６５及びチルト駆動力伝達突起６５１は、垂直方向に直線運動を行う。チルト中心軸３２を支点として、ロアーコラム３がチルト位置調整時に円弧状の軌跡に沿って揺動するので、係合孔６６は図３の紙面に垂直方向の長孔に形成されていて、送りナット６５の垂直方向の直線運動との位置の誤差を吸収している。

この電動ステアリング装置１０１で、ステアリングホイール１０３のチルト位置を調整する必要が生じると、運転者は図示しないスイッチを操作して、チルト用モータ６１を正逆いずれかの方向に回転させる。すると、チルト用モータ６１の回転によって送りねじ軸６３が回転し、送りナット６５が直線運動を行う。

すると送りナット６５と一体のチルト駆動力伝達突起６５１が直線運動を行う。チルト駆動力伝達突起６５１はロアーコラム３の係合孔６６に係合しているから、ロアーコラム３は、チルト中心軸３２を支点として上方または下方にチルト移動する。

図２、図４に示すように、ロアーコラム３の下面には、ロアーコラム３及びアッパーコラム４の中心軸線に平行に円柱状の駆動ロッド５３が配置され、この駆動ロッド５３の車体前方側に、円柱状の送りねじ軸５３Ａが形成されている。

ロアーコラム３の車体前方側の下面に取り付けられたギヤボックス３３には、テレスコ用モータ（アクチュエータ）５１が取付けられている。テレスコ用モータ５１の図示しない出力軸に取付けられたウォーム５２の回転が、ウォームホイール５４に伝達され、送りねじ軸５３Ａに螺合する送りナット５５を回転させる。

送りナット５５は、ウォームホイール５４の中心部にねじ孔を形成する事により、このウォームホイール５４と一体に設けている。送りナット５５は、軸受５６Ａ、５６Ｂによって、ギヤボックス３３に回転可能に軸承されている。軸受５６Ａ、５６Ｂは、ギヤボックス３３にねじ込まれたベアリングキャップ５７によって、スラスト方向の位置が固定されている。

この送りナット５５の回転で駆動ロッド５３を往復移動（図２、図４の左右方向の移動）して、アッパーコラム４をテレスコピック位置調整する。ロアーコラム３から車体下方側に突出して形成されたフランジ３５には、ロアーコラム３の中心軸線に平行にガイド孔３５１が形成され、駆動ロッド５３の車体後方側が、このガイド孔３５１によって案内される。

この駆動ロッド５３の往復移動をアッパーコラム４に伝達するために、駆動ロッド５３とアッパーコラム４は、結合フランジ７によって連結されている。すなわち、アッパーコラム４の小径部４２の外周４２１の車体前方側には、結合フランジ７の車体上方側に形成された円筒状の貫通孔７１が緩く外嵌合している。また、結合フランジ７の車体下方側に形成された小径円筒状の貫通孔７２には、駆動ロッド５３の車体後方端が適度の嵌合で内嵌している。

駆動ロッド５３の車体後方端は、結合フランジ７の車体下方側から挿入された剪断ピン７３によって、結合フランジ７に連結されている。この剪断ピン７３が、駆動ロッド５３と結合フランジ７を、二次衝突時の第１の衝撃荷重で離脱可能に連結する連結部材を構成している。図４（１）、（２）に示すように、アッパーコラム４の外周４２１と結合フランジ７の貫通孔７１との間には、環状の締め付けリング７４が介挿されてている。

締め付けリング７４は、ばね鋼の薄板を環状に形成し、環状部に等角度間隔に波形形状の凹凸部を形成したものである。この締め付けリング７４を、アッパーコラム４の外周４２１と結合フランジ７の貫通孔７１との間に圧入して介挿する。

すると、締め付けリング７４の凸部が、アッパーコラム４の外周４２１と結合フランジ７の貫通孔７１に当接して弾性変形し、アッパーコラム４の外周４２１を、締め付けリング７４の内周側の凸部で、所定の締め付け力で締め付ける。すなわち、締め付けリング７４は、アッパーコラム４と結合フランジ７との間に介在し、結合フランジ７がロアーコラム３の端部（車体後方側端面３４）に阻まれることにより、相対的にアッパーコラム４に対して移動する間に、二次衝突時の衝撃エネルギーの吸収が行われるエネルギー吸収部材を構成している。

締め付けリング７４の凸部の半径方向の高さ、凸部の円周方向の間隔（ピッチ）、ばね鋼の板厚を適度に設定し、アッパーコラム４の外周４２１が締め付けリング７４に沿って車体前方側にコラプス移動するのに必要な摩擦力（コラプス荷重）を決定する。このコラプス荷重（第２の衝撃荷重）は、二次衝突時の衝撃力で剪断ピン７３が剪断する剪断荷重（第１の衝撃荷重）よりも大きな値に設定される。

従って、二次衝突時に運転者がステアリングホイール１０３に衝突し、ステアリングホイール１０３に車体前方側に大きな衝撃荷重が加わると、その衝撃力が、アッパーコラム４、結合フランジ７を介して剪断ピン７３に伝達され、剪断ピン７３が剪断する。

剪断ピン７３が剪断すると、駆動ロッド５３と結合フランジ７との結合が解除される。その結果、駆動ロッド５３をその場所に残したままで、アッパーコラム４が結合フランジ７と共に車体前方側に移動する。

結合フランジ７が車体前方側に移動すると、図５に示すように、結合フランジ７の車体前方側端面７５がロアーコラム３の車体後方側端面３４に当接して、結合フランジ７の車体前方側への移動が阻止される。

そのため、図６に示すように、アッパーコラム４は締め付けリング７４の摩擦力に抗して車体前方側にコラプス移動し、アッパーコラム４と締め付けリング７４との間の摩擦力によって、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収して、運転者の安全を確保する。

上記したように、結合フランジ７は駆動ロッド５３との結合が解除されているため、結合フランジ７と駆動ロッド５３との間には、曲げモーメントは作用しない。また、結合フランジ７の車体前方側端面７５は、ロアーコラム３の車体後方側端面３４に当接しているため、傾きが規制される。

そのため、アッパーコラム４のコラプス移動時に、結合フランジ７はアッパーコラム４の軸線に対して傾かない（こじられない）。従って、アッパーコラム４の車体前方側へのコラプス移動が円滑に行われ、アッパーコラム４と締め付けリング７４との間の摩擦力による衝撃エネルギー吸収特性が安定し、コラプス荷重が安定する。

また、結合フランジ７よりも車体後方側をアッパーコラム４のコラプスストロークとして使用している。従って、結合フランジ７をロアーコラム３に接近して配置できるため、運転者のひざ周辺のスペースが広く確保され、一次衝突時及び二次衝突時の、運転者のひざへの衝撃が軽減される。

次に本発明の実施例２について説明する。図７は本発明の実施例２の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。図８は図７のＰ矢視図、図９は図７のＱ矢視図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例１は、駆動ロッド５３と結合フランジ７の連結部材を剪断ピン７３で構成したが、実施例２は、駆動ロッド５３と結合フランジ７の連結部材をブラケットで構成した例を示す。

図７から図９に示すように、駆動ロッド５３の往復移動をアッパーコラム４に伝達するために、駆動ロッド５３とアッパーコラム４は、結合フランジ７によって連結されている。すなわち、アッパーコラム４の小径部４２の外周４２１の車体前方側には、結合フランジ７の車体上方側に形成された円筒状の貫通孔７１が緩く外嵌合し、アッパーコラム４の外周４２１と結合フランジ７の貫通孔７１との間に、実施例１と同一形状の締め付けリング７４が介挿されている。

締め付けリング７４は、実施例１と同様に、アッパーコラム４の外周４２１を、締め付けリング７４の内周側の凸部で、所定の締め付け力で締め付け、結合フランジ７がロアーコラム３の端部（車体後方側端面３４）に阻まれることにより、相対的にアッパーコラム４に対して移動する間に、二次衝突時の衝撃エネルギーの吸収が行われるエネルギー吸収部材を構成している。

また、結合フランジ７の車体下方側に形成された下面７６は、駆動ロッド５３の車体後方側端面５３Ｂとブラケット７７によって連結されている。ブラケット７７はＬ字形に形成され、垂直辺７７１が駆動ロッド５３の車体後方側端面５３Ｂにボルト７７３で固定されている。

また、ブラケット７７の水平辺７７２には、図８、図９に示すように、車体前方側が開口した二個の切欠き溝７７５が形成され、この切欠き溝７７５に車体下方側からボルト７７４を挿入して、適度な締付け力でねじ込み、結合フランジ７の下面７６に、ブラケット７７の水平辺７７２を連結している。

このブラケット７７が、駆動ロッド５３と結合フランジ７を、二次衝突時の第１の衝撃荷重で離脱可能に連結する連結部材を構成している。すなわち、二次衝突時の第１の衝撃荷重で、ボルト７７４がブラケット７７の切欠き溝７７５から車体前方側に抜け出すように、ボルト７７４の締付け力を設定している。

締め付けリング７４の凸部の半径方向の高さ、凸部の円周方向の間隔（ピッチ）、ばね鋼の板厚を適度に設定し、アッパーコラム４の外周４２１が締め付けリング７４に沿って車体前方側にコラプス移動するのに必要な摩擦力（コラプス荷重）を決定する。このコラプス荷重（第２の衝撃荷重）は、二次衝突時の衝撃力でボルト７７４が切欠き溝７７５から車体前方側に抜け出す荷重（第１の衝撃荷重）よりも大きな値に設定される。

従って、二次衝突時に運転者がステアリングホイール１０３に衝突し、ステアリングホイール１０３に車体前方側に大きな衝撃荷重が加わると、その衝撃力が、アッパーコラム４を介して結合フランジ７に伝達され、ボルト７７４が切欠き溝７７５から車体前方側に抜け出す。

ボルト７７４が切欠き溝７７５から車体前方側に抜け出すと、ブラケット７７と結合フランジ７との結合が解除される。その結果、駆動ロッド５３をその場所に残したままで、アッパーコラム４が結合フランジ７と共に車体前方側に移動する。

結合フランジ７が車体前方側に移動すると、結合フランジ７の車体前方側端面７５がロアーコラム３の車体後方側端面３４に当接して、結合フランジ７の車体前方側への移動が阻止される。

そのため、アッパーコラム４は締め付けリング７４の摩擦力に抗して車体前方側にコラプス移動し、アッパーコラム４と締め付けリング７４との間の摩擦力によって、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収して、運転者の安全を確保する。

上記したように、結合フランジ７は駆動ロッド５３との結合が解除されているため、結合フランジ７と駆動ロッド５３との間には、曲げモーメントは作用しない。また、結合フランジ７の車体前方側端面７５はロアーコラム３の車体後方側端面３４に当接して、傾きが規制される。

そのため、アッパーコラム４のコラプス移動時に、結合フランジ７はアッパーコラム４の軸線に対して傾かない（こじられない）。従って、アッパーコラム４の車体前方側へのコラプス移動が円滑に行われ、アッパーコラム４と締め付けリング７４との間の摩擦力による衝撃エネルギー吸収特性が安定し、安定したコラプス荷重が発生する。

実施例２では、ブラケット７７の水平辺７７２をアッパーコラム４の軸線方向に延長すれば、駆動ロッド５３の軸方向の長さを短縮できるため、アッパーコラム４の車体下方側の空間を、所望のスペースに設定することが容易になる。

また、実施例２では、二次衝突時に結合フランジ７がブラケット７７から車体前方側に抜け出すようにしているが、ブラケット７７が結合フランジ７とともに、駆動軸５３から車体前方側に抜け出すようにしてもよい。

さらに、コーティングプレート（薄い鉄板に摩擦係数の小さい被膜をコーティングした）を介してブラケット７７を結合フランジ７にボルト７７４で締め付ければ、ボルト７７４がブラケット７７の切欠き溝７７５から車体前方側に抜け出す荷重を設定することが容易になる。

次に本発明の実施例３について説明する。図１０は本発明の実施例３の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例３は、結合フランジに、駆動ロッドの車体前方側へのテレスコピック移動端を規制する緩衝ストッパを形成した例を示している。

図１０に示すように、駆動ロッド５３の往復移動をアッパーコラム４に伝達するために、駆動ロッド５３とアッパーコラム４は、結合フランジ７によって連結されている。すなわち、アッパーコラム４の小径部４２の外周４２１の車体前方側には、結合フランジ７の車体上方側に形成された円筒状の貫通孔７１が緩く外嵌し、アッパーコラム４の外周４２１と結合フランジ７の貫通孔７１との間に、実施例１と同一形状の締め付けリング７４が介挿されている。

締め付けリング７４は、実施例１と同様に、アッパーコラム４の外周４２１を、締め付けリング７４の内周側の凸部で、所定の締め付け力で締め付け、結合フランジ７がロアーコラム３の端部（車体後方側端面３４）に阻まれることにより、相対的にアッパーコラム４に対して移動する間に、二次衝突時の衝撃エネルギーの吸収が行われるエネルギー吸収部材を構成している。

また、結合フランジ７の車体下方側に形成された小径円筒状の貫通孔７２には、駆動ロッド５３の車体後方端が適度の嵌合で内嵌し、駆動ロッド５３の車体後方端は、結合フランジ７の車体下方側から挿入された剪断ピン７３によって、結合フランジ７に連結されている。この剪断ピン７３が、実施例１と同様に、駆動ロッド５３と結合フランジ７を、二次衝突時の第１の衝撃荷重で離脱可能に連結する連結部材を構成している。

実施例３では、アッパーコラム４の小径部４２の外周４２１の車体前方側に、結合フランジ７の車体前方側端面７５とロアーコラム３の車体後方側端面３４との間に、中空円盤状の緩衝ストッパ８１が外嵌されている。アッパーコラム４には、アッパーコラム４の大径部４１の車体後方端と小径部４２の車体前方端とを接続する傾斜面４３が形成されている。緩衝ストッパ８１は、この傾斜面４３と結合フランジ７の車体前方側端面７５との間に挟まれて、車体前後方向には動かないように固定されている。

また、駆動ロッド５３には、別の円盤状の緩衝ストッパ８２が取り付けられている。緩衝ストッパ８１、８２は、ゴムまたは合成樹脂等で成形するのが好ましい。緩衝ストッパ８１は、駆動ロッド５３が車体前方側のテレスコピック移動端に到達すると、ロアーコラム３の車体後方側端面３４に当接して、駆動ロッド５３の車体前方側のテレスコピック移動端を規制している。

緩衝ストッパ８２は、駆動ロッド５３が車体後方側のテレスコピック移動端に到達すると、フランジ３５の車体前方側端面３５２に当接して、駆動ロッド５３の車体後方側のテレスコピック移動端を規制している。

従って、この緩衝ストッパ８１、８２によって、通常の運転操作時に、締め付けリング７４や剪断ピン７３に、テレスコピック移動端で生じるテレスコ用モータ５１（図２参照）の大きなトルク（通常のトルクの二倍から四倍のトルク）が作用することを防止している。

実施例３では、車体前方側のテレスコピック移動端の緩衝ストッパを駆動ロッド５３に設ける必要がなく、車体前方側のテレスコピック移動端で生じるスラスト力を、剛性の大きな結合フランジ７で受けることができるため、好ましい。

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。

また、上記実施例では、チルト位置調整とテレスコピック位置調整の両方が可能なチルト・テレスコピック式の電動ステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、テレスコピック位置調整だけが可能なテレスコピック式の電動ステアリング装置に本発明を適用してもよい。

本発明の実施例の電動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の電動ステアリング装置の要部を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図であって、チルト駆動機構の要部を示す。 本発明の実施例１の電動ステアリング装置の要部を示し、（１）は縦断面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ断面図である。 二次衝突時に結合フランジがロアーコラムに当接した状態を示す本発明の実施例１の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。 二次衝突時にアッパーコラムが結合フランジから離脱して車体前方側に移動した状態を示す本発明の実施例１の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。 本発明の実施例２の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。 図７のＰ矢視図である。 図７のＱ矢視図である。 本発明の実施例３の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。 従来の電動ステアリング装置の要部を示す縦断面図である。

符号の説明

１０１ 電動ステアリング装置
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
１２ 車体取付けロアーブラケット
２ 車体取付けアッパーブラケット
２１ 上板
２２ 左側板
２３ 右側板
２４ 下板
３ ロアーコラム
３１ ブラケット
３２ チルト中心軸
３３ ギヤボックス
３４ 車体後方側端面
３５ フランジ
３５１ ガイド孔
３５２ 車体前方側端面
４ アッパーコラム
４１ 大径部
４２ 小径部
４２１ 外周
４３ 傾斜面
５ テレスコ駆動機構
５１ テレスコ用モータ
５２ ウォーム
５３ 駆動ロッド
５３Ａ 送りねじ軸
５３Ｂ 車体後方側端面
５４ ウォームホイール
５５ 送りナット
５６Ａ、５６Ｂ 軸受
５７ ベアリングキャップ
６ チルト駆動機構
６１ チルト用モータ
６２ ウォーム
６３ 送りねじ軸
６３１、６３２ 軸受
６４ ウォームホイール
６５ 送りナット
６５１ チルト駆動力伝達突起
６６ 係合孔
７ 結合フランジ
７１ 貫通孔
７２ 貫通孔
７３ 剪断ピン
７４ 締め付けリング
７５ 車体前方側端面
７６ 下面
７７ ブラケット
７７１ 垂直辺
７７２ 水平辺
７７３ ボルト
７７４ ボルト
７７５ 切欠き溝
８１、８２ 緩衝ストッパ

Claims (5)

1. 車体に固定可能なロアーコラム、
   上記ロアーコラムにテレスコピック移動可能に嵌合されたアッパーコラム、
   上記アッパーコラムに回転可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、
   上記ロアーコラムに取り付けられたアクチュエータ、
   上記アクチュエータによって駆動され、上記アッパーコラムの中心から離れた位置で、上記テレスコピック移動方向と平行な方向に移動可能な駆動ロッド、
   上記アッパーコラムに外嵌合した結合フランジ、
   上記駆動ロッドと結合フランジとを連結するとともに、二次衝突時の衝撃荷重によって両者を離脱可能とする連結部材、及び、
   上記アッパーコラムと結合フランジとの間に介在し、結合フランジが上記ロアーコラムの端部に阻まれることにより相対的にアッパーコラムに対して移動する間に、エネルギーの吸収が行われ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は、上記アッパーコラムと結合フランジの貫通孔との間に挿入されるリングであって、環状の薄板に波形形状の凸部を有し、この凸部の半径方向の弾性変形によって、上記アッパーコラムと結合フランジの貫通孔との間に所定の締め付け力を付与する締め付けリングであること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載されたステアリング装置において、
   上記連結部材は、剪断ピンであること
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項３に記載されたステアリング装置において、
   上記結合フランジとロアーコラムとの間には緩衝ストッパが介装されていること
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項２に記載されたステアリング装置において、
   上記駆動ロッドと結合フランジを連結する連結部材は、車体前方側に開口した切り欠き溝とこの切り欠き溝に挿入して締め付けられたボルトとを有しており、二次衝突時の衝撃荷重で、上記ボルトが上記切り欠き溝から車体前方側に抜け出すことにより離脱するものであること
   を特徴とするステアリング装置。

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