JP2010143334A - ステアリング装置の衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】極めて簡単な構成にて、ステアリング装置の衝突時の衝撃を吸収し、運転者の安全を確保することができるステアリング装置の衝撃吸収装置を提供する。
【解決手段】コラムチューブ１１の前方側を車体の被装着部１００に支持固定する前方側ブラケットＡと、前記コラムチューブ１１の後方側を車体の被装着部１００に支持固定する後方側ブラケットＢとからなる。コラムチューブ１１の前方側は前記前方側ブラケットＡの２本の支持アーム部３，３間に配置され且つ前記コラム接合部４に接合固着され、前記コラムチューブ１１の後方側は前記後方側ブラケットＢの２本の支持アーム部６，６間に配置され且つ前記コラム接合部７に接合固着される。前方側ブラケットＡの支持アーム部３，３は下方の自由端側が後方側に向かって傾斜され、後方側ブラケットＢの支持アーム６，６は下方の自由端側が車体前方側に傾斜されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、極めて簡単な構成にて、ステアリング装置の衝突時の衝撃を吸収し、運転者の安全を確保することができるステアリング装置の衝撃吸収装置に関する。

一般に車両用ステアリング装置の衝撃吸収構造には種々のタイプが存在する。その一形式として、ステアリングホイールと一体的に回転するメインシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムにおいて、その前方部位と後方部位は、衝撃吸収ブラケットを介して車体に連結支持され、その他方が連結装置を介して車体に連結支持されると共に、２次衝突時の、前記ステアリングコラムの前方への移動に伴う前記衝撃吸収ブラケットの変形により衝突荷重が吸収されるようにした構造が存在する。特許文献１には、この種の装置が開示されている。
特許第３１１０６５１号

特許文献１における構成を概略すると、ステアリングシャフトを内包するステアリングコラムは、アッパークランプ、ロアークランプにて車体に固定されている。そして、車両に衝突が発生した時には、アッパークランプ、ロアークランプが共に軸方向に変形し、ステアリングコラムは車体前側へ移動する。アッパークランプでは、ステアリングコラムが前方へ移動することにより、アッパークランプの後壁と側壁部との間で塑性変形（カーリング）しながら切込部に達すると、該切込部が切り裂かれ変位する。ロアークランプでは、変形部が車体取付部との曲げ部から変形し、ジャケット取付部が車体前側へ回動して変位する。衝突エネルギーの吸収は、アッパークランプでは、左右の切込部の切り裂きと、後壁と側壁部との間の塑性変形により行われ、ロアークランプでは車体前側へ回動することで行われる。

以上が、特許文献１における衝撃吸収構造及び衝撃吸収作用である。ところで、これらをトラックのような車両に採用し、その取り付け角度が大きくなる場合、衝突時にかかる水平方向の荷重をＦとすると、そのコラムの軸方向の成分Ｆｘに直角な成分Ｆｙが、Ｆｘより大きくなる。そのためＹ軸方向に衝撃吸収部材が収縮し、Ｘ軸方向への円滑な動作が妨げられる（図１１参照）。その結果としてステアリングコラムがアッパークランプ，ロアークランプから分離する構造において、ステアリングコラムは軸方向には移動しにくくなり、また前記アッパークランプ，及びロアークランプは軸方向に変形し難くなり、良好な衝撃吸収が行われ難くなる。

本発明の目的は、車体前方側と車体後方側にブラケットを介して連結支持されたステアリングコラムの衝撃吸収構造において、ステアリングコラムの後方側では車体への被装着面に近づく方向に変形し易く、前方側では車体の被装着面から離れる方向に変形し易くして、ステアリングコラムが確実に車体前方へ移動して衝突荷重が吸収されるようにしたステアリング装置の衝撃吸収装置を提供することにある。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、コラムチューブと、該コラムチューブの前方側を支持固定する前方側ブラケットと、前記コラムチューブの後方側を車体の被装着部に支持固定する後方側ブラケットとからなり、前記前方側ブラケット及び前記後方側ブラケットは、それぞれ取付基部と、２本の支持アーム部と、コラム接合部とから構成され、前記コラムチューブの前方側は前記前方側ブラケットの２本の支持アーム部間に配置され且つ前記コラム接合部に接合固着され、前記コラムチューブの後方側は前記後方側ブラケットの２本の支持アーム部間に配置され且つ前記コラム接合部に接合固着され、前記前方側ブラケットの支持アーム部は前記コラムチューブの軸芯線に対して後方側に傾斜され、前記後方側ブラケットの支持アームは前記コラムチューブの軸芯線に対して前方側に傾斜されてなるステアリング装置の衝撃吸収装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記前方側ブラケットの支持アーム部のコラムチューブに対する傾斜角度と、前記後方側ブラケットの支持アーム部のコラムチューブ軸芯線に対する傾斜角度とは異なるようにしてなるステアリング装置の衝撃吸収装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１において、前記前方側ブラケットの支持アーム部のコラムチューブに対する傾斜角度と、前記後方側ブラケットの支持アーム部のコラムチューブ軸芯線に対する傾斜角度とは略等しく形成されてなるステアリング装置の衝撃吸収装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１,２又は３のいずれか１項の記載において、前記前方側ブラケット及び前記後方側ブラケットのそれぞれの両支持アームは前記コラムチューブに略接触するコラム支持突起が形成されてなるステアリング装置の衝撃吸収装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記前方側ブラケット及び後方側ブラケットのコラム接合部には、受面部が形成され、該受面部は、前記コラムチューブの外周側面の直径と略同等の曲率半径を有してなるステアリング装置の衝撃吸収装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項６の発明を、請求項１，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記前方側ブラケットと前記後方側ブラケットとは、同一形状としてなるステアリング装置の衝撃吸収装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、２次衝突時による衝撃荷重によって、前記コラムチューブを上方側に向かって傾斜させつつ、該コラムチューブを車体前方側に移動させるように、前方側ブラケットと後方側ブラケットとはそれぞれ変形する構成としたものである。これによって、特にトラック等のステアリングコラムの取付角度が大きい場合において、運転者がステアリングホィールにぶつかる２次衝突では、前記コラムチューブを上方側に向かって傾斜させつつ、該コラムチューブを車体前方側に移動させる行程によって、確実且つ安全に衝撃吸収を行うことができる。

前記前方側ブラケットの支持アーム部は前記コラムチューブの軸方向に対して後方側に傾斜され、前記後方側ブラケットの支持アームは前記コラムチューブの軸方向に対して前方側に傾斜された構成としたことで、２次衝突において、後方側ブラケットの支持アーム部は車体の前方側に向かって傾斜するときには、コラムチューブの後方側を後方側ブラケットの被装着部に近接させることができる。

また、請求項１の発明の前方側ブラケットにおいては、２次衝突による支持アーム部が前方側に向かって傾斜するときに、被装着部から離間させる動作を行うことができる。前方側ブラケット及び後方側ブラケットのそれぞれの支持アーム部は剛体であり、そのために、前方側ブラケットの支持アーム部と、後方側ブラケットの支持アーム部と、コラムチューブと、前記前方側ブラケットと後方側ブラケットとの車体への被装着部とが擬似的なリンク構造を構成することとなり、衝撃吸収における動作が確実且つ正確に行われる、良好な衝撃吸収とすることができる。請求項２の発明では、前記前方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度と、前記後方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度を異ならせたことにより、種々の状況に応じた衝撃吸収構造を構成することができる。

請求項３の発明では、前記前方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度と、前記後方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度とは略等しく形成されたことにより、衝撃吸収におけるコラムチューブの動作が常時安定した状態で正確に行われる。請求項４の発明では、前記前方側ブラケット及び前記後方側ブラケットのそれぞれの両支持アームは前記コラムチューブに略接触するコラム支持突起が形成されたことにより、コラムチューブは前方側ブラケット及び後方側ブラケットに対して、コラムチューブの初期状態（衝突前の状態）の軸芯線の方向にのみ移動することができ、２次衝突におけるコラムチューブを常に軸方向（軸芯線）に沿った移動とし、軸方向（軸芯線）に対して傾いた方向からの衝撃荷重がかかっても、コラムチューブが水平面上において傾いたり倒れたりすることを防止し、極めて安全に衝撃吸収を行うことができる。

請求項５の発明では、前記前方側ブラケット及び後方側ブラケットのコラム接合部には、受面部が形成され、該受面部は、前記コラムチューブの外周側面の直径と略同等の曲率半径を有する構成により、前方側ブラケット及び後方側ブラケットとコラムチューブとの接合状態を強固にして、衝撃吸収におけるコラムチューブの動作を安定させることができる。請求項６の発明では、前記前方側ブラケットと前記後方側ブラケットとは、同一形状としたことにより、部材を統一し、前方側ブラケットと後方側ブラケットとの選択の間違いを防止し、車体の被装着部への取付作業の効率を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、図１，図２に示すように、主にステアリングコラム１、前方側ブラケットＡ、後方側ブラケットＢ等から構成される。ステアリングコラム１は、コラムチューブ１１とステアリングシャフト１２とステアリングホィール１３とからなり、前記コラムチューブ１１の内部にステアリングシャフト１２が同軸方向に備わったものである。該ステアリングシャフト１２にはステアリングホィール１３が装着されている。前記コラムチューブ１１には、軸方向における軸芯線Ｌａが設定される。該軸芯線Ｌａは、コラムチューブ１１の直径中心を通過する仮想線である。以下の説明では、コラムチューブ１１については、軸芯線Ｌａと共に説明される。

前記前方側ブラケットＡは、図３に示すように、取付基部２と、２本の支持アーム部３，３と、コラム接合部４とから構成されている。前記取付基部２は、図３（Ａ），（Ｃ）に示すように、板片状に形成されたものであり、前方側ブラケットＡを自動車等の車体の室内において、フロント部の下部の被装着部に取付固定する部位であり、基板２１の幅方向両側箇所にはボルト固定用の溝孔２２，２２が形成されている〔図３（Ａ），（Ｄ）参照〕。該溝孔２２は、長孔形状であり、その長手方向の一端は開口されている。さらに、前記基板２１には、スリット２１ａが形成され、該スリット２１ａは、前方側ブラケットＡの軽量化の役目を果たしている〔図３（Ａ），（Ｄ）参照〕。ここで、図１，図３，図９及び図１０において、括弧無しの符号は前方側ブラケットＡに係るものであり、括弧付きの符号は後方側ブラケットＢに係るものである。

前記取付基部２の基板２１の前後方向の端部から、２本の支持アーム部３，３が形成されている〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。該支持アーム部３は、前記取付基部２と一体形成されたもので、前記基板２１の幅方向両側箇所より下方に向かって、傾斜した状態で形成されている〔図３（Ｃ）参照〕。具体的には、前記取付基部２の基板２１との延長線と前記支持アーム部３とのなす角度θａは９０度未満の鋭角とする。具体的な角度θａの値は、９０度乃至５０度である。前記支持アーム部３の幅方向中央には断面略円弧形状の補強リブ３２が、前記支持アーム部３の長手方向に沿って形成されている。

前記支持アーム部３において、その上部位置は、前記取付基部２の基板２１からの付根箇所であり、これを支持アーム部３の付根部３１ａと称する〔図３（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）参照〕。また、前記支持アーム部３の下部位置は自由端３１ｂと称する〔図３（Ａ），（Ｃ），（Ｅ）参照〕。すなわち前記支持アーム部３が車体の衝突による衝撃荷重によって、前記付根部３１ａを回転中心として折れ曲がり、自由端３１ｂは、前記付根部３１ａを回転中心とする（後述する）軌跡円Ｑａに沿って移動することになる〔図４（Ａ）参照〕。

前記両支持アーム部３，３の対向する端縁、すなわち両支持アーム部３，３の内側端縁３ａには、コラム支持突起３３が形成されている〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。該コラム支持突起３３は、両支持アーム部３，３の間に前記コラムチューブ１１が配置された状態で、前記両コラム支持突起３３，３３が前記コラムチューブ１１の外周側面１１ａに当接した状態となる〔図１（Ｃ）参照〕。また両コラム支持突起３３，３３は、前記コラムチューブ１１の前記外周側面１１ａに対して適宜の押圧力がかかるようにすることもある。

前記両支持アーム部３，３の下部位置にはコラム接合部４が形成されている〔図３（Ａ），（Ｂ），（Ｅ）参照〕。該コラム接合部４は、底板部４１の上方にコラム受部４２が形成されたものである。前記底板部４１は、前記両支持アーム部３，３の下端箇所に、該両支持アーム部３，３と一体形成されたものである。前記底板部４１は、前記取付基部２の基板２１と略平行且つ同方向に突出するように形成されている。

コラム受部４２は前記底板部４１から僅か上方位置で且つ前記両支持アーム部３，３との間に形成されたものである。コラム受部４２には、垂直状部４２ｂの上端に受面部４２ａが屈曲形成されたものである。前記垂直状部４２ｂは、前記受面部４２ａを前記底板部４１より僅かの高さとなる位置に形成されたものである。前記受面部４２ａは、略円弧状の面を有する部位であり、前記コラムチューブ１１の直径と略同一の曲率半径Ｒによって形成されている。前記コラム受部４２の受面部４２ａには、前記コラムチューブ１１が配置され、溶接によって、コラム受部４２とコラムチューブ１１とが固着される〔図１（Ｃ），図２（Ａ），図３（Ｅ）参照〕。

前記後方側ブラケットＢは、図３に示すように、前記前方側ブラケットＡと同一又は略同一の構造であり、取付基部５と、２本の支持アーム部６，６と、コラム接合部７とから構成されている。前記取付基部５は、前方側ブラケットＡの取付基部２と同等の構成であり、基板５１の幅方向両側箇所にはボルト固定用の溝孔５２，５２が形成されている。さらに、前記基板５１には、スリット５１ａが形成されている。前記基板５１の前後方向の端部から、２本の支持アーム部６，６が形成され、補強リブ６２が形成されている。

前記支持アーム部６の前記取付基部５からの付根部６１ａは、前記前方側ブラケットＡと同様に、支持アーム部６が車体の衝突による衝撃荷重によって、折れ曲がることができる構成となっている。前記両支持アーム部６，６の対向する端縁、すなわち内側端縁６ａ，６ａには、コラム支持突起６３が形成されている。そして、前記支持アーム部６において、その上部位置は、前記取付基部５の基板５１からの付根箇所であり、これを支持アーム部６の付根部６１ａと称する。また、前記支持アーム部６の下部位置は自由端６１ｂと称する。すなわち前記支持アーム部６が車体の衝突による衝撃荷重によって、前記付根部６１ａを回転中心として折れ曲がり、自由端６１ｂは、前記付根部６１ａを回転中心とする軌跡円Ｑｂに沿って移動することになる〔図４（Ａ）参照〕。

コラム接合部７についても、前記前方側ブラケットＡのコラム接合部４と同等の構成であり、コラム受部７２は前記底板部７１から僅か上方位置で且つ前記両支持アーム部６，６との間に形成されたものである。コラム受部７２には、垂直状部７２ｂの上端に受面部７２ａが屈曲形成されたものであり、前記受面部７２ａを前記底板部７１より僅かの高さとなる位置に形成されたものである。前記受面部７２ａは、略円弧状の面を有する部位であり、前記コラムチューブ１１の直径と略同一の曲率半径によって形成されている。

前記前方側ブラケットＡのコラム支持突起３３は、前記支持アーム部３の高さ方向略中央付近に突出するように形成されたり〔図３（Ｂ）参照〕、或いは前記支持アーム部３の高さ方向の略中央箇所から下端箇所まで連続的に形成されることもある〔図１０（Ａ）参照〕。特に、前記コラム支持突起３３が支持アーム部３の高さ方向略中央箇所から下端箇所まで連続的に形成されたものでは、両支持アーム部３の両コラム支持突起３３，３３の内端は、平行に形成される。また、コラム支持突起３３が前記両支持アーム部３，３に形成されない実施形態も存在する〔図１０（Ｂ）参照〕。

さらにコラム接合部４については、受面部４２ａが形成されず、前記垂直状部４２ｂの上端縁がそのまま、コラムチューブ１１の外周側面１１ａと溶接にて固着されることもある〔図１０（Ｃ）参照〕。前記後方側ブラケットＢのコラム支持突起６３及びコラム接合部７の実施形態についても前記前方側ブラケットのコラム支持突起３３及びコラム接合部と同様の実施形態を有するものである。

前記前方側ブラケットＡと、前記後方側ブラケットＢとは、同一形状で且つ同一サイズとしたものが最も好ましく、前方側ブラケットＡを前後方向に向きを変えることで、後方側ブラケットＢとして使用することができる（図２参照）。したがって、前記前方側ブラケットＡと同様に、前記後方側ブラケットＢにおいて、前記取付基部５の基板５１の延長線と前記支持アーム部６とのなす角度θｂは９０度未満の鋭角であり、具体的な角度θｂの値は、９０度未満乃至５０度である。前記角度α及び角度βの数値は、主にステアリングコラム１の取付角度によって、設定されるものである。前記前方側ブラケットＡの支持アーム部３と、前記後方側ブラケットＢの支持アーム部６とは、共に付根部３１ａ及び付根部６１ａを回転中心として折れ曲がることにより、衝突における衝撃を吸収するものである〔図４（Ａ）参照〕。

次に、本発明におけるステアリング装置の車体への装着構造を説明する。ここでは、前方側ブラケットＡと後方側ブラケットＢとは、同一形状のものが使用されるものとして説明する。コラムチューブ１１は、前記前方側ブラケットＡ及び前記後方側ブラケットＢに予め組み付けられ溶接にて固着されている（図２参照）。前記ステアリングシャフト１２におけるコラムチューブ１１は、前記前方側ブラケットＡと前記後方側ブラケットＢによって、車体の運転席箇所において、被装着部１００に装着される。前方側ブラケットＡは、その被装着部１００の領域内において、車体の前方側、すなわち前輪側寄りの位置に取り付けられる。前記後方側ブラケットＢは、被装着部１００の領域内において後方側、すなわちステアリングホィール１３側寄りに取り付けられる（図２参照）。

前記前方側ブラケットＡ及び後方側ブラケットＢは、その取付基部２及び取付基部５を介して、ボルト等の固着具によって固着される。コラムチューブ１１は、軸方向において前方側が前方側ブラケットＡのコラム接合部４のコラム受部４２に形成された受面部４２ａに配置され、溶接にて固着される。また、前記コラムチューブ１１の軸方向後方側は、後方側ブラケットＢのコラム接合部７のコラム受部７２に形成された受面部７２ａに配置され、溶接にて固着される。前記コラムチューブ１１の軸方向に対して前方側ブラケットＡと後方側ブラケットＢとは、軸方向に沿って左右対称の状態で前記被装着部１００に装着されている〔図１（Ａ）参照〕。

前記前方側ブラケットＡと、前記後方側ブラケットＢにおける被装着部１００に装着状態において、前方側ブラケットＡの支持アーム部３は、その下方の自由端３１ｂ側が上方の付根部３１ａ側よりも車体後方側すなわちステアリングホィール１３寄りの方向に向かうように傾斜する状態となる〔図１（Ａ），図２（Ａ）参照〕。また、後方側ブラケットＢの支持アーム部６は、その下方の自由端６１ｂ側が上方の付根部６１ａ側よりも車体前方側すなわち前輪側寄りの方向に向かうように傾斜する状態となる〔図１（Ａ），図２（Ａ）参照〕。

具体的には、前方側ブラケットＡの支持アーム部３の下方の自由端３１ｂ側と、後方側ブラケットＢの支持アーム部６の下方の自由端６１ｂ側とが近接し、前記支持アーム部３と前記支持アーム部６とが略Ｖ字形状をなすように構成される〔図１（Ａ），図２（Ａ）参照〕。すなわち、対向して配置された前方側ブラケットＡと後方側ブラケットＢとの外方に前記取付基部２と、前記取付基部５とが位置するように設置されるものである〔図２（Ａ）参照〕。

また、前方側ブラケットＡの支持アーム部３及び後方側ブラケットＢの支持アーム部６にコラム支持突起３３及びコラム支持突起６３がそれぞれ形成された実施形態〔図１（Ｃ），図３（Ｂ）参照〕のものにおいては、前記コラムチューブ１１の後方側の外周側面１１ａが、前記両コラム支持突起３３，３３によって挟持された状態で支持され、前記コラムチューブ１１の前方側の外周側面１１ａが、前記両コラム支持突起６３，６３によって挟持された状態で支持されている〔図１（Ｃ），図２（Ｂ），図９参照〕。このような構成によって、コラムチューブ１１の水平方向及び直径方向が確実に安定した状態で固定支持される。

前方側ブラケットＡの支持アーム部３と、前記軸芯線Ｌａとのなす角度αと、後方側ブラケットＢの支持アーム部６と前記軸芯線Ｌａとのなす角度βとすると、通常状態又は初期状態すなわち衝突前の状態では角度α＝角度βである〔図２（Ａ）参照〕。ここで、前方側ブラケットＡと軸芯線Ｌａにおける角度αとは、前記支持アーム部３の裏側の面３ｒと前記軸芯線Ｌａとのなす角度〔図２（Ｂ），図３（Ｃ），（Ｄ）参照〕であり、角度αは、角度９０度に到達しない鋭角である。

そして、初期状態（衝突前の状態）においては、前記角度αと前記角度θａとは同一角度であり、前記角度βと前記角度θｂとは、同一角度である。（なお、初期条件によっては、前記角度αと前記角度θａとは異なる角度であり、前記角度βと前記角度θｂとも異なる角度となることもある。）また、前方側ブラケットＡの取付基部２の基板２１と前記軸芯線Ｌａは、平行であり、後方側ブラケットＢの取付基部５の基板５１と前記軸芯線Ｌａとも平行である。

また、後方側ブラケットＢと軸芯線Ｌａにおける角度βとは、前記支持アーム部６の裏側の面６ｒと前記軸芯線Ｌａとのなす角度〔図２（Ｂ），図３（Ｃ），（Ｄ）参照〕であり、角度βは、角度９０度に到達しない鋭角である。これらの角度の数値は、前述したように、ステアリングコラム１の車体への取付角度によって決定される。本明細書では、構造を理解し易くするために、角度α及び角度βは７０度を採用している。しかし、角度α及び角度βは、前述した数値に限定されるものではなく、前述した角度θａ及び角度θｂで設定した９０度未満乃至５０度の鋭角の範囲であれば、いずれの数値でも構わない。

次に、本発明において、衝突による衝撃荷重Ｆが加わった場合の衝撃吸収に係る構成を説明する。車体の衝突において、その反動で、運転者がステアリングホィール１３等にぶつかる衝撃（いわゆる２次衝突）によって、衝撃荷重Ｆがステアリングホィール１３からコラムチューブ１１に伝達される。ここで、衝撃荷重Ｆは、水平方向の荷重とする。衝撃荷重Ｆは、軸芯線Ｌａに対して平行なＸ方向分力Ｆｘと、軸芯線Ｌａに対して直角なＹ方向分力Ｆｙとに分けられる〔図４（Ａ）参照〕。

さらに、前方側ブラケットＡ，後方側ブラケットＢ及びコラムチューブ１１の組付構成において、前記支持アーム部３の付根部３１ａと、前記支持アーム部６の付根部６１ａと、前記コラム接合部４、前記コラム接合部７とを仮想線で結ぶことにより、図４（Ｂ）に示すように、４本の仮想リンクからなる擬似的な仮想リンク機構にすることができる。この擬似的リンク構造では、初期状態（衝突前の状態）では、前記コラム接合部４とコラムチューブ１１との接合点を連結点Ｐ1、前記コラム接合部７と前記コラムチューブ１１との接合点を連結点Ｐ2、前記付根部６１ａを連結点Ｐ3、前記付根部３１ａを連結点Ｐ4と称する。

ここで、前記コラム接合部４とコラムチューブ１１との接合点は、支持アーム部３の自由端３１ｂと同一位置とし、したがって、連結点Ｐ1の位置は、支持アーム部３の自由端３１ｂの位置である。同様に、連結点Ｐ2の位置は、支持アーム部６の自由端６１ｂの位置である。さらに連結点Ｐ1と連結点Ｐ2とを結ぶ仮想線を仮想リンクＭａとする。該仮想リンクＭａは、コラムチューブ１１に対応する。連結点Ｐ2と連結点Ｐ3とを結ぶ仮想線を仮想リンクＭｂとする。該仮想リンクＭｂは後方側ブラケットＢの支持アーム部６に対応する。

また、連結点Ｐ3と連結点Ｐ4とを結ぶ仮想線を仮想リンクＭｃとする。該仮想リンクＭｃは、前記被装着部１００に対応する。連結点Ｐ4と連結点Ｐ1とを結ぶ仮想線を仮想リンクＭｄとする。該仮想リンクＭｄは前方側ブラケットＡの支持アーム部３に対応する。図７及び図８では、仮想リンク機構を理解し易くするために、仮想リンクＭｃ、すなわち被装着部１００を水平にしたものである。実際には被装着部１００は所定の角度を有している。

上記のように仮想リンクＭａ，仮想リンクＭｂ，仮想リンクＭｃ，仮想リンクＭｄを設定すると、前方側ブラケットＡと後方側ブラケットＢとコラムチューブ１１は、初期状態（すなわち衝突前の状態）で、前記仮想リンクＭａ，仮想リンクＭｂ，仮想リンクＭｃ，仮想リンクＭｄによる擬似的な仮想リンク機構は、左右対称の台形状を構成する〔図４（Ｂ），図６（Ａ），図７（Ａ）参照〕。そして、前記コラムチューブ１１の軸芯線Ｌａは、前記仮想リンクＭａと常時平行であり、仮想リンクＭａと軸芯線Ｌａとは、共に平行状態を維持しながら移動する。すなわち、仮想リンクＭａの軸方向における動作は、コラムチューブ１１の軸芯線Ｌａの動作となる。

２次衝突において、運転者がステアリングホィール１３にぶつかるときには、すなわち、衝撃荷重Ｆがステアリングコラム１のステアリングホィール１３に加わるということである〔図４（Ａ）参照〕。そして、後方側ブラケットＢの支持アーム部６は、コラムチューブ１１の軸芯線Ｌａに沿って、支持アーム部６の自由端６１ｂ側が車体前方側に向かって傾斜しているので、前記衝撃荷重ＦのＸ方向分力Ｆｘによって、支持アーム部６が付根部６１ａを回転中心として支持アーム部６の自由端６１ｂが車体前方に向かうように移動する〔図５（Ｂ），（Ｃ）参照〕。このＸ方向分力Ｆｘは、前記軌跡円Ｑｂに沿う分力Ｆｘａと分力Ｆｘｂとの構成となり、前記分力Ｆｘａによって、連結点Ｐ2（支持アーム部６の自由端６１ｂ）が車体前方側に移動しつつ、分力Ｆｘｂに対する反力Ｆｒが支持アーム部６に生じて、前記連結点Ｐ2が前記被装着部１００に向かって近接するように移動する〔図６，図７（Ｂ），（Ｄ）及び図８（Ａ），（Ｃ）参照〕。

このとき、コラムチューブ１１の軸芯線Ｌａと支持アーム部６とのなす角度βの数値は、衝突前の初期状態のときよりも小さくなる〔図５（Ａ），（Ｃ），図６（Ａ），（Ｃ），図７（Ａ），（Ｄ），図８（Ｃ）参照〕。そして、前記後方側ブラケットＢのコラム接合部７の受面部７２ａとコラムチューブ１１との接合箇所は、前記支持アーム部６の付根部６１ａを回転中心とする軌跡円Ｑｂに沿って、前記自由端６１ｂと共に車体前方側に移動する〔図５（Ｂ），（Ｃ），図６（Ｂ），（Ｃ），図７（Ｄ）,図８（Ｃ）参照〕。

一方、前方側ブラケットＡの支持アーム部３は、コラムチューブ１１の軸芯線Ｌａに沿って、支持アーム部３の自由端３１ｂ側が車体後方側に向かって傾斜している〔図４（Ａ）参照〕。該支持アーム部３は、前記衝撃荷重ＦのＸ方向分力Ｆｘが伝達され、このＸ方向分力Ｆｘがさらに前記軌跡円Ｑａに沿う分力Ｆｘａ’と分力Ｆｘｂ’との構成となり、前記分力Ｆｘａ’によって、分力Ｆｘｂ’に対する反力Ｆｒ’が支持アーム部３に生じて、連結点Ｐ1（支持アーム部３の自由端３１ｂ）が車体前方側に移動しつつ、前記被装着部１００から離間するように移動する〔図５（Ｂ），（Ｃ），図６，図７（Ｂ），（Ｃ）及び図８（Ａ），（Ｂ）参照〕。

前記支持アーム部３は、付根部３１ａを回転中心として支持アーム部３の自由端３１ｂが車体前方に向かうように回転する〔図７（Ｂ），（Ｃ），図８（Ａ），（Ｂ）参照〕。このとき、コラムチューブ１１の軸芯線Ｌａと支持アーム部３とのなす角度αの数値は、衝突前の初期状態のときよりも大きくなる〔図５（Ａ），（Ｃ），図６（Ａ），（Ｃ），図７（Ａ），（Ｃ），図８（Ｂ）参照〕。そして、前記前方側ブラケットＡのコラム接合部４の受面部４２ａとコラムチューブ１１との接合箇所は、前記支持アーム部３の付根部３１ａを回転中心とする軌跡円Ｑａに沿って、前記自由端３１ｂと共に車体前方側に移動する〔図５（Ｂ），（Ｃ），図６，図７（Ｂ），（Ｃ）及び図８（Ａ），（Ｂ）参照〕。

このように衝撃荷重Ｆの発生による後方側ブラケットＢと前方側ブラケットＡとの動作により、前記コラムチューブ１１における後方側ブラケットＢとの接合箇所は、車体前方側に移動しつつ、前記被装着部１００すなわち取付基部５に近接し、且つ前記コラムチューブ１１における前方側ブラケットＡとの接合箇所は、車体前方側に移動しつつ、前記被装着部１００すなわち取付基部２側から離間する。

上記作動を擬似仮想リンク機構の面から説明すると、まず、仮想リンクＭｃ（車体の被装着部１００）を水平方向に設置し、仮想リンクＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄによって、左右対称な台形の仮想リンク機構を構成するものとする〔図４（Ｂ），図６（Ｂ），図７（Ａ）参照〕。仮想リンクＭｄと仮想リンクＭｂは同一長さで、Ｖ字形状となるように対向している。

すなわち、初期状態（衝突前の状態）においては、前記仮想リンクＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄによる台形は、左右対称の逆台形である。このとき、仮想リンクＭｃと連結点Ｐ1との距離Ｈa0と、仮想リンクＭｃと連結点Ｐ2との距離Ｈｂ0とは同一である〔図７（Ａ）参照〕。すなわち、距離Ｈa0＝距離Ｈｂ0である。また、初期状態において、前記連結点Ｐ1は、軌跡円Ｑａの直径中心より車体後方側の領域に位置しており、前記連結点Ｐ2は、軌跡円Ｑｂの直径中心より車体前方側の領域に位置している。

このような状態において、２次衝突において、衝撃荷重ＦのＸ方向分力Ｆｘが車体後方側（ステアリングホィール１３側）から車体前方側にかかるものである。以下、衝撃吸収行程について述べる。図６（Ｂ），図７（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、衝撃吸収過程が行われている途中の状態である。連結点Ｐ2（自由端６１ｂ）に衝撃荷重ＦのＸ方向分力Ｆｘがかかり、仮想リンクＭｂ（支持アーム部６）は、連結点Ｐ3を回転中心として回転し、この回転に伴って連結点Ｐ2は軌跡円Ｑｂに沿って、車体前方側へ移動を開始しつつ、連結点Ｐ2は、仮想リンクＭｃ（車体の被装着部１００）に近接し、前記距離Ｈｂ0は減少して距離Ｈｂ1となる〔図７（Ｂ），（Ｄ）参照〕。

一方、仮想リンクＭａ（コラムチューブ１１）は仮想リンクＭｂ（支持アーム部６）の回転によって、車体前方側へ移動するものであり、該仮想リンクＭａによって仮想リンクＭｄ（支持アーム部３）が連結点Ｐ4を中心にして回転し、この回転に伴って連結点Ｐ1は軌跡円Ｑａに沿って、車体前方側へ移動しつつ、連結点Ｐ1は、仮想リンクＭｃ（車体の被装着部１００）から離間し、前記距離Ｈａ0は増加して距離Ｈａ1となる〔図７（Ｂ），（Ｃ）参照〕。すなわち、距離Ｈa1＞距離Ｈｂ1となり、前記仮想リンクＭａは車体後方側すなわちステアリングホィール１３側寄りが上昇するように傾斜する。

図５（Ｃ），図６（Ｃ），図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、衝撃吸収が完了した状態である。連結点Ｐ2（自由端６１ｂ）には、さらに継続して衝撃荷重ＦのＸ方向分力Ｆｘがかかり、仮想リンクＭｂ（支持アーム部６）は、連結点Ｐ3を回転中心として回転し、この回転に伴って連結点Ｐ2は軌跡円Ｑｂに沿って、車体前方側へ移動を開始しつつ、連結点Ｐ2は、前記分力Ｆｘａ及び分力Ｆｘｂによって仮想リンクＭｃ（車体の被装着部１００）に近接し、距離Ｈｂ1は減少して距離Ｈｂ2となる〔図８（Ａ），（Ｃ）参照〕。

一方、仮想リンクＭａ（コラムチューブ１１）は仮想リンクＭｂ（支持アーム部６）の回転によって、車体前方側へ移動するものであり、該仮想リンクＭａによって仮想リンクＭｄ（支持アーム部３）が連結点Ｐ4を中心にして回転し、この回転に伴って連結点Ｐ1は軌跡円Ｑａに沿って、車体前方側へ移動しつつ、連結点Ｐ1は、仮想リンクＭｃ（車体の被装着部１００）から離間し、前記距離Ｈａ1は増加して距離Ｈａ2となる〔図８（Ａ），（Ｂ）参照〕。すなわち、距離Ｈａ2＞距離Ｈｂ2となり、前記仮想リンクＭａは車体後方側すなわちステアリングホィール１３側寄りがより一層上昇し、傾斜して初期状態（衝突前の状態）の仮想リンクＭａに対して、衝撃吸収の完了時の仮想リンクＭａは角度γである〔図８（Ａ）参照〕。

なお、前記後方側ブラケットＢの支持アーム部６の自由端６１ｂ（連結点Ｐ1）及び前記前方側ブラケットＡの支持アーム部３の自由端３１ｂには、衝撃荷重ＦのＸ方向分力Ｆｘと共に、Ｙ方向分力Ｆｙが加わって行われるものである。Ｙ方向分力Ｆｙは、前記連結点Ｐ2（支持アーム部６の自由端６１ｂ）に対しては上方にかかる分力であり、連結点Ｐ2を上方に押し上げる分力となる。さらに、前記連結点Ｐ1（支持アーム部３の自由端３１ｂ）に対しては下方にかかる分力であり、連結点Ｐ1を下方に押し下げる分力となるものである。

コラムチューブ１１の衝撃吸収における移動状態は、図４（Ｂ）に示す矢印の動作となる。仮想リンクＭａは、２次衝突によって、コラムチューブ１１が車体後方側、すなわちステアリングホィール１３側が上方に移動しつつ、傾斜すると共にコラムチューブ１１は軸方向において車体前方側に移動するものである。そして、初期状態（衝突前の状態）におけるコラムチューブ１１の軸芯線Ｌａに対して、２次衝突によって衝撃吸収した状態のコラムチューブ１１の軸芯線Ｌａの傾斜角度は、衝撃完了時には、角度γだけ増加する〔図８（Ａ）参照〕。

このように衝撃荷重Ｆの発生による後方側ブラケットＢと前方側ブラケットＡとの動作により、前記コラムチューブ１１における後方側ブラケットＢとの接合箇所は、車体前方側に移動しつつ、前記被装着部１００すなわち取付基部５側に近接し、且つ前記コラムチューブ１１における前方側ブラケットＡとの接合箇所は、車体前方側に移動しつつ、前記被装着部１００すなわち取付基部２側から離間し、この動作によって、２次衝突の衝撃を吸収することができる〔図４（Ｂ）の矢印参照〕。

前記前方側ブラケットＡの支持アーム部３及び後方側ブラケットＢの支持アーム部６にコラム支持突起３３及びコラム支持突起６３がそれぞれ形成された実施形態のものにおいては、図１（Ｃ），図９（Ａ）に示すように、前記コラムチューブ１１の後方側（ステアリングホィール１３側）の外周側面１１ａが、前記両コラム支持突起３３，３３によって挟持された状態で支持され、前記コラムチューブ１１の前方側（車体の前方側）の外周側面１１ａが、前記両コラム支持突起６３，６３によって挟持された状態で支持されている。このような構成によって、コラムチューブ１１は、軸芯線Ｌａが水平面上において傾いたり、倒れたりすることなく、軸方向に沿ってのみ車体前方側に移動することができる。

特に、水平方向において傾いた状態でステアリングホィール１３を介してコラムチューブ１１に衝撃荷重Ｆがかかる（作用する）ときには、そのままでは、図９（Ｂ）に示すように、コラムチューブ１１は水平面上において、傾いたり、倒れたりすることが有りうる。このような状態に対して、コラムチューブ１１の外周側面１１ａの前方側及び後方側が、前記両コラム支持突起３３，３３及び前記コラム支持突起６３，６３によって、それぞれ挟持されているので、コラム支持突起３３及びコラム支持突起６３にそれぞれ反力Ｆｓが作用し、この反力Ｆｓによって、コラムチューブ１１が傾いたり倒れたりすることを防止し、コラムチューブ１１を軸方向に沿ってのみ移動させることができる〔図９（Ｂ），（Ｃ）参照〕。

また、前記前方側ブラケットＡの支持アーム部３のコラムチューブ１１の軸芯線Ｌａに対する傾斜角度αと、前記後方側ブラケットＢの支持アーム部６のコラムチューブ１１の軸芯線Ｌａに対する傾斜角度βとが、異なるように形成することによって、種々の衝撃吸収のために対応することができる構成にすることができる。

（Ａ）は本発明の側面略示図、（Ｂ）はコラムチューブと前方側ブラケット及び後方側ブラケットとを組み付けた状態の斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図である。 （Ａ）はコラムチューブと前方側ブラケット及び後方側ブラケットとを組み付けた状態の側面図、（Ｂ）はコラムチューブと前方側ブラケット及び後方側ブラケットとを組み付けた状態の平面図である。 （Ａ）は前方側ブラケット（後方側ブラケット）の斜視図、（Ｂ）は前方側ブラケット（後方側ブラケット）の正面図、（Ｃ）は前方側ブラケット（後方側ブラケット）の側面図、（Ｄ）は前方側ブラケット（後方側ブラケット）の平面図、（Ｅ）は（Ｂ）のＸｂ−Ｘｂ矢視断面図である。 （Ａ）は本発明に衝撃荷重及び衝撃荷重のＸ方向分力及びＹ方向分力が作用している状態の側面図、（Ｂ）は被装着部，前方側ブラケット，後方側ブラケット，コラムチューブを擬似リンク機構に置き換えた状態図である。 （Ａ）は本発明において初期状態（衝突前の状態）を示す側面略示図、（Ｂ）は本発明において衝撃吸収動作の中間状態を示す側面略示図、（Ｃ）は本発明において衝撃吸収動作が完了した状態を示す側面略示図である。 （Ａ）は本発明を擬似リンク機構とした初期状態（衝突前の状態）を示す側面略示図、（Ｂ）は衝撃吸収動作の中間状態を示す側面略示図、（Ｃ）は衝撃吸収動作が完了した状態を示す側面略示図である。 （Ａ）は被装着部を水平にして初期状態（衝突前の状態）における擬似リンク機構を示した状態図、（Ｂ）は衝撃吸収装置における衝撃吸収動作の途中状態を示す状態図、（Ｃ）は（Ｂ）の（ア）部拡大図、（Ｄ）は（Ｂ）の（イ）部拡大図である。 （Ａ）は衝撃吸収装置における衝撃吸収動作の完了状態を示す状態図、（Ｂ）は（Ａ）の（ウ）部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）の（エ）部拡大図である。 （Ａ）はコラムチューブの軸方向に沿って衝撃荷重が作用した状態の一部切除した平面図、（Ｂ）はコラムチューブの水平面において軸方向に対して衝撃荷重が傾斜してかかった状態の一部省略した平面図、（Ｃ）はコラムチューブの水平面且つ軸方向に対する衝撃荷重に対して前方側ブラケット及び後方側ブラケットの反力がコラムチューブの傾き又は倒れを防止しようとする状態を示す一部断面にした正面図である。 （Ａ）は前方側ブラケット（後方側ブラケット）のコラム支持突起を高さ方向の中央より下方に連続的に形成した正面図、（Ｂ）はコラム支持突起が形成されない前方側ブラケット（後方側ブラケット）にコラムチューブを固着した状態の一部断面にした正面図、（Ｃ）の受面部が形成されない前方側ブラケット（後方側ブラケット）にコラムチューブを固着した状態の一部断面にした要部側面図である。 （Ａ）は従来技術の構成を示す略示図、（Ｂ）は従来技術におけるコラムの動作を示す略示図である。

符号の説明

Ａ…前方側ブラケット、Ｂ…後方側ブラケット、１１…コラムチューブ、
１００…被装着部、２（５）…取付基部、３（６）…支持アーム部、
４（７）…コラム接合部、４２ａ（７２ａ）…受面部、Ｌａ…軸芯線。

Claims (6)

1. コラムチューブと、該コラムチューブの前方側を車体の被装着部に支持固定する前方側ブラケットと、前記コラムチューブの後方側を車体の被装着部に支持固定する後方側ブラケットとからなり、前記前方側ブラケット及び前記後方側ブラケットは、それぞれ取付基部と、２本の支持アーム部と、コラム接合部とから構成され、前記コラムチューブの前方側は前記前方側ブラケットの２本の支持アーム部間に配置され且つ前記コラム接合部に接合固着され、前記コラムチューブの後方側は前記後方側ブラケットの２本の支持アーム部間に配置され且つ前記コラム接合部に接合固着され、前記前方側ブラケットの支持アーム部は下方の自由端側が後方側に向かって傾斜され、前記後方側ブラケットの支持アームは下方の自由端側が車体前方側に傾斜されてなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収装置。
2. 請求項１において、前記前方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度と、前記後方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度とは異なるようにしてなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収装置。
3. 請求項１において、前記前方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度と、前記後方側ブラケットの支持アーム部の傾斜角度とは略等しく形成されてなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収装置。
4. 請求項１,２又は３のいずれか１項の記載において、前記前方側ブラケット及び前記後方側ブラケットのそれぞれの両支持アームは前記コラムチューブに略接触するコラム支持突起が形成されてなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収装置。
5. 請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記前方側ブラケット及び後方側ブラケットのコラム接合部には、受面部が形成され、該受面部は、前記コラムチューブの外周側面の直径と略同等の曲率半径を有してなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収装置。
6. 請求項１，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記前方側ブラケットと前記後方側ブラケットとは、同一形状としてなることを特徴とするステアリング装置の衝撃吸収装置。

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