JP2012131302A - ステアリングコラム用支持装置及びその組立方法 - Google Patents

ステアリングコラム用支持装置及びその組立方法 Download PDF

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Abstract

【課題】二次衝突時にステアリングホイールを前方に安定して変位させる為のチューニングが容易で、しかも、離脱荷重を低く且つ安定させる事ができ、更に、二次衝突後にステアリングホイールが過度に下降するのを防止する。
【解決手段】車体側ブラケット11に設けた下側押圧板部27により、コラム側ブラケット12bの上板部23の幅方向中央部の下面を上方に押圧する。この上板部23に設けた上側押圧板部28により、前記車体側ブラケット11の幅方向中央部の上面を下方に押圧する。この車体側ブラケットの上面に設置した抑え板29と前記上板部23とを、ボルト30及びナット31で結合して、これら抑え板29と上板部23との間で前記車体側ブラケット11の一部を挟持する。
【選択図】図2

Description

この発明は、衝突事故の際に運転者の身体からステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収しつつ、このステアリングホイールの前方への変位を可能とすべく、ステアリングコラムを車体に対し前方への変位を可能に支持する為のステアリングコラム用支持装置及びその組立方法の改良に関する。
[従来技術]
自動車用ステアリング装置は、図16に示す様に構成して、ステアリングホイール1の回転をステアリングギヤユニット2の入力軸3に伝達し、この入力軸3の回転に伴って左右1対のタイロッド4、4を押し引きして、前車輪に舵角を付与する様にしている。前記ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト5の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト5は、円筒状のステアリングコラム6を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム6に回転自在に支持されている。又、前記ステアリングシャフト5の前端部は、自在継手7を介して中間シャフト8の後端部に接続し、この中間シャフト8の前端部を、別の自在継手9を介して、前記入力軸3に接続している。尚、前記中間シャフト8は、トルクを伝達可能に、且つ、衝撃荷重により全長を収縮可能に構成している。そして、衝突事故の際(次述する一次衝突の際)に、前記ステアリングギヤユニット2の後方への変位に拘らず、前記ステアリングシャフト5を介して前記ステアリングホイール1が後方に向けて変位する(運転者の身体に向けて突き上げられる)事を防止できる様に構成している。
上述の様な自動車用ステアリング装置は、衝突事故の際に、衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングホイール1を前方に変位させる構造にする事が、運転者の保護の為には必要である。即ち、衝突事故の際には、自動車が他の自動車等にぶつかる一次衝突に続いて、運転者の身体が前記ステアリングホイール1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を緩和して、運転者の保護を図る為に、前記ステアリングホイール1を支持したステアリングコラム6を車体に対して、二次衝突に伴う前方への衝撃荷重により前方に離脱可能に支持すると共に、前記ステアリングコラム6と共に前方に変位する部分と車体との間に、塑性変形する事で前記衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収部材を設ける事が、例えば特許文献1〜3に記載される等により従来から知られており、且つ、広く実施されている。
図17〜19は、従前の(公知ではないが、本発明との関係で、従来技術と基本的に差はない)ステアリング装置の1例を示している。ステアリングコラム6aの前端部に、電動式パワーステアリング装置を構成する減速機等を収納するハウジング10を固定している。又、前記ステアリングコラム6aの内側にステアリングシャフト5aを、回転のみ自在に支持しており、このステアリングシャフト5aの後端部で前記ステアリングコラム6aの後端開口から突出した部分に、ステアリングホイール1(図16参照)を固定自在としている。そして、前記ステアリングコラム6a及び前記ハウジング10を、車体に固定された部分である車体側ブラケット11(例えば、後述する本発明の実施の形態の構造を示す図1〜10、12〜14参照)に対し、前方に向いた衝撃荷重に基づいて前方への離脱を可能に支持している。
この為に、前記ステアリングコラム6aの中間部に支持したコラム側ブラケット12と、前記ハウジング10に支持したハウジング側ブラケット13とを、何れも前方に向いた衝撃荷重により前方に離脱する様に、車体に対し支持している。前記両ブラケット12、13は何れも、1乃至2箇所の取付板部14a、14bを備え、これら各取付板部14a、14bに、それぞれ後端縁側に開口する切り欠き15a、15bを形成している。そして、これら各切り欠き15a、15bを覆う状態で前記両ブラケット12、13の左右両端寄り部分に、それぞれ滑り板16a、16bを組み付けている。
これら各滑り板16a、16bはそれぞれ、表面に、例えばポリアミド樹脂(ナイロン)、ポリ四フッ化エチレン樹脂(PTFE)等の滑り易い合成樹脂製の層を形成した、炭素鋼板、ステンレス鋼板等の金属薄板を曲げ形成する事により、上下両板部の後端縁同士を連結板部により連結した、大略コ字形としている。そして、それぞれの上下両板部の互いに整合する部分に、ボルト若しくはスタッドを挿通する為の通孔を形成している。前記各滑り板16a、16bを前記各取付板部14a、14bに装着した状態で、前記各通孔は、それぞれこれら各取付板部14a、14bに形成した、前記各切り欠き15a、15bに整合する。
前記両ブラケット12、13は、前記各取付板部14a、14bの切り欠き15a、15b及び前記各滑り板16a、16bの通孔を挿通した、ボルト若しくはスタッドとナットとを螺合し更に締め付ける事により、前記車体側ブラケット11に支持する。二次衝突時には前記ボルト若しくはスタッドが、前記各滑り板16a、16bと共に前記各切り欠き15a、15bから抜け出して、前記ステアリングコラム6a及び前記ハウジング10が、前記両ブラケット12、13及びステアリングホイール1と共に前方に変位する事を許容する。
又、図示の例の場合には、前記ボルト若しくはスタッドと前記コラム側ブラケット12との間にエネルギ吸収部材17、17を設けている。そして、このコラム側ブラケット12が前方に変位するのに伴ってこれらエネルギ吸収部材17、17を塑性変形させ、前記ステアリングホイール1から、前記ステアリングシャフト5a及び前記ステアリングコラム6aを介して前記コラム側ブラケット12に伝わった衝撃エネルギを吸収する様にしている。
二次衝突時には前記ボルト若しくはスタッドが前記両切り欠き15a、15aから抜け出して、図19に示す様に、前記コラム側ブラケット12が前方に変位する事を許容する。そして、前記ステアリングコラム6aが、このコラム側ブラケット12と共に前方に変位する。この際、前記ハウジング側ブラケット13に関しても、前記車体から離脱し、このハウジング側ブラケット13が前方に変位する事を許容する。そして、前記コラム側ブラケット12の前方への変位に伴って、前記両エネルギ吸収部材17、17が塑性変形して、運転者の身体から、ステアリングシャフト5a及び前記ステアリングコラム6aを介して前記コラム側ブラケット12に伝わった衝撃エネルギを吸収し、前記運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
上述の図17〜19に示した従前の構造の場合、前記コラム側ブラケット12を左右両側2箇所位置で前記車体側ブラケット11に対し、二次衝突時に前方への離脱を可能に支持している。従って、二次衝突時には、左右1対の支持部の係合を同時に外れさせる事が、前記ステアリングホイール1を前方に、安定して(二次衝突発生の瞬間の状態のまま傾斜させずに)変位させる面から重要になる。一方、前記両支持部の係合を同時に外れさせる為のチューニングは、これら両支持部を外れさせる事に対する抵抗(摩擦抵抗、剪断抵抗等)や、前記ステアリングコラム6aと共に前方に変位する部分の慣性質量に関する左右のアンバランス等の影響がある為、手間の掛かる作業となる。
この様な原因での前方への離脱を不安定化させる要因を除く為には、特許文献1に記載された構造を採用する事が効果がある。図20〜22は、この特許文献1に記載された従来構造を示している。この従来構造の場合には、車体側に支持固定されて、二次衝突時にも前方に変位する事のない車体側ブラケット11aの幅方向中央部に係止切り欠き18を、この車体側ブラケット11aの前端縁側が開口する状態で形成している。又、ステアリングコラム6b側にコラム側ブラケット12aを支持固定して、二次衝突時にこのコラム側ブラケット12aを、前記ステアリングコラム6bと共に前方に変位可能としている。
更に、このコラム側ブラケット12aに固定した係止カプセル19の左右両端部を、前記係止切り欠き18に係止している。即ち、この係止カプセル19の左右両側面にそれぞれ形成した係止溝20、20を、前記係止切り欠き18の左右両側縁部に係合させている。従って、前記係止カプセル19の左右両端部で前記両係止溝20、20の上側に存在する部分は、前記係止切り欠き18の両側部分で、前記車体側ブラケット11aの上側に位置している。これら車体側ブラケット11aと係止カプセル19とは、前記両係止溝20、20とこの切り欠き19の両側縁部とを係合させた状態で、これら両部材11a、19の互いに整合する部分に形成した係止孔21a、21bに係止ピン22、22(図22にのみ図示)を圧入する事で結合する。これら各係止ピン22、22は、アルミニウム系合金、合成樹脂等の、二次衝突時に加わる衝撃荷重で裂断する、比較的軟質の材料により造っている。
二次衝突時に、前記ステアリングコラム6bから前記コラム側ブラケット12aを介して、前記係止カプセル19に、前方に向いた衝撃荷重が加わると、前記各係止ピン22、22が裂断する。そして、前記係止カプセル19が前記係止切り欠き18から前方に抜け出して、前記ステアリングコラム6b(及びステアリングシャフトを介してこのステアリングコラム6bに支持されたステアリングホイール)が前方に変位する事を許容する。
上述の図20〜22に示した従来構造の場合、前記コラム側ブラケット12aに固定した係止カプセル19と前記車体側ブラケット11aとの係合部が、幅方向中央部の1箇所のみである。この為、二次衝突時にこの係合部を外し、前記ステアリングホイールを前方に安定して変位させる為のチューニングが容易になる。
上述の図20〜22に示した様な従来構造の場合、二次衝突時にステアリングコラムを、前方に安定した姿勢で離脱させる面からは有効であるが、この離脱に要する荷重(離脱荷重)を低く且つ安定させて、運転者の保護をより一層充実させる面からは改良の余地がある。この点に就いて、以下に説明する。
二次衝突時に運転者の身体に加わる衝撃をより低く抑える為には、前記離脱荷重を低く抑えて、二次衝突発生の瞬間に前記ステアリングコラムが前方に、円滑に変位し始める様にする事が好ましい。即ち、二次衝突発生の瞬間にこのステアリングコラムの前方への変位開始を円滑に行わせて、ステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃をできるだけ小さく抑え、変位開始後、二次衝突の進行に伴って、前記ステアリングコラムに付設したエネルギ吸収部材を塑性変形させ、前記ステアリングホイールに伝わった衝撃エネルギを吸収する事が、運転者の保護充実の為には好ましい。
一方、前記図20〜22に示した様な従来構造の場合、二次衝突発生の瞬間に前記ステアリングコラム6bの前方への変位を開始させる為には、前記各係止ピン22、22を裂断する必要がある。この変位を開始させるべく、これら各係止ピン22、22を裂断する為には、或る程度大きな衝撃荷重が必要になり、前記離脱荷重を低く抑える面からは不利になる。一方、前述の図17〜19に示した従前の構造の如き、一般的な構造は、二次衝突時に於けるステアリングコラムの姿勢を安定させる為の手間が面倒である事に加えて、コラム側ブラケットを車体側に組み付ける為のボルト等の締め付けトルクが少し変わるだけで、前記離脱荷重が大きく変動する為、締め付けトルクの管理も面倒になる。
以上の様な理由により、従来から知られている構造では、二次衝突時にステアリングコラムを、前方に安定した姿勢で離脱させ、しかも離脱荷重を低く且つ安定させる事は難しい。
実開昭51−121929号公報 特開2005−219641号公報 特開2000−6821号公報
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、二次衝突時にステアリングホイールを前方に安定して変位させる為のチューニングが容易で、しかも、離脱荷重を低く且つ安定させる事ができ、更に、必要に応じて二次衝突後にステアリングホイールが過度に下降するのを防止できる構造及びその組立方法を実現すべく発明したものである。
本発明のステアリングコラム用支持装置及びその組立方法のうち、請求項1に記載したステアリングコラム用支持装置は、ステアリングコラムと、車体側ブラケットと、係止除肉部と、コラム側ブラケットとを備える。
このうちのステアリングコラムは、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持する為のものである。
又、前記車体側ブラケットは、金属板製で、少なくとも幅方向両側2箇所位置で車体側に支持固定され、二次衝突時にも前方に変位する事がない。
又、前記係止除肉部は、前記車体側ブラケットに、この車体側ブラケットを構成する金属板の一部で前記2箇所位置の間部分を除去する事により形成されたもので、前後方向に長い。この様な係止除肉部としては、前記車体側ブラケットの前端縁に開口した切り欠き、或は、前後方向に長い矩形の透孔等が採用可能である。
更に、前記コラム側ブラケットは、金属板製で、前記ステアリングコラム側に支持された状態で前記車体側ブラケットの下側に配置されており、上端部に上板部を設けている。
そして、前記コラム側ブラケットを前記車体側ブラケットに、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持している。
特に、本発明のステアリングコラム用支持装置に於いては、下記の(1)〜(3)のうち、(1)、(2)のうちの少なくとも一方及び(3)の構造{「(1)+(3)」、「(2)+(3)」、「(1)+(2)+(3)」のうちの何れかの構造}により、前記車体側ブラケットに対して前記コラム側ブラケットの上端部を結合支持している。
(1) 前記車体側ブラケットの係止除肉部の後端縁のうち少なくとも幅方向中央部に、先端縁を前方に向けた状態で下方に曲げ形成した下側押圧板部により、前記コラム側ブラケットの上板部の幅方向中央部の下面を上方に押圧し、この上板部の上面を前記車体側ブラケットの下面に押し付ける。
(2) 前記上板部の前部以外の部分の幅方向中央部に、先端縁を後方に向けた状態で上方に曲げ形成した上側押圧板部により、前記車体側ブラケットの幅方向中央部の上面を下方に押圧し、この車体側ブラケットの下面を前記上板部の上面に押し付ける。
(3) この車体側ブラケットの上面に、前記係止除肉部の左右両側部分同士の間に掛け渡す状態で設置した抑え板と前記コラム側ブラケットの上板部とを結合部材で結合する事により、これら抑え板と上板部との間で、前記車体側ブラケットのうちの、前記係止除肉部の左右両側部分を挟持する。
上述の様な本発明のステアリングコラム用支持装置を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記係止除肉部を、前記車体側ブラケットの前端縁に開口した係止切り欠きとする。そして、この係止切り欠きの前後方向に関する長さを、前記コラム側ブラケットの上板部の同方向の長さよりも大きく、前記二次衝突時に前記ステアリングコラム及び前記コラム側ブラケットと共に前記抑え板が前方に変位し切った状態でも、この抑え板の少なくとも一部が前記車体側ブラケットの前端部の上側に位置して、この抑え板が脱落するのを防止できるだけの長さとする。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記抑え板を、ばね性を有する金属板製とする。この様な金属板としては、ステンレスのばね鋼板、亜鉛メッキ鋼板、燐青銅板の如く、所望の弾性を得られ、且つ、左右両端部下面を当接させる、前記車体側ブラケットの或いは次述する滑り板と錆付かない材料を使用する。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項4に記載した発明の様に、前記車体側ブラケットの上下両面と、前記二次衝突の発生以前にこの上下両面に突き当てられた部材の表面との間に、低摩擦材製の滑り層を介在させる。
この様な請求項4に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項5に記載した発明の様に、前記滑り層を、金属薄板を曲げ形成して成る滑り板の片面に被覆された、低摩擦材のコーティング層とする。又、この滑り板の一部で前記下側押圧板部の上側に位置する部分に、このコーティング層を被覆していない面を内側にして180度密に折り返された折り返し部を設ける。そして、前記コーティング層を、前記二次衝突に伴って前方に変位する、前記抑え板の左右両端部下面と、前記上側押圧板部の下面と、前記コラム側ブラケットの上板部の上面とに当接させる。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項6を記載した発明の様に、前記コラム側ブラケットの上板部の前端縁に変位側係止部を、このコラム側ブラケットを構成する金属板の一部を上方に曲げ起こす状態で形成する。そして、前記変位側係止部と、前記車体側に支持固定された部分との間に、例えば伸長方向に塑性変形する事により、前記二次衝突に伴って前記コラム側ブラケットに加わった衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収部材を設ける。
更に、請求項7に記載したステアリングコラム用支持装置の組立方法は、次の(1)、(2)のうちの少なくとも一方の手段により、前記車体側ブラケットに対し前記コラム側ブラケットの上板部を支持する。
(1) 前記下側押圧板部により前記コラム側ブラケットの上板部の幅方向中央部の下面を上方に押圧する。
(2) 前記上側押圧板部により前記車体側ブラケットの幅方向中央部の上面を下方に押圧する。
次いで、前記車体側ブラケットに対して前記コラム側ブラケットが前後方向に変位し始める荷重である、中間段階の離脱荷重を測定してから、二次衝突時に前記車体側ブラケットに対して前記コラム側ブラケットが前後方向に変位し始めるのに適切な荷重である適正離脱荷重と、前記中間段階の離脱荷重との差を求める。その後、前記抑え板と前記コラム側ブラケットの上板部とを前記結合部材により、この差に見合う強度で結合する。
上述の様に構成する本発明のステアリングコラム用支持装置及びその組立方法によれば、二次衝突時にステアリングホイールを前方に安定して変位させる為のチューニングが容易で、しかも、離脱荷重を低く且つ安定させる事ができ、更に、必要に応じて二次衝突後にステアリングホイールが過度に下降するのを防止できる構造及びその組立方法を実現できる。
先ず、二次衝突時にステアリングホイールを前方に安定して変位させる為のチューニングの容易化は、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとを、この車体側ブラケットを車体に対し支持する幅方向2箇所位置の間部分である、この車体側ブラケットの幅方向中央部で係合させる事により図れる。
又、前記離脱荷重を低く且つ安定させる事は、前記車体側ブラケットと前記コラム側ブラケットとを、この車体側ブラケットの下側押圧板部とこのコラム側ブラケットの上側押圧板部とのうちの少なくとも一方が相手側を押圧する事によって発生する摩擦力と、前記コラム側ブラケットの上板部と結合部材によりこの上板部に結合される抑え板との間で前記車体側ブラケットの係止除肉部の左右両側部を挟持する事によって発生する摩擦力とで結合する事により図れる。これら各摩擦力のうち、前記上板部と前記抑え板との間で前記係止除肉部の左右両側部を挟持する事によって発生する摩擦力は、前記結合部材による結合力(この結合部材の軸方向に作用する力)により、容易に調節できる。この為、各摩擦力の合計となる、前記離脱荷重を、低く、且つ、安定させる事ができる。特に、請求項7に記載した組立方法の発明の様に、前記両板部のうち少なくとも一方が相手側を押圧する事によって発生する摩擦力に基づく中間段階の離脱荷重を測定してから、前記結合部材の結合力を調節すれば、完成状態での離脱荷重を適正値に、精度良く調節できる。この場合に於いて、請求項3に記載した発明の様に、前記抑え板をばね性を有する金属板とすれば、前記結合力の調節に基づいて、前記上板部と前記抑え板との間で前記係止除肉部の左右両側を挟持する事によって発生する摩擦力の調節を容易に行える。
又、二次衝突後にステアリングホイールが過度に下降するのを防止する事(脱落防止)は、請求項2に記載した発明の様に、係止除肉部である係止切り欠きの前後方向長さを十分に大きくする事により図れる。この様な構成を採用すれば、二次衝突の進行に伴って前記ステアリングホイールが前方に変位し切った状態でも、前記抑え板の左右両端部下面と前記車体側ブラケットの前端部上面との係合が外れずに済む。この為、この車体側ブラケットに対して前記コラム側ブラケットが下方に変位する事を防止して、ステアリングコラムを介してこのコラム側ブラケットに支持された、前記ステアリングホイールが過度に下降する事を防止できる。この結果、このステアリングホイールと運転者との位置関係を適正に保って、例えば、衝突事故の程度によっては、このステアリングホイールの操作性を確保して、事故車両を路肩等に退避させる作業を容易に行える等の効果を得られる。
尚、前記係止除肉部を、前記車体側ブラケットの前端側が塞がれた(この車体側ブラケットの前端縁に開口していない)、前後方向に長い矩形の透孔としても、二次衝突進行に伴う、前記脱落防止を図れる。前記係止除肉部を透孔とすれば、前記車体側ブラケットの剛性確保の面からは有利になる。但し、この場合には、前記結合部材が前記透孔の前端縁に衝合する状態で、前記ステアリングホイールの前方への変位が停止するので、二次衝突時に於ける、このステアリングホイールのストローク確保の面からは不利になる。逆に言えば、前記係止除肉部を上述の様な係止切り欠きとすれば、前記車体側ブラケットの前後方向寸法を特に大きくせずに、前記ストロークを確保して、二次衝突時の運転者保護の面から有利になる。
又、請求項4に記載した発明の様に、当接面同士の間に滑り層を介在させれば、前記離脱荷重を、より低く、より安定させる事ができる。そして、この滑り層を介在させる為に、請求項5に記載した発明の様に、片面にコーティング層を被覆した金属薄板を適正に曲げ形成して成る滑り板により構成すれば、前記滑り層を、低コストで、しかも安定して得られる。
更に、請求項6に記載した発明の様にして、前記コラム側ブラケットと車体側に支持固定された部分との間にエネルギ吸収部材を設ければ、前記離脱荷重を十分に低く抑えた場合であっても、二次衝突の進行に伴って前記ステアリングホイールが前方に変位する事に対して、適正な抵抗を付与できる。そして、このステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和して、衝突事故の際の運転者の保護充実を図れる。
本発明の実施の形態の1例を示す要部平面図。 図1のa−a断面図。 同b−b断面図。 車体側ブラケットの平面図。 図4のc−c断面図。 同d−d断面図。 車体側ブラケットを後下方から見た状態で示す斜視図。 コラム側ブラケットの平面図。 図8のe−e断面図。 同f−f断面図。 コラム側ブラケットの上部を後上方から見た状態で示す斜視図。 滑り板の平面図。 図12のg−g断面図。 同h−h断面図。 滑り板を、下部を省略して前上方から見た斜視図(A)、及び、上部を省略して前上方から見た斜視図(B)。 従来から知られているステアリング装置の1例を示す、部分切断側面図。 従前のステアリングコラム用支持装置の1例を、通常時の状態で示す平面図。 同じく側面図。 従前のステアリングコラム用支持装置の1例に関して、二次衝突に伴ってステアリングコラムが前方に変位した状態を示す側面図。 従来構造の1例を示す、ステアリングコラムの中心軸に対し直交する方向に存在する仮想平面に関する断面図。 同じく、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとを結合する以前の状態で示す斜視図。 同じく、ステアリングコラムを省略する代わりに結合ピンを記載した状態で示す斜視図。
図1〜14は、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本例を含めて、本発明の特徴は、ステアリングコラムを支持したコラム側ブラケット12bを、車体に支持した車体側ブラケット11に対し、二次衝突に伴う衝撃により前方への離脱を可能に支持する部分の構造にある。前記コラム側ブラケット12bに対し前記ステアリングコラムを支持する部分の構造等、他の部分の構造及び作用は、従来から広く知られているステアリング装置と同様であるから、図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、前記コラム側ブラケット12bを前記車体側ブラケット11に対し支持する部分の構造、並びに、この構造の組立方法を中心に説明する。
前記コラム側ブラケット12bは、鋼板等の、十分な強度及び剛性を有し、且つ、塑性変形可能な金属板を曲げ加工する事により、下方が開口したコ字形に形成している。従って、前記コラム側ブラケット12bは、上端部に設けられた上板部23と、この上板部23の左右両側縁からそれぞれ下方に向け直角に折れ曲がった、左右1対の支持板部24、24とを備える。その内側にステアリングシャフト5を回転自在に支持するステアリングコラム6(図16参照)は、前記両支持板部24、24同士の間に、従来から周知の構造により、上下位置及び前後位置の調節を可能に支持される。
この様なコラム側ブラケット12bは前記車体側ブラケット11の下側に、二次衝突に伴ってこのコラム側ブラケット12bに加わる衝撃荷重に基づいて前方への変位(離脱)を可能に支持している。前記車体側ブラケット11は、鋼板等の、十分な強度及び剛性を有する金属板製の素材に、プレスによる打ち抜き加工、レーザカッタ等による切断加工を施す事により、平板状に形成している。但し、前記素材として厚さ寸法の小さなものを使用する代わりに、両側縁部及び後端縁部を曲げ形成して剛性を確保する事もできる。
何れにしても、本例に組み込む、前記車体側ブラケット11の幅寸法は、前半部で狭く、後半部で広くしている。そして、この車体側ブラケット11の幅方向中央部に、特許請求の範囲に記載した係止除肉部である係止切り欠き25を、この車体側ブラケット11の前端縁中央部にのみ開口する状態で形成している。この係止切り欠き25の前後方向の長さ寸法は、十分に長くして、後述する二次衝突が進行した状態(二次衝突時の衝撃エネルギでは、ステアリングホイールがそれ以上前方に変位しない状態)でも、前記車体側ブラケット11による前記コラム側ブラケット12bの支持力が喪失しない様にしている。又、この車体側ブラケット11の前後方向中間部で、前記係止切り欠き25の後端(奥端)寄り部分を左右両側から挟む位置に、左右1対の取付孔26、26を形成している。前記車体側ブラケット11は、これら両取付孔26、26を挿通したスタッド或いはボルトにより、車体に対し支持固定される。この状態で前記車体側ブラケット11は、二次衝突時にも、前方に変位する事はない。
前記コラム側ブラケット12bは、前記車体側ブラケット11に、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持している。この為、本例のステアリングコラム用支持装置の場合には、下記の(1)〜(3)の構造を採用している{これら(1)〜(3)の構造を、全部組み合わせている}。
(1) 前記車体側ブラケット11の係止切り欠き25の後端縁(奥端縁)中央部から、先端縁を前方に向けた状態で下方に曲げ形成した下側押圧板部27により、前記コラム側ブラケット12bの上板部23の幅方向中央部の下面を上方に押圧し、この上板部23の上面を前記車体側ブラケット11の下面に押し付ける。
(2) 前記上板部23の後半部の幅方向中央部に、先端縁を後方に向けた状態で上方に曲げ形成した上側押圧板部28により、前記車体側ブラケット11の幅方向中央部の上面を下方に押圧し、この車体側ブラケット11の下面を前記上板部23の上面に押し付ける。
(3) 前記車体側ブラケット11の上面に、前記係止切り欠き25の両側部分同士の間に掛け渡す状態で設置した抑え板29と前記コラム側ブラケット12bの上板部23とを、結合部材であるボルト30とナット31とで結合する事により、これら抑え板29と上板部23との間で、前記車体側ブラケット11のうちで前記係止切り欠き25の両側部分を挟持する。
次に、前記(1)〜(3)の個々の構造に就いて、より詳しく説明する。
先ず、このうちの(1)の構造に就いて、図1〜7を参照しつつ説明する。この構造を構成する為に、前記車体側ブラケット11の後部の幅方向中央部で、前記係止切り欠き25の奥端縁の幅方向中央部に、前記下側押圧板部27の基端縁を連続させている。この下側押圧板部27は、前記車体側ブラケット11を構成する金属板の一部で、前記係止切り欠き25の奥端部に位置する部分を残す事により設けた、前端縁を他の部分と連結されていない自由端とした突出板部を曲げ形成して成る。即ち、この突出板部の基端部(後端部)を前記車体側ブラケット11の本体部分に対し、下方に向け直角に折り曲げて下側連結板部32としている。更に、前記突出板部の中間部基端寄り部分を前方に向け、この下側連結板部32に対し直角に折り曲げて、この突出板部の中間部乃至先端部を、前記車体側ブラケット11の本体部分とほぼ平行な下側弾性押圧板部33としている。
そして、この下側弾性押圧板部33の先端部上面を、後述する滑り板34の一部を介して、前記コラム側ブラケット12bを構成する上板部23の幅方向中央部の下面に、弾性的に押し付けている。そして、この上板部23の幅方向両端部を、前記車体側ブラケット11のうちで前記係止切り欠き25の左右両側に位置する部分の下面に向け弾性的に押し付けて、前記コラム側ブラケット12bの前後方向中間部を前記車体側ブラケット11に対し、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持している。
次に、前記(2)の構造に就いて、図1〜3、8〜11を参照しつつ説明する。この構造を構成する為に、前記コラム側ブラケット12bを構成する上板部23の幅方向中央部の後半部に、先端縁を後方に向けた状態で上方に曲げ形成した上側押圧板部28を設けている。この為に本例の場合には、前記上板部23の中央寄り部分で幅方向に離隔した2箇所位置に、それぞれがこの上板部23の後端縁に開口したスリット状の切り欠き35、35を、互いに平行に形成している。そして、これら両切り欠き35、35に幅方向両側を挟まれた矩形状板部の基端部(前端部)を前記上板部23の本体部分に対し、上方に向け直角に折り曲げて、上側連結板部36としている。更に、前記矩形状板部の中間部基端寄り部分を後方に向け、この上側連結板部36に対し直角に折り曲げて、この矩形状板部の中間部乃至先端部を、前記上板部23の本体部分とほぼ平行な上側弾性押圧板部37としている。
そして、この上側弾性押圧板部37の先端部下面を、後述する滑り板34の他の部分を介して、前記車体側ブラケット11の本体部分の後端部の幅方向中央部の上面に、弾性的に当接させている。本例の場合には、前記上側弾性押圧板部37の先端部(後端部)を少し下方に変形させて(かしめ付けて)、この変形部を、前記車体側ブラケット11の一部上面に、前記滑り板34を介して押し付けている。そして、前記上側弾性押圧板部37により、この車体側ブラケット11の後端部を、前記コラム側ブラケット12bを構成する上板部23のうちで前記両切り欠き35、35の両外側に存在する幅方向2箇所位置の上面に向け弾性的に押し付けて、前記コラム側ブラケット12bの後端部を前記車体側ブラケット11に対し、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持している。尚、前記(1)(2)の構造は、何れも、前記両ブラケット11、12bの幅方向中央部に設置して、これら両構造の中心を互いに一致させている。
更に、前記(3)の構造に就いて、図1〜3を参照しつつ説明する。前記車体側ブラケット11の上面に抑え板29を、前記係止切り欠き25の両側部分同士の間に掛け渡す状態で設置している。この抑え板29は、ステンレスのばね鋼板、亜鉛メッキ鋼板、燐青銅板の如く、ばね性を有し、且つ、両端部下面を当接させる、次述する滑り板34と錆付かない材料を使用する。そして、前記コラム側ブラケット12bの上板部23の前半部の幅方向中央部に形成した通孔、並びに前記係止切り欠き25を下方から挿通したボルト30の先端部(上端部)に螺合したナット31により、前記抑え板29の幅方向(車両への組み付け状態で、この車両の左右方向)中央部の上面を、ワッシャ38を介して下方に押圧している。そして、この抑え板29の幅方向両端部の下面を、前記車体側ブラケット11のうちで、前記係止切り欠き25の両側部分の上面に、次述する滑り板34の他の部分を介して、弾性的に当接させている。
それぞれが上述の様に構成する、前記(1)〜(3)の結合構造は、何れも、摩擦力により、通常時に前記車体側ブラケット11に対して前記コラム側ブラケット12bが前方に変位する事を阻止し、二次衝突時には、前記摩擦力に抗して、このコラム側ブラケット12bを前方に変位させる様にしている。前記二次衝突発生の瞬間に、前記コラム側ブラケット12b(に支持されたステアリングホイール)の前方への変位が円滑に行われる様にする為には、前記摩擦力(静止摩擦力)を低く抑える事が好ましい。但し、この摩擦力を低く抑える為に、前記(1)〜(3)の結合構造部分に存在する当接面の面圧を低くする事は、前記車体側ブラケット11に対する前記コラム側ブラケット12bの支持剛性が低くなり、前記ステアリングホイールの操作感が低下する為、採用できない。そこで本例の場合には、前記(1)〜(3)の結合構造部分に滑り板34を介在させて、前記摩擦力を低く抑えられる様にしている。
前記滑り板34は、ステンレス鋼板等の金属薄板を曲げ形成して成る。この金属薄板の片面には、ポリ四フッ化エチレン樹脂、ポリアミド樹脂、二硫化モリブデン等の低摩擦材のコーティング層を被覆している。この様な滑り板34の形状に就いて、図12〜15を参照しつつ説明する。この滑り板34は、後端部に設けた連結板部39と、この連結板部39の上下両端縁からそれぞれ前方に向け直角に折れ曲がった、上側板部40及び下側板部41とを備える。前記コーティング層は、前記連結板部39の後面と、前記上側板部40の上面と、前記下側板部41の下面とに存在する。
これら各板部39〜41のうち、上側板部40のうちで、ステアリングコラム用支持装置への組み付け状態で、前記車体側ブラケット11の係止切り欠き25に整合する部分には、前方に開口した切り欠きを設けている。従って、前記上側板部40は、後端部を除く部分が二股形状となっている。一方、前記下側板部41に関しても、前記係止切り欠き25に整合する部分に前方に開口した切り欠きを設けて、後端部を除く部分を二股形状としている。但し、前記下側板部41に関しては、前記切り欠きの奥端部(後端部)の幅方向中央部で、前記ステアリングコラム用支持装置への組み付け状態で前記下側押圧板部27の上側に位置する部分に、前方に突出した突出板部42を形成している。又、この突出板部42の先端部(前端部)に、前記コーティング層を被覆していない面を内側にして(前記突出板部42の先端部を上側に向けて)180度密に折り返された折り返し部43を設けている。従って、前記突出板部42の先端部に関しては、下面だけでなく、上面にも、前記コーティング層が存在する。
上述の様な滑り板34は、前記ステアリングコラム用支持装置への組み付け状態で、図1〜3に示す様に、前記上側板部40の前端部が、前記車体側ブラケット11の上面と、前記抑え板29の両端部下面との間に挟持される。この状態で前記コーティング層は、この抑え板29の両端部下面に当接する。一方、前記下側板部41のうちで、前記突出板部42以外の部分は、前記車体側ブラケット11の下面と、前記コラム側ブラケット12bを構成する上板部23の上面との間に挟持される。この状態で前記コーティング層は、この上板部23の上面に当接する。更に、前記突出板部42の先端部に設けた折り返し部43は、前記上板部23の下面と、前記車体側ブラケット11に設けた下側押圧板部27の上面との間に挟持される。この状態で前記コーティング層は、この下側押圧板部27の上面だけでなく、前記上板部23の下面にも当接する。
前記滑り板34を上述の様に組み付け可能にすべく、前記突出板部42の片側縁と、前記下側板部41に形成した切り欠きの内側縁との間隔D{図15の(B)}は、前記下側押圧板部27の下側連結板部32の基部の幅W(図7)以上(D≧W)以上として、この下側押圧板部27を、図1〜2に示す様に、前記下側板部41に形成した切り欠きの奥部にまで進入させられる様にしている。前記滑り板34を図1〜3に示す様に前記ステアリングコラム用支持装置に組み付けた状態で、この滑り板34は、前記車体側ブラケット11の後端縁と前記連結板部39との係合により、前方に変位する事は阻止される。即ち、二次衝突時にも前記滑り板34は、そのままの位置に止まる。一方、二次衝突時に前方に変位する、前記コラム側ブラケット12b及び前記抑え板29と前記滑り板34との当接部には、何れも前記コーティング層が存在する。従って、前記二次衝突時に前記コラム側ブラケット12bが前方に変位する為に要する離脱荷重を、低く、且つ、安定させる事ができる。
この様に本例の場合には、前記コラム側ブラケット12bの離脱荷重を、低く、且つ、安定させられるが、そのままでは、前記ステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃を十分に吸収できない。そこで本例の場合には、前記コラム側ブラケット12bと、前記車体側ブラケット11或は車体等の、二次衝突時にも前方に変位する事がない部分との間に、塑性変形しつつ前記コラム側ブラケット12bの前方への変位を許容する、エネルギ吸収部材44を設けている。この為に、この車体側ブラケット12bを構成する前記上板部23の前端縁の幅方向中央部に変位側係止部45を、このコラム側ブラケット12bを構成する金属板を上方に曲げ起こす状態で形成している。そして、前記変位側係止部45と、前記車体側ブラケット11等との間に、伸長方向に塑性変形する事により、前記二次衝突に伴って前記コラム側ブラケット12bに加わった衝撃エネルギを吸収する、前記エネルギ吸収部材44を設けている。
上述の様な各部材を組み立てて本例のステアリングコラム用支持装置とする場合には、先ず、前記下側押圧板部27により前記コラム側ブラケット12bの上板部23の幅方向中央部の下面を上方に押圧すると共に、前記上側押圧板部28により前記車体側ブラケット11の幅方向中央部の上面を下方に押圧する。この結果、この車体側ブラケット11と前記コラム側ブラケット12bとが、互いに上下方向に押し付け合わされて、これら両ブラケット11、12bが、結合支持される。この状態では、未だ前記抑え板29は組み付けない。そこで、この状態で、前記車体側ブラケット11に対して前記コラム側ブラケット12bが前後方向に変位し始める荷重である、中間段階の離脱荷重を測定する。この離脱荷重の測定は、前記車体側ブラケット11を動かない様に支持した状態で、前記コラム側ブラケット12bを前方に押し(或は引っ張り)、このコラム側ブラケット12bが僅かに変位する瞬間の荷重を測定する事で行う。このコラムブラケット12bが僅かに変位した瞬間に、このコラム側ブラケット12bに加えている力を解除して、このコラム側ブラケット12bがそれ以上前方に変位しない様にする。必要に応じて、変位分を元に戻しても良い。この様にして、前記(1)(2)の構造に基づく離脱荷重を測定するが、この状態での離脱荷重は、組み立て完了後の状態でステアリングコラム用支持装置に必要とされる適切な離脱荷重である適正離脱荷重よりも小さくなる様に、前記下側、上側両押圧部27、28の押圧力を調節しておく。
前記(1)(2)の構造に基づく離脱荷重を測定してから、この中間段階での離脱荷重と、前記適正離脱荷重との差を求める。その後、前記抑え板29と前記コラム側ブラケット12bの上板部23とを、前記ボルト30と前記ナット31とにより、前記両荷重の差に見合う強度で結合する。この強度は、これら前記(1)(2)の構造に基づく離脱荷重の測定値に基づいて調節可能であるし、この締め付けトルクと、前記離脱荷重の増加分との関係は、予め実験により求めておく事ができる。又、前記抑え板29は、弾性金属板であるから、前記締め付けトルクの値が多少目標値からずれても、前記離脱荷重の増加分が大きく変動する事はない。そこで、前記前記ボルト30と前記ナット31とを所定のトルクにより締め付ければ、前記離脱荷重を適切に増加させて、前記適正離脱荷重を、精度良く得られる。
前述の様な構成を有し、上述の様に組み立てられる、本例のステアリングコラム用支持装置では、二次衝突時に、前記コラム側ブラケット12bの上板部23及び前記抑え板29が前記車体側ブラケット11に対し、前記適正離脱荷重に抗して前方に変位し始める。そして、この変位に伴って前記エネルギ吸収部材44を塑性変形させ、運転者の身体から前記コラム側ブラケット12bに伝わった衝撃エネルギを吸収する。
尚、前記係止切り欠き25の前後方向に関する長さは、二次衝突が進行した(二次衝突に伴って運転者の身体からステアリングホイールに加わった衝撃エネルギによっては、それ以上前記ステアリングコラム6が前方に変位しなくなった)状態でも、前記抑え板29が前記係止切り欠き25から前方に抜け出し切らないだけの長さを確保している。即ち、前記二次衝突時に、前記ステアリングコラム6及び前記コラム側ブラケット12bと共に前記抑え板29が前方に変位した状態でも、前記抑え板29の幅方向両端部のうちの少なくとも後端部が前記車体側ブラケット11の前端部の上側に位置して、前記抑え板29が脱落するのを防止できるだけの長さを確保すべく、前記車体側ブラケット11の前後方向寸法を確保している。
本発明は、ステアリングホイールの上下位置を調節する為のチルト機構と、同じく前後位置を調節する為のテレスコピック機構との両方を備えたステアリングコラム用支持装置に限らず、チルト機構のみ、又はテレスコピック機構のみを備えたステアリングコラム用支持装置、更には、これら両機構を何れも備えていない、ステアリングホイールの位置固定式のステアリングコラム用支持装置で実施する事もできる。
又、本発明を実施する場合に使用する結合部材としては、抑え板に加える力の調節が容易である事から、ボルトとナットとが適切である。但し、この力を調節できるのであれば、リベット等、他の結合部材を使用する事も可能である。
更に、前記車体側ブラケットと前記コラム側ブラケットとの結合構造は、この車体側ブラケットと車体との結合固定部である、左右1対の取付孔26、26の間部分であれば、複数箇所に設ける事もできる。
1 ステアリングホイール
2 ステアリングギヤユニット
3 入力軸
4 タイロッド
5、5a ステアリングシャフト
6、6a、6b ステアリングコラム
7 自在継手
8 中間シャフト
9 自在継手
10 ハウジング
11、11a 車体側ブラケット
12、12a、12b コラム側ブラケット
13 ハウジング側ブラケット
14a、14b 取付板部
15a、15b 切り欠き
16a、16b 滑り板
17 エネルギ吸収部材
18 係止切り欠き
19 係止カプセル
20 係止溝
21a、21b 係止孔
22 係止ピン
23 上板部
24 支持板部
25 係止切り欠き
26 取付孔
27 下側押圧板部
28 上側押圧板部
29 抑え板
30 ボルト
31 ナット
32 下側連結板部
33 下側弾性押圧板部
34 滑り板
35 切り欠き
36 上側連結板部
37 上側弾性押圧板部
38 ワッシャ
39 連結板部
40 上側板部
41 下側板部
42 突出板部
43 折り返し部
44 エネルギ吸収部材
45 変位側係止部

Claims (7)

  1. 内側にステアリングシャフトを回転自在に支持する為のステアリングコラムと、少なくとも幅方向両側2箇所位置で車体側に支持固定され、二次衝突時にも前方に変位する事のない金属板製の車体側ブラケットと、この車体側ブラケットに、この車体側ブラケットを構成する金属板の一部を除去する事により形成された係止除肉部と、前記ステアリングコラム側に支持された状態で前記車体側ブラケットの下側に配置され、上端部に上板部を設けた金属板製のコラム側ブラケットとを備え、このコラム側ブラケットを前記車体側ブラケットに、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持したステアリングコラム用支持装置に於いて、
    下記の(1)〜(3)のうち、(1)(2)のうちの少なくとも一方及び(3)の構造により、前記車体側ブラケットに対して前記コラム側ブラケットを結合支持している事を特徴するステアリングコラム用支持装置。
    (1) 前記車体側ブラケットの係止除肉部の後端縁のうち少なくとも幅方向中央部に、先端縁を前方に向けた状態で下方に曲げ形成した下側押圧板部により、前記コラム側ブラケットの上板部の幅方向中央部の下面を上方に押圧し、この上板部の上面を前記車体側ブラケットの下面に押し付ける。
    (2) 前記上板部の前部以外の部分の幅方向中央部に、先端縁を後方に向けた状態で上方に曲げ形成した上側押圧板部により、前記車体側ブラケットの幅方向中央部の上面を下方に押圧し、この車体側ブラケットの下面を前記上板部の上面に押し付ける。
    (3) この車体側ブラケットの上面に、前記係止除肉部の両側部分同士の間に掛け渡す状態で設置した抑え板と前記コラム側ブラケットの上板部とを結合部材で結合する事により、これら抑え板と上板部との間で、前記車体側ブラケットのうちで前記係止除肉部の両側部分を挟持する。
  2. 前記係止除肉部が、前記車体側ブラケットの前端縁に開口した係止切り欠きであり、この係止切り欠きの前後方向に関する長さが、前記コラム側ブラケットの上板部の同方向の長さよりも大きく、前記二次衝突時に前記ステアリングコラム及び前記コラム側ブラケットと共に前記抑え板が前方に変位し切った状態でも、この抑え板の少なくとも一部が前記車体側ブラケットの前端部の上側に位置して、この抑え板が脱落するのを防止できるだけの長さを有する、請求項1に記載したステアリングコラム用支持装置。
  3. 前記抑え板がばね性を有する金属板である、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載したステアリングコラム用支持装置。
  4. 前記車体側ブラケットの上下両面と、前記二次衝突の発生以前にこの上下両面に突き当てられた部材の表面との間に、低摩擦材製の滑り層を介在させている、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載したステアリングコラム用支持装置。
  5. 滑り層が、金属薄板を曲げ形成して成る滑り板の片面に被覆された低摩擦材のコーティング層であり、この滑り板の一部で前記下側押圧板部の上側に位置する部分に、このコーティング層を被覆していない面を内側にして180度密に折り返された折り返し部が設けられており、前記コーティング層が、前記二次衝突に伴って前方に変位する、前記抑え板の左右両端部下面と、前記上側押圧板部の下面と、前記コラム側ブラケットの上板部の上面とに当接している、請求項4に記載したステアリングコラム用支持装置。
  6. 前記コラム側ブラケットの上板部の前端縁に、このコラム側ブラケットを構成する金属板の一部を上方に曲げ起こす状態で形成した変位側係止部と、前記車体側に支持固定された部分との間に、伸長方向に塑性変形する事により、前記二次衝突に伴って前記コラム側ブラケットに加わった衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収部材を設けた、請求項1〜5のうちの何れか1項に記載したステアリングコラム用支持装置。
  7. 請求項1〜6のうちの何れか1項に記載したステアリングコラム用支持装置の組立方法であって、前記下側押圧板部により前記コラム側ブラケットの上板部の幅方向中央部の下面を上方に押圧する事と、前記上側押圧板部により前記車体側ブラケットの幅方向中央部の上面を下方に押圧する事との少なくとも一方の手段により前記車体側ブラケットに対し前記コラム側ブラケットの上板部を支持してから、この車体側ブラケットに対してこのコラム側ブラケットが前後方向に変位し始める荷重である、中間段階の離脱荷重を測定した後、二次衝突時に前記車体側ブラケットに対してこのコラム側ブラケットが前後方向に変位し始めるのに適切な荷重である適正離脱荷重と、前記中間段階の離脱荷重との差を求め、次いで、前記抑え板と前記コラム側ブラケットの上板部とを前記結合部材により、この差に見合う強度で結合する事を特徴とするステアリングコラム用支持装置の組立方法。
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