JP2854177B2 - エネルギー吸収式ステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は運転者とステアリングホ
イールとの二次衝突による衝撃エネルギーを吸収するた
めのエネルギー吸収式ステアリング装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】エネルギー吸収式ステアリング装置とし
て、例えば実公昭５３−４５１９４号公報に記載のよう
に、コラムチューブを互いに抜差可能なアウタチューブ
とインナチューブとで構成し、両チューブの隙間に複数
のボールよりなるエネルギー吸収部材を設けたものが知
られている。そして、運転者がステアリングホイールと
二次衝突すると、アウタチューブに衝撃力が伝達され、
アウタチューブはインナチューブに対して軸方向へ相対
移動する。このとき、ボールはアウタチューブまたはイ
ンナチューブに対して条痕を付けながら転動するため、
衝撃エネルギーが効果的に吸収される。図５はコラムチ
ューブの収縮ストローク量と収縮荷重との関係を示し、
ストローク初期にピークがあり、このピークを過ぎると
収縮荷重が低くなる。なお、図５に斜線で示す範囲がエ
ネルギー吸収量を示す。

【０００３】上記のようなエネルギー吸収式ステアリン
グ装置を車体へ組み付ける際、コラムチューブを支えな
がら作業を行わなければならないため、作業性が悪い。
そのため、アウタチューブに仮保持用のフックを取り付
けるとともに、車体側にフックと係合する受け具を取り
付け、フックを受け具に引っ掛けることによりコラムチ
ューブの重量を支え、組付作業性を改善したものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このステア
リング装置の場合には、運転者とステアリングホイール
との二次衝突によりステアリングシャフトに車体前方へ
の衝撃エネルギーが加わった時、仮保持フックが受け具
に当たって車体前方へのストロークが規制されるため、
ピーク荷重が高くなるという問題があった。ピーク荷重
は予め所定値に管理されており、仮保持フックを設ける
ことによってピーク荷重が高くなると、運転車に加わる
ショックが大きくなるため、望ましくない。また、従来
のエネルギー吸収式ステアリング装置では、図５のよう
にピーク荷重後の荷重は極端に低くなるため、所望のエ
ネルギー吸収量を得るためには比較的長いストローク量
を確保しなければならず、スペース上余裕の少ない軽自
動車などにおいては、配置上不利であるという問題があ
った。そこで、本発明の目的は、車体への組付作業性が
良く、二次衝突時のピーク荷重を上げずに比較的短いス
トロークで必要なエネルギー吸収量を確保できるエネル
ギー吸収式ステアリング装置を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ステアリングシャフトを回転自在に保持
するコラムチューブが互いに抜差可能なアウタチューブ
とインナチューブとで構成され、両チューブの間にステ
アリングシャフトに加わる車体前方への衝撃エネルギー
を吸収するエネルギー吸収手段を設けたエネルギー吸収
式ステアリング装置において、アウタチューブまたは車
体側の一方に仮保持フックを取り付け、他方には仮保持
フックと係合してコラムチューブの荷重を支える受け具
を取り付け、上記仮保持フックに、受け具を係合初期位
置で係止しかつ車体前方への衝撃エネルギー作用時に容
易に乗り越え可能な係止部と、係止部を乗り越えた受け
具が軸方向へ所定距離移動した後で塑性変形するエネル
ギー吸収部とを設け、上記仮保持フックのエネルギー吸
収部が塑性変形を開始する点を、アウタチューブがエネ
ルギー吸収手段のピーク荷重点より前方へ変位した後と
したことを特徴とするエネルギー吸収式ステアリング装
置を提供する。

【０００６】

【作用】例えば仮保持フックをアウタチューブ側に取り
付け、受け具を車体側に取り付けた場合を想定すると、
コラムチューブを車体に組み付けるには、まず仮保持フ
ックを車体の受け具に対して車体後方から引っ掛ける。
この時、仮保持フックには係止部が設けられているの
で、受け具が係止部より奥側へ係合することがない。仮
保持フックを受け具に引っ掛けることにより、コラムチ
ューブの重量が支えられ、組付時にコラムチューブを手
で支える必要がなく、組付作業性が改善される。また、
組付状態において、運転者がステアリングシャフトに二
次衝突すると、その衝撃エネルギーがアウタチューブに
伝えられ、アウタチューブが車体前方へストロークす
る。ストローク前半ではコラムチューブのエネルギー吸
収手段によってピーク荷重が現れるが、受け具は仮保持
フックの係止部を容易に乗り越えるので、ピーク荷重に
影響を与えない。ストロークがさらに進行すると、受け
具は仮保持フックのエネルギー吸収部に到達し、それ以
後はコラムチューブのエネルギー吸収手段と仮保持フッ
クのエネルギー吸収部との協働作用によってエネルギー
吸収を行う。

【０００７】なお、本発明における仮保持フックおよび
受け具の形状は何ら限定されるものではなく、仮保持フ
ックが受け具に対して容易に係合し、コラムチューブの
重量を支えるとともに、運転者の二次衝突時にはフック
を塑性変形させてエネルギー吸収を行い得るものであれ
ばよい。仮保持フックをアウタチューブに取り付け、受
け具を車体に取り付けたものに限らず、これと逆の構成
としてもよい。また、コラムチューブのエネルギー吸収
手段としては、ボール式、ゴム式、シリコンゴム封入
式、曲げ方式のように別体のエネルギー吸収部材を設け
たものに限らず、特開昭６３−２５５１７１号公報のよ
うにアウタチューブとインナチューブとを直接圧着嵌合
させるようにしてもよい。

【０００８】

【実施例】図１〜図４は本発明にかかるエネルギー吸収
式ステアリング装置の第１実施例を示す。図１におい
て、ステアリングシャフト１の上端部にはステアリング
ホイール２が固定されており、ステアリングシャフト１
は円筒状のコラムチューブ３内に回転自在に挿通保持さ
れている。コラムチューブ３は互いに抜差自在なアウタ
チューブ４とインナチューブ５とで構成されており、上
部のアウタチューブ４は支持用ブラケット６により公知
のブレークアウエー構造（図示せず）などを介して車体
Ｂに対して軸方向へ移動可能に取り付けられ、下部のイ
ンナチューブ５は取付用ブラケット７により車体Ｂに固
定されている。なお、ステアリングシャフト１も軸方向
へ移動可能に支持されている。アウタチューブ４とイン
ナチューブ５との隙間には、エネルギー吸収手段である
複数のボール８が保持筒９によって保持された状態で圧
入されている。アウタチューブ４がインナチューブ５に
対して軸方向へ相対移動すると、ボール８はアウタチュ
ーブ４またはインナチューブ５の内面に条痕を付けなが
ら転動し、衝撃エネルギーを吸収する。

【０００９】支持用ブラケット６の上面には仮保持フッ
ク１０が溶接等によって固定されており、車体Ｂには仮
保持フック１０を車体後方より引っ掛けることができる
受け具１１が固定されている。仮保持フック１０は図２
に示すように略逆Ｓ字形に屈曲した帯金よりなり、その
下端部がブラケット６に溶接等によって固定され、上端
部には段差状に屈曲した係止部１０ａが形成されてい
る。また、仮保持フック１０の下部には比較的塑性変形
しやすい屈曲部（エネルギー吸収部）１０ｂが設けられ
ている。一方、受け具１１は断面ロ字形の板金よりな
り、その中に仮保持フック１０を挿入可能である。本ス
テアリング装置を組み付けた状態では、仮保持フック１
０の上端部が受け具１１に引っ掛けられ、コラムチュー
ブ３の重量を支えるとともに、受け具１１の側縁が係止
部１０ａに当たって奥側への移動が規制されている。

【００１０】つぎに、上記構成のステアリング装置に作
用を説明する。まず、ステアリング装置を車体Ｂに組み
付けるに際し、仮保持フック１０の上端部を受け具１１
に引っ掛けると、コラムチューブ３の重量はフック１０
を介して受け具１１で支持される。そのため、ステアリ
ング装置の組付時にコラムチューブ３を手で支える必要
がなく、組付性が向上する。本ステアリング装置を搭載
した車両が衝突事故を起こし、運転者がステアリングホ
イール２に二次衝突すると、アウタチューブ４がインナ
チューブ５に対して軸方向（図２矢印方向）へ移動す
る。この時、ボール８がチューブ４，５に対して条痕を
付けながら転動し、従来と同様なストローク−荷重特性
（図５参照）で衝撃エネルギーを吸収する。仮保持フッ
ク１０の係止部１０ａは二次衝突の初期に受け具１１と
当たるが、アウタチューブ４がインナチューブ５に対し
て図２矢印方向へ移動すると、受け具１１が係止部１０
ａを容易に乗り越えるので、ピーク荷重に影響を与えな
い。そして、殆ど荷重に影響を与えないまま受け具１１
は図３のように仮保持フック１０の屈曲点１０ｃに到達
する。これ以後、受け具１１と仮保持フック１０との相
対的な摺動が阻止され、仮保持フック１０は受け具１１
によって車体後方へ引っ張られるため、図４のように屈
曲部１０ｂが塑性変形し、エネルギー吸収を行う。その
ため、ストローク−荷重特性は図５の破線のようにピー
ク荷重を過ぎた後の荷重が高目に保持され、最終的なス
トローク量が従来よりＬだけ短くなる。つまり、必要な
エネルギー吸収量を短いストローク量で確保することが
でき、スペース上有利となる。また、本ステアリング装
置を搭載した車両が正面衝突事故を起こすと、インナチ
ューブ５に対して車体後方への軸方向荷重が作用し、コ
ラムチューブ３を運転者に向かって突き上げるように動
かすことがある。これに対し、本発明のステアリング装
置では仮保持フック１０の助けによってコラムチューブ
３のエネルギー吸収部材（ボール６）の衝撃吸収力を小
さく設定できるので、コラムチューブ３の突き上げを解
消できる。そのため、運転者に対するショックを軽減で
き、安全面で有利である。なお、正面衝突時には仮保持
フック１０は受け具１１によって引っ張られないので、
何ら荷重を発生しない。

【００１１】図６，図７は本発明の第２実施例を示し、
第１実施例と同一部品には同一符号を付して説明を省略
する。この実施例では、車体Ｂには先端に円形の頭部２
０ａを有するピン状の受け具２０を固定し、アウタチュ
ーブ４には受け具２０によって係止されるフック２１を
溶接等で固定してある。フック２１には図７に示すよう
に受け具２０の頭部２０ａを挿入し得る大きさの穴２１
ａが形成されており、穴２１ａの後部側には受け具２０
の軸部２０ｂより幅広でかつ頭部２０ａより幅狭な溝２
１ｂが形成されている。そして、溝２１ｂの途中には受
け具２０の軸部２０ｂより僅かに幅狭な係止部２１ｃが
設けられ、組付状態では受け具２０が係止部２１ｃの近
傍で係止される。溝２１ｂの後端部には受け具２０の軸
部２０ｂより幅狭なスリット（エネルギー吸収部）２１
ｄが連続的に設けられ、二次衝突時には受け具２０の軸
部２０ｂがスリット２１ｄを押し広げながら移動し、衝
撃エネルギーを吸収するようになっている。

【００１２】この場合も、第１実施例と同様に、組付時
にはフック２１を受け具２０に引っ掛けることにより、
組付作業性を向上させることができるとともに、二次衝
突時のストローク前半では受け具２０が溝２１ｂ内に位
置しているため、フック２１は塑性変形せず、ピーク荷
重に影響を及ぼさない。そして、ストローク後半におい
て、受け具２０の軸部２０ｂが係止部２１ｃを乗り越え
てスリット２１ｄに食い込み、エネルギーを吸収するの
で、必要なエネルギー吸収量を短いストローク量で確保
することができる。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、仮保持フックが組付時にコラムチューブを支え
る役目を持つので、組付作業性が向上するとともに、仮
保持フックは二次衝突時におけるストローク前半では変
形しないので、コラムチューブのエネルギー吸収手段の
ピーク荷重に影響を与えない。また、ストローク後半で
は仮保持フックが塑性変形し、エネルギー吸収を行うの
で、コラムチューブのエネルギー吸収部との協働作用に
より、必要なエネルギー吸収量を短いストローク量で確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエネルギー吸収式ステアリング
装置の第１実施例の全体図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】二次衝突の初期における要部拡大図である。

【図４】二次衝突の終期における要部拡大図である。

【図５】エネルギー吸収式ステアリング装置の荷重とス
トロークの特性図である。

【図６】本発明の第２実施例の要部拡大図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

Ｂ 車体 ３ コラムチューブ ４ アウタチューブ ５ インナチューブ ８ ボール １０，２１ 仮保持フック １０ａ 係止部 １０ｂ 屈曲部（エネルギー吸収部） １１，２０ 受け具

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングシャフトを回転自在に保持す
   るコラムチューブが互いに抜差可能なアウタチューブと
   インナチューブとで構成され、両チューブの間にステア
   リングシャフトに加わる車体前方への衝撃エネルギーを
   吸収するエネルギー吸収手段を設けたエネルギー吸収式
   ステアリング装置において、 アウタチューブまたは車体側の一方に仮保持フックを取
   り付け、他方には仮保持フックと係合してコラムチュー
   ブの荷重を支える受け具を取り付け、 上記仮保持フックに、受け具を係合初期位置で係止しか
   つ車体前方への衝撃エネルギー作用時に容易に乗り越え
   可能な係止部と、係止部を乗り越えた受け具が軸方向へ
   所定距離移動した後で塑性変形するエネルギー吸収部と
   を設け、 上記仮保持フックのエネルギー吸収部が塑性変形を開始
   する点を、アウタチューブがエネルギー吸収手段のピー
   ク荷重点より前方へ変位した後とした ことを特徴とする
   エネルギー吸収式ステアリング装置。