JP4196830B2

JP4196830B2 - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置

Info

Publication number: JP4196830B2
Application number: JP2003549151A
Authority: JP
Inventors: 毅松宮
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2022-12-03
Also published as: EP1454813A4; AU2002349751A1; JPWO2003047945A1; US20050082811A1; US7255369B2; WO2003047945A1; EP1454813A1

Description

本発明は、二次衝突時のコラプスストロークの進行途中等に、衝撃エネルギーの吸収量を細かく調整できる車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置に関する。

車両が建造物等に衝突した場合、運転者が慣性によりステアリングホイールに二次衝突することがあり、運転者保護を図る観点から、衝撃吸収式ステアリングコラム装置の採用が一般的になりつつある。

車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置では、運転者が二次衝突した際、ステアリングコラムに車両前方に向けて衝撃エネルギーが作用し、ステアリングコラムがコラプスして車体から離脱して車両前方に移動（ストローク）し、このコラプスストロークの進行につれて、衝撃エネルギーを吸収するようになっている。

例えば、実開平５−６８７７６号公報に開示した引裂き式の衝撃エネルギー吸収機構では、帯形状の鋼板からなるエネルギー吸収部材の中央部を車体側ブラケットに固着する一方、その両側部をＵ字形状に屈曲させてステアリングコラム側に固着し、ステアリングコラムが車両前方に移動する際、エネルギー吸収部材を曲げ変形させながら引裂くように構成してある。

また、しごき式の衝突エネルギー吸収機構では、例えば、金属製のワイヤの基端をコラム側ブラケットに係止し、このワイヤを車体側のチルトボルトに巻回した後、車両前方に向けて延在してあり、ステアリングコラムが車両前方に移動する際、チルトボルトによりワイヤをしごき変形するように構成してある。

しかしながら、上述した車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置では、コラプスストロークの進行につれて、略一定の衝撃エネルギーを吸収するように設定してある。そのため、コラプスストロークの進行途中に、又は各車種に応じて、衝撃エネルギーの吸収量を調整することができないといったことがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、二次衝突時のコラプスストロークの進行途中等に、衝撃エネルギーの吸収量を細かく調整することができる車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明によれば、車両の衝突後の乗員の二次衝突時に、その衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
車体に固定される車体側ブラケットと、
該車体側ブラケットに車両前後方向に凹凸嵌合していて該車体側ブラケットを介して車体に固定され衝撃荷重が加わるときに車体側ブラケットに対して移動し、ステアリングホイールを回転自在に支持しているステアリングコラムをコラム位置調節自在に保持するコラム側ブラケットと、
車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの間の凹凸嵌合部に形成された空間内に設けられたエネルギー吸収機構とを備え、
該エネルギー吸収機構は、前記車体側ブラケットとコラム側ブラケットとのいずれか一方に設けられ、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとは別体であり二次衝突時前記コラム側ブラケットの移動経路に沿ってかつ移動方向に対面して所定間隔をおいて並べられ、該移動方向に直角な方向において断面形状およびサイズがそれぞれ同一である、押出し成形した素材を切り出して得られた列をなす複数の衝撃吸収板と、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの他方に設けられ、二次衝突時前記衝撃吸収板の列の一方の端のものに接触して押し倒すことにより前記コラム側ブラケットの移動につれて次々と隣の衝撃吸収板を押し倒して破損するための破損部材とから成ることを特徴とする。

衝撃吸収板の間隔（ピッチ）寸法、肉厚寸法、及び幅寸法を適宜調整することにより、二次衝突時のコラプスストロークの進行途中に、衝撃エネルギーの吸収量を細かく調整することができ、また、各車種に応じて衝撃エネルギーの吸収量を調整することもできる。

衝撃エネルギー吸収部材を車体側ブラケット又はコラム側ブラケットに取付ける際には、この衝撃エネルギー吸収部材を何れかのブラケット内に挿入するだけでよいため、この取付作業を簡略化することができる。また、衝撃エネルギー吸収部材を何れかのブラケット内に圧入した場合には、複数の衝撃吸収板が周囲の部材を弾性的に押圧するため、組付のガタ付き防止も図ることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置を図面を参照しつつ説明する。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係る車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置の側面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示した車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置の正面図であり、図１Ｃは、図１Ａに示した車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置の分解斜視図である。

ステアリングコラム１は、支持ブラケット２を介して車体に取付けてある。なお、ステアリングコラム１は、チルト調整及びテレスコピック調整できるようになっている。

ステアリングコラム１に回転可能に支持されたステアリング軸１００の車両後方側になる上端にはステアリングホイール（図示なし）が固設され、ステアリング軸の車両前方側になる下端はユニバーサルジョイント１０１を介してステアリングギア機構（図示なし）に接続されている。

支持ブラケット２は、ステアリングコラム延在方向全長にわたり形状およびサイズが同一の横断面形状を有する複数の部品を嵌合して圧入することにより、支持ブラケット２を組立てられるように、複数の部品に予め分割化して設計してある。支持ブラケット２は、主として、車幅方向に拡がってかつステアリングコラム延在方向全長にわたり形状およびサイズが同一の横断面形状を有する第１ウイング部材３と、同様に車幅方向に拡がってかつ第１ウイング部材３の内側に嵌合しステアリングコラム延在方向全長にわたり形状およびサイズが同一の断面形状を有する第２ウイング部材４と、車両前方で第１ウイング部材３の内側に嵌合し固定されステアリングコラム延在方向全長にわたり形状およびサイズが同一の断面形状を有する支持部材５と、それぞれ第２ウイング部材４の内側に嵌合し固定されチルト調節用の長溝を備えステアリングコラム長手方向全長にわたり形状およびサイズが同一の横断面形状を有する複数の支持板部材６と、それぞれ第１ウイング部材３の両側に嵌合するマウント部材７ａ、７ｂとから分割化して構成してある。これら第１ウイング部材３、第２ウイング部材４、サポート部材５、複数の支持板部材６およびマウント部材７ａ、７ｂは図１Ｂに示される如く互いに隣り合う部材同士互いに雄雌嵌り合い係合する部分が形成されており、圧入による嵌め合い組立がされている。

第１ウイング部材３は車体側強度部材に固定される平らな頂板部３ａと、この頂板部３ａの両外側にほぼ上下に延びる側板部３ｂ、３ｂと、側板部３ｂ、３ｂからほぼ水平方向に両側に延びる横方向延在部３ｃ、３ｃとが一体に形成されている。第１ウイング部材３の両外側端部にはマウント部材７ａ、７ｂが外嵌固定されている。こうして第１ウイング部材３と、前方支持部材５と、マウント部材７ａ、７ｂとで車体側ブラケットを構成している。

第１ウイング部材３の両側板部３ｂ、３ｂの下端内側には長手方向に延びる係合あり溝３ｊが形成されており、車両前方においてこのあり溝３ｊには第１の前方支持部材５がその上端両側に形成された突条部５ａ，５ａが嵌め込み固定されている。第１前方支持部材５は下方に延びる両側板部５ｂ，５ｂとこれら側板部間を離隔保持する筋交い部５ｃとを有し、第１ウイング部材３と一体となって車体側の下方ブラケットを構成している。

第２ウイング部材４は第１ウイング部材３の形状に対応して嵌まり合う形状で、第１ウイング部材３同様平らな頂板部４ａと、この頂板部４ａの両側にほぼ上下に延びる側板部４ｂ、４ｂと、側板部４ｂ、４ｂからほぼ水平方向に両外側に延びる横方向延在部４ｃ、４ｃとが一体に形成されている。

第２ウイング部材４の両側板部４ｂ、４ｂ下端内側には長手方向に延びる係合あり溝４ｄ、４ｄが形成されており、車両後方においてこのあり溝４ｄ、４ｄには第１後方支持部材６ａの上端突状部６ｂが嵌め込み固定されている。第１後方支持部材６ａは下方に延びる板状で、第２ウイング部材４の両側板部４ｂ、４ｂの下面に接触して外方に突条部６ｃを有しており、該突条部６ｃには長手方向に延びるあり溝６ｄが形成されている。第１後方支持部材６ａの外側には第２後方支持部材６ｇがその突条部６ｈを第１後方支持部材のあり溝に嵌め込み固定されている。第２後方支持部材６ｇの上端外側には突条部６ｉを有しており該突条部には長手方向に延びるあり溝が形成されている。第２後方支持部材６ｇの外側には第２後方支持部材６ｇと同一形状の第３後方支持部材６ｋが第２後方支持部材６ｇに第２後方支持部材６ｇと同様に嵌め込み固定されている。第１から第３後方支持部材６ａ、６ｇ、６ｋで前述した支持板部材６を構成している。また、第２ウイング部材４と第１、第２および第３後方支持部材６ａ、６ｇ、６ｋとでコラム側ブラケットを構成している。

第１ウイング部材３の頂板部３ａには図１Ｃに示すように丸孔３ｅが形成されており、一方この丸孔３ｅに対向して第１ウイング部材３の頂板部３ａに重なり合う第２ウイング部材４の頂板部４ａには長孔４ｅが形成されており、これら２つの孔を介して第１ウイング部材３の頂板部３ａと第２ウイング部材４の頂板部４ａとは図示なきボルト等の適切な固定手段により車体強度部材に取り付け固定されるが、第２ウイング部材４を含むコラム側ブラケットに所定以上の衝撃荷重が加わるときコラム側ブラケットは第１ウイング部材３から成る車体側ブラケットに対して移動可能になっている。

第１ウイング部材３の横方向延在部３ｃ、３ｃの外端下向き突出部３ｄ、３ｄの下端はさらに内方に向かう内向き突出部３ｆ、３ｆを一体に有している。他方、第２ウイング部材４の横方向延在部４ｃ、４ｃの外側端部は第１ウイング部材３の内向き突出部３ｆ、３ｆの上面に対向する下面を有している。

支持ブラケット２において、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの間にこうして形成された空間部分に二次衝突時にステアリングコラム１にかかる衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構Ｘが設けてある。衝撃エネルギー吸収機構Ｘについて図２Ａ以下を参照して後に詳しく説明する。

ステアリングコラム１はその下端部が前方支持部材５に回動可能に支持されている。ステアリングコラム１はまたコラム下部に一体的に固設された側壁部１ａがコラム側ブラケットを構成する後方支持部材６ａ，６ｇ，６ｋに公知構造の締め付け機構を介して締め付け固定されている。コラム下部に形成されたコラム軸方向に延びる長孔１ｃ、１ｄはコラムのテレスコ位置調節用のものであり（図１Ａ参照）、コラム側ブラケットの支持部材６ａ、６ｇ、６ｋに形成された上下に延びる長孔６ｆ、６ｊ、６ｎはコラムのチルト位置調節用のものである（図１Ｃ参照）。

次に、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの間に設けられる衝撃エネルギー吸収機構Ｘについて詳説する。

図２Ａおよび図２Ｂは、二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構の模式図であり、図２Ａは、衝撃エネルギー吸収前の状態、図２Ｂは衝撃エネルギー吸収途中の状態を示している。

衝撃エネルギー吸収機構Ｘは、二次衝突時ステアリングコラム１がコラム側ブラケットと共に進行する方向に沿って複数の衝撃吸収板１１を所定間隔をおいて並べた衝撃エネルギー吸収部材１０と、ステアリングコラム１のこの進行につれて複数の衝撃吸収板１１を順次破損して衝撃エネルギーを吸収するための破損部材２０とから構成してある。なお、本明細書において、二次衝突時ステアリングコラム１がコラム側ブラケットと共に進行して衝撃吸収部材により衝撃エネルギーを吸収して停止するまでをコラプスストロークと言う。

複数の衝撃吸収板１１を有する衝撃エネルギー吸収部材１０は例えば車体側ブラケットを構成する第１ウイング部材３の内向き突出部３ｆ、３ｆ上に配置され、破損部材２０はコラム側ブラケットを構成する第２ウイング部材４の横方向延在部４ｃ、４ｃの下面に固設されているが、この逆でも良い。

これにより、二次衝突時コラム側ブラケットがステアリングコラムと共に車両前方に移動するコラプスストロークの進行に伴って、破損部材２０により、所定間隔をおいて並べた複数の衝撃吸収板１１を順次破損して、衝撃エネルギーを吸収するようになっている。

また、衝撃吸収板１１の間隔（ピッチ，ｐ１，ｐ２…）寸法、肉厚（ｔ１，ｔ２…）寸法、及び幅寸法を適宜調整することにより、二次衝突時のコラプスストロークの進行途中に、衝撃エネルギーの吸収量を細かく調整することができ、また、各車種に応じて衝撃エネルギーの吸収量を調整することもできる。

図３Ａおよび図３Ｂはそれぞれ衝撃エネルギー吸収機構の正面図及び側面図である。図４Ａおよび図４Ｂは、衝撃エネルギー吸収機構の側面図であり、それぞれ衝撃エネルギー吸収の前および後を示す。

図３Ａ、図３Ｂ及び図４Ａ、図４Ｂの例では、概略的に示されるコラム側ブラケット４０には、コラプスストロークの進行方向に沿って複数の衝撃吸収板１１を所定間隔をおいて並べた衝撃エネルギー吸収部材１０を配設し、概略的に示される車体側ブラケット３０には、コラプスストロークの進行につれて前記複数の衝撃吸収板１１を順次破損するための破損部材２０を配設してある。

これにより、コラプスストロークの進行に伴って、破損部材２０により、所定間隔をおいて並べた複数の衝撃吸収板１１を順次破損して、衝撃エネルギーを吸収することができる。

さらに、衝撃エネルギー吸収部材１０は、押出し成形法により、コラプスストロークの進行方向に略直交する方向に形状およびサイズが略同じ断面を有し所定間隔をおいて並べた複数の衝撃吸収板１１を備えた押出し成形品を成形し、この押出し成形品を所定幅に切断して製造している。

従って、この衝撃エネルギー吸収部材１０を車体側ブラケット３０又はコラム側ブラケット４０に取付ける際には、この衝撃エネルギー吸収部材１０を何れかのブラケット３０，４０内に挿入するだけでよいため、この取付作業を簡略化することができる。また、衝撃エネルギー吸収部材１０を何れかのブラケット３０，４０内に圧入した場合には、複数の衝撃吸収板１１が周囲の部材を弾性的に押圧するため、組付のガタ付き防止も図ることができる。

図５は、衝撃エネルギー吸収機構の側面図である。

図５の例では、衝撃吸収板１１の間隔（ピッチ）寸法、肉厚寸法、及び幅寸法を適宜調整することにより、二次衝突時のコラプスストロークの進行途中に、衝撃エネルギーの吸収量を細かく調整することができ、また、各車種に応じて衝撃エネルギーの吸収量を調整することもできる。

また、衝撃エネルギー吸収部材１０は、図５に示すように、ブラケット３０，４０内に形成した溝内に嵌合してあってもよい。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃおよび図６Ｄは、夫々、衝撃エネルギー吸収機構の斜視図である。

図６Ａの例では、衝撃エネルギー吸収部材１０と破損部材２０が垂直になるように配置してあり、図６Ｂの例では、２組の衝撃エネルギー吸収部材１０と破損部材２０が垂直になるように配置してある。図６Ｃの例では、衝撃エネルギー吸収部材１０と破損部材２０が水平になるように配置してあり、図６Ｄの例では、２組の衝撃エネルギー吸収部材１０と破損部材２０が水平になるように配置してある。

図７Ａおよび図７Ｂは、従来に係る切り裂き式の衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、それぞれ切り裂き前と後とを示している。図８Ａ〜図８Ｄは、本実施の形態に係る衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、図８Ａは衝撃吸収前、図８Ｂは衝撃吸収１列目終了後、図８Ｃは衝撃吸収前、２列目終了後、そして図８Ｄは３列目終了後を示している。

従来の図７Ａ、図７Ｂと、本実施の形態の図８Ａ〜図８Ｄとでは、「エネルギー吸収機能距離」は、略同一である。

しかし、本実施の形態の図８Ａ〜図８Ｄでは、複数の衝撃吸収板１１を備えた衝撃エネルギー吸収部材１０と破損部材２０が３段にわたって設けてあるため、大略的には、従来の図７に比べて、略３倍の衝撃エネルギーを吸収するストローク（距離）がある。

従って、別言すれば、同一の衝撃エネルギーを吸収する場合、本実施の形態の図８Ａ〜図８Ｄでは、「エネルギー吸収機能距離」は、従来に比べて、１／３にすることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

以上説明したように、本発明によれば、車体側ブラケットと、これに摺動自在に嵌合したコラム側ブラケットとのいずれか一方には、コラプスストロークの進行方向に沿って複数の衝撃吸収板を所定間隔をおいて並べた衝撃エネルギー吸収部材を配設し、その他方には、コラプスストロークの進行につれて複数の衝撃吸収板を順次破損するための破損部材を配設している。即ち、二次衝突時のコラプスストロークの進行に伴って、破損部材により、所定間隔をおいて並べた複数の衝撃吸収板を順次破損して、衝撃エネルギーを吸収するようになっている。

しかも、衝撃吸収板の間隔（ピッチ）寸法、肉厚寸法、及び幅寸法を適宜調整することにより、二次衝突時のコラプスストロークの進行途中に、衝撃エネルギーの吸収量を細かく調整することができ、また、各車種に応じて衝撃エネルギーの吸収量を調整することもできる。

また、衝撃エネルギー吸収部材は、押出し成形法により、コラプスストロークの進行方向に略直交する方向に形状およびサイズが略同じ断面を有し所定間隔をおいて並べた複数の衝撃吸収板を備えた押出し成形品を成形し、この押出し成形品を所定幅に切断して製造している。そのため、この衝撃エネルギー吸収部材を車体側ブラケット又はコラム側ブラケットに取付ける際には、この衝撃エネルギー吸収部材を何れかのブラケット内に挿入するだけでよいため、この取付作業を簡略化することができる。また、衝撃エネルギー吸収部材を何れかのブラケット内に圧入した場合には、複数の衝撃吸収板が周囲の部材を弾性的に押圧するため、組付のガタ付き防止も図ることができる。

本発明の一実施の形態に係る車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置の側面図である。図１Ａに示した車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置の正面図である。図１Ａに示した車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置の分解斜視図である。二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構の模式図である。二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構の模式図である。衝撃エネルギー吸収機構の正面図である。衝撃エネルギー吸収機構の側面図である。衝撃エネルギー吸収機構の側面図であり、衝撃エネルギー吸収の前を示す。衝撃エネルギー吸収機構の側面図であり、衝撃エネルギー吸収の後を示す。衝撃エネルギー吸収機構の側面図である。衝撃エネルギー吸収機構の斜視図である。衝撃エネルギー吸収機構の斜視図である。衝撃エネルギー吸収機構の斜視図である。衝撃エネルギー吸収機構の斜視図である。従来に係る切り裂き式の衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、切り裂き前の状態を示している。従来に係る切り裂き式の衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、切り裂き後の状態を示している。本実施の形態に係る、複数列の衝撃吸収板と破損部材とを備えた衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、エネルギー吸収状態を示している。本実施の形態に係る、複数列の衝撃吸収板と破損部材とを備えた衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、エネルギー吸収状態を示している。本実施の形態に係る、複数列の衝撃吸収板と破損部材とを備えた衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、エネルギー吸収状態を示している。本実施の形態に係る、複数列の衝撃吸収板と破損部材とを備えた衝撃エネルギー吸収機構の平面図であり、エネルギー吸収状態を示している。

Claims

車両の衝突後の乗員の二次衝突時に、その衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
車体に固定される車体側ブラケットと、
該車体側ブラケットに車両前後方向に凹凸嵌合していて該車体側ブラケットを介して車体に固定され衝撃荷重が加わるときに車体側ブラケットに対して移動し、ステアリングホイールを回転自在に支持しているステアリングコラムをコラム位置調節自在に保持するコラム側ブラケットと、
車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの間の凹凸嵌合部に形成された空間内に設けられたエネルギー吸収機構とを備え、
該エネルギー吸収機構は、前記車体側ブラケットとコラム側ブラケットとのいずれか一方に設けられ、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとは別体であり二次衝突時前記コラム側ブラケットの移動経路に沿ってかつ移動方向に対面して所定間隔をおいて並べられ、該移動方向に直角な方向において断面形状およびサイズがそれぞれ同一である、押出し成形した素材を切り出して得られた列をなす複数の衝撃吸収板と、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの他方に設けられ、二次衝突時前記衝撃吸収板の列の一方の端のものに接触して押し倒すことにより前記コラム側ブラケットの移動につれて次々と隣の衝撃吸収板を押し倒して破損するための破損部材とから成ることを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。