JP4792762B2 - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置と電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、衝突事故の際に全長を収縮して、ステアリングホイールに衝突した運転者の生命保護を図る衝撃吸収式ステアリングコラム装置と、これを使用した電動式パワーステアリング装置に関する。

自動車用操舵装置に於いて、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達する為、図６に示す様な伝達機構を使用している。この図６に示した様に、第一のステアリングシャフト１の後端部（図６の右端部）には、ステアリングホイール２を固定している。又、ステアリングコラム３は、後部、前部両ブラケット４、５により、インスツルメントパネル６の下面等に於いて、車体に固定している。上記第一のステアリングシャフト１は、このステアリングコラム３の内側を、回転自在に挿通している。又、上記第一のステアリングシャフト１の前端部（図６の左端部）で上記ステアリングコラム３の前端開口から突出した部分は、第一の自在継手７を介して、第二のステアリングシャフト８の後端部に連結している。更に、この第二のステアリングシャフト８の前端部は、第二の自在継手９を介して、ステアリングギヤ（図示せず）に通じる第三のステアリングシャフト１０に連結している。

自動車用操舵装置の伝達機構は、上述の様に構成する為、上記ステアリングホイール２の動きは、ステアリングコラム３を挿通した第一のステアリングシャフト１、第一の自在継手７、第二のステアリングシャフト８、第二の自在継手９、第三のステアリングシャフト１０を介して、ステアリングギヤに伝達される。そして、このステアリングギヤが車輪に、上記ステアリングホイール２の動きに対応した舵角を付与する。

又、進路変更時にステアリングホイール２を回す為に要する力（操舵力）を軽減する為、パワーステアリング装置と呼ばれる操舵力補助装置が広く使用されている。更に、軽自動車等の小型の自動車に於いては、例えば、特許文献１に記載されている様に、パワーステアリング装置の動力源として、電動モータが一般的に利用されている。この様な電動式パワーステアリング装置は、図７に示す様に、後端にステアリングホイール２を固定する第一のステアリングシャフト１と、この第一のステアリングシャフト１を挿通自在なステアリングコラム３と、通電に伴ってこの第一のステアリングシャフト１に回転方向の力を付与する電動モータ１１とを備える。操舵時にはこの電動モータ１１が、ウォーム減速機等の減速機１２を介して、上記第一のステアリングシャフト１に補助的なトルクを付与し、上記ステアリングホイール２を回転させる為の操舵力の軽減を図る。

ところで、上述の様に構成される自動車用操舵装置に於いて、衝突時に運転者を保護する為、ステアリングコラム３、及び各ステアリングシャフト１、８を、衝撃に伴って全長が縮まる衝撃吸収式のものとする事が、一般的に行なわれてる。このうちのステアリングコラム３の全長を、衝撃が加わった時に縮めてこの衝撃を吸収する衝撃吸収式ステアリングコラム装置として、例えば、特許文献１〜１０等に記載されたものがある。これら各特許文献に記載される等により、従来から知られている衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、前述した図６に示す様に、アウターコラム１３の一端部（図６の左端部）とインナーコラム１４の片端部（図６の右端部）とを、テレスコープ状に嵌合させている。そして、これらアウターコラム１３とインナーコラム１４との間に大きな軸方向荷重が加わった場合に、これらアウターコラム１３とインナーコラム１４とが軸方向に亙って相対変位し、ステアリングコラム３の軸方向寸法を収縮可能としている。

上述した様な衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、上記アウターコラム１３とインナーコラム１４とが相対変位する際の収縮荷重（コラプス荷重）により、衝撃を吸収する構造としている為、このコラプス荷重が安定して得られる事が必要である。具体的に説明すると、上記各特許文献のうちの特許文献２に記載された構造である、図８に示す様に、ステアリングコラム３を構成するアウターコラム１３の一端部内側にインナーコラム１４の片端部を挿入した状態で、これらアウターコラム１３とインナーコラム１４とが径方向に重畳する部分を重畳部１５とする。そして、この重畳部１５で、円周方向等間隔位置に、それぞれが締め代を有する嵌合部１６、１６を設ける事により、上記ステアリングコラム３に所定の荷重が作用するまでは、上記アウターコラム１３とインナーコラム１４とが相対変位しない様にしている。従って、これら各アウターコラム１３とインナーコラム１４とを相対変位させる為に必要な荷重（即ち、コラプス荷重）の大きさは、上記重畳部１５を構成する嵌合部１６、１６の嵌合状態（例えば、締め代の大きさ、嵌合部の数及び位置等）に影響される。

上述した様なステアリングコラム３には、衝突時には滑らかに収縮すると共に、通常走行時にはステアリングホイール２を保持する為の剛性を高くする事が要求される。即ち、上記コラプス荷重を安定して得られる様にすると共に、走行時やアイドリング時に上記ステアリングホイール２の振動を抑えるべく、アウターコラム１３とインナーコラム１４との嵌合部１６、１６の嵌合状態を、取付状態に於ける上下方向の曲げ力に対して強く（剛性を高く）する事が要求される。これら各嵌合部１６、１６の嵌合状態を曲げ力に対して強くする為には、これら各嵌合部１６、１６の締め代を大きくして嵌合強度を高くしたり、これら各嵌合部１６、１６の嵌合長さを長くしたりする必要がある。但し、単に、これら各嵌合部１６、１６の嵌合強度を高くしたり、嵌合長さを長くしたりすれば、ステアリングコラム３のコラプス荷重が上昇して、安定したコラプス荷重を得る事が難しくなる。この様に、上記各嵌合部１６、１６の嵌合状態を曲げ力に対して強くすると共に、上記コラプス荷重の安定化を図る事は難しい。

特に、前述の図７に示した様な、コラムタイプの電動式パワーステアリング装置の場合、ステアリングコラム３の一部に電動モータ１１や減速機１２等の部品を設置する為、このステアリングコラム３の軸方向寸法が短くなり、嵌合部１６、１６の嵌合長さを確保しにくい。この為、コラムタイプの電動式パワーステアリング装置の場合、嵌合部１６、１６の嵌合状態を曲げ力に対して強くしにくい（曲げ剛性を高くしにくい）。又、上述の様に、上記ステアリングコラム３の軸方向寸法が短いと、衝突時に収縮する長さ（コラプスストローク）を確保しにくい。又、上記ステアリングコラム３は、取付状態で、図６、７に示す様に、上下方向に傾いた状態で設置される。この為、衝突時には、ステアリングホイール２に上方向の曲げ力が作用しながら収縮する。従って、特に上方向の曲げ力に対する強さ（曲げ剛性）が十分でなければ、衝突時に上記各嵌合部１６、１６部分でこじれて、上記ステアリングコラム３の、上記曲げ力が作用しながらの収縮を安定して（円滑に）行わせる事ができない可能性がある。

これに対して、ステアリングコラム３の軸方向寸法を確保する事なく、嵌合部１６、１６の曲げに対する強さを確保する為に、アウターコラム１３及びインナーコラム１４の肉厚を大きくする事が考えられる。但し、この様に肉厚を大きくした場合には、嵌合部１６、１６の締め代の変化に対してコラプス荷重の変化が敏感になる。即ち、上記各コラム１３、１４の肉厚を大きくした場合には、締め代の変化に対してこれら各コラム１３、１４が弾性変形しにくく、締め代の変化を吸収しにくい。この為、この締め代の変化に対してコラプス荷重の変化が敏感になり、適正なコラプス荷重を得にくくなる。

又、ステアリングコラム３の曲げ力に対する強さの向上とコラプス荷重の安定化とを両立させるべく、アウターコラム１３の内周面或はインナーコラム１４の外周面に、金属石鹸処理等の低摩擦表面処理を施す技術が知られている。即ち、これら各周面のうちの何れかの周面に表面処理を施して、これら各周面同士の摩擦を小さくすれば、嵌合部１６、１６の嵌合強度を高くしたり嵌合長さを長くしても、コラプス荷重の増大を抑える事ができる。しかし、この様に、表面処理を施した場合には、衝撃吸収式ステアリングコラム装置の製造コストが高くなる。

又、例えば特許文献１０に記載されている図９に示す様に、嵌合部１６、１６を円周方向等間隔に配置すると共に、これら各嵌合部１６、１６を４箇所以上（図示の例の場合は８箇所）とした場合には、次の様な理由により、曲げ力に対する強さを十分に確保できず、振動を十分に防止できない可能性がある。即ち、上記各嵌合部１６、１６の数が多いと、インナーコラム１４（インナーコラム１４を変形させてアウターコラム１３に嵌合させる場合にはアウターコラム１３）の真円度が不良である場合、上記各嵌合部１６、１６の当接状態（当たりの強さ）に差が出て、曲げ力に対する強さを確保しにくい。上記アウターコラム１３とインナーコラム１４との真円度を良好にすれば、この様な問題が生じる事はないが、やはり製造コストが高くなる。

特開平１１−１７１０２９号公報 特開昭６３−２５５１７１号公報 実公平８−５０９５号公報 特開平８−１４２８８５号公報 実開平６−６５１４９号公報 実開平１−１４５７７１号公報 実開平１−１４５７７０号公報 実開昭６３−１９２１８１号公報 実開昭６２−６０７４号公報 特開２００４−１３０８４９号公報

本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置と電動式パワーステアリング装置は、上述の様な事情に鑑み、嵌合部の締め代に拘らず、コラプス荷重を安定させる事ができる構造を安価に得るべく発明したものである。

本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置と電動式パワーステアリング装置のうち、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、アウターコラムと、このアウターコラムの一端部内側にその片端部を挿入したインナーコラムとを備える。
そして、これらアウターコラムとインナーコラムとの間に大きな軸方向荷重が加わった場合に、これらアウターコラムとインナーコラムとの軸方向に亙る相対変位により、軸方向寸法を収縮可能としたものである。
特に、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置に於いては、上記アウターコラムと上記インナーコラムとが径方向に重畳する重畳部の円周方向複数箇所に、締め代を有する嵌合部を設けており、これら各嵌合部を、円周方向に関して不均等に配置している。
又、これら各嵌合部は上記アウターコラムと上記インナーコラムとの重畳部の軸方向に離隔した位置に、円周方向に関して不均等に配置されており、上記各嵌合部のうち、衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の面積が、他の嵌合部の面積よりも大きい。この為に、この衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の軸方向長さを、上記他の嵌合部の軸方向長さよりも大きくしている。

又、請求項９に記載した電動式パワーステアリング装置は、後端にステアリングホイールを固定するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを挿通自在なステアリングコラムと、通電に伴ってこのステアリングシャフトに回転方向の力を付与する電動モータとを備えている。
特に、請求項９に記載した電動式パワーステアリング装置に於いては、上記ステアリングコラムを、上述した衝撃吸収式ステアリングコラム装置としている。

上述の様に構成される本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場合、嵌合部の締め代の変化に拘らず、コラプス荷重を安定させる事ができる構造を安価に得られる。即ち、各嵌合部の配置を不均等にする事により、これら各嵌合部の締め代の変化がコラプス荷重に与える影響を小さくできる。言い換えれば、これら各嵌合部の締め代の変化に対するコラプス荷重の変化が鈍感になる。この結果、これら各嵌合部の締め代の精度を向上させる事なく、安定したコラプス荷重が得られる。この様に、嵌合部の締め代の精度を向上させる事なくコラプス荷重を安定させる事ができれば、衝突時のエネルギ吸収を最適に設定し易く、安全性の高い衝撃吸収式ステアリングコラム装置を安価に得られる。
又、本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場合には、上記各嵌合部のうち、衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の面積を、他の嵌合部の面積よりも大きくしているので、この衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の面圧を小さくできて、衝突時にステアリングコラムがこじれにくくなり、このステアリングコラムの収縮をより安定して（円滑に）行なわせる事ができる。又、衝突時の曲げ力に基づく負荷に対してもこの嵌合部を構成する部分がへたりにくくなり、安定したコラプス荷重が得られる。
しかも、本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場合には、衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の軸方向長さを、他の嵌合部の軸方向長さよりも大きくする事により、この嵌合部の面積を大きくしているので、衝突時に作用する曲げ力に対する強さを、より確保し易い。

又、請求項９に記載した構造の様に、上述の様な効果を有する本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を、電動式パワーステアリング装置に組み込めば、安全性の高い電動式パワーステアリング装置を安価に得られる。

上述の請求項１に記載した発明を実施する為に好ましくは、請求項２に記載した様に、各嵌合部の締め代を不均等にする。
この様に構成すれば、各嵌合部の締め代に対するコラプス荷重の変化をより鈍感にする事ができる。

又、請求項１に記載した発明を実施する為により好ましくは、請求項３に記載した様に、各嵌合部の配置を、取付状態に於ける上下方向に偏らせる。
又、請求項２及び請求項３に記載した発明を実施する為に好ましくは、請求項４に記載した様に、各嵌合部のうち、取付状態に於ける上下方向に偏った位置に配置された嵌合部の締め代を、他の位置に配置された嵌合部の締め代よりも大きくする。
この様に構成すれば、取付状態に於ける上下方向の曲げに対する強さを高くでき、走行時等のステアリングホイールの振動を防止できる。即ち、衝撃吸収式ステアリングコラム装置を自動車に取り付けた場合、ステアリングホイールの振動を防止する為に、上下方向の曲げ力に対する強さを確保する事が必要とされる。これに対して本発明の場合には、各嵌合部の配置を上下方向に偏らせたり、この上下方向に偏った位置に配置された嵌合部の締め代を大きくして、この上下方向の曲げ力に対する強さを高くする事により、走行時等に於けるステアリングホイールの振動を防止できる。又、上下方向の曲げ力に対する強さを確保できれば、衝突時にステアリングコラムがこじれにくくなり、安定して（円滑に）ステアリングコラムを収縮させる事ができる。更に、この様な本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を、ステアリングコラムの軸方向寸法を確保しにくい、電動式パワーステアリングコラム装置に適用した場合には、曲げ力に対する強さを確保する為に嵌合部の軸方向長さを長くする必要がなく、重畳部の軸方向長さを短くできる為、コラプスストロークを確保し易い。尚、ステアリングコラムを構成するアウターコラムとインナーコラムとの肉厚を大きくすれば、曲げ力に対する強さをより高くできる。この場合でも、嵌合部の締め代に対するコラプス荷重の変化が鈍感である為、これら各嵌合部の締め代の変化に拘らず、コラプス荷重を安定させる事ができる。

又、上述した各発明を実施する為に好ましくは、請求項５に記載した様に、アウターコラムとインナーコラムとの重畳部の軸方向に離隔した位置には、円周方向に関して不均等に配置された嵌合部がそれぞれ存在しており、これら各嵌合部のうち、衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の数を、他の嵌合部の数よりも多くする。

又、上述した各発明を実施する為に、請求項６に記載した様に、各嵌合部を、アウターコラムとインナーコラムとのうちの一方の部材の円周方向複数箇所に突起を形成し、これら各突起を他方の部材に締め代を有する状態で嵌合する事により構成しても良い。
この様に構成すれば、各突起を形成する位置やこれら各突起の高さ等を調整する事により、各嵌合部の配置を偏らせたり、締め代を変化させると言った構造を有する、上述の各発明を実施し易い。
又、請求項７に記載した様に、アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面との間に低摩擦材製のスペーサを配置し、各嵌合部がこのスペーサを介して嵌合する様にしても良い。
或は、請求項８に記載した様に、アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面とのうち、少なくとも一方の周面で他方の周面に嵌合する部分に、低摩擦表面処理を施しても良い。
この様に構成すれば、多少コストが嵩むが、コラプス荷重をより安定して得られる。

図１〜２は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例の特徴は、アウターコラム１３とインナーコラム１４とが径方向に重畳する重畳部１５に存在する嵌合部１６、１６の締め代の変化に拘らず、コラプス荷重を安定させる（大きく変化しない様にする）と共に、取付状態に於ける上下方向の曲げ力に対する強さ（剛性）を確保すべく、これら各嵌合部１６、１６の配置を工夫する点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述した従来構造と同様である為、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。

本参考例の場合、内径側に図示しないステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラム３ａを構成する、上記アウターコラム１３の一端部（図２の左端部）の軸方向に離隔した２箇所に、それぞれ径方向内方に突出する突起１７、１７を形成した変形部１８、１８を設けている。これら各変形部１８、１８にそれぞれ設けた、これら各突起１７、１７は、１個の変形部１８に就いて、それぞれ円周方向４箇所ずつ形成されている。又、これら各突起１７、１７の形状は、前述の図８（Ｃ）、（Ｄ）に示した突起１７、１７ａの形状のうちの何れの形状であっても良いが、本参考例の場合、このうちの（Ｃ）に示した突起１７、１７と同じ形状としている。即ち、上記各突起１７、１７の先端面の形状を凸円弧状としている。尚、これら各突起１７、１７を形成する部材は、上記ステアリングコラム３ａを構成するインナーコラム１４側であっても良い。即ち、これら各突起１７、１７を、このインナーコラム１４の片端部（図２の右端部）に、それぞれが径方向外方に突出する様に形成しても良い。

又、本参考例の場合、上記各突起１７、１７を、上記アウターコラム１３の円周方向に関して不均等に配置している。そして、これら各突起１７、１７の円周方向に関する配置を、上記ステアリングコラム３ａを自動車のインスツルメントパネルの下面に取り付けた状態に於ける、上下方向に偏った位置としている。即ち、上記アウターコラム１３とインナーコラム１４との重畳部１５を、水平方向（図１の左右方向）の仮想線Ｎにより２つに分割したと仮定した場合、図１に示す様に、この仮想線Ｎと上記各突起１７、１７とのそれぞれが成す角度θ₁ と、上下方向の仮想線Ｍと上記各突起１７、１７とのそれぞれが成す角度θ₂ との大きさが、互いに異なる。本参考例では、上記角度θ₁ を上記角度θ₂ よりも大きくしている（θ₁ ＞θ₂ ）。これにより、上記各突起１７、１７を、上記上下方向の仮想線Ｍに近い位置に偏った状態で設けている。

本参考例の場合、上記アウターコラム１３に、上述の様に、突起１７、１７を形成している為、このアウターコラム１３の一端部内側に、上記インナーコラム１４の片端部（図２の右端部）を挿入した状態で、上記各突起１７、１７とこのインナーコラム１４の外周面とが締め代を有した状態で嵌合し、この部分が嵌合部１６、１６を構成する。又、本実施例では、上記各突起１７、１７が、上記各変形部１８、１８の円周方向に関して４箇所ずつ設けられている為、これら各変形部１８、１８毎に、上記各嵌合部１６、１６が４箇所ずつ存在する。

更に本参考例の場合には、上記各嵌合部１６、１６は、上記重畳部１５の円周方向に関して不均等に、具体的には、上記上下方向の仮想線Ｍを挟んで存在する嵌合部１６、１６同士の円周方向に関する間隔が、上記水平方向の仮想線Ｎを挟んで存在する嵌合部１６、１６同士の円周方向に関する間隔よりも小さくなる様に配置され、この重畳部１５の上下方向に偏った状態で存在する。尚、本参考例の場合、各嵌合部１６、１６を、アウターコラム１３に形成した突起１７、１７を、インナーコラム１４に嵌合させる事により構成している。但し、前述の図８（Ａ）（Ｂ）或は図９に示した構造の様に、アウターコラムの一部の断面形状を楕円形や多角形として、この部分をインナーコラムに嵌合する事により構成しても良い。

上述の様に構成する本参考例の場合、嵌合部１６、１６の締め代の変化に拘らず、コラプス荷重を安定させる事ができると共に、取付状態に於ける上下方向の曲げに対する強さを確保し易い構造を安価に得られる。即ち、上記各嵌合部１６、１６の配置を不均等にする事により、これら各嵌合部１６、１６の締め代の変化がコラプス荷重に与える影響を小さくできる。言い換えれば、これら各嵌合部の締め代の変化に対するコラプス荷重の変化が鈍感になる。この点に就いて、以下に詳しく説明する。

本参考例の場合、上記各嵌合部１６、１６の配置を上下方向に偏らせている。従って、上記アウターコラム１３が、上下方向の寸法を変化させる方向に撓み易くなる。この為、上記各嵌合部１６、１６の締め代が変化しても、この締め代の変化が、このアウターコラム１３の断面を上下方向の寸法を変化させる方向に弾性変形させる事で吸収され易い。この結果、上記各嵌合部１６、１６の締め代の変化がコラプス荷重に及ぼす影響を小さくして、これら各嵌合部１６、１６の締め代の精度を向上させる事なく、安定したコラプス荷重を得られる。

又、ステアリングコラム３ａを自動車に取り付けた場合、走行時やアイドリング時のステアリングホイール２（図６、７参照）の振動を防止する為、上下方向の曲げ力に対する強さが必要とされる。本参考例の場合、上記各嵌合部１６、１６の配置を上下方向に偏らせているので、この上下方向の曲げ力に対する強さ（支持剛性）を確保できる。この結果、走行時やアイドリング時に、上記ステアリングホイール２に振動が伝達する事を抑えられる。更に、本参考例の場合、図２に示す様に、軸方向に離隔した２箇所位置の変形部１８、１８の各嵌合部１６、１６を、それぞれ上下方向に偏らせて配置している為、上下方向の曲げ力に対する強さを、より大きくできる。この結果、衝突時にステアリングコラム３ａがこじれにくくなり、安定して（円滑に）このステアリングコラム３ａを収縮させる事ができる。

又、上述の様に、上記各嵌合部１６、１６を不均等に配置すれば、前記各突起１７、１７と嵌合する上記インナーコラム１４の、真円度に関する精度が低くても、上記各嵌合部１６、１６の当接状態の差を吸収して、曲げに対する強さを確保できる。この結果、上記インナーコラム１４の、真円度に関する精度が低くても、十分な振動防止効果を得られる。この様に、各嵌合部１６、１６の締め代の精度や、インナーコラム１４（或はアウターコラム１３）の真円度を向上させる事なく、振動を防止できると共にコラプス荷重を安定させる事ができれば、衝突時のエネルギ吸収を最適に設定し易く、安全性の高い衝撃吸収式ステアリングコラム装置を安価に得られる。

又、本参考例の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を、前述の図７に示した様な電動式パワーステアリング装置に組み込めば、安全性の高い電動式パワーステアリング装置を安価に得られる。又、曲げ力に対する強さを確保する為に、上記各嵌合部１６、１６の軸方向長さを長くする必要がない為、前記重畳部１５の軸方向長さを短くしてコラプスストロークを確保し易い。尚、図示の参考例では、上記インナーコラム１４の端部で上記アウターコラム１３に内嵌した部分を先細テーパ状としているが、この部分は、（軸方向に亙り外径が変化しない）単なる円筒状に形成しても良い。

図３は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合、アウターコラム１３の１個の変形部１８ａの円周方向３箇所に、それぞれ突起１７、１７を形成している。この為、このアウターコラム１３の一端部内側に、インナーコラム１４の片端部を挿入した状態では、上記変形部１８ａ毎に、それぞれ３箇所ずつ嵌合部１６、１６が存在する。そして、これら各嵌合部１６、１６は、上記アウターコラム１３とインナーコラム１４との重畳部１５の、取付状態に於ける上側に２箇所、同じく下側に１箇所、それぞれ存在する。

更に、上記各嵌合部１６、１６のそれぞれの円周方向の間隔は、下側の嵌合部１６と上側の嵌合部１６、１６とのそれぞれが成す角度をθ₃ 、上側の嵌合部１６、１６同士の成す角度をθ₄ とした場合に、上記下側の嵌合部１６、１６に関する角度θ₃ を、上側の嵌合部１６、１６同士に関する角度θ₄ よりも大きく（θ₃ ＞θ₄ ）する事により、円周方向に不均等に配置している。即ち、上記上側の嵌合部１６、１６は、上下方向の仮想線Ｍから少しだけ（θ₄ ／２ずつ）円周方向に傾いた位置に存在し、上記下側の嵌合部１６は、この仮想線Ｍ上に存在する。言い換えれば、３箇所の嵌合部１６、１６のうちの２箇所が、図３の上側に、この仮想線Ｍを挟んで設けられ、他の１箇所が、図３の下側で、この仮想線Ｍ上に設けられている。そして、上記２箇所の嵌合部１６、１６同士の円周方向に関する間隔を、これら２箇所の嵌合部１６、１６と上記他の１箇所の嵌合部１６とのそれぞれの円周方向に関する間隔よりも小さくしている。その他の構造及び作用は、上述の参考例の第１例と同様である。

図４は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合、前述の参考例の第１例に示した図２の様に、アウターコラム１３とインナーコラム１４との重畳部１５の軸方向に離隔した位置には、それぞれ、円周方向に関して不均等に配置された嵌合部１６、１６が存在する。又、本参考例の場合、上記図２の右方向にステアリングホイールが存在し、図２の右側に向かう程上方に向かう方向に傾斜しているとする。この為、二次衝突によりステアリングコラムに作用する曲げ力の方向は、上記アウターコラム１３から上記インナーコラム１４に対して、図２の反時計方向となる。又、上記各嵌合部１６、１６のうち、図２の右側のイ−イ断面に相当する部分に存在する嵌合部１６、１６を、図４（Ａ）に示す様に配置している。これと共に、図２の左側のロ−ロ断面に相当する部分に存在する嵌合部１６、１６を、図４（Ｂ）に示す様に配置している。

即ち、上記イ−イ断面に相当する部分に存在する嵌合部１６、１６は、図４（Ａ）の下側に２箇所配置され、上側には１箇所のみ配置されている。又、上記ロ−ロ断面に相当する部分に存在する嵌合部１６、１６は、図４（Ｂ）の上側に２箇所配置され、下側には１箇所のみ配置されている。本参考例の場合、上述の様に、図２の反時計方向に二次衝突による曲げ力が作用する。この為、衝突時には、上記イ−イ断面に相当する部分では下側の嵌合部１６、１６に、上記ロ−ロ断面に相当する部分では上側の嵌合部１６、１６に、上記曲げ力がそれぞれ作用する。従って、本参考例の場合には、各嵌合部１６、１６を上述の様に配置する事により、この曲げ力が作用する嵌合部１６、１６の数を多くしている。この様に構成すれば、衝突時に曲げ力が作用する各嵌合部１６、１６の面圧を小さくできる為、衝突時にステアリングコラムがこじれにくくなり、このステアリングコラムの収縮をより安定して（円滑に）行なわせる事ができる。又、衝突時の曲げ力に基づく負荷に対してもこの嵌合部を構成する部分がへたりにくくなり、安定したコラプス荷重が得られる。

尚、上述した構造は、図２の右側（即ち、ステアリングホイール側）にアウターコラム１３を配置し、図２の左側にインナーコラム１４を配置しているが、この配置が逆であっても、同様の構造で実施可能である。即ち、図２の左側にステアリングホイールが存在し、図２の左側に向かう程上方に向かう方向に傾斜しているとする。この場合、二次衝突によりステアリングコラムに作用する曲げ力の方向は、インナーコラム１４からアウターコラム１３に対して、図２の時計方向となる。従って、この曲げ力は、図２の右側のイ−イ断面に相当する部分では下側の嵌合部１６、１６に、図２の左側のロ−ロ断面に相当する部分では上側の嵌合部１６、１６に、それぞれ作用する。この為、上述した構造と同様に、図２のイ−イ断面に相当する部分を図４（Ａ）に示す構造とし、図２のロ−ロ断面に相当する部分を図４（Ｂ）に示す構造とすれば、上記曲げ力を十分に支承でき、ステアリングコラムがこの曲げ力によりこじれにくくなる。その他の構造及び作用は、上述した参考例の第２例と同様である。

図５は、請求項１、３、６に対応する、本発明の実施例を示している。本実施例の場合も、上述した参考例の第３例と同様に、アウターコラム１３とインナーコラム１４との重畳部１５の軸方向に離隔した位置には、それぞれ、円周方向に関して不均等に配置された嵌合部１６、１６ａが存在する。又、本実施例の場合、図５の右方向にステアリングホイールが存在し、図５の右側に向かう程上方に向かう方向に傾斜しているとする。この為、二次衝突によりステアリングコラムに作用する曲げ力の方向は、上記アウターコラム１３から上記インナーコラム１４に対して、図５の反時計方向となる。又、上記各嵌合部１６、１６ａの円周方向の配置は、前述の参考例の第１例又は第２例等の様に、不均等に配置されている。特に、本実施例の場合には、図５の右側に存在する嵌合部１６、１６ａのうち、下側に存在する嵌合部１６ａの軸方向長さａを上側に存在する嵌合部１６の軸方向長さｂよりも大きくしている（ａ＞ｂ）。又、図５の左側に存在する嵌合部１６、１６ａのうち、上側に存在する嵌合部１６ａの軸方向長さｃを下側に存在する嵌合部１６の軸方向長さｄよりも大きくしている（ｃ＞ｄ）。

例えば、前述の参考例の第１例を示した図１により説明すると、図５の右側に存在する嵌合部１６、１６ａの場合、図１の下側に存在する嵌合部１６、１６の軸方向長さを大きくし、図５の左側に存在する嵌合部１６、１６ａの場合、図１の上側に存在する嵌合部１６、１６の軸方向長さを大きくする。又、前述の参考例の第２例を示した図３の構造に本実施例の構造を適用する場合には、上述の図４に示した参考例の第３例の構造の様に各嵌合部１６、１６を配置すると共に、図４（Ａ）の下側の嵌合部１６、１６の軸方向長さ、及び、図４（Ｂ）の上側の嵌合部１６、１６の軸方向長さを、それぞれ大きくする事が好ましい。本実施例の場合、上述の様に、図５の反時計方向に二次衝突による曲げ力が作用する。この為、衝突時には、図５の右側部分では下側の嵌合部１６ａに、図５の左側部分では上側の嵌合部１６ａに、上記曲げ力がそれぞれ作用する。従って、本実施例の場合には、各嵌合部１６、１６ａの軸方向長さを上述の様に規制する事により、この曲げ力が作用する嵌合部１６ａ、１６ａの軸方向長さを大きくしている。この様に構成すれば、衝突時に曲げ力が作用する各嵌合部１６ａ、１６ａの面圧を小さくできる為、衝突時にステアリングコラムがこじれにくくなり、このステアリングコラムの収縮をより安定して（円滑に）行なわせる事ができる。

尚、上述した構造は、図５の右側（即ち、ステアリングホイール側）にアウターコラム１３を配置し、図５の左側にインナーコラム１４を配置しているが、この配置が逆であっても、同様の構造で実施可能である。即ち、図５の左側にステアリングホイールが存在し、図５の左側に向かう程上方に向かう方向に傾斜しているとする。この場合、二次衝突によりステアリングコラムに作用する曲げ力の方向は、インナーコラム１４からアウターコラム１３に対して、図５の時計方向となる。従って、この曲げ力は、図５の右側部分では下側の嵌合部１６ａに、図５の左側部分では上側の嵌合部１６ａに、それぞれ作用する。この為、上述した構造と同様に、図５の右側部分では下側の嵌合部１６ａの軸方向長さを、図５の左側部分では上側の嵌合部１６ａの軸方向長さを、それぞれ大きくすれば、上記曲げ力を十分に支承でき、ステアリングコラムがこの曲げ力によりこじれにくくなる。

又、上述した構造では、曲げ力が作用する嵌合部１６ａの軸方向長さを大きくする事により、この曲げ力に対する強さを大きくしているが、この嵌合部１６ａの円周方向長さを大きくしても良い。要は、この曲げ力が作用する嵌合部の面積を大きくすれば、この曲げ力に対する強さを高くできる。又、この様に、曲げ力が作用する嵌合部の面積を大きくすれば、衝突時の曲げ力に基づく負荷に対してもこの嵌合部を構成する部分がへたりにくくなりコラプス荷重の変動が抑えられる。この結果、安定したコラプス荷重が得られる。
その他の構造及び作用は、前述の参考例の第１例或は第２例と同様である。

尚、前述した各参考例及び上述の実施例の場合、各嵌合部１６、１６ａの配置を不均等にした場合のみに就いて説明したが、請求項２、４に記載した発明の様に、これら各嵌合部１６、１６ａの締め代に就いても不均等としても良い。例えば、１箇所の変形部１８に就いて、上述の図１の４箇所の嵌合部１６、１６ａに加え、水平方向２箇所にも嵌合部を設けて、全部で６箇所の嵌合部を有する構造とした場合、この水平方向の２箇所の嵌合部の締め代に比べて、上下方向に偏った位置に配置された嵌合部１６、１６ａの締め代を大きくする。この様に構成しても、各嵌合部１６、１６ａの締め代の変化に対するコラプス荷重の変化を鈍感にする事ができる。又、締め代を大きくする嵌合部１６、１６ａは、上下方向に偏った位置に配置された嵌合部１６、１６ａである為、この上下方向の曲げ剛性を十分に向上させる事ができる。

又、請求項７に記載した発明の様に、アウターコラム１３の内周面とインナーコラム１４の外周面との間に、合成樹脂等の低摩擦材製のスペーサを配置しても良い。即ち、これらアウターコラム１３とインナーコラム１４との重畳部１５に、このスペーサを挿入し、この低摩擦材を介してこの重畳部１５の各嵌合部１６、１６ａを嵌合させる様にしても良い。或は、請求項８に記載した発明の様に、上記アウターコラム１３の内周面とインナーコラム１４の外周面とのうち、少なくとも一方の周面で他方の周面に嵌合する部分、即ち、重畳部１５部分に、金属石鹸処理等の低摩擦表面処理を施しても良い。この様に構成すれば、コストが多少嵩むが、コラプス荷重をより安定して得られる。

本発明に関する参考例の第１例を示す、図８と同様の図。 図１のハ−ハ断面図。 本発明に関する参考例の第２例を示す、図８と同様の図。 本発明に関する参考例の第３例を示す、（Ａ）は図２のイ−イ断面に、（Ｂ）は図２のロ−ロ断面に、それぞれ相当する図。 本発明の実施例を示す、図２と同様の図。 本発明の対象となるステアリング機構の１例を示す側面図。 本発明の対象となる、電動式パワーステアリング機構の１例を示す側面図。 アウターコラムとインナーコラムとの重畳部の従来構造の４例を示す、図６のニ−ニ断面に相当する図。 アウターコラムとインナーコラムとの重畳部の別例を示す、図８と同様の図。

１ 第一のステアリングシャフト
２ ステアリングホイール
３、３ａ ステアリングコラム
４ 後部ブラケット
５ 前部ブラケット
６ インスツルメントパネル
７ 第一の自在継手
８ 第二のステアリングシャフト
９ 第二の自在継手
１０ 第三のステアリングシャフト
１１ 電動モータ
１２ 減速機
１３ アウターコラム
１４ インナーコラム
１５ 重畳部
１６、１６ａ 嵌合部
１７、１７ａ 突起
１８、１８ａ 変形部

Claims (9)

1. アウターコラムと、このアウターコラムの一端部内側にその片端部を挿入したインナーコラムとを備え、これらアウターコラムとインナーコラムとの間に大きな軸方向荷重が加わった場合に、これらアウターコラムとインナーコラムとの軸方向に亙る相対変位により軸方向寸法を収縮可能とした衝撃吸収式ステアリングコラム装置に於いて、上記アウターコラムと上記インナーコラムとが径方向に重畳する重畳部の円周方向複数箇所に、締め代を有する嵌合部を設けており、これら各嵌合部が円周方向に関して不均等に配置されており、これら各嵌合部は、上記アウターコラムと上記インナーコラムとの重畳部の軸方向に離隔した位置にそれぞれ存在しており、これら各嵌合部のうち、衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の軸方向長さを、他の嵌合部の軸方向長さよりも大きくする事により、この衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の面積を、上記他の嵌合部の面積よりも大きくしている事を特徴とする、衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
2. 各嵌合部の締め代を不均等にした、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
3. 各嵌合部の配置を、取付状態に於ける上下方向に偏らせた、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
4. 各嵌合部のうち、取付状態に於ける上下方向に偏った位置に配置された嵌合部の締め代を、他の位置に配置された嵌合部の締め代よりも大きくした、請求項２〜３の何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
5. アウターコラムとインナーコラムとの重畳部の軸方向に離隔した位置には、円周方向に関して不均等に配置された嵌合部がそれぞれ存在しており、これら各嵌合部のうち、衝突時に曲げ力が作用する嵌合部の数を、他の嵌合部の数よりも多くした、請求項１〜４の何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
6. 各嵌合部を、アウターコラムとインナーコラムとのうちの一方の部材の円周方向複数箇所に突起を形成し、これら各突起を他方の部材に締め代を有する状態で嵌合する事により構成した、請求項１〜５の何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
7. アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面との間に低摩擦材製のスペーサを配置し、各嵌合部をこのスペーサを介して嵌合させた、請求項１〜６の何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
8. アウターコラムの内周面とインナーコラムの外周面とのうち、少なくとも一方の周面で他方の周面に嵌合する部分に、低摩擦表面処理を施した、請求項１〜６の何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
9. 後端にステアリングホイールを固定するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを挿通自在なステアリングコラムと、通電に伴ってこのステアリングシャフトに回転方向の力を付与する電動モータとを備えた電動式パワーステアリング装置に於いて、上記ステアリングコラムを、請求項１〜８の何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリングコラム装置とした、電動式パワーステアリング装置。

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