JP5181605B2 - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次衝突時に運転者に加わる衝撃力を緩和する衝撃吸収式ステアリングコラム装置に関する。

衝突事故の際には、自動車が他の自動車等と衝突する一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイール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、この運転者の身体に重大な損傷を与える事を防止するのを目的として、衝撃吸収式ステアリングコラム装置と呼ばれる運転者保護装置が、従来から種々考えられている。

また、二次衝突の際の衝撃荷重を吸収する部材も従来から種々知られており、このうちエネルギ吸収部材は、二次衝突時に、ステアリングコラムが車両前後方向の前方にストロークすると同時に、塑性変形によって衝撃荷重を吸収するものであり、比較的簡単で、小型且つ安価な衝撃吸収式ステアリング装置を得られる部材として、従来から一般的に使用されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１の装置は、ステアリングコラムを、車両前方側に配置したインナコラムと、このインナコラムに摺動自在に外嵌して車両後方側に配置したアウタコラムとで構成しているとともに、Ｕ字形状に曲げた第１のエネルギ吸収部材（特許文献１ではエネルギー吸収プレートと称している）と、アウタコラムの外周に配置した筒形状の第２のエネルギ吸収部材（特許文献１ではエネルギー吸収部材と称している）の少なくとも２つのエネルギ吸収部材を備えた装置である。

第１のエネルギ吸収部材は、車体側部材とアウタコラムの間にブラケットを介して配置されており、アウタコラムのストローク初期からブラケットを介してＵ字形状に曲げた部分がしごかれて変形することで衝撃荷重を吸収している。また、第２のエネルギ吸収部材は、アウタコラムのストローク中期から後期において軸方向に変形することで衝撃荷重を吸収している。
特開２００４−３３８５０９号公報

しかし、特許文献１の装置の第１のエネルギ吸収部材は、ブラケットを介してＵ字形状に曲げた部分が変形するようにした複雑な形状であり、しかも、少なくとも２つのエネルギ吸収部材を必要としているので、製造コスト及び組み立てコストが嵩むおそれがある。
また、アウタコラムのストローク初期からストローク限界位置（アウタコラムの底着き）までの間の任意のストローク位置で衝撃吸収荷重が所定値となるように衝撃吸収荷重をコントロールすることが望ましいが、特許文献１のように少なくとも２つのエネルギ吸収部材を使用した装置は、アウタコラムの任意のストローク位置で衝撃吸収荷重を所定値にコントロールすることが難しい。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、エネルギ吸収部材の部品製造コスト及びそれを組み立てる際の組み立てコストの低減化を図ることができるとともに、可動コラムの任意の変位（ストローク）位置で衝撃吸収荷重を容易にコントロールすることができる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している。

上記目的を達成するために、請求項１に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、ステアリングホイールを取付けたステアリングシャフトを回転自在に支持し、互いに摺動自在に嵌合して車両前後方向に伸縮自在な固定コラム及び可動コラムを有するステアリングコラムと、前記固定コラムを車体側部材に固定する固定部と、二次衝突時の衝撃荷重を塑性変形により吸収するエネルギ吸収部材と、を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収部材は、板状の当接部と、この当接部から連続して曲げ形成した板状の曲げ部と、を備えた部材であり、前記固定部及び前記可動コラムの一方に、前記当接部が前記固定部及び前記可動コラムの他方に対して車両前後方向に所定の距離だけ離間して対向して配置され、且つ、前記曲げ部が前記当接部に対して車両前後方向に離間して位置するように前記エネルギ吸収部材を固定し、二次衝突時に前記可動コラムが車両前方に変位して前記固定部及び前記可動コラムの他方が前記エネルギ吸収部材の当接部に当接することで、前記エネルギ吸収部材の曲げ部が塑性変形しながら前記衝撃荷重を吸収するようにし、前記エネルギ吸収部材は、前記曲げ部近くの前記当接部に開口部を設けた構造、或いは、前記曲げ部近くの前記当接部の幅方向中央部にビードを形成した構造とすることで、前記可動コラムから車両前方の衝撃荷重が作用したときの前記当接部の剛性を変更する剛性変更部を設けていることを特徴とする装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収部材が、所定の曲率で曲げ形成した少なくとも２箇所の前記曲げ部を備えている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記固定コラムを、車両前方に配置したインナコラムとし、前記可動コラムを、車両後方に配置して前記インナコラムに摺動自在に外嵌しているアウタコラムとし、前記固定コラムの車両前方端部を前記固定部が固定しているとともに、前記エネルギ吸収部材を、前記当接部が前記インナコラムの外周を囲みながら前記アウタコラムの車両前方端部に所定の距離だけ離間して対向し、且つ、前記曲げ部が前記当接部に対して車両前方に位置するように前記固定部に固定した。

また、請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記固定コラムを、車両前方に配置したインナコラムとし、前記可動コラムを、車両後方に配置して前記インナコラムに摺動自在に外嵌しているアウタコラムとし、前記固定コラムの車両前方端部を前記固定部が固定しているとともに、前記エネルギ吸収部材を、前記当接部が前記インナコラムの外周を囲みながら前記固定部の車両後方を向く面に所定の距離だけ離間して対向し、且つ、前記曲げ部が前記当接部に対して車両後方に位置するように前記アウタコラムの車両前方側に固定した。

また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記固定部を、前記ステアリングシャフトに操舵補助力を伝達する操舵補助機構のハウジングとした。
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記操舵補助機構の前記ハウジングが、減速ギヤを内蔵するギヤハウジング及びセンサを内蔵するセンサハウジングに連結ボルトが螺合することで結合する構造となっており、前記エネルギ吸収部材は、前記操舵補助機構の前記ハウジングに対して接触面積が増大して接触する被固定部を備えているとともに、前記連結ボルトが前記被固定部を通過して前記ギヤハウジング及び前記センサハウジングに螺合することで前記エネルギ吸収部材が固定されるようにした。

また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収部材が、前記固定部及び前記可動コラムの一方に対して接触面積が増大して接触する被固定部を備えており、前記固定部及び前記可動コラムの一方と、前記被固定部とを溶接で固定した。
さらに、請求項８記載の発明は、請求項３乃至７の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記当接部にコラム挿通孔を形成し、このコラム挿通孔に前記インナコラムを挿通することで前記当接部が前記インナコラムの外周を囲むようにした。

さらにまた、請求項９記載の発明は、請求項３乃至７の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記当接部の端部に、前記インナコラムの外周の一部に対して略同状に切り欠いた包囲部を形成し、この包囲部に前記インナコラムの外周の一部を沿わせることで前記当接部が前記インナコラムの外周の一部を囲むようにした。

本発明の衝撃吸収式ステアリングコラム装置によると、エネルギ吸収部材を、板状の当接部と、この当接部から連続して曲げ形成した板状の曲げ部とを備えた単純な構成の部材としているので、製造コストの低減化を図ることができるとともに、固定部及び可動コラムの間に配置する際の組み立てコストの低減化も図ることができる。
また、本発明のエネルギ吸収部材は、曲げ部の形状を変更（例えば、曲げ部の曲率半径の変更、複数の曲げ部を備えた形状に変更）するだけで、当接部と固定部及び可動コラムの他方との車両前後方向の距離を変更することができるので、エネルギ吸収部材が衝撃荷重吸収を開始するときの可動コラムの変位（ストローク）位置を容易にコントロールすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置を示す図であり、図２は本発明に係る第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の初期状態を示す側面図であり、図３（ａ）は第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置で使用しているエネルギ吸収部材の形状を示す側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）をＡ−Ａ矢視方向から示した図であり、図４は第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置が二次衝突荷重を吸収している状態を示す側面図であり、図５は第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置で使用しているエネルギ吸収部材の衝撃吸収特性を示すグラフであり、図６は本発明に係る第２実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の初期状態を示す側面図であり、図７は本発明に係る第３実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の初期状態を示す側面図であり、図８は本発明に係る第４実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の初期状態を示す側面図であり、図９は本発明に係る第５実施形態のエネルギ吸収部材を示す図であり、図１０は本発明に係る第６実施形態のエネルギ吸収部材を示す図であり、図１１は本発明に係る第７実施形態のエネルギ吸収部材を示す図であり、図１２本発明に係る第８実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の初期状態を示す側面図である。

図１のコラムアシスト式電動パワーステアリング装置ＳＭは、ステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が伝達される入力シャフト２ａとこの入力シャフト２ａに図示しないトーションバーを介して連結された出力シャフト２ｂとを有するステアリングシャフト２を備えている。
ステアリングシャフト２の入力シャフト２ａ及び出力シャフト２ｂは、トルク伝達可能に連結し、互いに軸方向に摺動自在に連結している。また、ステアリングシャフト２を回転自在に支持しているステアリングコラム３は、車両前方側に配置されている円筒形状のインナコラム３ａと、インナコラム３ａの車体後方側に軸方向に摺動自在に外嵌されている円筒形状のアウタコラム３ｂとで構成されている。ここで、アウタコラム３ｂは、ブラケット（不図示）を介して車体側部材（不図示）に支持されており、インナコラム３ａの車両前方端部は、後述する操舵補助機構１０のセンサハウジング１３の車両後方側に連結されている。そして、二次衝突時に運転者がステアリングホイール１に衝突すると、アウタコラム３ｂは、ブラケットとの係合状態が解除されて車両前方に変位可能となっている。

出力シャフト２ｂに伝達された操舵力は、２つのヨーク４ａ，４ｂとこれらを連結する十字連結部４ｃとで構成されるユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５に伝達され、さらに、２つのヨーク６ａ，６ｂとこれらを連結する十字連結部６ｃとで構成されるユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介して左右のタイロッド９に伝達され、これらタイロッド９によって左右の操舵輪ＷＬ，ＷＲを操舵させる。

ここで、ステアリングギヤ８は、ギヤハウジング８ａ及びラックハウジング８ｃ内にラック軸（不図示）が配置され、ギヤハウジング８ａに一体化されたピニオンハウジング８ｂ内に配置され、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン（不図示）がラック軸に噛合するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオンに伝達された回転運動がラック軸に直進運動として変換される。

ステアリングシャフト２の出力シャフト２ｂには、操舵補助力を出力シャフト２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、車体側部材（不図示）に固定されており、減速ギヤハウジング１１内に配置されて出力シャフト２ｂに連結している減速ギヤ（不図示）と、減速ギヤに連結して操舵補助力を発生する電動機としての例えばブラシレスモータで構成される電動モータ１２とを備えている。

減速ギヤハウジング１１に対して車両後方側（ステアリングホイール１側）にはセンサハウジング１３が連結されており、このセンサハウジング１３内に操舵トルクセンサ１４が配置されている。
操舵トルクセンサ１４は、ステアリングホイール１に付与されて入力シャフト２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力シャフト２ａ及び出力シャフト２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を非接触の磁気センサで検出するように構成されている。

そして、運転者がステアリングホイール１を左右いずれかの方向に操舵すると、操舵トルクセンサ１４が検出した操舵トルクに基づく駆動電流により電動モータ１２が起動される。これにより、電動モータ１２の操舵補助力が減速ギヤを介して出力シャフト２ｂに伝達されるようになっている。

（第１実施形態）
ここで、図１に示すように、インナコラム３ａの車両前方側と操舵補助機構１０のセンサハウジング１３の間には、第１実施形態のエネルギ吸収部材２０が配置されている。
本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、塑性変形可能な金属板を曲げ形成した部材である。
このエネルギ吸収部材２０は、図２及び図３に示すように、長手方向の一端部の外周が半円形状に形成され、長手方向の他端部に第１曲げ部２０ａが連続して形成されている平板状の当接部２０ｂと、当接部２０ｂの一端側に半円形状の外周に沿って開口しているコラム挿通孔２０ｃと、当接部２０ｂに対して所定の鋭角α１をなす方向に第１曲げ部２０ａから連続している傾斜部２０ｄと、当接部２０ｂに対して略平行に延在している固定用端部２０ｅと、この固定用端部２０ｅと傾斜部２０ｄとの間で所定の鈍角α２で曲がっている第２曲げ部２０ｆとで構成されている。このエネルギ吸収部材２０のコラム挿通孔２０ｃは、インナコラム３ａの外周より大きな直径の孔である。

そして、エネルギ吸収部材２０は、図２に示すように、当接部２０ｂに対して傾斜部２０ｄ，固定用端部２０ｅ及び第２曲げ部２０ｆを車両前方側に配置した状態で、コラム挿通孔２０ｃにインナコラム３ａを挿通してコラム軸Ｐ１に対して直交するように当接部２０ｂをインナコラム３ａの外周に配置し、固定用端部２０ｅの先端をセンサハウジング１３の外周に溶接により固定している。

これにより、エネルギ吸収部材２０は、当接部２０ｂとアウタコラム３ｂの車両前方端部との間がコラム軸Ｐ１方向（略車両前後方向）に所定の距離Ｘだけ離間した状態で、インナコラム３ａの車両前方側とセンサハウジング１３の間に配置される。
ここで、本発明の曲げ部が第１曲げ部２０ａ，第２曲げ部２０ｆに対応している。

次に、本実施形態の装置ＳＭの二次衝突時の動作について、図２から図５を参照して説明する。
本実施形態の装置ＳＭは、衝突事故の際に以下のように作用して、ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
二次衝突時には、ブラケットを介して車体側部材に支持されていたアウタコラム３ｂが、ブラケットとの係合状態が解除されて車両前方に変位し、車両前方端部が操舵補助機構１０のセンサハウジング１３に連結されているインナコラム３ａは車両前後方向に変位せず、ステアリングコラム３が収縮していく。

この際、アウタコラム３ｂが車両前方に変位していくストローク初期及びストローク中期（アウタコラム３ｂがエネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂに当接する直前までのストローク）では、インナコラム３ａ及びアウタコラム３ｂの間の摺動により摩擦抵抗が発生し、衝撃荷重を吸収する能力となる。
すなわち、図５に示すように、ストローク初期位置からストロークＸまでの間は、ステアリングコラム３が収縮する際に発生する摩擦抵抗が衝撃吸収荷重となる。

次いで、アウタコラム３ｂのストローク中期以降（図５のストロークＸ以降）では、先ず、アウタコラム３ｂが当接したエネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂが車両前方側に傾斜するように変位しながら塑性変形していく（図５のストロークＸからＹまでの状態）。そして、アウタコラム３ｂとともに当接部２０ｂがさらに車両前方に変位すると、第１曲げ部２０ａが、当接部２０ｂ及び傾斜部２０ｄの間の角度が初期の角度α１よりさらに小さな鋭角となるように塑性変形していく。また、第２曲げ部２０ｆも、固定用端部２０ｅと傾斜部２０ｄとの間の角度が初期の角度α２よりさらに大きな鈍角となるように塑性変形していく。

そして、さらにアウタコラム３ｂとともに変位した当接部２０ｂが、センサハウジング１３に近接する底付き位置（ストローク限界位置）まで移動すると、図４に示すように、当接部２０ｂ及び第１曲げ部２０ａの間の領域が塑性変形していく。
つまり、図５に示すように、ストロークＸ以降からアウタコラム３ｂがセンサハウジング１３に近接する底付き位置（ストローク限界位置）までの間は、エネルギ吸収部材２０が塑性変形することで衝撃荷重を吸収する能力（衝撃吸収荷重）が発生する。

このように、本実施形態は、アウタコラム３ｂのストローク初期からストローク中期ではステアリングコラム３が収縮する際に発生する摩擦抵抗により衝撃吸収荷重が発生し、アウタコラム３ｂのストローク中期から底着き直前までは、エネルギ吸収部材２０が塑性変形することで衝撃吸収荷重が増加していくので、二次衝突時に、ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる急激な衝撃荷重を緩和して運転者の保護が図られる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態の装置は、二次衝突時の衝撃を吸収する部材が１個のエネルギ吸収部材２０であり、このエネルギ吸収部材２０は、塑性変形可能な金属板を曲げ形成し、インナコラム３ａに係合するコラム挿通孔２０ｃを形成した当接部２０ｂ、塑性変形する第１及び第２曲げ部２０ａ，２０ｆを形成した単純な構成の部材なので、製造コストの低減化を図ることができるとともに、インナコラム３ａ及びセンサハウジング１３の間に配置する際の組み立てコストの低減化も図ることができる。

また、本実施形態は、任意のストローク位置の衝撃吸収荷重を容易にコントロールすることができる。すなわち、エネルギ吸収部材２０の第１曲げ部２０ａ、第２曲げ部２０ｆの角度を変更することで、エネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂとアウタコラム３ｂの車両前方端部との距離Ｘを短く設定したり、長く設定することが可能である。距離Ｘを短く設定すると、エネルギ吸収部材２０が塑性変形を開始するストローク位置をストローク後半に設定できる。一方、距離Ｘを長く設定すると、エネルギ吸収部材２０が塑性変形を開始するストローク位置をストローク初期側に設定できる。このように距離Ｘを変更するだけで、エネルギ吸収部材２０が塑性変形を開始するときのアウタコラム３ｂのストローク位置を変更することができるので、衝撃吸収荷重のコントロールを容易に行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、図１から図５で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、固定用端部２０ｅの先端からセンサハウジング１３の外周に沿って延在する延長固定部２０ｇが一体に形成されている。
本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、コラム挿通孔２０ｃにインナコラム３ａを挿通してコラム軸Ｐ１に対して直交するように当接部２０ｂをインナコラム３ａの外周に配置した後、固定用端部２０ｅの先端及び延長固定部２０ｇをセンサハウジング１３の外周面に接触してから、固定面積を大きくした状態で溶接により固定されている。ここで、本発明の被固定部が延長固定部２０ｇに対応している。

本実施形態によると、固定用端部２０ｅに連続して延長固定部２０ｇを形成したことから、センサハウジング１３の外周面に対してエネルギ吸収部材２０が固定面積を大きくした状態で固定されているので、当接部２０ｂにアウタコラム３ｂから車両前方を向く大きな二次衝撃力が伝達しても、エネルギ吸収部材２０全体が塑性変形せずに車両前方に変位することがなく、予め設定したストローク位置でエネルギ吸収部材２０の塑性変形を高精度に開始することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について、図７を参照して説明する。
本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、固定用端部２０ｅの先端からセンサハウジング１３の外周に沿って延在する延長固定部２０ｇが一体に形成されているとともに、この延長固定部２０ｇには、ボルト通過孔（不図示）が形成されている。
一方、減速ギヤハウジング１１は、センサハウジング１３側に突出している筒状の壁部１１ａをセンサハウジング１３の筒状の壁部１３ａ内に嵌め込み、センサハウジング１３の外側から連結ボルト２１を螺合することで、センサハウジング１３に連結される。

ここで、前述した延長固定部２０ｇのボルト通過孔は、壁部１１ａ，１３ａの連結ボルト２１のねじ孔（不図示）に対応しており、連結ボルト２１は、延長固定部２０ｇのボルト通過孔を通過して壁部１１ａ，１３ａのねじ孔に螺合することで、延長固定部２０ｇを固定しつつ、減速ギヤハウジング１１及びセンサハウジング１３を連結している。ここで、本発明の被固定部が延長固定部２０ｇに対応している。

本実施形態によると、センサハウジング１３の外周面に対してエネルギ吸収部材２０の延長固定部２０ｇが固定面積を大きくした状態で固定されているので、第２実施形態と同様に、車両前方を向く大きな二次衝撃力が伝達しても、エネルギ吸収部材２０全体が塑性変形せずに車両前方に変位することがなく、予め設定したストローク位置でエネルギ吸収部材２０の塑性変形を高精度に開始することができる。

同時に、減速ギヤハウジング１１及びセンサハウジング１３の連結作業と、エネルギ吸収部材２０の固定作業を同時に行うことができるので、さらに組み立てコストの低減化を図ることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態について、図８を参照して説明する。
本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、当接部２０ｂに対して傾斜部２０ｄ，固定用端部２０ｅ，第２曲げ部２０ｆ及び延長固定部２０ｇを車両後方側に配置した状態で、コラム挿通孔２０ｃにインナコラム３ａを挿通してコラム軸Ｐ１に対して直交するように当接部２０ｂをインナコラム３ａの外周に配置し、延長固定部２０ｇをアウタコラム３ｂの車両前方端部の外周に溶接により固定している。

これにより、エネルギ吸収部材２０は、当接部２０ｂとセンサハウジングとの間がコラム軸Ｐ１方向（略車両前後方向）に所定の距離Ｘだけ離間した状態で、インナコラム３ａの車両前方側とアウタコラム３ｂの間に配置されている。ここで、本発明の被固定部が延長固定部２０ｇに対応し、本発明の曲げ部が第１曲げ部２０ａ，第２曲げ部２０ｆに対応している。

次に、本実施形態の二次衝突時の動作について説明する。
二次衝突時、アウタコラム３ｂが車両前方に変位していくストローク初期及びストローク中期では（エネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂがセンサハウジング１３の車両後方を向く面に当接する直前までのストローク：図５の初期位置からストロークＸまでの領域では）、インナコラム３ａ及びアウタコラム３ｂの間の摺動により摩擦抵抗が発生し、アウタコラム３ｂとともに車両前方に変位するエネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂのコラム挿通孔２０ｃの周縁とインナコラム３ａとの摺動により摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗が衝撃吸収荷重となる。

そして、アウタコラム３ｂのストローク中期以降（図５のストロークＸ以降）では、先ず、アウタコラム３ｂとともに車両前方に変位してセンサハウジング１３に当接したエネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂが、車両後方側に傾斜するように変位しながら塑性変形していく（図５のストロークＸからＹまでの状態）。そして、アウタコラム３ｂがさらに車両前方に変位すると、第１曲げ部２０ａが、当接部２０ｂ及び傾斜部２０ｄの間の角度が初期の角度α１よりさらに小さな鋭角となるように塑性変形していく。また、第２曲げ部２０ｆも、固定用端部２０ｅと傾斜部２０ｄとの間の角度が初期の角度α２よりさらに大きな鈍角となるように塑性変形していく。

そして、アウタコラム３ｂがセンサハウジング１３に近接する底付き位置（ストローク限界位置）まで移動すると、当接部２０ｂ及び第１曲げ部２０ａの間の領域も塑性変形していく。
このように、ストロークＸ以降からアウタコラム３ｂがセンサハウジング１３に近接する底付き位置（ストローク限界位置）までの間は、エネルギ吸収部材２０が塑性変形することで衝撃吸収荷重が発生する。

このように、本実施形態は、アウタコラム３ｂのストローク初期からストローク中期ではステアリングコラム３が収縮する際に発生する摩擦抵抗と、エネルギ吸収部材２０のコラム挿通孔２０ｃの周縁とインナコラム３ａとの摺動による摩擦抵抗とにより衝撃吸収荷重が発生し、アウタコラム３ｂのストローク中期から底着き直前までは、エネルギ吸収部材２０が塑性変形することで衝撃吸収荷重が増加していくので、二次衝突時に、ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる急激な衝撃荷重を緩和して運転者の保護が図られる。

したがって、本実施形態も、二次衝突時の衝撃を吸収する部材が１個のエネルギ吸収部材２０であり、このエネルギ吸収部材２０は単純な構成の部材なので、部品コストの低減化を図ることができるとともに、インナコラム３ａ及びアウタコラム３ｂの間に配置する際の組み立てコストの低減化も図ることができる。
また、本実施形態は、エネルギ吸収部材２０の第１曲げ部２０ａ、第２曲げ部２０ｆの角度を変更し、エネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂとセンサハウジング１３との距離Ｘを短く設定したり、長く設定することで、エネルギ吸収部材２０が塑性変形を開始するときのアウタコラム３ｂのストローク位置を変更することができるので、衝撃吸収荷重のコントロールを容易に行うことができる。

（第５〜８実施形態）
また、図９から図１２は、本発明に係る第５実施形態〜第８実施形態を示すものである。
図９で示す第５実施形態のエネルギ吸収部材２０は、コラム挿通孔２０ｃに対して反対側であって第１曲げ部２０ａ近くの当接部２０ｂの他端側に、矩形状の開口部２０ｈが形成されている。本実施形態のエネルギ吸収部材２０の他の部位の形状は、第１実施形態のエネルギ吸収部材２０と同一構造である。ここで、本発明の剛性変更部が開口部２０ｈに対応している。

本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、当接部２０ｂの第１曲げ部２０ａ近くの他端側に開口部２０ｈを形成したことで、開口部２０ｈに対して車幅方向（図９の左右方向）に隣接して設けられた幅狭部２０ｊ１，２０ｊ２が容易に塑性変形しやすくなる。
このため、エネルギ吸収部材２０の外観形状を変更しなくても（大きさや、第１曲げ部２０ａ、第２曲げ部２０ｆの初期角度α１、α２を変更しなくても）、エネルギ吸収部材２０の衝撃吸収特性（例えば、図５のストロークＸからＹまでの特性直線の傾斜角度を緩やかにすること）を容易に変更することができる。

また、図１０で示す第６実施形態のエネルギ吸収部材２０は、第１曲げ部２０ａ近くの当接部２０ｂの他端側の幅方向中央部に、長手方向に延在するビード２０ｋが一体に形成されている。本実施形態のエネルギ吸収部材２０の他の部位の形状は、第１実施形態のエネルギ吸収部材２０と同一構造である。ここで、本発明の剛性変更部がビード２０ｋに対応している。

本実施形態のエネルギ吸収部材２０は、当接部２０ｂの第１曲げ部２０ａ近くの他端側に、長手方向に延在するビード２０ｋを形成したことで、当接部２０ｂの他端側が塑性変形しにくくなる。
このため、本実施形態も、前述した第５実施形態と同様に、エネルギ吸収部材２０の外観を変更しなくてもエネルギ吸収部材２０の衝撃吸収特性（例えば、図５のストロークＸからＹまでの特性直線の傾斜角度を急にすること）を容易に変更することができる。

また、図１１で示す第７実施形態のエネルギ吸収部材２０は、当接部２０ｂの長手方向の一端部に、インナコラム３ａの径と略同一の曲率半径で円弧形状に切り欠き、インナコラム３ａの外周の略半分の領域を囲む包囲部２０ｍが形成されている。本実施形態のエネルギ吸収部材２０の他の部位の形状は、第１実施形態のエネルギ吸収部材２０と同一構造である。

本実施形態のエネルギ吸収部材２０によると、第１実施形態を含む他の実施形態のようなコラム挿通孔２０ｃにインナコラム３ａを挿通する作業が不要となり、包囲部２０ｍをインナコラム３ａの外周の略半分の領域を囲むように配置するだけで済むので、エネルギ吸収部材２０の装着を容易に行うことができる。
さらに、図１２で示す第８実施形態のエネルギ吸収部材２０は、第１曲げ部２０ａと第２曲げ部２０ｆとの間に第３曲げ部２０ｐを連続して形成したことが、第１実施形態のエネルギ吸収部材２０と異なる構成である。ここで、本発明の曲げ部が第１曲げ部２０ａ、第２曲げ部２０ｆ及び第３曲げ部２０ｐに対応している。

本実施形態のエネルギ吸収部材２０によると、第１曲げ部２０ａ、第２曲げ部２０ｆ及び第３曲げ部２０ｐの角度を変更し、エネルギ吸収部材２０の当接部２０ｂとアウタコラム３ｂの車両前方端部との距離Ｘを短く設定したり、長く設定することで、エネルギ吸収部材２０が塑性変形を開始するストローク位置の変更領域を大きくすることができる。
なお、各実施形態はコラムアシスト式電動パワーステアリング装置ＳＭに適用して説明したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、操舵補助機構１０を備えていないステアリング装置に適用してもよい。この操舵補助機構１０を備えていないステアリング装置に適用するときは、インナコラム３ａの車両前方側を車体側部材に固定する部材にエネルギ吸収部材２０を固定すればよい。

本発明に係るコラムアシスト式電動パワーステアリング装置を示す図である。 本発明に係る第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示す側面図である。 第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置で使用しているエネルギ吸収部材の形状を示す図である。 第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置が二次衝突荷重を吸収している状態を示す側面図である。 第１実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置で使用しているエネルギ吸収部材の衝撃吸収特性を示すグラフである。 本発明に係る第２実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示す側面図である。 本発明に係る第３実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示す側面図である。 本発明に係る第４実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示す側面図である。 本発明に係る第５実施形態のエネルギ吸収部材を示す図である。 本発明に係る第６実施形態のエネルギ吸収部材を示す図である。 本発明に係る第７実施形態のエネルギ吸収部材を示す図である。 本発明に係る第８実施形態の衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示す側面図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２ａ…入力シャフト、２ｂ…出力シャフト、３…ステアリングコラム、３ａ…インナコラム、３ｂ…アウタコラム、４…ユニバーサルジョイント、４ａ，４ｂ…ヨーク、４ｃ…十字連結部、５…中間シャフト、６…ユニバーサルジョイント、６ａ，６ｂ…ヨーク、６ｃ…十字連結部、７…ピニオンシャフト、８…ステアリングギヤ、８ａ…ギヤハウジング、８ｂ…ピニオンハウジング、８ｃ…ラックハウジング、９…タイロッド、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤハウジング、１１ａ…壁部、１２…電動モータ、１３…センサハウジング、１３ａ…壁部、１４…操舵トルクセンサ、２０…エネルギ吸収部材、２０ａ…第１曲げ部、２０ｂ…当接部、２０ｃ…コラム挿通孔、２０ｄ…傾斜部、２０ｅ…固定用端部、２０ｆ…第２曲げ部、２０ｇ…延長固定部、２０ｈ…開口部、２０ｊ１，２０ｊ２…幅狭部、２０ｋ…ビード、２０ｍ…包囲部、２０ｐ…第３曲げ部、２１…連結ボルト、Ｐ１…コラム軸、ＳＭ…コラムアシスト式電動パワーステアリング装置、ＷＬ，ＷＲ…操舵輪

Claims (9)

1. ステアリングホイールを取付けたステアリングシャフトを回転自在に支持し、互いに摺動自在に嵌合して車両前後方向に伸縮自在な固定コラム及び可動コラムを有するステアリングコラムと、前記固定コラムを車体側部材に固定する固定部と、二次衝突時の衝撃荷重を塑性変形により吸収するエネルギ吸収部材と、を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
   前記エネルギ吸収部材は、板状の当接部と、この当接部から連続して曲げ形成した板状の曲げ部と、を備えた部材であり、
   前記固定部及び前記可動コラムの一方に、前記当接部が前記固定部及び前記可動コラムの他方に対して車両前後方向に所定の距離だけ離間して対向して配置され、且つ、前記曲げ部が前記当接部に対して車両前後方向に離間して位置するように前記エネルギ吸収部材を固定し、
   二次衝突時に前記可動コラムが車両前方に変位して前記固定部及び前記可動コラムの他方が前記エネルギ吸収部材の当接部に当接することで、前記エネルギ吸収部材の曲げ部が塑性変形しながら前記衝撃荷重を吸収し、
   前記エネルギ吸収部材は、前記曲げ部近くの前記当接部に開口部を設けた構造、或いは、前記曲げ部近くの前記当接部の幅方向中央部にビードを形成した構造とすることで、前記可動コラムから車両前方の衝撃荷重が作用したときの前記当接部の剛性を変更する剛性変更部を設けてい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。
2. 前記エネルギ吸収部材は、所定の曲率で曲げ形成した少なくとも２箇所の前記曲げ部を備えていることを特徴とする請求項１記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
3. 前記固定コラムを、車両前方に配置したインナコラムとし、前記可動コラムを、車両後方に配置して前記インナコラムに摺動自在に外嵌しているアウタコラムとし、前記固定コラムの車両前方端部を前記固定部が固定しているとともに、
   前記エネルギ吸収部材を、前記当接部が前記インナコラムの外周を囲みながら前記アウタコラムの車両前方端部に所定の距離だけ離間して対向し、且つ、前記曲げ部が前記当接部に対して車両前方に位置するように前記固定部に固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
4. 前記固定コラムを、車両前方に配置したインナコラムとし、前記可動コラムを、車両後方に配置して前記インナコラムに摺動自在に外嵌しているアウタコラムとし、前記固定コラムの車両前方端部を前記固定部が固定しているとともに、
   前記エネルギ吸収部材を、前記当接部が前記インナコラムの外周を囲みながら前記固定部の車両後方を向く面に所定の距離だけ離間して対向し、且つ、前記曲げ部が前記当接部に対して車両後方に位置するように前記アウタコラムの車両前方側に固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
5. 前記固定部は、前記ステアリングシャフトに操舵補助力を伝達する操舵補助機構のハウジングであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
6. 前記操舵補助機構の前記ハウジングは、減速ギヤを内蔵するギヤハウジング及びセンサを内蔵するセンサハウジングに連結ボルトが螺合することで結合する構造となっており、
   前記エネルギ吸収部材は、前記操舵補助機構の前記ハウジングに対して接触面積が増大して接触する被固定部を備えているとともに、前記連結ボルトが前記被固定部を通過して前記ギヤハウジング及び前記センサハウジングに螺合することで前記エネルギ吸収部材が固定されることを特徴とする請求項５記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
7. 前記エネルギ吸収部材は、前記固定部及び前記可動コラムの一方に対して接触面積が増大して接触する被固定部を備えており、前記固定部及び前記可動コラムの一方と、前記被固定部とを溶接で固定したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
8. 前記当接部にコラム挿通孔を形成し、このコラム挿通孔に前記インナコラムを挿通することで前記当接部が前記インナコラムの外周を囲んでいることを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。
9. 前記当接部の端部に、前記インナコラムの外周の一部に対して略同状に切り欠いた包囲部を形成し、この包囲部に前記インナコラムの外周の一部を沿わせることで前記当接部が前記インナコラムの外周の一部を囲んでいることを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。

Images