JP5268027B2

JP5268027B2 - エネルギー吸収ステアリングコラム

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Publication number: JP5268027B2
Application number: JP2009073249A
Authority: JP
Inventors: 太一水野
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP2010221925A

Description

本発明は、エネルギー吸収ステアリングコラムに関し、特に、車両のステアリングシャフトに印加されるエネルギーを吸収するエネルギー吸収ステアリングコラムに係る。

車両に搭載されるエネルギー吸収ステアリングコラムは、ステアリングコラムに対しエネルギーを吸収する特性を付与しておき、ステアリングホイールに対する衝撃を緩和する手段として広く知られており、種々の構造のものが採用されている。例えば、ステアリングコラムのアウタチューブとインナチューブとの間にボールを介装したボール式、ステアリングコラムに金属メッシュ構造を用いたメッシュ式、ロアチューブ内にシリコンゴムを封入しアッパチューブの侵入によってスリットからシリコンゴムが噴出するように構成したシリコンゴム式等が使用に供されている。

そして、下記の特許文献１には、「車体側部材に対して、ステアリングコラムをテレスコピック摺動自在に設けると共に、二次衝突時に当該ステアリングコラムを車両前方に移動させるテレスコピック式の車両用衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記ステアリングコラムの外周面に、テレスコピック摺動を規制するストッパーとして作用すると共に、二次衝突時に前記車体側部材に係止して、車両前方に移動する前記ステアリングコラムに対して摩擦摺動しながら衝撃エネルギーを吸収する金属製リングを嵌合した」ことが提案されている。

特開２００４−１７９０８号公報

上記の特許文献１に記載のステアリングコラム装置によれば、「この金属製リングの嵌合状態（締付状態）を調整することにより、コラプス荷重の設定や調整」することができると記載されている。しかし、金属製リングによってはステアリングコラムに対する摩擦力を調整することは困難であり、安定した摩擦荷重を確保することは容易ではない。また、金属製リングは「テレスコピック摺動を規制するストッパーとして作用する」と記載されているように、テレスコピック摺動分は金属製リングによって衝撃エネルギーが吸収されるものではない。

そこで、本発明は、車両のステアリングシャフトに印加されるエネルギーを吸収するための摩擦力を容易に調整することができ、安定した摩擦荷重を確保し得るエネルギー吸収ステアリングコラムを提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車両のステアリングシャフトを収容し軸を中心に回転可能に支持する第１筒状部材と、該第１筒状部材を収容し常時は当該第１筒状部材を所定位置に保持する第２筒状部材と、前記ステアリングシャフトに対し所定値以上の荷重が印加されたときには前記第２筒状部材に対する前記第１筒状部材の軸方向相対移動を許容するように構成されたエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記第１筒状部材が、車両後方の開口端から所定距離離隔した位置に外径段部を有し、該外径段部から車両前方に向かって相対的に小径に形成した小径部と、該小径部に対し前記外径段部を介して隣接し、車両後方に向かって相対的に大径に形成した大径部を有すると共に、前記第２筒状部材が、車両後方の開口端部に前記第１筒状部材の大径部の外径より大の内周面の内径段部を有して成り、該内径段部に嵌合する合成樹脂製でＣ字状のカラー部材を備え、前記第２筒状部材の内径段部の内周面及び前記第１筒状部材の小径部の外周面の何れか一方側に環状溝を形成すると共に、前記カラー部材の外周面及び内周面の何れか一方側に環状突起を形成し、該環状突起が前記環状溝に係合すると前記カラー部材が前記第２筒状部材及び前記第１筒状部材の一方に係止され、前記第１筒状部材の前記第２筒状部材に対する相対的な移動時には、前記第１筒状部材の少なくとも外径段部の外周面と前記カラー部材の内周面とが摩擦係合するように配置することとしたものである。尚、前記カラー部材は、合成樹脂によってＣ字状の単一部材に形成するとよい。

上記のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記カラー部材の外周面に環状突起を形成すると共に、前記第２筒状部材の内径段部の内周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の後端面と前記第１筒状部材の外径段部との間に所定の間隙を保持するように構成するとよい。前記カラー部材は、車両後方側の端部に、前記第２筒状部材の内径段部の内周面より大径の鍔部を有するものとし、該鍔部が前記第２筒状部材の後端面に当接するように配置してもよい。

上記のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記カラー部材の内周面に環状突起を形成すると共に、前記第１筒状部材の外周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の後端面と前記第１筒状部材の外径段部との間に所定の間隙を保持すると共に、前記カラー部材の前端面と前記第２筒状部材の内径段部の前端面との間に所定の間隔を隔てて配置することとしてもよい。前記第２筒状部材は、車両後方の開口端部に前記カラー部材の外径より大の内径の環状壁部を有し、前記第１筒状部材の前記第２筒状部材に対する相対的な移動時には、前記カラー部材が前記環状壁部を通過して前記第２筒状部材の内径段部内に収容された後、前記第１筒状部材の外径段部の外周面と前記カラー部材の内周面とが摩擦係合するように構成してもよい。

また、車両のステアリングシャフトが、ロアシャフトと該ロアシャフトを収容し軸を中心に回転可能に支持するアッパシャフトとを備え、該アッパシャフトに対し所定値以上の荷重が印加されたときには前記ロアシャフトに対する前記アッパシャフトの軸方向相対移動を許容するように構成されたエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記ロアシャフトが、車両後方端から所定距離離隔した位置に外径段部を有し、該外径段部から車両後方に向かって相対的に小径に形成した小径部と、該小径部に対し前記外径段部を介して隣接し、車両前方に向かって相対的に大径に形成した大径部を有すると共に、前記アッパシャフトが、車両前方側の開口端部に前記ロアシャフトの大径部の外径より大の内周面の内径段部を有して成り、該内径段部に嵌合する合成樹脂製でＣ字状のカラー部材を備え、前記アッパシャフトの内径段部の内周面及び前記ロアシャフトの小径部の外周面の何れか一方に環状溝を形成すると共に、前記カラー部材の外周面及び内周面の何れか一方に環状突起を形成し、該環状突起が前記環状溝に係合すると前記カラー部材が前記アッパシャフト及び前記ロアシャフトの一方に係止され、前記アッパシャフトの前記ロアシャフトに対する相対的な移動時には、前記ロアシャフトの少なくとも外径段部の外周面と前記カラー部材の内周面とが摩擦係合するように配置することとしてもよい。

このエネルギー吸収ステアリングコラムにおいては、前記カラー部材の外周面に環状突起を形成すると共に、前記アッパシャフトの内径段部の内周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の前端面と前記ロアシャフトの外径段部との間を所定の間隔に保持することとしてもよい。前記カラー部材は、車両後方側の端部に、前記アッパシャフトの内径段部の内周面より大径の鍔部を有するものとし、該鍔部が前記アッパシャフトの前端面に当接するように配置してもよい。あるいは、前記カラー部材の内周面に環状突起を形成すると共に、前記ロアシャフトの外周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の前端面と前記ロアシャフトの外径段部との間に所定の間隙を保持すると共に、前記カラー部材の後端面と前記アッパシャフトの内径段部の後端面との間に所定の間隔を隔てて配置することとしてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいては、第２筒状部材の内径段部の内周面及び第１筒状部材の小径部の外周面の何れか一方側に環状溝が形成されると共に、カラー部材の外周面及び内周面の何れか一方側に環状突起が形成され、この環状突起が環状溝に係合するとカラー部材が第２筒状部材及び第１筒状部材の一方に係止され、第１筒状部材の第２筒状部材に対する相対的な移動時には、第１筒状部材の少なくとも外径段部の外周面とカラー部材の内周面とが摩擦係合するように配置されているので、カラー部材によって摩擦力を容易に調整することができ、移動中荷重として、安定した摩擦荷重を適切に付与することができる。特に、カラー部材は合成樹脂によってＣ字状に形成されているので、容易に組み付けることができると共に、異径断面の装着対象に対する摺動時にも容易に追従することができる。しかも、テレスコピック機能に影響されることなくエネルギー吸収機能を確保することができる。

例えば、カラー部材の外周面に環状突起を形成すると共に、第２筒状部材の内径段部の内周面に環状溝を形成し、この環状溝にカラー部材の環状突起を係止した状態で、カラー部材の後端面と第１筒状部材の外径段部との間に所定の間隙を保持するように構成することができる。この場合において、カラー部材に鍔部を形成し、鍔部が第２筒状部材の後端面に当接するように配置すれば、容易にカラー部材を組み付けることができる。あるいは、カラー部材の内周面に環状突起を形成すると共に、第１筒状部材の外周面に環状溝を形成し、この環状溝にカラー部材の環状突起を係止した状態で、カラー部材の後端面と第１筒状部材の外径段部との間に所定の間隙を保持すると共に、カラー部材の前端面と第２筒状部材の後端面との間に所定の間隔を隔てて配置するように構成することもでき、設計の自由度を確保することができる。

更に、アッパシャフトの内径段部の内周面及びロアシャフトの小径部の外周面の何れか一方に環状溝を形成すると共に、カラー部材の外周面及び内周面の何れか一方に環状突起を形成し、この環状突起が環状溝に係合するとカラー部材がアッパシャフト及びロアシャフトの一方に係止され、アッパシャフトのロアシャフトに対する相対的な移動時には、ロアシャフトの少なくとも外径段部の外周面とカラー部材の内周面とが摩擦係合するように配置する構成も可能であり、アッパシャフトとロアシャフトの相対移動に対し、カラー部材によって摩擦力を容易に調整することができ、移動中荷重として、安定した摩擦荷重を適切に付与することができる。特に、カラー部材は合成樹脂によってＣ字状に形成されているので、容易に組み付けることができる。

例えば、カラー部材の外周面に環状突起を形成すると共に、アッパシャフトの内径段部の内周面に環状溝を形成し、この環状溝にカラー部材の環状突起を係止した状態で、カラー部材の前端面とロアシャフトの外径段部との間に所定の間隙を保持するように構成することができる。この場合において、カラー部材に鍔部を形成し、鍔部がアッパシャフトの前端面に当接するように配置すれば、容易にカラー部材を組み付けることができる。あるいは、カラー部材の内周面に環状突起を形成すると共に、ロアシャフトの外周面に環状溝を形成し、この環状溝にカラー部材の環状突起を係止した状態で、カラー部材の前端面とロアシャフトの外径段部との間に所定の間隙を保持すると共に、カラー部材の後端面とアッパシャフトの内径段部の後端面との間に所定の間隔を隔てて配置するように構成することもでき、設計の自由度を確保することができる。

本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ステアリングコラムの横断面図である。図１におけるインナチューブとアウタチューブとの関係を拡大して示す断面図である。本発明の一実施形態に供するカラー部材を示す正面及び側面図である。本発明の一実施形態に供するカラー部材の他の例を装着したアウタチューブ端部を拡大して示す断面図である。本発明の一実施形態に供するカラー部材の他の例を示す側面図である。本発明の他の実施形態における移動中荷重付加部の構成を拡大して示す断面図である。本発明の他の実施形態に供するカラー部材を示す正面及び側面図である。本発明の他の実施形態においてカラー部材による移動中荷重付加状態を拡大して示す断面図である。本発明の更に他の実施形態における移動中荷重付加部の構成を拡大して示す断面図である。本発明の更に他の実施形態に供するカラー部材を示す正面及び側面図である。本発明の更に他の実施形態においてカラー部材による移動中荷重付加過程を拡大して示す断面図である。本発明の更に他の実施形態においてカラー部材による移動中荷重付加状態を拡大して示す断面図である。本発明の別の実施形態におけるアッパシャフト及びロアシャフトの関係を示す横断面図である。本発明の別の実施形態においてカラー部材による移動中荷重付加状態を拡大して示す断面図である。本発明の別の実施形態に供するカラー部材の他の例を示す断面図である。本発明の更に別の実施形態における移動中荷重付加部の構成を拡大して示す断面図である。本発明の更に別の実施形態におけるアッパシャフト及びロアシャフトの関係を示す横断面図である。本発明のカラー部材を一般的なインナチューブに適用した場合の態様を示す横断面図である。本発明のカラー部材を一般的なインナチューブに適用した場合の態様を示す縦断面図である。図１８に示すクランプの斜視図である。本発明のカラー部材を一般的なロアシャフトに適用した場合の態様を示す横断面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ステアリングコラムの構成を示すもので、ステアリングシャフト１は、後端部にステアリングホイール（図示せず）が接続される筒状のアッパシャフト１ａと、このアッパシャフト１ａの内筒面とスプライン結合されるロアシャフト１ｂから成る。即ち、アッパシャフト１ａとロアシャフト１ｂが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結されており、ロアシャフト１ｂの前端部が操舵機構（図示せず）に接続されている。このステアリングシャフト１は、車両の床面（図示せず）に対し所定角度（例えば２５°）をなすように、コラムハウジング２を介し、ブラケット（図示せず）によって車体（図示せず）に支持されている。

コラムハウジング２内には、ステアリングシャフト１を収容し軸を中心に回転可能に支持する第１筒状部材として、金属製のインナチューブ１０が設けられている。即ち、インナチューブ１０内に収容されたアッパシャフト１ａが、インナチューブ１０の後端部に軸受３を介して回転可能に支持されている。但し、アッパシャフト１ａとインナチューブ１０との間の軸方向相対移動は規制されており、アッパシャフト１ａとインナチューブ１０は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。更に、第１筒状部材を収容し常時は第１筒状部材を所定位置に保持する第２筒状部材として、金属製のアウタチューブ２０が設けられている。そして、ステアリングシャフト１に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、アウタチューブ２０に対するインナチューブ１０の軸方向相対移動（ひいてはアッパシャフト１ａの軸方向移動）を許容するように構成されており、本実施形態ではインナチューブ１０及びアウタチューブ２０はエネルギー吸収手段として機能する。アウタチューブ２０は軸受３ａ，３ｂを介してコラムハウジング２に支持されている。

本実施形態のアウタチューブ２０は、その車両後方の開口端（以下、後方開口端という）から軸方向に所定距離離隔した位置の内面に第１の保持部２１が形成されると共に、後方開口端近傍の内面に第２の保持部２２が形成されている。第１の保持部２１は、アウタチューブ２０の内周面に形成された環状凹部で構成され、第２の保持部２２は、アウタチューブ２０の内周面から軸心方向に一体的に延出形成された環状凸部で構成されている。

更に、本実施形態のインナチューブ１０は、後方開口端から所定距離離隔した位置に外径段部１１を有し、この外径段部１１から車両前方に向かって相対的に小径に形成された小径部１２と、この小径部１２に対し外径段部１１を介して隣接し、車両後方に向かって相対的に大径に形成された大径部１３を有する。また、インナチューブ１０の車両前方の開口端（以下、前方開口端という）近傍が拡径された第１の拡径部１４を有すると共に、前方開口端から軸方向に所定距離離隔した部分が拡径された第２の拡径部１５を有する。

そして、図１に示すように第１の拡径部１４と第１の保持部２１との間に、弾性ブッシュ３ｃが介装されており、その弾性力により、弾性ブッシュ３ｃとインナチューブ１０及びアウタチューブ２０との間に摩擦力が確保されるので、インナチューブ１０とアウタチューブ２０の軸方向相対移動が阻止された状態でステアリングシャフト１が保持される。これに対し、第２の拡径部１５は第２の保持部２２に圧入されて保持されており、インナチューブ１０の第２の拡径部１５側は、インナチューブ１０とアウタチューブ２０の圧入代に対して軸方向荷重は相対的に敏感に反応し且つ外力に対し相対的に変位し難く設定されている。従って、ステアリングホイール（図示せず）にガタが生ずることなく、アウタチューブ２０に対しインナチューブ１０が適切に保持される。

一方、アウタチューブ２０には、車両後方の開口端部にインナチューブ１０の大径部１３の外径より大の内周面の内径段部２３が形成されており、この内径段部２３にカラー部材３０が嵌合されている。本実施形態では、図２に拡大して示すように、内径段部２３の内周面に環状溝２４が形成されると共に、図３に拡大して示すように、合成樹脂によってＣ字状の単一部材に形成されたカラー部材３０の外周面に、環状突起３１が一体的に形成されており（３２は切欠を示す）、この環状突起３１が環状溝２４に係合し、カラー部材３０がアウタチューブ２０に係止されている。即ち、環状溝２４にカラー部材３０の環状突起３１が係止された状態で、カラー部材３０の後端面（アウタチューブ２０の後端面）とインナチューブ１０の外径段部１１との間が所定の間隔（図１にＬｓで示す）に保持される。尚、図１及び図２に示す組付状態では、カラー部材３０の内周面とインナチューブ１０の小径部１２の外周面との間には所定の間隙（クリアランスＣＬ）が形成されている。

而して、インナチューブ１０のアウタチューブ２０に対する相対的な移動時には、インナチューブ１０の外径段部１１の外周面とカラー部材３０の内周面とが摩擦係合し、外径段部１１（そして大径部１３）がカラー部材３０を通過するときに摩擦荷重（圧入荷重）が付与される。更に、図４及び図５に拡大して示すように、カラー部材３０の車両後方側の端部に、アウタチューブ２０の内径段部２３の内周面より大径の鍔部３３を一体的に形成し、鍔部３３が外方に延出しアウタチューブ２０の後端面に当接するように配置してもよい。この鍔部３３によってアウタチューブ２０への装着が容易になり、組付性が向上する。

上記の構成になるエネルギー吸収ステアリングコラムの作用を説明すると、常時は図１に示す状態にあって、インナチューブ１０の第２の拡径部１５がアウタチューブ２０の第２の保持部２２に圧入されると共に、弾性ブッシュ３ｃの弾性力によってインナチューブ１０の第１の拡径部１４とアウタチューブ２０の第１の保持部２１が押圧された状態で保持され、図１に示す位置で、インナチューブ１０とアウタチューブ２０の軸方向相対移動が阻止された状態で保持されている。

次に、ステアリングシャフト１に所定値以上の荷重が印加され、ステアリングシャフト１がインナチューブ１０と共に前進すると、インナチューブ１０の第１の拡径部１４がアウタチューブ２０の第１の保持部２１及び弾性ブッシュ３ｃから離脱すると共に、インナチューブ１０の第２の拡径部１５がアウタチューブ２０の第２の保持部２２から離脱する。このときの荷重がステアリングシャフト１の移動開始荷重であり、従って、第１及び第２の拡径部１４及び１５、第１及び第２の保持部２１及び２２、並びに弾性ブッシュ３ｃによって、移動開始荷重付加部が構成されている。尚、この移動開始荷重は、第１及び第２の拡径部１４及び１５の外径、第１及び第２の保持部２１及び２２の内径、並びに弾性ブッシュ３ｃの形状及び材質を調整することによって、移動開始荷重の経時変化や温度変化を惹起することなく、安定した適切な荷重に設定することができる。

ステアリングシャフト１に対し更に大きな荷重が印加され、インナチューブ１０がアウタチューブ２０及びカラー部材３０内を前方に移動し、インナチューブ１０の外径段部１１がカラー部材３０に当接した後は、インナチューブ１０の外径段部１１の外周面とカラー部材３０の内周面とが摩擦係合する。これによってインナチューブ１０に対して摩擦荷重（圧入荷重）が付与されると共に、カラー部材３０の塑性変形によってエネルギーを吸収しながら移動する。尚、この摩擦荷重の付与開始ストロークは、インナチューブ１０の外径段部１１とアウタチューブ２０の後端面との間の間隔（図１にＬｓで示す）によって設定される。

而して、上記の構成になるエネルギー吸収ステアリングコラム１によって、所望のエネルギー吸収特性を確保することができる。先ず、ステアリングシャフト１に荷重が印加され、前述の移動開始荷重を超えると、インナチューブ１０のアウタチューブ２０に対する相対移動を開始する。即ち、インナチューブ１０の第２の拡径部１５とアウタチューブ２０の第２の保持部２２との間の摩擦力、並びに弾性ブッシュ３ｃと第１の拡径部１４及び第１の保持部２１との間の摩擦力に抗して、インナチューブ１０とアウタチューブ２０とが軸方向に相対移動し、所定のストロークを超えるとフリー状態となる。

更に、ステアリングシャフト１のストロークが、インナチューブ１０の外径段部１１とアウタチューブ２０の後端面との間の間隔Ｌｓを移動した後は、インナチューブ１０のカラー部材３０への摩擦荷重（圧入荷重）が付与され、これによる略一定の荷重がステアリングシャフト１に印加された状態で、ステアリングシャフト１と共にインナチューブ１０がアウタチューブ２０に対して相対移動する。この結果、ステアリングシャフト１がストロークしているときにも、適切にエネルギーが吸収される。

以上のように、上記のエネルギー吸収ステアリングコラム１においては、第１及び第２の拡径部１４及び１５、第１及び第２の保持部２１及び２２、並びに弾性ブッシュ３ｃによって移動開始荷重付加部が構成されると共に、カラー部材３０及び外径段部１１等によって移動中荷重付加部が構成されるので、インナチューブ１０とアウタチューブ２０との軸方向相対移動における移動開始荷重と移動中荷重とを夫々個別に適切な値に設定することができる。

図６乃至図８は、本発明の他の実施形態に係るもので、移動中荷重付加部の構成を示しており、他の構成は図１と同様であるので省略している。本実施形態では、図６に拡大して示すように、インナチューブ１０の外周面に環状溝１６が形成されており、本実施形態のカラー部材４０は、図７に拡大して示すように、内周面に環状突起４１が形成されている（４２は切欠を示す）。

そして、インナチューブ１０の環状溝１６にカラー部材４０の環状突起４１が係止された状態で、カラー部材４０の後端面とインナチューブ１０の外径段部１１との間に軸方向の間隙（ｄ）が保持されると共に、カラー部材４０の前端面とアウタチューブ２０の内径段部２５の前端面との間に所定の間隔（Ｌｓ）を隔てて配置される。本実施形態では図６に示すように、カラー部材４０が嵌合されるアウタチューブ２０の内径段部２５の内周面（凹部底面）は平坦面であり、環状溝は形成されていない。尚、カラー部材４０の外径は内径段部２５の内径（内周面（凹部底面）の径）より小となるように設定されている。

而して、本実施形態によれば、インナチューブ１０のアウタチューブ２０に対する相対的な移動時には、インナチューブ１０と共にカラー部材４０がアウタチューブ２０の内径段部２５内に嵌合され、その前端面が内径段部２５の前端面に当接すると、カラー部材４０の環状突起４１がインナチューブ１０の環状溝１６から離脱する。インナチューブ１０がアウタチューブ２０に対して更に移動すると、図８に示すように、カラー部材４０の外周面がアウタチューブ２０の内径段部２５の内周面に押圧された状態で、インナチューブ１０の外径段部１１（及び大径部１３）の外周面とカラー部材４０の内周面と摩擦係合する。これによってインナチューブ１０に対して摩擦荷重（圧入荷重）が付与されると共に、カラー部材４０の塑性変形によってエネルギーを吸収しながら移動する。

図９乃至図１２は、本発明の更に他の実施形態に係るもので、移動中荷重付加部の構成を示しており、他の構成は図１と同様であるので省略している。本実施形態では、図６乃至図８の構成に加え、図１０に拡大して示すように、アウタチューブ２０の車両後方の開口端部に、カラー部材４０の外径より大の内径の環状壁部２６が形成されている。而して、インナチューブ１０のアウタチューブ２０に対する相対的な移動時には、（図１１のクリアランスＣＬを以って）カラー部材４０が環状壁部２６を通過してアウタチューブ２０の内径段部２５内に収容され、図１２に示すように、内径段部２５の前端面にカラー部材４０の前端面が当接すると、カラー部材４０の環状突起４１がインナチューブ１０の環状溝１６から離脱する。

更に、インナチューブ１０がアウタチューブ２０に対して相対的に移動すると、インナチューブ１０の外径段部１１（及び大径部１３）の外周面とカラー部材４０の内周面とが摩擦係合する。これによってインナチューブ１０に対して圧入荷重が付与されると共に、カラー部材４０の塑性変形によってエネルギーを吸収しながら移動する。この結果、カラー部材４０は圧縮変形し、変形後のカラー部材４０の外径は環状壁部２６の内径より大となっているので、図１２に示すように、カラー部材４０が内径段部２５から脱落することなく内径段部２５内に保持される。

図１３及び図１４は、本発明の別の実施形態に係るもので、前述の実施形態と同様、筒状のアッパシャフト（ここでは１２０とする）と、このアッパシャフト１２０の内筒面とスプライン結合されるロアシャフト（ここでは１１０とする）から成り、両者が軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結されているが、エネルギー吸収手段（移動中荷重付加部）は、前述の実施形態と異なり、アッパシャフト１２０とロアシャフト１１０との間に構成されている。即ち、エネルギー吸収手段については、ロアシャフト１１０が前述のインナチューブ１０に対応し、アッパシャフト１２０が前述のアウタチューブ２０に対応するように構成されている。

図１３に示すように、ロアシャフト１１０は、車両後方端から所定距離離隔した位置に外径段部１１１を有し、この外径段部１１１から車両後方に向かって相対的に小径に形成された小径部１１２と、この小径部１１２に対し外径段部１１１を介して隣接し、車両前方に向かって相対的に大径に形成された大径部１１３を有する。一方、アッパシャフト１２０は、車両前方側の開口端部にロアシャフト１１０の大径部１１３の外径より大の内周面（凹部底面）の内径段部１２３が形成されており、この内径段部１２３に、前述の実施形態と同様、カラー部材１３０が嵌合されている。

図１４に拡大して示すように、内径段部１２３の内周面（凹部底面）に環状溝１２４が形成されると共に、合成樹脂によってＣ字状の単一部材に形成されたカラー部材１３０の外周面に、環状突起１３１が一体的に形成されており、この環状突起１３１が環状溝１２４に係合し、カラー部材１３０がアッパシャフト１２０に係止されている。即ち、環状溝１２４にカラー部材１３０の環状突起１３１が係止された状態で、カラー部材１３０の前端面（アッパシャフト１２０の前端面）とロアシャフト１１０の外径段部１１１との間が所定の間隔（図１３にＬｔで示す）に保持される。本実施形態では、この間隔Ｌｔがテレスコピック作動量以上の値に設定されており、テレスコピック作動を阻害しないように構成されている。尚、図１３及び図１４に示す組付状態では、カラー部材１３０の内周面とロアシャフト１１０の小径部１１２の外周面との間には間隙（クリアランスＣＬ）が形成されている。

而して、アッパシャフト１２０のロアシャフト１１０に対する相対的な移動時には、ロアシャフト１１０の外径段部１１１の外周面とカラー部材１３０の内周面とが摩擦係合し、外径段部１１１（そして大径部１１３）がカラー部材１３０を通過するときに圧入荷重が付与される。更に、図１５に拡大して示すように、カラー部材１３０は、車両前方側の端部に、アッパシャフト１２０の内径段部１２３の内周面より大径の鍔部１３３を一体的に形成し、鍔部１３３が外方に延出しアッパシャフト１２０の後端面に当接するように配置してもよい。この鍔部１３３によってアッパシャフト１２０への装着が容易になり、組付性が向上する。

上記の構成になるエネルギー吸収ステアリングコラムの作用を説明すると、図１３の上側に示す状態から、アッパシャフト１２０に所定値以上の荷重が印加され、アッパシャフト１２０及びカラー部材１３０が前方に移動し、図１３の下側に示すように、ロアシャフト１１０の外径段部１１１がカラー部材１３０に当接した後は、ロアシャフト１１０の外径段部１１１（及び大径部１１３）の外周面とカラー部材１３０の内周面とが摩擦係合する。これによってアッパシャフト１２０に対して摩擦荷重（圧入荷重）が付与されると共に、カラー部材１３０の塑性変形によってエネルギーを吸収しながら移動する。

図１６及び図１７は、本発明の更に別の実施形態に係るもので、図１６に拡大して示すように、ロアシャフト１１０の外周面に環状溝１１６が形成されており、カラー部材１４０は、内周面に環状突起１４１が形成されている。また、カラー部材１４０が嵌合されるアッパシャフト１２０の内径段部１２５の内周面（凹部底面）は平坦面で、カラー部材１４０の外径は内径段部１２５の内径より小となるように設定されている。そして、図１７に示すように、ロアシャフト１１０の環状溝１１６にカラー部材１４０の環状突起１４１が係止された状態で、カラー部材１４０の前端面とロアシャフト１１０の外径段部１１１との間に軸方向の間隙が保持されると共に、カラー部材１４０の後端面とアッパシャフト１２０の内径段部１２５の（軸方向）後端面との間に所定の間隔（Ｌｔ）を隔てて配置されており、この間隔Ｌｔがテレスコピック作動量以上の値に設定されている。

而して、本実施形態によれば、アッパシャフト１２０のロアシャフト１１０に対する相対的な移動時には、ロアシャフト１１０と共にカラー部材１４０がアッパシャフト１２０の内径段部１２５内に嵌合され、その後端面が内径段部１２５の前端面に当接すると、カラー部材４０の環状突起１４１がロアシャフト１１０の環状溝１１６から離脱する。更に、アッパシャフト１２０がロアシャフト１１０に対して相対的に移動すると、カラー部材１４０の外周面がアッパシャフト１２０の内径段部１２５の内周面に押圧された状態で、ロアシャフト１１０の外径段部１１１（及び大径部１１３）の外周面とカラー部材１４０の内周面と摩擦係合する。これによってアッパシャフト１２０に対して摩擦荷重（圧入荷重）が付与されると共に、カラー部材１４０の塑性変形によってエネルギーを吸収しながら移動する。

図１８乃至図２１は、本発明のカラー部材を一般的なインナチューブやロアシャフトに適用する場合の態様を示すもので、この場合には、前述のカラー部材３０，１３０，４０，１４０に代えて、図１９及び図２０に示すように、合成樹脂によってＣ字状の単一部材に形成されたカラー部材５０を金属弾性部材のクランプ５１によって締結するように構成するとよい。このカラー部材５０には、クランプ５１の脱落を阻止すべく、その幅方向の両側に壁部５０ａが形成されている（図１９の５０ｂは切欠を示す）。

而して、クランプ５１の締結力によって、インナチューブ１０（図１８）又はロアシャフト１１０（図２１）がカラー部材５０に圧入されるときの摩擦力（摩擦荷重）を調整することができる。尚、図２１の態様においては、カラー部材５０の後端面とアッパシャフト１２０の前端面との間が所定の間隔（Ｌｔ）を隔てて配置されており、この間隔Ｌｔがテレスコピック作動量以上の値に設定されているので、前述の特許文献１のようにエネルギー吸収範囲が制限されることはない。

１ステアリングシャフト
１ｂ，１１０ロアシャフト
１ａ，１２０アッパシャフト
１０インナチューブ（第１筒状部材）
２０アウタチューブ（第２筒状部材）
１１，１１１外径段部
１２，１１２小径部
１３，１１３大径部
１４，１１４環状突起
１６，１１６環状溝
２３，２５，１２３，１２５内径段部
２４，１２４環状溝
３０，４０，５０，１３０，１４０カラー部材
３１，１３１環状突起
３３，１３３鍔部
ＣＬクリアランス

Claims

車両のステアリングシャフトを収容し軸を中心に回転可能に支持する第１筒状部材と、該第１筒状部材を収容し常時は当該第１筒状部材を所定位置に保持する第２筒状部材と、前記ステアリングシャフトに対し所定値以上の荷重が印加されたときには前記第２筒状部材に対する前記第１筒状部材の軸方向相対移動を許容するように構成されたエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記第１筒状部材が、車両後方の開口端から所定距離離隔した位置に外径段部を有し、該外径段部から車両前方に向かって相対的に小径に形成した小径部と、該小径部に対し前記外径段部を介して隣接し、車両後方に向かって相対的に大径に形成した大径部を有すると共に、前記第２筒状部材が、車両後方の開口端部に前記第１筒状部材の大径部の外径より大の内周面の内径段部を有して成り、該内径段部に嵌合する合成樹脂製でＣ字状のカラー部材を備え、前記第２筒状部材の内径段部の内周面及び前記第１筒状部材の小径部の外周面の何れか一方側に環状溝を形成すると共に、前記カラー部材の外周面及び内周面の何れか一方側に環状突起を形成し、該環状突起が前記環状溝に係合すると前記カラー部材が前記第２筒状部材及び前記第１筒状部材の一方に係止され、前記第１筒状部材の前記第２筒状部材に対する相対的な移動時には、前記第１筒状部材の少なくとも外径段部の外周面と前記カラー部材の内周面とが摩擦係合するように配置したことを特徴とするエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記カラー部材の外周面に環状突起を形成すると共に、前記第２筒状部材の内径段部の内周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の後端面と前記第１筒状部材の外径段部との間に所定の間隙を保持することを特徴とする請求項１記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記カラー部材は、車両後方側の端部に、前記第２筒状部材の内径段部の内周面より大径の鍔部を有し、該鍔部が前記第２筒状部材の後端面に当接するように配置したことを特徴とする請求項２記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記カラー部材の内周面に環状突起を形成すると共に、前記第１筒状部材の外周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の後端面と前記第１筒状部材の外径段部との間に所定の間隙を保持すると共に、前記カラー部材の前端面と前記第２筒状部材の内径段部の前端面との間に所定の間隔を隔てて配置することを特徴とする請求項１記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記第２筒状部材が、車両後方の開口端部に前記カラー部材の外径より大の内径の環状壁部を有し、前記第１筒状部材の前記第２筒状部材に対する相対的な移動時には、前記カラー部材が前記環状壁部を通過して前記第２筒状部材の内径段部内に収容された後、前記第１筒状部材の外径段部の外周面と前記カラー部材の内周面とが摩擦係合することを特徴とする請求項４記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。
車両のステアリングシャフトが、ロアシャフトと該ロアシャフトを収容し軸を中心に回転可能に支持するアッパシャフトとを備え、該アッパシャフトに対し所定値以上の荷重が印加されたときには前記ロアシャフトに対する前記アッパシャフトの軸方向相対移動を許容するように構成されたエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記ロアシャフトが、車両後方端から所定距離離隔した位置に外径段部を有し、該外径段部から車両後方に向かって相対的に小径に形成した小径部と、該小径部に対し前記外径段部を介して隣接し、車両前方に向かって相対的に大径に形成した大径部を有すると共に、前記アッパシャフトが、車両前方側の開口端部に前記ロアシャフトの大径部の外径より大の内周面の内径段部を有して成り、該内径段部に嵌合する合成樹脂製でＣ字状のカラー部材を備え、前記アッパシャフトの内径段部の内周面及び前記ロアシャフトの小径部の外周面の何れか一方に環状溝を形成すると共に、前記カラー部材の外周面及び内周面の何れか一方に環状突起を形成し、該環状突起が前記環状溝に係合すると前記カラー部材が前記アッパシャフト及び前記ロアシャフトの一方に係止され、前記アッパシャフトの前記ロアシャフトに対する相対的な移動時には、前記ロアシャフトの少なくとも外径段部の外周面と前記カラー部材の内周面とが摩擦係合するように配置したことを特徴とするエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記カラー部材の外周面に環状突起を形成すると共に、前記アッパシャフトの内径段部の内周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の前端面と前記ロアシャフトの外径段部との間を所定の間隔に保持することを特徴とする請求項６記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記カラー部材は、車両後方側の端部に、前記アッパシャフトの内径段部の内周面より大径の鍔部を有し、該鍔部が前記アッパシャフトの前端面に当接するように配置したことを特徴とする請求項７記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。
前記カラー部材の内周面に環状突起を形成すると共に、前記ロアシャフトの外周面に環状溝を形成し、該環状溝に前記カラー部材の環状突起を係止した状態で、前記カラー部材の前端面と前記ロアシャフトの外径段部との間に所定の間隙を保持すると共に、前記カラー部材の後端面と前記アッパシャフトの内径段部の後端面との間に所定の間隔を隔てて配置することを特徴とする請求項６記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。