JP5293555B2

JP5293555B2 - 衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置

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Publication number: JP5293555B2
Application number: JP2009237918A
Authority: JP
Inventors: 知行菊田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-10-15
Also published as: JP2011084156A

Description

この発明は、運転者の体格や運転姿勢に応じてステアリングホイールの前後位置を調節可能とすると共に、衝突事故の際に運転者の身体からこのステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収しつつこのステアリングホイールの前方への変位を可能とする、衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置の改良に関する。具体的には、衝突事故の際のエネルギ吸収特性を向上させる事により、運転者の保護充実を図れる構造の実現を図るものである。

自動車の前輪に舵角を付与する為の自動車用操舵装置は、例えば図１２に示す様に構成している。ステアリングホイール１の動きは、ステアリングコラム２内に回転自在に支持されたステアリングシャフト３と、自在継手４ａと、中間シャフト５と、自在継手４ｂとを介してステアリングギヤユニット６に伝えられ、左右１対のタイロッド７、７を押し引きして、左右の前輪に舵角を付与する。この様な自動車用操舵装置で、運転者の体格や運転姿勢に応じて、前記ステアリングホイール１の前後位置を調節する為のテレスコピックステアリング装置が、例えば特許文献１〜６に記載される等により、従来から広く知られている。図１３〜１５は、このうちの特許文献２に記載された、従来構造の１例を示している。この従来構造は、ステアリングホイール１（図１２参照）の前後位置を調節する為のテレスコピック機構に加えて、上下位置を調節する為のチルト機構を備えている。この様な、チルト・テレスコピックステアリング装置の基本構造及び基本的作用は、前記特許文献２の他、特許文献３、４等にも記載されて従来から周知であるが、以下に、簡単に説明する。

前記ステアリングホイール１の前後位置を調節可能とする為に、前側に配置したアウタコラム８の内径側に、後側に配置したインナコラム９の前部を、軸方向の変位を可能に嵌装している。前記アウタコラム８の後部でこのインナコラム９を嵌装した部分の上下両端部にはスリット１０、１０を形成して、この部分の内径を弾性的に収縮可能としている。又、前記アウタコラム８の後部を枠状のホルダ１１に保持し、このホルダ１１の左右両側面に突設した１対の昇降杆１２ａ、１２ｂを、それぞれ固定ブラケット１３の支持板部１４ａ、１４ｂに形成した長孔１５ａ、１５ｂに、上下方向の移動を可能に挿通している。又、前記アウタコラム８の後部で前記ホルダ１１を前後両側から挟む部分に、それぞれ鍔部１６ａ、１６ｂを形成している。そして、一方の鍔部１６ａ、１６ａの先端縁を一方の支持板部１４ａの内側面に、他方の鍔部１６ｂ、１６ｂの先端縁を他方の支持板部１４ｂの内側面に、それぞれ突き当てている。

前記ステアリングホイール１の位置を調節する際には、一方の昇降杆１２ａの先端寄り部分に固定した調節レバー１７を所定方向に（一般的には先端部を下方に）回動させて、この調節レバー１７の基端部内側面と前記一方の支持板部１４ａの外側面との間に設けたカム装置２２の軸方向寸法を縮める。すると、この一方の支持板部１４ａと他方の支持板部１４ｂとの、内側面同士の間隔が拡がり、これら両支持板部１４ａ、１４ｂの内側面と、前記各鍔部１６ａ、１６ｂの先端縁との当接圧が低下乃至は喪失する。この状態で前記アウタコラム８の後部の高さ位置を、前記両昇降杆１２ａ、１２ｂを前記両長孔１５ａ、１５ｂ内に変位させられる範囲で、昇降可能となる。同時に、前記アウタコラム８の後部の内径が弾性的に拡がって、前記インナコラム９がこのアウタコラム８に対し、軸方向（前後方向）の変位を可能になる。

前記ステアリングホイール１は、前記インナコラム９の内径側に回転のみ可能に支持されたステアリングシャフト３ａの後端部でこのインナコラム９の後端開口よりも後方に突出した部分に固定される。従って、上述の様にアウタコラム８の後部を昇降させる事により、前記ステアリングホイール１の上下位置を調節できる。又、前記インナコラム９を前記アウタコラム８に対し軸方向に変位させる事により、前記ステアリングホイール１の前後位置を調節できる。尚、前記インナコラム９の中間部外周面で前記アウタコラム８の後端開口から突出した部分に、環状のテレスコストッパ１８を係止して、前記インナコラム９が過度に前方に変位する事を防止している。

前記ステアリングホイール１を、調節後の位置に保持する為には、前記調節レバー１７を、前記所定方向とは逆方向に（一般的には先端部を上方に）回動させて、前記カム装置２２の軸方向寸法を拡げる。すると、前記一方の支持板部１４ａがこのカム装置２２により図１４、１５の右方に押圧されると同時に、前記他方の支持板部１４ｂがこのカム装置２２により、前記一方の昇降杆１２ａと、前記ホルダ１１と、前記他方の昇降杆１２ｂとを介して、図１４、１５の左方に引っ張られる。この結果、前記両支持板部１４ａ、１４ｂの内側面同士の間隔が縮まり、これら両支持板部１４ａ、１４ｂの内側面と、前記各鍔部１６ａ、１６ｂの先端縁との当接圧が高くなると同時に、前記アウタコラム８の後部の内径が弾性的に縮まる。この状態では、このアウタコラム８が前記固定ブラケット１３に対し変位する事も、前記インナコラム９がこのアウタコラム８に対して変位する事もなくなって、前記ステアリングホイール１が、調節後の位置に保持される。

一方、衝突事故の際には、車両が他の自動車等に衝突する所謂一次衝突に続いて、運転者の身体が前記ステアリングホイール１に衝突する、所謂二次衝突が発生する。この様な二次衝突の際に運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、運転者の保護を図る為には、前記ステアリングホイール１を、衝撃エネルギを吸収しつつ、テレスコピック機構による前後位置調節範囲を超えて前方に変位させる、衝撃吸収構造を設ける必要がある。この為、上述した特許文献２に記載された構造の場合も、前記テレスコストッパ１８を、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前記インナコラム９の外周面から脱落し、このインナコラム９が前方に変位する事を妨げない様にする構造を採用している。又、特許文献１、６、７に記載されている様に、ステアリングホイールと共に前方に変位するステアリングコラムの変位に対して抵抗となる部材を設け、この部材による抵抗に基づいて、前記衝撃エネルギを吸収する構造が、各種知られている。

ところで、テレスコピック機構を備えたステアリング装置は、二次衝突時に於ける運転者の保護充実を図る面からは不利な構造である。この点に就いて、図１６を参照しつつ説明する。テレスコピック機構を構成する為に、ステアリングコラム２ａを、前側のアウタコラム８ａと後側のインナコラム９ａとを伸縮可能に組み合わせたテレスコピック構造としている。又、ステアリングシャフト３ａを、前側のインナーシャフト１９の後部と後側のアウタシャフト２０の前部とをスプライン係合させて、伸縮可能に且つトルク伝達可能に組み合わせている。又、前記インナコラム９ａの中間部外周面で前記アウタコラム８ａの後端開口から突出した部分に、円環状のテレスコストッパ１８ａを、衝撃荷重が加わった場合に脱落可能に係止している。又、前記インナコラム９ａの後端部外周面には、固定部材であるコンビネーションスイッチ２１を固定している。

通常時、前記インナコラム９ａの前後位置は、このテレスコストッパ１８ａの前端面と前記アウタコラム８ａの後端面との距離Ｌ₁分だけ調節可能である。二次衝突時には、前記テレスコストッパ１８ａが前記インナコラム９ａに対して軸方向変位可能になり、このテレスコストッパ１８aが、前記アウタコラム８aの後端面と前記コンビネーションスイッチ２１の前端面との間で挟持されるまで、前記インナコラム９ａが前方に変位可能になる。この様にインナコラム９ａの前方に変位する初期の段階では、ステアリングホイールの前後位置を保持している力に抗して前記インナコラム９ａを、前記両端面の距離Ｌ₁分だけ前方に変位させる。この様な、前記ステアリングホイールの前後位置調節の為のストロークに見合う部分（距離Ｌ₁分変位する範囲）にはエネルギ吸収機構を配置できず、従って、このストローク部分では、前記ステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収する事はできない。衝撃吸収を開始できるのは、前記距離Ｌ₁が消費されて、前記アウタコラム８aの後端面と前記テレスコストッパ１８ａの前端面とが当接した後である。

以上の事から明らかな通り、二次衝突時に衝撃エネルギを吸収するのに利用できるストロークは、前記アウタコラム８ａの後端面と前記コンビネーションスイッチ２１の前端面との距離Ｌ₀から、前記両端面の距離Ｌ₁及び前記テレスコストッパ１８ａの厚さＴを減じた、Ｌ₂（＝Ｌ₀−Ｌ₁−Ｔ）のみとなる。二次衝突時に運転者の身体に加わる衝撃エネルギを緩和する為には、前記ストロークが長い程有利であるが、テレスコピック機能を備えた自動車用操舵装置の場合には、前記両端面の距離Ｌ₁と前記テレスコストッパ１８ａの厚さＴとの和（Ｌ₁＋Ｔ）の分だけ、前記利用できるストロークが短くなり、運転者保護の面から不利になる。

例えば、二次衝突時のエネルギ吸収構造を、特許文献７に記載されている様な、軸方向に圧縮される事により衝撃エネルギを吸収するエネルギ吸収部材を、前記テレスコストッパ１８ａと前記コンビネーションスイッチ２１との間に設けて構成した場合、前記エネルギ吸収部材の変形量（ストローク）を確保できず、安定して大きな衝撃エネルギを吸収する事ができない。これに対して、前記インナコラム９ａの中間部外周面で前記テレスコストッパ１８ａよりも少しだけ後ろ寄り部分に硬質の突起を設け、二次衝突時にこの突起を前記アウタコラム８ａ内に、このアウタコラム８ａの内周面を塑性変形させながら進入させる事が考えられる。この様な構造によれば、安定して大きな衝撃エネルギを吸収できる反面、この衝撃エネルギが大きく、前記Ｌ₂分のストロークだけではこの衝撃エネルギを吸収しきれない場合に、前記アウタコラム８ａの後端面と前記コンビネーションスイッチ２１の前端面とが勢い良く衝突する可能性がある。この場合には、この衝突の瞬間にピーク荷重が発生して、運転者の身体に大きな衝撃が加わり、この運転者を保護する面から不利になる。

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、二次衝突時に運転者の身体からステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収する為に利用可能なストロークが短い場合でも、大きな衝撃エネルギを安定して吸収でき、しかも、ピーク荷重の発生を防止して運転者の保護を図り易い構造を実現すべく発明したものである。

本発明の衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置は、アウタコラムと、インナコラムと、拡縮機構と、エネルギ吸収機構と、テレスコストッパと、固定部材とを備える。
このうちのアウタコラムは、少なくとも後部の直径を弾性的に収縮可能としている。
又、前記インナコラムは、前記アウタコラムの内径側に軸方向の変位を可能に支持されて、後方寄り部分をこのアウタコラムの後端開口部から後方に突出させている。
又、前記拡縮機構は、このアウタコラムの直径を拡縮させる為のものである。
又、前記エネルギ吸収機構は、衝突事故に伴って前記インナコラムに前方に向いた衝撃エネルギが加わった場合に、この衝撃エネルギを吸収しつつこのインナコラムが前方に変位する事を許容するものである。
又、前記テレスコストッパは、前記インナコラムのうちで前記アウタコラムの後端開口から後方に突出した部分に、前記衝撃エネルギによって脱落可能に支持されている。
更に、前記固定部材は、前記インナコラムの外周面の後端寄り部分に固定されている。

特に、本発明の衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置に於いては、前記エネルギ吸収機構が、硬質突起とダンパ部材とから成る。
このうちの硬質突起は、前記テレスコストッパよりも後方部分で前記インナコラムに、このインナコラムの外周面から径方向外方に突出する状態で支持されたもので、前記衝撃エネルギに基づいて前記アウタコラムの内径側に、このアウタコラムの内周面を塑性変形させつつ進入可能である。
又、前記ダンパ部材は、前記インナコラムの外周面で前記固定部材よりも前寄り部分に外嵌支持されたもので、この固定部材の前端面と前記アウタコラムの後端面との間で圧縮されて変形する事により、前記インナコラムがこのアウタコラム内に入り込む事に対する抵抗を発生する。

上述の様に構成する本発明によれば、二次衝突時に運転者の身体からステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収する為に利用可能なストロークが短い場合でも、大きな衝撃エネルギを安定して吸収でき、しかも、ピーク荷重の発生を防止して運転者の保護を図り易い衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置を実現できる。
先ず、大きな衝撃エネルギを安定して吸収する事は、二次衝突時に、インナコラム外周面の硬質突起がアウタコラムの内径側に、このアウタコラムの内周面を塑性変形させつつ進入する事により図れる。この際に吸収する衝撃エネルギの大きさは、前記硬質突起の数、この硬質突起の形状、前記インナコラム外周面からのこの硬質突起の突出量、前記アウタコラムの材質（硬度）等により、任意に調節できる。前記利用可能なストロークに応じてこれらを設定すれば、前記衝撃エネルギを効果的に吸収できる。
又、ピーク荷重の発生を防止する事は、ダンパ部材を、固定部材の前端面と前記アウタコラムの後端面との間で圧縮して変形させる事により図れる。前記ダンパ部材を変形させる為に要する荷重（エネルギ）は、前記両端面同士の距離が縮まり、このダンパ部材の軸方向寸法が縮まるに従って漸増する。この為、前記固定部材の前端面と前記アウタコラムの後端面とが勢い良く衝突する事がなくなり、二次衝突の最終段階で前記ピーク荷重が発生する事を防止して、運転者の保護充実を図れる。

本発明の実施の形態の１例を示す、衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置の平面図。同じく側面図。図２のイーイ断面図。同ローロ断面図。テレスコストッパの第１例を、未装着状態（Ａ）と装着状態（Ｂ）とで示す、中心軸を含む仮想平面に関する拡大断面図（ａ）と（ａ）の側方から見た図（ｂ）。テレスコストッパの別例を示す図で（Ａ）は軸方向から見た図、（Ｂ）〜（Ｃ）は互いに異なる３例の形状を示す、中心軸を含む仮想平面に関する断面図。インナコラム外周面への硬質突起の組み付け状態の２例を示す断面図。ダンパ部材の形状の４例を示す半部断面図。固定部材であるコンビネーションスイッチ部分の形状の２例を示す、軸方向から見た端面図。二次衝突時に於ける挙動を説明する為、図１の右半部に相当する部分を、未衝突時（Ａ）と衝突後（Ｂ）とで示す断面図。ダンパ部材のみの状態（Ａ）と硬質部材のみの場合（Ｂ）とダンパ部材及び硬質部材を組み合わせた状態（Ｃ）とを比較して本発明の効果を説明する為の、インナコラムの前方への変位と衝撃エネルギの吸収量との関係を示す線図。自動車用操舵装置の１例を示す斜視図。テレスコピックステアリング装置の従来構造の１例を示す平面図。図１３のハーハ断面図。同ニーニ断面図。本発明構造の必要性を説明する為の、テレスコピックステアリング装置の部分断面図。

図１〜１１により、本発明の実施の形態の１例に就いて説明する。本例の構造は、二次衝突時にステアリングホイール１（図１２参照）からステアリングシャフト３ｂを介してインナコラム９ｂに加わった衝撃荷重を吸収しつつ、このインナコラム９ｂを前方に変位させる、エネルギ吸収機構部分を除き、チルト・テレスコピックステアリング装置の基本構造及び基本的作用に就いては、前述の図１３〜１５に記載した従来構造とほぼ同様である。先ず、前記チルト・テレスコピックステアリング装置の基本構造及び基本的作用に就いて、簡単に説明する。

ステアリングホイール１の位置を調節する際には、一方の昇降杆１２ｃの先端寄り部分に固定した調節レバー１７ａを所定方向に回動させて、この調節レバー１７ａの基端部内側面と一方の支持板部１４ｃの外側面との間に設けたカム装置２２ａの軸方向寸法を縮める。すると、この一方の支持板部１４ｃと他方の支持板部１４ｄとの、内側面同士の間隔が拡がり、これら両支持板部１４ｃ、１４ｄの内側面と、アウタコラム８ｂの中間部外周面から左右両側に突出する状態で形成された各鍔部１６ｃ、１６ｄの先端縁との当接圧が低下乃至は喪失する。この状態で前記アウタコラム８ｂの後部を、左右１対の昇降杆１２ｃ、１２ｄを前記両支持板部１４ｃ、１４ｄに形成した上下方向に長い長孔１５ｃ、１５ｄ内で変位させられる範囲で、昇降可能となる。同時に、前記アウタコラム８ｂの後部の内径が弾性的に拡がって、前記インナコラム９ｂがこのアウタコラム８ｂに対し、軸方向（前後方向）の変位を可能になる。そして、上述の様にアウタコラム８ｂの後部を昇降させる事により前記ステアリングホイール１の上下位置を、前記インナコラム９ｂを前記アウタコラム８ｂに対し軸方向に変位させる事により前記ステアリングホイール１の前後位置を、それぞれ調節できる。

又、前記調節レバー１７aを、前記所定方向とは逆方向に回動させて、前記カム装置２２ａの軸方向寸法を拡げると、前記一方の支持板部１４ｃが図３、４の右方に押されると同時に、前記他方の支持板部１４ｄが、ホルダ１１aと前記他方の昇降杆１２ｄとを介して図３、４の左方に引っ張られる。この結果、前記両支持板部１４ｃ、１４ｄの内側面同士の間隔が縮まると同時に、前記アウタコラム８ｂの後部の内径が弾性的に縮まる。この状態で、前記ステアリングホイール１の位置が、調節後の位置に保持される。

上述の様なチルト・テレスコピックステアリング装置を備えた車両の衝突事故に伴う二次衝突時に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する為には、前記インナコラム９ｂを前記アウタコラム８ｂ内に、衝撃エネルギを吸収しつつ進入させる必要がある。このインナコラム９ｂの後端部には、特許請求の範囲に記載した固定部材である、支持ブラケット２３が固定されている。この支持ブラケット２３には、車両操作用のコンビネーションスイッチ２１が装着される。尚、これら支持ブラケット２３及びコンビネーションスイッチ２１の形状は、特に問わない。後述するダンパ部材２５を効果的に押圧する為には、軸方向から見た形状を、図９の（Ａ）に示す様な円形とし、内径を前記ダンパ部材２５の内径と同様、前記アウタコラム９ｂの外径とほぼ一致させ、外径をこのダンパ部材２５の外径よりも大きくする事が好ましい。これに対して、図９の（Ｂ）に示す様なＵ字形の場合には、後述する二次衝突時に、前記ダンパ部材２５を前方に押圧できない範囲が生じ、このダンパ部材２５を適切に変形させられなくなる可能性があり、衝撃エネルギを効果的に吸収する為の設計や調整が難しくなる可能性がある。

前記インナコラム９ｂは前記アウタコラム８ｂ内に、前記支持ブラケット２３の前端面が前記アウタコラム８ｂの後端面に、テレスコストッパ１８ａを介して突き当たるまで、進入可能である。言い換えれば、二次衝突時に運転者の保護を図る為には、前記支持ブラケット２３の前端面が前記アウタコラム８ｂの後端面に前記テレスコストッパ１８ａを介して突き当たる以前に、前記ステアリングホイール１から前記インナコラム９ｂに伝わった衝撃エネルギのうちの多くを吸収する必要がある。又、前記支持ブラケット２３（に支持したコンビネーションスイッチ２１）の前端面が前記アウタコラム８ｂの後端面に、前記テレスコストッパ１８ａを介して勢い良く突き当たらない様にして、この突き当たった瞬間に、前述の様なピーク荷重が発生するのを防止する必要がある。

尚、本例の場合には、前記テレスコストッパ１８ａとして、例えば、前述の特許文献２に記載されている、図５に示す様な構造のものを使用する。この図５に示したテレスコストッパ１８ａは、軸方向に大きな力が加わった場合に変形して、このテレスコストッパ１８ａを軸方向両側から挟持している部材に衝撃が加わる事を緩和する。又、テレスコストッパ１８ａとして、図６に示す様な構造を有するものを使用して、このテレスコストッパ１８ａにも、二次衝突時に前記インナコラム９ｂに加わる衝撃エネルギを吸収する機能を持たせる事もできる。何れのテレスコストッパ１８ａの場合も、内周縁部に設けた複数の突片２７、２７を、前記インナコラム９ｂの外周面に形成した係止溝に係止して、このインナコラム９ｂの外周面の所定位置に係止する。二次衝突時には、前記各突片２７、２７を裂断して、前記テレスコストッパ１８ａが前記インナコラム９ｂの軸方向に変位する事を許容する。この状態で、これらテレスコストッパ１８ａの内周面とインナコラム９ｂの外周面とを摩擦係合させれば、このテレスコストッパ１８aに、或る程度のエネルギ吸収機能を持たせられる。又、図６の（Ｄ）に示す様に、テレスコストッパ１８ａの端面形状を、山形等、先端に向かうに従って径方向幅が小さくなる形状とすれば、前記ピーク荷重を抑えられる。但し、何れにしても、前記テレスコストッパ１８ａは、軸方向寸法が小さいので、前記衝撃を緩和する（ピーク荷重を抑える）能力も、前記衝撃エネルギを吸収する能力も、何れも限られる。

この為に本例の場合には、前記テレスコストッパ１８ａと前記支持ブラケット２３との間に、図１０の（Ａ）に示す様な、複数の硬質突起２４、２４とダンパ部材２５とから成る、エネルギ吸収機構２６を設けている。そして、このうちの硬質突起２４、２４により、前記インナコラム９ｂに加わった衝撃エネルギのうちの多くの部分を吸収し、前記ダンパ部材２５により、大きな衝撃荷重が加わって前記インナコラム９ｂの前方への変位量が多くなった場合でも、ピーク荷重が発生しない様にしている。

このうちの硬質突起２４、２４は、前記インナコラム９ｂの外周面に形成した保持凹部に、鋼球を保持する事により構成している。本例の場合、このインナコラム９ｂは鋼板製で、外周面のうちで、前記テレスコストッパ１８ａよりも後方部分の同一円周上の複数個所に、それぞれが半球状である、前記各保持凹部を形成している。そして、これら各保持凹部内に前記各鋼球を、前記インナコラム９ｂの外周面から径方向外方に突出する状態で保持している。尚、本例の構造を組み立てた状態で、前記各鋼球は前記ダンパ部材２５により抑えられて、前記各保持凹部から脱落する事がなくなる。従って、これら各保持凹部の内面と前記各鋼球の外面とを接着等する必要はないが、接着等する事は自由である。但し、接着等せず、前記各鋼球を転動可能にしておけば、後述する二次衝突時に於けるエネルギ吸収性能の安定化の面からは有利になる。何れにしても前記各鋼球により構成された硬質突起２４、２４は、前記衝撃エネルギに基づいて前記インナコラム９ｂが前記アウタコラム８ｂ内に押し込まれる際に、このアウタコラム８ｂの内径側に、このアウタコラム８ｂの内周面を塑性変形させつつ進入可能である。

尚、前記各硬質突起２４、２４は、図７の（Ａ）に示す様に、前記インナコラム９ｂの外周面の同一円周上の複数個所に設ける事もできるが、図７の（Ｂ）に示す様に、軸方向にずらせて配置する事もできる。この様にずらせて配置すれば、後述する二次衝突の発生時に、前記各硬質突起２４、２４が前記アウタコラム８ｂの内側に入り込み始める（内周面に食い込み始める）タイミングをずらせる事ができる。この結果、前記各硬質突起２４、２４が前記アウタコラム８ｂの内側に入り込み始める瞬間に、これら各硬質突起２４、２４を保持した前記インナコラム９ａに加わる衝撃荷重の低減を図れる。尚、各硬質突起を形成する手段としては、上述の様に別体の鋼球を組み付ける他、鋼板製のインナコラム９ａの一部を径方向外方に突出させた凸部を、前記各硬質突起とする事もできる。

又、前記ダンパ部材２５は、アルミニウム系、マグネシウム系等の軽合金、銅系合金、合成樹脂等の、座屈変形（座屈方向に塑性変形）し易い材料により円筒状に構成したもので、前記インナコラム９ｂの外周面で前記支持部ラケット２３よりも前寄り部分に外嵌支持されている。この様な前記ダンパ部材２５は、二次衝突時に、前記アウタコラム８ｂ内への前記インナコラム９ｂの進入に伴って、前記テレスコストッパ１８ａと共に、前記支持ブラケット２３の前端面と前記アウタコラム８ｂの後端面との間で強く挟持される。

尚、本例の構造の場合には、上述の様な二次衝突が発生した状態で、前記テレスコストッパ１８ａも、多少は軸方向に圧縮変形して、衝撃荷重の吸収とピーク荷重の抑制とに寄与する。但し、前記テレスコストッパ１８ａの軸方向寸法は限られている為、このテレスコストッパ１８ａによる、衝撃荷重吸収及びピーク荷重抑制効果は限られる。これに対して前記ダンパ部材２５の軸方向寸法は、前記テレスコストッパ１８ａの軸方向寸法よりも遥かに大きい。そして、前記ダンパ部材２５は、前記二次衝突時に座屈変形（塑性変形）して、前記インナコラム９ｂがこのアウタコラム８ｂ内に入り込む事に対する抵抗を発生する。

この様な機能を発揮する前記ダンパ部材２５は、軸方向の圧縮荷重に基づいて軸方向中間部の外径が膨らむ方向に座屈変形し易い形状とする事が好ましい。前記ダンパ部材２５は、前記インナコラム９ｂに外嵌した状態で、径方向内方への変形を抑えられる為、図８の（Ａ）に示す様な、単なる円筒状でも、前記方向に座屈変形させる事は可能である。但し、図８の（Ｂ）（Ｃ）に示す様に、座屈の起点となる軸方向中間部の１乃至複数個所の周面（少なくとも内周面、必要に応じて内外両周面）に凹溝を全周に亙って形成すれば、二次衝突時に前記ダンパ部材２５を座屈変形し易くできる。更には、図８の（Ｄ）に示す様に、ダンパ部材２５の軸方向中間部を厚肉にして、当該ダンパ部材２５が座屈変形する事に対する抵抗を大きくし、二次衝突時に当該ダンパ部材２５が吸収可能な衝撃エネルギを大きくする事もできる。要するに、ダンパ部材２５の形状及び寸法は、必要とするエネルギ吸収性能に応じて適宜設定する。

上述の様な構造を有する本例の衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置を搭載した車両が衝突事故を起こすと、二次衝突に伴って前記インナコラム９ｂに、前方に向いた大きな衝撃荷重が加わる。すると、図１０の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、このインナコラム９ｂが前記アウタコラム８ｂ内に押し込まれ、前記テレスコストッパ１８ａがこのアウタコラム８ｂに突き当てられる。この結果、このテレスコストッパ１８ａが前記インナコラム９ｂから離脱し、このインナコラム９ｂが更に前記アウタコラム８ｂ内に入り込む事を許容する。

そして、図１０の（Ｂ）に示す様に、前記インナコラム９ｂの外周面に設けた前記各硬質突起２４、２４が、前記アウタコラム８ｂの内周面に食い込み（このアウタコラム８ｂの内周面を塑性変形させ）、前記インナコラム９ｂに加わった衝撃エネルギを吸収する。二次衝突の進行に伴って、前記アウタコラム８ｂの後端面と前記支持ブラケット２３（に支持したコンビネーションスイッチ２１）の前端面との間で、前記テレスコストッパ１８ａと前記ダンパ部材２５とが挟持される。この状態から、更に前記インナコラム９ｂが前方に移動すると、前記各硬質突起２４、２４が更に前記アウタコラム８ｂ内に進入しつつ、前記ダンパ部材２５が、図１０の（Ｂ）に示す様に、軸方向中間部が径方向外方に膨出する方向に座屈変形する。この座屈変形に伴って、前記インナコラム９ｂが前記アウタコラム８ｂの後端面に勢い良く衝突する事を防止して、二次衝突の最終段階でピーク荷重が発生する事を防止する。

本例の衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置は、前述の様に構成され、上述の様に作用するので、二次衝突時に運転者の身体からステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収する為に利用可能なストロークが短い場合でも、大きな衝撃エネルギを安定して吸収でき、しかも、ピーク荷重の発生を防止して運転者の保護を図り易い衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置を実現できる。

先ず、大きな衝撃エネルギを安定して吸収する事は、二次衝突時に、前記インナコラム９の外周面に設けた前記各硬質突起２４、２４が前記アウタコラム８ｂの内径側に、このアウタコラム８ｂの内周面を塑性変形させつつ進入する事により図れる。この際に吸収する衝撃エネルギの大きさは、前記各硬質突起２４、２４の数及び配置、これら各硬質突起２４、２４の形状、前記インナコラム９ｂの外周面からのこれら各硬質突起２４、２４の突出量、前記アウタコラム８ｂの材質（硬度）等により、任意に調節できる。従って、二次衝突時の衝撃エネルギを吸収する為に利用可能なストロークである、通常状態での前記アウタコラム８ｂの後端面と前記支持ブラケット２３の前端面との距離から前記テレスコストッパ１８ａの軸方向厚さを減じた長さに応じてこれらを設定すれば、前記衝撃エネルギを効果的に吸収できる。

又、二次衝突の最終段階でのピーク荷重の発生を防止する事は、前記ダンパ部材２５を、前記支持ブラケット２３の前端面と前記アウタコラム８ｂの後端面との間で圧縮して変形させる事により図れる。前記ダンパ部材２５を変形させる為に要する荷重（エネルギ）は、このダンパ部材２５の形状を適切に設定すれば、前記二次衝突の最終段階で、前記両端面同士の距離が縮まり、前記ダンパ部材２５の軸方向寸法が縮まるに従って漸増する。この為、前記支持ブラケット２３の前端面と前記アウタコラム８ｂの後端面とが、前記テレスコストッパ１８ａを介して勢い良く衝突する事がなくなり、二次衝突の最終段階で前記ピーク荷重が発生する事を防止して、運転者の保護充実を図れる。
尚、図１１の（Ｃ）は、本例の構造のインナコラムの前方への変位と衝撃エネルギの吸収量との関係を示している。ダンパ部材のみの構造の前記関係を示す図１１の（Ａ）、及び、硬質部材のみの構造の前記関係を示す図１１の（Ｂ）と比較して、大きな衝撃エネルギを吸収でき、しかも、最終段階でのピーク荷重の発生を防止できる事が分かる。

１ステアリングホイール
２、２ａステアリングコラム
３、３ａ、３ｂステアリングシャフト
４ａ、４ｂ自在継手
５中間シャフト
６ステアリングギヤユニット
７タイロッド
８、８ａ、８ｂアウタコラム
９、９ａ、９ｂインナコラム
１０スリット
１１、１１ａホルダ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ昇降杆
１３固定ブラケット
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ支持板部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ長孔
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ鍔部
１７、１７ａ調節レバー
１８、１８ａテレスコストッパ
１９インナシャフト
２０アウタシャフト
２１コンビネーションスイッチ
２２、２２ａカム装置
２３支持ブラケット
２４硬質突起
２５ダンパ部材
２６エネルギ吸収機構
２７突片

特開２００４−１７９０８号公報特開２００６−１０３３６６号公報国際公開０３／０５９７１８号国際公開２００５／００７４８６号実願昭５７−１７７６３７号（実開昭５９−８０１６５号）のマイクロフィルム実願昭６３−２５７４８号（実開平１−１２８４６１号）のマイクロフィルム特開２００２−３０２０４９号公報

Claims

少なくとも後部の直径を弾性的に収縮可能としたアウタコラムと、このアウタコラムの内径側に軸方向の変位を可能に支持されて、後方寄り部分をこのアウタコラムの後端開口部から後方に突出させたインナコラムと、このアウタコラムの直径を拡縮させる為の拡縮機構と、衝突事故に伴ってこのインナコラムに前方に向いた衝撃エネルギが加わった場合に、この衝撃エネルギを吸収しつつこのインナコラムが前方に変位する事を許容するエネルギ吸収機構と、このインナコラムのうちで前記アウタコラムの後端開口から後方に突出した部分に、前記衝撃エネルギによって脱落可能に支持されたテレスコストッパと、前記インナコラムの外周面の後端寄り部分に固定された固定部材とを備えた衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置に於いて、前記エネルギ吸収機構が、前記テレスコストッパよりも後方部分で前記インナコラムに、このインナコラムの外周面から径方向外方に突出する状態で支持された、前記衝撃エネルギに基づいて前記アウタコラムの内径側に、このアウタコラムの内周面を塑性変形させつつ進入可能な硬質突起と、前記インナコラムの外周面で前記固定部材よりも前寄り部分に外嵌支持された、この固定部材の前端面と前記アウタコラムの後端面との間で圧縮されて変形する事により、前記インナコラムがこのアウタコラム内に入り込む事に対する抵抗を発生するダンパ部材とから成るものである事を特徴とする衝撃吸収式テレスコピックステアリング装置。