JP5365094B2 - ステアリングコラムの支持装置 - Google Patents

Description

この発明に係るステアリングコラムの支持装置は、チルト機能を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置に組み込む。そして、ステアリングホイールの高さ調節の為にステアリングコラムの前端部を揺動自在に支持すると共に、衝突事故の際に、運転者の身体から伝わったエネルギを吸収しつつ、上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する。

自動車の操舵装置を構成するステアリングホイールの高さ位置を、運転者の体格や運転姿勢に合わせて調節する為、チルト式ステアリング装置と呼ばれるステアリングホイールの高さ調節装置が、従来から広く使用されている。そしてこの様なチルト式ステアリング装置に組み込む、ステアリングコラムの支持装置には、ステアリングコラムの後端部を昇降させるべく、このステアリングコラムの前部を揺動自在に支持する機能を持たせる必要がある。

図７〜９は、この様なステアリングコラムの揺動支持装置を組み込んだチルト式ステアリング装置の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。固定側ブラケット１は、ダッシュボードの下面等で車体に対し支持固定する。この固定側ブラケット１は、それぞれが鉛直方向に存在して互いに平行な、１対の支持板部２を有し、これら両支持板部２の互いに整合する位置に、それぞれが上下方向に長い長孔３を形成している。

一方、内側にステアリングシャフト４を回転自在に支持したステアリングコラム５の中間部に昇降側ブラケット６を固定し、この昇降側ブラケット６を、上記両支持板部２同士の間に挟持している。ステアリングホイールは、上記ステアリングシャフト４の後端部で上記ステアリングコラム５の後端開口から突出した部分に支持固定する。又、上記昇降側ブラケット６を左右方向（図７の表裏方向）に挿通したチルトボルト７の両端部を、上記１対の長孔３を通じて上記１対の支持板部２の外側面から突出させると共に、その先端部にチルトナット８を螺合させている。又、このチルトナット８と上記チルトボルト７の頭部とのうちの一方（図示の例では頭部）を上記長孔３に、昇降のみ可能に係合させると共に、他方（図示の例ではチルトナット８）に、チルトレバー９の基端部を結合固定している。

又、上記ステアリングコラム５の前端部（図７の左端部）は、揺動支持ブラケット１０により車体に対し、上下方向に揺動変位を可能に支持している。この揺動支持ブラケット１０は、鋼板等の金属板をプレス成形する事により一体に形成したもので、上縁部に、この揺動支持ブラケット１０を車体に取り付ける為の取付板部１１を設けている。又、この取付板部１１の端縁から下方に折れ曲がった保持板部１２の中央部に、上記ステアリングコラム５を揺動変位可能の保持する為の保持部１３を設けている。この保持部１３は、上記保持板部１２に形成した円形の保持孔１４の内周縁の複数個所に、それぞれ前方に向け折れ曲がった弾性保持片１５、１５を設けて成る。これら各弾性保持片１５、１５は、径方向外方に弾性変形しつつ上記ステアリングコラム５の前端部の進入を許容する。そして、進入した状態で、このステアリングコラム５の前端部を、揺動変位可能に支持する。上記揺動支持ブラケット１０は、この様に、上記保持部１３に上記ステアリングコラム５の前端部を揺動変位可能に支持した状態で、上記取付板部１１を挿通したボルト等により、車体に対し支持固定する。

上述の様に構成される従来のチルト式ステアリング装置により、運転者の体格等に応じて、上記ステアリングホイールの高さ位置を調節する場合には、上記チルトレバー９を所定方向に回動させる事により、上記チルトナット８と上記チルトボルト７の頭部との間隔を拡げる。この状態で、前記両支持板部２の内側面と上記昇降ブラケット６の外側面との間に生じる摩擦力が小さくなる。そこで、この状態のまま、上記固定側ブラケット１の長孔３に沿って上記チルトボルト７を移動させ、上記ステアリングコラム５の後端部を昇降させる事により、上記ステアリングホイールを所望の高さ位置に移動させる。そして、この高さ位置を所望にした状態で、上記チルトレバー９を、上記所望方向とは逆方向に回動させ、上記チルトナット８と上記チルトボルト７の頭部との間隔を縮め、上記両支持板部２の内側面と上記昇降ブラケット６の外側面との間に生じる摩擦力を増大させて、上記高さ位置を固定する。

ところで、上述の様なステアリング装置を組み込んだ自動車が他の自動車等に衝突する衝突事故の際には、他の自動車等に衝突する一次衝突に続いて、運転者の身体が上記ステアリングホイールに衝突する二次衝突が発生する。この様な二次衝突の際に運転者の身体に加わる衝撃を緩和する為に、この二次衝突の際に上記ステアリングホイールと共に前方に変位する上記ステアリングコラム５と、この二次衝突の際にも前方に変位する事が無い、上記チルトボルト７等との間に、エネルギ吸収部材１６を設ける事が、広く行われている。従来構造の場合には、このエネルギ吸収部材１６を独立した部材としていた為、部品点数が増加して、部品製作、部品管理、組立作業に要するコストが嵩み、チルト機構及び衝撃吸収機構を備えた自動車用操舵装置のコスト低減を図りにくかった。

一方、特許文献２には、図１０に示す様に、車体側に支持固定する固定部１７と、ステアリングコラム５ａの前端部を支持固定する揺動部１８とを、左右１対の横軸１９、１９により揺動変位可能に結合した構造が記載されている。上記揺動部１８は、前後方向に屈曲した構造として、二次衝突の際に、衝撃エネルギを吸収しつつ、上記ステアリングコラム５ａの前方への変位を許容する様にしている。この様な特許文献２に記載された構造の場合も、上記固定部１７と上記揺動部１８とを上記両横軸１９、１９により結合している為、部品製作、部品管理、組立作業に要するコストが嵩み、チルト機構及び衝撃吸収機構を備えた自動車用操舵装置のコスト低減を図りにくい。

特開平１１−２６８６５５号公報 特開平８−１１７２６号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、チルト式ステアリングコラム装置に組み込んでステアリングコラムの前端部を揺動可能に支持でき、しかも、二次衝突の際の衝撃エネルギを効果的に吸収できるステアリングコラムの支持装置の構造を、低コストで実現すべく発明したものである。

本発明のステアリングコラムの支持装置は、前述した従来から知られているステアリングコラムの支持装置と同様に、ステアリングコラムの前端部を車体に対して、揺動支持ブラケットにより、このステアリングコラムの後端部を昇降させる方向の揺動及び衝突事故の際に前方への変位を可能として車体に支持する。
特に、本発明のステアリングコラムの支持装置に於いては、上記揺動支持ブラケットは、１枚の金属板に打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により一体に造られて、保持板部と、取付板部と、複数の衝撃吸収腕部とを備える。
このうちの保持板部は、上記ステアリングコラムの前端部を上記揺動及び上記変位を可能に保持する為、この保持板部に形成された保持孔の内周縁複数個所から径方向内側且つ前方に突出する状態で形成された複数の弾性保持片から成る、保持部を備える。
又、上記取付板部は、上記保持板部の上端縁部に設けられて、上記車体に対し取付固定される。
更に、上記各衝撃吸収腕部は、上記ステアリングコラムの軸方向に関してそれぞれ複数回ずつ屈曲した波形形状を有し、それぞれの基端部を上記保持板部と上記取付板部とのうちの何れかの板部の端縁に連続させると共に、それぞれの先端部を上記ステアリングコラムと共に前方に変位させるべく、このステアリングコラムに形成された、このステアリングコラムの周方向に長く、このステアリングコラムの軸方向端縁に開口しないスリット状の係止孔に、径方向外方から内方に向けて挿入する事により、上記ステアリングコラムに対し係止したものである。

上述の様な本発明のステアリングコラムの支持装置を実施するのに好ましくは、上記各衝撃吸収腕部の先端縁部で上記ステアリングコラムの内周面から突出した部分を折り曲げて、これら各衝撃吸収腕部の先端部が上記各係止孔から抜け出ない様に係合させる。

上述の様に構成する本発明のステアリングコラムの支持装置によれば、ステアリングコラムの前端部を揺動可能に支持でき、しかも、二次衝突の際の衝撃エネルギを効果的に吸収できるステアリングコラムの支持装置の構造を、低コストで実現できる。

［実施の形態の第１例］
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の構造を含めて、本発明の特徴は、ステアリングコラムの前端部を、上下方向の揺動及び二次衝突時に於ける前方への変位を可能に支持する為のステアリングコラムの支持装置の構造にある。ステアリングホイールの高さ位置を調節すべく、固定側ブラケット１ａによりステアリングコラム５ｂの中間部を昇降可能に支持する部分の構造、二次衝突の衝撃に基づいて上記固定側ブラケット１ａを前方に変位させる為の構造等は、従来から広く知られている構造と同様であるから、説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴となる部分を中心に説明する。

ステアリングコラム５ｂの中間部前端寄り部分（前端部）を車体に対し、揺動支持ブラケット１０ａにより、少なくとも上下方向に関する揺動、及び、衝突事故（二次衝突）に伴う衝撃に基づき、前方への変位を可能として支持する。この様な揺動支持ブラケット１０ａは、１枚の鋼板等の金属板製の素材に、打ち抜き加工、曲げ加工等のプレス加工を施す事により、全体を一体に構成したもので、保持板部１２ａと、取付板部１１ａと、１対の衝撃吸収腕部２０、２０とを備える。

このうちの保持板部１２ａの中央部には、上記ステアリングコラム５ｂの前端部を、上記揺動及び上記変位を可能に保持する為の保持部１３ａを設けている。この保持部１３ａは、前述の図７〜９に示した、特許文献１に記載された従来構造と同様のもので、円形の保持孔１４ａの内周縁の複数個所に、それぞれ前方に向け折れ曲がった弾性保持片１５ａ、１５ａを設けて成る。そして、これら各弾性保持片１５ａ、１５ａの先端縁部を上記ステアリングコラム５ｂの前端部外周面に弾性的に当接させる（これら各弾性保持片１５ａ、１５ａの先端縁部によりこのステアリングコラム５ｂの前端部外周面を、弾性的に抑え付ける）事により、このステアリングコラム５ｂの前端部を上記保持板部１２ａに対し、若干の揺動変位を可能に保持する。

又、上記取付板部１１ａは、上記保持板部１２ａの上端縁部から前方に向けてほぼ直角に曲げ形成して成る。尚、上記取付板部１１ａの曲げ方向は後方でも良いし、曲げ角度は、直角に限らず、上記揺動支持ブラケット１０ａを固定すべき車体部分の形状に合わせて設計的に定める。何れにしても、上記取付板部１１ａの幅方向両端部近傍に、１対の取付孔２１、２１を設けている。上記揺動支持ブラケット１０ａを上記車体に支持固定する際には、これら両取付孔２１、２１に挿通したボルトとナットとにより、上記取付板部１１ａを上記車体に結合固定する。この状態で上記ステアリングコラム５ｂが車体に対し、揺動変位を可能に支持される。

更に、前記両衝撃吸収腕部２０、２０は、上記ステアリングコラム５ｂの軸方向（前後方向）に関して屈曲した波形形状を有し、それぞれの基端部を上記保持板部１２ａの左右両側縁に連続させている。又、上記両衝撃吸収腕部２０、２０の中間部先端寄り部分は、互いに近づく方向に折り曲げて、それぞれ係止板部２２、２２としている。そして、これら両係止板部２２、２２の先端部を、上記ステアリングコラム５ｂの前端部左右両側面に形成した、それぞれがこのステアリングコラム５ｂの周方向に長く、このステアリングコラム５ｂの前端縁に開口しない（閉じられた）、スリット状の係止孔２３、２３に挿入している。上記両係止板部２２、２２の先端部とこれら両係止孔２３、２３とは、例えばこれら両係止板部２２、２２の先端縁部で上記ステアリングコラム５ｂの内周面から突出した部分を折り曲げる等により、上記両係止板部２２、２２の先端部が上記両係止孔２３、２３から不用意に（二次衝突の進行の途中で）抜け出ない様に、十分強固に係合させる。そして、このステアリングコラム５ｂが前方に変位する際に、上記両係止板部２２、２２も、このステアリングコラム５ｂと共に前方に変位する様にしている。

尚、本例の場合には、上記両係止板部２２、２２の先端縁を円弧状に切り欠いて、これら両係止板部２２、２２の先端縁と、上記ステアリングコラム５ｂの内径側に配置したステアリングシャフト４との干渉防止を図っている。又、このステアリングコラム５ｂの円周方向に関する、上記両係止孔２３、２３の長さは、同方向に関する上記両係止板部２２、２２の幅よりも少し大きくしている。そして、これら両係止板部２２、２２の先端部が上記両係止孔２３、２３内で、上記ステアリングコラム５ｂの円周方向に若干変位できる様にしている。

上述の様に構成する本例のステアリングコラムの支持装置は、次の様に作用して、ステアリングホイールの高さ調節に伴う、上記ステアリングコラム５ｂの揺動を許容すると共に、二次衝突時に、このステアリングコラム５ｂに加わった衝撃のエネルギを吸収しつつ、このステアリングコラム５ｂの前方への変位を許容する。

先ず、ステアリングホイールの高さ調節時には、前述した特許文献１に記載された従来構造と同様に、前記各弾性保持片１５ａ、１５ａを弾性変形させつつ、上記ステアリングコラム５ｂを、これら各弾性保持片１５ａ、１５ａの先端縁との当接部を中心に揺動させる。この揺動変位に伴って、上記ステアリングコラム５ｂの前端部に形成した上記両係止孔２３、２３と上記両係止板部２２、２２の先端部とが相対変位する。この相対変位量は僅かである為、これら両係止板部２２、２２を含む、前記両衝撃吸収腕部２０、２０が弾性変形するか、或は、本例の様に、これら両係止板部２２、２２の先端部を上記両係止孔２３、２３内で上記ステアリングコラム５ｂの円周方向（上下方向）に変位させる事により吸収する。

次に、二次衝突時には、前記車体に対する前記固定側ブラケット１ａの支持力が喪失し、この固定側ブラケット１ａと共に、上記ステアリングコラム５ｂが前方に変位する。この際、上記揺動支持ブラケット１０ａは、車体に支持固定された状態のまま、前方に変位する事はない。従って、上記ステアリングコラム５ｂの前端部が上記各弾性保持片１５ａ、１５ａの先端縁に対し摺動する。これら各弾性保持片１５ａ、１５ａは、先端縁に向かう程（径方向内側程）前方に向かう方向に傾斜しているので、上記ステアリングコラム５ｂの前方への変位は円滑に行われる。

この様に、上記ステアリングコラム５ｂが前方に変位するのに伴って、上記両係止板部２２、２２が前方に引っ張られる。そして、これら両係止板部２２、２２と、上記揺動支持ブラケット１０ａのうちの保持板部１２ａとの距離が拡がり、上記両衝撃吸収腕部２０、２０のうちで、上記両係止板部２２、２２と上記保持板部１２ａとの間に存在する、波形のエネルギ吸収部２４、２４が、図３の（Ａ）→（Ｂ）の様に、塑性変形しつつ引っ張り延ばされる。この塑性変形の過程で、運転者の身体から上記ステアリングコラム５ｂに加えられた衝撃エネルギが吸収される。尚、この際に吸収する衝撃エネルギの大きさ、吸収するパターン等は、上記エネルギ吸収部２４、２４の形状（波形の角度や高さ等）、大きさ（幅や板厚等）により、自由に調整できる。

本例の構造の場合、上記ステアリングコラム５ｂの揺動を許容する際の作用自体、二次衝突時に、このステアリングコラム５ｂに加わった衝撃のエネルギを吸収しつつ、このステアリングコラム５ｂの前方への変位を許容する際の作用自体は、従来から広く知られている構造と同様である。特に、本例の構造の場合には、単一の金属板から一体に造られる揺動支持ブラケット１０ａのみで、上記両作用を奏する事ができる。この為、部品製作、部品管理、組立作業を何れも簡略化して、上記ステアリングコラム５ｂの前端部を揺動可能に支持でき、しかも、二次衝突の際の衝撃エネルギを効果的に吸収できるステアリングコラムの支持装置の構造を、低コストで実現できる。

［実施の形態の第２例］
図４〜５は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、揺動支持ブラケット１０ｂを構成する１対の衝撃吸収腕部２０ａ、２０ａを、それぞれ取付板部１１ａの前端縁中央部及び保持板部１２ａの下端縁中央部から前方に向け延出する状態で設けている。これに合わせて、上記両衝撃吸収腕部２０ａ、２０ａの前端部に設けた係止板部２２、２２の先端部を係止する為の係止孔２３を、ステアリングコラム５ｂの前端部上下両側面に形成している。ステアリングホイールの上下位置を調節すべく、このステアリングコラム５ｂを上下方向に揺動変位させる際には、上記両衝撃吸収腕部２０ａ、２０ａが上下方向に弾性変形するか、或は、上記両係止孔２３に対する上記両係止板部２２、２２の先端部の差し込み量（長さ）が変化する。
上記両衝撃吸収腕部２０ａ、２０ａ及び両係止孔２３の設置位置を異ならせた点以外の構成及び作用は上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図６は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、揺動支持ブラケット１０ｃを構成する１対の衝撃吸収腕部２０ｂ、２０ｂを、それぞれ保持板部１２ｂの左右両側縁中央部から後方に向け延出する状態で設けている。これに合わせて、上記両衝撃吸収腕部２０ｂ、２０ｂの後端部に設けた係止板部２２、２２の先端部を係止する為の係止孔２３、２３を、ステアリングコラム５ｂの中間部左右両側面に形成している。二次衝突時には、図６の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、上記両衝撃吸収腕部２０ｂ、２０ｂが押し潰される方向に塑性変形して、上記ステアリングコラム５ｂに加わった衝撃エネルギを吸収しつつ、このステアリングコラム５ｂが前方に変位する事を許容する。
上記両衝撃吸収腕部２０ｂ、２０ｂ及び両係止孔２３、２３の設置位置を異ならせ、二次衝突時に於けるこれら両衝撃吸収腕部２０ｂ、２０ｂの変形状況を変えた点以外の構成及び作用は前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の特徴は、前述した様に、ステアリングコラムの前端部を、上下方向の揺動及び二次衝突時に於ける前方への変位を可能に支持する為のステアリングコラムの支持装置の構造にある。ステアリングホイールの高さ位置を調節すべく、固定側ブラケットによりステアリングコラムの中間部を昇降可能に支持する部分の構造、二次衝突の衝撃に基づいて上記固定側ブラケットを前方に変位させる為の構造等は、本発明の趣旨とは直接関係しない。この為、上記支持装置部分以外の構造は、前述の図７に示した従来構造に限らず、従来から知られている各種構造を採用できる。
又、上記衝撃吸収腕部の数や設置位置は、図示の実施の形態の構造に限定されない。この衝撃吸収腕部の数を３個以上にすれば、衝撃吸収能力を大きくできる。又、この衝撃吸収腕部を設ける位置に関しても、車体等の他の周辺部材との配置関係等を考慮して設計的に決定する事ができる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、ステアリングコラムの支持装置を組み込んだチルト式ステアリング装置の斜視図。 同じく、揺動支持ブラケットのみを取り出して示す、斜視図（Ａ）と平面図（Ｂ）。 同じく、衝突前のステアリングコラムの支持装置の状態を示す平面図（Ａ）と、衝突後の状態を示す平面図（Ｂ）。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。 同じく、揺動支持ブラケットのみを取り出して示す、斜視図（Ａ）と側面図（Ｂ）。 本発明の実施の形態の第３例を示す、図３と同様の図。 従来構造のステアリングコラムの支持装置を組み込んだチルト式ステアリング装置の第１例を示す部分縦断側面図。 図７のＸ部拡大図。 一部の部品を省略して示す、図８のＹ−Ｙ断面に相当する図。 従来構造のステアリングコラムの支持装置を組み込んだチルト式ステアリング装置の第２例を示す、部分横断平面図（Ａ）と揺動支持ブラケットのみを取り出して示す斜視図（Ｂ）。

符号の説明

１、１ａ 固定側ブラケット
２ 支持板部
３ 長孔
４ ステアリングシャフト
５、５ａ、５ｂ ステアリングコラム
６ 昇降側ブラケット
７ チルトボルト
８ チルトナット
９ チルトレバー
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 揺動支持ブラケット
１１、１１ａ 取付板部
１２、１２ａ、１２ｂ 保持板部
１３、１３ａ 保持部
１４、１４ａ 保持孔
１５、１５ａ 弾性保持片
１６ エネルギ吸収部材
１７ 固定部
１８ 揺動部
１９ 横軸
２０、２０ａ、２０ｂ 衝撃吸収腕部
２１ 取付孔
２２ 係止板部
２３ 係止孔
２４ エネルギ吸収部

Claims (2)

1. ステアリングコラムの前端部を車体に対して、揺動支持ブラケットにより、このステアリングコラムの後端部を昇降させる方向の揺動及び衝突事故の際に前方への変位を可能として車体に支持する為のステアリングコラムの支持装置に於いて、上記揺動支持ブラケットは、１枚の金属板に打ち抜き加工及び曲げ加工を施す事により一体に造られて、保持板部と、取付板部と、複数の衝撃吸収腕部とを備え、このうちの保持板部は、上記ステアリングコラムの前端部を上記揺動及び上記変位を可能に保持する為、この保持板部に形成された保持孔の内周縁複数個所から径方向内側且つ前方に突出する状態で形成された複数の弾性保持片から成る、保持部を備えたものであり、上記取付板部は、上記保持板部の上端縁部に設けられて、上記車体に対し取付固定されるものであり、上記各衝撃吸収腕部は、上記ステアリングコラムの軸方向に関してそれぞれ複数回ずつ屈曲した波形形状を有し、それぞれの基端部を上記保持板部と上記取付板部とのうちの何れかの板部の端縁に連続させると共に、それぞれの先端部を上記ステアリングコラムと共に前方に変位させるべく、このステアリングコラムに形成された、このステアリングコラムの周方向に長く、このステアリングコラムの軸方向端縁に開口しないスリット状の係止孔に、径方向外方から内方に向けて挿入する事により、上記ステアリングコラムに対し係止したものであるステアリングコラムの支持装置。
2. 各衝撃吸収腕部の先端縁部でステアリングコラムの内周面から突出した部分を折り曲げて、これら各衝撃吸収腕部の先端部が各係止孔から抜け出ない様に係合させている、請求項１に記載したステアリングコラムの支持装置。

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