JPH0948353A

JPH0948353A - 収縮式ステアリングコラム

Info

Publication number: JPH0948353A
Application number: JP20561795A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Tono; 清明東野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【目的】通常時、インナーコラム１３の端部とアウタ
ーコラム１４の端部との結合部の嵌合強度を確保し、こ
の結合部ががたつく事を防止する。又、一次衝突により
ステアリングコラム３ａの全長が少し縮んだ後は、この
ステアリングコラム３ａを縮める為に要する荷重を低減
する。【構成】アウターコラム１４の端部に第一嵌合部１５
と第二嵌合部１６とを形成し、これら両嵌合部１５、１
６にインナーコラム１３の端部を内嵌する。インナーコ
ラム１３の端部にスリーブ２１を外嵌し、このスリーブ
２１の端縁に形成した係止部２２を上記インナーコラム
１３の端縁に係止する。スリーブ２１が第一、第二両嵌
合部１５、１６から抜け出た後は、ステアリングコラム
３ａを縮める為に要する荷重が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る収縮式ステアリン
グコラムは、自動車のダッシュボードの下面等に支持さ
れ、自動車用操舵装置を構成するステアリングシャフト
を回転自在に支持する。そして、衝突事故の際には全長
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。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突時には、自動車が他の自動
車等と衝突する、所謂一次衝突に続いて、運転者がステ
アリングホイールに衝突する、所謂二次衝突が発生す
る。この二次衝突の際に、運転者が受ける衝撃を少なく
抑え、運転者の生命保護を図る為には、上記衝撃に基づ
いてステアリングホイールを前方に変位させる事が有効
である。この為従来から、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を、強い衝撃が加わっ
た場合に全長が縮まる、所謂コラプシブルステアリング
シャフトとすると共に、この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を収縮式のものと
する事が、一般的に行なわれている。

【０００３】この様な目的で使用される収縮式ステアリ
ングコラムとして従来から、例えば特開昭６３−２５５
１７１号公報、実開平３−８１４３３号公報に記載され
たものが知られている。図７は、これら各公報に記載さ
れた収縮式ステアリングコラムを組み込んだ、ステアリ
ング装置の１例を示している。

【０００４】ステアリングシャフト１は、前後１対の転
がり軸受２ａ、２ｂによって筒状のステアリングコラム
３の内側に、回転のみ自在に支持されている。このステ
アリングシャフト１の後端部（図７の右端部）で上記ス
テアリングコラム３の後端部から突出した部分には、図
示しないステアリングホイールを固定する。このステア
リングシャフト１は、前半部（図７の左半部）に配置さ
れた杆状のインナーシャフト４と、後半部（図７の右半
部）に配置された管状のアウターシャフト５とから成
る。そして、インナーシャフト４の後端部に形成された
非円柱部６と、アウターシャフト５の前端部（図７の左
端部）に形成された非円筒部７とを互いに嵌合させてい
る。そして、上記非円柱部６の外周面に形成した凹溝
８、８と上記非円筒部７に形成した通孔９、９とに掛け
渡して、合成樹脂１０、１０を充填している。従って、
上記ステアリングシャフト１は、通常時には全長を縮め
る事なく、回転力の伝達を行なうが、衝突時に圧縮方向
の衝撃が加わった場合には、全長が縮まる。

【０００５】一方、上記ステアリングコラム３は、前端
部を図示しない前部支持ブラケットにより車体に対して
揺動自在に支持し、中間部後寄り部分を後部支持ブラケ
ット１１により車体に対して昇降自在に支持する。この
後部支持ブラケット１１に対する上記ステアリングコラ
ム３の固定及び固定解除は、この後部支持ブラケット１
１に付設したチルトレバー１２により行なう。尚、この
チルトレバー１２を含み、ステアリングホイールの高さ
位置を調節する為のチルト機構に就いては、本発明と関
係がないので、詳しい説明は省略する。

【０００６】上記ステアリングコラム３は、それぞれが
鋼板等により円筒状に造られたインナーコラム１３とア
ウターコラム１４とを収縮自在に組み合わせて成る。図
７に示した例では、後半部に配置されたインナーコラム
１３の前端部を、前半部に配置されたアウターコラム１
４の後端部に圧入嵌合している。この様に、インナーコ
ラム１３の前端部とアウターコラム１４の後端部とをテ
レスコープ状に嵌合させている為、上記ステアリングコ
ラム３の全長は圧縮方向に加わる衝撃的な荷重により、
その全長を収縮する。即ち、一次衝突により自動車の前
部が押し潰され、上記アウターコラム１４が後方に押さ
れた場合には、このアウターコラム１４を後方に変位さ
せつつ、上記ステアリングコラム３がその全長を縮め
る。又、二次衝突により、ステアリングホイールから伝
達された衝撃荷重により、上記インナーコラム１３が前
方に押された場合には、このインナーコラム１３を前方
に変位させつつ、上記ステアリングコラム３がその全長
を縮める。

【０００７】この様なステアリングコラム３を構成す
る、上記インナーコラム１３の前端部とアウターコラム
１４の後端部とのテレスコープ状の嵌合部は、図８〜９
に詳示する様に構成されている。上記アウターコラム１
４の後端縁部近傍には、第一嵌合部１５を、この第一嵌
合部１５よりも少し中央寄り（図８の左寄り）部分には
第二嵌合部１６を、それぞれ形成している。そして、上
記インナーコラム１３の前端部を、これら第一、第二両
嵌合部１５、１６内に押し込む事により、インナーコラ
ム１３の前端部をアウターコラム１４の後端部に、がた
つきなく保持している。衝突事故に伴って上記ステアリ
ングコラム３に圧縮方向に亙る衝撃荷重が加わると、上
記第一、第二両嵌合部１５、１６が上記インナーコラム
１３の外周面を滑り、ステアリングコラム３の全長を縮
める。

【０００８】上記第一、第二両嵌合部１５、１６は、そ
れぞれ上記インナーコラム１３の前端部外周面に当接す
る１対の第一円弧部１７、１７と、１対の第二円弧部１
８、１８とを、円周方向に亙って交互に配置する事によ
り構成している。このうちの１対の第二円弧部１８、１
８は、上記インナーコラム１３の前端部外周面の曲率半
径Ｒ₁₃よりも小さな曲率半径Ｒ₁₈を有する。これに対し
て、上記１対の第一円弧部１７、１７の内周面の曲率半
径Ｒ₁₇は、上記前端部外周面の曲率半径Ｒ₁₃と一致させ
ている（Ｒ₁₃＝Ｒ₁₇＞Ｒ₁₈）。従って、上記１対の第二
円弧部１８、１８の内周面は、上記インナーコラム１３
の前端部外周面と離隔している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成される
従来の収縮式ステアリングコラムの場合には、通常時に
於けるステアリングコラム３のがたつき防止と、衝突時
に於ける運転者保護とを両立させる設計が難しかった。
即ち、従来構造の場合には、ステアリングコラム３の全
長を縮める為に要する荷重は、ストローク（収縮量）に
拘らず一定のままである。一方、二次衝突に伴ってステ
アリングコラム３に加わる圧縮荷重は、一次衝突に伴っ
てステアリングコラム３に加わる圧縮荷重に比較して小
さい。

【００１０】従って、収縮式ステアリングコラムには、
次の〜の機能を有する事が望まれる。インナーコラム１３とアウターコラム１４との結合
部は、通常時、自動車の走行に伴う振動等によってがた
つかない程度の嵌合強度を有する。上記結合部の嵌合強度は、一次衝突に伴う強い圧縮
方向の衝撃荷重によりインナーコラム１３とアウターコ
ラム１４との相対変位を許容し、ステアリングコラム３
の全長を縮める程度のものである。一次衝突によりステアリングコラム３の全長が少し
縮まった後、二次衝突が発生した場合に、このステアリ
ングコラム３は、比較的小さな圧縮方向の衝撃荷重によ
り全長を縮める。

【００１１】これに対して、図８〜９に示した従来構造
の場合には、これら〜の機能を同時に満足させる事
が難しい。の機能を除き、の機能を満足させる為
ならば、図１０〜１２に示す様な構造を採用する事が考
えられる。この構造の場合には、アウターコラム１４の
後端部で第一嵌合部１５と第二嵌合部１６との間部分に
通孔１９、１９を形成する。そして、これら各通孔１
９、１９を通じてアウターコラム１４の後端部内周面と
インナーコラム１３の前端部外周面との間に、合成樹脂
２０を充填する。

【００１２】この様な構造の場合には、合成樹脂２０の
内外両周面と、アウターコラム１４の後端部内周面及び
インナーコラム１３の前端部外周面との間に作用する摩
擦力により、インナーコラム１３とアウターコラム１４
との結合部のがたつき防止を図れる。従って、第一、第
二嵌合部１５、１６部分の嵌合強度（締め代）を小さく
できる。この部分の嵌合強度を小さくする事は、二次衝
突時にステアリングコラム３の全長を縮める為に要する
圧縮荷重の低減につながる。この様な機能は、上記アウ
ターコラム１４の後端部で第一嵌合部１５と第二嵌合部
１６との間部分に、上記合成樹脂２０に代えてスリップ
リングを設ける事でも得られる。このスリップリングと
しては、波形の断面形状を有する円筒状のものを使用で
きる。この様なスリップリングは、自身の弾性によりア
ウターコラム１４の後端部内周面及びインナーコラム１
３の前端部外周面との間で突っ張る。そして、接触部に
作用する摩擦力により、インナーコラム１３とアウター
コラム１４との結合部のがたつき防止を図る。

【００１３】ところが、これら合成樹脂２０或はスリッ
プリングを組み込んだ構造の場合でも、前記の機能を
得る事はできない。この為、がたつき防止と二次衝突時
の運転者保護とを高レベルで両立させる設計が難しい。
本発明の収縮式ステアリングコラムは、がたつき防止と
二次衝突時の運転者保護とを両立させる設計の容易化を
図るべく、前記〜の機能を総て備えた構造を実現す
るものである。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】本発明の収縮式ステアリン
グコラムは、前述した従来の収縮式ステアリングコラム
と同様に、筒状に形成されたインナーコラムと、弾性材
により筒状に形成されたアウターコラムと、このアウタ
ーコラムの端部内周面の最大内接円の直径を残部の直径
よりも小さくする事により構成された嵌合部とを備え
る。そして、この嵌合部の内側に上記インナーコラムの
端部を圧入して成る。

【００１５】特に、本発明の収縮式ステアリングコラム
に於いては、上記インナーコラムの端部外周面と上記嵌
合部の内周面との間に挟持されたスリーブを備える。そ
して、このスリーブの端縁に形成された係止部が上記イ
ンナーコラムの端縁に係止されている。

【００１６】

【作用】上述の様に構成される本発明の収縮式ステアリ
ングコラムは、衝突事故の際、圧縮方向に亙る衝撃的な
荷重により、アウターコラムに形成した嵌合部の内周面
をスリーブの外周面に対して滑らせ、ステアリングコラ
ムの全長を縮める。ステアリングコラムの全長が縮まる
のに伴って、インナーコラムが上記アウターコラムの奥
に押し込まれる。上記スリーブは、その端縁に形成され
た係止部が上記インナーコラムの端縁に係止されている
為、上記インナーコラムと共に上記アウターコラムの奥
に押し込まれる。そして、ステアリングコラムの全長が
或る程度縮まった状態で、上記スリーブが上記嵌合部か
ら外れる。この様に、スリーブが嵌合部から外れた後
は、上記アウターコラムとインナーコラムとの嵌合強度
が極端に低下する為、上記ステアリングコラムの全長を
縮める為に要する荷重が小さくなる。

【００１７】

【実施例】図１〜４は本発明の第一実施例を示してい
る。本発明の収縮式ステアリングコラムである、ステア
リングコラム３ａは、インナーコラム１３の後端部（図
１、３の右端部）をアウターコラム１４の前端部（図
１、３の左端部）内側に挿入する事により、軸方向（図
１、３の左右方向）に亙る全長を収縮自在としている。
尚、図示の実施例の場合には、前述した従来構造の場合
とは逆に、インナーコラム１３を前側（図１、３の左
側）に、アウターコラム１４を後側（図１、３の右側）
に、それぞれ配置している。但し、これらインナーコラ
ム１３とアウターコラム１４との前後位置は、従来構造
の場合と同じでも良い。

【００１８】このうちのアウターコラム１４の前端縁部
近傍には第一嵌合部１５を、この第一嵌合部１５よりも
少し中央寄り（図１、３の右寄り）部分には第二嵌合部
１６を、それぞれ形成している。そして、上記インナー
コラム１３の後端部を、後述するスリーブ２１を介し
て、これら第一、第二両嵌合部１５、１６内に押し込ん
でいる。そして、このスリーブ２１の内周面とインナー
コラム１３の後端部外周面との間に作用する摩擦力、並
びにこのスリーブ２１の外周面と上記第一、第二両嵌合
部１５、１６の内周面に作用する摩擦力により、インナ
ーコラム１３の後端部をアウターコラム１４の前端部に
がたつきなく保持している。

【００１９】上記第一、第二両嵌合部１５、１６は、そ
れぞれ前述した従来構造と同様に、上記インナーコラム
１３の後端部外周面に当接する１対の第一円弧部１７、
１７と、この１対の第一円弧部１７、１７同士の間に設
けられた１対の第二円弧部１８、１８とから構成されて
いる。これら各円弧部１７、１８の内周面の曲率半径Ｒ
₁₇、Ｒ₁₈及び上記スリーブ２１の外周面の曲率半径Ｒ₂₁
の関係（Ｒ₂₁＝Ｒ₁₇＞Ｒ₁₈）は、インナーコラム１３の
外周面の曲率半径Ｒ₁₃（図９）がスリーブ２１の外周面
の曲率半径Ｒ₂₁に変わった以外、従来構造と同様であ
る。従って、上記１対の第二円弧部１８、１８は、上記
スリーブ２１の外周面と離隔している。

【００２０】上記スリーブ２１は、ポリアミド、ポリア
セタール等の合成樹脂、鋼板、アルミニウム板等の金属
板により、例えば図２に示す様な円筒状に形成されてい
る。このスリーブ２１の内径は、上記インナーコラム１
３の後端部の外径とほぼ等しくしている。従ってこのス
リーブ２１は、このインナーコラム１３の後端部に、が
たつきなく外嵌される。このスリーブ２１の後端縁（図
１、３の右端縁）には係止部２２を、直径方向内方に折
れ曲がる状態で形成している。そして、この係止部２２
を、上記インナーコラム１３の後端縁に係止している。

【００２１】この様なスリーブ２１を備えたステアリン
グコラム３ａを組み立てるには、図３に示す様に予めス
リーブ２１を外嵌したインナーコラム１３の後端部を、
予め第一、第二両嵌合部１５、１６を形成したアウター
コラム１４の前端部に、所定長さだけ押し込む。この押
し込み作業により、図１に示す様なステアリングコラム
３ａが完成する。

【００２２】上述の様に構成されるステアリングコラム
３ａは、衝突事故の際、圧縮方向に亙る衝撃的な荷重に
より、アウターコラム１４に形成した第一、第二両嵌合
部１５、１６の内周面をスリーブ２１の外周面に対して
滑らせ、ステアリングコラム３ａの全長を縮める。ステ
アリングコラム３ａの全長が縮まるのに伴って、インナ
ーコラム１３が上記アウターコラム１４の奥に押し込ま
れる。上記スリーブ２１は、その後端縁に形成された係
止部２２が上記インナーコラム１３の後端縁に係止され
ている為、上記インナーコラム１３と共に上記アウター
コラム１４の奥に押し込まれる。

【００２３】この様に、上記ステアリングコラム３ａの
全長が或る程度縮まった状態で、上記スリーブ２１が上
記第一、第二両嵌合部１５、１６から外れる。即ち、上
記ステアリングコラム３ａの全長が少し（図１のＬ₁
分）縮まった状態で、上記スリーブ２１が第一嵌合部１
５から外れ、更に（図１のＬ₂ 分）縮まった状態で上記
スリーブ２１が、第一嵌合部１５からだけでなく第二嵌
合部１６からも外れる。スリーブ２１が第一嵌合部１５
から外れた後は、上記アウターコラム１４とインナーコ
ラム１３との嵌合強度が半分程度に低下し、更に第二嵌
合部１６からも外れた後には、上記嵌合強度が極端に低
下する。この為、上記ステアリングコラム３ａの全長が
上記Ｌ₂ 分以上縮まった後は、このステアリングコラム
３ａの全長を縮める為に要する荷重が小さくなる。即
ち、上記ステアリングコラム３ａの全長を縮める為に要
する荷重は、このステアリングコラム３ａの収縮（スト
ローク）に伴って、図４の実線ａで示す様に変化する。
これに対して、前述した従来構造の場合には、上記荷重
とストローク（圧縮量）との関係は、同図に鎖線ｂで示
す様になる。

【００２４】上記実線ａから明らかな通り、上記ステア
リングコラム３ａの全長を縮める為に要する荷重は、こ
の全長が少し縮まった後に低下する。この為、上記スリ
ーブ２１と第一、第二両嵌合部１５、１６との嵌合強度
を十分に大きくしても、二次衝突の際には、上記ステア
リングコラム３ａを縮める為に要する荷重を小さくでき
る。この結果、インナーコラム１３とアウターコラム１
４との結合部の嵌合強度を、通常時、自動車の走行に伴
う振動等によってがたつかない程度に十分に大きくして
も、二次衝突時に運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩
和できる構造を、容易に実現できる。

【００２５】尚、二次衝突時には上記アウターコラム１
４に固定された後部支持ブラケット１１（図７）を車体
から脱落させ、このアウターコラム１４を前方に変位さ
せつつ、上記ステアリングコラム３ａの全長を更に縮め
る。この際、運転者の身体からステアリングホイール
（図示せず）とステアリングシャフト４とを介して上記
アウターコラム１４に伝達された衝撃エネルギを吸収し
つつ、このアウターコラム１４の前方への変位を緩徐に
行なわせる必要がある。この為に、上記ステアリングコ
ラム３ａを衝撃吸収式ステアリング装置に組み込む場合
には、上記アウターコラム１４又は後部支持ブラケット
１１と車体との間にエネルギ吸収部材を設ける。二次衝
突時には、上記ステアリングコラム３ａの全長を縮める
為に要する荷重は極く小さくなっているので、この荷重
がステアリングホイールを前方に変位させる事に対して
抵抗となる程度は小さい。この為、二次衝突時にステア
リングホイールにぶつかった運転者の身体に加わる衝撃
の調整は、上記エネルギ吸収部材により容易に行なえ
る。

【００２６】尚、上述した第一実施例の場合には、イン
ナーコラム１３の後端部外周面とアウターコラム１４の
前端部内周面との間に挟持するスリーブ２１として、一
体型で円筒状のものを使用しているが、このスリーブ２
１としては、図５に示す様な、分割型のものでも良い。
この様な分割型のスリーブ２１を使用する場合には、必
要に応じてこのスリーブ２１を上記インナーコラム１３
の後端部外周面に接着する。この理由は、スリーブ２１
の円周方向に亙る位置決めを図る為である。又、スリー
ブ２１の後端縁に形成する係止部２２としては、図１、
３に示す様な断面Ｌ字形のものの他、図６に示す様な断
面Ｕ字形のものでも良い。更に、インナーコラム１３と
アウターコラム１４との前後位置は、前述した様に、図
示の実施例とは逆でも良いが、この場合には、上記係止
部２２の形成位置等を含め、（衝突時の変位方向を除
き）前後方向を逆転させる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の収縮式ステアリングコラムは、
以上に述べた通り構成され作用するので、がたつき防止
と二次衝突時の運転者保護とを両立させる設計の容易化
を図って、高性能で且つ安価な衝撃吸収式ステアリング
装置の実現に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す、図７のＡ部に相当する
半部断面図。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図３】インナーコラムとアウターコラムとを組み合わ
せる以前の状態で示す、図１と同様の断面図。

【図４】ステアリングコラムの圧縮量と荷重との関係を
示す線図。

【図５】スリーブの別例を示す、図２と同様の図。

【図６】スリーブに形成する係止部の別例を示す、スリ
ーブとインナーコラム端部との半部断面図。

【図７】従来のステアリングコラムを組み込んだステア
リング装置を示す、部分縦断側面図。

【図８】図７のＡ部拡大図。

【図９】図８のＣ−Ｃ断面図。

【図１０】本発明に先立って発明したステアリングコラ
ムを示す、図８と同様の図。

【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図。

【図１２】同Ｅ−Ｅ断面図。

【符号の説明】

１ステアリングシャフト２ａ、２ｂ転がり軸受３、３ａステアリングコラム４インナーシャフト５アウターシャフト６非円柱部７非円筒部８凹溝９通孔１０合成樹脂１１後部支持ブラケット１２チルトレバー１３インナーコラム１４アウターコラム１５第一嵌合部１６第二嵌合部１７第一円弧部１８第二円弧部１９通孔２０合成樹脂２１スリーブ２２係止部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状に形成されたインナーコラムと、弾
性材により筒状に形成されたアウターコラムと、このア
ウターコラムの端部内周面の最大内接円の直径を残部の
直径よりも小さくする事により構成された嵌合部とを備
え、この嵌合部の内側に上記インナーコラムの端部を圧
入して成る収縮式ステアリングコラムに於いて、上記イ
ンナーコラムの端部外周面と上記嵌合部の内周面との間
に挟持されたスリーブを備え、このスリーブの端縁に形
成された係止部が上記インナーコラムの端縁に係止され
ている事を特徴とする収縮式ステアリングコラム。