JPH10315986A - 電動パワーステアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次衝突時に吸収可能な衝撃エネルギを十分
に確保して、ステアリングホイールに衝突した運転者の
保護充実を図る。 【解決手段】 ステアリングシャフト１の全長を収縮自
在とする事により、第一の衝撃吸収手段を構成する。ス
テアリングコラム２２の全長を収縮自在とする事によ
り、第二の衝撃吸収手段を構成する。上記ステアリング
コラム２２を構成するアウターコラム２３とハウジング
７との間に第一のエネルギ吸収部材３０を設ける事によ
り、第三の衝撃吸収手段を構成する。上記ハウジング７
を車体２６に対して、第二のエネルギ吸収部材３４によ
り結合支持する事により、第四の衝撃吸収手段を構成す
る。第一〜第三の衝撃吸収手段が同時に衝撃エネルギを
吸収する時間帯が存在する。従って、大きな衝撃エネル
ギの吸収を可能にして、運転者保護の充実を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る電動パワース
テアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置は、電動
モータの回転力を利用する事により、操舵力の軽減を図
ると共に、ステアリングコラムを衝突時の衝撃を吸収で
きる構造とする事により、衝突時に於ける運転者の保護
を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】進路変更時にステアリングホイールを回
す為に要する力（操舵力）を軽減する為、パワーステア
リング装置と呼ばれる操舵力補助装置が広く使用されて
いる。又、パワーステアリング装置の動力源として、電
動モータを使用する事も、一部で行なわれている。一
方、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
生命保護を図る事を目的として、ステアリング装置の構
造を、二次衝突の際にステアリングホイールが衝撃を吸
収しつつ前方に移動する衝撃吸収式のものとする事が、
一般的に行なわれている。この様な目的で使用される衝
撃吸収式のステアリング装置として従来から、例えば実
開平６−８７１４２号公報に記載されたものが知られて
いる。

【０００３】図１８〜２１は、この公報に記載された電
動パワーステアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装
置を示している。この電動パワーステアリング装置付衝
撃吸収式ステアリング装置を構成するステアリングシャ
フト１は、後端にステアリングホイール（図示せず）を
固定自在で、衝突時の衝撃荷重により収縮自在な構造と
している。即ち、上記ステアリングシャフト１は、図１
８、２１に示す様に、インナーシャフト２とアウターシ
ャフト３との結合部に組み込まれたコラプシブル構造
（第一の衝撃吸収手段に相当する。）により、軸方向の
衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収
しつつ全長が縮まる構造としている。上記コラプシブル
構造は、上記インナーシャフト２の外周面に形成した小
径部４、４と、上記アウターシャフト３の一部で、これ
ら各小径部４、４と整合する位置に形成した通孔５、５
と、これら各小径部４、４並びに通孔５、５に充填した
合成樹脂６、６とから成る。

【０００４】上記インナーシャフト２及びアウターシャ
フト３は、通常時には上記合成樹脂６、６の結合力に基
づいて、互いに変位する事はない。又、これらインナー
シャフト２の外周面とアウターシャフト３の内周面と
は、スプライン係合、或は非円形断面同士の係合によ
り、回転力の伝達自在に係合している。この様なインナ
ーシャフト２とアウターシャフト３とから成るステアリ
ングシャフト１に、衝突事故に伴って軸方向に亙る大き
な衝撃力が加わった場合には、上記合成樹脂６、６が裂
断し、上記両シャフト２、３同士が軸方向に亙り変位し
て、上記ステアリングシャフト１の全長を縮める。尚、
上記インナーシャフト２とアウターシャフト３とを組み
立てた後、これら両シャフト２、３同士を互いに軸方向
に変位させる事により、予め上記合成樹脂６、６を裂断
しておく場合もある。この様な場合には、上記両シャフ
ト２、３の嵌合部に働く摩擦力により、上記衝撃による
エネルギを吸収しつつ、上記ステアリングシャフト１の
全長を縮める。

【０００５】又、ステアリングコラム２２は、上記ステ
アリングシャフト１を挿通自在で、図示しない深溝型玉
軸受によりこのステアリングシャフト１を、回転自在に
支持している。そして、このステアリングコラム２２
も、衝突時の衝撃により収縮自在なコラプシブル構造
（第二の衝撃吸収手段に相当する。）としている。即
ち、このステアリングコラム２２は、図２１に詳示する
様に、アウターコラム２３とインナーコラム２４とをテ
レスコープ状に組み合わせて成る。通常時には、上記ア
ウターコラム２３の内周面と上記インナーコラム２４の
外周面との間に作用する摩擦力等に基づいて、これら両
コラム２３、２４同士が変位しないが、衝突事故に伴っ
て軸方向の衝撃が加わった場合には、この衝撃によるエ
ネルギを吸収しつつ全長が縮まる。

【０００６】上記ステアリングコラム２２の前端（図１
８の左下端、図２０〜２１の左端）部分にはハウジング
７を連結し、このハウジング７に、パワーステアリング
装置の動力源となる電動モータ８を支持している。又、
上記ハウジング７内に、前記ステアリングホイールから
上記ステアリングシャフト１に加わえられるトルクを検
出する為のセンサ部を設けている。このセンサ部は、上
記ステアリングシャフト１に加えられた回転力を伝達す
る為のトーションバー（図示せず）を含んで構成し、こ
のトーションバーの捩れ量に基づいて、上記トルクを検
出する。そして、検出したトルクに応じて上記電動モー
タ８に通電し、この電動モータ８により上記ステアリン
グシャフト１に、ウォーム９及びウォームホイール１０
（図１９）を介して、回転方向の力を付与自在としてい
る。

【０００７】又、上記ハウジング７の前端面には、エネ
ルギ吸収部材１１（第四の衝撃吸収手段に相当する。）
の基部１２（図１９〜２０）を結合している。このエネ
ルギ吸収部材１１は、軟鋼板等、塑性変形自在な材料で
ある金属板により造ったもので、上記基部１２の左右両
側に塑性変形部１３、１３を設け、これら各塑性変形部
１３、１３の先端部に、取付部１４、１４を設けてい
る。このうちの塑性変形部１３、１３は、図１９及び図
２０（Ａ）に示す様に、上記金属板に形成した帯状部分
をＵ字形に折り返す事により、上記ハウジング７が軸方
向に変位する際に、図２０（Ａ）の状態から同図（Ｂ）
の状態に、塑性変形自在としている。

【０００８】一方、上記各塑性変形部１３、１３の先端
部に設けた取付部１４、１４には、各取付部１４、１４
を車体２６の下面に固定するねじを挿通する為の切り欠
き１５、１５を形成している。この様な形状を有するエ
ネルギ吸収部材１１は、上記基部１２を上記ハウジング
７の前端面に結合固定し、上記各取付部１４、１４を車
体２６に固定する事により、上記ハウジング７と車体２
６との間に掛け渡した状態で設け、上記ステアリングコ
ラム２２の前端部を車体２６に支持する。

【０００９】更に、上記ステアリングシャフト１の前端
部（実際には、後述する様に、このステアリングシャフ
ト１に対して直列に結合した別のステアリングシャフト
１ａの前端部）で、上記ステアリングコラム２２の前端
から突出した部分には、第一の自在継手１６の片側を結
合し、この第一の自在継手１６の他側を、伝達軸１７の
一端に結合している。この伝達軸１７は、インナーシャ
フト１８の端部とアウターシャフト１９の端部とを、ス
プライン、或は非円形嵌合等によって係合させる事によ
り、伸縮自在且つ回転力の伝達を自在に構成している。
この様な伝達軸１７は、その一端を上記第一の自在継手
１６の他側に結合すると共に、他端を第二の自在継手２
０の一端に結合している。又、この第二の自在継手２０
の他端は、ステアリングギヤの入力軸２１に接続してい
る。

【００１０】上述の様に構成される従来の電動パワース
テアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置の場合、
衝突事故に伴う二次衝突によって、ステアリングシャフ
ト１及びステアリングコラム２２を前方に押す衝撃力が
加わった場合には、エネルギ吸収部材１１の塑性変形部
１３、１３が、図２０（Ａ）に示した状態から同図
（Ｂ）に示した状態に迄塑性変形しつつ、上記ステアリ
ングシャフト１及びステアリングコラム２２が前方に変
位する事を許容する。

【００１１】この様にステアリングシャフト１及びステ
アリングコラム２２が前方に変位すると、上記ハウジン
グ７内に設けた前記トーションバーを介して上記ステア
リングシャフト１に直列に接続された別のステアリング
シャフト１ａの前端部も前方に変位する。そして、この
ステアリングシャフト１ａの前端部に設けた第一の自在
継手１６が、図１８の実線位置から鎖線位置に迄、前方
に変位し、この第一の自在継手１６と第二の自在継手２
０との距離が縮まる。そこで、これら両継手１６、２０
の間に設けた伝達軸１７の全長が縮まって、上記両継手
１６、２０の距離変化を吸収する。

【００１２】又、二次衝突に伴ってステアリングコラム
２２を前方に押す衝撃荷重が加わった場合には、上記エ
ネルギ吸収部材１１の塑性変形に基づき、このステアリ
ングコラム２２全体が前方に変位するのと前後して、上
記インナーコラム２４とアウターコラム２３との相対変
位、並びに上記インナーシャフト２とアウターシャフト
３との相対変位に基づいて、上記ステアリングコラム２
２並びに上記ステアリングシャフト１の全長が縮まる。

【００１３】この結果、二次衝突に基づく衝撃によっ
て、上記ステアリングホイールが前方に変位可能な距離
は、上記エネルギ吸収部材１１の塑性変形に基づくステ
アリングコラム２２の変位量Ｌ₁ と、上記ステアリング
コラム２２の収縮量Ｌ₂ との和（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）になる。
従って、上記ステアリングコラム２２の曲げ剛性を確保
すべく、上記アウターコラム２３とインナーコラム２４
との嵌合長さを長くする事に伴い、上記収縮量Ｌ₂ を十
分に確保できなくても、上記ステアリングホイールの変
位量を十分に確保できる。

【００１４】更に、上記伝達軸１７、ステアリングシャ
フト１、ステアリングコラム２２の全長は、二次衝突に
先立つ一次衝突によって上記第二の自在継手２０が後方
へ移動した場合も縮まる。ステアリングコラム２２を構
成するアウターコラム２３の中間部を車体２６に支持し
ている上部支持ブラケット４５は、このステアリングコ
ラム２２が前方に変位する事のみを可能とし、後方への
変位は阻止する構造である。この為、一次衝突の際に上
記アウターコラム２３が後方に変位する事はなく、上記
ステアリングシャフト１の後端部に固定されたステアリ
ングホイールが、運転者に向けて突き上がる事はない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に構成され作
用する従来の電動パワーステアリング装置付衝撃吸収式
ステアリング装置の場合、二次衝突時に衝撃エネルギの
吸収を設計者の意図通りに行なわせる事が難しい場合が
ある。即ち、二次衝突に伴うステアリングホイールの前
方への変位量は、エネルギ吸収部材１１の塑性変形に基
づくステアリングコラム２２の変位量Ｌ₁ と、このステ
アリングコラム２２自体の収縮量Ｌ₂ との和（Ｌ₁ ＋Ｌ
₂ ）として十分に確保できるが、上記エネルギ吸収部材
１１が塑性変形し始める瞬間は、上記ステアリングコラ
ム２２が収縮し始める瞬間に対して遅れる。即ち、上記
エネルギ吸収部材１１は、上記ステアリングコラム２２
がほぼ収縮し切った後、塑性変形し始める。従って、上
記ステアリングコラム２２が収縮する事に基づく衝撃エ
ネルギの吸収と、上記エネルギ吸収部材１１が塑性変形
する事に基づく衝撃エネルギの吸収とは、時間的に前後
して行なわれる。

【００１６】上記ステアリングコラム２２の収縮と上記
エネルギ吸収部材１１の塑性変形とが同時に行なわれ、
二次衝突時の衝撃エネルギ吸収を十分に行なえれば良い
が、実際の場合には上記収縮と塑性変形とは時間的に前
後して行なわれる場合が多い。この為、或る瞬間には一
方のみで二次衝突時の衝撃エネルギを吸収する事にな
り、十分なエネルギ吸収を行なう事は難しい。従って、
衝撃エネルギの吸収が不足する分、別の衝撃吸収手段を
設け、この別途設けた衝撃吸収手段により、二次衝突時
の衝撃エネルギ吸収を補完する必要がある。本発明の電
動パワーステアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装
置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

【００１７】

【課題を解決する為の手段】本発明の電動パワーステア
リング装置付衝撃吸収式ステアリング装置は、前述した
従来の電動パワーステアリング装置付衝撃吸収式ステア
リング装置と同様に、後端にステアリングホイールを固
定自在としたステアリングシャフトと、このステアリン
グシャフトを挿通自在なステアリングコラムと、このス
テアリングコラムの前端部に結合されたハウジングと、
このハウジングに支持され、通電に伴って上記ステアリ
ングシャフトに回転方向の力を付与する電動モータと、
塑性変形自在な材料により造られ、上記ハウジングと車
体との間に掛け渡した状態で設ける事により、上記ステ
アリングコラムの前端部を車体に支持するエネルギ吸収
部材と、上記ステアリングシャフトの前端部で、上記ハ
ウジングの前端から突出した部分にその片側を結合した
第一の自在継手と、その一端を上記第一の自在継手の他
側に結合した伝達軸と、この伝達軸の他端にその一端を
結合した第二の自在継手とを備える。そして、上記ステ
アリングシャフトの前端部で上記ハウジングから突出し
た部分と上記伝達軸との少なくとも一方を、伸縮自在且
つ回転力の伝達自在な構造とすると共に、上記ステアリ
ングシャフト及び上記ステアリングコラムを、軸方向に
亙る衝撃荷重に基づいてそれぞれの全長を縮める構造と
している。

【００１８】特に、本発明の電動パワーステアリング装
置付衝撃吸収式ステアリング装置に於いては、上記ステ
アリングシャフトの一部で軸方向に亙る衝撃荷重に基づ
いてこのステアリングシャフトの全長を縮める部分に、
上記衝撃によるエネルギを吸収する為の第一の衝撃吸収
手段を設けている。又、上記ステアリングコラムの一部
で軸方向に亙る衝撃荷重に基づいてこのステアリングコ
ラムの全長を縮める部分に、上記衝撃によるエネルギを
吸収する為の第二の衝撃吸収手段を設けている。又、上
記ステアリングコラムの一部と上記ハウジングとの間
に、上記衝撃によるエネルギを吸収しつつ、上記ステア
リングコラムの一部が上記ハウジングに対して前方に変
位する事を許容する第三の衝撃吸収手段を設けている。
更に、上記エネルギ吸収部材により、上記衝撃によるエ
ネルギを吸収しつつ上記ハウジングが前方に変位する事
を許容する第四の衝撃吸収手段を構成している。

【００１９】又、好ましくは、上記エネルギ吸収部材
を、上記ステアリングシャフトの前端部を結合支持自在
な結合支持部と、上記車体に固定する為の支持固定部
と、これら結合支持部の上端縁と支持固定部の一端縁と
を連結する連結部とを備えたものとする。そして、上記
エネルギ吸収部材は、ステアリングコラムの前端部に加
わる前方に向いた衝撃荷重に基づいてこのステアリング
コラムの前端部を、上記支持固定部の一端縁と連結部の
上端縁との連続部を中心とする円弧運動により前方に変
位させる構造のものとする。

【００２０】

【作用】上述の様に構成される本発明の電動パワーステ
アリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置の場合、衝
突事故に伴う二次衝突によって、ステアリングシャフト
及びステアリングコラムを前方に押す衝撃荷重が加わっ
た場合には、前述の図１８〜２１に示した従来構造の場
合と同様に、エネルギ吸収部材が塑性変形する事と、ス
テアリングシャフト及びステアリングコラムが収縮する
事とによって、上記ステアリングシャフト及びステアリ
ングコラムが前方に変位する事を許容する。この様にス
テアリングシャフト及びステアリングコラムを前方に変
位させるべく、上記エネルギ吸収部材が塑性変形する
際、このステアリングシャフトの前端部と伝達軸とのう
ちの少なくとも一方の全長が縮まって、第二の自在継手
の変位を吸収する。

【００２１】特に、本発明の電動パワーステアリング装
置付衝撃吸収式ステアリング装置の場合には、第一〜第
四の衝撃吸収手段が、二次衝突に伴ってステアリングホ
イールに加えられた衝撃のエネルギを吸収しつつ、この
ステアリングホイールが前方に変位する事を許容する。
上記エネルギ吸収部材が構成する第四の衝撃吸収手段に
よる衝撃エネルギの吸収は、第一〜第三の衝撃吸収手段
による衝撃エネルギの吸収がほぼ終了してから開始され
るが、第一〜第三の衝撃吸収手段による衝撃エネルギの
吸収は、多少時間的に前後する事はあっても、同時に衝
撃エネルギの吸収を行なう時間帯が存在する。従って、
上記ステアリングホイールに加わった大きな衝撃エネル
ギを吸収する事が可能になる。

【００２２】更に、より好ましい構造を採用した場合に
上記エネルギ吸収部材は、ステアリングコラムの前端部
に加わる前方に向いた衝撃荷重に基づいてこのステアリ
ングコラムの前端部を、上記支持固定部の一端縁と連結
部の上端縁との連続部を中心とする円弧運動により前方
に変位させる。従って、ハウジング及び電動モータを上
記ステアリングコラムの前端部上側に設け、これらハウ
ジング及び電動モータを車体の下面に設けた凹部等に収
納した場合でも、上記円弧運動に基づいて、これらハウ
ジング及び電動モータが上記凹部から抜け出す。又、上
記円弧運動に基づく上記ステアリングコラムの前端部の
下方への変位量は僅かである為、このステアリングコラ
ムの傾斜角度が前方への変位に伴って大きく変化する事
はない。従って、二次衝突に伴ってステアリングホイー
ルが上昇する事も殆どなく、運転者保護の充実を図り易
くなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、二次衝突
時にステアリングホイールを十分に前方に変位自在とし
た構造で、しかもこのステアリングホイールに加わった
衝撃エネルギを十分に確保する為、ステアリングコラム
２２の前端部とハウジング７の後面との間に第三の衝撃
吸収手段を設けた点にある。ステアリングシャフト１を
構成するインナーシャフト２とアウターシャフト３と
を、第一の衝撃吸収手段を介して、衝撃エネルギを吸収
しつつ収縮自在に組み合わせた点、並びに、ステアリン
グコラム２２を構成するアウターコラム２３とインナー
コラム２４とを第二の衝撃吸収手段を介して、衝撃エネ
ルギを吸収しつつ収縮自在に組み合わせた点、上記ステ
アリングシャフト１の前端部で、上記ハウジング７の前
端から突出した部分に伸縮自在な伝達軸１７を、第一の
自在継手１６を介して結合した点等は、前述の図１８〜
２１に示した従来構造と同様であるから、同等部分には
同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略に
し、以下、本発明の特徴部分を含む、従来構造と異なる
部分を中心に説明する。

【００２４】上記ステアリングコラム２２を構成するイ
ンナーコラム２４の前端部には取付フランジ２７を、溶
接等により固定し、更にこの取付フランジ２７を上記ハ
ウジング７の後面（図１〜３の右面）に、ボルト２８に
より結合固定している。この様に上記インナーコラム２
４をハウジング７に対し強固に結合固定する事により、
電動モータ８から上記ステアリングシャフト１に回転補
助力を付与する事に伴う反力に拘らず、上記ステアリン
グコラム２２がハウジング７に対し回転する事を確実に
防止している。

【００２５】又、上記ステアリングコラム２２を構成す
るアウターコラム２３の外周面に、溶接等により固定し
たブラケット２９と上記取付フランジ２７との間には、
第三の衝撃吸収手段を構成する第一のエネルギ吸収部材
３０を設けている。この第一のエネルギ吸収部材３０
は、塑性変形自在な金属板により形成したベローズ３１
と、ゴム、エラストマー等の弾性材により環状に形成し
て上記ベローズ３１の前端部に結合した間座３２とから
成る。この様な第一のエネルギ吸収部材３０は、上記間
座３２を、上記取付フランジ２７の中央部に設けた支持
筒部３３に外嵌し、上記ベローズ３１の後端縁を上記ブ
ラケット２９の前端縁に突き当てた状態で、上記ブラケ
ット２９と上記取付フランジ２７との間に設けている。

【００２６】更に、上記ハウジング７は車体に対して、
第四の衝撃吸収手段を構成する第二のエネルギ吸収部材
３４により結合支持している。この第二のエネルギ吸収
部材３４は、上記ハウジング７に結合する為の結合板部
３５と、車体２６に取り付け固定する為の取付板部３６
と、この取付板部３６の前端縁と上記結合板部３５の上
端縁とを連続させる塑性変形部３７とから成る。この塑
性変形部３７は、前側が凸面となる方向に湾曲した略Ｕ
字形の折り返し部３８を設けて成る。

【００２７】上述の様に構成される本発明の電動パワー
ステアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置の場
合、衝突事故に伴う二次衝突によって、ステアリングシ
ャフト１及びステアリングコラム２２を前方に押す衝撃
荷重が加わった場合には、第一、第二のエネルギ吸収部
材３０、３４が塑性変形する事と、ステアリングシャフ
ト１及びステアリングコラム２２が収縮する事とによっ
て、上記ステアリングシャフト１及びステアリングコラ
ム２２が前方に変位する事を許容する。

【００２８】即ち、上記二次衝突時には、先ず、図２に
示す様に、ステアリングシャフト１とステアリングコラ
ム２２との全長が縮まる。この際、ステアリングシャフ
ト１を構成するインナーシャフト２とアウターシャフト
３との結合部に設けた第一の衝撃吸収手段と、ステアリ
ングコラム２２を構成するアウターコラム２３とインナ
ーコラム２４との結合部に設けた第二の衝撃吸収手段と
が衝撃エネルギを吸収し、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を緩和する。尚、ステ
アリングシャフト１とステアリングコラム２２とのう
ち、先ずステアリングホイールを直接固定したステアリ
ングシャフト１が収縮を開始し、一瞬遅れた後、上記ス
テアリングシャフト１を支持したステアリングコラム２
２が収縮を開始する。

【００２９】上記第一のエネルギ吸収部材３０に関して
は、ステアリングコラム２２が収縮を開始した直後は、
前記弾性材製の間座３２が弾性的に圧縮されるのみで、
衝撃エネルギの吸収は行なわない。これに対して、上記
ステアリングコラム２２が少し収縮し、上記間座３２が
それ以上圧縮されない状態になると、上記第一のエネル
ギ吸収部材３０を構成するベローズ３１が、塑性変形し
つつ、上記アウターコラム２３が前方に変位する事を許
容する。この際、上記ベローズ３１の塑性変形に基づ
き、上記衝撃エネルギを吸収する。

【００３０】二次衝突の進行に伴って、上記ステアリン
グシャフト１及びステアリングコラム２２が図２に示し
た状態に迄縮み切ると、次いで、図２〜３に示す様に、
前記第二のエネルギ吸収部材３４が塑性変形し始める。
そして、運転者の身体から上記ステアリングホイールに
加えられた衝撃エネルギを吸収しつつ、更に上記ステア
リングシャフト１及びステアリングコラム２２が前方に
変位する事を許容する。

【００３１】上述した様に、本発明の電動パワーステア
リング装置付衝撃吸収式ステアリング装置の場合には、
第一〜第四の衝撃吸収手段が、二次衝突に伴ってステア
リングホイールに加えられた衝撃のエネルギを吸収しつ
つ、このステアリングホイールが前方に変位する事を許
容する。図４は、これら第一〜第四の衝撃吸収手段が、
二次衝突に伴ってステアリングホイールに加えられた衝
撃のエネルギを吸収する状態を、経時的に表した線図で
ある。この図４の実線イは、第一の衝撃吸収手段が吸収
する衝撃エネルギを、破線ロは同じく第二の衝撃吸収手
段が吸収する衝撃エネルギを、一点鎖線ハは同じく第三
の衝撃吸収手段が吸収する衝撃エネルギを、二点鎖線ニ
は同じく第四の衝撃吸収手段が吸収する衝撃エネルギ
を、それぞれ表している。

【００３２】上述した図４の記載から明らかな通り、上
記第二のエネルギ吸収部材３４が構成する第四の衝撃吸
収手段による衝撃エネルギの吸収は、ステアリングシャ
フト１の中間部に設けた第一の衝撃吸収手段、ステアリ
ングコラム２２の中間部に設けた第二の衝撃吸収手段、
ステアリングコラム２２とハウジング７との間に設けた
第三の衝撃吸収手段による衝撃エネルギの吸収がほぼ終
了してから開始される。但し、これら第一〜第三の衝撃
吸収手段による衝撃エネルギの吸収は、多少時間的に前
後する事はあっても、同時に衝撃エネルギの吸収を行な
う時間帯が存在する。従って、上記ステアリングホイー
ルに加わった大きな衝撃エネルギを吸収する事が可能に
なる。

【００３３】又、第一、第二の衝撃吸収手段が衝撃吸収
を開始する瞬間には、比較的大きなピーク値が発生す
る。言い換えれば、ステアリングシャフト１及びステア
リングコラム２２の収縮を開始する瞬間には、比較的大
きなスラスト荷重を必要とする。本発明の場合には、第
一、第二の衝撃吸収手段が衝撃吸収を開始する瞬間を互
いにずらせると共に、前述の間座３２を設ける事によ
り、第三の衝撃吸収手段を構成するベローズ３１が縮み
始める瞬間も、第一、第二の衝撃吸収手段が衝撃吸収を
開始する瞬間からずらせている。従って、上記ステアリ
ングホイールを前方に変位させる為に要する荷重が瞬間
的に大きくなる事を防止して、上記ステアリングホイー
ルにぶつかった運転者の保護を有効に図れる。

【００３４】次に、図５〜１２は、本発明の実施の形態
の第２例を示している。本例の場合は、上述した第１例
の機能に加え、電動モータ８及びハウジング７をステア
リングコラム２２の上側に設ける構造で、しかも二次衝
突に伴ってステアリングホイールが上昇するのを防止で
きる機能を付加したものである。図１〜３並びに図５〜
８に示した様に、電動モータ８及びハウジング７をステ
アリングコラム２２の上側に設ける構造は、これら電動
モータ８及びハウジング７と運転者の膝等とが干渉する
事を防止する為に必要となる場合がある。そして、この
様に電動モータ８及びハウジング７をステアリングコラ
ム２２の上側に設ける場合には、これら電動モータ８及
びハウジング７を、図１、５、７に示す様に、車体２６
（ダッシュボード）の一部に設けた凹部２５内に収納す
る必要が生じる事がある。

【００３５】この様な構造を採用すると、二次衝突に伴
って上記ステアリングコラム２２が前方に変位した場合
に、前述の図２に示す様に、電動モータ８又はハウジン
グ７が、上記凹部２５の内面、或は開口縁部と干渉（衝
突）する。この状態で更に上記ステアリングコラム２２
が前方に変位すると、上記電動モータ８及びハウジング
７は、上記凹部２５の開口縁部を避けつつ、前方に変位
する。従って、上記ステアリングコラム２２と車体２６
との間に設ける第二のエネルギ吸収部材３４は、図１〜
３に示す様に、上記ステアリングコラム２２の前端部が
上記凹部２５の開口縁部を避けつつ前方に向け円滑に変
位できる形状としなければならない。

【００３６】この様な形状の第二のエネルギ吸収部材３
４を採用すると、上記ステアリングコラム２２が十分に
前方に変位させる事に伴う、このステアリングコラム２
２の前端部の下方への変位量が多くなる。従って、図１
〜３に示した第１例の構造の場合には、二次衝突に伴っ
てステアリングコラム２２が前方に変位するのに伴っ
て、このステアリングコラム２２の傾斜角度が大きくな
る。この結果、このステアリングコラム２２に支持され
たステアリングシャフト１の後端部に支持固定した、ス
テアリングホイールの高さ位置が高くなる（上昇す
る）。ステアリングホイールの高さ位置が高くなると、
それだけ、運転者の頭部とステアリングホイールとが衝
突する可能性が大きくなり、運転者保護の面から好まし
くない場合がある。

【００３７】これに対して本例の電動パワーステアリン
グ装置付衝撃吸収式ステアリング装置は、本発明の利点
を損なう事なく、電動モータ８及びハウジング７をステ
アリングコラム２２の前端部上側に設けた構造でも、二
次衝突時にステアリングホイールが上昇しない構造を実
現する事により、運転者保護の充実を図れる様に構成し
ている。尚、本例の特徴は、ステアリングコラム２２の
前端部を車体２６に対して、衝撃エネルギを吸収しつつ
前方に変位自在にする部分の構造にある。その他の部分
に関しては、前述した従来構造或は第１例の構造と多く
の点で共通するので、共通部分に関しては一部説明を省
略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

【００３８】ステアリングコラム２２の前端部にはハウ
ジング７を結合しており、このハウジング７により電動
モータ８を、上記ステアリングコラム２２の前端部上側
に支持している。この電動モータ８は、ハーネス４６を
通じての通電に伴い、図６に示したウォーム９とウォー
ムホイール１０とを介して上記ステアリングシャフト１
に回転方向の力を付与する。通常時、上記電動モータ８
は、車体２６（ダッシュボード）の下面に形成した凹部
２５内に収納している。この様に、上記電動モータ８を
ステアリングコラム２２の前端部上側に設けた事に伴
い、この前端部下側に大きな突出部が存在しなくなり、
軽自動車等、小型の自動車に設置した場合でも、運転者
の膝や足、更には各種ペダル等との干渉を防止できて、
自動車の設計の自由度が増す。

【００３９】上記ハウジング７の前端面（図５、７、８
の左下端面）と上記車体２６の下面との間には、図９〜
１２に示す様な形状の第二のエネルギ吸収部材３４ａを
掛け渡している。この第二のエネルギ吸収部材３４ａ
は、軟鋼板等、塑性変形自在な材料にプレス加工等を施
す事より、一体に造っている。この第二のエネルギ吸収
部材３４ａは、結合板部３５ａと、取付板部３６ａと、
連結部４２とを備える。このうちの結合板部３５ａは、
上記ステアリングシャフト１の前端部に固定したハウジ
ング７の前端面に結合支持自在とすべく、円環状に構成
している。この様な結合板部３５ａは、外周縁部に形成
した複数の通孔３９、３９（図１１〜１２）に挿通した
ねじ４７（図５、７、８）により、上記ハウジング７の
前端面に結合支持している。

【００４０】又、上記取付板部３６ａは、上記車体２６
の下面に支持固定自在とすべく、矩形平板状に形成し、
前端縁両端部２個所位置に、それぞれ切り欠き４０、４
０を形成している。この様な取付板部３６ａは、これら
各切り欠き４０、４０に挿通したねじ或はリベット等に
より、上記車体２６の下面に固定している。更に、上記
連結部４２は、上記結合板部３５ａの上端縁と上記取付
板部３６ａの後端縁とを連結している。本例の場合、こ
の連結部４２の中間部には断面円弧状の突条４１を、こ
の連結部４２の全幅に亙って形成している。

【００４１】上述の様な形状を有し、上記ハウジング７
と車体２６とを結合している上記第二のエネルギ吸収部
材３４ａは、前記ステアリングコラム２２の前端部に加
わる前方に向いた衝撃荷重に基づいて、衝撃エネルギを
吸収しつつ塑性変形する。そして、上記ステアリングコ
ラム２２の前端部に結合固定した、前記ハウジング７及
びモータ８を、上記取付板部３６ａの後端縁と連結部４
２の上端縁との連続部４３を中心とする円弧運動により
前方に変位させる。尚、上記連結部４２の長さ寸法（上
端縁と下端縁との距離）は、上記ハウジング７及び電動
モータ８と車体２６との干渉防止を図れ、且つステアリ
ングコラム２２の前方への変位量を確保できる限り、で
きるだけ小さくする。

【００４２】更に、上記ハウジング７内に設けたトーシ
ョンバー（図示せず）を介して上記ステアリングシャフ
ト１に直列に接続され、上記ハウジング７の前端から突
出した別のステアリングシャフト１ａの前端部には、第
一の自在継手１６を設けている。そして、この第一の自
在継手１６に伝達軸１７の一端を連結し、この伝達軸１
７の他端を、第二の自在継手２０を介して、図示しない
ステアリングギヤの入力軸等に連結している。尚、上記
伝達軸１７も、従来構造の場合と同様に、軸方向に亙る
衝撃荷重により、全長を収縮自在としている。

【００４３】上述の様に構成される本例の電動パワース
テアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置の場合、
衝突事故に伴う二次衝突によって、ステアリングシャフ
ト１及びステアリングコラム２２を前方に押す衝撃荷重
が加わった場合には、前述の図１〜３に示した第１例の
場合と同様に、第一、第二のエネルギ吸収部材３０、３
４ａが塑性変形する事と、ステアリングシャフト１及び
ステアリングコラム２２が収縮する事とによって、上記
ステアリングシャフト１及びステアリングコラム２２が
前方に変位する事を許容する。

【００４４】即ち、上記二次衝突時には、先ず、図７に
示す様に、ステアリングシャフト１とステアリングコラ
ム２２との全長が縮まると共に、第一のエネルギ吸収部
材３０を構成するベローズ３１が塑性変形して全長が縮
まり、ステアリングホイールにぶつかった運転者の身体
に加わる衝撃を緩和する。二次衝突の進行に伴って、上
記ステアリングシャフト１とステアリングコラム２２と
ベローズ３１とが図７に示した状態に迄縮み切ると、次
いで、図８に示す様に、上記第二のエネルギ吸収部材３
４ａが塑性変形し始める。そして、運転者の身体から上
記ステアリングホイールに加えられた衝撃エネルギを吸
収しつつ、更に上記ステアリングシャフト１及びステア
リングコラム２２が前方に変位する事を許容する。

【００４５】本例の電動パワーステアリング装置付衝撃
吸収式ステアリング装置の場合、上記第二のエネルギ吸
収部材３４ａは上記ステアリングコラム２２の軸方向前
方に加わる衝撃荷重に基づいて、上記取付板部３６ａの
後端縁と連結部４２の上端縁との連続部４３の折れ曲が
り角度を変化させる。即ち、上記ステアリングコラム２
２の前端部に固定したハウジング７に加わる前方に向い
た衝撃荷重に基づいてこのハウジング７及び前記電動モ
ータ８を、上記連続部４３を中心とし、凡そ上記連結部
４２の長さ寸法をその曲率半径とする円弧運動により、
車体２６との干渉を防止しつつ前方に変位させて、前記
凹部２５から脱出させる。この際、上記連結部４２の中
間部に形成した突条４１は、この連結部４２を変形させ
る為に要する荷重を調整する役目を果たす。即ち、上記
衝撃荷重と上記連結部４２の変形量との関係を実験的に
求め、所定の荷重により上記連結部４２が所定量変形す
る様に、上記突条４１の形状及び大きさを選択する。

【００４６】本例の電動パワーステアリング装置付衝撃
吸収式ステアリング装置の場合、二次衝突の際には、上
述の様にハウジング７及び電動モータ８が、上記連結部
４２の長さ寸法をその半径とする円弧運動をしつつ、前
方に変位する。連結部４２の下端縁は、この連結部４２
の変形開始直後は、斜め前下方に変位する。従って、こ
れらハウジング７及び電動モータ８を上記ステアリング
コラム２２の前端部上側に設け、これらハウジング７及
び電動モータ８を車体２６の下面に設けた凹部２５等に
収納した場合でも、これらハウジング７及び電動モータ
８が上記凹部２５から抜け出す。又、上記連結部４２の
長さ寸法は限られており、しかも通常時にも傾斜方向に
配置されているので、上記円弧運動に基づいて上記ステ
アリングコラム２２の前端部が下方に変位する量は僅か
である。この為、このステアリングコラム２２の傾斜角
度が前方への変位に伴って大きく変化する事はない。従
って、二次衝突に伴ってステアリングホイールが上昇す
る事も殆どなく、運転者保護の充実を図り易くなる。

【００４７】次に、図１３〜１７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、第二のエネ
ルギ吸収部材３４ｂを構成する取付板部３６ａから連結
部４２に亙って、これら両部３６ａ、４２の連続方向に
長い突条４４、４４を形成している。従って上記第二の
エネルギ吸収部材３４ｂの曲げ剛性は、上述した第２例
に組み込む第二のエネルギ吸収部材３４ａ（図５、７〜
１２）の曲げ剛性に比べて大きい。この様に曲げ剛性の
異なる複数種類の第二のエネルギ吸収部材３４ａ、３４
ｂを用意する事により、二次衝突時に吸収可能な衝撃エ
ネルギの調整を自在に行なえる。上述の様に大きな曲げ
剛性を有する第二のエネルギ吸収部材３４ｂを電動パワ
ーステアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置に組
み付ける状態、並びに二次衝突時に衝撃エネルギを吸収
しつつステアリングコラム２２が前方に変位するのを許
容する際の作用は、上述した第２例の場合と同様であ
る。

【００４８】尚、図示は省略するが、本発明は、電動モ
ータ８及びハウジング７をステアリングコラム２２の前
端部上側に設けた構造に限らず、前述の図１８〜１９に
示した様に、ステアリングコラム２２の前端部下側に設
けた構造でも実施できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の電動パワーステアリング装置付
衝撃吸収式ステアリング装置は、以上に述べた通り構成
され作用する為、二次衝突時に吸収可能な衝撃エネルギ
の大きさを目標通りに設定して、運転者保護の充実を図
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を通常状態で示
す、部分切断側面図。

【図２】同じく、エネルギ吸収部材の変形に基づいてス
テアリングシャフト及びステアリングコラムが前方に変
位し始めた状態で示す、部分切断側面図。

【図３】同じく、ステアリングシャフト及びステアリン
グコラムが、更に前方に変位した状態で示す、部分切断
側面図。

【図４】二次衝突時に第一〜第四の衝撃吸収手段が吸収
する衝撃エネルギの大きさを経時的に示す線図。

【図５】本発明の実施の形態の第２例を通常状態で示
す、部分切断側面図。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図。

【図７】二次衝突に基づいてステアリングシャフト及び
ステアリングコラムが縮み切った状態で示す、部分切断
側面図。

【図８】更にエネルギ吸収部材の変形に基づいてステア
リングシャフト及びステアリングコラムが前方に変位し
た状態で示す、部分切断側面図。

【図９】第２例に組み込むエネルギ吸収部材の側面図。

【図１０】同じく平面図。

【図１１】図９の左方から見た図。

【図１２】図９のＢ矢視図。

【図１３】第３例に組み込むエネルギ吸収部材の側面
図。

【図１４】同じく平面図。

【図１５】図１３の左方から見た図。

【図１６】図１３のＣ矢視図。

【図１７】一部を省略して示す、図１３のＤ矢視図。

【図１８】従来構造の１例を示す、部分縦断側面図。

【図１９】図１８の拡大Ｅ−Ｅ断面図。

【図２０】エネルギ吸収部材の変形前及び変形後の状態
を示す、図１８の上方から見た図。

【図２１】ステアリングコラムの収縮前及び収縮後の状
態を示す、図１８のＦ部拡大図。

【符号の説明】

１、１ａ ステアリングシャフト ２ インナーシャフト ３ アウターシャフト ４ 小径部 ５ 通孔 ６ 合成樹脂 ７ ハウジング ８ 電動モータ ９ ウォーム １０ ウォームホイール １１ エネルギ吸収部材 １２ 基部 １３ 塑性変形部 １４ 取付部 １５ 切り欠き １６ 第一の自在継手 １７ 伝達軸 １８ インナーシャフト １９ アウターシャフト ２０ 第二の自在継手 ２１ 入力軸 ２２ ステアリングコラム ２３ アウターコラム ２４ インナーコラム ２５ 凹部 ２６ 車体 ２７ 取付フランジ ２８ ボルト ２９ ブラケット ３０ 第一のエネルギ吸収部材 ３１ ベローズ ３２ 間座 ３３ 支持筒部 ３４、３４ａ、３４ｂ 第二のエネルギ吸収部材 ３５、３５ａ 結合板部 ３６、３６ａ 取付板部 ３７ 塑性変形部 ３８ 折り返し部 ３９ 通孔 ４０ 切り欠き ４１ 突条 ４２ 連結部 ４３ 連続部 ４４ 突条 ４５ 上部支持ブラケット ４６ ハーネス ４７ ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恵田 広 群馬県前橋市鳥羽町78番地 日本精工株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後端にステアリングホイールを固定自在
   としたステアリングシャフトと、このステアリングシャ
   フトを挿通自在なステアリングコラムと、このステアリ
   ングコラムの前端部に結合されたハウジングと、このハ
   ウジングに支持され、通電に伴って上記ステアリングシ
   ャフトに回転方向の力を付与する電動モータと、塑性変
   形自在な材料により造られ、上記ハウジングと車体との
   間に掛け渡した状態で設ける事により、上記ステアリン
   グコラムの前端部を車体に支持するエネルギ吸収部材
   と、上記ステアリングシャフトの前端部で、上記ハウジ
   ングの前端から突出した部分にその片側を結合した第一
   の自在継手と、その一端を上記第一の自在継手の他側に
   結合した伝達軸と、この伝達軸の他端にその一端を結合
   した第二の自在継手とを備え、上記ステアリングシャフ
   トの前端部で上記ハウジングから突出した部分と上記伝
   達軸との少なくとも一方を、伸縮自在且つ回転力の伝達
   自在な構造とすると共に、上記ステアリングシャフト及
   び上記ステアリングコラムを、軸方向に亙る衝撃荷重に
   基づいてそれぞれの全長を縮める構造とした電動パワー
   ステアリング装置付衝撃吸収式ステアリング装置に於い
   て、上記ステアリングシャフトの一部で軸方向に亙る衝
   撃荷重に基づいてこのステアリングシャフトの全長を縮
   める部分に、上記衝撃によるエネルギを吸収する為の第
   一の衝撃吸収手段を設け、上記ステアリングコラムの一
   部で軸方向に亙る衝撃荷重に基づいてこのステアリング
   コラムの全長を縮める部分に、上記衝撃によるエネルギ
   を吸収する為の第二の衝撃吸収手段を設け、上記ステア
   リングコラムの一部と上記ハウジングとの間に、上記衝
   撃によるエネルギを吸収しつつ、上記ステアリングコラ
   ムの一部が上記ハウジングに対して前方に変位する事を
   許容する第三の衝撃吸収手段を設け、上記エネルギ吸収
   部材により、上記衝撃によるエネルギを吸収しつつ上記
   ハウジングが前方に変位する事を許容する第四の衝撃吸
   収手段を構成した事を特徴とする電動パワーステアリン
   グ装置付衝撃吸収式ステアリング装置。