JPWO2012017853A1 - 衝撃吸収式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

設計の自由度を確保しつつ、低コストで、より優れた性能を得られる衝撃吸収式ステアリング装置の構造を実現する。二次衝突時に、アウタコラム13aとともに前方に変位す締付杆27aと、二次衝突時にも前方に向けて変位しないハウジング16または係止ピン63との間に設けられ、二次衝突に伴うアウタコラム13aの前方への変位に伴って塑性変形する部材からなり、塑性変形の相対移動により、衝撃エネルギの一部を吸収するエネルギ吸収部材36a, 36bとを備える。エネルギ吸収部材36a, 36bの一部は、締付杆27aに固定されており、かつ、該部材36a, 36bの塑性変形が、アウタコラム13aの１対の被挟持壁部11aにより幅方向について制限される。

Description

この発明は、衝突事故の際に、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、衝撃吸収式ステアリング装置の改良に関する。

自動車用ステアリング装置は、図１８に示すように、ステアリングホイール１の回転をステアリングギヤユニット２の入力軸３に伝達し、この入力軸３の回転に伴って、左右１対のタイロッド４を押し引きして、前輪に舵角を付与するように構成されている。このため、ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト５の後端部に支持固定され、このステアリングシャフト５は、円筒状のステアリングコラム６を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム６に回転自在に支持される。そして、ステアリングシャフト５の前端部は、自在継手７を介して、中間シャフト８の後端部に接続され、この中間シャフト８の前端部は、別の自在継手９を介して、入力軸３に接続される。

衝突事故の際には、自動車が別の自動車などと衝突する一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイールに衝突する二次衝突が発生する。このため、このような自動車用ステアリング装置には、衝突事故の際に、衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングホイールを前方に変位させる構造が、運転者の保護のために必要とされる。このような構造として、特許文献１〜５には、ステアリングホイールを支持したステアリングコラムを、二次衝突に伴う前方への衝撃荷重により前方に脱落可能に、車体に対して支持するとともに、このステアリングコラムと共に前方に変位する部材と車体との間に、塑性変形することにより前記衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収部材を設けた構造が開示されており、このような構造は、すでに広く実施されている。

図１９〜図２２は、このような衝撃吸収機能を備えた自動車用ステアリング装置の構造の１例を示している。この構造は、ステアリングホイール１（図１８参照）の上下位置を調節するためのチルト機構と、その前後位置を調節するためのテレスコピック機構とを備えたもので、ステアリングコラム６ａと、支持ブラケット１０と、このステアリングコラム６ａ側に設けた左右１対の被挟持壁部１１と、車体側ブラケット１２とを備える。このうちのステアリングコラム６ａは、後側のアウタコラム１３の前部と、前側のインナコラム１４の後部とを軸方向の相対変位を可能に嵌合させることにより、全長を伸縮可能に構成されている。このようなステアリングコラム６ａの内径側には、ステアリングシャフト５ａが、回転自在に支持されている。このステアリングシャフト５ａも、アウタシャフトとインナシャフトとを組み合わせることにより、全長を伸縮可能に構成されている。

ステアリングコラム６ａの前端部には、電動式パワーステアリング装置の構成部品である電動モータ１５（図１８参照）や減速機などを設置するためのハウジング１６が結合固定されている。このハウジング１６は、上部に幅方向に設けた支持管１７を挿通する図示しないボルトによって、揺動変位を可能に、車体の一部に支持されている。ステアリングシャフト５ａの後端部でステアリングコラム６ａよりも後方に突出した部分に、ステアリングホイール１が固定される。また、ステアリングシャフト５ａの前端部でステアリングコラム６ａよりも前方に突出した部分は、自在継手７を介して中間シャフト８（図１８参照）に連結される。なお、幅方向とは、ステアリング装置が車両に組み付けられた状態での、この車両の幅方向を意味する。

また、支持ブラケット１０は、車体側ブラケット１２に対して、二次衝突に基づく衝撃荷重により前方への変位および離脱を可能に、結合支持されている。支持ブラケット１０は、鋼板などの十分な強度および剛性を有する金属板からなる、天板１８と左右１対の側板１９ａ、１９ｂを溶接などにより結合固定して形成したものである。このうちの天板１８の幅方向両端部を、支持ブラケット１０を車体側ブラケット１２に結合支持するための結合板部２０としている。これらの結合板部２０の幅方向中央部には、図２２に示すように、結合板部２０の後端縁に開口する切り欠き２１がそれぞれ形成されており、これらの切り欠き２１に、カプセル２２がそれぞれ装着される。

これらのカプセル２２は、合成樹脂やアルミニウム系合金などの軟質金属といった、天板１８を構成する金属板に対し滑りやすい材料により形成されている。これらのカプセル２２は、通常状態では、切り欠き２１から抜け出ることはないが、支持ブラケット１０に前方に向いた大きな衝撃荷重が加わった場合には、この支持ブラケット１０をこれらの切り欠き２１内へ係止するための部材、たとえば、天板１８とこれらのカプセル２２との間に掛け渡された止めピンを裂断して、これらの切り欠き２１から後方に抜け出る。これらのカプセル２２の中央部には、支持ブラケット１０を車体側ブラケット１２に結合支持するためのボルトまたはスタッドを挿通するための通孔２３が、それぞれ設けられている。支持ブラケット１０を車体側ブラケット１２に結合支持するためには、これらのカプセル２２の通孔２３を下から上に向けて挿通したボルトを、車体側ブラケット１２に溶接などにより支持固定したナット２４に螺合し、さらに締め付ける。この車体側ブラケット１２は、あらかじめ車体側に固定されているので、ボルトの締め付けにより、支持ブラケット１０が、前方に向いた大きな衝撃荷重が加わった場合にのみ前方に脱落可能に、車体に対して結合支持されることになる。なお、車体側ブラケット１２の下面に固定したスタッドをカプセル２２の通孔２３を上から下に向けて挿通し、このスタッドの下端部にナットを螺合し、さらに締め付けることによっても、支持ブラケット１０を車体側ブラケット１２に結合支持することが可能である。

また、アウタコラム１３を両側から挟む状態で側板１９ａ、１９ｂに設けた、１対の挟持板部２５ａ、２５ｂの互いに整合する位置に、上下方向長孔２６がそれぞれ形成されている。これらの上下方向長孔２６は、支持管１７の中心軸をその中心とする部分円弧形状となっている。アウタコラム１３は、これらの上下方向長孔２６に挿通された締付杆２７により、側板１９ａ、１９ｂの間に支持される。このため、アウタコラム１３の前部上方に、被挟持壁部１１を設け、これらの被挟持壁部１１に、アウタコラム１３の軸方向に長い前後方向長孔２８（図４、図６参照）が形成されている。アウタコラム１３は、支持ブラケット１０に対して、上下方向長孔２６および前後方向長孔２８に挿通された締付杆２７により支承されている。したがって、アウタコラム１３は、この締付杆２７が上下方向長孔２６内で変位できる範囲で、支持管１７に挿通されたボルトを中心として、上下方向に揺動変位可能となっている。また、締付杆２７が、前後方向長孔２８内で変位できる範囲で、前後方向（軸方向）に変位可能である。

締付杆２７は、一端部（図２０の右端部）に、外向フランジ状の鍔部２９が固設されるとともに、他端部に、駆動側カム３０と被駆動側カム３１とからなるカム装置３２が設けられている。調節レバー３３を用いて駆動側カム３０を回転駆動させることにより、被駆動側カム３１と鍔部２９との距離を拡縮可能としている。ステアリングホイール１の位置を調節する際には、調節レバー３３を下方に回動させることにより、被駆動側カム３１と鍔部２９との距離を拡げる。この状態で、締付杆２７が上下方向長孔２６および前後方向長孔２８内で変位できる範囲で、アウタコラム１３を変位させる。そして、このアウタコラム１３内に回転自在に支持されたステアリングシャフト５ａの後端部に支持固定されたステアリングホイール１の位置を調節する。アウタコラム１３とともに昇降する部分の重量は、締付杆２７と、支持ブラケット１０に設けた係止部３４との間に設けた釣合ばね３５により支承される。このため、ステアリングホイール１の位置の調節時にも、運転者がこれらの重量全部を支える必要がない。

そして、ステアリングホイール１の位置を調節した後、調節レバー３３を上方に回動させることにより、被駆動側カム３１と鍔部２９との距離を縮める。この結果、挟持板部２５ａ、２５ｂの内側面と被挟持壁部１１のそれぞれの外側面とが強く当接し、これらの摩擦係合により、ステアリングホイール１の上下位置が固定される。また、これらの被挟持壁部１１が設けられた、アウタコラム１３の前端部の直径が縮まり、このアウタコラム１３の前端部内周面とインナコラム１４の後端部外周面とが強く当接し、これらの摩擦係合により、ステアリングコラム６ａが伸縮不能になる。この結果、ステアリングホイール１の前後位置が固定される。

このような構成を備えた自動車用ステアリング装置は、衝突事故に伴う二次衝突の際に、カプセル２２を車体側ブラケット１２の側に残したまま、支持ブラケット１０を前方に変位させる。すなわち、二次衝突に伴って、この支持ブラケット１０に、前方に向いた大きな衝撃荷重が、ステアリングホイール１から、ステアリングシャフト５ａ、アウタコラム１３、締付杆２７を介して加えられる。そして、カプセル２２を結合板部２０に係止している部材が裂断し、これらのカプセル２２を切り欠き２１から抜け出させつつ、支持ブラケット１０が前方に変位する。この結果、ステアリングホイール１も前方に変位し、このステアリングホイール１に衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和できる。

このように、二次衝突に伴ってステアリングホイール１を前方に変位させる際に、運転者の身体からこのステアリングホイール１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１を前方に変位させることが、運転者保護の面から好ましい。たとえば、図１９〜図２２に示した構造でも、被挟持壁部１１のそれぞれの外側面と挟持板部２５ａ、２５ｂのそれぞれの内側面との当接部に作用する摩擦力、ならびに、アウタコラム１３の前部内周面とインナコラム１４の後部外周面との当接部に作用する摩擦力が、ステアリングホイール１を前方に変位させることに対する抵抗となり、衝撃エネルギの吸収に寄与する。ただし、摩擦力に基づくエネルギ吸収性能は不安定であり、それだけでは、運転者保護の充実を図ることは難しい。

これに対して、特許文献２では、二次衝突時に前方に変位するステアリングコラムと車体との間に、エネルギ吸収部材を設けた構造が、提案されている。この構造では、図２３〜図２４に示すように、塑性変形可能な線材を曲げ成形によって形成したエネルギ吸収部材３６が、ステアリングコラム６ｂの上面に固設した支持ピン３８と、車体側に固定した保持ケース３９との間に設置される。二次衝突に伴って、ステアリングコラム６ｂが前方に変位すると、エネルギ吸収部材３６が、図２４（Ａ）に示した状態から図２４（Ｂ）に示した状態まで伸長する。この伸長に要するエネルギが、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のうちから吸収されて、この運転者の身体に加わる衝撃が緩和されることになる。

このようなエネルギ吸収部材３６を使用した衝撃吸収構造を、図１９〜図２２に示した衝撃吸収式ステアリング装置に組み込んで、エネルギの吸収特性を向上させることは可能であるが、設計の自由度を確保しつつ、低コストで、より優れた性能を得るためには、以下の点で、改良が望まれる。

まず、二次衝突時に、ステアリングコラム６ａを構成するアウタコラム１３に加わる、揺動方向のモーメントを低減ないしは解消することが望まれる。すなわち、図２３〜図２４に示した構造を、ステアリング装置に組み込んだ場合、チルト機構やテレスコピック機構などのステアリングホイールの位置調節装置の有無にかかわらず、エネルギ吸収部材３６と締付杆２７（図２０参照）との設置位置が、アウタコラム１３の中心軸に対し直角方向にずれる場合がある。そして、このようなズレが存在すると、二次衝突時に揺動方向のモーメントが発生する。つまり、二次衝突時にエネルギ吸収部材３６は、アウタコラム１３が前方への変位に対する抵抗として働く。この結果、このステアリングコラム１３に、締付杆２７を支点とし、エネルギ吸収部材３６を入力部とするモーメントが加わる。このため、二次衝突の進行に伴って、アウタコラム１３の前部外周面とインナコラム１４の後部内周面との嵌合部の摩擦状態が不安定となり、この嵌合部でのエネルギ吸収性能が不安定となってしまう。

このようなエネルギ吸収性能の不安定さは、エネルギ吸収部材３６と締付杆２７とを、いずれもステアリングコラム６ａ、６ｂの上下方向に関して同じ側に設置し、これらの部材３６、２７の間に存在する、このステアリングコラム６ａ、６ｂの中心軸に対する直角方向のズレを小さくすれば、低減ないしは解消できる。ただし、締付杆２７は、ステアリングコラム６ａ、６ｂの下側に設ける場合が多い。この場合には、図２３〜図２４に示したように、エネルギ吸収部材３６を、ステアリングコラム６ｂと、このステアリングコラム６ｂの上側に設けられる車体３７との間に設ける構造によっては、前記モーメントを小さくすることができず、エネルギ吸収性能が不安定になることを防止できない。言い換えれば、図２３〜図２４に示した構造では、前記モーメントを小さく抑えてエネルギ吸収性能が不安定になるのを防止することを意図した場合に、締付杆２７をステアリングコラムの下側に配置する構造を採用できず、設計の自由度が限られてしまう。しかも、図２３〜図２４に示した構造では、支持ピン３８および保持ケース３９が、エネルギ吸収部材３６を設置するための専用の部品として必要になるため、コストが嵩むことが避けられない。

特開２０００−０９５１１６号公報 特開昭６３−０４６９７２号公報 特開２００１−０８０５２７号公報 特開２００６−３１２３６０号公報 実開平２−１３２５７６号公報

本発明は、上述のような事情に鑑みて、設計の自由度を確保しつつ、低コストで、より優れた性能を備えた衝撃吸収式ステアリング装置の構造を実現することを目的とする。

本発明の衝撃吸収式ステアリング装置は、
前後位置を規制された状態で前側に配置されたインナコラムと、該インナコラムの後部に軸方向の相対変位を可能に外嵌され、該インナコラムとの嵌合部である前部に軸方向に設けられ、該前部の直径を拡縮可能とする軸方向スリット、該前部の上面または下面で該軸方向スリットを左右両側から挟む位置に設けられた１対の被挟持壁部、および、これらの被挟持壁部の互いに整合する位置に形成された１対の第１通孔を有するアウタコラムとを備えるステアリングコラムと、
インナシャフトと、該インナシャフトの後部に軸方向の相対変位を可能に外嵌され、後端部が前記アウタコラムの後端開口よりも後方に突出し、該後端部にステアリングホイールが支持固定されているアウタシャフトとを備え、前記ステアリングコラムの内径側に回転自在に支持されているステアリングシャフトと、
左右１対の挟持板部と、これらの挟持板部の前記第１通孔のうちの少なくとも一部に整合する部分に形成された１対の第２通孔と、前記挟持板部を支持するとともに、二次衝突時に前記ステアリングホイールから前記アウタコラムに加えられた衝撃エネルギに基づいて、前方へ脱落することが可能なように、車体に支持される取付板部とを備える支持ブラケットと、
前記第１通孔と前記第２通孔とに挿通され、両端部に１対の押圧部を備える締付杆と、
前記１対の押圧部の間隔を拡縮し、該間隔の収縮時に前記アウタコラムの前記前部の直径を縮め、該アウタコラムの前記前部の内周面と前記インナコラムの前記後部の外周面とを摩擦係合させる固定手段と、
前記二次衝突時に、前記アウタコラムとともに前方に変位する部分と、該二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分との間に設けられ、該二次衝突に伴う前記アウタコラムの前方への変位に伴って塑性変形する部材からなり、該塑性変形の相対移動により、前記衝撃エネルギの一部を吸収するエネルギ吸収部材と、
を備える。

特に、本発明の衝撃吸収式ステアリング装置では、前記エネルギ吸収部材の一部が、前記アウタコラムとともに前方に変位する部分の一部に固定されており、かつ、該部材の塑性変形が、前記アウタコラムの前記１対の被挟持壁部により幅方向について制限されていることを特徴としている。

前記エネルギ吸収部材の一部が固定され、前記アウタコラムとともに前方に変位する部分の一部を、前記締付杆とすることが好ましい。

前記締付杆の中間部に外嵌されたカム部材をさらに備え、前記アウタコラムの前部の直径を拡げる方向に前記締付杆を回動させた状態で、該カム部材を、該アウタコラムの前部に形成した前記軸方向スリットを通じて、前記インナコラムの後部に形成した係合孔内に進入させるように構成することが好ましい。

本発明の一態様では、前記エネルギ吸収部材を、基板部と、該基板部の左右両側縁から上下方向に関して同じ方向に折れ曲がった左右１対の帯状板部と、これらの帯状板部のうちの前記基板部の後端縁よりも後方に突出し、それぞれの後端部に互いに近付く方向に曲げ形成された、Ｕ字形の折り返し部を備えた１対のエネルギ吸収部と、これらのエネルギ吸収部の先端部から上下方向に突出する状態で設けられた１対の突出部と、これらの突出部のそれぞれに形成された１対の第３通孔と、前記帯状板部のうちの前記基板部の前端縁よりも前方に突出した部分に設けられた前端側取付部によって構成することができる。

この場合、前記帯状板部が、前記被挟持壁部の内側面に沿ってそれぞれ配置された状態で、前記第３通孔に前記締付杆が挿通されることにより、該エネルギ吸収部材の後部が、前記二次衝突時に前記アウタコラムとともに前方に変位可能に、前記締付杆に固定され、前記前端側取付部が、前記インナコラムの前端部が固定された部材に対して結合されることにより、該エネルギ吸収部材の前部が、前記二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分に固定される。

前記１対のエネルギ吸収部の先端部の間に、該先端部間の間隔を調整可能な部材を配置することが好ましい。この場合、前記間隔を調整可能な部材を、前記締付杆の中間部に外嵌されたカム部材とし、前記アウタコラムの前部の直径を拡げる方向に前記締付杆を回動させた状態で、前記カム部材を、該アウタコラムの前部に形成した前記軸方向スリットを通じて、前記インナコラムの後部に形成した係合孔内に進入させるように構成することが好ましい。

前記インナコラムの前端部が固定された部材を、電動式パワーステアリング装置の構成部品を収めたハウジングとし、前記前端側取付部を、前記帯状板部の前端縁から互いに反対方向に直角に折り曲げられた突合せ板部から構成し、これらの突合せ板部が前記ハウジングの後端面に結合固定することが好ましい。

本発明の別の態様では、前記エネルギ吸収部材を、基板部と、該基板部に設けられた第３通孔と、該基板部の後端縁から後方に突出した状態で設けられたＵ字形の湾曲部を備える折り返し部と、該折り返し部の先端縁から前方に向けて伸長する変形板部によって構成することもできる。この場合、前記第３通孔に前記締付杆が挿通されることにより、該基板部は、前記二次衝突時に前記アウタコラムとともに前方に変位可能に、前記締付杆に固定され、前記折り返し部は、前記二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分の一部の後側に、該二次衝突時に該折り返し部と該変位しない部分の一部が係合するように、配置され、前記変形板部は、前記被挟持壁部のうちの一方の内側面に沿って配置される。

この場合に、前記二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分の一部を、前記インナコラムの後端寄り部分の外周面に基端部が固定され、前記軸方向スリットに係合するとともに、前記アウタコラムの前端縁部に設けられた抜け止め部により、前記軸方向スリットから該アウタコラムの前方に抜け出ることが防止されている、係止ピンとすることが好ましい。

また、前記係止ピンの周囲に回転自在に外嵌された円筒部材を備えることが好ましい。

本発明の装置では、前記第１通孔を、前記アウタコラムの軸方向に長い前後方向長孔として、前記締付杆がこれらの第１通孔内で変位できる範囲で、前記アウタコラムの前後位置を調節可能とし、前記締付杆の基端部に設けられた調節レバーの操作に基づいて、前記１対の押圧部の間隔を拡縮し、該間隔の収縮時に、前記アウタコラムの前部の直径を縮めて、該アウタコラムの前後位置を固定する構造とすることが好ましい。

また、前記インナコラムの前端部を、横軸を中心とする揺動変位を可能に車体に対して支持して、前記第２通孔を、該横軸を中心とする部分円弧形を有する上下方向に長い上下方向長孔として、前記締付杆がこれらの上下方向長孔内で変位できる範囲で、前記ステアリングホイールの上下位置を調節可能とし、前記締付杆の基端部に設けられた調節レバーの操作に基づいて前記１対の押圧部の間隔を拡縮し、該間隔の収縮時に前記１対の挟持板部の間隔を縮め、これらの挟持板部の内側面と前記被挟持壁部の外側面とを摩擦係合させて、前記アウタコラムの上下位置を固定する構造とすることが好ましい。

本発明の装置において、前記インナコラムの外周面に、それぞれが軸方向に長い複数本の突条が形成されており、該インナコラムの外周面と前記アウタコラムの内周面とが、これらの突条の頂部で当接していることが好ましい。

本発明の装置において、前記インナシャフトの端部外周面に形成した雄スプライン歯と、前記アウタシャフトの端部内周面に形成した雌スプライン歯とをスプライン係合させることで、前記スプラインシャフトの全長を伸縮可能とし、前記雄スプライン歯と前記雌スプライン歯とのうちの少なくとも一方の歯の表面に、摩擦係数が低い合成樹脂製のコーティング層を形成することが好ましい。

本発明により、設計の自由度を確保しつつ、低コストで、より優れた性能を得られる衝撃吸収式ステアリング装置の実現が可能となる。

本発明の構成により、締付杆がアウタコラムの上側および下側のいずれの側に配置されている場合でも、締付杆とエネルギ吸収部材とを、このアウタコラムの軸方向に関して互いに直列に配置できるので、二次衝突時にアウタコラムに揺動方向のモーメントが加わることを防止ないしは低減することができる。これにより、アウタコラムの前部とインナコラムの後部との嵌合部の摩擦係合状態を安定させて、この嵌合部の摺動を安定させ、二次衝突時の衝撃エネルギの吸収を安定化することができる。このため、設計の自由度を阻害することなく、衝撃吸収性能の向上を図ることができる。

また、本発明のいずれの態様においても、エネルギ吸収部材が、アウタコラムの１対の被挟持壁部の間に配置されるため、二次衝突時に衝撃荷重が加わることによるこのエネルギ吸収部材の塑性変形が、この被挟持壁部により拘束され、制限される。これにより、エネルギ吸収部材による衝撃エネルギの吸収を安定化することができる。さらに、この被挟持壁部の内側面は、ステアリングコラムの軸方向に沿って伸長している。アウタコラムに衝撃荷重が加えられた場合に、この衝撃荷重の掛かる方向とこの被挟持壁部の内側面の伸長方向が同じ方向であるため、エネルギ吸収部材の塑性変形が制限されるのみならず、衝撃エネルギの吸収を待機している部分、すなわち、エネルギ吸収部または変形板部も、この被挟持壁部の内側面によって拘束されるため、エネルギ吸収部材による衝撃エネルギの吸収の安定化がさらに図られる。

また、二次衝突時の衝撃エネルギを吸収するために、アウタコラムの前部内周面とインナコラムの後部外周面との嵌合部の摩擦抵抗だけでなく、エネルギ吸収部材の塑性変形が利用されるため、衝撃エネルギを吸収する性能を安定させやすく、また、この吸収性能のチューニングも任意に行うことができる。たとえば、Ｕ字形の折り返し部を備えた１対のエネルギ吸収部を備えた構造において、その先端部の間に、該先端部間の間隔を調整可能な部材、たとえば、締付杆の中間部に外嵌されるカム部材を設けて、その幅を任意に変更することより、折り返し部の曲率半径を調整することが可能となり、エネルギ吸収部材の吸収性能のチューニングを容易に行うことができる。

本発明のいずれの態様でも、エネルギ吸収部材の一部を、もともとステアリング装置に組み込まれている締付杆に固定して、支持することができる。また、エネルギ吸収部材の前端部を、電動式パワーステアリング装置用のハウジングに支持する構造においても、また、エネルギ吸収部材の一部を係止ピンに係合させる構造においても、これらの部材も、もともとステアリング装置に組み込まれていたものである。よって、エネルギ吸収部材を設置するために、新たな部材を設置する必要がないので、本発明では、このエネルギ吸収部材を設けることに伴うコスト上昇を抑えることができる。

なお、この締付杆は、アウタコラムの被挟持壁部に形成される前後方向長孔によって支持されつつ、チルト機構およびテレスコピック機構のいずれの操作にも繰り返し利用されることから、このような繰り返し利用に耐えるように、熱処理によって硬化されており、よって曲げにも強いものとなっている。本発明の衝撃エネルギを吸収する構造は、この締付杆を利用していることから、この点でも、衝撃エネルギの吸収のバラツキを抑え、その安定化を図ることができる。

また、エネルギ吸収部材の前端部を、電動式パワーステアリング装置用のハウジングに支持する構造においては、このエネルギ吸収部材が、アルミニウム合金をダイキャスト成形することにより得られた剛体からなるハウジングに固定されるため、衝撃荷重が加わった場合でも、その取付部の変形が防止されるため、同様に、衝撃エネルギの吸収のバラツキを抑え、その安定化を図ることができる。

さらに、エネルギ吸収部材として、基板部と、この基板部の左右両側縁から起立する１対の帯状板部とを備える構造を採用した場合、エネルギ吸収部材の幅方向にわたって基板部が存在して、衝撃荷重が加わった場合に、このエネルギ吸収部材の変形を防止する事ができる。この点でも、本発明の構造は、衝撃エネルギの吸収のバラツキを抑え、その安定化に寄与するものといえる。

図１は、本発明の第１の実施形態の１例のステアリング装置の通常時の状態について、前上方から見た状態で示す斜視図である。 図２は、図１の装置の通常時の状態について、後下方から見た状態で示す斜視図である。 図３は、図１の装置の通常時の状態についての側面図である。 図４は、図３のａ−ａ断面図である。 図５は、図２のｂ部を拡大して下方から見た状態で示す正投影図である。 図６は、図１の装置のアウタコラムの前後位置および上下位置を調節するための機構部分について、後下方から見た状態で示す分解斜視図である。 図７は、図１の装置のエネルギ吸収部材について、前上方から見た状態で示す斜視図（Ａ）と、前下方から見た状態で示す斜視図（Ｂ）である。 図８は、図１の装置について、二次衝突発生後の状態で示す、図２と同様の図である。 図９は、図１の装置の車体側ブラケットを前上方から見た斜視図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態の１例のステアリング装置の通常時の状態について、前上方から見た状態で示す斜視図である。 図１１は、図１０の装置について、通常時の状態（Ａ）と二次衝突後の状態（Ｂ）とを、後下方から見た状態で示す斜視図である。 図１２は、図１０の装置の通常時の状態についての側面図である。 図１３は、図１２のｃ−ｃ断面図である。 図１４は、図１１（Ａ）のｄ部を拡大して下方から見た状態で示す正投影図である。 図１５は、図１０の装置のアウタコラムの前後位置および上下位置を調節するための機構部分について、後下方から見た状態で示す分解斜視図である。 図１６は、図１０の装置のアウタコラムの前端部を、外周面の形状など一部の形状を簡略化して前上方から見た状態で示す、略斜視図である。 図１７は、図１０の装置のエネルギ吸収部材について、前上方から見た状態で示す斜視図（Ａ）と、前下方から見た状態で示す斜視図（Ｂ）である。 図１８は、従来のステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図である。 図１９は、従来の衝撃吸収式ステアリング装置の１例を、前上方から見た状態で示す斜視図である。 図２０は、図１９の装置についての断面図である。 図２１は、図１９の装置について、車体側ブラケットを省略して示す、図１９と同様の図である。 図２２は、図１９の装置の支持ブラケットについて、後下方から見た状態で示す斜視図である。 図２３は、従来のエネルギ吸収部材を組み込んだ衝撃吸収式ステアリング装置のステアリングコラム部分についての、部分側面図（Ａ）と、そのｅ−ｅ断面図（Ｂ）である。 図２４は、図２３の装置のステアリングコラム部分について、通常時の状態（Ａ）と二次衝突発生後の状態（Ｂ）とを示す、図２３（Ａ）のｆ−ｆ断面図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の１例について、図１〜図９を参照しながら説明する。本例の衝撃吸収式ステアリング装置は、インナコラム１４ａと、アウタコラム１３ａと、ステアリングシャフト５ｂと、１対の被挟持壁部１１ａと、１対の前後方向長孔２８と、支持ブラケット１０ａと、１対の上下方向長孔２６ａ、２６ｂと、締付杆２７ａと、固定手段を構成するカム装置３２ａと、エネルギ吸収部材３６ａとを備える。なお、本発明の定義において、前後方向長孔２８は第１通孔に、上下方向長孔２６ａ、２６ｂは第２通孔に、それぞれ相当する。これらの第１通孔および第２通孔の形状は、ステアリング装置が、テレスコピック機構および／またはチルト機構を具備するものであるか否かによって、変更されうる。これらの機構を具備しない構造では、たとえば、第１通孔と第２通孔の一方または両方を単なる円孔とすることもできる。

インナコラム１４ａは、前後位置を規制された状態、すなわち、二次衝突時にも前方に変位しないようにされた状態で、アウタコラム１３ａよりも前側に配置されている。具体的には、インナコラム１４ａの前端部を、電動式パワーステアリング装置４０を構成する減速機などの構成部品を収納したハウジング４１の後端部に、結合固定している。このハウジング４１は、たとえばアルミニウム合金をダイキャスト成形することにより形成されており、後壁部にステアリングシャフト５ｂの前端部を挿通するための通孔が形成されている。そして、この通孔の周縁部に円筒壁部を、後方に向け突出形成している。インナコラム１４ａの前端部は、この円筒壁部に締り嵌めで外嵌されるとともに、その前端縁を前記後壁部に突き当てるなどして、ハウジング４１に対して結合固定される。インナコラム１４ａは、全体が円管状で、外周面のうちで前端部を除く部分に、それぞれが軸方向に長い複数本（好ましくは偶数本、図示の例では６本）の突条４２を、円周方向に関して等間隔に形成している。

また、アウタコラム１３ａは、たとえばアルミニウム合金をダイキャスト成形することにより一体に形成されている。そして、このアウタコラム１３ａの前部をインナコラム１４ａの後部に外嵌して、伸縮可能なステアリングコラム６ｃを構成している。本例の場合には、アウタコラム１３ａの内周面とインナコラム１４ａの外周面とを、突条４２のそれぞれの頂部で当接させている。また、この状態で、このインナコラム１４ａに対するアウタコラム１３ａの前後位置の調節および固定を可能としている。このため、このアウタコラム１３ａのうち、インナコラム１４ａとの嵌合部である前部に軸方向スリット４３を、軸方向に設けて、この前部の直径を弾性的に拡縮可能としている。この構成では、インナコラム１４ａに設けられた突条が、軸方向に一定の突起形状を備えるため、インナコラム１４ａの外周面とアウタコラム１３ａの内周面との接触部が、略線接触となる。この構成により、アウタコラム１３ａとインナコラム１４ａの摺動抵抗が低減されるとともに、接触面の変化が少なくなり、アウタコラム１３ａに衝撃荷重が掛かった場合に、これらの接触による衝撃エネルギの吸収のバラツキが抑制される。また、アウタコラム１３ａは締め付けられ縮径する際に、その形状が若干変形するため、アウタコラム１３ａとインナコラム１４ａの間で相互に回転することが防止されるため、アウタコラム１３ａの軸方向スリット４３の位置が安定する。

本例の構造の場合、アウタコラム１３ａの前端寄り部分部うちで、円周方向に関して上端部を除いた部分に、周方向スリット４４を形成しており、この周方向スリット４４とアウタコラム１３ａの前端縁との間の部分を、全周にわたり連続した閉鎖環部４５としている。この閉鎖環部４５は、本発明のうち、インナコラム１４ａに係止ピン６３を設けた構造において、抜け止め部として機能するものである。アウタコラム１３ａは、その前部のうちで、周方向スリット部４４よりも後側部分の直径を、弾性的に拡縮可能としている。アウタコラム１３ａは、このように直径を拡縮可能とした前部をインナコラム１４ａの後部に外嵌し、このインナコラム１４ａに対する軸方向の変位に基づいて、前後位置の調節を可能としている。

ステアリングシャフト５ｂは、後半部を構成するアウタシャフト４６の前半部内周面に形成した雌スプライン歯と、前半部を構成するインナシャフト４７の後半部外周面に形成した雄スプライン歯とをスプライン係合させることにより、全長を伸縮可能に形成されている。そして、これらの雄スプライン歯と雌スプライン歯とのうちの少なくとも一方の歯の表面には、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリ四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリアセタール樹脂などの、摩擦係数が低い合成樹脂製のコーティング層が形成されている。したがって、アウタシャフト４６とインナシャフト４７とは、トルクの伝達を可能に、かつ、軽い力で伸縮可能に組み合わされている。この構成により、アウタシャフト４６とインナシャフト４７の摺動抵抗が低減される。このようなステアリングシャフト５ｂは、ステアリングコラム６ｃの内径側に回転自在に支持されている。具体的には、アウタシャフト４６の中間部後端寄り部分を、アウタコラム１３ａの後端部の内径側に、単列深溝型玉軸受などの、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を支承可能な転がり軸受により、回転のみ自在に支持している。したがって、アウタシャフト４６は、アウタコラム１３ａの軸方向移動に伴って移動し、ステアリングシャフト５ｂが伸縮する。

１対の被挟持壁部１１ａは、アウタコラム１３ａの前部の下面で軸方向スリット４３を左右両側から挟む位置に、このアウタコラム１３ａと一体に設けられている。これらの被挟持壁部１１ａの互いに整合する位置に、前後方向長孔２８が、それぞれアウタコラム１３ａの軸方向に形成されている。なお、図示の例では、アウタコラム１３ａの下側に軸方向スリット４３および被挟持壁部１１ａが設けられ、締付杆２７ａとこのアウタコラム１３ａの前部を拡縮するための固定手段が、このアウタコラム１３ａの下側に配置されることになるが、本発明はこの態様に限定されることなく、アウタコラムの上側に軸方向スリットおよび被挟持壁部を設け、アウタコラムの上側に、締付杆とこのアウタコラムの前部を拡縮するための固定手段を設ける構造にも適用することは可能である。

支持ブラケット１０ａは、左右１対の挟持板部２５ｃ、２５ｄおよび取付板部４８を有する。これらの挟持板部２５ｃ、２５ｄおよび取付板部４８は、それぞれが炭素鋼板などの、十分な強度および剛性を有する金属板にプレス加工を施すことにより形成されており、互いに溶接などの手段によって接合固定されている。挟持板部２５ｃ、２５ｄは、アウタコラム１３ａの下面（アウタコラムの上側に軸方向スリットがある構造では、上面）に設けた被挟持壁部１１ａを、左右両側から挟持する。また、取付板部４８は、これらの被挟持壁部１１ａを介して、アウタコラム１３ａを車体に対して支持するとともに、二次衝突時に、このアウタコラム１３ａが前方に変位することを許容する。このため、図１９〜図２２に示した従来の構造と同様に、取付板部４８の左右両端部にそれぞれ形成した１対の切り欠き２１ａのそれぞれに、カプセル２２ａを、二次衝突時に加わる衝撃荷重に基づいて脱落を可能に、設置している。

上下方向長孔２６ａ、２６ｂは、ハウジング４１の前上方部分に設けた支持管１７ａの中心軸をその中心とする部分円弧形状となっており、挟持板部２５ｃ、２５ｄのうちの、前後方向長孔２８の長さ方向の一部に整合する部分に形成している。そして、締付杆２７ａを、これらの前後方向長孔２８と上下方向長孔２６ａ、２６ｂとに挿通している。締付杆２７ａは、中間部先端寄り部分（図４、図６の右寄り部分）に、この締付杆２７ａの中央寄りから順番に、チルトスペーサ４９と、スペーサ５０と、ワッシャ５１と、スラスト軸受５２とを外嵌している。そして、締付杆２７ａの先端部に螺着したナット５３により、これらの部材４９〜５２が、この締付杆２７ａから抜け出ることを防止している。また、ナット５３は、必要箇所に螺着後、いずれかの部分をかしめ変形することにより、緩み止めを図っている。なお、これらの部材４９〜５２は、ステアリングホイール１（図１８参照）の位置調節の際に、締付杆２７ａの変位、ならびに、締付杆２７ａの先端部の上下方向長孔２６ａに沿う変位が、それぞれ円滑に行われるように、設けられている。

一方、締付杆２７ａの基端部には、駆動側カム３０ａと被駆動側カム３１ａとからなるカム装置３２ａが設けられている。本例の場合には、この被駆動側カム３１ａとナット５３とによって、本発明における１対の押圧部が形成される。カム装置３２ａは、調節レバー３３ａにより駆動側カム３０ａを回転駆動させて、被駆動側カム３１ａとナット５３との距離を拡縮可能としている。被駆動側カム３１ａは、挟持板部２５ｄの外側面側から上下方向長孔２６ｂに、この上下方向長孔２６ｂに沿う変位（昇降）を可能に、かつ、回転を阻止された状態で係合している。ステアリングホイール１の位置を調節する際には、調節レバー３３ａを下方に回動させることにより、被駆動側カム３１ａとナット５３との距離を拡げる。この距離が拡がる結果、挟持板部２５ｃ、２５ｄの内側面と、被挟持壁部１１ａを含む、アウタコラム１３ａの左右両側面との当接圧が、低下ないしは喪失する。同時に、このアウタコラム１３ａの前部の直径が弾性的に拡がり、このアウタコラム１３ａの前部内周面とインナコラム１４ａの後部外周面との当接圧が低下する。

この状態で、締付杆２７ａが、上下方向長孔２６ａ、２６ｂおよび前後方向長孔２８内で変位できる範囲で、アウタコラム１３ａを変位させる。そして、このアウタコラム１３ａ内に回転自在に支持された、アウタシャフト４６の後端部に支持固定されたステアリングホイール１の位置、すなわち、前後方向位置と上下方向位置とのうちの少なくとも一方を調節する。この調節作業の間、アウタコラム１３ａと共に昇降する部分の重量は、ハウジング４１と、支持ブラケット１０ａを構成する取付板部４８との間に設けた、それぞれが引っ張りばねである１対の釣合ばね３５ａにより支承される。このため、ステアリングホイール１の位置の調節時にも、運転者が前記部分の重量の全部を支える必要はない。このステアリングホイール１を所望の位置に移動させた後、調節レバー３３ａを上方に回動させて、被駆動側カム３１ａとナット５３との距離を縮める。この結果、挟持板部２５ｃ、２５ｄの内側面とアウタコラム１３ａの左右両側面との当接圧、ならびに、このアウタコラム１３ａの前部内周面とインナコラム１４ａの後部外周面との当接圧が高くなって、このアウタコラム１３ａの位置が、前記所望の位置に固定される。

さらに、本例の特徴部分であるエネルギ吸収部材３６ａが、二次衝突時にアウタコラム１３ａとともに前方に変位する部分である、締付杆２７ａの軸方向中間部と、電動式パワーステアリング装置４０のハウジング４１の後端面との間に、設けられている。エネルギ吸収部材３６ａは、軟鋼板などの、衝撃エネルギ吸収のために適切な強度および剛性を有し、かつ、塑性変形が可能である金属板に、プレス加工などによる打ち抜き加工および曲げ加工を施すことにより、図７に示すように、全体で一体となるように形成されている。なお、以下の説明は、本例の構成に基づいているが、図１９〜図２４に示す従来の構造と同様に、締付杆や前記固定手段が、ステアリングコラムの上方に設置される構造においては、以下の説明において、各部材の上下方向の位置関係が逆となる。

具体的には、エネルギ吸収部材３６ａは、基板部５４と、左右１対の帯状板部５５と、左右１対のエネルギ吸収部５６と、円形の挿通孔５７と、左右１対の前端側取付部５８とを備える。なお、本発明の定義において、挿通孔５７は第３通孔に相当する。

帯状板部５５のそれぞれは、基板部５４の左右両側縁から上方（アウタコラムの上側にスリットがある構造に適用する場合には、下方）に、この基板部５４に対し直角に折れ曲がっており、互いに平行である。また、エネルギ吸収部５６は、帯状板部５５のうちの基板部５４の後端縁よりも後方に突出した部分であり、それぞれの後端部に互いに近付く方向に曲げ形成された、Ｕ字形の折り返し部５９を備える。そして、挿通孔５７は、これらの折り返し部５９よりも端縁側である、エネルギ吸収部５６の先端部から上方（もしくは下方）に突出する状態で設けられた１対の突出部６０に形成されている。したがって、挿通孔５７は、エネルギ吸収部材３６ａを側方から見た状態で、エネルギ吸収部５６の他の部分に覆われずに、側方に露出している。さらに、前端側取付部５８は、帯状板部５５の前端部で、基板部５４の前端縁よりも前方に突出した部分の、前後方向位置が整合する部分を、互いに逆方向に、帯状板部５５に対して直角に折り曲げることにより、設けられている。そして、前端側取付部５８の先端部のそれぞれには、取付孔６１が形成されている。

このようなエネルギ吸収部材３６ａは、図２に示すように、ハウジング４１の後端面と締付杆２７ａとの間に組み付けている。すなわち、帯状板部５５のうちのエネルギ吸収部５６を、それぞれアウタコラム１３ａ側に設けた１対の被挟持壁部１１ａの互いに対向する内側面に沿って配置している。この状態で、締付杆２７ａを挿通孔５７に挿通して、エネルギ吸収部材３６ａの後部をアウタコラム１３ａに対し、締付杆２７ａを介して結合している。したがって、二次衝突時に、エネルギ吸収部材３６ａの後部は、アウタコラム１３ａと共に前方に変位する。これに対して、前端側取付部５８の取付孔６１に挿通したボルト６２を、ハウジング４１の後端面に開口したねじ孔に螺合し、さらに締め付けることにより、エネルギ吸収部材３６ａの前部を、ハウジング４１に対し結合固定している。

このような構成を備え、上述のように、締付杆２７ａとハウジング４１との間に組み付けられた、エネルギ吸収部材３６ａは、二次衝突の進行に伴って、図２の状態から図８に示す状態にまで塑性変形する。すなわち、この二次衝突時に、アウタコラム１３ａが前方に変位するのに伴って、折り返し部５９を前方に移動させる方向に、エネルギ吸収部５６を塑性変形させながら、締付杆２７ａの前方への変位を許容する。この際、この塑性変形に基づき、ステアリングホイール１から、アウタシャフト４４およびアウタコラム１３ａを介して締付杆２７ａに伝達された衝撃エネルギを吸収する。この場合において、エネルギ吸収部５６のそれぞれの外側は、被挟持壁部１１ａによりそれぞれ仕切られているため、また、被挟持壁部１１は、アルミニウム合金をダイキャスト成形することにより得られた剛体からなるため、これらのエネルギ吸収部５６が、左右に拡がる方向に変形することはなく、エネルギ吸収部５６の塑性変形は安定して行われる。なお、このような二次衝突時に衝撃エネルギを吸収する際に、帯状板部５５の前部で基板部５４の前端縁よりも前方に突出した部分は変形しないことが、安定したエネルギ吸収性能を得る面からは、好ましい。そこで、この突出した部分に、前後方向にわたって突条を形成したり、基板部５４を図示の例よりも前方にまで延長して、この部分の曲げ剛性を向上させたりすることもできる。

また、本例の場合には、締付杆２７ａの中間部でエネルギ吸収部材３６ａに設けられた１対の突出部６０の間部分に、カム部材７１を外嵌している。このカム部材７１は、ステアリングホイール１の前後位置を調節すべく、調節レバー３３ａを下方に回動させ、カム装置３２ａを緩めることに伴って、その先端部を上方（アウタコラムの上側に軸方向スリットがある構造では、下方）に変位させる。そして、この先端部を、アウタコラム１３ａの前部に形成したスリット４３を通じて、このアウタコラム１３ａの内周面から上方（もしくは下方）に突出させ、インナコラム１４ａの後部に形成した係合孔８３（図１４参照）内に進入させる。この状態で、ステアリングホイール１およびステアリングシャフト５ｂを介して、アウタコラム１３ａを前方に向いた力を付与し、このアウタコラム１３ａが前方に変位すると、カム部材７１の先端部前縁が、係合孔８３の前端縁に係合する。この状態で、前記前方に向いた力は、インナコラム１４ａを介して、車体に支承され、締付杆２７ａを介して、支持ブラケット１０ａに伝わることがなくなる。このため、カム装置３２ａを緩めた状態で、ステアリングホイール１およびアウタシャフト４６を介して、アウタコラム１３ａを前方に強く押しても、カプセル２２ａが切り欠き２１ａから抜け出ることはなく、支持ブラケット１０ａが車体から前方に脱落することはなくなる。

本例の場合には、上述のような機能を備えるカム部材７１を、１対の突出部６０の間に挟持している。したがって、二次衝突時にも、これらの突出部６０の間の距離が過度に縮まることはなく、折り返し部５９の曲率半径は、ほぼ一定に保たれる。この結果、この面からも、エネルギ吸収部５６の塑性変形が安定して行われる。

さらに、本例の場合には、ステアリングホイール１を調節後の高さ位置に保持するための支持強度を大きくする構造を組み込んでいる。すなわち、締付杆２７ａの中間部基端寄り部分に揺動腕７２の基部を揺動変位可能に外嵌し、調節レバー３３ａを上方に回動させることに伴って、この揺動腕７２を上方に揺動させるようにしている。また、この揺動腕７２の先端部に雄側ギヤ７３を、挟持板部２５ｄの外側面の上部に雌側ギヤ７４を、それぞれ設けて、揺動腕７２の上方への揺動に伴って、これらのギヤ７３、７４を噛合させるようにしている。そして、噛合した状態では、揺動腕７２を介して、締付杆２７ａを挟持板部２５ｄに結合し、二次衝突に伴う大きな衝撃荷重に拘らず、ステアリングホイール１の高さ位置が大きくずれ動かないようにしている。

なお、被駆動側カム３１ａは、揺動腕７２の基部に、この揺動腕７２に対する相対回転を可能に、すなわち挟持板部２５ｄに対する相対回転を阻止した状態で、かつ、揺動腕７２に対する若干の上下方向の変位を可能に、組み付けられている。このために、被駆動側カム３１ａに相対回転を不能に組み付けたチルトスペーサ４９ａを、上下方向長孔２６ｂに、昇降のみ可能に係合させている。また、被駆動側カム３１ａと揺動腕７２との間に復位ばね７５を設けて、この被駆動側カム３１ａをこの揺動腕７２に対し、中立位置を中心とする若干の昇降を可能に支持している。このような若干の昇降を可能にする理由は、ステアリングホイール１の高さ位置が無段階で調節できるのに対して、前記ギヤ６３、６４の噛合位置は有段であることから、この差を吸収するためである。

上述のように構成する本例の構造によれば、設計の自由度を確保しつつ、低コストで、より優れた性能を得られる衝撃吸収式ステアリング装置を実現できる。まず、締付杆２７ａを、図示の例のように、アウタコラム１３ａの下側に配置した構造で、この締付杆２７ａとエネルギ吸収部材３６ａとを、このアウタコラム１３ａの軸方向に関して、互いに直列に配置できる。なお、締付杆をアウタコラムの上側に配置した構造でも、この締付杆とエネルギ吸収部材とを、そのアウタコラムの軸方向に関して、互いに直列に配置できることはいうまでもない。これらの部材２７ａ、３６ａをこのように配置すると、二次衝突時に、アウタコラム１３ａを前方に変位させることに対する抵抗となる力、すなわち、エネルギ吸収部材３６ａが塑性変形することに対する抵抗が、二次衝突時にアウタコラム１３ａが揺動変位する際にその中心となる、締付杆２７ａに向けて加わる。この結果、このアウタコラム１３ａに対して、この締付杆２７ａを中心として揺動させる方向のモーメントが加わることがなくなる。そして、アウタコラム１３ａの前部とインナコラム１４ａの後部との嵌合部の摩擦係合状態を安定させて、この嵌合部の摺動を安定させ、二次衝突時の衝撃エネルギの吸収状態を安定させることができる。

しかも、本例の構造の場合には、アウタコラム１３ａの前部内周面とインナコラム１４ａの後部外周面とを、前記突条４２の頂部で当接させているため、これらの周面同士の嵌合部の摩擦嵌合状態を安定させて、二次衝突時における衝撃エネルギの吸収性能を、より安定させることができる。

さらに、本例の構造の場合には、アウタシャフト４４の前半部とインナシャフト４５の後半部とを、摩擦係数が低い合成樹脂製のコーティング層を介してスプライン係合させているため、ステアリングシャフト５ｂの伸縮に要する力を、低く、かつ、安定させることができる。そして、ステアリングホイール１の前後位置の調節に要する力を低減できるとともに、二次衝突時における衝撃エネルギの吸収性能を、さらに安定させることができる。

また、二次衝突時の衝撃エネルギを吸収するために、アウタコラム１３ａの前部内周面とインナコラム１４ａの後部外周面との嵌合部の摩擦抵抗だけでなく、エネルギ吸収部材３６ａの塑性変形も利用するため、衝撃エネルギを吸収する性能を安定させやすく、また、この吸収性能のチューニングも任意に行える。さらに、エネルギ吸収部材３６ａの前後両端部のうち、後端部を締付杆２７ａにより、前端部をハウジング４１により、それぞれ支持している。これらの部材２７ａ、４１は、もともとステアリング装置に組み込まれていたものであり、エネルギ吸収部材３６ａを設置するために、新たに設置する必要がある部材ではない。このため、このエネルギ吸収部材３６ａを設けることに伴うコスト上昇を抑えられる。

加えて、図示の例の場合には、支持ブラケット１０ａを構成する取付板部４８の上面中央部後端寄り部分に、取付用ブラケット７６を固定している。この取付用ブラケット７６の前半部は弾性係止部７７とし、同じく後半部はガイド鍔部７８としている。一方、支持ブラケット１０ａを取り付けるため、あらかじめ車体に固定しておく車体側ブラケット１２ａには、図９に示すように、幅狭部７９と幅広部８０とからなる係止孔８１を形成している。このうちの幅広部８０は、車体側ブラケット１２ａの後端部を上方に曲げ起こした、折り曲げ部８２に形成している。ステアリングコラム６ｃを含むステアリング装置を、車体側に組み付ける場合には、まず、ハウジング４１を車体に対し、支持管１７ａを挿通したボルトにより、揺動変位可能に支持する。この状態から、ステアリングコラム６ｃとともに、支持ブラケット１０ａを上方に変位させると、弾性係止部７７が、幅寸法を弾性的に縮めつつ、係止孔８１のうちの幅狭部７９の後端部に係止される。この状態で、支持ブラケット１０ａが車体側ブラケット１２ａに対し仮止めされるため、この支持ブラケット１０ａをこの車体側ブラケット１２ａにねじ止め固定する作業を容易に行うことができる。

二次衝突時には、カプセル２２ａが、切り欠き２１ａから抜け出して、これらのカプセル２２ａによる支持ブラケット１０ａの支持力が喪失する以前に、ガイド鍔部７８が、幅広部８０から幅狭部７９内に入り込む。そして、このガイド鍔部７８の両側部分と、車体側ブラケット１２ａのうちの幅狭部７９の両側部分との係合により、支持ブラケット１０ａが下方に落下するのを防止する。この結果、二次衝突の進行に伴って、ステアリングホイール１が過度に下降することを防止して、このステアリングホイール１の後方で開いたエアバッグと運転者の身体との位置関係を適正のままに維持できる。また、軽度の衝突事故の場合には、事故後にもステアリングホイールを操作可能にできて、事故車両の撤去に要する手間の軽減を図ることができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の１例について、図１０〜図１７を参照しながら説明する。本例の衝撃吸収式ステアリング装置は、二次衝突時の衝撃エネルギを吸収するための構造、すなわち、エネルギ吸収部材の構造においてのみ、第１の実施形態と異なる。このため、第１の実施形態と同様の構成については、その説明を省略ないしは簡略化し、以下、その特徴部分であるエネルギ吸収部材について説明する。なお、本例の説明でも、締付杆をアウタコラムの下側に配置した構造に基づいた説明がなされるが、この態様についても、締付杆をアウタコラムの上側に配置した構造に適用できることはいうまでもない。この場合、第１の実施形態における説明と同様に、部材およびその間の位置関係について、上下方向を逆とすればよい。

本例の特徴部分である、エネルギ吸収部材３６ｂは、二次衝突時に、アウタコラム１３ａとともに前方に変位する部分である、締付杆２７ａの軸方向中間部と、インナコラム１４ａの後端寄り部分の外周面である、このインナコラム１４ａの後端寄り部分の下端面に基端部を固定した係止ピン６３との間に設けている。この係止ピン６３は、テレスコピック機構を備えた衝撃吸収式ステアリング装置を車体に取り付ける作業中、アウタコラム１３ａがインナコラム１４ａから後方に抜け出るのを防止するために設けている。すなわち、衝撃吸収式ステアリング装置を車体に取り付けるべく、支持ブラケット１０ａをこの車体に取り付ける以前に、調節レバー３３ａを下方に回動させた状態にすると、アウタコラム１３ａが取付ブラケット１０ａとともに、インナコラム１４ａから抜け出てしまう可能性がある。このような可能性をなくすために、係止ピン６３を軸方向スリット４３に係合させている。この軸方向スリット４３の、アウタコラム１３ａの前端縁側は、閉鎖環部４５により塞がれているため、係止ピン６３が、このアウタコラム１３ａに対して前方に抜け出ることはない。したがって、支持ブラケット１０ａを車体に取り付ける以前に、調節レバー３３ａを下方に回動させた状態にしても、このアウタコラム１３ａがインナコラム１４ａに対し、後方に抜け出ることが防止される。

そして、エネルギ吸収部材３６ｂは、このような機能を有する係止ピン６３と、締付杆２７ａとの間に掛け渡して、二次衝突時に、ステアリングホイール１からアウタコラム１３ａに加えられた衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングホイール１およびアウタコラム１３ａが前方に変位することを許容するようにしている。エネルギ吸収部材３６ｂは、軟鋼板などの塑性変形可能な金属板を曲げ成形することにより形成されており、基板部６４と、折り返し部６５と、変形板部６６とを備え、全体を略Ｊ字形状としている。基板部６４は、Ｊ字形状の短辺側の先端部に設けられたもので、上下方向に関する幅が他の部分よりも広くなっていて、幅方向片半部が、他の部分よりも上方（アウタコラムの上側にスリットがある構造に適用する場合には、下方）に突出している。そして、この上方（もしくは下方）に突出した部分に、挿通孔６７を形成している。なお、本発明の定義において、この挿通孔６７も第３通孔に相当する。また、基板部６４の下端縁（もしくは上端縁）に、突き当て板部６８を、変形板部６６と反対側に突出する状態で曲げ成形により形成している。折り返し部６５は、基板部６４の後端縁から後方に突出した状態に設けられており、前方が開口したＵ字形の湾曲部６９を有する。さらに、変形板部６６は、平板状で、折り返し部６５の先端縁から前方に向け延出する状態で設けられている。なお、挿通孔６７は、二次衝突の発生初期段階での衝撃エネルギの吸収特性を改善する、すなわち、カプセル２２ａの離脱の瞬間と変形板部６６の変形開始の瞬間とをずらせるために、前後方向に長い長孔とすることもできる。

上述のような構成を有するエネルギ吸収部材３６ｂは、基板部６４に形成した挿通孔６７に締付杆２７ａを挿通することにより、この締付杆２７ａとともに、アウタコラム１３ａの軸方向の変位を可能に支持する。この状態で、突き当て板部６８の上面（アウタコラムの上側にスリットがある構造に適用する場合には、下面）を、１対の被挟持壁部１１ａのうちの一方の被挟持壁部１１ａの下端面（もしくは、上端面）に、弾性的に当接させて、エネルギ吸収部材３６ｂが、締付杆２７ａを中心として回動することを防止している。また、折り返し部６５のうちの湾曲部６９を、係止ピン６３の後側に配置する。なお、本例の場合には、この係止ピン６３に、合成樹脂などの滑りやすい材料により形成された、本発明の円筒部材である円筒状のローラ７０を回転自在に外嵌しており、折り返し部６５をこのローラ７０に巻き掛けている。この構成により、エネルギ吸収部材３６ｂが塑性変形する際に、このローラ７０と塑性変形する部分の摺動抵抗が低減されるため、この摩擦抵抗の変動による衝撃エネルギ吸収のバラツキが低減される。さらに、変形板部６６は、１対の被挟持壁部１１ａのうちの他方の被挟持壁部１１ａの内側面に沿って、アウタコラム１３ａのほぼ軸方向に配置している。

このような構成を備え、上述のように締付杆２７ａとインナコラム１４ａに固定した係止ピン６３との間に組み付けられた、エネルギ吸収部材３６ｂは、二次衝突の進行に伴って、図１１（Ａ）に示す状態から、図１１（Ｂ）に示す状態にまで塑性変形する。すなわち、この二次衝突に伴って、アウタコラム１３ａが前方に変位すると、まず、このアウタコラム１３ａが締付杆２７ａに対し、テレスコピック調節可能な範囲、すなわち、この締付杆２７ａが前後方向長孔２８の後端部に移動するまで、前方に変位する。この際、インナコラム１４ａの後部外周面とアウタコラム１３ａの前部内周面との嵌合部に作用する摩擦力により、ステアリングホイール１からこのアウタコラム１３ａに加えられた衝撃エネルギが、ある程度吸収される。

締付杆２７ａが前後方向長孔２８の後端部まで移動し切った後、さらにアウタコラム１３ａが前方に移動すると、支持ブラケット１０ａが車体から脱落し、締付杆２７ａがアウタコラム１３ａとともに前方に変位し始める。そして、エネルギ吸収部材３６ｂの基板部６４が締付杆２７ａにより前方に引っ張られ、変形板部６６が係止ピン６３に外嵌したローラ７０により扱かれて塑性変形する。具体的には、湾曲部６９が、変形板部６６の先端側に向けて移動する。この際、ローラ７０による、変形板部６６の塑性変形に基づき、ステアリングホイール１から、アウタシャフト４６およびアウタコラム１３ａを介して、締付杆２７ａに伝達された衝撃エネルギが吸収される。この場合において、エネルギ吸収部材３６ｂの基板部６４は１対の被挟持壁部１１ａのうちの前記他方の被挟持壁部１１ａの内側面に、同じく変形板部６６は前記一方の被挟持壁部１１ａの内側面に、それぞれ当接した状態のままとなる。また、被挟持壁部１１は、アルミニウム合金をダイキャスト成形することにより得られた剛体からなるため、エネルギ吸収部材３６ｂが、左右に拡がる方向に変形することはなく、このエネルギ吸収部材３６ｂの塑性変形に基づくエネルギ吸収は、安定して行われる。なお、このような二次衝突時に衝撃エネルギを吸収する特性は、変形板部６６の曲げ剛性により、任意に調節できる。たとえば、この変形板部６６の幅寸法や厚さ寸法を、先端側に向け漸次大きくすれば、二次衝突の進行に伴って、次第に大きな衝撃エネルギを吸収できて、運転者保護の面から有利な特性を得られる。また、通常時、ローラ７０の外周面と湾曲部６９の内周面との間に適切な隙間を介在させて、二次衝突の発生初期段階での、衝撃エネルギの吸収特性をチューニングすることもできる。

また、本例の場合には、締付杆２７ａの中間部でエネルギ吸収部材３６ｂを構成する基板部６４と変形板部６６との間部分に、カム部材７１を外嵌している。第１実施形態の場合と同様に、このカム部材７１の先端部前縁が、インナコラム１４の係合孔８３の前端縁に係合することにより、カム装置３２ａを緩めた状態で、ステアリングホイール１およびアウタシャフト４６を介して、アウタコラム１３ａを前方に強く押しても、カプセル２２ａが切り欠き２１ａから抜け出ることはなく、支持ブラケット１０ａが車体から前方に脱落することがなくなる。

このような構成の第２の実施形態の衝撃吸収式ステアリング装置においても、第１の実施形態の装置と同様の作用効果を得ることが可能である。なお、この態様においては、たとえば、エネルギ吸収部材３６ｂの湾曲部６の内周面を係合させる対象を、係止ピン以外の二次衝突時にアウタコラムともに変位することない部材とすることも可能である。また、係止ピンに外嵌する円筒部材としてローラとは異なる、係止ピンに対して、非回転に外嵌されるような部材も採用しうる。このように、いずれの態様においても、本発明は上記の特定の例の具体的な構成によって制限されるものではない。

本発明は、テレスコピック機構およびチルト機構の両方を備えた構造のステアリング装置に好適に適用される。ただし、いずれか一方の機構のみを備える構造や、いずれの機構も備えていないステアリング装置にも適用することは可能である。たとえば、テレスコピック機構のみを備えた構造で本発明を実施する場合には、図示の実施の形態から、挟持板部２５ｃ、２５ｄに形成する第２通孔を、上下方向長孔２６ａ、２６ｂに代えて、締付杆２７ａを挿通可能とするだけの単なる円孔とする。一方、チルト機構のみを備えた構造で実施する場合には、図示の実施の形態から、１対の被挟持壁部１１ａに形成する第１通孔を、前後方向長孔２８に代えて、締付杆２７ａを挿通可能とするだけの単なる円孔とする。さらに、ステアリングホイールの位置調節装置を備えない構造で実施する場合には、第１通孔および第２通孔のいずれも単なる円孔とする。このような位置調節装置を備えない構造で実施する場合に、締付杆をボルトとし、１対の押圧部を、このボルトの頭部と、このボルトに螺合したナットにより構成することもできる。この場合、このナットが一方の押圧部として、かつ、固定手段として機能する。このように、本発明は、衝撃吸収式ステアリング装置に広く適用される。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングギヤユニット
３ 入力軸
４ タイロッド
５、５ａ、５ｂ ステアリングシャフト
６、６ａ、６ｂ、６ｃ ステアリングコラム
７ 自在継手
８ 中間シャフト
９ 自在継手
１０、１０ａ 支持ブラケット
１１、１１ａ 被挟持壁部
１２、１２ａ 車体側ブラケット
１３、１３ａ アウタコラム
１４、１４ａ インナコラム
１５ 電動モータ
１６ ハウジング
１７、１７ａ 支持管
１８ 天板
１９ａ、１９ｂ 側板
２０ 結合板部
２１、２１ａ 切り欠き
２２、２２ａ カプセル
２３ 通孔
２４ ナット
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 挟持板部
２６、２６ａ、２６ｂ 上下方向長孔
２７、２７ａ 締付杆
２８ 前後方向長孔
２９ 鍔部
３０、３０ａ 駆動側カム
３１、３１ａ 被駆動側カム
３２、３２ａ カム装置
３３、３３ａ 調節レバー
３４ 係止部
３５、３５ａ 釣合ばね
３６、３６ａ、３６ｂ エネルギ吸収部材
３７ 車体
３８ 支持ピン
３９ 保持ケース
４０ 電動式パワーステアリング装置
４１ ハウジング
４２ 突条
４３ 軸方向スリット
４４ 周方向スリット
４５ 閉鎖環部
４６ アウタシャフト
４７ インナシャフト
４８ 取付板部
４９、４９ａ チルトスペーサ
５０ スペーサ
５１ ワッシャ
５２ スラスト軸受
５３ ナット
５４ 基板部
５５ 帯状板部
５６ エネルギ吸収部
５７ 挿通孔
５８ 前端側取付部
５９ 折り返し部
６０ 突出部
６１ 取付孔
６２ ボルト
６３ 係止ピン
６４ 基板部
６５ 折り返し部
６６ 変形板部
６７ 挿通孔
６８ 突き当て板部
６９ 湾曲部
７０ ローラ
７１ カム部材
７２ 揺動腕
７３ 雄側ギヤ
７４ 雌側ギヤ
７５ 復位ばね
７６ 取付用ブラケット
７７ 弾性係止部
７８ ガイド鍔部
７９ 幅狭部
８０ 幅広部
８１ 係止孔
８２ 折り曲げ部
８３ 係合孔

Claims (14)

1. 前後位置を規制された状態で前側に配置されたインナコラムと、該インナコラムの後部に軸方向の相対変位を可能に外嵌され、該インナコラムとの嵌合部である前部に軸方向に設けられ、該前部の直径を拡縮可能とする軸方向スリットと、該前部の上面または下面で該軸方向スリットを左右両側から挟む位置に設けられた１対の被挟持壁部と、これらの被挟持壁部の互いに整合する位置に形成された１対の第１通孔とを備えるアウタコラムとからなるステアリングコラムと、
   インナシャフトと、該インナシャフトの後部に軸方向の相対変位を可能に外嵌され、後端部が前記アウタコラムの後端開口よりも後方に突出し、該後端部にステアリングホイールが支持固定されているアウタシャフトとからなり、前記ステアリングコラムの内径側に回転自在に支持されているステアリングシャフトと、
   左右１対の挟持板部と、これらの挟持板部の前記第１通孔のうちの少なくとも一部に整合する部分に形成された１対の第２通孔と、前記挟持板部を支持するとともに、二次衝突時に前記ステアリングホイールから前記アウタコラムに加えられた衝撃エネルギに基づいて、前方へ脱落することが可能なように、車体に支持される取付板部とを備える支持ブラケットと、
   前記第１通孔と前記第２通孔とに挿通され、両端部に１対の押圧部を備える締付杆と、
   前記１対の押圧部の間隔を拡縮し、該間隔の収縮時に前記アウタコラムの前記前部の直径を縮め、該アウタコラムの前記前部の内周面と前記インナコラムの前記後部の外周面とを摩擦係合させる固定手段と、
   前記二次衝突時に、前記アウタコラムとともに前方に変位する部分と、該二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分との間に設けられ、該二次衝突に伴う前記アウタコラムの前方への変位に伴って塑性変形する部材からなり、該塑性変形の相対移動により、前記衝撃エネルギの一部を吸収するエネルギ吸収部材と、
   を備えた衝撃吸収式ステアリング装置において、
   前記エネルギ吸収部材の一部は、前記アウタコラムとともに前方に変位する部分の一部に固定されており、かつ、該部材の塑性変形が、前記アウタコラムの前記１対の被挟持壁部により幅方向について制限されていることを特徴とする、衝撃吸収式ステアリング装置。
2. 前記エネルギ吸収部材の一部が固定される、前記アウタコラムとともに前方に変位する部分の一部が、前記締付杆である、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
3. 前記締付杆の中間部に、カム部材が外嵌されており、前記アウタコラムの前部の直径を拡げる方向に前記締付杆を回動させた状態で、前記カム部材を、該アウタコラムの前部に形成した前記軸方向スリットを通じて、前記インナコラムの後部に形成した係合孔内に進入させる、請求項２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
4. 前記エネルギ吸収部材は、基板部と、該基板部の左右両側縁から上下方向に関して同じ方向に折れ曲がった左右１対の帯状板部と、これらの帯状板部のうちの前記基板部の後端縁よりも後方に突出し、それぞれの後端部に互いに近付く方向に曲げ形成された、Ｕ字形の折り返し部を備えた１対のエネルギ吸収部と、これらのエネルギ吸収部の先端部から上下方向に突出する状態で設けられた１対の突出部と、これらの突出部のそれぞれに形成された１対の第３通孔と、前記帯状板部のうちの前記基板部の前端縁よりも前方に突出した部分に設けられた前端側取付部とを備え、
   前記帯状板部が、前記被挟持壁部の内側面に沿ってそれぞれ配置された状態で、前記第３通孔に前記締付杆が挿通されることにより、該エネルギ吸収部材の後部が、前記二次衝突時に前記アウタコラムとともに前方に変位可能に、前記締付杆に固定され、前記前端側取付部が、前記インナコラムの前端部が固定された部材に対して結合されることにより、該エネルギ吸収部材の前部が、前記二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分に固定される、請求項２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
5. 前記１対のエネルギ吸収部の先端部の間に、該先端部間の間隔を調整可能な部材が配置されている、請求項４に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
6. 前記間隔を調整可能な部材が、前記締付杆の中間部に外嵌されたカム部材であり、前記アウタコラムの前部の直径を拡げる方向に前記締付杆を回動させた状態で、前記カム部材を、該アウタコラムの前部に形成した前記軸方向スリットを通じて、前記インナコラムの後部に形成した係合孔内に進入させる、請求項５に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
7. 前記インナコラムの前端部が固定された部材が、電動式パワーステアリング装置の構成部品を収めたハウジングであり、前記前端側取付部が、前記帯状板部の前端縁から互いに反対方向に直角に折り曲げられた突合せ板部からなり、これらの突合せ板部が前記ハウジングの後端面に結合固定されている、請求項４に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
8. 前記エネルギ吸収部材は、基板部と、該基板部に設けられた第３通孔と、該基板部の後端縁から後方に突出した状態で設けられたＵ字形の折り返し部と、該折り返し部の先端縁から前方に向けて伸長する変形板部とを備え、前記第３通孔に前記締付杆が挿通されることにより、該基板部は、前記二次衝突時に前記アウタコラムとともに前方に変位可能に、前記締付杆に固定され、前記折り返し部は、前記二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分の一部の後側に、該二次衝突時に該折り返し部と該変位しない部分の一部が係合するように、配置され、前記変形板部は、前記被挟持壁部のうちの一方の内側面に沿って配置される、請求項２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
9. 前記二次衝突時にも前方に向けて変位しない部分の一部は、前記インナコラムの後端寄り部分の外周面に基端部が固定され、前記軸方向スリットに係合するとともに、前記アウタコラムの前端縁部に設けられた抜け止め部により、前記軸方向スリットから該アウタコラムの前方に抜け出ることが防止されている、係止ピンである、請求項８に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
10. 前記係止ピンの周囲に回転自在に外嵌された円筒部材を備える、請求項８に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
11. 前記第１通孔が、前記アウタコラムの軸方向に長い前後方向長孔であって、前記締付杆がこれらの第１通孔内で変位できる範囲で、前記アウタコラムの前後位置を調節可能としており、前記締付杆の基端部に設けられた調節レバーの操作に基づいて、前記１対の押圧部の間隔を拡縮し、該間隔の収縮時に、前記アウタコラムの前部の直径を縮めて、該アウタコラムの前後位置を固定する、請求項２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
12. 前記インナコラムの前端部が、横軸を中心とする揺動変位を可能に車体に対して支持されており、前記第２通孔が、該横軸を中心とする部分円弧形を有する上下方向に長い上下方向長孔であって、前記締付杆がこれらの上下方向長孔内で変位できる範囲で、前記ステアリングホイールの上下位置を調節可能としており、前記締付杆の基端部に設けられた調節レバーの操作に基づいて前記１対の押圧部の間隔を拡縮し、該間隔の収縮時に前記１対の挟持板部の間隔を縮め、これらの挟持板部の内側面と前記被挟持壁部の外側面とを摩擦係合させて、前記アウタコラムの上下位置を固定する、請求項２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
13. 前記インナコラムの外周面に、それぞれが軸方向に長い複数本の突条が形成されており、該インナコラムの外周面と前記アウタコラムの内周面とが、これらの突条の頂部で当接している、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
14. 前記インナシャフトの端部外周面に形成した雄スプライン歯と、前記アウタシャフトの端部内周面に形成した雌スプライン歯とをスプライン係合させることで、前記スプラインシャフトの全長を伸縮可能としており、前記雄スプライン歯と前記雌スプライン歯とのうちの少なくとも一方の歯の表面に、摩擦係数が低い合成樹脂製のコーティング層が形成されている、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。

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