WO2012026258A1

WO2012026258A1 - 衝撃吸収式ステアリング装置

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Publication number: WO2012026258A1
Application number: PCT/JP2011/066880
Authority: WO
Inventors: 直人圷; 長澤　誠
Original assignee: 日本精工株式会社
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2012-03-01
Also published as: US20120273291A1; EP2447132A4; EP2447132B1; EP2447132A1; CN102481947A; US9114829B2; CN102481947B; JP5327165B2; JP2012046039A

Abstract

【課題】電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータ１３ａを側方に突出する状態で設けた構造であっても、二次衝突時に、ステアリングホイールが前方に向け円滑に変位させられる構造を実現する。【解決手段】ステアリングコラム６ｃの中心軸から、取付板部１７ｅ、１７ｆと車体に固定された部分３４との結合部までの距離が、このステアリングコラム６ｃの両側で互いに異なっており、電動モータ１３ａを設置した側に存在する取付板部１７ｅに関する前記距離Ｌｅを、電動モータ１３ａと反対側に存在する取付板部１７ｆに関する前記距離Ｌｆよりも短くする。電動モータ１３ａの設置側の取付板部１７ｅに加わる離脱荷重の割合を多くする。慣性質量が大きな、電動モータ１３ａの設置側で、前方への脱落が行われにくくなる傾向と、取付板部１７ｅの脱落しやすさとが相殺される。

Description

衝撃吸収式ステアリング装置

　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、特に、ステアリングホイールとともに前方に変位する部分に、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータを、側方に突出する状態で設けた構造の衝撃吸収式ステアリング装置に関する。

　自動車用ステアリング装置は、図７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、前車輪に舵角を付与するように構成されている。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ており、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ている。また、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の後端部に接続し、この中間シャフト８の前端部を、別の自在継手９を介して、入力軸３に接続している。なお、中間シャフト８は、トルクを伝達可能に、かつ、衝撃荷重により全長を収縮可能に構成している。そして、衝突事故の際に、ステアリングギヤユニット２の後方への変位に拘らず、ステアリングシャフト５を介してステアリングホイール１が後方に向けて変位して、運転者の身体に向けて突き上げられることを防止できるように構成している。

　このような自動車用ステアリング装置は、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にすることが、運転者の保護のために必要とされている。すなわち、衝突事故の際には、自動車が他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１に衝突する二次衝突が発生する。この二次衝突の際に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和するために、ステアリングホイール１を支持したステアリングコラム６を車体に対して、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支持するとともに、ステアリングコラム６とともに前方に変位する部分と車体との間に、塑性変形することで衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収部材を設けることが、従来から広く実施されている。

　図８～図１１は、衝撃吸収機能を備えた自動車用ステアリング装置の１例を示している。このステアリング装置は、ステアリングコラム６ａと、コラム側ブラケット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。ステアリングコラム６ａの内径側にステアリングシャフト５ａを、ラジアル荷重およびスラスト荷重を支承可能な転がり軸受などにより、回転のみ自在に支持している。なお、ステアリングコラム６ａの前端部には、電動モータ１３（図７参照）や減速機などの電動式パワーステアリング装置の構成部材を設置するためのハウジング１４を結合固定している。

　また、コラム側ブラケット１０は、車体側ブラケット１２に対し、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。コラム側ブラケット１０は、それぞれが鋼板などの、十分な強度および剛性を有する金属板製である、天板１５と左右１対の側板１６ａ、１６ｂとを、溶接などの手段により結合固定して形成したものである。天板１５の幅方向両端部を、コラム側ブラケット１０を車体側ブラケット１２に結合支持するための取付板部１７としている。これらの取付板部１７の幅方向中央部には、図１１に示すような、これらの取付板部１７の後端縁に開口する切り欠き１８を形成し、これらの切り欠き１８部分に、カプセル１９をそれぞれ装着している。

　これらのカプセル１９は、合成樹脂、アルミニウム系合金のような軟質金属など、天板１５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。カプセル１９は、通常状態では、切り欠き１８から抜け出ることはないが、コラム側ブラケット１０に前方に向いた大きな衝撃荷重が加わった場合には、カプセル１９を切り欠き１８内に係止するための部材を裂断して、切り欠き１８から後方に抜け出る。具体的には、取付板部１７のうちで切り欠き１８の内周縁または周囲部分に形成した凹入部２０および小通孔２１と、カプセル１９に形成した別の小通孔２２との間に、剪断ピンを掛け渡している。また、これらの剪断ピンは、合成樹脂、軟質金属などの、衝撃荷重により剪断可能な材料により形成されており、少なくともそれぞれの一部が、何れかの小通孔２１、２２に締り嵌め状態で内嵌および圧入された状態で、取付板部１７とカプセル１９との間に掛け渡されて、これらの取付板部１７にこれらのカプセル１９を支持している。

　このようなカプセル１９の中央部には、コラム側ブラケット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が設けられている。コラム側ブラケット１０を、車体側ブラケット１２に結合支持するには、カプセル１９の通孔２３を下から上に挿通したボルトを、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、コラム側ブラケット１０が、この車体に対し、前方に向いた大きな衝撃荷重が加わった場合にのみ、前方に脱落可能に結合支持される。

　ステアリングコラム６ａは、コラム側ブラケット１０の側板１６ａ、１６ｂの間に支持される。ステアリングコラム６ａは、コラム側ブラケット１０に対し、このコラム側ブラケット１０とともに前方に変位するように支持されており、ステアリングシャフト５ａは、ステアリングコラム６ａに回転のみ自在に支持されている。したがって、二次衝突に伴って、このステアリングシャフト５ａに固定されたステアリングホイール１に、前方に向いた衝撃が加わると、ステアリングコラム６ａがコラム側ブラケット１０から脱落して、ステアリングホイール１とともに前方に変位する。

　このように、二次衝突に際して、ステアリングホイール１からコラム側ブラケット１０に、前方に向いた大きな衝撃荷重が加わると、カプセル１９と取付板部１７との間に掛け渡した剪断ピンが裂断して、カプセル１９が切り欠き１８から抜けだし、コラム側ブラケット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が緩和される。

　運転者保護の面からは、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する機構を設けることが、さらに好ましい。たとえば、図７～図１１に示した構造でも、被挟持壁部１１の外側面と側板１６ａ、１６ｂの内側面との当接部に作用する摩擦力、ならびに、ステアリングコラム６ａを構成する、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。

　さらに、特許文献１～３には、車体に支持されて、二次衝突時に前方に変位する部分と、二次衝突時にも前方に変位することのない部分との間に、塑性変形しつつ、ステアリングコラムの前方への変位を許容するエネルギ吸収部材を設けた構造が記載されている。図１２～図１４は、特許文献１に記載された、エネルギ吸収部材を組み込んだ従来構造の第１例を示している。この従来構造の第１例の場合、エネルギ吸収部材２５として、軟鋼板などの塑性変形可能な金属板を図１３に示す形状に曲げ成形したものを使用している。エネルギ吸収部材２５の後部は、車体側ブラケット１２ａに対し、ボルト２６により、コラム側ブラケット１０ａに設けた左右１対の取付板部１７ａとともに結合されている。これらの取付板部１７ａには、その後端縁に開口する、たとえばＵ字形の切り欠きが形成されており、ボルト２６は、この切り欠きを挿通している。また、エネルギ吸収部材２５の前部は、Ｕ字形に折り返すとともに、図１４に示すように、その先端縁を取付板部１７ａの一部に係合させて、二次衝突の進行に伴ってこの先端縁が、コラム側ブラケット１０ａとともに前方に変位するようにしている。

　二次衝突の発生時には、図１４に示すように、コラム側ブラケット１０ａが、ボルト２６を切り欠きから後方に抜き出させつつ、前方に変位する。ただし、エネルギ吸収部材２５の後部は、ボルト２６に支持されて、前記車体側ブラケット１２ａ部分に残る。このため、エネルギ吸収部材２５が、図１２に示した状態から図１４に示した状態にまで、塑性変形に基づいて伸長する。そして、この伸長に伴って、二次衝突時に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、ステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。特許文献３にも、特許文献１に記載されたものと同様、金属板製のエネルギ吸収部材を組み込んだ構造が記載されている。

　次に、図１５～図１７は、特許文献２に記載された、エネルギ吸収部材を組み込んだ従来構造の第２例を示している。この従来構造の第２例の場合、１対のエネルギ吸収部材２５ａとして、軟鋼などの塑性変形可能な金属製の線材を、図１６に示す形状に曲げ成形したものを使用している。そして、エネルギ吸収部材２５ａの折り返し基部２７を、車体側ブラケットに支持されて二次衝突時にも前方に変位することのない、カプセル１９ａの後側に係止している。これに対して、エネルギ吸収部材２５ａの前端側折り返し部２８を、コラム側ブラケット１０ｂを構成する取付板部１７ｂの前端縁に対向させている。さらに、前端側折り返し部２８から線材の両端部に向けて連続する直線部２９を、コラム側ブラケット１０ｂの平板部３０に形成した通孔３１を通じて、この平板部３０よりも後方に突出させている。

　二次衝突の発生時には、コラム側ブラケット１０ｂを固定したステアリングコラム６ｂの前方への変位に伴って、取付板部１７ｂの前端縁がエネルギ吸収部材２５ａの前端側折り返し部２８を扱く。そして、直線部２９を通孔３１から引き抜きつつ、前端側折り返し部２８を、線材の両端部に向けて移動させる。これらの前端側折り返し部２８の移動は、これらの線材の塑性変形として行われるので、この移動に伴って、二次衝突時に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、ステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。

特開平９－２４８４３号公報特開平９－２７２４４８号公報特開平１０－１６７０８３号公報特開２００４－７４９８５号公報

　このような衝撃吸収式ステアリング装置では、何れの構造においても、運転者の保護を充実させるためには、ステアリングコラムの前方への変位が円滑に行われるようにする必要がある。しかしながら、特許文献４に記載されているように、ステアリングコラムの前端部に固定した、電動式パワーステアリング装置用のハウジングから電動モータを、片側方に突設させた状態で設けた構造の場合、二次衝突時におけるステアリングコラムの前方への変位が、電動モータの存在に基づいて、必ずしも円滑に行われていないことが、本発明者らの研究により明らかになったのである。

　したがって、本発明は、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータを側方に突出する状態で設けた構造であっても、ステアリングホイールを前方に向け円滑に変位させられる構造を実現することを目的としている。

　本発明の衝撃吸収式ステアリング装置は、
　ステアリングコラムと、
　このステアリングコラムの内側に回転自在に支持されて、このステアリングコラムの後端開口から突出した後端部にステアリングホイールを支持固定可能としたステアリングシャフトと、
　前記ステアリングコラムの左右両側方向に突出し、車体に固定された部分に、前方に向かう衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に支持された１対の取付板部を備え、このステアリングコラムに支持され、かつ、このステアリングコラムとともに、軸方向の変位可能に前記車体に支持された、コラム側ブラケットと、
　前記ステアリングコラムの前端部に支持されたハウジングと、このハウジングから片側方向に突出した電動モータとを備え、この電動モータを動力源として前記ステアリングシャフトの回転に対する補助トルクを付与する、電動式パワーステアリング装置と、
を備える。

　特に、本発明の衝撃吸収式ステアリング装置は、前記ステアリングコラムの中心軸から、前記取付板部と前記車体に固定された部分との結合部までの距離が、このステアリングコラムの両側で互いに異なっており、前記電動モータを設置した側に存在する取付板部に関する前記距離が、この電動モータと反対側に存在する取付板部に関する前記距離よりも短くなるように構成されていることを特徴とする。

　なお、本発明の衝撃吸収式ステアリング装置は、前記結合部において、前記取付板部と前記車体に固定された部分の間に配され、これらの両方に接続固定される部材が備えられた構成をとることもできる。

　たとえば、このような部材として、前記取付板部と前記車体に固定された部分との間に、それぞれが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、前記取付板部が前方に脱落することに伴って、塑性変形しつつ、これらの取付板部の前方への変位を許容する塑性変形部をそれぞれ有する、１対のエネルギ吸収部材が挙げられる。

　あるいは、前記取付板部が、それぞれの後端縁に開口する切り欠きを備え、前記車体に固定された部分が、この車体に固定された部分に対して、前記衝撃荷重が加わった場合でも、前方への変位を阻止した状態で支持され、かつ、前記切り欠きのそれぞれの内側に配した状態で、前記取付板部に対し、これらの取付板部に前記衝撃荷重が加わった状態で、前記切り欠きから後方に抜け出すことが可能に係止されている、カプセルを備える構造において、これらのカプセルと前記取付板部との間に、それぞれが塑性変形可能な線材を曲げ成形することにより形成され、前記取付板部に前記衝撃荷重が加わった場合に、前記線材を伸長させつつこれらの取付板部が前方に変位することを許容する、１対のエネルギ吸収部材を備えるようにしてもよい。

　本発明の衝撃吸収式ステアリング装置では、前記ステアリングコラムの左右両側方向に突出し、車体に固定された部分に、前方に向かう衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に結合された１対の前側取付板部を備え、前記ハウジングに支持され、このハウジングとともに、軸方向の変位可能に前記車体に支持された、ハウジング側ブラケットにおいても、前記ステアリングコラムの中心軸から、前記前側取付板部と前記車体に固定された部分との結合部までの距離が、このステアリングコラムの両側で互いに異なっており、前記電動モータを設置した側に存在する前側取付板部に関する前記距離が、この電動モータと反対側に存在する前側取付板部に関する前記距離よりも短くなるように構成することもできる。この場合も、前記前側取付板部と前記車体から固定された部分の間に配され、これらの両方に接続固定される部材を備えるようにしてもよい。

　上述のように構成する本発明の電動式パワーステアリング装置を備えた衝撃吸収式ステアリング装置によれば、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータを側方に突出する状態で設けた構造であっても、前記ステアリングホイールが前方に向け円滑に変位させられる。具体的に説明すると、まず、二次衝突時に運転者の身体からステアリングホイールを介してステアリングコラムに加えられた衝撃荷重、言い換えれば、ステアリングコラムを車体から前方に離脱させる方向に作用する離脱荷重は、ほぼこのステアリングコラムの中心軸に沿って前方に加わる。図１８に示したように、このステアリングコラムの中心軸から、左右１対の取付板部と、ボルトなどの車体に固定された部分との結合部までの距離が等しい構造の場合には、これらの結合部に前記離脱荷重が、均等に加わる。そして、大きな慣性質量を有する前記電動モータの存在に基づき、この電動モータを設置した側の結合部の離脱が遅れる。

　これに対して、本発明の場合には、前記ステアリングコラムの中心軸から、左右１対の取付板部と車体に固定された部分との結合部までの距離の相違に伴って、前記衝撃荷重がこれらの結合部に加わる割合が左右で相違することとなる。すなわち、てこの原理から明らかな通り、前記離脱荷重のうち、前記距離が短い、電動モータを設置した側に存在する結合部に加わる割合が、前記距離が長い、この電動モータと反対側に存在する結合部に加わる割合よりも多くなる。このため、前記電動モータの存在に基づいて離脱が遅れる傾向になる、前記電動モータを設置した側の結合部についても、電動モータと反対側の結合部と同様に、迅速に離脱を開始できる。したがって、前記取付板部を設けたステアリングコラムが、ほぼその軸方向に、円滑に変位する。この結果、二次衝突に伴って、このステアリングコラムに加わった衝撃エネルギを吸収する、複数箇所の摩擦係合部の摺動や、車体側とステアリングコラムとの間に設けたエネルギ吸収部材の塑性変形が、前記衝撃エネルギ吸収の面から効果的に行われて、運転者の保護充実を図りやすくなる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例の装置について、通常時の状態を示すを示す平面図である。図２は、図１の状態の装置についての側面図である。図３は、図１の装置のエネルギ吸収部材の平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。図４は、図１の装置について、二次衝突が進行した状態を示す平面図である。図５は、図４の状態の装置についての側面図である。図６は、本発明の実施の形態の第２例について、支持ブラケットの取付板部と、この取付板部に組み付けたカプセルと、これら取付板部とカプセルとの間に掛け渡したエネルギ吸収部材とを、通常時の状態（Ａ）と二次衝突が進行した状態（Ｂ）とで示す、それぞれ平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。図７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８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９は、図８の装置の断面図である。図１０は、図８の装置について、車体側ブラケットを省略して示す、図８と同様の図である。図１１は、図８の装置について、支持ブラケットを後下方から見た状態で示す斜視図である。図１２は、従来から知られている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第１例を示す部分略側面図である。図１３は、図１２の装置のエネルギ吸収部材を前上方から見た状態で示す斜視図である。図１４は、図１２の装置の二次衝突が進行した状態を示す、部分略側面図である。図１５は、従来から知られている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第２例を示す部分側面図である。図１６は、図１５のＸ矢視図である。図１７は、図１５のＹ－Ｙ断面図である。図１８は、電動モータの設置状況に対応して、二次衝突時にステアリングコラムなどが傾斜する理由を説明するため、電動式パワーステアリング装置を備えた衝撃吸収式ステアリング装置を、通常時の状態（Ａ）と二次衝突が進行した状態（Ｂ）とで示す平面図である。

　上述したように、従来の衝撃吸収式ステアリング装置では、何れの構造においても、ステアリングコラムの前端部に固定した、電動式パワーステアリング装置用のハウジングから電動モータを、片側方に突設させた状態で設けた構造を採用した場合には、二次衝突時におけるステアリングコラムの前方への変位が、電動モータの存在に基づいて、必ずしも円滑に行われていないことが、本発明者らの研究により明らかになっている。この理由について、図１８を参照しつつ説明する。

　図１８は、電動式パワーステアリング装置を備えた衝撃吸収式ステアリング装置を、上方から見た状態を示している。ステアリングコラム６ｃの前端部に、電動式パワーステアリング装置を構成する減速機などの構成部品を収納するハウジング１４ａを固定し、これらステアリングコラム６ｃおよびハウジング１４ａを車体側ブラケットに対して、前方に向いた衝撃荷重に基づいて前方への脱落を可能に支持している。このために、ステアリングコラム６ｃの中間部に支持したコラム側ブラケット１０ｃと、ハウジング１４ａに支持したハウジング側ブラケット３２とを、何れも前方に向いた衝撃荷重により前方に脱落するように、車体に対し支持している。これらのブラケット１０ｃ、３２は、左右１対の、または左右一体型の取付板部１７ｃ、１７ｄをそれぞれ備え、これらの取付板部１７ｃ、１７ｄに、それぞれ後端縁側に開口する切り欠き１８ａ、１８ｂを形成している。そして、これらの切り欠き１８ａ、１８ｂを覆う状態で滑り板３３ａ、３３ｂを、これらのブラケット１０ｃ、３２のそれぞれの左右両端部に組み付けている。そして、これらの滑り板３３ａ、３３ｂに形成した通孔を挿通した、ボルトまたはスタッドにより、これらのブラケット１０ｃ、３２の左右両端部を、前記車体に対し支持している。

　二次衝突時には、前記ボルトまたはスタッドが、滑り板３３ａ、３３ｂとともに切り欠き１８ａ、１８ｂから抜け出して、ステアリングコラム６ｃおよびハウジング１４ａが前方に変位することを許容する。この場合に、これらの部材６ｃ、１４ａが、ステアリングコラム６ｃの軸方向に沿って変位すれば、前記前方への脱落ないしは変位が円滑に行われ、ステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃の緩和を効果的に行える。ところが、図１８に示した構造のように、電動式パワーステアリング装置の補助動力源となる、重量が嵩み、慣性質量が大きな電動モータ１３ａがハウジング１４ａの片側方に突出する状態で設けられた構造の場合、二次衝突時に、この電動モータ１３ａを支持固定したハウジング１４ａが、前記軸方向に対し傾斜する傾向になる。

　すなわち、慣性質量が大きな電動モータ１３ａは、前記二次衝突に伴う衝撃荷重を受けた場合における変位の開始が、慣性質量が比較的小さい、その他の部分に比べて遅れる傾向になる。この結果、二次衝突時に、ステアリングコラム６ｃおよびハウジング１４ａが、図１８の（Ａ）から（Ｂ）に示すように、電動モータ１３ａの側が、電動モータ１３ａと反対側よりも、後方に位置する方向に傾斜した状態のまま、前方に変位する。このような前方への変位は、複数箇所の摩擦係合部を摺動させたり、車体側とステアリングコラム６ｃまたはハウジング１４ａ側との間に設けたエネルギ吸収部材を塑性変形させたりしつつ行われる。これらの摩擦係合部の摺動やエネルギ吸収部材の塑性変形は、ステアリングコラム６ｃおよびハウジング１４ａが、このステアリングコラム６ｃの軸方向に変位する場合に効果的に行われるように設計されている。逆にいえば、図１８の（Ａ）から（Ｂ）に示すように、ステアリングコラム６ｃおよびハウジング１４ａが、傾斜した状態のまま前方に変位すると、運転者の保護充実の面から不利である。

　本発明は、このような知見に基づいて、完成されたものである。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明を行う。ただし、本発明は、これらの実施形態に制限されるものではない。

　［実施の形態の第１例］
　図１～図５は、本発明の実施の形態の第１例を示している。図１８に示した構造と同様に、ステアリングコラム６ｃの前端部に、電動式パワーステアリング装置を構成する減速機などの構成部品を収納するハウジング１４ａを固定している。また、このハウジング１４ａの片側面に、電動式パワーステアリング装置の補助動力源となる電動モータ１３ａを支持固定している。さらに、ステアリングコラム６ｃおよびハウジング１４ａを車体側ブラケットに対して、前方に向いた衝撃荷重に基づいて前方への脱落を可能に支持している。

　このため、ステアリングコラム６ｃの中間部に支持したコラム側ブラケット１０ｄと、ハウジング１４ａに支持したハウジング側ブラケット３２とを、何れも前方に向いた衝撃荷重により前方に脱落するように、車体に固定した、図示しない車体側ブラケットに対し支持している。これらのブラケット１０ｄ、３２は、左右１対の、または、左右一体型の取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄを備え、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄに、それぞれ後端縁側に開口する切り欠き１８ａ、１８ｂを形成している。そして、これらの切り欠き１８ａ、１８ｂを覆う状態で、これらのブラケット１０ｄ、３２の左右両端部に、それぞれ滑り板３３ａ、３３ｂを組み付けている。これらの滑り板３３ａ、３３ｂは、たとえば合成樹脂を射出成形することにより、あるいは、表面に合成樹脂のコーティング層を形成した金属板を曲げ成形により加工することにより、前方が開口した長い略Ｕ字形に形成したもので、上下の板部と、これらの板部の後端縁同士を連続させる結合板部と、これら上下の板部の互いに整合する部分に形成した通孔とを備える。これら上下の板部のうちの一方または両方の板部の先端縁部（前端縁部）に、取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄの前端縁との係合に基づき、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄからの抜け止めを図るための係止片を設ける場合もある。コラム側ブラケット１０ｄとハウジング側ブラケット３２のそれぞれの左右両端部は、これらのブラケット１０ｄ、３２の切り欠き１８ａ、１８ｂおよび滑り板３３ａ、３３ｂの通孔を挿通した、ボルト３４により、前記車体に対し支持および結合されている。なお、取付板部１７ｄ、１７ｅ、１７ｆは、必ずしも左右別体である必要はなく、一体の取付板部の両端がステアリングコラムの左右両側方向に突出する構造も、この１対の取付板部に含まれる。

　特に、本例の構造の場合には、コラム側ブラケット１０ｄに設けた左右１対の取付板部１７ｅ、１７ｆの長さ寸法、すなわち、ステアリング装置の幅方向に関する、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆの寸法を、互いに異ならせている。具体的には、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆのうち、電動モータ１３ａを設置した側に存在する取付板部１７ｅの長さ寸法を、電動モータ１３ａと反対側の取付板部１７ｆの長さ寸法よりも短くしている。切り欠き１８ａはそれぞれ、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆの先端部に形成されている。したがって、滑り板３３ａの通孔を挿通した、ボルト３４による、取付板部１７ｅ、１７ｆと前記車体に固定された部分との結合部も、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆの先端部、すなわち、コラム側ブラケット１０ｄの左右両端部に存在する。

　このため、電動モータ１３ａを設置した側に存在する取付板部１７ｅに関する、ステアリングコラム６ｃの中心軸から、前記結合部までの距離Ｌｅが、電動モータ１３ａの反対側に存在する取付板部１７ｆに関する、ステアリングコラム６ｃの中心軸から、前記結合部までの距離Ｌｆよりも短い（Ｌｅ＜Ｌｆ）。なお、これらの距離Ｌｅ、Ｌｆの比（Ｌｅ／Ｌｆ）は、ステアリングコラム６ｃとともに前方に変位する部分全体の慣性質量に対する、電動モータ１３ａの慣性質量の割合や、ステアリングコラム６ｃとともに前方に変位する部分全体の重心位置に対する、この電動モータ１３ａの重心位置の偏心量などを考慮して、実験（コンピュータシミュレーションを含む）の結果を参考にしつつ、設計的に定める。一般的には、前記比（Ｌｅ／Ｌｆ）を、１／２～２／３程度の範囲に収めれば、本発明の目的を達成できる。ただし、前記偏心量が小さければ、前記比（Ｌｅ／Ｌｆ）を２／３よりも大きく、すなわち１に近づけることもできるし、前記偏心量が大きければ、前記比（Ｌｅ／Ｌｆ）を１／２よりも小さくすることもできる。

　また、本例の場合には、取付板部１７ｅ、１７ｆと、前記車体に固定された部分である、ボルト３４との間に、１対のエネルギ吸収部材３５を設けている。これらのエネルギ吸収部材３５は、基本的には、図１２～図１４により説明した、特許文献１に記載されたエネルギ吸収部材２５と同様のもので、それぞれ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、図３に示すような形状に形成されている。本例の場合、これらのエネルギ吸収部材３５のそれぞれは、基板部３６と塑性変形部３７とを備える。基板部３６には、中央部にボルト３４を挿通するための円孔３８が形成されている。また、この基板部３６の後端縁の幅方向両端部２箇所位置を上方に折り曲げて係止片３９とし、これらの係止片３９の前側面を、滑り板３３ａの後端縁に係合させるようにしている。なお、これらの係止片３９は、この滑り板３３ａに対する、基板部３６の位置決めを図るために設けている。さらに、塑性変形部３７は、基板部３６の前端縁中央部から前方に延出した帯状板部分の中間部を、Ｕ字形に１８０°折り返すことにより形成している。

　このようなエネルギ吸収部材３５は、図１～図２に示すように、それぞれの基板部３６をボルト３４に対し支持して、車体側ブラケット（図示せず）に対し前方への変位を阻止した状態で結合する。また、塑性変形部３７の先端縁を、取付板部１７ｅ、１７ｆを設けたコラム側ブラケット１０ｄに係止する。このコラム側ブラケット１０ｄの左右両側で、取付板部１７ｅ、１７ｆの下方部分に、塑性変形部３７の先端縁を突き当てるためのアンカ板部４０を曲げ成形により形成している。このアンカ板部４０は、取付板部１７ｅ、１７ｆの下方に設けられた下板部の後端部を上方に折り曲げることにより形成しており、塑性変形部３７は、これらの取付板部１７ｅ、１７ｆの下面と下板部の上面との間の空間内に配置されている。

　二次衝突時には、ボルト３４が、滑り板３３ａおよびエネルギ吸収部材３５の基板部３６とともに、切り欠き１８ａから抜け出して、ステアリングコラム６ｃが前方に変位することを許容する。そして、前記コラム側ブラケット１０ｄが、このステアリングコラム６ｃと共に前方に変位する。この際、前記ハウジング側ブラケット３２に関しても、前記車体から脱落し、このハウジング側ブラケット３２が前方に変位することを許容する。そして、コラム側ブラケット１０ｄの前方への変位に伴って、エネルギ吸収部材３５の塑性変形部３７が、図２に示した状態から図５に示した状態にまで、前記帯状板部分の中間部に形成した折り返し部を、この帯状部分の先端側に移動させる方向に塑性変形する。そして、この塑性変形に基づいて、運転者の身体から、ステアリングシャフト５ａおよびステアリングコラム６ｃを介してコラム側ブラケット１０ｄに伝わった衝撃エネルギが吸収され、運転者の身体に加わる衝撃が緩和される。

　特に、本例の構造の場合には、ステアリングコラム６ｃの中心軸から、取付板部１７ｅ、１７ｆを車体側ブラケットに対し支持しているボルト３４までの距離Ｌｅ、Ｌｆの相違に伴って、前記衝撃荷重、言い換えれば、取付板部１７ｅ、１７ｆをボルト３４から前方に離脱させようとする離脱荷重が互いに相違する。すなわち、てこの原理から明らかな通り、前記距離Ｌｅが短い、電動モータ１３ａを設置した側に存在する取付板部１７ｅに加わる離脱荷重の割合が多くなる、逆に、前記距離Ｌｆが長い、電動モータ１３ａと反対側に存在する取付板部１７ｆに加わる離脱荷重の割合が少なくなる。このような離脱荷重の相違に伴って、電動モータ１３ａの存在を無視した場合、この電動モータ１３ａを設置した側の取付板部１７ｅが、電動モータ１３ａと反対側の取付板部１７ｆよりも前方に脱落しやすくなる。

　ただし、実際には、慣性質量が大きな電動モータ１３ａの存在により、この電動モータ１３ａを設置した側の取付板部１７ｅは、二次衝突時に前方に変位しにくい。このため、この電動モータ１３ａの存在に基づく、この電動モータ１３ａを設置した側の取付板部１７ｅの前方への変位しにくさと、前記距離Ｌｅ、Ｌｆの相違に伴う、取付板部１７ｅの脱落しやすさとが相殺される。このため、取付板部１７ｅ、１７ｆを設けたコラム側ブラケット１０ｄを支持したステアリングコラム６ｃが、ほぼその軸方向に、円滑に変位する。この結果、二次衝突に伴ってステアリングコラム６ｃに加わった衝撃エネルギを吸収する、複数箇所の摩擦係合部の摺動や、ボルト３４とコラム側ブラケット１０ｄとの間に設けた、エネルギ吸収部材３５の塑性変形部３７の塑性変形が、衝撃エネルギ吸収の面から効果的に行われて、運転者の保護充実を図りやすくなる。

　［実施の形態の第２例］
　図６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、二次衝突時に伴ってステアリングホイールからステアリングコラム６ｃに支持したコラム側ブラケット１０ｄ（図１、図２、図４および図５参照）に伝わった、前方に向いた衝撃エネルギを吸収しつつ、このコラム側ブラケット１０ｄの前方への変位を許容するエネルギ吸収部材４１として、図１５～図１７に示した特許文献２に記載された構造と同様に、塑性変形可能な線材を曲げ成形により加工したものを使用している。

　すなわち、本例の構造の場合には、図９、図１１に示した従来の構造、あるいは、図１７に示した特許文献２に記載された構造と同様、左右１対の取付板部１７ｆ（１７ｅ）に、それぞれの後端縁に開口する切り欠き１８を設ける。そして、これらの切り欠き１８の内側に、それぞれカプセル１９を、取付板部１７ｆ（１７ｅ）に前方に向う衝撃荷重が加わった状態で、切り欠き１８から後方に抜け出し可能に組み付ける。この部分の構造は、カプセル１９と取付板部１７ｆ（１７ｅ）との間に剪断ピンを掛け渡すなど、従来から周知の構造を採用する。また、カプセル１９に形成した通孔２３に挿通したボルトを車体側に固定したナットに螺合し、さらに締め付けるなどして、カプセル１９を車体に対し、前方に向う衝撃荷重に拘らず、前方への変位を阻止した状態で支持する。

　さらに、カプセル１９と取付板部１７ｆ（１７ｅ）との間に、それぞれが図６の（Ａ）（Ｂ）に示したような形状を有する、１対のエネルギ吸収部材４１を設ける。これらのエネルギ吸収部材４１は、それぞれが塑性変形可能な線材を曲げ成形することにより形成しており、取付板部１７ｆ（１７ｅ）に前方に向う荷重が加わった場合に、線材を伸長させつつこれらの取付板部１７ｆ（１７ｅ）が前方に変位することを許容する。すなわち、エネルギ吸収部材４１はそれぞれ、前方が開口した略Ｕ字形の基部４２と、この基部４２の両端部から前方に延出し、それぞれの中間部をほぼ１８０°折り返した、左右１対の塑性変形部４３とを備える。それぞれがこのような構成を有するエネルギ吸収部材４１は、それぞれの基部４２をカプセル１９の後側に係止し、それぞれの塑性変形部４３の折り返し部を、取付板部１７ｆ（１７ｅ）の前端縁に対向させ、さらに、これらの塑性変形部４３の先半部を、これらの取付板部１７ｆ（１７ｅ）の前端縁から下方に曲げ成形して得た垂下板部４４に形成した小通孔を、前方から後方に挿通している。

　二次衝突の際には、取付板部１７ｆ（１７ｅ）の前端縁が、エネルギ吸収部材４１の塑性変形部４３を前記線材の両端部に向けて扱きつつ移動させる。そして、ステアリングホイールからステアリングコラム６ｃに加わった衝撃エネルギを吸収しつつ、コラム側ブラケット１０ｄとともに、このステアリングコラム６ｃが前方に変位することを許容する。

　本例の場合も、取付板部１７ｅ、１７ｆに関する、ステアリングコラム６ｃの中心軸から結合部までの距離Ｌｅ、Ｌｆ（図１参照）を互いに異ならせて、電動モータ１３ａの存在に拘らず、コラム側ブラケット１０ｄを支持したステアリングコラム６ｃを円滑に変位させて、運転者の保護充実を図りやすくしている。

　エネルギ吸収部材４１の構造を異ならせた点以外は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

　図１、図２、図４および図５に示すように、コラム側ブラケット１０ｃおよびハウジング側ブラケット３２を、何れも車体に固定の部分に対し、二次衝突時の衝撃エネルギに基づいて前方に変位可能に支持する構造の場合、図示の例のように、コラム側ブラケット１０ｃ側でのみ、左右１対の取付板部１７ｅ、１７ｆに関する、ステアリングコラム６ｃの中心とボルト３４との距離Ｌｅ、Ｌｆを互いに異ならせれば十分である。逆に言えば、ハウジング側ブラケット３２に設けた左右１対の取付板部１７ｄに関する、ハウジング１４ａの中心からボルトまでの距離を互いに変える必要は必ずしもない。

　ただし、この距離を、コラム側ブラケット１０ｃ部分に加えて、ハウジング側ブラケット３２部分でも、左右で互いに異ならせることは可能である。なお、このハウジング側ブラケット３２部分のみ、前記距離を左右で異ならせることによっても、従来構造よりも、運転者保護の面から優れた構造を得られる。ただし、二次衝突時に衝撃エネルギの入力側に近い、コラム側ブラケット１０ｃ側で左右の特性を異ならせる場合に比べて、チューニングが難しくなるなどの点で、単独での採用は不利であるため、ハウジング側ブラケット３２側へ本発明を適用する際には、コラム側ブラケット１０ｃ部分とハウジング側ブラケット３２部分の両方に適用して、重畳的な効果を得ることが好ましい。

　本発明は、自動車のステアリング装置、具体的には、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、特に、ステアリングホイールとともに前方に変位する部分に、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータを、側方に突出する状態で設けた構造の衝撃吸収式ステアリング装置に、広く適用することができる。

　　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　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、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ　コラム側ブラケット
　１１　　被挟持壁部
　１２、１２ａ　車体側ブラケット
　１３、１３ａ　電動モータ
　１４、１４ａ　ハウジング
　１５　　天板
　１６ａ、１６ｂ　側板
　１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ　取付板部
　１８、１８ａ、１８ｂ　切り欠き
　１９、１９ａ　カプセル
　２０　　凹入部
　２１　　小通孔
　２２　　小通孔
　２３　　通孔
　２４　　ナット
　２５、２５ａ　エネルギ吸収部材
　２６　　ボルト
　２７　　折り返し基部
　２８　　前端側折り返し部
　２９　　直線部
　３０　　平板部
　３１　　通孔
　３２　　ハウジング側ブラケット
　３３ａ、３３ｂ　滑り板
　３４　　ボルト
　３５　　エネルギ吸収部材
　３６　　基板部
　３７　　塑性変形部
　３８　　円孔
　３９　　係止片
　４０　　アンカ板部
　４１　　エネルギ吸収部材
　４２　　基部
　４３　　塑性変形部
　４４　　垂下板部

Claims

　ステアリングコラムと、
　このステアリングコラムの内側に回転自在に支持されて、このステアリングコラムの後端開口から突出した後端部にステアリングホイールを支持固定可能としたステアリングシャフトと、
　前記ステアリングコラムの左右両側方向に突出し、車体に固定された部分に、前方に向かう衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に結合された１対の取付板部を備え、このステアリングコラムに支持され、かつ、このステアリングコラムとともに、軸方向の変位可能に前記車体に支持された、コラム側ブラケットと、
　前記ステアリングコラムの前端部に支持されたハウジングと、このハウジングから片側方向に突出した電動モータとを備え、この電動モータを動力源として前記ステアリングシャフトの回転に対する補助トルクを付与する、電動式パワーステアリング装置と、
を備え、
　前記ステアリングコラムの中心軸から、前記取付板部と前記車体に固定された部分との結合部までの距離が、このステアリングコラムの両側で互いに異なっており、前記電動モータを設置した側に存在する取付板部に関する前記距離が、この電動モータと反対側に存在する取付板部に関する前記距離よりも短いことを特徴とする、衝撃吸収式ステアリング装置。
　前記結合部において、前記取付板部と前記車体に固定された部分の間に配され、これらの両方に接続固定される部材が備えられている、請求項１に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
　前記取付板部と前記車体に固定された部分との間に、それぞれが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、前記取付板部が前方に脱落することに伴って、塑性変形しつつ、これらの取付板部の前方への変位を許容する塑性変形部をそれぞれ有する、１対のエネルギ吸収部材が備えられている、請求項１または２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
　前記取付板部は、それぞれの後端縁に開口する切り欠きを備え、
　前記車体に固定された部分は、この車体に固定された部分に対して、前記衝撃荷重が加わった場合でも、前方への変位を阻止した状態で支持され、かつ、前記切り欠きのそれぞれの内側に配した状態で、前記取付板部に対し、これらの取付板部に前記衝撃荷重が加わった状態で、前記切り欠きから後方に抜け出すことが可能に係止されている、カプセルを備え、
　これらのカプセルと前記取付板部との間に、それぞれが塑性変形可能な線材を曲げ成形することにより形成され、前記取付板部に前記衝撃荷重が加わった場合に、前記線材を伸長させつつこれらの取付板部が前方に変位することを許容する、１対のエネルギ吸収部材を備えられている、
　請求項１または２に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
　前記ステアリングコラムの左右両側方向に突出し、車体に固定された部分に、前方に向かう衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に結合された１対の前側取付板部を備え、前記ハウジングに支持され、このハウジングとともに、軸方向の変位可能に前記車体に支持された、ハウジング側ブラケットを備え、
　前記ステアリングコラムの中心軸から、前記前側取付板部と前記車体に固定された部分との結合部までの距離が、このステアリングコラムの両側で互いに異なっており、前記電動モータを設置した側に存在する前側取付板部に関する前記距離が、この電動モータと反対側に存在する前側取付板部に関する前記距離よりも短い、請求項１～４のうちの何れか１項に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。
　前記前側取付板部と前記車体から固定された部分の間に配され、これらの両方に接続固定される部材が備えられている、請求項５に記載した衝撃吸収式ステアリング装置。