JP2023019570A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に組み付けられる前の段階で衝撃吸収ワイヤが周囲の物体にぶつかるのを防止することができるステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】インナコラム１４の外周面に固定されたインナブラケット３と、インナコラム１４の径方向に関してインナブラケット３の外側に配置され、インナブラケット３と自身との間に、インナコラム１４の軸方向に伸長し、かつ、周囲を仕切られた筒状空間４８を形成するアウタブラケット４と、インナブラケット３とアウタブラケット４とを結合し、かつ、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって裂断する結合部材５と、筒状空間４８に配置された衝撃吸収ワイヤ６と、アウタコラム１３に支持され、アウタブラケット４に備えられた第１係合部５１に自身に備えられた第２係合部６６を係脱させるロック部材７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次衝突時の衝撃荷重の吸収機能を有するステアリングコラム装置に関する。

図１３は、自動車用のステアリング装置の１例を示している。ステアリング装置１００において、運転者により操作されるステアリングホイール１０１は、ステアリングシャフト１０２の後側端部に取り付けられている。ステアリングシャフト１０２は、車体に支持されたステアリングコラム１０３の内側に回転自在に支持されている。ステアリングホイール１０１の回転運動は、ステアリングシャフト１０２、自在継手１０４ａ、中間シャフト１０５、および別の自在継手１０４ｂを介して、ステアリングギヤユニット１０６を構成するピニオン軸１０７に伝達される。ピニオン軸１０７の回転運動は、ステアリングギヤユニット１０６を構成する図示しないラック軸の直線運動に変換される。これにより、１対のタイロッド１０８が押し引きされ、左右１対の操舵輪に、ステアリングホイール１０１の操作量に応じた舵角が付与される。

なお、ステアリング装置に関して、前後方向、幅方向、および上下方向は、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向、幅方向、および上下方向である。

ステアリング装置において、ステアリングコラムおよびその周辺に位置する部材を含んで構成されるステアリングコラム装置は、通常、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールの前後位置を調節するためのテレスコ調節機能、および、二次衝突の際に、運転者の身体に加わる衝撃荷重を緩和するための衝撃吸収機能を備える。

具体的には、テレスコ調節機能を確保するために、ステアリングシャフトは、軸方向の相対変位およびトルク伝達を可能に組み合わされたアウタシャフトおよびインナシャフトを備え、アウタシャフトとインナシャフトとを軸方向に相対変位させることにより、全長を伸縮可能に構成されている。ステアリングコラムは、軸方向の相対変位を可能に組み合わされたアウタコラムおよびインナコラムを備え、アウタコラムとインナコラムとを軸方向に相対変位させることにより、全長を伸縮可能に構成されている。アウタコラムとインナコラムとのうちの前側に配置されたコラムであるロアコラムの内側に、アウタシャフトとインナシャフトとのうちの前側に配置されたシャフトであるロアシャフトが、回転のみを可能に支持されている。アウタコラムとインナコラムとのうちの後側に配置されたコラムであるアッパコラムの内側に、アウタシャフトとインナシャフトとのうちの後側に配置されたシャフトであるアッパシャフトが、回転のみを可能に支持されている。ステアリングホイールは、アッパシャフトの後側端部に取り付けられている。ステアリングホイールの前後位置を調節する際には、ステアリングホイール、アッパシャフト、およびアッパコラムを、ロアシャフトおよびロアコラムに対して軸方向、すなわち前後方向に変位させる。

特開２０２０－９７３１９号公報（特許文献１）には、衝撃吸収機能を確保するために、ロアコラムとアッパコラムとの間、すなわちアウタコラムとインナコラムとの間に、金属製の線材により構成された衝撃吸収ワイヤ（ワイヤ部材）を掛け渡した構造が記載されている。衝突事故の際に、自動車が他の自動車などに衝突する一時衝突に続いて、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し、ステアリングホイールからアッパシャフトを介して、アッパコラムに前方に向いた強い衝撃荷重が加わると、アッパコラムがインナコラムに対して前方に変位しながら、衝撃吸収ワイヤが扱かれるように塑性変形することによって、前記衝撃荷重が吸収される。これにより、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が緩和される。

特開２０２０－９７３１９号公報

特開２０２０－９７３１９号公報に記載されたステアリングコラム装置では、衝撃吸収ワイヤが外部に露出している。このため、車両に組み付けられる前の段階、たとえば、搬送時や車両への組み付け作業時などに、衝撃吸収ワイヤが周囲の物体にぶつからないように気を付けなければならないという問題があった。

本発明は、車両に組み付けられる前の段階で衝撃吸収ワイヤが周囲の物体にぶつかるのを防止することができ、かつ、衝撃吸収ワイヤをコンパクトに設置することができるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様のステアリングコラム装置は、ステアリングコラムと、インナブラケットと、アウタブラケットと、結合部材と、衝撃吸収ワイヤと、ロック部材とを備える。

前記ステアリングコラムは、アウタコラムとインナコラムとを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせてなる。

前記インナブラケットは、前記インナコラムの外周面に固定されている。

前記アウタブラケットは、前記インナコラムの径方向に関して前記インナブラケットの外側に配置され、前記インナブラケットと自身との間に、前記インナコラムの軸方向に伸長し、かつ、周囲を仕切られた筒状空間を形成する。

前記結合部材は、前記インナブラケットと前記アウタブラケットとを結合し、かつ、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって裂断する。

前記衝撃吸収ワイヤは、全体が金属製の線材により構成されており、前記筒状空間に配置され、かつ、前記インナブラケットまたは該インナブラケットに結合固定された部材に備えられたインナ掛け部と、前記アウタブラケットまたは該アウタブラケットに結合固定された部材に備えられたアウタ掛け部との間に掛け渡される。二次衝突時に加わる衝撃荷重により、前記インナブラケットと前記アウタブラケットとが前記インナコラムの軸方向に相対変位することに伴って、前記衝撃吸収ワイヤが塑性変形することで前記衝撃荷重を吸収する。

前記ロック部材は、前記アウタコラムに支持され、かつ、前記アウタブラケットに備えられた第１係合部と係脱可能に係合する第２係合部を有する。該ロック部材は、前記第２係合部を前記第１係合部に係合させることにより、前記アウタブラケットが前記アウタコラムに対して前記インナコラムの軸方向に変位することを阻止し、前記第１係合部に対する前記第２係合部の係合を離脱させることにより、該アウタブラケットが前記アウタコラムに対して前記インナコラムの軸方向に変位することを許容することができる。

本発明の一態様では、前記衝撃吸収ワイヤが、前記インナコラムの径方向に対して直交する方向に前記線材をＵ字形に折り返してなる折り返し部を有し、該折り返し部の内周側に前記インナ掛け部または前記アウタ掛け部が配置され、二次衝突時に前記衝撃吸収ワイヤが、前記折り返し部を前記第１係合部または前記第２係合部によって扱かれるように塑性変形する。

本発明の一態様では、前記衝撃吸収ワイヤが、前記インナブラケットと前記アウタブラケットとの間で、前記インナコラムの径方向に弾性的に圧縮されている。

本発明の一態様では、前記インナブラケットは、前記インナコラムの軸方向に伸長し、かつ、一方側の側面を前記インナコラムの径方向外側に向けたインナ基板部と、該インナ基板部の幅方向両側の端部のそれぞれから前記インナコラムの径方向外側に向けて折れ曲がったインナ側板部とを有する。

前記アウタブラケットは、前記インナコラムの軸方向に伸長し、かつ、一方側の側面を前記インナ基板部の前記一方側の側面に対向させたアウタ基板部と、該アウタ基板部の幅方向両側の端部のそれぞれから前記インナコラムの径方向内側に向けて折れ曲がったアウタ側板部とを有する。

前記アウタ側板部の間に前記インナ側板部のそれぞれが内嵌、または、前記インナ側板部の間に前記アウタ側板部のそれぞれが内嵌されている。

前記筒状空間は、前記インナ基板部と、前記アウタ基板部と、前記インナ側板部または前記アウタ側板部とにより周囲を仕切られることで構成されている。

本発明の一態様では、前記結合部材は、前記インナ側板部と前記アウタ側板部とを結合するリベットにより構成されている。

本発明の一態様では、前記第１係合部が、前記インナコラムの径方向に関する前記アウタブラケットの外側面に前記インナコラムの軸方向にわたり備えられた第１ギヤ部により構成されており、前記第２係合部が、前記ロック部材のうち、前記第１ギヤ部に対向する部分に備えられた第２ギヤ部により構成されている。

本発明のステアリングコラム装置によれば、車両に組み付けられる前の段階で衝撃吸収ワイヤが周囲の物体にぶつかるのを防止することができ、かつ、衝撃吸収ワイヤをコンパクトに設置することができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例のステアリングコラム装置を備えたステアリング装置の平面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。 図３は、図１の左右方向中間部の拡大図である。 図４は、図２の左右方向中間部の下半部の拡大図である。 図５は、図４のＢ－Ｂ断面図である。 図６は、図４のＣ－Ｃ断面図である。 図７は、図６のＤ－Ｄ断面図である。 図８（Ａ）は、図４の下端部の拡大図であり、図８（Ｂ）は、アウタブラケットに対するロック部材の係合が解除された状態で示す図８（Ａ）に相当する図である。 図９は、第１例のステアリングコラム装置の一部を取り出して示す分解斜視図である。 図１０は、二次衝突の発生後の状態で示す図２に相当する図である。 図１１は、図１０の左右方向中間部の拡大図である。 図１２は、図１１のＥ－Ｅ断面図である。 図１３は、ステアリング装置の従来構造の１例を示す斜視図である。

［実施の形態の１例］
本発明の実施の形態の１例について、図１～図１２を用いて説明する。

図１および図２は、本例のステアリングコラム装置１を備えたステアリング装置８を示している。なお、ステアリング装置８に関して、前後方向、幅方向、および上下方向は、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向、幅方向、および上下方向である。ステアリング装置８に関して、前側は、図１および図２の左側であり、後側は、図１および図２の右側である。

本例のステアリングコラム装置１は、ステアリングコラム２と、インナブラケット３と、アウタブラケット４と、結合部材５と、衝撃吸収ワイヤ６と、ロック部材７とを備える。

本例のステアリング装置８は、ステアリングコラム装置１に加えて、ステアリングシャフト９と、支持ブラケット１０と、切り換え機構１１と、電動アシスト装置１２とを備える。

ステアリングシャフト９は、ステアリングコラム２の内側に回転自在に支持されている。運転者により操作されるステアリングホイールは、ステアリングシャフト９の後側端部に取り付けられる。支持ブラケット１０は、車体に取り付けられた状態で、ステアリングコラム２の軸方向中間部を車体に対して支持する。切り換え機構１１は、ステアリングホイールの前後位置および高さ位置を調節可能とするために、ステアリングコラム２が支持ブラケット１０に対して上下方向に変位すること、および、ステアリングコラム２を構成するアッパコラム（本例ではインナコラム１４）がロアコラム（本例ではアウタコラム１３）に対して軸方向（前後方向）に変位することを許容する状態と、これらを許容しない状態とを、切り換え可能である。電動アシスト装置１２は、ステアリングホイールから操舵輪につながる操舵力伝達経路に、図示しない電動モータを動力源として発生した補助動力を付与することにより、運転者がステアリングホイールを操作するのに要する力を低減する。

ステアリングコラム２は、図１および図２に示すように、アウタコラム１３とインナコラム１４とを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせてなる。本例では、アウタコラム１３は、インナコラム１４の前側に配置され、かつ、車体に対して前方への変位を阻止されている。すなわち、本例では、アウタコラム１３が前側に配置されるロアコラムに相当し、インナコラム１４が後側に配置されるアッパコラムに相当する。ただし、本発明を実施する場合には、インナコラムがアウタコラムの前側に配置され、かつ、インナコラムが車体に対して前方への変位を阻止されている構成を採用することもできる。すなわち、インナコラムが前側に配置されるロアコラムに相当し、アウタコラムが後側に配置されるアッパコラムに相当する構成を採用することもできる。

本例では、アウタコラム１３は、図１および図２に示すように、鋼、アルミニウム合金などの金属により略円筒状に構成されている。本例では、アウタコラム１３は、周方向一部分である上端部に、軸方向の全長にわたるスリット１５を有する。アウタコラム１３の内径は、スリット１５の幅を弾性的に拡縮することに基づいて、拡縮可能である。本例では、アウタコラム１３は、後側端部において、スリット１５を幅方向両側から挟む２箇所に、径方向外側（上側）に向けて突出するフランジ部１６を有する。フランジ部１６のそれぞれは、幅方向に関して互いに整合する箇所に、幅方向に貫通する通孔１７を有する。本例では、アウタコラム１３は、内周面の周方向一部分である下端部に、径方向外側（下側）に向けて凹入し、かつ、軸方向の全長にわたる凹所１８を有する。凹所１８は、図６に示すように、略矩形の断面形状を有する。本例では、アウタコラム１３は、後側部において、凹所１８の底部の幅方向中央部を径方向（上下方向）に貫通する支持孔１９を有する。

アウタコラム１３は、通常時だけでなく、二次衝突時にも、車体に対して前方へ変位しないように支持されている。このために、アウタコラム１３の前側端部は、車体に支持された電動アシスト装置１２を構成するギヤハウジング２０の後側端部に結合固定されている。本例では、ステアリングホイールの高さ位置を調節可能とするために、ギヤハウジング２０は、車体に対し、幅方向に伸長するチルト軸２１を中心とする揺動変位を可能に支持される。

本例では、インナコラム１４は、図１、図２、および図９に示すように、鋼、アルミニウム合金などの金属により円筒状に構成されている。インナコラム１４の前側部は、アウタコラム１３の後側部に、軸方向の相対変位を可能に内嵌されている。

ステアリングシャフト９は、図２に示すように、前側に配置されたロアシャフト２２と、後側に配置されたアッパシャフト２３とを備える。ロアシャフト２２とアッパシャフト２３とは、トルク伝達を可能に、かつ、軸方向の相対変位を可能にスプライン嵌合している。なお、図示の例では、ロアシャフト２２を、径方向内側に配置されるインナシャフトとし、アッパシャフト２３を、径方向外側に配置されるアウタシャフトとしている。ただし、ロアシャフトをアウタシャフトとし、アッパシャフトをインナシャフトとすることもできる。

アッパシャフト２３は、インナコラム１４に対し、インナコラム１４の後側端部に内嵌保持された転がり軸受２４により、回転のみを可能に支持されている。アッパシャフト２３の後側端部は、インナコラム１４の内側から軸方向に突出している。ステアリングホイールは、アッパシャフト２３の後側端部に取り付けられる。

ロアシャフト２２の前側端部は、電動アシスト装置１２を構成する出力シャフト２７に対し、トーションバー２８を介して連結されている。出力シャフト２７は、２つの転がり軸受２５、２６により、ギヤハウジング２０に対して回転のみを可能に支持されている。すなわち、ロアシャフト２２は、トーションバー２８、出力シャフト２７、および２つの転がり軸受２５、２６を介して、アウタコラム１３およびギヤハウジング２０に対して、回転のみを可能に支持されている。出力シャフト２７の前側端部は、図示しない中間シャフトの後側端部に対し、図示しない自在継手により連結される。電動アシスト装置１２において、前記補助動力は、出力シャフト２７に付与される。

支持ブラケット１０は、鋼などの金属製で、取付板部２９と、２つの支持板部３０とを備える。取付板部２９は、支持ブラケット１０の上側部を構成しており、幅方向に配置されている。取付板部２９は、車体に支持されている。２つの支持板部３０は、アウタコラム１３の後側部を幅方向両側から挟む位置に、互いに略平行に配置されている。支持板部３０のそれぞれは、上端部が取付板部２９の幅方向中間部に結合固定されている。支持板部３０のそれぞれは、幅方向に関して互いに整合し、かつ、フランジ部１６の通孔１７と整合する箇所に、上下方向に伸長するチルト長孔３１を有する。チルト長孔３１のそれぞれは、チルト軸２１を中心とする円弧形状を有する。

切り換え機構１１は、図１に示すように、切り換えロッド３２と、ナット３３と、カム装置３４と、切り換えレバー３５と、スラスト軸受３６とを備える。

切り換えロッド３２は、チルト長孔３１および通孔１７のそれぞれを幅方向に挿通している。切り換えロッド３２は、基端部（図３の下端部）に頭部３７を有し、先端部（図３の上端部）に雄ねじ部３８を有する。ナット３３は、雄ねじ部３８に螺合している。カム装置３４は、頭部３７と一方（図３の下方）の支持板部３０との間に配置されている。カム装置３４は、幅方向外側に位置する駆動カム３９と、幅方向内側に位置する被駆動カム４０とを有する。被駆動カム４０は、一方の支持板部３０のチルト長孔３１に対し、相対回転不能に係合している。被駆動カム４０は、切り換えロッド３２に対し、回転および軸方向変位を可能に外嵌している。駆動カム３９は、切り換えロッド３２に対し、回転および軸方向変位を不能に外嵌している。切り換えレバー３５の基端部は、駆動カム３９に固定されている。

切り換えロッド３２の中心軸を中心として、切り換えレバー３５、駆動カム３９、および切り換えロッド３２を同期して揺動させることにより、駆動カム３９と被駆動カム４０とを相対回転させると、駆動カム３９と被駆動カム４０との互いに対向する側面（カム面）同士の押し付け合いに基づいて、カム装置３４の軸方向寸法が拡縮する。本例では、切り換えレバー３５を所定方向に揺動させた場合にカム装置３４の軸方向寸法が減少し、切り換えレバー３５を所定方向と反対方向に揺動させた場合にカム装置３４の軸方向寸法が増大する。スラスト軸受３６は、ナット３３と他方（図３の上方）の支持板部３０との間に配置されている。

インナブラケット３は、インナコラム１４の外周面に固定されている。本例では、インナブラケット３は、インナコラム１４の外周面の周方向１箇所に固定されている。本発明を実施する場合、インナコラム１４の外周面に対してインナブラケット３を固定する周方向箇所は、通常時および二次衝突時にアウタコラム１３に対してインナブラケット３が干渉しない箇所であれば、任意の箇所を採用することができる。本例では、インナブラケット３は、インナコラム１４の前側部の外周面の下端部に固定され、かつ、アウタコラム１３の凹所１８の内側に配置されている。

本例では、インナブラケット３は、鋼板などの金属板製で、インナコラム１４の軸方向に伸長し、かつ、一方側（図４の下側）の側面をインナコラム１４の径方向外側に向けたインナ基板部４１と、インナ基板部４１の幅方向両側の端部のそれぞれからインナコラム１４の径方向外側に向けて直角に折れ曲がったインナ側板部４２とを有する。

本例では、インナブラケット３は、インナ基板部４１の前側端部からインナコラム１４の径方向外側に向けて直角に折れ曲がった前板部４３を有する。前板部４３は、インナコラム１４の径方向に関する内側の半部である基半部４４と、インナコラム１４の径方向に関する外側の半部である先半部４５とを有する。先半部４５の幅寸法は、基半部４４の幅寸法よりも小さい。基半部４４の幅方向両側の端部のそれぞれは、インナ側板部４２の前側の端部に接続されている。本例では、インナブラケット３は、先半部４５の先端部から前側に向けて直角に折れ曲がった止め板部４６を有する。本例では、先半部４５が、インナ掛け部に相当する。すなわち、本例では、インナブラケット３に、インナ掛け部が備えられている。ただし、本発明を実施する場合には、インナブラケットに結合固定された他の部材にインナ掛け部が備えられた構成を採用することもできる。なお、本例では、図９に示すように、インナコラム１４の径方向に関するインナ側板部４２の幅寸法は、インナ側板部４２の前側端部において、インナ側板部４２の他の部分に比べて小さくなっており、具体的にはインナコラム１４の径方向に関する基半部４４の幅寸法と同じ大きさになっている。ただし、インナコラム１４の径方向に関するインナ側板部４２の幅寸法は、インナ側板部４２の前側端部においても、インナ側板部４２の他の部分と同じ大きさにすることもできる。

本例では、インナブラケット３は、インナ基板部４１の他方側（図４の上側）の側面をインナコラム１４の前側部の下面に当接させた状態で、インナブラケット３に結合固定されている。このために、具体的には、インナ基板部４１の前後方向に離隔した複数箇所（図示の例では前後方向中間部と後側端部との２箇所）において、インナ基板部４１とインナコラム１４とを径方向に貫通したリベット４７を用いて、インナブラケット３をインナコラム１４に結合固定している。リベット４７のそれぞれは、高強度の金属により造られており、二次衝突時に加わる衝撃荷重によっても裂断しない。このため、インナブラケット３は、二次衝突の発生後も、インナコラム１４に結合固定された状態を維持する。なお、本発明を実施する場合には、溶接などの他の結合方法によって、インナブラケットをインナコラムに結合固定することもできる。

アウタブラケット４は、インナコラム１４の径方向に関してインナブラケット３の外側に配置され、インナブラケット３と自身との間に、インナコラム１４の軸方向に伸長し、かつ、周囲を仕切られた筒状空間４８を形成する。本例では、アウタブラケット４は、アウタコラム１３の凹所１８の内側に配置されている。なお、本発明を実施する場合、アウタブラケットは、アウタコラムに備えられた凹所の内側以外の箇所、たとえば、アウタコラムの円周方向一部分に備えられた軸方向に伸長するスリットの内側などに配置することもできる。

本例では、アウタブラケット４は、鋼板などの金属板製で、インナコラム１４の軸方向に伸長し、かつ、一方側（図４の上側）の側面をインナ基板部４１の一方側（図４の下側）の側面に対向させたアウタ基板部４９と、アウタ基板部４９の幅方向両側の端部のそれぞれからインナコラム１４の径方向内側に向けて直角に折れ曲がったアウタ側板部５０とを有する。

本例では、インナコラム１４の径方向に関するアウタブラケット４の外側面、具体的には、アウタ基板部４９の他方側（図４の下側）の側面に、第１係合部に相当する第１ギヤ部５１を有する。第１ギヤ部５１は、アウタ基板部４９の他方側（図４の下側）の側面の幅方向中間部の前後方向中間部に、インナコラム１４の軸方向にわたり備えられている。本例では、第１ギヤ部５１を構成する複数の歯のそれぞれは、インナコラム１４の軸方向に関する前側の側面６８ａ（図８（Ａ）および図８（Ｂ）参照）が、インナコラム１４の中心軸に直交する平面により構成されており、インナコラム１４の軸方向に関する後側の側面６８ｂ（図８（Ａ）および図８（Ｂ）参照）が、インナコラム１４の中心軸に直交する仮想平面に対して傾斜した傾斜面により構成されている。

本例では、図６に示すように、アウタブラケット４の２つのアウタ側板部５０の間に、インナブラケット３の２つのインナ側板部４２のそれぞれが内嵌されている。換言すれば、アウタ側板部５０のそれぞれに対して、インナ側板部４２が幅方向内側から重ね合わせるように配置されている。本例では、衝撃吸収ワイヤ６が配置される筒状空間４８は、インナ基板部４１と、アウタ基板部４９と、２つのインナ側板部４２とにより周囲を仕切られることで構成されている。

本例では、アウタブラケット４の２つのアウタ側板部５０の間に、インナブラケット３の２つのインナ側板部４２のそれぞれが内嵌されているが、本発明を実施する場合には、インナブラケットの２つのインナ側板部の間に、アウタブラケットの２つのアウタ側板部のそれぞれが内嵌されている構成を採用することもできる。このような構成を採用する場合には、衝撃吸収ワイヤが配置される筒状空間は、インナ基板部と、アウタ基板部と、２つのアウタ側板部とにより周囲を仕切られることで構成される。

本例では、アウタ基板部４９の後側端部に、扱きブロック５２が結合固定されている。扱きブロック５２は、鋼などの金属により、全体を段付円柱状に構成されている。扱きブロック５２は、軸方向の基端部（図４の下端部）に円柱状の圧入部５３、軸方向の中間部に圧入部５３よりも外径が大きい円柱状の扱き部５４、および、軸方向の先端部（図４の上端部）に径方向外側に向けて突出した円輪板状の鍔部５５を有する。扱きブロック５２は、アウタ基板部４９の後側端部に備えられた円形の圧入孔６７に圧入部５３を、インナコラム１４の径方向に関する内側から圧入することにより、アウタ基板部４９の後側端部に結合固定されている。この状態で、扱きブロック５２の扱き部５４および鍔部５５は、筒状空間４８に配置されている。本例では、扱きブロック５２の扱き部５４が、アウタ掛け部に相当する。すなわち、本例では、アウタブラケット４に結合固定された部材である扱きブロック５２に、アウタ掛け部が備えられている。ただし、本発明を実施する場合には、アウタブラケット自体にアウタ掛け部が、たとえば突出部や曲げ起こし部などの形態で備えられた構成を採用することもできる。

結合部材５は、インナブラケット３とアウタブラケット４とを結合し、かつ、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって裂断する。

本例では、結合部材５は、互いに組み合わされたインナブラケット３およびアウタブラケット４の幅方向両側部のそれぞれにおいて、互いに重ね合わされたインナ側板部４２とアウタ側板部５０とを結合するリベットにより構成されている。本例では、結合部材５は、インナ側板部４２とアウタ側板部５０との前後方向中間部同士を結合している。具体的には、結合部材５は、インナ側板部４２とアウタ側板部５０との互いに整合する前後方向中間部に備えられた通孔５６、５７を挿通した軸部５８と、軸部５８を軸方向両側から挟む位置に備えられた、それぞれが軸部５８よりも大きい外径を有する頭部５９およびかしめ部６０とを有する。そして、頭部５９とかしめ部６０により、インナ側板部４２とアウタ側板部５０との前後方向中間部を幅方向両側から挟持している。

このような結合部材５は、アルミニウム合金などの裂断しやすい金属により造られており、通常時に加わる荷重によって裂断することはないが、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって軸部５８が裂断する。すなわち、結合部材５は、通常時は、インナブラケット３とアウタブラケット４とを結合した状態を維持することにより、インナブラケット３とアウタブラケット４とが相対変位することを阻止するが、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって軸部５８が裂断することにより、インナブラケット３とアウタブラケット４とが相対変位することを許容する。なお、本発明を実施する場合には、結合部材として、リベット以外の金属部材、合成樹脂部材などを採用することもできる。

なお、本発明を実施する場合、インナブラケット３とアウタブラケット４とにより筒状空間４８を形成できる限り、インナブラケット３とアウタブラケット４の形状は任意であり、たとえば、インナブラケット３が備える２つのインナ側板部４２のうちの少なくとも一方のインナ側板部４２を省略することもできる。また、本発明を実施する場合、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって結合部材５が裂断することにより、インナブラケット３とアウタブラケット４とが相対変位することを許容することができる限り、インナブラケット３とアウタブラケット４との結合位置は任意であり、たとえば、インナブラケット３の止め板部４６とアウタブラケット４のアウタ基板部４９とを、結合部材により結合することもできる。

衝撃吸収ワイヤ６は、全体が金属製の線材により構成されている。衝撃吸収ワイヤ６は、筒状空間４８に配置され、かつ、インナ掛け部に相当する、インナブラケット３の前板部４３の先半部４５と、アウタ掛け部に相当する、アウタブラケット４に結合固定された扱きブロック５２の扱き部５４との間に掛け渡されている。衝撃吸収ワイヤ６は、二次衝突時に加わる衝撃荷重により、インナブラケット３とアウタブラケット４とがインナコラム１４の軸方向に相対変位することに伴って塑性変形することで前記衝撃荷重を吸収する。

本例では、衝撃吸収ワイヤ６は、軟鋼、ステンレス鋼などの塑性変形可能な金属製の線材を曲げ成形することにより造られている。本例では、衝撃吸収ワイヤ６は、インナコラム１４の径方向（図４、図６、図７の上下方向）を弾性的な伸縮方向とし、かつ、この径方向から見て長円形状を有するコイルばねの如き構造を有する。

具体的には、衝撃吸収ワイヤ６は、基部６１と、２つの衝撃吸収部６２ａ、６２ｂとを有する。基部６１は、インナコラム１４の径方向から見て、前側が凸となる半円形状を有する。衝撃吸収部６２ａ、６２ｂは、基部６１の両側の端部に１つずつ接続されており、それぞれがインナコラム１４の径方向から見てＵ字形状を有し、この径方向に互いに重畳して配置されている。すなわち、２つの衝撃吸収部６２ａ、６２ｂは、基部６１の両側の端部から後方に向けて伸長する第１直線部６３ａ、６３ｂと、第１直線部６３ａ、６３ｂの後側端部から、インナコラム１４の径方向（図４、図６、図７の上下方向）に対して直交する方向である幅方向に関して互いに近づき合う方向、かつ、前方に向けてＵ字形に折り返された折り返し部６４ａ、６４ｂと、折り返し部６４ａ、６４ｂの先端部から前方に向けて伸長する第２直線部６５ａ、６５ｂとを有する。また、一方の衝撃吸収部６２ａは、他方の衝撃吸収部６２ｂに対して、インナコラム１４の径方向に関して内側（図４、図６、図７の上側）に重畳して配置されいる。

本例では、衝撃吸収ワイヤ６が筒状空間４８に配置された状態で、基部６１の内周側に、インナ掛け部に相当する、インナブラケット３の前板部４３の先半部４５が配置され、かつ、折り返し部６４ａ、６４ｂの内周側に、アウタ掛け部に相当する、アウタブラケット４に結合固定された扱きブロック５２の扱き部５４が配置されている。なお、本発明を実施する場合には、衝撃吸収ワイヤ６の前後方向の向きを本例の場合と逆にして、基部６１の内周側にアウタ掛け部を配置し、かつ、折り返し部６４ａ、６４ｂの内周側にインナ掛け部を配置することもできる。また、本発明を実施する場合、衝撃吸収ワイヤの巻数や直線部の長さなどは任意であり、二次衝突時のアッパコラムの移動量や、吸収すべき荷重により適宜選択することができる。たとえば、本発明を実施する場合には、衝撃吸収ワイヤが衝撃吸収部を１つのみ備えた構成を採用することもできる。

本例では、この状態で、衝撃吸収ワイヤ６が、インナブラケット３とアウタブラケット４との間で、インナコラム１４の径方向に弾性的に圧縮されている。具体的には、図７に示すように、一方の衝撃吸収部６２ａの第２直線部６５ａの前側端部が、インナブラケット３の前板部４３の基半部４４の下端部（α部）に弾性的に当接し、かつ、他方の衝撃吸収部６２ｂの第２直線部６５ｂの前側端部が、アウタブラケット４のアウタ基板部４９の上面の後側端部（β部）に弾性的に当接している。

ロック部材７は、アウタコラム１３に支持されている。ロック部材７は、アウタブラケット４に備えられた第１係合部に相当する第１ギヤ部５１に、自身に備えられた第２係合部に相当する第２ギヤ部６６を係脱可能に係合させている。ロック部材７は、第２ギヤ部６６をアウタブラケット４の第１ギヤ部５１に係合させることで、アウタブラケット４がアウタコラム１３に対してインナコラム１４の軸方向に変位することを阻止する。ロック部材７は、第１ギヤ部５１に対する第２ギヤ部６６の係合を離脱させることにより、アウタブラケット４がアウタコラム１３に対してインナコラム１４の軸方向に変位することを許容する。

本例では、ロック部材７は、鋼などの金属により、全体を略矩形ブロック状に構成されている。ロック部材７は、アウタコラム１３に備えられた支持孔１９の内側に、上下方向の変位のみを可能に支持されている。ロック部材７は、第１ギヤ部５１に対向する部分である上端部に、第１ギヤ部５１に対して係合可能な第２ギヤ部６６を有する。本例では、第２ギヤ部６６を構成する複数の歯のそれぞれは、インナコラム１４の軸方向に関する後側の側面６９ａ（図８（Ａ）および図８（Ｂ）参照）が、インナコラム１４の中心軸に直交する平面により構成されており、インナコラム１４の軸方向に関する前側の側面６９ｂ（図８（Ａ）および図８（Ｂ）参照）が、インナコラム１４の中心軸に直交する仮想平面に対して傾斜した傾斜面により構成されている。

本例の切り換え機構１１は、切り換えレバー３５の揺動操作に連動してロック部材７を上下方向に変位させる図示しない連動機構を備える。この連動機構は、たとえば、複数の部材を組み合わせてなるリンク機構によって構成することができる。本例では、この連動機構は、切り換えレバー３５を所定方向に揺動させると、ロック部材７が下方に変位して第１ギヤ部５１に対する第２ギヤ部６６の係合、すなわち噛み合いが解除され、かつ、切り換えレバー３５を前記所定方向と反対方向に揺動させると、ロック部材７が上方に変位して第１ギヤ部５１に第２ギヤ部６６が係合するように動作する。また、本例の構造は、ロック部材７の下端部に備えられた鍔部７０とアウタコラム１３との間に配置された付勢ばね７１を備え、付勢ばね７１により、アウタコラム１３に対してロック部材７を下方に向けて弾性的に付勢している。これにより、切り換えレバー３５を所定方向に揺動させることに伴って、ロック部材７が下方に向けて円滑に変位する、すなわち、第１ギヤ部５１に対する第２ギヤ部６６の係合が円滑に解除されるようにしている。

本例の構造において、ステアリングホイールの前後位置および高さ位置を調節する際には、切り換えレバー３５を所定方向（たとえば下方）に揺動させる。これにより、カム装置３４の軸方向寸法を減少させることで、被駆動カム４０とスラスト軸受３６との間隔を拡げる。この結果、２つの支持板部３０の幅方向内側面と２つのフランジ部１６の幅方向外側面との間に作用する摩擦力が低下または喪失し、かつ、アウタコラム１３の内径が自由状態まで拡がることで、アウタコラム１３の内周面とインナコラム１４の外周面との間に作用する摩擦力が低下または喪失する。同時に、前記連動機構の動作に基づいて、図８（Ａ）から図８（Ｂ）の順に示すように、ロック部材７を下方に変位させることで、第１ギヤ部５１に対する第２ギヤ部６６の係合を解除する。この状態では、ステアリングコラム２をチルト軸２１を中心として揺動させることにより、切り換えロッド３２がチルト長孔３１の内側で動ける範囲で、ステアリングホイールの高さ位置が調節可能となる。また、インナコラム１４をアウタコラム１３に対して軸方向に変位させることに基づいて、ステアリングホイールの前後位置が調節可能となる。

ステアリングホイールの前後位置および高さ位置の調節後は、切り換えレバー３５を所定方向と反対方向（たとえば上方）に揺動させることにより、カム装置３４の軸方向寸法を増大させることで、被駆動カム４０とスラスト軸受３６との間隔を縮める。この結果、２つの支持板部３０の幅方向内側面と２つのフランジ部１６の幅方向外側面との間に作用する摩擦力が増大し、かつ、アウタコラム１３の内径が弾性的に縮まることで、アウタコラム１３の内周面とインナコラム１４の外周面との間に作用する摩擦力が増大する。同時に、前記連動機構の動作に基づいて、図８（Ｂ）から図８（Ａ）の順に示すように、ロック部材７を上方に変位させることで、第１ギヤ部５１に第２ギヤ部６６を係合させる。この状態では、２つの支持板部３０の幅方向内側面と２つのフランジ部１６の幅方向外側面との間に作用する摩擦力に基づいて、ステアリングコラム２をチルト軸２１を中心として揺動させること、すなわち、ステアリングホイールの高さ位置の調節が不能となる。また、アウタコラム１３の内周面とインナコラム１４の外周面との間に作用する摩擦力、および、第１ギヤ部５１と第２ギヤ部６６との係合に基づいて、インナコラム１４をアウタコラム１３に対して軸方向に変位させること、すなわち、ステアリングホイールの前後位置の調節が不能になる。これにより、ステアリングホイールが、調節後の前後位置および高さ位置に保持される。

ステアリングホイールが調節後の前後位置および高さ位置に保持された状態で、自動車が衝突事故を起こし、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と、ステアリングホイールからアッパシャフト２３を介して、インナコラム１４およびインナブラケット３に前方に向いた衝撃荷重が加わる。そして、この衝撃荷重により、結合部材５が裂断し、図２、図４、および図５から図１０～図１２の順に示すように、インナコラム１４およびインナブラケット３が、アウタコラム１３およびアウタブラケット４に対して前方へ変位する。

この際に、インナコラム１４の外周面とアウタコラム１３の内周面とが軸方向に摺動することに基づいて、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。

さらには、衝撃吸収ワイヤ６が塑性変形することで、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。具体的には、衝撃吸収ワイヤ６は、図４および図５から図１１および図１２の順に示すように、インナブラケット３がアウタブラケット４に対して前方へ変位することにより、インナブラケット３の前板部４３の先半部４５と、アウタブラケット４に結合固定された扱きブロック５２の扱き部５４との前後方向の間隔が拡がることに伴って、折り返し部６４ａ、６４ｂのそれぞれが扱き部５４により扱かれるように塑性変形する。具体的には、衝撃吸収ワイヤ６は、折り返し部６４ａ、６４ｂが扱かれることにより、折り返し部６４ａ、６４ｂが第２直線部６５ａ、６５ｂの自由端側に移動して、折り返し部６４ａ、６４ｂと基部６１との前後方向の間隔が拡がるように塑性変形する。これにより、二次衝突時の衝撃荷重が吸収される。

本例のステアリングコラム装置１によれば、車両に組み付けられる前の段階で衝撃吸収ワイヤ６が周囲の物体にぶつかるのを防止することができ、かつ、衝撃吸収ワイヤ６をコンパクトに設置することができる。

すなわち、本例では、衝撃吸収ワイヤ６は、インナブラケット３とアウタブラケット４との間に形成された、周囲を仕切られた筒状空間４８に配置されている。このため、衝撃吸収ワイヤ６が筒状空間４８に配置された後の段階であれば、車両に組み付けられる前の段階であっても、具体的には、たとえば、本例のステアリングコラム装置１の組み立て時、搬送時、車両への組み付け作業時などであっても、衝撃吸収ワイヤ６が周囲の物体にぶつかるのを防止することができる。

インナブラケット３とアウタブラケット４との間に形成された筒状空間４８に衝撃吸収ワイヤ６が配置されている。このため、衝撃吸収ワイヤ６をコンパクトに設置することができる。換言すれば、インナブラケット３とアウタブラケット４と衝撃吸収ワイヤ６とを含む、衝撃吸収ワイヤ６の塑性変形に基づく衝撃吸収構造をコンパクトに構成することができる。

インナブラケット３とアウタブラケット４との間に形成された筒状空間４８に衝撃吸収ワイヤ６が配置されている。このため、衝撃荷重の吸収時に、衝撃吸収ワイヤ６を構成する線材が周囲に振り乱されることを防止でき、換言すれば、衝撃吸収ワイヤ６を安定して塑性変形させることができる。したがって、衝撃荷重の吸収性能を安定させることができる。

衝撃吸収ワイヤ６を構成する折り返し部６４ａ、６４ｂのそれぞれが、インナコラム１４の径方向に対して直交する方向に前記線材をＵ字形に折り返すことで構成されている。このため、本例の衝撃吸収ワイヤ６によれば、インナコラムの径方向に前記線材をＵ字形に折り返してなる折り返し部を有する衝撃吸収ワイヤに比べて、インナコラムの径方向に関する幅寸法を小さく抑えられる。このため、本例のステアリングコラム装置１を、インナコラム１４の径方向に関して小型に構成することができる。

衝撃吸収ワイヤ６が、インナブラケット３とアウタブラケット４との間で、インナコラム１４の径方向に弾性的に圧縮されている。このため、衝撃吸収ワイヤ６が、インナブラケット３とアウタブラケット４との間で、インナコラム１４の径方向にがたつくことを防止できる。また、衝撃吸収ワイヤ６が弾性的に圧縮されていることにより、インナブラケット３とアウタブラケット４の間のがたつきを防止することができる。

二次衝突時には、図８（Ａ）に示すように、第１ギヤ部５１を構成する歯の前側の側面６８ａと、第２ギヤ部６６を構成する歯の後側の側面６９ａとが互いに当接する。本例では、第１ギヤ部５１を構成する歯の前側の側面６８ａと、第２ギヤ部６６を構成する歯の後側の側面６９ａとのそれぞれが、インナコラム１４の中心軸に直交する平面により構成されている。このため、第１ギヤ部５１を構成する歯の前側の側面６８ａと、第２ギヤ部６６を構成する歯の後側の側面６９ａとの当接部に、第１ギヤ部５１と第２ギヤ部６６との係合を離脱させる方向、すなわち、アウタブラケット４に対してロック部材７を下方に退避させる方向の荷重は発生しない。したがって、二次衝突時に、第１ギヤ部５１と第２ギヤ部６６との係合が離脱することを有効に防止できる。

１ ステアリングコラム装置
２ ステアリングコラム
３ インナブラケット
４ アウタブラケット
５ 結合部材
６ 衝撃吸収ワイヤ
７ ロック部材
８ ステアリング装置
９ ステアリングシャフト
１０ 支持ブラケット
１１ 切り換え機構
１２ 電動アシスト装置
１３ アウタコラム
１４ インナコラム
１５ スリット
１６ フランジ部
１７ 通孔
１８ 凹所
１９ 支持孔
２０ ギヤハウジング
２１ チルト軸
２２ ロアシャフト
２３ アッパシャフト
２４ 転がり軸受
２５ 転がり軸受
２６ 転がり軸受
２７ 出力シャフト
２８ トーションバー
２９ 取付板部
３０ 支持板部
３１ チルト長孔
３２ 切り換えロッド
３３ ナット
３４ カム装置
３５ 切り換えレバー
３６ スラスト軸受
３７ 頭部
３８ 雄ねじ部
３９ 駆動カム
４０ 被駆動カム
４１ インナ基板部
４２ インナ側板部
４３ 前板部
４４ 基半部
４５ 先半部（インナ掛け部）
４６ 止め板部
４７ リベット
４８ 筒状空間
４９ アウタ基板部
５０ アウタ側板部
５１ 第１ギヤ部（第１係合部）
５２ 扱きブロック
５３ 圧入部
５４ 扱き部（アウタ掛け部）
５５ 鍔部
５６ 通孔
５７ 通孔
５８ 軸部
５９ 頭部
６０ かしめ部
６１ 基部
６２ａ、６２ｂ 衝撃吸収部
６３ａ、６３ｂ 第１直線部
６４ａ、６４ｂ 折り返し部
６５ａ、６５ｂ 第２直線部
６６ 第２ギヤ部（第２係合部）
６７ 圧入孔
６８ａ、６８ｂ 側面
６９ａ、６９ｂ 側面
７０ 鍔部
７１ 付勢ばね
１００ ステアリング装置
１０１ ステアリングホイール
１０２ ステアリングシャフト
１０３ ステアリングコラム
１０４ａ、１０４ｂ 自在継手
１０５ 中間シャフト
１０６ ステアリングギヤユニット
１０７ ピニオン軸
１０８ タイロッド

Claims (6)

1. アウタコラムとインナコラムとを、軸方向の相対変位を可能に組み合わせてなるステアリングコラムと、
   前記インナコラムの外周面に固定されたインナブラケットと、
   前記インナコラムの径方向に関して前記インナブラケットの外側に配置され、前記インナブラケットと自身との間に、前記インナコラムの軸方向に伸長し、かつ、周囲を仕切られた筒状空間を形成するアウタブラケットと、
   前記インナブラケットと前記アウタブラケットとを結合し、かつ、二次衝突時に加わる衝撃荷重によって裂断する結合部材と、
   全体が金属製の線材により構成されており、前記筒状空間に配置され、かつ、前記インナブラケットまたは該インナブラケットに結合固定された部材に備えられたインナ掛け部と、前記アウタブラケットまたは該アウタブラケットに結合固定された部材に備えられたアウタ掛け部との間に掛け渡され、二次衝突時に加わる衝撃荷重により、前記インナブラケットと前記アウタブラケットとが前記インナコラムの軸方向に相対変位することに伴って塑性変形することで前記衝撃荷重を吸収する衝撃吸収ワイヤと、
   前記アウタコラムに支持され、かつ、前記アウタブラケットに備えられた第１係合部に係脱可能に係合する第２係合部を有し、前記第２係合部を前記第１係合部に係合させることで、前記アウタブラケットが前記アウタコラムに対して前記インナコラムの軸方向に変位することを阻止し、前記第１係合部に対する前記第２係合部の係合を離脱させることにより、該アウタブラケットが前記アウタコラムに対して前記インナコラムの軸方向に変位することを許容する、ロック部材と、
   を備える、ステアリングコラム装置。
2. 前記衝撃吸収ワイヤが、前記インナコラムの径方向に対して直交する方向に前記線材をＵ字形に折り返してなる折り返し部を有し、該折り返し部の内周側に前記インナ掛け部または前記アウタ掛け部が配置され、二次衝突時に前記衝撃吸収ワイヤが、前記折り返し部を前記第１係合部または前記第２係合部によって扱かれるように塑性変形する、請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記衝撃吸収ワイヤが、前記インナブラケットと前記アウタブラケットとの間で、前記インナコラムの径方向に弾性的に圧縮されている、請求項１または２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記インナブラケットは、前記インナコラムの軸方向に伸長し、かつ、一方側の側面を前記インナコラムの径方向外側に向けたインナ基板部と、該インナ基板部の幅方向両側の端部のそれぞれから前記インナコラムの径方向外側に向けて折れ曲がったインナ側板部とを有し、
   前記アウタブラケットは、前記インナコラムの軸方向に伸長し、かつ、一方側の側面を前記インナ基板部の前記一方側の側面に対向させたアウタ基板部と、該アウタ基板部の幅方向両側の端部のそれぞれから前記インナコラムの径方向内側に向けて折れ曲がったアウタ側板部とを有し、
   前記アウタ側板部の間に前記インナ側板部のそれぞれが内嵌、または、前記インナ側板部の間に前記アウタ側板部のそれぞれが内嵌されており、
   前記筒状空間は、前記インナ基板部と、前記アウタ基板部と、前記インナ側板部または前記アウタ側板部とにより周囲を仕切られることで構成されている、
   請求項１～３のうちのいずれかに記載のステアリングコラム装置。
5. 前記結合部材は、前記インナ側板部と前記アウタ側板部とを結合するリベットにより構成されている、請求項４に記載のステアリングコラム装置。
6. 前記第１係合部が、インナコラムの径方向に関する前記アウタブラケットの外側面に前記インナコラムの軸方向にわたり備えられた第１ギヤ部により構成されており、
   前記第２係合部が、前記ロック部材のうち、前記第１ギヤ部に対向する部分に備えられた第２ギヤ部により構成されている、
   請求項１～５のいずれかに記載のステアリングコラム装置。

Images