JP3669156B2 - 衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置は、乗用車等の自動車の操舵装置中に組み込み、二次衝突時にステアリングホイールを、衝撃エネルギを吸収しつつ前方に変位する事を許容して、運転者の生存空間を確保すると共にこの運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用操舵装置は、例えば図１６に示す様に構成している。上端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３の内側に回転自在に支持している。又、このステアリングコラム３は、上部、下部両支持ブラケット４、５により、インスツルメントパネル６の下面部分等で車体に固定している。上記ステアリングシャフト２の下端部で上記ステアリングコラム３の下端開口から突出した部分には、第一の自在継手７を介して、中間シャフト８の上端部を連結している。更に、この中間シャフト８の下端部は、第二の自在継手９を介して、ステアリングギヤ（図示せず）の入力軸１０に連結している。この様な自動車用操舵装置の使用時に、上記ステアリングホイール１の動きは、上記ステアリングコラム３を挿通したステアリングシャフト２、第一の自在継手７、中間シャフト８、第二の自在継手９を介してステアリングギヤの入力軸１０に伝わり、車輪に舵角を付与する。
【０００３】
ところで、この様に構成される自動車用操舵装置に於いて、衝突時に運転者を保護する為、ステアリングコラム３、及びステアリングシャフト２を、衝撃に伴って全長が縮ま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。図１７〜２０は、従来から一般的に使用されている、衝撃吸収式の自動車用操舵装置の具体的構造の１例を示している。ステアリングシャフト２ａは、アウターシャフト１１とインナーシャフト１２とを軸方向に亙る相対的変位自在に組み合わせる事により、軸方向に亙る衝撃力が加わった場合に全長が縮まる様に構成している。又、ステアリングコラム３ａは、アウターコラム１３とインナーコラム１４とをテレスコープ状に組み合わせる事により、やはり軸方向に亙る衝撃力が加わった場合に全長が縮まる様に構成している。尚、これら衝撃吸収式のステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの構造及び作用に就いては、従来から周知であり、本発明の要旨でもない為、詳しい説明は省略する。
【０００４】
上記ステアリングコラム３ａの中間部に溶接等により固定した上部支持ブラケット４は、カプセル１５、１５及びこれら各カプセル１５、１５を挿通した図示しない取付ボルトにより、車体１６に対し取付支持している。衝突事故の際には、自動車が他の自動車等にぶつかる一次衝突に続き、運転者の身体がステアリングホイール１（図１６参照。図１７には省略。）にぶつかる二次衝突が発生して、上記ステアリングシャフト２ａの上端部に、図１７に矢印αで示す様に、自動車の進行方向前方に向いた衝撃荷重が加わる。この衝撃荷重に基づいて、上記ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの全長が縮まる。同時に、上記各カプセル１５、１５が、図２０に示す様に上記上部ブラケット４の後縁部に形成した各切り欠き１７、１７（図１８〜１９）から抜け出て、この上部ブラケット４及びこの上部ブラケット４を固定したアウターコラム１３が前方に変位自在となる。
【０００５】
この結果、上記ステアリングシャフト２ａの後端部に支持固定したステアリングホイール１が前方に変位して、運転者の生存空間を確保する。又、この変位を許容すべく、上記ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａが縮む際に、運転者の身体から上記ステアリングホイール１に加えられた衝撃エネルギを吸収し、この運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の衝撃吸収式の自動車用操舵装置の場合、二次衝突に伴う衝撃荷重の作用方向と、ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの変位方向とが一致しない。この為、二次衝突が発生した瞬間に運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和する事が難しい。即ち、二次衝突に伴う衝撃荷重は運転者の身体から上記ステアリングシャフト２ａの後端部に、図１７に矢印αで示す様に、ほぼ水平方向前方に加わる。これに対して上記ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの変位方向は、それぞれの部材２ａ、３ａの軸方向である。乗用車等の一般的な自動車のステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａは、図１７に示す様に、取付角度θを持って、車体１６に対し支持されている。従って上記部材２ａ、３ａの軸方向とは、斜め下方となり、上記衝撃荷重の作用方向と不一致になる。
【０００７】
二次衝突の発生直後には、上部ブラケット４に形成した切り欠き１７、１７からカプセル１５、１５を抜き出す必要がある。そして、この様にカプセル１５、１５を抜き出す方向は、上記部材２ａ、３ａの軸方向となる。この為、多少なりとも上記各切り欠き１７、１７からカプセル１５、１５を抜け出る事に対する抵抗が大きくなり、二次衝突の瞬間に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する性能が悪くなる。この点に就いて、図２１により説明する。
【０００８】
二次衝突時にステアリングホイール１には、Ｆ0 なる衝撃荷重がほぼ水平方向に加わる。そして、この衝撃荷重Ｆ0 の分力Ｆ1 、Ｆ2 のうち、ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの軸方向に亙る分力Ｆ1 がこれら各部材２ａ、３ａを縮める方向に作用し、この分力Ｆ1 と直角方向に作用する分力Ｆ2 が、これら各部材２ａ、３ａの後端部を上方に持ち上げる方向に作用する。そして、この分力Ｆ2 に基づきこれら各部材２ａ、３ａには、上部支持ブラケット４部分を中心に回転しようとするモーメントＭが発生する。このモーメントＭに基づいて、上記上部支持ブラケット４とカプセル１５、１５との間に作用する摩擦力が増大し、これら各カプセル１５、１５が上記上部支持ブラケット４に形成した切り欠き１７、１７から抜け出る為に要する力が大きくなって、上述の様に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する性能が悪くなる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、二次衝突の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃をより小さくできる衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置を実現すべく発明したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のステアリングコラムの支持装置は何れも、ステアリングコラムを車体に対して支持すると共に、衝突事故に伴う二次衝突の際にこのステアリングコラムを、運転者の身体からこのステアリングコラムに加えられた衝撃荷重を吸収しつつ自動車の進行方向前方に変位させる機能を有する。
この様な本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置のうち、請求項１に記載したものは、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、これら１対の支持板部の内側面に対向する左右１対の被支持面を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の支持板部に形成された透孔と、上記各被支持面に結合固定された状態でこれら各透孔を挿通された結合部材とを備える。
そして、通常状態でこの結合部材は、上記各透孔の後端部に存在しており、これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは前方に向かう程上方に向かう方向に長くしている。又、上記各支持板部の一部で上記各透孔の前端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材が前方に変位する事を許容する延長部を設けている。
【００１０】
又、請求項２に記載したものは、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、それぞれの外側面を上記１対の支持板部の内側面に対向させた左右１対の被支持板部を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の被支持板部に形成された透孔と、上記各支持板部の内側面に結合固定された状態で上記各透孔を挿通された結合部材とを備える。
そして、通常状態でこの結合部材は、上記各透孔の前端部に存在しており、これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは後方に向かう程下方に向かう方向に長くしている。又、上記各被支持板部の一部で上記各透孔の後端部から連続する部分には、これら各被支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材をその内側に進入させる事により、二次衝突時に上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する延長部を設けている。
【００１１】
更に、請求項３に記載したものは、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、それぞれの外側面を上記１対の支持板部の内側面に対向させた左右１対の被支持板部を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の支持板部に形成された第一の透孔と、上記１対の被支持板部に形成された第二の透孔と、これら第一、第二の各透孔を挿通された結合部材とを備える。
そして、通常状態でこの結合部材は、上記第一の透孔の後端部若しくはこの第一の透孔の後端部から連続する上下方向に長い第三の透孔の一部と、上記第二の透孔の前端部とに存在しており、これら第一、第二の各透孔は、上記二次衝突に伴って上記結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは、前方に向かう程上方に向かう方向、又は、後方に向かう程下方に向かう方向に長くしている。又、上記各支持板部の一部で上記各第一の透孔の前端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記各結合部材がこれら各支持板部に対して前方に変位する事を許容する第一の延長部を、上記各被支持板部の一部で上記各第二の透孔の後端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材をその内側に進入させる事により、上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する第二の延長部を、それぞれ設けている。
尚、上記各請求項に記載した発明に於ける、各延長部としては、上記各結合部材の外径よりも小さな幅を有する透溝、或は凹溝を形成する事により設けた薄肉部等の構造を採用できる。
【００１２】
【作用】
上述の様に構成する本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置のうち、請求項１に記載したものに於いては、二次衝突の発生直後には結合部材が、１対の支持板部に形成した透孔の後端部から前端部にまで変位する。これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する方向に長い為、この変位は円滑に行なわれ、二次衝突の発生の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。
上記結合部材が上記透孔の前端部にまで変位した後に於いては、この結合部材が延長部に入り込む。そして、この延長部を塑性変形させつつ、この結合部材、並びに支持ブラケットを介してこの結合部材を支持したステアリングコラムが軸方向に亙り変位する事を防止する。この為、衝突時のステアリングホイールの前方への変位量が大きくなり、運転者の保護をより充実させる事ができる。又、上記結合部材が上記延長部に入り込む際、この延長部を形成した支持板部が塑性変形する事により、ステアリングホイールからステアリングシャフト及びステアリングコラムを介して上記結合部材に伝わった衝撃エネルギを吸収する。この結果、上記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し、この運転者の保護を図れる。
【００１３】
又、請求項２に記載したものの場合も、１対の被支持板部に形成した各透孔及び各延長部と、１対の支持板部の内側面に固定した結合部材との係合に基づき、やはり上記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し、この運転者の保護を図れる。
又、請求項３に記載したものの場合には、１対の支持板部に第一の透孔及び第一の延長部を形成すると共に、１対の被支持板部に第二の透孔及び第二の延長部を形成した分だけ、二次衝突時に於けるステアリングホイールの前方への変位量を更に大きくできる。この為、衝突時に於ける運転者の保護をより充実させる事ができる。
更に、これら請求項２及び請求項３に記載したものの場合には、二次衝突の発生直後に於いて、ステアリングコラムが、各支持板部の内側面と各被支持板部の外側面との２つの当接面にのみ作用する、比較的小さな摩擦力に抗して前方に変位する様にできる。従って、二次衝突の発生の瞬間に、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を更に小さくでき、運転者の身体に加わる衝撃をより低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置の特徴は、二次衝突時にステアリングコラム３ａを前方に向け円滑に変位させる部分の構造にある。より具体的には、請求項に記載したステアリングコラムに相当するアウターコラム１３と、請求項に記載した支持ブラケットに相当する上部支持ブラケット４ａとの係合部の構造にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図１６〜２０に示した従来構造と同様である。従って、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１５】
上記上部支持ブラケット４ａは、鋼板等、必要とする剛性を確保自在で、且つ、塑性変形自在な金属板を折り曲げる事により、凸字形に形成している。この様な上部支持ブラケット４ａは、左右１対ずつの支持板部１８、１８と取付板部１９、１９とを有する。この様な上部支持ブラケット４ａは、これら各取付板部１９、１９に形成した取付孔２０、２０を挿通した図示しないボルトにより、車体１６に支持固定している。本発明の場合、上記上部支持ブラケット４ａは、この様に車体１６に支持固定された状態のまま、二次衝突時にも脱落する事はない。
【００１６】
一方、上記アウターコラム１３の中間部左右両側面には、それぞれ被支持ブラケット２１、２１を固定している。上記アウターコラム１３と同じ金属材料（鋼又はアルミニウム合金）に削り出し加工等を施す事により形成した上記各被支持ブラケット２１、２１は、それぞれねじ孔２２、２２を有する。この様な各被支持ブラケット２１、２１は、これら各ねじ孔２２、２２と上記アウターコラム１３の中間部両側面に形成した通孔２３、２３とを整合させた状態でこのアウターコラム１３の中間部左右両側面に、それぞれ溶接固定している。この様にしてアウターコラム１３の中間部両側面に固定した各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４は、互いに平行になる。本例の場合には、これら各外側面２４、２４が、請求項に記載した左右１対の被支持面に相当する。
【００１７】
又、上記上部支持ブラケット４ａに設けた左右１対の支持板部１８、１８には、それぞれ透孔２５、２５を形成している。これら各透孔２５、２５は、二次衝突時にステアリングホイール１に加わるＦ0 なる衝撃荷重の方向、即ちほぼ水平方向に長い。この様な各透孔２５、２５の後端部には、請求項に記載した結合部材に相当するボルト２６、２６を挿通している。これら各ボルト２６、２６の先端部に形成した雄ねじ部は、上記各被支持ブラケット２１、２１に形成したねじ孔２２、２２に螺合し、更に所定のトルクで緊締している。従って、上記上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８は、ワッシャ２７、２７と共に、上記各ボルト２６、２６の頭部２８、２８の内側面と、前記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４との間で、所定の強さで挟持されている。
【００１８】
又、上記各透孔２５、２５の上下両側縁は互いに近づく方向に僅かに傾斜させて、これら各透孔２５、２５の幅を、前方に向かう程狭くしている。又、これら各透孔２５、２５の幅は、後端部で上記各ボルト２６、２６の中間部の外径よりも少しだけ大きく、前端部でこの外径とほぼ同じかこの外径よりも僅かに小さくしている。本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置を組み立てて通常状態、即ち、衝突事故が発生していない状態で上記各ボルト２６、２６は、上記各透孔２５、２５の後端部に存在する。
【００１９】
更に、上記各支持板部１８、１８の一部で上記各透孔２５、２５の前端部から前方に連続する部分には、延長部２９を、それぞれ設けている。本例の場合、これら各延長部２９は、上記各ボルト２６、２６の中間部の外径よりも小さな幅を有する透溝である。この様な透溝である上記各延長部２９の幅は、上記各透孔２５、２５との連続部である後端部で、上記各ボルト２６、２６の外径と同じかこの外径よりも僅かに小さく、前端部でこの外径よりも小さくしており、後端部から前端部に向けて漸減する。この様な延長部２９に上記各ボルト２６、２６の中間部が入り込んだ場合には、上記各支持板部１８、１８のうちの少なくとも上記各延長部２９の両側部分を塑性変形させつつ、上記各ボルト２６、２６が前方に変位する事を許容する。
【００２０】
上述の様に構成する本発明のステアリングコラムの支持装置に於いては、二次衝突の発生直後には上記各ボルト２６、２６が、上記各透孔２５、２５の後端部から前端部にまで、図１〜２に示した状態から図５に示した状態にまで変位する。この際、アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の両面と、前記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４及び前記各ワッシャ２７、２７の内側面との間に作用する摩擦力に抗して前方に変位する。上記各透孔２５、２５は、上記二次衝突に伴って上記各ボルト２６、２６に加わる力の方向、即ち水平方向若しくは少し上向きの方向に長い。この為、上記各ボルト２６、２６の中間部外周面と上記各透孔２５、２５の内側縁とが強く擦れ合う事がなく、これら各ボルト２６、２６並びにアウターコラム１３の前方への変位は円滑に行なわれる。従って、二次衝突の発生の瞬間に、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重が大きくならず、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。
【００２１】
上記各ボルト２６、２６が上記透孔２５、２５の前端部にまで変位した後に於いては、これら各ボルト２６、２６が延長部２９に入り込む。そして、これら各延長部２９の幅を広げる方向に、これら各延長部２９を形成した各支持板部１８、１８を塑性変形させつつ、上記各ボルト２６、２６、並びに上部支持ブラケット４ａを介してこれら各ボルト２６、２６を支持したアウターコラム１３が軸方向に亙り変位する事を防止する。上記各支持板部１８、１８のうち、上記各延長部２９を形成した部分の前後方向に亙る幅は大きくして、これら各延長部２９の長さを確保している。従って、衝突時のステアリングホイール１の前方への変位量を大きくして、運転者の保護をより充実させる事ができる。
【００２２】
又、上記各ボルト２６、２６の中間部が上記各延長部２９に入り込む際、これら各延長部２９を形成した支持板部１８が塑性変形する事により、上記ステアリングホイール１からステアリングシャフト２ａ及びアウターコラム１３を介して上記ボルト２６、２６に伝わった衝撃エネルギを吸収する。この結果、上記ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この運転者の保護を図れる。上記各延長部２９の幅は、前方に向う程小さくなり、従って塑性変形により吸収するエネルギも次第に大きくなる。この為、運転者の身体に加わる衝撃エネルギを効率良く吸収し、運転者の保護の充実を図れる。
【００２３】
尚、本例の場合、１対の支持板部１８、１８の板厚を、透孔２５、２５を形成した後半部よりも、延長部２９を形成した前半部で僅かに小さくすれば、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。即ち、この様に構成すれば、二次衝突時に被支持ブラケット２１、２１が上記１対の支持板部１８、１８の間を前方に移動して、各ボルト２６、２６の中間部が各延長部２９の内側に入り込むと同時に、上記１対の支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４との間、並びに上記各支持板部１８、１８の外側面と前記各ワッシャ２７、２７の内側面との間に作用する摩擦力を、低減若しくは消滅させる事ができる。この結果、二次衝突時に上記各当接面に作用する摩擦力が衝撃エネルギの吸収に影響するのを防止して、上記衝撃エネルギの吸収量の調節を、上記各延長部２９の形状及び寸法のみを規制する事により、容易に行なえる様になる。この様な効果は、上記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４同士の間隔を、後端部に比べて中間部及び前端部で小さくする事によっても得られる。
【００２４】
次に、図６は、やはり請求項１、４に対応する、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、延長部２９の後端部分の幅を狭くして、結合部材であるボルト２６の中間部がこの後端部分を通過する際に、支持板部１８を大きく塑性変形させる様にしている。従って本例の場合には、上記ボルト２６の中間部が透孔２５から延長部２９に入り込む際に、比較的大きな衝撃エネルギの吸収を行なう。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００２５】
次に、図７〜８は、やはり請求項１、４に対応する、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、透孔２５の前端部から前方に連続する延長部２９ａを、支持板部１８の内側面と外側面との一方又は双方に断面Ｖ字形の凹溝３０を形成する事により設けた薄肉部としている。二次衝突に伴ってボルト２６の中間部が上記延長部２９ａに入り込むと、先ず上記凹溝３０の底部が裂け、続いて上記支持板部１８を塑性変形させつつ、上記ボルト２６の中間部が進入自在な孔を形成する。従って本例の場合には、板厚や材質により定まる、上記支持板部１８の強度が同じと仮定した場合には、前述した第１例及び上述した第２例に比較して、大きな衝撃エネルギの吸収を行なえる。その他の構成及び作用は、前述した第１例及び上述した第２例の場合と同様である。
【００２６】
次に、図９は、やはり請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。前述した第１〜２例及び上述した第３例が何れも、アウターコラム１３の中間部に固定する被支持ブラケット２１（図１〜７）を、何れもブロック状に形成していたのに対し、本例の場合には、被支持ブラケット２１ａとして、鋼板等、必要とする剛性を確保できる金属板を折り曲げ形成して成るものを使用している。即ち、金属板を略Ｃ字形に折り曲げ形成して成る上記被支持ブラケット２１ａの両端縁部を、上記アウターコラム１３の下部側面に溶接固定している。そして、上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８と、上記被支持ブラケット２１ａの被支持板部３１、３１とを挿通したボルト２６、２６とナット３２、３２とを所定のトルクで緊締して、上記１対の支持板部１８、１８の間に上記被支持ブラケット２１ａを挟持している。被支持ブラケット２１ａの形状が異なる事に合わせて、上記ナット３２、３２を設けた以外の構成及び作用は、前述した第１〜２例或は上述した第３例と同様である。
【００２７】
次に、図１０〜１１は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。上述した１〜４例の場合には、透孔及び延長部を何れも１対の支持板部１８、１８に形成していた。これに対して、本例の場合には、これら透孔３４及び延長部３９、３９を、被支持ブラケット２１ａを構成する１対の被支持板部３１、３１に形成している。即ち、これら１対の被支持板部３１、３１のうち、上記各支持板部１８、１８の間部分に存在する前半部には、それぞれ上記透孔３４を形成している。これら各透孔３４は、それぞれ二次衝突時にステアリングホイール１に加わるＦ0 なる衝撃荷重（図１参照）の方向、即ちほぼ水平方向に長い。又、通常状態でこれら各透孔３４の前端部は、ボルト２６、２６（図９参照）を挿通する為、１対の支持板部１８、１８に形成した円孔４０と整合する。この様に整合した各透孔３４と各円孔４０との内側には、前述の図９に示した構造と同様に、それぞれボルト２６、２６を挿通する。そして、これら各ボルト２６、２６とナット３２、３２（図９）との緊締に基づいて、上記１対の支持板部１８、１８の間に上記被支持ブラケット２１ａを挟持する。従って、本例の場合、通常状態で上記各ボルト２６、２６は、上記各透孔３４の前端部に存在する。
【００２８】
又、上記各被支持板部３１、３１の中間部乃至は後半部で、上記各透孔３４の後端部から後方に連続する部分には、前記延長部３９、３９を、それぞれ設けている。本例の場合、これら各延長部３９、３９は、上記各ボルト２６、２６の中間部の外径よりも小さな幅を有する透溝である。
【００２９】
この様な透溝である上記各延長部３９、３９の幅は、前端部から後端部に向う程漸減するもので、前端部では上記各ボルト２６、２６の中間部の外径とほぼ同じとしている。この様な各延長部３９、３９に上記各ボルト２６、２６の中間部が入り込んだ場合には、上記各被支持板部３１、３１のうちの少なくとも上記各延長部３９、３９の両側部分を塑性変形させつつ、上記各ボルト２６、２６がこれら各延長部３９、３９の奥部（後端部）にまで進入する事を許容する。尚、本例の場合も、上記各延長部３９、３９は、前述の図６に示した第２例の様に、基端部分の幅を狭く構成したり、或は、図７〜８に示した第３例の様に、薄肉部として構成しても良い。
【００３０】
上述の様に構成する本例のステアリングコラムの支持装置の場合、二次衝突の発生直後には、アウターコラム１３と共に被支持ブラケット２１ａが前方に変位する事に基づいて、上記各透孔３４内での上記各ボルト２６、２６の挿通位置が、これら各透孔３４の前端部から後端部にまで移動する。この際、上記アウターコラム１３は、上記各被支持板部３１、３１の両面と、上記各支持板部１８、１８の内側面及び前記各ナット３２、３２の内側面との間に作用する摩擦力に抗して前方に変位する。本例の場合も上記各透孔３４は、上記二次衝突に伴って上記各ボルト２６、２６に加わる力の方向、即ち水平方向若しくは少し上向き方向に長い。この為、上記各ボルト２６、２６の中間部外周面と上記各透孔３４の内側縁とが強く擦れ合う事がなく、これら各ボルト２６、２６並びにアウターコラム１３の前方への変位は円滑に行なわれる。従って、二次衝突の発生の瞬間に、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重が大きくならず、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。
【００３１】
尚、本例の場合、１対の被支持板部３１、３１の板厚を、通常状態で１対の支持板部１８、１８に挟持される、上記透孔３４を形成した前半部よりも、通常状態でこれら１対の支持板部１８、１８に挟持されず、上記延長部３９、３９を形成した後半部で僅かに小さくすれば、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。即ち、この様に構成すれば、二次衝突時に被支持ブラケット２１ａが上記１対の支持板部１８、１８の間を前方に移動して、各ボルト２６、２６ａの中間部が各延長部３９、３９の内側に入り込むと同時に、上記１対の支持板部１８、１８の内側面と上記１対の被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間、並びに上記各被支持板部３１、３１の内側面と各ナット３２、３２の内側面との間に作用する摩擦力を、低減若しくは消滅させる事ができる。この結果、二次衝突時に上記各当接面に作用する摩擦力が過大となるのを防止できると共に、上記衝撃エネルギの吸収量の調節を、上記各延長部３９、３９の形状及び寸法のみを規制する事により、容易に行なう事ができる。
【００３２】
次に、図１２は、やはり請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合、上部支持ブラケット４ａと被支持ブラケット２１ａとを結合する結合部材として、上述の第５例で使用した１対のボルト２６、２６（図９参照）に代えて、１本の長尺なボルト２６ａを使用している。即ち、このボルト２６ａは、１対の支持板部１８、１８に形成した各円孔４０（図１０）と１対の被支持板部３１、３１に形成した各透孔３４（図１０）とに挿通すると共に、このボルト２６ａの先端部で、一方（図１２の右方）の支持板部１８から突出した部分に形成した雄ねじ部に螺合したナット３２ａを、所定のトルクで緊締している。この様に構成する本例の場合、二次衝突の直後に、アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の内側面と各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との２つの当接面に作用する摩擦力のみに抗して、前方に変位する。従って、二次衝突の発生の瞬間に、ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重を更に小さくでき、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。即ち本例の場合には、ステアリングコラム３ａの前方への変位を開始させる為に打ち勝つべき静止摩擦力が、上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４と支持板部１８、１８の内側面との間に作用する静止摩擦力のみで良い。従って、前述した第１〜４例の場合に比べて、ステアリングホイール１の変位開始を、より円滑に行なわせる事ができる。
【００３３】
尚、本例の場合、１対の被支持板部３１、３１の外側面２４、２４同士の間隔を、通常状態で１対の支持板部１８、１８に挟持される前半部よりも、通常状態でこれら１対の支持板部１８、１８に挟持されていない後半部で僅かに小さくすれば、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。即ち、この様に構成すれば、二次衝突時に被支持ブラケット２１ａが上記１対の支持板部１８、１８の間を前方に移動して、各ボルト２６、２６ａの中間部が各延長部３９、３９の内側に入り込むと同時に、上記１対の支持板部１８、１８の内側面と上記１対の被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間に作用する摩擦力を、低減若しくは消滅させる事ができる。この結果、二次衝突時に上記各当接面に作用する摩擦力が過大となるのを防止できると共に、上記衝撃エネルギの吸収量の調節を、上記各延長部３９、３９の形状及び寸法のみを規制する事により、容易に行なう事ができる。尚、上記各側面２４、２４同士の間隔を途中から小さくするには、上記各被支持板部３１、３１の板厚を変える他、これら各被支持板部３１、３１の中間部に折れ曲がり段部を形成する事でも対応できる。その他の構成及び作用は、上述した第５例の場合と同様である。
【００３４】
次に、図１３〜１５は、請求項３、４に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例は、二次衝突時に於けるアウターコラム１３の前方への変位量を、より大きくできる構造を実現するものである。更に、本例の場合には、この様な構造を、ステアリングコラム３ａの一部を車体に対して昇降自在に支持する事により、ステアリングホイール１（図１参照）の高さ調節を自在とする、所謂チルト式ステアリング装置に適用している。
【００３５】
即ち、本例の場合、上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８に、前述の図１〜５に示した第１例と同様の透孔２５（第一の透孔）及び延長部２９（第一の延長部）を、被支持ブラケット２１ａを構成する１対の被支持板部３１、３１に、前述の図１０〜１１に示した第５例と同様の透孔３４（第二の透孔）及び延長部３９、３９（第二の延長部）を、それぞれ設けている。又、上記１対の支持板部１８、１８の互いに整合する位置には、それぞれが第三の透孔である、上下方向に長い１対の長孔３３を、これら各長孔３３の上端縁を上記各第一の透孔２５の後端縁に連続させた状態で形成している。これら各長孔３３は、上記ステアリングコラム３ａの前端部に設けた横軸４１をそれぞれの曲率半径の中心とする、円弧状に形成している。後述する様に、上記ステアリングコラム３ａは、上記横軸４１を中心に揺動自在である。
【００３６】
又、通常状態に於いて、上記１対の支持板部１８、１８の前半部で、上記第一の透孔２５を形成した後半部同士の間には、上記被支持ブラケット２１ａの前端部で、上記第二の透孔３４を形成した部分のみを配置している。又、この状態で、上記各第二の透孔３４の前端部を、上記各長孔３３の一部に整合させている。尚、図１３〜１４に示した状態（後述するステアリングホイール１が最高位置の状態）で、上記各第二の透孔３４の前端部は、上記各長孔３３の上端部、即ち上記各第一の透孔２５の後端部と整合する。
【００３７】
この様に整合した上記各第二の透孔３４の前端部と上記各第一の透孔２５の後端部若しくは上記各長孔３３の一部との内側には、結合部材である、チルトボルト３５を、横方向（図１３〜１４の表裏方向、図１５の左右方向）に亙り挿通している。そして、このチルトボルト３５の先端部（図１５の右端部）で一方（図１５の右方）の支持板部１８の外側面から突出した雄ねじ部に、チルトナット３６を螺合し、更にこのチルトナット３６に、チルトレバー３７の基端部を固定している。尚、このチルトレバー３７が図１３〜１４に示した位置にある状態で、上記チルトナット３６は、上記雄ねじ部との螺合に基づき、一方（図１５の右方）の支持板部１８を強く押圧する。従って、これら図１３〜１４に示した状態で、上記上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８と上記被支持ブラケット２１ａを構成する１対の被支持板部３１、３１とは、上記チルトボルト３５の頭部３８と上記チルトナット３６との間で、所定の強さで挟持されている。
【００３８】
又、上記チルトボルト３５の頭部３８と長孔３３の両側縁とは、この頭部３８の回転を不能に係合する事により、このチルトボルト３５が回転する事を阻止している。この為に上記頭部３８の内端部（図１５の右端部）外周面には、長孔３３の両側縁と係合する、図示しない１対の平坦面を形成している。従って、上記チルトナット３６に固定したチルトレバー３７を操作（回動）すれば、上記頭部３８とチルトナット３６との距離を調節できる。即ち、上記チルトレバー３７を図１３に示す位置から時計回りに回動させる事により、上記頭部３８とチルトナット３６との距離を大きくすれば（上記チルトナット３６の緊締状態を解けば）、上記チルトボルト３５が上記長孔３３に沿って移動自在となる。従って、この状態でステアリングコラム３ａを昇降させれば（前記横軸４１を中心に揺動させれば）、ステアリングホイール１の高さ調節を行なえる。
【００３９】
反対に、上記チルトレバー３７を図１３に示す位置に回動させる事により、上記距離を小さくすれば（上記チルトナット３６を緊締すれば）、上記ステアリングコラム３ａの昇降を不能として、ステアリングホイール１の高さを調節後の位置に固定できる。尚、図示は省略したが、チルトナット３６を長孔３３に対して昇降のみ自在に（回転不能に）係合させると共に、チルトボルト３５を回転自在とする構造も、従来から知られている。この様な構造の場合には、チルトボルト３５の頭部３８にチルトレバー３７の基端部を結合固定する。この為、このチルトボルト３５の頭部３８を、前述したチルトナット３６の如き形状にする。
【００４０】
上述の様に構成する本例のステアリングコラムの支持装置により、二次衝突時に衝撃エネルギを吸収する際の作用に就いて、以下に説明する。先ず、図１３〜１４に示す様に、二次衝突時にチルトボルト３５が長孔３３の上端部にある場合（ステアリングホイール１が最高位置にある場合）には、この二次衝突の発生直後に、アウターコラム１３と共に被支持ブラケット２１ａが前方に変位する事に基づいて、先ず、上記被支持板部３１、３１に設けた第二の透孔３４内での上記チルトボルト３５の挿通位置が、これら第二の透孔３４の前端部から後端部にまで移動する。この際、上記アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間に作用する摩擦力（合計２つの当接面に作用する摩擦力）に抗して前方に変位する。
【００４１】
この様にしてチルトボルト３５の挿通位置が第二の透孔３４の後端部にまで移動したならば、続いて、このチルトボルト３５が、上記１対の支持板部１８、１８に設けた第一の透孔２５の後端部から前端部にまで変位する。この際、上記アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間に作用する摩擦力に加え、更に上記各支持板部１８、１８の外側面と、上記チルトボルト３５の頭部３８の内側面及び上記チルトナット３６の内側面との間に作用する摩擦力（合計４つの当接面に作用する摩擦力）に抗して前方に変位する。上記第一、第二の各透孔２５、３４は、上記二次衝突に伴って上記チルトボルト３５に加わる力の方向、即ち水平方向若しくは少し上向き方向に長い。この為、上記チルトボルト３５の杆部外周面と上記第一、第二の各透孔２５、３４の内側縁とが強く擦れ合う事がなく、このチルトボルト３５並びにアウターコラム１３の前方への変位は円滑に行なわれる。
【００４２】
上述の様に第二の透孔３４の後端部及び第一の透孔２５の前端部にまで変位したチルトボルト３５は、続いて、上記第一の透孔２５の前端部から前方に連続する第一の延長部２９及び上記第二の透孔３４の後端部から後方に連続する第二の延長部３９、３９に入り込む。そして、これら各延長部２９、３９の幅を広げる方向に、これら各延長部２９、３９を形成した各支持板部１８、１８及び各被支持板部３１、３１を塑性変形させる。最終的に、上記チルトボルト３５の挿通位置は、上記第一の延長部２９の前端部及び上記第二の延長部３９、３９の後端部となる。
【００４３】
一方、二次衝突時にチルトボルト３５が前記長孔３３の中間部及び下端部にある場合（ステアリングホイール１が最高位置にない場合）には、この二次衝突の発生直後に、アウターコラム１３と共に被支持ブラケット２１ａが前方に変位する事に基づいて、先ず、上述の場合と同様、上記チルトボルト３５の挿通位置が第二の透孔３４の前端部から後端部にまで移動する。これに続いてチルトボルト３５は、第二の延長部３９、３９に入り込む。そして、これら各第二の延長部３９、３９の幅を広げる方向に、これら各第二の延長部３９、３９を形成した各被支持板部３１、３１を塑性変形させる。
【００４４】
これと同時に、上記チルトボルト３５は、上記各長孔３３の内周縁に沿って、この長孔３３の上端部（第一の透孔２５の後端部）にまで移動する。この様にチルトボルト３５が長孔３３の上端部にまで移動する理由は、二次衝突時に加わる水平方向の衝撃荷重Ｆ0 （図１参照）の分力のうち、上記長孔３３の長さ方向上方に向く分力が、このチルトボルト３５に作用する為である。この分力により長孔３３の上端部にまで変位したチルトボルト３５は、続いて、上記第一の透孔２５、２５の後端部から前端部にまで変位する。これに続いて、上記チルトボルト３５は、第一の延長部２９に入り込む。そして、これら各第一の延長部２９の幅を広げる方向に、これら各第一の延長部２９を形成した各支持板部１８、１８を塑性変形させる。この場合も最終的に、上記チルトボルト３５の挿通位置は、上記第一の延長部２９の前端部及び上記第二の延長部３９、３９の後端部となる。
【００４５】
上述の様に構成され作用する本例の場合も、前述の図１２に示した第６例の場合と同様、二次衝突の直後に於いて、アウターコラム１３は、各支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との２つの当接面のみに作用する、比較的小さな摩擦力に抗して前方に変位する。従って、二次衝突の発生の瞬間に、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重を十分に小さくでき、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。又、チルトボルト３５が第一、第二の各延長部２９、３９に入り込む際には、これら第一、第二の各延長部２９、３９を形成した支持板部１８、１８及び被支持板部３１、３１が塑性変形する事により、上記ステアリングホイール１からステアリングシャフト２ａ及びアウターコラム１３を介して上記チルトボルト３５に伝わった衝撃エネルギを吸収する。この結果、上記ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この運転者の保護を図れる。
【００４６】
特に、本例の場合、１対の支持板部１８、１８と１対の被支持板部３１、３１との双方に、透孔（第一の透孔２５若しくは第二の透孔３４）及び延長部（第一の延長部２９若しくは第二の延長部３９）を形成している。この為、衝突時に於けるアウターコラム１３の前方への変位量を、前述した何れの例の場合よりも大きくできる。この為、衝突時に於ける運転者の保護をより充実させる事ができる。尚、本例の場合も、上記第一、第二の各延長部２９、３９は、前述の図６に示した第２例の様に、基端部分の幅を狭く構成したり、或は、図７〜８に示した第３例の様に、薄肉部として構成しても良い。
【００４７】
又、本例の場合も、１対の支持板部１８、１８の板厚を、第一の延長部２９を形成した前半部で薄くしたり、１対の被支持板部３１、３１の板厚を、第二の延長部３９を形成した後半部で薄くしたり、或は上記１対の被支持板部３１、３１のうち、通常状態で上記１対の支持板部１８、１８に挟持されていない後半部の外側面同士の間隔を狭くすれば、前述した各例の場合と同様に、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。尚、本例の様に、１対の支持板部１８、１８と１対の被支持板部３１、３１との双方に、透孔及び延長部を形成して、衝突時に於けるアウターコラム１３の前方への変位量を大きくする構造は、チルト機構を持たないステアリングコラムの支持装置にも適用できる事は言う迄もない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、衝突事故の際、ステアリングホイールの前方への変位開始を円滑に行なわせて、二次衝突の発生の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃を少なくし、衝突時の運転者保護を十分に図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す縦断側面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】一部を省略して図２の上方から見た図。
【図５】二次衝突の発生直後の状態で示す、図２と同様の図。
【図６】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図７】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図８】一部を省略して示す、図７の拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図９】本発明の実施の形態の第４例を示す、図３と同様の図。
【図１０】同第５例を示す、図２と同様の図。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図。
【図１２】本発明の実施の形態の第６例を示す、図１１と同様の図。
【図１３】同第７例を示す、縦断側面図。
【図１４】図１３のＥ部拡大図。
【図１５】図１４のＦ−Ｆ断面図。
【図１６】従来から知られている、衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置を組み込んだ自動車用操舵装置の略側面図。
【図１７】従来から知られている、衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置の具体的構造の１例を示す縦断側面図。
【図１８】図１７のＧ−Ｇ断面図。
【図１９】一部を省略して示す、図１７のＨ矢視図。
【図２０】二次衝突の発生直後の状態で示す、図１７の中央部に相当する側面図。
【図２１】二次衝突時に自動車用操舵装置に加わる荷重を示す略側面図。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２、２ａ ステアリングシャフト
３、３ａ ステアリングコラム
４、４ａ 上部支持ブラケット
５ 下部支持ブラケット
６ インスツルメントパネル
７ 第一の自在継手
８ 中間シャフト
９ 第二の自在継手
１０ 入力軸
１１ アウターシャフト
１２ インナーシャフト
１３ アウターコラム
１４ インナーコラム
１５ カプセル
１６ 車体
１７ 切り欠き
１８ 支持板部
１９ 取付板部
２０ 取付孔
２１、２１ａ 被支持ブラケット
２２ ねじ孔
２３ 通孔
２４ 外側面
２５ 透孔（第一の透孔）
２６、２６ａ ボルト
２７ ワッシャ
２８ 頭部
２９、２９ａ 延長部（第一の延長部）
３０ 凹溝
３１ 被支持板部
３２、３２ａ ナット
３３ 長孔
３４ 透孔（第二の透孔）
３５ チルトボルト
３６ チルトナット
３７ チルトレバー
３８ 頭部
３９ 延長部（第二の延長部）
４０ 円孔
４１ 横軸
【発明の属する技術分野】
本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置は、乗用車等の自動車の操舵装置中に組み込み、二次衝突時にステアリングホイールを、衝撃エネルギを吸収しつつ前方に変位する事を許容して、運転者の生存空間を確保すると共にこの運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用操舵装置は、例えば図１６に示す様に構成している。上端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３の内側に回転自在に支持している。又、このステアリングコラム３は、上部、下部両支持ブラケット４、５により、インスツルメントパネル６の下面部分等で車体に固定している。上記ステアリングシャフト２の下端部で上記ステアリングコラム３の下端開口から突出した部分には、第一の自在継手７を介して、中間シャフト８の上端部を連結している。更に、この中間シャフト８の下端部は、第二の自在継手９を介して、ステアリングギヤ（図示せず）の入力軸１０に連結している。この様な自動車用操舵装置の使用時に、上記ステアリングホイール１の動きは、上記ステアリングコラム３を挿通したステアリングシャフト２、第一の自在継手７、中間シャフト８、第二の自在継手９を介してステアリングギヤの入力軸１０に伝わり、車輪に舵角を付与する。
【０００３】
ところで、この様に構成される自動車用操舵装置に於いて、衝突時に運転者を保護する為、ステアリングコラム３、及びステアリングシャフト２を、衝撃に伴って全長が縮ま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。図１７〜２０は、従来から一般的に使用されている、衝撃吸収式の自動車用操舵装置の具体的構造の１例を示している。ステアリングシャフト２ａは、アウターシャフト１１とインナーシャフト１２とを軸方向に亙る相対的変位自在に組み合わせる事により、軸方向に亙る衝撃力が加わった場合に全長が縮まる様に構成している。又、ステアリングコラム３ａは、アウターコラム１３とインナーコラム１４とをテレスコープ状に組み合わせる事により、やはり軸方向に亙る衝撃力が加わった場合に全長が縮まる様に構成している。尚、これら衝撃吸収式のステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの構造及び作用に就いては、従来から周知であり、本発明の要旨でもない為、詳しい説明は省略する。
【０００４】
上記ステアリングコラム３ａの中間部に溶接等により固定した上部支持ブラケット４は、カプセル１５、１５及びこれら各カプセル１５、１５を挿通した図示しない取付ボルトにより、車体１６に対し取付支持している。衝突事故の際には、自動車が他の自動車等にぶつかる一次衝突に続き、運転者の身体がステアリングホイール１（図１６参照。図１７には省略。）にぶつかる二次衝突が発生して、上記ステアリングシャフト２ａの上端部に、図１７に矢印αで示す様に、自動車の進行方向前方に向いた衝撃荷重が加わる。この衝撃荷重に基づいて、上記ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの全長が縮まる。同時に、上記各カプセル１５、１５が、図２０に示す様に上記上部ブラケット４の後縁部に形成した各切り欠き１７、１７（図１８〜１９）から抜け出て、この上部ブラケット４及びこの上部ブラケット４を固定したアウターコラム１３が前方に変位自在となる。
【０００５】
この結果、上記ステアリングシャフト２ａの後端部に支持固定したステアリングホイール１が前方に変位して、運転者の生存空間を確保する。又、この変位を許容すべく、上記ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａが縮む際に、運転者の身体から上記ステアリングホイール１に加えられた衝撃エネルギを吸収し、この運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の衝撃吸収式の自動車用操舵装置の場合、二次衝突に伴う衝撃荷重の作用方向と、ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの変位方向とが一致しない。この為、二次衝突が発生した瞬間に運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和する事が難しい。即ち、二次衝突に伴う衝撃荷重は運転者の身体から上記ステアリングシャフト２ａの後端部に、図１７に矢印αで示す様に、ほぼ水平方向前方に加わる。これに対して上記ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの変位方向は、それぞれの部材２ａ、３ａの軸方向である。乗用車等の一般的な自動車のステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａは、図１７に示す様に、取付角度θを持って、車体１６に対し支持されている。従って上記部材２ａ、３ａの軸方向とは、斜め下方となり、上記衝撃荷重の作用方向と不一致になる。
【０００７】
二次衝突の発生直後には、上部ブラケット４に形成した切り欠き１７、１７からカプセル１５、１５を抜き出す必要がある。そして、この様にカプセル１５、１５を抜き出す方向は、上記部材２ａ、３ａの軸方向となる。この為、多少なりとも上記各切り欠き１７、１７からカプセル１５、１５を抜け出る事に対する抵抗が大きくなり、二次衝突の瞬間に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する性能が悪くなる。この点に就いて、図２１により説明する。
【０００８】
二次衝突時にステアリングホイール１には、Ｆ0 なる衝撃荷重がほぼ水平方向に加わる。そして、この衝撃荷重Ｆ0 の分力Ｆ1 、Ｆ2 のうち、ステアリングシャフト２ａ及びステアリングコラム３ａの軸方向に亙る分力Ｆ1 がこれら各部材２ａ、３ａを縮める方向に作用し、この分力Ｆ1 と直角方向に作用する分力Ｆ2 が、これら各部材２ａ、３ａの後端部を上方に持ち上げる方向に作用する。そして、この分力Ｆ2 に基づきこれら各部材２ａ、３ａには、上部支持ブラケット４部分を中心に回転しようとするモーメントＭが発生する。このモーメントＭに基づいて、上記上部支持ブラケット４とカプセル１５、１５との間に作用する摩擦力が増大し、これら各カプセル１５、１５が上記上部支持ブラケット４に形成した切り欠き１７、１７から抜け出る為に要する力が大きくなって、上述の様に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する性能が悪くなる。
本発明は、この様な事情に鑑みて、二次衝突の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃をより小さくできる衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置を実現すべく発明したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のステアリングコラムの支持装置は何れも、ステアリングコラムを車体に対して支持すると共に、衝突事故に伴う二次衝突の際にこのステアリングコラムを、運転者の身体からこのステアリングコラムに加えられた衝撃荷重を吸収しつつ自動車の進行方向前方に変位させる機能を有する。
この様な本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置のうち、請求項１に記載したものは、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、これら１対の支持板部の内側面に対向する左右１対の被支持面を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の支持板部に形成された透孔と、上記各被支持面に結合固定された状態でこれら各透孔を挿通された結合部材とを備える。
そして、通常状態でこの結合部材は、上記各透孔の後端部に存在しており、これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは前方に向かう程上方に向かう方向に長くしている。又、上記各支持板部の一部で上記各透孔の前端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材が前方に変位する事を許容する延長部を設けている。
【００１０】
又、請求項２に記載したものは、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、それぞれの外側面を上記１対の支持板部の内側面に対向させた左右１対の被支持板部を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の被支持板部に形成された透孔と、上記各支持板部の内側面に結合固定された状態で上記各透孔を挿通された結合部材とを備える。
そして、通常状態でこの結合部材は、上記各透孔の前端部に存在しており、これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは後方に向かう程下方に向かう方向に長くしている。又、上記各被支持板部の一部で上記各透孔の後端部から連続する部分には、これら各被支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材をその内側に進入させる事により、二次衝突時に上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する延長部を設けている。
【００１１】
更に、請求項３に記載したものは、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、それぞれの外側面を上記１対の支持板部の内側面に対向させた左右１対の被支持板部を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の支持板部に形成された第一の透孔と、上記１対の被支持板部に形成された第二の透孔と、これら第一、第二の各透孔を挿通された結合部材とを備える。
そして、通常状態でこの結合部材は、上記第一の透孔の後端部若しくはこの第一の透孔の後端部から連続する上下方向に長い第三の透孔の一部と、上記第二の透孔の前端部とに存在しており、これら第一、第二の各透孔は、上記二次衝突に伴って上記結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは、前方に向かう程上方に向かう方向、又は、後方に向かう程下方に向かう方向に長くしている。又、上記各支持板部の一部で上記各第一の透孔の前端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記各結合部材がこれら各支持板部に対して前方に変位する事を許容する第一の延長部を、上記各被支持板部の一部で上記各第二の透孔の後端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材をその内側に進入させる事により、上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する第二の延長部を、それぞれ設けている。
尚、上記各請求項に記載した発明に於ける、各延長部としては、上記各結合部材の外径よりも小さな幅を有する透溝、或は凹溝を形成する事により設けた薄肉部等の構造を採用できる。
【００１２】
【作用】
上述の様に構成する本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置のうち、請求項１に記載したものに於いては、二次衝突の発生直後には結合部材が、１対の支持板部に形成した透孔の後端部から前端部にまで変位する。これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する方向に長い為、この変位は円滑に行なわれ、二次衝突の発生の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。
上記結合部材が上記透孔の前端部にまで変位した後に於いては、この結合部材が延長部に入り込む。そして、この延長部を塑性変形させつつ、この結合部材、並びに支持ブラケットを介してこの結合部材を支持したステアリングコラムが軸方向に亙り変位する事を防止する。この為、衝突時のステアリングホイールの前方への変位量が大きくなり、運転者の保護をより充実させる事ができる。又、上記結合部材が上記延長部に入り込む際、この延長部を形成した支持板部が塑性変形する事により、ステアリングホイールからステアリングシャフト及びステアリングコラムを介して上記結合部材に伝わった衝撃エネルギを吸収する。この結果、上記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し、この運転者の保護を図れる。
【００１３】
又、請求項２に記載したものの場合も、１対の被支持板部に形成した各透孔及び各延長部と、１対の支持板部の内側面に固定した結合部材との係合に基づき、やはり上記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し、この運転者の保護を図れる。
又、請求項３に記載したものの場合には、１対の支持板部に第一の透孔及び第一の延長部を形成すると共に、１対の被支持板部に第二の透孔及び第二の延長部を形成した分だけ、二次衝突時に於けるステアリングホイールの前方への変位量を更に大きくできる。この為、衝突時に於ける運転者の保護をより充実させる事ができる。
更に、これら請求項２及び請求項３に記載したものの場合には、二次衝突の発生直後に於いて、ステアリングコラムが、各支持板部の内側面と各被支持板部の外側面との２つの当接面にのみ作用する、比較的小さな摩擦力に抗して前方に変位する様にできる。従って、二次衝突の発生の瞬間に、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を更に小さくでき、運転者の身体に加わる衝撃をより低減できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜５は、請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置の特徴は、二次衝突時にステアリングコラム３ａを前方に向け円滑に変位させる部分の構造にある。より具体的には、請求項に記載したステアリングコラムに相当するアウターコラム１３と、請求項に記載した支持ブラケットに相当する上部支持ブラケット４ａとの係合部の構造にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図１６〜２０に示した従来構造と同様である。従って、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１５】
上記上部支持ブラケット４ａは、鋼板等、必要とする剛性を確保自在で、且つ、塑性変形自在な金属板を折り曲げる事により、凸字形に形成している。この様な上部支持ブラケット４ａは、左右１対ずつの支持板部１８、１８と取付板部１９、１９とを有する。この様な上部支持ブラケット４ａは、これら各取付板部１９、１９に形成した取付孔２０、２０を挿通した図示しないボルトにより、車体１６に支持固定している。本発明の場合、上記上部支持ブラケット４ａは、この様に車体１６に支持固定された状態のまま、二次衝突時にも脱落する事はない。
【００１６】
一方、上記アウターコラム１３の中間部左右両側面には、それぞれ被支持ブラケット２１、２１を固定している。上記アウターコラム１３と同じ金属材料（鋼又はアルミニウム合金）に削り出し加工等を施す事により形成した上記各被支持ブラケット２１、２１は、それぞれねじ孔２２、２２を有する。この様な各被支持ブラケット２１、２１は、これら各ねじ孔２２、２２と上記アウターコラム１３の中間部両側面に形成した通孔２３、２３とを整合させた状態でこのアウターコラム１３の中間部左右両側面に、それぞれ溶接固定している。この様にしてアウターコラム１３の中間部両側面に固定した各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４は、互いに平行になる。本例の場合には、これら各外側面２４、２４が、請求項に記載した左右１対の被支持面に相当する。
【００１７】
又、上記上部支持ブラケット４ａに設けた左右１対の支持板部１８、１８には、それぞれ透孔２５、２５を形成している。これら各透孔２５、２５は、二次衝突時にステアリングホイール１に加わるＦ0 なる衝撃荷重の方向、即ちほぼ水平方向に長い。この様な各透孔２５、２５の後端部には、請求項に記載した結合部材に相当するボルト２６、２６を挿通している。これら各ボルト２６、２６の先端部に形成した雄ねじ部は、上記各被支持ブラケット２１、２１に形成したねじ孔２２、２２に螺合し、更に所定のトルクで緊締している。従って、上記上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８は、ワッシャ２７、２７と共に、上記各ボルト２６、２６の頭部２８、２８の内側面と、前記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４との間で、所定の強さで挟持されている。
【００１８】
又、上記各透孔２５、２５の上下両側縁は互いに近づく方向に僅かに傾斜させて、これら各透孔２５、２５の幅を、前方に向かう程狭くしている。又、これら各透孔２５、２５の幅は、後端部で上記各ボルト２６、２６の中間部の外径よりも少しだけ大きく、前端部でこの外径とほぼ同じかこの外径よりも僅かに小さくしている。本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置を組み立てて通常状態、即ち、衝突事故が発生していない状態で上記各ボルト２６、２６は、上記各透孔２５、２５の後端部に存在する。
【００１９】
更に、上記各支持板部１８、１８の一部で上記各透孔２５、２５の前端部から前方に連続する部分には、延長部２９を、それぞれ設けている。本例の場合、これら各延長部２９は、上記各ボルト２６、２６の中間部の外径よりも小さな幅を有する透溝である。この様な透溝である上記各延長部２９の幅は、上記各透孔２５、２５との連続部である後端部で、上記各ボルト２６、２６の外径と同じかこの外径よりも僅かに小さく、前端部でこの外径よりも小さくしており、後端部から前端部に向けて漸減する。この様な延長部２９に上記各ボルト２６、２６の中間部が入り込んだ場合には、上記各支持板部１８、１８のうちの少なくとも上記各延長部２９の両側部分を塑性変形させつつ、上記各ボルト２６、２６が前方に変位する事を許容する。
【００２０】
上述の様に構成する本発明のステアリングコラムの支持装置に於いては、二次衝突の発生直後には上記各ボルト２６、２６が、上記各透孔２５、２５の後端部から前端部にまで、図１〜２に示した状態から図５に示した状態にまで変位する。この際、アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の両面と、前記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４及び前記各ワッシャ２７、２７の内側面との間に作用する摩擦力に抗して前方に変位する。上記各透孔２５、２５は、上記二次衝突に伴って上記各ボルト２６、２６に加わる力の方向、即ち水平方向若しくは少し上向きの方向に長い。この為、上記各ボルト２６、２６の中間部外周面と上記各透孔２５、２５の内側縁とが強く擦れ合う事がなく、これら各ボルト２６、２６並びにアウターコラム１３の前方への変位は円滑に行なわれる。従って、二次衝突の発生の瞬間に、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重が大きくならず、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。
【００２１】
上記各ボルト２６、２６が上記透孔２５、２５の前端部にまで変位した後に於いては、これら各ボルト２６、２６が延長部２９に入り込む。そして、これら各延長部２９の幅を広げる方向に、これら各延長部２９を形成した各支持板部１８、１８を塑性変形させつつ、上記各ボルト２６、２６、並びに上部支持ブラケット４ａを介してこれら各ボルト２６、２６を支持したアウターコラム１３が軸方向に亙り変位する事を防止する。上記各支持板部１８、１８のうち、上記各延長部２９を形成した部分の前後方向に亙る幅は大きくして、これら各延長部２９の長さを確保している。従って、衝突時のステアリングホイール１の前方への変位量を大きくして、運転者の保護をより充実させる事ができる。
【００２２】
又、上記各ボルト２６、２６の中間部が上記各延長部２９に入り込む際、これら各延長部２９を形成した支持板部１８が塑性変形する事により、上記ステアリングホイール１からステアリングシャフト２ａ及びアウターコラム１３を介して上記ボルト２６、２６に伝わった衝撃エネルギを吸収する。この結果、上記ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この運転者の保護を図れる。上記各延長部２９の幅は、前方に向う程小さくなり、従って塑性変形により吸収するエネルギも次第に大きくなる。この為、運転者の身体に加わる衝撃エネルギを効率良く吸収し、運転者の保護の充実を図れる。
【００２３】
尚、本例の場合、１対の支持板部１８、１８の板厚を、透孔２５、２５を形成した後半部よりも、延長部２９を形成した前半部で僅かに小さくすれば、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。即ち、この様に構成すれば、二次衝突時に被支持ブラケット２１、２１が上記１対の支持板部１８、１８の間を前方に移動して、各ボルト２６、２６の中間部が各延長部２９の内側に入り込むと同時に、上記１対の支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４との間、並びに上記各支持板部１８、１８の外側面と前記各ワッシャ２７、２７の内側面との間に作用する摩擦力を、低減若しくは消滅させる事ができる。この結果、二次衝突時に上記各当接面に作用する摩擦力が衝撃エネルギの吸収に影響するのを防止して、上記衝撃エネルギの吸収量の調節を、上記各延長部２９の形状及び寸法のみを規制する事により、容易に行なえる様になる。この様な効果は、上記各被支持ブラケット２１、２１の外側面２４、２４同士の間隔を、後端部に比べて中間部及び前端部で小さくする事によっても得られる。
【００２４】
次に、図６は、やはり請求項１、４に対応する、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、延長部２９の後端部分の幅を狭くして、結合部材であるボルト２６の中間部がこの後端部分を通過する際に、支持板部１８を大きく塑性変形させる様にしている。従って本例の場合には、上記ボルト２６の中間部が透孔２５から延長部２９に入り込む際に、比較的大きな衝撃エネルギの吸収を行なう。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００２５】
次に、図７〜８は、やはり請求項１、４に対応する、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、透孔２５の前端部から前方に連続する延長部２９ａを、支持板部１８の内側面と外側面との一方又は双方に断面Ｖ字形の凹溝３０を形成する事により設けた薄肉部としている。二次衝突に伴ってボルト２６の中間部が上記延長部２９ａに入り込むと、先ず上記凹溝３０の底部が裂け、続いて上記支持板部１８を塑性変形させつつ、上記ボルト２６の中間部が進入自在な孔を形成する。従って本例の場合には、板厚や材質により定まる、上記支持板部１８の強度が同じと仮定した場合には、前述した第１例及び上述した第２例に比較して、大きな衝撃エネルギの吸収を行なえる。その他の構成及び作用は、前述した第１例及び上述した第２例の場合と同様である。
【００２６】
次に、図９は、やはり請求項１、４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。前述した第１〜２例及び上述した第３例が何れも、アウターコラム１３の中間部に固定する被支持ブラケット２１（図１〜７）を、何れもブロック状に形成していたのに対し、本例の場合には、被支持ブラケット２１ａとして、鋼板等、必要とする剛性を確保できる金属板を折り曲げ形成して成るものを使用している。即ち、金属板を略Ｃ字形に折り曲げ形成して成る上記被支持ブラケット２１ａの両端縁部を、上記アウターコラム１３の下部側面に溶接固定している。そして、上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８と、上記被支持ブラケット２１ａの被支持板部３１、３１とを挿通したボルト２６、２６とナット３２、３２とを所定のトルクで緊締して、上記１対の支持板部１８、１８の間に上記被支持ブラケット２１ａを挟持している。被支持ブラケット２１ａの形状が異なる事に合わせて、上記ナット３２、３２を設けた以外の構成及び作用は、前述した第１〜２例或は上述した第３例と同様である。
【００２７】
次に、図１０〜１１は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。上述した１〜４例の場合には、透孔及び延長部を何れも１対の支持板部１８、１８に形成していた。これに対して、本例の場合には、これら透孔３４及び延長部３９、３９を、被支持ブラケット２１ａを構成する１対の被支持板部３１、３１に形成している。即ち、これら１対の被支持板部３１、３１のうち、上記各支持板部１８、１８の間部分に存在する前半部には、それぞれ上記透孔３４を形成している。これら各透孔３４は、それぞれ二次衝突時にステアリングホイール１に加わるＦ0 なる衝撃荷重（図１参照）の方向、即ちほぼ水平方向に長い。又、通常状態でこれら各透孔３４の前端部は、ボルト２６、２６（図９参照）を挿通する為、１対の支持板部１８、１８に形成した円孔４０と整合する。この様に整合した各透孔３４と各円孔４０との内側には、前述の図９に示した構造と同様に、それぞれボルト２６、２６を挿通する。そして、これら各ボルト２６、２６とナット３２、３２（図９）との緊締に基づいて、上記１対の支持板部１８、１８の間に上記被支持ブラケット２１ａを挟持する。従って、本例の場合、通常状態で上記各ボルト２６、２６は、上記各透孔３４の前端部に存在する。
【００２８】
又、上記各被支持板部３１、３１の中間部乃至は後半部で、上記各透孔３４の後端部から後方に連続する部分には、前記延長部３９、３９を、それぞれ設けている。本例の場合、これら各延長部３９、３９は、上記各ボルト２６、２６の中間部の外径よりも小さな幅を有する透溝である。
【００２９】
この様な透溝である上記各延長部３９、３９の幅は、前端部から後端部に向う程漸減するもので、前端部では上記各ボルト２６、２６の中間部の外径とほぼ同じとしている。この様な各延長部３９、３９に上記各ボルト２６、２６の中間部が入り込んだ場合には、上記各被支持板部３１、３１のうちの少なくとも上記各延長部３９、３９の両側部分を塑性変形させつつ、上記各ボルト２６、２６がこれら各延長部３９、３９の奥部（後端部）にまで進入する事を許容する。尚、本例の場合も、上記各延長部３９、３９は、前述の図６に示した第２例の様に、基端部分の幅を狭く構成したり、或は、図７〜８に示した第３例の様に、薄肉部として構成しても良い。
【００３０】
上述の様に構成する本例のステアリングコラムの支持装置の場合、二次衝突の発生直後には、アウターコラム１３と共に被支持ブラケット２１ａが前方に変位する事に基づいて、上記各透孔３４内での上記各ボルト２６、２６の挿通位置が、これら各透孔３４の前端部から後端部にまで移動する。この際、上記アウターコラム１３は、上記各被支持板部３１、３１の両面と、上記各支持板部１８、１８の内側面及び前記各ナット３２、３２の内側面との間に作用する摩擦力に抗して前方に変位する。本例の場合も上記各透孔３４は、上記二次衝突に伴って上記各ボルト２６、２６に加わる力の方向、即ち水平方向若しくは少し上向き方向に長い。この為、上記各ボルト２６、２６の中間部外周面と上記各透孔３４の内側縁とが強く擦れ合う事がなく、これら各ボルト２６、２６並びにアウターコラム１３の前方への変位は円滑に行なわれる。従って、二次衝突の発生の瞬間に、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重が大きくならず、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。
【００３１】
尚、本例の場合、１対の被支持板部３１、３１の板厚を、通常状態で１対の支持板部１８、１８に挟持される、上記透孔３４を形成した前半部よりも、通常状態でこれら１対の支持板部１８、１８に挟持されず、上記延長部３９、３９を形成した後半部で僅かに小さくすれば、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。即ち、この様に構成すれば、二次衝突時に被支持ブラケット２１ａが上記１対の支持板部１８、１８の間を前方に移動して、各ボルト２６、２６ａの中間部が各延長部３９、３９の内側に入り込むと同時に、上記１対の支持板部１８、１８の内側面と上記１対の被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間、並びに上記各被支持板部３１、３１の内側面と各ナット３２、３２の内側面との間に作用する摩擦力を、低減若しくは消滅させる事ができる。この結果、二次衝突時に上記各当接面に作用する摩擦力が過大となるのを防止できると共に、上記衝撃エネルギの吸収量の調節を、上記各延長部３９、３９の形状及び寸法のみを規制する事により、容易に行なう事ができる。
【００３２】
次に、図１２は、やはり請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合、上部支持ブラケット４ａと被支持ブラケット２１ａとを結合する結合部材として、上述の第５例で使用した１対のボルト２６、２６（図９参照）に代えて、１本の長尺なボルト２６ａを使用している。即ち、このボルト２６ａは、１対の支持板部１８、１８に形成した各円孔４０（図１０）と１対の被支持板部３１、３１に形成した各透孔３４（図１０）とに挿通すると共に、このボルト２６ａの先端部で、一方（図１２の右方）の支持板部１８から突出した部分に形成した雄ねじ部に螺合したナット３２ａを、所定のトルクで緊締している。この様に構成する本例の場合、二次衝突の直後に、アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の内側面と各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との２つの当接面に作用する摩擦力のみに抗して、前方に変位する。従って、二次衝突の発生の瞬間に、ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重を更に小さくでき、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。即ち本例の場合には、ステアリングコラム３ａの前方への変位を開始させる為に打ち勝つべき静止摩擦力が、上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４と支持板部１８、１８の内側面との間に作用する静止摩擦力のみで良い。従って、前述した第１〜４例の場合に比べて、ステアリングホイール１の変位開始を、より円滑に行なわせる事ができる。
【００３３】
尚、本例の場合、１対の被支持板部３１、３１の外側面２４、２４同士の間隔を、通常状態で１対の支持板部１８、１８に挟持される前半部よりも、通常状態でこれら１対の支持板部１８、１８に挟持されていない後半部で僅かに小さくすれば、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。即ち、この様に構成すれば、二次衝突時に被支持ブラケット２１ａが上記１対の支持板部１８、１８の間を前方に移動して、各ボルト２６、２６ａの中間部が各延長部３９、３９の内側に入り込むと同時に、上記１対の支持板部１８、１８の内側面と上記１対の被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間に作用する摩擦力を、低減若しくは消滅させる事ができる。この結果、二次衝突時に上記各当接面に作用する摩擦力が過大となるのを防止できると共に、上記衝撃エネルギの吸収量の調節を、上記各延長部３９、３９の形状及び寸法のみを規制する事により、容易に行なう事ができる。尚、上記各側面２４、２４同士の間隔を途中から小さくするには、上記各被支持板部３１、３１の板厚を変える他、これら各被支持板部３１、３１の中間部に折れ曲がり段部を形成する事でも対応できる。その他の構成及び作用は、上述した第５例の場合と同様である。
【００３４】
次に、図１３〜１５は、請求項３、４に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。本例は、二次衝突時に於けるアウターコラム１３の前方への変位量を、より大きくできる構造を実現するものである。更に、本例の場合には、この様な構造を、ステアリングコラム３ａの一部を車体に対して昇降自在に支持する事により、ステアリングホイール１（図１参照）の高さ調節を自在とする、所謂チルト式ステアリング装置に適用している。
【００３５】
即ち、本例の場合、上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８に、前述の図１〜５に示した第１例と同様の透孔２５（第一の透孔）及び延長部２９（第一の延長部）を、被支持ブラケット２１ａを構成する１対の被支持板部３１、３１に、前述の図１０〜１１に示した第５例と同様の透孔３４（第二の透孔）及び延長部３９、３９（第二の延長部）を、それぞれ設けている。又、上記１対の支持板部１８、１８の互いに整合する位置には、それぞれが第三の透孔である、上下方向に長い１対の長孔３３を、これら各長孔３３の上端縁を上記各第一の透孔２５の後端縁に連続させた状態で形成している。これら各長孔３３は、上記ステアリングコラム３ａの前端部に設けた横軸４１をそれぞれの曲率半径の中心とする、円弧状に形成している。後述する様に、上記ステアリングコラム３ａは、上記横軸４１を中心に揺動自在である。
【００３６】
又、通常状態に於いて、上記１対の支持板部１８、１８の前半部で、上記第一の透孔２５を形成した後半部同士の間には、上記被支持ブラケット２１ａの前端部で、上記第二の透孔３４を形成した部分のみを配置している。又、この状態で、上記各第二の透孔３４の前端部を、上記各長孔３３の一部に整合させている。尚、図１３〜１４に示した状態（後述するステアリングホイール１が最高位置の状態）で、上記各第二の透孔３４の前端部は、上記各長孔３３の上端部、即ち上記各第一の透孔２５の後端部と整合する。
【００３７】
この様に整合した上記各第二の透孔３４の前端部と上記各第一の透孔２５の後端部若しくは上記各長孔３３の一部との内側には、結合部材である、チルトボルト３５を、横方向（図１３〜１４の表裏方向、図１５の左右方向）に亙り挿通している。そして、このチルトボルト３５の先端部（図１５の右端部）で一方（図１５の右方）の支持板部１８の外側面から突出した雄ねじ部に、チルトナット３６を螺合し、更にこのチルトナット３６に、チルトレバー３７の基端部を固定している。尚、このチルトレバー３７が図１３〜１４に示した位置にある状態で、上記チルトナット３６は、上記雄ねじ部との螺合に基づき、一方（図１５の右方）の支持板部１８を強く押圧する。従って、これら図１３〜１４に示した状態で、上記上部支持ブラケット４ａを構成する１対の支持板部１８、１８と上記被支持ブラケット２１ａを構成する１対の被支持板部３１、３１とは、上記チルトボルト３５の頭部３８と上記チルトナット３６との間で、所定の強さで挟持されている。
【００３８】
又、上記チルトボルト３５の頭部３８と長孔３３の両側縁とは、この頭部３８の回転を不能に係合する事により、このチルトボルト３５が回転する事を阻止している。この為に上記頭部３８の内端部（図１５の右端部）外周面には、長孔３３の両側縁と係合する、図示しない１対の平坦面を形成している。従って、上記チルトナット３６に固定したチルトレバー３７を操作（回動）すれば、上記頭部３８とチルトナット３６との距離を調節できる。即ち、上記チルトレバー３７を図１３に示す位置から時計回りに回動させる事により、上記頭部３８とチルトナット３６との距離を大きくすれば（上記チルトナット３６の緊締状態を解けば）、上記チルトボルト３５が上記長孔３３に沿って移動自在となる。従って、この状態でステアリングコラム３ａを昇降させれば（前記横軸４１を中心に揺動させれば）、ステアリングホイール１の高さ調節を行なえる。
【００３９】
反対に、上記チルトレバー３７を図１３に示す位置に回動させる事により、上記距離を小さくすれば（上記チルトナット３６を緊締すれば）、上記ステアリングコラム３ａの昇降を不能として、ステアリングホイール１の高さを調節後の位置に固定できる。尚、図示は省略したが、チルトナット３６を長孔３３に対して昇降のみ自在に（回転不能に）係合させると共に、チルトボルト３５を回転自在とする構造も、従来から知られている。この様な構造の場合には、チルトボルト３５の頭部３８にチルトレバー３７の基端部を結合固定する。この為、このチルトボルト３５の頭部３８を、前述したチルトナット３６の如き形状にする。
【００４０】
上述の様に構成する本例のステアリングコラムの支持装置により、二次衝突時に衝撃エネルギを吸収する際の作用に就いて、以下に説明する。先ず、図１３〜１４に示す様に、二次衝突時にチルトボルト３５が長孔３３の上端部にある場合（ステアリングホイール１が最高位置にある場合）には、この二次衝突の発生直後に、アウターコラム１３と共に被支持ブラケット２１ａが前方に変位する事に基づいて、先ず、上記被支持板部３１、３１に設けた第二の透孔３４内での上記チルトボルト３５の挿通位置が、これら第二の透孔３４の前端部から後端部にまで移動する。この際、上記アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間に作用する摩擦力（合計２つの当接面に作用する摩擦力）に抗して前方に変位する。
【００４１】
この様にしてチルトボルト３５の挿通位置が第二の透孔３４の後端部にまで移動したならば、続いて、このチルトボルト３５が、上記１対の支持板部１８、１８に設けた第一の透孔２５の後端部から前端部にまで変位する。この際、上記アウターコラム１３は、上記各支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との間に作用する摩擦力に加え、更に上記各支持板部１８、１８の外側面と、上記チルトボルト３５の頭部３８の内側面及び上記チルトナット３６の内側面との間に作用する摩擦力（合計４つの当接面に作用する摩擦力）に抗して前方に変位する。上記第一、第二の各透孔２５、３４は、上記二次衝突に伴って上記チルトボルト３５に加わる力の方向、即ち水平方向若しくは少し上向き方向に長い。この為、上記チルトボルト３５の杆部外周面と上記第一、第二の各透孔２５、３４の内側縁とが強く擦れ合う事がなく、このチルトボルト３５並びにアウターコラム１３の前方への変位は円滑に行なわれる。
【００４２】
上述の様に第二の透孔３４の後端部及び第一の透孔２５の前端部にまで変位したチルトボルト３５は、続いて、上記第一の透孔２５の前端部から前方に連続する第一の延長部２９及び上記第二の透孔３４の後端部から後方に連続する第二の延長部３９、３９に入り込む。そして、これら各延長部２９、３９の幅を広げる方向に、これら各延長部２９、３９を形成した各支持板部１８、１８及び各被支持板部３１、３１を塑性変形させる。最終的に、上記チルトボルト３５の挿通位置は、上記第一の延長部２９の前端部及び上記第二の延長部３９、３９の後端部となる。
【００４３】
一方、二次衝突時にチルトボルト３５が前記長孔３３の中間部及び下端部にある場合（ステアリングホイール１が最高位置にない場合）には、この二次衝突の発生直後に、アウターコラム１３と共に被支持ブラケット２１ａが前方に変位する事に基づいて、先ず、上述の場合と同様、上記チルトボルト３５の挿通位置が第二の透孔３４の前端部から後端部にまで移動する。これに続いてチルトボルト３５は、第二の延長部３９、３９に入り込む。そして、これら各第二の延長部３９、３９の幅を広げる方向に、これら各第二の延長部３９、３９を形成した各被支持板部３１、３１を塑性変形させる。
【００４４】
これと同時に、上記チルトボルト３５は、上記各長孔３３の内周縁に沿って、この長孔３３の上端部（第一の透孔２５の後端部）にまで移動する。この様にチルトボルト３５が長孔３３の上端部にまで移動する理由は、二次衝突時に加わる水平方向の衝撃荷重Ｆ0 （図１参照）の分力のうち、上記長孔３３の長さ方向上方に向く分力が、このチルトボルト３５に作用する為である。この分力により長孔３３の上端部にまで変位したチルトボルト３５は、続いて、上記第一の透孔２５、２５の後端部から前端部にまで変位する。これに続いて、上記チルトボルト３５は、第一の延長部２９に入り込む。そして、これら各第一の延長部２９の幅を広げる方向に、これら各第一の延長部２９を形成した各支持板部１８、１８を塑性変形させる。この場合も最終的に、上記チルトボルト３５の挿通位置は、上記第一の延長部２９の前端部及び上記第二の延長部３９、３９の後端部となる。
【００４５】
上述の様に構成され作用する本例の場合も、前述の図１２に示した第６例の場合と同様、二次衝突の直後に於いて、アウターコラム１３は、各支持板部１８、１８の内側面と上記各被支持板部３１、３１の外側面２４、２４との２つの当接面のみに作用する、比較的小さな摩擦力に抗して前方に変位する。従って、二次衝突の発生の瞬間に、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる為に要する荷重を十分に小さくでき、運転者の身体に加わる衝撃を十分に緩和できる。又、チルトボルト３５が第一、第二の各延長部２９、３９に入り込む際には、これら第一、第二の各延長部２９、３９を形成した支持板部１８、１８及び被支持板部３１、３１が塑性変形する事により、上記ステアリングホイール１からステアリングシャフト２ａ及びアウターコラム１３を介して上記チルトボルト３５に伝わった衝撃エネルギを吸収する。この結果、上記ステアリングホイール１にぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和し、この運転者の保護を図れる。
【００４６】
特に、本例の場合、１対の支持板部１８、１８と１対の被支持板部３１、３１との双方に、透孔（第一の透孔２５若しくは第二の透孔３４）及び延長部（第一の延長部２９若しくは第二の延長部３９）を形成している。この為、衝突時に於けるアウターコラム１３の前方への変位量を、前述した何れの例の場合よりも大きくできる。この為、衝突時に於ける運転者の保護をより充実させる事ができる。尚、本例の場合も、上記第一、第二の各延長部２９、３９は、前述の図６に示した第２例の様に、基端部分の幅を狭く構成したり、或は、図７〜８に示した第３例の様に、薄肉部として構成しても良い。
【００４７】
又、本例の場合も、１対の支持板部１８、１８の板厚を、第一の延長部２９を形成した前半部で薄くしたり、１対の被支持板部３１、３１の板厚を、第二の延長部３９を形成した後半部で薄くしたり、或は上記１対の被支持板部３１、３１のうち、通常状態で上記１対の支持板部１８、１８に挟持されていない後半部の外側面同士の間隔を狭くすれば、前述した各例の場合と同様に、ステアリングコラムの支持装置による衝撃エネルギの吸収量の調節を容易にできる。尚、本例の様に、１対の支持板部１８、１８と１対の被支持板部３１、３１との双方に、透孔及び延長部を形成して、衝突時に於けるアウターコラム１３の前方への変位量を大きくする構造は、チルト機構を持たないステアリングコラムの支持装置にも適用できる事は言う迄もない。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、衝突事故の際、ステアリングホイールの前方への変位開始を円滑に行なわせて、二次衝突の発生の瞬間に運転者の身体に加わる衝撃を少なくし、衝突時の運転者保護を十分に図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す縦断側面図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】一部を省略して図２の上方から見た図。
【図５】二次衝突の発生直後の状態で示す、図２と同様の図。
【図６】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同様の図。
【図７】同第３例を示す、図２と同様の図。
【図８】一部を省略して示す、図７の拡大Ｃ−Ｃ断面図。
【図９】本発明の実施の形態の第４例を示す、図３と同様の図。
【図１０】同第５例を示す、図２と同様の図。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図。
【図１２】本発明の実施の形態の第６例を示す、図１１と同様の図。
【図１３】同第７例を示す、縦断側面図。
【図１４】図１３のＥ部拡大図。
【図１５】図１４のＦ−Ｆ断面図。
【図１６】従来から知られている、衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置を組み込んだ自動車用操舵装置の略側面図。
【図１７】従来から知られている、衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置の具体的構造の１例を示す縦断側面図。
【図１８】図１７のＧ−Ｇ断面図。
【図１９】一部を省略して示す、図１７のＨ矢視図。
【図２０】二次衝突の発生直後の状態で示す、図１７の中央部に相当する側面図。
【図２１】二次衝突時に自動車用操舵装置に加わる荷重を示す略側面図。
【符号の説明】
１ ステアリングホイール
２、２ａ ステアリングシャフト
３、３ａ ステアリングコラム
４、４ａ 上部支持ブラケット
５ 下部支持ブラケット
６ インスツルメントパネル
７ 第一の自在継手
８ 中間シャフト
９ 第二の自在継手
１０ 入力軸
１１ アウターシャフト
１２ インナーシャフト
１３ アウターコラム
１４ インナーコラム
１５ カプセル
１６ 車体
１７ 切り欠き
１８ 支持板部
１９ 取付板部
２０ 取付孔
２１、２１ａ 被支持ブラケット
２２ ねじ孔
２３ 通孔
２４ 外側面
２５ 透孔（第一の透孔）
２６、２６ａ ボルト
２７ ワッシャ
２８ 頭部
２９、２９ａ 延長部（第一の延長部）
３０ 凹溝
３１ 被支持板部
３２、３２ａ ナット
３３ 長孔
３４ 透孔（第二の透孔）
３５ チルトボルト
３６ チルトナット
３７ チルトレバー
３８ 頭部
３９ 延長部（第二の延長部）
４０ 円孔
４１ 横軸
Claims (4)
- ステアリングコラムを車体に対して支持すると共に、衝突事故に伴う二次衝突の際にこのステアリングコラムを、運転者の身体からこのステアリングコラムに加えられた衝撃荷重を吸収しつつ自動車の進行方向前方に変位させる機能を有する衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置であって、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、これら１対の支持板部の内側面に対向する左右１対の被支持面を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の支持板部に形成された透孔と、上記各被支持面に結合固定された状態でこれら各透孔を挿通された結合部材とを備え、通常状態でこの結合部材は、上記各透孔の後端部に存在しており、これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは前方に向かう程上方に向かう方向に長く、上記各支持板部の一部で上記各透孔の前端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材が前方に変位する事を許容する延長部を設けている衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置。
- ステアリングコラムを車体に対して支持すると共に、衝突事故に伴う二次衝突の際にこのステアリングコラムを、運転者の身体からこのステアリングコラムに加えられた衝撃荷重を吸収しつつ自動車の進行方向前方に変位させる機能を有する衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置であって、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、それぞれの外側面を上記１対の支持板部の内側面に対向させた左右１対の被支持板部を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の被支持板部に形成された透孔と、上記各支持板部の内側面に結合固定された状態で上記各透孔を挿通された結合部材とを備え、通常状態でこの結合部材は、上記各透孔の前端部に存在しており、これら各透孔は、上記二次衝突に伴って上記各結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは後方に向かう程下方に向かう方向に長く、上記各被支持板部の一部で上記各透孔の後端部から連続する部分には、これら各被支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材をその内側に進入させる事により、上記二次衝突時に上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する延長部を設けている衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置。
- ステアリングコラムを車体に対して支持すると共に、衝突事故に伴う二次衝突の際にこのステアリングコラムを、運転者の身体からこのステアリングコラムに加えられた衝撃荷重を吸収しつつ自動車の進行方向前方に変位させる機能を有する衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置であって、左右１対の支持板部を有し、車体に固定される支持ブラケットと、それぞれの外側面を上記１対の支持板部の内側面に対向させた左右１対の被支持板部を有し、ステアリングコラムの中間部に固定されて上記１対の支持板部の間に挟持される被支持ブラケットと、上記１対の支持板部に形成された第一の透孔と、上記１対の被支持板部に形成された第二の透孔と、これら第一、第二の各透孔を挿通された結合部材とを備え、通常状態でこの結合部材は、上記第一の透孔の後端部若しくはこの第一の透孔の後端部から連続する上下方向に長い第三の透孔の一部と、上記第二の透孔の前端部とに存在しており、これら第一、第二の各透孔は、それぞれ上記二次衝突に伴って上記結合部材に加わる力の方向にほぼ一致する、水平方向若しくは、前方に向かう程上方に向かう方向、又は、後方に向かう程下方に向かう方向に長く、上記各支持板部の一部で上記各第一の透孔の前端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材がこれら各支持板部に対して前方に変位する事を許容する第一の延長部を、上記各被支持板部の一部で上記各第二の透孔の後端部から連続する部分には、これら各支持板部を塑性変形させつつ上記結合部材をその内側に進入させる事により、上記ステアリングコラムが前方に変位するのを許容する第二の延長部を、それぞれ設けている衝撃吸収式ステアリングコラムの支持装置。
- 各透孔又は各第一の透孔の幅が、後端部で結合部材の外径よりも大きく、前端部でこの外径以下である、請求項１又は請求項３に記載した衝撃吸収式ステアリングコラムの支持 装置。
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