JP5327165B2 - 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 - Google Patents

Description

この発明は、衝突事故の際に運転者の身体からこの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。特に本発明は、ステアリングホイールと共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する様にして、運転者の保護充実を図れる構造の実現を図るものである。

自動車用ステアリング装置は、図７に示す様に構成して、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、４を押し引きして、前車輪に舵角を付与する様にしている。前記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。又、前記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、前記入力軸３に接続している。尚、前記中間シャフト８は、トルクを伝達可能に、且つ、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（次述する一次衝突の際）に、前記ステアリングギヤユニット２の後方への変位に拘らず、前記ステアリングシャフト５を介して前記ステアリングホイール１が後方に向けて変位する（運転者の身体に向けて突き上げられる）事を防止できる様に構成している。

上述の様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事が、運転者の保護の為には必要である。即ち、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して、運転者の保護を図る為に、前記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共に、前記ステアリングコラム６と共に前方に変位する部分と車体との間に、塑性変形する事で前記衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収部材を設ける事が従来から知られており、且つ、広く実施されている。

図８〜１１は、衝撃吸収機能を備えた自動車用ステアリング装置の具体的構造の１例を示している。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、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の内径側にステアリングシャフト５ａを、単列深溝型の玉軸受の如き、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承可能な転がり軸受等により、回転のみ自在に支持している。尚、前記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）や減速機等、電動式パワーステアリング装置の構成部材を設置する為のハウジング１４を結合固定している。前記ステアリングシャフト５ａの後端部で前記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（図７参照）を固定する。

又、前記コラム側ブラケット１０は前記車体側ブラケット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（離脱）を可能に結合支持している。前記コラム側ブラケット１０は、それぞれが鋼板等の、十分な強度及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、溶接等により結合固定して成る。このうちの天板１５の幅方向両端部を、前記コラム側ブラケット１０を前記車体側ブラケット１２に結合支持する為の取付板部１７、１７としている。これら両取付板部１７、１７の幅方向中央部には、図１１に示す様な、それぞれがこれら両取付板部１７、１７の後端縁に開口する切り欠き１８、１８を形成し、これら両切り欠き１８、１８部分に、カプセル１９、１９を装着している。

これら両カプセル１９、１９は、合成樹脂、アルミニウム系合金の如き軟質金属等、前記天板１５を構成する金属板に対し滑り易い材料により造っている。この様な前記両カプセル１９、１９は、通常状態では前記両切り欠き１８、１８から抜け出る事はないが、前記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、前記両切り欠き１８、１８との係合部を裂断して、これら両切り欠き１８、１８から後方に抜け出る。この為に、前記両取付板部１７、１７のうちでこれら両切り欠き１８、１８の内周縁乃至周囲部分に形成した凹入部２０及び小通孔２１、２１と、前記両カプセル１９、１９に形成した別の小通孔２２、２２との間に、剪断ピンを掛け渡している。これら各剪断ピンは、合成樹脂、或いは軟質金属等の、衝撃荷重により剪断可能な材料で造られている。そして、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（圧入）された状態で、前記両取付板部１７、１７と前記両カプセル１９、１９との間に掛け渡されて、これら両取付板部１７、１７にこれら前記両カプセル１９、１９を支持している。

上述の様な前記両カプセル１９、１９の中央部には、前記コラム側ブラケット１０を前記車体側ブラケット１２に結合支持する為のボルト或はスタッドを挿通する為の通孔２３、２３を設けている。前記コラム側ブラケット１０を前記車体側ブラケット１２に結合支持するには、前記両カプセル１９、１９の通孔２３、２３を下から上に挿通したボルトを、前記車体側ブラケット１２に溶接等により支持固定したナット２４、２４に螺合し更に締め付ける。この車体側ブラケット１２は、予め車体側に固定されているので、前記ボルトの締め付けにより前記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。尚、前記車体側ブラケット１２の下面に固定したスタッドを前記両カプセル１９、１９の通孔２３、２３を上から下に挿通し、このスタッドの下端部にナットを螺合し更に締め付ける事により、前記コラム側ブラケット１０を前記車体側ブラケット１２に結合支持する事もできる。

前記ステアリングコラム６ａは、上述の様に、車体に対し二次衝突時の衝撃に基づいて前方に脱落可能に支持した、前記コラム側ブラケット１０を構成する、前記両側板１６ａ、１６ｂ同士の間に支持している。前記ステアリングコラム６ａは前記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と共に前方に変位する様に支持されており、前記ステアリングシャフト５ａは前記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。そして、前記ステアリングホイール１は、前記ステアリングシャフト５ａの後端部に固定される。従って、二次衝突に伴ってこの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、前記ステアリングコラム６ａが前記コラム側ブラケット１０から脱落して、前記ステアリングホイール１と共に前方に変位する。

即ち、衝突事故に伴う二次衝突の際に、前記ステアリングホイール１から前記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、前記両カプセル１９、１９と前記両取付板部１７、１７との間に掛け渡した、前記各剪断ピンが裂断する。そして、これら両カプセル１９、１９を前記両切り欠き１８、１８から抜け出させつつ、前記コラム側ブラケット１０が前方に変位する。この結果、前記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。尚、図８〜１１に示した構造は、このステアリングホイール１の前後位置を調節する為のテレスコピック機構と、同じく上下位置を調節する為のチルト機構とを組み込んでいるが、これらの機構に就いては、本発明の要旨とは関係しない為、説明は省略する。

この様に、二次衝突に伴って前記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事が、運転者保護の面から好ましい。例えば、上述の図７〜１１に示した構造でも、前記両被挟持壁部１１、１１の外側面と前記両側板１６ａ、１６ｂの内側面との当接部に作用する摩擦力、並びに、前記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前記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、前記ステアリングホイール１を前方に変位させる事に対する抵抗となり、前記衝撃エネルギの吸収に寄与する。

更に、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事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る構造が記載されている。図１２〜１４は、このうちの特許文献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、軟鋼板等の塑性変形可能な金属板を図１３に示す様に曲げ形成したものを使用している。前記エネルギ吸収部材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と共に結合している。これら両取付板部１７ａには、これら両取付板部１７ａの後端縁に開口する、例えばＵ字形の切り欠きを形成しており、前記ボルト２６は、この切り欠きを挿通している。又、前記エネルギ吸収部材２５の前部は、Ｕ字形に折り返すと共に、その先端縁を前記取付板部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、前記コラム側ブラケット１０ａと共に前方に変位する様にしている。

二次衝突の発生時には、図１４に示す様に前記コラム側ブラケット１０ａが、前記ボルト２６を前記切り欠きから後方に抜き出させつつ、前方に変位する。但し、前記エネルギ吸収部材２５の後部は、前記ボルト２６に支持されて、前記車体側ブラケット１２ａ部分に残る。この為、前記エネルギ吸収部材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１５〜１７は、前記特許文献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、２５ａとして、軟鋼等の塑性変形可能な金属製の線材を曲げ形成したものを使用している。そして、前記両エネルギ吸収部材２５ａ、２５ａの折り返し基部２７、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事のない、カプセル１９ａ、１９ａの後側に係止している。これに対して、前記両エネルギ吸収部材２５ａ、２５ａの先端側折り返し部２８、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。更に、前記各先端側折り返し部２８、２８から前記線材の両端部に向けて連続する直線部２９、２９を、前記コラム側ブラケット１０ｂの平板部３０に形成した通孔３１、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、前記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、前記取付板部１７ｂの前端縁が前記両エネルギ吸収部材２５ａ、２５ａの先端側折り返し部２８、２８を扱く。そして、前記各直線部２９、２９を前記両通孔３１、３１から引き抜きつつ、前記各先端側折り返し部２８、２８を、前記線材の両端部に向けて移動させる。これら各先端側折り返し部２８、２８の移動は、これら両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。

従来から知られている衝撃吸収式ステアリング装置は、例えば上述の様に構成して、衝突事故の際にステアリングホイールにぶつかった運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。何れの構造にしても、運転者保護を充実させる為には、ステアリングコラムの前方への変位が円滑に行われる必要がある。これに対して、例えば、特許文献４に記載されている様に、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、二次衝突時に於ける前記ステアリングコラムの前方への変位が、前記電動モータの存在に基づいて、必ずしも円滑に行われない事が、本発明者等の研究により分かった。この理由に就いて、図１８を参照しつつ説明する。

図１８は、本発明の実施例の構造に準じて構成した、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。但し、本発明の特徴となる構造は備えていない。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等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及びハウジング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。この為に、前記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、前記ハウジング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様に、車体に対し支持している。前記両ブラケット１０ｃ、３２は、左右１対の、又は左右一体型の取付板部１７ｃ、１７ｄを備え、これら各取付板部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、これら各切り欠き１８ａ、１８ｂを覆う状態で滑り板３３ａ、３３ｂを、それぞれ前記両ブラケット１０ｃ、３２の左右両端部に組み付けている。そしてこれら各滑り板３３ａ、３３ｂに形成した通孔を挿通した、ボルト若しくはスタッドにより、前記両ブラケット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若しくはスタッドが、前記各滑り板３３ａ、３３ｂと共に前記各切り欠き１８ａ、１８ｂから抜け出して、前記ステアリングコラム６ｃ及び前記ハウジング１４ａが前方に変位する事を許容する。この場合に、これら両部材６ｃ、１４ａがこのうちのステアリングコラム６ｃの軸方向に沿って変位すれば、前記前方への脱落乃至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に示した構造の様に、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を支持固定した前記ハウジング１４ａが、前記軸方向に対し傾斜する傾向になる。

即ち、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於ける変位の開始が、他の、慣性質量が比較的小さい部分に比べて遅れる傾向になる。この結果、二次衝突時には前記ステアリングコラム６ｃ及び前記ハウジング１４ａが、図１８の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、前記電動モータ１３ａの側がこの電動モータ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。この様な前方への変位は、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（又はハウジング１４ａ）側との間に設けたエネルギ吸収部材を塑性変形させつつ行われる。これら、摩擦係合部の摺動やエネルギ吸収部材の塑性変形は、前記ステアリングコラム６ｃ及び前記ハウジング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様に設計されている。逆に言えば、前記図１８の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、前記ステアリングコラム６ｃ及び前記ハウジング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。

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

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、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を前方に向け円滑に変位させられる構造を実現すべく発明したものである。

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は、ステアリングコラムと、ステアリングシャフトと、コラム側ブラケットと、電動式パワーステアリング装置とを備える。
このうちのステアリングコラムは、車体に対し支持される。
又、前記ステアリングシャフトは、前記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ている。
又、前記コラム側ブラケットは、前記ステアリングコラムと共に、前記車体に対し軸方向に変位する様に、このステアリングコラムに支持されたもので、このステアリングコラムの左右両側方に突出する１対の取付板部を有する。尚、これら両取付板部は、必ずしも左右別体である必要はない。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に突出する構造も、１対の取付板部を有する構造に含む。
又、前記電動式パワーステアリング装置は、前記ステアリングコラムの前端部に設けられて、電動モータを動力源として前記ステアリングシャフトが回転する事に対する補助トルクを付与する。
そして、前記両取付板部は車体に固定された部分に対して、前方に向う衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に支持されており、前記電動モータは、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から片側方に突出する状態で設けられている。
特に、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於いては、前記ステアリングコラムの中心から、前記両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いる。そして、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。

この様な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を実施する場合、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記両取付板部と前記車体に固定された部分との間に、１対のエネルギ吸収部材を設ける。これら両エネルギ吸収部材は、それぞれが塑性変形可能な金属板を曲げ成形して成り、前記両取付板部が前方に脱落する事に伴って、塑性変形しつつこれら両取付板部の前方への変位を許容する塑性変形部を有するものとする。

或は、請求項３に記載した発明の様に、前記両取付板部に、それぞれの後端縁に開口する切り欠きを設ける。そして、これら両切り欠きの内側にそれぞれカプセルを、前記両取付板部に前記前方に向う衝撃荷重が加わった状態で、前記各切り欠きから後方に抜け出し可能に組み付ける。又、前記両カプセルを前記車体に固定された部分に対し、前記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。更に、前記両カプセルと前記両取付板部との間に、１対のエネルギ吸収部材を設ける。これら両エネルギ吸収部材は、それぞれが塑性変形可能な線材を曲げ形成して成り、前記両取付板部に前記前方に向う荷重が加わった場合に、前記線材を伸長させつつこれら両取付板部が前方に変位する事を許容するものとする。

又、以上の様な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を実施する場合に、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記ステアリングコラムの前端部に、前記電動式パワーステアリング装置を構成する減速機を収納したハウジングを結合固定し、前記電動モータをこのハウジングに対し支持固定する。そして、前記コラム側ブラケットに設けた前記両取付板部に加えて、前記ハウジングに支持されたハウジング側ブラケットに、左右１対の前側取付板部を設け、これら両前側取付板部も前記車体に固定された部分に対して、前方に向う衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に支持する。そして、前記ステアリングコラムの中心から、前記両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を、このステアリングコラムの両側で互いに異ならせる。即ち、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を、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する。

上述の様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。この理由は、次の通りである。先ず、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。前述の図１８に示した様に、このステアリングコラムの中心から、左右１対の取付板部と、ボルト等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、これら両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から、左右１対の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の相違に伴って、前記衝撃荷重がこれら両取付板部に関する結合部に加わる割合が相違する。即ち、梃子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取付板部に関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取付板部に関する結合部に加わる割合よりも多くなる。この為、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関しても、反電動モータ側の結合部と同様、迅速に離脱を開始できる。従って、前記両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易くなる。

本発明の実施の形態の第１例を、通常時の状態で示す平面図。 同じく側面図。 同じく、エネルギ吸収部材の平面図（Ａ）及び側面図（Ｂ）。 本発明の実施の形態の第１例を、二次衝突が進行した状態を示す平面図。 同じく側面図。 本発明の実施の形態の第２例に関して、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）及び側面図（ｂ）。 従来から知られているステアリング装置の１例を示す、部分切断側面図。 従前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。 同じく断面図。 同じく、車体側ブラケットを省略して示す、図８と同様の図。 同じく、支持ブラケットを後下方から見た状態で示す斜視図。 従来から知られているエネルギ吸収部材を組み込んだステアリングコラムの第１例を示す部分略側面図。 エネルギ吸収部材を前上方から見た状態で示す斜視図。 二次衝突が進行した状態を示す、部分略側面図。 従来から知られているエネルギ吸収部材を組み込んだステアリングコラムの第２例を示す部分側面図。 図１５のＸ矢視図。 同Ｙ−Ｙ断面図。 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等が傾斜する理由を説明する為、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。

［実施の形態の第１例］
図１〜５は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。前述した図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等を収納するハウジング１４ａを固定している。又、このハウジング１４ａの片側面に、前記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。更に、前記ステアリングコラム６ｃ及びハウジング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。

この為に、前記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、前記ハウジング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様に、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。前記両ブラケット１０ｄ、３２は、左右１対の、又は、左右一体型の取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄを備え、これら各取付板部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、これら各切り欠き１８ａ、１８ｂを覆う状態で前記両ブラケット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。これら各滑り板３３ａ、３３ｂは、例えば合成樹脂を射出成形する事により、或は、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形成する事により、前方が開口した長コ字形に形成したもので、上下両板部と、これら両板部の後端縁同士を連続させる結合板部と、これら上下両板部の互いに整合する部分に形成した通孔とを備える。前記上下両板部のうちの一方又は両方の板部の先端縁部（前端縁部）に、前記各取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄの前端縁との係合に基づき、当該取付板部１７ｅ、１７ｆ、１７ｄからの抜け止めを図る為の係止片を設ける場合もある。前記両ブラケット１０ｄ、３２の左右両端部は、これら両ブラケット１０ｄ、３２の切り欠き１８ａ、１８ｂ及び前記各滑り板３３ａ、３３ｂの通孔を挿通した、ボルト３４、３４により、前記車体に対し支持している。

特に、本例の構造の場合には、前記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、即ち、ステアリング装置の幅方向に関する、これら両取付板部１７ｅ、１７ｆの寸法を、互いに異ならせている。具体的には、これら両取付板部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、反電動モータ１３ａ側の取付板部１７ｆの長さ寸法よりも短くしている。前記両切り欠き１８ａ、１８ａは、それぞれこれら両取付板部１７ｅ、１７ｆの先端部に形成されている。従って、前記両滑り板３３ａ、３３ａの通孔を挿通した、前記両ボルト３４、３４による、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆと前記車体に固定された部分との結合部も、これら両取付板部１７ｅ、１７ｆの先端部（前記コラム側ブラケット１０ｄの左右両端部）に存在する。

この為、前記電動モータ１３ａを設置した側に存在する前記取付板部１７ｅに関する、前記ステアリングコラム６ｃの中心から、前記結合部までの距離Ｌｅが、反電動モータ１３ａ側に存在する取付板部１７ｆに関する前記距離Ｌｆよりも短い（Ｌｅ＜Ｌｆ）。尚、これら両距離Ｌｅ、Ｌｆの比（Ｌｅ／Ｌｆ）は、前記ステアリングコラム６ｃと共に前方に変位する部分全体の慣性質量に対する、前記電動モータ１３ａの慣性質量の割合や、前記ステアリングコラム６ｃと共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等を考慮して、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。但し、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（１に近付ける）事もできるし、前記偏心量が大きければ、前記比（Ｌｅ／Ｌｆ）を１／２よりも小さくする事もできる。

又、本例の場合には、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆと、前記車体に固定された部分である、前記ボルト３４、３４との間に、１対のエネルギ吸収部材３５、３５を設けている。これら両エネルギ吸収部材３５、３５は、基本的には、前述の図１２〜１４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、それぞれ軟鋼板等の塑性変形可能な金属板を曲げ成形して、図３に示す様な形状としている。本例の場合、前記両エネルギ吸収部材３５、３５は、基板部３６と塑性変形部３７とを備える。このうちの基板部３６は、中央部に前記ボルト３４を挿通する為の円孔３８を形成している。又、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、３９とし、これら各係止片３９、３９の前側面を、前記滑り板３３ａの後端縁に係合させる様にしている。尚、これら両係止片３９、３９は、この滑り板３３ａに対する、前記基板部３６の位置決めを図る為に設けている。更に、前記塑性変形部３７は、前記基板部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度折り返して成る。

上述の様な構成を有する前記両エネルギ吸収部材３５、３５は、図１〜２に示す様に、それぞれの基板部３６を前記ボルト３４、３４に対し支持して、前記車体側ブラケットに対し前方への変位を阻止した状態で結合する。又、前記両塑性変形部３７の先端縁を、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆを設けた前記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の左右両側で前記両取付板部１７ｅ、１７ｆの下方部分に、前記両塑性変形部３７の先端縁を突き当てる為のアンカ板部４０を曲げ形成している。このアンカ板部４０は、前記両取付板部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事により形成しており、前記両塑性変形部３７は、これら前記両取付板部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。

二次衝突時には前記両ボルト３４、３４が、前記両滑り板３３ａ、３３ａ及び前記両エネルギ吸収部材３５、３５の基板部３６、３６と共に前記両切り欠き１８ａ、１８ａから抜け出して、前記ステアリングコラム６ｃが前方に変位する事を許容する。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が前方に変位する事を許容する。そして、前記コラム側ブラケット１０ｄの前方への変位に伴って、前記両エネルギ吸収部材３５、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及び前記ステアリングコラム６ｃを介して前記コラム側ブラケット１０ｄに伝わった衝撃エネルギを吸収し、前記運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。

特に、本例の構造の場合には、前記ステアリングコラム６ｃの中心から、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆを前記車体側ブラケットに対し支持している、前記両ボルト３４、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、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆを前記両ボルト３４、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。即ち、梃子の原理から明らかな通り、前記距離Ｌｅが短い、前記電動モータ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、反電動モータ１３ａ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。この様な離脱荷重の相違に伴って、前記電動モータ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、反電動モータ１３ａの取付板部１７ｆよりも前方に脱落し易くなる。

但し、実際の場合には、慣性質量が大きな前記電動モータ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。この為、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、前記取付板部１７ｅの脱落し易さとが相殺される。この為、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆを設けたコラム側ブラケット１０ｄを支持した前記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、二次衝突に伴ってこの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、前記両ボルト３４、３４と前記コラム側ブラケット１０ｄとの間に設けた、前記両エネルギ吸収部材３５、３５の塑性変形部３７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易くなる。

［実施の形態の第２例］
図６は、請求項１、３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、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、２、４、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、４１として、前述の図１５〜１７で説明した、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形成したものを使用している。

即ち、本例の構造の場合には、前述の図９、１１に示した従前の構造、或は図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、これら両切り欠き１８の内側にそれぞれカプセル１９を、前記両取付板部１７ｆ（１７ｅ）に前記前方に向う衝撃荷重が加わった状態で、前記各切り欠き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、前記両カプセル１９と前記両取付板部１７ｆ（１７ｅ）との間に剪断ピンを掛け渡す等、従来から周知の構造を採用する。又、前記両カプセル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更に締め付ける等により、前記両カプセル１９を前記車体に対し、前記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。

更に、前記両カプセル１９と前記両取付板部１７ｆ（１７ｅ）との間に、それぞれが図６の（Ａ）（Ｂ）に示した様な形状を有する、１対のエネルギ吸収部材４１を設ける。これら両エネルギ吸収部材４１は、それぞれが塑性変形可能な線材を曲げ形成して成り、前記両取付板部１７ｆ（１７ｅ）に前記前方に向う荷重が加わった場合に、前記線材を伸長させつつこれら両取付板部１７ｆ（１７ｅ）が前方に変位する事を許容する。即ち、前記両エネルギ吸収部材４１はそれぞれ、前方が開口したコ字形の基部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度折り返した、左右１対の塑性変形部４３、４３とを備える。それぞれがこの様な構成を有する、前記両エネルギ吸収部材４１は、それぞれの基部４２を前記両カプセル１９の後側に係止し、それぞれの塑性変形部４３、４３の折り返し部を前記両取付板部１７ｆ（１７ｅ）の前端縁に対向させ、更にこれら両塑性変形部４３、４３の先半部を、これら両取付板部１７ｆ（１７ｅ）の前端縁から下方に曲げ形成した垂下板部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、前記両取付板部１７ｆ（１７ｅ）の前端縁が、前記両エネルギ吸収部材４１の塑性変形部４３、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前記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、前記コラム側ブラケット１０ｄと共に、このステアリングコラム６ｃが前方に変位する事を許容する。
本例の場合も、前記両取付板部１７ｅ、１７ｆに関する、ステアリングコラム６ｃの中心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を支持した前記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易くしている。
前記両エネルギ吸収部材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、２、４、５に示す様に、コラム側ブラケット１０ｄ及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、図示の例の様に、コラム側ブラケット１０ｄ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、３４との距離Ｌｅ、Ｌｆを互いに異ならせれば足りる。逆に言えば、前記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。但し、この距離を、コラム側ブラケット１０ｄ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事は自由である。尚、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事も可能であり、一応の効果は期待できる（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）。但し、二次衝突時に衝撃エネルギの入力側に近い、前記コラム側ブラケット１０ｄ側で左右の距離を異ならせる場合に比べて、チューニングが難しくなる等、不利になる。

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
１６ 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 先端側折り返し部
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 (4)

1. 車体に支持される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と共に、前記車体に対し軸方向に変位する様に、このステアリングコラムに支持された、このステアリングコラムの左右両側方に突出する１対の取付板部を有するコラム側ブラケットと、このステアリングコラムの前端部に設けられて、電動モータを動力源として前記ステアリングシャフトが回転する事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、前記両取付板部は車体に固定された部分に対して、前方に向う衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に支持されており、前記電動モータは、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から片側方に突出する状態で設置されている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於いて、前記ステアリングコラムの中心から、前記両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事を特徴とする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。
2. 前記両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して成り、前記両取付板部が前方に脱落する事に伴って、塑性変形しつつこれら両取付板部の前方への変位を許容する塑性変形部を有する、１対のエネルギ吸収部材が設けられている、請求項１に記載した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。
3. 前記両取付板部に、それぞれの後端縁に開口する切り欠きが設けられていて、これら両切り欠きの内側にそれぞれカプセルが、前記両取付板部に前記前方に向う衝撃荷重が加わった状態で、前記各切り欠きから後方に抜け出し可能に組み付けられると共に、前記両カプセルが前記車体に固定された部分に対し、前記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されており、前記両カプセルと前記両取付板部との間に、それぞれが塑性変形可能な線材を曲げ形成して成り、前記両取付板部に前記前方に向う荷重が加わった場合に、前記線材を伸長させつつこれら両取付板部が前方に変位する事を許容する、１対のエネルギ吸収部材が設けられている、請求項１に記載した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。
4. 前記ステアリングコラムの前端部に、前記電動式パワーステアリング装置を構成する減速機を収納したハウジングが結合固定されていて、前記電動モータはこのハウジングに対し支持固定されており、前記コラム側ブラケットに設けた前記両取付板部に加えて、前記ハウジングに支持されたハウジング側ブラケットに、左右１対の前側取付板部が設けられていて、これら両前側取付板部も前記車体に固定された部分に対して、前方に向う衝撃荷重に基づいて前方に脱落可能に支持されており、前記ステアリングコラムの中心から、前記両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１〜３のうちの何れか１項に記載した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。

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