(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体にマウンテイングブラケットを固定し、該マウンテイングブラケットに水平方向のスライド長孔を設け、該スライド長孔に係合する部材を介してアッパーブラケットを水平方向へ移動可能に吊支し、前記マウンテイングブラケットとアッパーブラケット間にそれぞれと連結したエネルギー吸収部材を設け、前記アッパーブラケットにコラムジャケットを斜め上方へ傾斜した状態で挟持し、該コラムジャケットに同軸で収納されたステアリングシャフトに収縮体の一端部を連結し、該収縮体の他端部に第２のシャフトを連結し、該第２のシャフトを車体に固定したロアーブラケットに軸受を介し回転自在に支持してなることを特徴とするエネルギー吸収ステアリング装置。
【請求項２】
収縮体が所定幅及び肉厚の板金を略Ｚ字型に曲げ形成してなることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収ステアリング装置。
【請求項３】
収縮体がベローズシャフトからなることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はエネルギー吸収ステアリング装置に係り、とりわけ、二次衝突時における乗員の衝撃を効果的に吸収するために、ステアリング装置全体を水平方向へ移動可能に構成したものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の正面衝突事故による運転乗員の２次衝突事故を防止するために、ステアリングホイールに乗員が衝突すると、ステアリングコラムが収縮して衝撃エネルギーを吸収する構造や、正面衝突に際してステアリングホイールに内蔵されたエアバッグが膨満し、乗員がそれに衝突して衝撃エネルギーを吸収するなどの方式が採用されている。
【０００３】
ところで、車両衝突時において、座席に着座している運転乗員は車体前方側へ略水平移動するのが通例である。しかして、ステアリングコラムは、通例、車体の前部と車室を区分するフロントパネルに対して斜め上方へ傾斜した状態で配設されているために、運転乗員の胸部に対して斜めに交叉する角度を有するから、運転乗員が車体前方側へ水平移動すると、その荷重はステアリングコラムの軸方向へのみ入力されるのではなく、水平方向への分力を生じる。したがって、ステアリングコラムの収縮時に、その収縮部にこじり現象が生じて所期のエネルギー吸収効果に影響があるのではないかとの見解も提唱されている。
【０００４】
そこで、二次衝突時においてステアリングコラムの水平方向へ加わる分力を緩和するために、ステアリングコラムとフロントパネル又はダッシュボードとの間に、蛇腹体又は可撓性のエネルギー吸収体を介在させた発明が提供されている（実開昭６０−８１０６９号及び実開昭６２−１５５０６７号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、蛇腹体では衝撃荷重の水平方向分力の衝撃吸収効果が薄く、また、可撓性のエネルギー吸収体では乗員が受ける初期衝撃が高くなるという不都合がある。
【０００６】
そこで、この発明は水平方向の衝撃荷重を効果的に吸収するエネルギー吸収ステアリング装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるエネルギー吸収ステアリング装置は、車体にマウンテイングブラケットを固定し、該マウンテイングブラケットに水平方向のスライド長孔を設け、該スライド長孔に係合する部材を介してアッパーブラケットを水平方向へ移動可能に吊支し、前記マウンテイングブラケットとアッパーブラケット間にそれぞれと連結したエネルギー吸収部材を設け、前記アッパーブラケットにコラムジャケットを斜め上方へ傾斜した状態で挟持し、該コラムジャケットに同軸で収納されたステアリングシャフトに収縮体の一端部を連結し、該収縮体の他端部に第２のシャフトを連結し、該第２のシャフトを車体に固定したロアーブラケットに軸受を介し回転自在に支持してなることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
二次衝突時に、ステアリングホイールに乗員の衝撃荷重が入力されると、その衝撃荷重はステアリングホイールに軸着したステアリングシャフトから軸受を介してコラムジャケットを水平方向へ移動させ、コラムジャケットを固定したアッパーブラケットがマウンテイングブラケットに対して水平方向へ移動する。このとき、移動するアッパーブラケットと車体に固定されたマウンテイングブラケットとに連結されたエネルギー吸収部材が切断及び塑性変形をして衝撃エネルギーを吸収する。そして移動したステアリングシャフトの端部に連結した収縮体が変形してステアリングシャフトの変位ストロークを吸収する。
【０００９】
【実施例】
以下この発明の実施例を図面に基づき説明する。図１に示すように、ダッシュボード等の車体１にマウンテイングブラケット２を水平位で固定し、このマウンテイングブラケットにエネルギー吸収部材３を介在してアッパーブラケット４を水平方向へ移動可能に係合させ、このアッパーブラケット４にステアリングコラム５をチルト及びテレスコ可能に支持させるとともに、このステアリングコラム５には軸方向収縮可能な収縮体６を連結し、この収縮体６の反力を受けるためのロアーブラケット７をダッシュボード下面等の車体１に固定し、かつ、収縮体６を中間シャフト８を介してステアリングギヤボックス９に連結するものである。
【００１０】
マウンテイングブラケット２は、図２に示すように、所定長さの方形の断面コ字形であり、左右の所定幅の側壁部２ａ，２ａにはそれぞれ前後一対のスライド長孔２ｂが形成されている。スライド長孔２ｂは後端部（車室側）が細く形成されてその端部にＣ形のプレート１１が溶接等にて固定されている。マウンテイングブラケット２の上面部にはエネルギー吸収部材３の一部を固定するための一対の透孔２ｃ，２ｃが穿設されている。２ｄ，２ｅはマウンテイングブラケット２を車体に固定するための透孔である。
【００１１】
エネルギー吸収部材３は、図２に示すように、一枚の金属板を長手方向で一対の離間した切り目３ａ，３ａを平行に形成してその端部を下方へ弧状に曲げて該所に透孔３ｂを穿設し、かつ後部の角部に透孔３ｃを穿設してなる。透孔３ｃと前記透孔２ｃを合致させてリベット１２でエネルギー吸収部材３はマウンテイングブラケット２に連結され、また、透孔３ｂとアッパーブラケット４の透孔４ｄを合致させて図示しない同様のリベットでエネルギー吸収部材３はアッパーブラケット４と連結される。
【００１２】
アッパーブラケット４は、図２に示すように、前部が低く後部が高い側壁部４ａ，４ａを左右に有する断面コ字形であり、側壁部４ａには前後一対のナット１３が固着して突設されており、このナット１３は前記マウンテイングブラケット２のスライド長孔２ｂと対応し、プレート１１を挟むように装着したスライドプレート１４に当て、ねじ１５でマウンテイングブラケット２に車体前部方向へ摺動可能に支持される。
【００１３】
また、アッパーブラケット４の側壁部４ａの後部側にはチルト用長孔４ｂが形成され、前部側には透孔４ｃが穿設され、さらに、マウンテイングブラケット２の上面と平行となる上面部には透孔４ｄが穿設されている。また側壁部４ａには跳ね上げスプリング３９の端部を挿入する係合孔４ｅが穿設されている。チルト用長孔４ｂの近傍で側壁部４ａの前部側にロックプレート１６が固定されている。ロックプレート１６はチルト用長孔４ｂ側に歯部１６ａを形成してあり、図３に示すように、エンボス加工により両端部近傍に形成した突起部１６ｂが側壁部４ａに穿設した透孔４ｆ，４ｆに挿入されて係止するようになっている。
【００１４】
ステアリングコラム５は、図１に示すように、ステアリングホイール１７を回転させてその回転トルクをギヤボックス９に伝達するステアリングシャフトとして、ステアリングホイール１７に軸着したシャフト１８、シャフト１８に溶接にて同軸連結したスプラインチューブ１９、スプラインチューブ１９に軸方向移動可能に挿入されたスプラインシャフト２０、スプラインシャフト２０に一体的に連結された弾性継手５０、弾性継手５０に連結された収縮体６及び収縮体６に一体的に連結された自在継手５１を有するシャフト２１と、シャフト１８、スプラインチューブ１９、スプラインシャフト２０を同軸で挿入したコラムジャケット２２とからなる。コラムジャケット２２の上下端部にはそれぞれ軸受２２ａ，２２ｂが装着されている。自在継手５１にはベロ−ズ８ａを有する中間シャフト８が連結され、中間シャフト８はステアリングギヤボックス９に接続されている。
【００１５】
つぎに、テレスコ調節を可能にするための構造として、図２に示すように、コラムジャケット２２の外周部上面に断面逆コ字型をしたヒンジブラケット２３を固定し、このヒンジブラケット２３を前記アッパーブラケット４の側壁部４ａ間に介在させる。ヒンジブラケット２３はコラムジャケット２２と平行なテレスコ用長孔２３ａを左右一対の側壁部２３ｂに形成したもので、このテレスコ用長孔２３ａにはヒンジボルト２４が挿通される。
【００１６】
ヒンジボルト２４は、図２に示すように、アッパーブラケット４の側壁部４ａに穿設した透孔４ｃをその長手方向へ移動可能に貫通し、他方の透孔４ｃを有する側壁部４ａの外側においてワッシャー等を介在してナット２４ａにて締結される。なお、ヒンジボルト２４には一対のストッパー２５とリング２６を挿通し、ストッパー２５に形成した方形の突部２５ａがテレスコ用長孔２３ａ，２３ａにそれぞれ嵌合する。したがって、ステアリングコラム５の前部はアッパーブラケット４に対して前後方向へ移動可能に支持される。
【００１７】
一方、ステアリングコラム５の後部をアッパーブラケット４に対して前後方向へ移動可能とし、かつ、上下方向へ移動可能に支持するため、コラムジャケット２２の外周部下面にディスタンスブラケット２７の上面部が溶接等にて固着され、このディスタンスブラケット２７は前記アッパーブラケット４の側壁部４ａ間において、図１に示すように、コラムジャケット２２が斜め上方へ傾斜した状態で挟持される。ディスタンスブラケット２７は、図２に示すように、所定長さの断面コ字形であり、左右の側壁部２７ａ，２７ａにはそれぞれコラムジャケット２２の軸線と平行のテレスコ用長孔２７ｂ，２７ｂが形成されている。
【００１８】
そして、左右の側壁部２７ａ，２７ａ間にはロックプレートとしての補強プレート２８が溶接等にてコラムジャケット２２の軸線と平行に連結される。補強プレート２８の上面には、側壁部２７ａと平行で、且つ、一方の側壁部２７ａに近接して歯部２８ａが形成されている。この歯部２８ａは一枚の板金にエンボス加工により形成したものであってもよい。このディスタンスブラケット２７は締付ボルト２９を介してアッパーブラケット４に支持される。
【００１９】
締付ボルト２９は、図２に示すように、一端にねじ部２９ａを形成し、他端付近に回り止め環２９ｂを一体形成した所定長さのボルトからなり、回り止め環２９ｂの外周面にはセレーション２９ｃが刻設され、このセレーション２９ｃと係合するセレーション３０ｄを内周面に刻設した透孔３０ｂを有する回り止め部材３０が回り止め環２９ｂに嵌合する。
【００２０】
回り止め部材３０は、前記アッパーブラケット４のチルト用長孔４ｂに上下動可能に係合する樹脂部材であって、図４から図６に示すように、チルト用長孔４ｂに摺接する方形の突起部３０ａと締付ボルト２９を貫通する透孔３０ｂを有し、透孔３０ｂの内周面にはセレーション３０ｄが形成され、突起部３０ａにはチルト用長孔４ｂに弾接する一対のばね部３０ｃを有する。
【００２１】
そこで、締付ボルト２９は、ねじ部２９ａのある一端を、前記アッパーブラケット４の一方の側壁部４ａに設けられたチルト用長孔４ｂから挿入して、前記ディスタンスブラケット２７のテレスコ用長孔２７ｂ，２７ｂを貫通し、アッパーブラケット４の他方の側壁部４ａに設けられたチルト用長孔４ｂを貫通させる。締付ボルト２９の他端の回り止め環２９には回り止め部材３０をセレーション嵌合し、回り止め部材３０の突起部３０ａをチルト用長孔４ｂに嵌合し、図６に示すように、締付ボルト２９にプッシュナット３５を押し込んで回り止め部材３０に圧接させる。
【００２２】
ここで、締付ボルト２９の他端近傍には、図２及び図７から図８に示すように、ディスタンスブラケット２７内において、位置決め部材３１とロックプレート３２が嵌挿される。位置決め部材３１は前記補強プレート２８の歯部２８ａの幅狭部２８ｂに介在する肉厚の樹脂板であって、締付ボルト２９を貫通させる透孔３１ａと、左右一対の突起部３１ｂと、長孔３１ｃで形成されるばね部３１ｄとからなる。ロックプレート３２は、締付ボルト２９を貫通させる透孔３２ａと、位置決め部材３１の突起部３１ｂを嵌合する透孔３２ｂと、前記補強プレート２８の歯部２８ａに対面して噛合可能な歯部３２ｃとを有する。ばね部３１ｄは補強プレート２８の幅狭部２８ｂを摺動し、かつ、通常時においては、ロックプレート３２の歯部３２ｃを補強プレート２８の歯部２８ａと噛合しないように離間させる。
【００２３】
さらに、締付ボルト２９の一端には、図２及び図４に示すように、アッパーブラケット４の他方の側壁部４ａ側で位置決め部材３３とロックプレート３４が嵌挿される。位置決め部材３３は樹脂部材であって、締付ボルト２９を貫通させる透孔３３ａと、その透孔３３ａの一部を切欠いて曲げ形成した一対のばね部３３ｂと、板面端部にエンボス加工にて突設した一対の突起部３３ｃとからなる。
【００２４】
ロックプレート３４は金属板であって、締付ボルト２９を貫通させる透孔３４ａと、前記位置決め部材３３の突起部３３ｃを嵌合する透孔３４ｂと、前記ロックプレート１６の歯部１６ａに対面して噛合可能な歯部３４ｃとを有する。
【００２５】
そして、前記位置決め部材３３を、図５（Ｂ）に示すように、チルト用長孔４ｂにばね部３３ｂがチルト用長孔４ｂの内壁に接触するように嵌合し、この位置決め部材３３にロックプレート３４を突起部３３ｃと透孔３４ｂを介し一体的に連結してチルト用長孔４ｂ周囲の側壁部４ａに摺接して上動可能に配置する。ばね部３３ｂは、通常時においては、ロックプレート３４の歯部３４ｃがロックプレート１６の歯部１６ａと噛合しないように離間させる。
【００２６】
そして、締付ボルト２９のねじ部２９ａにはワッシャー３６を嵌挿し、かつ、ナット３７を螺合し、ナット３７に操作レバー３８の多角形孔３８ａを嵌合して溶接して固定する。なお、締付ボルト２９にはディスタンスブラケット２７内で跳ね上げスプリング３９の一端部３９ａが当接され、跳ね上げスプリング３９の他端部３９ｂ，３９ｂはアッパーブラケット４の側壁部４ａに穿設した係合孔４ｅ，４ｅに挿入される。したがって、締付ボルト２９は跳ね上げスプリング３９の力で常にチルト用長孔４ｂの上方に移動するように付勢されている。
【００２７】
なお、前記位置決め部材３１，３３はばね部３１ｄ，３３ｂにて位置決めをするようにしたが、図９に示すようなものとしてもよい。すなわち、位置決め部材３３の側面に離間した一対の脚３３ｄを突設するとともに、位置決め部材３３に基部３３ｅが剪断して脚３３ｄが入り込む空間部３３ｆを形成する。基部３３ｅは矢示方向の過大荷重がかかると剪断し、したがって、脚３３ｄが空間部３３ｆに埋没するように形成されている。なお、この位置決め部材３１には締付ボルト２９を嵌挿するための透孔３３ｇが穿設されている。
【００２８】
収縮体６は、図１０（Ａ）に示すように、所定幅及び肉厚の板金を略Ｚ字型に曲げ形成したものであって、弾性継手５０と連結する一対の透孔６ａを有する接続端部６ｂとシャフトの異形断面端部を嵌合する異形孔６ｃを穿設した接続端部６ｄとを有する。ロアーブラケット７は、図１に示すように、シャフト２１の軸受２１ｂを抱持する環状体７ａとこれに連結したステイ７ｂとからなる。なお、収縮体６は、図１０（Ｂ）に示すようなベローズシャフトでもよい。軸方向伸縮可能な蛇腹状構成の中空体からなるベローズ４０の両端部にシャフト４１，４２が連結されている。
【００２９】
次に上記実施例の作用を説明すると、チルト調節に際し、操作レバー３８を下方へ回動させてナット３７を回転させてアッパーブラケット４から遠ざけると、アッパーブラケット４の側壁部４ａ，４ａがディスタンスブラケット２７の側壁部２７ａを締め付ける力が解除されるから、乗員はステアリングホイール１７を上方又は下方へ移動させることにより自己に最適の角度を設定し、再び操作レバー３８を逆方向へ回動操作してナット３７を逆回転させると、ナット３７がワッシャー３６、ロックプレート３４を介してアッパーブラケット４の側壁部４ａがディスタンスブラケット２７の側壁部２７ａを締め付けることにより摩擦力を発生させて設定した角度を固定する。
【００３０】
ついで、テレスコ調節に際し、前記同様に操作レバー３８を下方へ回動させて側壁部４ａの締付けを解除し、ステアリングホイール１７を前後へ移動すると、スプラインシャフト２０を挿通しているスプラインチューブ１９とそれに連結されたシャフト１８がステアリングホイール１７と一体となってコラムジャケット２２と共に前後に進退できる。このとき、ヒンジブラケット２３はテレスコ用長孔２３ａを貫通するヒンジボルト２４に沿って移動するとともに、ディスタンスブラケット２７はテレスコ用長孔２７ｂに係合する締付ボルト２９に沿って移動する。そこで、所望の位置で操作レバー３８を逆方向へ回動してアッパーブラケット４の側壁部４ａをディスタンスブラケット２７の側壁部２７ａに締付けることにより摩擦力を発生させて設定したステアリングホイール１７の位置を固定する。
【００３１】
上記チルト及びテレスコ調節時において、位置決め部材３１のばね部３１ｄはロックプレート３２の歯部３２ｃを補強プレート２８の歯部２８ａと噛合しないように離間させ、また、位置決め部材３３のばね部３３ｂはロックプレート３４の歯部３４ｃをロックプレート１６の歯部１６ａと噛合しないように離間させているから、コラムジャケット２２の軸方向移動及び上下方向移動の支障は生じない。
【００３２】
そして、車両衝突事故により、乗員がステアリングホイール１７に衝突した非常時（二次衝突時）には、乗員は座席から前方向へ移動してステアリングホイール１７に激突する。ステアリングホイール１７は乗員に対して傾斜しているので、この衝撃荷重はシャフト１８と軸受２２ａを介してコラムジャケット２２に軸方向の下方へ押す力と、ヒンジボルト２４を中心とする上向き方向への回転を生じさせる。したがって、ディスタンスブラケット２７は締付ボルト２９に向けて押し付けられる。
【００３３】
そこで、締付ボルト２９の締め付け力による摩擦力がこの衝撃荷重に負け、締付ボルト２９がチルト用長孔４ｂ内を一側から他側へ移動し、また、ディスタンスブラケット２７のテレスコ用長孔２７ｂを移動する。そのため、チルト用長孔４ｂ内の位置決め部材３３のばね部３３ｂが撓み、ロックプレート３４の歯部３４ｃがロックプレート１６の歯部１６ａと噛合するとともに、位置決め部材３１のばね部３１ｄが撓み、ロックプレート３２の歯部３２ｃが補強プレート２８の歯部２８ａに噛合する。かくして、コラムジャケット２２とアッパーブラケット４は固定関係を保つことになる。
【００３４】
そしてさらに加わる衝撃荷重により、アッパーブラケット４は車体前部側へ水平移動することとなり、したがって、アッパーブラケット４がマウンテイングブラケット２に対して平行移動し、アッパーブラケット４の側壁部４ａに突設したナット１３に螺合したねじがスライドプレート１４とともにプレート１１から離れ、スライド長孔２ｂを移動する。この移動に際し、アッパーブラケット４はエネルギー吸収部材３を切り目３ａに沿って引き裂くから、その切断及び塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する。また、アッパーブラケット４の前方移動により、収縮体６が曲がり、変形してその塑性変形によりステアリングコラム移動の変位ストロークを吸収するのである。
【００３５】
なお、車体前部構造物が後退することにより、ステアリングギヤボックス９が後退すると、中間シャフトのベローズ８ａが曲がることによりその変位ストロークを吸収する。また、前記実施例において、位置決め部材３１、ロックプレート３２及びこれと対面するロックプレート２８、並びに、位置決め部材３３、ロックプレート３４及びこれと対面するロックプレート１６は、それぞれディスタンスブラケット２７及びアッパーブラケット４の片側にのみ配設したが、それぞれの両側に配設してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したこの発明によれば、乗員が座席から水平方向へ前方移動する二次衝突事故に際し、車体に固定したマウンテイングブラケットに吊支されるアッパーブラケットが水平方向へ移動してエネルギー吸収部材のカーリングとリッピングを生じさせて衝撃エネルギーを吸収するから、効果的な衝撃吸収ができ、乗員の安全を万全に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の一部断面側面図。
【図２】この発明の要部分解斜視図。
【図３】チルト構造部の一部分解斜視図（Ａ）及び断面正面図（Ｂ）。
【図４】チルト及びテレスコ締付構造部の分解斜視図。
【図５】チルト及びテレスコ締付構造部の一側の側面図（Ａ）及び他側の側面図（Ｂ）。
【図６】チルト及びテレスコ構造部の断面正面図。
【図７】図６の一部の分解斜視図。
【図８】図７の一部の側面図。
【図９】位置決め部材の他の例を示す斜視図（Ａ）及び側面図（Ｂ）。
【図１０】収縮体の斜視図（Ａ）及びベローズシャフトの断面図（Ｂ）。
【符号の説明】
１…車体
２ａ…スライド長孔
２…マウンテイングブラケット
３…エネルギー吸収部材
４…アッパーブラケット
５…ステアリングコラム
６…収縮体
７…ロアーブラケット
８…中間シャフト
９…ステアリングギヤボックス
１１…プレート
１２…リベット
１３…ナット
１４…スライドプレート
１５…ねじ
１７…ステアリングホイール
１８…シャフト
１９…スプラインチューブ
２０…スプラインシャフト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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