(57)【要約】【課題】車両衝突時に車体に加わる衝撃エネルギーをその衝撃の程度に応じて２段階的に吸収することができる車両用ステアリングコラム装置を提供すること。【解決手段】離脱ブラケット４を車体に離脱可能に取り付けるとともに、エネルギー吸収部材１１の一端１１ｃを車体に固定して成る車両用ステアリングコラム装置において、エネルギー吸収部材１１の他端１１ｂを離脱ブラケット４に係脱可能に接続するとともに、該エネルギー吸収部材１１の他端１１ｂを離脱ブラケット４に対して係脱させるロック手段１２と、移動可能なマス部材７と、該マス部材７と共に移動してロック手段１２に作用するロックプレート８を設け、低荷重時にはロック手段１２によるエネルギー吸収部材１１の離脱ブラケット４への係合を解除し、高荷重時にはロック手段１２によってエネルギー吸収部材１１を前記離脱ブラケット４に係合せしめる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングコラムを支持する離脱ブラケットを車体に離脱可能に取り付けるとともに、引き裂き可能なエネルギー吸収部材の一端を車体に固定して成る車両用ステアリングコラム装置において、
前記エネルギー吸収部材の他端を前記離脱ブラケットに係脱可能に接続するとともに、該エネルギー吸収部材の他端を前記離脱ブラケットに対して係脱させるロック手段と、車体前後方向に移動可能なマス部材と、該マス部材と共に移動して前記ロック手段に作用するロックプレートを設け、
前記マス部材が移動しない低荷重時には前記ロック手段による前記エネルギー吸収部材の前記離脱ブラケットへの係合を解除し、前記マス部材が移動する高荷重時には前記ロック手段によって前記エネルギー吸収部材を前記離脱ブラケットに係合せしめるよう構成したことを特徴とする車両用ステアリングコラム装置。
【請求項２】
前記マス部材の車体前後方向への移動をガイドするガイド部と、同マス部材の車体後方への移動を規制するストッパ部と、該マス部材を車体後方へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項３】
前記ガイド部を前記離脱ブラケットに形成された凹溝で構成するとともに、前記ストッパ部を前記離脱ブラケットに形成された切り起こし部で構成したことを特徴とする請求項２記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項４】
前記ロック手段を、前記離脱ブラケットに形成された孔に挿脱されるピンと、該ピンを付勢する付勢手段を含んで構成したことを特徴とする請求項１記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項５】
前記ロックプレートは、低荷重時には前記ロック手段のピンに係合して該ピンを前記離脱ブラケットに形成された孔に対して非嵌合状態に維持し、高荷重時には前記マス部材と共に移動して前記ロック手段のピンとの係合を解除し、該ピンを前記離脱ブラケットに形成された孔に挿入して前記エネルギー吸収部材の他端を離脱ブラケットに係合させることを特徴とする請求項４記載の車両用ステアリングコラム装置。
【請求項６】
前記離脱ブラケットの左右両端部を下方に横Ｕ字状に折り曲げ、その折り曲げ部の上下に前記ピンが挿入される小径の嵌合孔と大径のガイド孔を形成したことを特徴とする請求項４又は５記載の車両用ステアリングコラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突時に加わる衝撃エネルギーをその衝撃の程度に応じて２段階的に吸収することができる可変エネルギー吸収式の車両用ステアリングコラム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突時にドライバーの安全を確保する対策として、ドライバーがステアリングホイールに衝突した場合に、ステアリングコラムが軸方向に収縮し、或は車体から離脱して車体前方に移動する構造が採用されている。特に、後者のステアリングコラムが車体から離脱する構造のものにおいては、衝突時のステアリングコラムの車体前方への移動によって金属プレート製のエネルギー吸収部材を引き裂き、この引き裂きに消費されるエネルギーによって衝撃エルネギーを吸収し、ドライバーが受ける衝撃を軽減してドライバーの安全を確保することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１７９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のステアリングコラム装置においては、車両の衝突時にドライバーからステアリングホイールに予め設定された大きさ以上の衝撃荷重が加わらなければステアリングコラムの軸方向の収縮、或はエネルギー吸収部材の引き裂きが開始されないため、設定値以下の衝撃荷重が加わった場合には衝撃エネルギーを吸収することができないという問題があった。このため、衝突の程度によっては、衝突時のドライバーの安全が確保され得ない場合もあった。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、車両衝突時に車体に加わる衝撃エネルギーをその衝撃の程度に応じて２段階的に吸収することができ、衝撃エネルギーを確実に吸収してドライバーの安全を常に確保することができる車両用ステアリングコラム装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ステアリングコラムを支持する離脱ブラケットを車体に離脱可能に取り付けるとともに、引き裂き可能なエネルギー吸収部材の一端を車体に固定して成る車両用ステアリングコラム装置において、
前記エネルギー吸収部材の他端を前記離脱ブラケットに係脱可能に接続するとともに、該エネルギー吸収部材の他端を前記離脱ブラケットに対して係脱させるロック手段と、車体前後方向に移動可能なマス部材と、該マス部材と共に移動して前記ロック手段に作用するロックプレートを設け、
前記マス部材が移動しない低荷重時には前記ロック手段による前記エネルギー吸収部材の前記離脱ブラケットへの係合を解除し、前記マス部材が移動する高荷重時には前記ロック手段によって前記エネルギー吸収部材を前記離脱ブラケットに係合せしめるよう構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記マス部材の車体前後方向への移動をガイドするガイド部と、同マス部材の車体後方への移動を規制するストッパ部と、該マス部材を車体後方へ付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記ガイド部を前記離脱ブラケットに形成された凹溝で構成するとともに、前記ストッパ部を前記離脱ブラケットに形成された切り起こし部で構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ロック手段を、前記離脱ブラケットに形成された孔に挿脱されるピンと、該ピンを付勢する付勢手段を含んで構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記ロックプレートは、低荷重時には前記ロック手段のピンに係合して該ピンを前記離脱ブラケットに形成された孔に対して非嵌合状態に維持し、高荷重時には前記マス部材と共に移動して前記ロック手段のピンとの係合を解除し、該ピンを前記離脱ブラケットに形成された孔に挿入して前記エネルギー吸収部材の他端を離脱ブラケットに係合させることを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、前記離脱ブラケットの左右両端部を下方に横Ｕ字状に折り曲げ、その折り曲げ部の上下に前記ピンが挿入される小径の嵌合孔と大径のガイド孔を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、車両衝突時の衝撃が小さく、車両の減速度が小さいためにマス部材が移動しない低荷重時には、ロック手段によるエネルギー吸収部材の離脱ブラケットへの係合が解除されているため、離脱ブラケットが車体から離脱して車体前方へ移動し、その離脱に消費されるエネルギーによって衝撃エネルギーが吸収されてドライバーが衝撃から保護される。
【００１３】
又、車両衝突時の衝撃が大きく、車両の減速度が大きいためにマス部材が慣性によって移動する高荷重時には、ロック手段によってエネルギー吸収部材が離脱ブラケットに係合せしめられるため、該エネルギー吸収部材が離脱ブラケットによって引き裂かれ、その引き裂きに消費される大きなエネルギーによって衝撃エネルギーが吸収されてドライバーの安全が確保される。
【００１４】
このように、請求項１記載の発明によれば、車両衝突時に車体に加わる衝撃エネルギーをその衝撃の程度に応じて２段階的に吸収することができ、衝撃エネルギーを確実に吸収してドライバーの安全を常に確保することができる。そして、マス部材とロックプレート及びロック手段を使用した機械的な切替構造を採用し、衝突時のマス部材の慣性による移動を利用して衝撃エネルギーの吸収を２段階的に切り替えるようにしたため、アクチュエータを使用した切替構造に対してコストを低く抑えることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、付勢手段によるマス部材の車体後方への付勢力を調整することによって、マス部材が移動を開始するタイミング、つまり衝撃エネルギーの吸収を２段階に切り替えるべき衝撃荷重の大きさ及び衝突してからの切替時間を任意に設定することができる。又、車両が衝突した場合において、低荷重時には付勢手段によってマス部材を車体後方へと付勢してストッパ部に当接させて静止状態を維持し、高荷重時にはマス部材をガイド部に沿って車体前方へと確実に移動させてエネルギー吸収部材を離脱ブラケットに確実に係合させてこれを引き裂くことができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、マス部材の移動をガイドするガイド部とマス部材を静止させておくためのストッパ部を離脱ブラケットの凹溝と切り起し部で一体的に構成することができ、構造の単純化を図ることができる。
【００１７】
請求項４及び５記載の発明によれば、車両が衝突した場合において、ロックプレートは、低荷重時にはロック手段のピンに係合して該ピンを離脱ブラケットに形成された孔に対して非嵌合状態に維持するため、エネルギー吸収部材は離脱ブラケットに対して非係合状態となり、離脱ブラケットが車体から離脱して車体前方へと移動し、エネルギー吸収部材は元の位置にそのまま残り、これの引き裂きはなされない。
【００１８】
他方、高荷重時にはロックプレートはマス部材と共に移動して前記ロック手段のピンとの係合を解除し、該ピンを離脱ブラケットに形成された孔に挿入してエネルギー吸収部材の他端を離脱ブラケットに係合させるため、エネルギー吸収部材は離脱ブラケットによって引き裂かれ、衝撃エネルギーを吸収する。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、ロック手段のピンが離脱ブラケットの折り曲げ部に形成された大径のガイド孔にガイドされるため、ロックプレートの解除時にピンが真っ直ぐ押し上げられ、該ピンがエネルギー吸収部材に確実に嵌合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る車両用ステアリングコラム装置の斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は同車両用ステアリングコラム装置の分解斜視図である。
【００２２】
図１に示す車両用ステアリングコラム装置１おいて、２は筒状のステアリングコラムであって、その内部にはステアリンクシャフト３が挿通しており、このステアリングシャフト３の一端（上端）には不図示のステアリングホイールが結着されている。
【００２３】
上記ステアリングコラム２は、板金製の離脱ブラケット４によって車体に取り付けられるが、該離脱ブラケット４の左右両側には、図３に示すように、車体後方に向かって開く略Ｖ字状のスリット４ａがそれぞれ形成されている。そして、離脱ブラケット４の各スリット４ａには、側面視横Ｕ字状を成すスライドプレート５が嵌め込まれ、各スライドプレート５は、これに形成された長孔状のボルト挿通孔５ａに挿通する不図示のボルトによって車体に取り付けられている。
【００２４】
ところで、離脱ブラケット４の幅方向中央部は上方へ隆起しており、その隆起部の下面には、前記ステアリングコラム２を支持するチャンネル状の支持ブラケット６が結着されている。そして、離脱ブラケット４の隆起した幅方向中央部には、車体前後方向に長い凹溝状のガイド部４ｂが形成されており、該ガイド部４ｂの後端部には、切り起こしによって形成された側面視横Ｌ字状を成すストッパ部４ｃが垂直に立設されている。又、前記支持ブラケット６の幅方向中央部には、離脱ブラケット４に形成された前記ガイド部４ｂの前方まで延びる延長部６ａが一体に形成されており、この延長部６ａの前端は垂直上方に折り曲げられてスプリング受け６ｂを構成している。そして、このスプリング受け６ｂには円孔６ｃが形成されている（図３参照）。
【００２５】
又、離脱ブラケット４の左右両端部は下方に横Ｕ字状に折り曲げられ、この折り曲げ部の上下にはピン１５が挿入される小径の嵌合孔４ｄと大径のガイド孔４ｅがそれぞれ形成されている。この構成により、後述のロック手段１２のピン１５が離脱ブラケット４の折り曲げ部に形成された大径のガイド孔４ｅにガイドされることとなり、後述のロックプレート８の解除時にピン１５が真っ直ぐ押し上げられ、該ピン１５が後述のエネルギー吸収部材１１に確実に嵌合することができる。
【００２６】
而して、離脱ブラケット４の幅方向中央に形成された凹溝状の前記ガイド部４ｂには、一定の質量を有する角ブロック状のマス部材７が車体前後方向に移動可能に嵌合保持されており、このマス部材７の前端面には角柱部７ａが突設され、その中心には円柱状のピン７ｂが前方に向かって一体に突設されている（図３参照）。尚、マス部材７の離脱ブラケット４のガイド部４ｂから上方への抜けは、ストッパ部４ｃがマス部材７の上面を押さえることによって防がれる。
【００２７】
他方、８は幅方向に長いロックプレートであって、図３に示すように、このロックプレート８の幅方向中央部の上下には切欠き８ａ，８ｂがそれぞれ形成されており、両端部には車体後方に向かって水平に延びる係合部８ｃがそれぞれ形成され、各係合部８ｃの端部には半円状の係合孔８ｄが形成されている。
【００２８】
而して、上記ロックプレート８は、その幅方向中央部が前記マス部材７の前端面に当接され、その両端部の係合部８ｃが離脱ブラケット４の左右の折り曲げ部内に前後に摺動可能に挿入されている。ここで、マス部材７の前端面に突設されたピン７ｂは、ロックプレート８の幅方向中央に形成された一方の切欠き８ａを貫通しており、ロックプレート８の他方の切欠き８ｂは支持ブラケット６の延長部６ａに嵌合している。
【００２９】
そして、支持ブラケット６の前記スプリング受け６ｂに形成された円孔６ｃにはキャップ９が挿通保持されており、このキャップ９とマス部材７及びロックプレート８との間には付勢手段としてのスプリング１０が縮装されている。従って、マス部材７とロックプレート８は、スプリング１０によって車体後方に付勢され、マス部材７が離脱ブラケット４のストッパ部４ｃに当接することによって、該マス部材７とロックプレート８はその位置が決められている。
【００３０】
又、離脱ブラケット４の前記ステアリングコラム２を挟んでこれの左右両側には、板金製のエネルギー吸収部材１１が設けられている。
【００３１】
ここで、各エネルギー吸収部材１１は、垂直に延びるプレート状の本体１１ａの上部に、前後に直角に折り曲げられた支持部１１ｂ，１１ｃを形成して構成され、一方の支持部１１ｂには嵌合孔１１ｄが形成され、他方の支持部１１ｃには長孔状のボルト挿通孔１１ｅが形成されている。又、本体１１ａには、両支持部１１ｂ，１１ｃの境界部分から垂直下方に延びる引き裂き誘導ラインＬが予め刻設されている。尚、引き裂き誘導ラインＬは、略Ｖ字状断面の連続又は不連続のノッチによって構成されている。
【００３２】
而して、各エネルギー吸収部材１１の一方の支持部（後端部）１１ｃは、これに形成されたボルト挿通孔１１ｅに挿通する不図示のボルト（前記スライドプレート５を車体に固定するボルト）によってスライドプレート５と共に車体に取り付けられ、他方の支持部（前端部）１１ｂは、離脱ブラケット４の幅方向端部に形成された折り曲げ部の内部に後方から挿入嵌合されている。
【００３３】
更に、離脱ブラケット４の左右両端部には、各エネルギー吸収部材１１の支持部（前端部）１１ｂを離脱ブラケット４に対して係脱するためのロック手段１２が設けられている。
【００３４】
即ち、離脱ブラケット４の左右両側の下面には、Ｚ状に折り曲げられた支持ブラケット１３が結着されており、該支持ブラケット１３に形成された孔１３ａにはキャップ１４が上方から挿通保持されている。そして、キャップ１４及び離脱ブラケット４の折り曲げ部に形成されたガイド孔４ｅにはピン１５が上下動可能に保持されており、このピン１５は、これとキャップ１４との間に縮装された付勢手段としてのスプリング１６によって常時上方へと付勢されており、後述のように、その先端部がエネルギー吸収部材１１の支持部（前端部）１１ｂと離脱ブラケット４にそれぞれ形成された嵌合孔１１ｄ，４ｄに対して挿脱される。
【００３５】
次に、以上の構成を有する車両用ステアリングコラム装置１の作用を図４及び図５に基づいて低荷重時と高荷重時に分けてそれぞれ説明する。尚、図４及び図５は各作用時の状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図４（ａ）は衝突前の状態、図４（ｂ）は低荷重時の衝突後の状態、図５（ａ）は高荷重時の衝突直後の状態、図５（ｂ）は高荷重時の衝突後にエネルギー吸収部材を引き裂く状態をそれぞれ示す。
【００３６】
車両衝突前の状態においては、図４（ａ）に示すように、マス部材７とロックプレート８はスプリング１０によって車体後方へと付勢され、マス部材７は、離脱ブラケット４のストッパ部４ｃに当接して静止しており、ロックプレート８は、その左右の係合部８ｃがロック手段１２のピン１５に係合して該ピン１５をスプリング１６の付勢力に抗して押し下げており、この状態ではピン１５の先端部はエネルギー吸収部材１１と離脱ブラケット４の嵌合孔１１ｄ，４ｄに嵌合していない。従って、両エネルギー吸収部材１１の支持部（前端部）１１ｂは、離脱ブラケット４に係合しておらず、エネルギー吸収部材１１と離脱ブラケット４とは非連結状態にある。
【００３７】
而して、車両が衝突すると減速するが、衝突の程度が比較的小さく、車両の減速度も比較的小さいために車体に加わる衝撃荷重も比較的小さい低荷重時には、マス部材７に作用する車体前方への慣性力がスプリング１０の付勢力よりも小さいためにマス部材７とロックプレート８は静止状態を維持する。このため、低荷重時には両エネルギー吸収部材１１の支持部（前端部）１１ｂは、離脱ブラケット４に係合しておらず、エネルギー吸収部材１１と離脱ブラケット４とは非連結状態にある。
【００３８】
従って、図４（ｂ）に示すように、離脱ブラケット４が車体から離脱してマス部材７やロック手段１２等と共に車体前方へと移動し、このときの離脱ブラケット４の離脱に消費されるエネルギーによって衝撃エネルギーが吸収され、低荷重時のドライバーの安全が確保される。
【００３９】
他方、衝突の程度が比較的大きく、車両の減速度も比較的大きいために車体に加わる衝撃荷重も比較的大きい高荷重時には、マス部材７に作用する車体前方への慣性力がスプリング１０の付勢力よりも大きくなるためにマス部材７とロックプレート８は、図５（ａ）に示すように、スプリング１０の付勢力に抗して車体前方へと移動する。
【００４０】
而して、ロックプレート８が車体前方へ移動すると、該ロックプレート８のロック手段１２のピン１５との係合が解除されるため、ピン１５はスプリング１６の付勢力によって上動し、その先端部が離脱ブラケット４とエネギー吸収部材１１の各嵌合孔４ｄ，１１ｄに嵌合し、両エネルギー吸収部材１１の支持部（前端部）１１ｂが離脱ブラケット４に連結される。
【００４１】
従って、図５（ｂ）に示すように、離脱ブラケット４が車体から離脱してマス部材７やロック手段１２等と共に車体前方へと移動し、これに連結された両エネルギー吸収部材１１を引き裂き誘導ラインＬに沿って引き裂く。このため、高荷重時には、主に両エネルギー吸収部材１１を引き裂く際の大きな消費エネルギーによって衝撃エネルギーが吸収され、これによって高荷重時のドライバーの安全が確保される。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては、車両衝突時に車体に加わる衝撃エネルギーをその衝撃の程度に応じて２段階的に吸収することができ、衝撃エネルギーを確実に吸収してドライバーの安全を常に確保することができる。そして、マス部材７とロックプレート８及びロック手段１２を使用した機械的な切替構造を採用し、衝突時のマス部材７の慣性による移動を利用して衝撃エネルギーの吸収を切り替えるようにしたため、アクチュエータを使用した切替構造に対してコストを低く抑えることができる。
【００４３】
又、スプリングによるマス部材７の車体後方への付勢力を調整することによって、マス部材７が移動を開始するタイミング、つまり衝撃エネルギーの吸収を２段階に切り替えるべき衝撃荷重の大きさ及び衝突してからの切替時間を任意に設定することができる。
【００４４】
更に、マス部材７の移動をガイドするガイド部４ｂとマス部材７を静止させておくためのストッパ部４ｃを離脱ブラケット４の凹溝と切り起し部で一体的に構成したため、構造の単純化を図ることができる他、車両が衝突した場合において、低荷重時にはスプリング１０によってマス部材７を車体後方へと付勢してストッパ部４ｃに当接させて静止状態を維持し、高荷重時にはマス部材７をガイド部４ｂに沿って車体前方へと移動させて左右のエネルギー吸収部材１１を離脱ブラケット４に確実に係合させてこれを引き裂くことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、衝突時にプレート状のエネルギー吸収部材を引き裂くことによってステアリングホイールに加わる衝撃荷重を吸収する安全対策を採用する車両用ステアリングコラム装置に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る車両用ステアリングコラム装置の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る車両用ステアリングコラム装置の分解斜視図である。
【図４】本発明に係る車両用ステアリングコラム装置の各作用時の状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図であって、（ａ）は衝突前の状態、（ｂ）は低荷重時の衝突後の状態を示す図である。
【図５】本発明に係る車両用ステアリングコラム装置の各作用時の状態を示す図２のＢ−Ｂ線断面図であって、（ａ）は高荷重時の衝突直後の状態、（ｂ）は高荷重時の衝突後にエネルギー吸収部材を引き裂く状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１        車両用ステアリングコラム装置
２        ステアリングコラム
３        ステアリングシャフト
４        離脱ブラケット
４ａ      スリット
４ｂ      ガイド部
４ｃ      ストッパ部
４ｄ      嵌合孔
４ｅ      ガイド孔
５        スライドプレート
６        支持ブラケット
７        マス部材
８        ロックプレート
９        キャップ
１０      スプリング（付勢手段）
１１      エネルギー吸収部材
１１ａ      エネルギー吸収部材本体
１１ｂ，１１ｃ  支持部
１１ｄ      嵌合孔
１２      ロック手段
１３      支持ブラケット
１４      キャップ
１５      ピン
１６      スプリング（付勢手段）
【図１】
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【図２】
2006273044.tif 000004
【図３】
2006273044.tif 000005
【図４】
2006273044.tif 000006
【図５】
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