(57)【要約】【課題】  チルト軸の変位に伴う塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収機能を有するステアリングコラムを提供する【解決手段】  車体側ロアブラケット13にチルト軸21を設け、コラム側ロアブラケット14にコラムジャケット15の延在方向に延びる軸保持溝２を設けてなり、この軸保持溝２は拡幅溝25とこの拡幅溝25に繋がる圧入溝22とからなり、拡幅溝25は衝撃を受けてコラムジャケット15が押し込まれる際にチルト軸21が相対的に変位する方向へ、チルト軸21の外径以下の範囲で徐変に溝幅を広げた部分で、圧入溝22は前記チルト軸21の変位開始位置であるこの拡幅溝25端で、チルト軸21の外径より溝幅を狭めた部分である衝撃吸収機構を構成するステアリングコラム１である。【選択図】  図１
2006182224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に固着した車体側ロアブラケットと、コラムジャケットに固着したコラム側ロアブラケットとを、チルト軸により軸着し、車体に対してコラムジャケットを揺動自在にするチルト機構を備えたステアリングコラムにおいて、両ロアブラケットの一方にチルト軸を設け、両ロアブラケットの他方にコラムジャケットの延在方向に延びる軸保持溝を設けてなり、該軸保持溝は拡幅溝と該拡幅溝に繋がる圧入溝とからなり、拡幅溝は衝撃を受けてコラムジャケットが押し込まれる際にチルト軸が相対的に変位する方向へ、チルト軸の外径以下の範囲で徐変に溝幅を広げた部分で、圧入溝は前記チルト軸の変位開始位置である該拡幅溝端で、チルト軸の外径より溝幅を狭めた部分であり、チルト軸を軸保持溝の圧入溝に圧入して該チルト軸を位置保持することでチルト機構を構成し、衝撃を受けてコラムジャケットが押し込まれる際にチルト軸が軸保持溝の圧入溝から拡幅溝に侵入し、該拡幅溝に沿って変位する際に該軸保持溝を設けた両ブラケットの他方を塑性変形させる衝撃吸収機構を構成することを特徴とするステアリングコラム。
【請求項２】
軸保持溝は、圧入溝に繋がる軸挿入孔を設けてなり、該軸挿入孔は拡幅溝と反対側の圧入溝端で、チルト軸の外径以上の内径を有する開口の部分である請求項１記載のステアリングコラム。
【請求項３】
軸保持溝は、拡幅溝と圧入溝とを繋げる定幅溝を設けてなり、該定幅溝はチルト軸の外径より溝幅を狭め、かつ同幅で延在させた部分である請求項１記載のステアリングコラム。
【請求項４】
軸保持溝は、拡幅溝に繋がる補助凹溝を設けてなり、該補助凹溝は圧入溝と反対側に拡幅溝端から突出して延在し、拡幅溝端の溝幅より狭い幅の凹溝である請求項１記載のステアリングコラム。
【請求項５】
軸保持溝は、圧入溝に繋がる補助凹溝を設けてなり、該補助凹溝は拡幅溝と反対側に圧入溝端から突出して延在し、圧入溝端の溝幅より狭い幅の凹溝である請求項１記載のステアリングコラム。
【請求項６】
軸保持溝は、軸挿入孔に繋がる補助凹溝を設けてなり、該補助凹溝は圧入溝と反対側に軸挿入孔端から突出して延在し、軸挿入孔の内径よりも狭い幅の凹溝である請求項２記載のステアリングコラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルト軸を利用した衝撃吸収装置を備えたステアリングコラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のステアリングコラムには、運転手に応じてステアリングの角度を調整するチルト機能や、事故等に際してステアリングに運転手が衝突した時の衝撃を吸収する衝撃吸収機能等が求められる。例えば特許文献１は、車体側部材にねじ固定される溝形の車体側ロアブラケット（第１のブラケット）と、ステアリングコラムに固定される溝形のコラム側ロアブラケット（第２のブラケット）とを、チルト軸（リベット）により揺動自在に連結する構成において、両ブラケットのいずれか一方に平行溝からなる軸保持溝を設けて、この軸保持溝にチルト軸を嵌合して保持させたステアリングコラムを構成している。ステアリングに衝撃が加えられると、位置固定された車体側ロアブラケットに対してコラム側ロアブラケットが押し込まれ、軸保持溝に沿ってチルト軸が圧入状態で相対的に変位することにより、コラム側ジャケットを塑性変形させて衝撃エネルギーを吸収する。同様なステアリングコラムは、特許文献２にも見られる。
【０００３】
【特許文献１】特開2003-182591号公報
【特許文献１】特開2003-212133号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１又は特許文献２のステアリングコラムは、チルト軸の変位量に対し、吸収できる衝撃エネルギーの大きさが次のように変化すると考えられる。ステアリングに衝撃が加えられると、この衝撃が一定以上の衝撃エネルギーを有する場合にチルト軸が平行溝からなる軸保持溝に沿って変位し始め、この変位開始に伴うコラム側ロアブラケットの塑性変形により、比較的大きな衝撃エネルギーを吸収する。一度チルト軸が変位し始めると、それほど塑性変形の進んでいないコラム側ロアブラケットに設けた軸保持溝をチルト軸が進んでいくには抵抗が少ないため、吸収できる衝撃エネルギーは一度低下するが、チルト軸の変位に従ってコラム側ロアブラケットが塑性変形していくことで、チルト軸の変位に対する抵抗が高くなり、吸収できる衝撃エネルギーは次第に増加していく。
【０００５】
ここで、吸収できる衝撃エネルギーが増加することは、より大きな衝撃を吸収できるように見えるため、好ましく思える。しかし、衝撃エネルギーの吸収は、衝撃によるチルト軸の変位によって実現されるものであり、裏返せばチルト軸を変位させるに足りる衝撃がなければ、チルト軸が変位しないことになる。すなわち、吸収できる衝撃エネルギーが増加することは、小さな衝撃によってはチルト軸が変位せず、衝撃吸収を果たさなくなることを意味し、チルト軸が一定量だけ変位すると、もはや衝撃を吸収できなくなる問題をもたらす。前記問題は、チルト軸の変位に伴うコラム側ロアブラケットの塑性変形により、平行溝からなる軸保持溝に沿ってチルト軸の変位に対する抵抗が発生することに起因する。そこで、チルト軸の変位に伴う塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収機能を有するステアリングコラムにおいて、チルト軸の停止を招かない構造を開発するため、検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
検討の結果開発したものが、車体に固着した車体側ロアブラケットと、コラムジャケットに固着したコラム側ロアブラケットとを、チルト軸により軸着し、車体に対してコラムジャケットを揺動自在にするチルト機構を備えたステアリングコラムにおいて、両ロアブラケットの一方にチルト軸を設け、両ロアブラケットの他方にコラムジャケットの延在方向に延びる軸保持溝を設けてなり、この軸保持溝は拡幅溝とこの拡幅溝に繋がる圧入溝とからなり、拡幅溝は衝撃を受けてコラムジャケットが押し込まれる際にチルト軸が相対的に変位する方向へ、チルト軸の外径以下の範囲で徐変に溝幅を広げた部分で、圧入溝は前記チルト軸の変位開始位置であるこの拡幅溝端で、チルト軸の外径より溝幅を狭めた部分であり、チルト軸を軸保持溝の圧入溝に圧入してこのチルト軸を位置保持することでチルト機構を構成し、衝撃を受けてコラムジャケットが押し込まれる際にチルト軸が軸保持溝の圧入溝から拡幅溝に侵入し、この拡幅溝に沿って変位する際にこの軸保持溝を設けた両ブラケットの他方を塑性変形させる衝撃吸収機構を構成するステアリングコラムである。
【０００７】
本発明のステアリングコラムは、特許文献１等と同様に、チルト軸を軸保持溝で位置保持してチルト機構を構成し、衝撃を受けてコラムジャケットが押し込まれてチルト軸を軸保持溝に沿って変位させる際に、この軸保持溝を設けた車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットのいずれかを塑性変形させる衝撃吸収機構を構成する。本発明は、特許文献１等と異なり、チルト軸を保持及び変位させる軸保持溝が単純な平行溝でなく、拡幅溝とこの拡幅溝に繋がる圧入溝とから構成している点に特徴を有している。この軸保持溝は、車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットの塑性変形により、チルト軸の変位に対する抵抗の増加を、拡幅溝における溝幅の徐変な拡幅による抵抗の低減により相殺し、吸収できる衝撃エネルギーの増大を抑制又は防止する。
【０００８】
圧入溝は、拡幅溝に連通する軸保持溝の部分として、チルト軸を圧入して位置保持できればよい。これから、この圧入溝に対し、圧入溝の延在直交方向から直接チルト軸を圧入して、保持させることも考えられる。しかし、これでは圧入溝の不要な変形を招きかねない。そこで、軸保持溝は圧入溝に繋がる軸挿入孔を設けるとよい。この軸挿入孔は拡幅溝と反対側の圧入溝端で、チルト軸の外径以上の内径を有する開口の部分である。これにより、チルト軸は最初に軸挿入孔へ差し込み、その後圧入溝の延在方向から圧入溝へと押し込むことにより、容易に圧入溝へチルト軸を圧入できる。ここで、圧入溝が一定の長さを有すると、圧入溝においてチルト軸を位置保持する位置を調整できる。
【０００９】
拡幅溝は、上述したように、チルト軸の変位に対する抵抗の増加を、拡幅溝における溝幅の徐変な拡幅による抵抗の低減により相殺し、吸収できる衝撃エネルギーの増大を抑制又は防止する。ここで、チルト軸を拡幅溝端まで変位させ、軸保持溝を設けた車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットを十分に塑性変形させるためには、拡幅溝の最大幅はチルト軸の外径以下にするとよい。この場合、結果として、拡幅溝からチルト軸が脱落しないようにすることができる。
【００１０】
軸保持溝をコラム側ロアブラケットに設けた場合、軸保持溝はステアリングに向けた側（以下、説明の便宜上上側と呼び、逆を下側と呼ぶ）に延び、圧入溝は拡幅溝下端に設け、位置固定のチルト軸に対してコラムジャケットと共に軸保持溝が下方へ移動する。逆に、軸保持溝を車体側ロアブラケットに設けた場合、軸保持溝は下側に延び、圧入溝は拡幅溝上端に設け、位置固定の軸保持溝に対してコラムジャケットと共にチルト軸が下方へ移動する。いずれも、軸保持溝を中心として、チルト軸の変位によりコラム側ロアブラケット又は車体側ロアブラケットを塑性変形させて、衝撃エネルギーを前記塑性変形エネルギーに変換して吸収する。軸保持孔をいずれのブラケットに設けるかは自由であるが、チルト機構の揺動によるステアリングコラムの延在方向と、軸保持溝との方向とが一致することが望ましいため、コラム側ロアブラケットに軸保持溝を設けるとよい。
【００１１】
本発明は、拡幅溝に連通する圧入溝でチルト軸を保持してチルト機能を実現し、圧入溝から拡幅溝へとチルト軸が変位し続けることで、軸保持溝を設けた車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットを塑性変形させて、衝撃エネルギーを吸収する衝撃吸収機能を実現する。ここで、上述の通り、拡幅溝はチルト軸の変位に対する抵抗の増加を相殺して、チルト軸の継続的な変位を確保するが、圧入溝からチルト軸が侵入した直後はそれほど抵抗の増加を問題にする必要はないので、軸保持溝は、拡幅溝と圧入溝とを繋げる定幅溝を設けて、チルト軸の変位直後は抵抗の相殺なくチルト軸を変位させてもよい。裏返せば、チルト軸の変位に伴う車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットの塑性変形の進行により、前記チルト軸の変位に対する抵抗の増加が問題なる位置から、拡幅溝を設ければよい。
【００１２】
圧入溝に保持されたチルト軸の位置から前記定幅溝又は拡幅溝まで圧入溝の残余がある場合、この圧入溝の残余をチルト軸が変位する過程でも衝撃エネルギーを吸収することができる。しかし、圧入溝はチルト軸の保持が主眼であり、チルト軸の構成によっては圧入溝に対してチルト軸が摺接して回動しなければならないため、この圧入溝の溝幅はチルト軸の外径よりも若干狭い程度にすることが好ましい。これに対し、定幅溝は、車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットを塑性変形させて衝撃エネルギーを吸収させることが主眼であるから、圧入溝に比べて溝幅は狭くすることが好ましい。これから、圧入溝と定幅溝との間に溝幅が急激に狭まる括れ部が形成され、この括れ部をチルト軸が変位する際に大きな衝撃エネルギーを吸収できる。
【００１３】
本発明では、圧入溝、定幅溝、そして拡幅溝の組み合わせた軸保持溝により、チルト軸の継続的な変位を実現しているので、チルト軸の変位により吸収できる衝撃エネルギーを増加させなくても、吸収できる衝撃エネルギーの総量は大きくできる。ここで、吸収できる衝撃エネルギーの総量をどの程度にするかは、それぞれ圧入溝や一定幅溝の溝幅や、拡幅溝の溝幅の増加量によって決定されるが、こうした溝幅や増加量で厳密に吸収できる衝撃エネルギーの総量を設定することは難しい。そこで、軸保持溝は、拡幅溝に繋がる補助凹溝を設けることとした。この補助凹溝は圧入溝と反対側に拡幅溝端から突出して延在し、拡幅溝端の溝幅よりも狭い、好ましくはチルト軸の外径の半分以下の幅の凹溝である。この補助凹溝は、軸保持溝の形状の変形量を調整して、この軸保持溝を設けた車体側ロアブラケット又はコラム側ロアブラケットの塑性変形の程度を調整し、吸収できる衝撃エネルギーの総量を調整する。
【００１４】
上記補助凹溝は、チルト軸の変位を妨げない軸保持溝の上端又は下端に設けることになる。そこで、チルト軸を嵌入するための軸挿入孔を設けない場合、拡幅溝と反対側に圧入溝端から突出して延在し、圧入溝端の溝幅より狭い幅、好ましくはチルト軸の外径の半分以下の幅の凹溝である補助凹溝を圧入溝に繋げて設けるとよい。また、チルト軸を嵌入するための軸挿入孔を設ける場合、圧入溝と反対側に軸挿入孔端から突出して延在し、軸挿入孔の内径より狭い幅、好ましくはチルト軸の外径の半分以下の幅の凹溝である補助凹溝を圧入溝に繋げて設けてもよい。更に、拡幅溝端に補助凹溝を設けるのみでなく、圧入溝端又は軸挿入孔端に補助凹溝を設ける、すなわち上下一対の補助凹溝を設けてもよい。この上下一対の補助凹溝は、大きさ又は形状が同じでも異なってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、チルト軸が継続的に変位し、吸収できる衝撃エネルギーの総量が大きな衝撃吸収機能を実現するステアリングコラムを提供できる。チルト機能は、軸保持溝の圧入溝でチルト軸を保持することで実現される。また、衝撃吸収機能は、主として拡幅溝をチルト軸が変位することにより実現できる。塑性変形を利用した衝撃吸収機能は、設計通りに塑性変形させることが重要であり、従来見られる平行溝を用いた衝撃吸収機能は、設計通りの塑性変形が難しく、仕様要求に適った衝撃吸収機能を実現し得なかった。本発明は、チルト軸が途中で止まらない軸保持溝を構成し、更に軸保持溝の形状の特定や補助凹溝の併用によって、できる限り設計通りの塑性変形を可能にする効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明を適用したステアリングコラム１の一例を表した側面図、図２は同ステアリングコラム１の平面図、図３はチルトレバー121を装着する締付けボルト122付近での図１中Ａ−Ａ断面図、図４は車体側アッパーブラケット11を車体に固着する介装部材であるリテーナ111及びカプセル112の組付関係を表す斜視図、図５は車体側ロアブラケット13及びコラム側ロアブラケット14の連結関係を表す斜視図、図６は軸保持溝２を設けたコラム側ロアブラケット14の側面図であり、図８は車体側ロアブラケット13及びコラム側ロアブラケット14の連結関係を示す図１中Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１７】
本例のステアリングコラム１は、図１及び図２に見られるように、ステアリングシャフト151を挿通するコラムジャケット15に対し、上方にコラム側アッパーブラケット12を、下方にコラム側ロアブラケット14をそれぞれ取り付け、車体（図示略）に固着した車体側アッパーブラケット11に前記コラム側アッパーブラケット12を、チルトレバー121を介装した締付けボルト122により連結し、同じく車体に固着した車体側ロアブラケット13と前記コラム側ロアブラケット14をチルト軸21により連結して、車体に支持されている。
【００１８】
ステアリングコラム１は、チルトレバー121の操作により締付けボルト122の軸力を増減させ、車体側アッパーブラケット11に対してコラム側アッパーブラケット12を締め付けたり、緩めることができる。これにより、車体側アッパーブラケット11に対してコラム側アッパーブラケット12を緩めると、チルト軸21を中心としてステアリングコラム１を揺動させることができ、チルト機能が実現される。
【００１９】
本発明のステアリングコラムは、運転手がステアリングに衝突した際、ステアリングシャフトを保持するコラムジャケットが遅滞なく、円滑に押し込まれることにより、衝撃吸収機能が発揮される。このためには、衝撃吸収機能を発揮するチルト軸21及び軸保持溝２を設けたコラム側ロアブラケット14とは別に、コラム側アッパーブラケット12と連結した車体側アッパーブラケット11が、車体に対する固着関係を解除して、容易に離脱する必要がある。このため、本例では、図３に見られるように、車体側アッパーブラケット11の固着フランジ113を樹脂製のリテーナ111と金属製のカプセル112とで挟持し、前記カプセル112を介して固着フランジ113を車体にボルト止めしている。
【００２０】
リテーナは、図２に見られるように、固着フランジ113に設けたＶ字切欠1131に内周を倣って形成された平面視略Ｖ字状の樹脂板で、固着フランジ113の取付孔1132とカプセル112の貫通孔1121を通して突出する長さの貫通ピン1111を両翼板1112の下面に突設し、カプセル112の挟持面1122に当接する位置決め突起1113を両翼板1112が交わる頂点部1114の下面に設けている。位置決め突起1113の長さは車体側アッパーブラケット11の固着フランジ113の板厚以下にすることが望ましい。同様に、両翼板1112の上面や頂点部1114の上面に接面突起1115をそれぞれ設け、リテーナ111が車体に押し付けられて密着しないようにしている。
【００２１】
カプセル112は、図４に見られるように、プレス加工による平面視略八角形の板金製で、固着フランジ113に設けたＶ字切欠内1131に収まる楕円環状周壁からなる長孔部1123を設け、この長孔部1123の周囲にリテーナ111の両翼板1112と対になって固着フランジ113を挟持する挟持面1122を形成し、この挟持面1122に上記リテーナ111の貫通ピン1111を貫通させる貫通孔1121を開口している。車体側アッパーブラケット11は、固着フランジ113のV字切欠1131に装着したカプセル112の長孔部1123をボルトで締め付けて固着する。このため、長孔部1123はボルトの締付けに耐え得る強度が要求されるが、本例のような板金製のカプセル112は、前記要求強度を満足する長孔部1123を容易かつ安価に得ることができる利点がある。
【００２２】
このリテーナ111及びカプセル112は、固着フランジ113のＶ字切欠1131に下方から宛てがったカプセル112に対し、リテーナ111の貫通ピン1111を固着フランジ113の取付孔1132を通じてカプセル112の挟持面1122に開口した貫通孔1121から突出させ、両者の位置関係を特定した状態で、固着フランジ113を挟持する。ここで、上述のように、カプセル112はボルトで締め付けるため、リテーナ111からカプセル112が脱落する虞れはない。しかし、ボルトの締付けまでの段階で、リテーナ111からカプセル112が脱落する虞れをなくすには、例えばカプセル112の貫通孔1121に対してリテーナ111の貫通ピン1111を圧入させたり、カプセル112の貫通孔1121から突出する貫通ピン1111の先端を潰す又は溶かしてかしめるとよい。
【００２３】
このように、リテーナ111及びカプセル112は前記貫通ピン1111のみで固着フランジ113に取り付けられており、コラムジャケット15に衝撃が加わると、前記貫通ピン1111が破損することで、容易に車体から車体側アッパーブラケット11が離脱できるようになっている。衝撃を受けたコラムジャケット15が押し込まれる衝撃は、チルト軸21が軸保持溝２に沿って変位し始める衝撃エネルギーの大きさで決定され、この衝撃の大きさは貫通ピン1111を破損させる衝撃よりも十分に大きい。このため、車体側アッパーブラケット11は、コラムジャケット15に衝撃が加わってから、遅滞なく円滑に車体から離脱することになり、衝撃吸収機能を損ねることがなくなる。
【００２４】
本例のステアリングコラム１における衝撃吸収機能は、図５〜図８に見られるように、車体側ロアブラケット13及びコラム側ロアブラケット14を連結するチルト軸21を軸保持溝２に沿って圧入状態で変位させることにより実現する。車体側ロアブラケット13は、上記車体側アッパーブラケット11と異なり、車体から分離する必要はないため、固着フランジ131を車体に直接ボルト止めし、チルト軸21を構成するピンを嵌合する嵌合孔132を、前記固着フランジ131から垂下する一対の吊り下げフランジ133,133にそれぞれ開口している。コラム側ロアブラケット14は、コラムジャケット15に被さる断面略山形のカバー構造で、車体側ロアブラケット13の吊下フランジ133に挟まれ、チルト軸21を軸保持溝２の圧入溝22に圧入し、このチルト軸21を介して車体側ロアブラケット13に支持されている。
【００２５】
チルト軸21は、車体側ロアブラケット13の吊り下げフランジ133に開口した嵌合孔132と、コラム側ロアブラケット14に設けた軸保持溝２とに、それぞれ嵌合したピンからなり、吊り下げフランジ133の外面及びコラム側ロアブラケット14の内面でそれぞれかしめ、車体側ロアブラケット13に対してコラム側ロアブラケット14を揺動自在に連結している。すなわち、本例のチルト軸21は自身が揺動自在になっているのではなく、嵌合孔132又は軸保持溝２のいずれかに摺接状態で回動することにより、車体側ロアブラケット13に対するコラム側ロアブラケット14の揺動を可能にしている。これから、軸保持溝２の圧入溝22におけるチルト軸21の圧入は、コラムジャケット15が衝撃を受けない常態において、チルト軸21が位置ずれしない程度のものでよい。
【００２６】
軸保持溝２は、図６に見られるように、下端に軸挿入孔23を設け、この軸挿入孔23から上方に向けて圧入溝22、定幅溝24及び拡幅溝25の順に繋ぎ、拡幅溝25端から上方へ向けて補助凹溝251を設けている。軸挿入孔23は、チルト軸21を構成するピンを挿通できる大きさの開口で、圧入溝22に連通している部分である。車体側ロアブラケット13及びコラム側ロアブラケット14は、図８に見られるように、前記軸挿入孔23及び車体側ロアブラケット13の嵌合孔132を連通させて挿入したピンをかしめてチルト軸21とし、このチルト軸21を介して一体に連結する。
【００２７】
こうして軸挿入孔23でかしめを終えたチルト軸21は、圧入溝22に押し込むことで保持され、組付けを完了する。ここで、本例の圧入溝22は一定の長さを有しているため、この圧入溝22の適当位置までチルト軸21を押し込むことで、車体側ロアブラケット13及びコラム側ロアブラケット14の位置関係を調整することができる。チルト軸21を構成するピンは、車体側ロアブラケット13又はコラム側ロアブラケット14のいずれにも固着していないので、チルト軸21を構成するピンは嵌合孔132又は圧入溝22に擦れ合って回動する、又は前記ピンに対して嵌合孔132又は圧入溝22に擦れ合うことで、位置固定された車体側ロアブラケット13に対してコラム側ロアブラケット14が揺動する。
【００２８】
この軸保持溝２を利用した衝撃吸収機能は、次のように発揮される。ステアリングに衝撃を受けてコラムジャケット15が押し込まれると、車体側ロアブラケット13により位置固定されたチルト軸21に対し、コラムジャケット15に固着したコラム側ロアブラケット14が押し下げられ、相対的にチルト軸21が軸保持溝２に沿って変位を開始する。チルト軸21は、圧入溝22に残余があればこの残余を押し広げるが、この圧入溝22はチルト軸21を位置保持するだけの溝幅しかないため、この圧入溝22の残余をチルト軸21が変位することによるコラム側ロアブラケット14の塑性変形は小さく、場合によっては圧入溝22内縁が弾性変形するのみなので、吸収される衝撃エネルギーはそれほど大きくない。これは、圧入溝22の残余をチルト軸21が変位することの抵抗が小さいことを意味し、チルト軸21は停止した状態から円滑に変位を開始させることができる。このように、圧入溝22は一定の長さを有することにより、チルト軸21を保持する位置を調整できるだけでなく、チルト軸21の変位開始を容易にする働きを有する。
【００２９】
チルト軸21は、まず定幅溝24に侵入（図６中仮想線による中間のチルト軸参照）し、コラム側ロアブラケット14の最初の大きな塑性変形により、大きな衝撃エネルギーを吸収する。この結果、塑性変形したコラム側ブラケット14はチルト軸21の変位に対する抵抗を増すが、続いてチルト軸21は拡幅溝25に侵入（図６中仮想線による右側のチルト軸参照）することで、前記塑性変形によるチルト軸21の変位に対する抵抗の増加は、溝幅の徐変な拡大による抵抗の軽減により相殺され、チルト軸21は停止することなく拡幅溝を進み、コラム側ブラケット14を塑性変形させて、衝撃エネルギーを変形エネルギーに転換しながら吸収していく。
【００３０】
本例の軸保持溝２は、ステアリングコラムの延在方向に延びるコラム側ロアブラケット14の直線状のブラケット端縁141に寄せて設けている。これにより、チルト軸21の変位により主として塑性変形が生ずる部位は、軸保持溝２とブラケット端縁141との間に形成される細板部142となる。この細板部142の塑性変形は、この細板部142の幅の大きさによって異なり、幅が広くなると塑性変形に要する変形エネルギーは大きくなり、逆に幅が狭くなると塑性変形に要する変形エネルギーは小さくなる。すなわち、細板部142の幅を調整することにより、チルト軸21の変位により吸収できる衝撃エネルギーが調整できるようにしている。
【００３１】
ここで、本発明における軸保持溝２は、圧入溝22、定幅溝24、そして拡幅溝25がそれぞれの溝幅で構成され、互いに連通していればよいため、拡幅溝25も上縁及び下縁が互いに離反するように拡幅させて、各溝22,24,25の中心軸線を一致させて設けることもできる。しかし、この場合、上述のような塑性変形を細板部142で調整しようとすると、直線状にならず、波打つ形状になる各溝22,24,25の下縁が細板部142の塑性変形に影響を与えかねない。よって、細板部142の幅で塑性変形を調整する場合、本例のように、軸保持溝２を構成する各溝22,24,25は下縁を直線状に揃えて設けることが望ましい。また、このように、軸保持溝２を構成する各溝22,24,25の下縁を直線状に揃えると、この下縁に沿ってチルト軸21が変位しやすくなる利点がある。
【００３２】
拡幅溝25端に設けた補助凹溝251は、軸保持溝２の変形量を加減して、コラム側ロアブラケット14の塑性変形により吸収できる衝撃エネルギーを調整する働きを有する。本例の場合、上述のように、塑性変形により衝撃エネルギーを吸収する部位は、軸保持溝２とブラケット端縁141に挟まれた細板部142であるから、この細板部142の塑性変形を調整するため、補助凹溝251は拡幅溝25端からこの拡幅溝25の下縁に沿って設けている。この補助凹溝251は、軸保持溝２から離れた位置に細板部142端が位置するようにすることで、細板部142の塑性変形による影響が軸保持溝２に影響しにくくする働きも有する。この補助凹溝251は、例えば図７に見られるように、拡幅溝25端のみならず、軸保持溝２の下端となる軸挿入孔23から下方に向けて設けてもよい。
【００３３】
このように、本発明による衝撃吸収機構は、軸保持溝２、細板部142の形状や位置の特定のほか、補助凹溝251を組み合わせて、衝撃吸収特性を調整している。しかし、コラム側ブラケット14の素材、板厚、軸保持溝２の形状等や、チルト軸21の変位速度によって、コラム側ブラケット14の塑性変形は一様に定まらず、拡幅溝25によっても、チルト軸21の変位に伴って吸収できる衝撃エネルギーを完全に一定にすることは難しい。本発明は、あくまでチルト軸21の変位が停止しないようにする点に特徴を有し、チルト軸21の変位によって吸収できる衝撃エネルギーが増加することを抑制した結果、略一定に近づける。これから、本発明の軸保持溝２からなる衝撃吸収機能は、吸収できる衝撃エネルギーは増加する従来同様な衝撃吸収機構に比べ、吸収できる衝撃エネルギーの総量が減少するように思える。しかし、本発明の軸保持溝２からなる衝撃吸収機能は、チルト軸21を停止させずに長く変位させることができるため、吸収できる衝撃エネルギーの総量を増やすことができる。
【実施例】
【００３４】
本発明のステアリングコラムにおける衝撃吸収特性を測定した。本発明を適用した実施例１、実施例２及び比較例は、それぞれ上記図６に見られる構成のコラム側ロアブラケットで、あくまで軸保持溝の形状の違いによる衝撃吸収特性の違いを確認する目的から、いずれも同種素材（熱間圧延軟鋼）及び同じ板厚で構成している。
【００３５】
実施例１及び実施例２の各軸保持溝はいずれも上記図６に見られる構成で、８mmのチルト軸を、溝幅7.7mm、長さ17mmの圧入溝の中間位置に圧入し、溝幅7.0mm、長さ20mmの平行溝の後、溝幅7.0mm〜7.6mmまで徐変に拡幅する長さ50mmの拡幅溝に沿って変位させる。拡幅溝端に設けた補助凹溝は幅4.0mm、長さ10mmである。これにより、各実施例ではチルト軸は最大80mm変位する。実施例１及び実施例２は、ブラケット端縁から軸保持溝の下縁までの幅、すなわち細板部の幅が異なっており、実施例１の細板部が７.0mm、実施例２の細板部が8.0mmになっている。
【００３６】
比較例は、図９に見られるように、前記定幅溝より若干広い溝幅7.5mmで、長さ80mmの平行溝からなる軸保持溝を設けている。これから、比較例においても、途中で止まらない限り、チルト軸は最大80mm変位することができる。この実施例における細板部の幅は、実施例２に揃えて8.0mmとしている。これにより、実施例１、実施例２及び比較例は、いずれもチルト軸が最大80mm変位できるようになっている。
【００３７】
試験方法は、次の通りである。実施例１、実施例２及び比較例の各コラム側ロアブラケットと連結する車体側ロアブラケット（図５参照）を治具に固定し、チルト軸を構成するピンをかしめて、車体側ロアブラケットと各コラム側ブラケットとを連結した。実施例１及び実施例２は、更にチルト軸を軸挿入孔から圧入溝に圧入し、維持保持させている。そして、各コラム側ロアブラケットは、チルト軸を下にして上方に向け、ステアリング側となるコラム側ロアブラケット端縁部からアムスラーを用いて荷重をかけ、各軸保持溝に対する相対的なチルト軸の変位量と、そのチルト軸の変位量における印加荷重との関係を測定した。
【００３８】
試験結果を図10のチルト軸の変位量及び荷重特定のグラフに示す。チルト軸の変位量に対する荷重の大小は、吸収される衝撃エネルギーの大小に比例するから、荷重の変化が吸収できる衝撃エネルギーの変化となる。グラフ中、ハッチングにより示された範囲は、仕様要求限界である。この試験結果から明らかなように、平行溝からなる軸保持溝を用いた比較例では、チルト軸の変位開始と共に一度大きく衝撃エネルギーを吸収した後、一度吸収できる衝撃エネルギーは低下するものの、チルト軸の変位と共に吸収できる衝撃エネルギーが増加し続け、ついには仕様要求限界を超えてしまう。これは、チルト軸が停止してしまう可能性があることを意味する。
【００３９】
これに対し、実施例１及び実施例２は、比較例同様、最初に大きく衝撃エネルギーを吸収した後、一度吸収できる衝撃エネルギーは低下するものの、その後吸収できる衝撃エネルギーはチルト軸の変位とは無関係に略一定に落ち着いている。これは、チルト軸が停止することなく、軸保持溝の長さの範囲で変位し続けることができることを意味する。これにより、チルト軸を長く変位させることで、平行溝からなる軸保持溝を有する比較例に比べて、吸収できる衝撃エネルギ−の総量を等しく又はそれ以上にすることもできる。
【００４０】
実施例１及び実施例２の相違は、細板部の幅の違いに基づく、特性全体の絶対量に表れている。すなわち、細板部の幅の広い実施例２は、全体的に吸収できる衝撃エネルギーが大きいため、一部仕様要求限界にかかっている。しかし、本発明の軸保持溝による衝撃吸収特性は、コラム側ロアブラケットの材質や板厚のほか、各溝幅の形状や大きさ、補助凹溝の有無、そして細板部の幅によっても調整できることから、前記仕様要求限界にかかる部分の修正も容易である。以上から、本発明の軸保持溝を用いたステアリングコラムにおける衝撃吸収機能の良好な衝撃吸収特性が証明されたと言える。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用したステアリングコラムの一例を表した側面図である。
【図２】同ステアリングコラムの平面図である。
【図３】チルトレバーを装着する締付けボルト付近での図１中Ａ−Ａ断面図である。
【図４】車体側アッパーブラケットを車体に固着する介装部材であるリテーナ及びカプセルの組付関係を表す斜視図である。
【図５】車体側ロアブラケット及びコラム側ロアブラケットの連結関係を表す斜視図である。
【図６】軸保持溝を設けたコラム側ロアブラケットの側面図である。
【図７】別例の軸保持溝を設けたコラム側ロアブラケットの側面図である。
【図８】車体側ロアブラケット及びコラム側ロアブラケットの連結関係を示す図１中Ｂ−Ｂ断面図である。
【図９】平行溝からなる軸保持溝を設けた比較例のコラム側ロアブラケットの側面図である。
【図１０】試験結果に基づく実施例１、実施例２及び比較例のチルト軸の変位量及び荷重特定のグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１  ステアリングコラム
11  車体側アッパーブラケット
111  リテーナ
112  カプセル
113  固着フランジ
12  コラム側アッパーブラケット
13  車体側ロアブラケット
131  固着フランジ
132  嵌合孔
133  吊り下げフランジ
14  コラム側ロアブラケット
141  ブラケット端縁
142  細板部
15  コラムジャケット
２  軸保持溝
21  チルト軸
22  圧入溝
23  軸挿入孔
24  定幅溝
25  拡幅溝
251  補助凹溝
【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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