(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトの外側に設けられるコラムチューブを、上下方向において２分割された２分割式のものからなるようにするとともに、当該２分割された上下各コラムのうちのいずれか一方側のコラムが他方側のコラム内に嵌り込んで両者が互いにスライド運動可能なように取付けられるようにし、上記一方側のコラムに、両コラム間において相対スライド移動が生じた時にスライド移動量に応じて摩擦抵抗値が大きくなるように形成された摺動抵抗部を設け、当該摺動抵抗部は、上記一方側のコラムの外周部に設けられ、上記相対スライド移動の生じる前の状態における上記他方側のコラムの開口端末部から所定の間隔をおいた位置から始まるとともに、上記開口端末部から遠ざかる方向へ所定の傾斜角をもって徐々に立上がり所定の高さを有した状態で上記相対スライド移動方向と平行なように延在することを特徴とするステアリング装置用衝撃吸収装置。
【請求項２】
請求項１記載のステアリング装置用衝撃吸収装置において、上記両コラム間に、当該両コラム間における相対スライド運動の開始段階において、当該両コラム間の相対スライド運動にて所定の摺動摩擦抵抗が生ずるように形成された摺動抵抗部材を設けるようにし、更に、このような摺動抵抗部材を介した相対スライド運動の後に、上記摺動抵抗部における摺動抵抗作用を起こさせるようにしたことを特徴とするステアリング装置用衝撃吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングコラムにおける衝撃エネルギー吸収装置に関するものであり、特に、ドライバーの胸部等がステアリングホイールに衝突することによって生ずるいわゆる二次衝突に対する衝撃エネルギーを吸収するようにした衝撃エネルギー吸収装置にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、この種の衝撃エネルギー吸収装置としては、例えば、特開平７−７６２７９号公報記載のもの等が挙げられる。このものは、ステアリングシャフトが上下に２分割されるとともに、この２分割されたシャフト間がプラスチック製のシヤピン等にて連結されるようになっており、このようなステアリングシャフトの外側には上下に２分割されたステアリングコラム及び当該上下のステアリングコラム間に設置されて上記上下のコラムを相対滑り運動させるように形成されたスペーサが設けられるようになっているものである。そして、上記二次衝突時においては、まず、上記ステアリングシャフトのところに設けられたシヤピンが衝突時の衝撃エネルギーによって切断されるようになっている。また、これと同時に、上記上下に２分割されたステアリングコラムが、間にスペーサを介在させた状態で相対的にスライド運動をするようになっているものである。このスペーサを間に挟んだ状態での上下各ステアリングコラムの相対滑り運動によって、上記二次衝突時の衝撃エネルギーが吸収されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のものにおいては、二次衝突に基づく衝撃エネルギーの吸収作用が、上下の各ステアリングコラム間に設けられたスペーサの接触面間における相対摩擦運動によって行なわれるようになっているものである。従って、上記エネルギー吸収能力は、スペーサ表面と上下の各ステアリングコラム接触面との間の滑り摩擦抵抗によって決定されることとなる。このような背景において、上記エネルギー吸収機能は、図５に示す如く、相対変位量（ストローク量）を横軸に採った場合、エネルギー吸収に関する吸収荷重の値は、初期の段階においてピーク値が現れるとともに、滑り摩擦運動が開始されると上記初期荷重であるピーク値よりも低い値の一定の値となる。すなわち、初期荷重は静摩擦抵抗によって高い値を示すこととなるが、滑り運動が開始された後に生ずるストローク荷重は動摩擦抵抗により低い値を示すこととなる。従って、乗員への衝撃入力荷重となる初期荷重値を低く抑えようとするとストローク荷重も低い値となり、十分な衝突エネルギーの吸収作用を行わせることができないと言う問題点がある。このような問題点を解決するために、初期荷重は比較的小さな値（低い値）に抑えるとともに、ストローク荷重はストローク量（相対変位量）の増加とともに増加するようにし、これによって十分な衝撃エネルギー吸収作用を発揮させるようにしたステアリング装置用衝撃エネルギー吸収装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明においては、ステアリング装置用衝撃吸収装置に関して、ステアリングシャフトの外側に設けられるコラムチューブを、上下方向において２分割された２分割式のものからなるようにするとともに、当該２分割された上下各コラムのうちのいずれか一方側のコラムが他方側のコラム内に嵌り込んで両者が互いにスライド運動可能なように取付けられるようにし、上記一方側のコラムに、両コラム間において相対スライド移動が生じた時にスライド移動量に応じて摩擦抵抗値が大きくなるように形成された摺動抵抗部を設け、当該摺動抵抗部は、上記一方側のコラムの外周部に設けられ、上記相対スライド移動の生じる前の状態における上記他方側のコラムの開口端末部から所定の間隔をおいた位置から始まるとともに、上記開口端末部から遠ざかる方向へ所定の傾斜角をもって徐々に立上がり所定の高さを有した状態で上記相対スライド移動方向と平行なように延在するようにした構成を採ることとした。
【０００５】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいては、両コラム間における相対スライド運動開始時の初期荷重値を低く抑えたうえで、両コラムが相対スライド移動をして他方側のコラムの開口端末部が摺動抵抗部に達した以降は、この開口端末部が所定の傾斜角をもって徐々に立上る形状に沿って摺動抵抗部に乗り上げるように進むことにより、滑らかに摺動抵抗部との摺動状態に移行し、その後、相対スライド移動の進展とともに所定の高さを有する摺動抵抗部との接触長さが増えることよりスライド移動量に応じて摺動抵抗値が大きくなり、全体的には、所定の衝撃エネルギー吸収量を確保することができるようになる。従って、効果的な衝撃エネルギー吸収作用を行わせることができるようになる。
【０００７】
次に、請求項２記載の発明について説明する。このものも、その基本的な点は上記請求項１記載のものと同じである。すなわち、本発明においては、請求項１記載のステアリング装置用衝撃吸収装に関して、上記両コラム間に、当該両コラム間における相対スライド運動の開始段階において、当該両コラム間の相対スライド運動にて所定の摺動摩擦抵抗が生ずるように形成された摺動抵抗部材を設けるようにし、更に、このような摺動抵抗部材を介した相対スライド運動の後に、上記摺動抵抗部における摺動抵抗作用を起こさせるようにした構成を採ることとした。
【０００８】
このような構成を採ることにより、本発明のものにおいても、上記請求項１記載のものと同様、相対スライド運動に応じてストローク荷重を大きく採ることができるようになり、最終的には効果的な衝撃エネルギー吸収作用を発揮させることができるようになる。すなわち、両コラム間における相対スライド運動の初期の段階においては、初期荷重、すなわち、静摩擦係数にて規制される初期ピーク荷重が比較的小さな値となるように設定された摺動抵抗部材の作用にてエネルギー吸収作用が行われるようにし、そして、相対スライド運動が始まって動摩擦係数にて相対スライド運動が規制されるようになった状態においては、スライド移動量（ストローク量）に応じて摩擦抵抗値が大きくなるように設定された摺動抵抗部におけるエネルギー吸収作用を行わせるようにしたので、ピーク荷重となる初期荷重を低く抑えたうえで、所定のストローク中においては、ストローク量に応じてストローク荷重を増大化させるようにすることができるようになる。これによって、十分なエネルギー吸収量を確保することができるようになる。その結果、効果的な二次衝突エネルギーの吸収作用を行わせることができるようになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１ないし図４を基に説明する。本実施の形態に関するものの、その構成は、図１及び図２に示す如く、ステアリングシャフトの外側に設けられるものであってチューブ状の形態からなるとともに、これらが上下方向において２分割されたアッパコラム２及びロアコラム１と、これら二つのコラム１、２の分割部における開口端末部１１、２１どうしが、互いにスライド運動可能なように設置されるとともに、このような上下各コラム１、２の間に設置されるものであって、これら両コラム１、２間に、所定の摩擦抵抗を生じさせるように設けられる摺動抵抗部材３と、からなることを基本とするものである。なお、この摺動抵抗部材３は、図１及び図２に示す如く、ワイヤ状のものからなるものであって、全体がＵ字状の形態からなり、アッパコラム２の開口端末部２１のところに設けられるようになっているものである。そして、このような摺動抵抗部材３の、その摺動部３１が両コラム１、２の軸線方向に平行なように設けられるようになっているものである。
【００１０】
このような基本構成からなるものにおいて、上記ロアコラム１の外周部であって開口端末部１１に近いところには、図１に示す如く、本ロアコラム１の軸線方向に平行なように、かつ、その径方向に所定の高さ（Ｈ）を有するものであって、その外周面がアッパコラム２の内周面との間において、所定の接触抵抗を有するように形成されたビード部１５が設けられるようになっている。このビード部１５は、その軸線方向への立上がり部のところに所定の傾斜角（θ）からなる傾斜部１５５を有するようになっており、この傾斜部１５５のところに、両コラム１、２が相対スライド運動をしたときに、上記アッパコラム２の開口端末部２１の内周面が最初に係合するようになっているものである。
【００１１】
なお、このようなビード部１５は、ロアコラム１の横断面形において、その中心（Ｏ）を基点にして放射状に複数個設けられるようになっているものである。また、このビード部１５とアッパコラム２に設けられるワイヤ状の部材からなる摺動抵抗部材３との関係は、図２に示す如く、それぞれが平行に設置されるようになっており、両コラム１、２が相対摺動運動をした時に、両者が干渉をしないような位置にそれぞれが配置されるようになっているものである。また、上記ビード部１５の高さ（Ｈ）は、ワイヤからなる摺動抵抗部材３の径（Ｄ）と比べて、ほぼ同等か、あるいは、それよりもわずかにではあるが大きな値を有するように設定されるようになっているものである。
【００１２】
次に、このような構成からなる本実施の形態のものについての、その作動態様、特に、衝撃エネルギー吸収作用について説明する。まず、両コラム１、２間に、二次衝突に関する衝撃力が作用すると、アッパコラム２とロアコラム１との間においては、この間に存在する摺動抵抗部材３の摺動部３１を介して相対スライド運動が生ずることとなる。そして、このときのスライド運動、すなわち、滑り運動の最初の段階においては、上記摺動部３１とロアコラム１の外周面との間に形成される静摩擦力によって、図４に示す初期荷重（Ｐ）が生ずることとなる。そして、上記摺動抵抗部材３がアッパコラム２とともに、図２の矢印方向に相対スライド運動を開始すると、摺動部３１とロアコラム１の外周部との間における摺動抵抗は動摩擦係数によって規制されるものとなり、その値は、図４に示す如く、上記初期荷重（Ｐ）よりも小さな値（低い値）となる。そして更に、このような相対スライド運動が、図２に示す如く、更に進んで、アッパコラム２の開口端末部２１のところがロアコラム１に設けられたビード部１５の傾斜部１５５のところへ乗り上げるように進むと、両コラム１、２間における摺動接触面積（長さ）は、上記ビード部１５の外周部とアッパコラム２の内周面との間の接触部が相対スライド量（ストローク量）に比例して増えることと相まって、増加するようになる。その結果、両コラム１、２間における摺動摩擦力（荷重）は、上記摺動抵抗部材３によるものに加えて、最終的には、図４に示す如く、右上がり状に増加することとなる。
【００１３】
また、本実施の形態のものにおいては、例えば図２に示す如く、摺動抵抗部材３の設けられるアッパコラム２の開口端末部２１とロアコラム１に設けられるビード部１５の立上がり部との間に所定の間隔（Ｌ）を設けることによって、摺動抵抗部材３による摺動摩擦現象（図３の下半分図示）と、ビード部１５による摺動摩擦現象（図３の上半分図示）との間に、所定の時間遅れ（タイムラグ）が生ずるようにしている。このようなライムラグを設けるとともに、衝撃エネルギー入力時における最初のピーク荷重（図４のＰ）の値を、摩擦係数が小さな値になるように設定された摺動抵抗部材３を採用することによって低下させることができる。そして、両コラム１、２間における相対スライド運動が進展して動摩擦係数が対象とされるようになった時点においては、上記摺動抵抗部材３による摩擦力（図３の下半分図示）の他に、ビード部１５による摩擦力（図３の上半分図示）が合算されるようにするとともに、当該ビード部１５による摺動摩擦力を接触部の長さが増大化するのにともなって増加するようにしているので、全体の摩擦力（荷重）も、図４に示す如く、増加するようになる。その結果、本実施の形態のものにおいては、静摩擦係数によって規制される初期荷重値（Ｐ）を低く抑えるとともに、全ストローク範囲内におけるエネルギー吸収量は所定の値を満たすように設定することができるようになる。また、このような衝撃エネルギー吸収特性をもたせることによって、乗員の胸部がステアリングホイールに衝突したときの最初の入力荷重（初期荷重）を低く抑えることによって乗員の胸部の損傷を回避することができるようになるとともに、入力される総衝撃エネルギーを両コラム１、２間の全ストローク間において、効率良く吸収することができるようになる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、ステアリング装置用衝撃吸収装置に関して、ステアリングシャフトの外側に設けられるコラムチューブを、上下方向において２分割された２分割式のものからなるようにするとともに、当該２分割された上下各コラムのうちのいずれか一方側のコラムが残りのもう一方側のコラム内に嵌り込んで両者が互いにスライド運動可能なように取付けられるようにし、このような両コラムのうちのいずれか一方側に、両コラム間において相対スライド移動が生じた時にスライド移動量に応じて摩擦抵抗値が大きくなるように形成された摺動抵抗部を設けるようにした構成を採ることとしたので、両コラム間における相対スライド運動開始時の初期荷重値を低く抑えたうえで、ストローク荷重値をスライド移動量（ストローク量）に応じて大きく採ることができるようになった。その結果、全体的には、所定の衝撃エネルギー吸収量を確保することができるようになり、効果的な衝撃エネルギー吸収作用を行わせることができるようになった。
【００１５】
また、上記摺動抵抗部を、内側に設けられるコラムの、その外周部のところに設けられるものであって両コラム間の相対スライド移動量に応じて摩擦抵抗値が大きくなるように、かつ、外側のコラムの内周面に所定の接触抵抗を有した状態で接触するように形成された複数のビード部からなるようにしたものにおいては、上記ビード部の上端部と外側コラムの内周面との間における相対スライド運動によって所定の滑り摩擦運動が行われ、これによってエネルギー吸収作用が行われるようになり、上記スライド運動中における摩擦抵抗値を相対移動量（ストローク量）に応じて大きくすることができるようになり、ストローク荷重を相対スライド移動量に応じて大きく採ることができるようになった。その結果、全体的には十分なエネルギー吸収能力を確保することができるようになり、効果的な衝撃エネルギー吸収作用を発揮させることができるようになった。
【００１６】
また、上記両コラム間における相対スライド運動の最初の段階においては摩擦係数の小さな部材からなる摺動抵抗部材が働くようにし、更に、このような摺動抵抗部材を介した相対スライド運動の後に、ストローク量に応じて摩擦抵抗値が増加するように形成されたビード部等からなる摺動抵抗部を作動させるようにした構成を採ることとしたので、両コラム間における相対スライド運動の初期の段階においては、初期荷重、すなわち、静摩擦係数にて規制される初期ピーク荷重を比較的小さな値に設定することができるようになった。また、相対スライド運動が始まって動摩擦係数にて相対スライド運動が規制されるようになった状態においては、スライド移動量（ストローク量）に応じて摩擦抵抗値が大きくなるように設定することができるようになった。従って、ピーク荷重となる初期荷重を低く抑えたうえで、全ストローク中においては、ストローク量に応じてストローク荷重を増大化させるようにすることができるようになり、これによって、十分なエネルギー吸収量を確保することができるようになった。その結果、効果的な二次衝突エネルギーの吸収作用を行わせることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明にかかる摺動抵抗部材とロアコラムに設けられた摺動抵抗部（ビード部）との関係を示す平面図である。
【図３】本発明にかかる摺動抵抗部（ビード部）及び摺動抵抗部材の作動状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明にかかる衝撃エネルギー吸収装置のエネルギー吸収態様を示す図（グラフ）である。
【図５】従来のものの衝撃エネルギー吸収態様を示す図（グラフ）である。
【符号の説明】
１  ロアコラム
１１  開口端末部
１５  摺動抵抗部（ビード部）
１５５  傾斜部
２  アッパコラム
２１  開口端末部
３  摺動抵抗部材
３１  摺動部
【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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