JP2003165448A - ステアリング装置用衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次衝突に関する衝撃エネルギーの吸収作用
を効率的に行なわせるようにする。 【解決手段】 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、からなるようにする。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、ロ
アコラム１の軸線方向に平行なように、かつ、その径方
向に所定の高さを有するものであってアッパコラム２の
内周面に所定の接触抵抗を有した状態で係合するように
形成されたビード部１５を設ける。

Description

【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。

【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、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。

【０００６】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、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
係合して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、このような各コラムのうちの内側に存
在するものの、その外周部のところに、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
に形成されるものであって、その運動方向に平行なよう
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を
設けるようにした構成を採ることとした。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
るようになり、これによってエネルギー吸収作用が行わ
れるようになる。特に、上記スライド運動中における摩
擦抵抗値が相対移動量（ストローク量）に応じて大きく
なるように形成された、すなわち、接触長さが長くなる
ように形成されたビード部を上記両コラムの接触部のと
ころに設けるようにしたので、ストローク荷重は相対ス
ライド移動量に応じて大きくなり、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
る。その結果、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。

【０００７】次に、請求項３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または
請求項２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または請求項２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、上記摺動抵抗部またはビード部
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または請求項２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またはビード部におけるエ
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１
１、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１
５５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

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 修 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D030 DE05 DE28 3J066 AA04 AA23 BA03 BB01 BC01 BF02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   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ことを特徴とするステアリン
   グ装置用衝撃吸収装置。
2. 【請求項２】 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係合して両者が互いにス
   ライド運動可能なように取付けられるようにし、このよ
   うな各コラムのうちの内側に存在するものの、その外周
   部のところに、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形成されるものであっ
   て、その運動方向に平行なように、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
   に形成されたビード部を設け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。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のステアリ
   ング装置用衝撃吸収装において、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、上記摺動抵抗部またはビード
   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。