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1. WO2012063609 - SUPPORT DEVICE FOR STEERING COLUMN

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明 細 書

発明の名称 ステアリングコラム用支持装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026  

先行技術文献

特許文献

0027  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0028  

課題を解決するための手段

0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047  

発明の効果

0048  

図面の簡単な説明

0049  

発明を実施するための形態

0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118  

産業上の利用可能性

0119  

符号の説明

0120  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37  

明 細 書

発明の名称 : ステアリングコラム用支持装置

技術分野

[0001]
 この発明は、衝突事故の際に運転者の身体からステアリングホイールに加わった衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングコラムを車体に対し前方への変位を可能に支持するためのステアリングコラム用支持装置に関する。

背景技術

[0002]
 自動車用ステアリング装置は、図31に示すように、ステアリングホイール1の回転をステアリングギアユニット2の入力軸3に伝達し、この入力軸3の回転に伴って左右1対のタイロッド4を押し引きして、操舵輪である前輪に舵角を付与するように構成されている。ステアリングホイール1は、ステアリングシャフト5の後端部に支持固定されており、このステアリングシャフト5は、円筒状のステアリングコラム6を軸方向に挿通した状態で、このステアリングコラム6に回転自在に支持されている。また、ステアリングシャフト5の前端部は、自在継手7を介して中間シャフト8の後端部に接続し、この中間シャフト8の前端部は、別の自在継手9を介して、入力軸3に接続されている。なお、中間シャフト8は、トルクを伝達可能に、かつ、衝撃荷重により全長を収縮可能に構成されており、衝突事故における自動車が他の自動車などに衝突する一次衝突の際に、ステアリングギアユニット2の後方への変位に拘らず、ステアリングシャフト5を介してステアリングホイール1が後方に向けて変位して、運転者の身体を突き上げてしまうことが防止されている。
[0003]
 このような自動車用ステアリング装置において、運転者のさらなる保護のため、衝突事故の際に、衝撃エネルギを吸収しつつ、ステアリングホイールを前方に変位させる構造とすることが必要とされる。すなわち、衝突事故の際には、一次衝突に続いて、運転者の身体がステアリングホイール1に衝突する二次衝突が発生する。この二次衝突の際に、運転者の身体に加わる衝撃を緩和して、運転者の保護を図るために、ステアリングホイール1を支持したステアリングコラム6を車体に対し、二次衝突に伴う前方への衝撃荷重により前方に離脱可能に支持するとともに、このステアリングコラム6とともに前方に変位する部分と車体との間に、塑性変形することで衝撃荷重を吸収するエネルギ吸収部材を設けたステアリングコラム用支持装置の構造は知られており(特許文献1~3参照)、すでに広く実施されている。
[0004]
  図32~図34は、このようなステアリング装置の1例を示している。ステアリングコラム6aの前端部に、電動式パワーステアリング装置を構成する減速機などを収納するハウジング10を固定している。また、ステアリングコラム6aの内側にステアリングシャフト5aを、回転のみ自在に支持しており、このステアリングシャフト5aの後端部でステアリングコラム6aの後端開口から突出した部分に、ステアリングホイール1(図31参照)を固定自在としている。そして、ステアリングコラム6aおよびハウジング10を、車体に固定された平板状の車体側ブラケット(図示せず)に対し、前方に向いた衝撃荷重に基づいて前方への離脱を可能に支持している。
[0005]
 このため、ステアリングコラム6aの中間部に支持したコラム側ブラケット12と、ハウジング10に支持したハウジング側ブラケット13とを、いずれも前方に向いた衝撃荷重により前方に離脱するように、車体に対し支持している。これらのブラケット12、13はいずれも、1~2箇所の取付板部14a、14bを備え、これらの取付板部14a、14bに、それぞれ後端縁側に開口する切り欠き15a、15bを形成している。そして、これらの切り欠き15a、15bを覆う状態で、これらのブラケット12、13の左右両端寄り部分に、それぞれ滑り板16a、16bを組み付けている。
[0006]
 これらの滑り板16a、16bはそれぞれ、表面に、ポリアミド樹脂(ナイロン)、ポリ四フッ化エチレン樹脂(PTFE)などの滑りやすい合成樹脂製の層を形成した、炭素鋼板、ステンレス鋼板などの金属薄板を曲げ成形することにより、上板部と下板部の後端縁同士を連結板部により連結した、略U字形としている。そして、それぞれの上板部と下板部の互いに整合する部分に、ボルトもしくはスタッドを挿通するための通孔を形成している。これらの滑り板16a、16bを、それぞれの取付板部14a、14bに装着した状態で、これらの通孔は、これらの取付板部14a、14bに形成した、切り欠き15a、15bに整合する。
[0007]
 コラム側ブラケット12およびハウジング側ブラケット13は、取付板部14a、14bの切り欠き15a、15bおよび滑り板16a、16bの通孔を挿通した、ボルトもしくはスタッドとナットとを螺合し、さらに締め付けることにより、車体側ブラケットに支持される。二次衝突時に、ボルトもしくはスタッドが滑り板16a、16bとともに、切り欠き15a、15bから抜け出して、ステアリングコラム6aおよびハウジング10が、コラム側ブラケット12、ハウジング側ブラケット13、およびステアリングホイール1とともに、前方に変位することを許容する。
[0008]
 また、図示の例では、ボルトもしくはスタッドと、コラム側支持ブラケット12との間に、エネルギ吸収部材17を設けている。そして、このコラム側ブラケット12が前方に変位するのに伴って、エネルギ吸収部材17を塑性変形させ、ステアリングホイール1から、ステアリングシャフト5aおよびステアリングコラム6aを介してコラム側ブラケット12に伝わった衝撃エネルギを吸収するようにしている。
[0009]
 二次衝突時には、図33に示す通常の状態から、図34に示すように、ボルトもしくはスタッドが、切り欠き15a、15aから抜け出して、コラム側ブラケット12が前方に変位することを許容し、ステアリングコラム6aが、このコラム側ブラケット12とともに前方に変位した状態となる。この際、ハウジング側ブラケット13に関しても、車体から離脱し、このハウジング側ブラケット13が前方に変位することを許容する。そして、コラム側ブラケット12の前方への変位に伴って、エネルギ吸収部材17がそれぞれ塑性変形し、運転者の身体から、ステアリングシャフト5aおよびステアリングコラム6aを介して、コラム側ブラケット12に伝わった衝撃エネルギを吸収し、運転者の身体に加わる衝撃を緩和する。
[0010]
 図32~図34に示した構造では、コラム側ブラケット12を左右両側2箇所位置で車体側ブラケットに対し、二次衝突時に前方への離脱を可能に支持している。したがって、二次衝突時には、左右1対の支持部の係合を同時に外れさせることが、ステアリングホイール1を前方に、二次衝突発生の瞬間の状態のまま傾斜させずに、安定して変位させるためには重要となる。しかしながら、左右1対の支持部の係合を同時に外れさせるためのチューニングは、これらの支持部を外れさせることに対する摩擦抵抗、剪断抵抗などの抵抗や、ステアリングコラム6aとともに前方に変位する部分の慣性質量に関する左右のアンバランスなどの影響があるため、手間の掛かる作業となる。
[0011]
 二次衝突時にステアリングコラムの前方への離脱を安定させるためには、特許文献1に記載された構造を採用することが効果的である。図35~図37は、特許文献1に記載された従来構造を示している。この構造では、車体側に支持固定されて、二次衝突時にも前方に変位することのない車体側ブラケット11の幅方向中央部に前端縁側が開口した係止切り欠き18を、この車体側ブラケット11の前端縁側が開口する状態で形成している。また、ステアリングコラム6b側にコラム側ブラケット12aを支持固定して、二次衝突時にこのコラム側ブラケット12aを、ステアリングコラム6bとともに前方に変位可能としている。
[0012]
 さらに、このコラム側ブラケット12aに固定した係止カプセル19の左右端部を、係止切り欠き18に係止している。すなわち、この係止カプセル19の左右側面のそれぞれに形成した係止溝20を、係止切り欠き18の左右側縁部のそれぞれに係合させている。したがって、係止カプセル19の左右端部で係止溝20の上側に存在する部分は、係止切り欠き18の両側部分で、車体側ブラケット11の上側に位置している。車体側ブラケット11と係止カプセル19とは、係止溝20と係止切り欠き18の左右側縁部とを係合させた状態で、これらの部材11、20の互いに整合する部分に形成した小係止孔21a、21bに係止ピン22を圧入することで結合する。これらの係止ピン22は、アルミニウム系合金、合成樹脂などの、二次衝突時に加わる衝撃荷重で裂断する、比較的軟質の材料により形成されている。
[0013]
 二次衝突時に、ステアリングコラム6bからコラム側ブラケット12aを介して、係止カプセル19に、前方に向いた衝撃荷重が加わると、係止ピン22が裂断する。そして、係止カプセル19が係止切り欠き18から前方に抜け出して、ステアリングコラム6b、さらにはステアリングシャフトを介してこのステアリングコラム6bに支持されたステアリングホイール1の前方への変位が許容される。
[0014]
 図35~図37に示した構造の場合、コラム側支持ブラケット12aに固定した係止カプセル19と車体側固定ブラケット11との係合部が、幅方向中央部の1個所のみである。このため、二次衝突時にこの係合部の係合を解除し、ステアリングホイール1を前方に安定して変位させるためのチューニングが容易になる。
[0015]
 ただし、この従来構造では、車体側ブラケット11の形状が特殊であるため、この車体側ブラケット11を車体に結合固定するための構造が複雑になるほか、組み付け高さが嵩むため、ステアリング装置の設計の自由度が損なわれるという問題がある。また、部品点数が多くなり、部品加工、部品管理、組立作業がいずれも面倒になって、コストが嵩む。さらには、組み立て高さ、たとえば、ステアリングコラム6bの中心から車体側の被取付面までの距離が大きくなり、このステアリングコラム6bと運転者の膝とが干渉しないようにするための設計が難しくなるなどの不利益がある。さらに、二次衝突後に、係止カプセル19が車体側ブラケット11から完全に離脱した場合に、ステアリングコラム6aがステアリングホイール1とともに過度に下降することを防止するための構造については。考慮がなされていない。
[0016]
 さらに、図35~図37に示した従来構造の場合、二次衝突時に車体ブラケット11側に形成した係止切り欠き18からコラム側ブラケット12a側に固定した係止カプセル19が離脱するための荷重(離脱荷重)を低減するための考慮は、特になされていない。たとえば、車体ブラケット11側に形成した係止切り欠き18の内側縁と係止カプセル19の左右両側縁とが直接対向している。二次衝突時には、これら係止切り欠き18の内側縁と係止カプセル19の左右両側縁とが摩擦係合しつつ、この係止カプセル19が係止切り欠き18から前方に抜け出る。したがって、二次衝突時に運転者の身体に加わる衝撃を緩和すべく、係止カプセル19を係止切り欠き18から前方に向け、円滑に抜け出るようにするためには、係止切り欠き18の内側縁と係止カプセル19の左右両側縁との間に作用する摩擦力を低く抑える必要がある。
[0017]
 一方、車体側ブラケット11に関しては、必要な強度および剛性を確保するため、炭素鋼板などの鉄系金属板に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施すことにより造る場合が多い。そして、係止切り欠き18の内側縁に関しては、この係止切り欠き18を打ち抜き加工により形成する際に生じた破断面が残る状態となる。破断面の面粗さは大きく、相手面との摩擦抵抗が大きくなるため、二次衝突時に係止カプセル19が係止切り欠き18から前方に抜け出るために要する力を、低く、かつ、安定させる面からは不利になる。
[0018]
 また、係止カプセル19に関しても、車体側ブラケット11とコラム側ブラケット12aとの結合部の信頼性、耐久性を十分に確保するためには、軟鋼などの鉄系金属ないしはアルミニウム系合金などの金属材料製とする場合が多い。各部の材料をこのように選択した場合、車体側ブラケット11と係止カプセル19は、係止切り欠き18の内側縁と係止カプセル19の左右両側縁との摩擦係合部を含め、全体が金属同士で摩擦係合することになる。
[0019]
 金属材料同士の摩擦係合部の摩擦係数は比較的大きい。このため、二次衝突の状況により、係止カプセル19と係止切り欠き18との摩擦係合部に大きな面圧が加わる状況では、係止カプセル19が係止切り欠き18から前方に抜け出るために要する荷重が少し大きくなってしまう。また、係止カプセル19を合成樹脂や軽合金など、車体側ブラケット11を構成する炭素鋼板よりも軟質の材料製とした場合には、面粗さが大きい破断面が露出した、係止切り欠き18の内側縁が係止カプセル19の側面に、この側面を削り取るようにして食い込む可能性がある。このような場合も、係止カプセル19が係止切り欠き18から前方に抜け出るために要する荷重が少し大きくなってしまう。特に、衝突事故に伴って係止カプセル19に、斜め前方に向いた力が加わった場合には、係止カプセル19と係止切り欠き18との摩擦係合部に大きな面圧が加わる。この結果、係止カプセル19が係止切り欠き18から前方に抜け出るために要する離脱荷重が大きくなってしまうが、この離脱荷重が大きくなる状態は、運転者保護を充実させる観点から好ましくない。
[0020]
 また、図31~図34に示した構造のように、ステアリングホイール1の上下位置を調節するためのチルト機構と、その前後位置を調節するためのテレスコピック機構との両方を備えた、チルト・テレスコピック式ステアリング装置においては、二次衝突時に、ステアリングホイール1からステアリングシャフト5aを介してステアリングコラム6aに伝わった衝撃荷重は、このステアリングコラム6aの一部に設けた変位側ブラケットである被支持板部32と、コラム側ブラケット12を構成する支持板部34の上下方向長孔35とを挿通した調節ロッド37を介して、コラム側ブラケット12に入力される。すなわち、二次衝突時には、この調節ロッド37が、上下方向長孔35の前側内側縁を強く押す。この結果、コラム側ブラケット12には、調節ロッド37を力点(入力部)とし、コラム側ブラケット12とこれを車体側ブラケットに結合するボルトとの結合部を支点として、図33および図34における時計方向のモーメントが、衝撃的に加わる。このようなモーメントにより、コラム側ブラケット12の上面前端縁部が、車体側ブラケットの下面に強く押し付けられる。この結果、当該部分に大きな摩擦力が作用し、車体側ブラケットから抜け出るために要する離脱荷重が、大きく、しかも不安定になる。このような状態についても、運転者保護を充実させる観点から好ましいものではない。
[0021]
 このコラム側ブラケット12と車体側ブラケットとの当接部に加わる面圧は、前記モーメントが大きくなるほど高くなり、このモーメントは、前記支点となる結合部と前記衝撃荷重の入力部との距離が大きくなるほど大きくなる。この入力部は、上下方向長孔35の内側縁と調節ロッド37の外周面との突き当たり部であり、この突き当り部は、通常、ステアリングコラム6aの本体部分よりも下方に存在する。このため、前記結合部と前記入力部との距離が大きく、前記モーメントが大きくなり、この当接部の面圧が高くなって、前記離脱荷重を、低く、かつ、安定させることが難しい。
[0022]
 図35~図37に示した従来構造は、チルト・テレスコピック式ステアリング装置に適用することを前提としていないが、この構造をチルト・テレスコピック式ステアリング装置に適用した場合には、同様の問題は生じうる。ただし、図35~図37に示したような、左右側面に係止溝20を形成した係止カプセル19を使用した場合、車体側ブラケット11の下面と、コラム側ブラケット12aの上面とが十分に離れるため、二次衝突に伴ってこのコラム側ブラケット12aに上述のようなモーメントが加わっても、このコラム側ブラケット12aの上面と、車体側ブラケット11の下面とが当接することはない。
[0023]
 特に、係止カプセル19を、軽合金や合成樹脂のような、車体側ブラケット11を構成する鋼板に比べて軟らかい材料により作製すれば、上述のような原因による離脱荷重の増大やばらつきを、ある程度は抑えられる。これは、前記モーメントに基づいて車体側ブラケット11の下面に強く押し付けられた、係止カプセル19の一部が塑性変形して、当接面積が拡がり、当接部の面圧が低くなることに加えて、この一部が相手面に食い込みにくい性状となるためである。これらにより、係止カプセル19の前方への移動に伴って、この係止カプセル19の係止溝20の下側を仕切る底板部の上面が車体側ブラケット11の下面に食い込みにくくなり、前記離脱荷重の絶対値およびばらつきを低く抑えやすくなる。
[0024]
 ただし、係止カプセル19を軽合金や合成樹脂製とした場合であっても、条件によっては、前記モーメントの影響を受けて、前記離脱荷重の絶対値およびばらつきを、必ずしも十分には低くできない可能性がある。また、強度および剛性の確保などの理由から、係止カプセル19を鉄系合金製とした場合には、同様の原因により、離脱荷重の絶対値やばらつきが大きくなる可能性がある。
[0025]
 特許文献6には、ステアリングコラムの上面にブラケットを溶接固定し、二次衝突時に、このブラケットの前端縁とコラム側ブラケットの一部後端縁とを衝合させる構造が記載されている。特許文献6に記載された構造によれば、二次衝突時に、コラム側ブラケットに加わるモーメントを小さく抑えて、このコラム側ブラケットが車体側ブラケットから前方に抜け出すために要する離脱荷重を小さく抑えられる。ただし、特許文献6に記載された構造は、図32~34に示した構造のように、コラム側ブラケットを左右2箇所位置で車体側ブラケットに支持しているため、ステアリングホイール1を前方に安定して変位させるためのチューニングに手間を要する。また、二次衝突後にステアリングホイール1が過度に下降することを防止できる構造を実現することもできない。
[0026]
 なお、ステアリングコラム用支持装置に関連する技術を記載した刊行物のうち、特許文献3には、二次衝突時にステアリングホイールに衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和するため、ステアリングホイールとともにステアリングコラムが前方に変位するのに伴って塑性変形する、エネルギ吸収部材が記載されている。また、特許文献4および5には、ステアリングホイールの位置調節可能な構造で、このステアリングホイールを調節後の位置に保持する保持力を大きくするため、複数枚の摩擦板を重ね合わせて摩擦面積を増大させる構造が記載されている。ただし、これらの特許文献3~5にも、ステアリングコラム側に支持した係止カプセルが、車体側ブラケットに設けた係止切り欠きから前方に抜け出るために要する荷重を低く抑えるための技術は記載されていない。

先行技術文献

特許文献

[0027]
特許文献1 : 実開昭51-121929号公報
特許文献2 : 特開2005-219641号公報
特許文献3 : 特開2000-6821号公報
特許文献4 : 特開2007-69821号公報
特許文献5 : 特開2008-100597号公報
特許文献6 : 実開平1-69075号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0028]
 本発明は、上述のような事情に鑑みて、二次衝突時にステアリングホイールを前方に安定して変位させるためのチューニングが容易で、しかも、車体側ブラケットの下面とコラム側ブラケットまたは係止カプセルの上面とが強く擦れ合わないようにして、離脱荷重の絶対値およびばらつきを少なく抑えられ、さらには、係止カプセルとコラム側ブラケットとの結合部のモーメント剛性を高くでき、かつ、必要に応じて、二次衝突後にステアリングホイールが過度に下降することを防止できる構造を実現することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0029]
 本発明のステアリングコラム用支持装置は、
 ステアリングコラムの軸方向に伸長する係止孔を幅方向中央部に備え、車体側に支持固定されて、二次衝突時にも前方に変位することのない車体側固定ブラケットと、
 ステアリングコラム側に支持されたコラム側ブラケットと、
 前記コラム側ブラケットに固定され、この固定された状態で、前記係止孔に両端部が係止される被係止部と、この被係止部の上側に設けられ、前記係止孔の最大幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、この係止孔の両側部分で前記車体側ブラケットの上側に位置する鍔部を有する上側部とを備える係止カプセルと、
を備えている。
[0030]
 そして、前記係止カプセルの鍔部の下面と、この鍔部の下方に存在する下側抑え板部の上面との間で、前記車体側ブラケットのうちで前記係止孔の両側部分を挟持した状態に、前記係止カプセルと前記車体側ブラケットとを組み合わせることにより、前記コラム側ブラケットを前記車体側ブラケットに対し、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持している。
[0031]
 特に、本発明のステアリングコラム用支持装置においては、二次衝突に伴って、前記ステアリングコラムから前記コラム側ブラケットに加わるモーメントに基づいて、前記下側抑え板部の上面前端縁部が前記車体側ブラケットの下面に押し付けられた状態で、これら上面前端縁部と車体側ブラケットの下面との当接部の面圧が上昇することを抑える面圧上昇抑制手段が設けられている。
[0032]
 前記係止カプセルとして、前記被係止部を下半部とし、前記上側部を上半部とし、この下半部と上半部とから構成されるものを使用する。そして、前記係止カプセルの被係止部(下半部)の下面を、前記コラム側ブラケットを構成する上板部の上面に当接させるとともに、前記鍔部の下面と前記コラム側ブラケットの上板部の上面との間で、前記車体側ブラケットのうちで前記係止孔の両側部分を挟持する。すなわち、前記コラム側ブラケットの上板部のうち、前記鍔部の下方に存在する部分が、前記下側抑え板部に相当する。
[0033]
 前記面圧上昇抑制手段として、前記下側抑え板部の上面前端寄り部分に形成された、この下側抑え板部の前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面、もしくは、前記鍔部の前端縁よりも前方に突出した状態で前記下側抑え板部の前端部に設けられた延長部の何れかを採用できる。
[0034]
 なお、前記傾斜面を採用した態様において、この傾斜面としては、断面円弧状(部分円筒面状)の凸曲面が、好ましく使用できる。最も好ましくは、この凸曲面の断面形状を表す円弧と、前記下側抑え板部の上面の中間部ないし基端寄り部分の断面形状を表す直線とを滑らかに連続させた構造、言い換えれば、この直線を前記円弧の接線方向に連続させた構造とする。
[0035]
 上記2つの態様の構造を組み合わせてもよい。すなわち、前記延長部を採用した態様において、この延長部の上面前端寄り部分に、この延長部の前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面を形成した構造とする。
[0036]
 また、本発明において、前記下側抑え板部の上面と前記車体側ブラケットの下面との当接部に、これら下側抑え板部および車体側ブラケットを構成する金属とは異なる材料からなり、この当接部の摩擦係数を低減する低摩擦材層を介在させることが好ましい。
[0037]
 さらに、本発明において、前記係止孔の前後方向に関する長さを、前記係止カプセルの同方向の長さよりも大きくする。具体的には、この係止孔の前後方向に関する長さを、二次衝突時に、前記ステアリングコラムとともに、この係止カプセルが前方に変位した状態でも、この係止カプセルの少なくとも一部が前記車体側ブラケットの前端部の上側に位置して、この係止カプセルが脱落することを防止できるだけの長さとする。
[0038]
 また、前記係止孔の形状に関して、前記係止孔のうちの少なくとも後端部の左右側縁が、後方に向かうほど互いに近づく方向に傾斜するように構成することが好ましい。
[0039]
 本発明のステアリングコラム用支持装置における別の態様では、代替的または追加的に、前記離脱荷重の絶対値およびばらつきを少なく抑える手段として、次のような構造が採用される。すなわち、この態様では、前記コラム側ブラケットが、左右1対の支持板部およびこれらの支持板部の上端縁同士を連続させる上板部を備え、これらの支持板部同士の間に前記ステアリングコラムの中間部を挟持し、さらに、このステアリングコラムよりも下側に存在する杆状部材により前記支持板部同士の間隔を縮める方向の力を付与することで、前記ステアリングコラムを支持するとともに、前記係止カプセルを前記上板部の上面に支持固定している構造において、前記ステアリングコラムの中間部で前記コラム側ブラケットを構成する左右1対の支持板部よりも後側部分に、このステアリングコラムの左右側面から左右側方に突出する1対の突片を固設し、これらの突片の前側縁を前記支持板部の後側縁のうちで前記杆状部材よりも上側位置部分に対向させることにより、二次衝突時に前記ステアリングコラムから前記コラム側ブラケットに伝達する衝撃荷重を、前記杆状部材を介さずに、前記突片の前側縁と前記支持板部の後側縁との当接部を通じて伝達する構成としている。
[0040]
 前記突片を設置した高さ位置が互いに同じであり、かつ、これらの突片の設置位置が、前記ステアリングコラムの直径方向反対側2箇所位置、もしくは、これよりも上側位置であることが好ましい。
[0041]
 前記ステアリングコラムが軽合金のダイキャスト成形により造られたものであって、このステアリングコラムが前記支持板部同士の間に、これらの支持板部に対する位置調節を可能に挟持されており、前記突片が前記ステアリングコラムと一体に設けられていることが好ましい。
[0042]
 本発明のステアリングコラム用支持装置におけるさらに別の態様では、代替的または追加的に、前記係止カプセルの幅方向両側部分と、前記車体側ブラケットの一部で前記係止孔の幅方向両側に位置する部分との係合部のうち、少なくとも幅方向に関して片側の係合部に、低摩擦材製の滑り層を介在させている。
[0043]
 前記滑り層を、前記車体側ブラケットおよび前記係止カプセルとは別体の滑り板により構成することができる。この場合、この滑り板は、前記車体側ブラケットの上面のうちで前記係止孔の周囲部分に載置される平板状の取付板部と、この取付板部の内側縁から下方に折れ曲がった垂下板部とからなり、この垂下板部が、前記係止孔に内嵌された状態で、この係止孔の内側縁のうちの少なくとも左右側縁の上部を覆っており、前記取付板部が、前記係止カプセルの鍔部の下面と前記車体側ブラケットの上面で前記係止孔の周囲部分との間に挟持される。
[0044]
 この構成において、前記垂下板部の下端縁から、前記取付板部と同方向に折れ曲がった底板部を設け、前記車体側ブラケットの一部で前記係止孔の周囲部分が、この底板部の上面と前記取付板部の下面との間に挟持される構造とすることが好ましい。
[0045]
 前記滑り板の取付板部に、前記係止カプセルの鍔部に形成された小通孔と整合する部分に、複数個の小通孔を形成し、前記鍔部と前記車体側ブラケットとの間で前記取付板部を挟持した状態で、前記係止カプセルの小通孔と前記車体側ブラケットに設けられた小通孔もしくは小切り欠き部との間に、結合ピンを掛け渡すことを可能とすることができる。
[0046]
 なお、このさらなる別態様において、衝撃荷重に対する前記係止カプセルと前記車体側ブラケットとの結合強度を、前記ステアリングコラムを挟んで左右非対称とすることが好ましい。具体的には、(1)左右の結合ピンの本数を互いに異ならせる、(2)左右の結合ピンの太さを互いに異ならせる、(3)前記係止カプセルに対する前記コラム側ブラケットの結合固定位置を、この係止カプセルの幅方向中央部から、幅方向に関して何れかの方向にずらす、(4) 前記係止孔の左右内側縁のうち、一方の内側縁を前記ステアリングコラムと平行とし、他方の内側縁が、前方に向かうに従ってこの一方の内側縁から離れる方向に傾斜させる、(5)前記車体側ブラケットの上面または下面の一部で、前記係止カプセルの鍔部と当接する部分のうち、幅方向に関して、前記係止孔の片側部分にのみ、低摩擦材製の滑り層を存在させる、といった手段が採用される。
[0047]
 本発明のステアリングコラム用支持装置において、コラム側ブラケットに関して、代替的に、以下の構造のものを採用できる。すなわち、この代替態様では、前記コラム側ブラケットを、それぞれが金属板を曲げ成形により形成した左右1対のブラケット素子から構成する。それぞれのブラケット素子は、上端部に設けられた取付板部と、この取付板部の内側縁から幅方向外側に向けて、この取付板部との交差角度が鋭角になるまで折れ曲がって、下方に向かうに従って幅方向外側に向かう方向に傾斜した傾斜板部と、この傾斜板部の下端縁から垂れ下がる状態で設けられた、前記ステアリングコラムに固定された部分を左右両側から挟持して支持するための支持板部とを備える。これらのブラケット素子を、それぞれの支持板部を互いに平行に配置した状態で、前記取付板部の前後複数箇所を前記係止カプセルに対し、ボルトとナット、リベットなどの結合用杆状部材により結合固定する。

発明の効果

[0048]
 本発明のステアリングコラム用支持装置によれば、二次衝突時にステアリングホイールを前方に安定して変位させるためのチューニングが容易で、しかも、二次衝突時に、車体側ブラケットの下面とコラム側ブラケットの上面などとが強く擦れ合わないようにして、離脱荷重の絶対値およびばらつきを少なく抑えることができる。かつ、必要に応じて、二次衝突後にステアリングホイールが過度に下降することも防止できる。

図面の簡単な説明

[0049]
[図1] 図1は、本発明の第1の実施形態の第1例を後上方から見た状態で示す斜視図である。
[図2] 図2は、図1の構造を一部省略して後方から見た状態で示す端面図である。
[図3] 図3は、図1の構造を一部省略して上方から見た状態で示す平面図である。
[図4] 図4は、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの結合部の構造の第1例を示す、図3の拡大a-a断面図である。
[図5] 図5は、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの結合部の構造の第2例を示す、図4と同様の図である。
[図6] 図6は、本発明の第1の実施形態の第1例についての、図4のb-b断面に相当する略断面図である。
[図7] 図7は、図6の構造を一部省略して上方から見た状態で示す平面図である。
[図8] 図8は、本発明の第1の実施形態から外れる場合の構造についての、図4のb-b断面に相当する略断面図である。
[図9] 図9は、図8のd部拡大図である。
[図10] 図10は、本発明の第1の実施形態の第2例についての、図6のc部に相当する部分の拡大図である。
[図11] 図11は、本発明の第1の実施形態の第3例を示す、図10と同様の図である。
[図12] 図12は、本発明の第2の実施形態の1例を示す、図1の中央部に相当する、要部斜視図である。
[図13] 図13は、図12を側方から見た状態で示す要部側面図である。
[図14] 図14は、ステアリングコラムを、アウタコラムとインナコラムとの嵌合部で切断するとともに、一部を省略して図13の右方から見た状態で示す図である。
[図15] 図15は、車体側ブラケットを透視した状態で図14の上方から見た状態で示す、要部平面図である。
[図16] 図16は、本発明の第3の実施形態の第1例を示す、図1の中央部に相当する、要部斜視図である。
[図17] 図17は、図16を側方から見た状態で示す要部側面図である。
[図18] 図18は、図16を上方から見た状態で示す要部平面図である。
[図19] 図19は、図18の拡大e-e断面図である。
[図20] 図20は、本発明の第3の実施形態の第1例において用いられる滑り板を、取り出して後下方から見た状態で示す斜視図である。
[図21] 図21は、本発明の第3の実施形態の第2例を示す、図19と同様の図である。
[図22] 図22は、本発明の第3の実施形態の第3例を示す、図21の左端部に相当する部分断面図である。
[図23] 図23は、本発明の第3の実施形態の第4例を示す、図18と同様の図である。
[図24] 図24は、本発明の第3の実施形態の第5例を示す、図18の上部に相当する部分略平面図である。
[図25] 図25は、離脱荷重低減のために先に考えた構造の1例を示す、図31のf-f断面に相当する図である。
[図26] 図26は、コラム側ブラケットのみを取り出して図25の上方から見た状態で示す平面図である。
[図27] 図27は、本発明の第4の実施形態における、離脱荷重低減のための構造の5例を示す、係止カプセルの平面図(A)~(C)および車体側ブラケットの平面図(D)および(E)である。
[図28] 図28は、本発明の第5の実施形態の1例を後上方から見た状態で示す斜視図である。
[図29] 図29は、図28を側方から見た状態で示す側面図である。
[図30] 図30は、図28の右方から見た端面図である。
[図31] 図31は、従来から知られているステアリング装置の1例を示す、部分切断側面図である。
[図32] 図32は、従来のステアリングコラム用支持装置の1例を、通常時の状態で示す平面図である。
[図33] 図33は、図32に示した装置の同じ状態での側面図である。
[図34] 図34は、従来のステアリングコラム用支持装置の1例に関して、二次衝突に伴ってステアリングコラムが前方に変位した状態を示す側面図である。
[図35] 図35は、従来構造の1例を示す、ステアリングコラムの中心軸に対し直交する方向に存在する仮想平面に関する断面図である。
[図36] 図36は、図35に示した構造について、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとを結合する以前の状態で示す斜視図である。5
[図37] 図37は、図37に示した構造について、ステアリングコラムを省略する代わりに結合ピンを記載した状態で示す斜視図である。

発明を実施するための形態

[0050]
 [第1の実施形態の第1例]
 図1~図7は、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例では、ステアリングホイール1(図31参照)の上下位置を調節するためのチルト機構と、その前後位置を調節するためのテレスコピック機構との両方を備えた、チルト・テレスコピック式ステアリング装置に対して、本発明を適用している。
[0051]
 テレスコピック機構を構成するために、前側のインナコラム23の後部を後側のアウタコラム24の前部に内嵌して全長を伸縮可能とした、テレスコープ状のステアリングコラム6cを使用している。このステアリングコラム6cの内径側にステアリングシャフト5bを、回転自在に支持しているが、このステアリングシャフト5bも、前側に配置した円杆状のインナシャフトの後部に設けた雄スプライン部と、後側に配置した円管状のアウタシャフト25の前部に設けた雌スプライン部とをスプライン係合させることにより、トルクの伝達を可能に、かつ、伸縮を可能に構成されている。アウタシャフト25は、後端部をアウタコラム24の後端開口よりも後方に突出させた状態で、このアウタコラム24の内径側に、単列深溝型の玉軸受26など、ラジアル荷重およびスラスト荷重を支承可能な軸受により、回転のみ可能に支持されている。ステアリングホイール1は、アウタシャフト25の後端部に支持固定される。ステアリングホイール1の前後位置を調節する際には、このアウタシャフト25およびアウタコラム24が前後方向に変位して、ステアリングシャフト5bおよびステアリングコラム6cが伸縮する。
[0052]
 このステアリングコラム6cを構成するインナコラム23の前端部に、電動式パワーステアリング装置を構成する減速機などを収納するハウジング10aを、結合固定している。このハウジング10aの上面には、電動式パワーステアリング装置の補助動力源となる電動モータ27と、この電動モータ27への通電を制御するための制御器28とを支持固定している。そして、チルト機構を構成するために、ハウジング10aを車体に対し、横軸を中心とする揺動変位を可能に支持している。このため、本例では、ハウジング10aの上部前端に支持筒29を左右方向に設け、この支持筒29の中心孔30に挿通したボルトなどの横軸により、ステアリングコラム6cの前端部を車体に対し、このステアリングコラム6cの後部を昇降させる方向の揺動変位を可能に支持している。
[0053]
 また、ステアリングコラム6cの中間部ないし後部を構成する、アウタコラム24の前半部の内径を、弾性的に拡縮可能としている。このため、このアウタコラム24の下面にスリット31を、軸方向に形成している。このスリット31の前端部は、このアウタコラム24の前端縁、または、このアウタコラム24の前端寄り部分の上端部を除いた部分に形成した周方向透孔81(図24参照)に開口させている。また、スリット31を幅方向両側から挟む部分に、それぞれが厚肉平板状の1対の被支持板部32を設けている。これらの被支持板部32が、ステアリングホイール1の位置調節時に、アウタコラム24とともに変位する、変位側ブラケットとして機能する。
[0054]
 本例の場合、被支持板部32をコラム側ブラケット33に対し、上下位置および前後位置の調節を可能に支持している。このコラム側ブラケット33は、通常時には車体に対し支持されているが、衝突事故の際には、二次衝突の衝撃に基づいて、前方に離脱し、アウタコラム24の前方への変位を許容するようにしている。このために、コラム側ブラケット33を車体側ブラケット11aに対し、二次衝突時に加わる衝撃荷重により、前方への離脱を可能に支持している。
[0055]
 チルト機構およびテレスコピック機構の調節部は、被支持板部32を、コラム側ブラケット33を構成する左右1対の支持板部34で挟持することにより構成している。これらの支持板部34には、支持筒29を車体に対し支持した横軸を中心とする部分円弧形の上下方向長孔35が形成され、被支持板部32には、アウタコラム24の軸方向に長い前後方向長孔36が形成されている。そして、これらの長孔35、36に調節ロッド37を挿通している。この調節ロッド37の基端部(図2の右端部)に設けた頭部38は、一方(図2の右方)の支持板部34に形成した上下方向長孔35に、回転を阻止した状態で、この上下方向長孔35に沿った変位のみを可能に係合させている。これに対して、調節ロッド37の先端部(図2の左端部)に螺着したナット39と他方(図2の左方)の支持板部34の外側面との間に、駆動側カム40と被駆動側カム41とからなるカム装置42を設けている。そして、このうちの駆動側カム40を、調節レバー43により回転駆動可能としている。
[0056]
 ステアリングホイール1の位置調節を行う際には、調節レバー43を所定方向(下方)に回動させることにより、駆動側カム40を回転駆動し、カム装置42の軸方向寸法を縮める。そして、被駆動側カム41と頭部38との、互いに対向する内側面同士の間隔を拡げ、両側の支持板部34が被支持板部32を抑え付けている力を開放する。同時に、アウタコラム24の前部でインナコラム23の後部を内嵌した部分の内径を弾性的に拡げ、これらアウタコラム24の前部内周面とインナコラム23の後部外周面との当接部に作用している面圧を低下させる。この状態で、調節ロッド37が上下方向長孔35と前後方向長孔36との間で変位できる範囲で、ステアリングホイール1の上下位置および前後位置を調節することが可能となる。
[0057]
 このステアリングホイール1を所望位置に移動させた後、調節レバー43を所定方向とは逆方向(上方)に回動させることにより、カム装置42の軸方向寸法を拡げる。そして、被駆動側カム41と頭部38との、互いに対向する内側面同士の間隔を縮め、両側の支持板部34により被支持板部32を強く抑え付ける。同時に、アウタコラム24の前部でインナコラム23の後部を内嵌した部分の内径を弾性的に縮め、これらアウタコラム24の前部内周面とインナコラム23の後部外周面との当接部に作用している面圧を高くする。この状態で、ステアリングホイール1の上下位置および前後位置が調節後の位置に保持される。
[0058]
 なお、本例の場合には、ステアリングホイール1を調節後の位置に保持するための保持力を高くするために、支持板部34の内側面と被支持板部32の外側面との間に、それぞれ摩擦板ユニット44を挟持している。これらの摩擦板ユニット44は、上下方向長孔35と整合する長孔を形成した1枚ないし複数枚の第1摩擦板と、前後方向長孔36と整合する長孔を形成した1枚ないし複数枚の第2摩擦板とを交互に重ね合わせたもので、摩擦面積を増大させ、保持力を高くする役目を有する。このような摩擦板ユニット44の具体的な構造および作用については従来から知られており(特許文献4および5参照)、本発明の要旨と関係しないので、詳しい図示並びに説明は省略する。
[0059]
 さらに、コラム側ブラケット33は、車体側ブラケット11aに対し、二次衝突の衝撃荷重により前方に離脱はするが、二次衝突が進行した状態でも脱落しないように支持されている。車体側ブラケット11aは、車体側に支持固定されて、二次衝突時にも前方に変位することがないもので、鋼板などの十分な強度および剛性を有する金属板に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施すことにより形成される。車体側ブラケット11aは、平板状であるが、その両側縁部および後端縁部を下方に折り曲げることによって、その剛性を向上させている。車体側ブラケット11aの幅方向中央部に、ステアリングコラム6cの軸方向に伸長し、前端縁側が開口した係止孔(係止切り欠き)45を、車体側ブラケット11aの後部で、この係止孔45を左右両側から挟む位置に1対の取付孔46を、それぞれ形成している。係止孔45は、係止カプセル47により覆われる、車体側ブラケット11aの後端部近傍まで形成されている。このような車体側ブラケット11aは、取付孔46を挿通したボルトあるいはスタッドにより、車体に対し支持固定される。なお、本例の場合、係止孔45を、前端縁側が開口した切り欠き形状としているが、係止孔45の形状はこれに限られず、ステアリングコラム6cの軸方向に伸長し、前端縁側が閉鎖された閉じた孔の形状とし、係止カプセル47の車体側ブラケット11aからの脱落を防止する構造とすることも可能である。
[0060]
 車体側ブラケット11aに対して、コラム側ブラケット33を、係止カプセル47を介して、二次衝突時に前方への離脱を可能に結合している。本例では、この係止カプセル47として、図4に示す構造を採用している。この係止カプセル47は、軟鋼などの鉄系合金に鍛造加工などの塑性加工を施す、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金をダイキャスト成形する、あるいは、ポリアセタールなどの高強度の高機能樹脂を射出成形することにより、一体に形成される。そして、左右方向に関する幅寸法、並びに、前後方向に関する長さ寸法を、下半部に比べて上半部で大きくして、係止カプセル47の上半部に、左右側方および後方に突出する鍔部48を設けている。
[0061]
 このような係止カプセル47は、下半部を車体側ブラケット11aに形成した係止孔45に係合(内嵌)した状態で、車体側ブラケット11aに対して、二次衝突時に加わる衝撃荷重に基づいて前方への離脱を可能に支持されている。このため、鍔部48と、車体側ブラケット11aの一部で係止孔45の周縁部との、互いに整合する複数箇所(図示の例では8箇所ずつ)に、それぞれ小通孔49a、49bを形成している。そして、これらの小通孔49a、49b同士の間に、それぞれ結合ピン50を掛け渡している。なお、車体側ブラケット11aに設ける小通孔49bに関しては、代替的に、係止孔45の内側に向けた開口した切り欠き形状とすることもできる。また、本発明では、結合ピンを用いる構造が好適に採用されるが、結合ピン50を省略して、係止カプセル47を係止孔45内に圧入して保持する構造を採用することは妨げられない。
[0062]
 これらの結合ピン50は、前記小通孔49a、49bを整合させた状態で、これらの小通孔49a、49b内に、インジェクション成形により、合成樹脂を注入固化させることにより、もしくは、あらかじめ円柱状に成形した、合成樹脂製あるいは軽合金属製の素ピンを、これらの小通孔49a、49bに、軸方向に大きな力で押し込み、圧入させることにより、掛け渡される。いずれの場合でも、車体側ブラケット11aの上下両面と、この上下両面と対向する相手面である、鍔部48の下面およびコラム側ブラケット33の上面との間に、これらの結合ピン50を構成する合成樹脂材料あるいは軽合金材料の一部が入り込み、車体側ブラケット11aに対するコラム側ブラケット33の取付部のがたつきが解消される。なお、図4においては、明りょう化のため、このがたつきの原因となる隙間の高さを、実際よりも大きく描いている。
[0063]
 係止カプセル47は、複数本(図示の例では3本)のボルト51およびナット52により、衝撃荷重に拘わらず非分離な状態で、コラム側ブラケット33に結合固定されている。具体的には、係止カプセル47およびコラム側ブラケット33の互いに整合する位置に形成した通孔を下方から挿通した、それぞれのボルト51の先端部(上端部)で係止カプセル47の上面から突出した部分に、それぞれのナット52を螺合し、さらに締め付けることで、係止カプセル47とコラム側ブラケット33とを結合固定している。したがって、二次衝突時にアウタコラム24からこのコラム側ブラケット33に伝わった衝撃荷重が、そのまま係止カプセル47に伝わり、前記複数の結合ピン50の裂断に伴って、この係止カプセル47が前方に変位するのと同期して、アウタコラム24も前方に変位するようになる。なお、図6~図11においては、これらのボルト51およびナット52に代替して、複数本のリベット54を用いて、係止カプセル47とコラム側ブラケット33を結合固定した構造を示している。ただし、係止カプセル47とコラム側ブラケット33とをリベット54により結合固定するか、ボルト51とナット52とにより結合固定するかは、自由であり、本発明の要旨とは関係しない。
[0064]
 一方、コラム側ブラケット33は、炭素鋼板のような、十分な強度および剛性を有する金属板に、プレスによる打ち抜き加工および曲げ加工を施すことにより、作製されている。コラム側ブラケット33の形状は、左右1対の支持板部34の上端縁同士を上板部55により連続させて、全体が門型形状(略U字形の形状)となっている。車体側ブラケット11aのうちで、係止孔45の左右両側部分は、係止カプセル47の上半部に設けた鍔部48の下面と、下側抑え板部である、上板部55の上面との間で挟持している。なお、本例では、係止孔45の奥端部(後端部)および係止カプセル47の下半後端部を、それぞれ後方に向かうに従って幅寸法が小さくなる方向に傾斜させて、二次衝突時における、係止孔45からの係止カプセル47の離脱荷重を少しでも低く抑えられるようにしている。
[0065]
 特に、本例の構造を構成する、コラム側ブラケット33は、上板部55の前端部を、支持板部34の前端縁よりも前方に延長して、片持ち梁状の延長部57としている。また、この延長部57の上面前端寄り部分に、断面円弧状(部分円筒面状)の凸曲面58を形成している。この凸曲面58の断面形状を表す円弧と、延長部57の上面の中間部ないし基端寄り部分の断面形状を表す直線とは、互いに滑らかに連続する。言い換えれば、この直線を、前記円弧の接線方向に連続させている。したがって、凸曲面58は、前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面となっている。このような凸曲面58は、余分な部分を削り取る削り加工により形成することもできるが、好ましくは、プレスによる塑性加工により形成する。この理由は、表面が平滑である凸曲面58を、能率良く加工できるためである。
[0066]
 また、極薄な構造であるから、図示は省略するが、上板部55の上面と、車体側ブラケット11aのうちで係止孔45の左右両側部分の下面との当接部に、低摩擦材層を介在させている。この低摩擦材層は、たとえば、ポリアミド樹脂、ポリ四フッ化エチレン樹脂などの摩擦係数が低い合成樹脂のコーティング層、銅もしくは銅系合金のような、自己潤滑性を有する金属のメッキ層、このような合成樹脂または金属製の薄板(スライディングプレート)などが採用可能である。
[0067]
 このように構成する本例の構造によれば、二次衝突時に、上板部55の上面と、車体側ブラケット11aのうちで係止孔45の左右両側部分の下面とが、局部的に強く擦れ合わないようにして、離脱荷重の絶対値およびばらつきを少なく抑えられる。この理由について、本例の構造を採用していない、図8および図9に示した構造と比較しつつ、以下に説明する。
[0068]
 二次衝突時には、ステアリングホイール1からステアリングシャフト5bを介してステアリングコラム6cに伝わった衝撃荷重は、このステアリングコラム6cの一部に設けた変位側ブラケットである被支持板部32と、コラム側ブラケット33を構成する支持板部34の上下方向長孔35とを挿通した調節ロッド37を介して、コラム側ブラケット33に入力される。すなわち、二次衝突時には、この調節ロッド37が、上下方向長孔35の前側内側縁を強く押す。この結果、コラム側ブラケット33には、調節ロッド37を力点(入力部)とし、係止カプセル47とコラム側ブラケット33との結合部を支点として、図6および図8の時計方向のモーメントが、衝撃的に加わる。
[0069]
 本例の構造を採用していない場合、上板部55aの上面が車体側ブラケット11aの下面に、実質上当接しているため(図4中の隙間は誇張して描かれている)、このような衝撃的に加わるモーメントにより、図9の鎖線αで囲んだ部分で、コラム側ブラケット33aを構成する上板部55aの上面前端縁部が、車体側ブラケット11aの下面に強く押し付けられる。したがって、二次衝突に伴って、上板部55aの上面前端縁部が、車体側ブラケット11aの下面に、食い込むように強く押し付けられる。この結果、この部分に大きな摩擦力が作用する。しかも、上板部55aの上面前端縁部は尖っていて、相手面に食い込みやすい性状である。このため、車体側ブラケット11aに形成した係止孔45から抜け出るために要する荷重が、比較的大きくなってしまう。
[0070]
 これに対して、本例の構造では、延長部57の上面前端縁部には、凸曲面58が設けられているため、尖った(断面形状に関する曲率半径が極端に小さい)エッジ状部分が、車体側ブラケット11aの下面に当接することはない。当接するのは、凸曲面58の基端部(後端部)ないし中間部であり、当接部の面積は比較的広くなる。しかも、延長部57は、車体側ブラケット11aの下面と当接する先端側(前端側)が自由端となった片持ち梁状であるため、前記モーメントによりコラム側ブラケット33が変位した場合には、延長部57が、先端部を車体側ブラケット11aの下面から退避する方向に弾性変形する。これらにより、この車体側ブラケット11aの下面と上板部55の上面との当接部の面圧を低く抑えることができて、延長部57の上面前端縁が車体側ブラケット11aの下面に食い込みにくくなる。しかも本例の場合には、延長部57の上面と車体側ブラケット11aの下面との当接部に低摩擦材層を介在させているため、凸曲面58が車体側ブラケット11aの下面に、より食い込みにくくできる。これらの相乗効果により本例の構造によれば、二次衝突時の離脱荷重の絶対値およびばらつきを一層低く抑えられて、運転者保護を有効に図るための設計が容易になる。
[0071]
 上述のように構成する本例のステアリングコラム用支持装置では、車体側ブラケット11aと係止カプセル47とを、この車体側ブラケット11aの幅方向中央部のみで係合させることにより、二次衝突時にステアリングホイール1を前方に安定して変位させるためのチューニングの容易化が図られている。このように単一の係止カプセル47を、アウタコラム24の直上部分に配置しているため、二次衝突時にステアリングホイール1からアウタシャフト25およびアウタコラム24を通じて係止カプセル47に伝わった衝撃荷重が、この係止カプセル47と車体側ブラケット11aとを結合している、結合部材である係止ピン50に、ほぼ均等に加わり、実質的に、係止カプセル47の中央部に、アウタコラム24の軸方向に作用する。そして、この単一の係止カプセル47が、係止孔45から前方に抜け出る方向の力が加わるため、この係止カプセル47と車体側ブラケット11aとを結合している係止ピン50が、実質的に同時に裂断する。この結果、コラム側ブラケット33などを介して係止カプセル47と結合されたアウタコラム24の前方への変位が、中心軸を過度に傾斜させたりすることなく、安定して行われることになる。
[0072]
 特に、本例の場合、このような構造を前提として、面圧上昇抑制手段をさらに設けて、下側抑え板部の上面前端縁部と車体側ブラケットの下面との当接部の面圧上昇を抑えることにより、二次衝突時の離脱荷重の絶対値およびばらつきを抑えている点に特徴がある。すなわち、コラム側ブラケット33の上板部55の上面と車体側ブラケット11aの下面とが当接する構造では、何れの部材も強度および剛性を確保する必要上、鉄系合金板(一般的には炭素鋼板)製となっている。この結果、二次衝突時に加わるモーメントに基づいて、車体側ブラケット11aの下面と、コラム側ブラケット33の上板部55の上面前端縁とが、狭い面積で強く当接し、この当接部に作用する面圧が高くなって、上板部55の上面前端縁が車体側ブラケット11aの下面に食い込みやすくなって、二次衝突時の離脱荷重の絶対値およびばらつきが大きくなりやすくなる。これに対して、本例では、下側抑え板部である上板部55の上面前端寄り部分に傾斜面を形成して、二次衝突時に加わるモーメントによりコラム側ブラケット33が変位した場合でも、尖った形状を有する下側抑え板部の上面前端縁と、車体側ブラケット11aの下面とが当接することはなく、この前端縁よりも基端寄り部分の、比較的面積が広い部分を当接させている。このため、当接部の面圧を低く抑えることができて、上板部55の上面前端縁が車体側ブラケット11aの下面に食い込みにくくなり、二次衝突時の離脱荷重の絶対値およびばらつきを低く抑えられる。
[0073]
 また、本例では、同時に、下側抑え板部である上板部55の前端部に、鍔部48の前端縁よりも前方に突出する延長部57を設けることにより、コラム側ブラケット33の上板部55の上面前端縁と車体側ブラケット11aの下面とが当接するが、当接部の面圧を低く抑えている。すなわち、この場合には、二次衝突時に加わるモーメントによりコラム側ブラケット33が変位し、上板部55の上面前端縁と車体側ブラケット11aの下面とが当接した状態で、延長部57が下方に弾性変形する。この延長部は、前端縁側が自由端となった片持ち構造であり、この前端縁側の剛性は低いため、その当接部の面圧は低く抑えられる。このため、やはり当接部の面圧を低く抑えることができて、上板部55の上面前端縁が車体側ブラケット11aの下面に食い込みにくくなり、離脱荷重の絶対値およびばらつきを低く抑えることができる。
[0074]
 なお、本例では、延長部57の上面前端寄り部分に、前記傾斜面を形成し、上記の2つの特徴を組み合わせて、離脱荷重の絶対値およびばらつきを低く抑える効果を重畳的に得ているが、これらの何れかのみを採用しても、その効果は十分に得られる。
[0075]
 さらに、本例の場合、二次衝突時にアウタコラム6cとともに前方に変位する、係止カプセル47を係止した、係止孔45の前後方向に関する長さL 45を、この係止カプセル47の同方向の長さL 47よりも十分に大きくしている(L 45≫L 47)。特に、本例では、係止孔45の長さL 45を、係止カプセル47の長さL 47の2倍以上(L 45≧2L 47)確保している。そして、二次衝突時にアウタコラム24とともに係止カプセル47が前方に変位し切った状態、すなわち、ステアリングホイールから加わった衝撃荷重では、それ以上前方に変位しなくなった状態でも、この係止カプセル47を構成する鍔部48の少なくとも後端部で、ステアリングコラム6cおよびコラム側ブラケット33などの重量を支承可能な部分が、係止孔45から抜け切らないようにしている。すなわち、車体側ブラケット11aの前後方向寸法が限られている場合でも、二次衝突時に係止カプセル47を前方に変位させられる長さ(コラプスストローク)を確保して、二次衝突が進行した状態でも、係止カプセル47の上半部の幅方向両側部分に形成した鍔部48のうちの後端部が、車体側ブラケット11aの前端部の上側に位置して、係止カプセル47が落下するのを防止できるようにしている。ただし、車体側ブラケット11aの前後方向寸法を十分に確保できる場合には、前述の通り、係止孔を前端縁側を開口せずに閉じた孔により構成することによって、係止カプセル47の車体側ブラケット11aからの脱落を防止すると同時に、車体側ブラケット11aの前部の剛性を高めることもできる。このような構成により、ステアリングホイール1の過度の下降を防止して、事故後もこのステアリングホイール1の操作を行いやすくして、たとえば、事故車両が自走可能である場合に、この事故車両を事故現場から路肩まで自走移動させる際の運転を行いやすくできるという効果を得ている。
[0076]
 さらに、コラム側ブラケット33の一部に、このコラム側ブラケット33の左右外側面よりも幅方向外方に突出する、左右1対の張り出し部を設けて、これらの張り出し部の上端縁の一部を、車体側ブラケット11aの下面の一部に、近接対向させるようにしてもよい。これにより、コラム側ブラケット33に、軸方向周りのモーメントが加わって、このコラム側ブラケット33が少し傾斜した状態で、一方の張り出し部の上端縁の一部と車体側ブラケット11aの下面の一部とを衝合させ、コラム側ブラケット33がそれ以上傾斜することを阻止することができる。この構成により、コラム側ブラケット33にモーメントが加わっても、コラム側ブラケット33と車体側ブラケット11aとの相対変位量が僅少に抑えられ、このコラム側ブラケット33および係止カプセル47に対し、これらの部材が損傷する程の力が加わることを防止できる。
[0077]
 また、本例では、チルト・テレスコピック機構を設けるとともに、ステアリングホイール1を調節後の位置に保持する保持力を高めるための摩擦板ユニット44を設置している。これらチルト・テレスコピック機構や摩擦板ユニット44を設けることは、製作誤差の蓄積などにより、二次衝突時の離脱荷重のばらつきを大きくする原因となりやすいが、本例の場合には、単一の係止カプセル47と車体側ブラケット11aとの係合により、離脱荷重のばらつきを抑えられる。この結果、二次衝突時にステアリングホイール1に衝突した運転者の身体に加わる衝撃を緩和するためのチューニングを適正に行うことを可能とし、この運転者の保護充実を図っている。
[0078]
 なお、本発明のステアリングコラム用支持装置においては、図4に示した係止カプセル47に代替して、図5に示した構造の係止カプセル47aを採用することもできる。図4に示した係止カプセル47は、その形状が単純で、その製造コストを抑えられるほか、この係止カプセル47を設置した部分の組み立て高さを低く抑えられるため、ステアリングコラム用支持装置の小型・軽量化を図ったり、衝撃荷重が作用する位置である、アウタコラム24の中心軸と、二次衝突時に離脱する部分である、車体側ブラケット11aと係止カプセル47の係合部との距離を短くして、この係合部の離脱荷重を安定させたりする(この距離が長くなる事に伴う捩れを抑える)面から有利である。
[0079]
 これに対して、図5に示した構造は、結合ピン50の射出成形の容易化を図る点から有利である。すなわち、図4に示した構造の場合には、結合ピン50を射出成形する際に、車体側ブラケット11aと係止カプセル47とコラム側ブラケット33とを、ボルト51とナット52とにより結合した状態で行う必要があるが、図5に示した構造の場合には、結合ピン50を射出成形するための金型に、車体側ブラケット11および係止カプセル47aのみをセットすれば済むため、金型の小型化を図りやすい。すなわち、この係止カプセル47aは、左右側面にそれぞれ係止溝53を形成し、これらの係止溝53に、車体側ブラケット11aの係止孔45の両側縁部を係合させる。このため、この車体側ブラケット11aと係止カプセル47aとを結合ピン50により結合してから、この係止カプセル47aをコラム側ブラケット33に対し、ボルト51とナット52とにより結合固定することができる。
[0080]
 図5に示した構造の係止カプセル47aでは、図35~図37に示した従来構造と同様に、係止カプセル47aが軽合金や合成樹脂製である限り、この係止カプセル47aの係止溝53の下側を仕切る底板部56の上面が車体側ブラケット11aの下面に食い込みにくいため、離脱荷重の絶対値およびばらつきが大きくなる可能性は低いといえる。ただし、この場合でも、条件によっては、前記モーメントの影響を受けて、離脱荷重の絶対値およびばらつきを、必ずしも十分には低くできない可能性がある。また、強度および剛性の確保などの理由から、係止カプセル47aを鉄系合金製とした場合には、同様の原因により、離脱荷重の絶対値やばらつきが大きくなる可能性がある。すなわち、係止カプセル47aのうち、底板部56の上面の前端縁が車体側ブラケット11aの下面に、前記モーメントに基づいて強く当接し、離脱荷重の絶対値やばらつきを大きくする可能性がある。この場合には、この底板部56が下側抑え板部に相当し、(1)この底板部56の上面前端寄り部分に、この底板部56の前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面を形成する、(2)この底板部56の前端部に、鍔部48の前端縁よりも前方に突出した状態で、延長部を設ける、(3)この底板部56の延長部の上面前端寄り部分に、この延長部の前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面を形成することにより、面圧上昇抑制手段を設けることができる。
[0081]
 [第1の実施形態の第2例]
 図10は、本発明の第1の実施形態の第2例を示している。本例の場合には、コラム側ブラケット33bの上板部55bの前端部上面に凸曲面58aを形成しているが、第1の実施形態の第1例のような延長部57は設けていない。本例の構造では、第1例の場合に比べて、二次衝突時の離脱荷重を低く安定させる効果はやや低いものの、図8および図9に示した構造に比べれば、この離脱荷重を低く安定させることができる。その他の部分の構成および作用は、第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[0082]
 [第1の実施形態の第3例]
 図11は、本発明の第1の実施形態の第3例を示している。本例の場合には、コラム側ブラケット33cの上板部55cの前端部に延長部57aを設けているが、第1の実施形態の第1例のような凸曲面58は設けていない。本例の構造では、第1例の場合に比べて、二次衝突時の離脱荷重を低く安定させる効果はやや低いものの、図8および図9に示した構造に比べれば、この離脱荷重を低く安定させることができる。その他の部分の構成および作用は、第1例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
[0083]
 [第2の実施形態]
 図12~図15は、本発明の第1の実施形態に対して、代替的または追加的に適用できる、本発明の第2の実施形態の1例を示している。基本的な構造および作用は、第1の実施形態の構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略もしくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。なお、本例は、図12~図15から明らかなように、少なくともステアリングホイールを調節後の位置に保持する保持力を高めるための摩擦板ユニット44を組み込んでいない構造に適用される。
[0084]
 本例のステアリングコラム用支持装置の場合には、ステアリングコラム6dを構成するアウタコラム24aの外周面の中間部で、コラム側ブラケット33dを構成する1対の支持板部34aよりも後側部分に、1対の突片60を固設している。アウタコラム24aは、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などの軽合金をダイキャスト成形することにより一体的に形成したもので、突片60は、アウタコラム24aの左右側面の直径方向反対側2個所位置で、高さ位置および軸方向位置が互いに同じ部分から、左右側方に突出する状態で設けられている。そして、突片60の前側縁を、支持板部34aの後側縁のうちで、調節ロッド37よりも上側位置部分に、近接対向させている。
[0085]
通常時、突片60の前側縁と支持板部34aの後側縁との間には、ステアリングコラム6dの上下位置を調節可能にできるだけの隙間を介在させている。すなわち、ステアリングホイール1の上下位置調節のために、ステアリングコラム6dを、支持筒29の中心孔30(図1参照)を挿通した横軸を中心に揺動変位させた場合にも、突片60の前側縁と支持板部34aの後側縁とが擦れ合って、干渉し合うことがないようにしている。ただし、これらが干渉し合うことを防止できる限り、突片60の前側縁と支持板部34aの後側縁とをできる限り近接させている。そして、二次衝突の発生時には、調節ロッド37が、図1に示した前後方向長孔36の後端部にまで相対変位し、さらに、この前後方向長孔36の後端部に押されて、支持板部34aに形成した上下方向長孔35の前側内側縁に強く押し付けられる可能性があるが、そうなる以前に、突片60の前側縁と支持板部34aの後側縁とが当接するように構成されている。すなわち、二次衝突時には、ステアリングコラム6dを構成するアウタコラム24aからコラム側ブラケット33dに伝達される衝撃荷重を、調節ロッド37を介さずに、突片60と支持板部34aの後側縁との当接部を通じて伝達するようにしている。
[0086]
 このような構成を採用した本例の構造によれば、二次衝突時に、上板部55dの上面の前端縁部と、車体側ブラケット11aのうちで係止孔45の左右両側部分の下面とが、局部的に強く擦れ合わないようにして、離脱荷重の絶対値およびばらつきを少なく抑えられる。すなわち、これらの突片60の前側縁と支持板部34aの後側縁との当接部から、車体側ブラケット11aに形成された係止孔45とコラム側ブラケット33dの上板部55dの上面に固定された係止カプセル47との係合部までの距離は、調節ロッド37からこの係合部までの距離よりも十分に短い。モーメントの入力部(力点)から、支点であるこの係合部までの距離が短いことは、この係合部に加わる、捩れ方向の力を低く抑えられることにつながる。このため、この係合部に作用する摩擦力を低減して、前記離脱荷重の絶対値およびばらつきを低く抑えることが可能となるので、運転者保護を有効に図るための設計が容易となる。
[0087]
 なお、チルト・テレスコピック式ステアリング装置に本例のステアリングコラム用支持装置を適用した場合について説明したが、本例は、チルト機構のみを備えた構造、すなわちテレスコピック機構を持たない構造で実施することが、上述の作用および効果を安定して得る観点からは好ましい。少なくとも、図1~図3に示した第1の実施形態のように、ステアリングホイールを調節後の位置に保持する保持力を高めるための摩擦板ユニット44を組み込んだ構造、あるいは、歯車(ラック)式の位置固定構造を採用した、いわゆるポジティブ型のテレスコピック機構の場合には、前記保持力が二次衝突時に加わる衝撃荷重を上回る結果、この二次衝突時にステアリングホイールの位置が、位置調節可能な最前位置にまで変位しない可能性がある。このようなポジティブ型のテレスコピック機構を備えたステアリングコラム用支持装置の場合には、突片60の前端縁とコラム側ブラケット33dの支持板部34aの後端縁とが当接する以前に、調節ロッド37の前側外周面が入力部となって、コラム側ブラケット33dの支持板部34aの下寄り部分に形成した上下方向長孔35の前側内側縁を前方に強く押す可能性が高くなる。このような理由から、本例をポジティブ型のテレスコピック機構を備えたステアリング装置に適用することは好ましくない。
[0088]
 また、本例をチルト機構のみを備えたステアリング装置に適用する場合でも、本発明の作用および効果を得るためには、調節ロッド37の外周面と、コラム側ブラケット33dの支持板部34aに形成した上下方向長孔35の前側内側縁とが当接する以前に、突片60の前端縁とコラム側ブラケット33dの支持板部34aの後端縁とが当接する必要がある。そこで、ステアリングホイール1の高さ位置の調節状態に拘らず、調節ロッド37の外周面と上下方向長孔35の前側内側縁との距離を、突片60の前端縁と支持板部34aの後端縁との距離よりも大きくしておく必要がある。このために、上下方向長孔35の、前後方向に関する幅寸法を十分に確保して、調節ロッド37の前側外周面と上下方向長孔35の前側内側縁との距離を大きくしたり、あるいは、支持板部34aの後端縁を、ステアリングコラム6dの揺動中心となる横軸(支持筒29の中心孔30に挿通したボルトなどの中心軸)を中心とする凸円弧状としたりするなどして、突片60の前端縁と支持板部34aの後端縁との距離を、ステアリングホイール1の高さ位置の調節状態に拘らず、常に小さくしておくことが好ましい。ただし、テレスコピック機構のみを備えたステアリング装置であっても、前述したようなポジティブ型構造のものでなく、ステアリングコラム6dの下側に調節ロッド37などの杆状部材を配置した構造であれば、本発明を適用することができる。
[0089]
 さらに、本例の場合、左右1対の突片60を、同じ高さ位置に設けることが、コラム側ブラケット33dに余計な捩れ方向の力を加えないためには好ましい。図示の例では、1対の突片60を、アウタコラム24aの幅方向に関する寸法が最も大きくなった、直径方向反対側2個所位置に配置して、このアウタコラム24の外周面からの、突片60の突出量を少なく抑えられるようにしている。ただし、この突出量を多くすれば、左右1対の突片の設置位置を、より車体側ブラケット11aに近い、上側に設置することもできる。これらの突片60の設置位置が車体側ブラケット11aに近いほど、すなわち設置位置が上であるほど、最も好ましくはアウタコラム24aの上端部に設ければ、この車体側ブラケット11aに形成された係止孔45とコラム側ブラケット33dの上板部55dの上面に固定された係止カプセル47との係合部に加わる、捩れ方向の力を小さく抑えられる。
[0090]
 [第3の実施形態の第1例]
 図16~20は、本発明の第3の実施形態の第1例を示している。なお、本例の特徴は、車体側ブラケット11bと、コラム側ブラケット33に結合固定した係止カプセル47との結合構造を工夫することにより、二次衝突発生時に、この係止カプセル47と車体側ブラケット11bとの分離(離脱)が円滑に行われるようにする点にある。その他の部分の構造および作用は、第1の実施形態の構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略もしくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
[0091]
 本例では、コラム側ブラケット33の上面に係止カプセル47を、複数本(図示の例では3本)のボルト51aとナット52とにより結合固定している。本例の場合、ボルト51aの頭部61を扁平な円盤状として、ステアリングコラム支持部の組立高さを抑えられるようにしている。ただし、コラム側ブラケット33と係止カプセル47とを、図6~図11に示すようなリベットにより結合固定してもよい。
[0092]
 本例でも、車体側ブラケット11bに形成した係止孔(係止切り欠き)45aの後半部に関しても、係止カプセル47の下半部よりわずかに大きい相似形状としている。ただし、係止孔45aの幅寸法は、係止カプセル47の下半部のうちで、図16に示す組み合わせ状態で前後位置が一致する部分の幅寸法よりも、少しだけ大きい。このように、係止孔45aの幅寸法を係止カプセル47の下半部の幅寸法よりも大きくする程度は、滑り板62の垂下板部63の厚さ寸法の2倍以上としている。
[0093]
 コラム側ブラケット33および係止カプセル47と車体側ブラケット11bとは、滑り板62と、複数本の結合ピン50とを介して結合している。この滑り板62は、表面が滑らかで(表面粗さが小さく)、好ましくは表面の摩擦係数が低く、かつ、ある程度の剛性を有する(箔のような低剛性ではない)金属板を曲げ成形することにより、断面L字形とし、全体としての平面形状を、前方が開いた略U字形としている。なお、この金属板として好ましくは、鋼板などの表面に、ポリアミド樹脂、ポリ四フッ化エチレン樹脂などの低摩擦の合成樹脂のコーティング層を形成したものを使用する。これ以外にも、ステンレスのばね鋼板などの耐食性を有する硬質金属板、燐青銅板などの潤滑性を有する金属板が、使用可能である。さらには、合成樹脂製もしくは軽合金製の係止カプセルと合成樹脂製の滑り板とを組み合わせることもできる。
[0094]
 何れにしても、滑り板62は、平板状の取付板部64と、この取付板部64の内側縁から下方に折れ曲がった垂下板部63とから構成される。この垂下板部63の外側面(外周面)の形状および大きさは、係止孔45aの内側縁(内周縁)の形状および大きさにほぼ一致させている。このため、本例では、垂下板部63の後端部は、後方に向かうに従って互いの間隔が狭くなる方向に傾斜している。したがって、垂下板部63は係止孔45aに、ほぼ隙間なく内嵌される。また、この垂下板部63をこの係止孔45aに内嵌した状態で、取付板部64の下面は、車体側ブラケット11bの上面で係止孔45aの周囲部分に、これらの面同士を、不可避的に生じる微小隙間を除き、実質的に隙間なく当接させた状態で載置される。さらに、係止カプセル47は、下半部を垂下板部63に内嵌するとともに、鍔部48の下面を取付板部64の上面に、実質的に隙間なく当接させた状態で、係止孔45aの内側に、滑り板62を介して組み付けられている。
[0095]
 係止孔45aの内側に、滑り板62および係止カプセル47を組み付けた状態で、この係止孔45aの内側縁のうちで下端部を除く部分が、垂下板部63により覆われる。また、下端部に関しても、この垂下板部63よりも凹んだ位置に存在する。さらに、取付板部64が、係止カプセル47の鍔部48の下面と車体側ブラケット11bの上面で係止孔45aの周囲部分との間に挟持される。これら鍔部48と係止孔45aと取付板部64の周囲部分との互いに整合する部分には、それぞれ複数個ずつの小通孔49a、49b、49cを形成している。そして、これらの小通孔49a、49b、49c内に、射出成形により、合成樹脂を注入し固化することにより、結合ピン50を、これらの小通孔49a、49b、49c同士の間に掛け渡す状態で設けている。これらの結合ピン50が、二次衝突に伴って加わる衝撃荷重により裂断する結合部材となる。このようにして、車体側ブラケット11bに対して係止カプセル47を、二次衝突時に加わる衝撃荷重により、前方への変位を可能に結合支持している。
[0096]
 このように構成する本例のステアリングコラム用支持装置によれば、ステアリングコラム6cに対し、コラム側ブラケット33を介して支持した係止カプセル47が、車体側ブラケット11bに設けた係止孔45aから前方に抜け出す方向への変位を開始するために要する荷重を低く抑えることができる。すなわち、本例のステアリングコラム用支持装置の場合には、係止孔45aの内側縁の大部分が、滑り板62の垂下板部63で覆われており、残部もこの垂下板部63よりも凹んだ位置に存在している。このため、二次衝突に伴って係止カプセル47に加わる衝撃荷重の作用方向に拘らず、この係止カプセル47の側面と係止孔45aの内側縁とが直接擦れ合うことはない。
[0097]
 このため、係止孔45aの内側縁が、破断面が露出した粗面であっても、係止カプセル47の側面と相手面との間に作用する摩擦力が大きくなることはない。したがって、ステアリングホイール1から係止カプセル47に、図18に示した矢印XおよびYのように、斜め前方に向いた大きな力が加わった場合でも、この係止カプセル47を車体側ブラケット11bから、円滑に、軽い力で分離できて、運転者保護の充実を図ることができる。しかも本例の場合には、第1の実施形態と同様に、係止孔45aおよび係止カプセル47の下半部の後端部の形状を、後方に向かうに従って幅寸法が小さくなるようにしているため、係止カプセル47を係止孔45aから、より一層前方に抜け出す方向への変位を開始しやすくできて、衝突事故の際の運転者保護を、より一層充実させることができる。
[0098]
 [第3の実施形態の第2例]
 図21は、本発明の第3の実施形態の第2例を示している。本例の場合には、係止カプセル47bの左右両側および後側に形成した係止溝53aと、車体側ブラケット11bのうちで係止孔45aの周縁部分とを係合させている。すなわち、本例は、図5に示した、第1の実施形態の構造における係止カプセル47aに相当するものを用いている。ただし、係止溝53aの寸法を、滑り板62が載置されることを考慮して、係止孔45aよりもわずかに小さい相似形状としている。より具体的には、係止孔45aの幅寸法を係止カプセル47bの係止溝53aが形成されている被係止部(上下方向中間部)の幅寸法よりも、滑り板62の垂下板部63の厚さ寸法の2倍以上大きくしている。その他の部分の構成および作用は、第3の実施形態の第1例と同様である。
[0099]
 [第3の実施形態の第3例]
 図22は、本発明の第3の実施形態の第3例を示している。本例の場合には、滑り板62aの断面形状を略U字形としている。すなわち、この滑り板62aを構成する垂下板部63の下端縁から底板部65を、取付板部64と同方向に折れ曲がった状態で設けている。そして、車体側ブラケット11bの一部で係止孔45aの周囲部分を、底板部65の上面と取付板部64の下面との間で挟持している。その他の部分の構成および作用は、第3の実施形態の第2例と同様である。
[0100]
 [第3の実施形態の第4例]
 図23は、本発明の第3の実施形態の第4例を示している。本例の場合には、車体側ブラケット11cに形成する係止孔45bを、この車体側ブラケット11cの前端縁側に開口しない透孔としている。この車体側ブラケット11cの前後方向に関して、この係止孔(透孔)45bの長さ寸法は、係止カプセル47の長さ寸法よりも十分に大きくしている。そして、二次衝突時にこの係止カプセル47を、この係止カプセル47の前端面と係止孔45bの前端部内周縁とが当接しない範囲で、この係止孔45b内で前方に変位可能としている。その他の部分の構成および作用は、第3の実施形態の第1例と同様である。
[0101]
 [第3の実施形態の第5例]
 図24は、本発明の第3の実施形態の第5例を示している。本例では、車体側ブラケットの幅方向中央部に係止孔(係止切り欠き)45cを設け、車体側ブラケット11dと係止カプセル47cを、この車体側ブラケット11dの実質的に幅方向中央部で係合させている点は、他の実施形態と共通する。ただし、本例の場合には、それぞれが車体側ブラケット11dの前端縁に開口する1対の係止孔(係止切り欠き)45cを、互いに平行に設け、1対の係止カプセル47cのそれぞれを、係止孔45cのそれぞれに係止している。その他の部分の構成および作用は、第3の実施形態の第1例と同様である。
[0102]
 [第4の実施形態]
 図27は、本発明の第4の実施形態として、離脱荷重低減のための構造の5例を示している。すなわち、二次衝突時に運転者の身体に加わる衝撃を緩和するためには、車体側ブラケットに対してコラム側ブラケットが前方に変位し始める瞬間(離脱開始の瞬間)に、このコラム側ブラケットに加わる荷重である離脱荷重を低く抑える必要がある。そのためには、前記コラム側ブラケットに固定した係止カプセルと前記車体側ブラケットとの係合部の摩擦状態を、静止摩擦状態よりも動摩擦状態にすることが効果的である。
[0103]
 まず、前記係止カプセルと前記車体側ブラケットとの係合部の摩擦状態を、静止摩擦状態よりも動摩擦状態にすることによる効果について、図25および図26に示した、コラム側ブラケットを車体側ブラケットに対し、幅方向両端部2箇所位置で支持する構造を参照しつつ、説明する。この構造では、ステアリングコラム6eをコラム側ブラケット12bの幅方向中央部に支持し、このコラム側ブラケット12bの上端部から互いに反対方向に折り曲げ形成した、左右1対の取付板部14cに形成した切り欠き15cに、係止カプセル19aをそれぞれ係止している。また、コラム側ブラケット12bを構成する左右1対の支持板部34bの下端部同士を、剛性の低い連結部66により連結している。
[0104]
 二次衝突時にステアリングコラム6eから支持板部34bに前方に向いた衝撃荷重が加わると、連結部66および取付板部14cが、図26の実線状態から鎖線状態にまで変位する。この結果、これらの取付板部14cと係止カプセル19aとの当接部が微小変位し、これらの当接部の摩擦状態が、静止摩擦状態から動摩擦状態になる。これらの係止カプセル19aは、当接部のそれぞれが動摩擦状態になった瞬間に、切り欠き15cから抜け出る。周知のように、静止摩擦係数よりも動摩擦係数は小さいため、この抜け出しに要する力、すなわち、コラム側ブラケット12bの離脱荷重を低く抑えることができる。
[0105]
 本発明の第4の実施形態は、このコラム側ブラケットに固定した係止カプセルと前記車体側ブラケットとの係合部の摩擦状態を、静止摩擦状態よりも動摩擦状態にする構成を、本発明の他の実施形態に組み合わせて適用しようとするものである。具体的には、以下の構造の係止カプセルまたは車体側ブラケットを他の実施形態の構造に代替的に適用することで、第4の実施形態の効果を追加的に付与することができる。
[0106]
 まず、図27(A)および(B)に示した構造の場合には、係止カプセル47d、47eの鍔部48a、48bと車体側ブラケットとを、二次衝突に伴って加わる衝撃荷重により裂断する複数本の結合ピン50、50a、50bで結合している。そして、この衝撃荷重に対するこれらの係止ピン50、50a、50bによる、係止カプセル47d、47eと車体側ブラケットとの結合強度を、ステアリングコラムを挟んで左右非対称としている。たとえば、図27(A)に示した構造の場合には、左右の結合ピン50の本数を互いに異ならせている。一方、図27(B)に示した構造の場合には、左右の係止ピン50a、50bの太さを互いに異ならせている。
[0107]
 また、図27(C)に示した構造の場合には、係止カプセル47fに対するコラム側ブラケットの結合固定位置を、鎖線βで示したこの係止カプセル47fの幅方向中央部から、幅方向に関して何れかの方向に、本例では、図10の(C)の左側にずらせている。
[0108]
 一方、図27(D)に示した構造の場合には、車体側ブラケット11eの係止孔45dの左右内側縁のうち、一方の内側縁、すなわち図27(D)の左側の内側縁を、鎖線γで表したステアリングコラムの中心軸と平行とし、他方の内側縁、すなわち図27(D)の右側の内側縁を、前方に向かうに従って前記一方の内側縁から離れる方向に傾斜させている。さらに、図27(E)に示した構造の場合には、車体側ブラケット11fの上面の一部で、係止カプセルの鍔部の下面と当接する部分のうち、幅方向に関して、係止孔45eの片側部分(梨地模様で表した部分)にのみ、低摩擦材製の滑り層67を存在させている。
[0109]
 図27(A)~(E)に示した5例の構造の場合には、二次衝突発生の瞬間に、車体側ブラケットに対しコラム側ブラケットおよび係止カプセルが捩れ方向、すなわち、当接面に垂直な仮想中心軸周りで回転する方向に変位する。具体的には、図27(A)、(B)に示した構造の場合には、左右の結合ピン50、50a、50bの裂断しやすさが異なることにより、図27(C)に示した構造の場合には、係止カプセルに加わる衝撃荷重が左右アンバランスになることにより、図27(D)、(E)に示した構造の場合には、係止カプセルの左右両側縁と係止孔の左右内側縁との間に作用する摩擦力が異なることにより、二次衝突発生の瞬間に、上述の様な捩れ方向の力が作用する。
[0110]
 このような捩れ方向の力に基づく変位は、たとえば本発明の他の実施形態の構造において、係止カプセルを車体側ブラケットに対し離脱させるために要する離脱荷重に比べて、小さな力で開始させることができる。そして、この変位に基づいて、車体側ブラケットと係止カプセル(およびコラム側ブラケット)との当接部に作用する摩擦力が、静止摩擦力から動摩擦力に変化する。この結果、この離脱荷重を低く抑えることが可能となる。このように、本発明の第4の実施形態は、本発明の他の実施形態に対して、追加的に適用することが可能である。
[0111]
 [第5の実施形態]
 図28~30は、本発明の第5の実施形態の1例を示している。なお、この実施形態の特徴は、コラム側ブラケット33eの構造を工夫することにより、このコラムブラケット33eと係止カプセル47gとの結合部のモーメント剛性を向上させて、通常時における運転者の操作感を向上させる点にある。第5の実施形態も、本発明の他の実施形態におけるコラム側ブラケットの構造を代替することにより、この実施形態の効果を追加的に付与することを可能とするものである。その他の部分の構造および作用は、第1~第3の実施形態の構造と同様である。
[0112]
 本発明の構造において、上述の構造の係止カプセル47とコラム側ブラケット33とを、ボルト51、51aとナット52やリベット54により結合固定する場合、これらのボルト51、51aやリベット54のピッチを大きくするための設計の自由度が限られる可能性がある。すなわち、ボルト51、51a同士のピッチは、これらの杆部を車体側ブラケット11aに形成した係止孔45の内側に挿通可能とする面から限られるだけでなく、それぞれの頭部とコラム側ブラケット33を構成する支持板部34の上端部との干渉を防止する面からも限られる。また、これらの支持板部34の内側面同士の間隔も、これらの支持板部34同士の間に挟持するステアリングコラムに固定の部分、具体的には被支持板部32の外側面同士の間隔により規制される。
[0113]
 係止孔45の幅寸法がある程度大きく、左右両側に配置されたボルト51、51aやリベット54の杆部同士のピッチを大きくできる場合でも、その頭部と支持板部34との干渉防止の面から、これらのピッチを大きくできない場合もある。これらのピッチを大きくできないことは、係止カプセル47とコラム側ブラケット33との結合部の、左右幅方向に関するモーメント剛性を高くする面からは不利である。この剛性が低いと、悪路走行時などにコラム側ブラケット33が振動しやすくなる。そして、ステアリングコラム6cおよびステアリングシャフト5bを介して、コラム側ブラケット33に支持されたステアリングホイール1が振動し、このステアリングホイール1を操作する運転者に不快感を与えることとなる。
[0114]
 以下、この点を改良するための好適実施形態である、第5の実施形態の1例について、その特徴部分を中心に説明する。本例のステアリングコラム用支持装置においては、コラム側ブラケット33eを、互いに別体とした、1対のブラケット素子68a、68bを組み合わせることにより構成している。これらのブラケット素子68a、68bは、上下方向長孔35の長さ寸法など、微差を除き、ほぼ鏡面対称な形状としたもので、それぞれが炭素鋼板などの十分な強度および剛性を有する金属板を曲げ成形することにより作製されている。これらのブラケット素子68a、68bはそれぞれ、取付板部69と、傾斜板部70と、支持板部34cとからなる。取付板部69は、上端部に設けられ、係止カプセル47gの両端部下面に、がたつきなく当接させるために、平板状としている。また、傾斜板部70は、取付板部69の内側縁(互いに対向する、幅方向中央側側縁)から幅方向外側(互いに反対側)に向けて、取付板部69との交差角度が鋭角、たとえば40度~60度になるまで、90度強、たとえば120度~140度、折り曲げられており、下方に向かうに従って幅方向外側に向かう方向に傾斜している。さらに、支持板部34cは、傾斜板部70の下端縁から垂れ下がる状態で設けられている。なお、取付板部69と傾斜板部70との連続部の前後方向中間部で、ボルト51aと干渉しない部分には、補強用のリブ71を形成して、取付板部69および傾斜板部70間の折れ曲がり部の剛性を確保している。
[0115]
 それぞれが上述のような取付板部69と傾斜板部70と支持板部34cとを備えた、ブラケット素子68a、68bは、それぞれの支持板部34cを互いに平行に配置した状態で、取付板部69の前後2箇所位置ずつ、合計4箇所位置を、結合用杆状部材であるボルト51aとナット52とにより、係止カプセル47gに対して結合固定している。この状態で支持板部34cは、ステアリングコラム6cの後端部を構成するアウタコラム24の下部に設けた1対の被挟持板部32を左右両側から挟持して支持する部分となる。なお、ボルト51aとしては、傾斜板部70との干渉防止のため、軸方向寸法が小さい、円板状の頭部61を備えたものを使用している。さらに、ボルト51aおよびナット52に代えてリベット54を使用することにより、これらのブラケット素子68a、68bとの結合部の高さ寸法を、より小さくすることもできる。
[0116]
 本例のステアリングコラム用支持装置では、係止カプセル47gと、ブラケット素子68a、68bを組み合わせてなるコラム側ブラケット33eとの結合部のモーメント剛性を高くして、ステアリングホイール1の操作感を向上させることができる。すなわち、本例の場合には、ボルト51aを、ブラケット素子68a、68bを構成する、傾斜板部70の外側(幅方向に関して互いに反対側)に配置している。また、ボルト51aのそれぞれの頭部61の高さ寸法を小さくして、これらの頭部61を、取付板部69と傾斜板部70とに挟まれた部分の奥まで進入させている。
[0117]
 このような構成を採用することにより、本例の場合には、係止カプセル47gとコラム側ブラケット33eとを結合固定するためのボルト51aを適切に配置できる。すなわち、これらのボルト51aの左右の幅方向に関するピッチPを大きくして、係止カプセル47gとコラム側ブラケット33eとの結合部の、左右幅方向に関するモーメント剛性を十分に高くできる。また、頭部61の形状を工夫することにより、取付板部69と傾斜板部70との交差角度が鋭角であるにも拘らず、ボルト51aを、支持板部34cの直上位置に配置できる。このため、これらのボルト51aの左右の幅方向に関するピッチPが過大にならずに済み、車体側ブラケット11aに形成する係止孔45の幅を適正値に維持したまま、ボルト51aを適正に配置できる。言い換えれば、係止カプセル47gとコラム側ブラケット33eとの結合部のモーメント剛性を高くするために、ピッチPを大きくしようとして、係止孔45を必要以上に大きくする必要がなく、各部の寸法関係を最適値にする設計が容易になる。
[0118]
 このように、本例のステアリングコラム用支持装置の場合には、各部の寸法などを最適値に維持したまま、係止カプセル47gとコラム側ブラケット33eとを結合しているボルト51aの左右の幅方向に関するピッチPを確保して、これらの係止カプセル47gとコラム側ブラケット33eとの結合部のモーメント剛性を十分に高くできる。このため、悪路走行時などにも、このコラム側ブラケット33eに支持されたステアリングコラム6cの固有振動値(共振周波数)を高くできるので、このステアリングコラム6cに対しステアリングシャフト5bを介して支持された、ステアリングホイール1が振動しにくくして、このステアリングホイール1を操作する運転者に不快感を与えることを防止できる。

産業上の利用可能性

[0119]
 本発明に関して、ステアリングホイールの上下位置を調節するためのチルト機構と、その前後位置を調節するためのテレスコピック機構との両方を備えたステアリングコラム用支持装置に適用した場合について、説明した。ただし、本発明は、チルト機構のみ、あるいは、テレスコピック機構のみを備えたステアリングコラム用支持装置、さらには、これらの機構を何れも備えていない、ステアリングホイールの位置固定式のステアリングコラム用支持装置で実施することも可能である。

符号の説明

[0120]
  1  ステアリングホイール
  2  ステアリングギアユニット
  3  入力軸
  4  タイロッド
  5、5a、5b ステアリングシャフト
  6、6a、6b、6c、6d、6e ステアリングコラム
  7  自在継手
  8  中間シャフト
  9  自在継手
 10、10a ハウジング
 11、11a、11b、11c、11d、11e、11f 車体側ブラケット
 12、12a、12b コラム側ブラケット
 13  ハウジング側ブラケット
 14a、14b、14c 取付板部
 15a、15b、15c 切り欠き
 16a、16b 滑り板
 17  エネルギ吸収部材
 18  係止切り欠き
 19、19a  係止カプセル
 20、20a 係止溝
 21a、21b 係止孔
 22  係止ピン
 23  インナコラム
 24、24a アウタコラム
 25  アウタシャフト
 26  玉軸受
 27  電動モータ
 28  制御器
 29  支持筒
 30  中心孔
 31  スリット
 32  被支持板部
 33、33a、33b、33c、33d、33e コラム側ブラケット
 34、34a、34b、34c 支持板部
 35  上下方向長孔
 36  前後方向長孔
 37  調節ロッド
 38  頭部
 39  ナット
 40  駆動側カム
 41  被駆動側カム
 42  カム装置
 43  調節レバー
 44  摩擦板ユニット
 45、45a、45b、45c、45d、45e 係止孔
 46  取付孔
 47、47a、47b、47c、47d、47e、47f、47g 係止カプセル
 48、48a、48b、48c、48d 鍔部
 49a、49b、49c 小通孔
 50、50a、50b 結合ピン
 51  ボルト
 52  ナット
 53、53a 係止溝
 54  リベット
 55、55a、55b、55c、55d 上板部
 56  底板部
 57、57a 延長部
 58、58a 凸曲面
 59  周方向透孔
 60  突片
 61  頭部
 62、62a 滑り板
 63  垂下板部
 64  取付板部
 65  底板部
 66  連結部
 67  滑り層
 68a、68b ブラケット素子
 69  取付板部
 70  傾斜板部
 71  リブ

請求の範囲

[請求項1]
 ステアリングコラムの軸方向に伸長する係止孔を幅方向中央部に備え、車体側に支持固定されて、二次衝突時にも前方に変位することのない車体側固定ブラケットと、
 ステアリングコラム側に支持されたコラム側ブラケットと、
 前記コラム側ブラケットに固定され、この固定された状態で、前記係止孔に両端部が係止される被係止部と、この被係止部の上側に設けられ、前記係止孔の最大幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、前記固定された状態で、この係止孔の両側部分で前記車体側ブラケットの上側に位置する鍔部を有する上側部とを備える係止カプセルと、
を備え、
 前記係止カプセルの鍔部の下面と、この鍔部の下方に存在する下側抑え板部の上面との間で、前記車体側ブラケットのうちで前記係止孔の両側に部分を挟持した状態に、前記係止カプセルと前記車体側ブラケットとを組み合わせることにより、前記コラム側ブラケットを前記車体側ブラケットに対し、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への離脱を可能に支持している、ステアリングコラム用支持装置であって、
 前記二次衝突に伴って、前記ステアリングコラムから前記コラム側ブラケットに加わるモーメントに基づいて、前記下側抑え板部の上面前端縁部が前記車体側ブラケットの下面に押し付けられた状態で、これら上面前端縁部と車体側ブラケットの下面との当接部の面圧が上昇することを抑える面圧上昇抑制手段がさらに設けられていることを特徴する、ステアリングコラム用支持装置。
[請求項2]
 前記コラム側ブラケットが、前記係止カプセルの被係止部の幅寸法よりも大きな幅寸法を有し、前記係止カプセルの鍔部の下方に存在する前記下側抑え板部を有する上板部を備え、前記係止カプセルの被係止部の下面を、前記コラム側ブラケットの上板部の上面に当接させるとともに、前記鍔部の下面とこの上板部の上面との間で、前記車体側ブラケットのうちで前記係止孔の両側部分を挟持している、請求項1に記載したステアリングコラム用支持装置。
[請求項3]
 前記面圧上昇抑制手段が、前記下側抑え板部の上面前端寄り部分に形成された、この下側抑え板部の前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面、または、前記鍔部の前端縁よりも前方に突出した状態で前記下側抑え板部の前端部に設けられた延長部である、請求項1に記載のステアリングコラム用支持装置。
[請求項4]
 前記面圧上昇抑制手段が前記延長であり、この延長部の上面前端寄り部分に、この延長部の前端縁に向かうほど下方に向かう方向に傾斜した傾斜面が形成されている、請求項3に記載したステアリングコラム用支持装置。
[請求項5]
 前記下側抑え板部の上面と前記車体側ブラケットの下面との当接部に、これら下側抑え板部および車体側ブラケットを構成する金属とは異なる材料からなり、この当接部の摩擦係数を低減する低摩擦材層が介在している、請求項1に記載したステアリングコラム用支持装置。
[請求項6]
 前記係止孔の前後方向に関する長さが、前記係止カプセルの同方向の長さよりも大きく、前記二次衝突時に前記ステアリングコラムとともに、この係止カプセルが前方に変位した状態でも、この係止カプセルの少なくとも一部が前記車体側ブラケットの前端部の上側に位置して、この係止カプセルが落下することを防止できるだけの長さを有する、請求項1に記載したステアリングコラム用支持装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]

[ 図 17]

[ 図 18]

[ 図 19]

[ 図 20]

[ 図 21]

[ 図 22]

[ 図 23]

[ 図 24]

[ 図 25]

[ 図 26]

[ 図 27]

[ 図 28]

[ 図 29]

[ 図 30]

[ 図 31]

[ 図 32]

[ 図 33]

[ 図 34]

[ 図 35]

[ 図 36]

[ 図 37]