特許 6361438 エネルギー吸収ステアリングコラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361438

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】エネルギー吸収ステアリングコラム

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/19 20060101AFI20180712BHJP

【ＦＩ】

   B62D1/19

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-206711(P2014-206711)

(22)【出願日】2014年10月7日

(65)【公開番号】特開2016-74340(P2016-74340A)

(43)【公開日】2016年5月12日

【審査請求日】2017年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084124

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 一眞

(72)【発明者】

【氏名】及川 達也

(72)【発明者】

【氏名】今泉 克哉

【審査官】 森本 康正

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１０００８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１１０８３１９０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３３８５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１４１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３２７４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３６８２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ １／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のステアリングシャフトを収容し軸を中心に回転可能に支持する第１筒状部材と、該第１筒状部材を収容し常時は当該第１筒状部材を所定位置に保持する第２筒状部材と、該第２筒状部材に対する前記第１筒状部材の軸方向相対移動時のエネルギーを吸収するエネルギー吸収機構とを備え、前記ステアリングシャフトに対し所定値以上の荷重が印加されたときには前記第２筒状部材に対する前記第１筒状部材の軸方向相対移動を許容するように構成されるエネルギー吸収ステアリング装置において、前記エネルギー吸収機構が、Ｕ字状に屈曲形成された板状部材と、該板状部材の一方の自由端部を所定位置に保持する保持部、及び当該板状部材の他方の自由端部を摺動可能に案内する案内部を有する支持部材であって、前記ステアリングシャフトに対し前記所定値を越える荷重が印加されたときには前記保持部による前記板状部材の保持状態が解除される支持部材とを備え、該支持部材に前記板状部材を保持した状態で、前記支持部材を前記第２筒状部材の開口端部に係止すると共に、前記板状部材を前記第１筒状部材に固定することを特徴とするエネルギー吸収ステアリング装置。

【請求項2】

前記板状部材は前記一方の自由端部に係止孔を有し、前記支持部材は、前記板状部材の他方の自由端部が挿通する案内孔を有すると共に、前記係止孔に係合する係止突起、及び、前記板状部材を幅方向から保持する一対の爪部を有し、該一対の爪部及び前記係止突起によって前記保持部を構成することを特徴とする請求項１記載のエネルギー吸収ステアリング装置。

【請求項3】

前記板状部材は、前記係止孔から前記他方の自由端部に向かって所定距離離隔した位置に取付孔を有すると共に、前記支持部材は、前記係止突起が前記係止孔に係合した状態で、前記板状部材の前記取付孔に対向する位置に取付穴を有し、該取付穴及び前記取付孔を挿通して前記板状部材を前記第１筒状部材に固定する固定部材を備えたことを特徴とする請求項２記載のエネルギー吸収ステアリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エネルギー吸収ステアリングコラムに関し、特に、車両のステアリングシャフトに印加されるエネルギーを吸収するエネルギー吸収ステアリングコラムに係る。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されるエネルギー吸収ステアリングコラムは、ステアリングコラムに対しエネルギーを吸収する特性を付与しておき、ステアリングホイールに対する衝撃を緩和する手段として広く知られており、種々の構造のものが採用されている。例えば、下記の特許文献１には、「安価な構成で必要な剛性を確保しつつ、第１筒状部材と第２筒状部材との間の移動開始荷重及び移動中荷重を容易且つ適切に設定し得るエネルギー吸収ステアリングコラムを提供する」ことを目的とし、（第１筒状部材の）「平面部に固定し車両後方開口端方向に延出する板状部材と、該板状部材に装着し相対的な移動時には摩擦力を付与しながら案内する摩擦係合部を有するエネルギー吸収ブロック」を備えることとし、このエネルギー吸収ブロックとして「前記板状部材を車両前方側から導入し車両後方側に導出して前記摩擦係合部を構成する屈曲溝であって、車両側方の一方のみに開口する屈曲溝と、該屈曲溝の開口に対し前記板状部材を係止する少なくとも一つの突起を有するもの」が提案されている（特許文献１の段落〔０００６〕乃至〔０００８〕に記載）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５２２８９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１においては、二つの筒状部材の軸方向相対移動時のエネルギーを吸収するエネルギー吸収機構として、（第１筒状部材の）「平面部に固定し車両後方開口端方向に延出する板状部材」と、「前記板状部材を車両前方側から導入し車両後方側に導出して前記摩擦係合部を構成する屈曲溝であって、車両側方の一方のみに開口する屈曲溝と、該屈曲溝の開口に対し前記板状部材を係止する少なくとも一つの突起を有する」エネルギー吸収ブロックが用いられており、板状部材が第１筒状部材に固定された後に、エネルギー吸収ブロックが板状部材に装着されるように構成されているので、例えばエネルギー吸収機構を後付部品とするためには、両者を予め組み付けてユニット構成とし、これを装着対象に取り付けるように構成することが望ましい。また、上記の板状部材は略直線状のものに限られ、エネルギー吸収ブロックの屈曲溝によって扱き荷重が設定されるように構成されているので、大きな移動中荷重を確保するためには複雑な屈曲溝を形成することが必要となる。

【0005】

そこで、本発明は、二つの筒状部材の軸方向相対移動時のエネルギーを吸収するエネルギー吸収機構として、ユニット構成が可能で、当該筒状部材に容易に取り付け得る機構を備えたエネルギー吸収ステアリングコラムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を達成するため、本発明は、車両のステアリングシャフトを収容し軸を中心に回転可能に支持する第１筒状部材と、該第１筒状部材を収容し常時は当該第１筒状部材を所定位置に保持する第２筒状部材と、該第２筒状部材に対する前記第１筒状部材の軸方向相対移動時のエネルギーを吸収するエネルギー吸収機構とを備え、前記ステアリングシャフトに対し所定値以上の荷重が印加されたときには前記第２筒状部材に対する前記第１筒状部材の軸方向相対移動を許容するように構成されるエネルギー吸収ステアリング装置において、前記エネルギー吸収機構が、Ｕ字状に屈曲形成された板状部材と、該板状部材の一方の自由端部を所定位置に保持する保持部、及び当該板状部材の他方の自由端部を摺動可能に案内する案内部を有する支持部材であって、前記ステアリングシャフトに対し前記所定値を越える荷重が印加されたときには前記保持部による前記板状部材の保持状態が解除される支持部材とを備え、該支持部材に前記板状部材を保持した状態で、前記支持部材を前記第２筒状部材の開口端部に係止すると共に、前記板状部材を前記第１筒状部材に固定するように構成したものである。

【0007】

上記のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記板状部材は前記一方の自由端部に係止孔を有し、前記支持部材は、前記板状部材の他方の自由端部が挿通する案内孔を有すると共に、前記係止孔に係合する係止突起、及び、前記板状部材を幅方向から保持する一対の爪部を有し、該一対の爪部及び前記係止突起によって前記保持部を構成するとよい。

【0008】

更に、前記板状部材は、前記係止孔から前記他方の自由端部に向かって所定距離離隔した位置に取付孔を有すると共に、前記支持部材は、前記係止突起が前記係止孔に係合した状態で、前記板状部材の前記取付孔に対向する位置に取付穴を有し、該取付穴及び前記取付孔を挿通して前記板状部材を前記第１筒状部材に固定する固定部材を備えたものとするとよい。尚、前記支持部材は合成樹脂で形成するとよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいては、エネルギー吸収機構を、Ｕ字状に屈曲形成された板状部材と、該板状部材の一方の自由端部を所定位置に保持する保持部、及び当該板状部材の他方の自由端部を摺動可能に案内する案内部を有する支持部材であって、ステアリングシャフトに対し所定値を越える荷重が印加されたときには保持部による板状部材の保持状態が解除される支持部材とを備えたエネルギー吸収ユニットとして構成することができると共に、支持部材に板状部材を保持した状態で、支持部材を第２筒状部材の開口端部に係止すると共に、板状部材を第１筒状部材に固定するように構成されているので、当該筒状部材に対し、ユニット構成のエネルギー吸収機構を容易に取り付けることができる。そして、エネルギー吸収機構においては、支持部材によって板状部材に摩擦力を付与しつつ案内すると共に、板状部材の塑性変形によってエネルギーを適切に吸収することができる。

【0010】

上記のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、板状部材は一方の自由端部に係止孔を有し、支持部材は、板状部材の他方の自由端部が挿通する案内孔を有すると共に、係止孔に係合する係止突起、及び、板状部材を幅方向から保持する一対の爪部を有し、これら一対の爪部及び係止突起によって保持部を構成するものとすれば、板状部材を容易且つ確実に支持部材に保持することができる。

【0011】

更に、板状部材は、係止孔から他方の自由端部に向かって所定距離離隔した位置に取付孔を有すると共に、支持部材は、係止突起が係止孔に係合した状態で、支持部材の取付孔に対向する位置に取付穴を有し、取付穴及び取付孔を挿通して板状部材を第１筒状部材に固定する固定部材を備えたものとすれば、板状部材を支持部材に保持した状態のエネルギー吸収ユニットとして、容易且つ確実に第１筒状部材に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ステアリングコラムの通常の状態を示す横断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ステアリングコラムの衝撃吸収後の状態を示す横断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ユニットの斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ユニットに供する板状部材の斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ユニットに供する支持部材の斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ユニットに供する支持部材の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るエネルギー吸収ステアリングコラムの構成を示すもので、ステアリングシャフト１は、後端部（図１の右方）にステアリングホイール（図示せず）が接続される筒状のアッパシャフト１ａと、このアッパシャフト１ａの内筒面とスプライン結合されるロアシャフト１ｂから成る。即ち、アッパシャフト１ａとロアシャフト１ｂが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結されており、ロアシャフト１ｂの前端部（図１の左方）が操舵機構（図示せず）に接続されている。

【0014】

コラムハウジング２内には、ステアリングシャフト１を収容し軸を中心に回転可能に支持する第１筒状部材として、金属製のアッパチューブ１０が設けられている。即ち、アッパチューブ１０内に収容されたアッパシャフト１ａが、アッパチューブ１０の後端部に軸受３を介して回転可能に支持されている。但し、アッパシャフト１ａとアッパチューブ１０との間の軸方向相対移動は規制されており、アッパシャフト１ａとアッパチューブ１０は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。更に、第１筒状部材（アッパチューブ１０）を収容し常時は第１筒状部材を所定位置に保持する第２筒状部材として、金属製のロアチューブ２０が設けられ、軸受（図示せず）を介してコラムハウジング２に支持されている。そして、ステアリングシャフト１に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、ロアチューブ２０に対するアッパチューブ１０の軸方向相対移動（ひいてはアッパシャフト１ａの軸方向移動）を許容するように構成されている。

【0015】

本実施形態のロアチューブ２０は、その車両後方の開口端近傍の内面に環状凸部２１が形成されており、アッパチューブ１０の外周面を圧接するように構成されている。アッパチューブ１０の中間部には、軸方向に延在する平面部１１が形成されており、ロアチューブ２０の後方開口端から所定の軸方向距離範囲でロアチューブ２０とアッパチューブ１０との間に間隙（ｄ）が形成されている。尚、アッパチューブ１０の車両前方の開口端近傍に、径方向外側に膨出した拡径部（図示せず）を形成し、ロアチューブ２０の内周面を圧接する構成としてもよい。

【0016】

そして、ロアチューブ２０に対するアッパチューブ１０の軸方向相対移動時のエネルギーを吸収するエネルギー吸収機構として、図３に示すエネルギー吸収ユニットＥＡＵが装着されている。エネルギー吸収ユニットＥＡＵは、図４に示すように、例えば弾性金属材料によってＵ字状に屈曲形成され、エネルギー吸収プレート（通称、ＥＡプレート）として機能する板状部材３０と、図５に示すように、板状部材３０の一方の自由端部３１を所定位置に保持する保持部４１を有し、所定値を越える荷重が印加されたときには板状部材３０の保持状態が解除されるように形成された支持部材４０とを備えており、図３に示すように板状部材３０が支持部材４０に保持された状態で、支持部材４０がロアチューブ２０の（車両後方の）開口端部に係止されると共に、板状部材３０がアッパチューブ１０に固定される。

【0017】

板状部材３０は、図４に示すように取付部３１、屈曲部３２及び摩擦摺動部３３を有し、取付部３１と摩擦摺動部３３が略平行となるように形成され、両者間に屈曲部３２が形成されている。板状部材３０の一方の自由端部（取付部３１）には係止孔３４が形成され、この係止孔３４から他方の自由端部（摩擦摺動部３３）方向に所定距離離隔した位置に取付孔３５が形成されている。更に、本実施形態の板状部材３０には、取付孔３５に対向する位置の摩擦摺動部３３に、取付孔３５より若干大径の取付孔３６が形成されている。

【0018】

一方、支持部材４０は、図５及び図６に示すように、保持部４１、曲面部４２及び案内部４３を有し、保持部４１と案内部４３が略平行となるように形成され、両者間に曲面部４２が形成された合成樹脂製のブロック体である。支持部材４０には、板状部材３０の係止孔３４に係合する係止突起４４が保持部４１に立設されると共に、板状部材３０を幅方向から保持する一対の爪部４５が保持部４１の両側面から中心方向に延出形成されている。而して、これらの爪部４５及び係止突起４４によって、板状部材３０が図３に示すように保持される。

【0019】

支持部材４０の案内部４３には、図６に示すように案内孔４３ａが形成されており、これに板状部材３０の他方の自由端部（摩擦摺動部３３の端部）が挿通される。また、支持部材４０には、係止突起４４が係止孔３４に係合した状態で板状部材３０の取付孔３５及び３６に対向する位置に、取付穴４６が形成されている。更に、支持部材４０には、図３及び図４に示すように、車両前方側に開口しロアチューブ２０の開口端部に嵌合可能な凹部４７が形成されている。

【0020】

而して、板状部材３０及び支持部材４０が図３に示すように組み付けられてエネルギー吸収ユニットＥＡＵが構成され、この状態で、図１に示すように、支持部材４０の凹部４７がロアチューブ２０の開口端部に嵌合され、支持部材４０がロアチューブ２０に係止されると共に、固定部材として例えばリベット５０が、図１及び図３の下方から取付孔３６、取付穴４６及び取付孔３５を挿通し、このリベット５０によって図１に示すように板状部材３０がアッパチューブ１０の平面部１１に固定される。尚、リベット５０に代えて、ピンや螺子等を用いることとしてもよい。

【0021】

尚、板状部材３０の取付孔３６を省略することとしてもよく、その場合には、摩擦摺動部３３を案内孔４３ａから外した状態でエネルギー吸収ユニットＥＡＵを構成しておき、アッパチューブ１０への取付け時には、板状部材３０の摩擦摺動部３３を延ばした状態、あるいは横方向にずらした状態で、リベット５０を取付穴４６から取付孔３５に挿通し、リベット５０によって支持部材４０をアッパチューブ１０に固定した後に、摩擦摺動部３３を案内孔４３ａに挿入するように構成すればよい。更には、支持部材４０の側面に、案内孔４３ａに連通する取付孔（図示せず）を形成しておき、この取付孔を介して支持部材４０の側方から板状部材３０を挿入し得る構成としてもよい。

【0022】

上記の構成になるエネルギー吸収ステアリングコラムに対し所定値を越える荷重が印加され、ステアリングシャフト１がアッパチューブ１０と共に前進すると、エネルギー吸収ユニットＥＡＵにおける支持部材４０の係止突起４４と板状部材３０の係止孔３４の係合状態が解除され（例えば、係止突起４４が係止孔３４によって剪断され）、板状部材３０は支持部材４０に案内され、変形しながら移動し、図２に示す状態となる。この間、板状部材３０は、その摩擦摺動部３３が支持部材４０の案内部４３及び曲面部４２に押圧されながら摺動し、これによって摩擦力が付与されると共に、板状部材３０の塑性変形によってエネルギーを吸収しながら移動するので、扱き荷重によってアッパチューブ１０に対し移動中荷重が付与されることになる。この扱き荷重は、摩擦摺動部３３の材質や形状を変更することによって調整することができる。更に、摩擦摺動部３３に突起、凹部、切欠等の異形部を形成することによって所望の移動中荷重に設定することができる。

【0023】

以上のように、上記のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいては、板状部材３０及び支持部材４０によってエネルギー吸収ユニットＥＡＵを構成し、これをアッパチューブ１０及びロアチューブ２０に容易且つ適切に取付けることができ、取付け後のエネルギー吸収ユニットＥＡＵによって、アッパチューブ１０とロアチューブ２０との軸方向相対移動における移動中荷重を適切な値に設定することができる。

【符号の説明】

【0024】

１ ステアリングコラム
２ コラムハウジング
１０ アッパチューブ（第１筒状部材）
１１ 平面部
２０ ロアチューブ（第２筒状部材）
３０ 板状部材
３１ 取付部
３２ 屈曲部
３３ 摩擦摺動部
４０ 支持部材
４１ 保持部
４２ 曲面部
４３ 案内部
５０ リベット（固定部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】