JPH0575057U - 衝撃吸収式ステアリングコラム装置 - Google Patents

衝撃吸収式ステアリングコラム装置

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JPH0575057U
JPH0575057U JP021980U JP2198092U JPH0575057U JP H0575057 U JPH0575057 U JP H0575057U JP 021980 U JP021980 U JP 021980U JP 2198092 U JP2198092 U JP 2198092U JP H0575057 U JPH0575057 U JP H0575057U
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Japan
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steering column
energy absorbing
absorbing member
steering
end portion
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幹雄 山口
卓啓 斉藤
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NSK Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/195Yieldable supports for the steering column

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】二次衝突の際に、ステアリングコラム3の変位
を開始させる為に要する荷重を小さくし、且つ、変位に
要する荷重を次第に大きくする。 【構成】波形で塑性変形しつつ伸長するエネルギ吸収部
材25の後端部を車体側に、前端部をステアリングコラ
ム3に、それぞれ支持する。このエネルギ吸収部材25
の幅寸法は、長さ方向に亙って漸次変化する。二次衝突
時には剛性の低い幅広部から伸長し始め、次第に幅狭部
が伸長する。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
この考案に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、ステアリングコラムを 衝突時の衝撃を吸収出来る構造とする事により、衝突時に於ける乗員の生命保護 を図るものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車の衝突時には、自動車が他の自動車等と衝突する、所謂一次衝突に続い て、運転者がステアリングホイールに衝突する、所謂二次衝突が発生する。この 二次衝突の際に運転者が受ける衝撃を少なく抑え、運転者の生命保護を図る事を 目的として、一端にステアリングホイールを固定するステアリングシャフトを、 強い衝撃が加わった場合に全長が縮まる、所謂コラプシブルステアリングシャフ トとすると共に、このステアリングシャフトを挿通したステアリングコラムを衝 撃吸収式のものとする事が、一般的に行なわれている。
【0003】 この様な目的で使用される衝撃吸収式のステアリングコラム装置として従来か ら、例えば実開昭63−76578号公報に開示されたものが知られている。こ の従来から知られた衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、図12〜15に示す 様に構成されている。
【0004】 図12に於いて1は、上端部にステアリングホイール2を固定し、このステア リングホイール2の操作によって捩り方向に回転させられるステアリングシャフ トで、このステアリングシャフト1は、図示しないコラプシブル構造により、軸 方向の衝撃が加わった場合には全長が縮まる。
【0005】 3は、前記ステアリングシャフト1を挿通した筒状のステアリングコラムで、 中間部と下端部とを、上部支持ブラケット6と下部支持ブラケット5とにより、 ダッシュボード下面等、車体4の一部に支承しており、やはり軸方向の衝撃が加 わった場合には、この衝撃を吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造と している。
【0006】 金属板を折り曲げ形成して成り、前記ステアリングコラム3の中間部外周面に 、溶接等により固定された上部支持ブラケット6の両側には、この上部支持ブラ ケット6を車体4に取り付ける為の取付板部7が形成されており、各取付板部7 にU字形の切り込み8を、各取付板部7の一端縁(ステアリングホイール2側端 縁)側に開口する状態で形成している。
【0007】 9は、合成樹脂等の滑り易い材料により長コ字形に造られた係止部材で、前記 切り込み8を覆う様にして、前記各取付板部7の一端縁に外嵌されている。そし て、この係止部材9に形成した通孔15と前記切り込み8とを挿通したボルト1 0を、車体4側に設けた螺子孔に螺合し緊締する事により、前記係止部材9によ って前記取付板部7を強く挟み付け、この係止部材9を介して、前記上部支持ブ ラケット6を車体4に支持している。
【0008】 更に、前記各取付板部7には、それぞれエネルギ吸収部材11の一端部を、溶 接により接合している。又、各エネルギ吸収部材11の他端には通孔16を形成 しており、この通孔16に前記ボルト10を挿通している。塑性変形自在な帯状 の板材により造られた前記エネルギ吸収部材11は、中間部にU字形の折り返し 部12を形成しており、この折り返し部12を、前記取付板部7と、次述するガ イド板13とで、上下から挟んでいる。
【0009】 金属板をプレス成形して成るガイド板13は、前記上部支持ブラケット6の両 側面で前記取付板部7の下側部分に、溶接により固定されており、各ガイド板1 3の上面と前記取付板部7の下面との間に、前記エネルギ吸収部材11の折り返 し部12を案内する為の、ガイド空間14を形成している。
【0010】 上述の様に構成される従来の衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、衝突事故 の際、次に述べる様に作用して、運転者の生命保護を図る。先ず、衝突事故によ る二次衝突に伴なって、ステアリングホイール2に衝撃が加わった場合、この衝 撃が直ちにステアリングコラム3に伝わり、このステアリングコラム3が、その 軸方向に強く押される。
【0011】 この様にステアリングコラム3の軸方向に加わる衝撃力が、前記取付板部7と 係止部材9との間に働く摩擦力よりも大きくなると、ボルト10が前記取付板部 7に形成した切り込み8から抜け出し、ステアリングコラム3が変位自在となる 。
【0012】 この結果、ステアリングコラム3が、前記衝撃力に基づいて、軸方向前方(図 12の左下方)に変位するが、この変位に伴なって、図15に示す様に、前記エ ネルギ吸収部材11が伸長する傾向となる。この様にエネルギ吸収部材11が、 図12に示した状態から図15に示した状態に迄伸長する際、このエネルギ吸収 部材11の中間部に形成された折り返し部12が、ボルト10に連結した他端側 (図15の右側)から、取付板部7に連結した一端側(同図左側)に向けて移動 する。この移動の際、エネルギ吸収部材11の各部が塑性変形し、運転者の身体 から、ステアリングホイール2を介してステアリングコラム3に加わった衝撃を 吸収する。
【0013】
【考案が解決しようとする課題】
ところが、上述の様に構成され作用する、従来の衝撃吸収式ステアリングコラ ム装置の場合、次に述べる様な改良すべき点があった。
【0014】 即ち、二次衝突の際、コラプシブル型のステアリングコラム3の全長が縮まる と同時に、取付板部7が係止部材9から、両部材7、9同士が滑る事で抜け出す が、ステアリングコラム3の全長が縮まり始める際に要する力、並びに取付板部 7が係止部材9に対して滑り始める際に要する力は、縮まり始めてからの力や滑 り始めてからの力に比べて大きい為、前記従来構造の場合、運転者の身体に比較 的大きな衝撃力が加わる可能性がある。
【0015】 二次衝突の際に運転者の身体に加わる衝撃力を少しでも小さくする為には、二 次衝突の際、ステアリングホイール2を前方に変位させる為に要する力が、この 変位が開始される瞬間に小さく、変位が進むに伴なって大きくなる様にする事が 好ましい。
【0016】 この為に従来から、特公昭49−2728号公報、同59−46826号公報 、実開昭63−63259号公報、同64−16970号公報、実開平2−82 669号公報、実公平2−22384号公報等に記載されている様に、ステアリ ングシャフト1を支持したステアリングコラム3の変位を開始させる為に要する 力を小さくしたり、或はステアリングコラム3を変位させる為に要する力が次第 に大きくなる様にする構造が提案されている。
【0017】 ところが、これらの公報に記載された従来構造の場合、ステアリングコラム3 のストロークを十分に確保する事が難しく、二次衝突時に於ける衝撃吸収能力が 不足したり、或は衝撃を吸収する為の部材が破断し易く、やはり二次衝突時に於 ける衝撃吸収能力が不足しがちであった。
【0018】 本考案の衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、この様な不都合を解消するも のである。
【0019】
【課題を解決する為の手段】
本考案の衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、従来の衝撃吸収式ステアリン グコラム装置と同様に、一端にステアリングホイールを固定するステアリングシ ャフトを挿通自在なステアリングコラムと、塑性変形自在な材料により造られ、 このステアリングコラムの一部外周面に前端部を、車体に固定の部分に後端部を 、それぞれ結合したエネルギ吸収部材とから構成される。
【0020】 特に、本考案の衝撃吸収式ステアリングコラム装置に於いては、前記エネルギ 吸収部材は、1枚の金属板を打ち抜き形成する事で造られた、前後方向に亙る波 形形状で、且つ前後方向に亙る幅寸法が漸次変化する形状である事を特徴として いる。
【0021】
【作用】
上述の様に構成される本考案の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の場合、衝 突事故に伴なう二次衝突によって、ステアリングコラムを前方に押す衝撃力が加 わった場合には、エネルギ吸収部材が、その波形を伸ばす方向に塑性変形しつつ 、前記ステアリングコラムが前方に変位する事を許容する。
【0022】 エネルギ吸収部材の伸長を開始する為に要する力は特に大きくなる事はない為 、ステアリングコラムの前方への変位開始は円滑に行なわれ、二次衝突の瞬間に 、運転者の身体に加わる衝撃力を軽く出来る。特に本考案の衝撃吸収式ステアリ ングコラム装置を構成するエネルギ吸収部材は、前後方向に亙る波形形状で、且 つ前後方向に亙る幅寸法が漸次変化している為、変位(伸長)開始が円滑に行な われ、しかも変位が進むに従って、更に変位させる為に要する力が大きくなる。
【0023】 従って、二次衝突時にステアリングコラムを変位させる為に要する力は、始め は小さく、変位が進むに従って次第に大きくなる。この為、ステアリングホイー ルにぶつかった運転者の身体によって加わえられた衝撃力を効率的に受け止め、 この運転者の身体に大きなダメージが加わる事を防止出来る。
【0024】
【実施例】
図1〜3は本考案の第一実施例として、衝撃吸収式ステアリングコラム装置に 、ステアリングホイール2(図12)の高さ位置を調節する為のチルト機構を組 み込んだ構造を示している。3はステアリングコラムで、一端にステアリングホ イール2を固定するステアリングシャフト1(図2、12)を挿通自在とすると 共に、中間部に設けたコラプシブル構造部(図示省略)により、軸方向に亙る強 い力が加わった場合には、全長が縮まる様にしている。
【0025】 17は前記ステアリングコラム3を車体に支持する為の支持ブラケットで、左 右1対の支持壁18、18により、上記ステアリングコラム3の中間部下面に溶 接固定された昇降ブラケット19を挟持している。この昇降ブラケット19の左 右両側壁には円孔20、20を、前記各支持壁18、18の一部で各円孔20、 20と整合する部分には上下方向に長い長孔21、21を、それぞれ形成してい る。そして、各孔20、21を一方から他方(図2の右から左)に挿通したアジ ャストボルト22の他端に、アジャストナット23を螺合させている。このアジ ャストボルト22は、頭部24と一方の長孔21の側縁との係合により、各長孔 21、21に沿って昇降する事はあっても、回転する事のない様にしておく。
【0026】 又、前記アジャストナット23は、図示しないチルトレバーにより回転自在と している。従って、チルトレバーの操作に基づいて前記アジャストナット23を 回転させ、このアジャストナット23と前記頭部24との間隔を変化させれば、 前記昇降ブラケット19を固定したステアリングコラム3を、前記支持ブラケッ ト17に対し固定したり、或は固定を解除して、前記ステアリングホイール2の 上下位置の調節を行なえる。
【0027】 更に、前記アジャストボルト22の中間部で、前記昇降ブラケット19の内側 に存在する部分には、エネルギ吸収部材25の後端部(前後は自動車の進行方向 で表わし、図1、3の右端部)を外嵌支持している。そして、このエネルギ吸収 部材25の前端部(図1、3の左端部)は、前記ステアリングコラム3の中間部 下面に溶接固定している。従って、前記エネルギ吸収部材25の後端部は、アジ ャストボルト22、支持ブラケット17を介して、衝突時にも変位する事のない 車体4に支持され、前端部は、衝突時に前方に変位するステアリングコラム3に 支持される。
【0028】 このエネルギ吸収部材25は、例えば図3に示す様な形状を有する。即ち、こ のエネルギ吸収部材25は、可塑性を有する1枚の金属板を打ち抜き形成する事 により、それぞれが幅方向(図3の上下方向)に長い長円形の、複数のリング部 26a〜26d同士を、連続部30、30により前後方向に亙って直列に連続さ せ、全体を波形形状としている。前記複数のリング部26a〜26dの幅方向に 亙る寸法は、後端部のリング部26d程大きく、前端部のリング部26a程小さ くなる様に、漸次変化させている。
【0029】 又、前記エネルギ吸収部材25の後端部に設けた支持部27には、左右1対の 折り曲げ部28、28を形成し、各折り曲げ部28、28に、前記アジャストボ ルト22を挿通する為の円孔29、29を形成している。更に、前記エネルギ吸 収部材25の前端部には舌片31を形成し、この舌片31を前記ステアリングコ ラム3の下面に溶接固定自在としている。
【0030】 上述の様な形状を有するエネルギ吸収部材25を、図1〜2に示す様にアジャ ストボルト22とステアリングコラム3との間に組み込んで成る、本考案の衝撃 吸収式ステアリングコラム装置の場合、衝突事故に伴なう二次衝突により、前記 ステアリングコラム3を前方に押す衝撃力が加わった場合には、エネルギ吸収部 材25が、前記各リング部26a〜26dを前後方向に伸ばす様に塑性変形しつ つ、前記ステアリングコラム3が前方に変位する事を許容する。
【0031】 エネルギ吸収部材25の変位(伸長)を開始する為に要する力は、特に大きく なる事はない為、ステアリングコラム3の前方への変位開始は円滑に行なわれ、 二次衝突の瞬間に、運転者の身体に加わる衝撃力を軽く出来る。特に、本考案の 衝撃吸収式ステアリングコラム装置に組み込まれたエネルギ吸収部材25を構成 するリング部26a〜26dは、それぞれ幅方向が長い長円形に形成されている 為、前記エネルギ吸収部材25の変位(伸長)開始は円滑に行なわれる。
【0032】 更に、前記各リング部26a〜26dの幅方向に亙る寸法は、後端部のリング 部26dが最も大きく、前端部のリング部26aに向かうに従って漸次小さくな る為、前記ステアリングコラム3の前方への変位に基づき、前記エネルギ吸収部 材25が伸長するのに伴なって、前記ステアリングコラム3をそれ以上前方に変 位させる(エネルギ吸収部材25を伸長させる)為に要する力が大きくなる。
【0033】 即ち、幅寸法の大きなリング部26dと幅寸法の小さなリング部26aとの、 長さ方向に亙る剛性を比べた場合、幅寸法の大きなリング部26dの剛性が幅寸 法の小さなリング部26aの剛性よりも小さい。この為、幅寸法の異なる複数の リング部26a〜26dを有するエネルギ吸収部材25に、伸長方向の力を加え た場合には、先ず幅寸法の大きなリング部26dが変形し(長さ方向に伸び)、 このリング部26dの変形が或る程度進んだ段階で、次に幅寸法が大きい、隣の リング部26cが変形し始める。以下、順次幅寸法の小さなリング部26aに向 けて変形が進む。
【0034】 従って、二次衝突時にステアリングコラム3を変位させる為に要する力は、始 めは小さく、変位が進むに従って次第に大きくなる。この為、ステアリングホイ ール2にぶつかった運転者の身体によって加わえられた衝撃力を効率的に受け止 め、この運転者の身体に大きなダメージが加わる事を防止出来る。
【0035】 尚、各リング部26a〜26dの断面形状は特に限定しないが、正方形断面に すれば、通常時に於ける剛性を十分に確保し、しかも衝突事故の際に各リング部 26a〜26dが伸び切る迄エネルギ吸収機能を発揮させる事が出来る。例えば 本考案者が、各リング部26a〜26dの断面形状を正方形にし、前記エネルギ 吸収部材25を伸長させる為に要する荷重の大きさとこのエネルギ吸収部材25 の変位量(伸長量)との関係を求めたところ、図5に示す様になった。
【0036】 又、このエネルギ吸収部材25を、図1〜2に示す様に、衝撃吸収式ステアリ ングコラム装置に組み込み、二次衝突時に於ける経過時間と、ステアリングホイ ール2にぶつかった運転者の体に加わる衝撃の大きさ並びに前記ステアリングコ ラムの変位量とを求めたところ、図6に示す様になった。この図6に於いて、実 線aは経過時間と運転者の体に加わる衝撃の大きさとの関係を、破線bは経過時 間とステアリングコラムの変位量との関係を、それぞれ表わしている。この図6 は、FMVSS 202 に基づく実験により求めたが、運転者に加わる衝撃は経過時間と 共に徐々に大きくなり、しかもその最大値は640kgf で、安全規格(1134 kgf 以下)を余裕を持って満たす事が確認された。
【0037】 尚、エネルギ吸収部材25の形状としては、図3に示す様な形状の他、図4に 示す様な形状でも良い。この図4に示したエネルギ吸収部材25は、後端部から 前端部に向けて次第に高さが低くなる波形の変位部32、32を1対設け、両変 位部32、32同士の間に、互いに連続する菱形部分を設けたものである。この 図4に示したエネルギ吸収部材25の作用も、前記図3に示したものとほぼ同様 である。
【0038】 次に、図7〜9は本考案の第二実施例を示している。前述の第一実施例が、ス テアリングホイールの高さ位置を調節する為のチルト機構を組み込んだ構造であ ったのに対して、本実施例の場合は、ステアリングホイールの高さ位置は固定の ままとしている。
【0039】 ステアリングコラム3の中間部には取付ブラケット33を固定し、左右1対の ボルト34、34によりこの取付ブラケット33を、車体4に固定している。3 7、37は滑り板で、前記各ボルト34、34は、この滑り板37、37に形成 された円孔35、35と前記取付ブラケット33に形成され、この取付ブラケッ ト33の後端縁(図7の右端縁)に開口したU字形の切り欠き36、36とを挿 通されている。
【0040】 更に、前記各滑り板37、37の上面と車体4の下面との間には、各ボルト3 4、34によりエネルギ吸収部材25の後端部を挟持している。そして、このエ ネルギ吸収部材25の後端部左右両端部に形成した円孔38、38に前記ボルト 34、34を挿通して、このエネルギ吸収部材25の後端部を車体4に支持固定 している。
【0041】 このエネルギ吸収部材25も、波形で、後端部から前端部に向けて次第に幅が 狭くなる変形部39を有している。そして、このエネルギ吸収部材25の前端部 に、係止孔40を有する係止部41を形成している。そして、この係止孔40と 、前記ステアリングコラム3の上面に形成した鉤部42とを係合させて、前記エ ネルギ吸収部材25の前端部とステアリングコラム3の中間部とを結合している 。
【0042】 二次衝突に伴なってステアリングコラム3に前方に向かう衝撃力が加わると、 前記ボルト34、34が切り欠き36、36から抜け出しつつ、前記ステアリン グコラム3が前方に変位する。これに伴なって、前記エネルギ吸収部材25の変 形部39が伸長し、ステアリングホイールにぶつかった運転者の体に大きな衝撃 が加わるのを防止する。
【0043】 尚、本実施例の場合も、エネルギ吸収部材25の形状は、図9に示したものに 限らず、他にも図10〜11に示す様な形状を採用出来る。尚、図10に示した エネルギ吸収部材25の前端部は、ステアリングコラム3に対して溶接固定する 。
【0044】
【考案の効果】
本考案の衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、以上に述べた通り構成され作 用する為、衝突事故に伴なう二次衝突の際、運転者の身体に大きな衝撃力が加わ る事を防止して、運転者が受ける傷害を最小限に抑える事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第一実施例を示す、要部縦断側面図。
【図2】図1のA−A断面図。
【図3】エネルギ吸収部材を図1の下方から見た図。
【図4】エネルギ吸収部材の別例を示す、図3と同様の
図。
【図5】エネルギ吸収部材に加わる荷重と伸長量との関
係を示す線図。
【図6】二次衝突時に於ける経過時間と運転者の体に加
わる衝撃の大きさ並びに前記ステアリングホイールの変
位量との関係を示す線図。
【図7】本考案の第二実施例を示す、要部縦断側面図。
【図8】図7のB−B断面図。
【図9】エネルギ吸収部材を図7の上方から見た図。
【図10】エネルギ吸収部材の別例を示す、図9と同様
の図。
【図11】エネルギ吸収部材の別例を示す、図9と同様
の図。
【図12】従来の衝撃吸収式ステアリングコラム装置の
側面図。
【図13】図12のC−C断面図。
【図14】図12のD矢視図。
【図15】衝突時に衝撃を吸収した後に於ける状態を示
す、図12の中央部に相当する側面図。
【符合の説明】
1 ステアリングシャフト 2 ステアリングホイール 3 ステアリングコラム 4 車体 5 下部支持ブラケット 6 上部支持ブラケット 7 取付板部 8 切り込み 9 係止部材 10 ボルト 11 エネルギ吸収部材 12 折り返し部 13 ガイド板 14 ガイド空間 15、16 通孔 17 支持ブラケット 18 支持壁 19 昇降ブラケット 20 円孔 21 長孔 22 アジャストボルト 23 アジャストナット 24 頭部 25 エネルギ吸収部材 26a、26b、26c、26d リング部 27 支持部 28 折り曲げ部 29 円孔 30 連続部 31 舌片 32 変位部 33 取付ブラケット 34 ボルト 35 円孔 36 切り欠き 37 滑り板 38 円孔 39 変形部 40 係止孔 41 係止部 42 鉤部

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端にステアリングホイールを固定する
    ステアリングシャフトを挿通自在なステアリングコラム
    と、塑性変形自在な材料により造られ、このステアリン
    グコラムの一部外周面に前端部を、車体に固定の部分に
    後端部を、それぞれ結合したエネルギ吸収部材とから成
    る衝撃吸収式ステアリングコラムに於いて、前記エネル
    ギ吸収部材は、1枚の金属板を打ち抜き形成する事で造
    られた、前後方向に亙る波形形状で、且つ前後方向に亙
    る幅寸法が漸次変化する形状である事を特徴とする衝撃
    吸収式ステアリングコラム装置。
JP021980U 1992-03-13 1992-03-13 衝撃吸収式ステアリングコラム装置 Pending JPH0575057U (ja)

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