JP2008132987A - Shock absorbing steering column device - Google Patents
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Abstract
【課題】衝突エネルギを吸収する作動荷重を変化させて、運転者の体格や車速等に応じて二次衝突時のエネルギ吸収量を調整できる衝撃吸収式ステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、車両の衝突時における乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段を備え、衝突エネルギ吸収手段による二次衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段と、乗員あるいは車両の状態を検出する少なくとも一つのセンサと、センサの検出結果に基づき、エネルギ吸収量調整手段を駆動制御する電気制御手段とを備えている。
【選択図】図2An impact-absorbing steering column device capable of adjusting an energy absorption amount during a secondary collision according to a driver's physique and vehicle speed by changing an operating load that absorbs collision energy is provided.
An impact absorption type steering column device includes collision energy absorbing means for absorbing secondary collision energy of an occupant at the time of a vehicle collision, and energy absorption for changing the amount of secondary collision energy absorbed by the collision energy absorbing means. An amount adjusting means, at least one sensor for detecting the state of an occupant or a vehicle, and an electric control means for driving and controlling the energy absorption amount adjusting means based on the detection result of the sensor.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、衝撃吸収式ステアリングコラム装置に係り、詳しくは、コラプス荷重の可変化を実現する技術に関する。 The present invention relates to an impact absorption type steering column device, and more particularly to a technique for realizing a variable collapse load.
自動車が他の自動車や建造物等に衝突した場合、運転者が慣性でステアリングホイールに二次衝突することがある。近年の乗用車等では、このような場合における運転者の受傷を防止するべく、衝撃吸収式ステアリングシャフトや衝撃吸収式ステアリングコラム装置が広く採用されている。衝撃吸収式ステアリングコラム装置は、運転者が二次衝突した際にステアリングコラムがステアリングシャフトと共に離脱するもので、通常はステアリングシャフトと同時にコラプスし、その際に衝突エネルギの吸収が行われる。 When an automobile collides with another automobile or a building, the driver may make a secondary collision with the steering wheel due to inertia. In recent passenger cars and the like, in order to prevent the driver from being damaged in such a case, an impact absorption type steering shaft and an impact absorption type steering column device are widely adopted. The shock absorption type steering column device is one in which the steering column is detached together with the steering shaft when the driver makes a secondary collision, and usually collides simultaneously with the steering shaft, and at that time, the collision energy is absorbed.
衝突エネルギの吸収方式としては、ステアリングコラムの一部に形成されたメッシュ部を圧縮座屈変形させるメッシュ式が旧来より知られているが、特公昭46−35527号公報等に記載されたように、アウタコラムとインナコラムとの間に金属球を介装させ、コラプス時にアウタコラムの内周面やインナコラムの外周面に塑性溝を形成させるボール式も広く採用されている。 As a collision energy absorbing method, a mesh type that compressively buckles and deforms a mesh portion formed in a part of a steering column has been known for a long time. However, as described in Japanese Patent Publication No. 46-35527, etc. Also, a ball type in which a metal ball is interposed between the outer column and the inner column and a plastic groove is formed on the inner peripheral surface of the outer column or the outer peripheral surface of the inner column at the time of collapse is widely adopted.
また、近年では特開平7−329796号公報等に記載されたしごき式も採用されている。しごき式の衝突エネルギ吸収機構は、例えば、帯形状の鋼板からなるエネルギ吸収部材の一端を車体側ブラケットに固着させると共に、ステアリングコラム側にエネルギ吸収部材に形成された屈曲部に嵌入する鋼棒等のしごき手段を設け、ステアリングコラムが前方に移動する際にしごき手段によりエネルギ吸収部材をしごき変形させる構成をとっている。 In recent years, the ironing method described in JP-A-7-329796 has been adopted. The ironing-type collision energy absorbing mechanism is, for example, a steel rod that is fixed to one end of an energy absorbing member made of a strip-shaped steel plate on a vehicle body side bracket and fitted into a bent portion formed on the energy absorbing member on the steering column side. An ironing means is provided, and the energy absorbing member is ironed and deformed by the ironing means when the steering column moves forward.
更に、実開平5−68776号公報等に記載された引裂き式も一部に採用されている。引裂き式の衝突エネルギ吸収機構は、例えば、帯形状の鋼板からなるエネルギ吸収部材の中央部を車体側ブラケットに固着させる一方、その両側部をU字形状に屈曲させてステアリングコラム側に固着させ、ステアリングコラムが前方に移動する際にエネルギ吸収部材を曲げ変形させながら引裂く構成を採っている。 Furthermore, the tearing type described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-68776 is also adopted in part. The tear-type collision energy absorption mechanism, for example, fixes the central part of the energy absorbing member made of a strip-shaped steel plate to the vehicle body side bracket, while bending both side parts into a U-shape to fix it to the steering column side, When the steering column moves forward, the energy absorbing member is bent and deformed to be torn.
ところで、上述した衝撃吸収式ステアリングコラム装置では、所定のコラプス荷重が作用した場合にステアリングコラムがコラプスするが、通常、このコラプス荷重は、標準的な体重の運転者が所定の速度でステアリングホイールに二次衝突した際の運動エネルギを基に設定されている。しかしながら、運転者が小柄な女性等である場合、車両が低速である場合には、その運動エネルギが当然に小さくなり、運転者の体格や車速等に応じてエネルギ吸収量を調整できないといったことがある。 By the way, in the above-described shock absorption type steering column device, the steering column collapses when a predetermined collapse load is applied. Normally, this collapse load is applied to the steering wheel at a predetermined speed by a driver with a standard weight. It is set based on the kinetic energy at the time of secondary collision. However, when the driver is a small woman or the like, when the vehicle is at a low speed, the kinetic energy naturally becomes small, and the amount of energy absorption cannot be adjusted according to the driver's physique, vehicle speed, etc. is there.
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、コラプス荷重の可変化を実現し、もって運転者の体格や車速等に応じて二次衝突時のエネルギ吸収量を調整できるようにした衝撃吸収式ステアリングコラム装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described situation, and realizes a variable collapse load so that the energy absorption amount at the time of a secondary collision can be adjusted according to the physique, vehicle speed, etc. of the driver. An object is to provide a steering column device.
そこで、請求項1の発明では、上記課題を解決するべく、
ステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングコラムと、
車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上の衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットと、
前記ステアリングコラムと車体との間に設けられ、該ステアリングコラムの移動に伴って金属板を素材とするエネルギ吸収部材を破断または曲げ変形および破断させることにより、車両の衝突時における乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段とを、
備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置であって、
前記衝突エネルギ吸収手段による前記二次衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段と、
前記乗員あるいは前記車両の状態を検出する少なくとも一つのセンサと、
当該センサの検出結果に基づき、前記エネルギ吸収量調整手段を駆動制御する電気制御手段とを備えたものを提案する。
Therefore, in the invention of
A steering column that rotatably supports the steering shaft;
A vehicle body side bracket that is fixed to the vehicle body side to support the steering column and that allows the steering column to be detached when an impact load of a predetermined value or more is applied;
A secondary collision of an occupant at the time of a vehicle collision is provided by breaking or bending and breaking an energy absorbing member made of a metal plate as a material of the metal plate provided between the steering column and the vehicle body. A collision energy absorbing means for absorbing energy ;
A shock-absorbing steering column device comprising:
Energy absorption amount adjusting means for changing the amount of secondary collision energy absorbed by the collision energy absorbing means;
At least one sensor for detecting a state of the occupant or the vehicle;
Based on the detection result of the sensor, an electric control unit that drives and controls the energy absorption amount adjusting unit is proposed.
この発明では、例えば、運転者の体重が大きかったり車速が高かった場合には、制御手段によりエネルギ吸収量調整手段を駆動制御して衝突エネルギ吸収手段が作動するコラプス荷重を増大させる一方、運転者の体重が小さかったり車速が低かった場合には、逆に衝突エネルギ吸収手段が作動するコラプス荷重を減少させ、コラプシブルコラムのコラプスが適切に行われるようにする。 In the present invention, for example, when the driver's weight is large or the vehicle speed is high, the control means drives and controls the energy absorption amount adjusting means to increase the collapse load at which the collision energy absorbing means operates, while the driver When the weight of the vehicle is small or the vehicle speed is low, the collapsible load at which the collision energy absorbing means operates is reduced, so that the collapsible column is appropriately collapsible.
この発明では、例えば、エネルギ吸収部材の中央部を車体側ブラケットに固着させると共に、その両側部をステアリングコラムに連結し、電気制御手段は、運転者の体重が大きい場合にはエネルギ吸収部材を2箇所で引き裂かせることにより作動荷重を増大させる。また、運転者の体重が小さい場合には、電気制御手段は、エネルギ吸収部材の一方の側部とステアリングコラムとの連結を解き、エネルギ吸収部材を1箇所でのみ引き裂かせることにより作動荷重を減少させる。
In the present invention, for example, the central portion of the energy absorbing member is fixed to the vehicle body side bracket, and both side portions thereof are connected to the steering column, and the electric control means has the
また、請求項2の発明では、ステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングコラムと、車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上の衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットと、前記ステアリングコラムと車体との間に設けられ、当該ステアリングコラムの移動に伴って金属板を素材とするエネルギ吸収部材を破断または曲げ変形および破断させることにより、乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段とを有する衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記二次衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段を備えたものを提案する。 According to a second aspect of the present invention, the steering column that rotatably supports the steering shaft, and the steering column that is fixed to the vehicle body side to support the steering column, and when an impact load greater than a predetermined value is applied to the steering column. Vehicle body side bracket that allows detachment, and between the steering column and the vehicle body , with the movement of the steering column, by breaking or bending deformation and breaking the energy absorbing member made of a metal plate, A shock absorption type steering column apparatus having a collision energy absorbing means for absorbing a secondary collision energy of an occupant is proposed, which includes an energy absorption amount adjusting means for changing the amount of absorption of the secondary collision energy.
この発明では、例えば、エネルギ吸収部材の中央部を車体側ブラケットに固着させると共に、その両側部をステアリングコラムに連結し、運転者が切換スイッチ等をマニュアル操作することにより、運転者の体重が大きい場合にはエネルギ吸収部材を2箇所で引き裂かせることにより作動荷重を増大させる。また、運転者の体重が小さい場合には、電気制御手段は、エネルギ吸収部材の一方の側部とステアリングコラムとの連結を解き、エネルギ吸収部材を1箇所でのみ引き裂かせることにより作動荷重を減少させる。 In this invention, for example, the center part of the energy absorbing member is fixed to the vehicle body side bracket, and both side parts thereof are connected to the steering column, and the driver manually operates the changeover switch or the like, thereby increasing the weight of the driver. In some cases, the operating load is increased by tearing the energy absorbing member at two locations. Further, when the driver's weight is small, the electric control means reduces the operating load by breaking the connection between one side of the energy absorbing member and the steering column and tearing the energy absorbing member only at one place. Let
また、請求項3の発明では、請求項1又は2に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収量調整手段が電磁アクチュエータを駆動源とするものを提案する。
The invention according to
この発明では、例えば、各種センサからの入力信号に基づき電気制御手段がエネルギ吸収量調整手段の電動アクチュエータを駆動制御し、しごき手段のエネルギ吸収部材に対する相対位置等を変化させる。 In the present invention, for example, the electric control means drives and controls the electric actuator of the energy absorption amount adjusting means based on input signals from various sensors, and the relative position of the ironing means with respect to the energy absorbing member is changed.
また、請求項4の発明では、請求項1又は2に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収量調整手段が電動モータを駆動源とするものを提案する。
The invention according to
この発明では、例えば、例えば、各種センサからの入力信号に基づき電気制御手段がエネルギ吸収量調整手段の電動モータを駆動制御し、しごき手段等のエネルギ吸収部材に対する相対位置を変化させる。 In the present invention, for example, based on input signals from various sensors, the electric control means drives and controls the electric motor of the energy absorption amount adjustment means, and changes the relative position of the iron absorption means and the like to the energy absorption member.
また、請求項5の発明では、請求項1〜4の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収量調整手段が前記エネルギ吸収手段による前記二次衝突エネルギの吸収量を少なくとも3段階以上に変化させるものを提案する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the shock absorbing steering column apparatus according to the first to fourth aspects, the energy absorption amount adjusting means changes the amount of absorption of the secondary collision energy by the energy absorbing means in at least three stages. Suggest what you want.
この発明では、例えば、電動モータがしごきピンに対峙するスライドブロックをねじ機構により前進または後退させ、スライドブロックに形成された複数の段部によりしごきピンのエネルギ吸収部材に対する位置を変化させる。 In this invention, for example, the slide block that the electric motor faces the ironing pin is advanced or retracted by the screw mechanism, and the position of the ironing pin with respect to the energy absorbing member is changed by a plurality of step portions formed on the slide block.
また、請求項5の発明では、請求項1〜4に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収量調整手段が前記エネルギ吸収手段による前記二次衝突エネルギの吸収量を2種類以上に変化させ、この2種類以上のエネルギ吸収特性の変極点以降において、エネルギ吸収荷重は、コラプスストロークの進行に対して、ほぼ一定であるものを提案する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the shock absorption type steering column apparatus according to the first to fourth aspects, the energy absorption amount adjusting means has two or more types of absorption amounts of the secondary collision energy by the energy absorption means. It is proposed that the energy absorption load is substantially constant with respect to the progress of the collapse stroke after the inflection point of the two or more types of energy absorption characteristics.
この発明では、例えば、コラプスストロークに十分な余裕がある構造の場合、大柄又は小柄な体格に夫々適切なエネルギ吸収量が得られる。 In the present invention, for example, in the case of a structure with a sufficient margin for the collapse stroke, an appropriate amount of energy absorption can be obtained for a large or small physique.
また、請求項7の発明では、請求項1〜4に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記エネルギ吸収量調整手段が前記エネルギ吸収手段による前記二次衝突エネルギの吸収量を2種類以上に変化させ、この2種類以上のエネルギ吸収特性の変極点以降において、エネルギ吸収荷重はコラプスストロークの進行に伴って、徐々に増加するものを提案する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the shock absorption type steering column apparatus according to the first to fourth aspects, the energy absorption amount adjusting means has two or more types of absorption amounts of the secondary collision energy by the energy absorption means. It is proposed that the energy absorption load gradually increase as the collapse stroke progresses after the inflection point of the two or more types of energy absorption characteristics.
この発明では、例えば、コラプスストロークに十分な余裕がない構造の場合、フルストロークして底付きすると、ピーク荷重が発生するが、ストロークの後半を徐々に荷重を増加させることにより、底付きのピークを無くすことができる。 In the present invention, for example, in the case of a structure that does not have a sufficient margin for the collapse stroke, a peak load is generated when the full stroke is applied to the bottom, but a peak with a bottom is generated by gradually increasing the load in the second half of the stroke. Can be eliminated.
以下、本発明のいくつかの参考例および実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, some reference examples and embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、第1参考例に係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図であり、同図中の符号1はコラプシブルコラムを示している。コラプシブルコラム1は、共に鋼管製のアウタコラム3およびインナコラム5と衝突エネルギ吸収機構7とを構成要素としており、アウタコラム3を保持するアッパコラムブラケット9とインナコラム5を保持するロアコラムブラケット11とを介して車体側メンバ13に取り付けられている。尚、本参考例では、アッパコラムブラケット9と車体側メンバ13との間にはアルミ合金製のカプセル15が介装されており、所定値以上の衝撃荷重が作用すると、アッパコラムブラケット9がアウタコラム3と伴に前方に離脱するようにしたが、カプセル方式以外の離脱機構を採用してもよい。
FIG. 1 is a side view showing a passenger compartment side portion of a steering apparatus according to a first reference example, and
コラプシブルコラム1は、図示しないベアリングを介して、アッパステアリングシャフト21を回動自在に保持している。アッパステアリングシャフト21の上端にはステアリングホイール23が取り付けられる一方、下端にはユニバーサルジョイント25を介してロアステアリングシャフト27が連結されている。図1中で、符号29はステアリングコラム1の上部を覆うコラムカバーを示し、符号31は車室とエンジンルームとを区画するダッシュボードを示し、符号33はコラプシブルコラム1のチルト操作に供されるチルトレバーを示している。尚、アッパステアリングシャフト21には、樹脂インジェクションやセレーション楕円嵌合等による公知の衝突エネルギ吸収機構が形成されており、運転者の二次衝突時に短縮しながら衝突エネルギを吸収する。
The
このステアリング装置では、運転者がステアリングホイール23を回転させると、アッパステアリングシャフト21およびロアステアリングシャフト27を介して、その回転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステアリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッド等を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。尚、ステアリングギヤには、ラックアンドピニオン式の他、ボールスクリュー式やウォームローラ式等、種々の形式が公知である。
In this steering apparatus, when the driver rotates the
図2は図1中のA部拡大図であり、図3は図2中のB矢視図であり、図4は図2中のC−C断面図である。これらの図に示したように、衝突エネルギ吸収機構7は、アウタコラム3とインナコラム5との間に介装された第1金属球保持筒35と、この第1金属球保持筒35の前方に配設された第2金属球保持筒37と、第2金属球保持筒37を回転駆動する保持筒駆動装置39とを主要構成部材としている。
2 is an enlarged view of a part A in FIG. 1, FIG. 3 is a view taken along arrow B in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. As shown in these drawings, the collision
第1金属球保持筒35および第2金属球保持筒37は、合成樹脂や焼結含油合金等を素材としており、それぞれに鋼球41,43を回転自在に保持する鋼球保持孔45,47を有している。また、第1金属球保持筒35の先端には環状溝51が形成されており、この環状溝51に第2金属球保持筒37の後端に形成された係止爪53が係合することで、第1金属球保持筒35と第2金属球保持筒37とが回転自在に結合している。尚、鋼球41,43は、その外径がアウタコラム3とインナコラム5との間隙より所定量大きく設定されており、アウタコラム3とインナコラム5とが軸方向に相対移動する際に両コラム3,5の内周面や外周面に塑性溝を形成する。
The first metal
保持筒駆動装置39は、アウタコラム3に固着されたアルミ合金や合成樹脂を素材とするハウジング55と、ハウジング55に保持されてECU(電子制御装置)57に駆動制御される電磁アクチュエータ(以下、ソレノイドと記す)59と、ソレノイド59のプランジャ61の先端に固着された駆動アーム63と、駆動アーム63(すなわち、プランジャ61)を上方に付勢する圧縮コイルスプリング65等からなっている。本参考例の場合、ECU57には、シートポジションセンサ67の他、体重センサ69、車速センサ71、乗員位置センサ73、シートベルト着用センサ75等、少なくとも一つのセンサが接続されている。
The holding
駆動アーム63には第2金属球保持筒37に隣接した面に円柱形状の駆動突起77が突設されており、この駆動突起77が第2金属球保持筒37の外周面に形成された直進溝79に嵌入している。直進溝79は、第2金属球保持筒37の軸方向に沿って形成されると共に、その前端側が開放されている。図2〜図4中、符号81で示した部材はハウジング55に形成された保持爪であり、ソレノイド59を強固に保持している。尚、ソレノイド59の保持・固定は、例示した保持爪81によらず、ねじ止めによって行うようにしてもよいし、蓋を設けて行うようにしてもよい。
The
本参考例の場合、図2〜図4に示した状態では、第2金属球保持筒37に保持された鋼球43は、図5に実線で示したように、第1金属球保持筒35に保持された鋼球41と角度位相が相違している。ところが、第2金属球保持筒37が所定角度回転すると、両鋼球41,43の角度位相が一致することになる。
In the case of this reference example , in the state shown in FIGS. 2 to 4, the
以下、第1参考例の作用を述べる。 The operation of the first reference example will be described below.
自動車が走行を開始すると、ECU57は、前述した各種センサ67,69,71,73,75の検出信号に基づき、所定の制御インターバルで目標コラプス荷重の算出を繰り返し行う。例えば、運転者の体重が比較的大きい場合、あるいは運転者の体重が比較的小さくても車速が大きい場合、衝突時における運転者の運動エネルギが大きくなるため、目標コラプス荷重も大きくなる。すると、ECU57は、ソレノイド59に駆動指令を出力せず、第1金属球保持筒35に保持された鋼球41と第2金属球保持筒37に保持された鋼球43との角度位相が相違したままとなる。
When the vehicle starts running, the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、運転者は慣性によってステアリングホイール23に二次衝突し、その衝撃によって先ずアッパコラムブラケット9がアウタコラム3と伴に前方に離脱する。その後、運転者の運動エネルギによりステアリングホイール23が前方に押し付けられ、図6に示したように、インナコラム5がアウタコラム3内に進入することでコラプシブルコラム1がコラプスを開始する。
When the vehicle collides with another vehicle or an obstacle on the road in this state, the driver secondarily collides with the
この際、本参考例では、第1金属球保持筒35側の鋼球41と第2金属球保持筒37側の鋼球43との角度位相が相違しているため、アウタコラム3の内周面とインナコラム5の外周面とには両鋼球41,43による塑性溝がそれぞれ形成され、比較的大きな衝突エネルギの吸収が実現されることになる。尚、アウタコラム3がコラプスを開始すると、保持筒駆動装置39が第2金属球保持筒37に対して前進するため、駆動アーム63の駆動突起77が第2金属球保持筒37の直進溝79から抜け出ることになる。図7はアウタコラム3の移動ストロークとコラプス荷重との関係を示すグラフであり、同図中の実線はこの際(大コラプス荷重時)の試験結果を示している。
At this time, in the present reference example , the angle phase between the
一方、運転者が比較的体重の小さい小柄な女性等の場合、衝突時における運転者の運動エネルギが比較的小さくなるため、ECU57により算出された目標コラプス荷重も小さくなる。すると、ECU57は、ソレノイド59に駆動指令を出力し、プランジャ61を下降させる。これにより、第2金属球保持筒37が駆動アーム63に設けられた駆動突起77によって図4中で時計回りに回転駆動され、第1金属球保持筒35に保持された鋼球41の角度位相と第2金属球保持筒37に保持された鋼球43の角度位相とが一致することになる。
On the other hand, when the driver is a small woman or the like having a relatively small weight, the kinetic energy of the driver at the time of collision is relatively small, so the target collapse load calculated by the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、上述した場合と同様のプロセスにより、アウタコラム3が離脱した後、コラプシブルコラム1がコラプスを開始する。この際、両鋼球41,43の角度位相が一致しているため、第2金属球保持筒37側の鋼球43は、第1金属球保持筒35側の鋼球41により形成された塑性溝に沿って転動することになり、衝突エネルギの吸収を殆ど行わない。その結果、運転者が小柄な女性等であっても、コラプシブルコラム1のコラプスが円滑に行われ、運転者の胸部や頭部に大きな衝撃が加わることがなくなるのである。図7中の破線はこの際(小コラプス荷重時)の試験結果を示しており、小コラプス荷重が大コラプス荷重より有意に小さくなることが判る。
When the vehicle collides with another vehicle or an obstacle on the road in this state, the
図8は、本発明の第2参考例に係るステアリング装置の要部を示す横断面図である。第2参考例は、上述した第1参考例と略同様の構成を採っているが、保持筒駆動装置39の構成が異なっている。すなわち、本参考例では、保持筒駆動装置39に電動モータ85とウォームピニオン87とが内蔵されており、ウォームピニオン87が第2金属球保持筒37の外周面に形成されたウォームホイール89に噛み合っている。そして、ECU57の指令により電動モータ85が回転すると、ウォームピニオン87に噛み合ったウォームホイール89(第2金属球保持筒37)が回転する。本参考例の場合、衝突時の衝撃により電力の供給が絶たれても、第2金属球保持筒37は衝突直前の角度を保つため、コラプス荷重が不用意に変化することがない。尚、保持筒回転駆動装置39と第2金属球保持筒37との間に介装されるギヤ装置としては、例示したウォーム機構の他に、スパーギヤ列やベベルギヤ列等を採用することが可能である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a main part of a steering apparatus according to a second reference example of the present invention. The second reference example has substantially the same configuration as the first reference example described above, but the configuration of the holding
図9は、本発明の第3参考例に係るステアリング装置を示す側面図である。第3参考例は、本発明を電動パワーステアリング装置に適用したものであり、アウタコラム3とインナコラム5との位置関係が逆転していることと、アウタコラム3がアッパコラムブラケット9とロアコラムブラケット11とを介して車体側メンバ13に固着されていることとを除けば、上述した第1参考例と略同様の構成が採られている。図9中の符号91は電動モータ93や図示しないギヤ等からなるステアリングアクチュエータを示している。
FIG. 9 is a side view showing a steering apparatus according to a third reference example of the present invention. In the third reference example , the present invention is applied to an electric power steering apparatus. The positional relationship between the
図10は、本発明の第4参考例に係るステアリング装置の要部を示す縦断面図である。第4参考例は、上述した第2参考例と同様に電動モータ85とウォーム機構とにより第2金属球保持筒37を回転駆動する構成を採っているが、第1,第2金属球保持筒35,37における鋼球41,43の保持位置と第2金属球保持筒37の駆動形態とが異なっている。すなわち、図11(第1,第2金属球保持筒を示す側面図),図12(図11中のD−D断面図),図13(図11中のE−E断面図)に示したように、第1金属球保持筒35の先端側2列の鋼球41が第2金属球保持筒37の2列の鋼球43に対峙すると共に、第1金属球保持筒35では鋼球41の保持間隔が鉛直線Lvを起点として上端から左右に10゜,50゜,30゜,30゜,50゜,10゜に設定される一方、第2金属球保持筒37では鋼球43の保持間隔が鉛直線Lvを起点として上端から左右に0゜,40゜,40゜,20゜,40゜,40゜に設定されている。尚、図11においては、図が煩雑になることを避けるべく、第2金属球保持筒37外周のウォームホイールは示していない。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a main part of a steering apparatus according to a fourth reference example of the present invention. The fourth reference example employs a configuration in which the second metal
以下、図14〜図17を参照して、第4参考例の作用を述べる。 The operation of the fourth reference example will be described below with reference to FIGS.
自動車が走行を開始すると、ECU57は、所定の制御インターバルで目標コラプス荷重の算出を行った後、その値に応じて第2金属球保持筒37を適宜回転駆動する。例えば、目標コラプス荷重が第1設定値以上であるときには、図14に示したように第2金属球保持筒37を元位置から回転させない。この場合、第1金属球保持筒35の鋼球41と第2金属球保持筒37の鋼球43との角度位相は全く一致せず、コラプス荷重が最大となる。尚、図14〜図17においては、説明の便宜上、内側の円が第1金属球保持筒35を示し、外側の円が第2金属球保持筒37を示している。
When the automobile starts traveling, the
一方、ECU57は、目標コラプス荷重が第1設定値より小さくかつ第2設定値以上であるときには、図15に示したように第2金属球保持筒37を元位置から30゜左に回転させる。この場合、第1金属球保持筒35の鋼球41と第2金属球保持筒37の鋼球43との角度位相は2箇所で一致し、コラプス荷重が若干小さくなる。尚、図15〜図17においては、理解を容易にするべく、角度位相が一致した鋼球41,43を黒く塗りつぶしている。また、ECU57は、目標コラプス荷重が第2設定値より小さくかつ第3設定値以上であるときには、図16に示したように第2金属球保持筒37を元位置から50゜左に回転させる。この場合、第1金属球保持筒35の鋼球41と第2金属球保持筒37の鋼球43との角度位相は4箇所で一致し、コラプス荷重が更に小さくなる。そして、ECU57は、目標コラプス荷重が第3設定値より小さいときには、図17に示したように第2金属球保持筒37を元位置から90゜左に回転させる。この場合、第1金属球保持筒35の鋼球41と第2金属球保持筒37の鋼球43との角度位相は6箇所で一致し、コラプス荷重が最小となる。
On the other hand, when the target collapse load is smaller than the first set value and greater than or equal to the second set value, the
このように、本参考例では、第2金属球保持筒37を適宜回動させることにより、コラプス荷重を4段階に切り換えることができた。また、当然のことながら、第1,第2金属球保持筒35,37における鋼球41,43の保持位置を適宜設定することにより、5段階以上のコラプス荷重を得ることが可能である。
Thus, in this reference example , the collapse load can be switched in four stages by appropriately rotating the second metal
上述した第1〜第4参考例では、第2金属球保持筒をアクチュエータにより回動させることにより、第1金属球保持筒側の鋼球と第2金属球保持筒側の鋼球との角度位相を一致または相違させてコラプス荷重を変化させるようにしたが、第1金属球保持筒と第2金属球保持筒との間に係合解除手段を設け、小コラプス荷重時に第1金属球保持筒と第2金属球保持筒との連結を解除し、第1金属球保持筒側の鋼球のみを作動させるようにしてもよい。 In the first to fourth reference examples described above, the angle between the steel ball on the first metal ball holding cylinder side and the steel ball on the second metal ball holding cylinder side is obtained by rotating the second metal ball holding cylinder with the actuator. The collapse load is changed by matching or different phases, but disengagement means is provided between the first metal ball holding cylinder and the second metal ball holding cylinder to hold the first metal ball at the time of a small collapse load. The connection between the cylinder and the second metal ball holding cylinder may be released, and only the steel ball on the first metal ball holding cylinder side may be operated.
以上述べたように、本発明の第1〜第4参考例に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置によれば、ステアリングシャフトを回動自在に支持すると共に、所定のコラプス荷重によって短縮するコラプシブルコラムを備え、前記コラプシブルコラムが、アウタコラムと、このアウタコラムに内嵌し、前記コラプシブルコラムの短縮時に当該アウタコラム内に進入するインナコラムと、前記アウタコラムと前記インナコラムとの間に介装され、前記コラプシブルコラムの短縮時に、衝突エネルギの吸収を行うべく、当該アウタコラムと当該インナコラムとの少なくとも一方に塑性溝を形成する複数の金属球とからなる衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記コラプシブルコラムの短縮時に前記金属球が形成する塑性溝の本数を変化させる吸収エネルギ可変手段を備えたものとしたため、例えば、運転者の体重が大きい場合には金属球が形成する塑性溝の本数を多くしてコラプス荷重を増大させる一方、運転者の体重が小さい場合には同塑性溝の本数を少なくしてコラプス荷重を減少させることにより、コラプシブルコラムのコラプスを適切に行わせることが可能となる。 As described above, according to the shock absorbing type steering column apparatus according to the first to fourth reference examples of the present invention, the collapsible column that supports the steering shaft rotatably and is shortened by a predetermined collapse load is provided. The collapsible column includes an outer column, an inner column that is fitted into the outer column, and enters the outer column when the collapsible column is shortened, and is interposed between the outer column and the inner column. In an impact absorption type steering column apparatus comprising a plurality of metal balls forming plastic grooves in at least one of the outer column and the inner column so as to absorb collision energy when the collapsible column is shortened Changing the number of plastic grooves formed by the metal balls when the collapsible column is shortened. For example, when the driver's weight is large, the number of plastic grooves formed by the metal balls is increased to increase the collapse load, while the driver's weight is small. By reducing the number of the plastic grooves and reducing the collapse load, the collapse of the collapsible column can be appropriately performed.
図18は、本発明の第5参考例に係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図であり、同図中の符号101は衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示している。衝撃吸収式ステアリングコラム装置101は、上下2箇所で車体側メンバ103に装着されており、軸受105,107によりアッパステアリングシャフト(以下、単にステアリングシャフトと記す)109を回動自在に支持している。ステアリングシャフト109には、その上端にステアリングホイール111が取り付けられる一方、下端にはユニバーサルジョイント113を介してロアステアリングシャフト115が連結されている。図中、117はステアリングコラム1の上部を覆うコラムカバーであり、119は車室とエンジンルームとを区画するダッシュボードである。
FIG. 18 is a side view showing a compartment side portion of a steering apparatus according to a fifth reference example of the present invention, and
このステアリング装置では、運転者がステアリングホイール111を回転させると、ステアリングシャフト109およびロアステアリングシャフト115を介して、その回転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステアリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッド等を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。尚、ステアリングギヤには、ラックアンドピニオン式の他、ボールスクリュー式やウォームローラ式等、種々の形式が公知である。
In this steering device, when the driver rotates the steering wheel 111, the rotational force is transmitted to a steering gear (not shown) via the
図19は、第5参考例に係る衝撃吸収式ステアリングコラム装置を示す側面図であり、図20は同装置を示す平面図(図19中のF矢視図)であり、図21は図19中の拡大G−G断面図であり、図22は図19中の拡大H−H断面図であり、図23は図19中の拡大I−I断面図である。これらの図に示したように、ステアリングコラム121は、鋼管製のコラムチューブ123の略中央部に鋼板製のアッパディスタンスブラケット(以下、アッパブラケットと略称する)125を溶接接合し、同前部(図19,図20中の左方)にこれも鋼板製のロアディスタンスブラケット(以下、ロアブラケットと略称する)127を溶接接合することにより製作されている。
19 is a side view showing an impact absorption type steering column apparatus according to a fifth reference example , FIG. 20 is a plan view showing the same apparatus (as viewed from arrow F in FIG. 19), and FIG. FIG. 22 is an enlarged GG sectional view in FIG. 19, FIG. 22 is an enlarged HH sectional view in FIG. 19, and FIG. 23 is an enlarged II sectional view in FIG. As shown in these drawings, the
アッパブラケット125は、車体側メンバ103に固着された鋼板溶接構造品のチルトブラケット131に挟持されており、チルトブラケット131を貫通するチルトボルト133とナット135とにより所定の締結力で挟圧・固定されている。アッパブラケット125には後方に開口する略U字形状の切欠き137が形成されており、チルトボルト133はこの切欠き137の前端側に嵌挿されている。図21,図23において符号141,143で示した部材は公知のチルトカムであり、ステアリングコラム121の所定角度での固定に供される。また、符号145で示した部材はチルトカム141を回転駆動するチルトレバーであり、符号147で示した部材はチルトボルト133の頭部とチルトレバー145との間に介装されたスラスト軸受である。
The
一方、ロアブラケット127は、車体側メンバ103に固着された鋳造品のピボットブラケット151に挟持されており、ピボットブラケット151を貫通するピボットボルト153とナット155とにより固定されている。ピボットブラケット151には前方に開口する略U字形状の切欠き157が形成されており、ピボットボルト153はこの切欠き157の後端側に嵌挿されている。尚、ステアリングコラム121は、ピボットボルト153を軸に揺動可能となっており、チルトレバー145を操作することにより運転者は所定の範囲でステアリングホイール111の上下位置を調整することができる。
On the other hand, the
本参考例の場合、衝突エネルギ吸収手段は、チルトボルト133に保持されたエネルギ吸収プレート161と、ステアリングコラム121に固着された可変しごき装置163とから構成されている。エネルギ吸収プレート161は、前方に開いた略U字形状の鋼板であり、後端部近傍をチルトボルト133が貫通している。
In the case of this reference example , the collision energy absorbing means includes an
一方、可変しごき装置163は、図23,図24(図23のJ−J断面図),図25(図23中のK−K断面図)に示したように、コラムチューブ123に溶接された鋼板プレス成形品のベースプレート165と、ベースプレート165にボルト締めされたハウジング167と、ハウジング167内に摺動自在に保持されたスライドブロック169と、ハウジング167に保持されてECU(電子制御装置)170に駆動制御される電磁アクチュエータ(以下、ソレノイドと記す)171等から構成されている。尚、ECU170には、シートポジションセンサ173の他、体重センサ174、車速センサ175、乗員位置センサ176、シートベルト着用センサ177等、少なくとも一つのセンサが接続されている。
On the other hand, the
ソレノイド171のプランジャ179は、その先端がスライドブロック169に係合・連結されており、通電時以外はソレノイド171とスライドブロック169との間に介装されたコイルスプリング181の付勢力により伸張状態となっている。図23中、183,184で示した部材はスライドブロック169に貼着された緩衝材であり、スライドブロック169のハウジング167やソレノイド171との衝突音を抑制する。
The
ハウジング167には、スライドブロック169の両側面に隣接して、左右一対のガイドプレート185,187が保持されており、前述したエネルギ吸収プレート161はこれらガイドプレート185,187とスライドブロック169との間に嵌挿されている。両ガイドプレート185,187は、略中央部と後部との内側にそれぞれU字状凹部189,191を有しており、これらU字状凹部189,191にエネルギ吸収プレート161に形成された前後のU字曲げ部193,195が嵌入している。
The
エネルギ吸収プレート161には、前部U字曲げ部193に固定側しごきピン197が嵌入する一方、後部U字曲げ部195に移動側しごきピン199が嵌入している。ハウジング167には移動側しごきピン199を保持する左右一対の長孔201,203が形成されており、これら長孔201,203内を移動側しごきピン199が左右方向に所定量移動可能となっている。
In the
以下、第5参考例の作用を説明する。 Hereinafter, the operation of the fifth reference example will be described.
自動車が走行を開始すると、ECU170は、前述した各種センサ173〜177の検出信号に基づき、所定の制御インターバルで衝突エネルギ吸収手段の目標作動荷重の算出を繰り返し行う。例えば、運転者の体重が比較的大きい場合、あるいは運転者の体重が比較的小さくても車速が大きい場合、衝突時における運転者の運動エネルギが大きくなるため、目標作動荷重も大きくなる。すると、ECU170は、ソレノイド171に駆動電流を出力し、図26に示したように、プランジャ179をソレノイド171内に磁力吸引させる。これにより、プランジャ179に連結されたスライドブロック169が後方に移動し、その後部側面が移動側しごきピン199の内側に位置することによって、移動側しごきピン199の内側への移動を規制することになる。
When the automobile starts traveling, the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、運転者は慣性によってステアリングホイール111に二次衝突し、その衝撃によって、図27、図28(図27中のL矢視図)に示したように、アッパブラケット125がチルトブラケット131から前方に離脱する一方、ロアブラケット127がピボットブラケット151から前方に離脱し、ステアリングコラム121が離脱して前進を始める。そして、ステアリングコラム121の前進に伴って、図29に示したように、車体メンバ103側のチルトボルト133に保持されたエネルギ吸収プレート161に対して、ステアリングコラム121側の可変しごき装置163が前進する。
In this state, when the vehicle collides with another vehicle or an obstacle on the road, the driver has a secondary collision with the steering wheel 111 due to inertia, and FIG. 27 and FIG. 28 (viewed by the arrow L in FIG. 27) due to the impact. As shown in FIG. 5, the
すると、エネルギ吸収プレート161では、U字状凹部189と固定側しごきピン197との間に嵌入した前部U字曲げ部193と、U字状凹部191と移動側しごきピン199との間に嵌入した後部U字曲げ部195とが前進することになる。その結果、エネルギ吸収プレート161は左右4箇所で両しごきピン197,199に順次巻き回されるかたちでしごかれ、比較的大きな衝突エネルギの吸収が実現される。ステアリングコラム121の移動ストロークと作動荷重との関係は、第1参考例と同様である。
Then, in the
一方、運転者が比較的体重の小さい小柄な女性等の場合、衝突時における運転者の運動エネルギが比較的小さくなるため、ECU170により算出された目標作動荷重も小さくなる。すると、ECU170は、ソレノイド171に駆動電流を出力せず、前述した図23に示したように、プランジャ179がコイルスプリング181の付勢力により伸張した状態にする。これにより、スライドブロック169が前進したままとなり、移動側しごきピン199は長孔201,203内を自由に移動可能となる。
On the other hand, when the driver is a small woman or the like having a relatively small weight, the kinetic energy of the driver at the time of collision is relatively small, so the target operating load calculated by the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、上述した場合と同様のプロセスにより、ステアリングコラム121が離脱して前進し、エネルギ吸収プレート161に対して可変しごき装置163が前進する。ところが、この場合には移動側しごきピン199がスライドブロック169により拘束されていないため、図30に示したように、エネルギ吸収プレート161の後部U字曲げ部195は、U字状凹部191から前進・離脱する際に移動側しごきピン199を内側に押圧して移動させ、しかる後に消失する。
In this state, when the automobile collides with another automobile or an obstacle on the road, the
その結果、エネルギ吸収プレート161は左右2箇所の固定側しごきピン197だけにしごかれることになり、衝突エネルギの吸収量が小さくなると共に、運転者が小柄な女性等であっても、ステアリングコラム121の前進が円滑に行われ、運転者の胸部や頭部に大きな衝撃が加わることがなくなるのである。前述した図7は本参考例にもあてはまり、破線はこの際(小作動荷重時)の試験結果を示しており、小作動荷重が大作動荷重に対して有意に小さくなる。
As a result, the
図31は、本発明の第6参考例に係るステアリング装置の要部断面側面図であり、図32は図31中のM矢視図である。これらの図に示したように、第6参考例の全体構成は上述した第5参考例と略同様であるが、エネルギ吸収部材として鋼線を曲げ成形したエネルギ吸収ワイヤ211が用いられている。本参考例の場合も、可変しごき装置263には固定側しごきピンと移動側しごきピンとが内蔵されており、エネルギ吸収ワイヤ211のしごき箇所を8箇所あるいは4箇所にすることにより、第5参考例と同様の作動荷重の調整が行える。尚、第6参考例において、第5参考例と同一部分には同一の符号を付してある。
FIG. 31 is a cross-sectional side view of an essential part of a steering apparatus according to a sixth reference example of the present invention, and FIG. 32 is a view taken in the direction of arrow M in FIG. As shown in these drawings, the overall configuration of the sixth reference example is substantially the same as that of the fifth reference example described above, but an
図33は、本発明の第7参考例に係るステアリング装置の要部横断面図である。同図に示したように、第7参考例の全体構成も上述した第5参考例と略同様であるが、可変しごき装置363内に4本の移動側しごきピン399が配設されると共に、スライドブロック369の形状が異なっている。すなわち、スライドブロック369には4箇所の半円状凹部321が形成されており、スライドブロック369の前進時にこれら半円状凹部321に移動側しごきピン399が嵌入するが、図34に示したように、その際にも移動側しごきピン399がエネルギ吸収プレート361側に所定量突出した状態となる。これにより、しごき変形量を2段階に調整することが可能となり、第5参考例と同様の作動荷重の調整が行える。第7参考例においても、第5参考例と同一部分には同一の符号を付してある。
FIG. 33 is a cross-sectional view of main parts of a steering apparatus according to a seventh reference example of the present invention. As shown in the figure, the overall configuration of the seventh reference example is substantially the same as that of the fifth reference example described above, except that four moving-side ironing pins 399 are disposed in the
図35は、本発明の第8参考例に係るステアリング装置の要部横断面図であり、図36は図35中のN矢視図である。これらの図に示したように、第8参考例の全体構成も上述した第5参考例と略同様であるが、しごき手段として鋼球製の固定側しごきボール431と移動側しごきボール433とが用いられている。本参考例においても、スライドブロック469を移動させることにより、移動側しごきボール433がエネルギ吸収プレート461に対して進退し、第5参考例と同様の作動荷重の調整が行える。第8参考例においても、第5参考例と同一部分には同一の符号を付してある。
FIG. 35 is a cross-sectional view of main parts of a steering apparatus according to an eighth reference example of the present invention, and FIG. 36 is a view taken in the direction of arrow N in FIG. As shown in these drawings, the overall configuration of the eighth reference example is substantially the same as that of the fifth reference example described above. However, as the ironing means, a fixed
図37は、本発明の第9参考例に係るステアリング装置の要部横断面図であり、図38は図37中のO−O拡大断面図であり、図39は図37中のP−P拡大断面図である。これらの図に示したように、第9参考例の全体構成も上述した第5参考例と略同様であるが、可変しごき装置563の構造および作用が異なっている。すなわち、可変しごき装置563は、電磁アクチュエータに代えて電動モータ541を有すると共に、後端に段部543が形成されたスライドブロック569を内蔵している。電動モータ541のロータ軸545には雄ねじ軸547が固着・一体化される一方、スライドブロック569の中央部には雄ねじ軸547に螺合する雌ねじ549が形成されており、電動モータ541が正逆転すると、スライドブロック569が前進または後退する。図中、符号551で示したものはハウジング567に突設された係止爪であり、電動モータ541を保持・固定している。また、符号553で示した部材はECU170にスライドブロック569の位置信号を出力する位置センサであり、その下面にスライドブロック569に係合する検出ピン555が突出している。第9参考例においても、第5参考例と同一部分には同一の符号を付してある。
37 is a cross-sectional view of a main part of a steering apparatus according to a ninth reference example of the present invention, FIG. 38 is an enlarged cross-sectional view taken along line OO in FIG. 37, and FIG. 39 is a line PP in FIG. It is an expanded sectional view. As shown in these drawings, the overall configuration of the ninth reference example is substantially the same as that of the fifth reference example described above, but the structure and operation of the
以下、第9参考例の作用を説明する。 The operation of the ninth reference example will be described below.
自動車が走行を開始すると、ECU170は、前述した各種センサ173〜177の検出信号に基づき、所定の制御インターバルで衝突エネルギ吸収手段の目標作動荷重の算出を繰り返し行う。例えば、運転者の体重が比較的大きい場合、あるいは運転者の体重が比較的小さくても車速が大きい場合、衝突時における運転者の運動エネルギが大きくなるため、目標作動荷重も大きくなる。すると、ECU170は、電動モータ541に駆動電流を出力して雄ねじ軸547を正転させ、位置センサ553からの位置信号に基づき、図40に示したように、スライドブロック569を最後退位置まで後退させる。これにより、スライドブロック569の側面が移動側しごきピン599の内側に位置することになり、移動側しごきピン599の内側への移動が完全に規制され、運転者の二次衝突時に比較的大きな衝突エネルギの吸収が実現される。図41は可変しごき装置563の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフであり、同図中の実線はこの際(大作動荷重時)の試験結果を示している。
When the automobile starts traveling, the
また、運転者が比較的体重の小さい小柄な女性等の場合、衝突時における運転者の運動エネルギが比較的小さくなるため、ECU170により算出された目標作動荷重も小さくなる。すると、ECU170は、電動モータ541に駆動電流を出力して雄ねじ軸547を逆転させ、位置センサ553からの位置信号に基づき、図42に示したように、スライドブロック569を最前進位置まで前進させる。これにより、移動側しごきピン599は長孔501,503内を自由に移動可能となり、運転者の二次衝突時に比較的小さな衝突エネルギの吸収が実現される。図41中の破線はこの際(小作動荷重時)の試験結果を示している。
Further, when the driver is a small woman having a relatively small weight, the kinetic energy of the driver at the time of the collision is relatively small, so that the target operating load calculated by the
一方、運転者が標準的な体重であった場合等には、衝突時における運転者の運動エネルギが中程度となるため、ECU170により算出された目標作動荷重も中程度となる。すると、ECU170は、電動モータ541に駆動電流を出力して雄ねじ軸547を正転または逆転させ、位置センサ553からの位置信号に基づき、図43に示したように、スライドブロック569を中間位置に移動させる。これにより、スライドブロック569の段部543が移動側しごきピン599の内側に位置することになり、移動側しごきピン599の内側への移動が一部規制され、移動側しごきピン599は段部543に当接するまで長孔501,503内を移動可能となる。この状態で、運転者がステアリングホイール111に二次衝突すると、移動側しごきピン599がエネルギ吸収プレート561側に所定量突出した状態となり、運転者の二次衝突時に中程度の衝突エネルギの吸収が実現される。図41中の二点鎖線はこの際(中作動荷重時)の試験結果を示している。
On the other hand, when the driver has a standard weight or the like, the kinetic energy of the driver at the time of the collision is medium, so the target operating load calculated by the
図44は、本発明の第10参考例に係るステアリング装置の要部横断面図である。この図に示したように、第10参考例の構成は上述した第9参考例と略同様であるが、スライドブロック669には段部に代えて傾斜面661が形成されている。本参考例においては、電動モータ641によりスライドブロック669を所定量前後退させることにより、移動側しごきボール699が長孔601,603内でエネルギ吸収プレート561に対して連続的に進退し、作動荷重の調整が無段階に行えることになる。第10参考例において、第8参考例と同一部分には同一の符号を付してある。
FIG. 44 is a cross-sectional view of main parts of a steering apparatus according to a tenth reference example of the present invention. As shown in this figure, the configuration of the tenth reference example is substantially the same as that of the ninth reference example described above, but the
第5〜第10参考例では、スライドブロックをソレノイドや電動モータで駆動することでしごき部材を変位させて作動荷重を調整するようにしたが、スライドブロックに代えてカム環等を用いてもよい。また、上記参考例とは逆に、エネルギ吸収プレートをステアリングコラム側に固定し、可変しごき装置を車体側に固定するようにしてもよい。その他、ステアリングコラム装置およびエネルギ吸収量調整手段の具体的構成やしごき手段の素材や形状等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以上述べたように、本発明の第5〜第10参考例による衝撃吸収式ステアリングコラム装置によれば、ステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングコラムと、車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上の衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットと、前記ステアリングコラムと前記車体側ブラケットとの間に設けられ、当該ステアリングコラムの移動に伴って金属板または金属線を素材とするエネルギ吸収部材をしごき手段により塑性変形させることにより、乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段とを有する衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段を備えるようにしたため、例えば、運転者の体重が大きい場合にはエネルギ吸収部材のしごき量を大きくすることで作動荷重を増大させる一方、運転者の体重が小さい場合にはエネルギ吸収部材のしごき量を小さくすることで作動荷重を減少させ、ステアリングコラムの前進を適切に行わせることが可能となる。 In the fifth to tenth reference examples , the operating load is adjusted by displacing the ironing member by driving the slide block with a solenoid or an electric motor. However, a cam ring or the like may be used instead of the slide block. . In contrast to the above reference example , the energy absorbing plate may be fixed to the steering column side, and the variable ironing device may be fixed to the vehicle body side. In addition, the specific configuration of the steering column device and the energy absorption amount adjusting means and the material and shape of the ironing means can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. As described above, according to the shock absorbing type steering column apparatus according to the fifth to tenth reference examples of the present invention , the steering column that rotatably supports the steering shaft, and the steering column that is fixed to the vehicle body side are attached. A vehicle body side bracket that supports and allows the steering column to be detached when an impact load of a predetermined value or more is applied, and is provided between the steering column and the vehicle body side bracket. In the impact absorption type steering column apparatus, the energy absorbing member made of a metal plate or metal wire is plastically deformed by the ironing means, and the collision energy absorbing means absorbs the secondary collision energy of the occupant. Energy absorption amount adjusting means for changing the absorption amount of Therefore, for example, when the driver's weight is large, the operating load is increased by increasing the amount of squeezing of the energy absorbing member. On the other hand, when the driver's weight is small, the squeezing amount of the energy absorbing member is decreased. Thus, the operating load can be reduced and the steering column can be moved forward appropriately.
図45は、本発明の第1実施形態に係るステアリング装置の車室側部分を示す側面図である。図中の符号701で示した部材はステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト703を回動自在に保持している。アッパステアリングシャフト703の上端にはステアリングホイール705が取り付けられる一方、下端にはユニバーサルジョイント707を介してロアステアリングシャフト709が連結されている。図45中で、符号711はステアリングコラム701の上部を覆うコラムカバーを示し、符号713は車室とエンジンルームとを区画するダッシュボードを示し、符号715はステアリングコラム701のチルト操作に供されるチルトレバーを示している。
FIG. 45 is a side view showing a compartment side portion of the steering device according to the first embodiment of the present invention. A member indicated by
ステアリングコラム701は、鋼管製のコラムチューブ721の略中央部に鋼板製のディスタンスブラケット723を溶接接合し、ディスタンスブラケット723の直前部(図45中の左方)にこれも鋼板製のプレートブラケット725を溶接接合することにより製作されている。ディスタンスブラケット723は、車体側メンバ717に固着された鋼板溶接構造品のチルトブラケット727に挟持されており、チルトブラケット727を貫通するチルトボルト729とナット731とにより所定の締結力で挟圧・固定されている。また、ステアリングコラム701は、その前方部分が車体側メンバ717に固着されたロアブラケット733に内嵌・保持されると共に、チルトヒンジを兼ねたラバーブッシュ735によって軸方向に位置決めされている。図45中の符号737で示した部材は帯鋼板を素材とするエネルギ吸収プレートであり、衝突エネルギ吸収機構739の構成要素である。
In the
このステアリング装置では、運転者がステアリングホイール705を回転させると、アッパステアリングシャフト703およびロアステアリングシャフト709を介して、その回転力が図示しないステアリングギヤに伝達される。ステアリングギヤ内には、回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニオン機構等が内蔵されており、タイロッド等を介して車輪の舵角が変動して操舵が行われる。尚、ステアリングギヤには、ラックアンドピニオン式の他、ボールスクリュー式やウォームローラ式等、種々の形式が公知である。
In this steering apparatus, when the driver rotates the
図46は図45中のQ部拡大図であり、図47は図46中のR矢視図であり、図48は図46中のS−S断面図である。これらの図に示したように、エネルギ吸収プレート737は、その後方部分が左右一対のスリット741,743によりセンタリップ745と左右サイドリップ747,749とに分割され、センタリップ745の後端部がチルトボルト729に巻き回されて固着される一方、左右サイドリップ747,749がU字形状に屈曲されてそれぞれの端部がプレートブラケット725に連結されている。図46〜図48中の符号751はECU(電子制御装置)753に駆動制御される電磁アクチュエータ(以下、ソレノイドと記す)を示している。
46 is an enlarged view of a portion Q in FIG. 45, FIG. 47 is a view taken along arrow R in FIG. 46, and FIG. 48 is a cross-sectional view taken along the line SS in FIG. As shown in these drawings, the
図48に示したように、エネルギ吸収プレート737の右サイドリップ749は、リベット755によってプレートブラケット725に固着されている。一方、エネルギ吸収プレート737の左サイドリップ747は、その端部に形成された貫通孔757に嵌入したソレノイド751のプランジャ759を介して、プレートブラケット725に連結されている。尚、ECU753には、シートポジションセンサ761の他、体重センサ762、車速センサ763、乗員位置センサ764、シートベルト着用センサ765等、少なくとも一つのセンサが接続されている。
As shown in FIG. 48, the
以下、第1実施形態の作用を説明する。 Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described.
自動車が走行を開始すると、ECU753は、前述した各種センサ761〜765の検出信号に基づき、所定の制御インターバルで衝突エネルギ吸収機構739の目標作動荷重の算出を繰り返し行う。例えば、運転者の体重が比較的大きい場合、あるいは運転者の体重が比較的小さくても車速が大きい場合、衝突時における運転者の運動エネルギが大きくなるため、目標作動荷重も大きくなる。すると、ECU753は、ソレノイド751に駆動電流を出力せず、図48に示したように、プランジャ759をソレノイド751から突出させたままとする。これにより、左サイドリップ747は、貫通孔757に嵌入したプランジャ759によってプレートブラケット725に連結されることとなる。
When the automobile starts running, the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、運転者は慣性によってステアリングホイール5に二次衝突し、その衝撃によって、図49,図50(図49中のT矢視図)に示したように、ディスタンスブラケット723がチルトブラケット731から前方に離脱する一方、コラムチューブ721の前部がラバーブッシュ735を破断し、ステアリングコラム701が前進を開始する。
In this state, when the vehicle collides with another vehicle or an obstacle on the road, the driver has a secondary collision with the
すると、プレートブラケット725に連結された左右サイドリップ747,749は、その屈曲位置を変えながらチルトボルト729に固着されたセンタリップ745に対して前進する。これにより、エネルギ吸収プレート737は、左右スリット741,743の部位で引き裂かれる形で破断し、屈曲変形に対する抵抗も相俟って、比較的大きな二次衝突エネルギの吸収が実現される。図51は衝突エネルギ吸収機構739の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフであり、同図中の実線はこの際(大作動荷重時)の試験結果を示している。
Then, the left and
一方、運転者が比較的体重の小さい小柄な女性等の場合、衝突時における運転者の運動エネルギも小さくなるため、ECU753により算出された目標作動荷重も小さくなる。すると、ECU753は、ソレノイド751に駆動電流を出力し、図52に示したように、プランジャ759をソレノイド751内に磁力吸引させる。これにより、プランジャ759の貫通孔757に対する係合は解かれ、左サイドリップ747とプレートブラケット725との連結が断たれることになる。
On the other hand, when the driver is a small woman or the like having a relatively small weight, the kinetic energy of the driver at the time of the collision is also reduced, so that the target operating load calculated by the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、上述した場合と同様のプロセスにより、ステアリングコラム701が離脱して前進する。ところが、この場合には左サイドリップ747がプランジャ759に係止されていないため、図53,図54(図53中のU矢視図)に示したように、左サイドリップ747はプレートブラケット725から離脱して当初の形状を保ったまま前進する。
In this state, when the automobile collides with another automobile or an obstacle on the road, the
そのため、エネルギ吸収プレート737は、右サイドリップ749のセンタリップ745に対する前進に伴い、右スリット743の部位でのみ破断されることになり、二次衝突エネルギの吸収量が小さくなる。その結果、運転者が小柄な女性等であっても、ステアリングコラム701の前進が円滑に行われ、運転者の胸部や頭部に大きな衝撃が加わることがなくなるのである。図51中の破線はこの際(小作動荷重時)の試験結果を示しており、小作動荷重が大作動荷重に対して有意に小さくなることが判る。
Therefore, the
図55は、本発明の第2実施形態に係るステアリング装置の要部側面図であり、図56は図55中のV矢視図であり、図57は図55中のW−W断面図である。これらの図に示したように、第2実施形態の全体構成も上述した第1実施形態と略同様であるが、衝突エネルギ吸収機構739の構造および作用が異なっている。すなわち、第2実施形態では、エネルギ吸収プレート737の右サイドリップ749も、左サイドリップ747と同様に、ECU753に駆動制御されるソレノイド801のプランジャ803を介してプレートブラケット725に連結されている。また、ディスタンスブラケット723には、チルトボルト729に巻き回された公知のエネルギ吸収ワイヤ805が連結されている。第2実施形態において、第1実施形態と同一部分には同一の符号を付してある。
55 is a side view of the main part of the steering device according to the second embodiment of the present invention, FIG. 56 is a view taken along the arrow V in FIG. 55, and FIG. is there. As shown in these drawings, the overall configuration of the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, but the structure and operation of the collision
以下、第2実施形態の作用を述べる。 Hereinafter, the operation of the second embodiment will be described.
自動車が走行を開始すると、ECU753は、前述した各種センサ761〜765の検出信号に基づき、所定の制御インターバルで衝突エネルギ吸収手段の目標作動荷重の算出を繰り返し行う。例えば、運転者の体重が比較的大きい場合、あるいは運転者の体重が比較的小さくても車速が大きい場合、衝突時における運転者の運動エネルギが大きくなるため、目標作動荷重も大きくなる。すると、ECU753は、ソレノイド751に駆動電流を出力せず、図57に示したように、プランジャ759,803をソレノイド751,801から突出させたままとする。これにより、左右サイドリップ747,749は、貫通孔757,807に嵌入したプランジャ759,803によってプレートブラケット725に連結されることとなる。
When the vehicle starts running, the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、運転者は慣性によってステアリングホイール705に二次衝突し、その衝撃によって、図58,図59(図58中のX矢視図)に示したように、ディスタンスブラケット723がチルトブラケット731から前方に離脱する一方、コラムチューブ721の前部がラバーブッシュ735を破断し、ステアリングコラム701が前進を開始する。
In this state, when the vehicle collides with another vehicle or an obstacle on the road, the driver has a secondary collision with the
すると、プレートブラケット725に連結された左右サイドリップ747,749は、その屈曲位置を変えながらチルトボルト729に固着されたセンタリップ745に対して前進する。これにより、エネルギ吸収プレート737は、左右スリット741,743の部位で引き裂かれる形で破断し、その屈曲変形に対する抵抗やエネルギ吸収ワイヤ805のしごき抵抗も相俟って、比較的大きな二次衝突エネルギの吸収が実現される。図60は衝突エネルギ吸収機構739の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフであり、同図中の実線はこの際(大作動荷重時)の試験結果を示している。
Then, the left and
また、運転者が比較的体重の小さい小柄な女性等の場合、衝突時における運転者の運動エネルギが比較的小さくなるため、ECU753により算出された目標作動荷重も小さくなる。すると、ECU753は、両ソレノイド751,801に駆動電流を出力し、図61に示したように、プランジャ759,803をソレノイド751内に磁力吸引させる。これにより、プランジャ759,803の貫通孔757,805に対する係合は解かれ、左右サイドリップ747,749とプレートブラケット725との連結が断たれることになる。
Further, when the driver is a small woman having a relatively small weight, the kinetic energy of the driver at the time of the collision is relatively small, so the target operating load calculated by the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、上述した場合と同様のプロセスにより、ステアリングコラム701が離脱して前進する。ところが、この場合には左右サイドリップ747,749がプランジャ759,803に係止されていないため、図62,図63(図62中のY矢視図)に示したように、左右サイドリップ747,749はプレートブラケット725から離脱して当初の形状を保ったまま前進する。
In this state, when the automobile collides with another automobile or an obstacle on the road, the
そのため、エネルギ吸収プレート737は破断されることなく、エネルギ吸収ワイヤ805がチルトボルト729にしごかれる際の抵抗のみが発生するため、二次衝突エネルギの吸収量が小さくなる。その結果、運転者が小柄な女性等であっても、ステアリングコラム701の前進が円滑に行われ、運転者の胸部や頭部に大きな衝撃が加わることがなくなるのである。図60中の破線はこの際(小作動荷重時)の試験結果を示しており、小作動荷重が大作動荷重に対して有意に小さくなることが判る。
For this reason, the
一方、運転者が標準的な体重であった場合等には、衝突時における運転者の運動エネルギが中程度となるため、ECU753により算出された目標作動荷重も中程度となる。すると、ECU753は、一方のソレノイド(本実施形態では、ソレノイド751)に駆動電流を出力し、図64に示したように、プランジャ759をソレノイド751内に磁力吸引させる。これにより、プランジャ759の貫通孔757に対する係合は解かれ、左サイドリップ747とプレートブラケット725との連結が断たれることになる。
On the other hand, when the driver has a standard weight or the like, the kinetic energy of the driver at the time of the collision is medium, so the target operating load calculated by the
この状態で自動車が他の自動車や路上の障害物に衝突すると、上述した場合と同様のプロセスにより、ステアリングコラム701が離脱して前進する。ところが、この場合には左サイドリップ747がプランジャ759に係止されていないため、図65,図66(図65中のZ矢視図)に示したように、左サイドリップ747はプレートブラケット725から離脱して当初の形状を保ったまま前進する。
In this state, when the automobile collides with another automobile or an obstacle on the road, the
そのため、エネルギ吸収プレート737は、右サイドリップ749のセンタリップ745に対する前進に伴い、右スリット743の部位でのみ破断されることになり、二次衝突エネルギの吸収量が小さくなる。その結果、運転者の二次衝突時に中程度の衝突エネルギの吸収が実現される。図60中の二点鎖線はこの際(中作動荷重時)の試験結果を示している。
Therefore, the
図67は、本発明の第11参考例に係るステアリング装置の平面断面図である。図68(a)は、可変しごき装置の移動ストロークと作動荷重との関係、および可変しごき装置を除くコラムの部位の移動ストロークとその動きだし荷重との関係を示すグラフであり、図68(b)は、しごき荷重の立ち上げ時期を遅らせない場合のコラム全体の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフであり、図68(c)は、しごき荷重の立ち上げ時期を遅らせた場合のコラム全体の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフである。 FIG. 67 is a plan sectional view of a steering apparatus according to an eleventh reference example of the present invention. FIG. 68 (a) is a graph showing the relationship between the moving stroke of the variable ironing device and the operating load, and the relationship between the moving stroke of the part of the column excluding the variable ironing device and its starting load, and FIG. FIG. 68 is a graph showing the relationship between the movement stroke of the entire column and the operating load when the start time of the ironing load is not delayed, and FIG. 68 (c) is the entire column when the start time of the ironing load is delayed. It is a graph which shows the relationship between the movement stroke of this and an operation load.
本第11参考例は、第5参考例(図18〜図30)に対して、エネルギ吸収プレート161の固定部(チルトボルト133)と可変しごき装置163との間に、曲げ部Mを設けている点が異なっている。
The eleventh reference example is different from the fifth reference example (FIGS. 18 to 30) in that a bending portion M is provided between the fixing portion (tilt bolt 133) of the
この曲げ部Mを追加することにより、曲げ部Mが伸びきるまでは、しごきピン197,199のしごき荷重は発生せず、しごき荷重の立ち上げ時期を遅らせることができる。 By adding this bending part M, the ironing load of the ironing pins 197 and 199 is not generated until the bending part M is fully extended, and the start-up time of the ironing load can be delayed.
しごき荷重の立ち上げ時期を遅らせることの効果を、図68(a)(b)(c)を参照して説明する。一般的に、ステアリングコラムがコラプスする時、エネルギ吸収部材による荷重の他に、コラム本体が車体固定部から離脱する時に発生する動き出し荷重がある。図68(a)に、可変エネルギ吸収による2種類の他に点線にてコラム本体の離脱荷重を示す。もし、しごき荷重の立ち上げ時期を遅らせない場合、図68(b)に示すように、コラム本体の離脱荷重とエネルギ吸収荷重が重なり、全体の動きだし荷重が大きくなる。コラム全体の動き出し荷重が上がると運転者への衝撃が大きくなる。そこで、しごき荷重の立ち上げ時期を遅らせると、図68(c)に示すように、コラムの離脱荷重とエネルギ吸収部材の荷重が重なることがなくなり、動き出し荷重を小さくすることができる。 The effect of delaying the start-up time of the ironing load will be described with reference to FIGS. 68 (a) (b) (c). Generally, when the steering column collapses, in addition to the load due to the energy absorbing member, there is a moving start load that occurs when the column main body is detached from the vehicle body fixing portion. FIG. 68 (a) shows the detachment load of the column main body with a dotted line in addition to the two types by variable energy absorption. If the start-up time of the ironing load is not delayed, as shown in FIG. 68 (b), the separation load of the column main body and the energy absorption load overlap with each other, and the overall movement load increases. As the load on the entire column increases, the impact on the driver increases. Therefore, when the start-up time of the ironing load is delayed, as shown in FIG. 68 (c), the separation load of the column and the load of the energy absorbing member do not overlap, and the movement start load can be reduced.
このように、曲げ部Mを設けて、エネルギ吸収プレート161によるエネルギ吸収の立ち上げ時期を遅らせることにより、コラプスの動き出しがスムーズになり、エネルギ吸収量調整の効果を一層高めることができる。
Thus, by providing the bending part M and delaying the start-up time of energy absorption by the
図69は、本発明の第12参考例に係るステアリング装置の側面図である。図70は、図69に示したステアリング装置の平面断面図である。 FIG. 69 is a side view of a steering apparatus according to a twelfth reference example of the present invention. 70 is a plan sectional view of the steering device shown in FIG.
本第12参考例は、第11参考例と同様にしごき荷重の立ち上げ時期を遅らせるため、チルトボルト133を通挿するエネルギ吸収プレート161の孔を長孔Nに変更した点が第5参考例(図18〜図30)と異なっている。
12 reference example book, 11th reference example and for delaying the rise timing of the load ironing Similarly, holes examples fifth reference point was changed to long hole N of the
すなわち、コラプスする時、エネルギ吸収プレート161がコラム本体と共に車両前方に移動する。チルトボルト133は、車体側に固定してあるため、長孔Nの車両後方側にチルトボルト133が当接した時、しごきピン197,199によるしごきが始まる。
That is, when collapsing, the
このように、長孔Nを設けて、エネルギ吸収プレート161によるエネルギ吸収の立ち上げ時期を遅らせることにより、第11参考例と同様に、コラプスの動き出しがスムーズになり、エネルギ吸収量調整の効果を一層高めることができる。
Thus, by providing the long hole N and delaying the start-up time of the energy absorption by the
図71は、本発明の第13参考例に係るステアリング装置の側面図である(第5参考例の図24に相当する図である)。図72は、可変しごき装置の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフである。 FIG. 71 is a side view of a steering device according to a thirteenth reference example of the present invention (corresponding to FIG. 24 of the fifth reference example ). FIG. 72 is a graph showing the relationship between the moving stroke of the variable ironing device and the operating load.
本第13参考例は、第5参考例(図18〜図30)に対して、エネルギ吸収プレート161のU字曲げ部193,195の幅を狭くしている点が異なっている。
The thirteenth reference example is different from the fifth reference example (FIGS. 18 to 30) in that the widths of the U-shaped
すなわち、図71に示すように、エネルギ吸収プレート161のU字曲げ部193,195の両縁に、それぞれ、切欠き部P,…Pを形成して、このU字曲げ部193,195の幅を狭くしている。これにより、図72に示すように、可変しごき装置163の動き出し荷重を小さくすることができるので、コラプスの動き出しをスムーズにできるという効果がある。なお、図72において、点線は、第5参考例に相当するグラフである。
That is, as shown in FIG. 71, notches P,... P are formed on both edges of the U-shaped
図73(a)(b)は、それぞれ、本発明の第14参考例に係るステアリング装置の側面図である。図74(a)(b)は、それぞれ、図73(a)(b)の場合の可変しごき装置の移動ストロークと作動荷重との関係を示すグラフである。 73 (a) and 73 (b) are side views of the steering device according to the fourteenth reference example of the present invention, respectively. 74 (a) and 74 (b) are graphs showing the relationship between the moving stroke of the variable ironing device and the operating load in the case of FIGS. 73 (a) and 73 (b), respectively.
本第14参考例は、第5参考例(図18〜図30)に対して、エネルギ吸収プレート161の幅を途中で変更している点が異なっている。
The fourteenth reference example is different from the fifth reference example (FIGS. 18 to 30) in that the width of the
すなわち、図73(a)に示すように、エネルギ吸収プレート161の中間部の幅が狭くしてある。このように、幅を狭くすると、荷重が低くなるため、図74(a)に示すように、移動ストロークの前半では、荷重が低く、その後半では、荷重が徐々に増大するような静的荷重特性にすることができる。
That is, as shown in FIG. 73A, the width of the intermediate portion of the
また、図73(b)に示すように、エネルギ吸収プレート161の中間部の幅が広くしてある。このように、幅を広くすると、荷重が高くなるため、図74(b)に示すように、移動ストロークの前半では、荷重が高く、その後半では、荷重が徐々に減少するような静的荷重特性にすることができる。
Further, as shown in FIG. 73 (b), the width of the intermediate portion of the
以上で具体的実施形態および参考例の説明を終えるが、本発明の態様は上記各実施形態に限られるものではない。例えば、上記各実施形態では、エネルギ吸収量調整手段をECUが駆動制御するものとしたが、運転者がマニュアルスイッチ等を用いて切換を行うようにしてもよく、その場合には電動式のみならず機械式の切換機構も採用可能である。又は演算の切替時期においては、所定のインターバルでとしていたが、荷重の設定条件が変わり得る変化の信号が入った時、例えば、シートベルトの脱着時、シート位置の調整時、車速の変化時、シフトレバーの駐車位置からの移動が確認された時等であってもよい。その他、ステアリングコラム装置や吸収エネルギ可変手段の具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 This is the end of the description of the specific embodiment and the reference example , but the aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in each of the above embodiments, the ECU controls the energy absorption amount adjusting means. However, the driver may perform switching using a manual switch or the like. A mechanical switching mechanism can also be employed. Alternatively, the calculation switching timing is set at a predetermined interval, but when a change signal that can change the load setting condition is received, for example, when the seat belt is detached, when the seat position is adjusted, when the vehicle speed changes, It may be when the movement of the shift lever from the parking position is confirmed. In addition, the specific configuration and the like of the steering column device and the absorbed energy varying means can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
また、上述した第1および第2実施の形態において、図7等に示したストロークとコラプス荷重との関係を示すエネルギ吸収特性は、静的荷重特性であり、圧縮試験機によりステアリングコラム装置を50/minの一定速度で圧縮して、ストロークとコラプス荷重との関係を測定したものである。 In the first and second embodiments described above, the energy absorption characteristic indicating the relationship between the stroke and the collapse load shown in FIG. 7 and the like is a static load characteristic. Compressed at a constant speed of / min and measured the relationship between stroke and collapse load.
さらに、上述した実施の形態および第1乃至第13参考例では、エネルギ吸収荷重は、立ち上がり後、コラプスストロークの進行に対して、ほぼ一定である。また、上記第14参考例の図74(a)では、エネルギ吸収荷重は、立ち上がり後、ほぼ一定の後、コラプスストロークの進行に伴って、徐々に増加している。さらに、上記第14参考例の図74(b)では、エネルギ吸収荷重は、立ち上がり後、ほぼ一定の後、コラプスストロークの進行に伴って、徐々に減少している。本発明は、いずれの場合の静的荷重特性であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment and the first to thirteenth reference examples , the energy absorption load is substantially constant with respect to the progress of the collapse stroke after rising. In FIG. 74A of the fourteenth reference example , the energy absorption load gradually increases with the progress of the collapse stroke after being substantially constant after rising. Further, in FIG. 74B of the fourteenth reference example , the energy absorption load gradually decreases as the collapse stroke progresses after being substantially constant after rising. The static load characteristic in any case may be sufficient as this invention.
この静的荷重特性について以下に説明する。図75(a)に示す場合には、2種類の静的荷重特性の変極点(○印)以降において、エネルギ吸収荷重がコラプスストロークの進行に対してほぼ一定であり、この場合には、例えば、コラプスストロークに十分な余裕がある構造の場合、大柄又は小柄な体格に夫々適切なエネルギ吸収量が得られる。なお、荷重の一定値は、厳密に一定というわけではなく、多少の荷重変動や傾斜を含む意である。また、立ち上がり時、線形又は非線形のいずれであってもよい。 This static load characteristic will be described below. In the case shown in FIG. 75 (a), the energy absorption load is substantially constant with respect to the progress of the collapse stroke after the inflection points (circles) of the two types of static load characteristics. In the case of a structure having a sufficient margin for the collapse stroke, an energy absorption amount appropriate for a large or small physique can be obtained. Note that the constant value of the load is not strictly constant, and includes some load fluctuation and inclination. Further, at the time of rising, either linear or non-linear may be used.
図75(b)に示す場合には、大きい吸収荷重(F2)と小さい吸収荷重(F1)とに2倍以上の差をつけた場合である。コラムがコラプスする際、カウル、ハーネス等がコラム単体以外にも荷重を引きずるが、両荷重に2倍以上の差をつけるためには、コラム単体で、図示のように、2F1<F2となっていることが必要である。これは、ワイヤ2本で、第2ワイヤの線形を太くすることにより実現できる。 The case shown in FIG. 75 (b) is a case where a difference of at least twice is given to the large absorption load (F2) and the small absorption load (F1). When the column collapses, the cowl, harness, etc. drag the load in addition to the column alone, but in order to make a difference of 2 times or more between the two loads, the column alone has 2F1 <F2 as shown in the figure. It is necessary to be. This can be realized by making the second wire linear with two wires.
図76(a)(b)及び図77に示す場合には、2種類の静的荷重特性の変極点(○印)以降において、エネルギ吸収荷重がコラプスストロークの進行に伴って徐々に増加している。この場合には、例えば、コラプスストロークに十分な余裕がない構造の場合、フルストロークして底付きすると、ピーク荷重が発生するが、ストロークの後半を徐々に荷重を増加させることにより、底付きのピークを無くすことができる。なお、図76(a)に示すように、非線形であってもよく、また、図76(b)に示すように、線形であってもよく、さらに、図77に示すように、ほぼ一定の後に増加してもよい。 In the case shown in FIGS. 76 (a), 76 (b) and 77, the energy absorption load gradually increases with the progress of the collapse stroke after the inflection points (circles) of the two types of static load characteristics. Yes. In this case, for example, in the case of a structure that does not have a sufficient margin for the collapse stroke, a peak load will occur if the full stroke and bottoming occur, but by gradually increasing the load in the latter half of the stroke, Peaks can be eliminated. As shown in FIG. 76 (a), it may be nonlinear, as shown in FIG. 76 (b), it may be linear, and as shown in FIG. 77, it is almost constant. It may increase later.
[発明の効果]
本発明によれば、車両の衝突時における乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段を備えた衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、前記衝突エネルギ吸収手段による前記二次衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段と、前記乗員あるいは前記車両の状態を検出する少なくとも一つのセンサと、当該センサの検出結果に基づき、前記エネルギ吸収量調整手段を駆動制御する電気制御手段とを備えるようにしたため、例えば、運転者の体重が大きかったり車速が高かった場合には、制御手段によりエネルギ吸収量調整手段を駆動制御して衝突エネルギ吸収手段が作動するコラプス荷重を増大させる一方、運転者の体重が小さかったり車速が低かった場合には、逆に衝突エネルギ吸収手段が作動するコラプス荷重を減少させ、コラプシブルコラムのコラプスが適切に行われるようにすることができる。
[The invention's effect]
According to the present invention, in an impact absorption type steering column device having a collision energy absorbing means for absorbing a secondary collision energy of a passenger at the time of a vehicle collision, the amount of absorption of the secondary collision energy by the collision energy absorbing means is reduced. An energy absorption amount adjusting means for changing, at least one sensor for detecting a state of the occupant or the vehicle, and an electric control means for driving and controlling the energy absorption amount adjusting means based on a detection result of the sensor. Therefore, for example, when the driver's weight is large or the vehicle speed is high, the control means drives and controls the energy absorption amount adjusting means to increase the collapse load at which the collision energy absorbing means operates. When the body weight is small or the vehicle speed is low, the collision energy absorbing means is activated. Reducing the load, it can be made to collapse the collapsible column is properly performed.
1‥‥コラプシブルコラム
3‥‥アウタコラム
5‥‥インナコラム
7‥‥衝突エネルギ吸収機構
21‥‥アッパステアリングシャフト
35‥‥第1金属球保持筒
37‥‥第2金属球保持筒
39‥‥保持筒駆動装置
41,43‥‥鋼球
57‥‥ECU
59‥‥電磁アクチュエータ
61‥‥プランジャ
63‥‥駆動アーム
77‥‥駆動突起
79‥‥直進溝
85‥‥電動モータ
87‥‥ウォームピニオン
101‥‥衝撃吸収式ステアリングコラム装置
103‥‥車体側メンバ
109‥‥アッパステアリングシャフト
111‥‥ステアリングホイール
121‥‥ステアリングコラム
123‥‥コラムチューブ
125‥‥アッパディスタンスブラケット
127‥‥ロアディスタンスブラケット
131‥‥チルトブラケット
133‥‥チルトボルト
151‥‥ピボットブラケット
153‥‥ピボットボルト
161‥‥エネルギ吸収プレート
163‥‥可変しごき装置
167‥‥ハウジング
169‥‥スライドブロック
170‥‥ECU
171‥‥電磁アクチュエータ
179‥‥プランジャ
181‥‥コイルスプリング
185,187‥‥ガイドプレート
189,191‥‥U字状凹部
193,195‥‥U字曲げ部
197‥‥固定側しごきピン
199‥‥移動側しごきピン
201,203‥‥長孔
211‥‥エネルギ吸収ワイヤ
221‥‥半円状凹部
231‥‥固定側しごきボール
233‥‥移動側しごきボール
541‥‥電動モータ
543‥‥段部
547‥‥雄ねじ軸
549‥‥雌ねじ
553‥‥位置センサ
661‥‥傾斜面
701‥‥ステアリングコラム
703‥‥アッパステアリングシャフト
705‥‥ステアリングホイール
721‥‥コラムチューブ
723‥‥ディスタンスブラケット
725‥‥プレートブラケット
727‥‥チルトブラケット
729‥‥チルトボルト
737‥‥エネルギ吸収プレート
739‥‥衝突エネルギ吸収機構
741,743‥‥スリット
745‥‥センタリップ
747‥‥左サイドリップ
749‥‥右サイドリップ
751‥‥電磁アクチュエータ
753‥‥ECU
759‥‥プランジャ
801‥‥電磁アクチュエータ
803‥‥プランジャ
M‥‥曲げ部
N‥‥長孔
P‥‥切欠き部
1
59 ...
171 ...
759 ...
Claims (19)
前記衝突エネルギ吸収手段による前記二次衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段と、
前記乗員あるいは前記車両の状態を検出する少なくとも一つのセンサと、
当該センサの検出結果に基づき、前記エネルギ吸収量調整手段を駆動制御する電気制御手段とを備えたことを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 An impact absorption type steering column device provided with a collision energy absorbing means for absorbing a secondary collision energy of an occupant at the time of a vehicle collision,
Energy absorption amount adjusting means for changing the amount of secondary collision energy absorbed by the collision energy absorbing means;
At least one sensor for detecting a state of the occupant or the vehicle;
An impact-absorbing steering column apparatus, comprising: an electric control unit that drives and controls the energy absorption amount adjusting unit based on a detection result of the sensor.
前記コラプシブルコラムが、
アウタコラムと、
このアウタコラムに内嵌し、前記コラプシブルコラムの短縮時に当該アウタコラム内に進入するインナコラムとを有し、
前記衝突エネルギ吸収手段が、前記アウタコラムと前記インナコラムとの間に介装され、前記コラプシブルコラムの短縮時に、複数の金属球により当該アウタコラムと当該インナコラムとの少なくとも一方に塑性溝を形成させるものであることを特徴とする、請求項1記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 It has a collapsible column that supports the steering shaft in a rotatable manner and shortens it by a predetermined collapse load,
The collapsible column is
Outer column,
An inner column that fits inside the outer column and enters the outer column when the collapsible column is shortened;
The collision energy absorbing means is interposed between the outer column and the inner column, and when the collapsible column is shortened, a plastic groove is formed in at least one of the outer column and the inner column by a plurality of metal balls. The shock absorbing type steering column device according to claim 1, wherein the shock absorbing type steering column device is formed.
前記エネルギ吸収量調整手段として、前記コラプシブルコラムを軸とする前記第1金属球群内の金属球の一部あるいは全部の角度位相を前記第2金属球群内の金属球に対して一致あるいは相違させるべく、前記第1金属球保持手段と第2金属球保持手段との少なくとも一方を回転させる保持手段回転駆動手段を備えたことを特徴とする、請求項2記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 The plurality of metal spheres are composed of a first metal sphere group held by the first metal sphere holding means and a second metal sphere group held by the second metal sphere holding means,
As the energy absorption amount adjusting means, the angle phase of a part or all of the metal spheres in the first metal sphere group with the collapsible column as an axis coincides with the metal spheres in the second metal sphere group or 3. The shock absorbing steering column apparatus according to claim 2, further comprising holding means rotation driving means for rotating at least one of the first metal sphere holding means and the second metal sphere holding means. .
車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上のの衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットとを有し、
前記衝突エネルギ吸収手段が、前記ステアリングコラムと前記車体側ブラケットとの間に設けられ、当該ステアリングコラムの移動に伴って金属板または金属線を素材とするエネルギ吸収部材をしごき手段により塑性変形させるものであることを特徴とする、請求項1記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 A steering column that rotatably supports the steering shaft;
A vehicle body side bracket that is fixed to the vehicle body side to support the steering column and that allows the steering column to be detached when an impact load of a predetermined value or more is applied;
The collision energy absorbing means is provided between the steering column and the vehicle body side bracket, and an energy absorbing member made of a metal plate or a metal wire as a raw material is plastically deformed by a squeezing means as the steering column moves. The shock absorbing type steering column device according to claim 1, wherein:
車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上のの衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットとを有し、
前記衝突エネルギ吸収手段が、前記ステアリングコラムと前記車体側ブラケットとの間に設けられ、当該ステアリングコラムの移動に伴って金属板を素材とするエネルギ吸収部材を破断または曲げ変形および破断させるものであることを特徴とする、請求項1記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 A steering column that rotatably supports the steering shaft;
A vehicle body side bracket that is fixed to the vehicle body side to support the steering column and that allows the steering column to be detached when an impact load of a predetermined value or more is applied;
The collision energy absorbing means is provided between the steering column and the vehicle body side bracket, and breaks or bends and breaks the energy absorbing member made of a metal plate as the steering column moves. The shock absorbing type steering column apparatus according to claim 1, wherein
前記コラプシブルコラムが、
アウタコラムと、
このアウタコラムに内嵌し、前記コラプシブルコラムの短縮時に当該アウタコラム内に進入するインナコラムと、
前記アウタコラムと前記インナコラムとの間に介装され、前記コラプシブルコラムの短縮時に、衝突エネルギの吸収を行うべく、当該アウタコラムと当該インナコラムとの少なくとも一方に塑性溝を形成する複数の金属球と
からなる衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
前記衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段を備えたことを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 It has a collapsible column that supports the steering shaft in a rotatable manner and shortens it by a predetermined collapse load,
The collapsible column is
Outer column,
An inner column that fits into the outer column and enters the outer column when the collapsible column is shortened;
And a plurality of plastic grooves formed between at least one of the outer column and the inner column so as to absorb collision energy when the collapsible column is shortened. In the shock-absorbing steering column device composed of metal balls,
An impact absorption type steering column device comprising energy absorption amount adjusting means for changing the absorption amount of the collision energy.
前記エネルギ吸収量調整手段として、前記コラプシブルコラムを軸とする前記第1金属球群内の金属球の一部あるいは全部の角度位相を前記第2金属球群内の金属球に対して一致あるいは相違させるべく、前記第1金属球保持手段と第2金属球保持手段との少なくとも一方を回転させる保持手段回転駆動手段を備えたことを特徴とする、請求項7記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 The plurality of metal spheres are composed of a first metal sphere group held by the first metal sphere holding means and a second metal sphere group held by the second metal sphere holding means,
As the energy absorption amount adjusting means, the angle phase of a part or all of the metal spheres in the first metal sphere group with the collapsible column as an axis coincides with the metal spheres in the second metal sphere group or 8. The shock absorbing steering column apparatus according to claim 7, further comprising holding means rotation driving means for rotating at least one of the first metal sphere holding means and the second metal sphere holding means to make the difference. .
車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上のの衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットと、
前記ステアリングコラムと前記車体側ブラケットとの間に設けられ、当該ステアリングコラムの移動に伴って金属板または金属線を素材とするエネルギ吸収部材をしごき手段により塑性変形させることにより、乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段と
を有する衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
前記衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段を備えたことを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 A steering column that rotatably supports the steering shaft;
A vehicle body side bracket that is fixed to the vehicle body side to support the steering column and that allows the steering column to be detached when an impact load of a predetermined value or more is applied,
A secondary collision of an occupant is provided between the steering column and the vehicle body side bracket by plastically deforming an energy absorbing member made of a metal plate or metal wire with a squeezing means as the steering column moves. In an impact absorption type steering column device having a collision energy absorbing means for absorbing energy,
An impact absorption type steering column device comprising energy absorption amount adjusting means for changing the absorption amount of the collision energy.
車体側に固着されて前記ステアリングコラムを支持すると共に、所定値以上のの衝撃荷重が作用した際に当該ステアリングコラムの離脱を許容する車体側ブラケットと、
前記ステアリングコラムと前記車体側ブラケットとの間に設けられ、当該ステアリングコラムの移動に伴って金属板を素材とするエネルギ吸収部材を破断または曲げ変形および破断させることにより、乗員の二次衝突エネルギを吸収する衝突エネルギ吸収手段と
を有する衝撃吸収式ステアリングコラム装置において、
前記二次衝突エネルギの吸収量を変化させるエネルギ吸収量調整手段を備えたことを特徴とする衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 A steering column that rotatably supports the steering shaft;
A vehicle body side bracket that is fixed to the vehicle body side to support the steering column and that allows the steering column to be detached when an impact load of a predetermined value or more is applied,
A secondary collision energy of the occupant is reduced by breaking or bending the energy absorbing member provided between the steering column and the vehicle body side bracket and made of a metal plate as the steering column moves. In an impact absorption type steering column device having a collision energy absorbing means for absorbing,
An impact absorption type steering column device comprising energy absorption amount adjusting means for changing the absorption amount of the secondary collision energy.
この2種類以上のエネルギ吸収特性の変極点以降において、エネルギ吸収荷重は、コラプスストロークの進行に対して、ほぼ一定であることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 The energy absorption amount adjustment means changes the amount of absorption of the secondary collision energy by the energy absorption means to two or more types,
The energy absorption load after the inflection point of the two or more types of energy absorption characteristics is substantially constant with respect to the progress of the collapse stroke, according to any one of claims 1 to 13. Shock absorbing steering column device.
この2種類以上のエネルギ吸収特性の変極点以降において、エネルギ吸収荷重は、コラプスストロークの進行に伴って、徐々に増加することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 The energy absorption amount adjustment means changes the amount of absorption of the secondary collision energy by the energy absorption means to two or more types,
The energy absorption load gradually increases with the progress of the collapse stroke after the inflection point of the two or more kinds of energy absorption characteristics, according to any one of claims 1 to 13, Shock absorbing steering column device.
この2種類のエネルギ吸収特性の変極点以降において、
大荷重特性が小荷重特性の2倍以上のコラプス荷重を持つことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の衝撃吸収式ステアリングコラム装置。 Has two kinds of energy absorption characteristics,
After the inflection point of these two types of energy absorption characteristics,
The shock absorbing steering column apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the large load characteristic has a collapse load that is twice or more that of the small load characteristic.
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