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JP5228984B2 - Energy absorbing steering column - Google Patents

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JP5228984B2
JP5228984B2 JP2009036246A JP2009036246A JP5228984B2 JP 5228984 B2 JP5228984 B2 JP 5228984B2 JP 2009036246 A JP2009036246 A JP 2009036246A JP 2009036246 A JP2009036246 A JP 2009036246A JP 5228984 B2 JP5228984 B2 JP 5228984B2
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秀俊 稲吉
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Description

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。   The present invention relates to an energy absorbing steering column, and more particularly to an energy absorbing steering column that absorbs energy applied to a steering shaft of a vehicle.

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、ステアリングコラムのアウタチューブとインナチューブとの間にボールを介装したボール式、ステアリングコラムに金属メッシュ構造を用いたメッシュ式、ロアチューブ内にシリコンゴムを封入しアッパチューブの侵入によってスリットからシリコンゴムが噴出するように構成したシリコンゴム式等が使用に供されている。   Energy absorption steering columns mounted on vehicles are widely known as a means to alleviate the impact on the steering wheel by giving the steering column the characteristic of absorbing energy, and various structures are adopted. Yes. For example, a ball type with a ball interposed between the outer tube and the inner tube of the steering column, a mesh type with a metal mesh structure for the steering column, silicon rubber sealed in the lower tube, and the upper tube entering from the slit A silicon rubber type configured such that silicon rubber is ejected is used.

そして、下記の特許文献1には、「エネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、これを構成する第1筒状部材と第2筒状部材との間の軸方向相対移動に関し、移動開始荷重を容易且つ適切に設定することができるエネルギー吸収ステアリングコラムを提供すること」を課題とし、「第1筒状部材の第1の圧入部と第2筒状部材の第1の保持部との間に介装し径方向に弾性力を付与する金属製弾性ブッシュを備え、金属製弾性ブッシュが第1の圧入部及び第1の保持部に対し径方向に付勢して、第2筒状部材に対する第1筒状部材の軸方向相対移動を阻止した状態でステアリングシャフトを保持すること」とし、更に「第1筒状部材が、第2の圧入部を含み車両前方開口端近傍が軸方向に所定範囲切除された切欠部を有し、第2筒状部材の第2の保持部に対し径方向に付勢して、第2筒状部材に対する第1筒状部材の軸方向相対移動を阻止した状態でステアリングシャフトを保持する」ことが提案されている。   And in the following Patent Document 1, “in the energy absorbing steering column, regarding the relative movement in the axial direction between the first cylindrical member and the second cylindrical member constituting the column, the movement start load is easily and appropriately set. “Providing an energy-absorbing steering column that can be set” as an object, “diameter interposed between the first press-fit portion of the first cylindrical member and the first holding portion of the second cylindrical member. A metal elastic bushing that imparts an elastic force in the direction, and the metal elastic bushing is urged in the radial direction with respect to the first press-fitting portion and the first holding portion, and the first tubular shape with respect to the second tubular member The steering shaft is held in a state where the relative movement of the member in the axial direction is prevented. Further, “the first cylindrical member includes the second press-fit portion and the vicinity of the vehicle front opening end is cut off in a predetermined range in the axial direction. A second cylindrical member having a notch It urges against the holding portion in the radial direction to hold the steering shaft "It has been proposed while preventing axial relative movement of the first tubular member relative to the second tubular member.

特開2007−168569号公報JP 2007-168869 A

上記の特許文献1に記載のステアリングコラムによれば、移動開始荷重を容易且つ適切に設定することができるが、車両後方開口端近傍では、第1筒状部材の第1の圧入部と第2筒状部材の第1の保持部との間に介装された金属製弾性ブッシュの付勢力と、車両前方開口端近傍では、切欠部を有する第1筒状部材の第2の圧入部と第2筒状部材の第2の保持部との間の付勢力によって、第2筒状部材に対する第1筒状部材の軸方向相対移動を阻止するように構成されている。しかし、金属製弾性ブッシュが車両後方開口端近傍に配置されていると、車両前方開口端近傍に比し大きな繰り返し荷重が付与されることになるので、これに耐える材質の金属製弾性ブッシュが必要となり、必然的に高価となる。また、インナチューブに対し平面部を形成する必要があるが、一般的な切削加工によればバリが形成されるので、これを除去する必要が生ずる。また、必要な剛性を確保するため、切削加工によって薄肉となることを考慮した板厚の管素材を用いる必要があるので、無駄が生ずる。   According to the steering column described in Patent Document 1, the movement start load can be easily and appropriately set. However, in the vicinity of the vehicle rear opening end, the first press-fitting portion and the second press-fitting portion of the first tubular member are provided. The urging force of the metal elastic bush interposed between the first holding portion of the tubular member and the second press-fit portion of the first tubular member having the notch portion and the second portion in the vicinity of the vehicle front opening end. The axial movement of the first cylindrical member relative to the second cylindrical member is prevented by an urging force between the second cylindrical member and the second holding portion. However, if the metal elastic bushing is arranged near the vehicle rear opening end, a large repeated load is applied compared to the vehicle front opening end vicinity, so a metal elastic bushing that can withstand this is required. Inevitably expensive. Moreover, although it is necessary to form a plane part with respect to an inner tube, since a burr | flash is formed according to a general cutting process, it will be necessary to remove this. In addition, in order to ensure the necessary rigidity, it is necessary to use a tube material having a plate thickness that takes into account the thinning caused by the cutting process, resulting in waste.

そこで、本発明は、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課題とする。   Accordingly, the present invention absorbs energy that can easily and appropriately set the movement start load and the moving load between the first cylindrical member and the second cylindrical member while ensuring the necessary rigidity with an inexpensive configuration. It is an object to provide a steering column.

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、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たエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記第2筒状部材が、車両後方開口端から軸方向に所定距離離隔した位置の内面に形成された第1の保持部を有すると共に、前記第1筒状部材が、車両前方開口端近傍が拡径された第1の拡径部を有し、且つ、前記第2筒状部材が、車両後方開口端近傍の内面に形成された第2の保持部を有すると共に、前記第1筒状部材が、車両前方開口端から軸方向に所定距離離隔した部分が拡径された第2の拡径部と、該第2の拡径部が前記第2の保持部に保持される位置から前記第1筒状部材の車両後方開口端近傍までの間に、周方向の一部が連続して縮径された縮径部と、該縮径部の外周面の一部が切除された平面部を有して成り、前記第1の拡径部と前記第1の保持部との間に介装し径方向に弾性力を付与する弾性ブッシュと、前記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とを備えることとしたものである。   To achieve the above object, the present invention provides a first cylindrical member that accommodates a steering shaft of a vehicle and supports the vehicle so as to be rotatable around the shaft, and the first cylinder that accommodates the first cylindrical member and is always in the first cylinder. A second cylindrical member that holds the cylindrical member in a predetermined position, and an axial relative movement of the first cylindrical member relative to the second cylindrical member when a load greater than a predetermined value is applied to the steering shaft. In the energy-absorbing steering column configured so that the second cylindrical member has a first holding portion formed on an inner surface at a position spaced apart from the vehicle rear opening end by a predetermined distance in the axial direction. The 1st cylindrical member has the 1st enlarged diameter part by which the vehicle front opening end vicinity was diameter-expanded, and the said 2nd cylindrical member was formed in the inner surface of the vehicle rear opening end vicinity. The first cylinder has a holding portion The member has a second diameter-expanded portion whose diameter is increased by a predetermined distance from the front opening end of the vehicle in the axial direction, and a position where the second diameter-expanded portion is held by the second holding portion. A diameter-reduced portion continuously reduced in diameter in the circumferential direction between the first cylindrical member and the vicinity of the vehicle rear opening end, and a plane portion in which a part of the outer peripheral surface of the reduced-diameter portion is cut off. An elastic bushing interposed between the first enlarged diameter portion and the first holding portion and applying an elastic force in the radial direction; And an energy absorption block having a friction engagement portion that is attached to the plate member and guided while applying a frictional force during relative movement.

上記のエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記エネルギー吸収ブロックは、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とするとよい。更に、前記エネルギー吸収ブロックは、前記屈曲溝が複数の摩擦係合部を構成するように形成するとよい。尚、前記エネルギー吸収ブロックは、合成樹脂によって単一部材に形成することができる。   In the energy absorbing steering column, the energy absorbing block is a bent groove that introduces the plate-like member from the front side of the vehicle and leads out to the rear side of the vehicle to form the friction engagement portion, It is preferable to have a bent groove that opens only on one side and at least one protrusion that locks the plate-like member with respect to the opening of the bent groove. Furthermore, the energy absorption block may be formed such that the bent groove constitutes a plurality of friction engagement portions. In addition, the said energy absorption block can be formed in a single member with a synthetic resin.

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、第2筒状部材が、車両後方開口端から軸方向に所定距離離隔した位置の内面に形成された第1の保持部を有すると共に、第1筒状部材が、車両前方開口端近傍が拡径された第1の拡径部を有し、且つ、第2筒状部材が、車両後方開口端近傍の内面に形成された第2の保持部を有すると共に、第1筒状部材が、車両前方開口端から軸方向に所定距離離隔した部分が拡径された第2の拡径部を有し、第1の拡径部と第1の保持部との間に介装し径方向に弾性力を付与する弾性ブッシュと、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、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ているので、第1の拡径部と第1の保持部の径寸法に関して、第2の拡径部と第2の保持部よりも相対的に軸方向荷重は鈍感に反応し且つ外力に対し変位し易く設定し、第2の拡径部と第2の保持部は圧入代に関して、第1の拡径部と第1の保持部よりも相対的に軸方向荷重は敏感に反応し且つ外力に対し変位し難く設定することができ、更に、エネルギー吸収ブロックによって板状部材を確実に保持し、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吸収しながら移動するので、所謂扱き荷重として、適切に移動中荷重を付与することができる。而して、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筒状部材との軸方向相対移動における移動開始荷重を容易且つ適切に設定することができると共に、移動中荷重も簡単な構成のエネルギー吸収ブロックによって適切に設定することができる。特に、エネルギー吸収ブロックは従来に比し部品点数が少なく、組み付けが容易であるのでコスト低減が可能となる。   Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects. That is, in the energy absorbing steering column of the present invention, the second cylindrical member has a first holding portion formed on the inner surface at a position spaced apart from the vehicle rear opening end by a predetermined distance in the axial direction. And the second cylindrical member has a second holding portion formed on the inner surface near the vehicle rear opening end. And the first tubular member has a second diameter-expanded portion whose diameter is increased by a predetermined distance from the front opening end of the vehicle in the axial direction, and the first diameter-expanded portion and the first holding portion. An elastic bushing that provides elastic force in the radial direction between them, a plate-like member that is fixed to the flat surface and extends in the direction toward the rear opening end of the vehicle, and a friction that is attached to the plate-like member and moves relative to it. As an energy absorption block having a friction engagement portion that guides while applying force Therefore, with respect to the diameter of the first enlarged portion and the first holding portion, the axial load reacts relatively insensitive to the second enlarged portion and the second holding portion and is displaced with respect to the external force. The second diameter-expanded portion and the second holding portion are more sensitive to the press-fitting allowance than the first diameter-expanded portion and the first holding portion. In contrast, the plate-like member can be securely held by the energy absorption block, guided while applying frictional force, and moved while absorbing energy by plastic deformation of the plate-like member. As a so-called handling load, a moving load can be appropriately applied. Thus, it is possible to easily and appropriately set the movement start load in the axial relative movement between the first cylindrical member and the second cylindrical member while ensuring the necessary rigidity with an inexpensive configuration, and the movement. The medium load can also be set appropriately by an energy absorption block having a simple configuration. In particular, the energy absorption block has a smaller number of parts than the conventional one and is easy to assemble, so that the cost can be reduced.

前記エネルギー吸収ブロックは、前記屈曲溝と前記突起を有するものとすれば、板状部材に対しエネルギー吸収ブロックを容易に装着することができ、板状部材からの脱落を確実に阻止することができる。更に、前記屈曲溝が複数の摩擦係合部を構成することとすれば、エネルギー吸収時の板状部材に対する扱き荷重を容易に調整することができる。そして、エネルギー吸収ブロックを合成樹脂によって単一部材に形成すれば安価且つ容易に製造することができる。   If the energy absorption block has the bent groove and the protrusion, the energy absorption block can be easily attached to the plate-like member, and can be reliably prevented from falling off the plate-like member. . Furthermore, if the bent groove constitutes a plurality of friction engagement portions, the handling load on the plate-like member during energy absorption can be easily adjusted. And if an energy absorption block is formed in a single member with a synthetic resin, it can manufacture cheaply and easily.

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横断面図である。1 is a cross-sectional view of an energy absorption steering column according to an embodiment of the present invention. 図1におけるインナチューブとアウタチューブとの関係を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the relationship between the inner tube in FIG. 1, and an outer tube. 本発明の一実施形態における弾性ブッシュの絞り加工による凸部の平面及び断面を示す図である。It is a figure which shows the plane and cross section of the convex part by the drawing process of the elastic bush in one Embodiment of this invention. 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を車両後方側から見た側面図である。It is the side view which looked at the energy absorption steering column which concerns on one Embodiment of this invention from the vehicle rear side. 本発明の一実施形態に供するエネルギー吸収ブロックの平面図である。It is a top view of the energy absorption block with which it uses for one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に供するエネルギー吸収ブロックの正面図である。It is a front view of the energy absorption block with which it uses for one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に供する他の実施例に係るエネルギー吸収ブロックの正面図である。It is a front view of the energy absorption block which concerns on the other Example with which it uses for one Embodiment of this invention.

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の前端部が操舵機構(図示せず)に接続されている。このステアリングシャフト1は、車両の床面(図示せず)に対し所定角度(例えば25°)をなすように、コラムハウジング2を介し、ブラケット(図示せず)によって車体(図示せず)に支持されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an energy absorbing steering column according to an embodiment of the present invention. A steering shaft 1 includes a cylindrical upper shaft 1a having a steering wheel (not shown) connected to a rear end portion thereof, The lower shaft 1b is spline-coupled to the inner cylindrical surface of the upper shaft 1a. That is, the upper shaft 1a and the lower shaft 1b are connected so as to be relatively movable in the axial direction but not to be relatively rotatable, and the front end portion of the lower shaft 1b is connected to a steering mechanism (not shown). The steering shaft 1 is supported on a vehicle body (not shown) by a bracket (not shown) via a column housing 2 so as to form a predetermined angle (for example, 25 °) with respect to a vehicle floor (not shown). Has been.

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、金属製のインナチューブ10が設けられている。即ち、インナチューブ10内に収容されたアッパシャフト1aが、インナチューブ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とインナチューブ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とインナチューブ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、金属製のアウタチューブ20が設けられている。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、アウタチューブ20に対するインナチューブ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。本実施形態のインナチューブ10及びアウタチューブ20は、金属製の弾性ブッシュ30等と共に、エネルギー吸収手段として機能する。   A metal inner tube 10 is provided in the column housing 2 as a first cylindrical member that houses the steering shaft 1 and supports the steering shaft 1 so as to be rotatable about an axis. That is, the upper shaft 1 a accommodated in the inner tube 10 is rotatably supported by the rear end portion of the inner tube 10 via the bearing 3. However, the relative movement in the axial direction between the upper shaft 1a and the inner tube 10 is restricted, and the upper shaft 1a and the inner tube 10 are configured to be able to move in the axial direction as a unit. Further, a metal outer tube 20 is provided as a second cylindrical member that accommodates the first cylindrical member and normally holds the first cylindrical member in a predetermined position. And when the load more than predetermined value is applied with respect to the steering shaft 1, it is comprised so that the axial direction relative movement of the inner tube 10 with respect to the outer tube 20 (as a result, the axial direction movement of the upper shaft 1a) is permitted. The inner tube 10 and the outer tube 20 of this embodiment function as energy absorbing means together with the metal elastic bush 30 and the like.

尚、アウタチューブ20は軸受3a,3bを介してコラムハウジング2に支持されており、皿ばねを用いたフリクション機構4a,4bによってアウタチューブ20がコラムハウジング2の内面に押圧されて保持されている。従って、ステアリングホイール(図示せず)にガタが生ずることなくスラスト方向の摺動性を確保することができるが、コラムハウジング2とアウタチューブ20との間はエネルギー吸収手段として機能するものではない。   The outer tube 20 is supported by the column housing 2 via bearings 3a and 3b, and the outer tube 20 is pressed against and held by the inner surface of the column housing 2 by friction mechanisms 4a and 4b using disc springs. . Therefore, the sliding property in the thrust direction can be ensured without causing play in the steering wheel (not shown), but the space between the column housing 2 and the outer tube 20 does not function as an energy absorbing means.

本実施形態のアウタチューブ20は、その車両後方の開口端(以下、後方開口端という)から軸方向に所定距離離隔した位置の内面に第1の保持部21が形成されると共に、後方開口端近傍の内面に第2の保持部22が形成されている。第1の保持部21は、アウタチューブ20の内周面に形成された環状凹部で構成され、第2の保持部22は、アウタチューブ20の内周面から軸心方向に一体的に延出形成された環状凸部で構成されている。   The outer tube 20 of the present embodiment has a first holding portion 21 formed on the inner surface at a predetermined distance in the axial direction from the vehicle rear opening end (hereinafter referred to as the rear opening end), and the rear opening end. A second holding portion 22 is formed on the inner surface in the vicinity. The first holding portion 21 is configured by an annular recess formed on the inner peripheral surface of the outer tube 20, and the second holding portion 22 extends integrally from the inner peripheral surface of the outer tube 20 in the axial direction. It is comprised by the formed annular convex part.

一方、インナチューブ10は、その車両前方の開口端(以下、前方開口端という)近傍が拡径された第1の拡径部11を有すると共に、前方開口端から軸方向に所定距離離隔した部分が拡径された第2の拡径部12を有する。本実施形態における第1の拡径部11及び第2の拡径部12は、インナチューブ10の径方向外側に膨出するように形成されている。更に、第1の拡径部11及び第2の拡径部12が夫々第1の保持部21及び第2の保持部22に対向する部分は切除されて平面となっている。   On the other hand, the inner tube 10 has a first diameter-expanded portion 11 whose diameter is increased in the vicinity of an opening end (hereinafter referred to as a front opening end) in front of the vehicle, and a portion spaced apart from the front opening end by a predetermined distance in the axial direction. Has a second enlarged-diameter portion 12 having an enlarged diameter. The first enlarged diameter portion 11 and the second enlarged diameter portion 12 in the present embodiment are formed so as to bulge outward in the radial direction of the inner tube 10. Further, the portions of the first enlarged diameter portion 11 and the second enlarged diameter portion 12 that face the first holding portion 21 and the second holding portion 22 are cut out to be flat.

そして、図2に拡大して示すように、第1の拡径部11と第1の保持部21との間に弾性ブッシュ30が介装されており、その弾性力が径方向に付与されている。本実施形態の弾性ブッシュ30は例えばステンレススチールによって形成され、図3に示すように、C字断面の筒状胴部31と、筒状胴部31の周方向に複数の凸部(代表して32で表す)が形成されている。本実施形態の凸部32は、筒状胴部31の周方向に所定の間隔で、筒状胴部31の径方向の内側に延出するように絞り加工によって形成される。各凸部32の断面は台形状に形成されているが、外側が曲面となるように形成してもよい。   As shown in FIG. 2 in an enlarged manner, an elastic bush 30 is interposed between the first enlarged diameter portion 11 and the first holding portion 21, and the elastic force is applied in the radial direction. Yes. The elastic bush 30 of this embodiment is formed of, for example, stainless steel. As shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3, a cylindrical body portion 31 having a C-shaped cross section and a plurality of convex portions (typically 32). The convex portions 32 of the present embodiment are formed by drawing so as to extend inward in the radial direction of the cylindrical body 31 at a predetermined interval in the circumferential direction of the cylindrical body 31. The cross section of each convex portion 32 is formed in a trapezoidal shape, but may be formed so that the outer side is a curved surface.

而して、上記の構成になる弾性ブッシュ30が、図1及び図2に示すように第1の拡径部11と第1の保持部21との間に介装されると、各凸部32が圧縮変形し、その復元弾性力が、両者間、即ちインナチューブ10とアウタチューブ20との間を拡開する径方向に付与される。この弾性力により、弾性ブッシュ30とインナチューブ10及びアウタチューブ20との間に摩擦力が確保されるので、インナチューブ10とアウタチューブ20の軸方向相対移動が阻止された状態でステアリングシャフト1が保持される。絞り加工によって形成される各凸部32の高さはセッチング近傍の値に設定され、インナチューブ10の第1の拡径部11側は、インナチューブ10とアウタチューブ20の径寸法に対して軸方向荷重は相対的に鈍感に反応し且つ外力に対し相対的に変位し易く設定されている。これに対し、第2の拡径部12は第2の保持部22に圧入されて保持されており、インナチューブ10の第2の拡径部12側は、インナチューブ10とアウタチューブ20の圧入代に対して軸方向荷重は相対的に敏感に反応し且つ外力に対し相対的に変位し難く設定されている。従って、ステアリングホイール(図示せず)にガタが生ずることなく、アウタチューブ20に対しインナチューブ10が適切に保持される。   Thus, when the elastic bush 30 configured as described above is interposed between the first enlarged diameter portion 11 and the first holding portion 21 as shown in FIG. 1 and FIG. 32 is compressed and deformed, and its restoring elastic force is applied in the radial direction between the two, that is, between the inner tube 10 and the outer tube 20. This elastic force ensures a frictional force between the elastic bush 30 and the inner tube 10 and the outer tube 20, so that the steering shaft 1 can be operated in a state where the axial relative movement of the inner tube 10 and the outer tube 20 is prevented. Retained. The height of each convex portion 32 formed by drawing is set to a value in the vicinity of the setting, and the first diameter-expanded portion 11 side of the inner tube 10 is an axis with respect to the radial dimensions of the inner tube 10 and the outer tube 20. The directional load is set so as to be relatively insensitive and to be relatively displaced with respect to an external force. On the other hand, the second enlarged diameter portion 12 is press-fitted and held in the second holding portion 22, and the second enlarged diameter portion 12 side of the inner tube 10 is press-fitted between the inner tube 10 and the outer tube 20. The axial load is set so that it reacts relatively sensitively to the margin and is relatively difficult to displace relative to the external force. Therefore, the inner tube 10 is appropriately held with respect to the outer tube 20 without causing play in the steering wheel (not shown).

更に、インナチューブ10は、第2の拡径部12が第2の保持部22に保持される位置からインナチューブ10の車両後方開口端近傍までの間に、周方向の一部が連続して縮径された縮径部13を有すると共に、この縮径部13の外周面の一部が切除された平面部14を有する。尚、本実施形態のインナチューブ10は、パイプ素材に対しハイドロフォーミングによる塑性加工が行なわれて第1及び第2の拡径部11及び12並びに縮径部13が形成された後、エンドミル(図示せず)によって縮径部13の外周面の一部が切削加工されて平面部14が形成される。しかも、本実施形態のインナチューブ10は、縮径部13の外周面の一部が切削加工されて平面部14が形成されているので、その断面係数は、従来構造の断面係数と比較すると、相対的に大きくなり、必要な剛性を容易に確保することができる。   Further, the inner tube 10 has a part in the circumferential direction continuously between the position where the second enlarged diameter portion 12 is held by the second holding portion 22 and the vicinity of the vehicle rear opening end of the inner tube 10. While having the reduced diameter part 13 reduced in diameter, it has the plane part 14 by which a part of outer peripheral surface of this reduced diameter part 13 was excised. The inner tube 10 of the present embodiment is formed in an end mill (FIG. 1) after the pipe material is subjected to plastic forming by hydroforming to form the first and second enlarged diameter portions 11 and 12 and the reduced diameter portion 13. The flat portion 14 is formed by cutting a part of the outer peripheral surface of the reduced diameter portion 13. In addition, since the inner tube 10 of the present embodiment is formed by cutting a part of the outer peripheral surface of the reduced diameter portion 13 to form the flat portion 14, the section modulus thereof is compared with the section modulus of the conventional structure. It becomes relatively large and the required rigidity can be easily secured.

而して、図1に示すように、縮径部13及び平面部14の外周面とインナチューブ10の内周面との間には軸方向空間SPが形成され、この軸方向空間SP内に長尺の弾性板状部材であるエネルギー吸収プレート(通称、EAプレート。以下、単にプレートという)40が介装され、その一端が溶接によって平面部14に固定される。尚、ピン、カシメ、リベット等を用いて固定することとしてもよい。   Thus, as shown in FIG. 1, an axial space SP is formed between the outer peripheral surfaces of the reduced diameter portion 13 and the flat portion 14 and the inner peripheral surface of the inner tube 10. An energy absorbing plate (commonly referred to as an EA plate, hereinafter simply referred to as a plate) 40, which is a long elastic plate member, is interposed, and one end thereof is fixed to the flat surface portion 14 by welding. In addition, it is good also as fixing using a pin, caulking, a rivet, etc.

更に、図1に示すように、アウタチューブ20の後方開口端近傍で、エネルギー吸収ブロック(以下、単にブロックという)50がプレート40に装着されている。本実施形態のブロック50は、合成樹脂によって図4乃至図6に示す形状の単一部材に形成されている。即ち、プレート40を車両前方側(図1の左方)から導入し車両後方側(図1の右方)に導出して摩擦係合部(図6にFPで示す)を構成する屈曲溝51が形成されている。この屈曲溝51は車両側方の一方(図4の左方)のみに開口しており、この開口に対しプレート40を係止する二つの突起52及び53がブロック本体と一体的に形成されている。従って、ブロック50をプレート40に装着する際には、車両側方(図4の左方)から、プレート40を屈曲しながら、二つの突起52及び53を越えて屈曲溝51内に収容すればよく、プレート40は屈曲溝51内に確実に保持されるので、脱落することはない。   Further, as shown in FIG. 1, an energy absorption block (hereinafter simply referred to as a block) 50 is attached to the plate 40 in the vicinity of the rear opening end of the outer tube 20. The block 50 of the present embodiment is formed as a single member having the shape shown in FIGS. 4 to 6 with a synthetic resin. That is, the plate 40 is introduced from the front side of the vehicle (left side of FIG. 1) and led out to the rear side of the vehicle (right side of FIG. 1) to constitute a friction engagement portion (indicated by FP in FIG. 6). Is formed. The bent groove 51 is opened only in one side of the vehicle (left side in FIG. 4), and two protrusions 52 and 53 for locking the plate 40 are formed integrally with the block body. Yes. Therefore, when the block 50 is mounted on the plate 40, the plate 40 is bent from the side of the vehicle (left side in FIG. 4) and is received in the bending groove 51 across the two protrusions 52 and 53. Well, since the plate 40 is securely held in the bending groove 51, it does not fall off.

そして、ブロック50とプレート40とが相対的に移動し、プレート40が屈曲溝51内を移動するときには、摩擦係合部FPによってプレート40に対し摩擦力が付与されると共に、プレート40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、所謂扱き荷重が付与されることになる。本実施形態では摩擦係合部FPは図6に示すよう2箇所に形成されているが、例えば図7に示す形状の屈曲溝55を形成すれば、4箇所に摩擦係合部FPが形成される。このように、複数の摩擦係合部FPを適宜形成することにより、エネルギー吸収時のプレート40に対するブロック50による扱き荷重を容易に調整することができる。   When the block 50 and the plate 40 move relative to each other and the plate 40 moves in the bending groove 51, a frictional force is applied to the plate 40 by the friction engagement portion FP, and the plastic deformation of the plate 40 is performed. Therefore, a so-called handling load is applied. In this embodiment, the friction engagement portions FP are formed at two locations as shown in FIG. 6, but if the bent grooves 55 having the shape shown in FIG. 7 are formed, for example, the friction engagement portions FP are formed at four locations. The Thus, by appropriately forming the plurality of friction engagement portions FP, the handling load by the block 50 on the plate 40 at the time of energy absorption can be easily adjusted.

更に、本実施形態においては、エンドミル(図示せず)によってインナチューブ10の外周面が軸方向に切除されて平面部14が形成された後に、そのエンドミルによってインナチューブ10が穿孔されて係止孔16が形成される。一方、アウタチューブ20には係止ピン60が固着されており、係止ピン60が係止孔16に挿入された状態でインナチューブ10とアウタチューブ20が組み付けられる。これにより、図1に示すように、係止ピン60は係止孔16の車両前方の内壁面に当接して係止されるように、アウタチューブ20の内側に突出しているが、その突出高さは、平面部14の外面に当接しない寸法に設定されている。而して、インナチューブ10がアウタチューブ20から車両後方側に脱落することは確実に阻止される。尚、係止ピン60は係止孔16に密着嵌合するものではなく、係止孔16の車両後方側は開放されていても問題なく、係止孔16の車両前方側の内壁面に当接するように構成されておればよい。   Furthermore, in this embodiment, after the outer peripheral surface of the inner tube 10 is cut in the axial direction by an end mill (not shown) to form the flat surface portion 14, the inner tube 10 is drilled by the end mill and the locking hole is formed. 16 is formed. On the other hand, a locking pin 60 is fixed to the outer tube 20, and the inner tube 10 and the outer tube 20 are assembled in a state where the locking pin 60 is inserted into the locking hole 16. As a result, as shown in FIG. 1, the locking pin 60 protrudes inside the outer tube 20 so as to be in contact with and locked to the inner wall surface of the locking hole 16 in front of the vehicle. The dimension is set so as not to contact the outer surface of the flat portion 14. Thus, the inner tube 10 is reliably prevented from dropping from the outer tube 20 to the vehicle rear side. The locking pin 60 is not tightly fitted to the locking hole 16, and there is no problem even if the rear side of the locking hole 16 is open to the vehicle. What is necessary is just to be comprised so that it may touch.

上記の構成になるエネルギー吸収ステアリングコラムの作用を説明すると、常時は図1に示す状態にあって、インナチューブ10の第2の拡径部12がアウタチューブ20の第2の保持部22に圧入されると共に、弾性ブッシュ30の弾性力によってインナチューブ10の第1の拡径部11とアウタチューブ20の第1の保持部21が押圧された状態で保持され、図1に示す位置で、インナチューブ10とアウタチューブ20の軸方向相対移動が阻止された状態で保持されている。   The operation of the energy absorbing steering column having the above-described configuration will be described. Normally, the second expanded portion 12 of the inner tube 10 is press-fitted into the second holding portion 22 of the outer tube 20 in the state shown in FIG. At the same time, the first enlarged diameter portion 11 of the inner tube 10 and the first holding portion 21 of the outer tube 20 are held in a pressed state by the elastic force of the elastic bush 30. At the position shown in FIG. The tube 10 and the outer tube 20 are held in a state in which relative movement in the axial direction is prevented.

次に、ステアリングシャフト1に所定値以上の荷重が印加され、ステアリングシャフト1がインナチューブ10と共に前進すると、インナチューブ10の第1の拡径部11がアウタチューブ20の第1の保持部21及び弾性ブッシュ30から離脱すると共に、インナチューブ10の第2の拡径部12がアウタチューブ20の第2の保持部22から離脱する。このときの荷重がステアリングシャフト1の移動開始荷重であり、従って、第1及び第2の拡径部11及び12、第1及び第2の保持部21及び22、並びに弾性ブッシュ30によって、移動開始荷重付加部が構成されている。尚、この移動開始荷重は、第1及び第2の拡径部11及び12の外径、第1及び第2の保持部21及び22の内径、並びに弾性ブッシュ30の板厚、凸部32の総数、各凸部32の高さの何れかを調整することによって、移動開始荷重の経時変化や温度変化を惹起することなく、安定した適切な荷重に設定することができる。   Next, when a load equal to or greater than a predetermined value is applied to the steering shaft 1 and the steering shaft 1 moves forward together with the inner tube 10, the first diameter-expanded portion 11 of the inner tube 10 becomes the first holding portion 21 of the outer tube 20 and The second expanded portion 12 of the inner tube 10 is detached from the second holding portion 22 of the outer tube 20 while being separated from the elastic bush 30. The load at this time is the movement start load of the steering shaft 1. Therefore, the movement is started by the first and second enlarged diameter portions 11 and 12, the first and second holding portions 21 and 22, and the elastic bush 30. A load adding portion is configured. The movement start load includes the outer diameters of the first and second enlarged diameter portions 11 and 12, the inner diameters of the first and second holding portions 21 and 22, the plate thickness of the elastic bush 30, and the convex portion 32. By adjusting either the total number or the height of each convex portion 32, it is possible to set a stable and appropriate load without causing a change with time or a temperature change of the movement start load.

ステアリングシャフト1に対し更に大きな荷重が印加されると、プレート40がブロック50によって案内されながら前方に移動する。この間、プレート40は、ブロック50の摩擦係合部FPによって摩擦力が付与されると共に、そ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、扱き荷重が付与されることになる。この扱き荷重は、前述のように、摩擦係合部FPの数や形状を調整することによって調整することができる。更に、プレート40に突起、凹部、切り欠き等を形成することによっても所望の荷重に設定することができる。尚、上記扱き荷重の付与開始ストロークは、ブロック50をプレート40に装着する際に、その前端面とアウタチューブ20の後端面との間隙(図1にLsで示す)を調整することによって設定することができる。   When a larger load is applied to the steering shaft 1, the plate 40 moves forward while being guided by the block 50. During this time, the plate 40 is given a frictional force by the frictional engagement portion FP of the block 50 and moves while absorbing energy due to its plastic deformation, so that a handling load is given. As described above, this handling load can be adjusted by adjusting the number and shape of the friction engagement portions FP. Furthermore, a desired load can be set by forming a protrusion, a concave portion, a notch or the like on the plate 40. The handling load application start stroke is set by adjusting a gap (indicated by Ls in FIG. 1) between the front end surface of the block 50 and the rear end surface of the outer tube 20 when the block 50 is mounted on the plate 40. be able to.

而して、上記の構成になるエネルギー吸収ステアリングコラム1によって、所望のエネルギー吸収特性を確保することができる。先ず、ステアリングシャフト1に荷重が印加され、前述の移動開始荷重を超えると、インナチューブ10のアウタチューブ20に対する相対移動を開始する。即ち、インナチューブ10の第2の拡径部12とアウタチューブ20の第2の保持部22との間の摩擦力、並びに弾性ブッシュ30と第1の拡径部11及び第1の保持部21との間の摩擦力に抗して、インナチューブ10とアウタチューブ20とが軸方向に相対移動し、所定のストロークを超えるとフリー状態となる。   Thus, desired energy absorption characteristics can be secured by the energy absorption steering column 1 configured as described above. First, when a load is applied to the steering shaft 1 and exceeds the above-described movement start load, the inner tube 10 starts to move relative to the outer tube 20. That is, the frictional force between the second enlarged diameter portion 12 of the inner tube 10 and the second holding portion 22 of the outer tube 20, the elastic bush 30, the first enlarged diameter portion 11, and the first holding portion 21. The inner tube 10 and the outer tube 20 move relative to each other in the axial direction against the frictional force between them, and a free state occurs when a predetermined stroke is exceeded.

更に、ステアリングシャフト1のストロークが、ブロック50とアウタチューブ20の後端面との間隙Lsを移動した後は扱き荷重が付与され、ブロック50による略一定の荷重がステアリングシャフト1に印加された状態で、ステアリングシャフト1と共にインナチューブ10がアウタチューブ20に対して相対移動する。この結果、ステアリングシャフト1がストロークしているときにも、適切にエネルギーが吸収される。   Furthermore, after the stroke of the steering shaft 1 moves through the gap Ls between the block 50 and the rear end surface of the outer tube 20, a handling load is applied, and a substantially constant load by the block 50 is applied to the steering shaft 1. The inner tube 10 moves relative to the outer tube 20 together with the steering shaft 1. As a result, energy is appropriately absorbed even when the steering shaft 1 is making a stroke.

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1においては、第1及び第2の拡径部11及び12、第1及び第2の保持部21及び22、並びに弾性ブッシュ30によって移動開始荷重付加部が構成されると共に、プレート40、ブロック50等によって移動中荷重付加部が構成されるので、インナチューブ10とアウタチューブ20との軸方向相対移動における移動開始荷重と移動中荷重とを夫々個別に適切な値に設定することができる。   As described above, in the energy absorbing steering column 1 described above, the movement start load adding portion is formed by the first and second enlarged diameter portions 11 and 12, the first and second holding portions 21 and 22, and the elastic bush 30. In addition, since the moving load addition portion is configured by the plate 40, the block 50, etc., the movement start load and the moving load in the axial relative movement between the inner tube 10 and the outer tube 20 are individually provided. It can be set to an appropriate value.

1 ステアリングシャフト
2 コラムハウジング
10 インナチューブ(第1筒状部材)
11 第1の拡径部
12 第2の拡径部
13 縮径部
14 平面部
20 アウタチューブ(第2筒状部材)
21 第1の保持部
22 第2の保持部
23 ガイド部
30 弾性ブッシュ
40 エネルギー吸収プレート
50 エネルギー吸収ブロック
1 Steering shaft 2 Column housing 10 Inner tube (first tubular member)
11 1st diameter expansion part 12 2nd diameter expansion part 13 diameter reduction part 14 plane part 20 outer tube (2nd cylindrical member)
21 1st holding | maintenance part 22 2nd holding | maintenance part 23 Guide part 30 Elastic bush 40 Energy absorption plate 50 Energy absorption block

Claims (4)

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、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たエネルギー吸収ステアリングコラムにおいて、前記第2筒状部材が、車両後方開口端から軸方向に所定距離離隔した位置の内面に形成された第1の保持部を有すると共に、前記第1筒状部材が、車両前方開口端近傍が拡径された第1の拡径部を有し、且つ、前記第2筒状部材が、車両後方開口端近傍の内面に形成された第2の保持部を有すると共に、前記第1筒状部材が、車両前方開口端から軸方向に所定距離離隔した部分が拡径された第2の拡径部と、該第2の拡径部が前記第2の保持部に保持される位置から前記第1筒状部材の車両後方開口端近傍までの間に、周方向の一部が連続して縮径された縮径部と、該縮径部の外周面の一部が切除された平面部を有して成り、前記第1の拡径部と前記第1の保持部との間に介装し径方向に弾性力を付与する弾性ブッシュと、前記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とを備えたことを特徴とするエネルギー吸収ステアリングコラム。   A first tubular member that accommodates a steering shaft of a vehicle and supports the vehicle so as to be rotatable about an axis, and a second tubular member that accommodates the first tubular member and always holds the first tubular member in a predetermined position. An energy absorbing steering column configured to allow axial movement of the first tubular member relative to the second tubular member when a load greater than a predetermined value is applied to the member and the steering shaft; The second cylindrical member has a first holding portion formed on the inner surface at a position spaced apart from the vehicle rear opening end by a predetermined distance in the axial direction, and the first cylindrical member is located near the vehicle front opening end. The first tubular member has a first enlarged diameter portion and a second holding member formed on the inner surface near the vehicle rear opening end, and the first tubular member. Is axially from the front opening end of the vehicle The vicinity of the vehicle rear opening end of the first tubular member from the second enlarged diameter portion in which the portion separated by a constant distance is enlarged, and the position where the second enlarged diameter portion is held by the second holding portion A diameter-reduced part continuously reduced in diameter in the circumferential direction and a plane part obtained by cutting out a part of the outer peripheral surface of the reduced-diameter part. An elastic bushing interposed between the diameter part and the first holding part to impart elastic force in the radial direction; a plate-like member fixed to the flat part and extending toward the vehicle rear opening end; and the plate An energy-absorbing steering column comprising: an energy-absorbing block having a frictional engagement portion that is attached to a member and guided while applying a frictional force during relative movement. 前記エネルギー吸収ブロックは、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コラム。   The energy absorption block is a bent groove that introduces the plate-like member from the front side of the vehicle and leads out to the rear side of the vehicle to constitute the friction engagement portion, and is a bent groove that opens only to one side of the vehicle. 2. The energy absorbing steering column according to claim 1, further comprising at least one protrusion for locking the plate-like member with respect to the opening of the bent groove. 前記エネルギー吸収ブロックは、前記屈曲溝が複数の摩擦係合部を構成するように形成して成る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コラム。   3. The energy absorbing steering column according to claim 2, wherein the energy absorbing block is formed so that the bent groove constitutes a plurality of friction engaging portions. 前記エネルギー吸収ブロックは、合成樹脂によって単一部材に形成して成ることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のエネルギー吸収ステアリングコラム。   The energy absorption steering column according to any one of claims 1 to 3, wherein the energy absorption block is formed of a synthetic resin into a single member.
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