JP2000085589A - 自動車のステアリング装置およびその組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パワーステアリングハウジングとコラムパイプ
の固定剛性および連結剛性を向上させ、衝突時等におけ
る衝撃吸収性能の向上とパワーアシスト手段の出力向上
を図る。 【解決手段】本発明に係る自動車のステアリング装置
は、パワーステアリングハウジング８を車体側に固定す
るためのロアーブラケット15を、パワーステアリングハ
ウジング８と、ここから延びるコラムパイプ９とに跨が
る形状に形成し、そのパワーステアリングハウジング８
への固定部26とコラムパイプ９への固定部28との間にス
テアリングハンガー４への固定部27を設けたことを特徴
とする。また、上記固定部28をパワーステアリングハウ
ジング８とコラムパイプ９の連結部に近接させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプ状に形成さ
れて内部にステアリングシャフトが軸支されるコラムア
ッセンブリーが、ブラケット部材を介して車体側に取り
付けられるように構成された自動車のステアリング装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、一般的な自動車のステアリング
装置の一例を示す左側面図である。このステアリング装
置は、車体側に固定された前後一対のステアリングハン
ガー101,102 にコラムアッセンブリー103 が懸架されて
いる。

【０００３】コラムアッセンブリー103 は、前側のステ
アリングハンガー101 にロアーブラケット104 を介して
取り付けられるパワーステアリングハウジング105 と、
このパワーステアリングハウジング105 から後ろ斜め上
方に延び、アッパーブラケット106 およびカプセルと呼
ばれる離脱式固定部107 を介して後側のステアリングハ
ンガー102 に取り付けられるコラムパイプ108 とが組み
合わされており、コラムパイプ108 の内部にステアリン
グシャフト109 が軸支された構造である。

【０００４】コラムパイプ108 は、前側に位置する内筒
110 の後部に外筒111 が接続された収縮可能なパイプと
して構成されており、内筒110 の先端がパワーステアリ
ングハウジング105 に堅固に圧入固定され、内筒110 と
外筒111 との接続部は軽い圧入結合とされる。また、外
筒111 の先端付近はアッパーブラケット106 に固定され
る。

【０００５】ステアリングシャフト109 の後端には図示
しないステアリングホイールが取り付けられる一方、ス
テアリングシャフト109 の先端には自在継手のヨーク11
2 が形成されており、このヨーク112 が図示しないジョ
イントロッドを介してステアリングギヤボックスに連結
される。

【０００６】さらに、パワーステアリングハウジング10
5 には電動モーター113 等のパワーアシスト手段が付設
されており、このパワーアシスト手段がステアリングシ
ャフト109 の回転を補助することにより、ステアリング
ホイールの回転に必要な腕力が軽減される。

【０００７】ところで、ロアーブラケット104 は厚手の
板金材料により側面視で略「Ｌ」字形に形成されてお
り、その片側の締結片104aがボルト114 でパワーステア
リングハウジング105 に締結され、他側の締結片104bが
ボルト115 でステアリングハンガー101 の下面に締結さ
れる。

【０００８】以上のように構成されたステアリング装置
は、自動車が正面衝突事故等を起こしてドライバーがス
テアリングホイールに強くぶつかった時に、その衝突衝
撃によってコラムパイプ108 とステアリングシャフト10
9 が軸方向に収縮し、衝撃が吸収される。

【０００９】即ち、コラムパイプ108 の内筒110 と外筒
111 の接続部が軽い圧入結合であるため、衝突時には、
図６に示すように、外筒111 が内筒110 に対して前方に
摺動する。同様に、ステアリングシャフト109 の長さも
収縮する。このため、コラムアッセンブリー103 の衝突
前の長さ103aに対して衝突後の長さ103bが大幅に短縮さ
れる。その際、離脱式固定部107 の固定が外れてアッパ
ーブラケット106 がステアリングハンガー102 から離脱
する。

【００１０】このように、衝突時にはコラムパイプ108
とステアリングシャフト109 が軸方向に収縮し、コラム
アッセンブリー103 の長さが短くなるため、ステアリン
グホイールがダッシュパネル側に移動し、ドライバーへ
のショックが和らげられると同時に、ドライバーがステ
アリングホイールとシートの間に挟まることが防止され
てドライバーの救助性が向上する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このス
テアリング装置は、そのロアーブラケット104 の側面視
形状が略「Ｌ」字形であり、その片側の締結片104bのみ
がステアリングハンガー101 に固定される構造なので、
ロアーブラケット104 が片持ち固定状態であり、このた
めパワーステアリングハウジング105 の取付剛性が低
く、強度面や耐振性等の点で不利であった。

【００１２】特に、前述の如く衝突時等においてアッパ
ーブラケット106 がステアリングハンガー102 から離脱
し、コラムパイプ108 とステアリングシャフト109 が軸
方向に収縮した際に、ロアーブラケット104 の強度が低
いためにロアーブラケット104 が弾性変形しやすく、そ
の結果、コラムパイプ108 の後端が衝突前の状態よりも
持ち上がる現象が起きる。このため、ドライバーに対す
る衝撃吸収性能が劣化する懸念があった。

【００１３】また、このステアリング装置は、コラムパ
イプ108 （内筒110 ）の先端がパワーステアリングハウ
ジング105 に圧入されて連結されるだけなので、その連
結剛性が低く、例えば電動モーター113 の出力を高めた
場合に、その作動時の強大な反力によって内筒110 とパ
ワーステアリングハウジング105 の連結部がずれる恐れ
があり、電動モーター113 の出力向上を果たせなかっ
た。

【００１４】さらに、内筒110 の先端をパワーステアリ
ングハウジング105 に圧入する際に、その圧入量の目安
となるものがないため、専用の治工具等を用いて圧入量
を検出しながら圧入作業を行い、その後で圧入量をチェ
ックしなければならず、これにより製造工数の増大を余
儀無くされていた。

【００１５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その第１の目的は、パワース
テアリングハウジングとコラムパイプの固定剛性および
連結剛性を向上させ、衝突時等における衝撃吸収性能の
向上とパワーアシスト手段の出力向上を図ることのでき
る自動車のステアリング装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の第２の目的は、コラムパイ
プの先端をパワーステアリングハウジングに圧入する際
における製造工数の低減を図ることのできる自動車のス
テアリング装置の組立方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、本発明に係る自動車のステアリング装置は、請
求項１に記載した通り、ブラケット部材を介して車体側
に取り付けられるパワーステアリングハウジングと、上
記パワーステアリングハウジングから延びるコラムパイ
プとを備えて構成された自動車のステアリング装置にお
いて、上記ブラケット部材を上記パワーステアリングハ
ウジングと上記コラムパイプとに跨がる形状に形成し、
そのパワーステアリングハウジングへの固定部とコラム
パイプへの固定部の間に車体側への固定部を設けたこと
を特徴とする。

【００１８】このように、パワーステアリングハウジン
グとコラムパイプに跨がる形で固定されたブラケット部
材の中間部を車体側に固定すれば、従来のように片持ち
状態で車体側に固定されたブラケット部材にパワーステ
アリングハウジングのみを固定した場合に比べ、パワー
ステアリングハウジングおよびコラムパイプの固定剛性
が大きく向上する。しかも、ブラケット部材がパワース
テアリングハウジングとコラムパイプの連結部における
補強部材を兼ねるため、両部材間の連結剛性が大幅に高
められる。

【００１９】これらの点により、衝突時等におけるコラ
ムパイプの収縮がスムーズになされ、衝撃吸収性能が向
上するとともに、パワーアシスト手段の出力を向上させ
ても、その反力によりコラムパイプの連結部がずれる懸
念がない。

【００２０】また、同じく前記第１の目的を達成するた
め、本発明に係る自動車のステアリング装置は、請求項
２に記載したように、前記ブラケット部材の前記コラム
パイプへの固定部を、前記パワーステアリングハウジン
グとコラムパイプの連結部に近接させて設けた。

【００２１】このように構成すれば、コラムパイプ先端
のパワーステアリングハウジングに連結される部分が、
パワーステアリングハウジングから延びるブラケット部
材によって堅固に保持されるため、コラムパイプの固定
剛性およびパワーステアリングハウジングとコラムパイ
プ間の連結剛性が一段と高められる。

【００２２】さらに、前記第２の目的を達成するため、
本発明に係る自動車のステアリング装置の組立方法は、
請求項３に記載した通り、パワーステアリングハウジン
グと、上記パワーステアリングハウジングに一端が圧入
固定されるコラムパイプと、上記コラムパイプに溶着固
定されるブラケット部材とを備えて構成された自動車の
ステアリング装置の組立方法において、上記ブラケット
部材のコラムパイプへの固定部をパワーステアリングハ
ウジングに隣接する位置に設けた上、先にコラムパイプ
にブラケット部材の固定部を溶着し、次にコラムパイプ
の一端をパワーステアリングハウジングに圧入すること
を特徴とする。

【００２３】この組立方法によれば、コラムパイプをパ
ワーステアリングハウジングに圧入する時は、コラムパ
イプに溶着されたブラケット部材の固定部がパワーステ
アリングハウジングに当接するまでコラムパイプを圧入
すればよく、ブラケット部材が圧入量の目安となる。こ
のため、圧入時に専用の治工具等を用いて圧入量を検出
したり、圧入後に圧入量をチェックする必要がなくな
り、製造工数の低減を図ることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る
自動車のステアリング装置の一例を示す全体側面図であ
る。

【００２５】自動車の車体ボディーには、フロントガラ
スの左右両辺に沿うＡピラーと呼ばれる左右一対の柱状
部材があり、このＡピラーの下端付近同士を連結する補
強部材であるＡ−Ａパイプが図１中に符号１で示されて
いる。このＡ−Ａパイプ１は図示しないダッシュパネル
の内部を車幅方向に通るように配設される。そして、ス
テアリング装置２は、次のように構成されている。

【００２６】まず、Ａ−Ａパイプ１の一端、即ちステア
リングホイール３が設けられる側の端部には、前後一対
のステアリングハンガー４，５が固設されており、この
ステアリングハンガー４，５に、ステアリング装置２の
中核をなすコラムアッセンブリー７が懸架される。図２
はコラムアッセンブリー７の拡大図である。

【００２７】コラムアッセンブリー７は、例えばアルミ
合金製のパワーステアリングハウジング８と、このパワ
ーステアリングハウジング８から後ろ斜め上方に延びる
コラムパイプ９とを備えており、コラムパイプ９の内部
にステアリングシャフト10が軸支されている。

【００２８】コラムパイプ９は、内筒11の後端部11ａが
外筒12の先端内径部に軽く圧入されて接続された収縮可
能なパイプとして構成され、内筒11の先端部は圧入固定
部11ｂとしてパワーステアリングハウジング８に堅固に
圧入固定される。また、ステアリングシャフト10も同様
に収縮可能に構成される。なお、パワーステアリングハ
ウジング８にはパワーアシスト手段としての電動モータ
ー13が付設される。

【００２９】パワーステアリングハウジング８とコラム
パイプ９との連結部付近には、特許請求の範囲に記載し
たブラケット部材としてのロアーブラケット15が設けら
れており、このロアーブラケット15が前側のステアリン
グハンガー４にボルト16で固定される。一方、コラムパ
イプ９の外筒12の中間部に固定されたアッパーブラケッ
ト17が、離脱式固定部18を介し、ボルト19で後側のステ
アリングハンガー５に固定される。

【００３０】図１に示すように、ステアリングホイール
３はステアリングシャフト10の後端に回転一体に取り付
けられる。一方、ステアリングシャフト10の先端には自
在継手21を介してジョイントロッド22の上端が連結さ
れ、ジョイントロッド22の下端は自在継手23を介してス
テアリングギヤボックス24に連結される。

【００３１】自動車のドライバーがステアリングホイー
ル３を回すと、ステアリングシャフト10とジョイントロ
ッド22が共に回転し、ステアリングギヤボックス24が作
動して自動車の前輪が操向される。その際、電動モータ
ー13の出力によりステアリングシャフト10の回転が補助
されるため、ステアリングホイール３の回転に必要な腕
力が軽減される。

【００３２】万一、自動車が正面衝突事故等を起こし、
ドライバーがステアリングホイール３に強くぶつかった
時には、その衝突衝撃によってコラムパイプ９とステア
リングシャフト10が軸方向に収縮し、衝撃が吸収されて
ドライバーの安全が確保されるようになっている。

【００３３】即ち、衝突時にはコラムパイプ９の外筒12
が内筒11に対して前方に摺動し、同じくステアリングシ
ャフト10の長さも収縮するため、図２に示すようにコラ
ムアッセンブリー７の衝突前の長さ７ａに対して衝突後
の長さ７ｂが大幅に短縮される。このため、ステアリン
グホイール３がダッシュパネル側に移動し、これにより
ドライバーへのショックが緩和される。なお、この時に
は離脱式固定部18の固定が外れてアッパーブラケット17
がステアリングハンガー５から離脱する。

【００３４】ところで、ロアーブラケット15は、図３お
よび図４(A),(B) にも示すように、厚手の板金材料をプ
レス成型して形成されたものであり、左右一対の固定部
26と、この固定部26よりも一段高い位置に平行に設けら
れた左右一対の固定部27と、この固定部27に対し直角に
屈曲形成された固定部28とを有しており、固定部28には
固定穴29が穿設されている。固定穴29の内径は、内筒11
先端の圧入固定部11ｂを密に挿入可能に設定されてい
る。なお、図３中に示すロアーブラケット15は、図４
(A) の III-III線に沿う縦断面として描かれている。

【００３５】図２および図３に示すように、ロアーブラ
ケット15の固定部26はボルト31でパワーステアリングハ
ウジング８の上面に締結され、固定部28の固定穴29には
内筒11の圧入固定部11ｂが挿入されて全周溶接32等によ
り溶着固定される。そして、固定部27が前記ボルト16で
ステアリングハンガー４に締結される。

【００３６】このように、ロアーブラケット15はパワー
ステアリングハウジング８とコラムパイプ９の内筒11と
に跨がる形状に形成されており、そのパワーステアリン
グハウジング８への固定部26と内筒11への固定部28との
間にステアリングハンガー４への固定部27が位置してい
る。

【００３７】また、ロアーブラケット15の固定部28は、
パワーステアリングハウジング８とコラムパイプ９の連
結部に近接するように設けられ、パワーステアリングハ
ウジング８の後面に隣接（当接）する。

【００３８】上記構成によれば、従来のように片持ち状
態でステアリングハンガーに固定されたロアーブラケッ
トにパワーステアリングハウジングを固定した場合に比
べ、ロアーブラケット15の強度、剛性が大きく向上す
る。このため、衝突時等におけるロアーブラケット15の
変形量が格段に小さくなり、パワーステアリングハウジ
ング８およびコラムパイプ９の固定剛性も向上する。

【００３９】しかも、パワーステアリングハウジング８
とコラムパイプ９の連結部にロアーブラケット15が橋渡
しされる形で固定されるため、ロアーブラケット15が連
結部における補強部材を兼ね、両部材８，９間の連結剛
性が大幅に高められる。

【００４０】また、ロアーブラケット15の固定部28（固
定穴29）がコラムパイプ９の内筒11に溶着固定され、そ
の溶着位置（32）が内筒11の圧入固定部11ｂに近接して
いるため、圧入固定部11ｂがロアーブラケット15によっ
て堅固に保持されることになり、この点でもコラムパイ
プ９全体の固定剛性およびパワーステアリングハウジン
グ８とコラムパイプ９（内筒11）間の連結剛性が高めら
れる。

【００４１】これらの点により、衝突時等におけるコラ
ムパイプ９の収縮がスムーズになされ、ドライバーに対
する衝撃吸収性能が向上する。特に、ロアーブラケット
15の強度不足により、衝突時にコラムパイプ９の後端
（ステアリングホイール３）が持ち上がる現象が起きな
くなるため、ドライバーに対して高い安全性がもたらさ
れる。

【００４２】また、パワーステアリングハウジング８の
固定剛性が向上したことと、パワーステアリングハウジ
ング８とコラムパイプ９（内筒11）間の連結剛性が高め
られたことにより、電動モーター13の作動反力を受けて
パワーステアリングハウジング８と内筒11の圧入固定部
11ｂがずれることがなくなるため、電動モーター13の出
力向上を図って運転を容易にすることができる。

【００４３】一方、パワーステアリングハウジング８と
コラムパイプ９とロアーブラケット15の組立順序として
は、先にコラムパイプ９の内筒11にロアーブラケット15
の固定部28（固定穴29）を溶着し、次に内筒11先端の圧
入固定部11ｂをパワーステアリングハウジング８に圧入
する。このような順序で組み立てれば、内筒11の圧入時
にロアーブラケット15がパワーステアリングハウジング
８の後面に当接（密着）するまで内筒11を圧入すればよ
いため、ロアーブラケット15が圧入量の目安となる。従
って、圧入時に専用の治工具等を用いて圧入量を検出し
たり、圧入後に圧入量をチェックする必要がなくなり、
圧入時における製造工数の低減を図ることができる。

【００４４】なお、本発明の実施形態は、必ずしも上記
実施形態にのみ限定されることはなく、ステアリング装
置２の各部に相違点があっても構わない。例えば、上記
実施形態ではコラムパイプ９の内筒11がパワーステアリ
ングハウジング８に圧入される構成であるが、内筒11と
外筒12の前後関係を逆にし、外筒12がパワーステアリン
グハウジング８に圧入される構成にしてもよい。また、
上記実施形態では、アシスト手段として電動モーター13
が設けられているが、油圧式等に改めることも可能であ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る自動
車のステアリング装置は、請求項１に記載したように、
ブラケット部材を介して車体側に取り付けられるパワー
ステアリングハウジングと、上記パワーステアリングハ
ウジングから延びるコラムパイプとを備えて構成された
自動車のステアリング装置において、上記ブラケット部
材を上記パワーステアリングハウジングと上記コラムパ
イプとに跨がる形状に形成し、そのパワーステアリング
ハウジングへの固定部とコラムパイプへの固定部の間に
車体側への固定部を設けたことを特徴としており、これ
によれば、パワーステアリングハウジングとコラムパイ
プの固定剛性や、両部材間の連結剛性が大幅に高められ
る上、衝突時等におけるブラケット部材の変形量が格段
に小さくなるため、衝突時等における衝撃吸収性能の向
上とパワーアシスト手段の出力向上を図ることができ
る。

【００４６】また、本発明に係る自動車のステアリング
装置は、請求項２に記載したように、前記ブラケット部
材の前記コラムパイプへの固定部を、前記パワーステア
リングハウジングとコラムパイプの連結部に近接させて
設けたため、コラムパイプの固定剛性およびパワーステ
アリングハウジングとコラムパイプ間の連結剛性を一段
と高めることができる。

【００４７】さらに、本発明に係る自動車のステアリン
グ装置の組立方法は、請求項３に記載したように、パワ
ーステアリングハウジングと、上記パワーステアリング
ハウジングに一端が圧入固定されるコラムパイプと、上
記コラムパイプに溶着固定されるブラケット部材とを備
えて構成された自動車のステアリング装置の組立方法に
おいて、上記ブラケット部材のコラムパイプへの固定部
をパワーステアリングハウジングに隣接する位置に設け
た上、先にコラムパイプにブラケット部材の固定部を溶
着し、次にコラムパイプの一端をパワーステアリングハ
ウジングに圧入することを特徴とし、この組立方法によ
れば、コラムパイプをパワーステアリングハウジングに
圧入する時に専用の治工具等を用いて圧入量を検出した
り、圧入後に圧入量をチェックする必要がなく、製造工
数の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車のステアリング装置の一例
を示す全体側面図。

【図２】コラムアッセンブリーの拡大図であり、本発明
の一実施形態を示す図。

【図３】図２の III部拡大図、かつ図４(A) の III-III
線に沿う縦断面図。

【図４】(A) は図３の IVa矢視によるロアーブラケット
の平面図、(B) はロアーブラケットの後面図。

【図５】従来技術の一例を示すステアリング装置の左側
面図。

【図６】衝突後のステアリング装置を示す左側面図。

【符号の説明】

１ Ａ−Ａパイプ ２ ステアリング装置 ３ ステアリングホイール ４，５ ステアリングハンガー ７ コラムアッセンブリー ８ パワーステアリングハウジング ９ コラムパイプ 10 ステアリングシャフト 11 コラムパイプの内筒 11ｂ コラムパイプの圧入固定部 12 コラムパイプの外筒 13 電動モーター 15 ブラケット部材としてのロアーブラケット 18 離脱式固定部 26，27，28 ロアーブラケットの固定部 29 固定穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラケット部材を介して車体側に取り付
   けられるパワーステアリングハウジングと、上記パワー
   ステアリングハウジングから延びるコラムパイプとを備
   えて構成された自動車のステアリング装置において、上
   記ブラケット部材（15）を上記パワーステアリングハウ
   ジング８と上記コラムパイプ９とに跨がる形状に形成
   し、そのパワーステアリングハウジング８への固定部26
   とコラムパイプ９への固定部28の間に車体側への固定部
   27を設けたことを特徴とする自動車のステアリング装
   置。
2. 【請求項２】 前記ブラケット部材（15）の前記コラム
   パイプ９への固定部28を、前記パワーステアリングハウ
   ジング８とコラムパイプ９の連結部に近接させて設けた
   請求項１に記載の自動車のステアリング装置。
3. 【請求項３】 パワーステアリングハウジングと、上記
   パワーステアリングハウジングに一端が圧入固定される
   コラムパイプと、上記コラムパイプに溶着固定されるブ
   ラケット部材とを備えて構成された自動車のステアリン
   グ装置の組立方法において、上記ブラケット部材（15）
   のコラムパイプ９への固定部28をパワーステアリングハ
   ウジング８に隣接する位置に設けた上、先にコラムパイ
   プ９にブラケット部材（15）の固定部28を溶着し、次に
   コラムパイプ９の一端（11ｂ）をパワーステアリングハ
   ウジング８に圧入することを特徴とする自動車のステア
   リング装置の組立方法。