JP2002059852A - 衝撃吸収式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衝撃吸収式ステアリング装置では、衝突の状況
によっては、二次衝突の衝撃を十分に吸収できないこと
がある。 【解決手段】本衝撃吸収式ステアリング装置１では、ス
テアリングコラム４のロアコラム８とアッパコラム７と
に、一次側衝撃吸収機構３１と二次側衝撃吸収機構３２
とをそれぞれ有する。一次側衝撃吸収機構３１では、チ
ルト中心軸１８がロアブラケット１６の挿通孔１９を挿
通し、この挿通孔１９の内方に突出する突出部３３と係
合する。チルト中心軸１８は、通常時にチルト調整可能
で、衝突時に突出部３３を塑性変形させて衝撃吸収す
る。二次側衝撃吸収機構３２は、一次側衝撃に起因する
損傷の虞がなく、二次側衝撃を確実に吸収できる。 【効果】一次側衝撃吸収機構３１の構造を簡素化でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリング装置
に関する。特に、自動車の衝突時の衝撃を緩和する衝撃
吸収式ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】衝突
時の衝撃には、例えば、前方にある衝突の相手から作用
する一次衝突の衝撃と、衝突後の急減速に伴いドライバ
ーがステアリングホイールにぶつかることにより作用す
る二次衝突の衝撃とがある。衝撃吸収式ステアリング装
置には、一次および二次衝突の衝撃の一方だけを吸収で
きる装置がある。この装置では、衝突の状況によっては
十分に機能できず、ドライバにかかる衝撃を十分に緩和
できないことが想定される。

【０００３】また、特開平７−４７９６１号公報等に記
載された衝撃吸収式ステアリング装置では、両方の衝撃
をともに吸収できるようにされている。例えば、一次衝
突の衝撃を吸収する第１の機構が、ステアリングコラム
のアッパコラムに取り付けられるブラケットに設けられ
ている。また、二次衝突の衝撃を吸収する第２の機構
が、第１の機構の前方となるステアリングコラムのロア
コラムに取り付けられるブラケットに設けられている。

【０００４】しかしながら、一次衝突の衝撃は、第２の
機構を通過して後、第１の機構により緩和されるので、
衝突の状況によっては、一次衝突の衝撃により第２の機
構が損傷し、二次衝突の衝撃を確実に緩和できないこと
が懸念される。そこで、本発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、二次衝突の衝撃を確実に緩和できる衝撃
吸収式ステアリング装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１に記載の発明は、二次衝突の衝撃を吸収する二次側衝
撃吸収機構をアッパコラムに設けるステアリングコラム
と、ステアリングコラムを車体に支持するためにステア
リングコラムのロアコラムに固定されるブラケットと、
ブラケットの挿通孔に挿通されてブラケットを支持する
軸と、一次衝突の衝撃を吸収する一次側衝撃吸収機構と
を備え、一次側衝撃吸収機構は、ブラケットと軸との相
対移動によりブラケットが変形することで一次衝突の衝
撃を吸収することを特徴とする衝撃吸収式ステアリング
装置を提供する。

【０００６】この発明によれば、両機構をコラムおよび
これに一体化されるブラケットにまとめることで、一次
側の衝撃が伝わり易いコラムの延びる方向と、一次側の
衝撃が吸収される方向とを互いにほぼ平行にでき、衝撃
を円滑に吸収でき、しかも、コンパクト化できる。ま
た、一次側の衝撃は、ロアコラム側の一次側衝撃吸収機
構にて十分に緩和された後、アッパコラム側の二次側衝
撃吸収機構に伝わるので、一次衝突時に二次側衝撃吸収
機構が損傷し難い。従って、二次衝突時に、二次側衝撃
吸収機構が二次側の衝撃を確実に吸収することができ
る。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の衝撃吸収式ステアリング装置において、上記軸はステ
アリングコラムを揺動自在に支持するチルト中心軸から
なることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置を提
供する。この発明によれば、位置調整用にもともとある
チルト中心軸を、衝撃吸収用にも兼用でき、衝撃吸収用
の軸とチルト中心軸とを別途に設ける場合に比べて、構
造を簡素化できる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の衝撃吸収式ステアリング装置において、上記挿通孔
は、ステアリングコラムと略平行に延びる長孔からな
り、長孔の縁から孔内方に突出してチルト中心軸の外周
に当接する突出部が設けられることを特徴とする衝撃吸
収式ステアリング装置を提供する。この発明によれば、
通常のチルト中心軸としての機能および衝撃吸収機能を
実現でき、しかも構造を簡素化できる。

【０００９】また、衝突時の相対移動に伴い、突出部は
軸と速やかに当接して変形でき、衝撃を迅速に吸収でき
る。請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の衝撃吸
収式ステアリング装置において、上記長孔は、チルト中
心軸からステアリングコラムの軸方向下方へ延びる部分
を含み、この部分に突出部が設けられることを特徴とす
る衝撃吸収式ステアリング装置を提供する。

【００１０】この発明によれば、一次側の衝撃の吸収を
実質的に可能とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の衝撃
吸収式ステアリング装置（以下、ステアリング装置とも
いう。）を説明する。図１は、本発明の一実施形態を示
す衝撃吸収式ステアリング装置の一部断面正面図であ
る。図２は、図１の衝撃吸収式ステアリング装置の一部
断面平明図である。図３は、図１のＡ部の拡大一部断面
正面図である。先ず、図１および図２を参照する。

【００１２】ステアリング装置１は、車輪（図示せず）
を操向するためにステアリングホイール（図示せず）の
動きを伝達するステアリングシャフト３と、このステア
リングシャフト３を内部に通して回転自在に支持するス
テアリングコラム４とを有している。ステアリングシャ
フト３の一方の端部（図１で右側の端部）にステアリン
グホイールが連結されている。ステアリングシャフト３
は、ステアリングホイール側に配置されるアッパシャフ
ト５と、車輪側に設けられたロアシャフト６とを有して
いる。アッパシャフト５とロアシャフト６とは、同心で
直線状に配置されている。アッパシャフト５とロアシャ
フト６とは、セレーション構造等を介して一体回転可能
に互いに駆動連結され、且つステアリングシャフト３が
延びる方向（軸方向ともいう）に相対移動可能とされて
いる。

【００１３】なお、各図には、軸方向を示す矢印Ｓを図
示している。また、軸方向については、ステアリングホ
イール側を上方ともいい、反ステアリングホイール側
（車輪側となる）を下方ともいう。ステアリングコラム
４は、ステアリングホイール側に配置されるアッパコラ
ム７と、車輪側に設けられるロアコラム８とを有してい
る。アッパコラム７の下端部と、ロアコラム８の上端部
とは、互いに嵌合されて、軸方向に相対移動可能とされ
ている。

【００１４】また、アッパコラム７は、軸受９を介して
アッパシャフト５を回動自在に支持しつつ、アッパシャ
フト５とアッパコラム７との間の軸方向の相対移動を規
制している。ロアコラム８は、軸受１０，１１を介して
ロアシャフト６を回動自在に支持しつつ、ロアシャフト
６とロアコラム８との間の軸方向の相対移動を規制して
いる。また、ステアリング装置１は、パワーステアリン
グ装置として構成され、操舵操作に伴い生じる操舵抵抗
に見合った操舵補助力を得られるようになっている。こ
のために、ステアリングコラム４の下端部近傍には、ス
テアリングシャフト３に設けられて操舵操作を検知する
ためのトルクセンサ（図示せず）と、このトルクセンサ
からの信号に応じて操舵捕助力をステアリングシャフト
３に付与するモータ等を含む駆動機構１２とが設けられ
ている。

【００１５】また、ステアリング装置１は、ステアリン
グシャフト３の軸方向を車体５０（一部のみ図示）の前
後方向に沿わせて車体５０に支持構造１３により支持さ
れている。支持構造１３は、アッパコラム７を車体５０
に支持する上部支持構造１４と、ロアコラム８を車体５
０に支持する下部支持構造１５とで構成されている。ま
た、支持構造１３は、ステアリングホイールの高さ位置
を自在に調整できるチルト調整機構を内蔵している。こ
のチルト調整機構により、運転者の体格や姿勢に応じ
て、ステアリングホイールの高さを変えることができ
る。

【００１６】チルト調整機構は、上部支持構造１４およ
び下部支持構造１５の以下の各部により構成されてい
る。すなわち、下部支持構造１５は、ロアコラム８の下
端部に固定されたロアブラケット１６と、車体５０の所
定部に支持部材１７を介して支持されてステアリングコ
ラム４の下端部を揺動可能に支持するチルト中心軸１８
と、このチルト中心軸１８が挿通するロアブラケット１
６に形成された挿通孔１９とを有している。また、上部
支持構造１４は、車体５０に固定される固定ブラケット
２０と、ステアリングコラム４のアッパコラム７に固定
されたチルトブラケット２１と、このチルトブラケット
２１の揺動位置を固定ブラケット２０に固定するチルト
ロック機構２２とを有している。

【００１７】チルト中心軸１８は、ステアリングシャフ
ト３の軸方向と直交して且つ車体５０の幅方向に延びて
配置され、支持部材１７の一対の側板部により両端支持
されている。支持部材１７の一対の側板部に隣接するロ
アブラケット１６の一対の側板部に挿通孔１９がそれぞ
れ形成されている。チルト中心軸１８が挿通孔１９を通
して、ロアブラケット１６が、チルト中心軸１８の回り
に揺動可能に係合している。

【００１８】チルト調整機構では、ステアリングコラム
４を、チルト中心軸１８の回りに揺動させて回動角度位
置を調整することができる。調整されたステアリングコ
ラム４の角度位置を、チルトロック機構２２により保持
することができる。チルトロック機構２２は、チルトブ
ラケット２１に支持された操作軸２３と、この操作軸２
３の回動に伴ってチルトブラケット２１を操作軸２３の
軸方向に押して固定ブラケット２０に摩擦係合させる押
圧部材（図示せず）を有している。固定ブラケット２０
およびチルトブラケット２１は、アッパコラム７の左右
両側に設けられた一対の側板部をそれぞれ有し、アッパ
コラム７の片側の側板部同士は互いに対向して配置され
ている。操作軸２３は、チルト中心軸１８と平行に配置
されて、チルトブラケット２１の側板部に回動自在に支
持され、且つ固定ブラケット２０の側板部に形成された
長孔２４を挿通している。この長孔２４は、上下方向に
延びてチルト中心軸１８を中心とする円弧形状に形成さ
れている。ステアリングコラム４がチルト中心軸１８の
回りに揺動するのに伴い、操作軸２３が長孔２４内を移
動でき、調整された揺動位置で、操作軸２３を一方に回
すと、押圧部材により固定ブラケット２０とチルトブラ
ケット２１とが側板部同士で互いに押圧されて固定され
る。

【００１９】上述の各部、すなわち、ステアリングシャ
フト３、ステアリングコラム４、固定ブラケット２０、
チルトブラケット２１、ロアブラケット１６、駆動機構
１２等は、一体的なステアリングユニットを構成してい
る。また、本発明のステアリング装置１は、上述のユニ
ットに、一次衝突の衝撃を吸収する一次側衝撃吸収機構
３１と、二次衝突の衝撃を吸収する二次側衝撃吸収機構
３２とを有している。二次側衝撃吸収機構３２は、アッ
パコラム７に設けられている。一次側衝撃吸収機構３１
は、ロアコラム８の下端部となるロアブラケット１６に
設けられている。

【００２０】一次側衝撃吸収機構３１は、図３に示すよ
うに、ステアリングコラム４を車体５０に支持するため
にステアリングコラム４のロアコラム８に固定される上
述のロアブラケット１６と、このロアブラケット１６の
挿通孔１９に挿通されてロアブラケット１６を支持する
軸としての上述のチルト中心軸１８とにより構成されて
いる。一次側衝撃吸収機構３１は、ロアブラケット１６
とチルト中心軸１８との相対移動によりロアブラケット
１６が変形することで一次衝突の衝撃を吸収する。

【００２１】挿通孔１９は、ステアリングコラム４と略
平行に延びる長孔からなり、この長孔の縁３６から孔内
方に突出してチルト中心軸１８の外周３７に当接する突
出部３３が設けられている。挿通孔１９は、ロアブラケ
ット１６の一対の側板部にそれぞれ形成されている。一
対の挿通孔１９に、単一のチルト中心軸１８が挿通して
いる。挿通孔１９は、突出部３３よりもステアリングホ
イール側にあってチルト中心軸１８の断面形状とほぼ等
しい第１の部分３４と、チルト中心軸１８からステアリ
ングコラム４の軸方向下方となる反ステアリングホイー
ル側へ向けて延びる第２の部分３５とを含んでいる。こ
の第２の部分３５は、チルト中心軸１８の断面の直径よ
りも長く下方に延びている。第２の部分３５の上端部に
突出部３３が設けられている。突出部３３は、長孔の縁
の一部を形成し、孔の内方に向かって延びている。突出
部３３は、これと対向する長孔の縁との間で、長孔の幅
をチルト中心軸１８の直径よりも狭くしており、チルト
中心軸１８の外周３７が突出部３３を含む長孔の縁３６
に当接するようになっている。突出部３３は、長孔の一
方の縁に設けられているが、長孔の両方の縁に互いに近
接するように対向して突出させてもよい。

【００２２】衝突前の通常時には、チルト中心軸１８
は、挿通孔１９の第１の部分３４に配置され、突出部３
３により、挿通孔１９の第２の部分３５への相対移動を
規制され、第１の部分３４内でチルト調整のための回動
を許容されている。また、突出部３３とチルト中心軸１
８の外周とは互いに隙間なく当接しており、チルト中心
軸１８ががたつきなく支持されている。衝突時に、一次
衝突の衝撃により、チルト中心軸１８は、突出部３３を
変形させてこれを乗り越えて、挿通孔１９に沿って案内
されつつ、挿通孔１９の第２の部分３５を軸方向の下方
に相対移動することができる（反矢印Ｓ方向）。このと
き、突出部３３および挿通孔１９の周縁部となるロアブ
ラケット１６の塑性変形により、また、突出部３３とチ
ルト中心軸１８との間の摩擦により、衝撃エネルギが吸
収されて、一次衝突の衝撃が緩和される。

【００２３】二次側衝撃吸収機構３２は、衝突時に引き
裂かれることにより衝撃を吸収する衝撃吸収板３８を有
している。この衝撃吸収板３８は、車体５０およびステ
アリングコラム４に取り付けられる固定ブラケット２０
に、それぞれ固定されている。車体５０およびステアリ
ングコラム４は、衝撃吸収時に互いに軸方向に相対移動
可能に所定の保持力で連結されている。衝突時には、ス
テアリングコラム４が車体５０に対して、軸方向の下方
に向けて相対移動し（反矢印Ｓ方向）、これに伴い、衝
撃吸収板３８は変形し、さらに引き裂かれることにより
衝撃を吸収する。

【００２４】また、固定ブラケット２０の取付座２５を
挟持した状態で取付座２５を車体に取り付けるいわゆる
カプセル構造４０を併用してもよい。カプセル構造４０
は、固定ブラケット２０の取付座２５を挟持するための
一対の挟持部４２と、これら一対の挟持部４２を連結し
つつボルト４１を通す筒部（図示せず）とを有する。筒
部は取付座２５の長孔に嵌まっている。一方の挟持部４
２と取付座２５とには、互いに連通する小孔がともに形
成され、これらの小孔内に樹脂製のピン４３が設けられ
ている。このピン４３は、連通する一対の小孔内に直接
射出成形することにより形成されている。カプセル構造
４０は、衝撃が作用するまでは、取付座２５を挟持した
状態で取付座２５を車体に保持し、二次衝突の衝撃作用
時に、ピン４３を剪断して、取付座２５を車体に対して
前方へ相対移動可能に支持する。ピン４３の剪断によ
り、衝撃エネルギを吸収することができ、その後、継続
して、挟持部４２および筒部と固定ブラケット２０との
摩擦により衝撃エネルギを吸収することができる。

【００２５】なお、二次側衝撃吸収機構３２の具体的な
構成は、上述の衝撃吸収板３８を有する構造、カプセル
構造４０に限定されず、他の公知の構成を利用すること
ができる。衝突時に、先ず一次衝突の衝撃が作用する
と、衝撃力は車輪側からステアリングシャフト３に作用
し（反矢印Ｓ方向）、ロアコラム８、ロアブラケット１
６を介して、一次側衝撃吸収機構３１により吸収され
る。このとき、衝撃は、挿通孔１９の延びる方向である
軸方向に効果的に吸収される。

【００２６】一次側衝撃の一部は、吸収されずに残る場
合も想定される。この場合、衝撃は、ステアリングシャ
フト３の軸方向に沿って上向きに作用するが、上述のよ
うに衝撃は緩和されており、特に、ステアリングコラム
４を伝わる方向および二次側衝撃吸収機構３２が衝撃を
吸収するために相対移動する方向については、十分に緩
和されている。従って、一次側衝撃による二次側衝撃吸
収機構３２の影響はなく、問題ない。

【００２７】次に、二次衝突の衝撃が、ステアリングホ
イール側からステアリングシャフト３に作用し（矢印Ｓ
方向）、アッパコラム７を軸方向に下方に向けて変位さ
せるのに伴い、二次側衝撃吸収機構３２により十分に且
つ確実に吸収される。このように本発明の実施形態によ
れば、一次側衝撃吸収機構３１をロアブラケット１６に
関連して設け、二次側衝撃吸収機構３２をアッパコラム
７に設けるようにした。これにより、両機構３１，３２
をステアリングコラム４およびこれに一体化されるロア
ブラケット１６等を含む上述のステアリングユニットに
まとめることで、一次側の衝撃が伝わり易いステアリン
グコラム４の延びる方向と、一次側の衝撃が吸収される
方向とを互いにほぼ平行にでき、一次側衝撃を円滑に吸
収でき二次側衝撃吸収機構３２への影響を少なくでき
て、しかも、コンパクト化できる。

【００２８】また、一次側の衝撃は、ロアコラム８側の
一次側衝撃吸収機構３１にて十分に緩和された後、アッ
パコラム７側の二次側衝撃吸収機構３２に伝わるので、
一次衝突時に二次側衝撃吸収機構３２が損傷し難い。従
って、二次衝突時に、二次側衝撃吸収機構３２が二次側
の衝撃を確実に吸収することができる。一次側衝撃吸収
機構３１は、位置調整用にもともとあるチルト中心軸１
８を、衝撃吸収用にも兼用でき、衝撃吸収用の軸とチル
ト中心軸とを別途に設ける場合に比べて、構造を簡素化
できる。

【００２９】また、一次側衝撃吸収機構３１の挿通孔１
９を、突出部３３を有する長孔という簡素な構成にで
き、しかも、これに挿通される軸により、通常のチルト
中心軸１８としての機能および衝撃吸収機能を実現でき
る。また、挿通孔１９の突出部３３とチルト中心軸１８
とは、衝突前の通常時にも互いに当接しているので、衝
突時の相対移動に伴い、突出部３３はチルト中心軸１８
と速やかに変形でき、衝撃を迅速に吸収できる。

【００３０】また、挿通孔１９内のチルト中心軸１８
は、突出部３３と当接しているので、衝突時の相対移動
に伴い、突出部３３はチルト中心軸１８と速やかに当接
して変形でき、衝撃を迅速に吸収できる。また、一次側
衝撃を吸収し易い挿通孔１９の長孔の延びる方向を、ス
テアリングコラム４に沿って衝撃が伝わる軸方向と一致
させているので、衝撃を効果的に吸収して伝達を阻止す
るのに好ましい。

【００３１】また、挿通孔１９は、チルト中心軸１８か
らステアリングコラム４の軸方向下方へ延びる第２の部
分３５を含み、この第２の部分３５に突出部３３が設け
られるようにすることで、確実に一次衝突の衝撃を吸収
できる。なお、上述の実施形態では、ステアリング装置
１は、パワーステアリング装置として構成されていた
が、これには限定されない。例えば、トルクセンサや駆
動機構１２等のパワーステアリング装置のための構成を
省略したマニュアルタイプのステアリング装置にも、本
発明を適用することができる。

【００３２】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す衝撃吸収式ステアリ
ング装置の一部断面正面図である。

【図２】図１の衝撃吸収式ステアリング装置の一部断面
平面図である。

【図３】図１の一次側衝撃吸収機構の要部拡大正面図で
ある。

【符号の説明】

１ 衝撃吸収式ステアリング装置 ４ ステアリングコラム ７ アッパコラム ８ ロアコラム １６ ロアブラケット １８ チルト中心軸 １９ 挿通孔（長孔） ３１ 一次側衝撃吸収機構 ３２ 二次側衝撃吸収機構 ３３ 突出部 ３５ 第２の部分（軸方向下方へ延びる部分） ３６ 縁 ３７ 外周 ５０ 車体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次衝突の衝撃を吸収する二次側衝撃吸収
   機構をアッパコラムに設けるステアリングコラムと、ス
   テアリングコラムを車体に支持するためにステアリング
   コラムのロアコラムに固定されるブラケットと、ブラケ
   ットの挿通孔に挿通されてブラケットを支持する軸と、
   一次衝突の衝撃を吸収する一次側衝撃吸収機構とを備
   え、 一次側衝撃吸収機構は、ブラケットと軸との相対移動に
   よりブラケットが変形することで一次衝突の衝撃を吸収
   することを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の衝撃吸収式ステアリング
   装置において、 上記軸はステアリングコラムを揺動自在に支持するチル
   ト中心軸からなることを特徴とする衝撃吸収式ステアリ
   ング装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の衝撃吸収式ステアリング
   装置において、 上記挿通孔は、ステアリングコラムと略平行に延びる長
   孔からなり、長孔の縁から孔内方に突出してチルト中心
   軸の外周に当接する突出部が設けられることを特徴とす
   る衝撃吸収式ステアリング装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の衝撃吸収式ステアリング
   装置において、 上記長孔は、チルト中心軸からステアリングコラムの軸
   方向下方へ延びる部分を含み、この部分に突出部が設け
   られることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。