JP2002337699A - 衝撃吸収式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステアリングホイールとの衝突による衝撃吸収
の初期にドライバーに作用するピーク荷重を簡単な構造
で容易に低減できる衝撃吸収式ステアリング装置を提供
する。 【解決手段】衝撃により車体に対して相対移動するコラ
ム側部材22のシャフト挿入孔42に挿入され、車体に対す
る相対移動が阻止される車体側部材と同行移動する左右
方向軸心のシャフト51を備える。そのシャフト挿入孔42
の衝撃吸収領域42ａの短径は、前記相対移動方向に直交
する方向におけるシャフト51の最大外径未満である。そ
のシャフト51が衝撃吸収領域42ａを押し拡げコラム側部
材22が塑性変形することで衝撃が吸収される。衝撃吸収
領域42ａとシャフト待機領域42ｂとの境界Ｂでの衝撃吸
収領域42ａの短径方向における中心位置Ｐは、その境界
Ｂに接する状態でのシャフト51の前記最大外径部での中
心位置Ｑよりも、衝突時にコラム側部材22に作用するモ
ーメントＭの作用方向後方側に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の衝突時にお
いてドライバーに作用する衝撃を吸収するために用いら
れる衝撃吸収式ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアリングシャフトを支持すると共
に、その軸心は車両への取り付け状態において車両の前
方に向かうに従い下方に向かうように傾斜するコラム
と、そのステアリングシャフトに取り付けられるステア
リングホイールとを備え、そのステアリングホイールと
ドライバーとの衝突時の衝撃を、その衝撃によるコラム
の車体に対する相対移動時に吸収する衝撃吸収式ステア
リング装置が従来から用いられている。

【０００３】その衝撃吸収式ステアリング装置は、コラ
ム側部材、車体側部材、および左右方向軸心のシャフト
を備える。そのコラム側部材は、その衝撃によるコラム
の車体に対する相対移動時に、そのコラムと同行して車
体に対して相対移動し、その車体側部材は車体に対する
相対移動が阻止される。そのシャフトは、そのコラム側
部材及び車体側部材の中の一方に形成されるシャフト挿
入孔に挿入されると共に、その衝撃によるコラムの車体
に対する相対移動時に他方と同行移動する。

【０００４】図１０は、従来のコラム側部材２０１に形
成されるシャフト挿入孔２０２を示す。そのシャフト挿
入孔２０２は、長孔状の衝撃吸収領域２０２ａと、その
衝撃の作用前にシャフト２０３が位置するシャフト待機
領域２０２ｂとを有する。その衝撃吸収領域２０２ａと
シャフト待機領域２０２ｂの長径方向はコラムの車体に
対する相対移動方向に沿うコラム軸方向に沿う。その衝
撃吸収領域２０２ａの短径Ｗは、前記相対移動方向に直
交する方向におけるシャフト２０３の最大外径Ｄよりも
小さくされている。そのシャフト２０３がシャフト待機
領域２０２ｂから衝撃吸収領域２０２ａにシャフト挿入
孔２０２を押し拡げるように進入することでコラム側部
材２０１が塑性変形されることに基づき、その衝撃が吸
収される。

【０００５】従来、そのシャフト挿入孔２０２における
シャフト待機領域２０２ｂにおける長径方向に沿う中心
線と、衝撃吸収領域２０２ａにおける長径方向に沿う中
心線とは一点鎖線Ｌで示すように一直線上に位置してい
た。これにより、そのシャフト待機領域２０２ｂと衝撃
吸収領域２０２ａとの境界Ｂでの衝撃吸収領域２０２ａ
の短径方向における中心位置Ｐと、そのシャフト２０３
の前記最大外径部での中心位置Ｑとは、衝突時にコラム
側部材に作用するモーメントＭの作用方向において同一
位置とされてた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の衝撃吸収式
ステアリング装置においては、衝撃吸収の初期にドライ
バーに作用するピーク荷重を、構造を複雑化することな
く可及的に低減することが要望されている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ステアリング
シャフトを支持すると共に、その軸心は車両への取り付
け状態において車両の前方に向かうに従い下方に向かう
ように傾斜するコラムと、そのステアリングシャフトに
取り付けられるステアリングホイールと、そのステアリ
ングホイールとドライバーとの衝突時の衝撃によるコラ
ムの車体に対する相対移動時に、そのコラムと同行して
車体に対して相対移動するコラム側部材と、その衝撃に
よるコラムの車体に対する相対移動時に、車体に対する
相対移動が阻止される車体側部材と、そのコラム側部材
と車体側部材の中の一方に形成されるシャフト挿入孔
と、そのシャフト挿入孔に挿入されると共に軸心が車両
の左右方向に沿うシャフトとを備え、そのシャフトは、
前記衝撃によるコラムの車体に対する相対移動時に、そ
のコラム側部材と車体側部材の中の他方と同行移動さ
れ、そのシャフト挿入孔は、その衝撃の作用前に前記シ
ャフトが位置するシャフト待機領域と、長孔状の衝撃吸
収領域とを有し、その衝撃吸収領域の長径方向は前記コ
ラムの車体に対する相対移動方向に沿い、その衝撃吸収
領域の短径は、前記相対移動方向に直交する方向におけ
るシャフトの最大外径よりも小さくされ、そのシャフト
がシャフト待機領域から衝撃吸収領域にシャフト挿入孔
を押し拡げるように進入することでコラム側部材が塑性
変形されることに基づき、その衝撃が吸収される衝撃吸
収式ステアリング装置に適用される。本発明は、そのシ
ャフト挿入孔がコラム側部材に形成される場合、その衝
撃吸収領域とシャフト待機領域との境界での衝撃吸収領
域の短径方向における中心位置は、その境界に接する状
態での前記シャフトの前記最大外径部での中心位置より
も、前記衝突時にコラム側部材に作用するモーメントの
作用方向後方側に位置し、そのシャフト挿入孔が車体側
部材に形成される場合、その衝撃吸収領域とシャフト待
機領域との境界での衝撃吸収領域の短径方向における中
心位置は、その境界に接する状態での前記シャフトの前
記最大外径部での中心位置よりも、前記衝突時にコラム
側部材に作用するモーメントの作用方向前方側に位置す
ることを特徴とする。

【０００８】本件発明者は、従来の衝撃吸収式ステアリ
ング装置において衝撃吸収の初期にドライバーに作用す
るピーク荷重が増大する一要因として以下の点を究明
し、これに基づき本件発明をなすに至った。すなわち、
ステアリングシャフトを支持するコラムの軸心は、車両
の前方に向かうに従い下方に向かうように傾斜するた
め、ステアリングホイールとドライバーとの衝突によ
り、図１０に示す従来例ではコラム側部材２０１に左右
方向回りのモーメントＭが作用する。そのため、そのシ
ャフト挿入孔２０２におけるモーメントＭの作用方向後
方側の縁２０２′にシャフト２０３を押し付けようとす
る力が作用する。その力によりシャフト２０３とコラム
側部材２０１との間に摩擦力が作用する。その摩擦力に
より、シャフト２０３のシャフト待機領域２０２ｂから
衝撃吸収領域２０２ａへの進入の抵抗力が、そのモーメ
ントＭの作用方向後方側において前方側よりも大きくな
り、その抵抗力の偏りが生じる。その抵抗力の偏りによ
り、そのシャフト２０３の衝撃吸収領域２０２ａへの進
入が円滑に行われず、衝撃吸収の初期にドライバーに作
用するピーク荷重が増大してしまう。

【０００９】これに対して本発明の構成によれば、その
シャフト挿入孔がコラム側部材に形成される場合、シャ
フト待機領域と衝撃吸収領域との境界での衝撃吸収領域
の短径方向における中心位置は、その境界に接する状態
での前記シャフトの前記最大外径部での中心位置より
も、前記衝突時にコラム側部材に作用するモーメントの
作用方向後方側に位置する。この両中心位置の互いとの
ずれにより、衝撃吸収当初にシャフトに押し広げられて
塑性変形する部位がモーメントの作用方向前方側におい
て後方側よりも多くなるので、その変形抵抗に基づくシ
ャフトの衝撃吸収領域への進入の抵抗力は、そのモーメ
ントの作用方向前方側において後方側よりも大きくな
る。一方、そのモーメントによりシャフト挿入孔におけ
るモーメントの作用方向後方側の縁にシャフトを押し付
けようとする力が作用し、その力によりシャフトとコラ
ム側部材との間に摩擦力が作用する。その摩擦力に基づ
くシャフトの衝撃吸収領域への進入の抵抗力は、そのモ
ーメントの作用方向後方側において前方側よりも大きく
なる。よって、そのシャフトの衝撃吸収領域への進入の
抵抗力が、そのモーメントの作用方向後方側と前方側と
において大きく相違することはなく、その抵抗力の偏り
が過大になるのを防止できる。これにより、シャフトを
円滑にシャフト待機領域から衝撃吸収領域へ押し込むこ
とができ、衝撃吸収の初期にドライバーに作用するピー
ク荷重を低減できる。

【００１０】また、そのシャフト挿入孔が車体側部材に
形成される場合、その衝撃吸収領域とシャフト待機領域
との境界での衝撃吸収領域の短径方向における中心位置
は、その境界に接する状態での前記シャフトの前記最大
外径部での中心位置よりも、前記衝突時にコラム側部材
に作用するモーメントの作用方向前方側に位置する。そ
の中心位置のずれにより、衝撃吸収当初にシャフトに押
し広げられて塑性変形する部位がモーメントの作用方向
後方側において前方側よりも多くなるので、その変形抵
抗に基づくシャフトの衝撃吸収領域への進入の抵抗力
は、そのモーメントの作用方向後方側において前方側よ
りも大きくなる。一方、そのモーメントによりシャフト
挿入孔におけるモーメントの作用方向前方側の縁にシャ
フトを押し付けようとする力が作用し、その力によりシ
ャフトと車体側部材との間に摩擦力が作用する。その摩
擦力に基づくシャフトの衝撃吸収領域への進入の抵抗力
は、そのモーメントの作用方向前方側において後方側よ
りも大きくなる。よって、そのシャフトの衝撃吸収領域
への進入の抵抗力が、そのモーメントの作用方向後方側
と前方側とにおいて大きく相違することはなく、その抵
抗力の偏りが過大になるのを防止できる。これにより、
シャフトを円滑にシャフト待機領域から衝撃吸収領域へ
押し込むことができ、衝撃吸収の初期にドライバーに作
用するピーク荷重を低減できる。

【００１１】そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成
される場合、前記モーメントの作用方向後方側における
衝撃吸収領域の縁とシャフト待機領域の縁とは、前記境
界において滑らかに連なり、そのシャフト挿入孔が車体
側部材に形成される場合、前記モーメントの作用方向前
方側における衝撃吸収領域の縁とシャフト待機領域の縁
とは、前記境界において滑らかに連なるのが好ましい。
これにより、そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成
される場合、衝撃吸収当初にシャフトに押し広げられて
塑性変形する部位がモーメントの作用方向後方側におい
てなくなり、シャフトを円滑にシャフト待機領域から衝
撃吸収領域へ押し込むことができる。また、そのシャフ
ト挿入孔が車体側部材に形成される場合、衝撃吸収当初
にシャフトに押し広げられて塑性変形する部位がモーメ
ントの作用方向前方側においてなくなり、シャフトを円
滑にシャフト待機領域から衝撃吸収領域へ押し込むこと
ができる。

【００１２】そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成
される場合、前記モーメントの作用方向前方側における
衝撃吸収領域の縁は、前記境界から離れるに従い、短径
方向における中心に向かうように長径方向に対して傾斜
すると共に前記境界に接する状態のシャフトの外周から
離間する部分を有し、そのシャフト挿入孔が車体側部材
に形成される場合、前記モーメントの作用方向後方側に
おける衝撃吸収領域の縁は、前記境界から離れるに従
い、短径方向における中心に向かうように長径方向に対
して傾斜すると共に前記境界に接する状態のシャフトの
外周から離間する部分を有するのが好ましい。これによ
り、そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成される場
合、そのシャフト挿入孔における前記モーメントの作用
方向前方側において、シャフトをシャフト待機領域から
衝撃吸収領域へ押し込むのに要する力を低減し、シャフ
トを円滑に衝撃吸収領域へ押し込むことができる。ま
た、そのシャフト待機領域が車体側部材に形成される場
合、そのシャフト挿入孔における前記モーメントの作用
方向後方側において、シャフトをシャフト待機領域から
衝撃吸収領域へ押し込むのに要する力を低減し、シャフ
トを円滑に衝撃吸収領域へ押し込むことができる。

【００１３】その衝撃吸収領域における長径方向に沿う
縁が、前記境界から離れるに従い前記モーメントの作用
面内においてコラム径方向一方または他方に漸次向かう
ように湾曲するのが好ましい。これにより、衝撃吸収時
にシャフト挿入孔の衝撃吸収領域にシャフトが押し込ま
れる際に、コラムと車体との相対移動を阻止する力が、
その衝突後に漸次大きくなり、ドライバーに作用する荷
重を衝撃吸収の初期に大きくすることなく、充分に衝撃
エネルギーを吸収でき、衝撃吸収時のコラムの車体に対
する軸方向相対移動範囲においてドライバーに作用する
荷重を均一化できる。

【００１４】本発明において、前記シャフトは車体側部
材とコラム側部材とを貫通する頭部付きのネジシャフト
とされ、そのネジシャフトにねじ合わされるナットをネ
ジシャフトに対して相対回転操作することで、そのコラ
ムの車体側部材に対する相対的な動きを、阻止および阻
止解除する操作機構を備えるのが好ましい。これによ
り、車体側部材に対してコラム側部材を動かすことでス
テアリングホイールの位置調節を行う衝撃吸収式ステア
リング装置に構造を複雑化することなく本発明を適用す
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜図３に示す第１実施形態の
衝撃吸収式ステアリング装置１は、車体により支持され
る円筒状のコラム２と、このコラム２の一端側によりベ
アリング３を介して支持されるステアリングシャフト４
と、このステアリングシャフト４の一端に取り付けられ
るステアリングホイール５と、そのコラム２の他端に一
端が軸方向相対移動可能に挿入される円筒状の第２コラ
ム６と、そのステアリングシャフト４の他端に一端が嵌
め合わされると共に第２コラム６の他端側によりベアリ
ング（図示省略）を介して支持される第２ステアリング
シャフト７とを備える。そのステアリングシャフト４、
第２ステアリングシャフト７、コラム２、第２コラム６
は同軸心とされ、その軸心は車両への取り付け状態にお
いて車両の前方に向かうに従い下方に向かうように傾斜
する。そのステアリングシャフト４の他端と第２ステア
リングシャフト７の一端とは、例えば断面が非円形とさ
れることで互いに回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能
に嵌め合わされている。その第２ステアリングシャフト
７の他端に自在継手８を介してラッピニオン式ステアリ
ングギヤ等のステアリングギヤが接続され、そのステア
リングギヤにリンク機構を介して車輪が接続される。こ
れにより、ステアリングホイール５の回転がステアリン
グシャフト４、第２ステアリングシャフト７、ステアリ
ングギヤを介して車輪に伝達されることで舵角が変化す
る。

【００１６】そのコラム２は、車体に一体化されている
コラム支持部材１１に連結機構１２によって連結されて
いる。その第２コラム６は、コラム支持部材１１に揺動
軸Ｏ中心に揺動可能に連結されたロアブラケット１３に
一体化されている。

【００１７】その連結機構１２は、第１アッパーブラケ
ット２１と、第２アッパーブラケット２２と、操作機構
２３とを有する。

【００１８】図３に示すように、その第１アッパーブラ
ケット２１は、一対の左右側壁２１ａ、２１ｂと、両側
壁２１ａ、２１ｂの上部を互いに連結する連結部２１ｃ
と、各側壁２１ａ、２１ｂの上端から左右外方に延びる
支持部２１ｄ、２１ｅとを有する。図２に示すように、
各支持部２１ｄ、２１ｅに通孔３０が形成されている。
各通孔３０に挿入されるボルト３１がコラム支持部材１
１にねじ合わされることで、第１アッパーブラケット２
１は車体側に固定されている。これにより、この第１ア
ッパーブラケット２１は、衝撃によるコラム２の車体に
対する相対移動時に、車体に対する相対移動が阻止され
る車体側部材とされる。なお、各通孔３０が長孔とされ
ているのは、第１アッパーブラケット２１の車体側への
固定時に、その固定位置を調節することで、車両構成部
品の加工公差や組立公差を相殺するためである。

【００１９】図３に示すように、その第２アッパーブラ
ケット２２は、一対の左右側壁２２ａ、２２ｂと、両側
壁２２ａ、２２ｂの下端を互いに連結する連結壁２２ｃ
とを有する。両側壁２２ａ、２２ｂは、上端がコラム２
に溶接される。これにより、第２アッパーブラケット２
２は衝撃によるコラム２の車体に対する相対移動時に、
そのコラム２と同行して車体に対して相対移動するコラ
ム側部材とされる。また、第２アッパーブラケット２２
は、上記第１アッパーブラケット２１の両側壁２１ａ、
２１ｂにより相対摺動可能に挟み込まれる。

【００２０】上記第１アッパーブラケット２１の両側壁
２１ａ、２１ｂに形成された第１通孔４１と、第２アッ
パーブラケット２２の両側壁２２ａ、２２ｂに形成され
た第２通孔（シャフト挿入孔）４２とに、左右方向軸心
を有する頭部５１′付きネジシャフト５１が挿入されて
いる。

【００２１】その第１通孔４１は、上記揺動軸Ｏを中心
とする円弧に沿う長孔形状を有する。そのネジシャフト
５１は、その第１通孔４１に、その円弧に沿って相対移
動可能で、コラム２の軸方向に沿う相対移動は阻止され
るように挿入されている。これによりネジシャフト５１
は、衝撃によるコラム２の車体に対する相対移動時に、
第１アッパーブラケット２１と同行移動する。また、そ
のネジシャフト５１は第２通孔４２に、軸中心に相対回
転しないように挿入される。例えば、図４の（１）、
（２）に示すように、そのネジシャフト５１の外周は平
坦面51″を有する非円形とされ、第２通孔４２に相対回
転不能に挿入される。これにより、第２アッパーブラケ
ット２２に一体化されたコラム２は、第１アッパーブラ
ケット２１に対して、揺動軸Ｏ中心に揺動可能に連結さ
れている。

【００２２】図４の（２）に示すように、各第２通孔４
２は長孔状とされ、長径方向が車両の前方に向かうに従
い下方に向かうように設けられ、本実施形態では長径方
向はコラム２の軸方向に沿う。各第２通孔４２は、車輪
側部分が衝撃の作用前にネジシャフト５１が位置する長
孔状のシャフト待機領域４２ｂとされ、ステアリングホ
イール側部分が長孔状の衝撃吸収領域４２ａとされてい
る。その衝撃吸収領域４２ａの長径方向はコラム２の車
体に対する相対移動方向に沿う。その衝撃吸収領域４２
ａの短径Ｗａは、その衝撃によるコラム２の車体に対す
る相対移動方向に直交する方向におけるネジシャフト５
１の最大外径Ｄよりも小さくされている。

【００２３】上記衝撃吸収領域４２ａとシャフト待機領
域４２ｂとの境界Ｂでの衝撃吸収領域４２ａの短径方向
における中心位置Ｐ、すなわち、その衝撃吸収領域４２
ａにおける長径方向に沿う中心線４２ｏ１と境界Ｂとの
交点は、その境界Ｂに接する状態でのネジシャフト５１
の前記最大外径部での中心位置Ｑよりも、上記衝突時に
第２アッパーブラケット２２に作用するモーメントＭの
作用方向後方側（図４の（２）において矢印Ｍの反対方
向側）に位置する。

【００２４】その第２通孔４２において、上記モーメン
トＭの作用方向後方側における衝撃吸収領域４２ａの長
径方向に沿う縁４２ｃとシャフト待機領域４２ｂの長径
方向に沿う縁４２ｄとは、上記境界Ｂにおいて滑らかに
連なり、本実施形態では両縁４２ｃ、４２ｄは一直線上
に位置する。なお、両縁４２ｃ、４２ｄの中の少なくと
も一方が曲線に沿うことで両縁４２ｃ、４２ｄが境界Ｂ
において滑らかに連なってもよい。

【００２５】その第２通孔４２において、上記モーメン
トＭの作用方向前方側における衝撃吸収領域４２ａの長
径方向に沿う縁４２ｆは、上記境界Ｂの近傍において
は、その境界Ｂから離れてステアリングホイール５に向
かうに従い短径方向における中心に向かうように長径方
向に対して傾斜すると共に境界Ｂに接する状態のネジシ
ャフト５１の外周から離間する部分４２ｆ′を有し、そ
の部分４２ｆ′からステアリングホイール側の部分４２
ｆ″では長径方向に沿う。

【００２６】その操作機構２３は、その第１アッパーブ
ラケット２１に対するコラム２の揺動を固定および固定
解除すると共に、第１アッパーブラケット２１に対する
コラム２の軸方向相対移動を固定および固定解除する。
図３に示すように、その操作機構２３は、上記頭部５
１′付きのネジシャフト５１と、そのネジシャフト５１
にワッシャ５２を介してねじ合わされるナット５４と、
そのナット５４に一体化されるレバー５３とを有する。
そのレバー５３を一方向に回転させると、そのナット５
４とネジシャフト５１の頭部５１′とにより両アッパー
ブラケット２１、２２の側壁２１ａ、２１ｂ、２２ａ、
２２ｂが挟み込まれ、また、レバー５３を他方向に回転
させると、その挟み込みが解除される。その挟み込みに
より、第１アッパーブラケット２１に対するコラム２の
揺動が固定され、また、第１アッパーブラケット２１に
対するコラム２の軸方向相対移動が固定される。その挟
み込みの解除により、その揺動の固定は解除され、ステ
アリングホイール５の位置を揺動軸Ｏを中心とする円弧
上で変更調節できる。また、その挟み込みの解除によ
り、第２通孔４２におけるシャフト待機領域４２ｂでネ
ジシャフト５１がコラム２の軸方向に変位可能になっ
て、コラム２をステアリングホイール５が取り付けられ
たステアリングシャフト４と共に軸方向相対移動操作す
ることが許容され、ステアリングホイール５の位置をコ
ラム２の軸方向において変更調節できる。

【００２７】図１に示すように、上記ステアリングシャ
フト４の外周に止め輪９が嵌め合わされ、その止め輪９
は上記ベアリング３の内輪に当接し、そのベアリング３
の外輪はコラム２の内周に形成された段差２ａに当接す
る。これにより、ステアリングホイールとドライバーと
の衝突時の衝撃により、そのコラム２はステアリングシ
ャフト４と同行して、車輪側に向かい車体に対して軸方
向相対移動する。

【００２８】その衝撃によるコラム２の車体に対する相
対移動時に、第１アッパーブラケット２１は車体に対す
る相対移動が阻止される車体側部材であり、第２アッパ
ーブラケット２２はコラム２に溶接されることでコラム
と同行して車体に対して相対移動するコラム側部材であ
る。これにより、その衝撃によるコラム２の車体に対す
る相対移動に伴い、ネジシャフト５１は第２アッパーブ
ラケット２２の第２通孔４２に対して相対移動する。そ
の第２通孔４２の衝撃吸収領域４２ａの短径Ｗａは、そ
の相対移動方向に直交する方向におけるネジシャフト５
１の最大外径Ｄよりも小さくされている。よって、その
衝撃によるコラム２の車体に対する相対移動時に、その
ネジシャフト５１がシャフト待機領域４２ｂから衝撃吸
収領域４２ａに第２通孔４２を押し拡げるように進入す
ることで第２アッパーブラケット２２が塑性変形される
ことに基づき、その衝撃が吸収される。

【００２９】上記構成によれば、第２通孔４２における
シャフト待機領域４２ｂと衝撃吸収領域４２ａとの境界
Ｂでの衝撃吸収領域４２ａの短径方向における中心Ｐ
は、その境界Ｂに接する状態でのネジシャフト５１の前
記最大外径部での中心位置Ｑよりも、上記衝突時に第２
アッパーブラケット２２に作用するモーメントＭの作用
方向後方側に位置する。この両中心位置Ｐ、Ｑの互いと
のずれにより、衝撃吸収当初にネジシャフト５１に押し
広げられて塑性変形する部位がモーメントＭの作用方向
前方側において後方側よりも多くなるので、その変形抵
抗に基づくネジシャフト５１の衝撃吸収領域４２ａへの
進入の抵抗力は、そのモーメントＭの作用方向前方側に
おいて後方側よりも大きくなる。一方、そのモーメント
Ｍにより第２通孔４２におけるモーメントＭの作用方向
後方側の縁にネジシャフト５１を押し付けようとする力
が作用し、その力によりネジシャフト５１と第２アッパ
ーブラケット２２との間に摩擦力が作用する。その摩擦
力に基づくネジシャフト５１の衝撃吸収領域４２ａへの
進入の抵抗力は、そのモーメントＭの作用方向後方側に
おいて前方側よりも大きくなる。よって、そのネジシャ
フト５１の衝撃吸収領域４２ａへの進入の抵抗力が、そ
のモーメントＭの作用方向後方側と前方側とにおいて大
きく相違することはなく、その抵抗力の偏りが過大にな
るのを防止できる。これにより、ネジシャフト５１を円
滑にシャフト待機領域４２ｂから衝撃吸収領域４２ａへ
押し込むことができ、衝撃吸収の初期にドライバーに作
用するピーク荷重を低減できる。そのモーメントＭの作
用方向後方側における衝撃吸収領域４２ａの長径方向に
沿う縁４２ｃとシャフト待機領域４２ｂの長径方向に沿
う縁４２ｄとは、上記境界Ｂにおいて滑らかに連なるの
で、衝撃吸収当初にネジシャフト５１に押し広げられて
塑性変形する部位がモーメントＭの作用方向後方側にお
いてなくなり、ネジシャフト５１を円滑にシャフト待機
領域４２ｂから衝撃吸収領域４２ａへ押し込むことがで
きる。上記モーメントＭの作用方向前方側における衝撃
吸収領域４２ａの長径方向に沿う縁４２ｆは、上記境界
Ｂの近傍においては、その境界Ｂから離れてステアリン
グホイール５に向かうに従い短径方向における中心に向
かうように長径方向に対して傾斜すると共に境界Ｂに接
する状態のネジシャフト５１の外周から離間する部分４
２ｆ′を有するので、第２通孔４２における上記モーメ
ントＭの作用方向前方側において、ネジシャフト５１を
シャフト待機領域４２ｂから衝撃吸収領域４２ａへ押し
込むのに要する力を低減し、ネジシャフト５１を円滑に
衝撃吸収領域へ押し込むことができる。

【００３０】図５〜図７に示す第２実施形態の衝撃吸収
式ステアリング装置１０１は、車体により支持される円
筒状のコラム１０２と、このコラム１０２によりベアリ
ング１０３を介して支持されるステアリングシャフト１
０４と、このステアリングシャフト１０４の一端に取り
付けられるステアリングホイール１０５と、そのコラム
１０２内においてステアリングシャフト１０４を囲むよ
うに設けられたトルクセンサ１０６と、操舵補助力付与
機構１０７とを備える。そのトルクセンサ１０６はステ
アリングシャフト１０４により伝達される操舵トルクを
検出するもので公知の構成を採用できる。その操舵補助
力付与機構１０７は、そのコラム１０２に一体化される
ケーシング１０７ａと、そのステアリングシャフト１０
４の外周に嵌め合わされるウォームホイール１０７ｂ
と、そのウォームホイール１０７ｂに噛み合うウォーム
１０７ｃと、そのケーシング１０７ａに取り付けられる
と共にウォーム１０７ｃを駆動する操舵補助力発生用モ
ータ１０７ｄとを有する。そのモータ１０７ｄがトルク
センサ１０６により検出される操舵トルクに応じて制御
されることで、そのモータ１０７ｄの出力がウォーム１
０７ｃとウォームホイール１０７ｂを介してステアリン
グシャフト１０４に伝達され、操舵補助力が付与され
る。そのモータ１０７ｄの制御装置は公知のものを用い
ることができる。そのステアリングシャフト１０４とコ
ラム１０２は同軸心とされ、その軸心は車両への取り付
け状態において車両の前方に向かうに従い下方に向かう
ように傾斜する。そのステアリングシャフト１０４の他
端にがステアリングギヤが接続され、そのステアリング
ギヤににリンク機構を介して車輪が接続される。これに
より、ステアリングホイール１０５の回転がステアリン
グシャフト１０４を介して車輪に伝達されることで舵角
が変化する。

【００３１】そのコラム１０２は、車体に一体化されて
いるコラム支持部材１１１に第１連結機構１１２によっ
て連結され、また、コラム支持部材１１１′に連結され
たロアブラケッ１１３に揺動軸Ｏ′中心に揺動可能に連
結されている。

【００３２】その第１連結機構１１２は、第１アッパー
ブラケット１２１と、第２アッパーブラケット１２２
と、操作機構１２３とを有する。

【００３３】その第１アッパーブラケット１２１は、一
対の左右側壁１２１ａ、１２１ｂと、両側壁１２１ａ、
１２１ｂの上部を互いに連結する連結部１２１ｃとを有
する。図６に示すように、その連結部１２１ｃがボルト
１３１を介してコラム支持部材１１１に取り付けられる
ことで、第１アッパーブラケット１２１は車体側に固定
されている。これにより、この第１アッパーブラケット
１２１は、衝撃によるコラム１０２の車体に対する相対
移動時に、車体に対する相対移動が阻止される車体側部
材とされる。

【００３４】その第２アッパーブラケット１２２は、一
対の左右側壁１２２ａ、１２２ｂと、両側壁１２２ａ、
１２２ｂの下端を互いに連結する連結壁１２２ｃとを有
する。その連結壁１２２ｃの上面はコラム１０２に溶接
される。これにより第２アッパーブラケット１２２は、
ステアリングホイール１０５とドライバーとの衝突時の
衝撃によるコラム１０２の車体に対する相対移動時に、
そのコラム１０２と同行して車体に対して相対移動する
コラム側部材とされている。その第２アッパーブラケッ
ト１２２の両側壁１２２ａ、１２２ｂにより上記第１ア
ッパーブラケット１２１の両側壁１２１ａ、１２１ｂが
相対摺動可能に挟み込まれる。その第１アッパーブラケ
ット１２１の両側壁１２１ａ、１２１ｂに形成された第
１通孔１４１（シャフト挿入孔）と、第２アッパーブラ
ケット１２２の両側壁１２２ａ、１２２ｂに形成された
第２通孔１４２とに、左右方向軸心を有する頭部１５
１′付きネジシャフト１５１が挿入されている。本実施
形態では、その第１アッパーブラケット１２１の両側壁
１２１ａ、１２１ｂの第１通孔１４１に左右方向軸心を
有する筒状シャフト１４９が挿入され、その筒状シャフ
ト１４９内にネジシャフト１５１が挿入される。

【００３５】その第２通孔１４２は、上記揺動軸Ｏ′を
中心とする円弧に沿う長孔形状を有する。そのネジシャ
フト１５１は、その第２通孔１４２に、その円弧に沿っ
て相対移動可能で、コラム１０２の軸方向に沿う相対移
動は阻止されるように挿入されている。また、そのネジ
シャフト１５１は第２通孔１４２に軸中心に相対回転し
ないように挿入される。本実施形態では、そのネジシャ
フト１５１の外周に非円形のスペーサ１５１ａが一体的
に嵌め合わされ、そのスペーサ１５１ａが第２通孔１４
２に相対回転不能に挿入される。これにより、第２アッ
パーブラケット１２２に一体化されたコラム１０２は、
第１アッパーブラケット１２１に対して、揺動軸Ｏ′中
心に揺動可能に連結されている。また、その筒状シャフ
ト１４９は、コラム側部材とされた第２アッパーブラケ
ット１２２と、上記衝撃によるコラム１０２の車体に対
する相対移動時にネジシャフト１５１を介して同行移動
する。

【００３６】図５、図８に示すように、各第１通孔１４
１は長孔とされ、本実施形態では、その長径方向は車輪
側においてはコラム１０２の軸方向に沿い、ステアリン
グホイール側においてはステアリングホイール１０５に
向かう従いコラム１０２に近接するようにコラム１０２
の軸方向に対して傾斜する。各第１通孔１４１は、ステ
アリングホイール側部分が衝撃の作用前に筒状シャフト
１４９が位置するシャフト待機領域１４１ａとされ、車
輪側部分が長孔状の衝撃吸収領域１４１ｂとされ、その
衝撃吸収領域１４１ｂの長径方向はコラム１０２の車体
に対する相対移動方向に沿う。その衝撃吸収領域１４１
ｂの短径Ｗａは、衝撃によるコラム１０２の車体に対す
る相対移動方向に直交する方向における筒状シャフト１
４９の最大外径Ｄよりも小さくされている。そのシャフ
ト待機領域１４１ａの内周縁は筒状シャフト１４９の外
周に接する円弧とされ、その円弧の中心とシャフト待機
領域１４１ａに挿入された筒状シャフト１４９の中心と
は略一致するものとされている。

【００３７】上記衝撃吸収領域１４１ｂとシャフト待機
領域１４１ａとの境界Ｂでの衝撃吸収領域１４１ｂの短
径方向における中心位置Ｐ、すなわち、その衝撃吸収領
域１４１ｂにおける長径方向に沿う中心線１４１ｏ１と
境界Ｂとの交点は、その境界Ｂに接する状態での筒状シ
ャフト１４９の前記最大外径部での中心位置Ｑよりも、
上記衝突時に第２アッパーブラケット２２に作用するモ
ーメントＭの作用方向前方側（図８において矢印Ｍ方向
側）に位置する。

【００３８】その第１通孔１４１において、上記モーメ
ントＭの作用方向前方側における衝撃吸収領域１４１ｂ
の長径方向に沿う縁１４１ｃとシャフト待機領域１４１
ａの縁１４１ｄとは、上記境界Ｂにおいて滑らかに連な
り、本実施形態では衝撃吸収領域１４１ｂの縁１４１ｃ
は直線に沿い、シャフト待機領域１４１ａの縁１４１ｄ
は円弧に沿う。なお、両縁１４１ｃ、１４１ｄが直線ま
たは曲線に沿い、あるいは衝撃吸収領域１４１ｂの縁１
４１ｃが曲線に沿い、シャフト待機領域１４１ａの縁１
４１ｄが直線に沿うことで、境界Ｂにおいて滑らかに連
なってもよい。

【００３９】その第１通孔１４１において、上記モーメ
ントＭの作用方向後方側における衝撃吸収領域１４１ｂ
の縁１４１ｆは、本実施形態では上記境界Ｂの近傍にお
いては長径方向に沿うものとされているが、その境界Ｂ
から離れて車輪側に向かいに従い、短径方向における中
心に向かうように長径方向に対して傾斜すると共に境界
Ｂに接する状態の筒状シャフト１４９の外周から離間し
てもよい。

【００４０】その操作機構１２３は、その第１アッパー
ブラケット１２１に対するコラム１０２の揺動を固定お
よび固定解除する。図６に示すように、その操作機構１
２３は、上記ネジシャフト１５１と、そのネジシャフト
１５１にスペーサ１５５を介してねじ合わされるナット
１５４と、その１ナット５４に一体化されるレバー１５
３とを有する。そのレバー１５３を一方向に回転させる
と、そのナット１５４とネジシャフト１５１の頭部１５
１′とにより両アッパーブラケット１２１、１２２の側
壁１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂが挟み込ま
れ、また、レバー１５３を他方向に回転させると、その
挟み込みが解除される。その挟み込みにより、第１アッ
パーブラケット１２１に対するコラム１０２の揺動が固
定される。その挟み込みの解除により、その揺動の固定
は解除され、ステアリングホイール１０５の位置を揺動
軸Ｏ′を中心とする円弧上で変更調節できる。その挟み
込みを解除する際、コラム１０２と第１アッパーブラケ
ット１２１とを連結するバネ１５６の弾力により、ステ
アリングホイール１０５の位置調節に要する力を僅かな
ものとしている。

【００４１】上記ロアブラケット１１３はボルト通孔１
１３ａに挿通されるボルト（図示省略）を介してコラム
支持部材１１１′に連結されている。また、上記ケーシ
ング１０７ａに一体化されたブラケット１１４に、左右
方向軸心のピン１１５を介して連結されている。そのピ
ン１１５の軸心が上記揺動軸Ｏ′とされる。そのピン１
１５は、ロアブラケット１１３に形成されたガイド孔１
１３ａにコラム軸方向に相対移動可能に挿入されてい
る。

【００４２】上記ステアリングシャフト１０４とコラム
１０２は、第１実施形態におけるコラム２とステアリン
グシャフト４と同様に、ステアリングホイールとドライ
バーとの衝突時の衝撃により、同行して車輪側に向かい
車体に対して軸方向相対移動する。このコラム１０２の
車体に対する相対移動時に、ピン１１５がガイド孔１１
３ａ内を移動する。

【００４３】その衝撃によるコラム１０２の車体に対す
る相対移動時に、第１アッパーブラケット１２１は車体
に対する相対移動が阻止される車体側部材であり、第２
アッパーブラケット１２２はコラム１０２に溶接される
ことでコラムと同行して車体に対して相対移動するコラ
ム側部材である。これにより、その衝撃によるコラム１
０２の車体に対する相対移動に伴い、筒状シャフト１４
９は第１アッパーブラケット１２１の第１通孔１４１に
対して相対移動する。その第１通孔１４１の衝撃吸収領
域１４１ｂの短径Ｗａは、その相対移動方向に直交する
方向における筒状シャフト１４９の最大外径Ｄよりも小
さくされている。よって、その衝撃によるコラム１０２
の車体に対する相対移動時に、その筒状シャフト１４９
が第１通孔１４１のシャフト待機領域１４１ａから衝撃
吸収領域１４１ｂに押し入ることで第１アッパーブラケ
ット１２１が塑性変形されることに基づき、その衝撃が
吸収される。

【００４４】上記構成によれば、第１通孔１４１におけ
るシャフト待機領域１４１ａと衝撃吸収領域１４１ｂと
の境界Ｂでの衝撃吸収領域１４１ｂの短径方向における
中心Ｐは、その境界Ｂに接する状態での筒状シャフト１
４９の上記最大外径部での中心位置Ｑよりも、上記衝突
時に第２アッパーブラケット１２２に作用するモーメン
トＭの作用方向前方側に位置する。この両中心位置Ｐ、
Ｑの互いとのずれにより、衝撃吸収当初に筒状シャフト
１４９に押し広げられて塑性変形する部位がモーメント
Ｍの作用方向後方後方側において前方側よりも多くなる
ので、その変形抵抗に基づく筒状シャフト１４９の衝撃
吸収領域１４１ｂへの進入の抵抗力は、そのモーメント
Ｍの作用方向後方側において前方側よりも大きくなる。
一方、そのモーメントＭにより第１通孔１４１における
モーメントＭの作用方向前方側の縁に筒状シャフト１４
９を押し付けようとする力が作用し、その力により筒状
シャフト１４９と第１アッパーブラケット１２１との間
に摩擦力が作用する。その摩擦力に基づく筒状シャフト
１４９の衝撃吸収領域１４１ｂへの進入の抵抗力は、そ
のモーメントＭの作用方向前方側において後方側よりも
大きくなる。よって、その筒状シャフト１４９の衝撃吸
収領域１４１ｂへの進入の抵抗力が、そのモーメントＭ
の作用方向後方側と前方側とにおいて大きく相違するこ
とはなく、その抵抗力の偏りが過大になるのを防止でき
る。これにより、筒状シャフト１４９を円滑にシャフト
待機領域１４１ａから衝撃吸収領域１４１ｂへ押し込む
ことができ、衝撃吸収の初期にドライバーに作用するピ
ーク荷重を低減できる。そのモーメントＭの作用方向前
方側における衝撃吸収領域１４１ｂの長径方向に沿う縁
１４１ｃとシャフト待機領域１４１ａの縁１４１ｄと
は、上記境界Ｂにおいて滑らかに連なるので、衝撃吸収
当初に筒状シャフト１４９に押し広げられて塑性変形す
る部位がモーメントＭの作用方向前方側においてなくな
り、筒状シャフト１４９を円滑にシャフト待機領域１４
１ａから衝撃吸収領域１４１ｂへ押し込むことができ
る。

【００４５】本発明は上記各実施形態に限定されない。
例えば、第１実施形態の第２通孔４２の衝撃吸収領域４
２ａにおける長径方向に沿う縁が、上記境界Ｂから離れ
るに従い上記モーメントＭの作用面内において図９の
（１）の第１変形例に示すようにコラム径方向一方に漸
次向かうように湾曲してもよいし、図９の（２）の第２
変形例に示すようにコラム径方向他方に漸次向かうよう
に湾曲してもよい。これにより、衝撃吸収時に衝撃吸収
領域４２ａにネジシャフト５１が押し込まれる際に、コ
ラム２と車体との相対移動を阻止する力が、その衝突後
に漸次大きくなり、ドライバーに作用する荷重を衝撃吸
収の初期に大きくすることなく、充分に衝撃エネルギー
を吸収でき、衝撃吸収時のコラムの車体に対する軸方向
相対移動範囲においてドライバーに作用する荷重を均一
化できる。なお、各変形例において他は上記第１実施形
態と同様で、同様部分は同一符号で示す。また、第２実
施形態の第１通孔１４１の衝撃吸収領域１４１ｂにおけ
る長径方向に沿う縁が、コラム１０２の軸方向に沿うも
のであってもよいし、上記境界Ｂから離れるに従い上記
モーメントＭの作用面内においてコラム径方向一方また
は他方に漸次向かうように湾曲するものであってもよ
い。また、第１実施形態の第２通孔４２において、上記
モーメントＭの作用方向後方側における衝撃吸収領域４
２ａの長径方向に沿う縁４２ｃとシャフト待機領域４２
ｂの長径方向に沿う縁４２ｄとは、上記境界Ｂにおいて
滑らかに連なることなく段差を介して連なってもよい。
また、第１実施形態においてネジシャフト５１の外周に
第２実施形態と同様の筒状シャフトを嵌め合わせ、その
筒状シャフトを本発明におけるシャフトとしてもよい
し、第２実施形態において筒状シャフト１４９をなくし
てネジシャフト１５１を本発明におけるシャフトとして
もよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、衝撃吸収の初期にドラ
イバーに作用するピーク荷重を、構造を複雑化すること
なく容易に低減できる衝撃吸収式ステアリング装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置の側面図

【図２】本発明の第１実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置の部分平面図

【図３】本発明の第１実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置の部分破断正面図

【図４】本発明の第１実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置における（１）はネジシャフトの斜視図、（２）
は衝撃吸収前の第２通孔内のネジシャフトの断面図

【図５】本発明の第２実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置の側断面図

【図６】本発明の第２実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置の部分正断面図

【図７】本発明の第２実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置の部分平面図

【図８】本発明の第２実施形態の衝撃吸収式ステアリン
グ装置における衝撃吸収前の第１通孔内の筒状シャフト
の断面図

【図９】本発明の第１実施形態における（１）は第１変
形例に係る第２通孔内のネジシャフトの断面図、（２）
は第２変形例に係る第２通孔内のネジシャフトの断面図

【図１０】従来例の衝撃吸収式ステアリング装置の作用
説明図

【符号の説明】

１、１０１ 衝撃吸収式ステアリング装置 ２、１０２ コラム ４、１０４ ステアリングシャフト ５、１０５ ステアリングホイール ２１、１２１ 第１アッパーブラケット（車体側部材） ２２、１２２ 第２アッパーブラケット（コラム側部
材） ４２ 第２通孔（シャフト挿入孔） ５１ ネジシャフト １４１ 第１通孔（シャフト挿入孔） １４９ 筒状シャフト

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングシャフトを支持すると共に、
   その軸心は車両への取り付け状態において車両の前方に
   向かうに従い下方に向かうように傾斜するコラムと、そ
   のステアリングシャフトに取り付けられるステアリング
   ホイールと、そのステアリングホイールとドライバーと
   の衝突時の衝撃によるコラムの車体に対する相対移動時
   に、そのコラムと同行して車体に対して相対移動するコ
   ラム側部材と、その衝撃によるコラムの車体に対する相
   対移動時に、車体に対する相対移動が阻止される車体側
   部材と、そのコラム側部材と車体側部材の中の一方に形
   成されるシャフト挿入孔と、そのシャフト挿入孔に挿入
   されると共に軸心が車両の左右方向に沿うシャフトとを
   備え、そのシャフトは、前記衝撃によるコラムの車体に
   対する相対移動時に、そのコラム側部材と車体側部材の
   中の他方と同行移動され、そのシャフト挿入孔は、その
   衝撃の作用前に前記シャフトが位置するシャフト待機領
   域と、長孔状の衝撃吸収領域とを有し、その衝撃吸収領
   域の長径方向は前記コラムの車体に対する相対移動方向
   に沿い、その衝撃吸収領域の短径は、前記相対移動方向
   に直交する方向におけるシャフトの最大外径よりも小さ
   くされ、そのシャフトがシャフト待機領域から衝撃吸収
   領域にシャフト挿入孔を押し拡げるように進入すること
   でコラム側部材が塑性変形されることに基づき、その衝
   撃が吸収される衝撃吸収式ステアリング装置において、
   そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成される場合、
   その衝撃吸収領域とシャフト待機領域との境界での衝撃
   吸収領域の短径方向における中心位置は、その境界に接
   する状態での前記シャフトの前記最大外径部での中心位
   置よりも、前記衝突時にコラム側部材に作用するモーメ
   ントの作用方向後方側に位置し、そのシャフト挿入孔が
   車体側部材に形成される場合、その衝撃吸収領域とシャ
   フト待機領域との境界での衝撃吸収領域の短径方向にお
   ける中心位置は、その境界に接する状態での前記シャフ
   トの前記最大外径部での中心位置よりも、前記衝突時に
   コラム側部材に作用するモーメントの作用方向前方側に
   位置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】そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成
   される場合、前記モーメントの作用方向後方側における
   衝撃吸収領域の縁とシャフト待機領域の縁とは、前記境
   界において滑らかに連なり、そのシャフト挿入孔が車体
   側部材に形成される場合、前記モーメントの作用方向前
   方側における衝撃吸収領域の縁とシャフト待機領域の縁
   とは、前記境界において滑らかに連なる請求項１に記載
   の衝撃吸収式ステアリング装置。
3. 【請求項３】そのシャフト挿入孔がコラム側部材に形成
   される場合、前記モーメントの作用方向前方側における
   衝撃吸収領域の縁は、前記境界から離れるに従い、短径
   方向における中心に向かうように長径方向に対して傾斜
   すると共に前記境界に接する状態のシャフトの外周から
   離間する部分を有し、そのシャフト挿入孔が車体側部材
   に形成される場合、前記モーメントの作用方向後方側に
   おける衝撃吸収領域の縁は、前記境界から離れるに従
   い、短径方向における中心に向かうように長径方向に対
   して傾斜すると共に前記境界に接する状態のシャフトの
   外周から離間する部分を有する請求項１または２に記載
   の衝撃吸収式ステアリング装置。
4. 【請求項４】その衝撃吸収領域における長径方向に沿う
   縁が、前記境界から離れるに従い前記モーメントの作用
   面内においてコラム径方向一方または他方に漸次向かう
   ように湾曲する請求項１〜３の中の何れかに記載の衝撃
   吸収式ステアリング装置。
5. 【請求項５】前記シャフトは車体側部材とコラム側部材
   とを貫通する頭部付きのネジシャフトとされ、そのネジ
   シャフトにねじ合わされるナットをネジシャフトに対し
   て相対回転操作することで、そのコラムの車体側部材に
   対する相対的な動きを、阻止および阻止解除する操作機
   構を備える請求項１〜４の中の何れかに記載の衝撃吸収
   式ステアリング装置。