JP2003019965A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステアリングホイールに作用する軸方向の荷
重を安価に吸収できる構成とする。 【解決手段】 ステアリングホイール５が端部に取り付
けられるステアリングシャフト６を回転自在に支持する
ステアリングコラム４と、溝部３Ａａを有し、ステアリ
ングコラム４を車両ボディ２に支持する支持ブラケット
３Ａと、ステアリングコラム４に軸方向の荷重が作用し
た場合にエネルギーの吸収を行なうエネルギー吸収機構
２０とを備え、エネルギー吸収機構２０は、溝部３Ａａ
にブッシュ１０を配設し、ブッシュ１０を介して、支持
ブラケット３Ａを車両ボディ２にボルト７により取り付
ける。この軸方向の荷重により、ステアリングコラム４
が軸方向に移動する際、ブッシュ１０が剪断され、溝部
３Ａａに沿って支持ブラケット３Ａが軸方向に移動する
ことにより、エネルギー吸収ができる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体構造物（例え
ば、車両ボディ等）に取り付けられたステアリングコラ
ムに対して、ステアリングコラムに軸方向の荷重が作用
した場合、その軸方向の荷重（負荷）を吸収するエネル
ギー吸収機構を備えた車両用ステアリング装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用ステアリング装置
としては、図５に示す構造のものが知られている。図５
に示す構成では、ステアリングコラムを支持するブラケ
ットがカプセルを介して車両ボディに支持されるもの
で、略台形形状のカプセルは、ブラケットに形成された
カプセルの外形に一致した切欠穴に軸方向から嵌まって
いる（図５の（ａ）参照）。また、ブラケットとカプセ
ルは両者に設けられた複数ケ所の孔に、インジェクショ
ン成形された樹脂ピンによって固定されている（図５の
（ｂ）参照）。

【０００３】上記の構成では、ステアリングコラムに軸
方向の大きな荷重が作用しない状態では、ステアリング
コラムの軸方向の移動を車両ボディと一体となるカプセ
ルと、このカプセルに樹脂ピンが固定されたブラケット
によって、ステアリングコラムを車両ボディに対して支
持する。しかし、ステアリングコラムに、車両衝突時等
において軸方向の大きな荷重が作用した場合、ステアリ
ングコラムを軸方向（例えば、運転席の前方側）に移動
させるエネルギーが、ステアリングコラムに伝わる。こ
れが原因となって、ブラケットとカプセルとを固定する
複数箇所に設けられる樹脂ピンが剪断され、ステアリン
グコラムは軸方向に移動が可能な状態となる。

【０００４】例えば、特開平９−７６９２３号公報で
は、ステアリングシャフトを回転自在に支持するステア
リングコラムと、ステアリングコラムを支持する車両ボ
ディとの間に、軸方向に延在する溝部を有した板状部材
を上記したカプセル上に設けている。この公報では、板
状部材の一方の端部をステアリングコラム側に固定し、
他端を自由端として、板状部材の中央に設けられ、Ｕ字
状に屈曲した可動部の一端を車両ボディ側に固定してい
る。

【０００５】この構成において、車両衝突時等に軸方向
の荷重がステアリングコラムに作用した場合、板状部材
の溝部がステアリングコラムに作用する荷重により軸方
向に剪断されるものとなり、この板状部材によって、ス
テアリングコラムの軸方向のエネルギーを剪断エネルギ
ーに変換することにより、吸収するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では、ブラケットとカプセルを固定する樹
脂ピンがインジェクション成形される孔は小さい為、ブ
ラケットとカプセルとの複数箇所に設けられる孔の位置
の機械加工精度を必要とする。また、このピンを構成す
る樹脂はインジェクション成形され、カプセルの板状部
材が取り付けられる端面の平坦度を確保するため、機械
仕上げが必要となる。更に、従来の構成では、軸方向に
延在する溝部を有するプレスされた板状部材が必要にな
る。更にその上、従来の構成では、その複合組立て精度
確保が必要となり、所望の性能を確保することが難し
く、一層の低廉化には、おのずと限界がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた手段は、ステアリングホイールが端部に取り付
けられたステアリングシャフトを回転自在に支持するス
テアリングコラムと、該ステアリングコラムの軸方向に
延在する溝部を有し、前記ステアリングコラムを車体構
造物に対して支持する支持部材と、前記溝部と前記車体
構造物との間に配設され、前記ステアリングコラムに軸
方向の荷重が作用した場合、前記車体構造物に対して前
記ステアリングコラムが軸方向に移動する際のエネルギ
ーを吸収するエネルギー吸収機構とを備えた車両用ステ
アリング装置において、前記エネルギー吸収機構は、前
記溝部に配設されたブッシュと、該ブッシュを前記支持
部材に取り付ける締結部材とを備え、前記荷重を受けて
前記ステアリングコラムが軸方向に移動する際、前記ブ
ッシュが剪断され、前記溝部に沿って前記支持部材が移
動するようにしたことである。

【０００８】上記の構成によれば、エネルギー吸収機構
は、溝部に配設されたブッシュと、ブッシュを支持部材
に取り付ける締結部材とを備え、荷重を受けてステアリ
ングコラムが軸方向に移動する際、ブッシュが剪断さ
れ、溝部に沿って前記支持部材が移動するようにしたの
で、ステアリングコラムが荷重を受けた場合には、ブッ
シュの剪断エネルギーと、ブッシュ剪断後、溝部に沿っ
て支持部材が摩擦力に抗して移動するエネルギーに変換
されることにより、その荷重はエネルギー吸収機構によ
り吸収される。即ち、従来の様に、軸方向に延在する溝
部を有した板状部材や、インジェクション成形による樹
脂ピンが不要となると共に、カプセルの孔加工やカプセ
ルの端面に板状部材を取り付けるための機械加工が不要
となる。また、従来ではステアリングコラムと車両構造
物との固定は各々２ヵ所でなされていたが、締結部材に
よりステアリングコラムを支持する支持部材と車両構造
物は共締めが行なえ、構造を簡素化し、低廉な車両用ス
テアリング装置となる。

【０００９】この場合、ブッシュは樹脂より成り、締結
部材と前記ブッシュとの間に、金属カラーを配設すれ
ば、ブッシュが所定荷重以上となった場合に剪断し易く
なり、金属カラーによって、溝部を支持部材が移動し易
くなる。

【００１０】また、溝部の幅は金属カラーの外径と同等
であるようにすれば、ブッシュが剪断された後、金属カ
ラーは溝部に沿って滑らかに動き、ステアリングコラム
に作用する荷重を、安定して吸収することが可能であ
る。

【００１１】更に、溝部の幅は前記金属カラーの外径よ
りも小さく、金属カラーが前記溝部を移動する際、溝部
を変形させて移動するようにすれば、溝部の幅を調整す
ることにより、ステアリングコラムにかかる荷重の吸収
力を任意に調整することが可能である。

【００１２】更にその上、金属材から成る屈曲形状を呈
したプレート部材によって溝部を挟み込み、プレート部
材を締結部材によって、支持部材に締結するようにすれ
ば、溝部を挟み込むプレート部材により、支持部材は溝
部内で締結部材に対して移動し易くなる。よって、プレ
ート部材により、ステアリングコラムにかかる荷重を安
定して吸収ことが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１４】図１では本実施形態における車両用ステア
リング装置（以下、ステアリング装置と称す）１の構成
を示す図である。このステアリング装置１は、先端が図
示しない前輪操舵機構に接続されて、車両の前輪を左右
に操舵するものである。このステアリング装置１は、一
方の端部にステアリングホイール５が取り付けられ、回
転自在であるステアリングシャフト６と、ステアリング
シャフト６を回転自在に支持するステアリングコラム４
とで主として構成され、後述するエネルギー吸収機構２
０を更に備えている。

【００１５】ステアリングコラム４には、軸方向におい
て離間した位置に、支持ブラケット３Ａ及び支持ブラケ
ット３Ｂが溶接等による接合により、ステアリングコラ
ム４に一体固定された状態で設けられている。支持ブラ
ケット３Ａは、ステアリングコラム４から左右（車幅方
向）に翼開した形状を呈する。この支持ブラケット３Ａ
は、ステアリングコラム４のステアリングホイール側
（図１に示す右方向）のステアリングコラム４よりも上
部位置に設けられ、ステアリングコラム４の左右両側に
おいて、ステアリングコラム４の軸方向と一致する方向
に延在する溝部３Ａａをそれぞれ有する。溝部３Ａａは
ステアリングホイール側（図１に示す右方向）に向って
開口している。一方、支持ブラケット３Ｂは、ステアリ
ングコラム４から翼開した形状を呈する。この支持ブラ
ケット３Ｂは、ステアリングコラム４の車輪側（図１に
示す左方向）のステアリングコラム４に対して上部位置
に設けられている。また、支持ブラケット３Ｂは、ステ
アリングコラム４の左右両側で、図１に示す左方向に開
口し、軸方向に延在する図示しない溝部を有している。

【００１６】支持ブラケット３Ａはステアリングコラム
左右（図１に示す上下）の２つの溝部３Ａａに取り付け
られる、エネルギー吸収機構２０を介して締結部材（例
えば、ボルト）７によって、車両ボディ２に取り付けら
れると共に、支持ブラケット３Ｂは左右（図１に示す上
下）の２ヵ所で締結部材によって車両ボディ２に取り付
けられる。即ち、ステアリングホイール５を回転自在に
支持するステアリングコラム４は、２ヵ所に配設された
支持ブラケット３Ａ，３Ｂによって、合計４ヵ所にてボ
ルト当の締結部材により、車両ボディ２に取り付けられ
ている。

【００１７】次に、支持ブラケット３Ａの詳細につい
て、図２から図４を参照して説明する。図２は、支持ブ
ラケット３Ａをエネルギー吸収機構２０と共に支持ブラ
ケット３Ａに固定したときの上視図である。また、図３
は、図２に示すＡ−Ａ断面図であり、図４は、図３のＢ
−Ｂからみた場合の矢視図である。

【００１８】エネルギー吸収機構２０は、車両ボディ２
に固定され、ステアリングコラム４を支持するために設
けられたボルト７と、このボルト７に挿通された円筒状
の金属カラー９と、金属カラー９の周囲に設けられた環
状のブッシュ１０と、支持ブラケット３Ａに取り付けら
れるプレート部材８と、ボルト７に挿通されるワッシャ
ー１１およびナット７ａとにより構成される。

【００１９】ステアリングコラム４を支持するブラケッ
ト３Ａは、翼開部においてステアリングホイール側に開
口する溝部３Ａａを有し、溝部３Ａａの奥には溝部３Ａ
ａの幅１３より若干大きな円形形状の穴部３Ａｂが連続
的に形成されている。この穴部３Ａａには車両ボディ２
に固定されたボルト７が穴部３Ａａを貫通するよう配設
されている。ボルト７には円筒形状を呈する金属カラー
９が挿通されており、金属カラーの外周には環状の樹脂
から成るブッシュ１０が設けられており、金属カラー９
およびブッシュ１０を配設した状態で、ブッシュ１０の
外径と穴部３Ａｂの径は一致する大きさに設定されてい
る。この場合、穴部３Ａｂにつながる溝部３Ａａの幅１
３は、金属カラー９の外径と同等若しくは若干狭くして
ある。

【００２０】一方、支持ブラケット３Ａと車両ボディ２
との締結は、図２および図３に示すように、一方向に開
口する溝部３Ａａを一方向から、支持ブラケット３Ａの
両面を摩擦安定性の良好なステンレスまたは、アルミ合
金等から成る略Ｕ字状に屈曲したプレート部材８が被せ
られている。このプレート部材８には、湾曲して２重構
造となった表裏面にボルト７が挿通される穴を有し、そ
の穴にボルト７が挿通される。更に、このボルト７には
一方向からワッシャー１１を配設し、ナット７ａにより
締結することによって、車両ボディ２に対して、支持ブ
ラケット３Ａ、金属カラー９、ブッシュ１０およびプレ
ート部材８は一緒に共締めされる。この場合、車両ボデ
ィ２への固定は、１つエネルギー吸収機構２０において
１ヵ所でなされるため、組み付けが容易となる。

【００２１】一方、ステアリングコラム４の前方に設け
られ、車両ボディ２に固定される支持ブラケット３Ｂ
は、図１に示す左方向（前輪側）に開口した溝部におい
てボルト７ｃ等の締結部材により、ステアリングコラム
４を車両ボディ２に対して支持している。この構成で
は、所定荷重以上の大きな軸方向の荷重がステアリング
コラム４に作用すると、支持ブラケット３Ｂの溝部に設
けられたボルト７ｃは溝部に沿って移動し、溝部から外
れる構成になっている。尚、本実施形態において、支持
ブラケット３Ｂの車両ボディ２への取付状態およびその
構成はこれに限定されるものではなく、例えば、支持ブ
ラケット３Ａと同じ構造を取っても良い。また、本実施
形態では、金属カラー９の周囲にブッシュ１０を配設す
るようにしたが、これに限定されるものではなく、支持
ブラケット３Ａに形成された溝部３Ａａあるいは穴部３
Ａｂの大きさは、金属カラー９と同じ径であっても良
い。即ち、溝部３Ａａあるいは穴部３Ａｂの幅や、ブッ
シュ１０の材質、大きさ、厚さ等を自由に変えることに
より、ステアリングコラム４に作用する軸方向の荷重の
エネルギーを吸収できる大きさが設定できるため、設計
自由度が向上する。

【００２２】次に、作動について説明する。ステアリン
グホイール５において、車両衝突等により、図１に示す
右方向から左方向に所定値以上の大きな負荷が加わる
と、支持ブラケット３Ａ、３Ｂは、車両ボディ２と締結
部材により締結され、支持されているだけであるので、
支持ブラケット３Ａおよび支持ブラケット３Ｂは共に同
位置で位置変化はないが、ステアリングコラム４には図
１に示す左方向へ移動させる力が発生する。すると、そ
の力は支持ブラケット３Ａでは２ヵ所のボルト７により
受け、支持ブラケット３Ｂでは１つのボルト７ｃにより
受けるものとなる。これによって、ステアリングコラム
４を支持する支持ブラケット３Ａ，３Ｂは、図１示す左
方向に移動させる力となる。この様な力を受けると、車
両ボディ２に固定されたボルト７の位置は変化しない
が、ステアリングコラム４の移動に伴い、穴部３Ａｂか
ら溝部３Ａａの方向に移動する力がボルト７に作用す
る。これが原因となって、金属カラー９の周囲に設けら
れるブッシュ１０が、主としてせん断負荷を受けて、ブ
ッシュ１０が割れ、ブッシュ１０が割れることによっ
て、ステアリングコラム４が移動するエネルギー（移動
エネルギー）はブッシュ１０の剪断エネルギーに変換さ
れる。即ち、車両衝突時等におけるステアリングコラム
移動のエネルギー吸収を行いつつ、その後、ボルト７の
外周に挿嵌される金属カラー９が溝部３Ａａを移動す
る。その際、溝部３Ａａの幅１３を弾性変形もしくは塑
性変形させるエネルギーとして、変換吸収させながら、
溝部３Ａａの開口側へと移動することになる。これによ
り、ブッシュ１０が剪断された後、金属カラー９は溝部
３Ａａに沿って滑らかに動き、ステアリングコラム４に
作用する荷重を安定して吸収することができる。

【００２３】つまり、この様な構成により、人体保護の
ためにステアリングコラム４が移動する荷重に対して、
衝突の初期から、移動過程での維持すべき荷重など所望
の特性を具体化設計するに際し、ブッシュ１０または溝
部３Ａａの寸法条件および材質条件があるので、前記表
記の樹脂等の記述は、樹脂に限定されるものではなく、
脆性材料から弾性または、展延性材料まで選択可能であ
る。また、上記した如く、負荷条件、車体構造物への支
承条件において、支持ブラケット３Ａの構造と３Ｂの構
造の数についても、これに限定されない。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、エネルギー吸収機構
は、溝部に配設されたブッシュと、ブッシュを支持部材
に取り付ける締結部材とを備え、荷重を受けてステアリ
ングコラムが軸方向に移動する際、ブッシュが剪断さ
れ、溝部に沿って前記支持部材が移動するようにしたの
で、ステアリングコラムが荷重を受けた場合には、ブッ
シュの剪断エネルギーと、ブッシュ剪断後、溝部に沿っ
て支持部材が摩擦力に抗して移動するエネルギーに変換
でき、その荷重はエネルギー吸収機構により吸収でき
る。即ち、従来の様に、軸方向に延在する溝部を有した
板状部材や、インジェクション成形による樹脂ピンが不
要となると共に、カプセルの孔加工やカプセルの端面に
板状部材を取り付けるための機械加工が不要となる。ま
た、従来ではステアリングコラムと車両構造物との固定
は各々２ヵ所でなされていたが、締結部材によりステア
リングコラムを支持する支持部材と車両構造物は共締め
が行なえ、構造を簡素化し、低廉な車両用ステアリング
装置の構成にすることができる。

【００２５】この場合、ブッシュは樹脂より成り、締結
部材と前記ブッシュとの間に、金属カラーを配設すれ
ば、ブッシュが所定荷重以上となった場合に剪断し易く
なり、金属カラーによって、溝部を支持部材が移動し易
くすることができる。

【００２６】また、溝部の幅は金属カラーの外径と同等
であるようにすれば、ブッシュが剪断された後、金属カ
ラーは溝部に沿って滑らかに動き、ステアリングコラム
に作用する荷重を安定して吸収することができる。

【００２７】更に、溝部の幅は前記金属カラーの外径よ
りも小さく、金属カラーが前記溝部を移動する際、溝部
を変形させて移動するようにすれば、溝部の幅を調整す
ることにより、ステアリングコラムにかかる荷重の吸収
力を任意に調整することができる。

【００２８】更にその上、金属材から成る屈曲形状を呈
したプレート部材を設け、溝部をプレート部材により挟
み込み、プレート部材を締結部材によって、支持部材に
締結するようにすれば、溝部を挟み込むプレート部材に
より、支持部材は溝部内で締結部材に対して移動し易く
することができる。よって、プレート部材により、ステ
アリングコラムにかかる荷重を安定して吸収することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の一実施形態における車両用ステアリング
装置の構成を示す上視図である。

【図２】図１に示す支持ブラケットにおけるエネルギー
吸収機構を示す上視図である。

【図３】図２に示すＡ−Ａ断面図である。

【図４】図３に示すＢ−Ｂから見た矢視図である。

【図５】従来例のエネルギー吸収機構を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２ 車両ボディ（車体構造物） ３Ａ，３Ｂ 支持ブラケット ３Ａａ 溝部 ３Ａｂ 穴部 ４ ステアリングコラム ５ ステアリングホイール ６ ステアリングシャフト ７ ボルト（締結部材） ７a ナット（締結部材） ８ プレート部材 ９ 金属カラー １０ ブッシュ １３ 溝部の幅 ２０ エネルギー吸収機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールが端部に取り付け
   られたステアリングシャフトを回転自在に支持するステ
   アリングコラムと、 該ステアリングコラムの軸方向に延在する溝部を有し、
   前記ステアリングコラムを車体構造物に対して支持する
   支持部材と、 前記溝部と前記車体構造物との間に配設され、前記ステ
   アリングコラムに軸方向の荷重が作用した場合、前記車
   体構造物に対して前記ステアリングコラムが軸方向に移
   動する際のエネルギーを吸収するエネルギー吸収機構と
   を備えた車両用ステアリング装置において、 前記エネルギー吸収機構は、前記溝部に配設されたブッ
   シュと、該ブッシュを前記支持部材に取り付ける締結部
   材とを備え、前記荷重を受けて前記ステアリングコラム
   が軸方向に移動する際、前記ブッシュが剪断され、前記
   溝部に沿って前記支持部材が移動することを特徴とする
   車両用ステアリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ブッシュは樹脂
   より成り、前記締結部材と前記ブッシュとの間に、金属
   カラーを配設したことを特徴とする車両用ステアリング
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記溝部の幅は前記
   金属カラーの外径と同等であることを特徴とする車両用
   ステアアリング装置。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記溝部の幅は、前
   記金属カラーの外径よりも小さく、前記金属カラーが前
   記溝部を移動する際、前記溝部を変形させて移動するこ
   とを特徴とする車両用ステアリング装置
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項にお
   いて、金属材から成る屈曲形状を呈したプレート部材に
   よって前記溝部を挟み込み、前記プレート部材を前記締
   結部材によって、前記支持部材に締結したことを特徴と
   する車両用ステアリング装置。