JP2001260902A - 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、構造の簡素
化と、衝撃吸収のための移動ストローク長の確保と、設
置スペースの小型化とが要望されている。 【解決手段】本ステアリング装置１では、ステアリング
コラム４を支持するブラケット５の取付座２２と、カプ
セル１０を構成する挟持部材３１とにより衝撃吸収機構
６を構成した。挟持部材３１は、取付座２２を挟持する
一対の挟持片３２，３３と、挟持片３３に延設した延設
部３４と、延設部３４に形成され突起２６を案内する案
内溝４１とを有する。突起２６は、一対で取付座２２か
ら片持ち状に延びている。衝撃作用時、ステアリングコ
ラム４の相対移動とともに、突起２６を移動させ延設部
３４に沿わせつつ曲げ塑性変形させる。 【効果】移動ストローク長が必要な延設部３４を固定し
たので、同ストローク長で延設部３４を移動する場合よ
りも、設置スペースを小さくできる。

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、自動車の衝突時に、運転者がステアリ
ングホイールにぶつかるとき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】衝撃吸収式ステアリング装置は、例え
ば、ステアリングコラムに固定されるブラケットと、こ
のブラケットを車体に取り付けるためのカプセルとを有
している。このカプセルは、衝撃作用前にはステアリン
グコラムを車体に取り付けるとともに、衝撃作用時には
衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。すな
わち、ブラケットは、切欠きを有する取付座を含み、ま
た、カプセルは、ブラケットの取付座を挟持する一対の
挟持片を含んでいる。一対の挟持片がブラケットの取付
座を挟持した状態で、ブラケットの取付座の切欠きおよ
び一対の挟持片のボルト挿通孔に挿通されるボルトを介
して、カプセルは車体に固定される。

【０００３】衝撃作用時には、ステアリングコラムがブ
ラケットとともに、車体に対して前方に相対移動し、ブ
ラケットの取付座がカプセルの一対の挟持片の間から離
脱するようになっている。また、離脱する際に、摩擦抵
抗により衝撃エネルギーが吸収される。また、衝撃吸収
式ステアリング装置には、摩擦抵抗の他に、塑性変形の
抵抗により衝撃エネルギーを吸収するために、塑性変形
する案内溝を有する案内部材と、この案内部材を塑性変
形させる筒状部材とが設けられている。筒状部材は車体
に対して固定された状態で、案内部材の案内溝に嵌めら
れており、案内部材はステアリングコラムに固定されて
いる。衝撃作用時には、ステアリングコラムの相対移動
にともなって案内部材が筒状部材に対して相対移動し、
この筒状部材が案内溝に沿いつつ、案内部材を変形させ
る。このときの塑性変形抵抗により衝撃エネルギーが吸
収される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のブラ
ケットの取付座およびカプセルにより構成される取付の
ための構造と、上述の案内部材および筒状部材により構
成される衝撃エネルギーを吸収するための構造とは、別
々に配置されていた。その結果、部品点数が多くなり、
衝撃吸収式ステアリング装置のコストの低減が妨げられ
ていた。また、ステアリング装置では、コストの低減と
ともに、設置される車内が狭いことから、小型化するこ
とも要望されている。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、簡素な構造で、小型化に寄与できる衝撃吸
収式ステアリング装置を提供することである。

【０００６】

【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、切欠きを有する取付座を含み、ステ
アリングコラムに固定されるブラケットと、取付座を挟
持する一対の挟持片を含み、取付座の切欠きおよび一対
の挟持片のボルト挿通孔に挿通されるボルトを介して車
体に固定されるカプセルとを備え、衝撃吸収時に一対の
挟持片間の挟持エリアにおいて各挟持片が取付座に対し
て摩擦抵抗を与える衝撃吸収式ステアリング装置におい
て、上記カプセルの一方の挟持片に延設され、衝撃吸収
時のブラケットの移動方向に沿って延びる延設部と、こ
の延設部に形成され、衝撃吸収時のブラケットの移動方
向に沿って延びて次第に幅を狭める案内溝と、取付座に
形成されて案内溝の内面に沿い、衝撃吸収時に案内溝に
より曲げられる突起とをさらに備え、衝撃吸収時に取付
座が一対の挟持片間の挟持エリアから離脱した後も、案
内溝がブラケットの突起を曲げ変形させて衝撃を吸収す
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。

【０００７】この発明によれば、固定側となるカプセル
の挟持片に設けた案内溝に、可動側となるブラケットの
取付座に設けた突起を嵌め入れて、変形抵抗により衝撃
を吸収する新たな衝撃吸収機構を構成した。この衝撃吸
収機構をカプセルから独立して設ける場合と比較して、
構造を格段に簡素化できる。また、衝撃吸収時の突起案
内用の案内溝を有する延設部を一方の挟持片に設けるの
で、この一方の挟持片は長くなる。しかし、この長い挟
持片は移動しないので、移動のための長い空きスペース
を確保する必要がなく、小型化に寄与できる。

【０００８】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、上記取付座が
衝撃吸収時に挟持エリアから離脱した後も取付座が延設
部から離れないように保持する手段を有することを特徴
とする衝撃吸収式ステアリング装置を提供する。この発
明によれば、衝撃吸収時のブラケットの全移動範囲にわ
たって安定した変形抵抗を確保できる。

【０００９】

【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を説明する。図１は、本発明の
一実施形態のステアリング装置の車体への取付状態を示
す模式図である。図２は、上述のステアリング装置の一
部断面図であり、図１のＡ−Ａ断面を示す。以下の説明
では、車両の進行方向となる前後方向（以下、前後方向
という）を基準に方向を説明し、また各図に方向を示す
矢印を図示した。

【００１０】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２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、このステアリングコラム４を支持しつつ前
後方向に沿わせて車体６０（一部のみ図示した。）に取
り付けるためのブラケット５と、このブラケット５に設
けられて衝撃作用時に衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収
機構６とを有している。衝撃吸収機構６は、衝撃が作用
していない時にはステアリングコラム４を車体の所定位
置に支持し、衝撃作用時にステアリングコラム４を車体
に対して前方（図１では左側になる。）に相対移動させ
つつ、衝撃吸収機構６に生じる塑性変形により衝撃エネ
ルギを吸収する。

【００１１】ブラケット５は、ステアリングコラム４の
上部を車体に取り付けるための上部ブラケット７と、ス
テアリングコラム４の下部を車体に取り付けるための下
部ブラケット（図示せず）とを有している。この下部ブ
ラケットは、衝撃作用時のステアリングコラム４の相対
移動を妨げないように、ステアリングコラム４の下部を
変位可能に支持している。上部ブラケット７は、ステア
リングコラム４の延びる方向（ステアリングシャフト３
の延びる方向でもあり、以下軸方向と言う。矢印Ｓ参
照。）から見たときに、略Ｍ字形状に形成されている。
上部ブラケット７は、ステアリングコラム４の上部を支
持する支持部２１と、車体への取付座２２とを有してい
る。

【００１２】支持部２１は、上部ブラケット７の中央部
に配置され、ステアリングコラム４の筒状ジャケット８
の外周面と溶接固定されている。取付座２２は支持部２
１の両側に一対で設けられている。各取付座２２は、軸
方向に延びる平坦な平坦板部２３と、この平坦板部２３
の前端縁から下方に延びる下垂板部２４とを有してい
る。各平坦板部２３には、後方に開放された切欠き２５
と、この切欠き２５の前方にある一対の突起２６とが形
成されている（図３参照）。この突起２６については後
述する。各取付座２２の平坦板部２３が、切欠き２５の
周縁部で、衝撃吸収機構６のいわゆるカプセル１０によ
り２カ所で車体の所定部にそれぞれ取り付けられてい
る。

【００１３】本発明の衝撃吸収機構６は、上部ブラケッ
ト７の取付座２２を挟持した状態で取付座２２を車体に
取り付けるカプセル１０を構成するための挟持部材３１
と、取付座２２に形成された突起２６と、挟持部材３１
に形成されて、衝撃作用時に突起２６を沿わせつつ突起
２６を案内する延設部３４とを有している。カプセル１
０は、上部ブラケット７の取付座２２を挟持する一対の
挟持片３２，３３と、取付座２２の切欠き２５および一
対の挟持片３２，３３のボルト挿通孔３６，３７に挿通
されるボルト３８とを含み、このボルト３８を介して車
体６０に固定される。カプセル１０は、衝撃が作用する
までは、取付座２２を挟持した状態で取付座２２を車体
に固定し、衝撃作用時に、取付座２２を車体に対して前
方へ相対移動可能に支持する。また、カプセル１０は、
衝撃吸収時に一対の挟持片３２，３３間の挟持エリア１
１（図３参照）において各挟持片３２，３３が取付座２
２に対して摩擦抵抗を与える。

【００１４】挟持部材３１は、図３に示すように、車体
側に配置される挟持片３２と、この挟持片３２に対向す
る挟持片３３と、この挟持片３３に延設される延設部３
４とを有している。この延設部３４については後述す
る。挟持部材３１は、挟持片３２と挟持片３３とを接続
する接続部３５を有し、この接続部３５は折り返し可能
に細く形成されている。この接続部３５で折り返すこと
により、挟持片３２、挟持片３３、および延設部３４が
順に並んで形成された平板状の金属板材を利用しつつ、
簡素な構造で取付座２２に取り付け易い挟持部材３１が
実現されている。

【００１５】挟持片３３と挟持片３２とは、枠状に形成
され、それぞれの中央部にボルト挿通孔３７，３６が形
成されている。接続部３５で折り返された挟持片３３と
挟持片３２との間に取付座２２を挟持した状態で、ボル
ト挿通孔３７，３６にボルト３８が挿通され、ボルト３
８の雄ねじが、車体に形成された雌ねじにねじ込まれ
て、取付座２２が車体に固定される。また、カプセル１
０は、取付座２２と挟持部材３１との間において、挟持
部材３１が取付座２２に対して安定して摩擦抵抗を与え
る構造を有している。この摩擦抵抗により、衝撃が作用
するまでの間、取付座２２を安定して支持でき、また、
衝撃作用時の相対移動の摩擦抵抗を安定して得られる。

【００１６】摩擦抵抗を与える構造では、挟持片３２に
形成された凸部３９と、挟持片３３に形成された一対の
立設板部４０とが設けられている。一対の立設板部４０
は、挟持片３２に向けて所定長さで延びて、挟持片３２
のボルト挿通孔３６内を通り、車体に当接するように配
置されている。取付座２２の切欠き２５内に、一対の立
設板部４０が配置された状態で、ボルト３８が一対の立
設板部４０の間を挿通し車体にねじ込まれ、ボルト３８
の頭部と車体との間に立設板部４０が挟み込まれる。凸
部３９は、車体へ向けて突出する凸湾曲面と、これの裏
面となる凹湾曲面とを有している。ボルト３８が締めら
れると、その締め具合によらずに、立設板部４０は、挟
持片３３と凸湾曲面の頂部との間隔を規制する。この間
隔が規制された状態で、凸湾曲面の頂部が車体に当接し
て押圧され、これに伴い、挟持片３２に生じる弾性反発
力により、取付座２２と挟持部材３１間に安定した摩擦
が生じる（図４（ａ），（ｂ）参照）。

【００１７】また、衝撃吸収機構６は、衝撃エネルギー
を吸収するために塑性変形を生じさせる変形機構を有し
ている。この変形機構は、カプセル１０の一方の挟持片
３３に延設されて衝撃吸収時の取付座２２の移動方向に
沿って延びる延設部３４と、この延設部３４に形成され
て衝撃吸収時の取付座２２の移動方向に沿って延びて次
第に幅を狭める案内溝４１と、取付座２２に形成されて
案内溝４１の内面４２に沿い、衝撃吸収時に案内溝４１
により曲げられる突起２６とを備えている。突起２６
は、一対で案内溝４１に嵌め入れられている。変形機構
は、衝撃吸収時に取付座２２が一対の挟持片３２，３３
間の挟持エリア１１から離脱した後も、案内溝４１が取
付座２２の突起２６を曲げ変形させて衝撃を吸収する。

【００１８】突起２６は、取付座２２の平坦板部２３に
切り起こし状に曲げ加工により形成され、平坦板部２３
に基端を有してここから平坦板部２３と略垂直に下方に
所定長さで延びている。突起２６は、片持ち状の板形状
とされて、その先端部分で、延びる方向と交差する方向
に押圧されることにより、基端を中心として曲げ変形し
易くされている。一対の突起２６は、切り起こされた跡
の孔２７を挟んで、互いに対向しつつ、各突起２６が、
案内溝４１の長手周縁部にそれぞれ沿うように配置され
ている。各突起２６は、同様に形成され、略円弧形状の
断面形状を有し、この円弧の中心は両突起２６の間に配
置されている。

【００１９】延設部３４は、軸方向に延びる一対の板状
部分を有し、両板状部分の前端部が互いにつながり、一
対の板状部分の後端で挟持片３３と連続してつながり、
延設部３４の上面と挟持片３３の上面とが面一になって
いる。また、案内溝４１と、挟持片３３のボルト挿通孔
３７とは連通している。延設部３４および案内溝４１
は、ステアリングコラム４の相対移動のストローク長に
対応し、十分な衝撃エネルギを吸収するのに必要な相対
移動のストローク長を確保できるだけの軸方向の長さを
有している。延設部３４は、取付座２２の平坦板部２３
の下面を沿わせる上面４３と、案内溝４１の長手周縁部
からなる内面４２とを有する。内面４２同士の間隔（案
内溝４１の幅）は、車体後方側部分（図５の寸法Ｌ１参
照）で広く、車体前方側部分（図５の寸法Ｌ２参照）で
狭くされ（Ｌ２＜Ｌ１）、この間隔（Ｌ２）は一対の突
起２６の対応する間隔よりも狭くなっている。ステアリ
ングコラム４の前方への移動に伴い、平坦板部２３の下
面が延設部３４の上面４３に案内されつつ移動し、突起
２６が内面４２に当接して沿いつつ移動する。これに伴
い、延設部３４の内面４２が、沿わせた突起２６を徐々
に曲げて、塑性変形させる。また、延設部３４の前部
は、突起２６の前方への離脱を防止し、ひいては、ステ
アリングコラム４の前方への過度な移動を防止してい
る。また、取付座２２の後方への移動を防止するよう
に、ボルト挿通孔３７，３６の後端部を塞ぐように、挟
持片３３，挟持片３２は形成されている。

【００２０】また、取付座２２の下垂板部２４には、取
付座２２が衝撃吸収時に挟持エリア１１から離脱した後
も取付座２２が延設部３４から離れないように保持する
手段としての挿通窓２８が形成されている。この挿通窓
２８には、延設部３４が挿通する。挿通窓２８により、
取付座２２が延設部３４に確実に沿って移動するので、
衝撃のかかる方向に関わらず、突起２６が延設部３４の
案内溝４１から離脱する虞がない。また、突起２６が案
内溝４１の前端に到達したときに、延設部３４の前端部
が、挿通窓２８内またはその前方に配置されるような長
さで、延設部３４は形成されている。

【００２１】衝撃吸収機構６では、衝撃がかかるまで、
カプセル１０により取付座２２は挟持されて固定されて
いる（図４（ｂ）参照）。このように、衝撃吸収機構６
のカプセル１０とブラケット５とは、ステアリングコラ
ム４を車体に取り付けるための取付構造を構成してい
る。衝撃作用時には、ステアリングコラム４は車体前方
へ押されて移動する。このとき、挟持部材３１が車体に
取り付けられたままの状態を維持しつつ、取付座２２が
挟持部材３１の挟持片３２と挟持片３３との間を軸方向
に相対移動して、移動時の摩擦が移動の抵抗となり、こ
の抵抗に抗して衝撃エネルギーが吸収される。これと同
時に突起２６が延設部３４の内面４２に沿って移動し、
延設部３４が突起２６を塑性変形させることにより、衝
撃エネルギが吸収される。

【００２２】ここで、一方の内面４２が対応する突起２
６を押す方向と、他方の内面４２が突起２６を押す方向
とは逆向きにされ、これにより、内面４２と突起２６と
の一方の組が他方の組に作用する押圧力を受け止め合う
ことができ、その結果、内面４２と突起２６とが離反す
ることが防止されて、突起２６の塑性変形が確実に得ら
れる。また、延設部３４は、ほとんど塑性変形せずに、
突起２６が主に曲げ塑性変形する。この曲げは、一対の
突起２６の先端が互いに接近するように曲げられる（図
４（ｃ）および図６参照）。

【００２３】このように本実施の形態によれば、固定側
となるカプセル１０の一方の挟持片３３に設けた案内溝
４１に、可動側となる上部ブラケット７の取付座２２に
設けた突起２６を嵌め入れて、変形抵抗により衝撃を吸
収する新たな衝撃吸収機構６を構成した。これにより、
この衝撃吸収機構をカプセル１０から独立して設ける従
来の場合と比較して、構造を格段に簡素化できる。ま
た、衝撃吸収時の突起２６の案内用の案内溝４１を有す
る延設部３４を一方の挟持片３３に設けるので、この一
方の挟持片３３と延設部３４とを含む挟持部材３１の長
さは長くなる。しかし、この長い挟持部材３１は移動し
ないので、移動のための長い空きスペースを確保する必
要がなく、衝撃吸収機構６、ひいてはステアリング装置
１の小型化に寄与できる。

【００２４】すなわち、延設部３４は突起２６を沿わせ
るための移動ストローク長に相当する長さを必要とす
る。図７（ｂ）の模式図に示すように、長い延設部に相
当する案内部材９２を移動させて突起９０を固定する従
来の場合には、案内部材９２自身の長さに加えてその長
手方向に移動のストローク長（ＬＳ）のスペースを確保
する必要がある。これに対して、本発明では、図７
（ａ）の模式図に示すように、同じストローク長を得る
場合で比較して、延設部３４が固定されるので、これ自
身の長さのスペースで済み、延設部３４に要するスペー
スの移動方向長さを短くできるからである。このよう
に、本発明により衝撃吸収に必要なストローク長を確保
しつつ、衝撃吸収機構６の設置スペースを小さくでき
る。

【００２５】特に、延設部３４は衝撃吸収機構６におい
て比較的大型の部材でもあることから、衝撃吸収機構６
の設置スペースを確実に小さくできる。換言すれば、本
発明では小スペースで同じストローク長を確保できるの
で、上述の延設部３４を移動させる場合と固定する場合
とについて設置スペースを同じにして比較すると、同じ
スペースで相対移動のストローク長を長くすることもで
きる。ストローク長の調整の自由度を高くでき、衝撃エ
ネルギの吸収量を容易に調節することもできる。

【００２６】また、延設部３４が挿通する挿通窓２８に
より、突起２６が案内溝４１内に保持されるので、衝撃
吸収時の上部ブラケット７の全移動範囲にわたって安定
した変形抵抗を確保できる。また、突起２６は、取付座
２２に片持ち状に形成されている。これにより、衝撃作
用時には、延設部３４よりも主に突起２６が曲げ塑性変
形する。その結果、変形抵抗を安定させ易く、且つ抵抗
を容易に調整することができる。例えば、突起２６の断
面形状や基端から突起２６の突出長さ等を調節すればよ
い。また、案内溝４１の形状、長さ、幅等を適宜調節し
てもよい。

【００２７】特に、取付座２２の下面が延設部３４の上
面４３に沿いつつ移動するので、突起２６は、その基端
から所定距離離れたほぼ同一部位を延設部３４の内面４
２により押圧される。その結果、変形抵抗をより一層安
定させ易い。また、一対の突起２６の間には、突起２６
を曲げ易くするための隙間２９（図６参照）が設けられ
ているのが、安定した抵抗を得るのに好ましい。また、
突起２６の断面形状は、矩形でもよいが、上述の円弧状
であれば、矩形に比べて、突起２６の大きさをほぼ同じ
にしたときに、変形抵抗を大きくでき、衝撃エネルギー
の吸収量を大きくできる。

【００２８】なお、突起２６の形成方法は、特に限定さ
れず、例えばバーリングによる方法を利用してもよい。
バーリングにより形成される突起は、円筒形状となり、
衝撃吸収により、断面形状が円形から楕円形に変形す
る。また、この突起がすり割り円筒とされる場合には、
すり割りにより突起が曲げ変形し易くなる。また、カプ
セル１０は、一対の挟持片３２，３３を含む単一材から
なる挟持部材３１を有するものに限定されない。例え
ば、カプセル１０は、一対の挟持片３２，３３を別体で
有してもよいし、さらに、車体側となる挟持片３２が、
車体に設けられていてもよい。

【００２９】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のステアリング装置の取付
状態を示す模式図である。

【図２】図１のステアリング装置の一部断面図であり、
図１のＡ−Ａ断面を示す。

【図３】図１のステアリング装置の要部の分解斜視図で
あり、（ａ）に折り曲げた状態の挟持部材を、（ｂ）に
折り曲げ前の挟持部材を図示している。

【図４】図１のステアリング装置の動作を示す断面図で
あり、（ａ）に車体への取付前の状態を、（ｂ）に取り
付け後であり衝撃作用前の状態を、（ｃ）に衝撃作用時
の状態を図示している。

【図５】図１のステアリング装置の模式図であり、図１
のＢ方向矢視図を示す。

【図６】図１のステアリング装置の断面図であり、図４
（ｃ）のＣ−Ｃ断面を示す。

【図７】図１のステアリング装置の動作を説明する模式
図であり、（ａ）に本発明の延設部と突起とを示し、
（ｂ）に従来の構造を示している。

【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 ６ 衝撃吸収機構 ７ 上部ブラケット １０ カプセル １１ 挟持エリア ２２ 取付座 ２５ 切欠き ２６ 突起 ２８ 挿通窓（保持する手段） ３２ 挟持片 ３３ 挟持片（一方の挟持片） ３４ 延設部 ３６，３７ ボルト挿通孔 ３８ ボルト ４１ 案内溝 ４２ 案内溝の内面 ６０ 車体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切欠きを有する取付座を含み、ステアリン
   グコラムに固定されるブラケットと、取付座を挟持する
   一対の挟持片を含み、取付座の切欠きおよび一対の挟持
   片のボルト挿通孔に挿通されるボルトを介して車体に固
   定されるカプセルとを備え、衝撃吸収時に一対の挟持片
   間の挟持エリアにおいて各挟持片が取付座に対して摩擦
   抵抗を与える衝撃吸収式ステアリング装置において、 上記カプセルの一方の挟持片に延設され、衝撃吸収時の
   ブラケットの移動方向に沿って延びる延設部と、 この延設部に形成され、衝撃吸収時のブラケットの移動
   方向に沿って延びて次第に幅を狭める案内溝と、 取付座に形成されて案内溝の内面に沿い、衝撃吸収時に
   案内溝により曲げられる突起とをさらに備え、 衝撃吸収時に取付座が一対の挟持片間の挟持エリアから
   離脱した後も、案内溝がブラケットの突起を曲げ変形さ
   せて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、 上記取付座が衝撃吸収時に挟持エリアから離脱した後も
   取付座が延設部から離れないように保持する手段を有す
   ることを特徴とする衝撃吸収式ステアリング装置。