JPH09309444A - ステアリングコラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステアリングホイールの強度を弱くすること
なく、後方から作用する衝撃荷重を緩衝できるステアリ
ングコラムを提供する。 【解決手段】 ステアリングシャフトの途中に屈曲可能
な軸継手を設けると共に、ステアリングシャフトを軸支
するアウターチューブの一部に変形部Ｖを形成し、軸継
手と変形部をほぼ同じ位置に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングコラ
ム、詳しくは、自動車のステアリングホイールの回転を
伝達するステアリングシャフトおよびその保持構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のステアリングコラムを有
する自動車の、前部構造を示す側面図である。自動車の
車室内に配置されたステアリングホイール１の回転を、
車室外に配置されたステアリングギヤやステアリングリ
ンク等のステアリング機構に伝達する装置として、ステ
アリングコラム２が用いられている。ステアリングコラ
ム２は、ステアリングホイール１の回転を伝えるステア
リングシャフトと、該ステアリングシャフトを軸支する
アウターチューブ３と、該アウターチューブ３を車体に
取付けるためのブラケット４，４から構成され、車室前
部に前下がりに傾斜して配置されている。キャブオーバ
ータイプの自動車では、車室の下方にステアリング機構
が配置されているため、１本のステアリングシャフトに
よってステアリングホイール１とステアリング機構を繋
ごうとすると、ステアリングシャフトがほぼ垂直に配置
されることになり、ステアリングホイール１の操作が難
しくなると共に車室内の足元空間を広く確保することが
できない。

【０００３】そこで、ステアリングホイール１とステア
リング機構を連結するシャフトを、上方のステアリング
シャフト５と下方のコラムシャフト６に分割することが
一般的に行われている。ステアリングシャフト５は、そ
の上端がステアリングホイール１に連結されると共に、
下端が自在継手７に接続し、車体に前下がりに傾斜して
取付けられたアウターチューブ３に回転自在に軸支され
る。コラムシャフト６は、上端が前記自在継手７に接続
されると共に、下端が他の自在継手８を介してステアリ
ング機構に連結され、ほぼ垂直な向きに配置される。こ
のような自動車では、ステアリングシャフト５とコラム
シャフト６の間に自在継手７を介在させたことにより、
屈曲した回転伝達経路が形成できるため、ステアリング
ホイール１の操作性や車室内の足元空間が良好になる
が、ステアリングシャフト５が短いため、ステアリング
シャフト５を回転自在に車体に固定するためのアウター
チューブ３も短くなる。

【０００４】このような自動車では、走行中に前方から
大きな衝撃荷重が作用して、車体が変形を始めると、ま
ず、変形する車体によってコラムシャフト６が後方に押
される。すると、自在継手７を介してステアリングシャ
フト５の下端が後方に押され、ステアリングシャフト５
がほぼ垂直に立ってしまう。特に、上述したようなアウ
ターチューブ３が短い自動車では、ステアリングシャフ
ト５下端の変位量に対して、傾斜の変化量が大きくなる
ため、ステアリングシャフト５の傾斜は大きく変化して
垂直に立ち易い。車体前部が変形すると同時に自動車は
急激に減速し、乗員が慣性によって前方に移動してステ
アリングホイール１にその径方向から接触する。乗員が
慣性によってステアリングホイールに強く押し付けられ
ることを防ぐためには、乗員がステアリングホイール１
に接触する際の衝撃を緩和することが求められる。そこ
で、従来ではステアリングホイール１の径方向の強度を
弱くして、乗員が接触する衝撃を吸収していた。ステア
リングホイール１の径方向強度を弱くすると、衝撃の緩
和には有効であるが、高速旋回中のように走行中に強い
力でステアリングホイール１を操作すると、ステアリン
グホイール１は大きな力が作用するため僅かながら変形
し、操作に違和感を感じることがことがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、ステアリ
ングホイールの強度を大きくしても、自動車前方からの
衝撃荷重に対して乗員を保護できるステアリングコラム
を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、ステアリングホイールに連結されたス
テアリングシャフトと、該ステアリングシャフトを軸支
すると共に少なくとも１つの取付け箇所で車体に取付け
られたアウターチューブを備え、アウターチューブの前
記取付け箇所よりもステアリングホイール側に前後方向
の強度が他の部分よりも弱い変形部を形成し、ステアリ
ングシャフトには前記変形部に近接した位置に軸方向と
略直角な方向に屈曲可能な軸継手を設けた構造とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を採用した自動車
の前部構造を示す図であり、図２はステアリングコラム
の拡大側面図、図３はステアリングコラムの正面図を示
す。

【０００８】ステアリングシャフトは、アッパーステア
リングシャフト９と、ロアステアリングシャフト１０
と、これらを軸と略直角な方向に屈曲可能に接続する自
在継手１１から構成されている。アッパーステアリング
シャフト９の下端およびロアステアリングシャフト１０
の上端は、四角形の断面を有している。また、自在継手
１１の両端部には、両ステアリングシャフト９，１０の
四角形断面と同形状の挿通孔がそれぞれ設けられてお
り、各挿通孔には、それぞれアッパーステアリングシャ
フト９の下端とロアステアリングシャフト１０の上端が
挿入連結されている。両ステアリングシャフト９，１０
は、自在継手１１の挿通孔に挿入されるが、軸方向の規
制は特に設けられていないため、若干量だけ軸方向に動
くことが許容されている。

【０００９】アッパーステアリングシャフト９の上端に
は、ステアリングホイール１が連結されている。また、
ロアステアリングシャフト１０の下端は、自在継手７、
コラムシャフト６、自在継手８を介して、図示しないス
テアリングギヤやステアリングリンク等のステアリング
機構に連結されている。したがって、ステアリングホイ
ール１の回転は、アッパーステアリングシャフト９、自
在継手１１、ロアステアリングシャフト１０、自在継手
７、コラムシャフト６、自在継手８から成るステアリン
グコラムを介して、ステアリング機構に伝達される。

【００１０】アウターチューブは、アッパーアウターチ
ューブ１２と、ロアアウターチューブ１３と、アッパー
ブラケット１４と、ロアブラケット１５によって構成さ
れている。アッパーアウターチューブ１２は、アッパー
ステアリングシャフト９を回転自在に軸支しており、ロ
アアウターチューブ１３は、ロアステアリングシャフト
１０を回転自在に軸支している。アッパーブラケット１
４は、一対のＵ字状アウタ保持部１４ａ，１４ａを、同
軸上かつ上下に離間した位置に備えると共に、その左右
には、両アウタ保持部１４ａ，１４ａを接続して左右に
延びる延出部１４ｂ，１４ｂを一体に備えている。

【００１１】上方のアウタ保持部１４ａはアッパーアウ
ターチューブ１２に、また、下方のアウタ保持部１４ａ
はロアアウターチューブ１３に、それぞれ溶接によって
固定され、両アウターチューブ１２，１３は略同一軸線
上に対向して配置される。そして、アッパーブラケット
１４は、その延出部１４ｂ，１４ｂの下端付近、すなわ
ち、下方のアウタ保持部１４ａの側方において、左右一
対のボルトによってハンガブラケット１６に取付けられ
ている。延出部１４ｂ，１４ｂは板状であるため、その
前後方向における曲げ強度は、アッパーアウターチュー
ブ１２やロアアウターチューブ１３の前後方向曲げ強度
よりも弱くなっている。また、ロアブラケット１５は、
ロアアウターチューブ１３の下端付近に溶接され、図示
しないボルトによってハンガブラケット１６に取付けら
れている。ハンガブラケット１６は、車体の左右を接続
するクロスパイプ１７に溶接され、車体の一部を形成し
ている。

【００１２】前記自在継手１１の屈曲中心は、アッパー
アウターチューブ１２とロアアウターチューブ１３の対
向部に一致して配置される。自動車の通常走行時には、
自在継手１１は屈曲することなく、アッパーステアリン
グシャフト９とロアステアリングシャフト１０は同一軸
線上に配置される。

【００１３】自動車の走行時に、前方から大きな衝撃荷
重が作用して車体が変形すると、車体の変形に伴ってコ
ラムシャフト６が車体後方に押される。すると、コラム
シャフト６には自在継手７を介してロアステアリングシ
ャフト１０が連結されているため、該ロアステアリング
シャフト１０の下端が後方に押され、ロアステアリング
シャフト１０やロアアウターチューブ１３、アッパーア
ウターチューブ１２、アッパーステアリングシャフト９
が一体的に回動して直立する。車体が変形を伴って急激
に減速すると、乗員は慣性によって前方に移動する。乗
員がステアリングホイール１に接触すると、アッパーブ
ラケット１４の延出部１４ｂ，１４ｂは、図４に示すよ
うに、アッパーアウターチューブ１２とロアアウターチ
ューブ１３の対向部に近接した変形部Ｖで折れ曲がる。
したがって、ステアリングホイール１はアッパーブラケ
ット１４の変形部Ｖを中心に回動して乗員の前方への移
動を緩衝する。

【００１４】アッパーブラケット１４が変形する際に
は、自在継手１１が屈曲するため、各ステアリングシャ
フト９，１０がアッパーブラケット１４の変形に影響を
与えることがなく、変形の剛性は、アッパーブラケット
１４の形状のみによって左右される。また、各ステアリ
ングシャフト９，１０の軸線は、アッパーブラケット１
４の変形部Ｖから外れた位置にあるため、アッパーブラ
ケット１４の変形にともなって軸線の長さが伸びること
になるが、各ステアリングシャフト９，１０と自在継手
１１の接続部には、前述したように軸方向の動きを若干
量許容する構造が採用されているため、軸線長さの変化
がアッパーブラケット１４の変形に影響を与えることが
ない。

【００１５】この実施例では、アッパーステアリングシ
ャフト９とロアステアリングシャフト１０を連結する軸
継手として、自在継手１１を用いたが、オルダム継手や
等速継手などの既存の軸継手を採用することができる。
軸継手は通常走行時、すなわち、アッパーステアリング
シャフト９とロアステアリングシャフト１０が同一軸線
上に配置されているときには、ステアリングホイール１
の回転を撓むことなく伝達でき、アッパーブラケット１
４が変形する際には、軸継手がアッパーブラケット１４
の変形に影響を与えないように、わずかな力でも屈曲す
るものであることが望ましい。

【００１６】図５は、本発明の他の実施例を示し、ステ
アリングコラムを車室中心側からみた斜視図である。ア
ウターチューブ１８には、その長手方向略中央であって
後方から中心に向かう溝１８ａが設けられている。ま
た、アウターチューブ１８の前方には、前記溝１８ａよ
りも上下に長い補強板１９が溶接されている。アウター
チューブ１８の前記溝１８ａよりも下方には、Ｕ字状の
アッパーブラケット２０が溶接されており、図示しない
ボルトによってハンガブラケット等の車体に取付けられ
ている。

【００１７】アウターチューブ１８には、アッパーステ
アリングシャフト９とロアステアリングシャフト１０が
回転自在に支持されており、両ステアリングシャフト
９，１０は、アウターチューブ１８の内部にあって、前
記溝１８ａに相当する位置に配置された自在継手によっ
て互いに連結されている。アッパーステアリングシャフ
ト９の上端は、ステアリングホイールに連結されてお
り、ロアステアリングシャフト１０の下端はコラムシャ
フトを介してステアリング機構に連結されている。この
実施例では、アウターチューブ１８に溝１８ａを設けた
ことによって変形部Ｖを形成しており、溝１８ａの深さ
を変えたり、補強板１９の厚さや形状を変えることによ
って、変形部Ｖの強度を変更することができる。なお、
変形部の強度があまり必要でない場合には、補強板１９
を省略することもできる。

【００１８】この実施例においても、自動車の走行中
に、前方から大きな衝撃荷重が作用すると、先の実施例
と同様に、コラムシャフトが後方に押されると共にアウ
ターチューブ１８が直立する。その後、慣性によって乗
員が前方に移動してステアリングホイールに接触する
と、アウターチューブ１８は、溝１８ａによって強度が
低下しているため、変形部Ｖによって屈曲する。したが
って、ステアリングホイールは乗員の前方への移動を緩
衝することができる。なお、この実施例では、両ステア
リングシャフト９，１０は、溝１８ａに相当する位置の
自在継手によって容易に屈曲し、変形部Ｖの強度に影響
を与えることはない。また、アウターチューブ１８は、
１本のパイプ素材に溝１８ａを形成するだけで変形部Ｖ
を構成できるので、前述の実施例のように２本のアウタ
ーチューブを同一軸線上に配置する手間が不要であり、
その製造も容易である。

【００１９】

【発明の効果】本発明では、自動車の走行中に、前方か
ら車体を変形するほどの大きな衝撃荷重が作用しても、
アウターチューブに設けた変形部によって、ステアリン
グシャフトが容易に屈曲することができるので、慣性に
よって前方に移動する乗員を緩衝することができる。ま
た、ステアリングシャフトの屈曲によって乗員の緩衝が
できるため、ステアリングホイールは、操舵操作によっ
ても撓むことがない程の高い強度を有する構造を採用す
ることができ、操作の際にステアリングホイールの変形
による不快感を伴うことがない。さらに、変形部の強度
は、アウターチューブの厚さや形状を変更するだけで、
容易に変えることができ、所望の強度を得ることが容易
である。本発明では、ステアリングシャフトに屈曲可能
な軸継手を採用したことにより、ステアリングホイール
の回転を撓むことなく伝達できる強度を持ったステアリ
ングシャフトと、容易に屈曲可能なステアリングシャフ
トおよびアウターチューブを共に備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を採用した自動車の前部構造を示す図で
ある。

【図２】ステアリングコラムの側面図である。

【図３】ステアリングコラムの正面図である。

【図４】ステアリングコラムが変形した状態を示す断面
図である。

【図５】他の実施例を示すステアリングコラムの斜視図
である。

【図６】従来のステアリングコラムを有する自動車の前
部構造を示す側面図である。

【符号の説明】

Ｖ 変形部 １ ステアリングホイール ９ アッパーステアリングシャフト １０ ロアステアリングシャフト １１ 自在継手 （軸継手） １２ アッパーアウターチューブ １３ ロアアウターチューブ １４ アッパーブラケット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールに連結されたステ
   アリングシャフトと、該ステアリングシャフトを軸支す
   ると共に少なくとも１つの取付け箇所で車体に取付けら
   れたアウターチューブを備え、アウターチューブの前記
   取付け箇所よりもステアリングホイール側に前後方向の
   強度が他の部分よりも弱い変形部を形成し、ステアリン
   グシャフトの前記変形部に近接した位置に軸方向と略直
   角な方向に屈曲可能な軸継手を設けたことを特徴とする
   ステアリングコラム。
2. 【請求項２】 上下に分割したアウターチューブをブラ
   ケットにより接続して変形部を形成したことを特徴とす
   る請求項１記載のステアリングコラム。
3. 【請求項３】 アウターチューブにその軸方向と略直角
   な方向のスリットを設けて変形部を形成したことを特徴
   とする請求項１記載のステアリングコラム。