JPH0872728A - ステアリングコラムの支持構造およびその製造方法と製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステアリングコラムの支持構造において、外
力吸収荷重を自由に設定できるようにする。 【構成】 ステアリングコラムのコラムチューブ７に固
定したブレークアウェイブラケット22（以下、ブラケッ
ト22）に切欠23および長孔24を設ける。切欠23の縁部を
受入れる溝部26と長孔24に連通する長孔27とを有するブ
レークアウェイカプセル25（以下、カプセル25）を切欠
23に挿入する。長孔24，27に跨がって合成樹脂を注入
し、硬化させて被せん断部材（図示せず）を形成し、ブ
ラケット22とカプセル25とを結合させる。カプセル25を
車体側に固定してコラムチューブ７を支持する。ステア
リングコラムが大きな外力を受けると、被せん断部材が
剪断しブラケット22がカプセル25から離脱して外力を吸
収する。合成樹脂の注入量により被せん断部材の長手方
向の寸法を調整して剪断荷重を自由に設定することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ステアリングホイール
に大きな外力が作用したとき、その外力を吸収するステ
アリングコラムの支持構造およびその製造方法と製造装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリングコラムの支持構造
について図５および図６を用いて説明する。図５に示す
ように、ステアリングコラム１は、ステアリングホイー
ル２にチルト機構３を介して連結されたアッパメインシ
ャフト４に、ロワメインシャフト５が連結され、さら
に、インタミディエイトシャフト６が連結されており、
ステアリングホイール２に与えられる回転力をこれら介
してインタミディエイトシャフト６の先端部に連結され
たステアリングギヤ（図示せず）に伝達するようになっ
ている。

【０００３】アッパおよびロワメインシャフト４，５
は、コラムチューブ７に挿通されて回転可能に支持され
ている。コラムチューブ７には、ブレークアウェイブラ
ケット８（以下、ブラケット８という）が固着されてお
り、ブラケット８は、ボルト・ナット9a，9bによって車
体側の支持部材10に取付けられたブレークアウェイカプ
セル11（以下、カプセル11という）を介して車体側に結
合されている。また、コラムチューブ７は、ベンディン
グブラケット12を介してボルト・ナット13a ，13b によ
って支持部材10に結合されている。

【０００４】アッパメインシャフト４とロワメインシャ
フト５とは、伸縮可能に連結されており、通常、樹脂製
のシャーピン14によって伸長位置に固定された状態でコ
ラムチューブ７に支持されている。なお、図中、15はイ
ンストルメントパネルである。

【０００５】車両前部に大きな外力が作用した場合、図
６に示すように、アッパメインシャフト４とロワメイン
シャフト５とが押し縮められるとともに、コラムチュー
ブ７が圧縮変形されることにより、車両前方からの外力
を緩衝する。

【０００６】同時に、ステアリングホイール２に大きな
外力Ｆが作用すると、カプセル11とブラケット８の結合
部が破断してブラケット８が支持部材10から離脱し、ス
テアリングコラム１全体が移動して、ベンディングブラ
ケット12を曲げ変形させる。このとき、カプセル11とブ
ラケット８との結合部のせん断、ベンディングブラケッ
ト12の変形によって、ステアリングホイール２に作用す
る外力を吸収する。

【０００７】次に、上記のようなステアリングコラム１
の支持構造に適用される従来のブラケット８とカプセル
11との結合構造について図７および図８を用いて説明す
る。

【０００８】図７に示すように、ブラケット８には、後
端部に切欠16が形成されており、切欠16の縁部に連通孔
17が設けられてる。カプセル11には、左右両側面部に切
欠16の縁部を受け入れる溝部18が形成されており、中央
部に取付孔18が設けれられている。また、溝部18の上方
の側壁には、連通孔17に連通する連通孔20が設けられて
いる。

【０００９】そして、図８に示すように、カプセル11を
切欠16に挿入して連通孔17と連通孔20とを連通させ、連
通孔17と連通孔20に跨がってポリアセタール樹脂等の合
成樹脂を注入、充填し硬化させて被せん断部材21を形成
することにより、カプセル11とブラケット８とが結合さ
れている。

【００１０】さらに、支持部材10に立設されたボルト9a
をカプセル11の取付孔19に挿通させて、先端部にナット
9bを螺着することにより、ブラケット８が支持部材10に
結合されている。

【００１１】この構成により、通常時には、連通孔17，
20に装入された被せん断部材21によってカプセル11を介
してブラケット８が支持部材10に結合されており、コラ
ムチューブ７が支持部材10に固定された状態で、ステア
リングコラム１が車体側に支持されている。

【００１２】ステアリングコラム１に、前方へ移動させ
ようとする大きな外力が作用すると、連通孔17および連
通孔20に装入された被せん断部材21がせん断されて、ブ
ラケット８が車体側に固定されたカプセル11から離脱し
て、ステアリングコラム１が前方へ移動する。このと
き、被せん断部材21のせん断荷重およびブラケット８が
カプセル11から離脱する際の摩擦荷重によってステアリ
ングコラム１に作用する外力が吸収される。

【００１３】なお、このようなステアリングコラム１の
支持構造については、実開昭５２−１６１２９号公報に
記載されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ステアリングコラムの支持構造では、外力を吸収する被
せん断部材21のせん断荷重は、その合計断面積、すなわ
ち連通孔17，20の断面積と、その数との積に比例する。
また、車型毎に、外力が作用したときの挙動が異なるの
で、連通孔17，20に装入される被せん断部材21のせん断
荷重も車型毎に設定する必要がある。そこで、従来、車
型毎に要求される外力吸収荷重に対して、連通孔17，20
の断面積およびその数を変えることによって対応するよ
うにしていた。したがって、カプセル11は、車型毎に準
備する必要があるため、その種類が多くなり、製造コス
ト、部品管理上の問題となっている。

【００１５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、外力吸収荷重を自由に調整することができるス
テアリングコラムの支持構造を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に係る発明は、車体側の支持体に設けら
れた連通孔と、ステアリングコラム側の支持体に設けら
れた連通孔とを互いに連通させ、これらの連通孔に被せ
ん断部材を装入することによって、前記ステアリングコ
ラムを車体に固定するようにしたステアリングコラムの
支持構造において、前記被せん断部材が、前記連通孔内
の一部分に装入されることによって、その断面積が調整
されていること特徴とする。

【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１のステア
リングコラムの支持構造において、車体側およびステア
リングコラム側の支持体に設けられた連通孔を長孔とし
たことを特徴とする。

【００１８】請求項３に係る発明は、請求項１のステア
リングコラムの支持構造の製造方法であって、互いに連
通させた前記車体側およびステアリングコラム側の支持
体の連通孔に、調整部材を挿入して前記連通孔内の一部
分にキャビティを形成し、該キャビティ内に前記被せん
断部材を充填する工程を有していることを特徴とする。

【００１９】請求項４に係る発明は、請求項１のステア
リングコラムの支持構造の製造装置であって、互いに連
通させた前記車体側およびステアリングコラム側の支持
体の連通孔に挿入することにより、該連通孔内の一部分
にキャビティを形成する調整部材と、前記キャビティ内
に被せん断部材を充填するノズルとを備えてなることを
特徴とする。

【００２０】

【作用】請求項１に係るステアリングコラムの支持構造
によれば、通常は、互いに連通する連通項内に装入され
た被せん断部材を介して車体側の支持体とステアリング
コラム側の支持体とが結合されて、ステアリングコラム
が車体に固定されており、ステアリングコラムが大きな
外力を受けると、被せん断部材が破断して車体側の支持
体とステアリングコラム側の支持体とが離脱し、ステア
リングコラムが移動する。このとき、連通孔内の一部分
に装入された被せん断部材の断面積によって、そのせん
断荷重が調整される。

【００２１】請求項２にかかるステアリングコラムの支
持構造によれば、上記に加えて、長孔内に装入された被
せん断部材の長手方向の寸法によって、その断面積が変
化して、せん断荷重が調整される。

【００２２】請求項３に係るステアリングコラムの支持
構造の製造方法によれば、連通孔に挿入する調整部材に
よって被せん断部材の断面積が調整され、連通孔内の一
部分に形成されたキャビティ内に被せん断部材が形成さ
れる。

【００２３】請求項４に係るステアリングコラムの支持
構造の製造装置によれば、連通孔に調整部材を挿入して
連通孔内の一部分にキャビティを形成し、ノズルによっ
て被せん断部材をキャビティ内に充填する。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、本実施例に係るステアリングコラ
ムの支持構造は、上記従来例に対して、ブレークアウェ
イブラケット、ブレークアウェイカプセルおよび被せん
断部材以外の構成については同様であるから、以下、上
記従来例と同様の部材には同一の番号を用い、異なる部
分についてのみ詳細に説明する。

【００２５】図１ないし図３に示すように、ステアリン
グコラム側のコラムチューブ７に固着された支持体であ
るブレークアウェイブラケット22（以下、ブラケット22
という）は、左右両側の後端部に、台形の切欠23が形成
されている。それぞれの切欠23の互い対向する縁部に
は、開口部が台形の平行でない２辺に沿って前後方向に
延びる一対の長孔24（連通孔）が貫通されている。

【００２６】車体側の支持部材10に固定される支持体で
あるブレークアウェイカプセル25（以下、カプセル25と
いう）は、切欠23に合わせて台形形状に形成され、左右
両側面部に切欠23の縁部を受け入れる溝部26が形成され
ており、ブラケット22の後方から切欠23に挿入できるよ
うになっている。また、溝部26を形成する互いに対向す
る側壁の一方（図示のものでは溝部26の上方の側壁）に
は、長孔24に対向させて開口部が延ばされた長孔27（連
通孔）が貫通されている。長孔27は、カプセル25を切欠
23に挿入した状態で、ブラケット22側の長孔24と整合、
連通するようになっている。さらに、カプセル25には、
中央部に支持部材10のボルト9aを挿通させるための取付
孔28が設けられている。

【００２７】そして、カプセル25を切欠23に挿入してブ
ラケット22側の長孔24とカプセル25側の長孔27と連通さ
せ、長孔24と長孔27とに跨がってポリアセタール樹脂等
の合成樹脂を注入し、硬化させて長孔24，27内の一部分
に被せん断部材29を形成することにより、カプセル25と
ブラケット22とが結合されている。

【００２８】このとき、図２および図３に示すように、
合成樹脂の注入量を調整して、長孔24，27内で硬化させ
る被せん断部材29の長手方向の寸法Ｌを設定することに
より、所望のせん断荷重に対応する被せん断部材29の断
面積が得られるようになっている。

【００２９】そして、図８に示す従来例と同様に、支持
部材10に立設されたボルト9aをカプセル25の取付孔28に
挿通させて先端部にナット9bを螺着することによってブ
ラケット22が支持部材10に結合されている。

【００３０】以上のように構成した本実施例に係るステ
アリングコラムの支持構造の作用について次に説明す
る。

【００３１】図７および図８に示す従来例と同様に、通
常は、長孔24，27に跨がって装入された被せん断部材29
によってカプセル25とブラケット22とが結合されてお
り、コラムチューブ７が支持部材10に固定された状態で
ステアリングコラム１が車体側に支持されている。な
お、一対の長孔24，27は、台形の切欠23の縁部に沿って
互いに平行とならないように配置されているので、被せ
ん断部材29が長孔24，27に完全に充填されていなくて
も、ブラケット22とカプセル25との結合にガタが生じる
ことがない。

【００３２】ステアリングホイール２に大きな外力が作
用すると、被せん断部材29がせん断されて、ブラケット
22が車体側に固定されたカプセル25から離脱してステア
リングコラム１が前方へ移動する。このとき、被せん断
部材29のせん断荷重およびブラケット22がカプセル25か
ら離脱する際の摩擦荷重によって外力が吸収される。

【００３３】また、合成樹脂の注入量によって被せん断
部材29の長手方向の寸法Ｌを変化させて、その断面積を
調整することができるので、ひとつのブラケット22およ
びカプセル25で、適用車型に応じてせん断荷重を任意に
設定することができる。これによって、ブラケット22お
よびカプセル25の汎用性を拡大することができ、製造コ
ストおよび部品管理の手間を大幅に削減することができ
る。

【００３４】さらに、１つの長孔に被せん断部材29を装
入するようにしているので、被せん断部材を充填する連
通孔を複数設けた従来構造ものに比して、せん断荷重の
変動が少なく安定した外力吸収を行うことができる。

【００３５】なお、本実施例では、一対の長孔24，27
は、台形の切欠23の縁部に沿って配置されているが、こ
れに限らず、互いに平行とならないような配置、すなわ
ち、被せん断部材29が長孔24，27に完全に充填されてい
なくても、ブラケット22とカプセル25との結合にガタが
生じない配置であればよい。

【００３６】また、本実施例では、被せん断部材29の断
面積を調整しやすいようにブラケット22およびカプセル
25の連通孔を長孔24，27としているが、連通孔は他の形
状であってもよく、例えば図７および図８に示す従来例
のように連通孔を円形とし、その一部分に被せん断部材
を装入して、その断面積によってせん断荷重を調整する
こともできる。

【００３７】次に、ブラケット22およびカプセル25の長
孔24，27への合成樹脂（被せん断部材29）の注入方法お
よび注入するための装置について図４を用いて説明す
る。

【００３８】図４に示すように、合成樹脂を注入するた
めの射出装置（図示せず）のノズル本体30は、合成樹脂
を射出するノズル31の近傍に、長孔24，27に挿入される
調整部材として樹脂制御堰32が突出されている。

【００３９】樹脂制御堰32は、長孔24，27に対して幅方
向に所定のクリアランスをもって嵌合して長孔24，27内
を長手方向に区画するようになっている。そして、樹脂
制御堰32を長孔24，27内に挿入した状態でノズル本体30
の対向面33がカプセル25の長孔27の開口部に当接して、
樹脂制御堰32およびノズル本体30の対向面33によって長
孔24，27内に合成樹脂を充填するキャビティＣが画成さ
れるようになっている。なお、樹脂制御堰32および対向
面33と長孔24，27とのクリアランスは、溶融樹脂の粘
度、射出圧力等の射出条件に応じて溶融樹脂の侵入を考
慮して決定される。

【００４０】また、ノズル本体30は、合成樹脂を注入す
べき長孔24，27に対して長手方向に相対的に移動可能に
設けられており、キャビティＣの寸法、すなわち、被せ
ん断部材29の長手方向の寸法Ｌを調節できるようになっ
ている。なお、ノズル本体30の移動は、アクチュエータ
（図示せず）を連結することによって自動的に行うこと
ができる。

【００４１】次に上記ノズル本体30を用いて長孔24，27
に合成樹脂を注入する工程について説明する。

【００４２】まず、カプセル25を切欠24に挿入して連通
された長孔24，27内に、ノズル本体30の樹脂制御堰32を
挿入するとともに対向面33を長孔27の開口部に当接さ
せ、ノズル本体30を長孔24，27の長手方向に沿って移動
させることによって被せん断部材29の寸法Ｌに応じて位
置決めし、キャビティＣを形成する。

【００４３】次に、合成樹脂Ｂをノズル31からキャビテ
ィＣ内に射出、充填し、キャビティＣの内圧が一定にな
ったところで充填を終了し、その後、合成樹脂を硬化さ
せることによって所定寸法Ｌの被せん断部材29が形成さ
れる。

【００４４】ブラケット22およびカプセル25の連通孔を
長孔24，27としているので、長孔24，27内に挿入した樹
脂制御堰32を長手方向に沿って移動させて位置決めする
だけで、容易に被せん断部材29の長手方向の寸法Ｌを調
整することができ、せん断荷重を自由に設定することが
できる。

【００４５】上記の充填方法によれば、従来のものに対
して射出装置のノズル本体にわずかな変更を加えるだけ
で実施できるので、従来の設備を流用することができ設
備コストが少なくてすむ。

【００４６】なお、上記実施例の製造方法および製造装
置では、長孔24，27に、調整部材として樹脂制御堰32を
挿入して位置決めすることによって、長孔24，27内の一
部分にキャビティＣを画成して被せん断部材29の断面積
を調整するようにしてるが、調整部材は、これに限ら
ず、連通孔内の一部分に挿入して他の部分にキャビティ
を形成できるものであればよく、大きさ、形状、取付位
置等を変更することによって被せん断部材の断面積を調
整するものでもよい。この場合、連通孔の形状は長孔で
なくてもよい。ただし、連通孔を長孔とすることによ
り、上記のように、調整部材を長手方向に沿って移動さ
せて位置決めするだけで、容易に被せん断部材の断面積
を調整することができる。

【００４７】また、上記実施例では、被せん断部材29
は、合成樹脂によって形成されているが、キャビティＣ
内に充填した後、硬化させられるものであれば、金属等
の他の材質とすることもできる。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のステアリ
ングコラムの支持構造によれば、車体側およびステアリ
ングコラム側の支持体に設けられた連通孔の一部分に被
せん断部材を装入するようにしたので、被せん断部材の
断面積によって、そのせん断荷重を任意に設定すること
ができる。その結果、車体側およびステアリングコラム
側の支持体の汎用性を拡大して、製造コストおよび部品
管理の手間を大幅に削減することができる。

【００４８】また、連通孔を長孔とすることにより、被
せん断部材の長手方向の寸法を変化させることによっ
て、その断面積を容易に変化させることができ、せん断
荷重を調整することができる。

【００４９】本発明のステアリングコラムの支持構造の
製造方法によれば、連通孔に挿入する調整部材によって
被せん断部材の断面積を調整することができ、連通孔内
に形成したキャビティ内に被せん断部材を充填すること
により、所望のせん断荷重を有する被せん断部材を容易
に形成することができる。

【００５０】本発明のステアリングコラムの支持構造の
製造装置によれば、連通孔に調整部材を挿入してキャビ
ティを形成することにより、被せん断部材の断面積を調
整することができ、ノズルによって被せん断部材をキャ
ビティ内に充填することにより、所望のせん断荷重を有
する被せん断部材を容易に形成することができるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るステアリングコラムの
支持構造の要部の分解斜視図である。

【図２】図１の構造の要部であるブレークアウェイカプ
セルとブレークアウェイブラケットとを結合させた状態
を示す平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線による縦断面図である。

【図４】図１の装置のの連通孔内に合成樹脂を充填する
工程を示すブレークアウェイカプセルおよびブレークア
ウェイブラケットの縦断面図である。

【図５】自動車のステアリングコラムの支持構造を示す
断面図。

【図６】図５の構造において、ステアリングホイールか
ら外力を受けてステアリングコラムが移動した状態を示
す図である。

【図７】従来のステアリングコラムの支持構造の要部の
分解斜視図である。

【図８】図７の構造の要部であるブレークアウェイカプ
セルとブレークアウェイブラケットとを結合させた状態
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ステアリングコラム 22 ブレークアウェイブラケット（支持体） 24 長孔（連通孔） 25 ブレークアウェイカプセル（支持体） 27 長孔（連通孔） 29 被せん断部材 31 ノズル 32 樹脂制御堰（調整部材） Ｃ キャビティ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側の支持体に設けられた連通孔と、
   ステアリングコラム側の支持体に設けられた連通孔とを
   互いに連通させ、これらの連通孔に被せん断部材を装入
   することによって、前記ステアリングコラムを車体に固
   定するようにしたステアリングコラムの支持構造におい
   て、前記被せん断部材が、前記連通孔内の一部分に装入
   されることによって、その断面積が調整されていること
   特徴とするステアリングコラムの支持構造。
2. 【請求項２】 車体側およびステアリングコラム側の支
   持体に設けられた連通孔が長孔であることを特徴とする
   請求項１に記載のステアリングコラムの支持構造。
3. 【請求項３】 車体側の支持体に設けられた連通孔と、
   ステアリングコラム側の支持体に設けられた連通孔とを
   互いに連通させ、これらの連通孔内の一部分に被せん断
   部材を装入することによって、前記ステアリングコラム
   を車体に固定するようにしたステアリングコラムの支持
   構造の製造方法であって、互いに連通させた前記車体側
   およびステアリングコラム側の支持体の連通孔に、調整
   部材を挿入して前記連通孔内の一部分にキャビティを形
   成し、該キャビティ内に前記被せん断部材を充填する工
   程を有していることを特徴とするステアリングコラムの
   支持構造の製造方法。
4. 【請求項４】 車体側の支持体に設けられた連通孔と、
   ステアリングコラム側の支持体に設けられた連通孔とを
   互いに連通させ、これらの連通孔内の一部分に被せん断
   部材を装入することによって、前記ステアリングコラム
   を車体に固定するようにしたステアリングコラムの支持
   構造の製造装置であって、互いに連通させた前記車体側
   およびステアリングコラム側の支持体の連通孔に挿入す
   ることにより、該連通孔内の一部分にキャビティを形成
   する調整部材と、前記キャビティ内に被せん断部材を充
   填するノズルとを備えてなることを特徴とするステアリ
   ングコラムの支持構造の製造装置。