ステアリングコラム
ステアリングコラムは、ステアリングホイールからの操舵入力をステアリングギアに伝える中間支持機構であり、シャフト類・支持ジャケット・ブラケット・調整（チルト/テレスコピック）・スイッチ類・盗難防止ロック・場合によってはEPSアクチュエータまでを含む集合体である。車室内のパッケージングと衝突安全に直結するため、操舵剛性、振動騒音（NVH）、人間工学（操作・視認性）、クラッシュ時のエネルギ吸収設計を同時に満たす必要がある。現代車両では高さ/前後調整やコラム型EPSの搭載が一般化し、軽量化と高剛性化、部品点数の最適化、製造経路短縮が継続的なテーマとなっている。
構成要素と名称
ステアリングコラムは、操舵入力を伝えるコラムシャフト（上/下）、それを支持するコラムジャケット、車体に固定するブラケット、ステアリングロック、各種ベアリング・樹脂ブッシュから成る。ステアリングギアへはインタミディエイトシャフトとユニバーサルジョイントで接続され、車体変形やエンジン振動を吸収しつつ角度ずれを許容する。コラム外周にはターンシグナルやワイパーなどのコンビネーションスイッチ、ステアリング角やトルク検出用のセンサ、チルト/テレスコ機構のクランプレバーが配置される。
スイッチ類とキーロック
コンビネーションスイッチは視線移動を抑えるためコラム近傍に集約される。イグニッションキーや電子化されたステアリングロックは盗難防止の要素であり、近年はスマートエントリー連携やイモビライザの統合、ステアリング角センサの内蔵化が進む。これらはステアリングコラム内のスペース配分と熱・振動環境を踏まえて配置される。
安全設計と法規
ステアリングコラムは衝突時に乗員胸部への後退量と荷重を抑えるため、コラプシブル（潰れ）構造を備える。カプセルやスリット、破断タブにより一定荷重でジャケットやシャフトが軸方向へ短縮し、エネルギを吸収する。車両法規やFMVSS 204/208等でステアリング制御装置の後退量や拘束条件が規定され、量産設計では台上衝突シミュレーションと実機スレッド試験で性能を保証する。
ブレークアウェイ機構の仕組み
車体固定ブラケットは、衝突荷重で意図的にせん断・滑動するブレークアウェイ機構を備える。樹脂カプセルや局所肉薄部が所定荷重で破断し、コラムが前方へ逃げる。ブラケットの固定にはボルトが用いられ、締結初期軸力と摩擦係数の設計値が滑動荷重の再現性を左右する。
調整機構（チルト/テレスコピック）
チルトはステアリングコラムの角度を、テレスコピックは前後位置を変える機構である。クランプレバー操作でウェッジ/カムがジャケットを押圧し、固定時は操舵入力に対し十分な曲げ・ねじり剛性を確保する。調整範囲はドライバ体格分布とメータ視認性、エアバッグ展開条件を踏まえ定義される。
- チルト角：一般に数段階（連続式もある）
- テレスコ量：おおむね数十mmを確保
- メモリ機能：解除後に元位置へ復帰する設計が採用される場合がある
EPSとコラム型アシスト
コラム型EPSは、モータと減速機（多くはウォーム&ホイール）をステアリングコラムに内蔵し、トルクセンサ出力をECUが制御して操舵アシストを与える。ラック型に比べ軽量・省スペースで、小型車に適する。一方で操舵系バックラッシュや振動のフィードバック特性に敏感であり、減速機のガタ管理、モータ搭載部の剛性、アクティブダンピング制御でNVHを最適化する。冗長電源・フェイルセーフで手動操舵へ移行可能にする設計が求められる。
材料・製造とNVH
ステアリングコラムのジャケットには高張力鋼のプレス溶接やアルミダイカストが用いられる。シャフトは冷間引抜き鋼や中空パイプ＋スプラインで軽量化し、表面処理で摩耗・腐食を抑える。支持ベアリングと樹脂ブッシュの組み合わせで摺動騒音とスティックスリップを抑制し、ゴム系アイソレータでエンジン起因の微振動を遮断する。目標ねじり剛性や固有振動数は車種の操舵フィールとハプティクス要件から逆算される。
はめあいとクリアランス設計
スプラインの歯面粗さ・バックラッシュ、ベアリングの予圧、クランプ部の押圧力は操舵遊びときしみ音の主要因である。組立ばらつきと熱膨張を見込み、軸方向ガタを最小化しつつ摺動抵抗を過大にしない公差配分が重要になる。
設計指標と評価
評価は静的剛性（トルク対角度/荷重対撓み）、周波数応答、衝突時の後退量と吸収エネルギ、クランプ保持力、調整力、スイッチ操作力、NVH（アイドル/荒れ路/連続波励振）で行う。CAEではコラムとインタミディエイトシャフト、ユニバーサルジョイントを含めた連成モデルを用い、台上試験でモーダル・衝突スレッド・耐久を検証する。品質面ではガタ音・ラトル・レバー戻りやすさの官能評価と、温度/湿度/塩水噴霧の環境耐久が定番である。
故障モードとメンテナンス
代表的な不具合は、ユニバーサルジョイント摩耗による操舵遊び増大、クランプ機構の締結低下による微振動、ベアリングのグリース劣化起因のきしみ音、コンビネーションスイッチの接点劣化、コラム型EPSの減速機バックラッシュやDTC検出である。サービスでは締結確認、ジョイント交換、ブッシュ・ベアリングのリプレース、EPS自己診断の実施が基本となる。設計段階での信頼性確保が、量産後の品質安定と顧客満足を左右する。