JP2010149743A - 車両のステアリング支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】通常の使用状態では高い支持剛性を有し、衝撃エネルギーが入力された場合には簡単かつ迅速に連係状態を解除してステアリングの後方への移動を阻止し得るステアリング支持構造を提案する。
【解決手段】コラムシャフト２と、このコラムシャフト２を車両のダッシュパネル１に連係支持する連結手段３とを備える。前記連結手段３を、ダッシュパネル１とコラムシャフト２とを各端部において相互につなぐ第１の棒状部材３ａと、この第１の棒状部材３ａのダッシュパネル側の端部とステアリングメンバ６とを相互につなぎ、該第１の棒状部材３ａ、ステアリングメンバ６及びコラムシャフト２と協働してトラス構造を形成する第２の棒状部材３ｂから構成する。前記トラス構造の節点の少なくとも１つに、ダッシュパネル１を車両後方へ向けて移動させる衝撃エネルギーが入力された際に、連係が解除されてステアリング支持剛性を低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のステアリング支持構造に関するものであり、ステアリングの支持剛性を高く保ちながらも、車両の前方から衝撃エネルギーが入力された場合においてはその支持剛性を低下させてステアリングを含めたコラムシャフトの車両後方への移動を最小限に食い留めようとするものである。

ステアリングロッドを回転可能に保持するコラムシャフトは、車両のダッシュパネルにステアリングポストを介して組み付けられているのが普通であり、ステアリング支持剛性を高めるために該ステアリングポストは従来、その形状としてトラス構造が採用されていた。ところで、ステアリングポストの形状をトラス構造とすると、車両の前方から衝撃エネルギーが入力された場合（車両の衝突時等）にその衝撃エネルギーをステアリングポストにおいて効果的に吸収することが難しくなり、コラムシャフトがステアリングロッドとともに車両の後方へ向けて移動してしまうことが懸念された。

このような懸念を払拭する従来のステアリング支持構造としては、ダッシュパネルの上部のカウルに沿ってクロスパイプを設け、このクロスパイプに上、下ブラケットを略へ字形状に固着する一方、該上、下ブラケットの先端部をステアリングコラムの上下部に固着し、クロスパイプの上、下ブラケットを取付けた位置とカウルとの間に側方補強板を設け、下ブラケットの先端部とカウルとの間に下方補強板を設け、車両の衝突時にカウルを座屈、変形させて衝撃エネルギーを吸収、緩和するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２７０４３８号公報

しかしながら、この種のステアリング支持構造にあっては、カウルの寸法が車両の前後方向において大きくなるのが避けられないため有効利用できる車内のスペースが狭くなる傾向にあり、ステアリング周辺のレイアウトの自由度も損なわれることになっていた。

本発明の課題は、定常時においてはステアリング支持剛性を高く保つことができるが、車両の前方から衝撃エネルギーが入力された場合（非定常時）には、ステアリング支持剛性を低下せしめてコラムシャフトを含めたステアリングの車両後方への移動を最小限に食い留めることができるステアリング支持構造を提案するところにある。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、第１の棒状部材と、第２の棒状部材と、ステアリングメンバを含めたコラムシャフトとの組合せによりトラス構造を構成し、衝撃エネルギーが入力された際に、該トラス構造の少なくとも１つの節点が切り離され（連係の解除）てステアリング支持剛性を低下させる点に特徴を有する。

第１の棒状部材、第２の棒状部材及びコラムシャフト（ステアリングメンバを含む）によってトラス構造を構成しているため、衝撃エネルギーが入力されることのない定常時においてはステアリング支持剛性は高い状態に保たれている。

また、車両に前方から衝撃エネルギーが入力される非定常時には、トラス構造の節点の少なくとも１つにおいてその連係が解除されるためダッシュパネルとコラムシャフトとの間に存在する棒状部材は、第１の棒状部材もしくは第２の棒状部材のみとなるので、ステアリング剛性が低下し、その部位における優先的な変形が進行するためステアリングを含めたコラムシャフトの車両後方へ向けた移動が最小限に食い留められる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態（実施例）をより具体的に説明する。
図１は本発明にしたがうステアリング支持構造を模式的に示した図であり、図２は図１に示したステアリング支持構造の要部の外観斜視図である。

図中１は車両のダッシュパネル、２はステアリングを連結、保持するロッド（図示せず）を貫通孔に挿通せしめて回転可能に保持するコラムシャフトである。

また、３はコラムシャフト２を車両のダッシュパネル１に固定する連結手段である。この連結手段３は、一対の板状部材を組み合わせた第１の棒状部材３ａと、車両が接地する接地面Ｏに対して角度θのもとで配置された第２の棒状部材（第１の棒状部材３ａを構成する板状部材の相互間に位置する単一のプレート状部材等が適用される）３ｂとから構成されている。

第１の棒状部材３ａは、その一端３ａ_１が枢支ピン４を介してコラムシャフト２に回動可能に連係しており、他端３ａ_２がダッシュパネル１にブラケット５を介してねじ止め固定されている。枢支ピン４の外周面あるいはこの枢支ピン４が嵌り込む第１の棒状部材３ａの一端３ａ_１の開口にはその相互間で摩擦抵抗を高める突起等の如き手段が設けられており、定常時ではそこを支点にして第１の棒状部材３ａが回動することはないが、衝撃エネルギーが入力された時にのみ回動する。

ブラケット５については第１の棒状部材３ａの他端３ａ_２の背面側において溶接の如き接合手段により固着され、第１の棒状部材３ａは、その軸心Ｌがコラムシャフト２の振動する向きＬ_１に対して平行な向きとなるような設置姿勢（第１の棒状部材３ａの軸心Ｌが、コラムシャフト２の振動する向きに沿って延在する設置姿勢）に保持されている。

また、第２の棒状部材３ｂについては、一端３ｂ_１がコラムシャフト２にステアリングメンバ６を介して連係しており、その他端３ｂ_２が第１の棒状部材３ａの他端３ａ_２に連係（他端３ａ_２が一端３b_１よりも高い位置となる傾斜配置）している。ステアリングメンバ６はコラムシャフト２にねじ止め等の手段によって固定されており、その端部は図示はしないが車両のサイドパネル等に連結される。

７は第２の棒状部材３ｂの他端３ｂ_２とステアリングメンバ６のアーム６ａとを回動可能に連結する枢支ピンである。この枢支ピン７と第２の棒状部材３ｂとの間にはその相互間の摩擦抵抗を高めるための突起の如き手段が設けられており、定常時において振動等が入力されてもそこを支点に第２の棒状部材３ｂが回動することはないが、衝撃エネルギーが入力された時にのみ回動するようになっている。

さらに、８は第１の棒状部材３ａの他端３ａ_２に配置された連結ピン、９は第２の棒状部材３ｂの他端３ｂ_２において設けられ、ピン８に着脱自在、かつ回動可能にはまり込んで係合する溝部である。この溝部９は、第２の棒状部材３ｂが枢支ピン７を支点にして回動する際の回動軌跡ｎ（図３参照）に沿って開口する着脱口（開口端）９ａが形成されている。

上記の構成になるステアリングの支持構造は、第２の棒状部材３ｂが接地面Ｏに対し角度θのもとに組み付けられており、第１の棒状部材３ａ、第２の棒状部材３ｂ及びコラムシャフト２とによってトラス構造が形成され、定常時においてはステアリングの支持剛性が高い状態に保たれている。

そして、かかる支持構造において例えば図３に示すような向きの衝撃エネルギー（車両が接地する面と平行な向きをもった荷重）Ａが入力された図３に示すような場合には、連結ピン８においては第２の棒状部材３ｂを上方へ向けて持ち上げる力Ｂと、該第２の棒状部材３ｂをその軸心Ｌ_２に沿って押圧する力Ｃがそれぞれ作用し、この時、第２の棒状部材３ｂは枢支ピン７を支点にしてＸ方向へと回動する一方、第１の棒状部材３ａは枢支ピン４を支点にしてＹ方向へと回動して図４に示す如く連結ピン８と溝部９との連係が解除される連係強度を有している。連結ピン８と溝部９との連係の解除はトラス構造において節点が切り離された状態であって、この例では、ダッシュパネル１とコラムシャフト２は第１の棒状部材２ａのみによって連係しているだけであり、しかも、該第１の棒状部材３ａは枢支ピン４を支点に回動するため、ステアリング支持剛性が低下し、ダッシュパネル１が車両後方へ移動してもその移動に追随してコラムシャフト２が移動することはない。

本発明にしたがうステアリング支持構造は、一方向の荷重が入力された時にのみ支持剛性を低下させることができる機能を有するものであり（方向性を有する）、他の方向において剛性低下をきたすことがない利点がある。

また、本発明では、第１の棒状部材３ａの軸心Ｌがコラムシャフト２の振動する向きＬ_１と平行になる設置姿勢を保持するようにしたが、これによりコラムシャフト２（ステアリング）の振動（図１参照）方向における荷重に対する抵抗を高めることができる。すなわち、ステアリング振動を抑制するための力の逃げを防止することが可能となる。

図５は本発明にしたがうステアリング支持構造の他の実施の形態（実施例）を示した図である。

この例は、第１の棒状部材３ａの他端３ａ_２に溝部９を設け、第２の棒状部材３ｂの他端３ｂ_２に該溝部９に係合する連結ピン８を設けたものであり、この場合、溝部溝９は上向きに開口する着脱口（開口端）９ｂが形成される。

かかる構成になるステアリング支持構造においても、第１の棒状部材３ａ、第２の棒状部材３ｂ及びコラムシャフト２の組合せによってトラス構造を構成しており、定常時においてはステアリングの支持剛性が高い状態に保たれるが、衝撃エネルギーが入力される場合にあっては、図６に示すように第１の棒状部材３ａと第２の棒状部材３ｂとの連係が解除されることによりステアリング支持剛性が低下しコラムシャフト２の車両後方への移動が最小限に食い留められる。

本発明では、第２の棒状部材３ｂが枢支ピン７を支点に回動することによりトラス構造の節点を切り離す場合について説明したが、第１の棒状部材３ａを枢支ピン４を支点に回動させてトラス構造の節点を切り離すようにしてもよいし、図７に示すように、スポット溶接の如き接合手段により接合部を形成し棒状部材同士を相互に連結してこの部位をトラス構造の接点としておき、衝撃エネルギーが入力された際に接合部１０を破断させる接合強度としておくことにより棒状部材同士の連結を解除してもよい。節点の切り離しは一ヵ所のみならず複数箇所で行うことも可能であり、この点については限定されない。

とくにスポット溶接の如き接合手段を適用して棒状部材を連係するにあたっては、接合部における破断荷重は、定常状態でステアリング支持剛性に求められる荷重よりも大きく、かつ衝撃エネルギーが入力され、ダッシュパネル１が車両後方へ移動する際の荷重よりも小さくする設定することが肝要であり、板厚やスポット溶接する箇所の数を調整することによってチューニングする。

また、第１の棒状部材３ａ、第２の棒状部材３ｂは、枢支ピン４、枢支ピン７を適用して回動させることができる他、例えば、図８に示すように、棒状部材端部域に切り欠き部１１を設けるか、あるいは板幅、板厚を小さくした弱化部１１を設け、定常時には変形による回動を起こさず、大きな衝撃エネルギーが付加された場合にその弱化部を起点に棒状部材が変形して回動するようにしてもよい。

定常時においてはステアリング支持剛性が高く、大きな衝撃エネルギーが入力された場合にはトラス構造を形成する節点のつながりを解除して該ステアリング支持剛性を低下させてコラムシャフトの後退移動を最小限に留め得るステアリング支持構造が提供できる。

本発明にしたがうステアリング支持構造の実施の形態を模式的に示した図である。 図１に示したステアリング支持構造の要部の外観斜視図である。 図１に示したステアリング支持構造の要部拡大図である。 第１の棒状部材と第２の棒状部材との連係が解除された状態を示した図である。 本発明にしたがうステアリング支持構造の他の実施の形態を示した図である。 図５に示したステアリング支持構造につき、第１の棒状部材と第２の棒状部材との連係が解除された状態を示した図である。 本発明にしたがうステアリング支持構造のさらに他の実施の形態を示した図である。 本発明にしたがうステアリング支持構造の変形例を示した図である。

符号の説明

１ ダッシュパネル
２ コラムシャフト
３ 連結手段
３ａ 第１の棒状部材
３ｂ 第２の棒状部材
４ 枢支ピン
５ ブラケット
６ ステアリングメンバ
７ 枢支ピン
８ 連結ピン
９ 溝部
１０ 接合部
１１ 弱化部

Claims (5)

1. ステアリングを連結、保持するロッドと、ステアリングメンバに固定保持され、該ロッドを貫通孔に挿通せしめて回転可能に支持するコラムシャフトと、このコラムシャフトを車両のダッシュパネルに連係支持する連結手段とを備え、
   前記連結手段は、ダッシュパネルとコラムシャフトとを各端部において相互につなぐ第１の棒状部材と、この第１の棒状部材のダッシュパネル側の端部とステアリングメンバとを相互につなぎ、該第１の棒状部材、ステアリングメンバ及びコラムシャフトと協働してトラス構造を形成する第２の棒状部材からなり、
   前記トラス構造は、その節点の少なくとも１つが、ダッシュパネルを車両後方へ移動させる向きの衝撃エネルギーが入力された際に連係が解除されてステアリング支持剛性を低下させる連係強度を有することを特徴とする車両のステアリング支持構造。
2. 前記第１の棒状部材のダッシュパネル側の端部及びこの端部につながる第２の棒状部材の端部の何れか一方の端部に連結ピンを設け、そのうちのもう一方の端部に、該連結ピンに着脱自在に係合してトラス構造の節点の一つを形成するとともにダッシュパネルを車両後方へ移動させる向きの衝撃エネルギーに由来した第１の棒状部材又は第２の棒状部材の回動によって該節点の連係を解除する溝部を設けた、請求項１記載の車両のステアリング支持構造。
3. 前記溝部は、第１の棒状部材又は第２の棒状部材の回動軌跡に沿って開口する着脱口を有する、請求項２記載の車両のステアリング支持構造。
4. 前記第１の棒状部材のダッシュパネル側の端部と、この端部につながる第２の棒状部材の端部とを接合部を介して相互に連結してトラス構造の節点の一つを形成してなり、
   該接合部は、ダッシュパネルを車両後方へ移動させる向きの衝撃エネルギーによって連係を解除する接合強度を有する、請求項１記載の車両のステアリング支持構造。
5. 前記第１の棒状部材は、その軸心がコラムシャフトの振動する向きに沿って延在する設置姿勢を保持するものである、請求項１〜４の何れかに記載の車両のステアリング支持構造。

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