JP2001018811A - ステアリング装置の衝撃力吸収構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でかつ部品点数及び重量の増加を
招くことなく、衝突時にステアリングシャフトの車室内
側への突き上げを防止できるステアリング装置の衝撃力
吸収構造を提供する。 【解決手段】 エンジンユニットＥの後方に車幅方向に
延びる軸心を有するギヤケース１８を配設し、該ギヤケ
ース１８のギヤボックス２０にステアリングシャフト５
の下端部を自在継手６を介して連結し、上記ギヤケース
１８をブラケット３０を介してクロスメンバ２５に固定
したステアリング装置の衝撃力吸収構造において、上記
ブラケット３０の左, 右側壁３０ｂの上記ギヤケース１
８の上記軸心より下側の固定部２２ｃ後方部分に低剛性
部を構成する切り欠き部３１を形成する。これにより前
面衝突によりエンジンユニットＥが後方移動して上記ギ
ヤケース１８に衝突したときに上記ブラケット３０の下
部が下後方に回動することにより上記ステアリングシャ
フト５に下方への引込み力を作用させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に配設さ
れるステアリング装置に関し、詳細には前面衝突時にス
テアリングシャフトが車室内側に突き上げられるのを防
止するようにした衝撃力吸収構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のステアリング装置は、
図５に示すように、エンジンユニットＥの後方に配設さ
れた閉断面形状をなすクロスメンバ６０の前壁部にブラ
ケット６１を介して車幅方向に延びるギヤケース６２を
ボルト締め固定した構造となっている。このギヤケース
６２内にはラック（不図示）が挿入され、該ラックには
ギヤボックス６３内に挿入されたピニオンシャフト６４
のピニオン（不図示）が噛合しており、該ピニオンシャ
フト６４には自在継手６５を介してステアリングシャフ
ト６６の下端が連結されている。このステアリングシャ
フト６６の車室側上端部にはステアリングホイール（不
図示）が装着されている。

【０００３】ところで、上記ステアリング装置では、前
面衝突等によってエンジンユニットＥが後方に移動して
ギヤケース６２に衝突すると、該衝撃力によってブラケ
ット６１の上部が後方に変形して折れ曲がり、これに伴
ってギヤケース６２が上方に回動し、場合によってはス
テアリングシャフト６６を車室内側に突き上げてしまう
おそれがある（図５の二点鎖線参照）。

【０００４】このようなステアリングシャフトの突き上
げを防止するために、従来、特開平８−７２７２９号公
報には、ステアリングギヤボックスの上側ピンをゴムブ
ッシュ，支持部材を介して後部サブフレームにより支持
し、下側ピンを前部サブフレームにゴムブッシュ，支持
部材を介して支持した構造が提案されている。この従来
公報では、前面衝突によってエンジンが後退して前部サ
ブフレームが変形すると、ステアリングギヤボックスの
下側ピンが上側ピンを支点にして後方に移動し、これに
伴ってステアリングシャフトが下方に移動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来公報では、ステアリングギヤボックスに上側ピン，下
側ピンを形成し、該各ピンをゴムブッシュ，支持部材を
介して後部，前部サブフレームに支持するという複雑な
構造となり、しかも各ピン，ゴムブッシュ，支持部材等
の別部品を必要とする分だけ部品点数が増えるという問
題がある。

【０００６】また上記従来公報では、衝撃力を前部サブ
フレームで下側ピンに伝達する構造を採用しており、該
サブフレームへの入力点の如何によってはステアリング
シャフトの引き込み効果が得られない場合がある。例え
ば、前部サブフレームの上部に衝撃力が作用した場合に
は下側ピンには前方への力が作用することとなる。さら
に上記前部サブフレームを別途設ける分だけ部品点数及
び重量が増大するという問題がある。

【０００７】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、簡単な構造でかつ部品点数及び重量の増加を
招くことなく、ステアリングシャフトの車室内側への突
き上げを防止できるステアリング装置の衝撃力吸収構造
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジンユニ
ットの後方に車幅方向に延びる軸心を有するギヤケース
を配設し、該ギヤケースのギヤボックスにステアリング
シャフトの下端部を自在継手を介して連結し、上記ギヤ
ケースをブラケットを介して車体メンバに固定したステ
アリング装置の衝撃力吸収構造において、上記ブラケッ
ト又は車体メンバの上記ギヤケースの軸心より下側の固
定部後方部分に他の部分より剛性が低い低剛性部を設
け、前面衝突によりエンジンユニットが後方移動して上
記ギヤケースに衝突したときに上記低剛性部が変形する
ことにより上記ステアリングシャフトに下方への引込み
力を作用させることを特徴としている。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記低剛性部が、上記ブラケット又は車体メンバに切り欠
き部，孔，あるいはスリットを形成して構成されている
ことを特徴としている。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１において、上
記低剛性部が、上記ブラケット又は車体メンバに他の部
分より板厚の小さい薄肉部を形成して構成されているこ
とを特徴としている。

【００１１】

【発明の作用効果】本発明に係る衝撃力吸収構造によれ
ば、ブラケット又は車体メンバのギヤケースの下側固定
部後方部分に低剛性部を設けたので、前面衝突によりエ
ンジンユニットが後方移動してギヤケースに衝突する
と、ブラケット又は車体メンバの低剛性部が変形し、こ
れに伴ってギヤケースの下側固定部が上側固定部を支点
に後方移動する。その結果、ギヤケースの上側部が下側
部に対して前倒し方向に回動し、ステアリングシャフト
ひいてはステアリングホイールが下方に引き込まれる。

【００１２】本発明は、上記ブラケット又は車体メンバ
に他の部分より剛性の低い低剛性部を設けるだけの簡単
な構造でかつ部品点数を増やすことなく上記ステアリン
グシャフトの下方引き込みを実現でき、従来公報のギヤ
ボックスの各ピンをゴムブッシュ，支持部材を介してサ
ブフレームに支持する構造に比べてコスト及び重量を低
減できる効果がある。

【００１３】また本発明では、ギヤケースに作用した衝
撃力をブラケット又は車体メンバの低剛性部が吸収して
ステアリングシャフトに引込み力を作用させる構造を採
用しているので、上記ギヤケースの入力点の如何に関わ
らずステアリングシャフトに引込み力を作用させること
ができ、車室内への突き上げを確実に防止できる効果が
ある。さらに従来の前側サブフレームを不要にでき、部
品点数及び重量を低減できる効果がある。

【００１４】請求項２の発明では、上記低剛性部をブラ
ケット又は車体メンバに切り欠き部，孔，あるいはスリ
ット等を形成して構成したので、ブラケット，車体メン
バの製造時に低剛性部を容易にかつ同時に形成すること
ができ、コストをさらに低減できる効果がある。

【００１５】請求項３の発明では、上記低剛性部をブラ
ケット又は車体メンバに薄肉部を形成して構成したの
で、例えば差厚結合鋼板を採用することにより容易に形
成でき、コストを低減できる効果がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明の第
１実施形態によるステアリング装置の衝撃力吸収構造を
説明するための図であり、図１はステアリング装置の全
体構成を示す分解斜視図、図２は衝撃力吸収動作を示す
側面図である。

【００１７】図において、１は自動車に配設されるラッ
ク・ピニオン式油圧パワーステアリング装置であり、こ
のステアリング装置１は、上端にステアリングホイール
２が固着されたステアリングシャフト３の下端に第１ユ
ニバーサルジョイン４を介して中間シャフト５を連結
し、該中間シャフト５の下端に第２ユニバーサルジョイ
ント６を介してピニオンシャフト７を連結し、該ピニオ
ンシャフト７にラックシャフト９を噛合させ、該ラック
シャフト９の両端にボールジョイント（不図示）を介し
てタイロッド８，８を連結するとともに、各タイロッド
８の外端に前輪（不図示）を接続して構成されており、
これによりステアリングホイール２の回転をラックシャ
フト９の軸方向移動に変換して前輪の操舵角度を変える
ようになっている。

【００１８】上記ステアリング装置１には、リザーバタ
ンク１０，油圧ポンプ１１等を有する油圧パワーステア
リング機構１２が配設されている。また上記中間シャフ
ト５はダッシュパネルｃの挿通孔ｃ１を貫通して車室ａ
とエンジン室ｂとに渡って延びており、上記ステアリン
グシャフト３はコラムチューブ１３により回転自在に支
持され、該コラムチューブ１３はブラケット１４を介し
て車体に支持固定されている。なお、１５はコラムカバ
ーである。

【００１９】上記ピニオンシャフト７及びラックシャフ
ト９はステアリングギヤケース１８に収納されている。
このステアリングギヤケース１８は、上記ラックシャフ
ト９が収納され車幅方向に延びる軸心を有するラックケ
ース１９と、該ラックケース１９の端部に上方に起立形
成され上記ピニオンシャフト７が収納されたギヤボック
ス２０とから構成されている。上記ラックケース１９の
両端部にはストッパフランジ２１，２１が形成されてお
り、該各ストッパフランジ２１は、後端面が平坦に形成
された一対の鍔部２１ａから構成されている。

【００２０】上記ステアリングギヤケース１８の前方に
はエンジンユニットＥが搭載され、後下方には車幅方向
に延びるクロスメンバ２５が配設されている。このクロ
スメンバ２５は断面ハット状のアッパメンバ２６とロア
メンバ２７とを閉断面をなすように溶接等により接合さ
れたものであり、上記クロスメンバ２５の上記各取付け
フランジ２１に対向する部分にはそれぞれブラケット３
０，３０が配設されている。

【００２１】上記各ブラケット３０は斜め上向きに傾斜
する縦長方形状の取付け座（前壁）３０ａに左, 右側壁
３０ｂ，上壁３０ｃ，及び後壁３０ｄを一体形成してな
る下方に開口する箱状のものであり、この左, 右側壁３
０ｂ及び後壁３０ｄの下縁が上記アッパメンバ２６の上
壁から前壁に渡って溶接により固着されている。

【００２２】上記左, 右取付け座３０ａには上記ステア
リングギヤケース１８のストッパフランジ２１の後面が
当接している。このストッパフランジ２１には大略Ｕ字
形状をなすクランプ部材２２が装着されており、このク
ランプ部材２２は、ストッパフランジ２１の鍔部２１ａ
の間に係合する湾曲部２２ａに、上記取付け座３０ａの
上部及び下部に当接する上側，下側固定部２２ｂ，２２
ｃを一体形成してなるものであり、各固定部２２ｂ，２
２ｃはボルト２８，２８によりブラケット３０に締め付
け固定されている。

【００２３】そして、上記各ブラケット３０の上記下側
固定部２２ｃの後方部分には低剛性部を構成する切り欠
き部３１が形成されている。この切り欠き部３１は上記
ブラケット３０の左, 右側壁３０ｂの後下部を切り欠い
て形成されたものであり、該左, 右側壁３０ｂとアッパ
メンバ２６の前壁２６ａとの間には衝撃吸収空間部３２
が設けられている。これにより上記ブラケット３０の前
方からの荷重に対する剛性は、上側固定部２２ｂより下
側固定部２２ｃの方が低くなっている。

【００２４】次に、本実施形態の作用効果について説明
する。前面衝突によりエンジンユニットＥが後方移動し
てステアリングギヤケース１８に衝突すると、ブラケッ
ト３０の下部が変形して衝撃吸収空間部３２に折れ曲が
り、これに伴って下側固定部２２ｃが上側固定部２２ｂ
を支点に下方に回動し、ギヤボックス２０が前倒し方向
に回動し、これによりステアリングシャフト３ひいては
ステアリングホイール２が下方に引き込まれる。

【００２５】このように本実施形態の衝撃力吸収構造に
よれば、ブラケット３０の左, 右側壁３０ｂの下側固定
部２２ｃ後方部分に切り欠き部３１を形成したので、ブ
ラケット３０の下部の剛性を上部より低くすることがで
き、前面衝突時にステアリングシャフト３，中間シャフ
ト５に下方への引込み力を作用させることができ、車室
内側への突き上げを防止できる。

【００２６】また上記ブラケット３０の左, 右側壁３０
ｂに切り欠き部３１を形成するだけで低剛性部を構成し
たので、この低剛性部をブラケット３０の製造時に容易
にかつ同時に形成することができ、簡単な構造で部品点
数を増やすことなく上記ステアリングシャフト３の下方
引き込みを実現でき、従来のように複数の部品を介して
フレームに支持する構造に比べてコスト及び重量を低減
できる。

【００２７】本実施形態は、ステアリングギヤケース１
８に作用した衝撃力をブラケット３０が吸収してステア
リングシャフト３に引込み力を作用させる構造であるの
で、上記ステアリングギヤケース１８の入力点の如何に
関わらずステアリングシャフト３に引込み力を作用させ
ることができ、車室内への突き上げを確実に防止でき
る。

【００２８】なお、上記第１実施形態では、低剛性部を
ブラケット３０の左, 右側壁３０ｂに切り欠き部３１を
形成して構成したが、本発明の低剛性部はこれに限られ
るものではなく、例えば、図３，図４に示す構造のもの
でもよい。

【００２９】図３は、本発明の第２実施形態の衝撃力吸
収構造を示し、図中、図２と同一符号は同一又は相当部
分を示す。本実施形態の低剛性部は、ブラケット３０の
左,右側壁３０ｂの下側固定部２２ｃ後方部分に孔３５
を形成し、該左, 右側壁３０ｂの後縁３０ｂ´を全長に
渡ってアッパメンバ２６の前壁２６ａに接合して構成さ
れている。

【００３０】本実施形態では、上記左, 右側壁３０ｂに
孔３５を形成したので、ブラケット３０の下部の剛性を
上部より低くすることができ、前面衝突時にステアリン
グシャフト３に下方への引込み力を作用させることがで
き、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。また
左, 右側壁３０ｂの後縁３０ｂ´全長をアッパメンバ２
６に接合したので、ブラケット３０全体の接合強度を高
めることができる。なお、上記孔３５の代わりに左, 右
側壁３０ｂに縦長のスリット３６を形成してもよい（図
３の二点鎖線参照）。

【００３１】図４は、本発明の第３実施形態の衝撃力吸
収構造を示し、図中、図２と同一符号は同一又は相当部
分を示す。本実施形態の低剛性部は、クロスメンバ２５
のアッパメンバ２６のステアリングギヤケース１８の下
側固定部２２ｃ後方部分に低剛性部としての縦長のスリ
ット３７を形成して構成されている。このスリット３７
はアッパメンバ２６の前壁２６ａのブラケット近傍に複
数個形成されている。本実施形態においても、衝突時に
ステアリングシャフト３に下方への引込み力を作用させ
ることができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られ
る。

【００３２】上記各実施形態では、低剛性部を切り欠き
部３１，孔３５，スリット３６，３７等により構成した
場合を説明したが、本発明の低剛性部は、例えば差厚結
合鋼板を採用して上記ブラケット又はクロスメンバ薄肉
部を形成して構成してもよく、このようにしたのが請求
項３の発明である。

【００３３】また上記実施形態では、クロスメンバ２５
にブラケット３０を固定した場合を説明したが、本発明
のブラケットの固定構造はこれに限られるものではな
く、例えば、上記図２に示すダッシュパネルｃに補強メ
ンバ（不図示）を結合し、該補強メンバにブラケットを
接合したものでも良く、この場合には補強メンバに低剛
性部を形成することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態によるステアリング装置
全体の分解斜視図である。

【図２】上記ステアリング装置の衝撃力吸収動作を示す
側面図である。

【図３】本発明の第２実施形態による衝撃力吸収構造を
示す側面図である。

【図４】本発明の第３実施形態による衝撃力吸収構造を
示す側面図である。

【図５】従来の一般的なステアリング装置の側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ステアリング装置 ３，５ ステアリングシャフト １８ ステアリングギヤケース １９ ラックケース ２０ ギヤボックス ２２ｂ 上側固定部 ２２ｃ 下側固定部 ２５ クロスメンバ（車体メンバ） ３０ ブラケット ３１ 切り欠き部（低剛性部） ３５ 孔（低剛性部） ３５，３７ スリット（低剛性部） Ｅ エンジンユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンユニットの後方に車幅方向に延
   びる軸心を有するギヤケースを配設し、該ギヤケースの
   ギヤボックスにステアリングシャフトの下端部を自在継
   手を介して連結し、上記ギヤケースをブラケットを介し
   て車体メンバに固定したステアリング装置の衝撃力吸収
   構造において、上記ブラケット又は車体メンバの上記ギ
   ヤケースの軸心より下側の固定部後方部分に他の部分よ
   り剛性が低い低剛性部を設け、前面衝突によりエンジン
   ユニットが後方移動して上記ギヤケースに衝突したとき
   に上記低剛性部が変形することにより上記ステアリング
   シャフトに下方への引込み力を作用させることを特徴と
   するステアリング装置の衝撃力吸収構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記低剛性部が、上
   記ブラケット又は車体メンバに切り欠き部，孔，あるい
   はスリットを形成して構成されていることを特徴とする
   ステアリング装置の衝撃力吸収構造。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記低剛性部が、上
   記ブラケット又は車体メンバに他の部分より板厚の小さ
   い薄肉部を形成して構成されていることを特徴とするス
   テアリング装置の衝撃力吸収構造。