JP2005088635A - ステアリングコラム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝撃吸収部品を別途追加する必要がなく、衝撃吸収荷重の調整が簡単で安定した衝撃吸収荷重を発生させることができるステアリングコラム構造を提供する。
【解決手段】 アッパブラケットとロアブラケット２３でステアリングコラムを支持するステアリングコラム構造において、ロアブラケット２３を、ステアリングサポートブラケットに取り付けられる上部２４と、上部２４から第１曲げ部２５を介して下方に曲げられた中間部２６と、中間部２６の下端から第２曲げ部２７を介して車両後方に曲げられた下部２８と、下部２８から上方に立上がった支持部２９とから構成して、支持部２９をステアリングコラムに取り付けた。ロアブラケット２３が衝撃吸収の機能を備えているため衝撃吸収部品を別途追加する必要はなく、また、衝撃吸収荷重の調整が簡単となり、衝撃吸収荷重の発生を安定させることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ステアリングコラム構造に関し、特に、衝撃荷重が作用した場合の衝撃吸収機能を備えたチルトステアリングのステアリングコラム構造に関する。

従来の衝撃吸収機能を備えたステアリングコラム構造として、特許文献１には、ステアリングシャフトをコラプシブル構造とすると共にステアリングコラムをテレスコープ状に組合せて衝撃を吸収するようにした構造や、ステアリングコラムの前端に連結したハウジング(パワーステアリング装置の動力源となる電動モータを支持する)と車体との間に結合した塑性変形自在のエネルギ吸収部材を単独にあるいは両方採用して、衝撃荷重が作用した場合には、ステアリングシャフトとステアリングコラムを軸方向に変位させて衝撃を吸収したり、エネルギー吸収部材を塑性変形させて衝撃を吸収したり、或は、ステアリングシャフトとステアリングコラムを軸方向に変位させると共にエネルギー吸収部材を塑性変形させて衝撃を吸収させるようにした構造の電動パワーステアリング装置付衝撃吸収式ステアリングコラム装置が開示されている。
また、特許文献２には、ステアリングコラムを車体に取り付ける支持ブラケットと車体との間に、複数の屈曲部により蛇行して連続する変形柱部分を形成したエネルギー吸収部材を介在させて、衝撃荷重が作用した場合に、エネルギー吸収部材を塑性変形させて衝撃を吸収するようにしたステアリングコラム支持装置が開示されている。

また、チルトステアリングコラムの衝撃吸収構造として、特許文献３には、チルトステアリングのコラムチューブを車体に支持させるロアブラケットに、車体側の取付部とチルト軸を支持する軸支部を備えたアーム部との間に、衝撃エネルギーを吸収する変形部を形成して、衝撃荷重が作用した場合に、ロアブラケットの変形部を曲げ変形させて衝撃を吸収するようにしたチルトステアリングコラムのエネルギー吸収装置が開示されている。
特開平１０−７６９５８号公報 特開昭５４−１０７０１９号公報 実公平５−２９１８５号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載された従来の衝撃吸収機能を備えたステアリングコラム構造では、衝撃荷重の吸収時にのみ作動させる部品を別途追加する必要があるため、衝撃吸収荷重の調整に工数がかかり、コストアップの要因となっていた。また、衝撃吸収部品の変形量が大きくなったり、衝撃荷重の入力方向によって発生する衝撃吸収荷重にバラツキが出るため、衝撃吸収荷重が安定しないという問題があった。
また、特許文献３に記載された従来のチルトステアリングコラムの衝撃吸収構造では、ロアブラケットで衝撃荷重を吸収するようにしているが、ロアブラケットの変形部に衝撃荷重が集中するため、衝撃荷重の集中部が最弱部となって亀裂が発生するおそれがあり、また、衝撃荷重の集中部を節とした共振が発生しやすくなってステアリング剛性が低くなってしまうおそれがある。さらに、ロアブラケットの変形終了時に変形が突然止まってしまうため、衝撃的な衝撃吸収荷重を発生しやすくなるという問題があった。
そのため、エアバッグなどの他の荷重吸収機構のチューニングにも影響を及ぼすおそれがあった。

本発明は、衝撃吸収部品を別途追加する必要がなく、また、衝撃吸収荷重の調整も簡単にできると共に、衝撃吸収荷重の発生を安定させることができる衝撃吸収機能を備えたステアリングコラム構造を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１に記載のステアリングコラム構造に係る発明は、 車体の左右フロントピラー間に配設されたステアリングサポートメンバを挟んで前後に配置されたアッパーブラケットとロアブラケットでステアリングコラムを支持するステアリングコラム構造において、前記ロアブラケットは、前記ステアリングサポートメンバに取り付けられたステアリングサポートブラケットに取り付けられる上部と、該上部から第１曲げ部を介して下方に曲げられた中間部と、該中間部の下端から第２曲げ部を介して車両後方に曲げられた下部と、該下部から上方に立上がった支持部と、から形成され、前記支持部が前記ステアリングコラムに取り付けられることを特徴とする。
また、上記課題を達成するために、請求項２に記載のステアリングコラム構造に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記中間部は平面形状に形成されていることを特徴とする。
また、上記課題を達成するために、請求項３に記載のステアリングコラム構造に係る発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記ステアリングコラムはチルトステアリングコラムであり、前記第２曲げ部は、チルト軸の近傍に配設されていることを特徴とする。
さらに、上記課題を達成するために、請求項４に記載のステアリングコラム構造に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記支持部は、前記下部の左右から上方に立上がって形成されており、左右の前記支持部が前記チルト軸を支持することを特徴とする。

以上説明したように、請求項１に記載のステアリングコラム構造に係る発明によれば、アッパブラケットとロアブラケットでステアリングコラムを支持する際に、ロアブラケットを、ステアリングサポートブラケットに取り付けられる上部と、該上部から第１曲げ部を介して下方に曲げられた中間部と、該中間部の下端から第２曲げ部を介して車両後方に曲げられた下部と、該下部から上方に立上がった支持部とから構成して、支持部をステアリングコラムに取り付けるようにしたので、ロアブラケット自体が衝撃吸収の機能を備えているため、衝撃吸収部品を別途追加する必要はなく、また、ロアブラケットの板厚や幅を変更することにより衝撃吸収荷重の調整も簡単にできるので、コストダウンが可能となり、さらに、衝撃吸収部品の変形量が大きくなったり、衝撃荷重の入力方向によって発生する衝撃吸収荷重にバラツキが出ないため、衝撃吸収荷重の発生を安定させることができる。さらに、エアバッグなどの他の衝撃荷重吸収機構のチューニングが容易となる。
請求項２に記載のステアリングコラム構造に係る発明によれば、ロアブラケットは、中間部が平面形状に形成されているので、衝撃荷重が作用した場合に中間部が滑らかに変形して衝撃荷重を効果的に吸収することができる。
請求項３に記載のステアリングコラム構造に係る発明によれば、チルトステアリングコラムを支持するロアブラケットに、チルト軸の近傍に位置する曲げ部を形成したので、衝撃荷重が作用した場合に、曲げ部が伸長するように変形するため、ステアリングコラムの移動量を大きくして衝撃荷重を効果的に吸収することができる。
請求項４に記載のステアリングコラム構造に係る発明によれば、ロアブラケットは、下部の左右から立上がって形成された一対の支持部によりチルト軸を支持するので、衝撃荷重の入力方向にかかわらず衝撃荷重を効果的に吸収することができる。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム構造を図１〜図４に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係るステアリングコラム構造は、電動モータの駆動力を利用して操舵力を軽減させる操舵力補助装置を備えると共に、ステアリングホイールの位置や角度を運転者の体格や好みに応じて調整できるチルトステアリング装置を備えており、さらに、車両に外部からの一次衝撃荷重が作用した場合に発生する二次衝撃荷重を吸収する機能を備えている。

図１に示すように、ステアリングコラム１１は、図示しない車体の左右のフロントピラー間に配設されたステアリングサポートメンバ２０に取り付けられたステアリングサポートブラケット２１に固定されたアッパブラケット２２とロアブラケット２３を介して支持されている。アッパブラケット２２及びロアブラケット２３は、ステアリングサポートメンバ２０を挟んで車両前後方向に配設されている。
アッパブラケット２２は、シャーピンなどの固定部材を介してステアリングサポートブラケット２１に固定されると共に、ステアリングコラム１１をチルト操作するチルトレバー(図示省略)を備えており、チルトレバーを解除或は固定方向に回動操作することにより、ステアリングコラム１１の位置、すなわち、ステアリングホイール１０の位置を調整して所定の位置でステアリングコラム１１をアッパブラケット２２に固定するチルトステアリング装置を構成している。
ステアリングコラム１１をチルト操作する場合には、チルトレバーを解除方向に回動して、ステアリングコラム１１とアッパブラケット２２との連結を解除して、ステアリングコラム１１をアッパブラケット２２から解放することにより、チルト軸１７を支点としてステアリングコラム１１を所定の範囲内で揺動させて所定の位置に調整する。そして、ステアリングコラム１１を所定の位置に調整した後、チルトレバーを固定方向に回動して、ステアリングコラム１１をアッパブラケット２２に連結してステアリングコラム１１を所定の位置で固定する。

また、ステアリングコラム１１の前端にモータハウジング１２が取り付けられており、このモータハウジング１２内に支持した電動モータ(図示省略)と、この電動モータの回転力を減速してメインシャフト１４に伝達する減速歯車機構(図示省略)とから操舵力補助装置を構成している。そして、ステアリングホイール１０の操舵力をアシストする場合には、電動モータの回転力を減速歯車機構により減速して、メインシャフト１４に回転方向の駆動力を作用させて、このメインシャフト１４の駆動力を自在継手１６及び中間シャフト１５を介して、図示しないステアリングギアに伝達してステアリングホイール１０の操舵力を軽減させる。

ロアブラケット２３は、図１及び図３に示すように、上部２４がステアリングサポートブラケット２１の下面にボルト３１で固定されると共に、下部２８の左右に突設した支持部２９でステアリングコラム１１のチルト軸１７を支持している。このロアブラケット２３は、軟鋼製などの塑性変形自在で所定板厚の板材をプレス加工などすることにより一体成形されている。
なお、ロアブラケット２３は所定板厚の平面形状の板材で形成されているので、ロアブラケット２３の板厚、幅、形状などを適宜変更することにより、衝撃吸収荷重を容易に調整することができる。
また、ロアブラケット２３は、図３及び図４の二点鎖線で示すように、ステアリングサポートブラケット２１にボルト固定される上部２４と、この上部２４から第１曲げ部２５を介して略垂直（車両前方からの衝撃荷重の入力方向に対して略直交）に下方に曲げられた中間部２６と、この中間部２６の下端から第２曲げ部２７を介して車両後方に曲げられた下部２８と、この下部２８の左右から略直角で略上方に曲げられた左右の支持部２９とから形成されている。

そして、ロアブラケット２３の上部２４の左右には、この上部２４をステアリングサポートブラケット２１の下面にボルト３１で固定するための一対のボルト挿通溝３２が、車両前方側を開放するように形成されている。また、ロアブラケット２３の中間部２６は、凹凸がない平面形状に形成されており、衝撃荷重が作用した場合に滑らかに塑性変形して衝撃荷重を吸収する。さらに、ロアブラケット２３の下部２８の左右から突設した左右の支持部２９には、ステアリングコラム１１の前端に取り付けたモータハウジング１２の前端部を揺動自在に支持するチルト軸１７を挿通する一対のチルト軸挿通孔３０が形成されている。
以上、本発明の実施の形態において、ロアブラケット２３の下部２８の左右から突設した左右の支持部２９でステアリングコラム１１の前端に取り付けたモータハウジング１２の前端部を揺動自在に支持するチルト軸１７を支持する実施の形態について説明したが、ロアブラケットの中間部が略垂直で平面形状に形成されていれば、ロアブラケットの支持部を変更して、ステアリングコラムの側面或は上面を直接支持するように構成することもできる。
なお、ステアリングコラム１１には、ステアリングホイール１０の近傍でステアリングコラム１１を覆うようにステアリングコラムカバー１３が取り付けられている。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム構造の作用を説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るステアリングコラム構造は、衝撃荷重が作用する前の状態では、ステアリングコラム１１は、アッパブラケット２２とロアブラケット２３により車体（ステアリングサポートメンバ２０及びステアリングサポートブラケット２１）に支持されており、また、アッパブラケット２２は、ステアリングコラム１１をチルト操作可能に支持すると共に、ロアブラケット２３は、ステアリングコラム１１の前端部に取り付けたモータハウジング１２をチルト軸１７を介して揺動自在に支持している。
また、ロアブラケット２３は、衝撃荷重が作用する前の状態では、図３及び図４の二点鎖線で示すように、上部２４がステアリングサポートブラケット２１の下面にボルト３１で固定され、中間部２６は上部２４から第１曲げ部２５を介して略垂直に下方へ曲げられ、また、中間部２６の下端から第２曲げ部を介して後方に曲げられた下部２８の左右から上方に立上がった支持部２９で、ステアリングコラム１１の前端に取付けたモータハウジング１２の前端部をチルト軸１７を介して支持している。

そして、図１に示す衝撃荷重が作用する前の状態から、何らかの原因で車両前方から一次衝撃荷重が作用すると、それに伴なって、図２に示すように、ステアリングホイール１０が車両前方に移動すると共に、ステアリングコラム１１、メインシャフト１４、自在継手１６、中間シャフト１５なども車両前方に移動するような二次衝撃荷重が発生する。
この二次衝撃荷重が発生すると、ステアリングコラム１１はアッパブラケット２２と一緒に前方に移動するため、アッパブラケット２２をステアリングサポートブラケット２１に固定しているシャーピンなどの固定部材が剪断される。
また、同時に、図３及び図４の実線で示すように、ロアブラケット２３の上部２４は車体部材であるステアリングサポートブラケット２１にボルト固定されているためその位置に留まるが、ステアリングコラム１１がその軸線方向に沿って前方に移動するため、チルト軸１７を介してロアブラケット２３に前方下方の二次衝撃荷重が作用すると共に車両前方から一次衝撃荷重が作用するため、ロアブラケット２３の中間部２６が、略垂直状態から前方に曲げられるように変形されると共に、第１曲げ部２５及び第２曲げ部２６も、二点鎖線状態から実線状態に伸ばされるように変形され、ステアリングホイール１０側から加えられた二次衝撃荷重が効果的に吸収される。

このように、車両に作用する一次衝撃荷重に伴なって発生する二次衝撃荷重は、ロアブラケット２３の中間部２６を曲げ変形させると共に、第１曲げ部２５及び第２曲げ部２６を伸ばすように変形させて吸収されるため、ロアブラケット２３の変形初期の過程では、ロアブラケット２３全体の弾性変形により初期の衝撃吸収荷重を滑らかに発生させることができ、また、ロアブラケット２３の変形中期の過程では、ロアブラケット２３の中間部２６を塑性変形させることにより安定した衝撃吸収荷重を発生させることが可能となり、そして、ロアブラケット２３の変形終期の過程では、チルト軸１７の近傍に設けた第２曲げ部２７を伸ばすように変形させることで、衝撃的な衝撃吸収荷重の発生を防止することが可能となる。
また、ロアブラケット２３の中間部２６を曲げ変形させると共に、チルト軸１７の近傍に設けた第２曲げ部２７を伸ばすように変形させることができるため、二次衝撃荷重が作用した場合に、ステアリングコラム１１の移動量を増大させることが可能となる。
さらに、ロアブラケット２３の中間部２６を平面形状（リブやフランジなどの補強部が形成されていない形状）に形成して、中間部２６を曲げ変形させるようにしているため、衝撃荷重の入力方向が多少変化しても発生する衝撃吸収荷重が安定して衝撃的な衝撃吸収荷重の発生を防止することができる。
また、ロアブラケット２３の中間部２６を曲げ変形部とすることにより、衝撃荷重が集中する部分を意図的になくしたため、衝撃荷重の集中部が最弱部となって亀裂が発生するおそれがなくなり、また、衝撃荷重の集中部を節とした共振の発生によるステアリング剛性が低くなってしまうこともない。そのため、エアバッグなどの他の衝撃荷重吸収機構のチューニングも容易となる。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム構造の衝撃荷重が作用する前の状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るステアリングコラム構造の衝撃荷重が作用した後の状態を示す側面図である。 ロアブラケットの、衝撃荷重作用前の状態を二点鎖線で、また、衝撃荷重作用後の状態を実線で示す側面図である。 ロアブラケットの、衝撃荷重作用前の状態を二点鎖線で、また、衝撃荷重作用後の状態を実線で示す斜視図である。

符号の説明

１１ ステアリングコラム(チルトステアリングコラム)
１７ チルト軸
２０ ステアリングサポートメンバ
２１ ステアリングサポートブラケット
２２ アッパーブラケット
２３ ロアブラケット
２４ 上部
２５ 第１曲げ部
２６ 中間部
２７ 第２曲げ部
２８ 下部
２９ 支持部

Claims (4)

1. 車体の左右フロントピラー間に配設されたステアリングサポートメンバを挟んで前後に配置されたアッパーブラケットとロアブラケットでステアリングコラムを支持するステアリングコラム構造において、前記ロアブラケットは、前記ステアリングサポートメンバに取り付けられたステアリングサポートブラケットに取り付けられる上部と、該上部から第１曲げ部を介して下方に曲げられた中間部と、該中間部の下端から第２曲げ部を介して車両後方に曲げられた下部と、該下部から上方に立上がった支持部と、から形成され、前記支持部が前記ステアリングコラムに取り付けられることを特徴とするステアリングコラム構造。
2. 前記中間部は平面形状に形成されてい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構造。
3. 前記ステアリングコラムはチルトステアリングコラムであり、前記第２曲げ部は、チルト軸の近傍に配設されることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングコラム構造。
4. 前記支持部は、前記下部の左右から上方に立上がって形成されており、左右の前記支持部が前記チルト軸を支持することを特徴とする請求項３に記載のステアリングコラム構造。
   

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