JP2007308010A - ステアリングコラムの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両衝突時により多くのステアリングホイール前方移動量を確保することのできるステアリングコラムの取付構造を提供すること。
【解決手段】 本発明は、ステアリングホイール７の回転をステアリングギアボックス５に伝えるステアリングシャフト（２ａ，２ｂ，３，４）の中間に、該ステアリングシャフト（２ａ，２ｂ，３，４）への所定の荷重入力によって分割する接続部２ｃを設け、エンジンコンパートメントと車室内空間とを区切るダッシュパネル８に、ステアリングギアボックス５に対してステアリングシャフト（２ａ，２ｂ，３，４）を挿通させる挿通孔８ａが設けられていると共に、車両衝突時に接続部２ｃで分割して車両前方側にストロークするホイール側ステアリングシャフト２ａを貫通させ得る貫通領域９が挿通孔８ａの上方に設けられていることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリングコラムの車体への取付構造に関する。

車両衝突時などには、慣性力によって運転者が車両前方に移動するためにステアリングホイールと干渉することがある。このため、車両衝突時にステアリングホイールを車両前方に移動させる機構が知られている。このようなステアリング機構としては、下記［特許文献１］に記載されている、ステアリングメインシャフトがシェアピンで連結されたものなどが知られている。このステアリング機構では、車両衝突時に運転者がステアリングホイールに衝突すると、シェアピンが折れてステアリングシャフトが分割され、ステアリングホイールの前方移動量が増えるようになされている。また、車両衝突時にエンジンルーム側からステアリングシャフトに入力があった場合も、シェアピンが折れてステアリングシャフトが分割されることで、ステアリングホイールの後退による運転者との干渉を抑止することもできる。
特開平７−１７４１２号公報

しかし、シェアピンが折れて分割されたホイール側ステアリングシャフトの先端（ステアリングホイールと反対側の端部）が、エンジンコンパートメントと車室を区切るダッシュパネルの後退によって、ダッシュパネルに干渉しないようにするためには、挿通孔は十分な大きさの開口を持たなければならず、ダッシュパネルに大きな孔があくと水の進入等のはね返りが出てしまう。従って、本発明の目的は、ダッシュパネルに大きなステアリングシャフトの挿通口をあけずに、車両衝突時により多くのステアリングホイール（ステアリングシャフト）前方移動量を確保することのできるステアリングコラムの取付構造を提供することにある。

本発明は、ステアリングホイールの回転をステアリングギアボックスに伝えるステアリングシャフトの中間に、該ステアリングシャフトへの所定の荷重入力によって分割する接続部を設け、エンジンコンパートメントと車室内空間とを区切るダッシュパネルに、ステアリングギアボックスに対してステアリングシャフトを挿通させる挿通孔が設けられていると共に、車両衝突時に接続部で分割して車両前方側にストロークするホイール側ステアリングシャフトを貫通させ得る貫通領域が挿通孔の上方に設けられていることを特徴としている。

本発明のステアリングコラムの取付構造によれば、車両衝突時にステアリングシャフトが接続部で分割され、さらに、ホイール側ステアリングシャフトの先端が貫通領域を貫通するため、ステアリングホイールの取り付けられたホイール側ステアリングシャフトの車両前方へのストローク量が増え、低荷重（×長ストローク）でエネルギー吸収を行うことができる。また、車両衝突時にステアリングシャフトが接続部で分割されることで、ステアリングギアボックスが後退してもステアリングシャフト（ステアリングホイール）が後退してしまうことがない。なお、車両衝突時には、ダッシュパネルが後退すると共に、ステアリングコラムのコラムチューブ（車体への取付部）に対してホイール側ステアリングシャフトが車両前方側にストロークするが、ホイール側ステアリングシャフトの先端が貫通領域を貫通するため確実にホイール側ステアリングシャフトの移動ストローク量を確保できる。この構造は、特にステアリング機構が収納されているスペースが狭い（ダッシュパネルと接近している）構造を持つ車両で有効である。

以下、本発明のステアリングコラムの取付構造の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に、第一実施形態の取付構造の側面図を示す。第一実施形態は、ステアリングコラム１は、コラムチューブ６を介して車体に取り付けられている。通常は、ステアリングコラム１は車体に固定されたステアリングメンバに固定されることが多い。ステアリングコラム１は、ステアリングホイール７の回転をステアリングギアボックス５に伝達させるステアリングシャフト２ａ，２ｂ，３，４を有している。ステアリングシャフト２ａ，２ｂ，３，４は、アッパーシャフト２ａ，２ｂ、ロアシャフト３、及び、ギア接続部４とからなる。アッパーシャフト２ａ，２ｂとロアシャフト３との間、及び、ロアシャフト３とギア接続部４との間はユニバーサルジョイントを介して連結されている。

アッパーシャフト２ａ，２ｂ、は、接続部２ｃでホイール側ステアリングシャフト２ａとダッシュパネル側ステアリングシャフト２ｂとに分割可能となっている。接続部２ｃはシェアピンによって結合されており、アッパーシャフト２ａ，２ｂに所定の荷重が加わると、シェアピンが折れてホイール側ステアリングシャフト２ａとダッシュパネル側ステアリングシャフト２ｂとに分割される。このため、通常時はステアリングホイール７の操作がそのままステアリングギアボックス５に伝達されるが、車両衝突時などにステアリングギアボックス５側及び／又はステアリングホイール７側から所定の荷重が加わると、アッパーシャフト２ａ，２ｂは接続部２ｃで分割される。ホイール側ステアリングシャフト２ａは、コラムチューブ６内を挿通されており、車両衝突時にステアリングホイール７側から入力があると、車両前方に向けてストロークする。

ロアシャフト３は、ユニバーサルジョイントによって伝達方向が変えられたステアリングホイール７の回転力をギア接続部４を介してステアリングギアボックス５に伝達する。ダッシュパネル８には、ギア接続部４（ステアリングシャフト２ａ，２ｂ，３，４）を挿通させる挿通孔８ａが開口されている。なお、図示されていないが、この挿通孔８ａには、樹脂製や金属製のカバーが取り付けられており、エンジンコンパートメント側の空間と車室内空間とは区切られている。ダッシュパネル８の車室内側には、遮音シート１０が貼り付けられている。

そして、上述した挿通孔８ａの上方に、貫通領域９が設けられている。本実施形態の貫通領域９は、ダッシュパネル８に開口部を設け、この開口部を前述の遮音シート１０で塞いだものである。遮音シート１０は、開口部の内部にまで充填された状態となっている。この貫通領域９の位置は、車両衝突時に分割後のホイール側ステアリングシャフト２ａの先端が接触する位置に設けられている。ホイール側ステアリングシャフト２ａの車両前方へのストローク量と、ダッシュパネル８の車両後方への移動量などを考慮して、貫通領域９の位置及び大きさが決定される。ただし、貫通領域９は挿通孔８の上方となることは確実である。

車両衝突時のホイール側ステアリングシャフト２ａの先端とダッシュパネル８との位置関係を示した図が図２である。なお、実際の車両衝突時には、分割後のホイール側ステアリングシャフト２ａが運転者との干渉によってコラムチューブ６に対して車両前方にストロークし（図では示されていない）、ダッシュパネル８が車両後方側に移動する（車両衝突の程度によっては、ダッシュパネル８が車両後方側に移動しない場合もある）。図２は、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端とダッシュパネル８との位置関係のみを示している。即ち、車両衝突時には、図２に示されるように、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端位置に対して、ダッシュパネル８は図中点線で示される位置となる。

このとき、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端は、図３に示されるように、貫通領域９の遮音シート１０を突き破り、ダッシュパネル８のエンジンコンパートメント側にまで突出される。このため、ホイール側ステアリングシャフト２ａの車両前方方向へのストローク量が確保される。より長いストローク量が確保できるということは、衝突時の運転者の運動エネルギーをより低荷重（×長ストローク）で吸収することができるからである。ホイール側ステアリングシャフト２ａがダッシュパネルに底付いてしまうと、その時点で運転者に高荷重が作用してしまうが、本実施形態によればそのようなことはない。

本実施形態では、図４に示されるように、ダッシュパネル８に開口部を設け、この開口部にまで遮音シート１０を充填して貫通領域９を形成させた。しかし、図５に示されるように、開口部に遮音シート１０が充填されないようであってもよい。図４の方が遮音性は高いが、図５の方が生産性が高い（開口部に合わせた凸部を形成させなくて済む）。あるいは、図６に示されるように、ダッシュパネル８の開口部に合わせて遮音シート１０にも開口部を設け、この開口部に樹脂製や金属製のエスカッション９ａを嵌合させるような構造としてもよい。エスカッション９ａは、車両衝突時にホイール側ステアリングシャフト２ａの先端部によってエンジンコンパートメント側に脱落させられる。あるいは、図７に示されるように、図５におけるダッシュパネル８の開口部にエスカッション９ｂを嵌合させるようにしてもよい。あるいは、ダッシュパネル８の開口部に、エンジンコンパートメント側から金属製のパッチを接着剤や溶接で取り付けるなどしてもよい。

さらに、図８や図９に示されるように、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端を、遮音シート１０を突き破りやすいようにテーパー状に形成することも好ましい。このようにすれば、ホイール側ステアリングシャフト２ａが容易に貫通領域９を貫通することができる。図８の例は、先端２０がホイール側ステアリングシャフト２ａの外周面の延長線上にあり、テーパー面２１が形成されている形態である。図９の例は、先端２０が図８のものに比べてやや中心よりにオフセットされており、その上下にテーパー面２１，２２が形成されている形態である。

上述した第一実施形態（及びその変形例）は、ダッシュパネル８に開口部を設けるものであった。しかし、以下に示す第二実施形態では、ダッシュパネル８に脆弱部を設け、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端によってこの脆弱部を突き破るように構成されている。図１０及び図１１にその一例を示す。図１０及び図１１では、貫通領域９に十字状の溝（薄肉部）９ｃを形成させており、その交差部分がホイール側ステアリングシャフト２ａの先端の接触位置Ｘとなっている。なお、図１０では、分かりやすいように車室側の遮音シートの図示を省略してある。このようにすると、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端が当接することでダッシュパネルは溝９ｃに沿って破断し、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端がダッシュパネルを貫通する。なお、図１０中、符号１１はブレーキマスターバックのブーツ取付孔であり、符号１２はブレーキマスターバックの取付用ボルト孔である。

図１０では、貫通領域９を溝（薄肉部）９ｃとして形成したが、この溝９ｃを完全なスリットとして形成してもよい。また、上述した例では、十字状に溝９ｃを設けたが、溝をグリッド状に設けてもよい。あるいは、小さな薄肉ドットの集合として貫通領域９を設けても良いし、小さな貫通孔をドット状の集合として設けることで貫通領域９を形成させてもよい。なお、図１１は、図２相当図である。このように、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端によって鉄板であるダッシュパネル８を貫通させる場合は、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端を図８及び図９に示されるようなテーパー状に形成させておくことが特に好ましい。

図１１に示したように、貫通領域９を設ける位置近傍には、ダッシュパネル８のエンジンコンパートメント側にブレーキブースタが配設されることとなる。レイアウトによっては、ダッシュパネル８の貫通領域９の真裏にブレーキブースタを配設しなくてはならない場合も考えられる。この場合を考慮した第三実施形態を図１２及び図１３に示す。図１２は図１相当図（側面図）であり、図１３は平面図である。図１２及び図１３に示されるように、貫通領域９の裏側に、ブレーキブースタ１３が配設されている。ブレーキブースタ１３は、マスタシリンダ１５とブースタドラム１４とを有している。そして、ブースタドラム１４の貫通領域９との面接部分に、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端を貫通させる貫通部１７が形成されている。

貫通部１７は、図１４に示されるように、ブースタドラム１４の外面上に形成した円形の溝部によって囲まれた部分である。ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端が貫通領域９を貫通する際には、この貫通部１７も溝部分で破断し、ホイール側ステアリングシャフト２ａの先端の車両前方へのストローク量を増やす。図１４中、符号１８はブレーキブースタ１３のダッシュパネル８への取付ボルトであり、符号１９はブーツである。なお、図１５に示されるように、貫通部１７を貫通したホイール側ステアリングシャフト２ａの先端は、ブースタドラム１４内のダイヤフラム２０を貫通することはなく、ブレーキブースト機能は損なわれない。貫通部１７で大気に開放される区画は、ブレーキ時に大気が導入される区画だからである。間粒１７を、上述した貫通領域９の脆弱部と同様の構成として形成させてもよい。

貫通領域をダッシュパネルに設けた開口部と該開口部を塞ぐ遮音シートとで構成すると、貫通領域を簡便かつ容易に構成することができると共に、確実にホイール側ステアリングシャフトの先端を貫通させることができる。ここで、開口部にエスカッションを嵌合させることで、遮音性や気密性を向上させることができる。

また、貫通領域をダッシュパネルに設けた薄肉部又はスリット部として構成しても良く、この場合はダッシュパネルのプレス時などに容易に貫通領域を構築することができる。いずれの場合も、ホイール側ステアリングシャフトの先端をテーパー状に形成することで、ホイール側ステアリングシャフトの先端を貫通領域に貫通させやすくなる。

あるいは、貫通領域のエンジンコンパートメント側にブレーキブースタが配設されており、ブレーキブースタの貫通領域に対向する部分にも、ホイール側ステアリングシャフトを貫通させる貫通部が形成されていると、ブレーキブースタが邪魔になってホイール側ステアリングシャフトの先端が貫通しなくなってしまうようなことが無く、確実にストローク量を確保することができる。

本発明のステアリングコラムの取付構造の第一実施形態（通常時）の断面図である。 本発明のステアリングコラムの取付構造の第一実施形態（車両衝突時）の断面図である。 図２における貫通領域周辺の拡大断面図（車両衝突時）である。 図２における貫通領域周辺の拡大断面図（通常時）である。 図２における貫通領域周辺の変形例１の拡大断面図（通常時）である。 図２における貫通領域周辺の変形例２の拡大断面図（通常時）である。 図２における貫通領域周辺の変形例３の拡大断面図（通常時）である。 ホイール側ステアリングシャフトの先端の側面図である。 ホイール側ステアリングシャフトの先端（変形例）の側面図である。 本発明のステアリングコラムの取付構造の第二実施形態におけるダッシュパネルの車室側正面図である。 本発明のステアリングコラムの取付構造の第二実施形態の図２相当図である。 本発明のステアリングコラムの取付構造の第三実施形態の図１相当図である。 図１１の第三実施形態の平面図である。 第三実施形態におけるブレーキブースタのダッシュパネル側正面図である。 図１４のブレーキブースタの平面図である。

符号の説明

１ ステアリングコラム
２ａ，２ｂ アッパーシャフト（ステアリングシャフト）
２ａ ホイール側ステアリングシャフト（ステアリングシャフト）
２ｂ ダッシュパネル側ステアリングシャフト（ステアリングシャフト）
２ｃ 接続部
３ ロアシャフト（ステアリングシャフト）
４ ギア接続部（ステアリングシャフト）
５ ステアリングギアボックス
６ コラムチューブ
７ ステアリングホイール
８ ダッシュパネル
８ａ 挿通孔
９ 貫通領域
９ａ，９ｂ エスカッション
９ｃ 溝
１０ 遮音シート
１３ ブレーキブースタ
１４ ブースタドラム
１７ 貫通部

Claims (6)

1. ステアリングホイールの回転をステアリングギアボックスに伝えるステアリングシャフトの中間に、該ステアリングシャフトへの所定の荷重入力によって分割する接続部を設け、
   エンジンコンパートメントと車室内空間とを区切るダッシュパネルに、前記ステアリングギアボックスに対して前記ステアリングシャフトを挿通させる挿通孔が設けられていると共に、車両衝突時に前記接続部で分割して車両前方側にストロークするホイール側ステアリングシャフトを貫通させ得る貫通領域が前記挿通孔の上方に設けられていることを特徴とするステアリングコラムの取付構造。
2. 前記貫通領域を、前記ダッシュパネルに設けた開口部と該開口部を塞ぐ遮音シートとで構成した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取付構造。
3. 前記開口部にエスカッションを嵌合させたことを特徴とする請求項２に記載のステアリングコラムの取付構造。
4. 前記貫通領域を、前記ダッシュパネルに設けた薄肉部又はスリット部として構成した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取付構造。
5. 前記ホイール側ステアリングシャフトの先端をテーパー状に形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のステアリングコラムの取付構造。
6. 前記貫通領域の前記エンジンコンパートメント側にブレーキブースタが配設されており、前記ブレーキブースタの前記貫通領域に対向する部分にも、前記ホイール側ステアリングシャフトを貫通させる貫通部が形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のステアリングコラムの取付構造。

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