JP2009096291A - ステアリング装置の取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングギヤボックスが後方へ変位することに起因してダッシュパネルが破断してしまう事態を防止あるいは抑制できるようにする。
【解決手段】車室２２内からダッシュパネル２０を貫通してエンジンルーム２１へ伸びるステアリングシャフト３０と、車幅方向に伸びると共にサブフレーム１を介して車体に取付けられるステアリングギヤボックス１０とを備えている。ステアリングシャフトとス３０テアリングギヤボックス１０との連結部３１が、車幅方向一方側にオフセットされている。ステアリングギヤボックス１０に所定以上の後方への荷重が作用したときに、ステアリングギヤボックス１０のサブフレーム１に対する取付部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのうち、連結部３１のオフセット方向とは車幅方向反対側に位置される反対側取付部１１Ｂ、１１Ｃを取付解除させる取付解除手段（切欠部１６ａ、１７）を備えている、
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステアリング装置の取付構造に関するものである。

自動車においては、ステアリングシャフトが、車室とエンジンルームとを仕切るダッシュパネルを貫通して配設される。そして、ステアリングシャフトの前端部は、車幅方向に伸びるようにして車体に固定されたステアリングギヤボックスに対して連結される。自動車においては、運転席が右側または左側にオフセットされた位置に設定されるので、ステアリングシャフト、つまりステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとの連結部は、車幅方向一方側にオフセットされた位置に設定されることになる。

ところで、前方衝突時には、エンジン（エンジンおよび変速機を含むパワープラント）がステアリングギヤボックスを後方へ押圧して、ステアリングシャフトが後方へ変位されることになる。特に、ステアリングシャフトが位置する側の車幅方向片側に偏った位置でのオフセット衝突のときに、ステアリングシャフトの後方への変位が顕著になる。

ステアリングシャフトの後方への変位を抑制するために、ステアリングギヤボックスに対して後方への所定以上の荷重が作用したときに、ステアリングギヤボックスを車体に対して積極的に後方へ逃がすことが提案されている。特許文献１には、ステアリングギヤボックスを、中間ブラケットを介して、車体に取付けられるサブフレームに取付けて、ステアリングギヤボックスに対して後方への所定以上の荷重が作用したときには、中間ブラケットが破断されるように設定することが提案されている。また、特許文献２には、ステアリングギヤボックスを、左右一対のリンク機構を介してサブフレームに取付けて、ステアリングギヤボックスに対して後方への所定以上の荷重が作用したときには、リンク機構が作動されてステアリングギヤボックスが全体的に後方へ変位するように設定したものが提案されている。ただし、上記各特許文献に記載のものでは、ステアリングギヤボックスを全体的に後方へ変位させることを意図しており、左右一方側を他方側に比して積極的に後方へ変位させるということは意図されていない。
特開２００６−１１６９８０号公報 特開２００６−１３７２０４号公報

ところで、前方衝突時に、ステアリングギヤボックスを全体的に後方へ変位させると、ステアリングシャフトが少なからず上下方向に変位されることになり、この結果、ダッシュパネルのうちステアリングシャフトが貫通している貫通孔の周縁部が破断され易いものになってしまうという問題を生じる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、ステアリングギヤボックスが後方へ変位することに起因してダッシュパネルが破断してしまう事態を防止あるいは抑制できるようにしたステアリング装置の取付構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
車室内からダッシュパネルを貫通してエンジンルームへ伸びるステアリングシャフトと、車幅方向に伸びると共にサブフレームを介して車体に取付けられるステアリングギヤボックスとを備え、該ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとの連結部が車幅方向一方側にオフセットされてなるステアリング装置の取付構造において、
前記ステアリングギヤボックスに所定以上の後方への荷重が作用したときに、前記ステアリングギヤボックスの前記サブフレームに対する取付部のうち前記連結部のオフセット方向とは車幅方向反対側に位置される反対側取付部を取付解除させる取付解除手段を備えている、
ようにしてある。上記解決手法によれば、ステアリングギヤボックスに所定以上の後方への荷重が作用したときに、ステアリングギヤボックスのサブフレームへの取付が解除されるが、この取付解除位置は、ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとの連結部に対して、連結部の車幅方向へのオフセット方向とは反対方向に位置する反対側取付部なので、連結部のオフセット方向と同一方向にある取付部が取付解除される場合に比して、連結部の後方への変位量を相対的に小さくすることができる。この結果、ステアリングシャフトの後方へ変位量はもとより上下方向の変位量も低減されて、この分ダッシュパネルが破断されてしまう事態が防止あるいは抑制されることになる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記ステアリングギヤボックスが、前記連結部を挟んで車幅方向両側においてそれぞれ、前記取付部が構成される取付脚部を有し、
前記取付解除手段が、前記取付脚部のうち前記連結部のオフセット方向とは車幅方向反対側に位置される取付脚部に形成された脆弱部とされている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、別途部品を追加することなく、ステアリングギヤボックスに形成されている取付脚部に脆弱部を形成するという極めて簡単な構成によって、取付解除手段を構成することができる。

前記ステアリングギヤボックスは、締結具によって前記サブフレームに取付けられており、
前記取付解除手段は、前記ステアリングギヤボックスに形成されて前記締結具が侵入されるスリット溝を有する、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、ステアリングギヤボックスにスリット溝を形成するという極めて簡単な構成によって、取付解除手段を構成することができる。

前記ステアリングギヤボックスは、締結具によって前記サブフレームに取付けられており、
前記取付解除手段は、前記ステアリングギヤボックスが前記締結具に対して上下方向の相対変位を規制されつつ該締結具に対して後方へ相対変位するのを許容するスライド機構を有する、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、ステアリングギヤボックスがサブフレームに対して完全に切り離されてしまう事態を防止することができる。

前記ステアリングギヤボックスは、前記連結部を挟んで車幅方向両側において前記サブフレームに対して取付けられており、
前記取付部のうち前記連結部よりも前記車幅方向一方側の取付部が、該連結部よりも前方位置において前記サブフレームに取付けられ、
前記取付解除手段によって取付解除されたときに、前記ステアリングギヤボックスが前記一方側の取付部を中心にして後方へ揺動されるように設定されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとの連結部の後方への変位量をより一層十分に低減して、その分ダッシュパネルが破断されてしまう事態をより一層十分に防止あるいは抑制することができる。

本発明によれば、ステアリングギヤボックスが後方へ変位することに起因してダッシュパネルが破断してしまう事態を防止あるいは抑制できる。

図１において、１はサブフレームであり、サブフレーム１は、車幅方向に伸びて、その左右端部でもって、図示を略す左右一対のフロントフレームに対して取付けられている。このサブフレーム１の直前方には、エンジン２と変速機３との組立体からなるパワープラントＰが配設されている（図２をも参照）。そして、サブフレーム１には、左右一対のサスペンションアーム（ロアアーム）４が、上下方向に揺動可能として保持されている。なお、サブフレーム１は、図２に示すように、アッパパネル１Ａとロアパネル１Ｂとによって閉断面を構成するように形成されている。

サブフレーム１の上面には、ステアリングギヤボックス１０が取付けられている。ステアリングギヤボックス１０は、車幅方向に伸びていて、第１取付部１１Ａ、第２取付部１１Ｂ、第３取付部１１Ｃの３箇所でもってサブフレーム１に対して取付けられている。なお、各取付部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの詳細については後述する。

図１中、２０はダッシュパネル、３０はステアリングシャフトである。ダッシュパネル２０は、既知のように、上下方向に伸びて、パワープラントＰやサブフレーム１，ステアリングギヤボックス１０等が配設されるエンジンルーム２１と、車室２２とを仕切るものである。また、ステアリングシャフト３０は、軸方向に分割された複数本のシャフトを連結することにより構成されて、ダッシュパネル２０に形成された貫通孔２０ａを貫通している。ステアリングシャフト３０は、前後方向に伸びる共に、前方に向かうにつれて下方に位置するように傾斜配置されている。

上記ステアリングシャフト３０の前端部は、ステアリングギヤボックス１０に対して連結されており、この連結部が符合３１で示される。この連結部３１は、車幅方向一方側にオフセットされた位置に設定されている（実施形態では右ハンドル車に対応させて右側にオフセット）。すなわち、ステアリングギヤボックス１０の車幅方向中心位置よりも右側に、連結部３１が位置されている。ステアリングシャフト３０の後端部には、図示を略すステアリングハンドルが取付けられており、ステアリングハンドルを右あるいは左に操作することにより、ステアリングシャフト３０が正転あるいは逆転されて、ステアリングギヤボックス１０の左右端部から伸びる左右一対のタイロッド３３が同時に右あるいは左に変位されて、タイロッド３３に連結されたナックルアーム（ひいてはタイヤ）が右または左に転舵されることになる。

前述した各取付部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃについて、図１〜図４を参照しつつ説明する。まず、ステアリングギヤボックス１０は、３つの取付部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに対応して、第１〜第３の３つの取付脚部１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを有する。図１に示すように、第１取付脚部１２Ａは、連結部３１直近から右前方に向けて伸びていて、その先端部に構成される第１取付部１１Ａは、連結部３１よりも右方かつ前方に位置されている。また、第２取付脚部１２Ｂは、連結部３１付近から一旦短く後方へ伸びた後、略９０度屈曲されて、左方に向けて伸びており、その先端部に形成された第２取付部１１Ｂは、連結部３１よりも左方かつ後方に位置されている。さらに、第３取付脚部１２Ｃは、ステアリングギヤボックス１０の左端部付近から、左前方に向かうように伸びて、その先端部に形成された第３取付部１１Ｃが、ステアリングギヤボックス１０の前方に位置されている。

各取付部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、それぞれ、締結具としてのボルト１３と、弾性体としてのゴムブッシュ１４とを用いて取付けが行われている。この取付部について、第２取付部１１Ｂに着目して図２、図３を参照しつつ説明する。まず、図２に示すように、サブフレーム１（におけるアッパパネル１Ａの下面）に、ナット部材１５が固定されて、このナット部材１５に対して、サブフレーム１の上方からボルト１３が螺合されている。そして、ボルト１３（の軸部）を取り巻くようにして、ボルト１３の頭部とサブフレーム１上面との間に、円筒状のゴムブッシュ１４が介在されている。このゴムブッシュ１４の外周に、第２取付脚部１１Ｂの先端部に形成された取付孔１６がきつく嵌合されている。図２から明かなように、ボルト１３の頭部の直径は、ゴムブッシュ１４の外径よりも大きく、しかも取付孔１６の周縁部をも上方から覆う大きさとされている。これにより、第２取付脚部１１Ｂは、その下方への移動はサブフレーム１（の上面）によって規制され、その上方への移動はボルト１３の頭部によって規制されている。

図２、図３に示すように、第２取付部１１Ｂにおいては、その取付孔１６が、前方にむけて一部開口された切欠部（開口部）１６ａを有するように設定されている。この切欠部１６ａの開口幅は、ゴムブッシュ１４の外径よりも若干小さくされ、また切欠部１６ａの上下幅は、ゴムブッシュ１４の上下幅と同じに設定されている。そして、走行中の振動や操舵力程度の小さな外力では、切欠部１６ａからゴムブッシュ１４が抜けでないように設定されている。この一方、前方衝突時のように、ステアリングギヤボックス１０に対して後方への所定以上の荷重（つまり大きな外力）が作用したときは、ゴムブッシュ１４が、圧縮変形されつつ、切欠部１６ａから抜け出るように設定されている。このような切欠部１６ａが、脆弱部を構成する。なお、各切欠部１６ａは、そのゴムブッシュ１４を通り、かつ第１取付部１１Ａ（におけるボルト１３）を中心とする円弧軌跡上に形成されている。

第３取付部１１Ｃは、図４に示すように、第２取付部１１Ｂと同様な取付構造とされており、その取付孔１６に、切欠部１６ａを有するものとなっている。これに対して、第１取付部１Ａは、その取付孔１６が、切欠部１６ａを有しない構造とされている。つまり、第１取付部１１Ａにおいては、ボルト１３（ゴムブッシュ１４）の径方向（車体前後方向）における位置規制が強固なものとされて、事実上、この取付位置が常に確保されるように設定されている。

次に、以上のような構成の作用について説明する。いま、前方衝突によって、パワープラントＰが後方へ変位されて、ステアリングギヤボックス１０に後方へ所定以上の大きな荷重が作用したときを考える。このとき、ステアリングギヤボックス１０は、パワープラントＰから、後方への大きな荷重を受けて後方へ押圧される。後方は押圧されたステアリングギヤボックス１０は、その第１取付部１１Ｂと第２取付部１１Ｃとが、切欠部１６ａからゴムブッシュ１４が抜け出ることにより取付解除される。この一方、第１取付部１１Ａにおいては切欠部１６ａを有しないように設定されているので、ステアリングギヤボックス１０は、第１取付部１１Ａを中心として後方へ揺動される（図１一点鎖線の状態）。

連結部３１は、ステアリングギヤボックス１０が後方へ揺動されたときに、その揺動中心となる第１取付部１１Ａの近くに位置しているので、後方への変位量が小さいものとなる。これにより、ステアリングシャフト３０の後方への変位量はもとより、上下方向（特に下方向）へ変位するのが防止あるいは抑制されて、ダッシュパネル２０（の貫通孔２０ａ周縁部）が破断される事態が防止あるいは抑制されることになる。ちなみに、ステアリングギヤボックス１０が、第３取付部１１Ｃを中心として後方へ揺動されたときは、連結部３１が第３取付部１１Ｃから遠く離れているために、連結部３１の後方への変位量が大きいものになってしまう。

図５〜図７は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、前記実施形態と同一構成要素には同一符合を付してその重複した説明は省略する（このことは、後述する第３に実施形態においても同じ）。本実施形態では、取付孔１６に切欠部１６ａを形成することなく、第２取付脚部１２Ｂそのものに、脆弱部としての切欠部１７を形成したものである。すなわち、第２取付脚部１２Ｂは、図６に示すように、断面逆Ｕ字状として形成されているが、切欠部１７が形成された部分では、図７に示すように断面逆Ｌ字状とされて、切欠部１７が形成された部分の強度が積極的に弱くなるように設定されている。この図６、図７に示すような形状設定は、第３取付脚部１２Ｃについても同じであり、切欠部１７は、例えば図４で示す領域Ｘにおいて形成されている。

図５〜図７の実施形態でも、ステアリングギヤボックス１０に後方への所定以上の荷重が作用したときは、切欠部１７でもって、各取付脚部１２Ｂ、１２Ｃが破断されて、第１取付部１１Ａを中心として、ステアリングギヤボックス１０が後方へ揺動されることになる。

図８は、本発明の第３の実施形態を示すものである。本実施形態では、図３の変形例となるもので、図３の切欠部１６ａの前方延長位置において、スライド溝１８を形成してある。このスライド溝１８は、第１取付部１Ａを中心とする円弧軌跡となるように形成されていて、その全周囲（特に前端）が閉じられている。このようなスライド溝１８は、第２取付部１１Ｂおよび第３取付部１１Ｃにそれぞれ形成されている。本実施形態では、ステアリングギヤボックス１０が、第１取付部１１Ａを中心として後方へ揺動されたときに、ステアリングギヤボックス１０がサブフレーム１から切り離されることなく、後方へ揺動されることになる（特に上方への勝手な移動の規制で、スライド溝１８内を圧縮変形されたゴムブッシュ１４が移動される）。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。連結部３１は、図１の場合とは逆に、車幅方向左方側にオフセットされたものであってもよい（左ハンドル車の場合で、各取付部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、図１の場合とは左右逆の対称関係に設定すればよい）。図３，図４に示す切欠部１６ａと、図５，図７に示す切欠部１７との両方共に形成するようにしてもよい。ステアリングギヤボックス１０のサブフレーム１に対する取付け箇所は、左右２箇所あるいは４箇所以上とすることもできる（連結部３１のオフセット方向に位置設定された１つの取付部を中心としてステアリングギヤボックス１０が後方へ揺動されるように設定するのが好ましい）。スライド溝１８に代えて、例えば特許文献２（の例えば図４、図５）に示すような後方へのスライド機構（ガイド機構）を第２取付部１１Ｂ、第３取付部１１Ｃ部分に適用することもできる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明の一実施形態を示す一部断面平面図。 図１のＸ２−Ｘ２線相当断面図。 第２取付部の詳細を示す平面図。 第３取付部の詳細を示す平面図。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図３に対応した平面図。 図５のＸ６−Ｘ６線相当断面図。 図５のＸ７−Ｘ７線相当断面図。 本発明の第３の実施形態を示すもので、図３に対応した平面図。

符号の説明

１：サブフレーム
２：エンジン
３：変速機
１０：ステアリングギヤボックス
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ：取付部
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ：取付脚部
１３：ボルト（締結具）
１４：ゴムブッシュ
１５：ナット部材
１６：取付孔
１６ａ：切欠部（脆弱部）
１７：切欠部（脆弱部）
１８：スライド溝

Claims (5)

1. 車室内からダッシュパネルを貫通してエンジンルームへ伸びるステアリングシャフトと、車幅方向に伸びると共にサブフレームを介して車体に取付けられるステアリングギヤボックスとを備え、該ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとの連結部が車幅方向一方側にオフセットされてなるステアリング装置の取付構造において、
   前記ステアリングギヤボックスに所定以上の後方への荷重が作用したときに、前記ステアリングギヤボックスの前記サブフレームに対する取付部のうち前記連結部のオフセット方向とは車幅方向反対側に位置される反対側取付部を取付解除させる取付解除手段を備えている、
   ことを特徴とするステアリング装置の取付構造。
2. 請求項１において、
   前記ステアリングギヤボックスが、前記連結部を挟んで車幅方向両側においてそれぞれ、前記取付部が構成される取付脚部を有し、
   前記取付解除手段が、前記取付脚部のうち前記連結部のオフセット方向とは車幅方向反対側に位置される取付脚部に形成された脆弱部とされている、
   ことを特徴とするステアリング装置の取付構造。
3. 請求項２において、
   前記ステアリングギヤボックスは、締結具によって前記サブフレームに取付けられており、
   前記取付解除手段は、前記ステアリングギヤボックスに形成されて前記締結具が侵入されるスリット溝を有する、
   ことを特徴とするステアリング装置の取付構造。
4. 請求項２において、
   前記ステアリングギヤボックスは、締結具によって前記サブフレームに取付けられており、
   前記取付解除手段は、前記ステアリングギヤボックスが前記締結具に対して上下方向の相対変位を規制されつつ該締結具に対して後方へ相対変位するのを許容するスライド機構を有する、
   ことを特徴とするステアリング装置の取付構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記ステアリングギヤボックスは、前記連結部を挟んで車幅方向両側において前記サブフレームに対して取付けられており、
   前記取付部のうち前記連結部よりも前記車幅方向一方側の取付部が、該連結部よりも前方位置において前記サブフレームに取付けられ、
   前記取付解除手段によって取付解除されたときに、前記ステアリングギヤボックスが前記一方側の取付部を中心にして後方へ揺動されるように設定されている、
   ことを特徴とするステアリング装置の取付構造。

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