JP3747495B2

JP3747495B2 - ステアリング支持装置

Info

Publication number: JP3747495B2
Application number: JP25078395A
Authority: JP
Inventors: 博和西角; 修木村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2015-09-28
Also published as: JPH0986419A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ステアリング支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の正突（即ち、車体前部からの衝突）時には、車体前部に位置するエンジンルーム部分がクラッシャブルゾーンとなり、この部分が潰れ変形を生じることで衝突による衝撃力を適度に吸収してドライバーを保護するようになっているが、この衝突による衝撃力が過大である場合には、エンジンルーム部分の潰れ変形量が大きくなりエンジンそのものも車体後方側へ押しやられることにもなる。
【０００３】
この場合、エンジンルーム後部と車室前部の間には、ステアリングシャフトが、車室側に位置し且つステアリングホィールの取付部となる一端側からエンジンルーム側に位置する他端側に向けて下降傾斜状態で配置されている。また、このステアリングシャフトは、その軸方向中間部位が、車室前部において車幅方向に横設配置されたパイプ製の支持メンバーにより該支持メンバーの下方位置において支持されている。このため、衝突による車体後方側への衝撃力がステアリングシャフトの他端側に作用すると、該ステアリングシャフトを介して上記支持メンバーに捩り作用が働き、該支持メンバーの捩れ変形により該ステアリングシャフトは該支持メンバーを中心に回動変位しその一端側が上方へ立ち上がるように変位する（以下、かかるステアリングシャフトの変位を「立ち上がり」という）。かかるステアリングシャフトの立ち上がりは、衝突の反動によりステアリングホィール側へ飛び出す作用を受けるドライバーにとっては好ましくないものである。従って、ドライバー保護の観点からは、かかる衝突時におけるステアリングシャフトの立ち上がりを可及的に抑制することが望まれる。
【０００４】
かかる要請に応えるものとして、従来より、ステアリングシャフトを車体側の支持メンバーに支持するための支持部材に切欠等の脆弱部を設け、該ステアリングシャフトへの過大な荷重の入力時には該脆弱部において支持部材を変形あるいは破断させて該ステアリングシャフトの立ち上がり現象を抑制するようにしたものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる方法は、ステアリングシャフトと支持メンバーとを上記支持部材により固定的に連結する通常のステアリング支持構造の場合には有効であるが、例えば特開平１−２２３０６６号公報に開示される如きチルト機構を備えたステアリング支持構造の場合にはその効果は比較的少ない。即ち、チルト機構を備えたステアリング支持構造においては、その機能上、ステアリングシャフトは支持メンバーに対して上下方向に揺動可能なる如く支持されているため、例え支持部材に脆弱部を設けてもこれが破断等する以前にステアリングシャフトが揺動してこれが立ち上がり傾向となるためである。このため、特にチルト機構を備えたステアリング支持装置においては、ステアリングシャフトの一端の立ち上がりをより確実に防止し得る技術の開発が望まれているところである。
【０００６】
そこで本願発明は、車両の衝突時におけるステアリングシャフトの立ち上がりを簡単な構造により効果的に防止し得るようにしたステアリング支持装置を提案せんとしてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【０００８】
本願発明では、車室前部においてその一端を車室側に向け且つ該一端側から他端側に向けて下降傾斜状態に配置されるステアリングシャフトの下面側に固定された第１ブラケット部材と、上記ステアリングシャフトの上方側に配置された支持メンバーに上記第１ブラケット部材をその下方から抱持して固定すると共に、該第１ブラケット部材を介して上記ステアリングシャフトを上記支持メンバーに対して上下方向に揺動可能に支持する第２ブラケット部材とを備え、上記第１ブラケット部材と第２ブラケット部材とは、上記ステアリングシャフトの下方側位置に設けた固定手段により固定可能とされるとともに、解除手段により該固定手段による固定状態が解除可能とされ、上記第１ブラケット部材と第２ブラケット部材のうちの少なくともいずれか一方側であって上記固定手段配置位置よりも下方側寄り部位に設けられ、上記ステアリングシャフトがその他端側に作用する外力を受けて上記一端側が上方へ立ち上げられる如く動作する場合に該第１ブラケット部材が第２ブラケット部材に対して所定量相対移動した時に該第１のブラケット部材と第２のブラケット部材のいずれか他方側に当接することで該相対移動を規制して該ステアリングシャフトの立ち上がり動作を規制するストッパー部材をさらに備えており、上記支持メンバーが、上下方向に延設され且つその下端部が車体フロア側に固定された連結部材の上端部により支持される一方、該連結部材の下端部は、車体前後方向に所定間隔をもって設けられた複数の固定部において固定されるとともに、該複数の固定部のうち、車体前後方向の最後端に位置する固定部以外の固定部には、該連結部材の上端部にこれを車体後方側へ移動させる方向に所定以上の荷重が作用した時にその固定状態を解除し得る固定解除手段が設けられていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
本願発明ではかかる構成とすることにより次のような効果が得られる。
【００１０】
(1) 本願発明にかかるステアリング支持装置によれば、ステアリングシャフトに設けられた第１ブラケット部材と該第１ブラケット部材を介して上記ステアリングシャフトを支持メンバーに対して上下方向に揺動可能に支持する第２ブラケットとの間にストッパー部材を設けることで、上記ステアリングシャフトがその他端側に作用する外力を受けてその一端側が上方へ立ち上げられる場合、該ストッパー部材によりその立ち上がり動作が規制される。従って、この第１の発明のステアリング支持装置によれば、上記ステアリングシャフトの立ち上がりが、上記ストッパー部材による規制作用と上記支持メンバーの捩り剛性による規制作用の二段階の規制作用によって効果的且つ確実に防止されるものである。
【００１１】
(2) 本願発明にかかるステアリング支持装置によれば、ステアリングシャフトの下面側に固定された第１ブラケット部材と、該第１ブラケット部材をその下方から抱持して上記ステアリングシャフトの上方側に配置された支持メンバーに固定する第２ブラケット部材とを、上記ステアリングシャフトの下方側位置に設けた固定手段により固定可能とするとともに解除手段により該固定手段による固定状態を解除可能としたチルト機構を備えた所謂チルト式ステアリング支持装置において、上記第１ブラケット部材と第２ブラケット部材のうちの少なくともいずれか一方側に、該第１ブラケット部材が第２ブラケット部材に対して所定量相対移動した時に該第１のブラケット部材と第２のブラケット部材のいずれか他方側に当接することで該相対移動を規制するストッパー部材を設けているので、上記ステアリングシャフトが衝突荷重を受けて立ち上がり方向へ変位するとき上記第１ブラケッと第２ブラケット部材とが所定量相対移動した時点において上記ストッパー部材が作動し、該第１ブラケット部材の移動が規制され上記ステアリングシャフトの立ち上がりが阻止される。即ち、ストッパー部材が第１ブラケット部材あるいは第２ブラケット部材に当接することによるステアリングシャフトの立ち上がり抑制作用と上記第２ブラケット部材を介して荷重が伝達される上記支持メンバーの捩り剛性によるステアリングシャフトの立ち上がり抑制作用とにより、チルト機構を備えたステアリング支持装置でありながらステアリングシャフトの立ち上がりがより効果的に且つ確実に防止されるものである。
【００１２】
(3) 本願発明にかかるステアリング支持装置によれば、上記(2)に記載の効果に加えて、上記ストッパー部材を、上記第１ブラケット部材又は上記第２ブラケット部材の上記固定手段配置位置よりも下方側寄り部位、即ち、該固定手段配置位置よりも上方側寄り部位に比してスペース的に余裕のある部位、に設けているので、該ストッパー部材を強固な構造とすることが比較的容易であり、それだけ該ストッパー部材によるステアリングシャフトの立ち上がりをより一層確実に阻止し得るものである。また、このストッパー部材の作動反力により上記第２ブラケット部材側には、上記固定手段配置位置よりも下方側においてしかも車体後方側へ向かう力が作用し、該反力によりステアリングシャフトが立ち上がり方向へ変位せしめられるということが防止される。
【００１３】
(4) 本願発明にかかるステアリング支持装置によれば、上記(3)に記載の如くストッパー部材の作動反力により上記第２ブラケット部材側に上記固定手段配置位置よりも下方側においてしかも車体後方側へ向かう力が作用するような構成に加えて、上下方向に延設され且つその下端部が車体フロア側に固定された連結部材の上端部により支持メンバーを支持し、さらに該連結部材の下端部を、車体前後方向に所定間隔をもって設けられた複数の固定部において固定するとともに、該複数の固定部のうち、車体前後方向の最後端に位置する固定部以外の固定部に固定解除手段を設けた構成としている。
【００１４】
従って、かかる構成によれば、ステアリングシャフトへの衝突荷重の入力により該ステアリングシャフトが立ち上がり方向へ変位しこれが上記ストッパー部材により規制された場合に該ストッパー部材の作動反力が車体後方側に向かって作用し、上記連結部材にはこれを車体後方側へ移動させる方向のモーメントが生じる。この場合、上記作動反力が所定以上になると、車体前後方向の最後端に位置する固定部以外の固定部においては固定解除手段が作動しその固定状態が解除されるため、該連結部材は最後端の固定部を中心に車体後方側へ回動変位するとともにこれに伴って上記支持メンバーが車体後方側へ変位することで、上記ステアリングシャフトの一端側は車体後方斜め下方へ押し下げられる状態となり、結果的に該ステアリングシャフトの立ち上がりがさらに確実に防止されるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明のステアリング支持装置を好適な実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１６】
図１には、本願発明にかかるステアリング支持装置の好適な実施形態を示しており、同図において符号１は車室前部とエンジンルームの後部との間に跨がって且つ車室側に位置する一端１ａ側からエンジンルーム側に位置する他端（図示省略）側に向かって下降傾斜状態で配置されたステアリングシャフト、符号２は所定径のパイプ体でなり車室前部に横設配置されてインストルメントパネル（図示省略）と共に上記ステアリングシャフト１を支持する支持メンバー、符号３は上記支持メンバー２の軸方向中間部位を車体床面側に設けたトンネル部１７に連結支持するステー部材（特許請求の範囲中の「連結部材」に該当する）である。
【００１７】
以下、上記支持メンバー２に対する上記ステアリングシャフト１の支持構造、及び上記ステー部材３による上記支持メンバー２の固定構造等について詳述する。
【００１８】
ステアリングシャフト１の支持構造
上記ステアリングシャフト１の上記支持メンバー２に対する支持構造を図１〜図３を参照して説明すると、この実施形態のステアリング支持装置は所謂チルト機構付きステアリング支持装置であって、上記支持メンバー２に設けられた取付基台４と、上記ステアリングシャフト１の軸方向中間部位に固定された第１ブラケット５と、該第１ブラケット５を上記取付基台４側に支持せしめるための第２ブラケット６とを備えている。
【００１９】
上記取付基台４は、上記支持メンバー２から車室側へ斜め下方に向けて延出する如く該支持メンバー２に固定されており、その下端には上記支持メンバー２の軸方向に沿って相互に逆方向へ延出するフランジ部４ａ，４ａが設けられている。
【００２０】
上記第１ブラケット５は、特許請求の範囲中の「第１ブラケット部材」にそれぞれ該当するものであって、板材を略コ字状に屈曲形成しその屈曲方向の両端部をそれぞれ上記ステアリングシャフト１の軸方向中間部位の下面側に溶接固定することで該ステアリングシャフト１と一体化されている。この第１ブラケット５の左右一対の縦壁部５ａ，５ａは後述する第２ブラケット６への支持部となるものであって、ここにはボルト穴３１が設けられている。また、第１ブラケット５の上記一対の縦壁部５ａ，５ａの間に位置する底壁部５ｂの適宜位置（この実施形態においては上記ステアリングシャフト１の一端１ａ寄りの端部としている）には、板材を略Ｕ字状に折曲してなるストッパー１１が下方へ延出した状態で固定されている。尚、このストッパー１１は、特許請求の範囲中の「ストッパー部材」にそれぞれ該当する。
【００２１】
上記第２ブラケット６は、特許請求の範囲中の「第２ブラケット部材」にそれぞれ該当するものであって、板材を略Ｕ字状に折曲して構成されるものであって、所定間隔（上記第１ブラケット５の左右一対の縦壁部５ａ，５ａの外面に密接してこれを抱持し得る間隔）をもって対向する左右一対の縦壁部６ａ，６ａと、該一対の縦壁部６ａ，６ａの上記ステアリングシャフト１の一端１ａ寄りの端部間に位置する底壁部６ｂと、上記一対の縦壁部６ａ，６ａの上端からそれぞれ逆方向へ屈曲延出するフランジ部６ｃ，６ｃとを備えている。また、この第２ブラケット６の上記各縦壁部６ａ，６ａには上下方向に延びる円弧溝１５，１５が設けられている。
【００２２】
ここで、上記ステアリングシャフト１の上記支持メンバー２への固定構造について説明すると、上記第２ブラケット６は、そのフランジ部６ｃ，６ｃをそれぞれ上記取付基台４のフランジ部４ａ，４ａに衝合させた状態で固定ボルト１８，１８，・・により該取付基台４側に固定されている。また、この第２ブラケット６の内側には、衝合ステアリングシャフト１と該ステアリングシャフト１に固定された上記第１ブラケット５とが配置され、該第１ブラケット５の両縦壁部５ａ，５ａの外面は上記第２ブラケット６の両縦壁部６ａ，６ａの内面に衝合せしめられている。そして、この第１ブラケット５の両縦壁部５ａ，５ａに設けたボルト穴３１，３１と第２ブラケット６の両縦壁部６ａ，６ａに設けた円弧溝１５，１５とを貫通して締着ボルト８（特許請求の範囲中の「固定手段」に該当する）が装着されるとともに、該締着ボルト８の端部には摩擦固定部材９を介してハンドル１０を備えた回動アーム７が取り付けられている。
【００２３】
そして、この締着ボルト８により第１ブラケット５と第２ブラケット６とを連結した状態においては、該第１ブラケット５側に設けた上記ストッパー１１が、上記第２ブラケット６の底壁部６ｂよりステアリングシャフト１の他端寄りに位置し且つ該底壁部６ｂの端面に近接対向した状態で該底壁部６ｂよりも下方へ突出している。また、上記第１ブラケット５と第２ブラケット６とは、上記ハンドル１０を操作して上記締着ボルト８により上記摩擦固定部材９を締め付けることで上記各縦壁部５ａ，５ａと同６ａ，６ａ間にそれぞれ作用する摩擦力によりその固定状態が保持され、該ハンドル１０を操作して上記締着ボルト８による上記摩擦固定部材９の締付力を解除することで固定状態が解除され、上記ステアリングシャフト１は上記締着ボルト８が上記円弧溝１５，１５に沿って上下方向に移動することで傾斜角が変更可能とされる（チルト作用の実現）。
【００２４】
ステー部材３による支持メンバー２の固定構造
上記ステー部材３は、縦長の板材で構成され、その上端部３ｂにおいて上記支持メンバー２の軸方向中間部位を固定支持するとともに、その下端部３ａにおいて上記トンネル部１７側に固定される。そして、この実施形態のものにおいては、上記ステー部材３の下端部３ａを車体前後方向に所定間隔をもって設けられた前後一対の固定部２１，２２においてそれぞれ固定ボルト１９，１９により固定するようにしているが、この場合、車体後方側に位置する一方の固定部２１には通常の丸孔のボルト孔を設けてここに固定ボルト１９を挿通して固定するが、車体前方側に位置する他方の固定部２２は上記ステー部材３の下端側に開口する切欠溝２３としここに固定ボルト１９を挿通して固定するようにしている。尚、この実施形態のものにおいては、上記切欠溝２３が特許請求の範囲中の「固定解除手段」に該当する。
【００２５】
車両の衝突時におけるステアリングシャフト１の立ち上がり防止作用
ここで、上述の如き構成をもつこの実施形態のステアリング支持装置における上記ステアリングシャフト１の立ち上がり防止作用について説明する。
【００２６】
車両がその前部側において衝突しその衝突荷重が上記ステアリングシャフト１の他端側に作用した場合、該ステアリングシャフト１はこれが傾斜配置されているため、上記締着ボルト８を中心として反時計回りに回動する作用を受ける（図１において符号１′で示す鎖線図示部分参照）。この場合、この衝突荷重を受けてステアリングシャフト１が所定以上回動変位すると、このステアリングシャフト１と一体的に回動する上記ストッパー１１が上記ステー部材３側に固定されている上記第２ブラケット６の底壁部６ｂに当接し、この両者の当接により該ステアリングシャフト１のそれ以上の回動変位、即ち、該ステアリングシャフト１がそれ以上に立ち上がるのが規制されることになる。従って、上記ステアリングシャフト１がステー部材３に対して上下方向に揺動可能に支持されているチルト機構付きステアリング支持装置でありながら上記ステアリングシャフト１の立ち上がりを可及的に防止し得るものである。
【００２７】
ところで、衝突荷重が比較的小さい場合には、上述のように上記ストッパー１１の規制作用のみによってステアリングシャフト１の立ち上がりが抑制されるが、この衝突荷重がさらに大きくなった場合には、上記ステー部材３の傾動変位により上記ステアリングシャフト１の立ち上がりがさらに抑制されるものである。即ち、上記ステアリングシャフト１の立ち上がり方向への回動変位により上記ストッパー１１が第２ブラケット６の底壁部６ｂに当接し所定の規制作用がなされる場合、この当接部位が上記ステアリングシャフト１の回動支点となる上記締着ボルト８よりも下方側に位置し且つ該ストッパー１１が車体後方側へ変位する方向において上記規制作用がなされる構成であることから、このストッパー１１による規制作用に伴い上記第２ブラケット６の底壁部６ｂにはこれを車体後方側へ押圧する力が作用する。
【００２８】
この第２ブラケット６側に作用する力を受けて、該第２ブラケット６を支持する上記ステー部材３の上端部３ｂにも車体後方側への力が作用し、該ステー部材３はその下端部３ａ回りに車体後方側へのモーメントを受ける。この場合、このステー部材３の上端部３ｂに作用する車体後方側への力が所定以下である間は、該ステー部材３のトンネル部１７側への固定状態が維持されるため上記ステアリングシャフト１は上記支持メンバー２の捩り剛性によりその立ち上がりが抑制される。
【００２９】
これに対して、この力が所定以上になると、上記ステー部材３に作用するモーメントが過大となり、このモーメントを偶力として支持していた上記前後一対の固定部２１，２２のうち、車体前方側の固定部２２においてはこれが切欠溝２３とされていることからその固定ボルト１９が切欠溝２３から離脱し該固定ボルト１９による固定状態が解除され、上記ステー部材３は車体後方側の固定部２１の固定ボルト１９を中心として車体後方側へ回動変位することになる。このステー部材３の車体後方側への回動変位に伴って上記支持メンバー２が車体後方側へ変位することでこれと一体的に連結された上記ステアリングシャフト１も同様に回動変位し、その一端１ａ側が降下方向に移動する。即ち、ステアリングシャフト１はその立ち上がりが抑制されるに止まらず逆に立ち下がり方向へ変位することになる。
【００３０】
以上の如く、この実施形態のステアリング支持装置においては、これがチルト機構付きステアリング支持装置であるにもかかわらず、上記ストッパー１１の規制作用と上記ステー部材３の回動作用とによって上記ステアリングシャフト１の立ち上がりが確実に防止されるものであり、車両の衝突時におけるドライバーの保護性能が格段に向上するものである。
【００３１】
その他
上記の実施形態においては、上記ステアリングシャフト１の立ち上がり時に相対回動する上記第１ブラケット５と第２ブラケット６のうち、ステアリングシャフト１側に固定された第１ブラケット５に上記ストッパー１１を設けて所定の規制作用を行わせるようにしているが、本願発明はかかる構成に限定されるものではなく、例えば上記ストッパー１１を上記第２ブラケット６側に設けてこれを上記第１ブラケット５に当接させるように構成することも可能である。
【００３２】
また、この実施形態においては、上記ステー部材３の車体前方側の固定部２２に切欠溝２３を設けることで該ステー部材３に所定以上のモーメント力がかかった時に該固定部２２における固定状態を解除し得る「固定解除手段」としているが、本願発明における「固定解除手段」はかかる構成に限定されるものでなく、要するに過大なモーメント力の負荷時において固定状態を解除して上記ステー部材３の回動を許容し得る構成であればよく、例えば上記切欠溝２３に代えてこれを長穴にしたり、また上記固定ボルト１９をシャーピン構造とする等、種々の形態を採用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のステアリング支持装置の好適な実施形態を示す側面図である。
【図２】図１のII部拡大図である。
【図３】図２のIII-III矢視図である。
【符号の説明】
１はステアリングシャフト、２は支持メンバー、３はステー部材、４は取付基台、５は第１ブラケット、６は第２ブラケット、７は回動アーム、８は締着ボルト、９は摩擦固定部材、１０はハンドル、１１はストッパー、１１ａはストッパーのストッパー面、１５は円弧溝、１７はトンネル部、１８及び１９は固定ボルト、２１及び２２は固定部、２３は切欠溝である。

Claims

車室前部においてその一端を車室側に向け且つ該一端側から他端側に向けて下降傾斜状態に配置されるステアリングシャフトの下面側に固定された第１ブラケット部材と、
上記ステアリングシャフトの上方側に配置された支持メンバーに上記第１ブラケット部材をその下方から抱持して固定すると共に、該第１ブラケット部材を介して上記ステアリングシャフトを上記支持メンバーに対して上下方向に揺動可能に支持する第２ブラケット部材とを備え、
上記第１ブラケット部材と第２ブラケット部材とは、上記ステアリングシャフトの下方側位置に設けた固定手段により固定可能とされるとともに、解除手段により該固定手段による固定状態が解除可能とされ、
上記第１ブラケット部材と第２ブラケット部材のうちの少なくともいずれか一方側であって上記固定手段配置位置よりも下方側寄り部位に設けられ、上記ステアリングシャフトがその他端側に作用する外力を受けて上記一端側が上方へ立ち上げられる如く動作する場合に該第１ブラケット部材が第２ブラケット部材に対して所定量相対移動した時に該第１のブラケット部材と第２のブラケット部材のいずれか他方側に当接することで該相対移動を規制して該ステアリングシャフトの立ち上がり動作を規制するストッパー部材をさらに備えており、
上記支持メンバーが、上下方向に延設され且つその下端部が車体フロア側に固定された連結部材の上端部により支持される一方、
該連結部材の下端部は、車体前後方向に所定間隔をもって設けられた複数の固定部において固定されるとともに、
該複数の固定部のうち、車体前後方向の最後端に位置する固定部以外の固定部には、該連結部材の上端部にこれを車体後方側へ移動させる方向に所定以上の荷重が作用した時にその固定状態を解除し得る固定解除手段が設けられていることを特徴とするステアリング支持装置。