JP3838018B2

JP3838018B2 - Steering column structure for vehicles

Info

Publication number: JP3838018B2
Application number: JP2000336146A
Authority: JP
Inventors: 義文下瀬
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP2002137707A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衝撃を吸収する車両用ステアリングコラム構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用ステアリングコラム構造としては、例えば、図１２に示す特開平７−２３２６４９号公報に記載されている様なものが知られている。
【０００３】
このようなものでは、車両のステアリング装置１０を構成するステアリングホイール２が、ステアリングコラム３によって回動可能に軸支されている。
【０００４】
このステアリングコラム３は、車体１に固定されたマウンティングブラケット４にステアリングコラム水平移動装置５を介して取り付けられている。
【０００５】
このステアリングコラム水平移動装置５は、前記ステアリングコラム３に取り付けられたアッパブラケット６から突設されるヒンジボルト７，７を有している。このヒンジボルト７，７は、前記マウンティングブラケット４に形成された長孔形状のガイド孔４ａ，４ａに沿って車両前方方向へ向けてスライド移動可能となるように構成されている。
【０００６】
そして、このステアリングコラム水平移動装置５は、運転乗員から衝撃力が、ステアリングホイール２に入力されたときに、前記ステアリングコラム３を車両前方へ向けて移動させるように構成されている。
【０００７】
また、このステアリング装置１０には、ステアリングコラム３への衝撃力を緩和するエネルギ吸収機構８が設けられている。
【０００８】
このエネルギ吸収機構８は、前記ステアリングマウンティングブラケット４の下面側と、前記アッパブラケット６の上面側との間に挟持されて、弾性変形によりステアリングコラム３への衝撃力を緩和するエネルギ吸収体９を有している。
【０００９】
次に、この従来の車両用ステアリングコラム構造の作用について説明する。
【００１０】
この従来の車両用ステアリングコラム構造では、前記車両が前面衝突した場合等、ステアリングホイール２に取り付けられた前記アッパブラケット６が、前記ガイド孔４ａ，４ａに沿って車両前方へ移動する。
【００１１】
この際、前記ステアリングマウンティングブラケット４の下面側と、前記アッパブラケット６の上面側との間に挟持された前記エネルギ吸収体９が、弾性変形して衝撃力を吸収するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の車両用ステアリングコラム構造では、図９中実線ａに示すように、変形初期は、このエネルギ吸収体９が塑性するため、大きな反力（最大反力）ｂが発生し、その後、反力は低下しつつ、所定変位量ｃを越えると、所定の反力で略一定に保たれる。
【００１３】
このように、車両が前面衝突したような場合には、ステアリングコラム移動の初期に大きな荷重ｂが発生することにより、前記エネルギ吸収機構８が効率的に衝撃吸収効果を発揮出来ない虞があった。
【００１４】
このため、前記ステアリングホイール２からの反力が増大し、図１０中実線ｄに示すように、乗員側に発生減速度のピークＧを発生させるため、例えば、前記ステアリングホイール２に設けられたエアバック装置からの反力ｅが増大する虞があった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、更に、効果的にエネルギ吸収機構の吸収効率を良好なものとする事が出来る車両用ステアリングコラム構造を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明では、ステアリングに運転乗員から衝撃力が入力されたときにステアリングコラムを車両前方へ向けて移動させるステアリングコラム水平移動装置と、該ステアリングコラムへの衝撃力を緩和するエネルギ吸収機構とを有する車両用ステアリングコラム構造において、運転乗員の下肢の車両前方方向への移動を制限するニープロテクタと、該ニープロテクタへの入力荷重をステアリングコラムに伝達させる荷重伝達手段とを有し、該荷重伝達手段は、前記ニープロテクタへの入力初期の段階で、該ステアリングコラムに荷重を伝達させて該ステアリングコラムを移動させると共に、所定の入力後には、該ステアリングコラムへ荷重を非伝達状態とするように構成された車両用ステアリングコラム構造を特徴としている。
【００１７】
このように構成された請求項１記載のものでは、車両が前面衝突した場合等では、まず、運転乗員の下肢が、前記ニープロテクタに当接すると、該ニープロテクタへの初期の入力荷重が、ステアリングコラムに荷重伝達手段を介して伝達される。
【００１８】
前記ステアリングコラムは、この初期の入力荷重によって、車両前方方向へ移動し、前記エネルギ吸収機構の移動初期段階で発生する大きな反力を乗り越える。
【００１９】
このため、前記ステアリングに運転乗員の当接による衝撃力が作用しても、既に前記エネルギ吸収機構の移動初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられているので、大きなピークは作用せず、前記エネルギ吸収機構によって緩和された所定の反力で、乗員の上体の衝撃力を受け止める。
【００２０】
従って、更に、効果的にエネルギ吸収機構の吸収効率が良好なものとなる。
【００２１】
また、請求項２に記載されたものでは、前記荷重伝達手段は、前記ニープロテクタに変形可能に設けられた突起部と、前記ステアリングコラムの前方への移動を抑制するエネルギ吸収体を介して、該ステアリングコラムが支持されると共に、該ステアリングコラムと一体となって移動して前記突起部に対して当接する受け側突起部とを有して構成されている請求項１記載の車両用ステアリングコラム構造を特徴としている。
【００２２】
このように構成された請求項２記載のものでは、前記荷重伝達手段の突起部が、前記ニープロテクタに加わる運転乗員の膝からの衝撃力を当接する前記受け側突起部に伝達すると、該受け側突起部は、前記ステアリングコラムと一体となって移動して、前記エネルギ吸収機構の移動初期段階で発生する大きな反力が越えられる。
【００２３】
該突起部は、初期の反力を乗り越えた時点で変形により折れ曲がり、該受け側突起部と干渉しないようになる。
【００２４】
このため、ステアリングコラム水平移動装置によって、ステアリングを車両前方方向へ向けて大きなストロークで移動させることが出来て、前記エネルギ吸収機構によるエネルギ吸収効率を更に、良好なものとすることができる。
【００２５】
更に、請求項３に記載されたものでは、前記受け側突起部は、複数設けられている請求項２記載の車両用ステアリングコラム構造を特徴としている。
【００２６】
このように構成された請求項３に記載されたものでは、複数の受け側突起部によって、分散して前記ニープロテクタに設けられた突起部からの衝撃力が受け止められるので、更に、効率よく前記エネルギ吸収機構の移動初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられる。
【００２７】
また、請求項４に記載されたものでは、前記受け側突起部は、ステアリングコラム軸を挟んで対称位置に設けられている請求項３記載の車両用ステアリングコラム構造を特徴としている。
【００２８】
このように構成された請求項４に記載されたものでは、ステアリングコラム軸を挟んで対称位置に設けられた受け側突起部によって、分散して前記ニープロテクタに設けられた突起部からの衝撃力が受け止められるので、更に、効率よく前記エネルギ吸収機構の移動初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられる。
【００２９】
更に、請求項５に記載されたものでは、前記受け側突起部は、前記ステアリングコラムに一体に設けられたヒンジボルトであると共に、前記ニープロテクタには、該ヒンジボルトに対応する前記突起部としての突起片が複数設けられ、しかも、車両上下方向で、該突起片のうち最上部の突起片形成位置と、最下部の突起片形成位置との間には、前記運転乗員の下肢が当接するニープロテクタ本体パネルが装着されている請求項２乃至４のうち何れか一項記載の車両用ステアリングコラム構造を特徴としている。
【００３０】
このように構成された請求項５記載のものでは、前記ニープロテクタ本体パネルが、前記突起片のうち最上部の突起片形成位置と、最下部の突起片形成位置との間に装着されているので、上，下両突起片に略均等に衝撃力が伝達されて、更に、効率よく前記エネルギ吸収機構の移動初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられる。
【００３１】
そして、請求項６に記載されたものでは、前記受け側突起部の最下部形成位置は、最上部形成位置に対して車両前方へオフセットされている請求項３乃至５にうち何れか一項記載の車両用ステアリングコラム構造を特徴としている。
【００３２】
このように構成された請求項６記載のものでは、前記受け側突起部の最下部形成位置が、最上部形成位置に対して車両前方へオフセットされているので、前記ニープロテクタの角度を、下肢が、当接する角度に合わせて設定しやすい。
【００３３】
このため、更に、効率よく前記ステアリングコラムに、運転乗員の下肢の当接による衝撃力を伝達することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の具体的な実施の形態１について、図示例と共に説明する。
【００３５】
図１乃至図１０は、この発明の実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造を示すものである。なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。
【００３６】
まず、構成を説明すると、この実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造では、車両１１のステアリング装置１００を構成するステアリングホイール２が、ステアリングコラム３によって回動可能に軸支されている。
【００３７】
このステアリングコラム３は、車体１に固定されたマウンティングブラケット１３にステアリングコラム水平移動装置５を介して取り付けられている。
【００３８】
このステアリングコラム水平移動装置５は、前記ステアリングコラム３に取り付けられたアッパブラケット１５から突設されて、荷重伝達手段の一方の受け側突起部としてのヒンジボルト１４，１４を、上，下に左，右２対の合計４本有している。この２対のヒンジボルト１４，１４は、各々前記ステアリングコラム３軸を挟んで、対称位置となるように設けられている。
【００３９】
このうち、下側の最下部に位置するヒンジボルト１４，１４は、車両前方方向へ所定量Ｄ、オフセットされている。
【００４０】
また、このヒンジボルト１４，１４は、前記マウンティングブラケット１３に形成された長孔形状のガイド孔１３ａ，１３ａに沿って車両前方方向へ向けてスライド移動可能となるように構成されている。
【００４１】
このヒンジボルト１４には、後述する上，下突起部１９ｅ，１９ｆと当接して前記ステアリングコラム３と一体となって移動する丸棒状部１４ｃが形成されている。
【００４２】
また、このヒンジボルト１４の軸延設方向略中央にフランジ部１４ａが形成されていて、図５に示すように、先端のネジ部１４ｂを前記アッパブラケット１５の側壁部１５ａ，１５ａに形成されたネジ孔１５ｂ，１５ｂに各々螺合させることにより、前記ガイド孔１３ａの周縁をこのフランジ部１４ａと前記側壁部１５ｅとで挟持して、挟持力を可変可能とすることにより、水平方向移動トルクを適切な値に設定できるように構成されている。
【００４３】
そして、このステアリングコラム水平移動装置１５のヒンジボルト１４…を各々前記ガイド孔１３ａに沿わせて車両前方方向にスライド移動させることにより、運転乗員から衝撃力が、前記ステアリング２に入力されたときに、前記ステアリングコラム３が車両前方へ向けて移動されるように構成されている。
【００４４】
また、このステアリング装置１００には、前記ステアリングコラム３への衝撃力を緩和するエネルギ吸収機構１６が設けられている。
【００４５】
このエネルギ吸収機構１６には、図２に示すように、前記マウンティングブラケット１３の車幅方向略中央から車両後方へ向けて所定幅で延設されると共に、下方に屈曲されて、車両前，後方向に弾性変形可能なバネ片１６ａが設けられている。
【００４６】
このバネ片１６ａの先端には、逆Ｔ字状の係止片１６ｂが一体に設けられている。
【００４７】
そして、この係止片１６ｂは、前記アッパブラケット１５の上面部１５ｃに切り欠き形成された切り欠き部１５ｄに係合されていて、前記ステアリングコラム３の前方への移動を抑制するように構成されている。
【００４８】
また、このステアリング装置１００には、運転乗員Ｐの下肢の車両前方方向への移動を制限するニープロテクタ１７が設けられている。
【００４９】
このニープロテクタ１７は、主に、車体１に固定されたステアリングメンバ１８の固定面部１８ａ，１８ａに固定される左右一対のニープロテクタ支持部材１９，１９と、このニープロテクタ支持部材１９，１９の傾斜面部１９ａ，１９ａに装着される板状のニープロテクタ本体パネル２０とを有して構成されている。
【００５０】
このうち、ニープロテクタ支持部材１９は、主に、前記固定面部１８ａに固着される前面部１９ｂを設けると共に、後面に傾斜面部１９ａ，１９ａを設けた屈曲板部１９ｃと、この屈曲部１９ｃの前面部１９ｂ及び傾斜面部１９ａ間に架け渡されて、これらの前面部１９ｂ及び傾斜面部１９ａに各々連結されると共に、所定の衝撃力の入力によって、屈曲されてこの衝撃力を吸収する架橋弾性板部１９ｄとを有している。
【００５１】
前記傾斜面部１９ａ，１９ａには、これらのニープロテクタ支持部材１９，１９が、お互いに対向する内側に向けて、荷重伝達手段の他方として突起部を構成する上，下突起片１９ｅ，１９ｆが各々突設されて変形可能となるように構成されている。
【００５２】
また、前記ニープロテクタ本体パネル２０の左，右両側に形成される取付フランジ面部２０ａ，２０ａは、前記傾斜面部１９ａ，１９ａのうち、前記上突起片１９ｅが突設形成される位置と下突起片１９ｆが突設形成される位置との間に位置するように装着されている。
【００５３】
そして、前記上，下突起片１９ｅ，１９ｆは、ステアリングホイール２への入力荷重をステアリングコラム１２に伝達させる際、前記ニープロテクタ本体２０への入力初期の段階で、前記ヒンジボルト１４，１４の丸棒状部１４ｃ，１４ｃに当接して、このステアリングコラム１２に荷重を伝達させることにより、このステアリングコラム１２を車両前方へ移動させると共に、所定の入力後には、この上，下突起片１９ｅ，１９ｆが変形して、当接が解除されて、このステアリングコラム１２へ荷重が非伝達状態となるように構成されている。
【００５４】
次に、この実施の形態１の作用について説明する。
【００５５】
この実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造では、前記車両１１が前面衝突した場合等では、まず、運転乗員Ｐの下肢Ｌが、図７に示すように、前記ニープロテクタ本体２０に当接すると、このニープロテクタ１７への初期の入力荷重が、前記上，下突起片１９ｅ，１９ｆから、前記ヒンジボルト１４，１４の丸棒状部１４ｃ，１４ｃを介して、前記ステアリングコラム１２に伝達される。
【００５６】
前記ステアリングコラム１２は、この初期の入力荷重によって、車両前方方向へ移動し、前記エネルギ吸収機構１６のバネ片１６ａが弾性変形する際に発生する移動初期段階での大きな反力が乗り越えられていて、図９中破線ｆで示すように、荷重ｇのピークは従来に比して低い。
【００５７】
このため、前記ステアリングホイール２に、運転乗員Ｐの当接による衝撃力が作用しても、既に前記バネ片１６ａの弾性変形による移動初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられているので、図１０中破線で示した発生減速度ｈは、従来のような大きなピークＧによる反力ｅを作用させない。
【００５８】
このため、図８に示すように、前記ステアリングホイール２に設けられているエアバック装置３０の展開されたエアバック本体３１が、前記バネ片１６ａによって緩和された所定の反力で、乗員の上体の衝撃力を受け止める。
【００５９】
従って、万遍なくバネ片１６ａの弾性変形によるエネルギ吸収を行わせて、効果的に、運転乗員Ｐの衝撃力を吸収させることが出来、吸収効率が更に、良好なものとなる。
【００６０】
また、前記上，下突起片１９ｅ，１９ｅ及び１９ｆ，１９ｆが、前記ニープロテクタ１７に加わる運転乗員Ｐの膝からの衝撃力を当接する前記ヒンジボルト１４…に伝達すると、これらのヒンジボルト１４…が固着されたアッパブラケット１５は、前記ステアリングコラム１２と一体となって移動して、前記バネ片１６ａの弾性変形の移動初期段階で発生する大きな反力が越えられる。
【００６１】
これらの上，下突起片１９ｅ，１９ｅ及び１９ｆ，１９ｆは、初期の反力を乗り越えた時点で変形により折れ曲がり、このヒンジボルト１４…と干渉しないようになる。
【００６２】
このため、各ヒンジボルト１４…は、ガイド孔１３ａ，１３ａ内でスライド可能となり、前記ステアリングホイール２を車両前方方向へ向けて大きなストロークで移動させることが出来る。従って、前記バネ片１６ａの弾性変形によるエネルギ吸収作用を、長いストローク内で行わせることが出来て、更に、良好な効率のものとすることができる。
【００６３】
更に、この実施の形態１では、複数のヒンジボルト１４の前記丸棒状部１４ｃ…によって、分散して、前記ニープロテクタ１７に設けられた上，下突起片１９ｅ，１９ｅ及び１９ｆ，１９ｆからの衝撃力が、面状に受け止められるので、運転乗員Ｐの下肢Ｌに負担をかけることなく、更に、効率よく前記バネ片１６ａの弾性変形の初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられる。
【００６４】
また、この実施の形態１では、前記ステアリングコラム１２軸を挟んで対称位置に設けられた上，下に左，右２対のヒンジボルト１４，１４によって、分散して前記ニープロテクタ１７に設けられた上，下突起片１９ｅ，１９ｅ及び１９ｆ，１９ｆからの衝撃力が受け止められるので、左右方向何れかに偏ることなく、この点においても効率良く、前記バネ片１６ａの弾性変形の初期段階で発生する大きな反力が乗り越えられる。
【００６５】
更に、前記ニープロテクタ本体パネル２０が、前記突起片１９ｅ，１９ｆのうち最上部に位置する突起片１９ｅ形成位置と、最下部の突起片１９ｆ形成位置との間に装着されているので、上，下両突起片１９ｅ，１９ｆに略均等に衝撃力が伝達されて、更に、効率よく、前記大きな反力が乗り越えられる。
【００６６】
そして、前記ヒンジボルト１４，１４のうち、最下部のヒンジボルト１４の形成位置が、最上部のヒンジボルト１４の形成位置に対して車両前方へオフセットされているので車両前方に向けて所定量Ｄオフセットされているので、前記ニープロテクタ１７のニープロテクタ本体パネル２０の装着角度を、下肢Ｌが、当接する角度に合わせて傾斜させて設定しやすい。
【００６７】
このため、更に、効率よく前記ステアリングコラム１２に、運転乗員Ｐの下肢Ｌの当接による衝撃力を伝達することができる。
【００６８】
しかも、この実施の形態１では、ヒンジボルト１４の軸延設方向略中央にフランジ部１４ａが形成されていて、図５に示すように、先端のネジ部１４ｂを前記アッパブラケット１５の側壁部１５ａ，１５ａに形成されたネジ孔１５ｂ，１５ｂに各々螺合させることにより、前記ガイド孔１３ａの周縁がこのフランジ部１４ａと前記側壁部１５ｅとによって挟持される。
【００６９】
このため、螺合量を変化させることにより、挟持力が可変可能であるので、水平方向移動トルクが適切な値に設定される。
【００７０】
【変形例１】
図１１は、この発明の実施の形態１の変形例１の車両用ステアリングコラム構造を示すものである。なお、前記実施の形態１と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。
【００７１】
この変形例１の車両用ステアリングコラム構造のニープロテクタ１１７では、前記ニープロテクタ支持部材１９，１９に代えて、一枚の金属板材が折曲されて形成されたニープロテクタ支持部材１１９，１１９が用いられている。
【００７２】
また、この変形例１では、ステアリングメンバ１８が、前記ステアリングコラム１２及びステアリングコラム水平移動機構を構成するヒンジボルト１４，１４等の下方に位置するように構成されている。
【００７３】
このステアリングメンバ１８の固定面部１８ａ，１８ａには、前記ニープロテクタ支持部材１１９，１１９の各取付面部１１９ｂ，１１９ｂが装着されている。
【００７４】
そして、このニープロテクタ支持部材１１９，１１９には、お互いに対向する内側に向けて、荷重伝達手段の他方として突起部を構成する突起片１１９ｃ，１１９ｃが各々突設されて変形可能となるように構成されている。
【００７５】
他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態１と同一乃至均等であるので、説明を省略する。
【００７６】
以上、この発明の実施の形態１を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態１に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００７７】
例えば、前記実施の形態１では、前記上，下突起片１９ｅ，１９ｅ及び１９ｆ，１９ｆは、初期の反力を乗り越えた時点で変形により折れ曲がり、このヒンジボルト１４…と干渉しないように構成されているが、特にこれに限らず、所定の入力後に、前記ステアリングコラム１２への荷重を非伝達状態とするものであるならば、特に機構が、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、全体の構成を説明する運転席周縁の一部断面側面図である。
【図２】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、要部の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、図４中Ａ−Ａ線に沿った位置での断面図である。
【図４】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、全体の構成を説明する分解斜視図である。
【図５】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、図４中Ｂ−Ｂ線に沿った位置での断面図である。
【図６】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、運転乗員の着座状態を説明する側面視の模式図である。
【図７】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、衝突初期状態を説明する側面視の模式図である。
【図８】実施の形態１の車両用ステアリングコラム構造で、衝突から所定時間経過した状態を説明する側面視の模式図である。
【図９】車両用ステアリングコラム構造で、本願発明と従来例とを対比させて、ステアリングコラム変位量と荷重との関係を説明するグラフ図である。
【図１０】車両用ステアリングコラム構造で、本願発明と従来例とを対比させて、衝突経過時間と発生する減加速度との関係を説明するグラフ図である。
【図１１】実施の形態１の変形例１の車両用ステアリングコラム構造で、要部の構成を説明する分解斜視図である。
【図１２】従来例の車両用ステアリングコラム構造で、全体の構成を説明する一部断面側面図である。
【符号の説明】
１５ステアリングコラム水平移動装置
１６エネルギ吸収機構
１７，１１７ニープロテクタ
２０ニープロテクタ本体パネル
荷重伝達手段
１４ヒンジボルト（受け側突起部）
１９ｅ，１９ｆ上，下突起片（突起部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering column structure that absorbs an impact.
[0002]
[Prior art]
As a conventional vehicle steering column structure, for example, a structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-232649 shown in FIG. 12 is known.
[0003]
In such a thing, the steering wheel 2 which comprises the steering apparatus 10 of a vehicle is pivotally supported by the steering column 3 so that rotation is possible.
[0004]
The steering column 3 is attached to a mounting bracket 4 fixed to the vehicle body 1 via a steering column horizontal moving device 5.
[0005]
This steering column horizontal moving device 5 has hinge bolts 7, 7 protruding from an upper bracket 6 attached to the steering column 3. The hinge bolts 7 are configured to be slidable in the forward direction of the vehicle along the long hole-shaped guide holes 4 a formed in the mounting bracket 4.
[0006]
The steering column horizontal moving device 5 is configured to move the steering column 3 toward the front of the vehicle when an impact force is input to the steering wheel 2 from the driver.
[0007]
In addition, the steering device 10 is provided with an energy absorbing mechanism 8 that reduces the impact force to the steering column 3.
[0008]
The energy absorbing mechanism 8 includes an energy absorber 9 that is sandwiched between the lower surface side of the steering mounting bracket 4 and the upper surface side of the upper bracket 6 and relaxes the impact force to the steering column 3 by elastic deformation. Have.
[0009]
Next, the operation of this conventional vehicle steering column structure will be described.
[0010]
In this conventional vehicle steering column structure, the upper bracket 6 attached to the steering wheel 2 moves forward along the guide holes 4a and 4a when the vehicle collides frontward.
[0011]
At this time, the energy absorber 9 sandwiched between the lower surface side of the steering mounting bracket 4 and the upper surface side of the upper bracket 6 is elastically deformed to absorb the impact force.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional vehicle steering column structure, as shown by a solid line “a” in FIG. 9, since the energy absorber 9 is plastic at the initial stage of deformation, a large reaction force (maximum reaction force) b is generated. Thereafter, the reaction force decreases, but when the displacement exceeds a predetermined displacement amount c, the reaction force is kept substantially constant with the predetermined reaction force.
[0013]
As described above, when the vehicle collides with the front, a large load b is generated at the initial stage of the steering column movement, so that the energy absorbing mechanism 8 may not be able to effectively exhibit the shock absorbing effect. .
[0014]
For this reason, the reaction force from the steering wheel 2 increases and, as shown by the solid line d in FIG. 10, the peak G of the generated deceleration is generated on the occupant side. There is a possibility that the reaction force e from the back device increases.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle steering column structure that can solve the above-described problems and can effectively improve the absorption efficiency of the energy absorption mechanism.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention described in claim 1, when a shock force is input from a driving occupant to the steering, a steering column horizontal moving device that moves the steering column toward the front of the vehicle, and the steering In a vehicle steering column structure having an energy absorbing mechanism for reducing the impact force on the column, a knee protector for restricting movement of the lower limbs of the driver's occupant in the forward direction of the vehicle, and an input load to the knee protector to the steering column A load transmitting means for transmitting the load, and the load transmitting means transmits the load to the steering column and moves the steering column at an initial stage of input to the knee protector, and after a predetermined input, Steering for a vehicle configured to make a load non-transmitting state to the steering column It is characterized by a column structure.
[0017]
In the thing of Claim 1 comprised in this way, when a vehicle carries out front collision etc., when the leg of a driving crew member first contacts the knee protector, the initial input load to the knee protector is as follows. It is transmitted to the steering column via load transmitting means.
[0018]
The steering column moves in the forward direction of the vehicle by this initial input load, and overcomes a large reaction force generated in the initial movement stage of the energy absorbing mechanism.
[0019]
For this reason, even if an impact force due to the contact of the driver occupant acts on the steering wheel, since a large reaction force generated in the initial stage of movement of the energy absorbing mechanism has already been overcome, a large peak does not act, The impact force of the occupant's upper body is received with a predetermined reaction force that is relaxed by the energy absorption mechanism.
[0020]
Therefore, the absorption efficiency of the energy absorption mechanism is further effectively improved.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, the load transmission means is provided via a protrusion that is deformable on the knee protector and an energy absorber that suppresses the forward movement of the steering column. 2. The vehicle steering column according to claim 1, wherein the steering column is supported and has a receiving-side protrusion that moves integrally with the steering column and abuts against the protrusion. 3. It features a structure.
[0022]
According to a second aspect of the present invention configured as described above, when the protrusion of the load transmitting means transmits the impact force from the knee of the driver occupant applied to the knee protector to the receiving protrusion that contacts the knee, the receiver The side protrusion moves integrally with the steering column, and a large reaction force generated at the initial stage of movement of the energy absorbing mechanism is exceeded.
[0023]
The protrusion bends due to deformation when the initial reaction force is overcome, and does not interfere with the receiving protrusion.
[0024]
For this reason, the steering column horizontal movement device can move the steering with a large stroke toward the front of the vehicle, and the energy absorption efficiency by the energy absorption mechanism can be further improved.
[0025]
Further, in the third aspect of the present invention, the vehicle steering column structure according to the second aspect is characterized in that a plurality of the receiving side protrusions are provided.
[0026]
In the structure described in claim 3, the impact force from the protrusions provided on the knee protector is dispersed and received by the plurality of receiving-side protrusions. A large reaction force generated in the initial stage of movement of the energy absorbing mechanism can be overcome.
[0027]
According to a fourth aspect of the present invention, the receiving-side protrusion is characterized by the vehicle steering column structure according to the third aspect, wherein the receiving-side protrusion is provided at a symmetrical position across the steering column shaft.
[0028]
According to the fourth aspect of the present invention configured as described above, the impact force from the protrusion provided on the knee protector is dispersed by the receiving protrusion provided at the symmetrical position with the steering column shaft interposed therebetween. Therefore, the large reaction force generated at the initial stage of movement of the energy absorbing mechanism can be overcome efficiently.
[0029]
Further, in the present invention, the receiving protrusion is a hinge bolt integrally provided on the steering column, and the knee protector has the protrusion corresponding to the hinge bolt as the protrusion. And the lower limb of the driver occupant abuts between the uppermost projecting piece forming position and the lowermost projecting piece forming position of the projecting piece in the vehicle vertical direction. The vehicle steering column structure according to any one of claims 2 to 4, wherein a knee protector main body panel is mounted.
[0030]
The knee protector main body panel is mounted between the uppermost protruding piece forming position and the lowermost protruding piece forming position of the protruding pieces. Therefore, the impact force is transmitted substantially uniformly to both the upper and lower protrusion pieces, and the large reaction force generated at the initial stage of movement of the energy absorbing mechanism can be efficiently overcome.
[0031]
In a sixth aspect of the present invention, the lowermost formation position of the receiving projection is offset forward of the vehicle with respect to the uppermost formation position. It features a steering column structure for vehicles.
[0032]
According to the sixth aspect of the present invention, since the lowermost formation position of the receiving projection is offset forward of the vehicle with respect to the uppermost formation position, the angle of the knee protector is set to the lower limb. However, it is easy to set according to the contact angle.
[0033]
For this reason, the impact force due to the contact of the lower limbs of the driver occupant can be more efficiently transmitted to the steering column.
[0034]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1
Hereinafter, a specific first exemplary embodiment of the present invention will be described together with illustrated examples.
[0035]
1 to 10 show a vehicle steering column structure according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the same or equivalent part as the said prior art example.
[0036]
First, the structure will be described. In the vehicle steering column structure of the first embodiment, the steering wheel 2 constituting the steering device 100 of the vehicle 11 is pivotally supported by the steering column 3 so as to be rotatable.
[0037]
The steering column 3 is attached to a mounting bracket 13 fixed to the vehicle body 1 via a steering column horizontal moving device 5.
[0038]
This steering column horizontal movement device 5 is projected from an upper bracket 15 attached to the steering column 3, and hinge bolts 14 and 14 as one receiving side projection of the load transmitting means are left and right. , Right 4 pairs in total. The two pairs of hinge bolts 14 and 14 are provided so as to be symmetrical with respect to each of the three steering column shafts.
[0039]
Of these, the hinge bolts 14, 14 located at the lowermost lower part are offset by a predetermined amount D in the vehicle forward direction.
[0040]
The hinge bolts 14 and 14 are configured to be slidable in the vehicle forward direction along the guide holes 13a and 13a having a long hole shape formed in the mounting bracket 13.
[0041]
The hinge bolt 14 is formed with a round bar-like portion 14c that comes into contact with upper and lower projections 19e and 19f, which will be described later, and moves integrally with the steering column 3.
[0042]
Further, a flange portion 14a is formed in the center of the axial direction of the hinge bolt 14, and a screw portion 14b at the tip is formed on the side wall portions 15a and 15a of the upper bracket 15 as shown in FIG. By screwing into the screw holes 15b and 15b respectively, the peripheral edge of the guide hole 13a is held between the flange portion 14a and the side wall portion 15e, and the holding force can be varied, so that the horizontal movement torque can be changed. It is configured so that it can be set to an appropriate value.
[0043]
Then, when the impact force from the driver is input to the steering wheel 2 by sliding the hinge bolts 14 of the steering column horizontal moving device 15 along the guide holes 13a in the forward direction of the vehicle. The steering column 3 is configured to move toward the front of the vehicle.
[0044]
In addition, the steering device 100 is provided with an energy absorbing mechanism 16 that reduces the impact force to the steering column 3.
[0045]
As shown in FIG. 2, the energy absorbing mechanism 16 is extended with a predetermined width from the substantially center in the vehicle width direction of the mounting bracket 13 toward the rear of the vehicle, and is bent downward to be in front and rear of the vehicle. A spring piece 16a that is elastically deformable in the direction is provided.
[0046]
An inverted T-shaped locking piece 16b is integrally provided at the tip of the spring piece 16a.
[0047]
The locking piece 16b is engaged with a notch 15d formed in the upper surface 15c of the upper bracket 15 so as to suppress the forward movement of the steering column 3. ing.
[0048]
Further, the steering device 100 is provided with a knee protector 17 that restricts the movement of the lower limbs of the driver occupant P in the vehicle forward direction.
[0049]
This knee protector 17 is mainly composed of a pair of left and right knee protector support members 19, 19 fixed to fixed surface portions 18 a, 18 a of a steering member 18 fixed to the vehicle body 1, and inclinations of the knee protector support members 19, 19. It has a plate-like knee protector main body panel 20 mounted on the surface portions 19a, 19a.
[0050]
Among these, the knee protector support member 19 is mainly provided with a front surface portion 19b fixed to the fixed surface portion 18a, and a bent plate portion 19c provided with inclined surface portions 19a and 19a on the rear surface, and a front surface of the bent portion 19c. A bridged elastic plate portion that is bridged between the portion 19b and the inclined surface portion 19a, is connected to the front surface portion 19b and the inclined surface portion 19a, and is bent by the input of a predetermined impact force to absorb the impact force. 19d.
[0051]
The knee protector support members 19 and 19 are formed on the inclined surface portions 19a and 19a as inner sides facing each other, forming a protrusion as the other of the load transmitting means, and lower protrusion pieces 19e and 19f, respectively. It is configured to project and be deformable.
[0052]
Further, the mounting flange surface portions 20a and 20a formed on the left and right sides of the knee protector main body panel 20 are located on the inclined surface portions 19a and 19a at the position where the upper protrusion piece 19e is formed to project and the lower protrusion piece. 19f is mounted so as to be positioned between the projecting positions.
[0053]
The upper and lower projecting pieces 19e and 19f are formed so that the rounding of the hinge bolts 14 and 14 at the initial stage of input to the knee protector body 20 when the input load to the steering wheel 2 is transmitted to the steering column 12. By abutting the rod-like portions 14c and 14c and transmitting a load to the steering column 12, the steering column 12 is moved forward of the vehicle, and after a predetermined input, the upper and lower projection pieces 19e and 19f It is configured to be deformed so that the contact is released and the load is not transmitted to the steering column 12.
[0054]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
[0055]
In the vehicle steering column structure of the first embodiment, when the vehicle 11 collides frontward, first, when the lower limb L of the driver occupant P comes into contact with the knee protector body 20 as shown in FIG. The initial input load to the knee protector 17 is transmitted to the steering column 12 from the upper and lower projection pieces 19e, 19f via the round bar portions 14c, 14c of the hinge bolts 14, 14.
[0056]
The steering column 12 is moved in the forward direction of the vehicle by this initial input load, and a large reaction force at the initial stage of movement generated when the spring piece 16a of the energy absorbing mechanism 16 is elastically deformed is overcome. As shown by the broken line f in FIG. 9, the peak of the load g is lower than the conventional one.
[0057]
For this reason, even if an impact force due to the contact of the driver occupant P acts on the steering wheel 2, a large reaction force generated in the initial stage of movement due to the elastic deformation of the spring piece 16a has already been overcome. The generated deceleration h shown by the broken line in FIG.
[0058]
For this reason, as shown in FIG. 8, the airbag main body 31 in which the airbag device 30 provided on the steering wheel 2 is deployed has a predetermined reaction force relaxed by the spring pieces 16a, so that Take the impact of your body.
[0059]
Therefore, the energy absorption by the elastic deformation of the spring piece 16a is performed uniformly, and the impact force of the driver occupant P can be effectively absorbed, and the absorption efficiency is further improved.
[0060]
When the upper and lower projection pieces 19e, 19e and 19f, 19f transmit the impact force from the knee of the driver occupant P applied to the knee protector 17 to the hinge bolts 14 abutting, the hinge bolts 14. The upper bracket 15 to which is fixed is moved integrally with the steering column 12, and the large reaction force generated at the initial stage of the elastic deformation of the spring piece 16a is exceeded.
[0061]
These upper and lower protrusions 19e, 19e and 19f, 19f are bent by deformation when they have overcome the initial reaction force, and do not interfere with the hinge bolts 14.
[0062]
Therefore, the hinge bolts 14 can be slid in the guide holes 13a and 13a, and the steering wheel 2 can be moved in a large stroke toward the front of the vehicle. Therefore, the energy absorbing action by the elastic deformation of the spring piece 16a can be performed within a long stroke, and the efficiency can be further improved.
[0063]
Further, in the first embodiment, the impacts from the upper protrusions 19e, 19e and 19f, 19f provided on the knee protector 17 are dispersed by the round bar portions 14c of the plurality of hinge bolts 14. Since the force is received in a planar shape, the large reaction force generated at the initial stage of elastic deformation of the spring piece 16a can be efficiently overcome without imposing a burden on the lower limb L of the driver occupant P.
[0064]
Further, in the first embodiment, the knee protector 17 is provided in a distributed manner by two pairs of left and right hinge bolts 14 and 14 provided at symmetrical positions across the steering column 12 axis. In addition, since the impact force from the lower projection pieces 19e, 19e and 19f, 19f is received, it is generated in the initial stage of the elastic deformation of the spring piece 16a without being biased in any of the left and right directions and also in this point Can overcome the great reaction force.
[0065]
Furthermore, since the knee protector main body panel 20 is mounted between the projecting piece 19e forming position located at the uppermost part of the projecting pieces 19e, 19f and the lowermost projecting piece 19f forming position, the upper, The impact force is transmitted to the lower projecting pieces 19e, 19f substantially evenly, and the large reaction force can be overcome efficiently.
[0066]
And since the formation position of the lowermost hinge bolt 14 is offset ahead of the vehicle with respect to the formation position of the uppermost hinge bolt 14 among the hinge bolts 14, 14, a predetermined amount D is directed toward the vehicle front. Since it is offset, it is easy to set the mounting angle of the knee protector main body panel 20 of the knee protector 17 in accordance with the angle with which the lower limb L abuts.
[0067]
For this reason, the impact force generated by the contact of the lower limbs L of the driver occupant P can be more efficiently transmitted to the steering column 12.
[0068]
Moreover, in the first embodiment, the flange portion 14a is formed at the approximate center of the axial direction of the hinge bolt 14, and the tip screw portion 14b is connected to the side wall portion 15a of the upper bracket 15 as shown in FIG. , 15a are screwed into screw holes 15b, 15b, respectively, so that the periphery of the guide hole 13a is sandwiched between the flange portion 14a and the side wall portion 15e.
[0069]
For this reason, since the clamping force can be changed by changing the screwing amount, the horizontal movement torque is set to an appropriate value.
[0070]
[Modification 1]
FIG. 11 shows a vehicle steering column structure according to Modification 1 of Embodiment 1 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the same thru | or equivalent part as the said Embodiment 1. FIG.
[0071]
In the knee protector 117 having the vehicle steering column structure according to the first modification, knee protector support members 119 and 119 formed by bending a single metal plate are used instead of the knee protector support members 19 and 19. It has been.
[0072]
Further, in the first modification, the steering member 18 is configured to be positioned below the steering column 12 and the hinge bolts 14 and 14 constituting the steering column horizontal movement mechanism.
[0073]
The mounting surface portions 119b and 119b of the knee protector support members 119 and 119 are mounted on the fixed surface portions 18a and 18a of the steering member 18, respectively.
[0074]
The knee protector support members 119 and 119 are provided with projecting pieces 119c and 119c constituting projecting portions as the other of the load transmitting means so as to be deformable toward the inner sides facing each other. It is configured.
[0075]
Other configurations and operational effects are the same as or equivalent to those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
[0076]
The first embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the first embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. Included in the invention.
[0077]
For example, in the first embodiment, the upper and lower projecting pieces 19e, 19e and 19f, 19f are bent by deformation when the initial reaction force is overcome, and are configured not to interfere with the hinge bolts 14. However, the present invention is not limited to this, and the mechanism is not particularly limited as long as the load to the steering column 12 is not transmitted after a predetermined input.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of the periphery of a driver's seat for explaining the overall configuration of a vehicle steering column structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the vehicle steering column structure according to the first embodiment.
3 is a cross-sectional view at a position along the line AA in FIG. 4 in the vehicle steering column structure according to the first embodiment. FIG.
4 is an exploded perspective view illustrating the overall configuration of the vehicle steering column structure according to Embodiment 1. FIG.
5 is a cross-sectional view at a position along the line BB in FIG. 4 in the vehicle steering column structure according to the first embodiment. FIG.
FIG. 6 is a schematic side view of the vehicle steering column structure according to the first embodiment for explaining a seated state of a driver occupant.
7 is a schematic side view illustrating the initial state of the collision in the vehicle steering column structure according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 8 is a schematic side view illustrating a state in which a predetermined time has elapsed from the collision in the vehicle steering column structure according to the first embodiment.
FIG. 9 is a graph illustrating the relationship between the steering column displacement and the load in the vehicle steering column structure, comparing the present invention with the conventional example.
FIG. 10 is a graph illustrating the relationship between the collision elapsed time and the generated deceleration, in the vehicle steering column structure, by comparing the present invention with the conventional example.
FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the main part in the vehicle steering column structure according to the first modification of the first embodiment.
FIG. 12 is a partial cross-sectional side view illustrating the overall configuration of a conventional vehicle steering column structure.
[Explanation of symbols]
15 Steering column horizontal movement device 16 Energy absorbing mechanism 17, 117 Knee protector 20 Knee protector main body panel load transmission means 14 Hinge bolt (receiving side protrusion)
19e, 19f Upper, lower protrusion (protrusion)

Claims

A steering column for a vehicle having a steering column horizontal moving device that moves the steering column toward the front of the vehicle when an impact force is input from the driver to the steering wheel, and an energy absorbing mechanism that reduces the impact force on the steering column. In structure
A knee protector that restricts movement of the lower limbs of the driver's occupant in the forward direction of the vehicle, and load transmission means for transmitting an input load to the knee protector to the steering column, the load transmission means being connected to the knee protector. In the initial stage of input, a load is transmitted to the steering column to move the steering column, and after a predetermined input, the load is not transmitted to the steering column. Steering column structure for vehicles.

The load transmission means is supported by the steering column via a protrusion provided in the knee protector so as to be deformable, and an energy absorber that suppresses the forward movement of the steering column. The vehicle steering column structure according to claim 1, further comprising: a receiving side protrusion that moves integrally with the protrusion and contacts the protrusion.

The vehicle steering column structure according to claim 2, wherein a plurality of the receiving side protrusions are provided.

4. The vehicle steering column structure according to claim 3, wherein the receiving-side protrusion is provided at a symmetrical position with the steering column shaft interposed therebetween.

The receiving-side projection is a hinge bolt integrally provided on the steering column, and the knee protector is provided with a plurality of projection pieces as the projection corresponding to the hinge bolt, and the vehicle upper and lower The knee protector main body panel with which the lower limb of the driver occupant abuts is mounted between the uppermost protruding piece forming position and the lowermost protruding piece forming position of the protruding pieces. The vehicle steering column structure according to any one of claims 2 to 4.

The vehicle steering column structure according to any one of claims 3 to 5, wherein the lowermost formation position of the receiving side protrusion is offset forward of the vehicle with respect to the uppermost formation position.