JP3992507B2 - 自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造 - Google Patents
自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車がその前方の何らかの物体と１次衝突（前突）し、これに続いて、ドライバーがステアリングコラムに２次衝突してこのステアリングコラムからドライバーに衝撃力を与えられるとき、この衝撃力を緩和させるようにした自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記自動車のステアリング装置には、従来、実開昭５７−１７１９６４号公報の特に第３図で示されるものがある。
【０００３】
上記公報のものによれば、ステアリング装置は、車室の前部に配置され後上方に向って延びる軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されてその上端部にステアリングホイールを支持するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの下端部よりも後方に配置されて上記車体に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置と、このステアリングギヤ装置の前方で上記車体にブラケットを介し支持されて上記ステアリングシャフトの下端部に上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる連動ギヤ装置とを備えている。
【０００４】
また、上記連動ギヤ装置は、その外殻を構成して上記ブラケットに支持されるギヤケースと、このギヤケースに内有され上記ステアリングシャフトの下端部に連動連結される入力ギヤと、上記ギヤケースに内有されて上記入力ギヤと互いに噛合する出力ギヤとを備え、この出力ギヤに上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる自在継手軸が設けられている。
【０００５】
そして、上記ステアリングホイールの後方に位置するドライバーがこのステアリングホイールを操向操作すれば、その操作力が上記ステアリングシャフト、連動ギヤ装置の入力ギヤ、出力ギヤ、自在継手軸、およびステアリングギヤ装置を順次介して左右操向用車輪に伝達され、もって、自動車が所望方向に操向されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の前突により、上記車体の前部が、その前端部側から後方に向けて順次塑性変形しながら後方移動するときには、この後方移動する車体の前部に押されて、上記連動ギヤ装置も後方移動すると共に、この連動ギヤ装置が上記ステアリングシャフトを後上方に押し上げることにより、上記ステアリングホイールがドライバーに接近するおそれを生じる。
【０００７】
そして、上記のようにステアリングホイールがドライバーに接近したとすると、前突時には、上記ステアリングホイールに対しその後上方からドライバーが２次衝突し易くなって、この２次衝突時にドライバーに与えられる衝撃力が無用に大きくなる、という問題点が生じるおそれがある。
【０００８】
また、上記従来の技術では、自在継手軸が後下方に向って延びるよう配置されている。このため、上記したように、前突時に、車体の前部に押されて、上記連動ギヤ装置と上記自在継手軸とが順次後方移動するときには、この自在継手軸の後端部とステアリングギヤ装置との連結部をほぼ中心として上記自在継手軸の前部側が後上方に向って回動しがちとなる。
【０００９】
そして、上記した後上方への回動が生じると、上記自在継手軸の前端部に連結されている上記連動ギヤ装置も後上方に向って回動することから、この場合にも、前記と同様に、連動ギヤ装置が上記ステアリングシャフトを後上方に押し上げて、上記ステアリングホイールがドライバーに接近し、２次衝突時にドライバーに与えられる衝撃力が無用に大きくなる、という問題点が生じるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、自動車の前突時に、ステアリングホイールに対しその後上方からドライバーが２次衝突して、このステアリングホイールからドライバーに衝撃力が与えられるとき、この衝撃力を緩和させるようにすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【００１２】
請求項１の発明は、車室４の前部に配置され後上方に向って延びる軸心２１回りに回動自在となるよう車体２に支承されてその上端部にステアリングホイール２４を支持するステアリングシャフト２３と、このステアリングシャフト２３の下端部よりも後方に配置されて上記車体２に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置２６と、このステアリングギヤ装置２６の前方で上記車体２にブラケット２７を介し支持されて上記ステアリングシャフト２３の下端部に上記ステアリングギヤ装置２６を連動連結させる連動ギヤ装置２８とを備えた自動車のステアリング装置において、
【００１３】
上記ブラケット２７が、このブラケット２７の前部を構成してその前端部が上記車体２に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレーム３６と、上記ブラケット２７の後部を構成して上記前部フレーム３６の後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体２に支持される後部フレーム３８とを備え、この後部フレーム３８に上記連動ギヤ装置２８を支持させ、
【００１４】
上記連動ギヤ装置２８が、その外殻を構成して上記後部フレーム３８に支持されるギヤケース４３と、このギヤケース４３に内有され上記ステアリングシャフト２３の下端部に連動連結される入力ギヤ４４と、上記ギヤケース４３に内有されて上記入力ギヤ４４と互いに噛合する出力ギヤ４５とを備え、この出力ギヤ４５に上記ステアリングギヤ装置２６を連動連結させる自在継手軸３２を備え、
【００１５】
車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５と自在継手軸３２の各軸心４７，４８を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸３２を後上方に向って延びるよう配置したものである。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記ブラケット２７にその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケット２７の後端部を上記車体２から脱落させるよう促進する脱落促進手段５０を設けたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１８】
図１〜３において、符号１はワンボックスタイプの自動車で、矢印Ｆｒは、この自動車１の前方を示している。
【００１９】
上記自動車１の車体２は板金製で、この車体２は、その下部を構成して大きい強度と剛性を有する車体フレーム３と、この車体フレーム３の上側に配置されてこの車体フレーム３に支持されその内部空間が車室４とされる車体本体５とを備え、この車体本体５の前端部の上部にフロントウィンド６が設けられている。
【００２０】
上記車体フレーム３は、前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム９と、これら左右サイドフレーム９の各前端部同士を互いに結合させるクロスメンバ１０と、このクロスメンバ１０の後方に配置されて上記左右サイドフレーム９の前部における前後方向の各中途部同士を互いに結合させる他のクロスメンバ１１とを備え、上記車体フレーム３の前部に左右一対の操向用前車輪が懸架されると共に、車体フレーム３の後部に左右一対の後車輪が懸架され、これら車輪によって車体２が路面上に支持されている。
【００２１】
上記車体２の前部を構成する上記車体本体５の前部は、この車体本体５の前端部の下部を構成する前面板１４と、この前面板１４の上縁部に結合されてこの前面板１４を補強するフロントカウル１５と、上記前面板１４の上下方向の中途部に結合されてこの前面板１４を補強する補強パネル１６と、上記車体本体５の下部を構成する不図示のフロアパネルと、上記車室４の前部に配置され上記車体フレーム３、フロントカウル１５、および補強パネル１６に架設されるように支持され、不図示のアクセル、ブレーキペダルを支持するペダルブラケット１７とを備えている。
【００２２】
上記車室４の前部にステアリング装置２０が設けられている。
【００２３】
上記ステアリング装置２０は、上記車室４の前部に配置され軸心２１が後上方に向って延びて上記ペダルブラケット１７に支持されるステアリングコラム２２と、このステアリングコラム２２に内嵌され上記軸心２１回りに回動自在となるよう上記ステアリングコラム２２に支承されるステアリングシャフト２３と、このステアリングシャフト２３の上端部に固着されて支持されるステアリングホイール２４とを備えている。
【００２４】
また、上記ステアリング装置２０は、上記ステアリングシャフト２３の下端部よりも後方に配置されて上記車体２の車体フレーム３に強固に支持され前記左右操向用前車輪と連動連結されるラックギヤ装置であるステアリングギヤ装置２６と、このステアリングギヤ装置２６の前方かつ上記ステアリングシャフト２３の下端部の下方で上記車体２の車体フレーム３にブラケット２７を介し支持される連動ギヤ装置２８と、上記ステアリングシャフト２３の下端部に上記連動ギヤ装置２８を連動連結させる自在継手軸３１と、上記連動ギヤ装置２８に上記ステアリングギヤ装置２６を連動連結させる他の自在継手軸３２とを備えている。
【００２５】
上記ブラケット２７は板金製で、このブラケット２７は、このブラケット２７の前部を構成してその前端部が上記車体２の車体フレーム３のクロスメンバ１０に締結具３５による締結で支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレーム３６と、上記ブラケット２７の後部を構成して上記前部フレーム３６の後端部から後方に向って一体的に延出しその後端部が上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１に締結具３７による締結で支持される後部フレーム３８とを備えている。
【００２６】
また、上記後部フレーム３８は、この後部フレーム３８の前部を構成し上記前部フレーム３６の後端部からほぼ水平に後方に向って一体的に延出する水平フレーム４０と、上記後部フレーム３８の後部を構成し上記水平フレーム４０の後端部から後上方に向って一体的に延出しその延出端部が上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１に上記締結具３７により締結される縦向きフレーム４１とを備え、上記ブラケット２７の前部フレーム３６の後方近傍で上記後部フレーム３８の水平フレーム４０に上記連動ギヤ装置２８が支持されている。
【００２７】
上記連動ギヤ装置２８はベベルギヤ装置で、この連動ギヤ装置２８は、その外殻を構成して上記後部フレーム３８の水平フレーム４０に支持されるギヤケース４３と、このギヤケース４３に内有され上記ステアリングシャフト２３の下端部に上記自在継手軸３１を介し連動連結される入力ギヤ４４と、上記ギヤケース４３に内有されて上記入力ギヤ４４と互いに噛合し上記ステアリングギヤ装置２６と上記他の自在継手軸３２を介し連動連結される出力ギヤ４５とを備えている。
【００２８】
上記入力ギヤ４４と出力ギヤ４５とはベベルギヤであり、上記入力ギヤ４４の軸心４６はほぼ鉛直方向かつ後上方に向って延び、上記出力ギヤ４５の軸心４７は上記軸心４６とほぼ直交するようほぼ水平方向かつ後下方に向って延びている。
【００２９】
車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５の軸心４７と、他の自在継手軸３２の軸心４８とが谷折れ状に交差するよう上記出力ギヤ４５と他の自在継手軸３２の前端部とが互いに連結されている。また、上記他の自在継手軸３２の軸心４８が後上方に向って延びるようこの他の自在継手軸３２が配置されている。
【００３０】
上記ブラケット２７にその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケット２７の後端部を上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１から下方に脱落させるよう促進する脱落促進手段５０が設けられている。この脱落促進手段５０は、上記ブラケット２７の後端部の上端縁に形成される複数（左右一対）の切り欠き５１と、この各切り欠き５１の縁部を上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１に締結させる締結ボルト５２とを備え、上記ブラケット２７に上記外力が与えられると、上記締結ボルト５２から上記ブラケット２７の後端部が脱落Ａ可能とされている（図２，３中一点鎖線）。
【００３１】
上記構成によれば、ブラケット２７が、このブラケット２７の前部を構成してその前端部が上記車体２に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレーム３６と、上記ブラケット２７の後部を構成して上記前部フレーム３６の後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体２に支持される後部フレーム３８とを備え、この後部フレーム３８に上記連動ギヤ装置２８を支持させてある。
【００３２】
このため、自動車１が前突して車体２の前部が後方移動Ｂするよう変形するときには、これに伴い上記ブラケット２７もその前部側から後部側に向い順次後方移動Ｂするよう変形する。この際、上記ブラケット２７の前部の前部フレーム３６は後下方に向って延出しているため、このブラケット２７がその前部側から順次後方移動Ｂするよう変形するときには、上記前部フレーム３６は、これがより鉛直方向に近づく縦向き姿勢となるよう上記後部フレーム３８に対し屈曲させられる。
【００３３】
ここで、上記前部フレーム３６の前端部は車体２の車体フレーム３のクロスメンバ１０に支持されていて、その高さ位置はほぼ不変であるため、上記前部フレーム３６がより縦向き姿勢になればなるほど、上記前部フレーム３６の後方近傍における上記後部フレーム３８の水平フレーム４０の部分はより確実に下降Ｃさせられ、これと共にこの後部フレーム３８の水平フレーム４０の部分に支持されている上記連動ギヤ装置２８も下降Ｃさせられる。すると、この連動ギヤ装置２８と上記自在継手軸３１を介し連動連結されている上記ステアリングシャフト２３は上記ステアリングホイール２４と共に引き下げられて（図１中一点鎖線、図４）、上記ステアリングホイール２４と、このステアリングホイール２４の後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００３４】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイール２４へのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイール２４からドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００３５】
また、前記したように、車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５と自在継手軸３２の各軸心４７，４８を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸３２を後上方に向って延びるよう配置してあり、このため、次の作用効果が生じる。
【００３６】
即ち、上記自動車１の前突が更に進行して、車体２の前部が更に後方移動Ｂするよう変形するときには、これに伴い上記ブラケット２７は全体的に後方移動Ｂさせられ、これに伴い上記連動ギヤ装置２８と他の自在継手軸３２とが順次後方移動Ｂさせられることとなる。
【００３７】
ここで、上記したように、車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５と他の自在継手軸３２の各軸心４７，４８を谷折れ状に交差させ、かつ、上記他の自在継手軸３２を後上方に向って延びるよう配置してあるため、後方移動Ｂする他の自在継手軸３２の前部側は、この自在継手軸３２の後端部とステアリングギヤ装置２６との連結部５３をほぼ中心として後下方に向って回動Ｄする。
【００３８】
よって、上記他の自在継手軸３２の前端部に連結されている上記連動ギヤ装置２８も上記他の自在継手軸３２の前部側と共に上記連結部５３をほぼ中心として後下方に向って回動する。すると、上記連動ギヤ装置２８と連動連結されている上記ステアリングシャフト２３は上記ステアリングホイール２４と共に引き下げられて（図５）、上記ステアリングホイール２４と、このステアリングホイール２４の後方に位置するドライバーとの間の空間寸法が大きくなる。
【００３９】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイール２４へのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイール２４からドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００４０】
また、前記したように、ブラケット２７にその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケット２７の後端部を上記車体２から脱落させるよう促進する脱落促進手段５０を設けてある。
【００４１】
このため、上記自動車１の前突が更に進行して、車体２の前部が更に後方移動Ｂするよう変形するときには、上記脱落促進手段５０により、上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１から上記ブラケット２７の後端部が下方に向い脱落させられて、上記後部フレーム３８の水平フレーム４０は迅速に下降させられ、また、これと共にこの後部フレーム３８の水平フレーム４０に支持されている上記連動ギヤ装置２８も迅速に下降させられる。すると、この連動ギヤ装置２８と連動連結されている上記ステアリングシャフト２３は上記ステアリングホイール２４と共に引き下げられて（図２，３中一点鎖線）、上記ステアリングホイール２４と、このステアリングホイール２４の後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００４２】
よって、上記空間寸法がより大きくなる分、上記ステアリングホイール２４へのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイール２４からドライバーに与えられる衝撃力はより確実に緩和される。
【００４３】
なお、以上は図示の例によるが、上記脱落促進手段５０は、上記ブラケット２７の後端部の側縁に形成され上記外力によってこの後端部を容易に破断させる切り欠きであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４５】
請求項１の発明は、車室の前部に配置され後上方に向って延びる軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されてその上端部にステアリングホイールを支持するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの下端部よりも後方に配置されて上記車体に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置と、このステアリングギヤ装置の前方で上記車体にブラケットを介し支持されて上記ステアリングシャフトの下端部に上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる連動ギヤ装置とを備えた自動車のステアリング装置において、
【００４６】
上記ブラケットが、このブラケットの前部を構成してその前端部が上記車体に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレームと、上記ブラケットの後部を構成して上記前部フレームの後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体に支持される後部フレームとを備え、この後部フレームに上記連動ギヤ装置を支持させてある。
【００４７】
このため、自動車が前突して車体の前部が後方移動するよう変形するときには、これに伴い上記ブラケットもその前部側から後部側に向い順次後方移動するよう変形する。この際、上記ブラケットの前部の前部フレームは後下方に向って延出しているため、このブラケットがその前部側から順次後方移動するよう変形するときには、上記前部フレームは、これがより鉛直方向に近づく縦向き姿勢となるよう上記後部フレームに対し屈曲させられる。
【００４８】
ここで、上記前部フレームの前端部は車体に支持されていて、その高さ位置はほぼ不変であるため、上記前部フレームがより縦向き姿勢になればなるほど、上記後部フレームは下降させられ、また、これと共にこの後部フレームに支持されている上記連動ギヤ装置も下降させられる。すると、この連動ギヤ装置と連動連結されている上記ステアリングシャフトは上記ステアリングホイールと共に引き下げられて、上記ステアリングホイールと、このステアリングホイールの後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００４９】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイールへのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイールからドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００５０】
また、上記連動ギヤ装置が、その外殻を構成して上記後部フレームに支持されるギヤケースと、このギヤケースに内有され上記ステアリングシャフトの下端部に連動連結される入力ギヤと、上記ギヤケースに内有されて上記入力ギヤと互いに噛合する出力ギヤとを備え、この出力ギヤに上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる自在継手軸を備え、
【００５１】
車体の側面視で、上記出力ギヤと自在継手軸の各軸心を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸を後上方に向って延びるよう配置してあり、このため、次の作用効果が生じる。
【００５２】
即ち、上記自動車の前突が更に進行して、車体の前部が更に後方移動するよう変形するときには、これに伴い上記ブラケットは全体的に後方移動させられ、これに伴い上記連動ギヤ装置と自在継手軸とが順次後方移動させられることとなる。
【００５３】
ここで、上記したように、車体の側面視で、上記出力ギヤと自在継手軸の各軸心を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸を後上方に向って延びるよう配置してあるため、後方移動する自在継手軸の前部側は、この自在継手軸の後端部とステアリングギヤ装置との連結部をほぼ中心として後下方に向って回動する。
【００５４】
よって、上記自在継手軸の前端部に連結されている上記連動ギヤ装置も上記自在継手軸の前部側と共に上記連結部をほぼ中心として後下方に向って回動する。すると、上記連動ギヤ装置と連動連結されている上記ステアリングシャフトは上記ステアリングホイールと共に引き下げられて、上記ステアリングホイールと、このステアリングホイールの後方に位置するドライバーとの間の空間寸法が大きくなる。
【００５５】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイールへのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイールからドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００５６】
請求項２の発明は、上記ブラケットにその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケットの後端部を上記車体から脱落させるよう促進する脱落促進手段を設けてある。
【００５７】
このため、上記自動車の前突が更に進行して、車体の前部が更に後方移動するよう変形するときには、上記脱落促進手段により、上記車体から上記ブラケットの後端部が脱落させられて、上記後部フレームは迅速に下降させられ、また、これと共にこの後部フレームに支持されている上記連動ギヤ装置も迅速に下降させられる。すると、この連動ギヤ装置と連動連結されている上記ステアリングシャフトは上記ステアリングホイールと共に引き下げられて、上記ステアリングホイールと、このステアリングホイールの後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００５８】
よって、上記空間寸法がより大きくなる分、上記ステアリングホイールへのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイールからドライバーに与えられる衝撃力はより確実に緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車の前部の側面断面図である。
【図２】 図１の部分拡大断面図である。
【図３】 図２の３‐３線矢視図である。
【図４】 作用を説明する図で図１の部分拡大に相当する図である。
【図５】 他の作用を説明する図で図１の部分拡大に相当する図である。
【符号の説明】
１ 自動車
２ 車体
３ 車体フレーム
４ 車室
５ 車体本体
９ サイドフレーム
１０ クロスメンバ
１１ 他のクロスメンバ
２０ ステアリング装置
２１ 軸心
２２ ステアリングコラム
２３ ステアリングシャフト
２４ ステアリングホイール
２６ ステアリングギヤ装置
２７ ブラケット
２８ 連動ギヤ装置
３２ 自在継手軸
３５ 締結具
３６ 前部フレーム
３７ 締結具
３８ 後部フレーム
４３ ギヤケース
４４ 入力ギヤ
４５ 出力ギヤ
４７ 軸心
４８ 軸心
５０ 脱落促進手段
５３ 連結部
Ａ 脱落
Ｂ 後方移動
Ｃ 下降
Ｄ 回動
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車がその前方の何らかの物体と１次衝突（前突）し、これに続いて、ドライバーがステアリングコラムに２次衝突してこのステアリングコラムからドライバーに衝撃力を与えられるとき、この衝撃力を緩和させるようにした自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記自動車のステアリング装置には、従来、実開昭５７−１７１９６４号公報の特に第３図で示されるものがある。
【０００３】
上記公報のものによれば、ステアリング装置は、車室の前部に配置され後上方に向って延びる軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されてその上端部にステアリングホイールを支持するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの下端部よりも後方に配置されて上記車体に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置と、このステアリングギヤ装置の前方で上記車体にブラケットを介し支持されて上記ステアリングシャフトの下端部に上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる連動ギヤ装置とを備えている。
【０００４】
また、上記連動ギヤ装置は、その外殻を構成して上記ブラケットに支持されるギヤケースと、このギヤケースに内有され上記ステアリングシャフトの下端部に連動連結される入力ギヤと、上記ギヤケースに内有されて上記入力ギヤと互いに噛合する出力ギヤとを備え、この出力ギヤに上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる自在継手軸が設けられている。
【０００５】
そして、上記ステアリングホイールの後方に位置するドライバーがこのステアリングホイールを操向操作すれば、その操作力が上記ステアリングシャフト、連動ギヤ装置の入力ギヤ、出力ギヤ、自在継手軸、およびステアリングギヤ装置を順次介して左右操向用車輪に伝達され、もって、自動車が所望方向に操向されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の前突により、上記車体の前部が、その前端部側から後方に向けて順次塑性変形しながら後方移動するときには、この後方移動する車体の前部に押されて、上記連動ギヤ装置も後方移動すると共に、この連動ギヤ装置が上記ステアリングシャフトを後上方に押し上げることにより、上記ステアリングホイールがドライバーに接近するおそれを生じる。
【０００７】
そして、上記のようにステアリングホイールがドライバーに接近したとすると、前突時には、上記ステアリングホイールに対しその後上方からドライバーが２次衝突し易くなって、この２次衝突時にドライバーに与えられる衝撃力が無用に大きくなる、という問題点が生じるおそれがある。
【０００８】
また、上記従来の技術では、自在継手軸が後下方に向って延びるよう配置されている。このため、上記したように、前突時に、車体の前部に押されて、上記連動ギヤ装置と上記自在継手軸とが順次後方移動するときには、この自在継手軸の後端部とステアリングギヤ装置との連結部をほぼ中心として上記自在継手軸の前部側が後上方に向って回動しがちとなる。
【０００９】
そして、上記した後上方への回動が生じると、上記自在継手軸の前端部に連結されている上記連動ギヤ装置も後上方に向って回動することから、この場合にも、前記と同様に、連動ギヤ装置が上記ステアリングシャフトを後上方に押し上げて、上記ステアリングホイールがドライバーに接近し、２次衝突時にドライバーに与えられる衝撃力が無用に大きくなる、という問題点が生じるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、自動車の前突時に、ステアリングホイールに対しその後上方からドライバーが２次衝突して、このステアリングホイールからドライバーに衝撃力が与えられるとき、この衝撃力を緩和させるようにすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【００１２】
請求項１の発明は、車室４の前部に配置され後上方に向って延びる軸心２１回りに回動自在となるよう車体２に支承されてその上端部にステアリングホイール２４を支持するステアリングシャフト２３と、このステアリングシャフト２３の下端部よりも後方に配置されて上記車体２に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置２６と、このステアリングギヤ装置２６の前方で上記車体２にブラケット２７を介し支持されて上記ステアリングシャフト２３の下端部に上記ステアリングギヤ装置２６を連動連結させる連動ギヤ装置２８とを備えた自動車のステアリング装置において、
【００１３】
上記ブラケット２７が、このブラケット２７の前部を構成してその前端部が上記車体２に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレーム３６と、上記ブラケット２７の後部を構成して上記前部フレーム３６の後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体２に支持される後部フレーム３８とを備え、この後部フレーム３８に上記連動ギヤ装置２８を支持させ、
【００１４】
上記連動ギヤ装置２８が、その外殻を構成して上記後部フレーム３８に支持されるギヤケース４３と、このギヤケース４３に内有され上記ステアリングシャフト２３の下端部に連動連結される入力ギヤ４４と、上記ギヤケース４３に内有されて上記入力ギヤ４４と互いに噛合する出力ギヤ４５とを備え、この出力ギヤ４５に上記ステアリングギヤ装置２６を連動連結させる自在継手軸３２を備え、
【００１５】
車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５と自在継手軸３２の各軸心４７，４８を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸３２を後上方に向って延びるよう配置したものである。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記ブラケット２７にその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケット２７の後端部を上記車体２から脱落させるよう促進する脱落促進手段５０を設けたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１８】
図１〜３において、符号１はワンボックスタイプの自動車で、矢印Ｆｒは、この自動車１の前方を示している。
【００１９】
上記自動車１の車体２は板金製で、この車体２は、その下部を構成して大きい強度と剛性を有する車体フレーム３と、この車体フレーム３の上側に配置されてこの車体フレーム３に支持されその内部空間が車室４とされる車体本体５とを備え、この車体本体５の前端部の上部にフロントウィンド６が設けられている。
【００２０】
上記車体フレーム３は、前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム９と、これら左右サイドフレーム９の各前端部同士を互いに結合させるクロスメンバ１０と、このクロスメンバ１０の後方に配置されて上記左右サイドフレーム９の前部における前後方向の各中途部同士を互いに結合させる他のクロスメンバ１１とを備え、上記車体フレーム３の前部に左右一対の操向用前車輪が懸架されると共に、車体フレーム３の後部に左右一対の後車輪が懸架され、これら車輪によって車体２が路面上に支持されている。
【００２１】
上記車体２の前部を構成する上記車体本体５の前部は、この車体本体５の前端部の下部を構成する前面板１４と、この前面板１４の上縁部に結合されてこの前面板１４を補強するフロントカウル１５と、上記前面板１４の上下方向の中途部に結合されてこの前面板１４を補強する補強パネル１６と、上記車体本体５の下部を構成する不図示のフロアパネルと、上記車室４の前部に配置され上記車体フレーム３、フロントカウル１５、および補強パネル１６に架設されるように支持され、不図示のアクセル、ブレーキペダルを支持するペダルブラケット１７とを備えている。
【００２２】
上記車室４の前部にステアリング装置２０が設けられている。
【００２３】
上記ステアリング装置２０は、上記車室４の前部に配置され軸心２１が後上方に向って延びて上記ペダルブラケット１７に支持されるステアリングコラム２２と、このステアリングコラム２２に内嵌され上記軸心２１回りに回動自在となるよう上記ステアリングコラム２２に支承されるステアリングシャフト２３と、このステアリングシャフト２３の上端部に固着されて支持されるステアリングホイール２４とを備えている。
【００２４】
また、上記ステアリング装置２０は、上記ステアリングシャフト２３の下端部よりも後方に配置されて上記車体２の車体フレーム３に強固に支持され前記左右操向用前車輪と連動連結されるラックギヤ装置であるステアリングギヤ装置２６と、このステアリングギヤ装置２６の前方かつ上記ステアリングシャフト２３の下端部の下方で上記車体２の車体フレーム３にブラケット２７を介し支持される連動ギヤ装置２８と、上記ステアリングシャフト２３の下端部に上記連動ギヤ装置２８を連動連結させる自在継手軸３１と、上記連動ギヤ装置２８に上記ステアリングギヤ装置２６を連動連結させる他の自在継手軸３２とを備えている。
【００２５】
上記ブラケット２７は板金製で、このブラケット２７は、このブラケット２７の前部を構成してその前端部が上記車体２の車体フレーム３のクロスメンバ１０に締結具３５による締結で支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレーム３６と、上記ブラケット２７の後部を構成して上記前部フレーム３６の後端部から後方に向って一体的に延出しその後端部が上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１に締結具３７による締結で支持される後部フレーム３８とを備えている。
【００２６】
また、上記後部フレーム３８は、この後部フレーム３８の前部を構成し上記前部フレーム３６の後端部からほぼ水平に後方に向って一体的に延出する水平フレーム４０と、上記後部フレーム３８の後部を構成し上記水平フレーム４０の後端部から後上方に向って一体的に延出しその延出端部が上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１に上記締結具３７により締結される縦向きフレーム４１とを備え、上記ブラケット２７の前部フレーム３６の後方近傍で上記後部フレーム３８の水平フレーム４０に上記連動ギヤ装置２８が支持されている。
【００２７】
上記連動ギヤ装置２８はベベルギヤ装置で、この連動ギヤ装置２８は、その外殻を構成して上記後部フレーム３８の水平フレーム４０に支持されるギヤケース４３と、このギヤケース４３に内有され上記ステアリングシャフト２３の下端部に上記自在継手軸３１を介し連動連結される入力ギヤ４４と、上記ギヤケース４３に内有されて上記入力ギヤ４４と互いに噛合し上記ステアリングギヤ装置２６と上記他の自在継手軸３２を介し連動連結される出力ギヤ４５とを備えている。
【００２８】
上記入力ギヤ４４と出力ギヤ４５とはベベルギヤであり、上記入力ギヤ４４の軸心４６はほぼ鉛直方向かつ後上方に向って延び、上記出力ギヤ４５の軸心４７は上記軸心４６とほぼ直交するようほぼ水平方向かつ後下方に向って延びている。
【００２９】
車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５の軸心４７と、他の自在継手軸３２の軸心４８とが谷折れ状に交差するよう上記出力ギヤ４５と他の自在継手軸３２の前端部とが互いに連結されている。また、上記他の自在継手軸３２の軸心４８が後上方に向って延びるようこの他の自在継手軸３２が配置されている。
【００３０】
上記ブラケット２７にその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケット２７の後端部を上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１から下方に脱落させるよう促進する脱落促進手段５０が設けられている。この脱落促進手段５０は、上記ブラケット２７の後端部の上端縁に形成される複数（左右一対）の切り欠き５１と、この各切り欠き５１の縁部を上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１に締結させる締結ボルト５２とを備え、上記ブラケット２７に上記外力が与えられると、上記締結ボルト５２から上記ブラケット２７の後端部が脱落Ａ可能とされている（図２，３中一点鎖線）。
【００３１】
上記構成によれば、ブラケット２７が、このブラケット２７の前部を構成してその前端部が上記車体２に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレーム３６と、上記ブラケット２７の後部を構成して上記前部フレーム３６の後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体２に支持される後部フレーム３８とを備え、この後部フレーム３８に上記連動ギヤ装置２８を支持させてある。
【００３２】
このため、自動車１が前突して車体２の前部が後方移動Ｂするよう変形するときには、これに伴い上記ブラケット２７もその前部側から後部側に向い順次後方移動Ｂするよう変形する。この際、上記ブラケット２７の前部の前部フレーム３６は後下方に向って延出しているため、このブラケット２７がその前部側から順次後方移動Ｂするよう変形するときには、上記前部フレーム３６は、これがより鉛直方向に近づく縦向き姿勢となるよう上記後部フレーム３８に対し屈曲させられる。
【００３３】
ここで、上記前部フレーム３６の前端部は車体２の車体フレーム３のクロスメンバ１０に支持されていて、その高さ位置はほぼ不変であるため、上記前部フレーム３６がより縦向き姿勢になればなるほど、上記前部フレーム３６の後方近傍における上記後部フレーム３８の水平フレーム４０の部分はより確実に下降Ｃさせられ、これと共にこの後部フレーム３８の水平フレーム４０の部分に支持されている上記連動ギヤ装置２８も下降Ｃさせられる。すると、この連動ギヤ装置２８と上記自在継手軸３１を介し連動連結されている上記ステアリングシャフト２３は上記ステアリングホイール２４と共に引き下げられて（図１中一点鎖線、図４）、上記ステアリングホイール２４と、このステアリングホイール２４の後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００３４】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイール２４へのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイール２４からドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００３５】
また、前記したように、車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５と自在継手軸３２の各軸心４７，４８を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸３２を後上方に向って延びるよう配置してあり、このため、次の作用効果が生じる。
【００３６】
即ち、上記自動車１の前突が更に進行して、車体２の前部が更に後方移動Ｂするよう変形するときには、これに伴い上記ブラケット２７は全体的に後方移動Ｂさせられ、これに伴い上記連動ギヤ装置２８と他の自在継手軸３２とが順次後方移動Ｂさせられることとなる。
【００３７】
ここで、上記したように、車体２の側面視（図１）で、上記出力ギヤ４５と他の自在継手軸３２の各軸心４７，４８を谷折れ状に交差させ、かつ、上記他の自在継手軸３２を後上方に向って延びるよう配置してあるため、後方移動Ｂする他の自在継手軸３２の前部側は、この自在継手軸３２の後端部とステアリングギヤ装置２６との連結部５３をほぼ中心として後下方に向って回動Ｄする。
【００３８】
よって、上記他の自在継手軸３２の前端部に連結されている上記連動ギヤ装置２８も上記他の自在継手軸３２の前部側と共に上記連結部５３をほぼ中心として後下方に向って回動する。すると、上記連動ギヤ装置２８と連動連結されている上記ステアリングシャフト２３は上記ステアリングホイール２４と共に引き下げられて（図５）、上記ステアリングホイール２４と、このステアリングホイール２４の後方に位置するドライバーとの間の空間寸法が大きくなる。
【００３９】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイール２４へのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイール２４からドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００４０】
また、前記したように、ブラケット２７にその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケット２７の後端部を上記車体２から脱落させるよう促進する脱落促進手段５０を設けてある。
【００４１】
このため、上記自動車１の前突が更に進行して、車体２の前部が更に後方移動Ｂするよう変形するときには、上記脱落促進手段５０により、上記車体２の車体フレーム３の他のクロスメンバ１１から上記ブラケット２７の後端部が下方に向い脱落させられて、上記後部フレーム３８の水平フレーム４０は迅速に下降させられ、また、これと共にこの後部フレーム３８の水平フレーム４０に支持されている上記連動ギヤ装置２８も迅速に下降させられる。すると、この連動ギヤ装置２８と連動連結されている上記ステアリングシャフト２３は上記ステアリングホイール２４と共に引き下げられて（図２，３中一点鎖線）、上記ステアリングホイール２４と、このステアリングホイール２４の後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００４２】
よって、上記空間寸法がより大きくなる分、上記ステアリングホイール２４へのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイール２４からドライバーに与えられる衝撃力はより確実に緩和される。
【００４３】
なお、以上は図示の例によるが、上記脱落促進手段５０は、上記ブラケット２７の後端部の側縁に形成され上記外力によってこの後端部を容易に破断させる切り欠きであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４５】
請求項１の発明は、車室の前部に配置され後上方に向って延びる軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されてその上端部にステアリングホイールを支持するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの下端部よりも後方に配置されて上記車体に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置と、このステアリングギヤ装置の前方で上記車体にブラケットを介し支持されて上記ステアリングシャフトの下端部に上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる連動ギヤ装置とを備えた自動車のステアリング装置において、
【００４６】
上記ブラケットが、このブラケットの前部を構成してその前端部が上記車体に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレームと、上記ブラケットの後部を構成して上記前部フレームの後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体に支持される後部フレームとを備え、この後部フレームに上記連動ギヤ装置を支持させてある。
【００４７】
このため、自動車が前突して車体の前部が後方移動するよう変形するときには、これに伴い上記ブラケットもその前部側から後部側に向い順次後方移動するよう変形する。この際、上記ブラケットの前部の前部フレームは後下方に向って延出しているため、このブラケットがその前部側から順次後方移動するよう変形するときには、上記前部フレームは、これがより鉛直方向に近づく縦向き姿勢となるよう上記後部フレームに対し屈曲させられる。
【００４８】
ここで、上記前部フレームの前端部は車体に支持されていて、その高さ位置はほぼ不変であるため、上記前部フレームがより縦向き姿勢になればなるほど、上記後部フレームは下降させられ、また、これと共にこの後部フレームに支持されている上記連動ギヤ装置も下降させられる。すると、この連動ギヤ装置と連動連結されている上記ステアリングシャフトは上記ステアリングホイールと共に引き下げられて、上記ステアリングホイールと、このステアリングホイールの後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００４９】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイールへのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイールからドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００５０】
また、上記連動ギヤ装置が、その外殻を構成して上記後部フレームに支持されるギヤケースと、このギヤケースに内有され上記ステアリングシャフトの下端部に連動連結される入力ギヤと、上記ギヤケースに内有されて上記入力ギヤと互いに噛合する出力ギヤとを備え、この出力ギヤに上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる自在継手軸を備え、
【００５１】
車体の側面視で、上記出力ギヤと自在継手軸の各軸心を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸を後上方に向って延びるよう配置してあり、このため、次の作用効果が生じる。
【００５２】
即ち、上記自動車の前突が更に進行して、車体の前部が更に後方移動するよう変形するときには、これに伴い上記ブラケットは全体的に後方移動させられ、これに伴い上記連動ギヤ装置と自在継手軸とが順次後方移動させられることとなる。
【００５３】
ここで、上記したように、車体の側面視で、上記出力ギヤと自在継手軸の各軸心を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸を後上方に向って延びるよう配置してあるため、後方移動する自在継手軸の前部側は、この自在継手軸の後端部とステアリングギヤ装置との連結部をほぼ中心として後下方に向って回動する。
【００５４】
よって、上記自在継手軸の前端部に連結されている上記連動ギヤ装置も上記自在継手軸の前部側と共に上記連結部をほぼ中心として後下方に向って回動する。すると、上記連動ギヤ装置と連動連結されている上記ステアリングシャフトは上記ステアリングホイールと共に引き下げられて、上記ステアリングホイールと、このステアリングホイールの後方に位置するドライバーとの間の空間寸法が大きくなる。
【００５５】
よって、上記空間寸法が大きくなる分、上記ステアリングホイールへのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイールからドライバーに与えられる衝撃力は緩和される。
【００５６】
請求項２の発明は、上記ブラケットにその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケットの後端部を上記車体から脱落させるよう促進する脱落促進手段を設けてある。
【００５７】
このため、上記自動車の前突が更に進行して、車体の前部が更に後方移動するよう変形するときには、上記脱落促進手段により、上記車体から上記ブラケットの後端部が脱落させられて、上記後部フレームは迅速に下降させられ、また、これと共にこの後部フレームに支持されている上記連動ギヤ装置も迅速に下降させられる。すると、この連動ギヤ装置と連動連結されている上記ステアリングシャフトは上記ステアリングホイールと共に引き下げられて、上記ステアリングホイールと、このステアリングホイールの後方に位置するドライバーとの間の空間寸法がより大きくなる。
【００５８】
よって、上記空間寸法がより大きくなる分、上記ステアリングホイールへのドライバーの２次衝突時、上記ステアリングホイールからドライバーに与えられる衝撃力はより確実に緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車の前部の側面断面図である。
【図２】 図１の部分拡大断面図である。
【図３】 図２の３‐３線矢視図である。
【図４】 作用を説明する図で図１の部分拡大に相当する図である。
【図５】 他の作用を説明する図で図１の部分拡大に相当する図である。
【符号の説明】
１ 自動車
２ 車体
３ 車体フレーム
４ 車室
５ 車体本体
９ サイドフレーム
１０ クロスメンバ
１１ 他のクロスメンバ
２０ ステアリング装置
２１ 軸心
２２ ステアリングコラム
２３ ステアリングシャフト
２４ ステアリングホイール
２６ ステアリングギヤ装置
２７ ブラケット
２８ 連動ギヤ装置
３２ 自在継手軸
３５ 締結具
３６ 前部フレーム
３７ 締結具
３８ 後部フレーム
４３ ギヤケース
４４ 入力ギヤ
４５ 出力ギヤ
４７ 軸心
４８ 軸心
５０ 脱落促進手段
５３ 連結部
Ａ 脱落
Ｂ 後方移動
Ｃ 下降
Ｄ 回動
Claims (2)
- 車室の前部に配置され後上方に向って延びる軸心回りに回動自在となるよう車体に支承されてその上端部にステアリングホイールを支持するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトの下端部よりも後方に配置されて上記車体に支持され左右操向用車輪と連動連結されるステアリングギヤ装置と、このステアリングギヤ装置の前方で上記車体にブラケットを介し支持されて上記ステアリングシャフトの下端部に上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる連動ギヤ装置とを備えた自動車のステアリング装置において、
上記ブラケットが、このブラケットの前部を構成してその前端部が上記車体に支持され後部側が後下方に向って延出する前部フレームと、上記ブラケットの後部を構成して上記前部フレームの後端部から後方に向って延出しその後端部が上記車体に支持される後部フレームとを備え、この後部フレームに上記連動ギヤ装置を支持させ、
上記連動ギヤ装置が、その外殻を構成して上記後部フレームに支持されるギヤケースと、このギヤケースに内有され上記ステアリングシャフトの下端部に連動連結される入力ギヤと、上記ギヤケースに内有されて上記入力ギヤと互いに噛合する出力ギヤとを備え、この出力ギヤに上記ステアリングギヤ装置を連動連結させる自在継手軸を備え、
車体の側面視で、上記出力ギヤと自在継手軸の各軸心を谷折れ状に交差させ、かつ、上記自在継手軸を後上方に向って延びるよう配置した自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造。 - 上記ブラケットにその前方から所定値以上の外力が与えられたとき、このブラケットの後端部を上記車体から脱落させるよう促進する脱落促進手段を設けた請求項１に記載の自動車のステアリング装置における衝撃力緩和構造。
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