JP4466478B2 - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングコラム装置に関する。

走行中の自動車が交通事故等に遭遇すると、衝突等の影響によりそれまで走行していた速度から瞬時にして速度が略時速０キロメートルの状態になる。これを１次衝突という。しかし、自動車はその場に止まっても車内の乗員には運動を続けようとする慣性力が働きそのままの速度を維持する。乗員はこの慣性力により前方に投げ出され、車内の構造物に衝突することとなる。これを２次衝突という。

ステアリングコラム装置には、１次衝突では自動車の前部が潰れて車体前方から力が加わり、２次衝突では運転者はステアリングホイール等に衝突することにより車体後方から力が加わる。このため、ステアリングコラム装置は、車体前方側からの入力では位置を変えず、車室側からの入力でのみ位置を変化する構造が要求される。

このため、ステアリングコラム装置側と車体骨格部材とを結合するアッパーブラケットにダイキャスト製のワンウェイカプセルを後方から嵌め込み、ステアリングコラムが前方にのみ離脱するような構造が用いられている。

このワンウェイカプセルとアッパーブラケットは、ワンウェイカプセルとアッパーブラケットとを貫通する穴を設け、この穴に樹脂製のピンを挿入することにより結合し、２次衝突時の衝撃により剪断されるようになっている。

しかし、ワンウェイカプセルだけでは、ステアリングコラム装置が離脱した後は衝突時のエネルギーが減少することなく車体前部の構造物に衝突してしまう。このため、ステアリングコラム装置が離脱した後に衝突エネルギーを吸収する構造が必要となる。このようなステアリングコラム装置の一例が下記特許文献１に開示されている。

特開平８−４０２８７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているステアリングコラム装置は、衝突のエネルギーを吸収する構造は有するものの、ステアリングコラムに複雑な加工を施す必要があり、ステアリングコラムの構造が複雑であるがゆえに車体への組み付けにも多くの労力を必要とする。また、ステアリングコラムの側面に設けた衝突エネルギーを吸収するための部位である長帯状部でステアリングコラムを支持しているため、十分な剛性が確保できない虞がある。

これらのことから、本発明は、簡単な構造でありながら２次衝突時の衝突エネルギーを吸収することができ、さらに、剛性の高いステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明（請求項１に対応）に係るステアリングコラム装置は、ステアリングコラムを車体に支持するロアブラケットに、前記ステアリングコラムを離脱可能に支持する支持部を設け、前記ステアリングコラムが前記ロアブラケットから離脱したときに、前記ロアブラケットに衝突して変形する切り起こし部を前記ステアリングコラムに設けたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための第２の発明（請求項２に対応）に係るステアリングコラム装置は、第１の発明に記載するステアリングコラム装置において、前記ロアブラケットの、前記切り起こし部が衝突する部位と前記支持部とが、前記ステアリングコラムの軸周りにおいて、異なる位置に配置されることを特徴とする。

上記の課題を解決するための第３の発明（請求項３に対応）に係るステアリングコラム装置は、第１の発明又は第２の発明に記載するステアリングコラム装置において、前記ステアリングコラムは、前記ロアブラケットの前記支持部に離脱可能に支持される補助ブラケットを有し、前記補助ブラケットに前記切り起こし部が設けられることを特徴とする。

上記の課題を解決するための第４の発明（請求項４に対応）に係るステアリングコラム装置は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに記載するステアリングコラム装置において、前記切り起こし部の切り起こし角度、幅及び長さのうち少なくともいずれかひとつを予め設定することで、衝突エネルギーの吸収時の特性を変化可能とすることを特徴とする。

第１の発明によれば、ステアリングコラムを支持するロアブラケットに、ステアリングコラムが離脱できるように支持する支持部を設け、ステアリングコラムが前記ロアブラケットから離脱したときに、ロアブラケットに衝突して変形する切り起こし部をステアリングコラムに設けたことにより、簡単な構造で、通常時及び１次衝突時の支持剛性を確保し、かつ、２次衝突時の衝突エネルギーを吸収することができる。

第２の発明によれば、ロアブラケットの切り起こし部が衝突する部位と支持部とが、ステアリングコラムの軸周りにおいて、異なる位置に配置されることにより、支持部と切り起こし部とが互いに影響されることがない。したがって、通常時及び１次衝突時には、ステアリングコラムを確実に支持することができ、また、２次衝突時においては、ステアリングコラムの移動量に悪影響を及ぼすことも無く、衝突のエネルギーを確実に吸収することができる。

第３の発明によれば、ステアリングコラムをロアブラケットに支持させるための補助ブラケットに切り起こし部が設けられることにより、ステアリングコラムに特別な加工を施さなくとも、簡単な構造で２次衝突時のエネルギー吸収を充分におこなうことができる。

第４の発明によれば、切り起こし部の切り起こし角度、幅及び長さのうち少なくともいずれかひとつを予め設定することで、衝突エネルギーの吸収性能を変化可能とすることにより、車体の種類等に応じて衝突エネルギーの吸収時の特性を最適な状態に決定することができる。

本発明に係るステアリングコラム装置の実施例を図１から図５を用いて説明する。図１はステアリングコラム装置と車体骨格部材の斜視図、図２はステアリングコラム装置の斜視図、図３はワンウェイカプセルの斜視図、図４は衝突エネルギー吸収構造の斜視図、図５は２次衝突後の衝突エネルギー吸収構造の斜視図である。なお、図中Ｆｒは車体前方、Ｉｎは車室内側、Ｕｐは車体上方を示す。

本実施例に係るステアリングコラム装置の構成について説明する。図１に示すように、車体の骨格部材であるフロントピラー（図示せず）の下部には、車室前部の剛性を確保するために、車幅方向に延びるようにフロントデッキクロスメンバパイプ１０が設置されている。

フロントデッキクロスメンバパイプ１０の運転席側の下部には、ステアリングコラム１１を固定するためにフロントデッキクロスメンバブラケット１２を設置する。フロントデッキクロスメンバブラケット１２には、ステアリングコラム１１を挟むような間隔で左右に２つのステアリングコラム固定部位１２ａがある。フロントデッキクロスメンバパイプ１０とフロントデッキクロスメンバブラケット１２は溶接等により結合する。

フロントデッキクロスメンバブラケット１２の左右のステアリングコラム固定部位１２ａの車体後方側の下面に各々１つずつのワンウェイカプセル１３を設置し、このワンウェイカプセル１３を介してステアリングコラム固定部位１２ａの車体後方側の下面にアッパーブラケット１４を設置する。

ワンウェイカプセル１３とアッパーブラケット１４は、アッパーブラケット１４の後方からワンウェイカプセル１３を嵌め込むようにして設置し、これらワンウェイカプセル１３とアッパーブラケット１４を貫通するようにワンウェイカプセル１３の四隅に穴を設け、この穴に樹脂製のピン１３ａ（図２参照）を挿入することにより結合する。

アッパーブラケット１４の形状は略Ω字状になっており、アッパーブラケット１４の曲部の内側にステアリングコラム１１を隙間なく接するように設置し、これらを溶接等により結合する。フロントデッキクロスメンバブラケット１２とワンウェイカプセル１３は、ワンウェイカプセル１３に設けたボルト穴１３ｂ（図２参照）にボルト１３ｃを通し、ボルト締めにより結合する。

フロントデッキクロスメンバブラケット１２の車体前方側の下面には、ロアブラケット１５を設置する。ロアブラケット１５は略ハット状になっており、ロアブラケット１５の上面とフロントデッキクロスメンバブラケット１２の車体前方側の下面とを貫通するように設けた２個所のボルト穴１５ａ（図２参照）にボルト１５ｂを通し、ボルト締めにより結合する。

ロアブラケット１５の内側とステアリングコラム１１の車体前方側の下面との間には、ロアブラケット１５とステアリングコラム１１とを接続する補助ブラケット１６を配置する。ロアブラケット１５と補助ブラケット１６は、ロアブラケット１５の車体前方内側の側面には略凸字状の切り欠き部１５ｃを設け、補助ブラケット１６の側面に穴を設け、これらにリベット１７を通してリベット締めすることにより結合する。本実施例では、切り欠き部１５ｃがステアリングコラム１１の支持部である。

補助ブラケット１６の車体後方側の端部は上方に開いた半円形になっており、この半円形部１６ａにステアリングコラム１１の車体前方側の下面を隙間なく接するように設置し、これらを溶接等により結合する。補助ブラケット１６の車体後方側の下部は切り起こし部（以下、衝撃吸収プレート１８）が設けられている。この衝撃吸収プレート１８は車体後方側で補助ブラケット１６とつながっており、車体前方側下方に向かって延びている。

補助ブラケット１６の車体前方側の端部はステアリングコラム１１の車体前方側にある継手１９の側面と下面を略覆うような形になっている。ステアリングコラム１１の車体前方側には、ステアリングコラム１１とギアボックス（図示せず）とを接続する継手１９が設置されている。また、ステアリングコラム１１の車体後方側の端部にはステアリングハンドル（図示せず）を設置する。

以下、本実施例に係るステアリングコラム装置の２次衝突時の動作について説明する。図２に示すように、２次衝突前のアッパーブラケット１４とワンウェイカプセル１３は樹脂ピン１３ａにより結合された状態になっている。

図３に示すように、２次衝突後のアッパーブラケット１４とワンウェイカプセル１３は２次衝突時の衝撃で樹脂ピン１３ａが剪断され、ステアリングコラム１１と一体となっているアッパーブラケット１４は車体前方に移動する。

また、図４に示すように、２次衝突前のロアブラケット１５と補助ブラケット１６は側面のリベット１７によりリベット締めすることにより結合している。このとき、衝撃吸収プレート１８は車体前方側の下方を向いた状態になっている。

図５に示すように、２次衝突後のロアブラケット１５と補助ブラケット１６は２次衝突時の衝撃でリベット１７がロアブラケット１５に設けた切り欠き部１５ｃの前方から抜け出し、ロアブラケット１５は固定されたまま、ステアリングコラム１１と一体となっている補助ブラケット１６は車体前方に移動する。

このとき、補助ブラケット１６の下部に設けた衝撃吸収プレート１８がロアブラケットの車体後方側の下面端部に衝突して引っ掛かり、その後、衝撃吸収プレート１８は衝撃エネルギーを吸収しながら車体後方側に折れ曲がるように変形する。

本実施例に係るステアリングコラム装置によれば、ステアリングコラム１１を支持するロアブラケット１５に、ステアリングコラム１１が離脱できるように支持する支持部を設け、ステアリングコラム１１が離脱したときに、ロアブラケット１５に衝突して変形する衝撃吸収プレート１８をステアリングコラム１１に設けたことにより、簡単な構造で、通常時及び１次衝突時の支持剛性を確保し、かつ、２次衝突時の衝突エネルギーを吸収することができる。

また、ロアブラケット１５の衝撃吸収プレート１８が衝突する部位と支持部とが、ステアリングコラム１１の軸周りにおいて、異なる位置に配置されることにより、支持部と衝撃吸収プレート１８とが互いに影響されることがない。したがって、通常時及び１次衝突時には、ステアリングコラム１１を確実に支持することができ、また、２次衝突時においては、ステアリングコラム１１の移動量に悪影響を及ぼすことも無く、衝突のエネルギーを確実に吸収することができる。

また、ステアリングコラム１１をロアブラケット１５に支持させるための補助ブラケット１６に衝撃吸収プレート１８が設けられることにより、ステアリングコラム１１に特別な加工を施さなくとも、簡単な構造で２次衝突時のエネルギー吸収を充分におこなうことができる。

また、衝撃吸収プレート１８の切り起こし角度、幅及び長さのうち少なくともいずれかひとつを変更し、衝突エネルギーの吸収性能を変化させることにより、車体の種類等に応じて衝突エネルギーの吸収時の特性を最適な状態に決定することができる。

本発明は、簡単な構造で、２次衝突時の衝突エネルギーを吸収することができ、さらに、剛性の高いステアリングコラム装置が要求される場合に有効である。

ステアリングコラム装置と車体骨格部材の斜視図である。 ステアリングコラム装置の斜視図である。 ワンウェイカプセルの斜視図である。 衝突エネルギー吸収構造の斜視図である。 ２次衝突後の衝突エネルギー吸収構造の斜視図である。

符号の説明

１０ フロントデッキクロスメンバパイプ
１１ ステアリングコラム
１２ フロントデッキクロスメンバブラケット
１２ａ ステアリングコラム固定部位
１３ ワンウェイカプセル
１３ａ 樹脂ピン
１３ｂ ワンウェイカプセル固定用ボルト穴
１３ｃ ワンウェイカプセル固定用ボルト
１４ アッパーブラケット
１５ ロアブラケット
１５ａ ロアブラケット固定用ボルト穴
１５ｂ ロアブラケット固定用ボルト
１５ｃ ロアブラケット切り欠き部
１６ 補助ブラケット
１６ａ 補助ブラケット半円形部
１７ リベット
１８ 衝撃吸収プレート
１９ 継手

Claims (4)

1. ステアリングコラムを車体に支持するロアブラケットに、前記ステアリングコラムを離脱可能に支持する支持部を設け、
   前記ステアリングコラムが前記ロアブラケットから離脱したときに、前記ロアブラケットに衝突して変形する切り起こし部を前記ステアリングコラムに設けた
   ことを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記ロアブラケットの、前記切り起こし部が衝突する部位と前記支持部とが、前記ステアリングコラムの軸周りにおいて、異なる位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１記載のステアリングコラム装置。
3. 前記ステアリングコラムは、前記ロアブラケットの前記支持部に離脱可能に支持される補助ブラケットを有し、前記補助ブラケットに前記切り起こし部が設けられる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記切り起こし部の切り起こし角度、幅及び長さのうち少なくともいずれかひとつを予め設定することで、衝突エネルギーの吸収時の特性を変化可能とする
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のステアリングコラム装置。

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