JP4621458B2

JP4621458B2 - ステアリングコラムの支持構造

Info

Publication number: JP4621458B2
Application number: JP2004256343A
Authority: JP
Inventors: 幸廣田中; 剛三浦; 英章石井; 孝幸菊地; めぐみ細野; 正人土井
Original assignee: Nissan Motor Light Truck Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Light Truck Co Ltd
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: EP1806268B1; JP2006069400A; ES2441395T3; EP1806268A1; WO2006025436A1; EP1806268A4

Description

本発明は、ステアリングコラムをキャブに取り付けるステアリングコラムの支持構造において、その支持剛性を向上させる技術に関する。

キャブオーバタイプのトラックなどでは、ステアリングコラムは、「新型車解説書 NISSAN アトラス F23型系車の紹介」（非特許文献１）に記載されるような支持構造により、キャブに取り付けられている。即ち、図８に示すように、ステアリングコラム１は、横断面が略コ字形状をなすと共に、キャブフロア２の前部から車両後方へと斜めに立ち上がるステアリングコラムブラケット３を介して、キャブに取り付けられている。また、ステアリングコラム１の支持剛性を向上させるため、ステアリングコラムブラケット３の上部は、インストルメントパネルの構成部材４に固定されている。
「新型車解説書 NISSAN アトラス F23型系車の紹介」，日産自動車株式会社，平成４年１月，ｐ．Ｃ−４８

しかしながら、かかる従来技術においては、ステアリングコラムブラケット３の上部がインストルメントパネルの構成部材４に固定されているものの、ステアリングコラムブラケット３の全長が長いため、ステアリングコラム１の支持剛性が不足気味であった。ステアリングコラム１の支持剛性が不足すると、例えば、路面入力に起因する振動がステアリングホイール５に伝達されてしまい、車両運転者が不快感を感じるおそれがあった。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、ステアリングコラムブラケットの中間部をペダルブラケットに固定することで、ステアリングコラムの支持剛性を向上させ、ステアリングホイールに発生する振動を低減したステアリングコラムの支持構造を提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の発明では、ステアリングコラムをキャブに取り付けるステアリングコラムブラケットの上部を、インストルメントパネルの構成部材に固定する一方、前記ステアリングコラムブラケットの中間部を、ペダルを支持するペダルブラケットに固定したステアリングコラムの支持構造であって、車両が前面衝突を起こしたときに、運転者の頭部の軌跡に対してステアリングホイールが追従するように、車両前後方向に対するステアリングコラムの回転中心を、該ステアリングコラムの下方に位置するステアリングシャフトの軸線とキャブフロアとの交点より車両後方にずらす回転中心ずらし手段が備えられたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、前記回転中心ずらし手段は、前記キャブフロアを補強する補強部材であって前記交点より車両後方に位置する部位において、車幅方向に延びる回転軸周りに回転可能に固定される第１の回転部材と、前記ステアリングコラムの下部に上端が回転可能に固定される一方、前記第１の回転部材の回転軸とは異なる部位に下端が回転可能に固定されるステアリングサポートロッドと、を含んで構成されたことを特徴とする。

請求項３記載の発明では、前記回転中心ずらし手段は、前記補強部材であって前記交点より車両前方に位置する部位に一端が固定される一方、前記第１の回転部材に他端が回転可能に固定される補助ステアリングサポートロッドを備え、前記補助ステアリングサポートロッドの他端は、前記補強部材の変形に伴って車両後方へと移動したとき、前記ステアリングサポートロッドを下方へ引っ張る向きに、前記第１の回転部材を回転させる位置に固定されることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、前記回転中心ずらし手段は、ステアリングサポートワイヤを介して、前記ステアリングコラムの下部を、前記交点より車両後方に位置するキャブフロアの上面に連結した構成であることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記回転中心ずらし手段は、前記キャブフロアを補強する補強部材であって前記交点より車両後方に位置する部位に固定された第２の回転部材により張設方向が変向されるステアリングサポートワイヤを介して、前記ステアリングコラムの下部を、前記キャブフロアの後部下面に連結した構成であることを特徴とする。

請求項６記載の発明では、前記回転中心ずらし手段は、前記キャブフロアを補強する補強部材であって前記交点より車両後方に位置する部位に固定された第２の回転部材により張設方向が変向されるステアリングサポートワイヤを介して、前記ステアリングコラムの下部を、前記ステアリングコラムブラケットの下部に連結した構成であることを特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記ステアリングコラムブラケットは、前記ステアリングコラムの軸方向であって下方に向けて開口した略Ｕ字形状の締結孔を介して、前記インストルメントパネルの構成部材及び前記ペダルブラケットに夫々ボルトで固定されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ステアリングコラムをキャブに取り付けるステアリングコラムブラケットは、その上部がインストルメントパネルの構成部材に固定される一方、その中間部がペダルブラケットに固定される。このため、ステアリングコラムブラケットの全長が短くなることに加え、その中間部がキャブに対して強固に一体化されるペダルブラケットに固定されるため、キャブに対するステアリングコラムブラケットの取付剛性を向上させることができる。そして、ステアリングコラムブラケットの取付剛性の向上に伴って、ステアリングコラムの支持剛性が向上し、ステアリングホイールに発生する振動を大幅に低減することができる。

このとき、車両がオフセット衝突などの前面衝突を起こしたとき、運転者の頭部の軌跡に対してステアリングホイールが追従するようになり、ステアリングホイールに取り付けられているエアバッグの小型化を図ることができる。即ち、車両が前面衝突を起こすと、運転者は、シートに対する座面を回転中心として、慣性により車両前方へと回転移動する。一方、ステアリングホイールは、キャブフロアの変形に伴って、ステアリングシャフトの軸線とキャブフロアとの交点より車両後方にずらされた回転中心を中心として、車両前方へと回転移動する。このため、運転者の回転中心に対してステアリングホイールの回転中心を近づけることが可能となり、運転者の頭部の軌跡に対してステアリングホイールを追従させることができる。

請求項２記載の発明によれば、車両の前面衝突に伴ってステアリングホイールが車両前方へと回転移動するとき、ステアリングコラムは、ステアリングサポートロッドによりその動きが規制され、第１の回転部材の回転軸を中心として車両前方へと回転移動する。このため、ステアリングコラムの回転中心を、ステアリングコラムの下方に位置するステアリングシャフトの軸線とキャブフロアの交点より車両後方にずらすことができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加え、車両が前面衝突を起こし、補強部材の前部が潰れて変形すると、補助ステアリングサポートロッドが車両後方へと移動する。すると、第１の回転部材は、補助ステアリングサポートロッドの移動によって回転し、ステアリングサポートロッドを下方へと引っ張る。このため、前面衝突によりキャブが変形しても、ステアリングコラムの上方への移動が抑制されることから、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイールの追従精度を向上させることができる。

請求項４記載の発明によれば、車両の前面衝突に伴ってステアリングホイールが車両前方へと回転移動するとき、ステアリングコラムは、ステアリングサポートワイヤによりその動きが規制され、キャブフロアに対するステアリングサポートワイヤの連結部を中心として車両前方へと回転移動する。このため、ステアリングコラムの回転中心を、ステアリングコラムの下方に位置するステアリングシャフトの軸線とキャブフロアの交点より車両後方にずらすことができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加え、車両の前面衝突に伴って、キャブフロアの後部が上方に変形すると、ステアリングサポートワイヤが車両後方へと引っ張られる。すると、ステアリングサポートワイヤの引張力は、第２の回転部材によりその向きが変向され、ステアリングコラムを下方へと引っ張る。このため、前面衝突によりキャブが変形しても、ステアリングコラムの上方への移動が抑制されることから、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイールの追従精度を向上させることができる。

請求項６記載の発明によれば、請求項４記載の発明の効果に加え、車両の前面衝突に伴って、ペダルブラケットの周囲が上方へと変形すると、ステアリングコラムブラケットの下部に連結されたステアリングサポートワイヤが上方へと引っ張られる。すると、ステアリングサポートワイヤの引張力は、第２の回転部材によりその向きが変向され、ステアリングコラムを下方へと引っ張る。このため、前面衝突によりキャブが変形しても、ステアリングコラムの上方への移動が抑制されることから、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイールの追従精度を向上させることができる。

請求項７記載の発明によれば、車両の前面衝突に伴って、インストルメントパネルの構成部材及びペダルブラケットの周囲が上方に変形すると、ボルトが締結孔から外れ、ステアリングコラムブラケットとインストルメントパネルの構成部材及びペダルブラケットとが切り離される。このため、ステアリングコラムがペダルブラケットなどに伴って上方へと移動することがなく、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイールの追従精度の低下を防止できる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係るステアリングコラムの支持構造の実施形態を示す。
ステアリングシャフト１０を回転自由に軸支するステアリングコラム１２は、横断面が略コ字形状をなすステアリングコラムブラケット１４を介して、キャブオーバタイプのトラックなどのキャブに取り付けられる。ステアリングコラムブラケット１４の上部は、ステアリングサポートブラケット１６を介して、インストルメントパネルの構成部材、例えば、車幅方向に延びるインストルメントメンバ１８に固定される。また、ステアリングコラムブラケット１４の中間部は、アクセルペダル，ブレーキペダルなどの各種ペダルを支持するペダルブラケット２０に固定される。

そして、ステアリングコラム１２から上方に延びるステアリングシャフト１０の端部には、ステアリングホイール２２が取り付けられる。一方、ステアリングコラム１２から下方に延びるステアリングシャフト１０は、キャブを構成するキャブフロア２４を貫通し、これを補強するパイプ材などの補強部材２６の下方においてステアリングギヤボックス２８に接続される。なお、図中の符号３０は、車両運転者の体格などに応じて、ステアリングホイール２２の傾斜角度を調整するチルト機構である。

かかる構成によれば、ステアリングコラム１２をキャブに取り付けるステアリングコラムブラケット１４は、その上部がインストルメントメンバ１８に固定される一方、その中間部がペダルブラケット２０に固定される。このため、ステアリングコラムブラケット１４の全長が短くなることに加え、その中間部がキャブに対して強固に一体化されるペダルブラケット２０に固定されるため、キャブに対するステアリングコラムブラケット１４の取付剛性を向上させることができる。そして、ステアリングコラムブラケット１４の取付剛性の向上に伴って、ステアリングコラム１２の支持剛性が向上し、ステアリングホイール２２に発生する振動を大幅に低減することができる。

ところで、車両がオフセット衝突などの前面衝突を起こすと、シートに対する座面を回転中心として、運転者が慣性により車両前方へと回転移動することが知られている。このとき、運転者がシートベルトをしていても、その頭部がステアリングホイールなどに衝突する可能性があるので、近年では、ステアリングホイールにエアバッグを取り付けることが一般的になっている。一方、ステアリングホイールは、キャブフロア及びその下面に沿って配設された補強部材の変形に伴って、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接続部周辺を回転中心として、車両前方へと回転移動する。

しかしながら、運転者及びステアリングホイールの回転中心が異なることから、運転者の頭部の軌跡とステアリングホイールの軌跡とがずれてしまう。このため、ステアリングホイールに取り付けられたエアバッグは、運転者の安全を確保する観点から、ステアリングホイールの直径を越えて膨らませる必要があり、大型化するおそれがあった。エアバッグの大型化は、コスト上昇だけではなく、車両重量の増加及びこれに伴う燃費低下などの不具合を来してしまう。

そこで、図１に示すステアリングコラムの支持構造を前提として、運転者の頭部の軌跡に対してステアリングホイールが追従するようにし、エアバッグの小型化を可能にする機構を設ける。即ち、車両前後方向に対するステアリングコラムの回転中心を、ステアリングコラムの下方に位置するステアリングシャフトの軸線とキャブフロアとの交点より車両後方にずらす回転中心ずらし機構（回転中心ずらし手段）を備えるようにする。

図２は、回転中心ずらし機構の第１実施形態を示す。
キャブフロア２４を補強する補強部材２６であって、ステアリングコラム１２の下方に位置するステアリングシャフト１０の軸線とキャブフロア２４との交点３２より車両後方に位置する部位には、車幅方向に延びる回転軸周りに回転可能なステアリングサポートリンク３４（第１の回転部材）が固定される。また、ステアリングコラム１２の下部は、ステアリングシャフト１０に沿って下方へと延びるステアリングサポートロッド３６を介して、ステアリングサポートリンク３４の回転軸とは異なる部位に連結される。ここで、ステアリングサポートロッド３６の上端及び下端は、夫々、ステアリングコラム１２及びステアリングサポートリンク３４に対して相互回転可能に固定される。

かかる構成によれば、車両の前面衝突に伴ってステアリングホイール２２が車両前方へと回転移動するとき、ステアリングコラム１２は、ステアリングサポートロッド３６によりその動きが規制され、ステアリングサポートリンク３４の回転軸を中心として車両前方へと回転移動する。このため、ステアリングコラム１２の回転中心、即ち、ステアリングホイール２２の回転中心は、図中のＣ₁からＣ₂へとずれ、その軌跡は図中のＡからＢへと変化する。

従って、シート３８の座面３８Ａを回転中心として、運転者４０が車両前方へと回転移動したとしても、その回転中心に対してステアリングホイール２２の回転中心が近づくことから、その頭部４０Ａの軌跡Ｃに対してステアリングホイール２２が追従するようになり、頭部４０Ａはエアバッグ４２の中央部で受け止められるようになる。よって、エアバッグ４２は、ステアリングホイール２２の直径を越えて膨らまなくとも、運転者４０の安全を確保することが可能となり、その小型化に伴って、コスト削減及び車両重量低減などを図ることができる。

図３は、回転中心ずらし機構の第２実施形態を示す。
本実施形態では、先の第１実施形態の構成に加え、補強部材２６の交点３２より車両前方に位置する部位に一端が固定される一方、ステアリングサポートリンク３４に他端が固定される補助ステアリングサポートロッド４４が備えられる。補助ステアリングサポートロッド４４の他端は、補強部材２６の変形に伴って車両後方へと移動したとき、ステアリングサポートロッド３６を下方へ引っ張る向きに、ステアリングサポートリンク３４を回転させる位置に固定される。ここで、補助ステアリングサポートロッド４４は、補強部材２６に沿って車両前後方向に延びると共に、その両端が補強部材２６及びステアリングサポートリンク３４に対して相互回転可能に夫々固定される。

かかる構成によれば、車両が前面衝突を起こし、補強部材２６の前部が潰れて変形すると、補助ステアリングサポートロッド４４が車両後方へと移動する。すると、ステアリングサポートリンク３４は、補助ステアリングサポートロッド４４の移動によって回転し、ステアリングサポートロッド３６を下方へと引っ張る。このため、前面衝突によりキャブが変形しても、ステアリングコラム１２の上方への移動が抑制されることから、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイール２２の追従精度が向上し、運転者の安全確保の実効を図ることができる。なお、他の作用及び効果については、先の第１実施形態と同様であるので、その説明は省略することとする（以下同様）。

図４は、回転中心ずらし機構の第３実施形態を示す。
ステアリングコラム１２の下部は、ステアリングサポートワイヤ４８を介して、交点３２より車両後方に位置するキャブフロア２４の上面に連結される。
かかる構成によれば、車両の前面衝突に伴ってステアリングホイール２２が車両前方へと回転移動するとき、ステアリングコラム１２は、ステアリングサポートワイヤ４８によりその動きが規制され、キャブフロア２４に対するステアリングサポートワイヤ４８の連結部を中心として車両前方へと回転移動する。このため、ステアリングコラム１２の回転中心、即ち、ステアリングホイール２２の回転中心は、図中のＣ₁からＣ₂へとずれ、その軌跡は図中のＡからＢへと変化する。そして、先の実施形態と同様に、運転者の頭部の軌跡に対してステアリングホイール２２を追従させることができる。

図５は、回転中心ずらし機構の第４実施形態を示す。
補強部材２６の交点３２より車両後方に位置する部位には、車幅方向に延びる回転軸周りに回転可能なステアリングサポートリンク５０（第２の回転部材）が固定される。そして、ステアリングコラム１２の下部は、ステアリングサポートリンク５０により張設方向が変向されるステアリングサポートワイヤ５２を介して、キャブフロア２４の後部下面に連結される。

かかる構成によれば、先の第３実施形態の作用及び効果に加え、車両の前面衝突に伴って、キャブフロア２４の後部が上方に変形すると、ステアリングサポートワイヤ５２が車両後方へと引っ張られる。すると、ステアリングサポートワイヤ５２の引張力は、ステアリングサポートリンク５０によりその向きが変向され、ステアリングコラム１２を下方へと引っ張る。このため、前面衝突によりキャブが変形しても、ステアリングコラム１２の上方への移動が抑制されることから、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイール２２の追従精度が向上し、運転者の安全確保の実効を図ることができる。

図６は、回転中心ずらし機構の第５実施形態を示す。
補強部材２６の交点３２より車両後方に位置する部位には、第５実施形態と同様に、車幅方向に延びる回転軸周りに回転可能なステアリングサポートリンク５０（第２の回転部材）が固定される。そして、ステアリングコラム１２の下部は、ステアリングサポートリンク５０により張設方向が変向されるステアリングサポートワイヤ５２を介して、ステアリングコラムブラケット１４の下部に連結される。

かかる構成によれば、先の第３実施形態の作用及び効果に加え、車両の前面衝突に伴って、ペダルブラケット２０周囲が上方へと変形すると、ステアリングコラムブラケット１４の下部に連結されたステアリングサポートワイヤ５２は、上方へと引っ張られる。すると、ステアリングサポートワイヤ５２の引張力は、ステアリングサポートリンク５０によりその向きが変向され、ステアリングコラム１２を下方へと引っ張る。このため、前面衝突によりキャブが変形しても、ステアリングコラム１２の上方への移動が抑制されることから、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイール２２の追従精度が向上し、運転者の安全確保の実効を図ることができる。

ところで、車両の前面衝突に伴って、インストルメントパネル及びペダルブラケットの周囲が上方に変形すると、ステアリングコラムブラケットも上方へ移動しようとするため、その回転中心を車両後方にずらし、また、その上方への移動を抑制したとしても、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイールの追従精度が低下するおそれがある。
そこで、図７に示すように、ステアリングコラムブラケット１４は、ステアリングコラム１２の軸方向であって下方に向けた略Ｕ字形状の締結孔５４を介して、インストルメントメンバ１８及びペダルブラケット２０に夫々ボルトで固定されることが望ましい。

このようにすれば、車両の前面衝突に伴って、図中矢印で示すように、インストルメントメンバ１８及びペダルブラケット２０の周囲が上方に変形すると、ボルトが締結孔５４から外れ、ステアリングコラム１２とインストルメントメンバ１８及びペダルブラケット２０とが切り離される。このため、ステアリングコラム１２がインストルメントメンバ１８及びペダルブラケット２０に伴って上方へと移動することがなく、運転者の頭部の軌跡に対するステアリングホイールの追従精度の低下を防止することができる。なお、ステアリングコラム１２の下部は、ステアリングサポートロッド３６，４６又はステアリングサポートワイヤ４８，５２を介して、キャブフロア２４又は補強部材２６に連結されているので、キャブ変形に伴って上方へと移動することが抑制される。

本発明に係るステアリングコラムの支持構造の実施形態の説明図回転中心ずらし機構の第１実施形態の説明図回転中心ずらし機構の第２実施形態の説明図回転中心ずらし機構の第３実施形態の説明図回転中心ずらし機構の第４実施形態の説明図回転中心ずらし機構の第５実施形態の説明図ステアリングコラムの切り離し機構の説明図従来技術に係るステアリングコラムの支持構造の説明図

符号の説明

１０ステアリングシャフト
１２ステアリングコラム
１４ステアリングコラムブラケット
１８インストルメントメンバ
２０ペダルブラケット
２４キャブフロア
２６補強部材
３２交点
３４ステアリングサポートリンク
３６ステアリングサポートロッド
４４補助ステアリングサポートロッド
４８ステアリングサポートワイヤ
５０ステアリングサポートリンク
５２ステアリングサポートワイヤ
５４締結孔

Claims

ステアリングコラムをキャブに取り付けるステアリングコラムブラケットの上部を、インストルメントパネルの構成部材に固定する一方、前記ステアリングコラムブラケットの中間部を、ペダルを支持するペダルブラケットに固定したステアリングコラムの支持構造であって、
車両が前面衝突を起こしたときに、運転者の頭部の軌跡に対してステアリングホイールが追従するように、車両前後方向に対するステアリングコラムの回転中心を、該ステアリングコラムの下方に位置するステアリングシャフトの軸線とキャブフロアとの交点より車両後方にずらす回転中心ずらし手段が備えられたことを特徴とするステアリングコラムの支持構造。
前記回転中心ずらし手段は、前記キャブフロアを補強する補強部材であって前記交点より車両後方に位置する部位において、車幅方向に延びる回転軸周りに回転可能に固定される第１の回転部材と、前記ステアリングコラムの下部に上端が回転可能に固定される一方、前記第１の回転部材の回転軸とは異なる部位に下端が回転可能に固定されるステアリングサポートロッドと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載のステアリングコラムの支持構造。
前記回転中心ずらし手段は、前記補強部材であって前記交点より車両前方に位置する部位に一端が固定される一方、前記第１の回転部材に他端が回転可能に固定される補助ステアリングサポートロッドを備え、前記補助ステアリングサポートロッドの他端は、前記補強部材の変形に伴って車両後方へと移動したとき、前記ステアリングサポートロッドを下方へ引っ張る向きに、前記第１の回転部材を回転させる位置に固定されることを特徴とする請求項２記載のステアリングコラムの支持構造。
前記回転中心ずらし手段は、ステアリングサポートワイヤを介して、前記ステアリングコラムの下部を、前記交点より車両後方に位置するキャブフロアの上面に連結した構成であ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の支持構造。
前記回転中心ずらし手段は、前記キャブフロアを補強する補強部材であって前記交点より車両後方に位置する部位に固定された第２の回転部材により張設方向が変向されるステアリングサポートワイヤを介して、前記ステアリングコラムの下部を、前記キャブフロアの後部下面に連結した構成であ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の支持構造。
前記回転中心ずらし手段は、前記キャブフロアを補強する補強部材であって前記交点より車両後方に位置する部位に固定された第２の回転部材により張設方向が変向されるステアリングサポートワイヤを介して、前記ステアリングコラムの下部を、前記ステアリングコラムブラケットの下部に連結した構成であ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の支持構造。
前記ステアリングコラムブラケットは、前記ステアリングコラムの軸方向であって下方に向けて開口した略Ｕ字形状の締結孔を介して、前記インストルメントパネルの構成部材及び前記ペダルブラケットに夫々ボルトで固定されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載のステアリングコラムの支持構造。