JP5508628B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次衝突時において、衝撃吸収と共にステアリング装置のステアリングホィール側が必要以上に下方向に移動することを防止することができるステアリング装置に関する。

自動車は、衝突時の直後に運転者がステアリングホィールにぶつかる二次衝突が発生する。このとき、ステアリング装置には、運転者を衝撃から保護するためにステアリングコラムが車体前方側に軸方向移動して、運転者への衝撃を緩衝する装置が機能する。しかし、この装置が機能するものとして、ステアリングコラムの固定ブラケットが車体の取付位置から離脱するタイプの場合、ステアリングコラム及びステアリングホィールは自重で下方向に移動することになり、ステアリングコラムの下方における空間に張出して狭くしてしまうおそれがある。

そこで、このような事態を解決するために特許文献１（特開2005-170141）では、ロアー車体側ブラケット(6)に溶接等により固定したサブ車体側ブラケット(7)の天板部(7a)から、平板状のガイド部材(20)が車両後方に向けて延在される。該ガイド部材(20)の車両後方端部(20a)が、アッパー車体側ブラケット(10)の車体取付部(10a,10a)に固定されたリング状係合部材(21)の内側に非接触状態に配置されている。上記構成により、二次衝突時にアッパーコラム(2)が車体から離脱した際、リング状係合部材(21)がガイド部材(20)に引っ掛かるように保持され、アッパーコラム(2)の下方への落下を防止している。

特開２００５−１７０１４１

特許文献１では、ステアリングコラムを保持するため、専用の部材であるリング状係合部材(21)とサブ車体側ブラケット(7)及びガイド部材(20)を設けているため、部品点数が増加し、組み付け工数が増加し、構造が複雑になる上にコストがかかる。また、ステアリングコラムの重量も増大する。さらに、リング状係合部材(21)やガイド部材(20)は、通常のステアリング操作ではほとんど使用されない部位であり、ステアリング装置の大きさ、重量が必要以上に大きくなってしまう。さらにまた、リング状係合部材(21)やガイド部材(20)を配置する空間が必要になり、ステアリング装置の取付スペースが多く必要になる。本発明の目的（技術的課題）は、二次衝突時における衝撃吸収の際にステアリングホィールを必要以上に下方に移動することを防止するための構成を極めて簡単且つ省スペース化することにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ステアリングコラムの前方側を幅方向に挟持固着するコラム支持側板部が幅方向両側に形成されたロア支持材と、該ロア支持材を軸方向に移動可能とし、上下方向に揺動自在に支持する揺動支持側板部が幅方向両側に形成され、且つ前記ロア支持材の両コラム支持側板部を挟持すると共に軸支材を介して連結するロア支持ブラケットと、前記ステアリングコラムの後方側を支持すると共に二次衝突時には車体取付位置前方に移動しつつ離脱するアッパー支持ブラケットとからなり、前記ロア支持ブラケットの前記揺動支持側板部にはストッパが形成され、前記ロア支持材の前記コラム支持側板部の上端縁には、車体前方側へ向かって下方に傾斜する傾斜領域が形成され、チルト調整時において前記ストッパは前記ロア支持材に干渉しない構成であり、二次衝突時に前記アッパー支持ブラケットの車体取付位置からの離脱による前記ロア支持材の前方移動により、前記ストッパは前記上端縁における前記傾斜領域の車体後方側に当接してなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記ストッパは、前記ロア支持ブラケットの揺動支持側板部の前方側端縁より幅方向内方に折曲形成された突起片としてなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、二次衝突時におけるステアリングコラムの落下を防止するストッパがロア支持ブラケットに形成されたことにより、ステアリングコラム及びステアリングホィールが必要以上に下方に移動することを防止するための構成を極めて簡単にすることができる。すなわち、二次衝突時におけるステアリングコラム及びステアリングホィールの落下防止のために専用の部品を別途設ける必要がないので、部品点数の削減及び組み付け工数の削減になり、コストダウンすることができる。

また、ストッパは、ロア支持ブラケットの揺動支持側板部に形成されたものであり、該ロア支持ブラケットは車体に固定される部品であるため、ステアリングコラム及びステアリングホィールによる落下防止耐荷重を高く出来る。

さらに、請求項１の発明では、前記ロア支持材のコラム支持側板部の上端縁は、車体前方側へ向かって下方に傾斜形成されたことにより、二次衝突によって、ステアリングコラムと共にロア支持材が前方に移動するときに、ストッパと前記コラム支持側板部の上端縁とが当接することなく円滑に移動することができる。また、二次衝突直後にストッパと前記コラム支持側板部の上端とが当接したとしても、ロア支持材がストッパに対して、該上端縁の傾斜に沿って円滑に前方に移動することができる。そして、ストッパが傾斜領域の車体後方側に当接することで、ステアリングホィールの落下を防止することができる。請求項２の発明では、前記ストッパは、前記ロア支持ブラケットの揺動支持側板部の前方側端縁より幅方向内方に折曲形成された突起片としているので、省スペースでステアリングコラムの離脱による落下を防止することができる。また、揺動支持側板部とは一体形成されており、力学的強度の面から見て極めて強固である。さらに、一体形成されたことで、製造効率も向上する。

（Ａ）は本発明の通常時における略示図、（Ｂ）は本発明の要部拡大側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＹ−Ｙ矢視図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ矢視断面図、（Ｅ）はロア支持ブラケットの要部斜視図である。 （Ａ）は二次衝突直後の本発明の側面図、（Ｂ）はアッパー支持ブラケットとカプセルの平面図である。 ロア支持材の構成を示す側面図である。 （Ａ）は、二次衝突直前のロア支持材とロア支持ブラケットの状態を示す側面図、（Ｂ）は二次衝突発生時のロア支持材とロア支持ブラケットの状態を示す作用図、（Ｃ）は図２（Ａ）の（ア）部拡大で且つ二次衝突直後のロア支持材とロア支持ブラケットの状態を示す作用図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、主にロア支持材Ａ，ロア支持ブラケットＢ，ステアリングコラム７１，アッパー支持ブラケット８等から構成される。ステアリングコラム７１には、ステアリングシャフト７２が軸方向に沿って内装され、ステアリングシャフト７２にステアリングホィール７３が装着されている。ステアリングコラム７１は、前方側（前輪側寄り）と後方側（ステアリングホィール７３側寄り）の２箇所で支持固定されている〔図１（Ａ）参照〕。本発明では、「前方」，「後方」及び「幅方向」が説明の便宜上使用される。前方とは自動車の前輪側であり、後方とはステアリングホィール側のことである。また、「幅方向」とは、車体の左右方向を表すものであり、「上下方向」とは車体の上下方向を表すものである。本発明における「前方」，「後方」，「幅方向」及び「上下方向」 の方向を示す文言は、主要な図面に記載されている。

ステアリングコラム７１は、軸方向の前方側と後方側にて車体の所定位置にて支持固定される。ステアリングコラム７１の前方側を支持する構成部材は、ロア支持材Ａと，ロア支持ブラケットＢと，軸支材６である。ロア支持材Ａは、支持底部１と、該支持底部１の幅方向両側に形成されたコラム支持側板部２，２とから構成されている。さらに、両コラム支持側板部２，２には、長孔部２１，２１ がそれぞれ形成されている〔図１（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）参照〕。その支持底部１と両コラム支持側板部２，２に囲まれるようにしてステアリングコラム７１の前方が固着されている〔図１（Ｃ），（Ｄ）参照〕。具体的には、両コラム支持側板部２，２の後方端縁から連結部２２，２２がそれぞれ突出形成され、該連結部２２，２２がステアリングコラム７１の外周側面に溶接固着される。さらに、両コラム支持側板部２，２の上端箇所には、補強板材３が溶接等により連結固着されている。

それぞれのコラム支持側板部２に形成された長孔部２１は、ロア支持材Ａの前方側より揺動孔部２１ａと，長孔状のスライド孔部２１ｂとが形成され、前記揺動孔部２１ａと前記スライド孔部２１ｂとの間に仕切り部材２１ｃが形成されている。前記揺動孔部２１ａとスライド孔部２１ｂとは、連続的に形成されたものであり、仕切り部材２１ｃによって空間が仕切られる構成となっている（図３参照）。

スライド孔部２１ｂの長手方向に直交する上下方向寸法は、長手方向のいずれの位置においても略同一寸法であり、後述する軸支材６に対してスライド孔部２１ｂが長手方向にスムーズに移動することができる上下方向寸法となっている。該仕切り部材２１ｃは、軸状又は棒状をなしており、長孔部２１の上下方向（長手方向に直交する方向）の一端側から他端側に向かって突出状に形成され、二次衝突時に後述する軸支材６によって圧潰されるものであり、その圧潰状態は、仕切り部材２１ｃが付け根部から倒れる状態となるものである〔図４（Ａ），（Ｂ）参照〕。

ロア支持ブラケットＢは、車体側に固着され、該ロア支持ブラケットＢに前記ロア支持材Ａが上下方向に揺動自在に連結される〔図１（Ｂ）乃至（Ｄ），図４（Ａ）参照〕。ロア支持ブラケットＢは、幅方向両側に形成された揺動支持側板部４１，４１と、該揺動支持側板部４１，４１の上端縁２０から幅方向外方に延設される上部取付部４２，４２とから構成される〔図１（Ｂ）乃至（Ｅ）参照〕。前記揺動支持側板部４１には、揺動支持孔部４３が形成されている。また、前記上部取付部４２，４２には、車体所定箇所に取り付けるための固定孔４４，４４が形成されている〔図１（Ｅ）参照〕。

ロア支持ブラケットＢの両揺動支持側板部４１，４１は、前記ロア支持材Ａの両コラム支持側板部２，２を挟持し、且つ前記ステアリングコラム７１と共にロア支持材Ａが上下方向に揺動して、チルト調整ができるようになっている。ロア支持材Ａとロア支持ブラケットＢとは、軸支材６を介して揺動自在に連結される。該軸支材６は、軸部６１の端部にフランジ部６３が形成されている。そして、前記ロア支持材Ａの長孔部２１の揺動孔部２１ａと、前記ロア支持ブラケットＢの揺動支持孔部４３との位置が合わせられて前記軸支材６の軸部６１が挿入される〔図１（Ｂ）参照〕。該軸部６１のフランジ部６３形成側と反対側端部箇所にカシメ加工が施され膨大部６２が形成されて、軸支材６がロア支持材Ａとロア支持ブラケットＢに装着される。ロア支持ブラケットＢは、ロア支持材Ａの前方側に軸支材６によって連結される。

前記軸支材６の軸部６１は、前記長孔部２１内において、通常時（常時）は仕切り部材２１ｃにより揺動孔部２１ａ側に位置している〔図１（Ａ），（Ｂ），図４（Ａ）参照〕。そして、該揺動孔部２１ａと、前記軸支材６の軸部６１とは、ロア支持ブラケットＢに対してロア支持材Ａがチルト操作によって上下方向に揺動動作するときの揺動中心となっている。さらに、二次衝突発生によって、ステアリングコラム７１と共にロア支持材Ａが軸方向に沿って前方に移動可能な構成としており、このステアリングコラム７１とロア支持材Ａの移動動作により、軸支材６の軸部６１によって長孔部２１内の仕切り部材２１ｃが圧潰され、この圧潰過程により衝撃吸収が行われる〔図４（Ｂ）参照〕。前記ロア支持ブラケットＢの両揺動支持側板部４１，４１の前方側端縁４１ａ，４１ａには、ストッパ４５，４５がロア支持ブラケットＢの幅方向内方側に向かって突出するように形成されている〔図１（Ｃ）乃至（Ｅ）参照〕。

前記ストッパ４５は、その形成位置が前記コラム支持側板部２の上端縁２０よりも上方に位置している〔図１（Ｂ）乃至（Ｅ）参照〕。ストッパ４５の構成は、種々存在するが、具体的には、図１（Ｃ）乃至（Ｅ）に示すように、両揺動支持側板部４１，４１からそれぞれ相手側の揺動支持側板部４１に向かって、該揺動支持側板部４１と略直角となるように前方側端縁４１ａから突起片が折曲形成され、該突起片をストッパ４５としたものである。該ストッパ４５の根元から先端までの長さ寸法は、前記ロア支持材Ａのコラム支持側板部２の幅方向における厚さ寸法を超える程度に突出形成される。ストッパ４５の下端縁４５ｔがコラム支持側板部２の上端縁２０に確実に当接することが必要である。また、特に図示しないが、ストッパ４５となる突起片もしくは両揺動支持側板部４１，４１の幅方向寸法と略等しい幅方向寸法の一枚の板片を前記揺動支持側板部４１とは、別部材とし、これを溶接等の固着手段にて固着形成してもよい。ストッパ４５を一枚の板片とすることにより、両揺動支持側板部４１，４１が連結されるので、ロア支持ブラケットＢの剛性が向上する。

ストッパ４５は、ロア支持材Ａとロア支持ブラケットＢとが、通常の連結状態、すなわち軸支材６の軸部６１が長孔部２１ の揺動孔部２１ａに位置している状態では、ロア支持材Ａとは全く当接することがなく〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕、チルト調整時においてストッパ４５は、ロア支持材Ａに干渉しない。そして。二次衝突直前の状態〔図４（Ａ）参照〕から、二次衝突が発生した状態〔図４（Ｂ）参照〕で、ステアリングコラム７１が車体から離脱すると、ステアリングホィール７３と共にステアリングコラム７１が前方に移動して、ストッパ４５の下端縁４５ｔがロア支持材Ａのコラム支持側板部２の上端縁２０の後方側に当接する〔図４（Ｃ）参照〕。

前記ストッパ４５が当接するロア支持材Ａのコラム支持側板部２，２の上端縁２０は、図３に示すように後方から前方に向かって下方に傾斜する傾斜領域２０ａが形成されている。傾斜領域２０ａの傾斜角度θは、水平線に対して極めて微小な角度である。ロア支持材Ａとロア支持ブラケットＢとが、通常の状態では、ストッパ４５がコラム支持側板部２の上端縁２０に当接していないが、二次衝突が発生すると、前述したように、ステアリングホィール７３と共にステアリングコラム７１が前方に移動し、このときロア支持材Ａの仕切り部材２１ｃが軸支材６によって圧潰され、ステアリングコラム７１と共にロア支持材Ａは前方に向かって移動する〔図４（Ｂ）参照〕。

そして、ロア支持材Ａが前方に移動するに従い、ストッパ４５は、コラム支持側板部２，２の上端縁２０に次第に近接する。そしてステアリングコラム７１の後方側は、軸支材６を軸にして揺動し、下方へ移動する。それに伴いステアリングコラム７１の前方側及びロア支持材Ａは上方へ移動するが、ストッパ４５の下端縁４５ｔとコラム支持側板部２，２の上端縁２０とが当接し、ステアリングコラム７１の前方側及びロア支持材Ａの上方への移動を規制する。これによりステアリングコラム７１の落下を防止する〔図２（Ａ），図４（Ｃ））参照〕。そして、二次衝突直後では、ステアリングホィール７３が下方へ移動しても、そのステアリングホィール７３の下方への移動を必要以上に大きくすることなく、ステアリングコラム７１の下方の空間を大きく確保することができる。

ステアリングコラム７１の後方側における車体への取付固定部位は、アッパー支持ブラケット８によって固定される。アッパー支持ブラケット８は、主に固定ブラケット８１と、可動ブラケット８２と、締付具８３とから構成され、固定ブラケット８１は、車体の所定位置に固着され、前記可動ブラケット８２は、前記ステアリングコラム７１の後方側に固着され、前記固定ブラケット８１と前記可動ブラケット８２とがステアリングコラム７１のチルト動作可能に締付具８３の操作レバーによってチルト調整可能に連結される。

前記固定ブラケット８１は、図２（Ｂ）に示すように、幅方向両側にフランジ部８１ａ，８１ａを有しており、各フランジ部８１ａは、カプセル８４によって、車体に取付固着される。該カプセル８４は、下板部８４ａと上板部８４ｂとが折返し部８４ｃを介して対向するように形成された部材である。そして、前記固定ブラケット８１のフランジ部８１ａをカプセル８４の下板部８４ａと上板部８４ｂとで挟持しつつ、カプセル８４のみがボルトにて車体に固着される。すなわち、固定ブラケット８１のフランジ部８１ａは、二次衝突時の衝撃によってカプセル８４から滑り出し、衝突時の衝撃エネルギを吸収しつつ、離脱する構造である。

次に、本発明の動作を説明する。まず、自動車の衝突前（通常の運転走行状態）において、ロア支持材Ａとロア支持ブラケットＢの構成は、前記ロア支持材Ａの前方側と前記ロア支持ブラケットＢとが連結されており、具体的には、ロア支持材Ａの長孔部２１の揺動孔部２１ａの位置に前記ロア支持ブラケットＢ及び軸支材６が位置している。そして、自動車が衝突すると、その反動により運転者がステアリングホィール７３に衝突して二次衝突が発生する。

二次衝突の発生によって、ステアリングコラム７１の後方側（ステアリングホィール７３側）を車体に支持しているアッパー支持ブラケット８は、ステアリングコラム７１が前方に移動することにより、可動ブラケット８２が前方に移動し、該可動ブラケット８２に締付具８３によって連結された固定ブラケット８１が前方に移動する。そして、このとき固定ブラケット８１のフランジ部８１ａ，８１ａがカプセル８４，８４から滑り出して分離し、アッパー支持ブラケット８が車体の取付位置から前方に移動して離脱する〔図２（Ｂ）参照〕。

ステアリングコラム７１の前方側では、ロア支持材Ａがステアリングコラム７１と共に前方に移動し、ロア支持材Ａの長孔部２１の仕切り部材２１ｃが軸支材６の軸部６１によって圧潰され、長孔部２１が軸支材６に対して前方側に移動する。軸支材６が仕切り部材２１ｃを圧潰する過程で、衝撃が吸収される。そして軸部６１が長孔部２１のスライド孔部２１ｂの後方へ位置される〔図４（Ｂ）参照〕。

ロア支持材Ａの両コラム支持側板部２，２の両上端縁２０，２０には、前方且つ下方に向かって傾斜する傾斜領域２０ａ，２０ａが設けられている。この傾斜領域２０ａ，２０ａによって、ロア支持ブラケットＢの両揺動支持側板部４１，４１の前方側端縁４１ａ，４１ａに形成されたストッパ４５，４５に、ロア支持材Ａの両コラム支持側板部２，２の上端縁２０，２０が引っ掛かることなく円滑に前方移動することができる〔図４（Ｃ）参照〕。

すなわち、上端縁２０には傾斜領域２０ａが形成されているので、ステアリングコラム７１と共にロア支持材Ａが前方側に移動するとストッパ４５とコラム支持側板部２の上端縁２０が次第に近接することになり、二次衝突時におけるロア支持材Ａのロア支持ブラケットＢに対する移動を妨げることがなく、円滑に前方移動することができる。また、二次衝突が発生してすぐにストッパ４５とコラム支持側板部２の上端縁２０とが当接したとしても、傾斜領域２０ａによってストッパ４５に対するロア支持材Ａの移動がガイドされ、前記軸支材６の軸部６１がスライド孔部２１ｂの後方終端まで到達することができる。よって、軸支材６は長孔部２１に対して十分に衝撃を吸収することができる。

そして、前述したように、ステアリングコラム７１の後方側では、アッパー支持ブラケット８が車体の取付位置から離脱しており、ステアリングホィール７３の重量によって下方に荷重が掛かり、ステアリングコラム７１の後方側は、軸支材６を揺動中心軸として揺動し、ステアリングホィール７３の下方向への移動が生じる。すなわち、二次衝突による最終段階、すなわち二次衝突直後ではステアリングホィール７３が下方に向かって落下する。

これに伴い、ステアリングコラム７１の前方側には、上方向への移動が生じるが、ストッパ４５の下端縁４５ｔと、ロア支持材Ａのコラム支持側板部２の上端縁２０とが当接し、ステアリングコラム７１の前方側の揺動による上方移動を規制し、これによってステアリングコラム７１の後方側及びステアリングホィール７３の落下を防止し、ステアリングコラム７１下方の空間を確保する。

ストッパ４５の上下方向の寸法は、ステアリングコラム７１及びステアリングホィール７３の重さを支える強度が得られる寸法に適宜、調整される。これにより、落下防止耐荷重を容易に調整することができ、ステアリングコラム７１の下方への移動量も容易に調整することができる。前記ロア支持材Ａのコラム支持側板部２の上端縁２０には、傾斜領域２０ａが設けられないこともある。該傾斜領域２０ａが設けられない実施形態であっても、ロア支持ブラケットＢに対するロア支持材Ａの前方側への移動が妨げられない構成のものであればよい。なお、上記実施形態では、チルト式ステアリング装置を例に挙げて説明したが、本発明はチルト・テレスコ式ステアリング装置にも適用することができる。

Ａ…ロア支持材、Ｂ…ロア支持ブラケット、２…コラム支持側板部、６…軸支材、
４１…揺動支持側板部、４５…ストッパ、７１…ステアリングコラム、
８…アッパー支持ブラケット。

Claims (2)

1. ステアリングコラムの前方側を幅方向に挟持固着するコラム支持側板部が幅方向両側に形成されたロア支持材と、該ロア支持材を軸方向に移動可能とし、上下方向に揺動自在に支持する揺動支持側板部が幅方向両側に形成され、且つ前記ロア支持材の両コラム支持側板部を挟持すると共に軸支材を介して連結するロア支持ブラケットと、前記ステアリングコラムの後方側を支持すると共に二次衝突時には車体取付位置前方に移動しつつ離脱するアッパー支持ブラケットとからなり、前記ロア支持ブラケットの前記揺動支持側板部にはストッパが形成され、前記ロア支持材の前記コラム支持側板部の上端縁には、車体前方側へ向かって下方に傾斜する傾斜領域が形成され、チルト調整時において前記ストッパは前記ロア支持材に干渉しない構成であり、二次衝突時に前記アッパー支持ブラケットの車体取付位置からの離脱による前記ロア支持材の前方移動により、前記ストッパは前記上端縁における前記傾斜領域の車体後方側に当接してなることを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１において、前記ストッパは、前記ロア支持ブラケットの揺動支持側板部の前方側端縁より幅方向内方に折曲形成された突起片としてなることを特徴とするステアリング装置。

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