JP3749419B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、自動車のステアリング装置、さらに詳しくは、二次衝突に対する衝撃吸収機能を具備するステアリング装置に関する。
【０００２】
なお、二次衝突とは、一般には、車両の衝突（一次衝突）に引き続いて乗員が車室内において車両の構造物に衝突することを意味するが、本明細書においては、一次衝突に引き続いてドライバがステアリング装置のステアリングホイールに衝突することを意味している。
【０００３】
【従来の技術】
周知のとおり、自動車のステアリング装置の設計・製作に際しては、二次衝突時に受けるドライバの衝撃をできる限り少なくできるようにすることが要請される。そこで、従来においては、たとえば実開平７−１９０５７号公報や特開平１１−２９０５０号公報に記載されているようなステアリング装置がある。このステアリング装置は、ドライバがステアリングホイールに衝突し、このステアリングホイールが車両前方に向けて一定値以上の力で押圧されると、その時点でステアリングシャフトを支持しているステアリングコラムの固定状態が解除され、その後ステアリングコラムが金属製の帯状部材などの塑性変形部材を変形させながら前進するように構成されている。このようなステアリング装置によれば、塑性変形部材の変形により二次衝突時のエネルギを吸収させながらステアリングシャフトを前進させることができるために、ドライバがステアリングシャフトに衝突したときの衝撃を緩和することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手段においては、二次衝突時のエネルギを吸収するための塑性変形部材やこの塑性変形部材を変形させるための専用の部材などを組み合わせた複雑な構造のエネルギ吸収機構をステアリング装置に組み付けねばならない。このため、従来においては、車両の製造コストが高価となる問題点を有していた。また、従来においては、エネルギ吸収機構を組み付けるためのスペースをステアリングコラムの周辺部に確保する必要があるため、車両の設計の自由度が狭められるという不具合も生じていた。
【０００５】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、二次衝突時の衝撃を緩和するための専用の機構を追加して設けるような必要を無くし、簡易な構造の手段によって二次衝突時の衝撃を適正に緩和することができるようにすることをその課題としている。
【０００６】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
本願発明によって提供されるステアリング装置は、ステアリングホイールが装着されたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを支持し、かつ固定部材に支持されたステアリングコラムとを有しており、上記ステアリングホイールが車両後方から一定値以上の押圧力を受けたときには上記ステアリングコラムが前進可能とされている、ステアリング装置であって、上記ステアリングコラムの外面部には、凸部を形成する電動式パワーステアリング用のモータが設けられているとともに、上記モータの前方には、上記ステアリングコラムが前進したときに上記モータと接触し、かつその接触による変形が可能なステーが、左右一対のピラーどうしを繋ぐピラー・ツー・ピラー・メンバに上端が支持されるとともに、フロアパネルに下端が支持されるようにして配されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成を有するステアリング装置においては、車両の一次衝突に引き続いて二次衝突が生じ、ステアリングホイールが車両前方に向けて一定値以上の力で押圧されることによってステアリングコラムが前進すると、このステアリングコラムに取り付けた電動式パワーステアリング用のモータが、その前方に配されているステーに接触する。そして、上記ステアリングコラムは、上記ステーを変形させながら前進する。したがって、上記ステーの変形により二次衝突時の衝撃エネルギを吸収させながら、ステアリングホイールを前進させることができ、ドライバが受ける衝撃をやわらげることが可能となる。
【００１０】
従来においては、二次衝突時にステアリングコラムを前進させたときに、このステアリングコラムが車体構造物に接触すると、ステアリングコラムの前進動作が妨げられるという考え方が支配的であった。これに対し、本願発明は、ステアリングコラムを上記ステーに積極的に接触させてこのステーを変形させることによって衝突時のエネルギを吸収させようとするものであって、従来とは全く異なる発想の下に発明されたものであり、その技術的な価値は多大である。
【００１２】
本願発明においてはまた、上記ステーは、左右一対のピラーどうしを繋ぐピラー・ツー・ピラー・メンバに上端が支持されているとともに、フロアパネルに下端が支持されている。そのため、一次衝突時の移動量を少なくすることができ、電動式パワーステアリング用のモータとの確実な接触を行わせるのに好都合となる。また、上記ステーは、上記電動式パワーステアリング用のモータと接触するときに曲げ変形を生じるように形成すればよく、その設計・製作も容易である。
【００１３】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１５】
図１〜図３は、本願発明に係るステアリング装置の一例を示している。なお、これらの図中、矢印Ｆｒは車両前方を示し、矢印ｗは車幅方向を示し、矢印Ｕｐは車両高さ方向の上方を示している。
【００１６】
図１および図２によく表れているように、本実施形態のステアリング装置は、ステアリングホイール１が上端部に装着されているステアリングシャフト２、ステアリングコラム３、電動式パワーステアリング用のモータＭ、およびピラー・ツー・ピラー・メンバ４（以下「ＰＰメンバ」と略称する）に溶接されるなどして固定して取り付けられた固定ブラケット５を具備して構成されている。ＰＰメンバ４は、自動車の左右一対のフロントピラー（図示略）どうしを繋ぐ部材であり、インパネリインフォースとも称されるものである。このＰＰメンバ４は、本願発明でいう固定部材の一例に相当するものであり、たとえば金属製の丸パイプ材により構成されており、かつカウル６０よりも車両後方に配されて車幅方向に延びている。カウル６０も、ＰＰメンバ４と同様に、一対のフロントピラーどうしを繋ぐ部材であるが、このカウル６０にはダッシュパネル６１の上部が接合されている。
【００１７】
ステアリングシャフト２は、その軸心回りに回転できるようにステアリングコラム３に支持されている。ただし、ステアリングシャフト２は、ステアリングコラム３に対してこれらの長手方向には相対移動できない構造となっている。電動式パワーステアリング用のモータＭは、ステアリングホイール１を回転操作するときに、その操作をアシストするためのトルクを発生するものである。図２によく表れているように、このモータＭは、ステアリングコラム３の外面から車幅方向内方に向けて適当な寸法Ｓだけ突出するようにステアリングコラム３に固定して取り付けられている。本実施形態においては、ステアリングコラム３の外面に凸状に設けられたモータＭが、本願発明でいうステアリングコラム３に設けられた凸部８を構成している。
【００１８】
ステアリングコラム３は、固定ブラケット５を介してＰＰメンバ４に支持されている。より具体的には、図１によく表れているように、ステアリングコラム３の外周には、アッパブラケット３０とロアブラケット３１とが溶接されるなどして取り付けられており、これらのブラケット３０，３１がボルト３２およびナット３２ａの締結により固定ブラケット５に固定して取り付けられている。ただし、ステアリングコラム３と固定ブラケット５との固定状態は、ステアリングホイール１に対してその車両後方から一定値以上の押圧力Ｆが作用すると解除されるように構成されており、上記固定状態が解除された後には、ステアリングコラム３は固定ブラケット５に保持されたまま車両前方にスライドできるようになっている。このような動作を可能とするステアリングコラム３の取付構造は、従来より既知であり、たとえばボルト３２が挿通する固定ブラケット５のボルト挿通穴を長穴にしておき、一定値以上の押圧力Ｆが作用したときにはボルト３２とナット３２ａとの締め付け状態が解除されることなく、ステアリングコラム３が前進する構造を採用することができる。もちろん、本願発明においては、これ以外の種々の手段を用いることが可能であり、たとえば一定の剪断荷重を受けると破断するピンを用いてステアリングコラム３と固定ブラケット５との位置決め固定を図るといった手段を採用することもできる。
【００１９】
本願発明においては、ステアリングホイール１に一定値以上の押圧力Ｆが作用したときに、ステアリングコラム３が固定ブラケット５から離脱するようにしてもかまわないが、この離脱によりステアリングコラム３が大きく降下することは好ましくない。したがって、固定ブラケット５に対するステアリングコラム３の取付構造としては、ステアリングコラム３を固定ブラケット５に保持させたまま前進させる構造にすることが好ましい。
【００２０】
電動式パワーステアリング用のモータＭの前方には、ステー７が配されている。このステー７は、たとえば金属製の丸パイプ材により形成されたものであり、その上端はＰＰメンバ４に接合され、かつその下端はフロアパネル６２に接合されている。このステー７は、本来的には、ＰＰメンバ４とフロアパネル６２との間を突っ張ることにより車体の強度を高める役割を果たすものであるが、本実施形態においてはこれに加えて、二次衝突時のエネルギ吸収機能をも発揮するものとされている。すなわち、このステー７は、ステアリングコラム３が前進してきたときには、電動式パワーステアリング用のモータＭと接触する位置に配されているとともに、このモータＭと接触してこのモータＭから一定値以上の押圧力を受けたときには適度な抵抗力を発揮しながら曲げ変形を生じるように形成されている。
【００２１】
上記構成のステアリング装置においては、車両の一次衝突に引き続いて二次衝突が発生し、ステアリングホイール１が車両前方に向けて一定値以上の押圧力Ｆで押圧されると、固定ブラケット５に対するステアリングコラム３の固定状態が解除される。すると、図３に示すように、ステアリングコラム３は固定ブラケット５に保持されたまま前進し、電動式パワーステアリング用のモータＭがステー７に接触する。ステアリングコラム３は、モータＭによってステー７を曲げ変形させながら前進する。ステー７は、たとえばフロアパネル６２の一部を上方に引っ張るようにして変形する。したがって、二次衝突時の衝撃エネルギをステー７の変形により吸収させながら、ステアリングシャフト２やステアリングホイール１をステアリングコラム３とともに前進させることができ、ステアリングホイール１に衝突したドライバが受ける衝撃を小さくすることが可能となる。
【００２２】
本実施形態のステアリング装置においては、電動式パワーステアリング用のモータＭをステー７に接触させるようにしているが、これらモータＭやステー７は、いずれも衝撃エネルギを吸収するための機能とは異なるそれら本来の機能を有するものである。したがって、本実施形態においては、衝撃エネルギを吸収するための専用の部材や機器を別途設ける場合と比較すると、車両の製造コストを安価にすることができるとともに、それら専用の部材や機器を設けるためのスペースを確保するような必要も無くなり、車両の設計も容易化される。
【００２３】
ステー７は、その上端がＰＰメンバ４に支持されており、図３に示すように、一次衝突時の荷重Ｆａの入力に起因してにダッシュパネル６１が車両後方に変形または変位しても、これに伴って変位または変形し難いものとなっている。したがって、一次衝突時に、ステー７と電動式パワーステアリング用のモータＭとの位置関係が大きく変化しないようにすることができ、モータＭをステー７に接触させることが確実化される。また、ステー７は、本来的には、ＰＰメンバ４とフロアパネル６２とを互いに突っ張る方向の強度をもつものであればよく、そのような強度を確保しつつ、モータＭと接触したときには曲げ変形を生じ易いものにすることができる。したがって、ステー７が二次衝突時の衝撃エネルギを吸収するのに適する曲げ変形が可能にステー７を設計・製作することも容易化される。一方、モータＭは、剛性が高く、このモータＭ自体は変形し難いために、このモータＭによってステー７を変形させる動作を一層好適に行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るステアリング装置の一例を示す要部概略側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図１に示すステアリング装置の作用説明図である。
【符号の説明】
Ｍ 電動式パワーステアリング用のモータ
１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ ピラー・ツー・ピラー・メンバ
７ ステー（車体構造物）
８ 凸部
６０ カウル

Claims (1)

1. ステアリングホイールが装着されたステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを支持し、かつ固定部材に支持されたステアリングコラムとを有しており、上記ステアリングホイールが車両後方から一定値以上の押圧力を受けたときには上記ステアリングコラムが前進可能とされている、ステアリング装置であって、
   上記ステアリングコラムの外面部には、凸部を形成する電動式パワーステアリング用のモータが設けられているとともに、
   上記モータの前方には、上記ステアリングコラムが前進したときに上記モータと接触し、かつその接触による変形が可能なステーが、左右一対のピラーどうしを繋ぐピラー・ツー・ピラー・メンバに上端が支持されるとともに、フロアパネルに下端が支持されるようにして配されていることを特徴とする、ステアリング装置。

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