説明

ステアリングコラムの取付構造

【課題】 簡便な機構によって車両衝突時にステアリング機構を車両前方側に引き込ませることできるステアリングコラムの取付構造を提供すること。
【解決手段】 本発明のステアリングコラム1の取付構造では、ステアリングコラム1は、車室側の一端にステアリングホイール6が取り付けられ、他端がステアリングギアボックスに取り付けられるステアリングシャフト1a〜1cを備え、ステアリングシャフト1a〜1cが、少なくとも二つのユニバーサルジョイント3a,3bを有しており、車両衝突時のステアリングホイール6の車両前方側への移動時に、車両前方側ユニバーサルジョイント3bをステアリングホイール6と車両後方側ユニバーサルジョイント3aとを結ぶステアリングシャフト1aの中心軸延長線より上方に移動させて、車両後方側ユニバーサルジョイント3aを車両前方側に移動させる移動機構10,10a,11を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体へのステアリングコラムの取付構造に関する。
【背景技術】
【0002】
車両衝突時などには、慣性力によって運転者が車両前方に移動するためにステアリングホイールと干渉することがある。このため、ステアリング機構にエネルギー吸収構造を採用したり、衝突時のステアリング機構の車室内進入量を抑制したりステアリング機構を車両前方に引き込んで運転者との干渉を抑止しようとすることがなされている(下記[特許文献1]など参照)。
【特許文献1】特開2001−18811号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上述した[特許文献1]に記載のステアリング機構は、車両衝突時のエンジンの後方移動を利用して、エンジンとステアリングギアケースとの干渉によってステアリング機構(ステアリングシャフト:ステアリングコラム)を車両前方側に引き込ませるものである。しかし、この機構であると、エンジンルーム内のレイアウトに制約が生じてしまう。従って、本発明の目的は、簡便な機構によって車両衝突時にステアリング機構を車両前方側に引き込ませることできるステアリングコラムの取付構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、車体にステアリングメンバを介して取り付けられるステアリングコラムの取付構造であり、ステアリングコラムが、車室側の一端にステアリングホイールが取り付けられると共に他端がステアリングギアボックスに取り付けられるステアリングシャフトを備え、ステアリングシャフトが、車室内に少なくとも二つのユニバーサルジョイントを有しており、車両衝突時のステアリングホイールの車両前方側への移動に際して、二つのユニバーサルジョイントのうちの車両前方側のユニバーサルジョイントをステアリングホイールと車両後方側のユニバーサルジョイントとを結ぶステアリングシャフトの中心軸の車両前方への延長線より上方に移動させることで車両後方側のユニバーサルジョイントを車両前方側に移動させる移動機構を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0005】
本発明のステアリングコラムの取付構造によれば、車両衝突時に、移動機構によって車両前方側のユニバーサルジョイントを機械的機構によって上方に移動させることで、二つのユニバーサルジョイント間の中間シャフトを前端が弧を描くようにスイングさせ、これに伴って車両後方側のユニバーサルジョイントが車両前方側に移動される。この結果、ステアリングコラムの車室側先端(ステアリングホイール)が車両前方に引き込まれ、その引き込み量を十分に確保することができるため、運転者との干渉を抑止すると共に、運転者の移動量を増加させることができる。運転者の移動量を増加させることができれば、シートベルトでのエネルギー吸収量を増やしたり、シートベルトから運転者が受けるピーク荷重を下げたりすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明のステアリングコラムの取付構造の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1〜図3に、第一実施形態の取付構造の側面図を示す。第一実施形態は、ステアリングコラム1にパワーステアリングモータ2が取り付けられている。ステアリングコラム1は、最も車室側のアッパーシャフト1aと、アッパーシャフト1aの前方端に車両後方側ユニバーサルジョイント3aを介して接続された中間シャフト1bと、中間シャフト1bの前方端に車両前方側ユニバーサルジョイント3bを介して接続されたロアシャフト1cとからなるステアリングシャフトを有している。なお、アッパーシャフト1aは、コラムチューブ1d内に収納されており、このコラムチューブ1dが、ブラケット4を介してステアリングメンバ5に固定されている。
【0007】
アッパーシャフト1aの車室内側の先端部には、ステアリングホイール6が取り付けられている。なお、図示されていないが、ロアシャフト1cの車両前方側の先端部には、もう一つのユニバーサルジョイントを介してステアリングギアボックスとの接続部があり、この接続部がステアリングギアボックスに接続されている。ステアリングギアボックスはダッシュパネル7よりも車両前方側、即ち、車室外にある。ロアシャフト1cがダッシュパネル7を貫通している。
【0008】
ブラケット4には、ステアリングコラム1の車両前方側への移動をガイドするガイド溝4aが形成されている。ガイド溝4a内にはチルトレバー8の回転軸部8aが収納されており、ガイド溝4aは回転軸部8aのスライドをガイドすることで、ステアリングコラム1の車両前方側への移動をガイドする。なお、ブラケット4は、コ字状断面を有しており、ステアリングコラム1の図面手前側と奥側とにガイド溝4aを有している。
【0009】
また、ブラケット4には、中間シャフト1b(パワーステアリングモータ2)に設けられたピン9が嵌合されている。このピン9のブラケット4への嵌合によって、通常時はステアリングコラム1が車両前方に移動しないようになっている。ピン9のブラケット4への嵌合は、ステアリングコラム1に対して車室側から所定の荷重が加えられたときに外れるようになっている。なお、ピン9も図面手前側と奥側とに一つずつ設けられている。
【0010】
ステアリングメンバ5には、ステアリングコラム1の引き込み時に、車両前方側ユニバーサルジョイント3bを上方に移動させると共に車両後方側ユニバーサルジョイント3aを車両前方側に移動させるためのガイドブラケット(ガイド部材)10が固定されている。ガイドブラケット10は、円弧状のガイド溝10aを有しており、このガイド溝10a内には、パワーステアリングモータ2(中間シャフト1b)に設けられたピン11が収納されている。ガイド溝10aの下端は、上述したピン9のブラケット4からの嵌合が解除されるのに必要なストローク量だけ、車両後方側に屈曲されている。このガイドブラケット10及びピン11も、パワーステアリングモータ2(中間シャフト1b)に対して、図面手前側と図面奥側とに設けられている。
【0011】
次に、車両衝突時におけるステアリングコラム1の車両前方への引き込み動作について、図1〜図3に基づいて説明する。車両が衝突し、ステアリングコラム1に対してステアリングホイール6側からステアリングコラム1の軸方向に所定の荷重が加わると、ブラケット4とピン9との嵌合が外れ、アッパーシャフト1a(コラムチューブ1d)は、ガイド溝4aにガイドされてほぼその軸方向に車両前方に押し込まれる。これに伴って、図2及び図3に示されるように、回転軸部8aがガイド溝10aにガイドされ、中間シャフト1bは、車両前方側ユニバーサルジョイント3bをアッパーシャフト1aの中心軸の延長線より上方に移動させるようにスイングされる(これと同時に、車両後方側ユニバーサルジョイント3aは車両前方に移動する)。ステアリングシャフト1a〜1cを折り曲げることで、通常よりもより多くの引き込み量を確保することができる。
【0012】
上述した機構では、特に積極的なエネルギー吸収は行われない(コラムカバー周りの圧壊やパワーステアリングモータ2によるエアコンダクト圧壊などで多少のエネルギー吸収が行われる場合もある)。ここでは、ステアリングコラム1の車両前方側への引き込みによって運転者の車両前方への移動量を増加させ、この移動量増加を利用してステアリングホイール6と運転者との干渉を防止したり、移動量増加によるシートベルトでのエネルギー吸収増(又は乗員へのシートベルトによる荷重ピーク値低減)を促進する。さらに、ステアリングコラムの脱落なども伴わない。
【0013】
なお、ブラケット4やコラムチューブ1dに公知のエネルギー吸収機構を設ければ、ステアリングコラム1を引き込んだ後に運転者とステアリングホイール6が干渉した場合などにさらなるエネルギー吸収を行うことも可能である。あるいは、ガイド溝4a,10aに回転軸部8a,ピン11の移動に伴って抵抗が生じるような工夫を施せば、ステアリングコラム1の引き込みと同時にエネルギー吸収を行うことも可能となる。
【0014】
例えば、(何れか一方でもよいが)ガイド溝4a,10aを断続状(ミシン目状)に形成し、回転軸部8a,ピン11の移動と共にガイド溝4a,10aを破断開通させるようにしてもよい。あるいは、この機構を樹脂の別部品をガイド溝4a,10aに取り付けることで実現してもよい。あるいは、ガイド溝4a,10aの溝幅全体を回転軸部8a,ピン11の外径に対して狭めても良いし、ガイド溝4a,10aに断続的に溝幅の狭い部分を形成するなどしてもよい。
【0015】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図4〜図6に第二実施形態の取付構造の側面図を示す。本実施形態と上述した第一実施形態との主たる相違点は、パワーステアリングモータ2の有無である。このため、上述した第一実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。以下には、特に異なる部分について説明する。パワーステアリングモータは、ステアリングコラムに取り付ける形態もあれば、ステアリングギアボックスに取り付ける場合もある。後者の場合などは、本実施形態のようになる。なお、パワーステアリング機構を搭載しないような場合も本実施形態のようになる。本実施形態の方が、ステアリングシャフトの中間シャフト1bの移動形態がよく見える。
【0016】
本実施形態では、ガイドブラケット10のガイド溝10a内に収納されるピン11が、中間シャフト1bに設けられたブラケット12から突設されている。なお、上述したように、ガイドブラケット10は、ステアリングコラム1を挟んで図中手前側と奥側とに一対で設けられる。第一実施形態では間にパワーステアリングモータ2が存在したが、本実施形態ではパワーステアリングモータは存在しないため、一対のガイドブラケット10の設置間隔は狭くされている。
【0017】
また、本実施形態では、第一実施形態におけるブラケット4とピン9との嵌合構造を有していない。このため、本実施形態では、ガイド溝10aとピン11とで同様の嵌合構造を実現している。なお、本実施形態において、中間シャフト1bにブラケットを設けて第一実施形態のピン9を突設させて同一の構造とすることも可能である。本実施形態によっても、図4〜図6に示されるように、車両衝突時に、ステアリングシャフト1a〜1dを折り曲げることで、ステアリングコラム1を車両前方側に引き込むことができ、第一実施形態と同様の効果を実現することができる。
【0018】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。図7及び図8に第三実施形態の取付構造の側面図を示す。本実施形態と上述した第一実施形態との主たる相違点は、押し込み部材13の有無である。このため、上述した第一実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。以下には、特に異なる部分について説明する。
【0019】
車両衝突時(特に前面衝突時)には、車両前部が圧壊し、ダッシュパネル7が車室側に後退する場合がある。この場合、上述したパワーステアリングモータ2などが後退したダッシュパネル7と干渉し、ステアリングコラム1の折り畳みが阻害されてしまうことも想定される。そこで、本実施形態では、パワーステアリングモータ2のダッシュパネル7側にダッシュパネル7と干渉したときにダッシュパネル7を車両前方に押し込み返すのに十分な剛性及び強度を持った押し込み部材13を取り付けてある。
【0020】
このため、図7と図8を比較すると明らかであるが、ステアリングコラム1の折り畳み時にパワーステアリングモータ2とダッシュパネル7が干渉し、押し込み部材13がダッシュパネル7を車両前方に押し込んで変形させている。なお、ここでは、ダッシュパネル7が後退することを前提に説明したが、ダッシュパネル7が後退しない場合でも押し込み部材13がダッシュパネル7と接触してダッシュパネル7を押し込むような構造としても構わない。
【0021】
また、本実施形態の場合は、押し込み部材13がダッシュパネル7を変形させる際に、エネルギー吸収を行うことができる。車両衝突による慣性力によって運転者がステアリングホイール6に衝突し、ステアリングコラム1が車両前方に引き込まれる間に乗員の運動エネルギーを吸収することができる。なお、第一実施形態において説明した別のエネルギー吸収機構と併用しても良いことは言うまでもない。さらに、押し込み部材13は、ダッシュパネル7を変形させるが、押し込み部材13自体も変形してエネルギー吸収するようであっても構わない。
【0022】
次に、本発明の第四実施形態について説明する。図9及び図10に第四実施形態の取付構造の側面図を示す。本実施形態と上述した第二実施形態との主たる相違点は、押し込み部材13の有無である。このため、上述した第二(第一,第三)実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。以下には、特に異なる部分について説明する。なお、本実施形態でも、ガイド溝10aとピン11とで上述した第二実施形態と同様の嵌合構造を実現している。
【0023】
本実施形態では、中間シャフト1bのブラケット12を車両前方に延設し、その先端にダッシュパネル7と干渉したときにダッシュパネル7を車両前方に押し込み返すのに十分な剛性及び強度を持った押し込み部材13を取り付けてある。このため、図9と図10を比較すると明らかであるが、ステアリングコラム1の折り畳み時に押し込み部材13とダッシュパネル7が干渉し、押し込み部材13がダッシュパネル7を車両前方に押し込んで変形させている。なお、本実施形態は、ステアリングコラム1の引き込み時に、レイアウト的にステアリングシャフト1a〜1cがダッシュパネル7と接触しないが、積極的に押し込み部材13によってダッシュパネル7を変形させてエネルギー吸収を行わせている。
【0024】
なお、パワーステアリングモータ2を二つのユニバーサルジョイント3a,3b間の中間シャフト1bに取り付けることで、ステアリングコラム1の引き込み機構とパワーステアリング機構とをスペース効率よく配設することができる。
【0025】
また、ステアリングコラム1が、上述した移動(引き込み)機構によるユニバーサルジョイント3a,3bの移動に伴って車室とエンジンルームとの間のダッシュパネル7と接触し、ダッシュパネル7を車両前方に変形させる押し込み部材13を有していることで、ダッシュパネル7を変形させてエネルギー吸収を行うことができる。また、レイアウト(スペース)的に上述したステアリングコラム1の引き込み機構を配設しにくかったとしても、押し込み部材13によってステアリングコラム1の引き込みスペースを確保することが可能となる。
【0026】
さらに、上述した移動(引き込み)機構が、ステアリングメンバ5に固定されて車両前方側のユニバーサルジョイント3bの上方移動をガイドするガイドブラケット(ガイド部材)10を有しているような構造とすれば、簡便な機械的な構造でステアリングコラム1を引き込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明のステアリングコラムの取付構造の第一実施形態(通常時)の断面図である。
【図2】本発明のステアリングコラムの取付構造の第一実施形態(引き込み中)の断面図である。
【図3】本発明のステアリングコラムの取付構造の第一実施形態(引き込み終了時)の断面図である。
【図4】本発明のステアリングコラムの取付構造の第二実施形態(通常時)の断面図である。
【図5】本発明のステアリングコラムの取付構造の第二実施形態(引き込み中)の断面図である。
【図6】本発明のステアリングコラムの取付構造の第二実施形態(引き込み終了時)の断面図である。
【図7】本発明のステアリングコラムの取付構造の第三実施形態(通常時)の断面図である。
【図8】本発明のステアリングコラムの取付構造の第三実施形態(引き込み終了時)の断面図である。
【図9】本発明のステアリングコラムの取付構造の第四実施形態(通常時)の断面図である。
【図10】本発明のステアリングコラムの取付構造の第四実施形態(引き込み終了時)の断面図である。
【符号の説明】
【0028】
1 ステアリングコラム
1a アッパーシャフト(ステアリングシャフト)
1c ロアシャフト(ステアリングシャフト)
1b 中間シャフト(ステアリングシャフト)
2 パワーステアリングモータ
3a 車両後方側ユニバーサルジョイント
3b 車両前方側ユニバーサルジョイント
5 ステアリングメンバ
6 ステアリングホイール
7 ダッシュパネル
10 ガイドブラケット(移動機構)
10a ガイド溝(移動機構)
11 ピン(移動機構)
13 押し込み部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体にステアリングメンバを介して取り付けられるステアリングコラムの取付構造において、
前記ステアリングコラムが、車室側の一端にステアリングホイールが取り付けられると共に他端がステアリングギアボックスに取り付けられるステアリングシャフトを備え、前記ステアリングシャフトが、車室内に少なくとも二つのユニバーサルジョイントを有しており、
車両衝突時の前記ステアリングホイールの車両前方側への移動に際して、二つの前記ユニバーサルジョイントのうちの車両前方側の前記ユニバーサルジョイントを前記ステアリングホイールと車両後方側のユニバーサルジョイントとを結ぶステアリングシャフトの中心軸の車両前方への延長線より上方に移動させることで車両後方側の前記ユニバーサルジョイントを車両前方側に移動させる移動機構を備えていることを特徴とするステアリングコラムの取付構造。
【請求項2】
パワーステアリングモータが二つの前記ユニバーサルジョイント間の中間シャフトに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のステアリングコラムの取付構造。
【請求項3】
前記ステアリングコラムが、前記移動機構による前記ユニバーサルジョイントの移動に伴って車室とエンジンルームとの間のダッシュパネルと接触し、該ダッシュパネルを車両前方に変形させる押し込み部材を有していることを特徴とする請求項2に記載のステアリングコラムの取付構造。
【請求項4】
前記移動機構が、ステアリングメンバに固定されて車両前方側の前記ユニバーサルジョイントの上方移動をガイドするガイド部材を有していることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のステアリングコラムの取付構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2007−297002(P2007−297002A)
【公開日】平成19年11月15日(2007.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−127655(P2006−127655)
【出願日】平成18年5月1日(2006.5.1)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】