JP7765725B2 - ステアリング支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の室内の前側上部に設けられ、ステアリングコラム等を支持するためのステアリング支持構造に関する。

従来から、車両前方のダッシュパネル等の車体パネルの後方では、ステアリングコラム等を支持するための筒状の横強度部材が車両幅方向に延在している。横強度部材を含むステアリング支持構造（ステアリングサポートメンバとも言う）では、ステアリングコラム支持ハンガが横強度部材から車両前方に延びており、ステアリングコラムはステアリングコラム支持ハンガを介して支持されている。横強度部材と車体パネルとの間には、連結部材が設けられ、横強度部材と車体パネルとが連結部材を介して連結されている。

ステアリング支持構造の一例として、特許文献１に開示された剛性支持部構造が知られている。剛性支持部構造は、車室前壁の車両後方で車両幅方向に延びる車体強度部材と、車室前壁と車体強度部材とを連結する剛性支持体と、を有しており、剛性支持体における上部補強フランジ部には、切欠きからなる変形起点が設けられている。そして、剛性支持部構造では、車両前方から衝撃荷重が入力された場合には、剛性支持体が変形起点を起点として屈曲変形することで、衝撃荷重のエネルギーを吸収するようになっている。

特開２０１４－１２５１４０号公報

ところで、車両室内の乗員に対する保護性能を向上させるためには、車両前方から入力された衝撃荷重のエネルギーを吸収する際に、エネルギーを徐々に（つまり段階的）に吸収することが求められ得る。少なくともこの点において、特許文献１の剛性支持部構造は改善の余地がある。

そこで、本発明は、車両前方から入力された衝撃荷重のエネルギーを段階的に吸収することができるステアリング支持構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の一態様によると、車両前方側の車体パネルの後方で車両幅方向に延在する横強度部材と、該横強度部材を前記車体パネルに連結する連結部材と、前記連結部材の下方にて前記横強度部材から車両前方に延びるステアリングコラム支持ハンガと、を含む、ステアリング支持構造が提供される。このステアリング支持構造において、前記連結部材は、剛性保持部と全体変形部と前側変形部と、を含む。前記剛性保持部は、前記横強度部材から車両前方に延び前記ステアリングコラム支持ハンガの上方に位置する。前記全体変形部は、前記車体パネルに接続される前接続部と前記ステアリングコラム支持ハンガに接続される第１後接続部と前記剛性保持部に接続される第２後接続部とを有し、前記前接続部、前記第１後接続部及び前記第２後接続部を経由するように周回して車両幅方向に開口した構造体をなす。前記前側変形部は、前記全体変形部の内側で車両上下方向に延在する主縦部材を有し、前記主縦部材と前記全体変形部のうちの前記主縦部材よりも車両前方の部分とにより車両幅方向に開口した構造体をなす。そして、前記全体変形部における車両上方の部分のうちの前記前側変形部の一部を構成する部分は車両前後方向に直線的に延びており、前記全体変形部における車両下方の部分は前記第１後接続部において屈曲した形状で延びており、前記主縦部材は前記全体変形部における前記前接続部と前記第１後接続部との間の所定の位置から上方に延びている。前記前側変形部は、前記前接続部と前記主縦部材の上端との間の車両前後方向に直線的に延びた延伸部に脆弱部を有している。

前記一態様による前記ステアリング支持構造では、前記全体変形部と前記前側変形部はいずれも車両幅方向に開口した構造体をなしている。このため、各変形部を、（１）通常時には、十分な剛性を確保しつつも、（２）衝撃荷重が車両前方から車両後方に向かって前記前接続部に入力された場合には、衝撃荷重の入力方向についての変形を許容する強度を有するように容易に形成することができる。そして、前記全体変形部における車両上方の部分のうちの前記前側変形部の一部を構成する部分は車両前後方向に直線的に延びているが、前記全体変形部における車両下方の部分は前記第１後接続部において屈曲した形状で延びているため、前記前接続部と前記第１後接続部との間の部分は車両後方に向かって下り勾配で傾斜している。したがって、衝撃荷重が前記前接続部に入力されると、前記全体変形部では、前記ステアリングコラム支持ハンガや前記剛性保持部により車両後方から強固に支持された状態で、主に前記第１後接続部を起点とした折れ変形が誘発される。その結果、前記全体変形部は、衝撃荷重が入力されると、前記前接続部が車両上方且つ車両後方に移動するように、全体的に変形し得る構造になっている。一方、前記前側変形部では、衝撃荷重が伝わり易い車両前後方向に直線的に延びた前記延伸部に、前記脆弱部が設けられているため、主に前記脆弱部を起点とした変形が前記第１後接続部の折れ変形よりも積極的に誘発される。

ここで、前記前接続部に入力された衝撃荷重は、前記脆弱部と前記第１後接続部にそれぞれ伝わる。その結果、衝撃荷重が入力された後の初期の段階では、前記脆弱部を起点とした前記前側変形部の変形（以下では適宜に前側変形という）と前記第１後接続部を起点とした前記全体変形部の全体的な変形（以下では適宜に全体変形という）が同時に生じており、前記前側変形部では、前側変形と全体変形とが重なり合って生じることになる。しかし、変形が進んだ弱い箇所に力が一気に流れ込む（つまり、集中荷重が起きる）という力学特性のため、前側変形がある程度進むと、全体変形を誘発していた力も前記脆弱部に流れ、前記前接続部に入力された衝撃荷重の大半が前記脆弱部に一気に流れ込むようになる。その結果、以降においては、全体変形は抑制されてほとんど生じなくなり、前側変形が支配的となる。前記連結部材は上記のような変形過程を経て変形するため、衝撃荷重が入力された後の初期の段階では、入力された衝撃荷重のエネルギーの一部は前側変形と全体変形の両方のためのエネルギーに消費されて急速に吸収され、その後、前側変形がある程度進んだところで、残りの衝撃荷重のエネルギーの大半が前側変形のためのエネルギーに消費されてゆっくりと吸収されるようになる。このように、前記前側変形部の変形（前側変形）は前記全体変形部の変形（全体変形）よりも時間的に長く続いており、各変形の継続時間の差により、入力された衝撃荷重のエネルギーが時間を掛けて徐々に、つまり段階的に吸収されることになる。

このようにして、本発明は、車両前方から入力された衝撃荷重のエネルギーを段階的に吸収することができるステアリング支持構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係るステアリング支持構造の連結部材を含む要部の車両幅方向から視た側面図である。 前記要部の別の角度から視た斜視図である。 前記要部の別の角度から視た斜視図である。 前記要部の上面図である。 前記連結部材の変形過程を説明するための概念図である。 前記連結部材に入力された衝撃荷重のエネルギーの吸収過程を説明するための概念図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１～図４は本発明の一実施形態に係るステアリング支持構造１００を説明するための図であり、図１は車両幅方向から視た要部の側面図、図２は車両上方から視た要部の上面図、図３は車両前方から視た要部の斜視図、図４は別の角度で視た要部の斜視図である。なお、図１は図３に示すＡ－Ａ線断面図でもある。また、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向で車両前方を示し、矢印Ｏ方向は車両幅方向で車両外方を示し、矢印Ｕ方向は車両上下方向で車両上方を示している。

[ステアリング支持構造の概要]
自動車等の車両の車両室は、図１及び図２に示すように、車両前方側においてダッシュパネル等の車体パネル１によって区画されている。車両前方側の車体パネル１の後方には、ステアリング支持構造１００が設けられている。ステアリング支持構造１００は、インストルメントパネル（図示省略）の内部に配置されており、このインストルメントパネルを支持するとともに、運転席側ではステアリングコラム（図示省略）等を支持している。

ステアリング支持構造１００は、図１～図４に示すように、横強度部材１０と、連結部材２０と、ステアリングコラム支持ハンガ３０と、を備えている。連結部材２０及びステアリングコラム支持ハンガ３０は運転席側に設けられている。なお、ステアリング支持構造１００は、ステアリングサポートメンバとも呼ばれる。

横強度部材１０は、車体パネル１の後方で車両幅方向に延在する部材である。横強度部材１０は、車両幅方向の全体に亘って延在する、例えば、円筒状の金属パイプからなる。横強度部材１０の車両幅方向の両端部は、図示範囲外の車体側部を構成するダッシュサイドパネルに固定される。

横強度部材１０における車両幅方向について運転席側（つまり、図示省略したステアリングコラム側）の部分の車両後方には、横強度部材１０よりも短い矩形筒状の金属パイプからなる補強部材１２が車両幅方向に延在している。補強部材１２の車両幅方向の両端部は、横強度部材１０から車両後方に張り出した後ブラケット１３（図３参照）に固定されている。図３では、一方の後ブラケット１３が示されており、他方の後ブラケット１３は図示範囲外に位置しており示されていない。後ブラケット１３は車両後方に向かって上がり勾配に傾斜した方向に延びている。矩形筒状の補強部材１２は図３に示すように後ブラケット１３に合わせて傾いている。そして、横強度部材１０及び補強部材１２の下方には、二つの下ブラケット１４，１４が互いに車両幅方向に間隔をあけて配置されており、各下ブラケット１４は横強度部材１０と補強部材１２の間を接続している。

連結部材２０は、横強度部材１０を車体パネル１に連結する部材であり、鋼板からなるものである。連結部材２０は、例えば、プレス成型により形成された複数の成形品が一体に溶接接合されてなる部材である。連結部材２０は、横強度部材１０の上部から車両前方に向かって張り出している。具体的には、連結部材２０の車両前後方向の後端部は横強度部材１０及び補強部材１２に溶接接合されて固定（接続）され、連結部材２０の車両前後方向の前端部は車体パネル１に適宜の締結具１５（ここではボルト）によって締結されて固定（接続）されている。これにより、連結部材２０は、横強度部材１０及び補強部材１２を車体パネル１に連結している。また、連結部材２０は、後述するようにステアリングコラム支持ハンガ３０にも溶接接合されて固定（接続）されている。連結部材２０の詳しい構造については、後に詳述する。

ステアリングコラム支持ハンガ３０は、連結部材２０の下方において横強度部材１０から車両前方に延びる部材である。ステアリングコラム支持ハンガ３０の下方には、ステアリングコラムが配置されている。ステアリングコラム支持ハンガ３０は主にステアリングコラムをその上方から支持（保持）する高剛性の部材であり、ステアリングコラムを含む部材を強固に保持できるとともに車両前方から入力され得る衝突荷重に対して十分な剛性を有するように形成されている。

ステアリングコラム支持ハンガ３０は、例えば、鋼板からなり、車両下側に開口したＵ字断面を有したハンガ本体部３１と、ハンガ本体部３１の車両前方の開口を塞ぐハンガ前壁部３２と、を有する。ハンガ前壁部３２は、連結部材２０の下側の後端角部（後述する第１後接続部２２ａ）に接続して該後端角部を支持する傾斜面３２ａを有する。つまり、ステアリングコラム支持ハンガ３０は連結部材２０も支持している。ステアリングコラム支持ハンガ３０の車両前後方向の後端部は横強度部材１０に溶接接合され、ステアリングコラム支持ハンガ３０の車両前後方向の前端部（ハンガ前壁部３２）は連結部材２０の下側の後端角部（第１後接続部２２ａ）に溶接接合されている。そして、ステアリングコラム支持ハンガ３０は、横強度部材１０の前部から車両前方に向かって下り勾配に傾斜する方向に延びている。また、車両幅方向で視ると、横強度部材１０が補強部材１２及び後ブラケット１３とステアリングコラム支持ハンガ３０との間に位置している。

[車体後部構造の詳細]
ここで、車両室内の乗員に対する保護性能を向上させるためには、車両前方から入力され得る衝撃荷重のエネルギーを吸収する際に、このエネルギーを、時間を掛けて徐々に（つまり段階的）に吸収することが求められ得る。これに対し、本実施形態に係るステアリング支持構造１００では、以下の構造を有している。

連結部材２０は、主に衝撃荷重による変形の観点で区分すると、図１に示すように、剛性保持部２１と、全体変形部２２と、前側変形部２３と、を有している。図１では、全体変形部２２の範囲が二点鎖線で示され、前側変形部２３の範囲が一点鎖線で示されている。また、連結部材２０は、複数の成形品を溶接接合してなるものであり、接合前の成形品の単位の観点で区分すると、車両前方（車体パネル１）から車両後方に向かう衝撃荷重が入力される先端パッチ２０Ａと、連結部材２０における車両上方の部分を構成し先端パッチ２０Ａから横強度部材１０及び補強部材１２まで延在する上リーンフォースメント２０Ｂと、連結部材２０における車両下方の部分を構成する下リーンフォースメント２０Ｃとからなる部材である。以下では、変形の観点で区分した要素を主体に説明する。

剛性保持部２１は、横強度部材１０から車両前方に延びステアリングコラム支持ハンガ３０の上方に位置している。剛性保持部２１は、車両前方から入力され得る衝突荷重に対して十分な剛性を有するように形成されており、横強度部材１０及び補強部材１２に溶接接合される連結部材２０の後端部を構成する。

剛性保持部２１は、例えば、平板状の板部２１ａと板部２１ａの車両幅方向の両端からそれぞれ下方に延びるフランジ部２１ｂとを有する。板部２１ａは車両後方ほど車両幅方向に幅広に形成され、フランジ部２１ｂは車両後方ほど車両上下方向に幅広に形成されている。板部２１ａは補強部材１２の上面から車両前方に上り勾配に傾斜して延びている。

全体変形部２２は、車体パネル１に接続される前接続部２２１と、ステアリングコラム支持ハンガ３０に接続される第１後接続部２２ａと、剛性保持部２１に接続される第２後接続部２２ｂとを有する。全体変形部２２は、前接続部２２１、第１後接続部２２ａ及び第２後接続部２２ｂを経由するように周回して車両幅方向に開口した構造体をなしている。全体変形部２２は車体パネル１と剛性保持部２１とステアリングコラム支持ハンガ３０との間の連結部材２０における大半の部分を構成している。全体変形部２２の車両後方には、衝撃荷重に耐え得る剛性保持部２１及びステアリングコラム支持ハンガ３０が位置しており、全体変形部２０の後端が剛性保持部２１及びステアリングコラム支持ハンガ３０によって支持されている。

前側変形部２３は、全体変形部２２の内側で車両上下方向に延在する主縦部材２３１を有し、主縦部材２３１と全体変形部２２のうちの主縦部材２３１よりも車両前方の部分とにより車両幅方向に開口した構造体をなしている。つまり、前側変形部２３は連結部材２０のうちの前接続部２２１を含む前側の部分を構成しており、全体変形部２２の前側の一部と主縦部材２３１とにより構成されている。

このように、ステアリング支持構造１００では、前接続部２２１、剛性保持部２１及びステアリングコラム支持ハンガ３０は変形抑制部（非変形部）として比較的に高剛性に形成されている。そして、剛性保持部２１及びステアリングコラム支持ハンガ３０と前接続部２２１との間には、通常時には十分な剛性を有しつつ衝撃荷重が入力された場合に変形し易い変形部（前側変形部２３を含む全体変形部２２）が配置されている。

ここで、全体変形部２２における車両上方の部分（２２２）のうちの前側変形部２３の一部を構成する部分は車両前後方向に直線的に延びており、全体変形部２２における車両下方の部分（２２３）は第１後接続部２２ａにおいて車両下方に凸に屈曲した形状で延びている。以下では、全体変形部２２における車両上方の部分を適宜に上リーンフォースメント本体２２２といい、全体変形部２２における車両下方の部分を適宜に下リーンフォースメント本体２２３という。

全体変形部２２において、前接続部２２１は、例えば、車両後方に開口した箱形に形成されており、衝撃荷重が入力される先端パッチ２０Ａを構成している。前接続部２２１は車体パネル１に当接する平坦な当接面２２１ａを有している。当接面２２１ａは車両上下方向及び車両幅方向に延びており、衝突荷重が車両前方から車両後方に向かって入力された場合に、衝突荷重が前接続部２２１の当接面２２１ａに対して概ね垂直に入力される。前接続部２２１の当接面２２１ａの部分には、ボルトからなる締結具１５が螺合するネジ部が形成されており、車体パネル１には、締結具１５が挿通される孔が開口されている。締結具１５が前接続部２２１に螺合した状態で、車体パネル１が締結具１５の頭部と前接続部２２１の当接面２２１ａとの間に挟持されることで、前接続部２２１が車体パネル１に締結具１５によって締結されて固定（接続）される。

上リーンフォースメント本体２２２は、前接続部２２１から剛性保持部２１の前端まで延在しており、剛性保持部２１とともに上リーンフォースメント２０Ｂを構成している。上リーンフォースメント本体２２２のうちの前側変形部２３の一部を構成する部分は車両前後方向に直線的に延びている。そして、全体変形部２２における剛性保持部２１に接続される第２後接続部２２ｂは、上リーンフォースメント本体２２２の後端の部分である。

上リーンフォースメント本体２２２は、剛性保持部２１と一体にプレス成型により形成されており、剛性保持部２１と連続して車両前後方向に延びている。上リーンフォースメント本体２２２の前端部は、前接続部２２１内に組み込まれた状態で前接続部２２１の上側壁の内面に溶接接合されている。上リーンフォースメント本体２２２は、例えば、平板状の上板部２２２ａと上板部２２２ａの車両幅方向の両端からそれぞれ下方に延びる上フランジ部２２２ｂを有する。上板部２２２ａは剛性保持部２１の板部２１ａよりも車両幅方向に小さい所定幅で形成され板部２１ａと連続して延び、上フランジ部２２２ｂは剛性保持部２１のフランジ部２１ｂに連続して延びている。

下リーンフォースメント本体２２３は、上リーンフォースメント本体２２２の下方に位置し前接続部２２１から第１後接続部２２ａを経由して第２後接続部２２ｂまで延在しており、下リーンフォースメント２０Ｃの一部を構成している。下リーンフォースメント本体２２３は、第１後接続部２２ａにおいて車両下方に凸に屈曲した形状で延びている。つまり、全体変形部２２におけるステアリングコラム支持ハンガ３０に接続される第１後接続部２２ａは、下リーンフォースメント本体２２３における車両下方に凸に屈曲した角部である。

下リーンフォースメント本体２２３の前端部は、前接続部２２１内に組み込まれた状態で前接続部２２１の下側壁の内面に溶接接合されている。そして、下リーンフォースメント本体２２３の後端部は、上リーンフォースメント本体２２２の後端の部分（第２後接続部２２ｂ）に溶接接合されている。下リーンフォースメント本体２２３は、例えば、平板状の下板部２２３ａと下板部２２３ａの車両幅方向の両端からそれぞれ上方に延びる下フランジ部２２３ｂとを有する。下フランジ部２２３ｂのうちの第１後接続部２２ａよりも第２後接続部２２ｂ側の部分は、第２後接続部２２ｂ側に向かうほど車両上下方向に幅広に形成されている。

前側変形部２３において、主縦部材２３１は、全体変形部２２における前接続部２２１と第１後接続部２２ａとの間の所定の位置から上方に延びている。具体的には、主縦部材２３１は、下リーンフォースメント本体２２３と一体に形成されている。そして、主縦部材２３１は、下リーンフォースメント本体２２３の車両幅方向の両側の各下フランジ部２２３ｂのうちの第１後接続部２２ａよりも前側の所定の位置からそれぞれ上方に延びて上リーンフォースメント本体２２２の上フランジ部２２２ｂに溶接接合されている。

前側変形部２３は、前接続部２２１と主縦部材２３１の上端との間の車両前後方向に直線的に延びた延伸部２２２ｃに脆弱部２３２を有している。延伸部２２２ｃは、上リーンフォースメント本体２２２のうちの前側の部分（換言すると、全体変形部２２における車両上方の部分のうちの前側の部分）である。

本実施形態では、脆弱部２３２は、延伸部２２２ｃの途中の部分を車両下方に凹んだ円弧状に湾曲させてなる円弧形状に形成されている。つまり、脆弱部２３２は、車両幅方向視において、延伸部２２２ｃの車両前後方向の所定の位置において上板部２２２ａを下方に滑らかに円弧状に湾曲させることにより形成されている。

ここで、本実施形態では、連結部材２０は、主縦部材２３１よりも車両後方において全体変形部２２の内側で車両上下方向に延在する少なくとも一つの副縦部材２３３を有している。ここでは、車両幅方向の両側にそれぞれ一つの副縦部材２３３が設けられている。各副縦部材２３３は、下リーンフォースメント本体２２３と一体に形成されている。そして、各副縦部材２３３は、例えば、下フランジ部２２３ｂのうちの主縦部材２３１の下端と第１後接続部２２ａとの間の所定の位置から上方に延びて、上フランジ部２２２ｂに溶接接合されている。副縦部材２３３の上端は主縦部材２３１の上端と接続している。このように、主縦部材２３１及び副縦部材２３３が車両幅方向から視て全体変形部２２の内側で延在するように設けられることによって、車両幅方向視で、車両前側から順に、第１開口部Ｖ１と、第２開口部Ｖ２と、第３開口部Ｖ３とが形成されている。以上のように構成された連結部材２０において、下リーンフォースメント本体２２３と主縦部材２３１と副縦部材２３３とによって、下リーンフォースメント２０Ｃが構成されている。また、下板部２２３ａにおける少なくとも第１開口部Ｖ１の下方の部分に、貫通孔２２３ｃが開口されている（図４参照）。

そして、前側変形部２３における主縦部材２３１を設けることによって形成された開口部（第１開口部Ｖ１）の開口面積は、全体変形部２２における副縦部材２３３を設けることによって前側変形部２３の開口部（第１開口部Ｖ１）よりも車両後方に形成された開口部（第２開口部Ｖ２及び第３開口部Ｖ３）のそれぞれの開口面積よりも大きく設定されている。

本実施形態では、主縦部材２３１と延伸部２２２ｃとのなす角度である第１角度θ１は鋭角に設定されている。具体的には、第１角度θ１は、車両幅方向から視て、主縦部材２３１と延伸部２２２ｃの上板部２２２ａとのなす角度である。そして、主縦部材２３１と延伸部２２２ｃとの接続箇所（接合箇所）Ｐは、脆弱部２３２の後端近傍に設定されている。接続箇所Ｐは車両前後方向に幅を有している。

本実施形態では、全体変形部２２における車両下方の部分である下リーンフォースメント本体２２３は、第１後接続部２２ａにおいて鈍角に屈曲している。具体的には、下リーンフォースメント本体２２３の下板部２２３ａが車両幅方向から視て第１後接続部２２ａにおいて鈍角に屈曲しており、下板部２２３ａにおける第１後接続部２２ａよりも車両前方側の部分と下板部２２３ａにおける第１後接続部２２ａよりも車両後方側の部分とのなす角度である第２角度θ２は鈍角に設定されている。

本実施形態では、全体変形部２２における車両上方の部分である上リーンフォースメント本体２２２は、前接続部２２１から第１後接続部２２ａの真上に対応する中間点Ｍまで車両前後方向に直線的に延びて、中間点Ｍから剛性保持部２１まで車両後方に下り勾配に傾斜している。つまり、上リーンフォースメント本体２２２における延伸部２２２ｃよりも後方の部分は車両後方にそのまま直線的に中間点Ｍまで延びている。この中間点Ｍは、副縦部材２３３よりも車両後方に位置している。そして、上リーンフォースメント本体２２２の上板部２２２ａにおける中間点Ｍよりも車両後方の部分は、剛性保持部２１の板部２１ａと同一の傾斜方向に傾斜している。

ここで、ステアリングコラム等の保持や車両室内の乗員の保護のためには、車両前方から入力され得る衝撃荷重の全てのエネルギーをステアリング支持構造１００よりも車両前方の部品の変形により吸収することが理想的である。しかし、衝撃荷重の全てのエネルギーが車両前方の部品の変形により吸収できず、車体パネル１（ダッシュパネル等）が車両後方に押し出される場合がある。この場合に、ステアリング支持構造１００では、以下に説明するように、変形部（つまり、前側変形部２３を含む全体変形部２２）が変形することで、ステアリングコラムや横強度部材１０に伝わる衝撃を抑制している。

次に、本実施形態に係るステアリング支持構造１００の連結部材２０に車両前方から衝突荷重が入力された場合の連結部材２０の変形過程及び衝撃荷重のエネルギーの吸収過程を図１、図５及び図６等を参照して説明する。図５は連結部材２０の変形過程を説明するための概念図であり、図６は連結部材２０に入力された衝撃荷重のエネルギーの吸収過程を説明するための概念図である。

図５では、衝撃荷重の入力前の通常時の連結部材２０の輪郭Ｄ１が実線で示され、衝撃荷重が入力された後の初期の段階における変形した連結部材２０の輪郭Ｄ２が破線で示され、初期の段階を経過してさらに変形した連結部材２０の輪郭Ｄ３が破線で示されている。また、図６において、横軸は衝撃荷重が入力された時点からの経過時間ｔを示し、縦軸は衝撃荷重の入力時（ｔ＝０）における入力エネルギーをＥ０とし、その後のエネルギーＥの吸収量（減少量）を示している。つまり、縦軸の下側ほど、衝撃エネルギーの吸収量が大きいことを示している。また、図６では、連結部材２０におけるエネルギー吸収特性を示す曲線Ｃが実線で示されており、従来の連結部材におけるエネルギー吸収特性の一例を示す曲線Ｃ’が破線で示されている。

ステアリング支持構造１００では、全体変形部２２と前側変形部２３はいずれも車両幅方向に開口した構造体をなしているため、（１）通常時には、全体変形部２２及び前側変形部２３はいずれも十分な剛性を確保しつつも、（２）衝撃荷重が連結部材２０の前接続部２２１に入力された場合には、全体変形部２２及び前側変形部２３はいずれも衝撃荷重の入力方向についての変形を許容するようになっている。そして、全体変形部２２における車両上方の部分のうちの前側変形部２３の一部を構成する部分は車両前後方向に直線的に延びているが、全体変形部２２における車両下方の部分（上リーンフォースメント本体２２２）は第１後接続部２２ａにおいて屈曲した形状で延びているため、全体変形部２２（下リーンフォースメント本体２２３）における前接続部２２１と第１後接続部２２ａとの間の部分は車両後方に向かって下り勾配で傾斜している。

したがって、衝撃荷重が前接続部２２１に入力されると、図５に破線Ｄ１で示すように、全体変形部２２では、ステアリングコラム支持ハンガ３０や剛性保持部２１により車両後方から強固に支持された状態で、主に第１後接続部２２ａを起点とした折れ変形が誘発される。その結果、全体変形部２２は、衝撃荷重が入力されると、前接続部２２１が車両上方且つ車両後方に移動するように、全体的に変形し得る構造になっている。一方、前側変形部２３では、衝撃荷重が伝わり易い車両前後方向に直線的に延びた延伸部２２２ｃに、脆弱部２３２が設けられているため、主に脆弱部２３２を起点とした変形が第１後接続部２２ａの折れ変形よりも積極的に誘発されている。

ここで、前接続部２２１に入力された衝撃荷重は、脆弱部２３２と第１後接続部２２ａにそれぞれ伝わる。その結果、衝撃荷重が入力された後の初期の段階（図６ではｔ＝０～ｔ１の範囲）では、図５に輪郭Ｄ２で示すように、脆弱部２３２を起点とした前側変形部２３の変形（以下では適宜に前側変形という）と第１後接続部２２ａを起点とした全体変形部２２の全体的な変形（以下では適宜に全体変形という）が同時に生じており、前側変形部２３では、前側変形と全体変形とが重なり合って生じることになる。

しかし、変形が進んだ弱い箇所に力が一気に流れ込む（つまり、集中荷重が起きる）という力学特性のため、前側変形がある程度進むと、全体変形を誘発していた力も脆弱部２３２に流れ、前接続部２２１に入力された衝撃荷重の大半が脆弱部２３２に一気に流れ込むようになる。その結果、以降（図６ではｔ＝ｔ１～ｔ２の範囲）においては、図５に輪郭Ｄ３で示すように、全体変形は抑制されてほとんど生じなくなり、前側変形が支配的となる。

連結部材２０は上記のような変形過程を経て変形している。つまり、衝撃荷重が入力された初期の段階（ｔ＝０～ｔ１）では、入力された衝撃荷重のエネルギーＥ０の一部は、図５に輪郭Ｄ２で示すように前側変形と全体変形の両方のためのエネルギーに消費（変換）されて、図６に示すように急速に吸収される。その後（ｔ＞ｔ１）、前側変形がある程度進んだところで、残りの衝撃荷重のエネルギーの大半が、図５に輪郭Ｄ３に示すように前側変形のためのエネルギーに消費（変換）されて、図６に示すようにゆっくりと吸収されるようになる。このように、前側変形部２３の変形（前側変形）は全体変形部２２の変形（全体変形）よりも時間的に長く続いており（ｔ＝０～ｔ２）、前側変形と全体変形の継続時間の差により、入力された衝撃荷重のエネルギーＥ０が時間を掛けて徐々に（段階的）に吸収されることになる。つまり、図６において、初期の段階（ｔ＝０～ｔ１）では、エネルギー吸収特性を示す曲線Ｃは時間ｔの経過とともに急峻な下がり勾配を示しているため、連結部材２０はエネルギーＥを急速に吸収していることが分かる。その後（ｔ＞ｔ１）、曲線Ｃは時間ｔの経過とともに緩やかな勾配に移行しており、エネルギーＥが時間ｔ２でゼロになっているため、連結部材２０はエネルギーＥをゆっくりと時間を掛けて吸収している（漸減させている）ことが分かる。つまり、曲線Ｃでは、従来の曲線Ｃ’比べると、衝撃荷重が入力された時点（ｔ＝０）から、エネルギーＥがゼロになる着地点（ｔ＝ｔ２）へと、ゆっくりと移行するため、ステアリング支持構造１００では、乗員にかかる負荷が小さくなっている。

このように、ステアリング支持構造１００は、車両前方から入力された衝撃荷重のエネルギーを段階的に吸収することができる。

本実施形態では、脆弱部２３２は延伸部２２２ｃの途中の部分を車両下方に凹んだ円弧状に湾曲させてなる円弧形状に形成されている。これにより、脆弱部２３２を起点とした前側変形部２３における前側変形が効果的に誘発されるため、段階的な変形が効果的に誘発される。また、脆弱部２３２を円弧形状に形成することによって、従来のような切欠きによる脆弱部で生じ得る顕著な応力集中を避けることができる。そのため、悪路等の路面走行時に生じ得る強い加振力によって、脆弱部２３２に亀裂が発生することを効果的に防止することができる。また、例えば、車両幅方向に延びるＶ字状に凹んだ横ビードにより脆弱部を形成した場合には、上リーンフォースメント２０Ｂのフランジ部の成形の際に亀裂が生じる可能性があり、成形が困難になる可能性がある。これに対し、円弧形状の脆弱部２３２は亀裂を懸念することなく成形することができる。また、円弧形状の脆弱部２３２の円弧径のサイズを調整することで、前側変形の変形量のコントロールや成形性のコントロールが、例えば、Ｖ字状の横ビードからなる脆弱部等と比較すると容易になる。さらに、脆弱部２３２の円弧径のサイズの調整によって、前側変形のみの変形（図６ではｔ＞ｔ１の範囲の変形）の継続時間をコントロールすることもできる。

本実施形態では、前側変形部２３の開口部（第１開口部Ｖ１）の開口面積は、全体変形部２２における第１開口部Ｖ１よりも車両後方の開口部（第２開口部Ｖ２及び第３開口部Ｖ３）のそれぞれの開口面積よりも大きく設定されている。これにより、前側変形部２３の剛性が全体変形部２２における前側変形部２３よりも後方の部分の剛性よりも低下し、前側変形部２３における前側変形を効果的に誘発することができる。

本実施形態では、主縦部材２３１と延伸部２２２ｃとのなす角度である第１角度θ１は鋭角に設定され、主縦部材２３１と延伸部２２２ｃとの接続箇所（接合箇所）Ｐは脆弱部２３２の後端近傍に設定されている。これにより、亀裂が発生することを効果的に抑制しつつ、脆弱部２３２に衝撃荷重が作用し易くなり、前側変形部２３２における前側変形の更なる促進を促すことができる。

ここで、全体変形部２２の下リーンフォースメント本体２２３が第１後接続部２２ａおいて鋭角に屈曲していると、車両前方から衝撃荷重が入力された場合に、全体変形部２２はすぐに第１後接続部２２ａを起点（回転軸）とした折れ変形による全体変形に移行してしまい、衝撃荷重のエネルギーの吸収量が少なくなってしまう。これに対し、本実施形態では、全体変形部２２の下リーンフォースメント本体２２３は第１後接続部２２ａにおいて鈍角に屈曲している。これにより、車両前方から衝撃荷重が入力された際に、下リーンフォースメント本体２２３において、ある程度、前後方向に突っ張って衝撃荷重を受けつつ、徐々に折れ変形による全体変形に移行するなるため、衝撃荷重のエネルギーの吸収量を高めることができる。また、下リーンフォースメント２０Ｃに鈍角となる第１後接続部２２ａを設けることで、主縦部材２３１及び副縦部材２３３や下フランジ部２２３ｂの成形が容易になる。

本実施形態では、全体変形部２２における車両上方の部分である上リーンフォースメント本体２２２は、前接続部２２１から第１後接続部２２ａの真上に対応する中間点Ｍまで車両前後方向に直線的に延びて、中間点Ｍから剛性保持部２１まで車両後方に下り勾配に傾斜している。これにより、車両前方から衝撃荷重が入力された際に、上リーンフォースメント本体２２２における前側の車両前後方向に直線的に延びた部分によって、ある程度、前後方向に突っ張って衝撃荷重を受けつつ、中間点Ｍよりも後方の傾斜した部分によって全体変形が効果的に誘発される。その結果、例えば、衝撃荷重が入力された後の初期の段階を経過した後（ｔ＞ｔ１）も、全体変形が完全に止まらないようにすることができ、その結果、衝撃エネルギーの吸収量が高まる。

また、下リーンフォースメント本体２２３の下板部２２３ａにおける第１開口部Ｖ１の下方の部分に、貫通孔２２３ｃが開口されているため（図４参照）、全体変形や前側変形を効果的に誘発することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて変形や変更が可能である。

例えば、副縦部材２３３は、車両幅方向の両側にそれぞれ一つだけ設けられているものとしたが、これに限らず、車両幅方向の両側にそれぞれ二つ以上設けられてもよい。また、連結部材２０は、先端パッチ２０Ａと上リーンフォースメント２０Ｂと下リーンフォースメント２０Ｃとの三つの成形品を溶接接合してなるものとしたが、溶接接合する成形品の個数はこれに限らず、適宜の個数に分割されてよい。

１…車体パネル、１０…横強度部材、２０…連結部材、２１…剛性保持部、２２…全体変形部、２２ａ…第１後接続部、２２ｂ…第２後接続部、２２１…前接続部、２２２ｃ…延伸部、２３…前側変形部、２３１…主縦部材、２３２…脆弱部、２３３…副縦部材、３０…ステアリングコラム支持ハンガ、１００…ステアリング支持構造、Ｍ…中間点、Ｐ…接続箇所、Ｖ１…第１開口部（開口部）、Ｖ２…第２開口部（開口部）、Ｖ３…第３開口部（開口部）

Claims (5)

1. 車両前方側の車体パネルの後方で車両幅方向に延在する横強度部材と、該横強度部材を前記車体パネルに連結する連結部材と、該連結部材の下方にて前記横強度部材から車両前方に延びるステアリングコラム支持ハンガと、を含む、ステアリング支持構造であって、
   前記連結部材は、
   前記横強度部材から車両前方に延び前記ステアリングコラム支持ハンガの上方に位置する剛性保持部と、
   前記車体パネルに接続される前接続部と前記ステアリングコラム支持ハンガに接続される第１後接続部と前記剛性保持部に接続される第２後接続部とを有し、前記前接続部、前記第１後接続部及び前記第２後接続部を経由するように周回して車両幅方向に開口した構造体をなす、全体変形部と、
   前記全体変形部の内側で車両上下方向に延在する主縦部材を有し、前記主縦部材と前記全体変形部のうちの前記主縦部材よりも車両前方の部分とにより車両幅方向に開口した構造体をなす、前側変形部と、
   を含み、
   前記全体変形部における車両下方の部分は、前記第１後接続部において屈曲した形状で延びており、
   前記全体変形部における車両上方の部分のうちの少なくとも前記前側変形部の一部を構成する部分は、車両前後方向に直線的に延びており、
   前記主縦部材は、前記全体変形部における前記前接続部と前記第１後接続部との間の所定の位置から上方に延びており、
   前記前側変形部は、前記前接続部と前記主縦部材の上端との間の車両前後方向に直線的に延びた延伸部に脆弱部を有し、
   前記全体変形部における車両上方の部分は、前記前接続部から前記第１後接続部の真上に対応する中間点まで車両前後方向に直線的に延びて、前記中間点から前記剛性保持部まで車両後方に下り勾配に傾斜している、ことを特徴とするステアリング支持構造。
2. 前記脆弱部は、前記延伸部の途中の部分を車両下方に凹んだ円弧状に湾曲させてなる円弧形状に形成されている、請求項１に記載のステアリング支持構造。
3. 前記連結部材は、前記主縦部材よりも車両後方において前記全体変形部の内側で車両上下方向に延在する少なくとも一つの副縦部材を有し、
   前記前側変形部における前記主縦部材を設けることによって形成された開口部の開口面積は、前記全体変形部における前記少なくとも一つの副縦部材を設けることによって、前記前側変形部の前記開口部よりも車両後方に形成された開口部のそれぞれの開口面積よりも大きく設定されている、請求項１又は２に記載のステアリング支持構造。
4. 前記主縦部材と前記延伸部とのなす角度は鋭角に設定されており、
   前記主縦部材と前記延伸部との接続箇所は、前記脆弱部の後端近傍に設定されている、請求項１～３のいずれか一つに記載のステアリング支持構造。
5. 前記全体変形部における車両下方の部分は、前記第１後接続部において鈍角に屈曲している、請求項１～４のいずれか一つに記載のステアリング支持構造。