JPH01195175A - 自動車のステアリング支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車の衝突時にステアリングホイールが上
方に大きく移動しないようにした、自動車のステアリン
グ支持構造に関するものである。

（従来の技術） 従来、自動車の衝突時におけるステアリングホイールに
対する運転者の衝突被害を最小限に抑えるため、種々の
ステアリング支持構造が提案されている。例えば、実開
昭５８−１１１６６８号には、ステアリングコラムの下
部を車体のサポートブラケットに揺動可能に取り付ける
と共に、ステアリングコラムの上部をサポートブラケッ
トに所定荷重で分離可能に止着し、更に、ステアらング
コラムに取り付けたフックを、伸長抵抗を有するエネル
ギー吸収ワイヤーに係合させてなる、ステアリングの衝
突エネルギー吸収装置が開示されている。

また、自動車の衝突時に運転者を、ステアリングホイー
ルのうち比較的剛性の低いリム部（環状の操作部）に当
てさせることによって、衝突時のエネルギーを吸収する
ステアリング支持装置も開発されている。このステアリ
ング支持装置では、車体の幅方向に延在するステアリン
グ支持部材にステアリングコラムの上部を固定し、また
、ステアリングコラムの下部を、所定荷重で破断するシ
ャーピンを介して、ペダルブラケットあるいはマスター
シリンダブラケットに固定しである。そして、自動車の
衝突時にシャーピンが折れると、ステアリングコラムは
ステアリング支持部材を支点として回動し、ステアリン
グホイールが上方に移動するのである。

なお、ステアリングシャフトは、元々、後方に向かうに
つれて高くなるように傾斜して配設することが一般にお
こなわれており、したがって衝突などの後方への外力が
ステアリングシャフトの前端部より入力されると、ステ
アリングコラム支持部材による支持部分を中心としてス
テアリングホイールが上方へ移動するような傾向を多分
に有しているのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、近年、自動車の衝突時に短時間で膨張し、運
転者がステアリングホイールに直接ぶつかるのを防止す
る、いわゆるエアバッグが開発された。エアバッグは、
通常、ステアリングホイールの中心部のボス部内に取り
付けられ、こ、のボス部を中心として膨張するから、エ
アバッグで効果的に運転者を保護するためには、自動車
の衝突時にホイールパッドの位置、すなわちステアリン
グホイールの位置が上または下に大きく移動したままと
なってしまうのは好ましくない。

このようなことは、最近のステアリングホイールがその
ボス部に大型かつ肉厚の弾性材からなる緩衝パッドを設
けて、この緩衝パッドによる運転者保護を図ることが多
くなっているので、この場合にも、衝突時にステアリン
グホイールが上または下に大きく移動したままになるの
は好ましくないことになる。

そこで、本発明の目的は、自動車の衝突時にステアリン
グホイールを上下方向においてほぼ衝突前の位置に確実
に保持することができると共に、車体への組み付は性に
優れた、自動車のステアリング支持構造を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の自動車のステアリン
グ支持構造は、次のような構成を採る。

すなわち、ステアリングホイールの回転力をステアリン
グギアに伝達し、かつ、所定値以上の軸方向力が作用し
たとき軸方向に縮長可能な、ステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを回転自在に支持するステア
リングコラムと、自動車の車体に固定されて車幅方向に
延在し、かつ、前記ステアリングコラムを所定位置に保
持する、ステアリングコラム支持部材と、自動車の車体
前部が後方に向かって変形したとき、自動車の車体の非
変形部に対して相対変位可能であり、かつ、その変位時
には前記ステアリングコラムの上方において車体の後部
方向へ移動する、移動部材と、前記移動部材の車体後部
側とステアリングコラム支持部材とを連結し、かつ、所
定以上の力が作用したとき上方に屈曲可能な変形部を有
する、連結部材と、前記移動部材の変位に伴う引っ張り
力を前記ステアリングコラム支持部材よりも前方に位置
するステアリングコラムの下端部に伝達するように、前
記変形部を前記ステアリングコラムの下端部に連結する
、コントロール部材と、壱有することを特徴とする、自
動車のステアリング支持構造である。

上記移動部材としては、アクセルペダルやブレーキペダ
ルが取り付けられ既存のペダルブラケットを利用して構
成するのがよい。

（作用） このような構成を有する本発明のステアリング支持構造
では、自動車が衝突して車体前部が後方に向かって変形
すると、ステアリングコラムの上方に配置された移動部
材が、車体の変形量に応じて車体の後部方向へ変位する
。この変位は、車体の非変形部、例えばステアリングコ
ラム支持部材に対する相対変位である。

移動部材が車体の後部方向に変位すると、移動部材とス
テアリングコラム支持部材との間隔が短くなるから、移
動部材の変形部は連結部材からの力を受けて、上方へ屈
曲する。移動部材の変形部の端部はコントロール部材を
介してステアリングコラムの下端部に連結されているか
ら、移動部材の変位に伴ってその変形部が上方へ屈曲す
ると、ステアリングコラムの下端部には斜め上方に向か
う引っ張り力が作用する。

この引っ張り力は、ステアリングコラムの軸方向の圧縮
力成分と車体の上方に向かう成分とを有するため、自動
車の衝突初期には、ステアリングコラムは軸方向に縮長
すると同時に、ステアリングコラム支持部材を支点とし
て若干量だけ回動し、ステアリングホイールは少し下方
位置に移動する。

次いで、移動部材の変位が進行すると、移動部材はつい
にはステアリングコラムまたはステアリングシャフトに
斜め上方から衝突し、ステアリングコラム及びステアリ
ングシャフトを衝突前の位置まで回動させる。これによ
って、ステアリングホイールはほぼ衝突前の位置に復帰
する。ここで、エアバッグを有しているものはこれが膨
張し、運転者を効果的に保護する。

なお、衝突時の衝撃が小さい場合には、移動部材は上述
した衝突初期の状態で停止するから、ステアリングホイ
ールは下方に移動したまま元の位置に復帰しないが、こ
の状態ではエアバッグは膨張しない。この場合は、軽度
な衝突であるため、特に問題はない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

自動車のステアリング装置１はステアリングシャフト２
を有し、ステアリングシャフト２はステアリングコラム
３内に挿通され、回転自在に保持されている。ステアリ
ングシャフト２とステアリングコラム３とは、既知のよ
うに軸方向に所定値以上の圧縮力が作用したとき縮長す
る構造を有する。

ステアリングシャフト２の後端にはステアリングホイー
ル４が取り付けられ、ステアリングシャフト２の前端は
自在継ぎ手５を介してインターミディエートシャフト６
に連結されている。インターミディエートシャフト６は
、自動車の車体７のエンジンルーム８と車室９とを隔成
するダツシュロアパネルｌＯを貫通して、エンジンルー
ム８内のステアリングギア駆動シャフト１１に連結され
、シャフト１１はステアリングギア１２に連結されてい
る。１３は、インターミディエートシャフト６とシャフ
ト１１との間に介装された自在継ぎ手である。このよう
な構成のステアリング装置ｌでは、ステアリングホイー
ル４の回転力は、ステアリングシャフト２、自在継ぎ手
５、インターミディエートシャフト６、自在継ぎ手１３
、シャフト１１を介して、ステアリングギア１２に伝達
される。

なお、ステアリングシャフト１１は、車室９側において
も、後方に向かうにつれて高くなるように若干傾斜して
配設されている。

上下方向に伸びるダツシュロアパネル１０の上端部には
後方へ伸びるダッシュアッパーパネル１４が接合され、
ダッシュアッパーパネル１４は車体７のカウルの一部を
構成している。図中、１５はボンネット、１６はフロン
トグラス、１７はエンジン、１８はブレーキ用マスター
シリンダ、１９はブレーキ倍力装置である。

第１図に示すように、マスターシリンダ１８を支持する
ブレーキ倍力装置１９はダツシュロアパネル１０に支持
されてエンジンルーム８丙に位置し、ダツシュロアパネ
ル１０を介して車室９側には、本発明の移動部材を構成
するペダルブラケット２０が、ダツシュロアパネル１０
に支持されて位置する。ペダルブラケット２０は、図示
を略すアクセルペダル、ブレーキペダルが取り付けられ
るもので、実施例では、後述するように移動部材として
の機能を併せ持つように設定されている。

このペダルブラケット２０は、第４図に示すように、底
面部が開口した枠状部材から成り、ペダルブラケット２
０の先端部、即ち車体７の後部側には屈曲部２０ａを介
して変形部２０ｂが一体的に形成されている。屈曲部２
０ａは移動部材２０のほぼ中央部を横方向に延在し、こ
れにより、変形部２０ｂに所定値以上の力が作用すると
、変形部２０ｂはこの屈曲部２０ａを中心にして屈曲可
能な構造になっている。

ペダルブラケット２０の中央部の上面には、第４図に示
すように、ダツシュロアパネル１０側に開口した一対の
係合溝２１が形成され、ペダルブラケット２０の中央部
は、ダッシュアッパーパネル１４に植設された一対の係
合ピン２２をこの係合溝２１に係合させて、第１図に示
すようにダッシュアッパーパネル１４に保持される。こ
の一対の係合溝２１と一対の係合ピン２２とで衝撃吸収
機構を構成している。より具体的には、ペダルブラケッ
ト２０の上面には、係合ピン２２の頭部の厚さよりも大
きい長さで上方へ向けて立ち上がる傾斜２０ｃが形成さ
れて、この傾斜２０ｃに上記係合溝２１の前端部が開口
している。そして、係合溝２１は、その後部が係合ピン
２２の頭部より細幅の細幅部２１ａとされる一方、上記
傾斜部２０ｃに開口する付近は係合ピン２２の頭部より
も大幅の大幅部２１ｂとされている。したがって、ペダ
ルブラケット２０は、上記係合ピン２２に対して所定以
上の後方への相対変位力が作用すると、その初期的な係
合ピン２２による係止作用（脱落防止作用）を受けつつ
後方へ変位するが、終期には係合ピン２２による係止作
用が完全に解放されて、ダッシュアッパーパネル１４か
ら分離して行くことになる。上述した係合溝２１、係合
ピン２２、傾斜部２０ｃが協働して衝撃吸収機構を構成
するが、この吸収機構は、この他弾性材を利用して構成
する等、適宜の構成を採用し得る。

ペダルブラケット２０の変形部２０ｂは、コントロール
部材を構成する二股リンク２３によって、ステアリング
コラム３の下端部に連結されている。

すなわち、二股リンク２３の上端部は、ペダルブラケッ
ト２０を横断する方向に延在するピボットピン２４によ
って、ペダルブラケット２０の変形部２０ｂの端部に回
動自在に連結されている。またミニ股リンク２３の下端
部は、ステアリングコラム３の下端部に一体的に取り付
けられたブラケット３ａに、ピボットピン２５を介して
回動自在に連結されている。なお、コントロール部材と
しては、二股リンク２３の代わりに引っ張り力を伝達で
きるワイヤー等を用いることもできる（図示せず）。第
４図中、２６．２７は、それぞれピボットピン２４．２
５に螺合して、これらのピボットピンを固定するための
ナツトである。

図中、２８は車体７の幅方向に延在する、強度的に優れ
た鋼管等からなるステアリングコラム支持部材を示す。

ステアリングコラム支持部材２７は、その両端部をカウ
ルサイドパネル２９に固定されて車体７と一体を成して
いる。勿論、カウルサイドパネル２９は、ドアの前方部
分を構成する強度部材となっている。ステアリングコラ
ム３はブラケット３０によってステアリングコラム支持
部材２８に固定され、これによってステアリングシャフ
ト２は所定位置に保持される。

そして、このステアリングコラム支持部材２８とペダル
ブラケット２０のピボットピン２４との間には連結部材
３１が介装され、連結部材３１は変形部２０ｂの端部と
ステアリングコラム支持部材２８とを相対回転可能に連
結する。

以下、上記実施例の作用を説明する。

自動車の非衝突時には、第１図に示すように、ペダルブ
ラケット２０はその前端部をダツシュロアパネルＩＯに
連結すると共に、その中央部を前述の衝撃吸収機構を介
してダッシュアッパーパネル１４に連結し、自動車の車
体７にしっかりと固定されている。しかも、ペダルブラ
ケット２０の後端は連結部材３１を介してステアリング
コラム支持部材２８に連結されているから、ペダルブラ
ケット２０の保持力は十分に大きく、例えばエンジン１
７のアイドル回転時等にペダルブラケット２０や二股リ
ンク２３等が振動音を発するようなことはない。

さて、自動車の衝突時に自動車が前方から衝撃荷重を受
けると、自動車の車体７は第２図の状態を経て第３図の
状態に変化する。

・第２図の衝突初期の状態では、衝突時の衝撃でエンジ
ン１７、マスターシリンダ１８、倍力装置１９等が車体
７の後方に移動し、ダツシュロアパネルＩＯとダッシュ
アッパーパネル１４も変形している。このとき、ダツシ
ュロアパネルＩＯは倍力装置１９等の移動に伴って車体
７の後方に変位するから、ダツシュロアパネルＩＯに取
り付けられたペダルブラケット２０もダツシュロアパネ
ル１０の変位分だけ車体７の後方に変位する。この変位
は車体７の非変形部分、例えばステアリングコラム支持
部材２８に対する相対変位である。第１図及び第４図に
示したように、ペダルブラケット２０はダッシュアッパ
ーパネル１４に対して前述の衝撃吸収機構を介して係合
しているため、ペダルブラケット２０のこの変位によっ
て係合ピン２２が係合溝２１から離脱し、ペダルブラケ
ット２０は、ダッシュアッパーパネル１４との係合によ
って妨げられることなく、車体７の後方に変位すること
ができる。

ペダルブラケット２０のこの変位によって、ペダルブラ
ケット２０とステアリングコラム支持部材２８との間隔
が小さくなるから、連結部材３１は、第２図中、Ａ方向
に回転し、ペダルブラケット２０のこの変位を吸収しよ
うとする。連結部材３１がＡ方向に回転すると、ペダル
ブラケット２０の変形部２０ｂにはピボットピン２４を
介して上向きの力が作用し、変形部２０ｂが屈曲部２０
ａを中心としてＢ方向に変形すると共に、二股リンク２
３には引っ張り力が生じる。そして、二股リンク２３に
生じた引っ張り力はピボット−ピン２５を介してブラケ
ット３ａに伝達され、ステアリングコラム３は軸方向に
圧縮される。

このとき、二股リンク２３はステアリングコラム３の下
端部に対して斜め上方への引っ張り力を付与するから、
ステアリングコラム３は軸方向へ圧縮されて縮長すると
同時に上方への引き上げ力も作用する。ステアリングコ
ラム３はこの引き上げ力によってステアリングコラム支
持部材２８を支点として、第２図中、Ｃ方向に回転し、
ステアリングホイール４は破線の位置から実線の位置へ
移動する。

次に、衝突後期に至ると、マスターシリンダ１８やブレ
ーキ倍力装置１９等は、第３図に示すように、更に後方
へ変位し、ペダルブラケット２０も更に後方へ変位しよ
うとする。しかし、ペダルブラケット２０はむしろ下方
へ変位して、ステアリングコラム３を更に縮長させつつ
、ステアリングコラム３やステアリングシャフト２に斜
め上方から衝突し、これを下方へ押し下げる。これによ
って、ステアリングコラム３はステアリングコラム支持
部材２８を中心にして、同図中、反時計方向に回転し、
ステアリングホイール４はＤ方向に回転してほぼ衝突前
の位置に復帰する。ステアリングホイール４のボス部（
図示せず）内に取り付けられたエアバッグ（図示せず）
は、この状態で膨張する。

なお、ペダルブラケット２０の相対変位距離が充分でな
いときは、ステアリングホイール４は、第２図に実線で
示した位置に留どまり、衝突前の位置に復帰しない場合
もある。しかし、このような場合には、衝突による車体
７の破損状態は軽度であり、このときはエアバッグは膨
張しない。

尚、本実施例では連結部材の車体前方側端部をペダルブ
ラケット２０に取り付けたが、例えばダッシュアッパー
パネルに取り付けてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のステアリング支持構造に
よれば、ペダルブラケット等の移動部材とステアリング
コラムの下端部とをコントロール部材で連結し、自動車
衝突時の移動部材の相対変位を利用して衝突エネルギー
を吸収すると共に、ステアリングホイールを衝突前の位
置に保持することができる。これにより、エアバッグの
効果あるいはステアリングホイールのボス部に設けた緩
衝パッドの効果を十分に発揮させることができる。

また、本発明のステアリング支持構造では、移動部材と
コントロール部材とを連結部材によってステアリングコ
ラム支持部材に連結したから、剛性が向上し、エンジン
のアイドル回転時等に振動音が発生しにくいという効果
を生じる。

更に、移動部材と連結部材とコントロール部材とをあら
かじめ組み立てておけば、自動車の車体に対する組み付
は性が更に優れたものになるという効果を生じる。

なお、上記移動部材をペダルブラケットによって構成し
た場合は、既存のペダルブラケットを有効に利用して、
部品点数の削減や、他の部品等を取り付けるための余裕
スペース確保の点で有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のステアリング支持構造を
模式的に表した側面図であり、衝突前の状態を表す。 第２図は、第１図のステアリング支持構造の、自動車衝
突初期の側面図である。 第３図は、第１図のステアリング支持構造の、自動車衝
突後期の側面図である。 第４図は、ペダルブラケットと二股リンクと連結部材と
のの取り付は状態をあられす斜視図である。 １・・・ステアリング装置 ２・・・ステアリングシャフト ３・・・ステアリングコラム ４・・・ステアリングホイール ７・・・車体 ９・・・車室 １０・・・ダツシュロアパネル Ｉ４・・・ダッシュアッパーパネル ２０・・・ペダルブラケット ２０ａ・・・屈曲部 ２０ｂ・・・変形部 ２１・・・係合溝 ２２・・・係合ピン ２３・・・二股リンク ２４．２５・・・ピボットビン ２８・・・ステアリングコラム支持部材３１・・・連結
部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステアリングホイールの回転力をステアリングギ
   アに伝達し、かつ、所定値以上の軸方向力が作用したと
   き軸方向に縮長可能な、ステアリングシャフトと、 前記ステアリングシャフトを回転自在に支持するステア
   リングコラムと、 自動車の車体に固定されて車幅方向に延在し、かつ、前
   記ステアリングコラムを所定位置に保持する、ステアリ
   ングコラム支持部材と、 自動車の車体前部が後方に向かって変形したとき、自動
   車の車体の非変形部に対して相対変位可能であり、かつ
   、その変位時には前記ステアリングコラムの上方におい
   て車体の後部方向へ移動する、移動部材と、 前記移動部材の車体後部側とステアリングコラム支持部
   材とを連結し、かつ、所定以上の力が作用したとき上方
   に屈曲可能な変形部を有する、連結部材と、 前記移動部材の変位に伴う引っ張り力を前記ステアリン
   グコラム支持部材よりも前方に位置するステアリングコ
   ラムの下端部に伝達するように、前記変形部を前記ステ
   アリングコラムの下端部に連結する、コントロール部材
   と、 を有することを特徴とする、自動車のステアリング支持
   構造。