(57)【要約】【課題】  ブラケットを構成する鋼板として摺動特性に優れためっき鋼板を用いることにより、信頼性と衝撃吸収能に優れた自動車用ステアリング構造体を低コストで提供する。【解決手段】  コラム側ブラケット３と車体側ブラケット４とが相対的に摺動する自動車用ステアリング構造体において、少なくとも車体側ブラケット４を構成する鋼板として硬質表面を有する溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用い、コラム側ブラケットと車体側ブラケットとの相対的な摺動特性を向上させる。  両者間の摺動特性が向上するので、衝突荷重が入力されたときのコラム側ブラケットの摺動距離を大幅に延ばすことが可能になり、衝撃吸収能が大幅に向上する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングコラムを支持するコラム側ブラケットと、車体構成部材に固定された車体側ブラケットとが相接するように配置されたステアリング構造体であって、少なくとも前記車体側ブラケットが溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板から構成されていることを特徴とする自動車用ステアリング構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた衝撃吸収機能を有する自動車用ステアリング構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリング装置では、一般的に図１に示すように、ステアリングホイールと一体に回転するステアリングシャフト１を回転自在に支持するステアリングコラム２が、ブラケットを介してフロントデッキクロスメンバ等の車体構成部材に保持されている。そして、ステアリングコラム２を保持するブラケットとしては、ステアリングコラム２を支持するコラム側ブラケット３と、車体構成部材に固定された車体側ブラケット４から構成されており、両ブラケット３，４がかしめピン（図示せず）で一応固定されている（例えば特許文献１，２参照）。さらに、図示していないが、ステアリングコラムがかしめピン等で車体側ブラケットにも仮止めされているものもある。
【０００３】
このようなステアリング装置において、図１中に矢印Ａで示すような方向に衝突荷重がステアリングシャフト１に入力した場合を想定すると、ステアリングシャフト１と一体になったステアリングコラム２を支持しているコラム側ブラケット３がかしめピンを破壊して車体側ブラケット４上を摺動しながら相対的に移動する。このためステアリングコラム２が同じく矢印Ｂ方向に移動することができ、衝撃を緩和することができることになっている。
【特許文献１】特開平３−２８４４７６号公報
【特許文献２】特開２００２−３７０６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２等で紹介されているようなステアリング装置においては、コラム側ブラケットや車体側ブラケットは熱延鋼板から製造されている場合が多い。
コラム側ブラケット及び車体側ブラケットが共に熱延鋼板から製造されていると、熱延鋼板同士の金属学的親和性が高いために焼付きが生じやすく、コラム側ブラケットの移動時に安定して摺動しないばかりでなく摺動距離も短くなる。このため、信頼性に乏しく、衝撃吸収能も低くなる。
車体側ブラケットとして、すべり特性の優れたシリコン樹脂やフッ素樹脂の成形品を用いようとすると、樹脂自身の高価格に起因してコスト高となってしまう。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、ブラケットを構成する鋼板として摺動特性に優れためっき鋼板を用いることにより、信頼性と衝撃吸収能に優れた自動車用ステアリング構造体を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の自動車用ステアリング構造体は、その目的を達成するため、ステアリングコラムを支持するコラム側ブラケットと、車体構成部材に固定された車体側ブラケットとが相接するように配置されたステアリング構造体であって、少なくとも前記車体側ブラケットが溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板から構成されていることを特徴とする。
【０００６】
ステアリング装置としては、ステアリングコラムを支持するコラム側ブラケットと、車体構成部材に固定された車体側ブラケットから構成されており、両ブラケットがかしめピン等で仮止めされている構造のものが挙げられる。前記構造に加え、ステアリングコラム自身もかしめピン等で車体側ブラケットにも仮止めされている構造のものが挙げられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明においては、コラム側ブラケットと車体側ブラケットとが相対的に摺動する自動車用ステアリング構造体において、少なくとも車体側ブラケットを構成する鋼板として硬質表面を有する溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いることにより、コラム側ブラケットと車体側ブラケットとの相対的な摺動特性を向上させることができる。このため、衝突荷重が入力されたときのコラム側ブラケットの摺動距離を大幅に延ばすことが可能になる。すなわち、摺動特性の向上により、衝撃吸収能が大幅に向上し、自動車の安全性の向上に貢献できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者等は、自動車用ステアリング構造体におけるコラム側ブラケットと車体側ブラケットとの相対的な摺動特性の向上策について種々検討を重ねてきた。
その結果、コラム側ブラケットと車体側ブラケットの内、少なくとも車体側ブラケットを溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板で形作ると、当該めっき鋼板のＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき層の高い硬さが最大限に活用されてコラム側ブラケットと車体側ブラケット間の相対的な摺動性が高められ、衝突荷重が入力されたとき、長い摺動距離を安定して摺動することを確認した。
以下にその詳細を説明する。
【０００９】
本出願人等は、Ａｌ：４.０〜１０質量％，Ｍｇ：１.０〜４.０質量％，さらに必要に応じて微量のＴｉ，Ｂ，Ｓｉ，Ｚｒ，希土類元素等を含有し，残部がＺｎ及び不可避的不純物からなる溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系のめっき浴を用いて溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ系合金めっきを施した鋼板を提案してきた（例えば、特開平１０−２２６８６５号公報，特開平１０−３０６３５７号公報を参照）。
【００１０】
このような溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、特に優れた耐食性を有し、かつ表面外観が良好なために各種用途に多用されている。本発明では、この溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を、ステアリング構造体を構成する各部材の素材として用いることにより、従来錆の発生等、経時劣化しやすかったステアリング構造体の経年劣化を防止することができる。
さらに、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板は、後述するように摺動特性にも優れている。このため、当該めっき鋼板の使用により、従来摺動性向上のために用いていた潤滑剤の使用を無くすことができ、汚染防止が図られたステアリング構造体を提供できる。
【００１１】
本発明者等は、上記溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板について、その表面特性をすべり性の観点から再検討した。
まず、すべり性の一つの観点として摩擦係数を調査した。
Ｃ：０.０５２質量％，Ｓｉ：０.００６質量％，Ｍｎ：０.２４質量％，Ｐ：０.０１５質量％，Ｓ：０.０１３質量％を含み、残部が実質的にＦｅからなる熱延焼鈍板を原板とし、熱延焼鈍ままの板，熱延焼鈍板に目付け量：４５ｇ／ｍ2で溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを施したもの（ＺＡＭ４５），及び熱延焼鈍板に目付け量：９０ｇ／ｍ2で溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを施したもの（ＺＡＭ９０）、の３種類の鋼板について、摩擦係数を調査した。
【００１２】
摩擦係数は、その概略を図２に示した（株）レスカ社製のFPR‐2100の摩耗試験機を用い、表１に示す条件で動摩擦係数を測定し、３者間の違いを見た。この際、熱延焼鈍ままの板については防錆油を塗布したものも測定した。なお、図２中、１１は供試材，１２は試料ボール，１３は負荷ウェイト，１４は測定軌跡，１５は荷重センサである。
その結果を図３に示す。
目付け量の多少に拘わらず、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを施したものでは、動摩擦係数が小さく、防錆油を塗布して潤滑処理を施した熱延鋼板以上に摩擦係数が小さくなっていることがわかる。
【００１３】
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【００１４】
次に、上記と同じ３種類の鋼板について、押圧部材間に挟んだ状態での引抜きによるすべり性を調査した。
すべり性の調査には、図４に示すような簡易的な引抜き法を採用した。すなわち、熱延焼鈍まま材からなる固定板２１間に所定の押付け力を加えた状態で挟み込んだ被調査材２２を表２に示した条件で引き抜いたときの引抜き力の違いで、３者間の引抜き性の違いを見た。
なお、潤滑条件として、次の３種の条件を採用した。
すなわち、固定板及び被調査板の両方の表面に防錆油を塗布した条件Ａ、固定板表面にのみ防錆油を塗布した条件Ｂ、及び固定板及び被調査板の両方とも防錆油を塗布していない条件Ｃの３種類である。
【００１５】
引抜き試験結果を図５，６に示す。
図５中（ａ）は押付け力１９.２ＫＮで、（ｂ）は押付け力９.６ＫＮで、（ｃ）は押付け力４.８ＫＮで、（ｄ）は押付け力２.４ＫＮで、押し付けた状態で被調査板を引き抜いたときの潤滑条件と引抜き力の関係を見たものである。また、図６は、潤滑条件として防錆油を全く用いない条件Ｃを採用したときの押付け力と引抜き力の関係を見たものである。
【００１６】
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【００１７】
図５，６の結果に見られるように、目付け量の多少に拘わらず、溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっきを施したものでは、無潤滑でも焼付きを発生することなく単なる熱延鋼板と比較して小さな引抜き力で引抜くことができている。特に押付け力が大きい場合に、この傾向が顕著である。
ところで、本引抜き試験では、固定板の寸法を３９ｍｍ×２５ｍｍに設定している。そして、この固定板間で長尺の被調査板を引抜いて滑らせている。この条件は、車体側ブラケットを被調査材に、コラム側ブラケットを固定板に見立てて両者の間の滑り性を調査したものである。被調査板を小さい引抜き力で引抜けることは、コラム側ブラケットが車体側ブラケット上で滑りやすいことを表わしていることに他ならない。
【００１８】
また、上記したように固定板間の押付け力が大きい時に、小さい引抜き力でも引抜けることは、例えば自動車の衝突時を想定するとき、完全な正面衝突でなく角度を持って衝突荷重が入力された場合にあっても、コラム側ブラケットは車体側ブラケット上で滑りやすいを示していることになる。
コラム側ブラケットが車体側ブラケット上で滑りやすくなると、衝突荷重が入力されたときにコラム側ブラケットの摺動距離を大幅に延ばすこと、すなわち衝撃吸収能を向上させることが可能になる。
【００１９】
ところで、上記の引抜き性試験結果は、固定板に熱延焼鈍板を、被調査板に溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いて行ったものである。
そこで、固定板及び被調査板の両方に溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用い、上記と全く同じ引抜き試験を行った。その結果を上記結果と併せて、図７に示す。
この結果から、固定板及び被調査板の両方に溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いた場合、被調査板にのみ溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いた場合と比べて、約１０％引抜き力が低下していることがわかる。すなわち、コラム側ブラケット及び車体側ブラケットの両方ともに溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いると、衝撃吸収能がさらに向上されることがわかる。
【００２０】
以上の調査結果から、コラム側ブラケットと車体側ブラケットとが相対的に摺動する自動車用ステアリング構造体において、少なくとも車体側ブラケットを構成する鋼板として硬質表面を有する溶融Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板を用いることにより、コラム側ブラケットと車体側ブラケットとの相対的な摺動特性を向上させることができる。
したがって、衝突荷重が入力されたときにコラム側ブラケットの摺動距離を大幅に延ばすこと、すなわち、衝撃吸収能を大幅に向上することができ、搭乗者の安全性が確保されやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ステアリング装置の構造を簡略的に示す斜視図
【図２】動摩擦係数の測定方法を説明する図
【図３】各供試材の摩擦係数を示したグラフ
【図４】引抜き試験方法を説明する図
【図５】潤滑条件の違いによる引抜き性の違いを説明するグラフ
【図６】押付け力と引抜き力の関係を示すグラフ
【図７】押付け力と引抜き力の関係を示すグラフ
【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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