JP2004210209A - 車両用操舵装置 - Google Patents

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Haruhiko Sato
晴彦 佐藤
Osamu Shimoyama
修 下山
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/197Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible incorporating devices for preventing ingress of the steering column into the passengers space in case of accident

Abstract

【課題】衝突時にステアリングを運転者前方に自動的に退避させる際、十分な退避量を確保可能な車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】ステアリングと前輪を転舵する転舵ロッドの間がフレキシブルな伝達手段で連結された車両用操舵装置において、運転席シートの左前方部に車両前後方向に回動可能な支点を持ち、前記ステアリング及び前記フレキシブル伝達手段の一部が搭載されたリンクと、前記リンク内であって、退避方向に動作させる弾性体と、衝突時以外は弾性体の力を抑え、衝突時は保持を解除する保持手段とから構成され、衝突時に運転者の頭部が動く方向と異なる方向(退避方向)にステアリングが瞬時に退避するステアリング退避機構と、を設けた。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正面衝突時にステアリングを運転者直前から退避させ、運転者の傷害を軽減させる車両用操舵装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、衝突時にステアリングを運転者前方に自動的に退避させるものとして特許文献1に記載の技術が開示されている。これは火薬の爆発の力により瞬時にステアリングを運転者前方のステアリングコラム方向に退避させるものである。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−255497号公報(図1参照)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の車両用操舵装置にあっては、ステアリングを運転者前方のステアリングコラム方向に退避させるため、クラスタパネル内のステアリングメンバやキーシリンダ、コンビネーションスイッチ等の制約で、退避量は制限を受けていた。
【0005】
本発明は、上述の課題に鑑み、衝突時にステアリングを運転者前方に自動的に退避させる際、十分な退避量を確保可能な車両用操舵装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、ステアリングと前輪を転舵する転舵ロッドの間がフレキシブルな伝達手段で連結された車両用操舵装置において、運転席シートの左前方部に車両前後方向に回動可能な支点を持ち、前記ステアリング及び前記フレキシブル伝達手段の一部が搭載されたリンクと、前記リンク内であって、衝突時に運転者の頭部が動く方向と異なる方向(退避方向)に動作させる弾性体と、衝突時以外は弾性体の力を抑えるよう保持し、衝突時は保持を解除する保持手段とから構成され、衝突時は退避方向にステアリングが瞬時に退避するステアリング退避機構と、を設けたことで上記課題を解決するに至った。
【0007】
【発明の作用】
本願発明にあっては、衝突時にステアリングを運転者の頭部が動く方向と異なる方向に自動的に退避させることで、ステアリングの退避量を大幅に増大することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における車両用操舵制御装置の実施形態について実施例をもとに説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0009】
(第1実施例)
図1は請求項1,2,3,5に対応する第1実施例の構成を表す概略図である。まず構成を説明すると、1はステアリング、3はステアリング位置調節手段、4は伝達変換手段、5はフレキシブル伝達手段、6は操舵輪を転舵する転舵ロッド、11はエアバッグ手段10と爆発離脱手段8を制御する制御手段である。
【0010】
操舵系は、運転者のステアリング操作を転舵ロッド6に伝達するフレキシブル伝達手段5を持ち、ステアリング1を片側から支持するリンク9をステアリング位置調節手段3により回転させてステアリング1の位置調節を行うものである。
【0011】
ステアリング1の転舵操作は伝達変換手段4に伝わり、ここからフレキシブル伝達手段5を介して、前輪の転舵ロッド6を図1中左右方向にスライドさせ、前輪の転舵を行う。ここで、伝達変換手段4はステアリング1の回転運動を左右方向の運動に変換させるものである。
【0012】
フレキシブル伝達手段5は押し引き兼用のケーブルとするが、2本の引き方向ケーブルや油圧チューブ、電気及びアクチュエータによる伝達も可能である。
【0013】
ステアリング1及び伝達変換手段4は、ステアリング支持部材7に剛結している。ステアリング支持部材7と支持リンク9は前部支持軸71、後部支持軸72の2点で連結されている。ここで、前部支持軸71は爆発離脱手段8(特許請求の範囲の保持手段に相当)と係合しており、後部支持軸72はバネ72aを備えている。また、支持リンク9は運転席左下の支点上にステアリング位置調節手段3を持ち、これを動作させることで、ステアリング位置を前後方向に調節することができる。
【0014】
また、運転席前方のクラスタパネル13上にはステアリングメンバ14に取り付けられたエアバッグ手段10が設けられている。爆発離脱手段8、エアバッグ手段10の制御は制御手段11で行う。制御手段11では減速度検出手段12にて検出した減速度が一定値以上の場合は衝突と判断し、爆発離脱手段8及びエアバッグ手段10の点火を行う。
【0015】
図2は第1実施例における車両用操舵装置を横から見た構成を示す概略図である。後部支持軸72はステアリング支持部材7と一体化している。また、バネ72aは後部支持軸72と支持リンク9を結んでおり、後部支持軸72を支持リンク9に対して図1において反時計方向に強い力のバネ力で引っ張っている。前部支持軸71はステアリング支持部材7と支持リンク9を貫通しており、バネ72aの力が作用していても、前部支持軸71が抵抗となり、ステアリング支持部材7と支持リンク9の位置関係は一定である。
【0016】
前部支持軸71の先端は爆発離脱手段8と係合している。図3は爆発離脱手段8の構成を示す概略図である。火薬シリンダ83内に火薬82とピストン81を持ち、ピストン81上部と前部支持軸71の下端が接触している。点火手段84により火薬82が点火されると、ピストン81が上方へ強い力で押され、前部支持軸71は初速が付き、支持リンク9及びステアリング支持部材7を通り図2上方へ抜ける。これにより前部支持軸71付近ではステアリング支持部材7と支持リンク9はフリーとなり、後部支持軸72のバネ力により、ステアリング支持部材7及びステアリング1は図4に示すように、後部支持軸72を中心として図中半時計方向に急回転する(請求項2,3に対応)。
【0017】
この際、ステアリング1が回転してクラスタパネル13又はステアリングメンバ14に当たった場合でも、図4の様に衝突時に運転者の頭部が通る方向を妨げない様、後部支持軸72の位置は、車両中心に対して運転者寄りに設置することが望ましい。
【0018】
次にエアバッグ手段10について説明する。エアバッグ手段10は図5に示すように、クラスタパネル13のステアリングメンバ14上の運転者前方に搭載されている。図6に車両の横から見たエアバッグ展開時の形状を示す。エアバッグが展開すると、ステアリング1上方からステアリング1後方へ回り込む形状をしている。エアバッグ内部は上部室10aと下部室10bに分かれており、連通孔10cにて連結されている。展開時はまず上部室10aが膨らみ、その上部がルーフに当る。その後、連通孔10cを通って空気が下部室10bに入り込み、下部室10bは図6の下方向に膨らみ、ステアリング後方を覆う形状となる。
【0019】
図7は制御手段11における、爆発離脱手段8及びエアバッグ手段10の制御内容を表すフローチャートである。
【0020】
ステップ101では、減速度検出手段12から減速度を読み込む。
【0021】
ステップ102では、減速度が一定値以上かどうかを判断し、一定値以上であれば衝突したと判断してステップ103へ進み、それ以外はステップ101を繰り返す。
【0022】
ステップ103では、エアバッグ手段10に対し、エアバッグを展開する指令を出力する。
【0023】
ステップ104では、爆発離脱手段8の点火手段84を点火する指令を出力する。
【0024】
図8はエアバッグ手段10及び爆発離脱手段8の点火タイミングを表すタイムチャートである。衝突が検出された場合には、爆発離脱手段8を点火すると同時にエアバッグ手段10も点火するものとする。これにより、衝突時にステアリングを運転者前方に自動的に退避させるスペースを確保し、エアバッグにより運転者を保護しつつ、ステアリングが運転者に衝突することがないため、運転者への衝撃を大幅に低減することができる(請求項5に対応)。
【0025】
(第2実施例)
図9は請求項1,2,3,6に対応する第2実施例における車両用操舵装置を横から見た構成を示す概略図である。第1実施例ではエアバッグ手段10はクラスタパネル13上に設定したが、第2実施例では、ステアリングパッド内に設置したものである。
【0026】
図10は制御手段11における、爆発離脱手段8及びエアバッグ手段10の制御内容を表すフローチャートである。基本的な制御内容は第1実施例と同様であるため、異なるステップについてのみ説明する。
【0027】
ステップ201では、タイマのカウントアップを行う。
【0028】
ステップ202では、タイマ値τが所定時間t2よりも大きいかどうかを判断し、大きいときはステップ104へ進み、小さいときはステップ201に戻りタイマのカウントアップを継続する。
【0029】
図11はエアバッグ手段10及び爆発離脱手段8の点火タイミングを表すタイムチャートである。この場合の爆発離脱手段8の点火タイミングと、エアバッグ手段10の点火タイミングを示す。まずエアバッグ手段10を点火させ、t2秒後に爆発離脱手段8を点火させる。t2はエアバッグが展開するのに要する時間であり、運転者の頭部がエアバッグに当った瞬間にエアバッグごとステアリング1を退避させるものである。ステアリング1の退避距離が十分に取れない様な車両の場合に、ステアリング位置が退避することによる衝撃吸収とエアバッグがクッションとなる衝撃吸収の2重吸収構成とすることで傷害低減を達成することができる(請求項6に対応)。
【0030】
(第3実施例)
【0031】
図12は請求項2,4,6に対応する第3実施例における車両用操舵装置を横から見た構成を示す概略図である。第1実施例では、車両上方から見て、反時計方向にステアリングを退避させたが、第3実施例では、支持リンク9を車両前方に倒すことで車両横から見た面上に退避させるものである。
【0032】
支持リンク9の下方には、引き込み手段20が設けられている。この引き込み手段20の上方支点は支持リンク9に設けられた長孔9aと係合しており、一方、下方支点は支持リンク支点と同じフロア上に係合している。通常時は引き込み手段20は支持リンク9に対して何の抵抗にもなっていない。
【0033】
図13は引き込み手段20の詳細を示す拡大断面図である。まず構成について説明すると、支持リンク9の長孔9aと係合する上部部材21と、フロア上に係合する下部部材22と、上部部材21と下部部材22とを引き合うように係合されたバネ23と、上部部材21と下部部材22を所定の間隔で保持係合する支持軸24から構成されている。
【0034】
通常は上部部材21と下部部材22は支持軸24で連結されており、上方支点、下方支点の位置関係は一定である。爆発離脱手段8を発火させた場合、支持軸24は図13中左上に飛び出していき、上部部材21と下部部材22が切り離される。このとき、バネ23の力により、上方支点は下方支点側に強く引き込まれる。
【0035】
図14は爆発離脱手段8を点火させた場合のステアリング位置を示す図である。上方支点が下方に引き込まれるため、ステアリング1は支持リンク支点を中心として図14中の反時計方向に回転する。エアバッグ手段10はステアリング内部に備えており、図14に示すように展開する。展開するタイミングは第2実施例と同じく、エアバッグ手段10を点火させた後、所定時間t2経過後に爆発離脱手段8を点火させるものとする。上述の構成とした場合であっても、ステアリング位置が退避することによる衝撃吸収とエアバッグがクッションとなる衝撃吸収の2重吸収構成とすることで傷害低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例における車両用操舵装置の基本構成を表す概略図である。
【図2】第1実施例における車両用操舵装置の車両横方向から見た概略図である。
【図3】第1実施例における爆発離脱手段の構成を表す断面図である。
【図4】第1実施例における車両上方から見たステアリングの動きを表す概略図である。
【図5】第1実施例におけるエアバッグが展開した状態を車両上方から見た概略図である。
【図6】第1実施例におけるエアバッグが展開した状態を車両横方向から見た概略図である。
【図7】第1実施例における制御手段の制御内容を表すフローチャートである。
【図8】第1実施例における爆発離脱手段とエアバッグ手段の動きを表すタイムチャートである。
【図9】第2実施例における車両用操舵装置を車両上方から見た概略図である。
【図10】第2実施例における制御手段の制御内容を表すフローチャートである。
【図11】第2実施例における爆発離脱手段とエアバッグ手段の動きを表すタイムチャートである。
【図12】第3実施例における車両用操舵装置を車両横方向から見た概略図である。
【図13】第3実施例における引き込み手段の構成を表す拡大断面図である。
【図14】第3実施例におけるエアバッグが展開した状態を車両横方向から見た概略図である。
【符号の説明】
1 ステアリング
3 ステアリング位置調節手段
4 伝達変換手段
5 フレキシブル伝達手段
6 転舵ロッド
7 ステアリング支持部材
8 爆発離脱手段
9 支持リンク
9a 長孔
10 エアバッグ手段
11 制御手段
12 減速度検出手段
13 クラスタパネル
14 ステアリングメンバ
20 引き込み手段
21 上部部材
22 下部部材
23 バネ
24 支持軸
71 前部支持軸
72 後部支持軸
72a バネ
81 ピストン
82 火薬
83 火薬シリンダ
84 点火手段

Claims (6)

  1. ステアリングと前輪を転舵する転舵ロッドの間がフレキシブルな伝達手段で連結された車両用操舵装置において、
    運転席シートの左前方部に車両前後方向に回動可能な支点を持ち、前記ステアリング及び前記フレキシブル伝達手段の一部が搭載されたリンクと、
    前記リンク内であって、退避方向に動作させる弾性体と、衝突時以外は弾性体の力を抑え、衝突時は保持を解除する保持手段とから構成され、衝突時に運転者の頭部が動く方向と異なる方向(退避方向)にステアリングが瞬時に退避するステアリング退避機構と、
    を設けたことを特徴とする車両用操舵装置。
  2. 請求項1に記載の車両用操舵装置において、
    前記リンクを、運転席シートの左前方部に車両前後方向に回動可能な支点を有する第1リンクと、該第1リンクとの結合部に支点を有する第2リンクから構成し、
    前記保持手段を、火薬の発火により前記第1リンクと前記第2リンクの結合を分断させることにより保持を解除する手段としたことを特徴とする車両用操舵装置。
  3. 請求項2に記載の車両用操舵装置において、
    前記第1リンクを運転席シートの左前方下部の支点から上方向に延びたリンクとし、前記第2リンクをステアリングから車両横方向に延びたリンクとし、
    前記保持手段を、2つのリンクの結合部に搭載し、衝突時に前記2つのリンクの結合が分断されたときは、ステアリングが前記結合部を中心にして、車両上方から見て車両前方に円弧状に退避することを特徴とする車両用操舵装置。
  4. 請求項1に記載の車両用操舵装置において、
    前記保持手段を、前記リンクの回動可能な支点付近に搭載し、衝突時に保持が解除されたときは、ステアリングが前記支点を中心にして、車両横方向から見て車両前方に円弧状に退避することを特徴とする車両用操舵装置。
  5. 請求項1ないし4に記載の車両用操舵装置において、
    ステアリング前方のインストルメントパネル上に、展開時にステアリング上部からステアリング後部に回り込む形状のエアバッグを搭載し、
    前記ステアリング退避機構は、衝突時に保持を解除すると同時に、前記エアバッグを展開することを特徴とする車両用操舵装置。
  6. 請求項1ないし4に記載の車両用操舵装置において、
    ステアリング内にエアバッグを搭載し、
    前記ステアリング退避機構は、衝突時にエアバッグを展開した後、前記保持手段の保持を解除することを特徴とする車両用操舵装置。
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