JP2005247026A - ステアリングシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】乗降性あるいは衝撃吸収性に優れたステアリングシステムを得る。
【解決手段】ブラケット120に回転可能に設けられたリンクバー122,124の各々と、ステアリングコラム32のアウタチューブ54に設けられた軸受け部126,128の各々とを連結軸136,150によりそれぞれ相対回転可能に係合させて、ステアリングコラム32を車体22に保持させる。車両の衝突時には、位置変動力付与装置200によってリンクバー122を図において左回転させることにより、ステアリングコラム32をインストゥルメントパネル60よりも上に存在する第2保持位置に位置変動させる。第2保持位置において、ステアリングコラム32の移動の障害となるものが少ないため、スムーズに衝撃を吸収することができる。また、第2保持位置に位置変動させることによりステアリングホイール30が上昇あるいは前進するため乗降性が向上する。
【選択図】 図7
【解決手段】ブラケット120に回転可能に設けられたリンクバー122,124の各々と、ステアリングコラム32のアウタチューブ54に設けられた軸受け部126,128の各々とを連結軸136,150によりそれぞれ相対回転可能に係合させて、ステアリングコラム32を車体22に保持させる。車両の衝突時には、位置変動力付与装置200によってリンクバー122を図において左回転させることにより、ステアリングコラム32をインストゥルメントパネル60よりも上に存在する第2保持位置に位置変動させる。第2保持位置において、ステアリングコラム32の移動の障害となるものが少ないため、スムーズに衝撃を吸収することができる。また、第2保持位置に位置変動させることによりステアリングホイール30が上昇あるいは前進するため乗降性が向上する。
【選択図】 図7
Description
本発明は、車両に配備されたステアリングシステム、詳しくは、ステアリングコラムを車体に保持させる部分の構造に特徴を有するステアリングシステムに関する。
車両用ステアリングシステムには、通常、チルト機構のようにステアリングコラムの保持位置を変化させることによりステアリングホイール等の操作部材の位置を変化させる機構が設けられている。チルト機構は、個々の運転者が操作部材の高さ方向の位置を体格に合わせて調節することにより操作性を向上させるものであるが、その他の目的でステアリングコラムの保持位置を変化させる場合がある。例えば、運転者が車両に乗り降りする際に、ステアリングコラムの保持位置を変化させることにより操作部材を移動させて乗降性を向上させる場合や、車両の衝突後に運転者と操作部材との衝突による衝撃エネルギーを効果的に緩和するためにステアリングコラムの保持位置を変化させることにより操作部材を上昇させる場合等である。多くの車両には、車両が衝突した際に操作部材と運転者とが衝突することにより発生する衝撃を、ステアリングコラムを車両前方に移動させながら吸収する装置が設けられている。下記〔特許文献1〕に、車両に搭載された衝撃エネルギ吸収装置によって衝撃が吸収される際にステアリングコラムの保持位置を変化させて操作部材をチルトアップすることにより、操作部材と運転者の大腿部とが干渉しないようにする技術が記載されている。衝撃を吸収する際には、操作部材の移動が妨げられないことが望ましいからである。
特開2002−308116号公報
しかしながら、従来のステアリングシステムではその移動量が限られているため、車両の乗降性をさらに向上させることが困難である。また、上記〔特許文献1〕に記載された技術には、操作部材あるいはステアリングコラムと車体の構成部品等との干渉については何ら記載されておらず、操作部材等と車体の構成部品等との干渉が考慮されていない。本発明は、そういった事柄に鑑みてなされたものであり、従来のものよりも実用性の高いステアリングシステムを得ることを課題としてなされたものである。
上記課題を解決するために、本発明のステアリングシステムは、運転者に操作される操作部材と、その操作部材を保持するステアリングコラムと、ステアリングコラムをそれの車両における後方部がインストゥルメントパネルより車両後方側に突出する状態の保持位置である第1保持位置において車体に保持させるコラム保持装置とを含んで構成され、コラム保持装置が、ステアリングコラムがインストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置である第2保持位置へのステアリングコラムの位置変動を許容するコラム位置変動許容機構を備えたことを特徴とする。
本発明のステアリングシステムは、ステアリングコラムを第1保持位置から第2保持位置へ位置変動させることを可能とするものである。そのことによって、例えば、運転者の乗降時にステアリングコラムとともに操作部材を上昇させれば、車両の乗降性を向上させることができる。また、例えば、ステアリングコラムを移動させて衝撃を吸収する衝撃エネルギ吸収装置が車両に備えられている場合には、車両衝突時にステアリングコラムの移動の障害となるものが少ない第2保持位置に位置変動させて衝撃を吸収することができる。そのため、衝撃吸収時のステアリングコラムの移動がスムーズになること等により、衝撃緩衝効果を向上させることができる。なお、本発明のステアリングシステムの各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、〔発明の態様〕の項において詳しく説明する。
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
なお、以下の各項において、 (1)項が請求項1に相当し、 (2)項が請求項2に、 (3)項が請求項3に、 (4)項が請求項4に、 (7)項が請求項5に、それぞれ相当する。
(1)運転者に操作される操作部材と、その操作部材を保持するステアリングコラムと、前記ステアリングコラムをそれの車両における後方部が前記インストゥルメントパネルより車両後方側に突出する状態の保持位置である第1保持位置において車体に保持させるコラム保持装置とを備えたステアリングシステムであって、
前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムが前記インストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置である第2保持位置への前記ステアリングコラムの位置変動を許容するコラム位置変動許容機構を備えたことを特徴とするステアリングシステム。
前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムが前記インストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置である第2保持位置への前記ステアリングコラムの位置変動を許容するコラム位置変動許容機構を備えたことを特徴とするステアリングシステム。
本項に記載のステアリングシステムは、第1保持位置に保持されたステアリングコラムが、ステアリングコラムがインストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置である第2保持位置へ位置変動することを可能とするものである。ステアリングコラムをインストゥルメントパネルの上まで上昇させることを可能とすることにより、例えば、運転者の車両への乗降時に操作部材を従来のチルト機構による上昇よりも高い位置にまで上昇させることや、操作部材を大きく前進させること等ができ、車両への乗降性を向上させることができる。
また、多くの車両には、衝撃エネルギ吸収装置(以後、「衝撃吸収装置」と略記する。)として、例えば、車両の前方衝突後に運転者が操作部材に衝突する二次衝突時に、ステアリングコラムが軸方向における車両前方に抵抗力に抗して移動することを許容することによって操作部材に加わる衝撃を緩衝しつつ吸収する装置が設けられている。その衝撃吸収装置の衝撃緩衝効果を向上させるために、例えば、ステアリングコラムがスムーズに移動できるようにすること、あるいは衝撃吸収装置が許容するステアリングコラムの移動量を増加させることが望ましい。ステアリングコラムをスムーズに移動させるために、例えば、衝撃吸収装置による抵抗力を与えつつも、ステアリングコラムの移動に対するその他の障害を減少させることが望ましい。その他の障害とは、ステアリングコラムが軸方向における前方に移動する際に、例えば、ステアリングコラムが車体に配設された装置や部材等と接触することや、ステアリングコラムとともに移動する操作部材がインストゥルメントパネルや運転者の下肢等と接触すること等により発生する障害である。また、ステアリングコラムの移動量を増加させるために、例えば、ステアリングコラムが移動可能な空間を確保することが望ましい。
そこで、衝撃吸収時に、ステアリングコラムをインストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置に位置させることができれば、ステアリングコラムの移動に対する障害となるものが殆ど存在しないため、ステアリングコラムをスムーズに移動させること,あるいはステアリングコラムの移動量を増加させることが容易となる。そのため、ステアリングコラムを第2保持位置に位置変動させて衝撃を吸収させることにより、衝撃エネルギ吸収装置の緩衝効果あるいは吸収効果を高めることができるのである。
以上に述べたように、本項に記載のステアリングシステムは、乗降時,衝突時等の特定時にステアリングコラムを位置変動させることを可能としたものである。そのステアリングシステムは、例えば、操作部材になされた操作力を機械的に転舵部に伝達して車輪を転舵するものとすることができる。その転舵部に、操作力を補助する転舵補助力を発生する動力源が備えられていてもよい。また、本項に記載のステアリングシステムは、いわゆるステアバイワイヤと呼ばれる、操作部材になされた操作力を機械的に伝達することなく、例えば、センサ等により電磁気的に検出し、その操作に基づいて転舵部の動力源を制御することにより車輪を転舵するものとすることもできる。
(2)当該ステアリングシステムが、車両の衝突により運転者が前記操作部材に衝突した際に、前記ステアリングコラムが抵抗力に抗して軸線方向における前方へ移動することを許容することによって、前記操作部材に加わる衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置を備えた (1)項に記載のステアリングシステム。
本項に記載のステアリングシステムにおいて、ステアリングコラムの移動には、例えば、ステアリングコラム全体の移動,ステアリングコラムの一部の構成要素の移動,ステアリングコラムの少なくとも一部の構成要素が軸方向に変形収縮することによるステアリングコラムの少なくとも一部の構成要素の移動等によるもの、あるいはそれらの移動のうちの2以上が組合わさったものによるものが含まれる。例えば、コラムチューブに保持されたステアリングシャフトが前方に移動することや、ステアリングシャフトあるいはコラムチューブ等が軸方向に収縮することによりステアリングコラムの後方部が前方に移動すること等も、ステアリングコラムの移動と捉えることができる。
(3)前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムを、前記ステアリングコラムの車両における前方部が後方部よりも低くなるように傾斜した状態の保持位置である前記第1保持位置において車体に保持させる一方、前記位置変動がなされた後に、前記ステアリングコラムの軸線と水平面とのなす角度が前記第1保持位置における前記角度よりも小さくなる前記第2保持位置において車体に保持させるものである (1)項または (2)項に記載のステアリングシステム。
操作部材は、通常、ステアリングコラムの軸線と垂直に保持されており、車両前方側に傾斜している。車両の乗降性を低下させるのは主に操作部材の下部であるが、ステアリングコラムの軸線と水平面とのなす角度を小さくすると、操作部材の上記傾斜が鉛直に近づくため操作部材の下部が車両前方に移動して運転者が乗降する際のスペースが広くなる。また、ステアリングコラムを軸線方向における前方に移動させて衝撃を吸収する場合には、二次衝突時に、水平方向前方に向かう衝撃を緩衝する効果を向上させやすくなる。なお、第2保持位置において、ステアリングコラムの軸線と水平面とのなす角度が第1保持位置における上記角度よりも小さく、ステアリングコラムの車両における前方部が後方部よりも高くなるように傾斜した状態とすることもできる。
(4)前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムに前記第1保持位置から前記第2保持位置へ位置変動する力を付与する位置変動力付与装置を備える (1)項ないし (3)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
位置変動するための動力源は特に限定されない。例えば、モータ,高圧流体(例えば、エアバッグのインフレータ等),弾性部材(ばね部材等)等を用いることができる。それらによる動力をステアリングコラムに直接的あるいは位置変動許容機構を介して間接的に作用させることにより、ステアリングコラムを位置変動させることができる。なお、二次衝突時にはステアリングコラムを迅速に位置変動させることが望ましく、例えば、動力源として、高圧ガス,弾性部材等を用いることが望ましい。
なお、本項とは異なる態様であるが、位置変動させる力を運転者がステアリングコラムに付与する態様とすることもできる。例えば、二次衝突の際の運転者の慣性エネルギーを利用してステアリングコラムを位置変動させることができる。運転者の慣性エネルギーとは、例えば、運転者の膝が前進しようとする慣性力である。例えば、また、乗降時であれば、運転者自らが操作部材とともにステアリングコラムを手で上下させることもできる。
(5)前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムの前記第1保持位置から前記第2保持位置への位置変動を禁止およびその禁止を解除する位置変動禁止・禁止解除手段を備える (1)項ないし (4)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
通常時には位置変動を禁止する一方、乗降時,車両の衝突時等の特定時に位置変動の禁止を解除することにより、運転時の操作性を確保しながら必要なタイミングで位置変動を許容することができる。位置変動禁止・禁止解除手段は、例えば、コラム保持装置,ステアリングコラム等にステアリングコラムの位置変動を禁止する部材を設け、一定以上の力が作用する場合に、その部材が変形,破損等するような構造のものとすることができる。また、位置変動禁止・禁止解除手段は、例えば、フック等の係止部材等のステアリングコラムの位置変動を禁止する部材と、電磁石等の動力源を制御することにより特定時に上記部材による禁止を解除する機構とを備えたものとすることができる。
(6)前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムが前記第1保持位置から前記第2保持位置に位置変動した際に、前記ステアリングコラムの保持位置を前記第2保持位置に固定する保持位置固定手段を備える (1)項ないし (5)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
本項に記載の位置固定手段は、第1保持位置から位置変動したステアリングコラムを第2保持位置において自動的に固定するものが望ましい。位置固定手段は、例えば、フック等の係止部材により、ステアリングコラムあるいは位置変動許容機構を機械的に係止する機構や、磁力により電磁気的にステアリングコラム等を係止する機構等を備えるものとすることができる。
(7)前記コラム位置変動許容機構が、
車体に設けられた車体側係合部と前記ステアリングコラムに設けられたコラム側係合部とを有し、前記車体側係合部に対して規定された軌道である規定軌道に沿って前記コラム側係合部が移動可能になるように前記車体側係合部と前記コラム側係合部とを係合させる構造とされたコラム車体係合手段を、互いに離間する2箇所の位置に1つずつ備え、
それら2つのコラム車体係合手段の各々が有する前記コラム側係合部のそれぞれの前記規定軌道に沿った移動を許容することで前記ステアリングコラムの位置変動を許容するものである (1)項ないし (6)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
車体に設けられた車体側係合部と前記ステアリングコラムに設けられたコラム側係合部とを有し、前記車体側係合部に対して規定された軌道である規定軌道に沿って前記コラム側係合部が移動可能になるように前記車体側係合部と前記コラム側係合部とを係合させる構造とされたコラム車体係合手段を、互いに離間する2箇所の位置に1つずつ備え、
それら2つのコラム車体係合手段の各々が有する前記コラム側係合部のそれぞれの前記規定軌道に沿った移動を許容することで前記ステアリングコラムの位置変動を許容するものである (1)項ないし (6)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
ステアリングコラムの互いに離間した2つの箇所を、車体における定められた位置にそれぞれ位置させれば、ステアリングコラムの位置と傾斜勾配とが定まる。また、上記2つの箇所を一定の軌道に沿って車体に対して相対移動させれば、上記2つの箇所の移動にともなってステアリングコラムは定められた位置変動軌跡を描きながら位置変動することとなる。本項に記載のコラム位置変動許容機構は、ステアリングコラムの互いに離間した2箇所にそれぞれコラム側係合部を設けて、それら2つのコラム側係合部が定められた軌道に沿って車体に対して相対移動することを許容することにより、定められた位置変動軌跡を描くようなステアリングコラムの位置変動が許容されるのである。
コラム側係合部が沿って移動する規定軌道は、ある幅を持つ軌道とすることができる。つまり、コラム側係合部が、規定軌道と直角な方向へ一定量移動可能となっている状態で、概ね規定軌道に沿った移動を行うことを許容されるようにすることもできる。すなわち、規定軌道に沿った移動には、規定軌道に沿う一定の幅を持つ軌道に沿った移動も含まれる。
(8)前記車体側係合部が、前記規定軌道を形成する軌道形成部を有する (7)項に記載のステアリングシステム。
本項に記載の態様は、上記コラム車体係合手段を備える態様の構造を具体化した一態様である。本項に記載の態様には、例えば、ガイド機構を採用した態様が含まれる。その態様において、例えば、車体あるいは車体に固定された部材等に長穴やレール部材等を設けて、それら長穴等を軌道形成部としてのガイドとして機能させることができる。一方、コラム側係合部を、例えば、上記長穴に沿って移動可能な軸部材を有するものとすれば、コラム側係合部が、長穴等によってガイドされ、規定軌道に沿って移動することが許容される。
(9)前記コラム車体係合手段が、互いに離間する2箇所においてそれぞれ前記車体側係合部および前記コラム側係合部と相対回転可能な状態で係合することにより、前記車体側係合部と前記コラム側係合部とを連結する連結部材を含む (7)項に記載のステアリングシステム。
本項に記載の態様は、上記コラム車体係合手段を備える態様の構造を具体化した上記とは別の一態様である。本項に記載の態様には、例えば、リンク機構を採用した態様が含まれる。その態様において、例えば、連結部材を介して車体側係合部に連結されたコラム側係合部が、車体側係合部を中心とする円弧状の規定軌道に沿って移動するように、リンク機構を構成することができる。
(10)当該ステアリングシステムが、
前記操作部材に操作がなされて前記ステアリングコラムに加えられた操作力によって車輪の向きを変える転舵装置と、
前記操作力を前記ステアリングコラムから前記転舵装置に伝達するために前記ステアリングコラムと自在継手により連結されたコラム側部材と、前記転舵装置と自在継手により連結された転舵側部材とを有して、前記ステアリングコラムと前記転舵装置とを連結するとともに、前記ステアリングコラムが前記第2保持位置へ位置変動した際に、前記コラム側部材と前記転舵側部材とが分離するインタミディエイトシャフトとを備えるものであって、
前記転舵側部材が運転者側に倒れることを防止するシャフト倒れ防止手段を備える (1)項ないし (9)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
前記操作部材に操作がなされて前記ステアリングコラムに加えられた操作力によって車輪の向きを変える転舵装置と、
前記操作力を前記ステアリングコラムから前記転舵装置に伝達するために前記ステアリングコラムと自在継手により連結されたコラム側部材と、前記転舵装置と自在継手により連結された転舵側部材とを有して、前記ステアリングコラムと前記転舵装置とを連結するとともに、前記ステアリングコラムが前記第2保持位置へ位置変動した際に、前記コラム側部材と前記転舵側部材とが分離するインタミディエイトシャフトとを備えるものであって、
前記転舵側部材が運転者側に倒れることを防止するシャフト倒れ防止手段を備える (1)項ないし (9)項のいずれかに記載のステアリングシステム。
シャフト倒れ防止手段により、ステアリングコラムが第2位置へ位置変動した際に、コラム側部材と分離して支持されなくなる転舵側部材が倒れて、運転者の下肢とぶつかることを防止することができる。シャフト倒れ防止手段は、例えば、転舵側部材が車両後方側に倒れないように支える部材等とすることができる。
(11)当該ステアリングシステムが、前記ステアリングコラムが前記インストゥルメントパネル内からそれより上に存在する状態の保持位置である第2保持位置に位置変動する際に通過する通路を確保する位置変動通路確保手段が前記インストゥルメントパネルに設けられた車両に搭載される (1)項ないし(10)項に記載のステアリングシステム。
ステアリングコラムがインストゥルメントパネル内からその上に位置変動するには、インストゥルメントパネルを横切ることとなる。位置変動通路確保手段は、例えば、インストゥルメントパネルのパネル部材に設けることができる。具体的には、例えば、ステアリングコラムが通過する部分が容易に破断するように、パネル部材に溝,切り込み等の薄肉部を設けることができる。その位置変動通路確保手段の一態様である薄肉部をインストゥルメントパネルの裏側(運転者から見えない面、あるいは下面)に設ければ、インストゥルメントパネルの外観を損なうことがない。また、インストゥルメントパネルのデザイン上の制約となりにくい。また、位置変動通路確保手段を、例えば、パネル部材のステアリングコラムが通過する部分に、上方に開放可能,あるいは上方に離脱可能に設けられた蓋部材とすることもできる。
位置変動通路確保手段は、また、インストゥルメントパネルの内部に設けることができる。その場合は、位置変動通路確保手段を、例えば、ステアリングコラムが通過する部分に配置された装置,部材等をステアリングコラムの位置変動時に待避させる機構を有する態様とすることができる。さらに、位置変動通路確保手段は、ステアリングコラムが通過する部分に、パネル部材あるいはインストゥルメントパネルの内部の装置等が配置されていない空間を確保する態様とすることができる。
(12)運転者によって操作され、車両の衝突時に運転者の上半身を受け止める操作部材と、
その操作部材を保持するステアリングコラムと、
前記ステアリングコラムをそれの車両における後方部が前記インストゥルメントパネルより車両後方側に突出する状態の位置である第1保持位置に位置するように車体に保持させるコラム保持装置と、
車両の衝突により運転者が前記操作部材に衝突した際に、前記ステアリングコラムが抵抗力に抗して軸線方向における前方へ移動することを許容することによって前記操作部材に加わる衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置と
を備えたステアリングシステムであって、
前記コラム保持装置が、
前記ステアリングコラムの移動に対する障害が少ない保持位置となる第2保持位置へ前記ステアリングコラムが位置変動することを許容するコラム位置変動許容機構を備えたことを特徴とするステアリングシステム。
その操作部材を保持するステアリングコラムと、
前記ステアリングコラムをそれの車両における後方部が前記インストゥルメントパネルより車両後方側に突出する状態の位置である第1保持位置に位置するように車体に保持させるコラム保持装置と、
車両の衝突により運転者が前記操作部材に衝突した際に、前記ステアリングコラムが抵抗力に抗して軸線方向における前方へ移動することを許容することによって前記操作部材に加わる衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置と
を備えたステアリングシステムであって、
前記コラム保持装置が、
前記ステアリングコラムの移動に対する障害が少ない保持位置となる第2保持位置へ前記ステアリングコラムが位置変動することを許容するコラム位置変動許容機構を備えたことを特徴とするステアリングシステム。
本項に記載の態様は、車両の衝突時に、ステアリングコラムの移動に対する障害が少ない保持位置へステアリングコラムが位置変動することを許容するものである。上述のように、インストゥルメントパネルよりも上に存在する状態は、ステアリングコラムの移動に対する障害が少ない保持位置のうちの有力な1例である。しかし、ステアリングコラムがインストゥルメントパネル内に存在する状態でも上記障害が少ない保持位置とすることができる。例えば、ステアリングコラムの軸線方向における前方に、アクセル,ブレーキ等のペダル類を保持するペダルブラケット等が配設されている場合には、ステアリングコラムを軸線がそのペダルブラケットと交差しない保持位置まで上昇させれば、衝撃エネルギ吸収装置が許容しうるステアリングコラムの移動量を増加させても、ステアリングコラムとペダルブラケットとが接触しないのである。なお、本項に記載の態様は、上記 (3)項ないし(11)項に記載のステアリングシステムの特徴を採用することができる。
(13)前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムをインストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置である前記第2保持位置において車体に保持させるものである(11)項に記載のステアリングシステム。
本項に記載の態様は、上記 (1)項に記載の態様について説明のうち、衝撃エネルギ吸収装置が設けられている態様とほぼ同様な態様である。
以下、本発明の一実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、決して下記の実施例に限定されるものではなく、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
1. ステアリングシステムの概要.
図1に、本発明の一実施例であるステアリングシステム10が車両に配備された状態を、模式的に示す。この図は、運転者20が車体22に設けられたシート24に着座している車室内を示す図である。本実施例のステアリングシステム10は、操作部と転舵部とを備え、操作部に加えられた操作力を転舵部に機械的に伝達して車輪を転舵する一般的なシステムであり、図示されている部分は、その操作部である。本ステアリングシステム10の操作部は、操作部材であるステアリングホイール30,そのステアリングホイール30を保持するステアリングコラム32,およびそのステアリングコラム32を車体に保持させるコラム保持装置40を含んで構成されている。図示されてない転舵部は、ラックが形成された転舵ロッドと、そのラックと噛み合うピニオンギヤを備えたラック&ピニオン式の転舵装置を備えている。車室外へ延びるエクステンション46がそのピニオンギヤに繋がっており、エクステンションシャフト46が回転させられることによって車輪が転舵される。ステアリングコラム32の軸線方向の前方には、アクセルペダルやブレーキペダル48等を保持するペダルブラケット等に関係する装置49が車体22に設けられている。
図1に、本発明の一実施例であるステアリングシステム10が車両に配備された状態を、模式的に示す。この図は、運転者20が車体22に設けられたシート24に着座している車室内を示す図である。本実施例のステアリングシステム10は、操作部と転舵部とを備え、操作部に加えられた操作力を転舵部に機械的に伝達して車輪を転舵する一般的なシステムであり、図示されている部分は、その操作部である。本ステアリングシステム10の操作部は、操作部材であるステアリングホイール30,そのステアリングホイール30を保持するステアリングコラム32,およびそのステアリングコラム32を車体に保持させるコラム保持装置40を含んで構成されている。図示されてない転舵部は、ラックが形成された転舵ロッドと、そのラックと噛み合うピニオンギヤを備えたラック&ピニオン式の転舵装置を備えている。車室外へ延びるエクステンション46がそのピニオンギヤに繋がっており、エクステンションシャフト46が回転させられることによって車輪が転舵される。ステアリングコラム32の軸線方向の前方には、アクセルペダルやブレーキペダル48等を保持するペダルブラケット等に関係する装置49が車体22に設けられている。
2. ステアリングコラム.
ステアリングコラム32は、回転軸たるステアリングシャフト50と、そのステアリングシャフト50を回転可能に保持するコラムチューブ52とを含んで構成されるコラム本体53を主体とするものであり、そのコラム本体53を軸線方向に移動可能に保持するアウタチューブ54をさらに含んで構成されている。ステアリングシャフト50の車両後方側の端部に、ステアリングホイール30が相対回転不能に取り付けられている。また、ステアリングコラム32には、コラムカバー56が設けられ、そのコラムカバー56に速度メータ等の表示機器58が取り付けられている。ステアリングコラム32は、車両後方側の部分が車体に設けられたインストゥルメントパネル60から車両後方側に突出する状態となる保持位置で保持されている。その保持位置においては、ステアリングコラム32は、車両前方側が後方側より低くなるように傾斜した状態で保持されている。本実施例において、図に示す保持位置は、運転操作時の保持位置であり、第1保持位置である。
ステアリングコラム32は、回転軸たるステアリングシャフト50と、そのステアリングシャフト50を回転可能に保持するコラムチューブ52とを含んで構成されるコラム本体53を主体とするものであり、そのコラム本体53を軸線方向に移動可能に保持するアウタチューブ54をさらに含んで構成されている。ステアリングシャフト50の車両後方側の端部に、ステアリングホイール30が相対回転不能に取り付けられている。また、ステアリングコラム32には、コラムカバー56が設けられ、そのコラムカバー56に速度メータ等の表示機器58が取り付けられている。ステアリングコラム32は、車両後方側の部分が車体に設けられたインストゥルメントパネル60から車両後方側に突出する状態となる保持位置で保持されている。その保持位置においては、ステアリングコラム32は、車両前方側が後方側より低くなるように傾斜した状態で保持されている。本実施例において、図に示す保持位置は、運転操作時の保持位置であり、第1保持位置である。
本実施例において、ステアリングコラム32は、いわゆるテレスコピック機能を有しており、コラム本体53が軸線方向に移動可能とされたことで、ステアリングホイール30の車両前後方向の操作位置の調整が可能とされている。コラム本体53を保持するアウタチューブ54の内径は、コラムチューブ52の外径より若干大きくされており、アウタチューブ54の両端部の外周面には、周方向にいくつかの樹脂製ライナが配設され、アウタチューブ54の外周面はそのライナと摺接するようにされている。また、図2に示すように、アウタチューブ54の内周部には軸線に沿って案内溝70が設けられており、コラムチューブ52の外周部には、その案内溝70と係合する突起72が設けられている。そのような構造により、コラム本体53とアウタチューブ54とは、軸回りに相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能にされているのである。さらに、ステアリングコラム32は、コラム本体53とアウタチューブ54との相対移動を禁止するための、つまりロックするためのロックレバー76を備えている。そのロックレバー76にはカム部材78が設けられており、そのカム部材78は、アウタチューブ54の下部壁面に設けられた穴を貫通して先端がアウタチューブ54の内部に臨むようにされている。ロックレバー76を操作することで、カム部材78が回転し、コラムチューブ52が図における斜め上方に押されてロックされる構造となっている。上記ロックが解除された状態において、コラム本体53の車両後方への移動は、コラムチューブ52の車両前方側端部に設けられた係止片80が、アウタチューブ54の内周部に設けられた溝82の車両後方側端部に当接するまで許容される。コラムチューブ52の車両後方側(図において右側)には凸条90,92,94(図4参照)が設けられており、通常の状態におけるコラム本体53の車両前方への移動は、最も車両前方側にまで延びる凸条90とアウタチューブ54とが当接するまで許容される。
ステアリングコラム32には衝撃エネルギ吸収装置96(以後、「衝撃吸収装置」と略記する場合がある。)が設けられており、凸条90,92,94は、衝撃吸収装置96を構成するものとなっている。図2におけるA−A断面を示す図3から解るように、凸条90,92,94は、コラムチューブ52の壁面を内面から押出すようにして形成されており、僅かに突出するものとされている。詳細は後述するが、衝撃吸収時において、ロックレバー76によるロックは解除され、コラム本体53はアウタチューブ54と相対移動可能な状態とされる。車両の衝突後に、運転者20がステアリングホイール30に衝突すると、コラム本体53が車両前方に移動するが、その際に凸条90,92,94とアウタチューブ54とが干渉し、コラムチューブ52が扱かれる状態となって移動に対する抵抗力が発生する。この抵抗力が衝撃エネルギ吸収荷重として機能し、その抵抗力に抗ったコラムチューブ52の移動が許容されることで衝撃が吸収されるのである。なお、コラム本体53の移動の初期には凸条90のみが、また、移動の途中からは凸条90に加えて凸条92,94が、アウタチューブ54と干渉するようになっており、衝撃吸収量は変化するようになっている。
3. インタミディエイトシャフト.
ステアリングシステム10には、操作部と転舵部とを連結するインタミディエイトシャフト100を備えている。そのインタミディエイトシャフト100は、コラム側部材102と転舵側部材104とを有しており、それらが相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に係合させられている。詳しく言えば、コラム側部材102はパイプ状のものとされており、そのコラム側部材102に転舵側部材104が挿入されて、それらはセレーション嵌合させられているのである。コラム側部材102の端部と転舵部のステアリングシャフト50とが自在継手106を介して接続され、転舵側部材104の端部と転舵部の転舵シャフト46とが自在継手108を介して接続されており、ステアリングシャフト50の回転が転舵シャフト46に伝達される。なお、インタミディエイトシャフト100は、前述したテレスコピック機構によってコラム本体53が移動させられる場合に、伸縮するようになっている。
ステアリングシステム10には、操作部と転舵部とを連結するインタミディエイトシャフト100を備えている。そのインタミディエイトシャフト100は、コラム側部材102と転舵側部材104とを有しており、それらが相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能に係合させられている。詳しく言えば、コラム側部材102はパイプ状のものとされており、そのコラム側部材102に転舵側部材104が挿入されて、それらはセレーション嵌合させられているのである。コラム側部材102の端部と転舵部のステアリングシャフト50とが自在継手106を介して接続され、転舵側部材104の端部と転舵部の転舵シャフト46とが自在継手108を介して接続されており、ステアリングシャフト50の回転が転舵シャフト46に伝達される。なお、インタミディエイトシャフト100は、前述したテレスコピック機構によってコラム本体53が移動させられる場合に、伸縮するようになっている。
4. コラム保持装置
図4に示すように、車体22の一部をなすリインフォースメント110には、2つのブラケット120a,b(以後、2つのブラケットをブラケット120と総称する場合がある。a,b等の添え字の付く他の構成要素についても同様とする。)が固定されている。それらブラケット120の各々には、前方側リンクバー122a,b、後方側リンクバー124a,bが、それらの一端部において軸支されており、それらリンクバー122,124の各々が、他端部において、アウタチューブ54に設けられた前方側軸受部126,後方側軸受部128と回転可能に連結されている。コラム保持装置40は、それら、ブラケット120、リンクバー122,124、軸受部126,128を含んで構成された上記構造のものとされており、ステアリングコラム32を車体22に保持させる機能を果たしている。以下に、コラム保持装置40の構造を詳しく説明する。
図4に示すように、車体22の一部をなすリインフォースメント110には、2つのブラケット120a,b(以後、2つのブラケットをブラケット120と総称する場合がある。a,b等の添え字の付く他の構成要素についても同様とする。)が固定されている。それらブラケット120の各々には、前方側リンクバー122a,b、後方側リンクバー124a,bが、それらの一端部において軸支されており、それらリンクバー122,124の各々が、他端部において、アウタチューブ54に設けられた前方側軸受部126,後方側軸受部128と回転可能に連結されている。コラム保持装置40は、それら、ブラケット120、リンクバー122,124、軸受部126,128を含んで構成された上記構造のものとされており、ステアリングコラム32を車体22に保持させる機能を果たしている。以下に、コラム保持装置40の構造を詳しく説明する。
ブラケット120a,bには、前方側支持軸130a,bが固定され、それら支持軸130の各々は、先端部を前方側リンクバー122の各々の一端部に設けられた支持軸穴132に挿通して、それらリンクバー122の各々を回転可能に支持している。一方、アウタチューブ54の前方側軸受部126には連結軸穴134が設けられており、その軸穴134には、前方側連結軸136が回転可能な状態で貫通している。連結軸136の両端部の各々は、前方側リンクバー122の各々のもう一方の端部に設けられた連結軸穴138に挿通する状態で、リンクバー122と回転可能に連結されている。なお、2つのリンクバー122と軸受部126との相対位置を規制すべく、それらの間には、パイプ状のスペーサ140a,bが介装されている。
ブラケット120の車両後方側の部分に、支持軸穴142a,bが設けられ、後方側リンクバー124の各々の一端部にそれぞれ支持軸穴144a,bが設けられている。それら軸穴142,144を貫通する状態で、後方側支持軸146a,bが配設され、リンクバー124の各々は、ブラケット120の各々に回転可能に支持されている。一方、アウタチューブ54の後方側軸受部128には、連結軸穴148が設けられており、その軸穴148には、後方側連結軸150が回転可能な状態で貫通している。リンクバー124の各々のもう一方の端部には、連結軸穴である長穴152a,b(図5,図6)が設けられており、その長穴152に、連結軸150の両端部を挿通させる状態で、連結軸150とリンクバー124とが、長穴152に沿って相対移動可能に連結されている。なお、2つのリンクバー124と軸受部128との相対位置を規制すべく、それらの間には、パイプ状のスペーサ154a、bが介装されている。
以上のような構造から、本コラム保持装置40は、ステアリングコラム32の軸線方向に互いに隔たった2箇所の各々が、車体側の2箇所の各々と係合するようにして、ステアリングコラム32を車体に保持させるものとなっている。つまり、アウタチューブ54に設けられた、前方側軸受部126,前方側連結軸136等を含んで1つのコラム側係合部が構成され、後方側軸受部128,後方側連結軸150等を含んでもう1つのコラム側係合部が構成されており、また、ブラケット120に設けられた1対の前方側支持軸130を含んで1つの車体側係合部が構成され、1対の後方側支持軸146を含んでもう1つの車体側係合部が構成されているのである。そして、それらを繋ぐ1対の前方側リンクバー122が一方の連結部材として機能し、1対の後方側リンクバー124がもう一方の連結部材として機能するものとなっており、それらの要素を含んで、2つのコラム車体係合手段が構成されているのである。
なお、図5に示すように、後方側連結軸150の車両左方側の端部である頭部には、コの字形状をなす被掛止部材156が固着されている。被掛止部材156のフランジ部がリンクバー124bに掛止されることで、連結軸150の回転が禁止され、かつ、連結軸150が被掛止部材156とともに長穴152bに沿って移動可能な構造となっている。一方、連結軸150の一方の端部には雄ねじが形成され、ボス部に雌ねじが形成されたチルトロックレバー170が螺合させられている。チルトロックレバー170が図1において左回りに回転させられた際に、ねじが締まるようにされており、チルトロックレバー170と連結軸150の頭部とによって、リンクバー124,軸受部128,スペーサ154等が挟みつけられる。この状態において、リンクバー124と軸受部128との相対回転およびそれらの長穴152が延びる方向における相対移動が禁止される。
チルトロックレバー170の操作によってロックが解除されている状態では、図6に示すように、ステアリングコラム32の傾動が許容される。後に詳しく説明するが、前方側リンクバー122の図における時計回りの回転は禁止されており、その禁止状態においてステアリングコラム32の自重によって前方側連結軸136の位置は固定されており、後方側連結軸150が長穴152に沿って移動可能とされる範囲内において、前方側連結軸136の軸線を中心としたステアリングコラム32の傾動が許容されるのである。これにより、ステアリングホイール30の上下方向における操作位置の調整が可能となっている。つまり、本コラム保持装置40は、チルト機構を備えるものとなっているのである。なお、インストゥルメントパネル60には、ステアリングコラム32の傾動を許容する大きさの開口174が設けられている。また、開口174にはそれを車幅方向に横切る状態で係止バー176が設けられており、ステアリングホイール30が下降する向きのステアリングコラム32の傾動は、コラムチューブ52がその係止バー176に当接することによって規制されている。
5. コラム保持装置によって許容されるステアリングコラムの位置変動.
図1に示すステアリングコラム32の保持位置は、第1保持位置であり、通常走行状態の保持位置となる。本ステアリングシステム10では、車両の衝突時に、第1保持位置から、図7に示す保持位置である第2保持位置に位置変動させるようになっている。第2保持位置においては、ステアリングコラム32は、インストゥルメントパネル60よりも上に存在する状態となる。さらに言えば、ステアリングコラム32の軸線はほぼ水平で、ステアリングホイール30の高さ方向の位置が、第1保持位置における高さ方向の位置と殆ど同じ状態となる。
図1に示すステアリングコラム32の保持位置は、第1保持位置であり、通常走行状態の保持位置となる。本ステアリングシステム10では、車両の衝突時に、第1保持位置から、図7に示す保持位置である第2保持位置に位置変動させるようになっている。第2保持位置においては、ステアリングコラム32は、インストゥルメントパネル60よりも上に存在する状態となる。さらに言えば、ステアリングコラム32の軸線はほぼ水平で、ステアリングホイール30の高さ方向の位置が、第1保持位置における高さ方向の位置と殆ど同じ状態となる。
上記第1保持位置から第2保持位置へのステアリングコラム32の位置変動は、リンクバー122,124が上方へ回転する(図における反時計回りに回転する)ことによって実現される。前方側リンクバー122は、前方側軸受部126が前方側支持軸130の軸線を中心とした円弧軌道Lfに沿って移動するように、ステアリングコラム32とブラケット120とを係合させている。また、後方側リンクバー124は、後方側軸受部128が、後方側支持軸146の軸線回りに旋回軌道Lbに沿って移動するように、ステアリングコラム32とブラケット120とを係合させている。このような構造によって、定められた位置変動軌跡を描くようなステアリングコラム32の位置変動が許容されるのである。つまり、先に説明したところの、リンクバー122,124の各々を含んで構成される2つのコラム車体係合手段は、コラム側係合部を、規定された軌道Lf,Lbに沿って、車体側係合部に対して移動させるものであり、それら2つのコラム車体係合手段を含んでコラム位置変動許容機構が構成されているのである。
なお、上記旋回軌道Lbは、後方側連結軸150が長穴152に沿って移動するため正確な円弧軌道とはならない。また、後方側連結軸150が長穴152と係合するため、ステアリングコラム32の位置変動軌跡が一義的に決定されず、ステアリングコラム32に作用する力によって変わり得るものとなる。したがって、旋回軌道Lbは、ある幅を持った軌道とされている。また、詳しい説明は省略するが、本コラム保持装置40では、位置変動の際に、前方側リンクバー122と後方側リンクバー124とが車両側面視において一直線上に位置する状態を経て回転するように設けられている。そのため、位置変動の際のそれらリンクバー122,124の回転角度を比較的大きくでき、比較的短いリンクバー122,124によって、ステアリングコラム32の傾斜勾配を減少させるとともに、ステアリングコラム32を上方に大幅に位置変動させることができる。幾何学的には、ステアリングコラム32の位置変動軌跡が一律に決定されるものではないが、ステアリングコラム32の位置変動における慣性力により、ある範囲において定まった軌跡の位置変動が可能とされている。
さらに、コラム保持装置40は、それぞれがステアリングコラム32を位置変動させるための力を与える装置である1対の位置変動力付与装置200a,bを備えている。それら位置変動力付与装置200の各々は、瞬時にガスを発生するインフレータ202と、そのインフレータ202が発生した高圧ガスによって作動するシリンダ装置204とを含んで構成されている。それらインフレータ202はシリンダ装置204に連結支持されており、下側の連結箇所には、インフレータ202から発生したガスをシリンダ装置204に導入するための流路が設けられている。シリンダ装置204は、シリンダハウジング210と,2段式のピストン212とを備え、導入されたガスの圧力によってピストン212がハウジング210から延び出すような構造となっている。
位置変動力付与装置200の各々を構成するシリンダ装置204は、シリンダハウジング210の下部において、リインフォースメント110に設けられたシリンダブラケット214に回転可能に保持される。その一方で、ピストン212の先端部において、前方側リンクバー122に立設されたピストン係合軸216に相対回転可能に係合させられている。そのため、位置変動力付与装置200が作動させられた場合、ピストン212が突出してリンクバー122を押し上げることにより、ステアリングコラム32に位置変動力が付与されるのである。ちなみに、ステアリングコラム32が第1保持位置で保持されている状態では、ピストン212は最も後退した位置とされており、リンクバー122が下降しないように(図1等においては時計りに回転しないように)支持されている。なお、後方側リンクバー124用に上記位置変動力付与装置200と同様な装置をもう1対設けて、位置変動の際に連結部材122,124を同時に押し上げるように構成することもできる。
また、コラム保持装置40は、通常走行時には第1保持位置で保持するステアリングコラム32の位置変動を禁止する一方、車両が衝突した際には位置変動の禁止を解除する位置変動禁止・禁止解除手段を備えている。この位置変動禁止・禁止解除手段は、前述のチルト動作におけるロック機構を含んで構成されたものである。チルトロックレバー170によってロックされた状態では、ステアリングコラム32の後方側軸受部128と後方側リンクバー124とは相対回転不能な状態されており、上記位置変動が禁止されているのである。一方、コラム保持装置40には、車両が衝突した際にロックを解除するロック解除装置240が設けられている。そのロック解除装置240(図1,図3参照)は、上述の位置変動力付与装置200と同様に、インフレータおよびシリンダ装置を有する構造とされており、インフレータが発生するガス圧により、ピストンがチルトロックレバー170の車両前方側の端部である被押上部244を押し上げるように延び出す。被押上部244が押し上げられれば、ロックが解除されるのである。つまり、先に説明したチルト動作をロックする機構とロック解除装置240とを含んで位置変動禁止・禁止解除手段が構成されているのである。
さらに、コラム保持装置40には、第1保持位置から位置変動したステアリングコラム32を第2保持位置に固定する保持位置固定手段たる1対のコラム係止機構270a,b(図4参照)が設けられている。コラム係止機構270の各々は、ブラケット120に固定された支持部材272,その支持部材272に回動可能に保持されて先端部に係止鉤を有する鉤部材274,および鉤部材274を係止鉤による係止が行われる方向に付勢するスプリング276を含んで構成されている。そのコラム係止機構270は、ステアリングコラム32が第2保持位置に保持された状態で鉤部材274により連結部材122を係止し、ステアリングコラム32が、第2保持位置から第1保持位置に向かって位置変動しないようにするものである。支持部材272は、前方側リンクバー122の回転位置を制限することにより、ステアリングコラム32の位置変動を第2保持位置で停止させるストッパとしての役割も兼ねている。リンクバー122は、ステアリングコラム32の位置変動の際に、スプリング276が付勢する方向と逆の方向に鉤部材274を押しのけて回転した後、支持部材272によって制止される。リンクバー122が支持部材272に接触する際には、鉤部材274がスプリング276の付勢力によってリンクバー122を係止する位置まで回転させられてリンクバー122を係止する。また、後方側リンクバー124の各々の回転位置は、ブラケット120の各々に固定されたストッパとしての制止部材290a,bによって制限される。なお、図において、コラム係止機構270a,bおよび制止部材290a,bのうち、コラム係止機構270b,制止部材290bについては、それらの下側を図示するために二点鎖線で外形のみが表されている。
6. シャフト倒れ防止手段.
ステアリングコラム32が第2保持位置に位置変動する際には、ステアリングコラム32の車両における前方端部がコラム側部材102とともに大幅に上昇するため、インタミディエイトシャフト100のコラム側部材102と転舵側部材104とが分離する。その際に、転舵側部材104が運転者20の足の方に倒れないようにすることが望ましい。そこで、本ステアリングシステムにおいて、転舵側部材104が運転者側に倒れることを防止するシャフト倒れ防止手段として、係止部材300(図8)が車体に設けられている。係止部材300は、帯状の部材をハット形状に折り曲げて形成されたものであり、転舵側部材104の運転者側と左右の側を囲うようにして、ダッシュパネルに付設されている。
ステアリングコラム32が第2保持位置に位置変動する際には、ステアリングコラム32の車両における前方端部がコラム側部材102とともに大幅に上昇するため、インタミディエイトシャフト100のコラム側部材102と転舵側部材104とが分離する。その際に、転舵側部材104が運転者20の足の方に倒れないようにすることが望ましい。そこで、本ステアリングシステムにおいて、転舵側部材104が運転者側に倒れることを防止するシャフト倒れ防止手段として、係止部材300(図8)が車体に設けられている。係止部材300は、帯状の部材をハット形状に折り曲げて形成されたものであり、転舵側部材104の運転者側と左右の側を囲うようにして、ダッシュパネルに付設されている。
7. 制御装置.
本ステアリングシステム10は、図9にブロック図で示す位置変動制御装置400を備え、コラム保持装置は40は、その制御装置400によって制御される。位置変動制御装置400は、コンピュータ410を主体とするものであり、そのコンピュータ410は、CPU412,ROM414,RAM416,入出力インターフェース(I/O)418,それらをつなぐバス420等を含んで構成されている。入出力インターフェース418には、それぞれの駆動回路(ドライバ)430を介して、上述の位置変動力付与装置200,ロック解除装置240等が接続されている。入出力インターフェース418には、また、車両の減速度を検出する減速度センサ(Gセンサ)440が接続されている。
本ステアリングシステム10は、図9にブロック図で示す位置変動制御装置400を備え、コラム保持装置は40は、その制御装置400によって制御される。位置変動制御装置400は、コンピュータ410を主体とするものであり、そのコンピュータ410は、CPU412,ROM414,RAM416,入出力インターフェース(I/O)418,それらをつなぐバス420等を含んで構成されている。入出力インターフェース418には、それぞれの駆動回路(ドライバ)430を介して、上述の位置変動力付与装置200,ロック解除装置240等が接続されている。入出力インターフェース418には、また、車両の減速度を検出する減速度センサ(Gセンサ)440が接続されている。
位置変動制御装置400は、短い時間間隔をおいて繰り返し、Gセンサ440によって検出された車両減速度の検出信号を受信しており、その減速度が設定された閾値を超える場合に車両が前方衝突したと判断する。前方衝突が衝突したと判断された際には、ロック解除装置240が作動させられ、そのロック解除装置240の作動から極わずかに遅れて位置変動力付与装置200が作動させられる。すなわち、ロックが解除されてから、位置変動力が付与されるのである。なお、実際に衝突した場合にそれらの装置を作動させるのではなく、車間距離,車両速度等から衝突が回避できないと判断された場合に、作動させるような制御としてもよい。
8. 位置変動通路確保手段.
上述した第2保持位置への位置変動の際には、ステアリングコラム32が、車両側面視において、インストゥルメントパネル60を横切って移動する。そのため、本車両のインストゥルメントパネル60には、第2保持位置に位置変動する際にステアリングコラム32,連結部材122,124等が通過する通路を確保する位置変動通路確保手段が設けられている。インストゥルメントパネル60内は、ステアリングコラム32等が通過する通路には、車両を構成する他の装置,機器,部材が何も配設されていない構造とされており、その構造も上記手段の1つである。
上述した第2保持位置への位置変動の際には、ステアリングコラム32が、車両側面視において、インストゥルメントパネル60を横切って移動する。そのため、本車両のインストゥルメントパネル60には、第2保持位置に位置変動する際にステアリングコラム32,連結部材122,124等が通過する通路を確保する位置変動通路確保手段が設けられている。インストゥルメントパネル60内は、ステアリングコラム32等が通過する通路には、車両を構成する他の装置,機器,部材が何も配設されていない構造とされており、その構造も上記手段の1つである。
また、インストゥルメントパネル60の外装材であるパネル部材500には、図10に示すように、ステアリングコラム32等が位置変動する際に、ステアリングコラム32が押出されることによってパネル部材500が裂開するように、内部側の表面に薄肉部たる溝510が設けられている。溝510は、中央溝512,後方溝514,前方溝516および側方溝520に分けられている。中央溝512,後方溝514および前方溝516は、パネル部材500が容易に裂けるように溝が深く、言い換えれば、パネル部材500の厚さがかなり薄くされている。一方、側方溝520は、他の溝よりも浅くされており、比較的裂けにくくされている。そのため、パネル部材500は、第2保持位置へ位置変動するステアリングコラム32等に押された際には、中央溝512,後方溝514および前方溝516が設けられたラインに沿って容易に裂けるとともに、側方溝520が設けられたラインに沿って折れ曲がることにより、パネル部材500の一部が扉の開いたような状態となってステアリングコラム32等が通過する通路が確保されるのである。すなわち、インストゥルメントパネル60のパネル部材500に形成された溝510は、上記位置変動通路確保手段の1つとされているのである。なお、パネル部材500の一部が裂開することにより、衝撃吸収時にステアリングコラム32とともにコラムカバー58やステアリングホイール30等の進行方向に位置するパネル部材500の一部が退避することになるため、コラムカバー58等とパネル部材500とが干渉しにくくなり、ステアリングコラム32のスムーズな移動が可能となる。
9. 第2保持位置における衝撃吸収.
本ステアリングシステム10では、上記第2保持位置において、衝撃吸収装置96による運転者の二次衝突による衝撃エネルギの吸収が行われる。それに先立ち、コラム本体53のアウタータチューブ54に対する移動のロックが解除される。詳しく言えば、ステアリングコラム32の位置変動の途中において、ロックレバー76が前述の係止バー176に干渉するようになっており、ステアリングコラム176の位置変動によって、ロックレバー76が回転させられてロックが解除されるのである。ロックが解除された後、ステアリングコラム32は第2保持位置に位置させられた状態で、運転者がステアリングホイール30に衝突すれば、コラム本体53の前方への移動が許容されて、衝撃エネルギ吸収される。なお、第1保持位置にある状態で衝撃吸収が行われる場合を仮定すれば、その状態においてコラム本体53が斜め前方へ移動することになる。そのときには、例えば、インタミディエイトシャフト100の伸縮限界や,ペダルブラケット等に関係する装置49がコラム本体53の車両前方側の端部に干渉すること等により、充分なる移動量が確保できない。これに対して、第2保持位置における衝撃吸収の場合、コラム本体53の前方には比較的大きな空間が存在しており、コラム本体53の充分なる移動量が確保されることになる。その結果、第2保持位置においては効果的な衝撃吸収が可能であり、運転者が受ける衝撃を小さくすることできるのである。
本ステアリングシステム10では、上記第2保持位置において、衝撃吸収装置96による運転者の二次衝突による衝撃エネルギの吸収が行われる。それに先立ち、コラム本体53のアウタータチューブ54に対する移動のロックが解除される。詳しく言えば、ステアリングコラム32の位置変動の途中において、ロックレバー76が前述の係止バー176に干渉するようになっており、ステアリングコラム176の位置変動によって、ロックレバー76が回転させられてロックが解除されるのである。ロックが解除された後、ステアリングコラム32は第2保持位置に位置させられた状態で、運転者がステアリングホイール30に衝突すれば、コラム本体53の前方への移動が許容されて、衝撃エネルギ吸収される。なお、第1保持位置にある状態で衝撃吸収が行われる場合を仮定すれば、その状態においてコラム本体53が斜め前方へ移動することになる。そのときには、例えば、インタミディエイトシャフト100の伸縮限界や,ペダルブラケット等に関係する装置49がコラム本体53の車両前方側の端部に干渉すること等により、充分なる移動量が確保できない。これに対して、第2保持位置における衝撃吸収の場合、コラム本体53の前方には比較的大きな空間が存在しており、コラム本体53の充分なる移動量が確保されることになる。その結果、第2保持位置においては効果的な衝撃吸収が可能であり、運転者が受ける衝撃を小さくすることできるのである。
10. 変形例
上記実施例においては、連結部材を主体とするリンク機構を採用して位置変動許容機構が構成されている。そのような構成に代え、図11に示すような構成のガイド機構を採用した位置変動許容機構を備えたコラム保持装置700とすることも可能である。なお、説明を容易にするために、上記実施例における位置変動力付与装置200,位置変動禁止・禁止解除手段,保持位置固定手段等に相当する装置等の図示は省略する。図に示すコラム保持装置700では、車体に固定されたステアリングコラム730を挟むように位置する1対のブラケット710が車体に固定されており、それらの各々に、長穴とされた2つのガイド穴720,722が形成されている。それらガイド穴720,722は、ステアリングホイールの車両後方の仮想的な回転中心726を中心とする円弧状に形成されている。ステアリングコラム730は、前述のステアリングコラム32と略同様の構成のものであるが、前方側軸受部732、後方側軸受部734が、自身の下側に設けられている。それら軸受部732,734の各々には、それらを貫通する状態で、前方側連結軸740,後方側連結軸742が保持されている。それらの連結軸740,742は、それぞれの両端部がガイド穴720,722と係合する状態で、ブラケット710の各々と連結されている。連結軸740,742は、ガイド穴720,722に沿った移動が許容されており、そのことによって、ステアリングコラム730は、定まった位置変動軌跡を描く位置変動が許容されるのである。具体的には、ステアリングコラム730の位置変動において、上記回転中心726を中心とする回動が許容される。ステアリングコラム730に位置変動力が付与されれば、前述したコラム保持装置40による場合と同様、ステアリングコラム730が第2保持位置へ位置変動することになる。
上記実施例においては、連結部材を主体とするリンク機構を採用して位置変動許容機構が構成されている。そのような構成に代え、図11に示すような構成のガイド機構を採用した位置変動許容機構を備えたコラム保持装置700とすることも可能である。なお、説明を容易にするために、上記実施例における位置変動力付与装置200,位置変動禁止・禁止解除手段,保持位置固定手段等に相当する装置等の図示は省略する。図に示すコラム保持装置700では、車体に固定されたステアリングコラム730を挟むように位置する1対のブラケット710が車体に固定されており、それらの各々に、長穴とされた2つのガイド穴720,722が形成されている。それらガイド穴720,722は、ステアリングホイールの車両後方の仮想的な回転中心726を中心とする円弧状に形成されている。ステアリングコラム730は、前述のステアリングコラム32と略同様の構成のものであるが、前方側軸受部732、後方側軸受部734が、自身の下側に設けられている。それら軸受部732,734の各々には、それらを貫通する状態で、前方側連結軸740,後方側連結軸742が保持されている。それらの連結軸740,742は、それぞれの両端部がガイド穴720,722と係合する状態で、ブラケット710の各々と連結されている。連結軸740,742は、ガイド穴720,722に沿った移動が許容されており、そのことによって、ステアリングコラム730は、定まった位置変動軌跡を描く位置変動が許容されるのである。具体的には、ステアリングコラム730の位置変動において、上記回転中心726を中心とする回動が許容される。ステアリングコラム730に位置変動力が付与されれば、前述したコラム保持装置40による場合と同様、ステアリングコラム730が第2保持位置へ位置変動することになる。
本変形例においては、1対のブラケット710のガイド穴720,722設けられている部分の各々が車体側係合部として機能し、ガイド穴720,722が、車体側係合部が有するところの規定軌道を形成する軌道形成部として機能するものとされている。また、前方側連結軸740,後方側連結軸742の各々と、前方側軸受部732,後方側軸受部734の各々とを含んで、2つのコラム側係合部が構成されている。そして、本変形例のコラム保持装置700では、それらの構成要素によって、2つのコラム車体係合手段(ガイド機構)が構成されているのである。なお、本変形例においては、ステアリングコラム730の略全長にわたって、ステアリングコラム730の少なくとも一部分がインストゥルメントパネル750の上面より突出するような第2保持位置とされており、この保持位置も、スタリングコラムがインストゥルメントパネルより上に存在する第2保持位置となっている。
10:ステアリングシステム 22:車体 30:ステアリングホイール(操作部材) 32:ステアリングコラム 40:コラム保持装置 49:ペダルブラケット 50:ステアリングシャフト 52:コラムチューブ 53:コラム本体 54:アウタチューブ 60:インストゥルメントパネル 90,92,94:突条 96:衝撃エネルギ吸収装置 100:インタミディエイトシャフト 110:リインフォースメント 120a,b:ブラケット 122a,b:前方側リンクバー 124a,b:後方側リンクバー 126:前方側軸受部 128:後方側軸受部 130a,b:前方側支持軸 132a,b:支持軸穴 134:連結軸穴 136:前方側連結軸 138a,b:支持軸穴 142a,b:支持軸穴 144a,b:支持軸穴 146a,b:後方側支持軸 148:連結軸穴 150:後方側連結軸 152a,b:長穴 170:チルトロックレバー 200:位置変動力付与装置 240:チルトロック解除装置 270:コラム係止機構(保持位置固定手段) 300:係止部材(シャフト倒れ防止手段) 400:位置変動制御装置 440:Gセンサ 500:パネル部材 510:溝(位置変動通路確保手段) 700:コラム保持装置 710:ブラケット 720,722:ガイド穴 730:ステアリングコラム 732,734:コラム側係合部 740:前方連結軸 742:後方連結軸
Claims (5)
- 運転者に操作される操作部材と、その操作部材を保持するステアリングコラムと、前記ステアリングコラムをそれの車両における後方部が前記インストゥルメントパネルより車両後方側に突出する状態の保持位置である第1保持位置において車体に保持させるコラム保持装置とを備えたステアリングシステムであって、
前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムが前記インストゥルメントパネルよりも上に存在する状態の保持位置である第2保持位置への前記ステアリングコラムの位置変動を許容するコラム位置変動許容機構を備えたことを特徴とするステアリングシステム。 - 当該ステアリングシステムが、車両の衝突により運転者が前記操作部材に衝突した際に、前記ステアリングコラムが抵抗力に抗して軸線方向における前方へ移動することを許容することによって、前記操作部材に加わる衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置を備えた請求項1に記載のステアリングシステム。
- 前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムを、前記ステアリングコラムの車両における前方部が後方部よりも低くなるように傾斜した状態の保持位置である前記第1保持位置において車体に保持させる一方、前記位置変動がなされた後に、前記ステアリングコラムの軸線と水平面とのなす角度が前記第1保持位置における前記角度よりも小さくなる前記第2保持位置において車体に保持させるものである請求項1または2に記載のステアリングシステム。
- 前記コラム保持装置が、前記ステアリングコラムに前記第1保持位置から前記第2保持位置へ位置変動する力を付与する位置変動力付与装置を備える請求項1ないし3のいずれかに記載のステアリングシステム。
- 前記コラム位置変動許容機構が、
車体に設けられた車体側係合部と前記ステアリングコラムに設けられたコラム側係合部とを有し、前記車体側係合部に対して規定された軌道である規定軌道に沿って前記コラム側係合部が移動可能になるように前記車体側係合部と前記コラム側係合部とを係合させる構造とされたコラム車体係合手段を、互いに離間する2箇所の位置に1つずつ備え、
それら2つのコラム車体係合手段の各々が有する前記コラム側係合部のそれぞれの前記規定軌道に沿った移動を許容することで前記ステアリングコラムの位置変動を許容するものである請求項1ないし4のいずれかに記載のステアリングシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004057025A JP2005247026A (ja) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | ステアリングシステム |
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Publications (1)
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ID=35027943
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JP2004057025A Withdrawn JP2005247026A (ja) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | ステアリングシステム |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010058620A (ja) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Nsk Ltd | 衝撃吸収式電動パワーステアリング装置 |
JP2012214182A (ja) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Nsk Ltd | ステアリング装置 |
FR3033307A1 (fr) * | 2015-03-05 | 2016-09-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Ensemble de colonne de direction escamotable pour vehicule |
KR102062730B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2020-01-06 | 공주대학교 산학협력단 | 수납식 조향핸들 장치 및 동작 방법 |
WO2023228406A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 株式会社ジェイテクト | ステアリング装置 |
-
2004
- 2004-03-02 JP JP2004057025A patent/JP2005247026A/ja not_active Withdrawn
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