JP2006111093A - 車両用ステアリングシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 車両用ステアリングシステムの実用性を向上させる。
【解決手段】 運転者の操作部材への二次衝突に対して離脱を許容する離脱許容機構202を有してステアリングコラム10を取付ブラケット14に固定支持させるコラム支持装置200を備えるステアリングシステムにおいて、離脱許容機構202の離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構260を備えるように構成する。その離脱荷重低減機構260は、コラム10が離脱し難い状況である場合、例えば、衝撃の方向がコラムの離脱方向と異なりコラムの撓みが大きくなる場合等に作動する。コラム10が離脱し難い状況である場合に、離脱の容易化が図られるため、二次衝突時に運転者が受ける衝撃を効果的に抑制することができる。また、適度な離脱荷重を存在させることができ、離脱荷重を利用した効果的な衝撃吸収が可能となる。
【選択図】 図8
【解決手段】 運転者の操作部材への二次衝突に対して離脱を許容する離脱許容機構202を有してステアリングコラム10を取付ブラケット14に固定支持させるコラム支持装置200を備えるステアリングシステムにおいて、離脱許容機構202の離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構260を備えるように構成する。その離脱荷重低減機構260は、コラム10が離脱し難い状況である場合、例えば、衝撃の方向がコラムの離脱方向と異なりコラムの撓みが大きくなる場合等に作動する。コラム10が離脱し難い状況である場合に、離脱の容易化が図られるため、二次衝突時に運転者が受ける衝撃を効果的に抑制することができる。また、適度な離脱荷重を存在させることができ、離脱荷重を利用した効果的な衝撃吸収が可能となる。
【選択図】 図8
Description
本発明は、車両用ステアリングシステムに関し、詳しくは、車両衝突時における運転者のステアリング操作部材への二次衝突に対処するための機構に特徴を有するステアリングシステムに関する。
一般的な車両用ステアリングシステムは、車両衝突に依拠するステアリング操作部材(例えば、ステアリングホイール等)への運転者の二次衝突に対処するための各種機構を備えている。多くのステアリングシステムでは、それらの機構の1つとして、車体の一部(例えば、インストゥルメントパネルのリインフォースメント)に固定支持されたステアリングコラム(以下、単に「コラム」という場合がある)が、その車体の一部から離脱することを許容する機構を備える。このコラムの離脱許容機構に関して、下記特許文献に記載されたような技術が存在する。
下記特許文献の技術を簡単に説明すれば、特許文献1に記載の技術は、二次衝突における離脱後のコラムの移動の安定性に考慮して、車両衝突を検知した後に離脱荷重を0にする技術であり、また、特許文献2に記載の技術は、車両衝突後にコラムを車両前方に退避移動させること(以下、「引込」という場合がある)を前提として、その引込のタイミングを制御するという技術であり、さらに、特許文献3に記載の技術は、衝撃の緩和の程度を異にすることを考慮して、衝突時に運転者がシートベルトを着用している場合にはコラムを引込ませず、シートベルトを着用していない場合にコラムを引込ませるような制御を行う技術である。
特開2002−302047号公報
特許第2596200号公報
特開2002−293251号公報
コラムを車体の一部から離脱させるために要する離脱荷重は、二次衝突の衝撃エネルギの効果的な吸収を常に阻害するものではない。例えば、一般にステアリング操作部材(以下、単に「操作部材」という場合がある)にはエアバッグ装置が設けられており、エアバッグによる効果的な衝撃吸収という観点からは、展開したエアバッグを背面から支持するための荷重として、ある程度の離脱荷重が存在することが望ましい場合がある。また、例えば、離脱荷重自体も衝撃エネルギ吸収荷重となり得るという観点からも、ある程度の離脱荷重が存在することが望ましい場合がある。上記特許文献1および特許文献2に記載の技術は、離脱荷重を0とすることを前提とした技術であり、上記観点、つまり、離脱荷重の有効的な利用という観点からの配慮がなされていない。
一方、上記特許文献3に記載の技術では、運転者の二次衝突の衝撃力に着目し、それに基づいて離脱荷重の有無の状態を切り換えることで、離脱荷重の有効的な利用が図られたものとなっている。ところが、運転者の二次衝突の衝撃力に依拠するだけで、充分に効果的な衝撃吸収を行い得ない場合も存在する。例えば、コラムを車体の一部に離脱可能に支持する装置では、一般的に離脱方向が定まっており、その方向から加わる衝撃に対しては、設定された離脱荷重を超える衝撃力により容易にコラムが離脱するものの、離脱方向とは異なる方向から衝撃が加わる場合に、コラムが離脱し難くなることがある。
上述した内容は、従来のステアリングシステムが抱える問題の一部を掲げたものに過ぎないが、従来のステアリングシステムは、運転者の操作部材への二次衝突時のコラムの離脱機構に関しても、まだまだ充分に改善する余地を残しており、その改善により、ステアリングシステムの実用性を高めることが可能であると考える。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いステアリングシステムを提供することを課題とする。
本発明のステアリングシステムは、上記課題を解決すべく、操作部材に加わる衝撃に対しての離脱を許容する機構を備えてコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置を備えたステアリングシステムにおいて、そのシステムが備えるところの離脱荷重低減機構と強制離脱機構との少なくとも一方を、コラムが離脱し難い状況である場合に作動させることを特徴とする。
本発明のステアリングシステムによれば、通常の離脱許容状態ではコラムが離脱し難い状況にある場合に離脱の容易化が図られるあるいは離脱が実現されるため、二次衝突時に運転者が受ける衝撃を効果的に抑制することが可能となる。また、コラムの離脱が容易に行われる状況にある場合には、適度な離脱荷重を存在させることができるため、その離脱荷重を利用した効果的な衝撃吸収が可能となる。したがって、本発明のステアリングシステムによれば、実用性の高いステアリングシステムが実現する。
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。本願発明を含む概念である。)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、それらの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、下記(1)項は、請求可能発明の前提となる構成を示した項であり、その(1)項を引用する(2)項〜(20)項および(31)項が、請求可能発明に該当する。また、以下の各項において、(2)が請求項1に相当し、(1)項に(3)項および(4)項の特徴を加えたものが請求項2に、請求項2に(5)項の特徴を加えたものが請求項3に、(1)項に(3)項および(6)項の特徴を加えたものが請求項4に、請求項1ないし請求項4のいずれかに(17)項の特徴を加えたものが請求項5に、それぞれ相当する。
(1)ステアリング操作部材を一端部において操作可能に保持するステアリングコラムと、
前記ステアリング操作部材に加わる衝撃に対する前記ステアリングコラムの車体の一部からの設定された離脱方向への離脱を許容する離脱許容機構を備えて、そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
(a)前記離脱許容機構の離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構と(b)前記ステアリングコラムを車体の一部から強制的に離脱させる強制離脱機構との少なくとも一方の機構と
を含んで構成された車両用ステアリングシステム。
前記ステアリング操作部材に加わる衝撃に対する前記ステアリングコラムの車体の一部からの設定された離脱方向への離脱を許容する離脱許容機構を備えて、そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
(a)前記離脱許容機構の離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構と(b)前記ステアリングコラムを車体の一部から強制的に離脱させる強制離脱機構との少なくとも一方の機構と
を含んで構成された車両用ステアリングシステム。
本項の態様は、請求可能発明の基礎となる構成の態様であり、以下の請求可能発明の前提となる態様である。本項の態様のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構と強制離脱機構との少なくとも一方を備えるため、コラムの離脱に関する機能を調節することが可能である。
本項の態様における「ステアリング操作部材(以下、単に「操作部材」という場合がある)」は、ステアリングホイールがその代表的なものであるが、ステアリングホイールに限定されるものではなく、いわゆるハンドルと呼ばれるような種々の形状のものが含まれる。本項における「ステアリングコラム」も、操作部材を操作可能に保持するとともに車体の一部に支持されるものであればよく、その形状,構造が限定されるものではない。具体的には、一端部に操作部材が固定して取り付けられたステアリングシャフト(以下、単に「シャフト」という場合がある)と、そのシャフトを回転可能に保持するステアリングチューブ(以下、単に「チューブ」という場合がある)とを含んで構成されるものを採用することが可能である。
本項にいう「コラム支持装置」は、通常のステアリング操作に支障をきたさないようにコラムを車体の一部に支持させるものとされることが望ましい。先に述べたシャフトとチューブとを含んで構成されるコラムの場合、具体的には、コラムに設けられたブラケットと、インストゥルメントパネル(以下、「インパネ」という場合がある)のリインフォースメント(以下、「インパネR/F」という場合がある)に設けられた支持部と、それらブラケットと支持部とを連結,締結等する部材を含む構成のものとすることが可能である。
本項にいう「離脱許容機構」は、コラムの車体の一部からの離脱を許容するものであるが、コラムの全体の離脱を許容するものに限定されない。例えば、後に説明するように、コラムが伸縮等可能なものとされており、コラムの一部のみの車体の一部からの離脱を許容するような構成のものであってもよい。つまり、本項の記載における「コラムの車体の一部からの離脱」とは、コラムの一部の離脱をも含む概念であり、同様に、本明細書におけるコラムの移動とは、コラムの一部分の移動をも含む概念である。また、「離脱許容機構」は、操作部材に加わる衝撃によってコラムを離脱可能とする機構である。「離脱方向」は特に限定されるものではなく、例えば、一般的な離脱方向であるコラムの自身の軸線方向への離脱を許容するような構造のものであってもよい。
上記「離脱許容機構」は、コラムにある程度の荷重が作用した場合に、コラムの車体の一部からの離脱が許容される機構であり、言い方を換えれば、衝撃によってコラムに作用する荷重が設定された離脱荷重を超えた場合に、コラムの離脱を許容する機構である。ここでいう「離脱荷重」とは、離脱許容機構において離脱に要する荷重であるが、本項においては、離脱方向にある大きさの荷重が作用してコラムが離脱する場合におけるその大きさの荷重をもって定義される荷重である。例えば、衝撃の加わる方向によりコラムの離脱が阻害される場合もあり、その場合においては、衝撃力の離脱方向の成分が離脱荷重を超える場合であってもコラムが離脱しない場合もあり得るのである。
本項にいう「離脱荷重低減機構」は、上記定義される離脱荷重の大きさを小さくするような機構であり、その離脱荷重が0となるように低減させるものも含まれる。なお、本項における離脱荷重低減機構は、後に説明する強制離脱機構と異なり、実質的にコラムを移動させることなく離脱荷重を低減させる機構を意味する。また、離脱荷重低減機構は、駆動源となる何らかのアクチュエータによって駆動されるものであってもよく、また、例えば、操作部材に加わる衝撃力の一部、あるいは、操作部材以外の車体の構成部分に運転者が衝突することによってその部分に加わる衝撃力の一部を伝達する機構を採用し、それら衝撃力の一部によって駆動されるものであってもよい。
本項にいう「強制離脱機構」は、上記離脱荷重低減機構とは異なり、コラムの実質的な移動を伴うように離脱させる機構を意味する。コラムの離脱のための移動の方向は、特に限定されるものではなく、上記離脱許容機構によって許容される離脱方向と一致するものであってもよく、その方向とは異なる方向であってもよい。強制離脱機構は、その具体的な構成が特に限定されるものではなく、例えば、駆動源となる何らかのアクチュエータによってコラムを移動させることによって、強制的に離脱するような構成のものを採用可能である。なお、本項における強制離脱機構は、操作部材の衝撃力によって離脱するものを含まないが、操作部材以外の車体の構成部分に運転者が衝突することによってその部分に加わる衝撃力の一部を伝達する機構を採用し、その衝撃力の一部によって駆動されるものであってもよい。強制離脱における移動は、実質的に離脱する最小限の距離移動であってもよく、また、いわゆるコラムの引込のように、比較的長い距離の移動であってもよい。
本項の態様は、離脱荷重低減機構と強制離脱機構との少なくとも一方を含んで構成される態様であり、いずれか一方のみを含む態様であってもよく、また、それらの両者を含む態様であってもよい。なお、以下、離脱荷重低減機構および強制離脱機構は、いずれもコラムの離脱を担保することを目的とするものであることから、本明細書では、以下、それらを総称して、「離脱担保機構」と呼ぶことにする。
(2)前記少なくとも一方の機構が、前記ステアリングコラムの離脱を阻害する要因が存在する場合に作動するものとされた(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項における「ステアリングコラムの離脱を阻害する要因」とは、例えば、離脱許容機構において有する通常の離脱荷重の下では、コラムが離脱し難い状況にあることを推認可能な事象を意味する。コラムの離脱が容易ではないと推認される場合に、上記離脱担保機構を作動させることにより、コラムの離脱の容易化が図られるあるいは離脱が実現されるため、離脱不能となる場合において運転者が受ける衝撃を効果的に抑制することが可能である。また、上記外的要因が存在しない場合、つまり、離脱が容易であると推認される場合に、離脱担保機構を作動させないことが可能であり、その場合には、離脱許容機構が通常有する離脱荷重を衝撃吸収に利用することができ、効果的な衝撃吸収が可能となる。したがって、本項の態様のステアリングシステムによれば、実用性の高いステアリングシステムが実現する。
(3)前記少なくとも一方の機構が、設定された作動条件を充足する場合に作動するものとされ、当該ステアリングシステムが、その作動条件を充足する状態を検知するための作動条件充足状態検知器を含んで構成された(1)項または(2)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、上記離脱担保機構の作動の有無が決定される際に利用可能な検知器を含んで構成されたステアリングシステムである。本項に記載の態様によれば、作動条件の充足による離脱担保機構の作動を効率的に行うことができる。なお、本項における「作動条件充足状態検知器」は、後に説明するような制御装置を含んで構成されるシステムにおいてのみ有効に機能するというものではない。つまり、上記検知器は、電気的な信号を発するものに限定されるものではなく、機械的なトリガとして機能するようなものも含まれる。例えば、トリガとしての検知器の動作に連動して離脱担保機構が作動するように構成された態様も、具体的に言えば、検知器の検知動作が機械的に伝達されて離脱担保機構が作動するように構成された態様も、本項に記載の態様に含まれるのである。
(4)前記作動条件充足状態検知器が、
前記作動条件が充足されるために必要な状態として、前記ステアリング操作部材に加わる衝撃によって生じる前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するコラム撓み検知器を備えた(3)項に記載の車両用ステアリングシステム。
前記作動条件が充足されるために必要な状態として、前記ステアリング操作部材に加わる衝撃によって生じる前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するコラム撓み検知器を備えた(3)項に記載の車両用ステアリングシステム。
操作部材に衝撃が加わった場合においてコラムに比較的大きな撓みが生じた場合、コラムの離脱が阻害されていることが考えられる。例えば、一般的な離脱許容機構では、軸線方向にコラムが離脱するように設計されるものが多く、そのような離脱許容機構を有するシステムの場合は、その軸線方向と異なる方向に衝撃が加わったときにコラムの撓みが大きくなることが多い。そのような現象から、コラムの撓み量は、コラムの離脱が阻害される程度を示す有効的なパラメータとなり得る。本項に記載の態様では、コラムの撓み量によってコラムの離脱を阻害する要因の存在を推認することができ、効果的に上記離脱担保機構を作動させることができる。なお、一般的には、操作部材に加わる衝撃の方向がコラムの離脱方向に対して比較的大きくずれている場合に、撓み量が大きくなることが多く、本項におけるコラム撓み検知器は、衝撃方向と離脱方向のいずれかを検知する検知器として機能するものと考えることもできる。
本項に記載の「コラム撓み検知器」は、具体的な構成が特に限定されるものではない。例えば、電気的,磁気的,機械的な種々の手段を利用して、コラムの特定箇所の撓みを検知可能な構造のものを採用することが可能である。その場合、撓み量を実測可能なものであってもよく、設定された撓み量を超える撓みが発生していることのみを検知するようなものであってもよい。なお、作動条件がコラムの撓みが設定撓み量を超えたことだけである場合、つまり、コラムの撓み量のみに基づいて離脱担保機構を作動させる場合は、コラム撓み検知器そのものを上記作動条件充足状態検知器とすることが可能である。
(5)前記コラム撓み検知器が、前記ステアリングコラムにおける前記ステアリングコラム支持装置によって支持された箇所より前記ステアリング操作部材側の設定箇所が車体の一部に当接することを検知することで、前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するものである(4)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、コラム撓み検知器の具体的な構造を特定の構造に限定した態様である。本項に記載の撓み検知器は、例えば、コラムの特定箇所が当接することによって電気信号を発するあるいは停止するようなスイッチ含んで構成されるような検知器とすることができる。また、コラムの特定箇所が当接することによって動作するトリガような機械的な検知器とすることも可能である。本項の態様において採用される撓み検知器は、それの構造が簡便であるという利点を有する。また、本項の態様の撓み検知器は、支持されている箇所よりも衝撃を受ける側に近い箇所の撓みを検知するものであることから、コラムの撓みを効率よく検知可能である。
(6)前記作動条件充足状態検知器が、
前記作動条件が充足されるために必要な状態として、運転者がシートベルトを着用していない状態を検知するシートベルト非着用検知器を備えた(3)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
前記作動条件が充足されるために必要な状態として、運転者がシートベルトを着用していない状態を検知するシートベルト非着用検知器を備えた(3)項ないし(5)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
一般的な車両では、コラムは前方が下側に位置するように傾斜して設けられ、多くのステアリングシステムでは、コラムがそれの軸線方向に離脱するように構成される。そのような構成のシステムを前提に考えれば、運転者が斜め下前方に向かって操作部材に衝突する場合に、コラムの離脱方向と操作部材へ加わる衝撃の方向とが一致する。運転者がシートベルトを着用している状態で車両が衝突した場合、シートベルト装置の有するフォースリミッタ等の機能により、シートに着座する運転者はお辞儀をする格好で操作部材に衝突する。そのため、コラム離脱方向と衝撃の方向とが一致し、コラムの離脱は比較的容易に行われる。一方、運転者がシートベルトを着用していない状態で車両が衝突した場合、シートベルトによる拘束がないため、着座する運転者は前方に移動しつつ操作部材に衝突するため、衝撃の方向は、水平に近くなりコラムの離脱方向に対してずれることになる。その場合、コラムが離脱し難い状況にあると推認できる。言い換えれば、車両衝突時にシートベルトを着用していないことは、コラムの離脱を阻害する要因と考えることができるのである。本項の態様のシステムは、シートベルト非着用検知器を有するシステムであるため、その検知器によって運転者がシートベルトを着用していないことを検知することが可能であり、シートベルトを着用していない場合に、上記離脱担保機構を作動させることが可能となる。本項の態様によれば、例えば、上述したように、コラムの離脱方向と衝撃が加わる方向とのずれによってコラムが離脱し難い状況を回避し、運転者が受ける衝撃を効果的に抑制することが可能である。
本項に記載の「シートベルト非着用検知器」は、その構造が特に限定されるものではないが、例えば、シーベルトのバックルの部分に着用・非着用に応じて作動するスイッチを含んで構成されるもの、シートベルトが引き出されている量により着用・非着用を判断するもの等、種々の態様のものを採用することが可能である。なお、シートベルト非着用検知器と車両衝突検知器とを含んで作動条件充足状態検知器を構成し、車両が衝突したことと、シートベルトを着用していないこととの両方の条件が充足した場合に作動条件が充足されたものとして、離脱担保機構を作動させるような態様で実施することも可能である。
(7)前記作動条件充足状態検知器が、
前記作動条件が充足されるために必要な状態として、運転者が車両前方に移動して設定された位置まで到達した状態を検知する運転者前方移動検知器を備えた(3)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
前記作動条件が充足されるために必要な状態として、運転者が車両前方に移動して設定された位置まで到達した状態を検知する運転者前方移動検知器を備えた(3)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
先に説明したように、コラムが傾斜して設けられたステアリングシステムでは、車両衝突時、シートベルトを着用していないこと等によって運転者が水平に近い状態で移動する場合に、コラムの離脱が阻害される場合が多い。運転者が水平に近い状態で移動する場合は、運転者の車両前方への移動量が大きいため、その移動量は、コラム離脱の阻害の程度を示す有効的なパラメータとなり得る。本項に記載の態様では、運転者の車両前方への移動量によってコラムの離脱を阻害する要因の存在を推認することができ、効果的に上記離脱担保機構を作動させることができる。本項に記載の「運転者前方移動検知器」は、例えば、運転者の体の一部の部位が車体の所定箇所に当接したことを検知するような態様のものとすることができる。具体的には、運転者の膝がインパネのカバー,膝保護パッド等に当接したことを検知するような検知器とすることが可能である。
(8)当該ステアリングシステムが、前記作動条件充足状態検知器からの情報に基づいて前記少なくとも一方の機構の作動を制御する制御装置を含んで構成された(3)項ないし(7)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、簡単に言えば、電気的,電子的な制御によって、離脱担保機構を作動させるような態様が含まれる。本項に記載の「制御装置」は、リレー等によって構成されるものであってもよく、また、コンピュータを主体として構成されるものであってもよい。
(9)当該ステアリングシステムが、前記少なくとも一方の機構として少なくとも前記離脱荷重低減機構を含んで構成された(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、離脱担保機構として上記離脱荷重低減機構を備えた態様である。本項に記載のステアリングシステムでは、離脱荷重低減機構により、コラムの離脱の容易化を図ることが可能である。
(10)前記コラム支持装置が、それぞれが前記ステアリングコラムと車体の一部との各々に設けられて互いに締結される2つの被締結部材と、それら2つの被締結部材が設定された締結力によって締結される状態でそれら2つの被締結部材を締結する締結手段とを備え、少なくともその締結力によって生じる摩擦力に依拠して離脱荷重が決定されるとともにその離脱荷重を上回る荷重が作用する場合に2つの被締結部材の相対移動が許容される構造によって前記離脱許容機構が構成されており、
前記離脱荷重低減機構が、前記締結力を減少させることで離脱荷重を低減させる構造とされた(9)項に記載の車両用ステアリングシステム。
前記離脱荷重低減機構が、前記締結力を減少させることで離脱荷重を低減させる構造とされた(9)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、簡単に言えば、コラム支持装置が、摩擦力によってコラムを固定保持するものとされ、その摩擦力によって定まる離脱荷重を超える荷重が作用した場合にコラムの離脱を許容する構造とされており、離脱許容機構がその摩擦力を減少させて離脱荷重を低減する構造とされた態様である。本項の態様は、コラム支持装置および離脱荷重低減機構の構造が簡便であるという利点を有する。本項に記載のコラム支持装置には、例えば、2つの被締結部材の各々に、互いに向かい合う面を設け、それらの面が接する状態であるいはそれらの間に何らかの介装部材を介装させた状態で、それら2つの被締結部材を、ボルト・ナット等の締結手段によって締結させる態様が含まれる。
(11)前記離脱荷重低減機構が、前記締結手段による締結を緩めることによって前記締結力を減少させるものである(10)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、締結手段を作動させる等して締結手段の状態を変化させることで締結力を減少させる態様である。例えば、締結手段にボルト・ナットを採用する場合において、それらボルト・ナットを緩めるように構成された態様が含まれる。
(12)前記コラム支持装置が、前記2つの被締結部材の間あるいは前記2つの被締結部材の一方と前記締結手段との間に介装させられた介装部材を備え、前記離脱荷重低減機構が、前記介装部材の少なくとも一部を抜き出すことによって前記締結力を減少させるものである(11)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、締結手段の状態を変化させることなく締結力を減少可能な態様の一態様である。具体的には、例えば、ボルト・ナット等の締結手段によって締結される2つの被締結部材の間にスペーサを介在させ、そのスペーサを抜き出すように構成された態様が含まれる。本項に記載の態様は、介装部材を抜き出すことにより離脱荷重を0に低減することも可能であり、また、0ではない大きさの離脱荷重に低減することも可能である。後者は、例えば、コラム支持装置を、第1介装部材である前記介装部材の他に、その第1介装部材の少なくとも一部を抜き出した状態において2つの被締結部材に対して弾性変形させられた状態となる介装部材である第2介装部材(例えば、樹脂製のもの等)を備えるように構成することによって実現可能である。
(13)前記コラム支持装置が、前記2つの被締結部材の間あるいは前記2つの被締結部材の一方と前記締結手段との間に介装させられた熱軟化樹脂製の介装部材を備え、前記離脱荷重低減機構が、発熱源を有し、その発熱源によって発生させられた熱によって前記介装部材を軟化させることで、前記締結力を減少させるものである(10)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、介装部材として樹脂製のものを採用し、その樹脂製介装部材を抜き出すのではなく変性させる、言い換えれば、その樹脂製介装部材の状態を変化させることで、荷重を低減させる態様である。例えば、火薬等を発熱源とし、その火薬の燃焼によって瞬時に発生する熱を樹脂製介装部材に作用させるような態様とすることができる。本項の態様において、「熱軟化樹脂」は、その種類が特に限定されるものではなく、荷重低減の程度,離脱許容機構の具体的構成に応じて、種々のものが採用可能である。
(14)前記コラム支持装置が、前記2つの被締結部材の間あるいは前記2つの被締結部材の一方と前記締結手段との間に介装させられた特定樹脂製の介装部材を備え、前記離脱荷重低減機構が、特定液体薬剤を前記介装部材に接触させてその介装部材に環境応力亀裂現象を生じさせることで、前記締結力を減少させるものである(10)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、介装部材とされた樹脂の環境応力亀裂現象(Environmental Stress Cracking 現象、以下、「ESC現象」という場合がある)を利用して、離脱荷重を低減させる態様である。ESC現象は、樹脂が応力の存在下において薬剤(有機溶剤,油脂等の環境剤)に接触する場合、薬剤が応力による歪みの存在する分子鎖の間隙に侵入して分子鎖を移動させることよって、その樹脂に亀裂が生じる現象である。本項に記載の態様では、樹脂製の介装部材は締結力を受けた状態で存在しており、その介装部材に特定の液体薬剤を噴霧等することによって接液させることによって、容易にESC現象を生じさせることができる。介装部材は亀裂が生じることによって破壊され、締結力が減少し、離脱荷重が低減させられることになる。本項に記載の態様では、何らかの力(上記締結力は除く)をも樹脂製介装部材に加えることなく離脱荷重を低減できるという利点を有する。
本項に記載の介装部材に使用される樹脂、つまり「特定樹脂」は、特に限定されるものではないが、ECS現象を生じやすい樹脂を用いることが望ましく、具体的には、ABS,ポリカーボネート,アクリル樹脂等の分子形態が粗く相互結合力が弱い非晶性樹脂を用いることが望ましい。接触させる液体薬剤である「特定液体薬剤」も、特定樹脂にECS現象を生じさせる性質のものであればよく、特に限定されるものではない。具体的には、各種の有機溶剤,油等の中から適切なものを選択して使用することが可能である。
(15)前記コラム支持装置が、前記2つの被締結部材の間あるいは前記2つの被締結部材の一方と前記締結手段との間に介装させられた介装部材としての皿ばねを備え、前記離脱荷重低減機構が、前記皿ばねを変形させることで前記締結力を減少させるものである(10)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、簡単に言えば、コラム支持装置が皿ばねの弾性力を利用してコラムを固定支持する態様である。具体的には、例えば、皿ばねの弾性力と釣り合う締結力にによってコラムを固定支持する態様が含まれる。そのような態様において、本項の態様の離脱荷重低減機構は、皿ばねを変形させることで、締結力として寄与する弾性力を減少させ、あるいは、皿ばねの弾性力を締結力として作用させないようにして、締結力を減少させ、その結果として離脱荷重を低減させるものとされている。離脱荷重の低減を比較的簡便な構成によって実現することが可能である。なお、本項における皿ばねの変形は、塑性変形であってもよく弾性変形であってもよい。
(16)前記コラム支持装置が、前記ステアリングコラムと車体の一部との両者と係合する状態においてそのステアリングコラムの車体の一部からの離脱時に破断する破断部材を備え、少なくともその破断部材の破断に要する破断力に依拠して離脱荷重が決定されるとともにその離脱荷重を上回る荷重が作用する場合に前記ステアリングコラムの離脱が許容される構造によって前記離脱許容機構が構成されており、
前記離脱荷重低減機構が、前記ステアリングコラムと車体の一部との少なくとも一方と前記破断部材との係合を解除することで離脱荷重を低減させる構造とされた(9)項に記載の車両用ステアリングシステム。
前記離脱荷重低減機構が、前記ステアリングコラムと車体の一部との少なくとも一方と前記破断部材との係合を解除することで離脱荷重を低減させる構造とされた(9)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、簡単に言えば、コラム支持装置が、コラムを固定支持する部材が破断されることで離脱を許容する機構を備えるように構成された態様であり、離脱荷重低減機構が、その部材を機能させないようにすることで、具体的には、例えば、その部材による支持を衝撃力以外の何らかの力によって解除等することで、離脱荷重を低減させるように構成された態様が含まれる。本項に記載の態様は、破断部材の係合を解除することによって離脱荷重を0に低減することも可能であり、また、0ではない大きさの離脱荷重に低減することも可能である。後者は、例えば、コラム支持装置を、第1破断部材である前記破断部材の他に、ステアリングコラムと車体の一部との両者との係合が解除されない破断部材である第2破断部材を備えるように構成することによって、実現することが可能である。そのような構成の場合、例えば、離脱荷重が低減させられた状態においても、少なくとも第2破断部材の破断に要する荷重に相当する離脱荷重を残存させることが可能である。
(17)当該ステアリングシステムが、前記少なくとも一方の機構として少なくとも前記強制離脱機構を含んで構成され、その強制離脱機構が、前記ステアリングコラムを前記離脱方向に設定距離移動させる機構とされた(1)項ないし(16)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、離脱担保機構として上記強制離脱機構を備えた態様である。本項に記載のステアリングシステムによれば、強制離脱機構によってコラムが移動させられて離脱が実現されるため、車両衝突時、詳しくは、運転者の操作部材への二次衝突時におけるコラムの離脱が、より確実に担保されることになる。
(18)前記設定距離が、50mm以下とされた(17)項に記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、強制離脱機構によるコラムの移動距離が比較的小さくされた態様である。ステアリングシステムは、後に説明するように、離脱したコラムの移動に伴う衝撃エネルギ吸収装置を備えるものも多く存在する。そのようなシステムでは、所定距離の移動ストローク内において衝撃エネルギが吸収されることになる。本項に記載の態様では、コラム移動距離が比較的小さいことから、上記移動ストロークを比較的長い状態に維持することが可能であり、上記衝撃エネルギ吸収装置による衝撃エネルギの吸収を効率よく行うことができる。そのような利点から、本項の態様は、上記衝撃エネルギ吸収装置を備えたシステムに好適な態様である。なお、上記移動ストロークを長くすることに重点を置く場合、上記設定距離は、可及的に短くすることが望ましく、例えば、40mm以下、さらには30mm,20mm,10mm以下とすることが望ましい。
(19)当該ステアリングシステムが、
車体の一部から離脱した前記ステアリングコラムの移動に伴う衝撃エネルギ吸収荷重を発生させて、前記ステアリング操作部材に加わる衝撃のエネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置を含んで構成された(1)項ないし(18)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
車体の一部から離脱した前記ステアリングコラムの移動に伴う衝撃エネルギ吸収荷重を発生させて、前記ステアリング操作部材に加わる衝撃のエネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置を含んで構成された(1)項ないし(18)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、上記衝撃吸収エネルギ吸収装置を含んで構成されたシステムであり、その装置による衝撃エネルギの吸収も行われることから、本項に記載の態様によれば、より効果的な衝撃吸収が可能なステアリングシステムが実現する。なお、本項に記載の「衝撃エネルギ吸収装置」は、具体的な構成が特に限定されるものではない。例えば、コラムと車体の一部との一方と係合する状態におけるコラムの移動に伴って、設定された一部分が、コラムと車体の一部との他方の一部分によって変形が強いられる変形部材を備え、その変形部材の変形抵抗に依拠する衝撃エネルギ吸収荷重(以下、「EA荷重」という場合がある)を発生させる構造のものとすることができる。例えば、いわゆる衝撃エネルギ吸収プレート(以下、「EAプレート」という場合がある)を変形部材として採用するような構造のものである。また、コラムが伸縮可能なものとされている場合、その伸縮部において摩擦力が発生するように構成し、その摩擦力がEA荷重とされる構造のものとすることもできる。
(20)当該ステアリングシステムが、前記ステアリング操作部材に設けられてエアバッグを展開させるエアバッグ装置を含んで構成された(1)項ないし(19)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様によれば、エアバッグ装置による衝撃エネルギの吸収も行われることから、より効果的な衝撃吸収が可能なステアリングシステムが実現する。なお、先の一連の態様では、離脱許容機構によるコラムの離脱が容易である場合には、上記コラムの離脱担保機構が作動しないことから、コラムの離脱荷重は低減されずに残存した状態である。展開したエアバッグによる衝撃吸収は、そのエアバッグが何らかの力によって背面から支持されている場合に効果的なものとなることから、先の一連の態様と組み合わされた本項の態様は、エアバッグ装置を備えたシステムに対して効果的な態様となる。
(31)ステアリング操作部材を一端部において回転可能に保持するステアリングコラムと、
そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
前記ステアリング操作部材に加わる衝撃によって生じる前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するコラム撓み検知器と
を含んで構成された車両用ステアリングシステム。
そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
前記ステアリング操作部材に加わる衝撃によって生じる前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するコラム撓み検知器と
を含んで構成された車両用ステアリングシステム。
本項に記載の態様は、前述のコラム撓み検知器を備えたステアリングシステムである。先に述べたように、コラムの撓みは、コラム離脱の阻害の程度を始めとして、運転者の操作部材への二次衝突の方向,衝撃の大きさ等の諸状況を推認可能なパラメータとなり、また、コラムに加わる種々の力を推認可能なパラメータである。そのような利用価値の高いパラメータの値を取得可能な本項に記載の態様は、種々の点において、ステアリングコラムの実用性を向上させることが可能である。
以下、ステアリングコラムの車体の一部からの離脱が阻害される状況を説明した後、本発明のいくつかの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、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。
<ステアリングコラムの離脱が阻害される状況>
図1(a)に、運転者がシートベルトを着用している状態において車両が衝突した場合の様子を示し、図1(b)に、運転者がシートベルトを着用していない状態を示す。図に示すステアリングコラムAは、2つの支持箇所B1,B2において車体に支持されており、車両前方側が下方に位置するように傾斜して支持されている。コラムAの車両後方側の端部には操作部材C(ステアリングホイールである)が取り付けられている。コラムAは、2つの支持箇所B1,B2の間において伸縮可能とされており、車両が衝突して運転者Dが操作部材Cに二次衝突した場合、車両後方側の支持箇所B1において離脱し伸縮するようになっている。また、コラムAの離脱方向は、コラムAの軸線Eと一致する方向とされている。
図1(a)に、運転者がシートベルトを着用している状態において車両が衝突した場合の様子を示し、図1(b)に、運転者がシートベルトを着用していない状態を示す。図に示すステアリングコラムAは、2つの支持箇所B1,B2において車体に支持されており、車両前方側が下方に位置するように傾斜して支持されている。コラムAの車両後方側の端部には操作部材C(ステアリングホイールである)が取り付けられている。コラムAは、2つの支持箇所B1,B2の間において伸縮可能とされており、車両が衝突して運転者Dが操作部材Cに二次衝突した場合、車両後方側の支持箇所B1において離脱し伸縮するようになっている。また、コラムAの離脱方向は、コラムAの軸線Eと一致する方向とされている。
そのような構成のステアリングシステムにおいて、運転者DがシートベルトFを着用している状態で車両が衝突した場合、図1に示すように、運転者Dは、シートベルト装置が有するフォースリミッタ等の機能により、腰の位置の変動が抑制された状態で、ちょうどお辞儀をする格好で操作部材Cに二次衝突する。その場合の衝突方向、つまり、コラムAに二次衝突による衝撃が加わる方向は、コラムAの軸線方向つまりコラムAの離脱方向と概ね一致するため、支持箇所B1におけるコラムAの離脱は比較的容易に行われることになる。
一方、運転者DがシートベルトFを着用していない状態で車両が衝突した場合は、図1(b)に示すように、運転者Dは、車両前方へ移動することになる。この状況では、コラムAに衝撃が加わる方向は、水平方向近く、離脱方向に対してずれた方向となる。したがって、支持箇所B1において抉りが発生し、離脱が阻害されことになる。また、この状況では、操作部材C,コラムAは、図に二点鎖線で示すように、撓みが生じる。さらに、運転者Dに着目すれば、前方移動に伴い、膝頭Gの位置が斜め前上方に移動する。図では省略するが、コラムAの下部には、インパネのロアカバー等が存在し、それらに膝頭が当接することになる。
上述のことを逆に言えば、(a)二次衝突時に運転者DがシートベルトFを着用していない状態、(b)コラムAにある程度の撓みが生じた状態、(c)膝頭G等の運転者Dの体の一部位が車体の一部に当接した状態は、いずれも、コラムAの離脱を阻害する状況を構成するものとなる。つまり、それらのいずれかを検知することにより、コラムAの離脱が阻害されることを推認することが可能となるのである。以下の実施例では、そのような状況を検知して、つまり、そのような状況であることを作動条件として、コラムの離脱に関する機構であるところの離脱担保機構が作動するようにされている。
<第1実施例>
図2に、本実施例のステアリングシステムの全体構成を示す。本ステアリングシステムは、ステアリングコラム10を主体として構成されるものであり、そのコラム10は、インパネR/F12に設けられた1対のコラム取付ブラケット(以下、「取付ブラケット」と略す場合がある)14において、車体の一部に固定支持される。コラム10は、支持された状態では、図に示すように、車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で配置されることになる。コラム10は、主として、コラム本体20と、コラム本体20の軸線方向における中間部に設けられたブレークアウェイブラケット(以下、「B.A.BKT」と略す場合がある)22と、前方部に設けられた前方ブラケット24とを含んで構成されており、後に詳しく説明するが、B.A.BKT22と前方ブラケット24との各々が、取付ブラケット14に取付られることで、コラム10は、2箇所において支持されるのである。
図2に、本実施例のステアリングシステムの全体構成を示す。本ステアリングシステムは、ステアリングコラム10を主体として構成されるものであり、そのコラム10は、インパネR/F12に設けられた1対のコラム取付ブラケット(以下、「取付ブラケット」と略す場合がある)14において、車体の一部に固定支持される。コラム10は、支持された状態では、図に示すように、車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で配置されることになる。コラム10は、主として、コラム本体20と、コラム本体20の軸線方向における中間部に設けられたブレークアウェイブラケット(以下、「B.A.BKT」と略す場合がある)22と、前方部に設けられた前方ブラケット24とを含んで構成されており、後に詳しく説明するが、B.A.BKT22と前方ブラケット24との各々が、取付ブラケット14に取付られることで、コラム10は、2箇所において支持されるのである。
コラム10は、後方に位置する部分がインパネ30から車両後方に突出する状態で支持されており、その突出する後端部には、ステアリング操作部材であるステアリングホイール32が取り付けられており、コラム10はステアリングホイール32を操作可能に保持するものとなっている。ちなみに、ステアリングホイール32にはエアバッグ装置34が設けられている。コラム10のインパネ30から突出する部分は、コラムカバー36によって覆われ、また、下部は、インパネロアカバー38によってカバーされている。コラム10の前端部は、図示を省略するインタミディエイトシャフトを介し、車室外に存在する転舵装置に接続される。
図3に、コラム10の側面図を、図4に平面図を、図5に側面断面図を、図6に、B.A.BKT22の部分の斜視図を、それぞれ示す。図3から図5において、右側の端部が車両後方側(ステアリングホイール32側)、左側が車両前方側である。図2に示したように、コラム10は、傾斜した状態で車両に取付けられるため、実際は、図3〜図5における右側の端部は車両後方斜め上方に位置し、左側の端部は車両前方斜め下方に位置する。本実施例では、説明を簡略化するため、特に断りのない限り、それら図における右側を「車両後方側」あるいは単に「後方側」と、左側を「車両前方側」あるいは単に「前方側」と呼び、右側に向かう方向を「車両後方」あるいは単に「後方」、左側に向かう方向を「車両前方」あるいは「前方」と呼んで、説明を行う。
コラム本体20は、シャフト部と、そのシャフト部を挿通させた状態で支持するチューブ部とを含んで構成されている。シャフト部は、車両後方側に位置させられる後部シャフト50と車両前方側に位置させられる前部シャフト52とを含んで構成されている。後部シャフト50はパイプ状に、前部シャフト52はロッド状に形成され、後部シャフト50の前方部に前部シャフト52の後方部が挿入されている。後部シャフト50の前部内周面,前部シャフト52の後部外周面には、それぞれ互いに噛合するスプラインが形成され、後部シャフト50と前部シャフト52は、軸方向に相対移動が可能かつ相対回転が不能な状態で接続されている。また、チューブ部は、車両後方側に位置させられる後部チューブ54と、車両前方側に位置させられる前部チューブ56とを含んで構成されている。後部チューブ54および前部チューブ56は、ともにパイプ状のものであり、後部チューブ54の前方部に前部チューブ56の後方部が挿入されている。後部チューブ54の前方部内面には、パイプ状をなすライナ58が設けられており、このライナ58を介することによって、前部チューブ56は後部チューブ54にがたつきなく挿入される。前部チューブ56の外周面と接触するライナ58の内周面は減摩処理が施されており、後部チューブ54と前部チューブ56との軸方向の相対移動を容易ならしめている。また、後部チューブ54の後端部および前部チューブ56の前端部には、それぞれラジアルベアリング60,62が設けられ、後部チューブ54および前部チューブ56は、それぞれ、ラジアルベアリング60,62を介して、後部シャフト50および前部シャフト52の各々を、それらの中間部において回転可能に支持している。このような構造とされていることで、コラム本体20は、伸縮可能とされているのである。
コラム本体20は、後部チューブ54,前部チューブ56のそれぞれにおいて、車体の一部に取り付けられる。前部チューブ56の前方端部には、先に説明した前方ブラケット24が固定的に設けられており、この前方ブラケット24には、軸挿通穴66が設けられている。インパネR/F12に設けられた1対の取付ブラケット14の各々には、軸穴68が穿設された軸受部材70がそれぞれ固定されており、前方ブラケット24の軸挿通穴66とそれら軸受部材70の軸穴68とに、支持軸72が挿通されることで、コラム本体20は、その支持軸を中心に揺動可能に支持される(図2参照)。一方、後部チューブ54は、B.A.BKT22に保持され、そのB.A.BKT22が1対の取付ブラケット14に取り付けられることで、車体の一部に支持される。詳しく言えば、後部チューブ54には、被保持部材80が固定的に設けられており、この被保持部材80が、B.A.BKT22の構成部分であるチャンネル形状(コの字形状)をなす保持部材82によって保持されるとともに、B.A.BKT22のもう1つの構成部材である被支持プレート84が1対の取付ブラケット14に組み付けられることで、後部チューブ54が車体の一部に支持される。B.A.BKT22の取付ブラケット14に対する取付構造は、後に詳しく説明するため、ここでの説明はひとまず留保する。ちなみに、B.A.BKT22は、取り付けられた状態において、運転者のステアリングホイール32への二次衝突の衝撃の作用により、その取付状態が解除されて、車両前方方向、詳しくは、コラム10の軸線方向に離脱するような構造となっている。
コラム10は、チルト機構90およびテレスコピック機構92を有しており、詳しくは、B.A.BKT22によるコラム本体20を保持する構造が、チルト機構90,テレスコピック機構92を構成するものとされている。B.A.BKT22の保持部材82およびコラム本体20に固定された被保持部材80は、ぞれぞれが、互いに交差する長穴94,96を有しており、それらの長穴94,96に軸部材98が挿入されている。それにより、コラム本体20は、保持部材82に設けられた長穴94の分だけ前記支持軸を中心として揺動可能とされ、また、被保持部材80に設けられた長穴96の分だけ、伸縮可能とされているのである。図3および図4には、チルト機構90およびテレスコピック機構92のロックレバー100が示されており、このロックレバー100を押し上げることにより(図3における実線の位置)、被保持部材80が保持部材82によって強く挟持され、コラム本体20の揺動位置,伸縮位置が固定されるようになっている。位置の調整は、ロックレバー100を押し下げる(図3における2点鎖線の位置)ことによって、固定を解除して行われる。なお、図2〜図5には、チルト機構90によってコラム本体20の車両後方端部が最も上方に位置させられ、テレスコピック機構92により、コラム本体20の車両後方側の部分が最も前方に位置させられた状態が示されている。
運転者が二次衝突する等によって、ステアリングホイール32に衝撃が加わった場合、B.A.BKT22がインパネR/F12に設けられた取付ブラケット14から離脱し、それによって、コラム10の車両後方部分、詳しくは、後部シャフト50,後方チューブ54を含んで構成されるコラム本体20の後方部分およびB.A.BKT22(以下、「コラム移動部」という場合がある)が、車体の一部から、コラム10の軸線方向である離脱方向(図2の白抜矢印の方向)に離脱する。コラム10の離脱する部分は、コラム本体20の収縮を伴って、離脱方向と略同じ方向である移動方向(図2〜図5の太い矢印の方向)に移動する。なお、コラム移動部の移動範囲の終点は、前部シャフト52の上端が後部シャフト50の内径が小さくなっている内面の部分に当接することによって規定される。
本ステアリングシステムは、取付ブラケット14から離脱したコラム移動部の移動に伴って、二次衝突の衝撃のエネルギを吸収する2つの衝撃エネルギ吸収装置を備えている。2つの衝撃エネルギ吸収装置は、いずれも、コラム移動部の移動に伴って、その移動を阻止する方向の抗力、すなわち衝撃エネルギ吸収荷重(EA荷重)を発生させる構造とされており、そのEA荷重の存在下でのコラム移動部の移動を許容することで、衝撃エネルギを吸収するものとされている。図6には、2つの衝撃エネルギ吸収装置の1つである第1EA装置110の要部の斜視が示されている。この図を補足するものとして、図7に、図6における第1EA装置110の要部が示されている部分を拡大して示す。
第1EA装置は、変形部材としての、衝撃エネルギ吸収プレート(EAプレート)112と、そのEAプレート112の変形を強要する変形強要部材としての押付ローラ114とを含んで構成されている。EAプレート112は、衝撃エネルギ吸収荷重を発生させる衝撃エネルギ吸収部材として機能するものであり、B.A.BKT22の車幅方向の略中央の部位に装着されている。押付ローラ114は、肉厚管状の樹脂製のものであり、B.A.BKT22の前端部に設けられた1対の軸支持部材116によって支持されたローラ軸118によって、回転可能に支持されている。
EAプレート112は、帯状の金属材料からなり、概ねU字状に曲げらて形成されている。EAプレート112は、湾曲部120の内側に押付ローラ114の外周面が接する状態とされ、湾曲部120に繋がる上側プレート部122は、B.A.BKT22を構成する被支持プレート84の上面に支持される状態で、車両の前後方向に延在しており、また、湾曲部120に繋がる下側プレート部124は、B.A.BKT22を構成する保持部材82の上板部の下方において、それに略平行な状態で車両の前後方向に延在している。B.A.BKT22には、角穴126が設けられ、この角穴126の両側の各々には、コの字状に屈曲して形成された1対の保持片128が、EAプレート112を挟んで互いに向かい合うように立設されており、この保持片128によって、EAプレート112が位置決めされるとともに、EAプレート112の適正な変形が担保される。
また、上側プレート部122の後端部は、上方に略直角に曲げ起こされるとともに概してT字状に形成された係合部130とされている。コラム10がインパネR/F12に設けられた1対の取付ブラケット14に支持された状態において、係合部130は、取付ブラケット14の各々に両端部が固定された係止バー132の凹所134と係合し、コラム移動部が離脱した際に、係止バー132によって係止されることになる(図8参照)。なお、被支持プレート84の上面には、上側プレート部122の後端部を係止する2つのストッパ136が設けられており、それらストッパ136によって、EAプレートの車両後方側への移動が禁止されている。
運転者の二次衝突によって、離脱したコラム移動部がコラム軸線方向前方(図7の太い矢印の方向)に移動する場合、EAプレート112は、係止バー132によって係合部130が係止された状態で、湾曲部120が押付ローラ114によって前方に押されることになる。それに伴って、湾曲部120の形状を概ね維持したまま、湾曲部120のEAプレート112における位置が遷り動くように変形する。この変形に要する力つまり変形抵抗がEA荷重とされ、コラム移動部がこのEA荷重の存在下で移動することにより、二次衝突の衝撃エネルギが吸収されるのである。
もう1つの衝撃エネルギ吸収装置である第2EA装置150は、チューブ部の伸縮部に設けられている。詳しく言えば、前部チューブ56の外周面には、後部チューブ54の前方端部より前方に、軸線方向に延びる3つの凸条152が形成されている。3つの凸条152は、周方向において3等配の位置に形成されており、それぞれが、後部チューブ54の内周面より僅かに突出する高さに形成されている。そのため、離脱したコラム移動部が移動する際、後部チューブ54の前方端部がそれら3つの凸条152を押し潰しながら、コラム本体20が収縮することになる。この3つの凸条152の変形に要する力が、EA荷重として機能し、コラム移動部は、そのEA荷重の存在下で移動し、衝撃エネルギが吸収されるのである。
次に、先の説明において留保しているところのB.A.BKT22の取付ブラケット14に対する取付構造について、図8〜図10をも参照しつつ説明する。図8は、コラム10が取付ブラケット14に取り付けられた状態を示す車両前方側からの斜視を、図9は、その状態における断面を、図10は、取付構造を分解した斜視を、それぞれ示している。
B.A.BKT22の被支持プレート84には、車幅方向の両端部の各々に、孔とスリットが複合したスリット孔160が設けられている。また、1対の取付ブラケット14の各々には、下面壁を構成する下鍔部162に、取付孔164が設けられている。被支持プレート84と取付ブラケット14の下鍔部162とが、それぞれ被締結部材として機能し、それらが、スリット孔160(詳しくは、それの前端部に形成された孔部161),取付孔164を利用して、締結手段としてのボルト166およびナット168によって締結されることにより、B.A.BKT22が取付ブラケット14に取付られている。
被支持プレート84の上面と、取付ブラケット14の下鍔部162の下面との間には、第1介装部材としての比較的薄い金属製の板を概してL字状に曲げられて形成された薄板スペーサ170と、第2介装部材としての樹脂によって形成された樹脂スペーサ172とが介装される。薄板スペーサ170には、ボルト166の外径より幅の広いスリット174が設けられ、このスリット174にボルト166が挿通している。樹脂スペーサ172は、上面側の四隅の各々に突起176が設けられており、また、下面側にはボルト挿通孔178の周囲から下方に延びだすような円環状のボス180が設けられている。また、被支持プレート84の下面側からフランジ付のカラー182が嵌められており、ボルト166およびナット168は、取付ブラケット14の下鍔部162,薄板スペーサ170,樹脂スペーサ172,被支持プレート84,フランジ付のカラー182を挟持して締結している。なお、樹脂スペーサ172のボス180の外径は、被支持プレート84のスリット孔160の孔部161の内径より僅かに小さく、内径は、フランジ付カラー182の外径より僅かに大きくされている。また、フランジ付のカラー182の先端部は下鍔部162の下面に当接し、締め代が制限されている。
ボルト166およびナット168によって締結された状態において、樹脂スペーサ172の各突起176は押し潰されて弾性変形させられており、被支持プレート84と取付ブラケット14の下鍔部162は、その弾性力に依拠する締結力によって締結された状態となっており、その締結力によって生じる摩擦力によって、被支持プレート84と取付ブラケット14の下鍔部162との相対移動が制限されているのである。ちなみに、被支持プレート84に設けられたスリット孔160のスリット部184は、車両前後方向に延びて車両後方側に開口しており、その幅は、フランジ付のカラー182の外径より大きくされ、かつ、樹脂スペーサ172のボス180の外径よりも小さくされている。そのため、車両前方方向であって、かつ、被支持プレート84の上面および取付ブラケット14の下鍔部162の下面に平行な方向(コラムの軸線方向である)に、上記摩擦力を超える荷重が、被支持プレート84に作用した場合に、被支持プレート84の取付ブラケット14に対する移動が許容されることになる。なお、その移動の際に樹脂スペーサ172のボス180の破断を伴うが、その破断に要する力は無視できるほど小さいものとされている。
このような構造から、本実施例のステアリングシステムでは、上記取付構造を構成する構成要素である取付ブラケット14の下鍔部162,被支持プレート84,薄板スペーサ170,樹脂スペーサ172,フランジ付のカラー182,ボルト166およびナット168等を含んで、コラム10を車体の一部に固定保持するコラム支持装置200が構成されている。なお、本実施例では、上記取付構造は、2箇所において設けられており、その2箇所の取付構造により、コラム支持装置200が構成されているのである。また、そのコラム支持装置200においては、上記摩擦力に依拠して離脱荷重が決定される構造となっており、そのコラム支持装置200は、その離脱荷重を上回る荷重が作用する場合、設定された離脱方向であるコラム軸線方向へのコラム10(詳しくはコラム移動部)の離脱が許容される機構、つまり、離脱許容機構202を備えるものとされているのである。
上記コラム支持装置200を構成する取付構造においては、上記離脱荷重を低減することが可能とされている。各取付構造を構成する第1介装部材である薄板スペーサ170には、上述したようなスリット174が設けられており、そのスリット174は、車両前方側に開口するものとされている。そのため、薄板スペーサ170は、車両後方に向かって抜き出すことが可能とされている。薄板スペーサ170が抜き出された場合には、樹脂スペーサ172の突起176の変形量が小さくなり、その分だけ上記弾性力が減少し、被締結部材である取付ブラケット14の下鍔部162,被支持プレート84を締結する力も減少し、両者の相対移動を制限する摩擦力も減少することになる。その摩擦力の減少により、離脱荷重が低減されるのである。本実施例のステアリングシステムでは、後に詳しく説明するように、薄板スペーサ170は、それの全体が抜き出されるようになっているが、抜き出された状態においても、樹脂スペーサ172の突起176は弾性変形させられた状態にあるため、ある程度の摩擦力が残存し、離脱荷重は0とはならない。したがって、本実施例では、離脱荷重は、薄板スペーサ170が抜き出されていない状態での比較的大きな離脱荷重である第1離脱荷重から、薄板スペーサ170が抜き出された状態での比較的小さな離脱荷重である第2離脱荷重に低減させられることになる。なお、そのような態様に代えて、薄板スペーサ170が抜き出された状態において、樹脂スペーサ172の突起176が弾性変形していない状態とすることで、離脱荷重を0とすることも可能である。また、薄板スペーサ170の全体を抜き出すのではなく、一部分だけを抜き出して離脱荷重を上記第2荷重より高くかつ第1荷重より低い荷重とすることも可能である。具体的には、樹脂スペーサ172の四隅に設けられた突起176のうち、車両後方側の2つの突起176とだけによって挟まれる状態とする態様である。
薄板スペーサ170は、1対の取付ブラケット14に設けられたスペーサ抜出機構によって抜き出される。薄板スペーサ170は、L字状に曲げられたものであり、上下方向に立設する部分が、取付ブラケット14の下鍔部162に設けられた切欠230から上方に延び出すようにされている。2つの薄板スペーサ170の各々の立設する部分は、その各々を両端部において固着する連結バー232によって連結されている。一方、取付ブラケット14の各々の下鍔部162の車両後方側の端部の上面には、その各々に両端部が固定された状態で支持バー234が渡されている。この支持バー234の上面には、固定部材236によって、シリンダ装置240が、車両前後方向に延びる姿勢で固定されている。シリンダ装置240は、シリンダ242と、シリンダ242内に移動可能に設けられたピストン244と、一端部がピストン244に連結されて他端部がシリンダ242から車両前方側に向かって延びるピストンロッド246とを含んで構成されるものであり、ピストンロッド246の車両前方側の端部が上記連結バー232に連結されている。
シリンダ242の内部、詳しくは、ピストン244の車両前方側の空間には、固体薬剤である火薬248が充填されている。この火薬248は、図示を省略するスパーク電極によって着火させられ、高圧気体を発生する。高圧気体は、火薬248が充填されているシリンダ242の空間内に充満させられ、その圧力によって、ピストン244が車両後方側に移動させられる。それに伴って、上記連結バー232が車両後方に向かって移動させられ、上記2つの薄板スペーサ170の各々は、取付ブラケット14の下鍔部162と被支持プレート84との間から抜き出される。ピストン244は、連結バー232がシリンダ242の車両前方側端部に当接するまで移動させられ、薄板スペーサ170の各々は、全体が抜き出されることになる。なお、その状態において、ピストン244はシリンダ242から抜け出て、ピストン244がシリンダ242の車両後方側の端部に引っ掛かるようにされており、ピストン244の車両前方側への移動は阻止される構造となっている。また、シリンダ242の内部に充満させられている高圧気体は、シリンダ242に設けられたガス抜きスリット250から、シリンダ242の外部へ放出される。
以上のような構造から、スペーサ抜出機構は、シリンダ装置240,連結バー232を含んで構成され、そのスペーサ抜出機構、および、薄板スペーサ170とそれが抜出可能とされた構造等を含んで、離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構260(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、シリンダ装置240は、その離脱荷重低減機構260を駆動するアクチュエータ、すなわち、離脱荷重低減機構260の駆動源として機能するものとなっている。
本実施例のステアリングシステムでは、離脱荷重低減機構260は、制御装置であるステアリング電子制御ユニット(ECU)300によって作動させられる(図2参照)。車両には、各種のセンサが設けられており、ECU300は、それらのセンサからの信号に基づいて設定された作動条件を充足しているか否かを判断し、作動条件を充足する場合に離脱荷重低減機構260を作動させる。センサは、具体的にいえば、車両の衝突を検知する車両衝突検知器としての車両衝突センサ(C.S)302、運転者がシートベルトを着用していない状態を検知するシートベルト非着用検知器としてのシートベルトセンサ(S.S)304、運転者の膝がインパネロアカバー38に当接したことを検知する膝当接センサ(N.S)306、コラム10の撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するコラム撓み検知器としてのコラム撓みセンサ308等である(図2参照)。ちなみに、上記各センサ302〜308は、いずれも作動条件充足状態検知器として機能する。
一部のセンサを詳しく説明すれば、膝当接センサ306は、運転者の膝の位置によって運転者が車両前方に移動して設定された位置まで到達した状態を検知する運転者前方移動検知器として機能するものであり(図1(b)参照)、図示は省略するが、インパネロアカバー38内部に、スイッチ的な構造のものとして設けられている。また、コラム撓みセンサ308は、B.A.BKT22よりもステアリングホイール32側に設定されたコラム本体20の特定の箇所が、車体の一部をなす自身に当接することを検知するものであり(図1(b)参照)、1対の取付ブラケット14に渡された支持バー234の下面に、スイッチ的な構造のものとして取り付けられている(図8,図9参照)。なお、コラム10は、チルト機構90およびテレスコピック機構92を有しており、チルト位置,テレスコピック位置によってコラム撓みセンサ308への当接箇所が異なるように思われるが、両機構90,92によるコラム本体20の位置規制力は、離脱荷重に比較して弱く、コラム10の撓みの検知には殆ど影響を与えない。つまり、車両が衝突した時には、コラム本体20の支持箇所より車両後方側の部分のイナーシャによって二次衝突前に、あるいは、二次衝突直後に、コラム本体20は、チルト範囲,テレスコピック範囲において、車両後方端部が最も上方に位置させられ、かつ、最も前方に位置させられた状態となり(図2〜図5に示す状態)、その後に撓みが生じるようにコラム10が構成されているからである。
先に説明したコラム支持装置200の構造、詳しくは、B.A.BKT22のインパネR/F12への取付構造から解るように、運転者の二次衝突による衝撃が、コラム移動部の離脱が許容される離脱方向であるコラム10の軸線方向に加わった場合は、コラム移動部の離脱は比較的容易に行われるが、コラム軸線方向からずれた方向に衝撃が加わった場合、具体的に言えば、例えば、コラム10のステアリングホイール32を保持している部分が上方に持ち上げられるような方向に衝撃が加わった場合には、上記取付構造の部分に抉るような力が作用し、設定された荷重である第1荷重以上の荷重が作用したとしてもコラム10の円滑な離脱が阻害されることになる。本実施例では、コラム10の離脱が阻害される要因が存在する場合に、離脱荷重を上記第2離脱荷重に低減すべく、離脱荷重低減機構260がさせられる。つまり、ECU300は、コラム10の離脱が阻害される要因が存在する状態が作動条件として設定されており、その作動条件が充足された場合に、離脱荷重低減機構260を制御作動させるのである。
ECU300は、作動条件が互いに異なる3つのモードで制御が実行される。そのモードの切り替えは、インパネ30に設けられたモード選択スイッチ(M.Sw)310の操作に基づいて行われる。運転者は、諸状況に応じてモードを任意に選択することができるのである。3つの制御モードの各々は、シーベルト判定モード、運転者移動判定モード、コラム撓み判定モードであり、それらの各々における作動条件は、シートベルト判定モードでは、車両衝突センサ302が衝突を検知したことおよびシートベルトセンサ304がシートベルトの非着用を検知したことと、運転者移動判定モードでは、車両衝突センサ302が衝突を検知したことおよび膝当接センサ306が膝の当接を検知したことと、コラム撓み判定モードでは、コラム撓みセンサ308が設定撓み量以上のコラム10の撓みを検知したこととされている。各制御モードにおいて、各作動条件が充足されたと判断した場合に、ECU300は、シリンダ装置240に充填された火薬248に着火電流を供給し、離脱荷重低減機構260を作動させる。
<第2実施例>
図11,12に第2実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図11は、2箇所に存在する取付構造の一方をコラムの軸線直角な面で切断した断面図であり、図12はその一方の取付構造を分解した状態を示す斜視図である。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図11,12に第2実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図11は、2箇所に存在する取付構造の一方をコラムの軸線直角な面で切断した断面図であり、図12はその一方の取付構造を分解した状態を示す斜視図である。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
取付ブラケット14の下鍔部162の下面側には、嵌合部材330が配設されており、、その嵌合部材330は、自身に設けられた取付穴332と鍔部162に設けられた取付孔164とを利用して、ボルト166およびナット168によって締結されている。また、B.A.BKT22の被支持プレート334には、車幅方向の両端部の各々に、スリット336が設けられており、そのスリット336が嵌合部材330の側面に設けられた溝に嵌め合わされることで、被支持プレート334は取付ブラケットに支持されている。嵌合部材330と被支持プレート334との各々には、1対の貫通穴338,340が、ボルト166を挟む位置に穿設されており、嵌合部材330に被支持プレート334が嵌合された状態において、それらの貫通穴338,340の位置が合わされた状態となっている。貫通穴338,340には、円環状の樹脂カラー342が嵌入され、さらに、その樹脂カラー342には、ワイヤ344(図では、太さが誇張されている)が嵌入されている。
被支持プレート334は、樹脂カラー342とワイヤ344とによって取付ブラケット14との相対移動が制限されているが、被支持プレート334に設けられたスリット336が車両前後方向に延びて車両後方側に開口しているため、ある程度の荷重が、車両前方方向であって、かつ、被支持プレート334の上面および取付ブラケット14の下鍔部162の下面に平行な方向(コラムの軸線方向である)に作用した場合、被支持プレート334は、移動が許容されることになる。詳しく言えば、樹脂カラー342とワイヤ344との両者の破断に要する力である破断力を超える荷重が、被支持プレート334に作用した場合に、被支持プレート334の取付ブラケット14に対する移動が許容されることになるのである。
このような構造から、本実施例のステアリングシステムでは、上記取付構造を構成する構成要素である取付ブラケット14の下鍔部162,被支持プレート334,嵌合部材330,樹脂カラー342,ワイヤ344,ボルト166およびナット168等を含んで、コラム10を車体の一部に固定保持するコラム支持装置320が構成されている。なお、本実施例では、上記取付構造は、2箇所において設けられており、その2箇所の取付構造により、コラム支持装置320が構成されているのである。また、そのコラム支持装置32においては、上記破断力に依拠して離脱荷重が決定される構造となっており、そのコラム支持装置320は、その離脱荷重を上回る荷重が作用する場合に、設定された離脱方向であるコラム軸線方向へのコラム10(詳しくはコラム移動部)の離脱を許容する機構、つまり、離脱許容機構350を備えるものとされているのである。
上記コラム支持装置320を構成する取付構造においては、上記離脱荷重を低減することが可能とされている。各取付構造を構成する破断部材であるワイヤ344は、下方に向かって抜き出すことが可能とされており、ワイヤ344が抜き出された場合には、両者の相対移動を制限する力が、樹脂カラー342とワイヤ344との両者の破断力から、樹脂カラー342の破断力に減少することになる。その破断力の減少により、離脱荷重が低減されるのである。本実施例のステアリングシステムでは、第1破断部材としてのワイヤ344が抜き出されるようになっているが、抜き出された状態においても、第2破断部材としての樹脂カラー342が係合させられた状態にあるため、破断力が残存し、離脱荷重は0とはならない。したがって、本実施例では、離脱荷重は、ワイヤ344が抜き出されていない状態での比較的大きな離脱荷重である第1離脱荷重から、ワイヤ344が抜き出された状態での比較的小さな離脱荷重である第2離脱荷重に低減させられることになる。なお、そのような態様に代えて、1種の破断部材によって嵌合部材330と被支持プレート334を支持し、その破断部材を抜き出すことで、離脱荷重を0とすることも可能である。具体的にいえば、樹脂カラー342とワイヤ344との一方のみを配設し、その一方を抜き出すことにより、離脱荷重を0とするように構成することも可能なのである。
上記ワイヤ344は、被支持プレート334に設けられたワイヤ抜出機構によって抜き出される。2本のワイヤ344の各々は下方に延び出すようにされており、その延び出す部分が、コラム支持装置320の被支持プレート334の下面側を覆うように設けられたカバープレート360の2つの挿通穴362を挿通させられている。カバープレート360の下面側には、内部に固体薬剤である火薬364が充填されたパイロ366が、一対、設けられている。パイロ366は、小型のシリンダ装置であり、カバープレート360に固定された段付状の支持部材368(ピストンとして機能する)に、有底円筒状のハウジング370(シリンダとして機能する)が嵌められた構造をなしている。ワイヤ344は、その下端部が概ね円環状に形成された取付部とされており、各々のワイヤ344は、その取付部において、ハウジング370に固定されたナット372にボルト374を利用して締結されることで、1対のパイロ366の各々に取付けられている。
上記パイロ366は、図示を省略するスパーク電極によって火薬364が着火させられることによって作動する。着火によって火薬364は高圧気体を発生させ、高圧気体がハウジング370の空間内に充満させられる。その圧力によって、ハウジング370が支持部材368から下方側に離脱させられ、それに伴って、ワイヤ344は、樹脂カラー342から抜き出される。なお、ワイヤ344は、自身に鍔状に形成されたストッパ376が、カバープレート360に当接するまで抜き出される。
以上のような構造から、ワイヤ抜出機構は、シリンダ装置であるパイロ366を含んで構成され、そのワイヤ抜出機構、および、ワイヤ344とそれが抜出可能とされた構造等を含んで、離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構380(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、パイロ366は、その離脱荷重低減機構380を駆動するアクチュエータ、すなわち、離脱荷重低減機構380の駆動源として機能するものとなっている。
また、本実施例のステアリングシステムでも、第1実施例の場合と同様、離脱荷重低減機構380は、制御装置であるECU300によって作動させられる。具体的には、上述した3つの制御モードのうちの選択されたいずれかのモードにおいて、そのモードに設定されている作動条件が充足された場合に、上記パイロ366の火薬364が着火され、離脱荷重低減機構380が作動させられるのである。
なお、上記離脱荷重低減機構380に代えて、図13に示す変形例としての離脱荷重低減機構を採用することが可能である。図に示す離脱荷重低減機構390は、アクチュエータとして、1対のパイロ366に代えて、電磁式ソレノイド392を採用した機構である。電磁ソレノイド392は、カバープレート360の下面に付設されており、電磁ソレノイド392が励磁されることによってプランジャピン394が下方に突出する構造とされている。2つワイヤ344の取付部は、連結ロッド396によって連結されており、プランジャピン394の先端が、その連結ロッド396の中間部に当接させられている。本離脱荷重低減機構390では、電磁ソレノイド392を励磁させることで、2本のワイヤ344が樹脂カラー342から抜き出される。
<第3実施例>
図14,15に、第3実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造を示す。図14は、2つの取付ブラケットの内側を示す側面図(一部断面図とされている)であり、図15は、平面図である。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図14,15に、第3実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造を示す。図14は、2つの取付ブラケットの内側を示す側面図(一部断面図とされている)であり、図15は、平面図である。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のステアリングシステムにおいては、コラム支持装置400および離脱許容機構402については、第1実施例のものと略同様であるが、1対の薄板スペーサ170は採用されていない。また、1対のボルト166の頭部406はギヤとされている。1対の取付ブラケット14の下鍔部162の上面には、それぞれがその1対のギヤ406の各々と噛合する1対のラック408が配設されており、それらラック408は、連結バー410によって連結されている。連結バー410の中間部には、後に説明するシリンダ装置412が有するピストンロッド414の先端部が固着されている。
シリンダ装置412は、ハウジングとして機能するシリンダ416と、シリンダ416の内部に挿入されたピストン418と、ピストン418と一体化された上述のピストンロッド414とを含んで構成されている。ピストン418は、シリンダ416内部の車両前方側の端部との間に比較的狭い空間を挟んで位置させられ、その空間には、固体薬剤である火薬420が充填されている。また、シリンダ装置412は、1対の取付ブラケット14に渡された支持バー422の上面に固定部材424によって固定支持されている。
上記シリンダ装置412は、図示を省略するスパーク電極によって火薬420が着火させられることによって作動する。着火によって火薬420は高圧気体を発生させ、その圧力によってピストン418が車両後方側に向かって移動する。ピストン418の移動により、ピストンロッド414に連結されているラック408も車両後方に移動し、頭部406がラック408に噛合させられているボルト166が回転させられることになる。一対のボルト166は互いに逆ねじが螺設され、また、図では省略するがナット168は被支持プレート84に対して回転が禁止される構造とされており、上記ギヤ406の回転によって、締結手段としてのボルト166およびナット168による締結が緩められ、被締結部材である被支持プレート84と取付ブラケット14の下鍔部162との締結力が減少させられる。なお、ラック408は、連結バー410がシリンダ416の車両前方側の端部に当接するまで移動するが、その移動量は、ボルト166およびナット168が完全に緩められない程度、つまり、ボルト166およびナット168による締結力が残存するように設定されている。したがって、シリンダ装置412の作動によって、離脱許容機構における離脱荷重は、比較的大きな第1荷重から、0ではない比較的小さな第2荷重へと低減させられることになる。つまり、本実施例のステアリングシステムでは、シリンダ装置412,連結バー410,ラック408,ボルト166,ナット168と、ボルト166およびナット168の締結を緩める構造等を含んで、離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構430(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、シリンダ装置412は、その離脱荷重低減機構430を駆動するアクチュエータ、すなわち、離脱荷重低減機構430の駆動源として機能するものとなっている。
また、本実施例のステアリングシステムでも、第1実施例の場合と同様、離脱荷重低減機構430は、制御装置であるECU300によって作動させられる。具体的には、上述した3つの制御モードのうちの選択されたいずれかのモードにおいて、そのモードに設定されている作動条件が充足された場合に、上記シリンダ装置412に備えられた火薬364が着火され、離脱荷重低減機構430が作動させられるのである。
<第4実施例>
図16,17に第4実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造を示す。図16は、側断面図であり、図17は下面図である。本実施例のステアリングシステムは、第3実施例と同様に、締結手段による締結を緩めることによって締結力を減少させるものであり、本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第3実施例のシステムと略同様の構成であるあるため、本実施例の説明においては、第3実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図16,17に第4実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造を示す。図16は、側断面図であり、図17は下面図である。本実施例のステアリングシステムは、第3実施例と同様に、締結手段による締結を緩めることによって締結力を減少させるものであり、本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第3実施例のシステムと略同様の構成であるあるため、本実施例の説明においては、第3実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のステアリングシステムにおいては、第3実施例のものと同様のコラム支持装置400および離脱許容機構402を備えており、ボルト166およびナット168によって、取付ブラケット14の下鍔部162,被支持プレート84,樹脂スペーサ172,フランジ付のカラー182が挟持されて締結された構造となっている。
ナット168には、レバープレート450が、被支持プレート84と平行に位置する状態で離脱不能に嵌められている。レバープレート450のレバー部452は、車両前方側に延びるように位置させられている。一方、被支持プレート84の下面側には、内部に固体薬剤である火薬454が充填されたパイロ456が設けられている。パイロ456は、小型のシリンダ装置であり、被支持プレート84に固定された段付状の支持部材458(ピストンとして機能する)に、有底円筒状のハウジング460(シリンダとして機能する)が嵌められた構造をなしており、ハウジング460の底部が、レバープレート450のレバー部452に当接するようにして係合させられている。
上記パイロ456は、図示を省略するスパーク電極によって火薬454が着火させられることによって作動する。着火によって火薬454は高圧気体を発生させ、ハウジング456内に充満させれた高圧気体の圧力によって、ハウジング460が支持部材458から離脱させられる。それによって、レバープレート450が、ボルト166を中心に回転させられ、ナット168が回転させられる。ボルト166は、取付ブラケット14の下鍔部162に回転不能に固定されており、ナットの回転168によって、締結手段としてのボルト166およびナット168による締結が緩められ、被締結部材である被支持プレート84と取付ブラケット14の下鍔部162との締結力が減少させられる。レバープレート450は、取付ブラケット14の下鍔部162の下面側に付設されたストッパ462に当接する位置まで回転させられるようにされており、レバープレート450がその位置まで回転した状態においても、そのボルト166およびナット168が完全に緩められない状態、つまり、ボルト166およびナット168による締結力が残存するように設定されている。したがって、パイロ456の作動によって、離脱許容機構402における離脱荷重は、比較的大きな第1荷重から、0ではない比較的小さな第2荷重へと低減させられることになる。以上のような構造から、本実施例のステアリングシステムでは、パイロ456,レバープレート450,ボルト166およびナット168の締結を緩める構造等を含んで、離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構470(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、パイロ456は、その離脱荷重低減機構470を駆動するアクチュエータ、すなわち、離脱荷重低減機構470の駆動源として機能するものとなっている。
図16,図17では、1対の取付構造のうちの一方(車幅方向における左方)しか示していないが、他方の構造は、図16,図17に示す構造を左右対称とした構造であるため、説明は省略する。また、上記離脱荷重低減機構470の作動の制御は、第3実施例の場合と同様であるため、それについての説明も省略する。
<第5実施例>
図18(a)に第5実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造の側断面を示す。本実施例のステアリングシステムは、第3,4実施例と同様に、締結手段による締結を緩めることによって締結力を減少させるものであるが、本実施例においては、締結力が0となるように低減される。また、本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第3,4実施例のシステムと略同様の構成であるあるため、本実施例の説明においては、離脱荷重低減機構を中心に行うこととする。
図18(a)に第5実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造の側断面を示す。本実施例のステアリングシステムは、第3,4実施例と同様に、締結手段による締結を緩めることによって締結力を減少させるものであるが、本実施例においては、締結力が0となるように低減される。また、本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第3,4実施例のシステムと略同様の構成であるあるため、本実施例の説明においては、離脱荷重低減機構を中心に行うこととする。
B.A.BKT22の被支持プレート84の下面には、小型のシリンダ装置として機能するパイロ486が固定して設けられている。パイロ486は、ハウジング488と、ピストンとして機能するプランジャ490とを含んで構成されている。ハウジング488は、大まかには、シリンダとして機能する有底円筒状のシリンダ部492と、シリンダ部492と一体的に形成されて開口に向かって拡径する形状とされた取付部494とに区分されるものであり、その取付部494の開口端において、被支持プレート84に固定して取付けられている。プランジャ490は、ハウジング488のシリンダ部492に嵌められており、プランジャ490の下方端とシリンダ部492の内面によって区画された空間には、固体薬剤としての火薬496が充填されている。なお、後に説明するが、被支持プレート84の車両前方側への離脱に伴って、パイロ486も移動する。その移動の際のナット168への干渉を避けるために、ハウジング488の取付部494には、車両後方側の部分に、切欠498が設けられている。
図18(b)に上記パイロ486が作動させられた状態を示す。パイロ486は、図示を省略するスパーク電極によって火薬496が着火させられることによって作動する。着火によって火薬496は高圧気体を発生させ、その高圧気体の圧力によって、プランジャ490は、上方に向かって射出させられ、それの上方端部が、ボルト166のねじ部の下端に衝突する。その衝突の力により、ボルト166は、ナット168との螺合が解除されて、上方に押し出されることになる。このような動作によって、取付ブラケット14の下鍔部162と被支持プレート84との締結力が消滅させられ、離脱許容機構402における離脱荷重が0に低減させられることになる。以上のような構造から、本実施例のステアリングシステムでは、上記パイロ486を含んで、離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構500(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、パイロ486は、離脱荷重低減機構500の駆動源として機能するものとなっている。
図18では、1対の取付構造のうちの一方(車幅方向における右方)しか示していないが、他方の構造も同様であるため、それについての説明は省略する。また、上記離脱荷重低減機構500の作動の制御は、第3実施例の場合と同様であるため、それについての説明も省略する。
<第6実施例>
図19(a)に第6実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造の側断面を示す。本実施例のステアリングシステムは、第5実施例と同様に、締結手段による締結を緩めることによって、それの締結力を0に減少させるものである。また、本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第5実施例のシステムと略同様の構成であるあるため、本実施例の説明においては、離脱荷重低減機構を中心に行うこととする。
図19(a)に第6実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造の側断面を示す。本実施例のステアリングシステムは、第5実施例と同様に、締結手段による締結を緩めることによって、それの締結力を0に減少させるものである。また、本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第5実施例のシステムと略同様の構成であるあるため、本実施例の説明においては、離脱荷重低減機構を中心に行うこととする。
本実施例では、取付ブラケット14の下鍔部162の上面に、小型のシリンダ装置として機能するパイロ510が固定して設けられている。パイロ510は、ハウジング512と、ピストンとして機能するプランジャ514とを含んで構成されている。ハウジング512は、大まかには、シリンダとして機能する有底円筒状のシリンダ部516と、シリンダ部516と一体的に形成されて開口に向かって拡径する形状とされた取付部518とに区分されるものであり、その取付部518の開口端において、下鍔部162に固定して取付けられている。プランジャ514は、ハウジング512のシリンダ部516に嵌められており、プランジャ514の上方端とシリンダ部516の内面によって区画された空間には、固体薬剤としての火薬520が充填されている。
図19(b)に上記パイロ510が作動させられた状態を示す。パイロ510は、図示を省略するスパーク電極によって火薬520が着火させられることによって作動する。着火によって火薬520は高圧気体を発生させ、その高圧気体の圧力によって、プランジャ514は、下方に向かって射出させられ、それの下方端部が、ボルト166の頭部に衝突する。その衝突の力により、取付ブラケット14の下鍔部162の一部であって、ハウジング512が固定されている内側の部分が、ボルト166を中心に陥没するように変形させられる。この変形により、B.A.BKT22の被支持プレート84と下鍔部162との間に介在させられている樹脂スペーサ172の各突起176が、下鍔部162の下面から離間する。樹脂スペーサ172は、弾性力によって、被締結部材である被支持プレート84と下鍔部162との締結力を発生させるものとされているが、下鍔部162からの離間により、その弾性力に依拠する締結力が消滅することになり、その結果、離脱許容機構402における離脱荷重が0に低減させられることになる。以上の構造から、本実施例のステアリングシステムでは、パイロ510を含んで、離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構530(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、パイロ510は、離脱荷重低減機構530の駆動源として機能するものとなっている。
図19では、1対の取付構造のうちの一方(車幅方向における右方)しか示していないが、他方の構造も同様であるため、それについての説明は省略する。また、上記離脱荷重低減機構530の作動の制御は、第3実施例の場合と同様であるため、それについての説明も省略する。
<第7実施例>
図20,図21,図22に、第7実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造を示す。図20は、側断面図であり、図21はその取付構造を分解した状態を示す斜視図である。また、図22は、取付ブラケット14の下鍔部162を取り除いた状態において上方から眺めた平面図である。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図20,図21,図22に、第7実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造を示す。図20は、側断面図であり、図21はその取付構造を分解した状態を示す斜視図である。また、図22は、取付ブラケット14の下鍔部162を取り除いた状態において上方から眺めた平面図である。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のステアリングシステムにおいて、コラム支持装置540および離脱許容機構542は、第3〜6実施例のものと類似しているが、後に説明するように、介装部材である樹脂スペーサ546が、それらの実施例とは異なるものとされている。本実施例では、離脱許容機構542を挟んで、詳しくは樹脂スペーサ546を挟んで、車両前方側,後方側のそれぞれには、内部に固体薬剤である火薬548が充填されたパイロ550,552が設けられている。そのパイロ550,552は、それぞれに設けられた開口部554,556が樹脂スペーサ546に向けられた状態で、取付ブラケット14の下鍔部162に固定されている。
パイロ550,552は、図示を省略するスパーク電極によって火薬548が着火させられることによって作動する。着火による火薬548の燃焼によって、高熱の気体が発生させられる。その気体は、パイロ550,552の開口部554,556から、樹脂スペーサ546に向かって放出されることになる。この気体の熱によって、樹脂スペーサ548は熱軟化樹脂製のものであり、樹脂スペーサ548、特に、四隅に設けられた突起560は、急激に軟化させられることになる。この軟化によって、被締結部材である取付けブラケット14の下鍔部162とB.A.BKT22の被支持プレート84との締結力が消滅させられることになり、離脱許容機構542による離脱荷重が0に低減させられることになる。なお、樹脂スペーサ546には、四隅の突起560の各々に切欠562が設けられており、その切欠562の内部にも気体の熱が作用することで、突起560の軟化が容易なものとされている。また、4つの突起560によって囲まれる位置には、概ね三角形の凸部564が2つ設けられており、高熱の気体が突起560の背面側にまでまわり込ませることによっても、突起560の軟化が容易なものとされている。
以上のような構造から、発熱源としてのパイロ550,552と、それによって発生させられる気体の熱によって樹脂スペーサ546を軟化させる構造等を含んで、離脱荷重低減機構570(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、図20〜22では、1対の取付構造のうちの一方(車幅方向における右方)しか示していないが、他方の構造も同様であるため、それについての説明は省略する。また、上記離脱荷重低減機構570の作動の制御は、第3実施例の場合と同様であるため、それについての説明も省略する。
<第8実施例>
本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第7実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第7実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のステアリングシステムは、離脱荷重低減機構を除き、第7実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第7実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のコラム支持装置580および離脱許容機構582において、介装部材である樹脂スペーサ586には、特定液体薬剤の接触により環境応力亀裂現象(ESC現象)が生じる特定樹脂製のものが採用されている。その樹脂スペーサ586の形状については、第7実施例と同様である。その樹脂スペーサ586を車両の前後方向に挟む位置に、2つのシリンダ装置588が配設されている。それらシリンダ装置588は、自身に設けられた開口部590が樹脂スペーサ586に向けられた状態で、取付ブラケット14の下鍔部162に固定されている。
シリンダ装置588は、ハウジングとして機能するシリンダ600と、2つのピストン体602,604とそれらを連結するロッド606とからなるピストン607とを含んで構成されている。また、取付ブラケット14の下鍔部162には、電磁ソレノイド608が固定されている。電磁ソレノイド608が有するピン610の先端は、シリンダ600に設けられた挿入孔612からシリンダ600の内部に臨み出る状態とされており、ピストン体604と係合してピストン607の開口部590側への移動を禁止している。また、シリンダ600の上記開口部590とは反対側である底部とピストン体604との間には、スプリング614が配設されており、そのスプリング614の弾性力により、ピストン607は開口部590側へ付勢されている。開口部590は、プラグ615により栓をされた状態とされ、シリンダ600の開口部590側の端部とピストン体602との空間に、上記特定液体薬剤616が充填されている。
上記シリンダ装置588は、電磁ソレノイド608を励磁させることで作動する。電磁ソレノイド608は、励磁されることによってピン610が引き込まれる構造とされており、電磁ソレノイド608を励磁させると、ピストン607の係止が解除され、スプリング614の弾性力によってピストン607が開口部590側に移動させられる。それによって、開口部590は開栓し、シリンダ600に充填されていた特定液体薬剤616が、開口部590から、樹脂スペーサ586に向かって噴出されることになる。そのシリンダ装置588から噴出された特定液体薬剤616によって、樹脂スペーサ586はESC現象によって極めて短時間の間に破壊され、被締結部材である取付けブラケット14の下鍔部162とB.A.BKT22の被支持プレート84との締結力が消滅させられることになり、離脱許容機構582による離脱荷重が0に低減させられることになる。締結力が消滅させられる。
以上のような構造から、シリンダ装置588,電磁ソレノイド608,コラム支持装置580が備える特定樹脂製の樹脂スペーサ586に特定液体薬剤を接触させてESC現象を生じさせる構造等を含んで、離脱荷重低減機構620(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、電磁ソレノイド608は、その離脱荷重低減機構620を駆動するアクチュエータ、すなわち、離脱荷重低減機構620の駆動源として機能するものとなっている。なお、図23では、1対の取付構造のうちの一方(車幅方向における右方)しか示していないが、他方の構造も同様であるため、それについての説明は省略する。また、上記離脱荷重低減機構620は、制御装置であるECU300によって作動させられる。具体的には、上述した3つの制御モードのうちの選択されたいずれかのモードにおいて、そのモードに設定されている作動条件が充足された場合に、上記電磁ソレノイド608を励磁させ、離脱荷重低減機構620が作動させられるのである。
なお、上記離脱荷重低減機構620に代えて、それの変形例としての図24に示す離脱荷重低減機構を採用することが可能である。図に示す離脱荷重低減機構630は、ECU300によって制御作動させられるのではなく、衝突に連動して機械的に伝達されて作動させられる機構である。シリンダ600に挿入されたピン610には、ケーブル632の一端部が接続されている。ケーブル632は、シリンダ装置588付近からインパネロアカバー38付近まで延び出すように配設されたガイド管634の内部を挿通させられており、ケーブル632のインパネロアカバー38側の端部は、車体の一部に固定された回転軸636に軸支されたリンク638の一端部に接続されている。リンク638は、ケーブル632の接続されていない他端部640がインパネロアカバー38に内側から当接させられている。
運転者がシートベルトを着用していない状態で車両が衝突した場合に、運転者は車両前方へ移動し、運転者の膝頭の位置が斜め前上方に移動する。その膝頭の移動によって膝頭はインパネロアカバー38へ当接し、リンク638の端部640が車両前方側へ押されることになる。リンク638は、回転軸636を中心に回転させられ、ケーブル632を引っ張り、それによって、ケーブル632のシリンダ装置588側の端部に接続されているピン610が、シリンダ600から引き抜かれるのである。このような動作により、離脱荷重低減機構630が作動し、第8実施例と同様に、ESC現象を利用した離脱荷重低減が行われることになる。
<第9実施例>
図25(a)に、第9実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造の側断面を示す。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図25(a)に、第9実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付構造の側断面を示す。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱荷重低減機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のコラム支持装置650および離脱許容機構652については、第1実施例において採用されていた薄板スペーサ170は採用されておらず、B.A.BKT22の被支持プレート84の下方に可動板656が介装させられ、その可動板656とカラー182の間に、介装部材としての2枚の皿ばね658,660が介装させられている。皿ばね658,660は、互いに背中合わせにされた状態で介装されており、それら皿ばね658,660の弾性力を利用して、被締結部材である被支持プレート84と取付ブラケット14の下鍔部162とが締結された状態となっている。可動板656は、車両後方側に延び出すようにされており、その延び出す部分には、ボス部662が設けられている。ボス6部662には、下鍔部162に立設されたガイドロッド663が挿通させられ、そのガイドロッド663により、可動版656が上下方向に真直ぐに移動可能とされている。下鍔部162の下面にはパイロ664が付設されている。パイロ664は、小型のシリンダ装置であり、下鍔部162に固定された段付状の支持部材666(ピストンとして機能する)に、有底円筒状のハウジング668(シリンダとして機能する)が嵌められて支持された構造をなし、内部に固体薬剤である火薬670が充填されている。なおパイロ664は、樹脂スペーサ172と可動板656のボス部662との間に位置させられている。
図25(b)に上記パイロ664が作動させられた状態を示す。パイロ664は、図示を省略するスパーク電極によって火薬662が着火させられることによって作動する。着火によって火薬662は高圧気体を発生させ、その高圧気体の圧力によって、ハウジング668は、下方に向かって射出させられ、可動板656を下方に押し下げる。可動板656の下方への移動によって、皿ばね658,660は、変形させられる。詳しく言えば、可動板656には円形の窪み674が設けられ、皿ばね658は、その窪み674の外側において可動板658によって支持されてているため、可動板656の下方への移動によって、自身のテーパの向きが反転させられた状態とされる。その結果、取付ブラケット14の下鍔部162と被支持プレート84との締結力が消滅させられ、離脱許容機構652における離脱荷重が0に低減させられることになる。以上のような構造から、本実施例のステアリングシステムでは、上記パイロ664,可動板656,皿ばね658,660等を含んで、離脱荷重低減機構680(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、パイロ664は、離脱荷重低減機構680の駆動源として機能するものとなっている。
なお、図25では、1対の取付構造のうちの一方(車幅方向における右方)しか示していないが、他方の構造も同様であるため、それについての説明は省略する。また、上記離脱荷重低減機構680の作動の制御は、第3実施例の場合と同様であるため、それについての説明も省略する。
なお、上記離脱荷重低減機構680に代えて、それの変形例として、図26(a)に示す離脱荷重低減機構690を採用することが可能である。上記離脱荷重低減機構680では、2枚の皿ばね658,660のうちの一方である皿ばね658を塑性変形させることによって、締結力が低減するようにされていたが、本変形例の離脱荷重低減機構690では、皿ばね692は1枚しか採用されておらず、その1枚の皿ばね692を弾性変形させることによって、離脱荷重を低減させる機構とされている。
図26(b)に、パイロ664が作動させられた状態を示す。着火によって火薬662から発生させられた高圧気体の圧力により、パイロ664のハウジング668は、下方に向かって射出させられるのであるが、本実施例においては、ハウジング668は、支持部材666から離脱しないようにされている。そのため、上記高圧気体は、パイロ664内部に充満させられており、その高圧気体の圧力によって、可動板656の位置は、下方に移動させられた位置に維持されることになる。したがって、皿ばね692は、ある程度の時間、弾性変形させられ続け、その弾性変形されられている間は、取付ブラケット14の下鍔部162と被支持プレート84との締結力が消滅させられた状態となり、その間、離脱荷重が0に低減させられることになる。
<第10実施例>
図27に、第10実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図27は、ステアリングコラムを車両左側から見た側面図であり、シリンダ装置が断面図とされている。本実施例のステアリングシステムでは、離脱担保機構として、離脱荷重低減機構ではなく強制離脱機構を備えている。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱担保機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図27に、第10実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図27は、ステアリングコラムを車両左側から見た側面図であり、シリンダ装置が断面図とされている。本実施例のステアリングシステムでは、離脱担保機構として、離脱荷重低減機構ではなく強制離脱機構を備えている。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱担保機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のステアリングシステムにおいては、コラム支持装置700および離脱許容機構702については、第1実施例のものと類似しているが、離脱担保機構として強制離脱機構を備えることから、第1実施例において採用されていた薄板スペーサ170は採用されていない。また、シリンダ装置708は、1対の取付ブラケット14に渡された支持バー710の下面に固定されて支持されている。
シリンダ装置708は、ハウジングとして機能するシリンダ716と、シリンダ716の内部に挿入されたピストン718と、一端部がピストン718に固定されて他端部がシリンダ716より車両前方側に突出するピストンロッド720と、ピストンロッド720の他端部に固定的に取り付けられたプランジャヘッド722とを含んで構成されている。ピストン718は、シリンダ716内部の車両後方側の端部との間に比較的狭い空間を挟んで位置させられ、その空間には、固体薬剤である火薬724が充填されている。プランジャヘッド722の車両前方側の端部である先端部は、B.A.BKT22の保持部材82および被支持プレート84の車幅方向の中央であって車両後方側の端部に当接させられている。
上記シリンダ装置708は、図示を省略するスパーク電極によって火薬724が着火させられることによって作動する。着火によって火薬724は高圧気体を発生させ、その圧力によってピストン718が車両前方側に向かって移動する。ピストン718の移動により、プランジャヘッド722は、離脱許容機構702による離脱荷重を超える力でB.A.BKT22を押し、B.A.BKT22、つまり、コラム移動部を車両前方に向かって取付ブラケット14から強制的に離脱させる。つまり、本実施例では、シリンダ装置708を含んで、強制離脱機構750(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、本実施例では、シリンダ装置708はアクチュエータであり、強制離脱機構750は駆動源としてのアクチュエータそのものによって構成されている。
また、本実施例のステアリングシステムでも、強制離脱機構750は、制御装置であるECU300によって作動させられる。具体的には、上述した3つの制御モードのうちの選択されたいずれかのモードにおいて、そのモードに設定されている作動条件が充足された場合に、上記シリンダ装置708の火薬724が着火され、強制離脱機構750が作動させられるのである。
<第11実施例>
図28に、第11実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図28は、ステアリングコラムを車両左側から見た側面図であり、一部が断面図とされている。本実施例のステアリングシステムでは、離脱担保機構として、離脱荷重低減機構ではなく強制離脱機構を備えている。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱担保機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
図28に、第11実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図28は、ステアリングコラムを車両左側から見た側面図であり、一部が断面図とされている。本実施例のステアリングシステムでは、離脱担保機構として、離脱荷重低減機構ではなく強制離脱機構を備えている。なお、本実施例のステアリングシステムは、コラム支持装置,離脱許容機構,離脱担保機構を除き、第1実施例のシステムと略同様の構成であるため、本実施例の説明においては、第1実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。
本実施例のステアリングシステムにおいては、コラム支持装置800および離脱許容機構802については、第1実施例のものと類似しているが、離脱担保機構として強制離脱機構を備えることから、第1実施例において採用されていた薄板スペーサ170は採用されていない。また、本実施例では、シリンダ装置808は、コラム本体20の上方において、コラム10の軸線に概ね平行に配設されている。
シリンダ装置808は、ハウジングとして機能するシリンダ816と、シリンダ816の内部に挿入されたピストン818と、一端部がピストン818に固定されて他端部がシリンダ816より車両後方側に突出するピストンロッド820とを含んで構成されている。シリンダ816の車両前方側の端部には軸穴が設けられた端部部材822が固着されており、シリンダ816は、その端部部材822において、前方ブラケット24を軸受部材70に支持する支持軸72によって軸支されている。また、B.A.BKT22の車両前方側の端部には、1対のブラケット824が、2つの軸支持部材116を挟む位置に付設されており、それら1対のブラケット824には、ロッド支持軸826が渡されている。ピストンロッド820の車両後方側の端部には、軸穴が設けられたロッドヘッド828が固着されており、ピストンロッド820は、そのロッドヘッド828において、ロッド支持軸826によって軸支されている。ピストン818は、シリンダ816内部の車両後方側の端部との間に比較的狭い空間を挟んで位置させられ、その空間には、固体薬剤である火薬830が充填されている。
上記シリンダ装置808は、図示を省略するスパーク電極によって火薬830が着火させられることによって作動する。着火によって火薬830は高圧気体を発生させ、その圧力によってピストン818が車両前方側に向かって移動する。ピストン818の移動により、B.A.BKT22は、離脱許容機構802による離脱荷重を超える力で車両前方側に向かって引張られ、コラム移動部は、車両前方に向かって取付ブラケット14から強制的に離脱させられる。つまり、本実施例では、シリンダ装置808を含んで、強制離脱機構850(離脱担保機構の一種である)が構成されているのである。なお、本実施例では、シリンダ装置808はアクチュエータであり、強制離脱機構850は駆動源としてのアクチュエータそのものによって構成されている。また、火薬830によって発生させられた高圧気体は、シリンダ816に設けられたガス抜き穴832から放出されるため、強制離脱におけるコラム移動部の移動距離は比較的短くされており、強制離脱機構850は、その後のコラム移動部の移動に伴う第1EA装置110,第2EA装置150による衝撃エネルギ吸収にできるだけ影響を与えないような構造とされている。
また、本実施例のステアリングシステムでも、第10実施例の場合と同様、強制離脱機構850は、制御装置であるECU300によって作動させられる。具体的には、上述した3つの制御モードのうちの選択されたいずれかのモードにおいて、そのモードに設定されている作動条件が充足された場合に、上記シリンダ装置808の火薬830が着火され、強制離脱機構850が作動させられるのである。
10:ステアリングコラム 12:インパネリインフォースメント 14:コラム取付ブラケット(車体の一部) 20:コラム本体 22:ブレイクアウェイブラケット 32:ステアリングホイール(ステアリング操作部材) 34:エアバッグ装置 84:被支持プレート(被締結部材) 90:チルト機構 92:テレスコピック機構 110:第1EA装置(衝撃エネルギ吸収装置) 112:衝撃エネルギ吸収プレート(変形部材) 130:係合部 132:係止バー 150:第2EA装置(衝撃エネルギ吸収装置) 162:下鍔部(被締結部材) 166:ボルト(締結手段) 168:ナット(締結手段) 170:薄板スペーサ(介装部材,第1介装部材) 172:樹脂スペーサ(第2介装部材) 200:コラム支持装置 202:離脱許容機構 240:シリンダ装置(アクチュエータ) 242:シリンダ 244:ピストン 248:火薬(固体薬剤) 260:離脱荷重低減機構 300:ステアリング電子制御ユニット(制御装置) 302:車両衝突センサ(作動条件充足状態検知器) 304:シートベルトセンサ(シートベルト着用検知器,作動条件充足状態検知器) 306:膝当接センサ(運転者前方移動検知器,作動条件充足状態検知器) 308:コラム撓みセンサ(コラム撓み検知器,作動条件充足状態検知器) 310:モード選択スイッチ 320:コラム支持装置 334:被支持プレート(被締結部材) 342:樹脂カラー(破断部材,第2破断部材) 344:ワイヤ(破断部材,第1破断部材) 350離脱許容機構 364:火薬(固体薬剤) 366:パイロ(アクチュエータ) 368:支持部材(ピストン) 370:ハウジング(シリンダ) 380:離脱許容機構 390:離脱荷重低減機構 392:電磁ソレノイド(アクチュエータ) 400:コラム支持装置 402:離脱許容機構 412:シリンダ装置(アクチュエータ) 416:シリンダ 418:ピストン 420:火薬(固体薬剤) 430:離脱荷重低減機構 454:火薬(固体薬剤) 456:パイロ(アクチュエータ) 458:支持部材(ピストン) 460:ハウジング(シリンダ) 470:離脱荷重低減機構 486:パイロ(アクチュエータ) 490:プランジャ(ピストン) 492:シリンダ部 496:火薬(固体薬剤) 500:離脱荷重低減機構 510:パイロ(アクチュエータ) 514:プランジャ(ピストン) 516:シリンダ部 520:火薬(固体薬剤) 530:離脱荷重低減機構 540:コラム支持装置 542:離脱許容機構 546:樹脂スペーサ(熱軟化樹脂製の介装部材) 548:火薬(固体薬剤) 550,552:パイロ(発熱源) 570:離脱荷重低減機構 580:コラム支持装置 582:離脱許容機構 586:樹脂スペーサ(特定樹脂製の介装部材) 588:電磁ソレノイド(アクチュエータ) 616:特定液体薬剤 620:離脱荷重低減機構 630:離脱荷重低減機構 632:ケーブル 650:コラム支持装置 652:離脱許容機構 658,660:皿ばね(介装部材) 664:パイロ(アクチュエータ) 666:支持部材(ピストン) 668:ハウジング(シリンダ) 670:火薬(固体薬剤) 680:離脱荷重低減機構 690:離脱荷重低減機構 692:皿ばね(介装部材) 700:コラム支持装置 702:離脱許容機構 708:シリンダ装置(アクチュエータ) 716:シリンダ 718:ピストン 724:火薬(固体薬剤) 750:強制離脱機構 800:コラム支持装置 802:離脱許容機構 808:シリンダ装置(アクチュエータ) 816:シリンダ 818:ピストン 830:火薬(固体薬剤) 850:強制離脱機構
Claims (5)
- ステアリング操作部材を一端部において操作可能に保持するステアリングコラムと、
前記ステアリング操作部材に加わる衝撃に対する前記ステアリングコラムの車体の一部からの設定された離脱方向への離脱を許容する離脱許容機構を備えて、そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
前記ステアリングコラムの離脱を阻害する要因が存在する場合に作動する機構であって、(a)前記離脱許容機構の離脱荷重を低減させる離脱荷重低減機構と(b)前記ステアリングコラムを車体の一部から強制的に離脱させる強制離脱機構との少なくとも一方の機構と
を含んで構成された車両用ステアリングシステム。 - 前記少なくとも一方の機構が、設定された作動条件を充足する場合に作動するものとされ、当該ステアリングシステムが、その作動条件が充足されるために必要な状態として、前記ステアリング操作部材に加わる衝撃によって生じる前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するコラム撓み検知器を備えた請求項1に記載の車両用ステアリングシステム。
- 前記コラム撓み検知器が、前記ステアリングコラムにおける前記ステアリングコラム支持装置によって支持された箇所より前記ステアリング操作部材側の設定箇所が車体の一部に当接することを検知することで、前記ステアリングコラムの撓みが設定撓み量以上となる状態を検知するものである請求項2に記載の車両用ステアリングシステム。
- 前記少なくとも一方の機構が、設定された作動条件を充足する場合に作動するものとされ、当該ステアリングシステムが、その作動条件が充足されるために必要な状態として、運転者がシートベルトを着用していない状態を検知するシートベルト非着用検知器を備えた請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
- 当該ステアリングシステムが、前記少なくとも一方の機構として少なくとも前記強制離脱機構を含んで構成され、その強制離脱機構が、前記ステアリングコラムを前記離脱方向に設定距離移動させる機構とされた請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
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2004
- 2004-10-13 JP JP2004299301A patent/JP2006111093A/ja not_active Withdrawn
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