JP2006297960A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用ステアリング装置において、当該ステアリング装置の車両への搭載性を向上させること。
【解決手段】当該ステアリング装置は、ステアリングコラム１０をコラム軸方向に前進・後退可能なテレスコピック機構Ａを備えていて、このテレスコピック機構Ａがステアリングコラム１０とともにコラム軸方向に前進・後退可能なロッド３６を備えている。ロッド３６には、テレスコピック機構Ａの作動に因らないでステアリングコラム１０を前進移動させることが可能な引き込み機構Ｂと、テレスコピック機構Ａの作動に因らないステアリングコラム１０の前進移動時にエネルギーを吸収可能なエネルギー吸収機構Ｃが一体的に設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用ステアリング装置、特に、ステアリングコラムをコラム軸方向に前進・後退可能なテレスコピック機構が、前記ステアリングコラムとともにコラム軸方向に前進・後退可能な駆動軸を備えている車両用ステアリング装置に関する。

この種の車両用ステアリング装置において、車両衝突時の二次衝突（運転者のステアリングコラムへの衝突）に対処するため、テレスコピック機構の作動に因らないでステアリングコラムを前進移動させることが可能な引き込み機構を設けるとともに、テレスコピック機構の作動に因らないステアリングコラムの前進移動時にエネルギーを吸収可能なエネルギー吸収機構を設けたものがあり、例えば、下記特許文献１に示されている。
実開平６−６５１４８号公報

上記した特許文献１に記載されている車両用ステアリング装置においては、上記した引き込み機構と上記したエネルギー吸収機構がテレスコピック機構とは別個に設けられている。このため、テレスコピック機構のためのスペースを確保する必要があるばかりか、同スペースとは別個に、上記した引き込み機構と上記したエネルギー吸収機構ためのスペースを確保する必要があって、車両への搭載性が悪い。

本発明は、当該ステアリング装置の車両への搭載性を向上させることを主たる目的としてなされたものである。また、本発明は、ステアリングコラムをコラム軸方向に前進・後退可能なテレスコピック機構が、前記ステアリングコラムとともにコラム軸方向に前進・後退可能な駆動軸を備えている車両用ステアリング装置において、前記駆動軸に、前記テレスコピック機構の作動に因らないで前記ステアリングコラムを前進移動させることが可能な引き込み機構と、前記テレスコピック機構の作動に因らない前記ステアリングコラムの前進移動時にエネルギーを吸収可能なエネルギー吸収機構を一体的に設けたことに特徴がある。

この車両用ステアリング装置においては、テレスコピック機構が備える駆動軸に、引き込み機構とエネルギー吸収機構を一体的に設けて、これらを一体化したものであるため、当該ステアリング装置のために確保するスペースは一箇所でよくて、当該ステアリング装置の車両への搭載性を向上させることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記引き込み機構は、前記駆動軸に一体的に設けたピストンと、このピストンを軸方向に移動可能に収容するシリンダと、このシリンダと前記駆動軸を連結し所定荷重で剪断するシェアピンと、前記シリンダと前記ピストン間に形成されるガスチャンバにガスを供給可能で前記ステアリングコラムを前進移動させることが可能なガス発生装置を備えていることも可能である。この場合には、引き込み機構がテレスコピック機構の駆動軸に対して同軸的に設けられるため、これによっても車両への搭載性を向上させることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記エネルギー吸収機構は、前記ピストンが前記シリンダに対して相対移動する際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材を備えていることも可能である。この場合において、前記エネルギー吸収機構の前記エネルギー吸収部材は前記シリンダ内に収容されていることが好ましく、前記シリンダには前記ガス発生装置の作動時に開作動して前記エネルギー吸収部材を前記シリンダ外に排出可能な常閉バルブが設けられていることが好ましい。また、前記常閉バルブは前記ガス発生装置から供給されるガスの圧力によって開作動するように構成されていることが好ましい。

上記したようにエネルギー吸収機構のエネルギー吸収部材がシリンダ内に収容されている場合には、シリンダ内をエネルギー吸収部材の収容スペースとして有効に利用することが可能であって、当該ステアリング装置の搭載性を更に向上させることが可能である。また、エネルギー吸収部材を内部に収容するシリンダに上記した常閉バルブを設けた場合には、ガス発生装置の作動時に、エネルギー吸収部材をシリンダ外に排出可能であり、エネルギー吸収部材によるエネルギー吸収荷重を低減させることが可能である。また、常閉バルブがガス発生装置から供給されるガスの圧力によって開作動するように構成されている場合には、ガス発生装置を常閉バルブの駆動手段（開作動させるアクチュエータ）としても利用できて、当該ステアリング装置をシンプルかつ安価に構成することが可能である。

また、本発明の実施に際して、ガス発生装置が電気制御装置によって作動・非作動を制御されるように構成されていて、同電気制御装置がステアリングコラムに作用する二次衝突エネルギーの大小を検出手段からの検出信号に基づいて判定して二次衝突エネルギーが小のときにガス発生装置を作動させるように設定されていることも可能である。この場合には、ステアリングコラムに作用する二次衝突エネルギーの大小に応じてガス発生装置を制御することができて、二次衝突時にステアリングコラム側から運転者に作用する荷重を最適化することが可能である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による車両用ステアリング装置の第１実施形態を示していて、この第１実施形態のステアリング装置においては、ステアリングコラム１０がコラム支持ブラケット２１にコラム軸方向に移動可能に組付けられていて、テレスコピック機構Ａによってコラム軸方向に前進・後退可能とされている。なお、コラム支持ブラケット２１は、インパネリィンフォースメント２２に固着された支持ブラケット２３に組付けられている。

ステアリングコラム１０は、コラムチューブ１１、ステアリングシャフト１２、ステアリングホイール１３等からなり、コラムチューブ１１にてコラム支持ブラケット２１にコラム軸方向に移動可能に組付けられている。ステアリングシャフト１２は、コラムチューブ１１に対して軸受（図示省略）を介して回転自在かつコラム軸方向移動不能に支持されていて、図１右端の上端部にはエアバッグ装置１４を装備したステアリングホイール１３が一体回転可能に組付けられている。

テレスコピック機構Ａは、コラムチューブ１１とコラム支持ブラケット２１間に設けられていて、ステアリングコラム１０をコラム軸方向にて設定範囲Ｌ内で移動可能であって、ステアリングホイール１３の位置を設定範囲Ｌ内で調整可能である。このテレスコピック機構Ａは、電気モータ３１、減速機３２、ネジ軸３３、ナット３４、リンク３５、ロッド３６およびシリンダ３７を備えている。また、テレスコピック機構Ａには、引き込み機構Ｂとエネルギー吸収機構Ｃが一体的に組み込まれている。

電気モータ３１は、テレスコスイッチＳＷの操作に応じて電気制御装置ＥＣＵによって作動（正転・停止・逆転）を制御されるものであり、ハウジング４１に組付けられている。ハウジング４１は、コラム支持ブラケット２１に支持ピン４２を介して上下方向にて傾動可能に組付けられている。テレスコスイッチＳＷは、ステアリングコラム１０をコラム軸方向にて前進・停止・後退させるためのものであり、運転者が操作可能である。

減速機３２は、電気モータ３１の回転を減速してネジ軸３３の回転とするものであり、ハウジング４１内に組付けられている。ネジ軸３３は、ハウジング４１に軸受（図示省略）を介して回転自在かつ軸方向移動不能に支持されている。ナット３４は、ネジ軸３３のネジ部に螺合して前進・後退可能であり、連結ピン４３を介してリンク３５の上方揺動端に傾動可能に組付けられている。

リンク３５は、コラム支持ブラケット２１に支持ピン４４を介して傾動可能に組付けられている。ロッド３６は、リンク３５の下方揺動端に連結ピン４５を介して傾動可能に組付けられていて、後端部にてシリンダ３７の前端部に前進・後退可能に嵌合されるとともに、所定荷重で剪断するシェアピン４６を介してシリンダ３７に連結されている。シリンダ３７は、その後端部にてコラムチューブ１１に固着した支持アーム１５に支持ピン４７を介して傾動可能に組付けられている。

引き込み機構Ｂは、テレスコピック機構Ａの作動に因らないでステアリングコラム１０を前進移動させることが可能であり、テレスコピック機構Ａの駆動軸であるロッド３６に対して同軸的かつ一体的に設けられている。この引き込み機構Ｂは、上述したシリンダ３７とシェアピン４６を備えるとともに、ロッド３６の後端に一体的に設けられてシリンダ３７内に軸方向へ移動可能に収容されたピストン５１と、シリンダ３７に組付けたガス発生装置５２を備えている。

ガス発生装置５２は、その作動時にシリンダ３７とピストン５１間に形成されるガスチャンバＲにガスを供給可能で、同ガスによってシリンダ３７とピストン５１を相対移動させてステアリングコラム１０を前進移動させることが可能である。また、ガス発生装置５２は、衝突検出センサＳ１、車速センサＳ２、シートベルト装着検出センサＳ３等からの検出信号に応じて電気制御装置ＥＣＵによって作動・非作動を制御されるように構成されている。

エネルギー吸収機構Ｃは、テレスコピック機構Ａの作動に因らないステアリングコラム１０の前進移動時にエネルギーを吸収可能であり、シリンダ３７内に収容されたエネルギー吸収部材５３を備えている。エネルギー吸収部材５３は、シリンダ３７とピストン５１が相対移動する（シリンダ３７がピストン５１に対して前方に移動する）際にエネルギーを吸収するもの（例えば、 ？？素材）であり、常閉バルブ５４が開作動している状態では、シリンダ３７に設けた排出孔３７ａを通してシリンダ３７外に排出可能である。

常閉バルブ５４は、シリンダ３７に設けられていて、ガス発生装置５２からガスチャンバＲとパイプ５５を通して供給されるガスの圧力によって開作動するプランジャ５４ａを備えている。プランジャ５４ａは、通孔５４ｂを有していて、シリンダ３７の排出孔３７ａを開閉可能であり、常には（ガス発生装置５２が非作動でガスをガスチャンバＲに供給しないときには）シリンダ３７の排出孔３７ａを閉じている。

電気制御装置ＥＣＵは、テレスコスイッチＳＷの操作に応じて電気モータ３１の作動（正転・停止・逆転）を制御するように設定されている。また、電気制御装置ＥＣＵは、衝突検出センサＳ１、車速センサＳ２、シートベルト装着検出センサＳ３等からの検出信号に応じてエアバッグ装置１４の作動・非作動を制御するように設定されている。

また、電気制御装置ＥＣＵは、ステアリングコラム１０に作用する二次衝突エネルギーの大小を衝突検出センサＳ１、車速センサＳ２、シートベルト装着検出センサＳ３等からの検出信号に基づいて判定（想定）して、二次衝突エネルギーが小のとき（衝突時の車速が低速で運転者のシートベルト装着有無に拘らず、二次衝突時に運転者からステアリングコラム１０に作用する衝撃が小さいとき、または、衝突時の車速が中速であるが運転者がシートベルトを装着していて、二次衝突時に運転者からステアリングコラム１０に作用する衝撃が小さいとき）にガス発生装置５２を作動させるように、また、二次衝突エネルギーが大のとき（衝突時の車速が中速で運転者がシートベルトを装着していなくて、二次衝突時に運転者からステアリングコラム１０に作用する衝撃が大きいとき、または、衝突時の車速が高速で運転者のシートベルト装着有無に拘らず、二次衝突時に運転者からステアリングコラム１０に作用する衝撃が大きいとき）にガス発生装置５２を非作動とするように設定されている。

上記のように構成した第１実施形態においては、運転者がテレスコスイッチＳＷを操作すると、テレスコスイッチＳＷの操作に応じて電気制御装置ＥＣＵがテレスコピック機構Ａにおける電気モータ３１の作動（正転・停止・逆転）を制御する。このため、電気モータ３１の正転時または逆転時には、テレスコピック機構Ａにおいて、電気モータ３１によってネジ軸３３が回転されてナット３４が前進または後退し、これに連動してリンク３５が揺動し、このリンク３５の揺動に伴ってロッド３６、シェアピン４６およびシリンダ３７等を介してステアリングコラム１０がコラム軸方向に移動される。したがって、テレスコスイッチＳＷの操作によりステアリングコラム１０をコラム軸方向にて設定範囲Ｌ内で移動させることができて、ステアリングホイール１３の位置を設定範囲Ｌ内で適宜に調整することが可能である。

また、当該車両が衝突して、電気制御装置ＥＣＵが衝突検出センサＳ１、車速センサＳ２、シートベルト装着検出センサＳ３等からの検出信号に基づいて、二次衝突エネルギーが小であると判定すると、電気制御装置ＥＣＵがステアリングホイール１３に装着したエアバッグ装置１４と引き込み機構Ｂのガス発生装置５２を作動させる。このときには、ガス発生装置５２の作動に伴って、シェアピン４６が剪断する作動と、ピストン５１とシリンダ３７が相対移動する作動が得られるとともに、常閉バルブ５４が開作動してエネルギー吸収部材５３がシリンダ３７外に排出され、エネルギー吸収部材５３によるエネルギー吸収荷重が低減される。

一方、当該車両が衝突して、電気制御装置ＥＣＵが衝突検出センサＳ１、車速センサＳ２、シートベルト装着検出センサＳ３等からの検出信号に基づいて、二次衝突エネルギーが大であると判定すると、電気制御装置ＥＣＵがステアリングホイール１３に装着したエアバッグ装置１４のみを作動させる。このときには、ガス発生装置５２が作動せず、ステアリングコラム１０に作用する前方への荷重がシェアピン４６の剪断荷重以上になると、シェアピン４６が剪断する作動と、ピストン５１とシリンダ３７が相対移動する作動が得られるとともに、シリンダ３７に収容したエネルギー吸収部材５３がピストン５１とシリンダ３７間にて押しつぶされて二次衝突エネルギーを吸収する作動が得られる。

ところで、上記した第１実施形態においては、テレスコピック機構Ａが備えるロッド３６に、引き込み機構Ｂとエネルギー吸収機構Ｃを同軸的かつ一体的に設けて、これらを一体化したものであるため、当該ステアリング装置のために確保するスペースは一箇所でよくて、当該ステアリング装置の車両への搭載性を向上させることが可能である。

また、引き込み機構Ｂが、ロッド３６に一体的に設けたピストン５１と、このピストン５１を軸方向に移動可能に収容するシリンダ３７と、このシリンダ３７とロッド３６を連結し所定荷重で剪断するシェアピン４６と、シリンダ３７とピストン５１間に形成されるガスチャンバＲにガスを供給可能でステアリングコラム１０を前進移動させることが可能なガス発生装置５２を備えていて、テレスコピック機構Ａのロッド３６に対して同軸的に設けられているため、これによっても車両への搭載性を向上させることが可能である。

また、エネルギー吸収機構Ｃが、ピストン５１がシリンダ３７に対して相対移動する際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材５３を備えていて、エネルギー吸収部材５３がシリンダ３７内に収容されている。このため、シリンダ３７内をエネルギー吸収部材５３の収容スペースとして有効に利用することが可能であって、当該ステアリング装置の搭載性を更に向上させることが可能である。

また、シリンダ３７には、ガス発生装置５２の作動時に開作動してエネルギー吸収部材５３をシリンダ３７外に排出可能な常閉バルブ５４が設けられている。このため、ガス発生装置の作動時に、エネルギー吸収部材５３をシリンダ３７外に排出可能であり、エネルギー吸収部材５３によるエネルギー吸収荷重を低減させることが可能である。また、常閉バルブ５４がガス発生装置５２から供給されるガスの圧力によって開作動するように構成されている。このため、ガス発生装置５２を常閉バルブ５４の駆動手段（開作動させるアクチュエータ）としても利用できて、当該ステアリング装置をシンプルかつ安価に構成することが可能である。

また、ガス発生装置５２が電気制御装置ＥＣＵによって作動・非作動を制御されるように構成されていて、同電気制御装置ＥＣＵがステアリングコラム１０に作用する二次衝突エネルギーの大小を各センサＳ１〜Ｓ３からの検出信号に基づいて判定して、二次衝突エネルギーが小のときにガス発生装置５２を作動させるように、また、二次衝突エネルギーが大のときにガス発生装置５２を非作動とするように設定されている。このため、ステアリングコラム１０に作用する二次衝突エネルギーの大小に応じてガス発生装置５２を制御することができて、二次衝突時にステアリングコラム１０側から運転者に作用する荷重を最適化することが可能である。

上記した第１実施形態においては、テレスコピック機構Ａにおいて、ピストン５１とシリンダ３７がネジ軸３３に対して並列に配置されるように構成して実施したが、図２に示した第２実施形態のように、テレスコピック機構Ａにおいて、ピストン５１とシリンダ３７がネジ軸３３に対して直列に配置されるように構成して実施することも可能である。なお、図２に示した第２実施形態においては、ナット３４が中空状のロッド３６に直接組付けられていて、リンク３５が不要とされていることを除いて、上記した第１実施形態と実質的に同じ構成であるため、同一符号を付してその説明は省略する。また、この第２実施形態において得られる作用効果は、上記した第１実施形態と実質的に同じであるため、その説明は省略する。

本発明による車両用ステアリング装置の第１実施形態（テレスコピック機構においてピストン、シリンダがネジ軸に対して並列に配置されている実施形態）を示す全体構成図である。 本発明による車両用ステアリング装置の第２実施形態（テレスコピック機構においてピストン、シリンダがネジ軸に対して直列に配置されている実施形態）を示す要部構成図である。

符号の説明

１０…ステアリングコラム、１１…コラムチューブ、１２…ステアリングシャフト、１３…ステアリングホイール、１４…エアバッグ装置、２１…コラム支持ブラケット、２２…インパネリィンフォースメント、２３…支持ブラケット、３１…電気モータ、３２…減速機、３３…ネジ軸、３４…ナット、３５…リンク、３６…ロッド、３７…シリンダ、４６…シェアピン、５１…ピストン、５２…ガス発生装置、５３…エネルギー吸収部材、５４…常閉バルブ、Ｒ…ガスチャンバ、Ａ…テレスコピック機構、Ｂ…引き込み機構、Ｃ…エネルギー吸収機構、ＳＷ…テレスコスイッチ、Ｓ１…衝突検出センサ、Ｓ２…車速センサ、Ｓ３…シートベルト装着検出センサ、ＥＣＵ…電気制御装置

Claims (7)

1. ステアリングコラムをコラム軸方向に前進・後退可能なテレスコピック機構が、前記ステアリングコラムとともにコラム軸方向に前進・後退可能な駆動軸を備えている車両用ステアリング装置において、前記駆動軸に、前記テレスコピック機構の作動に因らないで前記ステアリングコラムを前進移動させることが可能な引き込み機構と、前記テレスコピック機構の作動に因らない前記ステアリングコラムの前進移動時にエネルギーを吸収可能なエネルギー吸収機構を一体的に設けたことを特徴とする車両用ステアリング装置。
2. 請求項１に記載の車両用ステアリング装置において、前記引き込み機構は、前記駆動軸に一体的に設けたピストンと、このピストンを軸方向に移動可能に収容するシリンダと、このシリンダと前記駆動軸を連結し所定荷重で剪断するシェアピンと、前記シリンダと前記ピストン間に形成されるガスチャンバにガスを供給可能で前記ステアリングコラムを前進移動させることが可能なガス発生装置を備えていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
3. 請求項２に記載の車両用ステアリング装置において、前記エネルギー吸収機構は、前記ピストンが前記シリンダに対して相対移動する際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材を備えていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
4. 請求項３に記載の車両用ステアリング装置において、前記エネルギー吸収機構の前記エネルギー吸収部材は前記シリンダ内に収容されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
5. 請求項４に記載の車両用ステアリング装置において、前記シリンダには前記ガス発生装置の作動時に開作動して前記エネルギー吸収部材を前記シリンダ外に排出可能な常閉バルブが設けられていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
6. 請求項５に記載の車両用ステアリング装置において、前記常閉バルブは前記ガス発生装置から供給されるガスの圧力によって開作動するように構成されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の車両用ステアリング装置において、前記ガス発生装置は電気制御装置によって作動・非作動を制御されるように構成されていて、同電気制御装置は前記ステアリングコラムに作用する二次衝突エネルギーの大小を検出手段からの検出信号に基づいて判定して二次衝突エネルギーが小のときに前記ガス発生装置を作動させるように設定されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
   

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