JP2008213644A - Steering operation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運転者によって操舵操作が行われる操舵操作装置に関する。 The present invention relates to a steering operation device in which a steering operation is performed by a driver.
従来から、車輪を操舵するための操作部と車輪との機械的連結をなくして操作部の操作に応じて電動アクチュエータにより車輪を転舵するステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。こうしたステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、ステアリングシャフトにより操舵ハンドルとラックシャフトとを連結する必要がないため、操舵ハンドルの支持方式における自由度が増し、車体に片持ち支持されるアームの先端に操舵ハンドルを設けることができる。例えば、特許文献1に提案されている操舵装置においては、車室内の車幅方向中央部に設けられるセンタポストから車幅方向外側にアームを延出し、このアームの先端に操舵ハンドルを設けている。
最近では、車両衝突時に運転者が操舵ハンドルに二次衝突したときの衝突エネルギーを吸収するEA機構が設けられる。こうした、EA機構では、例えば、ステアリングコラムをインナコラムとアウタコラムとにより伸縮自在に構成し、通常時においては抵抗体の摩擦抵抗により両コラムの相対移動を阻止し、衝突時には衝突エネルギーが抵抗体の摩擦抵抗に勝ってステアリングコラムを収縮させて衝突エネルギーを吸収する。 Recently, an EA mechanism that absorbs collision energy when a driver collides with the steering wheel during a vehicle collision is provided. In such an EA mechanism, for example, the steering column is configured to be extendable and contractable by an inner column and an outer column, and in a normal state, the relative movement of both the columns is prevented by the frictional resistance of the resistor, and in the event of a collision, the collision energy is reduced by the resistor. It overcomes the frictional resistance and contracts the steering column to absorb the collision energy.
こうしたEA機構を片持ち式操舵ハンドルに設ける場合、図10に示すように、アームAをその支持部Bを中心に車両前方に揺動させることが考えられる。ところがアームAを揺動させると操舵ハンドルHが円弧状軌跡を描いて移動する。このため、運転者を受け止める部分となる操舵ハンドルHの車幅方向の位置が変化してしまう。従って、片持ち式操舵ハンドルの設計においては、衝突エネルギー吸収性能を確保しようとするとアームAの揺動角度や取付角度等に設計上の制約があった。 When such an EA mechanism is provided on a cantilevered steering wheel, it is conceivable to swing the arm A forward of the vehicle around its support B as shown in FIG. However, when the arm A is swung, the steering handle H moves along an arcuate locus. For this reason, the position in the vehicle width direction of the steering wheel H that becomes a part for receiving the driver changes. Therefore, in the design of the cantilevered steering wheel, there are design restrictions on the swing angle and mounting angle of the arm A in order to ensure the collision energy absorption performance.
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、片持ち式操舵ハンドルにおいて衝突エネルギー吸収性能を確保しつつ設計自由度を向上させることにある。 An object of the present invention is to address the above-described problems, and is to improve the degree of freedom in design while ensuring collision energy absorption performance in a cantilevered steering wheel.
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、基端部が車体に支持されて車幅方向に延びたアームと、上記アームの先端部に設けられる操舵ハンドルとを備えた操舵装置において、車両衝突による運転者の上記操舵ハンドルへの二次衝突が発生したとき、上記操舵ハンドルが押されて上記アームが車両前方に揺動するように上記アームを支持するとともに、上記アームの揺動による上記操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すように、上記操舵ハンドルを車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させる移動機構を備えたことにある。 In order to achieve the above object, a feature of the present invention is a steering apparatus including an arm having a base end portion supported by a vehicle body and extending in a vehicle width direction, and a steering handle provided at a distal end portion of the arm. When a secondary collision of the driver with the steering handle due to a vehicle collision occurs, the steering handle is pushed to support the arm so that the arm swings forward of the vehicle. In order to cancel the movement of the steering handle in the vehicle width direction, there is provided a moving mechanism for moving the steering handle toward the distal end side of the arm in the vehicle width direction.
上記構成を有する本発明においては、車両の衝突により運転者が操舵ハンドルに二次衝突すると、操舵ハンドルが前方に押されてアームの先端部が基端部よりも相対的に車両前方側に移動して揺動する。操舵ハンドルの操作部は運転者を受けとめる部分となるため、運転者の中心に位置することが望まれるが、アームの揺動中心を固定してしまうと、操舵ハンドルの操作部が円弧軌跡を描いて移動し運転者の中心位置から車幅方向にずれてしまう。そこで、本発明においては、移動機構がアームの揺動による操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すように、操舵ハンドルを車幅方向におけるアームの先端部側へ移動させる。この場合、移動機構は、アームの揺動による操舵ハンドルの車幅方向への移動を完全に打ち消さなくても、車幅方向への移動を抑制するように操舵ハンドルを移動させるものであればよい。 In the present invention having the above configuration, when the driver collides with the steering wheel due to a collision of the vehicle, the steering wheel is pushed forward, and the distal end of the arm moves relative to the front of the vehicle relative to the base end. And swings. Since the steering wheel operation part is a part that receives the driver, it is desirable to be positioned at the center of the driver, but if the swing center of the arm is fixed, the steering wheel operation part draws an arc locus. And move in the vehicle width direction from the center position of the driver. Therefore, in the present invention, the steering handle is moved to the tip end side of the arm in the vehicle width direction so that the movement mechanism cancels the movement of the steering handle in the vehicle width direction due to the swinging of the arm. In this case, the moving mechanism only needs to move the steering handle so as to suppress the movement in the vehicle width direction without completely canceling the movement of the steering handle in the vehicle width direction due to the swing of the arm. .
従って、アームの揺動角度を大きくしても操舵ハンドル部分で運転者を良好に受け止めることができ、アーム設計に制約が少なくなり設計自由度を増すことができる。尚、本発明における運転者の操舵ハンドルへの衝突とは、運転者が操舵ハンドルに直接衝突することだけでなく、エアバッグ等の衝撃緩和装置を介して操舵ハンドルに衝突することも含めるものである。このため、エアバッグ等の衝撃緩和装置の性能を維持しつつアームの揺動角度や取付角度等の設計自由度を増すことができる。 Therefore, even if the swing angle of the arm is increased, the driver can be satisfactorily received by the steering handle portion, and there are less restrictions on the arm design and the degree of freedom in design can be increased. The collision of the driver with the steering wheel in the present invention includes not only the collision of the driver directly with the steering wheel but also the collision with the steering wheel through an impact mitigation device such as an airbag. is there. For this reason, it is possible to increase the degree of freedom of design such as the swing angle and mounting angle of the arm while maintaining the performance of an impact mitigation device such as an airbag.
本発明の他の特徴は、通常時は上記アームの揺動を阻止し、上記運転者による上記操舵ハンドルへの衝突エネルギーが働いたとき、衝突エネルギーを吸収しつつ上記アームの揺動を許容するエネルギー吸収装置を備えたことにある。 Another feature of the present invention is to prevent the arm from swinging normally, and to allow the arm to swing while absorbing the collision energy when the driver is subjected to the collision energy to the steering wheel. The energy absorption device is provided.
この発明によれば、エネルギー吸収装置が、二次衝突時のアームの揺動によりその衝突エネルギー吸収を行う。この場合、移動機構によりアームの揺動角度を大きくしても操舵ハンドル部分で運転者を良好に受け止めることができるため、衝突エネルギーを吸収する吸収ストロークを大きくすることができる。従って、エネルギー吸収装置と移動機構との協働により良好な衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアームの設計自由度を増すことができる。 According to the present invention, the energy absorbing device absorbs the collision energy by swinging the arm during the secondary collision. In this case, even if the swing angle of the arm is increased by the moving mechanism, the driver can be satisfactorily received by the steering handle portion, so that the absorption stroke for absorbing the collision energy can be increased. Therefore, the degree of freedom in designing the arm can be increased while ensuring good collision energy absorption performance by the cooperation of the energy absorbing device and the moving mechanism.
本発明の他の特徴は、上記移動機構は、上記操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心とし上記アームの形成方向に径を有する円弧面あるいはその円弧面と同じ方向に膨らんだ断面「く」の字状面を形成するとともに、上記円弧面あるいは「く」の字状面の膨らみ方向とは反対方向に向けて上記アームを連結するアーム固定部材と、上記アーム固定部材の円弧面あるいは「く」の字状面と当接して上記アーム固定部材を揺動可能に支持する平坦支持面を形成し車体に固定される車体固定部材とを備え、上記アーム固定部材の揺動により上記アームの基端部を車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させることにある。 Another feature of the present invention is that the moving mechanism has an arcuate surface having the center of the operating portion of the steering handle as the arcuate center and a diameter in the arm forming direction, or a cross-section “く” bulged in the same direction as the arcuate surface. An arm fixing member that forms the character-shaped surface and connects the arm in a direction opposite to the bulging direction of the arc-shaped surface or the character-shaped surface, and the arc surface of the arm-fixing member or the character And a vehicle body fixing member fixed to the vehicle body to form a flat support surface that abuts the U-shaped surface and supports the arm fixing member so as to be swingable. Moving the portion toward the tip of the arm in the vehicle width direction.
この発明においては、車体に固定される車体固定部材と、この車体固定部材の平坦支持面に当接するアーム固定部材を備える。アーム固定部材は、操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心としアームの形成方向に径を有する円弧面あるいはその円弧面と同じ方向に膨らんだ断面「く」の字状面を備え、この円弧面あるいは「く」の字状面に車体固定部材の形成された平坦支持面とが当接する。アームは、この円弧面あるいは「く」の字状面の膨らみ方向と反対方向に向けてアーム固定部材に基端部が連結される。従って、アーム固定部材の円弧面あるいは「く」の字状面と、車体固定部材の平坦支持面との当接位置が変わることにより、アーム固定部材が車体固定部材の平坦面上で揺動し、これに伴ってアームも揺動するようになっている。尚、アーム固定部材は、アームの基端部に一体形成して設けても良い。 The present invention includes a vehicle body fixing member that is fixed to the vehicle body, and an arm fixing member that abuts against a flat support surface of the vehicle body fixing member. The arm fixing member is provided with an arc surface having the center of the operation portion of the steering handle as the arc center and having a diameter in the arm forming direction, or a cross-section “<” shape swelled in the same direction as the arc surface. The flat support surface on which the vehicle body fixing member is formed comes into contact with the "<"-shaped surface. The base end portion of the arm is connected to the arm fixing member in a direction opposite to the bulging direction of the arc surface or the “<” shape. Therefore, the arm fixing member swings on the flat surface of the vehicle body fixing member by changing the contact position between the arcuate surface of the arm fixing member or the "<" shape surface and the flat support surface of the vehicle body fixing member. Accordingly, the arm also swings. The arm fixing member may be formed integrally with the base end portion of the arm.
通常時においては、アームは揺動しない。そして、車両の衝突により運転者が操舵ハンドルに二次衝突すると、アームが車両前方に押され、エネルギー吸収装置がアームの揺動を許容しつつ衝突エネルギーを吸収する。このアームの揺動は、アーム固定部材が車体固定部材の平坦支持面上で揺動することにより行われる。この場合、アーム固定部材は、その円弧面が操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心とし形成されたものであるため、円弧面が車体固定部材の平坦支持面上を当接して揺動すると、操舵ハンドルの操作部中心は、円弧状軌跡を描いて車体幅方向に移動することなく、そのまま車体前方に直線的に移動する。 Under normal conditions, the arm does not swing. When the driver collides with the steering wheel due to the collision of the vehicle, the arm is pushed forward of the vehicle, and the energy absorbing device absorbs the collision energy while allowing the arm to swing. The swinging of the arm is performed by swinging the arm fixing member on the flat support surface of the vehicle body fixing member. In this case, since the arc fixing surface of the arm fixing member is formed with the center of the operating portion of the steering handle as the center of the arc, if the arc surface swings on the flat support surface of the vehicle body fixing member, steering is performed. The center of the operating portion of the steering wheel moves straight in the forward direction of the vehicle body without moving in the vehicle body width direction along an arcuate locus.
また、円弧面に代えて断面「く」の字状面を形成したアーム固定部材の場合には、二次衝突によりアームが車両前方に押されると、それに伴って、車体固定部材の平坦支持面と当接するアーム固定部材の面(断面「く」の字状面)が一方から他方に切り替わる。これにより、アームの基端部が車幅方向におけるアーム先端部側に移動する。従って、操舵ハンドルのアームの揺動による車幅方向への移動分を、アームの基端部の移動により打ち消すことができ、操舵ハンドルの操作部中心の車幅方向の移動を低減することができる。 Further, in the case of an arm fixing member formed with a cross-section "<" shape instead of an arcuate surface, when the arm is pushed forward by a secondary collision, the flat support surface of the vehicle body fixing member is accordingly accompanied. The surface of the arm fixing member that abuts with (the cross-section "<"-shaped surface) is switched from one to the other. Thereby, the base end part of the arm moves to the arm front end part side in the vehicle width direction. Accordingly, the movement in the vehicle width direction due to the swing of the arm of the steering handle can be canceled out by the movement of the base end portion of the arm, and the movement in the vehicle width direction of the operation portion center of the steering handle can be reduced. .
この結果、本発明においては、簡単な構成で操舵ハンドルの移動軌跡を制御して、運転者を操舵ハンドルによりしっかり受け止めることができる。従って、アームの揺動角度や取付角度等の設計制限が少なく、良好な衝突エネルギー吸収性能を確保することができる。 As a result, in the present invention, the driver can be firmly received by the steering wheel by controlling the movement locus of the steering wheel with a simple configuration. Therefore, there are few design restrictions, such as a rocking angle of an arm, an attachment angle, etc., and favorable collision energy absorption performance can be secured.
本発明の他の特徴は、上記エネルギー吸収装置は、上記アーム固定部材の一端に連結されるベルトと、上記アーム固定部材の揺動時に上記ベルトの移動に対して摩擦抵抗を与えてエネルギー吸収する抵抗体とを備えたことにある。 According to another aspect of the present invention, the energy absorbing device absorbs energy by applying a frictional resistance to the movement of the belt when the arm fixing member swings, and a belt connected to one end of the arm fixing member. It is in having a resistor.
この発明においては、アーム固定部材の一端にベルトを連結し、アーム固定部材の揺動によるベルトの移動に対して抵抗体により摩擦抵抗を与える。従って、二次衝突によりアーム固定部材に揺動力が働くと、この抵抗体による摩擦抵抗にて衝突エネルギーを吸収しつつベルトの移動を許容する。この場合、十分なエネルギー吸収ストロークを確保することができ、高い衝突エネルギー吸収性能が得られるとともに、その実施が容易となる。 In the present invention, a belt is connected to one end of the arm fixing member, and a frictional resistance is given to the movement of the belt by the swing of the arm fixing member by the resistor. Therefore, when a swinging force is applied to the arm fixing member due to the secondary collision, the belt is allowed to move while absorbing the collision energy by the frictional resistance of the resistor. In this case, a sufficient energy absorption stroke can be ensured, high collision energy absorption performance can be obtained, and implementation thereof is facilitated.
本発明の他の特徴は、上記移動機構は、上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、上記アームの揺動が検知されたとき、上記アーム揺動支持体を、上記車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させるアクチュエータとを備えたことにある。 In another aspect of the present invention, the moving mechanism includes an arm swing support that supports the base end of the arm so as to swing on the vehicle body, a swing detection sensor that detects the swing of the arm, An actuator that moves the arm swing support to the tip end side of the arm in the vehicle width direction when arm swing is detected.
この発明においては、操舵ハンドルを先端部に設けたアームがアーム揺動支持体に揺動可能に設けられる。通常時においてはアームの揺動が阻止されているが、二次衝突が発生するとアームが車両前方に押されて揺動する。この揺動によりエネルギー吸収装置は、衝突エネルギーの吸収を開始する。これと同時に、アームの揺動が揺動検知センサにより検知される。アクチュエータは、アームの揺動が検知されるとアーム揺動支持体を車幅方向におけるアームの先端部側へ移動させる。これにより、操舵ハンドルのアームの揺動による車幅方向への移動分を、アーム揺動支持体の移動により打ち消すことができる。 In the present invention, the arm having the steering handle at the tip is provided on the arm swing support so as to be swingable. Normally, the arm is prevented from swinging, but when a secondary collision occurs, the arm is pushed forward and swings. By this swinging, the energy absorbing device starts absorbing the collision energy. At the same time, the swing of the arm is detected by the swing detection sensor. When the swing of the arm is detected, the actuator moves the arm swing support to the tip end side of the arm in the vehicle width direction. Thus, the movement in the vehicle width direction due to the swing of the arm of the steering handle can be canceled by the movement of the arm swing support.
本発明の他の特徴は、上記移動機構は、上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、上記アームの揺動が検知されたとき、上記アームを伸長させるアクチュエータとを備えたことにある。 In another aspect of the present invention, the moving mechanism includes an arm swing support that supports the base end of the arm so as to swing on the vehicle body, a swing detection sensor that detects the swing of the arm, An actuator for extending the arm when swinging of the arm is detected.
この発明においては、操舵ハンドルを先端部に設けたアームがアーム揺動支持体に揺動可能に設けられる。通常時においてはアームの揺動が阻止されているが、二次衝突が発生するとアームが車両前方に押されて揺動する。この揺動によりエネルギー吸収装置は、衝突エネルギーの吸収を開始する。これと同時に、アームの揺動が揺動検知センサにより検知される。アクチュエータは、アームの揺動が検知されるとアームを伸長させる。これにより、操舵ハンドルのアームの揺動による車幅方向への移動分を、アームの伸長により打ち消すことができる。 In the present invention, the arm having the steering handle at the tip is provided on the arm swing support so as to be swingable. Normally, the arm is prevented from swinging, but when a secondary collision occurs, the arm is pushed forward and swings. By this swinging, the energy absorbing device starts absorbing the collision energy. At the same time, the swing of the arm is detected by the swing detection sensor. The actuator extends the arm when the swing of the arm is detected. Thereby, the movement in the vehicle width direction due to the swing of the arm of the steering wheel can be canceled by the extension of the arm.
以下、本発明の操舵操作装置に係る実施形態について説明する。まず、第1実施形態としての操舵操作装置について説明する。
図1は、第1実施形態の操舵操作装置を車両に搭載した状態を表す概略斜視図であり、図2は操舵操作装置の正面図、図3は操舵操作装置の平面図、図4は操舵操作装置の側面図である。
Hereinafter, embodiments according to the steering operation device of the present invention will be described. First, the steering operation device as the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a state in which the steering operation device according to the first embodiment is mounted on a vehicle, FIG. 2 is a front view of the steering operation device, FIG. 3 is a plan view of the steering operation device, and FIG. It is a side view of an operating device.
操舵操作装置は、運転者により操舵操作される操舵ハンドル10と、操舵ハンドル10を支持するアーム20と、アーム20を車体に固定するととともに二次衝突時にアーム20を車体前方側に揺動させる支持部30とを備える。この操舵操作装置は、車幅方向中央に設けられたセンターコンソールSC内に支持部30が収納され、センターコンソールSCの車幅方向側面に形成された開口SCHからアーム20が車幅外側方向に向けて延設されている。アーム20の先端部21(以下、アーム先端部21と呼ぶ)には、操舵ハンドル10が固定される。
The steering operation device includes a
操舵ハンドル10は、アーム先端部21に固定される軸受部11と、軸受部11に回転可能に設けられる図示しないシャフトの先端に連結され放射方向に延びたスポーク12と、スポーク12に固定され運転者の操作部となるリング状のリム13とを備える。スポーク12と軸受部11のシャフトとの連結部にはカバー14が設けられる。尚、このカバー14内には、車両衝突時に展開するエアバッグ(図示略)を収納する。
The steering handle 10 has a
本実施形態の操舵操作装置は、ステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用されるもので、軸受部11内には操舵角を検出する操舵角センサ(図示略)が設けられ、操舵制御装置に操舵角検出信号を出力するようになっている。また、必要に応じて軸受部11に操舵反力発生用の電動アクチュエータを設けてもよい。
The steering operation device according to the present embodiment is applied to a steer-by-wire type steering device. A steering angle sensor (not shown) for detecting a steering angle is provided in the bearing
支持部30は、アーム20の基端部22(以下、アーム基端部22と呼ぶ)に連結され横断面が三日月形状のアーム固定部材40と、アーム固定部材40と当接し車体に固定される車体固定部材50と、アーム固定部材40を車体固定部材50に固定するとともに二次衝突時に衝突エネルギーを吸収しつつアーム固定部材40の揺動を許容するエネルギー吸収装置60とを備える。
The
アーム固定部材40は、平面視で三日月形状をなし車両前後方向に延びた板状体で、アーム基端部22と連結接続される面となるアーム側連結面41と、車体固定部材50と当接する面となる円弧面42とが車幅方向に向かい合うように形成されている。円弧面42の横断形状は、図5に示すように、操舵ハンドル10の操作部中心、つまり、リング状リム13の中心Oを円弧中心点としてアーム20の形成方向に径を有し半径Rにて車両前後方向に円弧を描いた円弧形状となっている。アーム側連結面41は、本実施形態においては平坦面としているが、アーム20を車幅外側方向に向けて連結できる面であればよく、任意の形状を採用することができる。尚、本実施形態においては、アーム20とアーム固定部材40とを別部材で形成して連結するが、アーム基端部22にアーム固定部材と同様な円弧面を一体形成してもよい。
The
アーム20は、上下幅がアーム固定部材40の上下幅と等しい柱状体で、その基端部22がアーム固定部材40のアーム側連結面41と連結される。また、アーム基端部22には、後述する係合ピン61が挿入される貫通孔23が上下方向に穿設される。
The
車体固定部材50は、センターコンソールSC内にて車体に固定される板状体で、アーム固定部材40の円弧面42と当接してアーム固定部材40を揺動可能に支持する平坦支持面51を有する。この平坦支持面51には、車幅外側方向に突出した連結片52a,52bが上下一対設けられる。この連結片52a,52bは、アーム20をアーム固定部材40を介して連結するためのもので、それぞれ貫通孔53が上下方向に穿設されている。車体固定部材50の上下幅は、アーム固定部材40の幅よりも、一対の連結片52a,52bの上下幅分だけ大きくなっている。従って、向かい合う連結片52a,52bの間にアーム固定部材40の入るスペースが確保されている。
The vehicle
アーム固定部材40は、この向かい合う連結片52a,52bの間に、アーム基端部22を連結した状態で嵌め込まれる。そして、連結片52a,52bに穿設した貫通孔53とアーム20に穿設した貫通孔23とを同一軸線上に向かい合わせ、その貫通孔23,53に係合ピン61を挿入して抜け止めする。このとき、アーム固定部材40の車両後方側の端部が、車体固定部材50と当接する。つまり、アーム固定部材40の円弧面42の車両後方側端部が、車体固定部材50の平坦支持面51と当接する。従って、アーム固定部材40の円弧面42の車両前方側は、車体固定部材50の平坦支持面51から車幅外方向に離れている。
The
アーム20は、車体固定部材50の連結片52a,52bと係合ピン61を介して連結されているため、係合ピン61により揺動運動が規制されている。こうして、アーム20は、その基端部22がアーム固定部材40における車両後方側に連結された状態で、車幅外側方向に向かって延びて設けられる。
Since the
エネルギー吸収装置60は、アーム固定部材40をこの状態で車体固定部材50に固定するとともに、二次衝突時に衝突エネルギーを吸収しつつアーム固定部材40の揺動を許容するもので、上述した係合ピン61と、前方固定ベルト62と、ベルトリールユニット70とを備える。前方固定ベルト62は、帯状をなし、一端がアーム固定部材40の車両前方側先端に接続固定され、他端が車体固定部材50の車両前方側先端に接続固定される。
The
ベルトリールユニット70は、ボビン71に帯状のベルト72を巻回したもので、車体固定部材50の裏面54(平坦支持面51の反対面)に固定される。以下、この裏面54をベルトリール取付面54と呼ぶ。ボビン71は、コの字状の支持枠73の向かい合う面に回転可能に軸支される。支持枠73には、ベルト出口部74が設けられる。このベルト出口部74には、ベルト72の表裏面を挟圧してベルト72が引き出される力に対して摩擦抵抗により制動力を付与する挟圧部75が設けられる。ベルトリールユニット70は、挟圧部75からベルト72を所定長だけ露出した状態で車体固定部材50のベルトリール取付面54に固定される。
The
この挟圧部75としては、例えば、図6(A)に示すように、ベルト72の表裏面を2つの挟圧体76a,76bで挟圧してもよいし、図6(B)に示すように、ベルト72を固定ガイド77a,77bを使ってS字状等に蛇行させてガイド77a,77bと挟圧体77cとで挟むようにするなど、必要とされる摩擦抵抗の大きさに応じて任意に構成することができる。また、ワンウェイ機構を設けて引き出し方向にのみ大きな摩擦抵抗が働くようにし、ベルト72を自由に巻き戻すことができるようにしてもよい。例えば、図6(C)に示すように、揺動カム78aと固定板78bとでワンウェイ挟圧部を構成することもできる。
As this clamping
車体固定部材50には、ベルト72の先端側をアーム固定部材40側へ引き出すためのベルト挿通用スリット孔55が形成されている。ベルトリールユニット70のベルト出口部74から露出したベルト72先端部は、このベルト挿通用スリット孔55に挿通されてアーム固定部材40の車両後方側先端に接続固定される。以下、このベルト72をリールベルト72と呼ぶ。
The vehicle
前方固定ベルト62およびリールベルト72は、アーム20が車体固定部材50の連結片52a,52bに係合ピン61で連結固定された状態において、それぞれたるみがないように張力をかけて設けられる。従って、アーム固定部材40から車幅外側方向に立設されるアーム20は、係合ピン61、前方固定ベルト62、ベルトリールユニット70により車体固定部材50に安定的に固定される。
The
次に、この操舵操作装置の動作について説明する。
操舵操作装置は、上述したようにセンターコンソールSCから車幅外側方向にアーム20が延び、このアーム先端部21に操舵ハンドル10が固定されている。運転者は、この操舵ハンドル10のリム13を回して操舵操作する。このとき、軸受部11に設けられた操舵角センサによりハンドル操舵角が検出され、その検出信号が操舵制御装置に出力される。操舵制御装置は、入力した操舵角信号に基づいて、転舵アクチュエータ(例えば、電動モータ)を駆動制御して転舵輪を目標舵角に転舵する。
Next, the operation of this steering operation device will be described.
In the steering operation device, as described above, the
車両が衝突すると、その慣性で運転者が車両前方側に移動し操舵ハンドル10のリム13に二次衝突する。この場合、同時にエアバッグが展開するため、運転者はエアバッグを介在させて操舵ハンドル10に衝突することになる。操舵ハンドル10が運転者により車両前方側に押されると、アーム20に回転モーメントが働く。このとき、アーム固定部材40には、その円弧面42を車体固定部材50の平坦支持面51上に当接させて揺動するように力が働く。従って、アーム20を車体固定部材50に固定する係合ピン61およびリールベルト72に大きな荷重が働く。
When the vehicle collides, the driver moves to the front side of the vehicle due to the inertia and secondarily collides with the
係合ピン61は、二次衝突時に想定される荷重を受けたときに、せん断されるような強度に予め設定されている。従って、係合ピン61は、二次衝突によりせん断される。これにより、アーム固定部材40は、係合ピン61による移動規制が解除され、残るはベルトリールユニット70による規制のみとなる。ベルトリールユニット70は、アーム固定部材40が車体固定部材50の平坦支持面51上を揺動しようとする力に対しては、リールベルト72の引き出し摩擦力により抵抗体となっており、二次衝突時に想定される引っ張り荷重を受けたときには、リールベルト72に働く引っ張り荷重が摩擦抵抗力を上回るように摩擦抵抗の大きさが予め設定されている。
The engaging
このため、二次衝突時には、図5に示すように、ベルトリールユニット70からリールベルト72が摩擦抵抗に抗して引き出されつつ、アーム固定部材40が車体固定部材50の平坦支持面51上で揺動する。このとき、アーム20も車両前方に揺動する。こうして、アーム20が車両前方に揺動するときにリールベルト72による摩擦抵抗にて運転者が操舵ハンドル10の二次衝突する衝突エネルギーを吸収する。ベルトリールユニット70は、リールベルト72が所定長引き出されると、図示しないストッパにより、それ以上は引き出されないようになっている。従って、リールベルト72の引き出し長が、衝突エネルギーの吸収ストロークとなる。このとき、前方固定ベルト62は、アーム固定部材40の揺動に伴ってたわむためアーム固定部材40の揺動の妨げにならない。
Therefore, at the time of the secondary collision, as shown in FIG. 5, the
操舵ハンドル10のリム13は運転者を受けとめる部分となるため、運転者の中心に位置することが望まれるが、アーム20の揺動中心を固定してしまうと、操舵ハンドル10のリム13中心が円弧軌跡を描いて移動し運転者の中心位置から車幅方向にずれてしまう。そこで、本実施形態においては、アーム20を固定するアーム固定部材40に円弧面42を形成し、この円弧面42を利用してアーム固定部材40を車体固定部材50の平坦支持面51上で揺動させるようにしている。この場合、図5に示すように、円弧面42の横断形状をリム13の中心Oを円弧中心点としてアーム20の形成方向に径を有し半径Rにて車両前後方向に円弧を描いた円弧形状としている。従って、アーム20が揺動した場合、リム13の中心Oと、円弧面42と平坦支持面51との接点Pとを結ぶ直線が常に平行に車両前方に移動していくため、リム13の中心Oの移動軌跡は、車両前方に向かう直線となる。
Since the
この例においては、アーム固定部材40の揺動(アーム20の揺動)に伴って、アーム基端部22の位置を車幅外側方向(車幅方向におけるアーム先端部21側)に移動させることにより、リム13の中心Oの位置を車幅方向にずれないようにしているともいえる。つまり、二次衝突前の初期位置においては、アーム基端部22を車体固定部材50に接近させておき、二次衝突揺動時にはアーム20の揺動による操舵ハンドル10の車幅内側方向への移動を打ち消すように、アーム固定部材40の揺動によりアーム基端部22を車幅外側方向に移動させる。従って、本実施形態においては、アーム固定部材40と車体固定部材50とにより本発明の移動機構を構成している。
In this example, as the
このように、本実施形態の操舵操作装置によれば、二次衝突時において、アーム20を揺動させて衝突エネルギー吸収を行いつつ、操舵ハンドル10のリム13の中心Oを車幅方向にずれないようにして、運転者を確実に受け止めることができる。この結果、片持ち式操舵ハンドルであっても、衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアーム20の揺動角度を大きくすることができるため、アーム設計の自由度を増すことができる。また、アーム固定部材40に円弧面42を形成してアーム20を揺動させるといった簡単な構成により実施できるため、コストアップを抑制することができる。また、リールベルト72の引き出し時の摩擦抵抗を使って衝突エネルギー吸収を行うため、十分なエネルギー吸収ストロークを確保することができ、高い衝突エネルギー吸収性能が得られるとともに、その実施が容易である。
As described above, according to the steering operation device of the present embodiment, during the secondary collision, the
以上、本実施形態の操舵操作装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the steering operation apparatus of this embodiment was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible unless it deviates from the objective of this invention.
例えば、本実施形態においては、衝突エネルギー吸収をベルトリールユニット70により行っているが、それに代えてダンパー等の抵抗体を設けてもよい。この場合、二次衝突時に係合ピン61がせん断し、その後、ダンパーが作動(伸長または圧縮)して衝突エネルギー吸収しながらアーム20を揺動させる。
For example, in the present embodiment, the collision energy is absorbed by the
また、本実施形態においては、円弧面42を形成したアーム固定部材40を使ってアーム20の揺動による操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すようにしているが、図7に示すように、円弧面に代えて横断面が「く」の字状となる屈曲面を有するアーム固定部材40’を使用しても良い。この図7に示す例は、第1実施形態のアーム固定部材40をアーム固定部材40’に変えた変形例であり他の構成については第1実施形態の同一である。
In this embodiment, the
この変形例では、アーム固定部材40’は、通常時においては、「く」の字状面42’の車両後方側の面42aを車体固定部材50の平坦支持面51に当接させて固定され、二次衝突時には、揺動して、「く」の字状面42’の車両前方側の面42bを車体固定部材50の平坦支持面51に当接させる。このとき、アーム基端部22は、車体固定部材50に対して車幅外側方向に移動するため、アーム20の揺動による操舵ハンドル10の車幅内側方向への移動を打ち消すことができる。
In this modification, the
また、先の実施形態においては、アーム固定部材40の揺動を利用して操舵ハンドル10の車幅内側方向への移動を打ち消すようにしているが、二次衝突時にアクチュエータを使ってアーム20を車幅外側方向に移動させるようにしてもよい。図8は、その一例としての第2実施形態の操舵操作装置の概略構成を表す。尚、図中、第1実施形態と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略する。
In the previous embodiment, the swing of the
この第2実施形態の操舵操作装置においては、図8に示すように、アーム20を揺動可能に支持するアーム揺動支持部材100と、このアーム揺動支持部材100を車幅方向にスライド移動可能に支持し車体に固定される車体固定部材110と、二次衝突時にアーム揺動支持部材100を車幅外側方向にスライド駆動するアクチュエータ120を備えている。
In the steering operation device of the second embodiment, as shown in FIG. 8, an arm
更に、アーム20のアーム揺動支持部材100に対する揺動を阻止するとともに、二次衝突時にアーム20の揺動を許容して衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収装置130を備える。このエネルギー吸収装置130は、通常時においてはアーム20の揺動を阻止し、二次衝突時には破断してアーム20の揺動を許容する阻止部材131と、アームの揺動に対して制動力を与える抵抗体132とを備える。
Furthermore, an
阻止部材131としては、第1実施形態と同様に、アームの揺動力によりせん断するピン等を使用することができる。また、抵抗体132の抵抗の与え方としては、第1実施形態で採用したベルト方式でもよいし、金属プレート等の摺動摩擦を利用したもの、金属プレートの変形を利用したもの、ダンパーによる制動力を利用したものなど種々の構成を採用することができる。また、アーム基端部22をアーム揺動支持部材100に連結する連結軸部101の回転運動に対する摩擦抵抗を設定したものであってもよい。
尚、抵抗体132のみで通常時におけるアームの揺動を阻止できるものであれば、阻止部材131を設けなくても良い。
As the blocking
The blocking
更に、この第2実施形態の操舵操作装置においては、アーム20がエネルギー吸収装置130の制動に反して揺動を開始したことを検出する揺動検知センサ140を設ける。例えば、アーム20の揺動により接点がオンするリミットスイッチを使用することができる。また、阻止部材131のせん断を電気抵抗の変化に検出するようにしてもよい。また、エアバッグを作動させる衝突センサを兼用することもできる。
Further, in the steering operation device of the second embodiment, a
また、アクチュエータ120としては、例えば、図8に示すように、インフレータ121が発生する窒素ガスにより作動するガスシリンダ装置120を用いても良い。このガスシリンダ装置120は、シリンダ本体122と、シリンダ本体122内に摺動可能に設けられるピストン123と、ピストン123に連結される作動ロッド124と、窒素ガスをシリンダ室に供給するインフレータ121とを備え、作動ロッド124をアーム揺動支持部材100の裏面に連結するとともにシリンダ本体122を車体固定部材110に固定して設けられる。
Further, as the
インフレータ121は、アーム20の揺動を検出する揺動検知センサ140の出力信号により点火して瞬時に窒素ガスを発生させてシリンダ本体122内に供給する。従って、二次衝突によりアーム20が揺動した場合には、ピストン123がシリンダ本体122内を前進して作動ロッド124を伸長させる。これによりアーム揺動支持部材100を車幅外側方向に移動させる。この移動距離は、アーム20が所定角度揺動することにより操舵ハンドル10の位置(リム13の中心Oの位置)が車幅内側方向に移動する距離と同程度に設定されている。
The
従って、この第2実施形態においても、アーム20を揺動させて衝突エネルギー吸収を行いつつ、操舵ハンドル10のリム13の中心Oが車幅方向にずれないようにして、運転者を確実に受け止めることができる。この結果、片持ち式操舵ハンドルであっても、衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアームの設計自由度を増すことができる。
Accordingly, also in the second embodiment, the
次に、第3実施形態の操舵操作装置について説明する。図9は、第3実施形態の操舵操作装置の概略構成を表す。尚、図中、第1実施形態、第2実施形態と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略する。 Next, a steering operation device according to a third embodiment will be described. FIG. 9 shows a schematic configuration of the steering operation device of the third embodiment. In the figure, the same components as those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この第3実施形態の操舵操作装置は、伸縮自在のアーム150を備える。アーム150は、操舵ハンドル10を連結する四角筒状のインナアーム151と、インナアーム151に対してスライド自在に設けられる四角筒状のアウタアーム152とから構成される。アウタアーム152は、車体に固定されるアーム揺動支持部材160に揺動可能に設けられる。また、操舵操作装置は、アーム20のアーム揺動支持部材160に対する揺動を阻止するとともに、二次衝突時にアームの揺動を許容し衝突エネルギー吸収するエネルギー吸収装置130、および、アーム150がエネルギー吸収装置130制動に反して揺動を開始したことを検出する揺動検知センサ140を備えている。このエネルギー吸収装置130および揺動検知センサ140は、第2実施形態のものと同様なものを使用することができる。
The steering operation device according to the third embodiment includes an
更に、この第3実施形態においては、アーム150を伸長させるアクチュエータ120を備える。このアクチュエータ120としては、例えば、第2実施形態で用いたようなガスシリンダ装置120を使用することができる。この場合、アウタアーム152の外周面にシリンダ本体122を固定し、作動ロッド124をアーム150と平行にアーム先端側に向けて延ばす。そして、インナアーム151の外周面に設けた連結片153と作動ロッド124の先端とを連結する。従って、アーム150は、作動ロッド124の位置に応じてインナアーム151とアウタアーム152との相対位置関係が決定され、作動ロッド124を伸長させることにより、先端部の位置が車幅外側方向に移動する。
Further, in the third embodiment, an
この第3実施形態においては、二次衝突によりアーム150が揺動すると、インフレータ121が揺動検知センサ140の出力信号により点火して瞬時に窒素ガスを発生させてシリンダ本体122内に供給する。従って、ピストン123がシリンダ本体122内を前進してロッド124を伸長させる。これによりインナアーム151がアウタアーム152に対して車幅外側方向に相対移動する。この移動距離は、アーム150が所定角度揺動することにより操舵ハンドル10の位置(リム13の中心Oの位置)が車幅内側方向に移動する距離と同程度に設定されている。
In the third embodiment, when the
従って、この第3実施形態においても、アーム150を揺動させて衝突エネルギー吸収を行いつつ、操舵ハンドル10のリムの中心Oを車幅方向にずれないようにして、運転者を確実に受け止めることができる。この結果、片持ち式操舵ハンドルであっても、衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアームの設計自由度を増すことができる。
Accordingly, also in the third embodiment, the
尚、上述した第2実施形態および第3実施形態においては、揺動検知センサ140によりアーム20(150)の揺動を検知しインフレータ121を作動させることで操舵ハンドル10の位置を移動させるようにしたが、アームの揺動角を検出する揺動角検知センサを備え、検知した揺動角に基づいてモータ送りねじ機構からなるアクチュエータを駆動制御して操舵ハンドル10の位置を移動させるようにしてもよい。
In the second embodiment and the third embodiment described above, the position of the steering handle 10 is moved by detecting the swing of the arm 20 (150) by the
例えば、第2、第3実施形態において、揺動検知センサ140に代えて揺動角検知センサを設け、アクチュエータ120として電動モータと送りねじ機構とからなるモータ送りねじ機構を設ける。そして、第2実施形態においては、検知した揺動角に基づいてアーム揺動支持部材100の車幅方向へのスライド移動量を制御する。また、第3実施形態においては、検知した揺動角に基づいてアーム150の伸長量を制御する。この場合、検知した揺動角に基づいて電動モータの回転を制御する制御回路を設ける。これによれば、操舵ハンドル10の中心位置を車幅方向にずれないように精度よく配置することができる。
For example, in the second and third embodiments, a swing angle detection sensor is provided instead of the
10…操舵ハンドル、11…軸受部、12…スポーク、13…リム、20…アーム、21…アーム先端部、22…アーム基端部、30…支持部、40,40’…アーム固定部材、41…アーム側連結面、42…円弧面、42’…「く」の字状面、50…車体固定部材、51…平坦支持面、60…エネルギー吸収装置、61…係合ピン、62…前方固定ベルト、70…ベルトリールユニット、71…ボビン、72…リールベルト、73…支持枠、74…ベルト出口部、75…挟圧部、76a,76b…挟圧体、77a,77b…ガイド、77c…挟圧体、77a,77b…固定ガイド、78b…固定板、78a…揺動カム、100…アーム揺動支持部材、110…車体固定部材、120…ガスシリンダ装置(アクチュエータ)、130…エネルギー吸収装置、131…阻止部材、132…抵抗体、140…揺動検知センサ、150…アーム、151…インナアーム、152…アウタアーム、160…アーム揺動支持部材、O…中心、P…接点、R…半径、SC…センターコンソール。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
車両衝突による運転者の上記操舵ハンドルへの二次衝突が発生したとき、上記操舵ハンドルが押されて上記アームが車両前方に揺動するように上記アームを支持するとともに、上記アームの揺動による上記操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すように、上記操舵ハンドルを車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させる移動機構を備えたことを特徴とする操舵操作装置。 In a steering apparatus including an arm supported in a vehicle width direction with a base end portion supported by a vehicle body, and a steering handle provided at a distal end portion of the arm,
When a secondary collision of the driver with the steering handle due to a vehicle collision occurs, the steering handle is pushed to support the arm so that the arm swings forward of the vehicle. A steering operation device comprising: a moving mechanism for moving the steering handle toward the distal end side of the arm in the vehicle width direction so as to cancel the movement of the steering handle in the vehicle width direction.
上記操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心とし上記アームの形成方向に径を有する円弧面あるいはその円弧面と同じ方向に膨らんだ断面「く」の字状面を形成するとともに、上記円弧面あるいは「く」の字状面の膨らみ方向とは反対方向に向けて上記アームを連結するアーム固定部材と、
上記アーム固定部材の円弧面あるいは「く」の字状面と当接して上記アーム固定部材を揺動可能に支持する平坦支持面を形成し車体に固定される車体固定部材と
を備え、上記アーム固定部材の揺動により上記アームの基端部を車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させることを特徴とする請求項2記載の操舵操作装置。 The moving mechanism is
A circular arc surface having a diameter in the direction of formation of the arm with the center of the operation portion of the steering handle as the center of the arc, or a cross-section “<” shape that swells in the same direction as the arc surface is formed. An arm fixing member that couples the arms in a direction opposite to the direction of the bulge of the ""
A vehicle body fixing member that is fixed to the vehicle body by forming a flat support surface that abuts against the arcuate surface or the "<" shape of the arm fixing member so as to support the arm fixing member in a swingable manner. The steering operation device according to claim 2, wherein the base end portion of the arm is moved toward the tip end portion side of the arm in the vehicle width direction by swinging the fixing member.
上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、
上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、
上記アームの揺動が検知されたとき、上記アーム揺動支持体を、上記車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させるアクチュエータと
を備えたことを特徴とする請求項2記載の操舵操作装置。 The moving mechanism is
An arm swing support that supports the base end of the arm so as to swing on the vehicle body;
A swing detection sensor for detecting the swing of the arm;
The steering operation according to claim 2, further comprising: an actuator that moves the arm swing support to the tip end side of the arm in the vehicle width direction when swing of the arm is detected. apparatus.
上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、
上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、
上記アームの揺動が検知されたとき、上記アームを伸長させるアクチュエータと
を備えたことを特徴とする請求項2記載の操舵操作装置。 The moving mechanism is
An arm swing support that supports the base end of the arm so as to swing on the vehicle body;
A swing detection sensor for detecting the swing of the arm;
The steering operation device according to claim 2, further comprising an actuator that extends the arm when swinging of the arm is detected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007053133A JP2008213644A (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Steering operation device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017074901A (en) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 日産自動車株式会社 | Steering unit and control method therefor |
-
2007
- 2007-03-02 JP JP2007053133A patent/JP2008213644A/en active Pending
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