JP2008230309A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵時の操舵角の影響を受けることなく、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように強制的に回転でき、かつ、回転時のリング部の下方への移動量を抑えることができるステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ステアリング装置Ｍ１は、軸方向ＳＣを後上がりに傾斜させるステアリングシャフト２と操舵時に回動しないコラムベース５とを有するステアリングコラム１と、シャフト２の上端２ａに連結されるステアリングホイール１０とを備える。回転駆動機構４５が、操舵時のステアリングホイール１０の回動を許容して、ステアリングホイール１０とコラムベース５とを連結するように、配設されている。回転駆動機構４５は、ボス部１７におけるステアリングシャフト２との連結部位４８付近を回転中心ＲＣとして、リング部１１の上面側のリング面１４を鉛直面ＶＰに接近させる方向に回転させ、かつ、その状態を維持可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の操舵を行うステアリング装置に関し、特に、ステアリングホイールの操舵時に把持するリング部の上面側で構成されるリング面を、車両の左右方向に沿った略鉛直面に沿わせるように、強制的に移動可能なステアリング装置に関する。

従来のステアリング装置では、ステアリングホイールが、操舵時に把持する略円環状のリング部と、リング部の中央付近に配置されてステアリングシャフトに締結されるとともに上部側にエアバッグ装置を配設させたボス部と、リング部とボス部とを連結するスポーク部と、を備えて構成されていた。そして、ステアリングシャフトは、車両の前後方向に沿い、かつ、前部側を下方に位置させ、後部側を上方に配置させるように軸方向を後上がりに傾斜させて配設されていることから、操舵時に把持するステアリングホイールのリング部は、ステアリングシャフトの軸直交方向に沿って配置されて、その上面側のリング面が、後下がりに傾斜して配設されていた（例えば、特許文献１参照）。そして、このステアリングホイールでは、車両の衝突に伴う運転者の前進移動時に、運転者側に突出するように配置されているリング部の後部（下部）が、運転者と干渉（当接）する際に、運転者を部分的に押圧しないように、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に沿わせて、リング面を運転者の上半身に対して平行とするように、運転者自身の運動エネルギーを利用して、ステアリングホイールの芯金を塑性変形させる構造としていた。

また、ステアリングホイール装置としては、膨張を完了させたエアバッグが運転者と当接しても運転者からずれ難いように、膨張を完了させたエアバッグをリング部で安定して支持できるように構成したものがあった（例えば、特許文献２参照）。このステアリングホイール装置では、エアバッグ装置の作動時、リング部の上面側のリング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように強制的に移動させて、膨張したエアバッグの前部側の背面を、引き起こしたリング部の前部側で安定して支持できるようにして、運転者がエアバッグと当接しても、エアバッグの運転者側の運転者拘束面が、上縁側だけを前方移動させるような前倒し状態となることを回避して、クッション性良く、運転者を受け止めることとしていた。
特開２００１−２７７９８３号公報 特開２００３−３０６１２２号公報

しかし、従来のリング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように回転させる構造として、運転者自身の運動エネルギーを利用して、ステアリングホイールの芯金を塑性変形させる構造では、塑性変形時に変形荷重の反力が運転者にかかってしまう。また、この構造では、リング部を操舵して、車両の直進状態から、リング部を例えば９０度程度回動させていれば、塑性変形する方向がずれるため、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させ難い。

一方、リング面を強制的に移動させるステアリングホイール装置では、上記のような反力を運転者に与えない。しかしながら、従来の強制的にリング面を移動させる上記のステアリング装置では、ステアリングホイールより下方のステアリングシャフトの部位であるチルト機構の部位で、リング面を回転移動させていた。そのため、リング部の操舵角の影響を受けることなく、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させることができるものの、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる際の回転半径（チルト機構からリング面までの半径）が大きくなり、リング面を略鉛直方向に接近させるまでのリング部自体の下方への変位量が大きくなることが避けられず、移動後のリング部が運転者の膝や大腿部付近のスペースを狭めてしまう課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するものであり、操舵時の操舵角の影響を受けることなく、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように強制的に回転させることができるとともに、その回転時のリング部の下方への移動量を抑えることができるステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明に係るステアリング装置は、車両の前後方向に沿い、かつ、前部側を下方に位置させ、後部側を上方に配置させるように軸方向を後上がりに傾斜させて配設され、操舵時に軸周り方向に回動するステアリングシャフト、及び、ステアリングシャフトの周囲に配置されて、操舵時に回動しない非回動のコラムベース、を有するステアリングコラムと、
ステアリングシャフトの上端に連結されるステアリングホイールと、
を備えて構成され、
ステアリングホイールが、ステアリングシャフトを略中心位置に配置させ、かつ、ステアリングシャフトの軸直交方向の平面に沿って配置され、操舵時に把持する略円環状のリング部と、リング部の略中央に配置されて、ステアリングシャフトの上端と連結されるボス部と、リング部とボス部とを連結するスポーク部と、を備えて構成されるステアリング装置であって、
ボス部におけるステアリングシャフトとの連結部位付近を回転中心として、リング部の上面側におけるステアリングシャフトの軸直交方向のリング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向に回転させるとともに、回転後のリング面のステアリングシャフトに対する交差角度を維持可能とする回転駆動機構が、配設され、
回転駆動機構が、操舵時のステアリングホイールの回動を許容して、ステアリングホイールとコラムベースとを連結するように、配設されていることを特徴とする。

本発明に係るステアリング装置では、作動時、ステアリングホイールとコラムベースとを連結している回転駆動機構が、リング部の上面側におけるステアリングシャフトの軸直交方向のリング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向に回転させるとともに、回転後のリング面のステアリングシャフトに対する交差角度を維持する。そのため、車両の衝突により、運転者が前進移動してきても、運転者の上半身に略平行に配置させた広いリング面により、部分的に押圧力を作用させることなく、前進移動する運転者を好適に受け止めることができる。

そして、回転駆動機構は、作動時、リング面の回転中心をステアリングホイールのボス部から下方に離れたステアリングシャフトの部位でなく、ボス部におけるステアリングシャフトとの連結部位付近を回転中心として、リング面を回転させるため、ボス部におけるステアリングシャフトとの連結部位付近の回転中心からリング部の後部（下部）までの回転半径として、リング部が回転するだけであり、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向に回転させても、回転前のリング部の後部（下部）の下降移動量を、極力小さくすることができて、リング部の下部の運転者の大腿部等との干渉を防止できる。

また、回転駆動機構は、操舵時のステアリングホイールの回動を許容して、ステアリングホイールとコラムベースとを連結している構成であるため、リング部を任意の操舵角で操舵していても、ステアリングホイールのリング面を、コラムベースに対して移動させて、車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させることが可能となる。

したがって、本発明に係るステアリング装置では、操舵時の操舵角の影響を受けることなく、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように強制的に回転させることができるとともに、その回転時のリング部の下方への移動量を抑えることができる。

そして、回転駆動機構は、
ボス部とステアリングシャフトの上端との連結部位付近に配置され、ステアリングホイールの操舵時の回動をステアリングシャフトに伝達可能で、かつ、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向への回転を許容する回動伝達機構と、
ステアリングシャフトの周囲に配置されて、作動時に、リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向に回転させ、回転後のリング面のステアリングシャフトに対する交差角度を維持可能なアクチュエータと、
を設けて構成し、
アクチュエータは、コラムベース若しくはボス部の一方に取り付けられる本体と、進退可能に本体から突出して、ボス部若しくはコラムベースに連結される作動片と、を設けて構成することが望ましい。

このような構成では、アクチュエータが作動して、作動片を移動させれば、作動片の配設部位におけるステアリングシャフトの周囲のコラムベースとボス部との距離を変動させることができるため、回動伝達機構におけるボス部とステアリングシャフトの上端との連結部位付近を回転中心として、リング面を、車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように、強制的に回転させることができる。そして、回動伝達機構は、ステアリングホイールの操舵時の回動をステアリングシャフトに伝達可能に構成されているため、通常の操舵時には支障がない。

この場合、アクチュエータは、ステアリングシャフトの周囲に、一つ配設させる構成でもよいし、放射状に複数配設させる構成としてもよい。

そして、例えば、アクチュエータを一つだけ配設させる構成とする場合には、コラムベースの前面側若しくは後面側に、本体を固定させ、ステアリングシャフトの軸方向に沿った上方側のボス部の部位に、作動片を連結させればよい。すなわち、コラムベースの前面側に本体を配置させる場合には、作動片を押し出して、ステアリングシャフトの前方側のボス部の部位を押し上げれば、リング面を車両の左右方向に沿う鉛直面に接近させることができる。また、コラムベースの後面側に本体を配置させる場合には、作動片を引き込んで、ステアリングシャフトの後方側のボス部の部位を引き下げれば、リング面を車両の左右方向に沿う鉛直面に接近させるように回転させることができる。

そして、アクチュエータをステアリングシャフトの周囲に放射状に複数配設する場合には、本体は、通常の操舵ができる範囲で、コラムベース若しくはボス部のどちら側に配置させてもよく、その場合、ステアリングシャフトの前方側に配置されるアクチュエータの作動片は、押し出し操作し、ステアリングシャフトの後方側に配置されるアクチュエータの作動片は、引き込み操作すれば、リング面を車両の左右方向に沿う鉛直面に接近させるように回転させることができる。

また、回動伝達機構としては、ステアリングシャフトの上端側に配設されるシャフト側継手部と、ボス部側に配設させて前記シャフト側継手部と連結されるホイール側継手部と、を備えてなる自在継手から構成することができ、自在継手から構成される回動伝達機構では、操舵時のリング部の回動を、スポーク部とボス部とを経て、さらに、自在継手を経て、ステアリングシャフトに伝達することができる。勿論、自在継手から構成される回動伝達機構では、リング面を鉛直面に接近させるように、ステアリングホイール側を回転させることができる。

さらに、回動伝達機構としては、ステアリングシャフトの上端を挿入させてステアリングシャフトに固定される筒状のスリーブ部と、スリーブ部からステアリングシャフトの軸直交方向に延びて、ステアリングシャフトの上端の周囲に配置されたボス部に対して連結される連結片と、を設けて構成し、
連結片は、スリーブ部側の内側端部とボス部側の外側端部との間の部位を、外側端部側のステアリングシャフトの軸周り方向の回動を内側端部側に伝達可能として、リング面における車両の左右方向に沿った鉛直面に接近する方向への回転時における内側端部と外側端部との相対的な移動に伴う変形を許容する変形部位として、形成することができる。

このような構成では、回動伝達機構の連結片が、外側端部側のステアリングシャフトの軸周り方向の回動を内側端部側に伝達可能としており、操舵時のリング部の回動を、スポーク部とボス部とを経て、さらに、回動伝達機構の連結片を経て、ステアリングシャフトに伝達することができる。また、この連結片では、リング面における車両の左右方向に沿った鉛直面に接近する方向への回転時における内側端部と外側端部との相対的な移動に伴う変形を許容しており、リング面を鉛直面に接近させるように、ステアリングホイール側を回転させることができる。

この場合、連結片は、スリーブ部の全周から鍔状に延びるような皿ばね形状として、一枚から形成してもよいし、スリーブ部から放射状に延ばして、板厚方向をステアリングシャフトの軸方向に沿わせた複数の板ばねから構成してもよい。これらの場合、板厚方向には、曲げ変形や捩れ変形が可能となって、リング面の車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる回転を許容し、そして、その板厚方向と直交方向には、変形し難いことから、外側端部側のステアリングシャフトの軸周り方向の回動を内側端部側に伝達可能としており、操舵時のリング部の回動を、スポーク部とボス部とを経て、さらに、回動伝達機構の連結片を経て、ステアリングシャフトに伝達することができる。

また、回転駆動機構は、作動後にリング面を作動前の初期位置に復帰させるように、構成することが望ましい。このような構成では、車両の衝突を予測した際に作動させて、リング面を、予め、略鉛直面に沿うように配置させておくことができ、そして、その後に、実際の車両の衝突がなければ、リング面を初期位置に復帰させることができて、通常の操舵が可能となる。なお、車両の衝突を予測した際に作動させる構成とする場合には、回転駆動機構が迅速に作動できない構成であっても、実際の衝突時までの時間差分により、リング面を鉛直面に接近させるように、配置させることが可能となる。

さらに、ステアリングホイールには、膨張完了時にリング部の内側から外側に拡開してリング部上でリング部の外径寸法より大きく膨らむように配設されるエアバッグを有したエアバッグ装置を配設させることが望ましい。

このような構成では、回転駆動機構を作動させるとともにエアバッグ装置を作動させれば、リング部の回転半径を小さくして、回転前のリング部の後部側が、前方移動する。そのため、運転者がリング部に接近していても、その運転者の腹部とリング部の下部（回転移動前のリング部の後部）との間に、膨張するエアバッグの配置スペースを容易に確保できて、接近している運転者の腹部の前方側に、円滑に、膨張したエアバッグにおけるリング部の下部の後方側を覆う部位を、配置させることができる。そして、膨張を完了させたエアバッグが、背面側をリング部の全周に安定支持された状態で、クッション性よく、運転者を受け止めることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、第１実施形態のステアリング装置Ｍ１は、図２に示すように、ステアリングコラム１、エアバッグ装置３０を設けたステアリングホイール１０、ステアリングホイール１０を回転移動させる回転駆動機構４５、及び、エアバッグ装置３０のインフレーター３８と回転駆動機構４５のアクチュエータ５５の作動を制御する制御装置７０と、を備えて構成されている。

ステアリングコラム１は、操舵時に軸回り方向に回動するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２の周囲に配置されて、操舵時に回動しない非回動のコラムベース５と、を備えて構成されている。ステアリングシャフト２は、車両の前後方向に沿い、かつ、前部側を下方に位置させ、後部側を上方に配置させるように軸方向ＳＣを後上がりに傾斜させて配設され、図示しない下端側は、インタミディエイトシャフトを介して、ステアリングギヤに連結されている。ステアリングシャフト２は、その軸周り方向の回動により、車両の車輪を所定方向に向けるように操舵することとなる。コラムベース５は、コラムチューブ等から構成されている。

なお、本明細書では、上下・前後・左右の方向は、特に断らない限り、直進操舵時の車両の上下・前後・左右の方向に対応するものである。

ステアリングホイール１０は、図１，２に示すように、ステアリングシャフト２の上端２ａに連結されている。ステアリングホイール１０は、平面視となる図１に示すように、操舵時に把持する略円環状のリング部１１と、リング部１１の略中央に配置されて、ステアリングシャフト２の上端２ａと連結されるボス部１７と、リング部１１とボス部１７とを連結するスポーク部１９と、を備えて構成されている。スポーク部１９は、実施形態の場合、４本配設されている。リング部１１は、平面視の状態で、ステアリングシャフト２を略中心位置に配置させ、かつ、ステアリングシャフト２の軸直交方向の平面に沿って配置されている（図２参照）。そして、リング部１１の上面側のリング面１４も、ステアリングシャフト２の軸直交方向の平面に沿って配置されている。また、ステアリングホイール１０は、リング部１１、ボス部１７、及び、スポーク部１９の各部を連結する剛性を有した芯金２１を配設させて構成されている。また、芯金２１は、リング部１１とリング部１１側のスポーク部１９の一部との周囲に、軟質の合成樹脂等からなる被覆層２２を配設させている。ステアリングホイール１０の下面側には、合成樹脂製のロアカバー２４が取り付けられ（図２参照）、また、ボス部１７の上面側には、合成樹脂製のパッド２６が配設されている。

エアバッグ装置３０は、図２に示すように、折り畳まれて収納されるエアバッグ３１、エアバッグ３１に膨張用ガスを供給するインフレーター３８、及び、エアバッグ３１とインフレーター３８とを収納保持するとともにパッド２６を保持するケース４０、を備えて構成されている。パッド２６は、折り畳んだエアバッグ３１の上方を覆って、膨張するエアバッグ３１に押されて前後に開く二枚の扉部２６ａを配設させている（図１参照）。ケース４０には、図５に示すように、左右両側の下面側に、取付片４１，４１が配設され、各取付片４１が、芯金２１に連結されている。そして、インフレーター３８は、衝突検知センサ７１（図２参照）からの信号を入力して、車両の衝突を検知した制御装置７０により、作動を制御される。

エアバッグ３１は、インフレーター３８からの膨張用ガスにより膨らみ、パッド２６の前後の扉部２６ａ，２６ａを押し開いて突出し（図７参照）、リング部１１の内側から外側に拡開してリング部１１上でリング部１１の外径寸法より大きく膨らむように配設されて、運転者Ｄ側からリング部１１を隠す。エアバッグ３１は、二枚の可撓性を有した布材からなる略円形のホイール側壁部３２と運転者側壁部３５との外周縁相互を縫合等により結合させて形成され、さらに、内部にホイール側壁部３２と運転者側壁部３５との離隔距離を規制する図示しないテザーを配設させて構成されていることから、膨張完了時には、中央を厚くした円盤状に膨張し、そして、運転者側壁部３５の中央の平坦な部分を運転者を受け止める運転者拘束面３６としている。また、エアバッグ３１は、図２に示すように、ホイール側壁部３２の中央に膨張用ガスを流入させるためのインフレーター３８を挿入させる流入用開口３４を備え、流入用開口３４の周縁をリテーナ３７を利用して、平面視において、ボス部１７の中央付近に配置されるケース４０に取り付けられている。

回転駆動機構４５は、図２，４若しくは図５，６に示すように、ボス部１７におけるステアリングシャフト２との連結部位付近を回転中心ＲＣとして、リング部１１の上面側におけるステアリングシャフト２の軸直交方向のリング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる方向に回転させるとともに、回転後のリング面１４のステアリングシャフト２に対する交差角度θを維持可能とするように、配設されている。この回転駆動機構４５は、操舵時のステアリングホイール１０の回動を許容して、ステアリングホイール１０とコラムベース５とを連結するように、配設されており、実施形態の場合、回動伝達機構４７とアクチュエータ５５とを備えて構成されている。

回動伝達機構４７は、ボス部１７とステアリングシャフト２の上端２ａとの連結部位付近に配置され、ステアリングホイール１０の操舵時の回動をステアリングシャフト２に伝達可能で、かつ、リング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる方向への回転を許容するものである。第１実施形態の場合、回動伝達機構４７は、自在継手４８から構成されている。自在継手４８は、図２，５に示すように、ステアリングシャフト２の上端２ａ側に固着されて配設されるシャフト側継手部４９と、ボス部１７側に配設させて、回動自在な回動軸５０ａ，５０ｂを十文字状に交差させてなる中間軸５０を介在させて、シャフト側継手部４９と連結されるホイール側継手部５１と、を備えて構成されている。シャフト側継手部４９とホイール側継手部５１とは、各回動軸５０ａ，５０ｂの両端を回動可能に軸支しており、ホイール側継手部５１には、ボス部１７の連結孔１７ａに対して回動不能にナット５３止めされる連結軸部５２が、配設されている。

アクチュエータ５５は、図２，３に示すように、ステアリングシャフト２の周囲に配置されて、作動時に、リング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる方向に回転させ、回転後のリング面１４のステアリングシャフト２に対する交差角度θを維持可能としている。実施形態の場合、アクチュエータ５５は、作動後に作動前の状態に戻る復帰動作を可能とする油圧・水圧等の流体圧を利用するピストンや電磁ソレノイド等から構成され、コラムベース５の外周面側に取り付けられる本体５６と、進退可能に本体５６から突出して、ボス部１７に連結される作動片５７と、を備えて構成されている。さらに、第１実施形態の場合、アクチュエータ５５は、ステアリングシャフト２の周囲において、放射状に、実施形態の場合、前後左右の十文字状に、４つ配設されている。

各アクチュエータ５５の作動片５７は、ステアリングシャフト２の軸方向ＳＣに沿って本体５６から押し出されたり引き込まれる軸部５８と、軸部５８の上端に軸支されるリンク片５９と、を備えて構成されている。リンク片５９は、上端に球状に膨らんだ連結部６０を備えている。各連結部６０は、ボス部１７に設けられた連結部６２に対して、操舵時のステアリングホイール１０の回動を許容して、連結されている。実施形態の場合、ボス部１７の連結部６２は、ボス部１７の下面側に、ステアリングシャフト２を中心とした円環状の環状溝６３から構成され、環状溝６３は、作動片５７側の球状の連結部６０を摺動可能に収納できるように、内部空間を広げ、また、作動片５７の本体５６内への引き込み時にボス部１７を引き下げ可能に、下面側の円環状の開口６４の開口幅ＯＢ（図３参照）を、連結部６０の直径寸法ＯＤより小さくして、構成されている。

これらのアクチュエータ５５は、作動時、ステアリングシャフト２の前方側に配置されるアクチュエータ５５（５５Ｆ）の作動片５７を、押し出し操作して、先端の連結部６０によって環状溝６３の天井面６３ａを押し上げ、ステアリングシャフト２の後方側に配置されるアクチュエータ５５（５５Ｂ）の作動片５７を、引き込み操作して、先端の連結部６０によって環状溝６３内の開口６４の内周縁６３ｂを引き下げれば、リング面１４を車両の左右方向に沿う鉛直面ＶＰに接近させるように回転させることができる（図２，４参照）。なお、左右のアクチュエータ５５（５５Ｌ，５５Ｒ）は、リング面１４の回転中心ＲＣが、自在継手４８の中間軸５０の配置エリアとなる関係上、後方側のアクチュエータ５５Ｂの作動片の移動ストロークよりは短いものの、それぞれ、作動片５７を引き込み操作することとなる。ちなみに、リング面１４の回転中心ＲＣは、ステアリングホイール１０の直進状態では、回動軸５０ｂの軸心部位となり（図２，４参照）、９０度操舵した状態では、回動軸５０ａの軸心部位となり（図５，６参照）、その中間の角度の操舵角でのリング面１４の鉛直面ＶＰへ接近する回転時には、自在継手４８が回動軸５０ａと回動軸５０ｂとの軸周りでともに回転するため、回動軸５０ａ，５０ｂ間の部位となる。

そして、アクチュエータ５５の作動前の通常時には、各アクチュエータ５５は、作動片５７の球状の連結部６０を、環状溝６３の天井面６３ａに当接させたり、あるいは、内周縁６３ｂに係止させたりして、リング面１４をステアリングシャフト２の軸直交方向に配置させる状態を維持する。さらに、この状態では、環状溝６３内を各連結部６０が摺動可能であり、リング部１１を回動操舵することができる。勿論、リング面１４を回転移動させた後でも、リング部１１を回動操舵する場合には、ステアリングシャフト２の軸周り方向の回動ではないもの、環状溝６３内を各連結部６０が摺動可能であり、環状溝６３の円環状の円周方向に沿って、リング部１１を回動操舵することができる。さらに、リング面１４を回転移動させた後でも、各アクチュエータ５５は、作動片５７の球状の連結部６０を、環状溝６３の天井面６３ａに当接させたり、あるいは、内周縁６３ｂに係止させたりして、回転移動後のリング面１４のステアリングシャフト２の軸方向ＳＣに対する交差角度θを維持することができる（図４，６参照）。

また、各アクチュエータ５５は、エアバッグ装置３０のインフレーター３８と同様に、制御装置７０（図２参照）により、作動を制御される。但し、制御装置７０が、車両の衝突を検知可能な加速度センサ等からなる衝突検知センサ７１の他に、車両の衝突を予測できるフロントバンパ等に設けたレーダ等からなる衝突予知センサ７２からの信号も入力させるように構成されており、制御装置７０が、衝突予知センサ７２からの信号に基いて、車両の衝突が回避できないと予測した際、各アクチュエータ５５を作動させ、そして、所定時間経過しても、衝突検知センサ７１の車両の衝突を検知した信号が入力されない場合に、車両の衝突が回避されたと判断し、制御装置７０が、作動前の状態となるように、各アクチュエータ５５を復帰させるように作動させる。

そして、この第１実施形態のステアリング装置Ｍ１では、制御装置７０が回転駆動機構４５の各アクチュエータ５５を作動させて、アクチュエータ５５Ｆの作動片５７を押し出し操作し、アクチュエータ５５Ｂ、５５Ｌ、５５Ｒの作動片５７を引き込み操作すれば、既述したように、リング面１４を車両の左右方向に沿う鉛直面ＶＰに接近させるように回転させることができて、回転後のリング面１４のステアリングシャフト２に対する交差角度θを維持する。そのため、車両の衝突により、運転者Ｄが前進移動してきても、運転者Ｄの上半身ＤＵに略平行に配置させた広いリング面１４により、部分的に押圧力を作用させることなく、前進移動する運転者Ｄを好適に受け止めることができる（図２，４、若しくは、図３，６参照）。

そして、回転駆動機構４５は、作動時、リング面１４の回転中心ＲＣをステアリングホイール１０のボス部１７から下方に離れたステアリングシャフト２の部位に配置させるのではなく、ボス部１７におけるステアリングシャフト２との連結部位付近（自在継手４８の部位）に回転中心ＲＣを配置させ、その位置の回転中心ＲＣを基準にリング面１４を回転させるため、ボス部１７におけるステアリングシャフト２との連結部位付近の回転中心ＲＣからリング部１１の後部（下部）１２までの回転半径として、リング部１１が回転するだけであり、リング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる方向に回転させても、回転前のリング部１１の後部（下部）１２の下降移動量を、極力小さくすることができて、リング部１１の下部１２の運転者Ｄの大腿部ＤＬ等との干渉を防止できる（図７，８参照）。

また、回転駆動機構４５は、操舵時のステアリングホイール１０の回動を許容して、ステアリングホイール１０とコラムベース５とを連結している構成であるため、リング部１１を任意の操舵角で操舵していても、図４，６に示すように、ステアリングホイール１０のリング面１４を、コラムベース５に対して移動させて、車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させることが可能となる。

したがって、第１実施形態のステアリング装置Ｍ１では、操舵時の操舵角の影響を受けることなく、リング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させるように強制的に回転させることができるとともに、その回転時のリング部１１の下方への移動量を抑えることができる。

そして、実施形態の場合には、回転駆動機構４５が、ボス部１７とステアリングシャフト２の上端２ａとの連結部位付近に配置される回動伝達機構４７と、アクチュエータ５５とから構成されている。さらに、実施形態の場合、回動伝達機構４７が、ステアリングホイール１０の操舵時の回動をステアリングシャフト２に伝達可能で、かつ、リング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる方向への回転を許容するように、自在継手４８から構成されている。すなわち、自在継手４８では、操舵時のリング部１１の回動を、スポーク部１９とボス部１７とを経て、さらに、自在継手４８のホイール側継手部５１、中間軸５０、及び、シャフト側継手部４９を経て、ステアリングシャフト２に伝達することができる。勿論、自在継手４８では、リング面１４を鉛直面ＶＰに接近させるように、ステアリングホイール１０側を回転させることもできる（図４，６参照）。

また、アクチュエータ５５が、作動時に、リング面１４を車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる方向に回転させ、回転後のリング面１４のステアリングシャフト２に対する交差角度θを維持可能に、ステアリングシャフト２の周囲のコラムベース５に取り付けられる本体５６と、進退可能に本体５６から突出して、ボス部１７に連結される作動片５７と、を設けて構成されている。

このような構成では、アクチュエータ５５が作動して、作動片５７を移動させれば、作動片５７の配設部位におけるステアリングシャフト２の周囲のコラムベース５とボス部１７との距離を変動させることができるため、回動伝達機構４７におけるボス部１７とステアリングシャフト２の上端２ａとの連結部位付近（自在継手４８の部位）を回転中心ＲＣとして、リング面１４を、車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させるように、強制的に回転させることができる（図２，４、若しくは、図５，６参照）。そして、回動伝達機構４７は、ステアリングホイール１０の操舵時の回動をステアリングシャフト２に伝達可能に構成されているため、通常の操舵時には支障がない。

なお、第１実施形態では、アクチュエータ５５をステアリングシャフト２の周囲に放射状に複数（４つ）配設させているが、アクチュエータ５５は、ステアリングシャフト２の周囲に、一つ配設させる構成でもよい。すなわち、アクチュエータ５５を一つだけ配設させる構成とする場合には、コラムベース５の前面側若しくは後面側に、本体５６を固定させ、ステアリングシャフト２の軸方向に沿った上方側のボス部１７の部位に、作動片５７を連結させればよい。換言すれば、コラムベース５の前面側のアクチュエータ５５Ｆ、あるいは、後面側のアクチュエータ５５Ｂだけを使用すればよい。コラムベース５の前面側に本体５６を配置させるアクチュエータ５５Ｆの場合には、作動片５７を押し出して、ステアリングシャフト２の前方側のボス部１７の部位を押し上げれば、リング面１４を車両の左右方向に沿う鉛直面ＶＰに接近させることができる。また、コラムベース５の後面側に本体５６を配置させるアクチュエータ５５Ｂの場合には、作動片５７を引き込んで、ステアリングシャフト２の後方側のボス部１７の部位を引き下げれば、リング面１４を車両の左右方向に沿う鉛直面に接近させるように回転させることができる。なお、リング面１４の左右両縁付近が前後方向に振れ易い場合には、アクチュエータ５５Ｆ，５５Ｂの作動片５７における球状の連結部６０を、リング面１４の回転移動に支障が生じない範囲で、左右方向に長く延びるような円柱状にして、その連結部６０が天井面６３ａや内周縁６３ｂを左右方向で長く当接支持したり係止できるようにして、リング面１４の左右両縁付近における前後方向への振れを規制できるように構成してもよい。

また、第１実施形態では、アクチュエータ５５の本体５６をステアリングシャフト２の周囲のコラムベース５に放射状に４つ配設したが、放射状に、前後２つ、あるいは、３つ、さらに、５つ以上、配設してもよい。さらに、本体５６をボス部１７側に固定させ、コラムベース５側に、本体５６から延びる作動片５７の連結部６０に対応する円環状の環状溝６３を設けてもよい。この場合には、ステアリングシャフト２に操舵角を検知可能する舵角センサを設けて、操舵角に応じて、ステアリングシャフト２の前方側に配置されたアクチュエータ５５の作動片５７を押し出し操作し、ステアリングシャフト２の後方側に配置されたアクチュエータ５５の作動片５７を引き込み操作すればよい。

また、第１実施形態では、回転駆動機構４５のアクチュエータ５５が、作動後にリング面１４を作動前の初期位置に復帰させるように、構成されている。このような構成では、制御装置７０が、衝突予知センサ７２の信号に基いて、車両の衝突を予測した際に、各アクチュエータ５５を作動させて、リング面１４を、予め、鉛直面ＶＰに沿うように配置させておくことができ、そして、その後に、所定時間経過しても、衝突検知センサ７１からの実際の車両の衝突信号がなければ、制御装置７０が、各アクチュエータ５５を復帰させるように作動させて、リング面１４を初期位置に復帰させることができて、通常の操舵が可能となる（図９のＡ，Ｂ参照）。ちなみに、車両の衝突を予測した際に作動させる構成とする場合には、回転駆動機構４５のアクチュエータ５５が迅速に作動できない構成であっても、実際の衝突時までの時間差分により、リング面１４を鉛直面ＶＰに接近させるように、配置させることが可能となる。

さらに、第１実施形態の場合、ステアリングホイール１０には、膨張完了時にリング部１１の内側から外側に拡開してリング部１１上でリング部１１の外径寸法より大きく膨らむように配設されるエアバッグ３１を有したエアバッグ装置３０が配設されている。そのため、第１実施形態では、制御装置７０が、衝突検知センサ７１からの信号に基いて、車両の衝突を検知すれば、インフレーター３８を作動させて、エアバッグ３１が、インフレーター３８からの膨張用ガスによって膨らみ、パッド２６の前後の扉部２６ａ，２６ａを押し開いて、リング部１１上で大きく展開膨張することとなる。

この時、既に、回転駆動機構４５のアクチュエータ５５が作動されて、リング部１１は、回転半径を小さくして、回転前のリング部１１の後部（下部）１２側が、前方移動している。そのため、図７，８に示すように、運転者Ｄがリング部１１に接近していても、その運転者Ｄの腹部ＤＢとリング部１１の下部（回転移動前のリング部の後部）１２との間に、膨張するエアバッグ３１の配置スペースを容易に確保できて、接近している運転者Ｄの腹部ＤＢの前方側に、円滑に、膨張したエアバッグ３１におけるリング部１１の下部１２の後方側を覆う部位を、配置させることができる。そして、膨張を完了させたエアバッグ３１が、背面側の円環状の支持面３３をリング部１１の全周に安定支持された状態で、クッション性よく、運転者Ｄを受け止めることができる。

なお、実施形態では、回転駆動機構４５のアクチュエータ５５の作動時、リング面１４を、鉛直面ＶＰに沿わせるように、回転させた。しかし、各アクチュエータ５５の作動片５７の押出ストロークや引込ストロークの長さを調整して、回転移動後のリング面１４におけるステアリングシャフト２の軸方向に対する交差角度θを調整して、鉛直面ＶＰに沿わせなくともよい（図９のＣ参照）。例えば、前進移動してくる運転者が、その上半身を前のめりで移動してくる際、その前のめりの上半身と平行に、リング面１４の回転角度を、鉛直面ＶＰに沿わせる角度より手前の浅い角度として、その状態のステアリングシャフト２との交差角度θを維持するように、構成してもよい。すなわち、例えば、小柄な運転者は、ステアリングホイール１０に接近して着座しており、その小柄な運転者がシートベルトを非装着状態としていれば、車両の前面衝突時、若干、前のめりの状態で前方移動して、ステアリングホイール１０と干渉するため、その小柄な運転者における少し前のめりとしている上半身と平行に、リング面１４を、鉛直面ＶＰに沿わせる角度より手前の浅い角度として回転させ、その状態のステアリングシャフト２との交差角度θを維持すればよい。逆に、大柄な運転者は、ステアリングホイール１０から離れて着座しており、その大柄な運転者がシートベルトを非装着状態としていれば、車両の前面衝突時、大きく前のめりの状態で前方移動して、ステアリングホイール１０と干渉するため、その大柄な運転者における大きく前のめりとしている上半身と平行に、リング面１４を、ステアリングシャフト２の軸直交方向から、僅かに、鉛直面ＶＰに接近させる角度として回転させ（小柄運転者の場合より、リング面１４の回転角度を浅くし、すなわち、各アクチュエータ５５の作動片５７の押出ストロークや引込ストロークの長さを小さく調整して）、その状態のステアリングシャフト２との交差角度θを維持すればよい。

ちなみに、上記のような構成とする場合には、アクチュエータ５５の作動を制御する制御装置７０に対して、運転席前方の図示しないインストルメントパネルやルーフヘッドライニング等に搭載させたＣＣＤカメラ等からなる運転者Ｄの体格を検知可能、あるいは、運転席のシートに設けて運転者の体重を検知可能な運転者検知センサ、インストルメントパネルやルーフヘッドライニング等に搭載してステアリングホイール１０からの着座した運転者Ｄの距離を検知可能な光学式等の距離センサ、及び、運転者Ｄがシートベルトを装着していることを検知可能なシートベルトのバックル部等に設けたシートベルト確認センサを、制御装置７０と電気的に接続させて、運転者の小柄、大柄、シートベルトの装着・非装着を判別すればよい。

そして、上記の構成の場合、リング面１４とともに、膨張完了時のエアバッグ３１の運転者拘束面３６の角度も考慮して、制御装置７０は、リング面１４の回転角度を調整してもよい。

また、第１実施形態の自在継手４８からなる回動伝達機構４７の代わりに、図１０〜１７に示す第２実施形態のステアリング装置Ｍ２の回動伝達機構７７としてもよい。この第２実施形態の回転駆動機構７５は、回動伝達機構７７が第１実施形態と相違するだけで、アクチュエータ５５等は同一のものが使用されており、第１実施形態と同一の部位、部材には、同一の符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態の回転駆動機構７５の回動伝達機構７７は、図１０，１１に示すように、筒状のスリーブ部７８と連結片８０とを備えて構成されている。スリーブ部７８は、ステアリングシャフト２Ａの上端２ａに、回動不能にナット３止めされている。

連結片８０は、スリーブ部７８からステアリングシャフト２Ａの軸直交方向に延びて、ステアリングシャフト２Ａの上端２ａの周囲に配置されたボス部１７Ａの連結孔１７ａの内周面１７ｂに対して連結されている。連結片８０は、図１１に示すように、スリーブ部７８から放射状に延ばして、板厚方向をステアリングシャフト２Ａの軸方向ＳＣに沿わせた複数（実施形態では８つ）の板ばねから構成されている。これらの連結片８０では、スリーブ部７８側に固着させた内側端部８１とボス部１７Ａ側に固着させた外側端部８２との間の中間部位８３を、断面Ｖ字状、断面Ｕ字状、あるいは、断面波型状に形成して（図１０参照）、外側端部８２側のステアリングシャフト２Ａの軸周り方向の回動を内側端部８１側に伝達可能として、リング面１４における車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近する方向への回転時における内側端部８１と外側端部８２との相対的な移動に伴う変形を許容する変形部位として、形成している。

このような連結片８０では、板厚方向（ステアリングシャフト２Ａの軸方向ＳＣに沿う方向）には、曲げ変形や捩れ変形が可能となって、図１０，１２、若しくは、図１３，１４に示すように、制御装置７０が、各アクチュエータ５５を作動させて、アクチュエータ５５Ｆの作動片５７を押し出し操作し、アクチュエータ５５Ｂ、５５Ｌ、５５Ｒの作動片５７を引き込み操作すれば、リング面１４の車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近させる回転を許容する。ちなみに、第２実施形態では、リング面１４の回転中心ＲＣは、スリーブ部７８付近となる。そして、これらの連結片８０は、その板厚方向と直交方向には、変形し難いことから、外側端部８２側のステアリングシャフト２Ａの軸周り方向の回動を内側端部８１側に伝達可能としており、操舵時のリング部１１の回動を、スポーク部１９とボス部１７Ａとを経て、さらに、回動伝達機構７７の連結片８０を経て、ステアリングシャフト２Ａに伝達することができる。

なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、ステアリングホイール１０Ａにエアバッグ装置３０を搭載し、衝突検知センサ７１と衝突予知センサ７２とを接続させた制御装置７０によって、インフレーター３８とアクチュエータ５５との作動が制御されるように構成され（図１０参照）、さらに、アクチュエータ５５の作動により、リング面１４を回転移動させた後、初期位置に復帰可能としており（図１７のＡ，Ｂ参照）、さらに、アクチュエータ５５の作動ストロークの調整により、図１７のＣに示すように、適宜、リング面１４を鉛直面Ｖに沿う手前の角度となる交差角度θで、リング面１４を回転させることもでき、第１実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。

なお、回動伝達機構７７のスリーブ部７８とボス部１７Ａとを連結する連結片８０は、外側端部８２側のステアリングシャフト２Ａの軸周り方向の回動を内側端部８１側に伝達可能としており、操舵時のリング部１１の回動を、スポーク部１９とボス部１７Ａとを経て、さらに、回動伝達機構７７の連結片８０を経て、ステアリングシャフト２Ａに伝達することができ、かつ、リング面１４における車両の左右方向に沿った鉛直面ＶＰに接近する方向への回転時における内側端部８１と外側端部８２との相対的な移動に伴う変形を許容していれば、弾性変形することなく、塑性変形する金属材から形成してもよい。

ただし、ばね材から形成すれば、リング面１４を回転移動させた後、容易に、初期位置に復帰させることができる。そして、ばね材から形成する場合、連結片８０は、スリーブ部７８の全周から鍔状に延びるような皿ばね形状として、一枚から形成してもよい。

また、第１，２実施形態のステアリング装置Ｍ１，Ｍ２では、エアバッグ装置３０を設けた場合を示したが、エアバッグ装置を設けないように、構成してもよい。この場合には、アクチュエータ５５の作動時、リング面１４を強制的に鉛直面ＶＰに接近させるように回転させることができて、その状態を維持できるため、エアバッグが無い状態で、運転者がリング部１１に当接しても、リング面１４が、運転者の上半身の前面に沿うように鉛直方向に沿っており、リング部１１の後部（下部）１２を部分的に運転者に当てることなく、広い面のリング面１４としているリング部１１により運転者を的確に受け止めることができる。

さらに、第１，２実施形態において、エアバッグ３１の膨張完了時の形状が変わる場合等において、膨張完了時のエアバッグ３１の運転者拘束面３６の角度によっては、アクチュエータ５５の作動ストロークの調整により、リング面１４を、鉛直面ＶＰを超えたオーバーハング状態とするまで、回転させてもよい。

本発明に係る第１実施形態のステアリング装置を示す部分省略平面図である。 第１実施形態のステアリング装置の車両搭載状態の概略縦断面図である。 第１実施形態のステアリングホイールの概略底面図である。 図２に示す状態からリング面を鉛直面に沿うように回転させた状態を示す概略縦断面図である。 第１実施形態のステアリングホイールを、図２に示す状態から９０度回動操舵した状態を示す概略縦断面図である。 図５に示す状態からリング面を鉛直面に沿うように回転させた状態を示す概略縦断面図である。 図４に示す状態で、エアバッグ装置が作動した状態を示す概略縦断面図である。 図６に示す状態で、エアバッグ装置が作動した状態を示す概略縦断面図である。 第１実施形態のステアリングホイールが、リング面を回転移動させた後に復帰させる状態を順に示す概略縦断面図である。 第２実施形態のステアリング装置の車両搭載状態の概略縦断面図である。 第２実施形態のステアリングホイールの概略底面図である。 図１０に示す状態からリング面を鉛直面に沿うように回転させた状態を示す概略縦断面図である。 第２実施形態のステアリングホイールを、図１０に示す状態から９０度回動操舵した状態を示す概略縦断面図である。 図１３に示す状態からリング面を鉛直面に沿うように回転させた状態を示す概略縦断面図である。 図１２に示す状態で、エアバッグ装置が作動した状態を示す概略縦断面図である。 図１４に示す状態で、エアバッグ装置が作動した状態を示す概略縦断面図である。 第２実施形態のステアリングホイールが、リング面を回転移動させた後に復帰させる状態を順に示す概略縦断面図である。

符号の説明

１…ステアリングコラム、
２，２Ａ…ステアリングシャフト、
２ａ…（ステアリングシャフトの）上端、
５…コラムベース、
１０，１０Ａ…ステアリングホイール、
１１…リング部、
１４…リング面、
１７，１７Ａ…ボス部、
１９…スポーク部、
３０…エアバッグ装置、
３１…エアバッグ、
４５，７５…回転駆動機構、
４７，７７…回動伝達機構、
４８…自在継手、
４９…シャフト側継手部、
５１…ホイール側継手部、
５５（５５Ｆ、５５Ｂ，５５Ｌ，５５Ｒ）…アクチュエータ、
５６…本体、
５７…作動片、
７８…スリーブ部、
８０…連結片、
８１…内側端部、
８２…外側端部、
８３…中間部位、
ＲＣ…（リング面の）回転中心、
ＶＰ…鉛直面、
ＳＣ…（ステアリングシャフトの）軸方向、
θ…交差角度、
Ｍ１，Ｍ２…ステアリング装置。

Claims (8)

1. 車両の前後方向に沿い、かつ、前部側を下方に位置させ、後部側を上方に配置させるように軸方向を後上がりに傾斜させて配設され、操舵時に軸周り方向に回動するステアリングシャフト、及び、該ステアリングシャフトの周囲に配置されて、操舵時に回動しない非回動のコラムベース、を有するステアリングコラムと、
   前記ステアリングシャフトの上端に連結されるステアリングホイールと、
   を備えて構成され、
   前記ステアリングホイールが、前記ステアリングシャフトを略中心位置に配置させ、かつ、前記ステアリングシャフトの軸直交方向の平面に沿って配置され、操舵時に把持する略円環状のリング部と、該リング部の略中央に配置されて、前記ステアリングシャフトの上端と連結されるボス部と、前記リング部と前記ボス部とを連結するスポーク部と、を備えて構成されるステアリング装置であって、
   前記ボス部における前記ステアリングシャフトとの連結部位付近を回転中心として、前記リング部の上面側における前記ステアリングシャフトの軸直交方向のリング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向に回転させるとともに、回転後の前記リング面の前記ステアリングシャフトに対する交差角度を維持可能とする回転駆動機構が、配設され、
   該回転駆動機構が、操舵時の前記ステアリングホイールの回動を許容して、前記ステアリングホイールと前記コラムベースとを連結するように、配設されていることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記回転駆動機構が、
   前記ボス部と前記ステアリングシャフトの上端との連結部位付近に配置され、前記ステアリングホイールの操舵時の回動を前記ステアリングシャフトに伝達可能で、かつ、前記リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向への回転を許容する回動伝達機構と、
   前記ステアリングシャフトの周囲に配置されて、作動時に、前記リング面を車両の左右方向に沿った鉛直面に接近させる方向に回転させ、回転後の前記リング面の前記ステアリングシャフトに対する交差角度を維持可能なアクチュエータと、
   を備えて構成され、
   前記アクチュエータが、前記コラムベース若しくは前記ボス部の一方に取り付けられる本体と、進退可能に前記本体から突出して、前記ボス部若しくは前記コラムベースに連結される作動片と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記アクチュエータが、前記ステアリングシャフトの周囲に、放射状に複数配設されていることを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記回動伝達機構が、前記ステアリングシャフトの上端側に配設されるシャフト側継手部と、前記ボス部側に配設させて前記シャフト側継手部と連結されるホイール側継手部と、を備えてなる自在継手から構成されていることを特徴とする請求項２若しくは請求項３に記載のステアリング装置。
5. 前記回動伝達機構が、前記ステアリングシャフトの上端を挿入させて前記ステアリングシャフトに固定される筒状のスリーブ部と、前記スリーブ部から前記ステアリングシャフトの軸直交方向に延びて、前記ステアリングシャフトの上端の周囲に配置された前記ボス部に対して連結される連結片と、を備えて構成され、
   前記連結片が、前記スリーブ部側の内側端部と前記ボス部側の外側端部との間の部位を、前記外側端部側の前記ステアリングシャフトの軸周り方向の回動を前記内側端部側に伝達可能として、前記リング面における車両の左右方向に沿った鉛直面に接近する方向への回転時における前記内側端部と前記外側端部との相対的な移動に伴う変形を許容する変形部位として、形成されていることを特徴とする請求項２若しくは請求項３に記載のステアリング装置。
6. 前記連結片が、前記スリーブ部から放射状に延びて、板厚方向を前記ステアリングシャフトの軸方向に沿わせた複数の板ばねから構成されていることを特徴とする請求項５に記載のステアリング装置。
7. 前記回転駆動機構が、作動後に前記リング面を作動前の初期位置に復帰させるように、構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のステアリング装置。
8. 前記ステアリングホイールに、膨張完了時に前記リング部の内側から外側に拡開して前記リング部上で前記リング部の外径寸法より大きく膨らむように配設されるエアバッグを有したエアバッグ装置が配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のステアリング装置。
   

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