JP2016107904A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールの位置調整機構を備えたステアリング装置において、運転者の生存空間の低下を抑制する。【解決手段】ステアリングホイール１１０から下方へと延びるステアリングシャフト１２０を回転可能に支持するステアリングコラム１３０は、インストルメントパネルメンバ２００に対して、車両における所定の一点を中心として前後方向に搖動するように固定されている。ステアリングコラム１３０には、ステアリングホイール１１０の傾斜角度及び上下位置を調整するためのアジャストレバー１４０が回転可能に取り付けられている。そして、車両衝突時に運転者の脚部がニープロテクタ２４０を前方に押し込むと、これと一体となって前方に移動する移動部材２５０によって、アジャストレバー１４０の延設方向と反対方向に延びる腕部材１５０を回転させ、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置へと回転させる。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリングホイールの位置調整機構を備えたステアリング装置に関する。

車両の運転者がステアリングホイールを操作し易くするため、ステアリングホイールの位置調整機構の一例として、特開２０１２−９６６９１号公報（特許文献１）に記載されるように、ステアリングホイールの傾斜角度（前後位置）を調整可能なチルトステアリングが知られている。チルトステアリングでは、アジャストレバーによってステアリングコラムのロックを解除することで、ステアリングホイールの傾斜角度を所定範囲内で任意に変更できるようになっている。なお、ステアリングホイールの位置調整機構としては、チルトステアリングに加えて、ステアリングホイールの上下位置を調整可能なテレスコピックステアリングを併設したものもある。

特開２０１２−９６６９１号公報

ところで、キャブオーバータイプの車両において、前面衝突時にキャブの前部が大きく変形すると、インストルメントパネルメンバの移動に伴って、ステアリングホイールが後方に移動してしまう。この場合、ステアリングホイールと運転者の胸部との間隔が狭くなり、運転者の生存空間が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、車両が前面衝突を起こしても、運転者の生存空間の低下を抑制した、ステアリング装置を提供することを目的とする。

このため、ステアリング装置は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールから下方へと延びるステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの中間部を回転可能に支持しつつ、車両における所定の一点を中心として、インストルメントパネルメンバに対して前後方向に搖動可能に固定されたステアリングコラムと、を有する。また、ステアリング装置は、インストルメントパネルメンバに対するステアリングコラムの搖動をロックするロック機構と、車両衝突時にロック機構の作動を解除する解除機構と、を更に有する。

本発明によれば、車両が前面衝突を起こしても、運転者の生存空間の低下を抑制することができる。

車両のステアリング装置の一例を示す斜視図である。 ステアリングホイールの位置調整方法の説明図である。 解除機構の第１実施形態の一例を示す斜視図である。 腕部材の一例を示す斜視図である。 移動部材の一例を示す斜視図である。 解除機構の第１実施形態によるロック解除直前の状態を示す説明図である。 解除機構の第１実施形態によるロック解除直後の状態を示す説明図である。 解除機構の第２実施形態の一例を示す斜視図である。 解除機構の第２実施形態の一例を示す側面図である。 解除機構の第２実施形態によるロック解除動作の説明図である。 解除機構の第３実施形態の一例を示す斜視図である。 解除機構の第４実施形態の一例を示す側面図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、車両のステアリング装置の一例を示す。

ステアリング装置１００は、ステアリングホイール１１０と、ステアリングホイール１１０から下方へ延びるステアリングシャフト１２０と、ステアリングシャフト１２０の中間部を回転可能に支持するステアリングコラム１３０と、を有する。

ステアリングシャフト１２０の下端には、例えば、車両のフレームに固定されたステアリングギヤボックス（図示せず）が連結されている。また、ステアリングシャフト１２０の中間部、具体的には、ステアリングコラム１３０の下方に位置する中間部には、例えば、ステアリングホイール１１０の傾斜角度を変更可能とするチルトステアリングを実現すべく、２つのユニバーサルジョイント１２０Ａが配設されている。従って、ステアリングシャフト１２０の入力軸と出力軸との位置関係を適切に設定することで、ステアリングホイール１１０の傾斜角度を変更しても、入力軸に対する出力軸の回転変動を抑制することができる。なお、ステアリングシャフト１２０の中間部には、ステアリングホイール１１０の上下位置を変更可能とするテレスコピックステアリングを実現すべく、例えば、軸方向に延びるスプライン同士が結合するスライド部（図示せず）も形成されている。

ステアリングコラム１３０は、車両における所定の一点を中心として、車幅方向に延びるインストルメントパネルメンバ２００に対して車両の前後方向に搖動可能に固定されている。インストルメントパネルメンバ２００は、例えば、横断面が円形のパイプ部材を含み、車体の補強に加え、空調装置、エアバッグ、センターコンソール、ペダルブラケットなどの取り付けに使用されている。

具体的には、インストルメントパネルメンバ２００の周面には、例えば、溶接などによって、先端面が平面をなしつつ車室内を向く、第１のブラケット２１０が固着されている。第１のブラケット２１０の先端面には、例えば、ボルト、ナット及びワッシャからなる締結部材２２０を介して、車幅方向に所定間隔離間して配置される、左右一対の第２のブラケット２３０が着脱可能に固定されている。第２のブラケット２３０は、例えば、横断面が略Ｌ字形状をなし、その一面の上部に、車両における所定の一点を中心とした、円弧形状の長穴２３０Ａが形成されている。そして、左右一対の第２のブラケット２３０の長穴２３０Ａに、ステアリングコラム１３０が搖動可能に固定されている。

ここで、第１のブラケット２１０、締結部材２２０及び第２のブラケット２３０が、インストルメントパネルメンバ２００に取り付けられた左右一対のブラケットの一例として挙げられる。また、左右一対のブラケットとしては、所定形状の部材をインストルメントパネルメンバ２００に直接固定することもできる。

ステアリングコラム１３０には、ステアリングホイール１１０の傾斜角度及び上下位置を調整するためのアジャストレバー１４０が取り付けられている。アジャストレバー１４０は、例えば、車両の前方に向けて緩やかに屈曲する略円弧形状の板材からなり、その基端部がステアリングコラム１３０に対して回転可能に結合されている。そして、アジャストレバー１４０を矢印で示す方向に回転させると、第２のブラケット２３０に対するステアリングコラム１３０のロックが解除され、図２に示すように、ステアリングホイール１１０の傾斜角度及び上下位置を所定範囲内で調整可能となる。ステアリングホイール１１０を所望の傾斜角度及び上下位置に調整した後、アジャストレバー１４０を図１に示す位置まで回転させると、第２のブラケット２３０に対してステアリングコラム１３０がロックされる。

ここで、アジャストレバー１４０の操作に関し、ステアリングコラム１３０がロックされる位置を「ロック位置」、ステアリングコラム１３０のロックが解除される位置を「解除位置」と呼ぶこととする。また、アジャストレバー１４０及び第２のブラケット２３０に対してステアリングコラム１３０をロックする機構が、ロック機構の一例として挙げられる。

また、第２のブラケット２３０の長穴２３０Ａには、ステアリングホイール１１０の傾斜角度の調整範囲を規制すると共に、例えば、ステアリングホイール１１０に規定値より大きな外力が作用したとき、調整範囲を越えてステアリングホイール１１０を前方に搖動可能とする凸部２３０Ｂが形成されている。要するに、第２のブラケット２３０の凸部２３０Ｂは、通常の調整範囲を越えて、ステアリングコラム１３０が前方へ搖動することを規制する。ここで、ステアリングホイール１１０に作用する外力としては、例えば、車両の前面衝突時に、運転者の胸部がステアリングホイール１１０に当たったときなどが想定できる。

従って、車両の前面衝突時などにおいて、例えば、運転者が慣性によって前方に移動してステアリングホイール１１０に当たったとき、ステアリングホイール１１０が通常の調整範囲を越えて前方に搖動するので、運転者の胸部がステアリングホイール１１０から受けるダメージを低減することができる。このとき、第２のブラケット２３０の凸部２３０Ｂは、外力によって塑性変形して潰れ、第２のブラケット２３０に対するステアリングコラム１３０の前方への搖動が可能となる。なお、運転者がステアリングホイール１１０に当たる状況としては、車両衝突時の慣性によって、運転者が前方に移動することも想定できる。

ところで、車両が前面衝突を起こしてキャブの前部が変形すると、キャブの変形に伴ってインストルメントパネルメンバ２００が運転者の方向に移動する。このとき、ステアリングコラム１３０がインストルメントパネルメンバ２００に固定されているため、ステアリングコラム１３０が運転者の方向に移動し、ステアリングホイール１１０と運転者との間隔が狭くなってしまう。そして、キャブの変形度合によっては、ステアリングホイール１１０が運転者の胸部に当たってダメージを及ぼしてしまうおそれがある。

そこで、車両が前面衝突したとき、次のような解除機構によって、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置まで回転させ、ステアリングホイール１１０が前方に搖動し易くする。このようにすれば、車両の前面衝突時に、ステアリングホイール１１０と運転者との間隔をある程度確保することができ、ステアリングホイール１１０が運転者に及ぼすダメージを低減することができる。以下、解除機構の様々な実施形態について説明する。

［第１実施形態］
第１実施形態においては、運転者の脚部がニープロテクタを押し込む力を利用して、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置に回転させ、ステアリングホイール１１０のロックを解除する。

ステアリングコラム１３０には、図３に示すように、アジャストレバー１４０の延設方向と反対方向に延び、アジャストレバー１４０と一体的に回転する、板状の腕部材１５０が取り付けられている。腕部材１５０の先端部、即ち、その上端部（自由端部）には、図４に示すように、腕部材１５０の板面から垂直に立ち上がるピン部材１５０Ａが立設されている。なお、腕部材１５０は、アジャストレバー１４０と一体成形することもできる。

また、インストルメントパネルメンバ２００には、図３に示すように、車両衝突時に運転者の脚部（特に脚部）が当たると、プロテクタが脚部への衝撃をやわらげる、ニープロテクタ２４０が取り付けられている。ニープロテクタ２４０は、側面視で略Ｖ字形状をなす柔軟な板部材からなり、その基端部がインストルメントパネルメンバ２００の前面に固着されている。ニープロテクタ２４０の内面には、運転者の脚部への衝撃をやわらげるため、例えば、弾性部材の一例として挙げられる、バネ材からなる衝撃吸収材２４０Ａが配設されている。

ニープロテクタ２４０の先端部には、運転者の脚部が当たってプロテクタを前方に押し込んだとき、プロテクタと一体となって前方へと移動する移動部材２５０が取り付けられている。移動部材２５０は、その詳細を図５に示すように、ニープロテクタ２４０の先端部に固定される基端部、基端部から側方へと延びた後、上方へと立ち上がる部分を有する。そして、移動部材２５０の先端部は、車両前方が開口する略コ字形状をなし、その内部に腕部材１５０のピン部材１５０Ａが囲繞されている。従って、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置へと回転させるとき、移動部材２５０の先端部から腕部材１５０のピン部材１５０Ａが抜け出るので、ステアリングホイール１１０の位置調整機能の動作を妨げることがない。

そして、車両が前面衝突を起こし、例えば、キャブの前面が変形して、インストルメントパネルメンバ２００に取り付けられたニープロテクタ２４０が後方に移動すると、図６に示すように、運転者３００の脚部３００Ａがニープロテクタ２４０の表面に当たる。キャブの前面の変形が更に進行すると、ニープロテクタ２４０の更なる後方への移動によって、図７に示すように、運転者３００の脚部３００Ａがニープロテクタ２４０を前方に押し込んで変形させる。すると、図７において破線で示すように、ニープロテクタ２４０の変形に伴って移動部材２５０が前方に移動し、その先端部の内面が腕部材１５０のピン部材１５０Ａと当接し、腕部材１５０を前方へと回転させる。腕部材１５０が前方に回転すると、これと一体化されているアジャストレバー１４０がロック位置から解除位置へと回転し、ステアリングホイール１１０のロックを解除する。

このため、車両が前面衝突したとき、ステアリングホイール１１０のロックが解除されることから、運転者３００がステアリングホイール１１０に当たると、ステアリングホイール１１０が前方へと搖動する。ステアリングホイール１１０が前方へと搖動すると、運転者３００の胸部とステアリングホイール１１０との間隔が広がり、運転者３００の胸部へのダメージを低減することができる。

なお、運転者３００の胸部がステアリングホイール１１０を前方に押し込む力がある程度大きくなると、前述したように、第２のブラケット２３０の長穴２３０Ａに形成した凸部２３０Ｂが潰れて、ステアリングホイール１１０が調整範囲を越えて前方に搖動可能となるため、運転者３００の胸部へのダメージを更に低減することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態においては、キャブの前部を構成するフロントパネルの後方への変形を利用して、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置に回転させ、ステアリングホイール１１０のロックを解除する。

インストルメントパネルメンバ２００の下面には、図８に示すように、車両の前後方向に延びるスライドバー２６０をスライド可能に支持する、上方が開口した略コ字形状の横断面を有するスライドブラケット２７０が溶接などで固着されている。スライドバー２６０は、例えば、板面が水平面上に延びる鋼板からなり、所定の外力が作用したときにスライドを開始するように、スライドブラケット２７０に対して接着剤などで固定されている。スライドバー２６０の前端部は、図９に示すように、キャブの前面を構成するフロントパネル４００と所定間隔を隔てた位置まで延びている。従って、車両走行時に、フロントパネル４００が多少振動しても、その振動がスライドバー２６０に伝達されることがなく、例えば、スライドバー２６０の振動に起因する異音発生などを抑制することができる。一方、スライドバー２６０の後端部は、後方が開口する二股形状をなしている。ここで、スライドバー２６０は、その後端部の開口がアジャストレバー１４０に対向した位置、要するに、後端部の二股形状がアジャストレバー１４０を挟み込むことができる位置に配置されている。

そして、車両が前面衝突を起こし、フロントパネル４００が後方に変形すると、図１０に示すように、フロントパネル４００がスライドバー２６０の前端部と当接し、スライドバー２６０を後方にスライドさせる。スライドバー２６０が後方にスライドすると、その後端部の二股形状部分がアジャストレバー１４０を挟み込み、これを後方へと押し込む。すると、アジャストレバー１４０がロック位置から解除位置へと回転し、第２のブラケット２３０に対するステアリングコラム１３０のロックが解除される。

このため、第１実施形態と同様に、車両が前面衝突したとき、ステアリングホイール１１０のロックが解除されることから、運転者３００がステアリングホイール３００に当たると、ステアリングホイール１１０が前方へと搖動する。ステアリングホイール１１０が前方へと搖動すると、運転者３００の胸部とステアリングホイール１１０との間隔が広がり、運転者３００の胸部へのダメージを低減することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態においては、エアバッグの作動信号で作動するアクチュエータを利用して、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置に回転させ、ステアリングホイール１１０のロックを解除する。

ステアリングコラム１３０には、図１１に示すように、第１実施形態と同様に、アジャストレバー１４０の延設方向と反対方向に延びる腕部材１５０が取り付けられている。

インストルメントパネルメンバ２００には、外部からの作動信号を受けて、腕部材１５０を前方へと回転させるアクチュエータ２８０が固定されている。アクチュエータ２８０は、例えば、電動モータを内蔵し、その出力軸に固定されたワイヤー２８０Ａを巻き取り可能となっている。そして、ワイヤー２８０Ａの先端（自由端）は、腕部材１５０のピン部材１５０Ａに固定されている。

また、キャブの所定箇所には、車両衝突時に、ステアリングホイール１１０に装備されたエアバッグ（図示せず）を展開させるエアバッグ制御装置５００が取り付けられている。エアバッグ制御装置５００は、例えば、加速度センサの出力信号に基づいて車両が衝突したか否かを判定し、車両が衝突したと判定すれば、エアバッグを展開させるインフレータに対して作動信号を出力する。エアバッグ制御装置５００は、インフレータに加え、アクチュエータ２８０にも作動信号を出力する。

従って、エアバッグ制御装置５００は、車両衝突を検知すると、インフレータに対して作動信号を出力してエアバッグを展開させると共に、アクチュエータ２８０に対して作動信号を出力する。アクチュエータ２８０は、エアバッグ制御装置５００からの作動信号に応答して作動し、その出力軸に固定されたワイヤー２８０Ａを巻き取る。すると、ワイヤー２８０Ａの巻き取りによって、腕部材１５０がアクチュエータ２８０の方向に回転し、アジャストレバー１４０がロック位置から解除位置へと回転し、第２のブラケット２３０に対するステアリングコラム１３０のロックが解除される。

ステアリングコラム１３０のロックが解除された後の作用及び効果は、第１実施形態及び第２実施形態と同様であるので、その説明を省略する（以下同様）。詳細については、先の説明を参照されたい。

なお、腕部材１５０に対するワイヤー２８０Ａの固定は、ピン部材１５０Ａに限らず、例えば、腕部材１５０の先端部に開設されたワイヤー挿通孔、ボルトなどの締結部材などを用いることもできる（以下同様）。また、アクチュエータ２８０としては、電動モータに限らず、エアバッグ制御装置５００からの作動信号に応答して作動する、インフレータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、電動シリンダ、エアモータ、油圧モータなどを用いることもできる（以下同様）。

［第４実施形態］
第４実施形態においては、運転者の脚部がニープロテクタを押し込むことで作動信号を出力するスイッチを含み、このスイッチの作動信号で作動するアクチュエータを利用して、アジャストレバー１４０をロック位置から解除位置に回転させ、ステアリングホイール１１０のロックを解除する。

ニープロテクタ２４０には、図１２に示すように、運転者３００の脚部３００Ａがプロテクタを前方に押し込むと、作動信号を出力するスイッチ２９０が取り付けられている。そして、第３実施形態におけるエアバッグ制御装置５００の作動信号に代えて、スイッチ２９０の作動信号がアクチュエータ２８０に出力されている。

従って、車両衝突時に、運転者３００の脚部３００Ａがニープロテクタ２４０を前方に押し込むと、そこに取り付けられたスイッチ２９０が作動信号をアクチュエータ２８０に出力する。アクチュエータ２８０は、スイッチ２９０からの作動信号に応答して作動し、その出力軸に取り付けられたワイヤー２８０Ａを巻き取る。すると、ワイヤー２８０Ａの巻き取りによって、腕部材１５０がアクチュエータ２８０の方向に回転し、腕部材１５０と一体化されているアジャストレバー１４０がロック位置から解除位置へと回転する。アジャストレバー１４０がロック位置から解除位置へと回転すると、第２のブラケット２３０に対するステアリングコラム１３０のロックが解除される。

第１〜第４実施形態では、ステアリング装置１００として、チルトステアリング及びテレスコピックステアリングを共に備えたものを前提としたが、少なくともチルトステアリングを備えていればよい。

１００ ステアリング装置
１１０ ステアリングホイール
１２０ ステアリングシャフト
１３０ ステアリングコラム
１４０ アジャストレバー
１５０ 腕部材
１５０Ａ ピン部材
２００ インストルメントパネルメンバ
２１０ 第１のブラケット
２２０ 締結部材
２３０ 第２のブラケット
２３０Ａ 長穴
２３０Ｂ 凸部
２４０ ニープロテクタ
２５０ 移動部材
２６０ スライドバー
２７０ スライドブラケット
２８０ アクチュエータ
２９０ スイッチ
３００ 運転者
３００Ａ 脚部
４００ フロントパネル
５００ エアバッグ制御装置

Claims (6)

1. ステアリングホイールと、
   前記ステアリングホイールから下方へと延びるステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトの中間部を回転可能に支持しつつ、車両における所定の一点を中心として、インストルメントパネルメンバに対して前後方向に搖動可能に固定されたステアリングコラムと、
   前記インストルメントパネルメンバに対する前記ステアリングコラムの搖動をロックするロック機構と、
   車両衝突時に前記ロック機構の作動を解除する解除機構と、
   を有することを特徴とするステアリング装置。
2. 前記解除機構は、運転者の脚部がニープロテクタを押し込む力を利用して、前記ロック機構の作動を解除する、
   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. 前記解除機構は、フロントパネルの後方への変形を利用して、前記ロック機構の作動を解除する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
4. 前記解除機構は、エアバッグの作動信号で作動するアクチュエータを利用して、前記ロック機構の作動を解除する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
5. 前記解除機構は、運転者の脚部がニープロテクタを押し込むことで作動信号を出力するスイッチを含み、前記スイッチの作動信号で作動するアクチュエータを利用して、前記ロック機構の作動を解除する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
6. 前記ステアリングコラムは、前記インストルメントパネルメンバに取り付けられた左右一対のブラケットに形成された、車両における所定の一点を中心とした円弧形状の長穴に搖動可能に固定され、
   前記ブラケットの長穴に、前記ステアリングコラムの前方への搖動を規制する凸部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載のステアリング装置。