JP5835538B2 - ステアリング用ブラケットの支持装置及びステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体に固定させるためのステアリング用ブラケットの支持装置及びステアリング装置に関する。

特許文献１及び特許文献２には、車両に取り付けられたステアリングコラムに過大荷重が加わり、ステアリングコラムが車両前方に押されると、支持構造の一部が切断してステアリングコラムが車両前方に移動して、運転者（操作者）をステアリングホイールの突き上げ（２次衝突）から保護するようになっている離脱カプセルの技術が記載されている。

実開昭６３−１９４６７号公報 特開平７−８１５８６号公報

特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、支持構造の一部が切断されてステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げ、体重の軽い操作者をより保護しようとした場合、誤動作を生じる可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、支持構造の一部が切断されてステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げても、通常使用において誤動作を抑制することができるステアリング用ブラケットの支持装置及びステアリング装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、ステアリング用ブラケットの支持装置は、カプセル側第１孔と、カプセル側第２孔とが開けられた、ステアリングコラムを支持するステアリング用ブラケットと、ブラケット側第１孔と、ブラケット側第２孔とが開けられた、車体側部材と前記ステアリング用ブラケットを固定するための離脱カプセルと、前記ブラケット側第１孔と、前記カプセル側第１孔とに跨がる位置にある、樹脂部材と、前記ブラケット側第２孔と、前記カプセル側第２孔とに跨がる位置にある、シェアピンと、１次衝突による慣性によって錘部が車両前方に移動すると共に、移動に伴い前記シェアピンを前記ブラケット側第２孔から引き抜く、慣性作用体と、を備える。

通常使用における衝撃により、車両に取り付けられたステアリングコラムに荷重が加わる場合、ステアリングコラムが車両前方に押されると、樹脂部材がせん断力を受けるが、同様にシェアピンにもせん断力が加わることになる。このため、樹脂部材の破断は抑制され、通常使用時における誤動作は抑制される。一方で車両が衝突（１次衝突）した場合、慣性作用体がシェアピンを引き抜くことで支持構造の一部が切断され、ステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値が下がり、ステアリング用ブラケットの支持装置が体重の軽い操作者の衝撃を緩和することができる。

本発明の望ましい態様として、前記慣性作用体は、基部と、前記基部をスリットで分割した爪部を有し、前記スリットに前記シェアピンを貫通させて、前記シェアピンの頭部に前記爪部の表面を接触させることが好ましい。シェアピンは、頭部と、ステアリング用ブラケット又は離脱カプセルの表面とで、慣性作用体を挟み、慣性作用体の摺接面がステアリング用ブラケット又は離脱カプセルの表面と密着する。このため、慣性作用体の摺接面とステアリング用ブラケット又は離脱カプセルの表面との間に摩擦力が生じて、比較的弱い衝撃では、慣性作用体の移動を抑制できるように設定することができる。

本発明の望ましい態様として、前記爪部は、前記基部に向かうにつれて、前記離脱カプセルの表面から、前記シェアピンの頭部が接触する前記爪部の表面までの距離が大きくなることが好ましい。これにより、慣性作用体は、慣性が作用することで移動量に応じて、移動に伴いシェアピンをブラケット側第２孔から引き抜く運動へ変換することができる。

本発明の望ましい態様として、前記錘部は、前記基部寄りに前記慣性作用体の重心を偏らせることが好ましい。これにより、慣性作用体が移動動作する動作荷重の設定値を設定することができる。

本発明の望ましい態様として、前記シェアピンは、前記頭部とは反対側の端部に備えられ、前記ブラケット側第２孔又は前記カプセル側第２孔の縁に位置決めするフック部を備えることが好ましい。フック部が破壊されること又はフック部が変形されることで、シェアピンをブラケット側第２孔又はカプセル側第２孔に引き込まれるようにすることができ、シェアピンは、慣性作用体の移動に伴ってブラケット側第２孔から引き抜かれる。

本発明の望ましい態様として、前記ブラケット側第２孔と、前記カプセル側第２孔とは、前記シェアピンの前記頭部寄りの一方が他方よりも直径が大きいことが好ましい。これにより、シェアピンの姿勢が傾いても、引き抜きできる確率を高めることができる。

本発明の望ましい態様として、前記ステアリング用ブラケット又は前記離脱カプセルの表面には、慣性が作用して前記慣性作用体が移動する方向を案内する案内面が設けられていることが好ましい。慣性作用体に回転成分を含むモーメントの荷重がかかっても、慣性作用体が案内面に沿って、シェアピンを引き抜くことができる。

本発明の望ましい態様として、ステアリング装置は、上述したステアリング用ブラケットの支持装置で支持されていることが好ましい。これにより、ステアリング装置は、支持構造の一部が切断されてステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げて、体重の軽い操作者をより保護することができる。

本発明によれば、支持構造の一部が切断されてステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げても、通常使用において誤動作を抑制することができるステアリング用ブラケットの支持装置及びステアリング装置を提供することができる。

図１は、実施形態１に係る電動モータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。 図２は、ステアリングコラムの周囲を模式的に示す側面図である。 図３は、ステアリングコラムを車両に取り付けるステアリング用ブラケットの支持装置を模式的に示す平面図である。 図４は、ステアリングコラムを車両に取り付ける部分を模式的に示す斜視図である。 図５は、実施形態１に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図６は、実施形態１に係る慣性作用体を模式的に示す斜視図である。 図７は、実施形態１に係るステアリング用ブラケットの支持装置のシェアピン引き抜きの状態を示す断面模式図である。 図８は、実施形態１に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱後の状態を示す断面模式図である。 図９は、実施形態２に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図１０は、実施形態２に係るステアリング用ブラケットの支持装置のシェアピン引き抜きの状態を示す断面模式図である。 図１１は、実施形態３に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図１２は、実施形態４に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図１３は、ステアリングコラムを車両に取り付けるステアリング用ブラケットの支持装置を模式的に示す平面図である。 図１４は、ステアリングコラムを車両に取り付ける部分を模式的に示す斜視図である。 図１５は、実施形態５に係るステアリングコラムを車両に取り付ける部分を模式的に示す斜視図である。 図１６は、実施形態５に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図１７は、実施形態５に係るカム機構のカムロータの凸部を模式的に示す斜視図である。 図１８は、実施形態５に係るステアリング用ブラケットの支持装置のシェアピン引き抜きの状態を示す断面模式図である。 図１９は、実施形態５に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱後の状態を示す断面模式図である。 図２０は、実施形態６に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図２１は、実施形態７に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。 図２２は、実施形態７に係るステアリング用ブラケットの支持装置のワッシャーの模式図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電動モータを備える電動パワーステアリング装置の構成図である。図２は、ステアリングコラムの周囲を模式的に示す側面図である。図３は、ステアリングコラムを車両に取り付けるステアリング用ブラケットの支持装置を模式的に示す平面図である。図４は、ステアリングコラムを車両に取り付ける部分を模式的に示す斜視図である。図５は、実施形態１に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。図５は、図３のＡ−Ａ方向でみた断面図である。図１から図５を用いて、電動パワーステアリング装置８０の概要を説明する。以下の説明において、電動パワーステアリング装置８０を車両に取り付けた場合の車両の前方は、単に前方と記載され、電動パワーステアリング装置８０を車両に取り付けた場合の車両の後方は、単に後方と記載される。

＜電動パワーステアリング装置＞
電動パワーステアリング装置８０は、運転者（操作者）から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、ユニバーサルジョイント８４と、ロアシャフト８５と、ユニバーサルジョイント８６と、ピニオンシャフト８７と、ステアリングギヤ８８と、タイロッド８９とを備える。また、電動パワーステアリング装置８０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９１ａとを備える。車速センサ９１ｂは、車両に備えられ、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信により車速信号ＶをＥＣＵ９０に入力する。

ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂとを含む。入力軸８２ａは、一方の端部がステアリングホイール８１に連結され、他方の端部がトルクセンサ９１ａを介して操舵力アシスト機構８３に連結される。出力軸８２ｂは、一方の端部が操舵力アシスト機構８３に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結される。本実施形態では、入力軸８２ａ及び出力軸８２ｂは、鉄等の磁性材料から形成される。

ロアシャフト８５は、一方の端部がユニバーサルジョイント８４に連結され、他方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結される。ピニオンシャフト８７は、一方の端部がユニバーサルジョイント８６に連結され、他方の端部がステアリングギヤ８８に連結される。

ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを含む。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ラックアンドピニオン形式として構成される。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。タイロッド８９は、ラック８８ｂに連結される。

操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、電動モータ（モータ）７０とを含む。なお、電動モータ７０は、いわゆる、ブラシレスモータを例示して説明するが、ブラシ（摺動子）及びコンミテータ（整流子）を備える電動モータであってもよい。減速装置９２は、出力軸８２ｂに連結される。電動モータ７０は、減速装置９２に連結され、かつ、補助操舵トルクを発生させる電動機である。なお、電動パワーステアリング装置８０は、ステアリングシャフト８２と、トルクセンサ９１ａと、減速装置９２とによりステアリングコラムが構成されている。電動モータ７０は、ステアリングコラムの出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８０は、コラムアシスト方式である。

図２に示すように、電動パワーステアリング装置８０の操舵力アシスト機構８３は、ＥＣＵ９０及び電動モータ７０などの各部を支持する機構として、ステアリングコラム５０と、アッパ取り付けブラケットと呼ばれるステアリング用ブラケット５２と、を有する。ステアリングコラム５０は、入力軸８２ａを回転自在に支持する。ステアリングコラム５０は、減速装置９２との連結部にコラプス時の衝撃エネルギーを吸収して所定のコラプスストロークを確保するアウターコラム５１及びインナーコラム５４で構成された２重管構造となっている。

ステアリング用ブラケット５２は、アウターコラム５１の鉛直方向上側に配置されている。ステアリング用ブラケット５２は、車体に取付けられ、アウターコラム５１を支持している。ステアリング用ブラケット５２は、取付板部５２ｂと、取付板部５２ｂに一体に形成された枠状支持部５２ａと、アウターコラム５１を支持するチルト機構と、を備えている。ステアリング用ブラケット５２の取付板部５２ｂは、アウターコラム５１よりも外側に広がるカプセル支持部５９を備えている。チルト機構は、枠状支持部５２ａに形成されている。ステアリング用ブラケット５２は、図５に示す車体側部材２１に支持するためのステアリング用ブラケットの支持装置１０（以下、支持装置１０という。）に固定されている。

チルト機構のチルトレバー５３を回動させることにより、支持状態が解除される。この操作により、ステアリングコラム５０を上下にチルト位置が調整可能とされている。

図１に示すトルクセンサ９１ａは、ステアリングホイール８１を介して入力軸８２ａに伝達された運転者の操舵力を操舵トルクとして検出する。車速センサ９１ｂは、電動パワーステアリング装置８０が搭載される車両の走行速度（車速）を検出する。ＥＣＵ９０は、電動モータ７０と、トルクセンサ９１ａと、車速センサ９１ｂと電気的に接続される。

＜制御ユニット：ＥＣＵ＞
ＥＣＵ９０は、電動モータ７０の動作を制御する。また、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９１ａ及び車速センサ９１ｂのそれぞれから信号を取得する。すなわち、ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９１ａから操舵トルクＴを取得し、かつ、車速センサ９１ｂから車両の車速信号Ｖを取得する。ＥＣＵ９０は、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置（例えば車載のバッテリ）９９から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルクＴと車速信号Ｖとに基づいてアシスト指令の補助操舵指令値を算出する。そして、ＥＣＵ９０は、その算出された補助操舵指令値に基づいて電動モータ７０へ供給する電力値Ｘを調節する。ＥＣＵ９０は、電動モータ７０から誘起電圧の情報又は後述するレゾルバ等のロータの回転の情報を動作情報Ｙとして取得する。

ステアリングホイール８１に入力された操舵者（運転者）の操舵力は、入力軸８２ａを介して操舵力アシスト機構８３の減速装置９２に伝わる。この時に、ＥＣＵ９０は、入力軸８２ａに入力された操舵トルクＴをトルクセンサ９１ａから取得し、かつ、車速信号Ｖを車速センサ９１ｂから取得する。そして、ＥＣＵ９０は、電動モータ７０の動作を制御する。電動モータ７０が作り出した補助操舵トルクは、減速装置９２に伝えられる。

出力軸８２ｂを介して出力された操舵トルク（補助操舵トルクを含む）は、ユニバーサルジョイント８４を介してロアシャフト８５に伝達され、さらにユニバーサルジョイント８６を介してピニオンシャフト８７に伝達される。ピニオンシャフト８７に伝達された操舵力は、ステアリングギヤ８８を介してタイロッド８９に伝達され、操舵輪を転舵させる。

（支持装置）
図３、図４及び図５に示す離脱カプセル１１はアルミニウムをダイキャスト成形して形成されている。この離脱カプセル１１には、図５に示すボルト２２、ナット２３により離脱カプセル１１を車体側部材２１に固定するためのカプセル取付孔１１ｈ（図３、図４参照）が設けられている。また、離脱カプセル１１は、ステアリング用ブラケット５２のカプセル支持部５９に設けられた樹脂インジェクション孔５９ｈ（ブラケット側第１孔）と連通する三つの樹脂インジェクション孔１２ｈ（カプセル側第１孔）を有しており、離脱前の状態において、樹脂インジェクション孔５９ｈと、樹脂インジェクション孔１２ｈとに跨がる位置に樹脂部材１２Ｐがある。

樹脂部材１２Ｐは、離脱カプセル１１の樹脂インジェクション孔１２ｈに注入された樹脂部材１２Ｐが２次衝突時にせん断力を受けて破断するためのメカニカルヒューズである。樹脂部材１２Ｐが破断する離脱荷重は、樹脂部材１２Ｐの材質と、せん断面の断面積に依存する。樹脂部材１２Ｐの一部が切断されてステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げても、通常使用における、例えばテレスコ操作の衝撃に耐えられるように、実施形態１においてシェアピン１３が、離脱前の状態において、ブラケット側第２孔５９Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとに跨がる位置にある。なお、通常使用には、運転時の加速減速による慣性又は衝撃が加わる状態も含まれる。

通常使用における、例えばテレスコ操作の衝撃により、車両に取り付けられたステアリングコラムに荷重が加わる場合、ステアリングコラムが車両前方に押されると、樹脂部材１２Ｐがせん断力を受けるが、同様にシェアピン１３にもせん断力が加わることになる。このため、樹脂部材１２Ｐの破断は抑制され、通常使用時における誤動作は抑制される。

シェアピン１３は、樹脂部材１２Ｐと同様の樹脂でもよく、金属製であってもよい。シェアピン１３は、樹脂で形成されている場合、後述する慣性作用体の動作が追いつかないような相当大きな荷重が短時間に加わった場合、樹脂部材１２Ｐと同時に破断して、車体側部材２１に固定された離脱カプセル１１からステアリング用ブラケット５２が離脱するようにすることができる。

シェアピン１３は、図５に示すように、円筒のシェアピン本体１３Ｂと、シェアピン本体１３Ｂの一端に設けられ、シェアピン本体１３Ｂの直径よりも大きい直径を有する頭部１３Ｐと、シェアピン本体１３Ｂの他端に設けられ、カプセル支持部５９のブラケット側第２孔５９Ｉの縁に位置決めするフック部１３Ｔを備える。フック部１３Ｔは、シェアピン本体１３Ｂの直径よりも大きい直径を有し、頭部１３Ｐよりも厚みが小さく脆い構造である。

シェアピン１３は、頭部１３Ｐと、離脱カプセル１１の表面とで、慣性作用体１５を挟み固定している。図６は、実施形態１に係る慣性作用体を模式的に示す斜視図である。慣性作用体１５は、図５及び図６に示すように、いわゆる釘抜きのヘッドのような形状をしている。慣性作用体１５は、基部１５Ｂと、基部１５Ｂの一部をスリット１５Ｍで分割して二股として爪部１５Ｆ、１５Ｆを備えている。爪部１５Ｆ、１５Ｆは、基部１５Ｂに向かうにつれて、離脱カプセル１１の表面からの距離が大きくなるように傾斜面又は曲面となっている。これにより、慣性作用体１５は、慣性が作用することでシェアピン１３をブラケット側第２孔５９Ｉから引き抜く運動へ変換することができる。シェアピン１３は、スリット１５Ｍを貫通し、頭部１３Ｐが爪部１５Ｆの表面１５Ｑに接するようになっている。その結果、上述したように、シェアピン１３は、頭部１３Ｐと、離脱カプセル１１の表面とで、慣性作用体１５を挟み、慣性作用体１５の摺接面１５Ｕが離脱カプセル１１と密着する。このため、慣性作用体１５の摺接面１５Ｕと離脱カプセル１１との間に摩擦力が生じて、比較的弱い衝撃では、慣性作用体１５の移動を抑制できるように設定することができる。

図６に示すように、慣性作用体１５は、基部１５Ｂに慣性作用体１５の重心が寄るような錘部１５Ｇを孔１５Ｈに挿入する。これにより、慣性作用体１５が移動動作する動作荷重の設定値を設定することができる。実施形態１では、慣性作用体１５は、基部１５Ｂとは別に錘部１５Ｇを備えたが、基部１５Ｂの材質、形状などにより、慣性作用体１５の重心が寄るような錘部としてもよい。錘部１５Ｇは、基部１５Ｂ寄りに慣性作用体１５の重心を偏らせる。

図６に示すように、慣性作用体１５は、基部１５Ｂ、爪部１５Ｆをステンレス鋼材などの鉄材料で作成し、錘部１５Ｇは、タングステンカーバイドなど、基部１５Ｂよりも比重の大きな材料とする。

図７は、実施形態１に係るステアリング用ブラケットの支持装置のシェアピン引き抜きの状態を示す断面模式図である。例えば、慣性作用体１５が動作する動作荷重の設定値を超える、車両の１次衝突などの衝撃を支持装置１０に加えた場合、慣性作用体１５が車両前方Ｆ方向へ移動する。シェアピン１３は、頭部１３Ｐが表面１５Ｑに沿って移動させられ、図５に示すフック部１３Ｔが破壊される。又はフック部１３Ｔが端部１３Ｔｋのように変形してブラケット側第２孔５９Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとに引き込まれ、慣性作用体１５の移動に伴ってブラケット側第２孔５９Ｉから引き抜かれる。その結果、シェアピン１３は、Ｆｕ方向へ、落下又は慣性作用体１５の移動に伴ってブラケット側第２孔５９Ｉからシェアピン本体１３Ｂが引き抜かれる。このように、１次衝突による慣性によって錘部１５Ｇが車両前方に移動することで、移動に伴いシェアピン１３をブラケット側第２孔５９Ｉから引き抜くことができる。

図８は、実施形態１に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱後の状態を示す断面模式図である。次に、２次衝突の荷重設定値を超える、車両に取り付けられたステアリングコラム５０に過大荷重が加わり、ステアリングコラム５０が車両前方Ｆ方向に押されると、樹脂部材１２Ｐの一部が樹脂片１２Ｐｋと樹脂片１２Ｐｋｋとに切断されてステアリングコラム５０が車両前方に移動して離脱カプセル１１からカプセル支持部５９が離脱状態となり、支持装置１０は、運転者（操作者）をステアリングハンドルの突き上げ（２次衝突）から保護する。

以上説明したように、支持装置１０は、カプセル側第１孔１２ｈと、カプセル側第２孔１１Ｊとが開けられた、ステアリングコラム５０を支持するステアリング用ブラケット５２のカプセル支持部５９と、ブラケット側第１孔５９ｈと、ブラケット側第２孔５９Ｉとが開けられた、車体側部材２１とステアリング用ブラケット５２を固定するための離脱カプセル１１とを備える。樹脂部材１２Ｐは、離脱前の状態において、ブラケット側第１孔５９ｈと、カプセル側第１孔１２ｈとに跨がる位置にある。シェアピン１３は、離脱前の状態において、ブラケット側第２孔５９Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとに跨がる位置にある。慣性作用体１５には、ステアリングコラムとは別に独立して慣性が作用することで移動すると共に、移動に伴いシェアピン１３をブラケット側第２孔５９Ｉから引き抜くことができる。

このため、通常使用における衝撃により、車両に取り付けられたステアリングコラム５０に荷重が加わる場合、ステアリングコラム５０が車両前方Ｆ方向に押されると、樹脂部材１２Ｐがせん断力を受けるが、同様にシェアピン１３にもせん断力が加わることになる。このため、樹脂部材１２Ｐの破断は抑制され、通常使用時における誤動作は抑制される。

２次衝突の荷重設定値を超える、車両に取り付けられたステアリングコラムに過大荷重が加わり、ステアリングコラム５０が車両前方Ｆ方向に押されると、慣性作用体１５が移動すると共に、移動に伴いシェアピン１３がブラケット側第２孔５９Ｉから引き抜かれる。その後、樹脂部材１２Ｐの一部が樹脂片１２Ｐｋと樹脂片１２Ｐｋｋとに切断され、ステアリングコラムが車両前方に移動して離脱カプセル１１からカプセル支持部５９が離脱状態となり、支持装置１０は、運転者（操作者）がステアリングハンドルに衝突（２次衝突）する衝撃を緩和する。その結果、支持装置１０は、支持構造の一部が切断されてステアリングコラム５０が車両前方Ｆ方向に移動する離脱荷重の設定値を下げて、体重の軽い操作者をより保護することができる。

実施形態１に係る慣性作用体１５は、離脱カプセル１１側に固定されているが、カプセル支持部５９側に固定されていてもよい。電動パワーステアリング装置８０（ステアリング装置）は、上述した支持装置１０で支持されている。これにより、ステアリング装置は、支持構造の一部が切断されてステアリングコラム５０が車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げて、体重の軽い操作者をより保護することができる。

（実施形態２）
図９は、実施形態２に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。図１０は、実施形態２に係るステアリング用ブラケットの支持装置のシェアピン引き抜きの状態を示す断面模式図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図９及び図１０に示すように、ブラケット側第２孔５９Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとは、シェアピン１３の頭部１３Ｐ寄りの一方が他方よりも直径が大きい。例えば、カプセル側第２孔１１Ｊは、ブラケット側第２孔５９Ｉよりも直径が大きい。これにより、離脱前は、図９に示すように、カプセル側第２孔１１Ｊは、シェアピン本体１３Ｂの姿勢を保持している。例えば、慣性作用体１５が動作する動作荷重の設定値を超える、車両の１次衝突などの衝撃を支持装置１０に加えた場合、慣性作用体１５が車両前方Ｆ方向へ移動する。シェアピン１３は、頭部１３Ｐが表面１５Ｑに沿って移動させられ、図９に示すフック部１３Ｔが破壊される。又は、シェアピン１３は、端部１３Ｔｋのように変形してブラケット側第２孔５９Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとに引き込まれ、慣性作用体１５の移動に伴ってブラケット側第２孔５９Ｉから引き抜かれる。その結果、シェアピン１３は、Ｆｕ方向へ、落下又は慣性作用体１５の移動に伴ってブラケット側第２孔５９Ｉからシェアピン本体１３Ｂが引き抜かれる。この場合、図１０に示すように、表面１５Ｑと頭部１３Ｐとの関係は、表面１５Ｑが傾斜面又は曲面となっている場合、Ｆｕ方向に平行に引き抜けるわけでない。実施形態２のように、カプセル側第２孔１１Ｊは、ブラケット側第２孔５９Ｉよりも直径が大きいと、シェアピン本体１３Ｂの姿勢が傾いても、引き抜きできる確率を高めることができる。

（実施形態３）
図１１は、実施形態３に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１１に示すように、ステアリング用ブラケットのカプセル支持部５９又は離脱カプセル１１の表面には、慣性が作用して慣性作用体１５が移動する方向を案内する案内面５９Ｇが設けられている。例えば、錘部１５Ｇに回転成分を含むモーメントの荷重がかかっても、慣性作用体１５は、案内面５９Ｇに沿って、シェアピン１３を引き抜くことができる。

（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態４に係るシェアピン１３は、図１２に示すように、円筒のシェアピン本体１３Ｂと、シェアピン本体１３Ｂの一端に設けられ、シェアピン本体１３Ｂの直径よりも大きい直径を有する頭部１３Ｐと、シェアピン本体１３Ｂの他端に設けられ、カプセル支持部５９のブラケット側第２孔５９Ｉの縁に位置決めするフック部１３ＴＦを備える。シェアピン本体１３Ｂには、中空で有底の中空部１３Ｓが開けられており、フック部１３ＴＦには外側への弾性力が付勢されている。このため、実施形態４に係るシェアピン１３は、フック部１３ＴＦの直径が縮み易くなっており、破壊しなくても、シェアピン１３を引き抜くことができる。

（実施形態５）
図１３は、ステアリングコラムを車両に取り付けるステアリング用ブラケットの支持装置を模式的に示す平面図である。図１４は、ステアリングコラムを車両に取り付ける部分を模式的に示す斜視図である。図１５は、実施形態５に係るステアリングコラムを車両に取り付ける部分を模式的に示す斜視図である。図１５は、図１３のＢ−Ｂ方向でみた断面図である。図１６は、実施形態５に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図１３、図１４、図１５及び図１６に示す離脱カプセル１１はアルミニウムをダイキャスト成形して形成されている。この離脱カプセル１１には、図１６に示すボルト２２、ナット２３により離脱カプセル１１を車体側部材２１に固定するためのカプセル取付孔１１ｈ（図３、図１５参照）が設けられている。また、離脱カプセル１１は、ステアリング用ブラケットのカプセル支持部５９に設けられた樹脂インジェクション孔５９ｈ（ブラケット側第１孔）と連通する三つの樹脂インジェクション孔１２ｈ（カプセル側第１孔）を有しており、離脱前の状態において、樹脂インジェクション孔５９ｈと、樹脂インジェクション孔１２ｈとに跨がる位置に樹脂部材１２Ｐがある。

離脱カプセル１１の樹脂インジェクション孔１２ｈに注入された樹脂部材１２Ｐは、２次衝突時にせん断力を受けて破断するためのメカニカルヒューズである。樹脂部材１２Ｐが破断する離脱荷重は、樹脂部材１２Ｐの材質と、せん断面の断面積に依存する。樹脂部材１２Ｐの一部が切断されてステアリングコラムが車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げても、通常使用における、例えばテレスコ操作の衝撃に耐えられるように、実施形態５においてシェアピン１３Ｄが、離脱前の状態において、ブラケット側第２孔１１Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとに跨がる位置にある。なお、通常使用には、運転時の加速減速による慣性又は衝撃が加わる状態も含まれる。

通常使用における、例えばテレスコ操作の衝撃により、車両に取り付けられたステアリングコラム５０に荷重が加わる場合、ステアリングコラム５０が車両前方に押されると、樹脂部材１２Ｐがせん断力を受けるが、同様にシェアピン１３Ｄにもせん断力が加わることになる。このため、樹脂部材１２Ｐの破断は抑制され、通常使用時における誤動作は抑制される。

シェアピン１３Ｄは、樹脂部材１２Ｐと同様の樹脂でもよく、金属製であってもよい。シェアピン１３Ｄは、樹脂で形成されている場合、後述するカム機構の動作が追いつかないような相当大きな荷重が短時間に加わった場合、樹脂部材１２Ｐと同時に破断して、車体側部材２１に固定された離脱カプセル１１からステアリング用ブラケット５２が離脱するようにすることができる。

シェアピン１３Ｄは、図１６に示すように、中実円筒体のシェアピン本体の一端に設けられ、シェアピン本体の直径よりも大きい直径を有する頭部１３Ｐを備えている。シェアピン１３Ｄのシェアピン本体の他端であるピン先端１３ＰＴは、離脱前の状態で、カプセル支持部５９のブラケット側第２孔１１Ｉの中に挿入されて、カム機構１３Ａに位置決めされている。なお、ピン先端１３ＰＴは、ブラケット側第２孔１１Ｉを貫通していてもよい。

カム機構１３Ａは、シェアピン１３Ｄと連動するカムロータ１３ＣＭと、ステアリング用ブラケットのカプセル支持部５９又は離脱カプセル１１に固定されるカムステータ１３ＣＦとを備えている。図１７は、実施形態５に係るカム機構のカムロータの凸部を模式的に示す斜視図である。図１７に示すように、カムロータ１３ＣＭは、カムステータ１３ＣＦの対向面に凸部１３Ｑを有している。カムステータ１３ＣＦは、カムロータ１３ＣＭの対向面に図１７に示す凸部１３Ｑと同様な凸部１３ＦＢを有している。カムステータ１３ＣＦの凸部１３ＦＢは、カムロータ１３ＣＭの凸部１３Ｑ間の凹部に位置し、凸部１３Ｑと凸部１３ＦＢとは同程度の高さであるので、凸部１３Ｑと凸部１３ＦＢとは嵌め合う。カムロータ１３ＣＭは、カムステータ１３ＣＦに対して相対的に回転する場合、図１８に示すように、凸部１３Ｑと凸部１３ＦＢとは位相が一致する。この場合、凸部１３ＦＢの上に凸部１３Ｑが乗り上げ、カムロータ１３ＣＭとカムステータ１３ＣＦとの距離が大きくなる。シェアピン１３Ｄは、後述するレバー部材１３Ｌと、ワッシャー１３ｗとを貫通し、頭部１３Ｐがワッシャー１３ｗに支持されている。このため、カムロータ１３ＣＭがカムステータ１３ＣＦに対して相対的に回転する回転量に応じて、カムロータ１３ＣＭとカムステータ１３ＣＦとの距離が大きくなる。カムロータ１３ＣＭとカムステータ１３ＣＦとの距離に応じて、シェアピン１３Ｄをブラケット側第２孔１１Ｉに挿入する挿入長さが変化する。これにより、カム機構１３Ａは、慣性が作用する回転量に応じて、シェアピン１３Ｄをブラケット側第２孔１１Ｉから引き抜く運動へ変換することができる。

レバー部材１３Ｌは、カムロータ１３ＣＭの回転と連動して回転する棒状の部材である。レバー部材１３Ｌは、カムロータ１３ＣＭの一部に荷重を加えるので、カムロータ１３ＣＭの回転中心より外側へ重心を移動させる部材である。これにより、カム機構１３Ａが動作する動作荷重の設定値を設定することができる。レバー部材１３Ｌは、カムロータ１３ＣＭから遠い側に錘部１３Ｗを備える。錘部１３Ｗは、タングステンカーバイドなど、カムロータ１３ＣＭよりも比重の大きな材料とする。これにより、カムロータ１３ＣＭの回転中心より外側へ重心を移動させる移動量を大きくすることができる。このように、錘部１３Ｗは、カムロータ１３ＣＭの回転中心より外側寄りにレバー部材１３Ｌの重心を偏らせる。

レバー部材１３Ｌは、図１６に示すように、離脱カプセル１１の表面を平面視でみて、車両前方に対して、直交する方向に配置されている。例えば、レバー部材１３Ｌが回転動作する動作荷重の設定値を超える、車両の１次衝突などの衝撃を支持装置１０に加えた場合、カム機構１３Ａのレバー部材１３Ｌが車両前方へ向けＦＲ方向へ回転する。カムロータ１３ＣＭがカムステータ１３ＣＦに対して相対的に回転する回転量に応じて、カムロータ１３ＣＭとカムステータ１３ＣＦとの距離が大きくなる。カムロータ１３ＣＭの移動に伴って、シェアピン１３Ｄがブラケット側第２孔１１Ｉへ挿入される挿入量が小さくなる。その結果、図１８に示すように、シェアピン１３Ｄは、カムロータ１３ＣＭの移動に伴ってブラケット側第２孔１１Ｉから引き抜かれる。

図１９は、実施形態５に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱後の状態を示す断面模式図である。次に、２次衝突の荷重設定値を超える、車両に取り付けられたステアリングコラムに過大荷重が加わり、ステアリングコラムが車両前方に押されると、樹脂部材１２Ｐの一部が樹脂片１２Ｐｋと樹脂片１２Ｐｋｋとに切断され、ステアリングコラムが車両前方に移動して離脱カプセル１１からカプセル支持部５９が離脱状態となり、支持装置１０は、運転者（操作者）がステアリングハンドルに衝突（２次衝突）する衝撃を緩和する。

以上説明したように、支持装置１０は、カプセル側第１孔１２ｈと、カプセル側第２孔１１Ｊとが開けられた、ステアリングコラム５０を支持するステアリング用ブラケット５２のカプセル支持部５９と、ブラケット側第１孔５９ｈと、ブラケット側第２孔１１Ｉとが開けられた、車体側部材２１とステアリング用ブラケットを固定するための離脱カプセル１１とを備える。シェアピン１３Ｄは、離脱前の状態において、ブラケット側第１孔５９ｈと、カプセル側第１孔１２ｈとに跨がる位置にある。樹脂部材１２Ｐは、離脱前の状態において、ブラケット側第２孔１１Ｉと、カプセル側第２孔１１Ｊとに跨がる位置にある。支持装置１０は、カム機構１３Ａが慣性が作用することで回転する。つまり、錘部１３Ｗは、１次衝突による慣性によりシェアピン１３Ｄを中心に回転して車両前方に移動する。カム機構１３Ａは、回転に伴いシェアピン１３Ｄをブラケット側第２孔１１Ｉから引き抜くことができる。

このため、通常使用における衝撃により、車両に取り付けられたステアリングコラム５０に荷重が加わる場合、ステアリングコラム５０が車両前方に押されると、樹脂部材１２Ｐがせん断力を受けるが、同様にシェアピン１３Ｄにもせん断力が加わることになる。このため、樹脂部材１２Ｐの破断は抑制され、通常使用時における誤動作は抑制される。

２次衝突の荷重設定値を超える、車両に取り付けられたステアリングコラムに過大荷重が加わり、ステアリングコラム５０が車両前方Ｆ方向に押されると、カム機構１３Ａが慣性が作用することで回転すると共に、回転に伴いシェアピン１３Ｄをブラケット側第２孔１１Ｉから引き抜くので、樹脂部材１２Ｐの一部が樹脂片１２Ｐｋと樹脂片１２Ｐｋｋとに切断されてステアリングコラムが車両前方に移動して離脱カプセル１１からカプセル支持部５９が離脱状態となり、支持装置１０は、運転者（操作者）がステアリングホイールに衝突（２次衝突）する衝撃を緩和する。その結果、支持装置１０は、支持構造の一部が切断されてステアリングコラム５０が車両前方Ｆ方向に移動する離脱荷重の設定値を下げて、体重の軽い操作者をより保護することができる。

実施形態５に係るカム機構１３Ａは、カプセル支持部５９の表面に固定されているが、離脱カプセル１１側に固定されていてもよい。電動パワーステアリング装置８０（ステアリング装置）は、上述した支持装置１０で支持されている。これにより、ステアリング装置は、支持構造の一部が切断されてステアリングコラム５０が車両前方に移動する離脱荷重の設定値を下げて、体重の軽い操作者をより保護することができる。

（実施形態６）
図２０は、実施形態６に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図２０に示すように、実施形態５のカムロータ１３ＣＭの機能は、レバー部材１３Ｌと一体であってもよい。レバー部材１３Ｌは、凸部１３Ｑを備えている。レバー部材１３Ｌは、シェアピン１３Ｄの頭部１３Ｐと一体又は固定されていてもよい。

（実施形態７）
図２１は、実施形態７に係るステアリング用ブラケットの支持装置の離脱前の状態を示す断面模式図である。図２２は、実施形態７に係るステアリング用ブラケットの支持装置のワッシャーの模式図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図２１に示すように、実施形態５のカムロータ１３ＣＭの機能は、ワッシャー１３ｗと一体であってもよい。図２２に示すように、ワッシャー１３ｗは、スリットで折り曲げ可能な凸部１３Ｑを備えている。ワッシャー１３ｗは、凸部１３Ｑを切り起こし、レバー部材１３Ｌの凸部１３ＦＢ側へ突出させている。

１０ 支持装置
１１ 離脱カプセル
１１ｈ カプセル取付孔
１１Ｊ カプセル側第２孔
１２ｈ 樹脂インジェクション孔（カプセル側第１孔）
１２Ｐ 樹脂部材
１２Ｐｋ、１２Ｐｋｋ 樹脂片
１３、１３Ｄ シェアピン
１３Ａ カム機構
１３Ｂ シェアピン本体
１３ＣＦ カムステータ
１３ＣＭ カムロータ
１３Ｌ レバー部材
１３Ｐ 頭部
１３ＰＴ ピン先端
１３Ｑ 凸部
１３ＦＢ 凸部
１３Ｔ フック部
１３ＴＦ フック部
１３Ｓ 中空部
１３Ｗ 錘部
１３ｗ ワッシャー
１５ 慣性作用体
１５Ｍ スリット
１５Ｂ 基部
１５Ｈ 孔
１５Ｇ 錘部
１５Ｕ 摺接面
１５Ｆ 爪部
１５Ｑ 表面
２１ 車体側部材
２２ ボルト
２３ ナット
５０ ステアリングコラム
５１ アウターコラム
５２ ステアリング用ブラケット
５３ チルトレバー
５４ インナーコラム
５９ カプセル支持部
５９ｈ 樹脂インジェクション孔（ブラケット側第１孔）
５９Ｉ、１１Ｉ ブラケット側第２孔
７０ 電動モータ
８０ 電動パワーステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８４ ユニバーサルジョイント
８５ ロアシャフト
８６ ユニバーサルジョイント
８７ ピニオンシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９１ａ トルクセンサ
９１ｂ 車速センサ
９２ 減速装置
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置

Claims (7)

1. カプセル側第１孔と、カプセル側第２孔とが開けられた、ステアリングコラムを支持するステアリング用ブラケットと、
   ブラケット側第１孔と、ブラケット側第２孔とが開けられた、車体側部材と前記ステアリング用ブラケットを固定するための離脱カプセルと、
   前記ブラケット側第１孔と、前記カプセル側第１孔とに跨がる位置にある、樹脂部材と、
   前記ブラケット側第２孔と、前記カプセル側第２孔とに跨がる位置にある、シェアピンと、
   １次衝突による慣性によって錘部が車両前方に移動すると共に、移動に伴い前記シェアピンを前記ブラケット側第２孔から引き抜く、慣性作用体と、
   を備え、前記慣性作用体は、基部と、前記基部をスリットで分割した爪部を有し、前記スリットに前記シェアピンを貫通させて、前記シェアピンの頭部に前記爪部の表面を接触させる、ステアリング用ブラケットの支持装置。
2. 前記爪部は、前記基部に向かうにつれて、前記離脱カプセルの表面から、前記シェアピンの頭部が接触する前記爪部の表面までの距離が大きくなる、請求項１に記載のステアリング用ブラケットの支持装置。
3. 前記錘部は、前記基部寄りに前記慣性作用体の重心を偏らせる、請求項１または２に記載のステアリング用ブラケットの支持装置。
4. 前記シェアピンは、前記頭部とは反対側の端部に備えられ、前記ブラケット側第２孔又は前記カプセル側第２孔の縁に位置決めするフック部を備える、請求項１から３のいずれか１項に記載のステアリング用ブラケットの支持装置。
5. 前記ブラケット側第２孔と、前記カプセル側第２孔とは、前記シェアピンの前記頭部寄りの一方が他方よりも直径が大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載のステアリング用ブラケットの支持装置。
6. 前記ステアリング用ブラケット又は前記離脱カプセルの表面には、慣性が作用して前記慣性作用体が移動する方向を案内する案内面が設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載のステアリング用ブラケットの支持装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のステアリング用ブラケットの支持装置で支持されたステアリング装置。

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