JPWO2015076226A1 - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

ステアリング装置は、一方の端部がステアリングホイールに連結される入力軸（８２ａ）と、入力軸（８２ａ）を回転可能に支持するステアリングコラム（５０）と、を備える。ステアリングコラム（５０）は、筒状のアウターコラム（５１）と、一部が前記アウターコラム（５１）に挿入されアウターコラム（５１）を軸方向に案内する筒状のインナーコラム（５４）とを有する。インナーコラム（５４）は、アウターコラム（５１）が軸方向に動ける範囲を規制するストッパー（２）を外周面に有し、ストッパー（２）は、慣性力による変形または移動が生じた場合に当該範囲を拡大させる。

Description

本発明は、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、本発明に係るステアリング装置は、一方の端部がステアリングホイールに連結される入力軸と、前記入力軸を回転可能に支持するステアリングコラムと、を備え、前記ステアリングコラムは、筒状のアウターコラムと、一部が前記アウターコラムに挿入され前記アウターコラムを軸方向に案内する筒状のインナーコラムとを有し、前記インナーコラムは、前記アウターコラムが軸方向に動ける範囲を規制するストッパーを外周面に有し、前記ストッパーは、慣性力による変形または移動が生じた場合に前記範囲を拡大させる。

これにより、本発明に係るステアリング装置は、１次衝突が生じた場合、ストッパーが慣性力により変形しアウターコラムが軸方向に動ける範囲を拡大させる。これにより、１次衝突の後に２次衝突が生じた場合、アウターコラムは、通常使用において軸方向に動ける範囲を越えて、軸方向に移動することができるようになる。このため、アウターコラムに加わる力が軸方向長孔の後方側端部がロッドに接触し、ロッドを介してステアリング用ブラケットに伝わることで、支持構造である離脱カプセルに伝わり、離脱カプセルが破断しステアリングコラムが車両前方に移動する。その一方で通常使用において、ストッパーは、アウターコラムの軸方向長孔と共にアウターコラムの軸方向の動ける範囲を規制している。これにより、通常使用においてアウターコラムに過大荷重が加えられた場合でも、当該過大荷重がアウターコラム、ストッパーおよびインナーコラムを介して前方に伝わるので、離脱カプセルに力が伝わりにくくなる。このため、離脱カプセルの離脱荷重の設定値を下げても、通常使用において離脱カプセルが破断する事態が抑制される。よって、本発明に係る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も、通常使用において誤動作を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記ストッパーはウェイトを備え、１次衝突時に前記ウェイトに加わる慣性力により前記ストッパーに変形または移動が生じた場合に前記範囲を拡大させる。

ウェイトの重量等を調節することにより、１次衝突時におけるストッパーの変形または移動する量が調節しやすくなる。電動パワーステアリング装置は、ストッパーの変形量を適切に調節することができるため、通常使用において誤動作を抑制することができる。

本発明の望ましい態様として、前記ストッパーは、前記インナーコラムの外周面に固定されたベース部と、前記ベース部に一端が固定され前記ベース部から軸方向に向かって設けられる第１アームと、前記第１アームの他端に固定されるホールド部と、前記ホールド部に一端が固定され前記ホールド部から径方向外側に向かって設けられる第２アームと、前記第２アームの他端に固定されるウェイトと、を有することが好ましい。

これにより、１次衝突が生じた場合、ストッパーのウェイトに対して慣性力が加わる。ウェイトに対して加わる慣性力は、第２アームを介して、ホールド部をインナーコラムの径方向外側に引っ張る力となる。ホールド部に対して加わる径方向外側向きの力は、ホールド部を径方向外側に移動させる。ホールド部が径方向外側に移動することに伴って、第１アームのホールド部側端部に径方向外側向きの力が加わる。第１アームは、ベース側端部を支点としてホールド部側端部が径方向外側に移動するように変形する。これにより、第１アームのホールド部側端部がインナーコラムの外周面から離れるので、第１アームのインナーコラム側の表面であるコラム側表面が傾斜する。コラム側表面は、インナーコラムの外周面に対して傾斜している。１次衝突の後に２次衝突が生じた場合、アウターコラムの前方側の端面は、第１アームのコラム側表面に接触する。第１アームのコラム側表面がインナーコラムの外周面に対して傾斜しているので、アウターコラムを前方に移動させる力の一部は、第１アームのコラム側表面を径方向外側に押す力に変換される。第１アームのコラム側表面が径方向外側に押されると、第１アームはさらに変形する。これにより、アウターコラムは、第１アームをさらに変形させながら前方へ移動することになる。また、アウターコラムの前方側の端面と第１アームのコラム側表面との間に摩擦が生じる。このため、アウターコラムを前方に移動させる力は、第１アームの変形およびアウターコラムの前方側の端面と第１アームのコラム側表面との間の摩擦により漸減する。このように、ストッパーは、アウターコラムに加えられた衝撃を吸収することができる。よって、本発明に係るステアリング装置は、２次衝突時に操作者に加わる衝撃を低減しやすくすることができる。

本発明の望ましい態様として、前記インナーコラムに連結される減速装置を備え、前記ストッパーは、前記減速装置に固定されたベース部と、前記ベース部に一端が固定され前記ベース部から軸方向に向かって設けられる第１アームと、前記第１アームの他端に固定されるホールド部と、前記ホールド部に一端が固定され前記ホールド部から径方向外側に向かって設けられる第２アームと、前記第２アームの他端に固定される前記ウェイトと、を有する。

本発明の望ましい態様として、前記アウターコラムを締め付けて支持するステアリング用ブラケットと、前記ステアリング用ブラケットを車体に離脱可能に固定する離脱カプセルと、を備える。これにより、２次衝突時においてステアリング用ブラケットが車体から離脱することで、アウターコラムの軸方向の動ける範囲がより拡大する。

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の締め付けが解除されたとき、前記アウターコラムは前記インナーコラムに対して摺動可能であり、前記ステアリング用ブラケットの締め付け時には前記アウターコラムの内周面と前記インナーコラムの外周面とが接触しており、２次衝突が生じると前記アウターコラムは前記インナーコラムとの摩擦によって衝撃を吸収しながら移動する。これにより、電動パワーステアリング装置は、２次衝突時に操作者に加わる衝撃を低減することができる。

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装置を提供することができる。

図１は、本実施形態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部分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、図２におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。 図６は、アウターコラムに挿入されるインナーコラムを示す側面図である。 図７は、図６におけるＢ−Ｂ’断面を示す図である。 図８は、図６におけるＣ矢視図である。 図９は、ステアリングホイールのテレスコ位置を最も前方寄りにした場合の、アウターコラムおよびインナーコラムの位置関係を示した側面図である。 図１０は、１次衝突が生じた場合のストッパーの動作を示す側面図である。 図１１は、２次衝突が生じた場合のアウターコラムの動作を示す側面図である。

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）
図１は、本実施形態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部分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１から図４を用いて、本実施形態に係るステアリング装置として電動パワーステアリング装置８０を例に挙げて概要を説明する。また、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。図２において、前方は、図中の左側であり、後方は、図中の右側である。

＜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、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。ステアリング用ブラケット５２および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。

図３、４に示すように、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、車体側部材（図示せず）に取付けられる取付板部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を中心に両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の取付板部５２ｂは、車体側部材に取付けられる左右一対の離脱カプセル１１と、樹脂インジェクションで形成された樹脂部材１２ｐによって離脱カプセル１１に固定されたカプセル支持部５９と、を有する。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。離脱カプセル１１は、カプセル取付孔１１ｈを有し、カプセル取付孔１１ｈに挿入されるボルト等によって車体側部材に固定されている。衝突時にステアリングコラム５０を前方に移動させる力が作用することにより、離脱カプセル１１に対してカプセル支持部５９が車体前方に摺動して樹脂部材１２ｐが剪断される。これにより、離脱カプセル１１による支持が解除され、ステアリングコラム５０が車体から離脱することが可能になっている。

チルト機構のチルトレバー５３を回動させることにより、枠状支持部５２ａに対する締め付け力が緩められ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。後述するテレスコ位置の調節も、チルトレバー５３を回動させることにより可能となる。

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また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に入力された操作者（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。

（テレスコピック）
図５は、図２におけるＡ−Ａ’断面を示す図である。図６は、アウターコラムに挿入されるインナーコラムを示す側面図である。図５に示すように、筒状のアウターコラム５１は、２つのテレスコ調整部３１と、スリット５１ｓと、を有する。テレスコ調整部３１は、アウターコラム５１の外周面から径方向外側に突出する部分であり、図６に示すように長手方向が軸方向に沿っている軸方向長孔３２を有する。径方向は、アウターコラム５１の軸方向に対して直交する方向であり、以下の説明においても同様の意味で用いられる。２つのテレスコ調整部３１が有するそれぞれの軸方向長孔３２は、軸方向に対して直交方向に対向している。軸方向長孔３２には、ロッド３３が貫通している。ロッド３３は、軸方向長孔３２を貫通するとともに枠状支持部５２ａを貫通し、チルトレバー５３と連結されている。また、スリット５１ｓは、アウターコラム５１の外周面に設けられており、長手方向が軸方向に沿っている長孔である。

インナーコラム５４は、一部がアウターコラム５１に挿入されアウターコラム５１を軸方向に案内する筒状の部材である。インナーコラム５４の外径は、アウターコラム５１の内径と略同等の大きさである。このため、締め付け時においては、アウターコラム５１がインナーコラム５４を覆う部分において、アウターコラム５１の内周面とインナーコラム５４の外周面とは接触している。また、アウターコラム５１は、軸方向長孔３２を有するテレスコ調整部３１を備えるため、軸方向長孔３２の長さの範囲でインナーコラム５４に対して摺動可能となっている。例えば、締め付け時においては、アウターコラム５１が摺動する際の摩擦力は、５００Ｎ〜６００Ｎに設定されている。このため、操作者が運転時にステアリングホイール８１に対して加える力によってアウターコラム５１が摺動する可能性は低い。

チルトレバー５３が回転させられると、枠状支持部５２ａに対する締め付け力が小さくなるので、アウターコラム５１のスリット５１ｓの幅が大きくなる。これにより、アウターコラム５１がインナーコラム５４を締め付ける力がなくなるため、アウターコラム５１が摺動する際の摩擦力がなくなる。これにより、操作者は、チルトレバー５３を回転させた後、ステアリングホイール８１を介してアウターコラム５１を押し引きすることで、テレスコ位置を調整することができる。

（ストッパー）
図７は、図６におけるＢ−Ｂ’断面を示す図である。図８は、図６におけるＣ矢視図である。図６、図７および図８に示すように、インナーコラム５４は、外周面にストッパー２を有する。例えば、ストッパー２は、インナーコラム５４の鉛直方向下側に配置されている。ストッパー２は、アウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を規制する部材であり、ベース部２１と、第１アーム２２と、ホールド部２３と、第２アーム２４と、ウェイト２９と、を有する。なお、ストッパー２が配置される位置は、インナーコラム５４の鉛直方向下側でなくてもよく、例えば鉛直方向上側でもよいし、周方向のその他の位置であってもよい。

ベース部２１は、インナーコラム５４の外周面から径方向外側に突出するように設けられる部材である。ベース部２１は、例えば、合成樹脂またはアルミニウム合金で形成されており、インナーコラム５４の外周面の鉛直方向下側に溶接によって固定されている。

第１アーム２２は、ベース部２１に一端が固定されベース部２１から軸方向に向かって設けられる部材である。第１アーム２２は、ベース部２１側の端部に設けられる固定部２２ｂと、固定部２２ｂから後方側に向かって設けられ一部がインナーコラム５４の外周面に沿った形状である変形部２２ｃと、を有する。第１アーム２２は、例えば、延性を有するアルミニウム合金または合成樹脂で形成されており、固定部２２ｂでボルト２８によってベース部２１に固定されている。図８に示すように、変形部２２ｃの周方向中央の部分は、肉厚が薄く形成されている。これにより、変形部２２ｃを軸方向に対して直交する面で切った場合の断面形状は、小さくなっている。このため、第１アーム２２に力が加わった場合、第１アーム２２は弾性変形しやすくなっている。なお、変形部２２ｃの形状は、上述した形状に限らず、後述する１次衝突が生じた場合に所定の弾性変形ができる形状であればよい。

図７に示すように、ホールド部２３は、例えば、外径がアウターコラム５１の外径に略等しい半円筒状の部材である。ホールド部２３は、例えば、合成樹脂またはアルミニウム合金で形成されており、第１アーム２２の後方側端部に設けられている。

第２アーム２４は、ホールド部２３に一端が固定されホールド部２３から径方向外側に向かって設けられる部材である。第２アーム２４は、例えば、合成樹脂またはアルミニウム合金で形成されており、ホールド部２３の外周面の周方向中央に設けられている。例えば、第２アーム２４は、板状であり、最も面積の大きい２つの面が前方および後方に向くように配置されている。例えば、第２アーム２４は、後方に向く面に設けられた補強板２５を有する。補強板２５は、例えば、合成樹脂またはアルミニウム合金で形成されている。例えば、補強板２５の最も面積の大きい面は、第２アーム２４の最も面積の大きい面に対して直交する。すなわち、補強板２５は、第２アーム２４と補強板２５とが略Ｔ字をなすように固定されている。これにより、第２アーム２４に力が加わった場合でも、第２アーム２４は変形しにくくなっている。

ウェイト２９は、例えば、側面の一部が開口した円筒状の部材であるアウターウェイト２６と、アウターウェイト２６の内部に収納されるインナーウェイト２７と、を有する。アウターウェイト２６は、例えば、合成樹脂またはアルミニウム合金で形成されており、第２アーム２４のホールド部２３とは反対側の端部に設けられている。第２アーム２４の長さは、アウターウェイト２６がベース部２１よりも径方向外側に位置するように調節されている。インナーウェイト２７は、例えば、鉄で形成されている。アウターウェイト２６は、側面の一部が切り欠かれて開口を有しているため、当該開口の幅を拡げることで内径を調節することができる。このため、アウターウェイト２６は、内部に収納するインナーウェイト２７の体積を調節することができる。ウェイト２９は、インナーウェイト２７の体積または材質を調節することで、重量を調節することができる。なお、アウターウェイト２６とインナーウェイト２７とは、一体となって形成されていてもよい。

図９は、ステアリングホイールのテレスコ位置を最も前方寄りにした場合の、アウターコラムおよびインナーコラムの位置関係を示した側面図である。図９に示すように、ステアリングホイール８１のテレスコ位置を最も前方寄りにした場合、テレスコ調整部３１の軸方向長孔３２の後方側端部がロッド３３に接触する。ロッド３３の前後方向の位置は固定されているので、アウターコラム５１の前後方向の動きは、ロッド３３によって規制される。また、ステアリングホイール８１のテレスコ位置を最も前方寄りにした場合、アウターコラム５１の前方側の端面５１ａは、ホールド部２３の後方側の端面２３ａに接触する。これにより、アウターコラム５１の前後方向の動きは、ストッパー２に規制される。このため、仮に通常使用時においてステアリングホイール８１に過大荷重が加わった場合であっても、当該過大荷重は、アウターコラム５１、ストッパー２およびインナーコラム５４を介して前方に伝わる。これにより、当該過大荷重が図５で示したロッド３３および枠状支持部５２ａを介して離脱カプセル１１に伝わる事態が抑制される。よって、電動パワーステアリング装置８０は、通常使用において誤動作を抑制することができる。また、離脱カプセル１１の離脱荷重を低くすることが可能になる。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。

図１０は、１次衝突が生じた場合のストッパーの動作を示す側面図である。１次衝突は、衝突事故において、走行中の車両が他の車両等に衝突することである。１次衝突が生じた場合、ストッパー２は、慣性力による変形が生じる。具体的には、１次衝突が生じた場合、車両には前方向きの慣性力が加わるため、ストッパー２のウェイト２９に対して前方向きの慣性力が加わる。ウェイト２９に対して加わる前方向きの慣性力は、第２アーム２４を介して、ホールド部２３を下向きに引っ張る力となる。ホールド部２３に対して加わる下向きの力は、ホールド部２３を下方に移動させる。ホールド部２３が下方に移動することに伴って、第１アーム２２のホールド部２３側端部に下向きの力が加わる。このため、第１アーム２２は、ベース部２１側端部を支点としてホールド部２３側端部が下方に移動するように変形する。これにより、ホールド部２３および第１アーム２２のホールド部２３側端部がインナーコラム５４の外周面から離れるので、第１アーム２２のインナーコラム５４側の表面であるコラム側表面２２ａがインナーコラム５４の外周面に対して傾斜する。このように、ストッパー２は、慣性力による変形が生じた場合、ホールド部２３がインナーコラム５４の外周面から径方向外側に離れるので、アウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を拡大させることができる。

また、慣性力によるストッパー２の変形量は、第１アーム２２の剛性、第２アーム２４の長さ、ウェイト２９の重量等を調節することにより、容易に調節することができる。これにより、電動パワーステアリング装置８０は、通常使用におけるストッパー２の変形量を適切に調節することができるため、通常使用において誤動作を抑制することができる。

なお、ストッパー２は、慣性力が作用した場合に変形を生ずる構造でなくてもよい。ストッパー２は、慣性力が作用した場合に一部が破断することでアウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を拡大させてもよい。例えば、慣性力が作用した場合に第１アーム２２が破断するように材質または形状等が調節されている場合、ホールド部２３が落下するので、ストッパー２は、アウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を拡大させることができる。

図１１は、２次衝突が生じた場合のアウターコラムの動作を示す側面図である。２次衝突は、衝突事故において、操作者の身体がステアリングホイール８１等に衝突することである。まず、以下の説明は、１次衝突が生じる前においてステアリングホイール８１のテレスコ位置が最も前方寄りよりにされていなかった場合を想定している。２次衝突が生じた場合、ステアリングホイール８１を介してアウターコラム５１に前方向きの力が加えられる。２次衝突の際にアウターコラム５１に加えられる力は、アウターコラム５１がインナーコラム５４に対して摺動する際の摩擦力よりも大きい。このため、アウターコラム５１は、インナーコラム５４との摩擦によって衝撃を吸収しながら前方に向かって移動する。アウターコラム５１は、ロッド３３が軸方向長孔３２の後方側端部に達するまで前方に移動する。

２次衝突が生じるタイミングは、１次衝突が生じたタイミングの直後である。このため、２次衝突が生じる時は、図１１に示すように、ホールド部２３がインナーコラム５４の外周面から離れた状態のままである。これにより、アウターコラム５１が軸方向に動ける範囲が通常使用時に比較して拡大されている。アウターコラム５１は、通常使用時に移動できる範囲を越えて軸方向に移動することができる。このため、ロッド３３が軸方向長孔３２の後方側端部に接触した状態で、アウターコラム５１が前方へ移動することができる。このため、アウターコラム５１が前方へ移動している間において、アウターコラム５１に加わっている荷重は、ストッパー２に伝わらずに、図５で示したロッド３３および枠状支持部５２ａを介して離脱カプセル１１に伝わる。このため、離脱カプセル１１が破断する。

また、図９に示すように、１次衝突が生じる前からステアリングホイール８１のテレスコ位置が最も前方寄りにされていた場合、２次衝突が生じた直後に離脱カプセル１１に荷重が伝わり離脱カプセル１１が破断することになる。

２次衝突によって離脱カプセル１１が破断するので、アウターコラム５１は、ロッド３３によって規制されることなく前方へ移動することができる。これにより、アウターコラム５１は、１次衝突の前までにホールド部２３があった位置を越えて前方へ移動することができる。このため、アウターコラム５１は、インナーコラム５４との摩擦によって衝撃を吸収しながら前方に向かって移動することができる。これにより、電動パワーステアリング装置８０は、２次衝突時に操作者に加わる衝撃を低減することができる。

また、アウターコラム５１が前方に移動する時、ストッパー２は、変形して第１アーム２２のコラム側表面２２ａが傾斜した状態である。アウターコラム５１の前方側の端面５１ａは、第１アーム２２のコラム側表面２２ａに接触する。コラム側表面２２ａがインナーコラム５４の外周面に対して傾斜しているので、アウターコラム５１を前方に移動させる力の一部は、コラム側表面２２ａを下向きに押す力に変換される。コラム側表面２２ａが下向きに押されると、変形部２２ｃはさらに変形する。これにより、アウターコラム５１は、変形部２２ｃをさらに変形させながら前方へ移動することになる。また、アウターコラム５１の前方側の端面５１ａとコラム側表面２２ａとの間に摩擦が生じる。このため、アウターコラム５１が前方に移動させる力は、変形部２２ｃの変形および端面５１ａとコラム側表面２２ａとの間の摩擦により消費されることで漸減する。このように、ストッパー２は、アウターコラム５１に加えられた衝撃を吸収することができる。よって、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０は、２次衝突時に操作者に加わる衝撃を低減しやすくすることができる。

上述したように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０は、一方の端部がステアリングホイール８１に連結される入力軸８２ａと、入力軸８２ａを回転可能に支持するステアリングコラム５０と、を備える。ステアリングコラム５０は、筒状のアウターコラム５１と、一部がアウターコラム５１に挿入されアウターコラム５１を軸方向に案内する筒状のインナーコラム５４とを有する。インナーコラム５４は、アウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を規制するストッパー２を外周面に有し、ストッパー２は、慣性力による変形または移動が生じた場合に当該範囲を拡大させる。

これにより、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０は、１次衝突が生じた場合、ストッパー２が慣性力により変形または移動しアウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を拡大させる。これにより、１次衝突の後に２次衝突が生じた場合、アウターコラム５１は、通常使用において軸方向に動ける範囲を越えて、軸方向に移動することができるようになる。このため、アウターコラム５１に加わる力が軸方向長孔３２の後方側端部がロッド３３に接触し、ロッド３３を介してステアリング用ブラケット５２に伝わることで、支持構造である離脱カプセル１１に伝わり、離脱カプセル１１が破断しステアリングコラム５０が車両前方に移動する。その一方で通常使用において、ストッパー２は、アウターコラム５４の軸方向長孔３２と共にアウターコラム５４の軸方向の動ける範囲を規制している。これにより、通常使用においてアウターコラム５４に過大荷重が加えられた場合でも、当該過大荷重がアウターコラム５１、ストッパー２およびインナーコラム５４を介して前方に伝わるので、離脱カプセル１１に力が伝わりにくくなる。このため、離脱カプセル１１の離脱荷重の設定値を下げても、通常使用において離脱カプセル１１が破断する事態が抑制される。よって、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０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も、通常使用において誤動作を抑制することができる。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０において、ストッパー２はウェイト２９を備え、１次衝突時にウェイト２９に加わる慣性力によりストッパー２に変形または移動が生じた場合にアウターコラム５１が軸方向に動ける範囲を拡大させる。

ウェイト２９の重量等を調節することにより、１次衝突時におけるストッパー２の変形または移動する量が調節しやすくなる。電動パワーステアリング装置８０は、ストッパー２の変形量を適切に調節することができるため、通常使用において誤動作を抑制することができる。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０において、ストッパー２は、インナーコラム５４の外周面に固定されたベース部２１と、ベース部２１に一端が固定されベース部２１から軸方向に向かって設けられる第１アーム２２と、第１アーム２２の他端に固定されるホールド部２３と、ホールド部２３に一端が固定されホールド部２３から径方向外側に向かって設けられる第２アーム２４と、第２アーム２４の他端に固定されるウェイト２９と、を有する。

これにより、１次衝突が生じた場合、ストッパー２のウェイト２９に対して慣性力が加わる。ウェイト２９に対して加わる慣性力は、第２アーム２４を介して、ホールド部２３をインナーコラム５４の径方向外側に引っ張る力となる。ホールド部２３に対して加わる径方向外側向きの力は、ホールド部２３を径方向外側に移動させる。ホールド部２３が径方向外側に移動することに伴って、第１アーム２２のホールド部２３側端部に径方向外側向きの力が加わる。第１アーム２２は、ベース部２１側端部を支点としてホールド部２３側端部が径方向外側に移動するように変形する。これにより、第１アーム２２のホールド部２３側端部がインナーコラム５４の外周面から離れるので、第１アーム２２のインナーコラム５４側の表面であるコラム側表面２２ａが傾斜する。コラム側表面２２ａは、インナーコラム５４の外周面に対して傾斜している。１次衝突の後に２次衝突が生じた場合、アウターコラム５１の前方側の端面５１ａは、第１アーム２２のコラム側表面２２ａに接触する。コラム側表面２２ａがインナーコラム５４の外周面に対して傾斜しているので、アウターコラム５１を前方に移動させる力の一部は、コラム側表面２２ａを径方向外側に押す力に変換される。コラム側表面２２ａが径方向外側に押されると、第１アーム２２はさらに変形する。これにより、アウターコラム５１は、第１アーム２２をさらに変形させながら前方へ移動することになる。また、アウターコラム５１の前方側の端面５１ａと第１アーム２２のコラム側表面２２ａとの間に摩擦が生じる。このため、アウターコラム５１を前方に移動させる力は、第１アーム２２の変形およびアウターコラム５１の前方側の端面５１ａと第１アーム２２のコラム側表面２２ａとの間の摩擦により漸減する。このように、ストッパー２は、アウターコラム５１に加えられた衝撃を吸収することができる。よって、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０は、２次衝突時に操作者に加わる衝撃を低減しやすくすることができる。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０は、アウターコラム５１を締め付けて支持するステアリング用ブラケット５２と、ステアリング用ブラケット５２を車体に離脱可能に固定する離脱カプセル１１と、を備える。これにより、２次衝突時においてステアリング用ブラケット５２が車体から離脱することで、アウターコラム５４の軸方向の動ける範囲がより拡大する。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置８０は、ステアリング用ブラケット５２の締め付けが解除されたとき、アウターコラム５１はインナーコラム５４に対して摺動可能である。ステアリング用ブラケット５２の締め付け時にはアウターコラム５１の内周面とインナーコラム５４の外周面とが接触しており、２次衝突が生じるとアウターコラム５１はインナーコラム５４との摩擦によって衝撃を吸収しながら移動する。これにより、電動パワーステアリング装置８０は、２次衝突時に操作者に加わる衝撃を低減することができる。

なお、ストッパー２のベース部２１は、必ずしもインナーコラム５４の外周面に固定されていなくてもよい。例えば、ベース部２１は、インナーコラム５４に連結された減速装置９２に固定されていてもよい。より具体的には、ベース部２１は、図２に示すように隣接する減速装置９２に対して、溶接等によって固定されていればよい。

１１ 離脱カプセル
１１ｈ カプセル取付孔
１２ｐ 樹脂部材
２ ストッパー
２１ ベース部
２２ 第１アーム
２２ａ コラム側表面
２２ｂ 固定部
２２ｃ 変形部
２３ ホールド部
２３ａ 端面
２４ 第２アーム
２５ 補強板
２６ アウターウェイト
２７ インナーウェイト
２８ ボルト
２９ ウェイト
３１ テレスコ調整部
３２ 軸方向長孔
３３ ロッド
５０ ステアリングコラム
５１ アウターコラム
５１ｓ スリット
５２ ステアリング用ブラケット
５２ａ 枠状支持部
５２ｂ 取付板部
５３ チルトレバー
５４ インナーコラム
５９ カプセル支持部
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 (6)

1. 一方の端部がステアリングホイールに連結される入力軸と、
   前記入力軸を回転可能に支持するステアリングコラムと、
   を備え、
   前記ステアリングコラムは、筒状のアウターコラムと、一部が前記アウターコラムに挿入され前記アウターコラムを軸方向に案内する筒状のインナーコラムとを有し、
   前記インナーコラムは、前記アウターコラムが軸方向に動ける範囲を規制するストッパーを外周面に有し、
   前記ストッパーは、慣性力による変形または移動が生じた場合に前記範囲を拡大させるステアリング装置。
2. 前記ストッパーはウェイトを備え、
   １次衝突時に前記ウェイトに加わる慣性力により前記ストッパーに変形または移動が生じた場合に前記範囲を拡大させる請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記ストッパーは、前記インナーコラムの外周面に固定されたベース部と、前記ベース部に一端が固定され前記ベース部から軸方向に向かって設けられる第１アームと、前記第１アームの他端に固定されるホールド部と、前記ホールド部に一端が固定され前記ホールド部から径方向外側に向かって設けられる第２アームと、前記第２アームの他端に固定される前記ウェイトと、を有する請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記インナーコラムに連結される減速装置を備え、
   前記ストッパーは、前記減速装置に固定されたベース部と、前記ベース部に一端が固定され前記ベース部から軸方向に向かって設けられる第１アームと、前記第１アームの他端に固定されるホールド部と、前記ホールド部に一端が固定され前記ホールド部から径方向外側に向かって設けられる第２アームと、前記第２アームの他端に固定される前記ウェイトと、を有する請求項２に記載のステアリング装置。
5. 前記アウターコラムを締め付けて支持するステアリング用ブラケットと、
   前記ステアリング用ブラケットを車体に離脱可能に固定する離脱カプセルと、
   を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のステアリング装置。
6. 前記ステアリング用ブラケットの締め付けが解除されたとき、前記アウターコラムは前記インナーコラムに対して摺動可能であり、
   前記ステアリング用ブラケットの締め付け時には前記アウターコラムの内周面と前記インナーコラムの外周面とが接触しており、２次衝突が生じると前記アウターコラムは前記インナーコラムとの摩擦によって衝撃を吸収しながら移動する請求項５に記載のステアリング装置。

Images