(57)【要約】  ステアリング装置の衝撃吸収性能を向上させることを目的とする。  ステアリングホイール（１）を、ステアリングシャフト（３）、中間シャフト（９）、クラッチ入力軸（１３）、クラッチ出力軸（１７）を介してステアリングギヤ（２７）に連結する。そして、車体横方向から見て、クラッチ入力軸（１３）の水平面に対する傾斜角αを、中間シャフト（９）の水平面に対する傾斜角βよりも小さく設定する。また、ステアリングコラム（５）は、チルト位置を調整可能なチルトピボット（４１）を介して車体側に支持され、ステアリングコラム（５）が如何なるチルト位置にあっても、車体横方向から見て、α＜βの関係を維持するように設定する。また、車体横方向から見て、ステアリングシャフト（３）及び中間シャフト（９）間のユニバーサルジョイント（７）の中心位置と、チルトピボット（４１）の中心位置とを相違させる。
2013094105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作されるステアリングホイールと、
一端が前記ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと、
車体側に支持され、前記ステアリングシャフトを回転自在に保持するステアリングコラムと、
一端が前記ステアリングシャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結された中間シャフトと、
一端が前記中間シャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結されたクラッチ入力軸と、
一端が前記クラッチ入力軸の他端に対向して設けられたクラッチ出力軸と、
車体側に固定され、前記クラッチ入力軸と前記クラッチ出力軸とを断続可能なクラッチと、
前記クラッチ出力軸の回転運動を直線運動に変換して車輪を転舵するステアリングギヤと、
前記クラッチを遮断した状態で、前記クラッチ出力軸側の動力伝達系統に駆動力を付与して前記車輪を転舵する駆動機構と、を備え、
車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、前記クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きく設定することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記ステアリングコラムは、チルト位置を調整可能なチルトピボットを介して車体側に支持され、
前記ステアリングコラムのチルト位置が予め設定された可動範囲にあるときに、車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角が、前記クラッチ入力軸及び前記クラッチ出力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きくなるように設定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。
【請求項３】
車体横方向から見て、前記ステアリングシャフト及び前記中間シャフト間の前記ユニバーサルジョイントの中心位置と、前記チルトピボットの中心位置とをずらして配置す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。
【請求項４】
前記クラッチを車体側に固定し、前記クラッチ入力軸、及び前記クラッチ出力軸の配置角度を規制するブラケットを備え、
前記ブラケットは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重が前記ステアリングギヤに入力されたときに、車体側から脱落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。
【請求項５】
前記ブラケットは、
車体側と前記クラッチの上部とを連結する上部ブラケットと、
車体側と前記クラッチの下部とを連結する下部ブラケットと、を備え、
前記上部ブラケットは、前記下部ブラケットよりも小さな衝撃荷重で脱落することを特徴とする請求項４に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の従来技術では、ステアリング機構のアッパシャフトとロアシャフトとのジョイント位置が、アッパシャフトを支持するステアリングコラムのチルトピボット中心と一致するように配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０１６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、システム構成やレイアウトによっては、ユニバーサルジョイントによるジョイント点を増やさなければならず、このような場合には、ジョイント間の距離を充分に確保することが難しくなる。したがって、ステアリング機構に対して車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときに、充分な衝撃吸収性能が得にくくなる。
本発明の課題は、ステアリング装置の衝撃吸収性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係るステアリング装置は、ステアリングホイールを、ステアリングシャフト、中間シャフト、クラッチ入力軸、クラッチ出力軸を介してステアリングギヤに連結する。そして、車体横方向から見て、中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角を大きく設定する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、中間シャフトの傾斜角をクラッチ入力軸の傾斜角よりも大きくすることで、中間シャフトの長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフトによる衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ステアバイワイヤ式のステアリング構造を示す図である。
【図２】ステアリングコラムのチルト動作について説明した図である。
【図３】中間シャフトの構成図である。
【図４】クラッチの組み付け状態を示す図である。
【図５】クラッチの取付け角度について説明した図である。
【図６】車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。
【図７】クラッチの組み付け状態を示す図である。図は、車室側からクラッチ１５の組み付け状態を見た図である。
【図８】ダッシュパネル側連結端の断面図である。
【図９】車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
図１は、ステアバイワイヤ式のステアリング構造を示す図である。
ステアリングホイール１は、ステアリングシャフト３の一端に連結してあり、ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム５によって回転自在に保持されている。ステアリングシャフト３の他端は、ユニバーサルジョイント７を介して中間シャフト９の一端に連結している。ステアリングコラム５にはステアリングシャフト３連結された反力モータ３３を設けている。反力モータ３３は、転舵角に応じて転舵輪側からステアリングホイール方向へ伝達される路面反力に応じた反力トルクをステアリングシャフト３へ付与する。これによりクラッチ１５が解放されているときであっても、ドライバーは転舵状態に応じた路面反力を把握できる。中間シャフト９の他端は、ユニバーサルジョイント１１を介してクラッチ入力軸１３の一端に連結してある。クラッチ入力軸１３の他端は、クラッチ１５を介してクラッチ出力軸１７の一端に同軸で対向しており、クラッチ１５は、クラッチ入力軸１３とクラッチ出力軸１７との断続（締結及び遮断）を行う。
【０００９】
クラッチ出力軸１７の他端は、ユニバーサルジョイント１９を介して中間シャフト２１の一端に連結してある。中間シャフト２１の他端は、ユニバーサルジョイント２３を介してピニオンシャフト２５の一端に連結してあり、ピニオンシャフト２５の他端は、ラック＆ピニオン式のステアリングギヤ２７に連結してある。なお、図示は省略するが、ステアリングギヤ２７の出力側となるラックの両端は、夫々、左右のタイロッドの一端に連結してあり、タイロッドの他端は、車輪に連結してある。
【００１０】
したがって、クラッチ１５を締結した状態では、ステアリングホイール１を回転させると、ステアリングシャフト３、中間シャフト９、クラッチ入力軸１３、クラッチ出力軸１７、及び中間シャフト２１を介して、ピニオンシャフト２５が回転する。ピニオンシャフト２５の回転運動は、ステアリングギヤ２７によってラックの進退運動となり、ラックの進退に応じてタイロッドを押したり引いたりすることで、車輪が転舵される。
【００１１】
ピニオンシャフト２５には、転舵モータ３１（転舵機構）を連結してあり、クラッチ１５を遮断した状態で、転舵モータ３１を駆動すると、ピニオンシャフト２５が回転することで、車輪が転舵される。したがって、ステアリングホイール１の操舵角を検出し、検出した操舵角に応じて転舵モータ３１を駆動制御することで、車輪の転舵角が制御される。
【００１２】
ステアリングシャフト３には、反力モータ３３を連結してあり、クラッチ１５を遮断した状態で、反力モータ３３を駆動すると、ステアリングシャフト２に反力トルクが付与される。したがって、車輪を転舵したときに路面から受ける反力を検出又は推定し、検出又は推定した反力に応じて反力モータ３３を駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して操作反力が付与される。
【００１３】
通常は、クラッチ１５を遮断した状態で、転舵モータ３１を駆動制御すると共に、反力モータ３３を駆動制御することで、ステアバイワイヤを実行し、所望のステアリング特性や旋回挙動特性を実現し、且つ良好な操作フィーリングを実現する。一方、システムに異常が生じた場合には、ステアバイワイヤを中止し、フェールセーフとしてクラッチ１５を締結状態に戻すことで、機械的なバックアップを確保する。
【００１４】
ステアリングコラム５は、チルトピボット４１を介して揺動可能な状態で車体に支持してある。車体横方向から見て、ステアリングシャフト３及び中間シャフト９間のユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とは相違させたレイアウトとしている。
中間シャフト９、及び中間シャフト２１は、夫々、軸方向に伸縮可能に構成してある。
クラッチ１５は、ブラケット４３を介してダッシュパネル４５に固定してある。
【００１５】
図２は、ステアリングコラムのチルト動作について説明した図である。
ステアリングコラム５は、他端側をチルトピボット４１を介して車体に支持した腰振りタイプであり、このチルトピボット４１を中心にステアリングコラム５の一端側が車体上下方向に揺動することで、チルト位置（揺動位置）を調整できる。したがって、ステアリングシャフト３と中間シャフト９とを連結するユニバーサルジョイント７は、チルト動作によってステアリングコラム５のチルト位置が変化する度に、チルトピボット４１を中心とする周方向に変位する。すなわち、ユニバーサルジョイント７は、ステアリングホイール１を最上位置まで上昇させたときの点７ａからステアリングホイール１を最低位置まで下降させたときの点７ｂの範囲で変位する。
【００１６】
このとき、中間シャフト９の両端に位置するユニバーサルジョイント７とユニバーサルジョイント１１との相対距離の変化は、中間シャフト９の伸縮によって許容する。すなわち、ステアリングホイール１を最高位置まで上昇させ、ユニバーサルジョイント７を点７ａまで変位させると、ユニバーサルジョイント７及び１１間の相対距離が離間方向に変化するが、その変化は、中間シャフト９の伸長によって許容する。また、ステアリングホイール１を最低位置まで下降させ、ユニバーサルジョイント７を点７ｂまで変位させると、ユニバーサルジョイント７及び１１間の相対距離が接近方向に変化するが、その変化は、中間シャフト９の収縮によって許容する。
【００１７】
また、チルト動作によってステアリングコラム５のチルト位置が変化する度に、中間シャフト９の水平面に対する角度も変化する。すなわち、ステアリングホイール１を最高位置まで上昇させ、ユニバーサルジョイント７を点７ａまで変位させると、中間シャフト９の水平面に対する角度は小さくなる。また、ステアリングホイール１を最低位置まで下降させ、ユニバーサルジョイント７を点７ｂまで変位させると、中間シャフト９の水平面に対する角度は大きくなる。
【００１８】
図３は、中間シャフトの構成図である。
中間シャフト９は、入力シャフト９ａと、この入力シャフト９ａに内嵌された出力シャフト９ｂとで構成してあり、これらをスプライン嵌合又はセレーション嵌合することによって、相対回転を阻止し、且つ軸方向の相対変位を許容している。
なお、中間シャフト２１についても中間シャフト９と同様の構造である。
【００１９】
図４は、クラッチの組み付け状態を示す図である。図中の（ａ）は車体左方向からクラッチ１５の組み付け状態を見た図であり、（ｂ）は車室側からクラッチ１５の組み付け状態を見た図である。
ブラケット４３は、ダッシュパネル４５に固定してあり、ダッシュパネル４５に固定したブラケット本体４７と、このブラケット４７に固定した支持ブラケット４９とで構成してある。
【００２０】
ブラケット本体４７は、板状部材の中央をクラッチ１５の外形に沿ってくり貫いた環状に形成してあり、その内側にクラッチ１５を配置させる。ブラケット本体４７は、ダッシュパネル４５に対して車室側から固定してあり、クラッチ１５の上面側に連結してある。
支持ブラケット４９は、クラッチ１５の外形に沿った半円筒状に形成してあり、その内側にクラッチ１５を配置させる。支持ブラケット４９は、一端側をブラケット本体４７に車室側から固定し、他端側をクラッチ１５の下面側に連結してある。
【００２１】
図５は、クラッチの取付け角度について説明した図である。
車体横方向から見て、クラッチ入力軸１３の水平面に対する傾斜角をαとし、中間シャフト９の水平面に対する傾斜角をβとし、傾斜角βが傾斜角αよりも大きくなるようにクラッチ１５の取付け角度を設定する。なお、チルト動作によってユニバーサルジョイント７が変位する際、中間シャフト９は、軸方向の長さが変化するだけでなく、水平面に対する傾斜角βも変化する。したがって、このチルト動作に伴って変化する何れの傾斜角βであっても、β＞αの関係を維持するように、クラッチ１５の取付け角度を設定する。
【００２２】
《作用》
ステアバイワイヤでは、機械的なバックアップを確保するために、ステアリングシャフト３からステアリングギヤ２７までの経路にクラッチ１５を設けてあり、このようなシステム構成では、ユニバーサルジョイントによるジョイント点を増やさなければならない。したがって、ユニバーサルジョイント間の距離を充分に確保することが難しくなり、ステアリング機構に対して車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときに、充分な衝撃吸収性能を得にくくなる。
【００２３】
そこで、本実施形態では、車体横方向から見て、クラッチ入力軸１３の水平面に対する傾斜角αを、中間シャフト９の水平面に対する傾斜角βよりも大きく設定する。これにより、中間シャフト９の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト９による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【００２４】
また、チルト動作によってステアリングコラム５のチルト位置が変化する度に、中間シャフト９の水平面に対する角度βが変化する。すなわち、ステアリングホイール１を最高位置まで上昇させ、ユニバーサルジョイント７を点７ａまで変位させると、中間シャフト９の水平面に対する角度βは小さくなる。また、ステアリングホイール１を最低位置まで下降させ、ユニバーサルジョイント７を点７ｂまで変位させると、中間シャフト９の水平面に対する角度βは大きくなる。
【００２５】
すなわち、ステアリングホイール１を最低位置まで下降させたときに、中間シャフト９の角度βが最大となり、ステアリングホイール１を最高位置まで上昇させたときに、中間シャフトβが最小となる。このチルト位置の状態で、クラッチ入力軸１３の傾斜角αが、中間シャフト９の傾斜角βよりも小さくなるように設定する。したがって、このように、ステアリングコラム５が如何なるチルト位置にあっても、β＞αの関係を維持することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
一方、車体横方向から見て、ピニオンシャフト２５の水平面に対する傾斜角も、中間シャフト２１の水平面に対する傾斜角よりも大きく設定する。これにより、中間シャフト２１の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト２１による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【００２７】
図６は、クラッチが車室側に後退する程の車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。図中の（ａ）は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、中間シャフト２１に一次コラプスが生じた状態を示しており、（ｂ）は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、ブラケット４３がダッシュパネル４５から脱落した状態を示している。
【００２８】
先ず車体前部に車体後方への衝撃荷重が入力されると、ステアリングギヤ２５やピニオンシャフト２５が車体後方へと変位し、これに伴って中間シャフト２１が収縮する。中間シャフト２１による衝撃吸収量を確保することで、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
そして、衝撃荷重が中間シャフト２１の衝撃吸収性能を超えていると、残りの衝撃荷重がブラケット４３へと入力される。このときの衝撃荷重が予め設定した閾値を超えると、ブラケット４３がダッシュパネル４５から脱落する。
【００２９】
ダッシュパネルから脱落すると、クラッチ入力軸１３と中間シャフト９とのユニバーサルジョイント１１のポイントが図面上で右方向、つまり車両後方へ移動する。一方、ドライバーによる二次コラプスとして、ステアリングホイール１に車体前方への衝撃荷重が入力された場合、ユニバーサルジョイント７のポイントは図面上で左方向、つまり車両前方方向へ移動する。すなわち、クラッチ１５が車両後方へ移動するような一次コラプスが入力され、クラッチ１５の取付け位置が移動しても、この移動が二次コラプスによるステアリングシャフトの車両前方への移動を妨げることがなく、衝撃吸収量を確保することができる。
【００３０】
チルトピボット４１の位置について説明する。
車体横方向から見て、ステアリングシャフト３及び中間シャフト９間のユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とは相違させている。このように、ユニバーサルジョイント７の中心位置に対して、チルトピボット７の中心位置をずらしているので、主にチルトピボット７の車幅方向への大型化を抑制することができる。すなわち、ユニバーサルジョイント７の中心位置とチルトピボット７の中心位置とを一致させると、ユニバーサルジョイント７を挟んでチルトピボット７の保持部を形成しなければならず、主にチルトピボット７が車幅方向に大型化してしまう。したがって、ユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とは相違させたことで、上記のような問題を回避することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、ステアバイワイヤのシステムとして、ピニオンシャフト２５に転舵モータ３１を連結しているが、これに限定されるものではなく、例えばラックに転舵モータ３１を連結してもよい。要は、クラッチ１５を遮断した状態で、クラッチ出力軸１７側の動力伝達系統に駆動力を付与して車輪を転舵することができれば、任意の構造を採用してもよい。
その他、本実施形態の主旨を逸脱しない範囲で、各構成部材の数量や形状、サイズなどは任意に設定することができる。
【００３２】
《効果》
次に、第１実施形態における主要部の効果を記す。
（１）ステアリングホイール１を、ステアリングシャフト３、中間シャフト９、クラッチ入力軸１３、クラッチ出力軸１７を介してステアリングギヤ２７に連結する。そして、車体横方向から見て、クラッチ入力軸１３の水平面に対する傾斜角αを、中間シャフト９の水平面に対する傾斜角βよりも小さく設定する。
このように、クラッチ入力軸１３及びクラッチ出力軸１７の傾斜角αを中間シャフト９の傾斜角βよりも小さくすることで、中間シャフト９の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト９による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【００３３】
（２）ステアリングコラム５は、チルト位置を調整可能なチルトピボット４１を介して車体側に支持され、ステアリングコラム５のチルト位置が予め設定された可動範囲にあるときに、車体横方向から見て、β＞αの関係を維持するように設定する。
これにより、ステアリングコラム５が如何なるチルト位置にあっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
（３）車体横方向から見て、ステアリングシャフト３及び中間シャフト９間のユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とをずらして配置する。
このように、ユニバーサルジョイント７の中心位置に対して、チルトピボット７の中心位置をずらしているので、チルトピボット７の車幅方向への大型化を抑制することができる。
【００３５】
《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態では、クラッチ組み付け構造の他の態様を示す。
クラッチ１５は、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂを介してダッシュパネル４５に固定してある。
図７は、クラッチの組み付け状態を示す図である。図は、車室側からクラッチ１５の組み付け状態を見た図である。
ダッシュパネル４５には、エンジンルーム側と車室側とを貫通させた開口部５２を形成してあり、その開口部５２にクラッチ１５を配置させる。上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂは、夫々、ロッド状に形成してあり、開口部５２にけるクラッチ１５の上部側を、車室側から二本の上部ブラケット４３ａで支持し、開口部５２におけるクラッチ１５の下部側を、車室側から二本の下部ブラケット４３ｂで支持している。
【００３６】
上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂは、夫々、クラッチ側連結端５０をクラッチ１５に連結し、他端のダッシュパネル側連結端５１をダッシュパネル４５に連結してある。各クラッチ側連結端５０は、クラッチ１５に締結してある。一方、各ダッシュパネル側連結端５１は、車体フロント部に対して予め設定した衝撃荷重が車体後方に向けて入力されたときに脱落（離脱）する構造であり、下部ブラケット４３ｂのダッシュパネル側連結端５１よりも上部ブラケット４３ａのダッシュパネル側連結端５１の方が、相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように設定してある。
【００３７】
図８は、ダッシュパネル側連結端の断面図である。図中の（ａ）は車体フロント部に衝撃荷重が入力される前の状態を示した図であり、（ｂ）は車体フロント部に対して車体後方への衝撃荷重が入力されたときの状態を示した図である。
図中の（ａ）に示すように、ダッシュパネル４５には、エンジンルーム側と車室側とを貫通させた断面が略円形の嵌合孔５３を形成してあり、この嵌合孔５３にメタルブッシュ５５を圧入し嵌合してある。メタルブッシュ５５には、軸方向に沿った貫通孔５５ａが形成してあり、ダッシュパネル側連結端５１にも、貫通孔５１ａが形成してある。そして、メタルブッシュ５５における車室側の一端にダッシュパネル側連結端５１を合わせ、貫通孔５５ａ及び貫通孔５１ａにスタッドボルト５７を挿通し、両端側からナット５９で締結してある。
【００３８】
図中の（ｂ）に示すように、車体フロント部に対して衝撃荷重が車体後方に向けて入力されると、ダッシュパネル４５の嵌合孔５３からメタルブッシュ５５が車室側へと変位することにより、ダッシュパネル側連結端５１が脱落する。すなわち、嵌合孔５３に対するメタルブッシュ５５の嵌め合いによって、メタルブッシュ５５が脱落する衝撃荷重を規定することができる。ここでは、下部ブラケット４３ｂよりも上部ブラケット４３ａの方が、相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように、嵌合孔５３に対するメタルブッシュ５５の嵌め合いを設定する。
【００３９】
例えば、上部ブラケット側における嵌合孔５３の内径を、下部ブラケット側における嵌合孔５３の内径よりも相対的に大きくすることで、上部ブラケット側の嵌め合いを下部ブラケット側の嵌め合いよりも相対的に緩めることができる。また、上部ブラケット側におけるメタルブッシュ５５の外径を、下部ブラケット側におけるメタルブッシュ５５の外径よりも相対的に小さくすることで、上部ブラケット側の嵌め合いを下部ブラケット側の嵌め合いよりも相対的に緩めることができる。
【００４０】
《作用》
ステアバイワイヤでは、機械的なバックアップを確保するために、ステアリングシャフト３からステアリングギヤ２７までの経路にクラッチ１５を設けてあり、このようなシステム構成では、ユニバーサルジョイントによるジョイント点を増やさなければならない。このとき、クラッチ入力軸１３やクラッチ出力軸１７が規制されない状態だと、ジョイントの折れ角における偶力によってトルクの伝達ができないので、車体側に支持するなどしてクラッチ入力軸１３やクラッチ出力軸１７の屈折を規制しなければならない。しかしながら、ジョイント点が増加し、尚且つクラッチ１５を規制した構成では、中間シャフト９の衝撃吸収代を確保しにくいため、ステアリング装置に車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときに、充分な衝撃吸収性能が得にくくなる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂによって、ダッシュパネル４５とクラッチ１５とを連結し、ユニバーサルジョイント１１、１９での屈折を規制する。そして、これら上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂを、ステアリングギヤ２７に入力される車体後方への衝撃荷重に応じて、ダッシュパネル４５から脱落するように設定する。
【００４２】
これにより、車体前後方向の衝撃荷重に応じて上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂがダッシュパネル４５から脱落するので、クラッチ入力軸１３及びクラッチ出力軸１７の規制が解除され、ユニバーサルジョイント１１、１９がフリーの状態となる。したがって、衝撃荷重に応じて中間シャフト９、クラッチ入力軸１３及びクラッチ出力軸１７、中間シャフト２１が自由に屈曲するときに、主に中間シャフト９の衝撃吸収代が長くなり、衝撃吸収性能が向上する。
【００４３】
図９は、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの一次コラプス及び二次コラプスについて説明した図である。図中の（ａ）は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、中間シャフト２１に一次コラプスが生じた状態を示しており、（ｂ）は車体フロント部に車体後方への衝撃荷重が入力され、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂがダッシュパネル４５から脱落した状態を示している。
【００４４】
先ず車体前部に車体後方への衝撃荷重が入力されると、ステアリングギヤ２５やピニオンシャフト２５が車体後方へと変位し、これに伴って中間シャフト２１が収縮することにより、車体前後方向の衝撃荷重を吸収することができる。このように、中間シャフト２１による衝撃吸収量を確保することで、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【００４５】
そして、衝撃荷重が中間シャフト２１の衝撃吸収性能を超えていると、残りの衝撃荷重が上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂへと入力される。このときの衝撃荷重が予め設定した閾値を超えると、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂがダッシュパネル４５から脱落する。但し、上部ブラケット４３ａは、下部ブラケット４３ｂよりも相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように設定してある。
【００４６】
したがって、衝撃荷重が上部ブラケット４３ａの脱落閾値よりも小さければ、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂの双方は脱落せず、ダッシュパネル４５に支持された状態を維持する。また、衝撃荷重が上部ブラケット４３ａの脱落閾値よりも大きく、且つ下部ブラケット４３ｂの脱落閾値よりも小さければ、上部ブラケット４３ａだけが脱落し、下部ブラケット４３ｂはダッシュパネル４５に支持された状態を維持する。また、衝撃荷重が下部ブラケット４３ｂの脱落閾値よりも大きければ、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂの双方が脱落することになり、下部ブラケット４３ｂよりも上部ブラケット４３ａの方が先に脱落する。
このように、衝撃荷重に応じて上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂがダッシュパネル４５から脱落するときに、衝撃荷重を吸収する働きがある。
【００４７】
さらに、上部ブラケット４３ａだけが脱落する、又は上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂの双方が脱落すると、クラッチ入力軸１３と中間シャフト９とのユニバーサルジョイント１１のポイントが図面上で右方向、つまり車両後方へ移動する。一方、ドライバーによる二次コラプスとして、ステアリングホイール１に車体前方への衝撃荷重が入力された場合、ユニバーサルジョイント７のポイントは図面上で左方向、つまり車両前方方向へ移動する。すなわち、クラッチ１５が車両後方へ移動するような一次コラプスが入力され、クラッチ１５の取付け位置が移動しても、この移動が二次コラプスによるステアリングシャフトの車両前方への移動を妨げることがなく、衝撃吸収量を確保することができる。
なお、本実施形態の主旨を逸脱しない範囲で、各構成部材の数量や形状、サイズなどは任意に設定することができる。
【００４８】
《効果》
次に、第２実施形態における主要部の効果を記す。
（１）本実施形態のステアリング装置では、クラッチ１５を車体側に固定し、クラッチ入力軸１３及びクラッチ出力軸１７の配置角度を規制する上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂを備える。そして、上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重がステアリングギヤ２７に入力されたときに、車体側から脱落する。
【００４９】
これにより、車体前後方向の衝撃荷重に応じて上部ブラケット４３ａ及び下部ブラケット４３ｂがダッシュパネル４５から脱落するので、クラッチ入力軸１３及びクラッチ出力軸１７の規制が解除され、ユニバーサルジョイント１１、１９がフリーの状態となる。したがって、衝撃荷重に応じて中間シャフト９、クラッチ入力軸１３及びクラッチ出力軸１７、中間シャフト２１が自由に屈曲するときに、クラッチ入力軸１３の水平面に対する傾斜角が小さくなり、中間シャフト９が伸長しやすくなる。したがって、中間シャフト９の収縮方向への余裕代が大きくなるので、二次コラプスとして、ステアリングホイール１に車体前方への衝撃荷重が入力されるときの、衝撃吸収量を長くすることができ、衝撃吸収性能が向上する。
【００５０】
（２）本実施形態のステアリング装置では、下部ブラケット４３ｂよりも上部ブラケット４３ａの方が、相対的に小さな衝撃荷重で脱落するように設定する。
これにより、クラッチ入力軸１３の水平面に対する傾斜角が小さくなり、中間シャフト９が伸長しやすくなる。したがって、中間シャフト９の収縮方向への余裕代が大きくなるので、二次コラプスとして、ステアリングホイール１に車体前方への衝撃荷重が入力されるときの、衝撃吸収量を長くすることができ、衝撃吸収性能が向上する。
【００５１】
以上、本願が優先権を主張する日本国特許出願Ｐ２０１１−２８０５０３（２０１１年１２月２１日出願）の全内容、及び日本国特許出願Ｐ２０１１−２８０５０４（２０１１年１２月２１日出願）の全内容は、ここに引用例として包含される。
ここでは、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく各実施形態の改変は当業者にとって自明のことである。
【符号の説明】
【００５２】
１  ステアリングホイール
３  ステアリングシャフト
５  ステアリングコラム
７  ユニバーサルジョイント
９  中間シャフト
１１  ユニバーサルジョイント
１３  クラッチ入力軸
１５  クラッチ
１７  クラッチ出力軸
１９  ユニバーサルジョイント
２１  中間シャフト
２３  ユニバーサルジョイント
２５  ピニオンシャフト
２７  ステアリングギヤ
３１  転舵モータ
３３  反力モータ
４１  チルトピボット
４３  ブラケット
４５  ダッシュパネル
４７  ブラケット本体
４９  支持ブラケット
４３ａ  上部ブラケット
４３ｂ  下部ブラケット
５０  クラッチ側連結端
５１  ダッシュパネル側連結端
５１ａ  貫通孔
５２  開口部
５３  嵌合孔
５５  メタルブッシュ
５５ａ  貫通孔
５７  スタッドボルト
５９  ナット
【図１】
2013094105.tif 000003
【図２】
2013094105.tif 000004
【図３】
2013094105.tif 000005
【図４】
2013094105.tif 000006
【図５】
2013094105.tif 000007
【図６】
2013094105.tif 000008
【図７】
2013094105.tif 000009
【図８】
2013094105.tif 000010
【図９】
2013094105.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月3日(2013.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作されるステアリングホイールと、
一端が前記ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと、
車体側に支持され、前記ステアリングシャフトを回転自在に保持するステアリングコラムと、
一端が前記ステアリングシャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結された中間シャフトと、
一端が前記中間シャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結されたクラッチ入力軸と、
一端が前記クラッチ入力軸の他端に対向して設けられたクラッチ出力軸と、
車体側に固定され、前記クラッチ入力軸と前記クラッチ出力軸とを断続可能なクラッチと、
前記クラッチ出力軸の回転運動を直線運動に変換して車輪を転舵するステアリングギヤと、
前記クラッチを遮断した状態で、前記クラッチ出力軸側の動力伝達系統に駆動力を付与して前記車輪を転舵する駆動機構と、
前記クラッチを車体側に固定し、前記クラッチ入力軸、及び前記クラッチ出力軸の配置角度を規制するブラケットと、を備え、
車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、前記クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きく設定し、
前記ブラケットは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重が前記ステアリングギヤに入力されたときに、車体側から脱落することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記ステアリングコラムは、チルト位置を調整可能なチルトピボットを介して車体側に支持され、
前記ステアリングコラムのチルト位置が予め設定された可動範囲にあるときに、車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角が、前記クラッチ入力軸及び前記クラッチ出力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きくなるように設定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。
【請求項３】
車体横方向から見て、前記ステアリングシャフト及び前記中間シャフト間の前記ユニバーサルジョイントの中心位置と、前記チルトピボットの中心位置とをずらして配置す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。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記ブラケットは、
車体側と前記クラッチの上部とを連結する上部ブラケットと、
車体側と前記クラッチの下部とを連結する下部ブラケットと、を備え、
前記上部ブラケットは、前記下部ブラケットよりも小さな衝撃荷重で脱落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。
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月9日(2014.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作されるステアリングホイールと、
一端が前記ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトと、
車体側に支持され、前記ステアリングシャフトを回転自在に保持するステアリングコラムと、
一端が前記ステアリングシャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結された中間シャフトと、
一端が前記中間シャフトの他端にユニバーサルジョイントを介して連結されたクラッチ入力軸と、
一端が前記クラッチ入力軸の他端に対向して設けられたクラッチ出力軸と、
車体側に固定され、前記クラッチ入力軸と前記クラッチ出力軸とを断続可能なクラッチと、
前記クラッチ出力軸の回転運動を直線運動に変換して車輪を転舵するステアリングギヤと、
前記クラッチを遮断した状態で、前記クラッチ出力軸側の動力伝達系統に駆動力を付与して前記車輪を転舵する駆動機構と、
前記クラッチを車体側に固定し、前記クラッチ入力軸、及び前記クラッチ出力軸の配置角度を規制するブラケットと、を備え、
車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、前記クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きく設定し、
前記ブラケットは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重が前記ステアリングギヤに入力されたときに、車体側から脱落することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記ステアリングコラムは、チルト位置を調整可能なチルトピボットを介して車体側に支持され、
前記ステアリングコラムのチルト位置が予め設定された可動範囲にあるときに、車体横方向から見て、前記中間シャフトの水平面に対する傾斜角が、前記クラッチ入力軸及び前記クラッチ出力軸の水平面に対する傾斜角よりも大きくなるように設定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。
【請求項３】
車体横方向から見て、前記ステアリングシャフト及び前記中間シャフト間の前記ユニバーサルジョイントの中心位置と、前記チルトピボットの中心位置とをずらして配置す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。
【請求項４】
前記ブラケットは、
車体側と前記クラッチの上部とを連結する上部ブラケットと、
車体側と前記クラッチの下部とを連結する下部ブラケットと、を備え、
前記上部ブラケットは、前記下部ブラケットよりも小さな衝撃荷重で脱落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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の一態様に係るステアリング装置は、ステアリングホイールを、ステアリングシャフト、中間シャフト、クラッチ入力軸、クラッチ出力軸を介してステアリングギヤに連結する。そして、車体横方向から見て、中間シャフトの水平面に対する傾斜角を、クラッチ入力軸の水平面に対する傾斜角を大きく設定する。また、クラッチを車体側に固定し、クラッチ入力軸、及びクラッチ出力軸の配置角度を規制するブラケットを備え、このブラケットは、予め設定した車体前後方向の衝撃荷重がステアリングギヤに入力されたときに、車体側から脱落する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ステアリングシャフト３には、反力モータ３３を連結してあり、クラッチ１５を遮断した状態で、反力モータ３３を駆動すると、ステアリングシャフト３に反力トルクが付与される。したがって、車輪を転舵したときに路面から受ける反力を検出又は推定し、検出又は推定した反力に応じて反力モータ３３を駆動制御することで、運転者のステアリング操作に対して操作反力が付与される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
そこで、本実施形態では、車体横方向から見て、クラッチ入力軸１３の水平面に対する傾斜角αを、中間シャフト９の水平面に対する傾斜角βよりも小さく設定する。これにより、中間シャフト９の長さを長くすることができるので、その分だけ中間シャフト９による衝撃吸収量を長くすることができる。したがって、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
すなわち、ステアリングホイール１を最低位置まで下降させたときに、中間シャフト９の角度βが最大となる。また、ステアリングホイール１を最高位置まで上昇させたときに、中間シャフト９の角度βが最小となり、このチルト位置の状態で、クラッチ入力軸１３の傾斜角αが、中間シャフト９の傾斜角βよりも小さくなるように設定する。これにより、ステアリングコラム５が如何なるチルト位置にあっても、β＞αの関係を維持することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
先ず車体前部に車体後方への衝撃荷重が入力されると、ステアリングギヤ２７やピニオンシャフト２５が車体後方へと変位し、これに伴って中間シャフト２１が収縮する。中間シャフト２１による衝撃吸収量を確保することで、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
そして、衝撃荷重が中間シャフト２１の衝撃吸収性能を超えていると、残りの衝撃荷重がブラケット４３へと入力される。このときの衝撃荷重が予め設定した閾値を超えると、ブラケット４３がダッシュパネル４５から脱落する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
チルトピボット４１の位置について説明する。
車体横方向から見て、ステアリングシャフト３及び中間シャフト９間のユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とは相違させている。このように、ユニバーサルジョイント７の中心位置に対して、チルトピボット４１の中心位置をずらしているので、主にチルトピボット４１の車幅方向への大型化を抑制することができる。すなわち、ユニバーサルジョイント７の中心位置とチルトピボット４１の中心位置とを一致させると、ユニバーサルジョイント７を挟んでチルトピボット４１の保持部を形成しなければならず、主にチルトピボット４１が車幅方向に大型化してしまう。したがって、ユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とを相違させたことで、上記のような問題を回避することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
（３）車体横方向から見て、ステアリングシャフト３及び中間シャフト９間のユニバーサルジョイント７の中心位置と、チルトピボット４１の中心位置とをずらして配置する。
このように、ユニバーサルジョイント７の中心位置に対して、チルトピボット４１の中心位置をずらしているので、チルトピボット４１の車幅方向への大型化を抑制することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
先ず車体前部に車体後方への衝撃荷重が入力されると、ステアリングギヤ２７やピニオンシャフト２５が車体後方へと変位し、これに伴って中間シャフト２１が収縮することにより、車体前後方向の衝撃荷重を吸収することができる。このように、中間シャフト２１による衝撃吸収量を確保することで、車体前後方向の衝撃荷重が入力されたときの衝撃吸収性能が向上する。
【国際調査報告】
2013094105.tif 000012
2013094105.tif 000013
2013094105.tif 000014
2013094105.tif 000015