(57)【要約】【課題】簡素な構造で、運転条件に拘わらず衝撃吸収を可能とするステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング装置は、ステアリングホイールが軸方向に取着されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１を回転可能に収容支持するステアリングコラム１２と、ステアリングシャフト１１に軸方向に加わる荷重を吸収する衝撃吸収機構とを備える。衝撃吸収機構は、ステアリングコラム１２を外側から押圧する押圧部材２０Ａと、押圧部材２０Ａがステアリングコラム１２を押圧する押圧力を調整する押圧力調整部２０Ｂとを備える。押圧部材２０Ａは、ステアリングコラム１２の外周面に沿った形状の第１ウェッジ部材２５と、ボルト２４の先端側に配置されて、該ボルト２４の押圧力を第１ウェッジ部材２５に伝達する第２ウェッジ部材２６とを備える。【選択図】      図４
2006007934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールが軸方向に取着されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングシャフトを回転可能に収容支持するステアリングコラムと、
前記ステアリングシャフトに軸方向に加わる荷重を吸収する衝撃吸収機構とを備えるステアリング装置であって、
前記衝撃吸収機構は、
前記ステアリングコラムを外側から押圧する押圧部材と、
前記押圧部材が前記ステアリングコラムを押圧する押圧力を調整する押圧力調整部とを備えることを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリング装置において、
前記押圧力調整部は、駆動源により駆動されるウォームと、前記ウォームと噛合するとともに、前記ステアリングコラムに回動可能に支持されたウォームホイールと、前記ウォームホイールと一体的に回動可能、且つ前記押圧部材に対して進退可能に支持されたボルトとを備えることを特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のステアリング装置において、
前記ステアリングコラムの外周面に沿った形状の第１ウェッジ部材と、前記ボルトの先端側に配置されて、該ボルトの押圧力を前記第１ウェッジ部材に伝達する第２ウェッジ部材とを備えることを特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のステアリング装置において、
車両用シート上に加わる荷重を検出する荷重センサと、前記荷重に基づき前記ボルトの最適な進出量を設定し、該ボルトをその進出量だけ進出させるように前記駆動源を駆動する制御部とを備えることを特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のステアリング装置において、
前記制御部は、前記荷重センサにより検出される荷重と、前記ボルトの進出量とを関連付けたマップを記憶する記憶部を有することを特徴とするステアリング装置。
【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】
従来、自動車が他の自動車や建造物等に衝突した際に、その衝突の慣性により運転者がステアリングホイールに衝突した時の衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収装置を備えた衝撃吸収式ステアリング装置がある。
【０００３】
この種の衝撃吸収式ステアリングホイール装置は、一般的に、ステアリングコラムを車体に対して衝撃によって車体前方へ移動可能に支持するとともに、その移動時にステアリングコラムの移動を制限することで衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【０００４】
ところで、運転条件、例えば運転者が異なると、その時々で運転者の体重が異なるため、ステアリングコラムに加わる荷重が変化し、各運転者に応じて十分に衝撃エネルギーを吸収できない虞がある。このため、運転条件によって衝突エネルギーの吸収量を制御可能とした衝撃吸収式ステアリング装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置は、支持ピンの回動角度を変更して、支持ピンがエネルギー吸収プレート変形量を制御し、エネルギー吸収量を調整可能としている。
【特許文献１】特開２００２−３６２３８１号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のステアリング装置では、支持ピンの回動角度制御はモータによって行われているが、このモータは、同支持ピンがエネルギー吸収プレートをしごくときの反力に打ち勝つように高トルクである必要がある。このため、モータが大型化され、また、高価なものになってしまうという問題があった。更には、支持ピンの回動角度を規制するための機構が別途必要になり、それによりさらにステアリング装置が大型化されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、簡素な構造で、運転条件に拘わらず衝撃吸収を可能とする衝撃吸収式ステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールが軸方向に取着されるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転可能に収容支持するステアリングコラムと、前記ステアリングシャフトに軸方向に加わる荷重を吸収する衝撃吸収機構とを備えるステアリング装置であって、前記衝撃吸収機構は、前記ステアリングコラムを外側から押圧する押圧部材と、前記押圧部材が前記ステアリングコラムを押圧する押圧力を調整する押圧力調整部とを備えることを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のステアリング装置において、前記押圧力調整部は、駆動源により駆動されるウォームと、前記ウォームと噛合するとともに、前記ステアリングコラムに回動可能に支持されたウォームホイールと、前記ウォームホイールと一体的に回動可能、且つ前記押圧部材に対して進退可能に支持されたボルトとを備えることを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のステアリング装置において、前記ステアリングコラムの外周面に沿った形状の第１ウェッジ部材と、前記ボルトの先端側に配置されて、該ボルトの押圧力を前記第１ウェッジ部材に伝達する第２ウェッジ部材とを備えることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のステアリング装置において、車両用シート上に加わる荷重を検出する荷重センサと、前記荷重に基づき前記ボルトの最適な進出量を設定し、該ボルトをその進出量だけ進出させるように前記駆動源を駆動する制御部とを備えることを要旨とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のステアリング装置において、前記制御部は、前記荷重センサにより検出される荷重と、前記ボルトの進出量とを関連付けたマップを記憶する記憶部を有することを要旨とする。
【００１２】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ステアリングシャフトに軸方向に加わる荷重は、該ステアリングシャフトを回転可能に収容支持するステアリングコラムを外側から押圧する押圧部材により吸収される。つまり、ステアリングシャフトに軸方向に移動するステアリングコラムの外周面に押圧部材が摺接して、ステアリングシャフトに加わる衝撃力が吸収される。このため、衝撃吸収機構をステアリングコラムと一体的に構成することができ、ステアリング装置を小型化することができる。
【００１３】
また、前記押圧部材がステアリングコラムを押圧する押圧力は、押圧力調整部により調整されるため、ステアリングシャフトに加わる荷重に応じた適切な押圧力で、押圧部材をステアリングコラムに摺接させることができ、運転条件に拘わらず衝撃吸収が可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、駆動源、ウォーム及びウォームホイールにより、押圧部材に対してボルトが進退可能とされている。このため、ボルトの押圧部材に対する進出量を調整することで、押圧部材のステアリングコラム（ステアリングシャフト）に対する押圧力を適切な値に設定することができる。従って、衝撃吸収機構により、運転条件に対応した適切な衝撃吸収が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ボルトの第２ウェッジ部材に対する押圧力が変換されて、ステアリングコラムの外周面を押圧する第１ウェッジ部材に伝達される。このため、押圧部材は、何れの方向から押圧されても、ステアリングコラムを外周面から押圧することができる。従って、衝撃吸収機構をコンパクトな構成とすることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、荷重センサにより車両用シート上に加わる荷重が検出されると、制御部は検出された荷重に基づきボルトの最適な進出量を設定し、ボルトをその進出量だけ進出させるように駆動源を駆動する。このため、ボルトの押圧部材に対する進出量、即ち押圧部材がステアリングコラムを押圧する押圧力は、車両用シート上に加わる荷重（運転条件）により設定されるため、ステアリングシャフトに加わる荷重に対応した適切な値とされる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、制御部により車両用シート上に加わる荷重に対して適切なボルトの進出量が設定されるため、衝撃吸収機構は運転条件に拘らず好適に衝撃吸収を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡素な構造で、運転条件に拘わらず衝撃吸収を可能とするステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は本実施形態のステアリング装置を適用した車内の概略図である。また、図２は本実施形態のステアリング装置の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は図２のＣ−Ｃ線断面図である。また、図６は本実施形態のステアリング装置の電気的構成を説明するブロック図である。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態のステアリング装置１０は、ステアリングホイールＨが取着されたステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１を回転可能に収容支持するステアリングコラム１２と、ステアリングシャフト１１に軸方向に加わる荷重を吸収する衝撃吸収機構２０とを備えている。なお、ステアリングシャフト１１の一端側はステアリングホイールＨと連結され、他端側はインターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスに連結されている。
【００２１】
図２に示されるように、ステアリングコラム１２は、ステアリングシャフト１１を軸支するコラムチューブ１３と、コラムチューブ１３を支持するコラムハウジング１４とを備えている。そして、ステアリング装置１０は、ステアリングコラム１２の前方（コラムハウジング１４）が車体に固定された第１ブラケット１５に支持され、ステアリングコラム１２の後方（コラムチューブ１３）が第２ブラケット１６に支持されている。この第１ブラケット１５は、車体に固定された固定部１５ａと、固定部１５ａから離脱可能な離脱部１５ｂとを備えている。第１ブラケット１５は、ステアリングシャフト１１にステアリングホイールＨ側から荷重がかからない通常時は、固定部１５ａに離脱部１５ｂが固定された状態でステアリングコラム１２を支持しており、ステアリングコラム１２に車両前方に向けて所定の荷重が作用したときに、離脱部１５ｂを離脱させて前方に移動させる。つまり、第１ブラケット１５は、ステアリングコラム１２を前方にブレイクアウェイ可能に支持している。
【００２２】
図３に示されるように、ステアリングシャフト１１は、前記インターミディエイトシャフトに連結される第１シャフト１１ａと、第１シャフト１１ａに摺動自在に嵌合する第２シャフト１１ｂとを備えている。第１シャフト１１ａと第２シャフト１１ｂの嵌合する部分には、それぞれスプラインが形成されており、第２シャフト１１ｂの内周面に形成されたスプラインは、第１シャフト１１ａの外周面に形成されたスプラインに噛合される。このため、第２シャフト１１ｂは、第１シャフト１１ａに対して摺動可能とされると共に、第１シャフト１１ａに対して周方法に確実に固定され、一体回転可能とされる。
【００２３】
上記コラムチューブ１３は、第２ブラケット１６を介して車体に固定される第１コラムチューブ１３ａと、第１コラムチューブ１３ａの内周面に軸方向に摺動自在に嵌合される第２コラムチューブ１３ｂとを備えている。また、コラムチューブ１３の第１コラムチューブ１３ａ及び第２コラムチューブ１３ｂには軸受１７ａ，１７ｂが取り付けられており、ステアリングシャフト１１はこの軸受１７ａ,１７ｂを介してコラムチューブ１３に回転可能に、且つ、軸方向に移動不能に支持されている。詳しくは、第１コラムチューブ１３ａ側の端部において軸受１７ａを介して前記第１シャフト１１ａが支持されており、第２コラムチューブ１３ｂ側の端部において軸受１７ｂを介して前記第２シャフト１１ｂが支持されている。また、第１コラムチューブ１３ａの外周面に対して、前記第１ブラケット１５の離脱部１５ｂに固定されたコラムハウジング１４が固定されている。
【００２４】
つまり、第２ブラケット１６を介して車体に固定された第１コラムチューブ１３ａ及び第１シャフト１１ａに対して、ステアリングホイールＨ、コラムハウジング１４、第２コラムチューブ１３ｂ及び第２シャフト１１ｂが、一体的に軸方向に移動可能とされている。
【００２５】
[衝撃吸収機構]
ここで、上記衝撃吸収機構２０について詳述する。
図４及び図５に示されるように、衝撃吸収機構２０は、ステアリングコラム１２を外側から押圧する押圧部材２０Ａと、押圧部材２０Ａがステアリングコラム１２を押圧する押圧力を調整する押圧力調整部２０Ｂとを備えている。
【００２６】
押圧力調整部２０Ｂは、コラムハウジング１４に固定された駆動源としてのモータ２１により駆動されるウォーム２２と、ウォーム２２と噛合するとともに、コラムハウジング１４に回動可能に支持されたウォームホイール２３と、ウォームホイール２３と一体的に回動して押圧部材２０Ａに対して進退可能とされたボルト２４を備えている。
【００２７】
また、押圧部材２０Ａは、ステアリングコラム１２（第１コラムチューブ１３ａ）の外周面外周面に沿った形状の第１ウェッジ部材２５と、ボルト２４の先端側に配置されて、該ボルト２４の押圧力を第１ウェッジ部材２５に伝達する第２ウェッジ部材２６とを備えている。
【００２８】
ボルト２４が第２ウェッジ部材２６を押圧する力を第１ウェッジ部材２５に伝達するために、コラムハウジング１４には壁部１４ａが設けられている。第２ウェッジ部材２６はこの壁部１４ａに向けて押圧されて、壁部１４ａへの押圧力の反力により第１ウェッジ部材２５を押圧する。なお、第２ウェッジ部材２６は、壁部１４ａによりボルト２４の進行方向に向けて先細りする空間に収容される。
【００２９】
上記押圧力調整部２０Ｂのモータ２１が駆動されて、そのトルクがウォーム２２及びウォームホイール２３を介してボルト２４に伝えられると、ボルト２４は押圧部材２０Ａ（第２ウェッジ部材２６）に向かう方向に沿って進退する。
【００３０】
ボルト２４が第２ウェッジ部材２６に向けて所定量進出すると、第２ウェッジ部材２６はボルト２４の進行方向に向けて押圧され、その押圧力は第１ウェッジ部材２５を介して第１コラムチューブ１３ａの外周面に伝達される。このとき、第２ウェッジ部材２６は、先細りする空間に向けて押圧されるため、くさび効果により効率よく第１ウェッジ部材２５（第１コラムチューブ１３ａの外周面）と壁部１４ａとの間に形成された空間に押し込められる。
【００３１】
そして、ボルト２４の進出量、即ちボルト２４の第２ウェッジ部材２６に対する押圧力に応じて、第１ウェッジ部材２５と第１コラムチューブ１３ａとの間に摩擦力が生じる。この摩擦力により、ステアリングホイールＨに軸方向に加わる衝撃荷重が吸収される。
【００３２】
また、図６に示されるように、本実施形態では、衝撃吸収機構２０には制御部としてのＥＣＵ１８が接続されており、このＥＣＵ１８には車両の車両用シートＳの下方に配設された荷重センサ１９（図１参照）の検出信号が入力されるように構成されている。ＥＣＵ１８は、荷重センサ１９により検出された運転者の荷重が入力され、その検出信号に基づいて衝撃吸収機構２０を制御する。
【００３３】
ＥＣＵ１８は、衝撃吸収機構２０を構成するモータ２１の電力量（通電量若しくは回転時間）を制御してボルト２４の進出量を調節することにより、第１ウェッジ部材２５が第２ウェッジ部材２６とともに第１コラムチューブ１３ａの外周面に与える押圧力を変化させる。
【００３４】
ＥＣＵ１８は、記憶部としてのメモリ１８ａを備えており、該メモリ１８ａには、荷重センサ１９により検出された荷重、即ち運転者の荷重と、上記ボルト２４の進出量とが関連付けられたマップ１８ｂが記憶されている。なお、運転者の荷重とボルト２４の進出量との関係は予め実験やシミュレーション等により求められマップ１８ｂに格納されている。そして、ＥＣＵ１８は、このマップ１８ｂを参照することにより、ボルト２４の進出量を設定する。
【００３５】
ＥＣＵ１８は、該設定されたボルト２４の進出量に基づいて、モータ２１に供給する電力量を決定する。具体的には、例えば、運転者の荷重が小さい場合ほど電力量を小さくし、運転者の荷重が大きい場合ほど電力量を大きくする。そして、ＥＣＵ１８は、該決定された電力量をモータ２１に供給することにより、ボルト２４の作動を制御する。
【００３６】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、ステアリングシャフト１１に軸方向に加わる荷重は、該ステアリングシャフト１１を回転可能に収容支持するステアリングコラム１２を外側から押圧する押圧部材２０Ａにより吸収される。つまり、ステアリングシャフト１１に軸方向に移動するステアリングコラム１２の外周面に押圧部材２０Ａが摺接して、ステアリングシャフト１１に加わる衝撃力が吸収される。このため、衝撃吸収機構２０をステアリングコラム１２と一体的に構成することができ、ステアリング装置１０を小型化することができる。
【００３７】
（２）本実施形態では、押圧部材２０Ａがステアリングコラム１２を押圧する押圧力は、押圧力調整部２０Ｂにより調整されるため、ステアリングシャフト１１に加わる荷重に応じた適切な押圧力で、押圧部材２０Ａをステアリングコラム１２に摺接させることができ、運転条件に拘わらず衝撃吸収が可能となる。
【００３８】
（３）本実施形態では、モータ２１、ウォーム２２及びウォームホイール２３により、押圧部材２０Ａに対してボルト２４が進退可能とされている。このため、ボルト２４の押圧部材２０Ａに対する進出量を調整することで、押圧部材２０Ａのステアリングコラム１２（ステアリングシャフト１１）に対する押圧力を適切な値に設定することができる。従って、衝撃吸収機構２０により、運転条件に対応した適切な衝撃吸収が可能となる。
【００３９】
（４）本実施形態では、ボルト２４の第２ウェッジ部材２６に対する押圧力が変換されて、ステアリングコラムの外周面を押圧する第１ウェッジ部材２５に伝達される。このため、押圧部材２０Ａは、何れの方向から押圧されても、ステアリングコラム１２を外周面から押圧することができる。従って、衝撃吸収機構２０をコンパクトな構成とすることができる。
【００４０】
（５）本実施形態では、荷重センサ１９により車両用シートＳ上に加わる荷重が検出されると、ＥＣＵ１８は検出された荷重に基づきボルト２４の最適な進出量を設定し、ボルト２４をその進出量だけ進出させるようにモータ２１を駆動する。このため、ボルト２４の押圧部材２０Ａ（第２ウェッジ部材２６）に対する進出量、即ち押圧部材２０Ａがステアリングコラム１２を押圧する押圧力は、車両用シートＳ上に加わる荷重（運転条件）により設定されるため、ステアリングシャフト１１に加わる荷重に対応した適切な値とされる。
【００４１】
（６）本実施形態では、ＥＣＵ１８により車両用シートＳ上に加わる荷重に対して適切なボルト２４の進出量が設定されるため、衝撃吸収機構２０は運転条件に拘らず好適に衝撃吸収を行うことができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ボルト２４を駆動する駆動源はモータ２１に限定されず、例えばソレノイドを用いてもよい。その場合、ソレノイド通電時にはボルト２４が第２ウェッジ部材２６に向けて進出し、ソレノイドの非通電時にはボルト２４が第２ウェッジ部材２６から後退するようにすればよい。
【００４３】
・ＥＣＵ１８は、荷重センサ１９により検出された検出信号によらず、予め入力された荷重に基づいてモータ２１を制御してもよい。または、ボルト２４の進出量を予め段階的に設定しておき、予め操作選択可能な構成としてもよい。
【００４４】
・ボルト２４が押圧部材２０Ａを押圧する方向、即ち第２ウェッジ部材２６に対するボルト２４の進行方向は限定されず、ステアリング装置１０の軸方向に沿った方向としてもよいし、同軸方向に直交する方向としてもよい。
【００４５】
・ステアリングコラム１２を外周面から押圧する押圧部材は、必ずしも第１及び第２ウェッジ部材２５，２６に限定されない。コラムチューブ１２ａの外周面に配置されて、ステアリングコラム１２への押圧力が調整されるのであれば、どのような態様のものとしてもよい。
【００４６】
・ＥＣＵ１８がモータ２１を駆動制御する態様は上記実施形態に限定されず、例えば、ＥＣＵ１８が、運転者の体重が重いときのみボルト２４を第１ウェッジ部材２５に対して進出させるようにモータ２１を駆動してもよい。その場合、ＥＣＵ１８は、荷重センサ１９により検出された荷重と予め設定された荷重の閾値とを比較し、検出された荷重が閾値よりも大きいときのみモータ２１を駆動制御するようにすればよい。
【００４７】
・本発明を、車両用シートにかかる荷重の他に、運転者のシートベルト着用の有無や車速等を検出する各種センサからの信号に基づいて、予測衝撃力が演算される（車両の走行時には常に演算される）ようにして実施することも可能である。
【００４８】
上記の実施形態又は別例から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（イ）第１シャフトに摺動自在に嵌合する第２シャフトと、車体に対して移動不能に取着され、前記第１シャフト及び前記第２シャフトが挿通されるコラムハウジングと、前記コラムハウジングに挿通され、前記第２シャフトと共に軸方向に摺動するコラムチューブと、前記コラムチューブを外側から押圧する押圧部材と、前記押圧部材が前記コラムチューブを押圧する押圧力を調整する押圧力調整部とを備えることを特徴とするステアリング装置。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図２】同実施形態のステアリング装置を示す平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図。
【図６】同実施形態の電気的構成を説明するブロック図。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ステアリング装置、１１…ステアリングシャフト、１２…ステアリングコラム、１３…コラムチューブ、１４…コラムハウジング、１８…制御部としてのＥＣＵ、１８ａ…記憶部としてのメモリ、１８ｂ…マップ、１９…荷重センサ、２０…衝撃吸収機構、２０Ａ…押圧部材、２０Ｂ…押圧力調整部、２１…駆動源としてのモータ、２２…ウォーム、２３…ホイール、２４…ボルト、２５…第１ウェッジ部材、２６…第２ウェッジ部材、Ｈ…ステアリングホイール、Ｓ…車両用シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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