(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方からの入力時にステアリングシャフトと連結したステアリングホイールが車両後方に突出することを防止するステアリングホイール突出防止装置であって、
複数の部材を係合させて構成され、軸方向に所定値以上の力が作用するとこれら複数の部材が係合解除状態となる分離構造を有し、前記ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとを連結する中間シャフトと、
車両前方からの入力時に前記中間シャフトと接触するよう所定の間隔で該中間シャフトに接近した突出部を有するダッシュボードと、を備えることを特徴とするステアリングホイール突出防止装置。
【請求項２】
前記ダッシュボードの突出部は、車両前方からの入力時に前記中間シャフトの軸方向に前記所定値以上の力が作用し該中間シャフトが係合解除状態となった後、該中間シャフトと接触することを特徴とする請求項１記載のステアリングホイール突出防止装置。
【請求項３】
前記ダッシュボードの突出部は、車両前方からの入力時に前記中間シャフトの略軸直方向から該中間シャフトと接触することを特徴とする請求項１または２記載のステアリングホイール突出防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突時にステアリングホイールが車両後方に突出することを防止するステアリングホイール突出防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両衝突時にステアリングホイールが車両後方に突出し運転者に衝撃を与えることを抑制するため、またステアリングホイールに設けられたエアバッグが展開し運転者の頭部等と接触する際の衝撃を緩和させるため、ステアリングシャフトとステアリングギヤとを連結する中間シャフトに収縮構造を形成し、衝突のエネルギーを吸収していた。
しかし、当該収縮構造により衝突のエネルギーを十分に吸収するためには、収縮構造の収縮量を大きくするよう中間シャフトの長さを長くする必要があり、これによりステアリング装置のレイアウトに制約が生じていた。
【０００３】
例えば、中間シャフトにアクチュエータを配設する電動可変ギヤシステムを採用するには、アクチュエータを配設する分さらに中間シャフトの長さが長くなるため、ステアリング装置の前方を遮ってしまうような配置でエンジンを搭載する車両には、収縮構造とアクチュエータとの両方を採用することが困難である等の問題があった。
そこで、中間シャフトを複数の部材を係合させて構成し、車両衝突時に当該中間シャフトに軸方向の力が作用すると、当該複数の部材の係合が解除されるとともに、当該複数の部材が分離し、衝突のエネルギーを遮断する構成が開発されている（特許文献１参照）。このような構成であれば特に中間シャフトの長さを長くする必要はなく省スペース化を図ることができ、ステアリング装置のレイアウトは容易となる。
【特許文献１】特許第２９４６５４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、中間シャフトに軸方向の力が作用し係合解除状態となったとしても、当該軸方向だけの力だけでは必ずしも分離されないという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、省スペース化を図りつつ、車両衝突時に中間シャフトを容易に分離させ、ステアリングホイールの運転席側への突出を確実に防止することができるステアリングホイール突出防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、請求項１のステアリングホイール突出防止装置では、車両前方からの入力時にステアリングシャフトと連結したステアリングホイールが車両後方に突出することを防止するステアリングホイール突出防止装置であって、複数の部材を係合させて構成され、軸方向に所定値以上の力が作用するとこれら複数の部材が係合解除状態となる分離構造を有し、前記ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとを連結する中間シャフトと、車両前方からの入力時に前記中間シャフトと接触するよう所定の間隔で該中間シャフトに接近した突出部を有するダッシュボードと、を備えることを特徴としている。
【０００６】
つまり、車両衝突時等における車両前方からの入力によりステアリングの中間シャフトの軸方向に所定値以上の力が作用すると、中間シャフトの分離構造が係合解除状態となるが、この際、車両前方からの入力によりダッシュボードの突出部が中間シャフトと接触する。
請求項２のステアリングホイール突出防止装置では、請求項１において、前記ダッシュボードの突出部は、車両前方からの入力時に前記中間シャフトの軸方向に前記所定値以上の力が作用し該中間シャフトが係合解除状態となった後、該中間シャフトと接触することを特徴としている。
【０００７】
つまり、前記突出部は、車両前方からの入力時に中間シャフトの分離構造が係合解除状態となった後に、当該分離可能状態の中間シャフトと接触する。
請求項３のステアリングホイール突出防止装置では、請求項１または２において、前記ダッシュボードの突出部は、車両前方からの入力時に前記中間シャフトの略軸直方向から該中間シャフトと接触することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
上記手段を用いる本発明の請求項１のステアリングホイール突出防止装置によれば、車両衝突時に、中間シャフトにダッシュボードの突出部を接触させることで、中間シャフトを容易に分離可能である。
このように車両衝突時にステアリングの中間シャフトを容易に分離可能であることで、従来の収縮構造のように中間シャフトの長さを長くすることなく、車両衝突時の衝撃を遮断することができる。
【０００９】
これにより、ステアリングホイールが車両後方、即ち運転席側へ突出することを防止することができ、また中間シャフトの支持がなくなるためエアバッグの展開後に運転者の頭部等がエアバッグに接触する際のへ衝撃を緩和することができる。
したがって、請求項１のステアリングホイール突出防止装置は、省スペース化を図りつつ、車両衝突時に中間シャフトを容易に分離させ、ステアリングホイールの運転席側への突出を確実に防止することができる。
【００１０】
請求項２のステアリングホイール突出防止装置によれば、中間シャフトが係合解除状態となった後に、当該中間シャフトと接触することで確実に当該中間シャフトを分離させることができる。
請求項３のステアリングホイール突出防止装置によれば、中間シャフトの略軸直方向から中間シャフトと接触することで、より確実に中間シャフトを分離させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
まず、第１実施例について説明する。
図１を参照すると、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の構成図が示されており、図２を参照すると、中間シャフト４０の連結部５０の断面図が示されている。
【００１２】
図１に示すように、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール突出防止装置は、大きくステアリングホイール１０、ステアリングシャフト２０、ステアリングコラム２２、中間シャフト４０、ステアリングギヤボックス７０、ダッシュボード８０等により構成されている。
ステアリングホイール１０は、車室内前方の幅方向に延びて形成されているインストルメントパネル１２からコラムカバー１４を介して配設されている。当該ステアリングホイール１０は、中央部１０ａの内部に、折り畳まれたエアバッグ１６と当該エアバッグ１６を膨張させるインフレータ１８とを収納している。
【００１３】
そして、ステアリングホイール１０はステアリングシャフト２０の上端と連結されている。
ステアリングシャフト２０は、コラムカバー１４内からインストルメントパネル１２内にかけて延びている。また、当該ステアリングシャフト２０は、筒状のステアリングコラム２２内に回転自在に支持されている。
【００１４】
当該ステアリングコラム２２には、中央部にステアリングホイール１０の角度を変更するチルト装置２４が設けられている。
また、ステアリングコラム２２はステアリングブラケット２６とボルト２８、３０により締結されており、当該ステアリングブラケット２６はインストルメントパネル１２内において車体の幅方向に架設されているデッキクロスメンバ３２と一体をなしている。つまり、ステアリングコラム２２はステアリングブラケット２６を介して車体のデッキクロスメンバ３２に固定されている。
【００１５】
一方、ステアリングシャフト２０の下端は中間シャフト４０の上端とユニバーサルジョイント４２を介して連結されている。
当該中間シャフト４０は、上部シャフト４６と下部シャフト４８とから構成されており、当該上部シャフト４６と下部シャフト４８とが連結部５０において連結されている。当該連結部５０の詳しい構成については後述する。
【００１６】
そして、中間シャフト４０の下端はステアリングギヤボックス７０とユニバーサルジョイント４４を介して連結されている。
ステアリングギヤボックス７０は車体のクロスメンバ７２に支持されている。
また、当該クロスメンバ７２の車両前方側には横置きのエンジン７４が設けられている。
【００１７】
当該エンジン７４、クロスメンバ７２、及びステアリングギヤボックス７０は、車幅方向に延びた板状のダッシュボード８０より車両前方側、即ちエンジンルーム側に配設されている。なお、当該ダッシュボード８０とエンジン７４との間隔は、クロスメンバ７２とエンジン７４との間隔よりも大きい。
ダッシュボード８０には、上記中間シャフト４０の下部シャフト４８と所定の間隔で接近した突出部８２が形成されている。
【００１８】
ここで、上記中間シャフト４０の結合部５０の構成について説明する。
図２に示すように、当該連結部５０は、上部シャフト４６の下端部分に一体に形成され下方に開放した筒状の上部ケース部５２、下部シャフト４８の上端部分に外嵌されている筒状の下部ケース部５４、及び当該上部ケース部５２と下部ケース部５４のそれぞれに内嵌されている円柱状の中子部材５６とから構成されている。なお、下部シャフト４８の軸径は中子部材５６の軸径以下であり、当該中子部材５６は軸方向の長さが上部ケース部５２の内周の軸方向の長さ以下となっている。
【００１９】
これら上部ケース部５２及び下部ケース部５４の内周と、下部シャフト４８の上端部分及び中子部材５６の外周には、それぞれ軸方向にセレーションが形成されており、上部ケース部５２及び下部ケース部５４と、下部シャフト４８及び中子部材５６とはセレーション嵌合されている。
これにより、結合部５０は、上部シャフト４６の軸回り方向の回転を、上部ケース部５２から中子部材５６、当該中子部材５６から下部ケース部５４、当該下部ケース部５４から下部シャフト４８へと伝達する機能を有している。
【００２０】
また、上部ケース部５２の内周及び中子部材５６の外周の、それぞれ対応する一部分には周方向に溝部５２ａ、５６ａが形成されており、当該溝部５２ａ、５６ａにはＯリング５８が設けられている。これと同様に、下部ケース部５４及び中子部材５６には溝部５４ａ、５６ｂが形成されＯリング６０が設けられており、下部シャフト４８と下部ケース部５４には溝部４８ａ、５４ｂが形成されＯリング６２が設けられている。当該Ｏリング５８、６０、６２は中子部材５６及び下部シャフト４８が通常状態では上下に摺動しないよう保持し、中間シャフト４０の軸方向に所定の力が作用した場合は当該保持を解除する機能を有している。
【００２１】
以下、このように構成された本発明の第１実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の作用について説明する。
図３を参照すると、本発明の第１実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の車両衝突時における状態を時系列的に示した図が示されており、図４を参照すると、中間シャフト４０の軸方向に力が作用した際の連結部５０の状態を時系列的に示した図が示されている。以下、これらの図に基づき説明する。
【００２２】
車両が前面衝突すると、図３（ａ）に示すように、車体前部からつぶれていき、まずエンジン７４が車両後方へ移動する。そして、当該エンジン７４は、車両後方にあるクロスメンバ７２と接触し、クロスメンバ７２も車両後方へと移動していく。同時に、当該クロスメンバ７２に支持されたステアリングギヤボックス７０も車両後方へと移動することとなり、当該ステアリングギヤボックス７０と連結された中間シャフト４０は軸方向に力を受ける。
【００２３】
このようにして中間シャフト４０に軸方向の力が作用したとき、連結部５０は、まず、図４（ａ）に示すように、下部シャフト４８から上方に向けた力が入力されることとなる。そして、図４（ｂ）に示すように、当該下部シャフト４８の溝部４８ａに設けられたＯリング６２による保持が解除され、下部シャフト４８は上方へと摺動し、上端が中子部材５６の下端と接触する。
【００２４】
次には、図４（ｃ）に示すように、中子部材５６が下部シャフト４８により上方に押され、中子部材５６の溝部５６ａ、５６ｂに設けられたＯリング５８、６０による保持が解除される。そして中子部材５６も上方へと摺動し、上部ケース５２内へと収納される。
こうして、上部シャフト４６と下部シャフト４８とは分離可能状態となる。
なお、このときにはステアリングホイール１０に設けられたエアバッグ１６は展開されている。
【００２５】
そして、ステアリングホイール突出防止装置は、図３（ｂ）に示すように、エンジン７４がさらに後方へと移動しダッシュボード８０と接触する。当該ダッシュボード８０はエンジン７４に押され車両後方側へと変形していく。これにより、中間シャフト４０と接近していたダッシュボード８０の突出部８２は中間シャフト４０の下部シャフト４８と当該中間シャフト４０の略軸直方向から接触する。このとき、中間シャフト４０の連結部５０は上記の通り分離可能状態にあり、この状態で下部シャフト４８が略軸直方向からの力を受けると、図４（ｄ）に示すように、上部シャフト４６と下部シャフト４８とは容易に分離する。
【００２６】
このように、上部シャフト４６と下部シャフト４８とが分離することで、車両に作用する衝撃は下部シャフト４８で遮断される。
これにより、ステアリングホイール１０が運転席側へ突出することを防止することができる。また、中間シャフト４０の支持がなくなるため、運転者の頭部等がエアバッグ１６と接触する際の衝撃を緩和させることができる。
【００２７】
以上のように、ダッシュボード８０に、中間シャフト４０と接近した突出部８２を設けることで、車両衝突時に連結部５０が分離可能状態となった中間シャフト４０に当該突出部８２を略軸直方向から接触させ、上部シャフト４６と下部シャフト４８とを容易に分離させることができる。
このように、車両衝突時に中間シャフト４０を容易に分離させることができることで、従来の収縮構造のように中間シャフト４０の長さを長くすることなく、車両衝突時の衝撃を遮断することができる。
【００２８】
したがって、本発明に係るステアリングホイール突出防止装置では、省スペース化を図りつつ、車両衝突時に中間シャフト４０を容易に分離させ、ステアリングホイール１０の運転席側への突出を確実に防止することができる。
次に、実施例２について説明する。
図５を参照すると、本発明の第２実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の構成図が示されている。なお、当該第２実施例において、上記第１実施例と同様の構成についての説明は省略する。
【００２９】
図５に示すように、本発明の第２実施例に係るステアリングホイール突出防止装置では、中間シャフト９０にアクチュエータ１００が設けられている。
詳しくは、中間シャフト９０は、当該アクチュエータ１００と、上部シャフト９２、中部シャフト９４、下部シャフト９６とから構成されている。
上部シャフト９２と中部シャフト９４とは連結部９８において連結されている。当該連結部９８の構成は上記第１実施例の連結部５０と同様の構成をなしている。
【００３０】
また、中部シャフト９４と下部シャフト９６とはアクチュエータ１００を介して連結されている。当該アクチュエータ１００は、公知の電動可変ギヤシステムのアクチュエータである。当該アクチュエータ１００は、車両に搭載された図示しないＥＣＵによって制御され、中部シャフト９４から入力される軸回転を車両の運転状態等に応じたトルクで下部シャフト９６へと伝達する機能を有している。
【００３１】
さらに、当該第２実施例のダッシュボード１１０では、アクチュエータ１００の下部と所定の間隔で接近した突出部１１２が形成されている。
以下、このように構成された本発明の第２実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の作用について説明する。
図６を参照すると、本発明の第２実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の車両衝突時における状態を時系列的に示した図が示されている。
【００３２】
上記第１実施例と同様に、まず図６（ａ）に示すように、車両が前面衝突するとエンジン７４とクロスメンバ７２が接触し、当該クロスメンバ７２が車両後方へと移動することで、中間シャフト９０に軸方向の力が作用する。これにより中間シャフト９０の連結部９８は分離可能状態となる。
続いて図６(ｂ)に示すように、エンジン７４がダッシュボード１１０と接触し、当該ダッシュボード１１０が車両後方へ変形することで突出部１１２がアクチュエータ１００の下部に中間シャフト９０の略軸直方向から接触する。
【００３３】
これにより中間シャフト９０は、図６（ｃ）に示すように、連結部９８において、上部シャフト９２と中部シャフト９４とに分離される。
以上のように、第２実施例では、中間シャフト９０にアクチュエータ１００を設けた場合であっても、車両衝突時、ダッシュボード１１０の突出部１１２がアクチュエータ１００と接触することで容易に中間シャフト９０を分離させることができ、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
したがって、本発明に係るステアリングホイール突出防止装置によれば、中間シャフトの長さが長くなる電動可変ギヤシステムを、横置きエンジンのようなスペースの狭い車両に採用することが可能となる。
以上で本発明に係るステアリングホイール突出防止装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
【００３５】
例えば、上記実施形態では、ダッシュボード８０、１１０に突出部８２、１１２を形成していたが、例えばダッシュボードに突出部材を設け突出部を形成するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、エンジン７４は横置きであったが、縦置きであっても構わない。
【００３６】
また、上記実施形態では、ステアリングシャフト２０の下端と中間シャフト４０の上端とは、ユニバーサルジョイントによって連結されるとしたが、等速ジョイントでもよい。
また、上記実施形態では、中子部材は円柱状であったが、角柱状や、他の形状であっても構わない。
また、上記実施形態では、エンジン７４がダッシュボード８０、１１０と接触することで当該ダッシュボード８０、１１０が変形し、突出部８２、１１２が中間シャフト４０、９０に接触しているが、ダッシュボード８０、１１０が変形する要因はこれに限られるものではなく、その他の部材が接触したり、車体が歪むことでダッシュボード８０、１１０が変形しても構わない。
【００３７】
また、上記実施形態では中子部材５６や下部シャフト４８をＯリング５８、６０、６２により保持していたが、保持の手段はこれに限られるものではなく、例えばピン部材（樹脂ピン等）を上部ケース部、下部ケース部、中子部材及び下部シャフトに挿入して保持しても構わないし、ケースに穴を設けて外から溝部に樹脂を充填するようにしても良い。この時、溝部は円周上に部分的に設けても良い。また、ケースと中子をかしめるようにしても良い。
【００３８】
また、上記実施形態における連結部５０は上下逆に配置しても良い。
また、上記実施形態におけるダッシュボードの突出部は、上部シャフト近辺に設けても良い。
また、上記実施形態における連結部９８はアクチュエータ下部に設けても良い。
また、上記実施形態における連結部５０または９８において、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、上部ケース５２と中子部材５６の間にバネ１２０、１２２を配置することで、万が一通常使用においてＯリング５８、６０、６２の保持が外れた場合でもバネ反力によって中子部材５６が上部ケース５２に収納されないようにし、連結部が分離することを防止するようにしても良い。
【００３９】
また、上記実施形態における連結部５０または９８において、図８に示すように、中子部材５６と下部シャフト４８の対向面に円錐状の突起を設け、より分離し易いようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の構成図である。
【図２】中間シャフトの連結部の断面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の車両衝突時における状態を時系列的に示した図である。
【図４】中間シャフトの軸方向に力が作用した際の連結部の状態を時系列的に示した図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の構成図である。
【図６】本発明の第２実施例に係るステアリングホイール突出防止装置の車両衝突時における状態を時系列的に示した図である。
【図７】中間シャフトの連結部において上部ケースと中子部材の間にバネを配置した構成の断面図である。
【図８】中間シャフトの連結部において中子部材と下部シャフトの対向面に円錐状の突起を設けた構成の断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ステアリングホイール
１２  インストルメントパネル
１６  エアバッグ
２０  ステアリングシャフト
２２  ステアリングコラム
４０、９０  中間シャフト
４２、４４  ユニバーサルジョイント
４６、９２  上部シャフト
４８、９６  下部シャフト
５０、９８  連結部
５２  上部ケース部
５４  下部ケース部
５６  中子部材
５８、６０、６２  Ｏリング
７０  ステアリングギヤボックス
７２  クロスメンバ
７４  エンジン
８０、１１０  ダッシュボード
８２、１１２  突出部
９４  中部シャフト
【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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【図７】
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【図８】
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