(57)【要約】【課題】コラム側ブラケットの車体側ブラケットに対する移動離脱荷重を運転者がステアリングコラムに衝突する二次衝突時の衝突エネルギー吸収に有効に利用する。【解決手段】コラム側ブラケット３１は車体側ブラケット３２に対して連結機構Ｂを介して車両前方に向けて移動離脱可能に連結支持されている。連結機構Ｂは、コラム側ブラケット３１が車体側ブラケット３２に対して車両前方に相対移動するとき動作可能でその動作時に発生する移動離脱荷重が異なる複数の連結系を備えるとともに、車両の衝突を検知する衝突検知手段と、運転者の運転状態を検知する運転状態検知手段と、車両の衝突に際して運転者の運転状態に応じて前記各連結系の動作・不動作を切り替える切替装置５０を備えている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングコラム側に組付けられるコラム側部材が、車体の一部に組付けられる車体側部材に対して、連結機構を介して車両前方に向けて移動離脱可能に連結支持されているステアリングコラムの支持構造において、前記連結機構は、前記コラム側部材が前記車体側部材に対して車両前方に相対移動するとき動作可能でその動作時に発生する移動離脱荷重が異なる複数の連結系を備えるとともに、車両の衝突を検知する衝突検知手段と、運転者の運転状態を検知する運転状態検知手段と、車両の衝突に際して運転者の運転状態に応じて前記各連結系の動作・不動作を切り替える切替装置を備えていることを特徴とするステアリングコラムの支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載のステアリングコラムの支持構造において、前記複数の連結系として、動作時に発生する移動離脱荷重が小である第１の連結系と、動作時に発生する移動離脱荷重が大である第２の連結系を採用するとともに、前記運転状態検知手段として、運転者のシートベルト着用有無を検知するベルト着用有無検知センサを採用して、車両の衝突に際して運転者がシートベルトを着用しているときには、前記切替装置により前記第１の連結系が動作可能で前記第２の連結系が動作不能とされ、車両の衝突に際して運転者がシートベルトを着用していないときには、前記切替装置により前記第２の連結系が動作可能で前記第１の連結系が動作不能とされるように設定したことを特徴とするステアリングコラムの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両においてステアリングコラムが車両前方に向けて移動離脱可能に支持されるように構成したステアリングコラムの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングコラムの支持構造の一つとして、ステアリングコラム側に組付けられるコラム側部材が、車体の一部に組付けられる車体側部材に対して、連結機構を介して車両前方に向けて移動離脱可能に連結支持されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−８１５８６号公報
【０００３】
上記した特許文献１に記載されているステアリングコラムの支持構造では、連結機構が、前記コラム側部材と前記車体側部材を連結可能なシェアピンと、このシェアピンを車両の衝突時に引き抜いて破断（剪断）動作可能な駆動装置を備えている。
【０００４】
ところで、上記した特許文献１に記載されているステアリングコラムの支持構造では、衝突時における運転者の運転状態（シートベルトの着用有無や、シートポジション等）に拘らず、車両の衝突時には、常に、シェアピンが駆動装置により引き抜かれて破断するため、前記コラム側部材の前記車体側部材に対する移動離脱荷重は、小さなものとされる。したがって、上記した特許文献１に記載されているステアリングコラムの支持構造では、上述した移動離脱荷重を変更することはできない。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、ステアリングコラム側に組付けられるコラム側部材が、車体の一部に組付けられる車体側部材に対して、連結機構を介して車両前方に向けて移動離脱可能に連結支持されているステアリングコラムの支持構造において、前記連結機構は、前記コラム側部材が前記車体側部材に対して車両前方に相対移動するとき動作可能でその動作時に発生する移動離脱荷重が異なる複数の連結系を備えるとともに、車両の衝突を検知する衝突検知手段と、運転者の運転状態を検知する運転状態検知手段と、車両の衝突に際して運転者の運転状態に応じて前記各連結系の動作・不動作を切り替える切替装置を備えていることに特徴がある。
【０００６】
このステアリングコラムの支持構造では、連結機構が備える切替装置により、車両の衝突に際して運転者の運転状態（例えば、シートベルトの着用有無や、シートポジション等）に応じて、移動離脱荷重が異なる複数の連結系における各連結系の動作・不動作を切り替えることが可能である。このため、車両の衝突時に際して、動作時に発生する移動離脱荷重が小さい連結系が動作するように切り替えて、コラム側部材が車体側部材に対して車両前方に相対移動するときの移動離脱荷重を小さくすることが可能であるとともに、動作時に発生する移動離脱荷重が大きい連結系が動作するように切り替えて、コラム側部材が車体側部材に対して車両前方に相対移動するときの移動離脱荷重を大きくすることが可能である。したがって、本発明では、前記移動離脱荷重を二次衝突時の衝突エネルギー吸収に有効に利用することが可能である。
【０００７】
また、このステアリングコラムの支持構造では、切替装置により各連結系の動作・不動作を切り替えることによって、コラム側部材の車体側部材に対する移動離脱荷重を変更するものであり、各連結系によって得られる移動離脱荷重は予め設定されているものである。このため、各連結系の動作によって得られる移動離脱荷重は安定していて、車両の衝突時には所期の移動離脱荷重が得られる。
【０００８】
本発明の実施に際しては、前記複数の連結系として、動作時に発生する移動離脱荷重が小である第１の連結系と、動作時に発生する移動離脱荷重が大である第２の連結系を採用するとともに、前記運転状態検知手段として、運転者のシートベルト着用有無を検知するベルト着用有無検知センサを採用して、車両の衝突に際して運転者がシートベルトを着用しているときには、前記切替装置により前記第１の連結系が動作可能で前記第２の連結系が動作不能とされ、車両の衝突に際して運転者がシートベルトを着用していないときには、前記切替装置により前記第２の連結系が動作可能で前記第１の連結系が動作不能とされるように設定することも可能である。
【０００９】
この場合には、車両の衝突に際して運転者がシートベルトを着用しているとき、第１の連結系が動作して小さな移動離脱荷重が発生する。また、車両の衝突に際して運転者がシートベルトを着用していないとき、第２の連結系が動作して大きな移動離脱荷重が発生する。したがって、この場合には、シートベルトと第１の連結系の動作によって得られる小さな移動離脱荷重により、または、第２の連結系の動作によって得られる大きな移動離脱荷重により、運転者の二次衝突時の衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明によるステアリングコラムの支持構造を示していて、この支持構造においては、ステアリングシャフト１０を回転自在に支持するステアリングコラム２０をチルトアンドテレスコピック可能に支持するコラム側ブラケット３１が、車体の一部に組付けられる車体側ブラケット３２に対して連結機構Ｂを介して車両前方に向けて移動離脱可能に連結支持されている。
【００１１】
ステアリングシャフト１０は、軸方向にて伸縮可能かつトルク伝達可能なアッパシャフト１１とロアシャフト１２を備える構成とされ、ステアリングコラム２０は軸方向にて伸縮可能なアウターチューブ２１とインナーチューブ２２を備える構成とされていて、アッパシャフト１１の上端にはエアバッグ装置Ａを装備したステアリングホイール１３が一体的に組付けられている。
【００１２】
エアバッグ装置Ａは、ステアリングホイール１３に折り畳んで収納されたエアバッグ本体（図示省略）と、このエアバッグ本体にガスを供給可能でその作動タイミング（ガス供給タイミング）を電気制御装置ＥＣＵによって制御されるインフレータ（図示省略）を備えていて、車両の衝突時に、運転者Ｈとステアリングホイール１３間にて膨張展開したエアバッグ本体が運転者Ｈを受け止めることにより、運転者Ｈの二次衝突時の衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【００１３】
連結機構Ｂは、図２〜図５に示したように、コラム側ブラケット３１上に組付けられてコラム側ブラケット３１に対して連結・解除可能な連結プレート４１と、コラム側ブラケット３１および連結プレート４１に組付けたカプセル４２および４本の樹脂ピン４３，４４，４５，４６と、車体側ブラケット３２に溶接により固着されてナット４７とによりカプセル４２を固定するボルト４８を備えるとともに、連結プレート４１とコラム側ブラケット３１を一体的に移動可能に結合させることが可能であるとともに相対移動可能に分離させることが可能な切替装置５０を備えている。
【００１４】
コラム側ブラケット３１は、水平方向に延びる左右一対のアーム部３１ａを有する部材であり、各アーム部３１ａには、図４に示したように、車両後方に向けて開口する矩形の取付孔３１ｂが形成されるとともに、上下方向に貫通する円形の取付孔３１ｃ，３１ｄが形成されている。矩形の取付孔３１ｂは、カプセル４２を取付けるためのものであり、円形の取付孔３１ｃ，３１ｄは、樹脂ピン４３，４４を取付けるためのものである。
【００１５】
連結プレート４１は、水平方向に延びる左右一対のアーム部４１ａを有する部材であり、各アーム部４１ａには、図４に示したように、車両後方に向けて開口する矩形の取付孔４１ｂが形成されるとともに、上下方向に貫通する円形の取付孔４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆが形成されている。矩形の取付孔４１ｂは、カプセル４２を取付けるためのものであり、円形の取付孔４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆは、樹脂ピン４３，４４，４５，４６を取付けるためのものである。
【００１６】
カプセル４２は、コラム側ブラケット３１の矩形の取付孔３１ｂと連結プレート４１の矩形の取付孔４１ｂに車両後方から嵌合されて組付けられており、上下方向に貫通し前後方向に長い長円形のボルト挿通孔４２ａを有するとともに、上下方向に貫通する円形の取付孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅを有している。ボルト挿通孔４２ａは、ボルト４８を挿通するためのものであり、円形の取付孔４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅは、樹脂ピン４３，４４，４５，４６を取付けるためのものである。
【００１７】
樹脂ピン４３，４４は、コラム側ブラケット３１に連結プレート４１が重合され、これらにカプセル４２が組付けられた状態にて、コラム側ブラケット３１の円形の取付孔３１ｃ，３１ｄと連結プレート４１の円形の取付孔４１ｃ，４１ｄとカプセル４２の円形の取付孔４２ｂ，４２ｃに充填されて固化されており（図５の（ａ）参照）、コラム側ブラケット３１と連結プレート４１の境界部と連結プレート４１とカプセル４２の境界部がそれぞれ剪断可能な部位である（図５の（ｂ）と（ｃ）参照）。
【００１８】
一方、樹脂ピン４５，４６は、コラム側ブラケット３１に連結プレート４１が重合され、これらにカプセル４２が組付けられた状態にて、連結プレート４１の円形の取付孔４１ｅ，４１ｆとカプセル４２の円形の取付孔４２ｄ，４２ｅに充填されて固化されており（図５の（ａ）参照）、連結プレート４１とカプセル４２の境界部がそれぞれ剪断可能な部位である（図５の（ｂ）参照）。
【００１９】
切替装置５０は、コラム側ブラケット３１と連結プレート４１を連結・解除可能な連結ピン５１と、この連結ピン５１の上端に連結されてシリンダ５２に上動可能に組付けられたピストン５３と、シリンダ５２に組付けたガス発生器５４を備えている。連結ピン５１は、下端部にてコラム側ブラケット３１に設けた係合孔３１ｅと連結プレート４１に設けた係合孔４１ｇに抜き差し可能に嵌合されている。
【００２０】
シリンダ５２は、連結プレート４１上に一体的に組付けられている。ピストン５３は、シリンダ５２内に圧力室Ｒ１を形成するとともに常時大気に連通する大気室Ｒ２を形成している。ガス発生器５４は、作動によって発生したガスを圧力室Ｒ１に供給して圧力室Ｒ１内のガス圧を瞬時に高めるものであり、その作動タイミングは電気制御装置ＥＣＵ（図１参照）によって制御されるように構成されている。
【００２１】
電気制御装置ＥＣＵは、図１にて示したように、車両の衝突を例えば車体の変形によって検知する衝突検知センサＳ１と、運転者Ｈのシートベルト着用有無を例えばシートベルト装置６０のシートベルト６１に組付けたタングプレート６２がバックル６３に装着されているか否かによって検知するベルト着用有無検知センサＳ２に電気的に接続されるとともに、エアバッグ装置Ａのインフレータおよび切替装置５０のガス発生器５４に電気的に接続されている。
【００２２】
また、電気制御装置ＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース、タイマ等を有するマイクロコンピュータを備えていて、衝突検知センサＳ１とベルト着用有無検知センサＳ２からの検出信号に応答して、電気制御装置ＥＣＵのＣＰＵが図６のフローチャートに対応した制御プログラムを微少時間毎に実行して、エアバッグ装置Ａのインフレータおよび切替装置５０のガス発生器５４の各作動を制御する。
【００２３】
上記のように構成したこの実施形態においては、通常時、衝突検知センサＳ１が車両の衝突を検出しないため、図６に示したフローチャートのステップ１０１が実行されるとき、「Ｎｏ」と判定されて制御プログラムの実行が終了する。このため、このときには、エアバッグ装置Ａのインフレータおよび切替装置５０のガス発生器５４が作動しない。したがって、このときには、コラム側ブラケット３１と連結プレート４１が、カプセル４２、樹脂ピン４３〜４６（左右で合計８本）、ボルト４８およびナット４７等によって、車体側ブラケット３２に強固に保持される。このため、このときには、ステアリングコラム２０の振動・ガタを的確に防止することが可能である。
【００２４】
また、運転者Ｈがシートベルト６１を着用している状態での車両の衝突時、衝突検知センサＳ１が車両の衝突を検出するとともに、ベルト着用有無検知センサＳ２がベルト着用有を検出するため、図６に示したフローチャートのステップ１０１が実行されるとき、「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ１０２が実行され、また、ステップ１０２に連続してステップ１０３が実行されるとき、「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ１０４が実行されて制御プログラムの実行が終了する。このため、このときには、ステップ１０２の実行によりエアバッグ装置Ａのインフレータが作動し、ステップ１０４の実行により切替装置５０のガス発生器５４が作動する。
【００２５】
したがって、このときには、エアバッグ装置Ａにおけるインフレータの作動により、運転者Ｈとステアリングホイール１３間にてエアバッグ装置Ａのエアバッグ本体が膨張展開して運転者Ｈを受け止めることにより、運転者Ｈの二次衝突時の衝突エネルギーが吸収される。また、このときには、切替装置５０におけるガス発生器５４の作動により、切替装置５０のピストン５３が上動して、連結ピン５１がコラム側ブラケット３１の係合孔３１ｅから抜ける。
【００２６】
このため、連結ピン５１によるコラム側ブラケット３１と連結プレート４１の連結が解除されて、樹脂ピン４３，４４（左右で合計４本）を剪断させるに足る所定の低荷重にて、コラム側ブラケット３１を車体側ブラケット３２およびこれと一体的に保持される連結プレート４１，カプセル４２等に対して車両前方に向けて移動離脱させることが可能となり、コラム側ブラケット３１が車体側ブラケット３２に対して車両前方に相対移動するときの移動離脱荷重を小さくすることが可能である（図５の（ｃ）参照）。したがって、このときには、シートベルト装置６０の作動、エアバッグ装置Ａの作動および樹脂ピン４３，４４の剪断動作によって発生する移動離脱荷重（所定の低荷重）により、運転者Ｈの二次衝突時の衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能である。
【００２７】
また、運転者Ｈがシートベルト６１を着用していない状態での車両の衝突時、衝突検知センサＳ１が車両の衝突を検出するものの、ベルト着用有無検知センサＳ２がベルト着用有を検出しないため、図６に示したフローチャートのステップ１０１が実行されるとき、「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ１０２が実行されるものの、ステップ１０２に連続してステップ１０３が実行されるとき、「Ｎｏ」と判定されて制御プログラムの実行が終了する。このため、このときには、ステップ１０２の実行によりエアバッグ装置Ａのインフレータが作動するものの、ステップ１０４の実行が禁止されて、切替装置５０におけるガス発生器５４の作動が禁止される。
【００２８】
したがって、このときには、エアバッグ装置Ａにおけるインフレータの作動により、運転者Ｈとステアリングホイール１３間にてエアバッグ装置Ａのエアバッグ本体が膨張展開して運転者Ｈを受け止めることにより、運転者Ｈの二次衝突時の衝突エネルギーが吸収されるものの、切替装置５０におけるガス発生器５４が禁止されるため、連結ピン５１によるコラム側ブラケット３１と連結プレート４１の連結が維持される。
【００２９】
このため、このときには、樹脂ピン４３，４４，４５，４６（左右で合計８本）を剪断させるに足る所定の高荷重にて、コラム側ブラケット３１と連結プレート４１を車体側ブラケット３２およびこれと一体的に保持されるカプセル４２等に対して車両前方に向けて移動離脱させることが可能となり、コラム側ブラケット３１が車体側ブラケット３２に対して車両前方に相対移動するときの移動離脱荷重をシートベルト着用時に比して大きくすることが可能である（図５の（ｂ）参照）。したがって、このときには、エアバッグ装置Ａの作動および樹脂ピン４３，４４，４５，４６の剪断動作によって発生する移動離脱荷重（所定の高荷重）により、運転者Ｈの二次衝突時の衝突エネルギーを効果的に吸収することが可能である。
【００３０】
また、上記実施形態においては、切替装置５０におけるガス発生器５４の車両衝突時における作動タイミング（図６のステップ１０４の実行）がエアバッグ装置Ａにおけるインフレータの作動タイミング（図６のステップ１０２の実行）すなわちエアバッグ本体の膨張展開開始と略同時に設定されているため、エアバッグ本体の膨張展開によりステアリングコラム２０が車両前方に移動することを抑制して、ステアリングコラム２０の車両前方への移動量が減少することを抑制することが可能である。したがって、この実施形態は、ステアリングコラム２０の車両前方への移動によって運転者Ｈの二次衝突時の衝突エネルギーを吸収する衝撃エネルギー吸収機構を備えた車両に好適に実施することが可能である。
【００３１】
上記した実施形態においては、切替装置５０におけるガス発生器５４の車両衝突時における作動タイミングをエアバッグ装置Ａにおけるインフレータの作動タイミングと略同時に設定して実施したが、ガス発生器５４の作動タイミングをインフレータの作動タイミングより僅かに遅らせて、エアバッグ装置Ａのエアバッグ本体が膨張展開を完了したときに設定して実施することも可能である。
【００３２】
また、上記した実施形態においては、運転者Ｈの運転状態を検知する運転状態検知手段として、運転者Ｈのシートベルト着用有無を検知するベルト着用有無検知センサＳ２を採用して実施したが、運転状態検知手段として、例えば、図１に仮想線にて示したシートポジションセンサＳ３を採用すること、または同シートポジションセンサＳ３を追加採用して実施することも可能である。
【００３３】
シートポジションセンサＳ３では、運転者Ｈの着座位置（シートポジション）から運転者Ｈの体格の大小を予測することが可能であり、このシートポジションセンサＳ３からの信号に基づいて、上記した実施形態と同様に移動離脱荷重を変更すること、或いはシートベルトの着用有無に拘らずシートポジションから予測される運転者Ｈの体格が小さい場合に、前記移動離脱荷重を小さくすることが可能である。
【００３４】
また、上記した実施形態においては、図５に示したように、コラム側ブラケット３１と連結プレート４１の境界部にて剪断可能な樹脂ピン４３，４４によって、動作時に発生する移動離脱荷重が小である第１の連結系を構成し、連結プレート４１とカプセル４２の境界部にて剪断可能な樹脂ピン４３，４４と、連結プレート４１とカプセル４２の境界部にて剪断可能な樹脂ピン４５，４６によって、動作時に発生する移動離脱荷重が大である第２の連結系を構成して本発明を実施したが、図７に示したように、コラム側ブラケット１３１とカプセル１４２の境界部にて剪断可能な樹脂ピン１４３，１４４によって、動作時に発生する移動離脱荷重が小である第１の連結系を構成し、上記した樹脂ピン１４３，１４４と、連結プレート１４１とカプセル１４２の境界部にて剪断可能な樹脂ピン１４５，１４６によって、動作時に発生する移動離脱荷重が大である第２の連結系を構成して本発明を実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるステアリングコラムの支持構造の一実施形態を示した側面図である。
【図２】図１に示したステアリングコラムの支持構造の要部を拡大して示した縦断背面図である。
【図３】図２に示したコラム側ブラケット、連結プレート、カプセル、樹脂ピン等の関係を示す斜視図である。
【図４】図３に示したコラム側ブラケット、連結プレート、カプセルの分解斜視図である。
【図５】図２と図３に示した樹脂ピンとコラム側ブラケット、連結プレート、カプセル等の動作関係を示す説明図である。
【図６】図１に示した電気制御装置が有するマイクロコンピュータのＣＰＵが衝突検知センサとベルト着用有無検知センサからの検出信号に応答して実行する制御プログラムに対応するフローチャートである。
【図７】変形実施形態の樹脂ピンとコラム側ブラケット、連結プレート、カプセル等の動作関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ステアリングシャフト、２０…ステアリングコラム、３１…コラム側ブラケット（コラム側部材）、３２…車体側ブラケット（車体側部材）、４１…連結プレート、４２…カプセル、４３，４４，４５，４６…樹脂ピン、４７…ナット、４８…ボルト、５０…切替装置、Ｂ…連結機構、Ｓ１…衝突検知センサ、Ｓ２…ベルト着用有無検知センサ、Ｓ３…シートポジションセンサ、Ａ…エアバッグ装置、ＥＣＵ…電気制御装置、Ｈ…運転者
【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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