(57)【要約】【課題】リング面を略鉛直方向に沿うように移動させる際の衝撃エネルギーの吸収特性を調整可能なステアリングホイールを提供すること。【解決手段】本発明のステアリングホイールＷ１は、操舵時に把持するリング部と、リング部の中央付近に配置されてステアリングシャフトに締結されるボス部と、リング部とボス部とを連結するスポーク部と、を備えて構成される。ステアリングホイールＷ１は、前方移動する運転者との当接時に、運転者の運動エネルギーを吸収しつつ変形予定部２０を塑性変形させて、リング部の上面側で形成されるリング面を、略鉛直方向に沿うように移動させる。変形予定部２０は、シャフト側部２２とリング側部２５とで挟持される抵抗体４５と、抵抗体４５を移動させて塑性変形荷重を調整可能なアクチュエータ４２と、を備える。【選択図】図３
2007269092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵時に把持するリング部と、該リング部の中央付近に配置されてステアリングシャフトに締結されるボス部と、前記リング部と前記ボス部とを連結するスポーク部と、を備えて構成されるとともに、
前方移動する運転者との当接時に、変形予定部を塑性変形させて、前記リング部の上面側で形成されるリング面を略鉛直方向に沿うように移動させるステアリングホイールであって、
前記変形予定部が、塑性変形荷重を調整可能な調整機構を備えて構成されていることを特徴とするステアリングホイール。
【請求項２】
前記調整機構が、前記リング部に当接する運転者の運動エネルギーの大小を判断可能な制御装置により作動を制御される構成として、前記制御装置により、運転者の運動エネルギーの大小に対応させて、塑性変形荷重を大きく若しくは小さく調整するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングホイール。
【請求項３】
前記ステアリングホイールが、前記リング部、前記ボス部、及び、前記スポーク部の各部相互を連結する塑性変形可能な芯金を備え、
前記変形予定部が、塑性変形時における前記芯金の前記ステアリングシャフト側に近いシャフト側部に対して、前記リング部に近いリング側部を接近させるように曲げ変形させる曲げ変形部位に配置されて、
前記調整機構が、前記変形予定部の塑性変形時における前記シャフト側部と前記リング側部との間で挟持可能に介在される抵抗体と、該抵抗体を移動させる移動手段と、を備えて構成され、前記移動手段により前記抵抗体を移動させて、前記変形予定部の塑性変形時における前記シャフト側部と前記リング側部との前記抵抗体の挟持状態により、塑性変形荷重を調整するように配設されていることを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のステアリングホイール。
【請求項４】
前記移動手段が、塑性変形荷重を最小値として調整する際に、前記変形予定部の塑性変形時に前記シャフト側部と前記リング側部とで挟持不能となる外れた位置に、前記抵抗体を移動させるように、構成されていることを特徴とする請求項３に記載のステアリングホイール。
【請求項５】
前記抵抗体が、前記移動手段の移動方向に沿って、前記変形予定部の塑性変形時における前記シャフト側部と前記リング側部とで挟持される際の荷重値を変化可能な変化部位を配設させて構成されていることを特徴とする請求項３若しくは請求項４に記載のステアリングホイール。
【請求項６】
前記抵抗体が、軸方向を、前記変形予定部の塑性変形時における前記リング側部の前記シャフト側部への接近方向と略直交方向に配設させた棒状に形成され、
前記シャフト側部と前記リング側部とが、前記抵抗体の軸方向に沿った二箇所においてそれぞれ挟持可能な当接支持部を配設させて構成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載のステアリングホイール。
【請求項７】
前記移動手段が、前記抵抗体を初期位置に復帰可能として、前記抵抗体を移動させるように構成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載のステアリングホイール。
【請求項８】
前記変形予定部の曲げ変形部位が、前記芯金における前記ボス部に配置されたボス芯金の部位に配設されて、
該ボス芯金が、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿う筒状の筒状部と、該筒状部の上部側から前記ステアリングシャフトと略直交方向の外方へ延びるプレート部と、を備えて構成され、
前記シャフト側部が、前記筒状部の外周面側に配設され、前記リング側部が、前記プレート部の下面側に配設されていることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載のステアリングホイール。
【請求項９】
前記シャフト側部、前記リング側部、及び、前記シャフト側部と前記リング側部との間に配設される前記調整機構、を備えてなる前記変形予定部が、前記ステアリングシャフトの周りの位置に複数配設されて、操舵時における前記ステアリングシャフトの後方側に位置した前記変形予定部が、前記調整機構により調整された塑性変形荷重によって、塑性変形するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のステアリングホイール。
【請求項１０】
前記変形予定部が、塑性変形時、前記リング部の少なくとも後部側の前記リング面を、略鉛直方向に沿うように移動させる構成としていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のステアリングホイール。
【請求項１１】
前記変形予定部が、塑性変形時、前記リング面の全域を略鉛直方向に沿うように移動させる構成としていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のステアリングホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵を行うステアリングホイールに関し、特に、車両の衝突における運転者との当接時に、リング部の上面側で構成されるリング面を、略鉛直方向に沿うように移動させるステアリングホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングホイールは、操舵時に把持するリング部と、リング部の中央付近に配置されてステアリングシャフトに締結されるボス部と、リング部とボス部と連結するスポーク部と、を備えて構成されていた。そして、ステアリングホイールとしては、車両の衝突における運転者との当接時に、リング部の上面側で構成されるリング面の全域を略鉛直方向に沿うように変形移動させて、リング面を運転者の上半身の前面に沿わせるようにセルフアライニングさせるものがあった。すなわち、このセルフアライニングさせるステアリングホイールでは、前方移動する運転者との当接時に、リング部の上面側で形成されるリング面の全域を、前方側を高くし後方側を低くした後下がりの傾斜状態から、略鉛直方向に沿うように移動させて、衝撃エネルギーを吸収させつつ、所定の変形予定部を塑性変形させていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２７７９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のステアリングホイールでは、セルフアライニング時の塑性変形する変形予定部が、衝撃エネルギーの吸収特性を一定としており、運転者の大柄や小柄等の体格の差、ステアリングホイールからの運転者の着座位置の遠近の差、車速の大小の差等に応じて、衝撃エネルギーの吸収特性を調整できなかった。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、リング面を略鉛直方向に沿うように移動させる際の衝撃エネルギーの吸収特性を調整可能なステアリングホイールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るステアリングホイールは、操舵時に把持するリング部と、リング部の中央付近に配置されてステアリングシャフトに締結されるボス部と、リング部とボス部とを連結するスポーク部と、を備えて構成されるとともに、
前方移動する運転者との当接時に、変形予定部を塑性変形させて、リング部の上面側で形成されるリング面を略鉛直方向に沿うように移動させるステアリングホイールであって、
変形予定部が、塑性変形荷重を調整可能な調整機構を備えて構成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るステアリングホイールでは、調整機構により、リング面を略鉛直方向に沿うように移動させる際の変形予定部の塑性変形荷重を調整できる。そのため、リング面を移動させる際の変形予定部の塑性変形荷重を大きくすれば、リング面の移動時、衝撃エネルギーの吸収量を大きくでき、また、リング面を移動させる際の変形予定部の塑性変形荷重を小さくすれば、リング面の移動時、衝撃エネルギーの吸収量を小さくできる。
【０００７】
したがって、本発明に係るステアリングホイールでは、変形予定部の塑性変形荷重を調整機構により調整することにより、リング面を略鉛直方向に沿うように移動させる際の衝撃エネルギーの吸収特性を調整することができる。
【０００８】
調整機構は、リング部に当接する運転者の運動エネルギーの大小を判断可能な制御装置により作動を制御される構成として、制御装置により、運転者の運動エネルギーの大小に対応させて、塑性変形荷重を大きく若しくは小さく調整するように構成することが望ましい。
【０００９】
このような構成では、運転者の運動エネルギーが大きな場合、例えば、運転者が大柄、運転者の体重が重い、運転者がステアリングホイールから離れて着座している、車速が速い等の場合、調整機構が、制御装置により、塑性変形荷重を大きくして変形予定部を塑性変形させるように調整すれば、リング面の移動時、衝撃エネルギーの吸収量が多くなって、運転者の運動エネルギーを大きく低減できることから、略鉛直方向に沿ったリング面で受け止める際の衝撃を緩和することができる。一方、運転者の運動エネルギーが小さな場合、例えば、運転者が小柄、運転者の体重が軽い、運転者がステアリングホイールに接近して着座している、車速が遅い等の場合、調整機構が、制御装置により、塑性変形荷重を小さくして変形予定部を塑性変形させるように調整すれば、リング部で不必要に運転者を押圧することなく、容易に、リング面を移動させることができて、運動エネルギーの小さな運転者を、略鉛直方向に沿ったリング面によってソフトに受け止めることができる。
【００１０】
なお、この場合の制御装置は、運転者の大柄や小柄等の体格を検知可能に運転席前方の計器盤・インストルメントパネルやルーフに設けるイメージセンサやカメラ、運転者の体重の軽重を検知可能にシートに取り付ける重量センサ、ステアリングホイールからの運転者の着座位置の遠近を検知可能な座席に設けた位置センサやメータクラスタやルーフに設けた距離センサ、車速を検知可能なスピードメータ等からの信号を入力させておけば、衝突検知センサからの車両の衝突を検知した際、運転者の運動エネルギーの大小を判断して、調整機構の作動を制御することができる。
【００１１】
また、ステアリングホイールが、リング部、ボス部、及び、スポーク部の各部相互を連結する塑性変形可能な芯金を備えて、変形予定部が、塑性変形時における芯金のステアリングシャフト側に近いシャフト側部に対して、リング部に近いリング側部を接近させるように曲げ変形させる曲げ変形部位に配置されている場合には、調整機構は、変形予定部の塑性変形時におけるシャフト側部とリング側部との間で挟持可能に介在される抵抗体と、抵抗体を移動させる移動手段と、を設けて構成し、移動手段により抵抗体を移動させて、変形予定部の塑性変形時におけるシャフト側部とリング側部との抵抗体の挟持状態により、塑性変形荷重を調整するように配設することが望ましい。
【００１２】
このような構成では、移動手段による抵抗体の移動の有無、移動量、移動方向に応じて、変形予定部の塑性変形時のシャフト側部とリング側部とによる抵抗体の挟持状態を変更させて、リング面の移動時における変形予定部の塑性変形荷重を調整することができる。すなわち、抵抗体の移動手段による抵抗体の移動の有無、移動量、移動方向の調整だけで、簡便に、衝撃エネルギーの吸収特性を変更することができる。
【００１３】
この場合、移動手段は、塑性変形荷重を最小値として調整する際に、変形予定部の塑性変形時にシャフト側部とリング側部とで挟持不能となる外れた位置に、抵抗体を移動させてもよく、この場合には、シャフト側部とリング側部との間の挟持可能な位置から抵抗体を外す移動であって、外した位置の抵抗体の配置位置精度は、高いものを要求されず、簡便に調整できる。
【００１４】
勿論、抵抗体が、移動手段の移動方向に沿って、変形予定部の塑性変形時におけるシャフト側部とリング側部とで挟持される際の荷重値を変化可能な変化部位を配設させて構成されていれば、その抵抗体を移動させた位置における変化部位に応じて、的確に、塑性変形荷重を調整できる。
【００１５】
また、抵抗体が、軸方向を、変形予定部の塑性変形時におけるリング側部のシャフト側部への接近方向と略直交方向に配設させた棒状に形成される場合には、シャフト側部とリング側部とは、抵抗体の軸方向に沿った二箇所においてそれぞれ挟持可能な当接支持部を、抵抗体の軸方向に沿って空間を空けて配設させることが望ましい。
【００１６】
このような構成では、変形予定部の塑性変形時、抵抗体の軸方向に沿った二箇所を、それぞれ、シャフト側部とリング側部との当接支持部で挟持できて、抵抗体を一箇所で挟持する場合に比べて、抵抗体の挟持を安定させることができ、そして、各当接支持部を含めて安定して曲げ変形部位を塑性変形させることができる。
【００１７】
さらに、移動手段が、抵抗体を初期位置に復帰可能として、抵抗体を移動させるように構成されていれば、車両の衝突を予測した際に、抵抗体を移動させ、そして、車両の衝突が回避された際に、抵抗体を初期位置に復帰させることができる。すなわち、車両の衝突が回避された際には、抵抗体を復帰させて、再利用できる。
【００１８】
また、変形予定部の曲げ変形部位は、芯金におけるボス部に配置されたボス芯金の部位に配設させて、ボス芯金には、ステアリングシャフトの軸方向に沿う筒状の筒状部と、筒状部の上部側からステアリングシャフトと略直交方向の外方へ延びるプレート部と、を設けて構成して、シャフト側部を、筒状部の外周面側に配設し、リング側部を、プレート部の下面側に配設することができる。
【００１９】
このような構成では、ステアリングホイールを支持することとなるステアリングシャフトの近傍となるボス芯金の下面側に、変形予定部の曲げ変形部位が配設されることとなって、通常操舵時の変形を防止するようにステアリングホイールの芯金の剛性を高めても、リング面の移動時におけるリング部に作用する曲げ変形荷重を、曲げ変形部位に集中させ易いことから、ステアリングホイール全体が適切な強度を確保できる。
【００２０】
そして、シャフト側部、リング側部、及び、シャフト側部とリング側部との間に配設される調整機構を備えてなる変形予定部は、ステアリングシャフトの周りの位置に複数配設させて、操舵時におけるステアリングシャフトの後方側に位置した変形予定部が、調整機構により調整された塑性変形荷重によって、塑性変形するように構成してもよい。
【００２１】
このような構成のステアリングホイールでは、車両の直進操舵時だけでなく、ステアリングホイールを回転させた操舵中に車両が衝突しても、運転者の腹部と当接するリング部の後部に近い後部側の曲げ変形部位を塑性変形させてリング面を移動させることができ、そして、調整機構の調整によって、運転者の運動エネルギーに対応させるように、塑性変形荷重を調整してリング面を略鉛直方向に沿うように移動させることができる。
【００２２】
なお、変形予定部は、塑性変形時、衝撃エネルギーの吸収特性を調整可能にリング面を移動させることができれば、リング面の全域を略鉛直方向に沿うように移動させなくとも、リング部の少なくとも後部側のリング面を、略鉛直方向に沿うように移動させる構成としてもよい。ただし、運転者と当接したリング部が、そのリング面の全域を略鉛直方向に沿うように移動させて、セルフアライニングする場合には、広い平面状のリング面で、運転者の上半身を受け止めることができて、反力を抑えて運転者を受け止めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明すると、第１実施形態のステアリングホイールＷ１は、図１〜３に示すように、ステアリングホイール本体１と、ステアリングホイール本体１の中央のボス部Ｂの上部に配置されるエアバッグ装置Ｍと、を備えて構成されている。ステアリングホイール本体１は、操舵時に把持する円環状のリング部Ｒと、リング部Ｒの中央に配置されてステアリングシャフトＳＳに締結されるボス部Ｂと、ボス部Ｂとリング部Ｒとを連結する４本のスポーク部Ｓと、を備えて構成されている。４本のスポーク部Ｓは、左右両側で、それぞれ、前後に２本ずつ配設されている。ステアリングホイール本体１の下部には、ボス部Ｂの下方を覆う合成樹脂製のロアカバー１１が配設されている。
【００２４】
なお、本明細書では、特に断らない限り、上下方向は、ステアリングシャフトＳＳの軸方向に沿った上下方向が対応し、前後方向は、車両の直進操舵時のステアリングシャフトＳＳの軸方向と直交した前後方向が対応し、左右方向は、車両の直進操舵時のステアリングシャフトＳＳの軸方向と直交した左右方向が対応するものである。ちなみに、ステアリングシャフトＳＳを基準とせずに、リング部Ｒの上面側のリング面ＲＰを説明すれば、ステアリングホイールＷ１は、リング面ＲＰを水平面から後下がりに傾斜させて、ステアリングシャフトＳＳと締結されている状態となる。
【００２５】
また、エアバッグ装置Ｍは、折り畳まれて収納されるエアバッグ１３、エアバッグ１３に膨張用ガスを供給するインフレーター１４、折り畳んだエアバッグ１３の上方を覆って、膨張するエアバッグ１３に押されて開くパッド１５、及び、エアバッグ１３とインフレーター１４とを収納保持するとともにパッド１５を保持するケース１６、を備えて構成されている。ケース１６は、エアバッグ装置Ｍをステアリングホイール本体１に対して、ホーンスイッチ機構１７（図１３参照）を介在させて、取り付けられている。そして、インフレーター１４は、衝突検知センサ６７からの信号を入力して、車両の衝突を検知した制御装置６６（図３参照）により、作動を制御される。また、インフレーター１４が作動された際には、エアバッグ１３が、パッド１５を押し開いて突出し、リング部Ｒの外径寸法より大きな外径寸法とし、かつ、中央を厚くした円盤状に膨張して、ステアリングホイールＷ１のリング部Ｒの上面側に配設されることとなる。
【００２６】
また、ステアリングホイール本体１は、リング部Ｒ、ボス部Ｂ、スポーク部Ｓの各部を連結するように配置されて、塑性変形可能な金属材料、例えば、アルミニウム等の軽合金からなるダイカスト製とした芯金２を備えている。芯金２は、リング部Ｒに配置されるリング芯金３、ボス部Ｂに配置されるボス芯金４、及び、各スポーク部Ｓに配置されるスポーク芯金７から構成されている。リング芯金３と各スポーク芯金７のリング部Ｒ側とには、合成樹脂製の被覆層９が被覆されている。なお、エアバッグ装置Ｍは、左右における前後二本のスポーク芯金７に連結される図示しない取付座に、取り付けられるように構成されている。
【００２７】
さらに、ボス芯金４は、ステアリングシャフトＳＳを挿入させてナットＮ止め
するための鋼製のボス４ａを備えるとともに、その周囲にステアリングシャフトＳＳの軸方向に沿って配置されて、スポーク芯金７等と一体的にダイカスト鋳造される略筒状の筒状部５と、筒状部５の上部からステアリングシャフトＳＳの軸直交方向の外方に延びるプレート部６と、を備えて構成されている。各スポーク芯金７は、プレート部６の外周縁から延びるように配設されている。
【００２８】
そして、第１実施形態のステアリングホイールＷ１では、リング部Ｒの後部ＲＢを水平方向の前方側へ押した際に、リング面ＲＰの全面を略鉛直方向に沿うように移動する際の、すなわち、セルフアライニング（以下、セルアラと略す）する際の変形予定部２０が、直進操舵時のボス芯金４における筒状部５の後部５ａとプレート部６の後部６ａとにわたるように、曲げ変形部位２１を配設させて構成されている。換言すれば、この曲げ変形部位２１では、セルアラ時に、筒状部５の後部５ａがステアリングシャフトＳＳ側に近いシャフト側部２２を構成し、プレート部６の後部６ａがリング部Ｒに近いリング側部２５を構成し、セルアラ時、シャフト側部２２に対してリング側部２５を接近させるように曲げ塑性変形することとなる。
【００２９】
シャフト側部２２とリング側部２５との間には、セルアラ時の塑性変形荷重を調整する調整機構４０が配設されている。調整機構４０は、セルアラ時におけるシャフト側部２２とリング側部２５との間で挟持可能に介在される抵抗体４５と、抵抗体４５を移動させる移動手段４１と、を備えて構成されている。
【００３０】
なお、実施形態の場合、シャフト側部２２とリング側部２５とは、抵抗体４５を間にして、相互に接近するように、挟持時に強く抵抗体４５に当てる当接支持部２３，２６を突設させており、さらに、これらの対応する当接支持部２３，２６を、抵抗体４５の軸方向に沿って二箇所に配設させるように、ボス芯金４の後部の左右にそれぞれ配設させている。さらに、実施形態の場合、対応する当接支持部２３，２６を一枚の長方形板状の支持壁３０として構成しており、シャフト側部２２とリング側部２５とが、これらの支持壁３０を介在させて相互に連結された構造としている。各支持壁３０には、抵抗体４５を挿通させる貫通孔３１が形成されている。そして、貫通孔３１の内周側における筒状部５の後部５ａ側が、シャフト側部２２の当接支持部２３を構成し、貫通孔３１の内周側におけるプレート部６の後部６ａ側がリング側部２５の当接支持部２６を構成することとなる（図３，４参照）。
【００３１】
第１実施形態の移動手段４１は、抵抗体４５を移動させた後に復帰動作を可能とする電磁ソレノイド等からなるアクチュエータ４２から構成されている。アクチュエータ４２は、プレート部６の後部６ａの周縁から延びた取付部３３に取り付けられて、エアバッグ装置Ｍのインフレーター１４を作動させる制御装置６６に作動を制御されるように、構成されている。アクチュエータ４２は、抵抗体４５を左右方向に沿って移動させるように、図示しない駆動部により抵抗体４５を保持している。また、アクチュエータ４２は、図４のＡに示す初期位置から、支持壁３０の厚さ寸法より若干大きなストロークで、突出させたり（図５のＡ参照）、引き込むことにより（図６のＡ参照）、抵抗体４５を左右両側に移動可能としている。ちなみに、抵抗体４５を初期位置に配置させた場合には、当接支持部２３，２６間に後述する変化部位４８の中荷重部５１を配置させ、また、図５のＡに示すように、抵抗体４５を突出させた際には、当接支持部２３，２６間に後述する変化部位４８の低荷重部５０を配置させ、さらに、図６のＡに示すように、抵抗体４５を引き込んだ際には、当接支持部２３，２６間に後述する変化部位４８の高荷重部４９を配置させるように構成されている。
【００３２】
抵抗体４５は、実施形態の場合、円柱状の棒状に形成され、アクチュエータ４２の作動により、棒状の軸方向に沿って移動されるように、アクチュエータ４２の図示しない駆動部に保持されて、曲げ変形部位２１において、筒状部５の後部５ａの後方で、かつ、プレート部６の後部６ａ側の下方で、軸方向を左右方向に沿わせて配設されている。さらに、実施形態の場合、抵抗体４５は、シャフト側部２２とリング側部２５とに挟持されてセルアラする際の変形予定部２０の塑性変形荷重を大、中、小の三段階に調整可能とするように、軸直交方向の圧縮荷重値を大中小の荷重値に変更可能に構成されている。実施形態の場合、図４〜６に示すように、軸方向に沿って高荷重部４９、中荷重部５１、及び、低荷重部５０を設けた変化部位４８が、配設されている。さらに、実施形態の場合、二枚の支持壁３０，３０に対応させて、抵抗体４５には、軸方向に沿った二箇所に、変化部位４８が配設されている。
【００３３】
圧縮荷重値を大中小の荷重値に変更する構成として、実施形態の場合、剛性部材の断面積の大小により設定している。すなわち、実施形態では、抵抗体４５は、鋼等の金属製とした棒状の芯材４６と、その周囲に配置されて芯材４６より剛性を低くしたアルミニウム等の被覆部４７と、を備えて構成し、芯材４６が、変化部位４８の大中小の荷重値に対応させて、外径寸法を大、中、小とした大径部４６ａ、中径部４６ｃ、小径部４６ｂを設けて構成している。そして、中径部４６ｃと小径部４６ｂとの外径寸法を等しくするように、被覆部４７が、配設されている。
【００３４】
この抵抗体４５では、セルアラ時におけるシャフト側部２２に対してリング側部２５が接近して、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間で挟持される際、例えば、剛性の部位が多い高荷重部４９が挟持されれば、図６のＡ，Ｂに示すように、リング側部２５のシャフト側部２２へ接近する際の変形荷重が高い状態で、当接支持部２３，２６により、抵抗体４５が軸直交方向に圧縮塑性変形、あるいは、当接支持部２３，２６から離れた部位での曲げ塑性変形を生じさせ、さらに、当接支持部２３，２６自体の圧縮・曲げ・座屈等の塑性変形、曲げ変形部位２１のシャフト側部２２とリング側部２５との交差部２８での曲げ塑性変形等により、塑性変形荷重を高くして、セルアラすることとなる。
【００３５】
また、セルアラ時に、低荷重部５０が、図５のＡ，Ｂに示すように、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間で挟持されれば、塑性変形荷重を低くして、セルアラすることとなり、さらに、中荷重部５１が、図４のＡ，Ｂに示すように、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間で挟持されれば、塑性変形荷重を中程度として、セルアラすることとなる。
【００３６】
なお、これらのセルアラ時の変形荷重と変位とをグラフに示せば、図７に示す状態となる。ちなみに、このグラフ図は、ステアリングシャフトＳＳにステアリングホイールＷ１を締結して、リング部Ｒの後部ＲＢに対して水平方向に荷重をかけた際の、荷重値と後部ＲＢの水平移動量となる変位を示したものである。
【００３７】
そして、第１実施形態のアクチュエータ４２は、エアバッグ装置Ｍのインフレーター１４の作動を制御する制御装置６６に作動を制御される。制御装置６６は、運転者の運動エネルギーの大小を判断して、アクチュエータ４２の作動を制御するものであり、運転者の体格・重量を検知可能な運転者検知センサ５６、例えば、運転者の大柄や小柄等の体格を検知可能に運転席前方の計器盤・インストルメントパネルやルーフに設けるイメージセンサやカメラ等の体格検知センサ５７、あるいは、運転者の体重の軽重を検知可能にシートに取り付ける重量センサ５８からの信号を入力させるように構成されている。さらに、制御装置６６は、ステアリングホイールからの運転者の着座位置の遠近を検知可能な座席に設けた位置センサやメータクラスタやルーフに設けた距離センサ６０からの信号を入力させるように構成されている。さらにまた、制御装置６６は、車速を検知可能な車軸やスピードメータ等に配置させた車速検知センサからの信号を入力させるように構成されている。さらに、制御装置６６は、車両の衝突を検知可能な加速度センサ等からなる衝突検知センサ６７と、車両の衝突を予測できるフロントバンパ等に設けたレーダ等からなる衝突予知センサ６８とからの信号も入力させるように構成されている。
【００３８】
そして、第１実施形態のステアリングホイールＷ１では、制御装置６６が、衝突予知センサ６８からの信号により、車両の衝突を予測できる際、運転者の運動エネルギーの大小を判断する。すなわち、体格検知センサ５７、重量センサ５８、距離センサ６０、車速検知センサ６２からの信号を入力させていた制御装置６６が、運転者が大柄、運転者の体重が重い、運転者がステアリングホイールＷ１から離れて着座している、車速が速いことを検知している場合、ステアリングホイールＷ１に当たるように前方移動する運転者の運動エネルギーが大きいと判断できることから、その場合には、アクチュエータ４２を作動させて、曲げ変形部位２１におけるシャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に、図６のＡに示すように、高荷重部４９を配置させるように、抵抗体４５を移動させる。その後、車両が衝突して、運転者がリング部Ｒに当接して、ステアリングホイールＷ１がセルアラする際には（図６のＢ，図２の二点鎖線参照）、塑性変形荷重を大きくして変形予定部２０が塑性変形するように、調整機構４０が調整されており、セルアラ時、衝撃エネルギーの吸収量が多くなって、運転者の運動エネルギーを大きく低減できることから、略鉛直方向に沿ったリング面ＲＰで受け止める際の衝撃を緩和することができる。
【００３９】
なお、車両の衝突時には、制御装置６６が、衝突検知センサ６７からの信号により車両の衝突を検知することから、エアバッグ装置Ｍのインフレーター１４を作動させて、膨張したエアバッグ１３がリング部Ｒの上面側に配置されることとなって、ステアリングホイールＷ１は、運転者とリング部Ｒとの間にエアバッグ１３を介在させて、セルアラすることとなる。
【００４０】
また、衝突予知センサ６８からの車両の衝突が予測された後、一定時間経過しても、衝突検知センサ６７からの車両の衝突信号が入力されない場合には、制御装置６６は、車両の衝突が回避されたことを判断できるため、アクチュエータ４２を作動させて、抵抗体４５を図４のＡに示す初期位置に復帰させ、つぎの車両の衝突に待機することとなる。
【００４１】
さらにまた、制御装置６６が、衝突予知センサ６８からの信号により、車両の衝突を予測し、さらに、体格検知センサ５７、重量センサ５８、距離センサ６０、車速検知センサ６２からの信号を入力させて、運転者が小柄、運転者の体重が軽い、運転者がステアリングホイールに接近して着座している、車速が遅いことを検知している場合、ステアリングホイールＷ１に当たるように前方移動する運転者の運動エネルギーが小さいと判断できることから、その場合には、アクチュエータ４２を作動させて、曲げ変形部位２１におけるシャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に、図５のＡに示すように、低荷重部５０を配置させるように、抵抗体４５を移動させる。その後、車両が衝突して、運転者がリング部Ｒに当接して、ステアリングホイールＷ１がセルアラする際には（図５のＢ，図２の二点鎖線参照）、塑性変形荷重を小さくして変形予定部２０が塑性変形するように、調整機構４０が調整されており、リング部Ｒで不必要に運転者を押圧することなく、容易に、セルアラさせることができて、運動エネルギーの小さな運転者を、略鉛直方向に沿ったリング面ＲＰによってソフトに受け止めることができる。
【００４２】
勿論、この場合でも、膨張したエアバッグ１３がリング部Ｒの上面側に配置されていることから、ステアリングホイールＷ１は、運転者とリング部Ｒとの間にエアバッグ１３を介在させて、セルアラする。また、車両の衝突が回避されていれば、制御装置６６は、アクチュエータ４２を作動させて、抵抗体４５を図４のＡに示す初期位置に復帰させ、つぎの車両の衝突に待機する。
【００４３】
さらにまた、第１実施形態の場合、制御装置６６が、車両の衝突を予測しても、運転者の運動エネルギーが中程度と判断している場合には、アクチュエータ４２を作動させずに、図３のＡに示す初期位置のままとして、曲げ変形部位２１におけるシャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に、中荷重部５１を配置させておき、セルアラ時の塑性変形荷重を中程度としておく。勿論、この場合には、車両の衝突が回避されても、その初期位置のままに抵抗体４５を停止させて待機させておくこととなる。
【００４４】
したがって、第１実施形態のステアリングホイールＷ１では、調整機構４０により、セルアラする際の変形予定部２０の塑性変形荷重を調整できて、セルアラする際の変形予定部２０の塑性変形荷重を大きくすれば、セルアラ時、衝撃エネルギーの吸収量を大きくでき、また、セルアラする際の変形予定部２０の塑性変形荷重を小さくすれば、セルアラ時、衝撃エネルギーの吸収量を小さくできることから、セルアラ時の衝撃エネルギーの吸収特性を調整することができる。
【００４５】
なお、第１実施形態では、運転者検知センサ５６（体格検知センサ５７、重量センサ５８）や距離センサ６０、車速検知センサ６２から信号を入力した制御装置６６が、運転者のリング部に当接する運動エネルギーの大小を判断して、調整機構４０を調整して、衝撃エネルギーの吸収特性を対応させているが、制御装置６６の制御によらなくとも、車両に搭載する前に手動で調整機構４０を調整し、搭載する車両に応じて塑性変形荷重を調整し、そして、調整済みのステアリングホイールを車両に搭載してもよく、この場合には、同一のステアリングホイールを利用して、種々の車両に、セルアラ時の塑性変形荷重を調整したステアリングホイールを搭載することができる。なお、この場合の抵抗体４５は、手動で移動させて固定させることから、アクチュエータ４２は不要となる。
【００４６】
また、第１実施形態では、調整機構４０が、セルアラ時におけるシャフト側部２２とリング側部２５との間で挟持可能に介在される抵抗体４５と、抵抗体４５を移動させる移動手段４１としてのアクチュエータ４２と、を設けて構成し、アクチュエータ４２により抵抗体４５を移動させて、セルアラ時におけるシャフト側部２２とリング側部２５との抵抗体４５の挟持状態により、塑性変形荷重を調整するように配設されている。
【００４７】
そのため、第１実施形態では、アクチュエータ４２による抵抗体４５の移動の有無、移動量、移動方向に応じて、セルアラ時のシャフト側部２２とリング側部２５とによる抵抗体４５の挟持状態を変更させて、セルアラ時の変形予定部２０の塑性変形荷重を調整することができることから、抵抗体４５の移動の有無、移動量、移動方向の調整だけで、簡便に、衝撃エネルギーの吸収特性を変更することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、抵抗体４５が、アクチュエータ４２の移動方向に沿って、セルアラ時におけるシャフト側部２２とリング側部２５とで挟持される際の荷重値を変化可能な変化部位４８を配設させて構成されており、抵抗体４５を移動させた位置における変化部位４８の高荷重部４９、低荷重部５０、中荷重部５１に応じて、的確に、塑性変形荷重を調整できる。
【００４９】
なお、第１実施形態では、抵抗体４５をシャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に常に配置させて、塑性変形荷重を調整する場合を示したが、図８のＡ，Ｂに示す移動手段４１Ａのアクチュエータ４２Ａのように、塑性変形荷重を最小値として調整する際に、セルアラ時にシャフト側部２２とリング側部２５とで挟持不能となる外れた位置に、例えば、抵抗体４５をアクチュエータ４２Ａ内に引き込むように移動させてもよい。この場合には、シャフト側部２２とリング側部２５との間の挟持可能な位置から抵抗体４５を外す移動であって、外した位置の抵抗体４５の配置位置精度は、高いものを要求されず、簡便に調整できる。また、シャフト側部２２とリング側部２５との間の挟持可能な位置から抵抗体４５を外す移動方向は、抵抗体４５の軸方向に沿う移動ばかりでなく、当接支持部２３Ａ，２６Ａ間に、抵抗体４５をその軸直交方向の下方へ移動可能な開口３５が形成されていれば、図８のＡの二点鎖線に示すように、その抵抗体４５をその軸直交方向に移動させて、シャフト側部２２とリング側部２５との間の挟持可能な位置から抵抗体４５を外すようにしてもよい。
【００５０】
さらに、第１実施形態では、抵抗体４５が、軸方向をセルアラ時におけるリング側部２５のシャフト側部２２への接近方向と略直交方向の左右方向に沿って配設させた棒状に形成されて、そして、シャフト側部２２とリング側部２５とには、支持壁３０，３０を利用して、抵抗体４５の軸方向に沿った二箇所においてそれぞれ挟持可能な当接支持部２３，２６を、抵抗体４５の軸方向に沿って空間Ｈを空けて配設させている。このような構成では、セルアラ時、抵抗体４５の軸方向に沿った二箇所を、それぞれ、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６で挟持できて、抵抗体４５を一箇所で挟持する場合に比べて、抵抗体４５の挟持を安定させることができ、そして、各当接支持部２３，２６を含めて安定して曲げ変形部位２１を塑性変形させることができる。
【００５１】
さらに、第１実施形態では、移動手段４１のアクチュエータ４２が、抵抗体４５を初期位置に復帰可能として、抵抗体４５を移動させるように構成されており、車両の衝突を予測した際に、抵抗体４５を移動させ、そして、車両の衝突が回避された際に、抵抗体４５を初期位置に復帰させることができる。すなわち、車両の衝突が回避された際には、抵抗体４５を復帰させて、再利用できる。
【００５２】
なお、移動後の初期位置への復帰を考慮しなければ、図９に示す移動手段４１Ｂのように、点火させて発生させる燃焼ガスの圧力を利用するマイクロガスジェネレータ等のアクチュエータ４２Ｂから構成して、抵抗体４５Ｂを移動させるようにしてもよい。なお、この抵抗体４５Ｂは、変化部位４８Ｂに高荷重部４９と低荷重部５０との二種類を配置させており、これらの移動手段４１Ｂと抵抗体４５Ｂとを備えてなる調整機構４０Ｂを、抵抗体４５Ｂを挟持可能に、シャフト側部２２とリング側部２５との間に配設してもよい。ちなみに、抵抗体４５Ｂは、第１実施形態の抵抗体４５と相違して、被覆部４７を備えていない状態で構成されている。また、アクチュエータ４２Ｂは、作動前の状態で、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に高荷重部４９を配置させ、作動後の状態で、当接支持部２３，２６間に低荷重部５０を配置させるように構成されている。
【００５３】
また、図１０に示す調整機構４０Ｃの抵抗体４５Ｃのように、変化部位４８Ｃに高荷重部４９と低荷重部５０との二種類を配置させる場合でも、初期位置に復帰可能な電磁ソレノイド等からなる移動手段４１Ｃのアクチュエータ４２Ｃを使用してもよい。
【００５４】
さらに、図１１に示す調整機構４０Ｄのように、点火させて発生させる燃焼ガスの圧力を利用するマイクロガスジェネレータ等のアクチュエータ４２Ｄを使用した移動手段４１Ｄを、抵抗体４５Ｄの両端側に配置させれば、初期位置への復帰はできないものの、抵抗体４５Ｄに、高荷重部４９、低荷重部５０、及び、中荷重部５１の三段階の荷重値に調整可能な変化部位４８Ｄを配設することも可能となる。図例の場合には、アクチュエータ４２Ｄを作動させない場合には、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に中荷重部５１を配置させ、図１１に示す右方側のアクチュエータ４２Ｄの作動時（図１１のＢ参照）、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に低荷重部５０を配置させ、図１１に示す左方側のアクチュエータ４２Ｄの作動時（図１１のＣ参照）、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６間に高荷重部４９を配置させるように構成されている。
【００５５】
さらにまた、第１実施形態では、変形予定部２０の曲げ変形部位２１が、ボス芯金４の部位に配設されて、シャフト側部２２が、ステアリングシャフトＳＳの軸方向に沿うボス芯金４の筒状部５の外周面側に配設され、リング側部２５が、筒状部５の上部側からステアリングシャフトＳＳと略直交方向の外方へ延びるプレート部６の下面側に配設されている。
【００５６】
このような構成では、ステアリングホイールＷ１を支持することとなるステアリングシャフトＳＳの近傍となるボス芯金４の下面側に、変形予定部２０の曲げ変形部位２１が配設されることとなって、通常操舵時の変形を防止するようにステアリングホイールＷ１の芯金２の剛性を高めても、セルアラ時のリング部Ｒに作用する曲げ変形荷重を、曲げ変形部位２１に集中させ易いことから、ステアリングホイールＷ１全体が適切な強度を確保できる。
【００５７】
また、第１実施形態では、シャフト側部２２、リング側部２５、及び、シャフト側部２２とリング側部２５との間に配設される調整機構４０を備えてなる変形予定部２０を、直進操舵時のステアリングシャフトＳＳの周りにおけるボス芯金４の後部側に、一つだけ配設させた場合を示したが、図１２〜１４に示す第２実施形態のステアリングホイールＷ２のように、変形予定部２０を複数配設させてもよい。第２実施形態では、ボス芯金４の下面側における後部側と前部側の左右のスポーク芯金７側に、合計三個の変形予定部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを配設させて構成されている。各変形予定部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、第１実施形態の変形予定部２０と同様の構成としており、同様な部位には同一の符号を付けて説明を省略する。
【００５８】
そして、第２実施形態のステアリングホイールＷ２では、各調整機構４０の移動手段４１を構成するアクチュエータ４２の作動を制御する制御装置６６が、ステアリングホイールＷ２の操舵角を検知可能なステアリングシャフトＳＳの下端側に配置される舵角センサ６４からの信号を入力させるように構成されている。そして、制御装置６６が、舵角センサ６４からの信号に基く操舵角に応じて、セルアラ時、操舵時におけるステアリングシャフトＳＳの最も後方側に位置した変形予定部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの一つの調整機構４０において、抵抗体４５の移動の有無と移動方向とを調整して、塑性変形荷重を調整して、運転者の運動エネルギーに対応する衝撃エネルギーの吸収量を設定している。
【００５９】
例えば、図１３に示すように、ステアリングホイールＷ２が、左方側に９０度回転操作した状態でセルアラする際には、直進状態での左方側に配置された変形予定部２０Ａにおいて、リング側部２５がシャフト側部２２に接近して、当接支持部２３，２６間で抵抗体４５を挟持するように、変形予定部２０Ａが塑性変形するため、その変形予定部２０Ａの塑性変形荷重を調整することとなる。勿論、車両の直進操舵時にセルアラする際には、図１４に示すように、後部側に配置された変形予定部２０Ｂにおいて、リング側部２５がシャフト側部２２に接近して、当接支持部２３，２６間で抵抗体４５を挟持するように、変形予定部２０Ｂが塑性変形するため、その変形予定部２０Ｂの塑性変形荷重を調整することとなる。
【００６０】
この第２実施形態のステアリングホイールＷ２では、車両の直進操舵時だけでなく、ステアリングホイールＷ２を回転させた操舵中に車両が衝突しても、運転者の腹部と当接したリング部Ｒの後部ＲＢに近い後部側の曲げ変形部位２１を塑性変形させてセルアラさせることができ、そして、調整機構４０の調整によって、運転者の運動エネルギーに対応させるように、塑性変形荷重を調整してセルアラさせることができる。
【００６１】
なお、第１，２実施形態では、抵抗体４５として、円柱状の中実の芯材４６を利用したものを示したが、内部に空洞部を設けた筒材、あるいは、チャンネル材やアングル材等の断面Ｖ字状や断面Ｕ字状の棒材から、抵抗体を形成してもよい。そして、シャフト側部２２とリング側部２５との当接支持部２３，２６で挟持される際の塑性変形荷重の変化部位を設ける場合、それらの抵抗体を移動させる軸方向に沿って、断面の肉厚を変化させたり、塑性変形時の荷重を変化させる詰物や被覆材を、設けて対処してもよい。
【００６２】
また、第１，２実施形態のステアリングホイールＷ１，Ｗ２では、リング部Ｒの後部ＲＢへの押圧力の作用時、リング面ＲＰの全域を略鉛直方向に沿うように移動させて、セルフアラインニングさせた場合を示した。しかし、図１５に示す変形例のように、変形予定部２０Ｂの塑性変形時、衝撃エネルギーの吸収特性を調整可能にリング面ＲＰを移動させることができれば、リング面ＲＰの全域を略鉛直方向に沿うように移動させなくとも、リング部Ｒの少なくとも後部ＲＢ側のリング面ＲＰ（ｂ）の全域若しくは一部を、略鉛直方向に沿うように移動させる構成として、前部側のリング面ＲＰ（ｆ）を、鉛直方向に沿わせない状態としてもよい。
【００６３】
ただし、運転者と当接したリング部Ｒが、そのリング面ＲＰの全域を略鉛直方向に沿うように移動させて、セルアラする場合には、広い平面状のリング面ＲＰで、運転者の上半身を受け止めることができ、反力を抑えて運転者を受け止めることができる。
【００６４】
さらに、第１，２実施形態のステアリングホイールＷ１，Ｗ２では、セルアラ時、リング面ＲＰを鉛直方向に沿わせるように移動させたが、セルアラ時のリング面ＲＰは、正確に鉛直方向に沿わなくともよく、リング部Ｒの後部ＲＢの直上より、若干、前方側や後方側に、リング部Ｒの前部側の部位が配置されてもよい。ただし、移動後のリング面ＲＰを、極力、鉛直方向に沿うように配置させれば、車両衝突時における運転者の上半身が前進移動する際の水平方向に沿った移動方向に対し、直交させるように鉛直面に沿った広い平面状のリング面ＲＰを配置させることができて、セルアラ後のリング面ＲＰ自体を、運転者の上半身の前面側に正対させることができることから、運転者の上半身を反力を抑えてリング面ＲＰの全域で均等に受け止める効果を、確保し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る第１実施形態のステアリングホイールを示す部分省略平面図である。
【図２】第１実施形態のステアリングホイールの車両搭載状態の縦断面図である。
【図３】第１実施形態のステアリングホイールの芯金のボス芯金付近を示す底面側から見た斜視図である。
【図４】第１実施形態のステアリングホイールに使用する調整機構の作動を説明する図であって、抵抗体の軸回り方向における抵抗体の軸方向に沿った概略断面図であり、図２のIV−IV部位に対応し、塑性変形荷重を中荷重とした状態を示す。
【図５】第１実施形態のステアリングホイールに使用する調整機構の作動を説明する図であって、抵抗体の軸回り方向における抵抗体の軸方向に沿った概略断面図であり、塑性変形荷重を低荷重とした状態を示す。
【図６】第１実施形態のステアリングホイールに使用する調整機構の作動を説明する図であって、抵抗体の軸回り方向における抵抗体の軸方向に沿った概略断面図であり、塑性変形荷重を高荷重とした状態を示す。
【図７】第１実施形態の調整機構を調整してセルフアライニングさせた際の塑性変形荷重を高、中、低とした際の荷重値と変位との変化を示すグラフ図である。
【図８】第１実施形態の変形例のステアリングホイールにおける芯金のボス芯金付近を示す底面側から見た斜視図であり、抵抗体の移動状態を説明する図である。
【図９】第１実施形態の変形例の調整機構の作動を説明する図であって、抵抗体の軸回り方向における抵抗体の軸方向に沿った概略断面図である。
【図１０】第１実施形態の他の変形例における調整機構の作動を説明する図であって、抵抗体の軸回り方向における抵抗体の軸方向に沿った概略断面図である。
【図１１】第１実施形態のさらに他の変形例における調整機構の作動を説明する図であって、抵抗体の軸回り方向における抵抗体の軸方向に沿った概略断面図である。
【図１２】第２実施形態のステアリングホイールの芯金のボス芯金付近を示す底面図である。
【図１３】第２実施形態のステアリングホイールの左方側へ操舵した際におけるセルフアライニング時を説明する図である。
【図１４】第２実施形態のステアリングホイールの直進操舵時におけるセルフアライニング時を説明する図である。
【図１５】第２実施形態の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
２…芯金、
４…ボス芯金、
５…筒状部、
６…プレート部、
２０・２０Ａ・２０Ｂ・２０Ｃ…変形予定部、
２１…曲げ変形部位、
２２…シャフト側部、
２３・２３Ａ…当接支持部、
２５…リング側部、
２６…当接支持部、
４０・４０Ｂ…調整機構、
４１・４１Ａ・４１Ｂ・４１Ｃ・４１Ｄ…移動手段、
４２・４２Ａ・４２Ｂ・４２Ｃ・４２Ｄ…アクチュエータ、
４５・４５Ｂ・４５Ｃ・４５Ｄ…抵抗体、
４８・４８Ｂ・４８Ｃ・４８Ｄ…変化部位、
６６…制御装置、
Ｒ…リング部、
Ｂ…ボス部、
Ｓ…スポーク部、
ＲＰ…リング面、
ＳＳ…ステアリングシャフト
Ｗ１・Ｗ２…ステアリングホイール。                                                                       
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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