JP2008213644A - 操舵操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 片持ち式操舵ハンドルにおいて衝突エネルギー吸収性能を確保しつつ設計自由度を向上させる。
【解決手段】 運転者の操舵ハンドル１０への二次衝突が発生したとき、操舵ハンドル１０が押されてアーム２０が車両前方に揺動して衝突エネルギー吸収を行うようにするとともに、アーム２０の揺動による操舵ハンドル１０の車幅内側方向への移動を打ち消すように、操舵ハンドル１０を車幅外側方向に移動させる移動機構を設けた。この移動機構は、横断面形状が三日月形状となるアーム固定支持部材４０と、アーム固定支持部材４０の円弧面４２と当接する車体固定部材５０とから構成される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、運転者によって操舵操作が行われる操舵操作装置に関する。

従来から、車輪を操舵するための操作部と車輪との機械的連結をなくして操作部の操作に応じて電動アクチュエータにより車輪を転舵するステアバイワイヤ方式の操舵装置が知られている。こうしたステアバイワイヤ方式の操舵装置においては、ステアリングシャフトにより操舵ハンドルとラックシャフトとを連結する必要がないため、操舵ハンドルの支持方式における自由度が増し、車体に片持ち支持されるアームの先端に操舵ハンドルを設けることができる。例えば、特許文献１に提案されている操舵装置においては、車室内の車幅方向中央部に設けられるセンタポストから車幅方向外側にアームを延出し、このアームの先端に操舵ハンドルを設けている。
特開２００３−１１８２７号

最近では、車両衝突時に運転者が操舵ハンドルに二次衝突したときの衝突エネルギーを吸収するＥＡ機構が設けられる。こうした、ＥＡ機構では、例えば、ステアリングコラムをインナコラムとアウタコラムとにより伸縮自在に構成し、通常時においては抵抗体の摩擦抵抗により両コラムの相対移動を阻止し、衝突時には衝突エネルギーが抵抗体の摩擦抵抗に勝ってステアリングコラムを収縮させて衝突エネルギーを吸収する。

こうしたＥＡ機構を片持ち式操舵ハンドルに設ける場合、図１０に示すように、アームＡをその支持部Ｂを中心に車両前方に揺動させることが考えられる。ところがアームＡを揺動させると操舵ハンドルＨが円弧状軌跡を描いて移動する。このため、運転者を受け止める部分となる操舵ハンドルＨの車幅方向の位置が変化してしまう。従って、片持ち式操舵ハンドルの設計においては、衝突エネルギー吸収性能を確保しようとするとアームＡの揺動角度や取付角度等に設計上の制約があった。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、片持ち式操舵ハンドルにおいて衝突エネルギー吸収性能を確保しつつ設計自由度を向上させることにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、基端部が車体に支持されて車幅方向に延びたアームと、上記アームの先端部に設けられる操舵ハンドルとを備えた操舵装置において、車両衝突による運転者の上記操舵ハンドルへの二次衝突が発生したとき、上記操舵ハンドルが押されて上記アームが車両前方に揺動するように上記アームを支持するとともに、上記アームの揺動による上記操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すように、上記操舵ハンドルを車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させる移動機構を備えたことにある。

上記構成を有する本発明においては、車両の衝突により運転者が操舵ハンドルに二次衝突すると、操舵ハンドルが前方に押されてアームの先端部が基端部よりも相対的に車両前方側に移動して揺動する。操舵ハンドルの操作部は運転者を受けとめる部分となるため、運転者の中心に位置することが望まれるが、アームの揺動中心を固定してしまうと、操舵ハンドルの操作部が円弧軌跡を描いて移動し運転者の中心位置から車幅方向にずれてしまう。そこで、本発明においては、移動機構がアームの揺動による操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すように、操舵ハンドルを車幅方向におけるアームの先端部側へ移動させる。この場合、移動機構は、アームの揺動による操舵ハンドルの車幅方向への移動を完全に打ち消さなくても、車幅方向への移動を抑制するように操舵ハンドルを移動させるものであればよい。

従って、アームの揺動角度を大きくしても操舵ハンドル部分で運転者を良好に受け止めることができ、アーム設計に制約が少なくなり設計自由度を増すことができる。尚、本発明における運転者の操舵ハンドルへの衝突とは、運転者が操舵ハンドルに直接衝突することだけでなく、エアバッグ等の衝撃緩和装置を介して操舵ハンドルに衝突することも含めるものである。このため、エアバッグ等の衝撃緩和装置の性能を維持しつつアームの揺動角度や取付角度等の設計自由度を増すことができる。

本発明の他の特徴は、通常時は上記アームの揺動を阻止し、上記運転者による上記操舵ハンドルへの衝突エネルギーが働いたとき、衝突エネルギーを吸収しつつ上記アームの揺動を許容するエネルギー吸収装置を備えたことにある。

この発明によれば、エネルギー吸収装置が、二次衝突時のアームの揺動によりその衝突エネルギー吸収を行う。この場合、移動機構によりアームの揺動角度を大きくしても操舵ハンドル部分で運転者を良好に受け止めることができるため、衝突エネルギーを吸収する吸収ストロークを大きくすることができる。従って、エネルギー吸収装置と移動機構との協働により良好な衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアームの設計自由度を増すことができる。

本発明の他の特徴は、上記移動機構は、上記操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心とし上記アームの形成方向に径を有する円弧面あるいはその円弧面と同じ方向に膨らんだ断面「く」の字状面を形成するとともに、上記円弧面あるいは「く」の字状面の膨らみ方向とは反対方向に向けて上記アームを連結するアーム固定部材と、上記アーム固定部材の円弧面あるいは「く」の字状面と当接して上記アーム固定部材を揺動可能に支持する平坦支持面を形成し車体に固定される車体固定部材とを備え、上記アーム固定部材の揺動により上記アームの基端部を車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させることにある。

この発明においては、車体に固定される車体固定部材と、この車体固定部材の平坦支持面に当接するアーム固定部材を備える。アーム固定部材は、操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心としアームの形成方向に径を有する円弧面あるいはその円弧面と同じ方向に膨らんだ断面「く」の字状面を備え、この円弧面あるいは「く」の字状面に車体固定部材の形成された平坦支持面とが当接する。アームは、この円弧面あるいは「く」の字状面の膨らみ方向と反対方向に向けてアーム固定部材に基端部が連結される。従って、アーム固定部材の円弧面あるいは「く」の字状面と、車体固定部材の平坦支持面との当接位置が変わることにより、アーム固定部材が車体固定部材の平坦面上で揺動し、これに伴ってアームも揺動するようになっている。尚、アーム固定部材は、アームの基端部に一体形成して設けても良い。

通常時においては、アームは揺動しない。そして、車両の衝突により運転者が操舵ハンドルに二次衝突すると、アームが車両前方に押され、エネルギー吸収装置がアームの揺動を許容しつつ衝突エネルギーを吸収する。このアームの揺動は、アーム固定部材が車体固定部材の平坦支持面上で揺動することにより行われる。この場合、アーム固定部材は、その円弧面が操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心とし形成されたものであるため、円弧面が車体固定部材の平坦支持面上を当接して揺動すると、操舵ハンドルの操作部中心は、円弧状軌跡を描いて車体幅方向に移動することなく、そのまま車体前方に直線的に移動する。

また、円弧面に代えて断面「く」の字状面を形成したアーム固定部材の場合には、二次衝突によりアームが車両前方に押されると、それに伴って、車体固定部材の平坦支持面と当接するアーム固定部材の面（断面「く」の字状面）が一方から他方に切り替わる。これにより、アームの基端部が車幅方向におけるアーム先端部側に移動する。従って、操舵ハンドルのアームの揺動による車幅方向への移動分を、アームの基端部の移動により打ち消すことができ、操舵ハンドルの操作部中心の車幅方向の移動を低減することができる。

この結果、本発明においては、簡単な構成で操舵ハンドルの移動軌跡を制御して、運転者を操舵ハンドルによりしっかり受け止めることができる。従って、アームの揺動角度や取付角度等の設計制限が少なく、良好な衝突エネルギー吸収性能を確保することができる。

本発明の他の特徴は、上記エネルギー吸収装置は、上記アーム固定部材の一端に連結されるベルトと、上記アーム固定部材の揺動時に上記ベルトの移動に対して摩擦抵抗を与えてエネルギー吸収する抵抗体とを備えたことにある。

この発明においては、アーム固定部材の一端にベルトを連結し、アーム固定部材の揺動によるベルトの移動に対して抵抗体により摩擦抵抗を与える。従って、二次衝突によりアーム固定部材に揺動力が働くと、この抵抗体による摩擦抵抗にて衝突エネルギーを吸収しつつベルトの移動を許容する。この場合、十分なエネルギー吸収ストロークを確保することができ、高い衝突エネルギー吸収性能が得られるとともに、その実施が容易となる。

本発明の他の特徴は、上記移動機構は、上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、上記アームの揺動が検知されたとき、上記アーム揺動支持体を、上記車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させるアクチュエータとを備えたことにある。

この発明においては、操舵ハンドルを先端部に設けたアームがアーム揺動支持体に揺動可能に設けられる。通常時においてはアームの揺動が阻止されているが、二次衝突が発生するとアームが車両前方に押されて揺動する。この揺動によりエネルギー吸収装置は、衝突エネルギーの吸収を開始する。これと同時に、アームの揺動が揺動検知センサにより検知される。アクチュエータは、アームの揺動が検知されるとアーム揺動支持体を車幅方向におけるアームの先端部側へ移動させる。これにより、操舵ハンドルのアームの揺動による車幅方向への移動分を、アーム揺動支持体の移動により打ち消すことができる。

本発明の他の特徴は、上記移動機構は、上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、上記アームの揺動が検知されたとき、上記アームを伸長させるアクチュエータとを備えたことにある。

この発明においては、操舵ハンドルを先端部に設けたアームがアーム揺動支持体に揺動可能に設けられる。通常時においてはアームの揺動が阻止されているが、二次衝突が発生するとアームが車両前方に押されて揺動する。この揺動によりエネルギー吸収装置は、衝突エネルギーの吸収を開始する。これと同時に、アームの揺動が揺動検知センサにより検知される。アクチュエータは、アームの揺動が検知されるとアームを伸長させる。これにより、操舵ハンドルのアームの揺動による車幅方向への移動分を、アームの伸長により打ち消すことができる。

以下、本発明の操舵操作装置に係る実施形態について説明する。まず、第１実施形態としての操舵操作装置について説明する。
図１は、第１実施形態の操舵操作装置を車両に搭載した状態を表す概略斜視図であり、図２は操舵操作装置の正面図、図３は操舵操作装置の平面図、図４は操舵操作装置の側面図である。

操舵操作装置は、運転者により操舵操作される操舵ハンドル１０と、操舵ハンドル１０を支持するアーム２０と、アーム２０を車体に固定するととともに二次衝突時にアーム２０を車体前方側に揺動させる支持部３０とを備える。この操舵操作装置は、車幅方向中央に設けられたセンターコンソールＳＣ内に支持部３０が収納され、センターコンソールＳＣの車幅方向側面に形成された開口ＳＣＨからアーム２０が車幅外側方向に向けて延設されている。アーム２０の先端部２１（以下、アーム先端部２１と呼ぶ）には、操舵ハンドル１０が固定される。

操舵ハンドル１０は、アーム先端部２１に固定される軸受部１１と、軸受部１１に回転可能に設けられる図示しないシャフトの先端に連結され放射方向に延びたスポーク１２と、スポーク１２に固定され運転者の操作部となるリング状のリム１３とを備える。スポーク１２と軸受部１１のシャフトとの連結部にはカバー１４が設けられる。尚、このカバー１４内には、車両衝突時に展開するエアバッグ（図示略）を収納する。

本実施形態の操舵操作装置は、ステアバイワイヤ方式の操舵装置に適用されるもので、軸受部１１内には操舵角を検出する操舵角センサ（図示略）が設けられ、操舵制御装置に操舵角検出信号を出力するようになっている。また、必要に応じて軸受部１１に操舵反力発生用の電動アクチュエータを設けてもよい。

支持部３０は、アーム２０の基端部２２（以下、アーム基端部２２と呼ぶ）に連結され横断面が三日月形状のアーム固定部材４０と、アーム固定部材４０と当接し車体に固定される車体固定部材５０と、アーム固定部材４０を車体固定部材５０に固定するとともに二次衝突時に衝突エネルギーを吸収しつつアーム固定部材４０の揺動を許容するエネルギー吸収装置６０とを備える。

アーム固定部材４０は、平面視で三日月形状をなし車両前後方向に延びた板状体で、アーム基端部２２と連結接続される面となるアーム側連結面４１と、車体固定部材５０と当接する面となる円弧面４２とが車幅方向に向かい合うように形成されている。円弧面４２の横断形状は、図５に示すように、操舵ハンドル１０の操作部中心、つまり、リング状リム１３の中心Ｏを円弧中心点としてアーム２０の形成方向に径を有し半径Ｒにて車両前後方向に円弧を描いた円弧形状となっている。アーム側連結面４１は、本実施形態においては平坦面としているが、アーム２０を車幅外側方向に向けて連結できる面であればよく、任意の形状を採用することができる。尚、本実施形態においては、アーム２０とアーム固定部材４０とを別部材で形成して連結するが、アーム基端部２２にアーム固定部材と同様な円弧面を一体形成してもよい。

アーム２０は、上下幅がアーム固定部材４０の上下幅と等しい柱状体で、その基端部２２がアーム固定部材４０のアーム側連結面４１と連結される。また、アーム基端部２２には、後述する係合ピン６１が挿入される貫通孔２３が上下方向に穿設される。

車体固定部材５０は、センターコンソールＳＣ内にて車体に固定される板状体で、アーム固定部材４０の円弧面４２と当接してアーム固定部材４０を揺動可能に支持する平坦支持面５１を有する。この平坦支持面５１には、車幅外側方向に突出した連結片５２ａ，５２ｂが上下一対設けられる。この連結片５２ａ，５２ｂは、アーム２０をアーム固定部材４０を介して連結するためのもので、それぞれ貫通孔５３が上下方向に穿設されている。車体固定部材５０の上下幅は、アーム固定部材４０の幅よりも、一対の連結片５２ａ，５２ｂの上下幅分だけ大きくなっている。従って、向かい合う連結片５２ａ，５２ｂの間にアーム固定部材４０の入るスペースが確保されている。

アーム固定部材４０は、この向かい合う連結片５２ａ，５２ｂの間に、アーム基端部２２を連結した状態で嵌め込まれる。そして、連結片５２ａ，５２ｂに穿設した貫通孔５３とアーム２０に穿設した貫通孔２３とを同一軸線上に向かい合わせ、その貫通孔２３，５３に係合ピン６１を挿入して抜け止めする。このとき、アーム固定部材４０の車両後方側の端部が、車体固定部材５０と当接する。つまり、アーム固定部材４０の円弧面４２の車両後方側端部が、車体固定部材５０の平坦支持面５１と当接する。従って、アーム固定部材４０の円弧面４２の車両前方側は、車体固定部材５０の平坦支持面５１から車幅外方向に離れている。

アーム２０は、車体固定部材５０の連結片５２ａ，５２ｂと係合ピン６１を介して連結されているため、係合ピン６１により揺動運動が規制されている。こうして、アーム２０は、その基端部２２がアーム固定部材４０における車両後方側に連結された状態で、車幅外側方向に向かって延びて設けられる。

エネルギー吸収装置６０は、アーム固定部材４０をこの状態で車体固定部材５０に固定するとともに、二次衝突時に衝突エネルギーを吸収しつつアーム固定部材４０の揺動を許容するもので、上述した係合ピン６１と、前方固定ベルト６２と、ベルトリールユニット７０とを備える。前方固定ベルト６２は、帯状をなし、一端がアーム固定部材４０の車両前方側先端に接続固定され、他端が車体固定部材５０の車両前方側先端に接続固定される。

ベルトリールユニット７０は、ボビン７１に帯状のベルト７２を巻回したもので、車体固定部材５０の裏面５４（平坦支持面５１の反対面）に固定される。以下、この裏面５４をベルトリール取付面５４と呼ぶ。ボビン７１は、コの字状の支持枠７３の向かい合う面に回転可能に軸支される。支持枠７３には、ベルト出口部７４が設けられる。このベルト出口部７４には、ベルト７２の表裏面を挟圧してベルト７２が引き出される力に対して摩擦抵抗により制動力を付与する挟圧部７５が設けられる。ベルトリールユニット７０は、挟圧部７５からベルト７２を所定長だけ露出した状態で車体固定部材５０のベルトリール取付面５４に固定される。

この挟圧部７５としては、例えば、図６（Ａ）に示すように、ベルト７２の表裏面を２つの挟圧体７６ａ，７６ｂで挟圧してもよいし、図６（Ｂ）に示すように、ベルト７２を固定ガイド７７ａ，７７ｂを使ってＳ字状等に蛇行させてガイド７７ａ，７７ｂと挟圧体７７ｃとで挟むようにするなど、必要とされる摩擦抵抗の大きさに応じて任意に構成することができる。また、ワンウェイ機構を設けて引き出し方向にのみ大きな摩擦抵抗が働くようにし、ベルト７２を自由に巻き戻すことができるようにしてもよい。例えば、図６（Ｃ）に示すように、揺動カム７８ａと固定板７８ｂとでワンウェイ挟圧部を構成することもできる。

車体固定部材５０には、ベルト７２の先端側をアーム固定部材４０側へ引き出すためのベルト挿通用スリット孔５５が形成されている。ベルトリールユニット７０のベルト出口部７４から露出したベルト７２先端部は、このベルト挿通用スリット孔５５に挿通されてアーム固定部材４０の車両後方側先端に接続固定される。以下、このベルト７２をリールベルト７２と呼ぶ。

前方固定ベルト６２およびリールベルト７２は、アーム２０が車体固定部材５０の連結片５２ａ，５２ｂに係合ピン６１で連結固定された状態において、それぞれたるみがないように張力をかけて設けられる。従って、アーム固定部材４０から車幅外側方向に立設されるアーム２０は、係合ピン６１、前方固定ベルト６２、ベルトリールユニット７０により車体固定部材５０に安定的に固定される。

次に、この操舵操作装置の動作について説明する。
操舵操作装置は、上述したようにセンターコンソールＳＣから車幅外側方向にアーム２０が延び、このアーム先端部２１に操舵ハンドル１０が固定されている。運転者は、この操舵ハンドル１０のリム１３を回して操舵操作する。このとき、軸受部１１に設けられた操舵角センサによりハンドル操舵角が検出され、その検出信号が操舵制御装置に出力される。操舵制御装置は、入力した操舵角信号に基づいて、転舵アクチュエータ（例えば、電動モータ）を駆動制御して転舵輪を目標舵角に転舵する。

車両が衝突すると、その慣性で運転者が車両前方側に移動し操舵ハンドル１０のリム１３に二次衝突する。この場合、同時にエアバッグが展開するため、運転者はエアバッグを介在させて操舵ハンドル１０に衝突することになる。操舵ハンドル１０が運転者により車両前方側に押されると、アーム２０に回転モーメントが働く。このとき、アーム固定部材４０には、その円弧面４２を車体固定部材５０の平坦支持面５１上に当接させて揺動するように力が働く。従って、アーム２０を車体固定部材５０に固定する係合ピン６１およびリールベルト７２に大きな荷重が働く。

係合ピン６１は、二次衝突時に想定される荷重を受けたときに、せん断されるような強度に予め設定されている。従って、係合ピン６１は、二次衝突によりせん断される。これにより、アーム固定部材４０は、係合ピン６１による移動規制が解除され、残るはベルトリールユニット７０による規制のみとなる。ベルトリールユニット７０は、アーム固定部材４０が車体固定部材５０の平坦支持面５１上を揺動しようとする力に対しては、リールベルト７２の引き出し摩擦力により抵抗体となっており、二次衝突時に想定される引っ張り荷重を受けたときには、リールベルト７２に働く引っ張り荷重が摩擦抵抗力を上回るように摩擦抵抗の大きさが予め設定されている。

このため、二次衝突時には、図５に示すように、ベルトリールユニット７０からリールベルト７２が摩擦抵抗に抗して引き出されつつ、アーム固定部材４０が車体固定部材５０の平坦支持面５１上で揺動する。このとき、アーム２０も車両前方に揺動する。こうして、アーム２０が車両前方に揺動するときにリールベルト７２による摩擦抵抗にて運転者が操舵ハンドル１０の二次衝突する衝突エネルギーを吸収する。ベルトリールユニット７０は、リールベルト７２が所定長引き出されると、図示しないストッパにより、それ以上は引き出されないようになっている。従って、リールベルト７２の引き出し長が、衝突エネルギーの吸収ストロークとなる。このとき、前方固定ベルト６２は、アーム固定部材４０の揺動に伴ってたわむためアーム固定部材４０の揺動の妨げにならない。

操舵ハンドル１０のリム１３は運転者を受けとめる部分となるため、運転者の中心に位置することが望まれるが、アーム２０の揺動中心を固定してしまうと、操舵ハンドル１０のリム１３中心が円弧軌跡を描いて移動し運転者の中心位置から車幅方向にずれてしまう。そこで、本実施形態においては、アーム２０を固定するアーム固定部材４０に円弧面４２を形成し、この円弧面４２を利用してアーム固定部材４０を車体固定部材５０の平坦支持面５１上で揺動させるようにしている。この場合、図５に示すように、円弧面４２の横断形状をリム１３の中心Ｏを円弧中心点としてアーム２０の形成方向に径を有し半径Ｒにて車両前後方向に円弧を描いた円弧形状としている。従って、アーム２０が揺動した場合、リム１３の中心Ｏと、円弧面４２と平坦支持面５１との接点Ｐとを結ぶ直線が常に平行に車両前方に移動していくため、リム１３の中心Ｏの移動軌跡は、車両前方に向かう直線となる。

この例においては、アーム固定部材４０の揺動（アーム２０の揺動）に伴って、アーム基端部２２の位置を車幅外側方向（車幅方向におけるアーム先端部２１側）に移動させることにより、リム１３の中心Ｏの位置を車幅方向にずれないようにしているともいえる。つまり、二次衝突前の初期位置においては、アーム基端部２２を車体固定部材５０に接近させておき、二次衝突揺動時にはアーム２０の揺動による操舵ハンドル１０の車幅内側方向への移動を打ち消すように、アーム固定部材４０の揺動によりアーム基端部２２を車幅外側方向に移動させる。従って、本実施形態においては、アーム固定部材４０と車体固定部材５０とにより本発明の移動機構を構成している。

このように、本実施形態の操舵操作装置によれば、二次衝突時において、アーム２０を揺動させて衝突エネルギー吸収を行いつつ、操舵ハンドル１０のリム１３の中心Ｏを車幅方向にずれないようにして、運転者を確実に受け止めることができる。この結果、片持ち式操舵ハンドルであっても、衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアーム２０の揺動角度を大きくすることができるため、アーム設計の自由度を増すことができる。また、アーム固定部材４０に円弧面４２を形成してアーム２０を揺動させるといった簡単な構成により実施できるため、コストアップを抑制することができる。また、リールベルト７２の引き出し時の摩擦抵抗を使って衝突エネルギー吸収を行うため、十分なエネルギー吸収ストロークを確保することができ、高い衝突エネルギー吸収性能が得られるとともに、その実施が容易である。

以上、本実施形態の操舵操作装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、衝突エネルギー吸収をベルトリールユニット７０により行っているが、それに代えてダンパー等の抵抗体を設けてもよい。この場合、二次衝突時に係合ピン６１がせん断し、その後、ダンパーが作動（伸長または圧縮）して衝突エネルギー吸収しながらアーム２０を揺動させる。

また、本実施形態においては、円弧面４２を形成したアーム固定部材４０を使ってアーム２０の揺動による操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すようにしているが、図７に示すように、円弧面に代えて横断面が「く」の字状となる屈曲面を有するアーム固定部材４０’を使用しても良い。この図７に示す例は、第１実施形態のアーム固定部材４０をアーム固定部材４０’に変えた変形例であり他の構成については第１実施形態の同一である。

この変形例では、アーム固定部材４０’は、通常時においては、「く」の字状面４２’の車両後方側の面４２ａを車体固定部材５０の平坦支持面５１に当接させて固定され、二次衝突時には、揺動して、「く」の字状面４２’の車両前方側の面４２ｂを車体固定部材５０の平坦支持面５１に当接させる。このとき、アーム基端部２２は、車体固定部材５０に対して車幅外側方向に移動するため、アーム２０の揺動による操舵ハンドル１０の車幅内側方向への移動を打ち消すことができる。

また、先の実施形態においては、アーム固定部材４０の揺動を利用して操舵ハンドル１０の車幅内側方向への移動を打ち消すようにしているが、二次衝突時にアクチュエータを使ってアーム２０を車幅外側方向に移動させるようにしてもよい。図８は、その一例としての第２実施形態の操舵操作装置の概略構成を表す。尚、図中、第１実施形態と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略する。

この第２実施形態の操舵操作装置においては、図８に示すように、アーム２０を揺動可能に支持するアーム揺動支持部材１００と、このアーム揺動支持部材１００を車幅方向にスライド移動可能に支持し車体に固定される車体固定部材１１０と、二次衝突時にアーム揺動支持部材１００を車幅外側方向にスライド駆動するアクチュエータ１２０を備えている。

更に、アーム２０のアーム揺動支持部材１００に対する揺動を阻止するとともに、二次衝突時にアーム２０の揺動を許容して衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収装置１３０を備える。このエネルギー吸収装置１３０は、通常時においてはアーム２０の揺動を阻止し、二次衝突時には破断してアーム２０の揺動を許容する阻止部材１３１と、アームの揺動に対して制動力を与える抵抗体１３２とを備える。

阻止部材１３１としては、第１実施形態と同様に、アームの揺動力によりせん断するピン等を使用することができる。また、抵抗体１３２の抵抗の与え方としては、第１実施形態で採用したベルト方式でもよいし、金属プレート等の摺動摩擦を利用したもの、金属プレートの変形を利用したもの、ダンパーによる制動力を利用したものなど種々の構成を採用することができる。また、アーム基端部２２をアーム揺動支持部材１００に連結する連結軸部１０１の回転運動に対する摩擦抵抗を設定したものであってもよい。
尚、抵抗体１３２のみで通常時におけるアームの揺動を阻止できるものであれば、阻止部材１３１を設けなくても良い。

更に、この第２実施形態の操舵操作装置においては、アーム２０がエネルギー吸収装置１３０の制動に反して揺動を開始したことを検出する揺動検知センサ１４０を設ける。例えば、アーム２０の揺動により接点がオンするリミットスイッチを使用することができる。また、阻止部材１３１のせん断を電気抵抗の変化に検出するようにしてもよい。また、エアバッグを作動させる衝突センサを兼用することもできる。

また、アクチュエータ１２０としては、例えば、図８に示すように、インフレータ１２１が発生する窒素ガスにより作動するガスシリンダ装置１２０を用いても良い。このガスシリンダ装置１２０は、シリンダ本体１２２と、シリンダ本体１２２内に摺動可能に設けられるピストン１２３と、ピストン１２３に連結される作動ロッド１２４と、窒素ガスをシリンダ室に供給するインフレータ１２１とを備え、作動ロッド１２４をアーム揺動支持部材１００の裏面に連結するとともにシリンダ本体１２２を車体固定部材１１０に固定して設けられる。

インフレータ１２１は、アーム２０の揺動を検出する揺動検知センサ１４０の出力信号により点火して瞬時に窒素ガスを発生させてシリンダ本体１２２内に供給する。従って、二次衝突によりアーム２０が揺動した場合には、ピストン１２３がシリンダ本体１２２内を前進して作動ロッド１２４を伸長させる。これによりアーム揺動支持部材１００を車幅外側方向に移動させる。この移動距離は、アーム２０が所定角度揺動することにより操舵ハンドル１０の位置（リム１３の中心Ｏの位置）が車幅内側方向に移動する距離と同程度に設定されている。

従って、この第２実施形態においても、アーム２０を揺動させて衝突エネルギー吸収を行いつつ、操舵ハンドル１０のリム１３の中心Ｏが車幅方向にずれないようにして、運転者を確実に受け止めることができる。この結果、片持ち式操舵ハンドルであっても、衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアームの設計自由度を増すことができる。

次に、第３実施形態の操舵操作装置について説明する。図９は、第３実施形態の操舵操作装置の概略構成を表す。尚、図中、第１実施形態、第２実施形態と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略する。

この第３実施形態の操舵操作装置は、伸縮自在のアーム１５０を備える。アーム１５０は、操舵ハンドル１０を連結する四角筒状のインナアーム１５１と、インナアーム１５１に対してスライド自在に設けられる四角筒状のアウタアーム１５２とから構成される。アウタアーム１５２は、車体に固定されるアーム揺動支持部材１６０に揺動可能に設けられる。また、操舵操作装置は、アーム２０のアーム揺動支持部材１６０に対する揺動を阻止するとともに、二次衝突時にアームの揺動を許容し衝突エネルギー吸収するエネルギー吸収装置１３０、および、アーム１５０がエネルギー吸収装置１３０制動に反して揺動を開始したことを検出する揺動検知センサ１４０を備えている。このエネルギー吸収装置１３０および揺動検知センサ１４０は、第２実施形態のものと同様なものを使用することができる。

更に、この第３実施形態においては、アーム１５０を伸長させるアクチュエータ１２０を備える。このアクチュエータ１２０としては、例えば、第２実施形態で用いたようなガスシリンダ装置１２０を使用することができる。この場合、アウタアーム１５２の外周面にシリンダ本体１２２を固定し、作動ロッド１２４をアーム１５０と平行にアーム先端側に向けて延ばす。そして、インナアーム１５１の外周面に設けた連結片１５３と作動ロッド１２４の先端とを連結する。従って、アーム１５０は、作動ロッド１２４の位置に応じてインナアーム１５１とアウタアーム１５２との相対位置関係が決定され、作動ロッド１２４を伸長させることにより、先端部の位置が車幅外側方向に移動する。

この第３実施形態においては、二次衝突によりアーム１５０が揺動すると、インフレータ１２１が揺動検知センサ１４０の出力信号により点火して瞬時に窒素ガスを発生させてシリンダ本体１２２内に供給する。従って、ピストン１２３がシリンダ本体１２２内を前進してロッド１２４を伸長させる。これによりインナアーム１５１がアウタアーム１５２に対して車幅外側方向に相対移動する。この移動距離は、アーム１５０が所定角度揺動することにより操舵ハンドル１０の位置（リム１３の中心Ｏの位置）が車幅内側方向に移動する距離と同程度に設定されている。

従って、この第３実施形態においても、アーム１５０を揺動させて衝突エネルギー吸収を行いつつ、操舵ハンドル１０のリムの中心Ｏを車幅方向にずれないようにして、運転者を確実に受け止めることができる。この結果、片持ち式操舵ハンドルであっても、衝突エネルギー吸収性能を確保しつつアームの設計自由度を増すことができる。

尚、上述した第２実施形態および第３実施形態においては、揺動検知センサ１４０によりアーム２０（１５０）の揺動を検知しインフレータ１２１を作動させることで操舵ハンドル１０の位置を移動させるようにしたが、アームの揺動角を検出する揺動角検知センサを備え、検知した揺動角に基づいてモータ送りねじ機構からなるアクチュエータを駆動制御して操舵ハンドル１０の位置を移動させるようにしてもよい。

例えば、第２、第３実施形態において、揺動検知センサ１４０に代えて揺動角検知センサを設け、アクチュエータ１２０として電動モータと送りねじ機構とからなるモータ送りねじ機構を設ける。そして、第２実施形態においては、検知した揺動角に基づいてアーム揺動支持部材１００の車幅方向へのスライド移動量を制御する。また、第３実施形態においては、検知した揺動角に基づいてアーム１５０の伸長量を制御する。この場合、検知した揺動角に基づいて電動モータの回転を制御する制御回路を設ける。これによれば、操舵ハンドル１０の中心位置を車幅方向にずれないように精度よく配置することができる。

第１実施形態に係る操舵操作装置を車両に搭載した状態を表す概略斜視図である。 第１実施形態に係る操舵操作装置の正面図である。 第１実施形態に係る操舵操作装置の平面図である。 第１実施形態に係る操舵操作装置の側面図である。 第１実施形態に係る操舵操作装置の動作説明用平面図である。 第１実施形態に係る操舵操作装置の挟圧部の原理説明図である。 変形例にかかる操舵操作装置のアーム固定部材の動作説明用平面図である。 第２実施形態にかかる操舵操作装置の動作説明を兼用した平面図である。 第３実施形態にかかる操舵操作装置の動作説明を兼用した平面図である。 課題を説明するための操舵操作装置の動作説明図である。

符号の説明

１０…操舵ハンドル、１１…軸受部、１２…スポーク、１３…リム、２０…アーム、２１…アーム先端部、２２…アーム基端部、３０…支持部、４０，４０’…アーム固定部材、４１…アーム側連結面、４２…円弧面、４２’…「く」の字状面、５０…車体固定部材、５１…平坦支持面、６０…エネルギー吸収装置、６１…係合ピン、６２…前方固定ベルト、７０…ベルトリールユニット、７１…ボビン、７２…リールベルト、７３…支持枠、７４…ベルト出口部、７５…挟圧部、７６ａ，７６ｂ…挟圧体、７７ａ，７７ｂ…ガイド、７７ｃ…挟圧体、７７ａ，７７ｂ…固定ガイド、７８ｂ…固定板、７８ａ…揺動カム、１００…アーム揺動支持部材、１１０…車体固定部材、１２０…ガスシリンダ装置（アクチュエータ）、１３０…エネルギー吸収装置、１３１…阻止部材、１３２…抵抗体、１４０…揺動検知センサ、１５０…アーム、１５１…インナアーム、１５２…アウタアーム、１６０…アーム揺動支持部材、Ｏ…中心、Ｐ…接点、Ｒ…半径、ＳＣ…センターコンソール。

Claims (6)

1. 基端部が車体に支持されて車幅方向に延びたアームと、上記アームの先端部に設けられる操舵ハンドルとを備えた操舵装置において、
   車両衝突による運転者の上記操舵ハンドルへの二次衝突が発生したとき、上記操舵ハンドルが押されて上記アームが車両前方に揺動するように上記アームを支持するとともに、上記アームの揺動による上記操舵ハンドルの車幅方向への移動を打ち消すように、上記操舵ハンドルを車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させる移動機構を備えたことを特徴とする操舵操作装置。
2. 通常時は上記アームの揺動を阻止し、上記運転者による上記操舵ハンドルへの衝突エネルギーが働いたとき、衝突エネルギーを吸収しつつ上記アームの揺動を許容するエネルギー吸収装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の操舵操作装置。
3. 上記移動機構は、
   上記操舵ハンドルの操作部中心を円弧中心とし上記アームの形成方向に径を有する円弧面あるいはその円弧面と同じ方向に膨らんだ断面「く」の字状面を形成するとともに、上記円弧面あるいは「く」の字状面の膨らみ方向とは反対方向に向けて上記アームを連結するアーム固定部材と、
   上記アーム固定部材の円弧面あるいは「く」の字状面と当接して上記アーム固定部材を揺動可能に支持する平坦支持面を形成し車体に固定される車体固定部材と
   を備え、上記アーム固定部材の揺動により上記アームの基端部を車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させることを特徴とする請求項２記載の操舵操作装置。
4. 上記エネルギー吸収装置は、上記アーム固定部材の一端に連結されるベルトと、上記アーム固定部材の揺動時に上記ベルトの移動に対して摩擦抵抗を与えてエネルギー吸収する抵抗体とを備えたことを特徴とする請求項３記載の操舵操作装置。
5. 上記移動機構は、
   上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、
   上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、
   上記アームの揺動が検知されたとき、上記アーム揺動支持体を、上記車幅方向における上記アームの先端部側へ移動させるアクチュエータと
   を備えたことを特徴とする請求項２記載の操舵操作装置。
6. 上記移動機構は、
   上記アームの基端部を車体に揺動可能に支持するアーム揺動支持体と、
   上記アームの揺動を検知する揺動検知センサと、
   上記アームの揺動が検知されたとき、上記アームを伸長させるアクチュエータと
   を備えたことを特徴とする請求項２記載の操舵操作装置。

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