JP4371008B2 - 車両用ステアリングシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両用ステアリングシステムに関し、詳しくは、車両衝突時における運転者のステアリング操作部材への二次衝突に対処するための機構に特徴を有するステアリングシステムに関する。

一般的な車両用ステアリングシステムは、車両衝突に依拠するステアリング操作部材（例えば、ステアリングホイール等）への運転者の二次衝突に対処するための各種機構を備えている。その各種機構に関して、下記特許文献に記載されたような技術が存在する。例えば、下記特許文献１には、車両の衝突時において、運転者がシートベルトを着用している場合に、適切なタイミングでステアリングコラムを車両前方に引き込む技術が記載されている。
特許第２５９６２００号公報 特開２００２−２９３２５１号公報 特開２００２−７９９４４号公報 特開２００２−１１４１５６号公報 特開２００２−３０２０４７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているようにステアリングコラムを引き込むタイミングを適切にするだけでは、二次衝突時の衝撃の緩和が十分とは言えない。そのような問題は、従来のステアリングシステムが抱える問題の一例であり、従来のステアリングシステムには改良の余地がある。すなわち、適切にステアリングコラムが引き込まれるようにすることにより、より実用性の高いステアリングシステムを得ることができる。本発明は、そういった実情を鑑みてなされたものであり、より実用的なステアリングシステムを得ることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明のステアリングシステムは、(A)ステアリング操作部材に加わる衝撃に対するステアリングコラムの車体の一部からの設定された離脱方向への離脱を許容する離脱許容機構を備えて、そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、(B)ステアリングコラムを車両前方に引き込む量である引込量を変化させてステアリングコラムを引き込むコラム引込装置とを含んで構成された車両用ステアリングシステムであって、前記コラム引込装置が、(a)シリンダと、そのシリンダの内部に充満させられる高圧気体の圧力によってそのシリンダと相対移動させられるピストンとを備えて、ステアリングコラムを引き込むための動力源となるアクチュエータと、(b)ステアリングコラムの引込量を変化させるために、シリンダに設けられてピストンの移動途中に前記高圧気体を外部へ排気する排気口を開閉させる開閉機構とを備えたことを特徴とする。

本発明のステアリングシステムは、二次衝突時の衝撃に影響する諸要因に応じて引込量を変えることができ、運転者の衝撃をより効果的に緩和することができる。なお、本発明のステアリングシステムの各種態様およびそれらの作用および効果については、以下の、〔発明の態様〕の項において詳しく説明する。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、(1)項，(7)項，(8)項および(9)項を合わせたものが請求項１に、請求項１に(2)項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項２に(4)項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項３のいずれかに(11)項および(12)項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、それぞれ相当する。

（１）ステアリング操作部材を一端部において操作可能に保持するステアリングコラムと、
前記ステアリング操作部材に加わる衝撃に対する前記ステアリングコラムの車体の一部からの離脱を許容する離脱許容機構を備えて、そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
前記ステアリングコラムを車両前方に引き込む量である引込量を変化させて前記ステアリングコラムを引き込むコラム引込装置と
を含んで構成されたことを特徴とする車両用ステアリングシステム。

本項の態様における「ステアリング操作部材（以下、単に「操作部材」という場合がある）」は、ステアリングホイールがその代表的なものであるが、ステアリングホイールに限定されるものではなく、いわゆるハンドルと呼ばれるような種々の形状のものが含まれる。本項における「ステアリングコラム」も、操作部材を操作可能に保持するとともに車体の一部に支持されるものであればよく、その形状，構造が限定されるものではない。具体的には、一端部に操作部材が固定して取り付けられたステアリングシャフト（以下、単に「シャフト」という場合がある）と、そのシャフトを回転可能に保持するステアリングチューブ（以下、単に「チューブ」という場合がある）とを含んで構成されるものを採用することが可能である。

本項にいう「コラム支持装置」は、通常のステアリング操作に支障をきたさないようにコラムを車体の一部に支持させるものとされることが望ましい。先に述べたシャフトとチューブとを含んで構成されるコラムの場合、具体的には、コラムに設けられたブラケットと、インストゥルメントパネル（以下、「インパネ」という場合がある）のリインフォースメント（以下、「インパネＲ／Ｆ」という場合がある）に設けられた支持部と、それらブラケットと支持部とを連結，締結等する部材を含む構成のものとすることが可能である。

本項にいう「離脱許容機構」は、コラムの車体の一部からの離脱を許容するものであるが、コラムの全体の離脱を許容するものに限定されない。例えば、後に説明するように、コラムが伸縮等可能なものとされており、コラムの一部のみの車体の一部からの離脱を許容するような構成のものであってもよい。つまり、本項の記載における「コラムの車体の一部からの離脱」とは、コラムの一部の離脱をも含む概念であり、同様に、本明細書におけるコラムの移動とは、コラムの一部分の移動をも含む概念である。また、「離脱許容機構」は、操作部材に加わる衝撃によってコラムを離脱可能とする機構である。「離脱方向」は特に限定されるものではなく、例えば、一般的な離脱方向であるコラムの自身の軸線方向への離脱を許容するような構造のものであってもよい。

上記「離脱許容機構」は、例えば、コラムにある程度の荷重が作用した場合に、コラムの車体の一部からの離脱が許容される機構とすることができる。言い方を換えれば、衝撃によってコラムに作用する荷重が設定された離脱荷重を超えた場合に、コラムの離脱を許容する機構とすることができる。また、離脱許容機構は、コラムの固定を解除することにより，あるいは離脱荷重を殆ど０にすることにより、コラムの車体の一部からの離脱を許容する機構とすることもできる。ここでいう「離脱荷重」とは、離脱許容機構において離脱に要する荷重であるが、本項においては、離脱方向にある大きさの荷重が作用してコラムが離脱する場合におけるその大きさの荷重をもって定義される荷重である。例えば、衝撃の加わる方向によりコラムの離脱が阻害される場合もあり、その場合においては、衝撃力の離脱方向の成分が離脱荷重を超える場合であってもコラムが離脱しない場合もあり得るのである。

本項に記載の「コラム引込装置」は、操作部材が運転者から遠ざかるように、コラムを前方に引き込む装置である。そして、コラムを前方に引き込むことにより、例えば、コラムを離脱させて、二次衝突の際に離脱荷重が運転者に加わらないようにして、二次衝突の衝撃を緩和することができる場合がある。また、コラムを前方に引き込むことにより、例えば、二次衝突時における運転者と操作部材との相対速度を低下させることによって、すなわち、二次衝突の速度を低下させることによって衝撃を緩和することができる場合がある。また、本項のコラム引込装置は、コラムの引込量を変えることができる。そのため、二次衝突時の衝撃に影響する諸要因、例えば、シートベルト着用の有無，衝突速度，運転者の体重等に応じて引込量を変えることができ、運転者の衝撃をより効果的に緩和することができる。その際には、運転者の衝撃を緩和させる装置、例えば、シートベルト，エアバッグ，衝撃エネルギ吸収装置（後述する）等をステアリングシステムが備えている場合には、それらの装置全体によって効果的に衝撃を緩和するように、引込量を変えることができる。

コラムの引き込みにおいて、コラム引込装置による引込み動作が、コラムの移動距離が設定された距離になるまで、あるいは設定された時間行われる。それらコラムの移動距離、あるいは引込み動作の時間を変化させることによりコラムの引込量を変化させることができる。すなわち、引込量は、例えば、コラム引込装置がコラムを移動させるために作動する量である作動量によって変化させることができる。また、コラム引込装置による引込み動作が終了した後に、コラムが停止するとは限らず、コラムが慣性力によって、あるいは運転者の慣性力によって移動し続けてもよい。なお、コラムを引き込む方向は、車両前方であり、例えば、コラムの軸線方向の前方，あるいは水平方向の前方等とすることができる。また、コラムを引き込む方向を上記離脱方向と同じ方向とすることが望ましい。

（２）前記コラム引込装置が、ステアリングコラムの引込量を、第１引込量と、その第１引込量よりも大きな第２引込量とに変化させるものである(1)項に記載の車両用ステアリングシステム。

一般的なステアリングシステムでは、二次衝突時にコラムを車両前方に移動させつつ、運転者の衝撃エネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置（以後、「ＥＡ装置」と称する場合がある）を備えている場合が多い。そのＥＡ装置は、一般的に、二次衝突時にコラムを車両前方に移動させて運転者の衝撃を緩和するとともに、コラムの移動に対して抵抗力を発生して運転者の慣性エネルギを吸収するようにされている。そのＥＡ装置が発生する抵抗力が、衝撃エネルギを吸収するための力である衝撃エネルギ吸収荷重（ＥＡ荷重）として作用するのである。二次衝突時の運転者の慣性エネルギが大きい場合、例えば、衝突速度が大きい場合，シートベルト未着用の場合，運転者の体重が重い場合等には、その大きな慣性エネルギをＥＡ装置で吸収するために、引込量を小さくしてＥＡ装置の吸収ストロークを長く確保することが望ましい。一方、二次衝突時の運転者の慣性エネルギが小さい場合には、引込量を大きくして、より緩やかに衝撃を吸収することが望ましい。

（３）前記第１引込量が、前記ステアリングコラムを車体の一部から離脱させるのに必要な最少量とされた(2)項に記載の車両用ステアリングシステム。

本項に記載の第１引込量は、コラムを離脱させるのに必要な最少量、すなわち、離脱距離とされている。コラムが離脱距離分引き込まれれば、コラムが車体から強制的に離脱させられるため、二次衝突時に運転者に離脱荷重が加わらず、効果的に衝撃を緩和することができる。また、当該ステアリングシステムがＥＡ装置を備えている場合には、引込量を離脱距離とすれば、コラム引込み後のＥＡ装置の吸収ストロークを長く確保できるため、二次衝突時の衝撃を緩和しつつ大きな慣性エネルギを吸収することができる。一方、第２引込量は離脱距離よりも大きくされており、コラムが引き込まれる区間においてＥＡ荷重が小さくなり、より緩やかに慣性エネルギを吸収することができる。

なお、本項の態様とは異なるが、当該ステアリングシステムを、第１引込量が、コラムを完全に離脱させるのではなく、例えば、離脱距離の一部（例えば、半分程度）だけ引き込む引込量とされた態様とすることができる。その態様では、引込によって運転者の衝撃を緩和し、残りの離脱荷重を運転者の慣性エネルギを吸収するために作用させることができる。

（４）前記コラム引込装置が、シートベルト非着用時には前記ステアリングコラムを前記第１引込量引き込み、シートベルト着用時には前記第２引込量引き込むようにされたものである(2)項または(3)項に記載の車両用ステアリングシステム。

例えば、当該ステアリングシステムがＥＡ装置を備えている態様では、シートベルト非着用時に引込量を小さくすることにより、二次衝突時の衝撃を緩和するとともに比較的大きな慣性エネルギを吸収することができる。一方、シートベルト着用時に引込量を大きくすることにより、より長い区間においてＥＡ荷重を減少させ、シートベルトの拘束力とＥＡ装置のＥＡ荷重との両方が合わさっても、運転者に加わる力が適度な大きさになるようにすることができる。

（５）当該ステアリングシステムが、運転者がシートベルトを着用している状態を検知するシートベルト着用検知器を備えた(4)項に記載の車両用ステアリングシステム。

（６）当該ステアリングシステムが、前記コラム引込装置を制御する制御装置を備え、
その制御装置が、前記シートベルト着用検知器の検知信号に基づいてシートベルトの着用の有無を判定し、そのベルト着用の有無に応じて前記第１引込量と前記第２引込量とを切り換えるものである(5)項に記載の車両用ステアリングシステム。

（７）前記コラム引込装置が、前記ステアリングコラムを引き込むための動力源としてアクチュエータを備えた(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。

本項にいう「アクチュエータ」は、その構成が特に限定されるものではなく、コラム引込装置の構成に応じて、種々の構成のものを採用することが可能である。具体的には、電動モータを含んで構成されたもの、電磁式ソレノイドを含んで構成されたもの、流体圧によって作動するように構成されたもの等、種々の構成のものの中から適切なものを選択して採用することができる。本項に記載の車両用ステアリングシステムでは、アクチュエータの作動量を変化させること，あるいはアクチュエータの駆動力の伝達量を変化させることにより、引込量を変化させることができる。その際には、例えば、制御装置によって、作動量，あるいは伝達量を変化させることができる。なお、アクチュエータの作動量を変化させる場合には、コラム引込装置に、例えば、アクチュエータの作動量を変化させてコラム引込量を変化させる機構である引込量変更機構を設けることもできる。その引込量変更機構を、例えば、制御装置によって制御して作動量を変化させることができる。

（８）前記アクチュエータが、シリンダと、そのシリンダの内部に充満させられる高圧気体の圧力によってそのシリンダと相対移動させられるピストンとを備えた(7)項に記載の車両用ステアリングシステム。

本項に記載の態様は、アクチュエータの構造が限定された態様である。高圧気体を利用すれば、油圧等を利用するものと比較して圧力源を比較的小さなものとすることが可能である。本項に記載のアクチュエータは、シリンダ装置型のアクチュエータであり、例えば、高圧気体によってシリンダ内を移動させられるピストンとコラムとを機械的に連動させることにより、コラムが引き込まれるようにすることができる。高圧気体は、例えば、シリンダ内部に固体薬剤たる火薬を収容して、その火薬を燃焼させることによって発生させることができる。その場合には、アクチュエータをさらに小さくすることが可能となる。また、高圧気体は、例えば、外部から供給されるようにすることもできる。なお、アクチュエータの作動量を変化させて引込量を変化させる場合には、例えば、複数の火薬を個別に着火することができるように収容し、燃焼させる火薬の量を変えることによって引込量を変化させることができる。その場合には、例えば、火薬への着火を制御装置によって制御することができる。

（９）前記シリンダが、前記ピストンの移動途中に前記高圧気体を外部へ排気する排気口を備え、前記コラム引込装置が、前記ステアリングコラムの引込量を変化させるために前記排気口を開閉させる開閉機構を備えた(8)項に記載の車両用ステアリングシステム。

コラムとピストンとを連動するようにすれば、コラムの引込量とピストンの移動量との間には一定の関係が成り立ち、ピストンの移動量を変化させることによってコラムの引込量を変化させることができる。すなわち、本項に記載の態様は、アクチュエータの作動量を変化させることにより、引込量を変化させる態様である。本項に記載のコラム引込装置は、設定された距離，あるいは時間だけコラムの引込み動作を行った後に、高圧気体を外部へ排気することにより、シリンダ内部の圧力を低下させてコラムの引込み動作を終了させることができる。排気口は、例えば、ピストンがシリンダ内をストロークする途中で通過する位置に設けることができる。その場合には、排気口が開かれている場合は、ピストンが排気口を通過したときに高圧気体が排気され、コラムの引込み動作が終了する。そうすることにより、ピストンの移動距離（あるいはコラムの引込距離）を検出しなくとも、コラムを設定された引込量だけ引き込むことができる。一方、排気口が閉じられていた場合には、ピストンは高圧気体によって押されるため引き続きコラムが引込まれる。なお、排気口は、シリンダの端部からの距離を変えて複数設けることができ、開いておく排気口を変えることによって、ピストンの移動距離を変えることができる。

例えば、また、排気口は、ピストンがストロークする初期の段階で、つまり、ピストンの移動距離が小さい段階で通過する位置に設けることができる。その場合には、ピストンが設定された距離等移動した際に、予め閉じられていた排気口を開くことにより、高圧気体が排気されてコラムの引込みが終了する。そうすることにより、コラムの引込量を比較的容易に複数段階で，あるいは無段階で変化させることができる。なお、本項に記載の態様において、排気口と開閉機構とが、上記引込量変更機構として機能する。

（１０）前記開閉機構が、電磁動力源を含んで構成された(9)項に記載の車両用ステアリングシステム。

電磁動力源は、例えば、ソレノイドコイルを有するもの，あるいはモータ等とすることができ、電力の供給によって比較的容易に開閉を切り換えることができる。

（１１）前記コラム引込装置が、二次衝突の時点で前記ステアリングコラムの引込み動作を開始するようにされた(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。

二次衝突の時点は、例えば、運転者が操作部材に衝突した時点，あるいは操作部材に衝突したとみなせる時点とすることができる。操作部材に衝突したとみなせる時点は、例えば、設定された衝撃荷重を超える大きさの衝撃荷重、具体例としては、エアバッグに設定された衝撃吸収荷重を超える大きさの衝撃荷重が操作部材に加わった時点とすることができる。二次衝突の際には、運転者が操作部材に衝突することによって操作部材に加わる衝撃荷重が短時間の間に増加する。例えば、衝撃荷重が比較的大きな荷重となる前の時点を二次衝突の時点とすれば、運転者に加わる衝撃が大きくなる前にコラムを引き込むことができ、運転者の衝撃を緩和することができる。また、二次衝突の時点でコラムの引込み動作を開始し、かつ、コラムの引き込み速度を運転者の移動速度よりも遅くなるように設定すれば、コラムを引き込みながら運転者の慣性エネルギを吸収することができる。以上のように、二次衝突の時点でコラムの引込み動作を開始することにより、適切なタイミングでコラムを前方に引き込むことができ、運転者の衝撃をより効果的に緩和することができるのである。二次衝突の時点は、例えば、二次衝突によって操作部材に加わる荷重に基づいて検知することができる。すなわち、操作部材に加わる荷重が設定された荷重を超えた時点を、二次衝突の時点とみなすことができる。その設定された荷重を比較的小さい荷重とすれば、運転者に大きな衝撃が加わる前にコラムを引き込むことができ、運転者の衝撃を緩和することができる。

本項に記載のステアリングシステムがエアバッグ装置を備えた態様であれば、例えば、運転者がエアバッグを介して操作部材に衝突した状態で、操作部材に設定された荷重を超える衝撃荷重が加わった時点を二次衝突の時点とみなすことができる。すなわち、本項の態様には、運転者が操作部材に実質的に衝突した時点で、具体的には、例えば、直接的に接触していなくとも、エアバッグを介して操作部材に設定された荷重を超える衝撃荷重が加わった時点で、コラムの引込み動作を開始するといった態様も含まれるのである。その態様では、例えば、操作部材に設定された衝撃荷重が加わるまでは引込みが開始されないため、十分な支持荷重でエアバッグ装置が支持されており、エアバッグによって効果的に衝撃を緩和することができる。なお、本項に記載のステアリングシステムは、車両の衝突が生じても、二次衝突が生じない場合には、コラムの引き込みが行われない。すなわち、本項のステアリングシステムは、コラム引込装置の不必要な作動を回避することができるものとされているのである。

本項に記載の態様は、例えば、操作部材に加わる荷重が設定された荷重を超えたことを検出する二次衝突検知機構を備える態様とすることができる。その二次衝突検知機構は、例えば、操作部材，コラム等の変形による歪みを検出する歪み検出器を有するものや、操作部材の変位を検出する変位検出器を有するものとすることができる。また、当該ステアリングシステムを、例えば、二次衝突時に操作部材に加わる軸方向の荷重に応じて、操作部材の前方への変位を許容する操作部材変位許容機構を備えるものとすることができる。その操作部材変位許容機構が、設定された荷重，あるいは弾性力等に抗して操作部材が変位することを許容するようにすれば、運転者の衝撃が大きくなることを抑制しつつ、二次衝突を検出することができる。

（１２）当該ステアリングシステムが、二次衝突時における前記ステアリング操作部材の変位を検出する操作部材変位検出器を備えた(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。
（１３）当該ステアリングシステムが、前記コラム引込装置を制御する制御装置を備え、その制御装置が、前記操作部材変位検出器の検出信号に基づいて、前記ステアリングコラムの引き込みが開始されるように前記コラム引込装置を制御するものである(12)項に記載の車両用ステアリングシステム。

上記２つの項について説明する。二次衝突時には、操作部材は比較的小さな衝撃荷重によって適度に変形，あるいは変位するように構成することができ、その場合には、操作部材変位検出器によって操作部材の変位を検出することにより、二次衝突を検知することができる。なお、操作部材に加わる荷重と操作部材の変位との間に相関性があれば、上記２つの項に記載された態様の各々を、上記(11)項の二次衝突検知機構の具体的な構成を示す態様の例とすることができる。その場合の作用効果については、上記(11)項と同様である。また、上記(12)項に記載のステアリングシステムがエアバッグ装置を備えた態様であれば、運転者がエアバッグに衝突したことによる操作部材の変位を操作部材変位検出器によって検出し、二次衝突を検知することができる。なお、操作部材変位検出器は、例えば、操作部材の特定の箇所が車両前方（例えば、コラム軸線方向の前方，水平方向の前方等）に設定量変位したことを検出するものとすることができる。

（１４）当該ステアリングシステムが、前記車体の一部から離脱した前記ステアリングコラムの移動に伴う衝撃エネルギ吸収荷重を発生させて、前記ステアリング操作部材に加わる衝撃のエネルギを吸収する衝撃エネルギ吸収装置を備える(1)項ないし(13)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。

本項に記載の態様は、上記ＥＡ装置を含んで構成されたシステムであり、その装置による衝撃エネルギの吸収も行われることから、本項に記載の態様によれば、より効果的な衝撃吸収が可能なステアリングシステムが実現する。なお、本項に記載の「衝撃エネルギ吸収装置」は、具体的な構成が特に限定されるものではない。例えば、コラムと車体の一部との一方と係合する状態におけるコラムの移動に伴って、設定された一部分が、コラムと車体の一部との他方の一部分によって変形が強いられる変形部材を備え、その変形部材の変形抵抗に依拠する衝撃エネルギ吸収荷重（以下、「ＥＡ荷重」という場合がある）を発生させる構造のものとすることができる。例えば、いわゆる衝撃エネルギ吸収プレート（以下、「ＥＡプレート」という場合がある）を変形部材として採用するような構造のものである。また、コラムが伸縮可能なものとされている場合、その伸縮部において摩擦力が発生するように構成し、その摩擦力がＥＡ荷重とされる構造のものとすることもできる。

（１５）当該ステアリングシステムが、前記ステアリング操作部材に設けられてエアバッグを展開させるエアバッグ装置を含んで構成された(1)項ないし(14)項のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。

本項に記載の態様によれば、エアバッグ装置による衝撃エネルギの吸収も行われることから、より効果的な衝撃吸収が可能なステアリングシステムが実現する。また、エアバッグによって衝撃荷重の増加速度が低下するため、二次衝突を検知し易くなる。

以下、運転者とステアリング操作部材とが衝突する二次衝突時に、運転者に加わる力について説明した後、本発明のいくつかの実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

＜二次衝突時の衝撃について＞
図１ａに、運転者が停止した状態のステアリング操作部材に衝突した場合に、運転者に加わる力を模式的に示す。なお、操作部材はステアリングコラムによって支持されており、二次衝突時の衝撃によってコラムが車体から離脱させられて車両前方へ移動させられるとともに、衝撃エネルギ吸収装置（ＥＡ装置）によって運転者の慣性エネルギが吸収されるものとする。また、コラムが車体から離脱する際に、設定された離脱荷重に抗して移動するようにされているものとする。そのため、二次衝突時において、初期の段階ではエアバッグによって衝撃が緩和されているが、その後に運転者が操作部材に直接的に衝突する際には、コラムが離脱する際に大きな力（図においてピークＡ）が運転者に加わり、衝撃の緩和が不十分になる場合がある。このような場合、コラムの離脱荷重を低減することにより離脱荷重の影響を減少させることができると予測される。しかしながら、離脱荷重を低減することにより一定の効果があるものの、次に説明するように、それだけでは衝撃の緩和が十分とは言えないのである。

図１ｂに、離脱荷重が殆ど０の場合に、運転者に加わる力を模式的に示す（図において実線）。離脱荷重が０の状態は、例えば、コラムの移動の係止が衝突後に解除された場合等であり、殆ど抵抗無くコラムが離脱することができる状態にされているものとする。しかしながら、離脱荷重が０であるにも拘わらず、上記ピークＡよりも小さいものの、ピークＢが残存している。これは、操作部材およびコラムの慣性力によるものであり、つまり、操作部材に衝突した運転者によって急速に加速されるコラム等の反力が運転者に加わっているためである。このようなピークを低下させ、運転者に加わる力が緩やかに変化するようにすれば（図において破線）、衝撃を効果的に緩和できると考えられる。そのためには、二次衝突時にコラムを車両前方に引き込むことが効果的である。それは、運転者とコラム等との相対速度を低減することによってコラム等の加速度を小さくし、それらの反力を低減することができるからである。

以上のように、運転者に加わる力（衝撃荷重）が大きくなる前の時点（二次衝突の時点）にコラムを引き込むことによって、慣性力による影響を減少させることができ、衝撃を効果的に緩和することができる。また、離脱荷重が存在する場合には、コラムを引き込むことによって、離脱荷重による反力が運転者に加わることを抑制でき、衝撃を効果的に緩和することができる。なお、コラムが離脱した後には、コラムにＥＡ装置による移動抵抗力、つまり衝撃エネルギ吸収荷重（ＥＡ荷重）が作用し、その抵抗力に起因する力がコラムおよび操作部材を介してＥＡ荷重として運転者に加わる。

次に、シートベルト着用の有無によって、運転者に加わる力がどう変わるかについて説明する。一般的な車両において、シートベルトを着用していない場合でも、エアバッグ，ＥＡ装置によって運転者の衝撃が吸収されるようにされている。例えば、ＥＡ装置が発生するＥＡ荷重は、二次衝突時にシートベルトを着用していない運転者の慣性エネルギを吸収できるような大きさにされているのである。一方、シートベルトを着用している場合には、車両の衝突後にシートベルトの拘束力が運転者に加わる。シートベルトは、ほぼ一定の張力で運転者を拘束しており、運転者が前に倒れるのとともに引き出されるようにされている。二次衝突時にシートベルトを着用していた場合には、操作部材からの力と、シートベルトの拘束力との２種類の力が合わさって運転者に加わることとなり、運転者に加わる力が過大になる虞がある。そこで、シートベルト着用時には、コラムの引き込みの量を多くし、離脱加重，慣性力だけでなく、離脱後にコラムが引き込まれる区間においてＥＡ荷重を低減させることにより、シートベルトの拘束力とＥＡ荷重とを合わせた力を適度な大きさとすることができ、運転者の衝撃を効果的に緩和することができるのである。

＜第１実施例＞
図２に、本実施例のステアリングシステムの全体構成を示す。本ステアリングシステムは、ステアリングコラム１０を主体として構成されるものであり、そのコラム１０は、インパネＲ／Ｆ１２に設けられた１対のコラム取付ブラケット（以下、「取付ブラケット」と略す場合がある）１４において、車体の一部に固定支持される。コラム１０は、支持された状態では、図に示すように、車両前方側が下方に位置するように傾斜した姿勢で配置されることになる。コラム１０は、主として、コラム本体２０と、コラム本体２０の軸線方向における中間部に設けられたブレークアウェイブラケット（以下、「Ｂ.Ａ.ＢＫＴ」と略す場合がある）２２と、前方部に設けられた前方ブラケット２４とを含んで構成されており、後に詳しく説明するが、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２と前方ブラケット２４との各々が、取付ブラケット１４に取付られることで、コラム１０は、２箇所において支持されるのである。

コラム１０は、後方に位置する部分がインパネ３０から車両後方に突出する状態で支持されており、その突出する後端部には、ステアリング操作部材であるステアリングホイール３２が取り付けられており、コラム１０はステアリングホイール３２を操作可能に保持するものとなっている。ちなみに、ステアリングホイール３２にはエアバッグ装置３４が設けられている。コラム１０のインパネ３０から突出する部分は、コラムカバー３６によって覆われ、また、下部は、インパネロアカバー３８によってカバーされている。コラム１０の前端部は、図示を省略するインタミディエイトシャフトを介し、車室外に存在する転舵装置に接続される。

図３に、コラム１０の側面図を、図４に平面図を、図５に側面断面図を、図６に、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の部分の斜視図を、それぞれ示す。図３から図５において、右側の端部が車両後方側（ステアリングホイール３２側）、左側が車両前方側である。図２に示したように、コラム１０は、傾斜した状態で車両に取付けられるため、実際は、図３〜図５における右側の端部は車両後方斜め上方に位置し、左側の端部は車両前方斜め下方に位置する。本実施例では、説明を簡略化するため、特に断りのない限り、それら図における右側を「車両後方側」あるいは単に「後方側」と、左側を「車両前方側」あるいは単に「前方側」と呼び、右側に向かう方向を「車両後方」あるいは単に「後方」、左側に向かう方向を「車両前方」あるいは「前方」と呼んで、説明を行う。

コラム本体２０は、シャフト部と、そのシャフト部を挿通させた状態で支持するチューブ部とを含んで構成されている。シャフト部は、車両後方側に位置させられる後部シャフト５０と車両前方側に位置させられる前部シャフト５２とを含んで構成されている。後部シャフト５０はパイプ状に、前部シャフト５２はロッド状に形成され、後部シャフト５０の前方部に前部シャフト５２の後方部が挿入されている。後部シャフト５０の前部内周面，前部シャフト５０の後部外周面には、それぞれ互いに噛合するスプラインが形成され、後部シャフト５０と前部シャフト５２は、軸方向に相対移動が可能かつ相対回転が不能な状態で接続されている。また、チューブ部は、車両後方側に位置させられる後部チューブ５４と、車両前方側に位置させられる前部チューブ５６とを含んで構成されている。後部チューブ５４および前部チューブ５６は、ともにパイプ状のものであり、後部チューブ５４の前方部に前部チューブ５６の後方部が挿入されている。後部チューブ５４の前方部内面には、パイプ状をなすライナ５８が設けられており、このライナ５８を介することによって、前部チューブ５６は後部チューブ５４にがたつきなく挿入される。前部チューブ５６の外周面と接触するライナ５８の内周面は減摩処理が施されており、後部チューブ５４と前部チューブ５６との軸方向の相対移動を容易ならしめている。また、後部チューブ５４の後端部および前部チューブ５６の前端部には、それぞれラジアルベアリング６０，６２が設けられ、後部チューブ５４および前部チューブ５６は、それぞれ、ラジアルベアリング６０，６２を介して、後部シャフト５０および前部シャフト５２の各々を、それらの中間部において回転可能に支持している。このような構造とされていることで、コラム本体２０は、伸縮可能とされているのである。

コラム本体２０は、後部チューブ５４，前部チューブ５６のそれぞれにおいて、車体にの一部に取り付けられる。前部チューブ５６の前方端部には、先に説明した前方ブラケット２４が固定的に設けられており、この前方ブラケット２４には、軸挿通穴６６が設けられている。インパネＲ／Ｆ１２に設けられた１対の取付ブラケット１４の各々には、軸穴６８が穿設された軸受部材７０がそれぞれ固定されており、前方ブラケット２４の軸挿通穴６６とそれら軸受部材７０の軸穴６８とに、支持軸７２が挿通されることで、コラム本体２０は、その支持軸を中心に揺動可能に支持される（図２参照）。一方、後部チューブ５４は、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２に保持され、そのＢ.Ａ.ＢＫＴ２２が１対の取付ブラケット１４に取り付けられることで、車体の一部に支持される。詳しく言えば、後部チューブ５４には、被保持部材８０が固定的に設けられており、この被保持部材８０が、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の構成部分であるチャンネル形状（コの字形状）をなす保持部材８２によって保持されるとともに、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２のもう１つの構成部材である被支持プレート８４が１対の取付ブラケット１４に組み付けられることで、後部チューブ５４が車体の一部に支持される。Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の取付ブラケット１４に対する取付構造は、後に詳しく説明するため、ここでの説明はひとまず留保する。ちなみに、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２は、取り付けられた状態において、設定された離脱荷重を超える離脱方向の荷重がコラム１０に作用すると、その取付状態が解除されて、車両前方方向、詳しくは、コラム１０の軸線方向（離脱方向）に離脱するような構造となっている。

コラム１０は、チルト機構９０およびテレスコピック機構９２を有しており、詳しくは、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２によるコラム本体２０を保持する構造が、チルト機構９０，テレスコピック機構９２を構成するものとされている。Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の保持部材８２およびコラム本体２０に固定された被保持部材８０は、ぞれぞれが、互いに交差する長穴９４，９６を有しており、それらの長穴９４，９６に軸部材９８が挿入されている。それにより、コラム本体２０は、保持部材８２に設けられた長穴９４の分だけ前記支持軸を中心として揺動可能とされ、また、被保持部材８０に設けられた長穴９６の分だけ、伸縮可能とされているのである。図３および図４には、チルト機構９０およびテレスコピック機構９２のロックレバー１００が示されており、このロックレバー１００を押し上げることにより（図３における実線の位置）、被保持部材８０が保持部材８２によって強く挟持され、コラム本体２０の揺動位置，伸縮位置が固定されるようになっている。位置の調整は、ロックレバー１００を押し下げる（図３における２点鎖線の位置）ことによって、固定を解除して行われる。なお、図２〜図５には、チルト機構９０によってコラム本体２０の車両後方端部が最も上方に位置させられ、テレスコピック機構９２により、コラム本体２０の車両後方側の部分が最も前方に位置させられた状態が示されている。

上述のように、設定された離脱荷重を超える離脱方向の荷重がコラム１０に作用した場合、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２がインパネＲ／Ｆ１２に設けられた取付ブラケット１４から離脱し、それによって、コラム１０の車両後方部分、詳しくは、後部シャフト５０，後方チューブ５４を含んで構成されるコラム本体２０の後方部分およびＢ.Ａ.ＢＫＴ２２（以下、「コラム移動部」という場合がある）が、車体の一部から、コラム１０の軸線方向である離脱方向（図２の白抜矢印の方向）に離脱する。コラム１０の離脱する部分は、コラム本体２０の収縮を伴って、離脱方向と略同じ方向である移動方向（図２〜図５の太い矢印の方向）に移動する。なお、コラム移動部の移動範囲の終点は、前部シャフト５２の上端が後部シャフト５０の内径が小さくなっている内面の部分に当接することによって規定される。

本ステアリングシステムは、取付ブラケット１４から離脱したコラム移動部の移動に伴って、二次衝突の衝撃のエネルギを吸収する２つの衝撃エネルギ吸収装置を備えている。２つの衝撃エネルギ吸収装置は、いずれも、コラム移動部の移動に伴って、その移動を阻止する方向の抗力、すなわち衝撃エネルギ吸収荷重（ＥＡ荷重）を発生させる構造とされており、そのＥＡ荷重の存在下でのコラム移動部の移動を許容することで、衝撃エネルギを吸収するものとされている。図６には、２つの衝撃エネルギ吸収装置の１つである第１ＥＡ装置１１０の要部の斜視が示されている。この図を補足するものとして、図７に、図６における第１ＥＡ装置１１０の要部が示されている部分を拡大して示す。

第１ＥＡ装置は、変形部材としての、衝撃エネルギ吸収プレート（ＥＡプレート）１１２と、そのＥＡプレート１１２の変形を強要する変形強要部材としての押付ローラ１１４とを含んで構成されている。ＥＡプレート１１２は、衝撃エネルギ吸収荷重を発生させる衝撃エネルギ吸収部材として機能するものであり、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の車幅方向の略中央の部位に装着されている。押付ローラ１１４は、肉厚管状の樹脂製のものであり、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の前端部に設けられた１対の軸支持部材１１６によって支持されたローラ軸１１８によって、回転可能に支持されている。

ＥＡプレート１１２は、帯状の金属材料からなり、概ねＵ字状に曲げらて形成されている。ＥＡプレート１１２は、湾曲部１２０の内側に押付ローラ１１４の外周面が接する状態とされ、湾曲部１２０に繋がる上側プレート部１２２は、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２を構成する被支持プレート８４の上面に支持される状態で、車両の前後方向に延在しており、また、湾曲部１２０に繋がる下側プレート部１２４は、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２を構成する保持部材８２の上板部の下方において、それに略平行な状態で車両の前後方向に延在している。Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２には、角穴１２６が設けられ、この角穴１２６の両側の各々には、コの字状に屈曲して形成された１対の保持片１２８が、ＥＡプレート１１２を挟んで互いに向かい合うように立設されており、この保持片１２８によって、ＥＡプレート１１２が位置決めされるとともに、ＥＡプレート１１２の適正な変形が担保される。

また、上側プレート部１２２の後端部は、上方に略直角に曲げ起こされるとともに概してＴ字状に形成された係合部１３０とされている。コラム１０がインパネＲ／Ｆ１２に設けられた１対の取付ブラケット１４に支持された状態において、係合部１３０は、取付ブラケット１４の各々に両端部が固定された係止バー１３２の凹所１３４と係合し、コラム移動部が離脱した際に、係止バー１３２によって係止されることになる（図８参照）。なお、被支持プレート８４の上面には、上側プレート部１２２の後端部を係止する２つのストッパ１３６が設けられており、それらストッパ１３６によって、ＥＡプレートの車両後方側への移動が禁止されている。

運転者の二次衝突によって、離脱したコラム移動部がコラム軸線方向前方（図７の太い矢印の方向）に移動する場合、ＥＡプレート１１２は、係止バー１３２によって係合部１３０が係止された状態で、湾曲部１２０が押付ローラ１１４によって前方に押されることになる。それに伴って、湾曲部１２０の形状を概ね維持したまま、湾曲部１２０のＥＡプレート１１２における位置が遷り動くように変形する。この変形に要する力つまり変形抵抗がＥＡ荷重とされ、コラム移動部がこのＥＡ荷重の存在下で移動することにより、二次衝突の衝撃エネルギが吸収されるのである。

もう１つの衝撃エネルギ吸収装置である第２ＥＡ装置１５０は、チューブ部の伸縮部に設けられている。詳しく言えば、前部チューブ５６の外周面には、後部チューブ５４の前方端部より前方に、軸線方向に延びる３つの凸条１５２が形成されている。３つの凸条１５２は、周方向において３等配の位置に形成されており、それぞれが、後部チューブ５４の内周面より僅かに突出する高さに形成されている。そのため、離脱したコラム移動部が移動する際、後部チューブ５４の前方端部がそれら３つの凸条１５２を押し潰しながら、コラム本体２０が収縮することになる。この３つの凸条１５２の変形に要する力が、ＥＡ荷重として機能し、コラム移動部は、そのＥＡ荷重の存在下で移動し、衝撃エネルギが吸収されるのである。

次に、先の説明において留保しているところのＢ.Ａ.ＢＫＴ２２の取付ブラケット１４に対する取付構造について、図８〜図１０をも参照しつつ説明する。図８は、コラム１０が取付ブラケット１４に取り付けられた状態を示す車両前方側からの斜視を、図９は、その状態における断面を、図１０は、取付構造を分解した斜視を、それぞれ示している。

Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の被支持プレート８４には、車幅方向の両端部の各々に、孔とスリットが複合したスリット孔１６０が設けられている。このスリット孔１６０は、また、１対の取付ブラケット１４の各々には、下面壁を構成する下鍔部１６２に、取付孔１６４が設けられている。被支持プレート８４と取付ブラケット１４の下鍔部１６２とが、それぞれ被締結部材として機能し、それらが、スリット孔１６０（詳しくは、それの前端部に形成された孔部１６１），取付孔１６４を利用して、締結手段としてのボルト１６６およびナット１６８によって締結されることにより、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２が取付ブラケット１４に取付られている。

被支持プレート８４の上面と、取付ブラケット１４の下鍔部１６２の下面との間には、樹脂によって形成された樹脂スペーサ１７２が介装される。樹脂スペーサ１７２は、上面側の四隅の各々に突起１７６が設けられており、また、下面側にはボルト挿通孔１７８の周囲から下方に延びだすような円環状のボス１８０が設けられている。また、被支持プレート８４の下面側からフランジ付のカラー１８２が嵌められており、ボルト１６６およびナット１６８は、取付ブラケット１４の下鍔部１６２，樹脂スペーサ１７２，被支持プレート８４，フランジ付のカラー１８２を挟持して締結している。なお、樹脂スペーサ１７２のボス１８０の外径は、被支持プレート８４のスリット孔１６０の孔部１６１の内径より僅かに小さく、内径は、フランジ付カラー１８２の外径より僅かに大きくされている。また、フランジ付のカラー１８２の先端部は下鍔部１６２の下面に当接し、締め代が制限されている。

ボルト１６６およびナット１６８によって締結された状態において、樹脂スペーサ１７２の各突起１７６は押し潰されて弾性変形させられており、被支持プレート８４と取付ブラケット１４の下鍔部１６２は、その弾性力に依拠する締結力によって締結された状態となっており、その締結力によって生じる摩擦力によって、被支持プレート８４と取付ブラケット１４の下鍔部１６２との相対移動が制限されているのである。ちなみに、被支持プレート８４に設けられたスリット孔１６０のスリット部１８４は、車両前後方向に延びて車両後方側に開口しているおり、その幅は、フランジ付のカラー１８２の外径より大きくされ、かつ、樹脂スペーサ１７２のボス１８０の外径よりも小さくされている。そのため、車両前方方向であって、かつ、被支持プレート８４の上面および取付ブラケット１４の下鍔部１６２の下面に平行な方向（コラムの軸線方向である）に、上記摩擦力を超える荷重が、被支持プレート８４に作用した場合に、被支持プレート８４の取付ブラケット１４に対する移動が許容されることになる。なお、その移動の際に樹脂スペーサ１７２のボス１８０の破断を伴うが、その破断に要する力は無視できるほど小さいものとされている。

このような構造から、本実施例のステアリングシステムでは、上記取付構造を構成する構成要素である取付ブラケット１４の下鍔部１６２，被支持プレート８４，樹脂スペーサ１７２，フランジ付のカラー１８２，ボルト１６６およびナット１６８等を含んで、コラム１０を車体の一部に固定保持するコラム支持装置２００が構成されている。なお、本実施例では、上記取付構造は、２箇所において設けられており、その２箇所の取付構造により、コラム支持装置２００が構成されているのである。また、そのコラム支持装置２００においては、上記摩擦力に依拠して離脱荷重が決定される構造となっており、そのコラム支持装置２００は、その離脱荷重を上回る荷重が作用する場合、設定された離脱方向であるコラム軸線方向へのコラム１０（詳しくはコラム移動部）の離脱が許容される機構、つまり、離脱許容機構２０２を備えるものとされているのである。

図１１に、コラム１０（詳しくはコラム移動部）を車両前方に引き込む装置であるコラム引込装置３００とその周辺を示す。上述のように、コラム移動部はコラム支持装置２００によって車体から離脱可能に支持されており、コラム引込装置３００によって離脱方向の力を加えることで、コラム移動部を強制的に離脱させて車両前方に引き込むことができるのである。図１２に、コラム引込装置３００の断面図を示す。コラム引込装置３００は、アクチュエータとしてのシリンダ装置３０２と、そのシリンダ装置３０２の排気口を開閉する開閉機構３０４とを含んで構成されている。また、本実施例では、シリンダ装置３０２は、コラム本体２０の上方において、コラム１０の軸線に概ね平行に配設されている。

シリンダ装置３０２は、ハウジングとして機能するシリンダ３１６と、シリンダ３１６の内部に挿入されたピストン３１８と、一端部がピストン３１８に固定されて他端部がシリンダ３１６より車両後方側に突出するピストンロッド３２０とを含んで構成されている。シリンダ３１６の車両前方側の端部には軸穴が設けられた端部部材３２２が固着されており、シリンダ３１６は、その端部部材３２２において、前方ブラケット２４を軸受部材７０に支持する支持軸７２によって軸支されている。また、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の車両前方側の端部には、１対のブラケット３２４が、２つの軸支持部材１１６を挟む位置に付設されており、それら１対のブラケット３２４には、ロッド支持軸３２６が渡されている。ピストンロッド３２０の車両後方側の端部には、軸穴が設けられたロッドヘッド３２８が固着されており、ピストンロッド３２０は、そのロッドヘッド３２８において、ロッド支持軸３２６によって軸支されている。ピストン３１８は、シリンダ３１６内部の車両後方側の端部との間に比較的狭い空間を挟んで位置させられ、その空間には、固体薬剤である火薬３３０が充填されている。なお、図３〜図６等においては、図面が複雑にならないように、コラム引込装置３００，１対のブラケット３２４等の図示が省略されている。

上記シリンダ装置３０２には、高圧気体を排気するための第１排気口３５０，第２排気口３５２が設けられている。また、シリンダ装置３０２の外周には、第１排気口３５０を塞ぐように、円筒状のシャッター環３６０が、設定されたクリアランスを保って軸方向にスライド可能に嵌合させられている。そのシャッター環３６０は、シリンダ装置３０２の外周に固定された電磁動力源たるソレノイド３６２の駆動軸３６４に連結されており、そのソレノイド３６２によって軸方向にスライドさせられるようにされている。ソレノイド３６２は、内部にコイルおよび永久磁石を有しており、所定の向きに電力が供給されると駆動軸３６４が延び出し、逆の向きに電力が供給されると駆動軸３６４が引き込まれるようにされている。図１１，１２には、駆動軸３６４が引き込まれた状態で、第１排気口３５０が閉ざされた状態が示されている。駆動軸３６４が延び出すとシャッター環３６０が軸方向の車両後方側（図において右側）に移動させられて、第１排気口３５０が開かれ、シリンダ３１６の内部が外部と連通した状態にされる。

上記シリンダ装置３０２は、図示を省略するスパーク電極によって火薬３３０に着火することによって作動する。着火によって火薬３３０は高圧気体を発生させ、その圧力によってピストン３１８が車両前方側に向かって移動する。ピストン３１８の移動により、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２は、離脱許容機構２０２による離脱荷重を超える力で車両前方側に向かって引張られ、コラム移動部は、車両前方に向かって取付ブラケット１４から強制的に離脱させられる。

なお、シリンダ装置３０２が作動する際に、第１排気口３５０が開かれていた場合には、ピストン３１８が第１排気口３５０を通過した際に、第１排気口３５０から高圧気体が排気されてシリンダ３１６内部の圧力が低下するため、ピストン３１８に推進力が働かなくなる。すなわち、ピストン３１８が開かれた第１排気口３５０を通過することによって、コラム引込装置３００による引込み動作が終了するのである。一方、図１１，１２に示すように、第１排気口３５０が閉ざされていた場合には、ピストン３１８が第１排気口３５０を通過しても高圧気体は排気されず、引き続きピストン３１８が移動させられる。そして、ピストン３１８が第２排気口３５２を通過した際に、第２排気口３５２から高圧気体が排気され、シリンダ３１６内部の圧力が低下するため、ピストン３１８に推進力が働かなくなる。すなわち、ピストン３１８が第２排気口３５２を通過することによって、コラム引込装置３００による引込み動作が終了するのである。

なお、第１排気口３５０は、ピストン３１８の移動距離がコラム１０（詳しくはコラム移動部）が車体の一部から離脱するのに必要な移動距離である離脱距離と等しくなった際に、その第１排気口３５０を通過する位置に設けられている。そのため、ピストン３１８の移動距離が離脱距離と等しくなった際に、その第１排気口３５０から高圧気体が排気されて引込み動作が終了する。すなわち、第１排気口３５０が開かれていた場合のコラム引込量は、コラムの離脱に必要な最少距離（例えば、１０ｍｍ程度）移動させる引込量（「第１引込量」の一種である）となるのである。なお、本実施例において、コラム移動部の離脱距離は、樹脂スペーサ１７２のコラム軸線方向の長さ寸法と概ね等しくなる。一方、第２排気口３５２は、ピストン３１８の移動距離が、離脱距離と、ＥＡ装置の吸収ストロークの半分程度の距離とを合わせた距離と等しくなった際に、その第２排気口３５２を通過する位置に設けられている。そのため、第１排気口３５０が閉ざされていた場合には、コラム移動部は、離脱距離と上記吸収ストロークの半分程度の距離とを合わせた距離（例えば、６０ｍｍ程度）移動させる引込量（「第２引込量」の一種である）だけ引き込まれるのである。

なお、本実施例において、コラム引込装置３００による引込量を変化させる引込量変更機構が、第１排気口３５０と開閉機構３０４とを含んで構成されている。さらに、開閉機構３０４と同様な開閉機構を第２排気口３５２を開閉するために設けることができ、その場合には、引込量を３段階に変化させることができる。また、その場合には、引込量変更機構が、第１排気口３５０，開閉機構３０４，第２排気口３５２および開閉機構とを含んで構成されることとなる。

本実施例のステアリングシステムでは、コラム引込装置３００は、制御装置であるステアリング電子制御ユニット（ＥＣＵ）４００によって作動させられる（図２参照）。そのＥＣＵ４００はコンピュータを主体とした装置であり、コラム引込制御プログラムを実行することによって、コラム引込装置３００の制御を行う。そのＥＣＵ４００には、コラム引込装置３００の、シリンダ装置３０２のスパーク電極，および開閉機構３０４のソレノイド３６２の各々が接続されており、ＥＣＵ４００が備える駆動回路から電力の供給を受けて作動するようにされている。また、車両には、各種のセンサが設けられており、ＥＣＵ４００は、それらのセンサからの信号に基づいて、コラム引込量を変更し、また、適切なタイミングでコラム移動部を引き込ませる。センサは、具体的にいえば、車両の衝突を検知する車両衝突検知器としての車両衝突センサ（Ｃ.Ｓ）４０２、運転者がシートベルトを着用している状態を検知するシートベルト着用検知器としてのシートベルトセンサ（Ｓ.Ｓ）４０４，ステアリングホイール３２の変位を検出する操作部材変位検出器としての変位センサ４０６等のセンサが設けられている（図２参照）。

変位センサ４０６は、回動可能に保持されたレバー４０８を備えており、そのレバー４０８が回動させられると内部のスイッチが閉じて導通を生じさせ、ＥＣＵ４００に検出信号を出力するものである。その変位センサ４０６は、コラムカバー３６に、ステアリングホイール３２のボス部４２０の前方側の端面の下部に対向するように設けられている。そして、二次衝突の際には、ステアリングホイール３２の下部が運転者によって車両前方に押されてステアリングホイール３２および後部シャフト５０が変形するため、ボス部４２０の前方側の端面の下部とコラムカバー３６との間隔が小さくなり、ステアリングホイール３２の変位が検出される。変位センサ４０６は、また、レバー４０８がボス部４２０から設定された距離離間するように配設され、ステアリングホイール３２が設定量変位した際にレバー４０８が押されて回動し、ステアリングホイール３２の変位が検出されるようにされている。なお、コラムカバー３６はコラム１０の後部チューブ５４に取り付けられており、チルト機構９０，テレスコピック機構９２等により、ステアリングホイール３２の位置が変更されても、変位センサ４０６とボス部４２０との相対位置関係が変わらないようにされている。

シートベルト着用の有無は、ＥＣＵ４００により、シートベルトセンサ（Ｓ.Ｓ）３０４の検出信号に基づいて取得される。そして、シートベルト着用時には、第１排気口３５０を覆う位置にシャッター環３６０が位置させられ、第１排気口３５０が閉じられた状態にされる。一方、シートベルト非着用時には、シャッター環３６０が退避させられ、第１排気口３５０が開かれた状態にされる。車両が前方衝突して、車両衝突センサ（Ｃ.Ｓ）３０２によって車両の衝突が検知された後に、ステアリングホイール３２の変位量が設定変位量になったことが変位センサ４０６によって検知されると、二次衝突が生じたことが検知され、シリンダ装置３０２が作動させられてコラム１０（詳しくはコラム移動部）が引き込まれ、運転者に加わる衝撃が緩和される。

本実施例において、ステアリングホイール３２の変位量は、ステアリングホイール３２に加わる力、すなわち荷重の大きさと相関関係にあり、ステアリングホイール３２に加わる荷重が一定の大きさを超えると、その際の変位量が設定変位量を超えることとなる。本実施例のステアリングシステムはエアバッグ装置３４を備えており、運転者がエアバッグに衝突し、ステアリングホイール３２にエアバッグを介して設定された荷重を超える荷重が加わると、ステアリングホイール３２の変位量が設定変位量を超えて、二次衝突したことが検知される。すなわち、ステアリングホイール３２の変位量が設定変位量を超えた時点が二次衝突の時点とみなされるのである。なお、本実施例において、ステアリングホイール３２および後部シャフト５０は二次衝突時に適度に変形するように構成されており、それらステアリングホイール３２および後部シャフト５０を含んで操作部材変位許容機構が構成されている。また、本実施例において、ステアリングホイール３２，後部シャフト５０，および変位センサ４０６を含んでステアリングホイール３２の変位に基づいて二次衝突を検知する二次衝突検知機構が構成されている。なお、二次衝突の際には、ステアリングホイール３２に加わる荷重が短時間で増大するが、本実施例において、その荷重が比較的小さい段階におけるステアリングホイール３２の変位量が設定変位量とされているため、運転者に比較的大きな衝撃が加わる前の時点でコラム移動部をステアリングホイール３２とともに前方に引き込むことができる。

シートベルト非着用時には、第１排気口３５０が開かれて、コラム１０の引込量が離脱距離と等しい引込量（第１引込量の一種である）にされる。エアバッグ衝突後に、コラム１０が引き込まれて運転者とステアリングホイール３２との相対速度（すなわち、衝突速度）が減少させられ、運転者がステアリングホイール３２に直接的に衝突する際の衝撃が緩和される。また、コラム引込装置３００による引込み動作はコラム移動部の離脱後には終了するため、運転者の慣性エネルギは十分なＥＡ荷重によって吸収される。

一方、シートベルト着用時には、第１排気口３５０が閉じられて、コラム１０の引込量が離脱距離とＥＡ装置の吸収ストロークの半分の距離とを合わせた距離と等しい引込量（第２引込量の一種である）にされる。エアバッグ衝突後に、コラム移動部が引き込まれて運転者とステアリングホイール３２との衝突速度が減少させられ、衝撃が緩和されることは、シートベルト非着用時と同様である。しかし、第１排気口３５０が閉じられているため、コラム移動部の離脱後もコラム引込装置３００による引込み動作が継続する。離脱後のコラム１０は、ＥＡ装置１１０，１５０によるＥＡ荷重に抗して移動するようにされているが、コラム引込装置３００による引込みによって上記ＥＡ荷重が減少させられる。シートベルトを着用した運転者には、シートベルトの拘束力に加えて、ＥＡ荷重によるステアリングホイール３２からの反力が加わるが、上述のように引込み動作が行われている間はＥＡ荷重が減少させられているため、運転者に加わる力が過大とならず、緩やかに慣性エネルギを吸収することができる。なお、運転者の移動速度が遅い場合、例えば、シートベルト着用時で衝突速度が小さい場合等に、コラム１０の引込速度が運転者の移動速度より速くなる場合があるとしても、そういった場合には、シートベルトによって運転者の慣性エネルギを十分吸収することができるため、ＥＡ荷重が小さいほど、より緩やかに運転者の慣性エネルギを吸収することができる。すなわち、その場合には、コラム１０の引込によってＥＡ荷重を０にすることにより、衝撃をより効果的に緩和しているのである。

以上のように、シートベルト着用の有無に応じてコラム１０の引込量を変えることによって、衝撃を緩和する装置（シートベルト，ＥＡ装置等）から運転者に加えられる力の大きさを全体として適度な大きさにすることができ、運転者の衝撃をより効果的に緩和することができるのである。

＜第２実施例＞
上記実施例において、コラムカバー３６に設けられた変位センサ４０６によって二次衝突を検出していたが、変位センサ４０６を上記とは異なる場所に設けることができる。本実施例のステアリングシステムは、第１実施例のシステムと略同様の構成であるため、異なる構成を中心に説明し、同様の構成についての説明は省略する。また、本実施例の説明において、第１実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。

ステアリングコラム５００（以後、「コラム」と略記する場合がある）の後方部分を拡大した側面断面図を図１３に示す。本実施例において、後部シャフト５１０は、後部チューブ５１２に、前方に移動可能に保持されている。すなわち、後部シャフト５１０の軸受６０の前方側は軸受６０の内径よりも径が大きくされており、後方への移動が禁止されている。それに対して、後部シャフト５１０の軸受６０の後方側の部分は、軸受６０と比較的緩やかに嵌合できるようにされているため、前方への移動が許容されるのである。後部シャフト５１０には、軸受６０と軸方向に離間した部分に止め輪５２０が取り付けられている。その止め輪５２０と軸受６０との間には、弾性部材たる圧縮コイルスプリング５２２（以後、「スプリング」と略記する場合がある）が設けられている。そのスプリング５２２は、設定量圧縮された状態で軸受６０と止め輪５２０とに挟まれており、後部シャフト５１０を後方に付勢している。その付勢力は、走行時等にステアリングホイール３２が操作されても、後部シャフト５１０は殆ど軸方向に動くことがない大きさとされている。

後部チューブ５１２の外周面には、変位センサ５３０が固定されている。その変位センサ５３０は、上記実施例の変位センサ４０６と同様の構成であり、回動可能に保持されたアーム５３２を備え、そのアーム５３２が回動させられると内部のスイッチが閉じて導通を生じさせ、ＥＣＵ４００に検出信号を出力するものである。また、変位センサ５３０は、ＥＣＵ４００に接続されている。後部チューブ５１２には、貫通穴５３６が設けられており、その貫通穴５３６を通って変位センサ５３０のアーム５３２が後部チューブ５１２の内側に延び出している。後部シャフト５１０の外周には、カラー５４０が嵌合させられ、固着されている。

二次衝突時に、後部シャフト５１０がスプリング５２２の付勢力に抗して前方に押されると、カラー５４０がアーム５３２を回動させ、変位センサ５３０内のスイッチがＯＮにされる。そして、ＥＣＵ４００により、二次衝突の発生が検知され、コラム引込装置３００が作動させられて、コラム５００（詳しくは、コラム移動部）が、車両前方に引き込まれるのである。すなわち、本実施例において、後部シャフト５１０に加わる荷重が設定された荷重を超える時点が、二次衝突の時点とみなされるのである。本実施例のステアリングシステムでは、スプリング５２２の弾性係数，プリロード（通常時に、軸受６０と止め輪５２０とに挟まれた状態でスプリング５２２が発生する弾性力）等を変更することにより、二次衝突が検知される際の後部シャフト５１０に加わる荷重を変更することができる。

なお、本実施例において、止め輪５２０，軸受６０，スプリング５２２を含んで操作部材変位許容機構が構成されている。その操作部材変位許容機構は、ステアリングホイール３２に加わる軸方向の荷重に応じて、後部シャフト５１０が軸方向前方へ変位することを許容するものである。また、変位センサ５３０およびカラー５４０を含んで、二次衝突検知機構が構成されている。上述以外の作動，作用・効果については、上記実施例と同様である。

＜第３実施例＞
上記実施例において、コラム引込装置３００がＢ.Ａ.ＢＫＴ２２と前方ブラケット２４との間に設けられていたが、態様の異なるコラム引込装置をＢ.Ａ.ＢＫＴ２２の後方に設けることもできる。図１４に、第３実施例のステアリングシステムにおけるステアリングコラムの取付ブラケットへの取付状態を示す。図１４は、ステアリングコラムを車両左側から見た側面図であり、シリンダ装置が断面図とされている。本実施例のステアリングシステムは、第１実施例のシステムと略同様の構成であるため、異なる構成を中心に説明し、同様の構成についての説明は省略する。また、本実施例の説明において、第１実施例のシステムと同じ機能の構成要素については、同じ符号を用いて対応するものであることを示し、それらの説明は省略するあるいは簡略に行うものとする。

本実施例において、コラム引込装置６００は、１対の取付ブラケット１４に渡された支持バー６０４の下面に固定されて支持されている。コラム引込装置６００は、第１実施例と同様に、シリンダ装置６０８および開閉機構６１０を備えている。そのシリンダ装置６０８は、ハウジングとして機能するシリンダ６１６と、シリンダ６１６の内部に挿入されたピストン６１８と、一端部がピストン６１８に固定されて他端部がシリンダ６１６より車両前方側に突出するピストンロッド６２０と、ピストンロッド６２０の他端部に固定的に取り付けられたプランジャヘッド６２２とを含んで構成されている。ピストン６１８は、シリンダ６１６内部の車両後方側の端部との間に比較的狭い空間を挟んで位置させられ、その空間には、固体薬剤である火薬６２４が充填されている。プランジャヘッド６２２の車両前方側の端部である先端部は、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２の保持部材８２および被支持プレート８４の車幅方向の中央であって車両後方側の端部に当接させられている。

上記シリンダ装置６０８には、第１実施例のシリンダ装置３０２と同様に、高圧気体を排気するための第１排気口３５０，第２排気口３５２が設けられている。開閉機構６１０については、第１実施例の開閉機構３０４と同様であるため、同じ符号を付して説明を省略する。また、第１排気口３５０および第２排気口３５２の説明についても、第１実施例の開閉機構３０４と同様である。なお、シリンダ装置６０８および開閉機構６１０の各々は、第１実施例と同様に、ＥＣＵ４００に接続されている。

上記シリンダ装置６０８は、図示を省略するスパーク電極によって火薬６２４に着火することによって作動する。着火によって火薬６２４は高圧気体を発生させ、その圧力によってピストン６１８が車両前方側に向かって移動する。ピストン６１８の移動により、プランジャヘッド６２２は、離脱許容機構２０２による離脱荷重を超える力でＢ.Ａ.ＢＫＴ２２を押し、Ｂ.Ａ.ＢＫＴ２２、つまり、コラム移動部を車両前方に向かって取付ブラケット１４から強制的に離脱させる。

本実施例において、第１実施例と同様に、シートベルト着用の有無に基づいて第１排気口３５０を開閉し、コラム１０（詳しくは、コラム移動部）の引込量を変化させ、運転者の衝撃をより効果的に緩和する。コラム引込装置６００の構成以外、例えば、構成、作動、作用・効果については、第１実施例と同様であるため説明を省略する。なお、本コラム引込装置６００は、第２実施例にも適用可能である。

＜変形例＞
上記各実施例において、第１排気口３５０は、１つだけ設けられていたが、例えば、周に沿って等角度間隔に複数の排気口を設けてもよい。そうすることによって、単位時間当たりの排気量（排気速度）を増加させることや、排気口の面積を小さくすることができる。

上記各実施例において、引込量を２段階に分けていたが、３段階以上にすることもできる。また、シートベルト着用の有無だけではなく、衝突速度，運転者の体重等に基づいて引込量を決定することもできる。

二次衝突時に運転者に加わる力を示す図である。 離脱荷重が殆ど０の場合に、二次衝突時に運転者に加わる力を示す図である。 第１実施例のステアリングシステムの全体構成を示す図である。 第１実施例のステアリングシステムを構成するステアリングコラムの側面図である。 図３に示すステアリングコラムの平面図である。 図３に示すステアリングコラムの側面断面図である。 図３に示すステアリングコラムのブレークアウェイブラケットの部分を示す斜視図である。 図６における第１ＥＡ装置の要部を拡大して示す図である。 ステアリングコラムが取付ブラケットに取り付けられた状態を車両前方側から示す斜視図である。 ステアリングコラムが取付ブラケットに取り付けられた状態を示す断面図である。 ステアリングコラムの取付構造を分解した状態を示す斜視図である。 コラム引込装置の取付ブラケットへの取付状態を示す図である。 上記コラム引込装置の側面一部断面図である。 第２実施例のステアリングコラムの後方部分の断面を示す図である。 第３実施例のコラム引込装置の取付ブラケットへの取付状態を示す一部断面図である。

符号の説明

１０：ステアリングコラム １２：インパネリインフォースメント １４：コラム取付ブラケット（車体の一部） ２０：コラム本体 ２２：ブレイクアウェイブラケット ３２：ステアリングホイール（ステアリング操作部材） ３４：エアバッグ装置 ８４：被支持プレート（被締結部材）９０：チルト機構 ９２：テレスコピック機構 １１０：第１ＥＡ装置（衝撃エネルギ吸収装置） １１２：衝撃エネルギ吸収プレート（変形部材） １５０：第２ＥＡ装置（衝撃エネルギ吸収装置） １７２：樹脂スペーサ ２００：コラム支持装置 ２０２：離脱許容機構 ３００：コラム引込装置 ３０２：シリンダ装置（アクチュエータ） ３０４：開閉機構 ３５０：第１排気口 ３６０：シャッター環 ３６２：ソレノイド（電磁動力源） ４００：ステアリング電子制御ユニット（制御装置） ４０４：シートベルトセンサ［Ｓ．Ｓ］（シートベルト着用検知器） ４０６：変位センサ（操作部材変位検出器） ５００：ステアリングコラム ５２０：止め輪 ５２２：圧縮コイルスプリング ５３０：変位センサ（操作部材変位検出器） ６００：コラム引込装置 ６０８：シリンダ装置（アクチュエータ） ６１０：開閉機構

Claims (4)

1. ステアリング操作部材を一端部において操作可能に保持するステアリングコラムと、
   前記ステアリング操作部材に加わる衝撃に対する前記ステアリングコラムの車体の一部からの離脱を許容する離脱許容機構を備えて、そのステアリングコラムを車体の一部に固定支持させるコラム支持装置と、
   前記ステアリングコラムを車両前方に引き込む量である引込量を変化させて前記ステアリングコラムを引き込むコラム引込装置と
   を含んで構成された車両用ステアリングシステムであって、
   前記コラム引込装置が、
   シリンダと、そのシリンダの内部に充満させられる高圧気体の圧力によってそのシリンダと相対移動させられるピストンとを備えて、前記ステアリングコラムを引き込むための動力源となるアクチュエータと、
   前記ステアリングコラムの引込量を変化させるために、前記シリンダに設けられて前記ピストンの移動途中に前記高圧気体を外部へ排気する排気口を開閉させる開閉機構と
   を備えたことを特徴とする車両用ステアリングシステム。
2. 前記コラム引込装置が、ステアリングコラムの引込量を、第１引込量と、その第１引込量よりも大きな第２引込量とに変化させるものである請求項１に記載の車両用ステアリングシステム。
3. 前記コラム引込装置が、シートベルト非着用時には前記ステアリングコラムを前記第１引込量引き込み、シートベルト着用時には前記第２引込量引き込むようにされたものである請求項２に記載の車両用ステアリングシステム。
4. 当該ステアリングシステムが、二次衝突時における前記ステアリング操作部材の変位を検出する操作部材変位検出器と、その操作部材変位検出器の検出信号に基づいて前記ステアリングコラムの引き込みが開始されるように前記コラム引込装置を制御する制御装置とを備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用ステアリングシステム。

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