車両用操舵装置
【課題】衝撃吸収機構を備える操作部材格納式の車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】車両用操舵装置１００は、操作部材２をインストルメントパネル１４の内部の格納位置およびインストルメントパネル１４の外部の操作位置の間に移動可能に支持するリンク機構１６と、操作部材２を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構１８と、操作部材２の操作に応じて車輪を転舵する転舵機構とを備えている。リンク機構１６は、操作部材２の移動に伴って変位する第１および第２のリンクアーム２０,２１と、これらのリンクアーム２０,２１間を連結する第３のリンクアーム２２とを含む。衝撃吸収のときに、第３のリンクアーム２２による第１および第２のリンクアーム２０,２１間の連結位置が変更される。
【解決手段】車両用操舵装置１００は、操作部材２をインストルメントパネル１４の内部の格納位置およびインストルメントパネル１４の外部の操作位置の間に移動可能に支持するリンク機構１６と、操作部材２を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構１８と、操作部材２の操作に応じて車輪を転舵する転舵機構とを備えている。リンク機構１６は、操作部材２の移動に伴って変位する第１および第２のリンクアーム２０,２１と、これらのリンクアーム２０,２１間を連結する第３のリンクアーム２２とを含む。衝撃吸収のときに、第３のリンクアーム２２による第１および第２のリンクアーム２０,２１間の連結位置が変更される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に用いられる車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に用いられる車両用操舵装置には、いわゆる二次衝突のときの衝撃を吸収するための衝撃吸収機構を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、車両用操舵装置として、操作部材をインストルメントパネル内に格納できる操作部材格納式の車両用操舵装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１１１０５９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
操作部材格納式の車両用操舵装置においても、安全性を高めるために、衝撃吸収機構を設けることが好ましい。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、衝撃吸収機構を備える操作部材格納式の車両用操舵装置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】
【０００４】
上記目的を達成するための本発明は、操作部材（２）をインストルメントパネル（１４）の内部の格納位置およびインストルメントパネルの外部の操作位置の間に移動可能に支持する支持機構（１６，５２，３１９）と、操作部材を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構（１８,５３）と、操作部材の操作に応じて車輪（３）を転舵する転舵機構（４）とを備え、上記支持機構および駆動機構の少なくとも一方が、車両の二次衝突のときの衝撃を吸収する衝撃吸収機構（１８,２６,２７,２８,２９，５３）を含むことを特徴とする車両用操舵装置（１００，２００，３００，４００）である。本発明では、操作部材をインストルメントパネルの内部の格納位置と外部の操作位置とに移動させるための構造に衝撃吸収機構を付加することができる。
【０００５】
また、上記支持機構は、操作部材の移動に伴って変位する複数のリンクアーム（２０,２１）と、これらのリンクアームのうち対応するリンクアーム間を連結する連結部材（２２）とを含み、衝撃吸収のときに、連結部材による対応するリンクアーム間の連結位置が変更されるようにしてある場合がある（請求項２）。この場合、衝撃吸収のときに、支持機構のリンクアーム間の連結位置が変更されることにより、リンクアームの移動の自由度を高くすることができ、その結果、十分な衝撃吸収ストロークを得ることが可能となる。
【０００６】
また、上記支持機構の変位を規制する規制部材（４９）を備え、衝撃吸収のときに、規制部材による支持機構の変位の規制が解除されるようにしてある場合がある（請求項３）。この場合、規制部材による規制の解除により、支持機構の可動範囲を大きくでき、結果として、十分な衝撃吸収ストロークを得ることが可能となる。
また、上記支持機構は、湾曲状のガイド（５２）と、操作部材を支持し、上記ガイドに沿って案内される湾曲部（５４）を含む支持アーム（３１９）とを含み、上記支持アームが上記駆動機構によって駆動される場合がある（請求項４）。この場合、操作部材を支持する支持アームが湾曲状の軌跡を描くようにしたので、インストルメントパネル内に複雑な支持機構を設ける必要がない。これにより、操作部材を格納位置および操作位置に変位させるときの可動部分の占めるスペースを削減することができる。
【０００７】
また、上記駆動機構は電動モータ（５３）を含み、衝撃吸収のときに、上記電動モータが発電することにより、衝撃を吸収するようにしてある場合がある（請求項５）。この場合、通常は操作部材を駆動する電動モータを発電機として作動させることにより、衝突の運動エネルギを電気エネルギに変換して吸収することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用操舵装置１００の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、車両用操舵装置１００は、操作部材２と、操作部材２の操作に応じて転舵輪３（車輪）を転舵する転舵機構４とを備えている。この実施形態に係る車両用操舵装置１００は、操作部材２と転舵機構４とが機械的に連結されていない、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である。操作部材２の操作（回転操作）に応じて駆動される転舵用アクチュエータ５の動作を、転舵軸６の直線運動（車幅方向への直線運動）に変換し、この転舵軸６の直線運動を舵取り用の左右の転舵輪３の転舵運動に変換することにより転舵が達成される。
【０００９】
転舵用アクチュエータ５は、例えばブラシレスモータ等の電動モータを含む構成である。転舵用アクチュエータ５の駆動力は、図示しない運動変換機構（例えばボールねじ機構）により、転舵軸６の軸方向（車幅方向）への直線運動に変換される。転舵軸６の直線運動がタイロッド７に伝達されることにより、ナックルアーム８の回動が引き起こされる。これにより、ナックルアーム８に連結された転舵輪３の転舵が達成される。
【００１０】
操作部材２は、回転シャフト９の一端部（図１では上端部）に連結されている。回転シャフト９は、車体（図示せず）に対して回転可能に支持されている。回転シャフト９の他端部（図１では下端部）には、操作部材２に操舵反力を与えるための反力用アクチュエータ１０が連結されている。反力用アクチュエータ１０としては、例えばブラシレスモータ等の電動モータを用いることができる。
【００１１】
操作部材２の操舵角は、操舵角センサ１１によって検出される。また、操作部材２に加えられた操舵トルクは、トルクセンサ１２によって検出される。図示はしないが、これらのセンサ１１,１２の他にも、転舵輪３の転舵角を検出するための転舵角センサや、車速を検出するための車速センサ等が設けられている。上記のセンサ類の各検出信号は、マイクロコンピュータを含む制御装置１３に入力される。制御装置１３は、入力された検出信号に基づいて転舵用アクチュエータ５や反力用アクチュエータ１０を制御する。制御装置１３は、操作部材２の操作方向とは逆方向の適当な反力が発生されるように反力用アクチュエータ１０を制御する。
【００１２】
図２は、車両用操舵装置１００の要部の図解的な側面図である。図２は、車両用操舵装置１００が車両に取り付けられた状態を示している。図２では、操作部材２がインストルメントパネル１４の内部の格納位置に配置されている。図２において、運転席は操作部材２の左側に位置している。図２における右方が車両の前方側であり、図２における左方が車両の後方側である。このような方向の定義は、他の図（図８、図９、図１０、図１２および図１４）においても適用される。
【００１３】
図２を参照して、車両用操舵装置１００は、インストルメントパネル１４内に操作部材２を格納可能な操作部材格納式の車両用操舵装置である。車両用操舵装置１００は、リンク機構１６（支持機構）と、駆動機構１８とを備えている。操作部材２は、支持アーム１９等を介してリンク機構１６に支持されている。リンク機構１６は、操作部材２をインストルメントパネル１４の内部の格納位置（図２に示す位置）およびインストルメントパネル１４の外部の操作位置（図８参照）の間に移動可能に支持している。また、駆動機構１８は、操作部材２を格納位置と操作位置との間で移動させることができる。
【００１４】
リンク機構１６は、第１の端部２０ａおよび第２の端部２０ｂを有する第１のリンクアーム２０（リンクアーム）と、第１の端部２１ａおよび第２の端部２１ｂを有する第２のリンクアーム２１（リンクアーム）と、第１の端部２２ａおよび第２の端部２２ｂを有する第３のリンクアーム２２（連結部材）とを備えている。
また、駆動機構１８は、例えば直動形モータその他の直動形アクチュエータである。駆動機構１８は、本体部２３と、この本体部２３に保持されたロッド２４とを有している。本体部２３の一端部２３ａは、支軸２３ｂを介して固定部材Ａ１に回動可能に支持されている。駆動機構１８は、支軸２３ｂの回りに回動可能となっている。固定部材Ａ１は、ベースとしての車体側部材Ｂ１に固定されている。
【００１５】
駆動機構１８は、本体部２３に対してロッド２４を直線的に移動させることができる。ロッド２４の先端は、第１のリンクアーム２０の途中部に回転可能に連結されている。駆動機構１８は、本体部２３に対してロッド２４を進退させることによりリンク機構１６を駆動することができる。駆動機構１８は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００１６】
図３は、リンク機構１６の図解的な平面図である。
図２および図３を参照して、第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１は、それぞれ一対設けられている。一対の第１のリンクアーム２０は、図３に示すように、リンク機構１６の幅方向（図３における左右方向）に間隔を隔てて配置されている。同様に、一対の第２のリンクアーム２１は、リンク機構１６の幅方向に間隔を隔てて配置されている。第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１は、車両の前後方向に並んで配置されている。第１のリンクアーム２０は、第２のリンクアーム２１に対して車両の後方側に配置されている。
【００１７】
各第１のリンクアーム２０の第１の端部２０ａは、車体側部材Ｂ１に固定されたベース２５に回転可能に連結されている。また、各第２のリンクアーム２１の第１の端部２１ａは、ベース２５に回転可能に連結されている。第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１は、それぞれ第１の端部２０ａおよび第１の端部２１ａを支点として回動可能にベース２５に連結されている。
【００１８】
また、図２に示すように、各第１のリンクアーム２０の第２の端部２０ｂには、第１のリンクアーム２０の長手方向に延びる第１の長孔２６が形成されている。各第１の長孔２６の上端部には、第１の連結軸２７が嵌合されている。第１の連結軸２７は、各第１のリンクアーム２０に回転可能に保持されている。一対の第１のリンクアーム２０の第２の端部２０ｂは、第１の連結軸２７を介して互いに連結されている。第１の連結軸２７としては、例えば断面円形の丸棒が用いられている。
【００１９】
同様に、各第２のリンクアーム２１の第２の端部２１ｂには、第２のリンクアーム２１の長手方向に延びる第２の長孔２８が形成されている。各第２の長孔２８の上端部には、第２の連結軸２９が嵌合されている。第２の連結軸２９は、各第２のリンクアーム２１に回転可能に保持されている。一対の第２のリンクアーム２１の第２の端部２１ｂは、第２の連結軸２９を介して互いに連結されている。第２の連結軸２９としては、例えば断面円形の丸棒が用いられている。
【００２０】
一方、第３のリンクアーム２２は、図３に示すように、第１の連結軸２７と第２の連結軸２９との間を掛け渡すようにリンク機構１６の前後方向（車両の前後方向）配置されている。第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａは、一対の第１のリンクアーム２０間に位置しており、第１の連結軸２７に回転可能に連結されている。また、第３のリンクアーム２２の第２の端部２２ｂは、一対の第２のリンクアーム２１間に位置しており、第２の連結軸２９に回転可能に連結されている。第３のリンクアーム２２は、第１の連結軸２７および第２の連結軸２９を介して、第１のリンクアーム２０の第２の端部２０ｂと第２のリンクアーム２１の第２の端部２１ｂとを連結している。
【００２１】
また、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａには、支持アーム１９の第１の端部１９ａが固定されている。支持アーム１９は、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａから車両の後方側に延びている。支持アーム１９は、第３のリンクアーム２２に対して所定の角度をなしている。図２に示すように、支持アーム１９には、第１の支持フレーム３０、第２の支持フレーム３１およびカバー３２が固定されている。
【００２２】
第１の支持フレーム３０は、支持アーム１９の第２の端部１９ｂに固定されている。また、第２の支持フレーム３１は、支持アーム１９の第２の端部１９ｂに近接した位置に固定されている。第１の支持フレーム３０および第２の支持フレーム３１は、それぞれ平板状の部材である。第１の支持フレーム３０と第２の支持フレーム３１との間には支持アーム１９の長手方向に間隔が設けられている。操作部材２の一部は、第１の支持フレーム３０と第２の支持フレーム３１との間に配置されている。操作部材２は、第２の支持フレーム３１に回転可能に支持されている。
【００２３】
また、第１の支持フレーム３０の運転席側には、フロントパネル３３が固定されている。フロントパネル３３は、側面視において例えば湾曲状をなしている。フロントパネル３３は、インストルメントパネル１４に形成された開口１４ａを覆うことができる形状にされている。インストルメントパネル１４は、側面視において例えばフロントパネル３３に滑らかに連なる湾曲状をなしている。
【００２４】
図２に示すように、操作部材２が格納位置にあるとき、フロントパネル３３は、開口１４ａの概ね全域を覆っている。また、操作部材２が格納位置にあるとき、インストルメントパネル１４およびフロントパネル３３の運転席側の表面（図２では左側の表面）は、滑らかに連なっている。
一方、カバー３２は、支持アーム１９の第１の端部１９ａよりの位置に固定されている。カバー３２は、フロントパネル３３と概ね等しい形状にされている。カバー３２は、開口１４ａの大部分の領域を覆うことができる形状にされている。図示はしないが、カバー３２には、支持アーム１９が挿通する挿通孔が形成されている。カバー３２は、上記挿通孔に支持アーム１９が挿通した状態で当該支持アーム１９に固定されている。
【００２５】
図４は、第１のリンクアーム２０の第１の端部２０ａを拡大した図解的な側面図である。
図４を参照して、第１の長孔２６は、その上端部に位置する嵌合部３４と、この嵌合部３４から第１のリンクアーム２０の長手方向に延びる延設部３５とを有している。嵌合部３４は、側面視において概ね円形をなしている。嵌合部３４の直径は、第１の連結軸２７の外径と概ね等しくされている。また、延設部３５の幅Ｈ１（長手方向と直交する方向への長さ）は、第１の連結軸２７の外径よりも短くされている。延設部３５の幅Ｈ１は、第１のリンクアーム２０の長手方向に沿って一定とされている。
【００２６】
第１の連結軸２７は、嵌合部３４に嵌合されている。第１の連結軸２７は、嵌合部３４内で回転可能に保持されている。第１の連結軸２７に所定値以上の下向きの荷重が加えられると、第１の連結軸２７は、嵌合部３４から外れて延設部３５に移動するようになっている。第１の連結軸２７は、車両用操舵装置１００の通常使用時において、嵌合部３４において回転可能に保持される。
【００２７】
また図示はしないが、第２のリンクアーム２１に形成された第２の長孔２８は、第１の長孔２６と概ね同じ形状にされている。すなわち、第２の長孔２８は、その上端部に位置する嵌合部と、この嵌合部から第２のリンクアーム２１の長手方向に延びる延設部とを有している。第２の長孔２８の嵌合部の直径は、第２の連結軸２９の外径と概ね等しくされている。また、第２の長孔２８の延設部の幅（長手方向と直交する方向への長さ）は、第２の連結軸２９の外径よりも短くされている。第２の長孔２８の延設部の幅は、第２のリンクアーム２１の長手方向に沿って一定とされている。
【００２８】
第２の連結軸２９は、第２の長孔２８の嵌合部に嵌合されている。第２の連結軸２９は、第２の長孔２８の嵌合部内で回転可能に保持されている。第２の連結軸２９に所定値以上の下向きの荷重が加えられると、第２の連結軸２９は、第２の長孔２８の嵌合部から外れて第２の長孔２８の延設部に移動するようになっている。第２の連結軸２９は、車両用操舵装置１００の通常使用時において、第２の長孔２８の嵌合部において回転可能に保持される。
【００２９】
図５は、フロントパネル３３の図解的な正面図である。
図５を参照して、フロントパネル３３は、正面視において概ね矩形をなしている。フロントパネル３３の正面には、操作部３６と表示部３７とが設けられている。操作部３６は、例えば非常点滅表示灯（いわゆるハザードランプ）用ボタンやパーキングブレーキ用ボタン等を含む複数のボタン３８により構成されている。また、表示部３７は、例えば、エンジン回転数表示部３９および車速表示部４０を含む。
【００３０】
エンジン回転数表示部３９は、例えば、フロントパネル３３の幅方向（図５における左右方向）に配列された複数の矩形の点灯部３９ａにより構成されている。エンジン回転数が上昇すると、各点灯部３９ａは、図５における左端から順番にエンジン回転数に対応する個数だけ点灯する。
また、車速表示部４０は、例えば、フロントパネル３３の幅方向に配列された複数の棒状の点灯部４０ａにより構成されている。各点灯部４０ａは長さが異なっており、フロントパネル３３の高さ方向（図５における上下方向）に延びている。各点灯部４０ａの長さは、図５における右方に行くにしたがって長くなっている。各点灯部４０ａの下端の位置は揃えられており、各点灯部４０ａの上端の位置は図５における右方に行くにしたがって高くなっている。車速が上昇すると、各点灯部４０ａは、図５における左端から順番に車速に対応する個数だけ点灯する。
【００３１】
図６は、操作部材２の図解的な正面図である。また、図７は、フロントパネル３３等を含む操作部材２の図解的な側面図である。図７では、操作部材２の一部（後述の一対の回動アーム４３および一対の把持部４４）の図示を省略している。
図６および図７を参照して、操作部材２は、操作部材本体４２と、この操作部材本体４２に回転可能に支持された一対の回動アーム４３と、一対の回動アーム４３にそれぞれ固定された運転者把持用の一対の把持部４４とを備えている。一対の把持部４４には、方向指示器点灯用のボタン４５がそれぞれ設けられている。
【００３２】
操作部材本体４２は、図７に示すように、回転シャフト９を介して第２の支持フレーム３１に回転可能に連結されている。操作部材本体４２は、第２の支持フレーム３１および支持アーム１９等を介してリンク機構１６に連結されている。上述の反力用アクチュエータ１０は、第２の支持フレーム３１に固定されている。反力用アクチュエータ１０は、複数の歯車を介して回転シャフト９に連結されている。
【００３３】
操作部材本体４２には、一対の回転軸４６が保持されている。各回転軸４６は、操作部材本体４２の高さ方向（図６および図７における上下方向）に延びている。各回転軸４６は、その中心軸線を回転軸線Ｌ１として回転可能に操作部材本体４２に保持されている。
また、各回転軸４６には、把持部駆動用アクチュエータ４７が連結されている。各把持部駆動用アクチュエータ４７は操作部材本体４２に保持されている。把持部駆動用アクチュエータ４７は、対応する回転軸４６をその回転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。把持部駆動用アクチュエータ４７としては、例えば電動モータが用いられている。
【００３４】
各回動アーム４３の一端は、対応する回転軸４６の途中部に固定されている。また、一対の把持部４４は、それぞれ一対の回動アーム４３の他端に固定されている。把持部駆動用アクチュエータ４７によって回転軸４６が回転軸線Ｌ１まわりに回動されると、当該回転軸４６に対応する回動アーム４３および把持部４４が当該回転軸線Ｌ１まわりに一体的に回動される。これにより、一対の回動アーム４３が折りたたまれた状態である非使用位置（図２に示す位置）と、一対の回動アーム４３が開かれた状態である使用位置（図６に示す位置）との間で、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４を移動させることができる。
【００３５】
各把持部駆動用アクチュエータ４７による回転軸４６の回転位置は、各回転軸４６の先端に連結された例えば光学式のロータリエンコーダ等の位置検出装置４８によって検出される。各位置検出装置４８の検出信号は、制御装置１３（図１参照）に入力される。制御装置１３は、入力された検出信号に基づいて把持部駆動用アクチュエータ４７を制御する。制御装置１３は、例えば、一対の回動アーム４３の動作が同期するように一対の把持部駆動用アクチュエータ４７を制御する。
【００３６】
図８は、車両用操舵装置１００の要部の図解的な側面図である。図８では、操作部材２がインストルメントパネル１４の外部の操作位置に配置されている。以下では、操作部材２が格納位置から操作位置に移動するときの動作の一例について説明する。
図２および図８を参照して、操作部材２が格納位置に配置され、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４が非使用位置にある状態（図２に示す状態）で、車両が始動（例えばエンジンが始動またはバッテリからの電力の供給が開始）されると、制御装置１３は、駆動機構１８を制御して、ロッド２４を本体部２３に対して進出させる。これにより、第１のリンクアーム２０に回転力が与えられ、第１のリンクアーム２０がその第１の端部２０ａを支点として車両の後方側に回動する。また、第１のリンクアーム２０の回動に伴って、第２のリンクアーム２１および第３のリンクアーム２２が車両の後方側に回動し、操作部材２が円弧状の軌跡を描きながら車両の後方側に移動する。これにより、操作部材２が操作位置に移動される。
【００３７】
操作部材２が操作位置に配置されることで、支持アーム１９の途中部に固定されたカバー３２は、インストルメントパネル１４の開口１４ａ内に配置される。これにより、インストルメントパネル１４の開口１４ａの少なくとも一部がカバー３２によって覆われる。インストルメントパネル１４の開口１４ａの少なくとも一部をカバー３２によって覆うことにより、当該開口１４ａからインストルメントパネル１４内に物が入ったり、インストルメントパネル１４の内部に存在する異物等が当該開口１４ａから車内空間に進入したりすることを防止することができる。また、上述のように、カバー３２はフロントパネル３３と概ね等しい形状（側面視において湾曲状）にされているので、操作部材２が操作位置にあるとき、インストルメントパネル１４およびカバー３２の運転席側の表面（図８では左側の表面）は、滑らかに連なっている。
【００３８】
次いで、制御装置１３は、各把持部駆動用アクチュエータ４７（図６および図７参照）を制御して、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４を回動させる。これにより、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４が使用位置に配置され、車両用操舵装置１００が図８に示す状態となる。一対の回動アーム４３および一対の把持部４４の非使用位置から使用位置への移動は、操作部材２が操作位置に配置されてから行われてもよく、操作部材２が格納位置から操作位置に移動される途中で行われてもよい。
【００３９】
図９は、車両用操舵装置１００の要部の図解的な側面図である。図９は、車両の衝突により運転者がフロントパネル３３に衝突（いわゆる二次衝突）した後の状態を示している。図９において、二次衝突が起こる前の操作部材２等の位置を二点鎖線で示す。以下では、二次衝突による衝撃の吸収について説明する。
図９を参照して、運転者がフロントパネル３３に衝突（いわゆる二次衝突）すると、二次衝突の衝撃がフロントパネル３３から支持アーム１９等を介して第３のリンクアーム２２に伝達される。これにより、第３のリンクアーム２２が車両の前方側に押されて、第１のリンクアーム２０を車両の前方側に回動させる力が第１のリンクアーム２０に働く。
【００４０】
第１のリンクアーム２０に働く力（第１のリンクアーム２０を車両の前方側に回動させる力）が、駆動機構１８が第１のリンクアーム２０を車両の後方側に押す力よりも大きければ、第１のリンクアーム２０はその第１の端部２０ａを支点として車両の前方側に回動する。またそれに伴って、第２のリンクアーム２１および第３のリンクアーム２２が車両の前方側に回動し、フロントパネル３３や操作部材２等が円弧状の軌跡を描きながら車両の前方側に移動する。
【００４１】
二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、駆動機構１８によって吸収される。すなわち、二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、本体部２３に対してロッド２４を進出させる力に反して当該ロッド２４を本体部２３に押し込む力となって駆動機構１８に吸収される。駆動機構１８は、二次衝突による衝撃を吸収するための衝撃吸収機構として機能する。
【００４２】
一方、二次衝突の衝撃が第３のリンクアーム２２に伝達されると、第１の連結軸２７および第２の連結軸２９には下向きの力が働く。第１の連結軸２７に働く力が所定値よりも大きければ、第１の連結軸２７は第１の長孔２６の嵌合部３４から外れて延設部３５に移動する。同様に、第２の連結軸２９に働く力が所定値よりも大きい場合には、第２の連結軸２９は第２の長孔２８の嵌合部から外れて延設部に移動する。これにより、第３のリンクアーム２２が第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１に対して下方に移動し、第３のリンクアーム２２による第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１の連結位置が変更される（連結位置が下方に移動する）。フロントパネル３３や操作部材２等は、第３のリンクアーム２２の移動に連動して下方に移動する。
【００４３】
上述のように、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、第１の連結軸２７の外径よりも短くされている。したがって、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の嵌合部３４から延設部３５に移動するとき、第１の長孔２６の延設部３５は第１の連結軸２７によって押し広げられる。そのため、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の嵌合部３４から延設部３５に移動するとき、第１の連結軸２７にはその移動方向と反対方向の抵抗が加わる。また、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の延設部３５に沿って移動するとき、第１の連結軸２７は第１の長孔２６の延設部３５を押し広げながら移動していく。したがって、第１の連結軸２７は、その移動方向と反対方向の抵抗を受けながら第１の長孔２６の延設部３５に沿って移動していく。
【００４４】
二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の延設部３５を押し広げる力となって吸収される。同様に、二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、第２の連結軸２９が第２の長孔２８の延設部を押し広げる力となって吸収される。第１の連結軸２７および第１の長孔２６、ならびに第２の連結軸２９および第２の長孔２８は、二次衝突による衝撃を吸収するための衝撃吸収機構として機能する。
【００４５】
以上のように本実施形態では、二次衝突のときに、第１のリンクアーム２０等を車両の前方側に回動させることにより、フロントパネル３３や操作部材２等を円弧状の軌跡に沿って車両の前方側に移動させつつ、二次衝突による衝撃の一部を吸収することができる。また、二次衝突のときに、第３のリンクアーム２２による第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１の連結位置を変更させることにより、フロントパネル３３や操作部材２等を下方に移動させつつ、二次衝突による衝撃の一部を吸収することができる。これにより、二次衝突のときの衝撃を確実に吸収することができる。また、二次衝突のときに、フロントパネル３３や操作部材２等を円弧状に移動させたり、下方に移動させたりすることができるので、フロントパネル３３や操作部材２等の移動の自由度が高められており、その結果、十分な衝撃吸収ストロークが得られている。
【００４６】
図１０は、この発明の第２の実施形態に係る車両用操舵装置２００の要部の図解的な側面図である。また、図１１は、この発明の第２の実施形態に係るリンク機構１６およびそれに関連する構成の図解的な平面図である。この図１０および図１１において、上述の図１〜９等に示された各部と同等の構成部分については、図１〜９等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
この第２の実施形態と上述の第１の実施形態との主要な相違点は、リンク機構１６の変位を規制する規制部材４９がインストルメントパネル１４の内部に設けられていることにある。
図１０および図１１を参照して、規制部材４９は、例えばリンク機構１６の一部を挟持して、当該リンク機構１６の変位を規制する構成である。規制部材４９は、一対の固定部５０と、各固定部５０から突出する可動部５１とを有している。一対の固定部５０は、フレームＦ１を介してインストルメントパネル１４の内側に固定されている。規制部材４９は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００４８】
図１１に示すように、一対の固定部５０は、平面視においてリンク機構１６がその間に位置するようにリンク機構１６の幅方向に並んで配置されている。各可動部５１は、対応する固定部５０に対してリンク機構１６側に配置されている。各可動部５１は、操作部材２が操作位置にある状態で、第３のリンクアーム２２に水平に対向する位置に配置されている。可動部５１は、固定部５０に対してリンク機構１６の幅方向に進退可能とされている。
【００４９】
制御装置１３は、操作部材２が操作位置にある状態で、各固定部５０に対して可動部５１を進出させる。これにより、第３のリンクアーム２２の一部が一対の可動部５１によって挟持され、リンク機構１６の変位が規制される。また、制御装置１３は、リンク機構１６の変位が規制されている状態で例えば車両の衝突などにより車両に大きな衝撃が加わると、各可動部５１を対応する固定部５０内に退避させる。これにより、リンク機構１６の変位の規制が解除される。
【００５０】
この第２の実施形態によれば、操作部材２が操作位置にあるときに、規制部材４９によってリンク機構１６の変位を規制して、フロントパネル３３や操作部材２等の位置を安定させることができる。さらに、車両の衝突などのときに、規制部材４９によるリンク機構１６の規制を解除させて、上述の第１の実施形態と同様に、リンク機構１６の可動範囲を大きくすることができる。その結果、十分な衝撃吸収ストロークを得ることができる。
【００５１】
なお、規制部材４９としては、上述の構成のものに限られない。すなわち、規制部材４９は、リンク機構１６の変位を規制できるものであればよい。また、上述の説明では、第３のリンクアーム２２を挟持してリンク機構１６の変位を規制する場合について説明したが、リンク機構１６における第３のリンクアーム２２以外の部分を挟持して、リンク機構１６の変位を規制してもよい。
【００５２】
図１２は、この発明の第３の実施形態に係る車両用操舵装置３００の要部の図解的な側面図である。また、図１３は、図１２の一部の拡大図である。この図１２および図１３において、上述の図１〜９等に示された各部と同等の構成部分については、図１〜９等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３の実施形態と上述の第１の実施形態との主要な相違点は、第１の実施形態では、リンク機構１６によって操作部材２等が支持されていたのに対し、この第３の実施形態では、ガイド５２および支持アーム３１９によって操作部材２等が支持されていることにある。すなわち、この第３の実施形態では、ガイド５２および支持アーム３１９が支持機構として機能している。また、上述の第１の実施形態では、駆動機構１８としての直動形アクチュエータによって操作部材２等が駆動されていたが、この第３の実施形態では、駆動機構としての電動モータ５３によって操作部材２等が駆動される。
【００５３】
図１２を参照して、ガイド５２は、その下端が車体側部材Ｂ１に固定されている。ガイド５２は、車体側部材Ｂ１から上方に延びている。ガイド５２の上端部は、インストルメントパネル１４の近傍に達している。ガイド５２は、側面視において車両の前方側に凸となる緩やかな湾曲状をなしている。
一方、支持アーム３１９は、取付機構５５によってガイド５２に取り付けられている。支持アーム３１９には、ガイド５２に沿って案内される湾曲部５４が設けられている。支持アーム３１９は、ガイド５２に沿って移動可能となっている。湾曲部５４は、ガイド５２に対応する形状（側面視において車両の前方側に凸となる緩やかな湾曲形状）とされている。上述のフロントパネル３３や操作部材２等は、支持アーム３１９の第２の端部３１９ｂ（図１２では上端部）に固定されている。
【００５４】
取付機構５５は、支持アーム３１９に固定された複数の保持部材５６と、複数のローラ５７とを備えている。複数の保持部材５６は、支持アーム３１９の長手方向に間隔を隔てて配置されている。各保持部材５６の一部は、支持アーム３１９から車両の後方側に延びている。各保持部材５６の一部には、一対のローラ５７が保持されている。各保持部材５６に保持された一対のローラ５７は、保持部材５６の長手方向に間隔を隔てて配置されている。各ローラ５７は、その中心軸線まわりに回転可能に保持されている。
【００５５】
支持アーム３１９は、対となるローラ５７によってガイド５２が挟まれた状態でガイド５２に取り付けられている。支持アーム３１９は、各ローラ５７の回転によりガイド５２に沿って滑らかに案内される。支持アーム３１９がガイド５２に沿って案内されることで、当該支持アーム３１９に固定されたフロントパネル３３や操作部材２等が湾曲状の軌跡を描きながら車両の前後方向に移動される。支持アーム３１９は、上述の電動モータ５３によって駆動される。
【００５６】
電動モータ５３は、支持アーム３１９を駆動することにより、フロントパネル３３や操作部材２等を湾曲状の軌跡に沿って車両の前後方向に移動させることができる。これにより、格納位置と操作位置との間で操作部材２を移動させることができる。電動モータ５３は、格納位置と操作位置との間の任意の位置に操作部材２を配置させることができる。したがって、操作部材２の位置を所定の範囲内において調節することができ、操作部材２の位置の自由度が高められている。電動モータ５３は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００５７】
図１３を参照して、電動モータ５３は出力軸５８を有している。電動モータ５３は、出力軸５８が車幅方向（図１３では紙面に垂直な方向）と平行になるように配置されている。出力軸５８には、ピニオン５９が同行回転可能に連結されている。電動モータ５３のモータハウジング５３ａは、例えば車体に固定された固定部材Ａ２に固定されている。
また、支持アーム３１９の上側面には、ピニオン５９に噛み合うラック６０が形成されている。電動モータ５３の駆動力は、ピニオン５９およびラック６０を介して支持アーム３１９に伝達される。すなわち、出力軸５８の回転は、ピニオン５９およびラック６０によって、支持アーム３１９の長手方向に沿う運動に変換される。電動モータ５３の駆動力を支持アーム３１９に伝達することにより、支持アーム３１９をガイド５２に沿って移動させることができる。
【００５８】
電動モータ５３は、操作部材２を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構として機能する。また、電動モータ５３は、車両の衝突時において、二次衝突のときの衝撃を吸収する衝撃吸収機構として機能する。
すなわち、運転者がフロントパネル３３に衝突（いわゆる二次衝突）すると、二次衝突の衝撃がフロントパネル３３から支持アーム３１９に伝達され、支持アーム３１９を車両の前方側に押す力が支持アーム３１９に働く。このとき、支持アーム３１９に働く力が所定値よりも大きければ、支持アーム３１９はガイド５２に沿って車両の前方側に移動する。またその一方で、支持アーム３１９に働く力がピニオン５９およびラック６０によって電動モータ５３の出力軸５８に伝達され、当該出力軸５８が回転する。
【００５９】
電動モータ５３は、出力軸５８の回転により発電機として作動して、二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部を吸収する。すなわち、二次衝突の運動エネルギが電動モータ５３によって電気エネルギに変換され吸収される。
この第３の実施形態によれば、通常は操作部材２を駆動する電動モータ５３を発電機として作動させることにより、二次衝突の運動エネルギを電気エネルギに変換して吸収することができる。また、車両の衝突時に、制御装置１３によって操作部材２等が引き込む（操作部材２等が格納位置側に移動する）ように電動モータ５３を制御することにより、二次衝突のときに運転者が受ける衝撃を和らげることができる。さらに、この第３の実施形態によれば、操作部材２を支持する支持アーム３１９が湾曲状の軌跡を描くようにしたので、インストルメントパネル１４内に複雑な支持機構を設ける必要がない。これにより、操作部材２を格納位置および操作位置に変位させるときの可動部分の占めるスペースを削減することができる。
【００６０】
図１４は、この発明の第４の実施形態に係る車両用操舵装置４００の要部の図解的な側面図である。また、図１５は、この発明の第４の実施形態に係る操作部材２およびこれに関連する構成の図解的な平面図である。この図１４および図１５において、上述の図１〜９等に示された各部と同等の構成部分については、図１〜９等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
この第４の実施形態と上述の第１の実施形態との主要な相違点は、第１の実施形態では、リンク機構１６および駆動機構１８が車体側部材Ｂ１に固定されていたのに対し、この第４の実施形態では、ベースとしての車体側部材Ｂ２に対して車両の前後方向に移動可能な例えば板状のスライダ６１にリンク機構１６および駆動機構１８が固定されていることにある。また、この第４の実施形態では、支持アーム４１９の途中部が上下方向に屈曲可能とされている。
【００６２】
図１４を参照して、車体側部材Ｂ２には、車両の前後方向に延びる例えばスライド溝からなる案内部６２が形成されている。スライダ６１は、案内部６２によって車両の前後方向に案内される。
また、スライダ６１には、スライダ移動機構７０が結合されている。スライダ６１は、このスライダ移動機構７０によって車両の前後方向に駆動される。スライダ移動機構７０としては、例えば直動モータなどの直動形アクチュエータを用いることができる。具体的には、スライダ移動機構７０は、車体側部材Ｂ２に固定された固定部７０ａと、この固定部７０ａによって進退駆動される可動部７０ｂとを備えている。スライダ移動機構７０は、このような構成に限らず、回転形モータ（図示せず）と、この回転形モータの回転をスライダ６１に連結されたロッド（図示せず）の直線運動に変換する運動変換機構（図示せず）とを備えるものであってもよい。スライダ移動機構７０は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００６３】
図１４および図１５を参照して、支持アーム４１９は、第１のアーム６３および第２のアーム６４を有している。第１のアーム６３および第２のアーム６４は、上下方向に屈曲可能に連結されている。上述のフロントパネル３３や操作部材２等は、第２のアーム６４に固定されている。
第１のアーム６３の一端部は、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａに固定されている。第１のアーム６３は、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａから車両の後方側に延びている。第１のアーム６３は、第３のリンクアーム２２に対して所定の角度をなしている。
【００６４】
また、図１５に示すように、第１のアーム６３の他端部には、凹部６６が形成されている。凹部６６は、上下に開放されており、その左右には一対の対向板６５が配置されている。第２のアーム６４の一端部は凹部６６に嵌合されている。
図１５に示すように、一方の対向板６５には、第１のアーム６３に対して第２のアーム６４を屈曲させるための電動モータ６７のモータハウジング６７ａが固定されている。電動モータ６７の出力軸６８は、車幅方向（図１５では左右方向）に第１のアーム６３および第２のアーム６４を挿通している。電動モータ６７の出力軸６８は、一対の対向板６５に対して回転可能とされている。また、電動モータ６７の出力軸６８は、第２のアーム６４の一端部に同行回転可能に連結されている。電動モータ６７を駆動することで、第１のアーム６３に対して第２のアーム６４を屈曲させることができる。電動モータ６７は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００６５】
この第４の実施形態によれば、スライダ６１を車両の前後方向に移動させることにより、フロントパネル３３や操作部材２等を車両の前後方向に移動させることができる。これにより、車両の前後方向に関して操作部材２の位置を調節することができる。また、スライダ６１を車両の前後方向に移動させることにより、二次衝突のときの衝撃吸収ストロークを大きくすることができる。さらに、この第４の実施形態によれば、電動モータ６７によって第１のアーム６３に対して第２のアーム６４を屈曲させることにより、操作部材２の角度を所定の範囲内で調節することができる。これにより、操作部材２の位置の自由度が高められている。
【００６６】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、上述の第１〜第４の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の第１、第２および第４の実施形態では、第１のリンクアーム２０に形成された第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１が一定である場合について説明したが、これに限られない。すなわち、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、例えば第１の長孔２６の長手方向に関する一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って減少されていてもよい。
【００６７】
具体的には、例えば図１６に示すように、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、第１の長孔２６の一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って連続的に減少されていてもよい。また、例えば図１７に示すように、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、第１の長孔２６の一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って段階的に減少されていてもよい。第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１を第１の長孔２６の一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って減少させることにより、第１の長孔２６に沿って第１の連結軸２７を移動させて二次衝突による衝撃を吸収するときに、第１の連結軸２７に加わる抵抗を増加させていくことができる。これにより、二次衝突による衝撃を確実に吸収することができる。図示はしないが、第２の長孔２８も第１の長孔２６と同様の変更が可能である。
【００６８】
また、第１の長孔２６は、図４に示す形状に限られない。すなわち、例えば図１８に示すように、第１の長孔２６は、その幅Ｈ１（長手方向と直交する方向への長さ）が一定とされており、その上端部に、内側に突出する一対の突起６９が設けられていてもよい。一対の突起６９は、第１の長孔２６の幅方向に間隔を隔てて対向している。一対の突起６９の間隔は、第１の連結軸２７の外径よりも小さくされている。第１の連結軸２７は、一対の突起６９によって第１の長孔２６の上端部に保持されている。
【００６９】
なお、一対の突起６９の何れか一方を廃止してもよい。また、第２の長孔２８も第１の長孔２６と同様の変更が可能である。
また、上述の第１〜第４の実施形態では、車両用操舵装置が、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である場合について説明したが、本発明に係る車両用操舵装置は、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置に限らず電動式や油圧式等のその他の車両用操舵装置であってもよい。また、本発明に係る車両用操舵装置は、一対のケーブルを用いて操作部材の動作を転舵機構に伝達するケーブル式の車両用操舵装置であってもよい。
【００７０】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図３】リンク機構の図解的な平面図である。
【図４】第１のリンクアームの第１の端部を拡大した図解的な側面図である。
【図５】フロントパネルの図解的な正面図である。
【図６】操作部材の図解的な正面図である。
【図７】フロントパネル等を含む操作部材の図解的な側面図である。
【図８】車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図９】車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態に係るリンク機構およびそれに関連する構成の図解的な平面図である。
【図１２】この発明の第３の実施形態に係る車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１３】図１２の一部の拡大図である。
【図１４】この発明の第４の実施形態に係る車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１５】この発明の第４の実施形態に係る操作部材およびこれに関連する構成の図解的な平面図である。
【図１６】第１の長孔の他の形状を説明するための第１のリンクアームの図解的な側面図である。
【図１７】第１の長孔のさらに他の形状を説明するための第１のリンクアームの図解的な側面図である。
【図１８】第１の長孔のさらに他の形状を説明するための第１のリンクアームの図解的な側面図である。
【符号の説明】
【００７２】
２・・・操作部材、３・・・転舵輪（車輪）、４・・・転舵機構、１４・・・インストルメントパネル、１６・・・リンク機構（支持機構）、１８・・・駆動機構（衝撃吸収機構）、２０・・・第１のリンクアーム（リンクアーム）、２１・・・第２のリンクアーム（リンクアーム）、２２・・・第３のリンクアーム（連結部材）、２６・・・第１の長孔（衝撃吸収機構）、２７・・・第１の連結軸（衝撃吸収機構）、２８・・・第２の長孔（衝撃吸収機構）、２９・・・第２の連結軸（衝撃吸収機構）、４９・・・規制部材、５２・・・ガイド（支持機構）、５３・・・電動モータ（駆動機構、衝撃吸収機構）、５４・・・湾曲部、１００・・・車両用操舵装置、２００・・・車両用操舵装置、３００・・・車両用操舵装置、３１９・・・支持アーム（支持機構）、４００・・・車両用操舵装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に用いられる車両用操舵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に用いられる車両用操舵装置には、いわゆる二次衝突のときの衝撃を吸収するための衝撃吸収機構を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、車両用操舵装置として、操作部材をインストルメントパネル内に格納できる操作部材格納式の車両用操舵装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１１１０５９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
操作部材格納式の車両用操舵装置においても、安全性を高めるために、衝撃吸収機構を設けることが好ましい。
この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、衝撃吸収機構を備える操作部材格納式の車両用操舵装置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】
【０００４】
上記目的を達成するための本発明は、操作部材（２）をインストルメントパネル（１４）の内部の格納位置およびインストルメントパネルの外部の操作位置の間に移動可能に支持する支持機構（１６，５２，３１９）と、操作部材を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構（１８,５３）と、操作部材の操作に応じて車輪（３）を転舵する転舵機構（４）とを備え、上記支持機構および駆動機構の少なくとも一方が、車両の二次衝突のときの衝撃を吸収する衝撃吸収機構（１８,２６,２７,２８,２９，５３）を含むことを特徴とする車両用操舵装置（１００，２００，３００，４００）である。本発明では、操作部材をインストルメントパネルの内部の格納位置と外部の操作位置とに移動させるための構造に衝撃吸収機構を付加することができる。
【０００５】
また、上記支持機構は、操作部材の移動に伴って変位する複数のリンクアーム（２０,２１）と、これらのリンクアームのうち対応するリンクアーム間を連結する連結部材（２２）とを含み、衝撃吸収のときに、連結部材による対応するリンクアーム間の連結位置が変更されるようにしてある場合がある（請求項２）。この場合、衝撃吸収のときに、支持機構のリンクアーム間の連結位置が変更されることにより、リンクアームの移動の自由度を高くすることができ、その結果、十分な衝撃吸収ストロークを得ることが可能となる。
【０００６】
また、上記支持機構の変位を規制する規制部材（４９）を備え、衝撃吸収のときに、規制部材による支持機構の変位の規制が解除されるようにしてある場合がある（請求項３）。この場合、規制部材による規制の解除により、支持機構の可動範囲を大きくでき、結果として、十分な衝撃吸収ストロークを得ることが可能となる。
また、上記支持機構は、湾曲状のガイド（５２）と、操作部材を支持し、上記ガイドに沿って案内される湾曲部（５４）を含む支持アーム（３１９）とを含み、上記支持アームが上記駆動機構によって駆動される場合がある（請求項４）。この場合、操作部材を支持する支持アームが湾曲状の軌跡を描くようにしたので、インストルメントパネル内に複雑な支持機構を設ける必要がない。これにより、操作部材を格納位置および操作位置に変位させるときの可動部分の占めるスペースを削減することができる。
【０００７】
また、上記駆動機構は電動モータ（５３）を含み、衝撃吸収のときに、上記電動モータが発電することにより、衝撃を吸収するようにしてある場合がある（請求項５）。この場合、通常は操作部材を駆動する電動モータを発電機として作動させることにより、衝突の運動エネルギを電気エネルギに変換して吸収することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る車両用操舵装置１００の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、車両用操舵装置１００は、操作部材２と、操作部材２の操作に応じて転舵輪３（車輪）を転舵する転舵機構４とを備えている。この実施形態に係る車両用操舵装置１００は、操作部材２と転舵機構４とが機械的に連結されていない、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である。操作部材２の操作（回転操作）に応じて駆動される転舵用アクチュエータ５の動作を、転舵軸６の直線運動（車幅方向への直線運動）に変換し、この転舵軸６の直線運動を舵取り用の左右の転舵輪３の転舵運動に変換することにより転舵が達成される。
【０００９】
転舵用アクチュエータ５は、例えばブラシレスモータ等の電動モータを含む構成である。転舵用アクチュエータ５の駆動力は、図示しない運動変換機構（例えばボールねじ機構）により、転舵軸６の軸方向（車幅方向）への直線運動に変換される。転舵軸６の直線運動がタイロッド７に伝達されることにより、ナックルアーム８の回動が引き起こされる。これにより、ナックルアーム８に連結された転舵輪３の転舵が達成される。
【００１０】
操作部材２は、回転シャフト９の一端部（図１では上端部）に連結されている。回転シャフト９は、車体（図示せず）に対して回転可能に支持されている。回転シャフト９の他端部（図１では下端部）には、操作部材２に操舵反力を与えるための反力用アクチュエータ１０が連結されている。反力用アクチュエータ１０としては、例えばブラシレスモータ等の電動モータを用いることができる。
【００１１】
操作部材２の操舵角は、操舵角センサ１１によって検出される。また、操作部材２に加えられた操舵トルクは、トルクセンサ１２によって検出される。図示はしないが、これらのセンサ１１,１２の他にも、転舵輪３の転舵角を検出するための転舵角センサや、車速を検出するための車速センサ等が設けられている。上記のセンサ類の各検出信号は、マイクロコンピュータを含む制御装置１３に入力される。制御装置１３は、入力された検出信号に基づいて転舵用アクチュエータ５や反力用アクチュエータ１０を制御する。制御装置１３は、操作部材２の操作方向とは逆方向の適当な反力が発生されるように反力用アクチュエータ１０を制御する。
【００１２】
図２は、車両用操舵装置１００の要部の図解的な側面図である。図２は、車両用操舵装置１００が車両に取り付けられた状態を示している。図２では、操作部材２がインストルメントパネル１４の内部の格納位置に配置されている。図２において、運転席は操作部材２の左側に位置している。図２における右方が車両の前方側であり、図２における左方が車両の後方側である。このような方向の定義は、他の図（図８、図９、図１０、図１２および図１４）においても適用される。
【００１３】
図２を参照して、車両用操舵装置１００は、インストルメントパネル１４内に操作部材２を格納可能な操作部材格納式の車両用操舵装置である。車両用操舵装置１００は、リンク機構１６（支持機構）と、駆動機構１８とを備えている。操作部材２は、支持アーム１９等を介してリンク機構１６に支持されている。リンク機構１６は、操作部材２をインストルメントパネル１４の内部の格納位置（図２に示す位置）およびインストルメントパネル１４の外部の操作位置（図８参照）の間に移動可能に支持している。また、駆動機構１８は、操作部材２を格納位置と操作位置との間で移動させることができる。
【００１４】
リンク機構１６は、第１の端部２０ａおよび第２の端部２０ｂを有する第１のリンクアーム２０（リンクアーム）と、第１の端部２１ａおよび第２の端部２１ｂを有する第２のリンクアーム２１（リンクアーム）と、第１の端部２２ａおよび第２の端部２２ｂを有する第３のリンクアーム２２（連結部材）とを備えている。
また、駆動機構１８は、例えば直動形モータその他の直動形アクチュエータである。駆動機構１８は、本体部２３と、この本体部２３に保持されたロッド２４とを有している。本体部２３の一端部２３ａは、支軸２３ｂを介して固定部材Ａ１に回動可能に支持されている。駆動機構１８は、支軸２３ｂの回りに回動可能となっている。固定部材Ａ１は、ベースとしての車体側部材Ｂ１に固定されている。
【００１５】
駆動機構１８は、本体部２３に対してロッド２４を直線的に移動させることができる。ロッド２４の先端は、第１のリンクアーム２０の途中部に回転可能に連結されている。駆動機構１８は、本体部２３に対してロッド２４を進退させることによりリンク機構１６を駆動することができる。駆動機構１８は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００１６】
図３は、リンク機構１６の図解的な平面図である。
図２および図３を参照して、第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１は、それぞれ一対設けられている。一対の第１のリンクアーム２０は、図３に示すように、リンク機構１６の幅方向（図３における左右方向）に間隔を隔てて配置されている。同様に、一対の第２のリンクアーム２１は、リンク機構１６の幅方向に間隔を隔てて配置されている。第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１は、車両の前後方向に並んで配置されている。第１のリンクアーム２０は、第２のリンクアーム２１に対して車両の後方側に配置されている。
【００１７】
各第１のリンクアーム２０の第１の端部２０ａは、車体側部材Ｂ１に固定されたベース２５に回転可能に連結されている。また、各第２のリンクアーム２１の第１の端部２１ａは、ベース２５に回転可能に連結されている。第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１は、それぞれ第１の端部２０ａおよび第１の端部２１ａを支点として回動可能にベース２５に連結されている。
【００１８】
また、図２に示すように、各第１のリンクアーム２０の第２の端部２０ｂには、第１のリンクアーム２０の長手方向に延びる第１の長孔２６が形成されている。各第１の長孔２６の上端部には、第１の連結軸２７が嵌合されている。第１の連結軸２７は、各第１のリンクアーム２０に回転可能に保持されている。一対の第１のリンクアーム２０の第２の端部２０ｂは、第１の連結軸２７を介して互いに連結されている。第１の連結軸２７としては、例えば断面円形の丸棒が用いられている。
【００１９】
同様に、各第２のリンクアーム２１の第２の端部２１ｂには、第２のリンクアーム２１の長手方向に延びる第２の長孔２８が形成されている。各第２の長孔２８の上端部には、第２の連結軸２９が嵌合されている。第２の連結軸２９は、各第２のリンクアーム２１に回転可能に保持されている。一対の第２のリンクアーム２１の第２の端部２１ｂは、第２の連結軸２９を介して互いに連結されている。第２の連結軸２９としては、例えば断面円形の丸棒が用いられている。
【００２０】
一方、第３のリンクアーム２２は、図３に示すように、第１の連結軸２７と第２の連結軸２９との間を掛け渡すようにリンク機構１６の前後方向（車両の前後方向）配置されている。第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａは、一対の第１のリンクアーム２０間に位置しており、第１の連結軸２７に回転可能に連結されている。また、第３のリンクアーム２２の第２の端部２２ｂは、一対の第２のリンクアーム２１間に位置しており、第２の連結軸２９に回転可能に連結されている。第３のリンクアーム２２は、第１の連結軸２７および第２の連結軸２９を介して、第１のリンクアーム２０の第２の端部２０ｂと第２のリンクアーム２１の第２の端部２１ｂとを連結している。
【００２１】
また、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａには、支持アーム１９の第１の端部１９ａが固定されている。支持アーム１９は、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａから車両の後方側に延びている。支持アーム１９は、第３のリンクアーム２２に対して所定の角度をなしている。図２に示すように、支持アーム１９には、第１の支持フレーム３０、第２の支持フレーム３１およびカバー３２が固定されている。
【００２２】
第１の支持フレーム３０は、支持アーム１９の第２の端部１９ｂに固定されている。また、第２の支持フレーム３１は、支持アーム１９の第２の端部１９ｂに近接した位置に固定されている。第１の支持フレーム３０および第２の支持フレーム３１は、それぞれ平板状の部材である。第１の支持フレーム３０と第２の支持フレーム３１との間には支持アーム１９の長手方向に間隔が設けられている。操作部材２の一部は、第１の支持フレーム３０と第２の支持フレーム３１との間に配置されている。操作部材２は、第２の支持フレーム３１に回転可能に支持されている。
【００２３】
また、第１の支持フレーム３０の運転席側には、フロントパネル３３が固定されている。フロントパネル３３は、側面視において例えば湾曲状をなしている。フロントパネル３３は、インストルメントパネル１４に形成された開口１４ａを覆うことができる形状にされている。インストルメントパネル１４は、側面視において例えばフロントパネル３３に滑らかに連なる湾曲状をなしている。
【００２４】
図２に示すように、操作部材２が格納位置にあるとき、フロントパネル３３は、開口１４ａの概ね全域を覆っている。また、操作部材２が格納位置にあるとき、インストルメントパネル１４およびフロントパネル３３の運転席側の表面（図２では左側の表面）は、滑らかに連なっている。
一方、カバー３２は、支持アーム１９の第１の端部１９ａよりの位置に固定されている。カバー３２は、フロントパネル３３と概ね等しい形状にされている。カバー３２は、開口１４ａの大部分の領域を覆うことができる形状にされている。図示はしないが、カバー３２には、支持アーム１９が挿通する挿通孔が形成されている。カバー３２は、上記挿通孔に支持アーム１９が挿通した状態で当該支持アーム１９に固定されている。
【００２５】
図４は、第１のリンクアーム２０の第１の端部２０ａを拡大した図解的な側面図である。
図４を参照して、第１の長孔２６は、その上端部に位置する嵌合部３４と、この嵌合部３４から第１のリンクアーム２０の長手方向に延びる延設部３５とを有している。嵌合部３４は、側面視において概ね円形をなしている。嵌合部３４の直径は、第１の連結軸２７の外径と概ね等しくされている。また、延設部３５の幅Ｈ１（長手方向と直交する方向への長さ）は、第１の連結軸２７の外径よりも短くされている。延設部３５の幅Ｈ１は、第１のリンクアーム２０の長手方向に沿って一定とされている。
【００２６】
第１の連結軸２７は、嵌合部３４に嵌合されている。第１の連結軸２７は、嵌合部３４内で回転可能に保持されている。第１の連結軸２７に所定値以上の下向きの荷重が加えられると、第１の連結軸２７は、嵌合部３４から外れて延設部３５に移動するようになっている。第１の連結軸２７は、車両用操舵装置１００の通常使用時において、嵌合部３４において回転可能に保持される。
【００２７】
また図示はしないが、第２のリンクアーム２１に形成された第２の長孔２８は、第１の長孔２６と概ね同じ形状にされている。すなわち、第２の長孔２８は、その上端部に位置する嵌合部と、この嵌合部から第２のリンクアーム２１の長手方向に延びる延設部とを有している。第２の長孔２８の嵌合部の直径は、第２の連結軸２９の外径と概ね等しくされている。また、第２の長孔２８の延設部の幅（長手方向と直交する方向への長さ）は、第２の連結軸２９の外径よりも短くされている。第２の長孔２８の延設部の幅は、第２のリンクアーム２１の長手方向に沿って一定とされている。
【００２８】
第２の連結軸２９は、第２の長孔２８の嵌合部に嵌合されている。第２の連結軸２９は、第２の長孔２８の嵌合部内で回転可能に保持されている。第２の連結軸２９に所定値以上の下向きの荷重が加えられると、第２の連結軸２９は、第２の長孔２８の嵌合部から外れて第２の長孔２８の延設部に移動するようになっている。第２の連結軸２９は、車両用操舵装置１００の通常使用時において、第２の長孔２８の嵌合部において回転可能に保持される。
【００２９】
図５は、フロントパネル３３の図解的な正面図である。
図５を参照して、フロントパネル３３は、正面視において概ね矩形をなしている。フロントパネル３３の正面には、操作部３６と表示部３７とが設けられている。操作部３６は、例えば非常点滅表示灯（いわゆるハザードランプ）用ボタンやパーキングブレーキ用ボタン等を含む複数のボタン３８により構成されている。また、表示部３７は、例えば、エンジン回転数表示部３９および車速表示部４０を含む。
【００３０】
エンジン回転数表示部３９は、例えば、フロントパネル３３の幅方向（図５における左右方向）に配列された複数の矩形の点灯部３９ａにより構成されている。エンジン回転数が上昇すると、各点灯部３９ａは、図５における左端から順番にエンジン回転数に対応する個数だけ点灯する。
また、車速表示部４０は、例えば、フロントパネル３３の幅方向に配列された複数の棒状の点灯部４０ａにより構成されている。各点灯部４０ａは長さが異なっており、フロントパネル３３の高さ方向（図５における上下方向）に延びている。各点灯部４０ａの長さは、図５における右方に行くにしたがって長くなっている。各点灯部４０ａの下端の位置は揃えられており、各点灯部４０ａの上端の位置は図５における右方に行くにしたがって高くなっている。車速が上昇すると、各点灯部４０ａは、図５における左端から順番に車速に対応する個数だけ点灯する。
【００３１】
図６は、操作部材２の図解的な正面図である。また、図７は、フロントパネル３３等を含む操作部材２の図解的な側面図である。図７では、操作部材２の一部（後述の一対の回動アーム４３および一対の把持部４４）の図示を省略している。
図６および図７を参照して、操作部材２は、操作部材本体４２と、この操作部材本体４２に回転可能に支持された一対の回動アーム４３と、一対の回動アーム４３にそれぞれ固定された運転者把持用の一対の把持部４４とを備えている。一対の把持部４４には、方向指示器点灯用のボタン４５がそれぞれ設けられている。
【００３２】
操作部材本体４２は、図７に示すように、回転シャフト９を介して第２の支持フレーム３１に回転可能に連結されている。操作部材本体４２は、第２の支持フレーム３１および支持アーム１９等を介してリンク機構１６に連結されている。上述の反力用アクチュエータ１０は、第２の支持フレーム３１に固定されている。反力用アクチュエータ１０は、複数の歯車を介して回転シャフト９に連結されている。
【００３３】
操作部材本体４２には、一対の回転軸４６が保持されている。各回転軸４６は、操作部材本体４２の高さ方向（図６および図７における上下方向）に延びている。各回転軸４６は、その中心軸線を回転軸線Ｌ１として回転可能に操作部材本体４２に保持されている。
また、各回転軸４６には、把持部駆動用アクチュエータ４７が連結されている。各把持部駆動用アクチュエータ４７は操作部材本体４２に保持されている。把持部駆動用アクチュエータ４７は、対応する回転軸４６をその回転軸線Ｌ１まわりに回転させることができる。把持部駆動用アクチュエータ４７としては、例えば電動モータが用いられている。
【００３４】
各回動アーム４３の一端は、対応する回転軸４６の途中部に固定されている。また、一対の把持部４４は、それぞれ一対の回動アーム４３の他端に固定されている。把持部駆動用アクチュエータ４７によって回転軸４６が回転軸線Ｌ１まわりに回動されると、当該回転軸４６に対応する回動アーム４３および把持部４４が当該回転軸線Ｌ１まわりに一体的に回動される。これにより、一対の回動アーム４３が折りたたまれた状態である非使用位置（図２に示す位置）と、一対の回動アーム４３が開かれた状態である使用位置（図６に示す位置）との間で、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４を移動させることができる。
【００３５】
各把持部駆動用アクチュエータ４７による回転軸４６の回転位置は、各回転軸４６の先端に連結された例えば光学式のロータリエンコーダ等の位置検出装置４８によって検出される。各位置検出装置４８の検出信号は、制御装置１３（図１参照）に入力される。制御装置１３は、入力された検出信号に基づいて把持部駆動用アクチュエータ４７を制御する。制御装置１３は、例えば、一対の回動アーム４３の動作が同期するように一対の把持部駆動用アクチュエータ４７を制御する。
【００３６】
図８は、車両用操舵装置１００の要部の図解的な側面図である。図８では、操作部材２がインストルメントパネル１４の外部の操作位置に配置されている。以下では、操作部材２が格納位置から操作位置に移動するときの動作の一例について説明する。
図２および図８を参照して、操作部材２が格納位置に配置され、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４が非使用位置にある状態（図２に示す状態）で、車両が始動（例えばエンジンが始動またはバッテリからの電力の供給が開始）されると、制御装置１３は、駆動機構１８を制御して、ロッド２４を本体部２３に対して進出させる。これにより、第１のリンクアーム２０に回転力が与えられ、第１のリンクアーム２０がその第１の端部２０ａを支点として車両の後方側に回動する。また、第１のリンクアーム２０の回動に伴って、第２のリンクアーム２１および第３のリンクアーム２２が車両の後方側に回動し、操作部材２が円弧状の軌跡を描きながら車両の後方側に移動する。これにより、操作部材２が操作位置に移動される。
【００３７】
操作部材２が操作位置に配置されることで、支持アーム１９の途中部に固定されたカバー３２は、インストルメントパネル１４の開口１４ａ内に配置される。これにより、インストルメントパネル１４の開口１４ａの少なくとも一部がカバー３２によって覆われる。インストルメントパネル１４の開口１４ａの少なくとも一部をカバー３２によって覆うことにより、当該開口１４ａからインストルメントパネル１４内に物が入ったり、インストルメントパネル１４の内部に存在する異物等が当該開口１４ａから車内空間に進入したりすることを防止することができる。また、上述のように、カバー３２はフロントパネル３３と概ね等しい形状（側面視において湾曲状）にされているので、操作部材２が操作位置にあるとき、インストルメントパネル１４およびカバー３２の運転席側の表面（図８では左側の表面）は、滑らかに連なっている。
【００３８】
次いで、制御装置１３は、各把持部駆動用アクチュエータ４７（図６および図７参照）を制御して、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４を回動させる。これにより、一対の回動アーム４３および一対の把持部４４が使用位置に配置され、車両用操舵装置１００が図８に示す状態となる。一対の回動アーム４３および一対の把持部４４の非使用位置から使用位置への移動は、操作部材２が操作位置に配置されてから行われてもよく、操作部材２が格納位置から操作位置に移動される途中で行われてもよい。
【００３９】
図９は、車両用操舵装置１００の要部の図解的な側面図である。図９は、車両の衝突により運転者がフロントパネル３３に衝突（いわゆる二次衝突）した後の状態を示している。図９において、二次衝突が起こる前の操作部材２等の位置を二点鎖線で示す。以下では、二次衝突による衝撃の吸収について説明する。
図９を参照して、運転者がフロントパネル３３に衝突（いわゆる二次衝突）すると、二次衝突の衝撃がフロントパネル３３から支持アーム１９等を介して第３のリンクアーム２２に伝達される。これにより、第３のリンクアーム２２が車両の前方側に押されて、第１のリンクアーム２０を車両の前方側に回動させる力が第１のリンクアーム２０に働く。
【００４０】
第１のリンクアーム２０に働く力（第１のリンクアーム２０を車両の前方側に回動させる力）が、駆動機構１８が第１のリンクアーム２０を車両の後方側に押す力よりも大きければ、第１のリンクアーム２０はその第１の端部２０ａを支点として車両の前方側に回動する。またそれに伴って、第２のリンクアーム２１および第３のリンクアーム２２が車両の前方側に回動し、フロントパネル３３や操作部材２等が円弧状の軌跡を描きながら車両の前方側に移動する。
【００４１】
二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、駆動機構１８によって吸収される。すなわち、二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、本体部２３に対してロッド２４を進出させる力に反して当該ロッド２４を本体部２３に押し込む力となって駆動機構１８に吸収される。駆動機構１８は、二次衝突による衝撃を吸収するための衝撃吸収機構として機能する。
【００４２】
一方、二次衝突の衝撃が第３のリンクアーム２２に伝達されると、第１の連結軸２７および第２の連結軸２９には下向きの力が働く。第１の連結軸２７に働く力が所定値よりも大きければ、第１の連結軸２７は第１の長孔２６の嵌合部３４から外れて延設部３５に移動する。同様に、第２の連結軸２９に働く力が所定値よりも大きい場合には、第２の連結軸２９は第２の長孔２８の嵌合部から外れて延設部に移動する。これにより、第３のリンクアーム２２が第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１に対して下方に移動し、第３のリンクアーム２２による第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１の連結位置が変更される（連結位置が下方に移動する）。フロントパネル３３や操作部材２等は、第３のリンクアーム２２の移動に連動して下方に移動する。
【００４３】
上述のように、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、第１の連結軸２７の外径よりも短くされている。したがって、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の嵌合部３４から延設部３５に移動するとき、第１の長孔２６の延設部３５は第１の連結軸２７によって押し広げられる。そのため、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の嵌合部３４から延設部３５に移動するとき、第１の連結軸２７にはその移動方向と反対方向の抵抗が加わる。また、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の延設部３５に沿って移動するとき、第１の連結軸２７は第１の長孔２６の延設部３５を押し広げながら移動していく。したがって、第１の連結軸２７は、その移動方向と反対方向の抵抗を受けながら第１の長孔２６の延設部３５に沿って移動していく。
【００４４】
二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、第１の連結軸２７が第１の長孔２６の延設部３５を押し広げる力となって吸収される。同様に、二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部は、第２の連結軸２９が第２の長孔２８の延設部を押し広げる力となって吸収される。第１の連結軸２７および第１の長孔２６、ならびに第２の連結軸２９および第２の長孔２８は、二次衝突による衝撃を吸収するための衝撃吸収機構として機能する。
【００４５】
以上のように本実施形態では、二次衝突のときに、第１のリンクアーム２０等を車両の前方側に回動させることにより、フロントパネル３３や操作部材２等を円弧状の軌跡に沿って車両の前方側に移動させつつ、二次衝突による衝撃の一部を吸収することができる。また、二次衝突のときに、第３のリンクアーム２２による第１のリンクアーム２０および第２のリンクアーム２１の連結位置を変更させることにより、フロントパネル３３や操作部材２等を下方に移動させつつ、二次衝突による衝撃の一部を吸収することができる。これにより、二次衝突のときの衝撃を確実に吸収することができる。また、二次衝突のときに、フロントパネル３３や操作部材２等を円弧状に移動させたり、下方に移動させたりすることができるので、フロントパネル３３や操作部材２等の移動の自由度が高められており、その結果、十分な衝撃吸収ストロークが得られている。
【００４６】
図１０は、この発明の第２の実施形態に係る車両用操舵装置２００の要部の図解的な側面図である。また、図１１は、この発明の第２の実施形態に係るリンク機構１６およびそれに関連する構成の図解的な平面図である。この図１０および図１１において、上述の図１〜９等に示された各部と同等の構成部分については、図１〜９等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
この第２の実施形態と上述の第１の実施形態との主要な相違点は、リンク機構１６の変位を規制する規制部材４９がインストルメントパネル１４の内部に設けられていることにある。
図１０および図１１を参照して、規制部材４９は、例えばリンク機構１６の一部を挟持して、当該リンク機構１６の変位を規制する構成である。規制部材４９は、一対の固定部５０と、各固定部５０から突出する可動部５１とを有している。一対の固定部５０は、フレームＦ１を介してインストルメントパネル１４の内側に固定されている。規制部材４９は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００４８】
図１１に示すように、一対の固定部５０は、平面視においてリンク機構１６がその間に位置するようにリンク機構１６の幅方向に並んで配置されている。各可動部５１は、対応する固定部５０に対してリンク機構１６側に配置されている。各可動部５１は、操作部材２が操作位置にある状態で、第３のリンクアーム２２に水平に対向する位置に配置されている。可動部５１は、固定部５０に対してリンク機構１６の幅方向に進退可能とされている。
【００４９】
制御装置１３は、操作部材２が操作位置にある状態で、各固定部５０に対して可動部５１を進出させる。これにより、第３のリンクアーム２２の一部が一対の可動部５１によって挟持され、リンク機構１６の変位が規制される。また、制御装置１３は、リンク機構１６の変位が規制されている状態で例えば車両の衝突などにより車両に大きな衝撃が加わると、各可動部５１を対応する固定部５０内に退避させる。これにより、リンク機構１６の変位の規制が解除される。
【００５０】
この第２の実施形態によれば、操作部材２が操作位置にあるときに、規制部材４９によってリンク機構１６の変位を規制して、フロントパネル３３や操作部材２等の位置を安定させることができる。さらに、車両の衝突などのときに、規制部材４９によるリンク機構１６の規制を解除させて、上述の第１の実施形態と同様に、リンク機構１６の可動範囲を大きくすることができる。その結果、十分な衝撃吸収ストロークを得ることができる。
【００５１】
なお、規制部材４９としては、上述の構成のものに限られない。すなわち、規制部材４９は、リンク機構１６の変位を規制できるものであればよい。また、上述の説明では、第３のリンクアーム２２を挟持してリンク機構１６の変位を規制する場合について説明したが、リンク機構１６における第３のリンクアーム２２以外の部分を挟持して、リンク機構１６の変位を規制してもよい。
【００５２】
図１２は、この発明の第３の実施形態に係る車両用操舵装置３００の要部の図解的な側面図である。また、図１３は、図１２の一部の拡大図である。この図１２および図１３において、上述の図１〜９等に示された各部と同等の構成部分については、図１〜９等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
この第３の実施形態と上述の第１の実施形態との主要な相違点は、第１の実施形態では、リンク機構１６によって操作部材２等が支持されていたのに対し、この第３の実施形態では、ガイド５２および支持アーム３１９によって操作部材２等が支持されていることにある。すなわち、この第３の実施形態では、ガイド５２および支持アーム３１９が支持機構として機能している。また、上述の第１の実施形態では、駆動機構１８としての直動形アクチュエータによって操作部材２等が駆動されていたが、この第３の実施形態では、駆動機構としての電動モータ５３によって操作部材２等が駆動される。
【００５３】
図１２を参照して、ガイド５２は、その下端が車体側部材Ｂ１に固定されている。ガイド５２は、車体側部材Ｂ１から上方に延びている。ガイド５２の上端部は、インストルメントパネル１４の近傍に達している。ガイド５２は、側面視において車両の前方側に凸となる緩やかな湾曲状をなしている。
一方、支持アーム３１９は、取付機構５５によってガイド５２に取り付けられている。支持アーム３１９には、ガイド５２に沿って案内される湾曲部５４が設けられている。支持アーム３１９は、ガイド５２に沿って移動可能となっている。湾曲部５４は、ガイド５２に対応する形状（側面視において車両の前方側に凸となる緩やかな湾曲形状）とされている。上述のフロントパネル３３や操作部材２等は、支持アーム３１９の第２の端部３１９ｂ（図１２では上端部）に固定されている。
【００５４】
取付機構５５は、支持アーム３１９に固定された複数の保持部材５６と、複数のローラ５７とを備えている。複数の保持部材５６は、支持アーム３１９の長手方向に間隔を隔てて配置されている。各保持部材５６の一部は、支持アーム３１９から車両の後方側に延びている。各保持部材５６の一部には、一対のローラ５７が保持されている。各保持部材５６に保持された一対のローラ５７は、保持部材５６の長手方向に間隔を隔てて配置されている。各ローラ５７は、その中心軸線まわりに回転可能に保持されている。
【００５５】
支持アーム３１９は、対となるローラ５７によってガイド５２が挟まれた状態でガイド５２に取り付けられている。支持アーム３１９は、各ローラ５７の回転によりガイド５２に沿って滑らかに案内される。支持アーム３１９がガイド５２に沿って案内されることで、当該支持アーム３１９に固定されたフロントパネル３３や操作部材２等が湾曲状の軌跡を描きながら車両の前後方向に移動される。支持アーム３１９は、上述の電動モータ５３によって駆動される。
【００５６】
電動モータ５３は、支持アーム３１９を駆動することにより、フロントパネル３３や操作部材２等を湾曲状の軌跡に沿って車両の前後方向に移動させることができる。これにより、格納位置と操作位置との間で操作部材２を移動させることができる。電動モータ５３は、格納位置と操作位置との間の任意の位置に操作部材２を配置させることができる。したがって、操作部材２の位置を所定の範囲内において調節することができ、操作部材２の位置の自由度が高められている。電動モータ５３は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００５７】
図１３を参照して、電動モータ５３は出力軸５８を有している。電動モータ５３は、出力軸５８が車幅方向（図１３では紙面に垂直な方向）と平行になるように配置されている。出力軸５８には、ピニオン５９が同行回転可能に連結されている。電動モータ５３のモータハウジング５３ａは、例えば車体に固定された固定部材Ａ２に固定されている。
また、支持アーム３１９の上側面には、ピニオン５９に噛み合うラック６０が形成されている。電動モータ５３の駆動力は、ピニオン５９およびラック６０を介して支持アーム３１９に伝達される。すなわち、出力軸５８の回転は、ピニオン５９およびラック６０によって、支持アーム３１９の長手方向に沿う運動に変換される。電動モータ５３の駆動力を支持アーム３１９に伝達することにより、支持アーム３１９をガイド５２に沿って移動させることができる。
【００５８】
電動モータ５３は、操作部材２を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構として機能する。また、電動モータ５３は、車両の衝突時において、二次衝突のときの衝撃を吸収する衝撃吸収機構として機能する。
すなわち、運転者がフロントパネル３３に衝突（いわゆる二次衝突）すると、二次衝突の衝撃がフロントパネル３３から支持アーム３１９に伝達され、支持アーム３１９を車両の前方側に押す力が支持アーム３１９に働く。このとき、支持アーム３１９に働く力が所定値よりも大きければ、支持アーム３１９はガイド５２に沿って車両の前方側に移動する。またその一方で、支持アーム３１９に働く力がピニオン５９およびラック６０によって電動モータ５３の出力軸５８に伝達され、当該出力軸５８が回転する。
【００５９】
電動モータ５３は、出力軸５８の回転により発電機として作動して、二次衝突によりフロントパネル３３に加えられた衝撃の一部を吸収する。すなわち、二次衝突の運動エネルギが電動モータ５３によって電気エネルギに変換され吸収される。
この第３の実施形態によれば、通常は操作部材２を駆動する電動モータ５３を発電機として作動させることにより、二次衝突の運動エネルギを電気エネルギに変換して吸収することができる。また、車両の衝突時に、制御装置１３によって操作部材２等が引き込む（操作部材２等が格納位置側に移動する）ように電動モータ５３を制御することにより、二次衝突のときに運転者が受ける衝撃を和らげることができる。さらに、この第３の実施形態によれば、操作部材２を支持する支持アーム３１９が湾曲状の軌跡を描くようにしたので、インストルメントパネル１４内に複雑な支持機構を設ける必要がない。これにより、操作部材２を格納位置および操作位置に変位させるときの可動部分の占めるスペースを削減することができる。
【００６０】
図１４は、この発明の第４の実施形態に係る車両用操舵装置４００の要部の図解的な側面図である。また、図１５は、この発明の第４の実施形態に係る操作部材２およびこれに関連する構成の図解的な平面図である。この図１４および図１５において、上述の図１〜９等に示された各部と同等の構成部分については、図１〜９等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
この第４の実施形態と上述の第１の実施形態との主要な相違点は、第１の実施形態では、リンク機構１６および駆動機構１８が車体側部材Ｂ１に固定されていたのに対し、この第４の実施形態では、ベースとしての車体側部材Ｂ２に対して車両の前後方向に移動可能な例えば板状のスライダ６１にリンク機構１６および駆動機構１８が固定されていることにある。また、この第４の実施形態では、支持アーム４１９の途中部が上下方向に屈曲可能とされている。
【００６２】
図１４を参照して、車体側部材Ｂ２には、車両の前後方向に延びる例えばスライド溝からなる案内部６２が形成されている。スライダ６１は、案内部６２によって車両の前後方向に案内される。
また、スライダ６１には、スライダ移動機構７０が結合されている。スライダ６１は、このスライダ移動機構７０によって車両の前後方向に駆動される。スライダ移動機構７０としては、例えば直動モータなどの直動形アクチュエータを用いることができる。具体的には、スライダ移動機構７０は、車体側部材Ｂ２に固定された固定部７０ａと、この固定部７０ａによって進退駆動される可動部７０ｂとを備えている。スライダ移動機構７０は、このような構成に限らず、回転形モータ（図示せず）と、この回転形モータの回転をスライダ６１に連結されたロッド（図示せず）の直線運動に変換する運動変換機構（図示せず）とを備えるものであってもよい。スライダ移動機構７０は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００６３】
図１４および図１５を参照して、支持アーム４１９は、第１のアーム６３および第２のアーム６４を有している。第１のアーム６３および第２のアーム６４は、上下方向に屈曲可能に連結されている。上述のフロントパネル３３や操作部材２等は、第２のアーム６４に固定されている。
第１のアーム６３の一端部は、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａに固定されている。第１のアーム６３は、第３のリンクアーム２２の第１の端部２２ａから車両の後方側に延びている。第１のアーム６３は、第３のリンクアーム２２に対して所定の角度をなしている。
【００６４】
また、図１５に示すように、第１のアーム６３の他端部には、凹部６６が形成されている。凹部６６は、上下に開放されており、その左右には一対の対向板６５が配置されている。第２のアーム６４の一端部は凹部６６に嵌合されている。
図１５に示すように、一方の対向板６５には、第１のアーム６３に対して第２のアーム６４を屈曲させるための電動モータ６７のモータハウジング６７ａが固定されている。電動モータ６７の出力軸６８は、車幅方向（図１５では左右方向）に第１のアーム６３および第２のアーム６４を挿通している。電動モータ６７の出力軸６８は、一対の対向板６５に対して回転可能とされている。また、電動モータ６７の出力軸６８は、第２のアーム６４の一端部に同行回転可能に連結されている。電動モータ６７を駆動することで、第１のアーム６３に対して第２のアーム６４を屈曲させることができる。電動モータ６７は、制御装置１３（図１参照）によって制御される。
【００６５】
この第４の実施形態によれば、スライダ６１を車両の前後方向に移動させることにより、フロントパネル３３や操作部材２等を車両の前後方向に移動させることができる。これにより、車両の前後方向に関して操作部材２の位置を調節することができる。また、スライダ６１を車両の前後方向に移動させることにより、二次衝突のときの衝撃吸収ストロークを大きくすることができる。さらに、この第４の実施形態によれば、電動モータ６７によって第１のアーム６３に対して第２のアーム６４を屈曲させることにより、操作部材２の角度を所定の範囲内で調節することができる。これにより、操作部材２の位置の自由度が高められている。
【００６６】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、上述の第１〜第４の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の第１、第２および第４の実施形態では、第１のリンクアーム２０に形成された第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１が一定である場合について説明したが、これに限られない。すなわち、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、例えば第１の長孔２６の長手方向に関する一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って減少されていてもよい。
【００６７】
具体的には、例えば図１６に示すように、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、第１の長孔２６の一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って連続的に減少されていてもよい。また、例えば図１７に示すように、第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１は、第１の長孔２６の一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って段階的に減少されていてもよい。第１の長孔２６の延設部３５の幅Ｈ１を第１の長孔２６の一端２６ａから他端２６ａに向かうに従って減少させることにより、第１の長孔２６に沿って第１の連結軸２７を移動させて二次衝突による衝撃を吸収するときに、第１の連結軸２７に加わる抵抗を増加させていくことができる。これにより、二次衝突による衝撃を確実に吸収することができる。図示はしないが、第２の長孔２８も第１の長孔２６と同様の変更が可能である。
【００６８】
また、第１の長孔２６は、図４に示す形状に限られない。すなわち、例えば図１８に示すように、第１の長孔２６は、その幅Ｈ１（長手方向と直交する方向への長さ）が一定とされており、その上端部に、内側に突出する一対の突起６９が設けられていてもよい。一対の突起６９は、第１の長孔２６の幅方向に間隔を隔てて対向している。一対の突起６９の間隔は、第１の連結軸２７の外径よりも小さくされている。第１の連結軸２７は、一対の突起６９によって第１の長孔２６の上端部に保持されている。
【００６９】
なお、一対の突起６９の何れか一方を廃止してもよい。また、第２の長孔２８も第１の長孔２６と同様の変更が可能である。
また、上述の第１〜第４の実施形態では、車両用操舵装置が、いわゆるステアバイワイヤ式の車両用操舵装置である場合について説明したが、本発明に係る車両用操舵装置は、ステアバイワイヤ式の車両用操舵装置に限らず電動式や油圧式等のその他の車両用操舵装置であってもよい。また、本発明に係る車両用操舵装置は、一対のケーブルを用いて操作部材の動作を転舵機構に伝達するケーブル式の車両用操舵装置であってもよい。
【００７０】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図３】リンク機構の図解的な平面図である。
【図４】第１のリンクアームの第１の端部を拡大した図解的な側面図である。
【図５】フロントパネルの図解的な正面図である。
【図６】操作部材の図解的な正面図である。
【図７】フロントパネル等を含む操作部材の図解的な側面図である。
【図８】車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図９】車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態に係る車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態に係るリンク機構およびそれに関連する構成の図解的な平面図である。
【図１２】この発明の第３の実施形態に係る車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１３】図１２の一部の拡大図である。
【図１４】この発明の第４の実施形態に係る車両用操舵装置の要部の図解的な側面図である。
【図１５】この発明の第４の実施形態に係る操作部材およびこれに関連する構成の図解的な平面図である。
【図１６】第１の長孔の他の形状を説明するための第１のリンクアームの図解的な側面図である。
【図１７】第１の長孔のさらに他の形状を説明するための第１のリンクアームの図解的な側面図である。
【図１８】第１の長孔のさらに他の形状を説明するための第１のリンクアームの図解的な側面図である。
【符号の説明】
【００７２】
２・・・操作部材、３・・・転舵輪（車輪）、４・・・転舵機構、１４・・・インストルメントパネル、１６・・・リンク機構（支持機構）、１８・・・駆動機構（衝撃吸収機構）、２０・・・第１のリンクアーム（リンクアーム）、２１・・・第２のリンクアーム（リンクアーム）、２２・・・第３のリンクアーム（連結部材）、２６・・・第１の長孔（衝撃吸収機構）、２７・・・第１の連結軸（衝撃吸収機構）、２８・・・第２の長孔（衝撃吸収機構）、２９・・・第２の連結軸（衝撃吸収機構）、４９・・・規制部材、５２・・・ガイド（支持機構）、５３・・・電動モータ（駆動機構、衝撃吸収機構）、５４・・・湾曲部、１００・・・車両用操舵装置、２００・・・車両用操舵装置、３００・・・車両用操舵装置、３１９・・・支持アーム（支持機構）、４００・・・車両用操舵装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材をインストルメントパネルの内部の格納位置およびインストルメントパネルの外部の操作位置の間に移動可能に支持する支持機構と、
操作部材を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構と、
操作部材の操作に応じて車輪を転舵する転舵機構とを備え、
上記支持機構および駆動機構の少なくとも一方が、車両の二次衝突のときの衝撃を吸収する衝撃吸収機構を含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記支持機構は、操作部材の移動に伴って変位する複数のリンクアームと、これらのリンクアームのうち対応するリンクアーム間を連結する連結部材とを含み、
衝撃吸収のときに、連結部材による対応するリンクアーム間の連結位置が変更されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記支持機構の変位を規制する規制部材を備え、
衝撃吸収のときに、規制部材による支持機構の変位の規制が解除されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１において、上記支持機構は、湾曲状のガイドと、操作部材を支持し、上記ガイドに沿って案内される湾曲部を含む支持アームとを含み、上記支持アームが上記駆動機構によって駆動されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項４において、上記駆動機構は電動モータを含み、
衝撃吸収のときに、上記電動モータが発電することにより、衝撃を吸収するようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項１】
操作部材をインストルメントパネルの内部の格納位置およびインストルメントパネルの外部の操作位置の間に移動可能に支持する支持機構と、
操作部材を格納位置および操作位置に駆動する駆動機構と、
操作部材の操作に応じて車輪を転舵する転舵機構とを備え、
上記支持機構および駆動機構の少なくとも一方が、車両の二次衝突のときの衝撃を吸収する衝撃吸収機構を含むことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
請求項１において、上記支持機構は、操作部材の移動に伴って変位する複数のリンクアームと、これらのリンクアームのうち対応するリンクアーム間を連結する連結部材とを含み、
衝撃吸収のときに、連結部材による対応するリンクアーム間の連結位置が変更されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項３】
請求項１または２において、上記支持機構の変位を規制する規制部材を備え、
衝撃吸収のときに、規制部材による支持機構の変位の規制が解除されるようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項４】
請求項１において、上記支持機構は、湾曲状のガイドと、操作部材を支持し、上記ガイドに沿って案内される湾曲部を含む支持アームとを含み、上記支持アームが上記駆動機構によって駆動されることを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項５】
請求項４において、上記駆動機構は電動モータを含み、
衝撃吸収のときに、上記電動モータが発電することにより、衝撃を吸収するようにしてあることを特徴とする車両用操舵装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２９２２６５（Ｐ２００９−２９２２６５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４７０３１（Ｐ２００８−１４７０３１）
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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