JP2004082846A - Steering column device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はステアリングコラム装置、特にテレスコピック機構、及び、チルティング機構を備えた車両のためのステアリングコラム装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
テレスコピック機構及びチルティング機構は、それぞれ運転者の体型及び好みにあわせて最も運転しやすい位置にステアリングホィールの高さ、及び、傾斜角度を調整するための機構である。
【0003】
テレスコピック機構及びチルティング機構には、ステアリングホィールの高さ、及び、傾斜角度を調整するときに操作されるクランプ/アンクランプ機構が備えられており、この調整時には、一旦、それぞれのためのクランプ/アンクランプ機構が解除され、その状態で高さ、及び、傾斜角度を調整したのち、再度クランプ状態にされる。
【0004】
ステアリングホィールの高さ、及び、傾斜角度の調整は、ステアリングホィールを手で操作することによって行うため、ステアリングホィールから手を離すことなくクランプ/アンクランプ機構を操作できる方が好ましい。英国特許出願公開2281375号には、ステアリングホィールに手をかけたまま操作できる単一の操作ハンドルを設けたステアリングコラム装置が開示されている。
【0005】
上記英国特許のステアリングコラム装置においては、操作ハンドルの動きはフレキシブルチューブ内を移動可能なケーブルを介して高さ調整用のクランプ装置に伝達される。このケーブルとそのチューブはステアリングホィールの全調整範囲においてケーブルが自由に移動できる充分小さな曲率を与えるため、大きなたわみが与えられている。このため、一部がステアリングコラム装置の外側に向かって飛び出すようになり見苦しいだけでなく、トラブルの原因ともなる。更に、ケーブルとそのチューブからなる伝動機構は信頼性に乏しいだけでなく、ケーブルが伸び縮みするため操作性が良好とは言えないものである。
【0006】
発明者らはこのような問題に対処するため、ステアリングホィールの近傍に設けられた単一のレバーによってテレスコピック機構及びチルティング機構の各クランプ/アンクランプ機構を操作できるようにし、ステアリングコラム装置からはみ出す部分が無く、信頼性が高く、操作性が良好なクランプ/アンクランプ機構を備えたステアリングコラム装置(特願2002−146694)を提案した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このステアリングコラム装置を含めてテレスコピック機構におけるクランプは、摩擦力によって行われている。このようにクランプが摩擦力によっていることから、大きな力が加わえられたときには、クランプ部分で滑りが生じやすい。近年乗用車にはエアーバッグが標準で装備されるようになってきた。エアーバッグは、これが作動したとき、安定してステアリングホィールに支持されていることを前提にして設計されている。このため、2次衝突時にステアリングホィールが動かない、つまり、2次衝突から受ける力によってテレスコピック機構のクランプ部分で滑りが生じないことが要求されるようになってきた。
【0008】
本発明は、このような状況に鑑み、発明者らの上記発明を改善することによって、2次衝突から受ける力によってクランプ部分に滑りが生じにくいステアリングコラム装置を提供することを課題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の手段によって解決される。すなわち、
第1番目の発明の解決手段は、車体に取り付けるための車体取付部を備えた固定コラム部材、中心軸回りに回転不能且つ中心軸方向に移動可能に上記固定コラム部材に支持された移動コラム部材、上記移動コラム部材の一端側に備えられたコラムヘッド、上記コラムヘッドにチルト可能に支持されたチルトヘッド、上記チルトヘッドに回転可能に支持され、一端にステアリングホィールを固定するためのホィールシャフト、上記コラムヘッドに備えられ、上記移動コラム部材の中心軸と平行な軸のまわりに回転可能且つこのコラムヘッドに対して移動不能な、非円形形状の断面を有するコラムクランプシャフト、上記コラムクランプシャフトに対して移動可能であり、このコラムクランプシャフトの回転によって、上記移動コラム部材を上記固定コラム部材に対してクランプ/アンクランプ状態にするためのコラムクランプ、上記チルトヘッドを上記コラムヘッドに対してクランプ/アンクランプするためのチルトヘッドクランプ、上記チルトヘッドに揺動支軸を有する操作レバー、及び、上記操作レバーの揺動を、上記コラムクランプシャフトの回転に変換して上記コラムクランプに伝動するとともに、上記チルトヘッドクランプに伝動するための機械的伝動装置を備えたステアリングコラム装置において、上記コラムクランプは、上記移動コラム部材に面する傾斜面を有し、上記固定コラム部材に摺動可能に支持された第1及び第2のウェッジと、このウェッジを互いに接近する方向に移動させるため、上記第1ウェッジに固定されたクランプバーと、上記クランプバーに設けられた反力部材とからなり、上記第2ウェッジと上記反力部材との間には、上記コラムクランプシャフトが在り、これらが接する面のそれぞれには互いに係合する凹凸が形成されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0010】
第2番目の発明の解決手段は、第1番目の発明のステアリングコラム装置において、上記機械的伝動装置を、プッシャープレート、プッシャーロッド、及び、揺動アームを備えたものとし、上記プッシャープレートは上記操作レバーに設けられて、上記プッシャーロッドの一端に当接可能であり、上記プッシャーロッドは、上記チルトヘッドのチルト中心軸と平行な方向に摺動可能であって、上記コラムヘッドに支持されており、上記揺動アームは、上記プッシャーロッドに一端が係合し他端が上記コラムクランプシャフトに固定されており、上記操作レバーを操作するとき、この操作レバーの揺動は、上記プッシャープレートの揺動運動、上記プッシャーロッドの軸方向運動、上記揺動アームの揺動運動、及び上記コラムクランプシャフトの回転運動へと順次変換されることを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0011】
第3番目の発明の解決手段は、第2番目の発明のステアリングコラム装置において、上記プッシャーロッドには、上記プッシャープレートに向けて付勢するための付勢バネが設けられていることを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0012】
第4番目の発明の解決手段は、第3番目の発明のステアリングコラム装置において、上記付勢バネは、上記操作レバーが操作されないとき、この操作レバーをステアリングホィールから離れた位置に、また、上記コラムクランプ及び上記チルトヘッドクランプをそれぞれのクランプ位置に維持するための力を付与するものであることを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0013】
第5番目の発明の解決手段は、第1番目から第4番目までのいずれかの発明のステアリングコラム装置において、上記コラムクランプシャフトの非円形形状の断面の部分を上記移動コラム部材の移動可能な長さよりも長くしたことを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0014】
第6番目の発明の解決手段は、第1番目から第5番目までのいずれかの発明のステアリングコラム装置において、上記非円形形状の断面を実質的な楕円とし、長径部分に上記凹凸が設けられていることを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0015】
第7番目の発明の解決手段は、第1番目から第6番目までの発明のステアリングコラム装置において、上記プッシャープレートは、上記チルトヘッドの全チルト範囲において上記プッシャーロッドと常に当接することが可能な充分に広い当接面を有していることを特徴とするステアリングコラム装置である。第8番目の発明は、第1番目から第7番目までのいずれかの発明のステアリングコラム装置において、上記操作レバーが、ステアリングホィールに手を掛けたまま操作可能であることを特徴とするステアリングコラム装置である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図1は、本発明実施例にかかるステアリングコラム装置1の外観図である。
【0017】
* 全体概要
ステアリングコラム装置1は、固定コラム部材2、移動コラム部材3、コラムヘッド31、チルトヘッド4、ホィールシャフト5、コラムクランプ21、チルトヘッドクランプ41(図2参照)、操作レバー7、及び、機械的伝動装置(後述、操作レバー7の動きをプッシャープレート73、プッシャーロッド74、揺動アーム61を経てコラムクランプ21のコラムクランプシャフト6の回転へと伝動する機構)を備えている。
【0018】
固定コラム部材2には、車体取付部221、222が備えられており、この車体取付部221、222によって車体91に取り付けられる。上記固定コラム部材2には、移動コラム部材3が中心軸回りに回転不能且つ中心軸方向に移動可能に支持されている。上記移動コラム部材3の一端側にはコラムヘッド31が備えられており、このコラムヘッド31にはチルトヘッド4がチルト中心軸43を中心としてチルト可能に支持されている。このチルトヘッド4にはホィールシャフト5が回転可能に支持されており、その一端にはステアリングホィール92が固定される。
【0019】
上記コラムヘッド31には、上記移動コラム部材3の中心軸と平行な軸のまわりに回転可能且つこのコラムヘッドに対して移動不能にコラムクランプシャフト6が設けられている。固定コラム部材2には、コラムクランプ21が備えられており、このコラムクランプ21は、上記コラムクランプシャフト6に対して移動可能であり、このコラムクランプシャフト6の回転によって、上記移動コラム部材3をクランプ/アンクランプ状態にすることができる。
【0020】
また、上記コラムヘッド31には、チルトヘッドクランプ41(図2)が設けられており、上記チルトヘッド4をコラムヘッド31に対してクランプ/アンクランプする。上記チルトヘッド4には、揺動支軸によって操作レバー7が支持されており、この操作レバー7はステアリングホィール92に手をかけたまま操作可能となっている。操作レバー7の揺動は、機械的伝動装置を介して上記コラムクランプシャフト6の回転に変換され、この回転は上記コラムクランプ21に伝動され、移動コラム部材3のクランプ/アンクランプが行われる。更に、この操作レバー7の揺動は上記チルトヘッドクランプ41にも伝動され、チルトヘッド4のクランプ/アンクランプが行われる。
【0021】
ホィールシャフト5の一端は、ステアリングコラム装置1内でユニバーサルジョイント931に接続され、更に、スプライン結合された一対の上中間軸941と下中間軸942(図3)、及び下側のユニバーサルジョイント932を介して、前車輪の方向を操作する機構へと接続されている。なお、図1中の点線は調整によってステアリングホィール92が取りうる位置と姿勢の幾例かを示している。
【0022】
* チルトヘッドクランプ
図2は、ステアリングコラム装置1の一部を切り欠いた図1の要部拡大図である。図3は、ステアリングコラム装置1を図2の上から(P方向)から見たときの一部切り欠き上面図である。図4は、ステアリングコラム装置1を図2の下から(Q方向から)見たときの、下面図である。図5、図6及び図7は、それぞれ図2におけるA−A、B−B及びC−C断面図である。
【0023】
チルトヘッドクランプ41は次のような構成を備える。移動コラム部材3には、チルト中心軸43にその中心を持つセグメントギヤ33がボルト34によって固定されており、セグメントギヤ33との間に空間を置いて背当部材341が設けられている。一方、上記空間内には、チルトヘッド4に軸441を中心として回動可能に支持されたギヤアーム44のギヤ部分442と、操作レバー7に設けられた突出部71が入り込んでいる。
【0024】
上記ギヤアーム44は2本の脚からなるL字形状をなしており、一方の脚には上記ギヤ部分442が形成されている。上記ギヤアーム44の他方の脚443と上記突出部71の背部との間にはバネ711が介在し、突出部71の背部と脚443との間隔を押し広げるようなバイアスを与えている。
【0025】
このバイアスによって、突出部71が左方向に押され、ギヤ部分442を背後から押すため、ギヤ部分442がセグメントギヤ33に向けて押し付けられ、それぞれの歯が相互に噛合する。なお、ギヤ部分442をセグメントギヤ33を押すとき、突出部71にかかる反力は背当部材341が受ける(図2、図5、図6)。これにより、チルトヘッド4が固定される。チルトヘッド4は、ギヤ部分442とセグメントギヤ33が噛合可能な角度位置において段階的な位置で固定される。
【0026】
操作レバー7の突出部71が図2中で右方向に動くとき、バネ711の押圧力によってギヤアーム44は図2において反時計回りに回転するため、これらの歯の噛合が外れる。したがって、チルト位置の調整時(このときテレスコ位置も調整可能である)には、操作レバー7の操作によって、突出部71が右方向に動くようになっている。
【0027】
* ユニバーサルジョイント及び中間軸
図3に示されるように、上中間軸941の端部とホィールシャフト5の端部との間には、上側のユニバーサルジョイント931が構成されている。ユニバーサルジョイント931の中心はチルト中心軸43の軸線上にあるため、チルトヘッド4がチルトしてもその影響を受けないようになっている。
【0028】
下中間軸942は固定コラム部材2に回転自在に支持されており、下中間軸942と上中間軸941がスプライン結合しているため、移動コラム部材3は図3の左右方向に移動可能になっている。スプライン結合によって移動位置に関わらず上中間軸941の回転は下中間軸942に伝達することが可能であり、ステアリングホィール92の高さを調整しても、ステアリングホィール92の回転を下中間軸942に伝達することができる。
【0029】
* 固定コラム部材と移動コラム部材
図2に示すように、移動コラム部材3の円筒部には、軸方向に沿った長穴32が形成されており、この長穴32内に固定コラム部材2に設けられたストッパ部材22が係合している。移動コラム部材3は、長穴32とストッパ部材22によって、固定コラム部材2からの抜け出しとこれに対する回転が防止されているため、固定コラム部材2内を長穴32の範囲で軸方向に移動可能となっている。
【0030】
固定コラム部材2は円筒状部231を備えており、円筒状部231の内部の2箇所にはリング状の摺動案内部232が設けられている(図3)。移動コラム部材3の円筒部外面はこの摺動案内部232によって移動コラム部材3の軸方向にがたつき無く移動可能になっている。コラムヘッド31の端面に設けられた緩衝ストッパ311は、調整時に移動コラム部材3が固定コラム部材2の端面に衝突したとき、金属同士の衝撃的な衝突を防止するために設けられた、ゴム、合成樹脂等でできた緩衝材である。
【0031】
* コラムクランプ
コラムクランプ21の構成を図7、図8、図9、及び、図12を用いて説明する。図7は、既述のように図2におけるC−C断面図、図8、図9は図7における一部拡大図であって、コラムクランプシャフト6の回転位置とクランプ/アンクランプ状態の関係を示している。図12はコラムクランプシャフト6とコラムクランプ21の近傍を拡大して示す図4の部分拡大図である。コラムクランプ21は、固定コラム部材2に設けられており、第1ウェッジ211、第2ウェッジ212、クランプバー213、及び、反力部材2141、2142を備えている。固定コラム部材2には横方向からウェッジ穴215があけられており、このウェッジ穴215の一部は固定コラム部材2の空洞に開口している。第1ウェッジ211、及び、第2ウェッジ212は、それぞれが傾斜面2111、2112を備えており、この傾斜面2111、2112の側を向かい合わせるようにウェッジ穴215内に納められている。2つのウェッジの傾斜面2111、2112は移動コラム部材3の円筒部外周と向き合うことになる。
【0032】
第1ウェッジ211、及び、第2ウェッジ212には、それぞれクランプバー穴2113、2114があけられており、この穴にクランプバー213が貫通している。クランプバー213の両端にはクランプバー穴2113、2114よりも外径の大きな反力部材2141、2142が固定されている。クランプバー213には一方の反力部材2142に接するようにコラムクランプシャフト穴216があけられており、この穴にコラムクランプシャフト6の実質的に楕円をなす非円形形状断面部が貫通している。
【0033】
コラムクランプシャフト6の一端には揺動アーム61が固定されている。コラムクランプシャフト6の非円形形状断面部は、アンクランプ時には図8のように楕円長径方向が傾斜し、クランプ時には図9に示すように長径方向がクランプバー213の軸方向を向く。この構成により、図8の状態から揺動アーム61に揺動回転を与えると、コラムクランプシャフト6が回転し、図9の状態になる。このとき、楕円長径部の一方が反力部材2142が左方向に押されることにより、クランプバー213が左方に引っ張られ、更に反力部材2141が第1ウェッジを左方に押すことになる。一方、第2ウェッジは楕円長径部の他方によって右方に押される。この結果2つのウェッジが相互に接近するため、それぞれの傾斜面2111、2112が移動コラム部材3の円筒部外周を押圧することになり、移動コラム部材3が固定コラム部材2に対してクランプされる。
【0034】
第2ウェッジ212のコラムクランプシャフト6に面する端面、及び、コラムクランプシャフト6の長径部分、つまり上記第2ウェッジ212に面する部分にはそれぞれ凹凸2121、601が形成されている。この凹凸は互いに係合可能な形状に形成されている。この構造によって、クランプ時にはこれらの凹凸が係合しているためコラムクランプシャフト6にかかった軸方向の力はクランプ21が受け止めることができる。このため、2次衝突時ホィールシャフト5にかかる力の一部は、コラムクランプシャフト6を経てクランプ21に伝えられ、ここで受け止められることになる。なお、第1ウェッジ211、及び、第2ウェッジ212は一体となってわずかながら左右に移動可能なため、一方のウェッジのみが移動コラム部材3を強く押圧するようなアンバランスは生じない。
【0035】
揺動アーム61を反対方向に揺動回転すると、上とは逆の動きによって第1ウェッジ211、及び、第2ウェッジ212が離反し、移動コラム部材3のクランプが解除される。
【0036】
* 操作レバーと連動運動
次に操作レバー7の動きによって連動する各部材について説明する。操作レバー7はステアリングコラム装置1の下側にあり、図3には、この操作レバー7、この揺動の中心となるレバー中心軸72、操作レバー7に固定されたプッシャープレート73、及びプッシャーロッド74が部分的に見えている。これを下から見たときの図4には、操作レバー7の全体、及び、高さ及び傾き調整するために操作レバー7が操作されたとき(つまり、操作レバー7の操作端701がステアリングホィール92に向けて引きつけられたとき)の状態が実線で示されている(点線は非操作時)。
【0037】
鍔742を備えているプッシャーロッド74は、コラムヘッド31上にチルト中心軸43と平行な方向に摺動自在に支持されている。プッシャーロッド74には鍔742を図10において左方向に付勢する付勢バネ741が貫通しており、その端部にはその直角方向に長い小さな長穴743が設けられている。プッシャーロッド74の端部は、この長穴743を介して揺動アーム61の一端と軸係合している。長穴743はプッシャーロッド74が軸方向に移動したときに揺動アーム61との関係位置がずれる量を吸収するためのものである。
【0038】
付勢バネ741がプッシャーロッド74を左方向に付勢することによって、プッシャーロッド74の左側先端は常にプッシャープレート73に当接し、その右側先端で軸係合する揺動アーム61は時計方向の回転付勢力が付与されている。揺動アーム61に与えられた揺動付勢力はコラムクランプシャフト6をクランプ位置(図9、なお、図9と図10では向きが異なるため左右が反転している点に注意)に維持する。このときの揺動アーム61の位置が実線で示されている。
【0039】
* プッシャープレート
チルトヘッド4は、コラムヘッド31上をチルトするため、チルトの量(角度)に応じて、プッシャープレート73に対するプッシャーロッド74の位置関係が変化する。図11には、チルトヘッド4をチルトさせた2つの位置を点線と実線で示す。プッシャーロッド74はコラムヘッドに支持されているためチルトによって位置を変えないが、プッシャープレート73はチルト中心軸43から離れているため、チルトヘッド4をチルトさせるときプッシャーロッド74との相対位置が変化する。このため、どの角度位置でもプッシャーロッド74がプッシャープレート73に当接するようにプッシャープレート73にはホッケーのスティックのように曲がった広い当接面形状を持たせている。
【0040】
* ステアリングホィールの調整操作
以下、ステアリングホィール92の高さ、及び、傾斜角度を調整するときの操作と各部材の動作について説明する。運転者はステアリングホィール92に手(親指)を掛けたまま、人差し指から小指までを伸ばして操作レバー7を手前に引く(図3)。これにより操作レバー7は、図4(図4は下から見た図であるため左右逆転している。)に示すようにレバー中心軸72を中心として揺動する。
【0041】
操作レバー7の揺動によって、突出部71が図2における右側に移動しギヤアーム44が反時計方向に回動する。ギヤアーム44の回動によって、セグメントギヤ33の歯とギヤアーム44のギヤ部分の歯との噛合が外れ、チルトヘッド4はチルト可能になる(図2)。
【0042】
同時に、操作レバー7の揺動は、プッシャープレート73を揺動させる(図4)。この揺動によってプッシャープレート73は付勢バネ741にうち勝ってプッシャーロッド74を図面上方向に押す(図4)。上記動きは図10ではプッシャーロッド74の右方向の動きとなる。
【0043】
プッシャーロッド74の右方向の動きは、揺動アーム61の揺動を、したがって、コラムクランプシャフト6の回動を起こす。コラムクランプシャフト6が回動すると、それまで図9に示すように長径部が水平の状態であったコラムクランプシャフト6は図8に示すように傾斜した状態になる。これによって図7のように接近していた第1ウェッジ211と第2ウェッジ212は、互いに離間するため移動コラム部材のクランプが解除される。
【0044】
こうして、チルトヘッド4はチルト可能に、コラムヘッド31は高さ方向に移動可能になるので、運転者はステアリングホィール92及び操作レバー7から手を離すことなくステアリングホィール92の高さ位置とチルト位置を調整することができる。なお、チルトヘッドクランプ41が解除されたとき、チルトヘッド4には、その重量によりあたかも人が首をうなだれるときのような下向きの力が働く。このため、カウンターバランス用の強めのバネ45(図4)が設けられており、このような力を相殺し、あるいは、さらには運転者の乗降を容易にするためステアリングホィール92を最も上側の傾斜位置に維持するような力をチルトヘッド4に与える。
【0045】
調整が終わり、操作レバー7に掛けた指を離すと、付勢バネ741(及びバネ711)の力によって、操作レバー7はもとの位置(図3の実線の位置)に戻る。操作レバー7が元の位置に戻ると上と逆の動作によりチルトヘッド4とコラムヘッド31(移動コラム部材3)がともにクランプされる。凹凸2121と凹凸601との係合によって、コラムクランプシャフト6に軸方向の力がかかったとき、この力はクランプ21によって受け止められる。付勢バネ741は、上記操作レバー7が操作されないとき、この操作レバー7をステアリングホィール92から離れた位置に、また、コラムクランプ21及びチルトヘッドクランプ41をそれぞれのクランプ位置に維持するための力を付与している。
【0046】
なお、操作レバー7の操作部(先端部分)をステアリングホィール92に過度に接近させると干渉により運転時のハンドル操作の妨げとなる可能性がある。このためステアリングホィールの高さ・角度を調整しないときには、この操作部がステアリングホィールから適宜の距離だけ離れた位置をとるようにする。更に、このような干渉をより確実に防止するため、操作レバー7を折り畳み可能、あるいは、伸縮可能な構造としてもよい。
【0047】
コラムクランプシャフト6とクランプ21との係合をより強固にするため、図13に示されるように凹凸601だけでなく、凹凸602をコラムクランプシャフト6の長径部分のもう一方にも設けることができる。この場合、反力部材214のコラムクランプシャフト6に面する端面には、凹凸602に係合可能な形状の凹凸2143を形成する。両方で凹凸係合させるため、より大きな力をクランプ21が受けることができるようになる。
【0048】
以上の実施例では、ステアリングホィールの近傍に設けられた単一のレバーによってテレスコピック機構及びチルティング機構の各クランプ/アンクランプ機構を操作できるとともに、ケーブルを用いていないためステアリングコラム装置から見苦しくはみ出す部分が無く、トラブルの発生も抑制でき、信頼性、操作性も向上させることができる。更に、2次衝突からステアリングホィールが受ける力は、移動コラム部材を直接クランプするだけでなく、その一部はコラムクランプシャフトを介して受けられるため、2次衝突時にもテレスコピック機構のクランプ部分で滑りが生じるおそれが減少する。
【0049】
【発明の効果】
本発明によれば、ステアリングホィールの近傍に設けられた単一のレバーによってテレスコピック機構及びチルティング機構の各クランプ/アンクランプ機構を操作できるとともに、ケーブルを用いていないためステアリングコラム装置から見苦しくはみ出す部分が無く、トラブルの発生も抑制でき、信頼性、操作性も向上させることができるという効果を奏する。更に、2次衝突からステアリングホィールが受ける力は、移動コラム部材を直接クランプするだけでなく、その一部はコラムクランプシャフトを介して受けられるため、2次衝突時にもテレスコピック機構のクランプ部分で滑りが生じるおそれが減少するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例にかかるステアリングコラム装置1の外観図である。
【図2】ステアリングコラム装置1の一部を切り欠いた図1の要部拡大図である。
【図3】ステアリングコラム装置1を図2の上から(P方向)から見たときの一部切り欠き上面図である。
【図4】ステアリングコラム装置1を図2の下から(Q方向から)見たときの、下面図である。
【図5】図2におけるA−A断面図である。
【図6】図2におけるB−B断面図である。
【図7】図2におけるC−C断面図である。
【図8】図7における一部拡大図であって、アンクランプ状態のときのコラムクランプシャフト6の回転位置を示している。
【図9】図7における一部拡大図であって、クランプ状態のときのコラムクランプシャフト6の回転位置を示している。
【図10】図2におけるD−D断面図である。
【図11】チルトヘッド4をチルトさせたときの2つの位置を点線と実線で示す説明図である。
【図12】コラムクランプシャフト6とコラムクランプ21の近傍を拡大して示す図4の部分拡大図である。
【図13】コラムクランプシャフト6とコラムクランプ21の近傍を拡大して示す図4の部分拡大図であり、別の例である。
【符号の説明】
1 ステアリングコラム装置
2 固定コラム部材
21 コラムクランプ
211 第1ウェッジ
2111、2112 傾斜面
2113、2114 クランプバー穴
212 第2ウェッジ
2121 凹凸
213 クランプバー
2141、2142 反力部材
2143 凹凸
215 ウェッジ穴
216 コラムクランプシャフト穴
22 ストッパ部材
221、222 車体取付部
231 円筒状部
232 摺動案内部
3 移動コラム部材
31 コラムヘッド
311 緩衝ストッパ
32 長穴
33 セグメントギヤ
34 ボルト
341 背当部材
4 チルトヘッド
41 チルトヘッドクランプ
43 チルト中心軸
44 ギヤアーム
441 軸
442 ギヤ部分
443 脚
45 バネ
5 ホィールシャフト
6 コラムクランプシャフト
61 揺動アーム
601、602 凹凸
7 操作レバー
701 操作端
71 突出部
711 バネ
72 レバー中心軸
73 プッシャープレート
74 プッシャーロッド
741 付勢バネ
742 鍔
743 長穴
91 車体
92 ステアリングホィール
931、932 ユニバーサルジョイント
941 上中間軸
942 下中間軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steering column device, particularly to a steering column device for a vehicle having a telescopic mechanism and a tilting mechanism.
[0002]
[Prior art]
The telescopic mechanism and the tilting mechanism are mechanisms for adjusting the height and the inclination angle of the steering wheel to a position where driving is most easily performed according to the body shape and preference of the driver.
[0003]
The telescopic mechanism and the tilting mechanism are provided with a clamp / unclamp mechanism operated when adjusting the height of the steering wheel and the tilt angle. The unclamping mechanism is released, the height and the inclination angle are adjusted in that state, and then the state is again clamped.
[0004]
Since the adjustment of the height and the inclination angle of the steering wheel is performed by operating the steering wheel by hand, it is preferable that the clamp / unclamp mechanism can be operated without releasing the hand from the steering wheel. GB 2 281 375 discloses a steering column device provided with a single operating handle which can be operated with the hand on the steering wheel.
[0005]
In the steering column device of the above-mentioned British patent, the movement of the operating handle is transmitted to a height adjusting clamp device via a cable movable in a flexible tube. The cable and its tubing are provided with a large deflection so as to provide a sufficiently small curvature to allow the cable to move freely over the entire adjustment range of the steering wheel. As a result, a part of the steering column device protrudes toward the outside of the steering column device, which is not only unsightly but also causes a trouble. Further, the power transmission mechanism composed of the cable and its tube is not only poor in reliability but also poor in operability because the cable expands and contracts.
[0006]
In order to cope with such a problem, the present inventors have made it possible to operate each clamp / unclamp mechanism of the telescopic mechanism and the tilting mechanism with a single lever provided near the steering wheel, and to protrude from the steering column device. A steering column device (Japanese Patent Application No. 2002-146694) provided with a clamp / unclamp mechanism having no parts, high reliability, and good operability was proposed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Clamping in the telescopic mechanism including this steering column device is performed by frictional force. As described above, since the clamp uses the frictional force, when a large force is applied, slipping easily occurs at the clamp portion. In recent years, airbags have become standard equipment in passenger cars. The airbag is designed on the assumption that when it is activated, it is stably supported by the steering wheel. For this reason, it has been required that the steering wheel does not move at the time of the secondary collision, that is, it does not slip at the clamp portion of the telescopic mechanism due to the force received from the secondary collision.
[0008]
In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a steering column device in which the clamp portion is unlikely to slip due to a force received from a secondary collision by improving the above-described invention of the inventors. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the following means. That is,
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixed column member having a vehicle body mounting portion for mounting to a vehicle body, a movable column member supported by the fixed column member so as to be non-rotatable about a central axis and movable in a central axis direction. A column head provided at one end of the movable column member, a tilt head supported to be tiltable by the column head, a wheel shaft rotatably supported by the tilt head, and fixed to a steering wheel at one end; A column clamp shaft having a non-circular cross-section provided on the column head and rotatable about an axis parallel to a central axis of the moving column member and immovable with respect to the column head; The movable column member can be moved by the rotation of the column clamp shaft. A column clamp for clamping / unclamping a fixed column member, a tilt head clamp for clamping / unclamping the tilt head to the column head, and an operation having a swing support shaft for the tilt head A steering column device including a lever and a mechanical transmission device for converting the swing of the operation lever into rotation of the column clamp shaft and transmitting the rotation to the column clamp, and transmitting the rotation to the tilt head clamp. The column clamp has an inclined surface facing the movable column member, and moves the first and second wedges slidably supported by the fixed column member in directions approaching each other. Therefore, a clamp bar fixed to the first wedge and a clamp bar The column clamp shaft is located between the second wedge and the reaction force member, and each of the surfaces contacting the column clamp shaft is formed with unevenness that engages with each other. A steering column device characterized by the following.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the steering column device according to the first aspect, the mechanical transmission device includes a pusher plate, a pusher rod, and a swing arm. The push lever is provided on the operation lever, and can be brought into contact with one end of the pusher rod. The pusher rod is slidable in a direction parallel to a tilt center axis of the tilt head, and is supported by the column head. The swing arm has one end engaged with the pusher rod and the other end fixed to the column clamp shaft. When operating the operation lever, the operation lever swings the pusher plate. Oscillating motion, axial motion of the pusher rod, oscillating motion of the oscillating arm, and the column clamp shaft A steering column device, characterized in that it is sequentially converted into rotary motion.
[0011]
A third aspect of the present invention is the steering column device according to the second aspect, wherein the pusher rod is provided with an urging spring for urging the pusher rod toward the pusher plate. Steering column device.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the steering column device according to the third aspect, the biasing spring moves the operation lever away from the steering wheel when the operation lever is not operated. A steering column device for applying a force for maintaining a column clamp and the tilt head clamp at respective clamp positions.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the steering column device according to any one of the first to fourth aspects, the non-circular cross section of the column clamp shaft is movable by the movable column member. A steering column device characterized by being longer than the length.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the steering column device according to any one of the first to fifth aspects, the non-circular cross section has a substantially elliptical shape, and the long diameter portion has the irregularities. A steering column device.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the steering column apparatus according to the first to sixth aspects, the pusher plate can always contact the pusher rod in the entire tilt range of the tilt head. A steering column device having a sufficiently wide contact surface. An eighth aspect of the present invention is the steering column device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the operation lever is operable with a hand on a steering wheel. Device.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of a steering column device 1 according to an embodiment of the present invention.
[0017]
* Overall Overview The steering column device 1 includes a fixed column member 2, a movable column member 3, a
[0018]
The fixed column member 2 is provided with vehicle
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
One end of the wheel shaft 5 is connected to a
[0022]
* Tilt head clamp FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 with a part of the steering column device 1 cut away. FIG. 3 is a partially cutaway top view when the steering column device 1 is viewed from above (P direction) in FIG. FIG. 4 is a bottom view when the steering column device 1 is viewed from below (from the Q direction) in FIG. FIGS. 5, 6, and 7 are cross-sectional views taken along lines AA, BB, and CC in FIG. 2, respectively.
[0023]
The tilt head clamp 41 has the following configuration. A
[0024]
The gear arm 44 has an L-shape including two legs, and the
[0025]
Due to this bias, the protruding
[0026]
When the
[0027]
* Universal Joint and Intermediate Shaft As shown in FIG. 3, an upper
[0028]
Since the lower
[0029]
* Fixed Column Member and Moving Column Member As shown in FIG. 2, the cylindrical portion of the moving column member 3 is formed with an
[0030]
The fixed column member 2 has a
[0031]
* Column Clamp The configuration of the
[0032]
The first wedge 211 and the second wedge 212 are provided with
[0033]
A
[0034]
The end face of the second wedge 212 facing the column clamp shaft 6 and the major diameter portion of the column clamp shaft 6, that is, the portion facing the second wedge 212 are formed with irregularities 2121 and 601 respectively. These irregularities are formed in shapes that can engage with each other. With this structure, the
[0035]
When the
[0036]
* Interlocking movement with operation lever Next, each member interlocked by the movement of the operation lever 7 will be described. The operating lever 7 is located below the steering column device 1. FIG. 3 shows the operating lever 7, a
[0037]
The
[0038]
When the urging spring 741 urges the
[0039]
* Since the pusher plate tilt head 4 tilts on the
[0040]
* Adjusting operation of steering wheel Hereinafter, the operation for adjusting the height and the inclination angle of the steering wheel 92 and the operation of each member will be described. The driver extends his forefinger to his little finger while holding his hand (thumb) on the steering wheel 92 and pulls the operation lever 7 toward the user (FIG. 3). As a result, the operation lever 7 swings around the
[0041]
By the swing of the operation lever 7, the
[0042]
At the same time, the swing of the operation lever 7 causes the
[0043]
The rightward movement of the
[0044]
In this manner, the tilt head 4 can be tilted and the
[0045]
When the adjustment is completed and the finger on the operation lever 7 is released, the operation lever 7 returns to the original position (the position indicated by the solid line in FIG. 3) by the force of the urging spring 741 (and the spring 711). When the operation lever 7 returns to the original position, the tilt head 4 and the column head 31 (movable column member 3) are both clamped by the reverse operation. When an axial force is applied to the column clamp shaft 6 by the engagement between the unevenness 2121 and the unevenness 601, the force is received by the
[0046]
If the operation portion (tip portion) of the operation lever 7 is excessively approached to the steering wheel 92, the operation of the steering wheel at the time of driving may be hindered by interference. Therefore, when the height and angle of the steering wheel are not adjusted, the operation unit is set at a position away from the steering wheel by an appropriate distance. Further, in order to more reliably prevent such interference, the operation lever 7 may be configured to be foldable or extendable.
[0047]
In order to make the engagement between the column clamp shaft 6 and the
[0048]
In the above embodiment, each of the clamp / unclamp mechanisms of the telescopic mechanism and the tilting mechanism can be operated by a single lever provided in the vicinity of the steering wheel, and the portion that protrudes unsightly from the steering column device because no cable is used. And the occurrence of troubles can be suppressed, and the reliability and operability can be improved. Furthermore, the force that the steering wheel receives from the secondary collision not only clamps the moving column member directly, but also a part of it is received via the column clamp shaft. Is less likely to occur.
[0049]
【The invention's effect】
According to the present invention, each of the clamp / unclamp mechanisms of the telescopic mechanism and the tilting mechanism can be operated by a single lever provided in the vicinity of the steering wheel. There is an effect that the occurrence of troubles can be suppressed, and the reliability and operability can be improved. Furthermore, the force that the steering wheel receives from the secondary collision not only clamps the moving column member directly, but also a part of it is received via the column clamp shaft. This has the effect of reducing the risk of occurrence.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a steering column device 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 with a part of the steering column device 1 cut away.
3 is a partially cutaway top view when the steering column device 1 is viewed from above (P direction) in FIG.
FIG. 4 is a bottom view when the steering column device 1 is viewed from below (from the Q direction) in FIG. 2;
FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2;
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB in FIG. 2;
FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 2;
FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7, showing a rotational position of the column clamp shaft 6 in an unclamped state.
FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 7, showing a rotational position of the column clamp shaft 6 in a clamped state.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 2;
FIG. 11 is an explanatory diagram showing two positions when the tilt head 4 is tilted by a dotted line and a solid line.
FIG. 12 is a partially enlarged view of FIG. 4 showing the vicinity of a column clamp shaft 6 and a
FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. 4 showing an enlarged view of the vicinity of the column clamp shaft 6 and the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering column device 2
Claims (8)
中心軸回りに回転不能且つ中心軸方向に移動可能に上記固定コラム部材に支持された移動コラム部材、
上記移動コラム部材の一端側に備えられたコラムヘッド、
上記コラムヘッドにチルト可能に支持されたチルトヘッド、
上記チルトヘッドに回転可能に支持され、一端にステアリングホィールを固定するためのホィールシャフト、
上記コラムヘッドに備えられ、上記移動コラム部材の中心軸と平行な軸のまわりに回転可能且つこのコラムヘッドに対して移動不能な、非円形形状の断面を有するコラムクランプシャフト、
上記コラムクランプシャフトに対して移動可能であり、このコラムクランプシャフトの回転によって、上記移動コラム部材を上記固定コラム部材に対してクランプ/アンクランプ状態にするためのコラムクランプ、
上記チルトヘッドを上記コラムヘッドに対してクランプ/アンクランプするためのチルトヘッドクランプ、
上記チルトヘッドに揺動支軸を有する操作レバー、及び、
上記操作レバーの揺動を、上記コラムクランプシャフトの回転に変換して上記コラムクランプに伝動するとともに、上記チルトヘッドクランプに伝動するための機械的伝動装置
を備えたステアリングコラム装置において、
上記コラムクランプは、
上記移動コラム部材に面する傾斜面を有し、上記固定コラム部材に摺動可能に支持された第1及び第2のウェッジと、
このウェッジを互いに接近する方向に移動させるため、上記第1ウェッジに固定されたクランプバーと、
上記クランプバーに設けられた反力部材と
からなり、
上記第2ウェッジと上記反力部材との間には、上記コラムクランプシャフトが在り、これらが接する面のそれぞれには互いに係合する凹凸が形成されていること
を特徴とするステアリングコラム装置。A fixed column member having a vehicle body mounting portion for mounting on a vehicle body,
A movable column member supported by the fixed column member so as to be non-rotatable about the central axis and movable in the central axis direction;
A column head provided at one end of the moving column member,
A tilt head supported to be tiltable by the column head,
A wheel shaft rotatably supported by the tilt head and fixing a steering wheel to one end;
A column clamp shaft having a non-circular cross-section provided on the column head and rotatable about an axis parallel to a central axis of the moving column member and immovable with respect to the column head;
A column clamp which is movable with respect to the column clamp shaft, and which causes the movable column member to be in a clamp / unclamp state with respect to the fixed column member by rotation of the column clamp shaft;
A tilt head clamp for clamping / unclamping the tilt head with respect to the column head;
An operation lever having a swing support shaft in the tilt head, and
A swing column of the operation lever is converted into rotation of the column clamp shaft and transmitted to the column clamp, and a steering column device including a mechanical transmission device for transmitting to the tilt head clamp.
The above column clamp is
First and second wedges having an inclined surface facing the movable column member and slidably supported by the fixed column member;
In order to move the wedges in a direction approaching each other, a clamp bar fixed to the first wedge,
It consists of a reaction force member provided on the clamp bar,
The steering column device according to claim 1, wherein the column clamp shaft is provided between the second wedge and the reaction member, and irregularities are formed on surfaces of the shafts in contact with each other.
上記機械的伝動装置は、
プッシャープレート、プッシャーロッド、及び、揺動アームを備えており、
上記プッシャープレートは上記操作レバーに設けられて、上記プッシャーロッドの一端に当接可能であり、
上記プッシャーロッドは、上記チルトヘッドのチルト中心軸と平行な方向に摺動可能であって、上記コラムヘッドに支持されており、
上記揺動アームは、上記プッシャーロッドに一端が係合し他端が上記コラムクランプシャフトに固定されており、
上記操作レバーを操作するとき、この操作レバーの揺動は、上記プッシャープレートの揺動運動、上記プッシャーロッドの軸方向運動、上記揺動アームの揺動運動、及び上記コラムクランプシャフトの回転運動へと順次変換されること
を特徴とするステアリングコラム装置。The steering column device according to claim 1,
The above mechanical transmission,
It has a pusher plate, pusher rod, and swing arm,
The pusher plate is provided on the operation lever and can contact one end of the pusher rod,
The pusher rod is slidable in a direction parallel to a tilt center axis of the tilt head, and is supported by the column head.
The swing arm has one end engaged with the pusher rod and the other end fixed to the column clamp shaft,
When operating the operation lever, the swing of the operation lever is changed into the swing movement of the pusher plate, the axial movement of the pusher rod, the swing movement of the swing arm, and the rotation movement of the column clamp shaft. The steering column device is sequentially converted to:
上記プッシャーロッドには、上記プッシャープレートに向けて付勢するための付勢バネが設けられていること
を特徴とするステアリングコラム装置。The steering column device according to claim 2,
A steering column device, wherein the pusher rod is provided with a biasing spring for biasing the pusher rod toward the pusher plate.
上記付勢バネは、上記操作レバーが操作されないとき、この操作レバーをステアリングホィールから離れた位置に、また、上記コラムクランプ及び上記チルトヘッドクランプをそれぞれのクランプ位置に維持するための力を付与するものであること
を特徴とするステアリングコラム装置。The steering column device according to claim 3,
When the operation lever is not operated, the biasing spring applies a force for maintaining the operation lever at a position away from the steering wheel and for maintaining the column clamp and the tilt head clamp at the respective clamp positions. A steering column device, characterized in that:
上記コラムクランプシャフトの非円形形状の断面の部分は、上記移動コラム部材の移動可能な長さよりも長いこと
を特徴とするステアリングコラム装置。In the steering column device according to any one of claims 1 to 4,
A non-circular cross section of the column clamp shaft is longer than a movable length of the movable column member.
上記非円形形状の断面は実質的な楕円であり、長径部分に上記凹凸が設けられていること
を特徴とするステアリングコラム装置。The steering column device according to any one of claims 1 to 5,
A steering column device, wherein the non-circular cross section is substantially elliptical, and the unevenness is provided in a major diameter portion.
上記プッシャープレートは、上記チルトヘッドの全チルト範囲において上記プッシャーロッドと常に当接することが可能な充分に広い当接面を有していることを特徴とするステアリングコラム装置。The steering column device according to any one of claims 1 to 6,
The steering column device, wherein the pusher plate has a sufficiently large contact surface that can always contact the pusher rod in the entire tilt range of the tilt head.
上記操作レバーは、ステアリングホィールに手を掛けたまま操作可能であること
を特徴とするステアリングコラム装置。The steering column device according to any one of claims 1 to 7,
The steering column device, wherein the operation lever can be operated while a hand is held on a steering wheel.
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-
2002
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