JP2007099183A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルかつ安価な構成でステアリングホイールにロック機能を持たせる。
【解決手段】アッパシャフト１１は、その上端にてステアリングホイールＡを一体的に支持しており、その下端にて自在継手２０を介してロアシャフト３１に傾動可能かつトルク伝達可能に連結される。自在継手２０は、ステアリングホイールＡにおける直進走行位置（中立位置）にて上方へ９０°傾動可能である。ネジ送り機構４０および電気制御装置（ＥＣＵ）５０は、自在継手２０を介してアッパシャフト１１とロアシャフト３１がトルク伝達可能な設定範囲（チルト調整範囲Ｔ）にてチルト調整可能である。また、ネジ送り機構４０および電気制御装置５０は、自在継手２０を介してアッパシャフト１１とロアシャフト３１がトルク伝達不能なステアリングロック位置Ｌにアッパシャフト１１を傾動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ステアリング装置に係り、特に、電動チルト機構を備えた車両用ステアリング装置に関する。

この種の車両用ステアリング装置の一つとして、ステアリングホイールを上端にて一体的に支持してなるアッパシャフトが、自在継手を介してロアシャフトに傾動可能かつトルク伝達可能に連結されていて、前記アッパシャフトの傾動角が電動チルト機構によって調整可能とされたものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。この車両用ステアリング装置では、自在継手を介してアッパシャフトとロアシャフトがトルク伝達可能な設定範囲にて、電動チルト機構によりチルト調整されるようになっている。
特開平５−１４７５３９号公報

上記特許文献１に記載された車両用ステアリング装置では、アッパシャフトのチルト調整範囲が、自在継手を介してアッパシャフトとロアシャフトがトルク伝達可能な設定範囲とされている。したがって、このチルト調整範囲内では、ステアリングホイールの回転が許容されてしまうため、ステアリングホイールにロック機能を持たせるためには、ステアリングホイールのためのロック機構を別に設ける必要がある。

したがって、本発明では、上記問題に対処するために、シンプルかつ安価な構成でステアリングホイールにロック機能を持たせ得る車両用ステアリング装置を提供することをその目的としている。

上記目的を達成するために、本発明においては、ステアリングホイールを上端にて一体的に支持してなるアッパシャフトが、自在継手を介してロアシャフトに傾動可能かつトルク伝達可能に連結されていて、前記アッパシャフトの傾動角が電動チルト機構によって調整可能とされている車両用ステアリング装置において、前記電動チルト機構は、前記自在継手を介して前記アッパシャフトと前記ロアシャフトがトルク伝達可能な設定範囲にてチルト調整可能であるとともに、前記自在継手を介して前記アッパシャフトと前記ロアシャフトがトルク伝達不能なステアリングロック位置に同アッパシャフトを傾動可能であることに特徴がある。

この車両用ステアリング装置では、電動チルト機構により、自在継手を介してアッパシャフトとロアシャフトがトルク伝達可能な設定範囲にてチルト調整される。このため、従来技術の車両用ステアリング装置と同様、運転者のための良好な操作ポジションが確保される。

ところで、この車両用ステアリング装置では、電動チルト機構により、自在継手を介してアッパシャフトとロアシャフトがトルク伝達不能なステアリングロック位置にアッパシャフトが傾動されることで、ステアリングホイールのロックが可能である。このため、チルト調整のための電動チルト機構を用いてステアリングホイールをロックすることが可能であって、ステアリングホイールのためのロック機構を別に設けなくて済むので、シンプルかつ安価な構成でステアリングホイールにロック機能を持たせることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記自在継手は、前記ステアリングホイールにおける直進走行位置にて上方へ９０°傾動可能な自在継手であり、前記ステアリングロック位置は、前記ロアシャフトの軸中心の延長線に対して上方へ９０°傾動した位置に設定されていることも可能である。

通常、運転者の降車時には、ステアリングホイールが直進走行位置（中立位置）にある。したがって、この場合には、自在継手の傾動により、アッパシャフトをロアシャフトの軸中心の延長線に対して上方へ９０°傾動した位置に移動させることが可能である。この状態では、ステアリングホイールを回転操作しても、自在継手の構成部材間での干渉により、アッパシャフトとロアシャフトとのトルク伝達が確実に禁止される。このため、ステアリングロックの信頼性を向上させることが可能である。また、運転者の前方に充分なスペースを確保することができて、運転者の乗降性を向上させることも可能である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明による車両用ステアリング装置の全体を概略的に示していて、この車両用ステアリング装置においては、アッパシャフト１１が自在継手２０を介してロアシャフト３１に傾動可能かつトルク伝達可能に連結されている。

アッパシャフト１１は、その上端にてステアリングホイールＡを一体的に支持しており、その中間部にてアッパコラム部材１２に同アッパシャフト１１の軸中心回りに回転可能に支持されていて、その下端にて自在継手２０に連結されている。

自在継手２０は、十字式に組み合わされたピン２１，２２に入力側ヨーク２３、出力側ヨーク２４をそれぞれ組み付けたものであり、入力側ヨーク２３にてアッパシャフト１１に一体的に連結され、出力側ヨーク２４にてロアシャフト３１に一体的に連結されている。ピン２１，２２は、ステアリングホイールＡにおける直進走行位置（中立位置）にて、ピン２１が略鉛直方向を向き、ピン２２が水平方向を向くように設定されている。この状態では、入力側ヨーク２３が出力側ヨーク２４に対してピン２２の軸中心（チルト中心）回りに上方へ９０°傾動可能とされている。

ロアシャフト３１は、その上端にて自在継手２０に連結されており、その中間部にてロアコラム部材３２に同ロアシャフト３１の軸中心回りに回転可能に支持されていて、その下端にてインターミディエイトシャフト（図示省略）を介してステアリングギヤボックス（図示省略）にトルク伝達可能に連結されている。

アッパコラム部材１２とロアコラム部材３２間には、図１および図２に示すように、ネジ送り機構４０が配設されている。ネジ送り機構４０は、モータブラケット４１、ナット４２、電動モータ４３およびネジ軸４４を備えている。モータブラケット４１は、略円筒状をなし、その外周部にてブラケット支持アーム３２ａを介してロアコラム部材３２に上下方向に揺動可能に支持されている。

ナット４２は、ベアリング４１ａ，４１ｂを介してモータブラケット４１にその中心線回りに回転可能かつ中心線方向に移動不能に支持されている。ナット４２の外周には、出力ギヤであるウォームホイール４２ａが一体的に設けられている。電動モータ４３は、その本体にてモータブラケット４１に固定されている。電動モータ４３の出力軸には、入力ギヤであるウォーム４３ａが同軸に一体的に設けられている。

ウォームホイール４２ａとウォーム４３ａは、噛み合っていて、ウォーム４３ａの回転によりウォームホイール４２ａが回転される。ウォーム４３ａとウォームホイール４２ａ間の減速ギヤ比は、電動モータ４３の停止状態にて、ウォームホイール４２ａからウォーム４３ａへのトルク伝達を規制する値に設定されている。

ネジ軸４４は、ナット４２とネジ結合しており、その上端にてネジ軸支持アーム１２ａを介してアッパコラム部材１２に上下方向に揺動可能に支持されている。これにより、電動モータ４３の正転状態では、電動モータ４３の回転が、ウォーム４３ａとウォームホイール４２ａとで減速されてナット４２に伝達される。ナット４２の回転により、ネジ軸４４が上方に移動して、アッパコラム部材１２をピン２２の軸中心回りに上方に向けて押し上げる。電動モータ４３の逆転状態では、上記とは逆向きのナット４２の回転により、ネジ軸４４が下方に移動して、アッパコラム部材１２をピン２２の軸中心回りに下方に向けて引き下げる。

上記電動モータ４３の作動は、電気制御装置（ＥＣＵ）５０によって制御される。電気制御装置５０は、ネジ送り機構４０と共に電動チルト機構としての機能を果たすものであり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを主要構成部品とするマイクロコンピュータを含んで構成されている。この電気制御装置５０には、チルトスイッチ５１、イグニッションキースイッチ５２およびストロークセンサ５３が接続されている。

チルトスイッチ５１は、アッパシャフト１１およびアッパコラム部材１２の傾動方向と傾動量を設定するためのスイッチであり、例えば、「アップ」または「ダウン」操作部の押し操作に応じてＯＮ信号を出力する。イグニッションキースイッチ５２は、イグニッションキーがキーシリンダに差し込まれたときＯＮ信号を出力し、イグニッションキーがキーシリンダから抜き取られたときＯＦＦ信号を出力する。ストロークセンサ５３は、ネジ軸４４のストローク位置を検出する。なお、検出されたストローク位置は、電気制御装置５０のＲＡＭに記憶されるようになっている。

次に、上記実施形態の作動について説明する。電気制御装置５０は、乗車中の運転者によるチルトスイッチ５１の操作に応じて同チルトスイッチ５１のＯＮ信号を検出したとき、電動モータ４３を駆動制御して、ネジ軸４４を上方または下方に移動させ、自在継手２０を介してアッパシャフト１１とロアシャフト３１がトルク伝達可能な設定範囲、すなわち、図１に示すチルト調整範囲Ｔにて、アッパシャフト１１およびアッパコラム部材１２の傾動角を調整する。

運転者の降車時には、通常、ステアリングホイールＡが直進走行位置（中立位置）にある。電気制御装置５０は、イグニッションキースイッチのＯＦＦ信号を検出したとき、電動モータ４３を駆動制御して、ネジ軸４４を上方に移動させ、アッパシャフト１１およびアッパコラム部材１２をステアリングロック位置Ｌ、すなわち、図１にて二点鎖線で示すように、アッパシャフト１１の軸中心の延長線がロアシャフト３１の軸中心の延長線に対して上方へ９０°傾動した位置に移動させる。

運転者の乗車時には、上述したように、アッパシャフト１１およびアッパコラム部材１２がステアリングロック位置Ｌにある。電気制御装置５０は、イグニッションキースイッチのＯＮ信号を検出したとき、電動モータ４３を駆動制御して、前回のチルトスイッチ５１の操作時にＲＡＭに記憶されたネジ軸４４のストローク位置までネジ軸４４を下方に移動させ、アッパシャフト１１およびアッパコラム部材１２を前回のチルト位置まで引き下げる。

以上の説明から明らかなように、この実施形態では、ネジ送り機構４０および電気制御装置５０により、自在継手２０を介してアッパシャフト１１とロアシャフト３１がトルク伝達可能な設定範囲にてチルト調整される。これにより、従来技術の車両用ステアリング装置と同様、運転者のための良好な操作ポジションが確保される。

ところで、この実施形態では、ネジ送り機構４０および電気制御装置５０により、自在継手２０を介してアッパシャフト１１とロアシャフト３１がトルク伝達不能なステアリングホイールロック位置Ｌに、アッパシャフト１１およびアッパコラム部材１２が傾動されるように設定されている。これにより、チルト調整のためのネジ送り機構４０および電気制御装置５０を用いてステアリングホイールＡをロックすることができ、ステアリングホイールＡのためのロック機構を別に設けなくて済むので、シンプルかつ安価な構成でステアリングホイールＡにロック機能を持たせることができる。

また、上記実施形態では、自在継手２０が、ステアリングホイールＡにおける直進走行位置にて上方へ９０°傾動可能な自在継手であり、ステアリングロック位置Ｌが、ロアシャフト３１の軸中心の延長線に対して上方へ９０°傾動した位置に設定されている。したがって、この状態では、ステアリングホイールＡを回転操作しても、自在継手２０の入力側ヨーク２３と出力側ヨーク２４間での干渉により、アッパシャフト１１とロアシャフト３１とのトルク伝達が確実に禁止される。これにより、ステアリングロックの信頼性が向上する。また、運転者の前方に充分なスペースを確保することができて、運転者の乗降性も向上する。

上記実施形態では、自在継手として十字式のものを用いて実施したが、ステアリングホイールＡにおける直進走行位置にて上方へ９０°傾動可能であって、その傾動位置にてアッパシャフト１１とロアシャフト３１がトルク伝達不能であれば、例えば、半球状のボール式の自在継手を用いて実施することも可能である。

また、上記実施形態等では、ステアリングロック位置Ｌが、ロアシャフト３１の軸中心の延長線に対して上方へ９０°傾動した位置に設定されている。このため、自在継手２０の入力側ヨーク２３と出力側ヨーク２４間での干渉により、アッパシャフト１１とロアシャフト３１とのトルク伝達を確実に禁止することができた。しかし、ステアリングロック位置Ｌは、アッパシャフト１１とロアシャフト３１とのトルク伝達が不能とされる傾動範囲内にて適宜設定することが可能である。

本発明による車両用ステアリング装置の全体を概略的に示す側面図である。 図１に示したネジ送り機構の部分破断側面図である。

符号の説明

Ａ…ステアリングホイール、１１…アッパシャフト、１２…アッパコラム部材、２０…自在継手、２１，２２…十字ピン、２３…入力側ヨーク，２４…出力側ヨーク、３１…ロアシャフト、３２…ロアコラム部材、４０…ネジ送り機構（電動チルト機構）、４１…モータブラケット、４２…ナット、４２ａ…ウォームホイール、４３…電動モータ、４３ａ…ウォーム、４４…ネジ軸、５０…電気制御装置（ＥＣＵ）（電動チルト機構）、Ｔ…チルト調整範囲、Ｌ…ステアリングロック位置

Claims (2)

1. ステアリングホイールを上端にて一体的に支持してなるアッパシャフトが、自在継手を介してロアシャフトに傾動可能かつトルク伝達可能に連結されていて、前記アッパシャフトの傾動角が電動チルト機構によって調整可能とされている車両用ステアリング装置において、
   前記電動チルト機構は、前記自在継手を介して前記アッパシャフトと前記ロアシャフトがトルク伝達可能な設定範囲にてチルト調整可能であるとともに、前記自在継手を介して前記アッパシャフトと前記ロアシャフトがトルク伝達不能なステアリングロック位置に同アッパシャフトを傾動可能であることを特徴とする車両用ステアリング装置。
2. 請求項１に記載した車両用ステアリング装置において、
   前記自在継手は、前記ステアリングホイールにおける直進走行位置にて上方へ９０°傾動可能な自在継手であり、前記ステアリングロック位置は、前記ロアシャフトの軸中心の延長線に対して上方へ９０°傾動した位置に設定されていることを特徴とする車両用ステアリング装置。
   

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