JP2009023415A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チルト位置調整用長溝に打痕が付かないようにした固定カムの回り止めを有するステアリング装置を提供する。
【解決手段】固定カム５３と、締付けロッド５の右端の回り止め部５１１との間が、締付けロッド５の軸方向に離れている。従って、操作レバー５５を操作して可動カム５４を回動した時に、可動カム５４から固定カム５３に回転トルクが作用すると、締付けロッド５が捩られて、締付けロッド５の右端の回り止め部５１１に回転トルクが伝達される。そのため、回り止め部５１１に作用する衝撃的な力が緩和され、チルト調整用長溝３６には打痕が付きにくい。従って、チルト調整用長溝３６の耐久性が向上し、チルト操作時の操作感を長期にわたって良好に維持できる。
【選択図】図４

Description

本発明はステアリング装置、特にチルト位置調整機構を備えた車両のためのステアリング装置に関する。

チルト位置調整機構は、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イールの傾斜角度を調整するための機構である。ステアリングホイールの傾斜角度の調整時には、一旦、コラムクランプ装置をアンクランプ状態にし、その状態でステアリングホイールの傾斜角度を調整したのち、再度コラムクランプ装置をクランプ状態にする。

コラムをクランプするコラムクランプ装置では、操作レバーの操作力を大きなクランプ力に変換するための増力機構として、固定カムと可動カムで構成されるカムクランプ機構が使用されることが多い。

このようなカムクランプ機構の固定カムは、特許文献１のステアリング装置に開示されているように、可動カムのカム面に係合するカム面と、このカム面の背面側に形成されて、チルト位置調整用長溝に係合し、固定カムを可動カムに対して回り止めするための、平行な二平面で構成された回り止め部とを有している。

このようなカムクランプ機構で、操作レバーを操作して、コラムのクランプ／アンクランプを繰り返すと、クランプ／アンクランプ時の衝撃荷重で、固定カムの回り止め部がチルト位置調整用長溝に食い込んで、チルト位置調整用長溝に打痕が付いてしまうことがあった。そのため、チルト位置を調整する時に、固定カムの回り止め部が傷ついたチルト位置調整用長溝に沿って摺動するため、チルト操作時の操作感が低下するという問題があった。

特開平４−３００７７５号公報

本発明は、チルト位置調整用長溝に打痕が付かないようにした固定カムの回り止めを有するステアリング装置を提供することを課題とする。

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番目の発明は、車体に取付け可能な車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットにチルト位置が調整可能に支持されると共に、ステアリングホイールを装着したステアリングシャフトを回動可能に軸支したコラム、所望のチルト位置で上記車体取付けブラケットに上記コラムを締付けてクランプするために、上記車体取付けブラケットに形成されたチルト位置調整用長溝に挿通された締付けロッド、上記締付けロッドの一端に形成され、上記車体取付けブラケットの一側面を上記コラムに押圧する頭部、上記頭部に形成され、上記チルト位置調整用長溝に係合して、上記車体取付けブラケットに対して上記締付けロッドを相対回転不能にする回り止め部、上記締付けロッドの他端に、締付けロッドに対して相対回転不能にかつ軸方向に相対移動可能に外嵌し、上記車体取付けブラケットの他側面を上記コラムに押圧する固定カム、上記締付けロッドの他端に上記固定カムに対向して操作レバーとともに回動可能に支承された可動カム、上記固定カムと可動カムの対向する面に各々設けられ、上記固定カムに対して可動カムを相対的に軸方向に押圧するカム面を備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムの雌スプラインにスプライン係合する雄スプラインを備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムの雌セレーションにセレーション係合する雄セレーションを備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第４番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムのキー溝にキー係合するキーを備えたことを特徴とするステアリング装置である。

第５番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムの非円形孔に係合する非円形の軸部を備えたことを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置では、車体取付けブラケットに形成されたチルト位置調整用長溝に挿通された締付けロッドの一端に形成され、車体取付けブラケットの一側面をコラムに押圧する頭部と、頭部に形成され、チルト位置調整用長溝に係合して、車体取付けブラケットに対して締付けロッドを相対回転不能にする回り止め部と、締付けロッドの他端に、締付けロッドに対して相対回転不能にかつ軸方向に相対移動可能に外嵌し、車体取付けブラケットの他側面をコラムに押圧する固定カムと、締付けロッドの他端に固定カムに対向して操作レバーとともに回動可能に支承された可動カムと、固定カムと可動カムの対向する面に各々設けられ、固定カムに対して可動カムを相対的に軸方向に押圧するカム面から構成されている。

従って、可動カムから固定カムに回転トルクが作用すると、固定カムと回り止め部との間で締付けロッドを捩りながら、締付けロッドの一端の回り止め部に回転トルクが伝達される。すなわち、締付けロッドが捩られることで、回り止め部に作用する衝撃的な力が緩和されるため、チルト調整用長溝には打痕が付きにくい。従って、チルト調整用長溝の耐久性が向上し、チルト操作時の操作感を長期にわたって良好に維持できる。

以下の実施例では、ステアリングホイールの前後方向位置と傾斜角度の両方を調整できる、チルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。図１に示すように、中空円筒状のコラム１が車体に取付けられ、このコラム１にはステアリングシャフト１２が回動可能に軸支されている。ステアリングシャフト１２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール１２１が装着され、ステアリングシャフト１２の左端（車体前方側）には、自在継手２１を介して中間シャフト２２が連結されている。

中間シャフト２２は、雄スプラインが形成された中実の中間インナーシャフト２２１と、雌スプラインが形成された中空円筒状の中間アウターシャフト２２２で構成され、中間インナーシャフト２２１の雄スプラインが、中間アウターシャフト２２２の雌スプラインに伸縮可能（摺動可能）に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌合している。

さらに、中間アウターシャフト２２２の車体後方側が上記自在継手２１に連結され、中間インナーシャフト２２１の車体前方側が自在継手２３に連結されている。自在継手２３には、ステアリングギヤ２４の図示しないラックに噛合うピニオンが連結されている。

運転者がステアリングホイール１２１を回転操作すると、ステアリングシャフト１２、自在継手２１、中間シャフト２２、自在継手２３を介して、その回転力がステアリングギヤ２４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド２５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。

図２は本発明のステアリング装置の要部を示す側面図である。図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図４は図３の締付けロッドと固定カムを示し、（１）は正面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ断面図、（３）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。

図２に示すように、コラム１は、中空円筒状のアウターコラム（アッパーコラム）１１と、このアウターコラム１１の左側（車体前方側）に軸方向に摺動可能に内嵌したインナーコラム（ロアーコラム）１０で構成されている。

アウターコラム１１には、上部ステアリングシャフト１２Ａが回転可能に軸支され、上部ステアリングシャフト１２Ａの右端（車体後方側）に、上記したステアリングホイール１２１（図１参照）が固定されている。

アウターコラム１１の左側（車体前方側）には、アウターコラム１１を左右両側から挟み込むようにして、アッパーブラケット（車体取付けブラケット）３が取付けられている。アッパーブラケット３は、車体４１に固定されたアルミ合金製等の図示しないカプセルを介して、車体前方側に離脱可能に取付けられている。

アウターコラム１１は、二次衝突時にステアリングホイール１２１に運転者が衝突して大きな衝撃力が作用すると、カプセルからアッパーブラケット３が車体前方側に離脱し、インナーコラム１０に案内されて車体前方側にコラプス移動し、衝突時の衝撃エネルギーを吸収する。

インナーコラム１０の車体前方端には、電動パワーステアリング装置６が取付けられ、電動パワーステアリング装置６のフランジ６１が、チルト中心軸６２を介して車体４１に枢動可能に支承されている。電動パワーステアリング装置６は、上部ステアリングシャフト１２Ａの操舵トルクを検出し、この操舵トルクに比例した補助操舵力を出力軸６３に付与している。出力軸６３は、図１の自在継手２１を介して、ステアリングギヤ２４に回転トルクを伝達する。

図２、図３に示すように、アッパーブラケット３は、上板３２と、この上板３２から下方に延びる側板３３、３４を有している。上記アウターコラム１１には、アウターコラム１１の下方に突出して、一対のクランプ部材１３Ａ、１３Ｂが一体的に形成されている。クランプ部材１３Ａ、１３Ｂの外側面１４Ａ、１４Ｂは、アッパーブラケット３の側板３３、３４の内側面３３１、３４１に摺動可能に接している。

本発明の実施例では、アウターコラム１１は、アルミダイカスト製の一体成型品であるが、鋼管にクランプ部材１３Ａ、１３Ｂを溶接したものであってもよい。また、軽量化を目的として、マグネシウムダイカスト製であってもよい。

アッパーブラケット３の側板３３、３４には、チルト調整用長溝３５、３６が形成されている。クランプ部材１３Ａ、１３Ｂには、図３の紙面に直交する方向に延びると共に、アウターコラム１１の軸心方向に長く延びるテレスコ調整用長溝１５Ａ、１５Ｂが形成されている。

丸棒状の締付けロッド５が、上記チルト調整用長溝３５、３６及びテレスコ調整用長溝１５Ａ、１５Ｂを通して、図３の右側から挿入されている。締付けロッド５の右端（一端）には円盤状の頭部５１が形成されている。頭部５１の左側外径部には、図４（１）、（３）に示すように、互いに平行な二つの平面５１１Ａ、５１１Ｂで構成される回り止め部５１１が形成され、この回り止め部５１１は、チルト調整用長溝３６の溝幅Ｗ１よりも幅Ｗ２が若干狭い矩形断面に形成されている。

回り止め部５１１はチルト調整用長溝３６に嵌入して、締付けロッド５をアッパーブラケット３に対して回り止めするとともに、アウターコラム１１のチルト位置調整時に、チルト調整用長溝３６に沿って、締付けロッド５を摺動させる。

図３に示すように、締付けロッド５の左端（他端）外周には、固定カム５３、可動カム５４、操作レバー５５、スラスト軸受５６、ナット５７が、この順で外嵌され、ナット５７の内径部に形成された雌ねじが、締付けロッド５の左端に形成された雄ねじ５８にねじ込まれている。

図４（１）、（２）に示すように、締付けロッド５の左端外周には雄スプライン７１が形成され、固定カム５３に形成された雌スプライン７２が雄スプライン７１にスプライン係合している。従って、固定カム５３は、締付けロッド５に対して、相対回転不能（回転トルクを伝達可能）にかつ軸方向に相対移動可能に外嵌している。可動カム５４は、締付けロッド５の左端外周に、相対回転可能にかつ軸方向に相対移動可能に外嵌している。

図３に示すように、固定カム５３と可動カム５４の対向する端面には、相補的な傾斜カム面が形成され、互いに噛み合っている。可動カム５４の左側面に連結された操作レバー５５を手で操作すると、可動カム５４が固定カム５３に対して回動する。

アウターコラム１１の下面には、アウターコラム１１の外周面１１Ａから内周面１１Ｂに貫通したスリット１１１が形成されている。スリット１１１は、アウターコラム１１の車体前方側端面からクランプ部材１３Ａ、１３Ｂを過ぎ、アウターコラム１１の軸方向長さの略中間位置まで形成されている。

操作レバー５５をクランプ方向に回動すると、固定カム５３の傾斜カム面の山に可動カム５４の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付けロッド５を図３の左側に引っ張ると同時に、固定カム５３を図３の右側に押す。

右側の側板３４の外側面（一側面）３４２は、締付けロッド５の頭部５１の左端面５１２によって左側に押され、側板３４を内側に変形させる。すると、側板３４の内側面３４１がクランプ部材１３Ｂの外側面１４Ｂに強く押しつけられる。

同時に、左側の側板３３の外側面（他側面）３３２は、固定カム５３の右端面５３１によって右側に押され、側板３３を内側に変形させる。すると、側板３３の内側面３３１が、クランプ部材１３Ａの外側面１４Ａに強く押しつけられる。

その結果、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂは、互いに接近する方向に内側に弾性変形し、スリット１１１の幅が狭まる。従って、アウターコラム１１の内周面１１Ｂが縮径して、インナーコラム１０の外周面１０Ａをクランプする。このようにして、アッパーブラケット３に対してアウターコラム１１が固定され、アウターコラム１１のチルト方向の変位及びテレスコピック方向の変位が阻止される。

操作レバー５５をアンクランプ方向に回動すると、固定カム５３の傾斜カム面の山が可動カム５４の傾斜カム面の谷に落ち込み、締付けロッド５の頭部５１と固定カム５３が側板３３、３４を締め付けていた力が解除される。従って、側板３３、３４、クランプ部材１３Ａ、１３Ｂが外側に弾性復帰する。

このようにして、アウターコラム１１をアッパーブラケット３に対してアンクランプ（チルトアンクランプ）し、アウターコラム１１をインナーコラム１０に対してアンクランプ（テレスコピックアンクランプ）する。

ステアリングホイール１２１を握ってアウターコラム１１をインナーコラム１０に対して軸方向に摺動し、所望のテレスコピック位置に調整する。また、チルト中心軸６２を中心として、インナーコラム１０及びアウターコラム１１のチルト位置を調整した後、再び、アウターコラム１１をアッパーブラケット３にクランプする。

上記実施例では、締付けロッド５の左端の固定カム５３と、締付けロッド５の右端の回り止め部５１１との間が、締付けロッド５の軸方向に離れている。従って、操作レバー５５を操作して可動カム５４を回動し、可動カム５４から固定カム５３に回転トルクが作用すると、固定カム５３と回り止め部５１１との間で締付けロッド５を捩りながら、締付けロッド５の右端の回り止め部５１１に回転トルクが伝達される。

すなわち、締付けロッド５が捩られることで、回り止め部５１１に作用する衝撃的な力が緩和されるため、チルト調整用長溝３６には打痕が付きにくい。従って、チルト調整用長溝３６の耐久性が向上し、チルト操作時の操作感を長期にわたって良好に維持できる。

上記実施例では、締付けロッド５の雄スプライン７１と固定カム５３の雌スプライン７２によって、固定カム５３が締付けロッド５に対して、相対回転不能にかつ軸方向に相対移動可能に外嵌しているが、雄セレーションと雌セレーション、キーとキー溝、非円形の軸部と非円形孔にしてもよい。

また上記実施例では、インナーコラム１０がロアーコラム、アウターコラム１１がアッパーコラムで構成されているが、インナーコラム１０をアッパーコラム、アウターコラム１１をロアーコラムにしてもよい。

さらに、上記実施例では、チルト位置調整とテレスコピック位置調整の両方が可能なチルト・テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用した場合について説明したが、チルト位置調整だけが可能なチルト式のステアリング装置に本発明を適用してもよい。

本発明のステアリング装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。 本発明のステアリング装置の要部を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３の締付けロッドと固定カムを示し、（１）は正面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ断面図、（３）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ コラム
１０ インナーコラム（ロアーコラム）
１０Ａ 外周面
１１ アウターコラム（アッパーコラム）
１１Ａ 外周面
１１Ｂ 内周面
１１１ スリット
１２ ステアリングシャフト
１２Ａ 上部ステアリングシャフト
１２１ ステアリングホイール
１３Ａ、１３Ｂ クランプ部材
１４Ａ、１４Ｂ 外側面
１５Ａ、１５Ｂ テレスコ調整用長溝
２１ 自在継手
２２ 中間シャフト
２２１ 中間インナーシャフト
２２２ 中間アウターシャフト
２３ 自在継手
２４ ステアリングギヤ
２５ タイロッド
３ アッパーブラケット（車体取付けブラケット）
３２ 上板
３３ 側板
３３１ 内側面
３３２ 外側面（一側面）
３４ 側板
３４１ 内側面
３４２ 外側面（他側面）
３５ チルト調整用長溝
３６ チルト調整用長溝
４１ 車体
５ 締付けロッド
５１ 頭部
５１１ 回り止め部
５１１Ａ、５１１Ｂ 平面
５１２ 左端面
５３ 固定カム
５３１ 右端面
５４ 可動カム
５５ 操作レバー
５６ スラスト軸受
５７ ナット
５８ 雄ねじ
６ 電動パワーステアリング装置
６１ フランジ
６２ チルト中心軸
６３ 出力軸
７１ 雄スプライン
７２ 雌スプライン

Claims (5)

1. 車体に取付け可能な車体取付けブラケット、
   上記車体取付けブラケットにチルト位置が調整可能に支持されると共に、ステアリングホイールを装着したステアリングシャフトを回動可能に軸支したコラム、
   所望のチルト位置で上記車体取付けブラケットに上記コラムを締付けてクランプするために、上記車体取付けブラケットに形成されたチルト位置調整用長溝に挿通された締付けロッド、
   上記締付けロッドの一端に形成され、上記車体取付けブラケットの一側面を上記コラムに押圧する頭部、
   上記頭部に形成され、上記チルト位置調整用長溝に係合して、上記車体取付けブラケットに対して上記締付けロッドを相対回転不能にする回り止め部、
   上記締付けロッドの他端に、締付けロッドに対して相対回転不能にかつ軸方向に相対移動可能に外嵌し、上記車体取付けブラケットの他側面を上記コラムに押圧する固定カム、
   上記締付けロッドの他端に上記固定カムに対向して操作レバーとともに回動可能に支承された可動カム、
   上記固定カムと可動カムの対向する面に各々設けられ、上記固定カムに対して可動カムを相対的に軸方向に押圧するカム面を備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムの雌スプラインにスプライン係合する雄スプラインを備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムの雌セレーションにセレーション係合する雄セレーションを備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムのキー溝にキー係合するキーを備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記締付けロッドの他端に形成され、上記固定カムの非円形孔に係合する非円形の軸部を備えたこと
   を特徴とするステアリング装置。

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