JP2010105520A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

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達 坂田
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Abstract

【課題】ガタ押え機構を備えたセンターロック機構を採用することによって高さ寸法を小さく抑え、ドライバの膝部周辺に広いスペースを確保することができる車両用ステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ステアリングシャフトを内部に回動可能に支持する可動ジャケット2を車体側に固定されたコラムブラケット4にチルトボルト5を有するロック機構を介して上下方向及び軸方向に調整可能に支持するとともに、該可動ジャケット2の内部に固定ジャケット3を嵌挿して成る車両用ステアリング装置1において、互いに対向する前記可動ジャケット2の内面と前記固定ジャケット3の外面との間に、前記チルトボルト5のロック方向への回動操作によって前記固定ジャケット3の側部を前記可動ジャケット2側に押圧するガタ押え機構を設ける。
【選択図】図3

Description

本発明は、可動ジャケットの上下方向及び軸方向移動をロックするためのセンターロック機構を備えたチルト・テレスコピック機構を有する車両用ステアリング装置に関するものである。
車両用ステアリング装置には、ドライバがその体格に応じて最適な運転姿勢を確保することができるように、ステアリングホイールの上下方向への傾動(チルト)やステアリング軸方向への進退(テレスコピック)が調整可能になっているものがある。
ところで、斯かる車両用ステアリング装置においては、テレスコピックの可動機構部にガタが発生すると、ステアリングホイールを操作するドライバに不快感を与えるばかりか、ステアリングホイールの支持剛性が低下するため、エンジン振動や不整地走行時の車体振動等によってステアリングホイールが振動し、ドライバの操舵感覚が害されるという問題が発生する。
そこで、上記ガタの発生を防ぐためのロック機構が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
従来のロック機構は、ステアリングシャフトを内部に回動可能に支持する可動ジャケットと車体側に固定された固定ジャケットを軸方向に移動可能に嵌合させ、これらの可動ジャケットと固定ジャケットを両側から挟持するコラムブラケットにボルトを挿通するとともにボルト上にカム機構を設け、操作レバーを操作してボルトを回すことによってカム機構を動作させ、このカム機構によってコラムブラケットによる可動ジャケットと固定ジャケットの挟持力を高めて可動ジャケットの軸方向移動をロックするものである。
特開2001−322552号公報
しかしながら、従来のロック機構は、ボルトが可動ブラケットと固定ブラケットとの干渉を避けてこれらの上又は下にオフセットして配置されていたため、上下方向の高さ寸法が大きくなり、ドライバの膝部周辺のスペースが制限され、最悪の場合には膝当たり等の問題が発生する可能性がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ガタ押え機構を備えたセンターロック機構を採用することによって高さ寸法を小さく抑え、ドライバの膝部周辺に広いスペースを確保することができる車両用ステアリング装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ステアリングシャフトを内部に回動可能に支持する可動ジャケットを車体側に固定されたコラムブラケットにボルトを有するロック機構を介して上下方向及び軸方向に調整可能に支持するとともに、該可動ジャケットの内部に固定ジャケットを嵌挿して成る車両用ステアリング装置において、互いに対向する前記可動ジャケットの内面と前記固定ジャケットの外面との間に、前記ボルトのロック方向への回動操作によって前記固定ジャケットの側部を前記可動ジャケット側に押圧するガタ押え機構を設けたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ガタ押え機構は、前記固定ジャケットの略中心側部に設けられた固定カムと、該固定カムに係合するとともに前記ボルトの端部に設けられた回転カムとを有することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記ガタ押え機構は、前記固定ジャケットの略中心高さ側部に設けられた前記ボルトの端面が当接する軸受部材と、該ボルトに螺合して前記可動ジャケットのテレスコ孔に回転しないように嵌合したナット部材とを有することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記固定ジャケットの外面と前記可動ジャケットの内面の何れか一方には、前記ガタ押え機構の反対側に、前記固定ジャケットの外面と前記可動ジャケットの内面の何れか他方側に向かって突出する突起が、円周方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記軸受部材と前記固定ジャケットの間に弾性部材を介設したことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、ボルトの回動操作によって可動ジャケットの略中心高さ位置側部をコラムブラケット側に押圧して可動ジャケットの上下方向及び軸方向の移動をロックするセンターロック機構において、互いに対向する可動ジャケットの内面と固定ジャケットの外面との間に、ボルトのロック方向への回動操作によって固定ジャケットの側部を可動ジャケット側に押圧するガタ押え機構を設けたため、高さ方向において可動ジャケットと固定ジャケットとオーバーラップしてボルトを配置することができるとともに、可動ジャケットのガタツキを防止してステアリングホイールの支持剛性を高めることができる。このため、車両用ステアリング装置の高さ寸法を小さく抑えて小型化することができ、ドライバの膝部周辺に広いスペースを確保することができる。又、車体振動等によるステアリングホイールの振動を防ぐことができるとともに、ドライバによる操舵時の剛性感を高めて操舵感覚の向上を図ることができる。
請求項2記載の発明によれば、ボルトをロック方向へ回すと、該ボルトの端部に設けられた回転カムが固定ジャケットに設けられた固定カムに係合して固定ジャケットの外面を可動ジャケットの内面に押圧するため、可動ジャケットのガタの発生が防がれる。
請求項3記載の発明によれば、可動ジャケットに固定されたナット部材にロック機構のボルトが螺合しているため、ロック方向へボルトを回すと、該ボルトが可動ジャケットの内方へ突出するように移動し、ボルトの端面が軸受部材を介して固定ジャケットを可動ジャケットに押圧することによって、可動ジャケットのガタの発生が防がれる。
請求項4記載の発明によれば、ロック機構のロック時、固定ジャケットと可動ジャケットの間はガタ押え機構と一対の突起によって円周方向の3点で支持されるため、上下方向及び左右方向の支持剛性が高められる。
請求項5記載の発明によれば、軸受部材と固定ジャケットの間に弾性部材を介設したため、各部品の寸法のバラツキが弾性部材の弾性変形によって吸収される。又、ガタ押え機構の安定した動作が可能となる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係る車両用ステアリング装置要部の破断側面図、図2は同車両用ステアリング装置要部の側面図、図3は図1のA−A線断面図、図4はセンターロック機構を構成する固定カムと回転カム形状を示す斜視図である。
図1及び図2に示す車両用ステアリング装置1において、2は図3に示すように横断面非円形の筒状の可動ジャケットであって、この可動ジャケット2の内部には円筒状の固定ジャケット3が嵌合しており、当該車両用ステアリング装置1は、図1及び図2の左方(車両前方)を下にして車体に所定角度傾斜した状態で取り付けられている。
上記可動ジャケット2は、固定ジャケット3に対して軸方向に移動可能であって、その下部が車体側に固定されたコラムブラケット4にチルトボルト5によって軸方向に移動可能に取り付けられている。又、図示しないが、可動ジャケット2の内部にその上部が嵌合する固定ジャケット3は、その下端部が車体側に上下に回動可能に枢着されており、可動ジャケット2と固定ジャケット3の内部にはステアリングシャフト6が回転可能に挿通している。
従って、可動ジャケット2と固定ジャケット3及びこれらの内部に挿通するステアリングシャフト6は、固定ジャケット3の下端の車体への枢着部を中心として上下に回動可能に支持されている。ここで、ステアリングシャフト6の上部は、図1に示すようにベアリング7によって可動ジャケット2に回転可能に支持され、同ステアリングシャフト6の下部は、不図示のベアリングによって固定ジャケット3に回転可能に支持されており、その上端部には不図示のステアリングホイールが結着されている。尚、図示しないが、ステアリングシャフト6は、アッパシャフトとロアシャフトに軸方向に2分割されており、これらのアッパシャフトとロアシャフトは軸方向に摺動可能にスプライン嵌合しているため、ステアリングシャフト6は軸方向に伸縮することができる。又、ステアリングシャフト6の下端部は、パワーステアリング装置等の不図示の操舵装置に連結されている。
而して、ドライバが不図示のステアリングホイールを左右に回転操作すると、その回転はステアリングシャフト6を経て不図示の操舵装置に伝達され、不図示の前輪が左右に転舵されて車両の左右何れかの方向の操舵がなされる。
ところで、本実施の形態に係る車両用ステアリング装置1にはチルト機能とテレスコピック機能が備えられており、ドライバの体格や好みに応じて可動ジャケット2と固定ジャケット3及びステアリングシャフト6を固定ジャケット3の車体への枢着点(不図示)を中心として上下に回動させてステアリングホイールの高さ位置を調整することができるとともに、可動ジャケット2とステアリングシャフト6を軸方向に移動させてステアリングホイールの軸方向位置(前後方向位置)を調整することができる。
即ち、図1及び図3に示すように、前記コラムブラケット4には上下方向に長い円弧状のチルト孔8が形成され、可動ジャケット2には軸方向に長いテレスコ孔9が形成されており、前記チルトボルト5はチルト孔8とステスコ孔9の双方に挿通している。
従って、可動ジャケット2と固定ジャケット3及びステアリングシャフト6は、チルトボルト5がチルト孔8内を上下に移動する範囲内で固定ジャケット3の車体への枢着点(不図示)を中心として上下に回動することができ、これによってステアリングホイールの高さ位置が調整される(チルト機能)。
又、可動ジャケット2とステアリングシャフト6は、テレスコ孔9の長手方向端部がチルトボルト5に当接する範囲内で軸方向に移動することができ、これによってステアリングホイールの軸方向位置が調整される(テレスコピック機能)。
而して、本実施の形態では、ステアリングホイールの高さ位置と軸方向位置のロックは、ステアリンクシャフト6の中心と同じ高さ位置に設けられた単一のセンターロック機構によって行われ、このセンターロック機構にガタ押え機構を付加することによってガタの発生が防がれるが、以下にガタ押え機構を備えたセンターロック機構の構成について説明する。
図3に示すように、チルトボルト(ボルト)5は固定ジャケット3の中心と同じ高さ位置の側部に水平にコラム軸線と直交して配置されており、このチルトボルト5は、可動ジャケット2の内側からテレスコ孔9とチルト孔8を貫通しており、スライドカム11、レバーカム10、チルトレバー12及び回り止めプレート13が挿通している。ここで、スライドカム11は、チルト孔8を貫通してテレスコ孔9に係合して回転しないように支持されており、レバーカム10にはチルトレバー12が一体に回動するよう嵌合している。又、チルトレバー12には、チルトボルト5に一体に回動するよう異形嵌合した回り止めプレート13が固定ボルト14によってチルトレバー12と一体に回動するように取り付けられている。そして、チルトボルト5の端部にはナット15が螺着され、レバーカム10、スライドカム11、チルトレバー12及び回り止めプレート13がチルトボルト5上で軸方向に位置決めされており、レバーカム10とスライドカム11の相対向する面には選択的に係合する凹部と凸部から成る不図示の爪が形成されている。従って、チルトレバー12を回動操作すれば、これと一体にチルトボルト5とレバーカム10が回動し、レバーカム10の爪とスライドカム11の爪は凸部と凸部が係合することによって、チルトボルト5が図3の左方向へ移動し、該チルトボルト5の頭部に形成された後述の回転カム17が可動ジャケット2の垂直部をコラムブラケット4の垂直部に押圧して、可動ジャケット2と固定ジャケット3及びステアリングシャフト6の上下方向の移動(チルト)と可動ジャケット2及びステアリングシャフト6の前後方向の移動(テレスコピク)をロックする。
他方、図2及び図3に示すように、互いに対向する可動ジャケット2の内面と固定ジャケット3の外面との間に、固定カム16と回転カム17から成るガタ押え機構が設けられている。即ち、固定ジャケット3の中心高さ位置側部には、チルトボルト5の方向(図3の左方)に向かって部分的に突出する凸部3Aが形成されており、この凸部3Aには軸方向(図3の紙面垂直方向)に長い切欠溝3aが形成されている。そして、この切欠溝3aには固定カム16が異形嵌合による軽圧入によって回転しないように固定されている。
又、前記チルトボルト5の頭部は、可動ジャケット2に形成されたテレスコ孔9を貫通して可動ジャケット2の内面と固定ジャケット3の外面との間に配設されており、この頭部には回転カム17が一体に形成されている。ここで、図4に示すように、固定カム16と回転カム17は円板状に形成されており、回転カム17の端面には固定カム16の外周が嵌合するための円形凹部17Aが形成されている。そして、これらの固定カム16と回転カム17の相対向する端面には各3つの爪16a,17aが周方向に等角度ピッチでそれぞれ突設されている。尚、爪16a,17aを2つ又は4つ設けるようにしても良い。
而して、組付状態においては、図3に示すように、固定カム16は回転カム17の円形凹部17Aにその外周の一部が嵌合して位置決めされている。尚、固定ジャケット3の外面には、凸部3Aの反対側に、図3に示すように、固定ジャケット3の円周方向の上下に間隔を置いて一対の突起3bが可動ジャケット2の内面側に向かって突出するように形成されており、固定ジャケット3は突起3bを介して可動ジャケット2の内周面に当接している。尚、21は可動ジャケット2の固定ジャケット3に沿う移動をガイドするための樹脂製の案内部材である。
以上のように構成されたセンターロック機構を備えた車両用ステアリング装置1において、チルトレバー12が図1に示す位置にあるときにはセンターロック機構はロック状態にあって可動ジャケット2と固定ジャケット3及びステアリングシャフト6の上下方向の傾動(チルト)と可動ジャケット2及びステアリングシャフト6の軸方向移動(テレスコピク)はロックされている。
即ち、チルトレバー12が図1に示す位置にあるときには、レバーカム10とスライドカム11の爪同士が係合してスライドカム11がコラムブラケット4に押圧されるため、コラムブラケット4と可動ジャケット2がスライドカム11と回転カム17によって挟持され、可動ジャケット2の移動がロックされる。
又、同時にチルトボルト5の回動によって回転カム17が一体に回動するため、該回転カム17の爪17aと固定カム16の爪16a(図4参照)の凸部と凸部とが係合して固定カム16が図3の右方向へ移動し、固定ジャケット3の外面が可動ジャケット2の内面に押圧され、固定ジャケット3に形成された2つの突起3bにおいて図3に示す押圧力F1が可動ジャケット2に作用する。これに加えて、回転カム16には図示の反力F2が作用し、これによって固定ジャケット3と可動ジャケット2との間が円周方向の3点で支持されるため、上下方向及び左右方向のガタの発生を防止することができるとともに、その支持剛性を高めることができる。
以上の結果、可動ジャケット2と固定ジャケット3及びステアリングシャフト6の上下の傾動(チルト)と可動ジャケット2とステアリングシャフト6の軸方向移動(テレスコピック)が確実にロックされ、ガタの発生が防がれてステアリングホイールを操作するドライバに不快感を与えることがない。又、ステアリングホイールの支持剛性が高められるため、エンジン振動や不整地走行時の車体振動等によってステアリングホイールが振動することがなく、ドライバの操舵感覚が害されることがない。
次に、ドライバがステアリングホイールの高さ位置や軸方向位置を調整する場合には、図1の実線位置にあるチルトレバー12を矢印a方向(時計方向)に回動させてセンターロック機構のロックを解除すれば良い。
即ち、チルトレバー12を図1の矢印a方向に回動させると、これと一体にチルトボルト5とレバーカム10及び回転カム17が回動するため、レバーカム10とスライドカム11の爪の凸部と凸部による係合が外れるとともに、回転カム17の爪17aと固定カム16の爪16a(図4参照)の凸部と凸部との係合が外れ、この結果、コラムブラケット4及び可動ジャケット2のスライドカム11と回転カム17による挟持が解除されるとともに、固定ジャケット3による可動ジャケット2への押圧力F1と回転カム17に作用する反力F2が開放される。このため、可動ジャケット2と固定ジャケット3及び及びステアリングシャフト6の上下の傾動(チルト)と可動ジャケット2とステアリングシャフト6の軸方向移動(テレスコピック)のロックが解除(アンロック)され、ドライバはステアリングホイールの高さ位置や軸方向位置を任意に調整することができる。そして、調整後はチルトレバー12を図1の矢印b方向(反時計方向)に回動させて実線位置に戻せば、センターロック機構によりロックされてステアリングホイールの高さ位置や軸方向位置が固定される。
以上のように、本実施の形態に係る車両用ステアリング装置1においては、チルトレバー12によるチルトボルト5の回動操作によって可動ジャケット2の中心高さ位置側部をコラムブラケット4側に押圧して可動ジャケット2の上下方向の傾動と軸方向移動をロックするセンターロック機構において、互いに対向する可動ジャケット2の内面と固定ジャケット3の外面との間に、チルトボルト5のロック方向への回動操作によって固定ジャケット3の側部を可動ジャケット2側に押圧するガタ押え機構を設けたため、高さ方向においてチルトボルト6を可動ジャケット2と固定ジャケット3とオーバーラップして配置することができるとともに、可動ジャケット2のガタツキを防止してステアリングホイールの支持剛性を高めることができる。このため、車両用ステアリング装置1の高さ寸法を小さく抑えて小型化することができ、ドライバの膝部周辺に広いスペースを確保することができ、膝当たり等の問題を解消することができる。又、車体振動等によるステアリングホイールの振動を防ぐことができるとともに、ドライバによる操舵時の剛性が高められて操舵感覚の向上が図られる。
尚、本実施の形態では、可動ジャケット2の垂直部を一体成形して1部品として構成したが、図5に示すように、可動ジャケット2を円筒部材2Aとチャンネル部材(ディスタンスブラケット)2Bの2部品で構成し、両者を溶接一体化しても良い。
又、本実施の形態では、固定ジャケット3に凸部3Aを設けて固定カム16を固定したが、凸部3Aを設けることなく、固定ジャケット3の外面に固定カム16を直接固定するようにしても良い。更に、本実施の形態では、固定ジャケット3の外面に一対の突起3bを設けているが、可動ジャケット2の内面に固定ジャケット3側へ向かって突出するように一対の突起を設けるようにしても良い。
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2を図6に基づいて説明する。
図6は本発明の実施の形態2に係る車両用ステアリング装置の横断面図であり、本図においては図3に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。
本実施の形態のセンターロック機構は、チルトボルト5がチルトレバー12、レバーカム10、スライドカム11及びコラムジャケット4のチルト孔8を貫通し、可動ジャケット2のテレスコ孔9に回転しないように嵌合したナット部材19に可動ジャケット2の外側から螺着され、チルトボルト5がチルトレバー12と一体に回転するように、チルトボルト5の頭部に異形嵌合する回り止めプレート13と、この回り止めプレート13をチルトレバー12に固定する固定ボルト14が設けられている。
又、ガタ押え機構は、固定ジャケット3の中心高さ位置側部に部分的に突出するように形成した凸部3Aに軸受部材18を固定し、ナット部材19を貫通して可動ジャケット2の内側へ突出するチルトボルト5の端部が軸受部材18の側面に設けた凹部に回転可能に嵌合している。そして、本実施の形態では、軸受部材18と固定ジャケット3との間に皿バネ等の弾性部材20を介設している。
而して、チルトレバー12をロック方向(図1の矢印b方向)に回動させると、これと一体にチルトボルト5とレバーカム10が回動するため、レバーカム10の爪とスライドカム11の爪は凸部と凸部が係合することによってチルトボルト5が図6の左方向へ移動し、可動ジャケット2の垂直部とコラムブラケット4の垂直部がスライドカム11とナット部材19によって挟持されるため、可動ジャケット2と固定ジャケット3及びステアリングシャフト6の上下の傾動(チルト)と可動ジャケット2とステアリングシャフト6の軸方向移動(テレスコピック)がロックされる。又、同時にチルトボルト5が回動することによってナット部材19に螺合するチルトボルト5が可動ジャケット2の内部に突出するように移動して軸受部材18を介して固定ジャケット3の外面を可動ジャケット2の内面に押圧するため、可動ジャケット2の内面と固定ジャケット3の外面との間が軸受部材18と一対の突起3bとにより、円周方向の3点で支持されることによって上下方向及び左右方向のガタの発生を防止するとともに、その支持剛性を高めることができる。
以上のように、本実施の形態においても、前記実施の形態1と同様にセンターロック機構を採用したため、チルトボルト5を可動ジャケット2と固定ジャケット3との干渉を避けてこれらの上又は下にオフセットして配置する必要がなく、チルトボルト5を高さ方向において可動ジャケット2と固定ジャケット3とオーバーラップして配置することができる。このため、車両用ステアリング装置1の高さ寸法を小さく抑えて小型化することができ、ドライバの膝部周辺に広いスペースを確保することができ、膝当たり等の問題を解消することができるという効果が得られる。
又、可動ジャケット2のガタ押え機構を設けたため、可動ジャケット2のガタツキを防止してステアリングホイールの支持剛性を高めることができ、車体振動等によるステアリングホイールの振動を防ぎ、ドライバによる操舵時の剛性が高められて操舵感覚の向上が図られる。
更に、軸受部材18と固定ジャケット3の間に弾性部材20を介設したため、各部品の寸法のバラツキが弾性部材20の弾性変形によって吸収され、ガタ押え機構の安定した作用が可能となって可動ジャケット2のガタの発生が防がれる。
本発明の実施の形態1に係る車両用ステアリング装置要部の破断側面図である。 本発明の実施の形態1に係る車両用ステアリング装置要部の平面図である。 図1のA−A線断面図である。 本発明の実施の形態1に係る車両用ステアリング装置のセンターロック機構を構成する固定カムと回転カム形状を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る車両用ステアリング装置の変形例を示す図4と同様の図である。 本発明の実施の形態2に係る車両用ステアリング装置の横断面図である。
符号の説明
1 車両用ステアリング装置
2 可動ジャケット
2A 可動ジャケットの筒状部材
2B 可動ジャケットのチャンネル部材
3 固定ジャケット
3A 固定ジャケットの凸部
3a 固定ジャケットの切欠溝
3b 固定ジャケットの突起
4 コラムブラケット
5 チルトボルト
6 ステアリングシャフト
7 ベアリング
8 チルト孔
9 テレスコ孔
10 レバーカム
11 スライドカム
12 チルトレバー
13 回り止めプレート
14 固定ボルト
15 ナット
16 固定カム
16a 固定カムの爪
17 回転カム
17a 回転カムの爪
18 軸受部材
19 ナット部材
20 弾性部材
21 案内部材
F1 押圧力
F2 反力

Claims (5)

  1. ステアリングシャフトを内部に回動可能に支持する可動ジャケットを車体側に固定されたコラムブラケットにボルトを有するロック機構を介して上下方向及び軸方向に調整可能に支持するとともに、該可動ジャケットの内部に固定ジャケットを嵌挿して成る車両用ステアリング装置において、
    互いに対向する前記可動ジャケットの内面と前記固定ジャケットの外面との間に、前記ボルトのロック方向への回動操作によって前記固定ジャケットの側部を前記可動ジャケット側に押圧するガタ押え機構を設けたことを特徴とする車両用ステアリング装置。
  2. 前記ガタ押え機構は、前記固定ジャケットの略中心側部に設けられた固定カムと、該固定カムに係合するとともに前記ボルトの端部に設けられた回転カムとを有することを特徴とする請求項1記載の車両用ステアリング装置。
  3. 前記ガタ押え機構は、前記固定ジャケットの略中心高さ側部に設けられた前記ボルトの端面が当接する軸受部材と、該ボルトに螺合して前記可動ジャケットのテレスコ孔に回転しないように嵌合したナット部材とを有することを特徴とする請求項1記載の車両用ステアリング装置。
  4. 前記固定ジャケットの外面と前記可動ジャケットの内面の何れか一方には、前記ガタ押え機構の反対側に、前記固定ジャケットの外面と前記可動ジャケットの内面の何れか他方側に向かって突出する突起が、円周方向に間隔を置いて設けられていることを特徴とする請求項2又は3記載の車両用ステアリング装置。
  5. 前記軸受部材と前記固定ジャケットの間に弾性部材を介設したことを特徴とする請求項3記載の車両用ステアリング装置。
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