JP2010184656A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性に優れ、固定状態を容易に解除できるステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】操作レバー５の回動に応じて、カム式ロータリークランプ機構１０のカム部１０ａ、１０ｂの高い面と低い面同士がそれぞれ当接するようになるので、ボルト１１の軸力が失われ、ブラケット２の側板２ａ、２ａとコラム本体１との間に働く摩擦力が減少する。よって、例えばコラム本体１に対して大きな負荷が付与され、互いに噛合するギヤ歯９，７間に高い面圧が付与されている場合でも、ブラケット２の側板２ａ、２ａとコラム本体１との間に働く摩擦力が減少することにより、ギヤ歯９、７同士の相対変位が可能となり、面圧が低下することで、ばね部材の付勢力により駆動部材６に追従してチルト用ギヤ部材９が、解除位置へと変位するようになっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、ステアリングシャフトを、位置調整可能に支持するステアリングコラム装置に関する。

ステアリングコラム装置は、車両の重要安全保安部品であり、衝突時に乗員の安全を確保するために衝突時におけるその挙動を、どのように制御するかが非常に重要である。通常は、ステアリングコラム装置自体に衝撃エネルギー吸収機構を設けるともに、ステアリングホイール内に収納したエアーバッグの支持部材としても重要な役割を担っている。

一方、運転者の運転姿勢を最適にするために、一般的なステアリングコラム装置は、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールの傾斜角度を調整でき、ステアリングホイールの軸線方向位置を調整できるようになっている。従って、ステアリングコラム装置には、コラム本体（即ちステアリングホイール）の位置や姿勢の調整が容易でなければならず、且つ衝突時には所定の位置や姿勢を確保しなければならないという相反する機能が必要になる。このような相反する機能を両立させるべく、従来のステアリングコラム装置では、種々の工夫がなされているが、ユーザーの操作性に対する要求の高まりなどにより、更なる向上が求められている。

ここで、特許文献１においては、チルトレバーの締め付けにより、チルトブラケットの側板がステアリングコラムを保持すると共に、チルトレバーと連動するロックレバーの係合歯が、コラムの係合歯と噛合することによって、ステアリングコラムの位置をロックできるステアリングコラム装置が開示されている。
特開２００４−２６８８４１号公報

ところで、特許文献１のステアリングコラム装置において、ステアリングコラムの固定は、チルトレバーの固定方向への操作に応じて、テレスコブラケットとチルトブラケットの側板とを挟圧することにより発生する摩擦を用いて行われている。又、固定された状態で、チルトレバーと連動するロックレバーの係合歯が、コラムの係合歯と噛合することでロックが行われている。このとき、不慮の荷重がステアリングホイールに作用すると、その荷重に、テレスコブラケットとチルトブラケットの側板との間の摩擦力が抗することができず、チルトブラケットに対してテレスコブラケットがわずかに下方に移動する場合がある。かかる場合、ロックレバーの係合歯とコラムの係合歯とは噛合した状態であるために、チルトブラケットに対してテレスコブラケットが大きく移動することはないが、ステアリングコラムを介して体重が付与されたことにより、係合歯には更に高い面圧が付与されることとなる。

ここで、ステアリングコラムに付与された体重が消失した後も、ステアリングコラムは、その自重と、テレスコブラケットとチルトブラケットの側板との間の摩擦力によりその位置に留まる。すると、ロックレバーの係合歯とコラムの係合歯とは、強い面圧で噛合した状態が維持されることとなるために、かかる状態でチルトレバーを解除方向に操作した場合、噛合した係合歯同士が摩擦で離れず、ロック状態を解除するために大きな力を必要とする恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、操作性に優れ、固定状態を容易に解除できるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

本発明のステアリングコラム装置は、ステアリング位置調整用の操作レバーを固定方向に回動させることで、車体に固定されたブラケットと、ステアリングシャフトを保持するコラムとの間に押圧力を発生させ、また前記操作レバーを解除方向に回動することで、前記ブラケットと前記コラムとの間の前記押圧力を減少させる固定装置と、
前記操作レバーの操作に応じて駆動される第１のギヤ歯と、前記ブラケット又は前記車体に備えられた第２のギヤ歯とを有し、前記操作レバーを前記固定方向に回動させたときに、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯に噛合し、前記操作レバーを前記解除方向に回動させたときに、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯から離脱するようになっているロック装置と、からなり、
前記操作レバーを前記解除方向に回動させたとき、前記ブラケットと前記コラムとの間の前記押圧力が所定値以下に減少した後で、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯より離脱することを特徴とする。

本発明によれば、前記操作レバーを前記解除方向に回動させたとき、前記ブラケットと前記コラムとの間の前記押圧力が所定値以下に減少した後で、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯より離脱するので、例えば前記コラムの重力方向に強い力が付与されることによって、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯とが強い面圧をもって噛合した場合にも、まず前記ブラケットと前記コラムとの間の前記押圧力を所定値まで減少させることによって、前記ブラケットに対する前記コラムの相対移動を可能とするようになっている。前記コラムが前記ブラケットに対して相対移動可能となれば、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯とは、面圧が低くなるように相対変位することが出来、これにより少ない力でも、前記第１のギヤ歯を前記第２のギヤ歯より離脱させることができる。

前記操作レバーに連動して駆動され、前記ブラケットを前記コラムに対して第１の押圧力で押圧する固定状態と、前記第１の押圧力よりも低い第２の押圧力で押圧する解除状態のいずれかを取り得るようになっているカム機構を有すると好ましい。

前記第１のギヤ歯は、前記操作レバーに対して相対回動可能となっており、弾性部材により、前記操作レバーに対して前記解除方向に付勢されていると好ましい。

前記第１のギヤ歯は、前記操作レバーに対して所定角度以上の相対回動が制限されていると好ましい。

以下、本発明の実施の形態に係るチルト ・テレスコピック式のステアリング装置 を図面を参照しつつ説明する。図１〜４は、本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図であり、図１は固定状態を示し、図２は解除状態を示し、図３は固定解除中だがロック継続状態を示し、図４は操作レバーを分解した状態を示す。図５、６は、図１の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図であり、図５は固定状態を示し、図６は解除状態を示す。図７は、チルト用ギヤ部材と駆動部材とを軸線方向に見た図である。図８〜１１は、チルト用ギヤベースとチルト用ギヤ部材と駆動部材との関係を示す斜視図であり、図８は固定状態を示し、図９は解除状態を示し、図１０は固定解除中だがロック継続状態を示し、図１１は駆動部材にチルト用ギヤ部材が追いついた状態を示す。尚、図８〜１１において、理解しやすいように駆動部材は単体で描かれているが、実際は操作レバーと一体である。

図１，２において、筒状のコラム本体１は、ブラケット２を介して不図示の車体に取り付けられるようになっている。コラム本体１内には、不図示のステアリングホイールと操舵機構とを連結するステアリングシャフト４が挿通され、ベアリング３により回転自在に支持されている。

ブラケット２の片側の側板２ａには、ボックス状のチルト用ギヤベース７が固定されている。チルト用ギヤベース７は、コラム本体１におけるチルト方向（ここでは上下方向）の調整幅に対応した高さを有している。コラム本体１には、テレスコピックスライド用の長穴１ａが成形されている。

Ｌ字状の操作レバー５は、下端に把持部５ａを有し、上端に駆動部材６を一体的に形成している。後述するように、駆動部材６に連動するようにして、チルト用ギヤ部材９が取り付けられている。尚、チルト用ギヤベース７と同様にテレスコ用ギヤベースを設け、チルト用ギヤ部材と同様にテレスコ用ギヤ部材を設けても良い。操作レバー５の開口５ｂとボルト１１の頭部とは、セレーションなどを介して一体的に回転できるように連結されている。

図５，６において、ブラケット２は、コラム本体１を両側から挟むようにして一対の側板２ａ、２ａを有している。側板２ａ、２ａには、それぞれチルト方向の長孔２ｂ、２ｂが形成されている。コラム本体１の側壁には、長孔２ｂ、２ｂに対応する位置に、テレスコ方向（ここでは紙面垂直方向）の長孔１ａ、１ａが形成されている。

ボルト１１は、図５，６で左方より、操作レバー５の開口５ｂ、駆動部材６の開口６ａ、チルト用ギヤ部材９の開口９ａ、チルト用ギヤベース７の長孔７ａ、左側板２ａの長孔２ｂ、コラム本体１の左方の長孔１ａ、コラム本体１の右方の長孔１ａ、右側板２ａの長孔２ｂ、カム式ロータリークランプ機構１０、間座１２にこの順序で挿通され、ナット１３により固定されている。

カム式ロータリークランプ機構（カム機構）１０は、側板２ａに対して相対回転を止められるカム部１０ａと、ボルト１１に対して相対回転を止められるカム部１０ｂとからなる。図６に示す解除状態では、カム部１０ａ、１０ｂの高い面と低い面同士がそれぞれ当接している。このとき、ボルト１１の軸力は低下しているので、側板２ａ、２ａはコラム本体１に向かって低い第２の押圧力（ゼロを含む）で押圧されている。一方、ボルト１１が回転すると、カム部１０ｂがカム部１０ａに対して回転し、図５に示す固定状態となり、互いに高い面同士が当接するようになるので、ボルト１１に軸力が発生する。これにより押圧部材としての側板２ａ、２ａはコラム本体１に向かって、第２の押圧力より高い第１の押圧力で押圧され、間に発生する摩擦力で両者は固定されることとなる。カム式ロータリークランプ機構１０は、操作レバー５のストッパ機能を有し、即ち操作レバー５の回動角を（ここでは３０度以内に）制限している。操作レバー５と、カム式ロータリークランプ機構１０と、ボルト１１とで固定装置を構成する。

図７において、略Ｌ字状の板材であるチルト用ギヤ部材９の開口９ａの内径は、ボルト１１の軸径よりも大きくなっているが、開口９ａ周囲の座繰り部９ｇに配置された、折り曲げられたワイヤスプリング８が、座繰り部９ｇの周壁とボルト１１の外径との間で突っ張るようにして配置されている。ワイヤスプリング８の弾性変形により、チルト用ギヤ部材９は、開口９ａとボルト１１との軸線が一致するようにセンタリングされながらも、ボルト１１に対して径方向に相対変位可能に配置されている。

図７において、チルト用ギヤ部材９は、略Ｌ字状の板材である駆動部材６の表面から浅く一段下がった段部６ｂ内に摺動可能に配置されている。チルト用ギヤ部材９のアーム部９ｂは、その先端に一列に並んだギヤ歯（第１のギヤ歯）９ｃを両面に形成している。更に、チルト用ギヤ部材９には、アーム部９ｂとは異なる位置で突出する突起９ｄが形成されている。チルト用ギヤ部材９が、駆動部材６に対して、図７で反時計回りに相対回動したときに、アーム部９ｂに当接することでそれ以上の相対回動を禁止する段部６ｂ上の位置に、制限部材としての第１ピン６ｃが植設されており、また駆動部材６に対して、図７で時計回り相対回動したときに、突起９ｄに当接することでそれ以上の相対回動を禁止する段部６ｂ上の位置に、制限部材としての第２ピン６ｄが植設されている。アーム部９ｂに形成された係合孔９ｅに一端を係合させ、第１ピン６ｃに他端を係合させた弾性部材としてのばね部材１４が、アーム部９ｂを第１ピン６ｃに向かって、即ち解除方向に付勢している。

図１〜４に示すように、駆動部材６の側面には、へ字状に折れ曲がった板部材６ｅが固定されている。板部材６ｅは、駆動部材６が固定位置に回動したときに、チルト用ギヤベース７の側面に形成された山状の凸部を弾性変形しながら乗り上がり、乗り越えたときに弾性変形から復帰するようになっている。これにより、固定状態のロックを支援することができるが、省略しても良い。

図８〜１１に示すように、チルト用ギヤベース７は、その上端側の筐体部に、チルト用ギヤ部材９のギヤ歯９ｃが出入り可能なスリット７ｂを形成しており、そのスリット７ｂの内側両側には、ギヤ歯９ｃに対応したギヤ歯（第２のギヤ歯）７ｃがチルト調整できる十分な範囲にわたって形成されている。チルト用ギヤベース７の下端側の表面には、矩形状の突起７ｄが形成され、その内側には、長孔７ａが形成されている。矩形状の突起７ｄは、ブラケット２の側板２ａの長孔２ｂに嵌入しており、これによりチルト用ギヤベース７は、側板２ａに対して固定的に取り付けられる。チルト用ギヤベース７と、チルト用ギヤ部材９とでロック装置を構成する。

本実施の形態の動作について説明する。まず、図１、８に示す固定位置においては、ボルト１１の軸力によって、ブラケット２の側板２ａ、２ａがコラム本体１に向かって押圧され、それらの間に作用する摩擦力で、ブラケット２に対してコラム本体１が保持されるようになっている。又、チルト用ギヤ部材９のギヤ歯９ｃは、チルト用ギヤベース７のギヤ歯７ｃに噛合している。かかる状態から、操作レバー５を図１で時計回りに回動させると、駆動部材６が一体的に回動する。しかしながら、チルト用ギヤ部材９は、駆動部材６に対して相対回動可能であるため、互いに噛合するギヤ歯９ｃ、７ｃ間の摩擦力が高い場合には、図３、１０に示すように、その位置に留まる。

ここで、操作レバー５の回動に応じて、カム式ロータリークランプ機構１０のカム部１０ａ、１０ｂの高い面と低い面同士がそれぞれ当接するようになるので、ボルト１１の軸力が失われ、ブラケット２の側板２ａ、２ａとコラム本体１との間に働く摩擦力が減少する。よって、例えばコラム本体１に対して大きな負荷が付与され、互いに噛合するギヤ歯９ｃ、７ｃ間に高い面圧が付与されている場合でも、ギヤ歯９ｃを残した状態で操作レバー５が先行して回動することにより、ブラケット２の側板２ａ、２ａとコラム本体１との間に働く摩擦力が先に所定値以下に減少するので、ギヤ歯９ｃ、７ｃ同士の相対変位が可能となる。従って、ギヤ歯間の面圧が低下することで、図１１に示すように、ばね部材１４の付勢力により駆動部材６に追従してチルト用ギヤ部材９が、図２，９に示す解除位置へと変位するようになっている。これにより、コラム本体１を変位させることができ、ボルト１１を、ブラケット２の側板２ａの長孔２ｂ及びチルト用ギヤベース７の長孔７ａの範囲内で上下方向に変位させることで、不図示のステアリングホイールのチルト調整が可能となる。

尚、ギヤ歯９ｃ、７ｃ同士の固着力が、ばね部材１４の付勢力より強かった場合には、チルト用ギヤ部材９が駆動部材６に追従できず、ギヤ歯９ｃ、７ｃ同士の連結を解除することができない。しかしながら本実施の形態によれば、かかる場合でも、駆動部材６がチルト用ギヤ部材９に対して所定角度（例えば２０度）以上回動したときは、図７に示す第２ピン６ｄが突起９ｄに係合することにより、強制的にチルト用ギヤ部材９を駆動部材６に追従させて回動させるようになっている。第２ピン６ｄが突起９ｄに係合した時点では、ブラケット２の側板２ａ、２ａとコラム本体１との間に働く摩擦力もかなり減少しているので、強制的にチルト用ギヤ部材９を駆動部材６に追従させても、操作レバーの操作力はそれほど大きくならない。

チルト調整後に、図２において操作レバー５を反時計回りに回動させると、それに応じて、カム式ロータリークランプ機構１０のカム部１０ａ、１０ｂの高い面同士がそれぞれ当接するようになるので、ボルト１１の軸力が高まることにより、ブラケット２の側板２ａ、２ａとコラム本体１との間に働く摩擦力が増大し、コラム本体１が固定される。また、それと並行して、操作レバー５と一体的に回動する駆動部材６の第１ピン６ｃが、アーム部９ｂに当接して、チルト用ギヤ部材９を同方向に回動させる。これにより、チルト用ギヤ部材９のギヤ歯９ｃが、チルト用ギヤベース７のギヤ歯７ｃに噛合して、ロック状態が確立されることとなる。

図１２は、別な実施の形態にかかるステアリングコラム装置の図１と同様な斜視図である。本実施の形態においては、駆動部材６と操作レバー５とを分離して、ボルト１１を介して別な側に連結した点のみが異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。

図１３は、別な実施の形態にかかるステアリングコラム装置の図２と同様な斜視図である。本実施の形態においては、ブラケット２の側板２ａに、チルト用ギヤ部材９のアーム部９ｂが当接することにより、それ以上、チルト用ギヤベース７から離隔する方向の回動を制限する突起２ｄを形成した点が異なっている。それ以外の構成は、基本的に上述した実施の形態と同様である。

図１４は、別な実施の形態にかかるステアリングコラム装置の要部の分解斜視図である。本実施の形態においては、チルト用ギヤ部材９のアーム部９ｂには、ボルト（不図示）の軸線を中心とした円弧状の長孔９ｆが形成されている。組み付けた状態では、駆動部材６に植設された円筒ピン６ｆが長孔９ｆに係合しており、駆動部材６に対してチルト用ギヤ部材９は、円筒ピン６ｆが長孔９ｆの両端に当接して制限される範囲内でのみ相対回動が可能となっている。すなわち、チルト用ギヤ部材９は、円筒ピン６ｆが長孔９ｆの端部に当接した後に、駆動部材６と一体的に回動する。これにより、チルト用ギヤ部材９の回動量は、駆動部材６の回動量よりも小さくなり、チルト用ギヤ部材９と周囲部品との干渉を抑制できると共に、操作レバー５の回動量を比較的大きく確保でき、カム式ロータリークランプ機構１０の回動量を確保することで、円滑な操作が可能となる。

特に、本実施の形態においては、カム式ロータリークランプ機構１０が、駆動部材６の回動により駆動されることで、ボルトに軸力を発生させるようになっている。駆動部材６とチルト用ギヤ部材９とは回転方向相対移動が可能である。尚、駆動部材６とチルト用ギヤ部材９との間には、解除状態で、駆動部材６に対してチルト用ギヤベース７から離隔する方向にチルト用ギヤ部材９を付勢するために、弾性体であるばね部材により両者を連結しても良い。

以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、弾性部材としてのばね部材は、コイルバネ、板ばねなど種々のものを用いることができる。

本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。 本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。 本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。 本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。 図１の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。 図１の構成をV-V線で切断して矢印方向に見た図である。 チルト用ギヤ部材と駆動部材とを軸線方向に見た図である。 チルト用ギヤベースとチルト用ギヤ部材と駆動部材との関係を示す斜視図である。 チルト用ギヤベースとチルト用ギヤ部材と駆動部材との関係を示す斜視図である。 チルト用ギヤベースとチルト用ギヤ部材と駆動部材との関係を示す斜視図である。 チルト用ギヤベースとチルト用ギヤ部材と駆動部材との関係を示す斜視図である。 別な実施の形態にかかるステアリングコラム装置の図１と同様な斜視図である。 別な実施の形態にかかるステアリングコラム装置の図２と同様な斜視図である。 別な実施の形態にかかるステアリングコラム装置の要部の分解斜視図である。

１ コラム本体
１ａ 長孔
２ ブラケット
２ａ 側板
２ｂ 長孔
２ｄ 突起
３ ベアリング
４ ステアリングシャフト
５ 操作レバー
５ａ 把持部
５ｂ 開口
６ 駆動部材
６ａ 開口
６ｂ 段部
６ｃ 第１ピン
６ｄ 第２ピン
６ｅ 板部材
６ｆ 円筒ピン
７ チルト用ギアベース
７ａ 長孔
７ｂ スリット
７ｃ ギヤ歯
７ｄ 突起
８ ワイヤスプリング
９ チルト用ギア部材
９ａ 開口
９ｂ アーム部
９ｃ ギヤ歯
９ｄ 突起
９ｅ 係合孔
９ｆ 長孔
９ｇ 座繰り部
１０ カム式ロータリークランプ機構
１０ａ カム部
１０ｂ カム部
１１ ボルト
１２ 間座
１３ ナット
１４ ばね部材

Claims (4)

1. ステアリング位置調整用の操作レバーを固定方向に回動させることで、車体に固定されたブラケットと、ステアリングシャフトを保持するコラムとの間に押圧力を発生させ、また前記操作レバーを解除方向に回動することで、前記ブラケットと前記コラムとの間の前記押圧力を減少させる固定装置と、
   前記操作レバーの操作に応じて駆動される第１のギヤ歯と、前記ブラケット又は前記車体に備えられた第２のギヤ歯とを有し、前記操作レバーを前記固定方向に回動させたときに、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯に噛合し、前記操作レバーを前記解除方向に回動させたときに、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯から離脱するようになっているロック装置と、からなり、
   前記操作レバーを前記解除方向に回動させたとき、前記ブラケットと前記コラムとの間の前記押圧力が所定値以下に減少した後で、前記第１のギヤ歯は前記第２のギヤ歯より離脱することを特徴とするステアリングコラム装置。
2. 前記操作レバーに連動して駆動され、前記ブラケットを前記コラムに対して第１の押圧力で押圧する固定状態と、前記第１の押圧力よりも低い第２の押圧力で押圧する解除状態のいずれかを取り得るようになっているカム機構を有することを特徴とする請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記第１のギヤ歯は、前記操作レバーに対して相対回動可能となっており、弾性部材により、前記操作レバーに対して前記解除方向に付勢されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記第１のギヤ歯は、前記操作レバーに対して所定角度以上の相対回動が制限されていることを特徴とする請求項３に記載のステアリングコラム装置。