JP2010215098A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵部材の振動を抑制することのできる車両用操舵装置を提供すること。
【解決手段】アッパー固定ブラケット２３の側板３１の内側面に、締め付け軸４１よりも軸方向上方Ｘ１に配置された上位突条５６を設ける。上位突条５６の位置が、締め付け機構５５による締め付け時における、アッパー固定ブラケット２３及びアッパーコラムブラケット３０の側板３１，３２；３６，３７間の実質的な圧接部の位置となる。操舵部材２から、実質的な圧接部としての上位突条５６の上端５６１までの経路長Ｐ１と、上位突条５６の上端５６１から上板３４（具体的には図４の側面視で固定ボルト２５）までの経路長Ｐ２とを加算した経路長Ｐ（Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２）の長さを短くする。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用操舵装置に関するものである。

例えばチルト調整機構を備える車両用操舵装置では、ハンドル高さを調整した後、操作レバーを操作して、締め付け機構の締め付け軸により固定ブラケットおよびコラムブラケットの側板を締め上げて、チルトロックを達成するようにしている（例えば特許文献１を参照）。

特開２００３−１１２６３３号公報

しかしながら、例えばアイドリング時等のエンジンの低速回転時に、ハンドルに振動が発生するという問題がある。
そこで、本発明の目的は、操舵部材の振動を抑制することができる車両用操舵装置を提供することである。

本願発明者は、従来において、操舵部材に振動が発生する原因が下記にあると考えた。すなわち、締め付け軸を用いて、固定ブラケットおよびコラムブラケットの側板を締め上げたときに、両側板の実質的な圧接部は、締め付け軸の周辺部のみになっている。したがって、操舵部材から、上記実質的な圧接部としての、締め付け軸の周辺部を経て、車体に固定される上板までの経路の長さ（経路長）が長くなっている。本願発明者は、上記経路長が長いことが原因で、操舵部材の支持剛性が低下し、操舵部材が振動を発生し易くなっていると考えた。

本願発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、上記目的を達成するための本願発明は、操舵部材（２）が連結された一端（３ａ）を有するステアリングシャフト（３）を回転可能に支持するコラムチューブ（７０）を有するステアリングコラム（１５）と、車体側部材（１３）に固定される上板（３４）および相対向する一対の側板（３１，３２）を有する固定ブラケット（２３）と、上記ステアリングコラムのコラムチューブに固定され、固定ブラケットの各側板にそれぞれ対向する一対の側板を有するコラムブラケット（３０）と、操作レバー（４６）の回動操作に応じて固定ブラケットの各側板をコラムブラケットの対応する側板に圧接してステアリングコラムの位置のロックを達成するための締め付け機構（５５）と、上記締め付け機構による締め付け時の操舵部材の支持剛性を向上するための突条（５６；５６Ａ；５６Ｂ；５９；５９Ｂ）と、を備え、上記突条は、固定ブラケットの側板およびコラムブラケットの側板の対向面の何れか一方に設けられて、他方に押圧され、上記締め付け機構は、固定ブラケットおよびコラムブラケットの側板の挿通孔（３９，４０）を挿通する締め付け軸（４１）を含み、上記突条は、上記コラムチューブの軸方向に関して、上記締め付け軸よりも上方（Ｘ１）に配置された上位突条（５６；５６Ａ；５６Ｂ）を含むことを特徴とする。

本発明によれば、上記締め付け軸よりも上方に配置された上位突条の位置を、締め付け機構による締め付け時に、固定ブラケットおよびコラムブラケットの側板間の実質的な圧接部の位置とすることができる。したがって、操舵部材から、固定ブラケットおよびコラムブラケットの側板間の実質的な圧接部（突条）を経て、車体に固定される上板までの経路の長さを短くすることができる。その結果、操舵部材の支持剛性を向上することができ、例えばエンジンのアイドリング時に操舵部材に発生するおそれのある振動を未然に防止することができる。

また、上記突条は、上記コラムチューブの軸方向に関して、上記締め付け軸よりも下方に配置された下位突条（５９；５９Ｂ）を含む場合がある（請求項２）。この場合、上記コラムチューブの軸方向に関して、締め付け軸の両側に、上位突条および下位突条が配置されることになるので、操舵部材が横方向（左右側方）に振動することを抑制することができる。

また、上記突条は、側方から見たときに上記固定ブラケットの上記上板に向かって延びている場合がある（請求項３）。この場合、上記操舵部材から上板に至るまでの経路の長さをより短くすることができ、操舵部材の支持剛性をより向上することができる。したがって、操舵部材の振動を一層抑制することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 チルトロックを達成するための締め付け機構を含む車両用操舵装置の要部の概略側面図である。 操舵部材の支持剛性の向上を説明するための車両用操舵装置の要部の模式的側面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 本発明の別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の模式的側面図である。 図６のVII −VII 線に沿う概略断面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の模式的側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の車両用操舵装置の要部の一部破断模式的側面図である。

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２が連結された一端３ａを有するステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを有する転舵軸としてのラック軸８とを備えている。

ピニオン軸７およびラック軸８を含むラックアンドピニオン機構によって、操舵機構Ａ１が構成されている。ラック軸８は、車体側部材９に固定されたハウジング１０によって、車両の左右方向に沿う軸方向（紙面とは直交する方向）に移動可能に、支持されている。ラック軸８の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。

ステアリングシャフト３は、例えばスプライン結合を用いて、同行回転可能に且つ軸方向に相対移動可能に連結されたアッパーシャフト１１およびロアーシャフト１２を有している。ステアリングシャフト３は、車体側部材１３，１４に固定されたステアリングコラム１５によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。
ステアリングコラム１５は、軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた筒状のアッパーチューブ１６および筒状のロアーチューブ１７により構成されるコラムチューブ７０と、ロアーチューブ１７の軸方向下端に連結されたハウジング１８とを備えている。ハウジング１８内には、操舵補助用の電動モータ１９の動力を減速してロアーシャフト１２に伝達する減速機構２０が収容されている。減速機構２０は、電動モータ１９の回転軸（図示せず）と同行回転可能に連結された駆動ギヤ２１と、駆動ギヤ２１に噛み合いロアーシャフト１２と同行回転する従動ギヤ２２とを有している。

本実施の形態では、車両用操舵装置１が電動パワーステアリング装置である場合に則して説明するが、本発明をマニュアルステアリングの車両用操舵装置に適用するようにしてもよい。また、本実施の形態では、コラムチューブ７０の軸方向を、軸方向上方Ｘ１および軸方向下方Ｘ２で表す。
ステアリングコラム１５は、車両後方側のアッパー固定ブラケット２３および車両前方側のロアー固定ブラケット２４を介して車体側部材１３，１４（例えばクロスメンバー等）に固定されている。アッパー固定ブラケット２３は、後述するアッパーコラムブラケット３０（図２参照）を介してステアリングコラム１５のアッパーチューブ１６に固定可能とされている。

再び図１を参照して、アッパー固定ブラケット２３は、車体側部材１３から下方に突出する固定ボルト（スタッドボルト）２５と、当該固定ボルト２５に螺合するナット２６と、アッパー固定ブラケット２３に離脱可能に保持されたカプセル２７とを用いて、車体側部材１３に衝撃吸収時に離脱可能に固定されている。
ステアリングコラム１５のハウジング１８には、ロアーコラムブラケット２８が固定されており、そのロアーコラムブラケット２８は、車体側部材１４に固定されたロアー固定ブラケット２４に、ピボット軸としてのチルト中心軸２９を介してチルト中心軸２９の回りに回転可能に支持されている。これにより、ステアリングコラム１５の全体がチルト中心軸２９の回りに回転可能とされ、その結果、操舵部材２の高さ位置を調整するチルト調整が可能となっている。

本実施の形態において、操舵部材２の位置をコラムチューブ７０の軸方向上方Ｘ１および軸方向下方Ｘ２に調整するテレスコピック調整が可能とされていてもよい。その場合、アッパーコラムブラケット３０の側板３６，３７の締め付け軸挿通孔４０は、コラムチューブ７０の軸方向Ｘ１，Ｘ２に平行に延びる長孔に形成されることになる。
図１のII−II線に沿う断面図である図２を参照して、上記固定ボルト２５は左右一対設けられており、各固定ボルト２５は、アッパー固定ブラケット２３およびカプセル２７を挿通している。各固定ボルト２５にナット２６を締め込むことによって、車体側部材１３とナット２６との間に、アッパー固定ブラケット２３およびカプセル２７を挟持し、これにより、アッパー固定ブラケット２３を車体側部材１３に固定するようにしている。

図示していないが、カプセル２７は、樹脂製の剪断ピンによってアッパー固定ブラケット２３に固定されている。衝撃吸収時には、上記剪断ピンの破断に伴って、アッパー固定ブラケット２３が、固定ボルト２５に保持されたカプセル２７から車両前方（具体的には、図１を参照して、アッパーチューブ１６の軸方向下方Ｘ２）へ離脱されるようになっている。

再び図２を参照して、アッパー固定ブラケット２３は、例えば板金により形成されている。アッパー固定ブラケット２３は、左右一対の側板３１，３２とこれら一対の側板３１，３２の上端間を連結する連結板３３とを有して下向きに開放する溝形をなしている。また、アッパー固定ブラケット２３は、上記連結板３３の上面に沿って固定された上板３４を有している。その上板３４には、左右一対の取付座３５が設けられており、各取付座３５に、上記カプセル２７が取り付けられている。

アッパーコラムブラケット３０は上向きに開放する溝形をなしており、一対の側板３６，３７と、一対の側板３６，３７の下端間を連結する連結板３８とを有している。アッパー固定ブラケット２３の一対の側板３１，３２は、アッパーコラムブラケット３０の一対の側板３６，３７の外側に配置されている。すなわち、アッパー固定ブラケット２３がアウターブラケットとされ、アッパーコラムブラケット３０がインナーブラケットとされている。

アッパー固定ブラケット２３の一対の側板３１，３２には、円弧状をなす縦長の、締め付け軸挿通孔３９が形成されており、アッパーコラムブラケット３０の一対の側板３６，３７には、円形をなす、締め付け軸挿通孔４０が形成されている。
アッパー固定ブラケット２３の一対の側板３１，３２の締め付け軸挿通孔３９およびアッパーコラムブラケット３０の一対の側板３６，３７の締め付け軸挿通孔４０に、ボルトからなる締め付け軸４１が挿通されている。

締め付け軸４１の一端４１ａにはねじ部４２が設けられ、このねじ部４２には、ナット４３が螺合している。このナット４３と、締め付け軸４１の他端４１ｂに設けられる挟持部としての頭部４４との間でアッパー固定ブラケット２３の一対の側板３１，３２を挟持して締め付けることができるようになっている。
締め付け軸４１の頭部４４とアッパー固定ブラケット２３の側板３２の外側面３２ａとの間には、平座金４５が介在している。また、締め付け軸４１の頭部４４に近接する部分４１ｃは、例えば角形断面に形成されてアッパー固定ブラケット２３の側板３２の縦長の締め付け軸挿通孔３９に係合しており、これにより、アッパー固定ブラケット２３に対する締め付け軸４１の回動が規制されている。締め付け軸４１の残りの部分４１ｄは円柱からなる。

締め付け軸４１は当該締め付け軸４１の中心軸線Ｃ１の回りに回動可能な操作レバー４６を支持している。操作レバー４６は、基端部に締め付け軸４１を挿通させる締め付け軸挿通孔４７を有しナット４３の座面４３ａと側板３１の外側面３１ａとの間に介在する長尺のレバー本体４８と、レバー本体４８の先端から折り曲げ状に延設された延設部４９と、延設部４９に設けられた握り部５０とを備える。

図２および図３を参照して、操作レバー４６には、操作レバー４６に対するナット４３の回動を規制する規制板５１が、レバー本体４８に沿うようにして取り付けられている。規制板５１は、ナット４３の外周に係合する例えば六角孔５２を有している。また、規制板５１は、上記六角孔５２の中心（締め付け軸４１の中心軸線Ｃ１に一致）を中心とする円弧状をなす、ねじ挿通孔５３を有しており、そのねじ挿通孔５３を挿通した固定ねじ５４が、レバー本体４８に形成されたねじ孔にねじ込まれることにより、規制板５１が操作レバー４６に固定されている。

図２に示すように、締め付け軸４１の中心軸線Ｃ１回りの操作レバー４６の回動操作に、ナット４３が同伴回転して、該ナット４３がねじ部４２にねじ込まれたり、ねじ戻されたりするようになっている。これにより、ナット４３と締め付け軸４１の頭部４４との間の軸方向距離が増減し、アウターブラケットであるアッパー固定ブラケット２３の側板３１，３２をインナーブラケットであるアッパーコラムブラケット３０の側板３６，３７に圧接させてチルトロックを実現したり、上記圧接を解除してロック解除を実現したりできるようになっている。ねじ部４２を有する締め付け軸４１とナット４３とより、ねじ式の締め付け機構５５が構成されている。

本実施の形態の特徴とするところは、図２および図４を参照して、締め付け機構５５による締め付け時において、操舵部材２の支持剛性を向上するための上位突条５６を、アッパー固定ブラケット２３の一対の側板３１，３２の内側面３１ｂ，３２ｂに設け、締め付け時に、上位突条５６が、アッパーコラムブラケット３０の対応する側板３６，３７の外側面３６ａ，３７ａに圧接されるようにした点にある。

図４に示すように、上位突条５６は、締め付け軸４１よりも軸方向上方Ｘ１に配置されており、アッパー固定ブラケット２３の上板３４側に向かって延びている。具体的には、図４に示すような側面視で見たときに、上位突条５６は、上板３４の取付座３５の固定ボルト２５またはその周辺に向けて延びていることが、後述する経路長Ｐを短くし操舵部材２の支持剛性を向上させるうえで好ましい。すなわち、上位突条５６の一対の端部のうち上板３４に相対的に近い側の端部としての上端５６１が、上板３４（特に固定ボルト２５）にできるだけ近いことが好ましい。

上位突条５６は、プレス成形によって形成することが可能である。具体的には、プレス成形によって、側板３１，３２の外側面３１ａ，３２ａに凹条５７を形成するときに、その凹条５７の裏側に相当する側板３２，３２の内側面３１ｂ，３２ｂの部分に、上位突条５６が形成される。
本実施の形態によれば、締め付け軸４１よりも軸方向上方Ｘ１に配置された上位突条５６の位置が、締め付け機構４１による締め付け時における、アッパー固定ブラケット２３およびアッパーコラムブラケット３０の側板３１，３２；３６，３７間の実質的な圧接部の位置となる。

したがって、操舵部材２から、上記実質的な圧接部としての上位突条５６の上端５６１（上板３４に相対的に近い端部に相当）までの経路長Ｐ１と、上位突条５６の上端５６１から上板３４（具体的には図４の側面視で固定ボルト２５）までの経路長Ｐ２とを加算した経路長Ｐ（Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２）の長さを、上位突条５６を設けない従来の場合よりも格段に短くすることができる。

すなわち、仮に上位突条５６を設けないとすると、側板３１，３２；３６，３７間の実質的な圧接部が、締め付け軸４１の周辺部５８に配置されることになり、その場合、操舵部材２から周辺部５８までの経路長Ｑ１と、周辺部５８から上板３４（具体的には、図４の側面視で固定ボルト２５）までの経路長Ｑ２とを加算した経路長Ｑ（Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２）となり、この経路長Ｑは上記の経路長Ｐよりも格段に長くなってしまう。

本実施の形態によれば、操舵部材２の支持剛性に密接な関連を有する上記経路長Ｐの長さを格段に短くすることができるので、操舵部材２の支持剛性を向上することができる。したがって、例えばアイドルリング時等のエンジンの低速回転時に操舵部材２に発生するおそれのある振動を未然に防止することができる。
上記の経路長Ｐをできるだけ短くするという観点から、上位突条５６は、図４に示すように、締め付け軸４１から軸方向上方Ｘ１にできるだけ距離を隔てていることが好ましい。

次いで、図６および図７は本発明の別の実施の形態を示している。図６および図７を参照して、本実施の形態が図４および図５の実施の形態と異なるのは、アッパー固定ブラケット２３の側板３１，３２の内側面３１ｂ，３２ｂに、締め付け軸４１よりも軸方向下方Ｘ２に配置された下位突条５９を追加した点にある。図６に示すように、上位突条５６および下位突条５９は、締め付け軸４１を挟んだ両側に配置されることが好ましい。

下位突条５９は、プレス成形によって形成することが可能である。具体的には、プレス成形によって、側板３１，３２の外側面３１ａ，３２ａに凹条６０を形成するときに、その凹条６０の裏側に相当する側板３２，３２の内側面３１ｂ，３２ｂの部分に、下位突条５９が形成される。
本実施の形態によれば、図４の実施の形態と同じ効果に加えて、さらに下記の効果を奏することができる。コラムチューブ７０の軸方向Ｘ１，Ｘ２に関して、締め付け軸４１の両側に、上位突条５６と下位突条５９が配置されることになるので、操舵部材２が横方向（左右側方。紙面と直交する方向）に振動することを抑制することができる。

次いで、図８は本発明のさらに別の実施の形態を示している。図８を参照して、本実施の形態が、図４の実施の形態と異なるのは、上位突条５６に代えて、上端５６１が上板３４（側面視で固定ボルト２５）側により近づくように延伸された上位突条５６Ａを用いた点にある。
本実施の形態によれば、操舵部材２から、上記実質的な圧接部としての上位突条５６Ａの上端５６１までの経路長Ｐ１Ａと、上位突条５６Ａの上端５６１から上板３４（具体的には図４の側面視で固定ボルト２５）までの経路長Ｐ２Ａとを加算した経路長ＰＡ（ＰＡ＝Ｐ１Ａ＋Ｐ２Ａ）の長さを、図３の実施の形態の場合よりもさらに短くすることができる。その結果、操舵部材２の支持剛性のさらなる向上を実現することができ、アイドリング時等の操舵部材２の振動を一層抑制することができる。

上記各実施の形態では、アッパー固定ブラケット２３の側板３１，３２の内側面３１ｂ，３２ｂに突条を設けていたが、これに代えて、図９に示すように、チルト調整可能でテレスコピック調整不可の車両用操舵装置１において、アッパーコラムブラケット３０の側板３６，３７の外側面３６ａ，３７ａに上位突条５６Ｂおよび下位突条５９Ｂのうち、少なくとも上位突条５６Ｂを設けるようにしてもよい。

アッパー固定ブラケット２３の側板３１，３２の内側面３１ｂ，３２ｂに上位突条５６（図４および図６参照），下位突条５９（図６参照），上位突条５６Ａ（図８参照）を設ける場合は、チルト調整可能な車両用操舵装置への適用、チルト調整およびテレスコピック調整可能な車両用操舵装置への適用が可能である。一方、アッパーコラムブラケット３０の側板３６，３７の外側面３６ａ，３７ａに上位突条５６Ｂ、またはこれに付加して下位突条５９Ｂ（図９参照）を設ける場合は、チルト調整可能な車両用操舵装置への適用が可能である。

なお、上記のようにアッパーチューブ１６およびロアーチューブ１７を含むコラムチューブ７０を用いて、チルト、テレスコの両機能を果たすようにしてもよいし、また、単一チューブからなるコラムチューブを用いて、チルト機能のみを果たすようにしてもよい。その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…車両用操舵装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト、１３…車体側部材、１５…ステアリングコラム、１６…アッパーチューブ、１７…ロアーチューブ、２３…アッパー固定ブラケット、２７…カプセル、２９…チルト中心軸、３０…アッパーコラムブラケット、３１，３２…（アッパー固定ブラケットの）側板、３１ａ…外側面、３６，３７…（アッパーコラムブラケットの）側板、４１…締め付け軸、５５…締め付け機構、５６，５６Ａ，５６Ｂ…上位突条、５９，５９Ｂ…下位突条、７０…コラムチューブ、Ｘ１…（コラムチューブの）軸方向上方、Ｘ２…（コラムチューブの）軸方向下方

Claims (3)

1. 操舵部材が連結された一端を有するステアリングシャフトを回転可能に支持するコラムチューブを有するステアリングコラムと、
   車体側部材に固定される上板および相対向する一対の側板を有する固定ブラケットと、 上記ステアリングコラムのコラムチューブに固定され、固定ブラケットの各側板にそれぞれ対向する一対の側板を有するコラムブラケットと、
   操作レバーの回動操作に応じて固定ブラケットの各側板をコラムブラケットの対応する側板に圧接してステアリングコラムの位置のロックを達成するための締め付け機構と、
   上記締め付け機構による締め付け時の操舵部材の支持剛性を向上するための突条と、を備え、
   上記突条は、固定ブラケットの側板およびコラムブラケットの側板の対向面の何れか一方に設けられて、他方に押圧され、
   上記締め付け機構は、固定ブラケットおよびコラムブラケットの側板の挿通孔を挿通する締め付け軸を含み、
   上記突条は、上記コラムチューブの軸方向に関して、上記締め付け軸よりも上方に配置された上位突条を含むことを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１において、上記突条は、上記コラムチューブの軸方向に関して、上記締め付け軸よりも下方に配置された下位突条を含むことを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項１または２において、上記固定ブラケットは車体に固定される上板を含み、
   上記突条は、側方から見たときに上記固定ブラケットの上記上板に向かって延びていることを特徴とする車両用操舵装置。

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