JP2012214188A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリング装置を車体に配置する上での軸方向の長さの制約を抑制して、二次衝突時のコラムの移動を阻止するテレスコロック機構を備えたステアリング装置を提供する。
【解決手段】車体取付けブラケット３の上板３２の車体前方端には、車幅方向の左右両側に、車体前方側に突出した支持板３７、３７が一体的に形成されている。支持板３７、３７には、締付けロッド５の半径方向外側に、締付けロッド５に平行な回転中心軸６３が固定されている。回転中心軸６３には、固定側テレスコロック歯６１に噛合い可能な可動側テレスコロック歯６２が枢動可能に軸支されている。
【選択図】図７

Description

本発明はステアリング装置、特に、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チルト位置及びテレスコピック位置を調整することができるチルト・テレスコピック式ステアリング装置に関する。

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上下方向位置と前後方向位置の両方の位置を調整する為の装置として、チルト・テレスコピック式ステアリング装置と呼ばれるステアリング装置がある。このようなステアリング装置においては、チルト位置及びテレスコピック位置の調整が完了した後で、操作レバーを操作して、車体取付けブラケットの側板を締付けロッドによってコラムに締付け、コラムを車体取付けブラケットに対してチルト及びテレスコピック移動不能にクランプしている。また、車体取付けブラケットは、所定の衝撃荷重が加わった時に、車体から離脱して車体前方側にコラプス移動し、運転者に加わる衝撃荷重を緩和している。

このようなステアリング装置では、締付けロッドの締付力が緩い場合には、運転手がステアリングホイールに衝突する二次衝突時に、コラムがテレスコピック方向及びチルト方向に移動してしまい、衝撃吸収機構の設計が難しくなる恐れがある。

このような二次衝突時のコラムの移動を阻止するためのテレスコロック機構として、特許文献１に示すステアリング装置がある。特許文献１に示すステアリング装置は、操作レバーの操作で枢動するカム部材で可動側テレスコロック歯を枢動し、アウターコラムに固定した固定側テレスコロック歯に可動側テレスコロック歯を噛み合わせている。

この構成により、締付けロッドを締め付けて、可動側テレスコロック歯を固定側テレスコロック歯に噛合わせることにより、テレスコピック方向の保持力を向上させ、二次衝突による衝撃荷重がステアリングホイールに作用しても、コラムがテレスコピック方向に移動しないようにしている。

しかし、特許文献１に示すステアリング装置は、締付けロッドによって作動するカム部材と可動側テレスコロック歯が、アウターコラムの軸方向に離間した位置に配置されているため、アウターコラムが軸方向に長くなってしまい、ステアリング装置を車体に配置する上で制約を受ける恐れがあった。

特開２００９−９０８５６号公報

本発明は、ステアリング装置を車体に配置する上での軸方向の長さの制約を抑制して、二次衝突時のコラムの移動を阻止するテレスコロック機構を備えた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、車体前方側が枢動可能に車体に取り付け可能なインナーコラム、上記インナーコラムの外周面にテレスコピック位置調整可能に外嵌し、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アウターコラム、車体に取付け可能な車体取付けブラケット、上記アウターコラムにテレスコピック位置調整方向に長く形成されたテレスコ調整用長溝、上記車体取付けブラケットに形成されたチルト調整用長溝、上記アウターコラムの内周面にインナーコラムの外周面をクランプするとともに、上記車体取付けブラケットに上記アウターコラムをクランプするために、上記テレスコ調整用長溝及びチルト調整用長溝に挿通され、操作レバーの操作で車体取付けブラケットをアウターコラムに締付ける締付けロッド、上記アウターコラムの外周面に形成された固定側テレスコロック歯、上記車体取付けブラケットに締付けロッドの半径方向外側に配置され、締付けロッドに平行な軸線を中心として枢動可能で、上記固定側テレスコロック歯に噛合い可能な可動側テレスコロック歯、上記可動側テレスコロック歯を上記固定側テレスコロック歯に噛合う方向に常時付勢するばね部材、上記締付けロッドに設けられ、締付けロッドの回転を上記可動側テレスコロック歯の枢動動作に変換して、固定側テレスコロック歯との噛み合いを外すカム部材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、上記チルト調整用長溝が、上記インナーコラムの枢動中心と締付けロッドの中心を結ぶ直線に直交する平面に対して車体後方側に傾斜して形成されている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２番目の発明のステアリング装置において、上記チルト調整用長溝が、上記アウターコラムの中心軸線よりも車体上方側に形成されている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は、アウターコラムの外周面に形成された固定側テレスコロック歯と、車体取付けブラケットに締付けロッドの半径方向外側に配置され、締付けロッドに平行な軸線を中心として枢動可能で、固定側テレスコロック歯に噛合い可能な可動側テレスコロック歯と、可動側テレスコロック歯を固定側テレスコロック歯に噛合う方向に常時付勢するばね部材と、締付けロッドに設けられ、締付けロッドの回転を可動側テレスコロック歯の枢動動作に変換して、固定側テレスコロック歯との噛み合いを外すカム部材を備えている。従って、締付けロッドと可動側テレスコロック歯が、アウターコラムの半径方向に並べて配置されているため、アウターコラムが軸方向に長くならず、ステアリング装置を車体に配置する上で制約を受ける恐れが少なくなる。

本発明の実施例のステアリング装置の全体斜視図である。 本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、車体後方側でかつ車幅方向右側の車体上方側から見た斜視図である。 本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す正面図であり、車体取付けブラケットにアウターコラムをクランプした状態を示し、車幅方向左側から見た正面図である。 図３の平面図である。 図３の右側面図である。 車体取付けブラケットにアウターコラムをアンクランプした状態を示す正面図である。 図５のＡ−Ａ断面図であり、車体取付けブラケットにアウターコラムをアンクランプした状態を示す断面図である。 図７の要部の拡大断面図である。 図５のＡ−Ａ断面図であり、車体取付けブラケットにアウターコラムをクランプした状態を示す断面図である。 図９の要部の拡大断面図である。 本発明の実施例の可動側テレスコロック歯単体を示す斜視図であり、車体下方側から見た斜視図である。 （ａ）は図１１の可動側テレスコロック歯単体を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図、（ｃ）は（ａ）の下面図、（ｄ）は（ａ）の右側面図、（ｅ）は（ａ）の左側面図である。 （ａ）は車体取付けブラケットを取り外した状態を示す車体後方側の平面図、（ｂ）は（ａ）の左側面図である。 本発明の実施例の締付けロッドに操作レバー等を組み付けた組付け品を示す斜視図であり、車幅方向の左側から見た斜視図である。

図１は本発明の実施例のステアリング装置の全体斜視図であり、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。図１に示すコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５に取付けた操舵補助部（電動アシスト機構）１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト１０６を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラックを往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。

図２は本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、車体後方側でかつ車幅方向右側の車体上方側から見た斜視図である。図３は本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す正面図であり、車体取付けブラケットにアウターコラムをクランプした状態を示し、車幅方向左側から見た正面図である。図４は図３の平面図、図５は図３の右側面図である。図６は車体取付けブラケットにアウターコラムをアンクランプした状態を示す正面図である。

図２から図６に示すように、インナーコラム１０の外周には、軸方向に摺動可能にアウターコラム１１が嵌合している。アウターコラム１１には、アッパーステアリングシャフト１２Ａが回転可能に軸支され、アッパーステアリングシャフト１２Ａの車体後方側には、図１のステアリングホイール１０１が固定されている。アッパーステアリングシャフト１２Ａの車体前方側には、ロアーステアリングシャフト１２Ｂ（図７から図１０参照）がスプライン係合している。

ロアーステアリングシャフト１２Ｂは、インナーコラム１０に回転可能に軸支されている。本発明の実施例では、アウターコラム１１は、鋼管をハイドロフォーム成形によって膨出成形したものであるが、アルミダイカスト製の一体成型品や、鋼管にディスタンスブラケット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。

アウターコラム１１の車体前方側には、アウターコラム１１を左右両側から挟み込むようにして、車体取付けブラケット３が取付けられている。車体取付けブラケット３は、車体４１（図５参照）に固定されたアルミ合金製等のカプセル４２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１０１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４２から車体取付けブラケット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、運転者に加わる衝撃荷重を緩和する。

インナーコラム１０の車体前方側には、操舵補助部１０２（電動アシスト機構）のハウジング２１の車体後方端が圧入によって固定される。操舵補助部１０２は、電動モータ２３、減速ギヤボックス部２４、出力軸２５等から構成されている。操舵補助部１０２は枢動ピン２２（図３参照）を介して車体４１にチルト可能に支持されている。

操舵補助部１０２は、ロアーステアリングシャフト１２Ｂに作用するトルクを検出し、電動モータ２３を駆動して、出力軸２５を所要の操舵補助力で回転させ、中間シャフト１０６を経由して、ステアリングギヤ１０３に連結され、車輪の操舵角を変えることができる。

図７は図５のＡ−Ａ断面図であり、車体取付けブラケットにアウターコラムをアンクランプした状態を示す断面図、図８は図７の要部の拡大断面図である。図９は図５のＡ−Ａ断面図であり、車体取付けブラケットにアウターコラムをクランプした状態を示す断面図、図１０は図９の要部の拡大断面図である。図１１は本発明の実施例の可動側テレスコロック歯単体を示す斜視図であり、車体下方側から見た斜視図である。

図１２（ａ）は図１１の可動側テレスコロック歯単体を示す正面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の平面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）の下面図、図１２（ｄ）は図１２（ａ）の右側面図、図１２（ｅ）は図１２（ａ）の左側面図である。図１３（ａ）は車体取付けブラケットを取り外した状態を示す車体後方側の平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の左側面図である。図１４は本発明の実施例の締付けロッドに操作レバー等を組み付けた組付け品を示す斜視図であり、車幅方向の左側から見た斜視図である。

図５に示すように、車体取付けブラケット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。アウターコラム１１には、アウターコラム１１の上方に突出して、膨出成形によって成形したディスタンスブラケット１３が一体的に形成されている。ディスタンスブラケット１３の車幅方向の側面１４、１５（図１３参照）は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４の内側面に摺動可能に接している。側面１４、１５には、インナーコラム１０の外周面に向かって、車幅方向の内側に突出した突条部１４Ａ、１５Ａが形成されている。ディスタンスブラケット１３の側面１４、１５にはテレスコ調整用長溝１６が形成され、アウターコラム１１の軸方向（テレスコピック位置調整方向）に長く形成されている。

車体取付けブラケット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。丸棒状の締付けロッド５が、チルト調整用長溝３５、３６及びテレスコ調整用長溝１６を通して、図５の右側から挿入されている。チルト調整用長溝３５、３６は、アウターコラム１１の中心軸線１１１よりも車体上方側に形成され、車体下方側から車体上方側に向かって車体後方側に傾斜して形成されている。すなわち、チルト調整用長溝３５、３６は、図３に示すように、枢動ピン２２の中心（枢動中心）と締付けロッド５の中心を結ぶ直線１１３に直交する平面１１２に対して、傾斜角度αだけ車体後方側に傾斜して形成されている。

図１４に示すように、締付けロッド５の右端には円筒状の頭部５１が形成されている。締付けロッド５の左端には、側板３３の外側面の外側に、固定カム５２、可動カム５３、操作レバー５４が、この順で外嵌されている。また、締付けロッド５の左端に形成された雄ねじ５６にナット５５の内径部に形成された雌ねじ（図示せず）がねじ込まれ、ナット５５の右端面が操作レバー５４に当接している。

固定カム５２と可動カム５３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５３の左側面に連結された操作レバー５４を手で操作すると、可動カム５３が固定カム５２に対して回動する。

操作レバー５４を締付方向に回動すると、固定カム５２の傾斜カム面の山に可動カム５３の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付けロッド５を図５の左側に引っ張ると同時に、固定カム５２を図５の右側に押す。

側板３３は、固定カム５２の右端面によって右側に押され、側板３３が内側に変形し、側板３３の内側面がディスタンスブラケット１３の側面１４に強く押しつけられる。同時に、右側の頭部５１は、側板３４の外側面を押圧して、側板３４を内側に変形させ、側板３４の内側面をディスタンスブラケット１３の側面１５に強く押しつける。

このようにして、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３を、車体取付けブラケット３に強固に締付けることができる。従って、車体取付けブラケット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が阻止される。また、ディスタンスブラケット１３のスリット１８の溝幅Ｗ１が狭まり、側面１４、１５の車幅方向の間隔が狭まって、突条部１４Ａ、１５Ａがインナーコラム１０の外周面を強く押圧する。そのため、インナーコラム１０に対してアウターコラム１１を軸方向に移動不能にすることができる。

図７から図１０及び図１３に示すように、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３の車体上方側の上面１７には、固定側テレスコロック歯６１がリベット６１１で固定されている。図４に示すように、車体取付けブラケット３の上板３２の車体前方端には、車幅方向の左右両側に、車体前方側に突出した支持板３７、３７が一体的に形成されている。支持板３７、３７には、締付けロッド５の半径方向外側に、締付けロッド５に平行な回転中心軸６３が固定されている。回転中心軸６３には、上記固定側テレスコロック歯６１に噛合い可能な可動側テレスコロック歯６２が枢動可能に軸支されている。

図１１、図１２に示すように、可動側テレスコロック歯６２には、車体前方側（図１１の左側）に二股状のアーム部６２１、６２１が形成され、アーム部６２１、６２１に形成された貫通孔６２２、６２２に回転中心軸６３が内嵌している。従って、可動側テレスコロック歯６２が回転中心軸６３に枢動可能に軸支される。可動側テレスコロック歯６２の下面（図１１の下側）には、車幅方向の左側（図１１の紙面に直交する手前側）に、円弧状のロック歯６２３が形成されている。また、可動側テレスコロック歯６２の下面（図１２（ｄ）、（ｅ）の下側）には、車幅方向（図１２（ｄ）、（ｅ）の左右方向）の中間位置に、車体下方側に突出した円弧状のカム面６２４が形成されている。

図１３に示すように、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３の車体上方側の上面１７には、車幅方向（図１３（ａ）の上下方向）の中間位置に、軸方向に長いスリット１８が形成されている。スリット１８の溝幅Ｗ１は、可動側テレスコロック歯６２のカム面６２４の車幅方向の幅Ｗ２（図１２（ｄ）参照）よりも若干広く形成されている。

図４及び図７から図１０に示すように、回転中心軸６３には、車幅方向の中間位置に、ねじりコイルばね（ばね部材）６４が外嵌され、可動側テレスコロック歯６２を固定側テレスコロック歯６１に噛合う方向に常時付勢している。可動側テレスコロック歯６２のカム面６２４は、ディスタンスブラケット１３のスリット１８を通して、テレスコ調整用長溝１６の近傍まで入り込んでいる。

図１４に示すように、締付けロッド５の車幅方向の中間位置には、カム部材５７が一体的に形成されている。カム部材５７は、締付けロッド５の軸心から半径方向外側に突出して形成されている。操作レバー５４を締付解除方向に回動（図３状態から時計方向に回動して、図６の状態にする）すると、締付けロッド５が時計方向に回転し、カム部材５７がカム面６２４を押圧する。すると、ねじりコイルばね６４の付勢力に抗して、カム部材５７が可動側テレスコロック歯６２を反時計方向に枢動し、図７、図８に示すように、可動側テレスコロック歯６２と固定側テレスコロック歯６１との噛み合いを外す。

また、操作レバー５４を締付解除方向に回動すると、フリーな状態における間隔がディスタンスブラケット１３の側面１４、１５の外側の幅より広く設定された車体取付けブラケット３の側板３３、３４が、挟持方向と反対の方向へそれぞれ弾性復帰する。

そこで、前記アウターコラム１１は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４に対してフリーな状態となる。従って、前記締付けロッド５をチルト調整用長溝３５、３６に案内させつつチルト方向に変位させることで、ステアリングホイール１０１のチルト方向の調整を任意に行うことができる。また、テレスコ調整用長溝１６を締付けロッド５に沿ってテレスコピック方向に変位させることで、ステアリングホイール１０１のテレスコピック方向の調整を任意に行うことができる。

操作レバー５４を締付方向に回動（図６状態から反時計方向に回動して、図３の状態にする）すると、締付けロッド５が反時計方向に回転し、ねじりコイルばね６４の付勢力によって可動側テレスコロック歯６２が時計方向に枢動する。すると、図９、図１０に示すように、可動側テレスコロック歯６２が固定側テレスコロック歯６１に噛み合う。従って、車体取付けブラケット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のテレスコピック方向の変位が阻止される。

また、操作レバー５４を締付方向に回動すると、側板３３、３４が内側に変形し、側板３３、３４の内側面をディスタンスブラケット１３の側面１５に強く押しつける。その結果、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３を、車体取付けブラケット３に強固に締付けることができる。従って、車体取付けブラケット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が阻止される。

本発明の実施例では、締付けロッド５と可動側テレスコロック歯６２が、アウターコラム１１の半径方向に並べて配置されているため、アウターコラム１１が軸方向に長くならず、ステアリング装置を車体に配置する上で制約を受ける恐れが少なくなる。

また、本発明の実施例では、チルト調整用長溝３５、３６は、枢動ピン２２の中心（枢動中心）と締付けロッド５の中心を結ぶ直線１１３に直交する平面１１２に対して、傾斜角度αだけ車体後方側に傾斜して形成されている。従って、アウターコラム１１に車体上方側へ向かう衝撃力が入力されたとしても、同時に作用する車体前方側へのコラム軸方向のコラプス荷重に逆らって、コラム軸方向の車体後方側にアウターコラム１１が後退しなければならない。

しかし、本発明の実施例では、可動側テレスコロック歯６２が固定側テレスコロック歯６１に噛み合って、アウターコラム１１のテレスコピック方向の変位が阻止されているため、アウターコラム１１の車体上方側への移動を阻止することができ、エアーバッグが運転者を効果的に受け止めることができる。

また、チルト調整用長溝３５、３６がアウターコラム１１の中心軸線１１１よりも車体上方側に配置されている。従って、車体取付けブラケット３の車体４１への取付面から締付けロッド５までの距離が短く、二次衝突時の車体前方側への衝撃荷重で、カプセル４２にコジレが生じる恐れが小さく、車体取付けブラケット３がカプセル４２から円滑に離脱して、運転者に与える衝撃荷重を緩和することができる。

上記実施例では、インナーコラム１０が車体前方側でアウターコラム１１が車体後方側に配置されたステアリング装置に適用した例について説明したが、インナーコラム１０が車体後方側でアウターコラム１１が車体前方側に配置されたステアリング装置に適用してもよい。また、上記実施例では、チルト調整用長溝３５、３６、テレスコ調整用長溝１６がアウターコラム１１の中心軸線１１１よりも車体上方側に配置されているが、アウターコラム１１の中心軸線１１１よりも車体下方側に配置してもよい。

１０１ ステアリングホイール
１０２ 操舵補助部（電動アシスト機構）
１０３ ステアリングギヤ
１０４ タイロッド
１０５ コラム
１０６ 中間シャフト
１０ インナーコラム
１１ アウターコラム
１１１ 中心軸線
１１２ 直交する平面
１１３ 直線
１２Ａ アッパーステアリングシャフト
１２Ｂ ロアーステアリングシャフト
１３ ディスタンスブラケット
１４、１５ 側面
１４Ａ、１５Ａ 突条部
１６ テレスコ調整用長溝
１７ 上面
１８ スリット
２１ ハウジング
２２ 枢動ピン
２３ 電動モータ
２４ 減速ギヤボックス部
２５ 出力軸
３ 車体取付けブラケット
３２ 上板
３３、３４ 側板
３５、３６ チルト調整用長溝
３７ 支持板
４１ 車体
４２ カプセル
５ 締付けロッド
５１ 頭部
５２ 固定カム
５３ 可動カム
５４ 操作レバー
５５ ナット
５６ 雄ねじ
５７ カム部材
６１ 固定側テレスコロック歯
６１１ リベット
６２ 可動側テレスコロック歯
６２１ アーム部
６２２ 貫通孔
６２３ ロック歯
６２４ カム面
６３ 回転中心軸
６４ ねじりコイルばね（ばね部材）

Claims (3)

1. 車体前方側が枢動可能に車体に取り付け可能なインナーコラム、
   上記インナーコラムの外周面にテレスコピック位置調整可能に外嵌し、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アウターコラム、
   車体に取付け可能な車体取付けブラケット、
   上記アウターコラムにテレスコピック位置調整方向に長く形成されたテレスコ調整用長溝、
   上記車体取付けブラケットに形成されたチルト調整用長溝、
   上記アウターコラムの内周面にインナーコラムの外周面をクランプするとともに、上記車体取付けブラケットに上記アウターコラムをクランプするために、上記テレスコ調整用長溝及びチルト調整用長溝に挿通され、操作レバーの操作で車体取付けブラケットをアウターコラムに締付ける締付けロッド、
   上記アウターコラムの外周面に形成された固定側テレスコロック歯、
   上記車体取付けブラケットに締付けロッドの半径方向外側に配置され、締付けロッドに平行な軸線を中心として枢動可能で、上記固定側テレスコロック歯に噛合い可能な可動側テレスコロック歯、
   上記可動側テレスコロック歯を上記固定側テレスコロック歯に噛合う方向に常時付勢するばね部材、
   上記締付けロッドに設けられ、締付けロッドの回転を上記可動側テレスコロック歯の枢動動作に変換して、固定側テレスコロック歯との噛み合いを外すカム部材を備えたこと
   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、
   上記チルト調整用長溝が、上記インナーコラムの枢動中心と締付けロッドの中心を結ぶ直線に直交する平面に対して車体後方側に傾斜して形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項２に記載されたステアリング装置において、
   上記チルト調整用長溝が、上記アウターコラムの中心軸線よりも車体上方側に形成されていること
   を特徴とするステアリング装置。

Images