JP2013256193A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】チルト方向の保持力とテレスコ方向の保持力とを独立して設定でき、且つ二次衝突時の保持力を実質的に高く維持できるステアリングコラム装置を提供する。
【解決手段】ステアリングコラム装置1が、車体に固定されたチルトブラケット18と、コラムジャケット8に固定されたテレスコブラケット19とを備える。ロック機構17が、チルトブラケットの第1側板22及び第2側板23とテレスコブラケット19の第3側板25及び第4側板26とを挿通する締付軸20を含み、第1、第2側板22,23によって第3、第4側板25,26を締め付けてチルトロック及びテレスコロックを達成する。テレスコ用摩擦板32とチルト用摩擦板34とが、チルトブラケット18の左右に独立して設けられる。
【選択図】図3

Description

本発明はステアリングコラム装置に関する。
通例、車両用操舵装置には、車両の衝突時の運転者の前方への移動に応じてステアリングコラムが車両前方に移動して衝撃を吸収する衝撃吸収機構が設けられている。
一方、ステアリングホイールの位置をチルト調整したりテレスコピック調整したりするために、ステアリングコラムをチルト方向やテレスコピック方向に移動可能とした位置調整式のステアリングコラム装置がある。
この種の位置調整式のステアリングコラム装置では、車体に固定された固定ブラケットの側板で、ステアリングコラムに固定されたコラムブラケットの側板を締め付けることで、調整後のステアリングコラムの位置を固定するための締付機構が設けられている。
特許文献1では、締付軸が挿通する締付軸挿通孔を有し、コラムブラケットに固定された複数のチルト用摩擦板と、締付軸が挿通する締付軸挿通孔を有し、固定ブラケットに固定されたテレスコ用摩擦板とを積層させている。締付機構による締付時には、両摩擦板が締め付けられて摩擦係合し、両ブラケットの結合力が増大する。
特開2000−29224号公報
特許文献1では、重合配置されるチルト用摩擦板とテレスコ用摩擦板とが同じ枚数の場合、チルト方向の保持力とテレスコ方向の保持力とを独立して設定できない。
チルト用摩擦板が左右1枚ずつで、テレスコ用摩擦板が左右3枚ずつとした場合、チルト方向の保持力が小さいため、二次衝突時の荷重のチルト方向の成分が過大であると、両ブラケット間でチルト方向に滑りが発生するおそれがある。その場合、チルト用摩擦板とテレスコ用摩擦板との接触が、静止摩擦状態から動摩擦状態に切り換わるため、チルト方向だけでなくテレスコ方向にも滑りを発生するおそれがある。すなわち、二次衝突時の保持力が実質的に低くなるおそれがある。
そこで、本発明の目的は、チルト方向の保持力とテレスコ方向の保持力とを独立して設定でき、且つ二次衝突時の保持力を実質的に高く維持できるステアリングコラム装置を提供することである。
前記目的を達成するため、請求項1の発明は、一端に操舵部材(2)が取り付けられたステアリングシャフト(4)を回転可能に支持する筒状のコラムジャケット(8)と、車体(14)に固定され、縦長孔(21)がそれぞれ形成された第1側板(22)および第2側板(23)を有するチルトブラケット(18)と、前記コラムジャケットに固定され、前記第1側板および前記第2側板にそれぞれ沿い横長孔がそれぞれ形成された第3側板(25)および第4側板(26)を有するテレスコブラケット(19)と、前記横長孔および前記縦長孔を挿通した締付軸(20)を含み、第1側板および第2側板をそれぞれ第3側板および第4側板に圧接してテレスコロックおよびチルトロックを達成するロック機構(17)と、前記締付軸が挿通したテレスコ開口(36)を有し前記テレスコブラケットの第3側板に固定されたテレスコ用摩擦板(32)を含むテレスコロック力増大機構(33)と、前記締付軸が挿通したチルト開口(39)を有し前記チルトブラケットの第2側板に固定されたチルト用摩擦板(34)を含むチルトロック力増大機構(35)と、前記テレスコ用摩擦板および前記チルト用摩擦板の何れか一方と他方とが、前記チルトブラケットの左右に独立して設けられているステアリングコラム装置(1)を提供する。
なお、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等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項2のように、前記テレスコロック力増大機構は、複数設けられたテレスコ用摩擦板間に介在し、前記締付軸が挿通した円孔(38)を有して前記テレスコ用摩擦板に摩擦係合する第1ワッシャ(37)を含み、前記チルトロック力増大機構は、複数設けられたチルト用摩擦板間に介在し、前記締付軸が挿通した円孔(41)を有して前記チルト用摩擦板に摩擦係合する第2ワッシャ(40)を含んでいてもよい。
また、請求項3のように、前記複数のテレスコ用摩擦板を挿通して前記テレスコブラケットの第3側板に固定された唯一の第1固定ピン(61)と、前記複数のチルト用摩擦板を挿通して前記チルトブラケットの第2側板に固定された唯一の第2固定ピン(62)と、を備えていてもよい。
また、請求項4のように、前記チルトブラケットと車体とを二次衝突時に離脱可能に連結する連結部材(46)を備え、前記コラムジャケットが二次衝突時に衝撃吸収のために収縮するように構成されていてもよい。
請求項1の発明によれば、チルト用摩擦板とテレスコ用摩擦板とを左右に独立して設けているので、チルト方向の保持力(チルトロック力に相当)とテレスコ方向の保持力(テレスコロック力)を独立して設定することができ、設計の自由度が高い。また、二次衝突のときに、こじり力が発生し、そのこじり力によって両ブラケットの保持力が高まる。仮に、チルト方向およびテレスコ方向の何れか一方に滑りが生じたとしても、他方の保持力が維持されるので、二次衝突時の保持力を実質的に高く維持することができる。
また、請求項2のように、複数のテレスコ用摩擦板とこれらの間に介在する第1ワッシャとで、接触面数を増やすことができる。同じく、複数のチルト用摩擦板とこれらの間に介在する第2ワッシャとで、接触面数を増やすことができる。したがって、両ブラケット間のチルト方向の保持力およびテレス方向の保持力を個別に増大することができる。
また、請求項3の発明によれば、チルトブラケットの左右各1本の固定ピンで、それぞれ対応する摩擦板を固定するので、構造を簡素化できて製造コストを一層安くすることができる。
また、請求項4の発明によれば、二次衝突時にチルトブラケットが車体から離脱したときに、こじり力によって両ブラケット間の保持力が高まるので、コラムジャケットを真直に収縮させて、衝撃吸収機能を良好に発揮させることができる。
本発明の一実施形態のステアリングコラム装置の模式図であり、左方から見たステアリングコラム装置の概略構成を示している。 右方から見たステアリングコラム装置の概略側面図である。 ステアリングコラム装置の部分断面正面図である。 図3の部分拡大図であり、主にテレスコロック力増大機構を示している。 図3の部分拡大図であり、主にチルトロック力増大機構を示している。 テレスコロック力増大機構の分解斜視図である。 チルトロック力増大機構の分解斜視図である。
添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態のステアリングコラム装置の概略構成を示す模式図である。図1を参照して、ステアリングコラム装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2と、操舵部材2の操舵に連動して転舵輪(図示せず)を転舵する転舵機構3とを備えている。転舵機構3としては、例えばラックアンドピニオン機構が用いられている。
操舵部材2と転舵機構3とは、ステアリングシャフト4および中間軸5等を介して機械的に連結されている。操舵部材2の回転は、ステアリングシャフト4および中間軸5等を介して転舵機構3に伝達されるようになっている。また、転舵機構3に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。
ステアリングシャフト4は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト6およびロアーシャフト7を有している。操舵部材2は、アッパーシャフト6の一端に連結されている。また、ステアリングシャフト4は、その軸方向に伸縮可能である。ステアリングシャフト4は、筒状のコラムジャケット8内に挿通されており、複数の軸受9,10を介してコラムジャケット8によって回転可能に支持されている。
コラムジャケット8は、アッパーチューブであるアウターチューブ11と、ロアーチューブであるインナーチューブ12とを有している。両チューブ11,12は、軸方向X1に相対摺動可能に嵌合されている。これにより、コラムジャケット8は、その軸方向X1に伸縮可能となり、後述するテレスコピック調整が可能となっている。
アウターチューブ11は、軸受9を介してアッパーシャフト6を回転可能に支持している。また、アウターチューブ11は、軸受9を介して軸方向X1に同行移動可能にアッパーシャフト6に連結されている。
また、インナーチューブ12の外周には、ロアーコラムブラケット13が固定されている。ロアーコラムブラケット13は、車体14に固定されたロアー固定ブラケット15に、チルト中心軸16を介して回動可能に支持されている。コラムジャケット8およびステアリングシャフト4は、チルト中心軸16の回りに回動可能である。
チルト中心軸16の回りに、ステアリングシャフト4およびコラムジャケット8を回動させることで、操舵部材2の高さ方向Z1(チルト方向に相当)の位置を調整できるようになっている(いわゆるチルト調整)。また、ステアリングシャフト4およびコラムジャケット8を軸方向X1(テレスコ方向に相当)に伸縮させることで、操舵部材2の軸方向の位置および高さ方向の位置を調整できるようになっている(いわゆるテレスコピック調整)。
ステアリングコラム装置1は、調整された操舵部材2の位置を固定するべくチルトロックおよびテレスコロックを達成するためのロック機構17を備えている。車体14に、チルトブラケット18が固定されている。また、アウターチューブ11(アッパーチューブ)には、テレスコブラケット19が固定されている。
図1、右方から見たステアリングコラム装置1を示す図2、およびステアリングコラム装置1の一部破断正面図である図3を参照して、チルトブラケット18は、締付軸20が挿通する縦長孔21がそれぞれ形成された第1側板22および第2側板23を有している。
テレスコブラケット19は、横長孔24が形成された第3側板25および第4側板26を有している。テレスコブラケット19の第3側板25は、チルトブラケット18の第1側板22の内側面22aに沿い、テレスコブラケット19の第4側板26は、チルトブラケット18の第2側板23の内側面23aに沿っている。
ロック機構17は、両ブラケット18,19の側板22,23,25,26を貫通した締付軸20の軸線C1の回りに回転可能な操作レバー27の回転操作に応じて作動するカム機構28と、締付軸20の軸方向Y1に関してカム機構28とは反対側に配置された押圧部材29とを含んでいる。カム機構28は、チルトブラケット18の第1側板22の外側方に配置され、押圧部材29は、チルトブラケット18の第2側板23の外側方に配置されている。
カム機構28は、操作レバー27と一体回転可能なカム30と、カム30に係合する回転不能且つ締付軸20の軸方向Y1に移動可能なカムフォロワ31とを備えている。カム30およびカムフォロワ31は互いの接触面にカム突起を形成している。操作レバー27の回転操作によりカム機構28が作動すると、カムフォロワ31と押圧部材29との間の間隔が増減する。
カムフォロワ31とチルトブラケット18の第1側板22との間には、少なくとも1枚設けられたテレスコ用摩擦板32を含み、テレスコロック力を増大させるテレスコロック力増大機構33が配置されている。また、押圧部材29とチルトブラケット18の第2側板23との間には、少なくとも1枚設けられたチルト用摩擦板34を含み、チルトロック力を増大させるチルトロック力増大機構35が配置されている。
本実施形態の主に特徴とするところは、図3に示すように、テレスコロック力増大機構33とチルトロック力増大機構35とを、チルトブラケット18の左右に分けて配置し、テレスコ用摩擦板32とチルト用摩擦板34とをチルトブラケット18の左右に独立して設けた点にある。例えば操舵部材2側から見て左方に、テレスコ用摩擦板32(テレスコロック力増大機構33)が配置され、右方に、チルト用摩擦板34(チルトロック力増大機構35)が配置されている。逆に、左方にチルト用摩擦板34(チルトロック力増大機構35)が配置され、右方に、テレスコ用摩擦板32(テレスコロック力増大機構33)が配置されていてもよい。
図3の部分拡大図である図4、およびテレスコロック力増大機構33の分解斜視図である図6を参照して、テレスコ用摩擦板32は、1ないし複数(本実施形態では4枚)設けられている。各テレスコ用摩擦板32は、締付軸20が挿通した例えば横長孔からなるテレスコ開口36を有している。複数のテレスコ用摩擦板32は、唯一の第1固定ピン61によってテレスコブラケット19の第3側板25に固定されている。第1固定ピン61は、複数のテレスコ用摩擦板32の長手方向の一端の挿通孔63に挿通されて、テレスコブラケット19の第3側板25の固定孔64に固定されている。
テレスコロック力増大機構33は、隣接するテレスコ用摩擦板32間にそれぞれ介在する第1ワッシャ37を備えている。各第1ワッシャ37は、締付軸20が挿通した円孔38を有している。例えば4枚のテレスコ用摩擦板32に対して、3枚の第1ワッシャ37が交互に配置されている。その場合、摩擦係合する接触面の数は、各テレスコ用摩擦板32の一対の側面(合計8ケ)と各側面にそれぞれ対向する面(第1ワッシャ37の対向面、チルトブラケット18の第1側板22の外側面、カムフォロワ31の板部51の内側面)との合計8対(16ケ)となる。
図3の部分拡大図である図5、およびチルトロック力増大機構35の分解斜視図である図7を参照して、チルト用摩擦板34は、1ないし複数(本実施形態では2枚)設けられている。各チルト用摩擦板34は、締付軸20が挿通した例えば縦長孔からなるチルト開口39を有している。チルト用摩擦板34は、唯一の第2固定ピン62によって、チルトブラケット18の第2側板23に固定されている。第2固定ピン62は、チルト用摩擦板34の長手方向の一端の挿通孔65に挿通されて、チルトブラケット18の第2側板23の固定孔66に固定されている。
チルトロック力増大機構35は、第2側板23と隣接するチルト用摩擦板34との間、および互いに隣接するチルト用摩擦板32間にそれぞれ介在する第2ワッシャ40を備えている。各第2ワッシャ62は、締付軸20が挿通した円孔41を有している。2枚のチルト用摩擦板34に対して、3枚の第2ワッシャ40が交互に配置されている。その場合、摩擦係合する接触面の数は、各チルト用摩擦板34の一対の側面(合計4ケ)と各側面にそれぞれ対向する第2ワッシャ40の対向面との合計4対(8ケ)となる。
再び図3を参照して、テレスコブラケット19は、上向きに開放する溝形の部材であり、左右対称に形成されている。すなわち、テレスコブラケット19の両側板25,26の一端がアウターチューブ11の外周に固定されている。また、テレスコブラケット19は、両側板25,26の他端間を連結した連結板42を備えている。
チルトブラケット18は、下向きに開放する全体として溝形の部材であり、左右対称に形成されている。すなわち、チルトブラケット18は、前記の第1側板22および第2側板23と、両側板22,23の上端同士を連結する連結板43と、この連結板43の上面に固定され概ね上記左右方向に延びる板状の取付ステー44とを備えている。
テレスコブラケット19の両側板25,26は、チルトブラケット18の両側板22,23間に配置されている。また、チルトブラケット18は、取付ステー44に連結された一対の取付体45を介して車体14に固定されている。各取付体45と取付ステー44とは、それぞれ取付ステー44を上下方向に貫通する破断可能な合成樹脂製のピン46によって連結されており、各取付体45は、固定ボルト47によって車体14に固定されている。ピン46は、チルトブラケット18と車体14とを二次衝突時に離脱可能に連結する連結部材を構成している。
ロック機構17は、チルトブラケット18の両側板22,23の縦長孔21およびテレスコブラケット19の両側板25,26の横長孔24に挿通された締付軸20と、締付軸20の一端部に形成されたねじ部に螺合するナット48と、締付軸20の他端部近傍の外周に嵌合された前記したカム機構28のカム30およびカムフォロワ31と、押圧部材29とを備えている。
締付軸20の他端部には、頭部201が設けられている。締付軸20の頭部201およびカム30は、操作レバー27に一体回転可能に連結されている。締付軸20の軸方向Y1の中間部の外周には、スリーブ49が、スプライン嵌合により一体回転可能に連結されている。スリーブ49の軸方向中間部の外周には、カム状突起からなる押圧部50が一体回転可能に設けられている。押圧部50は、アウターチューブ11に設けられた開口11aを通して、インナーチューブ12を押圧可能である。
すなわち、操作レバー27の操作によってスリーブ49が回転することで、押圧部50がインナーチューブ12(ロアーチューブ)を押し上げる。これにより、インナーチューブ12がアウターチューブ11(アッパーチューブ)に径方向に押し付けられて、アウターチューブ11に対するインナーチューブ12の径方向のガタつきが抑制されるようになっている。
図3および図4を参照して、カムフォロワ31は、孔空きの板部51と筒状のボス52とを有し、締付軸20を挿通させている。カムフォロワ31の板部51は、最も外側に配置されたテレスコ用摩擦板32の外側面に沿わされている。カムフォロワ31の板部51の内側面は、カム機構28の締付時に、最も外側に配置されたテレスコ用摩擦板32を押圧し、これにより、テレスコ用摩擦板32と第1ワッシャ37との重合領域が強く摩擦係合する。
カムフォロワ31のボス52は、チルトブラケット18の第1側板22の縦長孔21およびテレスコブラケット19の第3側板25の横長孔24に、各長孔21,24の延びる方向に沿って移動可能に嵌合されている。また、ボス52は、第1側板22の縦長孔21に嵌合する部分に二面幅等を形成することで、縦長孔21によって、その回転が規制されている。すなわち、カムフォロワ31は回転不能である。
図3および図5を参照して、締付軸20の一端部に螺合されたナット48とチルトブラケット18の第2側板23との間には、押圧部材29と、スラスト軸受53とが介在している。押圧部材29は、孔空きの板部54と筒状のボス55とを有し、締付軸20を挿通させている。
押圧部材29の板部54の内側面は、最も外側に配置されたチルト用摩擦板34の外側面に沿わされている。押圧部材29の板部54の内側面は、カム機構28の締付時に、最も外側に配置されたチルト用摩擦板34を押圧し、これにより、チルト用摩擦板34と第2ワッシャ40との重畳領域が強く摩擦係合する。
押圧部材29のボス55は、チルトブラケット18の第2側板23の縦長孔21およびコラムブラケット19の第4側板26の横長孔24に、各長孔21,24の延びる方向に沿って移動可能に嵌合されている。また、ボス55は、第2側板23の縦長孔21に嵌合する部分に二面幅等を形成することで、縦長孔21によって、その回転が規制されている。すなわち、押圧部材29は回転不能である。
スラスト軸受53は、押圧部材29の板部54とナット48との間に介在しており、スラストワッシャ56と、スラストワッシャ56と押圧部材29の板部54との間に介在するスラスト用の針状ころ軸受57とを備えている。スラスト軸受53の働きで、ナット48が締付軸20とともにスムーズに回転できるようになっている。
図3を参照して、カムフォロワ31と押圧部材29が、チルトコブラケット18のそれぞれ対応する側板22,23を押圧して、両ブラケット18,19の側板22,23;25,26を締め付ける。これにより、チルトロックおよびテレスコロックが達成される。
本実施形態によれば、チルト用摩擦板34とテレスコ用摩擦板32とを左右に独立して設けているので、チルト方向(高さ方向Z1)およびテレスコ方向(軸方向X1)の保持力を独立して設定でき、設計の自由度が高い。また、二次衝突のときに、こじり力が発生し、そのこじり力によって両ブラケット18,19の保持力が高まる。仮に、両ブラケット18,19間でチルト方向およびテレスコ方向の何れか一方に滑りが生じたとしても、他方の保持力が維持される。したがって、二次衝突時の保持力を実質的に高く維持することができる。
また、テレスコ用摩擦板32とチルト用摩擦板34とをチルトブラケット18の左右に分けて配置するので、従来のように両摩擦板を交互に組み合わせる場合と比較して、構造が簡単であり、組み立て易く且つ安価である。
また、複数のテレスコ用摩擦板32とこれらの間に介在する第1ワッシャ61とを用いることで、接触面数を増やすことができる。同じく、複数のチルト用摩擦板34とこれらの間に介在する第2ワッシャ62とを用いることで、接触面数を増やすことができる。したがって、両ブラケット18,19間のチルト方向の保持力およびテレスコ方向の保持力を個別に増大することができる。
また、チルトブラケット18の左右各1本の固定ピン61,62で、それぞれ対応する摩擦板32,34を固定するので、構造を簡素化できて製造コストを一層安くすることができる。
また、二次衝突時にチルトブラケット18が車体14から離脱したときに、こじり力によってブラケット18,19の保持力が高まるので、コラムジャケット8を真直に収縮させて、衝撃吸収機能を良好に発揮させることができる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態では、チルトブラケット18の第2側板23が右側板であり、テレスコブラケット19の第3側板25が左側板であったが、これに代えて、チルトブラケット18の第2側板23が左側板であり、テレスコブラケット19の第3側板25が右側板であってもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
1…ステアリングコラム装置、2…操舵部材、4…ステアリングシャフト、8…コラムジャケット、11…アウターチューブ、12…インナーチューブ、14…車体、16…チルト中心軸、17…ロック機構、18…チルトブラケット、19…テレスコブラケット、20…締付軸、21…縦長孔、22…第1側板、23…第2側板、24…横長孔、25…第3側板、26…第4側板、32…テレスコ用摩擦板、33…テレスコロック力増大機構、34…チルト用摩擦板、35…チルトロック力増大機構、36…テレスコ開口、37…第1ワッシャ、38…円孔、39…チルト開口、40…第2ワッシャ、41…円孔、46…ピン(連結部材)、61…第1固定ピン、62…第2固定ピン、X1…(コラムジャケットの)軸方向(テレスコ方向)、Y1…(締付軸の)軸方向、Z1…高さ方向(チルト方向)

Claims (4)

  1. 一端に操舵部材が取り付けられたステアリングシャフトを回転可能に支持する筒状のコラムジャケットと、
    車体に固定され、縦長孔がそれぞれ形成された第1側板および第2側板を有するチルトブラケットと、
    前記コラムジャケットに固定され、前記第1側板および前記第2側板にそれぞれ沿い横長孔がそれぞれ形成された第3側板および第4側板を有するテレスコブラケットと、
    前記横長孔および前記縦長孔を挿通した締付軸を含み、第1側板および第2側板をそれぞれ第3側板および第4側板に圧接してテレスコロックおよびチルトロックを達成するロック機構と、
    前記締付軸が挿通したテレスコ開口を有し前記テレスコブラケットの第3側板に固定されたテレスコ用摩擦板を含むテレスコロック力増大機構と、
    前記締付軸が挿通したチルト開口を有し前記チルトブラケットの第2側板に固定されたチルト用摩擦板を含むチルトロック力増大機構と、
    前記テレスコ用摩擦板および前記チルト用摩擦板の何れか一方と他方とが、前記チルトブラケットの左右に独立して設けられているステアリングコラム装置。
  2. 請求項1において、前記テレスコロック力増大機構は、複数設けられたテレスコ用摩擦板間に介在し、前記締付軸が挿通した円孔を有して前記テレスコ用摩擦板に摩擦係合する第1ワッシャを含み、
    前記チルトロック力増大機構は、複数設けられたチルト用摩擦板間に介在し、前記締付軸が挿通した円孔を有して前記チルト用摩擦板に摩擦係合する第2ワッシャを含むステアリングコラム装置。
  3. 請求項2において、前記複数のテレスコ用摩擦板を挿通して前記テレスコブラケットの第3側板に固定された唯一の第1固定ピンと、
    前記複数のチルト用摩擦板を挿通して前記チルトブラケットの第2側板に固定された唯一の第2固定ピンと、を備えるステアリングコラム装置。
  4. 請求項1から3の何れか1項において、前記チルトブラケットと車体とを二次衝突時に離脱可能に連結する連結部材を備え、
    前記コラムジャケットが二次衝突時に衝撃吸収のために収縮するように構成されているステアリングコラム装置。
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