JP2014156177A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングコラムがその自重によって落下した場合の衝撃を緩和すると共に、ステアリングコラムが落下した状態からの復帰が容易な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は、ステアリングコラム３と、ステアリングコラム３と共に揺動するハウジング４０と、ハウジング４０をチルト回転軸の回りに揺動可能に支持する支持部７００するロアブラケット７と、ステアリングコラム３の揺動を規制するロック状態とステアリングコラム３の揺動を許容する非ロック状態とを切り替え可能なアッパブラケット８と、アッパブラケット８の非ロック状態においてステアリングコラム３の落下方向の揺動に応じて弾性反力を発生する弾性体６とを備え、弾性体６は、ロアブラケット７に設けられた弾性体取付部７２２に一端部が取り付けられると共に他端部がハウジング４０に接触し、ハウジング４０に弾性反力を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングホイールの上下方向の位置調整を行うチルト機構を備えたステアリングコラム装置に関する。

従来、ステアリングホイールが連結されたステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムは、運転者によるステアリングのチルト調整を補助すべく、チルトスプリングによって上方へ付勢されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ステアリング装置の低コスト化及び省スペース化等のため、チルトスプリングを廃止すると共に、運転者がステアリングホイールを支えていない状態でステアリングコラムのロックを解除した場合のステアリングコラムの自重落下による衝撃を緩和する構成を備えたステアリング装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載のステアリング装置は、チルト調整時にステアリングコラムと共に上下方向に移動するカム機構のカム部材に突部を設け、この突部が車体に固定された固定側板の縦長孔に挿入されている。カム機構は、そのカム推力によって固定側板をステアリングコラムに固定されたコラム側板に圧接し、ステアリングコラムをロックする。一方、チルト調整時には、運転者のレバー操作によってカム機構がカム推力を発生しない状態とされ、カム部材の突部が固定側板の縦長孔をその長手方向に沿って移動することで、ステアリングコラムが上下方向に移動（揺動）可能となる。

この固定側板の縦長孔は、カム部材の突部を案内する広幅部と、広幅部の下方に形成され、下方に向かうにつれて次第に幅が狭くなる狭幅部とを有している。そして、チルト調整時にステアリングコラムがその自重によって落下した場合には、カム部材の突部が縦長孔の狭幅部に摩擦係合し、ステアリングコラムの落下による衝撃を緩和する。

特開２０１２−１６２１５２号公報 特開２０１２−３５７５８号公報

特許文献２に記載のものでは、ステアリングコラムがその自重によって落下した場合にカム部材の突部が縦長孔の狭幅部に摩擦係合するので、この摩擦係合を解除してステアリングコラムを上方に持ち上げるには、ステアリングコラム、及びステアリングコラムに固定された部材の自重を支える力以上の力が必要となる。つまり、ステアリングコラムが落下した状態からの復帰が困難となる。

そこで、本発明は、ステアリングコラムがその自重によって落下した場合の衝撃を緩和すると共に、ステアリングコラムが落下した状態からの復帰が容易なステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、［１］〜［４］のステアリングコラム装置を提供する。

［１］ステアリングホイールが端部に固定されたステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムと、前記ステアリングコラムに固定され、チルト調節時に前記ステアリングコラムと共に揺動する揺動部材と、前記揺動部材をチルト回転軸の回りに揺動可能に支持する支持部を有し、車体に固定された第１ブラケットと、前記第１ブラケットよりも前記ステアリングホイール側で車体に固定され、前記ステアリングコラムの揺動を規制するロック状態と前記ステアリングコラムの揺動を許容する非ロック状態とを切り替え可能な第２ブラケットと、前記２ブラケットの非ロック状態において前記ステアリングコラムの落下方向の揺動に応じて弾性反力を発生する弾性体とを備え、前記弾性体は、前記第１ブラケットに設けられた弾性体取付部に一端部が取り付けられると共に他端部が前記揺動部材に接触し、前記揺動部材に前記弾性反力を付与する、ステアリングコラム装置。

［２］上記［１］に記載のステアリングコラム装置において、前記弾性体取付部は、前記支持部よりも下方に設けられ、前記弾性体は、前記ステアリングコラムの落下方向の揺動に応じて圧縮されることにより前記弾性反力を発生する。

［３］上記［１］又は［２］に記載のステアリングコラム装置において、前記揺動部材は、前記ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する操舵補助機構を収容する筐体である。

［４］上記［１］乃至［３］何れか１項に記載のステアリングコラム装置において、前記弾性体取付部は、前記支持部との相対位置を調節可能である。

本発明によれば、ステアリングコラムがその自重によって落下した場合の衝撃を緩和すると共に、ステアリングコラムが落下した状態からの復帰が容易となる。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置の要部を模式的に示す断面図である。 ステアリングコラム装置の斜視図である。 アッパブラケットのチルトロック機構の概要を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 操舵補助機構を示す断面図である。 （ａ）は、ロアブラケット７の延出部、弾性体取付部、及び弾性体の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 ステアリングコラム装置の正面図である。 ステアリングコラム装置の側面図である。 弾性体が取り付けられた弾性体取付部の延出部に対する位置を調節する際のステアリングコラム装置を示す側面図である。

[実施の形態]
本発明の実施の形態について図１〜図８を参照して説明する。

（ステアリングコラム装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置の要部を模式的に示す断面図である。図２は、ステアリングコラム装置の斜視図である。なお、図１及び図２では、図面の下側が車両における鉛直方向の下方にあたる。

ステアリングコラム装置１は、ステアリングホイール１００が端部に固定されたステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を回転可能に支持するステアリングコラム３と、ステアリングコラム３に固定され、チルト調節時にステアリングコラム３と共に揺動する揺動部材としてのハウジング４０とを備える。ハウジング４０は、ステアリングシャフト２に操舵補助力を付与する操舵補助機構４を収容する筐体である。また、ハウジング４０は、操舵補助機構４の駆動源であるモータ４１と、モータ４１を制御するコントローラ４２とを支持している。

加えて、ステアリングコラム装置１は、車体９に固定された第１ブラケットとしてのロアブラケット７と、ロアブラケット７よりもステアリングホイール１００側で車体９に固定された第２ブラケットとしてのアッパブラケット８と、ロアブラケット７に設けられた弾性体取付部７２２に取り付けられた弾性体６とを備える。

ロアブラケット７は、本体部７０と、本体部７０から鉛直方向の下方に延出された延出部７１とを有している。本体部７０には、操舵補助機構４のハウジング４０をチルト回転軸の回りに揺動可能に支持する支持部７００が形成されている。支持部７００には、図略の挿通孔が形成され、この挿通孔をハウジング４０に固定されたボルト４３が挿通することで、ハウジング４０が支持されている。

ボルト４３は、その先端部に形成された雄ネジがハウジング４０に設けられた一対の被支持部４０１（図２には一方の被支持部４０１のみ示す）に形成され雌ネジに螺合することにより、ハウジング４０に固定されている。ボルト４３の頭部とロアブラケット７の支持部７００との間には、例えば樹脂からなる固定潤滑性を有するワッシャ４４が配置されている。この構成により、ハウジング４０は、ボルト４３を中心としてステアリングコラム３と共に揺動可能である。

アッパブラケット８は、ステアリングコラム３の揺動を規制するロック状態とステアリングコラム３の揺動を許容する非ロック状態とを切り替え可能である。アッパブラケット８は、ロック状態においてロアブラケット７よりもステアリングホイール１００側でステアリングコラム３を支持する。

弾性体６は、支持部７００よりも下方に配置されている。弾性体６は、アッパブラケット８の非ロック状態においてステアリングコラム３が自重によって落下した場合、その落下方向の揺動に応じて圧縮され、弾性反力を発生する。そして、弾性体６は、ハウジング４０に弾性反力を付与することにより、ステアリングコラム３がその自重によって落下した場合の衝撃を緩和する。

（ステアリングシャフト２の構成）
ステアリングシャフト２は、アッパシャフト２０及びロアシャフト２１からなり、ステアリングコラム３内にその軸線回りに回転可能に支持され、操舵機構（図示せず）に自在継手２２等を介して連結されている。そして、ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１００の回転力を操舵力として操舵機構（図示せず）に伝達し、転舵輪（図示せず）を操舵する。

アッパシャフト２０は、ステアリングシャフト２のステアリングホイール１００側に配置され、ステアリングコラム３の外部に露出した端部にステアリングホイール１００が固定されている。アッパシャフト２０は、ロアシャフト２１の一部を収容する円筒状の部材である。

ロアシャフト２１は、ステアリングシャフト２のロア側(操舵機構側)に配置され、ロア側の一端部が操舵補助機構４に連結されている。ロアシャフト２１は、アッパシャフト２０にその軸線に沿って相対移動可能に連結されている。ロアシャフト２１とアッパシャフト２０とは、例えばスプライン嵌合によって相対回転不能に連結されている。

(ステアリングコラム３の構成)
ステアリングコラム３は、それぞれが互いに相対移動可能なアウタチューブ３０及びインナチューブ３１を有している。アウタチューブ３０は、車体９にアッパブラケット８を介して支持されている。インナチューブ３１は、アウタチューブ３０にその軸線方向に沿って相対移動可能に配置されている。

(チルトロック機構の構成)
図３は、アッパブラケット８のチルトロック機構の概要を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。アッパブラケット８のチルトロック機構は、ステアリングコラム３のアウタチューブ３０に固定されたコラム側ブラケット３２をアッパブラケット８の一対の挟持部８１で挟むことにより、ステアリングコラム３を固定する。なお、アッパブラケット８には、ステアリングコラム３を上方に付勢するスプリング等の弾性部材が設けられていない。

チルトロック機構は、アッパブラケット８の一対の挟持部８１に固定されたカム部材８２と、チルトレバー５０に固定された押圧部材５１と、一対の挟持部８１に形成された貫通孔８１ａ及びコラム側ブラケット３２に形成された長孔３２ａを挿通する支軸８３とを備えて構成されている。チルトレバー５０は、支軸８３の一端に形成されたネジ部８３１に螺合したナット８４によって、支軸８３に固定されている。支軸８３の他端には、貫通孔８１ａの内径よりも大きな外径の頭部８３２が形成されている。チルトレバー５０は、支軸８３を中心に回転し、ストッパボルト８５（図２に示す）によって所定の角度範囲を超えて回転しないように回転規制されている。

カム部材８２には、支軸８３に平行な方向の厚みが異なる複数の厚肉部と薄肉部とが、周方向に交互に形成されている。押圧部材５１は、チルトレバー５０に接合されたフランジ部５１１と、フランジ部５１１からカム部材８２に向かって突出した複数の突起部５１２とを有している。チルトレバー５０が回転操作されると、押圧部材５１がカム部材８２に対して回転し、突起部５１２がカム部材８２の厚肉部に当接する第１位置と薄肉部に対向する第２位置との間を移動する。

押圧部材５１の突起部５１２が第１位置に移動してカム部材８２の厚肉部に当接すると、押圧部材５１がカム部材８２及び一方の挟持部８１を介してコラム側ブラケット３２を押圧する。また、この押圧の反力により、支軸８３の頭部８３２が他方の挟持部８１を介してコラム側ブラケット３２を押圧する。これにより、ステアリングコラム３がアッパブラケット８に固定され、ステアリングコラム３の揺動が規制されたロック状態となる。

また、押圧部材５１の突起部５１２が第２位置に移動してカム部材８２の薄肉部に当接すると、押圧部材５１がカム部材８２を押圧しなくなり、ステアリングコラム３がコラム側ブラケット３２と共にアッパブラケット８に対して移動可能となる。これにより、ステアリングコラム３の揺動が許容された非ロック状態となる。

(操舵補助機構４の構成)
図４は、操舵補助機構４を示す断面図である。インナチューブ３１の操舵補助機構４側の端部は、ハウジング４０に形成された筒部４０２に嵌合されている。ロアシャフト２１の操舵補助機構４側の端部は、筒状の連結部材４５を介してトーションバー４６の一端部に相対回転不能に連結されている。トーションバー４６の他端部は、操舵補助機構４の出力軸４７に相対回転不能に連結されている。出力軸４７は、自在継手２２（図１に示す）に連結されている。連結部材４５は、軸受４８１によってハウジング４０に支持されている。出力軸４７は、軸受４８２，４８３によってハウジング４０に支持されている。

トーションバー４６は、運転者によるステアリングホイール１００の操舵トルクに応じて捩じれ、この捩じれ量がトルクセンサ４８によって検出される。トルクセンサ４８の出力信号はコントローラ４２に出力され、コントローラ４２は、操舵トルクに応じたモータ電流をモータ４１に供給する。

モータ４１の出力軸４１０には、ウォーム４９１が取り付けられている。このウォーム４９１は、出力軸４７の外周に固定されたウォームホイール４９２に噛み合っている。ウォーム４９１及びウォームホイール４９２は、ウォームギヤ機構からなる操舵補助機構４を構成している。

(弾性体６の取付構造)
図５（ａ）は、ロアブラケット７の延出部７１、弾性体取付部７２２、及び弾性体６等の構成を示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

延出部７１は、断面コ字状に形成された柱部７１０と、柱部７１０の長手方向の一端部に設けられた一対のフランジ部７１１とを有している。一対のフランジ部７１１には、延出部７１をロアブラケット７の本体部７０に固定するためのボルト７４（図１、図２参照）が螺合するネジ孔７１１ａがそれぞれ形成されている。

また、柱部７１０の長手方向の他端部には、ネジ孔７１０ａが形成されている。ネジ孔７１０ａには、柱部７１０の長手方向に直交する方向の回転軸回りに回転可能な軸状部材７２が挿通されている。軸状部材７２の外周面には雄ネジが形成され、この雄ネジがネジ孔７１０ａの内面に形成された雌ネジに螺合している。

軸状部材７２の一端部には、図略の工具から回転力を受ける頭部７２１が設けられ、他端部には弾性体６が取り付けられた円板状の弾性体取付部７２２が設けられている。弾性体６は、半球状であり、軸状部材７２の回転軸に沿った一端部（最大外径部）が弾性体取付部７２２に取り付けられている。弾性体６は、例えばゴム材料からなる。

軸状部材７２が回転力を受けて回転することにより、弾性体取付部７２２がその回転軸方向に沿って延出部７１に対して進退移動する。これにより、弾性体取付部７２２の延出部７１に対する位置を調節可能である。ひいては、弾性体取付部７２２は、軸状部材７２を回転することにより、本体部７０の支持部７００との相対位置を調整可能である。また、軸状部材７２は、弾性体取付部７２２と柱部７１０との間に配置されたロックナット７３を締め付けることにより、延出部７１に固定される。

図６は、ステアリングコラム装置１の正面図である。図７は、ステアリングコラム装置１の側面図である。

延出部７１は、一対のフランジ部７１１のネジ孔７１１ａにそれぞれ螺合するボルト７４によって本体部７０に固定されている。本体部７０には、車幅方向に延びる梁部７０１にボルト７４を挿通させる貫通孔７０１ａが形成されている。

弾性体６は、弾性体取付部７２２に取り付けられた一端部とは反対側の先端部（他端部）がハウジング４０の外面４０ａに向かい合う。そして、アッパブラケット８の非ロック状態において、ステアリングコラム３が自重によって落下方向に揺動すると、弾性体６の先端部がハウジング４０の外面４０ａに当接して衝撃を吸収する。

図８は、弾性体６が取り付けられた弾性体取付部７２２の延出部７１に対する位置を調節する際のステアリングコラム装置１を示す側面図である。

この弾性体取付部７２２の位置の調節は、ロアブラケット７に対してステアリングコラム３を所定の角度まで揺動させた状態で、弾性体６の先端部がハウジング４０の外面４０ａに接触するように軸状部材７２を回転させて弾性体取付部７２２の位置を調節し、ロックナット７３を締め付けることにより行う。

より詳細には、ロアブラケット７に対するステアリングコラム３の落下方向への揺動角度が最大の許容揺動角度に応じた所定の角度となるようにロアブラケット７及びステアリングコラム３の位置を固定する第１ステップと、弾性体取付部７２２が柱部７１０から離間する方向に軸状部材７２を回転させ、弾性体６の先端部をハウジング４０の外面４０ａに接触させる第２ステップと、軸状部材７２が回転しないように固定しながらロックナット７３を締め付けて軸状部材７２を柱部７１０に固定する第３ステップとによって、弾性体取付部７２２の位置の調節を行う。

なお、弾性体取付部７２２は、第１ステップを実行する前に予め柱部７１０側に寄せておく。また、第１ステップにおける所定の角度は、ステアリングコラム３の落下方向への最大の許容揺動角度に、弾性体６の弾性変形量（潰し代）を加味して設定すべきである。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）アッパブラケット８の非ロック状態においてステアリングコラム３が自重によって落下した場合の衝撃が弾性体６によって緩和される。これによりステアリングコラム３の落下時の打音や振動が抑制され、運転者等に与える不快感や不安感を低減できる。

（２）弾性体６は、ハウジング４０の外面４０ａに当接することにより衝撃を緩和するので、ステアリングコラム３が自重によって落下した後、運転者がステアリングホイール１００を上方に持ち上げる際には、ステアリングコラム３、及びステアリングコラム３と共に揺動するハウジング４０やモータ４１、ならびに操舵補助機構４等の各部材の自重を支える力によってステアリングホイール１００を上方に持ち上げることができる。つまり、例えば特許文献２に記載のステアリング装置のように部材同士の摩擦係合によって衝撃を緩和する構成ではないので、ステアリングコラム３等が自重で落下した状態からの復帰が容易となる。

（３）弾性体６は、ロアブラケット７の本体部７０における支持部７００よりも下方に配置されているので、ステアリングコラム３等の自重による落下によって圧縮され、弾性反力を発生する。これにより、簡素な構成でステアリングコラム３等のさらなる落下方向への揺動を阻止すると共に衝撃を緩和することができる。

（４）弾性体６をハウジング４０に当接させて衝撃を緩和するため、弾性体６に当接させるための専用部品を設ける必要がない。これにより、部品のコストや組み付け工数の増大を抑制することができる。

（５）ロアブラケット７の本体部７０（支持部７００）と弾性体取付部７２２との相対位置を調節可能であるので、例えばロアブラケット７の本体部７０及び延出部７１ならびにハウジング４０の加工誤差又は組み付け誤差があった場合でも、これらの誤差にかかわらず、最適な位置でステアリングコラム３の揺動を規制することができる。これにより、ステアリングコラム３が自重によって落下した際、弾性体６の潰し代を所望の値とし、適切な位置でその落下（揺動）を阻止することができる。

以上、本発明の電動パワーステアリング装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。

例えば、本実施の形態では、ロアブラケット７の本体部７０と延出部７１とが別体である場合について説明したが、これに限らず、本体部７０と延出部７１とを一体に構成してもよい。また、本実施の形態では、弾性体取付部７２２の延出部７１に対する位置を調節可能としたが、延出部７１に弾性体取付部７２２を直接固定し、弾性体取付部７２２の位置の調節を不能としてもよい。この場合には、軸状部材７２等を省略することができるので、さらなる低コスト化を図ることが可能となる。

また、上記実施の形態では、ステアリングコラム３が自重によって落下した際に弾性体６がハウジング４０に当接するように構成した場合について説明したが、弾性体６を例えばコイルスプリングによって構成し、常時ハウジング４０にステアリングコラム３を上方に移動させる方向の付勢力を付与してもよい。

１…ステアリングコラム装置、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４…操舵補助機構、６…弾性体、７…ロアブラケット、８…アッパブラケット、９…車体、２０…アッパシャフト、２１…ロアシャフト、２２…自在継手、３０…アウタチューブ、３１…インナチューブ、３２…コラム側ブラケット、３２ａ…長孔、４０…ハウジング、４０ａ…外面、４１…モータ、４２…コントローラ、４３…ボルト、４４…ワッシャ、４５…連結部材、４６…トーションバー、４７…出力軸、４８…トルクセンサ、５０…チルトレバー、５１…押圧部材、７０…本体部、７１…延出部、７２…軸状部材、７３…ロックナット、７４…ボルト、８１…挟持部、８１ａ…貫通孔、８２…カム部材、８３…支軸、８４…ナット、８５…ストッパボルト、１００…ステアリングホイール、４０１…被支持部、４０２…筒部、４１０…出力軸、４８１，４８２，４８３…軸受、４９１…ウォーム、４９２…ウォームホイール、５１１…フランジ部、５１２…突起部、７００…支持部、７０１…梁部、７０１ａ…貫通孔、７１０…柱部、７１０ａ…ネジ孔、７１１…フランジ部、７１１ａ…ネジ孔、７２１…頭部、７２２…弾性体取付部、８３１…ネジ部、８３２…頭部

Claims (4)

1. ステアリングホイールが端部に固定されたステアリングシャフトを回転可能に支持するステアリングコラムと、
   前記ステアリングコラムに固定され、チルト調節時に前記ステアリングコラムと共に揺動する揺動部材と、
   前記揺動部材をチルト回転軸の回りに揺動可能に支持する支持部を有し、車体に固定された第１ブラケットと、
   前記第１ブラケットよりも前記ステアリングホイール側で車体に固定され、前記ステアリングコラムの揺動を規制するロック状態と前記ステアリングコラムの揺動を許容する非ロック状態とを切り替え可能な第２ブラケットと、
   前記第２ブラケットの非ロック状態において前記ステアリングコラムの落下方向の揺動に応じて弾性反力を発生する弾性体とを備え、
   前記弾性体は、前記第１ブラケットに設けられた弾性体取付部に一端部が取り付けられると共に他端部が前記揺動部材に接触し、前記揺動部材に前記弾性反力を付与する、
   ステアリングコラム装置。
2. 前記弾性体は、前記支持部よりも下方に配置けられ、前記ステアリングコラムの落下方向の揺動に応じて圧縮されることにより前記弾性反力を発生する、
   請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記揺動部材は、前記ステアリングシャフトに操舵補助力を付与する操舵補助機構を収容する筐体である、
   請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
4. 前記弾性体取付部は、前記支持部との相対位置を調節可能である、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載のステアリングコラム装置。

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