JP2014237416A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングホイールの位置調整を行う際の操作レバーの操作性の向上を図った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に固定されたコラム側ブラケット３２及び車体に固定されたアッパブラケット８のそれぞれに形成された挿通孔に貫通するように設けられたチルト軸８３と、操作レバー５０の操作によってチルト軸８３の軸方向に発生するカム推力でコラム側ブラケット３２とアッパブラケット８との間に摩擦力を生じさせ、摩擦力によってコラム側ブラケット３２のアッパブラケット８に対する移動を規制するとともに、チルト軸８３がカム面から受ける反力のチルト軸８３の軸方向の成分が互いに打ち消し合うように構成されたカム機構７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリングホイールの位置調整機能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端部に固定されたステアリングシャフトと、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、ステアリングコラムを車体に固定するロック機構とを備え、このロック機構の解除状態でステアリングホイールのチルト調整が可能になるとともに、ロック機構を作動させることによりステアリングコラムを車体に固定するステアリングコラム装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載されたステアリングコラム装置は、車体に固定された車体側ブラケットが互いに向かい合う板状の一対のアーム部を有し、この一対のアーム部の間にステアリングコラムに固定されたコラム側ブラケットが配置されている。また、一対のアーム部とコラム側ブラケットのそれぞれに形成された挿通孔を貫通するようにチルトボルトが設けられている。そして、このチルトボルトに沿って、チルトボルトとの回転が拘束された固定された固定カムと、操作レバーの操作によってチルトボルトに対して回転する可動カムとが配置されている。

可動カムは、固定カムとの対向面に形成された突起が固定カムのカム面に乗り上げることにより、カム推力を発生させる。一対のアーム部は、操作レバーの操作によって固定カムと可動カムとの間に発生するカム推力によってコラム側ブラケットに押し付けられ、一対のアーム部とコラム側ブラケットとの間の摩擦力によって、ステアリングコラムが車体側ブラケットに固定される。

特開２００５−１９３７４５号公報

しかし、従来のステアリングコラム装置では、可動カムの突起が固定カムのカム面に乗り上げる際、カム面からの反力がチルト軸に対して斜め方向に発生するため、その反力によるモーメントが可動カムをこじらせるように作用し、操作レバーの操作性を悪くしていた。

そこで、本発明は、ステアリングホイールの位置調整を行う際の操作レバーの操作性の向上を図った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、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、前記ステアリングコラムの位置調節時に前記ステアリングコラムとともに移動するコラム側ブラケットと、車体に固定された車体側ブラケットと、前記コラム側ブラケット及び前記車体側ブラケットのそれぞれに形成された挿通孔に貫通するように設けられた軸状部材と、操作レバーの操作によって前記軸状部材の軸方向に発生するカム推力で前記コラム側ブラケットと前記車体側ブラケットとの間に摩擦力を生じさせ、前記摩擦力によって前記コラム側ブラケットの前記車体側ブラケットに対する移動を規制するカム機構とを備え、前記カム機構は、前記操作レバーの操作に連動して前記軸状部材に対して回転する第１のカム部材と、前記第１のカム部材を前記軸状部材の軸方向に沿って挟む位置に配置された第２のカム部材及び第３のカム部材とを有し、前記操作レバーが前記カム推力を発生させるように操作されたとき、前記第１のカム部材が前記第２のカム部材及び前記第３のカム部材から受ける力の前記軸状部材の軸方向の成分が互いに打ち消し合う、ステアリングコラム装置を提供する。

本発明によれば、ステアリングホイールの位置調整を行う際の操作レバーの操作性の向上を図ることができる。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。 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。 （ａ）は、アッパブラケットのチルトロック機構の概要を示す図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、（ａ）を左方向から見たチルトロック機構の要部を示す図である。 可動カムを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 固定カムを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、チルトロック機構の動作をカムの周面を展開して示す要部展開図である。

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斜視図である。図２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。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。

このステアリングコラム装置１は、図１に示すように、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、ステアリングシャフト２に操舵補助力を付与する操舵補助機構４と、車体９に固定されて操舵補助機構４のハウジング４０を介してステアリングコラム３を揺動可能に支持するロアブラケット６と、ロアブラケット６よりもステアリングホイール１００側で車体９に固定され、ステアリングコラム３を支持する車体側ブラケットの一例としてのアッパブラケット８とを備えている。

（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、図２に示すように、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。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、図１及び図２に示すように、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を有する。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。

操舵補助機構４は、コントローラ４２からモータ電流の供給を受ける電動モータ４１と、電動モータ４１の出力を減速する減速機と、車両の運転者によってステアリングホイール１００に付与された操舵トルクを検出するトルクセンサとを有し、減速機及びトルクセンサをハウジング４０内に収容して構成されている。操舵補助機構４は、トルクセンサによって検出された操舵トルクに応じた大きさのモータ電流をコントローラ４２から電動モータ４１に供給し、運転者のステアリングホイール１００の操作を補助する。

ロアブラケット６は、車体取付フランジ６０によって車体９に固定されている。ロアブラケット６には、操舵補助機構４のハウジング４０に固定された軸状の支持部材４３を挿通させる貫通孔６ａが形成され、ハウジング４０は、支持部材４３を介してロアブラケット６に揺動可能に支持されている。本実施の形態では、支持部材４３がハウジング４０の被支持部４０１に形成された螺子穴に螺合するボルトからなる。

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となっている。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６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。

（チルトロック機構の構成）
図３（ａ）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２のＡ−Ａ線断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すチルトロック機構を車幅方向左側から見た状態を示す模式図である。

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。

チルトロック機構は、コラム側ブラケット３２に形成された長孔３２ａ及びアッパブラケット８の一対の挟持部８１に形成された貫通孔８１ａを貫通するように設けられたチルト軸８３と、操作レバー５０の操作によってチルト軸８３の軸方向に発生するカム推力でコラム側ブラケット３２と一対の挟持部８１との間に摩擦力を生じさせるカム機構７とを有する。

コラム側ブラケット３２の長孔３２ａ及びアッパブラケット８の貫通孔８１ａは、本発明における軸状部材としてのチルト軸８３を挿通させる挿通孔の一例である。コラム側ブラケット３２の長孔３２ａは、鉛直方向の上下に延びるように形成され、アッパブラケット８の貫通孔８１ａは、チルト軸８３よりも僅かに大きい内径を有する丸孔である。

カム機構７は、操作レバー５０に連結された第１のカム部材としての可動カム７１と、可動カム７１をチルト軸８３の軸方向に沿って挟む位置に配置された第２及び第３のカム部材としての第１の固定カム７２Ａ及び第２の固定カム７２Ｂとを有している。可動カム７１は、操作レバー５０の操作に連動してチルト軸８３に対して回転し、カム推力を発生させる。そして、カム機構７は、このカム推力によって発生する摩擦力によってコラム側ブラケット３２のアッパブラケット８に対するチルト方向の移動を規制する。

操作レバー５０は、チルト軸８３の一端に形成されたネジ部８３１に螺合した六角ナット８４によって、チルト軸８３に固定されている。チルト軸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。第１の固定カム７２Ａは、可動カム７１のコラム側ブラケット３２側に、第２の固定カム７２Ｂは、可動カム７１の六角ナット８４側に、それぞれ配置されている。

六角ナット８４と第２の固定カム７２Ｂとの間には、六角ナット８４よりも大きな外径を有する円板状の押え部材８２が配置されている。押え部材８２は、第２の固定カム７２Ｂの六角ナット８４側への軸方向移動を規制している。

六角ナット８４には、ストッパプレート８６が回転不能に嵌合されている。ストッパプレート８６は、六角ナット８４に嵌合される六角形状の嵌合穴８６ａと、嵌合穴８６ａに対し半径方向にずれた位置に形成された円弧溝８６ｂとを有する。円弧溝８６ｂには、操作レバー５０に螺合したストッパボルト８５が挿通されている。操作レバー５０は、円弧溝８６ｂをストッパボルト８５が移動可能な範囲内に、チルト軸８３を中心とする回転角度が規制されている。

図４は、可動カム７１を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。可動カム７１は、円板状の基部７１０と、基部７１０の両面から軸方向に突出して形成された筒状突起７１１と、基部７１０の両側に突出して形成された複数（本実施の形態では４つ）の突部７１２とを一体に有している。基部７１０には、中心軸を中心として所定の角度範囲に亘って形成された円弧状の円弧孔７１３が形成されている。

また、可動カム７１には、チルト軸８３を挿通させる挿通孔７１ａが、基部７１０及び筒状突起７１１を貫通して形成されている。また、可動カム７１は、操作レバー５０の嵌合孔５０ａに圧入されて操作レバー５０と一体に回転する。

図５は、第２の固定カム７２Ｂを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。なお、第１の固定カム７２Ａは、第２の固定カム７２Ｂと対称な形状を有するので、図示を省略する。

第２の固定カム７２Ｂは、可動カム７１と反対側に平面７２０ａを有する円板状の基部７２０を有する。また、第２の固定カム７２Ｂには、チルト軸８３に平行な軸方向の厚みが異なる複数の薄肉部７２３ａと厚肉部７２３ｂとが、周方向に交互に形成されている。薄肉部７２３ａと厚肉部７２３ｂとの間には、軸方向の厚みが徐々に変化する傾斜部７２３ｃが周方向に形成されている。

第２の固定カム７２Ｂは、薄肉部７２３ａ，厚肉部７２３ｂ，及び傾斜部７２３ｃの表面がカム面７２３となっている。第２の固定カム７２Ｂのカム角は、例えば５°から１０°に設定されている。ここで、第２の固定カム７２Ｂのカム角は、基部７２０の周方向に対する傾斜部７２３ｃの傾斜角である。

隣り合う２つのカム面７２３の間には、厚肉部７２３ｂよりもさらに可動カム７１側に突出した係止突起７２４が設けられている。係止突起７２４は、可動カム７１の突部７１２を係止して可動カム７１の固定カム７２Ａ，７２Ｂに対する回転を規制する。

第２の固定カム７２Ｂの中心部には、可動カム７１の筒状突起７１１を収容する収容孔７２ａが形成されている。また、第２の固定カム７２Ｂは、カム面７２３が形成されていない平坦部７２５に、図３に示す連結ピン７３が挿入される貫通孔７２６が基部７２０を貫通して形成されている。

第１の固定カム７２Ａは、可動カム７１に対して第２の固定カム７２Ｂと対称な形状を有し、第２の固定カム７２Ｂと同様に、基部７２０，薄肉部７２３ａ，厚肉部７２３ｂ，傾斜部７２３ｃ，及び貫通孔７２６が形成されている。また、可動カム７１と第１の固定カム７２Ａとの間におけるカム面７２３のカム角は、可動カム７１と第２の固定カム７２Ｂとの間におけるカム面７２３のカム角と等しい。

ただし、第１の固定カム７２Ａの貫通孔７２６は、第２の固定カム７２Ｂの貫通孔７２６よりも僅かに内径が大きく、連結ピン７３は、第２の固定カム７２Ｂの貫通孔７２６に軸方向移動不能に圧入され、第１の固定カム７２Ａの貫通孔７２６に遊嵌されている。この構成により、第１の固定カム７２Ａと第２の固定カム７２Ｂとは、チルト軸８３の周方向の相対回転が規制され、かつチルト軸８３の軸方向に相対移動可能である。

なお、第１の固定カム７２Ａの貫通孔７２６と第２の固定カム７２Ｂの貫通孔７２６とを同径とし、連結ピン７３における両端部の太さを異ならせることで、第１の固定カム７２Ａと第２の固定カム７２Ｂとを軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結してもよい。

（チルトロック機構の動作）
図６（ａ）〜（ｃ）は、チルトロック機構の動作をカムの周面を展開して示す要部展開図である。操作レバー５０が回転操作されると、可動カム７１が第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂに対して回転し、可動カム７１の突部７１２が第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂの厚肉部７２３ｂに当接する第１位置（ロック状態）と薄肉部７２３ａに対向する第２位置（非ロック状態）との間を移動する。

（１）非ロック状態
図６（ａ）に示すように、可動カム７１の突部７１２が第２位置に移動して第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂの薄肉部７２３ａに当接すると、可動カム７１が第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂをほとんど押圧しなくなり、ステアリングコラム３がコラム側ブラケット３２ととも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のチルト方向の揺動が許容された非ロック状態となる。

（２）ロック状態
操作レバー５０がステアリングコラム３をロックするように操作されると、この操作レバー５０による可動カム７１の回転によって第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂがチルト軸８３の軸方向に離間することにより、カム推力が発生する。より具体的には、図６（ｂ）に示すように、可動カム７１の突部７１２が傾斜部７２３ｃにおけるカム面７２３を摺動して第１位置に移動し、第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂの厚肉部７２３ｂに当接すると、可動カム７１が第１２の固定カム７２Ａと第２の固定カム７２Ｂとの間を押し広げ、カム機構７が一方の挟持部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、チルト軸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。

（３）非ロック状態からロック状態への移行時
図６（ａ）に示す非ロック状態から図６（ｂ）に示すロック状態への移行時には、図６（ｃ）に示すように、可動カム７１の突部７１２が傾斜部７２３ｃに当接する。この際、可動カム７１の第１の固定カム７２Ａとの対向面における突部７１２は、第１の固定カム７２Ａから反力Ｒ_１を受け、可動カム７１の第２の固定カム７２Ｂとの対向面における突部７１２は、第２の固定カム７２Ｂから反力Ｒ_２を受ける。この反力Ｒ_１，Ｒ_２のチルト軸８３の軸方向の向きは互いに逆向きであるので、操作レバー５０がカム機構７のカム推力を発生させるように操作されたとき、可動カム７１が第１の固定カム７２Ａ及び第２の固定カム７２Ｂから受ける力のチルト軸８３の軸方向の成分が互いに打ち消し合う。本実施の形態では、前述のように第１の固定カム７２Ａ及び第２の固定カム７２Ｂのカム角が互いに等しいので、反力Ｒ_１，Ｒ_２が相殺される。このため、可動カム７１には、その軸方向に対して斜め方向から力が加わらないため、チルト軸８３をこじらせるような作用は生じない。この結果、操作レバー５０の操作感が良好となる。

（実施の形態の効果）
以上説明した本実施の形態によれば、可動カム７１の突部７１２が第１及び第２の固定カム７２Ａ，７２Ｂの薄肉部７２３ａから厚肉部７２３ｂに乗り上げる際、薄肉部７２３ａと厚肉部７２３ｂとの間の傾斜部７２３ｃから受ける反力Ｒ_１，Ｒ_２がそれぞれチルト軸８３に対して斜め方向に発生するが、反力Ｒ_１，Ｒ_２のチルト軸８３の軸方向の成分が打ち消し合うことにより、可動カム７１をこじらせるようなモーメントが抑制され、操作レバー５０の操作性が向上する。

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、上記実施の形態では、本発明をチルト調整に適用した場合について説明したが、本発明をテレスコ調整時やチルト及びテレスコ調整時に適用してもよい。

また、カム機構は、軸状部材がカム面から受ける反力の軸状部材の軸方向の成分が相殺される構成であれば、上記実施の形態に限定されずに、種々な構成（カムの数、カム面の形状等）を採り得る。

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…ロアブラケット、６ａ…貫通孔、７…カム機構、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、４１…電動モータ、４２…コントローラ、４３…支持部材、５０…操作レバー、５０ａ…嵌合孔、６０…車体取付フランジ、７１…可動カム、７１ａ…挿通孔、７２Ａ…第１の固定カム、７２Ｂ…第２の固定カム、７２ａ…収容孔、７３…連結ピン、８１…挟持部、８１ａ…貫通孔、８２…バネ部材、８３…チルト軸、８４…六角ナット、８５…ストッパボルト、８６…ストッパプレート、８６ａ…嵌合穴、８６ｂ…円弧溝、１００…ステアリングホイール、４０１…被支持部、７１０…基部、７１１…筒状突起、７１２…突部、７１３…円弧孔、７２０…基部、７２０ａ…平面、７２３…カム面、７２３ａ…薄肉部、７２３ｂ…厚肉部、７２３ｃ…傾斜部、７２４…係止突起、７２５…平坦部、７２６…連結孔、８３１…ネジ部、８３２…頭部

Claims (3)

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、前記ステアリングコラムの位置調節時に前記ステアリングコラムとともに移動するコラム側ブラケットと、
   車体に固定された車体側ブラケットと、
   前記コラム側ブラケット及び前記車体側ブラケットのそれぞれに形成された挿通孔に貫通するように設けられた軸状部材と、
   操作レバーの操作によって前記軸状部材の軸方向に発生するカム推力で前記コラム側ブラケットと前記車体側ブラケットとの間に摩擦力を生じさせ、前記摩擦力によって前記コラム側ブラケットの前記車体側ブラケットに対する移動を規制するカム機構とを備え、
   前記カム機構は、前記操作レバーの操作に連動して前記軸状部材に対して回転する第１のカム部材と、前記第１のカム部材を前記軸状部材の軸方向に沿って挟む位置に配置された第２のカム部材及び第３のカム部材とを有し、前記操作レバーが前記カム推力を発生させるように操作されたとき、前記第１のカム部材が前記第２のカム部材及び前記第３のカム部材から受ける力の前記軸状部材の軸方向の成分が互いに打ち消し合う、
   ステアリングコラム装置。
2. 前記第２のカム部材と前記第３のカム部材とは、前記軸状部材の周方向の相対回転が規制され、かつ前記軸状部材の軸方向に相対移動可能であり、
   前記操作レバーの操作による前記第１のカム部材の回転によって前記第２のカム部材及び前記第３のカム部材が前記軸状部材の軸方向に離間することにより、前記カム推力が発生する、
   請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記第１のカム部材と前記第２のカム部材との間におけるカム面のカム角が、前記第１のカム部材と前記第３のカム部材との間におけるカム面のカム角と等しい、
   請求項２に記載のステアリングコラム装置。

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