JP2016034764A - 電動式ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体の大型化やロアジャケットの剛性の低下を招くことがなく、主要部品の組付性を改善した電動式ステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】ロアジャケット２とアッパジャケット３とに跨って架橋的にテレスコピック駆動装置９を配置する。駆動装置９は、モータユニット１０と、スクリューシャフト１１と、スクリューシャフト１１の一端をアッパジャケット３に連結するベース部１３とを備える。ロアジャケット２には長手方向に沿って長穴２４とガイドレール部２５を形成し、ガイドレール部２５にベース部１３を摺動可能に支持させる。ベース部１３にはアッパジャケット３側の係合穴２９に係合する取付ボルト３３を設けてあり、ベース部１３とアッパジャケット３が一体的に進退移動するように構成してある。【選択図】図３

Description

本発明は、ステアリングホイールの軸心方向での位置調整のためのテレスコピック動作を電動にて行うようにした電動式ステアリングコラム装置に関する。

テレスコピック機能を備えたステアリングコラム装置においては、車体側に支持されたロアジャケットにアッパジャケットが軸心方向に移動可能に嵌合していて、それらのロアジャケットとアッパジャケットに跨ってテレスコピック動作のための電動式の駆動装置を設けてある。この駆動装置は、例えばロアジャケットに支持される電動モータユニットと、電動モータのいずれか一方側への回動によりアッパジャケットを前後進させるねじ軸と、このねじ軸の一端をアッパジャケットに連結する支持部材と、を主要素として構成される。

このような電動式ステアリングコラム装置に関して、特許文献１には、ロアジャケットとアッパジャケットの嵌合による両者の重合部分から外れた外側位置にて支持部材がアッパジャケットに固定されている構造のものが開示されている。また、特許文献２には、ロアジャケットとアッパジャケットの嵌合による両者の重合部分にて支持部材がアッパジャケットに固定されている構造のものが開示されている。

特開２０１２−１１７８６号公報 特開２００６−４４５４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構造のものでは、ステアリングコラム装置の軸方向長さが大きくなるという問題がある。また、特許文献２に開示された構造のものでは、ステアリングコラム装置の軸方向長さを小さくできる利点がある反面、支持部材をロアジャケットとアッパジャケットとの重合部分に設けるためには、支持部材との干渉を回避するべくロアジャケットにその支持部材を受容可能な大きな切欠開口部を形成する必要があり、ロアジャケットの剛性が低下するという問題があった。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、ステアリングコラム装置の大型化やロアジャケットの剛性の低下を招くことがない構造を提供し、その上でとりわけ支持部材の組付性を改善した電動式ステアリングコラム装置を提供するものである。

本発明は、車体側に支持されたロアジャケットに軸心方向で進退移動可能にアッパジャケットを内挿するとともに、前記ロアジャケットとアッパジャケットとに跨って架橋的にテレスコピック駆動装置を配置し、前記テレスコピック駆動装置は、前記ロアジャケットに支持された電動式のモータユニットと、このモータユニットの起動により前記アッパジャケットをロアジャケットに対し進退移動させるねじ軸と、このねじ軸の一端を前記アッパジャケットに連結する支持部材と、を備え、前記ロアジャケットに対するアッパジャケットの進退移動動作に基づいてテレスコピック動作させるようになっている電動式ステアリングコラム装置である。

その上で、前記ロアジャケットには長手方向に沿って長穴を形成するとともに、当該長穴に沿ってガイド部を形成し、このガイド部に沿って前記支持部材を摺動可能に支持させるとともに、前記支持部材には前記長穴を通って内方に突出して前記アッパジャケットに係合する突出部を形成してあり、前記テレスコピッック動作時には、前記ガイド部に案内されている支持部材とアッパジャケットが一体的に進退移動するようになっていることを特徴とする。

より具体的には、請求項２に記載のように、前記ロアジャケットに形成されたガイド部は、前記長穴の周囲に形成されたガイドレール部と、このガイドレール部に重合配置されるカバー部材と、を備え、前記支持部材に形成されたフランジ部を前記カバー部材とガイドレール部との間に摺動可能に配置することにより、前記支持部材がガイドレール部の長手方向で進退移動可能に案内されているものとする。

また、二次衝突時のエネルギー吸収を考慮した場合には、請求項３に記載のように、前記アッパジャケットには、前記支持部材の突出部が係合する係合穴を形成し、この係合穴の車両後方側に当該係合穴と隣接する穴延長部を形成するとともに、前記係合穴と穴延長部との間には規制部を形成し、二次衝突によってアッパジャケットに軸方向の衝撃荷重が作用した際に、前記規制部が塑性変形して、前記係合穴に係合している突出部が当該係合穴から抜け出て穴延長部側に移動可能となっていることが望ましい。

本発明によれば、支持部材をロアジャケットのガイド部に摺動可能に支持させているので、アッパジャケットと支持部材を強固に連結する必要がなく、支持部材のいわゆる後付けが可能となってその組付性が向上する。また、アッパジャケットと支持部材を溶接等で固定する必要がないため、熱歪み等の影響を受けることがなく、アッパジャケットの精度が向上するとともに、テレスコピック動作時の作動安定性も良好なものとなる。さらに、実質的にロアジャケットとアッパジャケットの重合部分に支持部材を設けているので、ステアリングコラム装置の軸方向長さを小さくでき、その小型化に貢献できる。

請求項２に記載の発明によれば、支持部材や、ガイドレール部とともにガイド部を形成することになるカバー部材を、後付けにてロアジャケットの側方から組み付けることができるため、必要な部品の組付性が一段と向上する。

請求項３に記載の発明によれば、支持部材側の突出部とアッパジャケットとの嵌合部が実質的に衝撃エネルギー吸収機能を有していて、二次衝突時の衝撃エネルギーをロアジャケットとアッパジャケットとの軸方向移動に基づくジャケット構成要素の収縮によって吸収することができるので、アッパジャケットを二重管によって構成する必要がなく、構造の簡素化を図ることができる。

本発明に係る電動式ステアリングコラム装置の実施の形態を示す図で、図２のＡ−Ａ線に沿った断面説明図。 図１のＢ−Ｂ線に沿った断面説明図。 図３は図１のロアジャケット２とアッパジャケット３を含むテレスコピック駆動装置の分解斜視図。 図１の要部拡大説明図。 図３におけるアッパジャケットの要部拡大説明図。

図１〜５は本発明に係る電動式ステアリングコラム装置を実施するためのより具体的な第１の形態を示し、特に図１は上記ステアリングコラム装置の長手方向に沿った縦断面図として図２のＡ−Ａ線に沿った断面説明図を、図２は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面説明図をそれぞれ示している。また、図３は上記ステアリングコラム装置のロアジャケット２とアッパジャケット３を含むテレスコピック駆動装置の分解斜視図を示している。

図１に示すように、車体側に固定されることになる取付ブラケット１には略中空円筒状のロアジャケット２がチルトヒンジ１ａを中心にチルト調節可能に固定支持されていて、このロアジャケット２に対し同じく中空円筒状のアッパジャケット３が軸心方向で摺動可能に内挿されている。また、ロアジャケット２およびアッパジャケット３を貫通するようにしてそれらの内部にステアリングシャフト４が同心状に挿入されている。ステアリングシャフト４は雌雄のスプライン結合部７にてスプライン結合されたロアシャフト５とアッパシャフト６とで形成されていて、複数のベアリング８を介して回転可能に支持されている。そして、アッパシャフト５の車両後方側の先端部に図示しないステアリングホイールが装着される。なお、取付ブラケット１とロアジャケット２は例えばアルミダイカスト等の金型成形法によって成形されたものであるのに対して、アッパジャケット３は鋼管等の金属パイプを加工したものが使用されている。

上記ロアジャケット２とアッパジャケット３とに跨るようにして、両者の間には架橋的にテレスコピック動作のためのテレスコピック駆動装置（以下、単に駆動装置という。）９が設けられている。この駆動装置９は、図３に全体構造が示されている電動式のモータユニット１０と、このモータユニット９により回転駆動されるねじ軸としてのスクリューシャフト１１と、このスクリューシャフト１１の先端部に装着された継手部材１２と、この継手部材１２を介してスクリューシャフト１１の先端部をアッパジャケット３に連結している支持部材としてのベース部１３と、から構成される。また、図３に示すように、このベース部１３をスライド可能に案内支持するための後述するガイド部２８がロアジャケット２に設けられている。

モータユニット１０は、図３に示すように正逆転可能な電動モータ（以下、単にモータと言う。）１４と減速ギヤのためのギヤボックス部１５とが実質的に一体化されているものであり、内挿されたスクリューシャフト１１がステアリングシャフト４と平行となるようにロアジャケット２に斜めにねじ締め固定されている（図２参照）。

図１のほか図３，４に示すように、モータユニット１０のギヤボックス部１５内には回転可能なスクリューシャフト１１が貫通するように挿入されていて、そのスクリューシャフト１１にはナット部材１６が螺合しているとともに、ナット部材１６の外周にはウォームホイール１７が回転不能に嵌合固定されている。これらのナット部材１６およびウォームホイール１７は一対のスラスト軸受１８を介してギヤボックス部１５に回転可能に支持された上で、そのギヤボックス部１５に横方向から螺合されたホルダ１９およびロックナット２０により抜け止めが施されている。

また、ギヤボックス部１５内にはモータ１４によって直接回転駆動される図示外のウォームがモータ１４の回転軸の延長線に配置されていて、このウォームがウォームホイール１７と噛み合っている。したがって、モータ１４がいずれか一方側に回転すると、ウォームとウォームホイール１７を介してナット部材１６が回転駆動され、ナット部材１６の回転方向に応じてそれに螺合しているスクリューシャフト１１が進退移動することになる。

スクリューシャフト１１の先端には長手方向に対して直交するように円筒状に形成された受け駒２１が固定されているとともに、この受け駒２１が嵌合する円筒状の嵌合穴が半径方向に貫通して形成された中実円筒状の継手部材１２に装着されている。

その一方、ベース部１３は矩形状のフランジ部１３ａを有しているとともに、切欠部１３ｂを有する中空円筒状のものとして形成されていて、そのベース部１３の内部に、円周方向に回転可能および軸心方向に移動可能に軸受部材１２が挿入されるようになっている。なお、ベース部１３に形成された切欠部１３ｂは、ベース部１３自体に継手部材１２が挿入される際にスクリューシャフト１１が干渉を回避するためのものであり、切欠部１３ｂとスクリューシャフト１１との間にも所定の隙間を持たせてある。また、上記スクリューシャフト１１と継手部材１２およびベース部１３との相互連結構造は、本出願人が提案している特開２０１２−１１７８６号公報に記載のものと基本的に同一である。

図１のほか図３，４に示すように、ロアジャケット２の一端部には回転角センサ等を含む電気ユニットを取付ける取付部となる根元フランジ部２２を形成してあるとともに、ロアジャケット２とこれに内挿されるアッパジャケット３との重合部となる長手方向の中間部には矩形状の張り出し部２３を形成してある。この張り出し部２３には長手方向に沿って長穴２４を形成してあるとともに、長穴２４の周囲には一般面よりも一段低くなる矩形状のガイドレール部２５を形成してある。このガイドレール部２５にはベース部１３のフランジ部１３ａが着座して嵌合保持される。

さらに、張り出し部２３には、ベース部１３のフランジ部１３ａが着座するガイドレール部２５の上からかぶせるようにカバー部材としてのカバープレート２６が装着されて、複数のビス２７にて固定される。これにより、ベース部１３はロアジャケット２の長手方向にスライド可能に案内支持されることになり、ガイドレール部２５とカバープレート２６はベース部１３のためのガイド部２８を形成していることになる。なお、長穴２４の長さは、後述するようにロアジャケット２に対するアッパジャケット３の摺動動作に基づくテレスコピック動作のためのストロークに相当している。

図３および図５に示すように、ロアジャケット２とアッパジャケット３との長手方向での重合部において、アッパジャケット３の円筒外周面には単一の係合穴２９を形成してあるとともに、この係合穴２９に隣接するように車両後方側に向けて穴延長部としての長穴３０を延長形成してある。また、係合穴２９と長穴３０との接続部には係合穴２９自体の直径よりも幅狭の狭窄部を形成するべく規制部としての一対の規制突起部３１を拡張溝部３２とともに形成してある。そして、図２，４に示すように、ベース部１３の内底部に螺合させる取付ボルト３３の先端の小径軸部３３ｃをアッパジャケット３側の係合穴２９に係合させてある。この小径軸部３３ｃは支持部材であるベース部１３の突出部として機能する。

ここで、図３に示すように、取付ボルト３３は段付き軸状のものであり、例えば六角穴付きの頭部３３ａのほか、おねじ部でもある大径軸部３３ｂと先端の単純円筒状の小径軸部３３ｃとを有していて、大径軸部３３ｂをベース部１３の内底部のねじ穴（めねじ部）３４に螺合させることでそのベース部１３に固定される。

したがって、このように構成されたステアリングコラム装置によれば、テレスコピック動作をしない定常時においては、図１，２の状態を自己保持していて、図示しないステアリングホイールの操作に基づくステリングシャフト４の回転をスムーズに許容する。

また、ステアリングホイールの軸心方向での位置調整に際しては、図示しないテレスコピックスイッチを伸長側または収縮側に操作すると、駆動装置９のモータユニット１０が起動して、図４に示したナット部材１６が定位置にて正転または逆転方向に回転駆動される。ナット部材１６が回転すると、それに螺合しているスクリューシャフト１１が長手方向のいずれかの方向に進退移動し、そのスクリューシャフト１１の進退移動に応じてベース部１３がガイド部２８に案内されるかたちで長手方向にスライド移動する。

そして、ベース部１３に付帯している取付ボルト３３とアッパシャフト３側の係合穴２９との係合のために、ベース部１３のスライド移動に応じて、ロアジャケット２に対してアッパジャケット３が摺動動作、すなわちテレスコピック動作をすることになる。これにより、長穴２４の長さの範囲内において、ステアリングホイールの軸心方向の位置を任意の位置に調整することができる。

ここで、図３に示したスクリューシャフト１１の先端の受け駒２１と軸受部材１２との間の円筒面接触に基づく回転自由度に加えて、軸受部材１２とそれが挿入されるベース部１３との間においても円周方向および軸心方向での相対移動自由度を有しているので、例えばスクリューシャフト１１の芯ずれ等を吸収することができ、スクリューシャフト１１や相手側となる部品に無理な力が加わることがなく、テレスコピック動作時の作動安定性に優れたものとなる。

さらに、いわゆる二次衝突時の衝撃エネルギーを受けた場合には、図３〜５に示すように、アッパジャケット３の係合穴２９に係合している取付ボルト３３の小径軸部３３ｃがその係合穴２９から抜け出て、規制突起部３１を塑性変形させながら長穴３０内を移動することから、これにより二次衝突時の衝撃エネルギーを吸収することができる。

この場合において、所要の衝撃エネルギー特性が得られるように、取付ボルト３３における小径軸部３３ｃの直径と長穴３０の幅寸法を適宜設定するものとし、例えば長穴３０の幅寸法を長手方向で段階的または連続的に変化させるようにしても良い。また、所要の衝撃エネルギー特性が得られるならば、長穴３０に代えて他の穴形状としても良い。

このように本実施の形態のステアリングコラム装置によれば、駆動装置９とアッパジャケット３との連結部として機能するベース部１３を、ガイドレール部２５とカバープレート２６とからなるガイド部２８にスライド可能に支持させているので、アッパジャケット３とベース部１３を溶接等にて強固に連結する必要がなく、ベース部１３のいわゆる後付けが可能となってその組付性が向上することになる。

そして、アッパジャケット３とベース部１３を溶接で固定する必要がないことは、熱歪みの影響を受けることがないこととなり、アッパジャケット３の精度が向上するとともに、テレスコピック動作時の作動安定性も良好なものとなる。

その上、ロアジャケット２とアッパジャケット３の重合部分にベース部１３を設けているので、ステアリングコラム装置の軸方向長さを小さくでき、その小型化の上でも有利となる。

また、ベース部１３や、ガイドレール部２５とともにガイド部２８を形成することになるカバープレート２６を、後付けにてロアジャケット２の側方から組み付けることができるため、必要な部品の組付性が一段と向上する。

さらに、先にも述べたように、取付ボルト３３の小径軸部３３ｃと、それに係合しているアッパジャケット３側の係合穴２９に規制突起部３１や長穴３０を含めた部分が、実質的に衝撃エネルギー吸収機能を有していて、二次衝突時の衝撃エネルギーをロアジャケット２とアッパジャケット３との摺動動作によって吸収することができるので、アッパジャケット３を二重管によって構成する必要がなく、構造を簡素化できる利点がある。

２…ロアジャケット
３…アッパジャケット
９…テレスコピック駆動装置
１０…モータユニット
１１…スクリューシャフト（ねじ軸）
１３…ベース部（支持部材）
１３ａ…フランジ部
２４…長穴
２５…ガイドレール部
２６…カバープレート（カバー部材）
２８…ガイド部
２９…係合穴
３０…長穴（穴延長部）
３１…規制突起部（規制部）
３３…取付ボルト（突出部）

Claims (3)

1. 車体側に支持されたロアジャケットに軸心方向で進退移動可能にアッパジャケットを内挿するとともに、前記ロアジャケットとアッパジャケットとに跨って架橋的にテレスコピック駆動装置を配置し、
   前記テレスコピック駆動装置は、前記ロアジャケットに支持された電動式のモータユニットと、このモータユニットの起動により前記アッパジャケットをロアジャケットに対し進退移動させるねじ軸と、このねじ軸の一端を前記アッパジャケットに連結する支持部材と、を備え、前記ロアジャケットに対するアッパジャケットの進退移動動作に基づいてテレスコピック動作させるようになっていて、
   前記ロアジャケットには長手方向に沿って長穴を形成するとともに、当該長穴に沿ってガイド部を形成し、
   このガイド部に沿って前記支持部材を摺動可能に支持させるとともに、
   前記支持部材には前記長穴を通って内方に突出して前記アッパジャケットに係合する突出部を形成してあり、
   前記テレスコピッック動作時には、前記ガイド部に案内されている支持部材とアッパジャケットが一体的に進退移動するようになっていることを特徴とする電動式ステアリングコラム装置。
2. 前記ロアジャケットに形成されたガイド部は、前記長穴の周囲に形成されたガイドレール部と、このガイドレール部に重合配置されるカバー部材と、を備え、
   前記支持部材に形成されたフランジ部を前記カバー部材と前記ガイドレール部との間に摺動可能に配置することにより、前記支持部材がガイドレール部の長手方向で進退移動可能に案内されていることを特徴とする請求項１に記載の電動式ステアリングコラム装置。
3. 前記アッパジャケットには、前記支持部材の突出部が係合する係合穴を形成し、この係合穴の車両後方側に当該係合穴と隣接する穴延長部を形成するとともに、前記係合穴と穴延長部との間には規制部を形成し、
   二次衝突によってアッパジャケットに軸方向の衝撃荷重が作用した際に、前記規制部が塑性変形して、前記係合穴に嵌合している突出部が当該係合穴から抜け出て穴延長部側に移動可能となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動式ステアリングコラム装置。

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