JP2016190585A - ステアリング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】噛合の解除を容易に行えるステアリング装置を提供する。
【解決手段】テレスコロックの解除に際して、締付軸21の回転に連動機構70(駆動部材80及び連結軸90)を介して連動する第2歯形成部材60が、その第2歯65をコラム軸方向Xに並ぶ第1歯41から離間させようとする。このとき、第2歯65が、支持軸50の中心軸線C2回りの円弧軌跡で回転する一方で、支持軸50自体が、アウタージャケットに設けられた長溝38内をコラム軸方向Xにスライドする。このため、噛合解除時の第2歯65の移動軌跡が、コラム軸方向X(第1歯41が並ぶ方向)に対して概ね直交する方向となる。
【選択図】図5

Description

本発明はステアリング装置に関する。
特許文献1のステアリング装置では、調節レバーの操作に伴って支持軸回りに回転する偏心カムの外周に、波形凹凸部を設けており、波形凹凸部をインナーコラムの上面に押圧することにより、テレスコロックを達成する。
特開2010−254204号公報
本願発明者は、インナーコラムの軸方向に並ぶ第1歯に対して、支持軸回りに回転する第2歯を噛合させたり、噛合解除させたりする場合を想定する。第2歯は、支持軸中心を中心とする円弧状の軌跡を描くため、第1歯に対する噛合を解除するときに、第2歯は、第1歯の整列方向と直交する方向に対して傾斜する方向に離間する。このため、第2歯が、第1歯から離間し難くなり、第1歯に対する第2歯の噛合の解除が容易に行えないおそれがある。
そこで、本発明の目的は、噛合の解除を容易に行えるステアリング装置を提供することである。
請求項1の発明は、コラム軸方向(X)に伸縮可能なステアリングシャフト(3)と、スリット(26)と前記スリットを挟んだ両側に配置された一対の被締付部(19)とを有するアウタージャケット(8)と、前記アウタージャケットに嵌合されたインナージャケット(7)とを含み、前記コラム軸方向に伸縮可能なコラムジャケット(6)と、前記一対の被締付部の締付軸挿通孔(29)に支持された締付軸(21)と、前記締付軸を回転操作する操作レバー(20)とを含み、前記締付軸を介して前記一対の被締付部を締め付けることで前記アウタージャケットに前記インナージャケットを保持させる締付機構(18)と、前記締付機構による締付時に第1歯(41)と第2歯(65)とを噛み合わせることによりテレスコロックを達成するツースロック機構(TL)と、を備え、前記ツースロック機構は、前記第1歯を前記コラム軸方向に複数並べて形成し前記インナージャケットと一体移動する第1歯形成部材(40)と、前記アウタージャケットまたは前記アウタージャケットによって支持された部材に設けられた前記コラム軸方向に延びる長溝(38)に前記コラム軸方向にスライド可能に支持された支持軸(50)と、前記第2歯を形成し前記支持軸によって前記支持軸の中心軸線(C2)回りに回転可能に支持された第2歯形成部材(60)と、前記締付軸と一体回転する駆動部材(80)と、前記第2歯形成部材と前記駆動部材とを回転可能に連結し前記締付軸と平行な連結軸(90)とを含み、前記締付軸の回転に前記第2歯形成部材の回転を連動させる連動機構(70)と、を含むステアリング装置(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。
請求項2のように、前記第2歯形成部材および前記駆動部材は、前記連結軸が挿通連結される連結孔(64,84)を含み、前記第2歯形成部材および前記駆動部材の何れか一方の連結孔と前記連結軸との間に、径方向の遊びが設けられていてもよい。
請求項1の発明によれば、テレスコロックの解除に際して、締付軸の回転に連動機構を介して連動回転する第2歯形成部材が、その第2歯をコラム軸方向に並ぶ第1歯から離間させようとする。このとき、第2歯は、支持軸の中心軸線回りの円弧軌跡で回転する一方で、支持軸自体が、アウタージャケット等に設けられた長溝内をコラム軸方向にスライドする。このため、噛合解除時の第2歯の移動軌跡が、コラム軸方向(第1歯が並ぶ方向)に対して概ね直交する方向となる。したがって、噛合の解除を容易に行える。
請求項2の発明によれば、噛合解除時に、支持軸および第2歯形成部材がコラム軸方向に移動することが、連結軸と連結孔との遊びによって許容される。可及的に、噛合の解除を容易に行える。
本発明の一実施形態のステアリング装置の模式的側面図である。 ステアリング装置の概略斜視図である。 ステアリング装置の断面図であり、図1のIII−III線に沿って切断された断面図に相当する。 ツースロック機構の概略分解斜視図である。 ツースロック機構の模式的側面図である。(a)は噛合状態を示し、(b)は噛合解除状態を示している。 本発明の別の実施形態のツースロック機構の模式的側面図である。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置1の概略側面図である。図1を参照して、ステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2が一端(軸方向上端)に連結されたステアリングシャフト3と、インターミディエイトシャフト4等を介してステアリングシャフト3と連結された転舵機構5とを備える。
転舵機構5は、操舵部材2の操舵に連動して転舵輪(図示せず)を転舵する例えばラックアンドピニオン機構である。操舵部材2の回転は、ステアリングシャフト3およびインターミディエイトシャフト4等を介して転舵機構5に伝達される。また、転舵機構5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3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3Uとロアーシャフト3Lとを有している。操舵部材2は、アッパーシャフト3Uの一端に連結されている。また、ステアリングシャフト3は、コラム軸方向Xに伸縮可能である。
ステアリング装置1は、ステアリングシャフト3を回転可能に支持する中空のコラムジャケット6を備える。コラムジャケット6は、筒状のインナージャケットとしてのアッパージャケット7と、アッパージャケット7に嵌合した筒状のアウタージャケットとしてのロアージャケット8とを備える。
ステアリングシャフト3は、コラムジャケット6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6によって回転可能に支持されている。アッパージャケット7は、軸受9を介してコラム軸方向Xに同行移動可能にアッパーシャフト3Uに連結されている。ロアージャケット8は、軸受10を介してロアーシャフト3Lを回転可能に支持している。アッパージャケット7がロアージャケット8に対してコラム軸方向Xに移動することによって、コラムジャケット6は、ステアリングシャフト3とともにコラム軸方向Xに伸縮可能である。
ステアリング装置1は、車体13に固定される固定ブラケット14と、固定ブラケット14によって支持されたチルト中心軸15と、ロアージャケット8の外周に固定され、チルト中心軸15によって回転可能に支持されたコラムブラケット16とを備える。コラムジャケット6およびステアリングシャフト3は、チルト中心軸15の中心軸線であるチルト中心CCを支点にしてチルト方向Yに回動可能(チルト可能)となっている。
チルト中心CC回りにステアリングシャフト3およびコラムジャケット6を回動(チルト)させることで、操舵部材2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3およびコラムジャケット6をコラム軸方向Xに伸縮させることで、操舵部材2の位置を調整できるようになっている(いわゆるテレスコ調整)。
ステアリング装置1は、車体13に固定される取付板24を含むブラケット17と、ロアージャケット8のコラム軸方向Xの上部に一体に設けられた一対の被締付部19を締め付けることによりチルトロックおよびテレスコロックを達成する締付機構18とを備える。
図1およびステアリング装置1の概略斜視図である図2に示すように、締付機構18は、ブラケット17のチルト用長孔23に挿通され一対の被締付部19を締め付ける締付軸21と、締付軸21を回転操作する操作部材としての操作レバー20とを含む。締付軸21の中心軸線C1が、操作レバー20の回転中心に相当する。
図2に示すように、ロアージャケット8は、コラム軸方向Xの上端から下方に延びるスリット26を含む。一対の被締付部19は、スリット26の両側に配置されている。一対の被締付部19をクランプすることにより、ロアージャケット8は、弾性的に縮径可能である。
図3は、図1のIII−III線に沿った断面図である。図3に示すように、ブラケット17は、車体13に取り付けられた取付板24と、取付板24の両端からチルト方向Yの下方に延びる一対の側板22とを備えている。
ロアージャケット8は、コラム軸方向Xに延びる案内溝27を形成している。案内溝27には、アッパージャケット7に固定された被案内突起28が嵌合している。案内溝27は、被案内突起28を介してアッパージャケット7の軸方向移動を案内しつつ、ロアージャケット8に対するアッパージャケット7の回転を規制する。また、案内溝27のコラム軸方向Xの端部(図示せず)が被案内突起28と当接することにより、ロアージャケット8からのアッパージャケット7の抜けが防止されている。
ロアージャケット8の一対の被締付部19は、一対の側板22間に配置され、対応する側板22の内側面22aにそれぞれ沿う板状をなしている。各側板22の内側面22aが、それぞれ対応する被締付部19の外側面19aに対向している。
ロアージャケット8の各被締付部19には、締付軸21が挿通される円孔からなる第1挿通孔29が形成されている。締付軸21と、ロアージャケット8と、アッパージャケット7と、ステアリングシャフト3とは、チルト調整時に、チルト方向Yに一体に移動する。
締付軸21は、ブラケット17の両側板22のチルト用長孔23およびロアージャケット8の両被締付部19の第1挿通孔29に挿通するボルトからなる。締付軸21の一端に設けられた大径の頭部21aは、操作レバー20と一体回転可能に固定されている。締付機構18は、締付軸21の頭部21aと一方の側板22との間に介在し、操作レバー20の操作トルクを締付軸21の軸力(一対の側板22を締め付けるための締付力)に変換する力変換機構30をさらに備える。
力変換機構30は、操作レバー20と一体回転可能に連結され締付軸21に対して締付軸21の中心軸方向である締付軸方向Jの移動が規制された回転カム31と、回転カム31に対してカム係合し、一方の側板22を締め付ける非回転カムである一方の締付部材32とを含む。
締付機構18は、締付軸21の他端のねじ部21bに螺合したナット33と、他方の側板22を締め付ける他方の締付部材34と、他方の締付部材34とナット33との間に介在する介在部材35とをさらに備える。介在部材35は、ワッシャ36と針状ころ軸受37とを含む。
ナット33とブラケット17の他方の側板22との間には、他方の締付部材34と介在部材35とが介在している。回転カム31と、一方の締付部材32(非回転カム)と、他方の締付部材34と、介在部材35とは、締付軸21の外周によって支持されている。
一方の締付部材32(非回転カム)および他方の締付部材34は、それぞれ対応する側板22を締め付ける締付板部32a,34aと、それぞれ対応するチルト用長孔23に嵌合したボス部32b,34bとを有している。各ボス部32b,34bと対応するチルト用長孔23との嵌合によって、各締付部材32,34の回転が規制されている。
また、一方の締付部材32(非回転カム)および他方の締付部材34は、締付軸21によって締付軸方向Jに移動可能に支持されている。
操作レバー20のロック方向への回転に伴って、回転カム31が一方の締付部材32(非回転カム)に対して回転することにより、一方の締付部材32が締付軸方向Jに移動されて、両締付部材32,34(の締付板部32a,34a)の間で、ブラケット17の一対の側板22がクランプされて締め付けられる。
これにより、ブラケット17の各側板22が、ロアージャケット8の対応する被締付部19を締め付ける。その結果、ロアージャケット8のチルト方向Yの移動が規制されて、チルトロックが達成される。また、両被締付部19が締め付けられることで、ロアージャケット8が、弾性的に縮径してアッパージャケット7を締め付ける。これにより、アッパージャケット7のコラム軸方向Xの移動が規制されて、テレスコロックが達成される。このように、締付機構18は、両ジャケット7,8間の摩擦によってテレスコロックを達成する。
図4に示すように、ステアリング装置1は、二次衝突時のテレスコ方向の初期拘束の安定化のために(換言すると、二次衝突の初期にアッパージャケット7のテレスコ位置を保持するために)、締付機構18による締付時に歯どうしを噛み合わせるツースロック機構TLをさらに備える。
図4および模式的側面図である図5(a)を参照して、ツースロック機構TLは、第1歯41を形成しアッパージャケット7とコラム軸方向Xに一体移動する第1歯形成部材40と、ロアージャケット8のコラム軸方向Xに延びる長溝38によって支持された支持軸50と、第2歯65を形成し支持軸50によって支持軸50の中心軸線C2の回りに回転可能に支持された第2歯形成部材60と、締付軸21の回転に第2歯形成部材60の回転を連動させる連動機構70とを備える。
図4に示すように、第1歯形成部材40は、コラム軸方向Xに長手に延びる板材を用いて形成され、アッパージャケット7の外周面に溶接等によって固定されている。第1歯形成部材40は、表面40aに、コラム軸方向Xに延びる凹溝42を形成している。
凹溝42は、コラム軸方向Xに延びて締付軸方向Jに互いに対向する一対の内壁面を有している。これらの一対の内壁面には、それぞれコラム軸方向Xに並べられた複数の第1歯41を含む一対の第1歯列41Lが形成されている。
一対の第1歯列41Lの第1歯41の歯先同士が、締付軸方向Jに対向している。第1歯41の歯筋方向D(歯幅方向に相当)は、コラム軸方向Xおよび締付軸方向Jの双方と直交するように凹溝42の深さ方向に延びている。
第1歯形成部材40は、図示しないボルト等によってアッパージャケット7の外周面に固定されていてもよい。また、第1歯形成部材40は、アッパージャケット7と単一の材料で一体に形成されていてもよい。
支持軸50の一対の端部51が、ロアージャケット8の対応する長溝38にスライド可能に支持されている。支持軸50は、締付軸21に対して平行な状態で、コラム軸方向Xに移動可能である。
図4および図5(a)に示すように、第2歯形成部材60は、支持軸50の軸方向中間部52が一体回転可能に嵌合された嵌合孔61を有する基部62と、基部62から二股状に分岐して支持軸50の径方向に延びる一対のアーム63と、各アーム63の先端部に設けられた連結孔64と、各アーム63にそれぞれ形成された第2歯65とを備える。
一対のアーム63の第2歯65は、対応するアーム63の第1歯形成部材40側の面に対応するアーム63の延びる方向に複数並べて形成された一対の第2歯列65Lを形成している。図4に示すように、一対の第2歯列65Lは、互いの第2歯65の歯先を互いに逆向きの外側方に向けている。各第2歯列65Lの第2歯65は、対応する第1歯列41Lの第1歯41に対して歯筋方向Dから噛み合い可能である。
一対の第1歯列41Lが締付軸方向Jの両側に配置され、歯筋方向Dがコラム軸方向Xおよび締付軸方向Jに対して直交しているので、二次衝突時に第2歯65と第1歯41との間で、歯とびが発生することを抑制することができる。
図4および図5(a)に示すように、連動機構70は、締付軸21と一体回転する駆動部材80と、第2歯形成部材60と駆動部材80とを回転可能に連結し締付軸21と平行な連結軸90とを含む。
駆動部材80は、締付軸21の外周のスプライン部21cが一体回転可能にスプライン嵌合された嵌合孔81(スプライン孔)を有する基部82と、基部82から締付軸21の径方向に延びるアーム83と、アーム83の先端部に設けられた連結孔84とを備えている。
駆動部材80のアーム83は、第2歯形成部材60の一対のアーム63間に配置されている。連結軸90は、第2歯形成部材60の一対のアーム63の連結孔64と、駆動部材80のアーム83の連結孔84とに挿通されている。
駆動部材80のアーム83の連結孔84は、連結軸90の対応する部分を嵌合させている。また、第2歯形成部材60の一対のアーム63の連結孔64は、連結軸90の対応する部分を径方向の遊びを設けて挿通させている。具体的には、連結孔64の直径が、連結軸90の直径よりも所定量大きくされている。
操作レバー20をロック方向に回転操作すると、締付軸21とともに駆動部材80が、図5(b)に示す状態から図5(a)に示す状態へと、反時計回りに回転される。連結軸90を介して駆動部材80と連結された第2歯形成部材60が、支持軸50の中心軸線C2を中心として、時計回りに回転されることで、第2歯65が、第1歯41に対して歯筋方向Dから噛み合う[図5(a)参照]。これにより、ツースロックによるテレスコロックが達成される。
このとき、第2歯形成部材60の自重が、第2歯65を第1歯41に係合させる方向に働く。また、図示していないが、第2歯形成部材60または第2歯形成部材60と連動する部材に(例えば駆動部材80)に、第2歯形成部材60を第1歯41に係合させる方向へ常に付勢する付勢部材を設けてもよい。例えば、図5(a)において、第2歯形成部材60を中心軸線C2回りに回転付勢する付勢部材を設けたり、或いは駆動部材80を中心軸線C1の回りに回転付勢する付勢部材を設けたりしてもよい。
逆に、操作レバー20をロック解除方向に回転操作すると、締付軸21とともに駆動部材80が、図5(a)に示す状態から図5(b)に示す状態へと、時計回りに回転される。連結軸90を介して駆動部材80と連結された第2歯形成部材60が、支持軸50の中心軸線C2を中心として、反時計回りに回転されることで、第2歯65が、第1歯41から歯筋方向Dに沿って離間し、噛合が解除される[図5(b)参照]。これにより、ツースロックによるテレスコロックが解除される。
本実施形態によれば、図5(a)に示すツースロック機構の噛合状態(テレスコロック状態)から、噛合を解除(テレスコロックを解除)させるに際して、締付軸21の回転に連動機構70を介して連動回転する第2歯形成部材60が、その第2歯65をコラム軸方向Xに並ぶ第1歯41から離間させようとする。
このとき、図5(b)に示すように、第2歯65は、支持軸50の中心軸線C2回りの円弧軌跡で回転する一方で、支持軸50自体が、ロアージャケット8に設けられた長溝38内をコラム軸方向Xの締付軸21側[図5(b)において右方]へスライドする。
このため、噛合解除時の第2歯65の移動軌跡が、コラム軸方向X(第1歯41が並ぶ方向)に対して概ね直交する方向[図5(b)において白抜き矢符で示す。第1歯41の歯筋方向Dに相当]となる。したがって、第1歯41からの第2歯65の噛合の解除を容易に行える。
また、第2歯形成部材60の一対のアーム63の連結孔64は、連結軸90の対応する部分を径方向の遊びを設けて挿通させている。したがって、噛合解除時に、支持軸50および第2歯形成部材60がコラム軸方向Xに移動することが、第2歯形成部材60の一対のアーム63の連結孔64と連結軸90との径方向の遊びによって許容される。可及的に、前記噛合の解除を容易に行える。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば支持軸50を支持する長溝38は、ロアージャケット8に支持された部材(図示せず)に設けられていてもよい。
また、第2歯形成部材60の連結孔64が連結軸90と嵌合し、駆動部材80の連結孔84と連結軸90との間に径方向の遊びが設けられていてもよい。
また、第1歯41や第2歯65の歯筋方向Dが、締付軸方向Jと平行な方向であり、第1歯41が、第2歯に対して歯たけ方向に噛合したり噛合解除したりしてもよい。また、第2歯65は、各アーム63に単一で設けられていてもよい。
また、締付機構18やスリット26やツースロック機構TLが、アッパージャケット7に対してチルト方向Yの下方に配置されていてもよい。
また、連結軸90が、締付軸21に対してコラム軸方向Xの上側に配置され、支持軸50が、連結軸90に対してコラム軸方向Xの上側に配置されていてもよい。
また、図6に示すように、第2歯形成部材60の第2歯列65Lが側面視で傾斜状となり、第2歯65の歯筋65aの長さDL(歯幅に相当)が、第2歯形成部材60の先端側(支持軸50側の反対側)に向かうほど長くされていてもよい。この場合、第2歯列65Lの複数の第2歯65が第1歯41から離間して噛合を解除する時に、支持軸50側の第2歯65から順次に離間して噛合を解除するので、離間し易くなり離間性能が向上する。逆に、噛合時には、第2歯列65Lのうち前記先端側の第2歯65から順次に対応する第1歯41に噛合するので、噛合させ易くなり噛合性能が向上する。
また、ステアリング装置1は、マニュアルタイプに限らず、電動モータの動力をステアリングシャフト3に与えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置であってもよい。その他、本発明は、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…ステアリング装置、2…操舵部材、3…ステアリングシャフト、5…転舵機構、6…コラムジャケット、7…アッパージャケット(インナージャケット)、8…ロアージャケット(アウタージャケット)、17…ブラケット、18…締付機構、19…被締付部、20…操作レバー、21…締付軸、22…側板、26…スリット、29…締付軸挿通孔、30…力変換機構、38…長溝、40…第1歯形成部材、41…第1歯、50…支持軸、60…第2歯形成部材、61…嵌合孔、62…基部、63…アーム、64…連結孔、65…第2歯、70…連動機構、80…駆動部材、81…嵌合孔、82…基部、83…アーム、84…連結孔、90…連結軸、X…コラム軸方向、Y…チルト方向

Claims (2)

  1. コラム軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
    スリットと前記スリットを挟んだ両側に配置された一対の被締付部とを有するアウタージャケットと、前記アウタージャケットに嵌合されたインナージャケットとを含み、前記コラム軸方向に伸縮可能なコラムジャケットと、
    前記一対の被締付部の締付軸挿通孔に支持された締付軸と、前記締付軸を回転操作する操作レバーとを含み、前記締付軸を介して前記一対の被締付部を締め付けることで前記アウタージャケットに前記インナージャケットを保持させる締付機構と、
    前記締付機構による締付時に第1歯と第2歯とを噛み合わせることによりテレスコロックを達成するツースロック機構と、を備え、
    前記ツースロック機構は、
    前記第1歯を前記コラム軸方向に複数並べて形成し前記インナージャケットと一体移動する第1歯形成部材と、
    前記アウタージャケットまたは前記アウタージャケットによって支持された部材に設けられた前記コラム軸方向に延びる長溝に前記コラム軸方向にスライド可能に支持された支持軸と、
    前記第2歯を形成し前記支持軸によって前記支持軸の中心軸線回りに回転可能に支持された第2歯形成部材と、
    前記締付軸と一体回転する駆動部材と、前記第2歯形成部材と前記駆動部材とを回転可能に連結し前記締付軸と平行な連結軸とを含み、前記締付軸の回転に前記第2歯形成部材の回転を連動させる連動機構と、を含むステアリング装置。
  2. 請求項1において、前記第2歯形成部材および前記駆動部材は、前記連結軸が挿通連結される連結孔を含み、
    前記第2歯形成部材および前記駆動部材の何れか一方の連結孔と前記連結軸との間に、径方向の遊びが設けられているステアリング装置。
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