JP2016215819A - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チルトスプリングを廃止しても、自重による落下方向への移動を抑制することが可能なステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】テアリングコラム装置１は、ステアリングホイール１００が端部に連結された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、車体９に固定されたロア固定ブラケット８２に揺動可能に連結されたハウジング５を介してステアリングコラム３をチルト回転可能に支持するチルト支持機構６とを備え、チルト支持機構６は、ハウジング５とロア固定ブラケット８２との間に介在する介在部材６４を有し、介在部材６４はチルト回転時に生じる回転モーメントを低減する弾性力を発生させる。【選択図】図２

Description

本発明は、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を備え、ステアリングホイールの上下方向の位置調整（チルト調整）及び前後方向の位置調整（テレスコピック調整）が可能な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に記載のステアリングコラム装置は、ステアリングコラムに固定されたコラム側ブラケットと、コラム側ブラケットを挟んで対向する一対の側板を有して車体に固定された車体側ブラケットと、コラム側ブラケットを車体側ブラケットの一対の側板に締め付けて固定するロック機構と、車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの間に配置されたチルトスプリングとを備えている。

ステアリングコラムは前後方向に伸縮自在なコラムチューブを有し、コラムチューブは、それぞれが軸方向に沿って相対移動可能なインナチューブ及びアウタチューブを有している。コラムチューブは、インナチューブ及びアウタチューブが軸方向に摺動することにより、前後方向に伸縮自在に構成されている。チルト調整時には、ステアリングコラム装置の車両前方側の端部に設けられたチルト中心軸回りにステアリングコラムが回動する。また、テレスコピック調整時には、インナチューブとアウタチューブとの相対移動によってステアリングホイールが車両の前後方向に移動する。

チルトスプリングは、ステアリングコラムを常時上方側へ付勢している。これにより、ロック機構のロック状態が解除されてステアリングコラムが車体側ブラケットに対してフリーになったときに、ステアリングコラムが自重によって落下方向へ移動することが防止されている。

特開２０１１−２４５９２２号公報

しかし、特許文献１に記載されたステアリングコラム装置では、チルトスプリングの付勢力がコラムチューブにおけるインナチューブとアウタチューブとの摺動部に作用するため、コラムチューブに対するこじり力が発生する。これにより、コラムチューブを伸縮させるときのインナチューブとアウタチューブとの間の摺動抵抗が増大し、テレスコピック調整時における操作性を悪化させるおそれがある。また、上記したステアリングコラム装置を車両へ搭載する際には、チルトスプリングを設置するためのスペースが必要となるため、これが搭載性向上の妨げとなることがある。

これらの問題は、例えばチルトスプリングを廃止することにより解決し得るが、チルトスプリングを単に廃止した場合には、ロック機構を解除したときに、自重によってステアリングコラム装置がステアリングホイールと共に落下方向に移動してしまい、運転者自身がステアリングホイールを十分に支えていないと、ステアリングコラム装置又はステアリングホイールが運転者の膝等に当たってしまうおそれがある。

そこで、本発明は、チルトスプリングを廃止しても、自重による落下方向への移動を抑制することが可能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、上記課題を解決するため、ステアリングホイールが端部に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と、前記ステアリングコラムを車体に固定するロック機構と、前記ロック機構の解除時において、前記車体に固定された固定ブラケットに揺動可能に連結された連結部材を介して前記ステアリングコラムをチルト回転可能に支持するチルト支持機構とを備え、前記チルト支持機構は、前記連結部材と前記固定ブラケットとの間に介在する介在部材を有し、前記介在部材は、前記ロック機構の解除時における前記ステアリングコラムの自重による回転モーメントを低減する弾性力を発生させる、ステアリングコラム装置を提供する。

本発明によれば、チルトスプリングを廃止しても、自重による落下方向への移動を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置の概略の構成を示す断面図である。 チルト支持機構の構成を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はチルト中心軸に沿って見た場合の平面図である。 図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。 チルト調整時におけるチルト支持機構の動作を説明するための説明図であり、（ａ）はステアリングコラムがチルト中立位置でチルトロックされた状態におけるチルト支持機構の状態あり、（ｂ）はチルトロックが解除されてステアリングコラムが下方へ移動した際のチルト支持機構の状態である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態に係るステアリングコラム装置について、図１乃至図４を参照して説明する。このステアリングコラム装置は、運転者の体格や運転姿勢に応じて、車両のステアリングホイールの上下方向の位置調整（チルト調整）及び前後方向の位置調整（テレスコピック調整）を可能にしたものである。なお、以下の説明において、左右、上下、及び前後とは、ステアリングコラム装置が搭載される車両の左右、上下、及び前後をいうものとする。

ステアリングコラム装置１は、ステアリングホイール１００が端部に固定される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コラムチューブ３０を有するステアリングコラム３と、ステアリングシャフト２に操舵力を補助する操舵補助装置４と、操舵補助装置４の一部を収容するハウジング５と、ハウジング５に形成された一対の被連結部として第１及び第２の被連結部５１，５２（図１では第１の被連結部５１のみ示す）を車体９に固定されたロア固定ブラケット８２に連結させてステアリングコラム３をチルト回転可能に支持するチルト支持機構６とを備えている。なお、ロア固定ブラケット８２は、本発明における「固定ブラケット」に相当する。

ステアリングシャフト２は、アッパシャフト２１と、アッパシャフト２１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置されたロアシャフト２２を有する。ステアリングシャフト２は、コラムチューブ３０内でその軸線周りに回転可能に支持され、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構（図示せず）に自在継手２３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に伝達し、車両の転舵輪（図示せず）を転舵させる。

アッパシャフト２１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、コラムチューブ３０の外部に露出した端部２１ａにステアリングホイール１００が相対回転不能に固定される。アッパシャフト２１は、ロアシャフト２２の一部を収容する円筒状の部材である。

ロアシャフト２２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、ロア側の一端部がハウジング５に連結されている。ロアシャフト２２は、アッパシャフト２１にその軸線に沿って相対移動可能に収容されている。ロアシャフト２２とアッパシャフト２１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。

コラムチューブ３０は、それぞれが軸方向に沿って相対移動可能なアウタチューブ３１及びインナチューブ３２からなる。アウタチューブ３１は、インナチューブ３２にその軸方向に沿って相対移動可能に配置されている。アウタチューブ３１にはコラムブラケット３３が取り付けられており、このコラムブラケット３３が車体９に固定されたアッパ固定ブラケット８１に支持されている。図１では、ステアリングシャフト２及びステアリングコラム３を、それぞれの中心軸に沿って切断した断面で図示している。

操舵補助装置４は、図略のコントローラからモータ電流の供給を受ける電動モータ、電動モータの出力を減速する減速機、及び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をハウジング５内に収容して構成されている。操舵補助装置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から電動モータに供給し、運転者のステアリングホイール１００の操作を補助する。

アッパシャフト２１とアウタチューブ３１とは、軸方向移動不能かつ相対回転可能である。ロアシャフト２２とインナチューブ３２とは、軸方向移動不能かつ相対回転可能である。また、アッパシャフト２１はアウタチューブ３１に軸受２４によって回転可能に支持され、ロアシャフト２２はインナチューブ３２に軸受２５によって回転可能に支持されている。これにより、アッパシャフト２１及びアウタチューブ３１は、一体となって、ロアシャフト２２及びインナチューブ３２に対して軸方向移動可能である。

アッパ固定ブラケット８１には、運転者によって操作される操作レバー３６の揺動に伴って回転するチルトボルト３４を挿通させる縦長孔８１ａが形成されている。また、コラムブラケット３３には、チルトボルト３４を挿通させる横長孔３３ａが形成されている。チルトボルト３４は、コラムブラケット３３の横長孔３３ａ及びアッパ固定ブラケット８１の縦長孔８１ａを貫通している。

コラムブラケット３３には、図略のカム部材を備えたロック機構が設けられ、このロック機構が操作レバー３６の操作に応じて、コラムチューブ３０を車体９に対してロック（固定）するロック状態と、チルト調整及びテレスコピック調整が可能なアンロック状態とを切り替え可能である。このロック機構は、カム機構が発生するカム推力によってコラムブラケット３３をアッパ固定ブラケット８１に締め付けて固定する。これにより、コラムブラケット３３がチルトボルト３４を介してアッパ固定ブラケット８１に支持される。また、ロック機構が解除されたアンロック状態において、コラムブラケット３３は、アッパ固定ブラケット８１に対して横長孔３３ａの長さに応じて前後方向に変位可能、かつ、縦長孔８１ａの長さに応じて上下方向に変位可能である。

ハウジング５は、そのロア側（車両前方側）の端部からステアリングシャフト２の回転軸と平行に延出されて形成された第１及び第２の被連結部５１，５２（後述する図２（ａ）参照）を有している。また、ハウジング５は、チルト支持機構６の一部を構成する第１及び第２の被連結部５１，５２がロア固定ブラケット８２に軸状部材としてのボルト６２を介して連結されている。これにより、ハウジング５は、アウタチューブ３１がアッパ固定ブラケット８１に固定されないアンロック状態において、ボルト６２をチルト中心軸として揺動可能である。

チルト支持機構６は、ロア固定ブラケット８２に揺動可能に連結された連結部材としてのハウジング５の第１及び第２の被連結部５１，５２を介してステアリングコラム３をチルト回転可能に支持している。チルト支持機構６の構成については後述する。

上記した構成を有するステアリングコラム装置１によれば、ステアリングシャフト２及びステアリングコラム３が、軸方向に伸縮することによりステアリングホイール１００の前後方向の位置が調整され（テレスコピック調整）、ステアリングコラム３及びステアリングシャフト２が、チルト支持機構６のボルト６２を支軸として回転されることによりステアリングホイール１００の上下方向の位置が調整される（チルト調整）。

図２は、チルト支持機構６の構成を示し、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）はチルト支持機構６をチルト中心軸に沿った見たときの平面図である。図３は、チルト支持機構６の構成を示す断面図であり、図２（ｂ）におけるＡ−Ａ線断面図である。なお、図２では、チルト支持機構６の一部を構成するボルト６２の図示を省略している。

チルト支持機構６は、図２（ａ）に示すように、前述したハウジング５の第１及び第２の被連結部５１，５２と、第１及び第２の被連結部５１，５２に形成された第１及び第２の被支持孔５１０，５２０に挿通される筒状部材としての金属カラー６１と、金属カラー６１の中心部に形成された挿通孔６１ａに挿通されるボルト６２（図３参照）と、金属カラー６１の両端側にそれぞれ外嵌される一対のブッシュ６３と、金属カラー６１に固定され、かつ、ハウジング５の第１及び第２の被連結部５１，５２とロア固定ブラケット８２との間に介在する介在部材６４とを有している。

第１及び第２の被連結部５１，５２は、ハウジング５の車幅方向の両端部にそれぞれ設けられている。また、第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０の内周面５１０ａ，５２０ａには、介在部材６４が嵌着される嵌合溝５１０ｂ，５２０ｂが周方向の１箇所にそれぞれ形成されている。この嵌合溝５１０ｂ，５２０ｂは、図２（ｂ）に示すように、チルト中心軸Ｏに沿って見た場合の形状が略矩形状である。第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０の内径は、少なくとも金属カラー６１の外径よりも大きく形成されている。

金属カラー６１は、筒状の部材であり、その外周面６１０における周方向の１箇所に介在部材６４が嵌着される嵌合溝６１ｂが軸方向に沿って延在して形成されている。また、金属カラー６１は、第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０に挿通されて、ハウジング５に支持されている。金属カラー６１の嵌合溝６１ｂは、軸方向に沿って見た形状が略矩形状である。

一対のブッシュ６３は、第１及び第２の被連結部５１，５２のそれぞれに対応して配置され、第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０にそれぞれ嵌挿されている。第１の被連結部５１側に配置されたブッシュ６３は、金属カラー６１の外周面６１０と第１の被連結部５１に形成された被支持孔５１０の内周面５１０ａとの間に嵌合する円筒状の筒部６３１、及び筒部６３１の外周面から外方に突出して形成されたフランジ部６３０とを一体に有している。

ブッシュ６３は、図２（ｂ）に示すように、軸方向に沿って見たときの形状が、周方向の１箇所に切り欠き６３ａが形成されたＣ字状である。ブッシュ６３は、筒部６３１の内側に金属カラー６１が挿入される際に、切り欠き６３ａが拡開するように弾性変形する。ブッシュ６３及び金属カラー６１は、チルト中心軸Ｏを中心として同心状に配置されている。なお、第２の被連結部５２側に配置されたブッシュ６３も、第１の被連結部５１側に配置されたブッシュ６３と同様に構成されている。

介在部材６４は、例えばゴム又は樹脂からなる弾性体であり、金属カラー６１の軸方向に沿って延在した板状の部材である。また、介在部材６４は、金属カラー６１の嵌合溝６１ｂに嵌着されると共に、第１及び第２の被連結部５１，５２の嵌合溝５１０ｂ，５２０ｂに嵌着されている。つまり、介在部材６４は、金属カラー６１と第１及び第２の被連結部５１，５２との間に介在している。また、介在部材６４は、例えば接着剤等の固定手段によって金属カラー６１の嵌合溝６１ｂ内に固定されている。

図３に示すように、ロア固定ブラケット８２は、ハウジング５の第１及び第２の被連結部５１，５２をその車幅方向の両側から挟むように配置された一対の板状の壁部８２１，８２２を有している。一対の壁部８２１，８２２のそれぞれには、ボルト６２の軸部６２１を挿通させる挿通孔８２１ａ，８２２ａが形成されている。また、一対の壁部８２１，８２２のうち一方の壁部８２１には、軸部６２１の先端部に形成された雄ねじ部６２１ａが螺合するナット８３が、例えば溶接によって固定されている。

ボルト６２は、その軸部６２１が金属カラー６１の挿通孔６１ａを挿通すると共に、第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０及び一対の壁部８２１，８２２の挿通孔８２１ａ，８２２ａをそれぞれ貫通して配置されている。

また、ボルト６２は、その頭部６２０とナット８３との間に、一対の壁部８２１，８２２を挟み込むように締付固定されている。金属カラー６１は、その軸方向端面６１ｃが一対の壁部８２１，８２２とそれぞれ接触し、ボルト６２の締付力によって一対の壁部８２１，８２２を介して軸方向に押圧されている。これにより、金属カラー６１は、ロア固定ブラケット８２に対する回転が規制されている。

第１の被連結部５１側のブッシュ６３のフランジ部６３０は、ロア固定ブラケット８２における壁部８２１の内側を指向する側面８２１ｂと、第１の被連結部５１の側面５１ａとの間に挟まれている。このブッシュ６３の筒部６３１は、その内周面が金属カラー６１の外周面６１０と接触すると共に、その外周面が第１の被連結部５１の被支持孔５１０の内周面５１０ａと接触している。第２の被連結部５２側のブッシュ６３についても、同様に配置されている。

図４は、チルト調整時におけるチルト支持機構６の状態を示し、（ａ）はステアリングコラム３が車体９に固定されたチルトロックの状態でステアリングホイール１００がチルト中立位置（図１に示すチルトボルト３４が縦長孔８１ａの中央部に配置される位置）にあるときの状態、（ｂ）はチルトロックが解除されてステアリングホイール１００が下方へ移動したときの状態を示す。なお、以下の説明において、第２の被連結部５２は、第１の被連結部５１と連動して同様の動作をなしているものとして、第１及び第２の被連結部５１，５２のうち、第２の被連結部５２に関する説明を省略し、第１の被連結部５１についてのみ説明する。

図４（ａ）に示すように、ステアリングホイール１００がチルト中立位置でチルトロックされた状態では、介在部材６４が、チルト支持機構６の金属カラー６１とハウジング５の第１の被連結部５１との間に、外力が作用していない自然状態で介在している。

図４（ｂ）に示すように、チルトロックが解除されてステアリングコラム３が自重によって下方へ移動すると、これに伴ってハウジング５の第１の被連結部５１がチルト中心軸Ｏを中心とした時計回り方向（図に示す矢印Ａ方向）に所定の角度だけ回転する。この際、金属カラー６１はボルト６２の締結力によってロア固定ブラケット８２に固定されているので、第１の被連結部５１は金属カラー６１に対して相対回転する。

この相対回転に伴って介在部材６４が金属カラー６１と第１の被連結部５１との間で弾性変形し、この弾性変形に応じた弾性力が第１の被連結部５１の回転方向とは反対方向の反力を発生させる。換言すれば、介在部材６４は、第１の被連結部５１と金属カラー６１との相対回転に伴う回転変位によって弾性変形し、チルト回転時に生じるチルト中心軸Ｏを中心とした時計回り方向の回転モーメントを低減する弾性力を発生させている。これにより、チルトロックが解除されたときの第１の被連結部５１の回転速度が減ぜられる。すなわち、ステアリングコラム３の自重による自由落下時の衝撃が抑制される。なお、図４（ｂ）においては、説明の便宜上、第１の被連結部５１の回転変位を誇張して図示しているが、この回転に伴う角度変位はその最大値で例えば２°程度である。

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。

（１）介在部材６４が、チルトロックが解除されたときのハウジング５のロア固定ブラケット８２に対する相対回転に伴う回転変位を弾性支持することにより、チルトロックが解除されたときのハウジング５の第１の被連結部５１の回転速度が減ずることができるので、ステアリングコラム３の自重による落下を防止するためのチルトスプリングを廃止しても、ステアリングコラム３の自重による落下方向への移動を抑制することができる。

（２）介在部材６４は、金属カラー６１に形成された嵌合溝６１ｂ及びハウジング５の第１及び第２の被連結部５１，５２に形成された嵌合溝５１０ｂ，５２０ｂに嵌着されているので、介在部材６４を金属カラー６１及びハウジング５の第１及び第２の被連結部５１，５２に対して確実に取り付けることができる。

（３）本実施の形態によれば、チルトスプリングを配置するのに必要なスペースが不要となるため、省スペース化を図ることができる。すなわち、ステアリングコラム装置の車両への搭載性を向上させることができる。また、チルトスプリングを廃止することにより、例えば特許文献１に記載のステアリングコラム装置において発生し得るチルトスプリングの付勢力によるコラムチューブに作用するこじり力を抑制することができ、テレスコピック調整時における操作性の向上を図ることができる。

（４）介在部材６４が金属カラー６１に接着剤等によって接着することにより、組付け時において予め金属カラー６１と介在部材６４とを接着して、金属カラー６１及び介在部材６４を一体にハウジング５の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０に嵌入することができ、組付時の作業効率を向上させることができる。

以上、本発明のステアリングコラム装置を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれら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、単一の介在部材６４が金属カラー６１の周方向の一箇所に配置されている場合についてのみ説明したが、これに限定されるものでなく、例えば複数の介在部材６４が周方向の複数箇所に配置されていてもよい。この場合には、金属カラー６１及び第１及び第２の被連結部５１，５２に形成される嵌合溝も周方向の複数箇所に形成されていることが、介在部材６４の保持剛性を図る上で好ましい。

また、上記実施の形態では、介在部材６４が第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０の双方に配置されていたが、これに限定されず、例えば被支持孔５１０，５２０の何れか一方のみに配置されていてもよい。またさらに、介在部材６４は、その長手方向の長さが、少なくとも第１の被連結部５１と第２の被連結部５２との間の距離に対応する長さを有していたが、介在部材６４の形状はこれに限定されず、例えば、介在部材６４の長手方向の長さが、第１及び第２の被連結部５１，５２の被支持孔５１０，５２０の嵌合溝５１０ｂ，５２０ｂの対応する長さだけ有していてもよい。この場合には、２つの介在部材６４がそれぞれ第１の被連結部５１と第２の被連結部５２とに別個に配置される。これにより介在部材６４における材料コストの低減が図られる。

また、上記実施の形態では、金属カラー６１の外周面６１０に介在部材６４が嵌合するための嵌合溝６１ｂが形成されていたが、これに限定されず、例えば、嵌合溝６１ｂが形成されていなくてもよい。この場合には、介在部材６４は金属カラー６１の外周面６１０に直接、加硫接着等により接着される。

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…操舵補助装置、５…ハウジング、６…チルト支持機構、９…車体、２１…アッパシャフト、２１ａ…端部、２２…ロアシャフト、２３…自在継手、２４，２５…軸受、３０…コラムチューブ、３１…アウタチューブ、３２…インナチューブ、３３…コラムブラケット、３３ａ…横長孔、３４…チルトボルト、３６…操作レバー、５１…第１の被連結部、５１ａ…側面、５２…第２の被連結部、６１…金属カラー、６１ａ…挿通孔、６１ｂ…嵌合溝、６１ｃ…軸方向端面、６２…ボルト、６３…ブッシュ、６４…介在部材、８１…アッパ固定ブラケット、８１ａ…縦長孔、８２…ロア固定ブラケット、８３…ナット、９２…ボルト、１００…ステアリングホイール、４００…出力軸、４１０…ウォーム、４１１…ウォームホイール、５１０，５２０…被支持孔、５１０ａ，５２０ａ…内周面、５１０ｂ，５２０ｂ…嵌合溝、６１０…外周面、６２０…頭部、６２１…軸部、６２１ａ…雄ねじ部、６３１…筒部、６３２…フランジ部、８２１，８２２…一対の壁部、８２１ａ，８２２ａ…挿通孔，８２１ｂ…側面

Claims (3)

1. ステアリングホイールが端部に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と、
   前記ステアリングコラムを車体に固定するロック機構と、
   前記ロック機構の解除時において、前記車体に固定された固定ブラケットに揺動可能に連結された連結部材を介して前記ステアリングコラムをチルト回転可能に支持するチルト支持機構とを備え、
   前記チルト支持機構は、前記連結部材と前記固定ブラケットとの間に介在する介在部材を有し、前記介在部材は、前記ロック機構の解除時における前記ステアリングコラムの自重による回転モーメントを低減する弾性力を発生させる、
   ステアリングコラム装置。
2. 前記チルト支持機構は、前記固定ブラケットに形成された挿通孔ならびに前記連結部材の被連結部に形成された挿通孔を貫通してチルト中心軸をなす軸状の締付部材と、前記締付部材を挿通させると共に前記締付部材の締め付け力によって前記固定ブラケットに対して固定される筒状部材とを有し、
   前記介在部材は、前記連結部材の前記被連結部と前記筒状部材との間に配置されている、
   請求項１に記載のステアリングコラム装置。
3. 前記介在部材は、板状の弾性体からなり、
   前記筒状部材ならびに前記連結部材の前記被連結部には、前記介在部材が嵌着される嵌合溝が形成されている、
   請求項２に記載のステアリングコラム装置。

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