JP2020006807A - チルトヒンジ機構 - Google Patents

Abstract

【課題】自重によるステアリングコラムの下降を抑制可能なチルトヒンジ機構を提供する。【解決手段】車体に対してステアリングコラム１２を搖動自在に支持するチルトヒンジ機構１００であって、チルト中心としてのピボット部材２６と、ピボット部材２６が挿通される挿通孔２５を有するハウジング２３（支持部材）と、内輪４１の内周面に対してピボット部材２６が嵌合した状態で、外輪４２の外周面が挿通孔２５に対して嵌まり込む一方向クラッチ４０とを備え、一方向クラッチ４０は、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が上昇する第一方向の搖動を許容し、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が下降する第二の方向の搖動を規制する。【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリングコラムの高さ位置を調整するためのチルトヒンジ機構に関する。

従来より、ステアリング装置においては、ステアリングコラムの高さ位置を調整するためのチルトヒンジ機構が備えられている。チルトヒンジ機構では、操作レバーを操作することによって、ステアリングコラムの揺動の規制及び当該規制の解除が行われるようになっている。また、チルトヒンジ機構には、規制解除時でのステアリングコラムの下降を防止すべく、当該ステアリングコラムを上方へ付勢するチルトバネが設けられている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１６−１２０７８５号公報

ところで、チルトバネが設けられていたとしても、ステアリングコラムの位置によっては規制解除時にステアリングコラムが自重によって搖動し下降するおそれがある。

本発明は、自重によるステアリングコラムの下降を抑制可能なチルトヒンジ機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るチルトヒンジ機構は、車体に対してステアリングコラムを搖動自在に支持するチルトヒンジ機構であって、チルト中心としてのピボット部材と、ピボット部材が挿通される挿通孔を有する支持部材と、内輪の内周面に対してピボット部材が嵌合した状態で、外輪の外周面が挿通孔に対して嵌まり込む一方向クラッチとを備え、一方向クラッチは、ピボット部材に対してステアリングコラムが上昇する第一方向の搖動を許容し、ピボット部材に対してステアリングコラムが下降する第二の方向の搖動を規制する。

本発明に係るチルトヒンジ機構は、自重によるステアリングコラムの下降を抑制することができる。

実施の形態に係るチルトヒンジ機構を備えたステアリング装置を示す正面図である。 実施の形態に係るステアリング装置の部分断面図である。 実施の形態に係るステアリング装置の部分断面図である。 実施の形態に係るブッシュの概略構成を示す断面図である。 実施の形態に係る一方向クラッチの概略構成を示す模式図である。 実施の形態に係る一方向クラッチの概略構成を示す模式図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。

図１は、実施の形態に係るチルトヒンジ機構１００を備えたステアリング装置１０を示す正面図である。図２及び図３は、実施の形態に係るステアリング装置１０の部分断面図である。具体的には図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ切断線を含む切断面を見た断面図である。図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ切断線を含む切断面を見た断面図である。なお、図３においては、ボルト２６２及びナット２６４を断面図で示しておらず平面図で示している。

図１〜図３に示すように、ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１１を搖動（チルト動作）自在に支持するステアリングコラム１２を備えている。ステアリングコラム１２には、図示しないホーン等の電子機器が設けられている。

ステアリングコラム１２はその中間部に設けられたコラムブラケット１８に固定されている。また、コラムブラケット１８は、取付ブラケット１９に対して車体の上下方向へ移動可能に連結されており、この取付ブラケット１９を介して車体側のメンバ（フレーム：図示省略）に支持されている。コラムブラケット１８と取付ブラケット１９との間には、ステアリングコラム１２の搖動、正確には取付ブラケット１９に対するコラムブラケット１８の搖動をロックまたはアンロックするためのロック機構（図示省略）が設けられている。ロック機構には、車体の左方（図１中、下方）に張り出したレバー２０が設けられている。このレバー２０が操作されることにより、ロック機構がステアリングコラム１２の搖動をロックまたはアンロックする。

ステアリングコラム１２は、ステアリングシャフト１１のアッパーシャフト１３を回転自在に支持するコラムチューブ２１と、ステアリングシャフト１１のロアシャフト１４にアシスト力を付与するための減速機構、モータ、ＥＣＵ等からなるパワーアシスト部２２とを備えている。コラムチューブ２１及びパワーアシスト部２２のハウジング２３は、導体である金属製であって、互いに電気的に接続されている。なお、ステアリングシャフト１１、正確にはロアシャフト１４は、図示しない自在継手を介してインターミディエイトシャフトに接続されている。

ハウジング２３は、例えば減速機構を収容するギヤハウジングである。ハウジング２３は、後述するピボット部材２６を支持する支持部材である。ハウジング２３には、ステアリングシャフト１１（ロアシャフト１４）の軸線と略平行に腕状に延びる一対の支持壁２４が設けられている。一対の支持壁２４は、ステアリング装置１０を上方から見たとき、ロアシャフト１４を挟む位置関係とされている。一対の支持壁２４のそれぞれには、当該支持壁２４の先端部で互いに対向するように貫通した挿通孔２５が形成されている。２つの挿通孔２５は、同じ内径とされている。この２つの挿通孔２５は、ステアリングコラム１２を搖動自在に支持するチルトヒンジ機構１００の一部である。

以降、チルトヒンジ機構１００について詳細に説明する。チルトヒンジ機構１００は、車体に固定された固定ブラケット２７（車体側の部材）に対して、ステアリングコラム１２を搖動自在に支持する機構である。なお、図１では固定ブラケット２７は破線で図示している。固定ブラケット２７は、例えば金属等の導電性の材料によって形成されている。固定ブラケット２７は、互いに対向する一対の側板２８を備えている。一対の側板２８には、互いに対向する位置に貫通孔２８１が形成されている。一対の側板２８のそれぞれは、各挿通孔２５と各貫通孔２８１とが同軸上に配置されるように、一対の支持壁２４のそれぞれに対して対向配置されている。

図２及び図３に示すように、チルトヒンジ機構１００は、上記のハウジング２３と、ピボット部材２６と、ブッシュ３０と、一方向クラッチ４０とを備えている。

ピボット部材２６は、ステアリングコラム１２の揺動の中心（チルト中心）である。ピボット部材２６は、固定ブラケット２７の一対の側板２８間に介在する中空のカラー２６１と、ボルト２６２とを備えている。カラー２６１は、例えば金属等の導電性の材料によって形成されている。ボルト２６２は、カラー２６１及び一対の側板２８を挿通した状態で、カラー２６１を一対の側板２８に固定する固定軸である。

ボルト２６２の軸部２６３は、一対の側板２８の貫通孔２８１及びカラー２６１を貫通している。一対の側板２８及びカラー２６１を貫通した軸部２６３の先端のねじ部にナット２６４がねじ込まれている。これらボルト２６２及びナット２６４によって一対の側板２８を締め付けることにより、一対の側板２８間にカラー２６１を挟持して当該カラー２６１を一対の側板２８に固定することができる。なお、ボルト２６２及びナット２６４は、図１では破線で図示している。

カラー２６１の両端部は、それぞれ一対の筒状のブッシュ３０を介してハウジング２３に取り付けられている。具体的には、カラー２６１の両端部は、それぞれ一対のブッシュ３０に挿通された状態で、ハウジング２３における一対の支持壁２４の挿通孔２５内に嵌合している。これにより、ハウジング２３によってピボット部材２６が支持されている。

図４は、実施の形態に係るブッシュ３０の概略構成を示す断面図である。図４では、ボルト２６２及びナット２６４によって締結される前のブッシュ３０を示している。図４に示すように、ブッシュ３０の一端部には、全周にわたって外方に突出した鍔部３１が設けられている。鍔部３１は、ボルト２６２及びナット２６４が締結されることで、側板２８及び支持壁２４によって挟持される部位である（図３参照）。鍔部３１における側板２８側の表面には、複数の突起３２が形成されている。複数の突起３２は、ブッシュ３０の周方向に沿って配列されている。突起３２は、上述した締結によって圧縮され押し潰される。突起３２の設置個数、大きさなどを調整することで、適切な締結力に調整することが可能である。適切な締結力であれば、剛性を高めることができ、振動の共振も抑制することが可能である。

ブッシュ３０における鍔部３１以外の部分は、ハウジング２３の挿通孔２５をなす内周面に対して全周にわたって密着している。ブッシュ３０は、樹脂により形成された樹脂ブッシュである。具体的には、ブッシュ３０は、比較的、摺動特性の高い樹脂により形成されている。摺動特性の高い樹脂としては、例えばポリアセタールなどが挙げられる。

図２及び図３に示すように、一方向クラッチ４０は、ピボット部材２６のカラー２６１と、ブッシュ３０との間に配置されている。一方向クラッチ４０は、円環状体であり、その内周面にはカラー２６１が嵌合している。また、一方向クラッチ４０の外周面は、ブッシュ３０を介して挿通孔２５に嵌まり込んでいる。一方向クラッチ４０は、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が上昇する第一方向の搖動を許容し、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が下降する第二の方向の搖動を規制する。なお、ここで言う「揺動」は「回転」、「回動」と言い換えることも可能である。一方向クラッチ４０としては、第一方向の搖動を許容し、第二方向の搖動を規制するのであれば、周知の如何なる一方向クラッチを用いることができる。ここでは、一方向クラッチの一例について説明する。

図５及び図６は、実施の形態に係る一方向クラッチ４０の概略構成を示す模式図である。図５及び図６では、内輪４１及び外輪４２を断面図で示している。図５は第一方向の許容している状態を示し、図６は第二方向の搖動を規制している状態を示している。

図５及び図６に示すように、一方向クラッチ４０は、内輪４１と、内輪４１の外方に配置された外輪４２とを備えている。内輪４１の内周面にはピボット部材２６のカラー２６１が固定されるように嵌合している。一方、外輪４２の外周面はブッシュ３０を介して挿通孔２５に嵌まり込んでいる（図２及び図３参照）。ブッシュ３０は、外輪４２の外周面と、ハウジング２３における挿通孔２５をなす内周面との間に介在している。

また、内輪４１の外周面には、複数のポケット４３が形成されており、このポケット４３のそれぞれに、バネ４４及びローラ４５が収容されている。ローラ４５は、バネ４４によって外輪４２の内周面に接触するように保たれている。例えば、図５に示すように、外輪４２が内輪４１に対して第一方向（図５中、矢印Ｙ１）で搖動する場合にはローラ４５に対する接触面圧が低くなって当該搖動が許容される。つまり、ピボット部材２６に対してハウジング２３及びステアリングコラム１２が上昇する方向への搖動が許容される。

一方、図６に示すように、外輪４２が内輪４１に対して第二方向（図５中、矢印Ｙ２）で搖動する場合にはローラ４５に対する接触面圧が高くなって抵抗となり、当該搖動を規制する。つまり、ピボット部材２６に対してハウジング２３及びステアリングコラム１２が下降する方向への搖動が規制される。

次に、実施の形態に係るチルトヒンジ機構１００の動作について説明する。

ユーザは、チルト位置を調節する際にはレバー２０をアンロック操作することにより、ロック機構をアンロック状態とする。この状態では、ステアリングコラム１２及びハウジング２３は、自重によって第二方向に搖動して下降しようとするが、一方向クラッチ４０によって当該搖動が規制されているので、ステアリングコラム１２及びハウジング２３は下降しない。

ユーザは、例えば、アンロック状態でステアリングコラム１２を第一方向に搖動させると、一方向クラッチ４０によって当該搖動が許容されているので、スムーズにステアリングコラム１２を搖動させて上昇させることができる。

一方、ユーザは、例えば、アンロック状態でステアリングコラム１２を第二方向に搖動させると、一方向クラッチ４０によって当該搖動が規制されているために、第一方向に搖動させる場合と同等の力ではステアリングコラム１２が搖動しない。しかしながら、より大きい力をステアリングコラム１２に付与すると、ブッシュ３０と一方向クラッチ４０との境界面或いはブッシュ３０とハウジング２３との境界面で滑りが生じるので、ステアリングコラム１２が第二方向に搖動し、下降する。

ここで、ステアリングコラム１２を下降させるために必要な力は、ブッシュ３０と摩擦対象物（一方向クラッチ４０またはハウジング２３）との摩擦力を上回る力となる。ブッシュ３０の肉厚、長さ、外径、締め代などの調整することで、ブッシュ３０と摩擦対象物との摩擦力を調整することができる。つまり、ステアリングコラム１２を下降させるために必要な力を調整することができる。

ユーザは、ステアリングコラム１２が所望のチルト位置に配置されると、レバー２０をロック操作することにより、ロック機構をロック状態とする。これにより、ステアリングコラム１２のチルト位置が固定される。

以上のように、本実施の形態に係るチルトヒンジ機構１００は、車体に対してステアリングコラム１２を搖動自在に支持するチルトヒンジ機構１００であって、チルト中心としてのピボット部材２６と、ピボット部材２６が挿通される挿通孔２５を有する支持部材（ハウジング２３）と、内輪４１の内周面に対してピボット部材２６が嵌合した状態で、外輪４２の外周面が挿通孔２５に対して嵌まり込む一方向クラッチ４０とを備え、一方向クラッチ４０は、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が上昇する第一方向の搖動を許容し、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が下降する第二の方向の搖動を規制する。

これによれば、一方向クラッチ４０によって、ピボット部材２６に対してステアリングコラム１２が下降する第二の方向の搖動が規制されているので、アンロック状態におけるステアリングコラム１２の下降を規制することができる。したがって、自重によるステアリングコラム１２の下降を抑制することができる。

また、万が一ロック機構によるロックが不十分であったとしても、ステアリングコラム１２の下降を抑制することが可能である。

従来では、ステアリングコラム１２の下降を規制するためにチルトバネが用いられていたが、一方向クラッチ４０を採用することにより、チルトバネも不要となる。一方向クラッチ４０はハウジング２３の挿通孔２５内に収容されているので、チルトバネよりもスペースの消費が小さい。したがって、ステアリングコラム１２周辺のスペース効率を高めることができる。

また、チルトヒンジ機構１００は、一方向クラッチ４０における外輪４２の外周面と、ハウジング２３における挿通孔２５をなす内周面との間に介在するブッシュ３０を備えている。

これによれば、一方向クラッチ４０とハウジング２３における挿通孔２５をなす内周面との間にブッシュ３０が介在しているので、所定の力を付与すれば、当該ブッシュ３０と一方向クラッチ４０との境界面或いはブッシュ３０とハウジング２３との境界面で滑りを生じさせることができる。したがって、一方向クラッチ４０によって第二の方向の搖動が規制されていたとしても、この滑りを発生させることでステアリングコラム１２を第二の方向に搖動させて下降させることができる。

また、ブッシュ３０は、樹脂製のブッシュである。

これによれば、ブッシュ３０が樹脂製のブッシュであるので、金属製のブッシュと比較しても前述した滑りを発生させやすい。また、樹脂製のブッシュであると、金属製のブッシュよりも柔軟性があるために振動を吸収することができる。さらには、締結後に押し潰される突起３２なども形成することも可能である。

また、ピボット部材２６は、固定ブラケット２７（車体側の部材）に固定されたボルト２６２（固定軸）を含み、支持部材は、ステアリングコラム１２のハウジング２３である。

これによれば、固定ブラケット２７に固定されたボルト２６２を含むピボット部材２６と、ステアリングコラム１２のハウジング２３とを備えたチルトヒンジ機構１００であっても、自重によるステアリングコラム１２の下降を抑制することができる。

以上、本発明に係るチルトヒンジ機構について、上記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い。

例えば、上記の実施の形態では、一方向クラッチ４０とハウジング２３との間にブッシュ３０が設けられている場合を例示したが、ブッシュ３０はなくてもよい。この場合、一方向クラッチ４０とハウジング２３との境界面を滑らせることで、ステアリングコラム１２を第二の方向に回転させることができる。

また、上記実施の形態では、ブッシュ３０として樹脂製のブッシュを例示した。しかし、ブッシュ３０として金属製のブッシュを用いることも可能である。

また、上記実施の形態では、ピボット部材２６のボルト２６２が、固定ブラケット２７に固定されている場合を例示した。しかしながら、ピボット部材２６のボルト２６２がハウジング２３に固定されていてもよい。この場合、ピボット部材２６が挿通される挿通孔は、車体側におけるハウジング２３以外の他の部材に設けられることになる。つまり、他の部材が本発明に係る支持部材である。この場合、一方向クラッチ４０は、内輪４１の内周面に対してピボット部材２６のボルト２６２が嵌合した状態で、外輪４２の外周面が他の部材の挿通孔に対して嵌まり込んでいる。

その他、実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

本発明は、ステアリング装置に備わるチルトヒンジ機構に適用可能である。

１０…ステアリング装置、１１…ステアリングシャフト、１２…ステアリングコラム、１３…アッパーシャフト、１４…ロアシャフト、１８…コラムブラケット、１９…取付ブラケット、２０…レバー、２１…コラムチューブ、２２…パワーアシスト部、２３…ハウジング（支持部材）、２４…支持壁、２５…挿通孔、２６…ピボット部材、２７…固定ブラケット、２８…側板、３０…ブッシュ、３１…鍔部、３２…突起、４０…一方向クラッチ、４１…内輪、４２…外輪、４３…ポケット、４４…バネ、４５…ローラ、１００…チルトヒンジ機構、２６１…カラー、２６２…ボルト、２６３…軸部、２６４…ナット、２８１…貫通孔

Claims (4)

1. 車体に対してステアリングコラムを搖動自在に支持するチルトヒンジ機構であって、
   チルト中心としてのピボット部材と、
   前記ピボット部材が挿通される挿通孔を有する支持部材と、
   内輪の内周面に対して前記ピボット部材が嵌合した状態で、外輪の外周面が前記挿通孔に対して嵌まり込む一方向クラッチとを備え、
   前記一方向クラッチは、前記ピボット部材に対して前記ステアリングコラムが上昇する第一方向の搖動を許容し、前記ピボット部材に対して前記ステアリングコラムが下降する第二の方向の搖動を規制する
   チルトヒンジ機構。
2. 前記一方向クラッチにおける前記外輪の外周面と、前記支持部材における前記挿通孔をなす内周面との間に介在するブッシュを備える
   請求項１に記載のチルトヒンジ機構。
3. 前記ブッシュは、樹脂製のブッシュである
   請求項２に記載のチルトヒンジ機構。
4. 前記ピボット部材は、前記車体側の部材に固定された固定軸を含み、
   前記支持部材は、前記ステアリングコラムのハウジングである
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のチルトヒンジ機構。

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