JP2023104296A - ステアリング装置及びステアバイワイヤ方式のステアリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】２つのアクチュエータとクランク機構を組合せることで、チルト調整、テレスコ調整、及びリトラクタブル動作を素早く行うことができる、低コストなステアリング装置及びステアバイワイヤ方式のステアリングシステムを提供する。【解決手段】車体に取付けられる固定ブラケット１２と、ステアリングシャフト２０と、ステアリングシャフト２０を内側で回転自在に支持するステアリングジャケット３０と、を備え、固定ブラケット１２とロアコラム３２間に配置されて、ロアコラム３２を軸方向に変位させる第１アクチュエータ７０と、ロアコラム３２とアッパーコラム３１間に配置されて、アッパーコラム３１を軸方向に変位させる第２アクチュエータ８０と、ロアコラム３２と揺動コラム４０との間に配置されてアッパーコラム３１とロアコラム３２の軸方向の相対変位に応じて、揺動コラム４０を揺動させるクランク機構４３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリング装置及びステアバイワイヤ方式のステアリングシステムに関し、特に、ステアリングホイールの前後方向の調整、上下方向の調整、及びステアリングホイールの格納が可能なステアリング装置及びステアバイワイヤ方式のステアリングシステムに関する。

従来の自動車においては、運転者の運転操作を容易にするため、各運転者に合わせてステアリングホイールの位置を、前後方向及び上下方向に調整可能とした機構が提案されている。また、近年、自動車の自動運転技術が急速に進展しており、近い将来、自動運転のレベルは、特定の条件下においては自動車が自動で運転を行うレベル（レベル３、４）や、完全自動運転のレベル（レベル５）にまで到達すると考えられている。このような自動運転機能を備える自動車においては、運転者がステアリングホイールを操作する必要がなくなる。このため、車内空間拡張による快適性向上を目的とし、ステアリングホイールをダッシュボード内へ格納する機能を備えたステアリング装置の開発が進んでいる。
なお、本明細書において、ステアリングホイールの前後方向の調整を「テレスコ調整」また、ステアリングホイールの上下方向の調整を「チルト調整」とも称す（テレスコは登録商標）。

特許文献１には、アッパジャケット、ミドルジャケット及びロアジャケットの３つのジャケットをテレスコープ状に組み合わせて、全長の伸縮可能量を十分に確保して、チルト調整／テレスコ調整に加えて、ステアリングホイールを格納するリトラクタブル機能も可能としたステアリング装置が開示されている。

また、特許文献２には、効率的な電動モータの利用を図ったステアリング装置として、電動モータによって回転する伝達ロッドを移動させることで、電動モータで回転駆動されるギアと、該ギアと噛合する相手ギアとの組合せを変更して、操舵操作のアシストと、テレスコ調整と、クランク機構を使用したチルト調整とを可能にするステアリング装置が開示されている。

米国特許出願公開第２０１９／２１０６３２号明細書 特開２００１－１９９３５０号公報

しかしながら、リトラクタブル機能を備えたステアリング装置では、前後方向のストロークが従来のものと比較して長くなっており、格納ポジションから運転ポジションへのステアリングホイールの移動、或いは、その逆への移動において、待ち時間が長くなる。
また、リトラクタブル機能を備えたステアリング装置では、ステアリングホイールを格納している時にテレスコ用アクチュエータが壊れると、ステアリングホイールを取り出せなくなる可能性がある。

また、特許文献１に開示されているステアリング装置では、チルト／テレスコ／リトラクタブル用にそれぞれ独立した合計３つのアクチュエータが必要であり、製造コストや機器のレイアウトの自由度の観点から改善の余地があった。

特許文献２に開示されているステアリング装置では、チルト／テレスコの切り替え動作を行う必要があり、チルト／テレスコの操作を同時に行うことができない。このためステアリングホイールを所定の位置に素早く移動させることは困難であり、さらに、ステアリングホイールを退避（リトラクタブル）させることはできなかった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チルト調整、テレスコ調整、及びリトラクタブル動作を素早く行うことができる、低コストなステアリング装置及びステアバイワイヤ方式のステアリングシステムを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 車体に取付けられる固定ブラケットと、
ステアリングホイールが接続されるステアリングシャフトと、
前記固定ブラケットに保持され、前記ステアリングシャフトを内側で回転自在に支持するステアリングジャケットと、を備えるステアリング装置であって、
前記ステアリングジャケットは、前記ステアリングホイール側から順に配置され、それぞれ軸方向の相対変位を可能に組み合わされるアッパーコラム、ロアコラム、及び固定コラムと、前記アッパーコラムに揺動自在に支持される揺動コラムと、を有し、
前記固定ブラケット又は前記固定コラムと、前記ロアコラムとの間に配置されて、前記ロアコラムを前記固定コラムに対して軸方向に変位させる第１アクチュエータと、
前記ロアコラムと前記アッパーコラムとの間に配置されて、前記アッパーコラムを前記ロアコラムに対して軸方向に変位させる第２アクチュエータと、
前記ロアコラムと前記揺動コラムとの間に配置され、前記アッパーコラムと前記ロアコラムの軸方向の相対変位に応じて、前記アッパーコラムに対して前記揺動コラムを揺動させるクランク機構と、
を備える、ステアリング装置。
（２） 前記クランク機構は、
前記ロアコラムに固定されて径方向外方に延設された第１腕部と、
前記揺動コラムに固定されて径方向外方に延設された第２腕部と、
前記第１腕部と前記第２腕部とに両端部が回動自在に連結される連結ロッドと、を備える、（１）に記載のステアリング装置。
（３） 前記第２腕部は、前記揺動コラムの左右両側面に一端部が固定された一対の鋼板を備え、該一対の鋼板は、前記一端部と、前記連結ロッドの端部を枢支する他端部との間で、互いに一体に結合されている、（２）に記載のステアリング装置。
（４） 前記第１アクチュエータは、前記固定ブラケットに配置された第１モータを有し、前記固定ブラケットに取り付けられた前記固定コラムに対して前記ロアコラムを軸方向に移動させ、
前記第２アクチュエータは、前記ロアコラムに配置された第２モータを有し、前記ロアコラムに対して前記アッパーコラムを軸方向に移動させる、（１）～（３）のいずれかに記載のステアリング装置。
（５） 前記第２アクチュエータは、前記第１アクチュエータと同時に作動可能である、（１）～（４）のいずれかに記載のステアリング装置。
（６） （１）～（５）のいずれかに記載のステアリング装置と、
前記ステアリングホイールの操舵量を測定するためのセンサと、
前記センサの出力信号に基づいて駆動されるアクチュエータを有し、一対の操舵輪に舵角を付与するための転舵装置と、
を備える、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム。

本発明のステアリング装置及びステアバイワイヤ方式のステアリングシステムによれば、２つのアクチュエータとクランク機構を組合せることで、アクチュエータを２つにして低コスト化すると共に、チルト調整、テレスコ調整、及びリトラクタブル動作を素早く行うことができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るステアリング装置を組み込んだステアバイワイヤ方式のステアリングシステムの模式図である。 図２は、図１に示すステアリング装置の斜視図である。 図３は、図２に示すステアリング装置の左側面図である。 図４は、図２に示すステアリング装置の右側面図である。 図５は、ステアリングホイールを削除して示す図３のＶ矢視図である。 図６は、図５のＶＩ－ＶＩ断面図である。 図７は、図４のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 図８は、テレスコ動作を説明するための説明図であり、（ａ）は、テレスコの基準位置にあるステアリング装置の左側面図、（ｂ）は、ステアリングホイールが上方に移動した状態のステアリング装置の左側面図、（ｃ）は、ステアリングホイールが下方に移動した状態のステアリング装置の左側面図である。 図９は、チルト動作を説明するための説明図であり、（ａ）は、ステアリングホイールが基準位置にあるステアリング装置の左側面図、（ｂ）は、ステアリングホイールが上方にチルトした状態のステアリング装置の左側面図、（ｃ）は、ステアリングホイールが下方にチルトした状態のステアリング装置の左側面図である。 図１０は、格納状態とされたステアリング装置の左側面図である。 図１１は、本発明の第２実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。 図１２は、図１１に示すステアリング装置の左側面図である。 図１３は、格納状態とされたステアリング装置の左側面図である。 図１４は、本発明の第３実施形態に係るステアリング装置の斜視図である。 図１５は、図１４に示すステアリング装置の左側面図である。 図１６は、図１４に示すステアリング装置の右側面図である。 図１７は、図１４に示すステアリング装置の下面である。

以下、本発明に係るステアリング装置及び該ステアリング装置を組み込んだステアバイワイヤ方式のステアリングシステムの各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明のステアリング装置を組み込んだステアバイワイヤ方式のステアリングシステム１は、ステアリングホイール２及び該ステアリングホイール２の操舵量を測定するためのセンサ（図示省略）を有する操舵装置３と、一対の操舵輪５に舵角を付与するための転舵装置６と、を電気的に接続してなる。すなわち、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム１では、運転者によるステアリングホイール２の操作量を、操舵装置３のセンサにより測定する。そして、センサの出力信号に基づいて、転舵装置６のアクチュエータ７を駆動し、車両の幅方向に配置されたラック軸やねじ軸などの直動軸を車両の幅方向に変位させ、一対のタイロッド８を押し引きして、一対の操舵輪５に舵角を付与する。

操舵装置３は、ステアリング装置１０と、ステアリングシャフト２０と、反力付与装置６０と、を備える。なお、操舵装置３に関して前後方向、上下方向及び幅方向（左右方向）とは、操舵装置３を車両に取り付けた状態での車両の前後方向、上下方向及び幅方向をいう。

図２～図７に示すように、ステアリング装置１０は、ステアリングコラム１１と、第１アクチュエータ７０と、第２アクチュエータ８０と、を備える。

ステアリングコラム１１は、固定ブラケット１２と、変位ブラケット１３と、リニアガイド１４と、ステアリングジャケット３０とを備え、全長を伸縮可能に構成されている。ステアリングジャケット３０は、固定ブラケット１２に保持され、ステアリングホイール２側から順に配置され、それぞれ軸方向の相対変位を可能に組み合わされるアッパーコラム３１、ロアコラム３２、及び固定コラム３３と、軸方向においてアッパーコラム３１に対してロアコラム３２と反対側に位置し、アッパーコラム３１に揺動自在に支持される揺動コラム４０と、を備える。

具体的に、固定ブラケット１２は、複数の取付ボルト１５により、図示しない車体に対して支持固定される。また、変位ブラケット１３は、複数のボルト１６によりロアコラム３２に一体に取り付けられている（図４参照）。そして、変位ブラケット１３は、リニアガイド１４を介して、固定ブラケット１２に対して軸方向の相対変位を可能に組み合わせられており、ロアコラム３２と共に軸方向に変位する。
なお、変位ブラケット１３は、リニアガイド１４の代わりに、他の案内装置によって、固定ブラケット１２に対して相対変位可能に支持されてもよい。

図６に示すように、ロアコラム３２は、略円筒形状に形成され、前側部分に大径部３４を有し、かつ、後側部分に、大径部３４よりも内径寸法が小さい小径部３５を有する。また、ロアコラム３２は、軸方向中間部（大径部３４の後側部分から小径部３５の前側の端部にかけての部分）の下面に、軸方向に伸長するスリット３６を有し、かつ、大径部３４の前側の端部及び小径部３５の前側の端部に、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの摩擦係数が小さい材料製のパッドが接着固定されたスクリュープラグ３７ａ、３７ｂが、ロアコラム３２の径方向に位置調整可能に設けられている。ロアコラム３２には、後側部分にロアコラム３２の軸線に対して略直角方向下方に延設された第１腕部３８が固定して設けられている。

また、固定コラム３３は、円筒部３３ａと、該円筒部３３ａの前側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がったフランジ部３３ｂと、を備え、円筒部３３ａの後側部分をロアコラム３２の大径部３４に隙間嵌で内嵌し、かつ、ロアコラム３２の前側のスクリュープラグ３７ａのパッドを、円筒部３３ａの前側部分の外周面に突き当てている。これにより、固定コラム３３は、ロアコラム３２が固定コラム３３に対して軸方向の相対変位が可能となるようにロアコラム３２に内嵌している。また、固定コラム３３とロアコラム３２とが軸方向に相対変位する際に、スクリュープラグ３７ａのパッドと円筒部３３ａの外周面との摺動摩擦力が調整可能である。

反力付与装置６０のハウジング６１は、固定ボルトにより固定コラム３３のフランジ部３３ｂに固定されると共に、固定ブラケット１２にも固定されている。即ち、固定コラム３３は、反力付与装置６０のハウジング６１を介して固定ブラケット１２に固定されている。

アッパーコラム３１は、略円筒形状を有し、ロアコラム３２に対し軸方向の相対変位を可能に組み合わされている。具体的には、アッパーコラム３１は、前側部分をロアコラム３２の小径部３５に隙間嵌で内嵌し、かつ、ロアコラム３２の後側に設けられたスクリュープラグ３７ｂのパッドを、アッパーコラム３１の前側部分の外周面に突き当てている。これにより、アッパーコラム３１は、ロアコラム３２に対して軸方向の相対変位が可能となるようにロアコラム３２に内嵌している。
なお、固定コラム３３の内径は、アッパーコラム３１の外径以上であるので、軸方向に変位した際に、互いに干渉することはない。

また、アッパーコラム３１は、内部に配設された一対の転がり軸受３９を介して後述する第２ステアリングシャフト２３を回転自在に支持する。アッパーコラム３１は、スクリュープラグ３７ｂのパッドを径方向に位置調整することで、アッパーコラム３１とロアコラム３２とが軸方向に相対変位する際の、スクリュープラグ３７ｂのパッドとアッパーコラム３１の外周面との摺動摩擦力が調整可能である。

アッパーコラム３１の後側部分には、揺動コラム４０が支持軸４９により上下方向に揺動自在に支持されている。アッパーコラム３１の後側部分は、円筒形状の部分３１ａから左右両側に分かれて後方に向かって延びる、平板状の被連結部３１ｂを有する。揺動コラム４０は、略円筒形状に形成された本体部４０ａと、本体部４０ａの左右両側から前側に向かって延び、アッパーコラム３１の被連結部３１ｂを左右から覆う平板状の連結部４０ｂと、を備える。連結部４０ｂには、連結部４０ｂからさらに揺動コラム４０の軸線に対して直角方向下方に延びる第２腕部４２が一体に固定されている。本体部４０ａは、内部に配設された一対の転がり軸受４１を介して後述する第１ステアリングシャフト２１を回転自在に支持する。

ロアコラム３２と揺動コラム４０とは、クランク機構４３により連結されている。クランク機構４３は、ロアコラム３２に固定されて径方向外方に延設された第１腕部３８と、揺動コラム４０に固定されて径方向外方に延設された第２腕部４２と、第１腕部３８と第２腕部４２とに両端部が回動自在に連結される所定の長さを持った連結ロッド４４と、を備える。連結ロッド４４では、第１腕部３８側の端部４４ａがピン４６により第１腕部３８に揺動自在に連結され、第２腕部４２側の端部４４ｂが、軸部４７により第２腕部４２に揺動自在に連結される。

図５に示すように、第２腕部４２は、一対の鋼板４８ａ、４８ｂによって構成され、一対の鋼板４８ａ、４８ｂの一端部（上端）は、揺動コラム４０の連結部４０ｂの左右両側面にそれぞれ固定され、他端部（下端）は、連結ロッド４４の第２腕部４２側の端部４４ｂを左右両側面から覆うと共に、第２腕部４２側の端部４４ｂに形成された軸部４７を枢支する。また、一対の鋼板４８ａ、４８ｂは、一端部と他端部との間で互いに接触する様に屈曲しており、溶接などにより互いに一体に結合されている。これにより、一対の鋼板４８ａ、４８ｂ同士の相対位置のずれがなくなり、第２腕部４２側の端部４４ｂの各軸部４７の組付けが容易になると共に、クランク動作が滑らかになる。
なお、本実施形態では、軸部４７は、第２腕部４２側の端部４４ｂに取り付けられるアクチュエータナットによって構成されている。

図４及び図５に示すように、第１アクチュエータ７０は、第１モータ７１を有し、該第１モータ７１を駆動源として、固定ブラケット１２に対して変位ブラケット１３及び変位ブラケット１３に固定されたロアコラム３２を軸方向に変位させる。第１モータ７１は、第１モータ７１の回転軸の軸線を、ステアリングジャケット３０の軸線に対して直角となる上下方向に向けて固定ブラケット１２の右側面に支持固定されている。

第１アクチュエータ７０は、第１モータ７１の出力軸の回転運動を、直線運動に変換するための送りねじ装置７２をさらに有する。送りねじ装置７２は、外周面に雄ねじ部を有し、第１モータ７１により回転駆動されるねじ軸７３と、内周面に、該雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有するナット７４と、を備える。

ねじ軸７３は、固定ブラケット１２に対し回転のみ可能に支持され、かつ、ナット７４を、変位ブラケット１３に支持固定されている。したがって、第１モータ７１により、ウォーム減速機などの減速機構を介してねじ軸７３を回転駆動することに伴い、ナット７４がねじ軸７３に沿って前後方向に変位すると、変位ブラケット１３が、変位ブラケット１３に固定されたロアコラム３２と共に、固定ブラケット１２に対し該固定ブラケット１２の軸方向、すなわち前後方向に変位する。

図２及び図６に示すように、第２アクチュエータ８０は、第２モータ８１を有し、該第２モータ８１を駆動源として、変位ブラケット１３に対しアッパーコラム３１を軸方向に変位させる。第２モータ８１は、第２モータ８１の回転軸の軸線を、ステアリングジャケット３０の軸線に対して直角となる左右方向に向けてロアコラム３２の下面に支持固定されている。

第２アクチュエータ８０は、第２モータ８１の出力軸の回転運動を、直線運動に変換するための送りねじ装置８２をさらに有する。送りねじ装置８２は、外周面に雄ねじ部を有し、第２モータ８１により回転駆動されるねじ軸８３と、内周面に、該雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有するナット８４と、を備える。

ねじ軸８３は、ロアコラム３２に対して回転のみ可能に支持され、かつ、ナット８４は、アッパーコラム３１に対して支持固定されている。具体的には、ねじ軸８３は、ロアコラム３２の大径部３４の前側部分の下面及び変位ブラケット１３の後側部分の下面に回転のみ自在に支持され、かつ、ナット８４は、ナット８４は、アッパーコラム３１の前側部分の下面に取り付けられ、ロアコラム３２の下面に形成されたスリット３６から下方に突出する支持部８５を介してアッパーコラム３１に支持固定されている。

従って、第２モータ８１により、ウォーム減速機などの減速機構を介してねじ軸８３を回転駆動することに伴い、該ねじ軸８３に沿ってナット８４が前後方向に変位すると、アッパーコラム３１が、ロアコラム３２に対し該ロアコラム３２の軸方向、すなわち前後方向に変位する。

ステアリングシャフト２０は、ステアリングホイール２側からステアリングホイール２に接続された第１ステアリングシャフト２１と、自在継手２２を介して第１ステアリングシャフト２１に接続された第２ステアリングシャフト２３と、第２ステアリングシャフト２３に軸方向の相対変位を可能に、かつ、相対回転を不能に組み合わせてなるインナーシャフト２４と、を有する。即ち、第２ステアリングシャフト２３はインナーシャフト２４に外嵌し、インナーシャフト２４の後側部分と第２ステアリングシャフト２３の前側部分とはスプライン嵌合する。

第１ステアリングシャフト２１は、前述したように、揺動コラム４０の本体部４０ａの内部に一対の転がり軸受４１を介して回転自在に支持される。また、第２ステアリングシャフト２３は、アッパーコラム３１の内部に一対の転がり軸受３９を介して回転自在に支持される。したがって、ステアリングシャフト２０は、ステアリングコラム１１の伸縮に伴って伸縮する。

また、自在継手２２の左右に延びる軸部分は、揺動コラム４０の左右側面に設けられた支持軸４９と同軸に配置されている。したがって、アッパーコラム３１に対する揺動コラム４０の揺動に合わせて、第１ステアリングシャフト２１が第２ステアリングシャフト２３に対して揺動する。

ステアリングシャフト２０の後側の端部、すなわち第１ステアリングシャフト２１の後側の端部には、ステアリングホイール２が支持される。また、ステアリングシャフト２０の前側の端部、すなわちインナーシャフト２４の前側の端部には、ステアリングホイール２に操作反力を付与するための反力付与装置６０が接続されている。

反力付与装置６０は、ハウジング６１と、反力付与モータ（不図示）と、減速機とを備える。反力付与装置６０は、運転者によりステアリングホイール２が操作された場合に、反力付与モータを駆動し、反力付与モータのトルクを、ハウジング６１の内側に収納された減速機により増大してから、ステアリングシャフト２０に付与する。これにより、ステアリングホイール２に操作反力を付与する。なお、ステアリングホイール２に付与される反力の大きさは、センサにより取得したステアリングホイール２の操舵角やステアリングシャフト２０に加わるトルクなどに応じて決定される。減速機は、例えばウォーム減速機により構成される。

次に、図８から図１０を参照して、ステアリング装置１０の作用について詳細に説明する。図８の（ａ）から図８の（ｃ）は、ステアリング装置１０のテレスコ動作を説明するための説明図であり、図８の（ａ）は、ステアリングホイール２が基準位置（中立位置）にある状態のステアリング装置１０の左側面図であり、図８の（ｂ）は、ステアリングホイール２が後方に移動した状態のステアリング装置１０の左側面図であり、図８の（ｃ）は、ステアリングホイール２が前方に移動した状態のステアリング装置１０の左側面図である。

図８の（ａ）に示すように、ステアリング装置１０の基準位置においては、ロアコラム３２及びアッパーコラム３１は、ロアコラム３２が固定コラム３３に対して伸縮でき、且つ、アッパーコラム３１がロアコラム３２に対して伸縮できるように、それぞれ中立位置にある。

この基準位置において、反力付与装置６０の取付け位置を基準点Ｐとすると、基準点Ｐからロアコラム３２の後側端部Ｐ１までの長さをＡとし、後側端部Ｐ１から揺動コラム４０の支持軸４９までの長さをＢとし、基準点Ｐからステアリングホイール２までの長さをＥとする。

上記した基準位置にあるステアリングホイール２を後方に移動させる（テレスコ調整）際には、図８の（ｂ）に示すように、第２モータ８１には通電せず、即ち、後側端部Ｐ１から揺動コラム４０の支持軸４９までの長さＢは一定に維持したまま、第１モータ７１に通電して、送りねじ装置７２のねじ軸７３を回転駆動して、ナット７４を後方向に変位させることでロアコラム３２を固定ブラケット１２に対して軸方向後方に移動させる。

これにより、基準点Ｐから後側端部Ｐ１までの長さＡは、長さＡからＡ１に変化して長さＣだけ後方に伸びる。これに伴ってステアリングホイール２も後方に長さＣだけ移動する。即ち、ステアリングホイール２が後方にテレスコ調整される。そして、ステアリングホイール２の前後位置を所望の位置に調節した後は、第１モータ７１への通電を停止する。

また、基準位置にあるステアリングホイール２を前方に移動させる（テレスコ調整）際には、図８の（ｃ）に示すように、第２モータ８１には通電せず、即ち、後側端部Ｐ１から揺動コラム４０の支持軸４９までの長さＢは一定に維持したまま、第１モータ７１に通電して、送りねじ装置７２のねじ軸７３を回転駆動して、ナット７４を前方に変位させることでロアコラム３２を固定ブラケット１２に対して軸方向前方に移動させる。

これにより、基準点Ｐから後側端部Ｐ１までの長さＡは、長さＡからＡ２に変化して長さＤだけ縮む。これに伴ってステアリングホイール２も前方に長さＤだけ移動する。即ち、ステアリングホイール２が前方にテレスコ調整される。そして、ステアリングホイール２の前後位置を所望の位置に調節した後は、第１モータ７１への通電を停止する。
したがって、第１アクチュエータ７０のみを駆動することで、テレスコ調整のみを行うことができる。

次に、チルト調整について説明する。図９の（ａ）から図９の（ｃ）は、ステアリング装置１０のチルト動作を説明するための説明図であり、図９の（ａ）は、図８の（ａ）と同じであり、ステアリングホイール２が基準位置にある状態のステアリング装置１０の左側面図であり、図９の（ｂ）は、ステアリングホイール２が上方にチルトした状態のステアリング装置１０の左側面図であり、図９の（ｃ）は、ステアリングホイール２が下方にチルトした状態のステアリング装置１０の左側面図である。

図９の（ａ）に示す基準位置にあるステアリングホイール２を上方にチルトさせる（チルト調整）際には、図９の（ｂ）に示すように、第２モータ８１に通電して送りねじ装置８２のねじ軸８３を回転駆動して、ナット８４を前方に変位させることでアッパーコラム３１をロアコラム３２に対して軸方向前方に移動させる。これにより、長さＢが長さＦに短くなる。

ロアコラム３２とアッパーコラム３１間の長さが短くなると、一定長さの連結ロッド４４を有するクランク機構４３の作用により第２腕部４２が支持軸４９を中心として図中反時計方向に回動してステアリングホイール２を上方にチルトさせる。そして、ステアリングホイール２の上下位置を所望の位置に調節した後は、第２モータ８１への通電を停止する。

また、このチルト調整によりアッパーコラム３１がロアコラム３２に対して軸方向前方に移動することで、ステアリングホイール２の位置がその移動長さだけ前方に移動して基準点Ｐからの距離が短くなる。即ち、第２モータ８１は、テレスコ調整とチルト調整とを同時に実行する。そこで、第１モータ７１に通電して、この短くなった長さＧ（Ｇ＝Ｂ－Ｆ）だけロアコラム３２を固定ブラケット１２に対して軸方向後方に移動させて補正し、ステアリングホイール２を元の位置に維持する。勿論、この補正は、必要な場合に行えばよく、省略することもできる。

また、図９の（ａ）に示す基準位置にあるステアリングホイール２を下方にチルトさせる（チルト調整）際には、図９の（ｃ）に示すように、第２モータ８１に通電して送りねじ装置８２のねじ軸８３を回転駆動して、ナット８４を後方に変位させることでアッパーコラム３１をロアコラム３２に対して軸方向後方に移動させる。これにより、長さＢが長さＨに長くなる。

クランク機構４３の一辺を構成するロアコラム３２とアッパーコラム３１間の長さが長くなると、一定長さの連結ロッド４４を有するクランク機構４３の作用により第２腕部４２が支持軸４９を中心として図中時計方向に回動してステアリングホイール２が下方にチルトする。そして、ステアリングホイール２の上下位置を所望の位置に調節した後、第２モータ８１への通電を停止する。

また、このチルト調整によりアッパーコラム３１がロアコラム３２に対して軸方向後方に移動することで、ステアリングホイール２の位置がその分だけ後方に移動して基準点Ｐからの距離が長くなる。そこで、第１モータ７１に通電して、ロアコラム３２を固定ブラケット１２に対して軸方向前方に長さＪ（Ｊ＝Ｈ－Ｂ）だけ移動させることで、長くなった分を補正してステアリングホイール２を元の位置に維持する。勿論、この補正作業は、必要な場合に行えばよく、省略することもできる。

次に、図１０を参照してステアリングホイール２の格納について説明する。ステアリングホイール２をダッシュボード内などに格納する際には、第１モータ７１に通電してロアコラム３２を固定ブラケット１２に対して軸方向前方に最大限移動させ、かつ第２モータ８１に通電してアッパーコラム３１をロアコラム３２に対して軸方向前方に最大限移動させる。これにより、ステアリングホイール２は、ロアコラム３２及びアッパーコラム３１の軸方向前方への移動長さの合計長さだけ前方に移動（テレスコ）する。また、同時にステアリングホイール２は、クランク機構４３の作用により図中反時計方向に最大角度だけ回動して図１０に示す格納状態になる。なお、図中、一点鎖線Ｘは、一例として、ダッシュボードの前面位置を一部表している。

第１モータ７１と第２モータ８１による作動は、同時に行うことも、独立して行うこともできる。第１モータ７１と第２モータ８１を同時に作動させれば、第２モータ８１によるチルト調整及びテレスコ調整と、第１モータ７１によるテレスコ調整とを同時に行うことができ、ステアリングホイール２の格納作業を、素早く行ってステアリングホイール格納の待ち時間を短縮することができる。また、ステアリングホイール２の格納ポジションから運転ポジションへの移動も同様に素早く行うことができる。
なお、ステアリングホイール２は、図に示す円形に限定されず、格納し易いような大きさ及び任意の形状にすることもできる。
また、連結ロッド４４は、第１モータ７１と第２モータ８１によるいずれの作動においても、伸縮せず、一定長さを有している。

以上説明したように、本実施形態のステアリング装置１０によれば、従来の機構では、テレスコ用の２つのアクチュエータ、及びチルト用の１つのアクチュエータの合計３つのアクチュエータが必要であったのに対して、２つのアクチュエータとクランク機構を組合せることで、チルト調整、テレスコ調整、及びリトラクタブル動作を有するステアリング装置１０を構成でき、ステアリング装置１０のコストを大幅に削減できる。また、テレスコの調整長さは、２つのアクチュエータ（第１アクチュエータ及び第２アクチュエータ）の調整長さの合計長さであり、テレスコ用のアクチュエータが１つであるステアリング装置１０と比較して、テレスコ調整長さを長くすることができる。

さらに、２つのアクチュエータを同時に作動させてテレスコ調整及びチルト調整を同時に行って、ステアリングホイール２の位置調整を短時間で素早く行うことができる。なお、ステアリングホイール２のテレスコ調整（前後位置の調節）と、チルト調整（上下位置の調節）とは、同時に行うこともできるし、独立して行うこともできる。さらに、第１アクチュエータ７０と第２アクチュエータ８０とのうちのいずれか一方のアクチュエータに故障などの不具合が生じた場合でも、他方のアクチュエータにより、ステアリングホイール２をテレスコ調整することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るステアリング装置１０Ａを図１１～図１３を参照して説明する。本実施形態に係るステアリング装置１０Ａは、ロアコラム３２と揺動コラム４０とを連結するクランク機構４３がステアリングジャケット３０の上側に配置されている点で第１実施形態のステアリング装置１０と異なる。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

具体的には、ロアコラム３２の後側部分に、第１腕部３８がロアコラム３２の軸線に対して略直角方向上方に延設されて固定されている。また、揺動コラム４０の連結部４０ｂに、第２腕部４２が揺動コラム４０の軸線に対して直角方向上方に延設されて一体に固定されている。そして、第１腕部３８と第２腕部４２との先端同士が連結ロッド４４で揺動自在に連結される。

本実施形態に係るステアリング装置１０によれば、図１３に示すように、第１モータ７１に通電してロアコラム３２を固定ブラケット１２に対して軸方向前方に最大限移動させ、かつ第２モータ８１に通電してアッパーコラム３１をロアコラム３２に対して軸方向前方に最大限移動させる。これにより、ステアリングホイール２は、クランク機構４３の作用により第１実施形態と反対方向の図中時計方向に最大角度だけ回動すると共に、軸方向前方へ移動してステアリングホイール２の格納状態になる。このように、ステアリングホイール２が時計方向に最大角度だけ下方に回動するので、ステアリングホイール２がダッシュボードに格納し易い状態となる。
その他の構成及び作用については、本発明の第１実施形態のステアリング装置１０と同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るステアリング装置１０Ｂについて、図１４～図１７を参照して説明する。本実施形態に係るステアリング装置１０Ｂは、第１モータ７１及び第２モータ８１のレイアウトにおいて、第１実施形態に係るステアリング装置１０と異なる。なお、第１実施形態と同一又は同等部分には、同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

具体的に、第１実施形態に係るステアリング装置１０では、第１モータ７１及び第２モータ８１の回転軸の軸線が、いずれもステアリングジャケット３０の軸線と直交するように固定ブラケット１２及びロアコラム３２に対して支持固定されている。一方、本実施形態のステアリング装置１０Ｂでは、第１モータ７１及び第２モータ８１のいずれにおいても、回転軸の軸線が、ステアリングジャケット３０の軸線と平行に配置されている。

本実施形態のステアリング装置１０Ｂによれば、２つのアクチュエータ７０、８０の第１モータ７１及び第２モータ８１のいずれもが、回転軸の軸線をステアリングジャケット３０の軸線と平行に配置されているので、ステアリング装置１０の径方向寸法、即ち、車幅方向及び上下方向における寸法が小さくなり、レイアウト性が向上する。
その他の構成及び作用については、本発明の第１実施形態のステアリング装置１０と同様である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記の各実施形態では、ステアリング装置１０をステアバイワイヤ方式のステアリングシステム１の操舵装置３に適用した例について説明したが、本発明のステアリング装置１０は、これに限定されず、ステアリングシャフト２０の前側の端部を、ステアリングギヤユニットの入力軸（ピニオン軸）に、自在継手や中間シャフトを介して機械的に接続した機械式のステアリングシステムに適用することもできる。なお、機械式のステアリングシステムは、運転者によるステアリングホイールの操作に要する力を低減するためのアシスト装置を備えることができる。すなわち、本発明のステアリング装置１０は、電動パワーステアリングシステムなどのパワーステアリングシステムに適用することができる。

また、上記実施形態では、連結ロッドは、ロアコラムから延設された第１腕部、揺動コラムから延設された第２腕部にそれぞれ連結されているが、ロアコラムや揺動コラムの軸中心から上下方向にオフセットした位置で連結ロッドを揺動自在に支持できれば、連結ロッドは、ロアコラムや揺動コラムに直接連結されてもよい。

また、上記実施形態では、固定コラム３３は、ロアコラム３２の内周側に配置されているが、本発明はこれに限らず、固定コラム３３は、ロアコラム３２の外周側に配置されてもよい。
さらに、上記実施形態では、第１アクチュエータ７０は、固定ブラケット１２とロアコラム３２との間に配置されているが、本発明はこれに限らず、第１アクチュエータ７０は、固定コラム３３とロアコラム３２との間に配置されてもよい。

１ ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム
２ ステアリングホイール
５ 操舵輪
６ 転舵装置
７ 転舵装置のアクチュエータ
１０，１０Ａ，１０Ｂ ステアリング装置
１２ 固定ブラケット
２０ ステアリングシャフト
３０ ステアリングジャケット
３１ アッパーコラム
３２ ロアコラム
３３ 固定コラム
３８ 第１腕部
４０ 揺動コラム
４２ 第２腕部
４３ クランク機構
４４ 連結ロッド
４８ａ、４８ｂ 鋼板
７０ 第１アクチュエータ
７１ 第１モータ
８０ 第２アクチュエータ
８１ 第２モータ

Claims (6)

1. 車体に取付けられる固定ブラケットと、
   ステアリングホイールが接続されるステアリングシャフトと、
   前記固定ブラケットに保持され、前記ステアリングシャフトを内側で回転自在に支持するステアリングジャケットと、を備えるステアリング装置であって、
   前記ステアリングジャケットは、前記ステアリングホイール側から順に配置され、それぞれ軸方向の相対変位を可能に組み合わされるアッパーコラム、ロアコラム、及び固定コラムと、前記アッパーコラムに揺動自在に支持される揺動コラムと、を有し、
   前記固定ブラケット又は前記固定コラムと、前記ロアコラムとの間に配置されて、前記ロアコラムを前記固定コラムに対して軸方向に変位させる第１アクチュエータと、
   前記ロアコラムと前記アッパーコラムとの間に配置されて、前記アッパーコラムを前記ロアコラムに対して軸方向に変位させる第２アクチュエータと、
   前記ロアコラムと前記揺動コラムとの間に配置され、前記アッパーコラムと前記ロアコラムの軸方向の相対変位に応じて、前記アッパーコラムに対して前記揺動コラムを揺動させるクランク機構と、
   を備える、ステアリング装置。
2. 前記クランク機構は、
   前記ロアコラムに固定されて径方向外方に延設された第１腕部と、
   前記揺動コラムに固定されて径方向外方に延設された第２腕部と、
   前記第１腕部と前記第２腕部とに両端部が回動自在に連結される連結ロッドと、を備える、請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記第２腕部は、前記揺動コラムの左右両側面に一端部が固定された一対の鋼板を備え、該一対の鋼板は、前記一端部と、前記連結ロッドの端部を枢支する他端部との間で、互いに一体に結合されている、請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記第１アクチュエータは、前記固定ブラケットに配置された第１モータを有し、前記固定ブラケットに取り付けられた前記固定コラムに対して前記ロアコラムを軸方向に移動させ、
   前記第２アクチュエータは、前記ロアコラムに配置された第２モータを有し、前記ロアコラムに対して前記アッパーコラムを軸方向に移動させる、請求項１～３のいずれか１項に記載のステアリング装置。
5. 前記第２アクチュエータは、前記第１アクチュエータと同時に作動可能である、請求項１～４のいずれか１項に記載のステアリング装置。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載のステアリング装置と、
   前記ステアリングホイールの操舵量を測定するためのセンサと、
   前記センサの出力信号に基づいて駆動されるアクチュエータを有し、一対の操舵輪に舵角を付与するための転舵装置と、
   を備える、ステアバイワイヤ方式のステアリングシステム。

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