JP3989323B2

JP3989323B2 - チルト式ステアリングコラム装置

Info

Publication number: JP3989323B2
Application number: JP2002222764A
Authority: JP
Inventors: 浩二有原
Original assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Current assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: US20040023746A1; EP1386820A1; DE60316233T2; EP1386820B1; DE60316233D1; JP2004058927A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングホイールが運転者の手前で上下方向に移動して最適ドライビングポジションを設定できる自動車のチルト式ステアリングコラム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリングホイールは、リンク機構を用いてジャケットチューブを傾動させることによって運転者の手前で上下方向に移動し、最適ドライビングポジションが設定できるようになっている。
【０００３】
例えば、特開平４９−１１６７４２号公報には、本願の図８に示すように、ベルクランク３６を用いてジャケットチューブ３７を傾動させ、ステアリングホイール３８を上下動させるチルト式ステアリングコラム装置３５が開示されている。
【０００４】
車体に固定されたブラケット４０にリンク部材３９の上端が回転可能に結合され、該リンク部材３９の下端に回転中心Ｗを介してＴ字形のベルクランク３６の一方の腕３６ａの一端が回転可能に取り付けられている。つまり、ベルクランク３６の回転中心Ｗは、ブラケット４０に対して揺動可能になっている。
【０００５】
ベルクランク３６の一方の腕３６ａの他端は、ジャケットチューブ３７に回転可能に支持されており、ベルクランク３６の他方の腕３６ｂの下端は、液圧シリンダー４１を介して、ジャケットチューブ３７に連係している。液圧シリンダー４１は、シリンダーケース４１ａとシリンダーロッド４１ｂとから大略構成され、シリンダーケース４１ａは、ベルクランク３６の他方の腕３６ｂの下端に回転可能に支持されていると共に、シリンダーロッド４１ｂの先端部は、ジャケットチューブ３７に回転可能に支持されている。尚、４２は、ジャケットチューブ３７を回転可能に車体に支持するブラケットである。
【０００６】
そして、この液圧シリンダー４１がロック状態では、シリンダーケース４１ａに対してシリンダーロッド４１ｂが保持固定された状態となり、液圧シリンダー４１の長さは一定に保たれる。液圧シリンダー４１がロック解除状態では、この液圧シリンダー４１の軸方向に沿った外力によって、シリンダーケース４１ａに対してシリンダーロッド４１ｂが相対移動可能となり、シリンダーロッド４１ｂのストローク範囲内で液圧シリンダー４１の長さを変えることができる。
【０００７】
つまり、このチルト式ステアリングコラム装置３５は、液圧シリンダー４１をロック解除状態にして運転者に合った位置までステアリングホイール３８を上下方向に動かした後に、液圧シリンダー４１をロック状態にすることで、ステアリングホイール３８の高さ調整を行なうことができる。
【０００８】
また、特表平７−５０６３０８号公報に開示されたチルト式ステアリングコラム装置４５においては、本願の図９に示すように、車体に固定されたブラケット４７に回転中心Ｙを介してベルクランク４４の中間部が回転可能に支持され、このベルクランク４４の一端にジャケット４８が取り付けられている。つまり、ベルクランク４４は、所定位置に固定された回転中心Ｙ回りに回転可能となっている。
【０００９】
ベルクランク４４の一方の腕４４ａの先端にはジャケットチューブ４８が回転自在に支持されており、ベルクランク４４の他方の腕４４ｂの下端は、電動機４９を介してジャケットチューブ４８に連結されている。
【００１０】
電動機４９は、本体部４９ａとロッド部４９ｂとから大略構成され、本体部４９ａは、ジャケットチューブ４８に回転可能に連結されていると共に、ロッド４９ｂは、ベルクランク４４の他方の腕４４ｂの下端に回転可能に連結されている。
【００１１】
そして、電動機４９を作動させると、本体部４９ａから突出するロッド部４９ｂの突出量が変化し、この変化量に応じてベルクランク４４が回転中心Ｙ回りに回転し、かつジャケットチューブ４８が傾動する。電動機４９を作動させないと、本体部４９ａからのロッド部４９ｂの突出量が一定に保持されるため、ベルクランク４４が回転せず、ジャケットチューブ４８は固定される。
【００１２】
また、このチルト式ステアリングコラム装置４５はその構造上、ジャケットチューブ４８をチルト回転中心Ｚ回りに傾動させる際にチルト回転中心Ｚが車体前後方向に揺動する。つまり、このチルト式ステアリングコラム装置４５は、電動機４９によりロッド部４９ｂの長さを変化させてベルクランク４４を回転させることによって、ジャケットチューブ４８を車体前後方向に揺動させながらジャケットチューブ４８を傾動させ、ステアリングホイール４７の高さ調整を行っている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のチルト式ステアリングコラム装置３５においてエアバックを付けるためには、強度と剛性を確保する必要があり、ベルクランク３６及びリンク部材３９を大きくかつ重くしなければならず、製造コストも増加してしまうという問題がある。
【００１４】
そして、後者のチルト式ステアリングコラム装置４５においては、ブラケット４７に対してベルクランク４４のみでジャケットチューブ４８を支持することになるため、ベルクランク４４に必要な強度と剛性を確保するために、ベルクランク４４を大きくかつ重くしなければならず、製造コストも増加してしまう。
【００１５】
さらに、後者のチルト式ステアリングコラム装置４５においては、ジャケットチューブ４８を傾動させる際に、チルト回転中心Ｚが車体前後方向に揺動するため、ステアリングホイール５０が運転者に対して過度に進退してしまう虞がある。ステアリングホイール５０の運転者に対する進退量を少なくするためには、ベルクランク４４の一方の腕４４ａの長さを短くし、回転中心Ｙと一方の腕４４ａの先端のジャケットチューブ４８との結合部との距離を短くすればよいが、そうすると、ステアリングホイール４７のチルト量も少なくなってしまう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールを有するステアリングシャフトを回転自在に支持するためのジャケットチューブを設け、該ジャケットチューブをチルト回転中心軸を中心として回動自在に設け、該チルト回転中心よりも前記ステアリングホイール側に固定ブラケットを配置して車体に固定し、該固定ブラケットに前記チルト回転中心軸を中心とする円弧に沿って長穴を形成すると共に該長穴に前記ジャケットチューブに設けられた傾動入力軸を挿通させ、
前記固定ブラケットの前記長穴より前記チルト回転中心軸側に穴を形成すると共に該穴に偏心ブッシュを介装し、該偏心ブッシュの偏心位置に回転中心軸を介して揺動可能かつ回転可能にベルクランクを支持し、該ベルクランクの一方の腕に前記傾動入力軸を回転自在に支持し、前記傾動入力軸を前記長穴に沿って移動させるため前記ベルクランクの他方の腕を移動させるベルクランク駆動手段を設けたことを特徴としている。ベルクランク駆動手段でベルクランクの他方の腕を動かすと、ベルクランクは、固定ブラケットに対して偏心ブッシュの回転により回転中心軸を揺動させながら回転する。そして、回転中心軸の揺動中心と傾動入力軸との距離を変化させながらベルクランクの一方の腕により支持する傾動入力軸が長穴の長軸方向に沿って移動し、ジャケットチューブが傾動する。
【００１７】
これによって、ベルクランクの回転中心軸の回転軌跡が、ジャケットチューブの傾動入力軸が設けられた位置の回転軌跡に追従して変化し、ジャケットチューブを傾動させる際にこじれが発生しない。
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置２を示しており、図１はジャケットチューブ４がチルト中立位置にある状態を示し、図２はジャケットチューブ４がチルト上段位置にある状態を示し、図３はジャケットチューブ４がチルト下段位置にある状態を示している。
【００２０】
このチルト式ステアリングコラム装置２は、車体に固定された車体前方側ブラケット６及び固定ブラケットである車体後方側ブラケット８により、車体前後方向の２点でジャケットチューブ４が車体に支持されており、ジャケットチューブ４は、車体前方側ブラケット６のチルト回転中心軸１０を回転中心として、傾動する。尚、１２はステアリングホイール取り付け部である。
【００２１】
チルト回転中心軸１０は、前記車体前方側ブラケット６とジャケットチューブ４の一端に固定された第１補助ブラケット１４との間に設けられており、チルト回転中心軸１０はジャケットチューブ４の軸心と直交している。
【００２２】
ジャケットチューブ４には、このチルト回転中心軸１０よりもステアリングホィール側の位置に、傾動入力軸１６が設けられている。この傾動入力軸１６は、ジャケットチューブ４に固定された第２補助ブラケット１８を介して設けられており、傾動入力軸１６はジャケットチューブ４の軸心と直交している。
【００２３】
図１〜図４に示すように、この傾動入力軸１６は、車体後方側ブラケット８に形成された係合部としての長穴２０に該長穴２０の長軸方向に沿って摺動可能に係合している。長穴２０に対する傾動入力軸１６の摺動性を良好とすると共に、傾動入力軸１６と長穴２０とが直接接触することによって生じる金属音の発生を防止するため、長穴２０には樹脂製のガイド部材２１（図４（ａ）参照）が嵌め込まれている。
【００２４】
この長穴２０の中心線Ｐは円弧に沿って形成され、該中心線Ｐの曲率は、チルト回転中心１０を中心とする前記傾動入力軸１６の回転軌跡の曲率と一致する。
【００２５】
図４に示すように、略Ｕ字形に形成されたベルクランク２２が設けられ、ベルクランク２２は上部の腕２２ａ（図３参照）と下部の腕２２ｂとを有する。そして、上部の腕２２ａの後方（一方の腕）が、ジャケットチューブ４に第２補助ブラケット１８を介して設けられた前記傾動入力軸１６に、回転可能に支持されている。
【００２６】
図４に示すように、車体後方側ブラケット８の車体前方側の左右には穴が形成され、該穴に後述する偏心ブッシュ２６が入っている。一方、図４に示すように、ベルクランク２２の上部の腕２２ａの前方には、略Ｕ字形の左右の部分に穴が形成され、該穴にカラー２９が配設されている。そして、偏心ブッシュ２６とカラー２９とが回転中心軸２４を構成するボルト（図示せず）によって回転自在に軸支されている。
【００２７】
すなわち、図１のように、ベルクランク２２の上部の腕２２ａの前方には、略Ｕ字形の左右部分が車体後方側ブラケット８に、偏心ブッシュ２６と回転中心軸２４であるボルトとを介して、上記ベルクランク２２が揺動可能かつ回転可能に支持されている。そして、上部の腕２２ａと下部の腕２２ｂとからなるベルクランク２２の下部の腕（他方の腕）２２ｂにナット３１が支持されている。該ナット３１にはベルクランク駆動手段である電動アクチュエータ２８のロッド部２８ｂがねじ込まれており、該ロッド部２８ｂの回転によりナット３１がロッド部２８ｂに沿って移動する
【００２８】
ここで、偏心ブッシュ２６について詳述すると、ベルクランク２２の回転中心軸２４の中心Ｒは、図５に示すように、偏心ブッシュ２６の回転中心Ｓから所定の偏心距離αだけ離れた位置に配置されている。そのため、ベルクランク２２は車体後方側ブラケット８に対して、揺動可能かつ回転可能に支持されることになる。つまり、偏心ブッシュ２６の存在により車体後方側ブラケット８に対して回転中心軸２４が揺動可能であり、該回転中心軸２４の存在により偏心ブッシュ２６に対してベルクランク２２が回転可能である。
【００２９】
前記電動アクチュエータ２８は、第３補助ブラケット３０を介してジャケットチューブ４に取り付けられており、該第３補助ブラケット３０に回転可能に取り付けられた本体部２８ａと、この本体部２８ａから突出したロッド部２８ｂとから構成される。そして、本体部２８ａに内蔵されたモータを回転させることによって、ロッド部２８ｂを回転させることができ、該ロッド部２８ｂが回転すると、該ロッド部２８ｂにねじ込まれたナット３１がロッド部２８ｂに沿って移動する。
【００３０】
このチルト式ステアリングコラム装置２においては、ナット３１の移動量を変えることで、ベルクランク２２の下部の腕２２ｂが車体前後方向へ動き、ベルクランク２２が回転する。すなわち、ナット３１を車体後方へ移動させると、ベルクランク２２が反時計方向に回転し、図２に示すように、ベルクランク２２の上部の腕２２ａに支持された傾動入力軸１６が長穴２０内を上方に向かって移動し、ジャケットチューブ４が反時計方向に回転して、ステアリングホイール（図示せず）の位置が上昇する。一方、ナット３１を車体前方へ移動させると、ベルクランク２２が時計方向に回転し、図３に示すように、ベルクランク２２の上部の腕２２ａに支持された傾動入力軸１６が長穴２０内を下方に向かって移動し、ジャケットチューブ４が時計方向に回転して、ステアリングホイール（図示せず）の位置が下降する。
【００３１】
尚、電動アクチュエータ２８の本体部２８ａとロッド部２８ｂとは、一体の剛体とみなせるので、このチルト式ステアリングコラム装置２においては、ナット３１の位置を変えるときのみ、ジャケットチューブ４が傾動する。
【００３２】
図６及び図７は、上述した実施例におけるチルト式ステアリングコラム装置２を模式的に表した説明図である。図中のＡ点は傾動入力軸１６とベルクランク２２の一方の腕２２ａとの回転対偶点、Ｂ点はチルト回転中心軸１０と車体前方側ブラケット６との回転対偶点、Ｃ点は偏心ブッシュ２６とベルクランク２２の回転中心軸２４との回転対偶点、Ｄ点は偏心ブッシュ２６の回転中心Ｓと車体後方側ブラケット８の回転対偶点、Ｅ点はベルクランク２２の他方の腕２２ｂと電動アクチュエータ２８のロッド部２８ｂとの回転対偶点、Ｆ点は電動アクチュエータ２８の本体部２９ａとジャケットチューブ４との回転対偶点、をそれぞれ示している。また、上述した偏心距離αは、図６及び図７におけるＤＣ間の長さに相当する。電動アクチュエータ２８によって、ＥＦ間の距離を変化させることで、運転者に対するステアリングホイールの位置が調整される。
【００３３】
偏心ブッシュ２６を用いることなく車体後方側ブラケット８に対して単に回転中心軸２４を回転可能に支持させると、ベルクランク２２は、その回転に伴い傾動入力軸１６を、回転中心軸２４と傾動入力軸１６との軸間距離を曲率半径とする軌跡Ｑ（図１〜図３を参照）に沿って回転させようとする。
【００３４】
しかしながら、偏心ブッシュ２６を用いることによって、ベルクランク２２の回転に伴い回転中心軸２４が車体後方側ブラケット８に対して揺動するため、ベルクランク２２の傾動入力軸１６が支持された位置の回転軌跡を、チルト回転軸１０を中心とするジャケットチューブ４上の傾動入力軸１６の回転軌跡と一致させることが可能となる。換言すれば、偏心ブッシュ２６を用いることによって、上述した長穴２０の中心線Ｐと、上述した軌跡Ｑと、の誤差量Ｕ（図２及び図３を参照）を吸収することができる。
【００３５】
すなわち、上述した構成のチルト式ステアリングコラム装置２においては、偏心ブッシュ２６を介して、ベルクランク２２の回転中心軸２４を車体後方側ブラケット８に支持させることによって、ベルクランク２２が回転した際にこじれが発生することがなく、ジャケットチューブ４の傾動を円滑に行うことができる。
【００３６】
また、チルト回転中心軸１０は、常に一定位置に保持された状態となり、車体前後方向に揺動することはないので、ジャケットチューブ４が車体前後方向に移動することがなく、ステアリングホイールの運転者に対する進退量を最小限にすることができる。
【００３７】
そして、偏心ブッシュ２６を用いることによって、リンク機構の部品点数を少なくすることができ、チルト式ステアリングコラム装置２全体の小型化を図ることができ、チルト式ステアリングコラム装置２の設計自由度が高くなると共に、総じて高剛性、高強度にチルト式ステアリングコラム装置２を製作することができる。また、設計自由度が高くなるため、より様々な体格の運転者に対してステアリングホイールの最適位置を設定することが可能となる。
【００３８】
尚、上述したチルト式ステアリングコラム装置２の基本動作に必要な機構は全て回転対偶で構成されているため、従来から有る回転軸受けを使用することができ、ガタが非常に少なく剛性を確保しやすい。
【００３９】
そして、傾動入力軸１６を車体後方側ブラケット８に設けられた長穴２０に係合させることによって、ジャケットチューブ４の軸方向荷重を車体後方側ブラケット８で支持することができる。すなわち、車体前方側ブラケット６と車体後方側ブラケット８とによって、ジャケットチューブ４の軸方向荷重を分担して支持することができるので、総じて、チルト式ステアリングコラム装置２の剛性を向上させることができる。尚、車体上下方向荷重についても、長穴２０に傾動入力軸１６を係合させることによって、車体前方側ブラケット６と車体後方側ブラケット８とで分担して支持することができる。また、通常、車体後方側ブラケット８は、車体衝突時の衝突エネルギーを吸収する構造となっているため、長穴２０を設けることによりこの衝突エネルギーが車体後方側ブラケット８に円滑に伝達されることとなり、乗員保護性能を向上させることができる。
【００４０】
さらに、このチルト式ステアリングコラム装置２は、車体に取り付ける際に、車体後方側ブラケット８が回転することがないので、組み付け作業を容易にすることができる。
【００４１】
尚、上述した実施例においては、偏心ブッシュ２６と回転中心軸２４とを用いて、ベルクランク２２を車体後方側ブラケット８に対して揺動可能かつ回転可能に支持しているが、例えば、車体後方側ブラケット８に円柱形状の支持軸を設け、ベルクランク２２の回転中心軸２４の端面に、回転中心軸２４の中心Ｒに対して偏心した円形断面の収容凹部を形成し、この収容凹部に軸受け等を介して上記支持軸を支持することによって、偏心ブッシュ２６を用いることなく、ベルクランク２２の回転中心軸２４を、車体後方側ブラケット８に対して揺動可能かつ回転可能に支持するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、固定ブラケットに穴を形成すると共に該穴に偏心ブッシュを介装し、該偏心ブッシュの偏心位置に回転中心軸を介して回転自在にベルクランクを支持し、該ベルクランクを固定ブラケットに揺動可能かつ回転可能に支持することによって、装置全体の部品点数を削減しつつ、ジャケットチューブを傾動させた際に、こじれが発生することを防止することができ、ジャケットチューブの傾動を円滑に行うことができる。
【００４３】
また、チルト式ステアリングコラム装置を少ない部品点数で構成することが可能となり、装置全体を小型軽量化し、更に設計自由度を高くすることができる。
【００４４】
そして、固定ブラケットの係合部を長穴形状にすることで、ジャケットチューブ軸方向に作用する荷重を固定ブラケットで受けることができるので、部品点数の増加や装置全体の重量化を伴わずに、チルト式ステアリングコラム装置の剛性及び強度を相対的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置のチルト中立位置における説明図。
【図２】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置のチルト上段位置における説明図。
【図３】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置のチルト下段位置における説明図。
【図４】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置のベルクランクと車体後方側ブラケットとの関係を示す説明図。
【図５】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置に用いられる偏心ブッシュの説明図。
【図６】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置の説明図。
【図７】本発明に係るチルト式ステアリングコラム装置の説明図。
【図８】従来のチルト式ステアリングコラム装置を示す説明図。
【図９】従来のチルト式ステアリングコラム装置を示す説明図。
【符号の説明】
２…チルト式ステアリングコラム装置
４…ジャケットチューブ
６…車体前方側ブラケット
８…車体後方側ブラケット
１０…チルト回転中心軸
１６…傾動入力軸
２０…長穴（係合部）
２２…ベルクランク
２４…回転中心軸
２６…偏心ブッシュ
２８…電動アクチュエータ

Claims

ステアリングホイールを有するステアリングシャフトを回転自在に支持するためのジャケットチューブを設け、該ジャケットチューブをチルト回転中心軸を中心として回動自在に設け、該チルト回転中心よりも前記ステアリングホイール側に固定ブラケットを配置して車体に固定し、該固定ブラケットに前記チルト回転中心軸を中心とする円弧に沿って長穴を形成すると共に該長穴に前記ジャケットチューブに設けられた傾動入力軸を挿通させ、
前記固定ブラケットの前記長穴より前記チルト回転中心軸側に穴を形成すると共に該穴に偏心ブッシュを介装し、該偏心ブッシュの偏心位置に回転中心軸を介して揺動可能かつ回転可能にベルクランクを支持し、該ベルクランクの一方の腕に前記傾動入力軸を回転自在に支持し、前記傾動入力軸を前記長穴に沿って移動させるため前記ベルクランクの他方の腕を移動させるベルクランク駆動手段を設けたことを特徴とするチルト式ステアリングコラム装置。