JP4211126B2 - ステアリング位置調整制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両におけるステアリングホイールの位置を調整するステアリング位置調整制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、運転者の体型に合わせる等のため、ステアリングホイールの位置を上下または前後方向に変化させるステアリング位置調整制御装置が知られている。
【０００３】
この装置は、例えば、アリスト新型車解説書（１９９８年 トヨタ自動車株式会社発行）に記載されている図１、図２に記載の装置のように、ステアリングホイール２を支持する略円筒状の固定コラム１１に揺動コラム１３及び移動コラム１２を設けて、アッパアーム１６を上下（チルト）または前後（テレスコピック）方向に移動させアッパアーム１６に固定されるステアリングホイールの位置調整を行うものであり、これはチルト アンド テレスコピック装置と呼ばれるものである。
【０００４】
ところで、このステアリング位置調整装置においては、テレスコ機構、すなわち移動コラム１２を固定コラム１１に対して前後方向へ移動させる機構は、固定コラム１１に固定されたモータ１８１と、モータ１８１の回転駆動力をギヤ機構１８２を介して伝達するシャフト１８４と、シャフト１８４に設けられた雄ネジ部と噛合し移動コラム１２に固定された雌ネジ部材１８５とからなり、このテレスコ機構においてモータ１８Pが回転すると、シャフト１８４が連動して回転し、シャフト１８４の回転によりシャフト１８４の雄ネジ部と噛合する雌ネジ部材が図２において左右方向へ移動することにより移動コラム１２が固定コラム１１に対して相対的に前後に移動するものである。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の装置においては、上述のテレスコ機構部を固定コラム１１に内蔵するため、略円筒状の固定コラム１１に、径方向にふくらみを持たせたテレスコ機構部収容部１１ｂ（図３参照、図３は、図２においてモータ１７１の中心線に沿って紙面垂直方向に切った断面を左から見た図である。）を設け、その中の空間に上述のテレスコ機構部を収容している。よって、固定コラム１１の車両後方端部側の移動コラム１２との摺動面は、周方向に連続した完全な円筒内面とはなっておらず、テレスコ機構部収容部１１ｂが設けられている範囲において一部切り欠いた形状となっており、２箇所のエッジ部分１２ａ（図３参照）を有している。
【０００６】
よって、テレスコ機構が作動し移動コラム１２が固定コラム１１内にて摺動する際に、移動コラム１２の表面における上記エッジ部分１２ａに接触する部分にて接触面圧が増大する傾向があり、長時間使用されると、この部分の摩耗が他の部位に比して異常に促進されることにより摺動抵抗の増大、異音の発生等が発生し、耐久性が低下するという問題が発生していた。また、この部分の異常摩耗を低減するため、移動コラム１２の摺動表面にコーティング等を施し表面硬度を向上させることも考えられるが、コスト上昇等の新たな問題が発生する。さらに、移動コラム１２と固定コラム１１との摺動面にブッシュ等の摺動部材を介在させることも考えられるが、固定コラム１１の移動コラム１２との摺動内面は、上述のように周方向に連続した完全な円筒内面とはなっておらず一部切り欠いた形状となっているので、一部切り欠いた形状に対応する部分においてブッシュ等が径外方向に変形しやすく、周方向に均一な摺動を確保することが困難となり、確実に移動コラム１２の異常摩耗を回避することはできない。さらには、上述のテレスコ機構部収容部１１ｂを設けたため、固定コラム１１に作用する外力により発生する応力が均一に分散せず、固定コラム１１の剛性が低下するという問題もあった。
【０００７】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高耐久性を有し、かつ剛性の高い安価なステアリング位置調整制御装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた請求項１に記載の技術的手段は、車体に固定され車体の前後方向に配設される略円筒状の固定コラムと、固定コラム内に伸縮自在に嵌合される移動コラムと、移動コラムに枢支され揺動可能な揺動コラムと、固定コラム内に軸支されたロアシャフトと、移動コラム内に配設されるとともにロアシャフトに伸縮自在に嵌合されロアシャフトと一体回転するセンタシャフトと、揺動コラムに軸支されるとともにステアリングホイールが嵌まりステアリングホイールの回転操作をセンタシャフトに伝達するアッパシャフトと、揺動コラムを揺動させるチルト機構と、移動コラムを固定コラムに対して伸縮させるテレスコ機構と、チルト機構及びテレスコ機構のモータを制御する制御装置とを有するステアリング位置調整制御装置において、固定コラムは、車体の後方側端部近傍における軸方向に垂直方向の断面形状が周方向に連続したリング形状を有しており、固定コラムの内周には移動コラムが固定コラム内を出入りする側の端部から軸方向に延在する座ぐり形状の段部を有しており、段部における固定コラム内を出入りする側の一方の端部と、固定コラムの内部に設けられる他方の端部に、円筒状のブッシュが各々圧入され、更に、固定コラムには、一方の端部に配設されたブッシュと他方に配設されたブッシュの間に、固定コラムの径方向から移動コラムを径方向に常に押圧して固定コラムと移動コラムの間のガタを詰めるガタ詰めブッシュとが配設されていることを特徴とするステアリング位置調整制御装置とした。
【０００９】
このように、固定コラムにおいて、車体の後方側端部近傍における軸方向に垂直方向の断面形状を周方向に連続したリング形状とすることにより、移動コラムとの摺動内面を完全な円筒内面とすることができ、従来の装置のようなエッジ部分をなくすことができる。よって、テレスコ機構作動時の移動コラムの摺動面の異常摩耗を回避することが可能となる。また、この円筒内面部にブッシュを圧入等により配設し固定コラムと移動コラムとの嵌合面に介在させることにより、ブッシュは、従来の装置のような径外方向に変形することがなくなり周方向に均一な摺動性を確保することができる。これにより、ブッシュの摺動性を最大限に活用することができ、移動コラムの摺動表面にコーティング等の処理を施すことなく摺動表面の摩耗の発生を最大限に抑えることができ、テレスコ機構作動時の耐久性を向上させることが可能となる。
【００１０】
また、固定コラムの後方側端部近傍において、従来の装置のようなテレスコ機構部収容部を設けず、軸方向に垂直方向の断面形状を周方向に連続したリング形状とすることにより、固定コラムに作用する外力により発生する応力を均一に分散させることができ、固定コラムの剛性が向上する効果をも奏するものである。
【００１１】
より好ましくは、請求項２に記載のように、前記テレスコ機構を、前記固定コラムに一体固設された前記モータと、前記固定コラムに軸方向に直列的に設けられた２つの軸受部と、前記２つの軸受部に軸支されるとともに前記モータの回転駆動力を伝達するシャフトと、前記移動コラムに一体固設されるとともに前記シャフトに設けられた雄ネジ部に噛合する雌ネジ部材とで構成することが望ましい。
【００１２】
このような構成を採用することにより、簡易な構成にてテレスコ機構を構成することができる。また、シャフトを軸支する２つの軸受部が共に固定コラムに設けられているので、２つの軸受部を同軸的・一体的に機械加工可能となり、両者の同軸度の精度を容易に向上させることができる。よって、テレスコ機構作動時における同軸度不良に起因するシャフトのこじり等の問題の発生を容易に解決することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係るステアリング位置調整制御装置の実施形態について説明する。
【００１４】
ステアリング位置調整制御装置（以下、ステアリング装置と称す）１は、車両等においてチルト機構１７によりステアリングホイール２の上下位置、またはテレスコ機構１８により前後位置を調整するものであり、その実施形態を図４〜図６に示す。ここで、図４は側面から見た主要断面図、図５は上面から見た主要断面図、図６は下面から見たチルト機構部を中心とした下面図である。また、図４〜図６において、前記図１〜図３における部材及び部位等と同一ないし均等のものは前記と同一符号をもって示す。
【００１５】
ステアリング装置１は、主に、固定コラム１１、固定コラム１１に対して軸方向に伸縮自在に移動する移動コラム１２、移動コラム１２に枢支され揺動する揺動コラム１３、固定コラム１１に軸支されたロアシャフト１４、ロアシャフト１４が挿入され回転を伝達するセンタシャフト１５、ステアリングホイール２が嵌まりステアリングホイール２の回転操作をセンタシャフト１５に伝達するアッパシャフト１６、ステアリングホイール２の位置を上下に移動させるチルト機構１７、前後に移動させるテレスコ機構１８、及びチルト機構１７とテレスコ機構１８のモータ１７１，１８１を制御する図示しない制御装置とを備えるものである。
【００１６】
固定コラム１１は車両のボデーに取付けブラケット２５により固定され、移動コラム１２は、車両前後方向（Ｂ方向）に固定コラム１１に対し移動可能となっている。移動コラム１２は固定コラム１１に設けられた図示しないピンにより軸方向ガイドされ、固定コラム１１に対し回転規制されている。また、揺動コラム１３は、移動コラム１２に固定された枢支ピン２１により車両の上下方向（Ｃ方向）に揺動可能に枢支される。
【００１７】
ロアシャフト１４は、固定コラム１１に対して端部近傍に配設されたベアリング５５により回転可能に支持され、図１に示すロアシャフト１４の左端は図示しない車両の前輪に連係される。ロアシャフト１４の図示右端外周にはロアシャフトの軸方向に延在するスプライン１４１が形成されている。センタシャフト１５は、移動コラム１２内に回転可能に配設され、ロアシャフト１４と同軸上に並んでいる。また、センタシャフト１５は、図示左端に円筒部１５１を有しており、この円筒部１５１の内周には、センタシャフト１５の軸方向に延在するスプライン１５２が形成されている。円筒部１５１には、ロアシャフト１４の図示右端が挿入され、ロアシャフト１４のスプライン１４１がスプライン１５２に係合している。このスプライン１４１，１５２の係合により、センタシャフト１５は、ロアシャフト１４と一体回転が可能になり、ロアシャフト１４に対し車両前後方向（図示Ｂ方向）に移動可能になっている。アッパシャフト１６は、揺動コラム１３に固定された円筒部材２２に回転可能に支持され、ロアシャフト１４及びセンタシャフト１５と同軸上に並んでいる。アッパシャフト１６の図１に示す左端部は、図示しないボールジョイントを介してセンタシャフト１５に連結されており、このボールジョイントによりアッパシャフト１６はセンタシャフト１５と一体回転可能となり、センタシャフト１５に対し車両の上下方向（Ｃ方向）に揺動可能となる。このアッパシャフト１６の右端には、ステアリングホイール２が嵌め込まれ固定される。そして、運転者がステアリングホイール２を操作すると、アッパシャフト１６、センタシャフト１５及びロアシャフト１４が一体回転し、その結果、図示しない車両の前輪が操舵される。
【００１８】
また、固定コラム１１の図示右端近傍１１ａ（車体の後方側近傍）は、紙面垂直方向（軸方向に垂直方向）の断面形状が周方向に連続したリング形状を有しており、この部分においては、移動コラム１２との摺動内面は完全な円筒内面となっている。そして、その完全な円筒内面に円筒状のブッシュ２０３が圧入されており、移動コラム１２は、ブッシュ２０３を介して固定コラム１１と嵌合されている。このブッシュ２０３を介在させたことにより、移動コラム１２と固定コラム１１との摺動性が向上し、移動コラム１２の摺動表面にコーティング等の処理を施さなくても移動コラム１２の摺動表面の異常摩耗の発生を抑えることができ、テレスコ機構作動時の耐久性を向上させることができる。なお、図４において、２０１は皿バネ、２０２は径方向ガタ詰めブッシュであり、皿バネ２０１の付勢力により径方向ガタ詰めブッシュ２０２を移動コラム１２に向けて図４において下方向に常時押し付けることにより、移動コラム１２と固定コラム１１との径方向のガタを解消している。
【００１９】
（チルト機構）
チルト機構１７は、揺動コラム１３を移動コラム１２の枢支ピン２１に対し車両上下方向に揺動させ、ステアリングホイール２の位置を上下に移動させるものである。このチルト機構１７は、固定コラム１１に固設されたチルト用のモータ１７１と、モータ１７１の回転を伝達するギヤ機構１７２と、移動コラム１２に軸方向規制されつつギヤ機構１７２の回転を伝達するスクリューシャフト１７４（シャフト）と、揺動コラム１３から張り出す一対のフランジ部１３ａに一対のピン２０６にて支持される一対のアーム２０４の他端に一対のピン２０５にて支持されアーム２０４に連動するように設けられるとともにスクリューシャフト１７４の雄ネジ部１７４ａに噛合する雌ネジ部材１７５とを備えている。
【００２０】
このように構成されたチルト機構１７において、チルト用のモータ１７１が回転すると、ギヤ機構１７２が駆動され、ギヤ機構１７２の回転は、その後、スクリューシャフト１７４へと伝達され、スクリューシャフト１７４は移動コラム１２に軸方向に規制されているので、アーム２０４に連動するように設けられた雌ネジ部材１７５の位置がスクリューシャフト１７４の回転により図４において左右に変化するものとなる。この雌ネジ部材１７５の位置の変化により、アーム２０４を介して、揺動コラム１３及び円筒部材２２は枢支ピン２１を中心として回動し、揺動コラム１３及び円筒部材２２の位置がＣ方向に変化する。このとき、アッパシャフト１６は、図示しないボールジョイントを介してセンタシャフト１５に連結されているため、アッパシャフト１６も揺動コラム１３と共にセンタシャフト１５に対し図示Ｃ方向に揺動する。これにより、ステアリングホイール２が図示Ｃ方向（車両上下方向）に移動し、ステアリングホイール２の上下位置の調整がなされる。なお、このような構成のチルト機構１７により、雌ネジ部材１７５の図４における左右方向の移動による揺動コラム１３とのアライメントのずれは、揺動コラム１３と雌ネジ部材１７５との間に介在されているアーム２０４にて吸収することができ、チルト機構１７の作動中、スクリューシャフト１７４は常に一直線上を移動可能となっている。よって、図４におけるスクリューシャフト１７４は、生産上の都合から２本のシャフトを同軸的に結合することにより作製されているが、一本のシャフトにより作製することも可能である。
【００２１】
（テレスコ機構）
テレスコ機構１８は、移動コラム１２を固定コラム１１に対し車両の前後方向（Ｂ方向）に移動させるためのものである。このテレスコ機構１８は、固定コラム１１に固設されたテレスコ用のモータ１８１と、モータ１８１の回転を伝達するギヤ機構１８２と、固定コラム１１に軸方向規制されるとともにギヤ機構１８２の回転を伝達するスクリューシャフト１８４と、移動コラム１２側に固定されスクリューシャフト１８４の雄ネジ部１８４ａと噛み合うナット部材１８５とを備えている。スクリューシャフト１８４は、固定コラム１１に軸方向に直列的に設けられた２つの軸受部１１ｂに各々配設されたブッシュ２０７にて軸支されている。このようにスクリューシャフト１８４を軸支する２つの軸受部１１ｂが共に固定コラム１１に設けられているので、２つの軸受部１１ｂのブッシュ圧入孔を同軸的・一体的に機械加工可能となり、両者の同軸度の精度を容易に向上させることができる。よって、テレスコ機構１８作動時における同軸度不良に起因するスクリューシャフト１８４のこじり等の問題の発生を容易に解決することが可能となる。
【００２２】
このようなテレスコ機構１８において、テレスコ用のモータ１８１が駆動されると、ギヤ機構１８２が駆動され、ギヤ機構１８２の回転は、スクリューシャフト１８４へ伝達され、スクリューシャフト１８４は固定コラム１１に軸方向に規制されているので、移動コラム１２に設けられたナット部材１８５の位置が、スクリューシャフト１８４の回転により図５において左右方向に変化するものとなる。これにより、移動コラム１２の位置は、固定コラム１１に対しＢ方向に変化する。従って、移動コラム１２に枢支ピン２１を介して支持された揺動コラム１３及び円筒部材２２も図示Ｂ方向に一体的に移動するものとなり、アッパシャフト１６及びセンタシャフト１５も図示Ｂ方向に一体的に移動する。これにより、ステアリングホイール２が図示Ｂ方向（車両前後方向）に移動し、ステアリングホイール２の前後位置の調整がなされる。
【００２３】
以上のようなステアリング装置１において、チルト用のモータ１７１及び、テレスコ用のモータ１８１は、それぞれ、図示しない制御装置からの指令に基づいて作動を行う。図示しない制御装置は、車両の各種スイッチ、センサ等の信号を基に、モータ１７１及び１８１へ供給する電流値等を演算するものである。
【００２４】
【効果】
本発明によれば、高耐久性を有し、かつ剛性の高い安価なステアリング位置調整制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術おけるステアリング位置調整制御装置の要所部分断面を示した側面断面図である。
【図２】 従来技術におけるステアリング位置調整制御装置の上面断面図である。
【図３】 図２においてモータ１７１の中心線に沿って紙面垂直方向に切った断面を左から見た断面図である。
【図４】 本発明の一実施形態におけるステアリング位置調整制御装置の要所部分断面を示した側面断面図である。
【図５】 本発明の一実施形態におけるステアリング位置調整制御装置の上面断面図である。
【図６】 本発明の一実施形態におけるステアリング位置調整制御装置のチルト機構部分を中心とした下面図である。
【符号の説明】
２ ステアリングホイール
１１ 固定コラム
１１ａ 後方側端部近傍， １１ｂ 軸受部
１２ 移動コラム
１３ 揺動コラム
１４ ロアシャフト
１５ センタシャフト
１６ アッパシャフト
１７ チルト機構
１８ テレスコ機構
１７１，１８１ モータ
１７４，１８４ スクリューシャフト（シャフト）
１７４ａ，１８４ａ 雄ネジ部
１８５ 雌ネジ部材
２０３ ブッシュ

Claims (3)

1. 車体に固定され前記車体の前後方向に配設される略円筒状の固定コラムと、
   前記固定コラム内に伸縮自在に嵌合される移動コラムと、
   前記移動コラムに枢支され揺動可能な揺動コラムと、
   前記固定コラム内に軸支されたロアシャフトと、
   前記移動コラム内に配設されるとともに前記ロアシャフトに伸縮自在に嵌合され前記ロアシャフトと一体回転するセンタシャフトと、
   前記揺動コラムに軸支されるとともにステアリングホイールが嵌まり前記ステアリングホイールの回転操作を前記センタシャフトに伝達するアッパシャフトと、
   前記揺動コラムを揺動させるチルト機構と、
   前記移動コラムを前記固定コラムに対して伸縮させるテレスコ機構と、
   前記チルト機構及び前記テレスコ機構のモータを制御する制御装置とを有するステアリング位置調整制御装置において、
   前記固定コラムは、前記車体の後方側端部近傍における軸方向に垂直方向の断面形状が周方向に連続したリング形状を有しており、
   前記固定コラムの内周には前記移動コラムが前記固定コラム内を出入りする側の端部から軸方向に延在する座ぐり形状の段部を有しており、
   前記段部における前記固定コラム内を出入りする側の一方の端部と、前記固定コラムの内部に設けられる他方の端部に、円筒状のブッシュが各々圧入され、
   更に、前記固定コラムには、前記一方の端部に配設されたブッシュと前記他方に配設されたブッシュの間に、前記固定コラムの径方向から前記移動コラムを径方向に常に押圧して前記固定コラムと前記移動コラムの間のガタを詰めるガタ詰めブッシュとが配設されていることを特徴とするステアリング位置調整制御装置。
2. 請求項１において、前記テレスコ機構は、前記固定コラムに一体固設された前記モータと、前記固定コラムに軸方向に直列的に設けられた２つの軸受部と、前記２つの軸受部に軸支されるとともに前記モータの回転駆動力を伝達するシャフトと、前記移動コラムに一体固設されるとともに前記シャフトに設けられた雄ネジ部に噛合する雌ネジ部材とを有することを特徴とするステアリング位置調整制御装置。
3. 請求項１において、前記ガタ詰めブッシュは皿ばねにより前記移動コラムにより押し付けられていることを特徴とするステアリング位置調整制御装置。

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