JP4254273B2

JP4254273B2 - ステアリング装置

Info

Publication number: JP4254273B2
Application number: JP2003054081A
Authority: JP
Inventors: 和博牧; 泰明黒川; 守人大下
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004262323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステアリングホイールのチルト位置を調整するために、シャフトに関節を設け、関節を中心としてモータの駆動力でシャフトを傾動させることで行っていた。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているように、インナーコラムチューブは、一対の連結ピンを介してアッパーコラムチューブが傾動可能に連結されている。また、インナーコラムチューブ及びアッパーコラムチューブに挿通され、回転可能に支持されるシャフトも、インナーコラムチューブとアッパーコラムチューブとが連結される位置と同じ箇所に、ボール軸受けを介して関節が設けられて、アッパーコラムチューブと同じように傾動可能に構成されている。そして、シャフトの一端には、ステアリングホイールが連結され、他端にはインターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスが連結される。そして、チルト位置調整装置が作動すると、連結ピンを中心としてアッパーコラムチューブが上下方向に傾動し、それに伴い、アッパーコラムチューブ内に支持されているシャフトも関節を中心として上下方向に傾動する。このアッパーコラムチューブ及びシャフトの上下方向の傾動により、シャフトに連結されたステアリングホイールのチルト位置を調整する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８１６１３号公報（図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ステアリングホイールのチルト位置を調整するために、チューブ及びシャフトに間節を設け、関節を中心としてチューブ及びシャフトを傾動させていたので、構造が複雑になっていた。また、部品点数が増加し、製造コストが高くなるといった問題があった。
【０００６】
また、チルト位置を調整するためにシャフトに間節を設けた場合、シャフトは関節を境にして軸方向が変わるため、ステアリングホイールの回転に伴い、シャフトが回転すると、関節に捩れが生じることや、シャフトがたわむことがあり、ステアリング装置のシャフトの剛性に問題があった。このため、ステアリングホイールの回転が直接ステアリングギヤボックスに伝わり難くなり、ステアリングホイールの回転に対する応答性等が悪くなっていた。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、構成が簡単で、剛性の高いステアリング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールが連結される直線形状のステアリングコラムと、車体に対して前記ステアリングコラムを回動可能に支持する第１取付部と、前記ステアリングコラムと車体との間に介在され、モータの駆動力により前記ステアリングコラムを傾動させる第２取付部と、が備えられたステアリング装置において、前記第２取付部には、車体に固定され、前記モータが配設された車両取付ブラケットと、該車両取付ブラケットに取着され、前記ステアリングコラムを支持するブラケットと、前記車両取付ブラケットに形成された軸受け部に挿通され、回動可能に軸支される回転軸と、前記ステアリングコラムと前記回転軸との間で連結され、前記モータの出力軸の回転運動を変換し、前記ブラケットに上下方向に形成された挿通孔の形状に従って前記車体に対して前記ステアリングコラムを傾動運動させるリンク機構が備えられ、前記リンク機構は、前記回転軸の外周面には、前記ステアリングコラムの軸心を通過する中心線を中心として対称的なネジ部が形成され、該ネジ部に従って前記回転軸に沿って対称的に移動可能な一対のリンク用ナットが、前記回転軸に前記中心線を中心として対称的に螺合され、前記ステアリングコラムの外周面には、前記中心線に沿って、前記回転軸側に向かって突出するナックルジョイントが配設され、前記各リンク用ナット及び前記ナックルジョイントには、一対のリンクロッドがそれぞれ回動可能に連結された構成となっていることを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記第１取付部は、前記ステアリングコラムの前記ステアリングホイールが連結される端部とは反対側端部に固定され、前記第２取付部は、前記第１取付部よりも前記ステアリングホイール側に固定されたことを要旨とする。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、第１取付部がステアリングコラムを車体に対して回動可能に支持し、第２取付部がステアリングコラムを傾動させる。このため、ステアリングホイールのチルト位置を調整するために、一端がステアリングホイールと連結されるステアリングコラムに関節を設ける必要が無くなる。また、ステアリングコラムに関節を設けていないので、ステアリングコラムが回転する際に生じる関節のねじれやステアリングコラムのたわみ等が少なくなる。加えて、リンク機構によりモータの出力軸の回転運動を変換し、ステアリングコラムを傾動運動させる。このため、モータの設置位置の自由度が増し、ステアリング装置を車体に設置した際におけるステアリング装置の占有スペースが小さくなる。さらに、第２取付部において、車体にステアリングコラムを取り付ける際、リンク機構のみならず、ブラケットによりステアリングコラムを保持している。このため、ステアリングコラムが軸方向の力を受けた際、直接リンク機構にかかる負荷を分散することができ、壊れにくくなる。また、モータを、車体に固定される車両取付ブラケットに固定した。このため、ステアリングコラムに駆動源が無いため、ステアリングコラムに加わる重量が小さく、能力の小さなモータでも容易にステアリングコラムを傾動させることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、車体に対してステアリングコラムを回動可能に支持する第１取付部をステアリングコラムの端部に配置し、ステアリングコラムを傾動させる第２取付部をステアリングコラムの軸方向中央に配置した。そして、第１取付部と車体との連結位置をステアリングコラムが傾動する際の傾動の中心として、第２取付部がステアリングコラムを傾動する。このため、傾動の中心となる第１取付部と車体との連結位置からステアリングコラムを傾動させるために第２取付部から力が加えられる作用点までの距離が確保される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、ステアリング装置１１の概略構成図である。
【００１５】
ステアリング装置１１には、直線形状に形成されたステアリングコラム１２と、ステアリングコラム１２を車体に対して取り付ける第１取付部１３及び第２取付部１４とが備えられている。ステアリングコラム１２は、一端がステアリングホイール１０と連結され、他端が図示しないインターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスに連結される。
【００１６】
ステアリングコラム１２について説明する。図２は、ステアリング装置１１の部分断面図である。
ステアリングコラム１２は、関節のない直線形状に形成されるシャフト１５とチューブ１６とからなる。シャフト１５は、一端がステアリングホイール１０と連結され、他端がインターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスに連結される。そして、シャフト１５は、チューブ１６に挿通される。チューブ１６の両端部内側には、軸受１７ａ，１７ｂが取り付けられており、シャフト１５は、軸受１７ａ，１７ｂを介してチューブ１６に回転可能に、且つ、軸方向に移動不能に支持されている。
【００１７】
ステアリングコラム１２は、インターミディエイトシャフトが連結される端部側（つまり、ステアリングホイール１０が連結される反対側端部）にて第１取付部１３を介して図示しない車体と連結され、軸方向略中央にて第２取付部１４を介して車体と連結されている。尚、ステアリングコラム１２は、第１取付部１３及び、第２取付部１４により車体に対して吊着されている。
【００１８】
この第１取付部１３について説明する。
図２に示すように、第１取付部１３は、シャフト１５がインターミディエイトシャフトと連結される側における端部付近のチューブ１６に固定される。この第１取付部１３により、ステアリングコラム１２は車体に対して回動可能に支持される。詳しくは、第１取付部１３は、コラム側連結部１３ａと、図示しない車体側連結部が備えられている。コラム側連結部１３ａは、ステアリングコラム１２の端部に固定されている。また、車体側連結部は、車体に固定されている。車体側連結部には、回動軸１３ｂが備えられている。回動軸１３ｂがコラム側連結部１３ａに形成された溝部１３ｃに挿入されることにより、コラム側連結部１３ａが車体側連結部に軸着される。従って、ステアリングコラム１２は、第１取付部１３により、車体に対して回動軸１３ｂを中心として回動可能に支持される。
【００１９】
尚、溝部１３ｃは、軸線方向に沿って延びるように形成され、また、溝部１３ｃには、車体に形成された回動軸１３ｂと係止する突起部１３ｄが形成されている。第１取付部１３は、通常、突起部１３ｄにより溝部１３ｃに沿って回動軸１３ｂが移動することを規制している。そして、ステアリングホイール１０からステアリングコラム１２の軸線方向に強い圧力が加えられたときには、回動軸が突起部１３ｄを乗り越え溝部１３ｃに沿って移動可能であり、これにより軸方向に加わる圧力を吸収する。
【００２０】
次に、第２取付部１４について説明する。
第２取付部１４は、ブラケット１８を備え、ブラケット１８はステアリングコラム１２のチューブ１６の略中央に取り付けられている。図３に示すように、ブラケット１８は、図３に示すように、チューブ１６の軸方向から見て、略Ｕ字形状に形成されている。前記チューブ１６は、その外周面１６ａがブラケット１８内の底部１８ａに溶接されることにより、一体的に固定される。ブラケット１８の両側壁１８ｂの開口部側には一対の挿通孔１８ｃが対称的に形成されている。
【００２１】
第２取付部１４は車両取付ブラケット１９を備え、ブラケット１８は、車両取付ブラケット１９に取着されている。車両取付ブラケット１９は、図３に示すように、チューブ１６の軸方向から見て、略Ｍ字形状に形成されている。車両取付ブラケット１９の両側壁１９ａは、ステアリングコラム１２の軸方向に沿って延びるように形成され、両側壁１９ａには、一対の軸受け部１９ｂが形成されている。両軸受け部１９ｂは、円筒形状に形成され、車両取付ブラケット１９の内側に向かって突出するように形成されている。前記ブラケット１８には挿通孔１８ｃが形成され、軸受け部１９ｂは、挿通孔１８ｃに挿通され、ブラケット１８の内側に突出している。
【００２２】
この挿通孔１８ｃは、ステアリングコラム１２と直交する方向に沿って延びるように形成されている。従って、挿通孔１８ｃは、図３において上下方向に長く形成される。各軸受け部１９ｂがこの挿通孔１８ｃにそれぞれ挿通されることにより、ブラケット１８は、挿通孔１８ｃの形状に従って、車両取付ブラケット１９に対して上下方向の移動が許容される。そして、車両取付ブラケット１９は、車体に固定されるため、ブラケット１８は、車両に対しても挿通孔１８ｃの形状に従って、上下方向に移動可能となる。従って、ブラケット１８に固定されるステアリングコラム１２は、第１取付部１３の回動軸１３ｂを中心として、挿通孔１８ｃの形状に従って、車体に対して上下方向に傾動可能に支持される。
【００２３】
尚、ブラケット１８が車両取付ブラケット１９に対して相対移動する際に、ブラケット１８の両側壁１８ｂと車両取付ブラケット１９の底部１９ｃとが干渉しないようにする必要がある。このため、車両取付ブラケット１９の底部１９ｃには、ブラケット１８の両側壁１８ｂに対応する位置に一対の貫通孔１９ｄが形成されており、各貫通孔１９ｄにブラケット１８の側壁１８ｂがそれぞれ挿通される。
【００２４】
両軸受け部１９ｂの中心孔１９ｅには、回転軸２０が挿通される。回転軸２０の一端には円盤状の抜け止め部２０ａが一体形成され、他端には取付用ナット２１が螺着されている。取付用ナット２１と車両取付ブラケット１９の間と、抜け止め部２０ａと車両取付ブラケット１９の間には、軸受２２ａ、２２ｂがそれぞれ介在され、軸受２２ａ，２２ｂにより回転軸２０が回転可能に支持されている。
【００２５】
回転軸２０には、取付用ナット２１よりも先端側にウォームホイール２３が回転軸２０と一体回転可能に取着されている。ウォームホイール２３には、車両取付ブラケット１９に取着されたモータ２４の出力軸２４ａに固定されたウォーム２５が噛合されている。従って、モータ２４が駆動し、モータ２４の出力軸２４ａが回転すると、ウォーム２５及びウォームホイール２３を介して回転軸２０に出力軸２４ａの駆動力が伝達され、回転軸２０が回転する。尚、モータ２４は、軸線方向において第１取付部１３と第２取付部１４との間に配置されるように、車両取付ブラケット１９に固定されている。
【００２６】
回転軸２０の外周面には、螺旋状のネジ部２０ｂ，２０ｃが形成されている。ネジ部２０ｂは，２０ｃ、回転軸２０が車両取付ブラケット１９の軸受け部１９ｂに挿通されたときにおいて、チューブ１６の軸心を通過する中心線Ｙを中心として、左右対称に形成されている。例えば、抜け止め部２０ａ側に形成されているネジ部２０ｂは右ネジであり、ウォームホイール２３側に形成されているネジ部２０ｃは左ネジである。また、当然ながら、抜け止め部２０ａ側に形成されているネジ部２０ｂを左ネジに、ウォームホイール２３側に形成されているネジ部２０ｃを右ネジにしてもよい。
【００２７】
このネジ部２０ｂ，２０ｃを介して、回転軸２０には一対のリンク用ナット２６ａ，２６ｂが、前記中心線Ｙを中心として左右対称に螺合される。即ち、ネジ部２０ｂが形成された回転軸２０にはリンク用ナット２６ａが螺合され、ネジ部２０ｃが形成された回転軸２０にはリンク用ナット２６ｂが螺合される。そして、中心線Ｙから抜け止め部２０ａ側に取り付けられたリンク用ナット２６ａまでの距離Ｘ１と、中心線Ｙからウォームホイール２３側に取り付けられたリンク用ナット２６ｂまでの距離Ｘ２は、同一である。
【００２８】
そして、リンク用ナット２６ａ，２６ｂには、それぞれ、同一形状のリンクロッド２７ａ，２７ｂの一端が回動可能に連結される。各リンクロッド２７ａ，２７ｂの他端は、チューブ１６に固定されたナックルジョイント２８に回動可能に連結され、中心線Ｙを中心として対称的に取り付けられる。また、各リンクロッド２７ａ，２７ｂがナックルジョイント２８に連結される位置は、中心線Ｙ上である。そして、このナックルジョイント２８は、中心線Ｙに沿って、回転軸２０側に向かって突出するようにチューブ１６の外周面１６ａに固定される。
【００２９】
ところで、一対のリンク用ナット２６ａ，２６ｂはリンクロッド２７ａ，２７ｂを介してナックルジョイント２８とそれぞれ連結されるため、回転軸２０が回転しても、リンク用ナット２６ａ，２６ｂは、回転軸２０と共に回転しない。このため、リンク用ナット２６ａ，２６ｂは、ネジ部２０ｂ，２０ｃに従って回転軸２０の軸方向に沿って移動する。そして、ネジ部２０ｂ，２０ｃは対称的に形成されているので、例えば、図４（ａ）に示すように、回転軸２０が正転するとリンク用ナット２６ａ，２６ｂは、互いに離間する方向、即ち、中心線Ｙから遠ざかる方向に移動し、回転軸２０とナックルジョイント２８との間の距離が接近する。また、逆に、図４（ｂ）に示すように、回転軸２０が逆転するとリンク用ナット２６ａ，２６ｂは互いに接近する方向、即ち、中心線Ｙに近づく方向に移動し、回転軸２０とナックルジョイント２８との間の距離が離間する。
【００３０】
このように、回転軸２０が回転し、リンク用ナット２６ａ，２６ｂ間の距離が変更されると、それに伴い回転軸２０とナックルジョイント２８との間の距離が変更される。そして、車両取付ブラケット１９は車体に固定され、また、回転軸２０は、車両取付ブラケット１９に形成された軸受け部１９ｂに回転軸２０の径方向及び軸方向に移動しないように軸支されるので、回転軸２０とチューブ１６との間の距離が変更することにより、チューブ１６は車体に対して移動することになる。また、チューブ１６は、車体に対して、第１取付部１３の回動軸１３ｂを中心として回動可能に支持されている。従って、チューブ１６は、回転軸２０とチューブ１６との間の距離が変更されることにより、挿通孔１８ｃの形状に従って、車両に対して第１取付部１３の回動軸１３ｂを中心として傾動する。
【００３１】
そして、チューブ１６内にはステアリングホイール１０と連結されるシャフト１５が同軸上に挿通されているので、チューブ１６が、車体に対して、第１取付部１３の回動軸１３ｂを中心として傾動することにより、ステアリングコラム１２も車体に対して傾動する。
【００３２】
このため、このステアリング装置１１を車体の上下方向に合わせて車体に取り付けることにより、ステアリングコラム１２に連結されるステアリングホイール１０のチルト位置を調整することが可能となる。尚、この場合における上方向とは、例えば、操縦者から見て、車体の屋根に向かう方向であり、下方向とは車体に備えられるタイヤに向かう方向のことである。
【００３３】
以上詳述したように本実施の形態は、以下の特徴を有する。
（１）第１取付部１３にてステアリングコラム１２を車体に対して回動可能に支持し、車体に固定された第２取付部１４のモータ２４の駆動力により、第１取付部１３の回動軸１３ｂを中心として車体に対してステアリングコラム１２全体が傾動するにようにした。このため、ステアリングホイール１０のチルト位置を調整するために、ステアリングホイール１０と、インターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスとを連結するステアリングコラム１２に関節を設ける必要が無い。従って、ステアリングコラム１２を直線的な形状で製造することができ、ステアリング装置１１の構造が簡単になり、組み立てが容易になる。また、シャフト１５及びチューブ１６をそれぞれ一物品としたので、部品点数が減り、製造コストを低減することができる。
【００３４】
（２）ステアリングホイール１０のチルト位置を調整するために、シャフト１５にボール軸受け等を介して関節を設けるようなことはせず、ステアリングホイール１０が連結される端部からインターミディエイトシャフトが連結される端部まで、直線状にシャフト１５は形成されている。つまり、シャフト１５に関節が設けられた場合における、ステアリングホイール１０が連結される側のシャフト１５の軸方向と、インターミディエイトシャフトを介してステアリングギヤボックスが連結される側のシャフト１５の軸方向がずれることが無くなる。
【００３５】
従って、ステアリングホイール１０と、インターミディエイトシャフトとを連結するシャフト１５の剛性が高くなり、ステアリングホイール１０が回転する際に、シャフト１５の軸方向のずれによって生じる関節へのねじれやシャフト１５のたわみが無くなる。このため、シャフト１５に間節を設け、ステアリングホイール１０のチルト位置を変更する場合に比べて、ステアリングホイール１０の回転に対するステアリングギヤボックスの応答性が良くなり、車体の操作性が良くなる。
【００３６】
（３）第１取付部１３と第２取付部１４は、同方向に突出するようにチューブ１６に固定された。このため、車体にステアリング装置１１を設置する際における占有スペースが少なくなる。
【００３７】
（４）直線状のシャフト１５が挿通されるチューブ１６の端部付近に第１取付部１３が固定され、チューブ１６の軸方向略中央にステアリングコラム１２を傾動させる第２取付部１４が固定された。このため、ステアリングコラム１２に関節を設ける場合に比べ、傾動の中心となる支点からステアリングコラム１２を傾動させるために力を加える作用点までの距離を確保できる。このため、作用点に加える力は従来例に比べて小さくてもよくなり、モータ２４を小型化することが可能となる。従って、ステアリング装置１１を小型化することができる。また、ステアリングコラム１２の長さを短くすることも可能となる。
【００３８】
（５）ステアリングコラム１２の軸線方向において、第２取付部１４と第１取付部１３との間にモータ２４が配置されるようにした。このため、ステアリングコラム１２において、ステアリングホイール１０が連結される側の端部付近にモータ２４を取り付ける場合に比べて、大きな負荷がかかることが無くなる。
【００３９】
（６）第２取付部１４において、車体にステアリングコラム１２を取り付ける際、リンク機構のみならず、ブラケット１８によりステアリングコラム１２を保持している。このため、ステアリングコラム１２が軸方向の力を受けた際、直接リンク機構にかかる負荷を分散することができ、壊れにくくなる。
【００４０】
（７）モータ２４を、車体に固定される車両取付ブラケット１９に固定した。このため、ステアリングコラム１２に駆動源が無いため、ステアリングコラム１２に加わる重量が小さく、能力の小さなモータ２４でも容易にステアリングコラム１２を傾動させることができる。
【００４１】
（８）第１取付部１３の回動軸１３ｂを中心として、ステアリングコラム１２を傾動させた。このため、ステアリングコラム１２の軸線上でない箇所を中心としてステアリングコラム１２を車体に対して傾動させることが可能となり、ステアリングホイール１０のチルト位置を調整するために、ステアリングコラム１２に関節を設ける必要が無くなる。
【００４２】
なお、上記以外に次の形態にて具体化できる。
○上記実施形態では、第２取付部１４は、チューブ１６の軸方向略中央に固定されたが、中央に限らず、端部付近に固定されても良い。傾動の中心となる第１取付部１３の回動軸１３ｂからの距離を遠くすれば、モータ２４のトルクが小さくても良くなり、また、第１取付部１３の回動軸１３ｂからの距離を近くすれば、チューブ１６を移動させる距離が少なくてすむ。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、構成が簡単で、剛性の高いステアリング装置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステアリング装置の概略構成図。
【図２】ステアリング装置の部分断面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第２取付部の作用図。
【符号の説明】
１０…ステアリングホイール、１１…ステアリング装置、１２…ステアリングコラム、１３…第１取付部、１４…第２取付部、１８…ブラケット、１９…車両取付ブラケット、２０…回転軸、２０ｂ，２０ｃ…ネジ部、２４…モータ、２４ａ…出力軸、２６ａ，２６ｂ…リンク用ナット、２７ａ，２７ｂ…リンクロッド、２８…ナックルジョイント、Ｙ…中心線。

Claims

ステアリングホイールが連結される直線形状のステアリングコラムと、
車体に対して前記ステアリングコラムを回動可能に支持する第１取付部と、
前記ステアリングコラムと車体との間に介在され、モータの駆動力により前記ステアリングコラムを傾動させる第２取付部と、
が備えられたステアリング装置において、
前記第２取付部には、車体に固定され、前記モータが配設された車両取付ブラケットと、
該車両取付ブラケットに取着され、前記ステアリングコラムを支持するブラケットと、
前記車両取付ブラケットに形成された軸受け部に挿通され、回動可能に軸支される回転軸と、
前記ステアリングコラムと前記回転軸との間で連結され、前記モータの出力軸の回転運動を変換し、前記ブラケットに上下方向に形成された挿通孔の形状に従って前記車体に対して前記ステアリングコラムを傾動運動させるリンク機構が備えられ、
前記リンク機構は、前記回転軸の外周面には、前記ステアリングコラムの軸心を通過する中心線を中心として対称的なネジ部が形成され、該ネジ部に従って前記回転軸に沿って対称的に移動可能な一対のリンク用ナットが、前記回転軸に前記中心線を中心として対称的に螺合され、前記ステアリングコラムの外周面には、前記中心線に沿って、前記回転軸側に向かって突出するナックルジョイントが配設され、前記各リンク用ナット及び前記ナックルジョイントには、一対のリンクロッドがそれぞれ回動可能に連結された構成となっていることを特徴とするステアリング装置。
前記第１取付部は、前記ステアリングコラムの前記ステアリングホイールが連結される端部とは反対側端部に固定され、
前記第２取付部は、前記第１取付部よりも前記ステアリングホイール側に固定されたことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。