JP4396279B2 - 電動位置調整式ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータの駆動力により、ステアリングホイールの位置を調整することができる電動位置調整式ステアリングコラム装置に関する。

自動車のステアリング装置は、不特定多数の運転者により使用（操舵）されるため、個人の体格や運転姿勢等に対応してステアリングホイールの位置を容易に調整できることが望ましい。このような要望に答えるべく、乗用車に限らず貨物車等においても、電動チルト式ステアリングコラム装置、又は、電動テレスコピック式ステアリングコラム装置を採用するものが多くなっている。

電動チルト式ステアリングコラム装置は、ステアリングホイールの位置を上下方向に調整する装置であり、特許文献１や特許文献２等に記載されたように、ステアリングシャフトおよびステアリングコラムを揺動側コラムと固定側コラムとに分割すると共に揺動側コラムの揺動中心となるチルトピボットや、電動モータやねじ機構等からなるチルト駆動手段等から構成されている。

また、電動テレスコピック式ステアリングコラム装置では、特許文献２に開示してあるように、ステアリングコラムは、車体に固定したロアーコラムと、このロアーコラムに対して摺動自在に嵌合したアッパーコラムと、からなり、電動モータやねじ機構等からなるテレスコピック駆動手段等から構成されている。

チルト（又はテレスコピック）駆動手段は、揺動側コラムのチルト動（又テレスコピック摺動）に供される電動モータと、電動モータの回転駆動力を揺動側コラム（又は摺動側コラム）に対するチルト（又はテレスコピック）駆動力に変換する動力伝達手段とを有している。

動力伝達手段は、例えば、電動モータの回転を減速するウォームギヤ機構を始め、回転駆動力を直線駆動力に変換する送りねじ機構、直線駆動力を揺動側コラムの旋回駆動力に変換するためのリンク機構等からなっている。
実公平６−１５０３号公報 特開２０００−２３８６４７号公報

従来、電動チルト又はテレスコピック式ステアリングコラム装置に於いては、アッパー車体側ブラケットと、チルト又はテレスコピック駆動部との連結は、上記のリンク機構等のように強固な構造が採用されている。

しかしながら、電動チルトにおいて、駆動部が強固なリンク機構を採用していると、その作動時に、製作誤差等に因って、過大な応力が発生したり、音がうねったり、作動が安定しなくなったりするといったことがある。

このようなことから、動力伝達手段として、球面継手要素（ボール）と、当該球面継手要素（ボール）が摺動自在に内嵌する円筒継手要素（スリーブ）とからなるボール継手方式を採用している。

これにより、球面継手要素（ボール）を介して円筒継手要素（スリーブ）に駆動力が伝達され、円筒継手要素（スリーブ）内での球面継手要素（ボール）の回動や軸方向への摺動を伴って、ステアリングコラムが車体側ブラケットに対して上下に旋回動することになり、装置コンパクト化や部材点数の削減を図りながら円滑な作動を実現できる。

しかしながら、二次衝突時の対策として、コラム内コラプスを実施する時には、アッパー車体側ブラケットと、ロアー車体側ブラケットとは、別々に設ける必要がある。

その結果、電動チルト又はテレスコピック式ステアリングコラム装置を車体に組み付ける際、アッパー車体側ブラケットは、車体に取り付くまで、安定して姿勢を維持することができない虞れがあり、また、二次衝突時には、ステアリングコラムからアッパー車体側ブラケットに、その衝撃力を伝え難い場合がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、車体に組み付ける際、アッパー車体側ブラケットを安定してその姿勢を維持することができ、また、二次衝突時には、その衝撃力をアッパー車体側ブラケットに確実に伝えることができる電動位置調整式ステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る電動位置調整式ステアリングコラム装置は、車両前方側で車体に固定されたロアー車体側ブラケットと、
前記ロアー車体側ブラケットとは別体に形成され車両後方側で車体に固定されたアッパー車体側ブラケットと、
前記ロアー車体側ブラケットと前記アッパー車体側ブラケットとに対してチルト動が可能なコラム部材と、
当該コラム部材のチルト動用電動モータと、当該電動モータの回転駆動力を前記コラム部材に対するチルト駆動力に変換する動力伝達手段とからなり、前記コラム部材と前記アッパー車体側ブラケットとの間に配置され前記コラム部材をチルト動させるためのチルト駆動機構とを備えた電動位置調整式ステアリングコラム装置において、
前記アッパー車体側ブラケットは二次衝突による衝撃吸収時車体から離脱可能に車体に固定されており、
前記コラム部材に、側方に突出して、前記アッパー車体側ブラケットの車両方向前側及び後側に位置する位置決め用及び衝撃荷重伝達用の突起部が形成してあることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、コラム部材に、側方に突出して、アッパー車体側ブラケットの車両方向前側及び後側に位置する位置決め用及び衝撃荷重伝達用の突起部が形成してあることから、ステアリングコラム装置を車体に組み付ける際、車体側部材が車体に取り付くまで安定してその姿勢を維持することができ、また、二次衝突時には、その衝撃力をコラム部材から車体側部材に確実に伝えることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る電動位置調整式ステアリングコラム装置を図面を参照しつつ説明する。

（電動位置調整式ステアリングコラム装置の全体構成）
図１は、実施形態に係る油圧パワーステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。同図中に符号１で示した部材はステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト３を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト３には、その上端にステアリングホイール５が装着される一方、下端にユニバーサルジョイント７を介してロアステアリングシャフト９が連結されている。

ロアステアリングシャフト９には、その下端に更にラック＆ピニオン機構や油圧パワーアシスト機構等からなるステアリングギヤ１１が連結されている。図１中、符号１３はステアリングコラム１を覆うコラムカバーを示し、符号１５はステアリングギヤ１１の左右端に連結されたタイロッドを示している。

（電動チルト式ステアリングコラム装置の参考例）
図２は、電動チルト式ステアリングコラム装置の参考例を示す概略構成図である。

ステアリングコラム１は、ロアーコラム（アウターコラム）であって、その車両後方側には、アッパーコラム２（インナーコラム）が摺動自在に嵌合してある。これにより、アッパーコラム２は、ステアリングコラム１に対して、手動又は電動により、テレスコピック摺動することができるように構成してある。

ステアリングコラム１の車両前方部には、ロアーコラム側ブラケット２０，２０が取付けてあり、このロアーコラム側ブラケット２０，２０には、チルトピボットたるピボットピン２１，２１が設けてある。このピボットピン２１，２１は、車体に固定したロアー車体側ブラケット２２，２２により支持してある。これにより、ステアリングコラム１等は、チルトピボットたるピボットピン２１，２１を支点に揺動自在に支持されている。

ステアリングコラム１の車両後方側には、車体に固定したアッパー車体側ブラケット２５（チルトブラケット）が設けてある。このアッパー車体側ブラケット２５は、天板の両端部に形成した一対の車体取付部２５ａ，２５ａと、これら車体取付部２５ａ，２５ａに一体的に略上下方向に延在して形成した一対の対向平板部２５ｂ，２５ｂと、対向平板部２５ｂ，２５ｂの側方に設けた一対の補強用フランジ部２５ｃ，２５ｃと、からなる。

なお、一対の車体取付部２５ａ，２５ａには、夫々、二次衝突時の離脱用のコーティングプレート（図示略）やカプセルなどの離脱手段が装着してある。これにより、二次衝突時には、アッパー車体側ブラケット２５は、ステアリングコラム１等と共に車体から離脱することができる。

ステアリングコラム１の側面には、モータ軸（図示せず）にウォームギヤ３１が固着された電動モータ３３と、動力伝達手段たる直進運動装置３５とが取り付けられている。直進運動装置３５は、ウォームギヤ３１に噛み合うウォームホイール３７が固着された送りねじ軸３９と、この送りねじ軸３９に螺合するスライダ４１（送りコマ）とを備えている。

スライダ４１の後方には、球面継手要素たるボールスタッド４３が固着されている一方、アッパー車体側ブラケット２５の補強フランジ部２５ｃには、ボールスタッド４３が摺動自在に嵌入する円筒継手要素たるスリーブ４５が固着されている。

従って、運転者の交代等によってステアリングホイール５の上下位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチの操作により電動モータ３３が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ３３の回転がウォームギヤ３１からウォームホイール３７に減速伝達され、ウォームホイール３７と一体の送りねじ軸３９が回転することにより、例えばスライダ４１がステアリングコラム１に対して下降する。すると、スライダ４１に固着されたボールスタッド４３も、ステアリングコラム１に対して、例えば下降することになり、ボールスタッド４３がスリーブ４５に係合していることから、ステアリングコラム１が上方にチルトする。

なお、ボールスタッド４３は、ステアリングコラム１のチルト動に際し、スリーブ４５内で回転しながら前後に移動する。また、球面継手要素たるボールスタッド４３が円筒継手要素たるスリーブ４５に対して自由に回動および軸方向に摺動するため、ステアリングコラム１のチルト動を阻害したり、各構成部材に不要な応力や摩擦を生じさせることがない。

また、動力伝達手段たる直進運動装置３５は、アッパー車体側ブラケット２５の車両前方側に設けてあるが、車両後方側に設けてあってもよい。

（実施の形態）
図３は、本発明の実施の形態に係る電動チルト式ステアリングコラム装置を示す概略構成図である。図４は、図３に示した電動チルト式ステアリングコラム装置の平面図である。

本実施の形態では、ステアリングコラムは、相互に嵌合した３個のコラム部材からなり、車両前方側のロアーコラム５１（インナーコラム）と、このロアーコラム５１に、二次衝突時に衝撃荷重によりコラプスしてエネルギー吸収するように嵌合したミドルコラム５２（アウターコラム）と、このミドルコラム５２に、テレスコピック摺動可能に嵌合したアッパーコラム５３（インナーコラム）と、からなる。アッパーコラム５３は、コラム５１，５２に対して、手動又は電動により、テレスコピック摺動することができるように構成してある。

ロアーコラム５１の車両前方部には、ロアーコラム側ブラケット２０，２０が取付けてあり、このロアーコラム側ブラケット２０，２０には、チルトピボットたるピボットピン２１，２１が設けてある。このピボットピン２１，２１は、車体に固定したロアー車体側ブラケット２２，２２により支持してある。これにより、コラム５１〜５３等は、チルトピボットたるピボットピン２１，２１を支点に揺動自在に支持されている。チルトピボットを支点として揺動自在であれば、その構造はどのようなものでもよい。

ミドルコラム５２の中間部には、車体に固定したアッパー車体側ブラケット２５（チルトブラケット）が設けてある。このアッパー車体側ブラケット２５は、天板の両端部に形成した一対の車体取付部２５ａ，２５ａと、これら車体取付部２５ａ，２５ａに一体的に略上下方向に延在して形成した一対の対向平板部２５ｂ，２５ｂと、からなる。

なお、一対の車体取付部２５ａ，２５ａには、夫々、二次衝突時の離脱用のコーティングプレート２５ｄ，２５ｄが装着してある。これにより、二次衝突時には、アッパー車体側ブラケット２５は、ステアリングコラム１等と共に車体から離脱することができる。

さて、本実施の形態では、ミドルコラム５２の左右両側には、二対の突起部６１，６１，６２，６２（リブ）が側方に突出するように形成してある。

これらのうち、一対の突起部６１，６１は、アッパー車体側ブラケット２５の車体取付部２５ｂ，２５ｂの車両前方側に形成してあり、他方の一対の突起部６２，６２は、アッパー車体側ブラケット２５の車体取付部２５ｂ，２５ｂの車両後方側に形成してある。

なお、車体取付部２５ｂと、各突起部６１、６２との間には、隙間が設けてある。この隙間は、チルト時に車体取付部２５ｂと各突起部６１，６２とが接触しない、最低限の隙間で構わない。図４に示すように、各突起部６１，６２は、車体取付部２５ｂより外方に突出している。

このように、本実施の形態によれば、二対の突起部６１〜６２により、アッパー車体側ブラケット２５の車体取付部２５ｂ，２５ｂの前後を有効に挟持することができる。

従って、ステアリングコラム装置を車体に組み付ける際、アッパー車体側ブラケット２５が車体に取り付くまで安定してその姿勢を維持することができ、また、二次衝突時には、その衝撃力をミドルコラム５２からアッパー車体側ブラケット２５に確実に伝えることができる。

また、本実施の形態では、ミドルコラム５２は、アルミニウム製であり、アッパー車体側ブラケット２５は、スチール製である。

さらに、車体取付部２５ｂ、２５ｂと突起部６１〜６２との間の隙間をつめて、二対の突起部６１〜６２の間に、車体取付部２５ｂ、２５ｂを圧入嵌合してもよい。但し、圧入嵌合の力は、チルト駆動力よりも小さく、チルトの作動を良好に行うことができる。

さらに、車体取付部２５ｂ、２５ｂと、ミドルコラム５２（又は突起部６１〜６２）との接触面は、チルトピボット（２１）を中心とするＲ形状（曲面形状）に形成してあってもよい。

さらに、車体取付部２５ｂ、２５ｂと突起部６１〜６２との接触面は、大きい方が好ましい。また、上下方向により長く接触できるように、突起部６１〜６２を上下方向に長く設けてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、上記形態では、電動モータをステアリングコラムの側面に取り付けたが、上面や下面に取り付けるようにしてもよいし、球面継手要素と円筒継手要素とを逆に取り付るようにしてもよい。また、上記形態では、ステアリングコラム側に電動モータや動力伝達手段を取り付けるようにしたが、これらをコラムブラケット側に取り付けるようにしてもよい。コラム材料は、スチールでもマグネシウム合金でもよい。車体取付部２５ｂ，２５ｂと突起部６１，６２との接触面には、突起を設けてもよいし、またはプラスチックやテフロン（登録商標）などの低摩擦材をコーティングしたり、介在させてもよい。また、コラムブラケットは、上記形態で挙げた鋼板プレス成形品の他、アルミニウム合金やマグネシウム合金等を素材としたプレス成形品や鋳造品等であってもよい。また、ウォームギヤ機構については、ウォームギヤとウォームホイールとからなるものの他、ウォームギヤとヘリカルギヤとからなるものを採用してもよい。また、球面継手要素や円筒継手要素は、スライダやコラムブラケット等に固着させる他、これらの部品に一体に形成させるようにしてもよい。また、上記形態は油圧パワーステアリング装置に本発明を適用したものであるが、電動パワーステアリング装置やマニュアルステアリング装置等のステアリング装置に適用してもよい。また、ステアリング装置や電動チルト式ステアリングコラム装置の全体構成や各部材の形状等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば、適宜変更可能である。

実施形態に係る油圧パワーステアリング装置の車室側部分を示した斜視図である。 電動チルト式ステアリングコラム装置の参考例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る電動チルト式ステアリングコラム装置を示す概略構成図である。 図３に示した電動チルト式ステアリングコラム装置の平面図である。

符号の説明

１ ステアリングコラム（コラム部材、ロアーコラム）
２ アッパーコラム
３ ステアリングシャフト
５ ステアリングホイール
７ ユニバーサルジョイント
９ ロアステアリングシャフト
１１ ステアリングギヤ
１３ コラムカバー
１５ タイロッド
２０ ロアーコラム側ブラケット
２１ ピボットピン
２２ ロアー車体側ブラケット
２５ アッパー車体側ブラケット
２５ａ 車体取付部
２５ｂ 対向平板部
２５ｃ 補強フランジ部
２５ｄ コーティングプレート
３１ ウォームギヤ
３３ 電動モータ
３５ 直進運動装置
３７ ウォームホイール
３９ 送りねじ軸
４１ スライダ
４３ ボールスタッド（球面継手要素）
４５ スリーブ（円筒継手要素）
５１ ロアーコラム
５２ ミドルコラム（コラム部材）
５３ アッパーコラム
６１，６２ 突起部

Claims (1)

1. 車両前方側で車体に固定されたロアー車体側ブラケットと、
   前記ロアー車体側ブラケットとは別体に形成され車両後方側で車体に固定されたアッパー車体側ブラケットと、
   前記ロアー車体側ブラケットと前記アッパー車体側ブラケットとに対してチルト動が可能なコラム部材と、
   当該コラム部材のチルト動用電動モータと、当該電動モータの回転駆動力を前記コラム部材に対するチルト駆動力に変換する動力伝達手段とからなり、前記コラム部材と前記アッパー車体側ブラケットとの間に配置され前記コラム部材をチルト動させるためのチルト駆動機構とを備えた電動位置調整式ステアリングコラム装置において、
   前記アッパー車体側ブラケットは二次衝突による衝撃吸収時車体から離脱可能に車体に固定されており、
   前記コラム部材に、側方に突出して、前記アッパー車体側ブラケットの車両方向前側及び後側に位置する位置決め用及び衝撃荷重伝達用の突起部が形成してあることを特徴とする電動位置調整式ステアリングコラム装置。

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