JP4721428B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、ステアリング装置に関し、例えば運転者の運転姿勢等に応じて、ステアリングホイールの傾斜角度及びその軸線方向位置を調整できるチルト・テレスコピック式のステアリング装置に関する。
【背景技術】
車両用のステアリング装置として、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールの傾斜角度を調整できると共に、ステアリングホイールの軸線方向位置を調整できるチルト・テレスコピック式のステアリング装置が知られている（特開２０００−２４７２４１号公報参照）。
ところで、特開２０００−２４７２４１号公報に記載のステアリング装置においては、車体に取り付けたコ字状のチルトブラケットに、ステアリングコラムを保持するディスタンスブラケットを、チルトボルト及びチルトナットを用いて固定する構成となっている。チルトレバーを用いてチルトナットを緩めることで、ディスタンスブラケットに挿通したチルトボルトを、チルトブラケットの長孔に沿って移動させることができ、それによりステアリングコラムをチルトさせることができる。
ここで、かかる従来技術におけるステアリング装置においては、チルトブラケットに形成された長孔は、チルトブラケットの根本に向かう方向に延在している。従って、根本から遠い位置でチルトナットを締め付ける場合、チルトブラケットを曲げるために必要なモーメント力は低くて足りるから、チルトレバーの反力は弱くなるのに対し、根本に近い位置でチルトナットを締め付ける場合、チルトブラケットを曲げるために高いモーメント力を必要とするから、チルトレバーの反力が高まり、操作者が違和感を覚えるという問題がある。又、チルトレバーの反力が高まるということは、同じ力でチルトナットを締め付けた場合、その分ディスタンスブラケットの締結力が低下することを意味するため、ゆるみ防止のためにチルトレバーの長さを調整するなどの対策も必要となる。
【発明の開示】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、操作者の違和感を低下させることができるステアリング装置を提供することを目的とする。
本発明のステアリング装置は、
ステアリングシャフトを回転自在に支持するインナーコラムと、
前記インナーコラムを保持するコラム保持部材と、
前記コラム保持部材を車体に取り付けるブラケットと、
操作力を付与されることで、前記ブラケットに前記コラム保持部材を固定するようになっている固定部材と、を有するステアリング装置であって、
前記ブラケットは、前記車体に取り付けられる本体と、前記本体から延在し、前記固定部材を案内するチルト溝を有してなり、前記コラム保持部材を挟持する一対の板部とを備え、
前記コラム保持部材は、前記板部に対して変位可能に支持され且つ前記固定部材により固定されるようになっており、前記チルト溝の延在する方向の中心線と、前記固定部材が操作された際に前記板部に生じる曲げの中心線とが略平行であり、
前記ブラケットにおいて、前記板部は、前記本体の板厚より薄い板厚を有し、且つ前記板部に生じる曲げの中心線に沿って前記本体に溶接されていることを特徴とする。
本発明のステアリング装置は、従来技術に比べ、前記コラム保持部材の変位を行う際の操作者の違和感を抑制できる。
前記板部には、前記固定部材を挿通するための長孔が形成されており、前記長孔の延在する方向は、前記ブラケットに前記コラム保持部材を固定する際に生じる前記板部の曲げの中心線と平行か、最大でも４５度以内で傾いていると好ましい。
尚、本来的には、前記長孔の延在する方向が、前記ブラケットに前記コラム保持部材を固定する際に生じる前記板部の曲げの中心線と平行であると、前記固定部材の位置に関わらず締め付け力が一定となるので好ましい。ただし、前記長孔の延在する方向が、前記ブラケットに前記コラム保持部材を固定する際に生じる前記板部の曲げの中心線に対して、最大でも４５度以内で傾いていれば、ブラケットに切欠や補強板を設けるなどして、その剛性を調整することで、前記固定部材の締め付け力の変化を実用上問題ないレベルに抑えることができる。一方、前記長孔の延在する方向が、前記ブラケットに前記コラム保持部材を固定する際に生じる前記板部の曲げの中心線に対して、４５度を超えて傾いていれば、前記固定部材の締め付け力の変化を実用上問題ないレベルに抑えることは困難となる。
前記ブラケットにおいて、前記板部は、前記本体の板厚より薄い板厚を有し、且つ前記本体に溶接されていると、前記板部の撓みの調整が容易である。
前記ブラケットにおいて、前記板部と前記本体とは同じ板厚を有し、且つ前記板部の剛性を低下させる剛性低下部が設けられていると、前記ブラケットを１枚の板材で形成でき、しかも前記板部の撓みの調整も可能となる。
前記剛性低下部は切欠であると好ましい。
前記剛性低下部は開口であると好ましい。
前記ブラケットにおける車体に取り付けられる本体は、その車体取り付け面に垂直な補強板を有し、前記補強板は、形状を変えることでその剛性を調整できるようになっていると好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１の実施の形態に係るチルト・テレスコピック式のステアリング装置における側面図である。
図２は、図１のステアリング装置のブラケット１２周辺を拡大して示す図である。
図３は、図２の構成をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
図４は、ブラケット１２の側面図である。
図５は、ブラケット１２の正面図である。
図６は、ブラケット１２の上面図である。
図７は、第２の実施の形態に係るチルト・テレスコピック式のステアリング装置における側面図である。
図８は、図７のステアリング装置のブラケット１１２周辺を拡大して示す図である。
図９は、図８の構成をＩＸ−ＩＸ線で切断して矢印方向に見た図である。
図１０は、ブラケット１１２の側面図である。
図１１は、ブラケット１１２の正面図である。
図１２は、ブラケット１１２の上面図である。
図１３は、本実施の形態の変形例にかかるブラケット１１２’を示す、図１０と同様な側面図である。
図１４は、変形例にかかるブラケット１２の正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るチルト・テレスコピック式のステアリング装置を、図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施の形態に係るチルト・テレスコピック式のステアリング装置における側面図であり、図２は、図１のステアリング装置のブラケット１２周辺を拡大して示す図であり、図３は、図２の構成をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。図４は、ブラケット１２の側面図であり、図５は、ブラケット１２の正面図であり、図６は、ブラケット１２の上面図である。
図１において、不図示の車体に、ブラケット１２を介して取り付けられたコラム保持部材２１内に、軸線方向に変位可能にインナーコラム１１が配置され、更にインナーコラム１１内には、ステアリングシャフトＳが軸受１３により回転自在に配置されている。ステアリングシャフトＳの図１で右端には、ステアリングホイールＨが取り付けられ、ステアリングシャフトＳの左端は、図示していないが、自在継手Ｕを介して、操舵装置のラック軸（不図示）に噛合するピニオンに連結されている。
図４〜６に示すように、ブラケット１２は、ステアリングシャフトＳの軸線方向に見てコ字状であり車体に固定される本体１２ｅと、本体１２ｅの側板に対しそれぞれ一端を溶接（Ｗ）され且つステアリングシャフトＳの軸線方向に延在する一対の板部１２ａ、１２ａとからなる。板部１２ａ、１２ａの板厚は、本体１２ｅの板厚より薄くなっている。本体１２ｅには、車体（不図示）に取り付けるための一対の車体取り付け孔１２ｃ、１２ｃが形成されており、図４，５から明らかなように、本体１２ｅの板部１２ａと反対端には、本体１２ｅの上面から折り曲げられ且つ両側面上部に溶接された補強板１２ｆが設けられている。
板部１２ａの形状は矩形状であり、垂直線に対して線対称となっている。各板部１２ａには、コラム保持部材２１の枢動点Ｏ（図１）を中心とした円弧の一部となるチルト溝（長孔）１２ｂが形成されている。ただし、後述する固定部材１７の頭部側のチルト溝１２ｂと、ナット２３側のチルト溝１２ｂとは、案内する対象が異なるためそれに合わせて形状が異なっている。図４に示すように、本体１２ｅの車体取り付け面に対して、板部１２ａ、１２ａの図４で上下縁が略平行になるように、両者は溶接されており、一方、それらの面に対してチルト溝１２ｂの延在する方向は略直角となっている。尚、ブラケット１２の素材としては、加工性に優れる熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ）、精度の高い冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、強度が高い高張力鋼などを用いることができる。
図３に示すように、ブラケット１２の板部１２ａ、１２ａの間には、コラム保持部材２１が配置されている。アルミ製のコラム保持部材２１は、全体的に円筒状であるが、板部１２ａ、１２ａで挟まれる位置に、外周面より水平方向に延在するアーム部２１ｍを有しており、アーム部２１ｍの中央上部に軸線方向に延在するスリット２１ｅを形成し、且つスリット２１ｅを横切るようにしてアーム部２１ｍ内を貫通する貫通孔２１ｎを形成している。
板部１２ａのチルト溝１２ｂに対し、図３の右側から挿通された頭付きボルトである固定部材１７は、図３の右側の板部１２ａ及びコラム保持部材２１の貫通孔２１ｎを貫通し、反対側のチルト溝１２ｂより突出する。
固定部材１７の突出した部位の周囲には、チルト溝１２ｂの幅に係合するような略小判型断面のチルト案内部１８ａ及びそれより大径の固定カム部１８ｂを備えた固定カム１８と、固定カム部１８ｂに係合するカム面を有する可動カム１９と、可動カム１９と一体的に回動する操作レバー２０と、スラストベアリング（転がり軸受でも滑り軸受でも良い）２２が配置され、固定部材１７のねじ部２１７ｂに螺合固着するナット２３により螺合取り付けされている。
次に、本実施の形態のステアリング装置の調整動作について説明する。操作者が操作レバー２０を締付方向（図２で右回り）に回動させると、固定部材１７における固定カム１８の固定カム部１８ｂの凸部と、可動カム１９の凸部同士が係合しあい、互いに離隔する方向に力を発生する。このとき、固定カム１８により押圧された図４で左側の板部１２ａは、右方へ変位する。一方、可動カム１９により左方に押圧された固定部材１７は、右側の板部１２ａを左方へと変位させる。それにより板部１２ａに対してコラム保持部材２１は固定されるため、インナーコラム１１はコラム保持部材２１毎、チルト方向の変位が阻止される。又、板部１２ａを介して押圧されることで、コラム保持部材２１はスリット２１ｅが閉じるように変形するので、その内径が縮径し、インナーコラム１１の外周面を押圧することで、そのテレスコ（軸線）方向の変位も阻止するようになっている。
ここで、ブラケット１２の本体１２ｅに対して、板部１２ａ、１２ａの剛性が低いから、図４に示すように、チルト溝１２ｂの延在する方向の中心線（チルト溝１２ｂの一端中心と他端中心とを結ぶ線とする）Ｑと、操作レバー２０を締付方向に回動させた際に、固定カム１８と可動カム１９との間で作用する力を受けたときにおける板部１２ａの曲げの中心線Ｐとは略平行となる。従って、固定部材１７が、チルト溝１２ｂの最上端にあるときと最下端にあるときとで、板部１２ａを曲げる力は殆ど変化することがなく、操作レバー２０を操作する操作者の違和感を抑制できる。
特に、本体１２ｅに対し、より板厚の薄い板部１２ａ、１２ａを溶接により連結しているので、本体１２ｅの剛性を高く維持しつつ、板部１２ａ、１２ａを撓みやすくしている。かかるブラケット１２の構成は、ステアリング装置の共振点を高めながらも、操作性を向上させるという利点がある。又、ブラケット１２の本体１２ｅの取り付け面に対して垂直な補強板１２ｆは、本体１２の剛性を向上し、その分板部１２ａ、１２ａが撓みやすくしている。
尚、図１４に示すように、本体１２の補強板１２ｆ’を下方に延長することで、本体１２の剛性はより向上し、板部１２ａ、１２ａは更に撓みやすくなるが、その剛性の調整は、補強板１２ｆ’に設けた切欠１２ｐの形状、面積を変更することで任意に行える。
更に、ブラケット１２は、車体取り付け孔１２ｃと、インナーコラム１１をチルト調整可能に保持するための板部１２ａのチルト溝１２ｂの部位とが、ステアリングシャフトＳの軸線方向にずれているので、インナーコラム１１が図３で水平方向に力を受けた場合に、チルト溝１２ｂから軸線方向に離れた車体取り付け孔１２ｃに挿通されたボルト（不図示）により、かかる力を支持することで、ステアリング装置１０の重量を増大させることなく、その支持剛性を効果的に高めることができる。
これに対し、操作者が操作レバー２０を緩め方向に回動すると、図４において、固定カム１８と可動カム１９の凸部同士が係脱し、両者は近接可能となるため、両板部１２ａは互いに離隔し、それによりコラム保持部材２１は両板部１２ａに対してフリーな状態となるため、固定部材１７を、チルト溝１２ｂに沿って案内されつつ変位させることができ、更にコラム保持部材２１の締め付け力低下によりインナーコラム１１の軸線方向変位が可能となる（軸線方向変位可能状態となる）ため、チルト方向及びテレスコ方向の調整を任意に行えるようになっている。
図７は、第２の実施の形態に係るチルト・テレスコピック式のステアリング装置における側面図であり、図８は、図７のステアリング装置のブラケット１１２周辺を拡大して示す図であり、図９は、図８の構成をＩＸ−ＩＸ線で切断して矢印方向に見た図である。図１０は、ブラケット１１２の側面図であり、図１１は、ブラケット１１２の正面図であり、図１２は、ブラケット１１２の上面図である。尚、本実施の形態において、上述した実施の形態と同様な構成は、同じ符号を付すことで説明を省略する。
本実施の形態は、上述した実施の形態に対して、主としてブラケット１１２の形状が異なっている。より具体的には、図１０〜１２に示すように、ブラケット１１２は、車体に固定されるコ字状の本体１１２ｅと、本体１１２ｅと一体である一対の板部１１２ａ、１１２ａとからなる。ブラケット１１２は、１枚の板材を折り曲げて形成されたものであり、従って、板部１１２ａ、１１２ａの板厚は、本体１１２ｅの板厚と同じである。
ここで、ブラケット１２を１枚の板材で形成することで、コスト低減を図ることができるが、その板厚を薄くすると、板部１１２ａ、１１２ａは撓みやすくなるが、本体１１２ｅの剛性が低下し、共振点が増大するという問題が生じる。一方、ブラケット１１２の板厚を厚くすると、本体１１２ｅの剛性は高まるが、板部１１２ａ、１１２ａが撓みにくくなって、操作性が低下するという問題が生じる。
そこで、本実施の形態においては、以下のようにして相反する要求を高次元でバランスさせている。まず、図８に示すように、本体１１２ｅには、その側面にリブ１１２ｇをプレス成形で形成し、且つその両下端に折り曲げ部１１２ｈを形成することで、その剛性アップを図っている。一方、本体１１２ｅと板部１１２ａ、１１２ａとの間には、その上縁側に剛性低下部としての切り欠き１１２ｊを形成し、本体１１２ｅの剛性アップに関わらず、板部１１２ａ、１１２ａを撓みやすくしている。
ブラケット１１２の本体１１２ｅに対して、板部１１２ａ、１１２ａの剛性を低くしたので、図１０に示すように、チルト溝１１２ｂの延在する方向の中心線（チルト溝１１２ｂの一端中心と他端中心とを結ぶ線とする）Ｑと、操作レバー２０を締付方向に回動させた際に、固定カム１８と可動カム１９との間で作用する力を受けたときにおける板部１１２ａの曲げの中心線Ｐとのなす角度θは、４５度以内となる。従って、固定部材１７が、チルト溝１１２ｂの最上端にあるときと最下端にあるときとで、板部１２ａを曲げる力は大きく変化することがなく、操作レバー２０を操作する操作者の違和感を抑制できる。
尚、本実施の形態においては、図８，９に示すように、ブラケット１１２の補強板１１２ｆに設けた孔と、アウタジャケット２１の外周面に形成した突起２１ｋとの間に、チルトバランス用のコイルバネ１０１を配置している。しかるに、かかるステアリング装置を車体に取り付ける際に、作業者がステアリングホイールＨと操作レバー２０とを同時に把持すると、ブラケット１１２がコラム保持部材２１に対して回転し、コイルバネ１０１が脱落する恐れがある。
そこで、本実施の形態においては、ブラケット１１２の補強板１１２ｆの下縁から突起１１２ｋを下方に突出させ、ブラケット１１２がコラム保持部材２１に対して回転したときに、突起１１２ｋをコラム保持部材２１の外周面に位置Ｒ（図９）にて当接させることで、それ以上の回転を阻止し、もってコイルバネ１０１の脱落を防止するようにしている。尚、このような構成を、図１〜６のステアリング装置に設けることができるのは言うまでもない。
図１３は、本実施の形態の変形例にかかるブラケット１１２’を示す、図１０と同様な側面図である。本変形例にかかるブラケット１１２’は、切欠を設ける代わりに、本体１１２ｅと板部１１２ａ、１１２ａとの間に、剛性低下部として開口１１２ｊ’を設けた点のみが異なるため、それ以外の詳細な説明は省略する。尚、切欠や開口は同時に設けても良く、またその数や位置は任意に設定できる。
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、コラム保持部材のスリットは、下部側に形成されていてもよい。

Claims (2)

1. ステアリングシャフトを回転自在に支持するインナーコラムと、
   前記インナーコラムを保持するコラム保持部材と、
   前記コラム保持部材を車体に取り付けるブラケットと、
   操作力を付与されることで、前記ブラケットに前記コラム保持部材を固定するようになっている固定部材と、を有するステアリング装置であって、
   前記ブラケットは、前記車体に取り付けられる本体と、前記本体から延在し、前記固定部材を案内するチルト溝を有してなり、前記コラム保持部材を挟持する一対の板部とを備え、
   前記コラム保持部材は、前記板部に対して変位可能に支持され且つ前記固定部材により固定されるようになっており、前記チルト溝の延在する方向の中心線と、前記固定部材が操作された際に前記板部に生じる曲げの中心線とが略平行であり、
   前記ブラケットにおいて、前記板部は、前記本体の板厚より薄い板厚を有し、且つ前記板部に生じる曲げの中心線に沿って前記本体に溶接されていることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記ブラケットにおける車体に取り付けられる本体は、その車体取り付け面に垂直な補強板を有し、前記補強板は、形状を変えることでその剛性を調整できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。

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