JP4858414B2

JP4858414B2 - ステアリング装置

Info

Publication number: JP4858414B2
Application number: JP2007291322A
Authority: JP
Inventors: 徹鈴木
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-11-08
Also published as: JP2009113727A

Description

本発明は、車両に装備されるステアリング装置に関する。

従来、運転者の姿勢や体格に応じてステアリングコラムの傾斜を変更することができるチルト機構が知られている（例えば、特許文献１〜３）。このようなチルト機構を備えながら車両本体にステアリングコラムを取り付けて支持する構造として、例えば、特許文献４には、ステアリングコラムが傾斜される際の軸中心となる枢支部材をピンでかしめることで車体側ブラケットとコラム側ブラケットとを締結する支持構造が開示されている。

また、特許文献５には、ステアリングコラムを跳ね上げる際に、ステアリングコラムを支持する可動ブラケットがスプリングの力により規制部材と衝突して振動や音を発生させないように、緩衝材を備えたチルトステアリング装置が開示されている。

また、特許文献６には、コラム側ブラケットの形状を工夫することでステアリングコラム支持部の剛性を向上したステアリング装置が開示されている。また、特許文献７には、チルト機構と跳ね上げ機構を共用しつつ車両停止時にのみ跳ね上げ機構を作動可能とする跳ね上げ装置が開示されている。また、特許文献８には、チルト回転部以外でピンにてチルト規制されるステアリングコラムが開示されている。
特開２００２−２５０２号公報特開２００５−８０２２号公報特開２００６−２１５６９号公報特開２００２−３７０６５３号公報実公平４−３４１３７号公報特開２０００−６２６２４号公報特開２００４−９８９８号公報特開平６−８８３０号公報

ところで、上述の各特許文献に記載のチルト機構においては、ステアリングコラムが回動可能にブラケットに支持されるような種々のコラム支持構造が採用されている。しかしながら、これらのコラム支持構造は、チルト機構の回転中心に設けられたボルトやピンかしめ構造によりステアリングコラムを支持するとともに、ステアリングコラムからブラケットが抜けないような抜け止め構造となっている。そのため、コラム支持構造自体が複雑となるとともに、ボルトやピンかしめ構造がブラケットより突出することとなり、ブラケット近傍のスペースの確保や作業性の向上を考慮した新たなコラム支持構造が求められている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チルト機構を備えるステアリング装置において、ステアリングコラムを支持する支持構造をコンパクトな構成で実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のステアリング装置は、車両を操舵するためのステアリングホイールが固着される端部を有し、該ステアリングホイールの回転力を伝達するシャフトと、前記シャフトを回転自在に支持するステアリングコラムと、前記ステアリングコラムを車体側部材に取り付ける取付け部材と、前記ステアリングコラムの傾きを変化させることができるチルト機構と、を備える。前記取付け部材は、該取付け部材に対して前記ステアリングコラムを車両の上下方向に傾けることが可能なように該ステアリングコラムを回転可能に支持する支持部と、前記車体側部材に固定される固定部と、前記支持部から前記ステアリングコラムが抜けないように前記支持部とは異なる位置に設けられた抜け止め部と、を有する。

この態様によると、支持部からステアリングコラムが抜けないように設けられた抜け止め部が支持部とは異なる位置にあるため、支持部に抜け止め機構を兼ねさせる必要がなく、支持部の構造を簡略化することができる。

前記抜け止め部は、前記チルト機構により変化させられる前記ステアリングコラムの角度を所定の範囲に規制するチルト角度規制部を有してもよい。これにより、取付け部材によってチルト機構によりステアリングコラムの傾きを変化させることができる範囲の規制を実現することができる。

前記チルト角度規制部は、前記取付け部材から前記ステアリングコラムが抜けないようにかつ互いに相対移動可能なように前記ステアリングコラムに固定された抜け止め部材と、前記抜け止め部材の移動が前記所定の範囲でスライドできるように前記取付け部材に形成されたスライド穴と、を含んでもよい。これにより、チルト機構によるステアリングコラムの傾きを変化させることができる範囲の規制を簡易な構成で実現することができる。

前記抜け止め部材は、前記スライド穴の端部と係合する際の衝撃を緩和するための緩衝材を有してもよい。また、前記スライド穴は、前記抜け止め部材と係合する際の衝撃を緩和するための緩衝材が端部に設けられていてもよい。これにより、ステアリングコラムの傾きをチルト機構を用いて所定の範囲内で最大限変化させた場合であっても、抜け止め部材とスライド穴とが衝突する際の衝撃を緩和することができる。

本発明によれば、チルト機構を備えるステアリング装置において、ステアリングコラムを支持する支持構造をコンパクトな構成で実現することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るステアリング装置の一部を説明するための図である。ステアリング装置１０は、ステアリングホイール１２、ステアリングシャフト１４、ステアリングコラム１６、図示しないユニバーサルジョイント等を含んで構成されている。ステアリングホイール１２は、円環状のリム、ステアリングシャフト１４に差し込むハブ、リムとハブを接続するスポークで構成され、車両を操舵するために運転者により回転操作される。ステアリングシャフト１４は、上端側においてステアリングホイール１２をナット１４ａで固着し、ステアリングホイール１２の回転力を伝達する役割をもち、ステアリングホイール１２とステアリングシャフト１４とが同時に回転するように構成される。また、ステアリングシャフト１４の下端側には、ユニバーサルジョイントが設けられ、ステアリングギヤボックス側と接続されている。

ステアリングコラム１６は、アウターチューブ（外筒）１８、インナーチューブ（内筒）２０を含み、アウターチューブ１８とインナーチューブ２０でステアリングシャフト１４を回転自在に支持する。アウターチューブ１８は、取付けブラケット３８を介して車両のフレームなどに固定されている。また、ステアリングコラム１６のステアリングホイール１２の固定側は、コラムカバー２２に覆われている。コラムカバー２２には、イグニッションキースイッチなど各種スイッチ類が配置されている。なお、ステアリングコラム１６には、チルト機構（後述）やテレスコピック機構などが配置される。

図２は、ステアリングコラム１６の外観構成を示す側面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。ステアリングシャフト１４は、コラム軸方向にて伸縮可能かつトルク伝達可能なアッパシャフト３０とロアシャフト３２を備える構成とされ、ステアリングシャフト１４を回転自在に支持してコラム軸方向にて伸縮可能なステアリングコラム１６がアウターチューブ１８とインナーチューブ２０を備える構成とされている。

アッパシャフト３０は、アウターチューブ１８に対して軸受（図示省略）を介して回転自在かつコラム軸方向移動不能に支持されていて、図中の右端ではステアリングホイール１２が一体回転可能に組み付けられるようになっている。一方、ロアシャフト３２は、インナーチューブ２０に軸受（図示省略）を介して回転自在に支持されていて、図中左端にて自在継ぎ手を介して伸縮可能かつトルク伝達可能な中間軸（共に図示省略）に連結される。中間軸は自在継ぎ手を介してステアリングギヤボックス（共に図示省略）に連結される。

アウターチューブ１８は、下端部にてインナーチューブ２０の上端部にコラム軸方向へ摺動可能に嵌合連結されていて、下端部に固着したコラム側ブラケット３４にてチルト及びテレスコピック調整可能な上方支持機構Ａを介して車体の一部（図示省略）に固着される車体側ブラケットに組み付けられている。なお、コラム側ブラケット３４はアウターチューブ１８と一体となるように固着されて、ステアリングコラム１６の一部を構成している。また、インナーチューブ２０は、下端部に固着した取付けブラケット３６にて回動可能な下方支持機構Ｂを介して車体の一部である車体側部材３９に傾動可能に組み付けられるようになっている。つまり、取付けブラケット３６は、ステアリングコラム１６を車体側部材３９に取り付ける取付け部材として機能している。

上方支持機構Ａは、ステアリングコラム１６の傾動を許可・規制可能でアッパシャフト３０に組み付けられるステアリングホイール１２の傾斜角度を調整可能なチルト機構と、ステアリングシャフト１４とステアリングコラム１６のコラム軸方向伸縮を許可・規制可能でステアリングホイール１２のコラム軸方向位置を調整可能なテレスコピック機構を一体的に備えたものである。

この上方支持機構Ａは、車体側ブラケットに前方へ移動離脱可能に組み付けられる取付けブラケット３８を備えるとともに、この取付けブラケット３８に対してコラム側ブラケット３４を固定・解除可能（解除状態にてチルト調整可能かつテレスコピック調整可能）な締結用ボルト４０、スラスト軸受４６、カムプレート４８，５０、ナット５２、操作レバー３７、カラー５４、偏心カム５６等を備えている。

取付けブラケット３８は、コラム側ブラケット３４を上下方向にて傾動可能（チルト可能）かつコラム軸方向に移動可能（テレスコピック可能）に支持するものであり、左右一対のアーム４２，４４を有するとともに、これらアーム４２，４４より上方に一対の取付け部６０，６２を有していて、これらの取付け部６０，６２に設けた各スリット孔にて、樹脂カプセルと金属カラーを介して、取付けボルトを用いて車体側ブラケットに組み付けられる。なお、各取付けボルトは、車体側ブラケットにあらかじめ固着したウエルドナットに固定されるようになっている。

締結用ボルト４０は、取付けブラケット３８の両アーム４２，４４に設けた左右一対の円弧状挿通孔とコラム側ブラケット３４に設けた左右一対の直線状挿通孔とに挿通されている。両アーム４２，４４の円弧状挿通孔（不図示）は、図１に示した下方支持機構Ｂの回動中心を中心とする円弧状のチルト長孔であり、この円弧状挿通孔をチルト範囲としてチルト調整を可能とするものである。コラム側ブラケット３４の直線状挿通孔は、コラム軸方向に沿って形成された直線状のテレスコピック長孔であり、テレスコピック調整を可能とするものである。

スラスト軸受４６は、取付けブラケット３８の右方のアーム４４とナット５２間にて締結用ボルト４０に組み付けられていて、締結用ボルト４０とナット５２の一体的な回転を保証している。ナット５２は、締結用ボルト４０のねじ部４０ａに固定されている。カムプレート４８，５０及び操作レバー３７は、取付けブラケット３８の左方のアーム４２と締結用ボルト４０の頭部４０ｂ間にて締結用ボルト４０の軸部４０ｃ上に組み付けられている。

左方のカムプレート４８と操作レバー３７は、一体的に連結されていて、締結用ボルト４０の軸部４０ｃ上に組み付けられており、右方のカムプレート５０に対して相対回転可能である。右方のカムプレート５０は、締結用ボルト４０の軸部４０ｃ上で回動可能かつボルト軸方向に移動可能であり、コラム側ブラケット３４の左側の直線状挿通孔に対して回動不能かつコラム軸方向に移動可能である。

左右一対のカムプレート４８，５０は、操作レバー３７の回転を締結用ボルト４０の軸方向移動に変換して、締結用ボルト４０とナット５２を緊締状態（締結用ボルト４０の頭部４０ｂとナット５２間にて締結用ボルト４０の軸部４０ｃが引っ張られた状態）又は弛緩状態（締結用ボルト４０の頭部４０ｂとナット５２間にて締結用ボルト４０の軸部４０ｃが緩められた状態）とするものであり、その詳細な構成は公知であるため、説明は省略する。

操作レバー３７は、連結プレート３７ａを用いて締結用ボルト４０の頭部４０ｂに連結されており、締結用ボルト４０と一体的に回転する。この操作レバー３７が、図１の反時計回り方向に回転操作されると、操作レバー３７の回転が両カムプレート４８，５０により締結用ボルト４０の軸方向移動に変換されて、両カムプレート４８，５０が離間し、締結用ボルト４０とナット５２が緊締状態とされて、コラム側ブラケット３４と取付けブラケット３８との間にて得られる摩擦力が増大する。これにより、取付けブラケット３８に対してコラム側ブラケット３４が摩擦係合により固定（ロック）され、ステアリングコラム１６の傾動及びコラム軸方向移動が規制される。

また、操作レバー３７が図１の時計回り方向に回転操作されると、操作レバー３７の回転が両カムプレート４８，５０により締結用ボルト４０の軸方向移動に変換されて、両カムプレート４８，５０が近接し、締結用ボルト４０とナット５２が弛緩状態とされて、上記した摩擦力が減少する。これにより、取付けブラケット３８に対するコラム側ブラケット３４の摩擦係合による固定が解除されて、ステアリングコラム１６の傾動及びコラム軸方向移動が許可される。

カラー５４は、コラム側ブラケット３４内にて締結用ボルト４０の軸部４０ｃ上に回動不能かつボルト軸方向に移動不能に一体的に組み付けられていて、操作レバー３７の回転操作に伴って締結用ボルト４０と一体的に回転する。偏心カム５６は、カラー５４に一体的に組み付けられていて、アウターチューブ１８に設けた開口を通してインナーチューブ２０の上端部下面に係合・離間可能であり、操作レバー３７の回転操作に伴って締結用ボルト４０と一体的に回転する。

下方支持機構Ｂは、ステアリングコラム１６におけるインナーチューブ２０を傾動（回動）可能に支持するものであり、インナーチューブ２０の下端部に固着した取付けブラケット３６を備えている。なお、本実施の形態に係るステアリング装置１０は、下方支持機構Ｂの近傍に、アッパシャフト３０やロアシャフト３２等のシャフト部材にステアリングホイール１２の回転力とは別の回転力を付与する回転力アシスト機構Ｃを備えている。回転力アシスト機構Ｃは、モータと、モータの回転軸と同軸に設けられているウォームギヤと、ロアシャフト３２の外周に相対回転不能に取り付けられているホイールギヤと、これらを収納するコラムハウジング等（不図示）を含んで構成されている。なお、コラムハウジングは、インナーチューブ２０の外周と一体的に形成されている。

次に、取付けブラケット３６の構成について説明する。図４は、図２に示す取付けブラケット３６近傍を拡大した要部側面図である。図５は、図４のＹ−Ｙ断面図である。なお、図４、図５には、一対の取付けブラケット３６の一方しか記載されていないが、インナーチューブ２０を挟んだ反対側に他方の取付けブラケット３６も配置されている。

取付けブラケット３６は、略Ｌ字状の部材であり、折り曲げられている一方の平面部には後述の支持部７４及び抜け止め部７２が設けられており、折り曲げられている他方の平面部には固定部７６が設けられている。

取付けブラケット３６は、内側（インナーチューブ２０と対向する側）に形成されている支持部７４と、車体側部材３９に固定される固定部７６と、支持部からインナーチューブ２０が抜けないように支持部７４とは異なる位置に設けられた抜け止め部７２と、を有する。支持部７４は、取付けブラケット３６に対してステアリングコラム１６を車両の上下方向に傾けることが可能なようにインナーチューブ２０を回転可能に支持する。

また、取付けブラケット３６は、固定部７６において、ボルト７８のねじ部が通過できる程度の直径の貫通孔３６ｃが形成されている。取付けブラケット３６は、貫通孔３６ｃと車体側部材３９の貫通孔３９ａとの位置を合わせた状態で、ボルト７８とナット８０とにより車体側部材３９に締結される。これにより、取付けブラケット３６と車体側部材３９とは互いに動かないように固定される。

本実施の形態に係るステアリング装置１０においては、支持部７４からステアリングコラム１６が抜けないように設けられた抜け止め部７２が支持部７４とは異なる位置にあるため、支持部７４に抜け止め機構を兼ねさせる必要がなく、支持部７４の構造を簡略化することができる。

詳述すると、支持部７４は、取付けブラケット３６の内側に形成された環状の凸部３６ａを有する。また、インナーチューブ２０は、その外周部に穴２０ａが形成されている。凸部３６ａは、取付けブラケット３６又はインナーチューブ２０に対して摩擦抵抗の少ない環状のすべり部材１００を外周部に装着した状態で穴２０ａに挿入される。これにより、取付けブラケット３６は、ステアリングコラム１６を車両の上下方向に傾けることが可能なようにインナーチューブ２０を支持部７４により回転可能に支持することができる。

また、取付けブラケット３６からインナーチューブ２０が抜けないようにする機構を支持部７４に兼ねさせる必要がないため、ボルト等を用いて取付けブラケット３６を挟んだ状態でインナーチューブ２０をねじ止めする必要がなくなる。換言すると、取付けブラケット３６の外側（インナーチューブ２０と対向する面の反対側）にボルト等が突き出すような構成を採用せずに済む。そのため、図５に示すように、インナーチューブ２０の外周部と取付けブラケット３６の外側の表面との距離Ｄを小さくすることができ、ステアリングコラム１６を支持する支持部７４をコンパクトな構成で実現することができる。

取付けブラケット３６は、支持部７４を回動中心とした円弧状のスライド穴３６ｂが形成されている。抜け止め部７２は、取付けブラケット３６からステアリングコラム１６が抜けないようにかつ互いに相対移動可能なように、インナーチューブ２０に形成された圧入穴２０ｂに圧入されている圧入ピン１０２と、前述のスライド穴３６ｂとを含んで構成されている。ここで、抜け止め部７２は、チルト機構により変化させられるステアリングコラム１６の角度をスライド穴３６ｂにより所定の範囲に規制するチルト角度規制部として機能する。これにより、チルト機構によりステアリングコラムの傾きを変化させることができる範囲の規制を取付けブラケット３６を用いた簡易な構成で実現することができる。

また、本実施の形態に係る取付けブラケット３６は、支持部７４と抜け止め部７２との間の領域に段差部３６ｄが設けられている。これにより、圧入ピン１０２の頭部が取付けブラケット３６の外側の面に突出する量を抑制することができる。なお、取付けブラケット３６にインナーチューブ２０を組み付ける構成として、上述の圧入穴２０ｂと圧入ピン１０２の組合せに代わって、インナーチューブ２０に形成されたねじ穴とボルトの組合せであってもよい。

（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係る取付けブラケット１３６近傍の要部断面図である。なお、第２の実施の形態に係る取付けブラケット及びその近傍の概略構成の説明のうち、第１の実施の形態で説明した図４、図５の構成と同一又は類似している点の説明については適宜省略する。

本実施の形態に係るブラケット１３６の支持部１７４において、圧入ピン１０２の軸部にはスリーブ状の弾性部材１０４が装着されている。弾性部材１０４は、圧入ピン１０２がスライド穴３６ｂの端部に当たる際の衝撃を緩和する緩衝材の役割を果たす。これにより、チルト機構を用いてスライド穴３６ｂで規制される所定の範囲内でステアリングコラム１６の傾きを最大限変化させた場合であっても、圧入ピン１０２がスライド穴３６ｂの端部に衝突する際の衝撃を緩和することができる。なお、このような緩衝材をスライド穴の端部に設けてもよい。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における処理の組合せや順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

第１の実施の形態に係るステアリング装置の一部を説明するための図である。ステアリングコラムの外観構成を示す側面図である。図２のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図２に示す取付けブラケット近傍を拡大した要部側面図である。図４のＹ−Ｙ断面図である。第２の実施の形態に係る取付けブラケット近傍の要部断面図である。

符号の説明

１０ステアリング装置、１２ステアリングホイール、１４ステアリングシャフト、１６ステアリングコラム、１８アウターチューブ、２０インナーチューブ、３０アッパシャフト、３２ロアシャフト、３６取付けブラケット、３６ａ凸部、３６ｂスライド穴、３６ｃ貫通孔、３６ｄ段差部、３９車体側部材、７２抜け止め部、７４支持部、７６固定部、７８ボルト、８０ナット、１００すべり部材、１０２圧入ピン、１０４弾性部材、１３６ブラケット、１７４支持部。

Claims

車両を操舵するためのステアリングホイールが固着される端部を有し、該ステアリングホイールの回転力を伝達するシャフトと、
前記シャフトを回転自在に支持するステアリングコラムと、
前記ステアリングコラムを車体側部材に取り付ける取付け部材と、
前記ステアリングコラムの傾きを変化させることができるチルト機構と、を備え、
前記取付け部材は、
該取付け部材に対して前記ステアリングコラムを車両の上下方向に傾けることが可能なように該ステアリングコラムを回転可能に支持する支持部と、
前記車体側部材に固定される固定部と、
前記支持部から前記ステアリングコラムが抜けないように前記支持部とは異なる位置に設けられた抜け止め部と、
を有することを特徴とするステアリング装置。
前記抜け止め部は、前記チルト機構により変化させられる前記ステアリングコラムの角度を所定の範囲に規制するチルト角度規制部を有す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。
前記チルト角度規制部は、前記取付け部材から前記ステアリングコラムが抜けないようにかつ互いに相対移動可能なように前記ステアリングコラムに固定された抜け止め部材と、前記抜け止め部材の移動が前記所定の範囲でスライドできるように前記取付け部材に形成されたスライド穴と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のステアリング装置。
前記抜け止め部材は、前記スライド穴の端部と係合する際の衝撃を緩和するための緩衝材を有することを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置。
前記スライド穴は、前記抜け止め部材と係合する際の衝撃を緩和するための緩衝材が端部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のステアリング装置。