JP5012226B2 - テレスコピック式ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のコラムをテレスコープ状に組み合わせてなるステアリングコラムを伸縮させることでテレスコピックの位置調整が可能なテレスコピック式ステアリング装置に関する。

車両に装備されているテレスコピック式ステアリング装置は、例えば特許文献１に記載されているように、車両後端にステアリングホイールを装着したステアリングシャフトをステアリングコラムが回転自在に支持しており、このステアリングコラムを、装置ハウジングに固定した固定コラムと、この固定コラムにコラム軸方向に摺動自在に嵌合した可動コラムとをテレスコープ状に組み合わせた構成とし、ステアリングホイールが運転者の運転姿勢に応じた最適位置となるように、電動アクチュエータで可動コラムをコラム軸方向に自動的に移動させることでステアリングコラムのテレスコピック位置調整を行うようにしている。

ここで、特許文献１の装置は、テレスコ摺動部である固定コラム及び可動コラムの嵌合部の外筒部（特許文献１は可動コラム）に、内筒部（特許文献１は固定コラム）の外周に向けて径方向に貫通する貫通穴を形成し、この貫通穴に、内筒部の外周に当接する当接部材（特許文献１ではローラ）と、この当接部材に対して径方向内方の押圧力を発生する押圧保持手段（特許文献１ではコラム径方向に移動自在なホルダ、皿ばね及び調整ねじ）を配置することで、内容部をコラム軸方向に摺動自在に支持しながら外筒部内での内筒部の径方向のガタを防止する構造としている。
実開平２−４４５６５号公報

ところで、特許文献１の装置において、当接部材の外形寸法を、外筒に形成した貫通穴の形状より小さくすると、貫通穴に当接部材を挿入する作業が容易となって組み立て作業性を良好とすることができる。
しかし、当接部材と貫通穴の周面との間の隙間が大きくなってしまうので、ステアリングコラムのテレスコ調整を行う際に、貫通穴の周面と当接部材との衝突により異音が発生して運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステアリングコラムの嵌合部の外筒部及び内筒部のコラム径方向のガタを確実に防止してテレスコピックの位置調整を円滑に行うことができるとともに、組み立て作業性が良好となるガタ抑制機構を備えたテレスコピック式ステアリング装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係るテレスコピック式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ステアリングコラムを、車体側部材に支持された固定コラムと、この固定コラムにコラム軸方向に摺動自在に嵌合している可動コラムとで構成し、前記固定コラム及び前記可動コラムのテレスコ摺動部である嵌合部に、当該嵌合部の外筒部内に配置した内筒部をコラム軸方向に摺動自在に支持しながらコラム径方向のガタを防止するガタ抑制機構を備えているテレスコピック式ステアリング装置において、前記ガタ抑制機構は、前記外筒部の外周から内周まで貫通している円形状の貫通部と、この貫通部に挿入されて前記内筒部の外周に当接する円盤形状の当接部材と、前記当接部材に対してコラム軸に直交する方向（つまり、径方向）の内方に向けて押圧力を付与するように前記貫通部に配置した押圧付与手段とを備えており、前記当接部材の外形の形状を、前記貫通部の穴形状と略同一に設定するとともに、前記貫通部の内周面に接触する前記当接部材の外周面を、径方向外方に凸状に湾曲する曲率面として形成した。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のテレスコピック式ステアリング装置において、前記当接部材を合成樹脂材で形成した。

本発明に係るテレスコピック式ステアリング装置によると、ガタ抑制機構を構成する当接部材の外形の形状を、外筒部に形成した貫通部の穴形状と略同一に設定するとともに、貫通部の内周面に接触する当接部材の外周面を、径方向外方に凸状に湾曲する曲率面として形成したので、当接部材を貫通部に挿入する際に、当接部材の曲率面とした外周面が貫通部の途中の引っ掛かりを防止して組み立て作業性を良好とすることができる。また、当接部材の外周面と貫通部の内周面との間には隙間がほとんど発生せず、テレスコピック位置の調整のために内筒部がコラム軸方向に移動しても、当接部材及び貫通部の内周面との衝突による異音がほとんど発生せず、運転者に違和感を与えるおそれがない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１から図１０は本発明に係るステアリング装置を示す図であり、図１は本発明の一実施形態を示す全体構成図、図２はステアリング装置の要部を示す側面図、図３はステアリング装置の要部を分解して示した図、図４は図２のＡ−Ａ線矢視図、図５は図２のＢ−Ｂ線矢視図、図６は図２のＣ−Ｃ線矢視図、図７はガタ抑制機構の当接部材を挿入する状態を示す図、図８から図１０は当接部材の他の例を示した図である。

図１において、ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト３を回動自在に支持するステアリングコラム１を有する。ステアリングシャフト３には、その後端にステアリングホイール２が装着され、ステアリングシャフト３の前端にはユニバーサルジョイント４を介して中間シャフト５が連結されている。中間シャフト５にはその前端にユニバーサルジョイント６を介してラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ７が連結されている。このステアリングギヤ７の出力軸がタイロッド８を介して操舵輪９に連結されている。

そして、運転者がステアリングホイール２を操舵すると、ステアリングシャフト３、ユニバーサルジョイント４、中間シャフト５、ユニバーサルジョイント６を介してその回転力がステアリングギヤ７に伝達され、ラックアンドピニオン機構で回転運動が車両幅方向の直線運動に変換されてタイロッド８を介して操舵輪９を転舵する。
なお、ステアリングコラム１の車両後方部位には、後述する電動モータ１７，２６を駆動するコントロールスイッチ、コンビスイッチやコラムカバー等の周辺部品Ｐが配設されている。

図２に示すように、ステアリングシャフト３を挿通している筒状のステアリングコラム１は、車体側部材（不図示）に取付けられたロアコラム１１と、このロアコラム１１にテレスコピック位置調整可能に外嵌されているミドルコラム１２と、このミドルコラム１２にチルト位置調整可能に連結されているアッパコラム１３とで構成されている。
すなわち、図３に示すように、ロアコラム１１の車両後方側（図３の右側）に円筒形状の案内筒１４が一体に形成され、ミドルコラム１２の車両前方側（図３の左側）に円形の摺動穴１５が形成されており、案内筒１４が摺動穴１５に内嵌することで、ミドルコラム１２は、案内筒１４に案内されながらコラム軸Ｐ１に移動可能に配置されている。

ミドルコラム１２の車両後方側には、枢軸ピン１６を揺動中心として上下方向に揺動自在となるようにアッパコラム１３が連結されている。アッパコラム１３は、上部ステアリングシャフト３Ａを回転自在に支持しており、上部ステアリングシャフト３Ａの車両前方端は、ロアコラム１１に回転自在に支持されているステアリングシャフト３と、枢軸ピン１６の中心線上に配置したユニバーサルジョイント（不図示）を介して連結している。

図５に示すように、ミドルコラム１２の下方の車幅方向の一方には電動モータ１７が固定されており、この電動モータ１７の出力軸１８にウォーム１９が同軸に固定されている。
ミドルコラム１２には、ロアコラム１１に形成した摺動穴１５に対して下方位置の車幅方向の他方側に、摺動穴１５を形成した方向と同一方向に貫通穴２０が形成されており、この貫通穴２０に中空円筒形状のナット２１が配置されている。ナット２１の外周にはウォームホイール２２が圧入されており、このウォームホイール２２にウォーム１９が噛み合っている。また、ナット２１の内周に形成した雌ねじに、貫通穴２０に配置した送りねじ２３の雄ねじがねじ込まれている。

また、図２及び図３に示すように、送りねじ２３の車体後方端は、アッパコラム１３に圧入された連結ピン４１に回動自在に連結されており、ミドルコラム１２の車両前方端から突出している送りねじ２３の車両前方端には、円盤状のストッパ２５が固定されている。なお、ストッパ２５は、送りねじ２３が車体後方側へ移動する際にミドルコラム１２の車体前方端に当接することで、送りねじ２３の車体後方側への移動が規制される。

一方、図２から図４に示すように、ロアコラム１１の車幅方向の他方にはコラム軸Ｐ１に直交して斜め上方に突出する電動モータ２６が固定されており、この電動モータ２６の出力軸２７にはウォーム２８が同軸に固定されている。
ロアコラム１１には、案内筒１４を形成した方向と同一方向に貫通穴２９が形成されており、この貫通穴２９に中空円筒形状のナット３０が配置されている。ナット３０の外周にはウォームホイール３１が圧入されており、このウォームホイール３１にウォーム２８が噛み合っている。また、ナット３０の内周に形成した雌ねじに、貫通穴２９に配置した送りねじ３２の雄ねじがねじ込まれている。

ミドルコラム１２には、送りねじ３２の車体後方側３２ａが内嵌する連結穴３３が形成され、この車体後方側３２ａはナット３４で固定されている。
また、送りねじ２３の車両前方端には円盤状のストッパ３５が固定されており、送りねじ３２が車体後方側へ移動する際にロアコラム１１の車体前方端に当接することで、送りねじ３２の車体後方側への移動が規制される。

ここで、図２及び図３に示すように、ロアコラム１１に一体化された案内筒１４とミドルコラム１２との嵌合部には、テレスコピック位置の調整時に案内筒１４が径方向に移動するのを防止するガタ抑制機構４０が設けられている。
ガタ抑制機構４０は、図６に示すように、ミドルコラム１２の外周から突出している円筒部４１と、この円筒部４１の内径部に形成した雌ねじ部４２と、円筒部４１の内径部に対して同軸に形成され、案内筒１４の外周に対向する位置までミドルコラム１２を貫通している円筒形状の貫通穴４３と、円筒部４１の上部開口から挿入されて案内筒１４の外周の一部に当接している当接部材４４と、案内筒１４に当接していない当接部材４４の径方向外方側に当接して配置されている平ワッシャ４５と、当接部材４４に当接していない平ワッシャ４５の径方向外方側に当接して配置されている皿バネ４６と、皿バネ４６が平ワッシャ４５との間で軸方向に弾性変形するように雌ねじ部４２にねじ込まれている六角穴付きのガタ止めボルト４７と、円筒部４１から突出しているボルト４７の雄ねじに螺合しながら円筒部４１の径方向端面に当接しているナット４８とで構成されている。

当接部材４４は、低摩擦係数の合成樹脂材からなる円盤形状の部材であり、図７に示すように、円筒部４１の雌ねじ部４２の内径寸法Ｄ１及び貫通穴４３の直径Ｄ２に対して僅かに小さな外形寸法Ｓの円筒形状として形成されている。特に、当接部材４４の外形寸法Ｓ及び貫通穴４３の直径Ｄ２は、当接部材４４が貫通穴４３に入り込んだ際に、当接部材４４の外周面と貫通穴４３の内周面との間の隙間がほとんど発生しないような寸法（Ｓ≒Ｄ）に設定されている。

そして、当接部材４４の外周面は、図７に示すように、当接部材４４の重心位置Ｇ１を曲率中心とした直径Ｓの曲率円に沿う曲率面４４ａとして形成されている。つまり、当接部材４４の外周面は球面形状として形成されている。
なお、本発明の固定コラムが案内筒１４に対応し、本発明の貫通部が雄ねじ部４２及び貫通穴４３に対応し、本発明の可動コラムがミドルコラム１２に対応し、本発明の押圧付与手段が平ワッシャ４５、皿ばね４６、ガタ止めボルト４７に対応している。

次に、本実施形態のステアリング装置の動作及び作用効果について説明する。
ステアリングコラム１の車両後方部位に配設した周辺部品Ｐのコントロールスイッチの操作により電動モータ１７が回転すると、ウォーム１９、ウォームホイール２２が回転し、送りねじ２３がミドルコラム１２のコラム軸Ｐ１方向に移動することで、連結ピン２４を介してアッパコラム１３が枢軸ピン１６を揺動中心として上下方向に揺動し、アッパコラム１３のチルト位置を調整することができる。

また、周辺部品Ｐのコントロールスイッチの操作により電動モータ２６が回転すると、ウォーム２８、ウォームホイール３１が回転し、送りねじ３２とともにミドルコラム１２がコラム軸Ｐ１方向に移動し、ミドルコラム１２のテレスコピック位置を調整することができる。
また、本実施形態のガタ抑制機構４０は、ガタ止めボルト４７と平ワッシャ４５との間に配置されている皿バネ４６が軸方向内方に弾性復元力を作用し、平ワッシャ４５を介して当接部材４４に対して軸方向内方の押圧力を発生する。これにより、ミドルコラム１２
内で低摩擦係数の合成樹脂材からなる当接部材４４に支持された案内筒１４（ロアコラム１１）は、径方向のガタが防止されながらテレスコピック位置の調整が円滑に行われる。

ここで、ガタ抑制機構４０を組み立てる際、図７に示すように、円筒部４１の開口部から当接部材４４が傾いた状態で挿入され、雄ねじ部４２の途中で係合する場合がある。
ところが、本実施形態の当接部材４４は、その外周面が曲率面４４ａとして形成されているので雄ねじ部４２に引っ掛からず、貫通穴４３の位置まで正常に配置することができる。したがって、当接部材４４を貫通穴４３まで挿入する際に曲率面４４ａが引っ掛かりを防止して組み立て作業が容易となるので、ガタ抑制機構４０の組み立て作業を容易に行うことができる。

また、当接部材４４の外周面と貫通穴４３の内周面との間には隙間がほとんど発生せず、テレスコピック位置の調整のためにミドルコラム１２がコラム軸Ｐ１方向に移動しても、当接部材４４及び貫通穴４３の衝突による異音がほとんど発生しないので、運転者に違和感を与えるおそれがない。
さらに、当接部材４４は、合成樹脂製なので外周の曲率面４４ａを容易に形成することができ、コストの低減化も図ることができる。

なお、円盤形状の当接部材の形状は、図７に示したように、重心位置Ｇ１を曲率中心とした直径Ｓの曲率円に沿う曲率面４４ａを外周面とした当接部材４４に限らず、例えば、図８に示すように、互いに平行に対向している端面４４ｂ，４４ｃの一方の端面４４ｂに対して重心位置Ｇ１から直交する仮想線が交わる位置を曲率中心Ｋとした直径Ｓの曲率円に沿う曲率面４４ｄ（球面形状）を外周面とした当接部材４４、図９に示すように、一方の端面４４ｂに対して重心位置Ｇ１から直交する仮想線が、一方の端面４４ｂから所定距離Ｔ１離間した位置を曲率中心Ｋ１とした直径Ｓの曲率円に沿う曲率面４４ｅ（球面形状）を外周面とした当接部材４４、図１０に示すように、一方の端面４４ｂからさらに離間した所定距離Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）の位置を曲率中心Ｋ２とした直径Ｓの曲率円に沿う曲率面４４ｆ（球面形状）を外周面とした当接部材４４であっても、当接部材４４を貫通穴４３まで挿入する際に曲率面４４ｄ，４４ｅ、４４ｆが雄ねじ部４２に対する引っ掛かりを防止するので組付け作業が容易となり、ガタ抑制機構４０の組み立て作業性を容易に行うことができるとともに、当接部材４４及び貫通穴４３の衝突による異音がほとんど発生しないので、運転者に違和感を与えるおそれがない。

また、図６及び図７では、ロアコラム１１に一体化された案内筒１４とミドルコラム１２との嵌合部に一カ所のガタ抑制機構４０を設けた例を示したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、嵌合部の周方向に異なる位置に、少なくとも２箇所のガタ抑制機構４０を設けても同様の効果を奏することができる。また、少なくとも２箇所のガタ抑制機構４０を、嵌合部の周方向に異なる位置であり、且つコラム軸Ｐ１方向に異なる位置に設けてもよい。

また、図６及び図７で示したガタ抑制機構４０はミドルコラム１２の外周から突出している円筒部４１の内径部に雌ねじ部４２及び貫通穴４３を形成したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、円筒部４１の内径部に、案内筒１４の外周に対向する位置まで貫通するように雌ねじ部４２を形成していてもよい。
さらに、本実施形態では、チルト位置調整及びテレスコピック位置調整を電動モータ１７，２６で自動的に行うステアリング装置について説明したが、手動式のチルト・テレスコピック式ステアリング装置であっても同様の効果を奏することができる。さらには、自動式、あるいは手動式のテレスコピック式ステアリング装置であっても同様の効果を奏することができる。

本発明に係るステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。 ステアリング装置の要部を示す側面図である。 ステアリング装置の要部を分解して示した図である。 図２のＡ−Ａ線矢視図である。 図２のＢ−Ｂ線矢視図である。 図２のＣ−Ｃ線矢視図である。 ガタ抑制機構を構成する当接部材を挿入する状態を示す図である。 当接部材の他の形状の一例目を示す図である。 当接部材の他の形状の二例目を示す図である。 当接部材の他の形状の三例目を示す図である。

符号の説明

１…ステアリングコラム、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、３Ａ…上部ステアリングシャフト、４…ユニバーサルジョイント、５…中間シャフト、６…ユニバーサルジョイント、７…ステアリングギヤ、８…タイロッド、９…操舵輪、１０…ステアリング装置、１１…ロアコラム、１２…ミドルコラム、１３…アッパコラム、１４…案内筒、１５…摺動穴、１６…枢軸ピン、１７…電動モータ、１８…出力軸、１９…ウォーム、２０…貫通穴、２１…ナット、２２…ウォームホイール、２４…連結ピン、２５…ストッパ、２６…電動モータ、２７…出力軸、２８…ウォーム、２９…貫通穴、３０…ナット、３１…ウォームホイール、３２ａ…送りねじの車体後方側、３３…連結穴、３４…ナット、３５…ストッパ、４０…ガタ抑制機構、４１…連結ピン、４１…円筒部、４２…雌ねじ部、４３…貫通穴、４４…当接部材、４４ａ…曲率面、４４ｂ，４４ｃ…端面、４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ…曲率面、４５…平ワッシャ、４６…皿バネ、４７…ガタ止めボルト、４８…ナット、Ｄ１…雌ねじ部の内径寸法、Ｄ２…貫通穴の直径、Ｇ１…当接部材の重心位置、Ｋ，Ｋ１，Ｋ２…曲率中心、Ｐ…周辺部品、Ｐ１…コラム軸、Ｓ…当接部材の外形寸法

Claims (2)

1. ステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムを、車体側部材に支持された固定コラムと、この固定コラムにコラム軸方向に摺動自在に嵌合している可動コラムとで構成し、前記固定コラム及び前記可動コラムのテレスコ摺動部である嵌合部に、当該嵌合部の外筒部内に配置した内筒部をコラム軸方向に摺動自在に支持しながらコラム径方向のガタを防止するガタ抑制機構を備えているテレスコピック式ステアリング装置において、
   前記ガタ抑制機構は、前記外筒部の外周から内周まで貫通している円形状の貫通部と、この貫通部に挿入されて前記内筒部の外周に当接する円盤形状の当接部材と、前記当接部材に対してコラム軸に直交する方向の内方に向けて押圧力を付与するように前記貫通部に配置した押圧付与手段とを備えており、
   前記当接部材の外形の形状を、前記貫通部の穴形状と略同一に設定するとともに、前記貫通部の内周面に接触する前記当接部材の外周面を、径方向外方に凸状に湾曲する曲率面として形成したことを特徴とするテレスコピック式ステアリング装置。
2. 前記当接部材を、合成樹脂材で形成したことを特徴とする請求項１記載のテレスコピック式ステアリング装置。

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