JP5018096B2 - 車両用ステアリングコラムの支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングコラムを傾動又は伸縮させるチルトテレスコ機能を備えた車両用ステアリングコラムの支持構造に関する。

上述した車両用ステアリングコラムの支持構造に係る車両用ステアリング装置として、図４に示す装置が知られている。この車両用ステアリング装置１０は、ステアリングシャフト１１を回動自在に支持し、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置したステアリングコラム１２を備えている。ステアリングシャフト１１の車両後端にはステアリングホイール１３が装着され、ステアリングシャフト１１の車両前端にはユニバーサルジョイント１４を介して中間シャフト１５が連結されている。中間シャフト１５にはその前端にユニバーサルジョイント１６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１７が連結されている。このステアリングギヤ１７の出力軸がタイロッド（不図示）を介して左右の転舵輪（不図示）に連結されている。

ステアリングコラム１２は、車両前方側に位置するロアコラム１２ａと、このロアコラム１２ａに摺動自在に外嵌しているアッパコラム１２ｂとで構成されており、ロアコラム１２ａの車両前端部の外周に大径部１８が形成され、この大径部１８をトーボード１９に形成した支持孔２０に弾性体を介して差込み挿入することで、ステアリングコラム１２の車両前端部が支持されている。そして、アッパコラム１２ｂの車両後方側は手動式のチルトテレスコ機構２１を介して車体側部材２２に支持されており、チルトテレスコ機構２１の操作により、ステアリングコラム１２は、大径部１８がトーボード１９に差込み挿入した位置をチルトピボット部として傾動（チルト）動作、或いは伸縮（テレスコ）動作を行なう。

そして、車両の前面衝突時にトーボード１９が車両後方に変位すると、トーボード１９とともに車両後方に移動するロアコラム１２ａがアッパコラム１２ｂに対して相対的にコラプス移動により衝撃を吸収することで、ステアリングホイール１３から運転者に伝達される衝撃力を緩和して安全性を向上するようにしている。
手動式チルトテレスコ機構２１として、例えば特許文献１に記載の機構が知られている。

特許文献１の機構は、車体側部材に固定した固定ブラケット及びステアリングコラム（アッパコラム）を装着した可動ブラケットに、車両前後方向の２箇所にチルトテレスコ調整孔が形成されている。これらチルトテレスコ調整孔は、少なくとも一方が縦長孔と横長孔が交差するように形成されており、これらチルトテレスコ調整孔に２本の締付軸が挿通され、これら締付軸の距離を一定にする軸支持部材が装着されているとともに、締付軸を回動させる操作レバーが装着されている。また、軸支持部材と固定ブラケットとの間に、車幅方向に離間する位置に一対のバネ部材が連結しており、これらバネ部材の付勢力でアッパコラムとともに昇降する可動ブラケットを支持している。
特開２００２−２２００６１号公報

ところで、図４で示したステアリングコラム１２の車両前端部は、ロアコラム１２ａの大径部１８をトーボード１９の支持孔２０に差込み挿入することで支持されているので、コラム軸方向の車両後方を向く外力が作用すると、ステアリングコラム１２の車両前端部の支持力が弱い。
また、特許文献１の手動式チルトテレスコを採用すると、傾動（チルト）動作、或いは伸縮（テレスコ）動作を行なうために操作レバーを緩めると、固定ブラケットと可動ブラケットとの間に隙間が生じてアッパコラムが回転しやすくなり、アッパコラムの回転方向のガタ付きにより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、トーボードの貫通孔に差込み挿入したステアリングコラムの車両前端部の支持力を強くすると同時に、手動式チルトテレスコ機構の締付け手段を緩めた際のステアリングコラムの回転方向のガタ付きを防止する車両用ステアリングコラムの支持構造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に係る車両用ステアリングコラムの支持構造は、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、車両前方に位置する第１コラムと、この第１コラムにコラム軸方向に摺動自在に嵌合されて車両後方に位置する第２コラムとで構成し、前記第１コラムの車両前方端部は、トーボードに形成した支持孔に車両後方側から差込み挿入することで支持され、前記第２コラムは、手動式チルトテレスコ機構を介して車両上方に配置した車体側部材に支持されてなる車両用ステアリングコラムの支持構造において、前記手動式チルトテレスコ機構は、前記第２コラムの外周を囲むように前記車体側部材に固定され、車幅方向を向く側面にチルト長孔を形成した車体側ブラケットと、前記第２コラムに固定されて前記車体側ブラケットの内側に配置され、前記車体側ブラケットの側面に形成した前記チルト長孔に対応する位置にテレスコ長孔を形成したコラム側ブラケットと、前記チルト長孔及びテレスコ長孔に締付けロッドを挿通し、この締付けロッドの回動により前記車体側ブラケットに対する前記第１コラム及び第２コラムの締結、或いは締結解除を行なう締付け手段と、前記第１コラムを上昇させる方向にバネ力が作用するバネ部材と、を備え、前記コラム側ブラケットは、前記第１コラムの外周を保持する筒状部と、車幅方向に離間配置された一対の車幅方向変位部とを備え、当該一対の車幅方向変位部に前記テレスコ長孔を形成し、前記締付け手段により前記車体側ブラケットに対する前記第１コラム及び第２コラムの締結を行う際に、前記筒状部が縮径して前記第１コラムの締付け動作を行い、前記コラム軸に直交する車幅方向に離間して配置した一対の前記バネ部材が、前記第１コラムの前記締結手段より車両前方側の位置及び前記車体側ブラケットの間で連結されているとともに、前記コラム軸に対して上下方向に直交する方向に延在する方向を仮想線とすると、前記バネ部材を、バネ力の作用する方向が前記仮想線に対して車両前方に傾く方向に延在するように配置した。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用ステアリングコラムの支持構造において、前記締付け手段の締結解除を行なったときに、前記第２コラムの回転を規制する回転規制部を設けている。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両用ステアリングコラムの支持構造において、前記回転規制部は、前記コラム側ブラケットを構成する一対の車幅方向変位部の間に前記コラム軸方向に沿って形成したスリットと、前記第１コラムから前記スリット内に突出する突出部とで構成している。

本発明に係る車両用ステアリングコラムの支持構造によると、第１コラム及び車体側ブラケットの間に連結して第１コラムを上昇させる方向にバネ力が作用するバネ部材を、コラム軸に対して上下方向に直交する方向に延在する方向を仮想線とすると、バネ力の作用する方向が前記仮想線に対して車両前方に傾く方向に延在するように配置したことから、バネ部材の分力が車両前方に向けて作用する。このことから、トーボードの支持孔に差し込み挿入されている第１コラムの支持孔に対する密着性が高まり、コラム軸方向の車両後方を向く外力が作用しても、ステアリングコラムの車両前端部の支持力を強くすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図４で示した構成と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図１から図３は、本発明に係るステアリングコラムの支持構造の１実施形態を示すものであり、図１は１実施形態を示す側面図、図２は１実施形態を示す平面図、図３は図１のＡ−Ａ線矢視図である。

図１に示すように、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１３（不図示）を取付けたアウタシャフト１１ａと、このアウタシャフト１１ａにスプライン結合又はセレーション結合されて摺動自在に係合されたインナシャフト１１ｂとで構成されている。
ステアリングコラム１２は、ロアコラム１２ａと、このロアコラム１２ａに摺動自在に外嵌されたアッパコラム１２ｂとで構成されている。ロアコラム１２ａの車両前方端部の外周に、合成樹脂製のキャップ２５が装着されており、このキャップ２５をトーボード１９の支持孔２０に内嵌したゴム製の筒状弾性体２６に車体後方側から差込み挿入することで、ロアコラム１２ａの車両前方端部がトーボード１９に支持されている。

アッパコラム１２ｂは、手動式のチルトテレスコ機構２７を介して車体側部材２２に支持されている。
チルトテレスコ機構２７は、アッパコラム１２ｂの車両前方側に形成されてロアコラム１２ａの外周を包持しているコラム側ブラケット３０と、車体側部材２２に固定されてコラム側ブラケット３０を車幅方向の外方から挟み込んでいる車体側ブラケット３１と、コラム側ブラケット３０及び車体側ブラケット３１の互いに対向する車幅方向の側面の間に配置されている第１及び第２摩擦板３２ａ，３２ｂと、これら第１及び第２摩擦板３２ａ，３２ｂの間に配置されている第３摩擦板３２ｃと、車体側ブラケット３１をコラム側ブラケット３０側に締結する締付け部３４と、車体側ブラケット３１及びロアコラム１２ａの間に連結している一対のコイルスプリング３５とを備えている。

コラム側ブラケット３０は、図３に示すように下半部に形成した筒状部３０ａと、上半部に形成した車幅方向に離間配置された一対の車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃとを備えている。筒状部３０ａはロアコラム１２ａの外周を保持している。一対の車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃは、筒状部３０ａの最上部をコラム軸Ｐ１方向に沿ってスリット３０ｄを設けることで車幅方向に離間して形成されており、これら車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃには、長軸がコラム軸Ｐ１方向に延在するテレスコ長孔３０ｅ，３０ｆが形成されている。

ここで、図２及び図３に示すように、筒状部３０ａに保持されているロアコラム１２ａの最上部には、前述したスリット３０ｄ内に頭部が突出している回転規制ネジ４０が固定されている。
車体側ブラケット３１は、図３に示すように、車体側部材２２に固定されるフランジ３１ａと、このフランジ３１ａから下方に延在して車幅方向に離間配置されている一対の側板３１ｂ，３１ｃとを備えている。フランジ３１ａには、車両後方側の端部に離脱用カプセル３６が嵌め込まれており、この離脱用カプセル３６にはボルト貫通孔３６ａが形成されている。一対の側板３１ｂ，３１ｃには、長軸が上下方向に延在するチルト長孔３７が形成されている。また、離脱用カプセル３６の下方からボルト貫通孔３６ａに貫通した固定ボルト（不図示）を車体側部材２２にねじ込むことで、フランジ３１ａが車体側部材２２に取付けられている。

第１及び第２摩擦板３２ａ，３２ｂは、図２に示すように、平面視コ字形状に折り曲げた部材である。第１摩擦板３２ａは、互いに平行に延在する一対の平行部３２ａ１，３２ａ２と、これら一対の平行部３２ａ１，３２ａ２の長手方向の端部を連結する連結部３２ａ３とを有している。第２摩擦板３２ｂは、第１摩擦板３２ａより小さなコ字形状に折り曲げられており、互いに平行に延在する一対の平行部３２ｂ１，３２ｂ２と、これら一対の平行部３２ｂ１，３２ｂ２の長手方向の端部を連結する連結部３２ｂ３とを有している。第１摩擦板３２ａの平行部３２ａ１，３２ａ２及び第２摩擦板３２ｂの平行部３２ｂ１，３２ｂ２にはテレスコ長孔（図１の符号３８）が形成されている。

そして、第１摩擦板３２ａの内側に第２摩擦板３２ｂを、互いのテレスコ長孔を対応させた状態で重ね合わせ、平行部３２ａ１，３２ａ２、３２ｂ１，３２ｂ２の車両前方側をコラム側ブラケット３０の車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃの車幅方向を向く側面と車体側ブラケット３１の側板３１ｂ，３１ｃとの間に配置し（図３参照）、平行部３２ａ１，３２ａ２、３２ｂ１，３２ｂ２の車両後方側を、固定ボルト３９を介してコラム側ブラケット３０に固定している。

また、第３摩擦板３２ｃは、図３に示すように、車両後方から見て略逆Ｕ字形状に折り曲げた部材であり、互いに平行に上下方向に延在し、円形のボルト挿通孔を形成した一対の平行部３２ｃ１，３２ｃ２と、これら一対の平行部３２ｃ１，３２ｃ２の上部を連結する連結部３２ｃ３とを有している。そして、第３摩擦板３２ｃの平行部３２ｃ１が第１及び第２摩擦板３２ａ，３２ｂの一方の平行部３２ａ１，３２ａ２の間に挟まって配置され、平行部３２ｃ２が、第１及び第２摩擦板３２ａ，３２ｂの他方の平行部３２ｂ１，３２ｂ２の間に挟まって配置されている。

締付け部３４は、図２、図３に示すように、車体側ブラケット３１のチルト長孔３７、第１及び第２摩擦板３２ａ，３２ｂのテレスコ長孔３８、第３摩擦板３２ｃのボルト挿通孔、及びコラム側ブラケット３０のテレスコ長孔３０ｅ，３０ｆに挿通している締付けロッド３４ａと、締め付けロッド３４ａのねじ側に外嵌されている固定カム３４ｂ、可動カム３４ｃ及び調整ナット３４ｄと、可動カム３４ｃに固定された操作レバー３４ｅとを備えている。

また、一対のコイルスプリング３５は、スプリング上端が車体側ブラケット３１のフランジ３１ａに形成した係合部３１ａ１，３１ａ２にそれぞれ係合し（図２参照）、スプリング下端がロアコラム１２ａの下部に車幅方向に離間して固定した係合杆１２ａ１，１２ａ２にそれぞれ係合し、互いに車幅方向に離間して配置されている。これら一対のコイルスプリング３５は、ロアコラム１２ａを上昇させるバネ力が作用している。

そして、これら一対のコイルスプリング３５は、図１に示すように、コラム軸Ｐ１に上下方向に直交する方向に延在する仮想線Ｋ１に対して車両前方に角度θ（９０°未満）で傾く方向にバネ軸Ｓ１を延在させて配置されている。

次に、本実施形態の車両用ステアリング装置１０の動作及び作用効果について、図１から図４を参照して説明する。

チルト・テレスコ調整を行なうには、先ず、一対の車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃが互いに離間する方向に締付け部３４の操作レバー３４ｅを回動する。これにより、車体側ブラケット３１の側板３１ｂ，３１ｃを介して一対の車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃを近接させる方向の力が解除され、コラム側ブラケット３０及び車体側ブラケット３１の間に配置されている第１〜第３摩擦板３２ａ〜３２ｃ同士の摩擦力が解除され、筒状部３０ａのロアコラム１２ａに対する締付けも解除される。そして、締付けロッド３４ａを車体側ブラケット３１のチルト長孔３７の長軸方向にスライドさせることでステアリングホイール１３の傾動動作を行う。或いは、締付けロッド３４ａをコラム側ブラケット３０のテレスコ長孔３０ｅ，３０ｆの長手方向にスライドさせつつ、ロアコラム１２ａに固定した回転規制ネジ４０の頭部をコラム側ブラケット３０のスリット３０ｄの長手方向に移動させながら、アッパコラム１２ｂを車両前後方向に移動してステアリングホイール１３の伸縮動作を行う。

そして、車体側ブラケット３１の側板３１ｂ，３１ｃを介して一対の車幅方向変位部３０ｂ，３０ｃが近接するように、締付け部３４の操作レバー３４ｅを回動すると、コラム側ブラケット３０及び車体側ブラケット３１の間に配置されている第１〜第３摩擦板３２ａ〜３２ｃの接触面間で摩擦力が発生しつつ、筒状部３０ａによるロアコラム１２ａの締付け動作が行なわれる。これにより、ステアリングコラム１２のコラム軸Ｐ１方向の移動及び上下方向の移動が拘束されてチルト調整、或いはテレスコ調整が完了する。

一方、車両の二次衝突時に、ステアリングホイール１３に車両前方を向く衝撃力が入力すると、アッパコラム１２ｂを車体側部材２２に支持している車体側ブラケット３１に車両前方側への衝撃力が入力する。このとき、車体側ブラケット３１のフランジ３１ａの車両後方側は、離脱用カプセル３６を介して車体側部材２２に固定されており、フランジ３１ａに車両前方側への衝撃力が入力すると、離脱用カプセル３６からフランジ３１ａが抜け出しながら二次衝突時の衝撃力が吸収される。

また、車両の前面衝突時にトーボード１９が車両後方に変位すると、トーボード１９とともに車両後方に移動するロアコラム１２ａがアッパコラム１２ｂに対して相対的に車両後方側に移動することで前面衝突時の衝撃力を吸収し、ステアリングホイール１３から運転者に伝達される衝撃力が緩和される。
ここで、本実施形態は、図１で示したように、車体側ブラケット３１のフランジ３１ａと、ロアコラム１２ａの下部との間に連結したコイルスプリング３５が、コラム軸Ｐ１に上下方向に直交する方向に延在する仮想線Ｋ１に対して車両前方に角度θだけ傾く方向にバネ軸Ｓ１が延在するように配置されていることから、コイルスプリング３５のバネ力をＦｓとすると、Ｆｓ×Ｓｉｎθのバネ力の分力が車両前方に向けて作用する。

したがって、コイルスプリング３５のバネ力の分力が車両前方に向けて作用しているので、トーボード１９の支持孔２０に差し込み挿入されているロアコラム１２ａの支持孔２０に対する密着性が高まり、コラム軸Ｐ１方向の車両後方を向く外力が作用しても、ステアリングコラム１２の車両前端部の支持力を強くすることができる。
また、本実施形態の締付け部３４は、操作レバー３４ｅを回動して筒状部３０ａのロアコラム１２ａに対する締付けを解除すると（車体側ブラケット３１に対するロアコラム１２ａ及びアッパコラム１２ｂの締結を解除すると）、コラム側ブラケット３０及び車体側ブラケット３１の間に配置されている第１〜第３摩擦板３２ａ〜３２ｃの間に隙間が発生するので、ロアコラム１２ａに対してアッパコラム１２ｂが相対的に回転しやすくなる。

しかし、本実施形態では、ロアコラム１２ａに固定した回転規制ネジ４０の頭部がコラム側ブラケット３０のスリット３０ｄ内に突出しており、その頭部とスリット３０ｄの幅方向の内壁とが係合することで、アッパコラム１２ｂがロアコラム１２ａに対して相対的に回転するのが規制される。また、コイルスプリング３５は、車体側ブラケット３１とロアコラム１２ａとの間に車幅方向に離間して一対配置されているので、これら一対のコイルスプリング３５のバネ力によってロアコラム１２ａの回転も規制される。

したがって、ステアリングコラム１２（ロアコラム１２ａ及びアッパコラム１２ｂの両者）の回転が規制され、このステアリングコラム１２に支持されているステアリングシャフト１１の回転方向のガタ付きが抑制されることから、運転者に違和感を与えるおそれがない。
なお、本実施形態では、ロアコラム１２ａがアッパコラム１２ｂに摺動自在に内嵌されているが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、アッパコラム１２ｂがロアコラム１２ａに摺動自在に内嵌されている構造であってもよい。その場合には、ロアコラム１２ａにスリットを形成し、アッパコラム１２ｂに、スリット内に突出する回転規制ネジを固定する。

本発明に係る車両用ステアリングコラムの支持構造の１実施形態を示す側面図である。 本発明に係る車両用ステアリングコラムの支持構造の１実施形態を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線矢視図である。 ステアリングコラムを傾動又は伸縮させるチルトテレスコ機能を備えた車両用ステアリン装置を示す図である。

符号の説明

１０…車両用ステアリング装置、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…アウタシャフト、１１ｂ…インナシャフト、１２…ステアリングコラム、１２ａ…ロアコラム（第１コラム）、１２ａ１，１２ａ２…係合杆、１２ｂ…アッパコラム（第２コラム）、１３…ステアリングホイール、１４…ユニバーサルジョイント、１５…中間シャフト、１６…ユニバーサルジョイント、１７…ステアリングギヤ、１８…大径部、１９…トーボード、２０…支持孔、２２…車体側部材、２５…キャップ、２６…筒状弾性体、２７…チルトテレスコ機構（チルト調整機構）、３０…コラム側ブラケット、３０ａ…筒状部、３０ｂ，３０ｃ…車幅方向変位部、３０ｄ…スリット、３０ｅ，３０ｆ…テレスコ長孔（貫通孔）、３１…車体側ブラケット、３１ａ…フランジ、３１ａ１，３１ａ２…係合部、３１ｂ，３１ｃ…側板、３２ａ…第１摩擦板、３２ａ１，３２ａ２…平行部、３２ａ３…連結部、３２ｂ…第２摩擦板、３２ｂ１，３２ｂ２…平行部、３２ｂ３…連結部、３２ｃ…第３摩擦板、３２ｃ１，３２ｃ２…平行部、３２ｃ３…連結部、３４…締付け部（締付け手段）、３４ａ…ロッド、３４ｂ…固定カム、３４ｃ…可動カム、３４ｄ…調整ナット、３４ｅ…操作レバー、３５…コイルスプリング（バネ部材）、３６…離脱用カプセル、３６ａ…ボルト貫通孔、３７…チルト長孔、３８…テレスコ長孔、３９…固定ボルト、４０…回転規制ネジ（突出部）、Ｋ１…仮想線、Ｐ１…コラム軸（ステアリングコラム軸）、Ｓ１…バネ軸

Claims (3)

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、車両前方に位置する第１コラムと、この第１コラムにコラム軸方向に摺動自在に嵌合されて車両後方に位置する第２コラムとで構成し、前記第１コラムの車両前方端部は、トーボードに形成した支持孔に車両後方側から差込み挿入することで支持され、前記第２コラムは、手動式チルトテレスコ機構を介して車両上方に配置した車体側部材に支持されてなる車両用ステアリングコラムの支持構造において、
   前記手動式チルトテレスコ機構は、前記第２コラムの外周を囲むように前記車体側部材に固定され、車幅方向を向く側面にチルト長孔を形成した車体側ブラケットと、前記第２コラムに固定されて前記車体側ブラケットの内側に配置され、前記車体側ブラケットの側面に形成した前記チルト長孔に対応する位置にテレスコ長孔を形成したコラム側ブラケットと、前記チルト長孔及びテレスコ長孔に締付けロッドを挿通し、この締付けロッドの回動により前記車体側ブラケットに対する前記第１コラム及び第２コラムの締結、或いは締結解除を行なう締付け手段と、前記第１コラムを上昇させる方向にバネ力が作用するバネ部材と、を備え、
   前記コラム側ブラケットは、前記第１コラムの外周を保持する筒状部と、車幅方向に離間配置された一対の車幅方向変位部とを備え、当該一対の車幅方向変位部に前記テレスコ長孔を形成し、前記締付け手段により前記車体側ブラケットに対する前記第１コラム及び第２コラムの締結を行う際に、前記筒状部が縮径して前記第１コラムの締付け動作を行い、
   前記コラム軸に直交する車幅方向に離間して配置した一対の前記バネ部材が、前記第１コラムの前記締結手段より車両前方側の位置及び前記車体側ブラケットの間で連結されているとともに、
   前記コラム軸に対して上下方向に直交する方向に延在する方向を仮想線とすると、前記バネ部材を、バネ力の作用する方向が前記仮想線に対して車両前方に傾く方向に延在するように配置したことを特徴とする車両用ステアリングコラムの支持構造。
2. 前記締付け手段の締結解除を行なったときに、前記第２コラムの回転を規制する回転規制部を設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用ステアリングコラムの支持構造。
3. 前記回転規制部は、前記コラム側ブラケットを構成する一対の車幅方向変位部の間に前記コラム軸方向に沿って形成したスリットと、前記第１コラムから前記スリット内に突出する突出部とで構成したことを特徴とする請求項２記載の車両用ステアリングコラムの支持構造。

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