JP5125253B2 - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持し、ステアリングホイールの操作位置を調整し得るチルト機構を備えたステアリング装置に係る。

ステアリングホイールの操作位置を調整し得るチルト機構を備えたステアリング装置として、例えば、下記の特許文献１には、端部にステアリングホイールが連結されるステアリングコラムを、車体に対して支持点にて支持し、該支持点を挟んでステアリングホイールと反対側に位置する揺動点を中心に揺動させ、ステアリングコラムを上下動させるステアリング装置が開示されている。特に、特許文献１においては、コラム揺動点とコラム支持点との間の長さが、コラム揺動点とステアリングホイールとの間の長さに対して３０％以上の長さを有するものとすることが提案されている。

更に、車両用電動チルト式ステアリング装置として、下記の特許文献２には、ステアリングコラムの一側に設けてあり、電動モータの回転駆動力を直線動に変換してステアリングコラムをチルト傾動するためのチルト機構部と、ステアリングコラムの他側に設けてあり、静止側に対して略三角形状の凹凸嵌合により摺接して、チルト傾動時、ステアリングコラムを摺動するためのスライド部とを具備することが提案されている。

特開２００５−１５３８４９号公報 特開２００２−１９３１１０号公報

上記特許文献１に開示されたステアリング装置においては、チルト駆動に供するリンクの節が多くなることは否めず、部品点数が多くなる。また、特許文献２に開示されたステアリング装置においては、ステアリングコラムの一方側に設けられたスライド部によって、チルト傾動時にステアリングコラムを摺動するように構成されており、所謂こじり力が生ずるため、円滑な作動を確保することは至難である。

そこで、本発明は、車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持し、ステアリングホイールの操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、部品点数が少なく簡単な構成で高い剛性を備え、確実且つ円滑なチルト作動を確保し得るステアリング装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、請求項１に記載のように、車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持し、ステアリングホイールの操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記ステアリングホイールを後端に支持する第１のコラム部材と、該第１のコラム部材と同軸に配置し、前記車体に対する揺動中心を前方に配置すると共に、該揺動中心回りに揺動可能に支持する第２のコラム部材と、下方に延出して対向する一対の保持部間に前記第２のコラム部材を保持し、上方を前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットの一対の保持部と前記第２のコラム部材との間に夫々介装し、前記第２のコラム部材を摺動自在に押圧支持する一対の押圧機構と、前記固定ブラケットの下方に配置する第１のピボット軸と、前記第２のコラム部材の下方に配置する第２のピボット軸と、前記第１のピボット軸と前記第２のピボット軸との間の距離を調整する駆動機構とを備え、前記一対の押圧機構が、夫々、前記第２のコラム部材と一体に設ける摺動プレートと、該摺動プレートに対し摺動する摺動部材と、該摺動部材を前記第２のコラム部材方向に付勢するばね部材とを有し、該ばね部材の付勢力によって前記車体の左右方向の両側から前記第２のコラム部材を摺動自在に押圧支持することとしたものである。尚、前記駆動機構は電動モータを備えたものとし、該電動モータにより前記第１のピボット軸と第２のピボット軸との間の距離を調整し得る構成とするとよい。

更に、請求項２に記載のように、前記第１のピボット軸、前記第２のピボット軸及び前記駆動機構を、前記第２のコラム部材の下方で、前記第２のコラム部材の軸に対し実質的に平行に配置する構成とするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、請求項１に記載のように構成されたステアリング装置においては、揺動中心のほかに第１及び第２のピボット軸を設けるだけでチルト機構を構成することができるので、従来装置に比し部品点数が少なく、組み付けも容易であり、安価な装置を提供することができる。しかも、上記一対の押圧機構によって、第２のコラム部材の両側から均等な押圧力を以って保持することができるので、こじり力を生ずることなく確実且つ円滑なチルト作動を確保し得る安価で高剛性のチルト機構を構成することができる。

更に、上記のステアリング装置において、請求項２に記載のように配置すれば、第２のコラム部材の下方で、その両側から押圧機構によって均等な押圧力で保持することができるので、安価で高剛性のチルト機構を有する小型のステアリング装置を提供することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示すもので、車体（図示せず）に対しステアリングホイール１の操作位置を調整し得るステアリング支持機構２が配設されている。ステアリング支持機構２は機械的あるいは電気的に転舵機構（図示せず）に連結され、この転舵機構はステアリングホイール１の操作に応じて駆動されて車輪操舵機構（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）を転舵するように構成されている。例えば、電動パワーステアリング機構（図示せず）を備えたものであれば、ステアリング支持機構２は機械的に転舵機構に連結されるが、ステアリングバイワイヤ方式であれば、ステアリング支持機構２は電気的に転舵機構に連結される。

本実施形態のステアリング支持機構２においては、ステアリングホイール１を後端に支持する第１のコラム部材１０と、これと同軸に配置し、車体（図示せず）に対する揺動中心（Ｔ）を前方に配置すると共に、この揺動中心（Ｔ）回りに揺動可能に支持する第２のコラム部材２０が設けられ、第２のコラム部材２０は固定ブラケット３０に保持されている。ここで、第１のコラム部材１０は、ステアリングホイール１に接続されるアッパシャフト１１と、これを囲繞するように同軸上に配置されるアッパチューブ１２から成り、一体となって軸方向移動し得るように構成されている。一方、第２のコラム部材２０は、転舵機構（図示せず）に接続されるロアシャフト２１と、これを囲繞するように同軸上に配置されるロアチューブ２２から成り、ロアチューブ２２内に中間チューブ２３を介してアッパチューブ１２が軸方向に摺動自在に収容されるように構成されている。従って、本実施形態における第１のコラム部材１０及び第２のコラム部材２０には、夫々アッパシャフト１１及びロアシャフト２１が包含され、アッパチューブ１２、ロアチューブ２２及び中間チューブ２３によって所謂ステアリングコラムが構成される。

固定ブラケット３０は、車両の下方に延出して対向する一対の保持部３１及び３２を有し、これらの間に第２のコラム部材２０（ロアチューブ２２）が保持され、上方で車体に固定されている。更に、固定ブラケット３０の一対の保持部３１及び３２と第２のコラム部材２０との間に、夫々押圧機構４０が介装され、これによって第２のコラム部材２０が摺動自在に押圧支持されている。

更に、固定ブラケット３０には、その下方に第１のピボット軸（Ｐ１）が配置されるように構成されている。同様に、第２のコラム部材２０の下方には第２のピボット軸（Ｐ２）が配置されるように構成されている。そして、これら第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間の距離（Ｌ）が駆動機構５０によって調整されるように構成されている。尚、本願における図３を除く各図におけるｘ軸方向が（車体の）前後方向で、ｙ軸方向が（車体の）上下方向で、ｚ軸方向が（車体の）左右方向を示している。従って、第１のピボット軸（Ｐ１）及び第２のピボット軸（Ｐ２）は、図３を除く各図においてｚ軸方向に延在し、図３においてｘ軸方向に延在している。

而して、上記第１のコラム部材１０、第２のコラム部材２０、固定ブラケット３０、押圧機構４０、揺動中心（Ｔ）、第１のピボット軸（Ｐ１）、第２のピボット軸（Ｐ２）及び車体（図２にＢで示す）は、図２に示す位置関係にあり、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間の距離が駆動機構５０によって調整される。これにより、第２のコラム部材２０が揺動中心（Ｔ）回りに円滑に揺動し、その傾斜角度が所望の角度に調整される。尚、図２における位置関係は説明を容易にするために表したものであり、実際の寸法を表したものではなく、図２には表れていないが、押圧機構４０は第２のコラム部材２０に対し径方向の両側（車両の左右両側）に設けられている。

即ち、押圧機構４０は、図３に示すように第２のコラム部材２０の左右両側に配置されており、左右の保持部３１及び３２側から第２のコラム部材２０の軸中心方向に押圧するように構成されている。本実施形態の押圧機構４０は、第２のコラム部材２０に対し摺動自在に、各保持部３１及び３２に嵌合される摺動部材４１、これと各保持部３１及び３２との間に介装される皿ばね４２、及び、摺動部材４１と第２のコラム部材２０との間に配置され、第２のコラム部材２０と一体に設けられる摺動プレート４３によって構成されている。尚、皿ばね４２は、ばね部材として機能し、その付勢力によって摺動部材４１を摺動プレート４３の摺動面４４に押圧させるものである。また、摺動部材４１は第２のコラム部材２０と一体の摺動プレート４３に当接し、第２のコラム部材２０の円滑な摺動を確保する摺動部材として機能する。而して、第２のコラム部材２０はその左右両側から押圧機構４０によって摺動自在に押圧支持されている。この結果、均等な押圧力を以って第２のコラム部材２０を保持することができ、揺動中心（Ｔ）を中心とする第２のコラム部材２０の揺動に対する（上下方向の）剛性を確保することができる。

駆動機構５０は図４に示すように構成されており、第２のコラム部材２０の下方に第２のピボット軸（Ｐ２）を中心に回転（揺動）可能に支持された電動モータ５１、その出力軸に設けられたウォーム５２、これに噛合して減速機構を構成するウォームホイール５３、これと一体的に回転するように接続され外面に雄螺子部を有する螺子軸５４、これに噛合する雌螺子部５５が内部に形成されたスライダ５６から成る。このスライダ５６は、固定ブラケット３０の下方に配置された第１のピボット軸（Ｐ１）を中心に回転（揺動）可能に支持されており、これらによってスライダクランク機構が構成されている。

而して、電動モータ５１が回転駆動されると、螺子軸５４がその軸を中心に減速回転し、螺子軸５４に沿って電動モータ５１がスライダ５６に対して前後動する。これにより、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間の距離（図１のＬ）が短縮又は伸張し、電動モータ５１が第２のピボット軸（Ｐ２）を中心に回転（揺動）すると共に、第２のコラム部材２０が揺動中心（Ｔ）を中心に揺動する。尚、本実施形態では電動モータ５１は第２のコラム部材２０に支持され、スライダ５６が固定ブラケット３０に支持されているが、電動モータ５１を固定ブラケット３０に支持し、スライダ５６を第２のコラム部材２０に支持することとしてもよい。

上記の構成になるステアリング装置によるチルト作動を説明する。先ず、電動モータ５１が駆動されると、この回転運動（例えば正転）に応じて電動モータ５１が螺子軸５４に沿って、例えば図５に示すように第１のピボット軸（Ｐ１）に近接する方向に移動し、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間の距離が短縮駆動される。この結果、第１及び第２のコラム部材１０及び２０は揺動中心（Ｔ）を中心に反時計方向に揺動し、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間が距離（Ｌａ）となると、第１及び第２のコラム部材１０及び２０は（水平位置から）後方側が角度α上方に傾斜し、ステアリングホイール１（図１に示す）の操作位置は図５に示す最上段位置となる。

これに対し、電動モータ５１が上記と逆方向に回転駆動されると、これに応じて電動モータ５１が螺子軸５４に沿って第１のピボット軸（Ｐ１）から離隔する方向に移動し、図６に示すように、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間の距離が伸張駆動される。この結果、第１及び第２のコラム部材１０及び２０は揺動中心（Ｔ）を中心に時計方向に揺動し、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）との間が距離（Ｌｂ）となると、第１及び第２のコラム部材１０及び２０の後方側が角度β下方に傾斜し、ステアリングホイール１の操作位置は図６に示す最下段位置となる。而して、図５及び図６の何れの状態においても、駆動機構５０によってチルト作動が行われている間、押圧機構４０によって、第２のコラム部材２０の両側から均等な押圧力を以って保持されているので、こじり力を生ずることなく、確実且つ円滑なチルト作動を確保することができる。

更に、本実施形態のステアリング支持機構２においては、ロアチューブ２２に対し、アッパチューブ１２及び中間チューブ２３が一体となって軸方向に移動可能であり、これにより、所謂テレスコピック作動を行い、ステアリングホイール１を所望の軸方向位置に調整することができる。そして、本実施形態のステアリング支持機構２は衝撃吸収機能を有し、以下のように作動する。例えば、図４に示す通常状態で、ステアリングホイール１に対して、後方（ｘ方向）から所定以上の荷重が入力されると、アッパチューブ１２が中間チューブ２３に対し軸方向に移動する。即ち、図７に示すように、アッパチューブ１２は図４の通常状態（図７では２点鎖線で示す１２ｘに対応）の位置から距離（Ｓ）前進し、図７に実線で示す位置まで移動する。この結果、ステアリング支持機構２は図７に示す収縮状態となり、この間の上記移動により、ステアリングホイール１に対する衝撃が吸収される。

この衝撃吸収機能は、前掲の特許文献１に記載の構造と基本的に同様であり、ステアリングホイール１に対して所定荷重を越える荷重が作用すると、アッパチューブ１２が漸次中間チューブ２３内に収容され、両者間に介装されている環状の摩擦材（符号省略）の摩擦力に抗してアッパチューブ１２が前進することにより、衝撃が吸収される。この場合において、図４の状態と図７の状態との間で、第１のピボット軸（Ｐ１）と第２のピボット軸（Ｐ２）の位置関係に変化はない。而して、本実施形態のように衝撃吸収機能を備えたステアリング装置においても、チルト機能が損なわれることはなく、また、チルト作動によって衝撃吸収機能が損なわれることもない。

尚、上記テレスコピック機能及び衝撃吸収機能の何れも必要としなければ、アッパチューブ１２、ロアチューブ２２及び中間チューブ２３を一体に形成して、単一の可動コラム部材（図示せず）を構成することができる。換言すれば、ステアリングホイール１を後端に支持し、車体（図示せず）に対する揺動中心（Ｔ）を前方に配置すると共に、この揺動中心（Ｔ）回りに揺動可能に支持する可動コラム部材（図示せず）を構成すると共に、アッパシャフト１１とロアシャフト２１を一体的に構成し、上記の実施形態における第２のコラム部材２０を可動コラム部材と読み替えれば、テレスコピック機能及び衝撃吸収機能の何れも備えていないが、確実且つ円滑なチルト機能を備えたステアリング装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態における主要構成部材の位置関係を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置の横断面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置による上方へのチルト作動状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置による下方へのチルト作動状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置による衝撃吸収時の状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ ステアリング支持機構
１０ 第１のコラム部材
２０ 第２のコラム部材
３０ 固定ブラケット
４０ 押圧機構
５０ 駆動機構
Ｔ 揺動中心
Ｐ１ 第１のピボット軸
Ｐ２ 第２のピボット軸

Claims (2)

1. 車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持し、ステアリングホイールの操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記ステアリングホイールを後端に支持する第１のコラム部材と、該第１のコラム部材と同軸に配置し、前記車体に対する揺動中心を前方に配置すると共に、該揺動中心回りに揺動可能に支持する第２のコラム部材と、下方に延出して対向する一対の保持部間に前記第２のコラム部材を保持し、上方を前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットの一対の保持部と前記第２のコラム部材との間に夫々介装し、前記第２のコラム部材を摺動自在に押圧支持する一対の押圧機構と、前記固定ブラケットの下方に配置する第１のピボット軸と、前記第２のコラム部材の下方に配置する第２のピボット軸と、前記第１のピボット軸と前記第２のピボット軸との間の距離を調整する駆動機構とを備え、前記一対の押圧機構が、夫々、前記第２のコラム部材と一体に設ける摺動プレートと、該摺動プレートに対し摺動する摺動部材と、該摺動部材を前記第２のコラム部材方向に付勢するばね部材とを有し、該ばね部材の付勢力によって前記車体の左右方向の両側から前記第２のコラム部材を摺動自在に押圧支持することを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記第１のピボット軸、前記第２のピボット軸及び前記駆動機構を、前記第２のコラム部材の下方で、前記第２のコラム部材の軸に対し実質的に平行に配置することを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。

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