JP5193828B2 - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングホイールのチルト操作やテレスコピック操作が可能なステアリングシャフトを収容したステアリングコラム装置に関する。

自動車のステアリングホイールには、運転者の体格に合わせて上下調整するチルト操作や前後調整するテレスコピック操作が可能となったものがあり、それらステアリングホイールの上下調整位置や前後調整位置は、ステアリングシャフトを収容するステアリングコラムを車体に支持する支持装置に設けた調整機構によって固定されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、調整機構には支持装置に回転が拘束される固定カム部材と、操作レバーによって回転可能な可動カム部材と、が備えられ、これら固定カム部材と可動カム部材とを相対回転させることによって、支持装置に設けた車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの圧接および圧接解除が可能となっている。そして、それら両ブラケットの圧接によりステアリングコラムを車体に固定（ロック）するとともに、圧接解除によりステアリングコラムの移動が許容（ロック解除）されてチルト操作やテレスコピック操作が可能となっている。

このとき、固定カム部材の可動カム部材に対向する面には、傾斜面と隆起部とからなる複数のカム本体部が放射状に形成されるとともに、可動カム部材にはそのカム本体部に摺接する複数の突起部が放射状に形成されており、固定カム部材と可動カム部材とが同軸に相対回転することにより、突起部がカム本体部を摺動してカム機能が発揮される構造となっている。
特開２００７−５５５７５号公報

しかしながら、かかる従来のステアリングコラム装置では、固定カム部材のカム本体部が軸を中心とした周方向かつ放射状に延在しているため、カム本体部の傾斜面は、形成始端部の立上り角度が外周側よりも内周側の方が大きくなっている。

したがって、可動カム部材の突起部が傾斜面に沿って隆起部側に移動する際には、傾斜角度の大きな傾斜面の内周側に外周側よりも大きな抵抗が発生する。

他方、可動カム部材の突起部が隆起部に乗り上げて、隆起部に沿って移動する際には、隆起部の外周側における回転中心からの距離が内周側よりも長くなっているため、突起部の外周側の回転抵抗が内周側よりも大きくなる。

このように、従来のステアリングコラム装置では、傾斜面における突起部の内周側での抵抗と隆起部における突起部の外周側での抵抗が存在するため、固定カム部材と可動カム部材との回転抵抗が大きくなるとともに、操作力の変動が生じ、ロック時の操作フィーリングが悪かった。

そこで、本発明は、ロック時に良好な操作フィーリングを得ることができるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ステアリングホイールのチルト操作やテレスコピック操作が可能なステアリングシャフトを収容するステアリングコラムを備え、前記車体に固定されるとともに、第１の挿通孔が形成された車体側ブラケットと、前記ステアリングコラムに固定されるとともに第２の挿通孔が形成され、前記車体側ブラケットに圧接可能なコラム側ブラケットと、前記第１の挿通孔および前記第２の挿通孔に挿通されてステアリングコラムを車体に支持する支持部材と、前記車体側ブラケットと前記コラム側ブラケットとの圧接部の外側に配置されるとともに前記支持部材が挿通される固定カム部材と、前記固定カム部材に相対回転自在に対向配置されるとともに前記支持部材が挿通され、該支持部材を中心として回動させる操作レバーが設けられる可動カム部材と、からなるステアリングコラム装置であって、前記固定カム部材および前記可動カム部材の対向面の少なくともいずれか一方に形成され、前記支持部材を中心とした周方向に延在する基底面と、該基底面から前記支持部材の軸方向に離間配置するとともに最内径側の周方向に延在する隆起面と、最外径側から内径側に向って周方向に傾斜して前記基底面と隆起面とを結ぶ傾斜面と、を有するカム面と、前記固定カム部材および前記可動カム部材の対向面のいずれか他方に形成され、前記カム面に摺接する突起部と、を備え、前記カム面は、前記突起部が前記傾斜面から隆起面に向けて摺動するにつれて、該突起部における前記カム面の当接部位が外径側から内径側に向かうように形成されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、固定カム部材と可動カム部材の少なくともいずれか一方に形成したカム面を、突起部が傾斜面から隆起面に向けて摺動するにつれて、該突起部におけるカム面の当接部位が外径側から内径側に向かうように形成したため、傾斜面での立上り角度を小さくすることができるとともに、隆起面における回転抵抗を小さくすることができる。そのため、固定カム部材と可動カム部材のいずれか他方に形成した突起部をカム面に摺接させながら車体側ブラケットとコラム側ブラケットとをロックする際には、突起部を立上り角度が小さくなった傾斜面に小さな抵抗で乗り上げさせることができるとともに、中心からの距離が短くなった隆起面を小さな抵抗で摺動させることができるため、固定カム部材と可動カム部材との回転抵抗が小さくなって、ロック時に操作力の変動が少ない良好な操作フィーリングを得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図８は本発明にかかるステアリングコラム装置の一実施形態を示し、図１はステアリングコラム装置の側面図、図２は図１中II−II線に沿った拡大断面図、図３はステアリングコラム装置の車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの組付状態を示す斜視図、図４は操作レバーの側面図、図５はストッパーの側面図、図６は固定カム部材のカム形成面を示す正面図、図７は可動カム部材のカム形成面を示す正面図、図８は固定カム部材の１つのカム本体部を示す拡大斜視図、図９は固定カム部材の１つのカム本体部を示す拡大正面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態のステアリングコラム装置Ａは、図示省略したステアリングホイールのチルト操作やテレスコピック操作が可能なステアリングシャフト２を収容するステアリングコラム１を備え、このステアリングコラム１を車体に支持するようになっている。

本実施形態では、筒状のステアリングコラム１の内部に軸受１７等を介してステアリングシャフト２が回転自在に支持されている。そして、図１の右端であるステアリングシャフト２の上端にはステアリングホイールが設けられており、中央部にはステアリングシャフト２を伸縮させる図示しない伸縮手段が設けられている。また、左端である下端は図示省略した自在継手を介してステアリングギヤボックスに連結されている。なお、ステアリングコラム１にも図示省略した伸縮手段が設けられている。そして、ステアリングコラム装置Ａには、ステアリングホイールの高さ位置を調整するためのチルト機構と、ステアリングホイールの前後位置を調整するためのテレスコピック機構とを有するチルト・テレスコ機構が設けられている。

チルト・テレスコ機構の構成を、以下に説明する。ステアリングコラム１の上部が、上下方向および車体前後方向へ移動可能な状態で支持されている。図２に示すように、ステアリングコラム１の上部には、車体に車体側ブラケット３が取り付けられている。車体側ブラケット３は、左右方向へ長い取付部３ａと、略逆Ｕ字形の支持部３ｂとを結合して構成されている。取付部３ａの両側には、車体側ブラケット３を車体に取り付けるための取付座４が設けられ、取付座４には取付孔４ａが形成されている。支持部３ｂは、車体左右側に一対の側壁部３ｃを有する。

一方、ステアリングコラム１には、図３に示すように、略Ｃ字形断面形状を有するコラム側ブラケット５の両端部が結合されている。コラム側ブラケット５は、車体側ブラケット３の一対の側壁部３ｃの間に嵌め込まれ、略鉛直方向（チルト操作）およびステアリングコラム１の軸方向（テレスコピック操作）への移動が自在に構成されている。

即ち、以下のようになっている。図３に示すように、一対の側壁部３ｃには、略鉛直方向である上下方向に沿って第１の挿通孔としての長孔６が形成される一方、コラム側ブラケット５の両側には略車体前後方向であるステアリングコラム１の軸方向に沿って第２の挿通孔としての長孔７が形成されている。長孔６及び長孔７には、支持部材としての締付ボルト８が挿通されている。図２に示すように、締付ボルト８の頭部８ａには、長孔６の内部で摺動しかつ締付ボルト８の回り止めとして作用するガイド部８ｂが形成されている。ガイド部８ｂの幅寸法は、長孔６の幅寸法よりも僅かに小さい値に設定されている。

一方、締付ボルト８の頭部８ａの反対側のねじ部には、ナット１２がねじ込まれており、ナット１２と一方の側壁部３ｃとの間には、ナット１２と側壁部３ｃとの間隔を広げることにより、車体側ブラケット３とコラム側ブラケット５との間の圧接力を大きくして、ステアリングコラム１が上下方向および車体前後方向へ動かないようにロックするロック手段が設けられている。すなわち、本実施形態では、コラム側ブラケット５と車体側ブラケット３の側壁部３ｃとの当接部が圧接部に相当する。

ロック手段の構成を以下に説明する。ナット１２と一方の側壁部３ｃとの間、つまり、車体側ブラケット３とコラム側ブラケット５の圧接部の外側に、固定カム部材９と可動カム部材１０とが、締付ボルト８に挿通されて設けられている。固定カム部材９の軸心位置には挿通孔９ａが形成されており、固定カム部材９の端面には長孔６の内部で上下に摺動し、かつ、固定カム部材９の回り止めとして作用するガイド部９ｂが形成されている。一方、可動カム部材１０には操作レバー１１が取り付けられている。図４に示すように、可動カム部材１０の軸心近傍には図示省略した四角形の突出部が形成され、この突出部が操作レバー１１の基端部に形成した図示省略した四角形の嵌合孔に圧入され、可動カム部材１０は操作レバー１１と一体回転するようになっている。そして、可動カム部材１０の四角形の突出部に形成された挿通孔１０ａと操作レバー１１に、締付ボルト８が挿通されている。

締付ボルト８には、ストッパー１３が設けられている。図５に示すように、ストッパー１３は金属板の両端を夫々反対方向へ折り曲げた形状であり、ストッパー１３の一方側には、正六角形のボルト１２の頭部の角を嵌め込むための隅部を円周方向の１２位置に設けたロック孔１３ａが形成されており、他方側には、ロック孔１３ａを中心とする円弧に沿う長孔１３ｂが形成されている。この長孔１３ｂにボルト１８が挿入されており、このボルト１８が操作レバー１１のタップ孔１１ａにねじ込まれている。これにより、操作レバー１１と一体にナット１２が回転し、操作レバー１１と一体に可動カム部材１０が回転することになり、操作レバー１１・可動カム部材１０・ボルト１８の３者は一体となって回転する。

なお、ナット１２を所定のトルクで締め込んだ際には、ナット１２の頭部の六角形の角部の位置がばらつくが、長孔１３ｂの長さ方向でのボルト１８の位置を変えることにより、円周方向でのナット１２に対する操作レバー１１の相対的な角度を変えることができ、操作レバー１１を一定の位置に配置することができる。

また、図６に示すように、固定カム部材９の可動カム部材１０と対向する面には、カム本体部２８が周方向かつ放射状に４箇所設けられている。カム本体部２８は、ロック解除時に突起部３１が位置する低い平坦部２６と、ロック時に突起部３１が当接する高い隆起部２７と、平坦部２６と隆起部２７とを繋ぐ傾斜部２９と、からなる。

そして、平坦部２６には締付ボルト８を中心とした周方向に延在する基底面２６ａが設けられ、隆起部２７には基底面２６ａから締付ボルト８の軸方向に離間配置するとともに周方向に延在する隆起面２７ａが設けられ、傾斜部２９には周方向に傾斜して基底面２６ａと隆起面２７ａとを結ぶ傾斜面２９ａが設けられている。本実施形態では、これら基底面２６ａ、隆起面２７ａ、傾斜面２９ａとでカム面２５を形成している。

また、図７に示すように、可動カム部材１０のカム面２１には周方向に沿って台状の突起部３１が放射状に４箇所突出形成されている。

ここで、カム面２５は、突起部３１が傾斜面２９ａから隆起面２７ａに向けて摺動するにつれて、突起部３１におけるカム面２５の当接部位が突起部３１の外径側から内径側に向かうように形成されている。

すなわち、図８及び図９に示すように、カム面２５は、傾斜面２９ａの下側（基底面２６ａと傾斜面２９ａとの境界部分）では、固定カム部材９の最外径側に位置し、傾斜面２９ａの高さが高くなるにつれて徐々に固定カム部材９の内径側に位置し、隆起面２７ａでは、最内径側に位置するように形成されている。

このとき、図８に示すように、傾斜面２９ａの立上り角度θ１は、固定カム部材９の内径側の立上り角度θ２よりも小さくなる。また、隆起面２７ａの中心からの距離Ｌ１は、固定カム部材９の外径側の中心からの距離Ｌ２よりも短くなっている。

なお、ステアリングコラム装置Ａは、チルト・テレスコ機構付きのステアリングコラム１をロック解除すると、ステアリングホイール等が自重で長孔６に沿って下がるので、ステアリングホイール等を支持するために、ステアリングコラム１の下面には断面形状がコ字形の支持部材１４が設けられており、この支持部材１４に形成されたばね掛け部１４ａと、車体側ブラケット３に形成されたばね掛け孔１５との間に、吊り上げ用のばね１６が設けられている。

次に、上記ステアリング装置の作用を説明する。チルト・テレスコ機構のステアリングコラム１がロックされている状態から、図示省略したステアリングホイールの高さを変えたい場合は、以下の手順で行う。まず、操作レバー１１を図１中の時計方向へ回動させ実線で示す操作レバー１１の位置とする。すると、操作レバー１１と一体的に回転する可動カム部材１０及びナット１２が時計方向へ回転し、可動カム部材１０の突起部３１が固定カム部材９の隆起部２７から傾斜部２９を介して平坦部２６まで下がり、ナット１２と側壁部３ｃとの間の突っ張りが解除される。このため、ステアリングコラム１は上下動可能になる。

このあと、ステアリングホイールの高さ（チルト位置）を変更した状態、即ち締付ボルト８の位置を図３の長孔６の内部で移動させた状態で、操作レバー１１を反時計方向へ回転させて２点鎖線で示す操作レバーの位置へ締め付ける。この間、ばね１６がステアリングホイールの重さを支える。操作レバー１１を締め付けると、可動カム部材１０及びナット１２が反時計方向へ一体的に回転し、可動カム部材１０の突起部３１が固定カム部材９の平坦部２６から傾斜部２９を介して隆起部２７まで上がり、ナット１２と側壁部３ｃとの間で突っ張ってコラム側ブラケット５と車体側ブラケット３との間の圧接部の圧接力が増大することにより、ステアリングコラム１はロックされて上下動不可能となる。

ステアリングホイールの車体前後方向の位置（テレスコピック位置）を変えたい場合は、ステアリングホイールの上下方向の位置を変えるための操作と同様に、ロック解除を行い、次に締付ボルト８の位置を図３の長孔６の内部で移動させることなく、長孔７の内部で移動させてステアリングホイールの車体前後方向の位置を変えた状態で、再びロックする。ステアリングコラム１およびステアリングシャフト２には図示省略した伸縮手段が設けられているので、ステアリングコラム１およびステアリングシャフト２の前後移動が許容される。

以上の本実施形態によれば、固定カム部材９に形成したカム面２５を、可動カム部材１０に形成した突起部３１が傾斜面２９ａから隆起面２７ａに向けて摺動するにつれて、該突起部３１におけるカム面２５の当接部位が突起部３１の外径側から内径側に向かうように形成したため、傾斜面２９ａでの立上り角度を小さくすることができるとともに、隆起面２７ａにおける回転抵抗を小さくすることができる。そのため、可動カム部材１０に形成した突起部３１をカム面２５に摺接させながら車体側ブラケット３とコラム側ブラケット５とをロックする際には、突起部３１を立上り角度が小さくなった傾斜面２９ａに小さな抵抗で乗り上げさせることができるとともに、中心からの距離が短くなった隆起面２７ａを小さな抵抗で摺動させることができるため、固定カム部材９と可動カム部材１０との回転抵抗が小さくなって、ロック時に操作力の変動が少ない良好な操作フィーリングを得ることができる。

ところで、本発明のステアリングコラム装置は上述した実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

例えば、前記実施形態では、単一のロック手段にチルト機構およびテレスコピック機構の双方を組み合わせてチルト・テレスコ機構を構成したが、ロック手段とチルト機構とを組み合わせたチルト機構のみ、あるいはロック手段とテレスコピック機構とを組み合わせたテレスコ機構のみを構成するようにしても良い。この場合、チルト機構のみとした場合は、長孔７とした第２の挿通孔は円形孔となり、また、テレスコピック機構のみとした場合は長孔６とした第１の挿通孔は円形孔となる。

また、可動カム部材１０に突起部３１を形成する一方、固定カム部材９にカム本体部２８を形成したが、固定カム部材９に突起部を形成する一方、可動カム部材１０にカム突起部を形成する構成にすることもできる。さらに、両方のカムに同形状のカム本体部２８を形成することもできる。

本発明の一実施形態にかかるステアリングコラム装置の側面図である。 図１中II−II線に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施形態にかかるステアリングコラム装置の車体側ブラケットとコラム側ブラケットとの組付状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に用いられる操作レバーの側面図である。 本発明の一実施形態に用いられるストッパーの側面図である。 本発明の一実施形態に用いられる固定カム部材のカム形成面を示す正面図である。 本発明の一実施形態に用いられる可動カム部材のカム形成面を示す正面図である。 本発明の一実施形態に用いられる固定カム部材の１つのカム本体部を示す拡大斜視図である。 本発明の一実施形態に用いられる固定カム部材の１つのカム本体部を示す拡大正面図である。

符号の説明

１ ステアリングコラム
２ ステアリングシャフト
３ 車体側ブラケット
５ コラム側ブラケット
６ 長孔（第１の挿通孔）
７ 長孔（第２の挿通孔）
８ 締付ボルト（支持部材）
９ 固定カム部材
１０ 可動カム部材
１１ 操作レバー
２５ カム面
２６ａ 基底面
２７ａ 隆起面
２９ａ 傾斜面
３１ 突起部
Ａ ステアリングコラム装置

Claims (1)

1. ステアリングホイールのチルト操作やテレスコピック操作が可能なステアリングシャフトを収容するステアリングコラムを備え、
   前記車体に固定されるとともに、第１の挿通孔が形成された車体側ブラケットと、
   前記ステアリングコラムに固定されるとともに第２の挿通孔が形成され、前記車体側ブラケットに圧接可能なコラム側ブラケットと、
   前記第１の挿通孔および前記第２の挿通孔に挿通されてステアリングコラムを車体に支持する支持部材と、
   前記車体側ブラケットと前記コラム側ブラケットとの圧接部の外側に配置されるとともに前記支持部材が挿通される固定カム部材と、
   前記固定カム部材に相対回転自在に対向配置されるとともに前記支持部材が挿通され、該支持部材を中心として回動させる操作レバーが設けられる可動カム部材と、からなるステアリングコラム装置であって、
   前記固定カム部材および前記可動カム部材の対向面の少なくともいずれか一方に形成され、前記支持部材を中心とした周方向に延在する基底面と、該基底面から前記支持部材の軸方向に離間配置するとともに最内径側の周方向に延在する隆起面と、最外径側から内径側に向って周方向に傾斜して前記基底面と隆起面とを結ぶ傾斜面と、を有するカム面と、
   前記固定カム部材および前記可動カム部材の対向面のいずれか他方に形成され、前記カム面に摺接する突起部と、を備え、
   前記カム面は、前記突起部が前記傾斜面から隆起面に向けて摺動するにつれて、該突起部における前記カム面の当接部位が外径側から内径側に向かうように形成されていることを特徴とするステアリングコラム装置。

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