JP5233246B2 - 電動テレスコ調整式ステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、相対的に伸縮自在に連結されたアウタコラム及びインナコラムを有し、ステアリングホイールを取付けた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と、アウタコラム及びインナコラムを伸縮させる電動アクチュエータとを備えた電動テレスコ調整式ステアリング装置に関する。
電動テレスコ調整式ステアリング装置として、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、相対的に伸縮自在に連結したアウタコラム及びインナコラムとで構成し、アウタコラム及びインナコラムを伸縮させる電動アクチュエータを、ステアリングコラムとは異なる軸上に平行に設けたテレスコロッドと、このテレスコロッドの一端側をアウタコラム及びインナコラムの一方に連結部を介して連結し、テレスコロッドの他端側をアウタコラム及びインナコラムの他方に電動モータを介して連結した構造とし、電動モータの駆動によりテレスコロッドが軸方向にストロークすることでステアリングコラムを自動的に伸縮させる装置が知られている。
ここで、例えば特許文献1の電動テレスコ調整式ステアリング装置は、電動モータハウジングから車両前方に突出しているテレスコロッドの他方の端部に板形状の第1ストロークストッパを固定し、電動モータハウジングに対して所定距離だけ車両後方に離間した位置のテレスコロッドの外周に環状の第2ストロークストッパを固定し、電動モータの駆動によりテレスコロッドが車両後方にストロークした際に、第1ストロークストッパが電動モータハウジングに当接することでテレスコロッドの最大側のストロークエンドを規制し、テレスコロッドが車両前方にストロークした際に、第2ストロークストッパが電動モータハウジングに当接することでテレスコロッドの最小側のストロークエンドを規制するようにしている。
特開2007−30527号公報(図12及び図14)
ところで、特許文献1の装置は、テレスコロッドの最大側及び最小側のストロークを設定するため、電動モータハウジングに当接する2個のストッパ(第1及び第2ストッパ)を、テレスコロッドにぐらつくことなく確実に固定しなければならない。このため、第2ストッパは、Cリング等の軸方向止め具を使用してテレスコロッドの外周に固定しなければならず、その固定作業に多くの手間と時間を必要とする。
また、テレスコロッドの他方の端部に第1ストッパを固定する前に、テレスコロッドの外周に第2ストッパを固定しておき、テレスコロッドの他方を電動モータに挿通してから、電動モータから突出しているテレスコロッドの他方の端部に第2ストッパを固定するという煩雑な組立工程を行わなければならない。
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、ストロークストッパの固定作業を低減することで電動アクチュエータの組立を簡単に行うことができる電動テレスコ調整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に係る電動テレスコ調整式ステアリング装置は、相対的に伸縮自在に連結されたアウタコラム及びインナコラムを有し、ステアリングホイールを取付けた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と、一方の端部が前記アウタコラムに、他方の端部が前記インナコラムに取付けられている直動機構と、この直動機構を動作して前記アウタコラム及び前記インナコラムを伸縮させる電動アクチュエータと、を備えた電動テレスコ調整式ステアリング装置であって、前記直動機構は、前記インナコラム及び前記アウタコラムの一方に固定したロッド連結部と、前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に固定した電動アクチュエータを収容するアクチュエータハウジング及び前記ロッド連結部の間に連結され、前記ステアリングコラムの中心軸と異なる軸上に平行に配置したテレスコロッドと、前記ロッド連結部に対して離間する方向に前記アクチュエータハウジングから突出した前記テレスコロッドの端部に一体に連結したストロークストッパと、前記電動アクチュエータの駆動により前記テレスコロッドが最大ストローク位置まで車両後方にストロークした際に前記ストロークストッパが当接して前記テレスコロッドのストロークを規制する最大ストローク規制部材と、前記電動アクチュエータの駆動により前記テレスコロッドが最小ストローク位置まで車両前方にストロークした際に前記ストロークストッパが当接して前記テレスコロッドのストロークを規制する最小ストローク規制部材と、を備えており、前記ロッド連結部は、前記アクチュエータハウジングに向けて前記ステアリングコラムの中心軸と異なる方向に平行に延在する軸方向延長部を設けており、前記テレスコロッドは、一方の端部側が前記アクチュエータハウジングに連結して前記軸方向延長部に向けて平行に延在し、他方の端部が前記軸方向延長部の先端に近接するように配置されており、前記テレスコロッド及び前記軸方向延長部の先端同士の間に、通常時には前記テレスコロッド及び前記軸方向延長部の車両前後方向の相対移動を不能として互いを連結し、二次衝突荷重の作用時に塑性変形により所定の衝撃吸収エネルギを発生しながら前記テレスコロッド及び前記ロッド連結部材の車両前後方向の相対移動を許容する衝撃吸収部材を備えている。
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置において、前記最大ストローク規制部材を、前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に固定した前記アクチュエータハウジングとした。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置において、前記最小ストローク規制部材は、前記アクチュエータハウジングよりさらに前記ロッド連結部に対して離間した位置で前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に固定されており、最小ストローク位置まで前記テレスコロッドが車両前方にストロークした際に当接する部材である。
また、請求項記載の発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置において、前記衝撃吸収部材は、前記テレスコロッド及び前記軸方向延長部の間に設けた扱き部材に当接して扱かれて塑性変形するようにした。
さらに、請求項記載の発明は、請求項1乃至の何れか1項に記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置において、前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に前記ステアリングシャフトに、操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置を組み込み、この電動パワーステアリング装置のギヤハウジングを、前記アクチュエータハウジングよりさらに前記ロッド連結部に対して離間した位置に配置して前記最小ストローク規制部材とした。
本発明の電動テレスコ調整式ステアリング装置によると、テレスコロッドの最大、最小のストロークを規制するために、最大、最小ストローク規制部材に当接するストロークストッパを、テレスコロッドの端部に一箇所だけ固定した構造としているので、ストロークストッパの固定を簡単に行うことができる。
また、組立工程の最後に、テレスコロッドの端部にストロークストッパを固定すれば済むので、直動機構の組立を簡単に行うことができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置を組付けた車両を示す全体構成図、図2は本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第1実施形態を示す側面図、図3は第1実施形態の装置の要部断面図、図4は図3のA−A線上の断面図、図5は第1実施形態の電動テレスコ機構を示す要部拡大図、図6は本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第2実施形態を示す側面図、図7は第2実施形態の電動テレスコ機構を示す要部拡大図、図8は本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第3実施形態を示す側面図、図9は第3実施形態を底面側から示した図、図10は第3実施形態で使用する衝撃吸収部材を示す斜視図、図11は第3実施形態の軸方向延長部の構造を示す図、図12は図8のB−B線上の断面図、図13は本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第4実施形態を示す側面図である。
図1において、ステアリングコラム装置10は、ステアリングシャフト11を回動自在に支持するステアリングコラム12を有する。ステアリングシャフト11には、その後端に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18を介して操舵輪19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13を操舵すると、ステアリングシャフト11、ユニバーサルジョイント14、中間シャフト15、ユニバーサルジョイント16を介してその回転力がステアリングギヤ17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18を介して操舵輪19を転舵する。
なお、ステアリングコラム12の車両後方部位には、後述する電動テレスコ機構50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。
(第1実施形態)
第1実施形態のステアリングコラム装置10は、図3に示すように、車両の水平方向に対して後ろ上がりに所定角度θだけ傾斜して配置されている。このステアリングコラム装置10のステアリングシャフト11は、ステアリングホイール13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。
また、ステアリングコラム12は、図2及び図3に示すように、アウタコラム12aと、このアウタコラム12aに伸縮自在に連結しているインナコラム12bとで構成され、インナコラム12bの後端部内周面に配設された転がり軸受12f及びアウタコラム12aの前端部内周面に配設された転がり軸受(不図示)によってステアリングシャフト11のアウタシャフト11aとインナシャフト11bとが回転自在に支持されている。
アウタコラム12aは、そのユニバーサルジョイント14側の後端(図2において左端)が車体側部材21に取付けられたロアブラケット22にピボットピン23によって上下方向に揺動自在に支持されているとともに、ステアリングホイール13側の前端(図2において右端)が車体側部材21に取付けられたアッパブラケット24に上下方向に移動自在に支持されている。
アッパブラケット24は、図2に示すように、車体側部材21に取付けられた取付板部24aと、取付板部24aの車幅方向の端部から下方に延在してアウタコラム12aに車幅方向外方から対向している一対の保持板部24bと、一方の保持板部24bに設けたチルト機構25とで構成されている。一方の保持板部24bには、上下方向に延在する長孔24b1が形成されている。
チルト機構25は、アウタコラム12aの車幅方向を向く面から突出して一方の保持板部24bの長孔24b1に挿通しているねじ部材25aと、ねじ部材25aに螺合しているナット部材25bと、ナット部材25bに基端部が固定されているチルト操作レバー25cとで構成されており、チルト操作レバー25cをアンクランプ方向に操作すると、ナット部材25bがねじ部材25aに対して緩む方向に回転して保持板部24bがアウタコラム12aから離間する車幅方向外方に移動し、チルト操作レバー25cをクランプ方向に操作すると、ナット部材25bがねじ部材25aにねじ込まれる方向に回転して保持板部24bがアウタコラム12aに当接する車幅方向内方に移動する。
電動テレスコ機構50は、ステアリングコラム12のアウタコラム12a及びインナコラム12b間に配置された直動機構と、この直動機構を動作してアウタコラム12a及びインナコラム12bを伸縮させる電動アクチュエータとを備えている。
すなわち、図3に示すように、アウタコラム12aのステアリングホイール13側にはテレスコギヤハウジング51が固定されており、このテレスコギヤハウジング51には、ステアリングコラム12の軸方向に所定距離だけ離れて対向配置された転がり軸受52及び53によってウォームホイール54が回転自在に支持されている。ウォームホイール54は、中央部の大径外周面とこの大径外周面を挟む両端側の転がり軸受52及び53が外嵌された小径外周面とを有する円筒状に形成され、大径外周面にヘリカルギヤ54aが形成されていると共に、内周面に雌ねじ54bが形成されている。
また、ウォームホイール54のヘリカルギヤ54aには、図4に示すように、テレスコギヤハウジング51に取付けられた電動モータ55の出力軸に連結されたウォーム56が噛合されている。ウォーム56は、テレスコギヤハウジング51内に配設された転がり軸受59a,59bによって回転自在に支持されている。
インナコラム12bのステアリングホイール13寄りの位置には、図3及び図5に示すように、テレスコギヤハウジング51と同一方向に延長し、且つ、アウタコラム12aの端面とは距離をおいて連結プレート57が取付けられており、この連結プレート57とテレスコギヤハウジング51との間に連結ロッド58が配設されている。
連結ロッド58は一方の端部側に雄ねじ部58aを形成した1本の部材であり、車両後方側の端部を連結プレート57に固定し、車両前方側に位置した雄ねじ部58aをテレスコギヤハウジング51内のウォームホイール54の雌ねじ54bに螺合し、ステアリングコラム12の下側に、ステアリングコラム12の中心軸に対して所定のオフセット値L(図3参照)だけ離間して中心軸と平行となるように配設されている。
ここで、テレスコギヤハウジング51から車両前方に突出している雄ねじ部58aの端部にはストッパ60が設けられている。このストッパ60は、雄ねじ部58aの外径より大径な頭部を有し、雄ねじ部58aの端部にねじ込まれているボルト60aと、ボルト60aの頭部と雄ねじ部58aとの間に配置されているゴム、合成樹脂などの弾性体からなる円環形状の第1緩衝部材60bと、車両前方を向くボルト60aの頭部に接合されているゴム、合成樹脂などの弾性体からなる円板形状の第2緩衝部材60cとで構成されている。
また、アウタコラム12aの外周には、テレスコギヤハウジング51に対して車両前方に離間した位置にアウタコラム突出部61が固定されている。このアウタコラム突出部61の車両後方を向く面は、連結ロッド58の軸線に対して直交する平面形状となっている。
そして、電動モータ55の正転駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が正転方向に回転し、ウォームホイール54に雄ねじ部58aが螺合している連結ロッド58が車両後方側に移動していくが、ストッパ60の第1緩衝部材60bがテレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面に当接したときに、連結ロッド58の車両後方への移動が停止するようになっている。
また、電動モータ55の逆転駆動によりウォームホイール54が逆転方向に回転することで連結ロッド58が車両前方側に移動していくが、ストッパ60の第2緩衝部材60cがアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に当接したときに、連結ロッド58の車両前方への移動が停止するようになっている。
なお、本発明の直動機構が連結プレート57、連結ロッド58、ストッパ60、テレスコギヤハウジング51及びアウタコラム突出部61に対応し、本発明の電動アクチュエータがウォームホイール54、ヘリカルギヤ54a、雄ねじ54b、ウォーム56及び電動モータ55に対応し、本発明のロッド連結部が連結プレート57に対応し、本発明のテレスコロッドが連結ロッド58に対応し、本発明のストロークストッパがストッパ60に対応し、本発明のアクチュエータハウジングがテレスコギヤハウジング51に対応し、本発明の最小ストローク規制部材がアウタコラム突出部61に対応している。
次に、上記第1実施形態の動作を説明する。
今、運転者が、ステアリングコラム装置10のチルト調整を行うには、チルト機構25のチルト操作レバー25cをアンクランプ方向に操作する。チルト操作レバー25cをアンクランプ方向に操作すると、ナット部材25bがねじ部材25aに対して緩む方向に回転し、保持板部24bがアウタコラム12aから離間する車幅方向外方に移動するので、アウタコラム12aはピボットピン23を回転中心とした傾動動作が可能となる。そして、チルト機構25のねじ部材25aを長孔24b1の長軸方向にスライドさせていきながら、ステアリングコラム12全体を傾動してチルト調整を行う。
チルト調整が完了した後は、チルト操作レバー25cをクランプ方向に操作してナット部材25bをねじ部材25aにねじ込まれる方向に回転し、保持板部24bをアウタコラム12aに当接する車幅方向内方に移動させることで、アウタコラム12aをアッパブラケット24を介して車体側部材21に固定する。
また、運転者が、ステアリングコラム装置10のステアリングコラムのテレスコ調整を行うには、ステアリングコラム12の車両後方部位に配設された周辺部品Pに設けられたテレスコ機構用コントロールスイッチを伸張方向(又は収縮方向)に操作すると、電動テレスコ機構50の電動モータ55が正転(又は逆転)駆動される。
すなわち、テレスコ機構用コントロールスイッチを伸長方向に操作すると、電動モータ55の正転駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が正転し、連結ロッド58が車両後方側に移動する。連結ロッド58が車両後方側に移動すると、連結ロッド58に連結プレート57を介して固定されたインナコラム12bがアウタコラム12aから引き出されてステアリングコラム12が伸長していく。このとき、インナコラム12bの移動に伴って、ステアリングシャフト11のアウタシャフト11aも車両後方側に移動していく。そして、車両後方側に移動した連結ロッド58は、ストッパ60の第1緩衝部材60bがテレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面に当接したときに車両後方への移動が規制され、電動テレスコ機構50の最大ストローク位置が設定される(図5参照)。
また、テレスコ機構用コントロールスイッチを収縮方向に操作すると、電動モータ55の逆転駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が逆転し、連結ロッド58が車両前方側に移動していく。連結ロッド58が車両前方側に移動していくと、インナコラム12bがアウタコラム12a内に挿入されてステアリングコラム12が収縮していく。このとき、インナコラム12bの移動に伴って、ステアリングシャフト11のアウタシャフト11aも車両前方側に移動していく。そして、車両前方側に移動した連結ロッド58は、ストッパ60の第2緩衝部材60cがアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に当接したときに車両前方への移動が規制され、電動テレスコ機構50の最小ストローク位置が設定される(図5参照)。
したがって、本実施形態は、連結ロッド58の車両前方の端部に一箇所だけ固定したストッパ60が、テレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面、或いはアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に当接することで電動テレスコ機構50の最大及び最小のストロークを設定しており、従来装置のように複数のストッパ(第1及び第2ストッパ)が不要であり、軸方向の移動を規制しながら連結ロッド58の外周に装着する作業も不要となるので、ストッパ60の固定を簡単に行うことができる。
また、本実施形態は、連結ロッド58の雄ねじ部58aをテレスコギヤハウジング51内のウォームホイール54の雌ねじ54bに螺合した組立作業の最終段階で、テレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面から突出した雄ねじ部58aの端部にストッパ60を固定するだけであり、電動テレスコ機構50の組立工程の途中でストッパ60を固定しなくて済むので、電動テレスコ機構50の組立を簡単に行うことができる。
(第2実施形態)
次に、図6及び図7は、第2実施形態のステアリングコラム装置10を示すものである。なお、図1から図5で説明した第1実施形態の構成と同一構成部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の連結ロッド58は、車両後方側端部が連結プレート57に固定された筒状のアウタロッド71と、このアウタロッド71に収縮可能に嵌挿され、車両前方側端部に雄ねじ部72aを形成したインナロッド72とを備えている。
インナロッド72の雄ねじ部72aは、テレスコギヤハウジング51のウォームホイール54の雌ねじ54bに螺合され、ステアリングコラム12の下側にステアリングコラム12の中心軸に対して平行となるように配設されている。
そして、インナロッド72をアウタロッド71に嵌挿した部位が収縮部73とされ、この収縮部73に断面が円周方向に凹凸を繰り返す波形に成形された薄い板バネ材をリング状に形成した連結保持部材74が配設されている。
この連結保持部材74は、アウタロッド71及びインナロッド72の双方に接触して、通常時はアウタロッド71及びインナロッド72の収縮を阻止するが、所定以上の衝撃荷重が伝達されたときにアウタロッド71及びインナロッド72の収縮を許容する。この連結保持部材74のアウタロッド71及びインナロッド72の相対移動を許容するコラプス荷重が例えば約2kN以上に設定されている。
なお、本発明のテレスコロッドが連結ロッド58に対応し、本発明の電動アクチュエータが電動テレスコ機構50に対応し、本発明の最大ストローク規制部材がテレスコギヤハウジング51、本発明の最小ストローク規制部材がアウタコラム突出部61に対応し、本発明の衝撃吸収部材が連結保持部材74に対応している。
次に、本実施形態の第1実施形態と異なる動作を説明する。
テレスコ機構用コントロールスイッチを伸長方向に操作すると、電動モータ55の正転駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が正転し、インナロッド72が車両後方側に移動する。インナロッド72が車両後方側に移動すると、連結保持部材74によりインナロッド72との間に滑りがない状態に一体に連結されたアウタロッド71も車両後方側に移動していく。アウタロッド71が車両後方側に移動すると、アウタロッド71に連結プレート57を介して固定されたインナコラム12bがアウタコラム12aから引き出されてステアリングコラム12が伸長していく。このとき、インナコラム12bの移動に伴って、ステアリングシャフト11のアウタシャフト11aも車両後方側に移動していく。そして、車両後方側に移動した連結ロッド58は、ストッパ60の第1緩衝部材60bがテレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面に当接したときに車両後方への移動が規制され、電動テレスコ機構50の最大ストローク位置が設定される。
また、テレスコ機構用コントロールスイッチを収縮方向に操作すると、電動モータ55の駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が逆転し、これによってインナロッド72が車両前方側に移動する。インナロッド72が車両前方側に移動すると、連結保持部材74によりインナロッド72との間に滑りがない状態に一体に連結されたアウタロッド71も車両前方側に移動していく。アウタロッド71が車両前方側に移動すると、インナコラム12bがアウタコラム12a内に挿入されてステアリングコラム12が収縮していく。このとき、インナコラム12bの移動に伴って、ステアリングシャフト11のアウタシャフト11aも車両前方側に移動していく。そして、車両前方側に移動した連結ロッド58は、ストッパ60の第2緩衝部材60cがアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に当接したときに車両前方への移動が規制され、電動テレスコ機構50の最小ストローク位置が設定される。
また、図3に示すように、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荷重Fが作用し、インナコラム12bに衝撃荷重Fのコラム軸方向分力Fxが作用すると、このコラム軸方向分力Fxが連結プレート57を介して連結ロッド58に伝達される。このコラム軸方向分力Fxが設定されたコラプス荷重以上となると、アウタロッド71とインナロッド72との相対収縮を許容して、アウタロッド71及びインナロッド72に連結保持部材74が弾性接触したまま車両前方側に摺動し、衝撃吸収エネルギが発生する。
したがって、本実施形態は、第1実施形態と同様に、電動テレスコ機構50の最大及び最小のストロークを設定するストッパ60の固定を簡単に行うことができるとともに、電動テレスコ機構50の組立を簡単に行うことができる。
また、本実施形態は、二次衝突時に運転者のステアリングホイール13に衝突すると、アウタロッド71及びインナロッド72が相対収縮し、アウタロッド71及びインナロッド72の間に配置した連結保持部材74が弾性接触したまま車両前方側に摺動して衝撃吸収エネルギが発生するので、運転者の身体に重大な損傷を与えるのを防止することができる。
(第3実施形態)
次に、図8から図12は、第3実施形態のステアリングコラム装置10を示すものである。本実施形態も、図1から図5で説明した第1実施形態の構成と同一構成部分は、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の直動機構は、図8及び図9に示すように、連結プレート57の下端から車両前方のテレスコギヤハウジング51に向けてステアリングコラム12の中心軸と異なる方向に平行に延在している延長部材62と、一方の端部側に形成した雄ねじ部63aをテレスコギヤハウジング51内のウォームホイール54の雌ねじ54bに螺合し、車両後方の延長部材62に向けて平行に延在している連結ロッド63と、延長部材62の車両前方の先端及び連結ロッド63の車両後方の端部との間に衝撃吸収部材64を装着し、通常時には延長部材62と連結ロッド63との車両前後方向の相対移動を阻止し、所定以上の二次衝突荷重が伝達されたときに延長部材62と連結ロッド63との車両前後方向の相対移動を許容して衝撃吸収部材64を扱きにより塑性変形させる衝撃吸収連結部65とを備えている。
本実施形態も電動モータ55の正転駆動により連結ロッド63が車両後方側に移動していき、ストッパ60がテレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面に当接したときに、連結ロッド63の車両後方への移動が停止するようになっている。また、電動モータ55の逆転駆動により連結ロッド63が車両前方側に移動していき、ストッパ60がアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に当接したときに、連結ロッド63の車両前方への移動が停止するようになっている。
前記衝撃吸収部材64は、図10に示すように、断面形状が真円、楕円、多角形状からなる塑性変形自在な金属線の曲げ成形により形成された部材であり、コ字状に形成した基部64aと、基部64aから一方向に延在した部分を設け、その延在した部分から他方向へ折り曲げて形成した一対の変形部64bとからなる外観が略J字形状の部材であり、一対の変形部64bは、それぞれの基部64aと連続する位置に半円弧形状の折り返し変形部64cが形成されている。
図11に示すように、延長部材62の車両前方の先端側には車幅方向に離間する一対の側板62aが設けられており、これら一対の側板62aには車両後方で開口する切欠き62bが形成されている。また、延長部材62の車両前方の先端にはフック部62cが形成されている。
連結ロッド63の車両後方の端部には、図12に示すように、外周が略円筒形状に形成され、軸孔66aを形成した扱き部材66が固定されている。
そして、図12に示すように、延長部材62の一対の側板62aの間に連結ロッド63の車両後方の端部に固定した扱き部材66を配置し、扱き部材66の軸孔66aと延長部材62の切欠き62bを対応し、頭部を有する連結ボルト67を軸孔66a及び切欠き62bに挿通し、この連結ボルト67の一方の側板62aから突出するねじ部にナット部材68を螺合して締め付けることで、延長部材62及び連結ロッド63が連結される。
ここで、テレスコギヤハウジング51から車両前方に突出している雄ねじ部58aの端部にはストッパ60が設けられている。このストッパ60は、雄ねじ部58aの外径より大径な頭部を有し、雄ねじ部58aの端部にねじ込まれているボルト60aと、ボルト60aの頭部と雄ねじ部58aとの間に配置されている合成樹脂などの弾性体からなる円環形状の第1緩衝部材60bと、車両前方を向くボルト60aの頭部に接合されている合成樹脂などの弾性体からなる円板形状の第2緩衝部材60cとで構成されている。
そして、衝撃吸収部材64は、基部64aを延長部材62のフック部62cに係止し、折り返し変形部64cを扱き部材66の外周に沿って配置し、一対の変形部64bが連結ロッド63に沿って車両前方に延在させた状態で装着されている。
そして、連結ボルト67及びナット部材68による延長部材62及び連結ロッド63の締付け力は、所定以上の衝撃荷重が伝達されたときに延長部材62及び連結ロッド63の車両前後方向の相対移動を許容するが、その延長部材62及び連結ロッド63の車両前後方向の相対移動を許容する締付け力(コラプス荷重)は例えば約2kN以上に設定されている。
なお、図9の符号69は、衝撃吸収部材64が塑性変形する際に、一対の変形部64bが連結ロッド63から離間する方向(下方)に変形するのを防止する異方向変形防止部材である。また、前述した衝撃吸収連結部65は、切欠き62b、フック部62c、扱き部材66、連結ボルト67及びナット部材68で構成されている。
ここで、本発明のテレスコロッドが連結ロッド63に対応し、本発明の軸方向延長部が延長部材62に対応している。
次に、本実施形態の第1実施形態と異なる動作を説明する。
テレスコ機構用コントロールスイッチを伸長方向に操作すると、電動モータ55の正転駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が正転し、連結ロッド63が車両後方側に移動する。が車両後方側に移動すると、衝撃吸収連結部65により連結ロッド63と一体化された延長部材62も車両後方側に移動していく。延長部材62が車両後方側に移動すると、延長部材62に連結プレート57を介して固定されたインナコラム12bがアウタコラム12aから引き出されてステアリングコラム12が伸長していく。このとき、インナコラム12bの移動に伴って、ステアリングシャフト11のアウタシャフト11aも車両後方側に移動していく。そして、車両後方側に移動した連結ロッド63は、ストッパ60がテレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面に当接したときに車両後方への移動が規制され、電動テレスコ機構50の最大ストローク位置が設定される。
また、テレスコ機構用コントロールスイッチを収縮方向に操作すると、電動モータ55の駆動によりウォーム56を介してウォームホイール54が逆転し、これによって連結ロッド63が車両前方側に移動する。連結ロッド63が車両前方側に移動すると、衝撃吸収連結部65により連結ロッド63と一体化された延長部材62も車両前方側に移動していく。延長部材62が車両前方側に移動すると、インナコラム12bがアウタコラム12a内に挿入されてステアリングコラム12が収縮していく。このとき、インナコラム12bの移動に伴って、ステアリングシャフト11のアウタシャフト11aも車両前方側に移動していく。そして、車両前方側に移動した連結ロッド63は、ストッパ60がアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に当接したときに車両前方への移動が規制され、電動テレスコ機構50の最小ストローク位置が設定される。
また、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荷重Fが作用し、インナコラム12bに衝撃荷重Fのコラム軸方向分力Fxが作用すると(図3参照)、このコラム軸方向分力Fxが連結プレート57を介して延長部材62に伝達される。このコラム軸方向分力Fxが設定されたコラプス荷重以上となると、延長部材62が車両前方に移動することで、衝撃吸収連結部65の連結ボルト67と一対の側板62aの切欠き62bの係合状態が解除される。そして、延長部材62が車両前方に移動する際に、衝撃吸収部材64の基部64aが延長部材62のフック部62cに係合して車両前方に引っ張られていき、衝撃吸収部材64の折り返し変形部64cが、連結ロッド63の車両後方の端部に固定した扱き部材66に扱かれることで塑性変形していき、衝撃吸収エネルギが発生する。
したがって、本実施形態は、第1実施形態と同様に、電動テレスコ機構50の最大及び最小のストロークを設定するストッパ60の固定を簡単に行うことができるとともに、電動テレスコ機構50の組立を簡単に行うことができる。
また、本実施形態は、二次衝突時に運転者のステアリングホイール13に衝突すると、延長部材62及び連結ロッド63が車両前後方向に相対移動し、衝撃吸収連結部65に装着した衝撃吸収部材64が扱かれながら塑性変形して衝撃吸収エネルギが発生するので、運転者の身体に重大な損傷を与えるのを防止することができる。
(第4実施形態)
さらに、図13は、第4実施形態のステアリングコラム装置10を示すものである。
本実施形態の装置は、アウタコラム12aに連結した減速ギヤボックス75と、この減速ギヤボックス75に連結し、減速ギヤボックス75内に収容した減速機構を介してステアリングシャフト11に操舵補助力を伝達する補助力伝達用電動モータ76とを備えたコラムアシスト式電動パワーステアリング装置77が組み込まれている。
本実施形態の減速ギヤボックス75は、テレスコギヤハウジング51に対して車両前方に離間した位置に配置されている。そして、電動テレスコ機構50の電動モータ55の逆転駆動によりウォームホイール54が逆転方向に回転して連結ロッド63が車両前方側に移動していくが、ストッパ60が減速ギヤボックス75の車両後方を向く面に当接したときに、連結ロッド63の車両前方への移動が停止するようになっている。
なお、本発明の電動パワーステアリング装置がコラムアシスト式電動パワーステアリング装置77に対応し、本発明のギヤハウジングが減速ギヤボックス75に対応している。
本実施形態によると、第3実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、電動テレスコ機構50の最小のストロークを設定するための規制部材をアウタコラム12aに特別に設けずに、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置77の減速ギヤボックス75が、電動テレスコ機構50の最小のストロークを設定する部材として機能するので、
製造コストの低減化を図ることができる。
なお、各実施形態では、ステアリングコラム12のアウタコラム12aを車体側部材21に固定した場合について説明したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、図示しないが、インナコラム12bをロアブラケット及びアッパブラケットで車体側部材21に取付け、アウタコラム12aをインナコラム12bに対してステアリングホイール13側に配置し、アウタコラム12aに電動テレスコ機構50を取付け、インナコラム12bに連結プレート57を取付けて直動機構に連結するように配置してもよい。
また、各実施形態で示したストッパ60は、ゴム、合成樹脂などの弾性体からなる第1及び第2緩衝部材60b,60cを備えているが、これら第1及び第2緩衝部材60b,60cを金属製ばねで構成してもよい。また、各実施形態のストッパ60は、連結ロッド58の雄ねじ部58aの端部にボルト60aをねじ込むことで固定されているが、Cリングによる固定、雄ねじ部58aの端部に小径の段差を設け、そこにねじを切ることでナットにより固定する構造であってもよい。
また、第1〜第3実施形態のストッパ60は、第1緩衝部材60bをテレスコギヤハウジング51の車両前方を向く面に固定し、第2緩衝部材60cをアウタコラム突出部61の車両後方を向く面に固定しておき、連結ロッド58が車両後方に移動してボルト60aの頭部が、テレスコギヤハウジング51に固定した第1緩衝部材60bに当接したときに電動テレスコ機構60の最大ストロークを規制し、連結ロッド58が車両前方に移動してボルト60aの頭部が、アウタコラム突出部61に固定した第2緩衝部材60cに当接したときに電動テレスコ機構60の最小ストロークを規制するようにしてもよい。また、第4実施形態のストッパ60では、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置77の減速ギヤボックス75の車両後方を向く面に第2緩衝部材60cを固定しておき、連結ロッド58が車両前方に移動してボルト60aの頭部が、減速ギヤボックス75に固定した第2緩衝部材60cに当接したときに電動テレスコ機構60の最小ストロークを規制するようにしてもよい。
また、第3、4実施形態では、金属線を折り曲げた衝撃吸収部材64を使用しているが、金属板を折り曲げて形成した部材であってもよい。
また、第4実施形態のみにコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置77を組み込んだが、他の第1〜第3実施形態の装置に電動パワーステアリング装置を組み込んでもよい。
さらに、各実施形態では、手動式のチルト機構25を備えている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動チルト機構を備えていてもよい。
本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置を組付けた車両を示す全体構成図である。 本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第1実施形態を示す側面図である。 第1実施形態の装置の要部断面図である。 図3のA−A線上の断面図である。 第1実施形態の電動テレスコ機構を示す要部拡大図である。 本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第2実施形態を示す側面図である。 第2実施形態の電動テレスコ機構を示す要部拡大図である。 本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第3実施形態を示す側面図である。 第3実施形態を底面側から示した図である。 第3実施形態で使用する衝撃吸収部材を示す斜視図である。 第3実施形態で用いる軸方向延長部の構造を示す図である。 図8のB−B線上の断面図である。 本発明による電動テレスコ調整式ステアリング装置の第4実施形態を示す側面図である。
符号の説明
10…ステアリングコラム装置、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…アウタコラム、12b…インナコラム、12f…転がり軸受、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…タイロッド、19…操舵輪、21…車体側部材、22…ロアブラケット、23…ピボットピン、24…アッパブラケット、24a…取付板部、24b…保持板部、24b1…長孔、25…チルト機構、25a…ねじ部材、25b…ナット部材、25c…チルト操作レバー、50…電動テレスコ機構、51…テレスコギヤハウジング、52…転がり軸受、54…ウォームホイール、54a…ヘリカルギヤ、55…電動モータ、56…ウォーム、57…連結プレート、58…連結ロッド、58a…連結ロッドの雄ねじ部、59a,59b…転がり軸受、60…ストッパ、60a…ボルト、60b…第1緩衝部材、60c…第2緩衝部材、61…アウタコラム突出部、62…延長部材、62a…側板、62c…フック部、63…連結ロッド、63a…ねじ部、64…衝撃吸収部材、64a…基部、64b…変形部、64c…折り返し変形部、65…衝撃吸収連結部、66…扱き部材、66a…軸孔、67…連結ボルト、68…ナット部材、69…異方向変形防止部材、71…アウタロッド、72…インナロッド、72a…雄ねじ部、73…収縮部、74…連結保持部材、75…減速ギヤボックス、76…補助力伝達用電動モータ、77…コラムアシスト式電動パワーステアリング装置

Claims (5)

  1. 相対的に伸縮自在に連結されたアウタコラム及びインナコラムを有し、ステアリングホイールを取付けた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と、一方の端部が前記アウタコラムに、他方の端部が前記インナコラムに取付けられている直動機構と、この直動機構を動作して前記アウタコラム及び前記インナコラムを伸縮させる電動アクチュエータと、を備えた電動テレスコ調整式ステアリング装置であって、
    前記直動機構は、前記インナコラム及び前記アウタコラムの一方に固定したロッド連結部と、
    前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に固定した電動アクチュエータを収容するアクチュエータハウジング及び前記ロッド連結部の間に連結され、前記ステアリングコラムの中心軸と異なる軸上に平行に配置したテレスコロッドと、
    前記ロッド連結部に対して離間する方向に前記アクチュエータハウジングから突出した前記テレスコロッドの端部に一体に連結したストロークストッパと、
    前記電動アクチュエータの駆動により前記テレスコロッドが最大ストローク位置まで車両後方にストロークした際に前記ストロークストッパが当接して前記テレスコロッドのストロークを規制する最大ストローク規制部材と、
    前記電動アクチュエータの駆動により前記テレスコロッドが最小ストローク位置まで車両前方にストロークした際に前記ストロークストッパが当接して前記テレスコロッドのストロークを規制する最小ストローク規制部材と、を備えており、
    前記ロッド連結部は、前記アクチュエータハウジングに向けて前記ステアリングコラムの中心軸と異なる方向に平行に延在する軸方向延長部を設けており、
    前記テレスコロッドは、一方の端部側が前記アクチュエータハウジングに連結して前記軸方向延長部に向けて平行に延在し、他方の端部が前記軸方向延長部の先端に近接するように配置されており、
    前記テレスコロッド及び前記軸方向延長部の先端同士の間に、通常時には前記テレスコロッド及び前記軸方向延長部の車両前後方向の相対移動を不能として互いを連結し、二次衝突荷重の作用時に塑性変形により所定の衝撃吸収エネルギを発生しながら前記テレスコロッド及び前記ロッド連結部材の車両前後方向の相対移動を許容する衝撃吸収部材を備えていることを特徴とする電動テレスコ調整式ステアリング装置。
  2. 前記最大ストローク規制部材を、前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に固定した前記アクチュエータハウジングであることを特徴とする請求項1記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置。
  3. 前記最小ストローク規制部材は、前記アクチュエータハウジングよりさらに前記ロッド連結部に対して離間した位置で前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に固定されており、最小ストローク位置まで前記テレスコロッドが車両前方にストロークした際に当接する部材である請求項1又は2記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置。
  4. 前記衝撃吸収部材は、前記テレスコロッド及び前記軸方向延長部の間に設けた扱き部材に当接して扱かれて塑性変形するようにしたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置。
  5. 前記インナコラム及び前記アウタコラムの他方に前記ステアリングシャフトに、操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置を組み込み、この電動パワーステアリング装置のギヤハウジングを、前記アクチュエータハウジングよりさらに前記ロッド連結部に対して離間した位置に配置して前記最小ストローク規制部材としたことを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の電動テレスコ調整式ステアリング装置。
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