JP5317811B2 - ステアリングコラムのロック構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングコラムのロック構造に関する。

ステアリングコラムのロック構造は、ステアリングホイールの位置を調整可能な車両用ステアリング装置において、位置調整後のステアリングホイールの位置をロックするために設けられている。
ロック構造には、車両衝突時のステアリングホイールの跳ね上がりを防止するための、いわゆるポジティブロックタイプがある。このタイプのロック構造は、車体に固定された固定部材に形成されたロック歯と、ステアリングホイールと連動して位置調整される可動部材に形成されたロック歯とを有している。両ロック歯が噛み合うことにより、ステアリングホイールの位置がロックされるようになっている。

一方、特許文献１には、衝撃吸収するときのステアリングホイールの突き上げを防止するために、ステアリングコラムに設けたラックと、ステアリングシャフトに設けたラックとを、互いに対向して配置し、これら一対のラックの間にピニオンを介在させることが提案されている。

特開平７−１３２８３６号公報

上述のポジティブロックタイプでは、固定部材および可動部材に固定された一対のロック歯が互いに噛み合う限られた位置で、ロックが達成される。換言すれば、ステアリングホイールは、段階的に定められた位置でしかロックできない。
そこで、この発明の目的は、ステアリングホイールの位置を無断階でロック可能なステアリングコラムのロック構造を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、車体側部材（１７）に固定された固定部材（４５）と、チルト調整またはテレスコピック調整のときに、ステアリングホイール（２）とともに変位する可動部材（４６，６０）と、操作レバー（３７）の回転操作に応じて締め付け方向（Ｆ１）に沿って、上記可動部材を上記固定部材に押圧するための締め付け機構（３８）と、上記固定部材および上記可動部材の何れか一方に設けられた支持部（５１，５３，６０３）と、上記支持部によって回転可能に支持されたピニオン（４７）と、上記固定部材および上記可動部材の他方に設けられ上記ピニオンに噛み合うラック（４８）とを備え、上記ラックは、上記締め付け方向とは直交する方向（Ｚ１，Ｙ１）に並ぶラック歯（５４）を含み、上記支持部は、上記締め付け機構による締め付け時に上記ピニオンの回転を規制可能な締付時回転規制部（５２，６０４）を含むことを特徴とするステアリングコラム（１９）のロック構造（３３）である。

請求項２記載の発明は、請求項１において、上記ピニオンと同軸に同行回転可能に設けられた回転体（４９）を備え、上記回転体は、円筒面からなる外周面（５５）を含み、上記支持部（５１，５３）は、上記ラックとしての第１ラックと上記ピニオンを挟んで対向し上記ピニオンに噛み合う第２ラック（５１）と、上記回転体の上記外周面が転動する上記締付時回転規制部としての軌道（５２）を形成した軌道形成部（５３）と、を含み、上記締め付け機構による締め付け時に、上記回転体の上記外周面が、上記軌道に押し付けられ、その結果、上記外周面と上記軌道との摩擦力によって、上記ピニオンの回転が規制されるようにしてあることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１において、上記支持部（６０３）は、上記ピニオンの支軸（６１）を回転可能に支持し、上記ラック側に向かって拡がるＶ字形をなす支持溝 (６０３）を含み、上記締め付け機構による締め付け時に、上記支軸の外周面（６２）が、上記支持溝の上記締付時回転規制部としての内面（６０４）に押し付けられ、その結果、上記支軸の上記外周面と上記支持溝の上記内面との摩擦力によって、上記ピニオンの回転が規制されるようにしてあることを特徴とする。

なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

請求項１記載の発明によれば、締め付け機構による締め付けが解除されたときには、ピニオンが回転できるので、ピニオンをラックの所望の位置に噛み合わせることができる。一方、締め付け機構による締め付け時には、ピニオンの回転が規制されるので、ピニオンをラックの所望の位置に規制できる。従って、ステアリングホイールの位置を無断階でロックすることができる。

請求項２記載の発明によれば、締め付け機構による締め付け時に、軌道と、この軌道に押し付けられた回転体の外周面との間に、摩擦力が発生する。従って、締め付け力に応じた高い摩擦力を発生させることができる。
請求項３記載の発明によれば、締め付け機構による締め付け時には、支持溝の内面と支軸の外周面との摩擦力により、ピニオンの回転を規制できる。また、支持溝はＶ字形なので、その楔作用により、締め付け時の支持溝の内面と支軸の外周面との摩擦力が大きくなる。その結果、支軸の回転を、ひいてはピニオンの回転をより一層確実に規制できる。

本発明の第１の実施形態のステアリングコラムのロック構造が適用されたステアリング装置の概略構成の模式図である。 図１のII−II断面の断面図である。 図２のロック構造の分解斜視図である。 図２のロック構造の要部のロック解除状態の下面図である。 図２のロック構造の要部のロック状態の下面図である。 図４のVI−VI断面のロック構造の断面図であり、ステアリングホイールが位置調整範囲の中央位置にある状態を示す。 ロック構造の断面図であり、ステアリングホイールが位置調整範囲の上端位置にある状態を図６と同じ断面で示す。 本発明の第２の実施形態のロック構造の要部の後面図であり、ロック解除状態を示す。 図８に示すロック構造がロック状態になったときの後面図である。 図８のロック構造の要部の下面図である。

以下では、この発明の一実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態では、ステアリングコラムのロック構造が、マニュアル操舵のステアリング装置に適用された場合に則して説明するが、操舵補助力を得られるパワーステアリング装置に適用されてもよい。
図１は、本発明の第１の実施形態のステアリングコラムのロック構造が適用されたステアリング装置１の概略構成の模式図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、ステアリングホイール２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン８に噛み合うラック９を有して自動車の左右方向（図１の紙面垂直方向に相当）に延びる転舵軸としてのラック軸１０とを有している。

ピニオン軸７およびラック軸１０によりラックアンドピニオン機構によって、ステアリングギヤ１１が構成されている。ラック軸１０は、車体に固定されるラックハウジング１３内に図示しない複数の軸受を介して直線往復可能に支持されている。ラック軸１０には、図示しないが、一対のタイロッドが結合されている。各タイロッドは対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。

ステアリングホイール２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン８およびラック９によって、自動車の左右方向に沿ってのラック軸１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪の転舵が達成される。
ステアリングシャフト３は、例えばスプライン結合を用いて、同行回転可能に且つ当該ステアリングシャフト３の軸方向Ａ１（以下、単に軸方向Ａ１ともいう。）に相対移動可能に互いに連結されたアッパーシャフト１５およびロアーシャフト１６を有している。

ステアリングホイール２が上側となるように、ステアリングシャフト３の中心軸線が車両の前後方向Ｘ１に対して斜めに配置されている。この状態で、ステアリングシャフト３は、車体側部材１７，１８に固定されたステアリングコラム１９によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。ここで、車体側部材１７，１８は、車体の一部であってもよいし、この車体の一部に固定された部材であってもよい。

ステアリング装置１は、後述するチルト中心軸３２の回りにステアリングコラム１９を揺動させることによりステアリングホイール２の高さ位置をチルト方向Ｙ１に調整（チルト調整）するためのチルト調整機能と、テレスコピック方向Ｚ１にステアリングホイール２の前後位置を調整（テレスコピック調整）するためのテレスコピック調整機能とを有している。

ここで、チルト方向Ｙ１は、ステアリングシャフト３の軸方向Ａ１および後述する締め付け方向Ｆ１の双方に直交する方向であり、チルト中心軸３２の中心軸線を中心とする円弧の接線方向に相当する。また、テレスコピック方向Ｚ１は、軸方向Ａ１に一致した方向か、またはこの方向に平行な方向である。
ステアリングコラム１９は、軸方向Ａ１に相対移動可能に互いに嵌め合わされた筒状のアッパージャケット２０および筒状のロアージャケット２１を有している。軸方向Ａ１に関するアッパージャケット２０の下端部の内周に、軸方向Ａ１に関するロアージャケット２１の上端部の外周が嵌合している。また、アッパージャケット２０およびロアージャケット２１は、軸方向Ａ１に相対摺動可能とされている。これにより、ステアリングコラム１９を伸縮させて、ステアリングホイール２をテレスコピック調整することができる。

アッパージャケット２０は、アッパーシャフト１５の一部を収容するとともに、軸方向Ａ１に関するアッパーシャフト１５とアッパージャケット２０との相対移動を規制した状態で、アッパーシャフト１５を回転可能に支持している。
ロアージャケット２１は、ロアーシャフト１６の一部を収容するとともに、軸方向Ａ１に関するロアーシャフト１６とロアージャケット２１との相対移動を規制した状態で、ロアーシャフト１６を回転可能に支持している。

ステアリング装置１は、ステアリングコラム１９のアッパージャケット２０を車体に支持する上部支持部２６と、チルト中心軸３２を含みステアリングコラム１９のロアージャケット２１をチルト調整可能に車体に支持する下部支持部２７と、を有している。
下部支持部２７は、車体側部材１８に固定状態で支持された下部固定ブラケット３０と、下部固定ブラケット３０に支持されたチルト中心軸３２と、チルト中心軸３２を介して下部固定ブラケット３０に支持された下部可動ブラケット３１とを有している。下部可動ブラケット３１は、ロアージャケット２１を支持している。チルト中心軸３２は、当該チルト中心軸３２の軸線の回りに下部固定ブラケット３０と下部可動ブラケット３１とを相対回転可能に連結する。また、下部支持部２７は、軸方向Ａ１に関するロアージャケット２１の軸方向移動を規制した状態でロアージャケット２１を支持している。

図２は、図１のII−II断面の断面図である。図１と図２を参照して、上部支持部２６は、車体側部材１７に固定された上部固定ブラケット３５と、チルト調整またはテレスコピック調整のときにステアリングホイール２とともに変位する上部可動ブラケット３６とを有している。また、上部支持部２６は、チルト調整およびテレスコピック調整されたアッパージャケット２０の位置を車体に対して解除可能にロックするロック構造３３を有している。このロック構造３３は、あとで詳しく説明するが、操作レバー３７の回転操作に応じて上部固定ブラケット３５および上部可動ブラケット３６の相対変位を規制するための締め付け機構３８を有している。

締め付け機構３８は、車体の左右方向に延びる締め付け軸としての支軸４１と、操作レバー３７と、カム機構４２とを含んでいる。カム機構４２は、互いに係合するカム４３とカムフォロワ４４とを有している。締め付け方向Ｆ１は、支軸４１の軸方向Ａ２に平行である。
図３は、図２のロック構造３３の分解斜視図である。図２および図３を参照して、上部固定ブラケット３５は、支軸４１の軸方向Ａ２に相対向する一対の側板３５１，３５２と、一対の側板３５１，３５２の端部同士をつなぐ板状の接続板３５３と、車体に固定するために側板３５１，３５２の上端部から車体の幅方向に延びる板状の一対の取付部３５４とを有している。

上部固定ブラケット３５の各側板３５１，３５２には、支軸４１が挿通される挿通孔３５５，３５６がそれぞれ形成されている。各挿通孔３５５，３５６は、ステアリングシャフト３の軸方向Ａ１に互いに対向した一対の縁部を有している。これらの一対の縁部は、チルト調整時に支軸４１をチルト方向Ｙ１に案内するために、チルト方向Ｙ１に略真っ直ぐに延びているが、チルト中心軸３２の中心軸線を中心とする円弧形形状に形成されていてもよい。

上部可動ブラケット３６は、アッパージャケット２０の軸方向下部に固定され支軸４１の軸方向Ａ２に相対向する一対の側板３６１，３６２と、一対の側板３６１，３６２の端縁を互いに接続する接続板３６３とを有している。各側板３６１，３６２には、支軸４１が挿通される挿通孔３６５，３６６がそれぞれ形成されている。各挿通孔３６５，３６６は、上下方向に相対向する一対の縁部を有している。これら一対の縁部は、テレスコピック調整するときに支軸４１を案内するために、テレスコピック方向Ｚ１に略真っ直ぐに延びている。

上部可動ブラケット３６の一方の側板３６１の外側面は、上部固定ブラケット３５の一方の側板３５１の対応する内側面に当接している。一方で、上部可動ブラケット３６の他方の側板３６２の外側面は、上部固定ブラケット３５の他方の側板３５２の対応する内側面とは離隔して対向している。
上部固定ブラケット３５と上部可動ブラケット３６とは、締め付け機構３８を介して互いに位置調整可能に連結されている。すなわち、上部固定ブラケット３５と可動ブラケット３６とは、ロック状態では、互いに相対移動不能に連結されており、一方で、ロック解除状態では、チルト方向Ｙ１およびテレスコピック方向Ｚ１について互いに相対移動できるようになっている。ロック状態は、ロック構造３３により達成される。

ロック構造３３は、チルト調整用の部分３３１と、テレスコピック調整用の部分３３２とを有している。これらの両部分３３１，３３２は、互いに一部同士が共用されるとともに、互いに同様の機能を有している。以下、チルト調整用の部分３３１に則して説明する。テレスコピック調整用の部分３３２については、チルト調整用の部分３３１との相違点を中心に説明する。また、上述の両部分３３１，３３２の同じ機能を有する構成には、同じ符号を付し、テレスコピック調整用の部分３３２についての説明を省略する。

ロック構造３３は、チルト調整用の部分３３１として、車体側部材１７に固定された固定部材としての第１の部材４５と、チルト調整のときにステアリングホイール２とともに変位する可動部材としての第２の部材４６と、操作レバー３７の回転操作に応じて締め付け方向Ｆ１に沿って上述の可動部材を上述の固定部材に押圧するための上述の締め付け機構３８と、第１および第２の部材４５，４６の間に介在する一対のピニオン４７と、一対のピニオン４７と噛み合う第１ラック４８と、各ピニオン４７と同軸に同行回転可能に設けられた一対の回転体４９と、第１ラック４８と対向し一対のピニオン４７と噛み合う第２ラック５１と、回転体４９が転動可能な軌道５２と、軌道５２を形成する軌道形成部５３とを有している。

ピニオン４７、回転体４９、第１ラック４８、第２ラック５１、および軌道形成部５３は、金属により形成されているが、これらのうちの少なくともひとつを、金属に代えて樹脂材料により形成してもよい。
支軸４１は、六角ボルトと略同様の形状に形成されている。支軸４１は、軸方向Ａ２の一方の端部に設けられた太径部としての頭部４１１と、中間部に設けられた細径部としての軸部４１２とを有している。軸部４１２の端部に雄ねじが形成されている。この雄ねじに、操作レバー３７に設けられた雌ねじ部材３７１がねじ嵌合されている。支軸４１と操作レバー３７とは、支軸４１の中心軸線の周りに互いに同行回転できるとともに、支軸４１の軸方向Ａ２に同行移動できるように、互いに連結されている。

支軸４１の頭部４１１と操作レバー３７との間に、カム４３と、カムフォロワ４４と、ロック構造３３のチルト調整用の第２の部材４６と、チルト調整用のピニオン４７、チルト調整用の第１の部材４５と、上部固定ブラケット３５の側板３５２と、ロック構造３３のテレスコピック調整用の第２の部材４６と、テレスコピック調整用のピニオン４７、テレスコピック調整用の第１の部材４５と、上部可動ブラケット３６の一対の側板３６２，３６１と、上部固定ブラケット３５の側板３５１とが、この記載の順に、支軸４１の軸方向Ａ２に沿って並んでいる。

チルト調整するときには、ステアリングホイール２、ステアリングシャフト３、アッパージャケット２０、上部可動ブラケット３６、締め付け機構３８、および可動部材としての第２の部材４６が一体的に、上部固定ブラケット３５および固定部材としての第１の部材４５に対してチルト方向Ｙ１に移動可能とされている。
カム機構４２は、支軸４１の軸方向Ａ２に位置規制されつつ操作レバー３７と同行回転するカム４３と、このカム４３と係合するカムフォロワ４４とを有する。カム４３は上部固定ブラケット３５の側板３５２に対して支軸４１の軸線回りに相対回転可能とされている。カムフォロワ４４は上部固定ブラケット３５の側板３５２に対して支軸４１の軸線回りに相対回転を規制されている。カムフォロワ４４は、カム４３に接触しながら、支軸４１の軸線回りにカム４３に対して回転することにより、支軸４１の軸方向Ａ２に変位するようになっている。

カム機構４２により、ロック状態では、支軸４１の頭部４１１とカムフォロワ４４とが、軸方向Ａ２に関して相対的に近接し、上部固定ブラケット３５の対応する側板３５１，３５２を押圧する。ロック解除状態では、支軸４１の頭部４１１とカムフォロワ４４とが、軸方向Ａ２に関して相対的に遠ざかり、上部固定ブラケット３５の対応する側板３５１，３５２への押圧を解除する。

締め付け機構３８は、ピニオン４７および回転体４９を介して可動部材としての第２の部材４６を、固定部材としての第１の部材４５に押圧するようになっている。
固定部材としての第１の部材４５は、上部固定ブラケット３５とは別体で形成され、上部固定ブラケット３５に固定されており、上部固定ブラケット３５を介して車体側部材１７に固定されている。なお、第１の部材４５と上部固定ブラケット３５とを、単一の材料により一体に形成してもよい。

第１の部材４５は、上述の第１ラック４８を有している。第１の部材４５は、板状をなし、その一方の面に、第１ラック４８が配置されている。
第２の部材４６は、ピニオン４７を回転可能に支持する支持部としての上述の第２ラック５１と、上述の支持部としての上述の軌道形成部５３とを有している。第２ラック５１と、軌道形成部５３とは、単一の材料により一体に形成されているが、互いに別体で形成し、互いに固定されてもよい。

第２の部材４６は、カムフォロワ４４とは別体で形成されて、これに固定されており、これと一体的に移動できるようになっている。なお、第２の部材４６とカムフォロワ４６とは、単一の材料により一体に形成されてもよい。
第１の部材４５と第２の部材４６とは、締め付け方向Ｆ１に互いに対向している。また、第１ラック４８と第２ラック５１とは、締め付け方向Ｆ１（支軸４１の軸方向Ａ２でもよい。）に互いに対向して配置されている。第１および第２ラック４８，５１の間に、一対のピニオン４７が配置されている。一対のピニオン４７は、第１および第２ラック４８，５１にともに噛み合っている。第２ラック５１は、第１ラック４８との間に、一対のピニオン４７を回転可能に支持している。

第１および第２ラック４８，５１はそれぞれ、締め付け方向Ｆ１とは直交する方向としてのチルト方向Ｙ１に並ぶ複数のラック歯５４を含んでいる。
第１ラック４８は、支軸４１が挿通する挿通孔４８２を有している。この挿通孔４８２は、上部固定ブラケット３５の側板３５２の挿通孔３５６と平行に延びている。第１ラック４８の複数のラック歯５４は、チルト方向Ｙ１に平行な歯整列方向に等間隔で並んでいる。第１ラック４８は、挿通孔４８２を挟み、且つ歯整列方向に直交する方向としての軸方向Ａ１の両側に配置された一対の部分を有している。これら一対の部分は、互いに同じに構成されており、それぞれ、複数のラック歯５４を有している。

第２ラック５１は、支軸４１が挿通する挿通孔５１２を有している。第２ラック５１の複数のラック歯５４は、チルト方向Ｙ１に平行な歯整列方向に等間隔で並んでいる。第２ラック５１は、挿通孔５１２を挟み、且つ歯整列方向に直交する方向としての軸方向Ａ１の両側に配置された一対の部分を有している。これら一対の部分は、互いに同じに構成されており、それぞれ、複数のラック歯５４を有している。

ピニオン４７は、チルト調整のときの可動部材としての第２の部材４６に設けられた支持部としての第２ラック５１および軌道形成部５３によって、回転可能に支持されている。ピニオン４７は、上述の第２ラック５１と噛み合うとともに、チルト調整のときの固定部材としての第１の部材４５に設けられた第１ラック４８に噛み合っている。
ピニオン４７および回転体４９のそれぞれは、一対で設けられているが、それぞれについて少なくともひとつがあればよい。本実施形態では、一対の場合に則して説明する。また、ピニオン４７と回転体４９とは、同行回転するように、互いに固定されている。ピニオン４７と回転体４９とは、、例えば単一の材料により一体に形成されていてもよいし、ピニオン４７と回転体４９とを、互いに別体に形成し、互いに固定してもよい。

一対のピニオン４７は、チルト方向Ｙ１に並んでおり、支軸４１を挟んだ両側に配置されている。一対のピニオン４７は、互いに同じに構成されている。各ピニオン４７は、平歯車からなる。各ピニオン４７の中心軸線は、チルト方向Ｙ１に直交し且つ締め付け方向Ｆ１に直交している。各ピニオン４７の外周は、複数のギヤ歯を有している。各ピニオン４７は、第１ラック４８の上述の一対の部分のラック歯５４に共に噛み合っており、これとともに、第２ラック５１の上述の一対の部分のラック歯５４に共に噛み合っている。これにより、締め付け機構３８を安定して動作させることができる。

図４は、図２のロック構造３３の要部のロック解除状態の下面図である。図５は、図２のロック構造３３の要部のロック状態の下面図である。図６は、図４のVI−VI断面のロック構造３３の断面図であり、ステアリングホイール２が位置調整範囲の中央位置にある状態を示す。図７は、ロック構造３３の断面図であり、ステアリングホイール２が位置調整範囲の上端位置にある状態を図６と同じ断面で示す。

図３および図４を参照して、回転体４９は、円筒面からなる外周面５５を含んでいる。回転体４９の外周面５５は、ピニオン４７の外周よりも大径に形成されている。回転体４９は、ピニオン４７の軸方向に、ピニオン４７とは隣接し、ピニオン４７よりも上方に配置されている。これにより、回転体４９の側面が、第１および第２ラック４８，５１の少なくとも一方の縁部に上方から当接して係合できるので、回転体４９はピニオン４７の抜け止めとして機能する。

図５および図６を参照して、軌道５２は、平面をなしており、チルト方向Ｙ１に平行とされるとともに、締め付け方向Ｆ１に直交している。軌道５２と第２ラック５１のピッチ面との距離Ｌ１は、回転体４９の外周面５５とピニオン４７のピッチ円との径方向の距離Ｌ２と等しいか、この距離Ｌ２よりも、小さくされている（Ｌ１≦Ｌ２）。
図２および図５を参照して、軌道５２は、締め付け機構３８による締め付け時にピニオン４７の回転を規制可能な締付時回転規制部として機能する。すなわち、締め付け機構３８による締め付け時に、回転体４９の外周面５５が、軌道５２に当接し、軌道５２に回転体４９の径方向に押し付けられる。その結果、外周面５５と軌道５２との摩擦力によって、回転体４９およびピニオン４７の回転が規制されるようにしてある。このとき、第１ラック４８とピニオン４７とは、互いのバックラッシュがない状態で、互いに噛み合っている。第２ラック５１とピニオン４７とは、互いのバックラッシュがない状態かまたはわずかな状態で、互いに噛み合っている。

軌道５２と回転体４９とを互いに押圧することによりステアリングコラム１９をロックするための保持力Ｆを確保するためには、ピニオン４７のピッチ円直径Ｄ１と回転体４９の外周面５５の外径Ｄ２との比（Ｄ１／Ｄ２）は、小さく設定するのが、好ましい。例えば、回転体４９の外周面５５と軌道５２との間の摩擦係数μが０．１５（金属接触の標準的な値）のときには、比（Ｄ１／Ｄ２）は、２．５分の１より小さく設定するのが、好ましい。

また、上述の保持力Ｆは、軸方向Ａ２の締め付け力Ｔ、摩擦係数μ、回転体４９の外径Ｄ２、ピニオン４７のピッチ円直径Ｄ１としたときに、次式：Ｆ＝Ｔ×μ×Ｄ２／Ｄ１、により得ることができる。保持力Ｆの目標値として２ＫＮを得るには、Ｄ２＝２０ｍｍ、Ｄ１＝８ｍｍ、摩擦係数μ＝０．１５のときに、Ｔ＝５３４０Ｎとなる。
図２および図４を参照して、締め付け機構３８による締め付けが解除されたときには、軌道５２への回転体４９の押圧が解除される。これにより、回転体４９が軌道５２を転動できるようになるとともに、ピニオン４７の回転が許容される。このとき、第１ラック４８とピニオン４７とが、互いの間のバックラッシュが大きな状態で、互いに噛み合っている。これとともに、第２ラック５１とピニオン４７とが、互いの間のバックラッシュが大きな状態で、互いに噛み合っている。従って、チルト調整に伴う第１および第２ラック４８，５１の相対移動に伴って、ピニオン４７は、第１および第２ラック４８，５１と噛み合った状態で、スムーズに回転することができる。

このように、第１および第２ラック４８，５１と、ピニオン４７とは、常に噛み合っているので、ロックしようとするときに、歯先同士が互いに対向して当接するハーフロック状態が発生する虞はない。
図６および図７を参照して、第１ラック４８に対して、第２ラック５１がチルト方向Ｙ１に沿って相対移動するときに、第１および第２ラック４８，５１の相対移動量の半分の移動量で、ピニオン４７と第１ラック４８とが相対移動する。上側のピニオン４７は、第１および第２ラック４８，５１の中央部と上端部との間で噛み合い、下側のピニオン４７は、第１および第２ラック４８，５１の中央部と下端部との間で噛み合っている。

図２および図３を参照して、ロック構造３３は、テレスコピック調整用の部分３３２として、第１の部材４５と、第２の部材４６と、締め付け機構３８と、一対のピニオン４７と、第１ラック４８と、一対の回転体４９と、第２ラック５１と、回転体４９が転動可能な軌道５２と、軌道形成部５３とを有している。
テレスコピック調整用の部分３３２について、第２の部材４６は、上述の固定部材と同様に機能し、テレスコピック調整のときにステアリングホイール２に対する変位を規制され、上部固定ブラケット３５に接している。また、第１の部材４５は、テレスコピック調整のときに、ステアリングホイール２とともに変位する可動部材として機能し、上部可動ブラケット３６に固定されている。なお、第２の部材４６が可動部材として機能し、且つ第１の部材４５が固定部材と同様に機能するように、第１の部材４５と第２の部材４６との配置を互いに入れ換えてもよい。

また、上述のチルト調整用の部分３３１においてチルト方向Ｙ１に関して規定された構成は、テレスコピック調整用の部分３３２においては、テレスコピック方向Ｚ１に関して同様に規定される。
図１と図３を参照して、以上説明したように、本実施形態では、ロック構造３３の締め付け機構３８が、可動部材としての第２の部材４６を固定部材としての第１の部材４５にピニオン４７を介して押圧するようにされる。これとともに、第２の部材４６の支持部としての軌道形成部５３が、締め付け機構３８による締め付け時にピニオン４７の回転を規制可能な締付時回転規制部としての軌道５２を含んでいる。

これにより、締め付け機構３８による締め付けが解除されたときには、ピニオン４７が回転できるので、ピニオン４７をラック４８の所望の位置に噛み合わせることができる。一方、締め付け機構３８による締め付け時には、ピニオン４７の回転が規制されるので、ピニオン４７を第１ラック４８の所望の位置に規制できる。従って、ステアリングホイール２の位置を無断階でロックすることができる。

また、車両が衝突したときには、ステアリングホイール２が、車両前方に向けて移動しつつ、ドライバーに対向する状態を確実に維持できる。従って、エアバッグ等の衝撃吸収装置を効果的に動作させることができる。
また、支持部は、第１ラック４８とピニオン４７を挟んで対向しこのピニオン４７に噛み合う第２ラック５１と、回転体４９の外周面５５が転動する締付時回転規制部としての軌道５２を形成した軌道形成部５３と、を含んでいる。締め付け機構３８による締め付け時に、回転体４９の外周面５５が、軌道５２に押し付けられ、その結果、外周面５５と軌道５２との摩擦力によって、ピニオン４７の回転が規制されるようにしてある。締め付け機構３８による締め付け時に、軌道５２と、この軌道５２に押し付けられた回転体４９の外周面５５との間に、摩擦力が発生する。従って、締め付け力に応じた高い摩擦力を発生させることができる。

また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。他の構成については、上述の実施形態と同様である。
例えば、図８は、本発明の第２の実施形態のロック構造３３の要部の後面図であり、ロック解除状態を示す。図９は、図８に示すロック構造３３のロック状態の後面図である。図１０は、図８のロック構造３３の要部の下面図である。

図８の第２の実施形態のロック構造３３の可動部材としての第２の部材６０は、図６の第１の実施形態の可動部材としての第２の部材４６に代えて用いられており、これとは、以下の点で異なり、他の構成については同じとされている。また、図８の本実施形態では、ピニオン４７には支軸６１が設けられている。また、本実施形態では、第１ラック４８を単にラック４８ともいう。また、図３の回転体４９と軌道形成部５３とは、廃止されている。

図８および図１０を参照して、ピニオン４７には、同行回転する一対の支軸６１が固定されている。一対の支軸６１は、ピニオン４７と同心に配置されており、ピニオン４７の軸方向に沿って両側に突出して延びている。各支軸６１は、円筒面により形成された外周面６２を有している。
第２の部材６０は、断面溝形をなしており、溝内にピニオン４７を配置している。第２の部材６０は、底板としてのウェブ６０１と、ウェブ６０１の両端から互いに同側に延設された一対の側板６０２とを有している。各側板６０２は、ピニオン４７に設けられた支軸６１を受ける支持部としての支持溝６０３を有している。支持溝６０３は、一対のピニオン４７の両側の支軸６１に対応して、４箇所に配置されている。

各支持溝６０３は、対応する支軸６１を回転可能に支持し、ラック４８側に向かって拡がるＶ字形をなしている。各支持溝６０３は、内面として、支軸６１の外周面６２に当接し支軸６１を挟んで互いに対向する一対の当接面６０４を含んでいる。これら一対の当接面６０４が、上述のＶ字形をなしており、上述の締付時回転規制部として機能する。支持溝６０３に支軸６１を介して受けられた一対のピニオン４７は、互いに平行に配置されている。

図８を参照して、ロック解除状態では、各支持溝６０３内で、支軸６１は移動可能とされ、各支持溝６０３の一対の当接面６０４の何れか一方が、支軸６１の外周面６２に当接している。このとき、ピニオン４７とラック４８との間のバックラッシュは十分な量で確保されている。従って、ピニオン４７は、ラック４８に噛み合いつつスムーズに回転することができる。

図９を参照して、ロック状態では、各支持溝６０３の一対の当接面６０４が、支軸６１の外周面６２にともに当接して外周面６２を押圧している。これとともに、ピニオン４７がラック４８に押圧されており、ピニオン４７とラック４８との間のバックラッシュは無くされている。
以上説明したように、本実施形態では、ロック構造３３の締め付け機構３８が、可動部材としての第２の部材６０を固定部材としての第１の部材４５にピニオン４７を介して押圧するようにされる。これとともに、第２の部材６０の支持部としての支持溝６０３が、締め付け機構３８による締め付け時にピニオン４７の回転を規制可能な締付時回転規制部としての当接部６０４を含んでいる。

これにより、締め付け機構３８による締め付けが解除されたときには、ピニオン４７が回転できるので、ピニオン４７をラック４８の所望の位置に噛み合わせることができる。一方、締め付け機構３８による締め付け時には、ピニオン４７の回転が規制されるので、ピニオン４７をラック４８の所望の位置に規制できる。従って、ステアリングホイール２の位置を無断階でロックすることができる。

また、締め付け機構３８による締め付け時に、支軸６１の外周面６２が、支持溝６０３の締付時回転規制部としての当接部６０４に押し付けられ、その結果、支軸６１の外周面６２と支持溝６０３の内面としての当接部６０４との摩擦力によって、ピニオン４７の回転が規制されるようにしてある。
これにより、締め付け機構３８による締め付け時には、支持溝６０３の当接部６０４と支軸６１の外周面６２との摩擦力により、ピニオン４７の回転を規制できる。また、支持溝６０３はＶ字形なので、その楔作用により、締め付け時の支持溝６０３の当接部６０４と支軸６１の外周面６２との摩擦力が大きくなる。その結果、支軸６１の回転を、ひいてはピニオン４７の回転をより一層確実に規制できる。

なお、第１の実施形態において、第１の部材４５が可動部材として機能し、且つ第２の部材４６が固定部材として機能するように、第１の部材４５と第２の部材４６との配置が、支軸４１の軸方向Ａ２に関して逆にされてもよい。
また、第２の実施形態において、第１の部材４５が可動部材として機能し、且つ第２の部材６０が固定部材として機能するように、第１の部材４５と第２の部材６０との配置が、支軸４１の軸方向Ａ２に関して逆にされてもよい。

また、チルト調整機能およびテレスコピック調整機能のいずれか一方が廃止される場合も考えられる。例えば、テレスコピック調整機能が廃止される場合には、上部固定ブラケット３５と上部可動ブラケット３６の一対の側板同士を互いに接するようにする。また、チルト調整機能が廃止される場合には、カムフォロワ４４を上部固定ブラケット３５の側板に接するようにしてもよい。この場合、上述の実施形態のロック構造３３のテレスコピック調整用の部分３３２の第２の部材４６は、固定部材として機能する。

このように、ロック構造３３は、チルト調整またはテレスコピック調整のときの固定部材および可動部材の何れか一方としての第２の部材４６，６０に設けられた支持部と、支持部４６によって回転可能に支持されたピニオン４７と、固定部材および可動部材の他方としての第１の部材４５に設けられピニオン４７に噛み合うラック４８とを備えていればよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２…ステアリングホイール、１７，１８…車体側部材、１９…ステアリングコラム、３３…ロック構造、３７…操作レバー、３８…締め付け機構、４５…第１の部材（固定部材）、４６，６０…第２の部材（可動部材）、４７…ピニオン、４８…第１ラック（ラック）、４９…回転体、５１…第２ラック（支持部）、５２…軌道（締付時回転規制部）、５３…軌道形成部（支持部）、５４…ラック歯、５５…回転体の外周面、６１…支軸、６２…支軸の外周面、６０３…支持溝（支持部）、６０４…当接面（支持溝の内面，締付時回転規制部）、Ｆ１…締め付け方向、Ｙ１…チルト方向（締め付け方向とは直交する方向）、Ｚ１…テレスコピック方向（締め付け方向とは直交する方向）。

Claims (3)

1. 車体側部材に固定された固定部材と、
   チルト調整またはテレスコピック調整のときに、ステアリングホイールとともに変位する可動部材と、
   操作レバーの回転操作に応じて締め付け方向に沿って、上記可動部材を上記固定部材に押圧するための締め付け機構と、
   上記固定部材および上記可動部材の何れか一方に設けられた支持部と、
   上記支持部によって回転可能に支持されたピニオンと、
   上記固定部材および上記可動部材の他方に設けられ上記ピニオンに噛み合うラックとを備え、
   上記ラックは、上記締め付け方向とは直交する方向に並ぶラック歯を含み、
   上記支持部は、上記締め付け機構による締め付け時に上記ピニオンの回転を規制可能な締付時回転規制部を含むことを特徴とするステアリングコラムのロック構造。
2. 請求項１において、
   上記ピニオンと同軸に同行回転可能に設けられた回転体を備え、上記回転体は、円筒面からなる外周面を含み、
   上記支持部は、上記ラックとしての第１ラックと上記ピニオンを挟んで対向し上記ピニオンに噛み合う第２ラックと、上記回転体の上記外周面が転動する上記締付時回転規制部としての軌道を形成した軌道形成部と、を含み、
   上記締め付け機構による締め付け時に、上記回転体の上記外周面が、上記軌道に押し付けられ、その結果、上記外周面と上記軌道との摩擦力によって、上記ピニオンの回転が規制されるようにしてあることを特徴とするステアリングコラムのロック構造。
3. 請求項１において、
   上記支持部は、上記ピニオンの支軸を回転可能に支持し、上記ラック側に向かって拡がるＶ字形をなす支持溝を含み、
   上記締め付け機構による締め付け時に、上記支軸の外周面が、上記支持溝の上記締付時回転規制部としての内面に押し付けられ、その結果、上記支軸の上記外周面と上記支持溝の上記内面との摩擦力によって、上記ピニオンの回転が規制されるようにしてあることを特徴とするステアリングコラムのロック構造。

Images