JP5321537B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明はステアリング装置、特に、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールのチルト位置を調整することができるチルト式のステアリング装置に関する。

運転者の体格や運転姿勢に応じてステアリングホイールの上下方向位置を調整する為の装置として、チルト式ステアリング装置と呼ばれるステアリング装置がある。また、ステアリングホイールの上下方向位置と前後方向位置の両方の位置を調整する為の装置として、チルト・テレスコピック式ステアリング装置と呼ばれるステアリング装置がある。

図６（ａ）は、特許文献１のステアリング装置の要部を示す側面図である。図６（ａ）に示すように、従来のステアリング装置では、ばね７１の付勢力によってコラム７２をチルト上方側に常時付勢している。これによって、チルト位置調整時に車体取付けブラケット７３に対するコラム７２のチルトクランプを解除した時に、コラム７２の自重によって、コラム７２が下方に傾動するのを防止している。また、コラム７２の自重を手で支えなくても、ステアリングホイールのチルト位置調整が楽に出来るようにしている。

ステアリング装置を車体に取り付ける前の状態では、図６（ａ）に示すように、車体取付けブラケット７３に対するコラム７２のチルト位置を、車体取付けブラケット７３を車体に取り付け易いチルト位置（例えばチルト調整の中間位置）に設定する。このチルト位置で操作レバー７４を操作し、車体取付けブラケット７３の側板７３１を図示しない締付けロッドによってコラム７２に締付け、車体取付けブラケット７３に対してコラム７２を、チルト移動不能にクランプしている。また、特許文献１のステアリング装置では、ばね７１の付勢力Ｆの作用線７１１は、締付けロッドの中心７５から距離Ｌだけ離れている。

このような従来のステアリング装置を車体に取り付ける前の状態で、図６（ｂ）に示すように、操作レバー７４が何かに当たって少し緩むと、車体取付けブラケット７３に対するコラム７２のチルトクランプが少し緩んでしまうことがある。すると、ばね７１の付勢力Ｆによって、締付けロッドの中心７５を支点とする回転モーメントＭ（Ｍ＝Ｆ・Ｌ）が、コラム７２と車体取付けブラケット７３との間に働く。その結果、比較的軽量な車体取付けブラケット７３がコラム７２に対して角度βだけ傾き、車体取付けブラケット７３を車体に取り付ける作業がやりにくくなってしまう場合がある。

特許第３５６０４９０号公報

本発明は、ステアリング装置を車体に取り付ける前の状態で、車体取付けブラケットに対するコラムのチルトクランプが少し緩んだ時に、ばねの付勢力によって、コラムと車体取付けブラケットとの間の相対位置が変化しにくいステアリング装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、車体前方側がチルト中心軸を支点にして枢動可能に車体に取り付け可能なコラム、車体に取り付け可能で、上記コラムの車体後方側をチルト摺動可能に挟持する側板を有する車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットの側板を締付け、上記コラムをチルト移動不能にクランプする締付けロッド、を備え、
上記コラムは、インナーコラムと、当該インナーコラムの外周に軸方向に摺動可能に嵌合ししたアウターコラムとからなり、上記アウターコラムには、当該アウターコラムを車幅方向左右両側から挟み込むように上記車体取り付けブラケットが取り付けられており、上記車体取り付けブラケットは、上板、およびこの上板から上記アウターコラムの左右それぞれの下方に延びて、チルト調整用長溝が形成された上記側板を有し、上記アウターコラムには、当該アウターコラムの上方に突出して一体的に形成されると共に、貫通孔を有して各側面が上記車体取り付けブラケットの上記各側板の内側面に摺動可能に接するディスタンスブラケットが設けられており、上記チルト調整用長溝と上記ディスタンスブラケットの上記貫通孔を通して左右方向に挿入された上記締付けロッドを有し、上記車体取付けブラケットの上記締付けロッドの中心よりも車体後方端部の上方側に設けた係合孔と、当該車体取付けブラケットと上記アウターコラムの車体下方で、かつ上記締付けロッドの中心よりも車体前方側で車幅方向外側に突出して形成された係止突起との間に掛け渡され、上記コラムをチルト上方側に付勢するばねを有し、上記ばねの付勢力の作用線が上記締付けロッドの中心を通ることを特徴とするステアリング装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記コラムのチルト調整の中間位置で、上記ばねの付勢力の作用線が上記締付けロッドの中心を通ることを特徴とするステアリング装置である。

第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記ばねが引っ張りコイルばねであることを特徴とするステアリング装置である。

本発明のステアリング装置は、車体取付けブラケットとコラムとの間に掛け渡され、コラムをチルト上方側に付勢するばねの付勢力の作用線が、締付けロッドの中心近傍を通る。従って、コラムと車体取付けブラケットとの間に作用する回転モーメントが非常に小さく抑えられて、コラムと車体取付けブラケットとの間の相対位置が変化しにくい。その結果、ステアリング装置を車体に取り付ける作業を効率的に行うことができる。

本発明の実施例のステアリング装置の全体斜視図である。 本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す側面図である。 本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、車体前方側でかつ車体下方側から見た斜視図である。 本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、車体後方側でかつ車体上方側から見た斜視図である。 図２のＡ−Ａ拡大断面図である。 従来のステアリング装置の要部を示す側面図であり、（ａ）はコラムを車体取付けブラケットに対してチルト移動不能にクランプした状態を示す側面図、（ｂ）は操作レバーを誤って緩め、車体取付けブラケットがコラムに対して傾いた状態を示す側面図である。

以下の実施例では、ステアリングホイールのチルト位置の調整だけを行うチルト式のステアリング装置に本発明を適用した例について説明する。

図１は本発明の実施例のステアリング装置の全体斜視図であり、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。図１に示すコラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置は、ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５に取付けた操舵補助部（電動アシスト機構）１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト１０６を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラックを往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。

図２は本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す側面図である。図３は本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、車体前方側でかつ車体下方側から見た斜視図である。図４は本発明の実施例のステアリング装置の要部を示す斜視図であり、車体後方側でかつ車体上方側から見た斜視図である。図５は図２のＡ−Ａ拡大断面図である。

図２から図５に示すように、インナーコラム１０の外周には、軸方向に摺動可能にアウターコラム１１が嵌合している。アウターコラム１１には、ステアリングシャフト１２が回転可能に軸支され、ステアリングシャフト１２の左端（車体後方側）には、図１のステアリングホイール１０１が固定されている。本発明の実施例では、アウターコラム１１は、アルミダイカスト製の一体成型品であるが、鋼管にディスタンスブラケットを溶接したものであってもよい。また、軽量化を目的として、マグネシウムダイカスト製であってもよい。

アウターコラム１１の右側（車体前方側）には、アウターコラム１１を左右両側から挟み込むようにして、車体取付けブラケット３が取付けられている。車体取付けブラケット３は、車体４１（図５参照）に固定されたアルミ合金製等のカプセル４２を介して、車体前方側に離脱可能に取付けられている。

アウターコラム１１は、二次衝突時にステアリングホイール１０１に運転者が衝突して大きな衝撃力が作用すると、カプセル４２から車体取付けブラケット３が車体前方側に離脱し、インナーコラム１０に案内されて車体前方側にコラプス移動し、平板状の衝撃エネルギー吸収部材４３が塑性変形して、衝撃エネルギーを吸収する。

インナーコラム１０の車体前方側（右側）には、操舵補助部１０２（電動アシスト機構）のハウジング２１の左端が圧入によって固定される。操舵補助部１０２は、電動モータ２３、減速ギヤボックス部２４、出力軸２５等から構成されている。操舵補助部１０２は枢動ピン２２（図３参照）を介して車体４１にチルト可能に支持されている。

操舵補助部１０２は、ステアリングシャフト１２に作用するトルクを検出し、電動モータ２３を駆動して、出力軸２５を所要の操舵補助力で回転させ、中間シャフト１０６を経由して、ステアリングギヤ１０３に連結され、車輪の操舵角を変えることができる。

図５に示すように、車体取付けブラケット３は、上板３２と、この上板３２から下方に延びる側板３３、３４を有している。上記アウターコラム１１には、アウターコラム１１の上方に突出して、ディスタンスブラケット１３が一体的に形成されている。ディスタンスブラケット１３の側面１４、１５は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４の内側面３３１、３４１に摺動可能に接している。

車体取付けブラケット３の側板３３、３４には、チルト調整用長溝３５、３６が形成されている。チルト調整用長溝３５、３６は、上記した枢動ピン２２を中心とする円弧状に形成されている。ディスタンスブラケット１３には、図５の左右方向に延びる円形の貫通孔１６、１７が形成されている。

丸棒状の締付けロッド５が、上記チルト調整用長溝３５、３６及び貫通孔１６、１７を通して、図５の右側から挿入されている。締付けロッド５の右端には円筒状の頭部５１が形成されている。締付けロッド５の左端には、側板３３の外側面３３２の外側に、固定カム５２、可動カム５３、操作レバー５４が、この順で外嵌されている。また、締付けロッド５の左端に形成された雄ねじ５６にナット５５の内径部に形成された雌ねじ（図示せず）がねじ込まれ、ナット５５の右端面が操作レバー５４に当接している。

固定カム５２と可動カム５３の対向する端面には、相補的な傾斜カム面が形成され、互いに噛み合っている。可動カム５３の左側面に連結された操作レバー５４を手で操作すると、可動カム５３が固定カム５２に対して回動する。

操作レバー５４をクランプ方向に回動すると、固定カム５２の傾斜カム面の山に可動カム５３の傾斜カム面の山が乗り上げ、締付けロッド５を図５の左側に引っ張ると同時に、固定カム５２を図５の右側に押す。

側板３３は、固定カム５２の右端面によって右側に押され、側板３３が内側に変形し、側板３３の内側面３３１がディスタンスブラケット１３の側面１４に強く押しつけられる。同時に、右側の頭部５１は、側板３４の外側面３４２を押圧して、側板３４を内側に変形させ、側板３４の内側面３４１をディスタンスブラケット１３の側面１５に強く押しつける。

このようにして、アウターコラム１１のディスタンスブラケット１３を、車体取付けブラケット３に強固に締付けることができる。従って、車体取付けブラケット３に対してアウターコラム１１が固定され、アウターコラム１１のチルト方向の変位が阻止される。

次に、運転者が操作レバー５４を締付解除方向に回動すると、フリーな状態における間隔がディスタンスブラケット１３の側面１４、１５の外側の幅より広く設定された車体取付けブラケット３の側板３３、３４が、挟持方向と反対の方向へそれぞれ弾性復帰する。

そこで、前記アウターコラム１１は、車体取付けブラケット３の側板３３、３４に対してフリーな状態となる。従って、前記締付けロッド５をチルト調整用長溝３５、３６に案内させつつチルト方向に変位させることで、ステアリングホイール１０１のチルト方向の調整を任意に行うことができる。

車体取付けブラケット３の上板３２とアウターコラム１１との間には、引っ張りコイルばね（ばね）６が掛け渡されている。引っ張りコイルばね６の上側のフック６１は、上板３２の車体後方側端部に形成された係合孔３７に係合している。引っ張りコイルばね６の下側のフック６２は、アウターコラム１１の車体下方側に形成された係合突起１１１の係合溝１１２に係合している。係合突起１１１は、アウターコラム１１から車幅方向外側に突出して形成されている。また、引っ張りコイルばね６は、カプセル４２と車体取付けブラケット３の側板３３の間に配置され、車体取付けブラケット３の車体４１への取付作業の障害にならないようになっている。

車体取付けブラケット３が車体４１に固定された状態では、図２の矢印に示すように、引っ張りコイルばね６の付勢力Ｆは、アウターコラム１１をチルト上方側に付勢している。従って、チルト位置調整時に車体取付けブラケット３に対するアウターコラム１１のチルトクランプを解除した時に、アウターコラム１１、インナーコラム１０、ステアリングホイール１０１、エアバッグ等の重量物の自重によって、アウターコラム１１が下方に傾動するのを防止している。さらに、アウターコラム１１、インナーコラム１０、ステアリングホイール１０１、エアバッグ等の重量物の自重を手で支えなくても、ステアリングホイール１０１のチルト位置調整が楽に出来るようにしている。

また、付勢力Ｆの作用線６３は、図２に示すように、アウターコラム１１のチルト調整の中間位置で、締付けロッド５の中心５７の近傍を通るように設定されている。ステアリング装置を車体４１に取り付ける前の状態で、操作レバー５４が何かに当たって少し緩み、車体取付けブラケット３に対するアウターコラム１１のチルトクランプが少し緩んだ場合を想定する。引っ張りコイルばね６の付勢力Ｆは、アウターコラム１１と車体取付けブラケット３との間に作用している。

付勢力Ｆの作用線６３が締付けロッド５の中心５７の近傍を通るため、アウターコラム１１と車体取付けブラケット３との間に作用する回転モーメント（締付けロッド５の中心５７を支点とする付勢力Ｆによる回転モーメント）が非常に小さく抑えられて、アウターコラム１１と車体取付けブラケット３との間の相対位置は変化しにくい。従って、ステアリング装置を車体に取り付ける作業を効率的に行うことができる。

本発明の実施例では、アウターコラム１１のチルト調整の中間位置で、付勢力Ｆの作用線６３が、締付けロッド５の中心５７の近傍を通るように設定されている。従って、アウターコラム１１のチルト調整の上端位置、または下端位置では、アウターコラム１１と車体取付けブラケット３との間には、付勢力Ｆによる若干の回転モーメントが作用する。しかし、側板３３、３４の内側面３３１、３４１と、ディスタンスブラケット１３の側面１４、１５との間に作用する摩擦力によって、アウターコラム１１と車体取付けブラケット３との間の相対位置は変化しにくい。

図２に示すように、本発明の実施例では、引っ張りコイルばね６の付勢力Ｆの作用線６３は、アウターコラム１１の中心軸線１１３に対して直角では無く、車体後方側に角度αだけ傾斜して設定されている。従って、アウターコラム１１には、付勢力Ｆの中心軸線１１３に平行な分力Ｆ１が常時作用している。この分力Ｆ１は、アウターコラム１１を常時車体後方側に引っ張る。

従って、アウターコラム１１がインナーコラム１０に対して、テレスコピック位置とチルト位置の両方の位置調整が可能なチルト・テレスコピック式のステアリング装置の場合には、テレスコピック引き方向（重力に逆らってアウターコラム１１を車体後方側に引っ張る）のテレスコピック位置調整操作が楽に行える効果が生じる。

上記実施例では、チルト位置だけの調整が可能なチルト式のステアリング装置に適用した例について説明したが、テレスコピック位置とチルト位置の両方の位置調整が可能なチルト／テレスコピック式のステアリング装置に本発明を適用してもよい。

１０１ ステアリングホイール
１０２ 操舵補助部（電動アシスト機構）
１０３ ステアリングギヤ
１０４ タイロッド
１０５ コラム
１０６ 中間シャフト
１０ インナーコラム
１１ アウターコラム
１１１ 係合突起
１１２ 係合溝
１１３ 中心軸線
１２ ステアリングシャフト
１３ ディスタンスブラケット
１４、１５ 側面
１６、１７ 貫通孔
２１ ハウジング
２２ 枢動ピン
２３ 電動モータ
２４ 減速ギヤボックス部
２５ 出力軸
３ 車体取付けブラケット
３２ 上板
３３、３４ 側板
３３１、３４１ 内側面
３３２、３４２ 外側面
３５、３６ チルト調整用長溝
３７ 係合孔
４１ 車体
４２ カプセル
４３ 衝撃エネルギー吸収部材
５ 締付けロッド
５１ 頭部
５２ 固定カム
５３ 可動カム
５４ 操作レバー
５５ ナット
５６ 雄ねじ
５７ 中心
６ 引っ張りコイルばね
６１、６２ フック
６３ 作用線
７１ ばね
７１１ 作用線
７２ コラム
７３ 車体取付けブラケット
７３１ 側板
７４ 操作レバー
７５ 中心

Claims (3)

1. 車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、車体前方側がチルト中心軸を支点にして枢動可能に車体に取り付け可能なコラム、
   車体に取り付け可能で、上記コラムの車体後方側をチルト摺動可能に挟持する側板を有する車体取付けブラケット、
   上記車体取付けブラケットの側板を締付け、上記コラムをチルト移動不能にクランプする締付けロッド、
   を備え、
   上記コラムは、インナーコラムと、当該インナーコラムの外周に軸方向に摺動可能に嵌合ししたアウターコラムとからなり、
   上記アウターコラムには、当該アウターコラムを車幅方向左右両側から挟み込むように上記車体取り付けブラケットが取り付けられており、
   上記車体取り付けブラケットは、上板、およびこの上板から上記アウターコラムの左右それぞれの下方に延びて、チルト調整用長溝が形成された上記側板を有し、
   上記アウターコラムには、当該アウターコラムの上方に突出して一体的に形成されると共に、貫通孔を有して各側面が上記車体取り付けブラケットの上記各側板の内側面に摺動可能に接するディスタンスブラケットが設けられており、
   上記チルト調整用長溝と上記ディスタンスブラケットの上記貫通孔を通して左右方向に挿入された上記締付けロッドを有し、
   上記車体取付けブラケットの上記締付けロッドの中心よりも車体後方端部の上方側に設けた係合孔と、当該車体取付けブラケットと上記アウターコラムの車体下方で、かつ上記締付けロッドの中心よりも車体前方側で車幅方向外側に突出して形成された係止突起との間に掛け渡され、上記コラムをチルト上方側に付勢するばねを有し、
   上記ばねの付勢力の作用線が上記締付けロッドの中心を通ること
   を特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１に記載されたステアリング装置において、
   上記コラムのチルト調整の中間位置で、上記ばねの付勢力の作用線が上記締付けロッドの中心を通ること
   を特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
   上記ばねが引っ張りコイルばねであること
   を特徴とするステアリング装置。

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