JP5729324B2

JP5729324B2 - 車両のステアリング装置

Info

Publication number: JP5729324B2
Application number: JP2012027785A
Authority: JP
Inventors: 真也盛永; 泰明黒川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: JP2013163458A

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所望のチルト位置に調整する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所望のチルト位置に調整する機構として、電動のチルト機構が知られており、例えば下記の特許文献１には、「チルト作動に影響を及ぼすことなく、上下方向のがたつきを好適に抑制し得るステアリング装置を提供すること」を目的とし（特許文献１の段落〔０００４〕に記載）、「ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転自在に収容支持する筒状のコラムハウジングを有し、固定ブラケットにより車体に固定されるステアリングコラムと、チルトモータの作動に基づいて前記固定ブラケットに対する前記ステアリングコラムの傾動量を調整するチルト機構とを備えたステアリング装置において、前記チルト機構は、前記チルトモータにより回転駆動されるシャフトと、前記シャフトの回転に基づいて該シャフト上をスライドするスライド部材と、前記スライド部材および前記固定ブラケットに対して前記コラムハウジングを連結し、前記スライド部材のスライドに基づいて、前記ステアリングコラムを前記固定ブラケットに対して傾動作動させるリンク機構とを備え、前記リンク機構を、前記コラムハウジングの径方向外側において該コラムハウジングの左右両側に配置」することが提案されている（同段落〔０００５〕に記載）。

また、下記の特許文献２には、「チルト・テレスコピック機構の駆動方式に関係なく、ステアリングコラムを共通使用することができるステアリング装置を提供すること」を目的とし（特許文献２の段落〔０００５〕に記載）、「ステアリングホイールが取着されるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転可能に収容支持するステアリングコラムと、前記ステアリングコラムにステアリング位置調整機構を取り付けるためのブラケットを備えるステアリング装置において、前記ステアリングコラムは、前記ブラケットが着脱自在に構成」された装置が提案されている（同段落〔０００６〕に記載）。更に、「前記ブラケットは、手動式チルト・テレスコピック機構を取り付けるためのサポートブラケット又は電動式チルト・テレスコピック機構を取り付けるためのベースブラケットである」と記載され（同段落〔０００７〕）、「前記サポートブラケットの取付部と、前記ベースブラケットの取付部を共通化」することが記載されている（同段落〔０００９〕）。

特開２００６−３２７３７４号公報特開２００６−２６４５４７号公報

上記特許文献１に記載のステアリング装置は、チルトモータ（電動モータ）の出力をスクリューシャフト（台形螺子等）を用いたスライド機構により直線運動に変換し、ベルクランクを用いたリンク機構によりステアリングホイールの上下変位（チルト作動）に変換するように構成されたものであり、電動チルト機構は、駆動ユニットを構成する電動モータ、リンク機構等の構成部品が多く、大型であり、車両への搭載が困難である。また、手動チルト機構とは構造が大きく異なり、手動チルト機構との互換性が考慮されたものでもないので、構成部品の共通化は期待できない。

一方、上記特許文献２に記載のステアリング装置においては、手動チルト機構と電動チルト機構のブラケット取付部を共通化することが提案されており、夫々のチルト機構部をサブアッセンブリ化し、ステアリングコラムに対し着脱可能な構成とすれば、ステアリングコラムは共通化しつつ、両者を適宜選択することができる。然し乍ら、特許文献２に記載のチルト機構部は従前の手動チルト機構と電動チルト機構の構造を踏襲しているので、電動チルト機構は従前同様大型であり、車両への搭載が困難である。

そこで、本発明は、ステアリングコラムを所望のチルト位置に調整する車両のステアリング装置において、手動チルト機構との互換性を有し、車両への搭載が容易な小型の電動チルト機構を構成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、車体に固定される固定ブラケットと、前記車体に対し揺動可能に支持されるステアリングコラムを備え、該ステアリングコラムを前記固定ブラケットに対し所望の傾斜角度のチルト位置に調整する車両のステアリング装置において、前記ステアリングコラムを保持し、前記固定ブラケットに対し相対移動可能に支持されるチルトブラケットと、前記車体の横方向に延在し、前記固定ブラケットに対し前記ステアリングコラムの軸方向に相対移動可能に支持されるチルトシャフトと、該チルトシャフトの軸を中心に前記チルトブラケットを回転駆動し前記固定ブラケットに対する前記チルトブラケットの相対位置を調整する駆動ユニットとを備えることとしたものである。

上記のステアリング装置において、前記駆動ユニットは、前記チルトシャフトに一端が固定されるクランク部材と、前記チルトブラケットに固定される電動モータと、該電動モータの出力を減速して前記クランク部材の他端を回転駆動する減速機を備えたものとするとよい。

上記のステアリング装置において、前記固定ブラケットには、前記ステアリングコラムの軸方向に長尺側の寸法を有する長穴が形成されており、該長穴に前記チルトシャフトが相対移動可能に支持されるように構成するとよい。

前記減速機は、前記電動モータの出力軸に固定する第１のウォームギヤと、該第１のウォームギヤに噛合する第１のウォームホイールと、該第１のウォームホイールと一体的に回転する第２のウォームギヤと、該第２のウォームギヤに噛合する第２のウォームホイールを備えたものとし、該第２のウォームホイールの回転軸を前記クランク部材の他端に固定するように構成することができる。

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、本発明のステアリング装置においては、上記の構成に成るチルトブラケット、チルトシャフト及び駆動ユニットを備え、駆動ユニットによって、チルトシャフトの軸を中心にチルトブラケットを回転駆動し固定ブラケットに対するチルトブラケットの相対位置を調整するように構成されており、従来に比し少ない部品点数で簡単且つ組み付け容易な小型の電動チルト機構を構成することができるので、車両への搭載が容易で、安価な装置を提供することができる。特に、手動チルト機構と同等の大きさで電動チルト機構を構成することができるので、例えば手動チルト機構をベースにしたステアリング装置に対し、車両搭載性を維持しながら電動チルト化が可能となる。逆に、上記と同様の固定ブラケット及びチルトブラケットに対し、手動チルト機構の構成部品を装着すれば、簡単且つ容易に手動チルト機構を備えたステアリング装置を構成することもでき、手動チルト機構との互換性を有する。

例えば、上記の駆動ユニットを、上記のクランク部材、電動モータ及び減速機を備えたものとし、電動モータの出力を減速してクランク部材を回転駆動するように構成すれば、従前のスライド機構やリンク機構を必要とすることなく、少ない部品点数で小型に形成することができる。

更に、固定ブラケットに上記の長穴を形成し、この長穴にチルトシャフトを相対移動可能に支持する構成とすれば、装置全体として簡単且つ安価に形成することができる。

尚、上記の減速機は、第１及び第２のウォームギヤ並びに第１及び第２のウォームホイールを備えたものとし、第２のウォームホイールの回転軸をクランク部材の他端に固定するように構成すれば、逆効率を極力小さくし得る好適な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係るステアリング装置を示す正面図である。本発明の一実施形態に供する駆動ユニットを示すもので、図２のＡ−Ａ線断面図である。本発明の一実施形態に供する駆動ユニットを示すもので、図２のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の一実施形態に係るステアリング装置のチルトダウン位置の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のチルトアップ位置の状態を示す側面図である。本発明の一実施形態において固定ブラケットに対するチルトシャフトの支持構造の他の例を示す正面図である。本発明の一実施形態から手動チルト機構に変換するときに用いる固定ブラケットの一態様を示す側面図である。本発明の一実施形態を変換して手動チルト機構を構成した場合のステアリング装置の一態様を示す側面図である。

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乃至図４は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の構成を示すもので、車体（図示せず）に対しステアリングコラム１０が揺動可能に支持されており、ステアリングコラム１０を固定ブラケット１に対し所望の傾斜角度のチルト位置に調整し得るように構成されている。ステアリングコラム１０の車体への支持構造は、車体に固定された固定ブラケット１に対し、チルトブラケット２が相対移動可能に支持されており、このチルトブラケット２にステアリングコラム１０の中間部が保持され、車体の前方に配置された揺動中心（Ｃ）回りに揺動し得るように支持されている。

ステアリングコラム１０は、ステアリングシャフト１１と、これを囲繞するように同軸上に配置されるメインチューブ１２を有し、ステアリングシャフト１１の後端にステアリングホイール（図示せず）が支持され、その前端が転舵機構（図示せず）に連結される。ステアリングシャフト１１は、後端部にステアリングホイール（図示せず）が接続される筒状のアッパシャフト１１ａと、このアッパシャフト１１ａの前端部と連結されるロアシャフト１１ｂから成る。即ち、アッパシャフト１１ａとロアシャフト１１ｂが軸方向に相対移動可能に連結されており、ロアシャフト１１ｂの前端部が転舵機構（図示せず）に接続されている。この転舵機構はステアリングホイール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。

固定ブラケット１は、図２に示すように車体締結部を有するアッパブラケット１ａとＵ字形状のロアブラケット１ｂが（例えば溶接により）結合されたものである。また、チルトブラケット２はＵ字形状に形成され、その両端部がステアリングコラム１０の中間部に（例えば溶接にて）固定されている。チルトブラケット２には、車体の横方向に延在するようにチルトシャフト３が支持されている。固定ブラケット１には、ロアブラケット１ｂの両側壁に夫々、ステアリングコラム１０の軸方向に長尺側の寸法（長手方向寸法）を有する長穴（図１に一方を１ｓで示す）が形成されており、これらの長穴１ｓを介してチルトシャフト３が車体の横方向に貫通するように配置され、固定ブラケット１に対しチルトシャフト３がステアリングコラム１０の軸方向に相対移動可能に支持されている。尚、長穴１ｓとチルトシャフト３との間にクリアランスがあると、ステアリングホイール（図示せず）のガタにつながるため、クリアランスは極力小さくするか、あるいは締め代をもった寸法関係にするとよい。

そして、本実施形態の駆動ユニット４がチルトブラケット２のＵ字形状の内側に配置され、螺子等でチルトブラケット２に固定されている。この駆動ユニット４は、チルトシャフト３の軸を中心にチルトブラケット２を回転駆動し固定ブラケット１に対するチルトブラケット２の相対位置を調整するもので、チルトシャフト３に一端が固定されるクランク部材４１と、チルトブラケット２に固定される電動モータ４２と、この電動モータ４２の出力を減速してクランク部材４１の他端を回転駆動する減速機５０を備えている。

本実施形態の減速機５０は、ステアリングホイール（図示せず）への荷重入力により運転者が意図しないチルト位置変化が生ずるのを防ぐため、ステアリングホイール入力に対しチルト位置を保持し得るよう、逆効率を極力小さくする構成とされている。即ち、図３に示すように、電動モータ４２の出力軸に固定する第１のウォームギヤ５１と、この第１のウォームギヤ５１に噛合する第１のウォームホイール５２によって第１段の減速機構が構成され、第１のウォームホイール５２と一体的に回転する第２のウォームギヤ５３と、この第２のウォームギヤ５３に噛合する第２のウォームホイール５４によって第２段の減速機構が構成されている。尚、第１のウォームホイール５２と第２のウォームギヤ５３は例えばスプライン結合されており、一体となって回転する。本実施形態においては、電動モータ４２の回転出力が２段の減速機構によって減速されるように構成されているが、１段のみとしてもよく、３段以上としてもよい。

そして、図４に示すように、第２のウォームホイール５４の軸部には、クランク回転軸４３の一端がスプライン結合されており、クランク回転軸４３の他端はクランク部材４１の他端側に結合されている。従って、電動モータ４２が駆動されるとクランク部材４１は第２のウォームホイール５４の回転軸を中心に揺動する。尚、クランク部材４１の両端部の結合手段としては、一端がチルトシャフト３に固定され、他端がクランク回転軸４３に固定されるのであれば、溶接、圧入、螺合等何れでもよい。

本実施形態の駆動ユニット４は上記のように構成されているので、電動モータ４２が駆動されると、その回転が減速機５０によって適切に減速されてクランク部材４１に伝達され、クランク部材４１が回転（揺動）するが、チルトシャフト３は固定ブラケット１を介して車体（図示せず）に結合されているので、駆動ユニット４全体がチルトシャフト３の軸を中心に回転（揺動）することとなる。そして、駆動ユニット４はチルトブラケット２に固定されているため、チルトブラケット２もチルトシャフト３の軸を中心に回転することになり、チルトブラケット２と一体のステアリングコラム１０が揺動中心（Ｃ）回りに揺動し、図５又は図６に示すようにチルト作動する。而して、ステアリングコラム１０が所望のチルト位置となるように、固定ブラケット１に対するチルトブラケット２の相対位置が調整される。尚、図５及び図６のＮＴは中立位置（チルトニュートラル位置）、ＴＤはチルトダウン位置、ＴＵはチルトアップ位置を示す。

上記のチルト作動において、クランク部材４１（チルトシャフト３と一体）の揺動中心とステアリングコラム１０の揺動中心（Ｃ）が異なるため、駆動ユニット４（チルトシャフト３に固定）とステアリングコラム１０とではコラム軸方向の移動量に差異が生じる。この差異を吸収するため、固定ブラケット１に形成される長穴１ｓが、ステアリングコラム１０の軸方向に長尺側の寸法（長手方向寸法）を有する形状に設定されており、クランク部材４１の揺動に応じてチルトシャフト３が長穴１ｓに案内されて移動し、図５及び図６に示す位置で停止する。本実施形態は上記のように構成されているので、従前のスライド機構やリンク機構を必要とすることなく、電動チルト機構を備えたステアリング装置を小型に形成することができる。

尚、固定ブラケット１に対しステアリングコラム１０の軸方向に相対移動可能にチルトシャフト３を支持する手段としては、上記の長穴１ｓに代えて、図７に示すように固定ブラケット１の両側壁の内側に、上記の長穴１ｓと同形状の長溝（代表して１ｖで表す）を同位置に形成し、これらの長溝１ｖにチルトシャフト３の両端部を摺動可能に嵌合するように構成してもよい。図７におけるその他の構成は図１乃至図４に示す実施形態と同様であるので、実質的に同一の部材については同一の符号を付して説明を省略する。

また、上記の構成になるステアリング装置における固定ブラケット１に若干の変更を加え、上記の駆動ユニット４に代えて手動チルト機構の構成部品をチルトブラケット２に装着すれば、手動操作でチルト作動を行い得るステアリング装置を構成することができる。例えば、図８に示すように、前述のチルトシャフト３を支持するための長穴１ｓ（図８に二点鎖線で示す）とは形状が異なる手動チルト機構用の長穴１ｘｓを形成した固定ブラケット１ｘを用いれば、図９に示すように、運転者によるレバー６１の操作に応じてチルト作動を行い得る手動チルト機構６を構成することができる。従って、図１に示すような電動チルト機構を備えたステアリング装置と同じ生産ラインで、手動チルト機構６をステアリングコラム１０に組付ければ、従前と同様の手動チルト機構を備えたステアリング装置を製造することができる。尚、図９に示す手動チルト機構６の構造は従前のもの（例えば前掲の特許文献２に記載）と同様であるので説明を省略するが、更に図１乃至図４に記載の構成部品（チルトシャフト３等）をそのまま用いて新たな手動チルト機構を構成することもできる。

以上のように、チルト機構部を除く基本構成、例えばステアリングコラム１０及びチルトブラケット２を共通仕様とし、図１に示す固定ブラケット１又は図８に示す固定ブラケット１ｘを用いることにより、夫々、電動チルト機構又は手動チルト機構を構成することができ、何れかを選択可能な仕様となる。而して、電動チルト機構から手動チルト機構への変換、あるいはその逆の変換も、大幅なコストアップや車両搭載性の困難化等を惹起することなく、容易に行うことができる。

１固定ブラケット
１ｓ長穴
１ｖ長溝
２チルトブラケット
３チルトシャフト
４駆動ユニット
１０ステアリングコラム
４１クランク部材
４２電動モータ
５０減速機

Claims

車体に固定される固定ブラケットと、前記車体に対し揺動可能に支持されるステアリングコラムを備え、該ステアリングコラムを前記固定ブラケットに対し所望の傾斜角度のチルト位置に調整する車両のステアリング装置において、前記ステアリングコラムを保持し、前記固定ブラケットに対し相対移動可能に支持されるチルトブラケットと、前記車体の横方向に延在し、前記固定ブラケットに対し前記ステアリングコラムの軸方向に相対移動可能に支持されるチルトシャフトと、該チルトシャフトの軸を中心に前記チルトブラケットを回転駆動し前記固定ブラケットに対する前記チルトブラケットの相対位置を調整する駆動ユニットとを備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。
前記駆動ユニットは、前記チルトシャフトに一端が固定されるクランク部材と、前記チルトブラケットに固定される電動モータと、該電動モータの出力を減速して前記クランク部材の他端を回転駆動する減速機を備えた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。
前記固定ブラケットには、前記ステアリングコラムの軸方向に長尺側の寸法を有する長穴が形成されており、該長穴に前記チルトシャフトが相対移動可能に支持されることを特徴とする請求項１又は２記載の車両のステアリング装置。
前記減速機は、前記電動モータの出力軸に固定する第１のウォームギヤと、該第１のウォームギヤに噛合する第１のウォームホイールと、該第１のウォームホイールと一体的に回転する第２のウォームギヤと、該第２のウォームギヤに噛合する第２のウォームホイールを備え、該第２のウォームホイールの回転軸を前記クランク部材の他端に固定することを特徴とする請求項２又は３記載の車両のステアリング装置。