JP5783327B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、レバー操作によってステアリングコラムの固定を解除してステアリングホイールの位置を調整することができるステアリング装置に関する。

従来、運転者の体格などに応じてステアリングホイールのチルト位置及びテレスコピック位置の調整を可能とするために、揺動によってステアリングコラムの固定とその解除を切り替える操作レバーを備えたステアリング装置がある。

一方では、レバーの操作性を良好にすることを目的として、レバー操作を軽くする為に、締付部分とレバーの操作部の間の距離を長くする手法がある。

このようなステアリング装置において、走行している車両が衝突する等によりステアリング装置が衝撃を受けると、その衝撃荷重と、レバーの操作部の慣性モーメントにより、操作レバーがステアリングコラムの固定を解除する側へ揺動し、ステアリングコラムの固定が解除されてしまうことがある。

従来のステアリング装置においては、ステアリングコラムを固定した状態で操作レバーを固定側へ付勢するバネを設け、操作レバーがステアリングコラムの固定を解除する側へ揺動するのを防止している（例えば、特開２００８−２８５０６４号公報を参照。）

しかしながら、従来のステアリング装置においては、バネによる一定の引張力で操作レバーが解除側へ揺動するのを防いでいるため、ステアリング装置を搭載した車両の衝突などによりバネの引張力を超えるような大きな荷重が作用した場合にはステアリングコラムの固定が解除されてしまうおそれがあった。

本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、衝撃荷重によってステアリングコラムの固定が解除されるのを防ぐステアリング装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明では、操舵力を伝達するステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトを軸支するステアリングコラムと、
該ステアリングコラムを車体に支持する車体側ブラケットと、
前記ステアリングコラムの位置固定及び解除をする固定機構と、
該固定機構に取り付けられ、前記ステアリングコラムの位置固定及び解除を揺動によって切り替える操作レバーと、を有し、
前記ステアリングコラムの位置を調整可能なステアリング装置において、
前記操作レバーは、該操作レバーの揺動中心よりも車両後方側に配置された操作部と、前記操作レバーの揺動中心よりも車両前方側へ延び、重りを具備した延在部とを備え、
前記重りは、前記締付ボルトを中心として前記操作レバーの釣り合いが取れる重さよりも重いものとする。

前記延在部は、前記ステアリングコラムが固定された状態から前記操作レバーが解除方向へ揺動するのを防ぐ。つまり、前記延在部と重りにより、操作レバーの重心を操作レバーの揺動中心に近づけることができる。それによって、衝突時の衝撃を受けた操作レバーの操作部の重みによる揺動方向のモーメントを減少させる。言い換えれば、前記揺動中心よりも車両後方側の操作レバー部分を解除側に揺動させようとするモーメントを生じさせたときに、前記延在部と重りは、前記モーメントに対抗する逆回りのモーメントを生じさせる。なお、「操作部」とは、運転者が操作して操作レバーを揺動させるのに用いる部分を指す。

これにより、ステアリング装置に大きな衝撃荷重がかかった場合でもステアリングコラムの固定が解除されるのを防ぐことができる。又、操作レバーの操作力を小さくする事ができる。さらに、延在部と重りとからなる操作レバー部分の慣性モーメントを大きくして、より固定が解除されにくく、安全なものとすることができる。前記位置固定をしている状態で、前記締付ボルトの中心軸線から前記重りと前記延在部との重心までの車両前後方向の水平距離に、前記重りと前記延在部とを合わせた重さを乗じて得た数値が、前記締付ボルトの中心軸線から車両後方側の前記操作レバー部分の重心までの車両前後方向の水平距離に、車両後方側の前記操作レバーの重さを乗じて得た数値よりも大きいものとしても良い。

好ましくは、前記操作レバーのうち揺動中心よりも車両後方側の部分は、板材から成り、湾曲部を有するものとする。

これにより、キーロックの取り付け等のための工具スペースを確保することができる。

好ましくは、前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの上方から前記ステアリングコラムの車幅方向の両側に延在する一対の張出部を備え、
前記固定機構は、前記一対の張出部を貫通した締付ボルトと、該締付ボルトに外嵌し前記操作レバーの揺動によって回転する円環状の可動カムと、前記締付ボルトに外嵌し該可動カムに対向して前記張出部に固設された円環状の固定カムとを備え、前記可動カムの回転によって前記可動カムと前記固定カムの距離を変化させ、ステアリングコラム又はステアリングコラムに固設された部材を締め付け、解放することにより前記位置固定及び解除を切り替えるカム締付機構であり、
前記可動カムと前記固定カムとは、それぞれ、互いに対向する側に突出し、前記位置固定時に互いに対向接触する位置に配置された頂部と、該頂部から略周方向に延びて前記頂部と他の部分とを傾斜面でつなぎ、前記位置固定と解除との切り替え時に互いに摺接する位置に配置された傾斜部と、を具備する突部を備え、
前記傾斜部は、前記頂部付近の傾斜角よりも下部の傾斜角の方が大きいものとする。

傾斜角が大きい前記下部は、前記ステアリングコラムの固定を解除し、前記重りの重さによって前記操作レバーが位置固定側に揺動しようとするときに、前記可動カムの前記突部と当接し、それ以上の揺動を防ぐ。なお、「下部」とは、前記傾斜部のうち、前記頂部から遠い側の部分をいう。

これにより、運転者がステアリングホイールの位置を調整している最中に、前記延在部の重さによって操作レバーが位置固定側に移動して位置調整を阻害するのを防ぐことができる。

好ましくは、前記操作レバーは、全体が樹脂から形成されているものとする。

これにより、操作レバーが軽量になり操作レバーの慣性モーメントが小さくなることで、衝撃荷重が加わったときに操作レバーが揺動し難くなると共に、ステアリング装置を搭載する車両等の軽量化に資する。

好ましくは、前記ステアリングコラムの位置の調整は、チルト位置の調整であるものとする。

これにより、ステアリングホイールの位置を運転者の体型等に合わせて適切な位置に調整することができる。

本発明によれば、車両が衝突した際に衝撃によってステアリングコラムの固定が解除されるのを防ぐステアリング装置を提供することができる。

図１は本願の実施形態に係るステアリング装置の側面図である。 図２は本願の実施形態に係るステアリング装置のカム締付機構を示す拡大断面図である。 図３Ａ、図３Ｂは本願の実施形態に係るステアリング装置のカムを示す図である。図３Ａは固定カムの平面を示し、図３Ｂは固定カムと可動カムの接触部の拡大断面を示す。

本発明の実施形態について図１ないし図３Ｂを参照して説明する。図１は本願の実施形態に係るステアリング装置を示す側面図である。図１においてステアリングコラムとステアリングシャフトの一部は断面を示している。

ステアリング装置１は、主に金属から成り、車両後方側（図１に向かって右側）端部に別途取り付けられるステアリングホイール（不図示）の回転を車両前方側（図１に向かって左側）へ伝達するステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を軸支するステアリングコラム３と、ステアリングコラム３の中央付近を車体に固定する後方側ブラケット４と、ステアリングコラム３の固定とその解除をカムを用いて行うカム締付機構５と、ステアリングコラム３の車両前方側を車体に揺動可能に取り付ける前方側ブラケット６と、を有しており、チルト位置の調整が可能に構成されている。

後方側ブラケット４は、ステアリングコラム３の上方からステアリングコラム３の車幅方向の両側に延在した一対の張出部４ａ、４ｂ（図１において４ｂは不図示）を有している。張出部４ａ、４ｂのそれぞれには、チルト方向に延びる長孔が、対向する位置に形成されている。当該長孔には、カム締付機構５を構成する締付ボルト７が挿通されている。

チルトレバー９（操作レバー）は、締付ボルト７を中心に揺動できるように構成されており、ステアリングコラム３の固定とその解除は、運転者がレバーノブ８（操作部）を操作して、チルトレバー９を揺動させることにより行う。レバーノブ８を押し下げるとステアリングコラム３の固定が解除され、レバーノブ８を引き上げるとステアリングコラム３が固定される。図１において、実線で示されたチルトレバー９は、ステアリングコラム３を固定した状態を示しており、２点鎖線で示されたチルトレバー９は、ステアリングコラム３の固定を解除した状態を示している。

チルトレバー９の車両前方側部分は、平面が車幅方向に略垂直に配置された板材から構成され、貫通孔を有し、当該貫通孔に締付ボルト７が挿通されている。締付ボルト７よりも車両前方側には延在部９ｂが形成されており、延在部９ｂの車両前方側端部の車両左側（図１の手前側）には、円柱状の重り１０が取り付けられている。重り１０の材料としては、鉄、鋼等の金属の他、樹脂を用いても良く、チルトレバー９と共に一体の樹脂で形成しても良い。重り１０は、締付ボルト７を中心としてチルトレバー９の釣り合いが取れる重さよりも重い。

チルトレバー９の車両後方側部分は、締付ボルト７よりも車両後方側で前記板材がＬ字に折り曲げられ、車幅方向に幅広で車両後方へ延びている。車両後方側の端部には樹脂製のレバーノブ８が取り付けられており、レバーノブ８に隣接して上方へ湾曲した湾曲部９ａが形成されている。湾曲部９ａは、キーロックを取り付けるための工具スペースを設けるための部分である。その結果、チルトレバー９の揺動中心とレバーノブ８の距離は長くなっている。

図２は、本願の実施形態に係るステアリング装置１のカム締付機構５を示す拡大断面図である。図１に示す２−２切断面を示している。

ステアリングコラム３の下部には、ディスタンスブラケット１１が固着されている。ディスタンスブラケット１１には車幅方向に貫通した貫通孔が形成されており、該貫通孔に締付ボルト７が挿通されている。

ディスタンスブラケット１１は、ステアリングコラム３の固定が解除された状態においては、張出部４ａ、４ｂに摺接し、ステアリングコラム３及び締付ボルト７と共に上下に移動する。一方、ステアリングコラム３が固定された状態において、ディスタンスブラケット１１は、張出部４ａ、４ｂによって挟持され、ステアリングコラム３を後方側ブラケット４に支持する。

締付ボルト７の先端にはナット１２が螺合されており、ディスタンスブラケット１１、張出部４ａ、４ｂ及びチルトレバー９は、締付ボルト７の頭部とナット１２の間に配置されている。また、チルトレバー９と張出部４ａとの間には、締付ボルト７に外嵌した固定カム１３と可動カム１４が介在している。固定カム１３の張出部４ａ側には、長方形状の係止部１３ａ（図３Ａ参照）が形成されており、該係止部１３ａが張出部４ａに形成された長孔に挿入されている。係止部１３ａの車両前後方向の寸法は、長孔の車両前後方向の寸法よりもわずかに小さい寸法としているため、固定カム１３は、チルト方向への移動を可能としながら、締付ボルト７を中心とした回転ができないように構成されている。一方、可動カム１４もチルトレバー９側に長方形状の係止部（不図示）を有しており、チルトレバー９と共に回転可能に構成されている。

図３Ａ、図３Ｂは、本願の実施形態に係るステアリング装置１の固定カム１３を示す図である。図３Ａは固定カム１３の可動カム１４側の平面を示し、図３Ｂは固定カム１３と可動カム１４の接触部の拡大断面を示している。

図３Ａに示すように、固定カム１３の張出部４ａ側（図３Ａに示す平面の裏側）には、上述の係止部１３ａが形成されている。固定カム１３の中央には締付ボルト７を通す中心孔１３ｂが形成されている。固定カム１３の可動カム１４側には、突部１３ｃが、中心孔１３ｂの周囲に周方向で等間隔に４箇所形成されており、突部１３ｃのそれぞれは、周方向の一方の側に傾斜部１３ｄを備えている。傾斜部１３ｄは、突部１３ｃの頂部と突部１３ｃが形成されていない可動カム１４側の面とを傾斜面でつないでいる。

突部１３ｃの径方向外側には、固定カム１３と可動カム１４が一定の角度以上の相対回転をしないように規制するストッパー１３ｅが、周方向で等間隔に４箇所、可動カム１４側に突出して形成されている。ストッパー１３ｅは、可動カム１４に形成された同様のストッパーと当接することにより、相対回転の規制を行う。可動カム１４は、固定カム１３と同様の形状をしており、突部が形成された側を向かい合わせて配置される。

図３Ｂは、ステアリングコラム３の固定とその解除の中間位置における固定カム１３と可動カム１４の接触部の拡大断面を示している。中間位置において、固定カム１３と可動カム１４は、傾斜部同士が接触しており、この状態から、チルトレバー９が固定側へ操作されると、可動カム１４が図３Ｂに向かって右側へ移動すると共に、傾斜面同士が摺接することで上方へ移動し、突部同士が向かい合い、ストッパー同士が当接した位置で止まる。これにより、固定カム１３と可動カム１４の距離が離れるため、締付ボルト７の頭部とナット１２の間に配置された部材の間に圧力が生じ、ディスタンスブラケット１１が後方側ブラケット４に固定される。

一方、図３Ｂに示す中間位置から、チルトレバー９を解除側へ操作すると、可動カム１４が図３Ｂに向かって左側へ移動し、固定カム１３と可動カム１４とが噛み合い、距離が近づくことで、ディスタンスブラケット１１の固定が解除され、ステアリングコラム３のチルト調整が可能となる。

前述のように、重り１０は、締付ボルト７を中心としてチルトレバー９の釣り合いが取れる重さよりも重いため、運転者がステアリングコラム３の固定を解除してチルト位置の調整を行う際、チルトレバー９が固定側へ揺動してチルト位置の調整を阻害することが考えられる。そこで、傾斜部１３ｄの下部１３ｄ１を、突部１３ｃの頂部に近い部分よりも傾斜角を大きくすることで、可動カム１４が固定カム１３の突部１３ｃに乗り上げ難くして、ステアリングコラム３の固定解除時にチルトレバー９が固定側へ揺動しにくい構成としている。

本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。すなわち、ステアリングコラム３を固定して走行している車両が他の車両等に衝突（一次衝突）した場合や、一次衝突時に運転者がステアリングホイールに衝突（二次衝突）した場合等に、ステアリング装置１は大きな衝撃を受け、それによりチルトレバー９はチルトの固定を解除する側へ揺動する力を受けることがあるが、延在部９ｂ及び重り１０がそれに対抗してステアリングコラム３の固定の解除を防ぐことができる。

例えば、図１において、ステアリングコラム３を上方へ移動させる衝撃が加わった場合、締付ボルト７よりもレバーノブ８側（車両後方側）のチルトレバー９部分の慣性モーメントによって締付ボルト７を中心として時計回りにチルトレバー９を揺動させる力が加わるが、それと同時に、延在部９ｂと重り１０の慣性モーメントによって、締付ボルト７を中心として反時計回りにチルトレバー９を揺動させる力が加わるため、ステアリングコラム３の固定の解除を防ぐことができる。前述のように、重り１０が締付ボルト７を中心としてチルトレバー９の釣り合いが取れる重さよりも重いのは、一般に衝撃荷重の大きさの予測は困難であることから、延在部９ｂと重り１０の慣性モーメントを大きくして、ステアリングコラム３の固定がより解除されにくく、安全なものとするためである。

締付ボルト７からレバーノブ８までの距離を長くすると、軽い操作感によってチルト調整の固定と解除を操作できる反面、締付ボルト７を回転中心とする慣性モーメントが大きくなり、衝撃によってステアリングコラム３の固定が解除されやすくなる。また、本実施形態のようにチルトレバー９が湾曲部９ａを有する場合、湾曲部９ａが板バネ作用を生じやすく、振動によってステアリングコラム３の固定が解除されやすくなる。したがって、これらの場合、特に効果的である。

また、特許文献１に記載の発明においては、チルトレバーの位置、チルトレバーのストッパー位置、バネのフックの位置、バネ荷重の特性の制約があり、取付けスペースの制約を受けるので汎用性に乏しいが、本実施形態によればこれらの制約が無いため、汎用が可能となる。特にカム機構を用いた場合には上述のようにカム機構にストッパーを設けることが多いため、特許文献１に記載の発明のようにチルトレバーのストッパーにバネを引っ掛けることが難しく、新たにバネフックを設ける必要が生じるが、本実施形態によればそのような必要もない。

以上、本願発明を説明するために具体的な実施形態を示して説明したが、本願発明はこれに限られるものではなく、種々の変更・改良を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態においてはチルト位置調整が可能なステアリング装置の例を示したが、チルトレバーを揺動することによりテレスコピック位置の調整をすることが可能なステアリング装置に用いることもでき、チルトレバーを揺動することによりチルト位置調整とテレスコピック位置調整の両方が可能なステアリング装置に用いることもできる。

また、延在部が具備する重りは、延在部と一体に形成されたものであっても良く、形状も円柱状に限らない。重りと延在部との重心は、締付ボルトの中心軸線よりも車両後方側のチルトレバー部分の重心と、締付ボルトの中心軸線に関して線対称となる位置に配置されるのが好ましい。しかし、チルトレバーを有する後方側ブラケットは車体取付部のツールスペースを確保する必要があり、支持剛性、メータの視認性、膝元スペース確保による高さ方向のスペースの制約を受けるため、これに限らず、他の部品との干渉やスペースを考慮して位置を決めることができ、それに合わせて延在部の形状を変更することもできる。

重りは、締付ボルトを中心としてチルトレバーの釣り合いが取れる重さとしても良いし、釣り合いが取れる重さよりも軽くても良い。釣り合いが取れる重さよりも軽い重りとしても、カム同士の摩擦力やチルトレバーとボルト頭部側に配置された座金との摩擦力等、チルトレバーの揺動を防ぐ力は他にも存在し、それらの力によって補填されることでステアリングコラムの固定の解除を防止することができる。

ステアリングコラムの固定と解除は、レバーを揺動させるものであれば、可動カムと固定カムによって切り替えるカム締付機構に限られず、例えば、運転者がチルトレバーを揺動することにより、ネジを締付け又は緩めることでステアリングコラムの固定と解除を切り替えるものであっても良いし、それ以外の公知の固定機構であっても良い。

チルトレバーは、種々の形状を採用することができ、湾曲部を有していないものであっても良い。チルトレバーの操作の向きも、上方へ操作したときにステアリングコラムの固定が解除され、下方へ操作したときにステアリングコラムの固定がされるものとしても良い。

以上のように、本願発明によれば、衝撃荷重によってステアリングコラムの固定が解除されるのを防ぐステアリング装置を提供することができる。

Claims (5)

1. 操舵力を伝達するステアリングシャフトと、
   該ステアリングシャフトを軸支するステアリングコラムと、
   該ステアリングコラムを車体に支持する車体側ブラケットと、
   前記ステアリングコラムの位置固定及び解除をする固定機構と、
   該固定機構に取り付けられ、前記ステアリングコラムの位置固定及び解除を揺動によって切り替える操作レバーと、を有し、
   前記ステアリングコラムの位置を調整可能なステアリング装置において、
   前記操作レバーは、該操作レバーの揺動中心よりも車両後方側に配置された操作部と、前記操作レバーの揺動中心よりも車両前方側へ延び、重りを具備した延在部とを備え、
   前記重りは、前記締付ボルトを中心として前記操作レバーの釣り合いが取れる重さよりも重いことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記操作レバーのうち揺動中心よりも車両後方側の部分は、板材から成り、湾曲部を有することを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記車体側ブラケットは、前記ステアリングコラムの上方から前記ステアリングコラムの車幅方向の両側に延在する一対の張出部を備え、
   前記固定機構は、前記一対の張出部を貫通した締付ボルトと、該締付ボルトに外嵌し前記操作レバーの揺動によって回転する円環状の可動カムと、前記締付ボルトに外嵌し該可動カムに対向して前記張出部に固設された円環状の固定カムとを備え、前記可動カムの回転によって前記可動カムと前記固定カムの距離を変化させ、ステアリングコラム又はステアリングコラムに固設された部材を締め付け、解放することにより前記位置固定及び解除を切り替えるカム締付機構であり、
   前記可動カムと前記固定カムとは、それぞれ、互いに対向する側に突出し、前記位置固定時に互いに対向接触する位置に配置された頂部と、該頂部から略周方向に延びて前記頂部と他の部分とを傾斜面でつなぎ、前記位置固定と解除との切り替え時に互いに摺接する位置に配置された傾斜部と、を具備する突部を備え、
   前記傾斜部は、前記頂部付近の傾斜角よりも下部の傾斜角の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
4. 前記操作レバーは、全体が樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
5. 前記ステアリングコラムの位置の調整は、チルト位置の調整であることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。

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