JP5796776B2 - 車両のステアリング装置 - Google Patents

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ステアリングホイールの操作位置を調整し得るステアリング装置に係る。

車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持し、ステアリングホイールの操作位置を調整し得るチルト機構を備えたステアリング装置が知られており、例えば、下記の特許文献１には、チルト機構を構成するリンクやスライダがピボット（ピボット螺子）によって連結された一般的なリンク間の連結構造が開示されている。尚、特許文献１においては、コラム揺動点とコラム支持点との間の長さが、コラム揺動点とステアリングホイールとの間の長さに対して３０％以上の長さを有するものとしたステアリング装置が提案されているが、本願とは直接関係するものではない。

特開２００５−１５３８４９号公報

上記特許文献１に記載のチルト機構においては、これを構成するリンク機構において、従来のチルト機構と同様、リンク部材に形成した孔にピボット螺子を挿入して、ピボット軸に供することとしており、電動モータ等の駆動機構の組み付け時にもピボット螺子によって連結することとしている。このため、部品点数が多いだけでなく、組み付け工数も多く、コストアップ要因となっている。

そこで、本発明は、少なくとも車体上下方向のステアリングホイール操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、駆動機構とリンク機構との連結構造を簡単且つ組み付け容易な構成とし、少ない部品点数で安価な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、車体に対し前方側端部を揺動中心として揺動可能に支持するメインハウジングと、該メインハウジングに収容し軸方向移動可能に支持する可動コラム部材と、前記メインハウジングの車体後方側端部を前記車体に対して上下方向に移動可能に支持した状態で前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットに一端を支持するリンク機構と、該リンク機構の他端に連結する駆動機構を備え、該駆動機構によって前記リンク機構を介して前記メインハウジングを揺動し、前記可動コラム部材に連結するステアリングホイールの少なくとも上下方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記駆動機構が、前記メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸と、該螺子軸の回転に応じて軸方向移動するナット部材を備え、該ナット部材が、前記螺子軸に螺合する雌螺子部と、該雌螺子部の軸に直交する回転軸を有し、該回転軸及び前記螺子軸に平行で所定距離を隔てて対向する二つの平面部を有するピボット軸部を具備して成り、前記リンク機構の他端に、前記ピボット軸部を回転可能に支持する軸受孔を有する軸受部であって、前記軸受孔から前記回転軸に直交する方向に開口し前記二つの平面部に平行な平面を有する切欠を形成した軸受部を具備して成るステアリング装置としたものである。

上記のステアリング装置において、前記リンク機構の軸受部に形成した前記切欠の二つの平面間の距離を、前記ナット部材のピボット軸部に形成した二つの平面部間の前記所定距離より大とすると共に、前記軸受孔の内径より小とし、前記軸受孔の内径を前記ピボット軸部の外径より大とするとよい。

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、駆動機構が、メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸と、この螺子軸の回転に応じて軸方向移動するナット部材を備え、このナット部材が、螺子軸に螺合する雌螺子部と、この雌螺子部の軸に直交する回転軸を有し、この回転軸及び前記螺子軸に平行で所定距離を隔てて対向する二つの平面部を有するピボット軸部を具備しており、リンク機構の他端に、ピボット軸部を回転可能に支持する軸受孔を有する軸受部であって、軸受孔から回転軸に直交する方向に開口し二つの平面部に平行な平面を有する切欠を形成した軸受部を具備しているので、駆動機構とリンク機構との連結構造が簡単且つ組み付け容易な構成となり、また、駆動機構とリンク機構を少ない部品点数で容易に組み付けることができるので組み付け工数の低減が可能となる。

特に、リンク機構の軸受部に形成した切欠の二つの平面間の距離を、ピボット軸部に形成した二つの平面部間の所定距離より大とすると共に、軸受孔の内径より小とし、軸受孔の内径をピボット軸部の外径より大とすることにより、リンク機構に対しナット部材を容易に組み付けることができると共に、ナット部材の円滑な作動を確保することができる。

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供されるリンク部材の側面図である。 本発明の一実施形態に供されるリンク部材の正面図である。 本発明の一実施形態に供されるナット部材の平面図である。 本発明の一実施形態に供されるナット部材の側面図である。 本発明の一実施形態に供されるナット部材の正面図である。 本発明の一実施形態に供されるナット部材を示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるチルト機構の組み付け状況を示す側面図である。 本発明の一実施形態におけるチルト機構の組み付け状況を示す側面図である。 本発明の一実施形態におけるチルト機構の組み付け状況を示す側面図である。 本発明の一実施形態におけるチルト機構の組み付け後の状態を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に供されるナット部材及びリンク部材の組み付け状態を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に供されるナット部材及びリンク部材の組み付け状態を示す正面図である。 図１２のＡ―Ａ線断面図である。

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は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示すもので、本実施形態においては、ステアリングシャフト１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１ａと、このアッパシャフト１ａの前端部とスプライン結合されるロアシャフト１ｂから成る。即ち、アッパシャフト１ａとロアシャフト１ｂ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１ｂ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。

そして、ステアリングシャフト１と同軸にメインハウジング１０が配置され、車体（図示せず）に対する揺動中心Ｃ回りに揺動可能に支持されると共に、固定ブラケット３０に保持される。この固定ブラケット３０は、車両の下方に延出して対向する一対の保持部（代表して３１で表す）を有し、これらの間にメインハウジング１０が保持され、図１の上方で車体に固定される。更に、固定ブラケット３０の一対の保持部３１とメインハウジング１０との間に、夫々押圧機構（図示せず）が介装され、これによってメインハウジング１０が摺動自在に押圧支持される。

メインハウジング１０内には、可動コラム部材２０が軸方向に移動可能、即ち、車体前後方向に移動可能に支持されている。この可動コラム部材２０として、ステアリングシャフト１を収容し軸を中心に回転可能に支持する金属製のインナチューブ２１と、このインナチューブ２１を収容し常時はインナチューブ２１を所定位置に保持する金属製のアウタチューブ２２が設けられており、インナチューブ２１はアッパチューブとも呼ばれ、アウタチューブ２２はテレスコピックチューブとも呼ばれる。アッパシャフト１ａは、インナチューブ２１の後端部に軸受（図示せず）を介して回転可能に支持されるが、アッパシャフト１ａとインナチューブ２１との間の軸方向相対移動は規制され、アッパシャフト１ａとインナチューブ２１は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。

而して、メインハウジング１０に対し、アウタチューブ２２、インナチューブ２１、ステアリングシャフト１及びステアリングホイール（図示せず）が一体となって軸方向に移動可能とされてテレスコピック機構２が構成され、これにより、ステアリングホイールを所望の車体前後方向位置に調整することができる。更に、ステアリングシャフト１に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、アウタチューブ２２に対するインナチューブ２１の軸方向相対移動（ひいてはアッパシャフト１ａの軸方向移動）を許容するように構成されており、本実施形態のインナチューブ２１及びアウタチューブ２２は、両者間に介装される環状の摩擦材（例えば、金属製弾性ブッシュ）等と共に、エネルギー吸収手段として機能する。

一方、固定ブラケット３０には、リンク機構４の一端が支持され、その他端が駆動機構５に連結されており、駆動機構５は可動コラム部材２０に揺動可能に支持されている。この駆動機構５によって、リンク機構４を介して可動コラム部材２０が車体に対して揺動可能とされてチルト機構３が構成され、これにより、ステアリングホイールを所望の車体上下方向位置に調整することができる。本実施形態のリンク機構４は、図１に示すように、固定ブラケット３０の下方に、第１のリンク（一対のリンク部材４１で構成される）の上端部がピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持され、その下端部が、第２のリンク（リンク部材４２で構成される）の一対の腕部４２１，４２２の後方上端部にピボット軸Ｐ２を中心に回転可能に支持されている。

第２のリンクを構成するリンク部材４２は、図２及び図３に拡大して示すようにベルクランク状に形成されており、一対の腕部４２１、４２２の前方上端部の間にメインハウジング１０が挟持される形で、メインハウジング１０の下方にピボット軸Ｐ３を中心に回転可能に支持され、第２のリンク（リンク部材４２）の一対の脚部４２３、４２４の間にナット部材５０が挟持される形で、リンク部材４２がピボット軸Ｐ４を中心に回転可能に支持されている。このナット部材５０は螺子軸６２等と共に駆動機構５を構成し、チルト機構３の駆動源に供されるもので、チルトナットあるいはチルトスライダとも呼ばれる。尚、リンク部材４１、４２、駆動機構５、可動コラム部材２０及びメインハウジング１０はピボットピン（符号省略）の圧入又はピボット螺子（符号省略）の螺合によって連結されており、ピボット軸Ｐ１及びＰ５はピボットピンで構成され、ピボット軸Ｐ２及びＰ３はピボット螺子で構成されているが、ピボット軸Ｐ４はナット部材５０で構成されている。

而して、電動モータ６０による螺子軸６２の回転駆動に応じて、ナット部材５０が螺子軸６２の軸方向に移動すると、第２のリンク（リンク部材４２）がピボット軸Ｐ３を中心に揺動すると共に、第１のリンク（リンク部材４１）がピボット軸Ｐ１を中心に揺動し、メインハウジング１０（並びに、アウタチューブ２２、インナチューブ２１、アッパシャフト１ａ及びステアリングホイール）が車体上下方向に移動するように構成されている。尚、本実施形態においては、電動モータ６０の出力軸と螺子軸６２との間に減速機構（図示せず）が介装されており、電動モータ６０の出力が適切に減速されて螺子軸６２に伝達される。

本実施形態のナット部材５０は、図４乃至図７に示すように、台形螺子で構成された螺子軸６２に螺合する雌螺子部５１と、上記のピボット軸Ｐ４として機能するピボット軸部５２を有し、合成樹脂にて図４に示すように平面視十字形状に形成されている。即ち、ピボット軸部５２は雌螺子部５１の軸に直交する回転軸（図１のピボット軸Ｐ４に供される）を有し、この回転軸及び螺子軸６２に平行で所定距離を隔てて対向する二つの平面部５２ａ、５２ｂを有する。一方、図２に示すように、第２のリンクを構成するリンク部材４２の脚部４２３、４２４は、ピボット軸部５２を回転可能に支持する軸受部として機能し、夫々、軸受孔４２ａが形成されると共に、回転軸に直交する方向に開口し二つの平面部５２ａ、５２ｂに平行な平面を有する切欠４２ｂが形成されている。

上記の切欠４２ｂの開口幅（図２に示す二面幅ｓ）は、軸受孔４２ａの内径より小であって、ピボット軸部５２の二つの平面部５２ａ、５２ｂ間の寸法（図５に示す二面幅ｄ）より若干大きく設定されているので、ピボット軸部５２の平面部５２ａ、５２ｂは切欠４２ｂを介して軸受孔４２ａ内に挿入し得る。そして、ピボット軸部５２が軸受孔４２ａに嵌合し得るように、軸受孔４２ａの内径はピボット軸部５２の外径より若干大きく設定されている。従って、ピボット軸部５２と軸受孔４２ａとの間にはクリアランスが生ずるが、クリアランスが看過できない程度である場合には、ピボット軸部５２の外周面をコーティング処理することによって適切な接合状態を維持することができる。更に、ピボット軸部５２と軸受孔４２ａとの間のクリアランスが大きく、これに起因するガタが懸念される場合には、後述するように両者間にブシュを介装すればよい。

上記のチルト機構３の組み付け状況を図８乃至図１０を参照して説明すると、先ず、ナット部材５０及び螺子軸６２等を含む駆動機構５がサブアセンブリとされ、図８に示すチルト駆動ユニット５ｘが構成される。また、リンク機構４がメインハウジング１０に装着される。次に、図８に示すように、チルト駆動ユニット５ｘがメインハウジング１０に対し下方から組み付けられ、ピボット軸部５２の平面部５２ａ、５２ｂが切欠４２ｂを介して軸受孔４２ａ内に挿入されると、ピボット軸部５２が軸受孔４２ａに嵌合し、図９に示す状態となる。この状態（即ち、ピボット軸部５２が軸受孔４２ａに嵌合した状態）で、図１０に示すように回転させ、チルト駆動ユニット５ｘの電動モータ６０部分を車体前方側（図１０の左方向）に移動させると、ピボット軸部５２が軸受孔４２ａ内で回転し、チルト駆動ユニット５ｘは図１１に示す所定の位置で、両側からピボットピン（ピボット軸Ｐ５を構成）がメインハウジング１０に圧入され、揺動可能に支持される。

而して、チルト機構３は図１（及び図１１）に示す初期位置の状態となるが、この位置からナット部材５０が駆動され、これに連動してリンク機構４が駆動されても、ピボット軸部５２が（切欠４２ｂを介して）軸受孔４２ａから脱落するおそれはない。特に、ナット部材５０は螺子軸６２に沿って移動するので、その移動方向は、軸受孔４２ａの前後方向に限られ、軸受孔４２ａの下方側の切欠４２ｂに対してピボット軸部５２の平面部５２ａ、５２ｂが合致する状態は生じない。しかも、組み付け後は、ナット部材５０に対し、電動モータ６０による螺子軸６２の推力は軸方向のみに作用し、また、ハンドルマス（ステアリングホイールを含む質量）は、その大部分がリンク機構４を介して螺子軸６２の軸方向のみに作用することになる。従って、雌螺子部５１を介してピボット軸部５２に付与される軸方向荷重は、軸受孔４２ａ内の切欠４２ｂに直交する内面で受けることになり、十分な受圧面積が確保されるので、ナット部材５０が脱落するおそれはなく、剛性の不足を懸念する必要もない。

上記の構成に成るチルト機構３を駆動するときには、図１において、電動モータ６０を起動し、その出力軸を回転駆動すると、その回転が減速機構（図示せず）を介して減速されて螺子軸６２に伝達され、これに螺合するナット部材５０が軸方向に移動し、リンク機構４が駆動される。即ち、第２のリンク（リンク部材４２）がピボット軸Ｐ３を中心に揺動すると共に、第１のリンク（リンク部材４１）がピボット軸Ｐ１を中心に揺動し、メインハウジング１０（並びに、アウタチューブ２２、インナチューブ２１、アッパシャフト１ａ及びステアリングホイール）が揺動するので、ステアリングホイール（図示せず）が所望の車体上下方方向位置となったときに電動モータ６０を停止すれば、ステアリングホイールを所望の操作位置に調整することができる。

尚、図１２乃至図１４に示すように、ナット部材５０とリンク部材４２との間に弾性部材のブシュＳＰを介装することによって、ナット部材５０のピボット軸部５２とリンク部材４２の脚部４２３、４２４との間のピボット軸部５２の径方向のクリアランスに起因するガタを適切に解消することができる。例えば、図１２に示すオメガ文字形状のブシュＳＰを、ピボット軸部５２と脚部４２３、４２４との間に圧入することとすれば、安価な部材で良好な組付性を確保することができる。

１ ステアリングシャフト
２ テレスコピック機構
３ チルト機構
４ リンク機構
５ 駆動機構
５ｘ チルト駆動ユニット
１０ メインハウジング
２０ 可動コラム部材
３０ 固定ブラケット
４１，４２ リンク部材
４２ａ 軸受孔
４２ｂ 切欠
４２３，４２４ 脚部（軸受部）
５０ ナット部材
５１ 雌螺子部
５２ ピボット軸部
５２ａ，５２ｂ 平面部
６０ 電動モータ
６２ 螺子軸

Claims (2)

1. 車体に対し前方側端部を揺動中心として揺動可能に支持するメインハウジングと、該メインハウジングに収容し軸方向移動可能に支持する可動コラム部材と、前記メインハウジングの車体後方側端部を前記車体に対して上下方向に移動可能に支持した状態で前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットに一端を支持するリンク機構と、該リンク機構の他端に連結する駆動機構を備え、該駆動機構によって前記リンク機構を介して前記メインハウジングを揺動し、前記可動コラム部材に連結するステアリングホイールの少なくとも上下方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記駆動機構が、前記メインハウジングに車体後方側端部を揺動可能に支持しモータ駆動によって回転する螺子軸と、該螺子軸の回転に応じて軸方向移動するナット部材を備え、該ナット部材が、前記螺子軸に螺合する雌螺子部と、該雌螺子部の軸に直交する回転軸を有し、該回転軸及び前記螺子軸に平行で所定距離を隔てて対向する二つの平面部を有するピボット軸部を具備して成り、前記リンク機構の他端に、前記ピボット軸部を回転可能に支持する軸受孔を有する軸受部であって、前記軸受孔から前記回転軸に直交する方向に開口し前記二つの平面部に平行な平面を有する切欠を形成した軸受部を具備して成ることを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記リンク機構の軸受部に形成した前記切欠の二つの平面間の距離を、前記ナット部材のピボット軸部に形成した二つの平面部間の前記所定距離より大とすると共に、前記軸受孔の内径より小とし、前記軸受孔の内径を前記ピボット軸部の外径より大とし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。

Images