JP6183698B2 - Vehicle steering device - Google Patents

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Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、電動モータによってステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する電動チルト機構を備えたステアリング装置に係る。   The present invention relates to a vehicle steering apparatus, and more particularly to a steering apparatus including an electric tilt mechanism that adjusts a steering shaft to a desired inclination angle by an electric motor.

電動チルト機構を備えたステアリング装置に関し、例えば下記の特許文献1には、「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した」ステアリング装置が開示されている(特許文献1の段落〔0005〕に記載)。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151620 below describes a steering apparatus including an electric tilt mechanism, which includes a “steering shaft coupled to a steering wheel and a cylindrical column housing that rotatably accommodates and supports the steering shaft. A steering apparatus comprising: a steering column fixed to a vehicle body by a bracket; and a tilt mechanism that adjusts an amount of tilting of the steering column relative to the fixed bracket based on an operation of a tilt motor. A shaft that is driven to rotate, a slide member that slides on the shaft based on the rotation of the shaft, the column housing is connected to the slide member and the fixed bracket, and based on the slide of the slide member, Said And a link mechanism that tilts and moves the aligning column with respect to the fixed bracket, and the link mechanism is disposed on both the left and right sides of the column housing on the radially outer side of the column housing. Document 1 paragraph [0005]).

特開2006−327374号公報JP 2006-327374 A

上記特許文献1に開示されたステアリング装置においては、スライド部材および固定ブラケットに対してコラムハウジングを連結し、ステアリングコラムを固定ブラケットに対して傾動作動させるリンク機構が用いられているが、固定ブラケットに連結されるリンクは、ステアリングコラム(ステアリングシャフト)の重力方向とは無関係に設けられ、水平面に対するリンクの角度についても言及されていない。リンクを介して伝達されてステアリングコラムを傾動させる力は、ステアリングコラムの重力に対し相対する方向に設定することが望ましいが、上記特許文献1においては、鉛直線に対しかなりの角度を成している。このため、ステアリングコラムを傾動させる駆動力の損失が大きく、力伝達効率が低くなるので、電動モータや減速機を大型とする必要がある。   In the steering device disclosed in Patent Document 1, a link mechanism is used in which the column housing is connected to the slide member and the fixed bracket, and the steering column is tilted with respect to the fixed bracket. The link to be connected is provided regardless of the direction of gravity of the steering column (steering shaft), and the angle of the link with respect to the horizontal plane is not mentioned. The force transmitted through the link to tilt the steering column is preferably set in a direction opposite to the gravity of the steering column. However, in Patent Document 1, a considerable angle is formed with respect to the vertical line. Yes. For this reason, the loss of the driving force for tilting the steering column is large, and the force transmission efficiency is lowered. Therefore, it is necessary to enlarge the electric motor and the speed reducer.

そこで、本発明は、良好な力伝達効率を有し小型に形成し得る電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置を提供することを課題とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicle steering apparatus including an electric tilt mechanism that has a good force transmission efficiency and can be formed small.

上記の課題を達成するため、本発明は、車体に対しステアリングシャフトを揺動可能に支持するメインハウジングと、当該車体に固定する固定ブラケットとを連結し、前記ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置において、前記電動チルト機構が、電動モータと、該電動モータに連結され当該電動モータの回転駆動力をリンク揺動作動に変換する駆動力変換機構と、前記固定ブラケットに対し第1のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記駆動力変換機構に対し第2のピボット軸を中心に回転可能に支持され、前記駆動力変換機構を介して前記第1のピボット軸を中心に揺動するように駆動される第1のリンク部材とを備えており、前記駆動力変換機構が、前記メインハウジングに対し第3のピボット軸を中心に回転可能に支持され前記電動モータによって回転駆動されるチルト螺子軸と、該チルト螺子軸に螺合され、当該チルト螺子軸の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材と、該ナット部材に対し第4のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記メインハウジングに対し第5のピボット軸を中心に回転可能に支持される第2のリンク部材とを備え、前記第1のリンク部材が、前記固定ブラケットに対し前記第1のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記第2のリンク部材に対し前記第2のピボット軸を中心に回転可能に支持され、前記第2のリンク部材は、前記第5のピボット軸を中心に前記第2のピボット軸と前記第4のピボット軸が反対方向に揺動するレバー機構を構成しており、前記第1のピボット軸と前記第2のピボット軸を結ぶ線分が前記ステアリングシャフトの揺動作動の中立位置での鉛直線となるように設定されている。 In order to achieve the above object, the present invention connects a main housing that supports a steering shaft so as to be swingable with respect to a vehicle body and a fixed bracket that is fixed to the vehicle body, and adjusts the steering shaft to a desired inclination angle. In the vehicle steering apparatus including the electric tilt mechanism, the electric tilt mechanism is connected to the electric motor, and the driving force conversion mechanism is connected to the electric motor and converts the rotational driving force of the electric motor into a link swing operation. The fixed bracket is supported so as to be rotatable about a first pivot shaft, and is supported to be rotatable about the second pivot shaft with respect to the driving force conversion mechanism. and a first link member which is driven to oscillate about a first pivot axis, said driving force conversion mechanism, the main A tilt screw shaft that is rotatably supported about the third pivot shaft with respect to the wing and is rotationally driven by the electric motor, and is screwed to the tilt screw shaft, and is axially driven according to the rotational drive of the tilt screw shaft And a second link that is rotatably supported about the fourth pivot shaft with respect to the nut member and is rotatably supported about the fifth pivot shaft with respect to the main housing. And the first link member is rotatably supported about the first pivot axis with respect to the fixed bracket and is centered on the second pivot axis with respect to the second link member. The second link member is provided with a lever mechanism in which the second pivot shaft and the fourth pivot shaft swing in opposite directions around the fifth pivot shaft. Form and said first line segment connecting said second pivot axis and the pivot axis is set so that the vertical line at the neutral position of the oscillatory movement of the steering shaft.

上記のステアリング装置において、前記第1のリンク部材が、前記ステアリングシャフトの左右両側に対称に配置される構成とするとよい。   In the above steering apparatus, the first link member may be arranged symmetrically on the left and right sides of the steering shaft.

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、電動チルト機構が、電動モータと、これに連結され当該電動モータの回転駆動力をリンク揺動作動に変換する駆動力変換機構と、固定ブラケットに対し第1のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に駆動力変換機構に対し第2のピボット軸を中心に回転可能に支持され、駆動力変換機構を介して第1のピボット軸を中心に揺動するように駆動される第1のリンク部材とを備えており、駆動力変換機構が、メインハウジングに対し第3のピボット軸を中心に回転可能に支持され電動モータによって回転駆動されるチルト螺子軸と、このチルト螺子軸に螺合され、チルト螺子軸の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材と、このナット部材に対し第4のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共にメインハウジングに対し第5のピボット軸を中心に回転可能に支持される第2のリンク部材とを備え、第1のリンク部材が、固定ブラケットに対し第1のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に第2のリンク部材に対し第2のピボット軸を中心に回転可能に支持されており、第2のリンク部材は、第5のピボット軸を中心に第2のピボット軸と第4のピボット軸が反対方向に揺動するレバー機構を構成しているので、ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に容易に調整することができる。特に、第1のピボット軸と第2のピボット軸を結ぶ線分がステアリングシャフトの揺動作動の中立位置での鉛直線となるように設定されているので、ステアリングシャフトの揺動作動の中立位置において、駆動力変換機構を介して第1のピボット軸に伝達される力が、第1のピボット軸にかかるステアリングシャフト等の重力と相対する方向に作用し、駆動力の損失を最小限に抑え、効率の良い力伝達を行うことができる。また、第1のリンク部材には引張力と圧縮力が付与されるのみであるので、強度を確保するために大型とする必要はなく、小型軽量の部材を用いることができる。 Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects. That is, in the steering apparatus according to the present invention, the electric tilt mechanism is first with respect to the electric motor, the driving force conversion mechanism connected to the electric motor for converting the rotational driving force of the electric motor into the link swing operation, and the fixed bracket. And pivotally supported about the second pivot shaft with respect to the driving force conversion mechanism, and pivoted about the first pivot shaft via the driving force conversion mechanism. A tilt screw shaft that is supported by the main housing so as to be rotatable about the third pivot shaft and is rotationally driven by an electric motor. A nut member that is screwed onto the tilt screw shaft and moves in the axial direction in accordance with the rotational drive of the tilt screw shaft, and is rotatable about the fourth pivot shaft with respect to the nut member. And a second link member supported so as to be rotatable about the fifth pivot axis with respect to the main housing, the first link member being centered on the first pivot axis with respect to the fixed bracket The second link member is rotatably supported and rotatably supported about the second pivot axis, and the second link member has a second pivot axis about the fifth pivot axis. Since the lever mechanism in which the fourth pivot shaft swings in the opposite direction is configured, the steering shaft can be easily adjusted to a desired inclination angle. In particular, since the line connecting the first pivot shaft and the second pivot shaft is set to be a vertical line at the neutral position of the steering shaft swing operation, the neutral position of the steering shaft swing operation is set. In this case, the force transmitted to the first pivot shaft via the driving force conversion mechanism acts in a direction opposite to the gravity of the steering shaft or the like applied to the first pivot shaft, thereby minimizing the loss of driving force. , Efficient force transmission can be performed. In addition, since only the tensile force and the compressive force are applied to the first link member, it is not necessary to increase the size in order to ensure the strength, and a small and lightweight member can be used.

上記のステアリング装置において、第1のリンク部材が、ステアリングシャフトの左右両側に対称に配置される構成とすれば、こじり力を生ずることなく、確実且つ円滑な揺動作動を確保することができる。   In the steering apparatus described above, if the first link member is arranged symmetrically on both the left and right sides of the steering shaft, a reliable and smooth swinging operation can be ensured without generating a twisting force.

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の側面図である。1 is a side view of a steering device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るステアリング装置の横断面図である。1 is a cross-sectional view of a steering device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における電動チルト機構部分の力伝達状況を説明する側面図である。It is a side view explaining the force transmission condition of the electric tilt mechanism part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るステアリング装置によるレイクアップ状態を示す側面図である。It is a side view which shows the rake-up state by the steering device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るステアリング装置によるレイクダウン状態を示す側面図である。It is a side view which shows the rake-down state by the steering device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るステアリング装置の側面図である。It is a side view of the steering device concerning other embodiments of the present invention.

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及び図2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、車体Bに対しステアリングシャフト1を揺動中心(C)回りに揺動可能に支持するメインハウジング2と、車体Bに固定する固定ブラケット3が電動チルト機構MTを介して連結され、その作動に応じてステアリングシャフト1が所望の傾斜角度に調整され、ステアリングホイールWの操作位置が調整されるように構成されている。本実施形態の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W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から成り、コラム部材4を介してメインハウジング2に支持されている。アッパシャフト1aとロアシャフト1bは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W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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show an overall configuration of a steering apparatus according to an embodiment of the present invention. A main housing 2 that supports a steering shaft 1 with respect to a vehicle body B so as to be swingable about a swing center (C). The fixed bracket 3 that is fixed to the vehicle body B is connected via an electric tilt mechanism MT, and the steering shaft 1 is adjusted to a desired inclination angle according to the operation thereof, and the operation position of the steering wheel W is adjusted. Has been. The steering shaft 1 according to this embodiment includes a cylindrical upper shaft 1a having a steering wheel W connected to a rear end portion thereof, and a lower shaft 1b spline-coupled to the front end portion of the upper shaft 1a. Via the main housing 2. The upper shaft 1a and the lower shaft 1b are coupled so as to be relatively movable in the axial direction, and the front end portion of the lower shaft 1b is connected to a turning mechanism (not shown). The steering mechanism is driven in accordance with the operation of the steering wheel W and is configured to steer a steered wheel (not shown) via a wheel steering mechanism (not shown).

本実施形態の電動チルト機構MTは、電動モータ5と、これに連結され電動モータ5の回転駆動力をリンク揺動作動に変換する駆動力変換機構TRと、この駆動力変換機構TRを介して駆動される第1のリンク部材11によって構成されている。第1のリンク部材11は、固定ブラケット3に対し第1のピボット軸P1を中心に回転可能に支持されると共に駆動力変換機構TRに対し第2のピボット軸P2を中心に回転可能に支持されており、第1のピボット軸P1を中心に揺動するように駆動される。   The electric tilt mechanism MT of the present embodiment includes an electric motor 5, a driving force conversion mechanism TR that is connected to the electric motor 5 and converts the rotational driving force of the electric motor 5 into a link swing operation, and the driving force conversion mechanism TR. The first link member 11 is driven. The first link member 11 is supported so as to be rotatable about the first pivot axis P1 with respect to the fixed bracket 3, and is supported so as to be rotatable about the second pivot axis P2 with respect to the driving force conversion mechanism TR. And is driven to swing about the first pivot axis P1.

そして、第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分がステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での鉛直線(図1にNで示す)となるように設定されている。即ち、ステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置において、駆動力変換機構TRを介して第1のピボット軸P1に伝達される力が、第1のピボット軸P1にかかるステアリングシャフト1等の重力の方向と一致する鉛直線(N)上で、当該重力と相対する方向に作用するように設定されている。尚、図1において、Hは水平面を示し、θvは水平面(H)に対するステアリングシャフト1の搭載角度を示す。   A line segment connecting the first pivot shaft P1 and the second pivot shaft P2 is set to be a vertical line (indicated by N in FIG. 1) at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1. . That is, the force transmitted to the first pivot shaft P1 via the driving force conversion mechanism TR at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1 causes the gravity of the steering shaft 1 or the like applied to the first pivot shaft P1. It is set to act in a direction opposite to the gravity on the vertical line (N) that coincides with the direction. In FIG. 1, H indicates a horizontal plane, and θv indicates a mounting angle of the steering shaft 1 with respect to the horizontal plane (H).

本実施形態の駆動力変換機構TRは、図1に示すように、メインハウジング2に対し第3のピボット軸P3を中心に回転可能に支持され電動モータ5によって回転駆動されるチルト螺子軸6と、このチルト螺子軸6に螺合され、その回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材7と、このナット部材7に対し第4のピボット軸P4を中心に回転可能に支持されると共にメインハウジング2に対し第5のピボット軸P5を中心に回転可能に支持される第2のリンク部材12によって構成されている。本実施形態の第2のリンク部材12はV字形部材で、ベルクランク機構が構成されており、ナット部材7の軸方向移動に応じて第5のピボット軸P5を中心に第2のピボット軸P2と第4のピボット軸P4が同方向に揺動する。   As shown in FIG. 1, the driving force conversion mechanism TR of the present embodiment includes a tilt screw shaft 6 that is rotatably supported about a third pivot shaft P3 with respect to the main housing 2 and is rotationally driven by an electric motor 5. A nut member 7 that is screwed onto the tilt screw shaft 6 and moves in the axial direction in accordance with the rotational drive thereof, and is supported by the nut member 7 so as to be rotatable around the fourth pivot shaft P4. The second link member 12 is supported by the housing 2 so as to be rotatable about a fifth pivot axis P5. The second link member 12 of the present embodiment is a V-shaped member and constitutes a bell crank mechanism. The second pivot shaft P2 is centered on the fifth pivot shaft P5 in accordance with the axial movement of the nut member 7. And the fourth pivot shaft P4 swings in the same direction.

而して、本実施形態においては、第1のリンク部材11は、固定ブラケット3に対し第1のピボット軸P1を中心に回転可能に支持されると共に第2のリンク部材12に対し第2のピボット軸P2を中心に回転可能に支持されており、第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分がステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での鉛直線(N)となるように設定されている。尚、チルト螺子軸6には台形螺子が形成されており、ナット部材7はチルトナットあるいはチルトスライダとも呼ばれる。   Thus, in the present embodiment, the first link member 11 is supported so as to be rotatable about the first pivot axis P <b> 1 with respect to the fixed bracket 3, and the second link member 12 has the second link member 12. The line segment connecting the first pivot axis P1 and the second pivot axis P2 is supported by the vertical axis (N) at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1. It is set to be. The tilt screw shaft 6 is formed with a trapezoidal screw, and the nut member 7 is also called a tilt nut or a tilt slider.

図2に示すように、第1のリンク部材11はステアリングシャフト1の左右両側に対称に配置されており、断面π字状の固定ブラケット3の一対の脚部3a、3aに、夫々第1のリンク部材11が第1のピボット軸P1を中心に回転可能に支持されている。また、第2のリンク部材12は断面H字状で、一対の腕部12a、12aには、夫々第1のリンク部材11が第2のピボット軸P2を中心に回転可能に支持されており、一対の脚部12b、12bの間にはナット部材7が介装され、第4のピボット軸P4を中心に回転可能に支持されている。尚、図示は省略するが、電動モータ5は減速機構(例えばウォーム軸とウォームホイール)を介してチルト螺子軸6に連結されており、電動モータ5の出力トルクが適切に調整されてナット部材7に伝達される。   As shown in FIG. 2, the first link member 11 is symmetrically disposed on both the left and right sides of the steering shaft 1, and the first link member 11 is provided on the pair of legs 3 a and 3 a of the fixed bracket 3 having a π-shaped cross section. The link member 11 is supported so as to be rotatable about the first pivot axis P1. The second link member 12 has an H-shaped cross section, and the first link member 11 is supported by the pair of arms 12a and 12a so as to be rotatable around the second pivot axis P2, respectively. A nut member 7 is interposed between the pair of leg portions 12b, 12b, and is supported so as to be rotatable about the fourth pivot shaft P4. Although not shown, the electric motor 5 is connected to the tilt screw shaft 6 via a speed reduction mechanism (for example, a worm shaft and a worm wheel), and the output torque of the electric motor 5 is appropriately adjusted so that the nut member 7 is connected. Is transmitted to.

而して、電動モータ5が回転駆動されると、チルト螺子軸6が(軸中心に)回転駆動され、その回転駆動に応じて、ナット部材7が(チルト螺子軸6と共に)第3のピボット軸P3を中心に回転しながらチルト螺子軸6の軸方向に移動する。これにともない、第2のリンク部材12が第5のピボット軸P5を中心に揺動すると共に、第1のリンク部材11が第1のピボット軸P1を中心に揺動し、メインハウジング2(並びに、コラム部材4、ステアリングシャフト1及びステアリングホイールW)が揺動中心(C)を中心に揺動し、ステアリングホイールWが車体上下方向に移動する。   Thus, when the electric motor 5 is rotationally driven, the tilt screw shaft 6 is rotationally driven (centered on the shaft), and the nut member 7 (together with the tilt screw shaft 6) is rotated in response to the rotational drive. It moves in the axial direction of the tilt screw shaft 6 while rotating around the axis P3. Accordingly, the second link member 12 swings about the fifth pivot shaft P5, and the first link member 11 swings about the first pivot shaft P1, and the main housing 2 (and The column member 4, the steering shaft 1 and the steering wheel W are swung around the swing center (C), and the steering wheel W is moved in the vertical direction of the vehicle body.

本実施形態においては、第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分がステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での鉛直線(N)となるように設定されているので、駆動力変換機構TRを介して第1のピボット軸P1に伝達される力は、第1のピボット軸P1にかかるステアリングシャフト1等の重力と相対する方向に作用する。尚、本実施形態のようにステアリングシャフト1等の全体が揺動しステアリングホイールWが上方に移動することはレイクアップ(rake up)と呼ばれ、また、ステアリングシャフト1等の全体が揺動しステアリングホイールWが下方に移動することはレイクダウン(rake down)と呼ばれ、一般的なチルトアップ及びチルトダウンと区別される。   In this embodiment, the line segment connecting the first pivot shaft P1 and the second pivot shaft P2 is set to be the vertical line (N) at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1. The force transmitted to the first pivot shaft P1 via the driving force conversion mechanism TR acts in a direction opposite to the gravity of the steering shaft 1 or the like applied to the first pivot shaft P1. It should be noted that, as in the present embodiment, the entire steering shaft 1 etc. swings and the steering wheel W moves upward is called rake up, and the entire steering shaft 1 etc. swings. The movement of the steering wheel W downward is called rake down, and is distinguished from general tilt up and tilt down.

図3は、上記の力関係の説明を容易にするため、第2のリンク部材12に変更を加え、第5のピボット軸P5と第2のピボット軸P2を結ぶ線分を図1より長く設定したものである。図3において、ナット部材7に対する軸方向の推力をF0とし、第4のピボット軸P4において、第4のピボット軸P4と第5のピボット軸P5を結ぶ線分の垂線が第3のピボット軸P3と第4のピボット軸P4を結ぶ線分に対して成す角度をθaとすると、第4のピボット軸P4における分力(第4のピボット軸P4と第5のピボット軸P5を結ぶ線分に対し垂直な成分)はF0・cosθaとなる。更に、第4のピボット軸P4と第5のピボット軸P5を結ぶ線分の長さをLaとし、第5のピボット軸P5と第2のピボット軸P2を結ぶ線分の長さをLbとし、第2のピボット軸P2において、第2のピボット軸P2と第5のピボット軸P5を結ぶ線分の垂線が第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分に対して成す角度をθbとすると、第2のピボット軸P2における分力(第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分上の成分)はF0・cosθa・(La/Lb)・cosθbとなる。   In FIG. 3, in order to facilitate the explanation of the above-described force relationship, the second link member 12 is changed, and a line segment connecting the fifth pivot axis P5 and the second pivot axis P2 is set longer than in FIG. It is a thing. In FIG. 3, the thrust in the axial direction with respect to the nut member 7 is F0. In the fourth pivot shaft P4, the perpendicular of the line segment connecting the fourth pivot shaft P4 and the fifth pivot shaft P5 is the third pivot shaft P3. Is the angle formed with respect to the line connecting the fourth pivot axis P4 and θa, the component force on the fourth pivot axis P4 (with respect to the line connecting the fourth pivot axis P4 and the fifth pivot axis P5) The vertical component is F0 · cos θa. Further, the length of the line segment connecting the fourth pivot axis P4 and the fifth pivot axis P5 is La, the length of the line segment connecting the fifth pivot axis P5 and the second pivot axis P2 is Lb, In the second pivot axis P2, the angle formed by the perpendicular of the line segment connecting the second pivot axis P2 and the fifth pivot axis P5 with respect to the line segment connecting the first pivot axis P1 and the second pivot axis P2 Is θb, the component force on the second pivot axis P2 (the component on the line segment connecting the first pivot axis P1 and the second pivot axis P2) is F0 · cos θa · (La / Lb) · cos θb. .

そして、第1のピボット軸P1において、第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分が鉛直線(N)に対して成す角度をθcとすると、第1のピボット軸P1に付与される鉛直方向の分力は、F0・cosθa・(La/Lb)・cosθb・cosθcとなり、これはステアリングシャフト1の揺動作動時の昇降力F1となる。従って、ステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での角度θcが0°となるように設定すれば、昇降力F1が最大となる。尚、La、Lb、θa、θbの値は搭載車両に応じて適切な値に設定される。例えば、本実施形態では図3とは異なり、図1に示すようにLa<Lbに設定されている。   In the first pivot axis P1, if the angle formed by the line connecting the first pivot axis P1 and the second pivot axis P2 with respect to the vertical line (N) is θc, the first pivot axis P1 The applied vertical component force is F0 · cos θa · (La / Lb) · cos θb · cos θc, which is the lifting force F1 when the steering shaft 1 swings. Therefore, if the angle θc at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1 is set to be 0 °, the lifting force F1 is maximized. The values of La, Lb, θa, and θb are set to appropriate values according to the mounted vehicle. For example, in the present embodiment, unlike FIG. 3, La <Lb is set as shown in FIG.

上記のように、ステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置で第1のピボット軸P1に付与される力がチルト作動に直接供される昇降力F1となるが、第1のピボット軸P1において第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分は鉛直線(N)に対し角度θcを成すので、昇降力F1はF0・cosθa・(La/Lb)・cosθbの余弦成分(cosθc)となる。従って、ステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での角度θcを0°に設定すれば、即ち、第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分が鉛直線(N)となるように設定すれば、第1のピボット軸P1に付与される力をそのまま昇降力F1として活用することができ、また、第1のリンク部材11には引張力と圧縮力が付与されるのみとなる。本実施形態においては、ステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での角度θcが0°に設定されているので、最上段位置及び最下段位置での第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分は鉛直線(N)に対し若干の角度を成すことになるが、これらは無視し得る角度であり、駆動力の損失を最小限に抑えることができる。   As described above, the force applied to the first pivot shaft P1 at the neutral position of the swing operation of the steering shaft 1 becomes the lifting force F1 directly used for the tilt operation. Since the line connecting the first pivot axis P1 and the second pivot axis P2 forms an angle θc with respect to the vertical line (N), the lifting force F1 is a cosine component (cos θc) of F0 · cos θa · (La / Lb) · cos θb. ) Therefore, if the angle θc at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1 is set to 0 °, that is, the line segment connecting the first pivot axis P1 and the second pivot axis P2 is the vertical line (N). If set so, the force applied to the first pivot shaft P1 can be used as the lifting force F1 as it is, and only the tensile force and the compressive force are applied to the first link member 11. It becomes. In the present embodiment, since the angle θc at the neutral position of the swing operation of the steering shaft 1 is set to 0 °, the first pivot shaft P1 and the second pivot at the uppermost position and the lowermost position. Although the line segment connecting the axes P2 forms a slight angle with respect to the vertical line (N), these are negligible angles, and the loss of driving force can be minimized.

次に、上記の構成になる電動チルト機構MTによる作動を説明する。先ず、電動モータ5が回転駆動(例えば正転)されると、この回転運動に応じてナット部材7がチルト螺子軸6に沿って、(チルト螺子軸6と共に)第3のピボット軸P3を中心に回転しながら、第3のピボット軸P3に近接する方向に軸方向移動する。これにともない、第2のリンク部材12が第5のピボット軸P5を中心に揺動すると共に、第1のリンク部材11が第1のピボット軸P1を中心に揺動する。この結果、メインハウジング2(並びに、コラム部材4、ステアリングシャフト1及びステアリングホイールW)は揺動中心(C)を中心に反時計方向に揺動(レイクアップ)し、ステアリングホイール1の操作位置は、図4に示すように、中立位置(二点鎖線で示す)から揺動中心(C)を中心に角度α上方に傾斜し、水平面(H)に対し角度θruを成す最上段位置となる。   Next, the operation of the electric tilt mechanism MT configured as described above will be described. First, when the electric motor 5 is rotationally driven (for example, forward rotation), the nut member 7 is moved along the tilt screw shaft 6 along with the tilt screw shaft 6 (along with the tilt screw shaft 6) about the third pivot shaft P3. And rotating in the axial direction in the direction approaching the third pivot axis P3. Accordingly, the second link member 12 swings about the fifth pivot shaft P5, and the first link member 11 swings about the first pivot shaft P1. As a result, the main housing 2 (and the column member 4, the steering shaft 1 and the steering wheel W) swings (rakes up) counterclockwise about the swing center (C), and the operation position of the steering wheel 1 is As shown in FIG. 4, the uppermost position is inclined upward from the neutral position (indicated by a two-dot chain line) about the swing center (C) by an angle α and forms an angle θru with respect to the horizontal plane (H).

これに対し、電動モータ5が上記と逆方向に回転駆動されると、この回転運動に応じてナット部材7が、(チルト螺子軸6と共に)第3のピボット軸P3を中心に回転しながら、第3のピボット軸P3から離隔する方向に軸方向移動する。これにともない、第2のリンク部材12が第5のピボット軸P5を中心に揺動すると共に、第1のリンク部材11が第1のピボット軸P1を中心に揺動する。この結果、メインハウジング2(並びに、コラム部材4、ステアリングシャフト1及びステアリングホイールW)は揺動中心(C)を中心に時計方向に揺動(レイクダウン)し、ステアリングホイール1の操作位置は、図5に示すように、中立位置(二点鎖線で示す)から揺動中心(C)を中心に角度β下方に傾斜し、水平面(H)に対し角度θrdを成す最下段位置となる。   On the other hand, when the electric motor 5 is rotationally driven in the opposite direction, the nut member 7 rotates along with the third pivot shaft P3 (along with the tilt screw shaft 6) in accordance with the rotational motion. It moves axially in a direction away from the third pivot axis P3. Accordingly, the second link member 12 swings about the fifth pivot shaft P5, and the first link member 11 swings about the first pivot shaft P1. As a result, the main housing 2 (and the column member 4, the steering shaft 1 and the steering wheel W) swings (rakes down) clockwise around the swing center (C), and the operation position of the steering wheel 1 is As shown in FIG. 5, the lowermost position is inclined downward from the neutral position (indicated by a two-dot chain line) about the swing center (C) by an angle β and forms an angle θrd with respect to the horizontal plane (H).

而して、本実施形態のステアリング装置においては、ステアリングシャフト1を所望の傾斜角度に調整することができる。特に、第1のピボット軸P1と第2のピボット軸P2を結ぶ線分がステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置での鉛直線(N)となるように設定されており、ステアリングシャフト1の揺動作動の中立位置において、駆動力変換機構TRを介して第1のピボット軸P1に伝達される力が、第1のピボット軸P1にかかるステアリングシャフト1等の重力と相対する方向に作用するので、駆動力の損失を最小限に抑えることができ、効率の良い力伝達を行うことができる。また、第1のリンク部材11には引張力と圧縮力が付与されるのみであるので、強度を確保するために大型とする必要はなく、小型軽量の部材を用いることができる。更に、第1のリンク部材11は、ステアリングシャフト1の左右両側に対称に配置されているので、こじり力を生ずることなく、確実且つ円滑な揺動作動を確保することができる。   Thus, in the steering device of the present embodiment, the steering shaft 1 can be adjusted to a desired inclination angle. In particular, a line segment connecting the first pivot shaft P1 and the second pivot shaft P2 is set to be a vertical line (N) at the neutral position of the swinging operation of the steering shaft 1, and the steering shaft 1 At the neutral position of the swing operation, the force transmitted to the first pivot shaft P1 via the driving force conversion mechanism TR acts in a direction opposite to the gravity of the steering shaft 1 or the like applied to the first pivot shaft P1. Therefore, the loss of driving force can be minimized and efficient force transmission can be performed. Moreover, since only the tensile force and the compressive force are given to the 1st link member 11, it is not necessary to make it large in order to ensure intensity | strength, and a small and lightweight member can be used. Furthermore, since the first link member 11 is disposed symmetrically on both the left and right sides of the steering shaft 1, a reliable and smooth swinging operation can be ensured without generating a twisting force.

図6は、本発明の他の実施形態に係るステアリング装置を示すもので、本実施形態においては、駆動力変換機構TRに供する第2のリンク部材12xは棒状部材で、レバー機構が構成されており、ナット部材7の軸方向移動に応じて第5のピボット軸P5を中心に第2のピボット軸P2と第4のピボット軸P4が反対方向に揺動するように構成されている。その他の構成は前述の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合を付して説明は省略する。   FIG. 6 shows a steering apparatus according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the second link member 12x provided to the driving force conversion mechanism TR is a rod-shaped member, and a lever mechanism is configured. The second pivot shaft P2 and the fourth pivot shaft P4 are configured to swing in opposite directions around the fifth pivot shaft P5 in accordance with the axial movement of the nut member 7. Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, substantially the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

尚、駆動力変換機構TRを上記の図1及び図6に示したリンク機構とは異なる構成としてもよい。また、上記の図1及び図6に示したステアリング装置に対し、更にテレスコピック機構を具備した構成としてもよい。例えば、上記の電動チルト機構MTに電動テレスコピック機構(図示せず)を併設し、これにより、メインハウジング2に対し、コラム部材4、ステアリングシャフト1及びステアリングホイールWが一体となって軸方向に移動可能とし、ステアリングホイールWを所望の車体前後方向位置に調整することができる。   The driving force conversion mechanism TR may be configured differently from the link mechanism shown in FIGS. Moreover, it is good also as a structure further equipped with the telescopic mechanism with respect to the steering apparatus shown in said FIG.1 and FIG.6. For example, an electric telescopic mechanism (not shown) is provided in addition to the electric tilt mechanism MT described above, so that the column member 4, the steering shaft 1, and the steering wheel W move integrally with the main housing 2 in the axial direction. The steering wheel W can be adjusted to a desired position in the longitudinal direction of the vehicle body.

B 車体
MT 電動チルト機構
TR 駆動力変換機構
P1 第1のピボット軸
P2 第2のピボット軸
P3 第3のピボット軸
P4 第4のピボット軸
P5 第5のピボット軸
1 ステアリングシャフト
2 メインハウジング
3 固定ブラケット
4 コラム部材
5 電動モータ
6 チルト螺子軸
7 ナット部材
11 第1のリンク部材
12 第2のリンク部材
B Body MT Electric tilt mechanism TR Driving force conversion mechanism P1 First pivot shaft P2 Second pivot shaft P3 Third pivot shaft P4 Fourth pivot shaft P5 Fifth pivot shaft 1 Steering shaft 2 Main housing 3 Fixed bracket 4 Column member 5 Electric motor 6 Tilt screw shaft 7 Nut member 11 First link member 12 Second link member

Claims (2)

車体に対しステアリングシャフトを揺動可能に支持するメインハウジングと、当該車体に固定する固定ブラケットとを連結し、前記ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置において、前記電動チルト機構が、電動モータと、該電動モータに連結され当該電動モータの回転駆動力をリンク揺動作動に変換する駆動力変換機構と、前記固定ブラケットに対し第1のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記駆動力変換機構に対し第2のピボット軸を中心に回転可能に支持され、前記駆動力変換機構を介して前記第1のピボット軸を中心に揺動するように駆動される第1のリンク部材とを備えており、前記駆動力変換機構が、前記メインハウジングに対し第3のピボット軸を中心に回転可能に支持され前記電動モータによって回転駆動されるチルト螺子軸と、該チルト螺子軸に螺合され、当該チルト螺子軸の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材と、該ナット部材に対し第4のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記メインハウジングに対し第5のピボット軸を中心に回転可能に支持される第2のリンク部材とを備え、前記第1のリンク部材が、前記固定ブラケットに対し前記第1のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記第2のリンク部材に対し前記第2のピボット軸を中心に回転可能に支持され、前記第2のリンク部材は、前記第5のピボット軸を中心に前記第2のピボット軸と前記第4のピボット軸が反対方向に揺動するレバー機構を構成しており、前記第1のピボット軸と前記第2のピボット軸を結ぶ線分が前記ステアリングシャフトの揺動作動の中立位置での鉛直線となるように設定されていることを特徴とする車両のステアリング装置。 In a steering apparatus for a vehicle provided with an electric tilt mechanism that connects a main housing that swingably supports a steering shaft to a vehicle body and a fixed bracket that is fixed to the vehicle body, and adjusts the steering shaft to a desired inclination angle. The electric tilt mechanism includes an electric motor, a driving force conversion mechanism that is connected to the electric motor and converts a rotational driving force of the electric motor into a link swing operation, and a first pivot shaft with respect to the fixed bracket. And is supported rotatably about the second pivot shaft with respect to the driving force conversion mechanism, and swings about the first pivot shaft via the driving force conversion mechanism. and a first link member which is driven into the driving force conversion mechanism, the middle third pivot axis relative to the main housing A tilt screw shaft that is rotatably supported by the electric motor, a nut member that is screwed to the tilt screw shaft and moves in the axial direction in accordance with the rotational drive of the tilt screw shaft, and the nut member And a second link member rotatably supported about a fourth pivot shaft and rotatably supported about the fifth pivot shaft with respect to the main housing. A member is supported to be rotatable about the first pivot axis with respect to the fixed bracket, and is supported to be rotatable about the second pivot axis with respect to the second link member. link member, said the said second pivot axis to a fifth around the pivot axis of the fourth pivot shaft constitute a lever mechanism that swings in the opposite direction, said first pivot axis Steering system for a vehicle segment connecting the serial second pivot axis, characterized in that it is set to be a vertical line at the neutral position of the oscillatory movement of the steering shaft. 前記第1のリンク部材が、前記ステアリングシャフトの左右両側に対称に配置されることを特徴とする請求項記載の車両のステアリング装置。 It said first link member, a steering apparatus for a vehicle according to claim 1, characterized in that it is arranged symmetrically to the right and left sides of the steering shaft.
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