JP6269136B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリング装置に関し、特に、ステアリングコラムを車体取付けブラケットにカムを利用したクランプ機構で支持して、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可能なステアリング装置に関する。

この種のステアリング装置としては、例えばチルトブラケットからチルトレバーにかけて挿通され、一端のねじ部をナットと螺合させたチルトボルトと、このチルトボルトの反ナット側にあって対峙するそれぞれのカム突起を共に係合させると共に、背面のそれぞれのボスを前記チルトブラケット及びチルトレバーと各々係合させた一対の固定カム部材及び可動カム部材とを備え、チルトレバーの操作でチルトボルト及びナット間に締付け力を生じさせてステアリングコラムのロック及びアンロックを行うようにしたチルト式ステアリングコラムのチルト固定装置が提案されている。
固定カム部材及び可動カム部材のカム突起は、それぞれ平坦カム面と、この平坦カム面に対して周方向に下り傾斜を付けて連続する傾斜カムとを備えており、互いの平坦カム面同士が当接して噛み合うように可動カム部材を回動させることで、チルトボルトに軸力を与えてステアリングコラムのロック及びアンロックを行う。

ここで、このようなチルト固定装置においては、クランプ機構の締付を解除したときに、締付方向の軸力が抜けて、構成部品がフリーになる。その際にチルトレバーの自重と、解除方向の操作力の慣性によって、固定カム部材のストッパーに可動カム部材のストッパーが勢い良く衝突し、金属打音が発生する。
このようなチルト位置調整時に発生する打音を解消する技術としては、固定カム部材と合成樹脂製の回り止め部を一体的に形成することにより、チルト位置調整時の固定カム部材の滑らかな摺動、及びチルト位置調整端で、チルト位置調整用長溝の溝端部に、固定カム部材の凸部が当接した時の打音を小さくする技術が開示されている（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１のステアリング装置は、固定カム部材とチルト位置調整用長溝との間の摺動音や打音を小さくするためのものであって、クランプ機構を構成する可動カム部材と固定カム部材との間で発生する打音を小さくするためのものではない。
一方、特許文献２では、チルトレバーの解除速度を減速させるために、クランプ機構のカム突起の底面部に弾性部材を設けて、解除時に相手カムのカム突起と接触し、カムをブレーキさせる弾性部材を設けている。

特開２００８−３０７９５９号公報 特開２００６−５１８７６号公報

しかしながら、特許文献２においても、チルトレバーによるクランプ機構の解除作業時には固定カム部材及び可動カム部材のそれぞれのカム突起が衝突して生じる打音の発生を抑制することは改善の余地があった。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、クランプ機構の締付を解除した際に生じる打音を低減し、操作性の高いステアリング装置を提供することを課題とする。

上記目的を達成するためのステアリング装置のある態様は、ステアリングコラムを支持する車体取付けブラケットに橋架された軸杆と、互いに対峙したカム突起を係合させて上記軸杆を互いに協働して軸方向に移動させる固定カム部材及び可動カム部材と、上記可動カム部材を可動させる操作レバーとを有するクランプ機構を備えたステアリング装置において、
上記固定カム部材及び上記可動カム部材の少なくとも何れか一方のカム突起の背面と、そのカム突起に対応する他方のカム突起の背面との間に緩衝部材を設けた。

ここで、上記ステアリング装置は、上記緩衝部材は、上記固定カム部材及び上記可動カム部材の少なくとも何れか一方の外周面及び内周面の少なくとも何れか一方に嵌合されてもよい。
また、上記ステアリング装置は、上記緩衝部材は、上記固定カム部材及び上記可動カム部材の少なくとも何れか一方の外周面及び内周面に嵌合されてもよい。
さらに、上記ステアリング装置は、上記緩衝部材が合成樹脂からなり、一体成型されてもよい。

本発明によれば、クランプ機構の締付を解除した際に生じる打音を低減し、操作性の高いステアリング装置を提供することができる。

ステアリング装置のある実施形態における構成を示す側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 ステアリング装置のある実施形態におけるクランプ機構の構成を示す分解斜視図である。 ステアリング装置のある実施形態の固定カム部材を示す斜視図である。 ステアリング装置のある実施形態の可動カム部材を示す斜視図である。 ステアリング装置のある実施形態においてクランプ機構の動作を説明する平面図である。 ステアリング装置のある実施形態においてクランプ機構の動作を説明する断面図である。

以下、本発明に係るステアリング装置の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、ステアリング装置のある実施形態における構成を示す側面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。また、図３は、ステアリング装置のある実施形態におけるクランプ機構の構成を示す分解斜視図である。

（ステアリング装置の構成）
図１に示すように、ステアリング装置１は、円筒状のステアリングコラム２と、このステアリングコラム２の内部を貫通するステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３の上端に取付けられた運転者から操舵力が作用されるステアリングホイール４と、ステアリングシャフト３の下端にユニバーサルジョイント５を介して連結され他端がユニバーサルジョイント６を介して図示しないステアリングギヤに連結されたスプライン結合構造を有する中間シャフト７とを備えている。

ステアリングコラム２は、ユニバーサルジョイント５側端部に形成されたロアブラケット１０と、軸方向の中央部に固定したチルト機構２０とによって図示しない車体側部材に支持されている。
ロアブラケット１０は、チルト動作の中心となるチルトピン１１を有し、このチルトピン１１を中心としてステアリングコラム２が回動するように構成されている。

また、チルト機構２０は、図２に示すように、上部に形成された図示しない車体側部材に取付けられる車体側取付け部２１ａと中央部にステアリングコラム９を挿通し図２で見て略上下方向に延在する左右方向（車幅方向）に一対の締付け板部２１ｂとが一対に形成されたチルトブラケット２２と、ステアリングコラム２に取付けられて締付け板部２１ｂ間に摺動可能に保持されるディスタンスブラケット２３と、チルトブラケット２２内においてチルトブラケット２２の締付け板部２１ｂでディスタンスブラケット２３を挟んでロック及びアンロックするクランプ機構２４とを備えている。

ディスタンスブラケット２３には、左右方向に貫通する貫通孔２３ａが形成されているとともに、チルトブラケット２２の締付け板部２１ｂには、貫通孔２３ａに対応する位置で長手方向が上下方向に延在する略長方形状のチルト孔２２ａが形成されている。
クランプ機構２４は、図３に示すように、チルトボルト２５と、固定カム部材２６及び回動可能な可動カム部材２７と、可動カム部材２７と一体的に回動するチルトレバー２８とを備えている。
チルトボルト２５は、チルトブラケット２２のチルト孔２２ａ、及びディスタンスブラケット２３の孔を貫通する軸体であり、一方の端部に雄ねじ部２５ａが設けられ、他方の端部に頭部２５ｃが設けられている。チルトブラケット２２の締付け板部２１ｂから突出する雄ねじ部２５ａにはナット２５ｂが螺合されている。また、固定カム部材２６及び回動可能な可動カム部材２７は、このチルトボルト２５の回りで、頭部２５ｃとチルトブラケット２２との間に配設されたチルトボルト２５に対して軸力を付与する。

＜カム部材＞
次に、本実施形態のステアリング装置に用いられるカム部材（固定カム部材及び可動カム部材）について図面を参照して説明する。
図４は、ステアリング装置のある実施形態の固定カム部材を示す斜視図であり、（ａ）はカム面が形成された側の斜視図、（ｂ）はボスが形成された側の斜視図である。また、図５は、ステアリング装置のある実施形態の可動カム部材を示す斜視図であり、（ａ）はカム面が形成された側の斜視図、（ｂ）はボスが形成された側の斜視図である。

［固定カム部材］
固定カム部材２６は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、略円板形状の部材の中心位置に形成されたチルトボルト２５が挿通するボルト貫通孔２９と、可動カム部材２７と対面するカム突起形成面２６ａに同一円周上に並んで形成された複数のカム突起３０と、カム突起３０を形成した面に対して反対側の面に形成され、チルトブラケット２２の締付け板部２１ｂに形成したチルト孔２２ａに嵌入されるボス３１とを備えている。

固定カム部材２６の複数のカム突起３０は全て同一形状であり、図４（ａ）に示すように、ボルト貫通孔２９の軸方向から見て略扇形状をなしている。
カム突起３０は、平坦カム面３０ａと、第１傾斜カム面３０ｂと、第２傾斜カム面３０ｃとを有する。
平坦カム面３０ａは、カム突起形成面２６ａに対して同一高さで突出して平滑面形状をなす面である。また、第１傾斜カム面３０ｂは、ボルト貫通孔２９の軸方向を基準に第１の周方向（図中Ａで示す）に向かうに従い下り傾斜を付けて（カム突起３０の突出高さが徐々に減少する方向に）平坦カム面３０ａから連続して形成された面である。また、第２傾斜カム面３０ｃは、他方の周方向（第１の周方向と反対の方向）に向かうに従い下り傾斜を付けて平坦カム面３０ａから連続して形成された面である。ここで、第１傾斜カム面３０ｂは、カム突起形成面２６ａに対して、第２傾斜カム面３０ｃよりも大きな角度（８０°〜９０°）をなす面であり、本実施形態では「背面（３０ｂ）」ということがある。

［可動カム部材］
可動カム部材２７は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、略円板形状の部材の中心位置に形成されたチルトボルト２５が挿通するボルト貫通孔３２と、固定カム部材２６と対面するカム突起形成面２７ａに同一円周上に並んで形成された複数のカム突起３３と、カム突起３０を形成した面に対して逆側の面に形成され、チルトレバー２８に形成した角孔２８ａに嵌入されるボス３４とを備えている。

可動カム部材２７の複数のカム突起３３も全て同一形状であり、図５（ａ）に示すように、ボルト貫通孔３２の軸方向から見て略扇形状をなし、平坦カム面３３ａと、第１傾斜カム面３３ｂと、第２傾斜カム面３３ｃとを有する。
平坦カム面３３ａは、カム突起形成面２７ａに対して同一高さで突出している平滑面形状の面である。また、第１傾斜カム面３３ｂは、ボルト貫通孔３２の軸方向を基準に第２の周方向（図中Ｂで示す）に向かうに従い下り傾斜を付けて（カム突起３３の突出高さが徐々に減少する方向に）平坦カム面３３ａから連続して形成されたである。また、第２傾斜カム面３３ｃは、他方の周方向（第２の周方向と反対の方向）に向かうに従い下り傾斜を付けて第１傾斜カム面３３ｂから連続して形成された面である。

なお、固定カム部材２６における第１の方向と、可動カム部材２７における第２の方向とは、それぞれのカム突起が形成された面を対向させて固定カム部材２６と可動カム部材２７とを重ね合わせた態様（図３参照）において互いに反対の方向となる。
また、第１傾斜カム面３３ｂは、カム突起形成面２７ａに対して、第２傾斜カム面３３ｃよりも大きな角度（８０°〜９０°）をなす面であり、本実施形態では「背面（３３ｂ）」ということがある。

［緩衝部材］
ここで、可動カム部材２７には、複数の第１傾斜カム面（背面）３３ｂに沿って径方向に延び、カム突起形成面２７ａに当接する緩衝部材５０が設けられている。この緩衝部材５０は、ボルト貫通孔３２の内周面に嵌合する筒状の内輪部５１及び可動カム部材２７の外周面に嵌合する筒状の外輪部５２に連結されている。図５（ａ），（ｂ）では、説明のわかりやすさのため、緩衝部材５０，内輪部５１，外輪部５２をハッチング表示している。

緩衝部材５０は、内輪部５１及び外輪部５２の少なくとも何れかに連結されていればよいが、図５（ａ）に示すように、内輪部５１及び外輪部５２に緩衝部材５０が連結されているほうが緩衝部材５０の設置位置を安定させ、かつ強度を保つ上で好ましい。
また、内輪部５１が緩衝部材５１に連結されて設けられることにより、チルトボルト２５とボルト貫通孔２９との間に内輪部５１が介在することになり、チルトボルトのがたつきを低減し、それによって生じる打音も低減できる。

また、緩衝部材５０の材料としては、弾性を有し、耐油性、機械的強度が高い材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。緩衝部材５０の材料としては、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの合成樹脂が挙げられる。緩衝部材５０の材料は、ガラスなどのフィラーが添加されてもよい。緩衝部材５０は一体成型やインサート成型で作製されることが好ましい。

なお、緩衝部材５０が有する弾性は、後述するように、固定カム部材２６の背面３０ｂと可動カム部材２７の背面３３ｂとの間に緩衝部材５０が挟まれた際にカム突起３０とカム突起３３とのメタルコンタクトによって発生する打音を低減すれば程度は問わない。
また、固定カム部材２６及び可動カム部材２７のカム突起形成面２６ａ，２７ａには、摩耗防止のためのグリースが塗布されている。

そして、固定カム部材２６の平坦カム面３０ａと可動カム部材２７のカム突起形成面２７ａとを対向させ、同様に固定カム部材２６の第２傾斜カム面３０ｃと可動カム部材２７の第２傾斜カム面３３ｃとをそれぞれ対向した状態で、チルトレバー２８を図１の２点鎖線で示す位置に係合する。このとき、固定カム部材２６の第１傾斜カム面（背面）３０ｂと可動カム部材２７の第１傾斜カム面（背面）３３ｂとは、緩衝部材５０を介して対向するように位置される。

そして、チルトボルト２５をチルトレバー２８に形成した挿通孔２８ｂ、固定カム部材２６のボルト貫通孔２９、チルトブラケット２２の締付け板部２１ｂに形成したチルト孔２２ａ、ディスタンスブラケット２３の貫通孔２３ａに挿通する。
さらに、頭部２５ｃ側に挿通したスラストベアリング４５を、ばね座金４６を介してチルトレバー２８の可動カム部材２７とは反対側の端面に当接させた状態で、チルトボルト２５のチルトブラケット２２から突出した雄ねじ部にナット２５ｂを螺合することでクランプ機構２４を構成する。

（クランプ機構の動作）
次に、本実施形態におけるクランプ機構の動作について説明する。
図６は、ステアリング装置のある実施形態においてクランプ機構の動作を説明する平面図であり、（ａ）はチルトレバーをロック位置にしたときの各カム部材のそれぞれのカム突起の位置を示し、（ｂ）はチルトレバーをロック位置とアンロック位置との間に位置させたときの各カム部材のそれぞれのカム突起の位置を示し、（ｃ）はチルトレバーをアンロック位置にしたときの各カム部材のそれぞれのカム突起の位置を示している。また、図７は、ステアリング装置のある実施形態においてクランプ機構の動作を説明する断面図であり、（ａ）はチルトレバーをロック位置にしたときの各カム部材のそれぞれのカム突起の位置を示し、（ｂ）はチルトレバーをロック位置とアンロック位置との間に位置させたときの各カム部材のそれぞれのカム突起の位置を示し、（ｃ）はチルトレバーをアンロック位置にしたときの各カム部材のそれぞれのカム突起の位置を示している。なお、図７（ａ）は図６（ａ）のVIIａ−VIIａ線に沿う断面図、図７（ｂ）は図６（ｂ）のVIIｂ−VIIｂ線に沿う断面図、図７（ｃ）は図６（ｃ）のVIIｃ−VIIｃ線に沿う断面図を示している。

なお、図６（ａ）〜（ｃ）は、重ね合わされた２つのカム部材のうち、可動カム部材２７のカム突起形成面２７ａ側に向かって見た平面図であり、説明のわかりやすさのため、固定カム部材２６はカム突起３０（ハッチングで表示）のみ示している。
チルトレバー２８が図１の２点鎖線位置に位置すると、固定カム部材２６のカム突起３０と可動カム部材２７のカム突起３３とが軽く接触する状態（図６（ｂ），図７（ｂ）参照）となり、チルトボルト２５の軸力が減少するアンロック位置（アンクランプ位置）となる。

このアンロック位置では、固定カム部材２６及び可動カム部材２７によるチルトボルト２５に対する軸力が発生していないので、チルトブラケット２２の締付け板部２１ｂ，２１ｂとディスタンスブラケット２３との間には僅かな隙間が生じるか又は軽く接触した状態となる。この状態において、ステアリングホイール４を把持して上下方向に移動させることにより、ステアリングコラム２がチルトピン１３を中心にして上下方向に移動することによって、運転者の好みの位置に移動させることができる。
そして、チルトレバー２８を図１の２点鎖線位置（アンロック位置）から図１の実線で示すロック位置まで回動させる。

このロック位置までチルトレバー２８が回動すると、図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、チルトレバー２８に連動する可動カム部材２７の平坦カム面３３ａが固定カム部材２６の平坦カム面３０ａに摺動して当接する。このように、固定カム部材２６及び可動カム部材２７の平坦カム面３０ａ，３３ａ同士が当接すると、チルトボルト２５に対して軸力が発生する。

このとき、図２に示すように、チルトボルト２５は一端がナット２５ｂによってチルトブラケット２２の右端側に固定され、他端には頭部２５ｃが形成されているので、反力によって固定カム部材２６が右方に押圧されると共に、チルトブラケット２２の右側の締付け板部２１ｂが左方に押圧される。このため、チルトブラケット２２の締付け板部２１ｂ間の間隔が狭められることにより、ディスタンスブラケット２３を強固に挟持するロック状態となる。
すなわち、チルトレバー２８を回動させることによって、図６及び図７に示す矢印に沿って可動カム２７が固定カム２６に対して移動して、ロック状態（図６（ａ），図７（ａ）参照）から、図６（ｂ），図７（ｂ）の態様を経て、アンロック状態（図６（ｃ），図７（ｃ）参照）へと遷移する。

このように、本実施形態は、固定カム部材２６のカム突起３０の背面３０ｂ及び可動カム部材２７のカム突起３３の背面３３ｂの少なくとも何れか一方に隣接するように緩衝部材５０を設けた。したがって、チルトレバー２８を回動させることによってロック状態（図６（ａ），図７（ａ）参照）とから、図６（ｂ），図７（ｂ）の態様を経て、アンロック状態（図６（ｃ），図７（ｃ）参照）にする際、背面３０ｂ，３３ｂ間に緩衝部材５０が介在する。その結果、クランプ機構の締付を解除した際に生じる打音を低減し、操作性の高いステアリング装置を提供することができる。

以上、本発明に係るステアリング装置について説明したが、本発明に係るステアリング装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態においては、可動カム部材に緩衝部材を設けたが、固定カム部材に設けてもよく、固定カム部材及び可動カム部材のそれぞれに設けてもよい。

また、上述の実施形態におけるディスタンスブラケット２３の貫通孔２３ａを、コラム軸方向に延びる長孔に変更することによって、テレスコピック方向の調整機構にも本発明を適用することができる。すなわち、本発明は、チルト機構のみを備える場合、テレスコピック機構のみを備える場合の他、チルト機構及びテレスコピック機構の双方を備えた場合にも適用可能であり、チルト機能やテレスコピック機能等の位置調整機能を有するステアリングコラム装置に本発明を適用し得るものである。

１…ステアリング装置、２…ステアリングコラム、３…ステアリングシャフト、４…ステアリングホイール、５…ユニバーサルジョイント、６…ユニバーサルジョイント、７…中間シャフト、９…ステアリングコラム、１０…ロアブラケット、１１…チルトピン、１３…チルトピン、２０…チルト機構、２１ａ…車体側取付け部、２１ｂ…締付け板部、２２…チルトブラケット、２２ａ…チルト孔、２３…ディスタンスブラケット、２３ａ…貫通孔、２４…クランプ機構、２５…チルトボルト、２５ａ…雄ねじ部、２５ｂ…ナット、２５ｃ…頭部、２６…固定カム部材、２７…可動カム部材、２８…チルトレバー、２８ａ…角孔、２８ｂ…挿通孔、２９…ボルト貫通孔、３０…カム突起、３０ａ…平坦カム面、３０ｂ…第１傾斜カム面（背面）、３０ｃ…第２傾斜カム面、３１…ボス、３２…ボルト貫通孔、３３…カム突起、３３ａ…平坦カム面、３３ｂ…第１傾斜カム面（背面）、３３ｃ…第２傾斜カム面、３４…ボス、４５…スラストベアリング、４６…座金、５０…緩衝部材、５１…内輪部、５２…外輪部

Claims (4)

1. ステアリングコラムを支持する車体取付けブラケットに橋架された軸杆と、互いに対峙したカム突起を係合させて前記軸杆を互いに協働して軸方向に移動させる固定カム部材及び可動カム部材と、前記可動カム部材を可動させる操作レバーとを有するクランプ機構を備えたステアリング装置において、
   前記固定カム部材及び前記可動カム部材の少なくとも何れか一方のカム突起の背面と、そのカム突起に対応する他方のカム突起の背面との間に緩衝部材を設けたことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記緩衝部材は、前記固定カム部材及び前記可動カム部材の少なくとも何れか一方の外周面及び内周面の少なくとも何れか一方に嵌合された請求項１に記載のステアリング装置。
3. 前記緩衝部材は、前記固定カム部材及び前記可動カム部材の少なくとも何れか一方の外周面及び内周面に嵌合された請求項２に記載のステアリング装置。
4. 前記緩衝部材が合成樹脂からなり、一体成型される請求項１〜３の何れか一項に記載のステアリング装置。

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