JP6351007B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
特許文献1においてハーフロックを防止するための構成は、可撓性部材をチルトロック山部よりも先にチルト山部に接触させなければならないので、構造が複雑である。このことは、特許文献1と似た構造でハーフロックを防止する特許文献2のチルト式ステアリング装置にもあてはまる。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、テレスコ調整が可能な構成において、シンプルな構造によってハーフロックを防止でき、無段階にテレスコ調整を行う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する。
請求項4に記載の発明は、前記第1ツースと前記第2ツースとが噛合するときにおける前記固定側ツース部材からの押圧力(F)を、前記第1ツースと前記第2ツースとの噛合部分(65)の代わりに受け止める受け部(36)を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置である。
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
また、テレスコ調整の際、ロック・解除機構の挿通軸が、移動側ツース部材の長穴およびサポートブラケットの嵌め込み穴に対して挿通された状態で、アッパーコラムに対して軸方向に相対移動できる。挿通軸の軸方向への相対移動量が、操舵部材のテレスコ調整量である。サポートブラケットには、移動側ツース部材の長穴およびサポートブラケットの嵌め込み穴のそれぞれとは別の位置に、テレスコ規制部が設けられている。テレスコ規制部は、嵌め込み穴に嵌め込まれた移動側ツース部材と共に軸方向に変位する長穴とは異なり、軸方向に変位しないので、テレスコ調整量を所定範囲内に確実に規制することができる。
請求項2に記載の発明によれば、嵌め込み穴内において軸方向における移動側ツース部材の両側に設けられた弾性部材によって、移動側ツース部材を軸方向に弾性的に変位させることができるし、第1ツースと第2ツースとの噛合を解除した際に移動側ツース部材を所定の中立位置に戻すこともできる。
請求項4に記載の発明によれば、受け部が、固定側ツース部材からの押圧力を、第1ツースと第2ツースとの噛合部分の代わりに受け止めるので、当該噛合部分における第1ツースおよび第2ツースの破損を防止することができる。
図1は、本発明の一実施形態のステアリング装置1の概略側面図である。図2は、図1におけるII-II線に沿った断面図である。ここで、図1において、紙面左側が、ステアリング装置1が装備される車体10の前側であり、紙面右側が車体10の後方側であり、紙面上側が車体10の上方側であり、紙面下側が車体10の下方側である。図2では、紙面の奥側が車体10の前方側であり、紙面の手前側が車体10の後方側であり、紙面右側が車体10の右方側であり、紙面の左側が車体10の左方側である。
ステアリングシャフト3は、略円筒状である。ここで、ステアリングシャフト3が延びる方向(図1の紙面において左下から右上へ向かって延びる方向)を軸方向Xとする。軸方向Xの後方には、符号「X1」を付し、軸方向Xの前方には、符号「X2」を付す。また、軸方向Xに直交する方向のうち、図1において紙面と垂直な方向を左右方向Y(直交方向)といい、図1において略上下に延びる方向を上下方向Zという。左右方向Yの右方には、符号「Y1」を付し、左右方向Yの左方には、符号「Y2」を付す。
ステアリングコラム4は、全体として、軸方向Xに延びる中空体である。ステアリングコラム4内には、ステアリングシャフト3が同軸状で挿通されている。
図2を参照して、アッパーブラケット5は、天板22と、固定ブラケット23と、サポートブラケット24とを含んでいる。
天板22は、軸方向Xおよび左右方向Yに延びる平板状である。天板22は、左右方向Yの両端において、一対の取付体25を介して車体10に固定されている。
固定ブラケット23は、下向きに開放する溝形(軸方向Xから見て上下が逆になった略U字状)であり、ステアリングコラム4を挟んで左右対称に形成されている。詳述すると、固定ブラケット23は、ステアリングコラム4を挟んで対向する一対の側板28と、一対の側板28の上側端部を連結した連結板29とを備えている。連結板29は、天板22に接続されている。一対の側板28において、左右方向Yから見て同じ位置には、チルト用長孔30が形成されている。チルト用長孔30は、中心軸21を中心とした円弧に沿って略上下方向Zに延びている(図1参照)。
一対の側板31の上側端部は、アッパーコラム15の外周面と溶接等によって接続されている。これにより、サポートブラケット24は、アッパーコラム15に固定されている。
左側の側板31において、左右方向Yから見てテレスコ用長孔33と重なる位置には、軸方向Xに延びる嵌め込み穴34が形成されている。嵌め込み穴34は、左側の側板31を左右方向Yに貫通している。
左側の側板31の右側面には、嵌め込み穴34の上下の端縁を縁取るように軸方向Xに延びて嵌め込み穴34内に突出した一対の係止部35が一体的に設けられている。
ステアリング装置1は、移動側ツース部材37と、固定側ツース部材47と、ロック・解除機構46とをさらに含んでいる。
図3(a)および図3(b)の場合、軸方向Xは、紙面の右手前側と左奥側を結ぶ方向であり、左右方向Yは、紙面の左手前側と右奥側を結ぶ方向であり、上下方向Zは、紙面の上下に延びる方向である。図3(a)において、後方X1は、右手前側へ延びており、前方X2は、左奥側へ延びている。図3(b)において、後方X1は、左奥側へ延びており、前方X2は、右手前側へ延びている。図3(a)において、右方Y1は、右奥側へ延びており、左方Y2は、左手前側へ延びている。図3(b)において、右方Y1は、左手前側へ延びており、左方Y2は、右奥側へ延びている。図4における各部材の姿勢は、軸方向Xが水平になるように図1を傾けたときの姿勢と一致している。
左右方向Yから見ると、長穴40は、テレスコ用長孔33と概ね重なっている(図2参照)。また、長穴40およびテレスコ用長孔33のそれぞれと、チルト用長孔30とは、左右方向Yから見て、交差しており、互いの一部が重なっている。
挿通軸49は、左右方向Yに延びる略円柱状である。挿通軸49は、左右方向Yから見て、長穴40、テレスコ用長孔33およびチルト用長孔30が重なっている部分に対して挿通されている。そのため、挿通軸49は、長穴40を有する移動側ツース部材37が嵌め込まれた嵌め込み穴34に対しても挿通されている。
挿通軸49の左右方向Yにおける略中央(サポートブラケット24の一対の側板31の間)には、偏心カム52が挿通軸49と一体回転可能に設けられている。偏心カム52は、左右方向Yにおける略中央部において挿通軸49の径方向に突出している。
係合部54は、左右方向Yにおいて、押圧部53よりも右方Y1に設けられている。係合部54は、押圧部53の右方Y1側の端面から右方Y1に延びている。係合部54は、軸方向Xおよび上下方向Zにおいて押圧部53よりも小さい。係合部54の上下方向Zにおける幅は、移動側ツース部材37の上下方向Zにおける幅と概ね等しい。係合部54の軸方向Xにおける両端面は、チルト用長孔30に沿って湾曲している(図4参照)。係合部54の上下方向Zにおける両端には、軸方向Xに沿ってラック状に並ぶ複数の歯56で構成された一対の第2ツース57が2列で形成されている。各第2ツース57の複数の歯56は、均一なピッチW2で並んでいる。ピッチW2は、移動側ツース部材37の第1ツース39の歯38のピッチW1と等しい。また、第1ツース39の歯厚と第2ツース57の歯厚は等しい。
図2を参照して、押圧部53は、左側の側板28の左方Y2に配置されている。係合部54は、左側の側板28のチルト用長孔30に挿通されている。また、係合部54の右端部は、チルト用長孔30から右側にはみ出ていて、サポートブラケット24の左側の側板31における上下一対の受け部36の間(嵌め込み穴34)に配置されている。そのため、係合部54(固定側ツース部材47)は、嵌め込み穴34内の移動側ツース部材37に対して、左右方向Yから対向配置されている。この状態では、上側の第1ツース39は、上側の第2ツース57と対向しており、下側の第1ツース39は、下側の第2ツース57と対向している。
操作レバー48およびカム51は、挿通軸49と一体回転可能である。そのため、操作レバー48を回動させると、カム51は回転し、カム51に形成されたカム突起64が固定側ツース部材47に形成されたカム突起59に乗り上げる。これにより、固定側ツース部材47全体が挿通軸49の軸方向に沿って右方Y1に移動して移動側ツース部材37に接近し、押圧部53が左側の側板28に対して押圧される。ここでの押圧によって、一対の側板28は、押圧部53と介在部材61との間で締め付けられる。これにより、左側の側板28は、左側の側板31に対して圧接される。一方、右側の側板31は、介在部材61によって押圧された右側の側板28によって圧接される。このように、操作レバー48の回動から始まる一連の動作によって、一対の側板28(固定ブラケット23)が一対の側板31(サポートブラケット24)に対して圧接されたときの操作レバー48の状態をレバーロック状態という。これに伴い、左側の側板28は、左側の側板31の受け部36に対して圧接されている。
図5は、第1ツース39と第2ツース57とが噛合した状態の移動側ツース部材37および固定側ツース部材47を示した図である。図5において、紙面と直交する方向は、上下方向Zと一致しており、紙面の左右に延びる方向は、軸方向Xと一致しており、紙面の上下に延びる方向は、左右方向Yと一致している。後方X1は、紙面の右側へ延びており、前方X2は、紙面の左側へ延びている。右方Y1は、紙面の上側へ延びており、左方Y2は、紙面の下側へ延びている。
係合部54が移動側ツース部材37に係合した状態で、サポートブラケット24の受け部36が、第1ツース39と第2ツース57との噛合部分65の代わりに押圧部53の押圧力Fを受け止めている(図2参照)。そのため、第2ツース57の歯先56Aおよび第1ツース39の歯先38Aは、それぞれ移動側ツース部材37の歯溝38Bの底および固定側ツース部材47の歯溝56Bの底から若干浮いている。つまり、第1ツース39と第2ツース57との噛合部分65は、レバーロック状態で、押圧力Fを受けていない。よって、噛合部分65における第1ツース39および第2ツース57の破損を防止することができる。
この状態で、ロアーコラム16に対するアッパーコラム15の軸方向Xへの相対移動が可能となり、当該相対移動によって操舵部材2のテレスコ調整が可能である。テレスコ調整の際、サポートブラケット24は、アッパーコラム15と一体的に軸方向Xへ移動する。このとき、サポートブラケット24側の移動側ツース部材37が固定側ツース部材47に対して軸方向Xに相対移動するので、第1ツース39において第2ツース57に対向する部分がずれる。また、このとき、挿通軸49は、サポートブラケット24およびアッパーコラム15に対して軸方向Xに相対移動する。アッパーコラム15に対する挿通軸49の軸方向Xへの相対移動量が、操舵部材2のテレスコ調整量である。
以上のように、ロック・解除機構46は、固定側ツース部材47を左右方向Yに移動させて移動側ツース部材37に対して接離させることによって、第2ツース57を第1ツース39に噛合させてアッパーコラム15を軸方向Xにロックしたり、第1ツース39と第2ツース57との噛合を解除してアッパーコラム15のロックを解除したりすることができる。
図6における各部材の姿勢は、図5と一致している(図7および図8においても同様)。
図6を参照して、サポートブラケット24の連結板32の上面において、移動側ツース部材37の係止部35よりも右方Y1には、上下方向Zに延びる一対のテレスコ規制部66が設けられている。この位置には、長穴40および嵌め込み穴34のそれぞれとは別の位置である。一対のテレスコ規制部66は、連結板32の上面から上方に延びる突起状であり、挿通軸49を挟んで軸方向Xに間隔を隔てて配置されている。詳しくは、一対のテレスコ規制部66は、嵌め込み穴34の軸方向Xにおける中央部を通り軸方向Xに垂直な平面67を挟んで軸方向Xに対称な位置に配置されている。一対のテレスコ規制部66間の軸方向Xにおける距離S1は、右側の側板31のテレスコ用長孔33(図2参照)の軸方向Xにおける寸法と同じであり、長穴40の軸方向Xにおける両端間の距離S2より短い。そのため、挿通軸49は、テレスコ調整時には、距離S1を所定範囲(前述したテレスコ調整量)として、アッパーコラム15に対して軸方向Xに移動することができる。つまり、テレスコ規制部66は、テレスコ調整における挿通軸49の軸方向Xにおける相対移動量を所定範囲内に規制している。
なお、第1ツース39は、移動側ツース部材37において、距離S1よりも広い範囲に亘って設けられている。よって、距離S1内でのテレスコ調整した後に第2ツース57が軸方向Xにおいて第1ツース39から外れてしまって噛合できないという不具合を避けることができる。
テレスコ調整後のアッパーコラム15をロックするために固定側ツース部材47を移動側ツース部材37に接近させる際、図7に示すように、第1ツース39の歯先38Aと第2ツース57の歯先56Aとが軸方向Xにおいて同じ位置に配置されることがある。このままレバーロック状態にしようとすると、歯先38Aと歯先56Aとが互いに圧接したハーフロックが生じて操作レバー48の操作が途中で硬くなり、レバーロック状態まで操作できない。
移動側ツース部材37は、軸方向Xの両側から弾性部材41に弾性的に支持されている。そのため、歯先38Aと歯先56Aとが接触した場合、移動側ツース部材37は、当該接触によって第1ツース39および第2ツース57が受ける押圧力Fを逃がすために、前述した中立位置から軸方向Xの両側のうちのいずれかに弾性的に変位する(図8も参照)。このとき、移動側ツース部材37は、歯先38Aに加わる力における軸方向Xの分力の作用する方向に変位する。
ここで、移動側ツース部材37が中立位置にあるときの移動側ツース部材37の軸方向Xにおける両端部37Aを破線で示す。第1ツース39と第2ツース57とが噛合した状態で、両端部37Aは、前述した半ピッチW3だけ軸方向X(後方X1)に中立位置からずれている。
当然、歯先38Aに加わる力の分力が軸方向Xの前方X2側に作用している場合は、移動側ツース部材37は、前方X2に変位する。この場合、前方X2側の弾性部材41の方が後方X1側の弾性部材41よりも圧縮された状態となっている。この状態で、後方X1側の弾性部材41が移動側ツース部材37を押圧する押圧力f1は、前方X2側の弾性部材41が移動側ツース部材37を押圧する押圧力f2よりも小さくなる(f1<f2)。
このように、移動側ツース部材37は、所定の中立位置から軸方向Xにおける両側へ弾性的に変位可能である。
また、移動側ツース部材37は、軸方向Xに変位することができるため、第1ツース39において隣り合う歯先38Aの間隔(ピッチW1)毎に段階的に行うテレスコ調整だけでなく、第1ツース39と第2ツース57との噛み合いを微妙にずらすことで、ピッチW1の範囲内における微妙なテレスコ調整も可能である。つまり、無段階にテレスコ調整することができる。
また、本実施形態では、受け部36が移動側ツース部材37とは別に設けられているため、受け部36が移動側ツース部材37とは別に設けられていることから、移動側ツース部材37は、固定側ツース部材47からの押圧力Fの影響を受けることなく、ハーフロック防止のために円滑に軸方向Xに変位することができる。
図9は、本発明の第1変形例の移動側ツース部材37と固定側ツース部材47とが噛合している部分およびその周辺の断面図である。
図9における各部材の姿勢は、図2と一致している。図9において、上記に説明した部材と同様の部材には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
次に第2変形例について説明する。
図10は、本発明の第2変形例の弾性部材69およびその周辺を示した模式図である。
図10における各部材の姿勢は、図4と一致している。
図10を参照して、第2変形例の弾性部材69は、本実施形態の一対の弾性部材41の上下方向Zにおける両端部44同士を一対の板状部72で繋いだものである。弾性部材69は、嵌め込み穴34の内周面を縁取るように嵌め込み穴34内に配置されている。移動側ツース部材37は、軸方向Xおよび上下方向Zにおいて弾性部材69よりも内側に配置されている。この場合の弾性部材69は、嵌め込み穴34において軸方向Xの両側および上下方向Zの両側に設けられている。
たとえば、弾性部材41は、皿バネやコイルばね等であってもよい。
また、第1ツース39と第2ツース57とが噛合した状態から操作レバー48を回動させたとき、第1ツース39と第2ツース57との噛合を確実に解除するために、固定側ツース部材47と移動側ツース部材37との間に解除用スプリングを設けてもよい。この解除用スプリングは、固定側ツース部材47および移動側ツース部材37の一方を他方から離間するように付勢する。
また、受け部36は、左側の側板31や移動側ツース部材37に対して一体的に設けられなくてもよい。たとえば、受け部36は、軸方向Xに延びる柱状であって、左側の側板31の側面に設けられた溝等に嵌め込まれる等の手法によりサポートブラケット24に固定されていてもよいし、嵌め込み穴34に嵌め込まれることでサポートブラケット24に支持されていてもよい。
また、移動側ツース部材37は、一対の側板31の両方に設けられていてもよい。この場合、固定側ツース部材47は、レバーロック状態で固定側ツース部材47の第2ツース57が移動側ツース部材37の第1ツース39と噛合可能となるように、左方Y2側の側板28とカム51との間および右方Y1側の側板28とナット60との間に介在されている。
Claims (5)
- 一端に操舵部材が連結され、軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
前記操舵部材側のアッパーコラムおよび前記操舵部材側とは反対側のロアーコラムを有し、前記アッパーコラムおよびロアーコラムによって前記ステアリングシャフトを回転可能に支持していて、前記ロアーコラムに対する前記アッパーコラムの前記軸方向への相対移動によって前記操舵部材のテレスコ調整が可能なステアリングコラムと、
前記軸方向に延びる嵌め込み穴が形成され、前記アッパーコラムに固定されたサポートブラケットと、
前記軸方向に沿ってラック状に並ぶ複数の歯で構成された第1ツースを有し、前記嵌め込み穴に対して前記軸方向に遊びを持って嵌め込まれ、所定の中立位置から前記軸方向における両側へ弾性的に変位可能な移動側ツース部材と、
前記第1ツースに噛合可能な歯を有する第2ツースを有し、前記移動側ツース部材に対して、前記軸方向に対する直交方向から対向配置される固定側ツース部材と、
前記固定側ツース部材を前記直交方向に移動させて前記移動側ツース部材に対して接離させることによって、前記第2ツースを前記第1ツースに噛合させて前記アッパーコラムを前記軸方向においてロックしたり、前記第1ツースと前記第2ツースとの噛合を解除して前記アッパーコラムのロックを解除したりするロック・解除機構と、
を含み、
前記移動側ツース部材において前記第1ツースを避けた位置には、前記移動側ツース部材を前記直交方向に貫通し、前記軸方向に長手の長穴が形成されていて、
前記ロック・解除機構は、前記直交方向に延びて前記長穴および嵌め込み穴に対して挿通され、前記固定側ツース部材に連結されて前記アッパーコラムに対して前記軸方向に相対移動可能な挿通軸を含み、
前記サポートブラケットが、前記嵌め込み穴が形成された側板と、テレスコ調整における前記挿通軸の前記軸方向における相対移動量を所定範囲内に規制するテレスコ規制部が設けられ前記側板に連結された連結部とを含むことを特徴とする、ステアリング装置。 - 前記嵌め込み穴内において前記軸方向における前記移動側ツース部材の両側に少なくとも設けられ、前記移動側ツース部材を前記中立位置へ戻すように弾性的に支持する弾性部材を含むことを特徴とする、請求項1に記載のステアリング装置。
- 前記固定側ツース部材が前記挿通軸まわりに回転することを規制する回転規制部を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のステアリング装置。
- 前記第1ツースと前記第2ツースとが噛合するときにおける前記固定側ツース部材からの押圧力を、前記第1ツースと前記第2ツースとの噛合部分の代わりに受け止める受け部を含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のステアリング装置。
- 前記受け部は、前記移動側ツース部材とは別に設けられていることを特徴とする、請求項4に記載のステアリング装置。
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