JP6489845B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングコラムのチルト・テレスコ調整を備え、自動車車体への組付け性が良好で、且つ装置全体の剛性を高めることができるステアリング装置に関する。

一般にチルト・テレスコ調整機構を備えたステアリング装置が種々存在している。この種のステアリング装置の一般的なものとして、車体側に装着される固定ブラケット、ステアリングシャフトを回転自在に支持するインナーコラムと、インナーコラムを軸方向に摺動可能に支持するステアリング支持体と、固定ブラケットを締め付けることにより前記ステアリング支持体を介して前記インナーコラムを締め付ける締付け手段から成る構造としたものが存在する〔図６（Ａ），（Ｂ）参照〕。

図６は、従来のステアリング装置を示したものであり、チルト・テレスコ調整機構を構成するステアリング装置で、車体前方側に位置し、舵取装置に連結するロア側シャフトａと、車体後方側に位置しハンドルが装着されるアッパー側シャフトｂと、両シャフトを連結する自在継手ｃを有している。そして、図６（Ａ）では、アッパー側シャフトｂがスプライン等による伸縮機構を備え、該アッパー側シャフトｂを前後方向（軸方向）に伸縮させてテレスコ調整を行う。

アッパー側シャフトｂは、インナーコラムに軸受を介して軸周方向に回転自在に収納される。テレスコ調整時は、アッパー側シャフトｂのみが伸縮し、ロア側シャフトａは、伸縮しない。そのために、ロア側シャフトａ及び自在継手ｃは、略不動状態を維持することができる〔図６（Ａ）参照〕。

上述したように、アッパー側シャフトに伸縮機構を具備して、テレスコ調整を可能にしたチルト・テレスコ機構を具備したステアリング装置は、特許文献１に開示されている。特許文献１では、アウターコラムをチルト調整のために上下方向に揺動させる役目をなす二股腕状部が車体前方側に形成されている。二股腕状部を構成する２つの腕状片の間には連結部ｄが形成されている。該連結部ｄには、アッパー側シャフトｂを軸支する軸受が装着される円形状の貫通孔が形成されている。

つまり、アウターコラムに対して、インナーコラムとアッパー側シャフトｂのみがテレスコ移動する構造であり、アッパー側シャフトｂとロア側シャフトａとを連結する自在継手ｃは、テレスコ調整時では、位置は変動しない。したがって、テレスコ調整時に自在継手が前記連結部ｄと干渉することがない。そのために、ロア側シャフトａの動作を考慮することなく、二股腕状部の両腕状片間には連結部ｄを設けることができ、二股腕状部の剛性を向上させることができる。

特開２０１０−２５４２９０号公報 特開２００５−３３５４９１号公報

また、図６（Ｂ）に示すよう、ステアリングシャフトのロア側シャフトにスプライン機構を介して、ロア側シャフトを軸方向に伸縮する構成とし、アッパー側シャフトでは、軸方向に伸縮しない構成としたものが存在する。

この場合では、テレスコ調整を行うと、ロア側シャフトａが伸縮することにより、図６（Ｂ）の（α）部における自在継手ｃも調整前の位置から所定の距離Ｌだけ移動する〔図６（Ｃ），（Ｄ）参照〕。自在継手ｃは、アウターコラムの二股腕状部の両腕状片の間で軸方向に大きく移動することになる。そのために、二股腕状部の両腕状片の間に、前述のような連結部ｄを仮に設けた場合には、チルト・テレスコ調整時のロア側シャフトの移動動作によって、ロア側シャフトａ及び自在継手ｃと連結部ｄとが相互に干渉し、移動動作を妨げることになる。

また、特許文献２では、インナーコラムのテレスコピック調整に追従して上自在継手が移動する仕様としている。そして、ピボット部が形成された二股腕状の部分は、インナーコラムを抱持する部分の上端から延出する構造としており、そのために前記連結部ｄが存在しない構造としている。よって、特許文献２においては、元々二股腕状の部分では剛性が弱いものである。

そこで、本発明の目的（解決しようとする技術的課題）は、チルト・テレスコ調整機構を備えたステアリング装置において、特に車体前方側に位置するロア側シャフトが伸縮するテレスコ機構を備えたものに対して好適なものとし、且つアウターコラムの剛性を向上させることにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、幅方向両側に固定側部を有する固定ブラケットと、該固定ブラケットに揺動自在に装着されるアウターコラムと、アーム部と、コラムパイプと、該コラムパイプに回動自在に装着されるアッパー側シャフトと該アッパー側シャフトと自在継手にて連結され且つ雄シャフトと雌シャフトとが伸縮自在に嵌合するロア側シャフトとを有するステアリングシャフトと、締付具とを備え、前記アーム部は、前記アウターコラムの軸方向前方側で且つ軸方向外方に向かって延出する二股状の腕状部と、該両腕状部の間に形成され且つ該腕状部の上端縁から上方に突出する第１連結部と、前記腕状部の下端縁から下方に突出する第２連結部とを有し、該第２連結部は前記第１連結部よりも前記両腕状部から突出する量を大きくし、前記第２連結部の内面から両前記腕状部の前記下端縁までの距離は、前記第１連結部の内面から両前記腕状部の前記上端縁までの距離よりも大きくし、前記自在継手は、前記第１連結部と前記第２連結部との間を接触せずに通過するようにして配置されてなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記第１連結部は上方に突出する円弧状に形成され、前記第２連結部は下方に突出する円弧状に形成され、前記第２連結部は前記第１連結部よりも曲率半径が小さくなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記第１連結部と前記第２連結部とは、前記両腕状部の前方側端部位置に形成されてなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１,２又は３の何れか１項の記載において、前記第１連結部と前記第２連結部との前後方向の位置をずらしてなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１,２，３又は４の何れか１項の記載において、前記第２連結部は前記第１連結部よりも前後方向寸法が小さく形成されてなるステアリング装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、雄シャフトと雌シャフトとが嵌合する構成によって軸方向に伸縮するロア側シャフトと、軸方向に伸縮しないアッパー側シャフトと、これらを連結する自在継手とを有するステアリングシャフトを備えたステアリング装置で、テレスコ調整では、ロア側シャフトが軸方向に伸縮するものである。したがって、ロア側シャフトの後方側端部と、アッパー側シャフトの前方側端部と、自在継手とは、前後方向のみならず、上下方向にも大きく移動する。

本発明では、アーム部の両腕状部に形成された第１連結部と第２連結部において、共に両腕状部の上下方向に突出するものであり、且つ第２連結部は第１連結部よりも両腕状部から突出する量を大きくしたものである。そのために、ロア側シャフトの後方側端部と、アッパー側シャフトの前方側端部と、自在継手とは、前記第１連結部と第２連結部との間を非接触で通過することができ、相互に干渉することを防止できる。また、第１連結部は第２連結部よりも相対的な突出量が小さくなるので、アーム部の上方側のスペースを小さくし、ステアリング装置の車体への組付け性を良好にすることができる。さらに、第１連結部と第２連結部では、必要な剛性が異なるが、それぞれの剛性に適応した形状とすることで、軽量化が図れる。

請求項２の発明では、第１連結部は両腕状部の上方に突出する円弧状に形成され、第２連結部は前記両腕状部の下方に突出する円弧状に形成されたことにより、第１連結部及び第２連結部は、両腕状部に対して上下にアーチ状に形成されこととなり、力学的強度が強くなり強固な構造を有することができる。

さらに、第２連結部は前記第１連結部よりも曲率半径が小さくなる円弧状としたことにより、第１連結部は上方への突出量が少ないものにでき、また第２連結部は下方への突出量が大きいものにすることができる。請求項３の発明では、第１連結部と第２連結部とは、前記両腕状部の前方側端部位置に形成されたことにより、両腕状部の前方側に第１連結部と第２連結部とを略一箇所に配置することができ、第１連結部と第２連結部とがアーム部の車体前方側端部に形成されることで、アーム部の剛性をより一層向上させ、強固な構造にすることができる。

請求項４の発明では、第１連結部と第２連結部との前後方向の位置をずらしたことにより、自在継手及びロア側シャフトとの干渉をより一層防止することができる。請求項５の発明では、第２連結部は第１連結部よりも前後方向寸法が小さく形成されたことにより、第２連結部は、重量を減らすことができ、装置全体の軽量化を実現できる。

（Ａ）は本発明の側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（α）部拡大断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ1−Ｙ1矢視拡大図、（Ｄ）は（Ａ）のＹ2−Ｙ2矢視拡大断面図である。 図１（Ａ）のＸ1−Ｘ1矢視図である。 （Ａ）は一体的に構成されたアウターコラムと二股腕状部の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ3−Ｙ3矢視拡大図、（Ｃ）は別の実施形態の第１連結部及び第２連結部を備えたアウターコラムの拡大断面図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は本発明におけるテレスコ調整の動作を示す要部縦断側面図である。 第１連結部と第２連結部とが両腕状部の前方側端部位置に形成された実施形態の要部側面図である。 （Ａ）は従来技術であるアッパー側シャフトが伸縮するチルト・テレスコ機能を備えたステアリング装置の縦断側面図、（Ｂ）はロア側シャフト側が伸縮するチルト・テレスコ機能を備えたステアリング装置の縦断側面図、（Ｃ），（Ｄ）は（Ｂ）の（α）部における動作を示す拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明において、方向を示す文言として、前後方向，前方側，後方側及び幅方向が存在する。前後方向とは、自動車の車体を基準としてその前後方向のことをいう。そして、前方側及び後方側とは、本発明のステアリング装置を自動車に装着した状態で、自動車の前輪側を前方側とし、ハンドル（ステアリングホィール）側を後方側とする。幅方向とは、前後方向に直交する左右方向である。また、ステアリング装置の前後方向を、軸方向と称することもある。

本発明の主要な構成は、図１に示すように、アウターコラム１と、アーム部２と、固定ブラケット３と、締付具４と、ロアブラケット５と、コラムパイプ６と、ステアリングシャフトＡとから構成される。該ステアリングシャフトＡは、ロア側シャフト７と、アッパー側シャフト８と、自在継手９とから構成される。

アウターコラム１は、抱持本体部１１と締付部１２とから構成されている（図１乃至図３参照）。前記抱持本体部１１は、略円筒状に形成され、具体的にはその内部が中空形状に形成された抱持内周面部１１ａを有している。前記抱持本体部１１の直径方向下部側には、該抱持本体部１１の軸方向の前方側から後方側に沿って、幅方向に非連続となる離間したスリット部１１ｂが形成されている。前記スリット部１１ｂの幅方向両側で対向する縁部分が相互に近接することによって、前記抱持内周面部１１ａの直径が小さくなり、前記抱持本体部１１内に収納装着されたコラムパイプ６を締付具４を介して締め付け、ロック（固定）することができる〔図１（Ｄ）参照〕。

前記アウターコラム１の下部には、締付部１２，１２が一体形成されている〔図１（Ｂ），（Ｄ），図３等参照〕。両締付部１２，１２は、左右対称の形状であり、前記スリット部１１ｂの幅方向両側端の位置にそれぞれ一体的に形成され、具体的には、前記スリット部１１ｂの幅方向両端又はその付近から略垂下状に形成された厚肉板状の部分である。

締付部１２,１２は、後述する固定ブラケット３の両固定側部３１，３１にて挟持されると共に締付具４によって締付及び締付解除が行われる〔図１（Ｄ）参照〕。前記両締付部１２，１２には、前記アウターコラム１の軸方向に直交する方向で且つ抱持本体部１１の水平直径方向に対して平行となる方向に沿って締付用貫通孔１２ａ，１２ａが形成されている〔図３（Ａ）参照〕。

前記抱持本体部１１の前後方向の前方側には、アーム部２が形成されている〔図１（Ｂ），（Ｃ），図２，図３参照〕。アーム部２は、２本の腕状部２１，２１からなり、両腕状部２１，２１が略水平面において二股状となるように配置され、両腕状部２１，２１の前方側端寄りの位置に両腕状部２１，２１間を略橋状となるように第１連結部２２及び第２連結部２３が形成されている。第１連結部２２及び第２連結部２３の詳細については、後述する。

固定ブラケット３は、幅方向両側に形成された固定側部３１，３１と取付頂部３２とから構成されている。両固定側部３１，３１には、略上下方向又は縦方向に長孔とした調整孔３３，３３が形成されている〔図１（Ａ），（Ｄ）参照〕。固定ブラケット３の取付頂部３２は、車内の所定位置にボルト等によって固定され、固定ブラケット３と共にステアリング装置が車体に装着される。締付具４は、ボルト軸４１とロックレバー部４２と締付カム４３とナット４４とから構成されている〔図１（Ｄ）参照〕。

前記アーム部２の両腕状部２１，２１は、前記固定ブラケット３よりも車体前方側に位置する箇所で、ロアブラケット５により、連結されている。ロアブラケット５は、略門形状をなし、垂下板状部５１，５１と連結板５２とから構成される〔図１（Ｃ）参照〕。両垂下板状部５１，５１は、前記アーム部２の両腕状部２１，２１を上下方向に揺動自在に軸支し、アーム部２と共にアウターコラムＡを揺動させることにより、チルト調整が行われるようにするものである。

ステアリングシャフトＡは、ロア側シャフト７と、アッパー側シャフト８と、自在継手９とから構成され、ロア側シャフト７とアッパー側シャフト８とが自在継手９によって連結される〔図１（Ａ），（Ｂ），図２参照〕。ステアリングシャフトは、ロア側シャフト７が前方側に位置し、アッパー側シャフト８が後方側に位置する構成である。該アッパー側シャフト８は、コラムパイプ６の内方側に軸受を介して回転自在に軸支収容される。

アッパー側シャフト８の車体前方側には、自在継手９が備わっており、該自在継手９を介してアッパー側シャフト８とロア側シャフト７とが連結される。ロア側シャフト７は、軸方向に伸縮する構造であり、アッパー側シャフト８は軸方向に伸縮しない構造である〔図１（Ａ），（Ｂ），図２及び図４等参照〕。

ロア側シャフト７は、雄シャフト７１と雌シャフト７２とを有しており〔図１（Ａ），（Ｂ），図２参照〕、その伸縮構造が前記雄シャフト７１と前記雌シャフト７２とによって構成される。雄シャフト７１は雄スプラインを有し、雌シャフト７２は雌スプラインを有している。そして、雄シャフト７１と雌シャフト７２とは、前記雄スプラインと雌スプライン同士が相互に摺動自在に嵌合接続される。

雄シャフト７１と雌シャフト７２との軸方向における相互の摺動動作によって、ロア側シャフト７は、軸方向に伸縮し、この伸縮によって、アッパー側シャフト８はコラムパイプ６と共にアウターコラムＡ内を前後方向に移動し、テレスコ調整が行われる。テレスコ調整における、軸方向の伸縮は、ロア側シャフト７のみで行なわれ、アッパー側シャフト８は、軸方向の伸縮が不可能で長さが変化することなく単に軸方向に往復移動するのみである。

ステアリングシャフトのロア側シャフト７の後方側端部とアッパー側シャフト８の前方側端部と、自在継手９は、前記アーム部２の第１連結部２２と、第２連結部２３とが位置する箇所及びその付近で、第１連結部２２と第２連結部２３との間を通過するようにして配置される。そして、テレスコ調整によって、ロア側シャフト７の後方側端部とアッパー側シャフト８の前方側端部と、自在継手９が、第１連結部２２と第２連結部２３との間を移動する（図４参照）。

アーム部２の第１連結部２２は、両腕状部２１，２１の上端縁２１ａ，２１ａから上方に突出するようにして形成される〔図１（Ｃ），図３，図４等参照〕。第２連結部２３は、両腕状部２１，２１の下縁２１ｂ，２１ｂから下方に突出するようにして形成される。第１連結部２２及び第２連結部２３はそれぞれの幅方向中央箇所が最も両腕状部２１，２１から上下方向に離れた位置となる。

前記第１連結部２２は、アーム部２の幅方向で且つ両腕状部２１，２１の上方に略弧状に形成される。具体的には、第１連結２２は、両腕状部２１，２１の上方に凸状のアーチ状として形成される。同様に、第２連結部２３は、アーム部２の幅方向で且つ両腕状部２１，２１の下方に略弧状に形成され、具体的には、両腕状部２１，２１の下方に下向き凸状のアーチ状として形成される。

また、第２連結部２３は、第１連結部２２よりも、両腕状部２１，２１から突出する量が大きくなっている。つまり、第２連結部２３の内面から両腕状部２１，２１の下端縁２１ｂまでの距離Ｈｂは、第１連結部２２の内面から両腕状部２１，２１の上端縁２１ａまでの距離Ｈａよりも大きい〔図３（Ｂ）参照〕。
すなわち、

である。

また、第１連結部２２及び第２連結部２３がそれぞれ円弧状に形成されたものでは、第１連結部２２の内周面の曲率半径Ｒａは、第２連結部２３の内周面の曲率半径Ｒｂよりも大きい〔図３（Ｂ）参照〕。
すなわち、

である。

ここで、曲率半径Ｒａと曲率半径Ｒｂとの、それぞれの中心位置は、同一位置ではなく、上下方向にずれた異なる位置となる。このように、第２連結部２３は、第１連結部２２よりも両腕状部２１，２１に対して大きく突出している。つまり、第２連結部２３によって包囲された部分の空隙は、第１連結部２２により包囲される部分の空隙よりも大きく形成されている。

このような構成によって、テレスコ調整時におけるロア側シャフト７の後方側端部とアッパー側シャフト８の前方側端部と、自在継手９は、第１連結部２２及び第２連結部２３の間を前後方向に移動しても、第１連結部２２及び第２連結部２３に接触することなく、相互に干渉しない（図４参照）。なお、図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に記載された仮想線は、図４（Ａ）における自在継手９の位置を基準とした基準線Ｐである。図４（Ｂ）及び（Ｃ）の自在継手９の軸方向への移動量は、前記基準線Ｐを基準としている。

特に、第２連結部２３により包囲される部分の空隙をより一層大きくすることで、アーム部２の下方側つまり第２連結部２３よりに配置され易いロア側シャフト７の後方側端部とアッパー側シャフト８の前方側端部と、自在継手９は、第２連結部２３との接触を確実に防止できる（図４参照）。

また、第２連結部２３の軸方向における長さＬｂは、第１連結部２２の前後方向における長さＬａよりも短く形成される〔図１（Ｂ）参照〕。
すなわち、

である。

第１連結部２２は、アーム部２の両腕状部２１，２１が車体に装着され且つ揺動自在に軸支される前記ロアブラケット５の車体取付部に近くで、力が加わるため、アーム部２にかかる応力は大きくなる。

よって、第２連結部２３の前後方向長さＬｂを小さくすることで、アーム部２の両腕状部２１，２１の剛性を向上させ、アーム部２にかかる応力に対する耐性を向上させると共に、軽量化も実現できる。また、第１連結部２２は、第２連結部２３よりも前後方向長さが大きく形成されることで、両腕状部２１，２１のより一層剛性を有することができる。

ただし、第１連結部２２は、その前後方向の長さの方を必ずしも長く形成する必要はなく、また第２連結部２３にかかる応力が大きい場合には、第１連結部よりも第２連結部の前後方向長さを長くすることもある。第２連結部２３にかかる応力が大きい場合とは、具体的に前記ロアブラケット５との枢支連結部の位置が、第２連結部２３側に近い場合などである。

第１連結部２２及び第２連結部２３は、前述したように、その形状を円弧状としたが、必ずしも円弧形状に形成する必要はなく、多角形状としてもよく、多角形状とした場合では例えば台形状等又は方形状とすることもある〔図３（Ｃ）参照〕。第１連結部２２及び第２連結部２３が方形状又は台形状に形成された場合では、円弧形状と同じように応力のかかる側の前後方向長さを長く形成することで、剛性を向上させることができる。

実際に、ステアリング装置におけるステアリングシャフトの取付状態は、前後方向にのみ傾斜するものではなく、左右方向にも傾斜する。具体的には、アッパー側シャフト８は前後方向にのみ傾斜するが、ロア側シャフト７は上下方向及び左右方向に傾斜し、図示しない舵取り装置のラック・ピニオン機構に連結されている。

このような状態でも、アーム部２における第１連結部２２及び第２連結部２３では、テレスコ調整時に、ロア側シャフト７，アッパー側シャフト８及び自在継手９と、干渉することなく、円滑なチルト・テレスコ操作及びハンドル操作を行うことができる（図４参照）。

アーム部２の第１連結部２２及び第２連結部２３は、両腕状部２１，２１の車体前方側端部に形成されることもある。つまり、第１連結部２２と第２連結部２３とは、両腕状部２１，２１の車体前方側端部で略同一位置に形成されることになる（図５参照）。これによって、第１連結部２２，第２連結部２３と、アーム部２を軸支するロアブラケット５との位置が略同一位置に集中する構成となり、両腕状部２１，２１の幅方向における相互の変形或いは撓みが無くなり、ステアリングコラム全体の剛性が向上させることができる。従って、ステアリングコラムのチルト・テレスコの位置の固定時の剛性を高め、そのガタツキを抑えることでステアリングの操作感覚が向上する。

アーム部２の第１連結部２２及び第２連結部２３は、前後方向の位置を相互にずらして両腕状部２１，２１に形成されることもある。具体的には、第２連結部２３は第１連結部２２よりも、車体前方側に位置する。これによって、より一層、第１連結部２２及び第２連結部２３とロア側シャフト７及び自在継手９とが相互に干渉することを防止でき、自由なレイアウトが可能になる。

１…アウターコラム、２…アーム部、２１…腕状部、２２…第１連結部、
２３…第２連結部、３…固定ブラケット、４…締付具、６…コラムパイプ、
Ａ…ステアリングシャフト、７…ロア側シャフト、７１…雄シャフト、
７２…雌シャフト、８…アッパー側シャフト、９…自在継手。

Claims (5)

1. 幅方向両側に固定側部を有する固定ブラケットと、該固定ブラケットに揺動自在に装着されるアウターコラムと、アーム部と、コラムパイプと、該コラムパイプに回動自在に装着されるアッパー側シャフトと該アッパー側シャフトと自在継手にて連結され且つ雄シャフトと雌シャフトとが伸縮自在に嵌合するロア側シャフトとを有するステアリングシャフトと、締付具とを備え、前記アーム部は、前記アウターコラムの軸方向前方側で且つ軸方向外方に向かって延出する二股状の腕状部と、該両腕状部の間に形成され且つ該腕状部の上端縁から上方に突出する第１連結部と、前記腕状部の下端縁から下方に突出する第２連結部とを有し、該第２連結部は前記第１連結部よりも前記両腕状部から突出する量を大きくし、前記第２連結部の内面から両前記腕状部の前記下端縁までの距離は、前記第１連結部の内面から両前記腕状部の前記上端縁までの距離よりも大きくし、前記自在継手は、前記第１連結部と前記第２連結部との間を接触せずに通過するようにして配置されてなることを特徴とするステアリング装置。
2. 請求項１において、前記第１連結部は上方に突出する円弧状に形成され、前記第２連結部は下方に突出する円弧状に形成され、前記第２連結部は前記第１連結部よりも曲率半径が小さくなることを特徴とするステアリング装置。
3. 請求項１又は２において、前記第１連結部と前記第２連結部とは、前記両腕状部の前方側端部位置に形成されてなることを特徴とするステアリング装置。
4. 請求項１,２又は３の何れか１項の記載において、前記第１連結部と前記第２連結部との前後方向の位置をずらしてなることを特徴とするステアリング装置。
5. 請求項１,２，３又は４の何れか１項の記載において、前記第２連結部は前記第１連結部よりも前後方向寸法が小さく形成されてなることを特徴とするステアリング装置。

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