JP2007050773A

JP2007050773A - Steering device

Info

Publication number: JP2007050773A
Application number: JP2005237562A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Yanagimoto; 広忠柳本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2007-03-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering device having a cam surface reduced in fluctuation of the force for operating an operating lever to operate a clamp. <P>SOLUTION: This steering device has a third cam surface 616 formed into a shape so that moving locus of the center of a roller 75 practically draws a curve of a function Y=X<SP>1/2</SP>. With this structure, in comparison with a case of a current circular arm, the operating force is reduced by 35% at the maximum, and the operating force can be constantly maintained in almost all range of the operation of the operating lever 71 for operating the clamp. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はステアリング装置、特にテレスコピック位置調整機構またはチルト位置調整機構の内の少なくとも一方を備えた車両のためのステアリング装置に関する。 The present invention relates to a steering apparatus, and more particularly to a steering apparatus for a vehicle including at least one of a telescopic position adjusting mechanism and a tilt position adjusting mechanism.

テレスコピック位置調整機構及びチルト位置調整機構は、それぞれ運転者の体型及び好みにあわせて、最も運転しやすい位置にステアリングホィールの前後方向位置、及び、傾斜角度を調整するための機構である。ステアリングホィールの前後方向位置、及び、傾斜角度の調整時には、一旦、それぞれのためのコラムクランプ装置がアンクランプ状態にされ、その状態で前後方向位置、及び、傾斜角度を調整したのち、再度クランプ状態にされる。 The telescopic position adjusting mechanism and the tilt position adjusting mechanism are mechanisms for adjusting the front-rear direction position and the tilt angle of the steering wheel to the position where the driver can drive most easily according to the body shape and preference of the driver. When adjusting the steering wheel longitudinal position and tilt angle, the column clamp device for each is temporarily unclamped, and after adjusting the longitudinal position and tilt angle in that state, it is clamped again. To be.

コラムをクランプするコラムクランプ装置では、操作レバーの操作力を大きなクランプ力に変換するための増力機構としてカムを使用しているが、カム面と操作レバーとの間に転動体を介することによって摩擦を軽減し、操作レバーを軽い力で操作できるようにしている。 In the column clamp device that clamps the column, a cam is used as a force-increasing mechanism for converting the operating force of the operating lever into a large clamping force, but friction is caused by a rolling element between the cam surface and the operating lever. The operation lever can be operated with a light force.

このような転動体を使用したコラムクランプ装置として、特許文献１のステアリング装置がある。特許文献１のステアリング装置では、円筒形の転動体を使用している。そして、この転動体が転動するカム面は、締付け解除位置に形成されて、転動体の曲率半径と略同一の曲率半径を有する第１のカム面と、締付け位置に形成された平坦な第２のカム面と、第１のカム面と第２のカム面とを接続する円弧状の第３のカム面とから構成されている。 As a column clamp device using such rolling elements, there is a steering device disclosed in Patent Document 1. In the steering device of Patent Document 1, a cylindrical rolling element is used. The cam surface on which the rolling element rolls is formed at the tightening release position, the first cam surface having a radius of curvature substantially the same as the radius of curvature of the rolling element, and the flat first surface formed at the tightening position. 2 cam surfaces and an arcuate third cam surface connecting the first cam surface and the second cam surface.

この第３のカム面が円弧状であると、操作レバーの操作角度によって操作レバーの操作力が一定せず、そのため、操作レバーの操作感が低下するという問題があった。 If the third cam surface is arcuate, the operating force of the operating lever is not constant depending on the operating angle of the operating lever, and thus the operation feeling of the operating lever is reduced.

特開平１０−３２８９５０号公報JP-A-10-328950

本発明は、クランプ操作時の操作レバーの操作力の変動を小さくしたカム面を有するステアリング装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a steering device having a cam surface in which fluctuations in operating force of an operating lever during clamping operation are reduced.

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体に取付け可能な車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットにチルト位置又はテレスコピック位置の少なくともいずれか一方の位置が調整可能に支持されると共に、ステアリングホイールを装着したステアリングシャフトを回動可能に軸支したコラム、所望のチルト位置又はテレスコピック位置の少なくともいずれか一方の位置で上記車体取付けブラケットに上記コラムを締付けてクランプするために、上記車体取付けブラケット及びコラムに挿通された締付けロッド、上記締付けロッドの一端に支承され上記車体取付けブラケットの一側面を上記コラムに締付ける第１の締付け部材、上記締付けロッドの他端に支承され上記車体取付けブラケットの他側面を上記コラムに締付ける第２の締付け部材、上記締付けロッドの他端に上記第２の締付け部材に対向して回動可能に支承された回動部材、上記第２の締付け部材または回動部材のいずれか一方に回転可能に支承された転動体、及び、上記第２の締付け部材または回動部材のいずれか他方に設けられ、上記転動体が転動するカム面を備え、上記カム面が、締付け解除位置に形成されて、上記転動体の曲率半径と略同一の曲率半径を有する円弧状の第１のカム面と、締付け位置に形成された平坦な第２のカム面と、上記第１のカム面と第２のカム面とを接続し、転動体中心の移動軌跡を表す関数と、この移動軌跡を表す関数の導関数との積が一定となる第３のカム面とからなることを特徴とするステアリング装置である。 The above problem is solved by the following means. That is, the first invention is a vehicle body mounting bracket that can be mounted on a vehicle body, and at least one of a tilt position and a telescopic position is supported on the vehicle body mounting bracket in an adjustable manner, and a steering wheel equipped with a steering wheel. A column that pivotally supports the shaft, and is inserted into the vehicle body mounting bracket and the column to clamp and clamp the column to the vehicle body mounting bracket at a desired tilt position or at least one of the telescopic positions. A tightening rod, a first tightening member that is supported on one end of the tightening rod and fastens one side surface of the vehicle body mounting bracket to the column, and another side surface of the vehicle body mounting bracket that is supported on the other end of the tightening rod. Second fastening member to be tightened The other end of the tightening rod is rotatably supported by one of the rotating member, the second tightening member, and the rotating member that is rotatably supported opposite to the second tightening member. A moving body and a cam surface provided on either the second fastening member or the rotating member, on which the rolling body rolls, wherein the cam surface is formed at a tightening release position; An arc-shaped first cam surface having a curvature radius substantially the same as the curvature radius, a flat second cam surface formed at the tightening position, and the first cam surface and the second cam surface. A steering device comprising: a third cam surface that is connected and has a constant product representing a moving locus of the rolling element center and a derivative of the function representing the moving locus.

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、Ｘを転動体中心の移動量、Ｙを転動体中心のリフト量としたとき、上記転動体中心の移動軌跡を表す関数が、実質的に下記の式によって表される関数であることを特徴とするステアリング装置である。
Ｙ＝Ｘ^１／２ According to a second invention, in the steering device according to the first invention, when X is a movement amount of the rolling element center and Y is a lift amount of the rolling element center, a function representing the movement locus of the rolling element center is: The steering device is substantially a function represented by the following equation.
Y = X ^1/2

第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記転動体中心の移動軌跡が、上記転動体の半径よりも曲率半径が小さい区間を円弧形状で置き換えた形状であることを特徴とするステアリング装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the steering device according to the first or second aspect of the invention, a section in which the moving locus of the rolling element center has a smaller radius of curvature than the radius of the rolling element is replaced with an arc shape. The steering device is characterized by having a curved shape.

第４番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記転動体が円筒形であることを特徴とするステアリング装置である。 A fourth invention is a steering device according to any one of the first and second inventions, wherein the rolling element is cylindrical.

第５番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記コラムにはディスタンスブラケットが固定され、上記ディスタンスブラケットが上記車体取付けブラケットにチルト位置又はテレスコピック位置の少なくともいずれか一方の位置が調整可能に摺接し、上記締付けロッドは上記車体取付けブラケット及びディスタンスブラケットに挿通されていることを特徴とするステアリング装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the steering device according to the first or second aspect, a distance bracket is fixed to the column, and the distance bracket is at least in a tilt position or a telescopic position with respect to the vehicle body mounting bracket. One of the positions is slidably adjustable, and the tightening rod is inserted through the vehicle body mounting bracket and the distance bracket.

第６番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明のステアリング装置において、上記回動部材は操作レバーに取付けられ、操作レバーを揺動することにより上記締付けロッドを中心として回動部材が操作レバーと共に回動することを特徴とするステアリング装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the steering apparatus according to the first or second aspect of the invention, the rotating member is attached to an operating lever, and the operating lever is swung to rotate around the clamping rod. A steering device characterized in that a moving member rotates together with an operation lever.

本発明のステアリング装置では、転動体が転動するカム面を、締付け解除位置に形成されて、転動体の曲率半径と略同一の曲率半径を有する円弧状の第１のカム面と、締付け位置に形成された平坦な第２のカム面と、第１のカム面と第２のカム面とを接続し、転動体中心の移動軌跡を表す関数と、この移動軌跡を表す関数の導関数との積が一定となる第３のカム面とから構成している。従って、クランプ時の操作レバーの操作力の最大値が軽減されると共に、操作レバーのクランプ操作時のほとんどの範囲で、操作レバーの操作力を一定に維持することが可能となる。 In the steering device according to the present invention, the cam surface on which the rolling element rolls is formed at the tightening release position, and the arcuate first cam surface having a curvature radius substantially the same as the curvature radius of the rolling element, and the tightening position. A flat second cam surface formed between the first cam surface and the second cam surface, a function representing the movement locus of the rolling element center, and a derivative of the function representing the movement locus; And a third cam surface having a constant product. Therefore, the maximum value of the operating force of the operating lever at the time of clamping can be reduced, and the operating force of the operating lever can be kept constant in almost the range during the clamping operation of the operating lever.

以下、図面に基づいて本発明の実施例１及び実施例２を説明する。 Embodiments 1 and 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明のステアリング装置１０１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。ステアリング装置１０１は、ステアリングシャフト１０２を回動自在に軸支している。ステアリングシャフト１０２には、その上端（車体後方側）にステアリングホイール１０３が装着され、ステアリングシャフト１０２の下端（車体前方側）には、ユニバーサルジョイント１０４を介して中間シャフト１０５が連結されている。 FIG. 1 is an overall perspective view showing a state in which a steering device 101 of the present invention is attached to a vehicle. The steering device 101 pivotally supports a steering shaft 102 so as to be rotatable. A steering wheel 103 is attached to the upper end (rear side of the vehicle body) of the steering shaft 102, and an intermediate shaft 105 is connected to the lower end of the steering shaft 102 (front side of the vehicle body) via a universal joint 104.

中間シャフト１０５にはその下端にユニバーサルジョイント１０６が連結され、ユニバーサルジョイント１０６には、ラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１０７が連結されている。 A universal joint 106 is connected to the lower end of the intermediate shaft 105, and a steering gear 107 including a rack and pinion mechanism is connected to the universal joint 106.

運転者がステアリングホイール１０３を回転操作すると、ステアリングシャフト１０２、ユニバーサルジョイント１０４、中間シャフト１０５、ユニバーサルジョイント１０６を介して、その回転力がステアリングギヤ１０７に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド１０８を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。 When the driver rotates the steering wheel 103, the rotational force is transmitted to the steering gear 107 through the steering shaft 102, the universal joint 104, the intermediate shaft 105, and the universal joint 106, and the tie rod is transmitted through the rack and pinion mechanism. 108 can be moved to change the steering angle of the wheel.

図２から図５はステアリング装置１０１のコラムクランプ部１０９を示し、図２は本発明の実施例１のコラムクランプ部１０９を示す一部を断面した正面図であり、締付け状態を示す。図３は図２のＰ矢視図である。図４は左側締付け部材単体を示す斜視図であり、（１）は正面図、（２）は背面図である。図５は左側締付け部材に形成された実施例１のカム面を示す拡大展開図である。 2 to 5 show the column clamp part 109 of the steering device 101, and FIG. 2 is a front view showing a part of the column clamp part 109 according to the first embodiment of the present invention in a tightened state. 3 is a view taken in the direction of arrow P in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a single left side fastening member, where (1) is a front view and (2) is a rear view. FIG. 5 is an enlarged development view showing the cam surface of the first embodiment formed on the left tightening member.

図本実施例では、チルト位置調整機構を有するステアリング装置のコラムクランプ部に適用した例を示す。 This embodiment shows an example applied to a column clamp portion of a steering apparatus having a tilt position adjusting mechanism.

図２で、コの字型の車体取付けブラケット２が車体（図示せず）に取り付けられ、車体取付けブラケット２には左右の側板２１、２２が下方に延びて形成されている。側板２１、２２の内側には、ディスタンスブラケット３の側板３１、３２が挟み込まれ、ディスタンスブラケット３の左右の側板３１、３２の下方には、コラム４が溶接により取り付けられている。 In FIG. 2, a U-shaped vehicle body mounting bracket 2 is attached to a vehicle body (not shown), and left and right side plates 21 and 22 are formed to extend downward on the vehicle body mounting bracket 2. The side plates 31 and 32 of the distance bracket 3 are sandwiched between the side plates 21 and 22, and the column 4 is attached below the left and right side plates 31 and 32 of the distance bracket 3 by welding.

コラム４には、ステアリングシャフト１０２（図１）が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト１０２には、その車体後方側（上端）にステアリングホイール１０３（図１）が装着されている。 A steering shaft 102 (FIG. 1) is rotatably supported on the column 4, and a steering wheel 103 (FIG. 1) is mounted on the steering shaft 102 on the rear side (upper end) of the vehicle body.

ディスタンスブラケット３の側板３１、３２には貫通孔３１１、３１２が形成され、この貫通孔３１１、３１２を丸棒状の締付けロッド５が貫通している。車体取付けブラケット２の側板２１、２２には、各々チルト用長溝２１１、２２１が形成され、このチルト用長溝２１１、２２１を締付けロッド５が貫通して、左右に延びている。 Through holes 311 and 312 are formed in the side plates 31 and 32 of the distance bracket 3, and the round rod-shaped fastening rod 5 passes through the through holes 311 and 312. Tilt long grooves 211 and 221 are formed in the side plates 21 and 22 of the vehicle body mounting bracket 2, respectively, and the tightening rod 5 passes through the tilt long grooves 211 and 221 and extends left and right.

締付けロッド５の左側には、左側締付け部材（第２の締付け部材）６１、操作レバー（回動部材）７１がこの順に外嵌し、操作レバー７１の左側面７１１には、締付けロッド５左端のフランジ５２が当接している。 On the left side of the tightening rod 5, a left tightening member (second tightening member) 61 and an operation lever (rotating member) 71 are externally fitted in this order, and the left side surface 711 of the operation lever 71 has a left end of the tightening rod 5. The flange 52 is in contact.

締付けロッド５の右側には、右側締付け部材（第１の締付け部材）６２、スラストベアリング６３がこの順に外嵌している。締付けロッド５の右端には雄ネジ５１が形成され、この雄ネジ５１にねじ込まれたナット６４によって、スラストベアリング６３を介して右側締付け部材６２を側板２２に適度の締付け力で締付けている。 On the right side of the tightening rod 5, a right tightening member (first tightening member) 62 and a thrust bearing 63 are externally fitted in this order. A male screw 51 is formed at the right end of the tightening rod 5, and the right tightening member 62 is fastened to the side plate 22 with an appropriate tightening force via a thrust bearing 63 by a nut 64 screwed into the male screw 51.

車体取付けブラケット２の左側の側板２１には、左側締付け部材６１側に突出するガイド突起２１２がチルト用長溝２１１の両側に一体的に形成され、左側締付け部材６１の右側面６１３に形成されたガイド溝６１１にガイド突起２１２が嵌合して、左側締付け部材６１を図２の上下方向（矢印Ｑ方向）に案内している。 On the left side plate 21 of the vehicle body mounting bracket 2, guide protrusions 212 projecting toward the left tightening member 61 are integrally formed on both sides of the tilting long groove 211, and the guide is formed on the right side 613 of the left tightening member 61. A guide protrusion 212 is fitted in the groove 611 to guide the left tightening member 61 in the vertical direction (arrow Q direction) in FIG.

従って、コラムクランプ部１０９が締付け解除状態の時には、コラム４と一体のディスタンスブラケット３は、チルト用長溝２１１、２２１に沿って、締付けロッド５と共に矢印Ｑ方向に移動可能である。この矢印Ｑ方向のディスタンスブラケット３の移動によって、ステアリングホイール１０３の傾斜角度の調整を行うことができる。 Therefore, when the column clamp portion 109 is in the tightening release state, the distance bracket 3 integrated with the column 4 can move along the long tilt grooves 211 and 221 together with the tightening rod 5 in the arrow Q direction. The inclination angle of the steering wheel 103 can be adjusted by the movement of the distance bracket 3 in the direction of the arrow Q.

図２に示すように、操作レバー（回動部材）７１には、締付けロッド５に外嵌する貫通孔７３が形成されて、締付けロッド５が適度な嵌合で貫通すると共に、この貫通孔７３の周囲には矩形部７２が形成されて、締付けロッド５を中心として操作レバー７１が揺動する。 As shown in FIG. 2, the operating lever (rotating member) 71 is formed with a through-hole 73 that fits around the tightening rod 5, and the tightening rod 5 penetrates with an appropriate fit. Is formed with a rectangular portion 72, and the operation lever 71 swings around the tightening rod 5.

貫通孔７３の左右には、貫通孔７３の軸心に対して点対称の位置に、矩形溝７４、７４が形成され、この矩形溝７４、７４内に、中空円筒形のころ（転動体）７５、７５が隙間を空けて挿入されている。ころ７５、７５の軸心にはピン７６、７６が圧入され、このピン７６、７６の両端が、操作レバー７１に形成されたピン溝７７、７７に回動可能に軸支されている。 On the left and right sides of the through hole 73, rectangular grooves 74, 74 are formed at positions symmetrical with respect to the axis of the through hole 73, and hollow cylindrical rollers (rolling elements) are formed in the rectangular grooves 74, 74. 75 and 75 are inserted with a gap between them. Pins 76, 76 are press-fitted into the shaft centers of the rollers 75, 75, and both ends of the pins 76, 76 are pivotally supported in pin grooves 77, 77 formed in the operation lever 71.

図４及び図５に、左側締付け部材（第２の締付け部材）６１の詳細な形状を示す。左側締付け部材６１には、その中心部に円形の貫通孔６１２が形成され、この貫通孔６１２を図２に示す締付けロッド５が貫通している。 4 and 5 show the detailed shape of the left side fastening member (second fastening member) 61. FIG. A circular through hole 612 is formed at the center of the left tightening member 61, and the tightening rod 5 shown in FIG. 2 passes through the through hole 612.

左側締付け部材６１の左側面６１４には、ころ７５、７５が転動するカム面が形成されている。平坦な左側面６１４には、貫通孔６１２の軸心に対して点対称の位置に、断面が円弧状の第１のカム面６１５、６１５が形成されている。第１のカム面６１５、６１５は、平坦な左側面６１４から凹状に陥没して形成されている。第１のカム面６１５、６１５の曲率半径ｒは、ころ７５、７５の曲率半径ｒと略同一に形成されている。 On the left side surface 614 of the left side tightening member 61, a cam surface on which the rollers 75, 75 roll is formed. On the flat left side surface 614, first cam surfaces 615 and 615 having a circular arc cross section are formed at a point-symmetrical position with respect to the axis of the through hole 612. The first cam surfaces 615 and 615 are formed to be recessed from the flat left side surface 614. The curvature radius r of the first cam surfaces 615 and 615 is formed substantially the same as the curvature radius r of the rollers 75 and 75.

ころ７５、７５が第１のカム面６１５、６１５に落ち込んだ位置（図５の位置Ｐ１）が、操作レバー７１を締付け解除側に揺動させた時の締付け解除位置である。また、ころ７５が第１のカム面６１５、６１５から出て、平坦な左側面（第２のカム面）６１４に完全に乗り上げた位置（図５の位置Ｐ２、及び図２、図３の状態）が、操作レバー７１を締付け側に揺動させた時の締付け位置である。 The position (position P1 in FIG. 5) where the rollers 75, 75 have fallen into the first cam surfaces 615, 615 is the tightening release position when the operation lever 71 is swung to the tightening release side. Further, the position where the roller 75 comes out of the first cam surfaces 615 and 615 and completely rides on the flat left side surface (second cam surface) 614 (the position P2 in FIG. 5 and the states in FIGS. 2 and 3). ) Is a tightening position when the operation lever 71 is swung to the tightening side.

第１のカム面６１５、６１５の時計方向周りの端部には、第１のカム面６１５、６１５と左側面（第２のカム面）６１４とを接続する第３のカム面６１６が形成されている。第３のカム面６１６は、貫通孔６１２（締付けロッド５）の軸心からの半径方向の距離R（図４参照）に比例して、第１のカム面６１５と第２のカム面６１４とを接続する長さが長く形成されている。 A third cam surface 616 that connects the first cam surfaces 615 and 615 and the left side surface (second cam surface) 614 is formed at the end portions of the first cam surfaces 615 and 615 in the clockwise direction. ing. The third cam surface 616 is in proportion to the first cam surface 615 and the second cam surface 614 in proportion to the radial distance R (see FIG. 4) from the axis of the through hole 612 (clamping rod 5). The connection length is long.

ステアリングホイール１０３の傾斜角度の調整を行う時の、コラムクランプ部１０９の操作と動作について説明する。ころ７５、７５が図５の締付け解除位置Ｐ１に位置している状態では、ころ７５、７５が左側締付け部材６１の第１のカム面６１５、６１５内に落ち込んでいる。従って、締付けロッド５が図２の右側に移動し、左側締付け部材６１、右側締付け部材６２が車体取付けブラケット２の側板２１、２２を締付ける力が解除されている。 The operation and operation of the column clamp unit 109 when adjusting the tilt angle of the steering wheel 103 will be described. In a state where the rollers 75 and 75 are located at the tightening release position P <b> 1 in FIG. 5, the rollers 75 and 75 are dropped into the first cam surfaces 615 and 615 of the left tightening member 61. Accordingly, the clamping rod 5 is moved to the right side in FIG. 2, and the force with which the left clamping member 61 and the right clamping member 62 clamp the side plates 21 and 22 of the vehicle body mounting bracket 2 is released.

この状態で、チルト用長溝２１１、２２１に沿って締付けロッド５を矢印Ｑ方向（図２参照）に移動する。締付けロッド５の移動により、締付けロッド５の両端に装着された左側締付け部材６１、操作レバー７１、右側締付け部材６２、スラストベアリング６３、ナット６４、及びディスタンスブラケット３と一体のコラム４が矢印Ｑ方向に移動し、ステアリングホイール１０３の傾斜角度を所望の位置に調整することができる。 In this state, the tightening rod 5 is moved in the arrow Q direction (see FIG. 2) along the long grooves 211 and 221 for tilt. Due to the movement of the clamping rod 5, the left clamping member 61, the operating lever 71, the right clamping member 62, the thrust bearing 63, the nut 64, and the column 4 integrated with the distance bracket 3 attached to both ends of the clamping rod 5 are moved in the direction of arrow Q. The inclination angle of the steering wheel 103 can be adjusted to a desired position.

ステアリングホイール１０３の傾斜角度の調整が完了すると、操作レバー７１を図３で時計方向に揺動する。操作レバー７１の揺動に伴って、操作レバー７１と共にころ７５、７５が、締付けロッド５の軸心を中心として時計方向に公転（回動）する。操作レバー７１の揺動に伴い、ころ７５、７５はピン７６、７６を中心として自転（回転）しながら、第１のカム面６１５、６１５から、第３のカム面６１６、６１６を通って、締付け位置Ｐ２に位置する第２のカム面６１４に移動する。 When the adjustment of the tilt angle of the steering wheel 103 is completed, the operation lever 71 is swung clockwise in FIG. As the operation lever 71 swings, the rollers 75 and 75 together with the operation lever 71 revolve (rotate) in the clockwise direction around the axis of the tightening rod 5. As the operating lever 71 swings, the rollers 75 and 75 rotate (rotate) around the pins 76 and 76 while passing from the first cam surfaces 615 and 615 to the third cam surfaces 616 and 616, The second cam surface 614 moves to the tightening position P2.

従って、ころ７５は、第２のカム面６１４と第１のカム面６１５との間の高さの差（リフト量）だけ、左側締付け部材６１に対して図２の左方向に移動する。ころ７５、７５が締付け位置Ｐ２に位置する第２のカム面６１４に移動すると、ころ７５、７５は左側締付け部材６１を車体取付けブラケット２の側板２１に押し付ける。図２で、ころ７５に作用する左方向への反力により、操作レバー７１が締付けロッド５のフランジ５２を左方向に押す。 Accordingly, the roller 75 moves to the left in FIG. 2 with respect to the left tightening member 61 by the height difference (lift amount) between the second cam surface 614 and the first cam surface 615. When the rollers 75, 75 move to the second cam surface 614 located at the tightening position P2, the rollers 75, 75 press the left tightening member 61 against the side plate 21 of the vehicle body mounting bracket 2. In FIG. 2, the operation lever 71 pushes the flange 52 of the tightening rod 5 leftward by the leftward reaction force acting on the roller 75.

そのため、締付けロッド５が左方向へ押され、ナット６４、スラストベアリング６３を介して右側締付け部材６２が車体取付けブラケット２の側板２２に押し付けられる。この結果、側板２１、２２の間にディスタンスブラケット３が強く挟み込まれ、コラム４の車体取付けブラケット２に対するクランプ動作が強固に行われる。 Therefore, the clamping rod 5 is pushed leftward, and the right clamping member 62 is pressed against the side plate 22 of the vehicle body mounting bracket 2 via the nut 64 and the thrust bearing 63. As a result, the distance bracket 3 is firmly sandwiched between the side plates 21 and 22, and the clamping operation of the column 4 with respect to the vehicle body mounting bracket 2 is performed firmly.

図６は第３のカム面６１６ところ７５との間に作用する力を示すモデル図である。このモデル図で、ころ７５に加わる操作レバー７１の操作力をｆ_ｈａｎｄ、締付けロッド５を図２の左方向へ押す時にころ７５に加わる力をｆ_ａ、ころ７５の中心をＯ、ころ７５と第３のカム面６１６との接点をＡ、直線ＯＡと力ｆ_ａとの間の角度をθとすると、ころ７５に作用する力の釣り合いから、
ｆ_ｈａｎｄｃｏｓθ＝ｆ_ａｓｉｎθ
となるので、
ｆ_ｈａｎｄ＝ｆ_ａｔａｎθ
となる。 FIG. 6 is a model diagram showing the force acting between the third cam surface 616 and 75. In this model diagram, the roller operating force _{f hand} of the operating lever 71 acting on 75, tightening force of _{f a} acting on the rollers 75 when the push rod 5 to the left in FIG. 2, the roller 75 around the O of the roller 75 and When the contact point between the third cam surface 616 a, the angle between the straight line OA and the force f _a and theta, from the balance of forces acting on the rollers 75,
f _hand cosθ ₌ f a sinθ
So,
f _hand = f _a tan θ
It becomes.

ころ７５中心の移動軌跡を表す関数をｇとすれば、関数ｇの導関数ｇ´は、
ｇ´＝ｔａｎθ
であるから、
ｆ_ｈａｎｄ＝ｆ_ａｇ´
となる。 If the function representing the movement locus of the center of the roller 75 is g, the derivative g ′ of the function g is
g ′ = tan θ
Because
f _hand = f _a g ′
It becomes.

図３に示すように、締付けロッド５の軸心からころ７５の中心までの距離をＬ_ｒｏｌｌ、締付けロッド５の軸心から操作レバー７１の操作位置までの距離をＬ_ｈａｎｄ、操作レバー７１に実際に加える操作力をＦ_ｈａｎｄとすれば、
ｆ_ｈａｎｄ＝Ｆ_ｈａｎｄ・（Ｌ_ｈａｎｄ／Ｌ_ｒｏｌｌ）
となるので、
Ｆ_ｈａｎｄ＝（Ｌ_ｒｏｌｌ／Ｌ_ｈａｎｄ）・ｆ_ｈａｎｄ
となる。 As shown in FIG. 3, the distance from the axis of the clamping rod 5 to the center of the roller 75 is L _roll , the distance from the axis of the clamping rod 5 to the operating position of the operating lever 71 is L _hand , and the operating lever 71 is actually If the operating force applied to is _Fhand ,
f _hand = F _hand. (L _hand / L _roll )
So,
F _hand = (L _roll / L _hand ) · f _hand
It becomes.

また、ころ７５、ピン７６、締付けロッド５等の、クランプ動作時に力が加わる部分のばね定数をｋ、ころ７５の数をｎ（実施例ではｎ＝２）とすれば、締付けロッド５を図２の左方向へ押す時にころ７５に加わる力ｆ_ａは、
ｆ_ａ＝ｋ・ｇ／ｎ
となる。 Further, if the spring constant of the portion to which force is applied during the clamping operation, such as the roller 75, the pin 76, and the clamping rod 5, is k, and the number of the rollers 75 is n (n = 2 in the embodiment), the clamping rod 5 is illustrated in FIG. the force f _a applied to the roller 75 when the press to 2 in the left direction,
f _a = k · g / n
It becomes.

従って、
Ｆ_ｈａｎｄ＝（Ｌ_ｒｏｌｌ／Ｌ_ｈａｎｄ）・（ｋ・ｇ／ｎ）・ｇ´
が求められる。
この式で、ｇ・ｇ´が一定であれば、残りの係数は全て定数なので、Ｆ_ｈａｎｄは一定の値に維持されることになる。 Therefore,
F _hand = (L _roll / L _hand ) · (k · g / n) · g ′
Is required.
In this equation, if g · g ′ is constant, the remaining coefficients are all constants, so that F _hand is maintained at a constant value.

従って、ｇ・ｇ´が一定となる関数ｇは、ころ７５中心の移動量（ころ７５が操作レバー７１と共に、締付けロッド５の軸心を中心として公転する距離）をＸ、ころ７５中心のリフト量をＹとすれば、
Ｙ＝Ｘ^１／２
となる。 Therefore, the function g with which g · g ′ is constant is X, the amount of movement of the roller 75 center (the distance that the roller 75 revolves around the axis of the clamping rod 5 together with the operation lever 71), and the lift of the roller 75 center. If the amount is Y,
Y = X ^1/2
It becomes.

この関数、Ｙ＝Ｘ^１／２は、放物線を表す関数、Ｙ^２＝ＸのＹ≧０の部分を表す関数である。従って、第３のカム面６１６の形状を、ころ７５中心の移動軌跡が、実質的に関数Ｙ＝Ｘ^１／２で表される形状になるように形成すれば、操作レバー７１を操作するのに必要な操作力Ｆ_ｈａｎｄは一定となる。 This function, Y = X ^1/2, is a function that represents a parabola, and a function that represents a portion of Y ² = X where Y ≧ 0. Therefore, if the shape of the third cam surface 616 is formed so that the movement locus of the center of the roller 75 is substantially the shape represented by the function Y = X ^1/2 , the operation lever 71 is operated. The operating force F _hand required for the operation is constant.

図７は、第３のカム面６１６の形状が従来の円弧状のカム面の場合のデータＢと、ころ７５中心の移動軌跡が、Ｙ＝Ｘ^１／２の関数の曲線になるようなカム面の場合のデータＡについて、ころ７５中心の移動軌跡（ころ７５中心の移動量Ｘと、ころ７５中心のリフト量Ｙとの関係）を示すグラフである。 FIG. 7 shows data B in the case where the shape of the third cam surface 616 is a conventional arc-shaped cam surface, and a cam in which the movement locus of the center of the roller 75 is a function curve of Y = X ^1/2. 7 is a graph showing a movement locus of the roller 75 center (relationship between the movement amount X of the roller 75 center and the lift amount Y of the roller 75 center) for the data A in the case of a surface.

また、図８は、第３のカム面６１６の形状が従来の円弧状のカム面の場合のデータＢと、ころ７５中心の移動軌跡が、Ｙ＝Ｘ^１／２の関数の曲線になるようなカム面の場合のデータＡについて、操作レバー７１の操作力（ころ７５中心の移動量比と操作レバー７１の操作力比との関係）を示すグラフである。 Further, FIG. 8 shows that the data B when the shape of the third cam surface 616 is a conventional arc-shaped cam surface and the movement locus of the center of the roller 75 are curves of a function of Y = X ^1/2. 6 is a graph showing the operation force of the operation lever 71 (relationship between the movement amount ratio of the center of the roller 75 and the operation force ratio of the operation lever 71) for data A in the case of a simple cam surface.

すなわち、図８に示すように、第３のカム面６１６の形状を、ころ７５中心の移動軌跡が、実質的にＹ＝Ｘ^１／２の関数の曲線になるようなカム面にすれば、従来の円弧状のカム面の場合に比較して、操作力の最大値が約３５％軽減される。また、操作レバー７１のクランプ操作のほとんどの範囲で、操作力を一定に維持することが可能となる。 That is, as shown in FIG. 8, if the shape of the third cam surface 616 is a cam surface such that the movement locus of the center of the roller 75 is substantially a function curve of Y = X ^1/2 , Compared with the case of a conventional arc-shaped cam surface, the maximum value of the operating force is reduced by about 35%. In addition, the operating force can be kept constant in the most range of the clamping operation of the operating lever 71.

図９は、第３のカム面６１６の形状が従来の円弧状のカム面の場合のデータＢと、実施例２の形状のカム面の場合のデータＣについて、操作レバー７１の操作力（ころ７５中心の移動量比と操作レバー７１の操作力比との関係）を示すグラフである。 FIG. 9 shows the operation force (roller) of the operation lever 71 for data B when the third cam surface 616 is a conventional arc-shaped cam surface and data C when the third cam surface 616 is a cam surface having the shape of the second embodiment. 75 is a graph showing the relationship between the movement amount ratio of 75 centers and the operation force ratio of the operation lever 71.

実施例２は、ころ７５中心の移動軌跡が、実施例１のＹ＝Ｘ^１／２の関数の曲線になるように第３のカム面６１６を形成すると共に、このＹ＝Ｘ^１／２の関数の曲線のうち、ころ７５の半径よりも曲率半径が小さい区間を円弧形状で置き換えた形状にした例である。 In the second embodiment, the third cam surface 616 is formed so that the movement locus of the center of the roller 75 becomes a curve of a function of Y = X ^1/2 of the first embodiment, and this Y = X ^1/2 This is an example in which a section having a smaller radius of curvature than the radius of the roller 75 in the function curve is replaced with an arc shape.

すなわち、図９に示すように、第３のカム面６１６の形状を、ころ７５中心の移動軌跡が、実質的にＹ＝Ｘ^１／２の関数の曲線になるようなカム面にし、ころ７５の半径よりも曲率半径が小さい区間を円弧形状で置き換えた形状すれば、従来の円弧状のカム面の場合に比較して、操作力の最大値が約２０％軽減される。また、操作レバー７１のクランプ操作の広い範囲で、操作力を一定に維持することが可能となる。 That is, as shown in FIG. 9, the shape of the third cam surface 616 is changed to a cam surface so that the movement locus of the center of the roller 75 is substantially a function curve of Y = X ^1/2. If the section having a smaller radius of curvature than the radius is replaced with an arc shape, the maximum value of the operating force is reduced by about 20% compared to the case of a conventional arc-shaped cam surface. In addition, the operation force can be kept constant in a wide range of the clamp operation of the operation lever 71.

上記した実施例では、チルト位置調整機構のみを有するステアリング装置のコラムクランプ部に適用した例を示すが、テレスコピック位置調整機構とチルト位置調整機構の両方を有するステアリング装置、及び、テレスコピック位置調整機構のみを有するステアリング装置のコラムクランプ部に適用することもできる。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a column clamp portion of a steering apparatus having only a tilt position adjusting mechanism is shown. However, only a steering apparatus having both a telescopic position adjusting mechanism and a tilt position adjusting mechanism, and a telescopic position adjusting mechanism only. It can also be applied to a column clamp portion of a steering apparatus having

さらに、上記した実施例では、ころ７５は操作レバー７１側に支承され、ころ７５が転動するカム面が左側締付け部材６１側に形成されているが、ころ７５を左側締付け部材６１側に支承し、カム面を操作レバー７１側に形成しても良い。また、転動体の例として、ころの場合を示したが、球体やニードル等の他の形状の転動体でもよい。 Further, in the above-described embodiment, the roller 75 is supported on the operation lever 71 side, and the cam surface on which the roller 75 rolls is formed on the left tightening member 61 side, but the roller 75 is supported on the left tightening member 61 side. The cam surface may be formed on the operation lever 71 side. Moreover, although the case of the roller was shown as an example of a rolling element, the rolling element of other shapes, such as a spherical body and a needle, may be sufficient.

本発明のステアリング装置１０１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。It is a whole perspective view which shows the state which attached the steering device 101 of this invention to the vehicle. 本発明の実施例１のコラムクランプ部１０９を示す一部を断面した正面図であり、締付け状態を示す。It is the front view which carried out the cross section which shows the column clamp part 109 of Example 1 of this invention, and shows a clamping | tightening state. 図２のＰ矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrow P in FIG. 2. 左側締付け部材単体を示す斜視図であり、（１）は正面図、（２）は背面図である。It is a perspective view which shows a left side fastening member single-piece | unit, (1) is a front view, (2) is a rear view. 左側締付け部材に形成された実施例１のカム面を示す拡大展開図である。It is an expanded view which shows the cam surface of Example 1 formed in the left side fastening member. カム面ところとの間に作用する力を示すモデル図である。It is a model figure which shows the force which acts between cam surfaces. 従来のカム面と実施例１のカム面について、ころ中心の移動軌跡（ころの移動量Ｘところのリフト量Ｙとの関係）を示すグラフである。It is a graph which shows the movement locus | trajectory of a roller center (relationship with the amount of movement X of a roller, and the lift amount Y of the roller) about the conventional cam surface and the cam surface of Example 1. FIG. 従来のカム面と実施例１のカム面について、操作レバーの操作力（ころの移動量比と操作レバーの操作力比との関係）を示すグラフである。It is a graph which shows the operation force (relationship between the roller movement amount ratio and the operation force ratio of the operation lever) of the operation lever for the conventional cam surface and the cam surface of Example 1. 従来のカム面と実施例２のカム面について、操作レバーの操作力（ころの移動量比と操作レバーの操作力比との関係）を示すグラフである。It is a graph which shows the operation force (relationship between the moving amount ratio of a roller and the operation force ratio of an operation lever) of an operation lever about the conventional cam surface and the cam surface of Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ステアリング装置
１０２ステアリングシャフト
１０３ステアリングホイール
１０４ユニバーサルジョイント
１０５中間シャフト
１０６ユニバーサルジョイント
１０７ステアリングギヤ
１０８タイロッド
１０９コラムクランプ部
２車体取付けブラケット
２１、２２側板
２１１、２２１チルト用長溝
２１２ガイド突起
３ディスタンスブラケット
３１、３２側板
３１１、３１２貫通孔
４コラム
５締付けロッド
５１雄ネジ
５２フランジ
６１左側締付け部材（第２の締付け部材）
６１１ガイド溝
６１２貫通孔
６１３右側面
６１４左側面（第２のカム面）
６１５第１のカム面
６１６第３のカム面
６２右側締付け部材（第１の締付け部材）
６３スラストベアリング
６４ナット
７１操作レバー（回動部材）
７１１左側面
７２矩形部
７３貫通孔
７４矩形溝
７５ころ（転動体）
７６ピン
７７ピン溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Steering device 102 Steering shaft 103 Steering wheel 104 Universal joint 105 Intermediate shaft 106 Universal joint 107 Steering gear 108 Tie rod 109 Column clamp part 2 Car body attachment bracket 21, 22 Side plate 211, 221 Long slot for tilt 212 Guide protrusion 3 Distance bracket 31, 32 Side plate 311, 312 Through hole 4 Column 5 Tightening rod 51 Male thread 52 Flange 61 Left side tightening member (second tightening member)
611 Guide groove 612 Through hole 613 Right side 614 Left side (second cam surface)
615 First cam surface 616 Third cam surface 62 Right side tightening member (first tightening member)
63 Thrust bearing 64 Nut 71 Operation lever (rotating member)
711 Left side 72 Rectangular portion 73 Through hole 74 Rectangular groove 75 Roller (rolling element)
76 pin 77 pin groove

Claims

車体に取付け可能な車体取付けブラケット、
上記車体取付けブラケットにチルト位置又はテレスコピック位置の少なくともいずれか一方の位置が調整可能に支持されると共に、ステアリングホイールを装着したステアリングシャフトを回動可能に軸支したコラム、
所望のチルト位置又はテレスコピック位置の少なくともいずれか一方の位置で上記車体取付けブラケットに上記コラムを締付けてクランプするために、上記車体取付けブラケット及びコラムに挿通された締付けロッド、
上記締付けロッドの一端に支承され上記車体取付けブラケットの一側面を上記コラムに締付ける第１の締付け部材、
上記締付けロッドの他端に支承され上記車体取付けブラケットの他側面を上記コラムに締付ける第２の締付け部材、
上記締付けロッドの他端に上記第２の締付け部材に対向して回動可能に支承された回動部材、
上記第２の締付け部材または回動部材のいずれか一方に回転可能に支承された転動体、及び、
上記第２の締付け部材または回動部材のいずれか他方に設けられ、上記転動体が転動するカム面を備え、
上記カム面が、締付け解除位置に形成されて、上記転動体の曲率半径と略同一の曲率半径を有する円弧状の第１のカム面と、
締付け位置に形成された平坦な第２のカム面と、
上記第１のカム面と第２のカム面とを接続し、転動体中心の移動軌跡を表す関数と、この移動軌跡を表す関数の導関数との積が一定となる第３のカム面とからなること
を特徴とするステアリング装置。 Body mounting bracket that can be mounted on the body,
A column in which at least one of a tilt position and a telescopic position is supported by the vehicle body mounting bracket so as to be adjustable, and a steering shaft on which a steering wheel is mounted is pivotally supported.
A clamping rod inserted through the vehicle body mounting bracket and the column to clamp and clamp the column to the vehicle body mounting bracket at a desired tilt position or at least one of the telescopic positions;
A first fastening member supported on one end of the fastening rod and fastening one side surface of the vehicle body mounting bracket to the column;
A second fastening member supported on the other end of the fastening rod and fastening the other side of the vehicle body mounting bracket to the column;
A rotating member supported rotatably at the other end of the tightening rod so as to face the second tightening member;
A rolling element rotatably supported on one of the second tightening member and the rotating member; and
A cam surface provided on one of the second tightening member and the rotating member, on which the rolling element rolls;
An arc-shaped first cam surface formed at the tightening release position and having a radius of curvature substantially the same as the radius of curvature of the rolling element;
A flat second cam surface formed in the tightening position;
A third cam surface connecting the first cam surface and the second cam surface and having a constant product of a function representing the movement locus of the rolling element center and a derivative of the function representing the movement locus; A steering device comprising:

請求項１に記載されたステアリング装置において、
Ｘを転動体中心の移動量、Ｙを転動体中心のリフト量としたとき、上記転動体中心の移動軌跡を表す関数が、実質的に下記の式によって表される関数であること
を特徴とするステアリング装置。
Ｙ＝Ｘ^１／２ The steering apparatus according to claim 1, wherein
When X is the amount of movement of the rolling element center and Y is the lift amount of the rolling element center, the function representing the movement locus of the rolling element center is substantially a function represented by the following equation: Steering device.
Y = X ^1/2

請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記転動体中心の移動軌跡が、上記転動体の半径よりも曲率半径が小さい区間を円弧形状で置き換えた形状であること
を特徴とするステアリング装置。 In the steering device according to claim 1 or 2,
The steering device according to claim 1, wherein the moving locus of the rolling element center has a shape in which a section having a smaller radius of curvature than the radius of the rolling element is replaced with an arc shape.

請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記転動体が円筒形であること
を特徴とするステアリング装置。 In the steering device according to claim 1 or 2,
A steering device, wherein the rolling element is cylindrical.

請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記コラムにはディスタンスブラケットが固定され、
上記ディスタンスブラケットが上記車体取付けブラケットにチルト位置又はテレスコピック位置の少なくともいずれか一方の位置が調整可能に摺接し、
上記締付けロッドは上記車体取付けブラケット及びディスタンスブラケットに挿通されていること
を特徴とするステアリング装置。 In the steering device according to claim 1 or 2,
A distance bracket is fixed to the column,
The distance bracket is in sliding contact with the vehicle body mounting bracket such that at least one of a tilt position and a telescopic position is adjustable,
The steering device, wherein the tightening rod is inserted through the vehicle body mounting bracket and the distance bracket.

請求項１または請求項２のいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記回動部材は操作レバーに取付けられ、操作レバーを揺動することにより上記締付けロッドを中心として回動部材が操作レバーと共に回動すること
を特徴とするステアリング装置。 In the steering device according to claim 1 or 2,
A steering apparatus, wherein the rotating member is attached to an operating lever, and the rotating member rotates together with the operating lever about the tightening rod by swinging the operating lever.