JP2011057020A

JP2011057020A - ステアリングコラム支持構造

Info

Publication number: JP2011057020A
Application number: JP2009206934A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Okamoto; 雄一郎岡本
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】位置調整機構を備え、支持剛性を向上したステアリングコラム支持構造を提供する。
【解決手段】ステアリングコラム支持構造を、インナジャケット１０と、アウタジャケット２０と、アウタジャケットの側面に対向して配置された第１の支持部材５２，６２と、アウタジャケットを挟んで第１の支持部材と対向して配置され、第１の支持部材に対して低剛性とされた第２の支持部材５３と、第１及び第２の支持部材との間にわたして設けられ、中間部に係合部７１が形成されたチルトボルト７０と、アウタジャケットに設けられ、第１の支持部材と第２の支持部材とに挟持され撓むことによってインナジャケットを拘束するコラム側ブラケット２１と、アウタジャケットに設けられ、第１の支持部材とチルトボルトの係合部とに挟持される実質剛体として形成されたコラム支持部２３と、チルトボルトの両端部にそれぞれ張力を付与する牽引手段８０，９０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両のステアリングコラムを支持するステアリングコラム支持構造に関し、特に、チルト機構及びテレスコピック機構を有するステアリングコラムの支持剛性を向上したものに関する。

自動車等の車両に設けられるステアリングコラムは、ステアリングホイールの回転をステアリングギアボックスに伝達するステアリングシャフトと、ステアリングシャフトを収容する筒状体であるジャケットとを備えて構成されている。
ステアリングコラムには、異なった体格のドライバが適切な運転姿勢を取れるように、ステアリングホイールの上下位置を調整するチルト機構、ステアリングホイールの軸方向位置を調整するテレスコピック機構を設けることが知られている。

このようなステアリングコラム支持構造に関する従来技術として、例えば特許文献１、２には、ステアリングコラム側に設けられたコラム側ブラケットを、車体側に設けられ可撓性を有する車体側ブラケットで挟持し、チルトボルトで締め付けることによってステアリングコラムを支持することが記載されている。

特開２０００−２３８６４８号公報特開２００４−３３８５４９号公報

従来のステアリングコラム支持構造において、車体側ブラケットによるチルト機構及びテレスコピック機構の保持力は、レバーの回転によって発生するチルトボルトの軸力でコラム側の被締結備品を締め上げることによって得ている。このため、車体側ブラケットの剛性を高くすると、チルトボルトの軸力ロスが大きくなって必要な保持力が得られず、ステアリングコラムの支持剛性を高めることが困難であった。
一方、ステアリング操作時のフィーリングや、エアバッグ作動時における軸力、コラムアシスト式パワーステアリングのトルク反力等を考慮した場合、ステアリングコラムの支持剛性を向上することが要望されている。
本発明の課題は、位置調整機構を備えたステアリングコラムの支持剛性を向上したステアリングコラム支持構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、ステアリングホイールの回転をステアリングギアボックスに伝達するステアリングシャフト、及び、筒状に形成され前記ステアリングシャフトを収容するジャケットを有するステアリングコラムを支持するステアリングコラム支持構造であって、軸方向位置が車体に対して拘束されたインナジャケットと、前記インナジャケットが挿入されるとともに前記インナジャケットに対して軸方向に相対変位可能とされたアウタジャケットと、前記車体に固定され前記アウタジャケットの側面に対向して配置された第１の支持部材と、前記車体に固定され前記アウタジャケットを挟んで前記第１の支持部材と対向して配置され、前記第１の支持部材に対して低剛性とされた第２の支持部材と、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間にわたして設けられ、中間部に係合部が形成されたチルトボルトと、前記アウタジャケットに設けられ、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とに挟持され撓むことによって前記インナジャケットを拘束するコラム側ブラケットと、前記アウタジャケットに設けられ、前記第１の支持部材と前記チルトボルトの係合部とに挟持される実質剛体として形成されたコラム支持部と、前記チルトボルトの前記第１の支持部材側の端部を牽引する第１の牽引手段と、前記チルトボルトの前記第２の支持部材側の端部を牽引する第２の牽引手段とを備えることを特徴とするステアリングコラム支持構造である。

請求項２の発明は、前記第１の牽引手段及び前記第２の牽引手段は、共通の操作部材によって駆動されるとともに、前記操作部材の操作量あたりの牽引量が相互に異なることを特徴とする請求項１に記載のステアリングコラム支持構造である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）比較的高剛性とされた第１の支持部材で実質剛体であるコラム支持部を支持することによって、ステアリングコラムを強固に支持して支持剛性を向上することができる。
また、比較的低剛性とされた第２の支持部材でコラム側ブラケットを締め上げることによって、第１の支持部材を高剛性とした場合であっても、チルトボルトの軸力ロスを抑制して適切なチルト機構及びテレスコピック機構の保持力を発生することができる。
本発明によれば、コラムアシスト式パワーステアリング装置を設けた場合にトルク反力を負担することが可能となり、また、エアバッグ作動時のテレスコピック保持力等を確保するための多板プレート式等のポジティブロック機構を設ける必要がない。
（２）第１及び第２の牽引手段は、共通の操作部材によって駆動されるとともに、操作部材の操作量あたりの牽引量が相互に異なることによって、ステアリングコラムの支持剛性及びチルト機構、テレスコピック機構の保持力を個別に適切に設定することができる。

本発明を適用したステアリングコラム支持構造の実施例を車幅方向から見た側面視図である。図１のII−II部矢視図である。図２のIII部拡大図である。

本発明は、位置調整機構を備えたステアリングコラムの支持剛性を向上したステアリングコラム支持構造を提供する課題を、チルトブラケットの側壁の一方を高剛性とし、この側壁とチルトブラケット中間部の係合部との間でアッパジャケットに設けられた実質剛体の被締結部を締結することによって解決した

以下、本発明を適用したステアリングコラム支持構造の実施例について説明する。
実施例のステアリングコラム支持構造は、例えば乗用車等の自動車に設けられ、ステアリングホイールの回転をステアリングギアボックスに伝達するステアリングシャフトを含むステアリングコラムを支持するものである。
図１、図２に示すように、ステアリングコラムは、インナジャケット１０、アウタジャケット２０、アクチュエータユニット３０等を備えて構成されている。
また、上述したステアリングコラムを支持するステアリングコラム支持装置は、基部プレート４０、チルトブラケット５０、補剛プレート６０、チルトボルト７０、第１ナット８０、第２ナット９０、操作レバー１００等を備えて構成されている。

インナジャケット１０は、内部にステアリングシャフトＳが収容される略円筒状の部材である。インナジャケット１０のステアリングギアボックス側（図１における左側）の端部は、チルト動作を可能とするため、図示しないヒンジ機構によって、車体に対して車幅方向に沿った回転軸回りに揺動可能に取付られている。

アウタジャケット２０は、インナジャケット１０のステアリングホイール側（図１における右側）の端部が挿入される筒状の部材である。
図２、図３に示すように、アウタジャケット２０には、コラム側ブラケット（ディスタンスブラケット）２１が設けられている。
コラム側ブラケット２１は、インナジャケット保持部２２、第１被締結部２３、第２被締結部２４を、例えばアルミニウム系合金の鋳造等によって一体に形成したものである。
インナジャケット保持部２２は、インナジャケット１０の左右側面部及び上面部に沿わせて配置され、可撓性を有するよう薄肉に形成された部分である。インナジャケット保持部２２は、インナジャケット１０の外周面を締め付けて保持し、チルト機構及びテレスコピック機構の保持力を発生する部分である。

第１被締結部２３及び第２被締結部２４は、インナジャケット１０の左右両側部におけるインナジャケット保持部２２の両端部から、下方に延びて形成された部分である。
第１被締結部（コラム支持部）２３は、第２被締結部２４に対して車幅方向（チルトボルト７０の軸方向・図２、３における左右方向）の厚さが大きくされ、インナジャケット１０の下端部近傍まで回りこんで形成されている。
第１被締結部２３及び第２被締結部２４には、チルトボルト７０が挿入されるボルト穴２３ａ，２４ａがそれぞれ形成されている。ボルト穴２３ａ，２４ａは、テレスコピック動作を可能とするため、アウタジャケット２０の軸方向（図２、図３における紙面奥行き方向）に沿って延びた長穴となっている。

第１被締結部２３と第２被締結部２４は、インナジャケット１０の下部において、車幅方向に間隔を隔てて対向して配置されている。
コラム側ブラケット２１は、第１被締結部２３と第２被締結部２４とをチルトブラケット５０の側壁５２，５３によって挟持し、チルトボルト７０で締め上げた際に、インナジャケット保持部２２が弾性変形することによってインナジャケット１０を保持する。
また、第１被締結部２３は、チルトボルト７０の軸力による変形量が実質的に無視し得る実質剛体として形成されている。

アクチュエータユニット３０は、図示しないトルクセンサ、ＥＣＵ等と協働してコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置を構成するものであって、ステアリングシャフトにアシスト力を付与する電動モータ及び減速機構等を備えている。
アクチュエータユニット３０は、インナジャケット１０のステアリングギアボックス側の端部近傍に固定されている。

基部プレート４０は、車体のインストルメントパネル内で車幅方向に延びて配置された図示しないステアリングビームに固定される板金部材であって、ステアリングコラム支持装置の基部となるものである。
基部プレート４０の車幅方向における中央部には、下面部を上方に凹ませて形成され、チルトブラケット５０の上部が嵌め込まれる凹部４１が形成されている。

チルトブラケット５０は、基部プレート４０の凹部４１に固定される上面５１、及び、上面５１の左右両端部からそれぞれ下方に延びた側壁５２，５３を有するコの字状断面の部材である。側壁５２，５３は、それぞれアウタジャケット２０のコラム側ブラケット２１における第１被締結部２３及び第２被締結部２４の側面部と当接している。チルトブラケット５０は、側壁５２，５３によってコラム側ブラケット２１を挟持し、チルトボルト７０の軸力によって締め上げるものである。

補剛プレート６０（図１では図示しない）は、基部プレート４０に固定される上面６１及びチルトブラケット５０の側壁５２におけるコラム側ブラケット２１とは反対側の面部に添付され、例えばスポット溶接等によって固定される側壁６２を有するＬ字状断面の部材である。
補剛プレート６０は、チルトボルト７０の軸力に対する側壁５２の剛性を高め、側壁５２と協働して本発明にいう比較的高剛性の第１の支持部材を構成するものである。また、側壁５３は、この第１の支持部材に対して相対的に低剛性の第２の支持部材を構成する。なお、ここでいう剛性とは、チルトボルト７０の軸方向の荷重に対するものをいう。
ここで、チルトブラケット５０の側壁５２，５３及び補剛プレート６０の側壁６２には、チルトボルト７０が挿入されるボルト穴５２ａ，５３ａ，６２ａがそれぞれ形成されている。これらのボルト穴５２ａ，５３ａ，６２ａは、チルト動作を可能とするため、上下方向に略沿って延びた長穴となっている。

チルトボルト７０は、車幅方向に略沿って延びた軸状部材の両端部に逆ネジを形成したものである。
チルトボルト７０の中間部には、外径側に鍔状に張り出して形成された係合部７１が形成されている。
係合部７１は、アウタジャケット２０のコラム側ブラケット２１における第１被締結部２３の第２被締結部２４側の面部と当接している。

係合部７１をチルトボルト７０の軸方向から見た形状は、例えば、四角形に形成されている。第１被締結部２３には、係合部７１の四角形状に対応した凹部が形成され、チルトボルト７０の軸回りの回転を防止するようになっている。

第１ナット８０及び第２ナット９０は、チルトボルト７０の両端部に形成されたネジ部にそれぞれ螺合され、チルトボルト７０を牽引する牽引手段である。
第１ナット８０は、チルトボルト７０の補剛プレート６０側の端部に螺合されている。第１ナット８０の座面は、補剛プレート６０の側壁６２の車幅方向外側の面部に当接している。
第２ナット９０は、チルトブラケット５０の側壁５３側におけるチルトボルト７０の端部に螺合されている。第２ナット９０の座面は、側壁５３の車幅方向外側の面部に当接している。
なお、第１ナット８０及び第２ナット９０のネジピッチは、それぞれのナットに要求されるチルトボルト７０の牽引ストローク、張力に応じて異なった設定がなされている。例えば、第１ナット８０のネジピッチを、第２ナット９０に対して粗に設定する。

操作レバー１００は、ユーザがチルト機構及びテレスコピック機構の締結及び緩め操作を行う操作部である。操作レバー１００は、操作ノブ１０１、第１ナット駆動レバー１０２、第２ナット駆動レバー１０３等を備えて構成されている。
操作ノブ１０１は、ユーザが把持する操作入力部である。ユーザは、例えば操作ノブ１０１を奥側（トーボード側）へ押し込み、操作レバー１００を図１における時計回りに回転させることによってチルト機構及びテレスコピック機構によるステアリングホイールの位置調整が可能な状態とし、調整後操作ノブ１０１を手前側（ステアリングホイール側）へ引き、操作レバー１００を図１における反時計回りに回転させることによって、チルト機構及びテレスコピック機構をロックし、ステアリングホイールの位置を固定する。
操作ノブ１０１は、図３等に示すように、第１ナット８０の下方（ステアリングコラムの左下方）に配置されている。

第１ナット駆動レバー１０２は、操作ノブ１０１と第１ナット８０との間にわたして設けられ、チルトボルト７０の中心軸回りに揺動することによって操作ノブ１０１の動きを第１ナット８０に伝達するものである。第１ナット駆動レバー１０２と第１ナット８０との接続部には、抜け止め用のキャップ１０２ａ（図３のみ図示する）が設けられる。

第２ナット駆動レバー１０３は、第１ナット駆動レバー１０２の中間部と第２ナット９０との間にわたして設けられ、第１ナット駆動レバー１０２とともに揺動することによって、操作ノブ１０１の動きを第２ナット９０に伝達するものである。第２ナット駆動レバー１０３と第２ナット９０との接続部には、抜け止め用のキャップ１０３ａ（図３のみ図示する）が設けられる。

次に、実施例のステアリングコラム支持構造の動作について説明する。
操作レバー１００によってユーザが締結操作を行うと、第１ナット８０及び第２ナット９０がチルトボルト７０に対してその中心軸回りに回転し、ネジによってそれぞれチルトボルト７０に対してその中央部側へ相対変位し、これらに挟持される各部材からの反力によってチルトボルト７０には張力が発生する。
そして、アウタジャケット２０のコラム側ブラケット２１における第１被締結部２３は、チルトボルト７０の係合部７１と第１ナット８０との間に作用する張力によって、チルトブラケット５０の側壁５２及び補剛プレート６０の側壁６２に締結される。

また、アウタジャケット２０のコラム側ブラケット２１における第１被締結部２３及び第２被締結部２４は、第２ナット９０によって発生するチルトボルト７０の張力から、チルトブラケット５０の側壁５３の弾性変形に要する軸力ロス分を差し引いた力によって、チルトブラケット５０の側壁５２，５３によって挟持され締め上げられる。これにより、コラム側ブラケット２１は第１被締結部２３及び第２被締結部２４の間隔が狭まる方向へ弾性変形し、インナジャケット保持部２２はインナジャケット１０を締結する。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）チルトボルト７０の係合部７１と第１ナット８０との間の張力により、補剛プレート６０で補強されたチルトブラケット５０の側壁５２で実質剛体であるコラム側ブラケット２１の第１被締結部２３を支持することによって、ステアリングコラムの支持剛性を向上することができる。
また、比較的低剛性とされたチルトブラケット５０の側壁５３でコラム側ブラケット２１を締め上げることによって、側壁５２を補剛していてもチルトボルト７０の軸力ロスを低減し、適切なチルト機構及びテレスコピック機構の保持力を発生することができる。
本実施例によれば、コラムアシスト式パワーステアリング装置のアクチュエータユニット３０のトルク反力を、インナジャケット１０のヒンジ部だけでなくステアリングコラム支持装置によっても負担することが可能となる。ヒンジ部は、通常は異音の発生を防止するため樹脂等を設けることが多く、剛性を得にくいため、ステアリングコラム支持装置でもトルク反力を負担することによって、捻り方向の支持剛性を大幅に向上することができる。こうしてステアリング系のアライニングトルク剛性が向上するため、操縦安定性や操舵フィーリングの向上も図ることができる。
また、ステアリングホイールに内蔵された図示しないエアバッグ作動時のテレスコピック保持力等を確保するために、例えば多板プレート式等のポジティブロック機構を設ける必要がない。
（２）第１ナット８０及び第２ナット９０は、共通の操作レバー１００によって駆動されるとともに、両者のネジピッチが異なるため操作レバー１００の操作量あたりの牽引量が相互に異なることによって、ステアリングコラムの支持剛性及びチルト機構、テレスコピック機構の保持力を個別かつ適切に設定することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）ステアリングコラム支持構造を構成する各部材の構成、形状、材質、製法等は上述した実施例のものに限定されず、適宜変更することができる。例えば、実施例ではチルトブラケットと補剛プレートとを２枚重ねすることによって第１の支持部材を構成しているが、これを第２の支持部材に対して肉厚の部材として一体に形成してもよい。
（２）実施例ではチルトボルトをその両端に設けたネジで牽引する構成としているが、ネジ以外の例えばカム機構等によって牽引してもよい。この場合、チルトボルトの両端のカム機構のカム高さを異ならせてもよい。

１０インナジャケット２０アウタジャケット
２１コラム側ブラケット２２インナジャケット保持部
２３第１被締結部２３ａボルト穴
２４第２被締結部２４ａボルト穴
３０アクチュエータユニット
４０基部プレート４１凹部
５０チルトブラケット５１上面
５２側壁５２ａボルト穴
５３側壁５３ａボルト穴
６０補剛プレート６１上面
６２側壁６２ａボルト穴
７０チルトボルト７１係合部
８０第１ナット９０第２ナット
１００操作レバー１０１操作ノブ
１０２第１ナット駆動レバー１０２ａキャップ
１０３第２ナット駆動レバー１０３ａキャップ
Ｓステアリングシャフト

Claims

ステアリングホイールの回転をステアリングギアボックスに伝達するステアリングシャフト、及び、筒状に形成され前記ステアリングシャフトを収容するジャケットを有するステアリングコラムを支持するステアリングコラム支持構造であって、
軸方向位置が車体に対して拘束されたインナジャケットと、
前記インナジャケットが挿入されるとともに前記インナジャケットに対して軸方向に相対変位可能とされたアウタジャケットと、
前記車体に固定され前記アウタジャケットの側面に対向して配置された第１の支持部材と、
前記車体に固定され前記アウタジャケットを挟んで前記第１の支持部材と対向して配置され、前記第１の支持部材に対して低剛性とされた第２の支持部材と、
前記第１の支持部材と前記第２の支持部材との間にわたして設けられ、中間部に係合部が形成されたチルトボルトと、
前記アウタジャケットに設けられ、前記第１の支持部材と前記第２の支持部材とに挟持され撓むことによって前記インナジャケットを拘束するコラム側ブラケットと、
前記アウタジャケットに設けられ、前記第１の支持部材と前記チルトボルトの係合部とに挟持される実質剛体として形成されたコラム支持部と、
前記チルトボルトの前記第１の支持部材側の端部を牽引する第１の牽引手段と、
前記チルトボルトの前記第２の支持部材側の端部を牽引する第２の牽引手段と
を備えることを特徴とするステアリングコラム支持構造。
前記第１の牽引手段及び前記第２の牽引手段は、共通の操作部材によって駆動されるとともに、前記操作部材の操作量あたりの牽引量が相互に異なること
を特徴とする請求項１に記載のステアリングコラム支持構造。