JP2012218455A - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メインチューブとテレスコピックチューブの相互の関係を考慮した適切なテレスコピック機構を構成し、部品点数が少なく安価で高剛性のステアリング装置を提供する。
【解決手段】車体に支持するメインチューブ２２内にテレスコピックチューブ２３を摺動自在に保持する。軸方向に延在する閉じた開口部２２ｈを有する筒体でメインチューブを構成する。その開口部内を軸方向に移動可能に連結部材（有底筒体のアタッチメント２４）を配置し、テレスコピックチューブに固着する。この連結部材に駆動部材（螺子軸５２及びナット５３）を連結し、駆動源（電動モータ５０）によって駆動部材を介して連結部材を軸方向に駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、ステアリングホイールの車体前後方向の操作位置を調整し得るテレスコピック機構を備えたステアリング装置に係る。

例えば下記の特許文献１には、車体に対しステアリングコラムを揺動可能に支持し、ステアリングホイールの操作位置を調整し得るチルト機構を備えたステアリング装置が開示されているが、更に、ロアチューブに対し、アッパチューブ及び中間チューブが一体となって軸方向に移動可能とされ、これにより、所謂テレスコピック作動を行い、ステアリングホイールを所望の軸方向位置に調整することができるテレスコピック機構が開示されている。また、下記の特許文献２には、電動モータと送りねじ機構を用いたステアリングホイールの電動式位置調整装置が開示されている。更に、特許文献２の手続補正書には、ねじ杆とナットとの間の相対変位の範囲を制限することによって、インナーコラムの移動の範囲を制限するストッパが開示されている。

特開２００９−６７４３号公報 特開２００８−６８８７０号公報

上記特許文献１に記載のロアチューブはメインチューブとも呼ばれ、中間チューブはテレスコピックチューブとも呼ばれるので、本願においては後者のメインチューブとテレスコピックチューブを用いることとする。特許文献１においては、ロアチューブ（メインチューブ）が相対的に長い筒体と相対的に短い筒体が接合されて成り、長い筒体の端部に軸方向に開口する切欠部が形成されており、この切欠部に、テレスコピックチューブに固着されたアタッチメントが収容された後、短い筒体が接合されてメインチューブが構成されている。換言すれば、特許文献１に記載のロアチューブ（メインチューブ）は二分割されており、部品点数が多いだけでなく両者の接合手段を講ずる必要もあり、コストアップ要因となっていた。

一方、上記特許文献２においては、アウターコラムがメインチューブに相当し、インナーコラムがテレスコピックチューブに相当するものと思われるが、インナーコラムに固着された結合ブラケット（上記のアタッチメントに相当）はアウターコラムから離隔して配置されており、結合ブラケットがアウターコラム内に進入するようには構成されておらず、従って上記の切欠部は形成されていない。また、インナーコラムの移動の範囲を制限するストッパは、アウターコラムやインナーコラムには設けられておらず、ねじ杆とナットとの間の相対変位の範囲を制限すると記載されているように、駆動側に設けられている。つまり、テレスコピック機構に関し、特許文献２におけるアウターコラムとインナーコラムにおける構造上の相互の関係は、特許文献１に開示されたロアチューブ（メインチューブ）と中間チューブ（テレスコピックチューブ）における構造上の相互の関係とは異なり、同様に、本願が対象とするメインチューブとテレスコピックチューブにおける構造上の相互の関係とも異なっている。

そこで、本発明は、テレスコピック機構を備えた車両のステアリング装置において、メインチューブとテレスコピックチューブの相互の関係を考慮した適切なテレスコピック機構を構成し、部品点数が少なく安価で高剛性のステアリング装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車体に支持するメインチューブと、該メインチューブ内に摺動自在に保持するテレスコピックチューブを備え、該テレスコピックチューブを軸方向移動可能に支持し、ステアリングホイールの車体前後方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記メインチューブが、軸方向に延在する閉じた開口部を有する筒体であって、前記開口部内を軸方向に移動可能に配置し前記テレスコピックチューブに固着する連結部材と、該連結部材に連結する駆動部材と、該駆動部材を介して前記連結部材を軸方向に駆動する駆動源とを備えることとしたものである。

前記連結部材を、前記テレスコピックチューブの側面に底部を固着する有底筒体とし、該有底筒体内に前記駆動部材を保持するように構成するとよい。

更に、前記メインチューブの開口部の前端及び後端に夫々係止部を配設し、前記有底筒体を、前記係止部に夫々当接可能に配置するとよい。

前記有底筒体の底部は、車体前方及び車体後方で前記テレスコピックチューブの側面に溶接するとよい。

そして、前記駆動源を、前記メインチューブに支持した電動モータとし、前記駆動部材を、前記電動モータの出力軸に連結する螺子軸と、該螺子軸に螺合するナットを備えたものとし、前記電動モータによる前記螺子軸の回転駆動に応じて、前記ナットが前記螺子軸の軸方向に移動し、前記ナットと共に前記テレスコピックチューブが車体前後方向に移動するように構成することができる。更に、前記電動モータの出力軸と前記螺子軸との間に介装し、前記電動モータの出力を減速して前記螺子軸に伝達する減速機構を備えたものとしてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のステアリング装置においては、メインチューブが、軸方向に延在する閉じた開口部を有する筒体で構成されているので、部品点数が少なく安価で高剛性の装置とすることができると共に、開口部内を軸方向に移動可能に配置しテレスコピックチューブに固着する連結部材と、これに連結する駆動部材と、この駆動部材を介して連結部材を軸方向に駆動する駆動源によって、メインチューブに対するテレスコピックチューブの相対位置関係を円滑且つ確実に調整することができる。

特に、前記連結部材を、テレスコピックチューブの側面に底部を固着する有底筒体とし、この有底筒体内に駆動部材を保持するように構成すれば、テレスコピックチューブに対し連結部材を適切に固定すると共に、確実に駆動部材に連結することができる。

また、メインチューブの開口部の前端及び後端に夫々係止部を配設し、これらの係止部に有底筒体の連結部材を当接可能に配置することとすれば、連結部材ひいてはテレスコピックチューブの移動を確実に阻止することができるので、テレスコピックチューブの許容移動範囲を設定し、テレスコピックストローク量を適切に規制することができる。

更に、有底筒体の底部を、車体前方及び車体後方でテレスコピックチューブの側面に溶接することとすれば、テレスコピックチューブに対し連結部材を容易且つ確実に固定することができる。

上記のステアリング装置において、駆動源を電動モータとし、駆動部材を、電動モータの出力軸に連結する螺子軸と、これに螺合するナットを備えたものとし、螺子軸の回転駆動に応じてナットが軸方向に移動し、ナットと共にテレスコピックチューブが車体前後方向に移動するように構成すれば、メインチューブに対するテレスコピックチューブの相対位置関係を容易且つ確実に調整することができる。更に、電動モータの出力軸と螺子軸との間に減速機構を介装すれば、当該関係を一層容易且つ円滑に調整することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の側面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置の縦断面図である。 本発明の一実施形態に供するアタッチメントの平面図である。 本発明の一実施形態に供するアタッチメントの側断面図である。 本発明の一実施形態に供するアタッチメントの正断面図である。 本発明の一実施形態におけるアタッチメントの溶接工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるテレスコピック機構の組み付け工程を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置において、ステアリングホイールが運転者に対し最も近接した操作位置に調整された状態を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置において、ステアリングホイールが運転者に対し最も離隔した操作位置に調整された状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係るステアリング装置を示すもので、車体（図示せず）に対しステアリングホイール１の操作位置を調整し得るステアリング支持機構２が配設されている。ステアリング支持機構２は機械的あるいは電気的に転舵機構（図示せず）に連結され、この転舵機構はステアリングホイール１の操作に応じて駆動されて車輪操舵機構（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）を転舵するように構成されている。例えば、電動パワーステアリング機構（図示せず）を備えたものであれば、ステアリング支持機構２は機械的に転舵機構に連結されるが、ステアリングバイワイヤ方式であれば、ステアリング支持機構２は電気的に転舵機構に連結される。

本実施形態においては、ステアリングホイール１を後端に支持する第１のコラム部材１０と、これと同軸に配置し、車体（図示せず）に対する揺動中心（Ｃ）を前方に配置すると共に、この揺動中心（Ｃ）回りに揺動可能に支持する第２のコラム部材２０が設けられ、第２のコラム部材２０は固定ブラケット３０に保持されている。ここで、第１のコラム部材１０は、ステアリングホイール１に接続されるアッパシャフト１１と、これを囲繞するように同軸上に回転可能に連結されるアッパチューブ１２から成り、一体となって軸方向移動し得るように構成されている。一方、第２のコラム部材２０は、転舵機構（図示せず）に接続されるロアシャフト２１と、これを囲繞するように同軸上に配置されるメインチューブ２２から成り、メインチューブ２２内にテレスコピックチューブ２３を介してアッパチューブ１２が軸方向に摺動自在に収容されている。

図２に示すように、アッパシャフト１１とロアシャフト２１はスプライン結合されて軸方向移動可能に連結されている。また、テレスコピックチューブ２３はメインチューブ２２内に摺動自在に保持され、軸方向移動可能に支持されている。而して、メインチューブ２２に対し、テレスコピックチューブ２３、アッパチューブ１２、アッパシャフト１１及びステアリングホイール１が一体となって軸方向に移動可能とされてテレスコピック機構３が構成され、ステアリングホイール１を所望の車体前後方向位置に調整することができる。

固定ブラケット３０は、車両の下方に延出して対向する一対の保持部３１及び３２を有し、これらの間にメインチューブ２２が保持され、図１の上方で車体に固定されている。更に、固定ブラケット３０の一対の保持部３１及び３２とメインチューブ２２との間に、夫々押圧機構３３が介装され、これによってメインチューブ２２が摺動自在に押圧支持されている。尚、図２の２２ｐはメインチューブ２２に一体的に形成された受圧部を示し、押圧機構３３は板ばねで構成されている。この押圧機構３３は、ステアリング装置における振動剛性に鑑み、図２に示すように、ステアリングホイール１に近接した位置に設けることが望ましい。

本実施形態のメインチューブ２２は、軸方向に延在する長穴形状の閉じた開口部２２ｈを有する金属製（例えばアルミニウム製）単一部材の筒体で構成され、その開口部２２ｈ内を軸方向に移動可能にアタッチメント２４が配置され、テレスコピックチューブ２３に固着されている。このアタッチメント２４は金属製の有底筒体で、メインチューブ２２の開口部２２ｈの前端及び後端で係止するように配置され、その底部が、車体前方及び車体後方でテレスコピックチューブ２３の側面に溶接されて連結部材が構成されている。

上記のアタッチメント２４をテレスコピックチューブ２３の側面に溶接する際には、テレスコピックチューブ２３の熱による変形を回避するため、プロジェクション溶接が用いられている。図３乃至図５は、プロジェクション溶接に好適なアタッチメント２４の構成を示すもので、アタッチメント２４の底部に突起２４ｐ（本実施形態では二つ）が形成されている。図６は、アタッチメント２４をテレスコピックチューブ２３の側面に溶接する状態を示すもので、溶接対象のテレスコピックチューブ２３の側面に、図６に２３ｆで示すように平面部を形成すれば、一層良好な溶接接合状態を確保することができる。尚、図４及び図６に示すように、アタッチメント２４の対向壁面にはＵ字状の切欠２４ｃが形成されているが、これについては後述する。

本実施形態においては、図１、図２及び図７に示す駆動源５として、メインチューブ２２に支持された電動モータ５０が用いられ、その出力軸５１に連結する螺子軸５２と、この螺子軸５２に螺合しスライダとして機能するナット５３が配設され、これらによって駆動部材が構成されている。即ち、電動モータ５０による螺子軸５２の回転駆動に応じて、ナット５３が螺子軸５２の軸方向に移動し、ナット５３と共にテレスコピックチューブ２３（並びに、アッパチューブ１２、アッパシャフト１１及びステアリングホイール１）が車体前後方向に移動するように構成されている。また、本実施形態においては、電動モータ５０の出力軸５１と螺子軸５２との間に減速機構５４が介装されており、電動モータ５０の出力が適切に減速されて螺子軸５２に伝達される。

更に、本実施形態においては、図１に示すように、固定ブラケット３０の下方に第１のリンク４１の一端部が揺動自在に支持され、その他端部が、くの字形状の第２のリンク４２の一端部に揺動自在に支持されると共に、第２のリンク４２の中間部がメインチューブ２２の下方に揺動自在に支持され、第２のリンク４２の他端部がナット６３に揺動自在に支持されている。このナット６３は螺子軸６２に螺合されてスライダとして機能し、螺子軸６２を回転駆動する電動モータ６０が、チルト機構４用の駆動源６に供される。

図７はテレスコピック機構３の組み付け状況を示すもので、前述のようにテレスコピックチューブ２３に溶接されたアタッチメント２４に対し、ナット５３が緩衝部材５５を介して収容されると共に、螺子軸５２がＵ字状の切欠２４ｃ内に収容された後、駆動源５がメインチューブ２２に螺着される。尚、図７の２２ｓはアタッチメント２４の移動を阻止するための係止部を示し、開口部２２ｈの後端側でメインチューブ２２と一体的に形成されている。また、図７の５ｓは、開口部２２ｈの前端側でアタッチメント２４の移動を阻止するための係止部を示し、この係止部５ｓは駆動源５のハウジングと一体的に形成されているが、後端側と同様、メインチューブ２２と一体的に形成することとしてもよい。これらの係止部５ｓ及び２２ｓによって、アタッチメント２４（ひいてはテレスコピックチューブ２３）の移動を阻止するために必要な当接面積が確保されているが、開口部２２ｈの前端及び後端の内側面で必要な当接面積が確保される場合には、係止部５ｓ及び２２ｓを省略することとしてもよい。

上記の構成に成るテレスコピック機構３を駆動するときには、電動モータ５０を起動し、その出力軸５１を回転駆動すると、減速機構５４を介して減速されて螺子軸５２に伝達され、これに螺合するナット５３が軸方向に移動し、このナット５３が収容されたアタッチメント２４と共に、テレスコピックチューブ２３が軸方向に移動する。而して、テレスコピックチューブ２３と共に、アッパチューブ１２、アッパシャフト１１及びステアリングホイール１が軸方向に移動し、ステアリングホイール１が所望の車体前後方向位置となったときに電動モータ５０を停止すれば、ステアリングホイール１を所望の操作位置に調整することができる。

図８及び図９は、夫々、ステアリングホイール１が車体の最後方位置、即ち、運転者に対し最も近接した操作位置に調整された状態と、ステアリングホイール１が車体の最前方位置、即ち、運転者に対し最も離隔した操作位置に調整された状態を示している。図８においては、アタッチメント２４の後端面が係止部２２ｓに当接した状態にあって、テレスコピックチューブ２３が最後方位置で係止され、図９においては、アタッチメント２４の前端面が係止部５ｓに当接した状態にあって、テレスコピックチューブ２３が最前方位置で係止されている。何れの場合も、係止部５ｓ及び２２ｓによって、アタッチメント２４の移動を阻止するために必要な当接面積が確保されているので、テレスコピックチューブ２３の移動を確実に係止位置で阻止することができ、テレスコピックストローク量を適切に規制することができる。

尚、本実施形態のステアリング支持機構２は衝撃吸収機能も有し、以下のように作動する。例えば、図２に示す通常状態で、ステアリングホイール１に対して、後方から所定以上の荷重が入力されると、アッパシャフト１１と一体的に連結されたアッパチューブ１２がテレスコピックチューブ２３に対し軸方向に移動する。即ち、アッパチューブ１２は、アッパシャフト１１及びステアリングホイール１と共に、図２の通常状態の位置から前進し、所定の停止位置（図示せず）まで移動する。この間のアッパチューブ１２、アッパシャフト１１及びステアリングホイール１の移動により、ステアリングホイール１に対する衝撃が吸収される。即ち、ステアリングホイール１に対して所定荷重を越える荷重が作用すると、アッパチューブ１２が漸次テレスコピックチューブ２３内に収容され、両者間に介装されている環状の摩擦材（符号省略）の摩擦力に抗してアッパチューブ１２が前進することにより、衝撃が吸収される。

１ ステアリングホイール
３ テレスコピック機構
４ チルト機構
５，６ 駆動源
１０ 第１のコラム部材
１１ アッパシャフト
１２ アッパチューブ
２０ 第２のコラム部材
２１ ロアシャフト
２２ メインチューブ
２２ｈ 開口部
５ｓ，２２ｓ 係止部
２３ テレスコピックチューブ
２４ アタッチメント（連結部材）
３０ 固定ブラケット
５０，６０ 電動モータ
５２ 螺子軸（駆動部材）
５３ ナット（駆動部材）
５４ 減速機構

Claims (6)

1. 車体に支持するメインチューブと、該メインチューブ内に摺動自在に保持するテレスコピックチューブを備え、該テレスコピックチューブを軸方向移動可能に支持し、ステアリングホイールの車体前後方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記メインチューブが、軸方向に延在する閉じた開口部を有する筒体であって、前記開口部内を軸方向に移動可能に配置し前記テレスコピックチューブに固着する連結部材と、該連結部材に連結する駆動部材と、該駆動部材を介して前記連結部材を軸方向に駆動する駆動源とを備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記連結部材が、前記テレスコピックチューブの側面に底部を固着する有底筒体であって、該有底筒体内に前記駆動部材を保持するように構成したことを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
3. 前記メインチューブの開口部の前端及び後端に夫々係止部を配設し、前記有底筒体を、前記係止部に夫々当接可能に配置することを特徴とする請求項２記載の車両のステアリング装置。
4. 前記有底筒体の底部を、車体前方及び車体後方で前記テレスコピックチューブの側面に溶接することを特徴とする請求項２又は３記載の車両のステアリング装置。
5. 前記駆動源が、前記メインチューブに支持した電動モータであって、前記駆動部材が、前記電動モータの出力軸に連結する螺子軸と、該螺子軸に螺合するナットを備えて成り、前記電動モータによる前記螺子軸の回転駆動に応じて、前記ナットが前記螺子軸の軸方向に移動し、前記ナットと共に前記テレスコピックチューブが車体前後方向に移動するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両のステアリング装置。
6. 前記電動モータの出力軸と前記螺子軸との間に介装し、前記電動モータの出力を減速して前記螺子軸に伝達する減速機構を備えたことを特徴とする請求項５記載の車両のステアリング装置。

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