JP2019104368A - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置において、簡単且つ安価な構成で円滑な揺動作動を確保し得るステアリング装置を提供する。【解決手段】固定ブラケット１及びメインハウジング２に対し夫々ステアリングシャフト４の軸に直交する第１のピボット軸Ｐ１及び第２のピボット軸Ｐ２を中心に揺動可能に支持されるリンク機構ＬＭと、第２のピボット軸を中心にリンク機構に回転可能に支持される摺動部材９と、この摺動部材を摺動可能に収容する嵌合凹部２ａを有しメインハウジングに支持される支持部材２ｂを備え、駆動機構ＭＴによってリンク機構を駆動しステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する。摺動部材は、その支持孔に軸部材（ピン１０）の一端が回転可能に支持されると共に他端がリンク機構に固定される。【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、少なくともステアリングホイールを上下方向に駆動する電動チルト機構を備えたステアリング装置に係る。

上記ステアリング装置に関し、例えば下記の特許文献１には、その実施形態に関し、「上部ブラケット２０に対して揺動アーム６が揺動するように駆動すると、図６の前記第１回動軸２３は前記第２揺動軸５を中心として小さな半径で回動すると同時に前記第１揺動軸４を中心として大きな半径で回動する必要があり、このときのずれを吸収するため、上部ブラケット２０の左右のサイドブラケット部２０ｂにはブッシュリンク２５を介して円盤２６が回転自在に支持され、該円盤２６の偏心位置に配置した前記第２揺動軸５を介して、上部ブラケット２０に揺動アーム６が回転自在に支持されている」と説明されている（特許文献１の段落〔００２５〕に記載）。

また、特許文献２には、「本実施形態のリンク機構４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（一対のリンク部材４１で構成される）の上端部がピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持され、その下端部が、第２のリンク（リンク部材４２で構成される）の一対の腕部４２１，４２２の後方上端部にピボット軸Ｐ２を中心に回転可能に支持されている。」と説明されており（特許文献２の段落〔００１５〕に記載）、「リンク部材４１」によって特許文献１に記載の「ずれ」が吸収されるように構成されている。

特許第５１６１５３４号公報 特許第５７９６７７６号公報

上記特許文献１及び２に記載の装置に供される「円盤２６」や「リンク部材４１」は、回転可能に支持する必要があるが、装着対象から分離しないように保持するため固定部材等が必要とされる。また、上記の「円盤２６」や「リンク部材４１」の円滑な回転摺動を確保するためには装着対象との間に摺動部材を介装する必要もあり、固定部材や摺動部材の追加はコストアップ要因となる。

そこで、本発明は、少なくとも電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置において、簡単且つ安価な構成で円滑な揺動作動を確保し得る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、本発明のステアリング装置は、車体に固定される固定ブラケットと、該固定ブラケットに対し揺動可能に支持され、車体前後方向に延在する筐体のメインハウジングと、該メインハウジング内に収容される筒体の可動コラム部材と、該可動コラム部材内に収容され当該可動コラム部材と共に前記メインハウジングに対し軸方向移動可能に支持されるステアリングシャフトと、前記固定ブラケット及び前記メインハウジングに対し夫々前記ステアリングシャフトの軸に直交する第１のピボット軸及び第２のピボット軸を中心に揺動可能に支持されるリンク機構と、前記第２のピボット軸を中心に前記リンク機構に回転可能に支持される摺動部材と、該摺動部材を摺動可能に収容する嵌合凹部を有し前記メインハウジングに支持される支持部材と、前記リンク機構に連結され、前記リンク機構を駆動し前記ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する駆動機構とを備えることとしたものである。

上記のステアリング装置において、前記摺動部材は、前記第２のピボット軸を軸芯とする支持孔を有するものとし、該支持孔に一端が回転可能に支持されると共に、他端が前記リンク機構に固定される軸部材を備えたものとするとよい。

前記摺動部材は、前記第２のピボット軸を中心に前記第２のピボット軸に直交する平行な二平面を有し、前記嵌合凹部は、前記摺動部材の移動方向に前記摺動部材より長尺の二平面を有する構成するとよい。例えば、前記摺動部材は、ホーストラック形状断面を有するものとし、前記嵌合凹部は、前記摺動部材の移動方向に前記ホーストラック形状断面より長尺のホーストラック形状断面を有するものとするとよい。

更に、前記摺動部材は、少なくとも一方の平面部に形成され、前記支持孔の両側から当該平面部の外方に突出し、前記第２のピボット軸に平行な少なくとも一対の突状部を有するものとするとよい。加えて、前記摺動部材は、前記一対の突状部の各々の基部に形成され、前記第２のピボット軸に平行な一対の肉抜孔を有するものとしてもよい。

上記のステアリング装置において、前記リンク機構は、前記第１及び第２のピボット軸を有する第１のアーム部と、該第１のアーム部に一体的に連結されると共に、前記第１及び第２のピボット軸を結ぶ軸に対し所定角度の軸上で前記駆動機構に連結される第２のアーム部を具備するものとするとよい。

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は、固定ブラケット及びメインハウジングに対し夫々ステアリングシャフトの軸に直交する第１のピボット軸及び第２のピボット軸を中心に揺動可能に支持されるリンク機構、第２のピボット軸を中心にリンク機構に回転可能に支持される摺動部材と、この摺動部材を摺動可能に収容する嵌合凹部を有しメインハウジングに支持される支持部材を備えており、摺動部材が嵌合凹部に対し、摺動性を維持しつつ隙間が生じないように保持されるので、リンク機構の揺動とメインハウジングの揺動のズレが適切に吸収され、円滑な揺動作動を確保することができる。

上記のステアリング装置において、第２のピボット軸を軸芯とする支持孔を有する摺動部材と、支持孔に一端が回転可能に支持されると共に、他端がリンク機構に固定される軸部材を備えたものとすれば、簡単且つ安価な構成で円滑な揺動作動を確保することができる。

上記の摺動部材は、第２のピボット軸を中心に第２のピボット軸に直交する平行な二平面を有し、嵌合凹部は、摺動部材の移動方向に摺動部材より長尺の二平面を有する構成とすれば、嵌合凹部に対し、容易に摺動性を維持しつつ隙間が生じないように摺動部材を保持することができる。この結果、リンク機構の揺動とメインハウジングの揺動のズレが適切に吸収され、円滑な揺動作動を確保することができる。例えば、摺動部材は、ホーストラック形状断面を有するものとし、嵌合凹部は、摺動部材の移動方向にホーストラック形状断面より長尺のホーストラック形状断面を有するものとすることができる。

更に、摺動部材が、少なくとも一方の平面部に形成され、支持孔の両側から当該平面部の外方に突出し、第２のピボット軸に平行な少なくとも一対の突状部を有するものすれば、突状部により局部的なプレスフィット部が構成されるので、嵌合凹部に対し、容易に摺動性を維持しつつ隙間が生じないように摺動部材を保持することができる。加えて、摺動部材が、一対の突状部の各々の基部に形成され、第２のピボット軸に平行な一対の肉抜孔を有するものとすれば、肉抜孔により突状部の変形量を調整することができるので、容易且つ確実に摺動性を維持しつつ隙間が生じないように摺動部材を保持することができる。

上記のステアリング装置において、リンク機構は、第１及び第２のピボット軸を有する第１のアーム部と、第１のアーム部に一体的に連結されると共に、第１及び第２のピボット軸を結ぶ軸に対し所定角度の軸上で駆動機構に連結される第２のアーム部を具備するものとすれば、摺動部材を容易に装着することができ、良好な組付性を確保することができる。

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分解斜視図である。 本発明の一実施形態におけるリンク機構部分の縦断面図である。 本発明の一実施形態に供される摺動部材の他の態様の斜視図である。 本発明の一実施形態に供される摺動部材の更に他の態様の斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置のレイクアップ時の状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るステアリング装置のレイクダウン時の状態を示す側面図である。

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の全体構成を示すもので、車体Ｖに固定される固定ブラケット１と、この固定ブラケット１に対し揺動可能に支持され、車体前後方向に延在し前後両端に開口部を有する筐体のメインハウジング２と、その一方の開口部を介してメインハウジング１内に収容される筒体の可動コラム部材３と、可動コラム部材３内に収容され可動コラム部材３と共にメインハウジング２に対し軸方向移動可能に支持されるステアリングシャフト４を備えている。更に、固定ブラケット１及びメインハウジング２に対し夫々ステアリングシャフト４の軸に直交する第１のピボット軸Ｐ１及び第２のピボット軸Ｐ２を中心に揺動可能に支持されるリンク機構ＬＭと、このリンク機構ＬＭを駆動しステアリングシャフト４を所望の傾斜角度に調整する駆動機構ＭＴを備えている。而して、駆動機構ＭＴの作動に応じてステアリングシャフト４が所望の傾斜角度に調整され、ステアリングホイール（図示せず）の操作位置が調整される電動チルト機構が構成されている。

本実施形態においては、更にテレスコピック機構ＴＬが搭載されており、メインハウジング２に対し、可動コラム部材３、ステアリングシャフト４及びステアリングホイール（図示せず）が一体となって軸方向移動するように構成されており、ステアリングホイールを所望の車体前後方向位置に調整することができるが、本発明とは直接関係しないので説明を省略する。

本実施形態の可動コラム部材３は、アッパチューブ（インナチューブ）３ａと、これに圧入されるロアチューブ（アウタチューブ）３ｂ（図２に示す）から成り、ステアリングシャフト４は、後端部にステアリングホイール（図示せず）が接続される筒状のアッパシャフト４ａと、このアッパシャフト４ａの前端部とスプライン結合されるロアシャフト４ｂから成り、可動コラム部材３を介してメインハウジング２に支持されている。アッパシャフト４ａとロアシャフト４ｂは軸方向に相対移動可能に連結されており、ロアシャフト４ｂの前端部が転舵機構（図示せず）に接続されている。この転舵機構はステアリングホイール（図示せず）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。

本実施形態の駆動機構ＭＴは、メインハウジング２に対し出力回転軸を中心に回転可能に支持される電動モータ５と、これに回転駆動される台形螺子のチルト螺子軸６と、これに螺合され、チルト螺子軸６の軸心を中心とする回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材７を備え、ナット部材７にリンク機構ＬＭが揺動可能に支持されると共に、固定ブラケット１及びメインハウジング２に対し揺動可能に支持されている。電動モータ５は、減速機（符号省略）を有し、メインハウジング２に対しモータピボット軸（図１及び図２にＰ０で示す）を中心に回転可能に支持され、電動モータ５の出力回転軸が減速機を介してチルト螺子軸６に連結されており、電動モータ５の出力トルクが適切に調整されてナット部材７に伝達される。このナット部材７はチルトナットあるいはチルトスライダとも呼ばれ、軸方向の両端部にストッパ（符号省略）が配設されている。

更に、第２のピボット軸Ｐ２を中心にリンク機構ＬＭに回転可能に支持される摺動部材９と、この摺動部材９を摺動可能に収容する嵌合凹部２ａを有しメインハウジング２に支持される支持部材２ｂを備えている。本実施形態においては、一対の支持部材２ｂがメインハウジング２の両側面に一体的に形成されており、各支持部材２ｂの外側面に夫々、嵌合凹部２ａが形成されている。各摺動部材９は、第２のピボット軸Ｐ２（後述するピン１０の中心軸）を軸芯とする支持孔９ａ（図２に示す）を有し、第２のピボット軸Ｐ２を中心に第２のピボット軸Ｐ２に直交する平行な二平面を有する。そして、この二平面に摺動可能な嵌合凹部２ａは、摺動部材９の移動方向に摺動部材９より長尺の二平面を有する。

即ち、摺動部材９は、摺動性に優れた樹脂材料によって、図２に示すようにホーストラック形状（長円）断面に形成され、従って、嵌合凹部２ａは、摺動部材９の移動方向に摺動部材９のホーストラック形状断面より長尺のホーストラック形状断面に形成されている。そして、摺動部材９が嵌合凹部２ａに収容される際には、嵌合凹部２ａに対し摺動性を維持しつつ隙間が生じないように、摺動部材９がプレスフィットされる。この状態で、第２のピボット軸Ｐ２を構成する軸部材たるピン１０の一端が支持孔９ａに回転可能に支持され、ピン１０の他端はリンク機構ＬＭに固定されるが、その具体的構造については後述する。

また、本実施形態のリンク機構ＬＭは、図１乃至図３に示すように、第１及び第２のピボット軸Ｐ１、Ｐ２を有する第１のアーム部８ａと、この第１のアーム部８ａに一体的に連結されると共に、第１及び第２のピボット軸Ｐ１、Ｐ２を結ぶ軸に対し所定角度の軸上で駆動機構ＭＴに連結される第２のアーム部８ｂを具備するアーム部材８で構成されている。即ち、図２及び図３から明らかなように、アーム部材８はステアリングシャフト４の左右両側に対称に配置されており、固定ブラケット１の一対の脚部１ｂ、１ｂに対し第１のアーム部８ａ、８ａが第１のピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持されている。そして、一対の第２のアーム部８ｂ、８ｂの間にナット部材７が介装され、ナットピボット軸Ｐ３を中心に回転可能に支持されている。而して、アーム部材８は、ナット部材７に対しナットピボット軸Ｐ３を中心に回転可能に支持され、前述のように、固定ブラケット１に対し第１のピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持されると共に、メインハウジング２（支持部材２ｂ）に対し第２のピボット軸Ｐ２を中心に回転可能に支持されている。

そして、第２のピボット軸Ｐ２を構成する軸部材たるピン１０の一端が摺動部材９の支持孔９ａに回転可能に支持され、その他端が第１のアーム部８ａに固定されている。即ち、図３に示すように、ピン１０の先端部が第１のアーム部８ａの雌螺子孔８ａｓを介して摺動部材９の支持孔９ａに収容され、ピン１０の雄螺子部１０ｓが雌螺子孔８ａｓに螺合されて第１のアーム部８ａに固定される。而して、第１のアーム部８ａ、８ａと支持部材２ｂ、２ｂとの間に摺動部材９が介装されると共に、軸部材たるピン１０によって摺動部材９が回転可能に支持されており、摺動部材９を保持するための保持部材が別途必要とされることはない。そして、摺動部材９が嵌合凹部２ａに対し、摺動性を維持しつつ隙間が生じないように保持されるので、第１のアーム部８ａ、８ａの揺動とメインハウジング２の揺動のズレが適切に吸収され、円滑な揺動作動が確保される。

図４は、上記の（図２及び図３に示す）摺動部材９の他の態様を示すもので、摺動部材９の両平面部（図４の上下の平面部）に夫々、支持孔９ａの両側の平面部から外方に突出し、第２のピボット軸Ｐ２に平行な一対の突状部（代表して９ｂで表す）が形成されると共に、各突状部９ｂの基部に、第２のピボット軸Ｐ２に平行な一対の肉抜孔（代表して９ｃで表す）が形成されている。而して、突状部９ｂにより局部的なプレスフィット部が構成され、肉抜孔９ｃにより突状部９ｂの変形量を調整することができるので、摺動部材９は嵌合凹部２ａに対し適切な摺動性及びプレスフィット性を確保することができる。この結果、第１のアーム部８ａ、８ａの揺動とメインハウジング２の揺動のズレが適切に吸収され、円滑な揺動作動が確保される。尚、突状部９ｂ、９ｂ並びに肉抜孔９ｃ、９ｃは摺動部材９の一方の平面部のみに形成することとしてもよい。

而して、図４に示す摺動部材９も、図２及び図３に示す摺動部材９と同様、第２のピボット軸Ｐ２を中心に第２のピボット軸Ｐ２に直交する平行な二平面を有するが、ホーストラック形状断面に代えて、図５に示すように矩形断面を有する摺動部材９（図４と同一の符号を付す）としてもよい。尚、嵌合凹部２ａについては、摺動部材９の移動方向に摺動部材９より長尺の二平面を有するものであれば、閉断面に代えて、例えば摺動部材９の組付性を考慮し、短尺側の両壁部の一方（例えば、車両後方側の壁部）を除去して、Ｕ字状断面あるいはコ字状断面に形成してもよい。このとき、支持部材２ｂをメインハウジング２とは別体に形成して接合することとしてもよい。また、図４及び図５に示す支持孔９ａ及び肉抜孔９ｃは何れも、連通孔に代えて、底部を有する穴形状としてもよく、肉抜孔９ｃの断面形状は円形に限らず、変形量の調整に好適な種々の形状とし得る。更に、直線状の突状部９ｂに代えて、連続する複数の突起部を設けることとしてもよく、これらは、摺動性及びプレスフィット性を考慮し、直線状に限らず所望の配置とするとよい。

上記の構成に成る電動チルト機構の全体作動を以下に説明する。図１において、電動モータ５が回転駆動されると、チルト螺子軸６がその軸心を中心に回転駆動され、その回転駆動に応じて、ナット部材７がチルト螺子軸６の軸方向に移動する。これに伴い、アーム部材８が第１のピボット軸Ｐ１を中心に揺動すると共に、メインハウジング２（並びに、可動コラム部材３、ステアリングシャフト４及びステアリングホイール）が揺動中心（Ｃ）を中心に揺動し、ステアリングホイール（図示せず）が車体上下方向に移動する。この間、摺動部材９及び嵌合凹部２ａによって、アーム部材８の揺動とメインハウジング２の揺動のズレが適切に吸収されるので、円滑な揺動作動（ひいては、円滑なチルト作動）が確保される。

而して、ステアリングホイール（図示せず）を車体上方に移動するときには、電動モータ５が回転駆動（例えば正転）され、この回転運動に応じてナット部材７がチルト螺子軸６に沿って、（チルト螺子軸６と共に）モータピボット軸Ｐ０を中心に回転しながら、モータピボット軸Ｐ０に近接する方向（図１の左方向）に軸方向移動する。この結果、図６に示すように、リンク機構ＬＭを介して、メインハウジング２（並びに、可動コラム部材３、ステアリングシャフト４及びステアリングホイール）は揺動中心（Ｃ）を中心に反時計方向に揺動（レイクアップ）し、ステアリングホイールの操作位置は、中立位置から揺動中心（Ｃ）を中心に所定角度（例えば角度α）上方に傾斜し、最上段位置となる。

一方、ステアリングホイール（図示せず）を車体下方に移動するときには、電動モータ５が上記と逆方向に回転駆動され、この回転運動に応じてナット部材７が、（チルト螺子軸６と共に）モータピボット軸Ｐ０を中心に回転しながら、モータピボット軸Ｐ０から離隔する方向（図１の右方向）に軸方向移動する。この結果、図７に示すように、リンク機構ＬＭを介して、メインハウジング２（並びに、可動コラム部材３、ステアリングシャフト４及びステアリングホイール）は揺動中心（Ｃ）を中心に時計方向に揺動（レイクダウン）し、ステアリングホイールの操作位置は、中立位置から揺動中心（Ｃ）を中心に所定角度（例えば角度β）下方に傾斜し、最下段位置となる。

１ 固定ブラケット
２ メインハウジング
２ａ 嵌合凹部
２ｂ 支持部材
３ 可動コラム部材
４ ステアリングシャフト
５ 電動モータ
６ チルト螺子軸
７ ナット部材
８ アーム部材
９ 摺動部材
９ａ 支持孔
９ｂ 突状部
９ｃ 肉抜孔
１０ ピン（軸部材）
Ｖ 車体
ＭＴ 駆動機構
ＬＭ リンク機構
Ｐ０ モータピボット軸
Ｐ１ 第１のピボット軸
Ｐ２ 第２のピボット軸
Ｐ３ ナットピボット軸

Claims (7)

1. 車体に固定される固定ブラケットと、
   該固定ブラケットに対し揺動可能に支持され、車体前後方向に延在する筐体のメインハウジングと、
   該メインハウジング内に収容される筒体の可動コラム部材と、
   該可動コラム部材内に収容され当該可動コラム部材と共に前記メインハウジングに対し軸方向移動可能に支持されるステアリングシャフトと、
   前記固定ブラケット及び前記メインハウジングに対し夫々前記ステアリングシャフトの軸に直交する第１のピボット軸及び第２のピボット軸を中心に揺動可能に支持されるリンク機構と、
   前記第２のピボット軸を中心に前記リンク機構に回転可能に支持される摺動部材と、
   該摺動部材を摺動可能に収容する嵌合凹部を有し前記メインハウジングに支持される支持部材と、
   前記リンク機構に連結され、前記リンク機構を駆動し前記ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する駆動機構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. 前記摺動部材は、前記第２のピボット軸を軸芯とする支持孔を有し、
   該支持孔に一端が回転可能に支持されると共に、他端が前記リンク機構に固定される軸部材を備え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. 前記摺動部材は、前記第２のピボット軸を中心に前記第２のピボット軸に直交する平行な二平面を有し、
   前記嵌合凹部は、前記摺動部材の移動方向に前記摺動部材より長尺の二平面を有することを特徴とする請求項１又は２記載の車両のステアリング装置。
4. 前記摺動部材は、ホーストラック形状断面を有し、
   前記嵌合凹部は、前記摺動部材の移動方向に前記ホーストラック形状断面より長尺のホーストラック形状断面を有することを特徴とする請求項３記載の車両のステアリング装置。
5. 前記摺動部材は、少なくとも一方の平面部に形成され、前記支持孔の両側から当該平面部の外方に突出し、前記第２のピボット軸に平行な少なくとも一対の突状部を有することを特徴とする請求項３又は４記載の車両のステアリング装置。
6. 前記摺動部材は、前記一対の突状部の各々の基部に形成され、前記第２のピボット軸に平行な一対の肉抜孔を有する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。
7. 前記リンク機構は、
   前記第１及び第２のピボット軸を有する第１のアーム部と、
   該第１のアーム部に一体的に連結されると共に、前記第１及び第２のピボット軸を結ぶ軸に対し所定角度の軸上で前記駆動機構に連結される第２のアーム部を具備することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の車両のステアリング装置。

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