JP2023007715A - steering column device - Google Patents

Abstract

To provide a steering column device that is able to detect with higher accuracy a load applied to a steering wheel by a driver.SOLUTION: A steering column device includes a steering column supporting a steering shaft, the steering column has a bearing portion rotatably supporting the steering shaft on a steering wheel side, and the bearing portion has a load sensor.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、ステアリングコラム装置に関する。 The present invention relates to a steering column device.

ステアリングホイールの前後方向の位置を調整するテレスコピック機構と、ステアリングホイールの上下方向の角度を調整するチルト機構と、を有するステアリングコラム装置が使用されている。 A steering column device is used that has a telescopic mechanism that adjusts the position of the steering wheel in the front-rear direction and a tilt mechanism that adjusts the angle of the steering wheel in the vertical direction.

運転者によりステアリングホイールに加えられた荷重によりテレスコピック機構とチルト機構とを制御できるステアリングコラム装置が考案されている。このようなステアリングコラム装置は、ジョイスティックや操作キーなどのユーザインタフェースが不要であり、また、運転者がステアリングホイールの位置や角度を直感的に調整できる。 A steering column device has been devised in which the telescopic mechanism and the tilt mechanism can be controlled by the load applied to the steering wheel by the driver. Such a steering column device does not require a user interface such as a joystick or operation keys, and the driver can intuitively adjust the position and angle of the steering wheel.

特許文献１に記載された車両用ステアリングコラム装置は、運転者によりステアリングホイールに加えられた荷重を検出する圧力センサを備え、圧力センサの検出結果に基づいてステアリングホイールの位置を電動で調整する。 A vehicle steering column device described in Patent Document 1 includes a pressure sensor that detects a load applied to a steering wheel by a driver, and electrically adjusts the position of the steering wheel based on the detection result of the pressure sensor.

特開２０１５－０９８１８９号公報JP 2015-098189 A

しかしながら、特許文献１に記載された車両用ステアリングコラム装置は、前後方向の荷重を検出する圧力センサや上下方向の荷重を検出する圧力センサが、ステアリングホイールから遠い位置に設けられており、運転者によりステアリングホイールに加えられた荷重を検出しにくい場合があった。 However, in the vehicle steering column device described in Patent Document 1, the pressure sensor for detecting the load in the longitudinal direction and the pressure sensor for detecting the load in the vertical direction are provided at positions far from the steering wheel. In some cases, it was difficult to detect the load applied to the steering wheel.

上記事情を踏まえ、本発明は、運転者によりステアリングホイールに加えられた荷重をより高精度に検出できるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a steering column device capable of detecting the load applied to the steering wheel by the driver with higher accuracy.

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係るステアリングコラム装置は、ステアリングシャフトを支持するステアリングコラムを備え、前記ステアリングコラムは、ステアリングホイール側に前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する軸受部を有し、前記軸受部は、荷重センサを有する。 In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
A steering column device according to a first aspect of the present invention includes a steering column that supports a steering shaft, the steering column has a bearing portion that rotatably supports the steering shaft on a steering wheel side, and the bearing The part has a load sensor.

本発明のステアリングコラム装置によれば、運転者によりステアリングホイールに加えられた荷重をより高精度に検出できる。 According to the steering column device of the present invention, the load applied to the steering wheel by the driver can be detected with higher accuracy.

第一実施形態に係るステアリングコラム装置を備えるステアリング装置の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of a steering device including a steering column device according to a first embodiment; FIG. 同ステアリングコラム装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the same steering column apparatus. 同ステアリングコラム装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the same steering column apparatus. 同ステアリングコラム装置の断面図である。It is a sectional view of the same steering column device. 同ステアリングコラム装置のコラムホルダの斜視図である。It is a perspective view of a column holder of the same steering column device. 図４の二点破線で示す領域の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the area indicated by the two-dot dashed line in FIG. 4; 同ステアリングコラム装置の第一軸受部の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the first bearing portion of the steering column device. ステアリングホイールに近い軸受部に荷重センサを配置することが望ましい理由を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the reason why it is desirable to dispose the load sensor in a bearing portion close to the steering wheel; ステアリングホイールに近い軸受部に荷重センサを配置することが望ましい理由を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the reason why it is desirable to dispose the load sensor in a bearing portion close to the steering wheel; ステアリングホイールに近い軸受部に荷重センサを配置することが望ましい理由を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the reason why it is desirable to dispose the load sensor in a bearing portion close to the steering wheel;

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について、図１から図１０を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るステアリングコラム装置１００を備えるステアリング装置３００の構成を示す模式図である。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a steering device 300 including a steering column device 100 according to this embodiment.

［ステアリング装置３００］
ステアリング装置（操舵装置）３００は、図１に示すように、車両を操向するための操舵部材であるステアリングホイール（入力機構）２００と、ステアリングホイール２００の回転に連動して操向車輪を転舵する転舵機構２１０と、ドライバの操舵を補助する操舵補助機構２３０と、を備える。 [Steering device 300]
As shown in FIG. 1, a steering device (steering device) 300 includes a steering wheel (input mechanism) 200, which is a steering member for steering the vehicle, and a steering wheel that rotates in conjunction with the rotation of the steering wheel 200. A steering mechanism 210 for steering and a steering assist mechanism 230 for assisting the driver's steering are provided.

転舵機構２１０は、ステアリングコラム装置１００と、ステアリングホイール２００に連結されたステアリングシャフト２２０と、ユニバーサルジョイント２２４と、中間軸２２５と、ピニオンラック機構２２６と、タイロッド２２７ａ，２２７ｂと、ハブユニット２２８ａ，２２８ｂと、を備える。 The steering mechanism 210 includes a steering column device 100, a steering shaft 220 connected to the steering wheel 200, a universal joint 224, an intermediate shaft 225, a pinion rack mechanism 226, tie rods 227a and 227b, and hub units 228a, 228a and 228a. 228b.

ステアリングシャフト２２０は、ユニバーサルジョイント２２４、中間軸２２５、ピニオンラック機構２２６、タイロッド２２７ａ，２２７ｂを経て、さらにハブユニット２２８ａ，２２８ｂを介して操向車輪に連結される。 The steering shaft 220 is connected to steered wheels via a universal joint 224, an intermediate shaft 225, a pinion rack mechanism 226, tie rods 227a and 227b, and via hub units 228a and 228b.

ピニオンラック機構２２６は、図示しないピニオンとラックとを有している。
ピニオンは、中間軸２２５に連結しており、中間軸２２５の回転に連動して回転する。
ラックは、自動車の左右方向（直進方向に直交する方向）に沿って直線状に延びている。ラックは、ラックの軸方向の中間部付近において、ピニオンと噛み合う。ピニオンおよびラックは、ピニオンの回転をラックの軸方向移動に変換する。ラックを軸方向に移動させることにより、操向車輪が転舵される。 The pinion rack mechanism 226 has a pinion and rack (not shown).
The pinion is connected to the intermediate shaft 225 and rotates as the intermediate shaft 225 rotates.
The rack extends linearly along the left-right direction of the automobile (direction orthogonal to the straight-ahead direction). The rack meshes with the pinion near the axial middle portion of the rack. The pinion and rack convert rotation of the pinion into axial movement of the rack. Axial movement of the rack steers the steerable wheels.

ドライバによってステアリングホイール２００が操舵（回転）されると、ステアリングホイール２００の回転が、ステアリングシャフト２２０および中間軸２２５を介して、ピニオンに伝達される。そして、ピニオンの回転は、ラックの軸方向移動に変換される。ピニオンラック機構２２６の両端部に連結されたタイロッド２２７ａ，２２７ｂおよびハブユニット２２８ａ，２２８ｂがラックの軸方向に移動し、ハブユニット２２８ａ，２２８ｂに連結された操向車輪が転舵される。 When steering wheel 200 is steered (rotated) by the driver, the rotation of steering wheel 200 is transmitted to the pinion via steering shaft 220 and intermediate shaft 225 . Rotation of the pinion is then converted into axial movement of the rack. Tie rods 227a, 227b and hub units 228a, 228b connected to both ends of pinion rack mechanism 226 move in the axial direction of the rack, and steering wheels connected to hub units 228a, 228b are steered.

なお、転舵機構２１０は、ステアリングシャフト２２０と操向車輪を転舵するタイロッド２２７ａ，２２７ｂとが電気的に接続されたステアバイワイヤ方式であってもよい。 The steering mechanism 210 may be of a steer-by-wire system in which the steering shaft 220 and tie rods 227a and 227b for steering the steered wheels are electrically connected.

以降の説明において、ステアリング装置３００を車両に取り付けた状態において、ステアリングシャフト２２０の軸方向Ａに沿って車両の前方に向う向きを「前方ＦＲ」と定義する。その反対向きを「後方ＲＲ」と定義する。前方ＦＲまたは後方ＲＲに向かう方向を「前後方向」と定義する。 In the following description, the direction toward the front of the vehicle along the axial direction A of the steering shaft 220 when the steering device 300 is attached to the vehicle is defined as "front FR". The opposite direction is defined as "rear RR". A direction toward the front FR or the rear RR is defined as the "front-rear direction".

前後方向と垂直な方向において、車両の上方に向う向きを「上方ＵＰ」と定義する。その反対向きを「下方ＬＷＲ」と定義する。上方ＵＰまたは下方ＬＷＲに向かう方向を「上下方向」と定義する。 The upward direction of the vehicle in the direction perpendicular to the longitudinal direction is defined as "upward UP". The opposite direction is defined as "lower LWR". The direction toward the upward UP or downward LWR is defined as the "vertical direction".

前後方向および左右方向と垂直な方向において、後方に向かって右向きを「右方ＲＨ」と定義する。その反対向きを「左方ＬＨ」と定義する。右方ＲＨまたは左方ＬＨに向かう方向を「左右方向」または「幅方向」と定義する。 In a direction perpendicular to the front-rear direction and the left-right direction, the rightward direction toward the rear is defined as "right RH". The opposite direction is defined as "left LH". A direction toward the right RH or the left LH is defined as a “left-right direction” or “width direction”.

図２および図３は、ステアリングコラム装置１００を示す斜視図である。
操舵補助機構２３０は、減速機構２３１と、電動モータ（図示省略）と、ＥＣＵ（図示省略）と、ハウジング２４０と、を備える。 2 and 3 are perspective views showing the steering column device 100. FIG.
The steering assist mechanism 230 includes a deceleration mechanism 231 , an electric motor (not shown), an ECU (not shown), and a housing 240 .

減速機構２３１は、例えばウォームギヤ機構を有する。ウォームギヤ機構のウォームは、電動モータによって回転駆動される。また、ウォームギヤ機構のウォームホイールは、ステアリングシャフト２２０に一体回転可能に連結されている。 The reduction mechanism 231 has, for example, a worm gear mechanism. A worm of the worm gear mechanism is rotationally driven by an electric motor. A worm wheel of the worm gear mechanism is connected to the steering shaft 220 so as to rotate integrally therewith.

電動モータは、ステアリングシャフト２２０の操舵力を補助する電動モータであって、例えば三相ブラシレスモータである。電動モータは、減速機構２３１を介してステアリングシャフト２２０に連結されている。 The electric motor is an electric motor that assists the steering force of the steering shaft 220, and is, for example, a three-phase brushless motor. The electric motor is connected to the steering shaft 220 via a speed reduction mechanism 231 .

ＥＣＵ（コントロールユニット）は、プログラム実行可能な装置（コンピュータ）を有する。ＥＣＵは、電動モータを駆動して、減速機構２３１を制御する。 The ECU (control unit) has a program executable device (computer). The ECU drives the electric motor to control the reduction mechanism 231 .

［ステアリングコラム装置１００］
ステアリングコラム装置１００は、ステアリングホイール２００を支持する装置であり、ステアリングホイール２００の前後方向の位置を調整するテレスコピック機構と、ステアリングホイール２００の上下方向の角度を調整するチルト機構と、を有する。ステアリングコラム装置１００は、ステアリングシャフト２２０を支持するステアリングコラム１０と、ロア側テレスコ用アクチュエータ６と、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７と、チルト用アクチュエータ８と、制御装置９と、を備える。 [Steering column device 100]
The steering column device 100 is a device that supports the steering wheel 200, and has a telescopic mechanism that adjusts the position of the steering wheel 200 in the front-rear direction and a tilt mechanism that adjusts the angle of the steering wheel 200 in the vertical direction. The steering column device 100 includes a steering column 10 that supports a steering shaft 220 , a lower telescopic actuator 6 , an upper telescopic actuator 7 , a tilt actuator 8 and a control device 9 .

ロア側テレスコ用アクチュエータ６およびアッパ側テレスコ用アクチュエータ７は、２段階に伸縮するテレスコピック機構の一部を構成する。チルト用アクチュエータ８は、チルト機構の一部を構成する。ロア側テレスコ用アクチュエータ６、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７およびチルト用アクチュエータ８は、制御装置９によって制御される。 The lower telescopic actuator 6 and the upper telescopic actuator 7 constitute part of a telescopic mechanism that expands and contracts in two stages. The tilt actuator 8 constitutes a part of the tilt mechanism. The lower telescopic actuator 6 , upper telescopic actuator 7 and tilt actuator 8 are controlled by a control device 9 .

図４は、ステアリングコラム装置１００の断面図である。
ステアリングシャフト２２０は、インナシャフト２２１と、アウタシャフト２２２と、を有する。インナシャフト２２１とアウタシャフト２２２とは、軸方向Ａに沿う軸を回転軸とした相対回転が不能であって、前後方向に沿って相対移動が可能に連結されている。本実施形態において、前方ＦＲのインナシャフト２２１と後方ＲＲのアウタシャフト２２２とは、スプライン係合により連結されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the steering column device 100. As shown in FIG.
Steering shaft 220 has an inner shaft 221 and an outer shaft 222 . The inner shaft 221 and the outer shaft 222 are connected so as to be relatively movable in the front-rear direction, but not relatively rotatable about an axis along the axial direction A. In this embodiment, the front FR inner shaft 221 and the rear RR outer shaft 222 are connected by spline engagement.

ステアリングシャフト２２０の後方ＲＲの端部、すなわちアウタシャフト２２２の後方ＲＲの端部には、ステアリングホイール２００が取り付けられている。また、ステアリングシャフト２２０の前方ＦＲの端部、すなわちインナシャフト２２１の前方ＦＲの端部には、ドライバの操舵を補助する操舵補助機構２３０が設けられている。 The steering wheel 200 is attached to the rear RR end of the steering shaft 220 , that is, the rear RR end of the outer shaft 222 . A steering assist mechanism 230 is provided at the front FR end of the steering shaft 220, that is, at the front FR end of the inner shaft 221 to assist the driver in steering.

［ステアリングコラム１０］
ステアリングコラム１０は、ステアリングシャフト２２０を支持する軸管部材である。ステアリングコラム１０は、車体に取り付けられるベースブラケット１と、コラムホルダ２と、ロアコラム３（第一コラム）と、インナコラム４と、アッパコラム５（第二コラム）と、を有する。 [Steering column 10]
Steering column 10 is a shaft tube member that supports steering shaft 220 . The steering column 10 has a base bracket 1 attached to the vehicle body, a column holder 2, a lower column 3 (first column), an inner column 4, and an upper column 5 (second column).

ステアリングコラム１０は、前後方向に沿って全長を伸縮可能である。具体的には、ステアリングコラム１０において、ベースブラケット１とコラムホルダ２とは、前後方向に沿って相対移動可能に連結されている。また、ステアリングコラム１０において、コラムホルダ２とアッパコラム５とは、前後方向に沿って相対移動可能に連結されている。 The steering column 10 can extend and contract over its entire length along the front-rear direction. Specifically, in the steering column 10, the base bracket 1 and the column holder 2 are connected so as to be relatively movable in the front-rear direction. Further, in the steering column 10, the column holder 2 and the upper column 5 are connected so as to be relatively movable along the front-rear direction.

図５は、コラムホルダ２の斜視図である。
コラムホルダ２は、ベースブラケット１に対して前後方向に沿って相対移動可能に連結されている。コラムホルダ２は、変位板部２１と、一対の垂下板部（右垂下板部２２ａ，左垂下板部２２ｂ）と、上下方向に揺動可能にロアコラム３を支持する揺動支持ブラケット部２３と、を有する。 FIG. 5 is a perspective view of the column holder 2. FIG.
The column holder 2 is connected to the base bracket 1 so as to be relatively movable in the front-rear direction. The column holder 2 includes a displacement plate portion 21, a pair of hanging plate portions (a right hanging plate portion 22a and a left hanging plate portion 22b), and a swing support bracket portion 23 that supports the lower column 3 so as to swing vertically. , has

変位板部２１は、上下方向から見て前後方向に伸長する矩形形状を有する。一対の垂下板部（右垂下板部２２ａ，左垂下板部２２ｂ）は、変位板部２１の幅方向両側の端部から下方ＬＷＲに向けて垂下している。 The displacement plate portion 21 has a rectangular shape extending in the front-rear direction when viewed in the vertical direction. A pair of hanging plate portions (a right hanging plate portion 22a and a left hanging plate portion 22b) hang down from both ends in the width direction of the displacement plate portion 21 toward the lower LWR.

揺動支持ブラケット部２３は、前後方向から見て略Ｕ字形形状に形成されており、変位板部２１の後方ＲＲの端部に固設されている。揺動支持ブラケット部２３は、揺動支持ブラケット部２３に対して上下方向に揺動可能にロアコラム３を支持するチルト用送りねじ装置８１が設けられている。支持されたロアコラム３は、変位板部２１と揺動支持ブラケット部２３とに囲まれた空間を通過する。 The swing support bracket portion 23 is formed in a substantially U shape when viewed from the front-rear direction, and is fixed to the rear RR end portion of the displacement plate portion 21 . The swing support bracket portion 23 is provided with a feed screw device 81 for tilting that supports the lower column 3 so as to be vertically swingable with respect to the swing support bracket portion 23 . The supported lower column 3 passes through a space surrounded by the displacement plate portion 21 and the swing support bracket portion 23 .

ロアコラム３（第一コラム）は、略円筒形状を有し、コラムホルダ２の揺動支持ブラケット部２３に上下方向の揺動を可能、かつ、前後方向の相対移動を不可能に支持されている。ロアコラム３は、図４に示すように、前方ＦＲに配置された大径部３２と、後方ＲＲに配置された小径部３３と、を有する。小径部３３の内径寸法は、大径部３２の内径寸法よりも小さい。また、ロアコラム３は、下面において軸方向に延びるスリット３４を有する。 The lower column 3 (first column) has a substantially cylindrical shape, and is supported by the swing support bracket portion 23 of the column holder 2 so as to be capable of swinging in the vertical direction and to be prevented from moving relative to each other in the front-rear direction. . As shown in FIG. 4, the lower column 3 has a large-diameter portion 32 arranged at the front FR and a small-diameter portion 33 arranged at the rear RR. The inner diameter dimension of the small diameter portion 33 is smaller than the inner diameter dimension of the large diameter portion 32 . Further, the lower column 3 has a slit 34 extending in the axial direction on the lower surface.

大径部３２は、前方ＦＲの端部の上面にねじ孔３５ａを有する。ねじ孔３５ａには、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの摩擦係数が小さい材料製のパッド３６ａが先端部に接着固定されたスクリュープラグ３７ａが螺合されている。 The large-diameter portion 32 has a screw hole 35a on the upper surface of the front FR end. A screw plug 37a is screwed into the screw hole 35a. A pad 36a made of a material having a small coefficient of friction, such as polyacetal (POM), is adhesively fixed to the tip of the pad 36a.

小径部３３は、前方ＦＲの端部の上面にねじ孔３５ｂを有する。ねじ孔３５ｂには、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの摩擦係数が小さい材料製のパッド３６ｂが先端部に接着固定されたスクリュープラグ３７ｂが螺合されている。 The small diameter portion 33 has a screw hole 35b on the upper surface of the front FR end. A screw plug 37b is screwed into the screw hole 35b. A pad 36b made of a material having a small coefficient of friction, such as polyacetal (POM), is adhesively fixed to the tip of the pad 36b.

インナコラム４は、図２から図４に示すように、円筒部４５と、円筒部４５の前方ＦＲの端部から径方向外側に向けて折れ曲がったフランジ部４６と、を有する。フランジ部４６は、ハウジング２４０を介して、ベースブラケット１を左右方向に挿通する枢支ボルト４９により、ベースブラケット１に回転可能に支持されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the inner column 4 has a cylindrical portion 45 and a flange portion 46 bent radially outward from the front FR end portion of the cylindrical portion 45 . The flange portion 46 is rotatably supported on the base bracket 1 via a housing 240 by pivotal bolts 49 that pass through the base bracket 1 in the left-right direction.

インナコラム４とロアコラム３とは、前後方向に沿って相対移動可能に連結されている。具体的には、インナコラム４の円筒部４５の後側部分が、ロアコラム３の大径部３２に隙間嵌で内嵌している。ロアコラム３の前側のねじ孔３５ａに螺合したスクリュープラグ３７ａのパッド３６ａは、円筒部４５の後側部分の外周面に突き当たっている。 The inner column 4 and the lower column 3 are connected so as to be relatively movable along the front-rear direction. Specifically, the rear portion of the cylindrical portion 45 of the inner column 4 is internally fitted to the large-diameter portion 32 of the lower column 3 with clearance. A pad 36 a of a screw plug 37 a screwed into a screw hole 35 a on the front side of the lower column 3 abuts against the outer peripheral surface of the rear portion of the cylindrical portion 45 .

アッパコラム５（第二コラム）は、図４に示すように、略円筒形状に形成されている。ロアコラム３とアッパコラム５とは、前後方向に沿って相対移動可能に連結されている。具体的には、アッパコラム５の前側部分が、ロアコラム３の小径部３３に隙間嵌で内嵌している。ロアコラム３の後側のねじ孔３５ｂに螺合したスクリュープラグ３７ｂのパッド３６ｂは、アッパコラム５の前側部分の外周面に突き当たっている。 The upper column 5 (second column) is formed in a substantially cylindrical shape, as shown in FIG. The lower column 3 and the upper column 5 are connected so as to be relatively movable along the front-rear direction. Specifically, the front portion of the upper column 5 is internally fitted to the small diameter portion 33 of the lower column 3 with clearance. A pad 36b of a screw plug 37b screwed into a screw hole 35b on the rear side of the lower column 3 abuts against the outer peripheral surface of the front portion of the upper column 5. As shown in FIG.

アッパコラム５は、第一軸受部５１（軸受部）と、第二軸受部５２と、を有する。第一軸受部５１は、アッパコラム５の前方ＦＲの端部に設けられており、アウタシャフト２２２を回転自在に支持する。第二軸受部５２は、アッパコラム５の後方ＲＲの端部に設けられており、アウタシャフト２２２を回転自在に支持する。 The upper column 5 has a first bearing portion 51 (bearing portion) and a second bearing portion 52 . The first bearing portion 51 is provided at the front FR end portion of the upper column 5 and supports the outer shaft 222 rotatably. The second bearing portion 52 is provided at the rear RR end portion of the upper column 5 and supports the outer shaft 222 rotatably.

図６は、図４の二点破線で示す領域の拡大図である。
第一軸受部５１（軸受部）は、径方向Ｒにおいてアッパコラム５とアウタシャフト２２２とに挟まれて設けられている。第一軸受部５１は、ベアリング５４と、荷重センサ５５と、第一留め具５６と、第二留め具５７と、を有する。 FIG. 6 is an enlarged view of the area indicated by the two-dot dashed line in FIG.
The first bearing portion 51 (bearing portion) is provided so as to be sandwiched between the upper column 5 and the outer shaft 222 in the radial direction R. As shown in FIG. The first bearing portion 51 has a bearing 54 , a load sensor 55 , a first fastener 56 and a second fastener 57 .

図７は、第一軸受部５１の分解斜視図である。
ベアリング５４は、公知のボールベアリングであって、ラジアル荷重に加えて、アキシアル荷重をも支えることができるベアリングである。ベアリング５４の内周面は、アウタシャフト２２２の外周面２２２ｃと当接している。なお、ベアリング５４は、ボールベアリングに限定されず、ラジアル荷重およびアキシアル荷重を支えることができるベアリングであればよい。 7 is an exploded perspective view of the first bearing portion 51. FIG.
The bearing 54 is a known ball bearing that can support axial loads in addition to radial loads. The inner peripheral surface of the bearing 54 is in contact with the outer peripheral surface 222 c of the outer shaft 222 . Note that the bearing 54 is not limited to a ball bearing, and may be any bearing capable of supporting a radial load and an axial load.

荷重センサ５５は、リング状に形成されたロードセルである。荷重センサ５５の外周面は、アッパコラム５の内周面５ｉと当接している。荷重センサ５５の内周面には、周方向に延びる凹部５５ａが形成されている。凹部５５ａにはベアリング５４が嵌合している。荷重センサ５５は、ベアリング５４を介してステアリングシャフト２２０と連結されている。すなわち、荷重センサ５５は、径方向Ｒにおいて、アッパコラム５とベアリング５４とに挟まれている。なお、荷重センサ５５は、ロードワッシャや歪ゲージ等であってもよい。 The load sensor 55 is a ring-shaped load cell. The outer peripheral surface of the load sensor 55 is in contact with the inner peripheral surface 5 i of the upper column 5 . A recessed portion 55 a extending in the circumferential direction is formed on the inner peripheral surface of the load sensor 55 . A bearing 54 is fitted in the recess 55a. Load sensor 55 is connected to steering shaft 220 via bearing 54 . That is, the load sensor 55 is sandwiched between the upper column 5 and the bearing 54 in the radial direction R. The load sensor 55 may be a load washer, a strain gauge, or the like.

荷重センサ５５の前方ＦＲの端部は、アッパコラム５の内周面５ｉから内側に突出した係合凸部５ｔと当接している。そのため、荷重センサ５５は、前方ＦＲへの移動が制限される。 A front FR end of the load sensor 55 is in contact with an engaging protrusion 5t protruding inward from the inner peripheral surface 5i of the upper column 5. As shown in FIG. Therefore, the load sensor 55 is restricted from moving forward FR.

荷重センサ５５の後方ＲＲの端部は、第一留め具５６に当接している。第一留め具５６は、アッパコラム５の内周面５ｉに形成された係合凹部５ａと係合している。そのため、荷重センサ５５は、後方ＲＲへの移動が制限される。 A rear RR end of the load sensor 55 is in contact with the first fastener 56 . The first fastener 56 is engaged with an engaging recess 5a formed in the inner peripheral surface 5i of the upper column 5. As shown in FIG. Therefore, the load sensor 55 is restricted from moving rearward RR.

ベアリング５４の前方ＦＲの端部は、アウタシャフト２２２の外周面２２２ｃから外側に突出した係合凸部２２２ｔと当接している。そのため、ベアリング５４は、前方ＦＲへの移動が制限される。 A front FR end of the bearing 54 abuts on an engagement protrusion 222 t that protrudes outward from the outer peripheral surface 222 c of the outer shaft 222 . Therefore, the movement of the bearing 54 to the front FR is restricted.

ベアリング５４の後方ＲＲの端部は、第二留め具５７に当接している。第二留め具５７は、アウタシャフト２２２の外周面２２２ｃに形成された係合凹部２２２ａと係合している。そのため、ベアリング５４は、後方ＲＲへの移動が制限される。 The rear RR end of the bearing 54 abuts the second fastener 57 . The second fastener 57 is engaged with an engaging recess 222a formed in the outer peripheral surface 222c of the outer shaft 222. As shown in FIG. Therefore, the movement of the bearing 54 to the rear RR is restricted.

荷重センサ５５は、径方向Ｒにおいて、ベアリング５４を介してアッパコラム５とアウタシャフト２２２とに挟まれており、アッパコラム５とアウタシャフト２２２とに作用する上下方向および左右方向における相対的な荷重を検出できる。
例えば、ハンドルに対しＵＰ方向に荷重を加えた場合、荷重センサ５５のＵＰ側が圧縮されてひずむため、この圧縮ひずみを検出することにより、ＵＰ方向の荷重を検出することができる。荷重センサ５５に生じるひずみは、ひずみゲージや磁歪センサ等の公知のひずみ検出方法により検出することができる。 The load sensor 55 is sandwiched between the upper column 5 and the outer shaft 222 via the bearing 54 in the radial direction R. can be detected.
For example, when a load is applied to the steering wheel in the UP direction, the UP side of the load sensor 55 is compressed and distorted. By detecting this compressive strain, the load in the UP direction can be detected. Strain generated in the load sensor 55 can be detected by a known strain detection method such as a strain gauge or a magnetostrictive sensor.

荷重センサ５５は、アッパコラム５の係合凸部５ｔとアウタシャフト２２２の係合凹部２２２ａとにより前後方向の移動が制限されているため、アッパコラム５とアウタシャフト２２２とに作用する前後方向における相対的な荷重も検出できる。
例えば、ハンドルに対しＦＲ方向に荷重を加えた場合、荷重センサ５５のＦＲ側の係合凸部５ｔとベアリング５４とに挟まれた領域が圧縮されてひずむため、このひずみを検出することにより、ＦＲ方向の荷重を検出することができる。
または、ベアリング５４の外周とアッパコラム５の内周に挟まれた領域に生じる剪断ひずみを検出することにより、ＦＲ方向の荷重を検出してもよい。
荷重センサ５５に生じる歪みは、歪みセンサや磁歪センサ等の公知の歪み検出方法により検出することができる。 Since the movement of the load sensor 55 in the front-rear direction is restricted by the engagement protrusion 5t of the upper column 5 and the engagement recess 222a of the outer shaft 222, the load sensor 55 is prevented from moving in the front-rear direction acting on the upper column 5 and the outer shaft 222. Relative loads can also be detected.
For example, when a load is applied to the steering wheel in the FR direction, the area sandwiched between the engaging projection 5t on the FR side of the load sensor 55 and the bearing 54 is compressed and distorted. A load in the FR direction can be detected.
Alternatively, the load in the FR direction may be detected by detecting the shear strain generated in the region sandwiched between the outer circumference of the bearing 54 and the inner circumference of the upper column 5 .
The strain generated in the load sensor 55 can be detected by a known strain detection method such as a strain sensor or a magnetostrictive sensor.

荷重センサ５５が検出した荷重は、ケーブル５９を経由して制御装置９によって取得される。 The load detected by the load sensor 55 is acquired by the control device 9 via the cable 59 .

［ロア側テレスコ用アクチュエータ６］
ロア側テレスコ用アクチュエータ６は、ロア側テレスコ用モータ６０と、ロア側送りねじ装置６１と、を有する。ロア側テレスコ用アクチュエータ６は、ロア側テレスコ用モータ６０を駆動源として、ベースブラケット１に対してコラムホルダ２を前後方向に移動させる。 [Lower side telescopic actuator 6]
The lower telescopic actuator 6 has a lower telescopic motor 60 and a lower feed screw device 61 . The lower telescopic actuator 6 moves the column holder 2 forward and backward with respect to the base bracket 1 using a lower telescopic motor 60 as a drive source.

ロア側送りねじ装置６１は、図２に示すよう、外周面に雄ねじ部を有する第一ねじ軸６２と、内周面に雌ねじ部を有する第一ナット６３と、を有する。第一ねじ軸６２の雄ねじ部と第一ナット６３の雌ねじ部とは螺合する。第一ねじ軸６２は、前後方向に沿う軸を回転軸をとして、ロア側テレスコ用モータ６０により回転駆動される。 The lower feed screw device 61 has, as shown in FIG. 2, a first screw shaft 62 having a male threaded portion on its outer peripheral surface and a first nut 63 having a female threaded portion on its inner peripheral surface. The male threaded portion of the first screw shaft 62 and the female threaded portion of the first nut 63 are screwed together. The first screw shaft 62 is rotationally driven by the lower-side telescopic motor 60 with an axis extending in the front-rear direction as a rotation axis.

第一ねじ軸６２の後方ＲＲの端部は、ロア側テレスコ用モータ６０により回転駆動可能に支持されている。また、第一ナット６３は、コラムホルダ２の左垂下板部２２ｂの左方ＬＨの側面に対して固定されている。また、ロア側テレスコ用モータ６０は、ベースブラケット１の左方ＬＨの側面に固定されている。 A rear RR end of the first screw shaft 62 is supported by a lower telescopic motor 60 so as to be rotatably driven. The first nut 63 is fixed to the left LH side surface of the left hanging plate portion 22 b of the column holder 2 . The lower telescopic motor 60 is fixed to the left LH side surface of the base bracket 1 .

ロア側テレスコ用モータ６０がウォーム減速機などの減速機構を介して第一ねじ軸６２を回転駆動することに伴って第一ねじ軸６２に沿って第一ナット６３が前後方向に移動することにより、コラムホルダ２およびコラムホルダ２に支持されたロアコラム３がベースブラケット１に対して前後方向に移動する。 As the lower-side telescopic motor 60 rotates the first screw shaft 62 via a reduction mechanism such as a worm speed reducer, the first nut 63 moves forward and backward along the first screw shaft 62. , the column holder 2 and the lower column 3 supported by the column holder 2 move in the longitudinal direction with respect to the base bracket 1 .

［アッパ側テレスコ用アクチュエータ７］
アッパ側テレスコ用アクチュエータ７は、アッパ側テレスコ用モータ７０と、アッパ側送りねじ装置７１と、を有する。アッパ側テレスコ用アクチュエータ７は、アッパ側テレスコ用モータ７０を駆動源として、コラムホルダ２に対してアッパコラム５を前後方向に移動させる。 [Upper side telescopic actuator 7]
The upper-side telescopic actuator 7 has an upper-side telescopic motor 70 and an upper-side feed screw device 71 . The upper telescopic actuator 7 moves the upper column 5 forward and backward with respect to the column holder 2 using an upper telescopic motor 70 as a drive source.

アッパ側送りねじ装置７１は、図２に示すように、外周面に雄ねじ部を有する第二ねじ軸７２と、内周面に雌ねじ部を有する第二ナット７３と、を有する。第二ねじ軸７２の雄ねじ部と第二ナット７３の雌ねじ部とは螺合する。第二ねじ軸７２は、前後方向に沿う軸を回転軸をとして、アッパ側テレスコ用モータ７０により回転駆動される。 As shown in FIG. 2, the upper side feed screw device 71 has a second screw shaft 72 having a male threaded portion on its outer peripheral surface and a second nut 73 having a female threaded portion on its inner peripheral surface. The male threaded portion of the second screw shaft 72 and the female threaded portion of the second nut 73 are screwed together. The second screw shaft 72 is rotationally driven by the upper-side telescopic motor 70 with the axis extending in the front-rear direction as the rotation axis.

第二ねじ軸７２の後方ＲＲの端部は、アッパ側テレスコ用モータ７０により回転駆動可能に支持されている。また、第二ナット７３は、アッパコラム５の下面に対して固定されている。第二ナット７３は、図４に示すように、ロアコラム３に形成されたスリット３４を通過している。また、アッパ側テレスコ用モータ７０は、ロアコラム３の大径部３２の下面に対して固定されている。 A rear RR end portion of the second screw shaft 72 is rotatably supported by an upper-side telescopic motor 70 . Also, the second nut 73 is fixed to the lower surface of the upper column 5 . The second nut 73 passes through a slit 34 formed in the lower column 3, as shown in FIG. Also, the upper telescopic motor 70 is fixed to the lower surface of the large diameter portion 32 of the lower column 3 .

アッパ側テレスコ用モータ７０がウォーム減速機などの減速機構を介して第二ねじ軸７２を回転駆動することに伴って第二ねじ軸７２に沿って第二ナット７３が前後方向に移動することにより、アッパコラム５がロアコラム３に対して前後方向に移動する。 As the upper-side telescopic motor 70 rotates the second screw shaft 72 via a speed reduction mechanism such as a worm speed reducer, the second nut 73 moves forward and backward along the second screw shaft 72. , the upper column 5 moves in the longitudinal direction with respect to the lower column 3 .

［チルト用アクチュエータ８］
チルト用アクチュエータ８は、チルト用モータ８０と、チルト用送りねじ装置８１と、を有する。チルト用アクチュエータ８は、チルト用モータ８０を駆動源として、コラムホルダ２に対してロアコラム３を上下方向に移動させる。 [Tilt actuator 8]
The tilt actuator 8 has a tilt motor 80 and a tilt feed screw device 81 . The tilting actuator 8 uses a tilting motor 80 as a driving source to vertically move the lower column 3 with respect to the column holder 2 .

チルト用送りねじ装置８１は、図５に示すように、外周面に雄ねじ部を有する第三ねじ軸８２と、内周面に雌ねじ部を有する第三ナット８３と、を有する。第三ねじ軸８２の雄ねじ部と第三ナット８３の雌ねじ部とは螺合する。第三ねじ軸８２は、チルト用モータ８０により回転駆動される。第三ナット８３は、外周面に円柱状の枢支軸部８４を有する。 As shown in FIG. 5, the tilting feed screw device 81 has a third screw shaft 82 having a male threaded portion on its outer peripheral surface and a third nut 83 having a female threaded portion on its inner peripheral surface. The male threaded portion of the third screw shaft 82 and the female threaded portion of the third nut 83 are screwed together. The third screw shaft 82 is rotationally driven by the tilting motor 80 . The third nut 83 has a cylindrical pivot shaft portion 84 on its outer peripheral surface.

第三ねじ軸８２は、上下方向に沿う軸を回転軸として回転自在に揺動支持ブラケット部２３に支持される。第三ナット８３の枢支軸部８４は、ロアコラム３に固定されている。 The third screw shaft 82 is rotatably supported by the swing support bracket portion 23 with an axis extending in the vertical direction as a rotation axis. A pivot shaft portion 84 of the third nut 83 is fixed to the lower column 3 .

チルト用モータ８０がウォーム減速機などの減速機構を介して第三ねじ軸８２を回転駆動することに伴って第三ねじ軸８２に沿って第三ナット８３が上下方向に移動することにより、連結されたロアコラム３がコラムホルダ２に対して上下方向に移動する。 As the tilting motor 80 rotates the third screw shaft 82 via a speed reduction mechanism such as a worm speed reducer, the third nut 83 moves vertically along the third screw shaft 82, whereby the coupling is achieved. The lowered lower column 3 moves vertically with respect to the column holder 2 .

［制御装置９］
制御装置９は、プロセッサと、メモリと、記憶部と、入出力制御部と、を備えるプログラム実行可能な装置（コンピュータ）である。所定のプログラムを実行することにより、ロア側テレスコ用アクチュエータ６、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７およびチルト用アクチュエータ８を制御する。なお、制御装置９の少なくとも一部の機能を、専用の論理回路等によって構成してもよい。なお、制御装置９は、操舵補助機構２３０のＥＣＵと共通化されていてもよい。 [Control device 9]
The control device 9 is a program-executable device (computer) including a processor, a memory, a storage section, and an input/output control section. A lower telescopic actuator 6, an upper telescopic actuator 7 and a tilt actuator 8 are controlled by executing a predetermined program. At least part of the functions of the control device 9 may be configured by a dedicated logic circuit or the like. Note that the control device 9 may be shared with the ECU of the steering assist mechanism 230 .

［ステアリングコラム装置１００の動作（１）］
運転者は、ステアリングホイール２００の前後方向の位置を調節したい場合、制御装置９を通常モードから調整モードに設定し、ステアリングホイール２００を移動させたい向き（前方ＦＲまたは後方ＲＲ）に対して、ステアリングホイール２００に力を加える。
なお、通常モードと調整モードとの遷移は、図示しないスイッチを押下することに基づいて行うことができる。また、車両のダッシュボードに配置された入出力装置を介して、通常モードと調整モードの切り替えを行ってもよい。入出力装置の一例として、タッチパネル式の情報表示用ディスプレイが挙げられる。 [Operation (1) of steering column device 100]
When the driver wants to adjust the position of the steering wheel 200 in the longitudinal direction, the driver sets the control device 9 from the normal mode to the adjustment mode, and turns the steering wheel 200 in the desired direction (front FR or rear RR). A force is applied to the wheel 200 .
Note that the transition between the normal mode and the adjustment mode can be performed by pressing a switch (not shown). Alternatively, switching between the normal mode and the adjustment mode may be performed via an input/output device arranged on the dashboard of the vehicle. An example of the input/output device is a touch panel type information display.

荷重センサ５５は、アッパコラム５とアウタシャフト２２２とに作用する前後方向における相対的な荷重の大きさおよび向きを検出する。制御装置９は、荷重センサ５５が検出した荷重の大きさおよび向きを取得する。 The load sensor 55 detects the magnitude and direction of the relative load acting on the upper column 5 and the outer shaft 222 in the longitudinal direction. The control device 9 acquires the magnitude and direction of the load detected by the load sensor 55 .

制御装置９は、荷重センサ５５が検出した荷重の大きさおよび向きに基づいて、ロア側テレスコ用モータ６０を駆動して、ベースブラケット１に対してコラムホルダ２を前後方向に移動させる。また、制御装置９は、アッパ側テレスコ用モータ７０を制御して、ロアコラム３に対してアッパコラム５を前後方向に移動させる。その結果、ステアリングコラム１０は前後方向に伸縮する。 Based on the magnitude and direction of the load detected by the load sensor 55 , the control device 9 drives the lower telescopic motor 60 to move the column holder 2 forward and backward with respect to the base bracket 1 . The control device 9 also controls the upper-side telescopic motor 70 to move the upper column 5 forward and backward with respect to the lower column 3 . As a result, the steering column 10 expands and contracts in the longitudinal direction.

荷重センサ５５が検出した荷重の向きが前方ＦＲであった場合、制御装置９は、ベースブラケット１に対してコラムホルダ２を前方ＦＲに移動させ、ロアコラム３に対してアッパコラム５を前方ＦＲに移動させる。 When the direction of the load detected by the load sensor 55 is the front FR, the control device 9 moves the column holder 2 to the front FR with respect to the base bracket 1, and moves the upper column 5 to the front FR with respect to the lower column 3. move.

荷重センサ５５が検出した荷重の向きが後方ＲＲであった場合、制御装置９は、ベースブラケット１に対してコラムホルダ２を後方ＲＲに移動させ、ロアコラム３に対してアッパコラム５を後方ＲＲに移動させる。 When the direction of the load detected by the load sensor 55 is the rear RR, the control device 9 moves the column holder 2 to the rear RR with respect to the base bracket 1, and moves the upper column 5 to the rear RR with respect to the lower column 3. move.

制御装置９は、ロア側テレスコ用モータ６０とアッパ側テレスコ用モータ７０のいずれか一方を駆動してもよく、両方を駆動してもよい。両方を駆動することにより、ステアリングコラム装置１００は高速にステアリングホイール２００の前後方向の位置を調節できる。 The control device 9 may drive either one of the lower-side telescopic motor 60 and the upper-side telescopic motor 70, or may drive both. By driving both, the steering column device 100 can adjust the longitudinal position of the steering wheel 200 at high speed.

ステアリングシャフト２２０は、インナシャフト２２１とアウタシャフト２２２とが前後方向に沿って相対移動することにより、ステアリングコラム１０とともに伸縮する。その結果、ステアリングホイール２００の前後方向の位置が調節される。 The steering shaft 220 expands and contracts together with the steering column 10 as the inner shaft 221 and the outer shaft 222 move relative to each other in the longitudinal direction. As a result, the longitudinal position of the steering wheel 200 is adjusted.

制御装置９は、荷重センサ５５が荷重を検出しなくなるまでステアリングホイール２００の前後方向の位置を調節する。ステアリングホイール２００の位置が調整された後、運転者は制御装置９の動作モードを調整モードから通常モードに設定する。制御装置９の動作モードが通常モードに設定されると、制御装置９によるステアリングホイール２００の位置の調整は実施されない。 The control device 9 adjusts the longitudinal position of the steering wheel 200 until the load sensor 55 no longer detects the load. After the position of the steering wheel 200 has been adjusted, the driver sets the operating mode of the control device 9 from the adjustment mode to the normal mode. When the operation mode of the control device 9 is set to the normal mode, the control device 9 does not adjust the position of the steering wheel 200 .

［ステアリングコラム装置１００の動作（２）］
運転者は、ステアリングホイール２００の上下方向の角度を調節したい場合、制御装置９を通常モードから調整モードに設定し、ステアリングホイール２００を移動させたい向き（上方ＵＰまたは下方ＬＷＲ）に対して、ステアリングホイール２００に力を加える。 [Operation (2) of steering column device 100]
When the driver wants to adjust the vertical angle of the steering wheel 200, the driver sets the control device 9 from the normal mode to the adjustment mode, and turns the steering wheel 200 in the desired direction (upward UP or downward LWR). A force is applied to the wheel 200 .

荷重センサ５５は、アッパコラム５とアウタシャフト２２２とに作用する上下方向における相対的な荷重の大きさおよび向きを検出する。制御装置９は、荷重センサ５５が検出した荷重の大きさおよび向きを取得する。 The load sensor 55 detects the magnitude and direction of the relative load acting on the upper column 5 and the outer shaft 222 in the vertical direction. The control device 9 acquires the magnitude and direction of the load detected by the load sensor 55 .

制御装置９は、荷重センサ５５が検出した荷重の大きさおよび向きに基づいて、チルト用モータ８０を駆動して、ロアコラム３を上下方向に移動させる。その結果、ステアリングホイール２００の上下方向の角度が調節される。 The control device 9 drives the tilting motor 80 based on the magnitude and direction of the load detected by the load sensor 55 to move the lower column 3 vertically. As a result, the vertical angle of the steering wheel 200 is adjusted.

荷重センサ５５が検出した荷重の向きが上方ＵＰであった場合、制御装置９は、コラムホルダ２に対してロアコラム３を上方ＵＰに移動させる。 When the direction of the load detected by the load sensor 55 is upward UP, the control device 9 moves the lower column 3 upward with respect to the column holder 2 .

荷重センサ５５が検出した荷重の向きが下方ＬＷＲであった場合、制御装置９は、コラムホルダ２に対してロアコラム３を下方ＬＷＲに移動させる。 When the direction of the load detected by the load sensor 55 is the downward LWR, the control device 9 moves the lower column 3 to the downward LWR with respect to the column holder 2 .

制御装置９は、荷重センサ５５が荷重を検出しなくなるまでステアリングホイール２００の上下方向の角度を調節する。ステアリングホイール２００の角度が調整された後、運転者は制御装置９の動作モードを調整モードから通常モードに設定する。制御装置９の動作モードが通常モードに設定されると、制御装置９によるステアリングホイール２００の角度の調整は実施されない。 The control device 9 adjusts the vertical angle of the steering wheel 200 until the load sensor 55 no longer detects the load. After the angle of the steering wheel 200 has been adjusted, the driver sets the operating mode of the control device 9 from the adjustment mode to the normal mode. When the operation mode of the control device 9 is set to the normal mode, the control device 9 does not adjust the angle of the steering wheel 200 .

制御装置９は、ステアリングホイール２００の前後方向の位置の調節と、ステアリングホイール２００の上下方向の角度の調節とを、同時に行うこともできるし、別々に行うこともできる。 The control device 9 can adjust the longitudinal position of the steering wheel 200 and adjust the vertical angle of the steering wheel 200 simultaneously or separately.

本実施形態に係るステアリングコラム装置１００によれば、荷重センサ５５はステアリングホイール２００に近い位置に配置されているため、運転者によりステアリングホイール２００に加えられた荷重をより高精度に検出することができる。荷重センサ５５は、上下方向の荷重に加え、前後方向の荷重を検出できる。また、荷重センサ５５は、第二ねじ軸７２上に設けられておらず、第二ねじ軸７２の長さを機能上必要な長さより長くする必要がない。 According to the steering column device 100 of the present embodiment, since the load sensor 55 is arranged at a position close to the steering wheel 200, the load applied to the steering wheel 200 by the driver can be detected with higher accuracy. can. The load sensor 55 can detect the load in the longitudinal direction in addition to the load in the vertical direction. Moreover, the load sensor 55 is not provided on the second screw shaft 72, and the length of the second screw shaft 72 does not need to be longer than the functionally necessary length.

本実施形態に係るステアリングコラム装置１００によれば、ステアリングホイール２００に接続されたステアリングシャフト２２０を支持する軸受部に荷重センサ５５を配置することが望ましい。また、ステアリングシャフト２２０を支持する軸受部が複数ある場合、ステアリングホイール２００に近い軸受部に荷重センサ５５を配置することが望ましい。この理由を、図８～図１０を用いて説明する。 According to the steering column device 100 according to this embodiment, it is desirable to dispose the load sensor 55 in the bearing portion that supports the steering shaft 220 connected to the steering wheel 200 . Also, if there are a plurality of bearings that support the steering shaft 220 , it is desirable to dispose the load sensor 55 at a bearing near the steering wheel 200 . The reason for this will be described with reference to FIGS. 8 to 10. FIG.

図８は、テレスコピック機構を備えたステアリングコラム装置１００を模式的に示した図である。ロアコラム３の一端は、ベースブラケット１を経由して車体に固定されている。ロアコラム３の後方ＲＲ側にはアッパコラム５の前方ＦＲ側が前後方向に移動可能に接続されている。具体的には、アッパコラム５は、ロアコラム３に対し、アッパコラムに固定されたパッド３６ａおよびパッド３６ｂにより、前後方向に移動可能に支持されている。 FIG. 8 is a diagram schematically showing a steering column device 100 having a telescopic mechanism. One end of the lower column 3 is fixed to the vehicle body via the base bracket 1. - 特許庁The front FR side of the upper column 5 is connected to the rear RR side of the lower column 3 so as to be movable in the longitudinal direction. Specifically, the upper column 5 is movably supported in the front-rear direction with respect to the lower column 3 by pads 36a and 36b fixed to the upper column.

アッパコラム５の後方ＲＲ側には、ステアリングシャフト２２０が回転可能かつ前後方向への移動が不可能に接続されている。具体的には、ステアリングシャフト２２０は、アッパコラム５に対し、第一軸受部５１および第二軸受部５２により、回転可能に支持されている。第一軸受部５１および第二軸受部５２として、玉軸受やニードル軸受等の回転軸受を用いることができる。 A steering shaft 220 is connected to the rear RR side of the upper column 5 so as to be rotatable and immovable in the longitudinal direction. Specifically, steering shaft 220 is rotatably supported by first bearing portion 51 and second bearing portion 52 with respect to upper column 5 . A rotary bearing such as a ball bearing or a needle bearing can be used as the first bearing portion 51 and the second bearing portion 52 .

ロアコラム３の外周と、アッパコラム５の外周には、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７が配置されている。図８は、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７が縮んだ状態を示す模式図であり、図９は、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７が伸びた状態を示す模式図である。図９に示すように、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７が伸縮することにより、アッパコラム５がロアコラム３に対して移動する。 An upper-side telescopic actuator 7 is arranged on the outer periphery of the lower column 3 and the outer periphery of the upper column 5 . FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the upper-side telescopic actuator 7 is contracted, and FIG. 9 is a schematic diagram showing a state in which the upper-side telescopic actuator 7 is extended. As shown in FIG. 9 , the upper column 5 moves with respect to the lower column 3 by expanding and contracting the upper telescopic actuator 7 .

本開示における荷重センサ５５とは、換言すると、軸状の部材と軸状の部材を支持する支持部（パッド３６ａ、パッド３６ｂ、第一軸受部５１および第二軸受部５２）に生じる径方向Ｒの力を検出するセンサである。すなわち、支持部（パッド３６ａ、パッド３６ｂ、第一軸受部５１および第二軸受部５２）のいずれの位置にも荷重センサ５５を配置し得る。しかし、前述の通り、ステアリングシャフト２２０とステアリングホイール２００との間を支持する支持部のうち、ステアリングホイール２００に近い支持部に荷重センサ５５を配置することが望ましい。すなわち、第一軸受部５１に荷重センサ５５を配置することが望ましい。 In other words, the load sensor 55 in the present disclosure refers to the radial direction R generated in the shaft-shaped member and the support portion (the pad 36a, the pad 36b, the first bearing portion 51 and the second bearing portion 52) that supports the shaft-shaped member. It is a sensor that detects the force of That is, the load sensor 55 can be arranged at any position of the support portion (pad 36a, pad 36b, first bearing portion 51 and second bearing portion 52). However, as described above, it is desirable to dispose the load sensor 55 in a support portion closer to the steering wheel 200 among the support portions supporting between the steering shaft 220 and the steering wheel 200 . That is, it is desirable to dispose the load sensor 55 on the first bearing portion 51 .

この理由を、（１）ステアリングシャフト２２０とアッパコラム５との間に荷重センサを配置することが望ましい理由と、（２）ステアリングホイール２００に近い位置に荷重センサを配置することが望ましい理由とに分けて説明する。 The reasons for this are (1) the reason why it is desirable to arrange the load sensor between the steering shaft 220 and the upper column 5, and (2) the reason why it is desirable to arrange the load sensor at a position close to the steering wheel 200. I will explain separately.

［（１）ステアリングシャフト２２０とアッパコラム５との間に荷重センサ５５を配置することが望ましい理由について］
図１０にて、パッド３６ａからパッド３６ｂまでの距離をＬ３４、パッド３６ａからステアリングホイール２２０までの距離をＬ３ｈ、第二軸受部５２から第一軸受部５１までの距離をＬ２１、第二軸受部５２からステアリングホイール２２０までの距離をＬ２ｈとする。 [(1) Why it is desirable to dispose the load sensor 55 between the steering shaft 220 and the upper column 5]
In FIG. 10, the distance from the pad 36a to the pad 36b is L34, the distance from the pad 36a to the steering wheel 220 is L3h, the distance from the second bearing portion 52 to the first bearing portion 51 is L21, and the second bearing portion 52 to the steering wheel 220 is L2h.

図１０にステアリングホイール２００に対して、下方向の力Ｆｈを付与した場合において、アッパコラム５、ステアリングシャフト２２０に発生する力を示す。図１０において、矢印Ｆ３と矢印Ｆ４はアッパコラム５に作用する力を示し、矢印Ｆ１と矢印Ｆ２はステアリングシャフト２２０に作用する力を示す。
アッパコラム５、ステアリングシャフト２２０の間では、第二軸受部５２の上方に圧縮力Ｆ２が発生し、第一軸受部５１の下方に圧縮力Ｆ１が発生する。
ロアコラム３と、アッパコラム５との間では、パッド３６ａの上方に圧縮力Ｆ３が発生し、パッド３６ｂの下方に圧縮力Ｆ４が発生する。 FIG. 10 shows forces generated in the upper column 5 and the steering shaft 220 when a downward force Fh is applied to the steering wheel 200 . In FIG. 10 , arrows F 3 and F 4 indicate forces acting on upper column 5 , and arrows F 1 and F 2 indicate forces acting on steering shaft 220 .
Between the upper column 5 and the steering shaft 220 , a compressive force F<b>2 is generated above the second bearing portion 52 and a compressive force F<b>1 is generated below the first bearing portion 51 .
Between the lower column 3 and the upper column 5, a compressive force F3 is generated above the pad 36a and a compressive force F4 is generated below the pad 36b.

図１０において、アッパコラム５に作用する力とモーメントの釣り合いを考慮すると、ステアリングホイールに加えられる力Ｆｈと、パッド３６ａの上方に作用する圧縮力Ｆ３と、パッド３６ｂの下方に作用する圧縮力Ｆ４との間には、以下の関係が成立する。 In FIG. 10, considering the balance between the force and moment acting on the upper column 5, the force Fh applied to the steering wheel, the compressive force F3 acting above the pad 36a, and the compressive force F4 acting below the pad 36b are The following relationship holds between

式１と式２をＦｈについて解くと、以下の式３が導出される。 Solving Equations 1 and 2 for Fh yields Equation 3 below.

ここで、式３において、Ｆ３とＦ４に乗算される係数は、パッド３６ａからステアリングホイール２００までの距離であるＬ３ｈを含むため、ステアリングホイール２００の位置に応じて変化する。すなわち、ロアコラム３とアッパコラム５との間に荷重センサ５５を配置した場合、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７の伸縮量が荷重Ｆｈの検出値に影響を与えることとなる。 Here, in Equation 3, the coefficient by which F3 and F4 are multiplied includes L3h, which is the distance from the pad 36a to the steering wheel 200, and thus changes according to the position of the steering wheel 200. FIG. That is, when the load sensor 55 is arranged between the lower column 3 and the upper column 5, the expansion and contraction amount of the upper side telescopic actuator 7 affects the detected value of the load Fh.

図１０において、ステアリングシャフト２２０に作用する力とモーメントの釣り合いを考慮すると、ステアリングホイールに加えられる力Ｆｈと、第二軸受部５２の上方に作用する圧縮力Ｆ１と、第一軸受部５１の下方に作用するＦ２間には、以下の関係が成立する。 In FIG. 10, considering the balance between the force and the moment acting on the steering shaft 220, the force Fh applied to the steering wheel, the compressive force F1 acting above the second bearing portion 52, and the force F1 acting above the first bearing portion 51 are The following relationship holds between F2 acting on .

式１と式２をＦｈについて解くと、以下の式６が導出される。 Solving Equations 1 and 2 for Fh yields Equation 6 below.

ここで、式６において、Ｆ１とＦ２に乗算される係数は、ステアリングホイール２００の位置によらず一定である。すなわち、アッパコラム５とステアリングシャフト２２０との間に荷重センサ５５を配置した場合、アッパ側テレスコ用アクチュエータ７の伸縮量が荷重Ｆｈの検出に影響を及ぼすことが無い。したがって、荷重センサ５５はアッパコラム５とステアリングシャフト２２０との間に配置することが望ましい。 Here, in Equation 6, the coefficients by which F1 and F2 are multiplied are constant regardless of the position of steering wheel 200. FIG. That is, when the load sensor 55 is arranged between the upper column 5 and the steering shaft 220, the expansion/contraction amount of the upper-side telescopic actuator 7 does not affect the detection of the load Fh. Therefore, it is desirable to arrange load sensor 55 between upper column 5 and steering shaft 220 .

［（２）ステアリングホイール２００に近い位置に荷重センサを配置することが望ましい理由について］
式６をＦ１について整理すると、式７が導出される。 [(2) Why it is preferable to place the load sensor at a position close to the steering wheel 200]
Rearranging Equation 6 with respect to F1 yields Equation 7.

式６をＦ２について整理すると、式８が導出される。 Rearranging Equation 6 with respect to F2 yields Equation 8.

式７と式８について、Ｆｈに乗ずる係数を比較すると、式８の係数の方が小さい。これは、同一のハンドル荷重Ｆｈが付与された場合のＦ２の変動が、Ｆ１の変動に比べて小さいことを意味する。すなわち、同一分解能(荷重に対する出力の比)の荷重センサ５５を用いる場合、Ｆ２を検出するよりも、Ｆ１を検出した方がハンドル荷重Ｆｈを高精度に検出することができる。したがって、荷重センサ５５は、ステアリングホイール２００に近い方の第一軸受部５１に配置することが望ましい。 Comparing the coefficients by which Fh is multiplied between Equations 7 and 8, the coefficient of Equation 8 is smaller. This means that the variation of F2 when the same handle load Fh is applied is smaller than the variation of F1. That is, when the load sensor 55 having the same resolution (ratio of output to load) is used, the handle load Fh can be detected with higher accuracy by detecting F1 than by detecting F2. Therefore, it is desirable to dispose the load sensor 55 on the first bearing portion 51 closer to the steering wheel 200 .

以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および変形例において示す構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。 As described above, the first embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are included within the scope of the present invention. . Also, the constituent elements shown in the above-described embodiment and modification can be combined as appropriate.

（変形例１）
上記実施形態において、ステアリングコラム装置１００は、２段階に伸縮するテレスコピック機構を有する。しかしながら、テレスコピック機構の態様はこれに限定されない。ステアリングコラム装置１００は、一段階に伸縮するテレスコピック機構を有してもよい。 (Modification 1)
In the above embodiment, the steering column device 100 has a telescopic mechanism that expands and contracts in two stages. However, the aspect of the telescopic mechanism is not limited to this. The steering column device 100 may have a telescopic mechanism that expands and contracts in one step.

（変形例２）
上記実施形態において、第一軸受部５１（軸受部）は、ベアリング５４と、荷重センサ５５とを有する。しかしながら、第一軸受部５１（軸受部）の態様は、これに限定されあない。リング状に形成された荷重センサ５５によりアウタシャフト２２２を回転自在に支持できる場合、荷重センサ５５はベアリング５４を介してアウタシャフト２２２と連結させなくてもよい。 (Modification 2)
In the above embodiment, the first bearing portion 51 (bearing portion) has the bearing 54 and the load sensor 55 . However, the aspect of the first bearing portion 51 (bearing portion) is not limited to this. If the outer shaft 222 can be rotatably supported by the ring-shaped load sensor 55 , the load sensor 55 does not have to be connected to the outer shaft 222 via the bearing 54 .

（変形例３）
上記実施形態において、アッパコラム５に形成された係合凸部５ｔにより荷重センサ５５の前方ＦＲへの移動が制限され、アウタシャフト２２２に形成された係合凹部２２２ａにより荷重センサ５５の後方ＲＲへの移動が制限される。しかし、荷重センサ５５の前後方向への移動制限態様はこれに限定されない。アウタシャフト２２２に形成された係合凹部２２２ａにより荷重センサ５５の前方ＦＲへの移動が制限され、アッパコラム５に形成された係合凸部５ｔにより荷重センサ５５の後方ＲＲへの移動が制限されてもよい。 (Modification 3)
In the above embodiment, the engaging protrusion 5t formed on the upper column 5 restricts the movement of the load sensor 55 toward the front FR, and the engaging recess 222a formed on the outer shaft 222 restricts the movement of the load sensor 55 toward the rear RR. movement is restricted. However, the movement restriction mode of the load sensor 55 in the front-rear direction is not limited to this. The engagement recess 222a formed in the outer shaft 222 restricts the movement of the load sensor 55 to the front FR, and the engagement projection 5t formed in the upper column 5 restricts the movement of the load sensor 55 to the rear RR. may

本発明は、ステアリングコラム装置に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a steering column device.

３００ ステアリング装置（操舵装置）
２２０ ステアリングシャフト
２００ ステアリングホイール（入力機構）
１００ ステアリングコラム装置
１０ ステアリングコラム
１ ベースブラケット
２ コラムホルダ
３ ロアコラム（第一コラム）
４ インナコラム
５ アッパコラム（第二コラム）
５１ 第一軸受部（軸受部）
５２ 第二軸受部
５４ ベアリング
５５ 荷重センサ
６ ロア側テレスコ用アクチュエータ
７ アッパ側テレスコ用アクチュエータ
８ チルト用アクチュエータ
９ 制御装置 300 steering device (steering device)
220 steering shaft 200 steering wheel (input mechanism)
100 steering column device 10 steering column 1 base bracket 2 column holder 3 lower column (first column)
4 Inner column 5 Upper column (second column)
51 first bearing (bearing)
52 second bearing portion 54 bearing 55 load sensor 6 lower side telescopic actuator 7 upper side telescopic actuator 8 tilt actuator 9 control device

Claims (7)

ステアリングシャフトを支持するステアリングコラムを備え、
前記ステアリングコラムは、ステアリングホイール側に前記ステアリングシャフトを回転可能に支持する軸受部を有し、
前記軸受部は、荷重センサを有する、
ステアリングコラム装置。 Equipped with a steering column that supports the steering shaft,
The steering column has a bearing portion that rotatably supports the steering shaft on the steering wheel side,
The bearing portion has a load sensor,
steering column device. 前記軸受部は、径方向において、前記ステアリングシャフトと前記ステアリングコラムとに挟まれて設けられている、
請求項１に記載のステアリングコラム装置。 The bearing portion is provided so as to be sandwiched between the steering shaft and the steering column in a radial direction.
The steering column device according to claim 1. 前記軸受部は、ベアリングをさらに有し、
前記荷重センサは、ベアリングを介して前記ステアリングシャフトと連結されている、
請求項２に記載のステアリングコラム装置。 The bearing part further has a bearing,
The load sensor is connected to the steering shaft via a bearing,
The steering column device according to claim 2. 前記荷重センサは、
前記ステアリングコラムと前記ステアリングシャフトの一方により前方への移動が制限され、
前記ステアリングコラムと前記ステアリングシャフトの他方により後方への移動が制限される、
請求項２または請求項３に記載のステアリングコラム装置。 The load sensor is
forward movement is restricted by one of the steering column and the steering shaft;
rearward movement is restricted by the other of the steering column and the steering shaft;
The steering column device according to claim 2 or 3. 前記荷重センサは、リング状に形成されたロードセルである、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。 The load sensor is a ring-shaped load cell,
The steering column device according to any one of claims 1 to 4. 前記ステアリングコラムは、前後方向に相対移動可能な第一コラムと第二コラムとを有し、
前記第二コラムは、前記第一コラムよりステアリングホイール側に設けられており、
前記軸受部は、前記第二コラムに設けられている、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のステアリングコラム装置。 The steering column has a first column and a second column that are relatively movable in the longitudinal direction,
The second column is provided closer to the steering wheel than the first column,
The bearing portion is provided on the second column,
The steering column device according to any one of claims 1 to 5. 前記第二コラムと前記ステアリングシャフトとの間に、前記軸受部とは異なる第二の軸受部を備え、
前記軸受部と前記第二の軸受部とにより、前記第二コラムと前記ステアリングシャフトを支持し、
前記軸受部が前記第二の軸受部より前記ステアリングホイールに近い位置に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のステアリングコラム装置。 A second bearing portion different from the bearing portion is provided between the second column and the steering shaft,
The second column and the steering shaft are supported by the bearing portion and the second bearing portion,
7. A steering column apparatus according to claim 6, wherein said bearing portion is arranged at a position closer to said steering wheel than said second bearing portion.

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