JP4696687B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、チルト機構を備えたステアリング装置に関する。

従来、この種のステアリング装置として、例えば、特許文献１又は特許文献２に記載の構成が知られている。これらの文献に記載のステアリング装置では、ステアリングコラムの剛性を高めるために、駆動源（チルト用モータ）に連結されるチルト機構部に横方向（ステアリングコラム径方向）に与圧を負荷することにより、上下方向のがたつきを抑制するようにしている。
特開２００２−１９３１１０号公報 特開２０００−２８０９１６号公報

ところが、上記各文献に記載された構成では、チルト機構部に負荷する与圧が大きすぎるとチルト作動に影響を及ぼし、逆に与圧が小さすぎると上下方向のがたつきを抑えることができないため、与圧負荷を最適荷重に調整することが難しいという問題がある。また、与圧負荷する与圧部がチルト作動によるチルト機構部との摺動により摩耗すると、上下方向のがたつきを抑えることができなくなるといった問題もある。また、チルト機構部がステアリングコラム径方向において該ステアリングコラムの片側に配置される構成であるため、チルト作動時に同機構部にこじり力を発生させて、安定かつ円滑な作動（動力伝達）を阻害するといった問題もあった。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、チルト作動に影響を及ぼすことなく、上下方向のがたつきを好適に抑制し得るステアリング装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトを回転自在に収容支持する筒状のコラムハウジングを有し、固定ブラケットにより車体に固定されるステアリングコラムと、チルトモータの作動に基づいて前記固定ブラケットに対する前記ステアリングコラムの傾動量を調整するチルト機構とを備えたステアリング装置において、前記チルト機構は、前記チルトモータにより回転駆動されるシャフトと、前記シャフトの回転に基づいて該シャフト上をスライドするスライド部材と、前記スライド部材および前記固定ブラケットに対して前記コラムハウジングを連結し、前記スライド部材のスライドに基づいて、前記ステアリングコラムを前記固定ブラケットに対して傾動作動させるリンク機構とを備え、前記コラムハウジングは、前記リンク機構が取り付けられる筒状の第１チューブと、該第１チューブよりも小径をなし、該第１チューブ内にて長手方向に進退自在に収容支持される筒状の第２チューブと、該第２チューブよりも小径をなし、該第２チューブに対して長手方向一端部が係合固定される筒状の第３チューブとを備え、前記ステアリングシャフトは、前記第１チューブに設けられた第１軸受により回転自在に支持される第１シャフトと、該第１シャフトに対して軸方向に伸縮自在、かつ周方向に相対回転不能に連結され、前記第３チューブに設けられた第２軸受により回転自在に支持される第２シャフトとを備え、前記ステアリングコラムは、テレスコモータの作動に基づいて前記第２チューブを前記第１チューブに対して長手方向に相対移動させ、前記ステアリングコラムのテレスコ位置を調整するテレスコ機構を備えるとともに、前記ステアリングシャフトの軸方向に所定の荷重が加えられたとき、前記第３チューブを前記第２チューブから係合を解除して、前記第２シャフトを前記第３チューブとともに前記第１シャフト、前記第１チューブ及び前記第２チューブに対して前記軸方向に収縮させるブレイクアウェイ機能を備え、前記リンク機構を、前記コラムハウジングの径方向外側において該コラムハウジングの左右両側に配置したことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のステアリング装置において、前記リンク機構は、前記コラムハウジングの左右両側に配置され、前記固定ブラケットに対して回転自在に支持される一対の第１リンクと、該一対の第１リンクに対して回転自在に支持されるとともに、前記コラムハウジングに対して回転自在に支持され、更に、前記スライド部材に対して回転自在に支持される第２リンクとを備え、前記シャフトは、前記コラムハウジングに対して回転自在に支持されることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、コラムハウジングは、該コラムハウジングの左右両側に配置されたリンク機構を介して、スライド部材および固定ブラケットに対して連結される。従って、ステアリングコラムに対する上下方向の入力荷重は、固定ブラケットおよびスライド部材の間においてリンク機構によって吸収されるとともに、スライド部材を支持するシャフトによって吸収される。これにより、ステアリングコラムの剛性を高め、上下方向のがたつきを好適に抑制することができる。また、リンク機構がコラムハウジングの両側に配置されることにより、チルトモータの駆動力をそれら両側のリンク機構に伝達させてステアリングコラムをチルト作動させることができる。これにより、チルト作動時におけるこじり力の発生を抑えて、安定かつ円滑な作動を行うことが可能となる。さらに、コラムハウジングを第１、第２および第３チューブにて構成し、第１チューブに対して第２チューブを相対移動させることによりステアリングコラムのテレスコ量を調整するテレスコ機構、および、第２チューブと第３チューブとの二重管構造によるコラム収縮タイプのブレイクアウェイ機能を備えるステアリング装置において、チルト作動に影響を及ぼすことなく、上下方向のがたつきを好適に抑制し得るチルト機構を搭載することができる。また、本構成は、チルト機構を第１チューブに対して配置するとともに、テレスコ機構を第１および第２チューブに対して配置する構成であるため、車両衝突時の衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を配置するスペースを第３チューブに確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ステアリングコラムに対する上下方向の入力荷重は、固定ブラケットおよびスライド部材の間において、一対の第１リンクおよび第２リンクによって吸収される。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図７に従って説明する。
図１は、本実施の形態のステアリング装置を示す側面図、図２は、同ステアリング装置を示す底面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、ステアリング装置１０は、ステアリングコラム１１と、該ステアリングコラム１１内を挿通するステアリングシャフト１２とを備えている。ステアリングコラム１１は、ステアリングシャフト１２を筒状のコラムハウジング１３内にて回転自在に支持している。ステアリングシャフト１２の一端（車体後方側）はステアリングホイールＳＷに連結され、他端（車体前方側）は図示しないステアリングギヤ機構に連結されている。

ステアリングコラム１１は、コラムハウジング１３の前端（車体前方側）に設けられた支持部材１４と、車体に固定された固定ブラケット１５とにより支持されている。具体的には、ステアリングコラム１１は、支持部材１４および固定ブラケット１５により、支持部材１４と車体との連結点Ｐ１を揺動中心として、ステアリングコラム１１を車体に対して傾動自在とするように支持されている。

図３に示すように、コラムハウジング１３は、筒状のメインチューブ２１と、メインチューブ２１よりも小径をなす筒状のロアチューブ２２と、ロアチューブ２２よりも小径をなす筒状のアッパチューブ２３とを備えている。

ロアチューブ２２は、メインチューブ２１に設けられた前後一対の軸受２４ａ，２４ｂにより、メインチューブ２１内においてステアリングシャフト１２の軸方向に進退自在に支持されている。アッパチューブ２３は、その長手方向一端部（車体前方側）がロアチューブ２２に嵌挿され、該ロアチューブ２２と図示しない係合手段によって係合されている。係合方法は任意である。従って、アッパチューブ２３は、ロアチューブ２２と一体にメインチューブ２１に対して相対移動する。本実施の形態においては、メインチューブ２１が請求項４の発明に係る第１チューブを構成し、ロアチューブ２２が同発明に係る第２チューブを構成し、アッパチューブ２３が同発明に係る第３チューブを構成する。

メインチューブ２１とアッパチューブ２３とには、それぞれ第１軸受２５と第２軸受２６とが取り付けられている。これら第１及び第２軸受２５，２６により、ステアリングコラム１１は、ステアリングシャフト１２をコラムハウジング１３に対して回転自在、且つ軸方向に移動不能に支持する。

ステアリングシャフト１２は、ステアリングホイールＳＷに連結されるアッパシャフト１２ａと、そのアッパシャフト１２ａに摺動自在に嵌合するロアシャフト１２ｂとを備えている。アッパシャフト１２ａとロアシャフト１２ｂとの嵌合部分には、それぞれスプラインが形成されており、アッパシャフト１２ａの内周面に形成されたスプラインは、ロアシャフト１２ｂの外周面に形成されたスプラインに噛合される。従って、アッパシャフト１２ａは、ロアシャフト１２ｂに対して軸方向に伸縮自在、かつ周方向に相対回転不能に連結される。即ち、アッパシャフト１２ａは、ロアシャフト１２ｂと一体に回転される。本実施の形態においては、ロアシャフト１２ｂが請求項３又は４の発明に係る第１シャフトを構成し、アッパシャフト１２ａが同発明に係る第２シャフトを構成する。

ステアリングコラム１１は、車両の衝突により、ステアリングシャフト１２の軸方向に車体前方に向かって所定の荷重が加えられたとき、ロアチューブ２２とアッパチューブ２３との上記係合を解除して、アッパシャフト１２ａをアッパチューブ２３とともに、ロアシャフト１２ｂ、ロアチューブ２２およびメインチューブ２１に対して車体前方へ収縮させるブレイクアウェイ機能を備えている。

また、ステアリングコラム１１は、公知のエネルギー吸収機構（図示略）を備えており、ステアリングシャフト１２が車体前方へブレイクアウェイした際に、同エネルギー吸収機構によりステアリングシャフト１２の前方への移動を制限することで、運転者がステアリングホイールＳＷから受ける衝撃を吸収する。本構成のステアリング装置１０においては、このエネルギー吸収機構をアッパチューブ２３に設けることができる。

図１に示すように、ステアリング装置１０は、チルト機構３１を備えており、チルトモータ３２の作動に基づいてステアリングコラム１１のチルト量、即ち、固定ブラケット１５に対するステアリングコラム１１の上下方向の傾動量を調整する。

また、ステアリング装置１０は、テレスコ（テレスコピック）機構３３を備えており、テレスコモータ３４（図２参照）の作動に基づいてステアリングコラム１１のテレスコ量、即ち、ステアリングコラム１１の軸方向長さを調整する。以下、チルト機構３１およびテレスコ機構３３の構成について詳しく説明する。

まず、チルト機構３１の構成を図１、図２、図４〜図７を参照しながら説明する。
図１に示すように、チルト機構３１は、チルトモータ３２により、減速ギヤ４１（図５参照）を介して回転駆動される雄ネジを有するスクリューシャフト（以下、シャフトという）４２と、シャフト４２に螺合され、該シャフト４２の回転に基づいてシャフト４２上をスライドする雌ネジを有するスライド部材４３とを備えている。シャフト４２およびスライド部材４３のネジは、台形ネジになっている。さらに、チルト機構３１は、スライド部材４３および固定ブラケット１５に対してメインチューブ２１（コラムハウジング１３）を連結し、スライド部材４３のスライドに基づいてステアリングコラム１１を固定ブラケット１５に対して傾動作動させるリンク機構４４を備えている。

図４に示すように、リンク機構４４は、メインチューブ２１の径方向外側において、該メインチューブ２１の左右両側に配置されている。具体的には、リンク機構４４は、固定ブラケット１５に対して第１ピボット４５ａ，４５ｂによりそれぞれ回転自在に支持される一対の第１リンク４６ａ，４６ｂと、該一対の第１リンク４６ａ，４６ｂに対して第２ピボット４７ａ，４７ｂにより回転自在に支持される略Ｕ字状の第２リンク４８とを備えている。

図１に示すように、第２リンク４８は、上記第１リンク４６ａ，４６ｂとの連結端部において略Ｌ字状に屈曲形成されており、メインチューブ２１の左右両側に取り付けられた第３ピボット４９ａ，４９ｂ（図２参照）により回転自在に支持されている。また、第２リンク４８は、スライド部材４３に対して第４ピボット５０ａ，５０ｂ（図５参照）により回転自在に支持されている。この第４ピボット５０ａ，５０ｂの下方には、上記減速ギヤ４１を収容するギヤハウジング４１ａ、即ちシャフト４２をメインチューブ２１に対して回転自在に支持する第５ピボット５１ａ，５１ｂ（図５参照）が設けられている。

このように構成されたリンク機構４４では、チルトモータ３２により減速ギヤ４１を介してシャフト４２が回転されると、その回転に基づいてスライド部材４３がシャフト４２上をスライドする。

そして、図６に示すように、スライド部材４３がシャフト４２の軸方向に沿って上方にスライドすると、その上方へのスライドに伴って第２リンク４８がメインチューブ２１に対して第３ピボット４９ａ，４９ｂを中心に図６中、時計回り方向に回転する。これにより、ステアリングコラム１１は、第２リンク４８と第１リンク４６ａ，４６ｂとの拘束を受けながら、支持部材１４と車体との連結点Ｐ１を揺動中心として、固定ブラケット１５に対して上方に傾動される。

反対に、図７に示すように、スライド部材４３がシャフト４２の軸方向に沿って下方にスライドすると、その下方へのスライドに伴って第２リンク４８がメインチューブ２１に対して第３ピボット４９ａ，４９ｂを中心に図７中、反時計回り方向に回転する。これにより、ステアリングコラム１１は、第２リンク４８と第１リンク４６ａ，４６ｂとの拘束を受けながら、支持部材１４と車体との連結点Ｐ１を揺動中心として、固定ブラケット１５に対して下方に傾動される。このようにシャフト４２の正逆回転に基づいてリンク機構４４が作動されることにより、ステアリングコラム１１のチルト量が調整される。

次に、テレスコ機構３３の構成を図１〜図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、テレスコ機構３３は、テレスコモータ３４により減速ギヤ６１を介して回転駆動される雄ネジを有するスクリューシャフト（以下、シャフトという）６２と、シャフト６２に螺合され、該シャフト６２の回転に基づいてシャフト６２上をスライドする雌ネジを有するスライド部材６３とを備えている。

減速ギヤ６１はメインチューブ２１に形成されたギヤハウジング２１ａ内に収容されており、シャフト６２はステアリングシャフト１２の軸方向に対して略平行に設けられている。シャフト６２およびスライド部材６３のネジは、台形ネジになっている。メインチューブ２１の底面には長孔状の切欠溝２１ｂ（詳しくは図２参照）が形成されており、スライド部材６３は、この切欠溝２１ｂを通じてロアチューブ２２に対して固定されている。

このように構成されたテレスコ機構３３では、テレスコモータ３４により減速ギヤ６１を介してシャフト６２が回転されると、その回転に基づいてスライド部材６３がシャフト６２上をスライドする。そして、このシャフト６２の正逆回転に基づいて、スライド部材６３が同シャフト６２上をスライドすることにより、ロアチューブ２２がメインチューブ２１に対して長手方向に相対移動（進退）する。これにより、ステアリングコラム１１のテレスコ量が調整される。

上記のように構成されたステアリング装置１０では、メインチューブ２１の左右両側で第３ピボット４９ａ，４９ｂにより軸支されたリンク機構４４（第１リンク４６ａ，４６ｂおよび第２リンク４８）を介して、メインチューブ２１がスライド部材４３および固定ブラケット１５に対して連結される。従って、ステアリングコラム１１に対する上下方向の入力荷重は、固定ブラケット１５とスライド部材４３との間で第１リンク４６ａ，４６ｂおよび第２リンク４８により吸収されるとともに、スライド部材４３を支持するシャフト４２により吸収される。これにより、ステアリングコラム１１の剛性を高め、その左右方向のがたつきを抑制することはもとより、その上下方向のがたつきをも好適に抑制することができる。また、このようにリンク機構４４をメインチューブ２１の左右両側に配置したことにより、チルトモータ３２の駆動力を該両側のリンク機構４４に伝達させてチルト作動させることができる。これにより、チルト作動時におけるこじり力の発生を抑え、安定かつ円滑なチルト作動を行うことができる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）スライド部材４３および固定ブラケット１５に対してメインチューブ２１を連結し、チルトモータ３２の作動に基づいてステアリングコラム１１を傾動作動させるためのリンク機構４４（第１リンク４６ａ，４６ｂ、第２リンク４８）をメインチューブ２１の径方向外側において左右両側に備えた。これにより、従来のようにチルト機構部に対して横方向に与圧を負荷しなくとも、ステアリングコラム１１に十分な剛性を確保することができ、ステアリングコラム１１に対する入力荷重をリンク機構４４により吸収して、上下方向のがたつきを好適に抑制することができる。

（２）リンク機構４４をメインチューブ２１の左右両側に配置したことにより、チルト作動時におけるこじり力の発生も抑えられる。これにより、安定かつ円滑なチルト作動を行うことができる。

（３）チルト機構３１に対して横方向に与圧を負荷する構成としないため、チルト作動によるスライド部材４３とシャフト４２との摩耗も極力抑えられる。
（４）コラムハウジング１３をメインチューブ２１、ロアチューブ２２およびアッパチューブ２３から構成し、リンク機構４４をメインチューブ２１に対して配置し、テレスコ機構３３をメインチューブ２１およびロアチューブ２２に対して配置する構成とした。これにより、ロアチューブ２２とアッパチューブ２３との二重管構造によるコラム収縮タイプのブレイクアウェイ機能を備えるステアリング装置１０において、車両衝突時の衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を配置するスペースをアッパチューブ２３に確保することができる。

なお、上記実施の形態は、以下に示す変形例の態様で実施してもよい。
・ステアリング装置１０にテレスコ機構３３を搭載しない構成としてもよい。図８に、テレスコ機構３３を備えないステアリング装置７０の構成を示す。即ち、このステアリング装置７０は、上記実施の形態のステアリング装置１０（図１）からテレスコ機構３３を省略した構成であり、その他は図１と同様である。なお、図中、図１と同様な構成部分については、同一符号を付している。このようにテレスコ機構３３を備えないステアリング装置７０としても上記実施の形態と同様の効果を奏する。

・コラムハウジング１３を１つのチューブ（メインチューブ２１のみ）から構成してもよい。即ち、本発明は、テレスコ機構３３やコラム収縮タイプ（二重管構造）のブレイクアウェイ機能を備えないステアリング装置にも適用することができる。

・テレスコ機構３３の配置は、上記実施の形態に限らず、他の配置としてもよい。
・その他上記実施の形態及び各変形例の構成に係る設計的事項は本発明の技術的思想の範囲内で適宜変更することができる。

一実施の形態のステアリング装置を示す側面図。 同ステアリング装置を示す底面図。 同ステアリング装置を示す断面図（図２のＡ−Ａ断面図）。 同ステアリング装置を示す断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）。 同ステアリング装置を示す断面図（図１のＣ−Ｃ断面図）。 同ステアリング装置のチルト作動を説明するための側面図。 同ステアリング装置のチルト作動を説明するための側面図。 変形例に係るステアリング装置を示す側面図。

符号の説明

ＳＷ…ステアリングホイール、１０，７０…ステアリング装置、１１…ステアリングコラム、１２…ステアリングシャフト、１２ａ…アッパシャフト（第２シャフト）、１２ｂ…ロアシャフト（第１シャフト）、１３…コラムハウジング、１５…固定ブラケット、２１…メインチューブ（第１チューブ）、２２…ロアチューブ（第２チューブ）、２３…アッパチューブ（第３チューブ）、２５…第１軸受、２６…第２軸受、３１…チルト機構、３２…チルトモータ、３３…テレスコ機構、３４…テレスコモータ、４２…スクリューシャフト（シャフト）、４３…スライド部材、４４…リンク機構、４６ａ，４６ｂ…第１リンク、４８…第２リンク。

Claims (2)

1. ステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトと、
   前記ステアリングシャフトを回転自在に収容支持する筒状のコラムハウジングを有し、固定ブラケットにより車体に固定されるステアリングコラムと、
   チルトモータの作動に基づいて前記固定ブラケットに対する前記ステアリングコラムの傾動量を調整するチルト機構とを備えたステアリング装置において、
   前記チルト機構は、
   前記チルトモータにより回転駆動されるシャフトと、
   前記シャフトの回転に基づいて該シャフト上をスライドするスライド部材と、
   前記スライド部材および前記固定ブラケットに対して前記コラムハウジングを連結し、前記スライド部材のスライドに基づいて、前記ステアリングコラムを前記固定ブラケットに対して傾動作動させるリンク機構とを備え、
   前記コラムハウジングは、前記リンク機構が取り付けられる筒状の第１チューブと、該第１チューブよりも小径をなし、該第１チューブ内にて長手方向に進退自在に収容支持される筒状の第２チューブと、該第２チューブよりも小径をなし、該第２チューブに対して長手方向一端部が係合固定される筒状の第３チューブとを備え、
   前記ステアリングシャフトは、前記第１チューブに設けられた第１軸受により回転自在に支持される第１シャフトと、該第１シャフトに対して軸方向に伸縮自在、かつ周方向に相対回転不能に連結され、前記第３チューブに設けられた第２軸受により回転自在に支持される第２シャフトとを備え、
   前記ステアリングコラムは、テレスコモータの作動に基づいて前記第２チューブを前記第１チューブに対して長手方向に相対移動させ、前記ステアリングコラムのテレスコ位置を調整するテレスコ機構を備えるとともに、前記ステアリングシャフトの軸方向に所定の荷重が加えられたとき、前記第３チューブを前記第２チューブから係合を解除して、前記第２シャフトを前記第３チューブとともに前記第１シャフト、前記第１チューブ及び前記第２チューブに対して前記軸方向に収縮させるブレイクアウェイ機能を備え、
   前記リンク機構を、前記コラムハウジングの径方向外側において該コラムハウジングの左右両側に配置したことを特徴とするステアリング装置。
2. 前記リンク機構は、前記コラムハウジングの左右両側に配置され、前記固定ブラケットに対して回転自在に支持される一対の第１リンクと、該一対の第１リンクに対して回転自在に支持されるとともに、前記コラムハウジングに対して回転自在に支持され、更に前記スライド部材に対して回転自在に支持される第２リンクとを備え、前記シャフトは、前記コラムハウジングに対して回転自在に支持される、
   請求項１記載のステアリング装置。

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