JP5061900B2 - ステアリングコラム装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシャフトを、チルト方向及びテレスコ方向の少なくとも一方に対して調整可能に支持するステアリングコラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングコラム装置は、車両の重要安全保安部品であり、衝突時に乗員の安全を確保するために衝突時におけるその挙動を、どのように制御するかが非常に重要である。通常は、ステアリングコラム装置自体に衝撃エネルギー吸収機構を設けるともに、ステアリングホイール内に収納したエアーバッグの支持部材としても重要な役割を担っている。
【０００３】
一方、運転者の運転姿勢を最適にするために、一般的なステアリングコラム装置は、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールの傾斜角度を調整でき、ステアリングホイールの軸線方向位置を調整できるようになっている。従って、ステアリングコラム装置には、コラム本体（即ちステアリングホイール）の位置や姿勢の調整が容易でなければならず、且つ衝突時には所定の位置や姿勢を確保しなければならないという相反する機能が必要になる。このような相反する機能を両立させるべく、従来のステアリングコラム装置では、種々の工夫がなされているが、ユーザーの操作性に対する要求の高まりなどにより、更なる向上が求められている。
【０００４】
ここで、特許文献１においては、多板の摩擦プレートを重合させ、その間に発生する摩擦力を用いて、コラム本体を保持できるステアリングコラム装置が開示されている。
【特許文献１】
特開平１０−３５５１１号公報
【特許文献２】
独国特許第１０２１２２６３号明細書
【特許文献３】
米国特許公開第２００５／００１６３１５Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、多板の摩擦プレートを重合させる機構では、構成が複雑となり、またチルト・テレスコピック調整時に多板の摩擦プレート同士がこすれ合う振動が操作者に伝わりやすく、操作フィーリングが悪いという問題もある。又、部品点数が増えるため、組立工数が増大するといった問題がある。
【０００６】
一方、特許文献２においては、チルト・テレスコピック調整時には、噛合していたギヤ同士を離脱させ、調整後においては、ギヤ同士を噛合させることで、コラム本体の位置を確実に保持することができるステアリングコラム装置が開示されている。しかしながら、特許文献２に示すようにギヤを噛合させてコラム本体の位置を保持する機構の場合、調整後においてギヤを噛合させる際に、ギヤの山同士が当接し合うことで本来的に噛合不良が発生する恐れがある。特許文献２では、これを抑制しようと試みがなされているが、必ずしも十分とはいえない。
【０００７】
更に、特許文献３においては、チルト・テレスコピック調整後に、ばね付勢され移動可能に保持された一方の歯を他方の歯にスムーズに係合させることができ、それによりコラム本体の位置を保持できるステアリングコラム装置が開示されている。しかしながら、かかる構成では、一方の歯をばね付勢するために複雑且つ大型化した構造を用いなければならないという問題がある。
【０００８】
また、歯を噛合させるタイプのステアリングコラム装置において、衝突時にステアリングシャフトに力が付与されたとき、これに抗することができる保持力を高めるためには、噛合する歯数を増大させることが考えられる。しかしながら、噛合する歯数を増大させると、位置調整後におけるかみ合い不良が生じやすくなり、またその分だけ設置スペースが必要となるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、軽量且つコンパクトでありながら、保持力を高めることができ、又操作フィーリングに優れたステアリングコラム装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の第１の観点によれば、ステアリングシャフトを、チルト方向及びテレスコピック方向の少なくとも一方に対して位置調整可能に支持するステアリングコラム装置において、
車体側に固定された第１の歯と、
ステアリングシャフトを回転自在に支持するコラム本体と、
前記コラム本体と一体的に移動する第２の歯とを有し、
前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに噛合して、前記コラム本体を前記車体に対して位置決めし、
前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに離間して、前記コラム本体を前記車体に対して位置調整可能な状態とし、
前記第１の歯が第２の歯と噛み合う直前から互いの噛合が完了する間、前記第１の歯に対する前記第２の歯の接近方向が、それぞれの歯筋方向に対してなす角度を０度より大きく、９０度未満に設定されるように、前記第１の歯と第２の歯は接近されて噛合し、
前記第１の歯及び前記第２の歯の一方は、対向する一対の第１傾斜面に設けられ、
前記第１の歯及び前記第２の歯の他方は、前記一対の第１傾斜面に各々対向する一対の第２傾斜面に形成される。
【００１２】
本発明の第２の観点によれば、第１の観点によるステアリングコラム装置であって、
前記第１，２の歯が互いに離脱した状態で、前記一対の第１傾斜面間で定義される第１傾斜面の中心面と、前記一対の第２傾斜面間で定義される第２傾斜面の中心面とが互いにずれて配置され、
前記第１の歯を前記第２の歯に噛み合せる前に、前記第１傾斜面の中心面と、前記第２傾斜面の中心面とを近づけるように駆動する駆動手段を有する。
【００１３】
本発明の第３の観点によれば、第１又は２の観点によるステアリングコラム装置であって、前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの一方の歯に連結されたレバーを回転移動させることにより、前記レバーと共に円弧状の軌跡を有するように移動する前記一方の歯が、前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの他方の歯に係合させてもよい。
【００１４】
本発明の第４の観点によれば、第１又は２の観点によるステアリングコラム装置であって、前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの少なくとも一方の歯は、先端に向かうにつれて歯の断面積が小さく形成されていてもよい。
【００１５】
本発明の第５の観点によれば、第１の観点によるステアリングコラム装置はさらに、
車体側に固定されるブラケットと、
前記ブラケットに揺動可能に取り付けられて前記コラム本体と共にチルト移動するレバーを有し、
前記第１の歯は前記車体側に固定された前記ブラケットに設けられ、
前記第２の歯は前記コラム本体と共にチルト移動する前記レバーに設けられていてもよい。
【００１６】
本発明の第６の観点によれば、第１の観点によるステアリングコラム装置は
車体側に固定されるブラケットに揺動可能に支持されたレバーを有し、
前記レバーの回動に伴い、前記コラム本体を前記レバーに対するテレスコ移動が許容され、
前記第１の歯は、前記車体側に支持されたレバーに設けられ、
前記第２の歯は、前記テレスコ移動するコラム本体に設けられていてもよい。
【００１７】
本発明の第７の観点によれば、第１の観点によるステアリングコラム装置であって、
前記一対の第１傾斜面は所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成し、
前記一対の第２傾斜面も所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成していてもよい。
【００１８】
本発明の第８の観点によれば、第１の観点によるステアリングコラム装置であって
前記第１の歯と前記第２の歯とは、前記ステアリングシャフトに力が与えられた場合に、噛み合い率が高くなる方向に歯筋が傾斜していてもよい。
【００１９】
本発明の第９の観点によれば、第８の観点によるステアリングコラム装置であって、
前記第１の歯と前記第２の歯の間の摩擦角をμ、
前記第１の歯と前記第２の歯の半頂角をα、
前記第１の歯の歯面と前記第２の歯の歯面が、噛合面に対して成す角度をβ、
前記第１の歯と前記第２の歯筋の方向が前記力の方向となす角度をγと定義したとき、
以下の条件式を満たすように歯面が配置される。
μ＞tan^−１(tanα・sinβ)−（９０°−γ） （条件式）

ここで、噛み合い面とは、第１の歯と第２の歯が噛み合ってから、その噛み合い率が増加するように一方の歯を移動させる際に、その一方の歯の長軸が形成する軌跡に沿う面である。
【００２０】
本発明の第１０の観点によれば、ステアリングシャフトを、チルト方向及びテレスコピック方向の少なくとも一方に対して位置調整可能に支持するステアリングコラム装置において、
車体側に固定された第１の歯と、
ステアリングシャフトを回転自在に支持するコラム本体と、
前記コラム本体と一体的に移動する第２の歯とを有し、
前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに噛合して、前記コラム本体を前記車体に対して位置決めし、
前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに離間して、前記コラム本体を前記車体に対して位置調整可能な状態とし、
前記第１の歯と前記第２の歯とは、前記ステアリングシャフトに力が与えられた場合に、噛み合い率が高くなる方向に歯筋が傾斜しており、
前記第１の歯及び前記第２の歯の一方は、対向する一対の第１傾斜面に設けられ、
前記第１の歯及び前記第２の歯の他方は、前記一対の第１傾斜面に各々対向する一対の第２傾斜面に形成されている。
【００２２】
本発明の第１１の観点によれば、第１０の観点によるステアリングコラム装置であって、
前記一対の第１傾斜面は所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成し、
前記一対の第２傾斜面も所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成してもよい。
【００２３】
本発明の第１２の観点によれば、第１０の観点によるステアリングコラム装置であって、
前記第１の歯と前記第２の歯の間の摩擦角をμ、
前記第１の歯と前記第２の歯の半頂角をα、
前記第１の歯の歯面と前記第２の歯の歯面が、噛合面に対して成す角度をβ、
前記第１の歯と前記第２の歯筋の方向が前記力の方向となす角度をγと定義したとき、
以下の条件式を満たすように歯面が配置されていてもよい。
μ＞tan^−１(tanα・sinβ)−（９０°−γ） （条件式）
【発明の効果】
【００２４】
複数の直線状の歯を有するギア形状の部品を噛み合わせる場合、通常次の二つの例が考えられる。一つ目の例として、歯同士を歯筋に対して法線方向に互いに向かい合わせ、それから平行移動させることにより噛合する。二つ目の例として、向かい合う歯同士が、歯筋の接線方向に平行に移動して噛み合う。どちらの例の場合にも、噛み合うギアの歯先同士、または歯筋の先端同士が当たり、噛合不良が発生する可能性が高い。ここで、「歯筋の法線方向」とは、同じギア部品において複数の歯筋を含む仮想面に対し、当該歯筋上から延在する法線をいうものとする。
【００２５】
これに対し、本発明のステアリングコラム装置によれば、前記第１の歯と前記第２の歯とは、それぞれの歯筋に対して法線方向及び接線方向（接線に平行な方向を含む）以外の方向に沿って接近させて噛合させるようになっているので、前記第１の歯と前記第２の歯の噛合不良を抑制できる。従って、多板の摩擦プレートを用いたときのように操作フィーリングが悪くなることが回避され、更に前記第１の歯と前記第２の歯が噛合した後は、大きな保持力を発揮できる。特に、前記第１の歯と前記第２の歯の最初の噛合が生じたときから、両者を歯筋方向に摺動させつつ噛み合い率を高めるようにすると、スムーズな噛合を行えるので好ましい。なお、本明細書中、「テレスコ方向」とはステアリングシャフトの軸線方向をいい、「チルト方向」とは、それに交差する方向（特に上下方向）をいうものとする。
【００２６】
更に、前記第１の歯及び前記第２の歯は、対向するテーパ面の両面に形成されていると、両面における歯同士の噛合により、より強固な保持力を発揮できる。
【００２７】
更に、離脱した状態で、前記第１の歯のテーパ面の中心面と、前記第２の歯のテーパ面の中心面とがズレており、噛合時に、前記第１の歯のテーパ面の中心面と、前記第２の歯のテーパ面の中心面とを近づけるように駆動する駆動手段を有すると、より円滑な噛合を実現できる。
【００２８】
前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの一方の歯に連結されたレバーを回転移動させることにより、前記レバーと共に円弧状に移動する前記一方の歯が、前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの他方の歯に係合するようになっていると、簡素な構成で確実な動作を実現できる。
【００２９】
前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの少なくとも一方の歯は、先端に向かうにつれて歯の断面積が小さくなっていると、前記第２の歯と噛合しやすいので好ましい。
【００３０】
本発明のステアリングコラム装置によれば、前記第１の歯と前記第２の歯とは、衝突時に前記ステアリングシャフトに力が与えられた場合に、かみ合い率が高くなる方向に歯筋が傾斜しているので、前記ステアリングシャフトに与えられる衝撃力が大きければ大きいほど、よりかみ合い率が高まり、保持力を向上させることができる。又、歯数を少なく抑えても保持力を確保することができるので、軽量且つコンパクトでありながら、良好な操作フィーリングを確保できるという利点もある。
【００３１】
更に、前記第１の歯と前記第２の歯の一方は、向かい合ったテーパ面に形成され、他方は、背中合わせのテーパ面に形成されていると、衝突時にかみ合い率を高めることができる。
【００３２】
更に、θが摩擦角を越えないように三次元的にある一定の関係式により歯面角度α、β、γ、θを設定することで、歯筋方向の噛み合い長さの減少と、噛み合い率の低下を防止でき、ひいては過大な荷重が作用した際にも噛み合う歯が外れないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。
【図２】変形例に係るステアリングコラム装置の斜視図である。
【図３】噛合状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の斜視図である。
【図４】離脱状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は離脱状態から噛合状態に至るテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。
【図６】チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との関係を示す斜視図である。
【図７】本実施の形態にかかるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の変形例を示す斜視図である。
【図８】本実施の形態にかかるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の変形例を示す断面図である。
【図９】本実施の形態にかかるチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９の変形例を示す、図６と同様な断面図である。
【図１０】テレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８の製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｇ）はテレスコ用ギア部材８の加工状態を、製造工程順に示す図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）はテレスコ用ギアベース６の加工状態を、製造工程順に示す図である。
【図１３】テレスコ用ギア部材８の加工を行うダイスを示す図であり、(a) はその上面図、（ｂ）はその側面図である。
【図１４】変形例に係るステアリングコラム装置の斜視図である。
【図１５】変形例に係るステアリングコラム装置の斜視図である。
【図１６】変形例に係るステアリングコラム装置のコラム本体の斜視図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は別な実施の形態にかかるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。
【図１８】テレスコ用ギアベース６の歯６ａの一つの斜視図である。
【図１９Ａ】第２実施例にかかる、通常時におけるテレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８を示す図である。
【図１９Ｂ】図１９ＡのXIX Ｂ矢視図である。
【図１９Ｃ】図１９ＡのXIX Ｃ矢視図である。
【図２０Ａ】第２実施例にかかる、衝突時におけるテレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８を示す図である。
【図２０Ｂ】図２０ＡのXX Ｂ矢視図である。
【図２０Ｃ】図２０ＡのXX Ｃ矢視図である。
【図２１】第３実施例を説明するための従来のステアリングコラム装置を示す図である。
【図２２】第３実施例を説明するための従来のギア機構を示す図である。
【図２３Ａ】第３実施例において、歯面の傾斜角をβ、歯筋の傾斜角を０度に設定した場合のギア部材の側面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａの左方向から図２３Ａを見たギア部材の正面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ａの要部拡大図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｂの要部拡大図である。
【図２３Ｅ】図２３ＣのXXIII E矢視図である。
【図２４】図２３Ｃにおいて、歯筋の傾斜角がγ度傾斜した場合のギア部材を示すである。
【図２５】第４実施例を説明するための、一組の歯面によりギアの噛合が構成されている場合を示す比較図である。
【図２６】第４実施例のギア部材を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態に係るチルト ・テレスコピック式のステアリングコラム装置を図面を参照しつつ説明する。
（第１実施例）
【００３５】
図１、２は、本発明の第１実施例に係るステアリングコラム装置の斜視図であり、図１はロック状態を示し、図２は解除状態を示す。
【００３６】
円筒状のコラム本体１は、ブラケット２、３を介して不図示の車体に取り付けられるようになっている。コラム本体１内には、不図示のステアリングホイールと操舵機構とを連結するステアリングシャフトＳが挿通され、不図示のベアリングにより回転自在に支持されている。
【００３７】
コラム本体１の側部には、板状のテレスコ用ギアベース６が固定されており、一方、ブラケット２に板状のチルト用ギアベース７が固定されている。テレスコ用ギアベース６は、コラム本体１におけるテレスコ方向の調整幅に対応した長さを有している。又、チルト用ギアベース７は、コラム本体１におけるチルト方向の調整幅に対応した高さを有している。コラム本体１には、テレスコピックスライド用の長穴が成形されている。
【００３８】
ブラケット２に設けられたチルト方向の長孔（不図示）と、コラム本体１に設けられたテレスコ方向の長孔（不図示）を貫通した回動可能なシャフト５ａに、操作レバー５が取り付けられている。操作レバー５には、テレスコ用ギアベース６に対応して、テレスコ用ギア部材８が固定的に取り付けられ、チルト用ギアベース７に対応して、チルト用ギア部材９が一体的に形成されている。
【００３９】
操作レバー５の根元には、カム式ロータリークランプ機構１０が設けられている。カム式ロータリークランプ機構１０は、操作レバー５を操作することにより、カム効果によりクランプを発生させて、チルト・テレスコピックを位置決めする作用を有する。又、カム式ロータリークランプ機構１０に、操作レバー５のストッパー機能を持たせて、ギアベースとギア部材とのギアの噛み合い率を制御することも可能であるので、操作感に節度を持たせることができる。
【００４０】
図１に示す位置に操作レバー５を回動させると、テレスコ用ギアベース６に対し、円弧状に移動しながらテレスコ用ギア部材８が噛合し、且つチルト用ギアベース７にチルト用ギア部材９が噛合する。これに対し、図２に示す位置に操作レバー５を回動させると、テレスコ用ギアベース６から、円弧状に移動しながらテレスコ用ギア部材８が離脱し、且つチルト用ギアベース７からチルト用ギア部材９が離脱するようになっている。
【００４１】
図３は、噛合状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の斜視図であり、テレスコ用ギア部材８は車体に対して位置決めされた状態にある。図４は、離脱状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。テレスコ用ギアベース６は、下方に向かうにつれて狭幅となるテーパ面の両外面に複数の歯（第１の歯）６ａを有し、テレスコ用ギア部材８は、上方に向かうにつれて広幅となるテーパ面の両内面に、同じピッチで複数の歯（第２の歯）８ａを有している。
【００４２】
本実施の形態では、テレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８におけるテーパ面のテーパ角κを９°となるように設けてあるが、テーパ角は０度以上の鋭角であれば良い。又、テレスコ用ギアベース６の歯６ａの端部（図で下端）を、曲率半径Ｒ２で輪郭付けし、それに対向するテレスコ用ギア部材８の歯８ａの端部（図で上端）を、曲率半径Ｒ３で輪郭付けし、それによりテーパ面同士が嵌合しやすいにようにしている。本実施の形態では、歯６ａ、８ａの端部を円弧で輪郭付けしたが、その曲率半径は任意であり、又必ずしも必要であるわけではない。また円弧でなく直線で輪郭付けしても良い。その場合、歯筋と直線とは任意の曲率半径の円弧で接続させることが望ましい。
【００４３】
また、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の歯筋は、操作レバー５のクランプ回転軸を中心とした半径Ｒ（図１）の円弧形状に形成すると好ましい。テレスコ用ギア部材８は、操作レバー５に固定されるので、その歯８ａの移動軸跡は円弧となる。そのためテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の歯筋を、同じ半径Ｒの円弧状に形成することで、歯６ａ、８ａ同士が噛合する際に、操作フィーリングが向上する。
【００４４】
図５は、離脱状態から噛合状態に至るテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。図５を参照して、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合動作について説明する。まず、離脱状態においては、向かい合うテレスコ用ギアベース６の歯６ａとテレスコ用ギア部材８の歯８ａとは、歯筋の方向がはす向かいの状態になっている（図５（ａ））。
【００４５】
ここから、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８とを相対的に接近させると、中心ズレがある場合には、一方の面の歯６ａが歯８ａの歯先同士（図５（ｂ）のＣ点）が当接することになるが、それぞれの歯筋に対して法線方向及び接線方向以外の方向に沿って接近させて噛合させているので、Ｃ点で当接した後においても、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８とは矢印方向（図５（ｂ））に相対移動を続けることができ、スライドしつつ互いに噛み合っていくため、このスライドの最中に歯６ａ、８ａが容易に噛合することができる（図５（ｃ）のＤ点）。すなわち、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８とが互いに噛み合う直前から互いの噛合が完了する間（図５（ａ）から図５（ｅ））、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の接近方向が、それぞれの歯筋方向に対してなす角度を０度より大きく、９０度未満に設定されている。このように両部材を相対的に接近させて噛合を達成する。
【００４６】
一方の面の歯６ａ、８ａが噛合すれば、それがガイドとなって、他方の面の歯６ａ、８ａも容易に噛合することができる（図５（ｄ）、（ｅ））。このように、本実施の形態による歯６ａ、８ａの噛合では、従来のギアの噛合と比較して、歯先同士が当接しあって移動が阻止される可能性が低く、操作レバー５の操作フィーリングが向上するといった効果がある。
【００４７】
上記の第１実施例の場合、操作レバー５の回動により、それに取り付けられて一体となったテレスコ用ギア部材８を、テレスコ用ギアベース６と噛合させるようにしているので、操作レバー５に付与された力を直接テレスコ用ギア部材８に伝達することで、確実な噛合を行わせることができる。又、操作レバー５の回動量が、そのままテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合量となるので、簡素な構成でありながら確実にコラム本体１の固定を実現できる。
【００４８】
以上、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合動作について述べたが、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合動作も基本的に同様である。
【００４９】
図６は、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との関係を示す斜視図であるが、説明を容易とすべく、チルト用ギアベース７は、半分に切断した状態で示している。チルト用ギアベース７は、図で左方に向かうにつれて狭幅となるテーパ面の両内面に複数の歯（第１の歯）７ａを有し、チルト用ギア部材９は、図で右方に向かうにつれて広幅となるテーパ面の両外面に、同じピッチで複数の歯（第２の歯）９ａを有している。更に実施の形態では、チルト用ギア部材９は、歯９ａの歯筋の先端形状を、チルト用ギアベース７の歯７ａの先端形状の並びに対して、ν＝５度の傾斜角度を持った形状に揃えている。
【００５０】
噛合時において、チルト用ギア部材９の歯９ａは、チルト用ギアベース７の歯７ａに噛合し始める際に、図６のＡ点から噛み合い始める。即ち、歯７ａ、９ａの噛合が、ひとつの歯から始まり、更にそれに隣接する歯が順次噛合するようにすることにより、噛み合い不良の発生率を小さくすることが可能である。
【００５１】
上記第１の実施例においては、傾斜角度ν＝５度としたが、ギアの噛み合い開始がひとつの歯から噛み合えばよいので、その角度や形状には限定されることがない。このような構成は、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８についても同様に適用できる。更に、本実施の形態では、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８、及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９を、コラム本体１の片側にのみ設けているが、コラム本体１の両側に同じ構成を持たせることで、ロック耐力を倍増すること、対称性を増し動作のさらなる安定化を図ることもできる。
【００５２】
図７は、上記第１実施例にかかるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の変形例を示す斜視図である。図７の変形例においては、テレスコ用ギアベース６の歯６ａと、テレスコ用ギア部材８の歯８ａの歯筋を、円弧状でなく直線状にすることで、成形容易性を高めている。このような構成は、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９についても同様に適用できる。
【００５３】
図８は、上記第１実施例にかかるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の変形例を示す断面図である。図８の変形例においては、テレスコ用ギアベース６の歯６ａと、テレスコ用ギア部材８の歯８ａの端部（点Ｅ，Ｆ）を、円弧や直線で輪郭付けしないことでシンプルな形状とし、それにより成形容易性を高めている。このような構成は、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９についても同様に適用できる。
【００５４】
図９は、上記第１実施例にかかるチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９の変形例を示す、図６と同様な断面図である。図９の変形例においては、チルト用ギア部材９は、歯９ａの歯筋の先端形状を、チルト用ギアベース７の歯７ａの先端形状の並びに平行に揃えて（即ち傾斜ν＝０度）いる。このような構成は、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８についても同様に適用できる。
【００５５】
図１０は、プレス成形による方法を用いて行うテレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８の製造方法を示すフローチャートである。図１１は、転造成型による方法を用いて行うテレスコ用ギア部材８の加工状態を、製造工程順に示す図である。図１２は、テレスコ用ギアベース６の加工状態を、製造工程順に示す図である。図１３は、テレスコ用ギア部材８の加工を行うダイスを示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図である。
【００５６】
図１３（ａ）において、第１のダイスＤ１は円筒形状を有し、その中央に周方向に連続する突起Ｄ１ａを形成し、その両側に周方向に並んだ歯Ｄ１ｂを形成している。一方、第２のダイスＤ２は円筒形状を有し、その中央に周方向に連続する突起Ｄ２ａを形成しているが、その両側は円筒面となっている。図１３（ｂ）に示すように、逆方向に回転するダイスＤ１，Ｄ２の間に、板材Ｂを挿入することで、かかる板材Ｂに所定の加工がなされるようになっている。
【００５７】
本実施の形態にかかるテレスコ用ギア部材８の製造方法について説明すると、まず図１０のステップＳ１０１において、長板材を切断してブランク長さを決め、素材Ｂを形成する（上面図である図１１（ａ）参照））。続くステップＳ１０２において、板材Ｂを、図１３に示すダイスＤ１，Ｄ２の間をセンターをずらせて挿入することで、歯８ａ及び溝８ｃ、８ｄを転造成形する（上面図である図１１（ｂ）及び側面図である図１１（ｃ）参照））。
【００５８】
更に、ステップＳ１０３において、板材Ｂの歯８ａが形成されていない端部側を折り曲げ（上面図である図１１（ｄ）及び側面図である図１１（ｅ）参照））、その後、溝８ｃ、８ｄを中心に略Ｕ字形状に折り曲げることで、テレスコ用ギア部材８を得ている（上面図である図１１（ｆ）及び側面図である図１１（ｇ）参照））。
【００５９】
一方、テレスコ用ギアベース６の加工には、第１のダイスＤ１を２つ用いる。本実施の形態にかかるテレスコ用ギアベース６の製造方法について説明すると、まず図１０のステップＳ１０１において、長板材を切断してブランク長さを決め、素材Ｂを形成する（上面図である図１２（ａ）参照））。続くステップＳ１０２において、板材Ｂを、図１３に示すダイスＤ１，Ｄ２の間をセンターを合わせて挿入することで、歯６ａ及び溝６ｃ、６ｃを転造成形する（上面図である図１２（ｂ）及び側面図である図１２（ｃ）参照））。
【００６０】
更に、ステップＳ１０３において、板材Ｂの対向する溝６ｃ、６ｃを切断することで、テレスコ用ギアベース６を得ている（上面図である図１２（ｄ）及び側面図である図１２（ｅ）参照））。かかる場合、テレスコ用ギアベース６は、一度の加工で２つ形成されることとなる。なお、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９についても同様に適用できる。
【００６１】
なお、以上の例では、ギアベース又はギア部材を板金プレスにより成形するものとしたが、圧粉体成形によるもの、射出成形によるもの、ダイカスト、チクソモールディング等鋳造による方法、塑性加工によるもの、または切削による成形等、成形方法は何れを適用しても良い。更に、操作レバー５で、同時にギア部材８，９を移動させているが、別個の操作レバーによって個々に移動させても良い。更に、楔型のギア部材の成形方法としては、コラムボディ本体、或いはチルトブラケット（車体に固定側）をダイカストにより製造する際に、ギアを一体成形する方法がある。
【００６２】
図１４は、変形例に係るステアリングコラム装置の斜視図である。本変形例においては、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８とは、それぞれ片面にのみ歯６ａ、８ａを形成して噛合させ、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９とは、それぞれ片面にのみ歯７ａ、９ａを形成して噛合させている。テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９のいずれか一方の組み合わせだけ、片面にのみ歯を形成することもできる。
【００６３】
テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８、チルト用ギアベース７は、コラム本体１と操作レバー５と別体にしているが、それぞれ一体的に形成しても良い。以上の実施の形態に共通して、歯形については、モジュール０．５としたが、モジュールは大きくても小さくても問題ない。また、モジュールを非常に小さくしていった際に、歯面性状は、平面板の面性状に近づくが、平面性状であったとしても摩擦による位置保持効果が得られるため、本発明によるステアリングコラム装置の保持機能は作用する。
【００６４】
図１５は、変形例に係るステアリングコラム装置の斜視図である。本変形例では、テレスコ用ギアベース６は、コラム本体１と一体化されており、すなわちコラム本体１の両側面に歯６ａが形成されている。一方、テレスコギヤ部材８は、一端を操作レバー５にボルト止めしてなる半円筒内周面を備えた板状を有し、歯６ａに対応する内周面の位置に歯８ａを形成している。操作レバー５を図１５に示す位置から、反時計回りに回動させると、テレスコギヤ部材８がコラム本体１の下半部を包み込むようになり、それにより歯６ａ、８ａ同士が噛合することとなる。
【００６５】
図１６は、変形例に係るステアリングコラム装置のコラム本体を示す斜視図である。本変形例においては、コラム本体１を板金プレスにより形成している。コラム本体１は、成形容易性及び軽量化を確保するために平板から打ち抜き、丸め込むように折り曲げて成形している。本変形例では、テレスコ用ギアベース６は、コラム本体１の一方の側縁１ｂと一体化されており、即ち、板金プレス前に、平板の側縁１ｂの両側に歯６ａが形成されているため、製造が容易である。
【００６６】
操作レバー５は、軸線方向にのびる長孔１ａに沿って移動可能なシャフト５ａの周囲に駆動可能であり、その一部に形成された歯（不図示）が、歯６ａと噛合するようになっている。テレスコ用ギアベース６は、コラム本体１の他方の側縁１ｃに設けても良いし、両方に設けることで、保持力を高く確保することができる。なお、テレスコ用ギアベース６を形成する側縁１ｂ又は１ｃに関わらず、コラム本体１の両端は、内側に丸め込むようことで、ステアリングシャフト４を回転自在に支持する軸受（不図示）の保持部１ｄ、１ｄを形成することができるので、低コストなステアリングコラム装置を提供できる。
【００６７】
図１７は、別な実施の形態にかかるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。本実施の形態においては、テレスコ用ギアベース６が連結された操作レバー５は、シャフト５ａに固定され、一体的に回転するようになっている。シャフト５ａには回転カム５ｂが取り付けられ、一方、不図示のコラム本体に固定カム５ｃが取り付けられ、シャフト５ａの回転に応じて、固定カム５ｃに対して回転カム５ｂが回転するようになっている。なおシャフト５ａは、図１７において、予圧により右方向に付勢されているものとする。回転カム５ｂと固定カム５ｃとで駆動手段を構成する。
【００６８】
テレスコ用ギアベース６の両側のテーパ面の中心面（紙面に垂直に延在）をＰＬ６とし、テレスコ用ギア部材８の両側のテーパ面の中心面（紙面に垂直に延在）をＰＬ８とすると、図１７（ａ）に示す離脱状態において、中心面ＰＬ６，ＰＬ８は、シャフト５ａの軸線方向にずれている。
【００６９】
ここで、図１７（ｂ）に示すように、操作レバー５を回動させると、シャフト５ａと共に回動する回転カム５ｂのカム部が、固定カム５ｃのカム部に乗り上がり始め、シャフト５ａは図で左方へと移動する。更に操作レバー５を回動させると、回転カム５ｂのカム部が、固定カム５ｃのカム部に完全に乗り上がるので、シャフト５ａは図１７（ｃ）に示す位置へと移動する。かかる状態では、中心面ＰＬ６、ＰＬ８が互いに重なる位置となる。また更に操作レバー５を回動させることで、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８同士が噛合することとなる（図５参照）。
【００７０】
本実施の形態によれば、両部材６，８が離脱した状態で、テレスコ用ギアベース６の両側テーパ面の中心面ＰＬ６と、テレスコ用ギア部材８の両側テーパ面の中心面ＰＬ８とがズレており、操作レバー５を回動させることによって、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛み合い開始から噛み合い完了にわたって、カム駆動によって中心面ＰＬ６，ＰＬ８とを近づけるように駆動する。この構成により円滑なテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合を実現できる。以上、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８について述べたが、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９にも同様に適用できる。
【００７１】
図１８は、テレスコ用ギアベース６の歯６ａの一つの斜視図である。長手方向に直交する断面が三角形状（二等辺三角形であれば好ましいが、それに限られない）の歯６ａは、先細形状となっており、より具体的には、歯の断面積が歯筋の先端部分において小さくなっており（即ち歯の高さＨと歯の幅Ｗの少なくとも一方が小さく）、歯の断面積が小さくなっていない部分から歯の断面積が小さくなる部分、そして、先端の細く尖った尖り部までが滑らかに形成されている。歯６ａが、このような先細形状を有するので、テレスコ用ギア部材８の歯８ａにスムーズに噛合することができる。テレスコ用ギア部材８の歯８ａを同様に先細形状としても良い。又、このような構成は、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９についても同様に適用できる。
（第２実施例）
【００７２】
次に、本発明の第２の実施例について図１９、２０を用いて説明する。第２の実施例にかかるチルト・テレスコピック式のステアリングコラム装置は、衝突時に負荷される力により噛み合い率ηが増加するように、歯筋が傾斜していることを特徴とする。上述の実施例１と同様の第２の実施例の部材には同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１９は、通常時におけるテレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８を示す図であり、図２０は、衝突時におけるテレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８を示す図である。
それぞれ図１９Ａ、図２０Ａは、ギアベース６とギア部材８を車体方向側方から見た図であり、図１９Ｂ、図２０Ｂは、夫々図１９Ａ、図２０ＡのＸＩＸ Ｂ，ＸＸ Ｂ矢視図、図１９Ｃ、図２０Ｃは、夫々図１９Ａ、図２０ＡのＸＩＸ Ｃ、ＸＸ Ｃ矢視図である。
【００７４】
本実施の形態においては、ステアリングシャフト１（図１）の軸線に対して、歯６ａ、８ａの歯筋の角度γ＝８５度としており、軸線に垂直な方向よりステアリングホイール（不図示）側に傾いている。ここで、通常時における歯６ａ、８ａの噛み合い率η′とする（図１９（ｃ）参照）。このときの保持力をＦ２とする。
【００７５】
例えば車両の二次衝突が生じ、運転者がステアリングホイールに衝突した場合を考える。この場合、テレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８は、ステアリングシャフト１の軸線方向に相対移動するような力Ｆｃを受ける（図２０（ａ）参照）。しかるに、本実施の形態によれば、歯６ａ、８ａの歯筋の角度γ＝８５度で傾いているので、力Ｆｃは、歯６ａ、８ａの歯筋に沿った方向の成分Ｆｘと、それに直交する方向の成分Ｆｙとに分解される。
【００７６】
力の成分Ｆｘは、テレスコ用ギアベース６を、テレスコ用ギア部材８に向かって押圧する力であるので、図２０Ａ、２０Ｂに示すように、テレスコ用ギアベース６は、テレスコ用ギア部材８内に押し込まれる。更に、歯６ａ、８ａは、テレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８におけるテーパ面に形成されていることから、歯６ａ、８ａ同士が互いに向かって押圧される。このとき、その噛み合い率η”は、通常時の噛み合い率η′より大きくなる。ゆえに、衝突時の保持力Ｆ３は、通常時の保持力Ｆ２より高まる。力の成分Ｆｘは、力Ｆｃの大きさに比例して増大するので、衝撃力の強さに応じて保持力を高めることができる。即ち、本実施の形態によれば、歯数を少なく抑えても保持力を確保することができるので、軽量且つコンパクトでありながら、良好な操作フィーリングを確保できる。なお、γは９０度以下になるように設定されていればよい。すなわち、歯筋は衝突力方向に対して角度が設けられていればよい。チルト用ギアベース７及びチルト用ギア部材９においても、同様に歯筋に角度を持たせることができる。
【００７７】
また、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の歯筋は、直線であるが、操作レバー５の中心をした曲率半径Ｒ（図１）の円弧状に形成すると好ましい。テレスコ用ギア部材８は、操作レバー５に固定されるので、その歯８ａの移動軸跡は円弧状となる。なお、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の円弧状に形成されている歯筋の微小要素を取り出したときに、歯筋の傾きが０〜９０度の範囲に入っていれば、衝突時の入力によりギアの噛み合い率が増加する。また、歯筋は円弧状であるので、歯６ａ、８ａ同士が噛合する際に、操作フィーリングが向上する。
（第３実施例）
【００７８】
上述の第２実施例と同様に、車両の衝突時にコラムに過大な力が作用すると、ギアが緩む虞がある。ギアの緩みが発生すると、ギアの噛合率が低下してギアが破損したり、ギアの噛合自体が逸脱する可能性がある。上記のギアの緩みを押えるためには、ステアリングコラム装置に剛性の高い部材を用いたり、ギアの緩みを押える特別な機構を用いるということも考えられるが、コストが増加したり、構造が複雑になるといった観点から望ましくない。
【００７９】
そこで上記問題を解決すべく、以下に詳述するようにギアの形状と寸法を定めると、ギアの歯面に作用する摩擦力によりギアが緩むという問題が解消される。また、本発明の第３実施例によれば簡単で安価なステアリングコラム装置を提供することができる。
【００８０】
本発明の後述する第３実施例と比較するために、従来のステアリングコラム装置のギア構造として特開平９−２２１０４３号公報に示されるギア構造を図２１，２２に示す。
図２１に示す従来のギア構造によれば、車両の衝突時にコラム１０１、レバーシャフト１０３、レバー１０４、レバー１０４に取り付けられたギア１０５には、矢印方向に移動させる衝突力が負荷される。この衝突力に対し、ブラケット１０２に取り付けられたギア１０６とギア１０５の噛合により、それら部材１０１，１０３，１０４，１０５の移動が抑止される。しかしながら、図２２に示すように過大な衝突力Ｆ_１が作用した場合には、ギア面に発生する摩擦力Ｆｂよりも、摩擦面により衝突力が分解されて生じる分力Ｆａが大きくなる。この結果、レバー１０４はギア１０５と共に、ギア１０６から離間するのでレバーのクランプ状態が開放される。つまり、ギアの噛合自体が逸脱し、クランプ状態が維持できなくなる。
【００８１】
上記のクランプ機構の開放を防止するためには、摩擦力Ｆｂを衝突力の分力Ｆａよりも大きくなるように設定すればよい。例えば図２２を参照して、ギアの頂角αを、歯面同士の摩擦角μよりも小さく設定することが考えられる。ここで、分力Ｆａは頂角αを用いてＦａ＝Ｆ_１ｓｉｎαと表され、一方、摩擦力Ｆｂは頂角α、摩擦角μを用いて、Ｆｂ＝Ｆ_１ｃｏｓα・ｔａｎμと表される。
摩擦力Ｆｂを分力Ｆａよりも大きく設定すると（Ｆｂ＞Ｆａ）、以下の式が得られる。
Ｆ_１ｃｏｓα・ｔａｎμ＞Ｆ_１ｓｉｎα
ｔａｎμ＞ｔａｎα
従って、μ＞αという関係式が導出される。
【００８２】
しかし、一般的にギアの半頂角は２５度や３０度に設定されているが、この角度よりも歯の頂角を小さく設定すると、歯元厚さが小さくなり歯の強度が十分に確保できず、また、歯の加工性が飛躍的に困難になる。よって上記のギアの頂角を摩擦角より小さく設定することは現実的な解決方法ではない。
【００８３】
そこで、上記のクランプ機構の開放を防止するために以下に詳述するように、本発明の第３実施例として、歯面全体を歯の噛み合い方向からβ度傾斜させ、さらに歯筋方向を衝突力の作用する方向に対してγ度傾斜させることを考案した。
【００８４】
以下に、本発明の第３の実施例について図２３Ａ〜図２４を用いて詳細に説明する。本発明の第３実施例は、歯面全体をβ傾斜させ、歯筋方向と衝突力方向の成す角をγとした構成である。その他の上述の第１，２実施例と同様の第３実施例の部材には同一の符号を付与し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
図２３Ａ〜２３Ｅに示すように、以下の説明においては、各歯の半頂角をα、歯の噛合方向に対する歯面の傾斜角をβ、歯筋方向が衝突力方向となす角度をγと定義する。
【００８６】
まず、歯筋の傾斜角γが９０°である実施例を示す図２３Ａ〜２３Ｅを用いて第３実施例を説明する。図２３Ａはギア部材・ギアベースを車体の軸方向から見た図である。図２３Ｂは図２３Ａの側面から見た図である。図２３Ｃは図２３Ａの要部拡大図、図２３Ｄは図２３Ｂの要部拡大図である。また、図２３Ｅは図２３ＣのＸＸＩＩＩ Ｅ矢視図である。
【００８７】
図２３Ａに示したように、実施例３によるギアベースとギア部材の歯面全体は、噛み合い面に対して角度βで傾斜している。ここで、噛み合い面とは、ギアベースとギア部材が噛み合ってから、その噛み合い率が増加するようにギア部材を移動させる際に、ギア部材の長軸が形成する軌跡に沿う面である。
【００８８】
面Ｐを図２３Ａ、図２３Ｂに示すように、噛み合い面に平行で、かつ、歯筋の一部を横切る面で定義する。歯筋の噛合は以下に詳述するように、この面Ｐに現れる線分上に発生する摩擦力より維持される。
この面Ｐが歯を横切る際に形成される三角形において、歯の頂点に相当する点をａ１、歯筋の底に相当する２点を夫々ｂ１，ｂ２とする。また、線分ｂ１−ｂ２を通過して面Ｐに直交する面が歯筋の頂点と交わる点をａ２とする。さらに、点ａ２を通過する面Ｐの法線上における面Ｐとの交点をｂとする。
【００８９】
ここで、半頂角αは図２３Ｅに示すように角度ｂ１・ｃ・ｂ２の１／２の角度であり、歯面の傾斜角βは図２３Ｃに見られるように角度ｂ・ａ１・ａ２で表される。
また、角度θを線分ａ１−ｂ１と衝突方向の成す角で定義する。つまり、角度θは、摩擦力が作用する方向と衝突力方向がなす角度ということができる。この角度θは後述するようにギアの抜け難さを定義するパラメータである。
【００９０】
点ｂを通過する線分ａ１−ａ２の法線が線分ａ１−ａ２と交わる点を点ｃと定義する。更に、以下の説明のために点ａ１とｂで定義される辺を辺Ａ、点ｂ１と点ｂで定義される辺を辺Ｂ、点ｂと点ｃで定義される辺を辺Ｃと表現する。
図２３Ｄに見られるように、角度αはｔａｎα＝Ｂ／Ｃ、角度βはｓｉｎβ＝Ｃ／Ａで表される。したがって、Ｂ＝Ｃ・ｔａｎα、Ａ＝Ｃ／ｓｉｎβとなる。また、角度θはｔａｎθ＝Ａ／Ｂ、であるから、θをα，βを用いて表すと、以下の式が得られる。
ｔａｎθ＝（Ｃ／ｓｉｎβ）／（Ｃ・ｔａｎα）＝１／ｔａｎα・ｓｉｎβ
よって、１／ｔａｎθ＝ｔａｎα・ｓｉｎβとなり、これを変形して、ｔａｎ（９０°−θ）＝ｔａｎα・ｓｉｎβより、θについて、以下の関係式が得られる。
９０°−θ＝ｔａｎ^−１（ｔａｎα・ｓｉｎβ）
【００９１】
ここで、歯が噛み合う方向の両歯面間の摩擦角をμとすると、歯の傾斜角度を表す９０°−θが歯面の摩擦角よりも小さければ、衝突力が作用しても、歯面間の摩擦力により歯の噛み合いが緩むことがなく、また噛み合い率が落ちることを防止でき、歯とレバーとが噛み合い状態から離脱することを防止できる。すなわち、上記の条件は以下の式で表される。
μ＞９０°−θ
θを上記の関係式よりα、βで表現すると以下の式が得られる。
μ＞９０°−θ＝ｔａｎ^−１（ｔａｎα・ｓｉｎβ）
【００９２】
次に、歯筋が衝突力の方向となす角度がγである場合を図２４を用いて説明する。図２４は図２３Ｄに対応する図である。図２４における歯筋は、図２３Ｄにおける歯筋から衝突時に歯が噛み合う方向に（９０°−γ）度傾斜したので、摩擦力の作用する方向である線分ａ１−ｂ１が衝突方向と成す角はθ＋（９０°−γ）度となる。この時、上記と同様にして
９０°−｛θ＋（９０°−γ）｝＝ｔａｎ^−１（ｔａｎα・ｓｉｎβ）−（９０°−γ）と
μ＞９０°−｛θ＋（９０°−γ）より、以下の条件式が導出される。
μ＞ｔａｎ^−１（ｔａｎα・ｓｉｎβ）−（９０°−γ）（条件式）
上記の条件式を満たすようにα、β、γ、μを設定すれば、歯の噛合が緩むことなく、また、歯とレバーが噛合状態から離脱することを防止できる。
なお、衝突力が図２４，２５において上から下に作用として説明してきたが、衝突力が下から上に作用する場合（すなわち、ギアがはずれる方向に衝突力が作用した場合）においても上述の条件式が適用できる。
【００９３】
＊第３実施例の適用例
上述の本発明の第３実施例の具体例を以下に説明する。表１は第３実施例において、α、β、γを歯の噛合が維持される例と、維持されない例を示す。
【表１】

上記の条件式を満たすように表１の歯の噛合が維持される例の如く数値を設定すれば、衝突力が作用しても、歯の噛合を維持し、レバーがクランプ状態に維持される。ｔａｎ^−１（ｔａｎα・ｓｉｎβ）−（９０°−γ）が負の値になるときには、衝突の際には歯が噛み込む方向に傾斜されている。さらに、ｔａｎ^−１（ｔａｎα・ｓｉｎβ）−（９０°−γ）が負の値で、その絶対値が摩擦角より大きい場合には、衝突の際に歯が噛み合い方向に滑ることを表す。さらに、γの傾斜角が衝突力により歯がはずれる方向に傾斜している場合でも、条件式を満足する場合には、歯面同士の摩擦により歯の噛み合いが保持され、歯の噛み合い率の低下を防止できる。
【００９４】
第３実施例によれば、第２実施例で説明されたように歯筋方向をγ度傾斜させて車両衝突時の噛合率ηを増加させて外れにくく構成し、更に歯面全体の傾斜角度β度を規定することにより、更に抜け難い構成としたステアリングコラム装置が提供される。
このように、θが摩擦角を越えないように三次元的にある一定の関係式により歯面角度α、β、γ、θを設定することで、歯筋方向の噛み合い長さの減少と、噛み合い率の低下を防止でき、ひいては過大な荷重が作用した際にも噛み合う歯が外れないという効果を奏する。
【００９５】
（第４実施例）
図２５，２６を用いて本発明の第４実施例を説明する。
図２５に示すようにギアＡとギアＢの一組の歯面によってギアの噛合が構成されている場合は、ギアＡとギアＢとが衝突力方向、あるいは、噛合方向の法線方向に相対変位しやすい。すなわち、ギアの噛合率が落ちて最終的にはギアの噛合が抜けてしまう。これを防ぐために、ギアＡとギアＢの相対変位を生じさせないために、ステアリングコラム装置の各部材の剛性を高める必要がある。しかし、このような要求に応えるのは不可能に近い。
【００９６】
そこで、本発明の実施例４の図２６に示すように、二組のギアを所定角度を有して対向させてくさび形を形成するようにギアを配置させると、ギアＡとギアＢの両面で、衝突力方向と噛合方向の法線方向に作用する力を相殺できる。よって、ギアＡとギアＢとの衝突力方向と噛合方向の法線方向に沿ったギアＡ，Ｂ間の相対変位を防止することができる。
【００９７】
上述の第３、第４実施例に説明されたように、θが摩擦角を越えないように三次元的にある一定の関係式により歯面角度α、β、γ、θを設定することで、歯筋方向の噛み合い長さの減少と、噛み合い率の低下を防止でき、ひいては過大な荷重が作用した際にも噛み合う歯が外れないという効果を奏する。
【００９８】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。例えば、ギアベースとギア部材とは逆の構成・形状であってもよく、組み合わせは任意である。また、上述の第１実施例から第４実施例とを組み合わせてステアリングコラム装置を構成してもよい。
【００９９】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００５年５月６日出願の日本特許出願（特願２００５−１３４９７４）、２００５年５月１７日出願の日本特許出願（特願２００５−１４３４３４）、２００６年３月１６日出願の日本特許出願（特願２００６−７２６１６）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明のステアリングコラム装置によれば、前記第１の歯と前記第２の歯とは、それぞれの歯筋に対して法線方向及び接線方向（接線に平行な方向を含む）以外の方向に沿って接近させて噛合させるようになっているので、前記第１の歯と前記第２の歯の噛合不良を抑制できる。従って、多板の摩擦プレートを用いたときのように操作フィーリングが悪くなることが回避され、更に前記第１の歯と前記第２の歯が噛合した後は、大きな保持力を発揮できる。特に、前記第１の歯と前記第２の歯の最初の噛合が生じたときから、両者を歯筋方向に摺動させつつ噛み合い率を高めるようにすると、スムーズな噛合を行える。

Claims (12)

1. ステアリングシャフトを、チルト方向及びテレスコピック方向の少なくとも一方に対して位置調整可能に支持するステアリングコラム装置において、
   車体側に固定された第１の歯と、
   ステアリングシャフトを回転自在に支持するコラム本体と、
   前記コラム本体と一体的に移動する第２の歯とを有し、
   前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに噛合して、前記コラム本体を前記車体に対して位置決めし、
   前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに離間して、前記コラム本体を前記車体に対して位置調整可能な状態とし、
   前記第１の歯が第２の歯と噛み合う直前から互いの噛合が完了する間、前記第１の歯に対する前記第２の歯の接近方向が、それぞれの歯筋方向に対してなす角度を０度より大きく、９０度未満に設定されるように、前記第１の歯と第２の歯は接近されて噛合し、
   前記第１の歯及び前記第２の歯の一方は、対向する一対の第１傾斜面に設けられ、
   前記第１の歯及び前記第２の歯の他方は、前記一対の第１傾斜面に各々対向する一対の第２傾斜面に形成されている。
2. 請求項１に記載のステアリングコラム装置において、
   前記第１，２の歯が互いに離脱した状態で、前記一対の第１傾斜面間で定義される第１傾斜面の中心面と、前記一対の第２傾斜面間で定義される第２傾斜面の中心面とが互いにずれて配置され、
   前記第１の歯を前記第２の歯に噛み合せる前に、前記第１傾斜面の中心面と、前記第２傾斜面の中心面とを近づけるように駆動する駆動手段を有する。
3. 請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置において、
   前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの一方の歯に連結されたレバーを回転移動させることにより、前記レバーと共に円弧状の軌跡を有するように移動する前記一方の歯が、前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの他方の歯に係合する。
4. 請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置において、
   前記第１の歯及び前記第２の歯のうちの少なくとも一方の歯は、先端に向かうにつれて歯の断面積が小さく形成されている。
5. 請求項１に記載のステアリングコラム装置はさらに、
   車体側に固定されるブラケットと、
   前記ブラケットに揺動可能に取り付けられて前記コラム本体と共にチルト移動するレバーを有し、
   前記第１の歯は前記車体側に固定された前記ブラケットに設けられ、
   前記第２の歯は前記コラム本体と共にチルト移動する前記レバーに設けられる。
6. 請求項１に記載のステアリングコラム装置は
   車体側に固定されるブラケットに揺動可能に支持されたレバーを有し、
   前記レバーの回動に伴い、前記コラム本体を前記レバーに対するテレスコ移動が許容され、
   前記第１の歯は、前記車体側に支持されたレバーに設けられ、
   前記第２の歯は、前記テレスコ移動するコラム本体に設けられる。
7. 請求項１に記載のステアリングコラム装置であって、
   前記一対の第１傾斜面は所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成し、
   前記一対の第２傾斜面も所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成する。
8. 請求項１に記載のステアリングコラム装置であって、
   前記第１の歯と前記第２の歯とは、前記ステアリングシャフトに力が与えられた場合に、噛み合い率が高くなる方向に歯筋が傾斜している。
9. 請求項８に記載のステアリングコラム装置であって、
   前記第１の歯と前記第２の歯の間の摩擦角をμ、
   前記第１の歯と前記第２の歯の半頂角をα、
   前記第１の歯の歯面と前記第２の歯の歯面が、噛合面に対して成す角度をβ、
   前記第１の歯と前記第２の歯筋の方向が前記力の方向となす角度をγと定義したとき、以下の条件式を満たすように歯面が配置される。
   μ＞tan⁻¹(tanα・sinβ)−(９０°−γ) （条件式）
10. ステアリングシャフトを、チルト方向及びテレスコピック方向の少なくとも一方に対して位置調整可能に支持するステアリングコラム装置において、
    車体側に固定された第１の歯と、
    ステアリングシャフトを回転自在に支持するコラム本体と、
    前記コラム本体と一体的に移動する第２の歯とを有し、
    前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに噛合して、前記コラム本体を前記車体に対して位置決めし、
    前記第１の歯と前記第２の歯とが、互いに離間して、前記コラム本体を前記車体に対して位置調整可能な状態とし、
    前記第１の歯と前記第２の歯とは、前記ステアリングシャフトに力が与えられた場合に、噛み合い率が高くなる方向に歯筋が傾斜しており、
    前記第１の歯及び前記第２の歯の一方は、対向する一対の第１傾斜面に設けられ、
    前記第１の歯及び前記第２の歯の他方は、前記一対の第１傾斜面に各々対向する一対の第２傾斜面に形成されている。
11. 請求項１０に記載のステアリングコラム装置であって、
    前記一対の第１傾斜面は所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成し、
    前記一対の第２傾斜面も所定角度を有して向かい合い、くさび形を形成する。
12. 請求項１０に記載のステアリングコラム装置であって、
    前記第１の歯と前記第２の歯の間の摩擦角をμ、
    前記第１の歯と前記第２の歯の半頂角をα、
    前記第１の歯の歯面と前記第２の歯の歯面が、噛合面に対して成す角度をβ、
    前記第１の歯と前記第２の歯筋の方向が前記力の方向となす角度をγと定義したとき、以下の条件式を満たすように歯面が配置される。
    μ＞tan⁻¹(tanα・sinβ)−（９０°−γ） （条件式）

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