JP5470711B2 - ステアリング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に装備されるステアリング装置に係り、特に、ステアリングコラムを伸縮させることでステアリングホイールのテレスコ位置の調整を行うステアリング装置に関する。
車両に装備されているステアリング装置は、ステアリングホイールを車両後方端に装着しているステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムとを備えている。そして、ステアリングコラムを、円筒形状のインナコラムと、このインナコラムにコラム軸方向に摺動可能に外嵌している円筒形状のアウタコラムとで構成し、アウタコラム及びインナコラムをコラム軸方向に相対移動させてステアリングコラムを伸縮させることで、ステアリングホイールのテレスコ位置の調整を行うステアリング装置がある。
このようなテレスコ位置調整機構を備えたステアリング装置として、例えば特許文献1に記載の装置が知られている。
この装置は、インナコラム(特許文献1ではインナーチューブ)の外周を包持しているアウタコラム(特許文献1ではアウターチューブ)の嵌合部を、この嵌合部の上部の開口端部からコラム軸方向に延在するスリットを形成することで、縮径が容易となるように剛性を低下させたクランプ部とし、前記スリットを車幅方向外方から跨ぐように一対の側板が車幅方向に対向しているコの字形状のコラム側ブラケット(特許文献1ではブラケット)をクランプ部に固定している。また、車体側部材に固定した車体側ブラケット(特許文献1ではブラケット)を、コラム側ブラケットを車幅方向外方から挟み込むように配置し、操作レバーを備えたクランク装置(特許文献1ではテレスコピック調節機構)で、車体側ブラケット及びコラム側ブラケットを車幅方向から締付け可能に支持している。
そして、インナコラム及びアウタコラムをコラム軸方向に相対的に移動させてステアリングホイールの位置調整を行なってから、操作レバーを備えたクランプ装置(特許文献1ではテレスコピック調節機構)の締付け力により、車体側ブラケット及びコラム側ブラケットを車幅方向内方に弾性変形させ、コラム側ブラケットの一対の側板が互いに近接するように弾性変形することにより、スリット幅が小さくなるようにクランク部が縮径することで、アウタコラムを軸方向に移動不能としてアウタコラムのクランプ部をインナコラムにクランプする。
特開2003−2211号公報
ところで、上述した特許文献1の装置は、アウタコラムのクランプ部を縮径する際には、クランプ部を縮径する荷重に加えて、車体側ブラケット及びコラム側ブラケットを車幅方向内方に弾性変形させる荷重も加えなければならず、クランプ装置に大きな操作力(例えば操作レバーの操作力)が必要となるので、クランプ装置の操作性の面で問題がある。
また、クランプ部が縮径する際には、クランプ部に固定したコラム側ブラケットの一対の側板近傍の剛性が高くなるので、一対の側板の間でコラム軸方向に延在しているスリットの終端(開口端部側と、この開口端部側に対して逆側のスリット端部)に応力が集中しやすく、クランプ部(アウタコラム)の耐久性の面で問題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、小さな操作力のクランプを可能とすることでクランプ装置の操作性を良好とすることができるとともに、縮径可能なクランプ部の耐久性を向上させることができるステアリング装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項1に係るステアリング装置は、ステアリングホイールを取付けたステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムを、円筒形状のインナコラムと、このインナコラムにコラム軸方向に相対的に摺動可能に外嵌されている中空円筒形状のアウタコラムとで構成し、前記インナコラムは車両前方側に配置され、前記アウタコラムは車両後方側に配置され、車体側部材に固定されている車体側ブラケットと、前記アウタコラムの外周に固定され、前記車体側ブラケットに重なり合いながら配置されている一対のコラム側ブラケットと、前記アウタコラムの前記コラム側ブラケットから離間した位置に形成され、車幅方向を向く周面に、前記コラム軸に延在するスリットを設けながら前記インナコラムの外周の一部を包持しているクランプ部と、前記車体側ブラケット及び前記コラム側ブラケットの両者に締付け力を加えて前記コラム軸方向の相対移動が不能となるように前記コラム側ブラケットを前記車体側ブラケットにクランプする第1クランプ機構と、前記クランプ部に対して車両上下方向の縮径力を加え、前記スリットのスリット幅が小さくなりながら縮径した前記クランプ部を前記コラム軸方向の相対移動が不能となるよう前記インナコラムにクランプする第2クランプ機構と、前記第1クランプ機構及び前記第2クランプ機構のクランプ、或いはアンクランプ動作を同時に行う1本のテレスコ用の操作レバーと、を備え、前記第1クランプ機構は、前記車体側ブラケット及び前記コラム側ブラケットの互いに対応する位置に車幅方向で開口するように形成したテレスコ位置調整用孔と、これらテレスコ位置調整用孔に挿通されて車幅方向に延在する締付けボルトと、前記一対のコラム側ブラケットに設けられた前記テレスコ位置調整用孔はコラム軸方向に延在して形成された長孔であって、この締付けボルトに一端が連結しており、当該締付けボルトの軸心を回転中心として車両前後方向に回動する前記操作レバーと、この操作レバーが車両前後方向のクランプ方向に回動した際に、前記締付けボルトを介して前記車体側ブラケット及び前記コラム側ブラケットに締付け力を付与する締付け固定部と、前記一対のコラム側ブラケットの間で前記締付けボルトのねじ部を挿通し、前記一対のコラム側ブラケットが互いに近接する車幅方向の変形を規制するアウタースリーブと、を備え、前記第2クランプ機構は、前記車体側部材に支持されながら前記クランプ部の上下方向の外周の一部に摺動自在に当接し、前記クランプ部の縮径動作を補助する縮径補助部と、前記第1クランプ機構の前記操作レバーの他端側に連結し、前記縮径補助部が当接している側に対して逆側の前記クランプ部の上下方向の外周に摺動自在に当接しており、前記操作レバーのクランプ方向の回動とともに連動して車両上下方向に移動することで、前記クランプ部の前記縮径補助部が当接している側に向けて車両上下方向の縮径力を加える縮径力付加部と、を備え、前記第1クランプ機構によって、前記コラム側ブラケットと前記車体側ブラケットとを固定し、前記第2クランプ機構によって、前記インナコラムと前記アウタコラムとを固定している。
さらに、請求項記載の発明は、請求項記載のステアリング装置において、前記クランプ部の前記スリットは、車幅方向の一方を向く周面と、車幅方向の他方を向く周面とに少なくとも2本設けている。
本発明の請求項1に係るステアリング装置によれば、第2クランプ機構は、クランプ部に縮径力を直接加えてコラム軸方向の相対移動が不能となるようにクランプ部を前記インナコラムにクランプしているので、従来装置のように車体側ブラケットやコラム側ブラケットを弾性変形させる荷重を加えなくて済み、運転者が操作する操作レバー等を小さな操作力で操作することができ、クランプ、或いはアンクランプ時の操作レバーの操作性を向上させることができる。
また、本発明の請求項5に係るステアリング装置によれば、インナコラムの外周の一部を包持して縮径可能なクランプ部には、コラム側ブラケットに離間した位置の車幅方向を向く周面にコラム軸に延在するスリットが設けられているので、スリットの終端の設計自由度が増え、応力集中を回避できるような形状を作ることが可能となる。
また、本発明の請求項5に係るステアリング装置によれば、クランプ部のスリットの形成位置が、従来装置のようにコラム側ブラケットの間などのように形成領域が制限されるものではないので、スリット幅を変更したり、スリットの本数を変更したり、或いは、スリットが延在する方向を変更して自由に形成することができるので、クランプ部に形成するスリット形状の設計自由度を向上させることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明によるステアリング装置を組付けた車両を示す全体構成図、図2は本発明によるステアリング装置の1実施形態を示す側面図、図3は図2のA−A線矢視図、図4は第2実施形態のアウタコラムを側面から示した図、図5は第3実施形態のアウタコラムを側面から示した図である。
図1において、ステアリング装置10は、車両の水平方向に対して車両後方上がりに所定角度だけ傾斜して配置されており、ステアリングシャフト11を回動自在に支持するステアリングコラム12を有する。ステアリングシャフト11には、その後端にステアリングホイール13が装着され、ステアリングシャフト11の前端にはユニバーサルジョイント14を介して中間シャフト15が連結されている。中間シャフト15にはその前端にユニバーサルジョイント16を介してラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ17が連結されている。このステアリングギヤ17の出力軸がタイロッド18を介して操舵輪19に連結されている。
そして、運転者がステアリングホイール13を操舵すると、ステアリングシャフト11、ユニバーサルジョイント14、中間シャフト15、ユニバーサルジョイント16を介してその回転力がステアリングギヤ17に伝達され、ラックアンドピニオン機構で回転運動が車両幅方向の直線運動に変換されてタイロッド18を介して操舵輪19を転舵する。
(第1実施形態)
ステアリングシャフト11は、図2に示すように、ステアリングホイール13を取付けたアウタシャフト11aと、このアウタシャフト11aにスプライン結合又はセレーション結合されて摺動自在に係合されたインナシャフト11bとで構成されている。
ステアリングコラム12は、アウタコラム12aと、このアウタコラム12aに摺動自在に保持されたインナコラム12bとで構成され、インナコラム12bの車両前方側端部の内周面に配設された転がり軸受(不図示)及びアウタコラム12aの車両後方側端部の内周面に配設された転がり軸受(不図示)によってステアリングシャフト11が回転自在に支持されている。
そして、インナコラム12bの車両前方側(ユニバーサルジョイント14側)は、車両前方側コラムブラケット20が固定されており、この車両前方側コラムブラケット20に挿通孔21が形成されている。また、車体側部材22に固定した車両前方側車体ブラケット23にも挿通孔(不図示)が形成されており、この挿通孔と車両前方側コラムブラケット20の挿通孔21の軸芯を一致させて連結軸24を挿通することで、インナコラム12bの車両前方側が車体側部材22に軸支されている。
また、図2及び図3に示すように、アウタコラム12aのインナコラム12bの外周を包持する部位には縮径自在なクランプ部25が設けられており、このクランプ部25をクランプ機構26が縮径する。また、クランプ機構26は、アウタコラム12aに一体に形成した車両後方側コラムブラケット27と、車体側部材22に固定した車両後方側車体ブラケット28とをコラム軸P1方向に相対移動不能、或いは相対移動可能に連結している。
すなわち、クランプ部25は、アウタコラム12aの車幅方向の一方側を向く面及び他方側を向く面に、アウタコラム12aの車両前方側端部から車両後方側に向かうコラム軸P1方向の途中まで直線的に延在する一対のスリット25a,25aが形成されており、車両上下方向の荷重が加わると、一対のスリット25a,25aのスリット幅が狭まって縮径する部位である。
車両後方側コラムブラケット27は、図3に示すように、クランプ部25の上部に一体に形成され、互いに平行に車両上方に延在する一対の立上がり板27a,27aと、これら一対の立上がり板27a,27aに、長軸がコラム軸P1方向に延在して形成されたテレスコ用長孔27bとで構成されている。
車両後方側車体ブラケット28は、車体側部材22に固定されている一対の固定板28a,28aと、これら一対の固定板28a,28aから車両下方に延在しており、車両後方側コラムブラケット27の一対の立上がり板27a,27bに外側から当接する一対の当接板28b,28bと、一対の当接板28b,28bに形成されているボルト通過孔28cとで構成され、車両後方側コラムブラケット27を車幅方向外側から挟み込んでいる。
そして、クランプ機構26は、車体側部材22に固定されてクランプ部25の上部の車両上方移動を規制する上部移動規制部29と、車両後方側コラムブラケット27のテレスコ用長孔27b及び車両後方側車体ブラケット28のボルト通過孔28cに挿通している締付けボルト30と、締め付けボルト30のねじ部(図3の左側)に外嵌されているカムフォロワ31、可動カム32及び調整ナット33と、可動カム32に固定されている操作レバー34と、操作レバー34の操作とともに連動し、クランプ部25の下部に対して車両上方向の荷重を加える縮径力付加部35とを備えている。なお、図3において、一対の立上がり板27a,27bの間で締付けボルト30のねじ部を挿通している符号36の部材は、一対の立上がり板27a,27bが互いに近接する車幅方向の変形を規制するアウタスリーブである。
上部移動規制部29は、図3に示すように、車体側部材22に固定した固定部29aと、この固定部29aに上端が固定され、車両下方に延在している垂下部29bと、この垂下部29bの下部に固定され、クランプ部25の上面に摺動自在に面接触する円弧板形状の上面規制板29cとで構成されている。
ここで、縮径力付加部35は、操作レバー34の下部に固定され、車幅方向のクランプ部25の下方位置まで延在している連結杆35aと、この連結杆35aの開放端に固定され、クランプ部25の下面に摺動自在に面接触する円弧板形状の押圧板35bとで構成されている。
そして、クランプ機構26の操作レバー34を、図2の矢印で示すクランプ方向に操作すると、操作レバー34に固定されている可動カム32が回転し、この可動カム32とカムフォロワ31のカムが噛合うとともに、カムフォロワ31が締付けボルト30の頭部側(図3の右側)に移動し、車両後方側車体ブラケット28の一対の当接板28b,28bが車両後方側コラムブラケット27の一対の立上がり板27aを車幅方向の外方から締め付けるようになっている。これと同時に、操作レバー34をクランプ方向に操作すると、操作レバー34の下部に固定されている縮径力付加部35の押圧板35bが車両上方に移動してクランプ部25の下面に対して車両上方の押圧力を加えるようになっている。
また、クランプ機構26の操作レバー34を、図2のクランプ方向に対して逆方向の矢印であるアンクランプ方向に操作すると、可動カム32が逆回りに回転し、この可動カム32とカムフォロワ31のカムの噛合いが解除されてカムフォロワ31が締付けボルト30の頭部から離間する方向に移動し、車両後方側車体ブラケット28の一対の当接板28b,28bによる車両後方側コラムブラケット27の一対の立上がり板27aへの締付けが解除されるようになっている。それと同時に、操作レバー34の下部に固定されている縮径力付加部35の押圧板35bも車両下方に移動し、クランプ部25の下面に対する車両上方の押圧力も解除するようになっている。
ここで、本発明の車体側ブラケットが車両後方側ブラケット28に対応し、本発明のコラム側ブラケットが車両後方側コラムブラケット27に対応し、本発明のテレスコ位置調整孔がテレスコ用長孔27b及びボルト通過孔28cに対応し、本発明の締付け固定部がカムフォロワ31及び可動カム32に対応し、本発明の縮径補助部が上部移動規制部29に対応し、本発明の縮径力付加部が縮径力付加部35に対応している。
次に、本実施形態のステアリング装置10の動作について説明する。
テレスコ調整を行なうには、先ず、操作レバー34をアンクランプ方向に操作する。この操作により、可動カム32とカムフォロワ31のカムの噛合いが解除され、車両後方側車体ブラケット28の一対の当接板28b,28bによる車両後方側コラムブラケット27の一対の立上がり板27aへの締付けが解除され、同時に、縮径力付加部35の押圧板35bが車両下方に移動してクランプ部25の下面に対して車両上方の力が加わらないので、クランプ部25は拡径する。
そして、締付けボルト30を車両後方側コラムブラケット27のテレスコ用長孔27b,27bの長軸方向にスライドさせながら、アウタコラム12aをインナコラム12bに対して摺動しながらコラム軸P1方向に移動していき、ステアリングホイール13を車両前後方向の所定位置まで移動する。この際、アウタコラム12aの上面が上部移動規制部29の上面規制板29cに摺動し、アウタコラム12aの下面が縮径力付加部35の押圧板35bに摺動する。
そして、ステアリングホイール13の車両前後方向の位置が決定した後、クランプ機構26の操作レバー34をクランプ方向に操作する。操作レバー34の操作とともに可動カム32が回転し、この可動カム32とカムフォロワ31のカムが噛合い、カムフォロワ31が締付けボルト30の頭部側に移動することで、車両後方側車体ブラケット28の一対の当接板28b,28bが車両後方側コラムブラケット27の一対の立上がり板27aを車幅方向の外方から締め付ける。
同時に、操作レバー34の下部に固定されている縮径力付加部35の押圧板35bが車両上方に移動してクランプ部25の下面に対して車両上方の縮径力を加える。
この際、クランプ部25の上面は、上部移動規制部29の上面規制板29cに当接して車両上方移動が規制されているので、押圧板35bにより車両上方の縮径力が加えられたクランプ部25は、一対のスリット25aのスリット幅が小さくなりながら縮径していき、コラム軸P1方向に移動不能となるようにインナコラム12bをクランプする。これにより、テレスコ調整が完了する。
次に、本実施形態のステアリング装置10の効果について説明する。
本実施形態の装置は、クランプ部25を縮径する際に、クランプ機構26の上部移動規制部29及び縮径力付加部35でクランプ部25のみを縮径させる荷重(縮径力)を加えるだけであり、従来装置のように車体側ブラケットやコラム側ブラケットを弾性変形させる荷重を加えなくて済むので、操作レバー34を小さな操作力で操作することができ、クランプ、或いはアンクランプ時の操作レバー34の操作性を向上させることができる。
また、クランプ部25の上部に車両後方側コラムブラケット27が固定され、スリット25aはクランプ部25の車幅方向に面する位置に形成されており、スリット25の終端の設計自由度が増え、応力集中を回避できるような形状を作ることができる。
さらに、クランプ部25に形成したスリット25aは、従来装置のように形成領域が制限されるものではなく、車幅方向の一方及び他方に面する位置に、スリット幅を変更し、スリット25aの本数を変更し、或いは、スリット25aが延在する方向を変更して自由に形成することができるので、クランプ部25に形成するスリット形状の設計自由度を向上させることができる。
(第2実施形態)
次に、図4は、図2で示した第1実施形態のアウタコラム12aと異なる形状の第2実施形態のアウタコラム12aを示したものである。
本実施形態のアウタコラム12aは、クランプ部25の車幅方向の一方側を向く面及び他方側を向く面に形成されている一対のスリット25bが、アウタコラム12aの車両前方側端部の近くを一方の終端としてコラム軸P1方向に直線的に延在している。
このように、アウタコラム12aの車両前方側端部で開口せずにスリット25bを形成していても、第1実施形態と同様に、クランプ、或いはアンクランプ時の操作レバー34の操作性を向上させることができ、スリット25の終端の設計自由度が増え、応力集中を回避できるような形状を作ることができる。
(第3実施形態)
次に、図5は、第3実施形態のアウタコラム12aを示すものである。
本実施形態のアウタコラム12aは、クランプ部25の下面側に複数の貫通孔36が形成されている。
本実施形態によると、下面側に複数の貫通孔36を形成したクランプ25は、縮径する際の剛性が低下する。このため、クランプ機構26の縮径力付加部35でクランプ部25の下面に加える荷重がさらに小さくて済むので、さらにクランプ、或いはアンクランプ時の操作レバー34の操作性を向上させることができる。
なお、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、例えば、アウタコラム12aを車両前方側に配置し、インナコラム12bを車両後方側に配置し、アウタコラム12aの車両後方側をクランプ部25とし、クランプ機構26の上部移動規制部29及び縮径力付加部35でクランプ部25を縮径するようにしてもよい。
本発明に係るステアリング装置を組付けた車両を示す全体構成図である。 本発明に係るステアリング装置の1実施形態を示す側面図である。 図2のA−A線矢視図である。 本発明に係るステアリング装置の第2実施形態のアウタコラムを側面から示した図である。 本発明に係るステアリング装置の第3実施形態のアウタコラムを側面から示した図である。
符号の説明
10…ステアリング装置、11…ステアリングシャフト、11a…アウタシャフト、11b…インナシャフト、12…ステアリングコラム、12a…アウタコラム、12b…インナコラム、13…ステアリングホイール、14…ユニバーサルジョイント、15…中間シャフト、16…ユニバーサルジョイント、17…ステアリングギヤ、18…タイロッド、19…操舵輪、20…車両前方側コラムブラケット、21…挿通孔、22…車体側部材、23…車両前方側車体ブラケット、24…連結軸、25…クランプ部、25a…スリット、26…クランプ機構、27…車両後方側コラムブラケット、27a…立上がり板、27b…テレスコ用長孔、27b…テレスコ用長孔、28…車両後方側車体ブラケット、28a…固定板、28b…当接板、28c…ボルト通過孔、29…上部移動規制部、29a…固定部、29b…垂下部、29c…上面規制板、30…締付けボルト、31…カムフォロワ、32…可動カム、33…調整ナット、34…操作レバー、35…縮径力付加部、35a…連結杆、35b…押圧板、36…アウタスリーブ、P1…コラム軸

Claims (2)

  1. ステアリングホイールを取付けたステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムを、円筒形状のインナコラムと、このインナコラムにコラム軸方向に相対的に摺動可能に外嵌されている中空円筒形状のアウタコラムとで構成し、
    前記インナコラムは車両前方側に配置され、前記アウタコラムは車両後方側に配置され、
    車体側部材に固定されている車体側ブラケットと、
    前記アウタコラムの外周に固定され、前記車体側ブラケットに重なり合いながら配置されている一対のコラム側ブラケットと、
    前記アウタコラムの前記コラム側ブラケットから離間した位置に形成され、車幅方向を向く周面に、前記コラム軸に延在するスリットを設けながら前記インナコラムの外周の一部を包持しているクランプ部と、
    前記車体側ブラケット及び前記コラム側ブラケットの両者に締付け力を加えて前記コラム軸方向の相対移動が不能となるように前記コラム側ブラケットを前記車体側ブラケットにクランプする第1クランプ機構と、
    前記クランプ部に対して車両上下方向の縮径力を加え、前記スリットのスリット幅が小さくなりながら縮径した前記クランプ部を前記コラム軸方向の相対移動が不能となるよう前記インナコラムにクランプする第2クランプ機構と、
    前記第1クランプ機構及び前記第2クランプ機構のクランプ、或いはアンクランプ動作を同時に行う1本のテレスコ用の操作レバーと、を備え、
    前記第1クランプ機構は、前記車体側ブラケット及び前記コラム側ブラケットの互いに対応する位置に車幅方向で開口するように形成したテレスコ位置調整用孔と、これらテレスコ位置調整用孔に挿通されて車幅方向に延在する締付けボルトと、前記一対のコラム側ブラケットに設けられた前記テレスコ位置調整用孔はコラム軸方向に延在して形成された長孔であって、この締付けボルトに一端が連結しており、当該締付けボルトの軸心を回転中心として車両前後方向に回動する前記操作レバーと、この操作レバーが車両前後方向のクランプ方向に回動した際に、前記締付けボルトを介して前記車体側ブラケット及び前記コラム側ブラケットに締付け力を付与する締付け固定部と、前記一対のコラム側ブラケットの間で前記締付けボルトのねじ部を挿通し、前記一対のコラム側ブラケットが互いに近接する車幅方向の変形を規制するアウタースリーブと、を備え、
    前記第2クランプ機構は、前記車体側部材に支持されながら前記クランプ部の上下方向の外周の一部に摺動自在に当接し、前記クランプ部の縮径動作を補助する縮径補助部と、前記第1クランプ機構の前記操作レバーの他端側に連結し、前記縮径補助部が当接している側に対して逆側の前記クランプ部の上下方向の外周に摺動自在に当接しており、前記操作レバーのクランプ方向の回動とともに連動して車両上下方向に移動することで、前記クランプ部の前記縮径補助部が当接している側に向けて車両上下方向の縮径力を加える縮径力付加部と、を備え、
    前記第1クランプ機構によって、前記コラム側ブラケットと前記車体側ブラケットとを固定し、前記第2クランプ機構によって、前記インナコラムと前記アウタコラムとを固定していることを特徴とするステアリング装置。
  2. 前記クランプ部の前記スリットは、車幅方向の一方を向く周面と、車幅方向の他方を向く周面とに少なくとも2本設けていることを特徴とする請求項1記載のステアリング装置。
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