JP6409551B2

JP6409551B2 - 車両のステアリング装置

Info

Publication number: JP6409551B2
Application number: JP2014251969A
Authority: JP
Inventors: 憲史 ▲高▼松; 和幸中斉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2034-12-12
Also published as: JP2016112973A

Description

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、ステアリングホイールの車体前後方向の操作位置を調整し得るステアリング装置に係る。

ステアリングホイールの車体前後方向の操作位置を調整し得るステアリング装置に関し、例えば下記の特許文献１には、「車体に支持するメインハウジングと、該メインハウジングに対し軸方向移動可能に支持する可動コラム部材を備え、該可動コラム部材に連結するステアリングホイールに対し少なくとも車体前後方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記メインハウジングが、軸方向に延在する一対の側壁部を有し、該一対の側壁部間が開口すると共に軸方向の両端に開口部を有する筐体であって、前記可動コラム部材が、前記筐体の両端の開口部の一方を介して前記筐体内に収容する筒体であり、該筒体に対し軸方向に所定距離離隔した位置で押圧する一対の押圧部と、該一対の押圧部間で前記一対の側壁部の端面に夫々固定する一対の固定部を有する単一の弾性部材を備え、該弾性部材を、前記可動コラム部材に対し前記一対の押圧部を介して押圧した状態で前記一対の固定部にて前記メインハウジングに固定することとした」（特許文献１の段落〔０００８〕に記載）ステアリング装置が提案されている。

また、下記の特許文献２には、「車両のステアリングホイールの軸方向の位置を調整するためのテレスコピック機構、及びステアリングシャフトに印加される衝撃エネルギを吸収する衝撃吸収機構を備えるステアリングコラム」（特許文献２の段落〔０００１〕に記載）に関し、二つのテンショナーブッシュがハウジングに設けられると共に、アウタチューブの外周面が二つのテンショナーブッシュに押圧される構造が開示されている（同段落〔００２３〕等に記載）。

特開２０１３−６７３０９号公報特開２０１１−４２２６２号公報

上記特許文献１に記載の装置においては、弾性部材たる板ばねが、押圧部材を介して可動コラム部材を押圧した状態で、メインハウジングに固定されている。また、上記特許文献２に記載の装置においては、二つのテンショナーブッシュがハウジング（メインハウジングに対応）に設けられると共に、これらによってアウタチューブ（可動ブラケットに対応）の外周面が押圧される構造とされている。何れにおいても、可動ブラケットに対し径方向の荷重を付与する構成として、メインハウジングに設けられた押圧部材によって可動ブラケットが押圧される構成を基本としており、可動ブラケットには、押圧力に対し径方向の両側で対抗し得る剛性が要求される。また、押圧部材に対する摺動面も可動ブラケットに形成する必要があるので、小型化と剛性確保を両立させることは容易ではない。

特に、特許文献１に記載の装置においては、大型の板ばね及び押圧部材が必要とされるので、一層の小型化が要請される。また、特許文献２に記載の装置においては、可動ブラケットに付与される径方向の荷重には制限があり、その調整も困難である。更に、メインハウジングに対する可動ブラケットの軸方向移動における何れの位置でも、付与される押圧荷重は一定であるため、可動ブラケットの軸方向移動に応じてステアリングコラムとしての剛性が変化することになり、別途対策を講ずる必要がある。

そこで、本発明は、少なくとも車体前後方向のステアリングホイール操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、メインハウジングに対する可動コラム部材の軸方向移動に応じて径方向の荷重を適切に付与し得るステアリング装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明は、車体に支持され、軸方向に延在する一対の側壁部及び底部を有し軸方向の両端に開口部を有する筐体のメインハウジングと、該メインハウジングに対し軸方向移動可能に支持され、当該メインハウジングの両端の開口部の一方を介して当該メインハウジング内に収容される筒体の可動コラム部材を備え、該可動コラム部材に連結するステアリングホイールに対し少なくとも車体前後方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記可動コラム部材の側壁に一端部が係止され他端部が前記メインハウジングの底部に摺動可能に支持される少なくとも一つの緊締部材と、該緊締部材の他端部と前記メインハウジングの底部との間に介装され、両者間を拡開する方向に付勢する付勢部材とを備え、該付勢部材の付勢力によって前記可動コラム部材を前記メインハウジング側に引き付けるように構成することとしたものである。

前記メインハウジングの底部には、軸方向に延在する摺動部が形成されており、該摺動部に対し前記緊締部材の他端部が摺動可能に支持されている構成とするとよい。特に、前記メインハウジングの摺動部が、前記メインハウジングの軸に沿って傾斜した平面に形成されている構成とするとよい。

上記のステアリング装置において、前記メインハウジングの軸方向に複数の前記緊締部材が並設された構成としてもよい。

上記のステアリング装置において、前記可動コラム部材は、前記筒体の軸に対して直交する方向に穿設された孔を有し、前記緊締部材が、前記孔を介して前記可動コラム部材の側壁に係止される係止具で構成され、前記付勢部材が、前記係止具と前記メインハウジングとの間に介装される圧縮ばね部材で構成されたものとするとよい。

本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のステアリング装置においては、可動コラム部材の側壁に一端部が係止され他端部がメインハウジングの底部に摺動可能に支持される少なくとも一つの緊締部材と、緊締部材の他端部とメインハウジングの底部との間に介装され、両者間を拡開する方向に付勢する付勢部材とを備え、付勢部材の付勢力によって可動コラム部材をメインハウジング側に引き付けるように構成されているので、メインハウジングに対する可動コラム部材の軸方向移動に応じて径方向の荷重を適切に付与することができる。換言すれば、緊締部材と付勢部材によって、可動コラム部材に対し、メインハウジングの内面方向に引張力が付与され、この引張力によって両者が近接する径方向の荷重が付与されるように構成されており、可動コラム部材には緊締部材の一端部が係止されるのみでよいので、可動コラム部材は簡単且つ容易に製造することができ、メインハウジングへの組付も容易であり、小型で安価な装置を提供することができる。

特に、メインハウジングの底部には、軸方向に延在する摺動部が形成され、この摺動部に対し緊締部材の他端部が摺動可能に支持されるように構成すれば、緊締部材が摺動可能な支持部はメインハウジングの底部に形成すればよいので、可動コラム部材は一層簡単且つ容易に製造することができる。更に、メインハウジングの摺動部が、メインハウジングの軸に沿って傾斜した平面に形成されるように構成すれば、例えば、可動コラム部材の車体前方への軸方向移動に応じて径方向荷重が漸減するように設定することができるので、ステアリングコラムに要求される一定の剛性を安定して確保することができる。

上記のステアリング装置において、メインハウジングの軸方向に複数の緊締部材が並設された構成とすれば、径方向に大型とすることなく、大きな径方向荷重を設定することができる。

上記のステアリング装置において、可動コラム部材が、筒体の軸に対して直交する方向に穿設された孔を有するものとされ、緊締部材が、孔を介して可動コラム部材の側壁に係止される係止具で構成され、付勢部材が、係止具とメインハウジングとの間に介装される圧縮ばね部材で構成されたものとすれば、組み付けが容易で安価に構成することができる。係止具としては、一端部に爪が形成され、他端部に鍔部が形成されたものとし、上記の孔に爪が挿入され、可動コラム部材内で爪が拡開して可動コラム部材の内面に係止されるように構成することができる。あるいは、先端部に螺子溝が形成された係止具を用い、可動コラム部材に形成された螺子孔に係止具の螺子溝が螺合されるように構成することもできる。尚、圧縮ばね部材としては、皿ばねや圧縮コイルばねを用いることができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部を示す断面図である。本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部を示す平面図である。本発明の他の実施形態に係るステアリング装置の一部を示す断面図である。本発明の更に他の実施形態に係るステアリング装置の一部を示す断面図である。従来のステアリング装置を示す斜視図である。

以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１乃至図３は本発明の一実施形態に係るステアリング装置を示すもので、本実施形態においては、メインハウジング１０に対し可動コラム部材２０が軸方向に移動可能とされてテレスコピック機構２が構成され、これにより、ステアリングホイール（図示せず）を所望の車体前後方向位置に調整することができる。

本実施形態のメインハウジング１０は、図１乃至図３に示すように、軸方向に延在する一対の側壁部１１、１２及び底部１３を有する金属（例えばアルミニウム）ダイキャスト製の筐体で構成されており、底部１３と対向する側面が車体上方に開口すると共に軸方向の両端に開口部１０ａ、１０ｂが設けられている。そして、メインハウジング１０の底部１３には、軸方向に延在する摺動部１０ｃが形成されており、摺動部１０ｃの中央には軸方向に長穴１１ｄが形成されている。摺動部１０ｃの板厚は相対的に車体前方側が大で車体後方側が小に形成されており、摺動部１０ｃの外面がメインハウジング１０の軸に沿って傾斜した平面に形成されている。

尚、メインハウジング１０の側壁部１１及び１２間の寸法は可動コラム部材２０の直径より大とされており、メインハウジング１０の内壁は可動コラム部材２０の外面に適合する曲面を有し、メインハウジング１０は、その軸方向に対し直交する断面形状が、側壁部１１、１２及び底部１３を含みＵ字状に形成されている。また、メインハウジング１０の車体後方側の開口部１０ａの内径と可動コラム部材２０の外径とのクリアランスは、運転者がステアリングホイールに荷重を加えた際にガタ感を感じない程度のクリアランスに設定されている。

上記のメインハウジング１０内に、可動コラム部材２０が軸方向に移動可能、即ち、車体前後方向に移動可能に支持されている。この可動コラム部材２０として、ステアリングシャフト（図示せず）を収容し軸を中心に回転可能に支持する金属製のアッパチューブ２１（図２に二点鎖線で示す）と、このアッパチューブ２１を収容し常時はアッパチューブ２１を所定位置に保持する金属製のロアチューブ２２が設けられており、このロアチューブ２２の側壁には、メインハウジング１０の長穴１０ｄに対向する位置に、ロアチューブ２２の軸に対して直交する方向に孔２２ａが穿設されている。尚、アッパチューブ２１はインナチューブとも呼ばれ、ロアチューブ２２はアウタチューブ又はテレスコピックチューブとも呼ばれる。而して、メインハウジング１０に対し、ロアチューブ２２、アッパチューブ２１、ステアリングシャフト及びステアリングホイール（図示せず）が一体となって軸方向に移動可能とされてテレスコピック機構２が構成されている。

尚、ステアリングシャフトは、後端部にステアリングホイールが接続される筒状のアッパシャフト（図示せず）と、その前端部とスプライン結合されるロアシャフト（図示せず）から成り、両者が軸方向に相対移動可能に連結されており、ロアシャフトの前端部が転舵機構（図示せず）に接続されている。この転舵機構はステアリングホイールの操作に応じて駆動され、車輪操舵機構（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）を転舵するように構成されている。更に、ステアリングシャフト１に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、ロアチューブ２２に対するアッパチューブ２１の軸方向相対移動を許容するように構成されており、本実施形態のアッパチューブ２１及びロアチューブ２２は、両者間に介装される環状の摩擦材（例えば、金属製弾性ブッシュ）等と共に、エネルギー吸収手段として機能する。これらの構成、及びテレスコピック機構２の駆動部は従前と同様であり、本願発明と直接関係するものではないので説明を省略する。

本実施形態においては、図１及び図２に示すように、緊締部材たる係止具３１の一端部がメインハウジング１０の長穴１０ｄを挿通し、ロアチューブ２２（可動コラム部材２０）の側壁に係止され、係止具３１の他端部がメインハウジング１０の摺動部１０ｃに支持されている。この摺動部１０ｃと係止具３１との間に、両者間を拡開する方向に付勢する付勢部材４０が介装されており、付勢部材４０の付勢力によってロアチューブ２２（可動コラム部材２０）をメインハウジング１０側に引き付けるように構成されている。

本実施形態の緊締部材は、孔２２ａを介してロアチューブ２２に係止される係止具３１で構成され、付勢部材４０が、係止具３１とメインハウジング１０との間に介装される圧縮ばね部材、例えば皿ばねで構成されている。係止具３１は一端部に爪３１ａが形成され、他端部に鍔部３１ｂが形成されており、図２に示すように、付勢部材４０、シム３２、樹脂プレート３３が装着され、メインハウジング１０の長穴１０ｂを介してロアチューブ２２の孔２２ａに挿入され、ロアチューブ２２内で爪３１ａが拡開してロアチューブ２２の内面に係止されるように構成されている。従って、係止具３１はメインハウジング１０の外側から装着され、樹脂プレート３３がメインハウジング１０の摺動部１０ｃに当接し、摺動可能に支持されている。

而して、ロアチューブ２２は係止具３１を介してメインハウジング１０の側壁に接合され、付勢部材４０の付勢力（の反力）によって、ロアチューブ２２に対し、メインハウジング１０の内面方向に引張力が付与されている。即ち、係止具３１は、ロアチューブ２２をメインハウジング１０側に引きつけて、両者が近接する径方向の荷重を付与し得るように構成されている。このときの荷重は、付勢部材４０の種類や撓み代等によって調整することができる。

そして、係止具３１はメインハウジング１０の摺動部１０ｃに対し（樹脂プレート３３を介して）摺動可能に支持されている。即ち、係止具３１及び付勢部材４０によって、ロアチューブ２２のメインハウジング１０に対する軸方向移動に対し摺動抵抗が付与されるように構成されている。この場合において、係止具３１の摺動面である摺動部１０ｃの外面はメインハウジング１０の軸に沿って傾斜した平面に形成されているので、ロアチューブ２２のメインハウジング１０に対する軸方向移動に応じて径方向の荷重が変化し、従って、摺動抵抗が変化する。本実施形態では、摺動部１０ｃの板厚は相対的に車体前方側が大で車体後方側が小に形成されており、ロアチューブ２２がメインハウジング１０に対し車体の最後部に位置しているときに上記荷重が最大となり、ロアチューブ２２の車体前方への軸方向移動に応じて上記荷重が漸減するように設定されているので、ステアリングコラムに要求される一定の剛性を安定して確保することができる。

図１に示すように、係止具３１の爪３１ａはロアチューブ２２内に突出しており、アッパチューブ２１（図２に二点鎖線で示す）はロアチューブ２２内を車体前方に軸方向移動し得るように構成されているが、アッパチューブ２１に衝撃が加えられてロアチューブ２２内を車体前方に移動する場合には、アッパチューブ２１の先端部によって爪３１ａが破壊されるので、アッパチューブ２１の前進ストロークに影響を与えることはない。

図４は本発明の他の実施形態に供されるメインハウジング１０及びロアチューブ２３（可動コラム部材２０）の接合構造を示すもので、ロアチューブ２３には一対の孔２３ａ、２３ａが形成され、これらの孔２３ａ、２３ａに対し一対の係止具３１、３１及び付勢部材４０、４０等が装着されている。而して、本実施形態においては、軸方向に並設された一対の係止具３１、３１及び付勢部材４０、４０によってロアチューブ２３に対して径方向の荷重を付与することができるので、径方向に大型とすることなく、大きな荷重を設定することができる。尚、図４では符合を省略しているが、図２に示すシム３２及び樹脂プレート３３も夫々に装着されている。

また、図５は本発明の更に他の実施形態に供されるメインハウジング１０及びロアチューブ２４（可動コラム部材２０）の接合構造を示すもので、ロアチューブ２４には一対の螺子孔２４ａ、２４ａが形成され、これらの螺子孔２４ａ、２４ａに対し一対の係止具３５、３５及び付勢部材４０、４０等が装着されている。本実施形態の係止具３５、３５には前述の爪３１ａは形成されておらず、先端部に螺子溝３５ａ、３５ａが形成されており、夫々、螺子孔２４ａ、２４ａに螺合されるように形成されている。而して、本実施形態の係止具３５、３５によれば、螺子溝３５ａ、３５ａの螺子孔２４ａ、２４ａへの螺合状態を調節することによってロアチューブ２３に対する径方向の荷重を適宜調整することができる。尚、前述の係止具３１とは異なり、係止具３５、３５の先端部はロアチューブ２３内に突出していない。また、図５においても符合を省略しているが、図２に示すシム３２及び樹脂プレート３３も夫々に装着されている。

尚、緊締部材としては、上記の係止具３１及び３５に限らず、ロアチューブ２２に確実に係止できる構造であれば別の係止具を用いることとしてもよい。また、付勢部材４０として、皿ばねに代えて、圧縮コイルばねを用いることとしてもよい。

例えば特許文献１に記載の従来装置においては、図６に示すように、弾性部材たる板ばね４０ｘが、押圧部材５０ｘを介して可動コラム部材２０ｘを押圧した状態で、メインハウジング１０ｘに固定されるように構成されている。これに対し、本実施形態の緊締部材は前述の係止具３１又は３５で構成され、これらとメインハウジング１０との間に介装された付勢部材４０の付勢力によって、ロアチューブ２２に対し、メインハウジング１０の内面方向に引張力が付与され、この引張力によって両者が近接する径方向の荷重が付与されるように構成されている。

従って、本実施形態においては、図６に示す大型の板ばね４０ｘ及び大型の押圧部材５０ｘは不要であり、小型の係止具３１（又は３５）及び付勢部材４０によって、ロアチューブ２２に対しメインハウジング１０の内面方向への引張力（荷重）を付与することができるので、軽量化が可能となる。しかも、本実施形態においては、係止具３１（及び３５）の摺動面である摺動部１０ｃの外面はメインハウジング１０の軸に沿って傾斜した平面に形成され、ロアチューブ２２の車体前方への軸方向移動に応じて上記荷重が漸減するように設定されているので、ステアリングコラムに要求される一定の剛性を安定して確保することができる。

１０メインハウジング
２０可動コラム部材
２２、２３、２４ロアチューブ
２２ａ、２３ａ孔
２４ａ螺子孔
３１、３５係止具（緊締部材）
３１ａ爪
３５ａ螺子溝
４０付勢部材

Claims

車体に支持され、軸方向に延在する一対の側壁部及び底部を有し軸方向の両端に開口部を有する筐体のメインハウジングと、該メインハウジングに対し軸方向移動可能に支持され、当該メインハウジングの両端の開口部の一方を介して当該メインハウジング内に収容される筒体の可動コラム部材を備え、該可動コラム部材に連結するステアリングホイールに対し少なくとも車体前後方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置において、前記可動コラム部材の側壁に一端部が係止され他端部が前記メインハウジングの底部に摺動可能に支持される少なくとも一つの緊締部材と、該緊締部材の他端部と前記メインハウジングの底部との間に介装され、両者間を拡開する方向に付勢する付勢部材とを備え、該付勢部材の付勢力によって前記可動コラム部材を前記メインハウジング側に引き付けるように構成されていることを特徴とする車両のステアリング装置。
前記メインハウジングの底部には、軸方向に延在する摺動部が形成されており、該摺動部に対し前記緊締部材の他端部が摺動可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
前記メインハウジングの摺動部が、前記メインハウジングの軸に沿って傾斜した平面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両のステアリング装置。
前記メインハウジングの軸方向に複数の前記緊締部材が並設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両のステアリング装置。
前記可動コラム部材は、前記筒体の軸に対して直交する方向に穿設された孔を有し、前記緊締部材が、前記孔を介して前記可動コラム部材の側壁に係止される係止具で構成され、前記付勢部材が、前記係止具と前記メインハウジングとの間に介装される圧縮ばね部材で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の車両のステアリング装置。