JP6504391B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明はステアリング装置に関する。

特許文献１のステアリング装置では、調節レバーの操作に伴って支持軸回りに回転する偏心カムの外周に、波形凹凸部を設けており、波形凹凸部をインナーコラムの上面に押圧することにより、テレスコロックを達成する。

特開２０１０−２５４２０４号公報

本願発明者は、インナーコラムの軸方向に並ぶ第１歯に対して、支持軸回りに回転する第２歯を噛合させたり、噛合解除させたりする場合を想定する。第２歯は、支持軸中心を中心とする円弧状の軌跡を描くため、第１歯に対する噛合を解除するときに、第２歯は、第１歯の整列方向と直交する方向に対して傾斜する方向に離間する。このため、第２歯が、第１歯から離間し難くなり、第１歯に対する第２歯の噛合の解除が容易に行えないおそれがある。

そこで、本発明の目的は、噛合の解除を容易に行えるステアリング装置を提供することである。

請求項１の発明は、コラム軸方向（Ｘ）に伸縮可能なステアリングシャフト（３）と、スリット（２６）と前記スリットを挟んだ両側に配置された一対の被締付部（１９）とを有するアウタージャケット（８）と、前記アウタージャケットに嵌合されたインナージャケット（７）とを含み、前記コラム軸方向に伸縮可能なコラムジャケット（６）と、前記一対の被締付部の締付軸挿通孔（２９）に支持された締付軸（２１）と、前記締付軸を回転操作する操作レバー（２０）とを含み、前記締付軸を介して前記一対の被締付部を締め付けることで前記アウタージャケットに前記インナージャケットを保持させる締付機構（１８）と、前記締付機構による締付時に第１歯（４１）と第２歯（６５）とを噛み合わせることによりテレスコロックを達成するツースロック機構（ＴＬ）と、を備え、前記ツースロック機構は、前記第１歯を前記コラム軸方向に複数並べて形成し前記インナージャケットと一体移動する第１歯形成部材（４０）と、前記アウタージャケットまたは前記アウタージャケットによって支持された部材に設けられた前記コラム軸方向に延びる長溝（３８）に前記コラム軸方向にスライド可能に支持された支持軸（５０）と、前記第２歯を形成し前記支持軸によって前記支持軸の中心軸線（Ｃ２）回りに前記支持軸と一体回転可能に支持された第２歯形成部材（６０）と、前記締付軸と一体回転する駆動部材（８０）と、前記第２歯形成部材と前記駆動部材とを回転可能に連結し前記締付軸と平行な連結軸（９０）とを含み、前記締付軸の回転に前記第２歯形成部材の回転を連動させる連動機構（７０）と、を含むステアリング装置（１）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記第２歯形成部材および前記駆動部材は、前記連結軸が挿通連結される連結孔（６４，８４）を含み、前記第２歯形成部材および前記駆動部材の何れか一方の連結孔と前記連結軸との間に、径方向の遊びが設けられていてもよい。

請求項１の発明によれば、テレスコロックの解除に際して、締付軸の回転に連動機構を介して連動回転する第２歯形成部材が、その第２歯をコラム軸方向に並ぶ第１歯から離間させようとする。このとき、第２歯は、支持軸の中心軸線回りの円弧軌跡で回転する一方で、支持軸自体が、アウタージャケット等に設けられた長溝内をコラム軸方向にスライドする。このため、噛合解除時の第２歯の移動軌跡が、コラム軸方向（第１歯が並ぶ方向）に対して概ね直交する方向となる。したがって、噛合の解除を容易に行える。

請求項２の発明によれば、噛合解除時に、支持軸および第２歯形成部材がコラム軸方向に移動することが、連結軸と連結孔との遊びによって許容される。可及的に、噛合の解除を容易に行える。

本発明の一実施形態のステアリング装置の模式的側面図である。 ステアリング装置の概略斜視図である。 ステアリング装置の断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断された断面図に相当する。 ツースロック機構の概略分解斜視図である。 ツースロック機構の模式的側面図である。（ａ）は噛合状態を示し、（ｂ）は噛合解除状態を示している。 本発明の別の実施形態のツースロック機構の模式的側面図である。

以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略側面図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２が一端（軸方向上端）に連結されたステアリングシャフト３と、インターミディエイトシャフト４等を介してステアリングシャフト３と連結された転舵機構５とを備える。

転舵機構５は、操舵部材２の操舵に連動して転舵輪（図示せず）を転舵する例えばラックアンドピニオン機構である。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト３およびインターミディエイトシャフト４等を介して転舵機構５に伝達される。また、転舵機構５に伝達された回転は、図示しないラック軸の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪が転舵される。

ステアリングシャフト３は、例えばスプライン嵌合やセレーション嵌合によって相対摺動可能に嵌合された筒状のアッパーシャフト３Ｕとロアーシャフト３Ｌとを有している。操舵部材２は、アッパーシャフト３Ｕの一端に連結されている。また、ステアリングシャフト３は、コラム軸方向Ｘに伸縮可能である。
ステアリング装置１は、ステアリングシャフト３を回転可能に支持する中空のコラムジャケット６を備える。コラムジャケット６は、筒状のインナージャケットとしてのアッパージャケット７と、アッパージャケット７に嵌合した筒状のアウタージャケットとしてのロアージャケット８とを備える。

ステアリングシャフト３は、コラムジャケット６内に挿通されており、複数の軸受９，１０を介してコラムジャケット６によって回転可能に支持されている。アッパージャケット７は、軸受９を介してコラム軸方向Ｘに同行移動可能にアッパーシャフト３Ｕに連結されている。ロアージャケット８は、軸受１０を介してロアーシャフト３Ｌを回転可能に支持している。アッパージャケット７がロアージャケット８に対してコラム軸方向Ｘに移動することによって、コラムジャケット６は、ステアリングシャフト３とともにコラム軸方向Ｘに伸縮可能である。

ステアリング装置１は、車体１３に固定される固定ブラケット１４と、固定ブラケット１４によって支持されたチルト中心軸１５と、ロアージャケット８の外周に固定され、チルト中心軸１５によって回転可能に支持されたコラムブラケット１６とを備える。コラムジャケット６およびステアリングシャフト３は、チルト中心軸１５の中心軸線であるチルト中心ＣＣを支点にしてチルト方向Ｙに回動可能（チルト可能）となっている。

チルト中心ＣＣ回りにステアリングシャフト３およびコラムジャケット６を回動（チルト）させることで、操舵部材２の位置を調整できるようになっている（いわゆるチルト調整）。また、ステアリングシャフト３およびコラムジャケット６をコラム軸方向Ｘに伸縮させることで、操舵部材２の位置を調整できるようになっている（いわゆるテレスコ調整）。

ステアリング装置１は、車体１３に固定される取付板２４を含むブラケット１７と、ロアージャケット８のコラム軸方向Ｘの上部に一体に設けられた一対の被締付部１９を締め付けることによりチルトロックおよびテレスコロックを達成する締付機構１８とを備える。
図１およびステアリング装置１の概略斜視図である図２に示すように、締付機構１８は、ブラケット１７のチルト用長孔２３に挿通され一対の被締付部１９を締め付ける締付軸２１と、締付軸２１を回転操作する操作部材としての操作レバー２０とを含む。締付軸２１の中心軸線Ｃ１が、操作レバー２０の回転中心に相当する。

図２に示すように、ロアージャケット８は、コラム軸方向Ｘの上端から下方に延びるスリット２６を含む。一対の被締付部１９は、スリット２６の両側に配置されている。一対の被締付部１９をクランプすることにより、ロアージャケット８は、弾性的に縮径可能である。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図３に示すように、ブラケット１７は、車体１３に取り付けられた取付板２４と、取付板２４の両端からチルト方向Ｙの下方に延びる一対の側板２２とを備えている。

ロアージャケット８は、コラム軸方向Ｘに延びる案内溝２７を形成している。案内溝２７には、アッパージャケット７に固定された被案内突起２８が嵌合している。案内溝２７は、被案内突起２８を介してアッパージャケット７の軸方向移動を案内しつつ、ロアージャケット８に対するアッパージャケット７の回転を規制する。また、案内溝２７のコラム軸方向Ｘの端部（図示せず）が被案内突起２８と当接することにより、ロアージャケット８からのアッパージャケット７の抜けが防止されている。

ロアージャケット８の一対の被締付部１９は、一対の側板２２間に配置され、対応する側板２２の内側面２２ａにそれぞれ沿う板状をなしている。各側板２２の内側面２２ａが、それぞれ対応する被締付部１９の外側面１９ａに対向している。
ロアージャケット８の各被締付部１９には、締付軸２１が挿通される円孔からなる第１挿通孔２９が形成されている。締付軸２１と、ロアージャケット８と、アッパージャケット７と、ステアリングシャフト３とは、チルト調整時に、チルト方向Ｙに一体に移動する。

締付軸２１は、ブラケット１７の両側板２２のチルト用長孔２３およびロアージャケット８の両被締付部１９の第１挿通孔２９に挿通するボルトからなる。締付軸２１の一端に設けられた大径の頭部２１ａは、操作レバー２０と一体回転可能に固定されている。締付機構１８は、締付軸２１の頭部２１ａと一方の側板２２との間に介在し、操作レバー２０の操作トルクを締付軸２１の軸力（一対の側板２２を締め付けるための締付力）に変換する力変換機構３０をさらに備える。

力変換機構３０は、操作レバー２０と一体回転可能に連結され締付軸２１に対して締付軸２１の中心軸方向である締付軸方向Ｊの移動が規制された回転カム３１と、回転カム３１に対してカム係合し、一方の側板２２を締め付ける非回転カムである一方の締付部材３２とを含む。
締付機構１８は、締付軸２１の他端のねじ部２１ｂに螺合したナット３３と、他方の側板２２を締め付ける他方の締付部材３４と、他方の締付部材３４とナット３３との間に介在する介在部材３５とをさらに備える。介在部材３５は、ワッシャ３６と針状ころ軸受３７とを含む。

ナット３３とブラケット１７の他方の側板２２との間には、他方の締付部材３４と介在部材３５とが介在している。回転カム３１と、一方の締付部材３２（非回転カム）と、他方の締付部材３４と、介在部材３５とは、締付軸２１の外周によって支持されている。
一方の締付部材３２（非回転カム）および他方の締付部材３４は、それぞれ対応する側板２２を締め付ける締付板部３２ａ，３４ａと、それぞれ対応するチルト用長孔２３に嵌合したボス部３２ｂ，３４ｂとを有している。各ボス部３２ｂ，３４ｂと対応するチルト用長孔２３との嵌合によって、各締付部材３２，３４の回転が規制されている。

また、一方の締付部材３２（非回転カム）および他方の締付部材３４は、締付軸２１によって締付軸方向Ｊに移動可能に支持されている。
操作レバー２０のロック方向への回転に伴って、回転カム３１が一方の締付部材３２（非回転カム）に対して回転することにより、一方の締付部材３２が締付軸方向Ｊに移動されて、両締付部材３２，３４（の締付板部３２ａ，３４ａ）の間で、ブラケット１７の一対の側板２２がクランプされて締め付けられる。

これにより、ブラケット１７の各側板２２が、ロアージャケット８の対応する被締付部１９を締め付ける。その結果、ロアージャケット８のチルト方向Ｙの移動が規制されて、チルトロックが達成される。また、両被締付部１９が締め付けられることで、ロアージャケット８が、弾性的に縮径してアッパージャケット７を締め付ける。これにより、アッパージャケット７のコラム軸方向Ｘの移動が規制されて、テレスコロックが達成される。このように、締付機構１８は、両ジャケット７，８間の摩擦によってテレスコロックを達成する。

図４に示すように、ステアリング装置１は、二次衝突時のテレスコ方向の初期拘束の安定化のために（換言すると、二次衝突の初期にアッパージャケット７のテレスコ位置を保持するために）、締付機構１８による締付時に歯どうしを噛み合わせるツースロック機構ＴＬをさらに備える。
図４および模式的側面図である図５（ａ）を参照して、ツースロック機構ＴＬは、第１歯４１を形成しアッパージャケット７とコラム軸方向Ｘに一体移動する第１歯形成部材４０と、ロアージャケット８のコラム軸方向Ｘに延びる長溝３８によって支持された支持軸５０と、第２歯６５を形成し支持軸５０によって支持軸５０の中心軸線Ｃ２の回りに回転可能に支持された第２歯形成部材６０と、締付軸２１の回転に第２歯形成部材６０の回転を連動させる連動機構７０とを備える。

図４に示すように、第１歯形成部材４０は、コラム軸方向Ｘに長手に延びる板材を用いて形成され、アッパージャケット７の外周面に溶接等によって固定されている。第１歯形成部材４０は、表面４０ａに、コラム軸方向Ｘに延びる凹溝４２を形成している。
凹溝４２は、コラム軸方向Ｘに延びて締付軸方向Ｊに互いに対向する一対の内壁面を有している。これらの一対の内壁面には、それぞれコラム軸方向Ｘに並べられた複数の第１歯４１を含む一対の第１歯列４１Ｌが形成されている。

一対の第１歯列４１Ｌの第１歯４１の歯先同士が、締付軸方向Ｊに対向している。第１歯４１の歯筋方向Ｄ（歯幅方向に相当）は、コラム軸方向Ｘおよび締付軸方向Ｊの双方と直交するように凹溝４２の深さ方向に延びている。
第１歯形成部材４０は、図示しないボルト等によってアッパージャケット７の外周面に固定されていてもよい。また、第１歯形成部材４０は、アッパージャケット７と単一の材料で一体に形成されていてもよい。

支持軸５０の一対の端部５１が、ロアージャケット８の対応する長溝３８にスライド可能に支持されている。支持軸５０は、締付軸２１に対して平行な状態で、コラム軸方向Ｘに移動可能である。
図４および図５（ａ）に示すように、第２歯形成部材６０は、支持軸５０の軸方向中間部５２が一体回転可能に嵌合された嵌合孔６１を有する基部６２と、基部６２から二股状に分岐して支持軸５０の径方向に延びる一対のアーム６３と、各アーム６３の先端部に設けられた連結孔６４と、各アーム６３にそれぞれ形成された第２歯６５とを備える。

一対のアーム６３の第２歯６５は、対応するアーム６３の第１歯形成部材４０側の面に対応するアーム６３の延びる方向に複数並べて形成された一対の第２歯列６５Ｌを形成している。図４に示すように、一対の第２歯列６５Ｌは、互いの第２歯６５の歯先を互いに逆向きの外側方に向けている。各第２歯列６５Ｌの第２歯６５は、対応する第１歯列４１Ｌの第１歯４１に対して歯筋方向Ｄから噛み合い可能である。

一対の第１歯列４１Ｌが締付軸方向Ｊの両側に配置され、歯筋方向Ｄがコラム軸方向Ｘおよび締付軸方向Ｊに対して直交しているので、二次衝突時に第２歯６５と第１歯４１との間で、歯とびが発生することを抑制することができる。
図４および図５（ａ）に示すように、連動機構７０は、締付軸２１と一体回転する駆動部材８０と、第２歯形成部材６０と駆動部材８０とを回転可能に連結し締付軸２１と平行な連結軸９０とを含む。

駆動部材８０は、締付軸２１の外周のスプライン部２１ｃが一体回転可能にスプライン嵌合された嵌合孔８１（スプライン孔）を有する基部８２と、基部８２から締付軸２１の径方向に延びるアーム８３と、アーム８３の先端部に設けられた連結孔８４とを備えている。
駆動部材８０のアーム８３は、第２歯形成部材６０の一対のアーム６３間に配置されている。連結軸９０は、第２歯形成部材６０の一対のアーム６３の連結孔６４と、駆動部材８０のアーム８３の連結孔８４とに挿通されている。

駆動部材８０のアーム８３の連結孔８４は、連結軸９０の対応する部分を嵌合させている。また、第２歯形成部材６０の一対のアーム６３の連結孔６４は、連結軸９０の対応する部分を径方向の遊びを設けて挿通させている。具体的には、連結孔６４の直径が、連結軸９０の直径よりも所定量大きくされている。
操作レバー２０をロック方向に回転操作すると、締付軸２１とともに駆動部材８０が、図５（ｂ）に示す状態から図５（ａ）に示す状態へと、反時計回りに回転される。連結軸９０を介して駆動部材８０と連結された第２歯形成部材６０が、支持軸５０の中心軸線Ｃ２を中心として、時計回りに回転されることで、第２歯６５が、第１歯４１に対して歯筋方向Ｄから噛み合う［図５（ａ）参照］。これにより、ツースロックによるテレスコロックが達成される。

このとき、第２歯形成部材６０の自重が、第２歯６５を第１歯４１に係合させる方向に働く。また、図示していないが、第２歯形成部材６０または第２歯形成部材６０と連動する部材に（例えば駆動部材８０）に、第２歯形成部材６０を第１歯４１に係合させる方向へ常に付勢する付勢部材を設けてもよい。例えば、図５（ａ）において、第２歯形成部材６０を中心軸線Ｃ２回りに回転付勢する付勢部材を設けたり、或いは駆動部材８０を中心軸線Ｃ１の回りに回転付勢する付勢部材を設けたりしてもよい。

逆に、操作レバー２０をロック解除方向に回転操作すると、締付軸２１とともに駆動部材８０が、図５（ａ）に示す状態から図５（ｂ）に示す状態へと、時計回りに回転される。連結軸９０を介して駆動部材８０と連結された第２歯形成部材６０が、支持軸５０の中心軸線Ｃ２を中心として、反時計回りに回転されることで、第２歯６５が、第１歯４１から歯筋方向Ｄに沿って離間し、噛合が解除される［図５（ｂ）参照］。これにより、ツースロックによるテレスコロックが解除される。

本実施形態によれば、図５（ａ）に示すツースロック機構の噛合状態（テレスコロック状態）から、噛合を解除（テレスコロックを解除）させるに際して、締付軸２１の回転に連動機構７０を介して連動回転する第２歯形成部材６０が、その第２歯６５をコラム軸方向Ｘに並ぶ第１歯４１から離間させようとする。
このとき、図５（ｂ）に示すように、第２歯６５は、支持軸５０の中心軸線Ｃ２回りの円弧軌跡で回転する一方で、支持軸５０自体が、ロアージャケット８に設けられた長溝３８内をコラム軸方向Ｘの締付軸２１側［図５（ｂ）において右方］へスライドする。

このため、噛合解除時の第２歯６５の移動軌跡が、コラム軸方向Ｘ（第１歯４１が並ぶ方向）に対して概ね直交する方向［図５（ｂ）において白抜き矢符で示す。第１歯４１の歯筋方向Ｄに相当］となる。したがって、第１歯４１からの第２歯６５の噛合の解除を容易に行える。
また、第２歯形成部材６０の一対のアーム６３の連結孔６４は、連結軸９０の対応する部分を径方向の遊びを設けて挿通させている。したがって、噛合解除時に、支持軸５０および第２歯形成部材６０がコラム軸方向Ｘに移動することが、第２歯形成部材６０の一対のアーム６３の連結孔６４と連結軸９０との径方向の遊びによって許容される。可及的に、前記噛合の解除を容易に行える。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば支持軸５０を支持する長溝３８は、ロアージャケット８に支持された部材（図示せず）に設けられていてもよい。
また、第２歯形成部材６０の連結孔６４が連結軸９０と嵌合し、駆動部材８０の連結孔８４と連結軸９０との間に径方向の遊びが設けられていてもよい。
また、第１歯４１や第２歯６５の歯筋方向Ｄが、締付軸方向Ｊと平行な方向であり、第１歯４１が、第２歯に対して歯たけ方向に噛合したり噛合解除したりしてもよい。また、第２歯６５は、各アーム６３に単一で設けられていてもよい。

また、締付機構１８やスリット２６やツースロック機構ＴＬが、アッパージャケット７に対してチルト方向Ｙの下方に配置されていてもよい。
また、連結軸９０が、締付軸２１に対してコラム軸方向Ｘの上側に配置され、支持軸５０が、連結軸９０に対してコラム軸方向Ｘの上側に配置されていてもよい。
また、図６に示すように、第２歯形成部材６０の第２歯列６５Ｌが側面視で傾斜状となり、第２歯６５の歯筋６５ａの長さＤＬ（歯幅に相当）が、第２歯形成部材６０の先端側（支持軸５０側の反対側）に向かうほど長くされていてもよい。この場合、第２歯列６５Ｌの複数の第２歯６５が第１歯４１から離間して噛合を解除する時に、支持軸５０側の第２歯６５から順次に離間して噛合を解除するので、離間し易くなり離間性能が向上する。逆に、噛合時には、第２歯列６５Ｌのうち前記先端側の第２歯６５から順次に対応する第１歯４１に噛合するので、噛合させ易くなり噛合性能が向上する。

また、ステアリング装置１は、マニュアルタイプに限らず、電動モータの動力をステアリングシャフト３に与えて操舵を補助する電動パワーステアリング装置であってもよい。その他、本発明は、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト、５…転舵機構、６…コラムジャケット、７…アッパージャケット（インナージャケット）、８…ロアージャケット（アウタージャケット）、１７…ブラケット、１８…締付機構、１９…被締付部、２０…操作レバー、２１…締付軸、２２…側板、２６…スリット、２９…締付軸挿通孔、３０…力変換機構、３８…長溝、４０…第１歯形成部材、４１…第１歯、５０…支持軸、６０…第２歯形成部材、６１…嵌合孔、６２…基部、６３…アーム、６４…連結孔、６５…第２歯、７０…連動機構、８０…駆動部材、８１…嵌合孔、８２…基部、８３…アーム、８４…連結孔、９０…連結軸、Ｘ…コラム軸方向、Ｙ…チルト方向

Claims (2)

1. コラム軸方向に伸縮可能なステアリングシャフトと、
   スリットと前記スリットを挟んだ両側に配置された一対の被締付部とを有するアウタージャケットと、前記アウタージャケットに嵌合されたインナージャケットとを含み、前記コラム軸方向に伸縮可能なコラムジャケットと、
   前記一対の被締付部の締付軸挿通孔に支持された締付軸と、前記締付軸を回転操作する操作レバーとを含み、前記締付軸を介して前記一対の被締付部を締め付けることで前記アウタージャケットに前記インナージャケットを保持させる締付機構と、
   前記締付機構による締付時に第１歯と第２歯とを噛み合わせることによりテレスコロックを達成するツースロック機構と、を備え、
   前記ツースロック機構は、
   前記第１歯を前記コラム軸方向に複数並べて形成し前記インナージャケットと一体移動する第１歯形成部材と、
   前記アウタージャケットまたは前記アウタージャケットによって支持された部材に設けられた前記コラム軸方向に延びる長溝に前記コラム軸方向にスライド可能に支持された支持軸と、
   前記第２歯を形成し前記支持軸によって前記支持軸の中心軸線回りに前記支持軸と一体回転可能に支持された第２歯形成部材と、
   前記締付軸と一体回転する駆動部材と、前記第２歯形成部材と前記駆動部材とを回転可能に連結し前記締付軸と平行な連結軸とを含み、前記締付軸の回転に前記第２歯形成部材の回転を連動させる連動機構と、を含むステアリング装置。
2. 請求項１において、前記第２歯形成部材および前記駆動部材は、前記連結軸が挿通連結される連結孔を含み、
   前記第２歯形成部材および前記駆動部材の何れか一方の連結孔と前記連結軸との間に、径方向の遊びが設けられているステアリング装置。

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