JP6536887B2 - ステアリング装置 - Google Patents
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Description
なお、上記において、括弧内の数字などは、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
図1は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置1の概略構成を示す側面図である。図1において、紙面左側が、ステアリング装置1が取り付けられる車体2の前側であり、紙面右側が車体2の後側であり、紙面上側が車体2の上側であり、紙面下側が車体2の下側である。
ステアリングシャフト3では、その後端である一端3Aに、ステアリングホイールなどの操舵部材11が連結される。ステアリングシャフト3において、その前端である他端3Bは、自在継手12、インターミディエイトシャフト13および自在継手14を順に介して、転舵機構15のピニオン軸16に連結されている。
ステアリングシャフト3は、車体2の前後方向に延びている。以下では、ステアリングシャフト3が延びる方向を、ステアリングシャフト3の軸方向Xという。軸方向Xは、他端3Bが一端3Aよりも低くなるように水平方向に対して傾斜している。軸方向Xにおいて一端3A側である後側には、符号X1を付し、軸方向Xにおいて一端3Aとは反対側である前側には、符号X2を付す。
なお、図1以外の各図において図1の軸方向X、後側X1、前側X2、左右方向Y、右側Y1、左側Y2、上下方向Z、上側Z1および下側Z2に対応する方向には、図1と同じ符号を付している。
アッパーシャフト20は、ロアーシャフト21よりも後側X1に位置し、ロアーシャフト21に対して同軸状に配置されている。アッパーシャフト20の後端20Aが、ステアリングシャフト3の一端3Aである。ロアーシャフト21の前端21Aが、ステアリングシャフト3の他端3Bである。ロアーシャフト21の後端部21Bは、アッパーシャフト20において円筒状に形成された前端部20Bに対して前側X2から挿入されている。
アッパージャケット22は、ロアージャケット23よりも後側X1に位置している。一部がロアージャケット23に対して前側X2から内嵌された状態のアッパージャケット22は、ロアージャケット23に対して軸方向Xに相対移動できる。アッパージャケット22がロアージャケット23に対して相対移動することによって、コラムジャケット4の全体が軸方向Xに沿って伸縮可能である。コラムジャケット4は、軸受24および軸受25を介してステアリングシャフト3を回転自在に支持している。
なお、ロアージャケット23は、ロアーブラケット5を介して車体2に連結されることによって軸方向Xに移動できないので、テレスコ調整の際には、アッパージャケット22が実際に移動する。
第1押圧部51は、左右方向Yから見て略四角形状である。左右方向Yから見たときの第1押圧部51の略中央には、第1押圧部51を左右方向Yに貫通する円形状の貫通穴51Aが形成されている。第1押圧部51の右側面を第1押圧面54という。
チルトボルト40のねじ溝40Eには、ナット44が取り付けられている。ナット44と右側Y1の側板30との間には、移動部材45と、環状の針状ころ軸受46およびスラストワッシャ47とが、左側Y2からこの順に並んでいる。
チルトボルト40の右端部40Cは、移動部材45、針状ころ軸受46およびスラストワッシャ47のそれぞれに対して挿通されている。移動部材45の貫通穴51Aには、チルトボルト40の右端部40Cが、若干の遊びを持って挿通されている。移動部材45のボス部53は、右側Y1のチルト溝32に挿通されている。移動部材43と同様に、チルト溝32内での移動部材45の空転や、チルトボルト40との移動部材45の共回りが防止されている。移動部材45の第2押圧部52の第2押圧面55は、右側Y1の側板30の右側面においてチルト溝32の周辺部分に右側Y1から接触している。
ロック状態のステアリング装置1において、操作部材41を操作して先程とは逆方向へ回転させると、カム42が移動部材43に対して相対的に回転するので、カム42および移動部材43における互いのカム突起56の乗り上げが解除される。これにより、移動部材43がチルトボルト40に沿ってロック位置から左側Y2に移動する。移動部材43の移動に連動して、移動部材45は、チルトボルト40に沿って右側Y1へ移動する。これにより、移動部材43と移動部材45との間隔が広がり、移動部材43と移動部材45との間での一対の側板30の締め付けが解除される。この状態では、各側板30と延設部34との間、および、ロアージャケット23とアッパージャケット22との間の摩擦保持が解除されるので、コラムジャケット4の回動および伸縮が可能となり、操舵部材11がチルト方向Cおよび軸方向Xに移動可能となる。そのため、テレスコ調整やチルト調整が再び可能となる。
テレスコロック機構8は、筒状のロック部材57と、伝達部材58と、ロックプレート59とを含む。テレスコロック機構8は、ロック部材57の外周面の歯60とロックプレート59の歯61との噛み合いによって軸方向Xにおけるアッパージャケット22の位置を強固にロックしたり、噛み合いの解除によってアッパージャケット22のロックを解除したりする。ロック状態のステアリング装置1では、位置調整機構7によって摩擦力を用いて軸方向Xにおけるアッパージャケット22の位置がロックされるが、歯60と歯61との噛み合いによって、このロックがさらに強固になる。
図4を参照して、左側Y2のチルトロック機構9は、前述した移動部材43と、左側Y2の側板30に設けられたツース係合部65と、ツース部材66と、弾性部材67と、スペーサ68とを含む。
本体部74は、左右方向Yに薄い板状であって、チルト方向Cに長手の略矩形状である。本体部74の右側面は、軸方向Xおよびチルト方向Cに平坦な係合面74Aである。
一対のばね部77のそれぞれは、上下方向Zに本体部74から離れるようにリブ76から突出する支持部83と、支持部83によって支持されて左右方向Yに弾性変形可能な変形部84とを有する。一対のばね部77のうち、上側Z1のばね部77の支持部83は、上側Z1のリブ76の後端部76Aから上側Z1に延びていて、下側Z2のばね部77の支持部83は、下側Z2のリブ76の前端部76Bから下側Z2に延びている。支持部83は、左右方向Yに薄い板状である。上側Z1のばね部77の変形部84は、上側Z1の支持部83の前端部から前側X2かつ右側Y1へ傾斜して延びている。下側Z2のばね部77の変形部84は、下側Z2の支持部83の後端部から後側X1かつ右側Y1へ傾斜して延びている。各変形部84の先端部には、右側Y1へ向けて押し出された凸状の接触部84Aが形成されている。
弾性部材67は、たとえば皿ばねである。弾性部材67は、図6では右側Y1へ向かうにつれてチルトボルト40の径方向に広がる略円環状であるが、左側Y2へ向かうにつれて径方向に広がる略円環状であってもよい。
操作部材41を操作してステアリング装置1を解除状態にする際、移動部材43は、ロック位置から左側Y2に移動する。移動部材43の左側Y2への移動に伴って、ツース部材66と移動部材43の第1押圧部51との間隔が広がるので、左右方向Yにおける弾性部材67の圧縮量が徐々に小さくなる。図7に示すようにステアリング装置1が解除状態になると、弾性部材67は、圧縮されていない状態になる。
また、前述したように、解除状態では、アッパーブラケット6の側板30とロアージャケット23の延設部34との間の摩擦力も無くなっている。そのため、解除状態では、チルト方向Cにおけるコラムジャケット4の位置のロックが完全に解除されているので、操舵部材11のチルト調整が可能である。
また、ツースオンツース状態では、主に側板30と延設部34との間の摩擦力によってチルト方向Cにおけるコラムジャケット4の位置がロックされている。そのため、二次衝突などによる衝撃が当該摩擦力を上回った場合には、第1歯列71と第3歯列75との間で滑りが発生し、コラムジャケット4がチルト方向Cに回動しようとする。この場合、コラムジャケット4が第1歯72や第3歯82のピッチP以下の所定の距離だけチルト方向Cに回動すると、第1歯列71の第1歯72と第3歯列75の第3歯82とがチルト方向Cに交互に並ぶことにより、第3歯列75が第1歯列71に乗り上げなくなる。第3歯列75を有するツース部材66は、左右方向Yに圧縮された弾性部材67の復元力を受けているため、ツース部材66がアッパーブラケット6の側板30側へ移動し、第1歯列71と第3歯列75とが噛み合う。これにより、ステアリング装置1がツースオンツース状態からロック状態になるので、ポジティブロックにより、チルト方向Cへのコラムジャケット4の回動を防止できる。なお、ツースオンツース状態で二次衝突が発生した際に、第1歯列71と噛み合うまでに第3歯82がチルト方向Cに移動する距離のことを空走距離という。
図9は、左側Y2のツース係合部65およびツース部材66と、右側Y1のツース係合部94およびツース部材95とを比較するための模式図である。図9では、左側Y2のツース係合部65およびツース部材66と、右側Y1のツース係合部94およびツース部材95とで、向きが異なるため、右側Y1および左側Y2のそれぞれのチルトロック機構9に対して各方向を図示している。
第2歯96の形状は、基準面3Dを中心としてツース係合部65の第1歯72を右側Y1に反転させたときの形状と一致する。ただし、それぞれの第1歯72の歯先72Aのチルト方向Cにおける位置と、それぞれの第2歯96の歯先96Aとのチルト方向Cにおける位置とは一致しておらず、互いにずれている。詳しくは、前側X2の第2歯列97Aの第2歯96の歯先96Aは、ツース係合部65の前側X2の第1歯列71Aの第1歯72の歯先72AからピッチP1の半分に相当する距離L1だけチルト方向Cにずれた位置にある。また、後側X1の第2歯列97Bの第2歯96の歯先96Aは、ツース係合部65の後側X1の第1歯列71Bの第1歯72の歯先72AからピッチP2の半分に相当する距離L2だけチルト方向Cにずれた位置にある。以下では、距離L1および距離L2を総称して距離Lということもある。距離Lは、必ずしもピッチPの半分に相当している必要はなく、ピッチPよりも小さければよい。
この状態で二次衝突による衝撃によりチルト方向Cへ作用する力が発生すると、第1歯72と第3歯82とが引き続き噛み合った状態で維持される。一方、今まで第2歯96に乗り上げていた第4歯98は、第4歯列99が第2歯列97に対して滑ることによってチルト方向Cに上向きにピッチPの半分に相当する距離だけずれることによって、第2歯96と噛み合う。
さらに、この場合、第1歯72および第3歯82同士と第2歯96および第4歯98同士との間で、チルト方向Cにおける位置がずれるので、二次衝突後のステアリング装置1の状態を示した模式図である図10Aに示すように、右端部40Cを左端部40Bよりも上側Z1に移動させるようにチルトボルト40が左右方向Yに対して傾く。これに伴い、チルトボルト40を支持するコラムジャケット4が傾くので、コラムジャケット4の中心軸4Aはチルト方向Cに上向きに移動する。因みに、図10Aでは、傾く前のコラムジャケット4およびチルトボルト40を二点鎖線で図示している。
また、本実施形態では、距離LがピッチPの半分に相当する。そのため、滑り量LRを最小にすることができる。したがって、二次衝突によってコラムジャケット4がチルト方向Cに移動する際におけるコラムジャケット4の移動量の低減を一層図れる。
たとえば、第1歯列71は、前述した実施形態では、ツース係合部65の一部としてアッパーブラケット6の側板30に一体形成されることにより、アッパーブラケット6によって支持されているが、側板30とは別に形成されてもよい。また、第3歯列75を有するツース部材66は、移動部材43や移動部材45と一体化されてもよい。
図11は、第1変形例に係るチルトロック機構9の分解斜視図である。なお、図11ならびに後述する図12および図13では、今まで説明した部材と同じ部材には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
ツース部材85において軸方向Xにおけるガイド溝85Aの両外側には、上下方向Zに沿って直線的に延びつつツース部材85を左右方向Yに貫通する挿通溝85Bが1つずつ形成されている。
また、右側Y1のチルトロック機構9の各部材は、基準面3Dを中心として左側Y2のチルトロック機構9の各部材を右側Y1に反転させたときの形状とほぼ一致しており、右側Y1のチルトロック機構9の動きは、左側Y2のチルトロック機構9の動きと左右の向きが逆である以外ではほとんど同じである。ただし、第1変形例においても、図9に示す本実施形態と同様に、第1歯72の歯先72Aおよび第2歯96の歯先96A、ならびに、第3歯82の歯先82Aおよび第4歯98の歯先98Aのうちの一方が、チルト方向Cにおいて同じ位置にあり、他方は、チルト方向CにおいてピッチPよりも小さい距離Lだけずれていてもよい。これにより、本実施形態と同様の効果を奏する。
また、右側Y1のチルトロック機構9の各部材は、基準面3Dを中心として左側Y2のチルトロック機構9の各部材を右側Y1に反転させたときの形状とほぼ一致しており、右側Y1のチルトロック機構9の動きは、左側Y2のチルトロック機構9の動きと左右の向きが逆である以外ではほとんど同じである。第2変形例においても、図9に示す本実施形態と同様に、第1歯72の歯先72Aおよび第2歯96の歯先96A、ならびに、第3歯82の歯先82Aおよび第4歯98の歯先98Aのうちの一方が、チルト方向Cにおいて同じ位置にあり、他方は、チルト方向CにおいてピッチPよりも小さい距離Lだけずれていてもよい。これにより、本実施形態と同様の効果を奏する。
第1ツース部材88は、左右方向Yから見て略矩形状であり、左右方向Yに薄い金属板である。左右方向Yから見たときの第1ツース部材88の略中央部には、第1ツース部材88を左右方向Yに貫通するガイド溝88Aが形成されている。ガイド溝88Aは、チルト方向Cに対する接線方向、つまり上下方向Zに沿って直線的に延びている。ガイド溝88Aは、軸方向Xにおいてチルト溝32よりも狭い。ガイド溝88Aには、チルトボルト40が挿通される。
また、右側Y1のチルトロック機構9の各部材は、基準面3Dを中心として左側Y2のチルトロック機構9の各部材を右側Y1に反転させたときの形状とほぼ一致しており、右側Y1のチルトロック機構9の動きは、左側Y2のチルトロック機構9の動きと左右の向きが逆である以外ではほとんど同じである。第3変形例においても、図9に示す本実施形態と同様に、第1歯72の歯先72Aおよび第2歯96の歯先96A、ならびに、第3歯82の歯先82Aおよび第4歯98の歯先98Aのうちの一方が、チルト方向Cにおいて同じ位置にあり、他方は、チルト方向CにおいてピッチPよりも小さい距離Lだけずれていてもよい。これにより、本実施形態と同様の効果を奏する。
チルトロック機構9は、アッパーブラケット6の右側Y1および左側Y2のいずれか一方に設けられていてもよい。
また、チルトロック機構9は、テレスコロック機構8を有さないステアリング装置や、テレスコ調整できないステアリング装置にも適用可能ある。
Claims (2)
- 一端に操舵部材が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保持し、前記ステアリングシャフトの軸方向に沿う中心軸を有し、前記軸方向に対して上下に交差する交差方向に移動可能なコラムジャケットと、
車体に固定され、前記交差方向および前記軸方向に対する直交方向において対向配置される一対の側板を含み、前記一対の側板の間で前記コラムジャケットを移動可能に支持するブラケットと、
前記直交方向に延び、前記直交方向における前記一対の側板の両外側のそれぞれに端部を有し、前記ブラケットに対する前記コラムジャケットの移動を可能および不能とするために操作される操作部材が取り付けられ、前記コラムジャケットとともに前記交差方向に移動可能な挿通軸と、
一方の前記側板によって支持され、前記交差方向に所定のピッチで並ぶ複数の第1歯によって構成された第1歯列と、
他方の前記側板によって支持され、前記交差方向に前記所定のピッチで並ぶ複数の第2歯によって構成された第2歯列と、
前記第1歯と噛み合い可能であり、前記挿通軸の一方の前記端部によって支持され、前記操作部材の操作に応じて前記第1歯列に接離可能な第3歯と、
前記第2歯と噛み合い可能であり、前記挿通軸の他方の前記端部によって支持され、前記操作部材の操作に応じて前記第2歯列に接離可能な第4歯とを含み、
前記第1歯および前記第2歯の歯先同士、ならびに、前記第3歯および前記第4歯の歯先同士のうち、一方の歯先同士は、前記交差方向において同じ位置にあり、他方の歯先同士は、前記交差方向において前記所定のピッチよりも小さい距離だけずれている、ステアリング装置。 - 前記距離は、前記所定のピッチの半分に相当する、請求項1に記載のステアリング装置。
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