JP2009101781A - 位置調整式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チルト動作時に摺動する部材間で、良好な摺接状態を維持し、円滑なチルト動作を可能にする。
【解決手段】一端側が揺動可能な状態で車体部材２２に軸支されたアウタコラム２３と、車体部材２２に固定され、アウタコラム２３の他端側を、垂直方向に摺動可能な状態で左右両側から挟持するブラケット２５と、アウタコラム２３に設けられブラケット２５の案内板２５ｂに摺接する摺接プレート２７と、この摺接プレート２７とアウタコラム２３との間に介装される弾性体２６と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、チルト位置を調整可能な位置調整式ステアリング装置に関するものである。

チルト構造として、上下方向に揺動可能なステアリングコラムを、左右両側からスライドプレートを介して車体側ブラケットによって挟持すると共に、締付ねじによってスライドプレートの押圧力を調整し、ステアリングコラムとスライドプレートとの摺動抵抗を、ステアリングホイールからの外部入力より大きく、且つチルト駆動力より小さく設定することで、チルト構造のガタ詰めを行うものがあった（特許文献１参照）。
特開２００５−１９９７６０号公報

上記特許文献１に記載された従来例のように、ステアリングコラムを車体側ブラケットによって左右両側から挟持する場合、ステアリングコラムと車体側ブラケットとの平行度にズレがあると、ステアリングコラムと車体側ブラケットとが競り合ってしまう。この状態で、チルト位置を調整する、つまり車体側ブラケットに対してステアリングコラムを摺動させると、摺動面の潤滑不良を招き、スティックスリップに起因した異音が発生したり、電動アクチュエータの消費電力が増加してしまう。

本発明の課題は、チルト動作時に摺動する部材間で、良好な摺接状態を維持し、円滑なチルト動作を可能にすることである。

本発明の請求項１に係る位置調整式ステアリング装置は、一端側が揺動可能な状態で車体部材に軸支されたステアリングコラムと、車体部材に固定され、前記ステアリングコラムの他端側を、垂直方向に摺動可能な状態で左右両側から挟持するブラケットと、前記ステアリングコラムに回転自在の状態で保持されたステアリングシャフトと、を備えた位置調整式ステアリング装置であって、前記ステアリングコラムに設けられ前記ブラケットに摺接する摺接部材と、該摺接部材と前記ステアリングコラムとの間に介装される弾性体と、を備えることを特徴とする位置調整式ステアリング装置。

本発明の請求項２に係る位置調整式ステアリング装置は、前記ステアリングコラム及び前記摺接部材の何れか一方に形成される凸部と、前記ステアリングコラム及び前記摺接部材の他方に形成され前記凸部と遊嵌可能な凹部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ステアリングコラムとブラケットとの平行度にズレがあっても、ステアリングコラムと摺接部材との間に介装した弾性体が撓むことによって、ステアリングコラムに対して摺接部材の傾きが許容され、ステアリングコラムとブラケットとの平行度のズレを吸収することができる。したがって、チルト動作時に摺動する部材間、つまり摺接部材とブラケットとの間で、良好な摺接状態を維持し、円滑なチルト動作が可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ステアリング装置の全体構成、図２は、ステアリングコラムの側面、図３は、ステアリングコラムのＡ−Ａ断面、図４は、摺接部材の組付け構造、図５は、凸部の形成例、図６は、ステアリングコラムのＢ−Ｂ断面、図７は、電動チルト機構のＣ−Ｃ断面、図８は、ステアリングコラムの縦断面、図９は、電動テレスコ機構のＤ−Ｄ断面である。

図１に示すように、ステアリング装置１では、ステアリングホイール２をステアリングシャフト３の一端に連結しており、ステアリングシャフト３は、ステアリングコラム４によって回転自在に保持されている。ステアリングシャフト３の他端は、ユニバーサルジョイント５を介して中間シャフト６の上端に連結され、中間シャフト６の下端は、ユニバーサルジョイント７を介してラックアンドピニオン式のステアリングギヤ８に連結される。ラックの両端は、夫々、左右のタイロッド９に連結され、ラックの進退に応じてタイロッド９を押したり引いたりすることで、車輪１０が操向される。ステアリングホイール２の近傍には、コンビネーションスイッチや、後述する電動チルト機構４０及び電動テレスコ機構７０の操作スイッチなど、各種スイッチ類１１が配設されている。

ステアリングコラム４は、図２に示すように、一端側がチルトピボット２１によって揺動可能な状態で車体部材２２に軸支された円筒状のアウタコラム２３と、このアウタコラム２３に摺動可能に内嵌された円筒状のインナコラム２４とで構成され、このインナコラム２４の内側に伸縮可能なステアリングシャフト３が回転自在に保持されている。アウタコラム２３の他端側は、車体部材２２に固定された略方形枠状のブラケット２５により、垂直方向に摺動可能な状態で左右両側から挟持されている。

ステアリングシャフト３は、入力シャフト３ａと、この入力シャフト３ａに内嵌された出力シャフト３ｂと、で構成され、両者はスプライン又はセレーションによって相対回転が阻止され且つ軸方向の相対変位が許容されている（図８参照）。したがって、アウタコラム２３に対してインナコラム２４が摺動するとき、これに伴って入力シャフト３ａと出力シャフト３ｂとが軸方向に相対変位することで、ステアリングシャフト３が伸縮する。

上記の構成により、チルトピボット２１を中心にしたアウタコラム２３の揺動角によってステアリングホイール２のチルト位置（上下位置）が決まり、またアウタコラム２３に対するインナコラム２４の摺動位置によってステアリングホイール２のテレスコ位置（前後位置）が決まる。
ブラケット２５は、図３に示すように、天板２５ａと、この天板２５ａの左右両側から垂設された一対の案内板２５ｂ、２５ｃと、これら案内板２５ｂ、２５ｃの下端同士に連設された底板２５ｄと、案内板２５ｂ（２５ｃ）の上部に突設され、車体部材２２の上面に係合し固定されるフランジ２５ｅ（２５ｆ）と、を備えている。

アウタコラム２３には、案内板２５ｂに対向する端面２３ｂと、案内板２５ｃに対向する端面２３ｃとを形成し、端面２３ｂ、２３ｃには、夫々、可撓性を有するゴム等の弾性体２６を介して、摺接部材としての摺接プレート２７が配設されている。
摺接プレート２７には、図４に示すように、端面２３ｂ（２３ｃ）に向かって突出する断面円形状の凸部２７ａを形成し、弾性体２６には、凸部２７ａを挿通可能な丸穴２６ａを形成し、端面２３ｂ（２３ｃ）には、凸部２７ａと遊嵌可能な凹部２３ｅ（２３ｆ）を形成する。この凸部２７ａを、丸穴２６ａを介して凹部２３ｅ（２３ｆ）に遊嵌させることで、端面２３ｂ（２３ｃ）に対して弾性体２６及び摺接プレート２７を組付ける。ここでは、図５（ａ）に示すように、断面が円形状の凸部２７ａを一つだけ形成しているが、図５（ｂ）に示すように、断面が円形状の凸部２７ａを二つ形成したり、図５（ｃ）に示すように、凸部２７ａの断面を長丸形状にすることで、摺接プレート２７の位置決めを行ってもよい。弾性体２６は、アウタコラム２３の両側（２３ｂ、２３ｃ側）に配置する必要はなく、どちらか一方の側だけでもよい。

上記の構成により、端面２３ｂ、２３ｃに弾性体２６及び摺接プレート２７を組付けた状態で、摺接プレート２７に偏った押圧力が入力されると、つまり面方向に不均等な押圧力が入力されると、弾性体２６が撓むことによって、端面２３ｂ、２３ｃに対する摺接プレート２７の傾きが許容される。
なお、摺接プレート２７には、自己潤滑性を有する部材、固体潤滑剤をコーティングした部材、めっき処理した部材など、アウタコラム２３（アルミ材）よりも摩擦係数の低い部材を使用する。

案内板２５ｂと摺接プレート２７との間には、ガタ詰めプレート３１を介装し、案内板２５ｃと摺接プレート２７との間には、スペーサ３２を介装する。
案内板２５ｂは、上下の二つの貫通孔２５ｇに、調整ボルト３３が螺合されており、各調整ボルト３３の先端が、回転可能な状態でガタ詰めプレート３１に係合（当接）しており、この調整ボルト３３は、止めナット３４によって案内板２５ｂに締結される。なお、調整ボルト３３の先端に凸部を形成すると共に、この凸部と係合する凹部をガタ詰めプレート３１に形成することにより、ガタ詰めプレート３１が位置決めされ、組付けも容易になる。

上記の構成により、止めナット３４を緩めてから調整ボルト３３をねじ込むときに、ガタ詰めプレート３１で、アウタコラム２３を案内板２５ｃに向かって押圧することになるので、案内板２５ｃに対するアウタコラム２３のガタつきが抑制される。但し、ガタ詰めプレート３１に対する摺接プレート２７の摺動抵抗、及びスペーサ３２に対する摺接プレート２７の摺動抵抗が、下記の電動チルト機構４０の駆動力より小さくなるように、調整ボルト３３のねじ込み量を調整し、それから止めナット３４で締結する。

図２に示すように、ブラケット２５には、電動駆動によってチルト位置を調整する電動チルト機構４０を設け、アウタコラム２３には、電動駆動によってテレスコ位置を調整する電動テレスコ機構７０を設けている。
電動チルト機構４０は、図６及び図７に示すように、案内板２５ｃに沿って上下方向に配置されたねじ軸４１と、このねじ軸４１を回転駆動する電動モータ４２と、ねじ軸４１に螺合され且つ回転阻止されたナット４３と、このナット４３をアウタコラム２３に係合させる係合ピン４４と、を備えている。

ねじ軸４１は、図６に示すように、下端が、案内板２５ｃの下部に連設されたギヤハウジング５１内の軸受５２によって軸支され、上端が、フランジ２５ｆの下面に固定された軸受５３によって軸支されている。ギヤハウジング５１内では、ねじ軸４１にウォームホイール５４が結合され、このウォームホイール５４にウォームシャフト５５が噛合されている。

ウォームシャフト５５は、図７に示すように、ギヤハウジング５１内の軸受５６、５７によって軸支され、カップリング５８を介して電動モータ４２の回転軸４２ａに連結されている。
ナット４３には、図６に示すように、周方向の相対変位が阻止されるナットホルダ６１を周設しており、ナットホルダ６１は、案内板２５ｃの端面と係合することによって回転阻止されている。このナットホルダ６１に、係合ピン４４を突設しており、その先端を、アウタコラム２３の外壁面に形成された軸方向の長穴２３ｄに係合させている。

ねじ軸４１の下側は、ギヤハウジング５１に固定された円筒覆体６２によって覆われており、この円筒覆体６２の上面、及び軸受５３の下面には、夫々、ポリウレタン等の合成樹脂で形成され、ねじ軸４１に摺接するダンパー部材６３が配設されている。
上記の構成により、電動モータ４２の正回転（又は逆回転）に応じてねじ軸４１が回転すると、回転阻止されたナット４３が上昇（又は下降）し、このナット４３の上下動が係合ピン４４を介してアウタコラム２３に伝達される。このとき、係合ピン４４が上下方向の直線軌道を描くのに対し、アウタコラム２３はチルトピボット２１を中心にした回転軌道を描くことになるが、長穴２３ｄに沿って係合ピン４４がスライドすることで、両者の軌道差が吸収される。こうして、ナット４３の上下動に応じて、アウタコラム２３の揺動角が調整される。

電動テレスコ機構７０は、図８及び図９に示すように、アウタコラム２３と平行にオフセット配置され、一端側（チルトピボット２１側）に雄ねじ部７１ａが形成された進退ロッド７１と、その雄ねじ部７１ａに螺合され、回転自在の状態で軸方向の変位が阻止されたナット部材７２と、このナット部材７２を回転駆動する電動モータ７３と、進退ロッド７１の他端側とインナコラム２４とを連結し、進退ロッド７１の回転を阻止する連結部材７４と、を備えている。

ナット部材７２は、図８に示すように、アウタコラム２３の下面に固定されたギヤハウジング８１内の軸受８２、８３によって軸支されると共に、その外周にヘリカルギヤ７２ａが形成されており、このヘリカルギヤ７２ａにウォームシャフト８４が噛合している。
ウォームシャフト８４は、図９に示すように、ギヤハウジング８１内の軸受８５、８６によって軸支され、カップリング８７を介して電動モータ７３の回転軸７３ａに連結されている。

上記の構成により、電動モータ７３の正回転（又は逆回転）に応じてナット部材７２が回転すると、回転阻止された進退ロッド７１が前進（又は後退）する。この進退ロッド７１の進退が連結部材７４によってインナコラム２４に伝達されるので、アウタコラム２３に対してインナコラム２４が相対的に伸長（又は収縮）する。こうして、進退ロッド７１の進退に応じて、アウタコラム２３に対するインナコラム２４の摺動位置が調整される。

なお、電動チルト機構４０及び電動テレスコ機構７０では、不可逆特性を有するウォームギヤ構造を採用しているので、ステアリングホイール２に対して上下荷重や前後荷重が入力されても、チルト位置やテレスコ位置が変化することはない。
次に、上記一実施形態の作用効果について説明する。
各部品の製品精度や組付け誤差などにより、アウタコラム２３の端面２３ｂ（２３ｃ）と案内板２５ｂ（２５ｃ）との平行度にズレが生じる可能性がある。この場合、アウタコラム２３とブラケット２５とが競り合ってしまうことになるが、摺接プレート２７に偏った押圧力が入力されると、摺接プレート２７と端面２３ｂ（２３ｃ）との間に介装した弾性体２６が撓むことになる。これにより、端面２３ｂ（２３ｃ）に対する摺接プレート２７の傾きが許容されるので、端面２３ｂ（２３ｃ）と案内板２５ｂ（２５ｃ）との平行度のズレを吸収することができる。したがって、チルト動作時に摺動する部材間、つまりガタ詰めプレート３１と摺接プレート２７との間、及びスペーサ３２と摺接プレート２７との間で、良好な摺接状態を維持し、円滑なチルト動作が可能になる。

また、摺接プレート２７の凸部２７ａを、端面２３ｂ（２３ｃ）の凹部２３ｅ（２３ｆ）に遊嵌させただけの簡易な組付け構造なので、低コストで実施することができ、組付けも容易である。
なお、上記の一実施形態では、摺接プレート２７に凸部２７ａを形成し、端面２３ｂ（２３ｃ）に凹部２３ｅ（２３ｆ）を形成しているが、勿論、端面２３ｂ（２３ｃ）に凸部を形成し、摺接プレート２７に凹部を形成してもよい。

また、上記の一実施形態では、凸部２７ａと凹部２３ｅ（２３ｆ）との遊嵌によって、組付けを行っているが、これに限定されるものではなく、接着又は溶着によって、端面２３ｂ（２３ｃ）と摺接プレート２７との間に弾性体２６を介装してもよい。
また、上記の第１実施形態では、電動チルト機構４０を備えているが、これを搭載しておらず、手動でチルト位置を調整するステアリング装置であっても本発明を適用できる。

ステアリング装置の全体構成である。 ステアリングコラムの側面である。 ステアリングコラムのＡ−Ａ断面である。 摺接部材の組付け構造である。 凸部の形成例である。 ステアリングコラムのＢ−Ｂ断面である。 電動チルト機構のＣ−Ｃ断面である。 ステアリングコラムの縦断面である。 電動テレスコ機構のＤ−Ｄ断面である。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…ステアリングシャフト、３ａ…入力シャフト、３ｂ…出力シャフト、２１…チルトピボット、２２…車体部材、２３…アウタコラム、２３ｂ…端面、２３ｃ…端面、２３ｄ…長穴、２３ｅ…凹部、２３ｆ…凹部、２４…インナコラム、２５…ブラケット、２５ｂ…案内板、２５ｃ…案内板、２５ｇ…貫通孔、２６…弾性体、２６ａ…丸穴、２７…摺接プレート、２７ａ…凸部、３１…ガタ詰めプレート、３２…スペーサ、３３…調整ボルト、３４…止めナット、４０…電動チルト機構、４１…ねじ軸、４２…電動モータ、４３…ナット、４４…係合ピン、７０…電動テレスコ機構、７１…進退ロッド、７２…ナット部材、７３…電動モータ、７４…連結部材

Claims (2)

1. 一端側が揺動可能な状態で車体部材に軸支されたステアリングコラムと、車体部材に固定され、前記ステアリングコラムの他端側を、垂直方向に摺動可能な状態で左右両側から挟持するブラケットと、前記ステアリングコラムに回転自在の状態で保持されたステアリングシャフトと、を備えた位置調整式ステアリング装置であって、
   前記ステアリングコラムに設けられ前記ブラケットに摺接する摺接部材と、該摺接部材と前記ステアリングコラムとの間に介装される弾性体と、を備えることを特徴とする位置調整式ステアリング装置。
2. 前記ステアリングコラム及び前記摺接部材の何れか一方に形成される凸部と、前記ステアリングコラム及び前記摺接部材の他方に形成され前記凸部と遊嵌可能な凹部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の位置調整式ステアリング装置。

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