JP6801334B2 - 車両のステアリング装置 - Google Patents

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。

例えば下記の特許文献１には、「ステアリングホイールの位置を上下または前後方向に変化させるステアリング位置調整制御装置」（特許文献１の段落〔０００２〕に記載）に関し、「前後方向に変化させる」機構として、「このステアリング位置調整装置においては、テレスコ機構、すなわち移動コラムを固定コラムに対して前後方向へ移動させる機構」が開示されている（同段落〔０００４〕に記載。但し、図面引用符号は省略）。そして、その一実施形態に関し、「皿バネの付勢力により径方向ガタ詰めブッシュを移動コラムに向けて下方向に常時押し付けることにより、移動コラムと固定コラムとの径方向のガタを解消している」旨記載されている（同段落〔００１８〕に記載。但し、図番及び図面引用符号は省略）。

また、下記の特許文献２には、「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を規制する手段を、少ない部品点数で安価に構成し得るステアリング装置」が提案されている（特許文献２の段落〔０００７〕に記載）。そして、その一実施形態に関し、「本実施形態の付勢部材は、一対の側壁部の端面に固定する鋼材の基板と、アウタチューブの平面部に対し軸方向に所定距離離隔した位置で、アウタチューブをブッシュ方向に付勢する一対のばね部材を備えている。本実施形態のばね部材は複数の皿ばねが積層されたもので、基板に支持された合成樹脂製の当接部材を介してアウタチューブの平面部を押圧するように配置され、メインハウジングに固定されると、アウタチューブに対し所望の押圧力が付与される。」旨記載されている（同段落〔００３１〕に記載。但し、図面引用符号は省略）。

特開２０００−２８０９１７号公報 特開２０１３−０６７３１３号公報

上記特許文献１に記載の「径方向ガタ詰めブッシュ」あるいは特許文献２に記載の「付勢部材」によって、「移動コラム」あるいは「アウタチューブ」（何れも本願の「コラムチューブ」に対応）に対し押圧荷重が付与されて、コラムチューブの径方向のガタを防止することができるが、構造によってはコラムチューブに対する押圧荷重が集中し、コラムチューブの摺動性確保とガタ防止の両立が困難となるおそれがある。このような集中荷重に対し、ガタを防止しつつ摺動性を確保するためには、例えばコラムチューブへのコーティング処理等が必要とされ、コストアップ要因となる。

そこで、本発明は、車体に支持するコラムハウジングと、これに軸方向移動可能に支持するコラムチューブとの間のガタの防止を、適切な押圧機構によって安価且つ確実に実現し得るステアリング装置を提供することを課題とする。尚、上記特許文献１に記載の「固定コラム」及び特許文献２に記載の「メインハウジング」は本願の「コラムハウジング」に対応し、上記「径方向ガタ詰めブッシュ」及び「付勢部材」は「テレスコテンショナ」とも呼ばれるが、本願においては「押圧機構」を用いる。

上記の課題を達成するため、本発明は、車体に支持されるコラムハウジングと、該コラムハウジングに対し軸方向移動可能に支持されるコラムチューブと、該コラムチューブと前記コラムハウジングとの間に介装され当該コラムチューブを押圧する押圧機構とを備えた車両のステアリング装置において、前記押圧機構が、前記コラムチューブの外面に当接する当接部材と、該当接部材と前記コラムハウジングとの間に介装され当該当接部材を前記コラムチューブ方向に付勢する付勢部材と、該付勢部材と前記当接部材との間に介装され、前記付勢部材に当接する支持部、及び該支持部に対しオフセットした領域で前記当接部材に当接する押圧部を有するシム部材とを備え、前記シム部材が、前記支持部を構成する第１の部材と、前記押圧部を構成する第２の部材から成ることとしたものである。

更に、上記のステアリング装置において、前記当接部材は、前記コラムチューブの外面に当接する円板部と該円板部の中央から延出する軸部を有し、前記シム部材は、前記円板部に当接し前記押圧部を構成する小径部と前記付勢部材に当接し前記支持部を構成する大径部を有し、前記付勢部材は、中央に開口部を有する円板状の皿ばねが複数重ね合わされて成り、該皿ばねの開口部が前記軸部に嵌合され、当該皿ばねの外周縁部が前記シム部材の大径部に当接するように配設される構成とするとよい。前記付勢部材は、前記皿ばねが二枚並列に重ね合わされると共に、該二枚並列に重ね合わされた二組の皿ばねが、前記軸部に嵌合される方向で直列に重ね合わされて成るものとするとよい。

そして、上記のステアリング装置において、前記コラムハウジングに固定され、前記コラムチューブを軸方向移動可能に支持するプレートを備えたものとし、該プレートに前記押圧機構が支持される構成としてもよい。

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、コラムチューブとコラムハウジングとの間に介装されコラムチューブを押圧する押圧機構が、コラムチューブの外面に当接する当接部材と、この当接部材とコラムハウジングとの間に介装され当接部材をコラムチューブ方向に付勢する付勢部材と、この付勢部材と当接部材との間に介装され、付勢部材に当接する支持部、及び支持部に対しオフセットした領域で当接部材に当接する押圧部を有するシム部材とを備えたものであり、この押圧機構によって、所望の押圧荷重が適切にコラムチューブに付与されるので、コラムチューブの径方向のガタを安価且つ確実に防止することができる。しかも、シム部材は、支持部を構成する第１の部材と、押圧部を構成する第２の部材から成るものであるので、良好な組付性を確保することができ、所望の押圧荷重を確実に付与することができる。

更に、上記のステアリング装置において、当接部材は、コラムチューブの外面に当接する円板部と該円板部の中央から延出する軸部を有し、シム部材は、円板部に当接し押圧部を構成する小径部と付勢部材に当接し支持部を構成する大径部を有し、付勢部材は、中央に開口部を有する円板状の皿ばねが複数重ね合わされて成り、皿ばねの開口部が軸部に嵌合され、皿ばねの外周縁部がシム部材の大径部に当接するように配設されるものとすれば、所望の押圧荷重を確実に付与することができる。この付勢部材として、例えば、皿ばねが二枚並列に重ね合わされると共に、この二枚並列に重ね合わされた二組の皿ばねが、前記軸部に嵌合される方向で直列に重ね合わされて成る付勢部材を用いることができる。

そして、コラムハウジングに固定され、コラムチューブを軸方向移動可能に支持するプレートを備えたステアリング装置についても、上記の押圧機構をプレートに支持することによって、所望の押圧荷重を確実に付与することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の全体を示す断面図である。 本発明の一実施形態に供される押圧機構の拡大断面図である。 本発明の一実施形態に供される当接部材の一態様を示す断面図である。 本発明の一実施形態に供される当接部材の他の態様を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に供される押圧機構及びプレートの平面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。

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は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示すもので、本実施形態においては、ステアリングシャフト１は、後端部にステアリングホイール（図示せず）が接続される筒状のアッパシャフト１ａと、このアッパシャフト１ａの前端部とスプライン結合されるロアシャフト１ｂから成る。即ち、アッパシャフト１ａとロアシャフト１ｂ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１ｂ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て車輪操舵機構（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。

そして、ステアリングシャフト１と同軸にコラムハウジング１０が配置され、車体（図示せず）に対し揺動可能に支持されると共に、固定ブラケット３０に保持される。この固定ブラケット３０は、車両の下方に延出して対向する一対の保持部（符合省略）を有し、これらの間にコラムハウジング１０が保持され、車体に固定される。更に、固定ブラケット３０とコラムハウジング１０との間に押圧部材（図示せず）が介装され、これによってコラムハウジング１０が固定ブラケット３０に対して摺動自在に押圧支持される。

コラムハウジング１０内には、コラムチューブ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。このコラムチューブ２０として、ステアリングシャフト１を収容し軸を中心に回転可能に支持する金属製のインナチューブ２１と、このインナチューブ２１を収容し常時はインナチューブ２１を所定位置に保持する金属製のアウタチューブ２２が設けられている。アッパシャフト１ａは、インナチューブ２１の後端部に軸受（符合省略）を介して回転可能に支持されるが、アッパシャフト１ａとインナチューブ２１との間の軸方向相対移動は阻止され、アッパシャフト１ａとインナチューブ２１は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。

而して、コラムハウジング１０に対し、アウタチューブ２２、インナチューブ２１、ステアリングシャフト１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が構成され、これにより、ステアリングホイールを所望の車体前後方向位置に調整することができる。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、アウタチューブ２２に対するインナチューブ２１の軸方向相対移動（ひいてはアッパシャフト１ａの軸方向移動）を許容するように構成されており、インナチューブ２１及びアウタチューブ２２は、両者間に介装される環状の摩擦材（符合省略。例えば金属製弾性ブッシュ）等と共に、エネルギー吸収機能を有する。

本実施形態のコラムハウジング１０はインナチューブ２１及びアウタチューブ２２と同様金属製の円筒体で、コラムハウジング１０とコラムチューブ２０（アウタチューブ２２）との間に一対の押圧機構ＰＭが介装されている。各押圧機構ＰＭは、図２に拡大して示すように、アウタチューブ２２の外面に当接する合成樹脂製の当接部材４０と、この当接部材４０とコラムハウジング１０との間に介装され当接部材４０をアウタチューブ２２方向に付勢する付勢部材５０と、この付勢部材５０と当接部材４０との間に介装され、付勢部材５０に当接する支持部６０ａ、及び支持部６０ａに対しオフセットした領域で当接部材４０に当接する押圧部６０ｂを有するシム部材６０を備えている。尚、図示は省略するが、アウタチューブ２２の外面には軸方向に平面部が形成されており、この平面部に当接部材４０が当接し、アウタチューブ２２が摺動可能に支持されている。

図２に示すように、本実施形態の当接部材４０は、アウタチューブ２２の外面に当接する円板部４１と、その中央から延出する円筒状の軸部４２を有する。シム部材６０は、円板部４１に当接し上記の押圧部６０ｂを構成する小径部と、付勢部材５０に当接し上記の支持部６０ａを構成する大径部を有する環状の金属部材で、その中空部は軸部４２の外周面との間に間隙（ｄ）が形成される内径に設定されている。尚、この間隙（ｄ）は、押圧部６０ｂが当接部材４０に対し確実に面接触し得るように設定される。付勢部材５０は、中央に開口部を有する環状の皿ばねＢＳが複数重ね合わされて成り、皿ばねＢＳの開口部が軸部４２に嵌合され、図２に示すように、皿ばねＢＳの外周縁部がシム部材６０の外周縁部（支持部６０ａの周縁）に当接している。

本実施形態の付勢部材５０は、図２に拡大して示すように、皿ばねＢＳが二枚並列に重ね合わされると共に、二枚並列に重ね合わされた二組の皿ばねが、軸部４２に嵌合される方向で直列に重ね合わされて成る。而して、シム部材６０は、支持部６０ａ（図２の大径部）の外周縁部が付勢部材５０に当接すると共に、支持部６０ａに対し径方向にオフセットした領域で押圧部６０ｂ（図２の小径部）が当接部材４０に当接（面接触）するように配設されている。

上記の押圧機構ＰＭは、図１に示すように、コラムハウジング１０とアウタチューブ２２との間に介装され、当接部材４０（円板部４１）の当接面がアウタチューブ２２外面の平面部（符合省略）に当接するように配設されている。即ち、コラムハウジング１０には一対の押圧機構ＰＭを収容する孔（符合省略）が形成されており、各孔内に図２に示す当接部材４０、付勢部材５０及びシム部材６０が収容されると共に、金属製のシム部材７０が付勢部材５０を支持（皿ばねＢＳの外周縁部に当接）するように配設され、各孔の内面に形成された環状溝（符合省略）にＣ字状のスナップリング８０（図２では二点鎖線で示す）が係止されて、図１に示すように押圧機構ＰＭがコラムハウジング１０に保持されている。

而して、コラムハウジング１０に対し軸方向移動可能のアウタチューブ２２は、押圧機構ＰＭを介して円滑に摺動することができる。即ち、押圧機構ＰＭによって所望の押圧荷重がアウタチューブ２２に適切に付与されるので、アウタチューブ２２の径方向のガタを適切に防止しつつ、スラスト方向の摺動性を確保することができる。特に、付勢部材５０による押圧荷重が、当接部材４０（円板部４１）に対し、支持部６０ａの周縁に偏ることなく押圧部６０ｂを中心として略均等に付与され、円板部４１の当接面がアウタチューブ２２の平面部（符合省略）に当接（面接触）した状態で、アウタチューブ２２がその軸中心方向に押圧されるので、アウタチューブ２２の径方向のガタを適切に防止することができ、アウタチューブ２２の軸方向移動を円滑に行うことができる。尚、押圧機構ＰＭはコラムハウジング２とコラムチューブ２０との間のエネルギー吸収手段として機能するものではない。

上記のシム部材６０は、組付け性を考慮し、図３に示すように、支持部６０ａを構成する第１の部材６１と押圧部６０ｂを構成する第２の部材６２の二部材で構成してもよい。これにより、シム部材６０の組付け時に支持部６０ａと押圧部６０ｂが逆に配置されることを防止し、良好な組付性を確保することができる。あるいは、図４に示すように、支持部６０ａと押圧部６０ｂとの間に段差が形成されることなく両者が一体的に形成されたシム部材６０を用いることとしてもよい。而して、感圧紙を用いた圧力分布の測定結果によれば、付勢部材５０によって当接部材４０を介してコラムチューブ２０に付与される押圧力は、当接部材４０（円板部４１）に対し、皿ばねＢＳが当接する支持部６０ａの周縁に偏ることなく、押圧部６０ｂを中心として略均等に付与されることが確認された。

尚、図１にはテレスコピック機構は表れていないが、コラムハウジング１０に支持された電動モータによる螺子軸の回転駆動に応じて、ナット部材が軸方向に移動し、ナット部材と共にアウタチューブ２２（ひいては、インナチューブ２１、アッパシャフト１ａ及びステアリングホイール（図示せず））が軸方向に移動するように構成されている。更に、本実施形態においては、図１の下方に示す電動チルト機構が配設されているが、本願発明と直接関係するものではないので、これについては説明を省略する。

更に、コラムチューブ２０の支持構造に関し、図５に示すプレート１１（前掲の特許文献２に記載の「基板」に対応）が上記コラムハウジング１０に螺子固定され、プレート１１を介してコラムチューブ２０（アウタチューブ２２）が軸方向移動可能に支持されるステアリング装置においては、図５及び図６に示すようにプレート１１に押圧機構ＰＭが支持される。尚、この実施形態に供される押圧機構ＰＭには、図６に示すように、一対の爪部９１、９１を有する係止部材９０が当接部材４０に接合されている。而して、係止部材９０を介してプレート１１に支持された押圧機構ＰＭによって、所望の押圧荷重がアウタチューブ２２に付与されるので、前述の実施形態と同様、アウタチューブ２２の径方向のガタを適切に防止することができる。

１ ステアリングシャフト
１０ コラムハウジング
２０ コラムチューブ
２１ インナチューブ
２２ アウタチューブ
３０ 固定ブラケット
４０ 当接部材
５０ 付勢部材
６０、７０ シム部材
８０ スナップリング
９０ 係止部材
ＰＭ 押圧機構
ＢＳ 皿ばね

Claims (4)

1. 車体に支持されるコラムハウジングと、
   該コラムハウジングに対し軸方向移動可能に支持されるコラムチューブと、
   該コラムチューブと前記コラムハウジングとの間に介装され当該コラムチューブを押圧する押圧機構とを備えた車両のステアリング装置であって、
   前記押圧機構が、前記コラムチューブの外面に当接する当接部材と、
   該当接部材と前記コラムハウジングとの間に介装され当該当接部材を前記コラムチューブ方向に付勢する付勢部材と、
   該付勢部材と前記当接部材との間に介装され、前記付勢部材に当接する支持部、及び該支持部に対しオフセットした領域で前記当接部材に当接する押圧部を有するシム部材とを備え、
   前記シム部材が、前記支持部を構成する第１の部材と、前記押圧部を構成する第２の部材から成ることを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記当接部材は、前記コラムチューブの外面に当接する円板部と該円板部の中央から延出する軸部を有し、前記シム部材は、前記円板部に当接し前記押圧部を構成する小径部と前記付勢部材に当接し前記支持部を構成する大径部を有し、前記付勢部材は、中央に開口部を有する円板状の皿ばねが複数重ね合わされて成り、該皿ばねの開口部が前記軸部に嵌合され、当該皿ばねの外周縁部が前記シム部材の大径部に当接するように配設され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。
3. 前記付勢部材は、前記皿ばねが二枚並列に重ね合わされると共に、該二枚並列に重ね合わされた二組の皿ばねが、前記軸部に嵌合される方向で直列に重ね合わされて成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。
4. 前記コラムハウジングに固定され、前記コラムチューブを軸方向移動可能に支持するプレートを備え、該プレートに前記押圧機構が支持され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。

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