JP4457751B2

JP4457751B2 - ステアリングコラム装置

Info

Publication number: JP4457751B2
Application number: JP2004155514A
Authority: JP
Inventors: 誠長澤; 英友小林; 健藤原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-05-26
Also published as: JP2005335491A

Description

本発明はステアリングコラム装置、特に、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールのテレスコピック位置を調整可能なステアリングコラム装置に関する。

ステアリングホイールのテレスコピック位置を調整可能なステアリングコラム装置では、ロアー側のアウターコラムに対して、アッパー側のインナーコラムが軸方向に摺動可能に嵌合され、テレスコピック位置を調整した後は、アウターコラムに対してインナーコラムが動かないようにクランプしている。

このクランプ力が弱いと、ステアリングホイールに曲げ荷重が作用した時に、インナーコラムが若干揺動するように動くため、ステアリングホイール操作時の安定感が不足する不具合が生じる。インナーコラムのクランプ剛性を向上させたステアリングコラム装置として、特許文献１に示すステアリングコラム装置がある。

特許文献１のステアリングコラム装置は、インナーコラムにディスタンスブラケットを設けず、インナーコラムをアウターコラムにより直接的にクランプするように構成して、インナーコラムのクランプ剛性を向上させたステアリングコラム装置である。

図１０から図１３は、インナーコラムにディスタンスブラケットを設けず、インナーコラムをアウターコラムにより直接的にクランプするようにした従来のステアリングコラム装置を示し、図１０は従来のステアリングコラム装置を示す側面図である。図１１は図１０の平面図である。図１２は図１０のＥ−Ｅ断面図である。図１３（１）は、図１０のアウターコラムとインナーコラムのみを示す側面図である。図１３（２）は、図１３（１）のＦ矢視図である。

図１０から図１３に示すように、逆Ｕ字型の車体取付けブラケット２には、車体前方側（図１０の左側）の両側に、ロアー側車体取付け部２１、２１が一体的に形成され、車体後方側（図１０の右側）の両側には、アッパー側車体取付け部２２、２２が一体的に形成されている。車体取付けブラケット２は、ロアー側車体取付け部２１及びアッパー側車体取付け部２２によって、図示しない車体に取付けられている。

車体取付けブラケット２の左右の側板２３、２４の内側には、アウターコラム３が挟み込まれており、アウターコラム３の車体前方側は、車体取付けブラケット２にピボットピン２５、２５によってチルト位置調整可能に軸支されている。

車体取付けブラケット２の側板２３、２４には、チルト用長溝２３１、２４１が形成されている。チルト用長溝２３１、２４１は、上記したピボットピン２５を中心とする円弧状に形成されている。アウターコラム３の左右のクランプ部３１、３２には、円形の貫通穴３１１、３２１が、図１２の左右方向に形成されている。

丸棒状の締付けロッド４が、上記チルト用長溝２３１、２４１及び貫通穴３１１、３２１を通して、図１２の右側から挿入されている。締付けロッド４の右端には円筒状の頭部４１が形成され、頭部４１の左側外径部には、チルト用長溝２４１の溝幅よりも若干幅の狭い矩形断面の回り止め部（図示せず）が形成されている。回り止め部はチルト用長溝２４１に嵌入して、締付けロッド４を車体取付けブラケット２に対して回り止めするとともに、チルト位置調整時に、チルト用長溝２４１に沿って、締付けロッド４を摺動させる。

締付けロッド４の左端外周には、その左側から、固定カム５１、可動カム５２、スラスト軸受５３、調整ナット５４が、この順で外嵌され、調整ナット５４の内径部に形成された雌ねじ５４１が、締付けロッド４の左端に形成された雄ねじ４３にねじ込まれている。

可動カム５２の左端面には操作レバー５５が固定され、この操作レバー５５によって操作される可動カム５２と固定カム５１によって、カムロック機構が構成されている。固定カム５１は、チルト用長溝２３１に係合して車体取付けブラケット２に対して非回転であり、チルト位置調整時に、チルト用長溝２３１に沿って固定カム５１を摺動させる。

これによって、チルト・テレスコピック締付け時に、操作レバー５５が回動されると、固定カム５１の山に可動カム５２の山が乗り上げて、固定カム５１を図１２の右側に押すと同時に、締付けロッド４を左側に引くことによって、側板２３、２４を締付け、アウターコラム３のクランプ部３１、３２を締付ける。

チルト・テレスコピック解除時には、操作レバー５５を逆方向に回動し、固定カム５１の山に可動カム５２の谷が入り込み、固定カム５１を右側に押す力を解除すると同時に、締付けロッド４を左側に引く力を解除することによって、側板２３、２４を離間させ、アウターコラム３のクランプ部３１、３２の締付けを解除する。

図１２、図１３に示すように、アウターコラム３の下側には、車体後方側（図１３の右側）に、スリットＳが形成されている。スリットＳは、クランプ部３１、３２に軸方向に長さＬ２だけ形成され、幅がＷである。また、スリットＳよりも車体前方側（図１３の左側）には、スリットの無い円筒状の筒状部３５が長さＬ３だけ形成されている。アウターコラム３の軸心には、その軸方向全長に渡って内径孔３３が形成され、この内径孔３３にインナーコラム１の外径部１６が摺動可能に挿入され、円筒状のインナーコラム１はアウターコラム３の軸方向にテレスコ移動可能に支持されている。

インナーコラム１の内径部には、車体後方側にステアリングホイール（図示せず）を装着したアッパー側ステアリングシャフト６が、図示しない軸受によって回転可能に軸支されている。アッパー側ステアリングシャフト６の車体前方側は、ロアー側ステアリングシャフト７５に筒状部３５内でスプライン係合し（図示せず）、ロアー側ステアリングシャフト７５の車体前方側は、上自在継手７１を介して中間シャフト７６に連結されている。中間シャフト７６の車体前方側には、下自在継手７４が連結されている。

上記した従来のステアリングコラム装置では、テレスコピック調整時に、インナーコラム１をアウターコラム３に対してテレスコピック位置を調整すると、上自在継手７１は動かずに、アッパー側ステアリングシャフト６がロアー側ステアリングシャフト７５に対して、筒状部３５内のスプライン係合部で相対摺動する。従って、インナーコラム１はアウターコラム３の軸方向の全長で包持されているため、テレスコピック調整時のガタ感が無く、テレスコピック移動も円滑である。

近年、ステアリングホイールから上自在継手７１までの軸方向の距離が極端に短いショートコラム型のステアリングコラム装置が多くなり、このようなショートコラム型のステアリングコラム装置にテレスコピック調整機構を付けたいという要求が増えてきた。

ところが、上記した従来のステアリングコラム装置に、ショートコラム型のステアリングコラム装置を適用すると、ステアリングホイールから上自在継手７１までの軸方向の距離が短いため、アウターコラム３の軸方向全長が短くなり、必要とするテレスコピックストロークを得ようとすると、アッパー側ステアリングシャフト６とロアー側ステアリングシャフト７５のスプライン係合部をアウターコラム３内に収納することができない。

従って、必要とするテレスコピックストロークを得るためには、インナーコラム１のテレスコピック調整時に、インナーコラム１に上自在継手７１が追従して移動する方式にならざるを得ない。しかし、上記した従来のステアリングコラム装置では、インナーコラム１を運転者側に引き出した時に、筒状部３５に大径の上自在継手７１が干渉するため、構造的に成立しないという問題が生じる。

特開２００１−３４７９５３号公報

本発明は、インナーコラムのテレスコピック調整に追従して上自在継手が移動するショートコラム型のステアリングコラム装置に適し、剛性の大きなテレスコクランプ機構を有するステアリングコラム装置を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体に取付け可能な車体取付けブラケット、上記車体取付けブラケットの内側に配置され、円筒状のインナーコラムを軸方向にテレスコピック移動可能に包持するアウターコラム、上記アウターコラムにその軸方向全長に渡って形成されたスリット、上記インナーコラムに回動可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なアッパー側ステアリングシャフト、上記アッパー側ステアリングシャフトの車体前方側に上自在継手を介して連結され、上記インナーコラムよりも車体前方側で軸方向に伸縮可能なロアー側ステアリングシャフト、上記ロアー側ステアリングシャフトの車体前方側に装着された下自在継手、上記車体取付けブラケットを締付けて、上記インナーコラムを軸方向の所望のテレスコピック位置で上記アウターコラムにクランプする締付け装置を備えたステアリングコラム装置であって、上記インナーコラムの車体前方側には大径外径部が形成され、上記アウターコラムの車体前方側には該大径外径部を案内する大径内径孔が形成されているとともに、上記インナーコラムを車体前方側にテレスコピック移動すると、上記インナーコラムの大径外径部が上記アウターコラムの大径内径孔から離脱するものであり、更に、上記インナーコラムの大径外径部には突起が形成され、上記アウターコラムには、上記インナーコラムのテレスコピック移動時に上記突起を案内するガイド溝が形成されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。

第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリングコラム装置において、上記突起はインナーコラムの車体前方側の端面から切り起こして一体成形されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。

第３番目の発明は、第１番目又は第２番目のいずれかの発明のステアリングコラム装置において、上記アウターコラムは軽合金の一体成形によって成形されていることを特徴とするステアリングコラム装置である。

第４番目の発明は、第３番目の発明のステアリングコラム装置において、上記軽合金はアルミ合金であることを特徴とするステアリングコラム装置である。

本発明のステアリングコラム装置では、アウターコラムの軸方向全長に渡ってスリットを形成したので、クランプ時に、アウターコラムがその全長に渡って撓みやすくなっているため、クランプ時の保持力がアウターコラムの軸方向の全長に渡って均等に作用し、クランプ時の保持力を向上させることができる。また、アウターコラムに形成したガイド溝が、インナーコラムのテレスコストロークの全長に渡ってインナーコラムの突起を案内するため、アウターコラムの軸方向の長さが短くても、嵌合部隙間によるインナーコラムの横方向のガタを解消することができるため、テレスコピック位置の調整を円滑に行うことができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態のステアリングコラム装置の一部断面を含む側面図である。図２は図１の平面図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図４は図１のＣ−Ｃ断面図である。図５（１）は、図１のアウターコラムとインナーコラムのみを示す側面図である。図５（２）は、図５（１）のＤ矢視図である。図６は図１のインナーコラムとステアリングシャフトのみを示す断面図である。

図７は図１のＢ−Ｂ断面図であり、アウターコラムとインナーコラムの嵌合状態を示す断面図である。図８は図１のインナーコラムを示す部品図であり、（１）が正面図、（２）が（１）の平面図、（３）が（１）の左側面図である。図９はテレスコ位置の調整操作に応じて、アウターコラムとインナーコラムの嵌合長さが変化する状態を示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図相当である。

図１から図９は、チルト・テレスコピック式のステアリングコラム装置に本発明を適用した実施形態を示す。逆Ｕ字型の車体取付けブラケット２には、車体前方側（図１の左側）の両側に、ロアー側車体取付け部２１、２１が一体的に形成され、車体後方側（図１の右側）の両側には、アッパー側車体取付け部２２、２２が一体的に形成されている。車体取付けブラケット２は、ロアー側車体取付け部２１及びアッパー側車体取付け部２２によって、図示しない車体に取付けられている。

車体取付けブラケット２の左右の側板２３、２４の内側には、アウターコラム３が挟み込まれており、アウターコラム３の車体前方側は、車体取付けブラケット２にピボットピン２５、２５によってチルト位置調整可能に軸支されている。アウターコラム３は、アルミ合金等の軽合金製で、鋳造または鍛造により、一体成形で成形されている。

車体取付けブラケット２の側板２３、２４には、チルト用長溝２３１、２４１が形成されている。チルト用長溝２３１、２４１は、上記したピボットピン２５を中心とする円弧状に形成されている。アウターコラム３の左右のクランプ部３１、３２には、図３の左右方向に、円形の貫通穴３１１、３２１が形成されている。

丸棒状の締付けロッド４が、上記チルト用長溝２３１、２４１及び貫通穴３１１、３２１を通して、図３の右側から挿入されている。締付けロッド４の右端には円筒状の頭部４１が形成され、頭部４１の左側外径部には、チルト用長溝２４１の溝幅よりも若干幅の狭い矩形断面の回り止め部４２が形成されている。回り止め部４２はチルト用長溝２４１に嵌入して、締付けロッド４を車体取付けブラケット２に対して回り止めするとともに、チルト位置調整時に、チルト用長溝２４１に沿って、締付けロッド４を摺動させる。

これによって、チルト・テレスコピック締付け時に、操作レバー５５が回動されると、固定カム５１の山に可動カム５２の山が乗り上げて、固定カム５１を図３の右側に押すと同時に、締付けロッド４を左側に引くことによって、側板２３、２４を締付け、それによって、アウターコラム３のクランプ部３１、３２を締付ける。

図３から図５に示すように、アウターコラム３の下側には、その軸方向全長にわたって、スリットＳ１、Ｓ２が形成されている。スリットＳ１は、クランプ部３１、３２に軸方向に長さＬ１（図５）だけ形成され、幅がＷ１である。また、スリットＳ２は、クランプ部３１、３２の車体前方側（図５の左側）に、スリットＳ１に連続して形成され、幅がＷ２で、スリットＳ１の幅Ｗ１よりも幅広く形成されている。

従って、アウターコラム３はその下側が完全な開放型に形成されており、クランプ時に、アウターコラム３がその全長に渡って撓みやすくなっているため、クランプ時の保持力がアウターコラム３の軸方向の全長に渡って均等に作用し、結果として、クランプ時の保持力を向上させることができる。

インナーコラム１の内径部１３には、車体後方側にステアリングホイール（図示せず）を装着したアッパー側ステアリングシャフト６が、アッパー側軸受１１及びロアー側軸受１２によって回転可能に軸支されている（図６）。アッパー側ステアリングシャフト６の車体前方側は、上自在継手７１を介して、ロアー側ステアリング筒７２に連結されている。

ロアー側ステアリング筒７２の車体前方側の内径部には雌スプラン７２１が形成され、ロアー側ステアリング軸７３の車体後方側に形成された雄スプライン７３１が、雌スプラン７２１にテレスコ摺動可能に嵌合している。ロアー側ステアリング軸７３の車体前方側には、下自在継手７４が連結されている。

図６に示すように、インナーコラム１の外径部は、車体前方側（図６の左側）から車体後方側（図６の右側）に向かって外径寸法が段階的に小さくなっており、大径外径部１６Ａ、中径外径部１６Ｂ、小径外径部１６Ｃが形成されている。インナーコラム１の大径外径部１６Ａの内径寸法は、上自在継手７１を包囲する大きさに形成されている。

図７に示すように、アウターコラム３の内径部は、車体前方側（図７の左側）から車体後方側（図７の右側）に向かって外径寸法が段階的に小さくなっており、大径内径孔３３Ａ、中径内径孔３３Ｂが形成されている。この大径内径孔３３Ａにインナーコラム１の大径外径部１６Ａが案内され、また、中径内径孔３３Ｂに中径外径部１６Ｂが案内されて、円筒状のインナーコラム１はアウターコラム３の軸方向にテレスコ移動可能に支持されている。

図９（１）の、インナーコラム１を運転者側に最大距離引き出したテレスコ最大位置、及び、図９（２）のテレスコ中央位置では、上自在継手７１がアウターコラム３に入り込み、上自在継手７１までの距離が短いショートコラムであっても、インナーコラム１のテレスコストロークを長い距離確保することができる。

この時、上自在継手７１を包囲する大径外径部１６Ａが大径内径孔３３Ａに案内されるため、図９（１）の時の案内長さはＳ１、図９（２）の時の案内長さはＳ２が確保される。従って、インナーコラム１の案内長さを長く確保して、テレスコ調整時のインナーコラム１の動きを円滑にし、また、クランプ時の軸方向のクランプ長さを長く確保できるため、クランプ保持力を向上させることができる。

図９（３）の、インナーコラム１を車体前方側に最大距離押し込んだテレスコ最小位置近傍では、上自在継手７１を包囲する大径外径部１６Ａが、アウターコラム３の大径内径孔３３Ａから外れ、中径外径部１６Ｂだけがアウターコラム３の中径内径孔３３Ｂに案内されるため、図９（３）の時のインナーコラム１の案内長さＳ３は最小の案内長さとなる。

従って、テレスコ最小位置近傍で、クランプ部３１、３２の締付けを解除して、インナーコラム１のテレスコ位置を調整する際、図９（３）に示すように、案内長さＳ３が最小の案内長さとなるため、嵌合部隙間による横方向のガタがステアリングホイールの横方向のガタｂとして顕著に現われるため、商品性が損なわれる不具合が生じる。

図８に示すように、インナーコラム１の大径外径部１６Ａ側の左端面１４に、幅Ｗ３、深さｄの切り込みを入れ、上方に高さｈで折り曲げて、インナーコラム１と一体成形で突起１５を形成している。また、アウターコラム３には、図４、図５に示すように、突起１５を案内するガイド溝３４が、インナーコラム１のテレスコストロークの全長に渡って形成されている。従って、図７に示すように、テレスコ最小位置で、インナーコラム１の案内長さがＳ４と長くなり、嵌合部隙間による横方向のガタを解消することができる。

突起１５をインナーコラム１に形成する方法としては、別部品として成形した突起をインナーコラム１に接合する方法がある。しかし、溶接によって接合する方法では、溶接熱による変形と接合部の強度的な信頼性に問題がある。また、ビス等によって固定する方法では、ビスの緩みとスペース確保の点で問題があるが、インナーコラム１から一体的に成形すれば、そのような問題が無く、また、低コストで精度の良い突起をインナーコラム１に形成することができるため、好ましい。

従って、アウターコラム３のクランプ部３１、３２の締付けを解除すると、ピボットピン２５を支点としてアウターコラム３はチルト位置が調整可能である。また、インナーコラム１は、アッパー側ステアリングシャフト６と一緒に、アウターコラム３に対してその軸方向にテレスコ移動し、このテレスコ移動時に、ロアー側ステアリング筒７２はロアー側ステアリング軸７３に対して円滑にテレスコ移動する。

上記実施形態では、チルト・テレスコ式のステアリングコラム装置に本発明を適用した実施例を説明したが、テレスコ式のステアリングコラム装置に本発明を適用してもよい。

本発明の実施形態のステアリングコラム装置の一部断面を含む側面図である。図１の平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のＣ−Ｃ断面図である。図５（１）は、図１のアウターコラムとインナーコラムのみを示す側面図である。図５（２）は、図５（１）のＤ矢視図である。図１のインナーコラムとステアリングシャフトのみを示す断面図である。図１のＢ−Ｂ断面図であり、アウターコラムとインナーコラムの嵌合状態を示す断面図である。図１のインナーコラムを示す部品図であり、（１）が正面図、（２）が（１）の平面図、（３）が（１）の左側面図である。テレスコ位置の調整操作に応じて、アウターコラムとインナーコラムの嵌合長さが変化する状態を示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図相当である。従来のステアリングコラム装置を示す側面図である。図１０の平面図である。図１０のＥ−Ｅ断面図である。図１３（１）は、図１０のアウターコラムとインナーコラムのみを示す側面図である。図１３（２）は、図１３（１）のＦ矢視図である。

符号の説明

１インナーコラム
１１アッパー側軸受
１２ロアー側軸受
１３内径部
１４左端面
１５突起
１６外径部
１６Ａ大径外径部
１６Ｂ中径外径部
１６Ｃ小径外径部
２車体取付けブラケット
２１ロアー側車体取付け部
２２アッパー側車体取付け部
２３、２４側板
２３１、２４１チルト用長溝
２５ピボットピン
３アウターコラム
３１、３２クランプ部
３１１、３２１貫通孔
３３内径孔
３３Ａ大径内径孔
３３Ｂ中径内径孔
３４ガイド溝
３５筒状部
４締付けロッド
４１頭部
４２回り止め部
４３雄ねじ
５１固定カム
５２可動カム
５３スラスト軸受
５４調整ナット
５４１雌ねじ
５５操作レバー
６アッパー側ステアリングシャフト
７１上自在継手
７２ロアー側ステアリング筒
７２１雌スプライン
７３ロアー側ステアリング軸
７３１雄スプライン
７４下自在継手
７５ロアー側ステアリングシャフト
７６中間シャフト

Claims

車体に取付け可能な車体取付けブラケット、
上記車体取付けブラケットの内側に配置され、円筒状のインナーコラムを軸方向にテレスコピック移動可能に包持するアウターコラム、
上記アウターコラムにその軸方向全長に渡って形成されたスリット、
上記インナーコラムに回動可能に軸支され、車体後方側にステアリングホイールを装着可能なアッパー側ステアリングシャフト、
上記アッパー側ステアリングシャフトの車体前方側に上自在継手を介して連結され、上記インナーコラムよりも車体前方側で軸方向に伸縮可能なロアー側ステアリングシャフト、
上記ロアー側ステアリングシャフトの車体前方側に装着された下自在継手、
上記車体取付けブラケットを締付けて、上記インナーコラムを軸方向の所望のテレスコピック位置で上記アウターコラムにクランプする締付け装置を備えたステアリングコラム装置であって、
上記インナーコラムの車体前方側には大径外径部が形成され、上記アウターコラムの車体前方側には該大径外径部を案内する大径内径孔が形成されているとともに、上記インナーコラムを車体前方側にテレスコピック移動すると、上記インナーコラムの大径外径部が上記アウターコラムの大径内径孔から離脱するものであり、更に、
上記インナーコラムの大径外径部には突起が形成され、
上記アウターコラムには、上記インナーコラムのテレスコピック移動時に上記突起を案内するガイド溝が形成されていること
を特徴とするステアリングコラム装置。
請求項１に記載されたステアリングコラム装置において、
上記突起はインナーコラムの車体前方側の端面から切り起こして一体成形されていること
を特徴とするステアリングコラム装置。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたステアリングコラム装置において、
上記アウターコラムは軽合金の一体成形によって成形されていること
を特徴とするステアリングコラム装置。
請求項３に記載されたステアリングコラム装置において、
上記軽合金はアルミ合金であること
を特徴とするステアリングコラム装置。