JP6883240B2

JP6883240B2 - 車両のステアリング装置

Info

Publication number: JP6883240B2
Application number: JP2017098684A
Authority: JP
Inventors: 達也及川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2037-05-18
Also published as: JP2018192929A

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。

ステアリングホイールの車体前後方向の操作位置を調節可能なステアリング装置に関し、例えば特許文献１には、「車体に支持するメインチューブと、該メインチューブ内に摺動自在に保持するテレスコピックチューブを備え、該テレスコピックチューブを軸方向移動可能に支持し、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車両のステアリング装置において、前記メインチューブが、軸方向に延在する閉じた開口部を有する筒体であって、前記開口部内を軸方向に移動可能に配置し前記テレスコピックチューブに固着する連結部材と、該連結部材に連結する駆動部材と、該駆動部材を介して前記連結部材を軸方向に駆動する駆動源とを備える」ステアリング装置が提案されており、「前記駆動源を、前記メインチューブに支持した電動モータとし、前記駆動部材を、前記電動モータの出力軸に連結する螺子軸と、該螺子軸に螺合するナットを備えたものとし、前記電動モータによる前記螺子軸の回転駆動に応じて、前記ナットが前記螺子軸の軸方向に移動し、前記ナットと共に前記テレスコピックチューブが車体前後方向に移動するように構成することができる」旨記載されている（特許文献１の段落〔０００７〕及び〔００１１〕に記載）。

特開２０１２−２１８４５５号公報

上記特許文献１に記載のステアリング装置における「メインチューブ」及び「テレスコピックチューブ」は、夫々「メインハウジング」及び「コラムハウジング」に対応しており、電動モータによる螺子軸の回転駆動に応じて、ナットが螺子軸の軸方向に移動し、ナットと共にテレスコピックチューブ（コラムハウジング）がメインチューブ（メインハウジング）に対し車体前後方向に移動するように構成されている。従って、ステアリングホイールの車体前後方向のストロークを増大させるためには、テレスコピックチューブ（コラムハウジング）のストロークを増大すべく上記の螺子軸を必要な長さまで延長する必要があるが、車両への搭載性が損なわれる等、新たな問題が生ずるので、上記ストロークの増大は容易ではない。

そこで、本発明は、従前の螺子軸の全長を増大することなく最終的にステアリングホイールの車体前後方向のストロークを増大し得る車両のステアリング装置を提供することを課題とする。

上記の課題を達成するため、本発明のステアリング装置は、車体に支持されるメインハウジングと、該メインハウジングに対し軸方向移動可能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、該コラムチューブ内に収容されて保持されるステアリングシャフトと、該ステアリングシャフトに固定されるステアリングホイールと、前記コラムハウジングに支持される電動モータと、該電動モータの出力軸に一端部が連結される第１の螺子軸と、該第１の螺子軸に螺合されると共に、前記コラムチューブに固定されるナット部材と、前記第１の螺子軸に対して平行に配置され、前記メインハウジングに一端部が固定される第２の螺子軸と、前記第１の螺子軸に固定される歯車部材であって、該歯車部材の外歯が、前記電動モータの出力軸に連結される前記第１の螺子軸の連結部と前記ナット部材が螺合される前記第１の螺子軸の螺合部との間で、前記第２の螺子軸に噛合するように配置される歯車部材とを備え、前記電動モータの回転駆動に応じて、前記コラムハウジングが前記メインハウジングに対し前記第１の螺子軸の軸方向に移動すると共に、前記コラムチューブが前記コラムハウジングに対し前記第１の螺子軸の軸方向に移動し、前記ステアリングシャフトが前記コラムチューブと共に車体前後方向に移動するように構成されている。尚、上記の「車体前後方向」は必ずしも路面に対して平行を意味するものではなく、路面に対し傾斜している方向を含む（以下、同様）。

上記のステアリング装置において、前記電動モータの出力軸及び前記第１の螺子軸に連結され、前記電動モータの出力を減速して前記第１の螺子軸に伝達する減速機構を備え、該減速機構を介して前記電動モータの出力軸が前記第１の螺子軸の軸に対して直交するように、前記電動モータが前記コラムハウジングに支持されているものとするとよい。

更に、前記減速機構は、前記電動モータの出力軸に固定されるウォームギヤと、該ウォームギヤに噛合し前記第１の螺子軸の端部に固定されるウォームホイールとを備えたものとし、前記歯車部材を、前記ウォームホイールと前記ナット部材との間の前記第１の螺子軸に固定される平歯車で構成するとよい。

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は、上記のメインハウジング、コラムハウジング、コラムチューブ、ステアリングシャフト及び電動モータを備え、更に、電動モータの出力軸に一端部が連結される第１の螺子軸と、第１の螺子軸に螺合されると共に、コラムチューブに固定されるナット部材と、第１の螺子軸に対して平行に配置され、メインハウジングに一端部が固定される第２の螺子軸と、第１の螺子軸に固定される歯車部材であって、この歯車部材の外歯が、電動モータの出力軸に連結される第１の螺子軸の連結部とナット部材が螺合される第１の螺子軸の螺合部との間で、第２の螺子軸に噛合するように配置される歯車部材とを備え、電動モータの回転駆動に応じて、コラムハウジングがメインハウジングに対し第１の螺子軸の軸方向に移動すると共に、コラムチューブがコラムハウジングに対し同方向に移動するように構成されているので、従前の螺子軸の全長を増大することなく、最終的にステアリングホイールの車体前後方向のストロークを増大することができる。而して、車両への搭載性を損なうことなく容易に上記ストローク増大することができる。

上記のステアリング装置において、電動モータの出力軸及び第１の螺子軸に連結され、電動モータの出力を減速して第１の螺子軸に伝達する減速機構を備え、減速機構を介して電動モータの出力軸が第１の螺子軸の軸に対して直交するように、電動モータがコラムハウジングに支持されている構成とすれば、小型で組付け作業が容易な装置となる。

更に、減速機構は、電動モータの出力軸に固定されるウォームギヤと、ウォームギヤに噛合し第１の螺子軸の端部に固定されるウォームホイールとを備えたものとし、歯車部材を、ウォームホイールとナット部材との間の第１の螺子軸に固定される平歯車で構成すれば、組付けが容易で安価な装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るステアリング装置の主要構成の斜視図である。本発明の一実施形態に係るステアリング装置の主要構成の正面図である。本発明の一実施形態におけるテレスコピック作動前後の状態を示す正面図である。本発明の一実施形態におけるテレスコピック作動後の状態を示す斜視図である。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の主要構成を示すもので、固定ブラケットＢＲを介して、車体（図示せず）に対しメインハウジング１が揺動可能に支持されている（Ｃは揺動中心を示す）。このメインハウジング１に対し、コラムハウジング２が軸方向移動可能に支持されると共に、コラムハウジング２に対しコラムチューブ３が軸方向移動可能に支持されている。コラムチューブ３内にはステアリングシャフト４が収容されて保持され、ステアリングシャフト４の先端にはステアリングホイール（図示せず）が固定される。コラムハウジング２には電動モータ５が支持され、その出力軸（５ａ）に第１の螺子軸６の一端部（６ａ）が連結されている。第１の螺子軸６の螺合部（６ｂ）にはナット部材７が螺合され、このナット部材７はコラムチューブ３に固定されている。尚、メインハウジング１及びコラムハウジング２は、それらの位置関係から、夫々「ロアハウジング」及び「アッパハウジング」とも呼ばれ、コラムチューブ３及びステアリングシャフト４は、夫々「アッパチューブ」及び「アッパシャフト」とも呼ばれる。

更に、第１の螺子軸６に対して平行に第２の螺子軸８が配置され、その一端部（８ａ）がコラムハウジング２に固定されている。第１の螺子軸６には歯車部材９が固定され、その外歯が、電動モータ５の出力軸（５ａ）に連結される第１の螺子軸６の連結部６ａと、ナット部材７が螺合される第１の螺子軸６の螺合部６ｂとの間で、第２の螺子軸８に噛合するように配置されている。而して、電動モータ５の回転駆動に応じて、コラムハウジング２がメインハウジング１に対し第１の螺子軸６の軸方向に移動すると共に、コラムチューブ３がコラムハウジング２に対し第１の螺子軸６の軸方向に移動し、ステアリングシャフト４がコラムチューブ３と共に車体前後方向に移動するように構成されている。即ち、メインハウジング１に対しコラムハウジング２とコラムチューブ３（及びステアリングシャフト４）が同期して車体前後方向に移動するテレスコピック機構が構成されている。

本実施形態においては、電動モータ５の出力軸（５ａ）及び第１の螺子軸６に連結され、電動モータ５の出力を減速して第１の螺子軸６に伝達する減速機構１０が設けられており、図２に示すように、減速機構１０を介して電動モータ５の出力軸（５ａ）が第１の螺子軸６に対して直交するように、電動モータ５がコラムハウジング２に支持されている。本実施形態の減速機構１０は、電動モータ５の出力軸（５ａ）に固定されるウォームギヤ（図示せず）と、このウォームギヤに噛合し第１の螺子軸６の端部（６ａ）に固定されるウォームホイール（図示せず）とを備えており、歯車部材９は、このウォームホイールとナット部材７との間に固定され、第２の螺子軸８に噛合する外歯を有する平歯車で構成されている。尚、第１の螺子軸６及び第２の螺子軸８は台形螺子で構成されている。

上記の構成になるステアリング装置の作動について図３及び図４を参照して説明する。尚、図３では視認性の観点から、図１及び図２に示した歯車記号を省略している。図３に２点鎖線で示す初期位置において、電動モータ５が回転駆動されると、減速機構１０を介して第１の螺子軸６がその軸芯を中心に回転駆動され、これと一体で第２の螺子軸８に外歯が噛合する歯車部材９が、その軸芯を中心に回転駆動されながら、第１の螺子軸６の軸方向に移動する。この結果、第１の螺子軸６と一体の歯車部材９が２点鎖線で示す初期位置から第１の螺子軸６の軸方向に移動し、第１の螺子軸６が固定されたコラムハウジング２もメインハウジング１に対し同方向に同距離移動する。この場合の歯車部材９の最大移動距離は、２点鎖線で示す初期位置から実線で示す移動後の位置までの軸方向距離（図３にＬａで示す）となる。

上記コラムハウジング２の移動と同時に、第１の螺子軸６に螺合するナット部材７が、その軸芯を中心に回転駆動されながら、第１の螺子軸６の軸方向に移動する。この結果、ナット部材７が２点鎖線で示す初期位置から第１の螺子軸６の軸方向に移動し、ナット部材７が固定されたコラムチューブ３もコラムハウジング２に対し同方向に同距離移動する。この場合のナット部材７の最大移動距離は２点鎖線で示す初期位置から実線で示す移動後の位置までの軸方向距離（図３にＬｂで示す）となる。即ち、メインハウジング１に対し、コラムハウジング２とコラムチューブ３（及びステアリングシャフト４）が同期して車体前後方向に最長（Ｌａ＋Ｌｂ）の軸方向距離を移動し、図４に示す状態となる。而して、ステアリングホイール（図示せず）が車体前後方向に移動してテレスコピック作動が行われる。この場合において、コラムハウジング２とコラムチューブ３の軸方向移動は同時に行われ、上記作動説明の順序は無関係であり、図３に示すＬａ及びＬｂも作動順序とは無関係である。

尚、電動モータ５及び減速機構１０は従前の構造と基本的に同様であるので、構造の説明は省略する。更に、これらと同様の機構の駆動制御によって車体（図示せず）に対しメインハウジング１（ひいてはステアリングシャフト４）が（Ｃを中心に）揺動するチルト機構も配設されているが、本願発明と直接関係するものではないので、これについても説明を省略する。

１メインハウジング
２コラムハウジング
３コラムチューブ
４ステアリングシャフト
５電動モータ
６第１の螺子軸
７ナット部材
８第２の螺子軸
９歯車部材
１０減速機構

Claims

車体に支持されるメインハウジングと、
該メインハウジングに対し軸方向移動可能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、
該コラムチューブ内に収容されて保持されるステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトに固定されるステアリングホイールと、
前記コラムハウジングに支持される電動モータと、
該電動モータの出力軸に一端部が連結される第１の螺子軸と、
該第１の螺子軸に螺合されると共に、前記コラムチューブに固定されるナット部材と、
前記第１の螺子軸に対して平行に配置され、前記メインハウジングに一端部が固定される第２の螺子軸と、
前記第１の螺子軸に固定される歯車部材であって、該歯車部材の外歯が、前記電動モータの出力軸に連結される前記第１の螺子軸の連結部と前記ナット部材が螺合される前記第１の螺子軸の螺合部との間で、前記第２の螺子軸に噛合するように配置される歯車部材とを備え、
前記電動モータの回転駆動に応じて、前記コラムハウジングが前記メインハウジングに対し前記第１の螺子軸の軸方向に移動すると共に、前記コラムチューブが前記コラムハウジングに対し前記第１の螺子軸の軸方向に移動し、前記ステアリングシャフトが前記コラムチューブと共に車体前後方向に移動するように構成されていることを特徴とする車両のステアリング装置。
前記電動モータの出力軸及び前記第１の螺子軸に連結され、前記電動モータの出力を減速して前記第１の螺子軸に伝達する減速機構を備え、該減速機構を介して前記電動モータの出力軸が前記第１の螺子軸の軸に対して直交するように、前記電動モータが前記コラムハウジングに支持されてい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。
前記減速機構は、前記電動モータの出力軸に固定されるウォームギヤと、該ウォームギヤに噛合し前記第１の螺子軸の端部に固定されるウォームホイールとを備え、前記歯車部材が、前記ウォームホイールと前記ナット部材との間の前記第１の螺子軸に固定される平歯車であ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。