(57)【要約】【課題】ダイナミックダンパーの質量をできるだけ小さくするようにしたテレスコピック式ステアリング装置のダイナミックダンパー機構を提供する。【解決手段】テレスコピック式ステアリング装置１０における振動抑制のためのダイナミックダンパー機構２０で、ステアリングホイール１３内にて半径方向に移動可能にバネにより挟持したダイナミックダンパー２１と、ステアリングホイール軸に対して軸方向に摺動可能に且つ軸の周りに回転しないように取り付けたスライド駒２２と、スライド駒をステアリングホイール軸の軸方向に関して固定するガイド２３と、ステアリングホイール内でバネを介して半径方向一側にダイナミックダンパーを押動して半径方向に移動調整する偏心カム２４と、スライド駒に対してワイヤ２６で連結されステアリングホイール軸の軸方向の摺動に連動して偏心カムを回転駆動させるカム駆動機構２５と、を備える。【選択図】図１
2008260396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールを支持するステアリングホイール軸が、車体側に固定保持されたコラムポストに対して、軸方向に摺動可能に且つ軸の周りに回転可能に支持されているテレスコピック式ステアリング装置における上記ステアリングホイールの振動を抑制するためのダイナミックダンパー機構であって、
上記ステアリングホイール内にて半径方向に移動可能にバネによって挟持されたダイナミックダンパーと、
上記ステアリングホイール軸に対して軸方向に摺動可能に且つ軸の周りに回転しないように取り付けられたスライド駒と、
上記スライド駒がステアリングホイール軸の軸方向の一定位置に配置されるよう上記スライド駒を支持するガイドと、
上記ステアリングホイール内に配置され、上記ダイナミックダンパーを上記バネを介して半径方向一側に押動して、ダイナミックダンパーのバネ定数を調整する偏心カムと、
上記ステアリングホイール内に配置され、上記スライド駒にワイヤを介して連結されていて、上記ステアリングホイール軸の軸方向の摺動に連動して上記偏心カムを回転駆動させるカム駆動機構と、を備えたことを特徴とする、ダイナミックダンパー機構。
【請求項２】
前記カム駆動機構が、前記ワイヤの進退によって作動するラックピニオン機構であることを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパー機構。
【請求項３】
前記カム駆動機構が、前記ワイヤの進退によって作動するラックピニオン機構及びピニオンの回転方向を転換するかさ歯車から成ることを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパー機構。
【請求項４】
前記カム駆動機構が、前記ワイヤの進退によって偏心カムの回転軸を直接に回転させるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパー機構。
【請求項５】
前記カム駆動機構が、ワイヤの進退を油圧手段を介して偏心カムの回転軸に回転運動として伝達するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のダイナミックダンパー機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のテレスコピック式ステアリング装置におけるステアリングホイールの振動を抑制するためのダイナミックダンパー機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のステアリング装置には、自動車の走行時或いはアイドリング時のエンジン又は車体の振動による共振を抑制するために、ダイナミックダンパーを備えたものがある。このようなダイナミックダンパーはステアリング装置に固定配置されている。
【０００３】
一方、テレスコピック式のステアリングでは、テレスコピック長の変化によって図１１に示すようにテレスコピック長が長い場合には符号Ａで示すような振動特性であるが、テレスコピック長が短くなると振動特性が符号Ｂで示すように高周波数側にずれることになる。
【０００４】
このため、例えばテレスコピック長が長い状態に合わせてダイナミックダンパーを設定すると、図１２に示すようにテレスコピック長が長い場合には符号Ａで示すように振動特性のピークレベルを抑制することができるが、テレスコピック長が短くなるとダイナミックダンパーが振動レベルを抑制することができなくなるため、符号Ｂで示すように元の振動特性のピークレベルがそのまま現われることになってしまう。
【０００５】
これに対して、特許文献１には、テレスコピック長に応じてリンク機構を介してダイナミックダンパーをステアリングコラムの長さ方向に移動調整して、ダイナミックダンパーのダンパー周波数特性を変化させるようにしたステアリング・ダイナミックダンパー機構が開示されている。これにより、図１３に示すようにテレスコピック長が変化しても、可動式のダイナミックダンパーによって常に適正な振動低減効果が得られ、テレスコピック長が長い場合には符号Ａで示すように、またテレスコピック長が短い場合には符号Ｂで示すように、それぞれ振動特性のピークレベルが抑制される。
【特許文献１】特開平０８−１７５３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１によるステアリング・ダイナミックダンパー機構では、ステアリングホイール自体が回転することから、ダイナミックダンパーはステアリングコラムに取り付けられている。このため、ステアリングの振動を抑制するために必要なダイナミックダンパーの質量が増大してしまっていた。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みて創作されたものであり、簡単な構成により、ダイナミックダンパーの質量をできるだけ小さくするようにしたテレスコピック式ステアリング装置のダイナミックダンパー機構を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、ステアリングホイールを支持するステアリングホイール軸が車体側に固定保持されたコラムポストに対して軸方向に摺動可能に且つ軸の周りに回転可能に支持されているテレスコピック式ステアリング装置におけるステアリングホイールの振動を抑制するためのダイナミックダンパー機構であって、ステアリングホイール内にて半径方向に移動可能にバネによって挟持されたダイナミックダンパーと、ステアリングホイール軸に対して軸方向に摺動可能に且つ軸の周りに回転しないように取り付けられたスライド駒と、スライド駒がステアリングホイール軸の軸方向の一定位置に配置されるようスライド駒を支持するガイドと、ステアリングホイール内に配置されダイナミックダンパーをバネを介して半径方向一側に押動してダイナミックダンパーのバネ定数を調整する偏心カムと、ステアリングホイール内に配置されスライド駒にワイヤを介して連結されていてステアリングホイール軸の軸方向の摺動に連動して偏心カムを回転駆動させるカム駆動機構と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明によるテレスコピック式ステアリング装置のダイナミックダンパー機構において、好ましくは、カム駆動機構がワイヤの進退により作動するラックピニオン機構である。
或いは、前記カム駆動機構が、ワイヤの進退により作動するラックピニオン機構及びピニオンの回転方向を転換するかさ歯車から成っていてもよい。このカム駆動機構は、ワイヤの進退により偏心カムの回転軸を直接に回転させるように構成されていてもよい。或いは、カム駆動機構は、ワイヤの進退を油圧手段を介して偏心カムの回転軸に回転運動として伝達するように構成されることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、テレスコピック長を調整するためにコラムポストに対してステアリングホイール軸が摺動されると、スライド駒はガイドを介してコラムポストに対して軸方向の一定位置に固定されていることから、ステアリングホイール軸に対して相対的に軸方向に移動する。従って、ワイヤがカム駆動機構に対して相対的に進退することになるので、このワイヤの進退によりカム駆動機構が偏心カムを回転駆動させる。これにより、偏心カムが回転駆動されて、ダイナミックダンパーのバネ定数を調整する。
【００１１】
このようにして、テレスコピック長の調整に連動して、ダイナミックダンパーのバネ定数が調整されることにより、テレスコピック長に応じてダイナミックダンパーの振動特性が調整される。
従って、テレスコピック長に対応して、ダイナミックダンパーの振動吸収周波数が変動してステアリングの振動を抑制することになるため、テレスコピック長が変化しても、常にステアリングの振動が確実に抑制される。さらに、ダイナミックダンパーがステアリングホイール内に設けられていることから、ダイナミックダンパーは最小質量で最大の振動抑制効果を発揮することができる。
【００１２】
また、ステアリングホイールの操舵時には、ステアリングホイールそしてステアリングホイール軸が軸の周りに回転すると、ステアリングホイール軸の回転に伴って、スライド駒も軸の周りに一体的に回転するので、ワイヤがステアリングホイール軸の周りに巻き付いてしまうようなことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係るダイナミックダンパー機構を備えたテレスコピック式ステアリング装置１０を示す斜視図である。このテレスコピック式ステアリング装置１０は、コラムポスト１１と、ステアリングホイール軸１２と、ステアリングホイール１３と、ダイナミックダンパー機構２０と、を備えている。
【００１４】
コラムポスト１１は車体側に固定配置されており中空円筒状に構成されていて、図２に示すようにベアリング１１ａを介して中心にステアリングホイール軸１２を回転可能に且つ軸方向に摺動可能に支持している。ここで、ベアリング１１ａの内側に支持される回転部１１ｂは、ステアリングホイール軸１２の周面に沿って軸方向に延びるキー１２ａと係合するキー溝１１ｃを備えており、このキー溝１１ｃはステアリングホイール軸１２と一体的に回転する。
【００１５】
ステアリングホイール軸１２は細長い円筒状に形成されていると共に、テレスコピック長の調整のためにコラムポスト１１内に挿入される領域より長い範囲に亘って前述したキー１２ａを備えている。
【００１６】
ステアリングホイール１３は大径のリング状に形成されていると共に、このリング状部分を支持する中央部がステアリングホイール軸１２の先端に固定されている。このステアリングホイール１３を回転させると、ステアリングホイール軸１２からキー１２ａ及びキー溝１１ｃの回転方向の係合を介してコラムポスト１１の回転部１１ｂが回転し、図示しない操舵機構を介して前輪の操舵が行なわれる。
【００１７】
ダイナミックダンパー機構２０は、図１に示すように、ダイナミックダンパー２１，スライド駒２２，ガイド２３，偏心カム２４及びカム駆動機構２５を備えている。
ダイナミックダンパー２１は、図１に示すように、ステアリングホイール１３内にて、半径方向に移動可能に支持されている。
【００１８】
スライド駒２２は図３に示すように扁平な円柱状に形成されており、ステアリングホイール軸１２のコラムポスト１１に近い領域でステアリングホイール軸１２に取り付けられている。ここで、スライド駒２２はステアリングホイール軸１２のキー１２ａが係合するキー溝２２ａを備えている。このスライド駒２２はステアリングホイール軸１２に対して軸方向に摺動可能に、そして軸の周りに回転しないように、即ちステアリングホイール軸１２と一体的に回転するように支持されている。さらに、スライド駒２２はその周面にて円周方向に沿ってガイド溝２２ｂを備えている。
【００１９】
ガイド２３は、図３に詳細に示すように、コラムポスト１１の先端部の外側に固定されている。ガイド２３の先端部にはその内側に屈曲した凸部２３ａが形成されており、この凸部２３ａはスライド駒２２の周面のガイド溝２２ｂに係合する。これにより、ガイド２３はステアリングホイール軸１２の軸方向の移動の際に、スライド駒２２を軸方向に移動しないように保持すると共に、ステアリングホイール軸１２の回転の際にはステアリングホイール軸１２と共に回転するスライド駒２２の回転を妨げない。
【００２０】
偏心カム２４は、図４に示すように、ダイナミックダンパー２１をステアリングホイール１３の半径方向一側から押動するように、ダイナミックダンパー２１の押動面２１ａに対して横向きの回転軸２４ａの周りに回転可能に支持されている。これにより、偏心カム２４が回転軸２４ａの周りに回転すると、ダイナミックダンパー２１の押動面２１ａをステアリングホイール２１の半径方向に移動調整する。さらに、偏心カム２４は、その回転軸２４ａが後述するカム駆動機構２５により回転駆動される。
【００２１】
ダイナミックダンパー２１は、図４に示すように、中心のおもりとしてのマス２１ｂを半径方向両側からバネ２１ｃにより挟持するように構成されており、一側のバネ２１ｃの外側に当接する押動面２１ａが偏心カム２４の回転により半径方向に移動調整され、各バネ２１ｃが伸長・圧縮されることによって、各バネ２１ｃのバネ定数が調整され、ステアリングの振動特性を周波数調整する。
【００２２】
カム駆動機構２５は例えば図５に示すように構成されている。
図５において、カム駆動機構２５はラック２５ａ及びピニオン２５ｂから成るラックピニオン機構から構成されている。このラック２５ａは、ステアリングホイール１３の半径方向に対して横向きに配置されており、ラック２５ａの一端はワイヤ２６に連結され、他端は復帰バネとしての引張りバネ２５ｃにより付勢されている。このワイヤ２６は、プーリー２６ａ，２６ｂ，２６ｃを介して屈曲した後、さらに図示しないプーリー等により屈曲して、ステアリングホイール軸１２に沿ってスライド駒２２まで延びており、先端がスライド駒２２に固定されている。
【００２３】
各ピニオン２５ｂはそれぞれ偏心カム２４の回転軸２４ａに取り付けられている。これにより、ラック２５ａは引張りバネ２５ｃにより他端側に引っ張られているが、ワイヤ２６が図５にて相対的に矢印Ｘ方向に引っ張られたとき、引張りバネ２５ｃの張力に抗してラック２５ａが一端側に移動し、ピニオン２５ｂそして偏心カム２４を回転させ、偏心カム２４がダイナミックダンパー２１の押動面２１ａを押動する。
【００２４】
本実施形態のテレスコピック式ステアリング装置１０は以上のように構成されており、テレスコピック長を調整するためにコラムポスト１１に対してステアリングホイール軸１２が摺動されることにより、テレスコピック長が適宜の長さに設定される。このとき、スライド駒２２はガイド２３を介してコラムポスト１１に対して軸方向一定位置に固定されるので、スライド駒２２はステアリングホイール軸１２に対して相対的に軸方向に移動すると共に、ワイヤ２６がカム駆動機構２５に対して相対的に進退することになる。
【００２５】
従って、このワイヤ２６の進退によってピニオン２５ｂが偏心カム２４を回転駆動させると、偏心カム２４は回転駆動によってダイナミックダンパー２１の押動面２１ａをバネ２１ｃの張力に抗して押動し、またはバネ２１ｃの張力に従って退避する。これにより、ダイナミックダンパー２１の押動面２１ａがステアリングホイール２１の半径方向に移動調整されて、この押動面２１ａの半径方向の進退によって、各バネ２１ｃのバネ定数がテレスコピック長に連動して調整される。
【００２６】
このようにして、各バネ２１ｃのバネ定数の調整に基づいてダイナミックダンパーの振動吸収周波数がテレスコピック長に対応して変動し、ステアリングの振動を抑制する。これにより、可動式ダイナミックダンパーを備えた特許文献１によるダイナミックダンパー機構と同様に、テレスコピック長の変化に連動して、図１３に示すような良好な振動特性が得られることになる。
【００２７】
一般に、ダイナミックダンパー２１の振動吸収周波数、即ちチューニング周波数ｆは、Ｋ：マス２１ｂの弾性係数，Ｍ：質量，Ｃ：定数とすると、
【数１】
2008260396.tif 000003
で与えられる。
ここで、図６に示すようにダイナミックダンパー２１はステアリングホイール１３に取り付けられていることから、コラムポスト１１の根元までのモーメント長はＬ１となる。これに対して、特許文献１に示した従来のダイナミックダンパー機構においては、ダイナミックダンパー２１が図６にて符号Ｄで示すように、コラムポスト１１の中間領域に取り付けられていることから、コラムポスト１１の根元までのモーメント長はＬ２となる。
【００２８】
従って、ダイナミックダンパー１１の制振力（モーメント）Ｆは、各位置におけるダイナミックダンパーの質量をそれぞれＭ１，Ｍ２とすると、
【数２】
2008260396.tif 000004
で与えられることになり、一定のＦを得るためには、Ｌ１＞Ｌ２であることから、Ｍ２＞Ｍ１となる。これにより、従来と比較して、ダイナミックダンパー２１の質量Ｍ１は、従来の質量Ｍ２のＬ２／Ｌ１と小さくすることができる。
【００２９】
このようにして、図７（Ａ）に示すようにテレスコピック長が短く設定される場合にも、また図７（Ｂ）に示すようにテレスコピック長が長く設定される場合にも、ダイナミックダンパー２１がテレスコピック長の変化に連動してステアリングホイール１３内にて偏心カム２４により半径方向に移動調整されることによって、常に最適な振動抑制効果が得られることになる。さらに、ダイナミックダンパー２１がステアリングホイール１３内に設けられていることから、ダイナミックダンパー２１は最小質量で最大の振動抑制効果を発揮することができる。
【００３０】
また、ステアリングホイール１３の操舵時には、ステアリングホイール１３そしてステアリングホイール軸１２が軸の周りに回転すると、ステアリングホイール軸１２の回転に伴ってスライド駒２２及びコラムポスト１１の回転部１１ｂも軸の周りに一体的に回転するので、ワイヤ２６がステアリングホイール軸１２の周りに巻き付いてしまうようなことはなく、円滑にステアリングホイール１３の操舵が行なわれる。
【００３１】
上述した実施形態においては、カム駆動機構２５は、ラックピニオン機構により構成されているが、これに限らず、例えば図８〜図１０に示すような各種機構を採用することも可能である。
【００３２】
図８はカム駆動機構２５の第二の構成例を示している。
図８に示すカム駆動機構２５は、ラック２５ａ，ピニオン２５ｂ及びかさ歯車２５ｄ，２５ｅから構成されている。このラック２５ａは、ステアリングホイール１３の半径方向に沿って配置されており、ラック２５ａの一端がワイヤ２６に連結されていると共に、他端が復帰バネとしての引張りバネ（図示省略）により付勢されている。ワイヤ２６は図示しないプーリー等により屈曲して、ステアリングホイール軸１２に沿ってスライド駒２２まで延びており、先端がスライド駒２２に固定されている。また、ピニオン２５ｂはその回転軸がそれぞれかさ歯車２５ｄ，２５ｅの一方の歯車の回転軸に取り付けられている。さらに、かさ歯車２５ｄ，２５ｅは、他方の歯車がそれぞれ偏心カム２４の回転軸に取り付けられている。
【００３３】
これにより、ラック２５ａは図示しない引張りバネを介して他端側に引っ張られているが、ワイヤ２６が図８にて相対的に矢印Ｘ方向に引っ張られたとき、引張りバネの張力に抗してラック２５ａが一端側に移動し、ピニオン２５ｂそしてから歯車２５ｄ，２５ｅを介して偏心カム２４を回転させ、偏心カム２４がダイナミックダンパー２１の押動面２１ａを押動する。
【００３４】
図９はカム駆動機構２５の第三の構成例を示している。
図９に示すカム駆動機構２５は、プーリー２５ｆ，２５ｇ及びワイヤ２６から構成されている。この場合、ワイヤ２６は、先端がスライド駒２２側に連結されていると共に、他端が二つの部分２６ａ，２６ｂに分岐して、それぞれプーリー２５ｆ，２５ｇを介して偏心カム２４の各回転軸２４ａに数回巻き付けられた後、さらにそれぞれ復帰バネとしての引張りバネ２５ｈ，２５ｉを介してステアリングホイール１３内に固定されている。
【００３５】
これにより、ワイヤ２６が図９にて相対的に矢印Ｘ方向に引っ張られたとき、引張りバネ２５ｈ，２５ｉの張力に抗して、ワイヤ２６の分岐した部分２６ａ，２６ｂが引っ張られることによって偏心カム２４を回転させ、偏心カム２４がダイナミックダンパー２１の押動面２１ａを押動する。
【００３６】
図１０はカム駆動機構２５の第四の構成例を示している。
図１０に示すカム駆動機構２５は、一次側の油圧シリンダ２５ｊ，油圧チューブ２５ｋ，二次側の油圧シリンダ２５ｌ，２５ｍ，リンク機構２５ｎ，２５ｐ及びワイヤ２６から構成されている。この場合、ワイヤ２６は、先端がスライド駒２２側に連結されていると共に、他端が油圧シリンダ２５ｊの可動部に連結されている。そして、油圧シリンダ２５ｊの可動部がワイヤ２６により駆動されると、油圧変化が油圧チューブ２５ｋを介して二次側の油圧シリンダ２５ｌ，２５ｍに伝達される。従って、油圧シリンダ２５ｌ，２５ｍの可動部の移動がそれぞれリンク機構２５ｎ，２５ｐを介して偏心カム２４の回転軸２４ａに伝達される。
【００３７】
これにより、ワイヤ２６が図１０にて相対的に矢印Ｘ方向に引っ張られたとき、一次側の油圧シリンダ２５ｊの可動部の移動による油圧変化が二次側の油圧シリンダ２５ｌ，２５ｍに伝達されて、これらの可動部が駆動されることによって偏心カム２４が回転し、偏心カム２４がダイナミックダンパー２１の押動面２１ａを押動する。
【００３８】
以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。カム駆動機構２５として四つの構成例を挙げたが、これに限らず、スライド駒２２の軸方向の移動に基づいて、偏心カム２４を回転軸の周りに回転駆動させるものであれば、例えばスライド駒２２の移動量に基づいて偏心カム２４の回転角を演算して、モータにより偏心カム２４の回転軸を回転駆動させるようにしてもよく、任意の構成とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係るダイナミックダンパー機構を備えたテレスコピック式ステアリング装置を示す斜視図である。
【図２】図１のステアリング装置におけるコラムポストの構成を示す一部破断拡大斜視図である。
【図３】図１のステアリング装置におけるスライド駒付近の構成を示す部分拡大斜視図である。
【図４】図１のステアリング装置におけるダイナミックダンパーの構成例を示す概略断面図である。
【図５】図１のステアリング装置におけるカム駆動機構の第一の構成例を示す概略斜視図である。
【図６】図１のステアリング装置におけるダイナミックダンパーのモーメントを説明する概略図である。
【図７】図１のステアリング装置において、（Ａ）はテレスコピック長が長い場合を、（Ｂ）はテレスコピック長が短い場合を示す概略斜視図である。
【図８】図１のステアリング装置におけるカム駆動機構の第二の構成例を示す概略斜視図である。
【図９】図１のステアリング装置におけるカム駆動機構の第三の構成例を示す概略斜視図である。
【図１０】図１のステアリング装置におけるカム駆動機構の第四の構成例を示す概略斜視図である。
【図１１】従来のダイナミックダンパーのないテレスコピック式ステアリング装置におけるテレスコピック長の変化による振動特性の変化を示すグラフである。
【図１２】従来の固定式ダイナミックダンパーを備えたテレスコピック式ステアリング装置におけるテレスコピック長の変化による振動特性の変化を示すグラフである。
【図１３】従来の可動式ダイナミックダンパーを備えたテレスコピック式ステアリング装置におけるテレスコピック長の変化による振動特性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０    テレスコピック式ステアリング装置
１１    コラムポスト
１１ｃ  キー溝
１２    ステアリングホイール軸
１２ａ  キー
１３    ステアリングホイール
２０    ダイナミックダンパー機構
２１    ダイナミックダンパー
２１ａ  押動面
２１ｂ  マス
２１ｃ  バネ
２２    スライド駒
２２ａ  キー溝
２２ｂ  ガイド溝
２３    ガイド
２３ａ  先端
２４    偏心カム
２４ａ  回転軸
２５    カム駆動機構
２６    ワイヤ
【図１】
2008260396.tif 000005
【図２】
2008260396.tif 000006
【図３】
2008260396.tif 000007
【図４】
2008260396.tif 000008
【図５】
2008260396.tif 000009
【図６】
2008260396.tif 000010
【図７】
2008260396.tif 000011
【図８】
2008260396.tif 000012
【図９】
2008260396.tif 000013
【図１０】
2008260396.tif 000014
【図１１】
2008260396.tif 000015
【図１２】
2008260396.tif 000016
【図１３】
2008260396.tif 000017