(57)【要約】【課題】操作性に優れ、動作不良や部品の損傷を抑制できるステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】操作レバー５が、角度θ１以上回動した後である回動角度θ３から、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛合及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合を開始させている（図９の一点鎖線Ａ）。かかる場合、ギアが噛合しているときは、常に側板２ａ、２ａがコラム本体１を押圧していることとなり、ギアの先端しか噛合していない状態で、コラム本体１に不測の荷重が付与されても、ギア歯の折損等を招く恐れは低い。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング位置調整用の操作レバーを操作することにより、車体に対してコラムを固定させるステアリングコラム装置において、
前記操作レバーの操作に応じて駆動される第１のギヤ歯と、駆動された前記第１のギヤ歯に噛合する第２のギヤ歯を備えたギヤ部とを有し、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯とが噛合することで、前記車体に対して前記コラムが固定されるようになっており、
更に、前記操作レバーに連動するカム機構と、前記カム機構により駆動され前記車体に対して押圧する固定位置と、前記押圧位置よりも前記車体に対して離れる解除位置との間で変位可能な押圧部材とを有し、前記押圧部材が前記固定位置に変位することで、前記車体に対して前記コラムが保持されるようになっており、
前記押圧部材が前記固定位置に向かって変位を開始した後に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が噛合することを特徴とするステアリングコラム装置。
【請求項２】
前記押圧部材が前記固定位置に到達した後に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が噛合することを特徴とする請求項１に記載のステアリングコラム装置。
【請求項３】
前記押圧部材が前記固定位置から前記解除位置に向かって変位を開始する前に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯とが離脱することを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングシャフトを、位置調整可能に支持するステアリングコラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングコラム装置は、車両の重要安全保安部品であり、衝突時に乗員の安全を確保するために衝突時におけるその挙動を、どのように制御するかが非常に重要である。通常は、ステアリングコラム装置自体に衝撃エネルギー吸収機構を設けるともに、ステアリングホイール内に収納したエアーバッグの支持部材としても重要な役割を担っている。
【０００３】
一方、運転者の運転姿勢を最適にするために、一般的なステアリングコラム装置は、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傾斜角度を調整でき、ステアリングホイールの軸線方向位置を調整できるようになっている。従って、ステアリングコラム装置には、コラム本体（即ちステアリングホイール）の位置や姿勢の調整が容易でなければならず、且つ衝突時には所定の位置や姿勢を確保しなければならないという相反する機能が必要になる。このような相反する機能を両立させるべく、従来のステアリングコラム装置では、種々の工夫がなされているが、ユーザーの操作性に対する要求の高まりなどにより、更なる向上が求められている。
【０００４】
ここで、特許文献１においては、チルトレバーの締め付けにより、チルトブラケットの側板がステアリングコラムを保持すると共に、チルトレバーと連動するロックレバーの係合歯が、コラムの係合歯と噛合することによって、ステアリングコラムの位置をロックできるステアリングコラム装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６８８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のステアリングコラム装置において、係合歯はばね付勢されているために、チルトレバーを締め付け位置へと移動させたとき、チルトブラケットの側板がステアリングコラムを保持する保持位置に到達する前に、係合歯の噛合が行われている。かかる場合、保持が確立する前に係合歯の先端のみが不完全に噛合した状態になるので十分なロック作用が生じず、大きな荷重が加わったときはステアリングコラムが変位してしまうこととなり、ユーザーの違和感を招く恐れがある。又、係合歯の先端同士のみが噛合した状態であると、荷重の付与により歯先端に大きな面圧が生じ、これを破損させる恐れもある。
【０００６】
一方、チルトレバーを解除位置へと移動させたとき、係合歯の離脱が完了する前に、チルトブラケットの側板がステアリングコラムの変位を許容する解除位置に到達してしまう場合がある。かかる場合、係合歯の先端のみが不完全に噛合した状態のまま、ユーザーがステアリングコラムが変位させようとすると、ギヤのひっかかり等を招き、ユーザーの違和感を招く恐れがある。更に、係合歯の先端同士のみが噛合した状態であると、ステアリングコラムの調整時に歯先端に大きな面圧が生じ、これを破損させる恐れもある。
【０００７】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、操作性に優れ、動作不良や部品の損傷を抑制できるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のステアリングコラム装置は、ステアリング位置調整用の操作レバーを操作することにより、車体に対してコラムを固定させるステアリングコラム装置において、
前記操作レバーの操作に応じて駆動される第１のギヤ歯と、駆動された前記第１のギヤ歯に噛合する第２のギヤ歯を備えたギヤ部とを有し、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯とが噛合することで、前記車体に対して前記コラムが固定されるようになっており、
更に、前記操作レバーに連動するカム機構と、前記カム機構により駆動され前記車体に対して押圧する固定位置と、前記押圧位置よりも前記車体に対して離れる解除位置との間で変位可能な押圧部材とを有し、前記押圧部材が前記固定位置に変位することで、前記車体に対して前記コラムが保持されるようになっており、
前記押圧部材が前記固定位置に向かって変位を開始した後に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が噛合することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記押圧部材が前記固定位置に向かって変位を開始した後に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が噛合するので、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が不完全な噛合状態では、既に前記押圧部材が前記コラムに向かって押圧されており、これにより不測の荷重に対して抗することができるため、ギヤ歯の損傷等を抑制できる。尚、「車体」とは、車体に固定されたブラケット等も含む。
【００１０】
前記押圧部材が前記固定位置に到達した後に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が噛合すると、更に好ましい。
【００１１】
前記押圧部材が前記固定位置から前記解除位置に向かって変位を開始する前に、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯とが離脱すると、前記第１のギヤ歯と前記第２のギヤ歯が不完全な噛合状態では、前記押圧部材が前記コラムに向かって押圧されており、不測の荷重に対して抗することができるため、前記コラムの調整時におけるギヤ歯の損傷等を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係るチルト ・テレスコピック式のステアリング装置 を図面を参照しつつ説明する。図１、２は、本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図であり、図１はロック状態を示し、図２は解除状態を示す。図３は、図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図であり、図４は、図２の構成をIV-IV線で切断して矢印方向に見た図である。
【００１３】
図１，２において、円筒状のコラム本体１は、ブラケット２、３を介して不図示の車体に取り付けられるようになっている。コラム本体１内には、不図示のステアリングホイールと操舵機構とを連結するステアリングシャフト４が挿通され、不図示のベアリングにより回転自在に支持されている。
【００１４】
コラム本体１の側部には、板状のテレスコ用ギアベース６が固定されており、一方、ブラケット２に板状のチルト用ギアベース７が固定されている。テレスコ用ギアベース６は、コラム本体１におけるテレスコ方向の調整幅に対応した長さを有している。又、チルト用ギアベース７は、コラム本体１におけるチルト方向の調整幅に対応した高さを有している。コラム本体１には、テレスコピックスライド用の長穴が成形されている。
【００１５】
図３，４において、ブラケット２は、コラム本体１を両側から挟むようにして一対の側板２ａ、２ａを有している。側板２ａ、２ａには、それぞれチルト方向の長孔２ｂ、２ｂが形成されている。コラム本体１の側壁には、長孔２ｂ、２ｂに対応する位置に、テレスコ方向の長孔１ａ、１ａが形成されている。
【００１６】
ボルト１１は、図３，４で右方より、カム式ロータリークランプ機構１０、右側板２ａの長孔２ｂ、コラム本体１の右方の長孔１ａ、コラム本体１の左方の長孔１ａ、左側板２ａの長孔２ｂ、間座１２，操作レバー５の開口５ａにこの順序で挿通され、ナット１３により固定されている。
【００１７】
カム式ロータリークランプ機構１０は、側板２ａに固定されたカム部１０ａと、ボルト１１に固定されたカム部１０ｂとからなる。図３に示す状態では、カム部１０ａ、１０ｂの高い面と低い面同士がそれぞれ当接している。一方、ボルト１１が回転すると、カム部１０ｂがカム部１０ａに対して回転し、図４に示すように、互いに高い面同士が当接するようになるので、ボルト１１に軸力が発生する。これにより押圧部材としての側板２ａ、２ａはコラム本体１に向かって変位するが、図３に示す状態をその解除位置とし、図４に示す状態をその固定位置とする。
【００１８】
図１，２において、操作レバー５には、テレスコ用ギアベース６に対応して、テレスコ用ギア部材８が固定的に取り付けられ、チルト用ギアベース７に対応して、チルト用ギア部材９が一体的に形成されている。
【００１９】
図１に示す位置に操作レバー５を回動させると、テレスコ用ギアベース６に対し、円弧状に移動しながらテレスコ用ギア部材８が噛合し、且つチルト用ギアベース７にチルト用ギア部材９が噛合する。これに対し、図２に示す位置に操作レバー５を回動させると、テレスコ用ギアベース６から、円弧状に移動しながらテレスコ用ギア部材８が離脱し、且つチルト用ギアベース７からチルト用ギア部材９が離脱するようになっている。
【００２０】
図５は、噛合状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の斜視図であり、テレスコ用ギア部材８は車体に対して位置決めされた状態にある。図６は、離脱状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。テレスコ用ギアベース６は、下方に向かうにつれて狭幅となるテーパ面の両外面に複数の歯（第１の歯）６ａを有し、テレスコ用ギア部材８は、上方に向かうにつれて広幅となるテーパ面の両内面に、同じピッチで複数の歯（第２の歯）８ａを有している。
【００２１】
ここで、テレスコ用ギアベース６及びテレスコ用ギア部材８におけるテーパ面のテーパ角をκ＝９°としたが、０度以上であれば良い。又、テレスコ用ギアベース６の歯６ａの端部（図で下端）を、曲率半径Ｒ２で輪郭付けし、それに対向するテレスコ用ギア部材８の歯８ａの端部（図で上端）を、曲率半径Ｒ３で輪郭付けし、それによりテーパ面同士が嵌合しやすいにようにしている。本実施の形態では、歯６ａ、８ａの端部を円弧で輪郭付けしたが、その曲率半径は任意であり、又必ずしも必要であるわけではない。また円弧でなく直線で輪郭付けしても良い。その場合、歯筋と直線とは任意の曲率半径の円弧で接続させることが望ましい。
【００２２】
また、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の歯筋は、操作レバー５の中心をした曲率半径Ｒ（図１）の円弧状に形成すると好ましい。テレスコ用ギア部材８は、操作レバー５に固定されるので、その歯８ａの移動軸跡は円弧状となる。そのためテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の歯筋を、同じ曲率半径の円弧状に形成することで、歯６ａ、８ａ同士が噛合する際に、操作フィーリングが向上する。
【００２３】
図７は、離脱状態から噛合状態に至るテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。図７を参照して、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合動作について説明する。まず、離脱状態においては、向かい合うテレスコ用ギアベース６の歯６ａとテレスコ用ギア部材８の歯８ａとは、真正面に対向しておらず、それぞれ噛合する歯が真正面の位置から歯筋方向にシフトした関係となっている（図７（ａ））。
【００２４】
ここから、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８とを相対的に接近させると、中心ズレがある場合には、一方の面の歯６ａが歯８ａの歯先同士（図７（ｂ）のＣ点）が当接することになるが、それぞれの歯筋に対して法線方向及び接線方向以外の方向に沿って接近させて噛合させているので、Ｃ点で当接した後においても、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８とは矢印方向（図７（ｂ））に相対移動を続けることができ、スライドしつつ互いに噛み合っていくため、このスライドの最中に歯６ａ、８ａが容易に噛合することができる（図７（ｃ）のＤ点）
【００２５】
一方の面の歯６ａ、８ａが噛合すれば、それがガイドとなって、他方の面の歯６ａ、８ａも容易に噛合することができる（図７（ｄ）、（ｅ））。このように、本実施の形態による歯６ａ、８ａの噛合では、従来のギアの噛合と比較して、歯先同士が当接しあって移動が阻止される可能性が低く、操作レバー５の操作フィーリングが向上するといった効果がある。
【００２６】
本実施の形態の場合、操作レバー５の回動により、それに取り付けられて一体となったテレスコ用ギア部材８を、テレスコ用ギアベース６と噛合させるようにしているので、操作レバー５に付与された力を直接テレスコ用ギア部材８に伝達することで、確実な噛合を行わせることができる。又、操作レバー５の回動量が、そのままテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合量となるので、簡素な構成でありながら確実にコラム本体１の固定を実現できる。
【００２７】
以上、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の噛合動作について述べたが、チルト用ギアベース７とテレスコ用ギア部材９との噛合動作も基本的に同様である。
【００２８】
図８は、チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との関係を示す斜視図であるが、説明を容易とすべく、チルト用ギアベース７は、半分に切断した状態で示している。チルト用ギアベース７は、図で左方に向かうにつれて狭幅となるテーパ面の両内面に複数の歯（第１の歯）７ａを有し、チルト用ギア部材９は、図で右方に向かうにつれて広幅となるテーパ面の両外面に、同じピッチで複数の歯（第２の歯）９ａを有している。更に、チルト用ギア部材９は、歯９ａの歯筋の先端形状を、チルト用ギアベース７の歯７ａの先端形状の並びに対して、ν＝５度の傾斜角度を持った形状に揃えている。
【００２９】
噛合時において、チルト用ギア部材９の歯９ａは、チルト用ギアベース７の歯７ａに噛合し始める際に、図８のＡ点から噛み合い始める。即ち、歯７ａ、９ａの噛合が、ひとつの歯から始まり、更にそれに隣接する歯が順次噛合するようにすることにより、噛み合い不良の発生率を小さくすることが可能である。
【００３０】
本実施の形態では、傾斜角度ν＝５度としたが、ギアの噛み合い開始がひとつの歯から噛み合えばよいので、その角度や形状には限定されることがない。このような構成は、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８についても同様に適用できる。更に、本実施の形態では、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８、及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９を、コラム本体１の片側にのみ設けているが、コラム本体１の両側に同じ構成を持たせることで、ロック耐力を倍増すること、対称性を増し動作のさらなる安定化を図ることもできる。
【００３１】
本実施の形態においては、操作レバー５の操作により、ボルト１１の軸力を増大して、押圧部材としてのブラケット２の側板２ａ、２ａをコラム本体１に向かって押圧し、その間に発生する摩擦力で側板２ａ、２ａに対してコラム本体１を保持すると共に、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛合及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合を同期して行い、ブラケット２に対してコラム本体１を固定（ロック）するようになっている。
【００３２】
例えば、車両の衝突事故に起因して２次衝突が生じた場合など、運転者が前方に放り出されこれを受け止めるステアリングホイールに過大な荷重が付与されることが予測されるが、カム式ロータリークランプ機構１０により駆動される側板２ａ、２ａとコラム本体１との間の摩擦力のみでは、ブラケット２とコラム本体１との間に滑りが生じる恐れがある。これに対し、本実施の形態のように、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛合及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合を行うことで、例え２次衝突が生じても、コラム本体１をブラケット２即ち車体に対して適正に保持して、運転者の安全を確保することができる。
【００３３】
ここで、保持と噛合のタイミングについて、図面を参照して考察する。図９は、縦軸にカム式ロータリークランプ機構１０にカムの揚程（カム部１０ａ、１０ｂの軸線方向における相対移動距離）及びギヤの噛合量をとり、横軸に操作レバー５の回動角度をとって示す図である。
【００３４】
ここで、カムの揚程がゼロであるときは、側板２ａ、２ａは解除位置にある。ここから操作レバー５を回動したときに、側板２ａ、２ａが解除位置からコラム本体１を押圧する固定位置に向かって変位を開始する操作レバー５の回動角度はθ１であり、固定位置に到達した時の操作レバーの回動角度はθ２とし、このときのカムの揚程量はＸであるものとする（図９の実線参照）。
【００３５】
しかるに、操作レバー５の回動角度θ１の前に、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛合及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合が開始したものとすると、角度θ４〜θ１の期間は、コラム本体１の支持はギア同士の係合のみに頼ることとなる。かかる場合、噛合の初期はギアの先端しか噛合していないため、コラム本体１に不測の荷重が付与されると、ギア歯の折損等を招く恐れがある。
【００３６】
そこで、本実施の形態においては、操作レバー５が、角度θ１以上回動した後である回動角度θ３から、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛合及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合を開始させている（図９の一点鎖線Ａ）。かかる場合、ギアが噛合しているときは、常に側板２ａ、２ａがコラム本体１を押圧していることとなり、ギアの先端しか噛合していない状態で、コラム本体１に不測の荷重が付与されても、ギア歯の折損等を招く恐れは低い。
【００３７】
尚、操作レバー５が、角度θ２以上回動した後、即ち側板２ａ、２ａの押圧力が最も高まる固定位置に到達した後に、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との噛合及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との噛合を開始させれば、噛合開始時点で側板２ａ、２ａにより最大の保持力でコラム本体１が保持されているため、より効果的である（図９の一点鎖線Ｃ）。
【００３８】
操作レバー５をゆるめる方向に回動させる場合も、同様である。即ち、操作レバー５が、角度θ１以下に回動する前に、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との離脱及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との離脱を完了している（図９の一点鎖線Ａ）。締め付け方向の回動と同様に、ギアが噛合しているときは、常に側板２ａ、２ａがコラム本体１を押圧していることとなり、ギアの先端しか噛合していない状態で、コラム本体１に不測の荷重が付与されても、ギア歯の折損等を招く恐れは低い。
【００３９】
尚、操作レバー５が、角度θ２以下に回動する前、即ち側板２ａ、２ａ固定位置から変位する前に、テレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８との離脱及びチルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との離脱を開始させることがより望ましい（図９の一点鎖線Ｃ）。
【００４０】
以上、実施の形態を参照して本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、その趣旨を損ねない範囲で適宜変更、改良可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るステアリングコラム装置の斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るステアリングコラム装置の断面図である。
【図４】本実施の形態に係るステアリングコラム装置の断面図である。
【図５】噛合状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の斜視図である。
【図６】離脱状態にあるテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。
【図７】離脱状態から噛合状態に至るテレスコ用ギアベース６とテレスコ用ギア部材８の断面図である。
【図８】チルト用ギアベース７とチルト用ギア部材９との関係を示す斜視図である。
【図９】縦軸にカム式ロータリークランプ機構１０にカムの揚程（カム部１０ａ、１０ｂの軸線方向における相対移動距離）及びギヤの噛合量をとり、横軸に操作レバー５の回動角度をとって示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ コラム本体
２、３  ブラケット
４ ステアリングシャフト
５ 操作レバー
６ テレスコ用ギアベース
７ チルト用ギアベース
８ テレスコ用ギア部材
９ チルト用ギア部材
１０  カム式ロータリークランプ機構
１１ ボルト
１２ 間座
１３ ナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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