(57)【要約】【課題】より確実に共振の発生を抑制することが可能なステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】ステアリングコラム装置１は、ステアリングホイール１００が端部２１ａに連結されるステアリングシャフト２を回転可能に支持し、ステアリングホイール１００のテレスコピック位置を調節可能に嵌め合されたアウターチューブ３１及びインナーチューブ３２を含む二重管構造のコラムチューブ３０と、運転者の操作に応じてアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との軸方向の相対移動を規制するロック状態と当該相対移動を可能とする非ロック状態とを切り替え可能なテレスコロック機構５と、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性を可変とするアクチュエータ６０を含む剛性調整機構６と、アクチュエータ６０を制御するコントローラ７とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールが端部に連結されるステアリングシャフトを回転可能に支持し、前記ステアリングホイールのテレスコピック位置を調節可能に嵌め合されたアウターチューブ及びインナーチューブを含む二重管構造のコラムチューブと、
運転者の操作に応じて前記アウターチューブと前記インナーチューブとの軸方向の相対移動を規制するロック状態と当該相対移動を可能とする非ロック状態とを切り替え可能なテレスコロック機構と、
前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の剛性を可変とするアクチュエータを含む剛性調整機構と、
前記アクチュエータを制御する制御部とを備えた、
ステアリングコラム装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記運転者による前記ステアリングホイールの操舵速度に基づいて前記アクチュエータを制御する、
請求項１に記載のステアリングコラム装置。
【請求項３】
前記剛性調整機構は、前記アクチュエータの作動によって前記コラムチューブの径方向に移動する第１部材と、前記第１部材に対して揺動可能に連結され、その一端部が前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間に形成された収容空間に収容される第２部材とを有し、
前記第１部材の移動に伴う前記第２部材の揺動によって、前記アウターチューブと前記インナーチューブとが径方向に押し付けられる、
請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
【請求項４】
前記剛性調整機構は、前記アクチュエータの作動によって回転するネジ部材を有し、
前記ネジ部材の回転によって前記アウターチューブと前記インナーチューブとが径方向に相対移動する方向の力を受ける、
請求項１又は２に記載のステアリングコラム装置。
【請求項５】
前記ネジ部材は、前記アウターチューブに形成されたネジ穴に螺合し、かつ前記アクチュエータの作動によって先端部が前記インナーチューブに当接する、
請求項４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、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフトを回転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】
従来、ステアリングコラムに取り付けた電動モータにより操舵補助力を発生するコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置では、電動モータの振動がステアリングコラム全体に伝わりやすく、ステアリングコラムの共振によって運転者が感得し得る程度の振動や異音が発生してしまう虞がある。この対策として、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、ブラケットに弾性体を介して支持される重りを含む動吸振器を備えることにより、共振の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３１９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、電動パワーステアリング装置のあらゆる動作状態において共振の発生を抑制することは困難であり、特定の動作状態においては共振の発生を抑制できても、動作状態が変化すれば共振が発生してしまう虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、より確実に共振の発生を抑制することが可能な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】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するため、ステアリングホイールが端部に連結されるステアリングシャフトを回転可能に支持し、前記ステアリングホイールのテレスコピック位置を調節可能に嵌め合されたアウターチューブ及びインナーチューブを含む二重管構造のコラムチューブと、運転者の操作に応じて前記アウターチューブと前記インナーチューブとの軸方向の相対移動を規制するロック状態と当該相対移動を可能とする非ロック状態とを切り替え可能なテレスコロック機構と、前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間の剛性を可変とするアクチュエータを含む剛性調整機構と、前記アクチュエータを制御する制御部とを備えた、ステアリングコラム装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るステアリングコラム装置によれば、より確実に共振の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るステアリングコラム装置が適用された電動パワーステアリング装置の側面図である。
【図２】ステアリングコラム装置の断面図である。
【図３】剛性調整機構及びその周辺部を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】剛性調整機構の動作を示す動作説明図であり、（ａ）は作動状態を、（ｂ）は非作動状態をそれぞれ示す。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る剛性調整機構を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【００１１】
（電動パワーステアリング装置の全体構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るステアリングコラム装置が適用された電動パワーステアリング装置の側面図である。図２は、ステアリングコラム装置の断面図である。なお、図１及び図２において、図面の上側が車体に組み付けられた電動パワーステアリング装置の上方にあたる。
【００１２】
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール１００が端部２１ａに連結されるステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２を回転可能に支持するステアリングコラム装置３と、ステアリングシャフト２に操舵補助力を付与する操舵補助装置４とを備えている。つまり、本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１は、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である。
【００１３】
ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１００が端部２１ａに固定されるアッパシャフト２１と、アッパシャフト２１に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能に配置されたロアシャフト２２からなり、ロアシャフト２２がアッパシャフト２１にスプライン嵌合されている。ステアリングシャフト２は、ステアリングコラム装置３にその軸線周りに回転可能に支持され、例えばラックアンドピニオン機構からなる操舵機構（図示せず）に自在継手（図示せず）等を介して連結されている。ステアリングシャフト２は、ステアリングホイール１００の回転力を操舵力として操舵機構に伝達し、車両の転舵輪（図示せず）を転舵させる。
【００１４】
ステアリングコラム装置３は、ステアリングホイール１００のテレスコピック位置（ステアリングシャフト２の回転軸線Ｏ方向の位置）を調節可能に嵌め合されたアウターチューブ３１及びインナーチューブ３２を含む二重管構造のコラムチューブ３０と、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との軸方向の相対移動を規制可能なテレスコロック機構５と、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性を可変とするアクチュエータ６０を含む剛性調整機構６と、アクチュエータ６０を制御する制御部としてのコントローラ７とを備えている。
【００１５】
アウターチューブ３１及びインナーチューブ３２は共に円筒状に形成され、アウターチューブ３１はインナーチューブ３２よりも大径に形成されている。運転者がステアリングホイール１００をステアリングシャフト２の回転軸線Ｏ方向に動かし、テレスコピック調整を行う際には、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との嵌合長さが変化することで、コラムチューブ３０の軸方向の長さが変化する。アウターチューブ３１の内部におけるステアリングホイール１００側の端部には、アッパシャフト２１を回転可能に支持するための軸受２３が配置されている。
【００１６】
テレスコロック機構５は、コラムチューブ３０を支持するブラケット５０に設けられている。テレスコロック機構５は、運転者の操作に応じて、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との軸方向の相対移動を規制するロック状態と、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との軸方向の相対移動を可能とする非ロック状態とを切り替え可能である。
【００１７】
また、テレスコロック機構５は、運転者によって回動される操作レバー５１と、操作レバー５１と共にその中心軸周りに回転する軸状部材５２と、軸状部材５２の外側に偏心して設けられたカム部材５３と、カム部材５３の外周面に嵌着された円筒状の押付部材５４とを備えている。軸状部材５２は、アウターチューブ３１に固定されたコラムブラケット３００及び車体に固定されたブラケット５０に回転可能に支持されている。カム部材５３は、軸状部材５２の回転軸に対して偏心し、軸状部材５２と相対回転不能に固定されている。押付部材５４は、その外周面がアウターチューブ３１に形成された開口３１０を介してインナーチューブ３２の外周面３２ａと対向している。
【００１８】
そして、テレスコロック機構５は、操作レバー５１の先端部に設けられた把持部５１０が運転者によって手前側又は奥側に操作されると軸状部材５２が回転し、押付部材５４がカム部材５３を介してこの回転力を受ける。カム部材５３は、軸状部材５２と押付部材５４との間における厚みが周方向に異なっているので、軸状部材５２の回転に伴って押付部材５４が上下移動する。押付部材５４が上方に移動してインナーチューブ３２を押し付けるとテレスコロック機構５がロック状態となり、押付部材５４が下方に移動してインナーチューブ３２から離間するとテレスコロック機構５が非ロック状態となる。
【００１９】
また、ブラケット５０は、コラムブラケット３００を車幅方向に挟む一対の壁部５０１（図１には一方の壁部５０１のみを示す）を有し、操作レバー５１の操作によって作動する図略のカム機構のカム推力によって、コラムブラケット３００が一対の壁部５０１に対して固定されるように構成されている。また、カム推力が発生していない状態では、コラムブラケット３００がアウターチューブ３１と共に、上下移動可能である。これにより、ステアリングホイール１００のチルト調整が可能となっている。
【００２０】
操舵補助装置４は、コントローラ７によって制御される電動モータ４０を備え、この電動モータ４０の出力が例えばウォームギヤ機構からなる減速機によって減速されてステアリングシャフト２に付与される。電動モータ４０及びコントローラ７は、ハウジング９に固定され、このハウジング９に設けられた筒部９１の外周にインナーチューブ３２が嵌合固定されている。
【００２１】
コントローラ７は、ステアリングホイール１００に付与される操舵トルクを例えばトーションバーの捩じれによって検出し、この操舵トルク及び車速に応じた電流を電動モータ４０に供給する。また、コントローラ７は、例えば電動モータ４０に設けられた回転角センサの出力信号に基づいて、電動モータ４０の回転速度を検知可能である。
【００２２】
（剛性調整機構６の構成）
図３は、剛性調整機構６及びその周辺部を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。図４は、剛性調整機構６の動作を示す動作説明図であり、（ａ）は作動状態を、（ｂ）は非作動状態をそれぞれ示す。なお、図３では、ブラケット５０等の図示を省略している。
【００２３】
剛性調整機構６は、コントローラ７によって制御されるアクチュエータ６０と、アクチュエータ６０の作動によってコラムチューブ３０の径方向に移動する第１部材としての支持部材６１と、支持部材６１に対して揺動可能に連結され、その一端部がアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間に形成された収容空間３０ａに収容された第２部材としての押付部材６２を有している。
【００２４】
アクチュエータ６０は、図略の電線を介してコントローラ７から電流の供給を受けて作動する電動アクチュエータであり、コイルへの通電によって発生する磁力によって、本体部６００に対してロッド６０１が出退動作するように構成されている。ロッド６０１は、本体部６００に対してステアリングシャフト２の回転軸線Ｏに対して垂直な方向に移動可能であり、ロッド６０１の先端面６０１ａには支持部材６１が例えば溶接によって結合されている。
【００２５】
支持部材６１は、屈曲された棒状の金属部材からなり、ロッド６０１と共に進退移動する。また、支持部材６１は、一端部がロッド６０１に結合されてステアリングシャフト２の回転軸線Ｏと平行に延びる軸方向延在部６１１と、軸方向延在部６１１の他端部からインナーチューブ３２に向かって延びる径方向延在部６１２とを有している。
【００２６】
押付部材６２は、直線状の棒状の金属部材からなり、その一端部がヒンジ６３によって支持部材６１に連結されている。押付部材６２の他端部は、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の収容空間３０ａに挿入されている。
【００２７】
収容空間３０ａは、アウターチューブ３１におけるステアリングホイール１００とは反対側の端部が外方に膨出することによって形成されている。すなわち、剛性調整機構６は、テレスコロック機構５よりもステアリングホイール１００とは反対側（操舵補助装置４側）に設けられている。アクチュエータ６０の本体部６００は、収容空間３０ａの径方向外側におけるアウターチューブ３１の外周面に例えば溶接によって固定されている。
【００２８】
アクチュエータ６０にコントローラ７から電流が供給され、ロッド６０１が本体部６００から突出すると、ロッド６０１と共に支持部材６１がコラムチューブ３０から離間する方向に移動する。この支持部材６１の移動に伴う押付部材６２の揺動によって、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２とが径方向に押し付けられる。具体的には、押付部材６２の先端部６２ａがインナーチューブ３２の外周面３２ａに当接すると共に、先端部６２ａよりもヒンジ６３側における押付部材６２の当接部６２ｂがアウターチューブ３１の開口端部３１ａに当接し、収容空間３０ａをコラムチューブ３０の径方向に押し広げるように、押付部材６２がアウターチューブ３１とインナーチューブ３２とを押し付ける。
【００２９】
つまり、押付部材６２は、アウターチューブ３１の開口端部３１ａに当接する当接部６２ｂを支点とし、インナーチューブ３２に当接する先端部６２ａを作用点とし、ヒンジ６３を力点とする梃子の原理によって、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２とを押し付ける。これにより、アクチュエータ６０がロッド６０１を押し出す力よりも大きな力で、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２とを押し付けることが可能となる。
【００３０】
一方、コントローラ７からの電流供給が遮断されると、図略の付勢部材の付勢力によってロッド６０１がアクチュエータ６０の作動時とは反対側に移動し、押付部材６２によるアウターチューブ３１及びインナーチューブ３２の押し付け状態が解除される。
【００３１】
以上のようなアクチュエータ６０の動作によって、アクチュエータ６０の作動状態及び非作動状態におけるアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性が変化する。すなわち、アクチュエータ６０の作動状態では、押付部材６２がアウターチューブ３１及びインナーチューブ３２を押し付けることでアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性が高くなり、アクチュエータ６０の非作動状態では、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性が低くなる。
【００３２】
コントローラ７は、ステアリングホイール１００の操舵速度に基づいて、アクチュエータ６０を制御する。つまり、コントローラ７は、ステアリングホイール１００の操舵速度に基づいてアクチュエータ６０に供給する電流を増減させる。なお、ステアリングホイール１００の操舵速度は、電動モータ４０の回転角センサの出力信号に基づいて検知することができる他、別途設けられた操舵角センサの出力信号に基づいてステアリングホイール１００の操舵速度を検知してもよい。
【００３３】
コントローラ７には、アクチュエータ６０の非作動状態においてアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との共振が発生し得るステアリングホイール１００の操舵速度の速度域が予め記憶されており、検知したステアリングホイール１００の操舵速度がこの速度域に含まれる場合に、アクチュエータ６０に電流を供給し、アクチュエータ６０を作動させる。
【００３４】
なお、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との共振が発生し得るステアリングホイール１００の操舵速度の速度域は、電動パワーステアリング装置１が搭載される車両の車種ごとに異なる。また、車種によっては、アクチュエータ６０の作動によってアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性が高まることで振動が伝わりやすくなり、特定の速度域でかえって共振が発生しやすくなる場合もある。このため、アクチュエータ６０を作動させる操舵速度の速度域は、例えば車両への搭載状態における実験によって、車種ごとに設定する必要がある。
【００３５】
また、押付部材６２がアウターチューブ３１及びインナーチューブ３２を押し付けた状態では、テレスコピック調整時におけるアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との軸方向の相対移動が妨げられるので、操舵速度が実質的にゼロであるときにはアクチュエータ６０を作動させないように、アクチュエータ６０を作動させる速度域を設定すべきである。
【００３６】
（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、剛性調整機構６によってアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性を高めることができるので、電動パワーステアリング装置１の動作状態に応じてコラムチューブ３０の剛性を変化させることができ、コラムチューブ３０における共振の発生を抑制することができる。また、コントローラ７は、ステアリングホイール１００の操舵速度に基づいてアクチュエータ６０を制御するので、コラムチューブ３０における共振が発生する操舵速度の速度域において、より確実に共振の発生を抑制することができる。
【００３７】
またさらに、インナーチューブ３２は、テレスコロック機構５の押付部材５４に押し付けられると共に、押付部材５４よりも操舵補助装置４側に離間した位置で剛性調整機構６の押付部材６２によって押し付けられる。つまり、インナーチューブ３２は、軸方向の２箇所で押し付けられるので、剛性調整機構６の作動時における剛性が高まり、さらに確実に共振の発生を抑制することができる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。第２の実施の形態に係るステアリングコラム装置は、剛性調整機構の構成が異なる他は、第１の実施の形態と同様であるので、この違いの部分について説明し、共通する部分については重複した説明を省略する。
【００３９】
図５は、第２の実施の形態に係る剛性調整機構８を示す概略構成図である。図５において、第１の実施の形態について説明したものと共通する部材等については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
剛性調整機構８は、コントローラ７から供給される電流によって作動するアクチュエータ８０と、アクチュエータ８０の作動によって回転するネジ部材８１を有している。アクチュエータ８０は、ネジ部材８１を回転させるトルクを発生する電動モータであり、アウターチューブ３１の外周面に立設された支持軸３１１によって支持され、かつ回り止めされている。また、アクチュエータ８０は、支持軸３１１に沿ってアウターチューブ３１の径方向に移動可能である。
【００４１】
ネジ部材８１は、アウターチューブ３１に形成されたネジ穴３１２に螺合し、その先端部８１ａがアウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の収容空間３０ａに収容されている。ネジ穴３１２は、アウターチューブ３１をその径方向に貫通している。アクチュエータ８０の作動によってネジ部材８１がネジ穴３１２内で回転すると、ネジ部材８１がアウターチューブ３１に対してその径方向に移動する。
【００４２】
コントローラ７は、アクチュエータ８０に供給する電流の向きを正方向及び逆方向に切り替えることができ、この電流の向きに応じてアクチュエータ８０の回転方向が切り替わる。アクチュエータ８０がネジ部材８１をアウターチューブ３１に対して内方に移動させる方向に回転すると、先端部８１ａがインナーチューブ３２の外周面３２ａに当接し、インナーチューブ３２を内方に押し付ける。すなわち、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２とは、ネジ部材８１によって径方向に相対移動する力を受ける。
【００４３】
一方、アクチュエータ８０が逆方向に回転すると、ネジ部材８１の先端部８１ａがインナーチューブ３２の外周面３２ａから離間し、ネジ部材８１による押し付け状態が解除される。
【００４４】
以上のようなアクチュエータ８０の動作によって、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性を変化させることができる。すなわち、ネジ部材８１がインナーチューブ３２を押し付けた状態では、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性が高くなり、ネジ部材８１がインナーチューブ３２から離間すると、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との間の剛性が低くなる。
【００４５】
コントローラ７は、第１の実施の形態と同様に、ステアリングホイール１００の操舵速度に基づいて、アクチュエータ８０を制御する。つまり、コントローラ７は、ステアリングホイール１００の操舵速度に基づいてアクチュエータ８０に正方向又は逆方向の電流を供給し、アウターチューブ３１とインナーチューブ３２との共振が発生し得るステアリングホイール１００の操舵速度の速度域では、ネジ部材８１によってインナーチューブ３２を内方に押し付ける。これにより、第１の実施の形態と同様に、コラムチューブ３０における共振の発生を抑制することができる。
【００４６】
以上、本発明のステアリングコラム装置を上記第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…電動パワーステアリング装置、１００…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、２１…アッパシャフト、２１ａ…端部、２２…ロアシャフト、２３…軸受、３…ステアリングコラム装置、３０…コラムチューブ、３００…コラムブラケット、３０ａ…収容空間、３１…アウターチューブ、３１０…開口、３１１…支持軸、３１２…ネジ穴、３１ａ…開口端部、３２…インナーチューブ、３２ａ…外周面、４…操舵補助装置、４０…電動モータ、５…テレスコロック機構、５０…ブラケット、５０１…壁部、５１…操作レバー、５１０…把持部、５２…軸状部材、５３…カム部材、５４…押付部材、６,８…剛性調整機構、６０…アクチュエータ、６００…本体部、６０１…ロッド、６０１ａ…先端面、６１…支持部材、６１１…軸方向延在部、６１２…径方向延在部、６２…押付部材、６２ａ…先端部、６２ｂ…当接部、６３…ヒンジ、７…コントローラ、８０…アクチュエータ、８１…ネジ部材、８１ａ…先端部、９…ハウジング、９１…筒部、Ｏ…回転軸線
【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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