特許 6202321 車両のステアリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202321

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】車両のステアリング装置

(51)【国際特許分類】

   B62D 1/18 20060101AFI20170914BHJP

   F16H 25/24 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   B62D1/18

   F16H25/24 B

   F16H25/24 G

【請求項の数】2

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2013-230758(P2013-230758)

(22)【出願日】2013年11月7日

(65)【公開番号】特開2015-89758(P2015-89758A)

(43)【公開日】2015年5月11日

【審査請求日】2016年10月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084124

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 一眞

(72)【発明者】

【氏名】加藤 健

【審査官】 神田 泰貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６７３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９１９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４０７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１８８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４６３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１９９６６７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００９−５０２１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３２０３５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ １／００ − １／２８

Ｆ１６Ｈ １９／００ − ３７／１６

Ｆ１６Ｈ ４８／１２

Ｆ１６Ｈ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に対しステアリングシャフトを揺動可能に支持するメインハウジングと、当該車体に固定する固定ブラケットとを連結し、前記ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置において、前記電動チルト機構が、前記メインハウジングに対し出力回転軸を中心に回転可能に支持される電動モータと、前記メインハウジングに対し前記電動モータの出力回転軸を中心に揺動可能に支持され、前記電動モータに回転駆動されるチルト螺子軸と、該チルト螺子軸に螺合され、当該チルト螺子軸の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材と、該ナット部材に揺動可能に支持されると共に、前記メインハウジング及び前記固定ブラケットに対し揺動可能に支持されるリンク機構とを備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。

【請求項2】

前記リンク機構が、前記ナット部材に対し第１のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記メインハウジングに対し第２のピボット軸を中心に回転可能に支持される第１のリンク部材と、該第１のリンク部材に対し第３のピボット軸を中心に回転可能に支持され前記固定ブラケットに対し第４のピボット軸を中心に回転可能に支持される第２のリンク部材とを備えた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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のステアリング装置に関し、特に、電動モータによってステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する電動チルト機構を備えたステアリング装置に係る。

【背景技術】

【0002】

電動チルト機構を備えたステアリング装置に関し、例えば下記の特許文献１には、「車体に対し前方側端部を揺動中心として揺動可能に支持するメインハウジングと、該メインハウジングに収容し軸方向移動可能に支持する可動コラム部材と、前記メインハウジングの車体後方側端部を前記車体に対して上下方向に移動可能に支持した状態で前記車体に固定する固定ブラケットと、該固定ブラケットに一端を支持するリンク機構と、該リンク機構の他端に連結する駆動機構を備え、該駆動機構によって前記リンク機構を介して前記メインハウジングを揺動し、前記可動コラム部材に連結するステアリングホイールの少なくとも上下方向の操作位置を調整し得る車両のステアリング装置」が開示されている（特許文献１の段落〔０００６〕の前段に記載）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−６７３１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１においては、「駆動機構とリンク機構との連結構造を簡単且つ組み付け容易な構成とし、少ない部品点数で安価なステアリング装置を提供する」ことを課題としており（特許文献１の段落〔０００５〕に記載）、その特徴は同段落〔０００６〕の後段に記載されているが、チルト螺子軸及び電動モータの支持構造については図１、図１０及び同段落〔００２０〕等に記載されている。即ち、メインハウジングに対しチルト螺子軸がピボット軸を中心に揺動するように構成されており、そのピボット軸と電動モータの出力回転軸との間が離隔している。これは、電動モータには減速機構やコネクタ等が連結されており、これらを含む大型のモータホルダがピボット軸を介してメインハウジングに支持されているためである。このように、モータホルダが大型というだけでなく、上記のピボット軸と電動モータの出力回転軸との間が離隔していることによって、（電動モータを含む）モータホルダの揺動範囲が大きくなるので、これを許容し得る大きなスペースが必要となる。

【0005】

そこで、本発明は、チルト螺子軸の揺動に伴う電動モータ等の揺動範囲を極力抑え、省スペース化を可能とする電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を達成するため、本発明は、車体に対しステアリングシャフトを揺動可能に支持するメインハウジングと、当該車体に固定する固定ブラケットとを連結し、前記ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に調整する電動チルト機構を備えた車両のステアリング装置において、前記電動チルト機構が、前記メインハウジングに対し出力回転軸を中心に回転可能に支持される電動モータと、前記メインハウジングに対し前記電動モータの出力回転軸を中心に揺動可能に支持され、前記電動モータに回転駆動されるチルト螺子軸と、該チルト螺子軸に螺合され、当該チルト螺子軸の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材と、該ナット部材に揺動可能に支持されると共に、前記メインハウジング及び前記固定ブラケットに対し揺動可能に支持されるリンク機構とを備えることとしたものである。

【0007】

上記のステアリング装置において、前記リンク機構は、前記ナット部材に対し第１のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共に前記メインハウジングに対し第２のピボット軸を中心に回転可能に支持される第１のリンク部材と、該第１のリンク部材に対し第３のピボット軸を中心に回転可能に支持され前記固定ブラケットに対し第４のピボット軸を中心に回転可能に支持される第２のリンク部材とを備えたものとするとよい。

【発明の効果】

【0008】

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においては、電動チルト機構が、メインハウジングに対し出力回転軸を中心に回転可能に支持される電動モータと、メインハウジングに対し電動モータの出力回転軸を中心に揺動可能に支持され、電動モータに回転駆動されるチルト螺子軸と、チルト螺子軸に螺合され、チルト螺子軸の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材と、ナット部材に揺動可能に支持されると共に、メインハウジング及び固定ブラケットに対し揺動可能に支持されるリンク機構を備えているので、ステアリングシャフトを所望の傾斜角度に容易に調整することができる。特に、チルト螺子軸は電動モータの出力回転軸を中心に揺動可能に支持されているので、電動モータの揺動範囲を最小限に抑えることができ、省スペース化が可能となる。

【0009】

上記のステアリング装置において、リンク機構が、ナット部材に対し第１のピボット軸を中心に回転可能に支持されると共にメインハウジングに対し第２のピボット軸を中心に回転可能に支持される第１のリンク部材と、該第１のリンク部材に対し第３のピボット軸を中心に回転可能に支持され固定ブラケットに対し第４のピボット軸を中心に回転可能に支持される第２のリンク部材とを備えたものとすれば、第１及び第２のリンク部材１１、１２を、ステアリングシャフトの左右両側に対称に配置することができるので、こじり力を生ずることなく、円滑且つ確実な揺動作動を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態において、電動モータとチルト螺子軸の連結部の底面図を組み入れて示した電動チルト機構を備えたステアリング装置の側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るステアリング装置の横断面図である。

【図3】本発明の一実施形態における電動モータとチルト螺子軸の連結部を示した側面図である。

【図4】従来のステアリング装置における電動モータとチルト螺子軸の連結部を示した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の望ましい実施形態を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全体構成を示すもので、車体Ｂに対しステアリングシャフト１を揺動中心（Ｃ）回りに揺動可能に支持するメインハウジング２と、車体Ｂに固定する固定ブラケット３が電動チルト機構ＭＴを介して連結され、その作動に応じてステアリングシャフト１が所望の傾斜角度に調整され、ステアリングホイールＷの操作位置が調整されるように構成されている。本実施形態のステアリングシャフト１は、後端部にステアリングホイールＷが接続される筒状のアッパシャフト１ａと、このアッパシャフト１ａの前端部とスプライン結合されるロアシャフト１ｂから成り、コラム部材４を介してメインハウジング２に支持されている。アッパシャフト１ａとロアシャフト１ｂは軸方向に相対移動可能に連結されており、ロアシャフト１ｂの前端部が転舵機構（図示せず）に接続されている。この転舵機構はステアリングホイールＷの操作に応じて駆動されて車輪操舵機構（図示せず）を介して操舵輪（図示せず）を転舵するように構成されている。

【0012】

本実施形態の電動チルト機構ＭＴは、メインハウジング２に対し出力回転軸（軸心をＳで示す）を中心に回転可能に支持される電動モータ５と、これに回転駆動されるチルト螺子軸６と、これに螺合され、チルト螺子軸６の回転駆動に応じて軸方向に移動するナット部材７と、これに揺動可能に支持されると共に、メインハウジング２及び固定ブラケット３に対し揺動可能に支持されるリンク機構ＬＭを備えている。上記のチルト螺子軸６は、電動モータ５の出力回転軸（軸心Ｓ）を中心に揺動可能に支持されている。

【0013】

電動モータ５は、その側面及び底面を並記した図１に示すように、減速機構５ａ及びコネクタ部５ｂを有し、ブラケット５１、５２によってメインハウジング２に回転可能に支持されている。減速機構５ａは、例えばウォーム軸及びウォームホイール（図示せず）から成り、電動モータ５の出力回転軸が減速機構５ａを介してチルト螺子軸６に連結されており、電動モータ５の出力トルクが適切に調整されてナット部材７に伝達される。チルト螺子軸６には台形螺子が形成されており、ナット部材７はチルトナットあるいはチルトスライダとも呼ばれる。尚、図１の上方（側面）に示すように、減速機構５ａの存在により、電動モータ５の出力回転軸の軸心（Ｓ）は、これを含む面に対してチルト螺子軸６の軸心（Ｔ）が直交する点（Ｏ）から所定距離離隔しており、軸心（Ｓ）と点（Ｏ）との間にはオフセットが存在する。

【0014】

上記のリンク機構ＬＭは、ナット部材７に対し第１のピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持されると共にメインハウジング２に対し第２のピボット軸Ｐ２を中心に回転可能に支持される第１のリンク部材１１と、第１のリンク部材１１に対し第３のピボット軸Ｐ３を中心に回転可能に支持され固定ブラケット３に対し第４のピボット軸Ｐ４を中心に回転可能に支持される第２のリンク部材１２とを備えている。

【0015】

本実施形態の第１のリンク部材１１は側面視Ｖ字形部材で、ベルクランク機構が構成されており、ナット部材７の軸方向移動に応じて第２のピボット軸Ｐ２を中心に第１のピボット軸Ｐ１と第３のピボット軸Ｐ３が同方向に揺動する。また、図２に示すように、第１のリンク部材１１は断面Ｈ字状で、一対の腕部１１ａ、１１ａには、夫々第２のリンク部材１２が第３のピボット軸Ｐ３を中心に回転可能に支持されており、一対の脚部１１ｂ、１１ｂの間にはナット部材７が介装され、第１のピボット軸Ｐ１を中心に回転可能に支持されている。一方、第２のリンク部材１２は、ステアリングシャフト１の左右両側に対称に配置されており、断面π字状の固定ブラケット３の一対の脚部３ａ、３ａに、夫々第２のリンク部材１２が第４のピボット軸Ｐ４を中心に回転可能に支持されている。

【0016】

而して、上記の構成になる電動チルト機構ＭＴにおいて、電動モータ５が回転駆動されると、チルト螺子軸６が軸心（Ｔ）を中心に回転駆動され、その回転駆動に応じて、ナット部材７が軸心（Ｔ）を中心に回転しながらチルト螺子軸６の軸方向に移動する。これにともない、第１のリンク部材１１が第２のピボット軸Ｐ２を中心に揺動すると共に、第２のリンク部材１２が第４のピボット軸Ｐ４を中心に揺動し、メインハウジング２（並びに、コラム部材４、ステアリングシャフト１及びステアリングホイールＷ）が揺動中心（Ｃ）を中心に揺動し、ステアリングホイールＷが車体上下方向に移動する。

【0017】

本実施形態においては、チルト螺子軸６は電動モータ５の出力回転軸（軸心Ｓ）を中心に揺動可能に支持されているので、図３に「ｒ」で示すように、（コネクタ部５ｂを含む）電動モータ５の揺動範囲を最小に抑えることができる。これに対し、従来の電動チルト機構においては、図４に示すように、チルト螺子軸６が、（減速機構５ａを含む）モータホルダ５ｘに支持されたピボット軸Ｐ５を中心に回転駆動されるように構成されており、ピボット軸Ｐ５と電動モータ５の出力回転軸（軸心Ｓ）との間が離隔しているので、図４に「Ｒ」で示すように、（コネクタ部５ｂを含む）電動モータ５の揺動範囲は上記の「ｒ」より大となる。

【0018】

次に、上記の構成になるステアリング装置の作動を説明する。先ず、電動モータ５が回転駆動（例えば正転）されると、この回転運動に応じてナット部材７がチルト螺子軸６に沿って、軸心（Ｔ）を中心に回転しながら、点Ｏに近接する方向に軸方向移動する。これにともない、第１のリンク部材１１が第２のピボット軸Ｐ２を中心に揺動すると共に、第２のリンク部材１２が第４のピボット軸Ｐ４を中心に揺動する。この結果、メインハウジング２（並びに、コラム部材４、ステアリングシャフト１及びステアリングホイールＷ）は揺動中心（Ｃ）を中心に反時計方向に揺動（レイクアップ）し、ステアリングホイールＷの操作位置は、中立位置から揺動中心（Ｃ）を中心に上方に傾斜して最上段位置に至る。尚、本実施形態のようにステアリングシャフト１等の全体が揺動しステアリングホイールＷが上方に移動することはレイクアップ（rake up）と呼ばれ、また、ステアリングシャフト１等の全体が揺動しステアリングホイールＷが下方に移動することはレイクダウン（rake down）と呼ばれ、一般的なチルトアップ及びチルトダウンと区別される。

【0019】

これに対し、電動モータ５が上記と逆方向に回転駆動されると、この回転運動に応じてナット部材７が、軸心（Ｔ）を中心に回転しながら、点Ｏから離隔する方向に軸方向移動する。これにともない、第１のリンク部材１１が第２のピボット軸Ｐ２を中心に揺動すると共に、第２のリンク部材１２が第４のピボット軸Ｐ４を中心に揺動する。この結果、メインハウジング２（並びに、コラム部材４、ステアリングシャフト１及びステアリングホイールＷ）は揺動中心（Ｃ）を中心に時計方向に揺動（レイクダウン）し、ステアリングホイールＷの操作位置は、揺動中心（Ｃ）を中心に下方に傾斜して最下段位置に至る。

【0020】

而して、本実施形態のステアリング装置においては、ステアリングシャフト１を所望の傾斜角度に調整することができ、図３に示すように、チルト螺子軸６は電動モータ５の出力回転軸（軸心Ｓ）を中心に揺動可能に支持されているので、電動モータ５の揺動範囲（ｒ）を最小に抑えることができ、省スペース化が可能となる。また、リンク機構ＬＭを前述のように構成すれば、第１及び第２のリンク部材１１、１２を、ステアリングシャフト１の左右両側に対称に配置することができるので、こじり力を生ずることなく、円滑且つ確実な揺動作動を確保することができる。

【符号の説明】

【0021】

Ｂ 車体
ＭＴ 電動チルト機構
ＬＭ リンク機構
Ｐ１ 第１のピボット軸
Ｐ２ 第２のピボット軸
Ｐ３ 第３のピボット軸
Ｐ４ 第４のピボット軸
１ ステアリングシャフト
２ メインハウジング
３ 固定ブラケット
４ コラム部材
５ 電動モータ
６ チルト螺子軸
７ ナット部材
１１ 第１のリンク部材
１２ 第２のリンク部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】