方向盘的位置调节装置技术领域
本发明涉及根据驾驶员的体格、驾驶姿势来对方向盘的前后位置
和上下位置中的至少一者进行调节的方向盘的位置调节装置。
背景技术
如图9所示，汽车用的转向装置被构成为：将方向盘1的旋转传
递至转向齿轮单元2的输入轴3，随着输入轴3的旋转，推拉左右的转
向横拉杆4、4，对前车轮付与转向角。方向盘1被支承固定于转向轴
5的后端部。转向轴5以沿轴向插通于圆筒状的转向柱6的状态旋转自
由地支承于转向柱6。转向轴5的前端部经由万向接头7连接于中间轴
8的后端部。中间轴8的前端部经由另一万向接头9连接于输入轴3。
在这样的转向装置中，广为所知的有：根据驾驶员的体格、驾驶
姿势，对方向盘1的上下位置进行调节的倾斜机构，以及对方向盘1
的前后位置进行调节的伸缩机构。为了构成倾斜机构，转向柱6对于
车身10被支承为：能够以沿宽度方向设置的枢轴11为中心进行摆动
变位。此处，宽度方向是车身10的宽度方向，与车身10的左右方向
一致。在转向柱6的后部固定有变位托架。变位托架对于支承于车身
10的支承托架12被支承为：能够进行上下方向及前后方向的变位。此
处，前后方向是车身10的前后方向。为了构成能够进行前后方向的变
位的伸缩机构，转向柱6是将外柱13和内柱14呈望远镜状伸缩自由
地组合而构成的。而且，转向轴5是通过花键卡合等将外轴15和内轴
16自由传递转矩且伸缩自由地组合而构成的。图9的例子被构成为：
以电动马达17为辅助动力源来实现减小为了操作方向盘1而需要的力
的电动式动力转向装置。
倾斜机构、伸缩机构除了为电动式的情况，被构成为：基于调节
柄的操作来进入能够对方向盘1的位置进行调节的状态、或者能够将
调节后的位置固定。例如，在图10和图11所示的现有构造的第1例
中，基于由调节柄18带来的调节杆19的旋转，使设置于调节杆19的
轴向一端部(图11的左端部)的凸轮装置20的轴向尺寸扩大或缩小
的同时，使凸轮部件21摆动变位(例如，参照专利文献1及专利文献
2)。在现有构造的第1例的情况下，基于凸轮装置20的扩大或缩小，
固定于外柱13a的变位托架22对于支承托架12a卡合脱离。基于凸轮
部件21的摆动变位，切换内柱14a能否相对于外柱13a滑动。
调节杆19沿宽度方向插通于在支承托架12a的左右的支承板部
23、23形成的上下方向长孔24、24、和在变位托架22上形成的前后
方向长孔25、25中。外轴15a和内轴16a构成转向轴5a。在对支承固
定于转向轴5a的后端部的方向盘1(参照图9)的上下位置或前后位置
进行调节时，使调节柄18向预定方向(一般是下方)摆动，使凸轮装
置20的轴向尺寸缩小，并且，使凸轮部件21从内柱14a的外周面离开。
调节杆19能够进行沿着上下方向长孔24、24的变位、及绕自身的中
心轴线的旋转。凸轮装置20包括驱动侧凸轮26和被驱动侧凸轮27。
驱动侧凸轮26以相对于调节杆19的相对旋转及轴向变位都被阻止(不
能)的状态被支承固定在调节杆19的轴向一端部。被驱动侧凸轮27
被支承在调节杆19的轴向中间部，能够进行相对于调节杆19的相对
旋转及轴向变位。在驱动侧凸轮26的宽度方向内侧面(图11的右侧
面、图12A和图12B的下侧面)设置有凸部28，在被驱动侧凸轮27
的宽度方向外侧面(图11的左侧面、图12A和图12B的上侧面)设置
有凹部29和台阶部30。在对方向盘1的上下位置或前后位置进行调节
的情况下，通过使调节柄18向预定方向(通常是下方)转动，从而如
图12A所示，使驱动侧凸轮26的凸部28与被驱动侧凸轮27的凹部
29卡合，使凸轮装置20的轴向尺寸缩小。在该状态下，在调节杆19
能够在上下方向长孔24、24及前后方向长孔25、25内变位的范围内，
外柱13a能够变位。在外柱13a内，旋转自由地支承有转向轴5a。即，
在转向轴5a的后端部支承固定的方向盘1的位置能够调节。在使方向
盘1移动到期望的位置后，使调节柄18向上述预定方向的反方向摆动，
如图12B所示，使驱动侧凸轮26的凸部28与被驱动侧凸轮27的台阶
部30卡合，使凸轮装置20的轴向尺寸扩大。由此，被驱动侧凸轮27
与螺合固定于设置在调节杆19的轴向另一端部(图11的右端部)的
外螺纹部43的螺母之间的间隔缩小，两支承板部23、23经由变位托
架22强力地按压外柱13a的外周面。同时，凸轮部件21将内柱14a
的外周面朝向外柱13a的内周面压紧。其结果是，能够将方向盘1保持
在调节后的位置。
在上述那样的方向盘的位置调节装置的情况下，通过将在驱动侧
凸轮26的宽度方向外侧面设置的嵌合凸部32压入到设置于调节柄18
的基端部的嵌合孔33，从而将驱动侧凸轮26与调节柄18不晃荡地结
合。而且，调节杆19的轴向一端部被压入(内嵌固定)到设置于驱动
侧凸轮26的中心部的贯通孔34。通过这样的构造，驱动侧凸轮26以
相对于调节杆19的相对旋转及轴向变位都被阻止的状态支承在调节杆
19的轴向一端部，并且，调节柄18相对于调节杆19被无晃荡地支承。
为了防止在驱动侧凸轮26与被驱动侧凸轮27之间的异常磨损、
烧伤的发生，有的情况下，驱动侧凸轮26由烧结金属制造。在驱动侧
凸轮26为烧结金属制的情况下，驱动侧凸轮26的贯通孔34和调节杆
19的嵌合部要求高的形状精度及尺寸精度。其结果是，有可能驱动侧
凸轮26及调节杆19、进而方向盘的位置调节装置整体的制造成本增大。
另一方面，图13示出与方向盘的位置调节装置相关的现有构造的
第2例。在该现有构造的第2例的情况下，在凸轮装置20(参照图11)
的驱动侧凸轮26a的贯通孔34a中，内嵌有聚酰胺树脂等合成树脂制、
铝系合金等轻合金制或者S45C等碳素钢制的套筒35，在套筒35的内
径侧插通(间隙配合)有调节杆19。由此，驱动侧凸轮26a被支承在
调节杆19的轴向一端部，能够进行相对于调节杆19的相对旋转及轴
向变位。被驱动侧凸轮(省略图示)以能够进行相对于调节杆19的轴
向变位且阻止相对旋转的状态被支承在调节杆19的轴向中间部。
在这样的现有构造的第2例的情况下，驱动侧凸轮26a与套筒35
的卡合部不特别要求高的形状精度及尺寸精度。因此，即使驱动侧凸
轮26a为烧结金属制的，方向盘的位置调节装置的制造成本也不会过度
地增大。但是，有可能产生如下那样的问题。即，在套筒35的内周面
与调节杆19的外周面之间存在环状的间隙。在该情况下，在将凸轮装
置20(参照图11)的轴向尺寸扩大的状态下，驱动侧凸轮26a成为在
被驱动侧凸轮与螺合固定于调节杆19的轴向一端部的螺母38(参照图
11)之间被强力地夹持的状态，驱动侧凸轮26a相对于调节杆19的晃
荡被抑制。但是，在使调节柄18向预定方向转动而使凸轮装置20的
轴向尺寸缩小的状态下，有可能驱动侧凸轮26a、进而调节柄18相对
于调节杆19(在径向及轴向)晃荡。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国日本特开2001－322552号公报
专利文献2：日本国日本特开2002－87286号公报
发明内容
本发明欲解决的技术问题
本发明鉴于上述那样的情况，其目的在于，即使在驱动侧凸轮为
例如烧结金属等硬质的金属制的情况下，也能够实现能够防止调节柄
相对于调节杆晃荡的方向盘的位置调节装置的构造的同时抑制制造成
本的增大。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的一个技术方案，方向盘的位置调节装置包括转向柱、
变位托架、转向轴、支承托架、调节杆、螺母、凸轮装置、及调节柄。
转向柱为筒状，被支承于车身。变位托架固定设置在转向柱的一部分。
例如，变位托架在转向柱的轴向中间部被固定在不会与转向轴干涉的
部分，设置在转向柱的上方或下方。在变位托架上设置有使变位托架
在宽度方向贯通的柱侧贯通孔。转向轴被旋转自由地支承在转向柱的
内侧。转向轴具有从转向柱的后端开口突出并将方向盘支承固定的后
端部。支持托架具有左右的支承板部，支承板部以从宽度方向两侧夹
着变位托架的状态被支承于车身。在支承板部的互相相配的部分设置
有车身侧贯通孔。调节杆在宽度方向插通于车身侧贯通孔及柱侧贯通
孔。螺母螺合固定在调节杆的轴向一端部。凸轮装置具有驱动侧凸轮
和被驱动侧凸轮，并被构成为：随着驱动侧凸轮相对于被驱动侧凸轮
的转动而使轴向尺寸扩大或缩小，使左右的支承板部的间隔扩大或缩
小。调节柄连结于驱动侧凸轮。驱动侧凸轮以轴向变位被抑制的状态
被支承在调节杆的靠近轴向一端的部分，能够基于调节柄的操作而旋
转。被驱动侧凸轮与设置于左右的支承板部的一者的车身侧贯通孔不
能旋转地卡合，且能够轴向变位地被支承在调节杆的轴向中间部。车
身侧贯通孔和柱侧贯通孔的至少一者被构成为在能够调节所述方向盘
的位置的方向上较长的长孔。
在调节杆的靠近轴向一端的部分设置有朝向轴向一侧的台阶形成
面(例如，与调节杆的中心轴正交的假想平面上的面)。驱动侧凸轮
被夹持在台阶形成面与螺母之间。
也可以是，驱动侧凸轮是烧结金属制的。
也可以是，在调节杆的靠近轴向一端的部分的外周面设置有凸缘
部，凸缘部的轴向一侧面被构成为台阶形成面。调节杆具有在调节杆
的靠近轴向一端的部分的外周面形成的卡止槽，凸缘部被设置为与卡
止槽卡止的止动环(例如缺口圆环状的止动环)。也可以是，凸缘部
是非圆形。也可以是，调节杆的轴向一端部的外径比调节杆的轴向另
一端部的外径大。
发明效果
根据上述的方向盘的位置调节装置，即使在凸轮装置的驱动侧凸
轮为例如烧结金属制的情况下，也能够实现能够防止调节柄相对于调
节杆晃荡的构造的同时抑制制造成本的增大。即，由于将驱动侧凸轮
夹持在设置于调节杆的台阶形成面、与在调节杆的轴向一端部螺合固
定的螺母之间，因此，即使在使调节柄向预定方向转动的(使凸轮装
置的轴向尺寸缩小)状态下，也能够防止调节柄相对于上述调节杆晃
荡。因此，由于不需要将调节杆压入于驱动侧凸轮，所以，不需要过
度地提高驱动侧凸轮与调节杆的嵌合部的形状精度及尺寸精度。因此，
能够抑制方向盘的位置调节装置整体的制造成本过度地增大。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的构成的剖视图。
图2是图1的X部放大图。
图3A是调节柄、调节杆及驱动侧凸轮的立体图。
图3B是从在调节杆的轴向与图3A相反侧观察的立体图。
图4示出调节杆的端面图(A)和侧视图(B)。
图5A是示出凸缘部的其他例子的、调节杆的端面图。
图5B是示出凸缘部又一其他例子的、调节杆的端面图。
图5C是示出凸缘部的又一其他例子的、调节杆的端面图。
图6示出调节杆的其他例子的端面图(A)和侧视图(B)。
图7示出调节杆的又一其他例子的端面图(A)和侧视图(B)。
图8示出调节杆的又一其他例子的端面图(A)和侧视图(B)。
图9是具有伸缩机构及倾斜机构的转向装置的局部剖视侧视图。
图10是示出现有构造的第1例的纵剖侧视图。
图11是图10的放大Y－Y剖视图。
图12A是说明凸轮装置的动作的示意图。
图12B是说明凸轮装置的动作的其他示意图。
图13是示出现有构造的第2例的、相当于图11的Z部放大图的
图。
附图标记说明
1方向盘
2转向齿轮单元
3输入轴
4转向横拉杆
5、5a转向轴
6、6a、6b转向柱
7万向接头
8中间轴
9万向接头
10车身
11枢轴
12、12a支承托架
13、13a、13b外柱
14、14a内柱
15、15a外轴
16、16a内轴
17电动马达
18调节柄
19、19a～19d调节杆
20、20a凸轮装置
21凸轮部件
22变位托架
23支承板部
24上下方向长孔
25前后方向长孔
26、26a、26b驱动侧凸轮
27、27a被驱动侧凸轮
28凸部
29凹部
30台阶部
31螺母
32嵌合凸部
33嵌合孔
34、34a贯通孔
35套筒
36、36a凸缘部(具有台阶形成面的凸缘部)
37、37a外螺纹部
38螺母
39卡止槽
40止动环
41大径部
42台阶形成面
43外螺纹部
44轴向狭缝
45被夹持部
46凹部
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。对于包含图10～13
所示的构造在内的、与以往的构造同样的部分相关的说明，省略或者
简化。图1～5示出本发明的一实施方式的构成。
本例的情况下，凸轮装置20a的驱动侧凸轮26b是烧结金属制的。
驱动侧凸轮26b也可以不是烧结金属制的，但是，在是烧结金属制的
情况下，如上所述能够防止异常磨损、烧伤的发生。烧结金属例如是
氧化铝陶瓷(Al2O3)、氮化硅陶瓷(Si3N4)、硅碳化物(SiC)、或
氧化锆陶瓷(ZrO2)。从轻量化的观点而言，驱动侧凸轮26b优选是
陶瓷制的。在成本的方面，也优选驱动侧凸轮26b是陶瓷制的，特别
优选氧化铝陶瓷。制造陶瓷制的驱动侧凸轮26b的方法没有特别限定，
例如能够将烧结、烧结后的研磨等适当组合。陶瓷制的驱动侧凸轮26b
也可以通过实施切削加工来制造。
驱动侧凸轮26b具有在宽度方向外侧面(图1和图2的左侧面)
设置的嵌合凸部32。嵌合凸部32被压入于设置在调节柄18的基端部
的嵌合孔33。在调节杆19a的靠近轴向一端的部分(图1的左侧)的
外周面，与调节杆19a一体地设置有朝外凸缘状的凸缘部36。调节杆
19a能够例如通过对棒状的金属材料进行冲压加工、或对凸缘部36以
外的部分进行切削加工来制造。驱动侧凸轮26b还具有：贯通孔34a，
其设置在驱动侧凸轮26b的中心部；及凹部46，其在驱动侧凸轮26b
的宽度方向内侧面形成在贯通孔34a的周围部分。在调节杆19a的轴向
一端部插通于驱动侧凸轮26b的贯通孔34a的状态下，凸缘部36与驱
动侧凸轮26b的凹部46的底面卡合(抵碰)。凸缘部36对于驱动侧
凸轮26b的凹部46也可以通过间隙配合而卡合。凸缘部36的外接圆
的直径D36比驱动侧凸轮26b的贯通孔34a的内径d34a充分大(D36＞
d34a)。调节杆19a的轴向一端部的外径D19a比贯通孔34a的内径d34a
仅略小(D19a＜d34a)。在调节杆19a的轴向一端部设置有外螺纹部37。
在外螺纹部37拧合有螺母38。通过紧固螺母38，从而在螺母38的宽
度方向内侧面(基座面，图1和图2中的右侧面)与凸缘部36的轴向
一侧面(台阶形成面的一例)之间，从宽度方向两侧将驱动侧凸轮26b
强力夹持。利用这样的构造，驱动侧凸轮26b以相对于调节杆19a的相
对旋转及轴向变位都被阻止的状态被支承在调节杆19a的靠近轴向一
端的部分。在本例中，驱动侧凸轮26b介在有调节柄18(嵌合孔33的
周围部分)被夹持在螺母38与凸缘部36之间。即，调节柄18被夹持
在螺母38与驱动侧凸轮26b之间。驱动侧凸轮26b的嵌合凸部32也
可以不抵接于螺母38。在此情况下，从嵌合凸部32的周围的驱动侧凸
轮26b的宽度方向外侧面(调节柄18所抵接的面)起的嵌合凸部32
的突出长度L比调节柄18的板厚T小(L＜T)。
凸轮装置20a的被驱动侧凸轮27a与设置于支承板部23、23的一
者的上下方向长孔24(车身侧贯通孔的例子)卡合，且能够轴向变位
地被支承于调节杆19a的轴向中间部。例如，在被驱动侧凸轮27a的宽
度方向内侧面，设置有大致矩形的突部，该突部与上下方向长孔24卡
合。由此，被驱动侧凸轮27a相对于支承板部23不能旋转，且能够沿
着上下方向长孔24变位。
从调节杆19a的轴向观察的凸缘部36的形状是图4的(A)所示
的长圆形。但是，从调节杆19a的轴向观察的凸缘部36的形状不限定
于长圆形，例如，也可以是图5A所示的圆形、图5B所示的六边形、
或图5C所示的四边形。关于在驱动侧凸轮26b的宽度方向内侧面形成
的凹部46，也能够采用与凸缘部36匹配的各种形状。例如，如果使凸
缘部36及凹部46互相为非圆形，那么通过凸缘部36与凹部46的卡
合，能够使驱动侧凸轮26b相对于调节杆19a不能相对旋转。也可以仅
使凸缘部36为非圆形。
为了使构成转向柱6b的外柱13b的前端部的内径能够弹性地扩大
或缩小，在外柱13b的前端部至靠近中间的部分，形成有在轴向长的
轴向狭缝44，在从宽度方向两侧将轴向狭缝44的中间部夹着的位置，
形成有构成变位托架22a的1对被夹持部45、45。在调节方向盘1(参
照图9)的位置时，使调节柄18向预定方向摆动变位(转动)，使凸
轮装置20a的轴向尺寸缩小，使凸轮装置20a的被驱动侧凸轮27a、与
在调节杆19a的轴向另一端部螺合固定的螺母的宽度方向内侧面彼此
的间隔扩大。在该状态下，支承托架12a的支承板部23、23的宽度方
向内侧面与被夹持部45、45的宽度方向外侧面的抵接部的表面压力降
低乃至消失。同时，外柱13b的前端部的内径弹性的扩大，外柱13b
的前端部内周面与内柱14a的后端部外周面的抵接部的表面压力降低
乃至消失。在该状态下，在调节杆19a能够在设置于支承板部23、23
的上下方向长孔24、24(车身侧贯通孔的例子)、及设置于被夹持板
部45、45的前后方向长孔25、25(柱侧贯通孔的例子)的内侧能够变
位的范围，调节方向盘1的前后位置及上下位置。并且，在使方向盘1
移动到期望的位置的状态下，使调节柄18向预定方向的反方向摆动变
位，使凸轮装置20a的宽度方向尺寸扩大，使被驱动侧凸轮27a与螺母
的内侧面彼此的间隔缩小。其结果是，由于支承板部23、23强力压紧
被夹持板部45、45，从而阻止转向柱6b的上下方向的变位。同时，外
柱13b的前端部的内径缩小，外柱13b的前端部与内柱14a的后端部的
嵌合强度变高，阻止外柱13b相对于内柱14a的前后方向的变位。其结
果是，能够将方向盘1保持在调节后的上下及前后位置。对于将方向
盘的前后位置(外柱相对于内柱的前后位置)保持在调节后的位置的
构造，也可以如图10、图11所示的例那样，采用利用凸轮部件21将
内柱14a的外周面强力压紧的构造。
根据上述的方向盘的位置调节装置，即使在驱动侧凸轮26b为烧
结金属制的情况下，也能够实现能够防止调节柄18相对于调节杆19a
晃荡的构造的同时抑制制造成本的增大。即，由于驱动侧凸轮26b被
夹持在设置于调节杆19a的凸缘部36、与在调节杆19a的轴向一端部
螺合固定的螺母38之间，因此，即使在使调节柄18向预定方向转动
而使凸轮装置20a的宽度方向尺寸缩小的状态下，也能够防止连结于驱
动侧凸轮26b的调节柄18相对于调节杆19a晃荡。在本例的情况下，
为了防止该晃荡，不需要如图11所示的构造那样将调节杆19压入到
驱动侧凸轮26的贯通孔34中。因此，不需要过度地提高驱动侧凸轮
26b及调节杆19a的形状精度及尺寸精度。因此，能够抑制方向盘的位
置调节装置整体的制造成本过度地增大。
图6示出调节杆的其他例子。本例的调节杆19b具有在调节杆19b
的靠近轴向一端的部分的外周面遍及全周地形成的卡止槽39。在卡止
槽39中卡止有缺口圆环状的止动环40，由此，在调节杆19b的靠近轴
向一端的部分设置有凸缘部36a。在本例的情况下，与上述的第1例相
比，能够减少用于在调节杆19b上设置凸缘部36a的加工量。还能够使
凸缘部36a与调节杆19b为不同的材质。在止动环40的圆周方向一部
分设置的不连续部的位置及大小(圆周方向的幅尺寸)不限定于图示
的构造。也可以不设置不连续部。由于其他部分的构成及作用与上述
的第1例同样，因此，省略关于重复的部分的图示及说明。
图7示出调节杆的又一其他例子。本例的调节杆19c的轴向中间
部被构成为外径比轴向两端部的外径大的大径部41。在大径部41、与
在调节杆19c的轴向一端部设置的外螺纹部37之间(靠近轴向一端的
部分)，设置有朝向轴向一侧的台阶形成面42。在台阶形成面42、与
螺合于外螺纹部37的螺母38之间，夹持有驱动侧凸轮26b。在本例的
情况下，能够使用于设置台阶形成面42的加工量少于通过切削加工来
形成上述的第1例的凸缘部36的情况的加工量。由于其他部分的构成
及作用与上述的实施方式的第1例同样，所以，省略关于重复的部分
的图示及说明。
图8是调节杆的又一其他例子。在本例的情况下，调节杆19d的
轴向一端部的外径D37a比调节杆19d的轴向另一端部的外径D43大。例
如，在调节杆19d的轴向一端部设置的外螺纹部37a的外径D37a比在
轴向另一端部设置的外螺纹部43的外径D43大。在将驱动侧凸轮26b
夹持在调节杆19a的凸缘部36、与在调节杆19a的轴向一端部螺合固
定的螺母38之间的情况下，通过紧固螺母38而在外螺纹部37a产生轴
向的载荷。并且，在调节方向盘1的位置，并使凸轮装置20a的宽度方
向尺寸扩大而保持方向盘1的位置时，在外螺纹部37a进一步产生轴向
的载荷。即，与外螺纹部43相比，在外螺纹部37a产生较大的载荷。
如本例这样，通过使外螺纹部37a的外径D37a比外螺纹部43的外径
D43大，从而提高外螺纹部37a的耐久性。也可以根据外螺纹部37a的
外径而增大凸缘部36的外径。在该情况下，驱动侧凸轮26b的凹部46
的底面与凸缘部36的接触面积变大，在螺合螺母38来进行紧固时向
驱动侧凸轮26b作用的每单位面积的载荷减小，提高了驱动侧凸轮26b
的耐久性。由于其他部分的构成及作用与上述的第1例同样，因此，
省略关于重复的部分的图示及说明。
工业上的实用性
上述的各例对于除了具有调节方向盘的前后位置的伸缩机构，还
具有调节方向盘的上下位置的倾斜机构的方向盘的位置调节装置进行
了说明。但是，本发明也能够应用于仅具有伸缩机构和倾斜机构中的
一者的方向盘的位置调节装置。
本申请基于2013年9月30日提出申请的日本专利申请(日本特
愿2013－203333)、2014年5月15日提出申请的日本专利申请(日
本特愿2014－101052)、及2014年7月14日提出申请的日本专利申
请(日本特愿2014－144484)，将其内容通过参照援引于此。