(57)【要約】  本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、非伸縮式のステアリグシャフト２ｂと、非伸縮式のステアリングコラム５ｂと、ステアリングコラム５ｂを軸方向の変位を可能に保持するコラムホルダ３１と、コラムホルダ３１をその中心線を中心に揺動可能に保持する１対のチルト軸３３と、自在継手２７ｂを介してステアリングシャフト２ｂに連結される伸縮式の中間シャフト２８とを備え、チルト軸３３は、その中心線がステアリングシャフト２ｂの中心線と直交するように配置される。自在継手２７ｂの前端側変位中心位置と後端側変位中心位置との間に挟まれた範囲に、前記左右１対のチルト軸の中心線を存在させる。
2013176192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端部にステアリングホイールが支持固定される非伸縮式のステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトを内側に回転自在に支持する非伸縮式のステアリングコラムと、
車体に固定の部分に支持された車体側ブラケットに支持され、前記ステアリングコラムを軸方向の変位を可能に保持する、コラムホルダと、
前記ステアリングシャフトの中心線と直交する中心線を有するように配置され、該コラムホルダの先端部を前記車体側ブラケットに対し揺動変位を可能に支持する、互いに同心の左右１対のチルト軸と、
前記ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤユニットの入力軸に伝達する伸縮式の中間シャフトと、
前記ステアリングシャフトの前端部と前記中間シャフトの後端部とを連結する自在継手と、
前後駆動用電動モータを駆動源として、前記コラムホルダに対して前記ステアリングコラムを軸方向に変位させる前後位置調節用電動アクチュエータと、
上下駆動用電動モータを駆動源として、前記チルト軸を中心として前記コラムホルダを上下方向に揺動変位させる上下位置調節用電動アクチュエータと、
を備える、電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項２】
前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を前端側変位中心位置とし、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を後端側変位中心位置とした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間に挟まれた範囲内に存在する、請求項１に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項３】
前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との距離をＬとした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間の中央位置を中心とする、Ｌ／５の長さの範囲内に存在する、請求項２に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項４】
前記前後位置調節用電動アクチュエータと前記上下位置調節用電動アクチュエータは、前記コラムホルダの下側に固定されており、該コラムホルダの上側の前後に離隔した少なくとも２箇所に、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構が備えられている、請求項１に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項５】
前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構のそれぞれは、前記コラムホルダの内周面および外周面を連通させる状態で形成された保持孔と、該保持孔に該コラムホルダの径方向内側から順番に組み付けられた、滑り板と弾性部材と蓋体とを備え、前記弾性部材が、これら滑り板と蓋体との間で弾性的に圧縮されていて、前記滑り板が前記ステアリングコラムの外周面を押圧している、請求項４に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ステアリングホイールの位置調節装置、より具体的には、電動モータを駆動源として、ステアリングホイールの前後位置および上下位置を調節する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな構造の電動ステアリングホイールの位置調節装置が知られており、自動車用のステアリング装置にその一部はすでに採用されている。図１９は、特開２０１０−１１６０４２号公報に記載された、従来構造の第１例を示している。ステアリングホイール１が固定されるステアリングシャフト２は、円筒状のアウタシャフト３と、このアウタシャフト３に対して、軸方向に摺動可能に、かつ、回転力の伝達可能に挿入された円杆状のインナシャフト４とにより構成される。より具体的には、アウタシャフト３の中間部から前端部までの内周面とインナシャフト４の後端部外周面とが、スプライン係合している。ステアリングホイール1は、アウタシャフト３の後端部に固定される。【０００３】
ステアリングシャフト２は、筒状のステアリングコラム５の内側に挿通され、かつ、回転自在に支持されている。ステアリングコラム５は、車体に支持される筒状のアウタコラム６と、このアウタコラム６の内側に、軸方向に摺動可能に挿入された筒状のインナコラム７とにより構成される。そして、インナコラム７の後端部の内径側に、アウタシャフト３の中間部後端寄り部分が、軸方向の変位が阻止された状態で、回転自在に支持される。また、アウタコラム６の前端部の内径側に、インナシャフト４の中間部前端寄り部分が、軸方向の変位が阻止された状態で、回転自在に支持される。この構造により、ステアリングシャフト２がステアリングコラム５の内側に回転自在に支持され、かつ、アウタシャフト３およびインナコラム７が、インナシャフト４およびアウタコラム６に対して、前後方向に相対移動可能となっている。【０００４】
従来構造の第１例の装置は、ステアリングホイール１の前後位置を調節可能とするために、電動アクチュエータとして、アウタコラム６の下面に固定されたギヤハウジング８と、このギヤハウジング８内に、軸方向の変位が阻止された状態で、回転のみ可能に支持された送りナット９と、インナコラム７の後端部でアウタコラム６よりも後方に突出した部分に固定された押し引き腕１０と、送りナット９と螺合する雄ねじ部１２が前半部に設けられ、後端部が押し引き腕１０に結合されている押し引きロッド１１と、ウォーム減速機１３を介して、送りナット９に接続され、この送りナット９を回転駆動する電動モータ（図示省略）とを備える。【０００５】
ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、送りナット９を回転させて、押し引きロッド１１を軸方向に変位させる。この変位に伴って、押し引き腕１０を介してインナコラム７が、押し引きロッド１１と同じ方向に変位して、インナコラム７の内側に支持されたアウタシャフト３を、インナコラム７とともに前後方向に移動させることにより、ステアリングホイール１の前後位置が調節される。【０００６】
従来構造の第１例の電動ステアリングホイールの位置調節装置では、アウタコラム６の後端部とインナコラム７の前端部との嵌合部に存在する微小隙間に基づき、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感や不快感を与える可能性がある。すなわち、電動ステアリングホイールの位置調節装置では、手動式の装置とは異なり、ステアリングホイール１を調節後の位置に保持した状態でも、アウタコラム６の後端部の直径が縮められることはなく、嵌合部に微小隙間が存在したままの状態となる。そして、この微小隙間の存在に基づいて、ステアリングホイール１を固定したアウタシャフト３を支持したインナコラム７が、車体に支持されたアウタコラム６に対してがたつく可能性がある。そして、このがたつきに伴い、ステアリングホイール１の支持剛性感が低下し、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える可能性がある。また、このがたつきは、電動ステアリングホイールの位置調節装置のうち、ステアリングシャフト２およびステアリングコラム５を含むステアリングコラム装置を構成する部分の共振周波数を低くさせて、悪路走行時などの車体が細かく振動する際に、このステアリングコラム装置部分における、不快な異音や振動の発生をもたらす可能性がある。【０００７】
図２０および図２１は、特開２００６−２９７９８９号公報に記載された、従来構造の第２例を示している。従来構造の第２例でも、従来構造の第１例と同様の構造により、ステアリングシャフト２ａがステアリングコラム５ａの内側に回転自在に支持され、かつ、アウタシャフト３ａおよびインナコラム７ａが、インナシャフト４ａおよびアウタコラム６ａに対して、前後方向に相対移動するようになっている。【０００８】
従来構造の第２例の装置では、ステアリングホイール１の前後位置を調節可能とするために、電動アクチュエータとして、取付ブラケット１４の下端部に支持された直動型超音波モータ１５を用いることにより、アウタコラム６ａに対してインナコラム７ａが軸方向に変位することを可能としている。具体的には、直動型超音波モータ１５の移動駒１６とインナコラム７ａとが伝達部材１７により結合され、移動駒１６の動きをインナコラム７ａに伝達することにより、インナコラム７ａを前後方向に移動可能としている。伝達部材１７の基端部は、インナコラム７ａにねじ止め固定され、伝達部材１７の先端部は、球面継手１８を介して移動駒１６に連結されている。球面継手１８は、移動駒１６に形成された係合凹部１９と、この係合凹部１９に嵌合保持され、球状凹面の内周面を有するスペーサ２０と、伝達部材１７の先端部に設けられ、球状凸面の外周面を有し、スペーサ２０の内周面と球面係合する球面係合部２１とにより構成される。【０００９】
ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、直動型超音波モータ１５により移動駒１６を、ステアリングコラム５ａの軸方向に変位させる。この変位に伴って、伝達部材１７を介してインナコラム７ａを移動駒１６と同じ方向に変位させ、インナコラム７ａの内側に支持されたアウタシャフト３ａを、インナコラム７ａとともに前後方向に移動させる。この結果、図２０に二点鎖線で示すように、ステアリングホイール１の前後位置の調節が可能となる。【００１０】
従来技術の第２例の構造の場合、移動駒１６と伝達部材１７の係合部の構造上、その円滑な動作を確保するためには製造コストがかさむという問題がある。すなわち、ステアリングホイール１の前後位置調節を、がたつきなく円滑に行わせるためには、伝達部材１７の球面係合部２１とスペーサ２０との係合部の嵌合強度を適切に規制する必要がある。この嵌合強度が低過ぎて、この係合部に正の隙間が存在すると、球面係合部２１とスペーサ２０の間でがたつきが発生し、ステアリングホイール１が前後方向にがたつきやすくなる。一方、この嵌合強度が高過ぎると、球面係合部２１に対するスペーサ２０の揺動変位が円滑に行われなくなる。【００１１】
従来技術の第２例の構造では、移動駒１６の前後方向の移動量が大きく、この移動駒１６の移動方向と、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴うインナコラム７ａの移動方向との平行度を良好にしない限り、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴って、伝達部材１７が移動駒１６に対し、この伝達部材１７の軸方向に相対変位する。この相対変位に伴って、スペーサ２０の外周面と係合凹部１９の内周面とが伝達部材１７の軸方向に擦れ合う。この際、嵌合強度が高過ぎて球面係合部２１に対するスペーサ２０の揺動変位が円滑に行われないと、スペーサ２０の外周面と係合凹部１９の内周面とが強く擦れ合って、異音や振動が発生し、乗員に不快感を与える可能性がある。特に、この状態では、伝達部材１７と移動駒１６との伝達部材１７の軸方向に関する相対変位を許容する面が、スペーサ２０の外周面と係合凹部１９の内周面との１箇所に限定されるため、擦れ合い長さが長くなりやすく、異音や振動がさらに発生しやすい状態となる。【００１２】
異音や振動の発生を防止するために、球状凹面であるスペーサ２０の内周面と球状凸面である球面係合部２１の外周面を精度よく加工することは、高コストにつながる。しかも、球面係合部２１を高精度で作製した場合でも、伝達部材１７の外径が、球面係合部２１の基端部で小さくなることは避けられない。この伝達部材１７のくびれ部には、ステアリングホイール１の前後位置調節時に大きな応力が発生しやすく、このような構造は、長期間にわたる使用に対して十分な耐久性を確保する面からは不利である。【００１３】
ステアリングコラム装置部分における異音や振動の発生を防止するための構造として、たとえば特許第５０７６９０８号公報には、図２２に示すような、アウタコラム６ｂの軸方向の一部に保持孔２２を設け、保持孔２２に形成された雌ねじ２３にねじ込まれた調整ねじ２４により、皿ばね２５を介して、インナコラム７ｂの外周面に当接する合成樹脂製のパッド２６を押圧することにより、ステアリングコラム装置部分のがたつきを防止する機構が開示されている。ただし、この機構において、パッド２６のインナコラム７ｂの外周面への押し付け力をがたつきを防止できるだけ大きくすると、アウタコラム６ｂとインナコラム７ｂの摺動時の摩擦力が大きくなるため、電動モータなどのモータの駆動負荷が大きくなり、作動音が大きくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−１１６０４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７９８９号公報
【特許文献３】特許第５０７６９０８号公報
【特許文献４】特開平０９−３２３６５８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１９７９３号公報
【特許文献６】特開２００５−２５５０４０号公報
【特許文献７】特開２００９−００６７４３号公報
【特許文献８】特開２０１０−１１６０４２号公報
【特許文献９】独国特許出願公開第１０２５１７６４号明細書（ＤＥ１０２５１７６４Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、ステアリングコラム装置を構成する部分の剛性を向上させて、操作する運転者に違和感を与えることなく、ステアリングホイールの位置調節を安定した動作で円滑に行うことを可能とする電動ステアリングホイールの位置調節装置の構造を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、ステアリングシャフトと、ステアリングコラムと、コラムホルダと、左右１対のチルト軸と、中間シャフトと、前後位置調節用電動アクチュエータと、上下位置調節用電動アクチュエータとを備える。特に、本発明では、後端部にステアリングホイールが支持固定される前記ステアリングシャフト、および、該ステアリングシャフトを内側に回転自在に支持するステアリングコラムは、いずれも少なくとも通常状態で全長が伸縮しない非伸縮式の構造を備える。【００１７】
また、前記コラムホルダは、前記左右１対のチルト軸を介して、車体に固定の部分に支持された車体側ブラケットに支持され、前記ステアリングコラムを軸方向の変位を可能に保持する。前記左右１対のチルト軸は互いに同心であり、前記ステアリングシャフトの中心線と直交する中心線を有するように配置され、該コラムホルダの先端部を前記車体側ブラケットに対し揺動変位を可能に支持する。【００１８】
前記中間シャフトは、前記ステアリングシャフトの前端部とステアリングギヤユニットの入力軸の間に配置され、前記ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤユニットの入力軸に伝達するものであり、全長の伸縮を可能とした伸縮式の構造を備える。また、前記自在継手は、前記ステアリングシャフトの前端部と前記中間シャフトの後端部とを連結する。【００１９】
前記前後位置調節用電動アクチュエータは、前後駆動用電動モータを駆動源として、前記コラムホルダに対して前記ステアリングコラムを軸方向に変位させる。一方、前記上下位置調節用電動アクチュエータは、上下駆動用電動モータを駆動源として、前記チルト軸を中心として前記コラムホルダを上下方向に揺動変位させる。【００２０】
このような構成により、本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置では、前記ステアリンホイールの前後位置の調節を、前記中間シャフトを伸縮させ、かつ、前記ステアリングコラムを軸方向へ変位させて、前記ステアリングシャフトを前後方向に移動させることにより行う。【００２１】
好ましくは、本発明の装置は、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を前端側変位中心位置とし、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を後端側変位中心位置とした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間に挟まれた範囲内に存在するように構成される。【００２２】
さらに好ましくは、本発明の装置は、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との距離をＬとした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間の中央位置を中心とする、Ｌ／５の長さの範囲内に存在するように構成される。【００２３】
また、好ましくは、本発明の装置においては、前記前後位置調節用電動アクチュエータと前記上下位置調節用電動アクチュエータは、前記コラムホルダの下側に固定され、該コラムホルダの上側の前後に離隔した少なくとも２箇所に、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構が備えられる。【００２４】
さらに好ましくは、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構のそれぞれは、前記コラムホルダの内周面および外周面を連通させる状態で形成された保持孔と、該保持孔に該コラムホルダの径方向内側から順番に組み付けられた、滑り板と弾性部材と蓋体とを備え、前記弾性部材が、これら滑り板と蓋体との間で弾性的に圧縮されていて、前記滑り板が前記ステアリングコラムの外周面を押圧するように構成される。【００２５】
この場合、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構の軸方向間隔は、該ステアリングコラムの軸方向に関する最大の移動範囲に実質的に等しくすることが特に好ましい。【００２６】
前記前後位置調節用電動アクチュエータは、前記ステアリングコラムと平行に配設され、前記前後駆動用電動モータにより回転駆動される前後方向送りねじ杆と、該前後方向送りねじ杆に螺合され、該前後方向送りねじ杆の回転により前後方向に移動する移動駒と、先端部が前記移動駒に接続され、基端部が前記ステアリングコラムに結合され、該移動駒の動きを前記ステアリングコラムに伝達する伝達部材とを備える構造を採ることができる。【００２７】
この構造を有する前後位置調節用電動アクチュエータにおいては、前記移動駒に係合凹部が設けられ、前記伝達部材の先端部は、該移動駒の係合凹部にスペーサを介して係合され、前記移動駒の係合凹部は、前記伝達部材の軸方向に関して内径が変化しない円筒状凹面の内周面を有し、前記伝達部材の先端部は、該伝達部材の軸方向に関して外径が変化しない円筒状凸面の外周面を有し、前記スペーサは、前記伝達部材の軸方向に関して外径が変化しない円筒状凸面の外周面および前記伝達部材の軸方向に関して内径が変化しない円筒状凹面の内周面を有することが好ましい。【００２８】
また、前記ステアリングコラムを、該ステアリングコラムの軸方向中間部に設けられ、該軸方向に関して外径が変化しない中間円筒部と、該中間円筒部の該軸方向両端側に設けられ、該中間円筒部の外径よりも小さな外径を有する縮径部とにより構成することが好ましい。【００２９】
この場合、前記伝達部材の基端部を、前記中間円筒部に結合固定し、前記支持部の前記伝達部材とは径方向反対側にある部分の軸方向２箇所に、前記中間円筒部を前記伝達部材の方向に押圧する機構を設けることが好ましい。なお、これらの機構は、前記支持部に対する前記ステアリングコラムの軸方向変位にかかわらず、当該機構が前記中間円筒部から外れないように設けられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ステアリングコラムの支持剛性を向上させて、ステアリングホイールを操作する運転者を含む乗員に違和感や不快感を与えることなく、このステアリングホイールの位置調節を円滑に行わせることができる電動ステアリングホイールの位置調節装置が提供される。具体的には、ステアリングシャフトとステアリングコラムとを、いずれも少なくとも通常状態で全長を伸縮させない一体型の非伸縮式構造としているため、これらの部材の剛性が確保される。【００３１】
また、本発明では、１対のチルト軸とステアリングシャフトとを、それぞれの中心線同士が互いに直交する位置に配置しているので、ステアリングホイールの位置調節を円滑に行わせることができる。すなわち、本発明の電動式ステアリングホイールの位置調節装置では、ステアリングコラムが非伸縮式の構造であるから、前記ステアリングホイールの上下位置を調節する際に、コラムホルダを前記チルト軸を中心に揺動変位させて、前記ステアリングシャフトと中間シャフトを連結する自在継手の変位中心が、これらのチルト軸を中心として揺動変位した場合でも、この中間シャフトの伸縮量を少なく抑えることができるため、この中間シャフトの伸縮に伴う摩擦抵抗などのステアリングホイールの上下位置の円滑性を損なう要因を抑制することができる。【００３２】
特に、本発明では、前記チルト軸の中心線の位置を、前記自在継手の前端側変位中心位置と後端側変位中心位置との関係で規制しているため、前記ステアリングホイールを前端位置に移動させた状態での上下位置調節時において、前記自在継手の変位中心が、前記チルト軸を中心として揺動変位した場合でも、前記中間シャフトの伸縮量が少なく抑えられ、この状態でのステアリングホイールの上下位置調節の円滑化が図られる。また、前記ステアリングホイールを後端位置に移動させた状態での上下位置調節時において、前記自在継手を含む部分などによる、上下位置調節用電動アクチュエータの負荷が抑制されるため、電動ステアリングホイールの位置調節装置の小型化および軽量化が図られる。【００３３】
さらに、ステアリングコラムを下方に押圧する機構をコラムホルダの前後２箇所以上に設け、この機構により、前記ステアリングコラムをこのコラムホルダの内周面に向け弾性的に押圧しているので、ステアリングコラムとコラムホルダとの間のがたつきが抑制され、これらの部材の嵌合部の剛性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の１例を示す、縦断側面図である。
【図２】図２は、図１の右半部拡大図である。
【図３】図３は、図２のＡ部拡大図である。
【図４】図４は、図２のＢ部拡大図である。
【図５】図５は、図２のＣ部拡大図である。
【図６】図６は、前上方から見た状態で示す斜視図である。
【図７】図７は、図６の右半部拡大図である。
【図８】図８は、図７の逆側上方から見た状態で示す斜視図である。
【図９】図９は、図６の右半部を下方から見た状態で示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図１および図２の右方から見た状態で示す部分切断端面図である。
【図１１】図１１は、図１の左方から見た状態で示す部分切断端面図である。
【図１２】図１２は、図２の上方から見た状態で示す平面図である。
【図１３】図１３は、図２の下方から見た状態で示す底面図である。
【図１４】図１４は、図２の拡大Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１５】図１５は、図２の拡大Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１６】図１６は、前後位置調節用ねじ杆の前後両端の支持部を、図１および図２と同じ方向から見た状態で示す部分拡大断面図である。
【図１７】図１７は、上下位置調節用ねじ杆の上下両端の支持部を、図１および図２と同じ方向から見た状態で示す部分拡大断面図である。
【図１８】図１８は、ステアリングホイールの前後位置に応じて、ステアリングホイールの上下位置調節に伴う中間シャフトの伸縮量が変化する状況を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、従来構造の第１例を示す部分縦断側面図である。
【図２０】図２０は、従来構造の第２例を示す縦断側面図である。
【図２１】図２１は、図２０のＦ部拡大図である。
【図２２】図２２は、従来構造の第１例および第２例に適用可能な、従来のアウタコラムとインナコラムとの間の隙間調整機構を示す部分断面図である
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１〜図１８は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、そのステアリングコラム装置を構成する部分において、いずれも非伸縮式であるステアリングシャフト２ｂと筒状のステアリングコラム５ｂを備える。本例の構造では、ステアリングシャフト２ｂのうちステアリングコラム５ｂの後端開口から突出した後端部に支持固定されるステアリングホイール１（図１９参照）の前後位置および上下位置が、それぞれ所定の範囲内で調節可能となっているが、ステアリングホイール１の前後位置調節については、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂの全体が軸方向に移動することにより実現される。
【００３６】
本例の構造では、ステアリングシャフト２ｂが全長を伸縮させることなく、ステアリングシャフト２ｂの軸方向（前後方向）の移動を可能とするため、図１および図６に示すように、ステアリングシャフト２ｂの前端部に、自在継手２７ａを介してトルク伝達可能に連結される中間シャフト２８として、中間インナシャフト２９と中間アウタシャフト３０との端部同士をスプライン係合させて、トルクの伝達および全長の伸縮を可能とした構造が採用されている。すなわち、中間シャフト２８の伸縮により、ステアリングシャフト２ｂの前後方向の移動が補償される。中間シャフト２８の前端部は、別の自在継手２７ｂを介して、操舵輪（前輪）に舵角を付与するためのステアリングギヤユニットの入力軸（図示省略）に連結される。
【００３７】
また、本例の構造では、ステアリングシャフト２ｂの前端部と中間シャフト２８の後端部とを連結する自在継手２７ａの設置位置を適切に規制して、ステアリングホイール１の位置調節時における、ステアリングシャフト２ｂと中間シャフト２８との相対変位量を少なく抑え、ステアリングホイール１の位置調節を円滑に行えるようにしている。具体的には、ステアリングコラム５ｂを保持するコラムホルダ３１を、車体側ブラケット３２に対して揺動変位を可能に支持するために、互いに同心に設けられた左右１対のチルト軸３３（図９および図１１参照）とステアリングシャフト２ｂとを、それぞれの中心線同士が互いに直交する位置に配置している。さらに、図３に示すように、１対のチルト軸３３の中心線ＯCを、自在継手２７ａの前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢとの間の前後方向に関する中央位置に存在させている。
【００３８】
なお、前端側変位中心位置ＯＦとは、ステアリングホイール１を調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた状態での、自在継手２７ａの変位中心位置、すなわち、この自在継手２７ａを構成する十字軸３４の中心点位置である。また、後端側変位中心位置ＯＢとは、ステアリングホイール１を調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた状態での、自在継手２７ａの変位中心位置である。本例の場合には、１対のチルト軸３３の中心線ＯCが、前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢとを結ぶ線分の中央位置に存在する。したがって、前端側変位中心位置ＯＦおよび後端側変位中心位置ＯＢを結ぶ線分の長さをＬとした場合に、１対のチルト軸３３の中心線ＯCと前端側変位中心位置ＯＦおよび後端側変位中心位置ＯＢとの距離は、それぞれＬ／２となる。ただし、１対のチルト軸３３の中心線ＯCは、図示の位置よりも±Ｌ／１０程度、より好ましくは±Ｌ／２０程度前後にずれていても、１対のチルト軸３３の中心線ＯCが、前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢの間で、前後方向に関してほぼ中央位置に存在する状態になるので、特に支障を生じることはない。
【００３９】
ステアリングコラム５ｂをその軸方向（前後方向）の変位を可能に保持するコラムホルダ３１は、たとえば軽合金をダイキャスト成形することにより筒状、より具体的には略円筒状に形成される。なお、コラムホルダ３１が、本発明のコラムユニットを構成する支持部に相当する。コラムホルダ３１に対するステアリングコラム５ｂのがたつきをなくすために、コラムホルダ３１の上面の前後方向に離隔した２箇所位置に保持孔２２ａが、コラムホルダ３１の内周面と外周面を連通するように形成されている。それぞれの保持孔２２ａの内側に、図４および図１４に示すように、滑り板３５と、ワッシャ３６と、皿板ばね３７とが設置され、ねじ蓋３８により保持孔２２ａの上端開口部が塞がれている。なお、滑り板３５は、摺動性に優れた、ポリアセタール（ＰＯＭ）といった合成樹脂や合成ゴムなどの高分子材料製である。この状態で、それぞれの保持孔２２ａ内径側端部に存在する滑り板３５を、ステアリングコラム５ｂの外周面（上面）に、皿板ばね３７の弾力により押し付けて、ステアリングコラム５ｂがコラムホルダ３１内でがたつかないようにしている。なお、これらのステアリングコラム５ｂのがたつきを防止するための機構の軸方向間隔は任意であるが、本例では、この軸方向間隔を、前記ステアリングユニットがその軸方向に関して移動可能な最大範囲と実質的に等しくなるようにしている。
【００４０】
本例では、必要な剛性を確保する観点から、ステアリングコラム５ｂは、アルミニウム系合金、鉄系合金などの押し出し管もしくは電縫管により筒状に一体的に形成される。ただし、複数の素子を溶接あるいは嵌合により組み合わせた構造も採用可能である。本例では、これに限定されないが、ステアリングコラム５ｂは、略円筒状である。ステアリングコラム５ｂの前後方向両端部には、絞り加工を施すことにより、外径が前後方向中間部の外径よりも小さくなった縮径部３９ａ、３９ｂを設けている。また、ステアリングコラム５ｂの前後方向中間部を、軸方向に関して外径が変化しない中間円筒部４０とし、傾斜面部４１ａ、４１ｂにより、中間円筒部４０の前後方向両端部と縮径部３９ａ、３９ｂとをそれぞれ連続させている。中間円筒部４０の軸方向長さと保持孔２２ａの設置位置とは、ステアリングホイール１の前後方向調節量との関係で規制され、滑り板３５が、コラムホルダ３１に対するステアリングコラム５ｂの軸方向変位にかかわらず、中間円筒部４０から外れないようになっている。
【００４１】
ステアリングシャフト２ｂは、鉄系合金の引き抜き管もしくは電縫管、アルミニウム系合金の押し出し管もしくは引き抜き管などにより円筒状または円杆状に一体的に形成されるが、ステアリングコラム５ｂと同様に、複数の素子を溶接あるいは嵌合により組み合わせた構造も採用可能である。ステアリングシャフト２ｂは、ステアリングコラム５ｂの内径側に、前後方向両端部に配置された１対の玉軸受４２ａ、４２ｂにより、ステアリングコラム５ｂに対する軸方向の変位を阻止した状態で、回転自在に支持される。
【００４２】
１対の玉軸受４２ａ、４２ｂは、それぞれアンギュラ型で、背面組み合わせ型の接触角を有し、かつ、予圧を付与された状態で、縮径部３９ａ、３９ｂの内周面と、ステアリングシャフト２ｂの中間部両端寄り部分の外周面との間に設置される。このため、本例では、図４に示すように、１対の玉軸受４２ａ、４２ｂを構成する外輪４３ａ、４３ｂは、縮径部３９ａ、３９ｂの開口縁部に、互いに近付く方向の変位を阻止した状態で係止される。また、前側の玉軸受４２ａを構成する内輪４４ａは、ステアリングシャフト２ｂの中間部前端寄り部分に、ステアリングシャフト２ｂに係止された止め輪４５により、前方への変位が阻止された状態で、外嵌固定される。一方、後側の玉軸受４２ｂを構成する内輪４４ｂは、プッシュナット４６により、後方への変位が阻止された状態で、ステアリングシャフト２ｂに隙間嵌で外嵌固定される。プッシュナット４６の前側面と内輪４４ｂの後端面との間には、皿ばねなどの弾性材４７が挟持されており、弾性材４７は、内輪４４ｂに前方に向く弾力を付与している。以上の構成により、ステアリングシャフト２ｂは、ステアリングコラム５ｂの内径側に、軸方向の変位が阻止された状態で、がたつきなく、かつ、回転自在に支持される。
【００４３】
本例では、１対の玉軸受４２ａ、４２ｂとして、深溝玉軸受ではなく、背面組み合わせ型のアンギュラ玉軸受を、ステアリングシャフト２ｂの軸方向から予圧を付与させた状態で設置している。このため、予圧で軸受のがたつきを防止でき、かつ、軸受の回転トルクを低減させることができるので、ステアリングホイール１の操舵安定性の良好なステアリング装置が実現される。また、後側の内輪４４ｂを固定するためにプッシュナット４６が用いられているため、ステアリングホイール１から大きな力が加わりやすいステアリングシャフト２ｂの後端部に、係止溝を形成する必要がない。このため、ステアリングシャフト２ｂの肉厚を大きくすることなく、ステアリングシャフト２ｂの後端部の強度および剛性を確保することが可能となっている。また、ステアリングシャフト２ｂの後端部にねじ孔４８を設け、このねじ孔４８を利用してステアリングホイール１を支持固定するようにして、ステアリングシャフト２ｂの後端部の直径を十分に確保している。
【００４４】
コラムホルダ３１は、図９および図１１に示すように、コラムホルダ３１の前端部両側に互いに同心に設けられた１対のチルト軸３３により、車体側ブラケット３２に対し、これらのチルト軸３３を中心とする揺動変位を可能に支持される。車体側ブラケット３２は、たとえば軽合金のダイキャスト成形により一体に形成され、車体に固定の部分に対して、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への変位を可能に支持される。このため、車体側ブラケット３２には左右１対の取付板部４９が設けられ、それぞれの取付板部４９の前部に前後方向に長い長孔５０が形成され、その後端部に取付板部４９の後端縁に開口する切り欠き５１が形成されている。長孔５０および切り欠き５１のそれぞれに滑り板５２ａ、５２ｂが係止され、これらの滑り板５２ａ、５２ｂの透孔に挿通されたボルトもしくはスタッドにより、１対の取付板部４９は、車体に固定の部分に支持される。この状態で、車体側ブラケット３２は、車体に固定の部分に対し、通常時にはしっかりと支持されているが、二次衝突時に前方に向いた大きな衝撃荷重が加わった場合に、ボルトもしくはスタッドが長孔５０内で変位できる範囲内で、前方に変位する。
【００４５】
コラムホルダ３１のうちでステアリングコラム５ｂの下側部分には、ステアリングコラム５ｂとは別体に作製されたアクチュエータケース部５３が、複数のボルトにより結合固定されている。アクチュエータケース部５３内には、図２および図５に示すように、電動アクチュエータを構成する、前後方向送りねじ装置５４と上下方向送りねじ装置５５が設けられている。本例では、前後方向送りねじ装置５４と前後駆動用電動モータ５６とにより前後位置調節用電動アクチュエータが構成される。前後方向送りねじ装置５４は、前後駆動用電動モータ５６を駆動源として、ステアリングコラム５ｂを前後方向に変位させるためのもので、ステアリングコラム５ｂと平行に配置された前後方向送りねじ杆５８と、この前後方向送りねじ杆５８に螺合され、前後方向送りナットにより構成される移動駒１６ａとを備える。図５および図１６に示すように、前後方向送りねじ杆５８の前後両端部は、１対の玉軸受５９ａ、５９ｂにより、アクチュエータケース部５３に対し、軸方向の変位が阻止された状態で、回転のみ可能に支持されている。前後方向ねじ杆５８は、前後駆動用電動モータ５６にウォーム式減速機を介して接続されており、前後駆動用電動モータ５６によって回転駆動される。なお、本例では、前後駆動用電動モータ５６を駆動源とする前後方向送りねじ装置５４が採用されているが、代替的に、直動型超音波モータのようなブレーキ機能を備えたリニアモータを使用することもできる。
【００４６】
移動駒（前後方向送りナット）１６ａは、基部６０およびその上方に設けられた連結部６１を備える。基部６０には、前後方向送りねじ杆５８と螺合するねじ孔６２が形成されている。連結部６１とステアリングコラム５ｂは、伝達部材１７ａによって、前後方向の力を伝達可能に結合される。伝達部材１７ａは、炭素鋼、ステンレス鋼などの鉄系合金製の素材に冷間圧造を施すことにより形成され、基端部（上端部）に雄ねじ部６３が、中間部に外向フランジ状の鍔部６４が、先端部（下端部）に円柱部６５が、それぞれ設けられている。円柱部６５の先端面（下端面）に、六角レンチなどの工具の先端部が係止可能な、六角孔などの係止孔６６が形成されている。本例の伝達部材１７ａには、外径が特に小さくなったくびれ部は存在していない。
【００４７】
図５および図１４に示すように、伝達部材１７ａは、ステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０の下面に、前後方向の倒れを十分に抑えられるようにして、ねじ止め固定される。具体的には、ナットプレート６８が、その円筒部をステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０の下面に形成された通孔６７に挿入した状態で、通孔６７の周縁部にかしめ固定させることにより、ステアリングコラム５ｂにその内周面側から装着される。鍔部６４の上面には、この鍔部６４の外径よりも小さな外径を有する内径側スペーサ６９が載置され、この内径側スペーサ６９の周囲に、外径側スペーサ７０が装着される。内径側スペーサ６９は、鉄系合金などの硬質材料製である。一方、外径側スペーサ７０は、合成樹脂、硬質ゴム、硬質ビニルなどの高分子材料製、あるいは、軟質金属などの所定の硬さを有するが内部損失が大きく振動吸収能力を有する材料製である。外径側スペーサ７０の内径寄りの下面を、鍔部６４の上面の外径寄り部分の上面に当接させた状態で、内径側スペーサ６９の上面と外径側スペーサ７０の上面とは、同一平面上に位置する。さらに、内径側スペーサ６９および外径側スペーサ７０の上面とステアリングコラム５ｂの下面（下端部外周面）との間に、間座７１が挟持される。間座７１は、鉄系合金などの硬質材料製で、くさび状の断面形状を有し、かつ、全体が円環状もしくは枠状に形成されている。伝達部材１７ａの上端部に設けた雄ねじ部６３を、ナットプレート６８に螺合し、さらに締め付けることにより、伝達部材１７ａがステアリングコラム５ｂの中間部下面に、しっかりと支持固定される。伝達部材１７ａは、ステアリングコラム５ｂのうち、比較的大きな外径を有する中間円筒部４０に支持固定されるため、ステアリングシャフト２ｂの回転を妨げることはない。また、硬質材料製の内径側スペーサ６９と組み合わせることにより、長期間にわたる使用によっても、外径側スペーサ７０がへたることはない。さらに、外径側スペーサ７０が、鍔部６４から下方に脱落して、移動駒１６ａに接触した場合でも、その材質から異音の発生が抑制される。
【００４８】
ステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０の下面に支持固定された伝達部材１７ａと、前後方向送りねじ杆５８に螺合した移動駒１６ａとは、前後方向の動きを伝達可能に、かつ、伝達部材１７ａの軸方向の相対変位を可能に組み合わされる。具体的には、移動駒１６ａの連結部６１の中心部に、上方が開口した係合凹部１９ａが設けられており、この係合凹部１９ａ内に、伝達部材１７ａの円柱部６５が挿入される。係合凹部１９ａの内周面と円柱部６５の外周面との間には、円筒状スペーサ７２が、がたつきなく、かつ、円柱部６５の軸方向の摺動を可能に設置されている。円筒状スペーサ７２の内周面および外周面は、軸方向両端部の面取り部を除き、軸方向に関して直径が変化しない円筒面となっている。
【００４９】
伝達部材１７ａと移動駒１６ａとを組み合わせた状態では、この移動駒１６ａが前後方向送りねじ杆５８に対して回転することはなくなる。そして、前後駆動用電動モータ５６により前後方向送りねじ杆５８を回転させると、その回転方向に応じた方向に、移動駒１６ａが前後方向送りねじ杆５８に沿って移動する。なお、移動駒１６ａの移動方向は、基本的には、コラムホルダ３１の中心軸方向である、ステアリングコラム５ｂの移動方向と平行である。ただし、構成部品の製造誤差や組立誤差などにより、移動駒１６ａの移動方向とステアリングコラム５ｂの移動方向とが、わずかに非平行となる場合がある。たとえば、コラムホルダ３１の下面とアクチュエータケース部５３の上面との突合せ部（接合面）の方向が、移動駒１６ａの移動方向あるいはステアリングコラム５ｂの移動方向に一致しないと、これらの移動方向同士がわずかに非平行となる場合がある。この場合、移動駒１６ａに対して伝達部材１７ａが、この伝達部材１７ａの軸方向に相対変位する。この相対変位は、円筒状スペーサ７２の内周面と円柱部６５の外周面との当接部、および、円筒状スペーサ７２の外周面と係合凹部１９ａの内周面との当接部を滑らせつつ行われる。これらの周面は、単純な円筒面状であるから、コストがかさむことなく高精度に加工することができ、かつ、これらの部材同士の摺動部が２箇所存在するため、これらの部材の相対変位が円滑に行われる。なお、伝達部材１７ａを前後方向に変位可能にするため、コラムホルダ３１の一部には、このコラムホルダ３１の軸方向に長い、前後方向長孔８９が設けられている。
【００５０】
本例では、上下方向位置調節用電動アクチュエータとして、上下方向送りねじ装置５５と上下駆動用電動モータ５７が備えられている。上下方向送りねじ装置５５は、上下駆動用電動モータ５７を駆動源として、ステアリングコラム５ｂの後部を上下方向に変位（昇降）させるためのものである。本例では、上下方向送りねじ装置５５は、コラムホルダ３１全体を、車体側ブラケット３２に対して１対のチルト軸３３を中心として、揺動変位させるように構成されている。具体的には、図８〜図１０に示すように、車体側ブラケット３２の後端部に、Ｕ字形の保持枠７３を設け、コラムホルダ３１の後端部をこの保持枠７３の内側に、昇降可能に、かつ、がたつきなく挟持している。保持枠７３は互いに平行な内側面を有する。一方、コラムホルダ３１の後端部左右両側には、互いに平行な外側面を有する凸部７４ａ、７４ｂが、幅方向に突出するように設けられている。凸部７４ａ、７４ｂの外側面と、保持枠７３の内側面とは、それぞれ滑り板７５ａ、７５ｂを介して、係合している。一方の滑り板７５ａは、他方の滑り板７５ｂよりも厚肉である。この厚肉である一方の滑り板７５ａを他方の滑り板７５ｂに向け、押圧ねじ７６により押圧することにより、保持枠７３とコラムホルダ３１の間のがたつきをなくしている。なお、押圧ねじ７６は、所定のトルクで締め付けられた後、ロックナットにより緩み止めが図られている。なお、本例では、上下駆動用電動モータ５７を駆動源とする上下方向送りねじ装置５５が採用されているが、代替的に、直動型超音波モータのようなブレーキ機能を備えたリニアモータを使用することもできる。
【００５１】
コラムホルダ３１の後端部は、図５や図１５に示すように、保持枠７３の下端部の幅方向中央部に設けた係合孔７７と、上下方向送りねじ装置５５との組み合わせにより、上下駆動用電動モータ５７への通電に基づいて、上下移動（昇降）可能となっている。図５および図１７に示すように、上下方向送りねじ装置５５を構成する上下方向送りねじ杆７８の上下両端部は、１対の玉軸受７９ａ、７９ｂにより、アクチュエータケース部５３に対し、回転のみ可能に支持されている。上下方向送りねじ杆７８は、上下駆動用電動モータ５７にウォーム式減速機を介して接続されており、上下駆動用電動モータ５７によって回転駆動される。
【００５２】
上下方向送りねじ杆７８の中間部に上下方向送りナット８０が螺合している。上下方向送りナット８０は、鉄系金属などの弾性を有する金属材料により欠円環状に形成されており、ねじ８１により上下方向送りねじ杆７８との螺合部の締め代を調節することにより、この螺合部のがたつきを解消させることができる。また、上下方向送りナット８０に一体に設けた係合腕８２の先端部と係合孔７７とは、球面継手８３を介して、上下方向の力の伝達と揺動変位とを可能に結合されている。球面継手８３は、係合腕８２の先端部に形成され、部分球状凸面の外周面を有する球面係合部８４と、合成樹脂などの滑りやすい材料により略円筒状に形成され、部分球状凹面の内周面を有するスペーサ８５とにより構成される。球面係合部８４には、その中心部にねじ孔が形成され、かつ、径方向にスリットが設けられており、球面係合部８４の外径は弾性的に拡縮可能となっている。具体的には、球面係合部８４のねじ孔に螺合した調節ねじ８６の頭部に形成された部分円すい状凸面と、球面係合部８４のねじ孔の開口部に形成された部分円すい状凹面とを係合させることにより、球面係合部８４の外径が調節可能である。調節ねじ８６を球面係合部８４のねじ孔に適正量螺入することにより、球面継手８３に隙間が生ずることが防止される。このような構成により、上下方向送りナット８０から保持枠７３の下端部へと、上下方向の動きが、がたつくことなく伝達される。
【００５３】
なお、図７および図９に示すように、車体側ブラケット３２の前端部の左右両側には、補強リブ９０がそれぞれ設けられており、車体側ブラケット３２のうちでチルト軸３３が設置されている部分の強度および剛性が確保されている。また、コラムホルダ３１をチルト軸３３により枢支するために、コラムホルダ３１の前端部に設けられた左右１対の枢支腕部９１とコラムホルダ３１の本体部分との間にも補強リブ９２がそれぞれ設けられており、これらの枢支腕部９１の強度および剛性が確保されている。したがって、本例では、車体側ブラケット３２に対するコラムホルダ３１の揺動支持部の強度および剛性が十分に確保されており、ステアリングホイール１の操作感が、この揺動支持部の剛性不足により悪化することが十分に防止されている。
【００５４】
以下、本例の電動ステアリングホイールの位置調節装置による、ステアリングホイール１の位置調節について説明する。まず、ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、前後駆動用電動モータ５６に通電して、前後駆動用電動モータ５６により前後方向送りねじ杆５８を、所定方向に所定量回転させる。この結果、移動駒１６ａが前後方向送りねじ杆５８に沿って前後方向に移動し、伝達部材１７ａを介して、ステアリングコラム５ｂが、コラムホルダ３１の内側で前後方向に移動する。この結果、ステアリングホイール１の前後位置が所望位置に調節される。なお、ステアリングホイール１を調節可能な限度位置にまで移動させると、移動駒１６ａが、前後方向送りねじ杆５８の両端寄り部分に設けた、図１６に示すような１対のストッパ８７ａ、８７ｂのうちのいずれかに当接して、それ以上の移動を阻止される。この状態で、前後駆動用電動モータ５６への通電が停止される。
【００５５】
なお、ステアリングホイール１の前後位置を限界位置まで調節した状態では、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部で玉軸受４２ａ、４２ｂの外輪４３ａ、４３ｂが締り嵌めで内嵌固定された部分が、コラムホルダ３１の端部内周面に近づく。ステアリングコラム５ｂの軸方向端部は、外輪４３ａ、４３ｂを内嵌固定することや加工時のチャッキングの影響などに伴って、わずかとはいえ変形している可能性がある。ただし、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部は縮径部３９ａ、３９ｂとなっており、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部とコラムホルダ３１の端部内周面とが擦れ合うことはない。したがって、ステアリングホイール１の前後位置を限界位置まで調節した場合でも、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部とコラムホルダ３１の端部内周面との擦れ合いに伴って、不快な異音や振動が発生することがない。
【００５６】
次に、ステアリングホイール１の上下位置を調節する場合、上下駆動用電動モータ５７に通電して、上下駆動用電動モータ５７により上下方向送りねじ杆７８を、所定方向に所定量回転させる。この結果、上下方向送りナット８０が上下方向送りねじ杆７８に沿って上下方向に移動する。ただし、この上下方向送りナット８０は、係合孔７７と球面係合部８４との係合により上下方向に移動することはないので、上下方向送りねじ杆７８が上下方向に変位し、それに伴って、上下方向送りねじ杆７８を支持した、アクチュエータケース部５３およびコラムホルダ３１が、チルト軸３３を中心として揺動変位する。この結果、ステアリングホイール１の上下位置が所望位置に調節される。なお、この場合も、ステアリングホイール１を調節可能な限度位置にまで移動させると、上下方向送りナット８０が、上下方向送りねじ杆７８の両端寄り部分に設けた、図１７に示すような１対のストッパ８８ａ、８８ｂのうちのいずれかに当接して、それ以上の移動を阻止される。この状態で、上下駆動用電動モータ５７への通電が停止される。
【００５７】
本例の電動ステアリングホイールの位置調節装置では、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂを、いずれも少なくとも通常状態で全長を伸縮させない一体型の構造としているため、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂの剛性が十分に確保される。したがって、ハンドル振動の抑制と操舵性の向上が図られている。また、このように、１本構造のステアリングシャフト２ｂが、非分割式のステアリングコラム５ｂ内に配置されるため、がたつきの原因となる嵌合部がステアリングコラム装置部分に存在しない。したがって、ステアリングコラム装置部分におけるがたつきの発生が抑制されるため、この部分の共振周波数を高くすることができる。これにより、低い共振周波数を有する走行振動や振幅の大きい状態のエンジン振動との共振を回避することが可能となる。
【００５８】
しかも、ステアリングコラム５ｂを軸方向の変位を可能に保持する、コラムホルダ３１の前後２箇所に直列に保持した１対の滑り板３５により、ステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０をコラムホルダ３１の内周面に向け弾性的に押圧しているので、ステアリングコラム５ｂとコラムホルダ３１との間のがたつきも解消される。特に、比較的大径の中間円筒部４０の外周面と滑り板３５とを接触させることによって、これらの部材間の接触面積が大きくなるため、滑り板３５のステアリングコラム５ｂに対する押し付け力を比較的小さくすることが可能となっている。また、滑り板３５がステアリングコラム５ｂの外周面を押圧している部分の軸方向間隔を、ステアリングコラム５ｂの前後方向の移動範囲でできるだけ大きく確保することができるので、ステアリングコラム５ｂとコラムホルダ３１との嵌合部の剛性が十分に確保される。さらに、それぞれの滑り板３５とステアリングコラム５ｂの外周面の摺動部間に発生するモーメントを利用することによっても、滑り板３５のステアリングコラム５ｂに対する押し付け力を比較的小さくできる。このような構成により、ステアリングホイール１の前後方向への移動の際にかかる負荷を小さくすることができるため、前後駆動用電動モータ５６の作動音を軽減させることができる。また、コラムホルダ３１の内径寸法公差およびステアリングコラム５ｂの外径寸法公差を従来と同じにした場合であっても、がたつきを解消できることから、ステアリングコラム５ｂおよび伝達部材１７ａの倒れを小さく抑えることができる。したがって、伝達部材１７ａの先端部として、変位吸収性が高い球面状を採用する必要性がなく、円柱状などの単純な形状を採用することが可能となっている。
【００５９】
本例の装置では、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂが全長を伸縮させない構造としているため、ステアリングホイール１の前後位置調節を行うことに伴って、自在継手２７ａおよび自在継手２７ａの変位中心である、十字軸３４の中心位置が、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂの軸方向に変位する。一方、ステアリングホイール１の前後位置を調節する際に、コラムホルダ３１の前端部と車体側ブラケット３２の前端部との間に設けられたチルト軸３３は、ステアリングホイール１の前後位置調節にかかわらず、その設置位置が変化しないようになっている。
【００６０】
このため、ステアリングホイール１の前後位置によっては、十字軸３４の中心位置がチルト軸３３の中心線上に位置しない状態となる。この状態で、ステアリングホイール１の上下位置を調節するため、コラムホルダ３１をチルト軸３３を中心として揺動変位させると、十字軸３４の中心位置がチルト軸３３を中心として揺動変位する。このような十字軸３４の中心位置の揺動変位に伴って、この十字軸３４を含む後側の自在継手２７ａと前側の自在継手２７ｂとの距離が変化する。この距離の変化は、中間シャフト２８が伸縮することにより吸収される。ただし、中間シャフト２８を伸縮させるためには、中間インナシャフト２９と中間アウタシャフト３０との嵌合部に作用する摩擦抵抗に打ち勝つ力が必要である。このような摩擦抵抗に基づいて、コラムホルダ３１を揺動変位させることに対する抵抗が大きくなり、ステアリングホイール１の上下位置調節の円滑性が損なわれる可能性がある。この円滑性が損なわれる程度は、上下位置調節に伴う中間シャフト２８の伸縮量が大きくなり、中間シャフト２８の伸縮に伴う抵抗が大きくなるほど著しくなる。
【００６１】
本例の構造では、チルト軸３３の中心線ＯCを、前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢとの間で、前後方向に関して中央位置に存在させている。したがって、十字軸３４の中心位置がチルト軸３３の中心線ＯC上に位置しない状態であっても、この中心位置のこの中心線ＯCからのずれ量である、チルト軸３３を中心とするコラムホルダ３１の揺動変位に伴う、十字軸３４の中心位置の揺動変位の半径を小さく抑えることができる。この半径を小さく抑えることにより、上下位置調節に伴う中間シャフト２８の伸縮量を小さく抑えることができ、中間シャフト２８の伸縮に伴う抵抗を小さく抑えることができる。この結果、ステアリングホイール１の前後位置にかかわらず、ステアリングホイール１の上下位置調節を円滑に行うことが可能となる。
【００６２】
図１８において、Ｆ、Ｃ、Ｂでそれぞれ表される位置は、ステアリングホイール１の上下位置を中立状態として、ステアリングホイール１を調節可能な前端位置、中央位置、後端位置にそれぞれ移動させた状態における、自在継手２７ａの変位中心位置を示している。ステアリングホイール１の前後位置が中央位置で、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３の中心線上に存在すれば、ステアリングホイール１の上下位置調節に伴って中間シャフト２８が伸縮することも、自在継手２７ａが昇降することもない。したがって、中間シャフト２８や自在継手２７ａが、ステアリングホイール１の上下位置調節に対する抵抗になることはない。
【００６３】
これに対して、ステアリングホイール１を、Ｆで示す前端位置に移動させた状態で、その上下位置を調節する際には、自在継手２７ａの変位中心位置が、ｆｏを中心として、ｆＨとｆＬとの間で変位し、この変位に伴って中間シャフト２８が伸縮する。図１８から理解される通り、ｆＨとｆＬとの間での伸縮量は、比較的大きいものとなる。そして、この伸縮量は、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３から離れる距離が長くなるほど増大する。本例の構造では、チルト軸３３の中心線ＯCの位置を前端側変位中心位置ＯＦおよび後端側変位中心位置ＯＢの前後方向における中間位置に配置することにより、中心線ＯCをこの後端側変位中心位置ＯＢよりも後方に配置した構造に比べて、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３から離れる距離の最大値を抑えることができる。このため、ステアリングホイール１を最前位置に移動させて上下位置調節する場合でも、この伸縮量を少なく抑えて、その上下位置調節の円滑化を図っている。
【００６４】
一方、ステアリングホイール１を、Ｂで示す後端位置に移動させた状態では、ステアリングシャフト２ｂの前端部と中間シャフト２８の後端部とを接続している自在継手２７ａが、チルト軸３３よりも後方に存在する状態となる。この状態で上下位置調節する際には、自在継手２７ａの変位中心位置が、ｂｏを中心として、ｂＨとｂＬとの間で変位し、この変位に伴って中間シャフト２８が伸縮する。図１８から理解される通り、この伸縮量は比較的少なく抑えられる。その代わりに、自在継手２７ａを含む部分が、ステアリングホイール１の上下位置調節時に、上下位置調節用の電動アクチュエータを構成する、上下駆動用電動モータ５７の負荷となる。これは、自在継手２７ａがチルト軸３３よりも前方に存在する場合のように、自在継手２７ａ部分の重量が他の部分と相殺されることがないためである。このため、ステアリングホイール１の上下位置調節時における上下駆動用電動モータ５７の負荷が大きくなり、より大型のモータを採用する必要がある分、電動ステアリングホイールの位置調節装置の小型軽量化にとって不利となる。この傾向は、自在継手２７ａがチルト軸３３から後方に離れている距離が大きくなるほど著しくなる。ただし、本例では、チルト軸３３の中心線ＯCと変位中心位置ＯＦ、ＯＢとの位置関係を上述のように規制しているため、中心線ＯCを前端側変位中心位置ＯＦよりも前方に配置する構造に比べて、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３から離れる距離の最大値を抑えることができる。このため、上下駆動用電動モータ５７の負荷が大きくなる程度を低く抑えることができ、装置の小型化および軽量化が図りやすい。
【００６５】
チルト軸３３の中心線ＯCを、前後方向中央位置に存在させることは、ステアリングホイール１の前後位置調節にかかわらず、ステアリングホイール１の操作に要するトルク変動を抑える面からも有利である。すなわち、それぞれが十字軸式である自在継手２７ａ、２７ｂは、ジョイント角を付した状態でトルク伝達を行うと、回転方向の位相変化に対応してトルク特性（トルク損失）が変化する。このようなトルク特性の変化をそのままにすると、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える。そこで、自在継手２７ａ、２７ｂの回転方向の位相を適切に異ならせることで、これらの自在継手２７ａ、２７ｂのトルク特性の変動を互いに相殺することが行われている。この場合に、自在継手２７ａ、２７ｂのジョイント角と回転方向の位相のずれとの関係を適切にすることが必要であるが、本例の構造では、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴って、後側の自在継手２７ａの位置がずれる。その結果、自在継手２７ａ、２７ｂのジョイント角の関係が初期の関係からずれる。このずれが大きいと、これらの自在継手２７ａ、２７ｂのトルク特性の変動を十分に抑えることができず、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える可能性がある。これに対して、本例の構造では、このずれを小さく抑えることができるので、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える可能性を低く抑えることができる。
【００６６】
また、滑り板３５が、ステアリングコラム５ｂを、前後方向送りねじ装置５４に向けて、下方に押圧しているので、この押圧に伴って横方向のモーメントが発生せず、前後方向送りねじ装置５４の作動および停止に伴って、ステアリングコラム５ｂがコラムホルダ３１の内側でがたつくことや、ステアリングコラム５ｂがその変位動作の反転時に上下動することが抑制される。なお、ステアリングコラム５ｂの外周面とコラムホルダ３１の内周面との嵌合部の精度を向上させるため、中間円筒部４０の外周面を仕上げ加工する必要が生じた場合でも、ステアリングコラム５ｂの外周面のうちで中間円筒部４０の外周面が最も径が大きいので、この中間円筒部４０の外周面の仕上げ加工を、他の部分に邪魔されることなく、容易かつ能率よく行うことができる。また、ステアリングホイール１の支持剛性も、ステアリングコラム５ｂやステアリングシャフト２ｂを構成する金属板の厚さを変えることにより、容易に調節することができる。さらに、ステアリングコラム５ｂが滑り板３５に押圧される部分が、ステアリングコラム５ｂの径が最も大きい部分に存在するため、この押圧される部分の面積を広くすることができ、滑り板３５によるステアリングコラム５ｂへの押し付け力を過剰に大きくする必要はない。このように小さな押し付け力により、がたつきを抑制する効果が得られるため、作動時の負荷が安定かつ少なく済み、前後駆動用電動モータ５６の作動音も低減させることができる。
【００６７】
しかも、本例の構造では、前後方向送りねじ装置５４を構成する移動駒１６ａの動きをステアリングコラム５ｂに伝達するための伝達部材１７ａおよび円筒状スペーサ７２の形状が単純であるため、伝達部材１７ａおよび円筒状スペーサ７２を、冷間圧造により、高精度かつ低コストで製造することができる。
【００６８】
また、伝達部材１７ａの軸方向に関する、この伝達部材１７ａと移動駒１６ａとの相対変位を、円筒状スペーサ７２の内周面および外周面と、伝達部材１７ａの先端部外周面および移動駒１６ａに設けた係合凹部１９ａの内周面との２箇所で補償している。したがって、コラムホルダ３１の下面とアクチュエータケース部５３の上面との突き合わせ面の精度不良などにより、移動駒１６ａの移動方向と、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴うステアリングコラム５ｂの移動方向とが非平行となり、この前後位置調節に伴って伝達部材１７ａと移動駒１６ａとが、伝達部材１７ａの軸方向に相対変位する場合でも、２箇所位置で擦れ合うため、それぞれの擦れ合い長さを短くできて、異音や振動の発生を抑えることができる。さらには、伝達部材１７ａに、強度および剛性確保の面から不利なくびれ部が存在しないため、前後方向送りねじ装置５４の耐久性および信頼性がより確保される。
【００６９】
さらに、本例の構造では、前記上下方向送りねじ装置５５を構成する、上下方向送りねじ杆７８を、コラムホルダ３１の直下に、このコラムホルダ３１の径方向に配置しているので、ステアリングホイール１の上下位置調節時に、このコラムホルダ３１に有害なモーメントが加わることがない。このため、この上下位置調節を円滑に行うことが可能となる。なお、上下位置調節を案内するための、保持枠７３は、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴うステアリングコラム５ｂの前後移動に拘らず、このステアリングコラム５ｂに固定した部分と干渉しない範囲で、できるだけ後方に配置することが、コラムホルダ３１の支持剛性、さらにはステアリングホイール１の支持剛性を確保する面から好ましい。また、このステアリングホイール１の上下調節を円滑に行わせるために、滑り板７５ａ、７５ｂにグリースなどの潤滑剤を塗布することも好ましい。さらに、上下方向送りねじ杆７８と前後方向送りねじ杆５８とは、互いの中心軸同士が直交する方向に配置することが、ステアリングホイール１の上下方向および前後方向の調節を円滑に行わせ、かつ、前後方向送りねじ装置５４および上下方向送りねじ装置５５の設置スペースを小さく抑えることができる点で、好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、上述した実施の形態の車体への取付構造や、ステアリングシャフトと自在継手との結合構造に限定されることなく、従来から知られている各種構造が採用された電動ステアリング装置に組み込まれる電動ステアリングホイールの位置調節装置に対して、本発明は広く適用される。
【符号の説明】
【００７１】
１    ステアリングホイール
２、２ａ、２ｂ  ステアリングシャフト
３、３ａ  アウタシャフト
４、４ａ  インナシャフト
５、５ａ、５ｂ  ステアリングコラム
６、６ａ、６ｂ  アウタコラム
７、７ａ、７ｂ インナコラム
８    ギヤハウジング
９    送りナット
１０    押し引き腕
１１    押し引きロッド
１２    雄ねじ部
１３    ウォーム減速機
１４    取付ブラケット
１５    直動型超音波モータ
１６    移動駒
１６ａ  移動駒（前後方向送りナット）
１７、１７ａ  伝達部材
１８    球面継手
１９、１９ａ  係合凹部
２０    スペーサ
２１    球面係合部
２２、２２ａ  保持孔
２３    雌ねじ
２４    調節ねじ
２５    皿ばね
２６    パッド
２７ａ、２７ｂ  自在継手
２８    中間シャフト
２９    中間インナシャフト
３０    中間アウタシャフト
３１    コラムホルダ
３２    車体側ブラケット
３３    チルト軸
３４    十字軸
３５    滑り板
３６    ワッシャ
３７    皿板ばね
３８    ねじ蓋
３９ａ、３９ｂ  縮径部
４０    中間円筒部
４１ａ、４１ｂ  傾斜面部
４２ａ、４２ｂ  玉軸受
４３ａ、４３ｂ  外輪
４４ａ、４４ｂ  内輪
４５    止め輪
４６    プッシュナット
４７    弾性材
４８    ねじ孔
４９    取付板部
５０    長孔
５１    切り欠き
５２ａ、５２ｂ  滑り板
５３    アクチュエータケース部
５４    前後方向送りねじ装置
５５    上下方向送りねじ装置
５６    前後駆動用電動モータ
５７    上下駆動用電動モータ
５８    前後方向送りねじ杆
５９ａ、５９ｂ  玉軸受
６０    基部
６１    連結部
６２    ねじ孔
６３    雄ねじ部
６４    鍔部
６５    円柱部
６６    係止孔
６７    通孔
６８    ナットプレート
６９    内径側スペーサ
７０    外径側スペーサ
７１    間座
７２    円筒状スペーサ
７３    保持枠
７４ａ、７４ｂ  凸部
７５ａ、７５ｂ  滑り板
７６    押圧ねじ
７７    係合孔
７８    上下方向送りねじ杆
７９ａ、７９ｂ  玉軸受
８０    上下方向送りナット
８１    ねじ
８２    係合腕
８３    球面継手
８４    球面係合部
８５    スペーサ
８６    調節ねじ
８７ａ、８７ｂ  ストッパ
８８ａ、８８ｂ  ストッパ
８９    前後方向長孔
９０    補強リブ
９１    枢支腕部
９２    補強リブ
【図１】
2013176192.tif 000003
【図２】
2013176192.tif 000004
【図３】
2013176192.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013176192.tif 000007
【図６】
2013176192.tif 000008
【図７】
2013176192.tif 000009
【図８】
2013176192.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2013176192.tif 000012
【図１１】
2013176192.tif 000013
【図１２】
2013176192.tif 000014
【図１３】
2013176192.tif 000015
【図１４】
2013176192.tif 000016
【図１５】
2013176192.tif 000017
【図１６】
2013176192.tif 000018
【図１７】
2013176192.tif 000019
【図１８】
2013176192.tif 000020
【図１９】
2013176192.tif 000021
【図２０】
2013176192.tif 000022
【図２１】
2013176192.tif 000023
【図２２】
2013176192.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月27日(2014.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端部にステアリングホイールが支持固定される非伸縮式のステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトを内側に回転自在に支持する非伸縮式のステアリングコラムと、
車体に固定の部分に支持された車体側ブラケットに支持され、前記ステアリングコラムを軸方向の変位を可能に保持する、コラムホルダと、
前記ステアリングシャフトの中心線と直交する中心線を有するように配置され、該コラムホルダの先端部を前記車体側ブラケットに対し揺動変位を可能に支持する、互いに同心の左右１対のチルト軸と、
前記ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤユニットの入力軸に伝達する伸縮式の中間シャフトと、
前記ステアリングシャフトの前端部と前記中間シャフトの後端部とを連結する自在継手と、
前後駆動用電動モータを駆動源として、前記コラムホルダに対して前記ステアリングコラムを軸方向に変位させる前後位置調節用電動アクチュエータと、
上下駆動用電動モータを駆動源として、前記チルト軸を中心として前記コラムホルダを上下方向に揺動変位させる上下位置調節用電動アクチュエータと、
を備え，
前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を前端側変位中心位置とし、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を後端側変位中心位置とした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間に挟まれた範囲内に存在する、
電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との距離をＬとした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間の中央位置を中心とする、Ｌ／５の長さの範囲内に存在する、請求項１に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項４】
前記前後位置調節用電動アクチュエータと前記上下位置調節用電動アクチュエータは、前記コラムホルダの下側に固定されており、該コラムホルダの上側の前後に離隔した少なくとも２箇所に、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構が備えられている、請求項１に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項５】
前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構のそれぞれは、前記コラムホルダの内周面および外周面を連通させる状態で形成された保持孔と、該保持孔に該コラムホルダの径方向内側から順番に組み付けられた、滑り板と弾性部材と蓋体とを備え、前記弾性部材が、これら滑り板と蓋体との間で弾性的に圧縮されていて、前記滑り板が前記ステアリングコラムの外周面を押圧している、請求項４に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月10日(2014.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−１１６０４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７９８９号公報
【特許文献３】特許第５０７６９０８号公報
【特許文献４】特開平０９−３２３６５８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１９７９３号公報
【特許文献６】特開２００５−２５５０４０号公報
【特許文献７】特開２００９−００６７４３号公報
【特許文献８】独国特許出願公開第１０２５１７６４号明細書（ＤＥ１０２５１７６４Ａ１）
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月28日(2015.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動ステアリングホイールの位置調節装置、より具体的には、電動モータを駆動源として、ステアリングホイールの前後位置および上下位置を調節する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな構造の電動ステアリングホイールの位置調節装置が知られており、自動車用のステアリング装置にその一部はすでに採用されている。図１９は、特許文献１に記載された、従来構造の第１例を示している。ステアリングホイール１が固定されるステアリングシャフト２は、円筒状のアウタシャフト３と、このアウタシャフト３に対して、軸方向に摺動可能に、かつ、回転力の伝達可能に挿入された円杆状のインナシャフト４とにより構成される。より具体的には、アウタシャフト３の中間部から前端部までの内周面とインナシャフト４の後端部外周面とが、スプライン係合している。ステアリングホイール1は、アウタシャフト３の後端部に固定される。
【０００３】
ステアリングシャフト２は、筒状のステアリングコラム５の内側に挿通され、かつ、回転自在に支持されている。ステアリングコラム５は、車体に支持される筒状のアウタコラム６と、このアウタコラム６の内側に、軸方向に摺動可能に挿入された筒状のインナコラム７とにより構成される。そして、インナコラム７の後端部の内径側に、アウタシャフト３の中間部後端寄り部分が、軸方向の変位が阻止された状態で、回転自在に支持される。また、アウタコラム６の前端部の内径側に、インナシャフト４の中間部前端寄り部分が、軸方向の変位が阻止された状態で、回転自在に支持される。この構造により、ステアリングシャフト２がステアリングコラム５の内側に回転自在に支持され、かつ、アウタシャフト３およびインナコラム７が、インナシャフト４およびアウタコラム６に対して、前後方向に相対移動可能となっている。
【０００４】
従来構造の第１例の装置は、ステアリングホイール１の前後位置を調節可能とするために、電動アクチュエータとして、アウタコラム６の下面に固定されたギヤハウジング８と、このギヤハウジング８内に、軸方向の変位が阻止された状態で、回転のみ可能に支持された送りナット９と、インナコラム７の後端部でアウタコラム６よりも後方に突出した部分に固定された押し引き腕１０と、送りナット９と螺合する雄ねじ部１２が前半部に設けられ、後端部が押し引き腕１０に結合されている押し引きロッド１１と、ウォーム減速機１３を介して、送りナット９に接続され、この送りナット９を回転駆動する電動モータ（図示省略）とを備える。
【０００５】
ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、送りナット９を回転させて、押し引きロッド１１を軸方向に変位させる。この変位に伴って、押し引き腕１０を介してインナコラム７が、押し引きロッド１１と同じ方向に変位して、インナコラム７の内側に支持されたアウタシャフト３を、インナコラム７とともに前後方向に移動させることにより、ステアリングホイール１の前後位置が調節される。
【０００６】
従来構造の第１例の電動ステアリングホイールの位置調節装置では、アウタコラム６の後端部とインナコラム７の前端部との嵌合部に存在する微小隙間に基づき、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感や不快感を与える可能性がある。すなわち、電動ステアリングホイールの位置調節装置では、手動式の装置とは異なり、ステアリングホイール１を調節後の位置に保持した状態でも、アウタコラム６の後端部の直径が縮められることはなく、嵌合部に微小隙間が存在したままの状態となる。そして、この微小隙間の存在に基づいて、ステアリングホイール１を固定したアウタシャフト３を支持したインナコラム７が、車体に支持されたアウタコラム６に対してがたつく可能性がある。そして、このがたつきに伴い、ステアリングホイール１の支持剛性感が低下し、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える可能性がある。また、このがたつきは、電動ステアリングホイールの位置調節装置のうち、ステアリングシャフト２およびステアリングコラム５を含むステアリングコラム装置を構成する部分の共振周波数を低くさせて、悪路走行時などの車体が細かく振動する際に、このステアリングコラム装置部分における、不快な異音や振動の発生をもたらす可能性がある。
【０００７】
図２０および図２１は、特許文献２に記載された、従来構造の第２例を示している。従来構造の第２例でも、従来構造の第１例と同様の構造により、ステアリングシャフト２ａがステアリングコラム５ａの内側に回転自在に支持され、かつ、アウタシャフト３ａおよびインナコラム７ａが、インナシャフト４ａおよびアウタコラム６ａに対して、前後方向に相対移動するようになっている。
【０００８】
従来構造の第２例の装置では、ステアリングホイール１の前後位置を調節可能とするために、電動アクチュエータとして、取付ブラケット１４の下端部に支持された直動型超音波モータ１５を用いることにより、アウタコラム６ａに対してインナコラム７ａが軸方向に変位することを可能としている。具体的には、直動型超音波モータ１５の移動駒１６とインナコラム７ａとが伝達部材１７により結合され、移動駒１６の動きをインナコラム７ａに伝達することにより、インナコラム７ａを前後方向に移動可能としている。伝達部材１７の基端部は、インナコラム７ａにねじ止め固定され、伝達部材１７の先端部は、球面継手１８を介して移動駒１６に連結されている。球面継手１８は、移動駒１６に形成された係合凹部１９と、この係合凹部１９に嵌合保持され、球状凹面の内周面を有するスペーサ２０と、伝達部材１７の先端部に設けられ、球状凸面の外周面を有し、スペーサ２０の内周面と球面係合する球面係合部２１とにより構成される。
【０００９】
ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、直動型超音波モータ１５により移動駒１６を、ステアリングコラム５ａの軸方向に変位させる。この変位に伴って、伝達部材１７を介してインナコラム７ａを移動駒１６と同じ方向に変位させ、インナコラム７ａの内側に支持されたアウタシャフト３ａを、インナコラム７ａとともに前後方向に移動させる。この結果、図２０に二点鎖線で示すように、ステアリングホイール１の前後位置の調節が可能となる。
【００１０】
従来技術の第２例の構造の場合、移動駒１６と伝達部材１７の係合部の構造上、その円滑な動作を確保するためには製造コストがかさむという問題がある。すなわち、ステアリングホイール１の前後位置調節を、がたつきなく円滑に行わせるためには、伝達部材１７の球面係合部２１とスペーサ２０との係合部の嵌合強度を適切に規制する必要がある。この嵌合強度が低過ぎて、この係合部に正の隙間が存在すると、球面係合部２１とスペーサ２０の間でがたつきが発生し、ステアリングホイール１が前後方向にがたつきやすくなる。一方、この嵌合強度が高過ぎると、球面係合部２１に対するスペーサ２０の揺動変位が円滑に行われなくなる。
【００１１】
従来技術の第２例の構造では、移動駒１６の前後方向の移動量が大きく、この移動駒１６の移動方向と、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴うインナコラム７ａの移動方向との平行度を良好にしない限り、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴って、伝達部材１７が移動駒１６に対し、この伝達部材１７の軸方向に相対変位する。この相対変位に伴って、スペーサ２０の外周面と係合凹部１９の内周面とが伝達部材１７の軸方向に擦れ合う。この際、嵌合強度が高過ぎて球面係合部２１に対するスペーサ２０の揺動変位が円滑に行われないと、スペーサ２０の外周面と係合凹部１９の内周面とが強く擦れ合って、異音や振動が発生し、乗員に不快感を与える可能性がある。特に、この状態では、伝達部材１７と移動駒１６との伝達部材１７の軸方向に関する相対変位を許容する面が、スペーサ２０の外周面と係合凹部１９の内周面との１箇所に限定されるため、擦れ合い長さが長くなりやすく、異音や振動がさらに発生しやすい状態となる。
【００１２】
異音や振動の発生を防止するために、球状凹面であるスペーサ２０の内周面と球状凸面である球面係合部２１の外周面を精度よく加工することは、高コストにつながる。しかも、球面係合部２１を高精度で作製した場合でも、伝達部材１７の外径が、球面係合部２１の基端部で小さくなることは避けられない。この伝達部材１７のくびれ部には、ステアリングホイール１の前後位置調節時に大きな応力が発生しやすく、このような構造は、長期間にわたる使用に対して十分な耐久性を確保する面からは不利である。
【００１３】
ステアリングコラム装置部分における異音や振動の発生を防止するための構造として、たとえば特許文献３には、図２２に示すような、アウタコラム６ｂの軸方向の一部に保持孔２２を設け、保持孔２２に形成された雌ねじ２３にねじ込まれた調整ねじ２４により、皿ばね２５を介して、インナコラム７ｂの外周面に当接する合成樹脂製のパッド２６を押圧することにより、ステアリングコラム装置部分のがたつきを防止する機構が開示されている。ただし、この機構において、パッド２６のインナコラム７ｂの外周面への押し付け力をがたつきを防止できるだけ大きくすると、アウタコラム６ｂとインナコラム７ｂの摺動時の摩擦力が大きくなるため、電動モータなどのモータの駆動負荷が大きくなり、作動音が大きくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１０−１１６０４２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７９８９号公報
【特許文献３】特許第５０７６９０８号公報
【特許文献４】特開平０９−３２３６５８号公報
【特許文献５】特開平１０−１１９７９３号公報
【特許文献６】特開２００５−２５５０４０号公報
【特許文献７】特開２００９−００６７４３号公報
【特許文献８】特開２０１０−１１６０４２号公報
【特許文献９】独国特許出願公開第１０２５１７６４号明細書（ＤＥ１０２５１７６４Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、ステアリングコラム装置を構成する部分の剛性を向上させて、操作する運転者に違和感を与えることなく、ステアリングホイールの位置調節を安定した動作で円滑に行うことを可能とする電動ステアリングホイールの位置調節装置の構造を低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、ステアリングシャフトと、ステアリングコラムと、コラムホルダと、左右１対のチルト軸と、中間シャフトと、前後位置調節用電動アクチュエータと、上下位置調節用電動アクチュエータとを備える。特に、本発明では、後端部にステアリングホイールが支持固定される前記ステアリングシャフト、および、該ステアリングシャフトを内側に回転自在に支持するステアリングコラムは、いずれも少なくとも通常状態で全長が伸縮しない非伸縮式の構造を備える。
【００１７】
また、前記コラムホルダは、前記左右１対のチルト軸を介して、車体に固定された車体側ブラケットに支持され、前記ステアリングコラムを軸方向の変位を可能に保持する。前記左右１対のチルト軸は互いに同心であり、前記ステアリングシャフトの中心線と直交する中心線を有するように配置され、該コラムホルダの先端部を前記車体側ブラケットに対し揺動変位を可能に支持する。
【００１８】
前記中間シャフトは、前記ステアリングシャフトの前端部とステアリングギヤユニットの入力軸の間に配置され、前記ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤユニットの入力軸に伝達するものであり、全長の伸縮を可能とした伸縮式の構造を備える。また、前記自在継手は、前記ステアリングシャフトの前端部と前記中間シャフトの後端部とを連結する。
【００１９】
前記前後位置調節用電動アクチュエータは、前後駆動用電動モータを駆動源として、前記コラムホルダに対して前記ステアリングコラムを軸方向に変位させる。一方、前記上下位置調節用電動アクチュエータは、上下駆動用電動モータを駆動源として、前記チルト軸を中心として前記コラムホルダを上下方向に揺動変位させる。
【００２０】
このような構成により、本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置では、前記ステアリンホイールの前後位置の調節を、前記中間シャフトを伸縮させ、かつ、前記ステアリングコラムを軸方向へ変位させて、前記ステアリングシャフトを前後方向に移動させることにより行う。
【００２１】
好ましくは、本発明の装置は、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を前端側変位中心位置とし、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を後端側変位中心位置とした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間に挟まれた範囲内に存在するように構成される。
【００２２】
さらに好ましくは、本発明の装置は、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との距離をＬとした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間の中央位置を中心とする、Ｌ／５の長さの範囲内に存在するように構成される。
【００２３】
また、好ましくは、本発明の装置においては、前記前後位置調節用電動アクチュエータと前記上下位置調節用電動アクチュエータは、前記コラムホルダの下側に固定され、該コラムホルダの上側の前後に離隔した少なくとも２箇所に、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構が備えられる。
【００２４】
さらに好ましくは、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構のそれぞれは、前記コラムホルダの内周面および外周面を連通させる状態で形成された保持孔と、該保持孔に該コラムホルダの径方向内側から順番に組み付けられた、滑り板と弾性部材と蓋体とを備え、前記弾性部材が、これら滑り板と蓋体との間で弾性的に圧縮されていて、前記滑り板が前記ステアリングコラムの外周面を押圧するように構成される。
【００２５】
この場合、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構の軸方向間隔は、該ステアリングコラムの軸方向に関する最大の移動範囲に実質的に等しくすることが特に好ましい。
【００２６】
前記前後位置調節用電動アクチュエータは、前記ステアリングコラムと平行に配設され、前記前後駆動用電動モータにより回転駆動される前後方向送りねじ杆と、該前後方向送りねじ杆に螺合され、該前後方向送りねじ杆の回転により前後方向に移動する移動駒と、先端部が前記移動駒に接続され、基端部が前記ステアリングコラムに結合され、該移動駒の動きを前記ステアリングコラムに伝達する伝達部材とを備える構造を採ることができる。
【００２７】
この構造を有する前後位置調節用電動アクチュエータにおいては、前記移動駒に係合凹部が設けられ、前記伝達部材の先端部は、該移動駒の係合凹部にスペーサを介して係合され、前記移動駒の係合凹部は、前記伝達部材の軸方向に関して内径が変化しない円筒状凹面の内周面を有し、前記伝達部材の先端部は、該伝達部材の軸方向に関して外径が変化しない円筒状凸面の外周面を有し、前記スペーサは、前記伝達部材の軸方向に関して外径が変化しない円筒状凸面の外周面および前記伝達部材の軸方向に関して内径が変化しない円筒状凹面の内周面を有することが好ましい。
【００２８】
また、前記ステアリングコラムを、該ステアリングコラムの軸方向中間部に設けられ、該軸方向に関して外径が変化しない中間円筒部と、該中間円筒部の該軸方向両端側に設けられ、該中間円筒部の外径よりも小さな外径を有する縮径部とにより構成することが好ましい。
【００２９】
この場合、前記伝達部材の基端部を、前記中間円筒部に結合固定し、前記コラムホルダの前記伝達部材とは径方向反対側にある部分の軸方向２箇所に、前記中間円筒部を前記伝達部材の方向に押圧する機構を設けることが好ましい。なお、これらの機構は、前記コラムホルダに対する前記ステアリングコラムの軸方向変位にかかわらず、当該機構が前記中間円筒部から外れないように設けられる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ステアリングコラムの支持剛性を向上させて、ステアリングホイールを操作する運転者を含む乗員に違和感や不快感を与えることなく、このステアリングホイールの位置調節を円滑に行わせることができる電動ステアリングホイールの位置調節装置が提供される。具体的には、ステアリングシャフトとステアリングコラムとを、いずれも少なくとも通常状態で全長を伸縮させない一体型の非伸縮式構造としているため、これらの部材の剛性が確保される。
【００３１】
また、本発明では、１対のチルト軸とステアリングシャフトとを、それぞれの中心線同士が互いに直交する位置に配置しているので、ステアリングホイールの位置調節を円滑に行わせることができる。すなわち、本発明の電動式ステアリングホイールの位置調節装置では、ステアリングコラムが非伸縮式の構造であるから、前記ステアリングホイールの上下位置を調節する際に、コラムホルダを前記チルト軸を中心に揺動変位させて、前記ステアリングシャフトと中間シャフトを連結する自在継手の変位中心が、これらのチルト軸を中心として揺動変位した場合でも、この中間シャフトの伸縮量を少なく抑えることができるため、この中間シャフトの伸縮に伴う摩擦抵抗などのステアリングホイールの上下位置の円滑性を損なう要因を抑制することができる。
【００３２】
特に、本発明では、前記チルト軸の中心線の位置を、前記自在継手の前端側変位中心位置と後端側変位中心位置との関係で規制しているため、前記ステアリングホイールを前端位置に移動させた状態での上下位置調節時において、前記自在継手の変位中心が、前記チルト軸を中心として揺動変位した場合でも、前記中間シャフトの伸縮量が少なく抑えられ、この状態でのステアリングホイールの上下位置調節の円滑化が図られる。また、前記ステアリングホイールを後端位置に移動させた状態での上下位置調節時において、前記自在継手を含む部分などによる、上下位置調節用電動アクチュエータの負荷が抑制されるため、電動ステアリングホイールの位置調節装置の小型化および軽量化が図られる。
【００３３】
さらに、ステアリングコラムを下方に押圧する機構をコラムホルダの前後２箇所以上に設け、この機構により、前記ステアリングコラムをこのコラムホルダの内周面に向け弾性的に押圧しているので、ステアリングコラムとコラムホルダとの間のがたつきが抑制され、これらの部材の嵌合部の剛性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の１例を示す、縦断側面図である。
【図２】図２は、図１の右半部拡大図である。
【図３】図３は、図２のＡ部拡大図である。
【図４】図４は、図２のＢ部拡大図である。
【図５】図５は、図２のＣ部拡大図である。
【図６】図６は、前上方から見た状態で示す斜視図である。
【図７】図７は、図６の右半部拡大図である。
【図８】図８は、図７の逆側上方から見た状態で示す斜視図である。
【図９】図９は、図６の右半部を下方から見た状態で示す斜視図である。
【図１０】図１０は、図１および図２の右方から見た状態で示す部分切断端面図である。
【図１１】図１１は、図１の左方から見た状態で示す部分切断端面図である。
【図１２】図１２は、図２の上方から見た状態で示す平面図である。
【図１３】図１３は、図２の下方から見た状態で示す底面図である。
【図１４】図１４は、図２の拡大Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１５】図１５は、図２の拡大Ｅ−Ｅ断面図である。
【図１６】図１６は、前後位置調節用ねじ杆の前後両端の支持部を、図１および図２と同じ方向から見た状態で示す部分拡大断面図である。
【図１７】図１７は、上下位置調節用ねじ杆の上下両端の支持部を、図１および図２と同じ方向から見た状態で示す部分拡大断面図である。
【図１８】図１８は、ステアリングホイールの前後位置に応じて、ステアリングホイールの上下位置調節に伴う中間シャフトの伸縮量が変化する状況を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、従来構造の第１例を示す部分縦断側面図である。
【図２０】図２０は、従来構造の第２例を示す縦断側面図である。
【図２１】図２１は、図２０のＦ部拡大図である。
【図２２】図２２は、従来構造の第１例および第２例に適用可能な、従来のアウタコラムとインナコラムとの間の隙間調整機構を示す部分断面図である
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１〜図１８は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、そのステアリングコラム装置を構成する部分において、いずれも非伸縮式であるステアリングシャフト２ｂと筒状のステアリングコラム５ｂを備える。本例の構造では、ステアリングシャフト２ｂのうちステアリングコラム５ｂの後端開口から突出した後端部に支持固定されるステアリングホイール１（図１９参照）の前後位置および上下位置が、それぞれ所定の範囲内で調節可能となっているが、ステアリングホイール１の前後位置調節については、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂの全体が軸方向に移動することにより実現される。
【００３６】
本例の構造では、ステアリングシャフト２ｂが全長を伸縮させることなく、ステアリングシャフト２ｂの軸方向（前後方向）の移動を可能とするため、図１および図６に示すように、ステアリングシャフト２ｂの前端部に、自在継手２７ａを介してトルク伝達可能に連結される中間シャフト２８として、中間インナシャフト２９と中間アウタシャフト３０との端部同士をスプライン係合させて、トルクの伝達および全長の伸縮を可能とした構造が採用されている。すなわち、中間シャフト２８の伸縮により、ステアリングシャフト２ｂの前後方向の移動が補償される。中間シャフト２８の前端部は、別の自在継手２７ｂを介して、操舵輪（前輪）に舵角を付与するためのステアリングギヤユニットの入力軸（図示省略）に連結される。
【００３７】
また、本例の構造では、ステアリングシャフト２ｂの前端部と中間シャフト２８の後端部とを連結する自在継手２７ａの設置位置を適切に規制して、ステアリングホイール１の位置調節時における、ステアリングシャフト２ｂと中間シャフト２８との相対変位量を少なく抑え、ステアリングホイール１の位置調節を円滑に行えるようにしている。具体的には、ステアリングコラム５ｂを保持するコラムホルダ３１を、車体側ブラケット３２に対して揺動変位を可能に支持するために、互いに同心に設けられた左右１対のチルト軸３３（図９および図１１参照）とステアリングシャフト２ｂとを、それぞれの中心線同士が互いに直交する位置に配置している。さらに、図３に示すように、１対のチルト軸３３の中心線ＯCを、自在継手２７ａの前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢとの間の前後方向に関する中央位置に存在させている。
【００３８】
なお、前端側変位中心位置ＯＦとは、ステアリングホイール１を調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた状態での、自在継手２７ａの変位中心位置、すなわち、この自在継手２７ａを構成する十字軸３４の中心点位置である。また、後端側変位中心位置ＯＢとは、ステアリングホイール１を調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた状態での、自在継手２７ａの変位中心位置である。本例の場合には、１対のチルト軸３３の中心線ＯCが、前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢとを結ぶ線分の中央位置に存在する。したがって、前端側変位中心位置ＯＦおよび後端側変位中心位置ＯＢを結ぶ線分の長さをＬとした場合に、１対のチルト軸３３の中心線ＯCと前端側変位中心位置ＯＦおよび後端側変位中心位置ＯＢとの距離は、それぞれＬ／２となる。ただし、１対のチルト軸３３の中心線ＯCは、図示の位置よりも±Ｌ／１０程度、より好ましくは±Ｌ／２０程度前後にずれていても、１対のチルト軸３３の中心線ＯCが、前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢの間で、前後方向に関してほぼ中央位置に存在する状態になるので、特に支障を生じることはない。
【００３９】
ステアリングコラム５ｂをその軸方向（前後方向）の変位を可能に保持するコラムホルダ３１は、たとえば軽合金をダイキャスト成形することにより筒状、より具体的には略円筒状に形成される。コラムホルダ３１に対するステアリングコラム５ｂのがたつきをなくすために、コラムホルダ３１の上面の前後方向に離隔した２箇所位置に保持孔２２ａが、コラムホルダ３１の内周面と外周面を連通するように形成されている。それぞれの保持孔２２ａの内側に、図４および図１４に示すように、滑り板３５と、ワッシャ３６と、皿板ばね３７とが設置され、ねじ蓋３８により保持孔２２ａの上端開口部が塞がれている。なお、滑り板３５は、摺動性に優れた、ポリアセタール（ＰＯＭ）といった合成樹脂や合成ゴムなどの高分子材料製である。この状態で、それぞれの保持孔２２ａの内径側端部に存在する滑り板３５を、ステアリングコラム５ｂの外周面（上面）に、皿板ばね３７の弾力により押し付けて、ステアリングコラム５ｂがコラムホルダ３１内でがたつかないようにしている。なお、これらのステアリングコラム５ｂのがたつきを防止するための機構の軸方向間隔は任意であるが、本例では、この軸方向間隔を、前記ステアリングコラム５ｂがその軸方向に関して移動可能な最大範囲と実質的に等しくなるようにしている。
【００４０】
本例では、必要な剛性を確保する観点から、ステアリングコラム５ｂは、アルミニウム系合金、鉄系合金などの押し出し管もしくは電縫管により筒状に一体的に形成される。ただし、複数の素子を溶接あるいは嵌合により組み合わせた構造も採用可能である。本例では、これに限定されないが、ステアリングコラム５ｂは、略円筒状である。ステアリングコラム５ｂの前後方向両端部には、絞り加工を施すことにより、外径が前後方向中間部の外径よりも小さくなった縮径部３９ａ、３９ｂを設けている。また、ステアリングコラム５ｂの前後方向中間部を、軸方向に関して外径が変化しない中間円筒部４０とし、傾斜面部４１ａ、４１ｂにより、中間円筒部４０の前後方向両端部と縮径部３９ａ、３９ｂとをそれぞれ連続させている。中間円筒部４０の軸方向長さと保持孔２２ａの設置位置とは、ステアリングホイール１の前後方向調節量との関係で規制され、滑り板３５が、コラムホルダ３１に対するステアリングコラム５ｂの軸方向変位にかかわらず、中間円筒部４０から外れないようになっている。
【００４１】
ステアリングシャフト２ｂは、鉄系合金の引き抜き管もしくは電縫管、アルミニウム系合金の押し出し管もしくは引き抜き管などにより円筒状または円杆状に一体的に形成されるが、ステアリングコラム５ｂと同様に、複数の素子を溶接あるいは嵌合により組み合わせた構造も採用可能である。ステアリングシャフト２ｂは、ステアリングコラム５ｂの内径側に、前後方向両端部に配置された１対の玉軸受４２ａ、４２ｂにより、ステアリングコラム５ｂに対する軸方向の変位を阻止した状態で、回転自在に支持される。
【００４２】
１対の玉軸受４２ａ、４２ｂは、それぞれアンギュラ型で、背面組み合わせ型の接触角を有し、かつ、予圧を付与された状態で、縮径部３９ａ、３９ｂの内周面と、ステアリングシャフト２ｂの中間部両端寄り部分の外周面との間に設置される。このため、本例では、図４に示すように、１対の玉軸受４２ａ、４２ｂを構成する外輪４３ａ、４３ｂは、縮径部３９ａ、３９ｂの開口縁部に、互いに近付く方向の変位を阻止した状態で係止される。また、前側の玉軸受４２ａを構成する内輪４４ａは、ステアリングシャフト２ｂの中間部前端寄り部分に、ステアリングシャフト２ｂに係止された止め輪４５により、前方への変位が阻止された状態で、外嵌固定される。一方、後側の玉軸受４２ｂを構成する内輪４４ｂは、プッシュナット４６により、後方への変位が阻止された状態で、ステアリングシャフト２ｂに隙間嵌で外嵌固定される。プッシュナット４６の前側面と内輪４４ｂの後端面との間には、皿ばねなどの弾性材４７が挟持されており、弾性材４７は、内輪４４ｂに前方に向く弾力を付与している。以上の構成により、ステアリングシャフト２ｂは、ステアリングコラム５ｂの内径側に、軸方向の変位が阻止された状態で、がたつきなく、かつ、回転自在に支持される。
【００４３】
本例では、１対の玉軸受４２ａ、４２ｂとして、深溝玉軸受ではなく、背面組み合わせ型のアンギュラ玉軸受を、ステアリングシャフト２ｂの軸方向から予圧を付与させた状態で設置している。このため、予圧で軸受のがたつきを防止でき、かつ、軸受の回転トルクを低減させることができるので、ステアリングホイール１の操舵安定性の良好なステアリング装置が実現される。また、後側の内輪４４ｂを固定するためにプッシュナット４６が用いられているため、ステアリングホイール１から大きな力が加わりやすいステアリングシャフト２ｂの後端部に、係止溝を形成する必要がない。このため、ステアリングシャフト２ｂの肉厚を大きくすることなく、ステアリングシャフト２ｂの後端部の強度および剛性を確保することが可能となっている。また、ステアリングシャフト２ｂの後端部にねじ孔４８を設け、このねじ孔４８を利用してステアリングホイール１を支持固定するようにして、ステアリングシャフト２ｂの後端部の直径を十分に確保している。
【００４４】
コラムホルダ３１は、図９および図１１に示すように、コラムホルダ３１の前端部両側に互いに同心に設けられた１対のチルト軸３３により、車体側ブラケット３２に対し、これらのチルト軸３３を中心とする揺動変位を可能に支持される。車体側ブラケット３２は、たとえば軽合金のダイキャスト成形により一体に形成され、車体に固定の部分に対して、二次衝突時に加わる衝撃荷重により前方への変位を可能に支持される。このため、車体側ブラケット３２には左右１対の取付板部４９が設けられ、それぞれの取付板部４９の前部に前後方向に長い長孔５０が形成され、その後端部に取付板部４９の後端縁に開口する切り欠き５１が形成されている。長孔５０および切り欠き５１のそれぞれに滑り板５２ａ、５２ｂが係止され、これらの滑り板５２ａ、５２ｂの透孔に挿通されたボルトもしくはスタッドにより、１対の取付板部４９は、車体に固定の部分に支持される。この状態で、車体側ブラケット３２は、車体に固定の部分に対し、通常時にはしっかりと支持されているが、二次衝突時に前方に向いた大きな衝撃荷重が加わった場合に、ボルトもしくはスタッドが長孔５０内で変位できる範囲内で、前方に変位する。
【００４５】
コラムホルダ３１のうちでステアリングコラム５ｂの下側部分には、ステアリングコラム５ｂとは別体に作製されたアクチュエータケース部５３が、複数のボルトにより結合固定されている。アクチュエータケース部５３内には、図２および図５に示すように、電動アクチュエータを構成する、前後方向送りねじ装置５４と上下方向送りねじ装置５５が設けられている。本例では、前後方向送りねじ装置５４と前後駆動用電動モータ５６とにより前後位置調節用電動アクチュエータが構成される。前後方向送りねじ装置５４は、前後駆動用電動モータ５６を駆動源として、ステアリングコラム５ｂを前後方向に変位させるためのもので、ステアリングコラム５ｂと平行に配置された前後方向送りねじ杆５８と、この前後方向送りねじ杆５８に螺合され、前後方向送りナットにより構成される移動駒１６ａとを備える。図５および図１６に示すように、前後方向送りねじ杆５８の前後両端部は、１対の玉軸受５９ａ、５９ｂにより、アクチュエータケース部５３に対し、軸方向の変位が阻止された状態で、回転のみ可能に支持されている。前後方向送りねじ杆５８は、前後駆動用電動モータ５６にウォーム式減速機を介して接続されており、前後駆動用電動モータ５６によって回転駆動される。なお、本例では、前後駆動用電動モータ５６を駆動源とする前後方向送りねじ装置５４が採用されているが、代替的に、直動型超音波モータのようなブレーキ機能を備えたリニアモータを使用することもできる。
【００４６】
移動駒（前後方向送りナット）１６ａは、基部６０およびその上方に設けられた連結部６１を備える。基部６０には、前後方向送りねじ杆５８と螺合するねじ孔６２が形成されている。連結部６１とステアリングコラム５ｂは、伝達部材１７ａによって、前後方向の力を伝達可能に結合される。伝達部材１７ａは、炭素鋼、ステンレス鋼などの鉄系合金製の素材に冷間圧造を施すことにより形成され、基端部（上端部）に雄ねじ部６３が、中間部に外向フランジ状の鍔部６４が、先端部（下端部）に円柱部６５が、それぞれ設けられている。円柱部６５の先端面（下端面）に、六角レンチなどの工具の先端部が係止可能な、六角孔などの係止孔６６が形成されている。本例の伝達部材１７ａには、外径が特に小さくなったくびれ部は存在していない。
【００４７】
図５および図１４に示すように、伝達部材１７ａは、ステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０の下面に、前後方向の倒れを十分に抑えられるようにして、ねじ止め固定される。具体的には、ナットプレート６８が、その円筒部をステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０の下面に形成された通孔６７に挿入した状態で、通孔６７の周縁部にかしめ固定させることにより、ステアリングコラム５ｂにその内周面側から装着される。鍔部６４の上面には、この鍔部６４の外径よりも小さな外径を有する内径側スペーサ６９が載置され、この内径側スペーサ６９の周囲に、外径側スペーサ７０が装着される。内径側スペーサ６９は、鉄系合金などの硬質材料製である。一方、外径側スペーサ７０は、合成樹脂、硬質ゴム、硬質ビニルなどの高分子材料製、あるいは、軟質金属などの所定の硬さを有するが内部損失が大きく振動吸収能力を有する材料製である。外径側スペーサ７０の内径寄りの下面を、鍔部６４の上面の外径寄り部分の上面に当接させた状態で、内径側スペーサ６９の上面と外径側スペーサ７０の上面とは、同一平面上に位置する。さらに、内径側スペーサ６９および外径側スペーサ７０の上面とステアリングコラム５ｂの下面（下端部外周面）との間に、間座７１が挟持される。間座７１は、鉄系合金などの硬質材料製で、くさび状の断面形状を有し、かつ、全体が円環状もしくは枠状に形成されている。伝達部材１７ａの上端部に設けた雄ねじ部６３を、ナットプレート６８に螺合し、さらに締め付けることにより、伝達部材１７ａがステアリングコラム５ｂの中間部下面に、しっかりと支持固定される。伝達部材１７ａは、ステアリングコラム５ｂのうち、比較的大きな外径を有する中間円筒部４０に支持固定されるため、ステアリングシャフト２ｂの回転を妨げることはない。また、硬質材料製の内径側スペーサ６９と組み合わせることにより、長期間にわたる使用によっても、外径側スペーサ７０がへたることはない。さらに、外径側スペーサ７０が、鍔部６４から下方に脱落して、移動駒１６ａに接触した場合でも、その材質から異音の発生が抑制される。
【００４８】
ステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０の下面に支持固定された伝達部材１７ａと、前後方向送りねじ杆５８に螺合した移動駒１６ａとは、前後方向の動きを伝達可能に、かつ、伝達部材１７ａの軸方向の相対変位を可能に組み合わされる。具体的には、移動駒１６ａの連結部６１の中心部に、上方が開口した係合凹部１９ａが設けられており、この係合凹部１９ａ内に、伝達部材１７ａの円柱部６５が挿入される。係合凹部１９ａの内周面と円柱部６５の外周面との間には、円筒状スペーサ７２が、がたつきなく、かつ、円柱部６５の軸方向の摺動を可能に設置されている。円筒状スペーサ７２の内周面および外周面は、軸方向両端部の面取り部を除き、軸方向に関して直径が変化しない円筒面となっている。
【００４９】
伝達部材１７ａと移動駒１６ａとを組み合わせた状態では、この移動駒１６ａが前後方向送りねじ杆５８に対して回転することはなくなる。そして、前後駆動用電動モータ５６により前後方向送りねじ杆５８を回転させると、その回転方向に応じた方向に、移動駒１６ａが前後方向送りねじ杆５８に沿って移動する。なお、移動駒１６ａの移動方向は、基本的には、コラムホルダ３１の中心軸方向である、ステアリングコラム５ｂの移動方向と平行である。ただし、構成部品の製造誤差や組立誤差などにより、移動駒１６ａの移動方向とステアリングコラム５ｂの移動方向とが、わずかに非平行となる場合がある。たとえば、コラムホルダ３１の下面とアクチュエータケース部５３の上面との突合せ部（接合面）の方向が、移動駒１６ａの移動方向あるいはステアリングコラム５ｂの移動方向に一致しないと、これらの移動方向同士がわずかに非平行となる場合がある。この場合、移動駒１６ａに対して伝達部材１７ａが、この伝達部材１７ａの軸方向に相対変位する。この相対変位は、円筒状スペーサ７２の内周面と円柱部６５の外周面との当接部、および、円筒状スペーサ７２の外周面と係合凹部１９ａの内周面との当接部を滑らせつつ行われる。これらの周面は、単純な円筒面状であるから、コストがかさむことなく高精度に加工することができ、かつ、これらの部材同士の摺動部が２箇所存在するため、これらの部材の相対変位が円滑に行われる。なお、伝達部材１７ａを前後方向に変位可能にするため、コラムホルダ３１の一部には、このコラムホルダ３１の軸方向に長い、前後方向長孔８９が設けられている。
【００５０】
本例では、上下方向位置調節用電動アクチュエータとして、上下方向送りねじ装置５５と上下駆動用電動モータ５７が備えられている。上下方向送りねじ装置５５は、上下駆動用電動モータ５７を駆動源として、ステアリングコラム５ｂの後部を上下方向に変位（昇降）させるためのものである。本例では、上下方向送りねじ装置５５は、コラムホルダ３１全体を、車体側ブラケット３２に対して１対のチルト軸３３を中心として、揺動変位させるように構成されている。具体的には、図８〜図１０に示すように、車体側ブラケット３２の後端部に、Ｕ字形の保持枠７３を設け、コラムホルダ３１の後端部をこの保持枠７３の内側に、昇降可能に、かつ、がたつきなく挟持している。保持枠７３は互いに平行な内側面を有する。一方、コラムホルダ３１の後端部左右両側には、互いに平行な外側面を有する凸部７４ａ、７４ｂが、幅方向に突出するように設けられている。凸部７４ａ、７４ｂの外側面と、保持枠７３の内側面とは、それぞれ滑り板７５ａ、７５ｂを介して、係合している。一方の滑り板７５ａは、他方の滑り板７５ｂよりも厚肉である。この厚肉である一方の滑り板７５ａを他方の滑り板７５ｂに向け、押圧ねじ７６により押圧することにより、保持枠７３とコラムホルダ３１の間のがたつきをなくしている。なお、押圧ねじ７６は、所定のトルクで締め付けられた後、ロックナットにより緩み止めが図られている。なお、本例では、上下駆動用電動モータ５７を駆動源とする上下方向送りねじ装置５５が採用されているが、代替的に、直動型超音波モータのようなブレーキ機能を備えたリニアモータを使用することもできる。
【００５１】
コラムホルダ３１の後端部は、図５や図１５に示すように、保持枠７３の下端部の幅方向中央部に設けた係合孔７７と、上下方向送りねじ装置５５との組み合わせにより、上下駆動用電動モータ５７への通電に基づいて、上下移動（昇降）可能となっている。図５および図１７に示すように、上下方向送りねじ装置５５を構成する上下方向送りねじ杆７８の上下両端部は、１対の玉軸受７９ａ、７９ｂにより、アクチュエータケース部５３に対し、回転のみ可能に支持されている。上下方向送りねじ杆７８は、上下駆動用電動モータ５７にウォーム式減速機を介して接続されており、上下駆動用電動モータ５７によって回転駆動される。
【００５２】
上下方向送りねじ杆７８の中間部に上下方向送りナット８０が螺合している。上下方向送りナット８０は、鉄系金属などの弾性を有する金属材料により欠円環状に形成されており、ねじ８１により上下方向送りねじ杆７８との螺合部の締め代を調節することにより、この螺合部のがたつきを解消させることができる。また、上下方向送りナット８０に一体に設けた係合腕８２の先端部と係合孔７７とは、球面継手８３を介して、上下方向の力の伝達と揺動変位とを可能に結合されている。球面継手８３は、係合腕８２の先端部に形成され、部分球状凸面の外周面を有する球面係合部８４と、合成樹脂などの滑りやすい材料により略円筒状に形成され、部分球状凹面の内周面を有するスペーサ８５とにより構成される。球面係合部８４には、その中心部にねじ孔が形成され、かつ、径方向にスリットが設けられており、球面係合部８４の外径は弾性的に拡縮可能となっている。具体的には、球面係合部８４のねじ孔に螺合した調節ねじ８６の頭部に形成された部分円すい状凸面と、球面係合部８４のねじ孔の開口部に形成された部分円すい状凹面とを係合させることにより、球面係合部８４の外径が調節可能である。調節ねじ８６を球面係合部８４のねじ孔に適正量螺入することにより、球面継手８３に隙間が生ずることが防止される。このような構成により、上下方向送りナット８０から保持枠７３の下端部へと、上下方向の動きが、がたつくことなく伝達される。
【００５３】
なお、図７および図９に示すように、車体側ブラケット３２の前端部の左右両側には、補強リブ９０がそれぞれ設けられており、車体側ブラケット３２のうちでチルト軸３３が設置されている部分の強度および剛性が確保されている。また、コラムホルダ３１をチルト軸３３により枢支するために、コラムホルダ３１の前端部に設けられた左右１対の枢支腕部９１とコラムホルダ３１の本体部分との間にも補強リブ９２がそれぞれ設けられており、これらの枢支腕部９１の強度および剛性が確保されている。したがって、本例では、車体側ブラケット３２に対するコラムホルダ３１の揺動支持部の強度および剛性が十分に確保されており、ステアリングホイール１の操作感が、この揺動支持部の剛性不足により悪化することが十分に防止されている。
【００５４】
以下、本例の電動ステアリングホイールの位置調節装置による、ステアリングホイール１の位置調節について説明する。まず、ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合、前後駆動用電動モータ５６に通電して、前後駆動用電動モータ５６により前後方向送りねじ杆５８を、所定方向に所定量回転させる。この結果、移動駒１６ａが前後方向送りねじ杆５８に沿って前後方向に移動し、伝達部材１７ａを介して、ステアリングコラム５ｂが、コラムホルダ３１の内側で前後方向に移動する。この結果、ステアリングホイール１の前後位置が所望位置に調節される。なお、ステアリングホイール１を調節可能な限度位置にまで移動させると、移動駒１６ａが、前後方向送りねじ杆５８の両端寄り部分に設けた、図１６に示すような１対のストッパ８７ａ、８７ｂのうちのいずれかに当接して、それ以上の移動を阻止される。この状態で、前後駆動用電動モータ５６への通電が停止される。
【００５５】
なお、ステアリングホイール１の前後位置を限界位置まで調節した状態では、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部で玉軸受４２ａ、４２ｂの外輪４３ａ、４３ｂが締り嵌めで内嵌固定された部分が、コラムホルダ３１の端部内周面に近づく。ステアリングコラム５ｂの軸方向端部は、外輪４３ａ、４３ｂを内嵌固定することや加工時のチャッキングの影響などに伴って、わずかとはいえ変形している可能性がある。ただし、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部は縮径部３９ａ、３９ｂとなっており、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部とコラムホルダ３１の端部内周面とが擦れ合うことはない。したがって、ステアリングホイール１の前後位置を限界位置まで調節した場合でも、ステアリングコラム５ｂの軸方向端部とコラムホルダ３１の端部内周面との擦れ合いに伴って、不快な異音や振動が発生することがない。
【００５６】
次に、ステアリングホイール１の上下位置を調節する場合、上下駆動用電動モータ５７に通電して、上下駆動用電動モータ５７により上下方向送りねじ杆７８を、所定方向に所定量回転させる。この結果、上下方向送りナット８０が上下方向送りねじ杆７８に沿って上下方向に移動する。ただし、この上下方向送りナット８０は、係合孔７７と球面係合部８４との係合により上下方向に移動することはないので、上下方向送りねじ杆７８が上下方向に変位し、それに伴って、上下方向送りねじ杆７８を支持した、アクチュエータケース部５３およびコラムホルダ３１が、チルト軸３３を中心として揺動変位する。この結果、ステアリングホイール１の上下位置が所望位置に調節される。なお、この場合も、ステアリングホイール１を調節可能な限度位置にまで移動させると、上下方向送りナット８０が、上下方向送りねじ杆７８の両端寄り部分に設けた、図１７に示すような１対のストッパ８８ａ、８８ｂのうちのいずれかに当接して、それ以上の移動を阻止される。この状態で、上下駆動用電動モータ５７への通電が停止される。
【００５７】
本例の電動ステアリングホイールの位置調節装置では、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂを、いずれも少なくとも通常状態で全長を伸縮させない一体型の構造としているため、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂの剛性が十分に確保される。したがって、ハンドル振動の抑制と操舵性の向上が図られている。また、このように、１本構造のステアリングシャフト２ｂが、非分割式のステアリングコラム５ｂ内に配置されるため、がたつきの原因となる嵌合部がステアリングコラム装置部分に存在しない。したがって、ステアリングコラム装置部分におけるがたつきの発生が抑制されるため、この部分の共振周波数を高くすることができる。これにより、低い共振周波数を有する走行振動や振幅の大きい状態のエンジン振動との共振を回避することが可能となる。
【００５８】
しかも、ステアリングコラム５ｂを軸方向の変位を可能に保持する、コラムホルダ３１の前後２箇所に直列に保持した１対の滑り板３５により、ステアリングコラム５ｂの中間円筒部４０をコラムホルダ３１の内周面に向け弾性的に押圧しているので、ステアリングコラム５ｂとコラムホルダ３１との間のがたつきも解消される。特に、比較的大径の中間円筒部４０の外周面と滑り板３５とを接触させることによって、これらの部材間の接触面積が大きくなるため、滑り板３５のステアリングコラム５ｂに対する押し付け力を比較的小さくすることが可能となっている。また、滑り板３５がステアリングコラム５ｂの外周面を押圧している部分の軸方向間隔を、ステアリングコラム５ｂの前後方向の移動範囲でできるだけ大きく確保することができるので、ステアリングコラム５ｂとコラムホルダ３１との嵌合部の剛性が十分に確保される。さらに、それぞれの滑り板３５とステアリングコラム５ｂの外周面の摺動部間に発生するモーメントを利用することによっても、滑り板３５のステアリングコラム５ｂに対する押し付け力を比較的小さくできる。このような構成により、ステアリングホイール１の前後方向への移動の際にかかる負荷を小さくすることができるため、前後駆動用電動モータ５６の作動音を軽減させることができる。また、コラムホルダ３１の内径寸法公差およびステアリングコラム５ｂの外径寸法公差を従来と同じにした場合であっても、がたつきを解消できることから、ステアリングコラム５ｂおよび伝達部材１７ａの倒れを小さく抑えることができる。したがって、伝達部材１７ａの先端部として、変位吸収性が高い球面状を採用する必要性がなく、円柱状などの単純な形状を採用することが可能となっている。
【００５９】
本例の装置では、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂが全長を伸縮させない構造としているため、ステアリングホイール１の前後位置調節を行うことに伴って、自在継手２７ａおよび自在継手２７ａの変位中心である、十字軸３４の中心位置が、ステアリングシャフト２ｂおよびステアリングコラム５ｂの軸方向に変位する。一方、ステアリングホイール１の前後位置を調節する際に、コラムホルダ３１の前端部と車体側ブラケット３２の前端部との間に設けられたチルト軸３３は、ステアリングホイール１の前後位置調節にかかわらず、その設置位置が変化しないようになっている。
【００６０】
このため、ステアリングホイール１の前後位置によっては、十字軸３４の中心位置がチルト軸３３の中心線上に位置しない状態となる。この状態で、ステアリングホイール１の上下位置を調節するため、コラムホルダ３１をチルト軸３３を中心として揺動変位させると、十字軸３４の中心位置がチルト軸３３を中心として揺動変位する。このような十字軸３４の中心位置の揺動変位に伴って、この十字軸３４を含む後側の自在継手２７ａと前側の自在継手２７ｂとの距離が変化する。この距離の変化は、中間シャフト２８が伸縮することにより吸収される。ただし、中間シャフト２８を伸縮させるためには、中間インナシャフト２９と中間アウタシャフト３０との嵌合部に作用する摩擦抵抗に打ち勝つ力が必要である。このような摩擦抵抗に基づいて、コラムホルダ３１を揺動変位させることに対する抵抗が大きくなり、ステアリングホイール１の上下位置調節の円滑性が損なわれる可能性がある。この円滑性が損なわれる程度は、上下位置調節に伴う中間シャフト２８の伸縮量が大きくなり、中間シャフト２８の伸縮に伴う抵抗が大きくなるほど著しくなる。
【００６１】
本例の構造では、チルト軸３３の中心線ＯCを、前端側変位中心位置ＯＦと後端側変位中心位置ＯＢとの間で、前後方向に関して中央位置に存在させている。したがって、十字軸３４の中心位置がチルト軸３３の中心線ＯC上に位置しない状態であっても、この中心位置のこの中心線ＯCからのずれ量である、チルト軸３３を中心とするコラムホルダ３１の揺動変位に伴う、十字軸３４の中心位置の揺動変位の半径を小さく抑えることができる。この半径を小さく抑えることにより、上下位置調節に伴う中間シャフト２８の伸縮量を小さく抑えることができ、中間シャフト２８の伸縮に伴う抵抗を小さく抑えることができる。この結果、ステアリングホイール１の前後位置にかかわらず、ステアリングホイール１の上下位置調節を円滑に行うことが可能となる。
【００６２】
図１８において、Ｆ、Ｃ、Ｂでそれぞれ表される位置は、ステアリングホイール１の上下位置を中立状態として、ステアリングホイール１を調節可能な前端位置、中央位置、後端位置にそれぞれ移動させた状態における、自在継手２７ａの変位中心位置を示している。ステアリングホイール１の前後位置が中央位置で、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３の中心線上に存在すれば、ステアリングホイール１の上下位置調節に伴って中間シャフト２８が伸縮することも、自在継手２７ａが昇降することもない。したがって、中間シャフト２８や自在継手２７ａが、ステアリングホイール１の上下位置調節に対する抵抗になることはない。
【００６３】
これに対して、ステアリングホイール１を、Ｆで示す前端位置に移動させた状態で、その上下位置を調節する際には、自在継手２７ａの変位中心位置が、ｆｏを中心として、ｆＨとｆＬとの間で変位し、この変位に伴って中間シャフト２８が伸縮する。図１８から理解される通り、ｆＨとｆＬとの間での伸縮量は、比較的大きいものとなる。そして、この伸縮量は、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３から離れる距離が長くなるほど増大する。本例の構造では、チルト軸３３の中心線ＯCの位置を前端側変位中心位置ＯＦおよび後端側変位中心位置ＯＢの前後方向における中間位置に配置することにより、中心線ＯCをこの後端側変位中心位置ＯＢよりも後方に配置した構造に比べて、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３から離れる距離の最大値を抑えることができる。このため、ステアリングホイール１を最前位置に移動させて上下位置調節する場合でも、この伸縮量を少なく抑えて、その上下位置調節の円滑化を図っている。
【００６４】
一方、ステアリングホイール１を、Ｂで示す後端位置に移動させた状態では、ステアリングシャフト２ｂの前端部と中間シャフト２８の後端部とを接続している自在継手２７ａが、チルト軸３３よりも後方に存在する状態となる。この状態で上下位置調節する際には、自在継手２７ａの変位中心位置が、ｂｏを中心として、ｂＨとｂＬとの間で変位し、この変位に伴って中間シャフト２８が伸縮する。図１８から理解される通り、この伸縮量は比較的少なく抑えられる。その代わりに、自在継手２７ａを含む部分が、ステアリングホイール１の上下位置調節時に、上下位置調節用の電動アクチュエータを構成する、上下駆動用電動モータ５７の負荷となる。これは、自在継手２７ａがチルト軸３３よりも前方に存在する場合のように、自在継手２７ａ部分の重量が他の部分と相殺されることがないためである。このため、ステアリングホイール１の上下位置調節時における上下駆動用電動モータ５７の負荷が大きくなり、より大型のモータを採用する必要がある分、電動ステアリングホイールの位置調節装置の小型軽量化にとって不利となる。この傾向は、自在継手２７ａがチルト軸３３から後方に離れている距離が大きくなるほど著しくなる。ただし、本例では、チルト軸３３の中心線ＯCと変位中心位置ＯＦ、ＯＢとの位置関係を上述のように規制しているため、中心線ＯCを前端側変位中心位置ＯＦよりも前方に配置する構造に比べて、自在継手２７ａの変位中心位置がチルト軸３３から離れる距離の最大値を抑えることができる。このため、上下駆動用電動モータ５７の負荷が大きくなる程度を低く抑えることができ、装置の小型化および軽量化が図りやすい。
【００６５】
チルト軸３３の中心線ＯCを、前後方向中央位置に存在させることは、ステアリングホイール１の前後位置調節にかかわらず、ステアリングホイール１の操作に要するトルク変動を抑える面からも有利である。すなわち、それぞれが十字軸式である自在継手２７ａ、２７ｂは、ジョイント角を付した状態でトルク伝達を行うと、回転方向の位相変化に対応してトルク特性（トルク損失）が変化する。このようなトルク特性の変化をそのままにすると、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える。そこで、自在継手２７ａ、２７ｂの回転方向の位相を適切に異ならせることで、これらの自在継手２７ａ、２７ｂのトルク特性の変動を互いに相殺することが行われている。この場合に、自在継手２７ａ、２７ｂのジョイント角と回転方向の位相のずれとの関係を適切にすることが必要であるが、本例の構造では、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴って、後側の自在継手２７ａの位置がずれる。その結果、自在継手２７ａ、２７ｂのジョイント角の関係が初期の関係からずれる。このずれが大きいと、これらの自在継手２７ａ、２７ｂのトルク特性の変動を十分に抑えることができず、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える可能性がある。これに対して、本例の構造では、このずれを小さく抑えることができるので、ステアリングホイール１を操作する運転者に違和感を与える可能性を低く抑えることができる。
【００６６】
また、滑り板３５が、ステアリングコラム５ｂを、前後方向送りねじ装置５４に向けて、下方に押圧しているので、この押圧に伴って横方向のモーメントが発生せず、前後方向送りねじ装置５４の作動および停止に伴って、ステアリングコラム５ｂがコラムホルダ３１の内側でがたつくことや、ステアリングコラム５ｂがその変位動作の反転時に上下動することが抑制される。なお、ステアリングコラム５ｂの外周面とコラムホルダ３１の内周面との嵌合部の精度を向上させるため、中間円筒部４０の外周面を仕上げ加工する必要が生じた場合でも、ステアリングコラム５ｂの外周面のうちで中間円筒部４０の外周面が最も径が大きいので、この中間円筒部４０の外周面の仕上げ加工を、他の部分に邪魔されることなく、容易かつ能率よく行うことができる。また、ステアリングホイール１の支持剛性も、ステアリングコラム５ｂやステアリングシャフト２ｂを構成する金属板の厚さを変えることにより、容易に調節することができる。さらに、ステアリングコラム５ｂが滑り板３５に押圧される部分が、ステアリングコラム５ｂの径が最も大きい部分に存在するため、この押圧される部分の面積を広くすることができ、滑り板３５によるステアリングコラム５ｂへの押し付け力を過剰に大きくする必要はない。このように小さな押し付け力により、がたつきを抑制する効果が得られるため、作動時の負荷が安定かつ少なく済み、前後駆動用電動モータ５６の作動音も低減させることができる。
【００６７】
しかも、本例の構造では、前後方向送りねじ装置５４を構成する移動駒１６ａの動きをステアリングコラム５ｂに伝達するための伝達部材１７ａおよび円筒状スペーサ７２の形状が単純であるため、伝達部材１７ａおよび円筒状スペーサ７２を、冷間圧造により、高精度かつ低コストで製造することができる。
【００６８】
また、伝達部材１７ａの軸方向に関する、この伝達部材１７ａと移動駒１６ａとの相対変位を、円筒状スペーサ７２の内周面および外周面と、伝達部材１７ａの先端部外周面および移動駒１６ａに設けた係合凹部１９ａの内周面との２箇所で補償している。したがって、コラムホルダ３１の下面とアクチュエータケース部５３の上面との突き合わせ面の精度不良などにより、移動駒１６ａの移動方向と、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴うステアリングコラム５ｂの移動方向とが非平行となり、この前後位置調節に伴って伝達部材１７ａと移動駒１６ａとが、伝達部材１７ａの軸方向に相対変位する場合でも、２箇所位置で擦れ合うため、それぞれの擦れ合い長さを短くできて、異音や振動の発生を抑えることができる。さらには、伝達部材１７ａに、強度および剛性確保の面から不利なくびれ部が存在しないため、前後方向送りねじ装置５４の耐久性および信頼性がより確保される。
【００６９】
さらに、本例の構造では、前記上下方向送りねじ装置５５を構成する、上下方向送りねじ杆７８を、コラムホルダ３１の直下に、このコラムホルダ３１の径方向に配置しているので、ステアリングホイール１の上下位置調節時に、このコラムホルダ３１に有害なモーメントが加わることがない。このため、この上下位置調節を円滑に行うことが可能となる。なお、上下位置調節を案内するための、保持枠７３は、ステアリングホイール１の前後位置調節に伴うステアリングコラム５ｂの前後移動に拘らず、このステアリングコラム５ｂに固定した部分と干渉しない範囲で、できるだけ後方に配置することが、コラムホルダ３１の支持剛性、さらにはステアリングホイール１の支持剛性を確保する面から好ましい。また、このステアリングホイール１の上下調節を円滑に行わせるために、滑り板７５ａ、７５ｂにグリースなどの潤滑剤を塗布することも好ましい。さらに、上下方向送りねじ杆７８と前後方向送りねじ杆５８とは、互いの中心軸同士が直交する方向に配置することが、ステアリングホイール１の上下方向および前後方向の調節を円滑に行わせ、かつ、前後方向送りねじ装置５４および上下方向送りねじ装置５５の設置スペースを小さく抑えることができる点で、好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の電動ステアリングホイールの位置調節装置は、上述した実施の形態の車体への取付構造や、ステアリングシャフトと自在継手との結合構造に限定されることなく、従来から知られている各種構造が採用された電動ステアリング装置に組み込まれる電動ステアリングホイールの位置調節装置に対して、本発明は広く適用される。
【符号の説明】
【００７１】
１    ステアリングホイール
２、２ａ、２ｂ  ステアリングシャフト
３、３ａ  アウタシャフト
４、４ａ  インナシャフト
５、５ａ、５ｂ  ステアリングコラム
６、６ａ、６ｂ  アウタコラム
７、７ａ、７ｂインナコラム
８    ギヤハウジング
９    送りナット
１０    押し引き腕
１１    押し引きロッド
１２    雄ねじ部
１３    ウォーム減速機
１４    取付ブラケット
１５    直動型超音波モータ
１６    移動駒
１６ａ  移動駒（前後方向送りナット）
１７、１７ａ  伝達部材
１８    球面継手
１９、１９ａ  係合凹部
２０    スペーサ
２１    球面係合部
２２、２２ａ  保持孔
２３    雌ねじ
２４    調節ねじ
２５    皿ばね
２６    パッド
２７ａ、２７ｂ  自在継手
２８    中間シャフト
２９    中間インナシャフト
３０    中間アウタシャフト
３１    コラムホルダ
３２    車体側ブラケット
３３    チルト軸
３４    十字軸
３５    滑り板
３６    ワッシャ
３７    皿板ばね
３８    ねじ蓋
３９ａ、３９ｂ  縮径部
４０    中間円筒部
４１ａ、４１ｂ  傾斜面部
４２ａ、４２ｂ  玉軸受
４３ａ、４３ｂ  外輪
４４ａ、４４ｂ  内輪
４５    止め輪
４６    プッシュナット
４７    弾性材
４８    ねじ孔
４９    取付板部
５０    長孔
５１    切り欠き
５２ａ、５２ｂ  滑り板
５３    アクチュエータケース部
５４    前後方向送りねじ装置
５５    上下方向送りねじ装置
５６    前後駆動用電動モータ
５７    上下駆動用電動モータ
５８    前後方向送りねじ杆
５９ａ、５９ｂ  玉軸受
６０    基部
６１    連結部
６２    ねじ孔
６３    雄ねじ部
６４    鍔部
６５    円柱部
６６    係止孔
６７    通孔
６８    ナットプレート
６９    内径側スペーサ
７０    外径側スペーサ
７１    間座
７２    円筒状スペーサ
７３    保持枠
７４ａ、７４ｂ  凸部
７５ａ、７５ｂ  滑り板
７６    押圧ねじ
７７    係合孔
７８    上下方向送りねじ杆
７９ａ、７９ｂ  玉軸受
８０    上下方向送りナット
８１    ねじ
８２    係合腕
８３    球面継手
８４    球面係合部
８５    スペーサ
８６    調節ねじ
８７ａ、８７ｂ  ストッパ
８８ａ、８８ｂ  ストッパ
８９    前後方向長孔
９０    補強リブ
９１    枢支腕部
９２    補強リブ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後端部にステアリングホイールが支持固定される非伸縮式のステアリングシャフトと、
該ステアリングシャフトを内側に回転自在に支持する非伸縮式のステアリングコラムと、
車体に固定された車体側ブラケットに支持され、前記ステアリングコラムを軸方向の変位を可能に保持するコラムホルダと、
前記ステアリングシャフトの中心線と直交する中心線を有するように配置され、該コラムホルダの先端部を前記車体側ブラケットに対し揺動変位を可能に支持する互いに同心の左右１対のチルト軸と、
前記ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤユニットの入力軸に伝達する伸縮式の中間シャフトと、
前記ステアリングシャフトの前端部と前記中間シャフトの後端部とを連結する自在継手と、
前後駆動用電動モータを駆動源として、前記コラムホルダに対して前記ステアリングコラムを軸方向に変位させる前後位置調節用電動アクチュエータと、
上下駆動用電動モータを駆動源として、前記チルト軸を中心として前記コラムホルダを上下方向に揺動変位させる上下位置調節用電動アクチュエータと、
を備え、
前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で前端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を前端側変位中心位置とし、前記ステアリングホイールを調節可能な範囲で後端位置にまで変位させた場合の前記自在継手の変位中心位置を後端側変位中心位置とした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間に挟まれた範囲内に存在する
電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項２】
前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との距離をＬとした場合に、前記左右１対のチルト軸の中心線が、前記前端側変位中心位置と前記後端側変位中心位置との間の中央位置を中心とする、Ｌ／５の長さの範囲内に存在する請求項１に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項３】
前記前後位置調節用電動アクチュエータと前記上下位置調節用電動アクチュエータは、前記コラムホルダの下側に固定されており、該コラムホルダの上側の前後に離隔した少なくとも２箇所に、前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構が備えられている請求項１に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【請求項４】
前記ステアリングコラムを下方に押圧する機構のそれぞれは、前記コラムホルダの内周面および外周面を連通させる状態で形成された保持孔と、該保持孔に該コラムホルダの径方向内側から順番に組み付けられた、滑り板と弾性部材と蓋体とを備え、前記弾性部材が、これら滑り板と蓋体との間で弾性的に圧縮されていて、前記滑り板が前記ステアリングコラムの外周面を押圧している請求項３に記載の電動ステアリングホイールの位置調節装置。
【国際調査報告】
2013176192.tif 000025
2013176192.tif 000026
2013176192.tif 000027
2013176192.tif 000028