(57)【要約】  本発明は、自動車の調整可能なステアリングコラムのクランプ機構用のアクチュエータに関する。前記アクチュエータによってクランプ装置を、ステアリングコラムを調整するための解放位置と、ステアリングコラムを適所に固定するためのクランプ位置との間で調整できる。アクチュエータは、複数の係合する歯車要素を有する歯車機構を備える。本発明の目的は、その解放位置に実質的により速く移行され得るアクチュエータを提供することにある。このようにするために、作動装置（２６）が、アクチュエータの少なくとも２つの歯車要素（１８、２０）を互いに離脱させるように適合される。
2009505878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の調整可能なステアリングコラムのクランプ機構用のアクチュエータであって、該アクチュエータによって、クランプ装置が、ステアリングコラムを調整するための解放位置と、前記ステアリングコラムを適所に固定するためのクランプ位置との間で移動可能であり、該アクチュエータが、互いに係合する複数の歯車要素（１４〜２４）を有する歯車機構を備えるものであり、
作動装置（２６）が設けられ、それにより、前記アクチュエータの前記歯車要素の少なくとも２つ（１８、２０）を相互係合から外すことができることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記アクチュエータの前記少なくとも２つの歯車要素（１８、２０）が、前記クランプ装置の前記クランプ位置を解放するために相互係合から外され得ることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
相互係合から外され得るウォームシャフト（１８）及び歯車（２０）が前記アクチュエータに割り当てられることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記ウォームシャフト（１８）がピッチを有し、それにより、前記アクチュエータが停止状態にある時に、前記ウォームシャフトに係合する前記歯車（２０）が自己ロック作用によって相互作用することを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記作動装置（２６）を前記アクチュエータに接続できるフリーホイール（２８）が設けられることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記作動装置（２６）がスピンドルナット（３６）を備え、前記スピンドルナット（３６）はスピンドル（３４）に沿って移動でき、かつ一方の歯車要素（２０）を他方の歯車要素（１８）との係合から外すことができることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記スピンドルナット（３６）が、バネ要素（３８）のバネ力に反して移動でき、そのバネ力を介して前記２つの歯車要素（１８、２０）を再び相互係合できることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記スピンドルナット（３６）が前記フリーホイール（２８）を介してアイドリング状態に移動されることができ、そのアイドリング状態では、前記スピンドルナット（３６）を前記バネ要素（３８）のバネ力によって逆方向に戻すことができることを特徴とする請求項５および７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記２つの歯車要素（２０）の１つが、前記作動装置（２６）によって移動可能なレバーアームに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
別の歯車要素（１０）が設けられ、その回転により前記クランプ装置を前記クランプ位置から前記解放位置へ移動することができることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの歯車要素（１８、２０）が相互係合から外された後、前記別の歯車要素（１０）が、前記クランプ装置の前記クランプ位置に割り当てられた位置から、前記クランプ装置の前記解放位置に割り当てられた位置へ復元装置（５０）によって移動され得ることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記復元装置（５０）が、前記クランプ装置の前記クランプ位置に割り当てられた位置においてバネ力によってプレストレスされるバネ装置を備えることを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記作動装置（２６）の前記スピンドル（３４）が、前記アクチュエータの前記ウォームシャフト（１８）よりも相当大きいピッチを有することを特徴とする請求項３および６に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段による、自動車の調整可能なステアリングコラムのクランプ機構用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアクチュエータは、特許文献１から、軸方向又は車両上下方向にステアリングコラムを調整するための解放位置と、ステアリングコラムを適所に固定するためのクランプ位置との間で移動可能であるクランプ装置として既に知られている。ここで、クランプ装置を移動するためのアクチュエータは、実質的にドライブピニオンと相互作用するラックを備え、かつステアリングコラムを固定するように締め付けるために一方の方向に、ステアリングコラムを解放するために反対方向に並進移動され得る。このようにするために、ドライブピニオンを時計回りの方向又は反時計回りの方向のどちらかへ動かす。それゆえ、ここに記載されているアクチュエータは、ステアリングコラムの締め付け及び解放に必要な時間が同じである。
【０００３】
さらに、特許文献２には、スピンドルが内部で並進して引っ込みかつ伸張できるアクチュエータが開示されている。このスピンドルを介してクランプディスクが、解放位置とクランプ位置との間で第２のクランプディスクに対して軸の周りを旋回し、２つのクランプディスクの軸方向の間隙は、解放位置において最小であり、クランプ位置において最大である。２つのクランプディスクの間の軸方向の間隙がこのように変化する結果、ステアリングコラムをステアリングブラケットに対して固定するように締め付ける。このアクチュエータにおいてもステアリングコラムの締め付け及び解放に必要な時間は同じである。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８  ２７  ４６４Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０１  ５２  ８０７  Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、冒頭部に述べた種類のアクチュエータを、クランプ位置の解放に要する時間が著しく減少するように改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有するアクチュエータによって達成される。本発明の好都合で重要な発展形態を有する有利な改良形態を、他の特許請求項において説明する。
【０００７】
本発明のアクチュエータにおいては作動装置が設けられ、それにより、アクチュエータの少なくとも２つの歯車要素を相互係合から外すことができる。その結果、クランプ装置のクランプ位置を非常に迅速に取り消すことが可能となり、その結果ステアリングコラムを解放後即座に軸方向又は上下方向に調整できる。これは、自動車の運転者には実質的に気づかれない。それゆえ本発明によるアクチュエータは、まず第１にクランプ装置のクランプ位置が非常に強固な形態である必要があり、かつステアリングコラムを十分に固定するように構成する必要があるが、第２にこのクランプ位置を短時間で解放する必要もあるという、対立する目的を単純に解決できる。そこで、好適な歯車要素の選択によってアクチュエータの変速比を非常に高く選択でき、その結果、ステアリングコラムの非常に強固な自己ロッククランプ作用を実現できる。以前これに関連した欠点は、すなわち、クランプ装置が解放位置に到達するために長い解放時間を費やすことも高い変速比が原因であり、アクチュエータの少なくとも２つの歯車要素の係合解除により技術的に単純な方法で本発明によって回避される。それゆえ、ステアリングコラムの強固な自己ロッククランプ作用とクランプ位置の迅速な解放との間の対立する目的を有利に解決する。
【０００８】
ウォームシャフト、及びそれと相互作用する歯車が、技術的に信頼できる方法で互いに係合・離脱するように動き得る特に有利な歯車要素であると判明した。ここで、ウォームシャフトと歯車との間の歯部のシステムを、正しい係合が自動的に設定されるように単純に設計できる。ここでウォームシャフトのピッチを、アクチュエータが停止状態にある場合に、自己ロック作用によってウォームシャフトと係合する歯車と相互作用するように設計すると、アクチュエータ内の制動又はロック装置を省略できる、又は少なくとも非常に小型設計とできる。
【０００９】
さらに、アクチュエータと作動装置との間にフリーホイールを設けることが有利であると判明した。その結果、作動装置は、ステアリングコラムを締め付けるための運動方向において起動停止したままであり、かつアクチュエータの運動方向の反対方向に起動され得る。
【００１０】
作動装置が、スピンドルに沿って移動することができるスピンドルナットを備える場合には、係合している２つの歯車要素を非常に迅速にその相互係合から外すことができるように、スピンドルのピッチを単純な方法で設計できる。
【００１１】
特に、スピンドルのピッチを好適に選択する結果、２つの歯車要素が再び相互係合するように、バネ要素によって単純な方法でスピンドルナットを復元できる。このようにするために、スピンドルとスピンドルナットとの間の自己ロック作用が起こらないように、スピンドルのピッチを対応して選択する。
【００１２】
さらに、少なくとも２つの歯車要素が相互係合から外された後、別の歯車要素を、クランプ装置のクランプ位置に割り当てられた位置からクランプ装置の解放位置に割り当てられた位置まで移動できる復元装置が、有利であると判明した。その結果、クランプ位置から解放位置へのクランプ装置の特に迅速な復元が可能となる。ここで、別の歯車要素をバネ力によって復元できるバネ装置が、構造の点で特に単純であると判明した。
【００１３】
最後に、作動装置のスピンドルが、アクチュエータのウォームシャフトよりも相当大きいピッチを有する場合に、クランプ位置から解放位置へのクランプ装置の特に迅速な復元を達成できる。
【００１４】
本発明のさらなる利点、特徴及び詳細を、以下の２つの好ましい例示的な実施形態の説明及び図面を使用してもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、電動式アクチュエータの概略図を示し、このアクチュエータを用いて、たとえば、独国特許出願公開第１０１  ５２  ８０７Ａ１号明細書から分かるように、自動車の調整可能なステアリングコラムのクランプ機構を作動させることができ、このアクチュエータへの言及が、そのクランプ機構に関してここで明示的になされる。本アクチュエータによっても駆動できるこの種のクランプ機構はクランプ装置を備え、それにより、軸方向にかつ車両上下方向に調整できるステアリングコラムが、ブラケットに対して固定されることができる。こうするために、クランプ装置は、クランプディスクとして知られるものを２つ備え、クランプディスクは、２つのクランプディスク間の軸方向の間隙が変化するように、アクチュエータによって旋回軸の周りを旋回できる。２つのクランプディスクの互いに対する軸方向の間隙は、解放位置において最小である一方で、前記軸方向の間隙は、クランプ位置においてその最大に到達する。本アクチュエータは、以下でさらに詳細に説明するドライブアクスル１０を備え、それを介して、２つのクランプディスクを解放位置とクランプ位置との間で互いに対して移動又は旋回できる。
【００１６】
電気モータ１２は、外側に、第１の歯車１６と係合するモータピニオン１４を備える。一方、第１の歯車１６はウォームシャフト１８に半径方向に固定式に接続され、かつ対応してウォームシャフト１８を駆動する。第２のピニオン２２に固定式に接続される第２の歯車２０がウォームシャフト１８と係合する。第２のピニオン２２は第３の歯車２４と係合し、一方で第３の歯車２４は上述のクランプ装置用のドライブアクスル１０に回転固定式に接続される。それゆえ電気モータ１２とドライブアクスル１０との間に配置された歯車機構の変速比は比較的高く、その結果、電気モータ１２の比較的高い回転数が、ドライブアクスル１０の非常に低い回転数へ変換される。ここで、ウォームシャフト１８のピッチは比較的小さく、その結果、電気モータ１２又はアクチュエータ全体が停止状態にある時に、ウォームシャフトは、自己ロック作用によってそれに係合する第２の歯車２０と相互作用する。換言すれば、特に、たとえば、クランプ装置のクランプ位置の場合のように、アクチュエータが停止状態にある時の歯車機構内の静止動作（ｓｅｔｔｌｉｎｇ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）のために、特に、ドライブアクスル１０の逆動が起こらないように、ウォームシャフト１８と第２の歯車２０との間の歯部のシステムを設計して、ステアリングコラムのクランプ位置を信頼できるものとして継続的に維持する。さらに、ウォームシャフト１８の自己ロック作用によって、電気モータ１２が反作用モーメントを受けることがない。
【００１７】
クランプ装置のクランプ位置を解放するために、アクチュエータは、図１において第２の歯車２０の左隣に配置されかつフリーホイール２８を介してウォームシャフト１８に接続された作動装置２６を備える。ここで、フリーホイール２８を、作動装置２６が電気モータ１２の正回転方向に起動されないように設計する。すなわち、クランプ装置がそのクランプ位置に移行される又はアイドリング中にウォームシャフト１８のトルクを受けない回転方向である。対照的に、電気モータ１２を反対の逆回転方向に作動すると、フリーホイール２８が係合してウォームシャフト１８のトルクを作動装置２６に伝達する。こうするために、作動装置２６は、互いに相互作用する２つの直歯傘歯車３０、３２を備え、それを介してウォームシャフト１８のトルクをスピンドル３４に伝達できる。スピンドル３４に沿ってスピンドルナット３６を移動でき、そのスピンドルナット３６は、図１においては電気モータ１２の逆作動中及び対応する作動装置２６の起動中にバネ要素３８のバネ力に反して上方へ移動される。スピンドルナット３６を旋回・摺動可能なガイドを介してレバーアーム４０に接続する。一方でレバーアームは、作動装置２６から離れている端部において、支軸４２を介して、たとえば、アクチュエータのハウジング（図示せず）にドライブアクスル１０の領域において取り付けられる。レバーアーム４０の旋回・摺動可能な案内を実現するために、スピンドルナット３６は半径方向に突出しているガイドボルト４４を備え、ガイドボルトは、レバーアーム４０のガイド４６に係合し、そのガイド４６はスロット状に凹んでいる。レバーアーム４０の中央部においては、第２の歯車２０及び前者に固定式に接続された第２のピニオン２２が共通の回転軸４８の領域に取り付けられる。
【００１８】
電気モータ１２が、正回転方向又は締め付け方向に反して逆回転方向又はクランプ装置の解放方向に動かされると、フリーホイールが係合してスピンドル３４が２つの直歯傘歯車３０、３２を介して回転する。スピンドルナット３６は、バネ要素３８のバネ力に反して上向き方向に動かされ、かつ他端において支軸４２の領域に保持されたレバーアーム４０を、ガイドボルト４４又はガイド４６を介して上方に駆動する。その結果、ウォームシャフト１８及び第２の歯車２０の相互係合が外れ、その結果、特に、クランプ位置にあるクランプ装置のドライブアクスル１０は、クランプ位置に固定するトルクをさらに受けることがなくなる。逆に、ウォームシャフト１８と第２の歯車２０との間の自己ロック作用によって生成されたクランプ装置の固定されたクランプ位置が取り消され、ドライブアクスル１０は、その締め付け方向に反する反時計回りの方向に戻るように旋回することができる。これは、この例示的実施形態ではバネ装置を備える復元装置５０によって起こる。ここで、ドライブアクスル１０又は第３の歯車２４の時計回りの方向の動きによる締め付け動作中に復元装置５０のバネ装置がプレストレスされ、全期間にわたってこのプレストレスされた位置に保持され、ここでクランプ装置及びドライブアクスル１０は、クランプ位置をとる。対照的に、第２の歯車２０がウォームシャフト１８との相互係合から外されると、クランプ位置にさらに保持するトルクも第３の歯車２４に伝達されず、第３の歯車は復元装置５０のバネ装置のバネ力を介して反時計回りの方向に戻される。その結果、ドライブアクスル１０も同様に反時計回りの方向に戻され、クランプ装置はそのクランプ位置からその解放位置へ移行される。
【００１９】
作動装置２６のスピンドル３４のピッチを比較的大きくなるように選択し、その結果、第２の歯車２０は、スピンドルナット３６の回転が低い時点において既にウォームシャフト１８との係合から外れる。その結果、電気モータ１２の逆作動中、クランプ装置のクランプ位置を取り消すため、及びそれをその解放位置に移行するために、時計回りの方向に反したドライブアクスル１０の復元を非常に迅速に達成する。換言すれば、スピンドル３４はウォームシャフト１８よりも相当大きいピッチを有し、それにより、電気モータ１２の順方向作動中にクランプ装置の非常に強固な自己ロッククランプ作用を確実に達成できる一方で、電気モータ１２の逆作動中にクランプ装置の解放位置に非常に迅速に到達することができる。
【００２０】
解放動作の終了後及びドライブアクスル１０又はクランプ装置をその解放位置に移行した後、電気モータ１２の電源を切る。その結果、フリーホイール２８は再びウォームシャフト１８との係合から外れ、その結果スピンドル３４及びスピンドルナット３６はウォームシャフト１８のトルクをさらにかけられることがなく、むしろ自由に動くことができる。それゆえスピンドルナット３６はバネ要素３８のバネ力を介してスピンドル３４に沿って再びその初期位置（図１における低い位置）に戻され、その結果レバー４０も、支軸４２から離れたその端部が、ガイドボルト４４と相互作用するガイド４６を介して下方に動かされる。その結果、第２の歯車２０はウォームシャフト１８と再び係合し、その結果アクチュエータが再びその初期位置に到達する。クランプ装置をそのクランプ位置に再び移行するために、次に再び電気モータ１２の電源を順方向作動に入れ、その結果ドライブアクスル１０が時計回りの方向に駆動され、その結果クランプ装置のクランプディスクを互いに対して動かす。同時に、ドライブアクスル１０のこの種の動きの間に復元装置５０に再び応力がかけられる。クランプ機構の複雑な作動を、アクチュエータの構造により省略できることが分かる。なぜなら、システムの挙動が、電気モータ１２の極性にのみ依存するからである。電気モータ１２の代わりに別の種類の駆動装置を選択できることは言うまでもないことが本発明の背景にも含まれると考慮される。
【００２１】
図２は、アクチュエータの代替的な改良形態を概略的に示す。これは、図１による設計とは、特に、作動装置２６の種類が異なることによって区別される。ここでは、スピンドル３４をウォームシャフト１８の延在方向又は軸方向に配置し、その結果この例示的実施形態では、２つの直歯傘歯車３０、３２を省略できる。レバー４０の代わりに、第１のレバー５２及び第２のレバー５４を有するトグルレバー構成を設ける。第１のレバー５２及び第２のレバー５４は、接合部５６の領域において互いに枢支連結される。電気モータ１２の逆作動中、すなわちスピンドル３４がフリーホイール２８を介して起動される場合、図２のスピンドルナット３６は左側に移動し、その結果バネ要素３８がプレストレスされる。左方向へのスピンドルナット３６のこの種の動きが、第２のレバー５４に回転軸４８を介して取り付けられた第２の歯車２０を、２つのレバー５２、５４のトグルレバー構成を介してウォームシャフト１８との係合から外すことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態による、自動車の調整可能なステアリングコラムのクランプ装置のための本発明によるアクチュエータの概略図である。
【図２】代替的な構成の作動装置を有する、図１によるアクチュエータのさらなる概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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