(57)【要約】【課題】  静粛な運転が可能な電動モータを有する電動式ステアリングコラム装置を提供する。【解決手段】  深みぞ形ラジアル玉軸受６８４は、予圧を与えて回転軸６４の中間部６４Ｂに組付けることによって、深みぞ形ラジアル玉軸受６８４のボールと内外輪との間の隙間を完全に無くすことができるため、電動モータ６の回転軸６４自体の振動、ボールナット７３に加わる負荷の変動、ウォームギヤ６６に作用する反力の変動があっても、静粛なチルト位置調整が可能となる。【選択図】        図７
2006036047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、
上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、
電動モータ、
上記電動モータの回転軸の回転を減速して、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する減速機構を備えた電動式ステアリングコラム装置において、
上記電動モータは、
上記回転軸を軸支する軸受のうちの少なくとも一つをころがり軸受としたこと
を特徴とする電動式ステアリングコラム装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電動式ステアリングコラム装置において、
上記電動モータの回転軸と減速機構の入力軸が同一軸線上に形成され、上記回転軸及び入力軸を軸支する軸受のうちの少なくとも一つをころがり軸受としたこと
を特徴とする電動式ステアリングコラム装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された電動式ステアリングコラム装置において、
上記ころがり軸受が深みぞ形玉軸受、または、アンギュラ形玉軸受で構成されていること
を特徴とする電動式ステアリングコラム装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された電動式ステアリングコラム装置において、
上記回転軸と入力軸が一体で形成されていること
を特徴とする電動式ステアリングコラム装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載された電動式ステアリングコラム装置において、
上記入力軸にはウォームギヤが形成され、該ウォームギヤに噛み合うウォームホイールを介して上記コラムにチルト運動、または、テレスコピック運動が伝達されること
を特徴とする電動式ステアリングコラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動式ステアリングコラム装置、特に、ステアリングホイールのチルト位置、または、テレスコピック位置を、電動モータにより調整することができる電動式ステアリングコラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールのチルト位置やテレスコピック位置を調整する必要があり、このチルト位置、または、テレスコピック位置の調整を、電動モータを使用して楽に行うようにした電動式ステアリングコラム装置を採用することが多くなっている。このような電動式ステアリングコラム装置として、特許文献１、特許文献２に開示された電動式ステアリングコラム装置がある。
【０００３】
図８は、従来の電動式ステアリングコラム装置に使用される電動モータの断面図である。図８に示すように、従来の減速機構を有する電動モータ６は、有底円筒状のモータケース６１を有し、モータケース６１の内周面６１１には、マグネット６２が固定されている。マグネット６２の内側には、ロータコアとロータコイルを有する電機子６３が回転可能に収容されている。
【０００４】
電機子６３はその軸心に回転軸６４を有している。モータケース６１はマグネット６２のヨークを兼ねており、モータケース６１の右端には、二点鎖線で示すハウジング６５が、図示しないボルトにより結合されている。回転軸６４の前端外周（図８の右側）には、ウォームギヤ６６が一体的に形成され、ウォームギヤ６６はハウジング６５内へ延出している。このウォームギヤ６６が、図示しないウォームホイールに噛み合って減速機構を構成し、電動モータ６の回転を減速して、コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する。
【０００５】
また、回転軸６４には整流子６７が形成され、この整流子６７に摺接するブラシ６７１を介して、電機子６３に給電している。回転軸６４はその後端部（図８の左側）６４Ａ、中間部６４Ｂ、前端部（図８の右側）６４Ｃの三箇所で、すべり軸受６８１、６８２、６８３によって回転可能に軸支されている。
【０００６】
図８に示すように、従来の減速機構を有する電動モータ６は、回転軸６４を全てすべり軸受６８１、６８２、６８３で軸支しているため、回転軸６４とすべり軸受６８１、６８２、６８３との間に隙間が必然的に生じる。この隙間があることで、電動モータ６自体の振動、負荷の変動、ウォームギヤ６６に作用する反力等によって、回転軸６４がすべり軸受６８１、６８２、６８３を叩き、静粛なチルト位置調整、または、テレスコピック位置調整ができない原因となっていた。特に、電動式ステアリングコラム装置は、運転者に最も接近した位置に配置されるため、静粛なステアリングホイールの調整動作を行うことが望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０３／０７８２３４号パンフレット
【特許文献２】実公平５−２９９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、静粛な運転が可能な電動モータを有する電動式ステアリングコラム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】
【０００９】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、車体後方側にステアリングホイールが装着されるステアリングシャフト、上記ステアリングシャフトを回転可能に軸支するとともに、チルト中心軸を支点とするチルト位置調整、または、上記ステアリングシャフトの中心軸線に沿ったテレスコピック位置調整が可能なコラム、電動モータ、上記電動モータの回転軸の回転を減速して、上記コラムのチルト運動、または、テレスコピック運動として伝達する減速機構を備えた電動式ステアリングコラム装置において、上記電動モータは、上記回転軸を軸支する軸受のうちの少なくとも一つをころがり軸受としたことを特徴とする電動式ステアリングコラム装置である。
【００１０】
第２番目の発明は、第１番目の発明の電動式ステアリングコラム装置において、上記電動モータの回転軸と減速機構の入力軸が同一軸線上に形成され、上記回転軸及び入力軸を軸支する軸受のうちの少なくとも一つをころがり軸受としたことを特徴とする電動式ステアリングコラム装置である。
【００１１】
第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の電動式ステアリングコラム装置において、上記ころがり軸受が深みぞ形玉軸受、または、アンギュラ形玉軸受で構成されていることを特徴とする電動式ステアリングコラム装置である。
【００１２】
第４番目の発明は、第１番目から第３番目のいずれかの発明の電動式ステアリングコラム装置において、上記回転軸と入力軸が一体で形成されていることを特徴とする電動式ステアリングコラム装置である。
【００１３】
第５番目の発明は、第１番目から第４番目のいずれかの発明の電動式ステアリングコラム装置において、上記入力軸にはウォームギヤが形成され、該ウォームギヤに噛み合うウォームホイールを介して上記コラムにチルト運動、または、テレスコピック運動が伝達されることを特徴とする電動式ステアリングコラム装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電動式ステアリングコラム装置では、減速機構を有する電動モータの回転軸を軸支する軸受のうちの少なくとも一つをころがり軸受としているため、回転軸と軸受との間の嵌合隙間を無くすことができ、静粛なチルト位置調整、または、テレスコピック位置調整が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＊  第１の実施形態
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の電動式ステアリングコラム装置１を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。電動式ステアリングコラム装置１は、ステアリングシャフト２を回動自在に軸支している。ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着され、ステアリングシャフト２の左端（車体前方側）には、ユニバーサルジョイント１０１を介してロアーシャフト１０２が連結されている。
【００１６】
ロアーシャフト１０２には、その左端にユニバーサルジョイント１０３が連結され、ユニバーサルジョイント１０３には、ラックアンドピニオン機構等からなるステアリングギヤ１０４が連結されている。
【００１７】
運転者がステアリングホイール３を回転操作すると、ステアリングシャフト２、ユニバーサルジョイント１０１、ロアーシャフト１０２、ユニバーサルジョイント１０３を介して、その回転力がステアリングギヤ１０４に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して、タイロッド１０５を移動し、車輪の操舵角を変えることができる。
【００１８】
図２は、本発明の第１の実施形態の電動チルト式ステアリングコラム装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、第１の実施形態のチルト動作を示す説明図である。
【００１９】
図２の左側（車体前方側）には、Ｔ字状の下部車体取付けブラケット５１の上部に形成された取付け部５１１が、車体５３に固定されており、取付け部５１１からピボット部５１２が下方に延びている。コラム４の左端は、ピボット部５１２に軸支されたピボットピン５１３を支点として、下部車体取付けブラケット５１に揺動可能に支持されている。
【００２０】
図２の右側（車体後方側）には、Ｌ字状の上部車体取付けブラケット５２の上部に形成された取付け部５２１が、車体５３に固定されており、取付け部５２１からコラム支持部５２２が下方に延びている。コラム支持部５２２には、図３に示すように、上下に長い長孔５２３が形成されており、円筒形のコラム４の右端が、この長孔５２３を貫通して右側に延び、チルト位置調整時に、コラム４の右端が長孔５２３内を上下方向に自由に移動可能である。コラム４には、ステアリングシャフト２が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着されている。
【００２１】
コラム４の左側面にはコの字状のブラケット４１が一体的に形成され、このブラケット４１に電動モータ６が固定されている。また、ブラケット４１の上軸支部４１Ａと下軸支部４１Ｂには、図示しないころがり軸受を介して、ボールスクリュウ７１の上下両端が各々軸支されている。
【００２２】
電動モータ６の回転軸６４には、ウォームギヤ６６が一体的に形成され、ボールスクリュウ７１に固定されたウォームホイール７２がウォームギヤ６６に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６６で減速機構が構成され、電動モータ６の回転がボールスクリュウ７１に減速して伝達される。
【００２３】
ボールスクリュウ７１には、ボールスクリュウ７１の回転を直線運動に変換するボールナット７３が螺合している。ボールスクリュウ７１とボールナット７３で構成される送り機構は、ボールスクリュウ７１の外周の螺旋溝と、ボールナット７３の内周の螺旋溝との間に複数のボールを介在して、ボールスクリュウ７１の回転をボールナット７３の直線運動に変換する送り機構である。
【００２４】
ボールを介在しているため、ボールスクリュウ７１とボールナット７３との間にバックラッシュが無いため、コラム４にガタ感が無く、ステアリングホイール３の操舵感が良好になる。また、送り抵抗が小さくて、送り抵抗の変動も小さいため、円滑なチルト位置調整が可能となる。
【００２５】
ボールナット７３には図２の右側に、球面状の突起を有するボール７４が一体的に形成されている。コラム支持部５２２の左側端面５２２Ａ（図２から見て）には円筒状のスリーブ７５が一体的に形成され、ボール７４の外周がスリーブ７５の内周７５Ａに摺動可能に嵌入することで、球面継手を構成している。
【００２６】
図７は、本発明の実施形態の電動モータ６の断面図である。電動モータ６は、有底円筒状のモータケース６１を有し、モータケース６１の内周面６１１には、マグネット６２が固定されている。マグネット６２の内側には、ロータコアとロータコイルを有する電機子６３が回転可能に収容されている。
【００２７】
電機子６３はその軸心に回転軸６４を有している。モータケース６１はマグネット６２のヨークを兼ねており、モータケース６１の右端には、二点鎖線で示すハウジング６５が、図示しないボルトにより結合されている。回転軸６４の前端（図７の右側）外周には、上記したウォームギヤ６６が回転軸６４と一体的に成形され、ウォームギヤ６６はハウジング６５内へ延出している。このウォームギヤ６６が、上記したウォームホイール７２に噛み合って減速機構を構成し、電動モータ６の回転を減速して、ボールスクリュウ７１に伝達する。
【００２８】
また、回転軸６４には整流子６７が形成され、この整流子６７に摺接するブラシ６７１を介して、電機子６３に給電している。回転軸６４はその後端部（図７の左側）６４Ａ及び前端部（図７の右側）６４Ｃの両端二箇所が、すべり軸受６８１及び６８３によって回転可能に軸支されている。回転軸６４の中間部６４Ｂは、深みぞ形ラジアル玉軸受６８４等のころがり軸受によって回転可能に軸支されている。中間部６４Ｂは、ウォームギヤ６６に作用する負荷の反力が最も大きく作用する場所であるため、少なくとも一箇所をころがり軸受にする場合にその効果が最も大きいが、全てのすべり軸受をころがり軸受にしてもよい。
【００２９】
また、回転軸６４は、その後端部６４Ａと前端部６４Ｃの二箇所、または、その後端部６４Ａと中間部６４Ｂの二箇所だけで軸支する場合が考えられるが、その場合にも、少なくとも一箇所をころがり軸受で軸支すればよい。
【００３０】
深みぞ形ラジアル玉軸受６８４は、予圧を与えて回転軸６４の中間部６４Ｂに組付けることによって、深みぞ形ラジアル玉軸受６８４のボールと内外輪との間の隙間を完全に無くすことができるため、電動モータ６の回転軸６４自体の振動、ボールナット７３に加わる負荷の変動、ウォームギヤ６６に作用する負荷の変動があっても、静粛なチルト位置調整が可能となる。
【００３１】
また、深みぞ形ラジアル玉軸受６８４に変えて、アンギュラ形ラジアル玉軸受を二個組み合わせて使用し、間座によってアンギュラ形ラジアル玉軸受に予圧を与えれば、アンギュラ形ラジアル玉軸受のボールと内外輪との間の隙間、アンギュラ形ラジアル玉軸受の内輪と中間部６４Ｂの外周との間の隙間、及び、アンギュラ形ラジアル玉軸受の外輪とハウジング６５との間の隙間を完全に無くすことができるため、より静粛なチルト位置調整が可能となる。
【００３２】
ステアリングホイール３のチルト位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチを操作すると、電動モータ６が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ６の回転が、ウォームギヤ６６からウォームホイール７２に減速して伝達され、ウォームホイール７２と一体のボールスクリュウ７１が回転することにより、例えば、ボールナット７３がボールスクリュウ７１に沿って軸方向に下降する。
【００３３】
すると、ボールナット７３と一体のボール７４もコラム４に対して下降し、ボール７４がスリーブ７５に嵌合しているため、図４に示すように、コラム４が上方にチルト移動する。また、ボール７４が上昇した場合には、コラム４は下方にチルト移動する。コラム４がチルト移動すると、ボール７４はスリーブ７５の内周７５Ａ内で、自由に回転及び摺動するため、コラム４のチルト移動を阻害したり、ボール７４とスリーブ７５との間に、不要な応力や摩擦を生じさせることがない。
【００３４】
＊  第２の実施形態
次に本発明の第２の実施形態を説明する。図５は、本発明の第２の実施形態の電動テレスコピック式ステアリングコラム装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。図６は、図５の下面図である。以下の説明では、上記実施形態と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した電動モータ６を、テレスコピック式のステアリングコラム装置に適用した例である。
【００３５】
中空円筒状のアウターコラム４２には、インナーコラム４３が軸方向（図５の左右方向）にテレスコピック摺動可能に嵌合している。アウターコラム４２の下部には、矩形形状の開口部４５が形成され、この開口部４５を通して、インナーコラム４３に固定したスリーブ７５が、下向きに外方に突出している。開口部４５は、テレスコピック位置調整時にスリーブ７５の外周が開口部４５の前端４５Ａ、後端４５Ｂに当接することで、ストッパとしての機能を果たし、また、インナーコラム４３の回転方向の回り止めの機能も果たしている。
【００３６】
インナーコラム４３には、ステアリングシャフト２が回動自在に軸支され、ステアリングシャフト２には、その右端（車体後方側）にステアリングホイール３が装着されている。アウターコラム４２の下面には、開口部４５を挟んで前後に、前軸支部４４Ａ、後軸支部４４Ｂが下向きに突出して一体に形成され、図示しないころがり軸受を介して、ボールスクリュウ７１の前後両端が各々軸支されている。また、アウターコラム４２の側面には、図７で説明した電動モータ６が固定されている。
【００３７】
電動モータ６の回転軸６４に一体的に形成されたウォームギヤ６６が、ボールスクリュウ７１に固定されたウォームホイール７２に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６６で減速機構が構成され、電動モータ６の回転がボールスクリュウ７１に減速して伝達される。
【００３８】
ボールスクリュウ７１には、ボールスクリュウ７１の回転を直線運動に変換するボールナット７３が螺合している。ボールを介在しているため、ボールスクリュウ７１とボールナット７３との間にバックラッシュが無いため、インナーコラム４３にガタ感が無く、ステアリングホイール３の操舵感が良好になる。また、送り抵抗が小さくて、送り抵抗の変動も小さいため、円滑なテレスコピック位置調整が可能となる。
【００３９】
ボールナット７３には、上方に球面状の突起を有するボール７４が一体的に形成されており、ボール７４の外周が上記スリーブ７５の内周７５Ａに摺動可能に嵌入することで、球面継手を構成している。
【００４０】
ステアリングホイール３のテレスコピック位置を調整する必要が生じた場合、図示しないスイッチを操作すると、電動モータ６が正逆いずれかの方向に回転駆動される。すると、電動モータ６の回転が、ウォームギヤ６６からウォームホイール７２に減速して伝達され、ウォームホイール７２と一体のボールスクリュウ７１が回転することにより、例えば、ボールナット７３がボールスクリュウ７１に沿って、左方向（車体前方側）に移動する。
【００４１】
すると、ボールナット７３と一体のボール７４も左方向に移動し、ボール７４がスリーブ７５に嵌合しているため、インナーコラム４３が左方向にテレスコピック移動する。また、ボール７４が右方向（車体後方側）に移動した場合には、インナーコラム４３は右方向にテレスコピック移動する。インナーコラム４３がテレスコピック移動すると、ボール７４はスリーブ７５の内周７５Ａ内で、自由に回転及び摺動するため、インナーコラム４３のテレスコピック移動を阻害したり、ボール７４とスリーブ７５との間に、不要な応力や摩擦を生じさせることがない。
【００４２】
上記した第２の実施形態においては、電動モータ６の回転軸６４は、深みぞ形ラジアル玉軸受６８４やアンギュラ形ラジアル玉軸受等のころがり軸受によって予圧を与えて軸支されているため、電動モータ６の回転軸６４自体の振動、ボールナット７３に加わる負荷の変動、ウォームギヤ６６に作用する反力の変動があっても、静粛なテレスコピック位置調整が可能となる。
【００４３】
上記した実施形態では、チルト位置調整、または、テレスコピック位置調整が可能な電動式ステアリングコラム装置に適用した例を示したが、チルト位置調整とテレスコピック位置調整の両方が可能な電動式ステアリングコラム装置に適用してもよい。また、上記実施形態では、ころがり軸受として玉軸受を使用しているが、ころ軸受を使用してもよい。さらに、上記実施形態では、電動モータ６の回転軸６４に、減速機構の入力軸であるウォームギヤ６６が一体で成形されているが、回転軸６４と減速機構の入力軸を別体で成形し、キーやセレーション等の結合手段で結合してもよい。
【００４４】
上記した実施形態では、ボールを介在したボールスクリュウ７１とボールナット７３を使用しているが、ボールを介在しないスクリュウとナットの組み合わせでもよい。また、上記した実施形態では、ブラシ付きの電動モータに適用しているが、ブラシレスの電動モータに適用してもよい。さらに、上記した実施形態のウォームギヤ６６とウォームホイール７２で構成される減速機構は、電動モータ６の回転軸６４とボールスクリュウ７１との交叉角を変えることにより、平歯車、はすば歯車、かさば歯車等の減速機構に置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の電動式ステアリングコラム装置を車両に取り付けた状態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の電動チルト式ステアリングコラム装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１の実施形態のチルト動作を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の電動テレスコピック式ステアリングコラム装置を示す一部断面を含む要部概略構成図である。
【図６】図５の下面図である。
【図７】本発明の実施形態の電動モータの断面図である。
【図８】従来の電動式ステアリングコラム装置に使用される電動モータの断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  電動式ステアリングコラム装置
１０１  ユニバーサルジョイント
１０２  ロアーシャフト
１０３  ユニバーサルジョイント
１０４  ステアリングギヤ
１０５  タイロッド
２  ステアリングシャフト
３  ステアリングホイール
４  コラム
４１  ブラケット
４１Ａ  上軸支部
４１Ｂ  下軸支部
４２  アウターコラム
４３  インナーコラム
４４Ａ  前軸支部
４４Ｂ  後軸支部
４５  開口部
４５Ａ  前端
４５Ｂ  後端
５１  下部車体取付けブラケット
５１１  取付け部
５１２  ピボット部
５１３  ピボットピン
５２  上部車体取付けブラケット
５２１  取付け部
５２２  コラム支持部
５２２Ａ  左端面
５２３  長孔
５３  車体
６  電動モータ
６１  モータケース
６１１  内周面
６２  マグネット
６３  電機子
６４  回転軸
６４Ａ  後端部
６４Ｂ  中間部
６４Ｃ  前端部
６５  ハウジング
６６  ウォームギヤ
６７  整流子
６７１  ブラシ
６８１、６８２、６８３  すべり軸受
６８４  深みぞ形ラジアル玉軸受
７１  ボールスクリュウ
７２  ウォームホイール
７３  ボールナット
７４  ボール
７５  スリーブ
７５Ａ  内周
【図１】
2006036047.tif 000003
【図２】
2006036047.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006036047.tif 000006
【図５】
2006036047.tif 000007
【図６】
2006036047.tif 000008
【図７】
2006036047.tif 000009
【図８】
2006036047.tif 000010