(57)【要約】【課題】  バックラッシュが無く、送り抵抗が小さくて、円滑な位置調整が可能な送り機構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】  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。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の剛性感が良好になる。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。【選択図】        図２
2006027434.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、
電動アクチュエータ、
上記電動アクチュエータの回転を、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送り機構を備えた電動式ステアリングコラム装置において、
上記送り機構は、
ボールスクリュウと、
上記ボールスクリュウの回転をボールを介して直線運動に変換するボールナットとからなること
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、
上記電動アクチュエータが電動モータであること
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、
上記送り機構は、
球面状の突起と、
上記球面状の突起が摺動自在に内嵌する円筒状のスリーブとからなる継手を介して、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】
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、
上記コラムに設けられた電動モータ、
上記電動モータの回転を減速して伝達する減速機構、
上記コラムに回転可能に軸支され、上記減速機構によって回転されるボールスクリュウ、
上記ボールスクリュウの回転をボールを介して直線運動に変換するボールナット、
上記ボールナットに設けられた球面状の突起、
上記球面状の突起が摺動自在に内嵌する円筒状のスリーブとからなる継手を備え、
上記継手を介して、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】
従来の電動式ステアリングコラム装置は、電動モータの回転を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送り機構の送りねじとして、台形ねじや三角ねじを使用している。台形ねじや三角ねじは、雄ねじと雌ねじの噛み合い部のバックラッシュが多いため、ステアリングホイールの剛性感が悪く、また、送り機構の送り抵抗が大きく、バックラッシュの大きさも軸方向の位置によって変動するため、運転者に不快感を与える原因となっていた。
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明は、バックラッシュが無く、送り抵抗が小さくて、円滑な位置調整が可能な送り機構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】
【０００６】
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、電動アクチュエータ、上記電動アクチュエータの回転を、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送り機構を備えた電動式ステアリングコラム装置において、上記送り機構は、ボールスクリュウと、上記ボールスクリュウの回転をボールを介して直線運動に変換するボールナットとからな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。
【０００７】
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、上記電動アクチュエータが電動モータであ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。
【０００８】
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、上記送り機構は、球面状の突起と、上記球面状の突起が摺動自在に内嵌する円筒状のスリーブとからなる継手を介して、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。
【０００９】
第４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、上記コラムに設けられた電動モータ、上記電動モータの回転を減速して伝達する減速機構、上記コラムに回転可能に軸支され、上記減速機構によって回転されるボールスクリュウ、上記ボールスクリュウの回転をボールを介して直線運動に変換するボールナット、上記ボールナットに設けられた球面状の突起、上記球面状の突起が摺動自在に内嵌する円筒状のスリーブとからなる継手を備え、上記継手を介して、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】
【００１０】
本発明の電動式ステアリングコラム装置では、ボールスクリュウと、このボールスクリュウの回転をボールを介して直線運動に変換するボールナットとからなる送り機構を採用している。従って、バックラッシュが無いため剛性感が良く、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、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】
【００１１】
＊  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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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６１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。
【００１８】
電動モータ６１の出力軸６１１には、ウォームギヤ６２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６２に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６２で減速機構が構成され、電動モータ６１の回転がボールスクリュウ７１に減速して伝達される。
【００１９】
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。
【００２０】
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の剛性感が良好になる。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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６１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６１の回転が、ウォームギヤ６２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。
【００２３】
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。上記した第１の実施形態では、電動モータ６１はコラム４の左側面に取付けられているが、コラム４の右側面、上面または下面等、任意の位相に取付けることができる。
【００２４】
＊  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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、電動モータ６１が固定されている。
【００２７】
電動モータ６１の出力軸６１１には、ウォームギヤ６２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６２に噛み合っている。ウォームホイール７２とウォームギヤ６２で減速機構が構成され、電動モータ６１の回転がボールスクリュウ７１に減速して伝達される。
【００２８】
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、コラム４にガタ感が無く、ステアリングホイール３の剛性感が良好になる。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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６１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６１の回転が、ウォームギヤ６２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。
【００３１】
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。
【００３２】
上記した第２の実施形態では、ボール７４とスリーブ７５とから構成される球面継手を介して、ボールナット７３の直線運動をインナーコラム４３に伝達しているため、ボールスクリュウ７１とインナーコラム４３との平行度または真直度の誤差や、ボールスクリュウ７１とインナーコラム４３との間の中心軸間の距離に誤差があっても、その誤差を球面継手が吸収するため、送り抵抗が小さいボールスクリュウ７１とボールナット７３で構成される送り機構と相まって、円滑なテレスコピック位置の調整を行うことが可能となる。
【００３３】
上記した第２の実施形態では、電動モータ６１はアウターコラム４２の左側面に取付けられているが、アウターコラム４２の右側面、上面または下面等、任意の位相に取付けることができる。さらに、上記した第２の実施形態では、インナーコラム４３がアッパー側でアウターコラム４２がロアー側に配置されているが、インナーコラム４３をロアー側に配置し、アウターコラム４２をアッパー側に配置してもよい。
【００３４】
上記した第１の実施形態及び第２の実施形態では、ボールナット７３にボール７４を固定し、コラム支持部５２２、または、インナーコラム４３にスリーブ７５を固定しているが、ボールナット７３にスリーブ７５を固定し、コラム支持部５２２、または、インナーコラム４３にボール７４を固定してもよい。また、上記実施形態では、ボールスクリュウ７１を回転させてボールナット７３を直線運動させているが、ボールナット７３を回転させてボールスクリュウ７１を直線運動させてもよい。さらに、ボールナット７３とボール７４は、一体で成形してもよいし、各々別体で成形し、ボルト等の締結手段によって結合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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。
【符号の説明】
【００３６】
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
６１  電動モータ
６１１  出力軸
６２  ウォームギヤ
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】
2006027434.tif 000003
【図２】
2006027434.tif 000004
【図３】
2006027434.tif 000005
【図４】
2006027434.tif 000006
【図５】
2006027434.tif 000007
【図６】
2006027434.tif 000008