JP5674367B2

JP5674367B2 - ステアリングコラム装置

Info

Publication number: JP5674367B2
Application number: JP2010167900A
Authority: JP
Inventors: 充佳松野; 忠雄伊藤; 宮城　武史; 武史宮城
Original assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Current assignee: JTEKT Column Systems Corp
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: US20120024103A1; US8640567B2; JP2012025321A; EP2412607B1; EP2412607A2; EP2412607A3

Description

本発明は、ステアリングシャフトの位置調整を電動モータの駆動で行なう電動式ステアリングコラム装置に関する。

この種の電動式ステアリングコラム装置として、固定側ブラケットと可動側ブラケットのいずれか一方に回動可能に支持される雄ネジ軸部材と、この雄ネジ軸部材に螺合し、固定側ブラケットと可動側ブラケットのいずれか他方の設けられる雌ネジ部材とを備え、電動モータで雄ネジ軸部材を回転駆動して雌ネジ部材を雄ネジ軸部材の軸方向に移動させて、固定側ブラケットと可動側ブラケットとの位置を相対的に移動させることによって、ステアリングシャフトのチルト方向やテレスコ方向の位置調整を行なうものが挙げられる。しかしながら、上記のような電動式ステアリングコラム装置では、雄ネジ軸部材と雌ネジ部材との螺合部分に摺動のための隙間（バックラッシ）が必要であり、この隙間がステアリングシャフトのがたつきの要因となるため、雄ネジ軸部材と雌ネジ部材間のがたつきを抑制可能な電動式ステアリングコラム装置が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１に記載されるステアリングコラム装置１００は、図１２に示すように、雄ネジ軸部材１０１および雌ネジ部材１０２を有し、雌ネジ部材１０２とボス部１０３が一体に形成されている。このボス部１０３の収納穴１０４には、雄ネジ軸部材１０１の外周面を内径方向に押圧する押圧部材１０５と、この押圧部材１０５を雄ネジ軸部材１０１の方向に付勢する巻バネ１０６と、ボス部１０４に螺合して、巻バネ１０６の付勢力を調整する調整ネジ１０７とが収納されている。

上記構成では、ボス部１０３の収納穴１０４に収納される調整ネジ１０７のネジ込み距離を適宜調整することによって、巻バネ１０６の付勢力で押圧部材１０５が雄ネジ軸部材１０１の外周面を雌ネジ部材１０２の内径方向に押圧するので、雄ネジ軸部材１０１および雌ネジ部材１０２間のがたつきを抑制することができ、これによって、位置調整後のステアリングシャフトのがたつきを少なくすることができる。

特許文献２に記載されるステアリングコラム装置１１０は、図１３に示すように、雄ネジ軸部材１１１の軸方向に三分割されたナット１１２，１１３，１１４を備えた雌ネジ部材１１５を有している。中間ナット１１２は、内周に雄ネジ軸部材１１１が螺合する雌ネジ部１１２ａが形成されるとともに、軸方向の両端部にそれぞれリング状の外周側凸部１１２ｂと、この外周側凸部１１２ｂより内周側に位置する凹部１１２ｃとが形成され、この凹部１１２ｃには、皿バネ１１６が収容されている。外周側凸部１１２ｂには、円環状の固定リング１１７，１１８がそれぞれ締結ボルト１１９によって締結され、各固定リング１１７，１１８の内周には、雄ネジ軸部材１１１の軸方向に延びる雌セレーション（図示せず）が形成されている。端部ナット１１３，１１４の内周には、雄ネジ軸部材１１１が螺合する雌ネジ部１１３ａ、１１４ａが形成され、端部ナット１１３，１１４の外周には、それぞれ上記雌セレーションが密に嵌合される雄セレーション１１３ｂ，１１４ｂが形成されている。これによって、端部ナット１１３，１１４は、それぞれ固定リング１１７，１１８に対して雄ネジ軸部材１１１の軸方向に相対的移動可能である。

上記構成では、中間ナット１１２と端部ナット１１３，１１４との間隔を皿バネ１１６によって広げることにより、雄ネジ軸部材１１１と端部ナット１１３，１１４間のバックラッシが無くなるため、ガタ付きが抑制される。

特開２００８−５１２３３号公報ＷＯ２００８／００１７２１号公報

ところで、特許文献１に記載の技術にあっては、押圧部材１０５が雄ネジ軸部材１０１の外周面を内径方向に押圧することによって、雄ネジ軸部材１０１および雌ネジ部材１０２間の相対的な移動を抑制するようになっているので、雄ネジ軸部材１０１を軸方向に力を掛けると、雄ネジ軸部材１０１および雌ネジ部材１０２間でバックラッシ分だけ軸方向にすべりが生じるという問題があった。また、押圧部材１０５を雄ネジ軸部材１０１の方向に所定の強度で付勢するため、巻バネ１０６の付勢力をある程度大きく設定する必要があるので、雄ネジ軸部材１０１の回転抵抗が増加し、雄ネジ軸部材１０１を駆動する電動モータの駆動音が大きくなるという問題があった。さらに、ボス部１０４の収納穴１０４ａと押圧部材１０５との間に隙間があると、雄ネジ軸部材１０１を回動した際に押圧部材１０５が上記隙間の方向に移動して異音が生じるという問題があった。

特許文献２に記載の技術にあっては、三分割されたナット１１２〜１１４、固定リング１１７，１１８および皿バネ１１６などを必要としており、部品点数が多く組付け性が劣ることから、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、位置調整後のステアリングシャフトのがたつきを抑制できるとともに、構造の簡素化を図ることができるステアリングコラム装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、固定側ブラケットおよび可動側ブラケットのいずれか一方に回動可能に支持され、軸方向に沿って雄ネジ部が形成される雄ネジ軸部材と、該固定側ブラケットおよび前記可動側ブラケットのいずれか他方に設けられる雌ネジ部材とを備え、該雄ネジ軸部材を回動し、該雌ネジ部材と該雄ネジ軸部材とを相対的に移動させることにより、該固定側ブラケットに対して該可動側ブラケットを相対的に移動させるステアリングコラム装置であって、前記雌ネジ部材は、前記固定側ブラケットおよび前記可動側ブラケットのいずれか他方に支持されると共に、前記雄ネジ軸部材が貫通する貫通孔からなるナット収容部を具備するケーシングと、該ナット収容部内に該ナット収容部の軸方向へ移動可能に、且つ該ナット収容部の周方向に回転不能にそれぞれ嵌挿されるとともに、それぞれに前記雄ネジ軸部材が貫通しつつ、螺合する雌ネジ部を有する一対のナットと、先細形状の先端部を具備し、前記ナット収容部と直交する方向から前記ナット収容部内に突出して、前記ナット収容部内に軸方向に並んで嵌挿された該一対のナットの間に該先端部が嵌入するように該ナット収容部内の側面に配置されるクサビ部材と、を備え、該クサビ部材の該先端部を一対のナット間に挿入することで、前記ナット収容部の軸方向に移動可能に嵌挿された該一対のナットの軸方向位置が該くさび部材のみで保持されると共に、該クサビ部材が該一対のナットを該雄ネジ軸部材の軸方向に離間させ、各ナットの該雌ネジ部の外側の面が、前記雄ネジ軸部材の前記雄ネジ部に当接保持されることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のステアリングコラム装置であって、前記ケーシング側面に、前記ナット収容部と直交しつつ、貫通するネジ孔からなる挿入孔と、該挿入孔に螺入されるネジ部材とを備え、前記クサビ部材の前記先端部は、対向する２面が先端に向かって近接するクサビ形状に形成され、前記一対のナットは、互いに対向する面の該挿入孔に面した部位に傾斜面を備え、これら傾斜面によって、該先端部を受入れるクサビ状の凹部が形成され、該凹部と該ネジ孔の該ネジ部材との間に該クサビ部材が配置され、該ネジ部材を該挿入孔にねじ込むことで、該クサビ部材の位置決めを行なうことを特徴としている。

請求項１の発明において、雌ネジ部材のケーシングに支持されるクサビ部材の先端部をナット収容部の側面から一対のナット間に嵌入し、クサビ部材によって一対のナットをそれぞれ雄ネジ軸部材の軸方向に沿って互いに離間する方向へ押広げることによって、雄ネジ軸部材および一対のナット間のバックラッシを無くすことができるので、位置調整後のステアリングシャフトのがたつきを抑制できる。また、雌ネジ部材の一対のナットに作用する雄ネジ軸部材の軸方向の荷重は、一対のナット間に先端部が嵌入されるクサビ部材で受けてケーシングに伝達される。これによって、雌ネジ部材の一対のナットをケーシングに対して固定する構造を別に必要とせず構造の簡素化を図れるので、部品点数を少なくして組付け性を向上でき、製造コストを低減できる。

請求項２の発明において、ケーシングの挿入孔にクサビ部材およびネジ部材を挿入して、ネジ部材を適宜締め込むことによって、クサビ部材の位置決めを行ない、一対のナットをそれぞれ軸方向へ離間する量を調整する。これによって、雄ネジ軸部材および一対のナット間のバックラッシを容易に調整することができるとともに、一対のナットへの付勢力を無くすことで雄ネジ軸部材を一対のナットに対して容易に回転させることができるので、ステアリングシャフトの位置調整を円滑に行なえる。

本発明の一実施形態を示し、ステアリングコラム装置の分解斜視図である。本発明の一実施形態を示し、ステアリングコラム装置の要部を拡大して示す分解斜視図である。本発明の一実施形態を示し、ステアリングコラム装置の軸方向に沿う断面図である。本発明の一実施形態を示し、図３のIV―IV線に沿う断面図である。本発明の一実施形態を示し、雄ネジ軸部材および雌ネジ部材の斜視図である。本発明の一実施形態を示し、雄ネジ軸部材および雌ネジ部材の平面図である。本発明の一実施形態を示し、（ａ）はクサビ部材の正面図、（ｂ）はクサビ部材の側面図である。本発明の一実施形態を示し、クサビ部材を作動させる前の状態を示す断面図である。本発明の一実施形態を示し、図８のIX部を拡大して示す断面図である。本発明の一実施形態を示し、クサビ部材を作動させた状態を示す断面図である。本発明の一実施形態を示し、図１０のXI部を拡大して示す断面図である。ステアリングコラム装置の第１従来例を示す断面図である。ステアリングコラム装置の第２従来例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１〜図１１に示すように、本実施形態のステアリングコラム装置１は、軸方向上端にステアリングホイール（図示せず）が固定されるステアリングシャフト２と、このステアリングシャフト２を回動可能に支承する上側ジャケット３２、中間ジャケット３０、下側ジャケット３３を有するジャケット部３と、車体（図示せず）に固定される固定部４０、および固定部４０から垂下する一対の懸架部４１からなるマウントブラケット４と、駆動部材５および雌ネジ部材６からなり、ジャケット部３のチルト方向の位置調整を行なうチルト機構部７と、ジャケット部３のテレスコ方向の位置調整を行なうテレスコ機構部８とを備えている。

ジャケット部３は、ステアリングシャフト２の軸方向に延びるとともに、ジャケット部３の長手方向下端部はチルトブラケット３４によって車体（図示せず）に支持され、これによって、ジャケット部３の全体がチルト方向に回動可能となっている。ジャケット部３の中間ジャケット３０は、一対の懸架部４１の間に配置されるとともに、それぞれ下方へ延びる一対のブラケット３１を有している。また、中間ジャケット３０には、一対の懸架部４１に設けられたチルト用長孔４３にそれぞれ挿入されるチルトガイドとしての一対のボルト４２が装着されている。この一対のボルト４２と中間ジャケット３０のブラケット３１との間には、板バネ４５等の付勢部材が設けられ、ステアリングシャフト２の図４で示す左右方向のガタ付きを抑制することができる。

チルト機構部７の駆動部材５は、固定側ケーシング５０と、ウォーム軸５２と、減速歯車５３と、雄ネジ軸部材５４とを備えている。固定側ケーシング５０は、一対の懸架部４１の下端間に介設され、一対の回転軸４４およびニードルベアリング４４ａによってチルト方向に回動可能に支持されている。ウォーム軸５２は、固定側ケーシング５０に収容され、チルト用電動モータ５１によって駆動される。減速歯車５３は、ウォーム軸５２と螺合し、雄ネジ軸部材５４は、減速歯車５３と一体に設けられ、一対の回転軸４４の軸方向と直交する方向に延設されている。

雌ネジ部材６は、可動側ケーシング６１と、一対のナット６２，６３と、クサビ部材６４と、ネジ部材６５と、ダブルナット６６とを備えている。

可動側ケーシング６１は、中間ジャケット３０のブラケット３１間に介設され、一対の回転軸６０およびニードルベアリング６０ａによってチルト方向に回動可能に支持されている。また、可動側ケーシング６１には、雄ネジ軸部材５４が貫通するナット収容部６７と、このナット収容部６７と直交する方向に延びて、クサビ部材６４およびネジ部材６５が挿入される挿入孔６８とが形成されている。挿入孔６８の内周に、ネジ部材６５が螺合する雌ネジ部６８ａが形成されている。ナット収容部６７には、一対のナット６２，６３が雄ネジ軸部材５４の軸方向に移動可能に嵌挿されるとともに、ナット６２，６３の回り止め用キー６９が設けられている。

一対のナット６２，６３は、それぞれの内周に、雄ネジ軸部材５４が螺合する雌ネジ部６２ｂ，６３ｂが形成されている。また、一対のナット６２，６３は、ナット収容部６７に収容された状態で、互いに対向する面の挿入孔６８に面した部位のそれぞれに傾斜面６２ａ，６３ａを備え、これら傾斜面６２ａ，６３ａによって、クサビ部材６４の先端部６４ｃを受入れるくさび状の凹部６４ｄが形成される。

クサビ部材６４は、先端部６４ｃに対向する２面が先端に向かって近接するくさび形状を形成する一対のテーパ面６４ａ，６４ｂが先端部６４ｃに形成されている。すなわち、クサビ部材６４の先端部６４ｃは、図７（ａ）に示すように断面略台形に形成されている。くさび部材６４は、先端部６４ｃがナット収容部６７内に突出するように、挿入孔６８内に配置され、先端部６４ｃを凹部６４ｄに挿入することで、凹部６４ｄを構成する各傾斜面６２ａ，６３ａに当接して一対のナット６２，６３の間隔を押広げるように構成されている。

ネジ部材６５は、挿入孔６８に螺入され、締め込むことでクサビ部材６４の位置決めを行なっている。この時、一対のナット６２，６３の傾斜面６２ａ，６３ａには、クサビ部材６４のテーパ面６４ａ，６４ｂからの付勢力が発生しないように、クサビ部材６４は位置決めされている。また、ネジ部材６５は、後端６５ａが挿入孔６８から突出しており、後端６５ａにダブルナット６６を螺合することで、ネジ部材６５を可動側ケーシング６１に対して固定する。

上記構成では、ステアリングシャフト２のチルト方向の位置調整を行なう際、チルト用電動モータ５１を回転させると、ウォーム軸５２および減速歯車５３で減速された状態で雄ネジ軸部材５４が回転し、雌ネジ部材６の一対のナット６２，６３が雄ネジ軸部材５４の軸方向に駆動される。これによって、マウントブラケット（固定側ブラケット）４に対して中間ジャケット３０のブラケット（可動側ブラケット）３１が相対的に移動するとともに、中間ジャケット３０のボルト４２がそれぞれ懸架部４１の長孔４３に沿って移動する結果、ジャケット部３は長手方向下端部を中心としてチルト方向に回動するので、ステアリングシャフト２のチルト方向の位置調整を行なうことができる。

ところでまず、図８および図９に示すように、ネジ部材６５を締め込む前の状態では、クサビ部材６４の先端部６４ｃが一対のナット６２，６３間の傾斜面６２ａ，６３ａに嵌入されていないので、一対のナット６２，６３の間隔が狭く、ナット６２，６３内周の雌ネジ部６２ｂ，６３ｂの歯面と雄ネジ軸部材５４の歯面との間に隙間が生じており、すなわち、雄ネジ軸部材５４および一対のナット６２，６３間のバックラッシが形成されている。

次いで、図１０および図１１に示すように、ネジ部材６５を締め込んでクサビ部材６４を一対のナット６２，６３の方向へ押込み、ネジ部材６５の締め込み量を適宜調整した後、ダブルナット６６によってネジ部材６５を可動側ケーシング６１に対して固定する。

上記のようにネジ部材６５を締め込んでクサビ部材６４を一対のナット６２，６３の方向へ押込むことで、雌ネジ部材６の可動側ケーシング６１に設けられるクサビ部材６４の先端部６４ｃが一対のナット６２，６３の傾斜面６２ａ，６３ａ間に嵌入し、テーパ面６４ａ，６４ｂによって一対のナット６２，６３がそれぞれ軸方向に沿って互いに離間する方向へ押広げられる。その結果、下側ナット６２が雄ネジ軸部材５４の下向きに移動するとともに、上側ナット６３が雄ネジ軸部材５４の上向きに移動し、つまり、各ナット６２，６３の雌ネジ部６２ｂ，６３ｂの外側の面６２ｃ，６３ｃが、雄ネジ軸部材５４の雄ネジ部５４ａに当接保持されるため、雄ネジ軸部材５４および一対のナット６２，６３間のバックラッシが無くなる。

この実施形態によれば、雌ネジ部材６の可動側ケーシング６１に設けられるクサビ部材６４によって一対のナット６２，６３がそれぞれ軸方向に沿って互いに離間する方向へ押広げられることによって、雄ネジ軸部材５４および一対のナット６２，６３間のバックラッシを無くすことができるので、ステアリングシャフト２の位置調整後にチルト方向へのがたつきを抑制できる。また、雌ネジ部材６の一対のナット６２，６３に作用する雄ネジ軸部材５４の軸方向の荷重は、一対のナット６２，６３間に先端部６４ｃが嵌入されるクサビ部材６４で受けて可動側ケーシング６１に伝達されるので、一対のナット６２，６３を可動側ケーシング６１に対して固定する構造を別に必要とせず構造の簡素化を図れるとともに、部品点数を少なくして組付け性を向上することができるので、製造コストを低減できる。

また、この実施形態によれば、可動側ケーシング６１の挿入孔６８にクサビ部材６４およびネジ部材６５を挿入して、挿入孔６８の雌ネジ部６８ａに螺合するネジ部材６５を適宜締め込み、クサビ部材６４で一対のナット６２，６３をそれぞれ雄ネジ軸部材５４の軸方向に沿って移動する量を調整してナット６２，６３にクサビ部材６４から付勢力が発生しないようにする。そのため、雄ネジ軸部材５４および一対のナット間６２，６３のバックラッシを容易に調整できるとともに、雄ネジ軸部材５４のナット６２，６３との回転抵抗が少なくなるように調整して雄ネジ軸部材５４を一対のナット６２，６３に対して容易に回転させることができるので、ステアリングシャフト２のチルト方向の位置調整を円滑に行なえる。

さらに、付勢手段を用いてナットを雄ネジ軸部材に付勢保持することで、バックラッシを無くす構成ではないので、付勢手段の付勢力によって駆動手段に掛かる負荷が増大することもない。

なお、上記実施形態にあっては、雌ネジ部材６のナット６２，６３および可動側ケーシング６１のナット収容部６７をそれぞれ円筒状に形成し、ナット６２，６３外周とナット収容部６７内周との間のキー溝に回り止め用キー６９を嵌める構造を例示したが、本発明はこれに限定されず、雌ネジ部材の一対のナットおよび可動側ケーシングのナット収容部をそれぞれ異形、例えば四角形等の多角形に形成することによって、一対のナットの回転防止を図ることができる。

また、上記実施形態にあっては、ジャケット部３のチルト方向の位置調整を行なうチルト機構部７のがたつきを抑制する構造を例示したが、本発明はこれに限定されず、ジャケット部のテレスコ方向の位置調整を行なうテレスコ機構部のがたつきを抑制することもできる。

１ステアリングコラム装置
４マウントブラケット（固定側ブラケット）
６雌ネジ部材
３１ブラケット（可動側ブラケット）
５１電動モータ
５４雄ネジ軸部材
５４ａ雄ネジ部
６１可動側ケーシング（ケーシング）
６２，６３ナット
６２ａ，６３ａ傾斜面
６２ｂ，６３ｂ雌ネジ部
６２ｃ，６３ｃ外側の面
６４クサビ部材
６４ａ，６４ｂテーパ面
６４ｃ凹部
６５ネジ部材
６７ナット収容部
６８挿入孔

Claims

固定側ブラケットおよび可動側ブラケットのいずれか一方に回動可能に支持され、軸方向に沿って雄ネジ部が形成される雄ネジ軸部材と、
該固定側ブラケットおよび前記可動側ブラケットのいずれか他方に設けられる雌ネジ部材とを備え、
該雄ネジ軸部材を回動し、該雌ネジ部材と該雄ネジ軸部材とを相対的に移動させることにより、該固定側ブラケットに対して該可動側ブラケットを相対的に移動させるステアリングコラム装置であって、
前記雌ネジ部材は、
前記固定側ブラケットおよび前記可動側ブラケットのいずれか他方に支持されると共に、前記雄ネジ軸部材が貫通する貫通孔からなるナット収容部を具備するケーシングと、
該ナット収容部内に該ナット収容部の軸方向へ移動可能に、且つ該ナット収容部の周方向に回転不能にそれぞれ嵌挿されるとともに、それぞれに前記雄ネジ軸部材が貫通しつつ、螺合する雌ネジ部を有する一対のナットと、
先細形状の先端部を具備し、前記ナット収容部と直交する方向から前記ナット収容部内に突出して、前記ナット収容部内に軸方向に並んで嵌挿された該一対のナットの間に該先端部が嵌入するように該ナット収容部内の側面に配置されるクサビ部材と、を備え、
該クサビ部材の該先端部を一対のナット間に挿入することで、前記ナット収容部の軸方向に移動可能に嵌挿された該一対のナットの軸方向位置が該くさび部材のみで保持されると共に、該クサビ部材が該一対のナットを該雄ネジ軸部材の軸方向に離間させ、各ナットの該雌ネジ部の外側の面が、前記雄ネジ軸部材の前記雄ネジ部に当接保持されることを特徴とするステアリングコラム装置。
請求項１に記載のステアリングコラム装置であって、
前記ケーシング側面に、前記ナット収容部と直交しつつ、貫通するネジ孔からなる挿入孔と、
該挿入孔に螺入されるネジ部材とを備え、
前記クサビ部材の前記先端部は、対向する２面が先端に向かって近接するクサビ形状に形成され、
前記一対のナットは、互いに対向する面の該挿入孔に面した部位に傾斜面を備え、これら傾斜面によって、該先端部を受入れるクサビ状の凹部が形成され、
該凹部と該ネジ孔の該ネジ部材との間に該クサビ部材が配置され、
該ネジ部材を該挿入孔にねじ込むことで、該クサビ部材の位置決めを行なうことを特徴とするステアリングコラム装置。