JP2000280916A - スライダ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動時間が環境温度の変化に影響されない安
定した作動を確保できる、ガタのないスライダ機構を提
供すること。 【解決手段】 駆動源の出力軸に連動して回転する雄ネ
ジ部１７４ａを有するシャフト１７４と、シャフトの回
転方向に回転規制されつつ雄ネジ部のまわりに配設され
雄ネジ部と噛み合うとともに駆動対象と連動する略円筒
状の雌ネジ部材１７５と、雌ネジ部材を径方向へ付勢す
る付勢部材（スプリング１７７）と、雄ネジ部に当接す
る当接部２０２ａを有するとともに付勢部材の付勢力の
反力を受け反力が雄ネジ部と当接部との当接力として作
用する押し付け部材２０２とを有することを特徴とする
スライダ機構とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に、車両におけ
るステアリングホイールの位置調整機構に使用されるス
ライダ機構に関するものであり、特に、スライダ機構の
ガタを解消するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、運転者の体型に合わせる等の
ため、ステアリングホイールの位置を上下または前後方
向に変化させるステアリング位置調整制御装置が知られ
ている。

【０００３】この装置は、例えば、アリスト新型車解説
書（１９９８年 トヨタ自動車株式会社発行）に記載さ
れている図１、図２に記載の装置のように、ステアリン
グホイール２を支持する固定コラム１１に揺動コラム１
３及び移動コラム１２を設けて、アッパアーム１６を上
下（チルト）または前後（テレスコピック）方向に移動
させアッパアーム１６に固定されるステアリングホイー
ルの位置調整を行うものであり、これはチルト アンド
テレスコピック装置と呼ばれるものである。

【０００４】ところで、このステアリング位置調整装置
においては、チルト機構においてネジ機構を使用してお
り、その構成は、図１のＡ部及び図３（Ａ部の拡大図）
に示されている。すなわち、図３のように、図示しない
モータの回転に連動して回転する雄ネジ部７ａを有する
左右方向に固定された金属製のシャフト７と、揺動コラ
ム１３に一体的に連動する、シャフト７に噛み合う樹脂
製のナット８を有し、モータが回転すると、シャフト７
が回転し、ナット８が左右方向に移動することにより、
揺動コラム１３が揺動し、ステアリングホイール２がチ
ルト（上下動）するものである。

【０００５】しかし、ネジ機構には、ネジ精度の都合
上、バックラッシュを設ける必要があり、このバックラ
ッシュの存在により、ステアリングホイールには、チル
ト方向（上下方向）にガタが発生し、運転者に不快感を
与えることとなる。

【０００６】そこで、従来は、図３に示すように、皿バ
ネ１０の図３における下方向の付勢力により樹脂製のナ
ット８を変形させ、シャフトの雄ネジ部７ａに径方向へ
押し付けることで、バックラッシュをなくし、チルト方
向のガタを解消していた。

【０００７】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述
のように、樹脂製のナット８を変形させてバックラッシ
ュを解消する方法では、環境温度変化によって、ネジ噛
み合い部のすべり摩擦力が変動し、チルト機構の作動時
間が不安定になり、さらには、環境温度が所定以上の高
温・低温になると、上記すべり摩擦力による摩擦トルク
がモータの回転トルクを上回り、チルト機構が作動不能
となる可能性があるため、大容量のモータが必要となる
という問題があった。

【０００８】この環境温度の変化によるネジ噛み合い部
のすべり摩擦力の変動の原因は、以下の通りである。即
ち、すべり摩擦力は、樹脂製のナット８の押し付け力に
より決定されるところ、この押し付け力Ｆ１は、皿バネ
の押し付け力Ｆ２から、樹脂製ナット８の弾性復元力Ｆ
３を減じたものである。そして、弾性復元力Ｆ３は、樹
脂材料のヤング率（縦弾性係数）により決定され、ヤン
グ率は、温度により変化し高温になるほど低下するの
で、弾性復元力Ｆ３は、高温になれば低下することにな
る。よって、高温下では、押し付け力Ｆ１は増大するこ
とになるものである。

【０００９】また、ナット８の材料である樹脂の線膨張
係数は、シャフト７の材料である金属の線膨張係数より
大きいので、低温下では、シャフト７よりナット８の収
縮量が大きく、ナット８の変形によりいわゆるしまりば
めぎみの状態となる。よって、低温下でも、高温下と同
様に、押し付け力Ｆ１は増大することになるものであ
る。

【００１０】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、作動時間が環境温度の変化に影響さ
れない安定した作動を確保できる、ガタのないスライダ
機構を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた請求項１に記載の技術的手段は、駆動源の出
力軸に連動して回転する雄ネジ部を有するシャフトと、
前記シャフトの回転方向に回転規制されつつ前記雄ネジ
部のまわりに配設され前記雄ネジ部と噛み合うとともに
駆動対象と連動する略円筒状の雌ネジ部材と、前記雌ネ
ジ部材を径方向へ付勢する付勢部材と、前記雄ネジ部に
当接する当接部を有するとともに前記付勢部材の付勢力
の反力を受け前記反力が前記雄ネジ部と前記当接部との
当接力として作用する押し付け部材とを有することを特
徴とするスライダ機構とした。

【００１２】このような構成を採ることにより、略円筒
状の雌ネジ部材は付勢部材の付勢力により径方向へ付勢
されシャフトの雄ネジ部に確実に当接し、かつ、その付
勢力の反力は押し付け部材が受け、押し付け部材の当接
部が確実にシャフトの雄ネジ部に当接することで、ネジ
の噛み合い部のバックラッシュは、強制的に除去される
ものである。

【００１３】また、バックラッシュの除去に、樹脂製の
ナットの変形を利用していないので、従来技術のような
ナットのヤング率の変化によるネジ機構部のすべり摩擦
トルクの変動が生じない。さらには、本発明においてナ
ットに樹脂材料を、シャフトに金属材料を使用した場合
においても、従来技術のようなナットの変形を利用して
いないので、低温時のしまりばめぎみの状態は生じにく
い。よって、ネジ機構部のすべり摩擦トルクは、環境温
度の変化の影響を受けず、安定した作動を確保可能なガ
タのないスライダ機構を提供することができるものであ
る。

【００１４】また、より好ましくは、請求項２に記載の
ように、前記付勢部材の付勢力を調整可能な付勢力調整
部材を付加するのがよい。これにより、長時間使用後
に、ネジ部の摩耗、付勢部材のへたり等により付勢力が
減少し、ネジ部にバックラッシュが発生し、ステアリン
グホイールにガタが生じた場合においても、付勢力調整
部材を調整することにより、付勢部材の付勢力を回復さ
せ、発生したバックラッシュを容易に除去することがで
きる。なお、付勢部材のばね定数をなるべく小さく選択
することにより、長時間使用後にネジ部の摩耗、付勢部
材のへたり等が発生しても、付勢力の低下が最小限に抑
えられ、付勢力を調整する必要がなくなる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係るスライダ機構を使用したステアリング位置調整制御
装置の実施形態について説明する。

【００１６】ステアリング位置調整制御装置（以下、ス
テアリング装置と称す）１は、車両等においてチルト機
構１７によりステアリングホイール２の上下位置、また
はテレスコ機構１８により前後位置を調整するものであ
り、その第１実施形態を図１、図２及び図４に示す。但
し、図１において、スライダ機構部（Ａ部）は、従来技
術のもの（図３参照）が示されており、これを図４に示
す本発明に係るスライダ機構に置き換えたものについて
以下説明する。なお、図４において、（ａ）は本発明の
第１実施形態に係るスライダ機構部の拡大断面図を、
（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。

【００１７】ステアリング装置１は、主に、固定コラム
１１、固定コラム１１に対して軸方向に移動する移動コ
ラム１２、移動コラム１２に枢支され揺動する揺動コラ
ム１３、固定コラム１１に軸支されたロアシャフト１
４、ロアシャフト１４が挿入され回転を伝達するセンタ
シャフト１５、ステアリングホイール２が嵌まりステア
リングホイール２の回転操作をセンタシャフト１５に伝
達するアッパシャフト１６、ステアリングホイール２の
位置を上下に移動させるチルト機構１７、前後に移動さ
せるテレスコ機構１８、及びチルト機構１７とテレスコ
機構１８のモータ１７１，１８１を制御する制御装置１
９とを備えるものである。

【００１８】固定コラム１１は車両のボデーに取付けブ
ラケット２５により固定され、移動コラム１２は、車両
前後方向（Ｂ方向）に固定コラム１１に対し移動可能と
なっている。移動コラム１２は固定コラム１１に設けら
れた図示しないピンにより軸方向ガイドされ、固定コラ
ム１１に対し回転規制されている。また、揺動コラム１
３は、移動コラム１２に固定された枢支ピン２１により
車両の上下方向（Ｃ方向）に揺動可能に枢支される。

【００１９】ロアシャフト１４は、固定コラム１１に対
して端部近傍に配設されたベアリング５５により回転可
能に支持され、図１に示すロアシャフト１４の左端は図
示しない車両の前輪に連係される。ロアシャフト１４の
図示右端外周にはロアシャフトの軸方向に延在するスプ
ライン１４１が形成されている。センタシャフト１５
は、移動コラム１２内に回転可能に配設され、ロアシャ
フト１４と同軸上に並んでいる。また、センタシャフト
１５は、図示左端に円筒部１５１を有しており、この円
筒部１５１の内周には、センタシャフト１５の軸方向に
延在するスプライン１５２が形成されている。円筒部１
５１には、ロアシャフト１４の図示右端が挿入され、ロ
アシャフト１４のスプライン１４１がスプライン１５２
に係合している。このスプライン１４１，１５２の係合
により、センタシャフト１５は、ロアシャフト１４と一
体回転が可能になり、ロアシャフト１４に対し車両前後
方向（図示Ｂ方向）に移動可能になっている。アッパシ
ャフト１６は、揺動コラム１３に固定された円筒部材２
２に回転可能に支持され、ロアシャフト１４及びセンタ
シャフト１５と同軸上に並んでいる。アッパシャフト１
６の図１に示す左端部は、図示しないボールジョイント
を介してセンタシャフト１５に連結されており、このボ
ールジョイントによりアッパシャフト１６はセンタシャ
フト１５と一体回転可能となり、センタシャフト１５に
対し車両の上下方向（Ｃ方向）に揺動可能となる。この
アッパシャフト１６の右端には、ステアリングホイール
２が嵌め込まれ固定される。そして、運転者がステアリ
ングホイール２を操作すると、アッパシャフト１６、セ
ンタシャフト１５及びロアシャフト１４が一体回転し、
その結果、図示しない車両の前輪が操舵される。

【００２０】（チルト機構）チルト機構１７は、揺動コ
ラム１３を移動コラム１２のピン２１に対し車両上下方
向に揺動させ、ステアリングホイール２の位置を上下に
移動させるものである。このチルト機構１７は、固定コ
ラム１１に固設されたチルト用のモータ１７１と、モー
タ１７１の回転を伝達するギヤ機構１７２と、ギヤ機構
１７２の回転を伝達する図４（ａ）における左右方向に
規制された金属製のスクリューシャフト１７４（シャフ
ト）と、揺動コラム１３に連動するように設けられシャ
フト１７４の回転方向に回転規制されつつスクリューシ
ャフト１７４の雄ネジ部１７４ａに噛合する略円筒状の
樹脂製の雌ネジ部材１７５と、雄ネジ部材１７５のまわ
りに一体成形され図４（ａ）において上方に凸部１７８
ａを有する金属製の部材１７８と、部材１７８の凸部１
７８ａにおいて螺合されたスクリュ２０１（付勢力調整
部材）と、雌ネジ部材１７５の円筒面の図４（ａ）にお
いて上方に機械加工により設けられた上下方向の貫通穴
１７５ａ内に摺動可能に配設された段付き円柱状の樹脂
製の押し付け部材２０２と、押し付け部材２０２とスク
リュ２０１との間の空間に配設され両者を互いに図４
（ａ）の上下方向に離間させる付勢力を与えるスプリン
グ１７７（付勢部材）とを備えている。

【００２１】このスプリング１７７の付勢力により、ス
クリュ２０１、部材１７８を介して雌ネジ部材１７５は
図４（ａ）において上方向へ付勢され、雌ネジ部材１７
５の図４（ａ）における下方のネジ面は、スクリューシ
ャフト１７４の雄ネジ部１７４ａの図４（ａ）における
下方のネジ面に径方向に押し付けられるとともに、押し
付け部材２０２は、その反力により図４（ａ）における
下方向へ付勢され、当接部２０２ａが雄ネジ部１７４ａ
の図４（ａ）における上方のネジ面に径方向に押し付け
られる。これにより確実にネジの噛み合い部のバックラ
ッシュが除去され、ステアリングホイール２の上下方向
（Ｃ方向）のガタを解消している。

【００２２】なお、図４（ｂ）に示すように、押し付け
部材２０２の当接部２０２ａは雄ネジ部１７４ａの外径
と同じ曲率を有するＲ形状を有している。また、段付き
円柱状の押し付け部材２０２は、図４（ｂ）における左
右方向に延在するつば部２０２ｂを有しており、このつ
ば部２０２ｂは、雌ネジ部材１７５の貫通穴１７５ａの
外周面に設けられた切り欠き部１７５ａａに嵌合してい
る。よって、段付き円柱状の押し付け部材２０２は、雄
ネジ部１７４ａの回転により自転方向の回転力が作用し
てもこの嵌合により自転方向の回転が規制され、押し付
け部材２０２の雄ネジ部１７４ａへのかみ込みが防止さ
れる。

【００２３】また、図４（ａ）において２０３はリング
状のストッパであり、スクリューシャフト１７４の右端
部に一体固定されている。ストッパ２０３の図４（ａ）
における左側面には略リング状のゴムクッション２０４
が接着固定されている。このストッパ２０３に設けられ
たゴムクッション２０４により、雌ネジ部材１７５が図
４（ａ）における右端部まで移動しストッパ２０３に当
接する際の衝撃力を緩和し、当接時の衝撃力によるネジ
部のかみ込み（機械的固着）を防止することができる。

【００２４】なお、スプリング１７７の付勢力が、長時
間使用後に自身のへたり等により不足しているときは、
スクリュ２０１を増し締めしスプリング１７７のセット
高さを短縮させることで付勢力を回復させ、容易に付勢
力を再調整することができる。

【００２５】以上のチルト機構部分が、本発明の第１実
施形態に係るスライダ機構に対応するものである。

【００２６】図５は、本発明の第２実施形態に係るスラ
イダ機構部の拡大断面図である。図５において、前記図
４における部材及び部位等と同一ないし均等のものは前
記と同一符号をもって示し重複した説明を省略する。

【００２７】図５において、図４に示す第１実施形態と
の相違点は、第１に樹脂製の雌ネジ部材１７５と金属製
の部材１７８との一体成形を廃止し、代わりに金属製の
部材１７８と樹脂製の押し付け部材２０２とを一体成形
した点である。第２に雌ネジ部材１７５の貫通穴１７５
ａを廃止した点である。第３にスプリング１７７をスク
リュ２０１と押し付け部材２０２との間でなく、スクリ
ュ２０１と雌ネジ部材１７５との間に配設した点であ
る。第４にゴムクッション２０４を、部材１７８及び押
し付け部材２０２にて形成される外表部とその内部に収
容される雌ネジ部材１７５との間の隙間に配設したこと
である。その他の構成は図４に示す第１実施形態と同一
である。

【００２８】このような構成により図５に示す本発明の
第２実施形態に係るスライダ機構は、スプリング１７７
の付勢力により雌ネジ部材１７５は図５において下方向
へ付勢され、雌ネジ部材１７５の図５における上方のネ
ジ面は、スクリューシャフト１７４の雄ネジ部１７４ａ
の図５における上方のネジ面に径方向に押し付けられる
とともに、その反力により、押し付け部材２０２は、ス
クリュ２０１、部材１７８を介して図５における上方向
へ付勢され、左右２箇所の当接部２０２ａが雄ネジ部１
７４ａの図５における下方のネジ面に径方向に押し付け
られる。これにより、図４に示す第１実施形態と同様、
確実にネジの噛み合い部のバックラッシュが除去され、
ステアリングホイール２の上下方向（Ｃ方向）のガタを
解消している。なお、図５に示す第２実施形態では、樹
脂製の雌ネジ部材１７５において機械加工による貫通穴
１７５ａを廃止したので、貫通穴加工時に発生するバリ
を除去する工程が不要になり、第１実施例に比しコスト
低減を図れるというメリットがある。

【００２９】このような第１及び第２実施形態に示され
たチルト機構１７において、チルト用のモータ１７１が
回転すると、ギヤ機構１７２が駆動され、ギヤ機構１７
２の回転は、その後、スクリューシャフト１７４へと伝
達され、スクリューシャフト１７４は軸方向に規制され
ているので、揺動コラム１３に連動するように設けられ
た雌ネジ部材１７５の位置がスクリューシャフト１７４
の回転により変化するものとなる。これにより、揺動コ
ラム１３及び円筒部材２２は枢支ピン２１を中心として
回動し、揺動コラム１３及び円筒部材２２の位置がＣ方
向に変化する。このとき、アッパシャフト１６は、図示
しないボールジョイントを介してセンタシャフト１５に
連結されているため、アッパシャフト１６も揺動コラム
１３と共にセンタシャフト１５に対し図示Ｃ方向に揺動
する。これにより、ステアリングホイール２が図示Ｃ方
向（車両上下方向）に移動し、ステアリングホイール２
の上下位置の調整がなされる。

【００３０】以上、本発明の第１及び第２実施形態に係
るスライダ機構を採用すれば、バックラッシュの除去
に、樹脂製のナット（雌ネジ部材）の変形を利用してい
ないので、従来技術のようなナット（雌ネジ部材）のヤ
ング率の変化によるネジ機構部のすべり摩擦トルクの変
動が生じない。さらには、本発明の第１及び第２実施形
態に示したように雌ネジ部材に樹脂材料を、スクリュー
シャフトに金属材料を使用した場合においても、従来技
術のようなナット（雌ネジ部材）の変形を利用していな
いので、低温時のしまりばめぎみの状態は生じにくい。
よって、ネジ機構部のすべり摩擦トルクは、環境温度の
変化の影響を受けず、安定した作動を確保可能なガタの
ないスライダ機構を提供することができるものである。

【００３１】（テレスコ機構）テレスコ機構１８は、移
動コラム１３を固定コラム１１に対し車両の前後方向
（Ｂ方向）に移動させるためのものである。このテレス
コ機構１８は、固定コラム１１に固設されたテレスコ用
のモータ１８１と、モータ１８１の回転を伝達するギヤ
機構１８２と、ギヤ機構１８２の回転を伝達するスクリ
ューシャフト１８４と、移動コラム１２側に固定されス
クリューシャフト１８４と噛み合うナット部材１８５と
を備えている。

【００３２】このようなテレスコ機構１８において、テ
レスコ用のモータ１８１が駆動されると、ギヤ機構１８
２が駆動され、ギヤ機構１８２の回転は、スクリューシ
ャフト１８４へ伝達され、スクリューシャフト１８４は
軸方向に規制されているので、移動コラム１２に設けら
れたナット部材１８５の位置が、スクリューシャフト１
８４の回転により変化するものとなる。これにより、移
動コラム１２の位置は、固定コラム１１に対しＢ方向に
変化する。従って、移動コラム１２に枢支ピン２１を介
して支持された揺動コラム１３及び円筒部材２２も図示
Ｂ方向に一体的に移動するものとなり、アッパシャフト
１６及びセンタシャフト１５も図示Ｂ方向に一体的に移
動する。これにより、ステアリングホイール２が図示Ｂ
方向（車両前後方向）に移動し、ステアリングホイール
２の前後位置の調整がなされる。

【００３３】以上のようなステアリング装置１におい
て、チルト用のモータ１７１及び、テレスコ用のモータ
１８１は、それぞれ、制御装置１９からの指令に基づい
て作動を行う。制御装置１９は、車両の各種スイッチ、
センサ等の信号を基に、モータ１７１及び１８１へ供給
する電流値等を演算するものである。

【００３４】以上、本発明に係るスライダ機構を、チル
ト機構１７に使用したステアリング位置調整制御装置の
実施形態について説明したが、本発明に係るスライダ機
構を、テレスコ機構１８に使用することも可能である。
これにより、チルト方向のみならず、テレスコ方向にお
いても、環境温度の影響を受けず、安定した作動を確保
できるガタのない安定したステアリング位置調整制御装
置を提供することができる。

【００３５】

【効果】本発明によれば、環境温度変化の影響を受け
ず、ガタのない安定した作動を確保でき、さらに、長時
間使用後に発生したガタを容易に除去することが可能な
スライダ機構を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術おけるステアリング位置調整制御装
置の要所部分断面を示した側面図である。

【図２】 従来技術におけるステアリング位置調整制御
装置の上面図である。

【図３】 図１におけるチルト機構部（Ａ部）の拡大図
である。

【図４】 本発明の第１実施形態におけるスライダ機構
の軸方向断面図である。

【図５】 本発明の第２実施形態におけるスライダ機構
の軸方向断面図である。

【符号の説明】

１７４ スクリューシャフト（シャフト） １７４ａ 雄ネジ部 １７５ 雌ネジ部材 １７７ スプリング（付勢部材） ２０１ スクリュ（付勢力調整部材） ２０２ 押し付け部材 ２０２ａ 当接部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源の出力軸に連動して回転する雄ネ
   ジ部を有するシャフトと、前記シャフトの回転方向に回
   転規制されつつ前記雄ネジ部のまわりに配設され前記雄
   ネジ部と噛み合うとともに駆動対象と連動する略円筒状
   の雌ネジ部材と、前記雌ネジ部材を径方向へ付勢する付
   勢部材と、前記雄ネジ部に当接する当接部を有するとと
   もに前記付勢部材の付勢力の反力を受け前記反力が前記
   雄ネジ部と前記当接部との当接力として作用する押し付
   け部材とを有することを特徴とするスライダ機構。
2. 【請求項２】請求項１において、前記付勢部材の付勢力
   を調整可能な付勢力調整部材を有することを特徴とする
   スライダ機構。