JP2006336863A - ２個の部材の相対位置調整装置 - Google Patents

Abstract

２個の部材（１，２）の相対位置を調整するための装置は、ボールを充填したチャンバ（３）を第１の部材（１）に備えている。第２の部材（２）はボールの間に係合している。第２の部材はボールによって第１の部材（１）に固定保持される。両部材（１，２）を位置調整するために、第２の部材（２）がボールを移動させながら動くことができるように、チャンバ容積が拡大可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、２個の部材の相対位置を調整するための装置に関する。

相対的に動くことができる２個の部材を固定するために一般的に、互いに一致する穴に固定要素が挿入され、そこで保持される。連結を再び解除可能にすべきときには、適当な固定要素、例えばボルトが選択される。このボルトは緩めてねじ穴から再び外すことができるかまたはナットをこのボルトから再び取り外すことができる。両部材を互いに異なる位置に固定すべきとき及び特に固定位置の少なくともほぼ無段階選択を可能にすべきときには、固定は複雑になる。異なる位置での固定のために、少なくとも１つの他の穴等が必要であり、その際固定要素は穴の一つに選択的に挿入可能である。所望な位置が互いに接近していると、事情によっては多数の穴が必要である。この穴は異なる間隔を有し、例えば列をなして並べて設けられている。

特許文献１は２個の部材を任意の位置に固定するための方法を示している。一方の部材は尖った端部を有する２本または３本のボルトを備えている。他方の部材は鋸刃のように歯を備えている。この歯の歯面はボルトの尖端部と同じ傾斜角度を有する。ボルトの間隔が歯の間隔に一致していないので、ボルトは左側と右側の１つの歯面に接触するように装着可能である。その際、ボルトは歯の間に異なる深さまで侵入する。

２個の部材、例えば工作物ホルダ内で縦方向に摺動可能な工作物を一時的に締付け固定するためにボールを使用することは特許文献２によって知られている。工作物はその一部または全部がボール（またはローラ）によって取り囲まれている。このボールは弛緩した状態でジグザグ状に配置されている。所望な位置に固定するために、最上のボールがレバーによって押し下げられるので、すべてのボールが両部材の間の空間内でくさび止めされる。

特許文献３は軸上で円板等をセンタリングするための装置を示している。この場合、円板の穴は軸の直径よりも大きい。軸は半径方向の複数の穴を有する。この穴内には、軸方向のテーパピンによって外側に押しのけ可能なボールが設けられている。円板がボールによってセンタリングされていると、円板は位置調整可能な２個のフランジの間で固定される。

ドイツ国特許第８５０１０３号明細書 ドイツ国特許第１１１７９４６号明細書 ドイツ国特許第２３６１３４号明細書

本発明は、第１の部材がボールを充填したチャンバを画成し、このボールの間に第２の部材が係合し、第２の部材がボールによって第１の部材に固定保持され、両部材の位置を調整するために、第２の部材がボールを移動させながら動くことができるように、チャンバ容積が拡大可能である装置を提案する。

その結果、第２の部材またはボールがもはや動くことができないように、チャンバの容積が再び縮小されることにより、第２の部材を位置調整範囲内のほぼすべての任意の位置に固定することができる。その際、それぞれの位置にとって最も密な詰め込みが達成されるまで、ボールはその間に配置された第２の部材の周りに配置される。従って、第２の部材は側方に摺動しないように形状拘束的に保持される。

有利な実施形態では、ボールが１つの層をなして設けられている。それによって、チャンバの高さはボールの直径に一致する。チャンバ容積を拡大するために好ましくはチャンバの一方の画成壁が位置調整されるので（その代わりに、第２の部材の横断面を縮小してもよい）、特にボール層が１層である場合に位置調整可能な画成壁は好ましくはボール層に対して平行に延設され、それによってチャンバの蓋を形成する。充分な数のボールの層の平面内で第２の部材が摺動する際に、ボール層からの外れることができるようにするためには、ボール直径の約４分の１だけ画成壁を持ち上げるだけで充分であることが判った。

位置調整可能な画成壁がボール層に対して垂直に摺動可能に第２の部材に配置されていると有利である。この実施形態の場合、第２の部材を位置調整する際に、チャンバ容積を拡大するように画成壁が第２の部材と一緒に動くので、画成壁はすべての側でチャンバから突出する。なぜならば、画成壁が最大調整位置においても反対側のエッジでボール層を覆わなければならないからである。

多くの用途、例えば自動車の位置調整可能なステアリングコラムの場合、この例ではステアリングコラムを支承する第２の部材が（車体）固定の第１の部材を貫通し、他の実施形態では好ましくは、位置調整可能な画成壁に対して平行なチャンバの画成壁、すなわちチャンバの底が第２の部材に連結されている。この実施形態では、第１の部材に属するチャンバの画成壁は、底と開放可能な蓋内で摺動するボール層の枠である。

原理的には、チャンバの側方の画成壁の少なくとも１つを位置調整することができるし、またボール層に係合する要素を引き出すこともできる。これは同様に、第２の部材の動きとボールの摺動のための自由空間を形成する。

第２の部材が棒状または管状に形成されていると、第２の部材上で軸方向に位置調整可能な案内スリーブを位置調整可能な画成壁に付設することができる。案内スリーブと第２の部材がめねじとおねじを備えているかまたは差込み継手等を形成していると、案内スリーブは例えば２個のストッパーの間で揺動可能な把手を備えることができる。

第２の部材が周囲に溝を備え、かつ管片内で軸方向に摺動可能であり、この管片がボール層の範囲内にボールを溝に通過させるための切欠きを備えていると、第２の部材はボール層に対して平行に２つの方向に位置調整及び形状拘束的に保持可能であるだけでなく、ボール層に対して垂直方向にも位置調整及び形状拘束的に保持可能である。チャンバの位置調整不可能な画成壁は管片に配置され、位置調整可能な画成壁の案内スリーブは管片上に縦方向位置調整可能に支承されている。この実施形態では、チャンバ容積が拡大されると、切欠きを通って第２の部材の溝に係合するボールが溝から出ることができるので、第２の部材は所望な位置まで管片内を軸方向に摺動可能である。チャンバ容積が再び縮小されると、ボールは再び切欠きを通って第２の部材の周溝に係合し、第２の部材を固定保持する。この実施形態でも、案内スリーブまたは案内スリーブに作用する調節リングが把手を備えていると有利である。

本発明による装置は多くの位置調整機器のために使用可能である。自動車ステアリングコラムの三次元的な位置調整のための用途については既に上述した。以下において、長さ、傾斜及び横方向配向を調整可能な自動車のステアリングコラムに適した装置についても説明するが、これに限定されるものではない。

本発明による装置は任意の部品を二次元的に固定するために適用可能である。この部品をすべて列挙することはできない。特に、複数の基本位置の中から選択され、複数の基本位置の間で特に時々位置調整されるかまたは微調節が可能である場合に、本発明による装置は総じて簡単な構造である。本発明による装置は同様に、自動車の座席位置調整、家具の脚の高さ調整、照明器具のすべての方向への揺動等のために使用可能である。

自動車のステアリングコラム１７は入れ子式に摺動可能な２個のテレスコープ形管片を備え、自在継手１３によって傾斜角度と側方への動きの双方を調節可能である。車体には、湾曲した板の形をした、本発明による位置調整装置の第１の部材１が固定されている。この板は１つの穴を有する。図２には、この穴を画成するエッジ７が示してある。エッジ７と互いに平行な両壁５，６はチャンバ３（図３，４）を画成している。このチャンバを位置調整装置の第２の部材２が貫通している。この第２の部材内にはステアリングコラム１７が回転可能に支承されている。第２の部材２は複数の切欠き１１を有する管片１５内に軸方向に摺動可能に配置され、そしてその外周に、連続する溝または互いにずれた溝１６を有する。図２に示すように、ボールの一つの層４がチャンバ３に充填されている。この場合、若干のボールが図３に示すように切欠き１１を通って第２の部材２の溝１６に係合する。チャンバ３が全面的に閉じ、その容積が最小である場合には（図３）、密に詰め込まれたボールの層４が、３つのすべての方向への第２の部材２の移動を阻止する。

第２の部材２の位置調整のために、チャンバ３の容積が拡大される。それによって、充分な数のボールが層４内で移動可能であり、第２の部材のための移動自由空間１４がボールの間に形成される。

容積を拡大するために特に、蓋を形成する画成壁５が持上げられる。図４の左側には、層４のボールの固定保持状態が示してある。この固定保持状態では、最も内側のボールが第２の部材の溝１６内に位置している。図４の右側では、ボールがずらされ、最も内側のボールは溝１６から出ている。今や、ステアリングコラム１７は溝１６を有する部材２の範囲にわたって軸方向に摺動可能であり、かつ自在継手１３を中心に揺動可能である。この場合、例えば傾斜角度調整は図３，４において図面の平面内での揺動によって行われる。

所望な位置に達すると、チャンバ３が再び縮小されるので、ボールは再び最も密に詰め込まれた状態となり、第２の部材２のあらゆる摺動を阻止する。

位置調整可能な画成壁５の昇降のために、画成壁は管片１５上で軸方向に位置調整可能な案内スリーブ８に設けられている。管片１５はチャンバ３の底を形成する画成壁６を備えている。管片１５は例えばねじまたは立ち上がり案内溝を有していてもよい。このねじ上で、案内スリーブ８またはこの案内スリーブに付設された調節リング９が回転可能である。取り扱い操作を容易にするために、把手１０を設けることができる。チャンバ３の閉鎖状態で（図３）、管片１５に固定された画成壁６は板状の第１の部材１の内面に接触し、管片１５上で位置調整可能な画成壁５は第１の部材の外面に接触している。第１の部材１の厚さ、ひいてはチャンバ３の高さはボールの直径に一致している。ボール層４に対して平行に第２の部材２を位置調整すると、両画成壁５，６は第２の部材２と一緒に移動し、従ってそれぞれ少なくとも第２の部材２の位置調整ストロークだけ第１の部材１のエッジ７から突出する。なぜならば、ボール層４を常に覆わなければならないからである。自在継手１３における揺動に基づいて、第１の部材１と両画成壁５，６は同一の球面である。

ステアリングコラム１７を回転させるときに第２の部材２を回転しないように保持するために、車体に固定されたキー要素の形をした回転防止部材１２を設けることができる。このキー要素は図１，２に概略的に示すように、画成壁５，６のスリット１９と切欠き１８を貫通している。

ボールは特に、ボールベアリングのために使用されるような鋼製ボールであるが、場合によっては合成樹脂製ボールも使用可能である。位置調整可能な画成壁５は振動騒音を防止するために、ボール層４寄りの側に、ゴム等からなる騒音抑制層を備えることができる。位置調整可能な画成壁５の閉鎖位置は場合によってはばねで付勢保持することができる。これは例えば案内スリーブ８と調節リング９の間に挿入された皿ばね等によって行われる。

本発明による装置を備えたステアリングコラムの斜視図である。 位置調整可能な画成壁を省略した正面図である。 固定保持状態の拡大縦断面図である。 位置調整状態の拡大縦断面図である。

符号の説明

１ 第１の部材
２ 第２の部材
３ チャンバ
４ ボール層
５ 画成層
６ 画成層
７ エッジ
８ 案内スリーブ
９ 調節リング
１０ 把手
１１ 切欠き
１２ 回転防止部材
１３ 自在継手
１４ 移動自由空間
１５ 管片
１６ 溝
１７ ステアリングコラム
１８ 切欠き
１９ スリット

Claims (10)

1. ２個の部材（１，２）の相対位置を調整するための装置において、第１の部材（１）がボールを充填したチャンバ（３）を画成し、このボールの間に第２の部材（２）が係合し、第２の部材がボールによって第１の部材（１）に固定保持されていることと、両部材（１，２）の位置を調整するために、第２の部材（２）がボールを移動させながら動くことができるように、チャンバ容積が拡大可能であることを特徴とする装置。
2. ボールが１つの層（４）をなして設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. チャンバ容積を拡大するために、チャンバ（３）の少なくとも１つの画成壁（５）が位置調整可能であることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 位置調整可能な画成壁（５）がボール層（４）に対して平行に延設されていることを特徴とする請求項２または３記載の装置。
5. 位置調整可能な画成壁（５）がボール層（４）に対して垂直に摺動可能に第２の部材（２）に配置されていることを特徴とする請求項３または４記載の装置。
6. 第２の部材（２）が第１の部材（１）を貫通し、位置調整可能な画成壁（５）に対して平行なチャンバ（３）の画成壁（６）が第２の部材（２）に付設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 第２の部材（２）が棒状または管状に形成され、位置調整可能な画成壁（５）が第２の部材（２）上で軸方向に位置調整可能な案内スリーブ（８）に設けられていることを特徴とする請求項５または６記載の装置。
8. 第２の部材（２）が周囲に溝（１６）を備え、かつ管片（１５）内で軸方向に摺動可能であり、この管片がボール層（４）の範囲内にボールを溝（１６）内に通過させるための切欠き（１１）を備え、位置調整不可能な画成壁（６）が管片（１５）に連結され、位置調整可能な画成壁（５）の案内スリーブ（８）が管片（１５）上に縦方向に位置調整可能に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 第２の部材（２）または管片（１５）がおねじを備え、案内スリーブ（８）に接続する調節リング（９）がめねじを備えていることを特徴とする請求項７または８記載の装置。
10. 調節リング（９）が把手（１０）を備えていることを特徴とする請求項９記載の装置。

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