JP2008024068A - 電動チルト式ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の削減及び小型化を図れると共に、ステアリングコラム４ａの揺動変位機構を構成する構成部材の剛性を十分に確保でき、且つ、耳障りな異音の発生を抑えられる構造を実現する。
【解決手段】車体側ブラケット２４にねじ軸３８を支持する。このねじ軸３８に、このねじ軸３８の回転に伴って昇降するナット部材４５を螺合する。このナット部材４５を、外周面５１の中心軸と内周面５２の中心軸とが偏心した偏心ブッシュ５０を介して、上記ステアリングコラム４ａに接続する。上記外周面５１を、このステアリングコラム４ａに形成した円形凹部４９の内周面に回転自在に嵌合する。又、上記内周面５２に、上記ナット部材４５の先端部外周面を回転自在に嵌合する。このナット部材４５の昇降に伴って上記偏心ブッシュ５０が、上記両周面５１、５２の中心軸同士の偏心に基づいて回転する。
【選択図】図４

Description

この発明は、電動モータを動力源としてステアリングホイールの高さ位置を調節する、電動チルト式ステアリング装置の改良に関する。

運転者の体格や運転姿勢等に応じてステアリングホイールの高さを調節する為の装置として、チルト式ステアリング装置と呼ばれるステアリングホイールの高さ位置調節装置が従来から知られている。又、高さ位置調節を、スイッチ操作に基づいて電動モータにより行なう、ステアリングホイールの電動チルト式ステアリングコラム装置も、従来から知られている。例えば、図１２は、特許文献１に記載されている、ステアリングホイール１の前後位置及び高さ位置を第一、第二の電動アクチュエータ２、３により調節自在な、電動式テレスコピック機構を備えた電動チルト式ステアリング装置を示している。

この特許文献１に記載された構造の場合、ステアリングコラム４を、下部コラム５と中間コラム６と上部コラム７とにより構成しており、このうちの下部コラム５の内側に中間コラム６の前部乃至中間部を挿入している。又、この中間コラム６の後端部（図１２の右端部）に、上部コラム７を、水平方向の横軸８を中心とする揺動変位を自在に支持している。更に、上記中間コラム６の内側にステアリングシャフト９を挿通しており、上記上部コラム７の内側にこのステアリングシャフト９と他のシャフトとを結合する自在継手（図示せず）を収容している。

上記上部コラム７と、上記中間コラム６のうちで下部コラム５の内側に挿通した部分とに、それぞれブラケット１０ａ、１０ｂを固定しており、これら両ブラケット１０ａ、１０ｂ同士の間に、第一の電動アクチュエータ２を設けている。この第一の電動アクチュエータ２は、電動モータ１１の駆動により、押し引きロッド１２の全長を伸縮可能としている。この為にこの押し引きロッド１２は、インナーシャフトとアウターシャフトとをテレスコープ状に組み合わせて成る。又、この押し引きロッド１２の両端部は、上記上部コラム７と中間コラム６とにそれぞれ固定した１対のブラケット１０ａ、１０ｂに、それぞれ水平方向のピン１３、１３により枢支している。

又、上記中間コラム６の後端部に設けたフォーク部１５と、下部コラム５とに、それぞれ第二ブラケット１４ａ、１４ｂを固定しており、これら両第二ブラケット１４ａ、１４ｂの間に第二の電動アクチュエータ３を設けている。この第二の電動アクチュエータ３の場合も、上記第一の電動アクチュエータ２と同様に、電動モータ１１の駆動により、押し引きロッド１６の全長を伸縮可能としている。又、この押し引きロッド１６の両端部は、上記中間コラム６の下部コラム５から突出した部分に設けた上記フォーク部１５と、この下部コラム５とに固定した１対の第二ブラケット１４ａ、１４ｂに、それぞれ水平方向のピン１７、１７により枢支している。

上述の様に構成する特許文献１に記載された従来構造の電動チルト式ステアリング装置で、ステアリングホイール１の高さ位置を調節する場合には、上記第一の電動アクチュエータ２の電動モータ１１を駆動する事により、押し引きロッド１２を伸縮させる。この結果、上部コラム７が横軸８を中心として揺動し、ステアリングホイール１の高さが変化する。又、ステアリングホイール１の前後位置を調節する場合には、上記第二の電動アクチュエータ３の電動モータ１１を駆動する事により、押し引きロッド１６を伸縮させる。この結果、上部コラム７と下部コラム５との距離が変化して、ステアリングホイール１の前後位置が変化する。

上述の様な特許文献１に記載された従来構造の場合には、次の様な解決すべき問題点がある。即ち、この従来構造の場合には、ステアリングホイール１の高さ位置を調節する際に、上部コラム７が横軸８を中心に揺動し、この上部コラム７の後端部が円弧を描く様に運動する。この為に、上述の従来構造の場合には、互いに別体の上部コラム７と中間コラム６とにブラケット１０ａ、１０ｂを固定すると共に、これら各ブラケット１０ａ、１０ｂにピン１３、１３により押し引きロッド１２の端部を枢支すると言った、複数のリンク機構を用いた構造を採用している。この為、上述の従来構造の場合には、部品点数が増大したり、ステアリングコラム４を揺動させる為の揺動変位機構を構成する構成部材である、押し引きロッド１２の剛性が低くなり、しかも、電動チルト式ステアリングコラム装置の大型化を招き易いと言った問題がある。

これに対して、中間コラム６に電動モータのケースを固定すると共に、この電動モータの回転軸と上部コラム７との間に、ねじ軸とナット部材とから成る送りねじ機構を設ける事も考えられる。但し、この様な構造の場合、ねじ軸に対するナット部材の移動方向が直線方向であるのに対し、上記上部コラム７の後端部の移動方向は、横軸８を中心とした円弧方向である。そして、この様に互いの移動方向がずれる事により、ステアリングコラムの揺動変位機構に無理な力が加わり、著しい場合には、この揺動変位機構が正常に機能しないと言った問題が生じる。又、この様な構造の場合、ねじ軸の加工コストの低減を図るべく、このねじ軸の雄ねじ部を転造ねじとする事が考えられるが、この雄ねじ部の加工精度を高くする事が難しくなり、上記ねじ軸に対してナット部材が振れ運動しながら軸方向に変位し易くなる。この為、電動チルト式ステアリング装置の作動時に、上記ねじ軸とナット部材との螺合部でうねり音と呼ばれる、耳障りな異音が発生し易いと言った問題もある。

又、上述の図１２に示した特許文献１に記載された従来構造の場合、第一の電動アクチュエータ２の押し引きロッド１２の後半部を、上部コラム７に対し片持ち式に支持している。この為、この上部コラム７が横軸８を中心として揺動する事により、上記押し引きロッド１２に曲げ荷重が作用する。この様に押し引きロッド１２に曲げ荷重が作用すると、この押し引きロッド１２に作用する抵抗が大きく変化したり、上記第一の電動アクチュエータ２の作動時に、うねり音と呼ばれる耳障りな異音が発生したり、押し引きロッド１２の強度が大きく低下する可能性があると言った問題もある。

特開２０００−２３８６４７号公報

本発明の電動チルト式ステアリング装置は、上述の様な事情に鑑みて、少なくとも、部品点数の削減及び小型化を図れると共に、ステアリングコラムの揺動変位機構を構成する構成部材の剛性を十分に高くでき、且つ、耳障りな異音の発生を十分に抑える事ができる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の電動チルト式ステアリング装置は、車体に固定される車体側ブラケットと、ステアリングコラムと、電動アクチュエータとを備える。
このうちのステアリングコラムは、内側にステアリングシャフトを回転自在に支持し、このステアリングシャフトの中心軸の方向に対し直角方向に存在するチルトピボット軸を中心とした揺動変位を自在としている。
又、上記電動アクチュエータは、上記車体側ブラケットとステアリングコラムとのうちの一方の部材に支持されたねじ軸又は固定子と、これら車体側ブラケットとステアリングコラムとのうちの他方の部材に支持された移動部材と、電動モータとを有する。そして、この電動モータの駆動に伴って上記移動部材をねじ軸又は固定子に対し移動させる事により、上記ステアリングコラムを上記チルトピボット軸を中心として揺動させる。
特に、本発明の電動チルト式ステアリング装置に於いては、上記移動部材と上記他方の部材とは、偏心部材を介して接続されている。
又、この偏心部材は、この他方の部材に形成した第一の嵌合面と回転自在に嵌合する第二の嵌合面と、上記移動部材に形成した第三の嵌合面と回転自在に嵌合する第四の嵌合面とを備える。又、これら第一〜第四の各嵌合面の中心軸は、それぞれ上記チルトピボット軸と平行である。そして、これら各嵌合面のうち、上記第二の嵌合面の中心軸と上記第四の嵌合面の中心軸とを偏心させている。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、移動部材と偏心部材との間部分と、この偏心部材と他方の部材との間部分とのうち、少なくとも何れか一方の間部分に、低摩擦材を介在させる。

又、本発明を実施する為の具体的な構造として、例えば、請求項３に記載した構造がある。
即ち、電動アクチュエータを、電動モータの駆動により回転するねじ軸を備えたものとする。又、移動部材を、一部をこのねじ軸に螺合しこのねじ軸に沿って移動自在なナット部材とする。更に、偏心部材を、外周面の中心軸と内周面の中心軸とが偏心した偏心ブッシュとする。そして、上記ナット部材の端部外周面に形成した円筒面部をこの偏心ブッシュの内周面に回転自在に嵌合すると共に、この偏心ブッシュの外周面を他方の部材の一部に形成した円形凹部の内周面に回転自在に嵌合する。
従って、請求項３に記載した構造の場合、他方の部材に形成した円形凹部の内周面が第一の嵌合面に、偏心ブッシュの外周面が第二の嵌合面に、ナット部材の円筒面部が第三の嵌合面に、偏心ブッシュの内周面が第四の嵌合面に、それぞれ相当する。

又、上述の請求項３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、ナット部材の両端部を、他方の部材に対し、それぞれ偏心ブッシュを介して支持する。
更に好ましくは、請求項５に記載した様に、ねじ軸の外周面に転造により雄ねじ部を形成する。

上述の様に構成する本発明の電動チルト式ステアリング装置によれば、部品点数の削減及び小型化を図れると共に、ステアリングコラムの揺動変位機構を構成する構成部材の剛性を十分に高くでき、且つ、耳障りな異音の発生を十分に抑える事ができる。
即ち、本発明の場合、車体側ブラケットとステアリングコラムとのうちの他方の部材と移動部材とを、偏心部材を介して接続している。この為、このステアリングコラムの揺動時には、上記移動部材のねじ軸又は固定子に沿う移動（直線運動）に伴って、このステアリングコラムが上記偏心部材と共に移動する傾向となる。この際、この偏心部材が、第二の嵌合面の中心軸と第四の嵌合面の中心軸との偏心に基づいて回転する。この結果、上記移動部材の直線運動と上記偏心部材の回転運動とが合成されて、上記ステアリングコラムが、チルトピボット軸を中心として揺動する事を許容する。

この為、複数のリンク機構を用いる事なく、電動アクチュエータによる直線運動を、ステアリングコラムの円弧運動（揺動）に変換する事ができ、部品点数の削減及び小型化を図れる。又、このステアリングコラムを揺動変位させる為の揺動変位機構を構成する構成部材の剛性を十分に高くできる。更に、この揺動変位機構の正常な機能を安定して発揮させる事ができると共に、この揺動変位機構に無理な力が加わるのを抑える事ができる。

又、本発明によれば、ねじ軸又は固定子の両端部を、互いに揺動変位する複数の別体の部材を介さずに支持する事ができる。この為、ステアリングコラムの揺動変位に拘らず、移動部材から上記ねじ軸又は固定子に大きな曲げ荷重が加わる事を防止できる。従って、電動モータの動力を効率良くステアリングコラムの揺動に変換する事ができ、うねり音と呼ばれる耳障りな異音の発生をより有効に抑える事ができると共に、上記揺動変位機構の構成部材の剛性が低下する事をより有効に防止できる。

又、請求項２に記載した様に、移動部材と偏心部材との間部分と、この偏心部材と他方の部材との間部分とのうち、少なくとも何れか一方の間部分に、低摩擦材を介在させれば、この低摩擦材を介在させた部材同士の摩擦を低減して、作動性を良好にできる。尚、偏心部材自体を、銅系合金、含有メタル、高機能樹脂等の、十分な強度及び剛性を有する、低摩擦材製とする事もできる。

又、請求項３に記載した具体的な構造の場合、偏心部材を、外周面の中心軸と内周面の中心軸とを偏心させただけの簡単な構造である偏心ブッシュとしている。又、この偏心ブッシュの外周面或は内周面と嵌合する、他方の部材に形成した円形凹部及び移動部材であるナット部材の端部を、それぞれ円筒面とするだけで良い。この様に、偏心ブッシュ、及び、この偏心ブッシュとナット部材若しくは他方の部材との嵌合部の構造を、それぞれ簡単にできる為、各部品の加工が比較的容易で、高精度化を図り易い。

又、請求項４に記載した様に、ナット部材の両端部を他方の部材に対し支持すれば、このナット部材がねじ軸に沿って移動する際に、このナット部材がこのねじ軸に対し傾斜する事を防止して、モータの動力を効率良く偏心ブッシュに伝達できる。又、うねり音と呼ばれる異音の発生を、より確実に防止できる。

更に、本発明によれば、請求項５に記載した様に、ねじ軸の外周面に加工コストの低い転造により雄ねじ部を形成しても、うねり音の発生を抑えられる。即ち、転造により雄ねじ部を形成した場合、ねじ軸の形状精度及び寸法精度が低くくなり、例えば、このねじ軸に曲がりが生じる場合がある。この場合に、このねじ軸に沿ってナット部材が移動すると、このナット部材がこのねじ軸に沿って振れ運動する。この様なナット部材の振れを吸収できなければ、このナット部材とねじ軸とが局所的に強く当接して、うねり音と呼ばれる異音が生じる。これに対して本発明の場合、ナット部材と他方の部材とを接続する偏心ブッシュが、上記振れ運動に追従して回転（揺動）する事により、上記ねじ軸の曲がりを吸収し、上記ナット部材とこのねじ軸とが局所的に強く当接する事を防止できる。この為、本発明の場合、このねじ軸の雄ねじ部を加工コストを低く抑えられる、転造により形成しても、うねり音の発生を抑えられる。尚、より好ましくは、上記ナット部材を、上記他方の部材に対しこのナット部材の軸方向に変位可能に支持すれば、上記ねじ軸の曲がりをより吸収し易くし、上記うねり音の発生をより確実に抑えられる。

［実施の形態の第１例］
図１〜７は、請求項１、３、５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合、電動チルト式ステアリング装置１８は、図１に示す様に、後端部（図１〜３の右端部）にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト９ａを、車体に支持したステアリングコラム４ａの内側に回転自在に支持している。このステアリングシャフト９ａの前端部（図１〜３の左端部）は、自在継手１９ａ、１９ｂ、中間シャフト２０を介して、ステアリングギヤ２１の入力軸に、動力の伝達を可能に結合している。この入力軸には図示しないピニオンを固定しており、このピニオンをやはり図示しないラックと噛合させている。これらピニオンとラックとが、ラックピニオン機構を構成している。この構成により、上記ステアリングシャフト９ａを回転させると、上記ラックを介してタイロッド２２が押し引きされ、操舵輪に所望の舵角が付与される。

上記ステアリングコラム４ａは、その前端部を車体に対し、図２〜３に示すチルトピボット軸２３により、揺動自在に支持している。このチルトピボット軸２３は、上記ステアリングシャフト９ａの中心軸の方向に対し直角方向に、捩れの位置で配置されている。そして、上記ステアリングコラム４ａの前端部を上記車体に対し、上記チルトピボット軸２３を中心とする揺動自在に支持している。

又、上記ステアリングコラム４ａの中間部は、上記車体に固定した車体側ブラケット２４により、車体に支持している。この車体側ブラケット２４は、車体に取り付ける為の取付板部２５と、この取付板部２５の幅方向一端部（図４の左端部）から下方に伸びる第一コラム支持板部２６と、同じく幅方向他端部（図２、３の表側端部、図４、６の右端部）の後端寄り部分から下方に伸びる第二コラム支持板部２７とを有する。これら第一、第二両コラム支持板部２６、２７の内側面は互いに平行としており、上記ステアリングコラム４ａの中間部外周面の幅方向（図４、６の左右方向）両側部分に設けた１対の平面部２８と対向させて、このステアリングコラム４ａの高さが変化するのを案内する役目を果たす。又、上記車体側ブラケット２４の第一、第二両コラム支持板部２６、２７の下端部同士を、底板部２９（図４）により連結している。

又、上記第二コラム支持板部２７の下端部に、幅方向片側（図２の表側）に突出する電動モータ支持板部３０を設けており、この電動モータ支持板部３０に電動モータ３１のケース３２を固定している。又、上記電動モータ支持板部３０の前側（図２、３の左側）にハウジング部３３を設けると共に、このハウジング部３３の幅方向一端部（図２、３の裏側端部、図４、６の左端部）を、上記底板部２９の前端寄りの幅方向片側（図２、３の表側、図４、６の右側）に連結している。上記ハウジング部３３には、下方に開口した凹孔３４を設けており、この凹孔３４内にウォーム減速機３５を構成するウォーム軸３６を回転自在に支持している。このウォーム軸３６の一端部（図５の左端部）と上記電動モータ３１の回転軸３７の端部とは、スプライン係合部等により、動力の伝達可能に結合している。

又、前記車体側ブラケット２４を構成する取付板部２５の幅方向他端部（図４、６の右端部）と上記ハウジング部３３とに、ねじ軸３８の上下両端部を、１対の玉軸受３９ａ、３９ｂにより、回転のみ自在に支持している。これら両玉軸受３９ａ、３９ｂのうち、下方の玉軸受３９ｂは、上記ハウジング部３３の凹孔３４内に配置すると共に、この凹孔３４の開口端部にねじ結合した抑え部材４０により抑え付けて、上記玉軸受３９ｂの軸方向の変位を阻止している。

又、上記ねじ軸３８の下端部で上記下方の玉軸受３９ｂを外嵌した部分よりも上方に位置する部分に、前記ウォーム減速機３５を構成するウォームホイール４１を外嵌固定している。このウォームホイール４１は、前記ウォーム軸３６のウォームと噛合させている。又、上記ねじ軸３８の中間部を、上記ハウジング部３３の上端部に設けた通孔４２を通じて、このハウジング部３３外に突出させている。この通孔４２には、合成樹脂製の筒状部材４３の下端部を内嵌固定して、上記ハウジング部３３の上方にこの筒状部材４３を突設している。そして、この筒状部材４３の内側に上記ねじ軸３８の下端寄り部分を挿通すると共に、この筒状部材４３の上端部内周面に径方向内方に突出する状態で設けたリップ４４の内周縁を、上記ねじ軸３８の下端寄り部分外周面に摺接させている。このリップ４４は、大きな弾性を有するポリウレタン等の合成樹脂により造っている。

又、上記ねじ軸３８の中間部で、上記筒状部材４３よりも上方に位置する部分に、移動部材であるナット部材４５を外嵌している。このナット部材４５は、全体が円柱状で、中間部に、このナット部材４５の軸方向（図２、３の表裏方向、図４、６の左右方向）に直交する方向に貫通した貫通孔４６を形成している。この貫通孔４６の内周面には、雌ねじ部４７が形成されている。そして、この雌ねじ部４７を上記ねじ軸３８の雄ねじ部４８に螺合している。尚、本例の場合、この雄ねじ部４８を転造により形成している。

又、ねじ軸３８に形成する雄ねじ部４８と、ナット部材４５の貫通孔４６に形成する雌ねじ部４７とは、三角ねじ、台形ねじ等、種々の形状のねじ構造を採用できる。又、本発明では、ねじ軸３８とナット部材４５とから成る送りねじ機構の代わりに、ボールねじ軸と、このボールねじ軸に外嵌したボールナット部材とを備え、このボールねじ軸の外周面に設けた内径側ボールスクリュー溝と、上記ボールナットの内周面に設けた外径側ボールスクリュー溝との間に複数のボールを転動自在に設けて成るボールねじ機構を採用する事もできる。

又、前記ステアリングコラム４ａの中間部外周面の幅方向片側（図４の左右方向）で、この片側の平面部２８から前方に外れた位置に、円形凹部４９を形成している。そして、この円形凹部４９には、偏心部材である偏心ブッシュ５０を、回転自在に内嵌している。この偏心ブッシュ５０は、外周面５１の中心軸と内周面５２の中心軸とが偏心した、孔あき円板状である。そして、このうちの外周面５１を、上記円形凹部４９に回転自在に内嵌している。又、上記内周面５２には、上記ナット部材４５の先端部（図４、６の左端部）を、回転自在に内嵌している。即ち、第一の嵌合面に相当する上記円形凹部４９の内周面に、第二の嵌合面に相当する上記外周面５１を内嵌し、第四の嵌合面に相当する上記内周面５２に、第三の嵌合面に相当する上記ナット部材４５の先端部外周面を内嵌している。

この結果、上記ナット部材４５と上記ステアリングコラム４ａの中間部とが、上記偏心ブッシュ５０を介して接続される。尚、上記円形凹部４９は、前記チルトピボット軸２３と平行に形成されている。従って、この円形凹部４９に内嵌される上記偏心ブッシュ５０、及び、この偏心ブッシュ５０に内嵌される上記ナット部材４５も、上記チルトピボット軸２３と平行に配置される。

上述の様に構成する本例の電動チルト式ステアリング装置１８で、ステアリングホイール１を高さ方向の所望位置に移動させる場合には、図示しないスイッチを操作する事により、上記電動モータ３１に通電し、この電動モータ３１の回転軸３７を正転、逆転何れかの方向に回転させる。これにより、この回転軸３７に動力の伝達可能に連結したウォーム軸３６が回転し、このウォーム軸３６のウォームと噛合したウォームホイール４１に回転力が伝達される。そして、このウォームホイール４１をその下端部に固定したねじ軸３８が回転し、このねじ軸３８に螺合した上記ナット部材４５を、このねじ軸３８に沿った上下何れかの方向に移動させる。

本例の場合、ステアリングコラム４ａと上記ナット部材４５とを、偏心ブッシュ５０を介して接続している。この為、このナット部材４５が上記ねじ軸３８に沿って移動（直線運動）すると、上記ステアリングコラム４ａが上記ナット部材４５の移動方向と同方向に、上記偏心ブッシュ５０と共に移動する傾向になる。この際、この偏心ブッシュ５０が、上記ステアリングコラム４ａの中間部に形成した円形凹部４９に内嵌した外周面５１の中心軸と、上記ナット部材４５の先端部を内嵌した内周面５２の中心軸との偏心に基づいて回転する。この結果、上記ナット部材４５の直線運動と上記偏心ブッシュ５０の回転運動とが合成されて、上記ステアリングコラム４ａが、チルトピボット軸２３を中心として揺動する事を許容する。

即ち、上記ナット部材４５が、図３に鎖線Ｍで示す様に、上記ねじ軸３８に対し上下方向にのみ直線運動した場合、上記ステアリングコラム４ａは、同じく鎖線Ｎで示す様に、上記チルトピボット軸２３を中心として円弧運動（揺動）する為、これら両運動方向の間にずれが生じる。これに対して本例の場合、例えば、図２〜４、６及び図７（Ａ）に示す中立状態から、ナット部材４５をねじ軸３８に沿って上方に移動させると、図７（Ｂ）に示す様に、上記外周面５１と上記内周面５２との偏心量に基づいて、上記偏心ブッシュ５０が回転する。この際、内周面５２の中心Ｐが上記鎖線（直線）Ｍ上を移動するのに対し、外周面５１の中心Ｑが上記鎖線（曲線）Ｎ上を移動する。従って、上記内周面５２の中心Ｐが、上記外周面５１の中心Ｑに対し前後方向（図２、３、７の左右方向）に変位する。この為、この内周面５２にその先端部を嵌合した上記ナット部材４５も、上記外周面５１を嵌合した上記ステアリングコラム４ａに対し前後方向に、相対変位する（実際には、ナット部材４５は、車体側ブラケット２４に支持された上記ねじ軸３８に螺合されている為、前後方向に移動する事はない。従ってこの場合には、ステアリングコラム４ａが上記ナット部材４５に対し前後方向に変位する）。

この様に、偏心ブッシュ５０が回転する事により、ステアリングコラム４ａがナット部材４５に対し前後方向（図２、３、７の左右方向）に変位可能となる為、上記両運動方向の間に生じるずれが吸収され、上記ステアリングコラム４ａが、上記チルトピボット軸２３を中心として円滑に揺動可能となる。この結果、前記電動モータ３１の駆動に伴い、上記ステアリングコラム４ａが上記チルトピボット軸２３を中心として円滑に揺動する為、前記ステアリングシャフト９ａの後端部に固定したステアリングホイール１の高さ位置を、所望通りに容易に調節できる。

尚、前記外周面５１の中心軸と内周面５２の中心軸との偏心量に基づいて、上記偏心ブッシュ５０が所定角度θ回転した場合の、この内周面５２の中心Ｐの上記外周面５１の中心Ｑに対する前後方向の変位量（＝ステアリングコラム４ａのナット部材４５に対する前後方向の変位量）δが定まる。従って、上記チルトピボット軸２３の中心軸と、上記内周面５２の中心Ｐ（＝ナット部材４５との中心軸）及び上記外周面５１の中心Ｑとのそれぞれの距離を考慮して、上記ナット部材４５の上記ねじ軸３８に沿った直線運動により、上記ステアリングコラム４ａが上記チルトピボット軸１８を中心として揺動可能となる様に、上記偏心量を調整する。

前述の様に構成し、上述の様にしてステアリングホイール１の高さ位置を調節する、本例の電動チルト式ステアリング装置１８によれば、部品点数の削減及び小型化を図れると共に、ステアリングコラム４ａを揺動させる為の揺動変位機構を構成する、ねじ軸３８等の構成部材の剛性を十分に高くでき、且つ、耳障りな異音の発生を十分に抑える事ができる。

即ち、本例の場合、ステアリングコラム４ａとナット部材４５とを、偏心ブッシュ５０を介して接続する事により、このステアリングコラム４ａが、チルトピボット軸２３を中心として揺動可能としている。この為、複数のリンク機構を用いる事なく、電動アクチュエータによる直線運動を、ステアリングコラム４ａの円弧運動（揺動）に変換する事ができ、部品点数の削減及び小型化を図れる。又、上記揺動変位機構を構成する構成部材の剛性を十分に高くできる。更に、この揺動変位機構の正常な機能を安定して発揮させる事ができると共に、この揺動変位機構に無理な力が加わるのを抑える事ができる。

又、本例によれば、ねじ軸３８の両端部を車体側ブラケット２４に支持する事ができ、この両端部を、互いに揺動変位する複数の別体の部材を介さずに（単一の部材に対し）支持する事ができる。この為、ステアリングコラム４ａの揺動変位に伴ってナット部材４５から上記ねじ軸３８に加わる荷重に拘らず、このねじ軸が傾斜する事を防止できる。従って、電動モータ３１の動力を効率良くステアリングコラム４ａの揺動に変換する事ができ、うねり音と呼ばれる耳障りな異音の発生をより有効に抑える事ができる。

又、本例の場合、ねじ軸３８の外周面に、加工コストは低いが、加工精度も低い転造により雄ねじ部４８を形成している。この為、製造コストを低くできる反面、上記ねじ軸３８に曲がりが生じやすい。そして、この様なねじ軸３８に沿ってナット部材４５が移動した場合に、このナット部材４５に振れ運動が生じ、うねり音と呼ばれる異音が発生する可能性がある。これに対して本例の場合、ナット部材４５とステアリングコラム４ａとを接続する偏心ブッシュ５０が、上記振れ運動に追従して回転（揺動）する事により、上記ねじ軸３８の曲がりを吸収する。又、これと直角方向の曲がりに就いても、上記ナット部材４５が軸方向（図４、６の左右方向）に変位する事で吸収する。そして、上記ナット部材４５とこのねじ軸３８とが局所的に強く当接する事を防止する。この為、本例の場合、加工コストが低い構造で、うねり音の発生を抑えられる。

又、本例の場合、ナット部材４５とステアリングコラム４ａとを接続する偏心ブッシュ５０は、外周面５１の中心軸と内周面５２の中心軸とを偏心させただけの簡単な構造である為、上記偏心ブッシュ５０の加工が容易で高精度化を図れる。同様に、この偏心ブッシュ５０の外周面５１或は内周面５２と嵌合する、上記ステアリグコラム４ａの円形凹部４９及び上記ナット部材４５の先端部を、それぞれ円筒面とするだけで良い為、これら円形凹部４９及びナット部材４５の先端部の加工も容易にでき、高精度化を図れる。

［本発明の実施の形態の第２例］
次に、図８は、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、ナット部材４５の両端部が、ステアリングコラム４ａの一部に形成した円形凹部４９、及び、このステアリングコラム４ａに固定されたブラケット５３の一部に形成した円形凹部４９ａに、それぞれ偏心ブッシュ５０、５０を介して支持されている。

即ち、上記ブラケット５３の一部を、上記ステアリングコラム４ａの中間部で上記円形凹部４９を形成した部分と平行に配置している。又、上記ブラケット５３の一部でこの円形凹部４９と対向する位置に、この円形凹部４９と同心、且つ、同径の、上記円形凹部４９ａを形成している。これら両円形凹部４９、４９ａには、それぞれ、同形状の、即ち、外径及び内径（内周面５２の直径）、外周面５１の中心軸と内周面５２の中心軸との偏心量が、互いに同じである、偏心ブッシュ５０、５０を、偏心方向の位相を一致させた状態で嵌合している。そして、これら両偏心ブッシュ５０、５０の内周面５２、５２に、それぞれ上記ナット部材４５の両端部を、回転自在に嵌合している。

尚、上記ナット部材４５は、上述の実施の形態の第１例と同様に、全体を円柱状としている。従って、このナット部材４５の両端部外周面は、同径の円筒面である。又、このナット部材４５の中間部には、このナット部材４５の軸方向（図８の左右方向）に直交する方向に貫通する貫通孔４６を形成している。そして、この貫通孔４６の内周面に形成した雌ねじ部４７を、ねじ軸３８の外周面に形成した雄ねじ部４８に螺合している。

又、上述した様に、ブラケット５３はステアリングコラム４ａに固定されている為、上記ナット部材４５が上記ねじ軸３８に沿って移動した場合に、上記ブラケット５３が、ステアリングコラム４ａと共に揺動する。本例の場合、これらブラケット５３及びステアリングコラム４ａの揺動の際に、車体側ブラケット２４とこのブラケット５３とが干渉する事を防止する為、この車体側ブラケット２４を構成する取付板部２５の一部に、切り欠き５４を形成している。

この様な本例の構成によれば、上記ナット部材４５が上記ねじ軸３８に沿って移動する際に、このナット部材４５がこのねじ軸３８に対し傾斜する事を防止して、電動モータ３１（図２参照）の動力を、効率良く前記偏心ブッシュ５０、５０に伝達できる。又、うねり音と呼ばれる異音の発生を、より確実に防止できる。即ち、上述の第１例の様に、ナット部材４５の片側のみにより、ステアリングコラム４ａを揺動させる力を伝達する場合、このナット部材４５が上記ねじ軸３８に沿って移動する際に、このナット部材４５がこのねじ軸３８に対し傾斜する傾向となる。そして、このナット部材４５が傾斜した場合、このナット部材４５の貫通孔４６に形成した雌ねじ部４７と、上記ねじ軸３８の外周面に形成した雄ねじ部４８との噛み合いが不十分となり、動力が十分に伝達されない可能性がある。しかも、一部の噛み合い部での当接圧が大きくなって、うねり音が生じる可能性もある。

これに対し本例の場合、ナット部材４５の両端部により、上記ステアリングコラム４ａを揺動させる力を伝達している為、このナット部材４５が上記ねじ軸３８に対し傾斜する事を防止して、ねじ軸３８とこのナット部材４５との間の動力の伝達を安定して確実に行なえる。この為、上記電動モータ３１の動力を、上記ねじ軸３８及びナット部材４５を介して、前記偏心ブッシュ５０、５０、延いては、ステアリングコラム４ａに効率良く伝達できる。又、一部の噛み合い部で当接圧が大きくなる事を防止して、うねり音の発生を、より確実に防止できる。その他の構造及び作用は、上述の実施の形態の第１例と同様である。

［本発明の実施の形態の第３例］
次に、図９は、やはり、請求項１、３〜５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ナット部材４５ａの軸方向寸法（図９の左右方向長さ）を短くして、このナット部材４５ａの両端面と、ステアリングコラム４ａ及びブラケット５３に形成した円形凹部４９、４９ａの奥面５５との間に、それぞれ隙間を設けている。この為、上記ナット部材４５ａが軸方向（図９の左右方向）に変位可能となる。この様な本例の構成によれば、上記ナット部材４５ａがねじ軸３８に沿って移動する際に、このねじ軸３８の曲がりをより吸収し易く、うねり音の発生をより確実に抑えられる。

即ち、前述の第１例及び上述の第２例の場合、偏心ブッシュ５０が回転する事により、この偏心ブッシュ５０に嵌合したナット部材４５が、前後方向（図２、３の左右方向、図４、６、８、９の表裏方向）に振れる事を許容する。これに対して本例の場合、この前後方向に加えて、上記ナット部材４５ａの軸方向にも振れる事も、上記第１〜２例以上に許容する。従って、上記ねじ軸３８の曲がりによるこのナット部材４５ａの振れをより吸収し易くなり、うねり音の発生をより確実に抑えられる。又、本例の場合、ナット部材４５ａの両端部と偏心ブッシュ５０、５０との間、若しくは、これら両偏心ブッシュ５０、５０と円形凹部４９、４９ａとの間に、製造誤差や組み付け誤差が存在する場合でも、これらの誤差を吸収し易くできる。その他の構造及び作用は、上述の実施の形態の第２例と同様である。

［本発明の実施の形態の第４例］
次に、図１０は、請求項１〜３、５に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、ステアリングコラム４ａの円形凹部４９の内周面と偏心ブッシュ５０の外周面５１との間、及び、この偏心ブッシュ５０の内周面５２とナット部材４５ａの先端部外周面との間に、それぞれ滑り軸受５６ａ、５６ｂを設けている。これら両滑り軸受５６ａ、５６ｂは、銅、鉛等を含む摩擦の低い合金、或は、合成樹脂等の自己潤滑性を有する材料等の低摩擦材製で、全体を断面Ｌ字型に形成している。

即ち、上記両滑り軸受５６ａ、５６ｂは、円筒部５７ａ、５７ｂと、これら両円筒部５７ａ、５７ｂのそれぞれの端部を径方向外方に折り曲げて形成した円輪部５８ａ、５８ｂとから成る。そして、上記両円筒部５７ａ、５７ｂを上記円形凹部４９の内周面と上記外周面５１との間、及び、上記内周面５２とナット部材４５ａの先端部外周面との間に、それぞれ配置している。又、上記両円輪部５８ａ、５８ｂの側面を、上記ステアリングコラム４ａの中間部側面で上記円形凹部４９の周囲部分と、上記偏心ブッシュ５０の端面で上記内周面５２の周囲部分とに、それぞれ当接させ、上記両滑り軸受５６ａ、５６ｂの位置決めを図っている。

この様な本例の構成によれば、上記両滑り軸受５６ａ、５６ｂを介在させた、上記ステアリングコラム４ａと上記偏心ブッシュ５０同士、及び、この偏心ブッシュ５０と上記ナット部材４５ａ同士のそれぞれの摩擦を低減して、上記ステアリングコラム４ａの揺動時の作動性を良好にできる。即ち、上記ナット部材４５ａがねじ軸３８に沿って移動する事により、このナット部材４５ａの先端部を嵌合した上記偏心ブッシュ５０が回転する。この際、この偏心ブッシュ５０の内周面５２と上記ナット部材４５ａの先端部外周面とが、及び、この偏心ブッシュ５０の外周面５１と上記円形凹部４９の内周面とが、それぞれ相対回転する。本例の場合、この様に互いに相対回転する部分に上記滑り軸受５６ａ、５６ｂを配置している為、この相対回転を円滑に行なえ、上記ステアリングコラム４ａの揺動時の作動性を良好にできる。

尚、本例の場合、上述した実施の形態の第３例と異なり、ブラケット５３を設けていないが、ステアリングコラム４ａ側の円形凹部４９の奥面５５と、ナット部材４５ａの先端面との間に隙間を設けている為、このナット部材４５ａが軸方向（図１０の左右方向）に変位可能となる。本例の場合、このナット部材４５ａの先端部外周面と偏心ブッシュ５０の内周面５２との間に、滑り軸受５６ｂを設けている為、上記ナット部材４５ａの軸方向の変位も円滑に行なえる。その他の構造及び作用は、上述の実施の形態の第３例と同様である。

上述した各例の場合、ねじ軸３８に沿ってナット部材４５、４５ａを移動させる送りねじ機構（或はボールねじ機構）により、電動アクチュエータを構成している。但し、本発明では、この様な電動アクチュエータを使用するものに限定するものではなく、リニアモータにより構成される電動アクチュエータを使用する事もできる。

電動アクチュエータとしてリニアモータを使用する場合、例えば、車体側ブラケット２４とステアリングコラム４ａとのうちの一方にリニアモータの固定子を固定する。又、ステアリングコラム４ａと車体側ブラケット２４とのうちの他方に移動子を固定する。そして、この移動子と固定子とを組み合わせ、移動子への通電により、この移動子の電磁石の極を変化させ、この移動子を上記固定子に沿って何れかの方向に移動させる。そして、ステアリングコラム４ａをチルトピボット軸２３（図２、３参照）を中心に揺動させる。

上述の様なリニアモータを使用する構成に本発明を適用する場合、上記チルトピボット軸２３と平行に配置された上記移動子の端部を、偏心ブッシュ等の偏心部材を介してステアリングコラム４ａの中間部に接続する。これにより、上記移動子の上記固定子に沿った移動を、このステアリングコラム４ａに円滑に伝達できる。

又、上述の各例では説明しなかったが、本発明は、チルト式ステアリング装置に、テレスコピック機能を有する構造にも、勿論適用可能である。前述の図２に示した構造もテレスコピック機能を備えているが、この様なテレスコピック機能に就いて、図１１を参照しつつ簡単に説明する。

ステアリングコラム４ａは、アウターコラム５９の内側にインナーコラム６０を軸方向に摺動自在に内嵌して成る。このうちのインナーコラム６０の中間部に、第三コラム支持板部６１を固定している。この第三コラム支持板部６１には、電動モータ６２により、ウォーム減速機６３を介して駆動され、上記インナーコラム６０を軸方向に押し引きする為の、押し引きロッド６４の先端部を固定している。そして、上記電動モータ６２を駆動する事によりこの押し引きロッド６４を押し引きさせて、上記インナーコラム６０を上記アウターコラム５９に対し軸方向に移動可能としている。

上述の様な構成により、インナーコラム６０の内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト９ａを、このインナーコラム６０と共に軸方向に移動させ、このステアリングシャフト９ａの後端部に固定したステアリングホイール１の、上記ステアリングコラム４ａの軸方向に関する位置調整を可能としている。前述の図２は、この様なテレスコピック機能も備えた構造を示している。

本発明の電動チルト式ステアリング装置を組み込むステアリング装置の全体構造を示す略斜視図。 本発明の電動チルト式ステアリング装置の実施の形態の第１例を、一部を省略して示す側面図。 図２の左半部拡大図。 図２の拡大Ａ−Ａ断面図。 一部を省略して示す、図４のＢ−Ｂ断面図。 図４の右半部拡大図。 偏心ブッシュとナット部材との位置関係を、ステアリングコラムが中立の状態と、これから揺動した状態とで、図２と同方向から見た状態で示す模式図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図６と同様の図。 同第３例を示す、図６と同様の図。 同第４例を示す、図４のＣ部に相当する図。 テレスコピック機能を説明する為の、ステアリング装置の別例を示す一部断面図。 従来から知られているテレスコピック機構付の電動チルト式ステアリング装置の１例を、一部を切断した状態で示す略側面図。

符号の説明

１ ステアリングホイール
２ 第一の電動アクチュエータ
３ 第二の電動アクチュエータ
４、４ａ ステアリングコラム
５ 下部コラム
６ 中間コラム
７ 上部コラム
８ 横軸
９、９ａ ステアリングシャフト
１０ａ、１０ｂ ブラケット
１１ 電動モータ
１２ 押し引きロッド
１３ ピン
１４ａ、１４ｂ 第二ブラケット
１５ フォーク部
１６ 押し引きロッド
１７ ピン
１８ 電動チルト式ステアリング装置
１９ａ、１９ｂ 自在継手
２０ 中間シャフト
２１ ステアリングギヤ
２２ タイロッド
２３ チルトピボット軸
２４ 車体側ブラケット
２５ 取付板部
２６ 第一コラム支持板部
２７ 第二コラム支持板部
２８ 平面部
２９ 底板部
３０ 電動モータ支持板部
３１ 電動モータ
３２ ケース
３３ ハウジング部
３４ 凹孔
３５ ウォーム減速機
３６ ウォーム軸
３７ 回転軸
３８ ねじ軸
３９ａ、３９ｂ 玉軸受
４０ 抑え部材
４１ ウォームホイール
４２ 通孔
４３ 筒状部材
４４ リップ
４５、４５ａ ナット部材
４６ 貫通孔
４７ 雌ねじ部
４８ 雄ねじ部
４９、４９ａ 円形凹部
５０ 偏心ブッシュ
５１ 外周面
５２ 内周面
５３ ブラケット
５４ 切り欠き
５５ 奥面
５６ａ、５６ｂ 滑り軸受
５７ａ、５７ｂ 円筒部
５８ａ、５８ｂ 円輪部
５９ アウターコラム
６０ インナーコラム
６１ 第三コラム支持板部
６２ 電動モータ
６３ ウォーム減速機
６４ 押し引きロッド

Claims (5)

1. 車体に固定される車体側ブラケットと、
   内側にステアリングシャフトを回転自在に支持し、このステアリングシャフトの中心軸の方向に対し直角方向に存在するチルトピボット軸を中心とした揺動変位を自在としたステアリングコラムと、
   上記車体側ブラケットとステアリングコラムとのうちの一方の部材に支持されたねじ軸又は固定子と、これら車体側ブラケットとステアリングコラムとのうちの他方の部材に支持された移動部材と、電動モータとを有し、この電動モータの駆動に伴って上記移動部材をねじ軸又は固定子に対し移動させる事により、上記ステアリングコラムを上記チルトピボット軸を中心として揺動させる電動アクチュエータとを備えた電動チルト式ステアリング装置に於いて、
   上記移動部材と上記他方の部材とは、偏心部材を介して接続されており、
   この偏心部材は、この他方の部材に形成した第一の嵌合面と回転自在に嵌合する第二の嵌合面と、上記移動部材に形成した第三の嵌合面と回転自在に嵌合する第四の嵌合面とを備え、これら第一〜第四の各嵌合面の中心軸は、それぞれ上記チルトピボット軸と平行であり、これら各嵌合面のうち、上記第二の嵌合面の中心軸と上記第四の嵌合面の中心軸とを偏心させている事を特徴とする電動チルト式ステアリング装置。
2. 移動部材と偏心部材との間部分と、この偏心部材と他方の部材との間部分とのうち、少なくとも何れか一方の間部分に、低摩擦材を介在させている、請求項１に記載した電動チルト式ステアリング装置。
3. 電動アクチュエータが、電動モータの駆動により回転するねじ軸を備えたものであり、移動部材が、一部をこのねじ軸に螺合しこのねじ軸に沿って移動自在なナット部材であり、偏心部材が、外周面の中心軸と内周面の中心軸とが偏心した偏心ブッシュであり、上記ナット部材の端部外周面に形成した円筒面部をこの偏心ブッシュの内周面に回転自在に嵌合すると共に、この偏心ブッシュの外周面を他方の部材の一部に形成した円形凹部の内周面に回転自在に嵌合している、請求項１又は請求項２に記載した電動チルト式ステアリング装置。
4. ナット部材の両端部が他方の部材に対し、それぞれ偏心ブッシュを介して支持されている、請求項３に記載した電動チルト式ステアリング装置。
5. ねじ軸の外周面に転造により雄ねじ部を形成している、請求項３又は請求項４に記載した電動チルト式ステアリング装置。

Images