JP2011110967A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チルトナット内に小さい部品を多く組み込まなくても、チルトナットとチルトスクリューとの間のがたつきを防止する。
【解決手段】ステアリングシャフト１０を支持しているコラムチューブ１１と、このコラムチューブ１１を車体側に位置調整可能として取り付けるための上ブラケット２とを備えている。モータによって回転するチルトスクリュー７が、コラムチューブ１１の隣りに位置しかつ前記位置調整の方向に軸心方向を向けて上ブラケット２に取り付けられている。チルトスクリュー７に螺合し当該チルトスクリュー７の回転によって移動するチルトナット８が、コラムチューブ１１と一体移動可能に設けられている。チルトナット８とコラムチューブ１１との間に弾性部材２３が設けられ、チルトナット８をチルトスクリュー７に押し付けている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に装備されるステアリング装置に関する。

運転者が好ましい姿勢で運転することができるように、ステアリングシャフトに取り付けられたステアリングホイールの位置を調節することができるステアリング装置が用いられている。このような装置として、例えば特許文献１に開示されているものがあり、このステアリング装置は、ステアリングシャフトを回転可能に支持しているコラムチューブを上下方向に電動で移動させることにより、ステアリングホイールの位置を調節する電動式のチルト調節機構を備えている。
図６は従来の電動式チルト調節機構を備えたステアリング装置の横断面図である。このステアリング装置は、車体側の固定部材９９に固定される固定ブラケット９０と、この固定ブラケット９０に回転自在として取り付けられたチルトスクリュー９１と、このチルトスクリュー９１の回転によって上下方向に移動するチルトナット９２と、チルトスクリュー９１を回転させるモータ（図示せず）とを備えている。

このステアリング装置では、コラムチューブ９３にガイドブラケット９８が取り付けられていて、このガイドブラケット９８にチルトナット９２が取り付けられている。前記モータによってチルトスクリュー９１が回転すると、チルトナット９２は、ガイドブラケット９８及びコラムチューブ９３と共にチルトスクリュー９１に沿って上下方向に移動する。この移動により、コラムチューブ９３に支持されているステアリングシャフト９４及びその上端部に固定されているステアリングホイール（図示せず）を、上下方向の所望の位置に調節することができる。

また、この電動式のチルト調節機構では、チルトナット９２とチルトスクリュー９１との間のがたつきによる異音の発生を防止するために、チルトナット９２の周壁の一部に直線状の孔９２Ａ及びねじ孔９２Ｂが形成され、これらの孔９２Ａ，９２Ｂに押さえ部材９７、圧縮バネ９６及び止めボルト９５が設けられている。止めボルト９５は、ねじ孔９２Ｂに螺合し圧縮バネ９６を止める部材であり、押さえ部材９７は、この圧縮バネ９６によってチルトスクリュー９１側へ押され、チルトスクリュー９１の外周面に接触している。押さえ部材９７がチルトスクリュー９１側へ押し付けられた状態となることにより、チルトナット９２とチルトスクリュー９１との間のがたつきは防止される。なお、図６では、チルトナット９２をチルトスクリュー９１に押し付けるために、コラムチューブ９３の外周面とチルトナット９２との間には、隙間ｇが設けられている。

特開２００９−６１９２７号公報（図４参照）

図６の構成によれば、チルトナット９２とチルトスクリュー９１との間のがたつきを防止することができるが、このためには、チルトナット９２に、孔９２Ａ及びねじ孔９２Ｂを形成する必要があり、また、これら孔９２Ａ及びねじ孔９２Ｂに、三つの小さな部品（押さえ部材９７、圧縮バネ９６及び止めボルト９５）を取り付ける必要がある。このように、チルトナット９２に様々な加工（孔加工）を施し、さらに、小さな部品を多く組み込むことから、製造に手間を要し、コストアップの原因となってしまう。
また、チルトナット９２の周壁を貫通する孔９２Ａ及びねじ孔９２Ｂが形成されることで、また、これによりチルトナット９２の強度及び耐久性が低下するので、チルトナット９２本来のチルト調節機能を発揮させるためには、チルトスクリュー９１との噛み合い長さを長くする必要があり、この結果、チルトナット９２の大型化を招くおそれがある。

そこで、本発明は、ナット部材（チルトナット）に従来のような孔加工をしなくても、また、ナット部材（チルトナット）に小さい部品を多く組み込まなくても、がたつきを防止することができるステアリング装置を提供することを目的とする。

本発明のステアリング装置は、ステアリングシャフトを回転自在に支持しているコラムチューブと、前記コラムチューブを車体側の固定部材に位置調整可能として取り付けるための固定ブラケットと、前記コラムチューブの隣りに位置しかつ前記位置調整の方向に軸心方向を向けて前記固定ブラケットに取り付けられ、モータによって回転するねじ軸と、前記コラムチューブと一体移動可能に設けられかつ前記ねじ軸に螺合し当該ねじ軸の回転によって当該ねじ軸に沿って移動するナット部材と、前記ナット部材と前記コラムチューブとの間に設けられ、当該ナット部材を前記ねじ軸に押し付ける弾性部材とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、弾性部材によって、ナット部材はねじ軸に押し付けられるので、ナット部材とねじ軸との間のがたつきが防止される。そして、このようながたつきを防止するために、ナット部材とコラムチューブとの間に弾性部材を設ければよく、従来のように、ナット部材に様々な加工を施す必要がなく、また、ナット部材に小さい部品を組み込まなくてもよい。

また、ナット部材とコラムチューブとの間に設けられた弾性部材が、ナット部材をねじ軸に押し付けると、その反力として、当該弾性部材はコラムチューブを押した状態となり、この状態でコラムチューブが自身の長手方向に移動しようとすると、弾性部材とコラムチューブとの間には摩擦力が発生する。
そこで、この場合、前記弾性部材と前記コラムチューブとの間に、当該コラムチューブに対する当該弾性部材の摩擦抵抗よりも小さい摩擦抵抗を有する摺動部材が介在しているのが好ましい。この構成によれば、前記摩擦力を低減することができ、コラムチューブの前記移動を阻害してしまうのを防ぐことができる。

本発明によれば、ナット部材に従来のような孔加工をしなくても、また、ナット部材に小さい部品を多く組み込まなくても、ナット部材とネジ軸との間のがたつきを防止することができるので、ステアリング装置の製造コストの低減を図ることが可能となる。

本発明のステアリング装置を側面から見た模式図である。 チルト調節機構部が設けられている部分の横断面図である。 弾性部材及びその周囲の断面図である。 本発明のステアリング装置（第二実施形態）のチルト調節機構部が設けられている部分の横断面図である。 第一実施形態（図３）の変形例を示している断面図である。 従来のステアリング装置の横断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のステアリング装置を側面から見た模式図である。なお、以下の説明において、ステアリング装置を操作する運転者を基準とした前後、上下及び左右を、方向を示す用語として使用する。
本発明のステアリング装置は、ステアリングコラム１と、このステアリングコラム１を車体側の固定部材９に取り付けている固定ブラケットとを備えている。固定ブラケットは、上ブラケット２及び下ブラケット３からなる。

ステアリングコラム１は、ステアリングシャフト１０を支持している筒形状のコラムチューブ１１を有し、このコラムチューブ１１の内部でステアリングシャフト１０が回転自在に支持されている。コラムチューブ１１の上部から突出しているステアリングシャフト１０の上端部に、ステアリングホイール（操舵部材）１２が固定されている。
また、コラムチューブ１１の下部から突出しているステアリングシャフト１０の下端部は、両端に自在継手を備える中間シャフト５を介して、運転室の前方に設けられたステアリングギア機構４の入力軸４０に連結される。

上ブラケット２及び下ブラケット３は、コラムチューブ１１を車体側の固定部材９に位置調整可能として取り付けるためのものであり、上ブラケット２はコラムチューブ１１の中途部を支え、下ブラケット３はコラムチューブ１１の下部を支えている。上下のブラケット２，３によって、コラムチューブ１１は、下部側を前方でかつ下方に向けた傾斜姿勢となって車両側の固定部材９に取り付けられている。
そして、操舵のために運転者がステアリングホイール１２に操舵トルクを加えると、この操舵トルクは、ステアリングシャフト１０及び中間シャフト５を介して、ステアリングギア機構４の入力軸４０に伝達され、このステアリングギア機構４の動作により車輪（図示せず）の操舵が行われる。

本発明のステアリング装置は、運転者により操作されるステアリングホイール１２の位置を、運転姿勢に合わせて上下及び前後に変更することができ、このために、コラムチューブ１１の傾斜角度を変更するチルト調節機構部と、コラムチューブ１１をその長手方向に伸縮させるテレスコ調節機構部とを備えている。

コラムチューブ１１の傾斜角度を変更するために、前記下ブラケット３には左右方向に延びる支持ピン３０が設けられていて、コラムチューブ１１（ステアリングコラム１）の下部が、この支持ピン３０に回動自在に取り付けられている。そして、前記上ブラケット２側において、チルト調節機構部のモータＭ１が回転することにより、コラムチューブ１１を移動させる。この移動には、上下方向成分の移動が含まれている。このため、コラムチューブ１１を、支持ピン３０の中心線回りに上下方向に揺動させることができ、この揺動によりチルト動作が行われる。コラムチューブ１１が上下方向の成分を有して移動する方向を、チルト方向と呼ぶ。

図２は、チルト調節機構部が設けられている部分の横断面図である。前記コラムチューブ１１は、内筒２１と、この内筒２１の径方向外側で一部が重なった外筒２２とを有している。上ブラケット２の範囲で外筒２２の外側には、ガイドブラケット１５が取り付けられていて、このガイドブラケット１５は、外筒２２に外嵌している環状の本体部１６と、本体部１６から左右方向に延びているガイド部１７，１８とを有している。
本体部１６は、外筒２２を、コラムチューブ１１の中心線Ｃ１方向に移動可能でかつ中心線Ｃ１に直交する方向には移動不能の状態として支持している。なお、本体部１６が、外筒２２を中心線Ｃ１方向に移動可能として支持しているのは、前記のとおり、コラムチューブ１１を下ブラケット３の支持ピン３０の中心線回りに上下方向に揺動させる際、上ブラケット２側では、コラムチューブ１１（外筒２２）は、ガイドブラケット１５に対して中心線Ｃ１方向に僅かに移動するためである。

ガイドブラケット１５の左側のガイド部１７にはガイド軸１９が取り付けられていて、ガイド軸１９が、上ブラケット２の左側にある側壁２ａに形成された長孔形状であるガイド孔２ｃにガイドされている。また、右側のガイド部１８には、後にも説明するがチルトナット８が取り付けられていて、このチルトナット８の一部が、上ブラケット２の右側にある側壁２ｂに形成された長孔形状であるガイド孔２ｄにガイドされている。これにより、ガイドブラケット１５は、上ブラケット２に、チルト方向に移動可能でかつチルト方向に直交する方向に移動不能として（移動が制限されて）取り付けられる。

また、内筒２１と外筒２２とは、共通する中心線Ｃ１方向に相対的に移動可能な構成である。そして、内筒２１と外筒２２とが重なっている重なり長さ（中心線Ｃ１方向の重なり長さ）が、テレスコ調節機構部によって増減され、テレスコ動作が行われる。テレスコ調節機構部については、後に説明する。このテレスコ動作によっても、コラムチューブ１１（外筒２２）はガイドブラケット１５に対して中心線Ｃ１方向に移動する。

本発明のステアリング装置は、チルト調節機構部として、上ブラケット２に取り付けられモータＭ１（図１参照）の駆動によって回転する直線状のチルトスクリュー（ねじ軸）７と、このチルトスクリュー７に螺合している前記チルトナット（ナット部材）８とを備えている。モータＭ１は上ブラケット２に取り付けられている。
チルトスクリュー７は、コラムチューブ１１の右隣り（左隣りであってもよい）に位置し、かつ、当該コラムチューブ１１の位置調整の方向となるチルト方向に軸心方向（中心線Ｃ２方向）を向けて、上ブラケット２に取り付けられている。チルトスクリュー７は、その上部及び下部が転がり軸受２７ａ，２７ｂによって支持されることで回転可能として上ブラケット２に取り付けられている。そして、チルトスクリュー７の下端部に固定されたウォームホイール１３が、前記モータＭ１によって回転するウォーム１４（図１参照）と噛合している。

チルトナット８は、チルトスクリュー７のねじ部７ａに螺合するねじ孔８ａが形成された円環形状であり、チルトナット８は、前記ガイドブラケット１５に固定されている。このため、チルトスクリュー７が前記モータＭ１によって回転することで、チルトナット８は、当該チルトスクリュー７に沿って、すなわち、チルト方向に移動する。
さらに、チルトナット８は、ガイドブラケット１５に固定されていることで、このガイドブラケット１５に支持されているコラムチューブ１１とチルトナット８とは、チルト方向に関して、一体移動可能に設けられた構成となる。

本発明のステアリング装置では、チルトナット８とコラムチューブ１１の外筒２２との間に弾性部材２３が設けられている。図３は、この弾性部材２３及びその周囲の断面図である。本実施形態では、弾性部材２３はゴム製であり、圧縮された状態で、チルトナット８の外周面の一部２６と、当該一部２６に対向することになる外筒２２の外周面の一部２７との間に設けられている。さらに、本実施形態では、外筒２２の外周面の一部２７と弾性部材２３との間に摺動部材２４が介在している。

前記弾性部材２３は、チルトナット８の外周面の一部２６と、外筒２２の外周面の一部２７との間を結ぶ方向に圧縮された状態で設けられている。このため、弾性部材２３は、その弾性復元力によって、チルトナット８をチルトスクリュー７に押し付けた状態となり、その押し付け方向は、チルトスクリュー７の中心線Ｃ２に直交する右方向（図３の矢印Ｘ１の方向）となる。このように、弾性部材２３によって、チルトナット８のねじ孔８ａがチルトスクリュー７のねじ部７ａに押し付けられるので、チルトナット８とチルトスクリュー７との間のがたつきが防止され、このがたつきによる異音の発生を抑制することが可能となる。

弾性部材２３の、チルトナット８の外周面の一部２６に接触する第一の接触面２３ａは、当該一部２６に沿った形状を有していて、当該一部２６と面で接触している。チルトナット８の当該一部２６が、例えば中心線Ｃ２を中心とする曲面形状（円弧形状）からなる場合、弾性部材２３の前記接触面２３ａも、中心線Ｃ２を中心とする曲面形状（円弧形状）からなる。
さらに、本実施形態の弾性部材２３は、そのチルト方向の長さＬ１が、チルトナット８のチルト方向の長さＬ２と同じに設定されており、弾性部材２３はチルトナット８を広い範囲で押すことができる。

前記のとおり、チルトナット８と外筒２２との間に設けられた弾性部材２３によって、チルトナット８をチルトスクリュー７に押し付けた状態になると、その反力として、弾性部材２３は外筒２２を左方向（矢印Ｘ２）に押すことになる。この状態で、コラムチューブ１１を上下方向に揺動させ、外筒２２がガイドブラケット１５に対してその中心線Ｃ１（図２参照）方向に移動しようとすると（移動すると）、弾性部材２３と外筒２２との間には摩擦力が発生する。そこで、本実施形態では、外筒２２の外周面の一部２７と弾性部材２３との間に、前記摺動部材２４を設けることで、前記摩擦力を低減する。

このために、摺動部材２４は、外筒２２の外周面の一部２７に対する弾性部材２３の摩擦抵抗よりも小さい摩擦抵抗を有するものであり、例えば、樹脂製とすることができ、弾性部材２３よりも摩擦係数（静摩擦係数及び動摩擦係数）が小さい。この摺動部材２４によれば、弾性部材２３が直接的に外筒２２の外周面の一部２７に接触する場合よりも、当該一部２７に対する摺動抵抗を小さくすることができる。したがって、外筒２２がガイドブラケット１５に対して中心線Ｃ２方向に移動しようとすると（移動すると）、外筒２２との間で摩擦力が発生するが、この摩擦力を低減することができ、外筒２２の前記移動を阻害してしまうのを防ぐことができる。

摺動部材２４の、外筒２２の外周面の一部２７に接触する第一の接触面２４ａは、当該一部２７に沿った形状を有していて、当該一部２７と面で接触する。外筒２２の外周面は、中心線Ｃ１（図２参照）を中心とする曲面形状（円弧形状）からなるため、摺動部材２４の前記接触面２４ａも、中心線Ｃ１を中心とする曲面形状（円弧形状）からなる。
さらに、本実施形態の摺動部材２４は、そのチルト方向の長さＬ３が、弾性部材２３のチルト方向の長さＬ１と同じに設定されている。また、弾性部材２３の前記第一の接触面２３ａと反対である第二の接触面２３ｂと、摺動部材２４の前記第一の接触面２４ａと反対である第二の接触面２４ｂとは同じ形状（輪郭形状）である。
このため、弾性部材２３は摺動部材２４を広い範囲で押し、さらに、摺動部材２４は外筒２２に対して広い範囲で接触した状態となる。このため、弾性部材２３によるＸ１方向のチルトナット８の押し付け力が大きくても、その反力によって生じる、摺動部材２４が外筒２２を押すＸ２方向の力を分散させ面圧を、小さくすることができ、摺動部材２４と外筒２２との間の摺動抵抗が大きくなることを抑制することができる。

また、弾性部材２３及び摺動部材２４は、チルトナット８と外筒２２との間に挟まれた状態にあるが、弾性部材２３はチルトナット８に固定されていなくてもよく、また、摺動部材２４は弾性部材２３に固定されていなくてもよい。これは、チルトナット８をガイドブラケット１５に取り付けるために、当該ガイドブラケット１５に取り付け孔２５が形成されており（図３参照）、この取り付け孔２５によって弾性部材２３及び摺動部材２４は小隙間を有して囲まれていることで、これら弾性部材２３及び摺動部材２４は、設置位置から脱落することがないためである。

前記テレスコ調節機構部について説明する。図２において、テレスコ調節機構部は、テレスコ動作用のモータ（図示せず）によって回転するテレスコスクリュー５７と、このテレスコスクリュー５７に螺合しているテレスコナット５８とを有している。テレスコスクリュー５７は、その中心線がコラムチューブ１１の中心線Ｃ１と平行な方向に配置されていて、内筒２１と外筒２２との内の一方に取り付けられている。これに対して、テレスコナット５８は、内筒２１と外筒２２との内の他方に取り付けられている。テレスコスクリュー５７が回転することで、内筒２１と外筒２２とは中心線Ｃ１方向に移動し、テレスコ動作が行われる。

図４は、本発明のステアリング装置（第二実施形態）のチルト調節機構部が設けられている部分の横断面図である。
この第二実施形態では、弾性部材２３が、コラムチューブ１１が有している内筒２１とチルトナット８との間に設けられている。そして、この弾性部材２３は、前記第一実施形態と同様に、チルトナット８をチルトスクリュー７に押し付けている。

弾性部材２３が内筒２１とチルトナット８との間に設けられるために、外筒２２の内の、弾性部材２３が設けられる部分には、穴３５（又は切り欠き）が形成されており、この部分を弾性部材２３（及びチルトナット８の左側の一部）が貫通している。
また、テレスコ調整の際に、外筒２２が中心線Ｃ１方向に移動するのに対して、内筒２１が中心線Ｃ１方向に移動しないで固定状態にある場合、第一実施形態のステアリング装置が有している摺動部材２４を不要とすることもできる。その他の構成は、第一実施形態と同様である。

以上のように前記各実施形態によれば、ステアリングホイール１２（図１参照）を上下方向に電動で位置調節するために、ステアリング装置は、モータＭ１等を有するチルト調整機構部を備えているが、このようなチルト調整機構部において、チルトナット８とチルトスクリュー７との間のがたつきを防止するために、図２に示しているように、チルトナット８とコラムチューブ１１（外筒２２又は内筒２１）との間に弾性部材２３を設ければよく、図６の従来例に示しているような、チルトナット９２にチルト調節機能以外のための様々な孔加工を施す必要がなく、また、チルトナット９２に小さい部品を組み込まなくてもよい。このため、ステアリング装置の製造が簡単となり、部品点数の削減も可能となり、製造コストの低減が可能となる。

また、弾性部材２３は、既に形成されているチルトナット８の内側（中央側）の空間、つまり、チルトナット８とコラムチューブ１１との間の空間に設ければよいので、弾性部材２３を設置するための空間を新たに設ける必要がない。このため、ステアリング装置の寸法を大きくする必要がない。

また、図６に示している従来例では、チルトナット９２の大きさはある程度制限されていることから、その内部に組み込む圧縮バネ９６の大きさも制限される。このため、押さえ部材９７による押し付け力を大きくすることが困難であり、また、押し付け力の大きさの設定範囲は限られてしまう。
しかし、本発明の前記各実施形態によれば、弾性部材２３の大きさの変更は容易であり、大きな押し付け力から小さな押し付け力まで幅広く設定するのが容易となる。さらに、弾性部材２３の材質の変更や、圧縮代（つまり、自然状態での弾性部材２３の厚さ）を変更することで、押し付け力の調整が容易となる。

さらに、前記各実施形態では、上ブラケット２に取り付けられたチルトスクリュー７に、チルトナット８が螺合することで、これらは機械的に連結された状態にあり、このチルトナット８とコラムチューブ１１との間に弾性部材２３（及び摺動部材２４）が介在して、コラムチューブ１１は左右方向から押さえられた状態となることから、上ブラケット２においてコラムチューブ１１を含めた構成の左右方向の剛性を高めることができる。このため、従来では必要であったコラムチューブ１１の取り付け剛性を高めるための部材（例えばバネ部材）を少なくすることが可能となる。

本発明のステアリング装置は、電動パワーステアリング装置及び油圧パワーステアリング装置に適用可能であり、また、本発明のステアリング装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、弾性部材２３は、ゴム以外のものであってもよく、例えば、金属製の圧縮バネ（皿バネ）を用いた構成であってもよい。

また、図５は、第一実施形態（図３）の変形例を示している断面図である。第一実施形態（図３）では、外筒２２の外周面の一部２７に接触する摺動部材２４の接触面２４ａは、当該一部２７に沿った形状であり、コラムチューブ１１の中心線Ｃ１を中心とする曲面形状（円弧形状）としている。
しかし、図５の場合、摺動部材２４が接触する外筒２２の外周面の一部２７を、平面としている。そして、この一部２７に接触する摺動部材２４の接触面２４ａも、平面としている。これら平面は、弾性部材２３によって摺動部材２４が外筒２２の一部２７に押される方向（矢印Ｘ２）に直交する面である。

また、第二実施形態（図４）の場合、摺動部材２４は省略されていて、弾性部材２３が直接的に内筒２１に接触していることから、図示しないが、図５の場合と同様に、摺動部材２４が接触する内筒２１の外周面の一部を平面としてもよく、この内筒２１の外周面の一部に接触する弾性部材２３の接触面も、平面とすればよい。

今回開示した実施形態は、本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等な意味、及び、範囲内での全ての変更が含まれる。

２：上ブラケット（固定ブラケット）、 ７：チルトスクリュー（ねじ軸）、 ８：チルトナット（ナット部材）、 ９ 固定部材、 １０：ステアリングシャフト、 １１：コラムチューブ、 ２３：弾性部材、 ２４：摺動部材、 Ｍ１：モータ

Claims (2)

1. ステアリングシャフトを回転自在に支持しているコラムチューブと、
   前記コラムチューブを車体側の固定部材に位置調整可能として取り付けるための固定ブラケットと、
   前記コラムチューブの隣りに位置しかつ前記位置調整の方向に軸心方向を向けて前記固定ブラケットに取り付けられ、モータによって回転するねじ軸と、
   前記コラムチューブと一体移動可能に設けられかつ前記ねじ軸に螺合し当該ねじ軸の回転によって当該ねじ軸に沿って移動するナット部材と、
   前記ナット部材と前記コラムチューブとの間に設けられ、当該ナット部材を前記ねじ軸に押し付ける弾性部材と、を備えていることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記弾性部材と前記コラムチューブとの間に、当該コラムチューブに対する当該弾性部材の摩擦抵抗よりも小さい摩擦抵抗を有する摺動部材が介在している請求項１に記載のステアリング装置。

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